(57)【要約】      （修正有）【課題】  安全手段を作動させる条件を、運転者の運転技量等運転者側の事情も加味して設定できて、従来の技術よりも使い勝手のよい作業機械の安全装置を提供する。【解決手段】  障害物検出器１０ａ〜１０ｃと、油圧ショベル周辺に設定された監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出器での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定部２１と、障害物への接触事故を防止する複数種類の安全手段とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると判定されたときに安全手段のどれかを作動させる作業機械の安全装置において、運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の監視パターンを記憶させ、これらの監視パターンの中から運転者が入力装置４０で選択した任意の監視パターンを、表示装置５０に表示させるとともに障害物判定部２１に入力して、この選択した監視パターンに従って安全手段を作動させ得るように構成した。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械周辺の作業者や物体等の障害物の位置を検出するための障害物検出手段と、障害物を監視して障害物への作業機械の接触を予防するように作業機械の周辺に設定された監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出手段での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段と、障害物への作業機械の接触を防止するための複数種類の安全手段とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると障害物判定手段で判定されたときに複数種類の安全手段の少なくとも一つを作動させるようにした作業機械の安全装置において、監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段と、これらの複数種類の監視パターンのうちから所望の監視パターンを運転者が操作して選択することができる操作手段を有しこの操作手段で選択された監視パターンを記憶手段から読み出して表示手段に表示させる監視パターン設定手段とを設け、運転者が選択した所望の監視パターンを障害物判定手段に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成したことを特徴とする作業機械の安全装置。
【請求項２】
作業機械周辺の作業者や物体等の障害物の位置を検出するための障害物検出手段と、障害物を監視して障害物への作業機械の接触を予防するように作業機械の周辺に設定された監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出手段での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段と、障害物への作業機械の接触を防止するための複数種類の安全手段とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると障害物判定手段で判定されたときに複数種類の安全手段の少なくとも一つを作動させるようにした作業機械の安全装置において、監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて作業機械で実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段と、これらの複数種類の監視パターンのうちから所望の監視パターンを運転者が操作して選択することができる操作手段を有しこの操作手段で選択された監視パターンを記憶手段から読み出して表示手段に表示させる監視パターン設定手段とを設け、運転者が選択した所望の監視パターンを障害物判定手段に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成したことを特徴とする作業機械の安全装置。
【請求項３】
作業機械周辺の作業者や物体等の障害物の位置を検出するための障害物検出手段と、障害物を監視して障害物への作業機械の接触を予防するように作業機械の周辺に設定された監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出手段での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段と、障害物への作業機械の接触を防止するための複数種類の安全手段とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると障害物判定手段で判定されたときに複数種類の安全手段の少なくとも一つを作動させるようにした作業機械の安全装置において、監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて作業機械で実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段と、作業機械が発する信号に基づいて作業機械で実施している作業の種別を判定して複数種類の監視パターンのうちからその実施している作業の種別に係る監視パターンを自動的に選択する作業の種別判定手段とを設け、この作業の種別判定手段で選択した監視パターンを障害物判定手段に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成したことを特徴とする作業機械の安全装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の作業機械の安全装置において、監視パターンを運転者が任意に設定して記憶手段に記憶させることができるように構成したことを特徴とする作業機械の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の作業機械に備えられ、作業機械周辺の作業者や物体等の障害物に作業機械が接触するのを予防する作業機械の安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は、クローラやホイールで走行する車体と、この車体に設置され掘削作業や荷揚げ作業等の作業を行うフロント作業機とを有する。このフロント作業機は、油圧ショベルを例にとると、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダにより垂直方向に回動駆動されるアーム、ブームのような作業腕と同様に油圧シリンダにより回動駆動されるバケット等の作業具とを備えており、油圧アクチュエータとしての旋回モータにより旋回駆動される車体の旋回フレーム上に設置されている。また、車体も、油圧アクチュエータとしての走行モータによりクローラやホイールが駆動される。
【０００３】
こうした建設機械においては、車体やフロント作業機や旋回フレームが油圧アクチュエータでの駆動時に建設機械周辺の作業者や物体等の障害物に接触する危険性がある。そのため、こうした障害物に建設機械が接触するのを予防する建設機械の安全装置が提案されている。この建設機械の安全装置は、建設機械に超音波センサや接触センサ等の障害物検出手段を付設し、建設機械が障害物に接近したときに建設機械の運転者や建設機械周辺の作業者にブザー等の警報器で警報を発して注意を喚起したり、建設機械の種々の前記油圧アクチュエータを非常停止させたりするものである。
【０００４】
こうした建設機械の安全装置を始めとするこの種の作業機械の安全装置が記載されている特許文献は種々あるが、本発明で改良しようとする建設機械の安全装置は、例えば特許文献１に開示されている。そこで、この特許文献１に記載の技術を従来の技術として位置付けてその技術内容を以下に概説する。その際、特許文献１で使用している用語や符号を括弧内に付記しながら、本発明と関連する部分の技術内容を中心に説明する。
【０００５】
この特許文献１には、作業機械（油圧ショベル、クレーン、フォークリフト等の作業車両１）周辺の作業者や物体等の本明細書にいう障害物として、作業機械近傍の周囲で作業機械による作業を補助する作業者（Ａ）と、作業機械の作業に直接的には関係しない作業者（Ｂ）と、作業領域内で作業を行うダンプトラック等の他の障害物（Ｃ）が例示されている。この特許文献１に記載の従来の作業機械の安全装置においては、こうした障害物を監視して障害物への作業機械の接触を予防するための監視範囲を、作業機械の周辺に三種類設定している。すなわち、作業機械の外周近傍の周囲に第１侵入禁止領域（２）を設定し、この第１侵入禁止領域よりも外方の所定範囲に第２侵入禁止領域（３）を設定し、この第２侵入禁止領域を含んで更に外方に作業領域（４）を設定している。
【０００６】
こうした三種類の監視範囲を設定した上で、作業者（Ａ）には、第２侵入禁止領域内で作業を行うことを許容し、作業者（Ｂ）やダンプトラック等の障害物（Ｃ）には、第３侵入禁止領域内で作業を行うことを許容するようにしている。一方、作業者（Ａ）が第１侵入禁止領域内に侵入し、又は作業者（Ｂ）やダンプトラック等の障害物（Ｃ）が第２侵入禁止領域内に侵入したときには、作業機械の走行や作業機械の作業機の駆動を停止させるととともに、警告手段（１５）に警告指令を送信してオペレータや作業者（Ａ），（Ｂ）等に対し注意を促すようにしている。
【０００７】
この従来の作業機械の安全装置では、こうした安全対策を具現するため、作業機械周辺の各障害物の位置を検出するための障害物検出手段（位置検出手段２１）と、前記三種類の監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出手段での検出結果に基づいて、各障害物が侵入禁止の監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段（監視判定手段２３）と、障害物への作業機械の接触を防止するための複数種類の安全手段（作業車両１の走行及び作業機を強制的に停止させることができる車両制御手段１４やパトライト、ブザー、アラーム、メッセージ表示器等の警告手段１５）とを備えている。
【０００８】
また、侵入を禁止された各障害物のそれぞれの侵入禁止領域を識別できるようにするため、作業者（Ａ），（Ｂ）のヘルメット上面や障害物（Ｃ）としてのダンプトラック等の運転室上面に識別マークを付けるようにしている。こうした措置を講じると、作業機械やその周辺を撮像カメラ（５）で撮像して得られた画像データを処理することにより、障害物が作業者（Ａ），（Ｂ）や障害物（Ｃ）の何れであるかを特定することができる。従来の作業機械の安全装置にあっては、以上の手段を採用したことにより、高い安全性を確保しながらも、安全手段の作動による頻繁な作業機械の停止をなくして、作業効率の向上を図れることができるとされている。
【特許文献１】特開２００３ー１０５８０７号公報（第４−７頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、こうした作業機械の接触事故を予防するための作業機械の安全装置は、いかに綿密に設計しようとも、運転者に実際に使って貰えてこそ機能するから、こうした安全装置を設計する場合には、作業の安全性を担保しながらも、運転者にとって使い勝手のよいものにすることが肝要である。一方、作業機械の接触事故が生じる危険性の度合いは、運転者の運転技量のレベルや作業機械による作業の種類、更には作業現場の状況により異なるため、作業の当事者でしか適切に判断することができない。したがって、こうした点に関する状況判断は、実際に作業を行う運転者が当該作業を実施しようとする都度主体性をもって行えば、最も適切に行えるものと考えられる。以上のことから、安全手段を作動させる条件を設定する場合には、できるだけ運転者側の意向を反映させるようにし、作業機械の安全装置は、運転者を補助するように機能させることが望ましい。
【００１０】
