JP5344117B2 - 台船に搭載された重機の高さ制限装置 - Google Patents

Description

本発明は、台船に搭載された重機の作業機が既設高架物に接触する危険を回避するための高さ制限装置に関する。

例えば、水門、橋等の既設高架物の下側水域をバックホウ浚渫船により浚渫する場合は、台船に搭載されたバックホウ（重機）の作業機が既設高架物に接触しないように注意深く作業を行う必要がある。しかし、従来は、注意表示や監視員の配置による注意喚起が一般であり、既設高架物に対する接触回避対策としては不十分であった。また、高架橋、架空線等の既設高架物下での陸上工事においても、注意表示や監視員の配置による注意喚起に頼っており、前記同様に既設高架物に対する接触回避対策としては不十分であった。

なお、特許文献１には、油圧ショベルの上部旋回体（作業機本体）やアーム（作業機）に超音波センサを取付け、該超音波センサの感知エリアに人や障害物が入ったとき、これを感知して警報音を発生する安全装置が記載されているが、既設高架物に対する作業機の接触回避に超音波センサを利用した例は、まだない。
特開平５−１７９７３号公報

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、台船に搭載された重機の作業機が既設高架物に接触する危険を超音波センサを利用して容易かつ確実に回避できる高さ制限装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、台船に搭載された重機の作業機本体に、作業機のブームの揺動領域へ向けて超音波センサを取付け、該超音波センサの感知エリア内に前記ブームが侵入したことを検出して警報音を発する警報発生手段を前記作業機本体上の運転室の周りに設置し、水位に応じて前記超音波センサの感知エリアが変更されることを特徴とする。

このように構成した重機の高さ制限装置においては、予め既設高架物に対する接触危険域に作業機が到達したときのブーム位置に合せて超音波センサの感知エリアを設定することで、作業機が接触危険域に到達すると警報発生手段から警報音が発し、運転者は直ちに接触回避の操作を行うことができる。更に、水位の変動が大きい水域でも、作業機と既設高架物との接触を確実に回避することができる。

本発明において、上記超音波センサは、既設高架物の下側に設定した危険ラインに作業機が到達したときのブーム位置に感知エリアを合せて設置されるのが望ましい。このように超音波センサを設置した場合は、危険ラインに作業機が到達すると警報音が発するので、運転者は余裕をもって接触回避の操作を行うことができる。

本発明は、上記重機が、浚渫用台船に搭載されたバックホウとすることができる。このように構成した場合は、バックホウが水位の変動が大きい水域で浚渫作業を行ったとしても、作業機と既設高架物との接触を確実に回避することができる。

本発明は、上記した構成に加え、作業機本体の運転室の屋根に、上方へ向けて本体用超音波センサを設置すると共に、該本体用超音波センサの感知エリアに既設高架物が侵入したことを検出して警報音を発する本体用警報発生手段を前記作業機本体の運転室の周りに設置することができる。このように構成した場合は、水位が上昇して作業機本体が既設高架物に異常接近した場合にも警報音が発するので、作業機本体が不用意に既設高架物に接触する危険を回避することができる。

本発明に係る台船に搭載された重機の高さ制限装置によれば、重機の作業機が既設高架物に接触する危険を超音波センサを利用して容易かつ確実に回避できるので、既設高架物下における工事を安全に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１および２は、本発明の第１の実施形態としての高さ制限装置を装備したバックホウ浚渫船を示したもので、図中、１で示すバックホウ浚渫船は、台船２上にバックホウ（重機）３を搭載してなっている。バックホウ３は、基台４と、基台４上に旋回可能に設けられた作業機本体５と、作業機本体５に取付けられた作業機６と作業機本体５上に設置された運転室７とからなっている。作業機６は、ブーム８と、ブーム８の先端部に回動可能に連結されたアーム９とアーム９の先端部に回動可能に連結されたバケット１０とを備えており、これらブーム８、アーム９およびバケット１０は、それぞれに対応して設けたシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを介して、運転者Ｍによるレバー操作で動作するようになっている。

上記バックホウ浚渫船１は、ここでは水門や橋等の既設高架物１２の下側水域の浚渫を行うようになっており、作業機６の動きによってそのバケット１０にすくい上げられた水底土砂は、ブーム８の上昇、アーム９の伸長、作業機本体５の旋回などの動作により、当該バックホウ浚渫船１に隣接して配置された土運船（図示略）に排泥される。

