JP3441772B2 - 油圧ショベルの走行制限装置 - Google Patents

油圧ショベルの走行制限装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧ショベル、特に小旋
回型油圧ショベルの走行制限装置に関する。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベルは、走行モータによって走
行する下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設
けられた上部旋回体と、この上部旋回体に連結され、ブ
ームとアームおよびバケット等で構成されるフロントと
を備えており、このフロントを各種シリンダを用いて駆
動することにより溝掘りなどの所要の作業を実施する。
また、履帯を走行モータを用いて駆動することにより下
部走行体を走行させ、特に狭い道を走行する場合は、フ
ロントが邪魔にならないようにブームを上げてアームと
バケットを手前に引いた状態で走行させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、都市
部などの狭い場所での作業が非常に多くなっており、こ
のような要望に応じて旋回半径を小さくした小旋回型の
油圧ショベルが普及している。かかる小旋回型の油圧シ
ョベルでは、機器類を旋回中心に可能な限り近づけて旋
回半径を小さくし、また、フロントも狭い場所で旋回す
るため旋回中心に可能な限り近づけている。このため、
車体の重心が高くなって不安定となり、特に、坂路登坂
時にブームを上げてアームとバケットを手前に引いた状
態で走行すると、車体が転倒する危険があった。
【0004】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、登坂走行時の転倒を
未然に防止することができる油圧ショベルを提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、下部走行体と、この下部走行体を駆動する走行モー
タと、この走行モータを駆動制御する方向切換弁と、こ
の方向切換弁を操作する走行用パイロット弁と、前記下
部走行体に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上
部旋回体に回動可能に連結されたブームと、このブーム
の先端に回動可能に連結されたアームと、このアームの
先端に回動可能に連結されたバケットとを備えた油圧シ
ョベルにおいて、車体の前後方向の傾きを検出する傾斜
角センサと、前記ブームの角度を検出するブーム角セン
サと、これら傾斜角センサとブーム角センサのそれぞれ
の入力信号を積算し、この積算結果と所定値を比較する
コントローラと、前記方向切換弁を中立位置に戻す復帰
手段とを備え、前記積算結果が所定値を越えたとき前記
コントローラから前記復帰手段に走行停止信号を送出
し、この走行停止信号に基づいて前記走行モータの駆動
を停止することによって達成される。
【0006】また、上記した本発明の目的は、下部走行
体と、この下部走行体を駆動する走行モータと、この走
行モータを駆動制御する方向切換弁と、この方向切換弁
を操作する走行用パイロット弁と、前記下部走行体に旋
回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体に回
動可能に連結されたブームと、このブームの先端に回動
可能に連結されたアームと、このアームの先端に回動可
能に連結されたバケットとを備えた油圧ショベルにおい
て、車体の前後方向の傾きを検出する傾斜角センサと、
前記ブームの角度を検出するブーム角センサと、これら
傾斜角センサとブーム角センサのそれぞれの入力信号を
積算し、この積算結果と所定値を比較するコントローラ
とを備え、前記積算結果が所定値を越えたとき前記コン
トローラから警報手段に警報信号を送出することによっ
て達成される。
【0007】
【作用】坂路登坂時に、コントローラは、車体の前後方
向の傾きを検出する傾斜角センサと、ブームの角度を検
出するブーム角センサのそれぞれの入力信号を積算し、
この積算値が予め設定された安全値を越えると、復帰手
段または警報手段に所定の信号を送出する。ここで、コ
ントローラから復帰手段に走行停止信号が送出された場
合、方向切換弁は自動的に中立位置に復帰するため、走
行用パイロット弁が操作されているにもかかわらず走行
モータの回転は止まり、下部走行体は転倒する前に自動
的に停止する。また、コントローラから警報手段に警報
信号が送出された場合、オペレータがブームを下げる方
向に操作レバーを操作すると、車体の重心が下がるた
め、転倒することなくそのまま登坂できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。まず、図4に示す油圧ショベルの側面図を参照して
