JPS60199130A - 建設機械の転倒警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、下部走行体、上部旋回体および作業４ｍ　６
１を協えた油圧ショベル、クレーン等の建設機械におい
て、この建設機械が傾斜地で作業する場合、転倒の危険
が生じたときこれを警報する建設機械の転倒警報装置に
関する。

〔発明の背景〕

建設機械、例えば油圧シロベルなどは、常に平坦な地面
上で作業するとは限らず、作業現場によっては相当に傾
斜した地面上で作業を実施しなければならない場合があ
る。このような傾斜地での作業は、平坦な地面での作業
に比べて油圧ショベルの転倒のおそれが大きくなり危険
である。これを図により説明する。

第１図は平坦地での作業実施中の油圧シ９ペルの側面図
である。図で、１は油圧ショベル本体を示し、下部走行
体２および上部旋回体３で構成されている。上部旋回体
３は下部走行体２上に旋（ロ）可能に設けられている。

４は上部旋回体３に回動可能に取付けられたフロント機
構であり、ブーム５、アーム６、パケット７およびそれ
らをそれぞれ駆動するシリンダ５Ｓ、６Ｓ、７Ｓで構成
されている。８はバケット７の爪先を示す。

９は下部走行体のサイドフレーム、１０はサイドフレー
ム９に取付けられて下部走行体２を駆動する走行モータ
、１１は走行モータ１０と反対端においてサイドフレー
ム９に取付けられた遊動輪、１２はサイドフレーム９に
設けられた多数のローラのうち遊動輪１１に隣接する第
１０−ラ、１３は走行モータ１０、遊動輪１１および各
ローラに巻回して装着された履帯である。Ｇ１は平坦な
地面を示す。

今、第１図に示すように、フロント機構４が履帯１３と
並行方向にされた状態で操作され、パケット７の爪先８
に負荷がかかった状態にある場合、油圧ショベルはその
負荷のため、支点α１を中心に僅かに前方に傾き後方が
持ち上がった状態となる。この場合の支点（転倒支点）
Ｇ１は第１０−ラ１０にある。ここで、負荷を含めたフ
ロント機構４の重量をＷｋｇ、支点α１と爪先８間の距
離をＬｌ、１：ｊｌＩｌ、油圧ショベル本体１０重量を
ｗｋｆ、油圧シラペル本体１０重量重心すの垂線と支点
α１の垂線間の距離を１ＨＩＩＦ　とすると、負荷モー
メン）Ｍ。

は　Ｍ、＝ＷｘＬ　ｌ 又、油圧ショベル本体モーメントＭ２はＭ２＝ＷｘＩ！
　ｌ であり、モーメン）？Ｖ１＋がモーメン）Ｍ２の範囲内
にある場合、転倒は生じない。しかしながら、油圧ショ
ベルが傾斜した地面で作業する場合には、同じ負荷が加
わっても転倒のおそれが大きくなる。

これを第２図および第３図により説明する。

第２図は傾斜地での作業実施中の油圧ショベルの側面図
である。図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符
号が付しである。Ｇ２は傾カ１シた地面を示す。このよ
うに、油圧ショベルが傾斜地Ｇ２上で作業を行なう場合
、爪先８にかかる負荷が第１図に示す場合と同じである
とすると、ｍ１Ｗｌ、ｕｋｇおよび距１１．　Ｌ　Ｉｍ
は変らないが、距離１２ｍは傾斜が大きくなるほど距離
Ａ　ｌｔ＋ｍよりも小さくなる。したがって、油圧シ日
ベル本体モーメントＭ２は Ｍ２＝ＷｘＪ　２ となり、平坦地Ｇｌにおける場合よりも小さくなり、負
荷モータｙ）Ｍｌとの均合い範囲が小さくなり転倒のお
それが大ぎくなる。しかし、実際には上述のような状態
にはならず、転倒のおそれは幾分小さくなる。七〇理由
を第３図により説明する。

