JPS60238532A - 油圧ショベルの転倒防止装置 - 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】 〔発明の第１」相分ｍ？　〕 本発明は油圧ショベルの作業中における転倒を防止する
油圧ショベルの転ＩＩＩ　ｖＪ止装置に関する。

〔発明の前原〕

油圧ショベルはその構成ｋ）ＦＩＪ用しているいろな種
類の作業全行なりことができる。以下にこのような油圧
ショベルの構成を説明する。

第１図は油圧ショベルのｌ！ｉ帖猶成の側面図である。

図で、且は下部走行体、Ｓは下部走行体Ｒ上の上部旋回
体、Ｉｌ＋は上部旋回体Ｓのブーム回動支点Ａに支軸に
より可回動に取付けられたフロント機構である。フロン
ト機構Ｔはブーム１、アーム２、パケット３で構成され
ている。Ｂはブーム１上のアーム回動支点、Ｃはアーム
２上のパケット回動支点、Ｄはバケｙ）先端を示す。４
はブーム１を俯仰させるブームシリンダ、５はアーム２
を揺動させるアームシリンダ、６はパケット３を回動さ
ぜるパケットシリンダである。なお、Ｆはブームシリン
ダ４のボトム支点、Ｅはブームシリンダ４のロンド支点
を示す。

このような油圧ショベルは、ブーム１、アーム２、パケ
ット３を個別に駆動し、上部旋回体Ｓを旋回させること
により種々の作業を遂行する。ところで、このような油
圧ショベルの作業が唄斜面上で行なわれている場合には
、フロント機構Ｔにかかる荷重に基つく油圧ショベルに
作用するモーメントが大きくなって油圧ショベルの側方
（フロント機構が回動する平面と垂直な方向）への転伸
ｊのおそれが発生する場合がある。例えは、パケット３
の先端に荷を吊る場合や、アーム２およびパケット３を
いっばいに曲げた状態で荷を吊９、次いでブーム１を上
げ、アーム２、パケット３を伸ばしてゆく場合など、油
圧ショベルに作用するモーメントが大きくなると油圧シ
ョベルが転倒するおそれを生じる。

そこで、従来は油圧ショベルの転倒を防止するため、未
然に薔報を発生してオペレータに注意を喚起することが
考えられ−Ｃいたが、油圧ショベルのフロンｚ−ａｍＴ
ｔａ、ブーム１、アーム２、パケット３が１Ｆ！１別に
駆動するため作業中は常に仮雑な形状を里し、このため
、油圧ショベルに作用するモーメントも複雑に変化し、
このモーメントを常に、かつ、正確に把握するのは甚だ
困難であった。したかって、正確、最適なＷ報の発生も
困り進であり、これを解決するためには、最大の安全を
見込んだうえで誉報発生条件を設定せざるを得なかった
。

このことは、油圧ショベルか央除にはよシ一層大きな荷
重に耐えることができても音軸が発せられて作業を不可
能とすることを意味し、結局、油圧ショベルの有する作
業能力を抑制し、作業能率を低下させるという欠点を生
じることとなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような問題をボ決し、確実に安全
性を保持しながら、油出ショベルの有する作業能力を充
分に使用することができ、ひいては、作業能率を向上さ
せることができる油圧ショベルの転句］防止装置を提供
するにある。

〔発明の概女〕

この目面を連成するため、本発明は、ブーム、アーム、
パケットの変位を構出する角度１゛寺の変位検出装置と
、旋回体の側方への傾斜角度を検出する角度検出装置と
、ブームシリンダの駆動圧力を検出する圧力計等の圧力
検出装置を設け、これら各装置で検出された値に基づい
てフロント機構にかかる荷重が油圧ショベルに作用する
力を濱其によ請求め、この力と、油圧ショベルの走行体
の転倒支点における本体型車（フロント機構を除く。）
に関連して足められた転・ｍｊ限界値とを常に比較し、
前者が後者を超えたとき信号を出力し、この信号を油圧
ショベルの転倒防止に使用することを特繊とする。

〔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。

第２図乃全第５図は、本発明の実施例の演算部の演算を
説明するための説明図である。

第２図で、Ａ、Ｂ、Ｃ，ＩＪ、Ｅ、Ｆは第１図に示すブ
ーム回動支点、アーム回動支点、パケット回動支点、パ
ケット爪先端、ブームシリンダボトム支点、ブームシリ
ンダボトム支点を示す。Ｘ。

ｈはそれぞれブーム回動支点Ａを中心として地上からみ
た場合の水平軸おまひ垂直軸であり、この水平軸Ｘと垂
直軸りにより、回動支点Ａを原点とする座標軸が構成さ
れる。α１は支点Ａにおける水平面とブーム１上の直線
ＡＢとのなすブーム角、α、は直線ＡＢと直線ＡＥとの
なす角、α、はブームシリンダロンドと置体ＡＥとのな
す角、β１は直線ＡＢとアーム２上の直線ＢＣとのなす
月から９０”を減じたアーム角、γ１は直線１３ｃとバ
ケット３上の直１１ＪｃＤとのなすバケット角である。

