(57)【要約】【課題】アタッチメントの先端の位置及び操作内容に応じて、アタッチメントの動作を制限する干渉防止範囲を設定することができる建設機械の干渉防止装置を提供すること。【解決手段】アタッチメントの位置を検出する検出手段と、検出手段及び油圧回路を制御する制御手段とを有し、制御手段は検出手段が検出したアタッチメントの位置及び操作レバーによって入力された操作方向に基づいて干渉防止範囲を設定し、アタッチメントが干渉防止範囲内に進入した場合に油圧回路を用いてアタッチメントを駆動する油圧シリンダを減速又は停止すると共に、検出したアタッチメントの位置がキャブの上方であり、且つ、入力された操作方向がブームの上げ方向であるときに、キャブの上方の所定領域を除く領域を干渉防止範囲として設定し、所定領域におけるブーム上げ操作時の油圧シリンダの減速又は停止をしない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アタッチメントの操作方向及び操作量を入力される操作レバーと、前記操作レバーによって入力された前記操作方向及び前記操作量に基づいて前記アタッチメントの動作を制御する油圧回路とを備える建設機械に搭載される前記アタッチメントの動作を制限する干渉防止装置であって、
前記アタッチメントの位置を検出する検出手段と、
前記検出手段及び前記油圧回路を制御する制御手段と
を有し、
前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記アタッチメントの位置及び前記操作レバーによって入力された前記操作方向に基づいて干渉防止範囲を設定し、該検出手段が検出した該アタッチメントの位置に基づいて該アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入したか否かを判断し、該アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入した場合に前記油圧回路を用いて該アタッチメントを駆動する油圧シリンダを減速又は停止すると共に、前記検出手段が検出した前記アタッチメントの位置が前記キャブの上方であり、且つ、前記操作レバーによって入力された前記操作方向がブームの上げ方向であるときに、前記キャブの上方の所定領域を除く領域を前記干渉防止範囲として設定し、前記アタッチメントの位置が前記所定領域におけるブーム上げ操作に対する前記油圧シリンダの減速又は停止をしない、
ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置。
【請求項２】
前記干渉防止範囲は、キャブの外周であって前記油圧シリンダを停止させる停止範囲と前記停止範囲の外周であって前記油圧シリンダを減速させる減速範囲とを有し、
前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記アタッチメントの位置が前記キャブの上方であり、且つ、前記操作レバーによって入力された前記操作方向がブームの上げ方向であるときに、前記所定領域に前記停止領域及び前記減速領域を設定しない、
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械の干渉防止装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入した場合に、前記油圧回路の減圧弁を用いて前記油圧回路の方向制御弁に入力するパイロット圧を制御して、該アタッチメントの動作を制限する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建設機械の干渉防止装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入した場合に、入力された前記操作方向及び前記操作量を補正して、該アタッチメントを駆動する前記油圧シリンダの動作を制限する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建設機械の干渉防止装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記アタッチメントの位置として、該アタッチメントの先端の位置を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の建設機械の干渉防止装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記アタッチメントの角度を検出して、該アタッチメントの位置を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の建設機械の干渉防止装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記操作レバーによって入力された前記操作方向及び前記操作量に基づいて、前記アタッチメントの位置を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の建設機械の干渉防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の干渉防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械では、アタッチメントをキャブの前方及び上方で操作することがある。