JP4559815B2

JP4559815B2 - 建設機械の警報装置

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Publication number: JP4559815B2
Application number: JP2004301264A
Authority: JP
Inventors: 順市成澤; 宗伸瀬尾
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP2006111412A

Description

本発明は、安全装置の作動による異常発生状態等を警報音によって報知する建設機械の警報装置に関する。

一般に、クレーンなどの建設機械には、過負荷防止装置や過巻防止装置などの安全装置が搭載される。例えば特許文献１には、過負荷防止装置が作動した際に、ブザー音を鳴らして作業員に異常発生を報知するようにした装置が開示されている。

特開平１０−２１８５７１号公報

しかしながら、複数の安全装置が作動した場合に、各安全装置の作動に対応したブザー音が同時に鳴ると、どの安全装置が作動しているのかを作業員は容易に認識できない。

本発明の建設機械の警報装置は、それぞれが、入力される警報発生要因に応じた、複数種類の警報音を設定する設定手段と、警報音を出力する警報出力手段と、設定手段により複数の警報音が設定されると、その設定された警報音を順次別々に出力するように警報出力手段を制御する警報制御手段とを備え、警報制御手段は、設定手段に予め設定された種類の数（２以上の数）を超える種類の数の警報音が設定された場合、警報音の種類の優先順位に従って、優先順位が高い種類の警報音から予め設定された種類の数の警報音を交互に繰り返し出力し、予め設定された種類の数を超えた優先順位が低い種類の警報音を出力しないように警報出力手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、入力される警報発生要因に応じて警報音を設定し、設定された警報音の種類の数が予め設定された種類の数を超えた場合、警報音の種類の優先順位に従って、優先順位が高い種類の警報音から予め設定された種類の数の警報音を交互に繰り返し出力し、予め設定された種類の数を超えた優先順位が低い種類の警報音を出力しないように警報出力手段を制御するので、警報出力手段から出力される警報音の種類の数を少なくすることができ、作業員はどの安全装置が作動しているかを容易に認識することができる。

以下、図１〜図５を参照して本発明による建設機械の警報装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る警報装置を備えたタワークレーンの側面図である。タワークレーンは、走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けられた旋回体２と、フロント装置として旋回体２に回動可能に軸支されるタワーブーム（以下、タワー）３と、タワー３の先端部に回動可能に軸支されるジブ４とを有する。

旋回体２には巻上ドラム５と、タワー起伏ドラム６と、ジブ起伏ドラム７が搭載されている。巻上ドラム５には巻上ロープ５ａが巻回され、巻上ロープ５ａはジブ先端部を経由してフック８に接続されている。タワー起伏ドラム６にはタワー起伏ロープ６ａが巻回され、タワー起伏ロープ６ａはペンダントロープ６ｂを介してタワー先端部に接続されている。ジブ起伏ドラム７にはジブ起伏ロープ７ａが巻回され、ジブ起伏ロープ７ａはペンダントロープ７ｂとスイングレバー９とペンダントロープ７ｃを介してジブ先端部に接続されている。巻上ドラム５の駆動によりフック８が昇降し、タワー起伏ドラム６の駆動によりタワー３が起伏し、ジブ起伏ドラム７の駆動によりジブ４が起伏する。

タワークレーンには過負荷防止装置，タワー過巻防止装置，ジブ過巻防止装置，フック過巻防止装置，作業範囲制限装置などの安全装置が設けられ、これら安全装置の作動によりドラム５〜７の駆動が制限される。

過負荷防止装置（モーメントリミッタとも呼ぶ）は、ジブ起伏ロープ７ａのロープ張力などによりジブ４に作用する負荷を演算し、この負荷が予め作業半径に対応して定めた限界値を超えるとタワー３およびジブ４の起伏動作（負荷を増加させるような動作）を停止するものであり、これによりクレーンの転倒を防止する。

タワー過巻防止装置は、例えばタワー基端部に設けたリミットスイッチの作動によりタワー角度が所定の制限値に達したことを検出すると、その制限値を越えるようなタワー３の起伏動作を停止するものである。ジブ過巻防止装置は、例えばジブ基端部に設けたリミットスイッチの作動によりジブ角度が所定の制限値に達したことを検出すると、その制限値を越えるようなジブ４の起伏動作を停止するものである。

