JPH0417253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧シヨベル、油圧クレーン
等の建設機械に関し、特に建設機械が盛土、立
木、人物等の障害物（以下、障害物という）の規
定範囲内に入つた場合には、該建設機械を構成す
る上部旋回体の旋回を緊急停止せしめ、または旋
回の始動を阻止するようにした建設機械の作業安
全装置に関する。

〔従来技術〕

従来、油圧シヨベル、油圧クレーン等の建設機
械として、第６図ないし第８図に示すものが知ら
れている。

第６図および第７図において、１は作業機で、
該作業機１は下部走行体２と、該下部走行体２に
旋回可能に設けられた上部旋回体３とから大略構
成され、下部走行体２は左右の走行モータ４によ
り走行せしめられ、上部旋回体３は旋回モータ５
により旋回せしめられるようになつている。

また、走行モータ４、旋回モータ５を作動する
ため、第８図に示す油圧回路が用いられている。
即ち、第８図において、６は切換制御弁で、該切
換制御弁６は上部旋回体３を構成する運転室に設
けられた操作レバーに基づき直接的に、またはパ
イロツト油圧方式として間接的に制御せしめられ
る。また、切換制御弁６の流入側には油圧ポンプ
７、流出側にはタンク８が接続され、その流出お
よび流入側には配管９Ａ，９Ｂを介して走行モー
タ４が接続されている。そして、配管９Ａ，９Ｂ
の途中には内部パイロツト方式のカウンタバラン
ス弁１０が設けられると共に、該配管９Ａ，９Ｂ
間には一対のオーバロードリリーフ弁１１，１２
が設けられ、これらのカウンタバランス弁１０、
オーバロードリリーフ弁１１，１２によつて走行
ブレーキ装置１３を構成している。さらに、切換
制御弁６の流出および流入側には配管１４Ａ，１
４Ｂを介して旋回モータ５が接続され、該配管１
４Ａ，１４Ｂ間には一対のオーバロードリリーフ
弁１５，１６が設けられ、旋回ブレーキ装置１７
を構成している。

次に、１８は走行モータ４に圧油が供給された
とき、これを検出して制動を解除するネガテイブ
ブレーキからなる駐車ブレーキ装置で、該駐車ブ
レーキ装置１８はシリンダ装置１９を備え、該シ
リンダ装置１９はシリンダ１９Ａと、該シリンダ
１９Ａ内に摺動可能に設けられ、内部をばね室１
９Ｂと油室１９Ｃとに画成するピストン１９Ｄ
と、該ピストン１９Ｄに固着されシリンダ１９Ａ
外に突出したロツド１９Ｅとから構成され、ばね
室１９Ｂ内には圧縮ばね２０が張設され、ロツド
１９Ｅには下部走行体２の一部と係合することに
より制動を与える多板ブレーキ２１が設けられて
いる。また、２２は配管９Ａ，９Ｂに接続され、
該配管９Ａ，９Ｂのうちの高圧側を選択する高圧
選択弁で、該高圧選択弁２２は配管２３を介して
油室１９Ｃと接続されている。かくして、駐車ブ
レーキ装置１８はシリンダ装置１９、ばね２０、
多板ブレーキ２１、高圧選択弁２２等から構成さ
れる。

従来技術による建設機械は前述のように構成さ
れるが、まず下部走行体２を走行せしめるには、
切換制御弁６を走行位置に切換え、油圧ボンプ７
からの圧油を配管９Ａ，９Ｂのいずれか一方側、
例えば配管９Ａ側に供給すると、カウンタバラン
ス弁１０が左側位置に切換わつて走行モータ４を
矢示方向に回転せしめる。このとき、高圧選択弁
２２は配管９Ａ側圧力を検出し、配管２３から油
室１９Ｃに圧油を供給し、ばね２０に抗してピス
トン１９Ｄを図中左方に変位せしめ、多板ブレー
キ２１による制動を解除する。これにより、下部
走行体２の走行を開始することができる。

また、下部走行体２の走行を停止するには、切
換制御弁６を走行停止位置に切換える。この結
果、カウンタバランス弁１０が中立位置に戻り、
配管９Ａ側への圧油の供給は停止するが、作業機
１の慣性によつて走行モータ４を回転し、配管９
Ｂ側を高圧とする。このため、オーバロードリリ
ーフ弁１２は配管９Ｂ側の高圧油を配管９Ａ側に
リリーフするが、該オーバロードリリーフ弁１２
を圧油が流れるときの抵抗力による制動作用によ
つて、走行モータ４の慣性による回転を停止する
ことができる。一方、切換制御弁６が中立位置に
戻ると、シリンダ装置１９の油室１９Ｃ内圧油は
配管２３、高圧選択弁２２、切換制御弁６を介し
てタンク８に戻され、多板ブレーキ２１はばね２
０のばね力で下部走行体２に再び制動作用を与え
る。