そこで、前記した従来の作業機械の安全装置についてみると、従来の作業機械の安全装置にあっては、作業者やダンプトラック等の活動の便を考慮して第１侵入禁止領域、第２侵入禁止領域及び作業領域の三種類の監視範囲を設定することにより、安全手段を作動させる条件を設定している。したがって、従来の技術では、専ら作業者やダンプトラック等の障害物側の事情を考慮して安全手段を作動させる条件を画一的に設定していて、運転者の運転技量や運転者の実施する作業の種類等の運転者側の事情については、ほとんど配慮されていない。そのため、安全手段を作動させる条件の設定に、運転者側の意向が反映される余地はなく、運転者にとっては、必ずしも使い勝手のよいものではない。
【００１１】
一方、従来の技術では、作業機械周辺で作業を行う全ての作業者が規定の識別マークを付けたヘルメットを使用する必要があり、また、作業者が作業内容を変更したときには、識別マークの交換も行う必要がある。このように作業を行う際の身支度がきわめて煩雑であるため、作業者にとっても使い勝手のよいものではなく、作業能率の低下を招く恐れがある。また、こうした身支度の煩雑さのゆえに、識別マークの使用が正しく励行されないと、安全装置が効果的に機能しなくなり、所期の目的を達成することができなくなる。
【００１２】
この出願の各発明は、こうした従来の技術の問題を解決するために創作されたものであって、その目的は、安全手段を作動させる条件を、運転者の運転技量や運転者の実施する作業の種類等、運転者側の事情も加味して設定することができて、従来の技術よりも使い勝手のよい作業機械の安全装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するため、「作業機械周辺の作業者や物体等の障害物の位置を検出するための障害物検出手段と、障害物を監視して障害物への作業機械の接触を予防するように作業機械の周辺に設定された監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出手段での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段と、障害物への作業機械の接触を防止するための複数種類の安全手段とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると障害物判定手段で判定されたときに複数種類の安全手段の少なくとも一つを作動させるようにした作業機械の安全装置」を構成する場合に、この出願の第１番目の発明では、次の１）のように構成し、この出願の第２番目の発明では、次の２）のように構成し、この出願の第３番目の発明では、次の３）のように構成した。
【００１４】
１）監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段と、これらの複数種類の監視パターンのうちから所望の監視パターンを運転者が操作して選択することができる操作手段を有しこの操作手段で選択された監視パターンを記憶手段から読み出して表示手段に表示させる監視パターン設定手段とを設け、運転者が選択した所望の監視パターンを障害物判定手段に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成した。
【００１５】
２）監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて作業機械で実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段と、これらの複数種類の監視パターンのうちから所望の監視パターンを運転者が操作して選択することができる操作手段を有しこの操作手段で選択された監視パターンを記憶手段から読み出して表示手段に表示させる監視パターン設定手段とを設け、運転者が選択した所望の監視パターンを障害物判定手段に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成した。
【００１６】
３）監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて作業機械で実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段と、作業機械が発する信号に基づいて作業機械で実施している作業の種別を判定して複数種類の監視パターンのうちからその実施している作業の種別に係る監視パターンを自動的に選択する作業の種別判定手段とを設け、この作業の種別判定手段で選択した監視パターンを障害物判定手段に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成した。
【００１７】
この出願の第１番目の発明に係る作業機械の安全装置は、前記１）のように構成しているので、運転者が操作手段を操作することにより、運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の監視パターンの中から所望の監視パターンを選択し、記憶手段から読み出して表示手段に表示させることができる。運転者は、この表示手段に表示された監視パターンを見ることにより、選択した監視パターンが自己の運転技量に適合したものであるか否かを確認することができる。こうした操作を必要に応じて繰り返すことにより、複数種類の監視パターンの中から自己の運転技量に適った最適のものを選択することができる。その場合、運転者は、自己の運転技量のほか、作業現場が作業機械の接触事故の生じる危険性が高いか否か等、作業現場の状況も考慮しながら選択することができる。このように、本作業機械の安全装置は、安全手段を作動させる条件を、従来の技術とは異なり、作業の当事者である運転者側の自主的判断を反映させて設定することができるので、作業の安全性を担保しながらも、運転者にとって使い勝手のよいものとなる。
【００１８】
この出願の第２番目の発明に係る作業機械の安全装置は、前記２）のように構成しているので、運転者が操作手段を操作することにより、作業機械で実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンの中から、実施しようとする作業の種類に適った監視パターンを選択し、記憶手段から読み出して表示手段に表示させることができる。運転者は、この表示手段に表示された監視パターンを見ることにより、選択した監視パターンが、これから実施しようとする作業に合致してか否かを確認して、同作業に好適な監視パターンを選択することができる。このように、本作業機械の安全装置は、安全手段を作動させる条件を、作業の便を考慮して運転者側の意向に沿うように設定することができるので、作業の安全性を担保しながらも、運転者にとって使い勝手のよいものとなる。
【００１９】
この出願の第３番目の発明に係る作業機械の安全装置は、前記３）のように構成しているので、作業機械の運転を開始すると、作業の種別判定手段では、作業機械が発する信号に基づいて作業機械で現在実施している作業の種別を判定して、作業機械で実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンの中から、その実施している作業の種類に係る監視パターンを自動的に選択する。このように、本作業機械の安全装置は、安全手段を作動させる条件を、作業の便を考慮して運転者側の意向に沿うように自動的に設定するので、作業の安全性を担保しながらも、運転者にとって使い勝手のよいものとなる。以上のように、この出願の第１番目の発明、この出願の第２番目の発明及びこの出願の第３番目の発明に係る作業機械の安全装置は、何れも、安全手段を作動させる条件を運転者側の事情も加味して設定することができて、従来の技術よりも使い勝手がよい。
【発明の効果】
【００２０】
以下の説明から明らかなように、「障害物の位置を検出するための障害物検出手段と、障害物検出手段での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段と、複数種類の安全手段とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると障害物判定手段で判定されたときに複数種類の安全手段の少なくとも一つを作動させるようにした作業機械の安全装置」を構成する場合に、この出願の第１番目の発明、この出願の第２番目の発明及びこの出願の第３番目の発明では、それぞれ、前記の〔課題を解決するための手段〕の項に示した１）、２）及び３）のようにしているので、この出願の各発明によれば、安全手段を作動させる条件を、運転者の運転技量や運転者の実施する作業の種類等、運転者側の事情も加味して設定することができて、従来の技術よりも使い勝手のよい作業機械の安全装置を得ることができる。その結果、作業の安全性を担保しながらも、従来の技術よりも作業効率を向上させることができる。
【００２１】
この出願の第１番目の発明に係る作業機械の安全装置では、安全手段を作動させる条件を、運転者の運転技量等の運転者側の事情を加味して設定することができる。この出願の第２番目の発明及び第３番目の発明に係る作業機械の安全装置では、何れも、安全手段を作動させる条件を、一つの作業機械で複数種類の作業を実施するときの運転者側の事情を加味して当該作業の種類に適うように設定することができる。特に、この出願の第３番目の発明に係る作業機械の安全装置では、一つの作業機械で複数種類の作業の何れかを実施すると、安全手段を作動させる条件が、当該作業の種類に適うように作業の種別判定手段で自動的に設定されて至便である。
【００２２】
この出願の第１番目の発明、第２番目の発明又は第３番目の発明の作業機械の安全装置を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項４に記載のように具体化すれば、それぞれの作業機械の安全手段を作動させる条件を、実際に作業を行う運転者側の自主的判断を最大限反映させた状態で設定することができる。そのため、運転者は、記憶手段に予め記憶された既定の監視パターンを、運転経験を積む過程で、自己の運転技能や当該作業の種類に最適なものにするように改善したり、作業を実施しようとする都度、当該作業現場の状況に即応するように修正したりする等して、一層使い勝手がよく安全な作業機械の安全装置に適宜改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この出願の第１番目の発明、第２番目の発明及び第３番目の発明が実際上どのように具体化されるのかを図１乃至図２１を用いて説明することにより、これらの各発明を実施するための望ましい形態を明らかにする。
【００２４】
この出願の第１番目の発明、第２番目の発明及び第３番目の発明に係る作業機械の安全装置は、何れも、すでに述べた従来の技術の作業機械の安全装置と同様、作業機械周辺の作業者や物体等の障害物の位置を検出するための障害物検出手段と、障害物を監視して障害物への作業機械の接触を予防するように作業機械の周辺に設定された監視範囲に関するデータが入力され、障害物検出手段での検出結果に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定する障害物判定手段と、障害物への作業機械の接触を防止するための複数種類の安全手段（作業機械の走行及び作業機の駆動を強制的に停止させる制御手段や警報手段等）とを備え、障害物が監視範囲内に位置すると障害物判定手段で判定されたときに複数種類の安全手段の少なくとも一つを作動させるようにしたものであり、この点に関する限り従来の技術の安全装置と変わらない。
【００２５】
以下に、この出願の各発明をそれぞれ具体化して構成した作業機械の安全装置の例について説明をするが、何れの例についても、作業機械が自走式の油圧ショベルである場合を例にして説明をする。そこで、最初に、この自走式の油圧ショベルについて図１に基づき概説する。図１は、この出願の第１番目の発明、第２番目の発明及び第３番目の発明に係る作業機械の安全装置を設置するための作業機械の一例を示す斜視図である。
【００２６】