ｌＩは支点Ａと、支点Ｅから直線ＡＢに垂直におろした
線が直線ＡＢと父わる点との間の距離、１２は支点Ｅと
、支点Ｅから直、［ＡＢＫ垂直におろした緋が直線ＡＢ
と交わる点との間の距離、６は支点Ａと支点上゛との垂
直距離、１４は支点Ａと支点Ｆとの水平距離、ｌ、は直
線ＡＥの距離である。Ｐｂはブームシリンダ４のボトム
伸１出力、Ｐｒはブームシリンダ４のロッド１１４１１
圧力、Ｓｂはブームシリンダ“４のボトム側受圧面槓、
Ｓｒはブームシリンダ４のロッド１１１１１父圧曲積で
ある。Ｋ、はブームシリンダ４の押出力、Ｋｔはその分
力を示す。なお、ブームシリンダ４は通常２本使用され
るので、本実施例においても２本備えられているものと
して考え、又、モーメントはすべて支点Ａを中心として
考える。

このよりなγ田土ショベルのフロント機構Ｔの状態ニオ
イて、フロント戦栴Ｔによる回転モーメントはブームシ
リンダの押出力１＜−１の分力に２によって支えられて
い乙ので、支点Ａに作用するモーメントＭ、は次のよう
になる。

ＬＶＩ、　＝　Ｌ２ｘ　１５＝　Ｋ、　ｓｉｎα、×６
・・・・・・・・・・・（１）ここで゛、角α、は、 ＾ ｎａ＝ ＣＯＳα２ であるから したかって上記（１）式は ただし ブームシリンダの押出力に、は、ブームシリンダが左右
に１本つつ、計２本あることから、Ｋ、＝　２　ｘ　（
Ｐｂ−８１，−Ｐｒ−８，）故に（２）式は次のように
なる。

次に、油圧ショベルが傾斜面上にあってフロント機構Ｔ
が第２図および駆５図に示す状、傅にあ°る場合、バケ
ット３に荷重がかかつでいないとき（空荷のとき）のモ
ーメントＭ、をめる。

第３図で、第２図と同一支点、同一角度には同一符号が
付しである。Ｇはブーム重心位置であり、ブームの車重
をＷ。とする。Ｈはブーム重心位置であり、アームの電
量をνｖＩｌとする。■はパケット小心位置であり、バ
ケットの車量をＷ、とする。α４は直ｗｈａと直Ｉ瞭Ａ
Ｂとのなす角、β２は直線Ｗ℃とのなす角である。１６
は＠　７　Ａ　Ｈの長さ、ｌ、は直線ＢＣの火δ、β８
は直線ＣＤの長さ、ｌ、は支点Ａと本心位しハｑとの間
の距離、１１ｏは支点Ｉ３と■心位置Ｖとの間の距離、
ｌ＋１は支点Ｃと小心位置Ｉとの間の距離である。また
第５図に示すように傾斜角をθとする。

以上のように定めると、空荷のときのモーメン）　ｔｖ
ｌ、は、 鳩−［ｗｏ・ｌ、Ｃ０５（α１＋α２）十Ｗ、Ｉ弓１６
ＣＯ３α１十１３Ｈｏ　Ｓ’ｎ　（α＋　＋ｌ’ｒ　＋
ｌ’ｚ　）ｌＩｗｌ（ａ６　Ｃ０８ａ。

＋ｉ？ｓｉｎ　（α１＋β＋　）　−ｌ、、　５ｉｎ（
α１＋β、十γ１十γ、　）　ｌＩ　−ｃｏｓθ　（４
）（３）式はバケット、−３に＃ｒ本がかかっていると
きの支点Ａに１′「ノｊ」ず／、）七−メント、（４）
式はバケット３にイｄｒ　嵐か７Ｊ・７）−っヒいない
ときのモーメントであるから、バケット３にかかる荷重
自体が支点Ａに作用するモーメントＭ３は、 Ｍ、＝Ｍ、−Ｍ、　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（５）でめられる。

ここで、パケット３にかかる荷重の重量Ｗ１をめる。第
４図で第３図と同一支点、同−位置、同一長さには同−
符号が付しである。Ｊはパケットにかかる荷車の重心位
置、γ３は直線ＣＤと直線ＣＪとのなす角、ｌ、２は支
点Ａと重心位ｔＪとの間の水平距趨■、ｋは支点Ｃと重
心位置Ｊとの間の距離である。

以上のように定めると、距離石、は、 ４ｘ　＝　１６　ｃｏｓαｒ　＋　４　ｓｉｎ　（α１
＋β、）−１，、ｓｉｎ　（α１＋β、十γ１＋γ、）
・・・・・・・・・・・（６）となシ、重量Ｗ１は、 となる。

以上の／ｊｔＪｔは、フロント機構から支点Ａに作用す
るモーメントを考えて行なったものであるが、油圧ショ
ベルの転倒を考える場合、大面の転νり支点に作用する
モーメントを考える必要がある。さらに、油圧ショベル
は上部旋回体Ｓが旋回するので、例えはパケット３に何
を吊ったままで旋回する一合も生じる。このような場合
、１ｉｉｌｉ支点は上部旋回体Ｓの同きによりその位置
が移動する。本発明の実施例においては、油圧ショベル
の転倒が最も発生し易い、上部旋回体Ｓのフロント機構
′Ｐの方向と走行体Ｒの走行方向とが一致したときの転
倒支点およびこの転倒支点に作用するモーメントについ
て／Ｊｌｔ與を行なう。

