(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械であって、
進行方向と直交する方向に拡縮可能な一対のクローラを有する下部走行体と、
前記一対のクローラが拡張状態と縮小状態との何れの状態であるかを検出する拡縮検出部と、
前記下部走行体の上側に設けられ、カウンタウェイトを着脱可能な上部旋回体と、
前記カウンタウェイトが前記上部旋回体に装着されているか否かを検出するカウンタウェイト着脱検出部と、
前記上部旋回体に接続されるアタッチメントであって複数のピースが連結されるアタッチメントと、
前記複数のピースの接続状態を検出するための配線と、
機械本体の傾斜角を検出する傾斜角センサと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記配線の前記接続状態に基づいて、前記アタッチメントが組立完了状態であるか否かを判定し、
前記アタッチメントが前記組立完了状態でないと判定された場合には、機械後方への転倒を抑制するための所定動作を実行する後方転倒防止モードを設定し、
前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記縮小状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていると判定された場合には、前記走行操作を禁止し且つ前記旋回操作を禁止し、
前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記縮小状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていないと判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度を超えていると判定された場合には、前記走行操作を禁止し且つ前記旋回操作を禁止することを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記制御部は、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記拡張状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていると判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度を超えていると判定された場合には、前記走行操作を禁止する一方、前記旋回操作を許容することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記制御部は、
前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記拡張状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていると判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度以下であると判定された場合には、前記走行操作を許容し且つ前記旋回操作を許容し、
前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記拡張状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていないと判定された場合には、前記走行操作を許容し且つ前記旋回操作を許容し、
前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記縮小状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていないと判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度以下であると判定された場合には、前記走行操作を許容し且つ前記旋回操作を許容することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械。
【請求項４】
前記制御部は、前記アタッチメントを構成する先端のピースが接続されていない場合に前記アタッチメントが前記組立完了状態でないと判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の建設機械。
【請求項５】
前記建設機械は、警報出力部を更に備え、
前記後方転倒防止モードにおいて、前記制御部は、前記所定動作として前記警報出力部に警報の出力を指示することを特徴とする請求項１から４のうち何れかに記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アタッチメントを備える建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下部走行体接地面の後方安定支点における支持力が安全作業確保上の限界値以下になった場合に、警報を出力する解体作業機が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８８３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、建設機械の組立・分解時においては、アタッチメントやカウンタウェイトが装着されていない場合が有り、重量・重心が大きく変化する。特に、アタッチメントの一部又は全部が装着されていない場合、機械前方の重量が軽くなるため、後方に転倒する可能性がある。
【０００５】
