JPH0422839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブームの水平旋回領域によつて段階
的に負荷限界値の変動する建設機械、例えばクレ
ーン、高所作業車等において用いられる過負荷防
止装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種建設機械に用いられる過負荷防止
装置は、この種建設機械がブームの水平旋回動に
応じてブームに許容可能な負荷の限界値が変動す
るため、ブームの水平旋回領域（例えば、前方旋
回領域、右側方旋回領域、後方旋回領域および左
側方旋回領域）に対応したブームに許容可能な負
荷限界値を記憶しておき、この負荷限界値の中か
ら実際にブームが位置している水平旋回領域に対
応した負荷限界値を読み出し、この読み出した負
荷限界値と実際にブームに作用する負荷現状値と
を対比して、後者の値が前者の値に対して所定割
合になつたときにブームの水平旋回動を停止させ
るための旋回停止信号を出力し、この信号により
ブームの水平旋回動を停止するように構成されて
いる。

そして、このようにして水平旋回動が停止した
後の安全側への復帰動作は、オペレータが安全側
への復帰旋回動の方向を判断して人為的に行う
か、あるいは特開昭51−102857号公報に開示され
た如く、安全側への復帰旋回動の方向を、ブーム
が位置している旋回領域を検出する旋回領域検出
スイツチと旋回駆動方向を検出する旋回方向検出
スイツチの組み合わせによりハードロジツクで一
義的に設定して、この信号を基に自動的に行うよ
うにしたものが用いられていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者の方法では、オペレータの
誤操作により非安全側へ旋回駆動して建設機械を
転倒させる恐れがあり、また後者の方法でも、張
出幅を調節可能なアウトリガ装置を装備した建設
機械においては、アウトリガ装置の張出幅に応じ
て負荷限界値が変動する。例えはアウトリガ装置
をある張出幅だけ張出した状態では、右あるいは
左側方旋回領域での負荷限界値に対し前方あるい
は後方旋回領域での負荷限界値が高い値をとるよ
うな建設機械であつても、アウトリガ装置を更に
張出した状態では、建設機械の右あるいは左側方
での安定度が増し、前方あるいは後方旋回領域で
の負荷限界値に対し右あるいは左側方旋回領域で
の負荷限界値が高い値をとる。従つて、隣接する
両旋回領域における負荷限界値の大小関係が逆転
するのであるが、このような場合には、復帰旋回
動の方向をブーム水平旋回位置（旋回領域）に対
応して一義的に設定することができないため、ス
イツチの組み合わせによりハードロジツクを組む
ことができないという問題があつた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので
あり、旋回停止信号により水平旋回動が停止した
後の安全側への復帰動作の方向が、アウトリガ装
置の張出幅によつて逆転するような建設機械であ
つても安全側への復帰旋回動のみを可能とする建
設機械の過負荷防止装置を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の建設機械の
過負荷防止装置を次の如く構成する。すなわち、 ブームに作用する負荷現状値がブームの水平旋
回領域によつて変動する負荷限界値に対して所定
割合になつたときにブームの水平旋回動を停止さ
せるための旋回停止信号を出力するようにした建
設機械の過負荷防止装置において、 ブームの水平旋回動に応じて当該過負荷防止装
置が旋回停止信号を出力して水平旋回動が停止し
た状態において、現在ブームが位置している旋回
領域に入域する前にブームが位置していた旋回領
域を記憶すると共に、水平旋回停止後における旋
回操作レバーの操作方向を検出する旋回操作検出
器を設け、前記記憶旋回領域と現在ブームが位置
している旋回領域および旋回操作検出器からの情
報に基づき、旋回操作レバーの操作方向が現在ブ
ームが位置している旋回領域から記憶旋回領域へ
向けて水平旋回するよう操作されていると判断し
たときには前記旋回停止信号の出力を停止し、そ
れ以外のときには前記旋回停止信号の出力を継続
するように構成したものである。