図１において、１Ａは土砂の掘削作業や積載作業等を行うための油圧ショベルのフロント作業機、１Ｂは作業機械の本体をなす車体、１ａは後端部が上部旋回体１ｄの前部に垂直方向に回動可能に軸着されて設置されたブーム、１ｂは後端部がこのブーム１ａの前端部に垂直方向に回動可能に軸着されたアーム、１ｃはこのアーム１ｂの前端部に垂直方向に回動可能にかつ着脱可能に軸着されたバケット、１ｄは下部走行体１ｅ上に旋回可能に搭載された旋回フレームとこの旋回フレームに設置された運転室１ｆ、建屋カバー１ｇ、カウンタウエイト１ｈ等の諸装置とからなる上部旋回体、１ｅはこの上部旋回体１ｄを設置するための基台となり作業現場を走行することが可能な下部走行体、１ｆは油圧ショベルの操縦を行うための運転室、１ｇは油圧ポンプやこれを駆動するエンジン等を設置した建屋カバー、１ｈはフロント作業機１Ａによる作業時に旋回フレームに作用する外力と釣り合わせるためのカウンタウエイトである。
【００２７】
自走式の油圧ショベルは、大別すると、フロント作業機１Ａと、このフロント作業機１Ａを設置するための、運転室１ｆや油圧駆動・制御用の機器等の諸装置を備えた走行可能な車体１Ｂとで構成される。フロント作業機１Ａは、ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃと、これらをそれぞれ駆動するための、後述するブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ及びバケットシリンダ３ｃとを設けて構成される。車体１Ｂは、前記諸装置を旋回フレーム上に設置して構成した上部旋回体１ｄと下部走行体１ｅとで構成される。この下部走行体１ｅは、スプロケットの回転が伝動されるエンドレスチェーン状のクローラベルトにより走行する一対のクローラ式の走行体を左右両側に備えており、これらの各走行体は、左右の走行モータ３ｅ，３ｆ（図１と併せて図２も参照）で駆動される。また、上部旋回体１ｄは、後述する旋回モータ３ｄ（図２参照）で駆動される。
【００２８】
３ａは伸縮させてブーム１ａを垂直方向に回動（傾動）させるように駆動するブームシリンダ、３ｂは同じく伸縮させてアーム１ｂを回動（揺動）させるように駆動するアームシリンダ、３ｃは同じく伸縮させてバケット１ｃを回動させるように駆動するバケットシリンダ、８ａはブーム１ａの回動角度を検出するブームの角度検出器、８ｂはブーム１ａに対するアーム１ｂの回動角度を検出するアームの角度検出器、８ｃはアーム１ｂに対するバケット１ｃの回動角度を検出するバケットの角度検出器、８ｄは車体１Ｂの前後方向の傾斜角度を検出する前後傾斜角度センサである。これらの角度検出器８ａ，８ｂ，８ｃや前後傾斜角度センサ８ｄは、次に述べる作業機械の安全装置に直接的には関係しない。
【００２９】
次に、図２乃至図１４に基づき、この出願の第１番目の発明を具体化して構成した第１の例の作業機械の安全装置について説明をする。まず、図２乃至図５に基づき、本作業機械の安全装置の仕組みについて説明する。
【００３０】
図２は、この出願の第１番目の発明を具体化して構成した第１の例の作業機械の安全装置に係る制御システム及びその周辺の機器を示すブロック図、図３は、図２の作業機械の安全装置に係る監視範囲及び障害物検出器と図１の作業機械との関係を示す平面図、図４は、図２の作業機械の安全装置に記憶される監視パターンの一例を示す図、図５は、図２の作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【００３１】
本作業機械の安全装置は、大別すると、油圧ショベル周辺の作業者や物体等の障害物の位置を検出するための障害物検出手段としての障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、障害物への油圧ショベルの接触を防止するための複数種類の安全手段と、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの検出結果に基づいて油圧ショベルが障害物に接近したと判断したときに安全手段への作動指令を発する監視コントローラ２０と、操作レバー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄや操作ペダルのような操作手段の操作信号等に基づいて油圧ショベルの前記種々の油圧アクチュエータについてその運動を制御する車体コントローラ３０とを設けて構成されている。監視コントローラ２０は、障害物判定部２１と、表示装置５０が付設され入力装置４０を有する監視パターン設定部２２と、監視パターン保存用メモリ２３とを設けて構成されており、これらの個々の要素については、後に詳述する。
【００３２】
車体コントローラ３０は、油圧ショベルに通常設置されている装置であって、フロント作業機１Ａや車体１Ｂを制御するための車体制御部３１を備え、油圧ショベルの通常運転時における前記種々の油圧アクチュエータの制御は、この車体制御部３１を通じて行う。この車体制御部３１には、監視コントローラ２０の作動指令により、操作手段の操作の有無にかかわりなく種々の油圧アクチュエータを強制的に停止又は減速させる手段を、本作業機械の安全装置との関連上特設している。こうしたアクチュエータの停止手段や減速手段は、警報音発生装置１５と共に、障害物への油圧ショベルの接触を防止するための前記複数種類の安全手段をなす。そこで、図２に図示されている車体コントローラ３０の関連機器について概説する。
【００３３】
３ｄは上部旋回体１ｄの旋回フレームを旋回駆動する旋回モータ、３ｅは左側のクローラ式の走行体のスプロケットを回転駆動する左側の走行モータ、３ｆは右側のクローラ式の走行体のスプロケットを回転駆動する右側の走行モータ、４ａは操作方向によりブームシリンダ３ａを伸縮させたり操作量によりブームシリンダ３ａの伸縮する速度を制御したりしてブームシリンダ３ａの運動を制御するブーム用の操作レバー、４ｂは同様に操作方向や操作量によりアームシリンダ３ｂの運動を制御するアーム用の操作レバー、４ｃは同様に操作方向や操作量によりバケットシリンダ３ｃの運動を制御するバケット用の操作レバー、４ｄは操作方向により旋回モータ３ｄの旋回方向を制御したり旋回モータ３ｄの旋回速度を制御したりするというように操作量により旋回モータ３ｄの運動を制御する旋回用の操作レバー、５は後記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器、６は実施する作業の種別に応じて運転者が切替操作する動作モード切替スイッチである。
【００３４】
図には表れていないが、建屋カバー１ｇ内には、ブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、旋回モータ３ｄ、走行モータ３ｅ，３ｆ等の油圧ショベルの既述の種々の油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプが設置されている。この油圧ポンプは、建屋カバー１ｇ内に設置された図示しないエンジンで駆動される。各操作レバー４ａ〜４ｄは、所望の定められた方向に所望の量操作することにより、車体制御部３１内のブーム用、アーム用、バケット用、旋回モータ用の各方向制御弁（図示せず）の左右何れかの信号受け部にそれぞれ電気信号による制御信号（操作信号）を送って各方向制御弁を中立位置から左位置又は右位置に切り換えて各油圧アクチュエータ３ａ〜３ｄの運動を制御する。
【００３５】
図示はしていないが、油圧ショベルには、左右の走行モータ３ｅ，３ｆの運動をそれぞれ制御する左右の走行用の操作ペダルも設けられている。これらの左右の走行用の操作ペダルは、所望の定められた方向に所望の量操作することにより、それぞれ、車体制御部３１内の左右の各走行用の方向制御弁（図示せず）の左右何れかの信号受け部に電気信号による制御信号を送って各走行用の方向制御弁を中立位置から左位置又は右位置に切り換える。そして、操作方向により左右の各走行モータ３ｅ，３ｆの回転方向を制御し、操作量により各走行モータ３ｅ，３ｆの回転速度を制御する。ここでは、操作レバー４ａ〜４ｄの操作により電気信号による制御信号を送るようにしているが、油圧パイロット圧による制御信号を送るようにしてもよい。
【００３６】
車体コントローラ３０は、後述するこの出願の第３番目の発明に係る作業機械の安全装置にも使用できるが、エンジン回転数検出器５での検出値は、油圧ショベルが作業状態にあるか非作業状態にあるかを判別して、油圧ショベルで実施する作業の種別が「アイドリング」（図２２参照）に該当するか否かの第３番目の発明に係る判定をするための信号として使用される。油圧ショベルでは、掘削作業、クレーン作業、法面仕上げ作業等種々の作業を実施するが、動作モード切替スイッチ６は、運転者が実施する作業に応じて切り替えて切替信号を車体コントローラ３０に送ることにより、当該作業に適した油圧アクチュエータの駆動が行えるように油圧回路の状態を調整するためのものである。この動作モード切替スイッチ６の切替操作時に発せられる切替信号は、「動作モード信号」と称し、油圧ショベルで実施する作業の種別が「掘削」及び「クレーン」（図２２参照）の何れに該当するか等、第３番目の発明に係る判定をするための信号として使用される。
【００３７】
監視コントローラ２０の関連機器について説明すると、１０ａは上部旋回体１ｄの左側部に設けられ車体１Ｂの左方の障害物の位置を検出する左方の障害物検出器、１０ｂは上部旋回体１ｄの後部に設けられ車体１Ｂの後方の障害物の位置を検出する後方の障害物検出器、１０ｃは上部旋回体１ｄの右側部に設けられ車体１Ｂの右方の障害物の位置を検出する右方の障害物検出器、１５は警報音を発生させて障害物への油圧ショベルの接触を防止するための安全手段としてのブザー、アラーム等の警報音発生装置であり、この警報音発生装置１５は、運転室ｆ内に設置して、運転者に注意を喚起させるためのものとしてもよいし、油圧ショベル周辺の作業者に警告を発するためのものとしてもよい。
【００３８】
障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、図３に示すように、運転室１ｆからでは監視しにくい車体１Ｂの左右の側方や後方に位置する油圧ショベル周辺の作業者や物体等の障害物を検出できるようにするため、上部旋回体１ｄの左側部、後部、右側部にそれぞれ設けており、それらの方位に位置する障害物の位置を検出する。これらの障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ここに示す例では超音波センサや赤外線レーザで障害物を検出するものであり、同検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対する障害物の距離を検出して、車体１Ｂに対する障害物の位置関係（接近の程度）を検出できるように構成されている。ここでは、障害物の検出手段としてこうした超音波センサや赤外線レーザによるものを使用しているが、障害物の検出手段は、レーザやミリ波レーダ等のセンサ、カメラ画像を用いるもの等、車体１Ｂ周辺の障害物を検出できるものであれば、その種類は限定されない。
【００３９】
本作業機械の安全装置では、こうした障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃを用いて、油圧ショベルが障害物に近接している危険な状態にあるか否かを判定することができるようにするため、図３に示すように、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応して車体１Ｂの左右側方や後方の周辺に、障害物を監視して障害物への油圧ショベルの接触を予防するようにするための半円状の監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃを予め設定している。そして、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃでの障害物の位置に係る検出結果に基づいて障害物が監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃに位置しているか否かの判定を監視コントローラ２０で行って、障害物が監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃに位置していると判定されたときに、前記複数種類の安全手段のうちの所定のものを作動させるようにしている。
