JP2548978Y2 - 建設機械の安全装置 - Google Patents

建設機械の安全装置

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JP2548978Y2
JP2548978Y2 JP297592U JP297592U JP2548978Y2 JP 2548978 Y2 JP2548978 Y2 JP 2548978Y2 JP 297592 U JP297592 U JP 297592U JP 297592 U JP297592 U JP 297592U JP 2548978 Y2 JP2548978 Y2 JP 2548978Y2
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伸行 小林
学 田村
明宏 赤木
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新キャタピラー三菱株式会社
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は油圧ショベル等の建設機
械に関し、特に、油圧モータにより運動される構造体を
備えた建設機械の安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の旋回系建設機械では、建設機械に
搭載された送受信機及び作業者が携帯している送受信機
によって建設機械と作業者の間の相対距離を絶えず検知
し、危険区域に作業者が侵入した場合、その旨を警報器
及び警報ランプを通じて建設機械のオペレータ(運転
者)及び作業者の双方に知らせるという安全装置が考案
されている。
【0003】しかしながら、これらの安全装置だけで
は、作業者が作業装置に挟まれたり、車両本体にひかれ
たり、作業装置の直撃を受けたりする事故が後を断たな
い。そこで、これらの事故を未然に防止すべく、警報と
同時に建設機械の全ての動き、即ち、作業装置及び車両
本体双方の動きを停止してしまう安全装置も考案されて
いる。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな建設機械を狭い作業現場において使用する場合に
は、作業者が建設機械に近づく頻度が高く、その度に建
設機械の動作が停止し、作業効率が低下するという欠点
があった。
【0005】本考案はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、作業効率を低下さ
せることなく作業者の安全を確保できる安全装置を提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、油圧モータにより運動される構造体と、操作油圧
に応じて該油圧モータに供給する駆動油圧を変更する制
御弁と、該制御弁に対する操作油圧を調整する操作手段
とを備えた建設機械において、以下のような安全装置を
提供する。
【0007】即ち、建設機械周囲の複数に分割された監
視領域内の人間を含む障害物の存否をそれぞれ検知する
複数のセンサと、前記操作手段による前記制御弁に対す
る操作油圧の上限を、入力される制御信号に基づき減少
させる電磁リリーフ弁と、前記各センサからの検知信号
に対応した制御信号を選択して該電磁リリーフ弁に対し
て出力する制御手段とを備え、障害物の存在を検知した
ときに、該障害物の存在する監視領域に応じて、前記構
造体の運動速度の上限を低下させるように構成する。
【0008】また、上記構成に加えて、前記構造体の運
動方向を検出し、前記制御手段は該構造体の運動方向に
存する監視領域内に障害物を検知したときにのみ、該構
造体の運動速度の上限を低下させるように構成する。
【0009】尚、本願明細書中の「構造体」とは、例え
ば、油圧モータにより走行される下部走行体(車両本
体)上に油圧モータにより旋回される上部旋回体(作業
装置)を設けてなる油圧ショベルの場合には、該上部旋
回体又は下部走行体を言う。
【0010】
【作用】本考案によると、人間(作業員)を含む障害物
の存否を検出する複数のセンサからの検知信号に基づ
き、電磁リリーフ弁を制御し、操作手段による制御弁に
対応する操作油圧の上限を減少させるようにしている。
【0011】これにより、例えば、建設機械に比較的近
い監視領域を担当しているセンサが人間等を検知した場
合には操作油圧の上限をゼロとし、遠ざかるにつれて徐
々に大きく(但し、最大以下)なるように設定しておく
ことにより、最も危険な作業領域に障害物が存在した場
合には操作手段の操作にかかわりなく構造体の運動は停
止し、遠ざかるにつれて操作手段をより高い運動速度と
なるように調整したとしても現実の運動速度は低くな
る。
【0012】従って、オペレータ(運転者)は自身が期
待している運動速度よりも実際の運動速度が小さいこと
により障害物の存在を認識でき、また上限速度の低下率