このとき、建設機械には、アタッチメント（例えばバケット）がキャブに接触（又は衝突）しないようにアタッチメントを駆動する油圧シリンダの動作を制限する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、作業機（建設機械）の運転範囲内に運転室（キャブ）と干渉する区域が存在する場合に、作業時にバケット（アタッチメント）が運転室に衝突することを防止するために、設定した干渉区域（準危険域、危険域）にバケットが進入したときにアタッチメントを駆動する油圧シリンダの作業速度の減速若しくは作業の停止を行う技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−１５６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、キャブとアタッチメントとが干渉しない領域（例えばキャブの上方）でアタッチメントの操作（例えばブームの上げ操作）をする場合でも、アタッチメント（を駆動する油圧シリンダ）の動作を制限する。このため、特許文献１に開示されている技術では、アタッチメントの操作可能範囲が減少し、アタッチメントの操作性が低下する。また、特許文献１に開示されている技術では、キャブの上方におけるアタッチメントの操作時に、ブームの上げ操作の制限を解除することができる制御方法が記載されていない。
【０００６】
本発明は、このような事情の下に為され、アタッチメントの先端の位置及びアタッチメントの操作内容に応じて、アタッチメントの動作を制限する干渉防止範囲を設定することができる建設機械の干渉防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、アタッチメントの操作方向及び操作量を入力される操作レバーと、前記操作レバーによって入力された前記操作方向及び前記操作量に基づいて前記アタッチメントの動作を制御する油圧回路とを備える建設機械に搭載される前記アタッチメントの動作を制限する干渉防止装置であって、前記アタッチメントの位置を検出する検出手段と、前記検出手段及び前記油圧回路を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記アタッチメントの位置及び前記操作レバーによって入力された前記操作方向に基づいて干渉防止範囲を設定し、該検出手段が検出した該アタッチメントの位置に基づいて該アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入したか否かを判断し、該アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入した場合に前記油圧回路を用いて該アタッチメントを駆動する油圧シリンダを減速又は停止すると共に、前記検出手段が検出した前記アタッチメントの位置が前記キャブの上方であり、且つ、前記操作レバーによって入力された前記操作方向がブームの上げ方向であるときに、前記キャブの上方の所定領域を除く領域を前記干渉防止範囲として設定し、前記アタッチメントの位置が前記所定領域におけるブーム上げ操作に対する前記油圧シリンダの減速又は停止をしない、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置が提供される。また、前記干渉防止範囲は、キャブの外周であって前記油圧シリンダを停止させる停止範囲と前記停止範囲の外周であって前記油圧シリンダを減速させる減速範囲とを有し、前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記アタッチメントの位置が前記キャブの上方であり、且つ、前記操作レバーによって入力された前記操作方向がブームの上げ方向であるときに、前記所定領域に前記停止領域及び前記減速領域を設定しない、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置であってもよい。前記制御手段は、前記アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入した場合に、前記油圧回路の減圧弁を用いて前記油圧回路の方向制御弁に入力するパイロット圧を制御して、該アタッチメントの動作を制限する、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置であってもよい。