（作用） 本発明における建設機械の過負荷防止装置は、
ブームの水平旋回動に起因して過負荷防止装置が
旋回停止信号を出力した場合において、水平旋回
動が停止した停止旋回領域に入域する前にブーム
が位置していた旋回領域を記憶しておき、この記
憶に係る旋回領域と現在ブームが位置している旋
回領域およびオペレータが操作した旋回操作レバ
ーの操作方向から、旋回操作レバーの操作方向が
ブームを現在ブームが位置している旋回領域から
記憶に係る旋回領域に向けて水平旋回させるもの
であるか否かを判断し、操作レバーの操作方向が
現在ブームが位置している旋回領域から記憶に係
る旋回領域へ向けて水平旋回するよう操作されて
いると判断したときには前記旋回停止信号の出力
を停止するようにしたものであるから、例え隣接
する両旋回領域の負荷限界値の大小関係が逆転す
るような建設機械であつても、安全側への復帰旋
回動のみを、オペレータの判断に委ねることなく
自動的に行うことができるものであります。

（実施例） 以下本発明を実施例に基づき説明する。第１図
は本発明の構成を説明するための概念図であり、
CAはクレーン車、高所作業車等の車体、ORは
アウトリガ装置、０はブームBMの旋回中心であ
る。またＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは旋回中心０を中心に各
アウトリガ装置ORの接地点を結んだ線分によつ
て囲まれる各旋回領域を示しており、夫々前方旋
回領域Ａ，右側方旋回領域Ｂ，後方旋回領域Ｃ，
左側方旋回領域Ｄである。なお、この種建設機械
においてはアウトリガ装置の張出幅に応じた各旋
回領域での負荷限界値が変動するが、この実施例
においては前方旋回領域Ａ及び後方旋回領域Ｃで
の負荷限界値が高く、右側方旋回領域Ｂ及び左側
方旋回領域Ｄでの負荷限界値が低く設定され、ブ
ームBMの水平旋回位置によつて段階的に負荷限
界値が変動するよう構成された実施例について説
明するものとする。

第２図は、本発明実施例を構成する過負荷防止
装置のブロツクダイアグラムであり、概略的には
当該建設機械の稼働状態を検出する検出器群と、
当該検出器群からの入力情報を基礎に内蔵の演算
プログラムと記憶情報に基づき建設機械の稼働状
態の監視を行い必要に応じて警報信号と本発明に
係る旋回停止後の安全側への復帰旋回動の制御を
行う情報処理装置、及び警報信号に基づいて警報
を行う警報器とから構成されている。

まず、検出器群から説明する。１および２はブ
ームBMの現在の稼働状態を検出するブーム角検
出器とブーム長検出器であり、いずれもポテンシ
ヨメータを用いた公知の検出器で構成されてい
る。これら検出器１，２の出力値は、それぞれア
ンプ７，８により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１
２によりデジタル値に変換されてゲート１３に向
けて出力されるようになつている。３はブーム
BMに作用している負荷現状値を検出するモーメ
ント検出器であり、ブーム起伏用シリンダのロツ
ド部に貼着したストレーンゲージで構成されてい
る。当該モーメント検出器３の出力値はアンプ
９，１０により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１２
によりデジタル値に変換されてゲート１３に向け
て出力されるようになつている。４はブームBM
の右旋回操作および左旋回操作を検出する旋回操
作検出器であり、旋回操作レバーに近接して配置
された一対のリミツトスイツチにより、旋回操作
レバーの操作方向が右旋回方向かあるいは左旋回
方向かを検出して、この検出信号をゲート１４に
向けて出力するようになつている。５はブーム
BMの旋回位置を検出する旋回位置検出器であ
り、第３図に示す如く夫々の旋回領域Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの領域角に対応した凸状部を有するカム５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、ブームBMの水平旋回
動に連動して回転し前記カム５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄの凸状部に対向するよう配置された４個のリ
ミツトスイツチ５a′，５b′，５c′，５ｄで構成さ
れており、現在ブームBMが位置している旋回領
域を検出して、この旋回領域に対応した旋回領域
信号をゲート１５に向けて出力するようになつて
いる。