により障害物のおおよその存在位置をも認識することが
できる。
【0013】これにより、障害物が比較的遠い場合に
は、低速度で注意深く作業を続行することができ、安全
性を損なうことなく作業を効率化することができる。ま
た、障害物が運転を続行すべきでない位置に存在する場
合には、オペレータの意思とはかかわりなく構造体の運
動が停止され非常に安全となる。
【0014】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図2及び図3は本考案が適用された油圧ショベル
の概略を示す図であり、図2は側面図、図3は平面図で
ある。
【0015】この油圧ショベルは、下部走行体1上に上
部旋回体2を旋回自在に搭載し、上部旋回体2にブーム
3、スティック4及びバケット5を順次回動自在に連結
して構成されている。
【0016】下部走行体1は油圧モータ(図示せず)に
より駆動されて走行し、上部旋回体2は油圧モータ(図
示せず)により駆動されて旋回し、ブーム3、スティッ
ク4及びバケット5はそれぞれ油圧シリンダ6,7,8
により駆動されて回動するようになっている。
【0017】この油圧ショベルには、図3に示されてい
るように、人間を含む障害物の存否を検知する複数のセ
ンサ9a,9b,9c,9dが設けられている。これら
のセンサ9a,9b,9c,9dはそれぞれ指向性及び
所定の検知範囲を有しており、この例では油圧ショベル
の周囲の監視すべき領域を四つのエリア(第1エリア、
第2エリア、第3エリア、第4エリア)に分割し、セン
サ9aが第1エリアを、センサ9bが第2エリアを、セ
ンサ9cが第3エリアを、センサ9dが第4エリアをそ
れぞれ監視するようにしている。センサ9a,9b,9
c,9dとしては、超音波、電波、赤外線等を用いて物
体の存在を検知するものを用いることができる。
【0018】図1は本考案による安全装置が適用された
油圧モータの駆動回路を示す図である。同図において、
11は上部旋回体2を旋回させる油圧モータであり、油
圧モータ11は制御弁12を介して駆動油を供給する油
圧ポート13、排油ポート14に接続されている。
【0019】制御弁12は操作油圧(制御弁パイロット
圧)に応じて、油圧モータ11の正逆回転及び回転速度
を連続的に制御することができ、リモコンレバー及びリ
モコン弁を備えたリモコン手段(操作手段)15を介し
て、操作油を供給する油圧ポート16、排油ポート17
に接続されている。リモコンレバーを手動操作すること
により、制御弁12に対するパイロット圧を自在に調整
設定することができ、これにより、上部旋回体2の右旋
回、左旋回及び旋回速度の調整を任意に実施することが
できる。
【0020】18,19は電磁リリーフ弁であり、これ
らの電磁リリーフ弁18,19は制御弁12とリモコン
手段15との操作油給送用の管路20,21の内部圧力
が設定圧を超えた場合に作動し、管路20,21内の操
作油を排油ポート22,23に排出し、管路20,21
内の圧力を設定圧以下に保つための安全弁である。そし
て、これらの電磁リリーフ弁18,19は入力される制
御信号に応じて前述の設定圧を変更することができるよ
うになっている。
【0021】24は加算器、電磁弁駆動増幅回路等を有
する制御手段(信号処理回路)であり、この制御手段2
4には人間等検知用のセンサ9a,9b,9c,9dか
らの検知信号が入力され、これらの検知信号に基づき電
磁リリーフ弁18,19に対する制御信号を選択し出力
するものである。
【0022】制御手段24に入力される検知信号と制御
手段24から出力される制御信号(制御弁パイロット圧
力)との関係は、この実施例では図4に示すように設定
している。
【0023】即ち、いずれのセンサ9a,9b,9c,
9dからも人間等が存在する旨を示す検知信号が入力さ
れていない場合には、未検知として制御弁パイロット圧
力がPmax (油圧モータ11が最大出力となるような圧
力又は油圧回路の安全上の上限圧力)となるような制御
信号を電磁リリーフ弁18,19に対して出力する。
【0024】第2エリア又は第4エリアを監視するセン
サ9b,9dから人間等が存在する旨を示す検知信号が
入力された場合には、制御弁パイロット圧力がPs2(P
maxと零圧力との中間の圧力)となるような制御信号を
電磁リリーフ弁18,19に対して出力し、第1エリア
又は第3エリアを監視するセンサ9a,9cから人間等
が存在する旨を示す検知信号が入力された場合には、制
御弁パイロット圧力がPs1(Ps2 と零圧力との中間の
圧力又は零圧力)となるような制御信号を電磁リリーフ
弁18,19に対して出力するようにしている。
【0025】これにより、未検知の場合には最大出力で
の運転ができ、その時点での作業位置から比較的遠い第
2エリア又は第4エリアに人間等が存在する場合には中
速度以下での運転となり、比較的近い第1エリア又は第
