JPH10273921A

JPH10273921A - 建設機械の転倒防止装置

Info

Publication number: JPH10273921A
Application number: JP9261938A
Authority: JP
Inventors: Kunikazu Yanagi; 邦一柳; Yutaka Yoshinada; 裕吉灘; Narutoshi Oji; 成俊大司; Kenji Okamura; 健治岡村
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1998-10-13
Also published as: US6032094A

Abstract

(57)【要約】【課題】１つの走行台車上に複数の作業機を有する場合
でも、建設機械の転倒を確実かつ容易に未然防止する。【解決手段】検出部ＳＣは、１つの走行台車上で旋回可
能な複数の作業機からのシリンダ軸力、関節角及び相対
旋回角を検出し、モーメント演算部２１は、検出結果を
もとに複数の作業機の合成モーメントを算出するととも
に、この合成モーメントと基準モーメントとから転倒に
関する安全度を算出し、転倒防止制御部２２は、算出さ
れた安全度が基準値以下の場合、出力制御部２５を介し
て警報部２９ａから警報を発生させるとともに、複数の
作業機の作業を停止させ、あるいはレバーゲイン演算部
２４を介して入力される操作レバー２３の操作が設定し
た安全度より小さくさせる場合はこの操作による作業機
の作業を禁止させる制御を油圧制御部ＣＣに対して行
う。なお、制御部Ｃ及び油圧制御部ＣＣが設置された基
台の作業機では電気信号による検出を許容し、他の作業
機では圧力信号による検出のみとすることにより、複数
の作業機間では電気スイベルが不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行台車によって
走行するとともに、複数の作業機によって作業を行う建
設機械における該建設機械の転倒を未然に防止すること
ができる建設機械の転倒防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機械の転倒防止装置に関して
は、クレーンの分野が最も進んでおり、その転倒防止ア
ルゴリズムは、基本的に次のように行っている。

【０００３】（１）ブームの油圧シリンダ軸力とブーム
角とから、ブーム枢支点の全荷重モーメントを演算し、
（２）全作業機角及び全作業機重量、重心位置から、作
業機のみによるブーム枢支点モーメントを演算し、
（３）上記（１）、（２）により吊り荷重位置までの距
離で除して吊り荷重を求める。

【０００４】（４）全作業機重量、重心位置及び吊り荷
重、吊り荷重位置から、これらが転倒支点に対して作用
する転倒モーメントを求める。

【０００５】（５）作業機を除く車両重量が転倒支点に
対して作用する安全モーメントに安全定数を付与した値
を記憶しており、上記（４）の転倒モーメントが、これ
を超えることを判別する判別手段を備え、この判別手段
の結果に基づいて警報、作業機の停止等の転倒防止措置
を講ずるようにしている。

【０００６】また、このような転倒防止装置は、油圧シ
ョベル等の建設機械にも応用されている（特公平２−４
５７３７号公報、特開平５−２０２５３５号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したク
レーンや油圧ショベル等の建設機械は、その走行台車上
に１つの作業機を有するのみで、その転倒防止装置も１
つの作業機を対象として転倒防止演算を行っている。

【０００８】しかし、１つの走行台車上に複数の作業機
を有する建設機械においては、各作業機が独立して旋回
可能となり、しかも各作業機が同一方向に向いて協調作
業を行う場合があり、このときに作業機が負荷をもつ
と、この建設機械が転倒するおそれがある一方、各作業
機が反対方向に位置するときは、負荷をもっていても転
倒しにくくなるという特性をもっている。

【０００９】この１つの走行台車上に複数の作業機を有
する建設機械では、各作業機の位置関係が旋回方向を含
めて様々に変化し、単にブームの駆動軸力や作業角をも
とに作業機のモーメントを算出しても、各作業機の旋回
方向によってモーメントが様々に変化するので、建設機
械全体の転倒の危険性を判断することは容易ではないと
いう問題点があった。

【００１０】また、このような複雑なモーメントが生成
する建設機械を操縦する操縦者にとっては、どのように
作業機を動作させて転倒を回避すればよいかを即座に判
断することは容易ではなく、適切な転倒回避措置を講じ
にくいという問題点もある。

【００１１】そこで、本発明は、かかる問題点を除去
し、１つの走行台車上に複数の作業機を有する場合で
も、確実かつ容易に転倒を未然に防止することができる
とともに、操縦者にかかる転倒防止のための負担を軽減
することができる建設機械の転倒防止装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および効果】第１の発明
は、走行台車によって走行するとともに、複数の作業機
によって作業を行う建設機械の転倒防止装置において、
前記複数の作業機の相対旋回角を検出する第１の検出手
段と、前記複数の作業機毎に転倒に寄与するモーメント
構成要素の値を検出する複数の第２の検出手段と、前記
第１及び第２の検出手段からの検出信号に基づいて前記
建設機械の転倒判断を行い、この判断結果をもとに前記
建設機械の転倒を防止する制御を行う制御手段とを具備
したことを特徴とする。

【００１３】この結果、第１の発明では、複数の作業機
間の相対旋回角に基づいた相対位置関係を考慮して建設
機械の転倒防止を確実かつ容易に行うことができ、この
転倒防止により、複数の作業機による作業効率が格段に
向上する。

【００１４】第２の発明は、第１の発明において、前記
制御手段は、所定の作業機に対応する第２の検出手段か
らの検出信号が示す該所定の作業機における前記モーメ
ント構成要素の値が、前記所定の作業機の動作状態が前
記建設機械の転倒に寄与する動作状態時における該所定
の作業機のモーメントに基づいて予め決定された所定値
を越えた場合に、該所定の作業機の現動作状態が前記建
設機械の転倒に寄与すると判断することを特徴とする。

【００１５】これにより、建設機械の転倒防止を効率的
に行うことができるとともに、転倒防止にかかる制御負
担が軽減される。特に、転倒制御に必要な検出手段の数
を激減させることができる。

【００１６】第３の発明は、第２の発明において、前記
所定の作業機に対応する第２の検出手段は、前記所定の
作業機のモーメント構成要素の値を圧力によって検出す
ることを特徴とする。

【００１７】これにより、複数の作業機間は油圧スイベ
ルのみを必要とし、転倒防止のために特に電気スイベル
を設ける必要もないので、建設機械自体の構成が簡単に
なるとともに、転倒防止のための大きな設計変更が伴う
こともない。

【００１８】第４の発明は、第２または第３の発明にお
いて、前記所定の作業機に対応する第２の検出手段は、
前記制御手段が配置された作業機の基台に設けられたこ
とを特徴とする。

【００１９】これにより、転倒防止装置は、制御手段が
設置された１つの作業機の基台上で複数の作業機のモー
メント構成要素を検出し、転倒防止制御できるため、第
３の発明と同様に建設機械自体の構成が簡単になるとと
もに、転倒防止のための大きな設計変更が伴うこともな
い。特に、作業機の数の増大に伴って効果は増大する。

【００２０】第５の発明は、第１の発明において、前記
制御手段は、所定の作業機に対応する第２の検出手段か
らの検出信号が示す該所定の作業機における前記モーメ
ント構成要素の値と、前記所定の作業機の動作状態が前
記建設機械の転倒に寄与する動作状態時における該所定
の作業機のモーメントに基づいて予め決定された所定値
とを比較して前記建設機械の転倒判断を行う際、前記所
定値を前記第１の検出手段が検出した相対旋回角に応じ
た値に補正することを特徴とする。

