JPH0516299Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、油圧シヨベル、トラツククレーン
等の建設機械を遠隔制御や自動制御により操作す
る場合、制御機器の故障により作業機本体が意図
したとおりの動きをせず暴走するような事態の発
生を未然に防止するための異常検出装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 油圧シヨベルやトラツククレーン等の建設機械
は、通常オペレータが搭乗して運転席から直接操
作するのが普通である。近年遠隔操作装置や自動
運転装置も開発されてはいるが、制御機器の故障
対策は無に等しいといつても過言ではない。

［考案が解決しようとする問題点］ 建設機械を遠隔操作や自動制御により運転する
場合、制御機器の故障により作業機本体が意図す
るとおりの動きをしないような事態が発生した場
合、機械が停止するような故障であれば、所期の
工事や作業ができないというだけで、安全性につ
いての問題は少ないが、逆に、機械が止まらなく
なり暴走するような故障が生じた場合には、単に
工事や作業に支障を来たすだけでなく、危険が伴
い場合によつては作業対象物を損傷したり人身事
故を招来することすら考えられるという重大な問
題点がある。

電気的トラブルに起因する作業不良を排除する
手段として、操作指示電圧に等しい操作確認電圧
を生じる確認回路を設け、操作指示電圧と操作確
認電圧間に不一致が生じたときに警報を発するよ
うにした作業車の電磁バルブ用安全装置は公知で
あるが（特開昭59−199930号公報参照）、操作系
統の電気的トラブルは除去できても、油圧回路の
破損や制御弁のステイツク等に起因する暴走事故
や不測の作動不良を防止することはできず、上記
問題点は依然として解決されていない。

この考案は上記問題点に鑑み、操作系統のみな
らず作動系統を含む制御機器の異常を検出して、
暴走事故を含む不測の作動不良を未然に防止する
ことを課題としてなされたものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記課題を解決するための手段を提
供するものであつて、操作レバーと連動するポテ
ンシヨンメータ１の出力電圧（Ｖ）が予め設定さ
れた所定の低電圧（V_L）を超えたかどうかを判
定する第１の比較回路９、同じく前記出力電圧
（Ｖ）が予め設定された所定の高電圧（V_H）を超
えたかどうかを判定する第２の比較回路１０、作
業機の速度が予め設定された所定値以上であるか
どうかを判定する検出手段１２及び前記第１、第
２の比較回路９，１０の検出結果と前記検出手段
１２の検出結果とを比較して異常の有無を判定す
る判定回路１１を具備し、この判定回路１１は、
前記第１の比較回路９により出力電圧（Ｖ）が所
定の低電圧（V_L）を超えたことを検出していな
いにも拘らず検出装置１２で検出される作業機速
度が所定値以上となつたとき、及び前記第２の比
較回路１０により出力電圧（Ｖ）が所定の高電圧
（V_H）を超えたことを検出しているにも拘らず検
出装置１２で検出される作業機速度が所定値に達
していないときに異常信号を発すると共に、該異
常信号が一定時間継続した場合に外部に警報信号
を出力する遅れ回路１３及び出力回路１４とを備
えたことを特徴とする建設機械用制御機器の異常
検出装置を考案要旨とするものである。

［実施例及び作用］ 第５図に従来公知の建設機械の操作方式の一例
を示す。同図において、１はコントロールレバー
と連動して動くポテンシヨンメータであり、遠隔
操作のときは受信機の出力がこれに代わるもので
ある。２しソレノイド駆動用のアンプ、３はパイ
ロツト油圧源、４は電磁比例減圧弁、５は主回路
の油圧ポンプ、６は主回路の油圧を一定値以下に
制限するためのリリーフ弁、７は主回路を制御す
る制御弁、８は作業機を動かす油圧モータであ
る。

次に、その操作について説明すると、コントロ
ールレバーを操作するとその操作量に応じてポテ
ンシヨンメータ１を介して電圧Ｖが発生する。い
ま０≦Ｖ≦Vmaxの範囲をとるものとすれば、こ
の電圧Ｖはソレノイド駆動アンプ２により電流Ｉ
に変換され、電磁比例減圧弁４を駆動し、これに
よりパイロツト圧Ｐに変換される。この圧力が主
回路制御弁７のピストンに加わり他端のバネの弾
力と釣り合うところまでスプールを動かし主回路
を制御できる。