前記制御手段は、前記アタッチメントが前記干渉防止範囲内に進入した場合に、入力された前記操作方向及び前記操作量を補正して、該アタッチメントを駆動する前記油圧シリンダの動作を制限する、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置であってもよい。前記検出手段は、前記アタッチメントの位置として、該アタッチメントの先端の位置を検出する、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置であってもよい。前記検出手段は、前記アタッチメントの角度を検出して、該アタッチメントの位置を検出する、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置であってもよい。前記検出手段は、前記操作レバーによって入力された前記操作方向及び前記操作量に基づいて、前記アタッチメントの位置を検出する、ことを特徴とする建設機械の干渉防止装置であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る建設機械の干渉防止装置によれば、アタッチメントの先端の位置及びアタッチメントの操作内容に応じて、アタッチメントの動作を制限する干渉防止範囲を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械の一例を示す概略外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る建設機械のリモコン回路の例を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る建設機械の制御手段の動作（干渉防止制御）の一例を説明するフローチャート図である。
【図４】本発明の実施形態に係る建設機械の制御手段が設定する干渉防止範囲（ブーム操作用）の例を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る建設機械の制御手段が設定する干渉防止範囲（アーム及びオフセット操作用）の例を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る建設機械に用いられるアタッチメントの例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
【００１１】
以後に、実施形態に係る建設機械１００を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、本実施形態以外でも、アタッチメントの操作に応じて、キャブとアタッチメントとが干渉することを防止するためにアタッチメントの動作を制御（例えば制限）するものであればいずれのものにも用いることができる。また、本発明を用いることができる建設機械には、油圧ショベル、クレーン車、ブルドーザ、ホイールローダ及びダンプトラック、並びに、杭打ち機、杭抜き機、ウォータージェット、泥排水処理設備、グラウトミキサ、深礎工用機械及びせん孔機械などが含まれる。
【００１２】
本実施形態に係る建設機械１００を用いて、下記に示す順序で本発明を説明する。
【００１３】
１．建設機械の構成
２．油圧回路
３．建設機械の動作
４．アタッチメントの例
［１．建設機械の構成］
図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る建設機械１００の概略構成を説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る建設機械１００は、キャブ（運転室）１０Ｃｂを搭載した上部旋回体１０Ｕｐと、車輪等を用いて建設機械１００の移動を行う下部走行体１０Ｄｗとを備える。また、建設機械１００は、アタッチメントとして、上部旋回体１０Ｕｐに基端部（例えば図４のＯｂ）を軸支されたブーム１１と、ブーム１１の先端に軸支されたアーム１２と、アーム１２の先端に軸支されたバケット１３とを備える。更に、建設機械１００は、油圧シリンダとして、ブーム１１を駆動するブーム用シリンダ１１ｃと、アーム１２を駆動するアーム用シリンダ１２ｃと、バケット１３を駆動するバケット用シリンダ１３ｃと、アタッチメントの位置を建設機械１００の幅方向にオフセット（移動）するオフセット用シリンダ１２ｏと、を備える。
【００１５】
なお、本発明を用いることができる建設機械は、アームの先端に取り付けるアタッチメント（エンドアタッチメント）として、バケット以外のアタッチメントを用いてもよい。例えば後述する［４．アタッチメントの例］で説明するリフティングマグネット１３Ａ又はフォーク１３Ｂなどを用いてもよい。また、本発明を用いることができる建設機械は、オフセット用シリンダ１２ｏを備えないものでもよい。
【００１６】
