JP2003176554A - 建設機械の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却ファン周辺の点検作業時等の安全性を確
保する。 【解決手段】 エンジンカバー５の開閉を検出する検出
スイッチ３１を設け、検出スイッチ３１がオン（カバー
開）のときコントローラ３０は流量制御弁２６を閉じる
ように制御信号を出力する。これにより油圧モータ２４
の圧油の供給が断たれ、シロッコファン２２の回転が停
止する。一方、検出スイッチ３１がオフ（カバー閉）の
ときコントローラ３０は流量制御弁２６を開放するよう
に制御信号を出力する。これにより油圧モータ２４へ圧
油が供給され、シロッコファン２２が回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン室内に冷
却ファンなどの多翼回転体が格納された建設機械の安全
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械にお
いては、エンジンカバーによって形成されたエンジン室
内に冷却ファンなどの多翼回転体を格納し、この冷却フ
ァンの周囲に保護カバーを設けている。これにより、車
体の整備、点検、清掃等、エンジンを駆動したままエン
ジンカバーを開放して作業を行う場合、誤って工具など
が回転中のファンに接触することを防止し、冷却ファン
を保護している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、冷却ファン
装置全体を覆うように保護カバーを設ければ、冷却ファ
ンが一層保護され、整備、点検、清掃作業時の安全性が
十分に確保される。しかしながら、保護カバーによる保
護面積が多くなればなるほど冷却風の通風抵抗が増大
し、風量の低下およびファン騒音の増大を招く。また、
保護カバーの形状が複雑となりコストが増大する。

【０００４】本発明の目的は、冷却ファンなどの多翼回
転体の全体を覆うように保護カバーを設けなくとも作業
時の安全性を十分に確保することができる建設機械の安
全装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図面
を参照して説明する。 （１）請求項１の発明は、開閉可能なカバー５によって
覆われたエンジン室内に配置される多翼回転体２２と、
多翼回転体２２を駆動する駆動手段２４とを備える建設
機械の安全装置に適用される。そして、カバー５の開閉
を検出する開閉検出手段３１と、開閉検出手段３１によ
りカバー５の開放が検出されると、多翼回転体３１の回
転を禁止し、カバー５の閉塞が検出されると、多翼回転
体２２の回転を許容するように駆動手段２４を制御する
駆動制御手段２６,３０とを備えることにより上述した
目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、開閉可能なカバー５によって
覆われたエンジン室内に配置される多翼回転体２２と、
多翼回転体２２を駆動する駆動手段２４とを備える建設
機械の安全装置に適用される。そして、多翼回転体２２
への障害物の接近を検出する障害物検出手段と、障害物
検出手段により多翼回転体２２への障害物の接近が検出
されると、多翼回転体２２の回転を禁止し、多翼回転体
２２への障害物の接近が検出されないとき、多翼回転体
２２の回転を許容するように駆動手段２４を制御する駆
動制御手段２６,３０とを備えることにより上述した目
的を達成する。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の建
設機械の安全装置において、多翼回転体２２は冷却ファ
ンであり、原動機冷却水温を検出する水温検出手段３２
と、水温検出手段３２による検出値Ｔが所定値Ｔ0以上
に達すると、警報を発する警報装置３５とを有するもの
である。 （４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項
に記載の建設機械の安全装置において、駆動制御手段２
６,３０による制御の無効を指令する指令手段３３を備
え、指令手段３３による無効指令がなされると多翼回転
体２２の回転を許容するものである。 （５）請求項５の発明は、請求項４に記載の建設機械の
安全装置において、指令手段３３による指令をリセット
するリセット手段３４を備えるものである。 （６）請求項６の発明は、請求項４または５に記載の建
設機械の安全装置において、原動機の始動時に指令手段
３３による指令を解除して駆動制御手段２６,３０によ
る制御を有効化する始動制御手段３０を備えるものであ
る。

