JP2007277823A

JP2007277823A - 建設機械の非常用操作装置

Info

Publication number: JP2007277823A
Application number: JP2006101959A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Yabuuchi; 基行藪内
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】建設機械の非常用操作をより迅速かつ適切に行うことができる建設機械の非常用操作装置を提供する。
【解決手段】油圧回路及び油圧回路に備えられた油圧アクチュエータ２を操作する電気レバー５とを備えた建設機械に設けられる建設機械の非常用操作装置であって、メインコントローラ側コネクタ６ａを取り外した状態の電磁弁側コネクタ４ａに連結可能な非常操作用コネクタ７ａを有し、故障発生時に非常操作用コネクタ７ａを電磁弁側コネクタ４ａに着脱可能に連結することにより、油圧アクチュエータを操作可能な非常操作用電気回路を用いるものにおいて、メインコントローラ６は、非常操作用コネクタ７ａが電磁弁側コネクタ４ａに接続された後、モニタ９に建設機械の非常用操作に関する事項を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械の非常用操作装置に係り、特に、非常用操作装置を用いることにより行われる建設機械の非常用操作をより迅速かつ確実に行う手段に関する。

従来より、電気レバー方式の操作レバーを備えた建設機械として、操作レバーとメインコントローラとをつなぐ信号線及びメインコントローラとコントロールバルブとをつなぐ信号線の断線や短絡それにメインコントローラの故障等が生じた場合にも、建設機械の安全を確保するため或いは交通の妨げにならないようにするため、必要最小限の動作を確保するための非常用操作装置を備えたものが知られている。

本願出願人は先に、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の油圧パイロット式のコントロールバルブと、このコントロールバルブへのパイロット圧を制御する複数の電磁弁と、油圧アクチュエータを操作するための電気レバー（操作装置）と、この電気レバーの操作に応じて生成した電気信号を電磁弁に出力するコントローラと、電磁弁とコントローラとを着脱可能に接続する電磁弁側コネクタ及びコントローラ側コネクタとを備えた建設機械に設けられる非常用操作装置として、コントローラ側コネクタを取り外した状態の電磁弁側コネクタに連結可能な非常操作用コネクタを有し、故障発生時に非常操作用コネクタを電磁弁側コネクタに着脱可能に連結することにより、複数の油圧アクチュエータを３つ以下の動作態様で操作可能な非常操作用電気回路を用いるものを提案した（例えば、特許文献１参照。）。また、運転席に建設機械の稼働状態などを示す表示装置を備えた建設機械も、従来より知られている（例えば、特許文献２参照。）。

本願出願人が先に提案した建設機械の非常用操作装置によれば、信号線の断線等が発生した非常時にも３つ以下の動作態様で油圧アクチュエータを動作することができるので、建設機械の姿勢を安全な状態に変更したり、建設機械を交通の妨げにならない位置まで移動するなど、必要最小限の動作をさせることができる。
特開２００５−２４８４２５号公報特開２００６−０１６９１５号公報

しかしながら、故障等の発生により非常用操作装置を使用せざるを得ない場合、故障の内容によっては、操作時に建設機械のアクチュエータが運転者の意図しない動作をする可能性があり、本願出願人が先に提案した建設機械の非常用操作装置には、非常用操作装置を用いて建設機械を非常用操作する方法やその操作時の注意事項などを運転者に告知する手段が備えられていないので、運転者がとっさに非常用操作装置を用いた建設機械の非常用操作を思い浮かばず、退避操作等の建設機械の非常用操作を迅速かつ適切に実行できない場合を生じ得る。

