JP6771862B2 - Construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は転倒時保護構造を有するキャブを備えた建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine provided with a cab having a fall protection structure.
従来、横転時における操作者への衝撃を緩和するために横転時にサイドエアバッグを展開させるショベルが知られている（特許文献１参照。）。 Conventionally, a shovel that deploys a side airbag during a rollover in order to reduce an impact on an operator during a rollover has been known (see Patent Document 1).
しかしながら、上述のショベルは、横転方向に設置されたエアバッグを展開させるのみであるため、ショベル転倒時に操作者がシートベルトをしていない場合、キャブ（例えば、内壁、窓、フレーム構造）に対する操作者の安全は十分でない。 However, since the excavator described above only deploys the airbag installed in the rollover direction, if the operator is not wearing a seatbelt when the excavator falls, the operation on the cab (for example, the inner wall, the window, the frame structure) is performed. The safety of the person is not enough.
本発明の実施例に係る建設機械は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられるキャブと、前記キャブ内の中央に設置される運転席と、前記運転席の右側に配置される右操作レバーと、前記運転席の左側に配置される左操作レバーと、前記運転席の前側に配置される中央右操作レバー及び中央左操作レバーと、前記キャブの前面に配置されるフロントガラスと、前記キャブの左側面に配置される左サイドガラスと、前記キャブの左側面に配置される右サイドガラスと、前記フロントガラス、前記左サイドガラス、及び前記右サイドガラスのそれぞれの内側に沿って展開し、展開の際に前記中央右操作レバー及び前記中央左操作レバーと干渉しないエアバッグと、を備える。
The construction machine according to the embodiment of the present invention is installed in the lower traveling body, the upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body, the cab provided on the upper rotating body, and the center in the cab. Driver's seat, right operation lever arranged on the right side of the driver's seat, left operation lever arranged on the left side of the driver's seat, and center right operation lever and center left operation arranged on the front side of the driver's seat. The lever, the windshield arranged in front of the cab, the left side glass arranged on the left side surface of the cab, the right side glass arranged on the left side surface of the cab, the windshield, the left side glass, and It is provided with an airbag that is deployed along the inside of each of the right side glasses and does not interfere with the central right operating lever and the central left operating lever during deployment .
上述の手段により、操作者のキャブに対する安全性を向上させる建設機械が提供される。 By the means described above, construction machinery is provided that improves the safety of the operator to the cab.
最初に、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベルの全体構成について説明する。図１は本発明の実施例に係るショベルの構成例を示す側面図である。 First, the overall configuration of the excavator as a construction machine according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view showing a configuration example of a shovel according to an embodiment of the present invention.
図１のショベルは、下部走行体１、旋回機構２、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、キャブ（操縦室）１０、操作装置２６、制御装置３０等を有する。 The excavator of FIG. 1 includes a lower traveling body 1, a swivel mechanism 2, an upper swivel body 3, a boom 4, an arm 5, a bucket 6, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a cab (control cab) 10, and an operating device. 26, a control device 30, and the like.
具体的には、図１のショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３には作業体としてのブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端には作業体としてのアーム５が取り付けられ、アーム５の先端には作業体としてのバケット６が取り付けられる。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体３には転倒時保護構造を有するキャブ１０が設けられる。 Specifically, the upper swivel body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator of FIG. 1 via the swivel mechanism 2. A boom 4 as a working body is attached to the upper swing body 3. An arm 5 as a working body is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as a working body is attached to the tip of the arm 5. The boom 4, arm 5, and bucket 6 form an excavation attachment, which is an example of the attachment, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively. Further, the upper swing body 3 is provided with a cab 10 having a fall protection structure.
操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置２６は、パイロットラインを通じ、パイロットポンプが吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給する。但し、油圧アクチュエータの制御方式は、操作装置２６の操作量に対応して駆動される構成であればよく、適宜の方式を用いて構成される。例えば、油圧アクチュエータの駆動量は、操作装置２６の操作量を電圧等の別情報に変換する制御装置３０によって算出されてもよい。 The operating device 26 is a device used by the operator to operate the hydraulic actuator. The operating device 26 supplies the hydraulic oil discharged by the pilot pump to the pilot port of the flow control valve corresponding to each of the hydraulic actuators through the pilot line. However, the control method of the hydraulic actuator may be configured as long as it is driven according to the amount of operation of the operating device 26, and is configured by using an appropriate method. For example, the driving amount of the hydraulic actuator may be calculated by the control device 30 that converts the operating amount of the operating device 26 into other information such as voltage.
制御装置３０は、ショベルの駆動制御を行う制御装置である。本実施例では、制御装置３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置である。具体的には、制御装置３０は、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。 The control device 30 is a control device that controls the drive of the excavator. In this embodiment, the control device 30 is an arithmetic processing device including a CPU and an internal memory. Specifically, the control device 30 realizes various functions by causing the CPU to execute a drive control program stored in the internal memory.
なお、ショベルは、各種油圧アクチュエータの伸縮速度を検出するセンサ、各種油圧アクチュエータを作動させる作動油の圧力を検出するセンサ等を備えていてもよい。また、それらセンサは検出した値を制御装置３０に対して出力してもよい。 The excavator may be provided with a sensor for detecting the expansion / contraction speed of various hydraulic actuators, a sensor for detecting the pressure of hydraulic oil for operating various hydraulic actuators, and the like. Further, these sensors may output the detected value to the control device 30.