【００４０】
そこで、こうした判定を行う監視コントローラ２０について説明する。２１は監視範囲等に関するデータが入力され障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃでの検出値に基づいて障害物が監視範囲内に位置するか否かを判定して安全手段を作動させる障害物判定手段としての障害物判定部、２２は運転者が操作して後記監視パターンを設定できる入力装置４０を有しこの入力装置４０で設定された監視パターンを記憶手段から読み出して表示装置５０に表示させる監視パターン設定手段としての監視パターン設定部、２３は監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された記憶手段としての監視パターン保存用メモリ、４０はこの監視パターン保存用メモリ２３に記憶された複数種類の監視パターンのうちから所望の監視パターンを運転者の操作により選択して設定することができる操作手段としての入力装置、５０は監視パターン保存用メモリ２３に付設され監視パターン等に関する種々のデータを表示できる表示手段としての表示装置である。
【００４１】
監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃが図３に示すような形態で設定された場合、監視パターンは、例えば、図４に示すような形式で作成され、この監視パターンに関するデータが監視パターン保存用メモリ２３に記憶される。図４中、左上欄の「方向」は、車体１Ｂに対する監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃの方位を意味し、車体１Ｂの周辺に設定された各監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃの方位を、「左側方」、「後方」、「右側方」とそれぞれ略記している。各監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、ここに示す例では、図４の最上欄に記載されているように危険範囲と注意範囲とに区分して二種類設定している。このうち、危険範囲は、油圧ショベルが油圧アクチュエータの駆動状態次第で障害物に対して接触する危険性のある領域であり、注意範囲は、危険範囲の外側に隣接して設定され障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃによる障害物の位置検出が可能な領域である。
【００４２】
図４中、「危険範囲」及び「注意範囲」の欄における「距離」は、それぞれ、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃから危険範囲の境界線及び注意範囲の境界線までの距離を意味しており、換言すると、図３に図示の半円状をなす監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃの障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの基点を中心とする各半径を意味する。図４の例では、危険範囲を、左側方すなわち監視範囲１１ａについては半径２ｍ以内、後方すなわち監視範囲１１ｂについては半径１ｍ以内、右側方すなわち監視範囲１１ｃについては半径２ｍ以内と設定している。また、注意範囲を、左側方については半径４ｍ以内、後方については半径３ｍ以内、右側方については半径４ｍ以内と設定している。
【００４３】
図４中、「危険範囲」及び「注意範囲」の欄における「対処」は、両監視範囲内で障害物が検出されたときの対処方法、換言すると、作動させる安全手段を定めたものであり、本作業機械の安全装置では、安全手段として、車体制御部３１に設けたアクチュエータの停止手段及びアクチュエータの減速手段と、警報音発生装置１５の三種類のものを設けている。図４では、これらの安全手段のうち、アクチュエータの停止手段を作動させることを「停止」、アクチュエータの減速手段を作動させることを「減速」、警報音発生装置１５を作動させることを「警報」、これらの何れの安全装置も作動させないことを「何もしない」と略記している。この図４の例では、危険範囲内で障害物が検出されたときの対処方法は、左側方及び右側方では「減速」、後方では「停止」と定めている。また、注意範囲内で障害物が検出されたときの対処方法は、左側方では「何もしない」、後方及び右側方では「警報」と定めている。
【００４４】
本作業機械の安全装置では、こうした監視パターンを運転技能の習熟度に応じて予め複数種類設定しており、そのデータを監視パターン保存用メモリ２３に記憶させている。ここに示す例では、標準的な運転技量の運転者を対象とした「標準」と新前の運転者を対象とした「初心者用」と熟練運転者を対象とした「熟練者用」の三種類の監視パターンを設定して記憶させている。入力装置４０を操作すると、監視パターン保存用メモリ２３に記憶されているこれらの既定の監視パターンの種類や監視パターンの基本的な様式が図５に示すように表示装置５０に画像化されて表示される。なお、図５中、「制限なし」のパターンは、人への接触事故の危険性がない場合等、安全装置を機能させる必要がない場合に使用するパターンである。運転者は、入力装置４０を操作することにより、これらの監視パターンのうちから所望の監視パターンを選択することができる。
【００４５】
表示装置５０の図５の監視パターン選択用の画面には、「パターンを追加」という項目が表示されているが、運転者が入力装置４０の操作によりこの項目を選択すると、後述するように、運転者は、自己の運転技能に好適な独自の監視パターンを新たに追加して設定し、監視パターン保存用メモリ２３に記憶させることができる。以上述べた表示装置５０に図５の監視パターン選択用の画面を表示させる操作、既定の監視パターンの中から所望の監視パターンを選択して設定する操作、新たな監視パターンを追加して設定する操作等の種々の操作を行うことができるようにするため、入力装置４０は、例えば、適当数のキースイッチを備えている。
【００４６】
これらの操作のうち、図５の監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる操作を行うと、監視パターン設定部２２は、入力装置４０の操作信号に基づいて、監視パターン保存用メモリ２３に予め記憶されている図５の画面に係るデータを経路ａを経て読み出し、同データを画像化できるようにデータ処理して前記図５の画面を表示装置５０に表示させる。また、既定の監視パターンの中から所望の監視パターンを選択する操作を行うと、監視パターン設定部２２は、入力装置４０の操作信号に基づいて、監視パターン保存用メモリ２３に予め記憶されている複数種類の既定の監視パターンに係るデータの中から選択した監視パターンに係るデータを、経路ａを経て読み出してデータ処理し、同データに係る画像（後述する図７乃至図１０参照）を表示装置５０に表示させる。そして、運転者がこの画像を参照、確認ながら、選択する監視パターンを確定させる操作を行うと、障害物判定部２１での判定に用いる監視パターンが設定される。
【００４７】
監視パターン設定部２２は、この設定された監視パターンに係るデータを、監視パターン保存用メモリ２３を通じて経路ｂから障害物判定部２１に入力させる。この設定された監視パターンに係るデータは、経路ｃから直接、障害物判定部２１に入力させるようにしてもよい。前記の新たな監視パターンを追加して設定する操作を入力装置４０で行うと、監視パターン設定部２２は、この設定された監視パターンに係るデータを、経路ａを経て監視パターン保存用メモリ２３に記憶させる。また、この設定された監視パターンに係るデータを障害物判定部２１に対して、監視パターン保存用メモリ２３を通じて経路ｂから入力させ、又は経路ｃから直接入力させる。
【００４８】
障害物判定部２１には、運転者により設定された監視パターン、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃでの検出値及び車体情報３９に係る各データが障害物判定部２１に入力される。そして、障害物判定部２１では、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃでの障害物の位置に係る検出結果に基づいて、障害物が監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおける危険範囲及び注意範囲の位置しているか否かを判定する。その結果、障害物がこれらの危険範囲及び注意範囲の何れかに位置していると判定されたときには、設定された監視パターンに関する図４に示すような対処方法に従って、アクチュエータの停止手段乃至はアクチュエータの減速手段を作動させるための制動指令２９を車体制御部３１に出力したり、警報音発生装置１５を作動させるための作動指令を出力したりして、運転者が設定した監視パターンに従って所定の安全手段を作動させる。
【００４９】
車体情報３９は、エンジン回転数検出器５のエンジン回転数に係る信号、動作モード切替スイッチ６の動作モード信号、操作レバー４ａ〜４ｄ等の操作手段の操作方向や操作量に係る操作信号等の作業機械の動作の状態すなわちフロント作業機１Ａや車体１Ｂの動作の状態を示す情報を意味する。これらの信号は、監視コントローラ２０からの要求により障害物判定部２１に入力される。このうち、エンジン回転数に係る信号及び動作モード信号は、本作業機械の安全装置の障害物判定部２１で、後述するこの出願の第３番目の発明に係る判定をするときに使用することができ、第１番目の発明には直接関係しない。
【００５０】
アクチュエータの停止手段やアクチュエータの減速手段を作動させる場合、必ずしも、油圧アクチュエータを全面的に停止させたり減速させたりするように作動させる必要はなく、できるだけ、油圧ショベルの接触事故を回避するのに必要な油圧アクチュエータだけを停止させるように作動させることが望ましい。前記の操作手段の操作方向や操作量に係る操作信号は、これにより検知できるフロント作業機１Ａや車体１Ｂの動作の状態と、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃでの検出結果から検知できる障害物の位置との関係をみながら、接触事故を回避する上で停止や減速させる必要がある油圧アクチュエータを障害物判定部２１で判別するために入力される。
【００５１】
図６乃至図１３に基づき、この第１の例の作業機械の安全装置における監視パターン設定部２２で行われる制御の手順ついて説明する。
【００５２】
図６は、図２の作業機械の安全装置における監視パターン設定部で行われる制御の手順を説明するための流れ図、図７は、図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第１の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図、図８は、図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第２の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図、図９は、図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第３の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図、図１０は、図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第４の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図、図１１は、運転者が独自の監視パターンを新たに設定して追加するための追加の監視パターン設定用の画面の例を示す図、図１２は、図８の第２の既存の監視パターンを選択して確定させた後に表示装置に表示される運転用の表示画面の例を示す図、図１３は、図１１の追加の監視パターン設定用の画面に基づいて追加の監視パターンが設定されて記憶された後に表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【００５３】