本発明は、本願出願人が先に提案した技術をさらに改善するためになされたものであり、その目的は、建設機械の非常用操作をより迅速かつ適切に行うことができる建設機械の非常用操作装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、第１に、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する油圧パイロット式のコントロールバルブと、このコントロールバルブへのパイロット圧を制御する電磁弁と、前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と、この操作装置の操作に応じて生成した電気信号を前記電磁弁に出力するメインコントローラと、前記電磁弁と前記メインコントローラとを着脱可能に接続する電磁弁側コネクタ及びメインコントローラ側コネクタと、前記メインコントローラからの出力信号をモニタコントローラを介して表示するモニタとを備えた建設機械に設けられる建設機械の非常用操作装置であって、前記メインコントローラ側コネクタを取り外した状態の前記電磁弁側コネクタに連結可能な非常操作用コネクタを有し、故障発生時に前記非常操作用コネクタを前記電磁弁側コネクタに着脱可能に連結することにより、前記油圧アクチュエータを操作可能な非常操作用電気回路を用いるものにおいて、前記メインコントローラは、前記非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続された後、前記モニタコントローラを介して前記モニタに前記建設機械の非常用操作に関する事項を表示するという構成にした。

このように、モニタに建設機械の非常用操作に関する注意事項を表示すると、運転者はモニタを見ることにより、事前に非常用操作装置を用いた建設機械の操作方法や操作時の注意事項などを確認することができるので、所要の退避操作を迅速かつ確実に実行することができる。

また本発明は、前記第１の構成の建設機械の非常用操作装置において、前記油圧ポンプと前記電磁弁との間に前記電磁弁への圧油の供給を制限するオンオフ弁を備えると共に、オフ状態に切り換えられているオンオフ弁をオン状態に切り換えるオンオフ弁開放スイッチを備え、前記非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続されたとき、前記メインコントローラは前記モニタコントローラを介して前記モニタに前記建設機械の非常用操作に関する注意事項を表示すると共に前記オンオフ弁をオフ状態に切り換え、前記モニタコントローラは前記オンオフ弁開放スイッチがオン操作されたとき、オフ状態に切り換えられている前記オンオフ弁をオン状態に切り換えるという構成にした。

かかる構成によると、非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続されたとき、自動的にオンオフ弁がオフ状態に切り換えられるので、建設機械の暴走が防止され、安全性が確保される。また、運転者がオンオフ弁開放スイッチを操作しない限りオンオフ弁がオン状態に復帰しないので、運転者がモニタに表示された注意事項を見る機会が確保され、建設機械の非常用操作を適正に行うことができる。

また本発明は、前記第２の構成の建設機械の非常用操作装置において、前記モニタコントローラと前記オンオフ弁とをつなぐ電気回路にゲートロックレバーを操作することによりオンオフされるゲートロックスイッチを直列に接続し、前記非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続されたとき、前記メインコントローラは前記モニタコントローラを介して前記オンオフ弁をオフ状態に切り換えると共に前記モニタに前記ゲートロックスイッチをオフ状態に切り換えることを奨める注意事項を表示し、前記モニタコントローラは前記オンオフ弁開放スイッチがオン操作され、かつ、前記ゲートロックスイッチがオン状態に切り換えられたとき、オフ状態に切り換えられている前記オンオフ弁をオン状態に切り換えるという構成にした。

かかる構成によると、オフ状態に切り換えられているオンオフ弁をオン状態に切り換えるためには、運転者によるオンオフ弁開放スイッチの操作とゲートロックスイッチのオン状態への切り換え操作の双方が必要になるので、建設機械のフェールセーフ性を高めることができる。

本発明の建設機械の非常用操作装置は、モニタに建設機械の非常用操作に関する注意事項や操作時の注意事項などを表示し、運転者に非常用操作装置を用いた建設機械の操作方法を事前に確認させることができるので、建設機械の非常用操作を迅速かつ確実に実行することができる。

以下、発明に係る建設機械用非常用操作装置の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態に係る非常用操作装置の構成とこれを備えた建設機械の油圧回路とを示す構成図、図２は実施形態に係る非常用操作装置の動作を示すフロー図、図３はモニタに表示される注意事項の一例を示す図である。

