JPH0640066U - 建設機械の作業安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設機械のアクチュエータが作動する領域に
作業員等が侵入したときのみ、油圧回路を遮断して接触
事故を防止し、安全対策上不要な領域への侵入に対して
は、建設機械の作動を停止しないで作業効率の向上を図
る。 【構成】 油圧回路のパイロット圧信号に基づき、作動
させるアクチュエータに関係する領域を選択して警報及
び停止検出領域Ａ乃至Ｆを形成する。第一の超音波受発
信センサーの受信信号並びに油圧回路のパイロット信号
により、選択された警報及び停止検出領域内の停止領域
に侵入物体を検出したときに油圧回路を遮断する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は建設機械の作業安全装置に関するものであり、特に超音波パルスを送 受信して検出領域内の侵入物体を検出する建設機械の作業安全装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

パワーショベル等の建設機械と作業員等が同一の作業領域で同時に作業する建 設現場に於いては、作業員等が建設機械に接触したり挟まれたりする事故を未然 に防止するために、建設機械に例えば超音波受発信センサーを設け、作業領域内 の物体からの反射波を検出して、周囲に警報を発したり建設機械の作動を停止さ せるような作業安全装置を使用することが知られている（特公平４−１７２５３ 号公報）。

【０００３】 又、建設機械の上部旋回体の旋回中心回りに所定の間隔で複数の第一の超音波 受発信センサーを設け、之等第一の超音波受発信センサーから所定周波数の超音 波パルスを発信して所定範囲内の検出領域を形成するとともに、建設現場の作業 員等に第一の超音波受発信センサーから発信した超音波パルスを受信したときに 異なる周波数の超音波パルスを発信する第二の超音波受発信センサーを携帯させ る作業安全装置も知られている（実開平４−１５６６３号公報）。

【０００４】 該公報記載の作業安全装置に於いては、建設機械の周囲に形成された検出領域 に第二の超音波受発信センサーを携帯した作業員等が侵入した場合に、建設機械 に設けた第一の超音波受発信センサーが第二の超音波受発信センサーの発信する 異なる周波数の超音波パルスを受信して、油圧回路を遮断するようにしてある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述した特公平４−１７２５３号公報記載の作業安全装置は、建設機械から常 時超音波パルスや光パルスを発信し、之等パルスの反射波を検出することにより 、作業領域内に物体があることを認識するものである。然し、該物体が作業員で あるか或いはそれ以外の物体であるかの判別が不可能であり、パルスを反射する 物体であれば如何なるものであっても検出して建設機械の作動が停止するため、 作業能率が著しく低下する。

【０００６】 一方、実開平４−１５６６３号公報記載の作業安全装置は、作業員等に第二の 超音波受発信センサーを携帯させているため、第一の超音波受発信センサーによ って検出領域に作業員等が侵入したときには、その侵入を直ちに検出することが できる。然し、建設機械の周囲全方向に検出領域が形成されるため、例えば後進 作動中に建設機械の前方に形成された検出領域に作業員等が侵入した場合であっ ても、建設機械の油圧回路が遮断されて作動が停止するので、作業能率が低下す ることになる。

【０００７】 そこで、建設機械のアクチュエータが作動する領域に作業員等が侵入したとき のみ油圧回路を遮断し、安全対策上不要な領域への侵入に対しては建設機械の作 動を停止させず、安全性の向上を図りつつ作業効率の低下を防止するために解決 すべき技術的課題が生じてくるのであり、本考案はこの課題を解決することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために提案されたものであり、建設機械の上部旋 回体の旋回中心回りに所定の間隔で複数の第一の超音波受発信センサーを設け、 之等第一の超音波受発信センサーから所定周波数の超音波パルスを発信して所定 範囲の検出領域を形成し、該検出領域内に存在する侵入物体に第一の超音波受発 信センサーから発信した超音波パルスを受信したときに異なる周波数の超音波パ ルスを発信する第二の超音波受発信センサーを携帯させ、該第二の超音波受発信 センサーが発信する超音波パルスを前記第一の超音波受発信センサーが受信し、 この受信信号により検出された領域が停止領域であるときに油圧回路を遮断する ようにした建設機械に於いて、油圧回路のパイロット圧信号に基づき、作動させ るアクチュエータに関係する領域を選択して検出領域を形成し、前記第一の超音 波受発信センサーの受信信号並びに油圧回路のパイロット圧信号により前記選択 された検出領域内の侵入物体を検出し、該侵入物体が停止領域にあるときに油圧 回路を遮断するようにした制御部を備えたことを特徴とする建設機械の作業安全 装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】