運転者が入力装置４０を操作して監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる操作を行うと、ＳＴＥＰ１０１において、監視パターン設定部２２は、監視パターン保存用メモリ２３からその画面に係るデータを読み出して、図５に示した監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる。この監視パターン選択用の画面には、監視パターンを運転技能の習熟度に応じて予め設定した「標準」、「初心者用」及び「熟練者用」の三種類の監視パターンのパターン名や「制限なし」のパターン名が表示されるとともに、監視パターンの基本的な様式が表示される。
【００５４】
次いで、これらの既定の監視パターンの中から所望の監視パターンを選択する操作を入力装置４０により行うと、監視パターン設定部２２は、監視パターン保存用メモリ２３から、選択した監視パターンに係るデータを読み出して同データに係る表示画面を表示装置５０に表示させる。図５の監視パターン選択用の画面から選択可能な既存の監視パターンに関する表示画面の例は、図７乃至図１０に示されている。図７は、「制限なし」のパターン名に関する表示画面の例、図８は、「標準」のパターン名に関する表示画面の例、図９は、「初心者用」のパターン名に関する表示画面の例、図１０は、「熟練者用」のパターン名に関する表示画面の例である。
【００５５】
これらの各表示画面の左欄における上欄には、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃから危険範囲の境界線までの距離がそれぞれ「左側方」、「後方」、「右側方」と略記してその傍らに表示され、距離の右側には、危険範囲内で障害物が検出されたときの対処方法が「減速」、「停止」、「警報」、「何もしない」の中から適当なものが選択されて表示されている。各表示画面の左欄における下欄にも、注意範囲について、同様の事項が同様の様式で表示されている。各表示画面の右欄には、こうした事項が画像化して表示されており、その上方に既定の監視パターンに関するパターン名が表示されている。
【００５６】
運転者は、複数種類の既定の監視パターンに関する表示画面のうちから適宜のものを選択して参照しながら気に入った監視パターンを見い出すと、表示画面の右下の「決定」の項目を選択する操作を入力装置４０で行うことにより、選択する監視パターンを確定させる。この確定の操作は、図６の流れ図中の「監視パターンを選択？」がＹＥＳであることを意味するので、ＳＴＥＰ１０２に移行して、監視パターン設定部２２は、監視パターン保存用メモリ２３から、確定した監視パターンに関する運転用表示画面に係るデータを読み出して、同運転用表示画面を表示装置５０に表示させる。
【００５７】
例えば、既定の監視パターンに関する表示画面のうちから、図８に示す「標準」の監視パターンを選択して確定させた場合には、図１２に示す監視パターンに関する運転用表示画面が表示装置５０に表示される。このように運転者が選択した監視パターンに関する運転用表示画面が運転室内の表示装置５０に表示されるので、以後、運転者は、油圧ショベルの運転を行う際、この選択して表示された監視パターンを絶えず念頭に置きながら適切に運転を行うことができる。かくして、障害物判定部２１での判定に用いる監視パターンを選択して設定するための全過程が終了する。
【００５８】
一方、運転者が複数種類の既定の監視パターンの中から適当な監視パターンを見い出すことができず、「監視パターンを選択？」がＮＯである場合には、ＳＴＥＰ１０１で表示させた図５の監視パターン選択用の画面の左下の「パターンを追加」の項目を選択する操作を入力装置４０で行う。そうすると、ＳＴＥＰ１０３に移行し、監視パターン設定部２２は、図１１に示すような様式の追加の監視パターン設定用の画面を表示装置５０に表示させる。そこで、運転者は、この画面中の危険範囲及び注意範囲について、「左側方」、「後方」、「右側方」の各項目ごとに距離及び対処方法を、入力装置４０を操作して任意に設定する。この図１１に図示されている追加の監視パターン設定用の画面は、運転者Ａがこうして距離及び対処方法を設定した後の状態を示したものである。
【００５９】
運転者は、こうして追加の監視パターンを設定した後、画面の右下の「決定」の項目を選択する操作を行うと、監視パターン設定部２２は、追加の監視パターンの設定を確定させる処理を行って、運転者Ａが設定した独自の追加の監視パターンに係るデータを監視パターン保存用メモリ２３に記憶させる。そして、ＳＴＥＰ１０１に戻し、再び、監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる。この追加の監視パターンの設定後に表示される監視パターン選択用の画面は、図１３に示すようなものである。すなわち、この画面には、その右欄に、運転者Ａにより設定された図１１と同様の追加の監視パターンに係る画像が表示されているとともに、左欄のパターン名のところに、「運転者Ａ用」のパターン名が新たに表示されている。
【００６０】
次いで、運転者がこの「運転者Ａ用」のパターン名を選択して、「決定」の項目を選択する操作を行うと、図６の流れ図中の「監視パターンを選択？」がＹＥＳとなるので、ＳＴＥＰ１０２に移行する。そうすると、監視パターン設定部２２は、監視パターン保存用メモリ２３から、新たに設定した追加の監視パターンに関する運転用表示画面に係るデータを読み出して、図１２の運転用表示画面に類するこの追加の監視パターンに関する運転用表示画面（図示せず）を表示装置５０に表示させる。かくして、障害物判定部２１での判定に用いる追加の監視パターンを設定するための全過程が終了する。なお、更に別の追加の監視パターンを設定したい場合には、ＳＴＥＰ１０１で「パターンを追加」の項目を選択する操作を行って、パターンを追加するための既述の操作を行えば、ＳＴＥＰ１０３で別の追加の監視パターンが設定されることとなる。
【００６１】
図１４に基づき、本作業機械の安全装置における障害物判定部２１で行われる制御の手順ついて説明する。図１４は、図２の作業機械の安全装置における障害物判定部で行われる制御の手順を説明するための流れ図である。
【００６２】
この図１４に示す障害物判定部２１での制御の手順は、例えば、１０ミリセコンドごとにタイマの割込みにより一定周期で実施される。まず、ステップ２０１において、障害物判定部２１は、各障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃからそれぞれ障害物検出信号を得る。次いで、障害物判定部２１では、ステップ２０２で、これらの各障害物検出信号に基づいて、障害物の存在を検出した場合に、各障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃからこれらがそれぞれ監視している障害物までの距離を算出する。また、ステップ２０３で、運転者が設定した監視パターン（既定の監視パターンや追加の監視パターン）に関するデータを監視パターン保存用メモリ２３から読み出して取得する。
【００６３】
しかる後、ステップ２０４に移行し、障害物判定部２１では、監視パターンの監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおける危険範囲や注意範囲と各障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃから障害物までの距離とを照合して、その照合の結果に基づき、監視パターンで設定されている対処方法に従って以下のように対処する。まず、監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃに障害物が存在しないか否かの判定を行い、その結果、危険範囲及び注意範囲の何れの監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃにも障害物が存在しない（ＹＥＳ）と判定されたときには、障害物判定部２１での処理を終了する。
【００６４】
また、その判定の結果、危険範囲及び注意範囲の何れかの監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃに障害物が存在する（ＮＯ）と判定されたときには、監視パターンで設定されている対処方法が、「何もしない」、「警報」及び「制動」（「減速」又は「停止」）の何れに該当するかの判定を順次行う。まず、監視パターンで設定されている対処方法が「何もしない」であるか否かの判定を行い、その結果、「何もしない」である（ＹＥＳ）と判定されたときには、障害物判定部２１での処理を終了する。また、「何もしない」に該当しない（ＮＯ）と判定されたときには、監視パターンで設定されている対処方法が「警報」であるか否かの判定を行う。
【００６５】
その結果、その対処方法が「警報」である（ＹＥＳ）と判定されたときには、ステップ２０５に移行し、障害物判定部２１は、警報音発生装置１５を作動させることにより警報を発生させて処理を終了する。また、その判定の結果、「警報」でない（ＮＯ）と判定されたときには、監視パターンで設定されている対処方法は、当然の結果として「制動」となるので、障害物判定部２１は、車体コントローラ３０の車体制御部３１に制動指令２９を送信し、その監視パターンに従ってアクチュエータの停止手段乃至はアクチュエータの減速手段を作動させて処理を終了する。かくして、障害物判定部２１での制御の手順に関する一サイクルの周期が終了する。ここに示す例では、安全手段を作動させる場合、一種類の安全手段を作動させるようにしているが、例えば、アクチュエータの減速手段と警報音発生装置１５を同時に又は前後して作動させるというように二種類の安全手段を作動させるようにしてもよい。
【００６６】
以上述べたこの出願の第１番目の発明を具体化した作業機械の安全装置においては、運転者が操作手段としての入力装置４０を操作することにより、運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の既定の監視パターンの中から所望の監視パターンを選択し、記憶手段としての監視パターン保存用メモリ２３から読みだして表示装置５０に表示させることができる。運転者は、この表示装置５０に表示された監視パターンを見ることにより、選択した監視パターンが自己の運転技量に適合したものであるか否かを確認することができる。こうした操作を必要に応じて繰り返すことにより、複数種類の既定の監視パターンの中から自己の運転技量に適った最適のものを選択することができる。
【００６７】
その場合、運転者は、自己の運転技量のほか、作業現場が油圧ショベルの接触事故の生じる危険性が高いか否か等、実際の作業現場の状況をも考慮しながら選択することができる。このように、本作業機械の安全装置は、アクチュエータの停止手段やアクチュエータの減速手段等の安全手段を作動させる条件を、従来の技術とは異なり、作業の当事者である運転者側の自主的判断を反映させて設定することができるので、運転者側の事情も加味して設定することができて、運転者にとっては従来の技術よりも使い勝手のよいものとなる。その結果、作業の安全性を担保しながらも、従来の技術よりも作業効率を向上させることができる。
【００６８】
特に、本作業機械の安全装置では、追加の監視パターンを、運転者が入力装置４０を操作して独自に設定し、これを監視パターン保存用メモリ２３に記憶させることができるように構成しているので、油圧ショベルの安全手段を作動させる条件を、実際に作業を行う運転者側の自主的判断を最大限反映させた状態で設定することができる。そのため、運転者は、監視パターン保存用メモリ２３に記憶された既定の監視パターンを、運転経験を積む過程で自己の運転技能に最適なものにするように改善したり、作業を実施しようとする都度、当該作業現場の状況に即応するように修正したりする等して、一層使い勝手がよく安全な作業機械の安全装置に適宜改善することができる。