本実施形態に係る建設機械１００は、後述する油圧回路３０Ｃ（図２）を用いて、ブーム用シリンダ１１ｃに作動油（圧油）を供給することによって、ブーム用シリンダ１１ｃを長手方向に伸縮する。このとき、ブーム１１は、ブーム用シリンダ１１ｃの伸縮によって、キャブ１０Ｃｂの前方及び上方で上下方向に駆動される。また、建設機械１００は、キャブ１０Ｃｂの室内のオペレータ（運転者、作業者）の操作レバーの操作量（及び操作方向）に応じてブーム用方向制御弁を制御し、ブーム用シリンダ１１ｃに供給される作動油を制御する。この結果、建設機械１００は、オペレータの操作レバーの操作量等に応じて、所望の作業を実施することができる。
【００１７】
ブーム１１の場合と同様に、建設機械１００は、アーム用シリンダ１２ｃ及びバケット用シリンダ１３ｃの伸縮によって、キャブ１０Ｃｂの前方及び／又は上方でアーム１２及びバケット１３を駆動する。建設機械１００は、ブーム用シリンダ１１ｃの場合と同様に、アーム用方向制御弁及びバケット用方向制御弁によって、アーム用シリンダ１２ｃ及びバケット用シリンダ１３ｃに供給される作動油を制御する。
【００１８】
また、本実施形態に係る建設機械１００は、下部走行体１０Ｄｗの車輪及び旋回装置等を用いて、建設機械１００の走行（前後左右の移動）及び回転（旋回など）を行う。また、建設機械１００は、走行用の方向制御弁などを更に用いて、オペレータの操作レバーの操作量などに応じて、建設機械１００の走行などを実施してもよい。
【００１９】
更に、本実施形態に係る建設機械１００は、後述する制御手段２０（図２）を用いて、アタッチメント（１１、１２及び１３）の位置及び操作方向に基づいて、アタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止する。制御手段２０は、アタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止するために、例えばアタッチメントを駆動する油圧シリンダを減速又は停止する。すなわち、本実施形態に係る建設機械１００の制御手段２０は、アタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止する干渉防止装置として用いられる。なお、制御手段２０（建設機械１００）がアタッチメントの位置に応じてアタッチメントの動作を制限する方法（干渉防止制御）は、後述する［３．建設機械の動作］で説明する。
【００２０】
［２．油圧回路］
本発明の実施形態に係る建設機械１００に用いる油圧回路３０Ｃを図２に示す。ここで、図２に記載した実線は、油路（圧油の通路）を示す。また、／／を付加している実線は、電気制御系を示す。
【００２１】
なお、図２では本発明を説明するために主にリモコン回路を示し、その他の部分は省略している。また、本発明に係る建設機械は、図２に示す油圧回路３０Ｃ以外でも、キャブ１０Ｃｂとの干渉を防止するために油圧シリンダ（アタッチメント）の動作を制限することができる油圧回路であればいずれのものにも用いることができる。
【００２２】
図２に示すように、油圧回路３０Ｃは、油圧ポンプ（不図示）から吐出された圧油を供給されるブーム用方向制御弁Ｖｃｂと、ブーム用方向制御弁Ｖｃｂを経由して圧油（作動油）を供給（流入）されるブーム用シリンダＣｂ（図１の１１ｃ）とを有する。また、油圧回路３０Ｃは、本実施形態では、ブーム１１（図１）の上げ操作のパイロット圧をブーム用方向制御弁Ｖｃｂの制御ポートに入力する油路にブーム用減圧弁Ｖｐｂを備える。また、油圧回路３０Ｃは、ブーム用方向制御弁Ｖｃｂ及びブーム用シリンダＣｂと同様に、アーム用方向制御弁Ｖｃａ、アーム用シリンダＣａ（図１の１２ｃ）及びアーム用減圧弁Ｖｐａ、並びに、オフセット用方向制御弁Ｖｃｏ、オフセット用シリンダＣｏ（図１の１２ｏ）及びオフセット用減圧弁Ｖｐｏを備える。更に、本実施形態に係る建設機械１００は、油圧回路３０Ｃの全体の動作を制御する制御手段２０を油圧回路３０Ｃに接続している。また、建設機械１００は、アタッチメント（図１のブーム１１等）の位置を検出する検出手段３１を制御手段２０に接続している。
【００２３】
本実施形態に係る油圧回路３０Ｃは、油圧ポンプの動作を制御することによって、油圧ポンプから吐出した圧油を方向制御弁（Ｖｃｂ、Ｖｃａ、Ｖｃｏ）に供給する。また、油圧回路３０Ｃは、方向制御弁（Ｖｃｂ等）の動作を制御することによって、方向制御弁から油圧シリンダ（Ｃｂ、Ｃａ、Ｃｏ）に供給する圧油の流量及び方向を制御する。更に、油圧回路３０Ｃは、検出手段３１の検出結果に基づいてアタッチメントの動作を制限する場合に、制御手段２０によってブーム用減圧弁Ｖｐｂ、アーム用減圧弁Ｖｐａ及びオフセット用減圧弁Ｖｐｏの動作を制御される。油圧回路３０Ｃは、ブーム用減圧弁Ｖｐｂ及びアーム用減圧弁Ｖｐａを用いて、例えばブーム上げ方向のパイロット圧及びアーム閉じ方向のパイロット圧を減圧される。
【００２４】
方向制御弁（Ｖｃｂ等）は、油圧シリンダ（Ｃｂ等）に供給する圧油を制御するものである。方向制御弁は、油圧シリンダに供給する圧油の流量及び流れ方向を制御する。具体的には、方向制御弁は、入力されたパイロット圧に応じてスプール位置を切り替えられ、その内部通路の経路を変化される。方向制御弁は、例えばオペレータが操作した操作レバー（Ｌｖｂ、Ｌｖａ、Ｌｖｏ）の操作量（及び操作方向）に応じたパイロット圧を入力されて、油圧シリンダに供給する圧油（作動油）の流量（操作量）及び流れ方向（操作方向）を変化される。