建設機械のアクチュエータを作動させると、油圧回路のパイロット圧信号によ って作動されたアクチュエータの作動方向等が判明する。制御部では、上記パイ ロット圧信号に基づいて作動させるアクチュエータに関係する作業領域を選択し て検出領域を形成する。この検出領域は、他のアクチュエータを作動させたとき には、その作動に伴って他の検出領域に変更される。又、複数のアクチュエータ を作動させたときは、その作動に伴って複数の検出領域が形成される。

【００１０】 従って、上記選択された検出領域内に作業員等が侵入したときのみ油圧回路が 遮断され、上記選択された検出領域外に作業員等が存在しても作業安全装置は作 動せず、当該建設機械が不慮停止することはない。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に従って詳述する。図１は作業安全装置全体の 構成図であり、建設機械の一例であるパワーショベル１１の上部旋回体１２上に 、該上部旋回体１２の旋回中心Ｏ回りに所定の間隔で複数の第一の超音波受発信 センサー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを設け、掘削装置の アーム１４の左右両側部にも第一の超音波受発信センサー１３ｇ，１３ｈを設け る。之等第一の超音波受発信センサー１３ａ乃至１３ｈは電気信号線１５ａ，１ ５ｂによって制御部に接続されており、該制御部に設けた発信手段により所定周 波数の超音波パルスを発信し、パワーショベル１１の周辺に所定範囲の検出領域 を形成するようにしてある。

【００１２】 パワーショベル１１と同一の作業領域にいる作業員１６には、例えばヘルメッ ト等の装着品に第二の超音波受発信センサー１７を携帯させる。該第二の超音波 受発信センサー１７はバッテリで駆動され、前記第一の超音波受発信センサー１ ３ａ乃至１３ｈの何れかの超音波パルスを受信したときに、異なる周波数の超音 波パルスを発信するように形成されている。

【００１３】 前記第一の超音波受発信センサー１３ａ乃至１３ｈは、第二の超音波受発信セ ンサー１７が発信する超音波パルスを受信したときに、最初に第一の超音波受発 信センサー１３ａ乃至１３ｈが超音波パルスを発信してから第二の超音波受発信 センサー１７からの超音波パルスを受信するまでの所要時間を計測し、制御部で はこの計測時間に基づいて第二の超音波受発信センサー１７までの距離を演算す る。その距離が、後述する予め設定された警報検出領域又は停止検出領域の範囲 内であるか、或いは範囲外であるかを制御部が判断し、その判断結果に応じて警 報のみの領域であるならば警報ブザー（図示せず）を鳴らすか、又は電気信号線 １８ａ，１８ｂへ通電して警報ランプ１９，１９を点灯若しくは点滅させる。或 いは、回路構成上、両者同時に作動させることも可能である。

【００１４】 図２は、パワーショベル１１の旋回中心Ｏを基点として、各アクチュエータご との警報及び停止検出領域を示したものである。停止検出領域Ａは、バケット３ １の作業範囲に応じて掘削作業を停止する範囲を示し、該停止検出領域Ａの形成 手順を説明すれば、図１に於いてパワーショベル１１のオペレータが掘削作業を 行うべく操作レバー２０ａを操作したときは、パイロット油路２１ａへパイロッ ト油が導出され、コントロールバルブａが切り替わってメインポンプ２２の吐出 油がバケット３１のアクチュエータ２３ａへ供給される。然るとき、パイロット 油路２１ａに設けた圧力スイッチ２４ａがオンとなり、電気信号線２５ａから制 御部へ信号が送られることにより、該制御部では操作レバー２０ａが操作されて アクチュエータ２３ａが作動したものと判断する。そして、予め掘削装置の作業 範囲を基準に設定した検出領域をメモリーから呼び出し、第一の超音波受発信セ ンサー１３ｇ，１３ｈから発信する超音波パルスにより、図２に示す停止検出領 域Ａを形成する。

