(57)【要約】【課題】干渉防止制御による安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる油圧ショベルを提供する。【解決手段】解除スイッチ５３の操作モードが第１モードにあるときは、解除スイッチ５３が第２位置に押し下げられている間だけ干渉防止制御を解除し、解除スイッチ５３の操作モードが第２モードにあるときに解除スイッチ５３が第２位置に押下操作されたときは、干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放されて解除スイッチ５３が第１位置に復帰した後も干渉防止制御の解除状態を維持する。【選択図】図８
2015229837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転室を有する機体本体と、
前記機体本体に上下方向に回動可能に取り付けられたオフセット式のフロント作業機と、
前記フロント作業機を構成する複数のフロント部材の動作を指示する操作装置と、
前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、
前記運転室の周囲に外側から内側に向かって、順次、停止領域と禁止領域とを設定し、前記複数のフロント部材の少なくとも１つを動作させることで前記フロント作業機が前記停止領域に侵入した場合は、前記フロント部材の動作を停止させることで前記フロント作業機の動作を停止させ、前記フロント作業機が前記停止領域を越えて前記禁止領域に侵入した場合は、前記機体本体及び前記フロント作業機の全動作を停止させかつ前記機体本体及び前記フロント作業機の全操作を不能とする干渉防止制御を行う干渉防止装置とを備えた建設機械において、
第１位置と第２位置とを有し、前記第１位置から前記第２位置に押下操作した後、押下操作を解放すると前記第１位置に復帰するモーメンタリ動作式のスイッチ装置と、
前記スイッチ装置の操作モードを第１モードと第２モードのいずれかに切り換える操作装置とを備え、
前記干渉防止装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第１モードにあるときは、前記スイッチ装置が前記第２位置に押し下げられている間だけ前記干渉防止制御を解除し、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されたときは、前記干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放されて前記スイッチ装置が前記第１位置に復帰した後も前記干渉防止制御の解除状態を維持することを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記操作装置は、前記エンジンを始動するためのキースイッチであり、
前記エンジンの始動時に前記キースイッチがＯＮ操作されている間は、前記スイッチ装置の操作モードは前記第２モードに設定され、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードに設定されている間に前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されなかったときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第１モードに設定されることを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械において、
前記操作装置は、前記スイッチ装置の操作モードを前記第１モードと前記第２モードのいずれに設定するかを選択するモード切換スイッチであり、
前記モード切換スイッチが前記第１モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第１モードに設定され、前記第２モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第２モードに設定されることを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の建設機械において、
前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されたときに報知作動する報知装置を更に備えたことを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項４に記載の建設機械において、
前記報知装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されかつ前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入したときは、前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入していないときよりも高い報知レベルで報知作動することを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット式のフロント作業機を備えた油圧ショベルに係わり、特に、オフセット式のフロント作業機が運転室（キャブ）に近づいた時に、フロント作業機の動作を自動停止させて両者の衝突を回避する干渉防止装置を備えた油圧ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
オフセット式のフロント作業機を備えた油圧ショベル（以下、オフセット式油圧ショベルという）は、フロント作業機のオフセット操作により、道路に沿っての溝掘り作業や住宅に挟まれた路上の様な狭所での掘削・旋回・積込み作業が容易となるという利点がある。しかし、オフセット式油圧ショベルでは、フロント作業機がオフセット操作されるため、フロント作業機の姿勢によってはフロント作業機（特にバケット）が運転室（キャブ）に衝突（干渉）するおそれがある。このようなフロント作業機とキャブとの干渉を防止するため、オフセット式油圧ショベルは、干渉防止制御を行う干渉防止装置を備えるのが一般的である。