Ｃは情報処理装置であり、公知のマイクロコン
ピユータで構成されている。当該情報処理装置Ｃ
は、夫々の旋回領域毎の負荷限界値〔前方旋回領
域Ａでの負荷限界値（LM−Ａ）、右側方旋回領
域Ｂでの負荷限界値（LM−Ｂ）、後方旋回領域
Ｃでの負荷限界値（LM−Ｃ）、および左側方旋
回領域Ｄでの負荷限界値（LM−Ｄ）を記憶して
いるデータROM１９、建設機械の稼働状態の監
視および旋回停止後の安全側への復帰旋回動の制
御等を行う為の演算プログラムを記憶しているプ
ログラムROM１８、各検出器からの情報を継続
的に更新しながら一時記憶するRAM１７、前記
プログラムROM１８に記憶した演算プログラム
に従い建設機械の稼働状態の監視および旋回停止
後の安全側への復帰旋回動の制御等の演算処理を
行うCPU１６、及び入力信号・出力信号の授受
接続の為にゲート等に開閉指令を出すアドレスデ
コーダ２０とから構成されている。

アドレスデコーダ２０は循環的にゲート１３，
１４，１５を開閉制御させるべき指令し、各ゲー
トより各検出器からの情報（ブーム長さｌ，ブー
ム角度θ，負荷現状値Ｍ，旋回操作信号，旋回領
域信号）を取り込みRAM１７に継続的に更新記
憶させるようになつている。

なお、旋回位置検出器５が検出した旋回領域信
号は、現在フームBMが位置している旋回領域に
対応した旋回領域信号の他に、現在ブームBMが
位置している旋回領域に入域する前にブームBM
が位置していた旋回領域に対応した旋回領域信号
も合わせてRAM１７に記憶するようになつてい
る。

CPU１６は、ブーム角検出器１、ブーム長検
出器２および旋回位置検出器５が夫々検出した検
出情報に基づき、建設機械の現稼働状態での負荷
限界値をデータROM１９より読み出すと共に、
当該負荷限界値とモーメント検出器３が検出した
負荷現状値とを比較し、負荷現状値が負荷限界値
に対し90％あるいは100％等の所定割合になつた
とき後述する警報器を作動させる警報信号を出力
するようになつている。また当該警報信号と同時
にブームBMが負荷限界値の高い旋回領域から負
荷限界値の低い旋回領域に旋回動することによつ
て過負荷状態となつた場合に、より以上ブームが
水平旋回動して建設機械が更に危険な状態となる
のを未然に防止するため、水平旋回動を停止する
旋回停止信号が出力されるようになつているが、
当該旋回停止信号による旋回停止後の安全側への
復帰旋回動の制御手順は後で詳述するものとす
る。

前記警報器は、ブーム駆動用油圧回路に介装さ
れブームBMの関連動作を自動停止させるソレノ
イド弁２８、及び建設機械の稼働状態を報知する
ための警音器２７、表示灯２４とからなり、夫々
アドレスデコーダ２０から対応するラツチドライ
バ２３，２６に警報信号が出力された際に作動
し、ブーム関連動作を自動停止させると共に、警
音等によりオペレータに報知するようになつてい
る。なお、２２は建設機械の稼働状態や負荷状態
を数値表示するための数値表示器である。

過負荷防止装置が旋回停止信号を出力し、水平
旋回動が停止した後の安全側への復帰旋回動の制
御について以下に詳述する。

建設機械がブームBMの水平旋回動によつて負
荷限界値の高い旋回領域から負荷限界値の低い旋
回領域に旋回し、負荷限界値が突発的に低下して
過負荷状態となれば、過負荷防止装置は警報信号
と共に旋回停止信号を出力して水平旋回動を停止
させる。

この状態においてCPU１６は、まず旋回位置
検出器５が検出し継続的にRAM１７に記憶して
いる旋回領域信号、すなわち現在ブームBMが位
置している旋回領域に入域する前にブームが位置
していた旋回領域に対応した旋回領域信号と現在
ブームBMが位置している旋回領域に対応した旋
回領域信号を読み出す。次に、旋回停止後に旋回
操作レバーが再操作された方向、すなわち再開さ
れた旋回動の方向が右旋回方向であるか左旋回方
向であるかを旋回操作検出器４で検出して、この
検出結果をゲート１４を介して取り込む。