【００２１】これにより、各作業機の状態、特に相対旋
回角に基づく相対位置関係に対応した転倒防止制御を柔
軟かつ適切に行うことができる。

【００２２】第６の発明は、第１の発明において、前記
制御手段は、所定の作業機に対応する第２の検出手段か
らの検出信号が示す該所定の作業機における前記モーメ
ント構成要素の値と、前記所定の作業機の動作状態が前
記建設機械の転倒に寄与する動作状態時における該所定
の作業機のモーメントに基づいて予め決定された所定値
とを比較して前記建設機械の転倒判断を行う際、前記モ
ーメント構成要素の値を前記第１の検出手段が検出した
相対旋回角に応じた値に補正することを特徴とする。

【００２３】これにより、相対旋回角を加味した転倒判
断を柔軟かつ適切に行うことができる。

【００２４】第７の発明は、第５または第６の発明にお
いて、前記制御手段の補正は、前記相対旋回角が大きく
なるに従って前記建設機械の転倒の余裕を大きくする値
に補正することを特徴とする。

【００２５】これにより、相対旋回角を加味した転倒判
断を柔軟かつ適切に行うことができる。

【００２６】第８の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記制御手段は、前記建設機械の転倒に大きく寄
与する作業機に対応する第２の検出手段からの検出信号
が示す複数のモーメント構成要素の値をもとに、当該作
業機のモーメントを算出し、このモーメントの値が予め
決定された値を越えた場合に、当該作業機の現動作状態
が前記建設機械の転倒に寄与すると判断することを特徴
とする。

【００２７】これにより、さらに比較的精度の高い転倒
判断を容易かつ確実に行うことができる。また、作業機
によってはモーメント構成要素のみで作業機自体が転倒
への寄与が判断されるため、転倒制御にかかる負担が軽
減される。

【００２８】第９の発明は、第１の発明において、前記
制御手段は、一方の前記作業機に対応する第２の検出手
段からの検出信号が示すモーメント構成要素の値が所定
値を越え、かつ他方の前記作業機に対応する第２の検出
手段からの検出信号が示すモーメント構成要素の値が前
記相対旋回角に応じて補正した基準値を越える場合に、
前記建設機械の転倒の可能性があると判断することを特
徴とする。

【００２９】これにより、確実かつ容易な転倒判断を具
体的に行うことができる。

【００３０】第１０の発明は、第１の発明において、前
記第１及び第２の検出手段からの検出信号をもとに前記
建設機械全体の合成モーメントを算出するモーメント算
出手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記モーメン
ト算出手段の算出結果と前記建設機械が転倒する可能性
を示す所定の基準モーメントとを比較し、該合成モーメ
ントが該所定の基準モーメントを越える場合に、前記建
設機械の転倒の可能性があると判断することを特徴とす
る。

【００３１】これにより、建設機械全体のモーメントが
考慮されるため、精度の高い転倒判断を行うことができ
る。

【００３２】第１１の発明は、第１から第１０の発明に
おいて、前記複数の作業機のうち少なくとも１つの作業
機が旋回可能であることを特徴とする。

【００３３】これにより、複数の作業機のうち、旋回し
ないものが設置されていても、確実かつ容易な転倒防止
を行うことができる。また、少なくとも１つの作業機が
旋回可能である場合は、各作業機の現姿勢が複雑である
ため、操縦者にとって転倒回避の措置が困難で即座に対
応することが容易ではないが、この場合においても確実
かつ容易に建設機械の転倒を未然に防止することができ
る。

【００３４】第１２の発明は、第１から第１１の発明に
おいて、前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性
があると判断した場合、前記相対旋回角を大きくする制
御を行うことを特徴とする。

【００３５】こいれにより、例えば一方の作業機が地表
面に対して障害物が存在し、鉛直方向に作業機を動作さ
せることができない場合でも、確実に転倒防止を行うこ
とができる。

【００３６】第１３の発明は、第１から第１２の発明に
おいて、前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性
があると判断した場合、前記複数の作業機のうち少なく
とも１つを停止させる制御を行うことを特徴とする。

【００３７】これにより、確実に転倒防止を行うことが
できる。

【００３８】第１４の発明は、第１から第１３の発明に
おいて、前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性
があると判断した場合、該転倒の可能性を大きくする前
記作業機の動作を禁止する制御を行うことを特徴とす
る。

【００３９】これにより、操縦者の誤った判断による操
作を未然に防止することができる。

【００４０】第１５の発明は、第１から第１４の発明に
おいて、前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性
があると判断した場合、該転倒の可能性を小さくする位
置に作業機を再配置させる制御を行うことを特徴とす
る。

【００４１】これにより、転倒防止に関する操縦者の負
担を軽減することができる。

【００４２】第１６の発明は、第１から第１５の発明に
おいて、前記制御手段は、前記作業機が停止中に、他の
作業機が姿勢を変えることによって前記転倒の可能性が
大きくなった場合、該転倒の可能性を小さくする位置に
該停止中の作業機を再配置させる制御を行うことを特徴
とする。

【００４３】これにより、長時間停止中の作業機を転倒
防止のために有効に利用することができるとともに、転
倒防止に関する操縦者の負担を軽減することができる。

【００４４】第１７の発明は、第１から第１６の発明に
おいて、前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性
があると判断した場合、前記複数の作業機を停止させ、
その後該複数の作業機のうち転倒に寄与しない作業機の
動作を許容する制御を行うことを特徴とする。

【００４５】これにより、転倒防止に関する操縦者の負
担を軽減することができる。

【００４６】第１８の発明は、第１から第１７の発明に
おいて、前記建設機械の転倒を危険を警告する警告手段
をさらに具備し、前記制御手段は、転倒の可能性がある
と判断した場合、少なくとも前記警告手段によって警告
する制御を行うことを特徴とする。

【００４７】これにより、転倒の危険性があることを操
縦者に確実に伝えることができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００４９】図１は、本発明の第１の実施の形態である
建設機械１０の構成を示す側面図である。

【００５０】図１において、建設機械１０は、走行機能
を有する台車である走行台車１を有する。図１では、走
行台車１がクローラ（履帯）式となっているが、タイヤ
（車輪）式であってもよい。

【００５１】走行台車１の上部には、水平方向３６０度
に旋回が自在の旋回機構２が配設され、この旋回機構２
には基台３が固設されている。この基台３の端部には、
ローディング作業機１０ａが支承される。ローディング
作業機１０ａは、基台３の端部に支承され、リフトシリ
ンダ９によって駆動されるローダアーム７とこのローダ
アーム７の先端に支承されるローダバケット８とを有す
る。

【００５２】さらに、基台３の上部には、水平方向３６
０度に旋回が自在の旋回機構４が配設され、この旋回機
構４には基台５が固設されている。この基台５の端部に
は、バックホー作業機１０ｂが支承される。バックホー
作業機１０ｂは、基台５の端部に支承され、ブームシリ
ンダ１４によって駆動されるブーム１１、このブーム１
１の先端に支承されるアーム１２、及びこのアーム１２
の先端に支承されるバケット１３を有する。また、基台
５の上部には、運転席キャビン６が固着され、操縦者
は、この運転席キャビン６から、ローディング作業機１
０ａ及びバックホー作業機１０ｂを操縦する。

