JP5147778B2

JP5147778B2 - 建設機械における誤作動防止装置

Info

Publication number: JP5147778B2
Application number: JP2009097650A
Authority: JP
Inventors: 洋造中本
Original assignee: キャタピラーエスエーアールエル
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2029-04-14
Also published as: JP2010250459A

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、オペレータの意図に反する油圧アクチュエータの誤作動を防止するための建設機械における誤作動防止装置の技術分野に関するものである。

一般に、油圧ショベル等の建設機械には、走行用や作業用の各種油圧アクチュエータが設けられていると共に、これら油圧アクチュエータを作動させるための操作レバーが設けられているが、オペレータが運転席に乗降するときに誤って操作レバーに触れてしまうと、オペレータの意図に反して油圧アクチュエータが不意に作動してしまう惧れがある。この様な油圧アクチュエータの誤作動を防止するため、従来から、油圧アクチュエータへの圧油供給を停止する油圧ロック機構と、運転席への乗降通路を遮断するロックレバーとを設け、該ロックレバーが乗降通路を遮断する遮断位置に位置している状態では油圧ロック機構を解除して油圧アクチュエータへの圧油供給を許容する一方、ロックレバーが乗降通路を開いている状態では油圧ロック機構により油圧アクチュエータへの圧油供給を停止するように構成した誤作動防止装置が実用化されている。
しかしながら、オペレータが運転席に乗車してロックレバーを遮断位置にした後に、車外の作業状況確認のために運転席から一時的に立ち上がったり、或いは窓やドアを開閉したり、或いは運転席後方の荷物に手を伸ばしたりしたような場合に、オペレータの身体や衣類が操作レバーに触れてしまうことがあって、この様な場合には、ロックレバーは遮断位置に位置しているから油圧アクチュエータへの圧油供給は許容されてしまうことになり、誤作動を回避できないことになる。
そこで、操作レバーの表面の特定領域にタッチスイッチを配置し、該タッチスイッチのＯＮ動作に応動して油圧ロック機構を解除するように構成した技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。このものでは、オペレータがタッチスイッチに触れていなければ、油圧ロック機構は解除されないことになる。

特開平８−６３２４８号公報

ところで、特許文献のものにおいて、タッチスイッチは、オペレータの身体が誤って触れないように、操作レバーの表面の特定領域、つまり、操作レバーの側面或いは背面に配置されている。しかしながら、オペレータのなかには、操作レバーの握り部の頭部を把持して操作する人もあり、この様なオペレータにとっては、いつも通りに操作レバーを把持してもタッチスイッチに触れないため、油圧ロック機構を解除することができず、操作レバーを操作しても油圧アクチュエータが作動しないことになる。このため、常にタッチスイッチに触れるように操作レバーを把持することが強いられて、操作性が損なわれ、オペレータの疲労感が増大して作業効率が低下するという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

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、油圧ポンプからの圧油供給により作動する油圧アクチュエータと、運転席の左右側方に配され、前記油圧アクチュエータを作動させるべく操作される左右の操作レバーと、前記油圧アクチュエータへの圧油供給を停止する油圧ロック機構とを備えた建設機械において、オペレータが前記左右の操作レバーを把持しているか否かを検知するための把持検知手段と、左右の操作レバーの把持が検知された場合には前記油圧ロック機構を解除して油圧アクチュエータへの圧油供給を許容するが、左右の操作レバーの把持が検知されない場合には油圧アクチュエータへの圧油供給を停止するべく油圧ロック機構を制御する制御手段とを設けて油圧アクチュエータの誤作動を防止するにあたり、前記把持検知手段は、左右の操作レバーの握り部の全面に装着され、オペレータが握り部を把持する圧力を検知する触覚センサを用いて構成されると共に、制御手段は、左右両方の操作レバーの触覚センサによる圧力検知が予め設定される設定時間継続した場合にのみ、左右の操作レバーの把持が検知されたとして油圧ロック機構を解除することを特徴とする建設機械における誤作動防止装置である。