第３図は第１図および第２図に示す遊ｋｂ＠付近の概略
図である。図で、９はサイドフレーム、１１は遊＊ＩＩ
輪、１２は第１０−ラ、１３は）（ｊｉ帝であり、第１
図および第２図に示すものと同じである。前述のように
、平坦地Ｇ１においては、転倒支点αｌは第１０−ラ１
２にある。しかし、傾斜地Ｇ２において、油圧ショベル
本体モーメントＭ２が小さくなり、負荷モーメン）　Ｍ
　１との均合いが破れそうになると、サイドフレーム９
（即ち油圧ショベル本体１）は一点鎖線で示すように、
さらに負荷方向に傾ぎ、この結果、転倒支点α１は第１
０−ラ１２かも遊動輪１】上の点α２に移行する。した
がって、距離１２ｍｍが増大し、距離Ｌ　Ｈｍｓは減少
し、負荷モーメントＭ１と油圧シせベル本体モーメント
Ｍ　２との新もだな均合いが生じ、油圧ショベル本体１
の後方（負荷と反対側）は浮き上がるが転倒のおそれは
小さくなる。しかしながら、これによって転・渕のおそ
れが解消したというものではなく、転倒のおそれが存在
することに変りはなく、しかも、傾斜地Ｇ２の傾斜が大
ぎくなるほど転倒のおそれが増大する。

なお、上記平坦地Ｇ１および傾州池Ｇ２における油圧シ
ョベルの状態の説明は、遊動輪１１がｔｉｌｌ方（負荷
（ｔｉｌｌ　）にある場合についての説明であるが、走
行モータ１０が前方にある場合についても同様のことが
云える。しかし、上部旋回体３およびフロント機構４が
第２図に示す状態と同じであり、同じ負荷がかかつてい
ても、履’１ｉＦ１３（即ち下部走行体２）が傾斜地Ｇ
２の傾斜方向に対して「１角方向にある場合には転倒の
おそれは極めて犬ぎくなる。

これを第４図および第５図により説明する。

第４図は下部走行体が傾５ｉ９［地の傾斜方向と直角に
ある場合における傾斜地での作業実施中の油圧ショベル
の側面図である。図で、第１図および第２図に示す部分
と同一部分には同一ね号が付しである。１４は第１．２
図に示される両サイドフレーム９間を連結するビーム、
１５はビーム９に支持される旋回胴である。図示のよう
に、履帯１３は傾斜地Ｇ２の傾斜方向に対して直角方向
に向いている。

この状態において、爪先８に負荷がかかると、転倒支点
は下部走行体２の下ローラ外側つば部となる。これを第
５図に示す。

第５図は下部走行体の下ローラ付近の概略図である。履
帯１３はトラックシュー１３αおよびり／り１３ｂで構
成されている。１４はビーム、　１６は下ローラ、１６
αは下口−２１６の外側つば部である。油圧シ璽ベルが
第４図に示すように傾いた場合、この外側つば部１６α
が転倒支点α３となる。ところで、油圧シ１ベルの輸送
時における横幅は規則上制限されているので、両側の履
帯の間隔も制限され、その間隔は履帯の前後方向の長さ
に比べて小さい。

したがって、重量重心すの垂線と転倒支点α３の垂線と
の間隔１３Ｍは第１図および第２図に示す間隔！１酊、
Ｊ２ｘｙｔに比べて小さく、このため、油圧シ璽ベル本
体モーメン）　Ｍ　ｚも小さくなり、負荷モーメン）　
Ｍ　ｌとの均合い範囲も小さくなる。

結局、履帯１３が傾斜地Ｇ２の傾斜方向に対して直角方
向にある場合には、第２図に示すような同一方向にある
場合よりもさらに転倒のおそれが太き（なる。

以上、履帯１３が傾斜地Ｇ２の傾斜方向に対して同一方
向にある場合（第２図）および直角方向にある場合（第
４図）の転倒の危険性について述べたが、その中間の場
合、即ち、例えば、履帯１３が傾斜地Ｇ２の傾斜方向に
対して４５度の方向にある場合も、平坦地Ｇ、にある場
合に比較して転倒のおそれが極めて大きいことは明らか
である。そして、これら各状態における転倒の態様は、
履帯１３が傾斜地Ｇ２の傾斜方向と同一方向にある場合
には、前述のように転倒支点が移動することから徐々に
転倒状態に入るが、履帯１３が傾斜地Ｇ２の傾斜方向に
対して相当の角度をもっている場合には。

転倒支点の移動はないので急速に転倒することになる。

したがって、前述の油圧ショベル本体モーメントＭ　ｚ
の大小とも相侯って、履帯１３が傾斜地Ｇ２の傾斜方向
に対して角度をもっている場合の方が、同一方向にある
場合よりもより一層転倒のおそれが大であるということ
が云える。