以上の構成作用は従来公知のとおりであるが、
このような操作方式においては、ソレノイド駆
動アンプ２の故障により出力Ｉが止まらなくなつ
たり、電磁比例減圧弁４の故障（例えば、スプ
ールのステイツク）で出力Ｐが下らなくなつた
り、制御弁７の故障（例えば、バネの折損やス
プールのステイツク）でスプールが戻らなくなつ
たりして、油圧モータ８が停止せず作業機が暴走
するような事故が生ずる可能性がある。

この考案は上記のような暴走事故を未然に防止
しようとするものである。

第１図はこの考案の実施例のブロツク図、第２
図にその具体的回路を示す。

両図において、９はポテンシヨンメータ１の出
力電圧が予め定められた所定の低電圧V_Lを超え
たかどうかを判定する第１の比較回路、１０はポ
テンシヨンメータ１の出力電圧が予め定められた
所定の高電圧V_Hを超えたかどうかを判定する第
２の比較回路である。

電圧V_Lは０より大きく、電圧V_Hは最高電圧
Vmaxより小であるから、各電圧の値を比較すれ
ば、０＜V_L＜V_H＜Vmaxの関係にある。

１１は前記比較回路９，１０および作業機の速
度が予め設定された所定値以上であるかどうかを
判定する検出手段１２の出力を入力すると第４図
のマトリツクスに示す組合せのときに異常信号を
出す判定回路である。

前記検出手段１２は、第５図に示すＡ部（パイ
ロツト油圧回路）もしくはＢ部（ポンプ５の出力
回路）に取り付けた圧力スイツチ又はＣ部（油圧
モータ８の出力軸）に取り付けたタコジエネレー
タの異常検出用比較回路を付加したもの等、作動
機本体の作動速度の代用特性を検出しうるもので
あれば任意の検出手段を採択できる。

１３は電気回路と油圧回路の応答性の差を補正
し一定時間異常信号が継続した場合に外部に警報
信号を発するようにするための遅れ回路、１４は
異常信号を増幅して非常停止装置等の外部装置の
駆動を可能ならしめるための警報信号出力回路、
１５はV_L，V_Hの設定回路、１６はスイツチ入力
用補助回路を示すものである。

次に、前記検出手段１２として圧力スイツチを
第５図に示すＡ部（パイロツト油圧回路）に設け
た例について本考案の作用を説明すれば、コント
ロールレバーを操作していくと、第３図に示すよ
うに出力電圧Ｖは０からVmaxまで増加してい
く。

この段階でＶ≧V_Lとなると第１の比較回路９
の出力が反転する。さらにＶ≧V_Hになると第２
の比較回路１０の出力も反転する。

一方、正常時は出力電圧Ｖの増加に伴いパイロ
ツト圧Ｐも第３図に示す如く増加していくが、設
定圧ｐを超えると（Ｐ≧ｐになると）圧力スイツ
チ１２の出力が反転する。

いま、V_L，V_Hの入力があつた場合の正常な出
力圧をp_L，p_Hとすると、設定パイロツト圧ｐはp_L
＜ｐ＜p_Hの関係にある。また、V_LとV_Hの値は圧
力スイツチ１２のヒステリシスと設定圧のバラツ
キを考慮して、Ｖ＜V_Lで圧力スイツチ１２が反
転したり、Ｖ≧V_Hで反転しなかつたりすること
がないように定められた値である。