フック過巻防止装置は、例えばフック８の上方に設けたリミットスイッチの作動によりフック８とジブ先端部との距離が所定の制限値に達したことを検出するとフック８の巻上動作を停止するものである。作業範囲制限装置は、作業範囲（作業半径や作業高さ）が所定の制限値に達したことを検出するとその制限値を越えるようなフロント装置の動作を制限するものである。

これら安全装置はドラム５〜７の駆動を制限するだけでなく、図３に示すような種々の警報要因、すなわち予め定めた所定の警報発生状態に達したことを検出する。警報要因は、安全装置の作動条件を満たした状態（図中の過負荷，タワー過巻，ジブ過巻，フック過巻、作業範囲制限等の安全装置作動状態）、安全装置の作動条件に一定以上近づいた状態（図中の過負荷予報，タワー過巻予報，ジブ過巻予報，フック過巻予報，作業範囲制限予報等の警告状態）、安全上の操作を行っていない状態（ブレーキ掛け忘れ等の操作不備状態）に大別される。なお、図中のフロント判定異常とは、フロント装置としてどのアタッチメントが取り付けられているかを配線に組み込まれた結線信号で判定した際に、その結線信号が異常、あるいは過負荷防止装置の設定状態と矛盾した状態を意味する。

図２は、本実施の形態に係る警報装置の構成を示すブロック図である。安全装置により検出された警報要因１０はコントローラ２０に入力される。コントローラ２０はこの入力信号に基づき後述する処理を実行し、警報発生装置３０に制御信号を出力する。警報発生装置３０は、運転室に設けられたスピーカーから音色の異なる４種類の警報音（ブザーＡ〜ブザーＤ）を択一的に発生する装置である。

ここで、ブザーＡは起伏系の自動停止を伴う安全装置作動状態を、ブザーＢは巻上系の自動停止を伴う安全装置作動状態を、ブザーＣは操作不備状態を、ブザーＤは安全装置作動前の警告状態をそれぞれ報知する音として設定される。作業員は、ブザーＡ〜ブザーＤがそれぞれどの状態に対応するかを予め把握した上で作業を行う。

図４はコントローラ２０における処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で安全装置により検出された警報要因１０を読み込む。ステップＳ２では、予め定めた図３の関係を用いて警報要因１０に応じた警報音（ブザーＡ〜ブザーＤ）を設定し、警報要因１０が検出されない場合は警報音の設定を解除する。ステップＳ３ではブザーＡ〜ブザーＤの少なくとも１つが設定されたか否かを判定し、肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ８に進む。ステップＳ８では警報発生装置３０からのブザーの出力を停止させる。

ステップＳ４では設定されたブザー音の種類を判定する。１種類のブザー音を設定と判定されるとステップＳ５に進み、その設定されたブザー音を警報発生装置３０から出力する。例えばステップＳ２でブザーＡのみが設定されると、ステップＳ５ではブザーＡのみを出力し、ブザーＢのみが設定されるとブザーＢのみを出力する。

ステップＳ４で２種類のブザー音を設定と判定されるとステップＳ６に進み、その設定されたブザー音を交互に出力する。この場合、ブザーＡ〜ブザーＤには、予めブザーＡ＞ブザーＢ＞ブザーＣ＞ブザーＤの順に優先順位が付され、設定されたブザーを優先順位に従って交互にかつ繰り返し出力する。例えばステップＳ２でブザーＡとブザーＣが設定されると、ブザーＡを所定時間ｔ１出力した後、ブザーＣを所定時間ｔ２出力し、それを繰り返す。この場合、所定時間ｔ１とｔ２を等しくしてもよく（ｔ１＝ｔ２）、優先順位の高い方の所定時間を長く設定してもよい（ｔ１＞ｔ２）。

ステップＳ４で３種類以上のブザー音を設定と判定されるとステップＳ７に進み、優先順位の高い２つのブザー音を選択し、それらを交互にかつ繰り返し出力する。例えばステップＳ２で全てのブザーＡ〜ブザーＤが設定されると、ブザーＡを所定時間ｔ１出力した後、ブザーＢを所定時間ｔ２出力する。ステップＳ２でブザーＡとブザーＣとブザーＤが設定されると、ブザーＡを所定時間ｔ１出力した後、ブザーＣを所定時間ｔ２出力する。