そして演算プログラムに従い、旋回操作レバー
の再操作方向に対応した信号と、前記読み出した
現在ブームBMが位置している旋回領域に入域す
る前にブームが位置していた旋回領域に対応した
旋回領域信号および現在ブームBMが位置してい
る旋回領域に対応した旋回領域信号を照合し、旋
回操作レバーの操作方向がブームBMを現在ブー
ムが位置している旋回領域から記憶に係る旋回領
域方向、すなわち現在ブームBMが位置している
旋回領域に入域する前にブームBMが位置してい
た旋回領域方向へ向けて水平旋回させるものであ
るか否かを判断する。その結果、旋回操作レバー
の操作方向が現在ブームBMが位置している旋回
領域から記憶に係る旋回領域へ向けて水平旋回す
るよう操作されていると判断したときには前記旋
回停止信号の出力を停止し、それ以外のときには
前記旋回停止信号の出力を継続させるようになつ
ている。

次に、その作用を説明する。

なお以下の説明においては、ブームBMに荷物
を吊持した状態において、現在のブーム稼働状
態、すなわち現在のブーム角度θとブーム長さｌ
を維持したままで、ブームBMを前方旋回領域Ａ
（負荷限界値の高い旋回領域）から右側方旋回領
域Ｂ（負荷限界値の低い旋回領域）に向けて水平
旋回動させた場合について代表して説明するもの
とする。

前方旋回領域Ａにおいては負荷現状値がこの旋
回領域における負荷限界値（LM−Ａ）を下回つ
ておりブーム関連動作が可能であつたが、右側方
旋回領域Ｂに入域した途端この旋回領域における
負荷限界値（LM−Ｂ）をオーバして、警報信号
と共に旋回停止信号が出力され水平旋回動が停止
したとする。

CPU１６は、常時ブームBMの水平旋回動によ
つて変化する旋回領域を旋回位置検出器４で検出
して、現在ブームBMが位置している旋回領域
（この場合、右側方旋回領域Ｂ）に対応した旋回
領域信号と、現在ブームBMが位置している旋回
領域に入域する前にブームが位置していた旋回領
域（この場合、前方旋回領域Ａ）に対応した旋回
領域信号を夫々継続的にRAM１７に記憶してい
る。そこでCPU１６は、旋回停止信号が出力さ
れれば、まずこのRAM１７に記憶されている記
憶値の中から、現在ブームBMが位置している旋
回領域（右側方旋回領域Ｂ）と現在ブームBMが
位置している旋回領域に入域する前にブームが位
置していた旋回領域（前方旋回領域Ａ）に対応し
たRAM１７の記憶値を読み出す。

この状態において、オペレータが更にブーム
BMを右旋回（時計廻り）させるべく旋回操作レ
バーを操作した場合には、この操作は旋回操作検
出器４で検出され、その検出結果は一旦RAM１
７に取り込まれる。

次にCPU１６は、RAM１７に一時記憶された
前記旋回操作レバーの操作方向に対応した信号
と、RAM１７から読み出した現在ブームBMが
位置している旋回領域（右側方旋回領域Ｂ）に対
応した信号、および現在ブームBMが位置してい
る旋回領域に入域する前にブームが位置していた
旋回領域（前方旋回領域Ａ）に対応した信号とを
照合して、オペレータによる旋回操作レバーの操
作方向が現在ブームBMが位置している旋回領域
から記憶に係る旋回領域へ向けて水平旋回させる
ものであるか否かを判断する。この場合、オペレ
ータが右旋回操作を行つており、この右旋回操作
がブームBMを現在ブームが位置している旋回領
域（右側方旋回領域Ｂ）から記憶に係る旋回領域
（前方旋回領域Ａ）に向けて水平旋回させるため
の旋回操作でないため、旋回停止信号の出力は継
続されたままとなる。これによりブームBMは危
険側への水平旋回動が規制されるので、建設機械
の稼働状態が更に危険な状態となるのを未然に防
止することができるのである。