【０００６】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明による建設機械の安全装置の実施の形態について説明
する。図１は、本発明が適用される油圧ショベル、とく
に小旋回が可能なミニショベルの側面図である。油圧シ
ョベルは、走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けら
れた旋回体２と、旋回体２に回動可能に取り付けられた
ブーム４ａ、アーム４ｂ、バケット４ｃからなる作業装
置４とを有する。旋回体２には運転席部３が設けられ、
運転席部３の後方にはエンジンカバー５によって形成さ
れたエンジン室とカウンタウエイト６とが配置されてい
る。カバー５は開閉可能であり、カバー５を開放してエ
ンジン室内の点検作業などを行う。エンジンカバー５の
開閉部にはリミットスイッチなどの検出スイッチ３１
（図３参照）が設けられている。検出スイッチ３１は、
カバー５が開放されるとオンし、カバー５が閉じられる
とオフする。これによりカバー５の開閉が検出される。

【０００８】図２は、本実施の形態に係わる安全装置の
油圧回路図である。エンジン室内にはエンジン２１と冷
却風を送風するシロッコファン２２などが配置されてい
る。シロッコファン２２はファンケーシング２３内に回
転可能に収容され、シロッコファン２２の回転軸２２ａ
は油圧モータ２４の出力軸に連結されている。これによ
り、油圧モータ２４の回転によってシロッコファン２２
が回転し、ケーシング２３の両側から冷却空気が吸い込
まれる。

【０００９】エンジン２１によって駆動される油圧ポン
プ２５は可変リリーフ弁２７に接続されるとともに、電
磁比例式の流量制御弁２６を介して油圧モータ２４に接
続されている。流量制御弁２６は後述するコントローラ
３０からの制御信号によって開閉され、流量制御弁２６
の開閉により油圧ポンプ２５と油圧モータ２４とが連通
または遮断する。これによって、油圧ポンプ２５からの
圧油は流量制御弁２６を介して油圧モータ２４に供給さ
れ、あるいは可変リリーフ弁２７を介して油圧モータ２
４をバイパスする。流量制御弁２６と油圧モータ２４の
間には、タンクからの油を油圧モータ２４に導くように
チェック弁２８が接続されている。なお、可変リリーフ
弁２７の設定圧の変更によりファン２２の回転数は調整
可能である。すなわち、設定圧を上げると油圧モータ２
４への圧油量が増加して油圧モータ２４の回転数が上昇
し、ファン回転数が上昇する。

【００１０】図３は、本実施の形態に係わる安全装置の
ブロック図である。図３に示すように、コントローラ３
０には、検出スイッチ３１と、エンジン冷却水温を検出
する水温センサ３２と、安全装置をオフ指令する解除ス
イッチ３３と、安全装置をオン指令するリセットスイッ
チ３４が接続されている。コントローラ３０ではこれら
からの入力信号に基づいて後述するような処理を実行
し、流量制御弁２６のソレノイドと警報装置３５にそれ
ぞれ制御信号を出力する。これにより流量制御弁２６が
開閉制御されるとともに、警報装置３５の作動が制御さ
れる。警報装置３５が作動するとアラーム音が発生す
る。なお、安全装置のオンとは安全装置を作動状態とす
ることであり、安全装置のオフとは安全装置を解除状態
とすることである。安全装置の作動時には後述するよう
に所定の条件の下でのみファン２２の回転を許容し、安
全装置の解除時には常にファン２２の回転を許容する。