次に、図２を参照して制御装置３０の詳細について説明する。なお、図２は、制御装置３０の構成例を示す機能ブロック図である。本実施形態では、制御装置３０は、傾斜検出装置４０、衝撃検出装置４１等の出力を受けて各種演算を実行し、インフレータ４２等に対して各種情報を出力する。例えば、制御装置３０は、傾斜検出装置４０、衝撃検出装置４１等の出力に基づいてショベルが転倒するか或いはショベルに物体が衝突したかを判定する。そして、ショベルが転倒する或いは物体が衝突したと判定した場合にインフレータ４２を動作させてエアバッグを展開させる。 Next, the details of the control device 30 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of the control device 30. In the present embodiment, the control device 30 receives the outputs of the tilt detection device 40, the impact detection device 41, etc., executes various calculations, and outputs various information to the inflator 42, etc. For example, the control device 30 determines whether the excavator has fallen or an object has collided with the excavator based on the outputs of the inclination detection device 40, the impact detection device 41, and the like. Then, when it is determined that the excavator has fallen or an object has collided, the inflator 42 is operated to deploy the airbag.
傾斜検出装置４０はショベルの機体の傾斜を検出する装置である。本実施例では、傾斜検出装置４０は、センサチャンバ内の液体の液面の変化を静電容量の変化として検出して水平面に対する機体の傾斜角度を検出する。そして、傾斜検出装置４０は、検出した値を制御装置３０に対して出力する。なお、傾斜検出装置４０は、ホール素子と永久磁石を用いて機体の傾斜角度が所定角度以上となったことを検出してもよい。 The tilt detection device 40 is a device that detects the tilt of the excavator body. In this embodiment, the tilt detection device 40 detects a change in the liquid level of the liquid in the sensor chamber as a change in capacitance to detect the tilt angle of the airframe with respect to the horizontal plane. Then, the inclination detection device 40 outputs the detected value to the control device 30. The tilt detection device 40 may detect that the tilt angle of the machine body is equal to or greater than a predetermined angle by using a Hall element and a permanent magnet.
衝撃検出装置４１は、ショベルの機体に作用する衝撃を検出する装置である。本実施例では、衝撃検出装置４１は、３軸方向の加速度を検出する加速度センサであり、検出した値を制御装置３０に対して出力する。なお、制御装置３０が衝撃検出装置４１としての加速度センサの出力に基づいてショベルの機体の水平面に関する傾斜角度を検出する場合、傾斜検出装置４０は省略されてもよい。 The impact detection device 41 is a device that detects an impact acting on the body of the excavator. In this embodiment, the impact detection device 41 is an acceleration sensor that detects acceleration in the three axial directions, and outputs the detected value to the control device 30. When the control device 30 detects the tilt angle of the excavator with respect to the horizontal plane based on the output of the acceleration sensor as the impact detection device 41, the tilt detection device 40 may be omitted.
インフレータ４２はエアバッグを膨らませるためのガスを発生させる装置である。本実施例では、インフレータ４２は、制御装置３０からの展開指令を受けてガスを発生させキャブ１０内に設置されたエアバッグを展開させる。なお、インフレータ４２は、制御装置３０を介さずに各種検出情報に基づいてエアバッグを展開させる構成でもよいが、以下では制御装置３０を介在させる構成を一例として説明する。 The inflator 42 is a device that generates gas for inflating the airbag. In this embodiment, the inflator 42 generates gas in response to a deployment command from the control device 30 to deploy the airbag installed in the cab 10. The inflator 42 may be configured to deploy the airbag based on various detection information without going through the control device 30, but the configuration in which the control device 30 is interposed will be described below as an example.
切換弁４３は、操作装置２６と油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートとの間の連通・遮断を切り換える弁である。本実施例では、切換弁４３は、制御装置３０からの制御指令に応じてその連通・遮断を切り換える。例えば、切換弁４３は、制御装置３０から所定の電流指令を受けている間は操作装置２６とパイロットポートとの間を連通させ、その電流指令が途絶えた場合に操作装置２６とパイロットポートとの間を遮断する。操作装置２６とパイロットポートとの間を遮断することで、制御装置３０は、操作装置２６に対する操作入力を無効にできる。 The switching valve 43 is a valve that switches communication / shutoff between the operating device 26 and the pilot port of the flow control valve corresponding to each of the hydraulic actuators. In this embodiment, the switching valve 43 switches its communication / shutoff in response to a control command from the control device 30. For example, the switching valve 43 communicates between the operating device 26 and the pilot port while receiving a predetermined current command from the control device 30, and when the current command is interrupted, the operating device 26 and the pilot port communicate with each other. Cut off the gap. By blocking between the operation device 26 and the pilot port, the control device 30 can invalidate the operation input to the operation device 26.
転倒判定部３１は、ショベルが転倒するかを判定する機能要素である。本実施例では、転倒判定部３１は、ショベルの機体の傾斜角度が所定角度以上になったと判断した場合にショベルが転倒すると判定する。具体的には、転倒判定部３１は、傾斜検出装置４０の出力に基づいてショベルの機体の傾斜角度が所定角度（例えば４５度）以上になったと判断した場合にショベルが転倒すると判定する。ショベルが転倒する可能性が高いと判断できるためである。 The fall determination unit 31 is a functional element that determines whether the excavator falls. In this embodiment, the fall determination unit 31 determines that the excavator falls when it determines that the inclination angle of the excavator's body is equal to or greater than a predetermined angle. Specifically, the fall determination unit 31 determines that the excavator falls when it determines that the tilt angle of the excavator's body is equal to or greater than a predetermined angle (for example, 45 degrees) based on the output of the tilt detection device 40. This is because it can be determined that the excavator is likely to fall.