さらに、傾斜地Ｇ２の傾斜角度が大きくなく、相応の掘
削作業等を行なっていて、負荷モーメントＭｌが油圧シ
ョベル本体モーメントＭ　２との均合い範囲内にあ゛る
と判断された場合でも、バケツ）７に荷を積んだ状態で
旋回したとき、旋回の慣性および旋回モータの流れ等に
より、パケット７が傾斜地Ｇ２の傾斜下方へ流れると、
負荷モーメントＭ１が油圧ショベル本体モーメントＭ　
２との均合い範囲を超えてしまい、転倒事故を発生する
場合がある。

以上のことから、傾斜地Ｇ２における油圧ショベルの傾
斜角度を知り、かつ、この傾斜地Ｇ２の傾斜方向に対す
る履帯１３の方向や作業態様等を勘案し、その傾斜角度
が危険であるか否かを判断することは転倒を防止するた
めには極めて重要なことである。しかしながら、従来の
油圧ショベルには傾斜計等の傾斜角度を知る装置は備え
られておらず、傾斜角度が何度であるか、又、その傾斜
角度が危険であるか否かの判断はすべて運転者自身の勘
に頼らざるを得す、このため、転倒事故を生じるおそれ
が大きかった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、従来の問題点を解決し、確実に転倒を防
止することができる建設機械の転倒警報装置を提供する
にある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、傾斜地における
下部走行体の所定方向の傾斜角度を検出し、この検出さ
れた傾斜角度が予め定められたある設定角度以上になっ
たとき、訃報装置が作動するようにしたことを特徴とす
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

本実施例では、油圧シ四′ベルのＨ帯が傾斜地の傾斜方
向と同一方向にある場合、直角方向にある場合および４
５度の角度にある場合のそれぞれについて油圧７ＩＩベ
ルの傾斜角を知るために、下部走打体の旋回胴に傾斜計
を取付けるものである。以下、各図によりその取付は位
置を説明する。

第６図（α）、（ｂ）は油圧ショベルの履帯゛が傾斜地
の傾斜方向と同一方向にある場合の下部走行体の略図で
ある。図で、第２図および第４図に示す部分と同一部分
には同一符号が付しである（以下、第７図、第８図、第
９図において同じ。）。

１８ｃ厘は旋回胴１５に取付けられた傾斜計である。

なお、旋回胴１５および傾斜計１８α１は説明のため拡
大して描かれている（以下第７図、第８図について同じ
。）。傾斜計１８αｌの取付個所は、走行モータ１０に
向いて旋回胴１５の左側外側面である。

傾斜計１８αｌは走行モータ１０が傾斜地Ｇ２の傾斜上
方にある場合（したがって、遊動輪１１が傾斜下方にあ
る場合）にのみ、その傾斜角に応じた電気的信号を出力
する。第６図（ｂ）に示す１８α２は旋回胴１５の右側
外側面（傾斜計１８α１０反対側位置）に取付けられた
傾斜計であり、走行モータ１０が傾斜地Ｇ２の傾斜下方
にある場合にのみ、その傾斜角に応じた電気的信号を出
力する。

第７図（α）、（ｈ）は油圧ショベルの履帯が傾斜地の
傾斜方向に直角にある場合の下部走行体の略図である。

１８ｂｌは旋回胴１５の遊動輪側正面に取付けられた傾
斜計、１８ｂ２は旋回胴１５０走行モータ側正面に取付
けられた傾斜計であり、これら各傾斜計ＩＢｈ　ｌ、１
８ｂ２はそれぞれ互いに反対側への傾斜角に応じて電気
的信号を出力する。

第８図は油圧ショベルの履帯が傾斜地の傾斜方向に対し
て４５度の角度にある場合の下部走行体の略図、第９図
は第８図に示す矢印Ａからみた本実施例の傾斜計を装着
した下部走行体の平面略図である。１８ｃ＋、１８ｃ２
．１８ｃｓ　、　１８ｃ　４は履帯が傾斜地の傾斜方向
に対して４５度にある場合に使用される傾斜計であり、
それぞれ検出した傾斜角に応じた電気゛信号を出力する
。傾斜計１８ｃ１と傾斜計１８０２とは、走行モータ１
０が傾斜上方にある場合に作動する傾斜計であり、・履
＠１３が矢印Ｂ方向に向いている場合には傾斜計１８ｃ
ｌにより傾斜角を検出し、履帯１３が矢印Ｃ方向に向い
ている場合には傾斜計１８ｃ２により傾斜角を検出する
。又、傾斜計１８ｃ３と韻８［計１８ｃ４とは、遊動輪
１１が傾斜上方にある場合に作動する傾斜計であり、履
帯１３が矢印Ｂ方向に向いている場合には傾斜δ］１８
Ｃ３で傾斜角を検出し、履帯１３が矢印Ｃ方向に向いて
いる場合には傾斜計１８ｃ４で傾斜角を検出する。