【００２５】
油圧シリンダ（Ｃｂ等）は、その伸縮動作によってアタッチメント（図１の１１等）を駆動するものである。油圧シリンダは、方向制御弁から供給された圧油（作動油）を用いて、長手方向に伸縮する。なお、油圧シリンダからの戻り油（作動油）は、方向制御弁等を介して、タンク（不図示）に排出される。油圧シリンダは、例えばシリンダ容器とピストン等で構成することができる。
【００２６】
減圧弁（Ｖｐｂ等）は、方向制御弁に入力するパイロット圧を制御するものである。減圧弁は、本実施形態では、制御手段２０の入力信号に基づいて、その開度を変化される。すなわち、減圧弁は、その開度を変化することによって、その下流側の油路の圧力（方向制御弁に入力するパイロット圧）を減圧することができる。減圧弁は、例えば比例弁、圧力調整弁などを用いてもよい。
【００２７】
検出手段３１は、アタッチメントの位置を検出する手段である。検出手段３１は、本実施形態では、ブーム用センサ３１ｂ、アーム用センサ３１ａ及びオフセット用センサ３１ｏを用いてブーム、アーム及びオフセットの角度（例えば図４のθａ、θｂ）を夫々検出し、検出した角度に基づいてアタッチメントの位置を算出する。検出手段３１は、アタッチメントの位置として、検出した角度に基づいてアーム１２（図１）の先端の位置を算出する。これにより、検出手段３１（建設機械１００）は、アーム１２の先端に異なるエンドアタッチメント（アタッチメント）が装着されている場合でも、先端の位置を算出する算出式を共通に用いることができる。
【００２８】
なお、本発明を用いることができる建設機械は、アーム１２の先端に装着されるエンドアタッチメント（アタッチメント）の種類に応じて算出式を切り換えるようにして、各エンドアタッチメント（アタッチメント）の干渉端部位置をアタッチメントの位置として検出するようにしてもよい。また、本発明を用いることができる建設機械は、オペレータによって入力された操作レバーの操作方向及び操作量に基づいて、アタッチメント（の先端）の位置を検出（算出）してもよい。
【００２９】
制御手段２０は、油圧回路３０Ｃの全体の動作を制御する手段である。制御手段２０は、操作レバー（Ｌｖｂ等）の操作量（及び操作方向）に応じて、油圧ポンプ及び減圧弁（Ｖｐｂ等）を制御する。制御手段２０は、例えば建設機械１００の動作を制御するために搭載されたコントローラを利用してもよい。ここで、コントローラをＣＰＵ及びメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）等を含む演算処理装置で構成することができる。
【００３０】
制御手段２０は、本実施形態では、アタッチメント（図１の１１、１２及び１３）の位置及び操作方向に基づいて、アタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止する。すなわち、制御手段２０は、アタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止するために、アタッチメントを駆動する油圧シリンダ（Ｃｂ等）を減速又は停止する。
【００３１】
具体的には、制御手段２０は、先ず、検出手段３１が検出したアタッチメント（１１等）の位置及び操作レバー（Ｌｖｂ等）によって入力された操作方向に基づいて、干渉防止範囲（後述する図４のＲｃ１、Ｒｄ１）を設定する。次に、制御手段２０は、作業時に検出手段３１が検出するアタッチメントの位置に基づいて、アタッチメントが干渉防止範囲内に進入したか否かを判断する。
【００３２】
このとき、制御手段２０は、アタッチメントが干渉防止範囲内に進入したと判断した場合に、油圧回路３０Ｃの減圧弁Ｖｐｂ等を用いて、アタッチメントを駆動する油圧シリンダＣｂ等に供給する作動油の流量を減少する、又は、油圧シリンダＣｂ等への作動油の供給を停止する。すなわち、制御手段２０は、油圧回路３０Ｃの減圧弁Ｖｐｂ等を用いて、方向制御弁Ｖｃｂ等の制御ポートに入力するパイロット圧を減圧し、アタッチメントを駆動する油圧シリンダＣｂ等を減速又は停止する。また、制御手段２０は、アタッチメントが干渉防止範囲外に退避する方向への操作をされたと判断した場合に、アタッチメントを駆動する油圧シリンダの減速又は停止を解除する。
【００３３】
ここで、干渉防止範囲とは、キャブ１０Ｃｂの外周であって油圧シリンダ（図１の１１ｃ等、図２のＣｂ等）を停止させる停止範囲（例えば後述する図４のＲｃ１又は図５のＲｃ２）と、停止範囲の外周であって油圧シリンダを減速させる減速範囲（図４のＲｄ１又は図５のＲｄ２）とを有する。制御手段２０は、アタッチメントの位置に応じて停止範囲及び減速範囲を夫々設定する。なお、停止範囲及び減速範囲は、図４及び図５に示すものに限定されるものではない。すなわち、本発明を用いることができる建設機械１００は、アタッチメントの種類及び動作方法に応じて、適宜、停止範囲及び減速範囲を設定することができる。