また、転倒判定部３１は、アタッチメントの姿勢及び旋回角度に応じて所定角度をリアルタイムに導き出してもよい。アタッチメントの姿勢及び旋回角度によって決まるショベルの重心位置とショベルの向きに応じて転倒角度が変化するためである。なお、転倒角度は、重心が支点（転倒軸）を超えるときの角度（最大安定傾斜角度）を意味する。 In addition, the fall determination unit 31 may derive a predetermined angle in real time according to the posture and turning angle of the attachment. This is because the tipping angle changes according to the position of the center of gravity of the excavator determined by the posture and turning angle of the attachment and the direction of the excavator. The fall angle means an angle (maximum stable tilt angle) when the center of gravity exceeds the fulcrum (fall axis).
また、転倒判定部３１は、ショベルの機体の傾斜角度の時間的推移に基づいてショベルが転倒するか否かを判定してもよい。具体的には、転倒判定部３１は、傾斜検出装置４０の出力に基づいて単位時間当たりの機体の傾斜角度の変化（角速度）を導き出し、角速度の大きさが所定値以上になったと判断した場合にショベルが転倒すると判定してもよい。ショベルが転倒する可能性が高いと判断できるためである。或いは、転倒判定部３１は、機体の傾斜角度が所定角度以上で、且つ、角速度の大きさが所定値以上となったと判断した場合にショベルが転倒すると判定してもよい。 Further, the fall determination unit 31 may determine whether or not the excavator falls based on the temporal transition of the inclination angle of the excavator's body. Specifically, when the fall determination unit 31 derives a change in the tilt angle (angular velocity) of the aircraft per unit time based on the output of the tilt detection device 40 and determines that the magnitude of the angular velocity exceeds a predetermined value. It may be determined that the excavator falls over. This is because it can be determined that the excavator is likely to fall. Alternatively, the fall determination unit 31 may determine that the shovel falls when it determines that the tilt angle of the airframe is equal to or greater than a predetermined angle and the magnitude of the angular velocity is equal to or greater than a predetermined value.
また、転倒判定部３１は、ショベルの機体の傾斜角度が所定角度以上になり、且つ、所定強度の衝撃が発生したと判断した場合にショベルが転倒したと判定してもよい。具体的には、転倒判定部３１は、傾斜検出装置４０の出力に基づいてショベルの機体の傾斜角度が所定角度以上になったか否かを判断する。その上で、転倒判定部３１は、衝撃検出装置の出力に基づいて所定強度の衝撃が発生したか否かを判断する。なお、転倒判定部３１は所定値以上の加速度を検出した場合に所定強度の衝撃が発生したと判断する。 Further, the fall determination unit 31 may determine that the excavator has fallen when it is determined that the inclination angle of the excavator's body is equal to or greater than a predetermined angle and an impact of a predetermined strength is generated. Specifically, the fall determination unit 31 determines whether or not the inclination angle of the excavator body is equal to or greater than a predetermined angle based on the output of the inclination detection device 40. Then, the fall determination unit 31 determines whether or not an impact of a predetermined strength has occurred based on the output of the impact detection device. The fall determination unit 31 determines that an impact of a predetermined strength has occurred when an acceleration of a predetermined value or more is detected.
エアバッグ制御部３２は、エアバッグ５０の作動を制御する機能要素である。本実施例では、エアバッグ制御部３２は、転倒判定部３１によりショベルが転倒する或いは転倒したと判定された場合、インフレータ４２に対して展開指令を出力してエアバッグ５０を展開させる。また、エアバッグ制御部３２は、切換弁４３に対する電流指令の出力を中止して操作装置２６と油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートとの間を遮断してもよい。操作装置２６に対する操作入力を無効にするためである。また、エアバッグ制御部３２は、エンジン制御装置（図示せず。）に対して停止指令を出力してエンジンを停止させてもよい。 The airbag control unit 32 is a functional element that controls the operation of the airbag 50. In this embodiment, when the fall determination unit 31 determines that the shovel has fallen or has fallen, the airbag control unit 32 outputs a deployment command to the inflator 42 to deploy the airbag 50. Further, the airbag control unit 32 may stop the output of the current command to the switching valve 43 and shut off between the operating device 26 and the pilot port of the flow control valve corresponding to each of the hydraulic actuators. This is to invalidate the operation input to the operation device 26. Further, the airbag control unit 32 may output a stop command to the engine control device (not shown) to stop the engine.
また、エアバッグ制御部３２は、転倒以外による衝撃を検出した場合にエアバッグ５０を展開させてもよい。具体的には、エアバッグ制御部３２は、転倒の際に発生し得る衝撃よりも大きな衝撃を検出した場合、ショベルの機体の傾斜角度が所定角度未満であってもエアバッグ５０を展開させてもよい。巨大な岩がショベルに衝突した場合等、機体の転倒を伴わない比較的大きな衝撃が発生した場合にキャブ１０内の操作者（特にシートベルトを装着していない操作者）を運転席内で保護するためである。例えば、エアバッグ制御部３２は、衝撃検出装置４１の出力に基づき、転倒の有無を判断する際の所定強度Ｍ１より大きい所定強度Ｍ２以上の衝撃が発生したか否かを判断する。そして、所定強度Ｍ２以上の衝撃が発生したと判断した場合にエアバッグ５０を展開させる。 Further, the airbag control unit 32 may deploy the airbag 50 when it detects an impact other than a fall. Specifically, when the airbag control unit 32 detects an impact larger than the impact that can occur during a fall, the airbag 50 is deployed even if the inclination angle of the excavator body is less than a predetermined angle. May be good. Protects the operator in the cab 10 (especially the operator without a seatbelt) in the driver's seat when a relatively large impact that does not accompany the aircraft toppling occurs, such as when a huge rock collides with a shovel. To do. For example, the airbag control unit 32 determines whether or not an impact having a predetermined strength M2 or more, which is larger than the predetermined strength M1 when determining the presence or absence of a fall, has occurred based on the output of the impact detection device 41. Then, when it is determined that an impact of a predetermined strength M2 or more has occurred, the airbag 50 is deployed.