第８図に示す状態にあっては、傾斜角は傾斜計１８０２
で４莢出される。

第１０図は本発明の実施例に係る転倒警報装置の系統図
である。図で、ＩＪＥＺｔは嬉６図（α）、第９図に示
される傾斜計である。１９は予め定められた設定角に応
じた信号ｅ２を出力する角度設定器である。角度設定器
１９に設電される角度は、油圧シ言ベルの下部走行体が
第６図（α）に示１−状態にある場合、転倒のおそれが
生じる角度であり、ある程度安全を見込んだ角度に選定
されている。

２０は傾斜計１８α】で検出された傾斜角度に応じた検
出角度信号Ｃ１と設定角度信号ｇ２とを入力して両信号
を比較する比較器であり、信号ｅ１が信号Ｃ２以上のと
き高レベル信号を出力し、信号ｇ１が信号ｔ２未満のと
き低レベル信号を出力する。

２１は油圧ショベルの上部旋回体を旋回させる旋（ロ）
レバー、２１８１は旋回レバー２１に応動する旋回レバ
ースイッチである。旋回レバースイッチ２１Ｓ１は旋回
レバー２１が中立位置にあるときは開き、いずれかの側
又は選択されたいずれかの側に操作されたときに閉じて
高レベル信号を出力する。２１８２１・・・・・・２ｉ
Ｓｎはブーム操作レバー、アーム操作レバー等の他の操
作レバーに連動するレバースイッチであり、対応するレ
バーが操作されているとき閉じて高レベル信号を出力す
る。２３は比較器２０の出力信号ｅ３と旋回レバースイ
ッチ２１Ｓ１の出力信号ｇ４とを入力するＡＮＤゲート
回路であり、信号ｅ３、Ｃ４がいずれも高レベル信号で
あるとき高レベル信号を出力する。２４はＡ　Ｎ　Ｉ）
ゲート回路２３の高レベル出力信号により励磁されてそ
の接点を閉じるリレー、２５はリレー２４の接点が閉じ
たとき作動するブザーである。　・ 次に、本実施例の動作を説明する。油圧７目ベルの下部
走行体が第６図（α）に示す状態にある場合、傾斜地Ｇ
２の傾斜角θが小さいとき、又は傾斜角θが小さく、か
つ、負荷も小さいとき、油圧７０ベルはそのｌｌ）角０
以上に餠くことはな（、傾斜計１８ａ１から出力される
信号ｅ１は設定角信号ｅ２より小さい。したがって、比
較器２０の出力ｅ３は低レベル信号となり、旋回レバー
２１又は他のレバーを操作してもＡＮＤゲート回路２３
からの出力信号ｅ６は低レベルであり、リレー２４は励
磁されず、ブザー２５も吹鳴しない。この結果、操作者
は油圧シ目ペル転倒の危険がないことを確認することが
でき、安心して油圧ショベルを操作することができる。

一方、傾斜地Ｇ２の傾斜角θが大きいとき、又は傾斜角
θが小さくても負荷が大きくて第２図に示すように下部
走行体の傾斜上方側が一定角以上持ち上がったとき、傾
斜計１８αｌの検出角度は設定角度以上となり、その出
力信号ｅ１は設定角信号ｇ２以上となり、比較器２０か
らは高レベル信号が出力される。したがって、このとき
、いずれかの操作レバーが操作されていると、ＡＮＤゲ
ート回路２３の出力信号ｔ５は高レベル信号となり、リ
レー２４が励磁され、ブザー２５が吹鳴する。操作者は
このブザー２５の作動により油圧ショベル転倒の危険が
生じたことを知り、直ちに必要な処置を採って転倒を防
止することができる。

さらに、傾斜地Ｇ２の傾斜角が小さく、かつ、負荷が小
さくても、例えば旋回動作中、旋回の慣性や旋回モータ
の流れなどにより、荷を積んだパケット７が傾斜下方に
流れ、下部走行体のｌＪＩ斜上方側が一定角以上に傾く
と、比較器２０の出力信号ｔ３は高レベルとなり、この
とき旋回レバ−２１モ操作されているので旋回レバース
イッチ２１Ｓ１の出力信号ｔ４も高レベルとなるので、
ＡＮＩＪゲート回路２３の出力信号ｔ５　も高レベルと
なり、リレー２４が励磁され、ブザー２５が吹鳴して油
圧シ璽ベル転倒の危険を知らせる。

