JP2007198040A - 建設機械における走行方向表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転席が設けられた上部旋回体を下部走行体に旋回自在に支持してなる建設機械において、上部旋回体の前後方向と下部旋回体の前後方向とが一致していない場合であっても、走行用操作具を操作したときの機体走行方向をオペレータが確実に認識できるようにする。
【解決手段】下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出手段１４と、走行用操作具の操作を検出する走行操作検出手段１５とを設けると共に、これら旋回角度検出手段１４および走行操作検出手段１５から出力される検出信号に基づいて、モニタ装置１０のディスプレイ部１１に、運転席を基準とした機体走行方向を表示するように構成した。
【選択図】図５

Description

本発明は、運転席が設けられた上部旋回体を下部走行体に旋回自在に支持してなる建設機械における走行方向表示装置の技術分野に属するものである。

建設機械のなかには、例えば油圧ショベルのように下部走行体に上部旋回体を旋回自在に支持してなるものがあるが、この様な建設機械で掘削積込等の作業を行う場合は、上部旋回体に設けられる運転室の前後方向と下部走行体の前後方向とが一致しないことが多々ある。このため、オペレータは、常に下部走行体の向きを確認しながら走行用操作具を操作しないと、オペレータが意図した方向とは異なる方向に機体が走行してしまう惧れがある。つまり、走行用操作具の操作は下部走行体を基準にして設定されているため、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度が１８０度のときに運転席のオペレータを基準にして機体を前進させたい場合には、走行用操作具を後進側に操作する必要があるが、誤って前進側に操作してしまうと機体は後進してしまうことになる。この様な誤操作は、特に足場の悪い現場や狭い作業場においては、確実に回避できるようにすることが要求される。
そこで、従来、上部旋回体と下部走行体の相互向き関係を表示器に表示するようにした技術（例えば、特許文献１参照。）や、下部走行体に対する上部旋回体の旋回位置を前後左右の領域に分けて何れの領域であるかを走行レバーに設けた発光装置に表示するようにした技術が提唱されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平８−３３８０５０号公報 特開平８−８５９８１号公報

しかるに、前記従来の技術は、何れも、上部旋回体と下部走行体との旋回位置関係は表示されるものの、実際に走行用操作具を操作したときに、運転席に座したオペレータを基準にして機体が何れの方向に走行するかは表示されない。このため、未熟なオペレータにあっては、旋回位置は認識できても機体走行方向を勘違いして誤操作してしまう惧れがあって、誤操作を確実に回避することができないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、運転席が設けられた上部旋回体を下部走行体に旋回自在に支持してなる建設機械において、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、走行用操作具の操作を検出する走行操作検出手段とを設けると共に、これら旋回角度検出手段および走行操作検出手段から出力される検出信号に基づいて運転席を基準とした機体走行方向を表示する表示装置を設けたことを特徴とする建設機械における走行方向表示装置である。
そして、この様にすることにより、走行用操作具を操作したときの機体走行方向が表示装置に表示されることになって、オペレータは、機体走行方向を正確且つ確実に認識することができ、而して、機体走行方向を常に確認しながら作業を行えることになって、足場の悪い現場や狭い現場であっても、安心して作業を行うことができる。
請求項２の発明は、走行用操作具は、該走行用操作具を中立位置から微小操作しても下部走行体が発進しない不感帯域を有する一方、表示装置は、走行用操作具の不感帯域の操作でも機体走行方向を表示することを特徴とする請求項１に記載の建設機械における走行方向表示装置である。
そして、この様にすることにより、表示装置には、走行用操作具の操作が、下部走行体が発進する前の不感地帯の微小操作であっても機体走行方向が表示されることになり、而してオペレータは、下部走行体が発進する前から機体走行方向を確認できることなって、たとえ未熟なオペレータであっても、意図する方向に確実に走行させることができ、安心して作業を行えると共に、作業効率の向上にも寄与できる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回ベアリング３を介して旋回自在に支持される上部旋回体４、該上部旋回体４に装着されるフロント作業部５等から構成されている。