第５図は、上部旋回体Ｓが正面を向いた状、帳を示し旋
回体Ｓの１頃斜角はθである。Ａは前述と同じブーム回
動支点、Ｌは油圧ショベル本体（フロント機構゛１゛を
味（部分）の重心位置、Ｎは転倒支点をかす。６ｎ、Ｊ
？＋ａはそれぞれ支点Ａとフロント機構Ｔの里心を言む
半面との反照と支点へとの間の水平距離および垂直距離
、４ｕ　、　ｌ１７はそれぞれ支点へと重心位置りとの
ｌ１４１の水平距離および垂直距離である。

ここで、油圧ショベル本体の虚ｉｔ　ｋ　１′ｖＬとす
ると、転倒支点Ｎにおける油圧ショベル本体車量による
モーメントＭ４は、 Ｍ４＝　ＷＬ（４，ｃｏｓθ−７３，７ｓｉｎθ）　−
−−−・＝−＝・＝・（８）となる。フロント機構から
油圧ショベル本体に作用するモーメント、即ち転倒モー
メントＭ、は、（４）、（５）、（６）、（７）式から
、 Ｍｌ　＝−（Ｗｏ＋Ｗ、ｌ−１−Ｗ、−１−Ｗ、）　・
（４，ｃｏｓθ−１，ｏｓｉｎθ）−１−ｓｉｎ　θＣ
Ｗ、・　７３．　ｓｉｎ　（α、十α４）＋　Ｗｔ＝　
（Ｉｃｅ　ｓｉｎ　α重Ａ’＋ｏ　ＣＯ３（α１＋β１
＋β２）　ｌ＋ＷＩ　（ｌａ　ｓｉｎα、−１？ｃｏｓ
　（α１＋βＩ）＋　１．、ｃｏｓ（α１＋β１＋γ、
＋γ２））十Ｗ７　（ｎｏ　ｓｉｎα、−１７ｃｏｓ（
α、十β１）　＋４３　ｃｏｓ（α、＋β１＋γ１＋γ
、））〕　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（９）以上、（８）式および（９）式から、油出ショ
ベルの転倒１は、 Ｍ、　：）　Ｍ４ となったときに発生ずる。そこで、安全全確実にするた
め、モーメントＩＭ４に適宜の定数ＣＭ（ただし０（ｅ
、（１）を乗じた値であるモーメント１ｖ６（Ｍ６＝　
ｃＭ　ｘ　Ｍ、）を作り、このモーメントｌＶｌ、とモ
ーメント１′Ａ、とを比較し、モーメントＭ１１かモー
メント１シを超えたとき信号を発生し、この信号を油出
シ１ベルの耘４剥１ｓ’ｈ　ｊμπ旬ｊ山寸引ば客を＋
ｉ曲４馨１ｈ六（ら油圧ショベルにその能力を光分に発
揮させることができることとなる。

以下、このような演算に基づく本発明の実施例について
述べる。

第６図は本発明の一実施例に係る油量ショベルの転倒防
止装置のブロック図でおる。

不実施例においては、回動支点Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ角
度恢出器が設けられ、これらの角度検出器によりブーム
角α１．アーム角β１．バケット角γ。

が検出され、この角度に応じた１６号ＥαＩ、％ｌ、Ｅ
、１が出力される。又、ブームシリンダ４のホトム匝お
よびロッド側の圧力Ｐｂ、Ｐｒを検出する圧力検出器が
設けられ、この圧力に応じた信号Ｅｐｂ、Ｅｐｒが各出
力検出器から出力される。さらに、旋回体Ｓには傾斜角
度検出器か設けられ、旋回体Ｓの傾沙ト角θに応じた信
号Ｅθか出力される。図で、７は本実施例の装置の（ｐ
ｉ昇部分、８は演算部分７から出力される信号により作
動する電報表置である。演算部分７の侮成は次のように
なっている。

部ち、９は信号Ｅθ、Ｅα、Ｈβ工、Ｅγｌを入力して
モーメントエ鳴を７寅真する債りエモーメント演昇部、
１０は信号Ｅｃｔｉ　、　Ｅ、ｂ　、　Ｅｐｌを入力し
てモーメントＭ、を鼠算するフロントモーメント演算部
、１１は信号Ｆｒ（１＋、Ｅβ＋、ＥγＩを入力して水
平距離１１２を演算する竹良点距岨眞典部、１２はｅ、
算器、１３は除舅器、１４はモーメントＭ、を演具する
転倒モーメント演算部、１５は信号Ｅθを入力して本体
側モーメントＭ６を償算する本体側モーメント演算部、
１６は比較器である。