請求項１の発明とすることにより、オペレータが左右の操作レバーの握り部のどの部分を把持しても、該把持したことが握り部の全面に装着された触覚センサによって検知されることになり、よって、操作性が損なわれたり疲労感を与えたりすることなく、オペレータが操作レバーを把持したことを確実に検知できることになる。そのうえ、前記触覚センサは、オペレータが握り部を把持する圧力を検知するものであるから、手袋をしていても支障なく検知することができる。しかもこのものにおいて、油圧ロック機構を制御する制御手段は、左右両方の触覚センサによる圧力検知が予め設定される設定時間継続した場合にのみ、左右の操作レバーの把持が検知されたとして油圧ロック機構を解除することになるから、例えば、車外の作業状況確認のために運転席から一時的に立ち上がったり、窓やドアを開閉したりする場合等に、オペレータの身体や衣類が誤って操作レバーに触れても、これが左右の操作レバーが把持されていると誤判断されてしまう惧れがなく、而して、オペレータの意図に反する油圧アクチュエータの誤作動を確実に防止することができる。

左右の操作レバーに装着された触覚センサを示す図である。誤作動防止装置の油圧制御回路図である。

以下、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１において、１は建設機械の一例である油圧ショベルの運転室に配設される運転席であって、該運転席の左右側方には、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒが配設されている。

前記左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒには、該操作レバー２Ｌ、２Ｒの握り部２ａの全面に、オペレータが握り部２ａを把持する圧力を検知する触覚センサ３Ｌ、３Ｒが装着されている。而して、オペレータが握り部２ａのどの部分を把持しても、該把持したことが触覚センサ３Ｌ、３Ｒによって検知されると共に、該触覚センサ３Ｌ、３Ｒの検知信号は、図示しない電線を経由して後述する制御部４に入力されるようになっている。

ここで、前記左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒは、前後左右の揺動操作で二つの油圧アクチュエータを操作できるジョイスティック型レバーであって、左側の操作レバー２Ｌは、図２に示す第一、第二油圧アクチュエータ５、６を操作するための操作レバーに設定されており、また、右側の操作レバー２Ｒは、図２に示す第三、第四油圧アクチュエータ７、８を操作するための操作レバーに設定されている。尚、前記第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８は、本発明の油圧アクチュエータに相当する。また、本実施の形態において、第一油圧アクチュエータ５は、図示しないブームを揺動させるためのブームシリンダであり、また、第二油圧アクチュエータ６は、図示しないバケットを揺動させるためのバケットシリンダであり、また、第三油圧アクチュエータ７は、図示しない上部旋回体を旋回せしめるための旋回モータであり、また、第四油圧アクチュエータ８は、図示しないアームを揺動させるためのアームシリンダである。

次いで、図２に示す油圧制御回路図に基づいて、本発明が実施された誤作動防止装置について説明する。図２において、９は前記第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８の油圧供給源である油圧ポンプ、１０はパイロットポンプ、１１は油タンクであり、また、１２〜１５は、前記第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８に対する圧油供給制御をそれぞれ行なう第一〜第四コントロールバルブである。尚、図２において、丸付きの数字は結合子記号であって、対応する丸付き数字同士が接続される。

前記第一〜第四コントロールバルブ１２〜１５は、パイロットポート１２ａ、１２ｂ〜１５ａ、１５ｂを備えた三位置切換弁であって、両パイロットポート１２ａ、１２ｂ〜１５ａ、１５ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給を停止する中立位置Ｎに位置しているが、パイロットポート１２ａ〜１５ａ或いは１２ｂ〜１５ｂにパイロット圧が入力されることにより、第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８に圧油供給する作動位置Ｘ或いはＹに切換るように構成されている。