【０００３】
この干渉防止装置の制御では、例えば特許文献１又は２に記載のように、通常、運転室の周囲に外側から内側に向かって減速領域と停止領域を設定し、例えばアームクラウド動作かつ／又はブーム上げ動作によりバケットが減速領域に侵入すると、アームクラウド動作／又はブーム上げ動作に係わる流量制御弁のパイロットラインに設けられた電磁比例減圧弁により、流量制御弁に与えられる指令パイロット圧を減圧してアームクラウド動作かつ／又はブーム上げ動作を減速し、バケットが停止領域に侵入すると電磁比例減圧減弁を全閉してアームクラウド動作かつ／又はブーム上げ動作を自動停止させる。
【０００４】
特許文献１に記載の油圧ショベルでは、停止領域の内側に更に禁止領域を設定し、例えば電磁比例減圧弁のスティック等の不具合或いは故障によって、意図せずバケットが停止領域を超えて禁止領域に侵入した場合に、油圧システムのパイロット系の元圧をタンク圧に減圧して油圧ショベルの操作を不能とし、油圧ショベルの全動作を停止させる。油圧ショベルが操作不能となった場合、オペレータが常時操作できない位置に設けられたオルタネート式の解除スイッチをサービスマンがＯＮ位置に切替操作して干渉防止制御を解除し、フロント作業機を操作して禁止領域の外へ移動させた後、解除スイッチをＯＦＦ位置に切替操作して干渉防止制御を復帰させることにより、油圧ショベルを元の状態に復帰させることができる。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の油圧ショベルには、押下位置から非押下位置に自動的に復帰するモーメンタリ式の一時解除スイッチが設けられており、操作者は、一方の手でこの一時解除スイッチを押下操作しながら、他方の手でフロント作業機を操作することにより、減速領域又は停止領域内でも干渉防止制御の影響を受けることなくフロント作業機を効率良く動作させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２６９５４
【特許文献２】特開平７−１０９７４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
禁止領域内でフロント作業機を操作する場面としては、禁止領域内に侵入したフロント作業機を禁止領域外へ移動させる場合だけでなく、例えば機体をトラックに積み込んで搬送する際など、機体の収容スペースを極力小さくするためにフロント作業機を禁止領域内へ移動させる場合がある。
【０００８】
特許文献１に記載の油圧ショベルでは、オルタネート式の解除スイッチを切替操作することにより、干渉防止制御を解除できる。従って、通常の操作者にもこの解除スイッチの切替操作を許容すれば、禁止領域内でも干渉防止制御による影響を受けずかつ両手でフロント作業機を操作することが可能となり、操作性を向上できる。しかしながら、解除スイッチを切替操作したことを失念し、あるいは解除スイッチが切替操作されていることを知らない等、干渉防止制御が有効であると信じ込んでいる操作者がフロント作業機を操作した場合に、フロント部材を運転室に干渉させる蓋然性が高くなるため、安易に解除スイッチの操作を許容することは、安全性上好ましくない。
【０００９】
一方、特許文献２に記載の油圧ショベルでは、モーメンタリ式の一時解除スイッチの押下操作中に限り干渉防止制御が解除されるため、操作者は干渉防止制御が解除状態にあることを常に認識でき、一時解除スイッチから手を離せば干渉防止制御が即時復帰するため、安全性に優れている。また、禁止領域内では、一方の手が一時解除スイッチの操作で塞がっており、片手でフロント作業機を操作しなければならないものの、フロント作業機を禁止領域外へ移動させる場合、すなわちフロント作業機を運転室から遠ざける場合は、フロント作業機が運転室に干渉する蓋然性は低くそれほど高い操作性は要求されないため、片手操作でも作業に支障は無い。しかしながら、フロント作業機を禁止領域内へ移動させる場合、すなわちフロント作業機を運転室に近づける場合は、フロント作業機を運転室に干渉させる蓋然性が高く慎重な操作が要求されるため、片手での操作は不便である。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、干渉防止制御による安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる油圧ショベルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、運転室を有する機体本体と、前記機体本体に上下方向に回動可能に取り付けられたオフセット式のフロント作業機と、前記フロント作業機を構成する複数のフロント部材の動作を指示する操作装置と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記運転室の周囲に外側から内側に向かって、順次、停止領域と禁止領域とを設定し、前記複数のフロント部材の少なくとも１つを動作させることで前記フロント作業機が前記停止領域に侵入した場合は、前記フロント部材の動作を停止させることで前記フロント作業機の動作を停止させ、前記フロント作業機が前記停止領域を越えて前記禁止領域に侵入した場合は、前記機体本体及び前記フロント作業機の全動作を停止させかつ前記機体本体及び前記フロント作業機の全操作を不能とする干渉防止制御を行う干渉防止装置とを備えた建設機械において、第１位置と第２位置とを有し、前記第１位置から前記第２位置に押下操作した後、押下操作を解放すると前記第１位置に復帰するモーメンタリ動作式のスイッチ装置と、前記スイッチ装置の操作モードを第１モードと第２モードのいずれかに切り換える操作装置とを備え、前記干渉防止装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第１モードにあるときは、前記スイッチ装置が前記第２位置に押し下げられている間だけ前記干渉防止制御を解除し、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されたときは、前記干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放されて前記スイッチ装置が前記第１位置に復帰した後も前記干渉防止制御の解除状態を維持するものとする。