以下、本実施例の動作を説明する。

まず、孕荷モーメント眞與部９の動作を５第７図に示す
空荷モーメント偵其部の具体例を示すブロック図に丞づ
いて説明する。角度検出器からのブーム角信号Ｅαｌは
記′屯器１８に記憶された角度α２の信号Ｅα２と加算
器１９において加算され、信号Ｅα１＋α２を発生する
。この信号は三角関数先生器加に入力され、角度（α１
＋α２）の余弦に応じた信号Ｅｅａｓ（α１＋α２）が
とり出され、係数器２１により産量ν■ｏと距離ｌ、を
乗した値に応じた信号が乗じられ、信号Ｅｗｏ　、Ｌ９
＠ｃｏｓ　（α叶α２）を発生する。一方、信号Ｅα１
は三角関数発生器２２に入力され、角度α１の余弦に応
じた信号Ｅ■α１がと９出され係数６乙により距離で、
に応じた信号が乗算されて信号に３ｔａｃｒｓα１とさ
れる。又、アーム角信号Ｅハと信号Ｅα１は加算器２７
で加Ｘ嘔れて信号Ｅａ＋＋β１となシ、この信号はざら
に記憶器３１に記憶された角度β、に応じた１６号Ｅβ
２と加算器あで加昇されて１６号Ｅα１＋ハ＋β２とな
る。この信号は三角関数発生器２９に入力され、角度（
α１＋β１＋β、）の正弦に応じた信号ＢＳ石（αｌ十
β１＋β２）かと９出され、係数参加で距Ｎ’＆ｌｌｒ
。

に応じた信号が乗算されてＩＮ＠Ｅｚ＋ｏｓｌｎ（αｌ
＋β叶β２）となる。この信号は加昇６別で前記の信号
Ｅｚｅ邸α１と加算され、さらに係数６乙により厘殖ｗ
Ｈに応じた信号が釆與されて、信号１！ｉｗｍ（ｚ６ｃ
ｏｓαｚ−１ｔｏｓｉｎ（ａｌ＋Ｌ十β２）ｌ　となる
。この信号は加算６局で前記の信号１ｉ１ｗｏ　ｅ　Ｌ
９　＊　ＣＯ５（α１＋ａ２）と加昇されて信号ＥＷＧ
　ＩＩ　Ｌ　９　イ（αｌ十α２）＋ｗ＋＋ｔｔａｅ邸
α１＋　ｔｌｏ　ｓｔｎ　（α１＋βｌ＋β２））とな
る。

加算器２７の出力信号Ｅａｌ＋ハは三角関数先生器３２
に入力されて角（α１＋β、）の正弦に応じた信号Ｅ５
Ｉｎ（α］＋β１）かとり出され、係数器３３で距離１
７に応じた信号が乗算されて信号Ｅｚ７ｓｌｎ（α針β
Ｉ）となる。この信号は加算器３４によシ前記係数器乙
の出力信号と加算されて信号Ｅｔ６（Ｂα＋−１−ｚ？
５ｉｎ（α叶β１）を発生する。カロ算器２７の出カイ
を号は又、加算器３５によシバケント角信号Ｅｒｘと加
算されて信号Ｅαｌ十β１＋γ１　を発生し、さらにｈ
己↑１は器３７に６己↑核芒れた角γ！に応じた信号Ｅ
γ２と加昇器３６で加昇されて信号Ｅα１＋β］＋７１
＋７２となる。この信号は三角関数発生器間に入力され
、角（α１＋１１＋γ、十γ、）の正弦に応じたｌ１Ｍ
　列Ｅｓ１ｎ　＜ａ＋＋β＋＋ｒ＋十γ２）がとり出さ
れ、係数器３９において距ｔｌｆｔｋ４ｔに応じた１ｇ
号が乗算されてイ否号Ｅｚｎｄｎ（α１＋βｌ十γ＋十
ｒｉ＋）となる。この信号は減算器４０により前記加昇
器３４の出力信号から減算され１こうえ、係数器４１で
車前Ｗ１に応じた信号が乗算され、１ｇ号Ｅｗ＋　（ｔ
６ａ＋５ａＮ−ｚ？５ｌｎ（ｃｃｌ＋ハ）−４１ｉｍ（
α１＋β１＋γ＋＋ｒ２）ｌとなる。この信号は加算器
４２により前記加算器２６の出力信号と加算されること
により、（４）式に示す重荷モーメン）ＩＶＩ、に応じ
た信号ｌＩＸ、、−、／′ｌｔχ１　ム　ｈ　Ａ　−矢
に、第６図に示すフロントモーメント演算部工０の動作
を、第８図に示すフロントモーメント演算部の具体例を
示すブロック図に基づいて説明する。ブーム角信号Ｅ（
Ｈは加算器４４で記憶器４３に記憶されブこ角度α２に
応じた４６号Ｅα２と加昇されて信号Ｅα１＋α２とな
シ、三角関数発生器４５に入力して角度（α、＋α、）
の正弦に応じた信号ｊ弓５ｉｎ（α１＋α２）かとり出
され、係数器４６によ）距トｉｉ　１１　＋に応じた１
言号が乗算されて信号Ｅｚ＋５ｉｎ（α叶α２）となる
。この信号は加′ｙ４−器４８において、記′億器４７
に記″薄された値１ｓＣＯ５α２に応じた信号と加算さ
れ、信号ｂｔ１ｍ（α１＋αｚ）＋ｔ３ｃｎｓα２を発
生する。一方、前記加算器４４の出力信号は三角関数先
生器４９に人力され、角度（α、十α、）の余弦に応じ
た１８号Ｅｉ　ｃｏｓ　（α１＋α２）かとり出され、
係数器（資）によシ距離ｌ、に応じた信号が乗算されて
４８号Ｅｚｔｃｏｓ（α１＋α２）となる０　この１ｇ
号は減算器５１において、記憶器５２に記憶された値７
３４ｃｏｓα之に応じた信号Ｅｚ４ｃｍα２を成算して
、信号Ｅｔｌｃｏｓ（α１＋α２）−４４ｃｏｓα２が
出力される。減算器５１の出力信号は除昇器５３におい
て、加昇器４８の出力信号によシ除具され、その商に応
じた毎号は逆三角関数発生器５４に入力さ扛、この信号
の角度の逆がとり出される。このと９出された信号は、
加算器５５で加算器４４の出力信号Ｅａｌ＋α２と加算
され信号Ｅφとなる。この信号は三角関数発生器５６に
入力されて角φの余弦に応じた信号Ｅａｙｓφがと９出
され、信号Ｂｔ１ｃｏｓφが得られる。一方、ブームシ
リ部α２ ンダのボトムｌ１ｆｌｌ　Ｉｔｈ力信号Ｅｐｂは係数器
５８に導かれて値２×Ｓｂに応じた信号が乗算されて１
♂号Ｅ１２ｐｂ＊、ｂとなる。又、ブームシリンダ４０
ロツド側圧力信号Ｅ　ｐ　ｒは係数器５９に尋かれて値
２Ｘｓｒに応じた信号が乗算されて信号Ｅｚｐｒｅｓｒ
となる。この両信号はＩｊｌ、ｎ器６０において減算さ
れ、信号Ｅ２（ｐｂ−ｓｂ−ｐｒ＊ｓｒ）を得る。この
信号と前記係数器５７の出力信号は乗算器６１に入力さ
れて来具され、信号Ｅ□が出力される。この１８号Ｅ麓
、は（３）式に示す支点Ａに作用するモーメントＭ、に
応じた信号でおる。