建設機械には、図１に示すように、油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１から吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータ２と、油圧ポンプ１から油圧アクチュエータ２への圧油の流れを制御する油圧パイロット式のコントロールバルブ３と、コントロールバルブ３へのパイロット圧を制御する電磁弁（電磁比例弁）４と、油圧アクチュエータ２を操作するための操作装置（電気レバー）５と、操作装置５の操作に応じて生成した電気信号を電磁弁４に出力するメインコントローラ６とを有する油圧回路が備えられる。電磁弁４とメインコントローラ６とは、電磁弁側コネクタ４ａ及びメインコントローラ側コネクタ６ａを介して着脱可能に接続されている。なお、図１は建設機械に備えられる油圧回路の一部のみを示した図であり、より実際的には、必要に応じた数の油圧ポンプ、油圧アクチュエータ、コントロールバルブ、電磁弁及び操作装置が備えられる。

実施形態に係る建設機械用非常用操作装置は、図１に示すように、メインコントローラ６のデジタルポートＤＩに接続された非常操作用電気回路７と、メインコントローラ６の他のデジタルポートＣＡＮに接続されたモニタコントローラ８と、このモニタコントローラ８により表示が制御されるモニタ９と、油圧ポンプ１と電磁弁４とをつなぐ管路に備えられモニタコントローラ８によってオンオフ操作されるオンオフ弁１０と、モニタコントローラ８とオンオフ弁１０とをつなぐ電気回路に直列に接続されたゲートロックレバー１１により切り換えられるゲートロックスイッチ１２と、オンオフ弁１０をオフ状態からオン状態に切り換えるオンオフ弁開放スイッチ１３とから構成されている。

非常操作用電気回路７には、メインコントローラ側コネクタ６ａを取り外した状態の電磁弁側コネクタ４ａに連結可能な非常操作用コネクタ７ａと、非常操作用電気回路７を起動状態にする第１スイッチ７ｂと、建設機械の非常用操作を開始する第２スイッチ７ｃと、電源であるバッテリ７ｄとが備えられる。本例の非常操作用電気回路７は、油圧ショベル等の建設機械に適用した場合、建設機械が３つ以下の動作態様で操作されるように構成される。なお、その構成については、特許文献１である特開２００５−２４８４２５号公報に詳細に記載されているので、本書では省略する。

建設機械が正常な状態にある場合、オンオフ弁１０はオン状態に切り換えられており、油圧ポンプ１から吐出される圧油の電磁弁４への流れを許容し、かつ電磁弁４はメインコントローラ６からの出力により開度が調整されるようになっている。したがって、操作装置５を操作すると、当該操作装置５の操作方向及び操作量に応じた信号がメインコントローラ６から出力され、コントロールバルブ３のパイロット圧が操作装置５の操作方向及び操作量に応じた値になる。これにより、油圧ポンプ１から吐出される圧油がオンオフ弁１０、電磁弁４及びコントロールバルブ３を介して油圧アクチュエータ２の所定のポートに供給され、油圧アクチュエータ２の可動部が操作装置５の操作方向に応じた方向に、操作装置５の操作量に応じた量だけ駆動される。

これに対して、建設機械に何らかの故障が生じた場合、メインコントローラ６は電磁弁４にオフ信号を出力し、電磁弁４をオフ状態に切り換える。これにより、油圧ポンプ１から油圧アクチュエータ２への圧油の供給が遮断され、操作装置５を操作しても油圧アクチュエータ２が動作しない状態となる。本発明の建設機械用の非常用操作装置は、この状態に至った建設機械を必要最小限の範囲で駆動できるようにし、作業の途中で停止してしまった建設機械を安定な休止状態にしたり、交通の妨げになっている建設機械を退避させる等のために使用される。