次に、図３を参照し、キャブ１０内におけるエアバッグ５０の配置例について説明する。なお、図３はキャブ１０内におけるエアバッグ５０の配置例を示す図である。具体的には、図３（Ａ）はキャブ１０の左側面図を示し、図３（Ｂ）はエアバッグ５０が収納状態（非展開状態）のときのキャブ１０の内部を示し、図３（Ｃ）はエアバッグ５０が展開状態のときのキャブ１０の内部を示す。 Next, an example of arranging the airbag 50 in the cab 10 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 3 is a diagram showing an example of arrangement of the airbag 50 in the cab 10. Specifically, FIG. 3 (A) shows a left side view of the cab 10, and FIG. 3 (B) shows the inside of the cab 10 when the airbag 50 is in the retracted state (undeployed state). C) shows the inside of the cab 10 when the airbag 50 is in the deployed state.
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、エアバッグ５０は、例えばカーテンシールドエアバッグであり、前面エアバッグ５０Ｆ、左側面エアバッグ５０Ｌ、及び右側面エアバッグ５０Ｒを含む。前面エアバッグ５０Ｆはキャブ１０の前側天井フレーム１０ａの内側に収納され、前側天井フレーム１０ａから下方に向かって展開してキャブ１０の前面内側の一部を覆う。同様に、左側面エアバッグ５０Ｌはキャブ１０の左側天井フレーム１０ｂの内側に収納され、左側天井フレーム１０ｂから下方に向かって展開してキャブ１０の左側面内側の一部を覆う。また、右側面エアバッグ５０Ｒはキャブ１０の右側天井フレーム１０ｃの内側に収納され、右側天井フレーム１０ｃから下方に向かって展開してキャブ１０の右側面内側の一部を覆う。この配置により、エアバッグ５０を収納しないキャブ１０のピラーは細径化が可能となり、視界性が改善され得る。 As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the airbag 50 is, for example, a curtain shield airbag, and includes a front airbag 50F, a left side airbag 50L, and a right side airbag 50R. The front airbag 50F is housed inside the front ceiling frame 10a of the cab 10 and expands downward from the front ceiling frame 10a to cover a part of the inside front of the cab 10. Similarly, the left side airbag 50L is housed inside the left side ceiling frame 10b of the cab 10 and expands downward from the left side ceiling frame 10b to cover a part of the inside of the left side side of the cab 10. Further, the right side airbag 50R is housed inside the right ceiling frame 10c of the cab 10 and expands downward from the right ceiling frame 10c to cover a part of the inside of the right side of the cab 10. With this arrangement, the pillar of the cab 10 that does not house the airbag 50 can be reduced in diameter, and the visibility can be improved.
また、図３（Ｃ）に示すように、前面エアバッグ５０Ｆは、キャブ１０の前面（フロントガラス）の内側に沿って展開するように配置される。同様に、左側面エアバッグ５０Ｌはキャブ１０の左側面（左サイドガラス）の内側に沿って展開するように配置され、右側面エアバッグ５０Ｒはキャブ１０の右側面（右サイドガラス）の内側に沿って展開するように配置される。 Further, as shown in FIG. 3C, the front airbag 50F is arranged so as to deploy along the inside of the front surface (windshield) of the cab 10. Similarly, the left side airbag 50L is arranged so as to deploy along the inside of the left side surface (left side glass) of the cab 10, and the right side airbag 50R is arranged along the inside of the right side surface (right side glass) of the cab 10. Arranged to unfold.
また、前面エアバッグ５０Ｆは、前面（フロントガラス）の内側の一部を覆うように構成される。フロントガラスに対する操作者の安全性を確保するためである。また、転倒時でも操作者を運転席内で保護できるようにするためである。但し、前面エアバッグ５０Ｆは、前面（フロントガラス）の内側の全部を覆うように構成されてもよい。左側面エアバッグ５０Ｌ及び右側面エアバッグ５０Ｒについても同様である。 Further, the front airbag 50F is configured to cover a part of the inside of the front surface (windshield). This is to ensure the safety of the operator with respect to the windshield. This is also to protect the operator in the driver's seat even when the vehicle falls. However, the front airbag 50F may be configured to cover the entire inside of the front surface (windshield). The same applies to the left side airbag 50L and the right side airbag 50R.
また、図３（Ｃ）に示すように、エアバッグ５０は展開の際に操作装置２６と干渉しない。具体的には、前面エアバッグ５０Ｆ、左側面エアバッグ５０Ｌ、及び右側面エアバッグ５０Ｒは何れも展開の際に中央左操作レバー２６ＡＬ、中央右操作レバー２６ＡＲ、左操作レバー２６ＢＬ、及び右操作レバー２６ＢＲの何れにも干渉しない。この配置により、エアバッグ５０は、ショベルの転倒によって展開した場合であっても操作装置２６に干渉せず、転倒の際に操作者の意図しない操作が行われてしまうのを防止できる。 Further, as shown in FIG. 3C, the airbag 50 does not interfere with the operating device 26 during deployment. Specifically, the front airbag 50F, the left airbag 50L, and the right airbag 50R all have a center left operating lever 26AL, a center right operating lever 26AR, a left operating lever 26BL, and a right operating lever when deployed. It does not interfere with any of the 26BRs. With this arrangement, the airbag 50 does not interfere with the operating device 26 even when it is deployed due to the shovel falling, and it is possible to prevent the operator from performing an unintended operation when the shovel falls.