次に、第６図に示す荷車点距離眞其部１１の動作を、第
９図に示す荷皇点距離演典部の具体例を示すブロック図
に基づいて説明する。ブーム角信号Ｅα１は三角関数発
生器６に入力されて角α１の余弦に応じた信号ｈｉｃｏ
ｓαｌがと９出され、係数器６４で距離１６に応じた信
号が乗ぜられて信号Ｅｚ６ｃｏｓαｌとなる。一方、ア
ーム角１６号Ｅβ１は加昇器ｂ５において加昇器６２の
出力信号と刀口舅され、加算された信号Ｅａｌ十ハは三
角関数発生器６６に入力されて角（α１＋βＩ）の正弦
に応じた信号Ｅｓ１ｎ（αｌ＋β１）がとり出され、こ
の信号は係数器６７で距離ｌ、に応じた信号が米其され
て信号Ｅｚ７＝ｎ（α］＋β１）となる。この信号は前
記係数器６４の出力信号と加昇器部において加’５Ｖ、
　ｉれ、信号ＥｔｓｃＯＳａｓ＋ｔｔｓＩ［ｌｌＣａ＋
４−ハ）が得られる０又、パケット角信号Ｅｒ１は加算
器６９で前記７ＪＯＸ器６５の出力信号Ｅα１＋ハと加
算されてＥα１＋β１＋ｒ１となシ、さらに加算器ン０
において記憶器７１に記憶された角γ３に応じた信号Ｅ
γ３が加算されて信号Ｅα１＋、／ｌ＋ｙ１＋１３とな
る。この信号は三角関数発生器７２に入力されて角（α
、＋β、十γ１＋γ３）の正弦に応じた信号がとり出さ
れ、このＩｌｉ号は係数器７：３で距離ｌ８．に応じた
信号が乗じられて信号Ｅｔ＋ａｓｉｎ（α１＋β１　＋
１１　＋１３　）　となる０この信号は減算器７４で加
昇器６８の出力信号から減算されて信号Ｍｔｓ２を出力
する。この信号Ｅｔ　１２は（６）式に示す支点Ａと１
心位置Ｊとの間の水平距離に応じた信号である。

再び第６図に尻り、重荷モーメント′ＱｉＬ算部９の出
力信号Ｅ□とフロントモーメント’Ｐ　’ｔ４−　ＨＶ
ｘ　１０の出力信号ｂＭｌの信号は減算器１２で減算さ
れることによシ（５ン式に示されるモーメントＭ、に応
じた信号ｂＭ８が得られる。この信号ＥＭ３は除典器１
３で向皿点距離？３Ｉｔ獅４部１１の出力信号Ｅｔ＋ｚ
で除昇され、（７）式に示す車量ＷＪに応じた信号ＥＷ
Ｊを得る。信号Ｅｙｓはブーム角信号Ｅα１．アーム角
信号Ｅβｌ、パケット角信号Ｅ　１　ｌおよび傾斜角信
号Ｅθとともに転句］モーメント砿其部１４へ入力され
る。

