JP3867735B2 - 作業車の安全装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本願発明は、高所作業車やクレーン車のような油圧を用いた作業車に関し、特にそのような作業車において作業機の制御装置が重大なエラー（作業機を緊急停止させる必要があるエラー）を検出したときに作業機を緊急停止させるようにした安全装置に関するものである。
【従来の技術】
高所作業車やクレーン車等の油圧式作業車においては、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの作動油で作業機の各種アクチュエータを作動させるようになっている。
図３には、この種の作業車の一例としての高所作業車が示されているが、この高所作業車は、車両１上に油圧作動式の作業機２を搭載している。この作業機２は、車両１にアウトリガ２１を設け、車両１のフレーム上に旋回台（旋回ポスト）２２を設け、該旋回台２２上に伸縮ブーム２３を取付け、該伸縮ブーム２３の先端部に作業者搭乗用のバケット２４を取付けて構成している。
作業機２は、油圧作動式の各種アクチュエータ２６によって操作される。アクチュエータ２６としては、例えばアウトリガ２１用の伸縮シリンダ、旋回台２２用の旋回モータ、伸縮ブーム２３の起伏シリンダ、伸縮ブーム２３の伸縮シリンダ、バケット２４のレベリングシリンダ、バケット２４の旋回モータ等がある。これらのアクチュエータ２６は、車両１のエンジン１１によって駆動される油圧ポンプ２５からの作動油で駆動される。尚、アクチュエータ駆動用の油圧ポンプ２５は、車両に搭載した油圧ユニット用のエンジンで駆動されるものもある。
この作業車では、エンジン１１の始動・停止操作は、車両走行用の運転室１０内、アウトリガ設置部（下部操作部３１）、バケット２４内（上部操作部３２）、等の複数箇所から、それぞれ図４に示すようにエンジン始動スイッチ１３又はエンジン停止スイッチ１５を操作することで行えるようになっている。尚、図４において、エンジン始動スイッチ１３を操作すると、信号Ｓ₁によりエンジン始動リレーＲ₁を操作して接点５１をＯＮにし、バッテリ１２からスタータ１４に通電（符号Ｓ₂）することによりエンジン１１を起動させるようになっている。他方、エンジン停止スイッチ１５を操作すると、信号Ｓ₃によりエンジン停止リレーＲ₂を操作して接点５２をＯＮにし、バッテリ１２からエンジン停止ソレノイド１６に通電（符号Ｓ₄）することにより該エンジン停止ソレノイド１６を操作するようになっている（エンジン１１が停止する）。
又、この種の作業車では、作業機２に関する各種データ（例えば各種検出器からの検出データ）に基いて制御装置４で作業機２の運転を制御するようにしている。又、この制御装置４には、図４に示すように、エラー監視器４１が重大なエラー（作業機を緊急停止させる必要があるエラー）を検出したときに、作業機２を緊急停止させる安全装置を備えている。尚、作業機を緊急停止させる必要があるエラーには、例えば、検出器がエラーを発生している場合（検出器が通常範囲を超えた異常値を出力している場合）とか、モーメントリミッタ（転倒防止装置）からの規制信号が出ているにも拘わらず作業機駆動用のアクチュエータが作動している場合等がある。そして、この緊急停止用の安全装置は、次のように機能する。即ち、作業機を緊急停止させる必要があるエラーが発生すると、それをエラー監視器４１が検出し→該エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅で、エラー表示器４２にエラー状態を表示する一方、エンジン停止信号発生器４３を作動させ→そのエンジン停止信号発生器４３からのエンジン停止信号Ｓ₆でエンジン停止リレーＲ₂を作動させ（接点５２をＯＮさせ）→バッテリ１２からの通電（符号Ｓ₄）でエンジン停止ソレノイド１６を作動させ→エンジン１１を停止させる。このとき油圧ポンプ２５も停止する。尚、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅は、制御装置４の電源をＯＮにしている状態では継続して出力され（エンジン停止ソレノイド１６がＯＮ状態を維持）、この状態でエンジン始動スイッチ１３をＯＮ操作してもスタータ１４は回転するもののエンジン１１は起動しないようになっている。従って、エラー監視器４１がエラー検出状態では、エンジン１１を起動不能にすることで、作業機２の運転を禁止するようになっている。