ところで、上記した既設高架物１２下での浚渫作業においては、バックホウ３のブーム８を不用意に上昇させると、その一部が既設高架物１２に接触し、該既設高架物１２を破壊させてしまう危険がある。本実施形態としての高さ制限装置は、前記した既設高架物１２に対するバックホウ３のブーム８の接触を回避するためのもので、ここでは、図３にも示すように、作業機本体５上の運転室７の外側面にブーム８の揺動領域に向けて取付けられた超音波センサ１３と、この超音波センサ１３の感知エリアＳ内にブーム８が侵入したことを検出して警報音を発する警報発生手段１４とから概略構成されている。

超音波センサ１３は、ここでは超音波を送・受波可能な反射形のものが用いられており、既設高架物１２の下側に設定した危険ラインＬに作業機６が到達したときのブーム８の位置に感知エリアＳを合せて設置されている。超音波センサ１３は、マグネットによる脱着式となっており、水位に合せてその設置箇所が変更される。より詳しくは、水位が低い場合は、感知エリアＳをブーム８から遠ざける方向へ超音波センサ１３の設置箇所が変更され、これによってブーム８の揺動許容範囲が拡大する。一方、水位が高い場合は、感知エリアＳをブーム８に近づける方向へ超音波センサ１３の設置箇所が変更され、これによってブーム８の揺動許容範囲が縮小する。この超音波センサ１３の設置場所は、図示例では運転室７の窓枠としているが、該窓枠に取付けた別体の取付板としてもよい。この場合、図４に示すように、取付板１７に水位に応じた目盛１８を付しておくことで、超音波センサ１３の取付箇所を水位に応じて簡単に変更することができる。

本高さ制限装置を構成する警報発生手段１４は、前出図３に示したように、前記超音波センサ１３から信号を取込むコントローラ１５とこのコントローラ１５からの指令で警報音を発する警報器（ブザー）１６とからなっている。コントローラ１５は、超音波センサ１３からの信号を受けて、作業機６のブーム８が検知エリアＳに侵入したことを検出し、警報器１６に警報音の発生指令を出力する。本実施形態においては、警報器１６が運転室７内に設置されており、運転者Ｍは、直ちに接触の危険を認識することができる。なお、音量の大きい警報機１６を用いる場合は、運転室７の外側の適当場所に設置してもよいことはもちろんである。

以下、本高さ制限装置を装備したバックホウ浚渫船１による浚渫工事を説明する。

浚渫工事に際しては、予め既設高架物１２下でバックホウ３の作業機６を上昇させ、危険ラインＬに作業機６が到達した際、警報器１６から実際に警報音が発するか否かを確認する。警報音が発しない場合は、超音波センサ１３の取付位置を調整し、再度動作確認を行う。浚渫作業は、前記したように運転者Ｍによるレバー操作で作業機６を動作させることで行われるが、この浚渫作業中、作業機６が危険ラインＬに到達すると、ブーム８が超音波センサ１３の感知エリアＳに侵入し、警報発生手段１４内の警報器１６から警報音が発する。これによって運転者Ｍは、直ちに接触の危険を認識することができ、速やかに作業機６の回避操作を行うことができる。本実施形態においては特に、既設高架物１３の下側に設定した危険ラインＬに作業機６が到達すると警報音が発するので、運転者Ｍは余裕をもって回避操作を行うことができる。

しかして、上記浚渫作業中、一定時間ごとに水位が監視されており、水位が、予め設定した管理高さよりも上昇または低下した場合には、上記した要領で感知エリアＳをブーム８に近づける方向またはブーム８から遠ざける方向へ超音波センサ１３の設置箇所が変更される。この超音波センサ１３の設置箇所を変更するサイクルは、一日における潮の干満の大きさ、既設高架物１２と危険ラインＬとの距離等により決まる。

なお、上記第１の実施形態においては、水位に応じて超音波センサ１３の設置箇所を変更し、その感知エリアＳを変位させるようにしたが、これに代えて、複数の超音波センサを前後方向に配列して、水位ごとにその１つを切替え使用するようにしてもよく、この場合は、超音波センサ１３を付け替える（設置しなおす）必要がなくなる。また、超音波センサ１３として、感知エリアＳの幅を多段に変更可能なものを用いる場合は、超音波センサ１３の設置箇所を固定して、水位に応じて感知エリアＳの幅を変更すればよく、超音波センサの複数設置に比べてコストが低減する。