油圧ショベルの概略構成を説明する。同図において、1
は下部走行体、2は下部走行体1を走行させる一対の走
行モータ(以下、左側の走行モータに符号2Aを、右側
の走行モータに符号2Bを付す)、3は下部走行体1の
上部に配置された上部旋回体であり、これら下部走行体
1と上部旋回体3とで油圧ショベルの車体を構成してい
る。4は上部旋回体3に回動可能に連結されたブーム、
5はブーム4の先端に回動可能に連結されたアーム、6
はアーム5の先端に回動可能に連結されたバケット、7
はブーム4を駆動するブームシリンダ、8はアーム5を
駆動するアームシリンダ、9はバケット6を駆動するバ
ケットシリンダであり、これらブーム4とアーム5およ
びバケット6でフロントを構成している。図5は前記上
部旋回体3とフロントを模式的に示す構成図であり、図
中10は前記ブーム4の角度を検出するブーム角セン
サ、11は車体の前後方向の傾きを検出する傾斜角セン
サである。この傾斜角センサ11は、図3と図4に示す
ように上部旋回体3の任意位置に取付けられているが、
下部走行体1に取付けてもよい。
【0009】図1は図4の油圧ショベルに備えられる本
発明の一実施例に係る走行制限装置の油圧回路図であ
り、前述した走行モータ2以外のアクチュエータについ
ては説明を省略する。これらの図において、12は原動
機、13,14はメインポンプ、15はパイロットポン
プ、16はタンクである。17は第1の方向切換弁であ
り、この方向切換弁17は左右両側にパイロット室を有
し、メインポンプ13から前記左側の走行モータ2Aに
供給される圧油の流れを制御する。18は走行モータ2
Aを操作する左走行用パイロット弁、19はその操作レ
バーであり、左走行用パイロット弁18の左側の室と前
記第1の方向切換弁17の左側のパイロット室とはパイ
ロット管路20を介して連結され、左走行用パイロット
弁18の右側の室と前記第1の方向切換弁18の右側の
パイロット室とはパイロット管路21を介して連結され
ている。22は第2の方向切換弁であり、この第2の方
向切換弁22も左右両側にパイロット室を有し、メイン
ポンプ14から前記右側の走行モータ2Bに供給される
圧油の流れを制御する。23は走行モータ2Bを操作す
る右走行用パイロット弁、24はその操作レバーであ
り、右走行用パイロット弁23の左側の室と前記第2の
方向切換弁22の左側のパイロット室とはパイロット管
路25を介して連結され、右走行用パイロット弁23の
右側の室と前記第2の方向切換弁22の右側のパイロッ
ト室とはパイロット管路26を介して連結されている。
なお、左走行用パイロット弁18と右走行用パイロット
弁23の左右両側の室は管路27を介して前記パイロッ
トポンプ15に連結されている。
【0010】28は第1の電磁切換弁であり、この第1
の電磁切換弁28は前記両パイロット管路20,21に
接続されるポートと、前記タンク16に接続されるポー
トとを有する。29は第2の電磁切換弁であり、この第
2の電磁切換弁29は前記両パイロット管路25,26
に接続されるポートと、前記タンク16に接続されるポ
ートとを有し、これら第1および第2の電磁切換弁2
8,29によって復帰手段を構成している。30はコン
トローラであり、このコントローラ30は前記ブーム角
センサ10と傾斜角センサ11からの信号を入力し、こ
れらの入力信号に後述する演算処理を施すことにより、
前記第1の電磁切換弁28と第2の電磁切換弁29とに
切換信号を出力する。すなわち、図2に示すように、コ
ントローラ30は、ブーム角センサ10が感知する角度
αに相当する信号と傾斜角センサ11が感知する角度θ
に相当する信号とを入力する入力部31と、この入力部
31に入力した両信号の積を演算してS=α×θなる積
算値を得る演算部32と、この積算値Sが予め設定され
た安全値Saを越えたか否かを判定する比較部33と、
この比較部33の判定結果に基づいて第1の電磁切換弁
28と第2の電磁切換弁29とに切換信号を出力する出
力部34とを内蔵している。
【0011】次に、本実施例の動作を説明すると、車体
が転倒する危険がない場合、第1の電磁切換弁28は右
側の位置28bにあり、第2の電磁切換弁29は右側の
位置29bにある。この状態で、操作レバー19が図1
の左側に倒されると、パイロットポンプ15から吐出さ
れる圧油は管路27、左走行用パイロット弁18の左側
の室、第1の電磁切換弁28、パイロット管路20を経
て第1の方向切換弁17の左側のパイロット室に供給さ
れる。これにより、第1の方向切換弁17は作動を開始
し、第1の方向切換弁17が中立位置から左側の位置1
7aに切り換えられると、メインポンプ13の圧油は第
1の方向切換弁17を経て左側の走行モータ2Aに供給
され、左側の走行モータ2Aは一方向に回転する。これ
とは反対に、操作レバー19が図1の右側に倒される
と、パイロットポンプ15から吐出される圧油は管路2