【００１５】 図２に於いて、停止検出領域Ａ内へ第二の超音波受発信センサー１７を携帯し た作業員１６が侵入した場合には、前述したように第一の超音波受発信センサー １３ｇ，１３ｈの発信した超音波パルスを受信して第二の超音波受発信センサー １７が異なる周波数の超音波パルスを発信する。この異なる周波数の超音波パル スを第一の超音波受発信センサー１３ｇ，１３ｈが受信すると、前述した演算処 理によって制御部が停止検出領域Ａ内に侵入物体が存在すると判断できる。然る ときは、図１に示す制御部から電気信号線２６ａを介して電磁弁２７ａのソレノ イド２８ａへ通電し、パイロットポンプ２９から操作レバー２０ａへ通じるパイ ロット油路３０ａを閉止して油圧回路を遮断する。

【００１６】 斯くして、掘削作業が直ちに停止され、停止検出領域Ａに侵入した作業員１６ とパワーショベル１１との接触事故を未然に防止することができる。然る後、オ ペレータは周囲の安全を確認し、図１に示すリセットスイッチを操作して作業安 全装置を直ちに復帰させる。 ここで、停止検出領域Ａに第二の超音波受発信センサー１７を携帯していない 侵入物体、例えば取り除くべきコンクリート塊や立木等が停止検出領域Ａ内に存 在するときは、制御部の指令による油圧回路の遮断は行われない。又、停止検出 領域Ａ以外の作業範囲に作業員１６が存在する場合、例えばパワーショベル１１ の側方や後方にて作業中のときには、旋回や後進のアクチュエータが作動されな い限り、制御部の指令による油圧回路の遮断は行われない。

【００１７】 従って、掘削作業に関係する領域のみが作業安全装置の作動対象となり、掘削 作業に関係ない領域で作業員１６が作業している場合には作業安全装置は作動せ ず、パワーショベル１１が不慮停止することがない。 ここで掘削作業を中止して、オペレータがパワーショベル１１の上部旋回体１ ２を右旋回すべく、図１に示す操作レバー２０ｂを一方向へ操作したときは、パ イロット油路２１ｂへパイロット油が導出され、コントロールバルブｂが右旋回 側へ切り替わってメインポンプ２２の吐出油がアクチュエータ２３ｂへ供給され る。然るとき、パイロット油路２１ｂに設けた圧力スイッチ２４ｂがオンとなり 、電気信号線２５ｂから制御部へ信号が送られて、制御部では操作レバー２０ｂ が右旋回側へ操作されてアクチュエータ２３ｂが作動したものと判断する。そし て、予め右旋回の作業範囲を基準に設定した検出領域をメモリーから呼び出し、 第一の超音波受発信センサー１３ａ，１３ｂから発信する超音波パルスにより、 図２に示す停止検出領域Ｂを形成する。このとき、操作レバー２０ａは操作され ていないので、前記停止検出領域Ａが消滅していることは当然である。

【００１８】 以下同様にして、上部旋回体１２を左旋回すべく操作レバー２０ｂを他方向へ 操作したときは、パイロット油路２１Ｂへパイロット油が導出され、コントロー ルバルブｂが左旋回側へ切り替わってメインポンプ２２の吐出油がアクチュエー タ２３ｂへ供給される。然るとき、パイロット油路２１Ｂに設けた圧力スイッチ ２４Ｂがオンとなり、電気信号線２５Ｂから制御部へ信号が送られて、制御部で は操作レバー２０ｂが左旋回側へ操作されてアクチュエータ２３ｂが作動したも のと判断する。このとき、第一の超音波受発信センサー１３ｃ，１３ｄから発信 する超音波パルスによって停止検出領域Ｃ及び警報検出領域Ｅが形成される。

【００１９】 又、機体を後進すべく操作レバー２０ｃを後進側へ操作したときは、パイロッ ト油路２１ｃへパイロット油が導出され、コントロールバルブｃが後進側へ切り 替わってメインポンプ２２の吐出油がアクチュエータ２３ｃへ供給される。然る とき、パイロット油路２１ｃに設けた圧力スイッチ２４ｃがオンとなり、電気信 号線２５ｃから制御部へ信号が送られて、制御部では操作レバー２０ｃが後進側 へ操作されてアクチュエータ２３ｃが作動したものと判断する。このとき、第一 の超音波受発信センサー１３ｅ，１３ｆから発信する超音波パルスによって停止 検出領域Ｄ及び警報検出領域Ｆが形成される。