前記下部走行体２は、左右のクローラ２Ｘ、２Ｙを備えているが、これらクローラ２Ｘ、２Ｙは、トラックフレーム２ａの前部に支持されるフロントアイドラ２ｂ、トラックフレーム２ａの後部に支持される駆動スプロケット２ｃ、これらフロントアイドラ２ｂと駆動スプロケット２ｃとのあいだに懸回される履帯２ｄ等から構成される。

さらに、６は前記上部旋回体４に設けられるキャブであって、該キャブ６内には、オペレータが座する運転席７、フロント作業部５の作動や上部旋回体４の旋回を行うべく操作される左右の操作レバー８Ｘ、８Ｙ、機体を走行させるべく操作される左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙ、および後述するモニタ装置１０等が配設されている。

前記左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙは、本実施の形態では、レバー９ａとペダル９ｂとが一体的に組付けられたものであって、オペレータは、レバー９ａとペダル９ｂのうちのどちらを操作しても良いことになるが、該走行用操作具９Ｘ、９Ｙ（レバー９ａおよびペダル９ｂ）は、操作されていないときの中立位置を基準として、前後方向に揺動自在に支持されている。そして、走行用操作具９Ｘ、９Ｙを中立位置から前方に揺動せしめる操作がクローラ２Ｘ、２Ｙを前進せしめる前進側の操作となり、また、走行用操作具９Ｘ、９Ｙを中立位置から後方に揺動せしめる操作がクローラ２Ｘ、２Ｙを後進せしめる後進側の操作となるように設定されているが、該走行用操作具９Ｘ、９Ｙは、中立位置から前進側あるいは後進側に微小操作してもクローラ２Ｘ、２Ｙが駆動しない不感帯域を有しており、而して、該不感帯域を越えて操作することによってクローラ２Ｘ、２Ｙを前後進させることができるように構成されている。

ここで、左右のクローラ２Ｘ、２Ｙは、上部旋回体４の旋回角度に関係なく、左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作に基づいてそれぞれ独立して駆動される。つまり、左右両方の走行用操作具９Ｘ、９Ｙを前進側に操作すると左右両方のクローラ２Ｘ、２Ｙが前進するが、このとき、下部走行体２に対する上部旋回体４の旋回角度が０度であれば、運転席７を基準にした機体走行方向も前進となる一方、上部旋回体４の旋回角度が１８０度であれば、運転席７を基準にした機体走行方向は後進となる。

また、前記モニタ装置１０は、本発明の表示装置に相当するものであって、本実施の形態では運転席７の右前方に配されているが、該モニタ装置１０は、ディスプレイ部１１、操作部１２、制御部１３等を備えて構成されている。尚、モニタ装置１０は、後述する機体走行方向だけでなく、油圧ショベル１の運転や保守に必要な各種情報をディスプレイ部１１に表示できるようになっているが、これらについての説明は省略する。

一方、１４は下部走行体２に対する上部旋回体４の旋回角度を検出する旋回角度検出手段（例えばポテンショメータ等の角度センサ）、１５は左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作を検出する走行操作検出手段（例えば、レバー９ａやペダル９ｂの揺動角度を検出する角度センサ）１５であって、これら旋回角度検出手段１４および走行操作検出手段１５から出力される検出信号は、前記モニタ装置１０の制御部１３に入力されるように構成されている。

前記制御部１３は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図５のブロック図に示す如く、旋回角度検出手段１４および走行操作検出手段１５からの検出信号を入力し、該検出信号に基づいて、ディスプレイ部１１に表示用の制御信号を出力する。そして、該制御部１３から出力される制御信号によって、ディスプレイ部１１には、上部旋回体４と下部走行体３との旋回位置関係が判る図（本実施の形態では、図４に示すように上部旋回体４と左右のクローラ２Ｘ、２Ｙが示された油圧ショベル１の概略平面図であって、前後方向が明確に判別できるように、上部旋回体４にはフロント作業部５およびキャブ６が図示され、また左右のクローラ２Ｘ、２Ｙには駆動スプロケット２ｃが図示されている）が表示されると共に、運転席７を基準とした機体走行方向が矢印で表示される。