次に、図４を参照し、キャブ１０内におけるエアバッグ５０の別の配置例について説明する。なお、図４はキャブ１０内におけるエアバッグ５０の別の配置例を示す図であり、図３に対応する。具体的には、図４（Ａ）はキャブ１０の左側面図を示し、図４（Ｂ）はエアバッグ５０が収納状態（非展開状態）のときのキャブ１０の内部を示し、図４（Ｃ）はエアバッグ５０が展開状態のときのキャブ１０の内部を示す。 Next, another arrangement example of the airbag 50 in the cab 10 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 4 is a diagram showing another arrangement example of the airbag 50 in the cab 10, and corresponds to FIG. Specifically, FIG. 4A shows a left side view of the cab 10, FIG. 4B shows the inside of the cab 10 when the airbag 50 is in the retracted state (undeployed state), and FIG. C) shows the inside of the cab 10 when the airbag 50 is in the deployed state.
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、エアバッグ５０は、左前部エアバッグ５０ＦＬ、右前部エアバッグ５０ＦＲ、左後部エアバッグ５０ＢＬ、及び右後部エアバッグ５０ＢＲを含む。左前部エアバッグ５０ＦＬは、キャブ１０の左前側ピラー１０ｄの内側に収納され、左前側ピラー１０ｄから右側方及び後方の２方向に向かって展開してキャブ１０の前面内側及び左側面内側のそれぞれの一部を覆う。同様に、右前部エアバッグ５０ＦＲはキャブ１０の右前側ピラー１０ｅの内側に収納され、右前側ピラー１０ｅから左側方及び後方の２方向に向かって展開してキャブ１０の前面内側及び左側面内側のそれぞれの一部を覆う。また、左後部エアバッグ５０ＢＬはキャブ１０の左後側ピラー１０ｆの内側に収納され、左後側ピラー１０ｆから前方に向かって展開してキャブ１０の左側面内側の一部を覆う。また、右後部エアバッグ５０ＢＲはキャブ１０の右後側ピラー１０ｇ（不可視）の内側に収納され、右後側ピラー１０ｇから前方に向かって展開してキャブ１０の右側面内側の一部を覆う。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the airbag 50 includes a left front airbag 50FL, a right front airbag 50FR, a left rear airbag 50BL, and a right rear airbag 50BR. The left front airbag 50FL is housed inside the left front pillar 10d of the cab 10 and expands from the left front pillar 10d toward the right side and the rear two directions, respectively, on the inside front side and the inside left side of the cab 10. Cover a part. Similarly, the right front airbag 50FR is housed inside the right front pillar 10e of the cab 10 and expands from the right front pillar 10e in two directions, left side and rear side, inside the front surface and inside the left side surface of the cab 10. Cover each part. Further, the left rear airbag 50BL is housed inside the left rear pillar 10f of the cab 10 and expands forward from the left rear pillar 10f to cover a part of the inside of the left side surface of the cab 10. Further, the right rear airbag 50BR is housed inside the right rear pillar 10g (invisible) of the cab 10 and expands forward from the right rear pillar 10g to cover a part of the inside of the right side surface of the cab 10.
また、図４（Ｃ）に示すように、左前部エアバッグ５０ＦＬは、キャブ１０の前面（フロントガラス）の左半分の内側とキャブ１０の左側面（左サイドガラス）の前半分の内側に沿って展開するように配置される。同様に、右前部エアバッグ５０ＦＲは、キャブ１０の前面（フロントガラス）の右半分の内側とキャブ１０の右側面（右サイドガラス）の前半分の内側に沿って展開するように配置される。また、左後部エアバッグ５０ＢＬはキャブ１０の左側面（左サイドガラス）の後ろ半分の内側に沿って展開するように配置され、右後部エアバッグ５０ＢＲはキャブ１０の右側面（右サイドガラス）の後ろ半分の内側に沿って展開するように配置される。 Further, as shown in FIG. 4C, the left front airbag 50FL is provided along the inside of the left half of the front surface (windshield) of the cab 10 and the inside of the front half of the left side surface (left side glass) of the cab 10. Arranged to unfold. Similarly, the right front airbag 50FR is arranged so as to deploy along the inside of the right half of the front surface (windshield) of the cab 10 and the inside of the front half of the right side surface (right side glass) of the cab 10. Further, the left rear airbag 50BL is arranged so as to deploy along the inside of the rear half of the left side surface (left side glass) of the cab 10, and the right rear airbag 50BR is the rear half of the right side surface (right side glass) of the cab 10. Arranged to unfold along the inside of.
また、左前部エアバッグ５０ＦＬは、前面（フロントガラス）の左半分の内側の一部と左側面（左サイドガラス）の前半分の内側の一部とを覆うように構成される。フロントガラス及び左サイドガラスに対する操作者の安全性を確保するためである。また、転倒時でも操作者を運転席内で保護できるようにするためである。但し、左前部エアバッグ５０ＦＬは、前面（フロントガラス）の左半分の内側の全部と左側面（左サイドガラス）の前半分の内側の全部を覆うように構成されてもよい。右前部エアバッグ５０ＦＲ、左後部エアバッグ５０ＢＬ、及び右後部エアバッグ５０ＢＲについても同様である。 Further, the left front airbag 50FL is configured to cover a part of the inside of the left half of the front surface (windshield) and a part of the inside of the front half of the left side surface (left side glass). This is to ensure the safety of the operator with respect to the windshield and the left side glass. This is also to protect the operator in the driver's seat even when the vehicle falls. However, the left front airbag 50FL may be configured to cover the entire inside of the left half of the front surface (windshield) and the inside of the front half of the left side surface (left side glass). The same applies to the right front airbag 50FR, the left rear airbag 50BL, and the right rear airbag 50BR.