【００５３】ここで、走行台車１は旋回機構２を旋回さ
せるための旋回モータを有し、基台５は旋回機構４を旋
回させるための旋回モータを有している。また、ローデ
ィング作業機１０ａの各関節部分における回動軸には、
ロータリーエンコーダや回転ポテンショメータ等によっ
て実現され、回動角度を検出する角度検出部１５，１６
を有する。同様に、バックホー作業機１０ｂの各関節部
分における回動軸にも、回動角度を検出する角度検出部
１７，１８，１９を有する。さらに、リフトシリンダ９
には、ボトム圧を検出する圧力検出部９ｂ及びヘッド圧
を検出する圧力検出部９ａを有する。一方、ブームシリ
ンダ１４にも、ボトム圧を検出する圧力検出部１４ａ及
びヘッド圧を検出する圧力検出部１４ａを有する。な
お、圧力検出部としては、圧力センサやロードセル等を
用いることが考えられる。

【００５４】このように、建設機械１０は、ローディン
グ作業機１０ａとバックホー作業機１０ｂの２つの作業
機が１つの走行台車１上に設置され、しかも各作業機１
０ａ，１０ｂは、独立して３６０度旋回可能となってい
る。なお、運転席キャビン６は、基台５に固着されると
したが、もちろん基台５上に別の旋回機能を設け、この
旋回機能により運転席キャビン６を独立して旋回可能と
してもよい。

【００５５】次に、図２を参照して、図１に示す建設機
械１０の転倒防止装置について説明する。なお以下、安
全度とは、転倒のしやすさ、しにくさの目安として使
う。なお、安全度が大きい場合は転倒の危険がなく、安
全度が小さい場合は転倒の可能性が高いことを表してい
る。図２は、建設機械１０の転倒防止装置の構成を示す
図であり、この転倒防止装置は、大きく検出部ＳＣ、操
作部ＯＰ、制御部Ｃ、及び油圧制御部ＣＣからなる。

【００５６】検出部ＳＣは、複数の検出処理部２０ａ〜
２０ｈから構成され、各検出処理部２０ａ〜２０ｈは、
対応する旋回モータ、角度検出部、あるいは圧力検出部
からの情報を収集し、検出処理結果を所定の形式の情報
の変換する処理を行って制御部Ｃに送出している。すな
わち、ブーム角検出処理部２０ａ、アーム角検出処理部
２０ｂ、バケット角検出処理部２０ｃ、ローダアーム角
検出処理部２０ｅ、及びローダバケット角検出処理部２
０ｆは、それぞれ角度検出部１７、１８、１９、１５、
１６によって検出された角度情報をアナログあるいはデ
ィジタルの電気信号に再変換して制御部Ｃに送出する。
また、旋回角検出処理部２０ｄは、旋回機構２を旋回さ
せる旋回モータによる回動角と旋回機構４を旋回させる
旋回モータによる回動角とをもとに相対旋回角に相当す
る電気信号に変換し、変換された電気信号を制御部Ｃに
送出している。さらに、ブーム圧力検出処理部２０ｇ
は、圧力検出部１４ｂが検出したボトム圧にボトム側面
積を乗算した値から、圧力検出部１４ａが検出したヘッ
ド圧にヘッド側面積を乗算した値を減算した値、すなわ
ちブームシリンダ軸力に変換し、このブームシリンダ軸
力に相当する電気信号を制御部Ｃに送出する。同様にし
て、ローダアーム圧力検出処理部２０ｈは、圧力検出部
９ａ，９ｂの検出結果をもとにリフトシリンダ９のリフ
トシリンダ軸力に相当する電気信号に変換し、制御部Ｃ
に送出する。なお、検出部ＳＣにおける各種変換機能を
後述するモーメント演算部２１に収容させるようにして
もよい。

【００５７】制御部Ｃは、モーメント演算部２１、転倒
防止制御部２２、レバーゲイン演算部２４、及び出力制
御部２５を有する。

【００５８】モーメント演算部２１は、検出部ＳＣから
入力される各作業機１０ａ，１０ｂの関節部分の角度
と、ブームシリンダ軸力及びリフトシリンダ軸力と、相
対旋回角とをもとに、現在位置における建設機械の合成
モーメントを求め、この合成モーメントと所定の基準モ
ーメントとを比較した結果としての安全度を算出し、少
なくともこの算出結果を転倒防止制御部２２に送出す
る。このモーメント演算部２１による演算処理について
は後述する。

【００５９】レバーゲイン演算部２４は、操作レバー２
３からの入力を増幅変換し、この変換結果を転倒防止制
御部２２に出力する。

【００６０】転倒防止制御部２２は、モーメント演算部
２１から入力される安全度が所定値以下となったか否か
判断し、この判断結果をもとに各種の転倒防止制御処理
を行う。この転倒防止制御処理については後述する。

【００６１】出力制御部２５は、転倒防止制御部２２の
制御処理結果をもとに、各作業機１０ａ，１０ｂの油圧
系を制御する油圧制御部ＣＣ、転倒の可能性があること
を報知させる警報部２９ａ、転倒の危険度あるいは上述
した安全度を少なくとも順次表示出力する表示部２９ｂ
等に出力する制御を行う。

【００６２】油圧制御部ＣＣは、リフトシリンダ９ある
いはブームシリンダ１４等の油圧シリンダ２８を制御す
る。出力制御部２５から出力制御電気信号は、電磁比例
弁２６に入力され、電磁比例弁２６は、この出力制御電
気信号をもとにメインバルブ２７を制御するパイロット
圧を該メインバルブ２７に出力する。メインバルブ２７
は、入力されるパイロット圧をもとに切換制御を行い、
油圧シリンダ２８の駆動を制御する。なお、図２では油
圧シリンダ２８を制御するようにしているが、旋回機構
２，４を制御する場合は、旋回モータである油圧モータ
が制御対象となり、この油圧モータを駆動制御すること
になる。

【００６３】次に、図３及び図４を参照して、モーメン
ト演算部２１における演算処理について説明する。ま
ず、モーメント演算部２１は、検出部ＳＣから入力され
る検出結果のうち、回動角及びシリンダ軸力からローダ
バケット８及びバケット１３の負荷を算出する。例え
ば、ローダバケット８にかかる負荷を算出する場合は、
まずローダアーム角検出処理部２０ｅからのローダアー
ム角とローダバケット角検出処理部２０ｆからのローダ
バケット角とからローダアーム７の重心位置及びローダ
バケット８の重心位置までの距離が算出され、ローダア
ーム７及びローダバケット８の重量が既知であるので、
ローダアーム圧力検出処理部２０ｈからリフトシリンダ
軸力が求められ、ローダバケット８にかかる負荷のみが
算出される。同様にして、バケット１３にかかる負荷も
算出される。