【００１２】
このように構成した本発明においては、スイッチ装置の操作モードとして、スイッチ装置が押し下げられている間だけ干渉防止制御を解除する第１モードと、スイッチ装置が押下操作されたときに干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態を維持する第２モードとを備えたことにより、干渉防止制御の安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記操作装置は、前記エンジンを始動するためのキースイッチであり、前記エンジンの始動時に前記キースイッチがＯＮ操作されている間は、前記スイッチ装置の操作モードは前記第２モードに設定され、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードに設定されている間に前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されなかったときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第１モードに設定されるものとする。
【００１４】
このように、スイッチ装置の操作モードが第２モードに設定されるのをエンジン始動時に限定し、スイッチ装置の操作モードが第２モードに設定されている間に意図せずスイッチ装置が押下操作されて干渉防止制御が解除されることを防ぐことにより、安全性を向上できる。
【００１５】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記操作装置は、前記スイッチ装置の操作モードを前記第１モードと前記第２モードのいずれに設定するかを選択するモード切換スイッチであり、前記モード切換スイッチが前記第１モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第１モードに設定され、前記第２モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第２モードに設定されるものとする。
【００１６】
これにより、スイッチ装置の操作モードを第１モードと第２モードとで適宜切り換えることが可能となり、フロント作業機の操作性をさらに向上できる。
【００１７】
（４）上記（１）乃至（３）において、好ましくは、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されたときに報知作動する報知装置を更に備えたものとする。
【００１８】
これにより、スイッチ装置の押下操作が解放された後に干渉防止制御の解除状態が維持されているときは、作業者に注意が喚起されるため、安全性を向上できる。
【００１９】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記報知装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第２モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第２位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されかつ前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入したときは、前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入していないときよりも高い報知レベルで報知作動するものとする。
【００２０】
これにより、スイッチ装置の押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持されておりかつフロント作業機が禁止領域に侵入したときは、より強く作業者に注意が喚起されるため、安全性をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、干渉防止装置としての安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】オフセット式油圧ショベルの外観を示す側面図である。
【図２】オフセット式油圧ショベルの外観を示す上面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの運転席右側部分の斜視図である。
【図４】表示装置の表示画面を示す拡大図である。
【図５】第１の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの油圧システム及び制御システムを示す図である。
【図６】オフセット式油圧ショベルにおける干渉防止制御の制御領域の概念を示す図であって、制御領域を油圧ショベルの側面から見た図である。
【図７】オフセット式油圧ショベルにおける干渉防止制御の制御領域の概念を示す図であって、制御領域を油圧ショベルの上面から見た図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における制御ユニットの処理手順を示すフロー図である。
【図９】干渉防止制御の演算テーブルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの運転席右側部分の斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの油圧システム及び制御システムを示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における制御ユニットの処理手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
〜構成〜
図１及び図２はオフセット式油圧ショベルの外観を示す図であり、図１は側面図を、図２は上面図を示している。
【００２５】