ところで、エラー監視器４１がエラー検出（信号Ｓ₅発信）したときには、それがエラー表示器４２に表示されるようになっているが、このエラー表示器４２は、例えば図３に示す高所作業車ではバケット２４内の上部操作部３２にしか無い場合が多い。他方、エンジン始動スイッチ１３は、運転室１０内、下部操作部３１、上部操作部３２の何れにも設置されていて、それらの何処からでもエンジン起動操作が行えるようになっている。
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４に示す従来の安全装置（制御装置４）では、エラー監視器４１がエラー検出状態にあることに気づかずに作業機２を操作しようとする場合がある。特に、エラー表示器４２の備えていない操作部（例えば運転室１０、下部操作部３１）では、上記エラー検出状態であることがわからずに作業機２を作動させようとする場合が多々ある。そして、エラー監視器４１がエラーを検出している状態では、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅により、エンジン停止信号発生器４３がＯＮ→エンジン停止リレーＲ₂がＯＮになって、エンジン停止ソレノイド１６に通電（符号Ｓ₄）されるようになる。従って、この状態では、エンジン始動スイッチ１３をＯＮ操作してもエンジン１１は起動しないものの、エンジン停止ソレノイド１６はＯＮ状態が継続されるようになり、このＯＮ状態が長く続くと該エンジン停止ソレノイド１６が焼け切れるという問題が発生する。又、そのエンジン停止ソレノイド１６への通電中は、バッテリ１２からの電力が無駄に消費され、バッテリ電圧が低下するという問題があった。
本願発明は、上記した従来の問題点に鑑み、この種の安全装置を備えた作業車において、制御装置（エラー監視器）がエラー検出状態にあっても、エンジン停止ソレノイドに悪影響が発生しないようにするとともに、無駄な電力消費が発生しないようにし得る作業車の安全装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。
本願請求項１の発明
本願請求項１の発明の安全装置は、車両のエンジンあるいは車両に搭載した油圧ユニットのエンジンによって駆動される油圧ポンプからの作動油で作業機の各種アクチュエータを操作し、さらに作業機に関する各種データに基いて制御装置で作業機の運転を制御するようにした作業車に適用されるものである。
本願請求項１の安全装置に使用される制御装置には、作業機を緊急停止させる必要があるエラーが発生したときにそれを検出するエラー監視器と、該エラー監視器でエラーを検出したときにエンジン停止ソレノイドに対してエンジン停止信号（エンジン停止ソレノイドに通電させる信号）を発信するエンジン停止信号発生器を備えている。
エンジン停止信号発生器からのエンジン停止信号は、エンジン停止ソレノイドが作動してエンジンを停止せしめ得る程度の短時間の時限信号としている。この時限信号出力手段としては、タイマーが使用可能である。そして、このタイマーは、エラー監視器からのエラー検出信号がエンジン停止信号発生器に入力された後、該エンジン停止信号発生器からのエンジン停止信号を例えば５〜１０秒間程度だけ発信するように作用する。
又、本願請求項１の安全装置では、エンジン停止信号発生器からのエンジン停止信号を短時間の時限信号とするとともに、エンジン停止信号発生器にエンジン回転検出器からのエンジン回転検出信号を入力し、エラー監視器からのエラー検出信号がエンジン停止信号発生器に出力されている状態で、エンジンが再回転したときのエンジン回転検出信号によりエンジン停止信号発生器がエンジン停止信号を再発信するようにしている。