反対にオペレータがブームBMを左旋回させる
べく旋回操作レバーを操作した場合には、オペレ
ータが操作した旋回操作レバーの左旋回操作が、
ブームBMを現在ブームが位置している旋回領域
（右側方旋回領域Ｂ）から記憶に係る旋回領域
（前方旋回領域Ａ）に向けて水平旋回させるため
の旋回操作であるため、CPU１６はこの判断結
果に基づき旋回停止信号の出力を停止する。これ
により、アドレスデコーダ２０はラツチドライバ
２６を制御してソレノイド弁２８の励磁を解除す
るので、停止旋回領域に入域する前にブームが位
置していた旋回領域へ向けての安全側への復帰旋
回動が可能となるのである。

なお上記説明では、ブームBMを前方旋回領域
Ａから右側方旋回領域Ｂ方向へ水平旋回動する場
合について説明したが、前方旋回領域Ａから左側
方旋回領域Ｄ方向へ、あるいは後方旋回領域Ｃか
ら右側方旋回領域Ｂ，左側方旋回領域Ｄへ夫々水
平旋回動する場合であつても、同様に機能するも
のである。

なお、負荷限界値の低い右側方旋回領域Ｂおよ
び左側方旋回領域Ｄから、負荷限界値の高い前方
旋回領域Ａおよび後方旋回領域Ｃへ向けてブーム
BMを水平旋回動する場合には、水平旋回動によ
り入域した後の負荷限界値が、入域前の負荷限界
値より高いため、建設機械が過負荷状態となり旋
回停止信号が出力されることがなく、旋回停止後
の安全側への復帰旋回動の制御を行う必要がない
ものである。

また、上記説明した実施例は、アウトリガ装置
の張出幅が変動せず、隣接する両旋回領域の負荷
限界値の大小関係が逆転しない建設機械に実施し
た例について説明したが、アウトリガ装置の張出
幅が変動し、隣接する両旋回領域の負荷限界値の
大小関係が逆転する建設機械においても、同様に
実施しうること勿論である。

（発明の効果） 本発明の建設機械の過負荷防止装置は、例え隣
接する両旋回領域の負荷限界値の大小関係が逆転
するような建設機械であつても、水平旋回停止後
の安全側への復帰旋回動のみを、オペレータの判
断に委ねることなく自動的に行うことができるも
のであり、優れた効果を有するものであります。

【図面の簡単な説明】

第１図はブームBMの水平旋回領域によつて段
階的に負荷限界値が変動する建設機械における各
旋回領域を示す概念図、第２図は本発明の建設機
械の過負荷防止装置を示すブロツクダイアグラ
ム、第３図は本発明の建設機械の過負荷防止装置
で用いられる旋回位置検出装置の構成説明図であ
る。 BM：ブーム、Ａ：前方旋回領域〔負荷限界値
の高い領域〕、Ｃ：後方旋回領域〔負荷限界値の
高い領域〕、Ｂ：右側方旋回領域〔負荷限界値の
低い領域〕、Ｄ：左側方旋回領域〔負荷限界値の
低い領域〕、４：旋回操作検出器、５：旋回位置
検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブームに作用する負荷現状値がブームの水平
   旋回領域によつて変動する負荷限界値に対して所
   定割合になつたときにブームの水平旋回動を停止
   させるための旋回停止信号を出力するようにした
   建設機械の過負荷防止装置において、 ブームの水平旋回動に応じて当該過負荷防止装
   置が旋回停止信号を出力して水平旋回動が停止し
   た状態において、現在ブームが位置している旋回
   領域に入域する前にブームが位置していた旋回領
   域を記憶すると共に、水平旋回停止後における旋
   回操作レバーの操作方向を検出する旋回操作検出
   器を設け、前記記憶旋回領域と現在ブームが位置
   している旋回領域および旋回操作検出器からの情
   報に基づき、旋回操作レバーの操作方向が現在ブ
   ームが位置している旋回領域から記憶旋回領域へ
   向けて水平旋回するよう操作されていると判断し
   たときには前記旋回停止信号の出力を停止し、そ
   れ以外のときには前記旋回停止信号の出力を継続
   するように構成したことを特徴とする建設機械の
   過負荷防止装置。