オフセット式油圧ショベルは、図１及び図２に示すように、上下方向（垂直方向）にそれぞれ回動するブーム（第１ブーム）１０１ａ，アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ及び左右方向（水平方向）に回動するオフセット（第２ブーム）１０１ｄ及びシリンダステー１０１ｅを含む複数のフロント部材からなる多関節型のフロント作業機１０２と、上部旋回体１０１ｆ及び下部走行体１０１ｇからなる車体１０３とで構成されている。フロント作業機１０２のブーム１０１ａの基端部分は上部旋回体１０１ｆの前側中央部分に上下方向に回動可能に支持され、オフセット１０１ｄの基端部分はブーム１０１ａの上端部分に左右方向に回動可能に連結され、シリンダステー１０１ｅの前側部分はオフセット１０１ｄの先端部分に左右方向に回動可能に連結され、アーム１０１ｂの基端部分はシリンダステー１０１ｅの先端部分に前後方向に回動可能に連結され、バケット１０１ｃはアーム１０１ｂの先端部分に上下方向に回動可能に連結されている。ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ、オフセット１０１ｄ、上部旋回体１０１ｆ及び下部走行体１０１ｇはそれぞれブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、オフセットシリンダ３ｄ、旋回モータ（図示せず）及び左右の走行モータ３ｆ，３ｇにより駆動される。図２から分かるように、オフセット１０１ｄのオフセットシリンダ３ｄの反対側において、ブーム１０１ａの上端部分の側面とシリンダステー１０１ｅの側面はそれぞれ連結部材１０１ｈ，１０１ｊを介してロッド１０１ｋにより連結され、オフセット１０１ｄとロッド１０１ｋとブーム１０１ａの上端部分と連結部材１０１ｊとで平行リンク機構を構成している。上部旋回体１０１ｆは作業者が乗車する運転室を備えたキャブ１０４を有している。下部走行体１０１ｇの前側部分にはブレード１０１ｍが上下方向に回動可能に連結されており、ブレード１０１ｍは図示しないブームシリンダにより駆動される。
【００２６】
図３は、運転席右側部分の斜視図である。図３（ａ）において、運転席の右側には右コントロールボックス４０が配設されており、コントロールボックス４０の上面前方部分には右操作レバー４１、左側面部分にはブレード操作レバー４２、上面後方部分にはエンジンを始動するためのキースイッチ４３が設けられている。作業者は、図示しない左操作レバー及び右操作レバー４１を操作することにより、後述の流量制御弁５ａ〜５ｃ，５ｅを切換制御し、フロント作業機１０２の俯仰動及び上部旋回体１０１ｆの旋回を制御する。コントロールボックス４０の後側には、コンソールボックス５０が配設されており、コンソールボックス５０の上面パネル５１には、各種スイッチが設けられている。また、コンソールボックス５０の内部には、上面パネル５１の操作穴５２に指先を差し込むことにより押下操作が可能な干渉防止制御解除スイッチ（以下、単に解除スイッチという）５３が設けられている。解除スイッチ５３は、第１位置と第２位置とを有し、第１位置から第２位置に押下操作した後、押下操作を解放すると第１位置に復帰するモーメンタリ動作式のスイッチ装置を構成している。なお、通常作業時は、解除スイッチ５３の誤操作を防止するため、図３（ｂ）に示すように、操作穴５２はスイッチカバー５４で塞がれている。図３（ａ）において、運転席の右側前方には、各種情報が表示される表示画面６１と、この表示画面６１の下側位置に設けられた複数のボタンを有する操作部６２とを備えた表示装置６０が配設されている。図４は、表示装置６０の表示画面６１を示す拡大図である。図４に示すように、表示画面６１には、水温、油温、燃料残量等の油圧ショベルの状態に関する情報が表示される。
【００２７】
図５は、本実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの油圧システム及び制御システムを示す図である。図５において、本発明が係わるオフセット式油圧ショベルの油圧システムは、メインポンプとしての油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２からの圧油により駆動されるブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、オフセットシリンダ３ｄ、旋回モータ３ｅ及び左右の走行モータ３ｆ，３ｇを含む複数のアクチュエータと、これら油圧アクチュエータ３ａ〜３ｇのそれぞれに対応して設けられた操作レバー装置４ａ〜４ｇと、油圧ポンプ２と複数の油圧アクチュエータ３ａ〜３ｇ間に接続され、操作レバー装置４ａ〜４ｇの指令パイロット圧によって中立位置から切り換えられ、油圧アクチュエータ３ａ〜３ｇに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁５ａ〜５ｇと、安全弁としてのメインリリーフ弁６とを有している。なお、図５においては図示を省略しているが、ブレードシリンダの駆動に係わる部分も油圧システムに含まれる。図５における操作レバー装置４ａ〜４ｃ，４ｅの各操作レバーと図３で説明した左右操作レバー（右操作レバー４１のみ図示）とは、例えば次のように対応している。操作レバー装置４ａの操作レバーは右操作レバー４１の前後方向の操作に対応し、操作レバー装置４ｂの操作レバーは左操作レバーの左右方向の操作に対応し、操作レバー装置４ｃの操作レバーは右操作レバー４１の左右方向の操作に対応し、操作レバー装置４ｅの操作レバーは左操作レバーの前後方向の操作に対応する。   操作レバー装置４ａ〜４ｇはリモコン弁（減圧弁）を内蔵した油圧パイロット式であり、パイロットポンプ７の吐出油路７ａにパイロット圧供給油路７ｂを介して接続され、パイロットポンプ７で生成される油圧（一次圧）に基づいて、それぞれ作業者により操作される操作レバーの操作量と操作方向に応じた指令パイロット圧（二次圧）を生成する。これらの指令パイロット圧はパイロットライン１０ａ〜１６ｂを介して対応する流量制御弁５ａ〜５ｇの油圧駆動部２０ａ〜２６ｂに導かれる。パイロットポンプ７の吐出油路７ａはパイロットポンプ７の吐出圧を一定に保持するパイロットリリーフ弁８を備えている。