次に、フック過巻防止装置とタワー過巻防止装置の作動を例にして、本実施の形態に係る警報装置の動作を説明する。
操作レバーの操作によりタワー起伏ドラム６を巻上駆動すると、タワー３が上方に回動し、タワー角度がタワー過巻防止装置の作動角度に接近する。また、操作レバーの操作により巻上ドラム５を巻上駆動すると、フック８が上昇し、フック８がフック過巻防止装置の作動位置に接近する。ここで、タワー角度がタワー過巻防止装置の作動角度に所定値以上近づくと、コントローラ２０には警報要因１０としてタワー過巻予報（図３）が入力され、ブザーＤが設定される（ステップＳ２）。そして、図５の時点Ｔ１に示すように警報発生装置３０からブザーＤが継続して出力される（ステップＳ５）。これにより作業員はタワー角度が安全装置作動状態に近づいていることを認識し、タワー角度に注意しながら操作レバーを操作する。

この状態でさらにフック８がフック過巻防止装置の作動位置に所定値以上近づくと、コントローラ２０には警報要因１０としてフック過巻予報が入力される（時点Ｔ２）。この場合、時点Ｔ１で既にブザーＤが設定されているため、警報発生装置３０からの出力は変化しない。

さらにフック８を上昇させ、フック過巻防止装置が作動するとフック８の巻上動作が停止する。そして、コントローラ２０には警報要因１０としてフック過巻が入力され、ブザーＢが新たに設定される（時点Ｔ３）。この場合、ブザーＢはブザーＤよりも優先順位は高く、警報発生装置３０からはブザーＢとブザーＤが交互に繰り返し出力される。すなわちブザーＢが所定時間ｔ１出力された後、ブザーＤが所定時間ｔ２出力され、それが繰り返される。これにより作業員はフック過巻防止装置が作動したことを認識できる。

続いてタワー３を上方に回動させ、タワー過巻防止装置が作動するとタワー３の起立動作が停止する。そして、コントローラ２０には警報要因１０としてタワー過巻が入力され、ブザーＡが新たに設定される（時点Ｔ４）。この場合の優先順位はブザーＡ＞ブザーＢ＞ブザーＤであり、警報発生装置３０からは優先順位の高いブザーＡとブザーＢが交互に繰り返し出力される。すなわちブザーＡが所定時間ｔ１出力された後、ブザーＢが所定時間ｔ２出力され、それが繰り返される。これにより作業員はタワー過巻防止装置とフック過巻防止装置が同時に作動したことを認識できる。

次いでタワー３を下方に回動させると、タワー過巻防止装置が解除され、コントローラ２０にはブザーＢとブザーＤが設定され（時点Ｔ５）、警報発生装置３０からブザーＢとブザーＤが交互に繰り返し出力される。これにより作業員はタワー過巻防止装置が解除されたことを認識できる。

さらにフック８を下降させると、フック過巻防止装置が解除され、コントローラ２０にはブザーＤのみが設定され（時点Ｔ６）、警報発生装置３０からブザーＤのみが継続して出力される。これにより作業員はフック過巻防止装置が解除されたことを認識できる。

フック８がフック過巻防止装置の作動位置よりも所定値以上離れると、コントローラには警報要因１０としてタワー過巻予報のみが入力される（時点Ｔ７）。この場合、警報発生装置３０からの出力は変化せず、警報発生装置３０からブザーＤが出力される。

次いでタワー３を下方に回動させ、タワー角度がタワー過巻防止装置の作動角度より所定値以上小さくなると、ブザーＡ〜ブザーＤの設定が解除され、ブザーが停止する（ステップＳ８）。これにより作業員はフック位置とタワー角度がともに警告状態を脱して正常状態にあることを認識できる。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）単一の警報要因１０が入力されるとその警報要因１０に対応したブザーＡ〜ブザーＤのみを警報発生装置３０から出力し（ステップＳ５）、複数の警報要因１０が入力されるとその警報要因１０に対応したブザーＡ〜ブザーＤのうちの２つを交互に繰り返し出力するようにした（ステップＳ６，ステップＳ７）。これにより作業員はいかなる警報要因１０に基づき警報装置が作動しているかを容易に認識することができる。その結果、作業員は安全装置の作動状態を正確に把握することができ、安全装置の作動時に適切に対処することができる。この点、複数の警報要因１０が入力された際に、各警報要因１０に対応したブザー音を同時に出力したのでは、いかなる警報要因１０が入力されたかを認識することは困難である。

