JP6513961B2 - 建設機械の緊急停止装置及び緊急停止方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の緊急停止装置及び緊急停止方法に関する。

建設機械の周囲で作業している作業者の安全を確保するため、特開平１０−２３７９０６号公報（特許文献１）に記載されるように、建設機械と作業者とが近づいたとき、音や光などで警報を発する技術が提案されている。

特開平１０−２３７９０６号公報

しかしながら、夜間作業においては、騒音苦情となるおそれがあることから、音で警報を発することができず、作業者の安全を確保することが困難な場合があった。また、建設機械のオペレータ又は作業者は、警報が発せられることに慣れることで、警報の認知度が低下し、作業者の安全を確保できないおそれもあった。

そこで、本発明は、建設機械を緊急停止させることで作業者の安全を確保した、建設機械の緊急停止装置及び緊急停止方法を提供することを目的とする。

このため、本発明では、ネガティブブレーキを備えた建設機械に設置された磁界発生装置が発生する磁界内に、磁界に呼応して電波を発信するＩＣタグを装着した作業者が侵入したときに、ＩＣタグから発信された電波を検知して、回転式のキースイッチを回転させて建設機械のエンジンを停止し、ネガティブブレーキにより建設機械を緊急停止させる。

本発明によれば、建設機械を緊急停止させることで作業者の安全を確保することができる。

タイヤローラの一例を示す側面図である。 タイヤローラの一例を示す斜視図である。 タイヤローラの後方に発生する磁界の一例を示す説明図である。 エンジン停止装置の一例を示す側面図である。 エンジン停止装置の一例を示す平面図である。 エンジン停止装置の第１変形例を示す平面図である。 エンジン停止装置の第２変形例を示す平面図である。 エンジン停止装置の作用を示す説明図である。 緊急停止装置の作用を説明するための斜視図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１及び図２は、盛土路床及び路盤の二次転圧、アスファルト舗装の表層仕上げなどに使用される、タイヤローラの一例を示す。なお、タイヤローラが、建設機械の一例として挙げられる。

タイヤローラ１００は、自走可能な車体１２０と、３本のタイヤからなる前輪１４０と、４本のタイヤからなる後輪１６０と、運転席１８０と、を有している。車体１２０は、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどのエンジンで油圧ポンプを駆動し、その油圧で油圧モータを駆動して走行する。また、車体１２０には、駐車時の安全性を確保するため、エンジンが作動していないときにブレーキが作動し、エンジンが作動しているときにブレーキが解除される、ネガティブブレーキが備えられている。運転席１８０には、オペレータ２００が着座するシート１８２と、操舵を行うステアリングホイール１８４と、ペダル，レバー，スイッチ，計器及び回転式のキースイッチなどが配置された操作盤１８６と、キャノピー１８８と、が配置されている。キャノピー１８８には、緊急停止装置が作動中であることを報知する回転灯１９０が取り付けられている。そして、タイヤローラ１００は、オペレータ２００の操作に応じて、例えば、施工現場の路盤上を走行し、前輪１４０及び後輪１６０で路盤の二次転圧を行う。

車体１２０の後部の左右端部には、図３に示すように、タイヤローラ１００の後方の所定範囲Ａに磁界を発生させる、左右一対の磁界発生装置２２０が取り付けられている。磁界発生装置２２０は、マイクロコンピュータを内蔵したコントローラ２４０により制御され、例えば、コントローラ２４０からの制御信号に応じて磁界の強さを変化させることで、磁界を発生させる所定範囲Ａを任意に変更できる。ここで、コントローラ２４０は、例えば、運転席１８０の近傍に設置することができる。

車体１２０の後部の中央部には、図３に示すように、タイヤローラ１００の後方の所定範囲Ａに、磁界に呼応して電波を発信するＩＣタグ２６０を装着した作業者２８０が侵入したときに、ＩＣタグ２６０から発信された電波を受信するアンテナ３００が取り付けられている。ここで、ＩＣタグ２６０は、磁界を検知したときに起動するセミアクティブ型を採用することで、内蔵電池の消耗を抑制することができる。また、ＩＣタグ２６０は、小型・軽量であるため、作業者２８０のヘルメットに取り付けたり、作業者２８０のポケットに入れたりすることができる。

そして、コントローラ２４０は、アンテナ３００の出力信号をモニタし、例えば、その変化に基づいてＩＣタグ２６０から発信された電波を検知する。従って、コントローラ２４０及びアンテナ３００が、磁界発生装置２２０が発生する磁界に呼応してＩＣタグ２６０から発信された電波を検知する、検知装置の一例として挙げられる。

また、タイヤローラ１００の車体１２０には、コントローラ２４０が電波を検知したときに、車体１２０に搭載されたエンジンを停止させる、図４及び図５に示す、エンジン停止装置３２０が取り付けられている。エンジン停止装置３２０は、回転式のキースイッチ３４０を停止位置に回転させて、エンジンを停止させる。