この請求項１の安全装置では、作業中にエラー監視器がエラー検出したときに、エンジン停止信号発生器からのエンジン停止信号（時限信号）でエンジンを停止させるが、その後、エンジン始動スイッチを始動操作するとエンジンは再起動できるようになっている。ところが、エラー監視器からのエラー検出信号が出力中であれば、エンジンが再起動しても、エンジン回転検出器からの回転検出信号がエンジン停止信号発生器に入力され、エラー監視器からのエラー検出信号と該回転検出信号とに基いてエンジン停止信号発生器が作動するので、直ちにエンジンを停止させるようになる。尚、この場合、エンジン停止ソレノイドへの通電は短時間である。
本願請求項２の発明
本願請求項２の発明の安全装置では、エンジン停止信号発生器からのエンジン停止信号を請求項１の場合と同様に短時間の時限信号とするとともに、エンジン停止信号発生器にエンジン始動スイッチからの始動操作信号を入力し、エラー監視器からのエラー検出信号がエンジン停止信号発生器に出力されている状態で、エンジン始動スイッチからの始動操作信号が出力された後、該エンジン始動スイッチを操作解除したときにエンジン停止信号発生器がエンジン停止信号を再発信するようにしている。
この請求項２の安全装置では、エラー監視器がエラーを検出して、エンジン停止信号発生器によりエンジンを停止させた後、エンジン始動スイッチを始動操作するとエンジンのスタータが作動するが、それによってもしエンジンが再起動しても、エラー監視器からのエラー検出信号が出力中であれば、エンジン始動スイッチを操作解除したときにエンジン停止信号発生器が作動するので、エンジン始動スイッチの操作解除後に直ちにエンジンを停止させるようになる。尚、この請求項２の場合は、エラー監視器がエラーを検出している状態で、エンジン始動スイッチを始動操作したときに、エンジンのスタータは作動するものの、エンジン自体を起動させないようにすることもできる。
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して、本願の安全装置の実施形態を説明すると、図１〜図２にはそれぞれ本願の第１〜第２の実施形態が示されている。尚、図１の安全装置は本願請求項１に対応し、図２の安全装置は本願請求項２に対応している。又、図１〜図２の各安全装置は、例えば図３に示すような高所作業車に適用されるが、クレーン車等の他の油圧式作業車にも適用可能である。尚、図３の高所作業車の構成は、従来技術の項の説明を援用する。
図１〜図２に示す各実施形態の作業車では、エンジン始動スイッチ１３を操作すると、信号Ｓ₁によりエンジン始動リレーＲ₁を操作して接点５１をＯＮにし、バッテリ１２からスタータ１４に通電（符号Ｓ₂）することによりエンジン１１を起動させるようになっている。他方、エンジン停止スイッチ１５を操作すると、信号Ｓ₃によりエンジン停止リレーＲ₂を操作して接点５２をＯＮにし、バッテリ１２からエンジン停止ソレノイド１６に通電（符号Ｓ₄）することにより該エンジン停止ソレノイド１６を操作するようになっている（エンジン１１が停止する）。
又、第１〜第２の各実施形態の安全装置において、制御装置４には、作業機２に関する各種の検出器からのデータが入力され、該制御装置４において各種の処理がなされる。その制御装置４の機能の１つとして、エラー監視器４１が重大なエラー（作業機を緊急停止させる必要があるエラー）を検出したときに、作業機２を緊急停止させるものがある。即ち、作業機を緊急停止させる必要があるエラーが発生すると、それをエラー監視器４１が検出し→該エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅で、エラー表示器４２にエラー状態を表示する一方、エンジン停止信号発生器４３を作動させ→そのエンジン停止信号Ｓ₆でエンジン停止リレーＲ₂を作動させ（接点５２をＯＮさせ）→エンジン停止ソレノイド１６に通電（符号Ｓ₄）させ→エンジン１１を停止させるようになっている。このとき油圧ポンプ２５も停止する。尚、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅は、制御装置４の電源をＯＮにしている状態ではエンジン停止信号発生器４３に対して継続して出力される。