次に、上部旋回体３を旋回せしめるには、切換
制御弁６を旋回位置に切換え、油圧ボンプ７から
の圧油を配管１４Ａ，１４Ｂのいずれか一方、例
えば配管１４Ａ側に供給すると、旋回モータ５は
図中矢示方向に旋回する。一方、上部旋回体３の
旋回を停止するには、切換制御弁６を旋回停止位
置に切換える。この結果、配管１４Ａ側への圧油
の供給は停止するが、上部旋回体３の慣性によつ
て旋回モータ５を回転し、配管１４Ｂ側を高圧と
する。このため、オーバロードリリーフ弁１６は
配管１４Ｂ側の高圧油を配管１４Ａ側にリリーフ
し、このときの抵抗力によつて旋回モータ５の慣
性による回転を停止することができる。

然るに、前述した従来技術によるものにおいて
は、旋回モータ５はオーバロードリリーフ弁１
５，１６からなる旋回ブレーキ装置１７によつて
旋回を停止させるものであり、特にオーバロード
リリーフ弁１５，１６内を圧油が流れるときの抵
抗力により、上部旋回体３の慣性力を熱エネルギ
に変換することにより行なわれるものである。

このように、上部旋回体３の停止速度はオーバ
ロードリリーフ弁１５，１６のリリーフ設定圧力
によつて設定されるものであるが、該オーバロー
ドリリーフ弁１５，１６のリリーフ設定圧力は所
定値に固定的に設定されているため、緊急停止さ
せることができないという問題点がある。このた
め、旋回範囲内に障害物があることがわかり、上
部旋回体３を緊急停止すべく切換制御弁６を旋回
停止位置に切換えても、旋回モータ５は上部旋回
体３の慣性によつて徐々に旋回を停止することに
なり、この間障害物に衝突してしまうことがある
という欠点があつた。そこで、オーバロードリリ
ーフ弁１５，１６のリリーフ設定圧を高圧に設定
しておくことも考えられるが、あまり高圧に設定
した場合には、配管１４Ａ，１４Ｂに異常な高圧
が発生した時、これをリリーフすることができな
くなつてしまうという欠点がある。一方、走行モ
ータ４を停止せしめる走行ブレーキ装置１３につ
いても前述した旋回ブレーキ装置１７と同様に走
行の緊急停止を行なうことができないという欠点
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑みな
されたもので、上部旋回体が障害物に異常接近し
たような場合、これを検出することによつて旋回
ブレーキ装置を構成する旋回停止弁を遮断すると
共にオーバロードリリーフ弁のリリーフ設定圧力
を高めることにより、旋回停止時の制動距離を短
縮しうるようにした建設機械の作業安全装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明が採用す
る構成は、下部走行体と上部旋回体とからなる作
業機と、該作業機の上部旋回体を旋回せしめる旋
回モータと、該旋回モータと油圧源との間に設け
られた切換制御弁とからなる建設機械において、
前記切換制御弁と旋回モータとの間に設けられ、
リリーフ設定圧力の変更が可能な一対のオーバロ
ードリリーフ弁および旋回停止弁からなり、該オ
ーバロードリリーフ弁が該旋回停止弁と旋回モー
タとの間に位置する旋回ブレーキ装置と、前記上
部旋回体に設けられ、該上部旋回体周囲の障害物
を検出する障害物検出手段と、該検出手段からの
信号により上部旋回体が規定範囲内に入つたと判
定したときには前記旋回停止弁を遮断する側に切
換えると共に、前記旋回モータが慣性回転すると
き少くとも高圧油を逃す側となるオーバロードリ
リーフ弁の設定圧力を高めるための信号を発生す
る制御装置とを設けることにより、前記旋回モー
タを緊急停止せしめることを特徴とする。