【００３４】
制御手段２０（建設機械１００）がアタッチメントの位置に応じてアタッチメントの動作を制限する方法（干渉防止制御）は、後述する［３．建設機械の動作］で説明する。
【００３５】
［３．建設機械の動作］
図３、図４及び図５を用いて、本発明の実施形態に係る建設機械１００（制御手段２０）がアタッチメントの動作を制御する方法を説明する。図３は、建設機械１００の制御手段２０の動作（干渉防止制御）の一例を説明するフローチャート図である。図４は、建設機械１００の制御手段２０が設定する干渉防止範囲（ブーム上げ操作用）の例を説明する説明図である。図５は、建設機械１００の制御手段２０が設定する干渉防止範囲（アーム及びオフセット操作用）の例を説明する説明図である。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態に係る建設機械１００の制御手段２０は、先ず、ステップＳ３０１において、オペレータが操作した操作レバー（図２のＬｖｂ等）の操作方向（及び操作量）に応じて、アタッチメント（図１のブーム１１等）の動作を開始する。
【００３７】
その後、制御手段２０は、ステップＳ３０２に進む。
【００３８】
次に、ステップＳ３０２において、制御手段２０は、検出手段３１（図２）が検出した検出結果に基づいて、建設機械１００の作業姿勢を演算する。具体的には、制御手段２０は、ブーム用センサ３１ｂ、アーム用センサ３１ａ及びオフセット用センサ３１ｏ（図２）が検出したブーム１１、アーム１２及びオフセットの角度に基づいて、アタッチメントの位置（姿勢）を算出する。制御手段２０は、例えば図４に示すブーム１１の角度θｂ及びアーム１２の角度θａを検出して、建設機械１００の作業姿勢としてアーム１２の先端の角度θａｓを算出する。
【００３９】
演算後、制御手段２０は、ステップＳ３０３に進む。
【００４０】
次いで、ステップＳ３０３において、制御手段２０は、アーム１２の先端の位置を演算する。具体的には、制御手段２０は、ブーム用センサ３１ｂ等が検出したブーム１１等の角度及び予め記憶されているブーム１１及びアーム１２の長手方向の長さを用いて、アーム１２の先端の位置を算出する。
【００４１】
演算後、制御手段２０は、ステップＳ３０４に進む。
【００４２】
ステップＳ３０４において、制御手段２０は、アーム１２の先端とキャブ１０Ｃｂの外形との離間距離（以下、「安全距離」という。）を演算する。具体的には、制御手段２０は、ステップＳ３０３で演算したアーム１２の先端の位置及び予め記憶されているキャブ１０Ｃｂの形状に基づいて、安全距離を算出する。
【００４３】
演算後、制御手段２０は、ステップＳ３０５に進む。
【００４４】
ステップＳ３０５において、制御手段２０は、ブーム上げ操作の許可領域であるか否かを判断する。ここで、制御手段２０は、先ず、ステップＳ３０３で演算したアーム１２の先端の位置に基づいて、アーム１２の先端がキャブ１０Ｃｂの上方であるか否かを判断する。次に、制御手段２０は、ステップＳ３０１で入力された操作レバーの操作方向がブームの上げ方向であるか否かを判断する。
【００４５】
具体的には、制御手段２０は、図４に示すようにキャブ１０Ｃｂの周辺領域を領域Ｒ１乃至領域Ｒ６に分割し、領域Ｒ１若しくは領域Ｒ２（所定領域）にアーム１２の先端が位置されているか否かを判断する。また、制御手段２０は、領域Ｒ１若しくは領域Ｒ２にアーム１２の先端が位置されている場合に、操作レバーの操作方向がブームの上げ方向Ｍｂであるか否かを判断する。
【００４６】
なお、制御手段２０は、図４に示すようにアーム１２の駆動角度θａ及びブーム１１の駆動角度θｂを用いて、アーム１２の先端の角度θａｓについて次式が成り立つときに、アーム１２の先端がキャブ１０Ｃｂの上方であると判断してもよい。ここで、次式において、θｃは上部旋回体１０Ｕｐに軸支されたブーム１１の基端部Ｏｂを中心としたときのキャブ前方上端角部の角度である。
【００４７】
（数１）
θａｓ＞θｃ
また、制御手段２０は、上部旋回体１０Ｕｐに軸支されたブーム１１の基端部Ｏｂを中心としたときのアーム１２の先端の座標（ｘａ、ｙａ）について次式が成り立つときに、アーム１２の先端がキャブ１０Ｃｂの上方であると判断してもよい。ここで、次式において、ｘｃ、ｙｃはキャブ１０Ｃｂの前方上端角部の座標である。
【００４８】
（数２）
ｙａ／ｘａ＞ｙｃ／ｘｃ
制御手段２０は、領域Ｒ１若しくは領域Ｒ２にアーム１２の先端が位置され、且つ、入力された操作方向がブームの上げ方向Ｍｂである場合に、ブーム上げ操作の許可領域であると判断し、ステップＳ３０６Ａに進む。それ以外の場合には、制御手段２０は、ステップＳ３０６Ｂに進む。
【００４９】