又、第１〜第２の各実施形態の安全装置では、エンジン停止信号発生器４３からのエンジン停止信号Ｓ₆は、タイマー４４により、エンジン停止ソレノイド１６が作動してエンジン１１を停止せしめ得る程度の短時間（例えば５〜１０秒間）の時限信号としている。尚、このタイマー４４は、エンジン停止信号発生器４３に組み込んでおくこともでき、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅がエンジン停止信号発生器４３に入力された後、該エンジン停止信号発生器４３から設定時間だけエンジン停止信号Ｓ₆を出力するようにしてもよい。このように、エンジン停止信号発生器４３からのエンジン停止信号Ｓ₆を時限信号にしておくと、その設定時間だけエンジン停止リレーＲ₂を作動させ、そのタイマー作動後は接点５２がＯＦＦになってエンジン停止ソレノイド１６へは通電しなくなる。従って、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅が継続して出力されていても、エンジン停止ソレノイド１６が焼け切れるというトラブルを未然に解消でき、しかもバッテリ１２の無駄な電力消費をなくすこともできる。
以下、個別の実施形態について説明する。
図１に示す第１実施形態の安全装置では、エンジン停止信号発生器４３にエンジン回転検出器１７からのエンジン回転検出信号Ｓ₈を入力している。尚、この第１実施形態では、エンジン回転検出器としてオルタネータ１７を採用している。そして、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅がエンジン停止信号発生器４３に出力されている状態で、エンジン始動スイッチ１３によりエンジン１１を起動させたときに、該エンジン１１が再回転したときのエンジン回転検出信号Ｓ₈がエンジン停止信号発生器４３に入力され、その回転検出信号Ｓ₈と上記エラー検出信号Ｓ₅によってエンジン停止信号発生器４３がエンジン停止信号Ｓ₆を再発信するようにしている。尚、この第１実施形態では、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅がエンジン停止信号発生器４３に入力されていない正常時には、エンジン１１を起動させてエンジン回転検出信号Ｓ₈がエンジン停止信号発生器４３に入力されても、該エンジン停止信号発生器４３は作動することがなく、従って、この場合はエンジン１１が正常に起動する。
この図１に示す第１実施形態の安全装置では、作業中にエラー監視器４１がエラー検出したときに、エンジン停止信号発生器４３からのエンジン停止信号Ｓ₆でエンジン１１を停止させるが、その後、エンジン始動スイッチ１３を始動操作するとエンジン１１は再起動できる。ところが、エラー監視器４１からエラー検出信号Ｓ₅が出力されている状態でエンジン１１を再起動させたときには、エンジン回転検出器（オルタネータ）１７からの回転検出信号Ｓ₈がエンジン停止信号発生器４３に入力され、該エンジン停止信号発生器４３からエンジン停止信号Ｓ₆が発信されて直ちにエンジン１１を停止させるようになる。尚、この場合のエンジン停止信号Ｓ₆もタイマー４４により短時間の時限信号となるので、エンジン停止ソレノイド１６に対する通電時間は短い。
図２に示す第２実施形態の安全装置では、エンジン停止信号発生器４３にエンジン始動スイッチ１３からの始動操作信号Ｓ₁を入力している。そして、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅がエンジン停止信号発生器４３に出力されている状態で、エンジン始動スイッチ１３からの始動操作信号Ｓ₁が出力された後、該エンジン始動スイッチ１３をＯＦＦにしたときにエンジン停止信号発生器４３がエンジン停止信号Ｓ₆を再発信するようにしている。このエンジン停止信号Ｓ₆は、エンジン停止リレーＲ₂を作動させ→エンジン停止ソレノイド１６をＯＮにし→エンジン１１の起動を不能にする。尚、この場合のエンジン停止ソレノイド１６への通電時間もタイマー４４の設定時間だけである。