【００２８】
図５において、オフセット式油圧ショベルの制御システムは干渉防止装置を構成するものであり、ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、オフセット１０１ｄのそれぞれの回動支点に設けられ、フロント作業機１０２の位置と姿勢に関する状態量としてそれぞれの回動角を検出する角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの信号を入力し、干渉防止制御の演算処理を行う制御ユニット３２と、パイロットライン１０ａ，１１ａ，１３ｂに設けられ、制御ユニット３２から出力される電気信号により駆動される電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、パイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとの間に配置された電磁切換式の油圧ロック弁３４と、解除スイッチ５３、キースイッチ４３と、表示装置６０とを備えている。電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃは操作レバー装置４ａ，４ｂ，４ｄにより生成された指令パイロット圧を電気信号に応じて減圧し、その減圧した指令パイロット圧がパイロットライン１０ａ，１１ａ，１３ｂを介して流量制御弁５ａ，５ｂ，５ｄの油圧駆動部２０ａ，２１ａ，２３ｂに導かれる。油圧ロック弁３４は、通常時は、制御ユニット３２から出力されるＯＮ信号により図示左側の位置に切り換えられており、この場合は、パイロットポンプ７の吐出圧が一次圧としてパイロット圧供給油路７ｂに導かれ、操作レバー装置４ａ〜４ｇはそれぞれの操作レバーの操作により指令パイロット圧を生成可能である。制御ユニット３２から出力されていたＯＮ信号がＯＦＦ信号に切り換わると油圧ロック弁３４は図示右側の位置に切り換えられ、パイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとの接続を遮断し、パイロット圧供給油路７ｂをタンクに接続する。これにより操作レバー装置４ａ〜４ｇは操作レバーを操作しても指令パイロット圧を生成不能であり、油圧システムが動作不能となる。その結果、油圧ショベルの全動作が停止する。
【００２９】
図６及び図７はオフセット式油圧ショベルにおける干渉防止制御の制御領域を示す図であり、図６は制御領域を油圧ショベルの側面から見た図であり、図７は制御領域を油圧ショベルの上面から見た図である。図６及び図７において、キャブ（運転室）１０４の周囲に外側から内側に向かって、順次、減速領域Ａ、停止領域Ｂ、禁止領域Ｃが設定されている。減速領域Ａは駆動されているフロント部材の動作速度を減速させることでフロント作業機１０２の動作速度を減速する領域であり、停止領域Ｂは駆動されているフロント部材の動作を停止させることでフロント作業機１０２の動作を停止させる領域である。禁止領域Ｃは、万一、フロント作業機１０２が停止領域Ｂを超えて禁止領域Ｃに侵入したときに、油圧システムを動作不能とすることで油圧ショベルの全動作を停止させる領域である。
【００３０】
〜制御〜
次に、図８を用いて上述した本発明の動作原理を実現する制御ユニット３２の制御機能について説明する。図８は、制御ユニット３２の処理手順を示すフロー図である。図８のフローを構成する各ステップについて順に説明する。
【００３１】
まず、エンジン始動後、エンジン始動時に解除スイッチ５３が押下操作されたか否かを判定する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００でＮＯ（エンジン始動時に解除スイッチ５３が押下操作されていない）と判定した場合は、解除スイッチ５３が押下中か否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０でＮＯ（解除スイッチ５３が押下中でない）と判定した場合は、バケット１０１ｃの位置を計算する。具体的には、制御ユニット３２は、角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃからの角度信号を入力し、角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにより検出したブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、オフセット１０１ｄの回動角と予めメモリ（例えばＲＯＭ）に記憶してある各フロント部材の寸法等からバケット１０１ｃの位置を計算する。この場合、バケット１０１ｃの位置としては、バケット１０１ｃがキャブ１０４の前面及び頂部に向かうよう操作されたときの第１近接位置と、バケット１０１ｃがキャブ１０４の右側面に向かうようオフセット操作されたときの第２近接位置の２つの位置を計算することが好ましい。例えば、図６又は図７に示すように、第１近接位置は、アーム１０１ｂの先端部におけるバケット１０１ｃの回動支点を中心にしたバケット先端までの半径Ｒｂの仮想円上のキャブ１０４に最も近い点の位置であり、第２近接位置は、キャブ１０４内の運転席から見てバケット１０１ｃの左側側面の例えば中央の位置である。
【００３２】
ステップＳ１２０に続き、干渉防止制御を実行する（ステップＳ１２０）。この干渉防止制御は、図９に示す演算テーブルを用いて次のように実行される。  図９において、横軸はバケット１０１ｃの第１近接位置又は第２近接位置とキャブ１０４の前側の基準線Ｆとの距離Ｄであり、縦軸は電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの前後圧力比Ｒｐである。距離Ｄと前後圧力比Ｒｐの関係は、距離Ｄが第１設定値Ｄ１以上であるときは前後圧力比Ｒｐは１００％であり、距離Ｄが第１設定値Ｄ１より小さくなると圧力比Ｒｐは１００％から次第に小さくなり、距離Ｄが第２設定値Ｄ２に達すると０％となるように設定されている。第１設定値Ｄ１は図６及び図７の境界線Ｅ１に対応し、第２設定値Ｄ２は図６及び図７の境界線Ｅ２に対応する。第２設定値Ｄ２より小さい側（原点に近い側）には第３設定値Ｄ３がある。この第３設定値Ｄ３は図６及び図７の境界線Ｅ３に対応する。また、第１設定値Ｄ１以上（原点から遠い側）の領域は非制御領域であり、第１設定値Ｄ１と第２設定値Ｄ２との間の領域は減速領域Ａに相当し、第２設定値Ｄ２と第３設定値Ｄ３との間の領域は停止領域Ｂに相当し、第３設定値Ｄ３以下の領域は禁止領域Ｃに相当する。図９に示した演算テーブルは制御ユニット３２のメモリに記憶されている。