エンジン停止装置３２０は、略直方体形状の筐体３２２と、電動モータ３２４と、キースイッチ３４０に着脱可能に取り付けられる第１の部材３２６と、電動モータ３２４の出力軸３２４Ａに固定される第２の部材３２８と、増幅器３３０と、制御基板３３２と、近接スイッチ３３４と、を有する。

筐体３２２は、アルミニウム合金，ステンレスなどの金属又はプラスチックからなり、例えば、吸盤，磁石，両面テープなどの固定具を介して、タイヤローラ１００の車体１２０に着脱可能に固定される。また、筐体３２２の上面には、キースイッチ３４０の回転軸３４０Ａに垂直な面上において、第１の部材３２６を搖動可能とするスリット（図示せず）が形成されている。

電動モータ３２４は、その出力軸３２４Ａがキースイッチ３４０の回転軸３４０Ａと平行になるように、例えば、ねじなどの締結手段を介して、筐体３２２の内部に固定されている。電動モータ３２４の出力トルクが不足する場合には、その出力軸３２４Ａに減速機を連結することもできる。

第１の部材３２６は、側面視で略Ｌ字形状の金属又はプラスチックからなり、キースイッチ３４０の上方から、キースイッチ３４０に対して着脱可能な形状となっている。即ち、第１の部材３２６は、正面視において、矩形形状の１つの角部が矩形形状に切り取られた形状（略Ｌ字形状）をなし、その段部に沿って、キースイッチ３４０を着脱可能に嵌合するスリット３２６Ａが形成されている。キースイッチ３４０に第１の部材３２６を取り付ける場合、第１の部材３２６のスリット３２６Ａを下方にした状態で、キースイッチ３４０の上方から第１の部材３２６を下方へと移動し、そのスリット３２６Ａにキースイッチ３４０を嵌合させる。そして、第１の部材３２６の先端部３２６Ｂ（スリット３２６Ａの開口側端部）を筐体３２２のスリットに貫通させつつ、第１の部材３２６のスリット３２６Ａの最奥部までキースイッチ３４０をスライドさせる。

なお、第１の部材３２６は、図４及び図５に示す形状に限らず、正面視において、例えば、図６に示す略Ｕ字形状（コ字形状）、図７に示す単純な矩形形状とすることもできる。第１の板部材３２６を矩形形状とした場合には、例えば、クリップなどの固定具を介して、キースイッチ３４０に対して第１の部材３２６を取り付けることができる。要するに、第１の部材３２６は、キースイッチ３４０に対して着脱可能に取り付けられ、その先端部３２６Ｂがキースイッチ３４０の外方へと延びていればよい。

第２の部材３２８は、薄板矩形形状の金属又はプラスチックからなり、その基端部３２８Ａが電動モータ３２４の出力軸３２４Ａに固定されている。また、第２の部材３２８の先端部３２８Ｂには、その板面から第１の部材３２６の方向へと垂直に立ちあがるピン部材３２８Ｃが立設されている。なお、第２の部材３２８においては、ピン部材３２８Ｃに代えて、その先端部３２８Ｂが第１の部材３２６の方向に折れ曲がっていてもよい。

従って、電動モータ３２４が作動すると、図８に示すように、第２の部材３２８のピン部材３２８Ｃは、電動モータ３２４の出力軸３２４Ａを中心とした円上を移動して第１の部材３２６の周縁と当接し、キースイッチ３４０の回転軸３４０Ａを中心として第１の部材３２６を回転させる。そして、第１の部材３２６の回転に連動して、図８の破線のように、第１の部材３２６と一体化されているキースイッチ３４０が停止位置まで回転し、エンジンが停止される。

増幅器３３０は、タイヤローラ１００から供給される電源電圧を所定電圧に昇圧し、電動モータ３２４に供給する。制御基板３３２は、例えば、電動モータ３２４を駆動するドライバ回路を含み、コントローラ２４０からの作動信号に応答して、電動モータ３２４を作動させる。

近接スイッチ３３４は、キースイッチ３４０に対して第１の部材３２６が取り付けられたときに、第１の部材３２６を検知して、端子間が導通するノーマルオープンタイプのスイッチである。第１の部材３２６がプラスチックからなる場合、近接スイッチ３３４が第１の部材３２６を検知できないため、例えば、近接スイッチ３３４に正対する部分に金属板などを張り付ければよい。要するに、第１の部材３２６は、少なくとも一部が金属からなればよい。

近接スイッチ３３４の使用例としては、例えば、キースイッチ３４０に対して第１の部材３２６が取り付けられたことを契機として、キャノピー１８８に取り付けられた回転灯１９０を作動させることもできる。このようにすれば、タイヤローラ１００の周囲で作業している作業者２８０は、緊急停止装置が作動中であることを認識できる。

また、キースイッチ３４０に対して第１の部材３２６が取り付けられたことを契機として、磁界発生装置２２０及びコントローラ２４０に電源電圧を供給するようにしてもよい。このようにすれば、第１の部材３２６の取り付けを契機として、緊急停止装置が作動を開始するので、消費電力を抑制することができる。