【００６４】その後、建設機械１０本体の旋回中心ＣＮ
からの転倒モーメント、すなわち建設機械１０を構成す
る主要部の合成モーメントを算出し、この合成モーメン
トの合成距離Ｌを次式を参照して求める。すなわち、Ｌ
＝（Ｍ1×Ｌ1−Ｍ2×Ｌ2−Ｍ5×Ｌ5−Ｍ3×Ｌ3COSθ−
Ｍ6×Ｌ6COSθ−Ｍ4× Ｌ4）／Ｍなる式を用い
て合成距離Ｌを求める。ここで、Ｍ：建設機械全体の重量Ｍ1 ：走行台車１上で旋回機構２，４によって旋回する
基台３，５を含む構造の重量（ローディング作業機１０
ａ，バックホー作業機１０ｂを除く）Ｍ2 ：バックホー作業機１０ｂの重量Ｍ3 ：ローディング作業機１０ａの重量Ｍ4 ：走行台車１の重量Ｍ5 ：バックホー作業機１０ｂの負荷重量Ｍ6 ：ローディング作業機１０ａの負荷重量Ｌ1 ：旋回機構４によって旋回する基台５を含む上部構
造における旋回中心からの重心距離（バックホー作業機
１０ｂを除く）Ｌ2 ：バックホー作業機１０ｂの旋回中心からの重心距
離Ｌ3 ：ローディング作業機１０ａの旋回中心からの重心
距離Ｌ4 ：走行台車１の旋回中心からの重心距離Ｌ5 ：バックホー作業機１０ｂの負荷重心までの距離Ｌ6 ：ローディング作業機１０ａの負荷重心までの距離 θ ：バックホー作業機１０ｂに対するローディング作
業機１０ａの相対回転角である（図３及び図４参照）。なお、ここでは旋回中心
ＣＮ線上に、例えば旋回中心ＣＮ線が大地と交わる点
を、仮想的な転倒支点αとして設定している。従って、
合成距離Ｌも仮想的な距離である。このように仮想的な
距離としたのは、実際の転倒支点α１，α２は、走行台
車１の端部が大地に接する２つの点であるからである。
また、建設機械１０を構成する各部位の重心位置までの
距離については、鉛直方向の距離を省略している。もち
ろん、仮想的な転倒支点から重心位置までの距離を厳密
に算出してもよい。

【００６５】なお、図４（ａ）に示すようにローディン
グ作業機１０ｂがバックホー作業機１０ａと異なる方向
に位置する場合には、水平面上における相対旋回角θが
考慮される。すなわち、ローディング作業機１０ｂ側の
モーメントには、COSθが乗算され、θが１８０度であ
る場合には、COSθ＝−１となり、逆のモーメントが加
算されることになる。

【００６６】このようにして求めた合成距離Ｌをもと
に、モーメント演算部２１は、安全度Ｓを次式をもとに
算出する。すなわち、Ｓ＝（Ｌ7／２−Ｌ）／Ｌ7×１００をもとに安全度Ｓ（百分率）を算出する。ここで、Ｌ7 ：走行台車１の側方方向距離であり、Ｌ7は走行台車１の水平面上における最短接地
距離となる。すなわち、図４（ｂ）に示す進行方向ａに
垂直な方向（側方方向）における最短接地距離である。
ここで、「Ｌ7／２−Ｌ」は、実際の転倒支点α１から
の距離に換算するものである。すなわち、負荷時等にお
ける建設機械１０の現実の重心位置は、仮想的な転倒支
点αから実際の転倒支点α１方向に距離Ｌの位置にあ
り、また初期状態における静止安定時における重心位置
は、仮想的な転倒支点αの位置にあるため、実際の転倒
支点α１からの距離に変換するためである。ここで、実
際の転倒支点α１から重心位置（仮想的な転倒支点）α
までの距離Ｌ7／２は、基準モーメントの距離であると
いえる。この「Ｌ7／２−Ｌ」の距離が負になる場合と
は、合成距離Ｌが距離Ｌ7／２を超えた場合であり、現
実の重心位置が図３における実際の転倒支点α１の左に
移行した場合に相当する。従って、「Ｌ7／２−Ｌ」の
値が０より大きくＬ7／２より小さければ転倒すること
はないが、その値が小さい場合は、実際の転倒支点α１
に近づき、転倒の危険性があることになる。

【００６７】従って、モーメント演算部２１が算出した
安全度Ｓが転倒防止制御部２２に出力されると、転倒防
止制御部２２は、予め所定の安全度Ｓsとして、例えば
１５％に設定し、入力された安全度Ｓが１５％以下にな
った場合に転倒の危険性があると判断する。

【００６８】また、実際の転倒支点α２で転倒を考慮す
る場合、すなわち合成距離Ｌが負になる場合には、「Ｌ
7／２−Ｌ」の代わりに「Ｌ7／２＋Ｌ」として安全度Ｓ
を算出すればよい。もちろん、ローディング作業機１０
ｂを基準にした安全度Ｓを別に算出するようにしてもよ
い。

【００６９】次に、図５に示すフローチャートを参照し
て、転倒防止制御部２２による転倒防止制御処理手順に
ついて説明する。

【００７０】図５において、まず転倒防止制御部２２
は、モーメント演算部２１から入力された安全度Ｓが予
め設定された所定の安全度Ｓs以下であるか否かを判断
する（ステップ１０１）。所定の安全度Ｓs以下でない
場合は、レバーゲイン演算部２４からの指令を出力制御
部２５に出力し（ステップ１０２）、通常の作業機動作
を行わせて、本処理を終了する。一方、所定の安全度Ｓ
s以下である場合には、バックホー作業機１０ａ及びロ
ーディング作業機１０ｂの双方の作業機を直ちに停止さ
せる制御を行うとともに、警告部２９ａに対して警告指
示を発する（ステップ１０３）。その後、自動回避モー
ドに設定されているか否かを判断する（ステップ１０
４）。

【００７１】自動回避モードに設定されている場合は、
まず現在停止中の作業機があるか否かを判断する（ステ
ップ１０５）。例えば、現在バックホー作業機１０ａが
動作中であっても、ローディング作業機が停止中であれ
ば、停止中の作業機があると判断される。停止中の作業
機がない場合、すなわち、いずれの作業機にも負荷がか
かっていると判断された場合には、自動回避モードが設
定されていない場合と同様にステップ１０８に移行し、
停止中の作業機がある場合には、この停止中の作業機の
停止解除を行った（ステップ１０６）後、この停止中の
作業機を、安全度Ｓsを超える位置まで自動的に再配置
させて（ステップ１０７）、本処理を終了する。このス
テップ１０７における停止中の作業機の自動的な再配置
には、各種の制御が考えられるが、相対旋回角θを大き
くする再配置が最も大きな効果をもたらす。例えば、バ
ックホー作業機１０ａが作業中で、ローディング作業機
１０ｂが停止中であってバックホー作業機１０ａと同一
方向に配置されている場合、この停止中のローディング
作業機１０ｂをバックホー作業機１０ａと反対方向に自
動旋回させるようにすればよい。もちろん、旋回のみに
よる自動回避に限らず、停止中の作業機のモーメントを
小さくする再配置であればよい。