3エリアに人間等が存在する場合には低速度以下での運
転又は作業不能となる。
【0026】従って、オペレータ(運転者)は、人間等
が存在することを示す表示ランプ等に気が付かなかった
場合であっても、運転速度が制限されることにより人間
等の存在を認識することができ、安全性が向上する。
【0027】また、運転速度の制限率により人間等の存
在位置の概略(その時点での作業位置から遠いか、近い
か等)を認識することができるとともに、その危険度に
応じて制限された速度以下で注意深く作業を行うことが
でき、安全性を低下させることなく作業効率を向上する
ことができる。
【0028】さらに、作業の続行が直ちに災害に結び付
くような区域に人間等が存在する場合にはオペレータの
意思に拘わらず停止状態とすることができ安全である。
上記実施例においては、四つのセンサ9a,9b,9
c,9dにより油圧ショベル周囲の四つの領域(第1乃
至第4エリア)を監視し、第1又は第3エリアの速度制
限を厳しくし、第2又は第4エリアの速度制限を緩く設
定しているが、本考案はこれに限定されるものではな
く、さらに複数のセンサを設け、それぞれの監視領域の
危険率に応じて細かく速度制限をするように設定するこ
とができる。
【0029】また、上記実施例における制御手段24
は、上部旋回体2の旋回方向に関係なく人間等が存在す
ることを検出した場合に速度制限するようにしている
が、上部旋回体2の旋回方向を検出し、旋回方向側のエ
リア(例えば図3で左旋回の場合の第1、第2エリア)
に人間等が存在する場合にのみ速度制限するように構成
するとさらに効率的な作業を行うことができる。
【0030】さらに、上記実施例では本考案による安全
装置を上部旋回体2を旋回させる油圧モータ11の駆動
回路に適用しているが、下部走行体1を走行させる油圧
モータの駆動回路にも適用するとよい。
【0031】また、本考案は油圧ショベルのみならず、
油圧モータにより駆動される構造体を備えた建設機械全
般に適用可能であることはいうまでもない。
【0032】
【考案の効果】本考案によると、建設機械の周囲にて人
間等の存在を検知した場合に、構造体の運動を一律に停
止させるのではなく、その存在位置の危険率に応じて運
動速度の上限を制限することができるので、速度制限に
よりオペレータ(運転者)に人間(作業員)等の存在を
認識させることができるとともに、その存在位置に応じ
て注意深く作業を続行することができ、安全性を低下さ
せることなく作業効率を向上することができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案実施例の要部構成を示す回路図である。
【図2】本考案実施例の油圧ショベルの構成を示す側面
図である。
【図3】本考案実施例の油圧ショベルの構成を示す平面
図である。
【図4】本考案実施例におけるセンサからの検知信号と
制御弁パイロット圧力の関係を示す図である。
【符号の説明】 1 下部走行体 2 上部旋回体 9a,9b,9c,9d センサ 11 油圧モータ 12 制御弁 15 リモコン手段 18,19 電磁リリーフ弁 24 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−142138(JP,A) 特開 昭61−53922(JP,A) 特開 昭48−44951(JP,A) 実開 平1−84354(JP,U)

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧モータにより運動される構造体と、
    操作油圧に応じて該油圧モータに供給する駆動油圧を変
    更する制御弁と、該制御弁に対する操作油圧を調整する
    操作手段とを備えた建設機械において、 建設機械周囲の複数に分割された監視領域内の人間を含
    む障害物の存否をそれぞれ検知する複数のセンサと、 前記操作手段による前記制御弁に対する操作油圧の上限
    を、入力される制御信号に基づき減少させる電磁リリー
    フ弁と、 前記各センサからの検知信号に対応した制御信号を選択
    して該電磁リリーフ弁に対して出力する制御手段とを備
    え、 障害物の存在を検知したときに、該障害物の存在する監
    視領域に応じて、前記構造体の運動速度の上限を低下さ
    せるようにしたことを特徴とする建設機械の安全装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の建設機械の安全装置に
    おいて、 前記構造体の運動方向を検出し、前記制御手段は該構造
    体の運動方向に存する監視領域内に障害物を検知したと
    きにのみ、該構造体の運動速度の上限を低下させるよう
    にしたことを特徴とする建設機械の安全装置。
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