7、左走行用パイロット弁18の右側の室、第1の電磁
切換弁28、パイロット管路21を経て第1の方向切換
弁17の右側のパイロット室に供給される。これによ
り、第1の方向切換弁17は作動を開始し、第1の方向
切換弁17が中立位置から右側の位置17bに切り換え
られると、メインポンプ13の圧油は第1の方向切換弁
17を経て左側の走行モータ2Aに供給され、左側の走
行モータ2Aは他方向に回転する。
【0012】同様に、操作レバー24が図1の左側に倒
されると、パイロットポンプ15から吐出される圧油は
管路27、右走行用パイロット弁23の左側の室、第2
の電磁切換弁29、パイロット管路25を経て第2の方
向切換弁22の左側のパイロット室に供給される。これ
により、第2の方向切換弁22は作動を開始し、第2の
方向切換弁22が中立位置から左側の位置22aに切り
換えられると、メインポンプ14の圧油は第2の方向切
換弁22を経て右側の走行モータ2Bに供給され、右側
の走行モータ2Bは一方向に回転する。これとは反対
に、操作レバー24が図1の右側に倒されると、パイロ
ットポンプ15から吐出される圧油は管路27、右走行
用パイロット弁23の右側の室、第2の電磁切換弁2
9、パイロット管路26を経て第2の方向切換弁22の
右側のパイロット室に供給される。これにより、第2の
方向切換弁22は作動を開始し、第2の方向切換弁22
が中立位置から右側の位置22bに切り換えられると、
メインポンプ14の圧油は第2の方向切換弁22を経て
右側の走行モータ2Bに供給され、右側の走行モータ2
Bは他方向に回転する。したがって、両操作レバー1
9,24を単独あるいは複合操作することにより、左右
の走行モータ2A,2Bが正転あるいは逆転し、これら
走行モータ2A,2Bの回転方向に応じて下部走行体1
は前進あるいは後退する。
【0013】このように下部走行体1が走行中、コント
ローラ30は、ブーム角センサ10の感知する角度αと
傾斜角センサ11の感知する角度θとの積を演算し、こ
の積算値S=α×θと安全値Saとの大小関係を逐次比
較する。下部走行体1が平坦な道を走行している場合
は、フロントがいかなる姿勢にあったとしても、傾斜角
センサ11の感知する角度θは0あるいはそれに近い値
であるため、積算値S=α×θが安全値Saを越えるこ
とはなく、下部走行体1は転倒することなく走行でき
る。
【0014】一方、下部走行体1が傾斜角度θの大きい
坂を登坂走行中、特に図4に示すように、ブーム4を上
げてアーム5とバケット6を手前に引いた状態で角度θ
の坂を登坂すると、角度αと角度θが共に大きな値にな
るため、積算値S=α×θが安全値Saを越え、車体が
転倒する危険を生じる。この場合、コントローラ30
は、第1の電磁切換弁28と第2の電磁切換弁29に切
換信号を出力し、その結果、第1の電磁切換弁28と第
2の電磁切換弁29は共に左側の位置28a,29aに
切り換えられ、パイロットポンプ15から吐出される圧
油はタンク16に戻される。これにより、第1の方向切
換弁17と第2の方向切換弁22のパイロット室に供給
されていたパイロット圧油は第1の電磁切換弁28と第
2の電磁切換弁29によって遮断され、第1の方向切換
弁17と第2の方向切換弁22は自動的に中立位置に切
り換えられる。したがって、オペレータが左走行用パイ
ロット弁18と右走行用パイロット弁23を操作してい
るにもかかわらず、左右の走行モータ2A,2Bの回転
が止まって下部走行体1は停止し、車体の転倒を未然に
防止することができる。なお、このようにして下部走行
体1が停止した場合、オペレータが図示省略した操作レ
バーによってブームシリンダ7を駆動し、ブーム4を図
4の位置から下げると、すなわち角度αの値を小さくす
ると、前述した積算値Sが安全値Saよりも小さくなる
ため、第1および第2の電磁切換弁28,29はコント
ローラ30からの切換信号によって再び右側の位置28
b,29bに切り換えられ、そのまま登坂走行を続行す
ることができる。
【0015】このように、上記一実施例では、登坂走行
中に車体が転倒する危険が生じた場合、コントローラ3
0からの切換信号によって、第1の方向切換弁17と第
2の方向切換弁22が中立位置に切り換えられるため、
オペレータが左走行用パイロット弁18と右走行用パイ
ロット弁23を操作しているにもかかわらず、左右の走
行モータ2A,2Bの回転が止まり、車体が転倒する前
に下部走行体1を自動的に停止させることができる。
【0016】図3は本発明の他の実施例に係る走行制限
装置の要部を示す回路図である。この実施例が前述した
実施例と相違する点は、第1および第2の電磁切換弁2
8,29で構成される復帰手段を設ける代わりに、警報
ランプや警報ブザー等からなる警報装置35を設け、前
記コントローラ30からの出力信号によって警報装置3
5を動作させるようにしたことにあり、それ以外の回路
構成は基本的に同じである。