【００１１】図４は、コントローラ３０で実行される処
理の一例を示すフローチャートである。このフローチャ
ートは、図示しないエンジンキースイッチのオンによっ
てスタートする。まず、ステップＳ１で安全装置がオン
かオフかを判定する。スタート直後、すなわちエンジン
始動直後は解除スイッチ３３による解除指令をリセット
して安全装置が常にオンされ、安全装置が作動する。そ
して、その後、解除スイッチ３３が操作されると安全装
置はオフされ、安全装置が解除する。さらに、リセット
スイッチ３４が操作されると安全装置はオンされ、安全
装置が再び作動する。ステップＳ１で安全装置がオンと
判定されるとステップＳ２に進む。ステップＳ２では、
検出スイッチ３１がオンか否かを判定し、検出スイッチ
３１がオン、すなわちカバー５が開放と判定されるとス
テップＳ３に進む。ステップＳ３では流量制御弁２６を
閉じるように流量制御弁２６のソレノイドに制御信号を
出力する。

【００１２】次いで、ステップＳ４で水温センサ３２の
検出値Ｔが所定値Ｔ0以上か否かを判定する。この場
合、所定値Ｔ0はエンジン２１がオーバーヒートする温
度に設定される。ステップＳ４が肯定されるとオーバー
ヒートと判定されてステップＳ５に進み、否定されると
リターンする。ステップＳ５では警報装置３５に制御信
号を出力し、警報装置３５を作動させる。これによりア
ラーム音が発生する。

【００１３】一方、ステップＳ１で安全装置がオフと判
定、すなわち解除スイッチ３３による解除指令がなされ
て安全装置が解除されるとステップＳ６に進む。また、
ステップＳ２で検出スイッチ３１がオフ、すなわちカバ
ー５が閉塞と判定されるとステップＳ６に進む。ステッ
プＳ６では流量制御弁２６を開放するように流量制御弁
２６のソレノイドに制御信号を出力する。

【００１４】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。エンジン２１を始動すると安全装置が作動する。こ
のとき、エンジンカバー５を閉じた状態では、前述した
処理（ステップＳ２→ステップＳ６）によって流量制御
弁２６は開放され、リリーフ弁２７の設定圧に応じた油
圧ポンプ２５からの圧油は流量制御弁２６を介して油圧
モータ２４に供給される。これによりリリーフ弁２７の
設定圧に応じて油圧モータ２４が回転し、ファン２２が
回転してエンジン室内に冷却空気が吸い込まれる。

【００１５】ここで、エンジン室内の点検等を行うため
にエンジンカバー５を開放すると検出スイッチ３１がオ
ンし、前述した処理（ステップＳ２→ステップＳ３）に
よって流量制御弁２６が閉じられる。これにより油圧ポ
ンプ２５からの圧油はリリーフ弁２７からリリーフさ
れ、油圧モータ２４への圧油の供給が阻止される。その
結果、油圧モータ２４は慣性力のみで回転する。このと
き、油圧モータ２４にはチェック弁２８を介して油が供
給され、キャビテーションが防止される。油圧モータ２
４の慣性回転が停止すると、ファン２２の回転が停止す
る。これにより、ファン装置全体を覆うような保護カバ
ーを設けなくてもエンジン室内の点検作業を安全に行う
ことができ、ファン回転時の圧力損失および騒音を低減
することができる。

【００１６】ファン２２の回転が停止すると冷却風の送
風が停止され、エンジン冷却水温が上昇する。そして、
エンジン冷却水温が所定値Ｔ0以上になると前述した処
理（ステップＳ４→ステップＳ５）により警報装置３５
が作動し、アラーム音が発生する。これにより作業員
は、オーバーヒートを防止するためにファン２２を回転
させる必要があると認識し、解除スイッチ３３を操作す
る。その結果、前述した処理（ステップＳ１→ステップ
Ｓ６）により安全装置が解除され、流量制御弁２６が開
放されてファン２２が回転する。なお、解除スイッチ３
３を操作する代わりに、カバー５を閉じて検出スイッチ
３１をオフするようにしてもよい。

【００１７】ファン２２の回転によりエンジン冷却水温
が十分に低下したらリセットスイッチ３４を操作する。
これにより、解除指令がリセットされて安全装置が再び
作動し、ファン２２の回転が停止する。なお、ファン２
２の回転状態を確認する場合等、カバー５を開放した状
態でファン２２を回転させる必要がある場合には解除ス
イッチ３３を操作し、安全装置をオフすればよい。