【００７２】一方、自動回避モードに設定されていない
場合、すなわち操縦者による手動回避を行う場合、操作
者のレバー操作による作業機の動作方向がさらに安全度
Ｓを低下させる動作であるか否かを判断する（ステップ
１０８）。安全度Ｓを低下させない動作である場合に
は、このレバー操作に対応する作業機の停止解除を行っ
た（ステップ１１０）後、このレバー操作による作業機
の動作を許容し、このレバー操作に対する指令を出力制
御部２５に出力し（ステップ１１１）、本処理を終了す
る。一方、ステップ１０８で安全度Ｓを低下させない動
作でない場合、すなわち、さらに転倒の危険性を増大さ
せる動作である場合には、このレバー操作による作業機
の動作を禁止し、このレバー操作に対するレバーゲイン
を出力制御部２５に出力しないで（ステップ１０９）、
本処理を終了する。なお、上述した処理は、定期的に繰
り返し処理される。

【００７３】このようにして、転倒防止制御部２２は、
入力された安全度Ｓをもとに転倒の危険性を判断し、建
設機械１０の転倒を未然に防止する制御を行う。

【００７４】ここで、転倒防止制御部２２は、１つの所
定の安全度Ｓs以下になったか否かで転倒の危険性を判
断しているが、これに限らず、複数の所定の安全度を段
階的に設けるようにしてもよい。このような複数の所定
の安全度を設けることにより、例えば、警報部２９ａに
よる警報音を段階的に変化させて操縦者に転倒の危険性
の度合いを知らしめる予告を行い、この結果をもとに、
操縦者は建設機械の転倒防止を確実に行うことで、作業
の中断をなくし、効率的な作業を行うことができる。

【００７５】なお、上述した転倒防止制御部２２に設定
される自動回避モードあるいは所定の安全度Ｓs等は、
設定部２２ａによって予め設定することができるととも
に、作業中であっても、自動回避モード等はその都度設
定変更を行うことができる。

【００７６】また、表示部２９ｂは、設定部２２ａによ
る設定状態の表示を行うとともに、作業中においては、
現在の安全度Ｓを順次定量的に表示出力する。この場
合、所定の安全度Ｓs以下になった場合には、赤色表示
する等のカラー表示を行うようにしてもよい。

【００７７】さらに、手動回避を行う場合に、転倒防止
制御部２２は、最も適切な転倒防止措置を検索し、この
検索結果を表示部２９ｂに表示出力し、あるいは図示し
ない音声出力部等から音声出力するようにしてもよい。

【００７８】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図６は、本発明の第２の実施の形態である建設機械
３０の構成を示す側面図である。この建設機械３０は、
第１の実施の形態である建設機械１０とほぼ同一の構成
であり、同一構成部位については同一符合を付してい
る。ただし、建設機械３０では、ローダアーム７、ロー
ダバケット８、バケット１３の回転角度を検出する角度
検出部１５、１６、１９は設置されていない。また、リ
フトシリンダ９には、ローダアーム７の圧力を検出する
圧力検出部９ａ，９ｂが設けられておらず、ローダアー
ム７の圧力検出は、基台５に設置される油圧制御部ＣＣ
の油圧系からリフトシリンダ９に関連する油圧を検出す
ることによってローダアーム７の圧力を検出するように
している。さらに、基台３と基台５との相対旋回角は、
リミットスイッチＬＳによって検出するようにしてい
る。もちろん、このリミットスイッチＬＳは、第１の実
施の形態で採用してもよい。

【００７９】ここで、具体的なリミットスイッチＬＳの
構成を図７を参照して説明する。ローディング作業機３
０ａを取り付けた基台３の上部には、ローダバケット８
側に所定の半径をもつ半円弧（１８０度の円弧）の帯状
の金属接面４１が取り付けられており、基台５の下部に
は、金属片４１の所定半径に対応した金属接面４１を摺
動する２つの金属接点ＬＳ１，ＬＳ２が取り付けられて
いる。この２つの金属接点ＬＳ１，ＬＳ２は、バックホ
ー作業機３０ｂ側を中心に左右３０度の角度をもち、そ
れぞれの角度は６０度となっている。従って、金属接点
ＬＳ１，ＬＳ２がともに金属接面４１に接触している場
合、領域Ｅ１の範囲（１２０度）となり、バックホー作
業機３０ｂは、ローディング作業機３０ａと同一方向の
向きと判断され、金属接点ＬＳ２のみ、あるいはＬＳ１
のみが金属接面４１に接触している場合、領域Ｅ２ａあ
るいはＥ２ｂの範囲（３０度）となり、バックホー作業
機３０ｂは、ローディング作業機３０ａと９０度の方向
の向きと判断され、金属接点ＬＳ１，ＬＳ２がともに金
属接面４１に接触していない場合、領域Ｅ３の範囲（１
２０度）となり、バックホー作業機３０ｂは、ローディ
ング作業機３０ａと反対方向の向きと判断される。

【００８０】図８は、第２の実施の形態である建設機械
３０の転倒防止装置の構成を示す図であり、この転倒防
止装置は、図２に示す転倒防止装置とほぼ同一の構成で
あり、同一構成部位については同一符合を付している。
ただし、図７に示す転倒防止装置では、図２に示す転倒
防止装置におけるバケット角度検出処理部２０ｃ、ロー
ダアーム角度検出処理部２０ｅ、ローダバケット検出処
理部、ブーム圧力検出処理部２０ｇは設置されないとと
もに、モーメント演算部２１も設置されておらず、転倒
防止制御部３２の制御も転倒防止制御部２２の制御と異
なる。また、制御部Ｃに対応する制御部Ｃ２及び油圧制
御部ＣＣは、ともに基台５上に設置されている。

【００８１】図８において、建設機械３０の転倒防止装
置は、建設機械１０の転倒防止装置と同様に、大きく検
出部ＳＣ、操作部ＯＰ、制御部Ｃ１、及び油圧制御部Ｃ
Ｃからなる。

【００８２】検出部ＳＣのブーム角検出処理部２０ａ，
アーム角検出処理部２０ｂは、角度検出部１７，１８に
よって検出された角度情報をアナログあるいはディジタ
ルの電気信号に再変換して制御部Ｃ２に送出する。旋回
角検出処理部２０ｄは、リミットスイッチＬＳによって
検出された角度、すなわち同一方向か、９０度方向か、
反対方向かを示す情報を制御部Ｃ２に送出する。ローダ
アーム圧力検出処理部２０ｈは、油圧制御部ＣＣのロー
ダアーム油圧制御系から検出されたローダアームの圧力
に相当する電気信号に変換し、制御部Ｃ２に送出する。

【００８３】制御部Ｃ２は、転倒防止制御部３２、レバ
ーゲイン演算部２４、及び出力制御部２５を有する。

【００８４】転倒防止制御部３２は、検出部ＳＣから入
力される各種情報をもとに転倒判断を行い、この判断結
果をもとに各種の転倒防止制御処理を行う。この転倒防
止制御処理については後述する。