ここで、転倒ｊモーメント演算都１４の動作を、第１０
図の転倒モーメン）’ＩＪｔ其部の具体例を示すブロッ
ク図に基ついて説明する。

度α４に応じた信号Ｅα４と加算器２０２で加算されて
信号Ｅａｌ＋α４を得、次いで、関数発生器２０３によ
り、角（α１＋α４）の正弦に応じた信号Ｅ　ｓｉｎ　
（α１＋α４）がとシ出される。この１５号には係数器
２０４で値Ｗ０・ｌ、に応じた信号ＫＷ０・Ｌ９が乗算
される。一方、ブーム角信号Ｅαｌは関数発生器２０５
に入力され、その正弦に応じた信号Ｅｓ１ｎα１がとり
出され、係数器２０６で距離１６に応じた信号Ｋｔ６か
乗算きれる。さらに、ブーム角（ｇ　＠　Ｅα１は加算
器２０７においてアーム角信号屯β１と加算され、次い
で７Ｉｌ］奥器２０９において記憶器２０８に記憶され
た角度β２に応じた１ｄ号Ｅβ２か加算きれて信号ｂα
１＋β１＋β２を得る。

この信号は関数発生器２１０に入力され、その宗弦に応
じた信号Ｅ　ｃｏｓ　（αｌ＋β１＋β２）かとシ出さ
れ、さらに係数器２１１において距離ｌ、。に応じた信
号Ｋｔｌ。

が乗算される。加算器２１２では、係数器２０６の出力
から係数器２１１の出力が減算され、得られた信号は係
数器２１３でｘｉｗヨに応じた１’ｐ＠に□が乗算され
る。この係数器２１３の出力とさきの係数器りＯＡ／Ｉ
’ｓμ４コ］１−１ｒ七−ｔ＋ｎ−通ら’！ＱＩＡ−６
＋ｎ’ｍシｒＪｑＩｗＪ、番１，１−０ｚｓｓｉｎ（ａ
＋＋ａ４）＋ｖｎ＋（ｚｓ　＊ａ＋−ｔｌａ　ｃｏｓ　
（ａｘ＋β］十β２））が得られる。

加算器２０７の出力信号Ｅａｌ＋β１はさらに関数発生
器２１５に入力されてその余弦に応じた信号ＥｃＤＳ（
αλ＋β１）がとシ出され、次いで、係数器２１６にお
いて距離ｌ、に応じた信号Ｋｔ７が乗算される。加算器
２１７ではさきの係数器２０６の出力から係数器２１６
の出力が減算され、信号に：ｒｔ６ｓｆｎａ１−４７ｃ
ｏｓ（αｌ＋β１）が得られる。加算器２０７の出力信
号Ｅａｌ＋ハはさらに加算器２１８でパケット角信号Ｅ
γｌと加算された後、加算器２２０において記憶器２１
９に記憶された角度γｔに応じた信号Ｅγ２と加算され
信号Ｅαｌ＋β１＋γ１＋γ２を得る。この信号は関数
発生器２２１に入力きれてその余弦に応じた信号Ｅｃｏ
ｓ（α珪ハ＋γ１＋７２）がとシ出され、次いで係数器
２２２において距離ｌＩｉに応じた４Ｍ　＠　Ｋｔ　１
ｔが乗算される。係数器２２２の出力とさきの加算器２
１７の出力とは加算器２２３で加算されて信号Ｅ　ｔ　
ａ　ｓｉｎ　ａ　ｌ−ｔ　７　ＣＱＳ　（ａ　ｔ＋ハ）
＋１１１　ａ　（ｄ　１＋β１＋ｒｌ＋ｒ２）を得る。

この信号は係数器２２４においてＮ　ｉｊｋ　Ｗ　ｔに
応じた信号ＫＷ、が乗算され、加算器２２５において、
さきの加算器２１４の出力と加算される。

加算器２１８の出力信号Ｅαｌ＋β１＋γ１はさらに加
算器２２７において記憶器２２６に記憶された角度ｒ、
に応じた信号Ｅγ３が加昇されて信号Ｅαｌ＋ハ＋ｒ１
＋７３が得られる。この信号は関数発生器２２８に入力
され、その余弦に応じたイぎ号Ｅ　ｃｏｓ　（α１＋β
ｌ＋ｒｌ＋ｒ３）かとり出され、次いで、係数器２２９
において距離１ｌ１１に応じた信号ｘｚｔ３が乗算され
る。係数器２２９の出力は加算器２３０においてささの
加昇器２１７の出力と加算された後、乗算器２３１にお
いて第６図に示す除其器１３からのｌ量Ｗ、に応じた信
号ＭＷｚが乗算され、さらに、加算器２３２においてさ
きの加算器２２５の出力と加算される。