さらに、１６、１７は前記左側操作レバー２Ｌの操作に基づいてパイロット圧を出力する第一、第二パイロットバルブ、１８、１９は右側操作レバー２Ｒの操作に基づいてパイロット圧を出力する第三、第四パイロットバルブであって、これら第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９から出力されたパイロット圧は、それぞれ対応する第一〜第四コントロールバルブ１２〜１５のパイロットポート１２ａ〜１５ａ或いは１２ｂ〜１５ｂに入力されるようになっている。そして、該パイロット圧が入力されることにより、前述したように、第一〜第四コントロールバルブ１２〜１５が作動位置Ｘ或いはＹに切換わり、而して、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒの操作に基づいて第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８に圧油供給されるように構成されている。

一方、パイロットポンプ１０は、前記第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９の油圧源になるポンプであるが、該パイロットポンプ１０から第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９に至るパイロット供給ライン２０には、油圧ロック弁２１が配設されている。該油圧ロック弁２１は、電磁式の二位置切換弁であって、制御部４からの制御信号に基づいて、パイロット供給ライン２０を遮断するロック位置Ｎと、パイロット供給ライン２０を開くロック解除位置Ｘとに切換わるように構成されている。

そして、前記油圧ロック弁２１がロック位置Ｎに位置している状態では、パイロットポンプ１０から第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９への供給圧油が遮断され、而して、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒが操作されても第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９からパイロット圧は出力されず、これにより第一〜第四コントロールバルブ１２〜１５は、第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給を停止する中立位置Ｎに保持されるようになっている。つまり、油圧ロック弁２１がロック位置Ｎに位置している状態では、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒの操作にかかわらず第一〜第四コントロールバルブ１２〜１６は中立位置Ｎに保持されることになって、第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給が停止されるようになっており、この様にして、第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給を停止する油圧ロック機構が構成されている。

一方、油圧ロック弁２１がロック解除位置Ｘに位置している状態では、パイロットポンプ１０から第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９に圧油供給され、而して、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒが操作されると、該操作に対応する第一〜第四パイロットバルブ１６〜１９から第一〜第四コントロールバルブ１２〜１５にパイロット圧が出力される。これにより、第一〜第四コントロールバルブ１２〜１５が作動位置ＸまたはＹに切換わって、第一〜第四アクチュエータ５〜８に圧油供給されるようになっている。つまり、油圧ロック弁２１がロック解除位置Ｘに位置している状態では、前述した油圧ロック機構が解除されて第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給が許容され、而して、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒの操作に基づいて第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８を作動させることができるようになっている。

次いで、前記制御部（本発明の制御手段に相当する）４の制御について説明すると、制御部４は、前記左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒに装着された触覚センサ３Ｌ、３Ｒからの検知信号を入力し、そして、左右両方の触覚センサ３Ｌ、３Ｒによる圧力検知が予め設定される設定時間（例えば、２、３秒間）継続した場合に、オペレータが第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８を作動させるべく左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持していると判断して、前記油圧ロック弁２１にロック解除位置Ｘに位置するように制御信号を出力する。これにより、前述したように油圧ロック機構が解除されて、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒの操作に基づいて第一〜第四油圧アクチュエータに圧油供給されることになる。

一方、制御部４は、左右両方の触覚センサ３Ｌ、３Ｒから検知信号が入力されない場合、或いは左右何れか一方の触覚センサ３Ｌ或いは３Ｒから検知信号が入力されない場合、或いは、左右両方の触覚センサ３Ｌ、３Ｒから検知信号が入力されても該検知信号の入力が前記設定時間継続されない場合には、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持していないと判断して、前記油圧ロック弁２１にロック位置Ｎに位置するように制御信号を出力する。これにより、前述した油圧ロック機構によって、操作レバー２Ｌ、２Ｒの操作にかかわらず第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給が停止されるようになっている。