ステップＳ３０６Ａにおいて、制御手段２０は、アタッチメントの動作を制限するために干渉防止範囲を設定する。このとき、制御手段２０は、ブーム１１の上げ操作を許可する（ブーム１１の上げ動作を制限しない）ブーム上げ操作用干渉防止範囲として、図４に示す停止範囲Ｒｃ１及び減速範囲Ｒｄ１を夫々設定する。すなわち、制御手段２０は、キャブ１０Ｃｂの周辺領域で領域Ｒ１及び領域Ｒ２以外の領域（領域３〜領域６）に干渉防止範囲を設定する。
【００５０】
設定後、制御手段２０は、ステップＳ３０７に進む。
【００５１】
一方、ステップＳ３０６Ｂにおいて、制御手段２０は、アタッチメントの動作を制限するために干渉防止範囲を設定する。このとき、制御手段２０は、ブーム１１、アーム１２及びオフセットの動作を制限するブーム、アーム及びオフセット用干渉防止範囲として、図５に示す停止範囲Ｒｃ２及び減速範囲Ｒｄ２を夫々設定する。すなわち、制御手段２０は、キャブ１０Ｃｂの周辺領域で領域Ｒ１乃至領域Ｒ６の領域に干渉防止範囲を設定する。
【００５２】
設定後、制御手段２０は、ステップＳ３０７に進む。
【００５３】
ステップＳ３０７において、制御手段２０は、アタッチメントの動作を制限すること（干渉防止制御）を実施する。
【００５４】
具体的には、制御手段２０は、先ず、作業時に検出手段３１を用いて検出したアタッチメントの位置（及びステップＳ３０４演算した安全距離）に基づいて、アタッチメントがステップＳ３０６Ａ又はステップＳ３０６Ｂで設定した干渉防止範囲（図４のＲｃ１及びＲｄ１、又は、図５のＲｃ２及びＲｄ２）内に進入したか否かを判断する。
【００５５】
次いで、制御手段２０は、アタッチメントが干渉防止範囲内に進入したと判断した場合に、アタッチメントを駆動する油圧シリンダの動作を制限する。制御手段２０は、アタッチメントが減速範囲（図４のＲｄ１、又は、図５のＲｄ２）内に進入した場合に、油圧回路３０Ｃに配置した減圧弁（図２のＶｐｂ等）に入力する電流値（指令信号）を制御し、減圧弁を用いてパイロット圧を減圧する。また、制御手段２０は、アタッチメントが停止範囲（図４のＲｃ１、又は、図５のＲｃ２）内に進入した場合に、油圧回路３０Ｃに配置した減圧弁（Ｖｐｂ等）を全閉して、方向制御弁（Ｖｃｂ等）へのパイロット圧の入力を停止し、方向制御弁のスプールの位置を中立にして油圧シリンダの動作を停止する。更に、制御手段２０は、その後、アタッチメントが干渉防止範囲外に退避する方向への操作をされた場合に、アタッチメントを駆動する油圧シリンダの動作を制限することを解除する。これにより、制御手段２０は、アタッチメントを駆動する油圧シリンダの動作速度を減速し、干渉防止制御を実施することができる。
【００５６】
なお、制御手段２０は、アタッチメントが干渉防止範囲内に進入した場合に、オペレータによって入力された操作方向（及び操作量）を補正して、油圧シリンダの動作を制限してもよい。制御手段２０は、例えば補正した操作方向（及び操作量）に基づいて、方向制御弁のスプールの位置を制御してもよい。また、制御手段２０は、例えば補正した操作方向（及び操作量）に基づいて、油圧シリンダに供給される作動油の流量を制御してもよい。
【００５７】
本発明に係る制御手段２０は、ブーム１１の上げ操作をする場合にキャブ１０Ｃｂとアタッチメントとが干渉しないキャブ１０Ｃｂの上方の領域Ｒ１、Ｒ２（所定領域）を干渉防止範囲から除く。これにより、制御手段２０は、アタッチメントの先端の位置がキャブの上方の領域Ｒ１、Ｒ２で、且つ、ブーム１１の上げ操作時に油圧シリンダの減速又は停止をしない（ブーム１１の上げ動作を制限しない）。すなわち、制御手段２０は、ステップＳ３０６Ａでブーム１１の上げ操作を許可するブーム上げ操作用干渉防止範囲（図４の停止範囲Ｒｃ１及び減速範囲Ｒｄ１）を設定し、干渉防止制御を行う。このため、本発明に係る制御手段２０（建設機械１００）は、キャブ１０Ｃｂの上方でのアタッチメントの操作時（ブーム１１の上げ操作時）に、アタッチメントの操作性を向上することができる。
【００５８】
その後、制御手段２０は、ステップＳ３０８に進む。
【００５９】
ステップＳ３０８において、制御手段２０は、オペレータが建設機械１００に入力する情報に応じて、アタッチメントの動作（作業）を継続するか否かを判断する。アタッチメントの動作を継続する場合には、制御手段２０は、ステップＳ３０２に戻る。アタッチメントの動作を継続しない場合には、制御手段２０は、図中のＥＮＤに進み、アタッチメントを制御する動作を終了する。
【００６０】
以上により、本発明の実施形態に係る建設機械１００の制御手段２０（干渉防止装置）によれば、アタッチメントの位置（アーム１２の先端の位置）に応じて、アタッチメント（１１等）の動作を制限することができる。すなわち、本実施形態に係る制御手段２０（干渉防止装置）によれば、アーム１２の先端の位置に応じて干渉防止範囲を設定し、設定した干渉防止範囲に基づいてアタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止することができる。これにより、本実施形態に係る制御手段２０（干渉防止装置）によれば、キャブ１０Ｃｂの上方（領域Ｒ１、Ｒ２）でブーム１１の上げ操作を許可することができ、キャブ１０Ｃｂの上方でアタッチメントの操作性を向上することができる。