また、図４（Ｃ）に示すように、エアバッグ５０は展開の際に操作装置２６と干渉しない。具体的には、左前部エアバッグ５０ＦＬ、右前部エアバッグ５０ＦＲ、左後部エアバッグ５０ＢＬ、及び右後部エアバッグ５０ＢＲは何れも展開の際に中央左操作レバー２６ＡＬ、中央右操作レバー２６ＡＲ、左操作レバー２６ＢＬ、及び右操作レバー２６ＢＲの何れにも干渉しない。この配置により、エアバッグ５０は、ショベルの転倒によって展開した場合であっても操作装置２６に干渉せず、転倒の際に操作者の意図しない操作が行われてしまうのを防止できる。 Further, as shown in FIG. 4C, the airbag 50 does not interfere with the operating device 26 during deployment. Specifically, the left front airbag 50FL, the right front airbag 50FR, the left rear airbag 50BL, and the right rear airbag 50BR are all center left operating lever 26AL, center right operating lever 26AR, and left operating when deployed. It does not interfere with either the lever 26BL or the right operating lever 26BR. With this arrangement, the airbag 50 does not interfere with the operating device 26 even when it is deployed due to the shovel falling, and it is possible to prevent the operator from performing an unintended operation when the shovel falls.
次に、図５を参照し、制御装置３０がエアバッグ５０を展開させるか否かを判定する処理（以下、「展開判定処理」とする。）について説明する。なお、図５は展開判定処理の具体例の流れを示すフローチャートである。制御装置３０は、ショベル稼働中、所定の制御周期で繰り返しこの展開判定処理を実行する。 Next, with reference to FIG. 5, a process of determining whether or not the control device 30 deploys the airbag 50 (hereinafter, referred to as “deployment determination process”) will be described. Note that FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a specific example of the expansion determination process. The control device 30 repeatedly executes this expansion determination process at a predetermined control cycle while the excavator is operating.
最初に、制御装置３０のエアバッグ制御部３２は、エアバッグ５０の展開条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１）。なお、展開条件の具体例については後述する。 First, the airbag control unit 32 of the control device 30 determines whether or not the deployment condition of the airbag 50 is satisfied (step S1). Specific examples of deployment conditions will be described later.
そして、エアバッグ５０の展開条件が満たされたと判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、エアバッグ制御部３２は、エアバッグ５０を展開させる（ステップＳ２）。 Then, when it is determined that the deployment condition of the airbag 50 is satisfied (YES in step S1), the airbag control unit 32 deploys the airbag 50 (step S2).
本実施例では、エアバッグ制御部３２は、インフレータ４２に展開指令を出力してエアバッグ５０を膨らませるためのガスを発生させることでエアバッグ５０を展開させる。 In this embodiment, the airbag control unit 32 deploys the airbag 50 by outputting a deployment command to the inflator 42 to generate gas for inflating the airbag 50.
次に、図６を参照し、展開条件の具体例について説明する。なお、図６は展開条件の具体例を示すフローチャートである。 Next, a specific example of the expansion conditions will be described with reference to FIG. Note that FIG. 6 is a flowchart showing a specific example of the development conditions.
最初に、制御装置３０のエアバッグ制御部３２は、ショベルの機体の加速度が閾値α１以上であるかを判定する（ステップＳ１１）。本実施例では、エアバッグ制御部３２は、衝撃検出装置４１としての加速度センサの出力に基づいて瞬間的な加速度が閾値α１以上であるか否かを判定する。ショベルが強い衝撃を受けたか否かを判定するためである。 First, the airbag control unit 32 of the control device 30 determines whether the acceleration of the excavator body is equal to or higher than the threshold value α1 (step S11). In this embodiment, the airbag control unit 32 determines whether or not the instantaneous acceleration is equal to or higher than the threshold value α1 based on the output of the acceleration sensor as the impact detection device 41. This is to determine whether the excavator has received a strong impact.
加速度が閾値α１以上であると判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、すなわち、ショベルが強い衝撃を受けたと判定した場合、エアバッグ制御部３２は、展開条件が満たされたと判定する（ステップＳ１２）。 When it is determined that the acceleration is equal to or higher than the threshold value α1 (YES in step S11), that is, when it is determined that the excavator has received a strong impact, the airbag control unit 32 determines that the deployment condition is satisfied (step S12). ..
また、加速度が閾値α１未満であると判定した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、制御装置３０の転倒判定部３１は、単位時間当たりの機体の傾斜角度の変化（角速度）が閾値ω１以上であるかを判定する（ステップＳ１３）。本実施例では、転倒判定部３１は、傾斜検出装置４０の出力に基づいて角速度を導き出し、角速度の大きさが閾値ω１以上であるか否かを判定する。ショベルが転倒するか否かを判定するためである。 Further, when it is determined that the acceleration is less than the threshold value α1 (NO in step S11), the fall determination unit 31 of the control device 30 determines whether the change (angular velocity) of the tilt angle of the aircraft per unit time is the threshold value ω1 or more. Is determined (step S13). In this embodiment, the fall determination unit 31 derives the angular velocity based on the output of the inclination detection device 40, and determines whether or not the magnitude of the angular velocity is equal to or greater than the threshold value ω1. This is to determine whether or not the excavator falls.
転倒判定部３１により角速度の大きさが閾値ω１以上であると判定された場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、すなわち、ショベルが転倒すると判定された場合、エアバッグ制御部３２は、展開条件が満たされたと判定する（ステップＳ１２）。 When the fall determination unit 31 determines that the magnitude of the angular velocity is equal to or greater than the threshold value ω1 (YES in step S13), that is, when the excavator is determined to fall, the airbag control unit 32 satisfies the deployment condition. (Step S12).