ここで、前記走行操作検出手段１５は、左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作が、左右のクローラ２Ｘ、２Ｙが駆動しない不感帯域の操作であっても、検出信号を出力する。つまり、前述したように、クローラ２Ｘ、２Ｙは走行用操作具９Ｘ、９Ｙが不感地帯を越えて操作されることにより駆動するが、該クローラ２Ｘ、２Ｙが駆動する前の微小操作であっても、走行操作検出手段１５からの検出信号が制御部１３に入力されるようになっており、そして制御部１３は、走行操作検出手段１５からの検出信号が入力されると直ちにディスプレイ部１１に機体走行方向表示の制御指令を出力する。而して、ディスプレイ部１１には、走行用操作具９Ｘ、９Ｙが操作されれば、クローラ２Ｘ、２Ｙが駆動する前の微小操作の段階であっても機体走行方向が表示されるようになっている。

次に、前記ディスプレイ部１１の表示の具体例を、図６〜図８に示す。ここで、図６は下部走行体２に対する上部旋回体４の旋回角度が０度のとき、図７は旋回角度が９０度のとき、図８は旋回角度が１８０度のときを示すが、まず、左右両方の走行用操作具９Ｘ、９Ｙが操作されていない（中立位置に位置している）場合、ディスプレイ部１１には、上部旋回体４と下部走行体２の旋回位置関係が判る図（前述した油圧ショベル１の概略平面図）が表示される（図６（Ａ）、図７（Ａ）、図８（Ａ））。さらに、左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙの少なくとも何れか一方が操作されると、ディスプレイ部１１には、運転席７を基準とした機体走行方向が矢印で表示される（図６（Ｂ）、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）は左右両方の走行用操作具９Ｘ、９Ｙを等操作量だけ前進側に操作した場合、図６（Ｃ）、図７（Ｃ）、図８（Ｃ）は左右両方の走行用操作具９Ｘ、９Ｙを等操作量だけ後進側に操作した場合、図６（Ｄ）、図７（Ｄ）、図８（Ｄ）は右側走行用操作具９Ｙは中立位置のままで左側走行用操作具９Ｘを前進側に操作した場合を示す）。この場合、ディスプレイ部１１には、前述したように、走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作が、クローラ２Ｘ、２Ｙが駆動する前、つまり下部走行体２が発進する前の微小操作の段階であっても機体走行方向が表示されるようになっている。

叙述の如く構成された本形態において、モニタ装置１０のディスプレイ部１１には、下部走行体２に対する上部旋回体４の旋回角度を検出する旋回角度検出手段１４、および走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作を検出する走行操作検出手段１５から出力される検出信号に基づいて、運転席７を基準とした機体走行方向が表示されることになる。

この結果、走行用操作具９Ｘ、９Ｙを操作するとモニタ装置１０に運転席７を基準とした機体走行方向が表示されることになって、オペレータは、上部旋回体４の前後方向と下部走行体２の前後方向とが一致していない場合であっても、機体走行方向を確実且つ正確に認識できることになる。而して、オペレータは、機体走行方向を常に確認しながら作業を行えると共に、たとえオペレータが意図する方向とは異なる方向に走行用操作具９Ｘ、９Ｙを操作したとしても、モニタ装置１０に機体走行方向が表示されることで直ちに誤りに気がついて正しい方向に操作し直すことができることになって、足場の悪い現場や狭い現場であっても、安心して作業を行うことができる。