【００３３】
制御ユニット３２は、バケット１０１ｃの第１近接位置とキャブ１０４の前側の基準線Ｆとの距離Ｄを図９に示した干渉防止制御の制限値演算テーブルに参照して電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂの前後圧力比Ｒｐを計算し、この前後圧力比Ｒｐに相当する制御電流を電気信号として電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂに出力する。また、制御ユニット３２は、バケット１０１ｃの第２位置とキャブ１０４の側面側の基準線Ｆとの距離Ｄを図９に示した演算テーブルに参照して電磁比例減圧弁３３ｃの前後圧力比Ｒｐを計算し、この前後圧力比Ｒｐに相当する制御電流を電気信号として電磁比例減圧弁３３ｃに出力する。
【００３４】
これにより、フロント作業機１０２の少なくとも１つのフロント部材を動作させることでバケット１０１ｃの先端（第１近接位置）又は左側側面（第２近接位置）が減速領域Ａに侵入すると、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの関連するものを制御して指令パイロット圧を減圧し、当該フロント部材の動作速度を徐々に低下させることで、フロント作業機１０２の動作を徐々に減速する。さらに、バケット１０１ｃの先端又は左側側面が減速領域Ａを超えて停止領域Ｂに達すると、制御ユニット３２は、図９に示した干渉防止制御の制限値演算テーブルに基づいて前後圧力比０％に相当する制御電流を出力し、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの対応するものを全閉して指令パイロット圧をタンク圧まで減圧し、当該フロント部材の動作を停止させる。
【００３５】
図８に戻り、ステップＳ１３０に続き、フロント作業機１０２（本実施の形態では、バケット１０１ｃの第１近接位置又は第２近接位置）が禁止領域Ｃ内に侵入したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０でＮＯ（フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入していない）と判定した場合は、油圧ロック弁３４にＯＮ信号を出力し、パイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとを連通する（ステップＳ１５０）。一方、ステップＳ１４０でＹＥＳ（フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入した）と判定した場合は、油圧ロック弁３４にＯＮ信号を出力し、パイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとの接続を遮断する（ステップＳ１６０）。
【００３６】
ステップＳ１１０でＹＥＳ（解除スイッチ５３が押下中である）と判定した場合は、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃを全開して干渉防止制御を解除し（ステップＳ１７０）、油圧ロック弁３４にＯＮ信号を出力してパイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとを連通する（ステップＳ１８０）。これにより、禁止領域Ｃにおいて、解除スイッチ５３の押下中に限りフロント作業機１０２を操作することが可能となる。
【００３７】
ステップＳ１５０，Ｓ１６０又はＳ１８０に続き、エンジンが停止しない限り（ステップＳ１９０でＹＥＳと判定しない限り）、ステップＳ１１０に戻り、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。上述したステップＳ１１０〜Ｓ１８０の処理によって、解除スイッチ５３を押し下げている間だけ干渉防止制御が解除される解除スイッチ５３の操作モード（第１モード）が実現される。
【００３８】
ステップ１００でＹＥＳ（エンジン始動時に解除スイッチ５３が押下操作された）と判定した場合は、バケット位置を計算し（ステップＳ２００）、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃを全開して干渉防止制御を解除し（ステップＳ２１０）、油圧ロック弁３４にＯＮ信号を出力することでパイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとを連通する（ステップＳ２２０）。これにより、作業者は禁止領域Ｃにおいてフロント作業機１０２を両手で操作することが可能となる。ステップＳ２００に続き、フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ステップＳ２３０でＮＯ（フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入していない）と判定した場合は、図４に示すように、表示画面６１の一部を構成するインジケータ領域６４を点滅表示する（ステップＳ２４０）。一方、ステップＳ２３０でＹＥＳ（フロント作業機１０２が禁止領域に侵入した）と判定した場合は、インジケータ領域６４を高速で点滅表示する（ステップＳ２５０）。このように、表示装置６０は、作業者に注意を喚起する報知装置としての機能を有する。なお、表示画面６１におけるインジケータ領域６４の位置、大きさには特に限定されない。
【００３９】