この点、特許文献１では、傾斜地における転倒を防止する解体作業機が記載されているが、アタッチメントの一部又は全部が取り外されている状態において、機械が後方に転倒するのを抑制する具体的方法は記載されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、アタッチメントの一部又は全部が取り外されている状態において、機械が後方に転倒するのを抑制することが可能な建設機械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】
上記目的を達成するために、本発明は、建設機械であって、進行方向と直交する方向に拡縮可能な一対のクローラを有する下部走行体と、前記一対のクローラが拡張状態と縮小状態との何れの状態であるかを検出する拡縮検出部と、前記下部走行体の上側に設けられ、カウンタウェイトを着脱可能な上部旋回体と、前記カウンタウェイトが前記上部旋回体に装着されているか否かを検出するカウンタウェイト着脱検出部と、前記上部旋回体に接続されるアタッチメントであって複数のピースが連結されるアタッチメントと、前記複数のピースの接続状態を検出するための配線と、機械本体の傾斜角を検出する傾斜角センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記配線の前記接続状態に基づいて、前記アタッチメントが組立完了状態であるか否かを判定し、前記アタッチメントが前記組立完了状態でないと判定された場合には、機械後方への転倒を抑制するための所定動作を実行する後方転倒防止モードを設定し、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記縮小状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていると判定された場合には、前記走行操作を禁止し且つ前記旋回操作を禁止し、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記縮小状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていないと判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度を超えていると判定された場合には、前記走行操作を禁止し且つ前記旋回操作を禁止することを特徴とする建設機械を提供している。
【０００８】
また、前記制御部は、前記アタッチメントを構成する先端のピースが接続されていない場合に前記アタッチメントが前記組立完了状態でないと判定するのが好ましい。
【０００９】
また、前記制御部は、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記拡張状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていると判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度を超えていると判定された場合には、前記走行操作を禁止する一方、前記旋回操作を許容するのが好ましい。
【００１０】
また、前記制御部は、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記拡張状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていると判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度以下であると判定された場合には、前記走行操作を許容し且つ前記旋回操作を許容し、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記拡張状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていないと判定された場合には、前記走行操作を許容し且つ前記旋回操作を許容し、前記後方転倒防止モードにおいて、前記拡縮検出部による検出結果に基づき前記一対のクローラが前記縮小状態であると判定され、前記カウンタウェイト着脱検出部による検出結果に基づき前記カウンタウェイトが装着されていないと判定され、前記傾斜角センサによる検出結果に基づき前記傾斜角が所定角度以下であると判定された場合には、前記走行操作を許容し且つ前記旋回操作を許容するのが好ましい。
【００１２】
また、前記建設機械は、警報出力部を更に備え、前記後方転倒防止モードにおいて、前記制御部は、前記所定動作として前記警報出力部に警報の出力を指示するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アタッチメントの一部又は全部が取り外されている状態において、機械が後方に転倒するのを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による解体機を示す側面図。
【図２】上部旋回体を図１に示す状態から右方向に９０度旋回させた解体機を示す側面図。
【図３】コントローラを含む機能ブロック図。
【図４】後方転倒防止モードにおける動作を示すフローチャート。
【図５】各条件に応じた走行操作及び旋回操作の制御内容を示した表。
【図６】第１変形例に係る制御方法を説明するための図。
【図７】第２変形例に係る制御方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による建設機械について図１乃至図５に基づき説明する。以下、建設機械の一例として図１に示す解体機１を例示する。