【００１８】このように本実施の形態によると、エンジ
ンカバー５の開放時に流量制御弁２６を閉じてファン２
２の回転を停止させるように安全装置を構成したので、
ファン装置全体を覆うように保護カバーを設けなくとも
安全にエンジン室内の点検作業等を行うことができる。
その結果、通風抵抗の増加が抑えられ、風量の低下を防
止することができるとともにファン騒音を低減すること
ができる。また、解除スイッチ３３の操作により安全装
置を解除するようにしたので、エンジンカバー５を開放
したままでファン２２の回転確認をすることができる。
さらに、エンジン始動に伴い安全装置が作動するように
したので、安全装置オンの操作の手間が省けるととも
に、安全装置オンの操作忘れも問題とならない。

【００１９】また、ファン２２の回転停止によりエンジ
ン冷却水温が所定値Ｔ0以上に上昇すると警報装置３５
を作動させるようにしたので、作業員は冷却水温の上昇
を認識し、解除スイッチ３３を操作してファン２２を回
転させるようになり、オーバーヒートを防止することが
できる。冷却水温が所定値Ｔ0以上のとき、警報装置３
５の作動と同時に安全装置をオフするようにしてもよ
い。これにより流量制御弁２６が開放され（ステップＳ
１→ステップＳ６）、ファン２２が強制的に回転され
る。

【００２０】なお、上記実施の形態では、検出スイッチ
３１によりエンジンカバー５の開閉を検出し、その検出
結果に応じてファン２２を回転または停止させるように
したが、例えば赤外線センサなどによりファン近傍の障
害物の有無を検出し、手や工具などの障害物があるとき
にファン回転を停止させるようにしてもよい。これによ
り作業員がファン２２に手を近付けたときにファン回転
が停止するため、ファン回転を長時間停止させることを
防止できる。

【００２１】また、上記実施の形態では、警報装置３５
によりアラーム音を発生させるようにしたが、ランプを
点灯させるなど他の方法によって作業員に注意を促すよ
うにしてもよい。さらに、上記実施の形態では、エンジ
ン２１がオーバーヒートする温度に所定値Ｔ0を設定し
たが、オーバーヒートを未然に防ぐために所定値Ｔ0を
オーバーヒート温度より低い温度に設定し、オーバーヒ
ートの予兆を検出するようにしてもよい。

【００２２】以上では、油圧ショベルに適用したが、他
の建設機械にも適用することができる。また、上記実施
の形態では、シロッコファン２２を用いたがプロペラフ
ァンを用いてもよい。さらに、エンジン室内に格納され
る他の多翼回転体にも適用することができる。さらにま
た、上記実施の形態では、エンジンカバー５が閉じられ
ているとき、エンジン始動に伴いファン２２を回転させ
るようにしたが、エンジン冷却水温に応じてファン２２
を回転させるようにしてもよい。また、上記実施の形態
では、冷却ファン２２に保護カバーを設けても設けなく
てもどちらでもよい。保護カバーを設ける場合、保護面
積を少なくすることができる。