しかも、前記モニタ装置１０に表示される機体走行方向は、走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作が、下部走行体２が発進する前の不感地帯の微小操作であっても表示されるように構成されているから、オペレータは、下部走行体２が発進する前に機体走行方向を確認できることなって、たとえ未熟なオペレータであっても、意図する方向に確実に走行させることができ、安心して作業を行えると共に、作業効率の向上にも寄与できる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、走行用操作具の操作を検出する走行操作検出手段としては、走行用操作具の操作に基づいて出力されるパイロット圧を検出する圧力センサを用いて構成することもできる。
つまり、図９に、左右のクローラ２Ｘ、２Ｙの駆動スプロケット２ｃをそれぞれ駆動せしめる左右の走行用モータの概略油圧回路を示すが、該図９において、Ｐは油圧ポンプ、Ｔは油タンク、１６Ｘ、１６Ｙは左右の走行用モータである。また、１７Ｘ、１７Ｙは左右の走行用モータ１６Ｘ、１６Ｙに対する油供給排出制御をそれぞれ行う左右の走行用コントロールバルブであって、該左右の走行用コントロールバルブ１７Ｘ、１７Ｙは、左右の走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作に基づいて左右の走行用パイロットバルブ１８Ｘ、１８Ｙから出力されたパイロット圧がパイロットポート１７Ｘａ、１７Ｘｂ、１７Ｙａ、１７Ｙｂに入力されることによって、中立位置Ｎから作動位置ＡまたはＢに切換わる。そして、該作動位置ＡまたはＢの走行用コントロールバルブ１７Ｘ、１７Ｙを経由して圧油供給されることで走行用モータ１６Ｘ、１６Ｙが駆動するように構成されているが、前記左右の走行用パイロットバルブ１８Ｘ、１８Ｙから左右の走行用コントロールバルブ１７Ｘ、１７Ｙのパイロットポート１７Ｘａ、１７Ｘｂ、１７Ｙａ、１７Ｙｂに至る各パイロット油路には、パイロット圧の出力を検出する圧力センサ１９Ｘａ、１９Ｘｂ、１９Ｙａ、１９Ｙｂがそれぞれ接続されている。そして、これら圧力センサ１９Ｘａ、１９Ｘｂ、１９Ｙａ、１９Ｙｂの検出信号が、走行操作検出手段の検出信号として、モニタ装置１０の制御部１３に入力される。
而して、このものでは、パイロット圧の出力を検出する圧力センサ１９Ｘａ、１９Ｘｂ、１９Ｙａ、１９Ｙｂによって、走行用操作具９Ｘ、９Ｙの操作を検出ように構成されているが、この場合に、走行用パイロットバルブ１８Ｘ、１８Ｙから出力されるパイロット圧が、パイロットポート１７Ｘａ、１７Ｘｂ、１７Ｙａ、１７Ｙｂにパイロット圧が供給されてもコントロールバルブ１７Ｘ、１７Ｙが中立位置Ｎから作動位置ＡまたはＢに切換わらない（つまり、走行用油圧モータ１６Ｘ、１６Ｙに圧油供給されず、下部走行体２が発進しない）低圧の出力であっても、圧力センサ１９Ｘａ、１９Ｘｂ、１９Ｙａ、１９Ｙｂはパイロット圧の出力を検出すると共に、該検出信号はモニタ装置１０の制御部１３に入力されるようになっている。これにより、モニタ装置１０のディスプレイ部１１には、走行用操作具９Ｘ、９Ｙが操作されれば、下部走行体２が発進する前の微小操作の段階であっても機体走行方向が表示される構成となっており、而してこのものにおいても、オペレータは、下部走行体２が発進する前に機体走行方向を確認できることになる。

油圧ショベルの側面図である。 キャブ内を示す図である。 走行用操作具を示す図である。 モニタ装置を示す図である。 制御部の入出力を示すブロック図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は旋回角度が０度のときのディスプレイ部の表示例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は旋回角度が９０度のときのディスプレイ部の表示例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は旋回角度が１８０度のときのディスプレイ部の表示例を示す図である。 走行操作検出手段の他例を示す図である。

符号の説明

２ 下部走行体
４ 上部旋回体
７ 運転席
９Ｘ、９Ｙ 走行用操作具
１０ モニタ装置
１４ 旋回角度検出手段
１５ 走行操作検出手段

Claims (2)

1. 運転席が設けられた上部旋回体を下部走行体に旋回自在に支持してなる建設機械において、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、走行用操作具の操作を検出する走行操作検出手段とを設けると共に、これら旋回角度検出手段および走行操作検出手段から出力される検出信号に基づいて運転席を基準とした機体走行方向を表示する表示装置を設けたことを特徴とする建設機械における走行方向表示装置。
2. 走行用操作具は、該走行用操作具を中立位置から微小操作しても下部走行体が発進しない不感帯域を有する一方、表示装置は、走行用操作具の不感帯域の操作でも機体走行方向を表示することを特徴とする請求項１に記載の建設機械における走行方向表示装置。

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