又、この図２に示す第２実施形態では、上記エラー検出信号Ｓ₅が発信されている状態で、エンジン始動スイッチ１３からの始動操作信号Ｓ₁が発信されると、エンジン停止信号発生器４３から、直ちに（タイマー４４を作動させることなく）エンジン停止リレーＲ₂を作動させるリレー操作信号Ｓ₉が発信されるようにしている。そして、この図２に示す第２実施形態では、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅が出力されている状態でエンジン始動スイッチ１３を操作した場合には、スタータ１４は作動するものの、エンジン始動スイッチ１３の始動操作信号Ｓ₁とエラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅とに基いてエンジン停止信号発生器４３から直ちにエンジン停止リレーＲ₂に向けてリレー操作信号Ｓ₉が発信され→該エンジン停止リレーＲ₂が作動し→エンジン停止ソレノイド１６がＯＮし→エンジン１１の起動が不能になる。従って、この第２実施形態の場合には、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅が出力されている状態では、エンジン始動スイッチ１３を操作してもエンジン１１は起動しない。尚、この第２実施形態の場合も、エラー監視器４１からのエラー検出信号Ｓ₅がエンジン停止信号発生器４３に入力されていない正常時には、エンジン始動スイッチ１３からの始動操作信号Ｓ₁がエンジン停止信号発生器４３に入力されても、該エンジン停止信号発生器４３は作動することがなく、従って、この場合もエンジン１１が正常に起動する。
尚、この第２実施形態の変形例では、上記リレー操作信号Ｓ₉を発信させないようにすることもできる。この場合は、エラー監視器４１がエラーを検出して、エンジン停止信号発生器４３によりエンジン１１を停止させた後、エンジン始動スイッチ１３を始動操作するとエンジン１１は再起動できるが、エラー検出信号Ｓ₅が出力中であれば、エンジン１１が再起動しても、エンジン始動スイッチ１３を操作解除することにより、上記のようにエンジン停止信号発生器４３を作動させて、直ちにエンジン１１を停止させるようになる。
尚、この種の油圧式作業車は、車両メーカーによって製造された車両１に、別の組立メーカーが作業機２を組付けて完成させる場合がほとんどであり、その場合、エンジン始動スイッチ１３の電気回路中にエンジン再起動禁止手段を組み込む作業は面倒となってコストアップになる。ところが、図１又は図２に示す第１〜第２の実施形態では、車両１側に手を加えることなく、組立メーカーの通常作業範囲で行うことができるので、コストの面で有利となる。
【発明の効果】
本願請求項１〜２の各発明の作業車の安全装置では、エンジン停止信号発生器４３からのエンジン停止信号Ｓ₆を、エンジン停止ソレノイド１６が作動してエンジン１１を停止せしめ得る程度の短時間の時限信号としているので、何らかの理由で制御装置４の緊急停止装置が作動しても、エンジン１１を停止させた後、直ちにエンジン停止ソレノイド１６への通電を切ることができる。従って、該エンジン停止ソレノイド１６が焼き切れるというトラブルを未然に解消できるとともに、バッテリ１２からの無駄な電力消費が無くなって電圧低下の問題も解消されるという効果がある。
又、本願請求項１の発明では、エンジン停止信号発生器４３にエンジン回転検出信号Ｓ₈を入力し、エラー監視器４１がエラー検出状態のときに、エンジン１１が起動したときに直ちにエンジン停止信号Ｓ₆を発信するようにしている。他方、本願請求項２の発明では、エラー監視器４１がエラー検出状態で、エンジン始動スイッチ１３を始動操作後に操作解除したときに、エンジン停止信号発生器４３からエンジン停止信号Ｓ₆を発信するようにしている。従って、請求項１又は２の発明では、それぞれエラー監視器４１がエラー検出状態のときに、もしエンジン１１が起動しても直ちにエンジン停止させることができ、エラー監視器４１がエラー検出状態であることに気づかずにエンジン１１を起動させても、油圧ポンプ２５が作業機２のアクチュエータを作動させるほど駆動されることがないので、安全性が確保できるという効果がある。