（２）警報要因１０を、起伏系の自動停止を伴う状態と巻上系の自動停止を伴う状態と操作不備状態と警告状態の４グループに分類し、各グループ毎にブザーＡ〜ブザーＤを設定するようにしたので、警報要因１０と同数のブザー音を設定する必要がなく、構成を簡素化できる。
（３）ブザー音がブザーＡ〜ブザーＤの４種類だけなので、作業員は安全装置の作動状態を容易に認識できる。
（４）ブザーＡ〜ブザーＤにブザーＡ＞ブザーＢ＞ブザーＣ＞ブザーＤの順に優先順位を付し、複数のブザー音が設定されたときに、優先順位の高い２つを選択して出力するようにしたので、作業員は安全装置の作動による自動停止状態（ブザーＡ，ブザーＢ）を即座に把握することができ、迅速な対応が可能となる。
（５）安全装置作動前の警告状態になるとブザーＤを出力し、安全装置作動状態になるとブザーＡまたはブザーＢを出力するので、警告状態から安全装置作動状態に移行したことを容易に認識できる。

なお、上記実施の形態では、警報装置の作動によりブザー音を出力するようにしたが、これと合わせて運転室のモニタに警報内容を表示するようにしてもよい。これにより作業員はブザー音と警報要因１０との対応関係（図３）を確認することができ、警報要因１０を誤って認識することを防止できる。

上記実施の形態で示した安全装置はほんの一例であり、他の安全装置を有する建設機械にも本発明は同様に適用可能である。したがって、図３に示した以外の警報発生要因を入力するようにしてもよい。複数の警報要因１０が入力されたとき、２つのブザー音を交互に繰り返し出力するようにしたが、少なくとも複数のブザー音を順次別々に出力するように警報制御手段としてのコントローラ２０が警報発生装置３０を制御するのであれば、警報発生パターンは上述したものに限らない。

上記実施の形態では、警報音をブザー音で出力するようにしたが、音声で出力するようにしてもよい。この場合、警報要因１０を示す言葉を音声で出力すればよい。警報発生装置３０によりブザーＡ〜ブザーＤのいずれかを出力するようにしたが、音色の異なる４つのブザーをそれぞれ別々に取り付け、これらブザーをコントローラ２０により制御するようにしてもよい。すなわち警報出力手段の構成は上述したものに限らない。

警報要因１０をそれよりも少数のグループに分類し、各グループ毎にブザー音を設定したが（ステップＳ２）、警報要因１０の数が少ないときはグループに分類する必要はなく、警報要因毎に警報音を設定してもよい。設定されたブザー音よりも少数のブザー音を選択して出力するようにしたが（ステップＳ７）、選択するブザー音は２つに限らず、３つ以上でもよい。

以上の実施の形態ではタワークレーンを例に説明したが、他の建設機械にも本発明を適用することができる。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の警報装置に限定されない。

本発明の実施の形態に係る警報装置を備えたタワークレーンの側面図。本発明の実施の形態に係る警報装置の構成を示すブロック図。各種警報要因とそれに対応するブザー音を示す図。図２のコントローラにおける処理の一例を示すフローチャート。本発明の実施の形態に係る警報装置の動作の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

１０警報要因
２０コントローラ
３０警報発生装置

Claims

それぞれが、入力される警報発生要因に応じた、複数種類の警報音を設定する設定手段と、
警報音を出力する警報出力手段と、
前記設定手段により複数の警報音が設定されると、その設定された警報音を順次別々に出力するように前記警報出力手段を制御する警報制御手段とを備え、
前記警報制御手段は、前記設定手段に予め設定された種類の数（２以上の数）を超える種類の数の警報音が設定された場合、警報音の種類の優先順位に従って、優先順位が高い種類の警報音から予め設定された種類の数の警報音を交互に繰り返し出力し、予め設定された種類の数を超えた優先順位が低い種類の警報音を出力しないように前記警報出力手段を制御することを特徴とする建設機械の警報装置。
請求項１に記載の建設機械の警報装置において、
前記設定手段は、入力される警報発生要因をそれよりも少数に分類したグループ毎に警報音を設定することを特徴とする建設機械の警報装置。
請求項１または２に記載の建設機械の警報装置において、
前記警報制御手段は、前記設定手段に設定された警報音の解除に伴い、解除された種類の警報音を出力しないように前記警報出力手段を制御することを特徴とする建設機械の警報装置。