以下、上記のように構成された実施形態に係る建設機械用の非常用操作装置の動作を、図２に基づいて説明する。

建設機械が動作しない状態になったとき、運転者は電磁弁側コネクタ４ａからメインコントローラ側コネクタ６ａを取り外し、メインコントローラ側コネクタ６ａに代えて非常操作用コネクタ７ａを電磁弁側コネクタ４ａに連結する。電磁弁側コネクタが複数ある場合には、非常操作用コネクタ７ａをそれら複数の中から選択された所要の電磁弁側コネクタ４ａに連結する。次いで、運転者は、非常操作用電気回路７に備えられた第１スイッチ７ｂ及び第２スイッチ７ｃをオン操作し、電磁弁４をバッテリ７ｄを用いて直接駆動する。

メインコントローラ６は、第１スイッチ７ｂがオン操作され（手順Ｓ１）、かつ第２スイッチ７ｃがオン操作されるのを待って（手順Ｓ２）、モニタコントローラ８に第１及び第２のスイッチ７ｂ，７ｃがオン操作されたことを示す信号を送信する。モニタコントローラ８は、この信号を受けて、モニタ９に建設機械の非常用操作に関する注意事項を表示すると共に、オンオフ弁１０をオフ状態に切り換える（手順Ｓ３）。これにより、非常操作用電気回路７の接続後も油圧アクチュエータ２は非動作状態に維持される。

図３の例では、建設機械の非常用操作に関する注意事項として、「エンジン回転数を落として下さい。電磁弁がスティックしているおそれがあります。もし電磁弁がスティックしている場合には、ゲートロックレバー１１を上げて下さい。」という文章がモニタ９に表示されている。もちろん、モニタ９に表示可能な注意事項はこれに限定されるものではなく、非常操作用電気回路７を用いて実行可能な建設機械の非常用操作に関する全ての注意事項を表示することができる。運転者は、図３に示すように、モニタ９に「ゲートロックレバー１１を上げて下さい。」という注意事項が表示された場合には、これにしたがってゲートロックレバー１１を上げ、ゲートロックスイッチ１２をオフ操作する。また、運転者は、モニタ９に表示された注意事項を確認した後、オンオフ弁開放スイッチ１３をオン操作する。

モニタコントローラ８は、オンオフ弁開放スイッチ１３がオン操作されるのを待って（手順Ｓ４）、オンオフ弁１０をオフ状態からオン状態に切り換える（手順Ｓ５）。また、運転者がモニタ９に表示された注意事項にしたがってゲートロックスイッチ１２をオフ操作していた場合には、ゲートロックレバー１１を下げ、ゲートロックスイッチ１２をオフ状態からオン状態に切り換える。これにより、オンオフ弁１０がオン状態（開放）となり、非常操作用電気回路７を用いた油圧アクチュエータ２の駆動が可能になる。

本例に係る建設機械の非常用操作装置は、モニタ９に建設機械の非常用操作に関する注意事項を表示するので、運転者はモニタ９を見ることにより、事前に非常用操作装置を用いた建設機械の操作方法や操作時の注意事項などを確認することができ、所要の操作を迅速かつ確実に実行することができる。

また、本例に係る建設機械の非常用操作装置は、油圧ポンプ１と電磁弁４との間に、電磁弁４への圧油の供給を制限するオンオフ弁１０を備えると共に、オフ状態に切り換えられているオンオフ弁１０をオン状態に切り換えるオンオフ弁開放スイッチ１３を備え、非常操作用コネクタ７ａが電磁弁側コネクタ４ａに接続されたとき、メインコントローラ６がモニタコントローラ８を介してモニタ９に建設機械の非常用操作に関する注意事項を表示すると共にオンオフ弁１０をオフ状態に切り換えるので、建設機械の暴走が防止され、安全性が確保される。また、運転者がオンオフ弁開放スイッチ１３を操作しない限りオンオフ弁１０がオン状態に復帰しないので、運転者がモニタ９に表示された注意事項を見る機会が確保され、建設機械の非常用操作を適正に行うことができる。