また、上記第１の実施形態においては、運転室７の外側面に超音波センサ１３を設置したが、この超音波センサ１３の設置場所は、作業機本体５上であれば任意であり、たとえば、ブーム８に正対する後方箇所とすることができる。この場合、超音波センサ１３として、感知距離を多段に変更可能なものを用いることで、水位に応じて超音波センサを付け替える必要がなくなるばかりか、感知距離が異なる超音波センサの複数設置も不要になる。

図５は、本発明の第２の実施形態としての高さ制限装置を装備したバックホウ台船を示したものである。本第２の実施形態の特徴とするところは、上記した第１の実施形態の構成に加え、作業機本体５上の運転室７の屋根に上方へ向けて本体用超音波センサ２０を設置すると共に、この本体用超音波センサ２０の感知エリアＳ´に既設高架物１２が侵入したことを検出して警報音を発する本体用警報発生手段（図示略）を運転室７の周りに設置した点にある。

本第２の実施形態においては、水位が上昇して作業機本体５が既設高架物１２に異常接近すると警報音を発するので、運転者Ｍは、作業機本体５が不用意に既設高架物１２に接触する危険を回避することができ、より安全に浚渫工事を行うことができる。この場合の警報音は、第１の実施形態における警報器１６（図３）の警報音と異ならせる（例えば、断続音とする）のが望ましく、これにより運転者Ｍは、既設高架物１２に対する作業機本体５の異常接近を確実に認識することができる。なお、上記本体用警報発生手段の機能は、第１の実施形態における警報発生手段１４（図３）に持たせるようにしてもよく、この場合は、警報発生手段の二重投資が不要になってコスト的に有利となる。

ここで、上記２つの実施形態では、バックホウ浚渫船に適用した例を示したが、本発明は、他の台船に搭載された各種重機にも適用できることはもちろんである。この場合、接触回避の対象である既設高架物の種類も任意であり、高架橋、橋梁、トンネル天端、架空線、門型ゲート等の各種高架物が対象となる。

本発明の第１の実施形態としての高さ制限装置を装備したバックホウ浚渫船を示す側面図である。 図１に示したバックホウ浚渫船の正面図である。 本第１の実施形態としての高さ制限装置の構成を示すブロック図である。 本第１の実施形態としての高さ制限装置を構成する超音波センサの取付板の一例を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態としての高さ制限装置を装備したバックホウ浚渫船を示す側面図である。

符号の説明

１ バックホウ浚渫船
３ バックホウ（重機）
５ 作業機本体
６ 作業機
７ 運転室
８ ブーム
１２ 既設高架物
１３ 超音波センサ
１４ 警報発生手段
１６ 警報器
２０ 本体用超音波センサ
Ｓ，Ｓ´ 感知エリア
Ｌ 危険ライン

Claims (4)

1. 台船に搭載された重機の作業機が既設高架物に接触する危険を回避する高さ制限装置であって、作業機本体に、作業機のブームの揺動領域へ向けて超音波センサを取付け、該超音波センサの感知エリア内に前記ブームが侵入したことを検出して警報音を発する警報発生手段を前記作業機本体上の運転室の周りに設置し、水位に応じて前記超音波センサの感知エリアが変更されることを特徴とする台船に搭載された重機の高さ制限装置。
2. 前記超音波センサが、既設高架物の下側に設定した危険ラインに作業機が到達したときのブーム位置に感知エリアを合せて設置されることを特徴とする請求項１に記載の台船に搭載された重機の高さ制限装置。
3. 前記重機が、浚渫用台船に搭載されたバックホウであることを特徴とする請求項１または２に記載の台船に搭載された重機の高さ制限装置。
4. 前記作業機本体の運転室の屋根に、上方へ向けて本体用超音波センサを設置すると共に、該本体用超音波センサの感知エリアに既設高架物が侵入したことを検出して警報音を発する本体用警報発生手段を前記作業機本体の運転室の周りに設置したことを特徴とする請求項３に記載の台船に搭載された重機の高さ制限装置。

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