〔作用〕

このように構成することにより、障害物検出手
段は上部旋回周囲の障害物を検出して、検出信号
を制御装置に出力しており、該制御装置はこの検
出信号に基づいて上部旋回体が規定範囲に入つた
か否か監視している。そして、上部旋回体が規定
範囲に入つたと判定したときには、旋回停止弁、
オーバロードリリーフ弁側に信号を出力し、該旋
回停止弁の遮断によつて旋回モータへの圧油供給
を停止し、またオーバロードリリーフ弁の設定圧
力を高め、慣性回転している旋回モータに大きな
抵抗力を与え、該旋回モータを緊急停止させる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に
基づき詳述する。なお、前述した従来技術と同一
構成要素には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を
示す。

まず、第１図、第２図において、３１Ａ，３１
Ｂ，３１Ｃは上部旋回体３の後部側に位置して、
後面、左、右の側面にそれぞれ設けられた障害物
センサ（以下、全体として障害物センサ３１とい
う）で、該障害物センサ３１は該センサ３１が設
けられている上部旋回体３の周囲に存在する障害
物３２を検出し、この検出信号を後述の制御装置
４０に出力するようになされている。ここで、前
記障害物センサ３１としては超音波発信装置と超
音波受信装置とからなる超音波式センサ、撮像装
置からなる光学式センサ等が用いられる。

３３は本実施例に用いる旋回ブレーキ装置で、
該旋回ブレーキ装置３３は配管１４Ａ，１４Ｂ間
に設けられたリリーフ設定圧可変型のオーバロー
ドリリーフ弁３４，３５と、油圧パイロツト式の
旋回停止弁３６とから構成され、該オーバロード
リリーフ弁３４，３５は旋回停止弁３６と旋回モ
ータ５との間に位置している。ここで、各オーバ
ロードリリーフ弁３４，３５はそのパイロツト部
３４Ａ，３５Ａにパイロツト圧が供給されること
により、ばね荷重を変更することができるように
なつている。このため、各パイロツト３４Ａ，３
５Ａはリリーフ圧設定ばねと、該ばねの設定荷重
を変更する油圧シリンダ装置とから構成されてお
り、該シリンダ装置に後述する電磁弁３７を介し
てパイロツトポンプ３８からのパイロツト圧が供
給されることにより、リリーフ圧設定ばねの力を
可変とすることができる。また、旋回停止弁３６
はオーバロードリリーフ弁３４，３５と切換制御
弁６との間に位置して配管１４Ａ，１４Ｂ間に設
けられている。そして、前記旋回停止弁３６は切
換位置イ，ロを有し、常時は切換位置イにあり、
パイロツト圧が供給されたとき切換位置ロとなる
ように構成されている。

３７は旋回緊急停止用電磁弁で、該電磁弁３７
は切換位置イ，ロを有し、常時は切換位置イにあ
つてパイロツトポンプ３８からの圧油を旋回停止
弁３６のパイロツト部に供給していると共に各オ
ーバロードリリーフ弁３４，３５のパイロツト部
３４Ａ，３５Ａをタンク８と接続し、切換位置ロ
となつたときにはパイロツトポンプ３８からの圧
油を各パイロツト部３４Ａ，３５Ａに供給すると
共に、旋回停止弁３６のパイロツト部をタンク８
と接続する機能を有する。

３９は駐車ブレーキ緊急制動用電磁弁で、該電
磁弁３９は高圧選択弁２２とシリンダ装置１９と
の間に位置して配管２３の途中に設けられてい
る。そして、前記電磁弁３９は切換位置イ，ロを
有し、常時は切換位置イにあつて配管２３を連通
せしめ、切換位置ロとなつたときにはシリンダ装
置１９の油室１９Ｃ内圧油をタンク８に解放し、
駐車ブレーキ装置１８に緊急制動を与えるように
構成されている。

４０は制御装置で、該制御装置４０は障害物セ
ンサ３１から検出信号が入力されたとき、障害物
３２と上部旋回体３との間の距離を算出し、この
距離が規定の危険範囲、即ち規定範囲に入つてい
ると判定したとき電磁弁３７，３９のソレノイド
部に弁切換信号を出力すると共に、警報装置４１
に警報信号を出力する機能を有する。なお、制御
装置４０は障害物センサ３１が超音波センサであ
る場合には送信エコーと受信エコーとの間の時間
差から距離を算出し、また撮像装置である場合に
は検出信号をフオーカス処理することにより、距
離を算出することができる。