【0017】すなわち、コントローラ30は、ブーム角
センサ10が感知する角度αに相当する信号と傾斜角セ
ンサ11が感知する角度θに相当する信号とを入力し、
これら両信号の積算値S=α×θと安全値Saの大小関
係を比較し、積算値Sが安全値Saを越えた場合には、
警報装置35に警報信号を送出しこれを動作させる。し
たがって、オペレータは、ランプの点灯や警報音等の警
報装置35の作動により、登坂走行中の車体が転倒する
危険にあることを検知でき、その場合は、前述したよう
にブーム4を下げて登坂走行を続行すればよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧ショ
ベルの走行制限装置によれば、走行中の車体に転倒する
危険性が生じた場合、車体の前後方向の傾きを検出する
傾斜角センサと、ブームの角度を検出するブーム角セン
サのそれぞれの入力信号に基づいて、走行モータの回転
を自動的に停止させたり、警報を発してオペレータに危
険状態を知らせるため、登坂走行時の転倒を未然に防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る走行制限装置の油圧回
路図である。
【図2】図1の走行制限装置に備えられるコントローラ
のブロック図である。
【図3】本発明の他の実施例に係る走行制限装置の要部
を示す回路図である。
【図4】本発明が対象とする油圧ショベルの側面図であ
る。
【図5】図4の油圧ショベルに備えられる上部旋回体と
フロントを模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
1 下部走行体 2,2A,2B 走行モータ 3 上部旋回体 4 ブーム 5 アーム 6 バケット 7 ブームシリンダ 10 ブーム角センサ 11 傾斜角センサ 13,14 メインポンプ 16 タンク 17 第1の方向切換弁 18 左走行用パイロット弁 19,24 操作レバー 20,21,25,26 パイロット管路 22 第2の方向切換弁 23 右走行用パイロット弁 28 第1の電磁切換弁 29 第2の電磁切換弁 30 コントローラ 31 入力部 32 演算部 33 比較部 34 出力部 35 警報装置

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部走行体と、この下部走行体を駆動す
    る走行モータと、この走行モータを駆動制御する方向切
    換弁と、この方向切換弁を操作する走行用パイロット弁
    と、前記下部走行体に旋回可能に設けられた上部旋回体
    と、この上部旋回体に回動可能に連結されたブームと、
    このブームの先端に回動可能に連結されたアームと、こ
    のアームの先端に回動可能に連結されたバケットとを備
    えた油圧ショベルにおいて、車体の前後方向の傾きを検
    出する傾斜角センサと、前記ブームの角度を検出するブ
    ーム角センサと、これら傾斜角センサとブーム角センサ
    のそれぞれの入力信号を積算し、この積算結果と所定値
    を比較するコントローラと、前記方向切換弁を中立位置
    に戻す復帰手段とを備え、前記積算結果が所定値を越え
    たとき前記コントローラから前記復帰手段に走行停止信
    号を送出し、この走行停止信号に基づいて前記走行モー
    タの駆動を停止するようにしたことを特徴とする油圧シ
    ョベルの走行制限装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記復帰手段
    は、前記方向切換弁と前記走行用パイロット弁とを連結
    するパイロット管路に設けられ、このパイロット管路を
    タンクに選択的に接続する電磁切換弁からなることを特
    徴とする油圧ショベルの走行制限装置。
  3. 【請求項3】 下部走行体と、この下部走行体を駆動す
    る走行モータと、この走行モータを駆動制御する方向切
    換弁と、この方向切換弁を操作する走行用パイロット弁
    と、前記下部走行体に旋回可能に設けられた上部旋回体
    と、この上部旋回体に回動可能に連結されたブームと、
    このブームの先端に回動可能に連結されたアームと、こ
    のアームの先端に回動可能に連結されたバケットとを備
    えた油圧ショベルにおいて、車体の前後方向の傾きを検
    出する傾斜角センサと、前記ブームの角度を検出するブ
    ーム角センサと、これら傾斜角センサとブーム角センサ
    のそれぞれの入力信号を積算し、この積算結果と所定値
    を比較するコントローラとを備え、前記積算結果が所定
    値を越えたとき前記コントローラから警報手段に警報信
    号を送出することを特徴とする油圧ショベルの走行制限
    装置。
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