角速度の大きさが閾値ω１未満であると判定した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、転倒判定部３１は、傾斜角度が閾値θ１以上で、且つ、加速度が閾値α２（＜α１）以上であるかを判定する（ステップＳ１４）。本実施例では、転倒判定部３１は、傾斜検出装置４０の出力に基づいて傾斜角度が閾値θ１以上であるか否かを判定し、且つ、衝撃検出装置４１（加速度センサ）の出力に基づいて加速度が閾値α２（＜α１）以上であるか否かを判定する。ショベルが転倒したか否かを判定するためである。 When it is determined that the magnitude of the angular velocity is less than the threshold value ω1 (YES in step S13), the fall determination unit 31 determines whether the inclination angle is the threshold value θ1 or more and the acceleration is the threshold value α2 (<α1) or more. Determine (step S14). In this embodiment, the fall determination unit 31 determines whether or not the inclination angle is equal to or greater than the threshold value θ1 based on the output of the inclination detection device 40, and based on the output of the impact detection device 41 (acceleration sensor). It is determined whether or not the acceleration is equal to or higher than the threshold value α2 (<α1). This is to determine whether or not the excavator has fallen.
転倒判定部３１により傾斜角度が閾値θ１以上で、且つ、加速度が閾値α２（＜α１）以上であると判定された場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、すなわち、ショベルが転倒したと判定された場合、エアバッグ制御部３２は、展開条件が満たされたと判定する（ステップＳ１２）。 When it is determined by the fall determination unit 31 that the inclination angle is at least the threshold value θ1 and the acceleration is at least the threshold value α2 (<α1) (YES in step S14), that is, when it is determined that the excavator has fallen. The airbag control unit 32 determines that the deployment condition is satisfied (step S12).
また、転倒判定部３１により傾斜角度が閾値θ１未満である、或いは、加速度が閾値α２（＜α１）未満であると判定された場合（ステップＳ１４のＮＯ）、すなわち、ショベルが転倒していないと判定された場合、エアバッグ制御部３２は、展開条件が満たされていないと判定する（ステップＳ１５）。 Further, when it is determined by the fall determination unit 31 that the inclination angle is less than the threshold value θ1 or the acceleration is less than the threshold value α2 (<α1) (NO in step S14), that is, the excavator has not fallen. If it is determined, the airbag control unit 32 determines that the deployment condition is not satisfied (step S15).
このようにして、エアバッグ制御部３２は、展開条件が満たされたか否か（エアバッグ５０を展開させるか否か）を判定し、満たされたと判定した場合に、エアバッグ５０を展開させる。そのため、制御装置３０は、ショベルが強い衝撃を受けた場合、或いは、ショベルが転倒する若しくは転倒した場合に、キャブ１０の内壁、窓、フレーム構造等に対する操作者の安全性を確保できる。例えば、運転席のガラスが割れたとしても、或いは、割れるほどの衝撃が発生したとしても、操作者をガラス前のエアバック５０で受け止めることができる。その結果、ショベルが強い衝撃を受けた場合、或いは、ショベルが転倒する若しくは転倒した場合の操作者の被害を最小限にすることができる。 In this way, the airbag control unit 32 determines whether or not the deployment condition is satisfied (whether or not the airbag 50 is deployed), and if it is determined that the deployment condition is satisfied, the airbag 50 is deployed. Therefore, the control device 30 can ensure the safety of the operator with respect to the inner wall, the window, the frame structure, etc. of the cab 10 when the excavator receives a strong impact, or when the excavator falls or falls. For example, even if the glass in the driver's seat is broken, or even if an impact that breaks occurs, the operator can be caught by the airbag 50 in front of the glass. As a result, it is possible to minimize the damage to the operator when the excavator receives a strong impact, or when the excavator falls or falls.
次に、図７を参照し、展開判定処理の別の具体例について説明する。なお、図７は展開判定処理の別の具体例の流れを示すフローチャートである。制御装置３０は、ショベル稼働中、所定の制御周期で繰り返しこの展開判定処理を実行する。図７の展開判定処理は、エアバッグ５０の展開条件が満たされたと判定した場合の処理の内容が図５の展開判定処理と異なるがその他の部分で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。 Next, another specific example of the expansion determination process will be described with reference to FIG. 7. Note that FIG. 7 is a flowchart showing the flow of another specific example of the expansion determination process. The control device 30 repeatedly executes this expansion determination process at a predetermined control cycle while the excavator is operating. The deployment determination process of FIG. 7 differs from the deployment determination process of FIG. 5 in the content of the process when it is determined that the deployment condition of the airbag 50 is satisfied, but is common to other parts. Therefore, the description of the common part will be omitted, and the difference part will be described in detail.
図７の展開判定処理では、エアバッグ５０の展開条件が満たされたと判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、エアバッグ制御部３２は、エアバッグ５０を展開させ、操作装置２６を無効化し、且つ、エンジンを停止させる（ステップＳ１２）。具体的には、エアバッグ制御部３２は、インフレータ４２に展開指令を出力してエアバッグ５０を膨らませるためのガスを発生させることでエアバッグ５０を展開させる。また、切換弁４３に対する電流指令の出力を中止して操作装置２６と油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートとの間を遮断することで操作装置２６を無効化する。また、エンジン制御装置（図示せず。）に対して停止指令を出力することでエンジンを停止させる。 In the deployment determination process of FIG. 7, when it is determined that the deployment condition of the airbag 50 is satisfied (YES in step S11), the airbag control unit 32 deploys the airbag 50, invalidates the operation device 26, and , The engine is stopped (step S12). Specifically, the airbag control unit 32 deploys the airbag 50 by outputting a deployment command to the inflator 42 to generate gas for inflating the airbag 50. Further, the operation device 26 is invalidated by stopping the output of the current command to the switching valve 43 and shutting off between the operation device 26 and the pilot port of the flow control valve corresponding to each of the hydraulic actuators. Further, the engine is stopped by outputting a stop command to the engine control device (not shown).