【００８５】レバーゲイン演算部２４は、操作レバー２
３からの入力を増幅変換し、この変換結果を転倒防止制
御部３２に出力する。

【００８６】出力制御部２５は、転倒防止制御部３２の
制御処理結果をもとに、各作業機３０ａ，３０ｂの油圧
系を制御する油圧制御部ＣＣ、転倒の可能性があること
を報知させる警報部２９ａ、転倒の危険度あるいは上述
した安全度を少なくとも順次表示出力する表示部２９ｂ
等に出力する制御を行う。

【００８７】油圧制御部ＣＣは、リフトシリンダ９ある
いはブームシリンダ１４等の油圧シリンダ２８を制御す
る。出力制御部２５から出力制御電気信号は、電磁比例
弁２６に入力され、電磁比例弁２６は、この出力制御電
気信号をもとにメインバルブ２７を制御するパイロット
圧を該メインバルブ２７に出力する。メインバルブ２７
は、入力されるパイロット圧をもとに切換制御を行い、
油圧シリンダ２８の駆動を制御する。なお、図８では油
圧シリンダ２８を制御するようにしているが、旋回機構
２，４を制御する場合は、旋回モータである油圧モータ
が制御対象となり、この油圧モータを駆動制御すること
になる。

【００８８】次に、図９のフローチャートを参照して転
倒防止制御部３２の転倒防止制御処理手順について説明
する。

【００８９】図９において、転倒防止制御部３２は、ま
ずローディング作業機３０ａに所定値以上の負荷がかか
っているか、すなわちローダアーム圧力検出処理部２０
ｈから入力された圧力値が所定値以上であるか否かを判
断する（ステップ２０１）。この所定値とは、予め設定
される値であり、ローディング作業機３０ａの姿勢が最
大に延びている状態で、所定の負荷がローダバケット８
にかかっている状態に発生する圧力値であり、この圧力
値を越えるとローディング作業機３０ａ自体のモーメン
トが建設機械３０全体の転倒に大きく寄与すると考えら
れる値である。このステップ２０１で圧力値が所定値以
上でない場合は、ステップ２０３に移行し、レバーゲイ
ン演算部２４からの指令を出力制御部２５に出力し、通
常の作業機動作を許容して、本処理を終了する。

【００９０】一方、ステップ２０１でローディング作業
機３０ａにかかる負荷が所定値以上であると判断された
場合、さらに、旋回角検出処理部２０ｄから入力され
た、ローディング作業機３０ａとバックホー作業機３０
ｂとの相対位置情報の値を判断し（ステップ２０２）、
この相対位置情報の値をもとに分岐した処理を行う。

【００９１】すなわち、図１１（ｃ）に示すように、相
対位置情報の値が反対方向を示す場合は、ステップ２０
３に移行し、レバーゲイン演算部２４からの指令を出力
制御部２５に出力し、通常の作業機動作を許容して、本
処理を終了する。図１１（ｂ）に示すように、相対位置
情報の値が９０度ずれた方向である場合、ブーム角検出
処理部２０ａ及びアーム角検出処理部２０ｂから入力さ
れたブーム角及びアーム角とをもとに、バックホー作業
機１０ｂの基台５への取付位置からバケット１３のアー
ム１２への取付位置までの距離ｌを算出し、この距離ｌ
が所定距離ｌ２を越えたか否かを判断する（ステップ２
０４）。また、図１１（ａ）に示すように、相対位置情
報の値が同一方向である場合も、ブーム角検出処理部２
０ａ及びアーム角検出処理部２０ｂから入力されたブー
ム角及びアーム角とをもとに、バックホー作業機３０ｂ
の基台５への取付位置からバケット１３のアーム１２へ
の取付位置までの距離ｌを算出し、この距離ｌが所定距
離ｌ１を越えたか否かを判断する（ステップ２０５）。
ここで、所定距離ｌ１及びｌ２とは、ステップ２０１の
所定値と同様に予め設定される値であり、バックホー作
業機３０ｂのバケット１３に所定の負荷がかかっている
状態で、バックホー作業機３０ｂを延ばしたときに、バ
ックホー作業機３０ｂ自体にかかるモーメントが建設機
械３０全体の転倒に大きく寄与すると考えられる値であ
る（図１２参照）。また、所定距離を所定距離ｌ１とｌ
２とに分けたのは、ローディング作業機３０ａとバック
ホー作業機３０ｂとの相対位置関係で異なるからであ
る。すなわち、ローディング作業機３０ａとバックホー
作業機３０ｂとが同一方向を向いている場合には、それ
ぞれのモーメントは合成されたモーメントとなって建設
機械３０全体が転倒しやすくなるのに対し、ローディン
グ作業機３０ａとバックホー作業機３０ｂとが反対方向
を向いている場合には、それぞれのモーメントの差分が
建設機械３０全体にかかるため、転倒しにくくなり、ロ
ーディング作業機３０ａとバックホー作業機３０ｂとが
９０度ずれた方向を向いている場合、転倒の可能性はそ
の中間となる。従って、所定距離ｌ２は、所定距離ｌ１
に比べて大きな値となり、９０度ずれた方向である場合
の方が、同一方向の場合に比べて転倒判断の余裕をもつ
ことになる。

【００９２】ステップ２０４及びステップ２０５で距離
ｌが所定距離ｌ２あるいはｌ１を越えないと判断された
場合は、ステップ２０３に移行し、レバーゲイン演算部
２４からの指令を出力制御部２５に出力し、通常の作業
機動作を許容して、本処理を終了する。

【００９３】一方、ステップ２０４及びステップ２０５
で距離ｌが所定距離ｌ２あるいはｌ１を越えたと判断さ
れた場合は、ステップ２０６に移行して転倒防止制御処
理を行った後、本処理を終了する。

【００９４】ステップ２０６の転倒防止制御処理は、図
５のステップ１０３〜１１１と同様であり、図１０のフ
ローチャートを参照して説明する。

【００９５】図１０において、まずバックホー作業機３
０ａ及びローディング作業機３０ｂの双方の作業機を直
ちに停止させる制御を行うとともに、警告部２９ａに対
して警告指示を発する（ステップ２１３）。その後、自
動回避モードに設定されているか否かを判断する（ステ
ップ２１４）。

【００９６】自動回避モードに設定されている場合は、
まず現在停止中の作業機があるか否かを判断する（ステ
ップ２１５）。例えば、現在バックホー作業機３０ａが
動作中であっても、ローディング作業機３０ｂが停止中
であれば、停止中の作業機があると判断される。停止中
の作業機がない場合、すなわち、いずれの作業機にも負
荷がかかっていると判断された場合には、自動回避モー
ドが設定されていない場合と同様にステップ２１８に移
行し、停止中の作業機がある場合には、この停止中の作
業機の停止解除を行った（ステップ２１６）後、この停
止中の作業機が転倒に寄与しない位置まで自動的に再配
置させて（ステップ２１７）、本処理を終了する。この
ステップ２１７における停止中の作業機の自動的な再配
置には、各種の制御が考えられるが、相対旋回角θを大
きくする再配置が最も大きな効果をもたらす。例えば、
バックホー作業機３０ａが作業中で、ローディング作業
機３０ｂが停止中であってバックホー作業機３０ａと同
一方向に配置されている場合、この停止中のローディン
グ作業機３０ｂをバックホー作業機３０ａと反対方向に
自動旋回させるようにすればよい。もちろん、旋回のみ
による自動回避に限らず、停止中の作業機のモーメント
を小さくする再配置であればよい。