尚、本願請求項２の発明にかかる図２の実施形態では、エンジン始動スイッチ１３を始動操作しても、スタータ１４は作動するものの、エンジン１１は起動不能となり、より一層の安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願第１実施形態にかかる作業車の安全装置のブロック図である。
【図２】 本願第２実施形態にかかる作業車の安全装置のブロック図である。
【図３】 油圧式作業車の一例である高所作業車の側面図である。
【図４】 従来の作業車の安全装置のブロック図である。
【符号の説明】
１は車両、２は作業機、４は制御装置、１１はエンジン、１３はエンジン始動スイッチ、１６はエンジン停止ソレノイド、１７はエンジン回転検出器（オルタネータ）、２５は油圧ポンプ、４１はエラー監視器、４３はエンジン停止信号発生器、４４はタイマー、Ｒ₁はエンジン始動リレー、Ｒ₂はエンジン停止リレー、Ｒ₃はエラー連動リレーである。

Claims (2)

1. 車両（１）のエンジン（１１）あるいは車両に搭載した油圧ユニットのエンジンによって駆動される油圧ポンプ（２５）からの作動油で作業機（２）の各種アクチュエータを操作し、且つ制御装置（４）で作業機（２）の運転を制御するようにした作業車であって、前記制御装置（４）に、前記作業機（２）を緊急停止させる必要があるエラーが発生したときにそれを検出するエラー監視器（４１）と、該エラー監視器（４１）でエラーを検出したときにエンジン停止ソレノイド（１６）に対してエンジン停止信号（Ｓ₆）を発信するエンジン停止信号発生器（４３）を備えた安全装置において、
   前記エンジン停止信号発生器（４３）からのエンジン停止信号（Ｓ₆）は、前記エンジン停止ソレノイド（１６）が作動してエンジン（１１）を停止せしめ得る程度の短時間の時限信号とするとともに、
   前記エンジン停止信号発生器（４３）にエンジン回転検出器（１７）からのエンジン回転検出信号（Ｓ₈）を入力し、前記エラー監視器（４１）からのエラー検出信号（Ｓ₅）が前記エンジン停止信号発生器（４３）に出力されている状態で、エンジン（１１）が再回転したときのエンジン回転検出信号（Ｓ₈）により前記エンジン停止信号発生器（４３）が前記エンジン停止信号（Ｓ₆）を再発信するようにした、
   ことを特徴とする作業車の安全装置。
2. 車両（１）のエンジン（１１）あるいは車両に搭載した油圧ユニットのエンジンによって駆動される油圧ポンプ（２５）からの作動油で作業機（２）の各種アクチュエータを操作し、且つ制御装置（４）で作業機（２）の運転を制御するようにした作業車であって、前記制御装置（４）に、前記作業機（２）を緊急停止させる必要があるエラーが発生したときにそれを検出するエラー監視器（４１）と、該エラー監視器（４１）でエラーを検出したときにエンジン停止ソレノイド（１６）に対してエンジン停止信号（Ｓ₆）を発信するエンジン停止信号発生器（４３）を備えた安全装置において、
   前記エンジン停止信号発生器（４３）からのエンジン停止信号（Ｓ₆）は、前記エンジン停止ソレノイド（１６）が作動してエンジン（１１）を停止せしめ得る程度の短時間の時限信号とするとともに、
   前記エンジン停止信号発生器（４３）にエンジン始動スイッチ（１３）からの始動操作信号（Ｓ₁）を入力し、前記エラー監視器（４１）からのエラー検出信号（Ｓ₅）が前記エンジン停止信号発生器（４３）に出力されている状態で、エンジン始動スイッチ（１３）からの始動操作信号（Ｓ₁）が出力された後、該エンジン始動スイッチ（１３）を操作解除したときに前記エンジン停止信号発生器（４３）が前記エンジン停止信号（Ｓ₆）を再発信するようにした、
   ことを特徴とする作業車の安全装置。

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