第１の比較回路９，第２の比較回路１０、及び
圧力スイツチ１２、以上三者の出力を受けて判定
回路１１は第４図のマトリツクスに従つて異常を
判定して信号を出す。

すなわち、コントロールレバーからの操作信号
は十分に大きく予め定められた高電圧V_Hに達し
又はこれを超えているのに（Ｖ≧V_Hであるのに）
パイロツト圧Ｐが立たず設定圧ｐに達しない（Ｐ
＜ｐである）場合と、コントロールレバーからの
操作信号は十分に小さく予め定められた低電圧
V_Lに達していないのに（Ｖ＜V_Lであるのに）パ
イロツト圧が立つている（Ｐ＞ｐである）場合に
は異常と判定して信号を出す。この信号は、遅れ
回路１３に入り一定時間以上異常信号が続くと警
報信号を出す。この警報信号は出力回路１４で増
幅され、外部の作業機本体を非常停止させる装置
や警報装置を駆動する。

以上の説明は、作業機本体の動きを第５図のＡ
部で検出するようにした例について説明したが、
同図のＢ部やＣ部で検出することもできる。この
場合には第３図の縦軸は主回路圧またはモータの
回転速度となる。

［効果］ 本考案によれば、操作レバーが予め定められた
量以上操作されたことを検出する手段（比較回路
９，１０）及び作業機が予め定められた速度以上
で動いていることを検出する手段（圧力スイツチ
１２）を具備し、両検出手段の検出結果を比較し
両者が符合しないときに異常信号を発する判定回
路１１と、異常信号が一定時間継続した場合に外
部に警報信号を出力する遅れ回路１３及び出力回
路１４とを具えたことにより、コントロールレバ
ーからの操作信号は十分に大きく所定の電圧V_H
に達し、又はこれを超えているのに（Ｖ≧V_Hで
あるのに）パイロツト圧Ｐが立たず設定圧ｐに達
しない（Ｐ＜ｐである）場合や、コントロールレ
バーからの操作信号は十分に小さく所定の電圧
V_Lに達していないのに（Ｖ＜V_Lであるのに）パ
イロツト圧が立つている（Ｐ＞ｐである）場合の
ように、検出結果が符合しないときに異常信号を
発し、異常信号が所定時間継続した場合に警報信
号を発することができるので、制御機器の故障に
よる作業機本体の暴走を含む不測の作動不良を未
然に防止できる効果があり、油圧シヨベルやトラ
ツククレーン等の建設機械用として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロツク図、第２
図はその具体的回路図、第３図はレバー出力電圧
と電磁比例減圧弁出力圧力との関連を示す説明
図、第４図は異常判定マトリツクス、第５図は公
知の操作回路図である。 １……ポテンシヨンメータ、２……ソレノイド
駆動用アンプ、３……パイロツト油圧源、４……
電磁比例減圧弁、５……油圧ポンプ、６……リリ
ーフ弁、７……主回路の制御弁、８……油圧モー
タ、９……第１の比較回路、１０……第２の比較
回路、１１……判定回路、１２……検出スイツ
チ、１３……遅れ回路、１４……警報信号出力回
路、１５……V_L，V_Hの設定回路、１６……補助
回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操作レバーと連動するポテンシヨンメータ１の
   出力電圧（Ｖ）が予め設定された所定の低電圧
   （V_L）を超えたかどうかを判定する第１の比較回
   路９、同じく前記出力電圧Ｖが予め設定された所
   定の高電圧（V_H）を超えたかどうかを判定する
   第２の比較回路１０、作業機の速度が予め設定さ
   れた所定値以上であるかどうかを判定する検出手
   段１２、及び前記第１、第２の比較回路９，１０
   の検出結果と前記検出手段１２の検出結果とを比
   較して異常の有無を判定する判定回路１１を具備
   し、この判定回路１１は、前記第１の比較回路９
   により出力電圧（Ｖ）が所定の低電圧（V_L）を
   超えたことを検出していないにも拘らず検出装置
   １２で検出される作業機速度が所定値以上となつ
   たとき、及び前記第２の比較回路１０により出力
   電圧（Ｖ）が所定の高電圧（V_H）を超えたこと
   を検出しているにも拘らず検出装置１２で検出さ
   れる作業機速度が所定値に達していないときに異
   常信号を発すると共に、該異常信号が一定時間継
   続した場合に外部に警報信号を出力する遅れ回路
   １３及び出力回路１４とを備えたことを特徴とす
   る建設機械用制御機器の異常検出装置。