次に、かかる緊急停止装置の作用について説明する。
タイヤローラ１００の後方には、図９に示すように、左右一対の磁界発生装置２２０によって、所定範囲Ａ内に磁界が発生している。所定範囲Ａに作業者２８０が侵入すると、作業者２８０のＩＣタグ２６０が磁界に呼応して電波を発信する。ＩＣタグ２６０から発信された電波は、タイヤローラ１００の後部に取り付けられたアンテナ３００で受信され、その出力信号がコントローラ２４０へと送られる。コントローラ２４０は、ＩＣタグ２６０から発信された電波を検知し、エンジン停止装置３２０に作動信号を出力する。

エンジン停止装置３２０は、コントローラ２４０からの作動信号に応答して、電動モータ３２４を作動させる。電動モータ３２４が作動すると、前述したように、キースイッチ３４０を回転させてエンジンを停止させる。タイヤローラ１００のエンジンが停止すると、ネガティブブレーキが作動してタイヤローラ１００を即時停止させる。このため、タイヤローラ１００の後方で作業をしている作業者２８０の安全を確保することができる。

タイヤローラ１００のエンジンが停止すると、例えば、エンジンにより駆動するオルタネータの作動が停止するため、タイヤローラ１００からエンジン停止装置３２０へと供給される電源電圧が遮断される。このため、エンジン停止装置３２０の電動モータ３２４を、特別な制御回路などを使用せずに、エンジン停止に連動して停止させることができる。

一方、所定範囲Ａの外に作業者２８０がいる場合、作業者２８０のＩＣタグ２６０が磁界に呼応せず電波を発信しない。このため、タイヤローラ１００のエンジン停止装置３２０は作動せず、タイヤローラ１００による作業が続行される。従って、タイヤローラ１００の後方の所定範囲Ａでない周囲に作業者２８０がいても、タイヤローラ１００が停止することがなく、タイヤローラ１００による作業に影響を及ぼすことがない。

タイヤローラ１００の後方の所定範囲Ａは、磁界発生装置２２０が発生する磁界によって区画されているので、例えば、天候、視界、気温、障害物などに影響され難く、作業者２８０を検知する信頼性が高い。また、回転灯１９０、磁界発生装置２２０、コントローラ２４０、アンテナ３００及びエンジン停止装置３２０は、タイヤローラ１００の油圧配管や制動装置の電気配線を改造せずに着脱可能であるため、レンタル機械にも比較的短時間で後付けすることができる。

磁界発生装置２２０が発生する磁界は、タイヤローラ１００の後方に限らず、その進行方向である前方とすることもできる。このようにすれば、タイヤローラ１００のオペレータ２００の死角となる範囲においても、作業者２８０の安全を確保することができる。

以上の実施形態においては、タイヤローラ１００について説明したが、他の建設機械の例として、例えば、グレーダ、アスファルトディストリビュータ、切削機、ロードスイーパ、ホイールローダなどを挙げることができる。

１００ タイヤローラ（建設機械）
２２０ 磁界発生装置
２４０ コントローラ
２６０ ＩＣタグ
２８０ 作業者
３００ アンテナ
３２０ エンジン停止装置
３２４ 電動モータ
３２４Ａ 出力軸
３２６ 第１の部材
３２６Ｂ 先端部
３２８ 第２の部材
３２８Ａ 基端部
３２８Ｂ 先端部
３３４ 近接スイッチ
３４０ キースイッチ

Claims (5)

1. ネガティブブレーキを備えた建設機械に設置された磁界発生装置と、
   前記建設機械の周囲で作業する作業者が装着するＩＣタグと、
   前記磁界発生装置が発生する磁界に呼応して前記ＩＣタグから発信された電波を検知する検知装置と、
   前記検知装置が電波を検知したときに、前記建設機械のエンジンを停止させるエンジン停止装置と、
   を有し、
   前記エンジン停止装置は、回転式のキースイッチを回転させてエンジンを停止させる、
   ことを特徴とする建設機械の緊急停止装置。
2. 前記エンジン停止装置は、
   前記検知装置が電波を検知したときに作動する電動モータと、
   前記キースイッチに対して基端部が着脱可能に取り付けられ、前記キースイッチの外方へと先端部が延びる第１の部材と、
   前記電動モータの出力軸に基端部が固定され、前記キースイッチの回転軸に垂直な面上において、前記第１の部材の周縁に先端部が当接可能な第２の部材と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の建設機械の緊急停止装置。
3. 前記電動モータは、前記建設機械の電源で作動する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の建設機械の緊急停止装置。
4. 前記第１の部材は、少なくとも一部が金属からなり、
   前記キースイッチに前記第１の部材が取り付けられたときに、前記第１の部材の金属部分を検知する近接スイッチを更に有する、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の建設機械の緊急停止装置。
5. ネガティブブレーキを備えた建設機械に設置された磁界発生装置が発生する磁界内に、前記磁界に呼応して電波を発信するＩＣタグを装着した作業者が侵入したときに、前記ＩＣタグから発信された電波を検知して、回転式のキースイッチを回転させて前記建設機械のエンジンを停止し、前記ネガティブブレーキにより前記建設機械を緊急停止させる、
   ことを特徴とする建設機械の緊急停止方法。