ステップＳ２４０又はＳ２５０に続き、エンジンが停止しない限り（ステップＳ２６０でＹＥＳと判定しない限り）、ステップＳ２００に戻り、ステップＳ２００以降の処理を繰り返す。上述したステップＳ１００，Ｓ２００〜Ｓ２５０の処理によって、解除スイッチ５３が押下操作され、押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される解除スイッチ５３の操作モード（第２モード）が実現される。
【００４０】
〜効果〜
上記のように構成した本実施の形態においては、エンジンの始動時にキースイッチ４３がＯＮ操作されている間は、解除スイッチ５３の操作モードが第２モードに設定され、その間に解除スイッチ５３が押下操作されなかったときは、従来と同様の操作モードである第１モードに設定され、解除スイッチ５３を押し下げている間だけ干渉防止制御が解除される。一方、エンジンの始動時にキースイッチ４３がＯＮ操作され、解除スイッチ５３の操作モードが第２モードに設定されている間に解除スイッチ５３が押下操作されたときは、干渉防止制御が解除されかつ押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される。
【００４１】
これにより、フロント作業機１０２が意図せず禁止領域Ｃに侵入した場合は、キースイッチ４３のみをＯＮ操作してエンジンを始動することにより、従来と同様に片手操作でフロント作業機１０２を禁止領域Ｃの外に移動させることができ、干渉防止制御の安全性を確保できる。一方、機体をトラックに積み込んで搬送する際など、機体の収容スペースを極力小さくするためにフロント作業機１０２を意図的に禁止領域Ｃに移動させる場合は、解除スイッチ５３を押し下げながらキースイッチ４３をＯＮ操作してエンジンを始動することにより、禁止領域Ｃにおいて干渉防止制御の影響を受けずかつ両手でフロント作業機１０２を操作することが可能となり、フロント作業機１０２の操作性を向上できる。
【００４２】
また、解除スイッチ５３の操作モードが第２モードに設定されるのをエンジン始動時に限定し、解除スイッチ５３の操作モードが第２モードに設定されている間に意図せず解除スイッチ５３が押下操作されて干渉防止制御が解除されることを防ぐことにより、安全性を向上できる。
【００４３】
さらに、第２モードにおいて解除スイッチ５３が押下操作され、押下操作が解放された後に干渉防止制御の解除状態が維持されているときは、表示装置６０の表示画面６１のインジケータ領域６４を点滅表示（報知作動）することにより作業者に注意が喚起され、さらにフロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入したときは点滅速度（報知レベル）を上げることにより、より強く作業者に注意を喚起されるため、安全性を向上できる。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの運転席左側部分の斜視図である。図１０において、第１の実施の形態（図３）との相違点は、解除スイッチ５３の操作モードを第１モードと第２モードのいずれに設定するかを選択するモード切換スイッチ６３を表示装置６０の操作部６２に設けた点である。なお、モード切換スイッチ６３を設ける位置は特に限定されない。
【００４５】
図１１は、第２の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルが備える油圧システム及び制御システムを示す図である。図１１において、第１の実施の形態（図５）との相違点は、キースイッチ４３に代えてモード切換スイッチ６３の出力信号を制御ユニット３２に入力している点である。
【００４６】
図１２は、本実施の形態における制御ユニット３２の処理手順を示すフロー図である。図中、図８に示したフローを構成する処理と同様の処理には、図８において付した符号と同じ符号を付している。以下、図８に示したフローと相違する部分を中心に説明する。
【００４７】
まず、エンジン始動後にモード切換スイッチ６３がＯＮ位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１でＮＯ（モード切換スイッチ６３がＯＦＦ位置にある）と判定した場合は、ステップＳ１１０以降の処理を実行し、エンジンが停止しない限り（ステップＳ１９０でＹＥＳと判定しない限り）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【００４８】
ステップＳ１０１でＹＥＳ（モード切換スイッチ６３がＯＮ位置にある）と判定した場合は、ステップＳ１８１で解除フラグがＯＮか否かを判定する（ステップＳ１８１）。ここでの解除フラグは、解除スイッチ５３が押下操作される度にＯＦＦからＯＮ又はＯＮからＯＦＦに切り換わるフラグである。
【００４９】
ステップＳ１９１でＹＥＳ（解除フラグがＯＮである）と判定した場合は、ステップＳ２００以降の処理を実行し、エンジンが停止しない限り（ステップＳ２６０でＹＥＳと判定しない限り）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１９１でＮＯ（解除フラグがＯＦＦである）と判定した場合は、バケット位置を計算し（ステップＳ１９２）、干渉防止制御を実行する（ステップＳ１９３）。ステップＳ１９３に続き、フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入したか否かを判定する（ステップＳ１９４）。ステップＳ１９４でＮＯ（フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入していない）と判定した場合は、油圧ロック弁３４にＯＮ信号を出力してパイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとを連通する（ステップＳ１９５）。一方、ステップＳ１９４でＹＥＳ（フロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入した）と判定した場合は、油圧ロック弁３４にＯＮ信号を出力してパイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとの接続を遮断する（ステップＳ１９６）。これにより、作業者は禁止領域Ｃにおいてフロント作業機１０２を両手で操作することが可能となる。