【００２０】 前記停止検出領域Ｃ及び停止検出領域Ｄの外側には、前述したように夫々警報 検出領域Ｅ及び警報検出領域Ｆを設けてあるが、これは警報発生のみの領域であ る。例えば、停止検出領域Ｃが形成されているときには警報検出領域Ｅも同時に 形成される。第二の超音波受発信センサー１７を携帯した作業員１６が該警報検 出領域Ｅ内に存在する場合には、図１に示した制御部から電気信号線１８ａ，１ ８ｂを介して警報ランプ１９，１９を点灯若しくは点滅させるとともに、警報ブ ザーを鳴らして作業員１６に対して危険であることを知らせる。

【００２１】 そして、作業員１６がパワーショベル１１に更に接近して停止検出領域Ｃ内に 侵入したときは、前述したように制御部の指令によって油圧回路を遮断し、接触 の危険を回避する。説明は省略するが、警報検出領域Ｆも警報検出領域Ｅと同様 にして、作業員１６に対して警報を発生して危険であることを知らせる範囲であ る。

【００２２】 尚、本実施例では第一の超音波受発信センサーを１３ａ乃至１３ｈの８個配置 し、又、操作レバー２０ａ乃至２０ｃによってコントロールバルブａ乃至ｃの三 系統の油圧回路を制御しているが、特に之に限定すべきではなく、第一の超音波 受発信センサーの数量並びに油圧回路の系統数は増減できる。例えば、第一の超 音波受発信センサーを増加し、検出領域を更に細分化して油圧回路を制御するこ とも可能である。

【００２３】 而して、本考案は、本考案の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことがで き、そして、本考案がこの改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は上記一実施例に詳述したように、建設機械のアクチュエータを作動さ せると、作動されたアクチュエータに関係する領域のみが選択されて警報及び停 止検出領域が形成される。従って、建設機械の周囲であっても、作動されたアク チュエータに関係ない作業範囲に作業員等が侵入した場合には、作業の安全が損 われないものと判断してアクチュエータの作動を続行する。

【００２５】 斯くして、当該建設機械の作業に関係のない範囲への侵入物体に対しての不慮 停止がなくなり、真に危険であると判断されたときのみ建設機械の作動が停止さ れ、作業の安全性を確保しつつ、作業効率の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示し、建設機械の作業安全
装置全体の構成図。

【図２】各アクチュエータごとの警報及び停止検出領域
を示す概念図。

【符号の説明】

１２ 上部旋回体 １３ａ，１３ｂ 第一の超音波受発信センサー １３ｃ，１３ｄ 第一の超音波受発信センサー １３ｅ，１３ｆ 第一の超音波受発信センサー １３ｇ，１３ｈ 第一の超音波受発信センサー １６ 作業員 １７ 第二の超音波受発信センサー ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 操作レバー ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１Ｂ パイロット油路 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ アクチュエータ ２４ａ，２４ｂ，２４Ｂ，２４ｃ 圧力スイッチ ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ 電磁弁 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ パイロット油路 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ， 停止検出領域 Ｅ，Ｆ 警報検出領域 Ｏ 旋回中心

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械の上部旋回体の旋回中心回りに
   所定の間隔で複数の第一の超音波受発信センサーを設
   け、之等第一の超音波受発信センサーから所定周波数の
   超音波パルスを発信して所定範囲の検出領域を形成し、
   該検出領域内に存在する侵入物体に第一の超音波受発信
   センサーから発信した超音波パルスを受信したときに異
   なる周波数の超音波パルスを発信する第二の超音波受発
   信センサーを携帯させ、該第二の超音波受発信センサー
   が発信する超音波パルスを前記第一の超音波受発信セン
   サーが受信し、この受信信号により検出された領域が停
   止領域であるときに油圧回路を遮断するようにした建設
   機械に於いて、油圧回路のパイロット圧信号に基づき、
   作動させるアクチュエータに関係する領域を選択して検
   出領域を形成し、前記第一の超音波受発信センサーの受
   信信号並びに油圧回路のパイロット圧信号により前記選
   択された検出領域内の侵入物体を検出し、該侵入物体が
   停止領域にあるときに油圧回路を遮断するようにした制
   御部を備えたことを特徴とする建設機械の作業安全装
   置。