このようにして、エアバッグ制御部３２は、エアバッグ５０を展開させるときに操作装置２６を無効化する。そのため、エアバッグ５０が展開したときにエアバッグ５０の展開に関連して動いた何らかの物体が操作装置２６に接触したとしても操作者の意図しない操作が行われてしまうのを防止できる。その結果、ショベル転倒後又は衝撃発生後の二次災害の発生を防止できる。 In this way, the airbag control unit 32 disables the operating device 26 when the airbag 50 is deployed. Therefore, even if some object that has moved in connection with the deployment of the airbag 50 comes into contact with the operating device 26 when the airbag 50 is deployed, it is possible to prevent the operator from performing an unintended operation. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a secondary disaster after the excavator falls or an impact is generated.
また、エアバッグ制御部３２は、エアバッグ５０を展開させるときにエンジンを停止させる。そのため、エアバッグ５０が展開したときにエンジン駆動の油圧ポンプを停止させることができ、油圧ポンプが吐出する作動油が油圧アクチュエータに供給されてしまうのを防止できる。その結果、ショベル転倒後又は衝撃発生後の二次災害の発生を防止できる。 Further, the airbag control unit 32 stops the engine when the airbag 50 is deployed. Therefore, the engine-driven hydraulic pump can be stopped when the airbag 50 is deployed, and the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump can be prevented from being supplied to the hydraulic actuator. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a secondary disaster after the excavator falls or an impact is generated.
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various aspects are within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be transformed / changed.
例えば、上述の実施例では、エアバッグ５０はキャブ１０の前面内側、左側面内側、及び右側面内側のそれぞれに沿って展開するように構成される。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、エアバッグ５０は、追加的にキャブ１０の上面内側に沿って展開するように構成されてもよい。 For example, in the above embodiment, the airbag 50 is configured to deploy along the inside of the front surface, the inside of the left side surface, and the inside of the right side surface of the cab 10. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the airbag 50 may be additionally configured to deploy along the inside of the upper surface of the cab 10.
１・・・下部走行体 ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャブ ２６、２６ＡＬ、２６ＡＲ、２６ＢＬ、２６ＢＲ・・・操作装置 ３０・・・制御装置 ３１・・・転倒判定部 ４０・・・傾斜検出装置 ４１・・・衝撃検出装置 ４２・・・インフレータ ４３・・・切換弁 ５０、５０Ｆ、５０Ｌ、５０Ｒ、５０ＦＬ、５０ＦＲ、５０ＢＬ、５０ＢＲ・・・エアバッグ 1 ... Lower traveling body 2 ... Swivel mechanism 3 ... Upper swivel body 4 ... Boom 5 ... Arm 6 ... Bucket 7 ... Boom cylinder 8 ... Arm cylinder 9 ...・ Bucket cylinder 10 ・ ・ ・ Cab 26, 26AL, 26AR, 26BL, 26BR ・ ・ ・ Operating device 30 ・ ・ ・ Control device 31 ・ ・ ・ Tumble judgment unit 40 ・ ・ ・ Tilt detection device 41 ・ ・ ・ Impact detection device 42 ... Inflator 43 ... Switching valve 50, 50F, 50L, 50R, 50FL, 50FR, 50BL, 50BR ... Airbag
Claims (4)
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられるキャブと、
前記キャブ内の中央に設置される運転席と、
前記運転席の右側に配置される右操作レバーと、
前記運転席の左側に配置される左操作レバーと、
前記運転席の前側に配置される中央右操作レバー及び中央左操作レバーと、
前記キャブの前面に配置されるフロントガラスと、
前記キャブの左側面に配置される左サイドガラスと、
前記キャブの左側面に配置される右サイドガラスと、
前記フロントガラス、前記左サイドガラス、及び前記右サイドガラスのそれぞれの内側に沿って展開し、展開の際に前記中央右操作レバー及び前記中央左操作レバーと干渉しないエアバッグと、を備える建設機械。 With the lower running body,
An upper swing body that is mounted on the lower running body so that it can turn,
The cab provided on the upper swing body and
The driver's seat installed in the center of the cab and
The right operating lever located on the right side of the driver's seat,
The left operation lever located on the left side of the driver's seat and
The center right operation lever and the center left operation lever arranged on the front side of the driver's seat,
A windshield placed in front of the cab and
The left side glass arranged on the left side of the cab and
The right side glass placed on the left side of the cab and
A construction machine including an airbag that is deployed along the inside of each of the windshield, the left side glass, and the right side glass and does not interfere with the center right operating lever and the center left operating lever during deployment .
請求項１に記載の建設機械。 The airbag is housed in the ceiling frame or pillar of the cab.
The construction machine according to claim 1.
前記エアバッグの展開を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記傾斜検出装置の出力に基づいて前記エアバッグを展開させるか否かを判定する、
請求項１又は２に記載の建設機械。 An inclination detection device that detects the inclination of the body of the construction machine,
A control device for controlling the deployment of the airbag is provided.
The control device determines whether or not to deploy the airbag based on the output of the tilt detection device.
The construction machine according to claim 1 or 2.
前記操作装置は、前記右操作レバー、前記左操作レバー、前記中央右操作レバー、及び前記中央左操作レバーを含み、
前記制御装置は、前記エアバッグを展開させると判定した場合に前記操作装置を介した操作入力を無効にする、
請求項３に記載の建設機械。 Equipped with an operating device for operating the working body of the construction machine
The operating device includes the right operating lever, the left operating lever, the central right operating lever, and the central left operating lever.
When the control device determines that the airbag is to be deployed, the control device invalidates the operation input via the operation device.
The construction machine according to claim 3.
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