【００５１】
ステップＳ１９５又はＳ１９６に続き、エンジンが停止しない限り（ステップＳ２６０でＹＥＳと判定しない限り）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。上述したステップＳ１９１，Ｓ２００〜Ｓ２５０の処理によって、解除スイッチ５３が押下操作され、押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される解除スイッチ５３の操作モード（第２モード）が実現される。
【００５２】
上記のように構成した本実施の形態においては、モード切換スイッチ６３がＯＦＦ位置にあるときは、解除スイッチ５３の操作モードが第１モードに設定され、解除スイッチ５３を押し下げている間だけ干渉防止制御が解除される。一方、モード切換スイッチ６３がＯＮ位置にあるときは、解除スイッチ５３の操作モードが第２モードに設定され、解除スイッチ５３が押下操作され、押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される。
【００５３】
これにより、フロント作業機１０２が意図せず禁止領域Ｃに侵入した場合は、モード切換スイッチ６３をＯＦＦ位置に設定しておくことにより、従来と同様に片手操作でフロント作業機１０２を禁止領域Ｃの外に移動させることができ、干渉防止制御の安全性を確保できる。一方、機体をトラックに積み込んで搬送する際など、機体の収容スペースを極力小さくするためにフロント作業機１０２を意図的に禁止領域Ｃに移動させる場合は、モード切換スイッチ６３をＯＮ位置に設定するとともに解除スイッチ５３を押下操作することにより、禁止領域Ｃにおいて干渉防止制御の影響を受けずかつ両手でフロント作業機１０２を操作することが可能となり、フロント作業機１０２の操作性を向上できる。
【００５４】
また、モード切換スイッチ６３を設けたことにより、解除スイッチ５３の操作モードを第１モードと第２モードとで適宜切り換えることが可能となり、フロント作業機１０２の操作性をさらに向上できる。
【００５５】
さらに、第１の実施の形態と同様に、第２モードにおいて解除スイッチ５３が押下操作され、押下操作が解放された後に干渉防止制御の解除状態が維持されているときは、表示装置６０の表示画面６１のインジケータ領域６４を点滅表示することにより作業者に注意が喚起され、さらにフロント作業機１０２が禁止領域Ｃに侵入したときは高速で点滅表示することにより、より強く作業者に注意が喚起されるため、安全性を向上できる。
【００５６】
＜その他の実施の形態＞
第１及び第２の実施の形態においては、報知装置を表示装置６０で構成したが、本発明はこれに限られず、ブザー音を吹鳴することで報知作動し、ブザー音の音調を変更することで報知レベルを上げるブザー装置で構成しても良い。
【００５７】
また、第２の実施の形態においては、図１２に示した通り、モード切換スイッチがＯＮ位置にあることを以て解除スイッチ５３の操作モードを第２モードに設定する構成としたが、本発明はこれに限られず、モード切換スイッチ６３がＯＮ位置にあることに加え、例えばエンジン回転数がアイドル回転数以下であることを条件に加えても良い。さらに、ブレード１０１ｍの角度を検出する角度センサを設け、ブレード１０１ｍが接地位置にあることを条件に加えても良い。これにより、通常作業時に解除スイッチ５３の操作モードが不用意に第２モードに設定されることを防止でき、安全性を向上できる。
【符号の説明】
【００５８】
２  油圧ポンプ（メインポンプ）
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  オフセットシリンダ
３ｅ  旋回モータ
３ｆ，３ｇ  走行モータ
４ａ〜４ｂ  操作レバー装置
５ａ〜５ｇ  流量制御弁
６  メインリリーフ弁
７  パイロットポンプ
７ａ  吐出油路
７ｂ  パイロット圧供給油路
８  パイロットリリーフ弁
１０ａ〜１６ｂ  パイロットライン
２０ａ〜２６ｂ  油圧駆動部
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ  角度センサ
３２  制御ユニット
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ  電磁比例減圧弁
３４  油圧ロック弁
４０  右コントロールボックス
４１  右操作レバー
４２  ブレード操作レバー
４３  キースイッチ
５０  コンソールボックス
５１  上面パネル
５２  操作穴
５３  干渉防止制御解除スイッチ
５４  スイッチカバー
６０  表示装置
６１  表示画面
６２  操作部
６３  モード切換スイッチ
６４  インジケータ領域
１０１ａ  ブーム
１０１ｂ  アーム
１０１ｃ  バケット
１０１ｄ  オフセット
１０１ｅ  シリンダステー
１０１ｆ  上部旋回体
１０１ｇ  下部走行体
１０１ｈ，１０１ｊ  連結部材
１０１ｋ  ロッド
１０２  フロント作業機
１０３  車体
１０４  キャブ
Ａ  減速領域
Ｂ  停止領域
Ｃ  禁止領域
Ｄ１  第１設定値
Ｄ２  第２設定値
Ｄ３  第３設定値
Ｅ１〜Ｅ３  境界線
Ｆ  基準線
【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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【図７】
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【図８】
2015229837.tif 000010
【図９】
2015229837.tif 000011
【図１０】
2015229837.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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