つまり、制御部４は、左右両方の触覚センサ３Ｌ、３Ｒによる圧力検知が予め設定される設定時間継続した場合にのみ、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持しているとして、油圧ロック機構を解除して第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給を許容する一方、上記以外の場合には、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持していないとして、油圧ロック機構により第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給を停止するようになっており、これによって、オペレータの意図に反する第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８の誤作動を防止でき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、オペレータの意図に反する第一〜第四油圧アクチュエータの誤作動を防止するべく、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持しているか否かの検知に基づいて油圧ロック機構が制御されることになるが、この場合に、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持しているか否かを検知するための把持検知手段として、左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒの握り部２ａの全面に装着され、オペレータが握り部２ａを把持する圧力を検知する触覚センサ３Ｌ、３Ｒが用いられていると共に、油圧ロック機構を制御する制御部４は、左右両方の触覚センサ３Ｌ、３Ｒによる圧力検知が予め設定される設定時間継続した場合にのみ、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持していることが検知されたとして、油圧ロック機構を解除して第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８への圧油供給を許容することになる。

而して、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持した場合には、該左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒの握り部２ａのどの部分を把持しても、該把持したことが握り部２ａの全面に装着された触覚センサ３Ｌ、３Ｒによって検知されることになり、よって、操作性が損なわれたり疲労感を与えたりすることなく、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持したことを確実に検知できることになる。そのうえ、前記触覚センサ３Ｌ、３Ｒは、オペレータが握り部２ａを把持する圧力を検知するものであるから、手袋をしていても支障なく検知することができる。

しかもこのものにおいて、制御部４は、左右両方の触覚センサ３Ｌ、３Ｒによる圧力検知が予め設定される設定時間継続した場合にのみ、オペレータが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒを把持しているとして油圧ロック機構を解除することになるから、例えば、車外の作業状況確認のために運転席から一時的に立ち上がったり、窓やドアを開閉したりする場合等に、オペレータの身体や衣類が誤って操作レバー２Ｌ、２Ｒに触れても、これが左右の操作レバー２Ｌ、２Ｒが把持されていると誤判断されてしまう惧れがなく、而して、オペレータの意図に反する第一〜第四油圧アクチュエータ５〜８の誤作動を確実に防止することができる。
尚、本発明の誤作動防止装置は、運転席への乗降通路を遮断するロックレバーを用いた従来の誤作動防止装置と併用できることは勿論である。

本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、オペレータの身体や衣類が操作レバーに触れた場合に、油圧アクチュエータが誤作動してしまうことを防止するための誤作動防止装置として利用できる。

１運転席
２Ｌ、２Ｒ左右の操作レバー
２ａ握り部
３Ｌ、３Ｒ触覚センサ
４制御部
５〜８第一〜第四アクチュエータ
９油圧ポンプ
２１油圧ロック弁

Claims

油圧ポンプからの圧油供給により作動する油圧アクチュエータと、運転席の左右側方に配され、前記油圧アクチュエータを作動させるべく操作される左右の操作レバーと、前記油圧アクチュエータへの圧油供給を停止する油圧ロック機構とを備えた建設機械において、オペレータが前記左右の操作レバーを把持しているか否かを検知するための把持検知手段と、左右の操作レバーの把持が検知された場合には前記油圧ロック機構を解除して油圧アクチュエータへの圧油供給を許容するが、左右の操作レバーの把持が検知されない場合には油圧アクチュエータへの圧油供給を停止するべく油圧ロック機構を制御する制御手段とを設けて油圧アクチュエータの誤作動を防止するにあたり、前記把持検知手段は、左右の操作レバーの握り部の全面に装着され、オペレータが握り部を把持する圧力を検知する触覚センサを用いて構成されると共に、制御手段は、左右両方の操作レバーの触覚センサによる圧力検知が予め設定される設定時間継続した場合にのみ、左右の操作レバーの把持が検知されたとして油圧ロック機構を解除することを特徴とする建設機械における誤作動防止装置。