傾斜計１８α１以外の各傾斜ｉ＋　１８　Ｃ２〜Ｉ　Ｂ
　Ｃ４にもそれぞれに角度設定器、比較器、ＡＮＤゲー
ト回路が接続される（各レバースイッチ２１Ｓｓ〜２１
Ｓｔｚ、リレー２４％ブザー２５は共通）。そして、第
６図（ｂ）、第７図（α）、（ｈ）、第８図等に示され
るような傾斜地Ｇ２における下部走行体の各状態に対応
して、それぞれ角度設定器に所定の角度が設定され、上
記と同様の動作により、転倒の危険が生じるとブザーを
吹鳴させる。

このように、本実施例では、旋回胴の所定個所に傾斜計
を取付け、油圧ショベルの下部走行体が傾斜地の傾斜方
向に対して同一方向、直角方向、４５度方向にあるとき
の傾斜角を検出し、検出された角度が設定された角度以
上であり、かつ、いずれかの操作レバーが操作されてい
るとき、ブザーを作動させるようにしたので、油圧ショ
ベルの転倒を確実に防止することができ、傾斜地であっ
ても安心して油圧ショベルを操作することかできる。

なお、上記実施例の説明では、油圧ショベルを例示して
説明したが、油圧ショベルに限ることはなく、他の建設
機械にも適用可能である。又、傾斜計の取付個所は旋回
胴に限ることはな（、下部走行体の他の適宜個所に取付
けることができる。

さらに、傾斜計の個数は、傾斜地の傾斜方向と同一方向
の傾斜検出に１個、直角方向の傾斜検出に１個、４５度
方向の傾斜検出に２個の計４個とすることもできる。又
、検出すべき方向は任意に選定することができる。さら
に又、レバースイッチはいずれか１つあるいは適宜選ん
で設置できる。又、各レバースイッチとＡＮＤゲート回
路は必ずしも必要ではなく、比較器とリレーを直接接続
してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、下部走行体の所定の方
向の傾斜角度を検出し、この検出した傾斜角度が所定の
設定角度以上のとき警報装置を作動させるようにしたの
で、建設機械の転倒を確実に防止することができ、安心
して機械を操作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は平坦地での作業実施中の油圧シｌベルの側面図
、第２図は傾斜地での作業実施中の油圧シ書ベルの側面
図、第３図は第１図および第２図に示す遊動輪近傍の概
略図、第４図は下部走行体が傾斜地の傾斜方向と直角方
向にある場合における傾斜地での作業実施中の油圧ンヨ
ペルの側面図、第５図は下部走行体の下ローラ近傍の概
略図、第６図（α）、（ｂ）、第７図（ａ）、（ｂ）、
第８図はそれぞれ傾斜地における下部走行体および本発
明の実施例に係る傾斜計の略図、第９図は第８図に示す
矢印Ａ方向からみた下部走ｒｊ体の平面図、第１０図は
本発明の実施例に係る警報装置の系統図である。 ２・・・・・・下部走行体、３・・・・・・上部旋回体
、４・・・・・・フロント機構、１５・・・・・・旋回
胴、１８ａｔ、１８α２．１８ｂｓ　、　１８ｈ　２．
１８Ｃ１，１８Ｃ２，１８Ｃｓ　、１８Ｃ４・・・・・
・傾斜ｎ１．１９・・・・・・角度設定器、２０・・・
・・・比較器、２１Ｓ　１．２１Ｓ　ｚ、２１　Ｓ　ｎ
　・−・−レバースイッチ、２３・・・・・・ＡＮＤゲ
ート回路、２４・・・・・・リレー、２５・・・・・・
ブザー、Ｇ２・・・・・・傾斜地。 ′ｆ、１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下部走行体と、この下部走行体に旋回可能に設けられた
   上部旋回体と、この上部旋回体に回動可能に取付けられ
   た作業機構とを備えた建設機械において、前記下部走行
   体に配置されてこの下部走行体の所定方向の傾斜角度を
   検出する傾斜角検出装置と、この傾斜角検出装置により
   検出された検出角度とある定められた設定角度とを比較
   する比較手段と、この比較手段により前記検出角度が前
   記設定角度以上であると判Ｗ「されたとき作動する警報
   装首とを設けたことを特徴とする建設機械の転倒警報装
   置。