【００９７】一方、自動回避モードに設定されていない
場合、すなわち操縦者による手動回避を行う場合、操作
者のレバー操作による作業機の動作方向がさらに転倒に
寄与する動作であるか否かを判断する（ステップ２１
８）。転倒に寄与しない動作である場合には、このレバ
ー操作に対応する作業機の停止解除を行った（ステップ
２２０）後、このレバー操作による作業機の動作を許容
し、このレバー操作に対する指令を出力制御部２５に出
力し（ステップ２２１）、本処理を終了する。一方、ス
テップ２１８で転倒に寄与しない動作でない場合、すな
わち、さらに転倒の可能性を増大させる動作である場合
には、このレバー操作による作業機の動作を禁止し、こ
のレバー操作に対する指令を出力制御部２５に出力しな
いで（ステップ２１９）、本処理を終了する。なお、上
述した処理は、定期的に繰り返し処理される。

【００９８】このようにして、転倒防止制御部３２は、
ローディング作業機３０ａの１つのモーメント構成要素
である圧力（負荷）と、バックホー作業機３０ｂの１つ
のモーメント構成要素である距離ｌと、相対旋回角との
みによって転倒防止判断及び制御を行うようにしてい
る。このため、第２の実施の形態では、第１の実施の形
態のように、各作業機及び建設機械の車体の全てのモー
メント構成要素から建設機械全体の合成モーメントをそ
の都度演算する必要がないので、転倒制御装置における
転倒判断処理にかかる負荷が軽減する。

【００９９】しかも、第２の実施の形態では、転倒制御
装置が基台５に設置され、基台３に取り付けられたロー
ディング作業機３０ａのモーメント構成要素は圧力で検
出され、相対旋回角も基台５の下部に取り付けられた金
属接点ＬＳ１，ＬＳ２によって検出することができるた
め、基台５と基台３との間は、基台５が回動しても基台
３との油圧系を接続する機構である油圧スイベルのみを
必要とし、電気スイベルを必要としないので、建設機械
３０全体の構成が簡単なものとなる。

【０１００】なお、バックホー作業機３０ｂのモーメン
ト構成要素は距離ｌのみを検出しているが、他のモーメ
ント構成要素例えば、ブームシリンダ１４のブーム圧を
検出し、さらにバックホー作業機３０ｂが転倒に寄与す
るかを判断するようにしてもよいし、距離ｌ及びブーム
圧からバックホー作業機３０ｂのモーメント演算を行っ
て厳密にバックホー作業機３０ｂが転倒に寄与するか否
かを判断するようにしてもよい。

【０１０１】また、第２の実施の形態では、相対旋回角
を同一方向、９０度ずれた方向、反対方向の３つの領域
に分け、この領域に対応した所定距離ｌ１，ｌ２によっ
て転倒判断を行っているが、相対旋回角を段階的あるい
は連続的に検出し、この検出した相対旋回角に応じて段
階的に設定されたあるいは連続的に補正される、所定距
離ｌ１，ｌ２等に相当する所定距離と、検出された距離
ｌとの大小比較を行うことによって転倒判断を行うよう
にしてもよい。

【０１０２】さらに、第２の実施の形態では、相対旋回
角に応じて異なる所定距離ｌ１，ｌ２との大小比較を行
って転倒判断を行うようにしているが、逆に検出された
距離ｌを相対旋回角に応じて補正し、この補正した距離
ｌと１つの所定距離ｌｌ（所定距離ｌ１，ｌ２等に相
当）との大小比較を行って転倒判断を行うようにしても
よい。

【０１０３】この場合、例えば、警報部２９ａによる警
報音を段階的あるいは連続的に変化させて操縦者に転倒
の可能性の度合いを知らしめる予告を行うようにしても
よい。これにより、操縦者は建設機械の転倒防止を確実
に行うことで、作業の中断をなくし、効率的な作業を行
うことができる。

【０１０４】なお、検出された距離ｌあるいは所定距離
ｌｌが相対旋回角に応じて補正される場合、この補正は
距離ｌあるいは所定距離ｌｌ自体の値を変えて補正する
ようにしてもよいし、距離ｌあるいは所定距離ｌｌに、
相対旋回角に応じた重み係数を乗算するようにして補正
してもよい。

【０１０５】また、上述した第２の実施の形態では、距
離ｌをバックホー作業機３０ｂの基台５への取付位置か
らバケット１３のアーム１２への取付位置までの距離と
したが、これに限らず、例えば旋回中心軸からバックホ
ー作業機３０ｂ自体の重心位置までの距離とし、この距
離ｌが所定距離ｌ１，ｌ２を越えたか否かによって転倒
判断するようにしてもよい。この場合、ブーム圧を検出
できるようにすれば、バケット１３の負荷を考慮した、
さらに正確な重心位置を算出することができる（図１３
参照）。

【０１０６】ここで、上述した転倒防止装置が応用され
る建設機械の例について図１４を参照して説明する。

【０１０７】すなわち、図１に示す建設機械１０及び図
６に示す建設機械３０は、走行台車１がクローラ式であ
るが、タイヤ式（図１４（ｃ），（ｄ），（ｅ）参照）
であってもよい。

【０１０８】また、建設機械１０，３０は、バックホー
作業機１０ａ，３０ａ及びローディング作業機１０ｂ，
３０ｂのいずれも独立して旋回可能であったが、バック
ホー作業機１０ａ，３０ａのみを旋回可能としてもよい
（図１４（ａ），（ｄ）参照）。もちろん、その逆に下
部の作業機のみを旋回可能としてもよい。

【０１０９】さらに、複数の作業機が常に一体となって
旋回可能とするようにしてもよい（図１４（ｂ）参
照）。

【０１１０】また、建設機械１０，３０は、複数の旋回
機構を鉛直方向に積み上げる構成となっているが、複数
の旋回機構を水平方向に分離した構造としてもよい（図
１４（ｅ）参照）。

【０１１１】すなわち、本発明は、少なくとも１つが旋
回可能な複数の作業機が１つの走行台車上に設置された
建設機械であればよく、上述した各種の機能、態様を組
み合わせた建設機械であってもよい。そして、転倒防止
装置は、上述したように例えばバックホー作業機１０
ａ，３０ａを基準して、他の作業機が固定であろうが旋
回可能であろうが、同様な制御を行うことができる。も
ちろん、旋回可能でない構成がある場合には、転倒防止
制御処理もそれに対応する処理となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である建設機械の構
成を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態である建設機械の転
倒防止装置の構成を示す図である。

【図３】合成モーメントの算出要領を説明する図であ
る。

【図４】合成モーメントの算出要領を説明する図であ
る。

【図５】転倒防止制御部２２による転倒防止制御処理手
順を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施の形態である建設機械の構
成を示す側面図である。

【図７】リミットスイッチＬＳの概要構成を示す図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施の形態である建設機械の転
倒防止装置の構成を示す図である。

【図９】転倒防止制御部３２による転倒防止判断・制御
処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】ステップ２０６の転倒防止制御処理手順を示
すフローチャートである。