さらに、本例に係る建設機械の非常用操作装置は、モニタコントローラ８とオンオフ弁１０とをつなぐ電気回路にゲートロックレバー１１を操作することによりオンオフされるゲートロックスイッチ１２を直列に接続し、非常操作用コネクタ７ａが電磁弁側コネクタ４ａに接続されたとき、メインコントローラ６はモニタコントローラ８を介してオンオフ弁１０をオフ状態に切り換えると共にモニタ９にゲートロックスイッチ１２をオフ状態に切り換えることを奨める注意事項を表示するので、オフ状態に切り換えられているオンオフ弁１０をオン状態に切り換えるためには、運転者によるオンオフ弁開放スイッチ１３の操作とゲートロックスイッチ１２のオン状態への切り換え操作の双方が必要で、建設機械のフェールセーフ性を高めることができる。

実施形態に係る非常用操作装置の構成とこれを備えた建設機械の油圧回路とを示す構成図である。実施形態に係る非常用操作装置の動作を示すフロー図である。モニタに表示される注意事項の一例を示す図である。

符号の説明

１油圧ポンプ
２油圧アクチュエータ
３コントロールバルブ
４電磁弁（電磁比例弁）
４ａ電磁弁側コネクタ
５操作装置（電気レバー）
６メインコントローラ
６ａメインコントローラ側コネクタ
７非常操作用電気回路
７ａ非常操作用コネクタ
８モニタコントローラ８
９モニタ
１０オンオフ弁
１１ゲートロックレバー
１２ゲートロックスイッチ
１３オンオフ弁開放スイッチ

Claims

油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する油圧パイロット式のコントロールバルブと、このコントロールバルブへのパイロット圧を制御する電磁弁と、前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と、この操作装置の操作に応じて生成した電気信号を前記電磁弁に出力するメインコントローラと、前記電磁弁と前記メインコントローラとを着脱可能に接続する電磁弁側コネクタ及びメインコントローラ側コネクタと、前記メインコントローラからの出力信号をモニタコントローラを介して表示するモニタとを備えた建設機械に設けられる建設機械の非常用操作装置であって、
前記メインコントローラ側コネクタを取り外した状態の前記電磁弁側コネクタに連結可能な非常操作用コネクタを有し、故障発生時に前記非常操作用コネクタを前記電磁弁側コネクタに着脱可能に連結することにより、前記油圧アクチュエータを操作可能な非常操作用電気回路を用いるものにおいて、
前記メインコントローラは、前記非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続された後、前記モニタコントローラを介して前記モニタに前記建設機械の非常用操作に関する事項を表示することを特徴とする建設機械の非常用操作装置。
請求項１に記載の建設機械の非常用操作装置において、
前記油圧ポンプと前記電磁弁との間に前記電磁弁への圧油の供給を制限するオンオフ弁を備えると共に、オフ状態に切り換えられているオンオフ弁をオン状態に切り換えるオンオフ弁開放スイッチを備え、前記非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続されたとき、前記メインコントローラは前記モニタコントローラを介して前記モニタに前記建設機械の非常用操作に関する注意事項を表示すると共に前記オンオフ弁をオフ状態に切り換え、前記モニタコントローラは前記オンオフ弁開放スイッチがオン操作されたとき、オフ状態に切り換えられている前記オンオフ弁をオン状態に切り換えることを特徴とする建設機械の非常用操作装置。
請求項２に記載の建設機械の非常用操作装置において、
前記モニタコントローラと前記オンオフ弁とをつなぐ電気回路にゲートロックレバーを操作することによりオンオフされるゲートロックスイッチを直列に接続し、前記非常操作用コネクタが前記電磁弁側コネクタに接続されたとき、前記メインコントローラは前記モニタコントローラを介して前記オンオフ弁をオフ状態に切り換えると共に前記モニタに前記ゲートロックスイッチをオフ状態に切り換えることを奨める注意事項を表示し、前記モニタコントローラは前記オンオフ弁開放スイッチがオン操作され、かつ、前記ゲートロックスイッチがオン状態に切り換えられたとき、オフ状態に切り換えられている前記オンオフ弁をオン状態に切り換えることを特徴とする建設機械の非常用操作装置。