【００１８】
図１に示すように、解体機１は、クローラ式の下部走行体２と上部旋回体３とを備えて構成される。上部旋回体３は、下部走行体２上に搭載されており、下部走行体２に対して鉛直軸まわりに旋回することが可能である。
【００１９】
図２に示すように、下部走行体２は、方向ＤＲ２において間隔を隔てて装着される一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂを備えている。なお、方向ＤＲ２は、クローラ２１Ａ，２１Ｂの進行方向ＤＲ１（図１）に直交する方向である。
【００２０】
一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂは、不図示の油圧シリンダによって方向ＤＲ２に拡縮可能に構成されている。なお、以下では、一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂが拡張している状態を単に「拡張状態」とも称する。また、一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂが縮小している状態を単に「縮小状態」とも称する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、上部旋回体３は、作業用のアタッチメント５と、機械前後方向のバランスを保つためのカウンタウェイト４と備えている。
【００２２】
アタッチメント５は、ブーム５１と、ブーム５１の先端に接続されるアーム５３と、アーム５３の先端に接続される破砕機５５とを備えている。ここでは、ブーム５１、アーム５３及び破砕機５５は、この順番に従って基端側から先端側に向かって順次連結されて組立てられている。なお、ブーム５１、アーム５３及び破砕機５５は、本発明に係る複数のピースの一例である。
【００２３】
また、解体機１には、前方転倒防止モード及び後方転倒防止モードを含む転倒防止モードを制御するためのコントローラ６が備えられている。
【００２４】
前方転倒防止モードは、アタッチメント５の装着時に解体機１の前方への転倒を抑制するためのモードである。後方転倒防止モードは、アタッチメント５の非装着時やアタッチメント５の組立時に解体機１の後方への転倒を抑制するためのモードである。
【００２５】
図３に示すように、コントローラ６には、配線５０と、走行用油圧回路２０と、旋回用油圧回路３０と、傾斜角センサ７１と、クローラ拡縮検出部７２と、カウンタウェイト着脱検出部７３と、警報器８１と、表示モニタ８３とが接続されている。
【００２６】
配線５０は、アタッチメント５が組立完了状態にあるか否かを判定するために用いられる。ここで、組立完了状態とは、アタッチメント５を構成するブーム５１、アーム５３及び破砕機５５が全て接続された状態をいう。このため、例えば、ブーム５１及びアーム５３の接続が完了している場合であっても、破砕機５５が接続されていなければ、アタッチメント５は組立完了状態とはいえない。このように、本実施形態では、先端のピースである破砕機５５が接続されてはじめて、アタッチメント５が組立完了状態であると判定される。
【００２７】
より詳細には、配線５０は、アタッチメント５を構成する全てのピース（ブーム５１、アーム５３及び破砕機５５）が接続されると、回路がクローズして導通状態となる。一方、配線５０は、何れか１つのピースでも接続されていない場合には回路がオープンとなり非導通状態となる。そのため、コントローラ６は、配線５０が導通状態の場合はアタッチメント５が組立完了状態であると判定し、配線５０が非導通状態の場合はアタッチメント５が組立完了状態でないと判定する。
【００２８】
コントローラ６は、アタッチメント５が組立完了状態であると判定した場合、転倒防止動作モードを上述の前方転倒防止モードに設定する。一方、コントローラ６は、アタッチメント５が組立完了状態でないと判定した場合は、転倒防止動作モードを上述の後方転倒防止モードに設定する。
【００２９】
また、走行用油圧回路２０は、下部走行体２の走行を制御するための油圧回路である。
【００３０】
旋回用油圧回路３０は、上部旋回体３の旋回を制御するための油圧回路である。
【００３１】
傾斜角センサ７１は、解体機１の水平面に対する傾斜角度を検出するためのセンサである。
【００３２】
クローラ拡縮検出部７２は、一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂが拡張状態と縮小状態との何れの状態であるかを検出する処理部である。
【００３３】
カウンタウェイト着脱検出部７３は、カウンタウェイト４が装着されているか否かを検出する処理部である。
【００３４】
警報器８１は、コントローラ６から指示に応じて警報を出力する機器である。
【００３５】
表示モニタ８３は、コントローラ６から指示に応じて各種情報を表示する機器である。
【００３６】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、後方転倒防止モードにおけるコントローラ６の制御内容ついて説明する。なお、コントローラ６は、後方転倒防止モードにおいて図４に示すフローチャートの処理を所定間隔で繰り返し実行するものとする。
【００３７】
まず、ステップＳ１では、コントローラ６は、クローラ拡縮検出部７２による検出結果に基づき一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂの拡縮状態を判定する。ここで、一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂが拡張状態であると判定された場合、処理はステップＳ２に進む。一方、一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂが縮小状態であると判定された場合、処理はステップＳ３に進む。以下、ステップＳ２以後の処理を先に説明し、続いてステップＳ３以後の処理を説明する。