【図１１】複数の作業機の旋回に基づく複数の作業機間
の相対位置関係の一例を示す図である。

【図１２】バックホー作業機３０ｂの基台５への取付位
置からバケット１３のアーム１２への取付位置までの距
離ｌと相対旋回角に基づく基準距離ｌ１，ｌ２との関係
を示す図である。

【図１３】旋回中心軸からバックホー作業機３０ｂ自体
の重心位置までの距離ｌと相対旋回角に基づく基準距離
ｌ１、ｌ２との関係を示す図である。

【図１４】本発明による各種応用例の一例である建設機
械の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…走行台車２，４…旋回機構３，５…基台６…
運転席キャビン７…ローダアーム８…ローダバケット９…リフトシ
リンダ９ａ，９ｂ，１４ａ，１４ｂ…圧力検出部１０…建設
機械１０ａ…ローディング作業機１０ｂ…バックホー作業
機１１…ブーム１２…アーム１３…バケット１４…ブームシリンダ１５〜１９…角度検出部２１…モーメント演算部２２，２３…転倒防止制御部２２ａ…設定部２３
…操作レバー２４…レバーゲイン演算部２５…出力制御部２６…
電磁比例弁２７…メインバルブ２８…油圧シリンダ２９ａ…警
報部２９ｂ…表示部ＳＣ…検出部Ｃ，Ｃ２…制御部Ｃ
Ｃ…油圧制御部ＬＳ…リミットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡村健治神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行台車によって走行するとともに、複
数の作業機によって作業を行う建設機械の転倒防止装置
において、前記複数の作業機の相対旋回角を検出する第１の検出手
段と、前記複数の作業機毎に転倒に寄与するモーメント構成要
素の値を検出する複数の第２の検出手段と、前記第１及び第２の検出手段からの検出信号に基づいて
前記建設機械の転倒判断を行い、この判断結果をもとに
前記建設機械の転倒を防止する制御を行う制御手段とを
具備したことを特徴とする建設機械の転倒防止装置。
【請求項２】前記制御手段は、所定の作業機に対応する第２の検出手段からの検出信号
が示す該所定の作業機における前記モーメント構成要素
の値が、前記所定の作業機の動作状態が前記建設機械の
転倒に寄与する動作状態時における該所定の作業機のモ
ーメントに基づいて予め決定された所定値を越えた場合
に、該所定の作業機の現動作状態が前記建設機械の転倒
に寄与すると判断することを特徴とする請求項１記載の
建設機械の転倒防止装置。
【請求項３】前記所定の作業機に対応する第２の検出
手段は、前記所定の作業機のモーメント構成要素の値を圧力によ
って検出することを特徴とする請求項２記載の建設機械
の転倒防止装置。
【請求項４】前記所定の作業機に対応する第２の検出
手段は、前記制御手段が配置された作業機の基台に設けられたこ
とを特徴とする請求項２または３記載の建設機械の転倒
防止装置。
【請求項５】前記制御手段は、所定の作業機に対応する第２の検出手段からの検出信号
が示す該所定の作業機における前記モーメント構成要素
の値と、前記所定の作業機の動作状態が前記建設機械の
転倒に寄与する動作状態時における該所定の作業機のモ
ーメントに基づいて予め決定された所定値とを比較して
前記建設機械の転倒判断を行う際、前記所定値を前記第
１の検出手段が検出した相対旋回角に応じた値に補正す
ることを特徴とする請求項１記載の建設機械の転倒防止
装置。
【請求項６】前記制御手段は、所定の作業機に対応する第２の検出手段からの検出信号
が示す該所定の作業機における前記モーメント構成要素
の値と、前記所定の作業機の動作状態が前記建設機械の
転倒に寄与する動作状態時における該所定の作業機のモ
ーメントに基づいて予め決定された所定値とを比較して
前記建設機械の転倒判断を行う際、前記モーメント構成
要素の値を前記第１の検出手段が検出した相対旋回角に
応じた値に補正することを特徴とする請求項１記載の建
設機械の転倒防止装置。
【請求項７】前記制御手段の補正は、前記相対旋回角が大きくなるに従って前記建設機械の転
倒までの余裕を大きくする値に補正することを特徴とす
る請求項５または６記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記建設機械の転倒に大きく寄与する作業機に対応する
第２の検出手段からの検出信号が示す複数のモーメント
構成要素の値をもとに、当該作業機のモーメントを算出
し、このモーメントの値が予め決定された値を越えた場
合に、当該作業機の現動作状態が前記建設機械の転倒に
寄与すると判断することを特徴とする請求項１または２
記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項９】前記制御手段は、一方の前記作業機に対応する第２の検出手段からの検出
信号が示すモーメント構成要素の値が所定値を越え、か
つ他方の前記作業機に対応する第２の検出手段からの検
出信号が示すモーメント構成要素の値が前記相対旋回角
に応じて補正した基準値を越える場合に、前記建設機械
の転倒の可能性があると判断することを特徴とする請求
項１記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項１０】前記第１及び第２の検出手段からの検
出信号をもとに前記建設機械全体の合成モーメントを算
出するモーメント算出手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記モーメント算出手段の算出結果と
前記建設機械が転倒する可能性を示す所定の基準モーメ
ントとを比較し、該合成モーメントが該所定の基準モー
メントを越える場合に、前記建設機械の転倒の可能性が
あると判断することを特徴とする請求項１記載の建設機
械の転倒防止装置。
【請求項１１】前記複数の作業機のうち少なくとも１
つの作業機が旋回可能であることを特徴とする請求項１
〜１０のうちのいずれか１項記載の建設機械の転倒防止
装置。
【請求項１２】前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性があると判断した場合、前
記相対旋回角を大きくする制御を行うことを特徴とする
請求項１〜１１のうちのいずれか１項記載の建設機械の
転倒防止装置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性があると判断した場合、前
記複数の作業機のうち少なくとも１つを停止させる制御
を行うことを特徴とする請求項１〜１２のうちのいずれ
か１項記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項１４】前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性があると判断した場合、該
転倒の可能性を大きくする前記作業機の動作を禁止する
制御を行うことを特徴とする請求項１〜１３のうちのい
ずれか１項記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項１５】前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性があると判断した場合、該
転倒の可能性を小さくする位置に作業機を再配置させる
制御を行うことを特徴とする請求項１〜１４のうちのい
ずれか１項記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項１６】前記制御手段は、前記作業機が停止中に、他の作業機が姿勢を変えること
によって前記転倒の可能性が大きくなった場合、該転倒
の可能性を小さくする位置に該停止中の作業機を再配置
させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜１５のう
ちのいずれか１項記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項１７】前記制御手段は、前記判断手段が転倒の可能性があると判断した場合、前
記複数の作業機を停止させ、その後該複数の作業機のう
ち転倒に寄与しない作業機の動作を許容する制御を行う
ことを特徴とする請求項１〜１６のうちのいずれか１項
記載の建設機械の転倒防止装置。
【請求項１８】前記建設機械の転倒を危険を警告する
警告手段をさらに具備し、前記制御手段は、転倒の可能性があると判断した場合、
少なくとも前記警告手段によって警告する制御を行うこ
とを特徴とする請求項１〜１７のうちのいずれか１項記
載の建設機械の転倒防止装置。