傾斜角信号Ｅθは関数発生器２３３に入力されてその角
度の正弦に応じた信号Ｅｇｌｎθかと９出される。

この信号は乗算器２４０において加算器２３２の出力と
乗算されて信号Ｅ歯θ〔ｗｏ・ｔ９虐（α１＋α４）十
ｗ夏＋ｔ６Ｓ石ｄｌ−Ａ１０ａｚ（ａ＋＋β１＋β２）
）＋　ｗｓ　（ｔａｇｌｎａｌ−ｔｖａｓ（ａｓ＋β１
　）＋　Ｌｔ＋　ｃｏｓ　（α１＋βＩ　＋　１１　＋
　１２　）　＋　Ｗ　Ｊ　（Ｌ　６　ｍｌαｉ　−１７
ｃｃ＋ｓ　（αｌ＋βｌ）＋ｔ１３ｃｏｓ　（ａｓ＋β
ｔ＋ｒ＋　ｒ３）　）　）が得られる。さらに、信号Ｅ
　ｓｉｎθは係数器２３４において距離ｌ＋６に応じた
信号が乗算される。一方、信号Ｅθは関数発生器２３５
に入力され、その余弦に応じた信号Ｅｃｏｓθがとシ出
さルる。この信号には係数器２３６で距離７１４に応じ
ｔこ信号Ｋｔｕが乗算され、加算器２３７において、係
数器２３６の出力から係数器２３４の出力が減算される
。又、第６図に示すｈｎ器工３からの信号Ｅｙ　Ｊは加
算器２４２において、記憶器２３９に記憶された重量Ｗ
、　、　Ｗ、　、　Ｗ、の合計ｌ量に応じた信号Ｍｗ６
　＋ＷＲ＋ｌＦ＋　と加算された彼、乗算器２３８にお
いて加算器２３７の出力に乗算され、乗算器２３８から
は信号Ｅ（ｗｏ＋　ｗｓ＋　＋　ｗ＋　＋１ＦＪ）　（
ｔ１４ＣＯＳθ−ｔ＋　ｅ　ｓｉｎθ）が出力される。

加算器２４１では、乗算器２４０の出力から乗算器２３
８の出力が減算され、結局、加算器２４１からは、前記
（９）式によって得られる転倒モーメントＭ、に応じた
信号ＥＭ　５が出力される。この信号ＥＭ１１は本体側
モーメント演算部１５の出力信号ＥＭ６とともに比較器
１６に入力される。

ここで、本体側モーメント演算部１５の動作を、第１１
図の本体側モーメント演算部の具体例を示すブロック図
に基づいて説明する。１頃斜角１百号Ｅθは三角関数発
生器８４に入力されて角θの正弦に応じた信号となシ、
この信号は係数器８りで距離Ａｌｌ？に応じた信号が乗
じられ信号Ｅｔｌｒｓ石θとなる。一方、傾斜角信号Ｅ
θは三角関数発生器８６に入力されて角θの余弦に応じ
た信号となり、この信号は係数器８７で距内山ｌＢに応
じた信号が米じられ信号Ｅ４１１１□□□０となる。こ
れら係数器８５．８７の出力信号は加昇器側で加算され
た彼、係数器８９で本体産量ＷＬに応じた１ど号か乗じ
られ４８号ＥｗＬ（ｔｔｓｃｏｓθ−６１７ｓ石θ）を
得る。

この信号（８）式に示す本体重電によるモーメントＭ４
に応じた信号である。そして、前述のように、この信号
には安全を確実にするため、係数器（５）にお比較器１
６に入力された本体側モーメント演算部１５の信号ＥＭ
６と転倒モーメント演算部１４の信号ＥＭ。

とは、その値の大小が比軟され、信号ＥＭＳが信号Ｌ６
を超えたとき、比較器１６から警報信号Ｅ、が出力され
、この信号によシＷ報装置８が作動して誉報を発生する
。

このように、不芙施例では、油圧ショベルのフロント機
構の複雑な位置変化および抽出ショベル旋回体の傾が１
角を正確に把握するようにし、この変化による転倒支点
に作用するモーメントの変化を、常に、安全度を見込ん
だ転すｊ限界値と比較し、前者が仮者を超えたとき警報
信号を晃住して警報装置全作動するようにしたので、油
圧ショベルの安全性を保狩しながらその有する作業能力
を充分に使用でき、ひいては作業能４を向上せしめるこ
とができる。

以上運ベプこ実施例においては、峡其部分７からの出力
（ｇ号Ｅ、を警報装置８に入力して警報を発生し、これ
を転倒防止の手段としたか、この出力信号Ｅ、葡用いる
転句ｊ防止の手段としては、警報装置８の他に表示装置
や作動停止装置を採用することができる。以下、作動停
止装置について説明する。

第１２図は作動停止装置の油圧回路および眠気回路の糸
杭図である。

図で、１０５はブームシリンダ４に圧油を供給するポン
プ、１００はアームシリンダ５に圧油を供給するポンプ
、１０９はポンプ１００の吐出側、タンク１０７、ブー
ムシリンダ４のヘッド側およびロッド側に接続されたボ
ートを備えた方向切侠弁、１１０ハホンフ１０６の吐出
側、タンク１０８．アームシリンダ５のヘッド側および
ロッド側に接続されたポートを備えた方向切換弁である
。ブームシリンダ４およびアームシリンダ５のヘッド側
およびロッド側と方向切換弁１０９．　１１０のホード
とを接続する付路１１１〜１１４には、２位置の電磁式
（Ｊ　ＩＱ　−ＯＦ’　Ｆ弁１１５〜１１８が介設され
ており、ｍ　％　ｋｋｉ式ＯＮ　−ＯＦ　Ｆ弁１１５〜
１１８のパイロットは演算部７に接続され、演算部７か
ら出力される警報信号Ｅ。

を入力し、図示の位置Ｘから管路１１１〜１１４を遮断
する位置Ｙに切換わる。１１９は、演算部７から電磁式
（Ｊ　Ｎ　−□　（Ｊ　Ｆ　Ｆ弁１１５〜１１８のパイ
ロットに伝えられている警報信号Ｅ、を切る為のｕ　Ｎ
　−ＯＦＦスイッチである。