【００２３】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、シロッコファン２２が多翼回転体を、油圧モータ２
４が駆動手段を、検出スイッチ３１が開閉検出手段を、
流量制御弁２６とコントローラ３０が駆動制御手段を、
赤外線センサが障害物検出手段を、水温センサ３２が水
温検出手段を、解除スイッチ３３が指令手段を、リセッ
トスイッチ３４がリセット手段を、コントローラ３０が
始動制御手段を、それぞれ構成する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を奏することができる。 （１）請求項１の発明によれば、エンジン室を形成する
カバーの開放が検出されるとエンジン室内の多翼回転体
の回転を禁止し、カバーの閉塞が検出されると多翼回転
体の回転を許容するようにしたので、回転体の全体を覆
うように保護カバーを設けなくとも作業時の安全性を十
分に確保することができる。 （２）請求項２の発明によれば、多翼回転体への障害物
の接近が検出されると多翼回転体の回転を禁止するよう
にしたので、多翼回転体の回転が長時間停止することを
防止できる。 （３）請求項３の発明によれば、原動機冷却水温が所定
値以上のとき警報を発生させるようにしたので、オーバ
ーヒートを防止することができる。 （４）請求項４の発明によれば、指令手段により無効指
令がなされると多翼回転体の回転を許容するようにした
ので、回転体の回転確認作業を行うことができる。 （５）請求項５の発明によれば、指令手段による指令を
リセット可能としたので、安全装置の作動を復帰させる
ことができる。 （６）請求項６の発明によれば、原動機の始動時に指令
手段による指令を解除するようにしたので、安全装置オ
ンの操作の手間が省けるとともに、安全装置オンの操作
忘れも問題とならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される油圧ショベルの側面図。

【図２】本発明の実施の形態に係わる安全装置の油圧回
路図。

【図３】本発明の実施の形態に係わる安全装置のブロッ
ク図。

【図４】本発明の実施の形態に係わる安全装置を構成す
るコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。

【符号の説明】

２２ シロッコファン ２４ 油圧モー
タ ２６ 流量制御弁 ３０ コントロ
ーラ ３１ 検出スイッチ ３２ 水温セン
サ ３３ 解除スイッチ ３４ リセット
スイッチ ３５ 警報装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 邦彦 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 西村 孝治 滋賀県甲賀郡水口町笹々丘１−２ 株式会 社日立建機ティエラ滋賀工場内 (72)発明者 山田 一徳 滋賀県甲賀郡水口町笹々丘１−２ 株式会 社日立建機ティエラ滋賀工場内 Ｆターム(参考） 2D015 CA02 GA03 GB06 HA03 HB07 3D038 AA10 AB09 AC02 AC10 AC14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉可能なカバーによって覆われたエン
   ジン室内に配置される多翼回転体と、 前記多翼回転体を駆動する駆動手段とを備える建設機械
   の安全装置において、 前記カバーの開閉を検出する開閉検出手段と、 前記開閉検出手段により前記カバーの開放が検出される
   と、前記多翼回転体の回転を禁止し、前記カバーの閉塞
   が検出されると、前記多翼回転体の回転を許容するよう
   に前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備えること
   を特徴とする建設機械の安全装置。
2. 【請求項２】 開閉可能なカバーによって覆われたエン
   ジン室内に配置される多翼回転体と、 前記多翼回転体を駆動する駆動手段とを備える建設機械
   の安全装置において、 前記多翼回転体への障害物の接近を検出する障害物検出
   手段と、 前記障害物検出手段により前記多翼回転体への障害物の
   接近が検出されると、前記多翼回転体の回転を禁止し、
   前記多翼回転体への障害物の接近が検出されないとき、
   前記多翼回転体の回転を許容するように前記駆動手段を
   制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする建設
   機械の安全装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の建設機械の安
   全装置において、 前記多翼回転体は冷却ファンであり、 原動機冷却水温を検出する水温検出手段と、 前記水温検出手段による検出値が所定値以上に達する
   と、警報を発する警報装置とを有することを特徴とする
   建設機械の安全装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の建
   設機械の安全装置において、 前記駆動制御手段による制御の無効を指令する指令手段
   を備え、 前記指令手段による無効指令がなされると前記多翼回転
   体の回転を許容することを特徴とする建設機械の安全装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の建設機械の安全装置に
   おいて、 前記指令手段による指令をリセットするリセット手段を
   備えることを特徴とする建設機械の安全装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の建設機械の安
   全装置において、 原動機の始動時に前記指令手段による指令を解除して前
   記駆動制御手段による制御を有効化する始動制御手段を
   備えることを特徴とする建設機械の安全装置。