【００６９】
図１５乃至図２１に基づき、この出願の第１番目の発明を具体化して構成した第２の例の作業機械の安全装置について説明をする。
【００７０】
図１５は、図１６の作業機械の安全装置に係る監視範囲及び障害物検出器と図１の作業機械との関係を示す平面図、図１６は、この出願の第１番目の発明を具体化して構成した第２の例の作業機械の安全装置に係る制御システム及びその周辺機器を示すブロック図、図１７は、図１６の作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図、図１８は、図１７の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図、図１９は、運転者が独自の監視パターンを新たに設定して追加するための図１６の作業機械の安全装置に係る追加の監視パターン設定用の画面の例を示す図、図２０は、図１７の既存の監視パターンを選択して確定させた後に表示装置に表示される運転用の表示画面の例を示す図、図２１は、図１９の追加の監視パターン設定用の画面に基づいて追加の監視パターンが設定されて記憶された後に表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【００７１】
すでに述べたこの出願の第１番目の発明に係る第１の例の作業機械の安全装置では、障害物検出手段として、超音波や赤外線レーザで同検出手段に対する障害物の距離を検出するものを使用し、これにより、車体１Ｂに対する障害物の位置関係（接近の程度）を検出するようにしていた。これに対し、この第２の例の作業機械の安全装置では、障害物検出手段として、同検出手段に対する障害物の距離に加えて障害物の方向も検出できるものを使用して、車体１Ｂに対する障害物の位置関係を一義的に特定することができるようにしている。こうした障害物検出手段としては、例えば、スキャン式のレーザやミリ波レーダを挙げることができる。
【００７２】
この第２の例の作業機械の安全装置では、障害物検出手段にこうしたものを使用することにより、監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおける危険範囲や注意範囲を半円状のパターンだけにとどまらず、任意の形状に設定できるようにしている。また、この第２の例の作業機械の安全装置では、監視範囲を図１５に示すように設定している。すなわち、第１の例の作業機械の安全装置のように車体１Ｂの左側方、後方、右側方にそれぞれ監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃを設定するほか、前方に監視範囲１１ｄを設定するようにしている。これに伴って、障害物検出手段を設ける場合には、図１５に示すように、上部旋回体１ｄの左側方、後方、右側方にそれぞれ障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃを第１の例と同様に設けるほか、前方にも障害物検出器１０ｄを設けている。
【００７３】
第２の例の作業機械の安全装置に係る制御システムは、図１６に示されているが、この制御システムは、障害物判定部２１に、障害物検出手段の検出結果に係るデータとして、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃでの検出値に係るデータのほか障害物検出器１０ｄでの検出値に係るデータを入力するようにしている点、これらの検出値に係るデータが何れも障害物検出手段に対する障害物の距離のほか障害物の方向も加味されたデータである点を除いて、第１の例に係る制御システムと実質上変わらない。また、障害物判定部２１で行われる制御の内容も、第１の例に係る制御システムと実質上変わらない。
【００７４】
すなわち、この第２の例の作業機械の安全装置は、記憶手段として、危険範囲や注意範囲とに区分した監視範囲１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとこれらの危険範囲や注意範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて運転技能の習熟度に応じて予め設定した複数種類の監視パターンが記憶された第１の例と同様の監視パターン保存用メモリ２３を備え、障害物判定手段として、前記危険範囲や注意範囲に関するデータが入力され、障害物検出１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄでの検出結果に基づいて障害物がそれらの危険範囲や注意範囲内に位置するか否かを判定する第１の例と同様の障害物判定部２１を備えている。
【００７５】
そして、監視パターン設定手段として、前記複数種類の監視パターンのうちから所望の監視パターンを運転者が操作して選択することができる操作手段としての入力装置４０を有しこの入力装置４０で選択された監視パターンを監視パターン保存用メモリ２３から読み出して表示装置５０に表示させる監視パターン設定部２２を備え、運転者が選択した所望の監視パターンを障害物判定部２１に入力して、この監視パターンに従って安全手段を作動させることができるように構成していて、制御システムそれ自体は、第１の例の装置と実質上変わらない。また、安全手段として、車体制御部３１に設けたアクチュエータの停止手段及びアクチュエータの減速手段と、障害物判定部２１に接続した警報音発生装置１５とを備え、この点でも、第１の例の装置と変わらない。
【００７６】
この第２の例の作業機械の安全装置における監視パターン設定部２２で行われる制御の手順ついて、既述の図６を援用しながら図１７乃至図２１を用いて説明する。
【００７７】
運転者が入力装置４０を操作して監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる操作を行うと、ＳＴＥＰ１０１において、監視パターン設定部２２は、監視パターン保存用メモリ２３からその画面に係るデータを読み出して、図１７に示す監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる。この監視パターン選択用の画面の様式は、基本的には第１の例に係る図５の画面と変わらないが、画面に画像化されて表示される監視パターンのタイプは、図５の画面のものとは異なる。すなわち、危険範囲及び注意範囲を示す画像が、第１の例に係る図５の画面では左右側方及び後方の要所要所に局部的に表示されているのに対して、第２の例に係る図１７の画面では車体１Ｂの周囲全体に不定形のパターンで連続的に表示されている。
【００７８】
運転者は、この図１７の監視パターン選択用の画面を参照しながら、パターン名の個所に表示された既定の監視パターンの中から所望の監視パターンを選択すると、監視パターン設定部２２は、選択した監視パターンに係る表示画面を表示装置５０に表示させる。例えば、「標準」の監視パターンを選択すると、図１８に示す表示画面が表示される。この表示画面は、第１の例に係る図８乃至図１０の表示画面とは異なり、画面左欄に、危険範囲や注意範囲に関する「左側方」、「後方」、「右側方」の項目やその傍らの距離や対処方法に関する表示はなく、代わりに、画面左欄に示す「標準」の監視パターンに係る画像中に、縦軸、横軸の距離の尺度となる「５ｍ」や危険範囲に関する対処方法としての「停止」及び注意範囲に関する対処方法としての「警報」が表示されている。
【００７９】
運転者が図１７の監視パターン選択用の画面中の複数種類の既定の監視パターンのうちから適宜のもの、例えば「標準」の監視パターンを選択して、前記図１８の表示画面の右下の「決定」の項目を選択する操作をすると、選択する監視パターンが確定されて、図６の流れ図中の「監視パターンを選択？」がＹＥＳとなり、ＳＴＥＰ１０２に移行する。そうすると、監視パターン設定部２２は、監視パターン保存用メモリ２３から、確定した監視パターンに関する運転用表示画面に係るデータを読み出して、図２０に示す「標準」の監視パターンに関する運転用表示画面を表示装置５０に表示させる。かくして、障害物判定部２１での判定に用いる監視パターンを選択して設定するための全過程が終了する。
【００８０】
一方、運転者が複数種類の既定の監視パターンの中から適当な監視パターンを見い出すことができず、「監視パターンを選択？」がＮＯである場合には、ＳＴＥＰ１０１で表示させた図１７の監視パターン選択用の画面の左下の「パターンを追加」の項目を選択する操作を入力装置４０で行う。そうすると、ＳＴＥＰ１０３に移行し、監視パターン設定部２２は、図１９に示すような様式の追加の監視パターン設定用の画面を表示装置５０に表示させる。そこで、運転者は、この画面中の危険範囲及び注意範囲に係る画像の境界線について、これを変更して設定し直し、運転者の要求に適うように設定する操作を行う。この操作は、ここに示す例では、入力装置４０によらずに、表示装置５０に付設された図１９に示すライトペン５０ａを使用して行う。したがって、このライトペン５０ａは、運転者が操作して監視パターンを任意に設定することができるようにするための一種の操作手段乃至は入力手段としての機能を果たす。
【００８１】
こうしたライトペン５０ａによる操作手段は、作業現場を見ながらこれを写し取るように操作して危険範囲及び注意範囲の境界線を描くことができるので、追加の監視パターンの設定操作を簡便かつ適切に行うことができる。こうして図１９の追加の監視パターン設定用の画面に危険範囲や注意範囲を設定した後は、そのそれぞれについて所望の対処方法を設定する。なお、この図１９に図示されている追加の監視パターン設定用の画面は、運転者Ｂが危険範囲及び注意範囲や対処方法を設定した後の状態を示したものである。運転者は、こうして追加の監視パターンの設定をした後、画面の右下の「決定」の項目を選択する操作を行う。
【００８２】
そうすると、監視パターン設定部２２は、この追加の監視パターンの設定を確定させる処理を行って、運転者Ｂが設定した独自の追加の監視パターンに係るデータを監視パターン保存用メモリ２３に記憶させる。そして、ＳＴＥＰ１０１に戻し、再び、監視パターン選択用の画面を表示装置５０に表示させる。この追加の監視パターンの設定後に表示される監視パターン選択用の画面は、図２１に示すようなものである。すなわち、この画面には、その右欄に、運転者Ａにより設定された図１９と同様の追加の監視パターンに係る画像が表示されているとともに、左欄のパターン名のところに、「運転者Ｂ用」のパターン名が新たに表示されている。
【００８３】
次いで、運転者がこの「運転者Ａ用」のパターン名を選択して、「決定」の項目を選択する操作を行うと、ＳＴＥＰ１０２に移行し、監視パターン設定部２２は、図１２の運転用表示画面に類する追加の監視パターンに関する運転用表示画面（図示せず）を表示装置５０に表示させる。かくして、障害物判定部２１での判定に用いる追加の監視パターンを設定するための全過程が終了する。
【００８４】
本作業機械の安全装置では、障害物検出手段として、特に、車体１Ｂに対する障害物の位置関係を一義的に特定することができる手段を使用しているので、追加の監視パターンに関する運転用表示画面や図２０の監視パターンに関する運転用表示画面に、障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄで検出した障害物の位置を表示することもできる。こうしたことが行えるように構成すると、運転者は、運転室１ｆからでは把握しにくい作業員全体の動向やこれと監視範囲との関係を的確に把握することができ、作業の安全性や作業効率の向上に資する。なお、設定した監視パターンが作業現場の実情にそぐわなくなった場合には、第１の例の装置と同様、ＳＴＥＰ１０１で「パターンを追加」の項目を選択する操作を行った後、既述の操作を行って別の追加の監視パターンを設定すればよい。
【００８５】