【００６１】
また、本発明の実施形態に係る建設機械１００の制御手段２０（干渉防止装置）によれば、アタッチメントとキャブ１０Ｃｂとの干渉を防止しつつ、例えば狭い道路若しくはその他限られた作業空間で作業（例えばブーム１１による荷上げ作業）をする場合に、キャブ１０Ｃｂの上方（領域Ｒ１、Ｒ２）でブーム１１の上げ操作をすることができる。これにより、本実施形態に係る制御手段２０（干渉防止装置）によれば、建設機械１００の作業性を向上することができる。
【００６２】
更に、本発明の実施形態に係る建設機械１００の制御手段２０（干渉防止装置）によれば、例えば作動油の油温を上昇させるためにブーム１１の上げ動作を行う場合に、キャブ１０Ｃｂの上方（領域Ｒ１、Ｒ２）でブーム１１の上げ操作をすることができる。これにより、本実施形態に係る建設機械１００は、狭い作業範囲で作動油の油温を容易且つ迅速に上昇させることができる。
【００６３】
［４．アタッチメントの例］
本実施形態に係る建設機械１００が用いることができるアタッチメントのその他の例を図６に示す。なお、本発明に係る建設機械が用いることができるアタッチメントは、図６に示すものに限定されるものではない。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、建設機械１００は、アタッチメント（エンドアタッチメント）として、リフティングマグネット１３Ａを用いることができる。ここで、リフティングマグネットとは、磁力を用いて、破材、鉄屑などの作業対象物を移動するアタッチメントである。リフティングマグネット１３Ａを用いた建設機械１００では、一般的に、アタッチメントの作業範囲（可動範囲）が広くなる。なお、図６（ａ）に示す建設機械１００のリフティングマグネット１３Ａ以外の部分は、前述のバケット１３の場合と同様のため、説明を省略する。
【００６５】
建設機械１００は、本発明に係る干渉防止制御を用いることによって、アタッチメントの作業範囲が広くなった場合でも、設定した干渉防止範囲に基づいてアタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止することができる。また、建設機械１００は、本発明に係る干渉防止制御を用いることによって、キャブ１０Ｃｂの上方でのブーム１１の上げ操作の制限（干渉防止制限）を解除することができるので、アタッチメントの操作性を向上することができる。
【００６６】
図６（ｂ）に示すように、建設機械１００は、アタッチメント（エンドアタッチメント）として、フォーク１３Ｂを用いることができる。ここで、フォークとは、一対の部材（例えば一対のフォーク形状の部材）を用いて、の作業対象物を挟んで移動するアタッチメントである。なお、図６（ｂ）に示す建設機械１００のフォーク１３Ｂ以外の部分は、前述のバケット１３の場合と同様のため、説明を省略する。
【００６７】
建設機械１００は、本発明に係る干渉防止制御を用いることによって、フォーク１３Ｂのアタッチメントを用いた場合でも、設定した干渉防止範囲に基づいてアタッチメントとキャブ１０Ｃｂとが干渉することを防止することができる。また、建設機械１００は、本発明に係る干渉防止制御を用いることによって、キャブ１０Ｃｂの上方でのブーム１１の上げ操作の制限（干渉防止制限）を解除することができるので、アタッチメントの操作性を向上することができる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１００    ：  建設機械
１０Ｃｂ：  キャブ（運転室）
１０Ｕｐ：  上部旋回体
１０Ｄｗ：  下部走行体
１１    ：  ブーム
１１ｃ  ：  ブーム用シリンダ
１２    ：  アーム
１２ｃ  ：  アーム用シリンダ
１２ｏ  ：  オフセット用シリンダ
１３    ：  バケット
１３ｃ  ：  バケット用シリンダ
１３Ａ  ：  リフティングマグネット
１３Ｂ  ：  フォーク
２０    ：  制御手段（コントローラなど）
３０Ｃ  ：  油圧回路
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｏ  ：  検出手段
Ｌｖａ，Ｌｖｂ，Ｌｖｏ  ：  操作レバー
Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｏ  ：  方向制御弁（コントロールバルブ）
Ｖｐａ，Ｖｐｂ，Ｖｐｏ  ：  減圧弁
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６  ：  キャブ周辺領域
Ｒｃ１，Ｒｃ２  ：  停止範囲（干渉防止範囲）
Ｒｄ１，Ｒｄ２  ：  減速範囲（干渉防止範囲）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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