本実施例は前述のように構成されるが、次にそ
の作動について述べる。

制御装置４０から弁切換信号が出力されていな
い通常時においては、各電磁弁３７，３９はそれ
ぞれ図示の如く切換位置イにある。このため、パ
イロツトポンプ３８からの圧油は旋回停止弁３６
の油圧パイロツト部に供給され、該旋回停止弁３
６は切換位置ロにあつて、配管１４Ａ，１４Ｂを
連通していると共に、各オーバロードリリーフ弁
３４，３５のパイロツト部３４Ａ，３５Ａをタン
ク８と連通し、ばね力を通常のリリーフ設定圧力
に調整している。

この結果、切換制御弁６をそれぞれの切換位置
に切換えることにより、従来技術と全く同様に走
行モータ４、旋回モータ５を回転させることがで
きる。

然るに、本実施例では上部旋回体３に障害物セ
ンサ３１が設けられ、該上部旋回体３の周囲に障
害物３２が存在するか否か常時監視し、その検出
信号を制御装置４０に出力している。そして、制
御装置４０は上記検出信号に基づいて上部旋回体
３と障害物３２との間の距離を常時算出してお
り、この距離が所定の規定範囲内に達したと判定
したときには、弁切換信号を各電磁弁３７，３９
に出力し、これらを切換位置ロに切換え、かつ警
報装置４１を作動する。

この結果、まず電磁弁３７にあつては、旋回停
止弁３６の油圧パイロツト部をタンク８と連通さ
せることにより、該旋回停止弁３６を切換位置イ
とし、切換制御弁６の切換位置のいかんに拘わら
ず旋回モータ５への圧油の供給を遮断する。一
方、パイロツトポンプ３８からのパイロツト圧を
各オーバロードリリーフ弁３４，３５のパイロツ
ト部３４Ａ，３５Ａに供給し、ばね荷重を高くす
ることにより、リリーフ設定圧力を高める。この
ため、上部旋回体３の慣性力により回転する旋回
モータ５は、高圧側の圧油がオーバロードリリー
フ弁３４，３５を通過する間に与えられる大きな
抵抗力によつて急激に減速される。かくして、旋
回モータ５は旋回停止弁３６が作動すると共に、
リリーフ設定圧可変型のオーバロードリリーフ弁
３４，３５からなる旋回ブレーキ装置３３が作動
することにより、緊急停止せしめられ、上部旋回
体３が障害物３２に衝突するのを防止することが
できる。

また、電磁弁３９が切換位置ロとなることによ
り、シリンダ装置１９の油室１９Ｃ内圧油はタン
ク８に開放され、多板ブレーキ２１はばね２０に
よつて下部走行体２に制動を与ることができる。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示し、
本実施例においては旋回ブレーキ装置５１を構成
するリリーフ設定圧可変型のオーバロードリリー
フ弁５２，５３を油圧パイロツト併用型のリリー
フ弁とし、また第１の実施例における旋回停止弁
３６に代えて制御装置４０により作動する旋回停
止用電磁弁５４とすると共に、電磁弁３７に代え
て２位置３ポートの電磁弁５５とし、該電磁弁５
５はオーバロードリリーフ弁５２，５３のみを制
御する構成としたことにある。

本実施例は前述のように構成されるから、通常
時においては電磁弁５４は切換位置イにあつて配
管１４Ａ，１４Ｂを連通し、また電磁弁５５も切
換位置イにあつて、オーバロードリリーフ弁５
２，５３の油圧パイロツト部をタンク８に開放
し、従来技術と同様の作動を行なわせる。

一方、上部旋回体３が規定範囲内に入り、制御
装置４０から弁切換信号が出力されると、電磁弁
５４，５５は切換位置ロにそれぞれ切換わり、配
管１４Ａ，１４Ｂを遮断し、またオーバロードリ
リーフ弁５２，５３の油圧パイロツト部をパイロ
ツトポンプ３８と接続し、リリーフ設定圧力を高
める。

さらに、第５図は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例の特徴は配管２３途中の電磁弁３９
を廃止し、配管９Ａ，９Ｂの途中において高圧選
択弁２２とカウンタバランス弁１０との間に走行
緊急停止用電磁弁６１を設けたことにある。そし
て、該電磁弁６１は常時は切換位置イにあつて配
管９Ａ，９Ｂを連通し、制御装置４０から弁切換
信号が出力されたとき切換位置ロとなり、切換制
御弁６の切換位置いかんに拘わらず、走行モータ
４の回転を緊急停止するように構成したことにあ
る。