本作業機械の安全装置において障害物判定部２１で行われる制御は、第１の例に係る障害物判定部２１での制御と比べて、障害物判定部２１が取得する障害物検出信号の内容や監視パターンのタイプに若干の差があるだけであるから、図１４に示した第１の例に係る制御の手順と同様の手順で行うことができる。なお、ここでは、監視パターンにおける監視範囲を二次元で任意の形状に設定する例を示したが、障害物検出手段を三次元の位置を検出できる性能のものにして、その監視範囲を三次元の形状で設定することができるようにしてもよい。
【００８６】
本作業機械の安全装置は、障害物検出手段として、同検出手段に対する障害物の距離に加えて障害物の方向も検出できるものを使用しているので、第１の例の作業機械の安全装置と同様の効果を奏することに加え、この第１の例の装置と比べて一層運転者に使い勝手のよいものとなる。すなわち、こうした障害物検出手段を使用することにより、危険範囲や注意範囲等の監視範囲を運転者が望む任意の形状に設定することができるので、運転者は、自己の運転技量や当該作業現場の状況に適した監視範囲をきめ細かく設定することができて、運転者とって非常に使いやすいものとなる。
【００８７】
図２２乃至図２５に基づき、この出願の第２番目の発明及び第３番目の発明をそれぞれ具体化して構成した各作業機械の安全装置の例について説明をする。
【００８８】
図２２は、この出願の第２番目の発明及び第３番目の発明をそれぞれ具体化して構成した各作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン設定用の画面の一例を示す図、図２３は、同じく各作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図、図２４は、図２２の監視パターン設定用の画面に基づいて既存の監視パターンを選択して設定した後に表示装置に表示される運転用の表示画面の例を示す図、図２５は、この出願の第３番目の発明に係る作業機械の安全装置における障害物判定部で行われる制御の手順を説明するための流れ図である。
【００８９】
この出願の第２番目の発明及び第３番目の発明をそれぞれ具体化して構成した第２発明に係る作業機械の安全装置及び第３発明に係る作業機械の安全装置は、何れも、図１６に示した制御システムと同様の制御システムを備えている。両作業機械の安全装置は、記憶手段としての監視パターン保存用メモリ２３が既述の作業機械の安全装置とは異なる類型の複数種類の監視パターンを記憶している点に特徴がある。すなわち、第２発明及び第３発明に係る作業機械の安全装置では、監視パターン保存用メモリ２３が「危険範囲及び注意範囲に区分された監視範囲とこの監視範囲内に障害物が位置するときに作動させる安全手段とについて、油圧ショベルで実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターン」を記憶しており、この点に既述の作業機械にはみられない特徴がある。
【００９０】
これに伴って、障害物判定手段としての障害物判定部２１は、こうした複数種類の監視パターンに関するデータのうちの一つが運転者の選択により又は自動的に入力される。そして、障害物検出１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄでの検出結果に基づいて、障害物がそれらの監視パターンに係る危険範囲や注意範囲内に位置するか否かを判定し、その何れかに位置すると判定したときに、当該監視パターンに係る対処方法に従って安全手段を作動させる。監視パターン設定部２２及びこれの入力装置４０やこの監視パターン設定部２２に付設された表示装置５０については、第２発明及び第３発明に係る作業機械の安全装置と既述の作業機械の安全装置とに実質上の差異はない。
【００９１】
まず、監視パターン設定部２２で行われる制御の手順について説明すると、油圧ショベルの運転を開始する際、運転者が入力装置４０を操作して監視パターン設定部２２を作動させると、図２２に示す監視パターン設定用の画面が表示装置５０に表示される。この監視パターン設定用の画面には、左欄に、三種類の作動状態すなわち作業の種別が表示されている。これらのうち、「掘削」は、油圧ショベルの中心的な作業であり、既述の第１番目の発明に関する説明で述べた種々の監視パターンは、何れもこの掘削作業に関するものである。また、「クレーン」は、油圧ショベルで重量物を吊り上げて移送したり積み降したりする作業を意味し、「アイドリング」は、非作業状態を意味する。画面の右欄には、これらの作業の種別にそれぞれ対応して、「標準」、「吊荷作業用」、「制限なし」のパターン名が表示される。
【００９２】
この点について説明すると、「掘削」については、すでに述べた既定の監視パターンである「標準」の監視パターンしか設定されていないことを意味し、「アイドリング」については、すでに述べた既定の監視パターンである「制限なし」の監視パターンしか設定されていないことを意味する。また、「クレーン」については、新たに追加された「吊荷作業用」の監視パターンが設定されているが、この監視パターンは、この段階では未だ特定されておらず、後に、図２３に示す監視パターン選択用の画面中の監視パターンの中から運転者が選択して設定する監視パターンである。
【００９３】
いま、これらの三種類の作業の種別の中から「クレーン」を選択して表示画面の右下の「設定」の項目を指定する操作を入力装置４０で行うと、図２３に示す監視パターン選択用の画面が表示装置５０に表示される。この監視パターン選択用の画面には、既述の監視パターン選択用の画面と同様、運転技能の習熟度に応じて予め設定した「標準」、「初心者用」及び「熟練者用」の監視パターンと「吊荷作業用」の監視パターンとの四種類の監視パターンや「制限なし」の監視パターンがパターン名の欄に表示されるとともに、監視パターンの基本的な様式が右欄に表示される。このうち、「吊荷作業用」は、鉄骨、発電機、ブロックのような大重量物を吊る作業である。油圧ショベルによるクレーン作業は、重量物を吊るきわめて不安定な作業であるから、前記の四種類の監視パターンは、危険範囲を「掘削」に関する監視パターンよりも広く設定している。
【００９４】
こうして監視パターン選択用の画面が表示された後、図６で述べた操作と同様の操作を行って、パターン名の個所に表示されたこれらの既定の監視パターンの中から所望の監視パターンを運転者が選択すると、選択した監視パターンに関する表示画面（例えば図１８に類する表示画面）が表示装置５０に表示される。次いで、選択する監視パターンを確定させる操作を行うと、確定した監視パターンに関する運転用表示画面（例えば図２０に類する運転用表示画面）が表示装置５０に表示される。また、既定の監視パターン中に運転者が望むものが見当らなかったときには、図２３の画面左下の「パターンを追加」を選択する操作を行った後、既述の操作と同様の操作を行って運転者独自の追加の監視パターンを設定することもできる。
【００９５】
一方、図２２の監視パターン設定用の画面の左欄に表示された三種類の作業の種別の中から「掘削」を選択して表示画面の右下の「設定」の項目を指定する操作を行うと、「掘削」に関する監視パターンは、「標準」の監視パターンしかないので、この「標準」の監視パターンに関する運転用表示画面が表示装置５０に表示される。図２４は、「標準」の監視パターンに関する運転用表示画面を示したものであり、この運転用表示画面は、既述の図２０に示した画面と同様のものである。この「掘削」に関する監視パターンについては、「標準」のほか、「初心者用」や「熟練者用」の監視パターンを選択できるようにしたり追加の監視パターンを設定できるようにしたりしてもよい。以上述べた事項は、第２発明及び第３発明に係る作業機械の安全装置に共通する事項である。なお、三種類の作業の種別中の「アイドリング」については後に説明する。
【００９６】
第２発明に係る作業機械の安全装置では、以上のようにして運転者が作業の種別の中から「掘削」又は「クレーン」の何れかを選択して監視パターンを設定すると、障害物判定部２１では、この設定した監視パターンに関するデータを、既述の図１４の流れ図と同様の制御の手順に従って監視パターン保存用メモリ２３から読み出して取得する。そして、この取得した監視パターンに係る危険範囲や注意範囲内に障害物が位置するか否かを判定して、その監視パターンに従って、アクチュエータの停止手段、アクチュエータの減速手段及び警報音発生装置１５の何れかの安全手段を作動させる。
【００９７】
第３発明に係る作業機械の安全装置では、「掘削」、「クレーン」、「アイドリング」というような作業の種別ごとに予め設定されている監視パターン（例えば「掘削」に関する「標準」の監視パターン）や作業の種別ごとに運転者が選択又は追加して設定した監視パターン（例えば選択又は追加された「クレーン」に関する監視パターン）のどれかを監視パターン保存用メモリ２３に登録しておき、運転者が作業を開始すると、開始する作業の種別に対応した監視パターンを監視パターン保存用メモリ２３から自動的に読み出して障害物判定部２１へ入力するようにしたものである。こうしたことを実現するため、実施する作業の種別に応じて運転者が切替操作する動作モード切替スイッチ６の動作モード信号及びエンジン回転数検出器５でのエンジン回転数に係る検出値のような車体情報３９を障害物判定部２１に入力するようにしている。
【００９８】
障害物判定部２１には、こうした油圧ショベルが発する信号としての車体情報３９に基づいて、油圧ショベルで実施している作業の種別を判定して、複数種類の監視パターンのうちから、その実施している作業の種別に係る監視パターンを自動的に選択する働きをする作業の種別判定手段が付設されている。この作業の種別判定手段では、動作モード信号に基づいて、油圧ショベルで実施している作業の種別が「掘削」であるか「クレーン」であるかを判定し、エンジン回転数に係る検出値に基づいて、その作業の種別が「アイドリング」であるか否かを判定する。
【００９９】
この第３発明に係る作業機械の安全装置における障害物判定部２１で行われる制御の手順を図２５に基づいて説明する。
【０１００】
まず、ステップ４０１において、障害物判定部２１は、各障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからそれぞれ障害物検出信号を得る。次いで、障害物判定部２１では、ステップ４０２で、これらの各障害物検出信号に基づいて、障害物の存在を検出した場合に、各障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからこれらがそれぞれ監視している障害物までの距離を算出する。また、ステップ４０３で、障害物判定部２１における作業の種別判定手段では、入力された車体情報３９としての動作モード信号及びエンジン回転数に係る検出値に基づいて、現在実施している作業の種別が「掘削」、「クレーン」及び「アイドリング」の何れに該当するのかを判定して作動状態に関する情報を得る。すなわち、エンジン回転数に係る検出値がアイドル状態であるときには「アイドリング」と判定し、エンジン回転数に係る検出値がアイドル状態でない場合において、動作モード信号が「掘削モード」の信号であるときには「掘削」、「クレーンモード」の信号であるときには「クレーン」と判定する。
【０１０１】
次いで、ステップ４０４において、障害物判定部２１における作業の種別判定手段は、作業の種別ごとに設定された複数種類の監視パターンの中から、現在実施しているとステップ４０３で判定された作業の種別に対応する監視パターンに関するデータを監視パターン保存用メモリ２３から読み出して取得する。しかる後、ステップ４０５に移行し、障害物判定部２１では、監視パターンの監視範囲に係る危険範囲や注意範囲と各障害物検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄから障害物までの距離とを照合し、以下、その照合の結果に基づいて、既述の図１４の流れ図で説明したのと同様の対処を行う。この出願の第２番目及び第３番目の発明を具体化する場合に、ここでは、図１６の制御システムを使用したした例を示したが、図２のような制御システムを使用することもできる。
【０１０２】