方向切換弁１０９．　１１０を位置Ａもしくは位置Ｂに
切換えて、ブーム、アームおよびパケットからなるフロ
ント機構を作動して、たとえばブームおよびアームを地
表に近い位置において、高い負荷のものをパケットに釆
ぜ、ブームおよびアームを作動して地表から離れた位置
まで移動させる時、モーメント荷車が転倒限界眠を超え
ると警報信号Ｅムによって電磁式（Ｊ　Ｎ　−ＯＦ　Ｆ
弁１１５〜１１８が位置Ｘから位置Ｙに切替わシ、方向
切換弁１０９．　１１０の操作を無視して菅路１１１〜
１１４を閉鎖状態におき、ブームシリンダ４およびアー
ムシリンダ５をロック状態にする。従って、油圧ショベ
ルの転倒が自動的に防止される。また、転ｉｌｌを回避
する方向にブームおよびアームを作動させる時には、０
Ｎ−ＯＦＦ’スイッチ１１９によって、警報信号Ｅａｅ
切り、電磁式ＯＮ　−ＯＦ　Ｆ弁１１５〜１１８を位置
Ｙから管路１１１〜１１４を連迎状態とする位置Ｘに切
替え、方向切換弁１０９．　１１０を操作する。

なお、前記各実施例においては、パケットの位置変化を
も考慮した演算装置を構成したが、ブームおよびアーム
の位置変化を考慮し、パケットは固定されＴこものとし
て演算装置を構成しても太きな差異は生じない。又、ブ
ーム、アーム、パケットの位置の変化の・演出は、角度
検出器に限ることはなく、シリンダのストローク検出器
を用いることもできる。さらに、各実施例における演算
部分は逸亘マイクロコンビーータを用いて構成すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、油圧ショベルのフロン
ト機構の扱雑な位置変化および旋回体の傾斜角を正確に
把握するようにし、この変化による油圧ショベル本体に
作用する力の変化を、常に、安全度を見込んだ転句ｊ限
界１区と比較し、前者が後右を超えたとき信号？！−田
力して転倒防止手段を作動せしめるようにしたので、油
圧ショベルの安全性を保持しながら、その有する作業能
力を充分に発揮することができ、ひいては、作業能率を
向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルのｌ！ｌ略恰成の側面図、第２図
、第３図、第４図および第５図は本発明の実流側の演算
部の成典を説明するための説明図、第６図は本発明の一
実施例に係る油圧ショベルの転倒防止装置のブロック図
、第７図は第６図に示す空荷モーメント演算部の具体例
のブロック図、第８図は第６図に示すフロントモーメン
ト演算部の具体例のブロック図、第９図は第６図に示す
荷重点距＋ｍ狐舅部の具体例のブロック図、第１０図は
第６図に示す転倒モーメント演算部の具体例のブロック
図、第１１図は第６図に示す本体側モーメント演算部の
具体ｖ１のブロック図、第１２図は作動１・？止装置の
油圧回路および電気回路の糸航図である。 １・・・・・・ブーム、２・・・・・・アーム、３・・
・・・・パケット、４・・・・・　ブームシリンダ、７
・・・・・・演算部、８・・曲警報装置、９・・・・・
債荷モーメント演算部、１０・・・・・・フロントモー
メント演算部輿部、１１・・・・・・荷京点距離演薄部
、１２・・・・・・減算器、１３・・・・・除算器、１
４・・・・・・転倒モーメント（ｐｉ、薄部、１５・・
・・・・本体側モーメント演算部、］６・・・・・・比
較器、■・・・・・・下部走行体、Ｓ・・・・・・上部
旋回体、Ｔ・・・・・・フロント機構。 第１図 第２図 り 第３図 第４図 ｈ 第５図 ＼ 第６図 第７図 口− 第８図 第９図 ｔｔ　Ｅ：ｔｔｚ Ｉ４　第１Ｏ図 第１１図 仁Ｍ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行体と、この走行体に支持された旋回体と、ブー
   ム、アームおよびこのアーム先端に取付ケラれた作栗部
   よ構成や前記旋回体に支軸により用回動に支持されたフ
   ロント機構とをυ市えた油圧ショベルにおいて、前記フ
   ロント機構の少なくとも前記ブームおよび前記アームの
   変位を検出する変位検出装置と、前記旋回体の前記支軸
   と平行な方向での１頃斜角度全検出する角度検出装置と
   、前記ブームを駆動するツームシリンダの駆動出力を検
   出する圧力検出装置と、前記変位検出装置、前記角度検
   出装置および前記圧力検出装置で検出された値に基つい
   て前記フロント機構が油圧ショベル本体に作用する力を
   める手段と、この作用する力が前記走行体に存在する油
   圧ショベルの転倒］支点において転倒しようとする力に
   対抗する荷重に関連する転倒限界１世を超えたとき信号
   を出力する手段と、この出力された毎号により油圧ショ
   ベルの転倒を防止する転倒防止手段とを設けたことを特
   徴とする油圧ショベルの転倒］防止装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記転倒１防止手
   段は、警報発生装置であることを特徴とする油圧ショベ
   ルの転倒防止装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記転倒防止手段
   は、前記フロント機構の動作を停止させる作！４１Ｊ　
   ＩＪ？止装置であることを特徴とする油圧ショベルの転
   倒」防止装置。