本実施例は前述のように構成されるが、駐車ブ
レーキ装置１８はネガテイブブレーキ方式である
から、第１の実施例の如く走行モータ４が回転し
ている途中で制動を与えると、該ブレーキ装置１
８が破損する虞れがある。しかし、本実施例では
電磁弁６１によつて走行モータ４への圧油の供給
を遮断することにより、走行ブレーキ装置１３で
直接制御を与えるものであるから、駐車ブレーキ
装置１８が破損するのを防止することができる。

なお、第１の実施例では、緊急停止時には制御
装置４０からの信号によつて電磁弁３７を切換
え、一対のオーバロードリリーフ弁３４，３５の
設定圧力を同時に高めるものとして述べたが、制
御装置４０に上部旋回体３の旋回方向の検出信
号、例えば旋回操作レバーの操作信号、旋回モー
タ５の回転方向検出信号等が入力されている場合
には、２個の電磁弁によつてオーバロードリリー
フ弁３４，３５をそれぞれ個別に制御しうる。こ
の場合、旋回モータ５が慣性回転するとき、少な
くとも高圧油を逃す側となる一方のオーバロード
リリーフ弁の設定圧力を高めるようにすればよ
い。このことは第２、第３の実施例についても同
様である。

〔発明の効果〕

本発明に係る建設機械の作業安全装置は以上詳
細に述べた如くであつて、制御装置は障害物検出
手段から入力される信号に基づいて、上部旋回体
周囲の障害物を常時監視し、該障害物が規定範囲
内に近接したと判定したときには切換制御弁の切
換位置いかんに拘らず、旋回停止弁を遮断する側
に切換えると共に、旋回モータが慣性回転すると
き少くとも高圧油を逃す側となるオーバロードリ
リーフ弁の設定圧力を高め、旋回モータを緊急停
止せしめる構成としたから、上部旋回体が障害物
に衝突したり、人身事故を起す事態を未然に防止
することができ、作業の安全性を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を
示し、第１図は作業機の外観図、第２図は第１図
の平面図、第３図は本実施例に用いる油圧回路
図、第４図は本発明の第２の実施例を示す油圧回
路図、第５図は同じく第３の実施例を示す油圧回
路図、第６図ないし第８図は従来技術に係り、第
６図は作業機の外観図、第７図は第６図の平面
図、第８図は油圧回路図である。 １……作業機、２……下部走行体、３……上部
旋回体、４……走行モータ、５……旋回モータ、
６……切換制御弁、７……油圧ポンプ、９Ａ，９
Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ，２３……配管、１０……カ
ウンタバランス弁、１１，１２……オーバロード
リリーフ弁、１３……走行ブレーキ装置、１８…
…駐車ブレーキ装置、１９……シリンダ装置、２
０……ばね、２１……多板ブレーキ、２２……高
圧選択弁、３１……障害物センサ、３２……障害
物、３３，５１……旋回ブレーキ装置、３４，３
５，５２，５３……リリーフ設定圧可変型オーバ
ロードリリーフ弁、３６……旋回停止弁、３７，
５５……旋回緊急停止用電磁弁、３８……パイロ
ツトポンプ、３９……駐車ブレーキ緊急制動用電
磁弁、４０……制御装置、４１……警報装置、５
４……旋回停止用電磁弁、６１……走行緊急停止
用電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下部走行体と上部旋回体とからなる作業機
   と、該作業機の上部旋回体を旋回せしめる旋回モ
   ータと、該旋回モータと油圧源との間に設けられ
   た切換制御弁とからなる建設機械において、前記
   切換制御弁と旋回モータとの間に設けられ、リリ
   ーフ設定圧力の変更が可能な一対のオーバロード
   リリーフ弁および旋回停止弁からなり、該オーバ
   ロードリリーフ弁が該旋回停止弁と旋回モータと
   の間に位置する旋回ブレーキ装置と、前記上部旋
   回体に設けられ、該上部旋回体周囲の障害物を検
   出する障害物検出手段と、該検出手段からの信号
   により上部旋回体が規定範囲内に入つたと判定し
   たときには前記旋回停止弁を遮断する側に切換え
   ると共に、前記旋回モータが慣性回転するとき少
   くとも高圧油を逃す側となるオーバロードリリー
   フ弁の設定圧力を高めるための信号を発生する制
   御装置とを設けることにより、前記旋回モータを
   緊急停止せしめることを特徴とする建設機械の作
   業安全装置。 ２ 前記障害物検出手段が障害物を検出したとき
   には、前記下部走行体の走行モータを緊急停止せ
   しめる走行緊急停止手段を設けてなる特許請求の
   範囲１項記載の建設機械の作業安全装置。