前記した第２発明に係る作業機械の安全装置では、操作手段としての入力装置４０を操作することにより、油圧ショベルで実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンの中から、実施しようとする作業の種類に適った監視パターンを選択し、記憶手段としての監視パターン保存用メモリ２３から読みだして表示装置５０に表示させることができる。運転者は、この表示装置５０に表示された監視パターンを見ることにより、選択した監視パターンが、これから実施しようとする作業に合致してか否かを確認して、同作業に好適な監視パターンを選択することができる。このように、本作業機械の安全装置は、アクチュエータの停止手段やアクチュエータの減速手段等の安全手段を作動させる条件を、作業の便を考慮して運転者側の意向に沿うように設定することができるので、作業の安全性を担保しながらも、運転者にとって使い勝手のよいものとなる。
【０１０３】
前記した第３発明に係る作業機械の安全装置では、油圧ショベルの運転を開始すると、障害物判定部２１における作業の種別判定手段では、油圧ショベルが発する車体情報３９としての動作モード信号やエンジン回転数に係る検出値に基づいて油圧ショベルで現在実施している「掘削」、「クレーン」等の作業の種別を判定して、油圧ショベルで実施する作業の種別ごとに予め設定した複数種類の監視パターンの中から、その実施している作業の種類に係る監視パターンを自動的に選択する。このように、本作業機械の安全装置は、安全手段を作動させる条件を、作業の便を考慮して運転者側の意向に沿うように自動的に設定するので、作業の安全性を担保しながらも、簡便で、かつ、運転者にとって使い勝手のよいものとなる。以上のように、第２発明及び第３発明に係る作業機械の安全装置は、何れも、安全手段を作動させる条件を運転者側の事情も加味して設定することができて、従来の技術よりも使い勝手がよい。
【０１０４】
特に、第２発明及び第３発明に係る作業機械の安全装置では、追加の監視パターンを、運転者が入力装置４０を操作して独自に設定し、これを監視パターン保存用メモリ２３に記憶させることができるように構成しているので、油圧ショベルの安全手段を作動させる条件を、実際に作業を行う運転者側の自主的判断を最大限反映させた状態で設定することができる。そのため、運転者は、監視パターン保存用メモリ２３に記憶された既定の監視パターンを、運転経験を積む過程で、当該作業の種類に最適なものにするように改善したり、作業を実施しようとする都度、当該作業現場の状況に即応するように修正したりする等して、一層使い勝手がよく安全な作業機械の安全装置に適宜改善することができる。
【０１０５】
第３発明に係る作業機械の安全装置では、作業の種別に、特に「アイドリング」の項目を設けて「制限なし」の監視パターンを設定し、これにより、エンジンがアイドル状態にあるとき、すなわち油圧ショベルが非作業状態のときに安全装置を機能させないようにしている。こうした手段を採用することにより、油圧ショベルが非作業状態のときに障害物の侵入により警報音発生装置１５が作動して、運転者等が無意味な警報に煩わされるようなことはない。
【０１０６】
作業機械で実施する作業の種別は、ここに示す例では、説明の便宜上、「掘削」、「クレーン」及び「アイドリング」の三種類しか設定していないが、これらのほか、例えば、「水平引き」、「法面仕上げ」、「側溝掘り」を設定する等、必要に応じて更に多くの種類を設定して、それぞれに適した監視パターンを設定するようにしてもよい。作業の種別を区分する場合、ここに示す例では、フロント作業機１Ａにバケット１ｃを装着して行う作業だけを対象にして、作業の種類の違いにより区分しているが、「バケット」「ブレーカ」、「グラップル」等、フロント作業機１Ａに装着するアタッチメントの違いにより作業の種別を区分して、それぞれに適した監視パターンを設定するようにしてもよい。その場合、何れかのアタッチメントを装着して作業を実施するときに、油圧ショベルが当該アタッチメントに係る信号を発するようにすることにより、実施する作業の種別に係る監視パターンを自動的に選択できるようにしてもよい。
【０１０７】
運転者が操作して所望の監視パターンを選択する操作手段として、ここではキースイッチを想定しているが、キーボード、マウス、ジョイスティックの一つ以上を使用したり、表示装置５０に画像化して表示され触れることにより操作できるタッチパネルを使用したりする等、適宜のものを使用することができる。また、個人を識別する認証機能を有する専用の始動キーを各運転者が所持するようにするとともに、運転者ごとに監視パターンを予め設定して監視パターン保存用メモリ２３に記憶させておき、その始動キーを前記操作手段として使用することにより、始動キーのキー穴への装着操作時に運転者を識別して当該運転者に係る監視パターンを自動的に選択できるように構成してもよい。
【０１０８】
ここに示す例では、運転者が上部旋回体１ｄ上の運転室１ｆで油圧ショベルの操作を行うため、入力装置４０を有する監視パターン設定部２２を車体１Ｂ側の監視コントローラ２０に内蔵させているが、監視パターン設定部２２の機能を例えばＰＣやＰＤＡ等の情報端末に持たせて、この情報端末で設定した監視パターンを有線通信や無線通信により車体１Ｂ側の監視コントローラ２０に送信するようにしてもよい。こうした方法を採ることにより、運転者は、車体１Ｂ周辺の全体状況を車外で的確に把握しながら、当該作業現場に好適な監視パターンを設定して送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】この出願の第１番目の発明、第２番目の発明及び第３番目の発明に係る作業機械の安全装置を設置するための作業機械の一例を示す斜視図である。
【図２】この出願の第１番目の発明を具体化して構成した第１の例の作業機械の安全装置に係る制御システム及びその周辺の機器を示すブロック図である。
【図３】図２の作業機械の安全装置に係る監視範囲及び障害物検出器と図１の作業機械との関係を示す平面図である。
【図４】図２の作業機械の安全装置に記憶される監視パターンの一例を示す図である。
【図５】図２の作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【図６】図２の作業機械の安全装置における監視パターン設定部で行われる制御の手順を説明するための流れ図である。
【図７】図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第１の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図である。
【図８】図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第２の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図である。
【図９】図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第３の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図である。
【図１０】図５の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された第４の既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図である。
【図１１】運転者が独自の監視パターンを新たに設定して追加するための追加の監視パターン設定用の画面の例を示す図である。
【図１２】図８の第２の既存の監視パターンを選択して確定させた後に表示装置に表示される運転用の表示画面の例を示す図である。
【図１３】図１１の追加の監視パターン設定用の画面に基づいて追加の監視パターンが設定されて記憶された後に表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【図１４】図２の作業機械の安全装置における障害物判定部で行われる制御の手順を説明するための流れ図である。
【図１５】図１６の作業機械の安全装置に係る監視範囲及び障害物検出器と図１の作業機械との関係を示す平面図である。
【図１６】この出願の第１番目の発明を具体化して構成した第２の例の作業機械の安全装置に係る制御システム及びその周辺機器を示すブロック図である。
【図１７】図１６の作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【図１８】図１７の監視パターン選択用の画面に基づいて選択された既存の監視パターンに関する表示画面の例を示す図である。
【図１９】運転者が独自の監視パターンを新たに設定して追加するための図１６の作業機械の安全装置に係る追加の監視パターン設定用の画面の例を示す図である。
【図２０】図１７の既存の監視パターンを選択して確定させた後に表示装置に表示される運転用の表示画面の例を示す図である。
【図２１】図１９の追加の監視パターン設定用の画面に基づいて追加の監視パターンが設定されて記憶された後に表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【図２２】この出願の第２番目の発明及び第３番目の発明をそれぞれ具体化して構成した各作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン設定用の画面の一例を示す図である。
【図２３】同じく各作業機械の安全装置における表示装置に表示される監視パターン選択用の画面の一例を示す図である。
【図２４】図２２の監視パターン設定用の画面に基づいて既存の監視パターンを選択して設定した後に表示装置に表示される運転用の表示画面の例を示す図である。
【図２５】この出願の第３番目の発明に係る作業機械の安全装置における障害物判定部で行われる制御の手順を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１Ａ  フロント作業機
１Ｂ  車体
１ａ  ブーム
１ｂ  アーム
１ｃ  バケット
１ｄ  上部旋回体
１ｅ  下部走行体
１ｆ  運転室
３ａ  ブームシリンダ
３ｂ  アームシリンダ
３ｃ  バケットシリンダ
３ｄ  旋回モータ
３ｅ  左側の走行モータ
３ｆ  右側の走行モータ
５    エンジン回転数検出器
６    動作モード切替スイッチ
１０ａ〜１０ｄ  障害物検出器
１１ａ〜１１ｄ  監視範囲
１５    警報音発生装置
２０    監視コントローラ
２１    障害物判定部
２２    監視パターン設定部
２３    監視パターン保存用メモリ
２９    制御指令
３０    車体コントローラ
３１    車体制御部
３９    車体情報
４０    入力装置
５０    表示装置
【図１】
2006257724.tif 000003
【図２】
2006257724.tif 000004
【図３】
2006257724.tif 000005
【図４】
2006257724.tif 000006
【図５】
2006257724.tif 000007
【図６】
2006257724.tif 000008
【図７】
2006257724.tif 000009
【図８】
2006257724.tif 000010
【図９】
2006257724.tif 000011
【図１０】
2006257724.tif 000012
【図１１】
2006257724.tif 000013
【図１２】
2006257724.tif 000014
【図１３】
2006257724.tif 000015
【図１４】
2006257724.tif 000016
【図１５】
2006257724.tif 000017
【図１６】
2006257724.tif 000018
【図１７】
2006257724.tif 000019
【図１８】
2006257724.tif 000020
【図１９】
2006257724.tif 000021
【図２０】
2006257724.tif 000022
【図２１】
2006257724.tif 000023
【図２２】
2006257724.tif 000024
【図２３】
2006257724.tif 000025
【図２４】
2006257724.tif 000026
【図２５】
2006257724.tif 000027