【００３８】
ステップＳ２では、コントローラ６は、カウンタウェイト着脱検出部７３による検出結果に基づきカウンタウェイト４の装着有無を判定する。ここで、カウンタウェイト４が装着されていると判定された場合、処理はステップＳ４に進む。一方、カウンタウェイト４が装着されていないと判定された場合、処理は後述のステップＳ７に進む。
【００３９】
ステップＳ４では、コントローラ６は、傾斜角センサ７１からの傾斜角度に基づき解体機１の傾斜角度が所定値（ここでは１６．７°）を超えているか否かを判定する。ここで、傾斜角度が所定値を超えていると判定された場合、処理はステップＳ６に進む。一方、傾斜角度が所定値を超えていない（すなわち所定値以下である）と判定された場合、処理はステップＳ７に進む。
【００４０】
ステップＳ６では、コントローラ６は、走行用油圧回路２０を制御して下部走行体２の走行を禁止する一方、旋回用油圧回路３０を制御して上部旋回体３の旋回を許容する。
【００４１】
ステップＳ７では、コントローラ６は、走行用油圧回路２０を制御して下部走行体２の走行を許容すると共に、旋回用油圧回路３０を制御して上部旋回体３の旋回を許容する。
【００４２】
続いて、ステップＳ３以後の処理について説明する。
【００４３】
ステップＳ３では、コントローラ６は、カウンタウェイト着脱検出部７３による検出結果に基づきカウンタウェイト４の装着有無を判定する。ここで、カウンタウェイト４が装着されていないと判定された場合、処理はステップＳ５に進む。一方、カウンタウェイト４が装着されていると判定された場合、処理は後述のステップＳ８に進む。
【００４４】
ステップＳ５では、コントローラ６は、傾斜角センサ７１からの傾斜角度に基づき解体機１の傾斜角度が所定値（ここでは１６．７°）を超えているか否かを判定する。ここで、傾斜角度が所定値を超えていると判定された場合、処理は後述のステップＳ８に進む。一方、傾斜角度が所定値を超えていない（すなわち所定値以下である）と判定された場合、処理は上述のステップＳ７に進む。
【００４５】
ステップＳ８では、コントローラ６は、走行用油圧回路２０を制御して下部走行体２の走行を禁止すると共に、旋回用油圧回路３０を制御して上部旋回体３の旋回を禁止する。
【００４６】
なお、図５では、図４のフローチャートの処理に応じた制御内容が表に示されている。図５に示すように、走行操作及び旋回操作の組合せは全部で６パターンＰＴ１〜ＰＴ６に分類される。
【００４７】
以上、本実施形態によれば、後方転倒防止モードにおいて図４のフローチャートの処理が実行されるので、アタッチメント５の一部又は全部が取り外されている状態において、機械が後方に転倒するのを抑制することが可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、アタッチメント５を構成するピースが１つでも欠けている場合、配線５０が非導通状態となるため、アタッチメント５が切断されていることを確実に検出できる。したがって、アタッチメント５が組立完了状態であるか否かを確実に判断することが可能である。
【００４９】
＜２．変形例＞
本発明による建設機械は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、特定の条件を満たした場合に下部走行体２の走行や上部旋回体３の旋回が禁止される場合を例示したが、これに限定されず、警報器８１から警報が出力されるようにしてもよい。具体的には、図４のステップＳ６において、下部走行体２の走行が危険であることを示す警報が警報器８１から出力されるようにすればよい。また、図４のステップＳ８において、下部走行体２の走行並びに上部旋回体３の旋回の双方が危険であることを示す警報が警報器８１から出力されるようにすればよい。
【００５１】
かかる変形例によれば、後方転倒の危険性をオペレータに報知することが可能である。また、後方転倒防止モードが設定されている場合にのみ、後方転倒に関する警報が出力されるため、オペレータが前方と後方との何れの方向に対する警報であるかを混同せずに済む。
【００５２】
また、走行や旋回を禁止する代わりに表示モニタ８３に警告が表示されるようにしてもよい。具体的には、図４のステップＳ６において、下部走行体２の走行が危険であることを示す警告が表示モニタ８３に出力されるようにすればよい。また、図４のステップＳ８において、下部走行体２の走行並びに上部旋回体３の旋回の双方が危険であることを示す警告が表示モニタ８３に出力されるようにすればよい。
【００５３】
以上のように、警報器８１を介した警報出力や表示モニタ８３を介した警告表示によれば、制御用の油圧機器を追加する必要がなく、コストを低減できる。
【００５４】
また、上記実施形態では、一対のクローラ２１Ａ，２１Ｂの拡縮状態、カウンタウェイト４の有無及び解体機１の傾斜角に基づいて、下部走行体２の走行や上部旋回体３の旋回を制御する場合を例示したが、これに限定されない。
【００５５】
例えば、アタッチメント５の姿勢を検出して解体機１の安定度を算出し、当該安定度を更に加味して下部走行体２の走行や上部旋回体３の旋回を制御するようにしてもよい。なお、解体機１の安定度については、従来技術と同様に、ブーム５１やアーム５３に取り付けられる角度検出器からの検出信号に基づいて算出するようにすればよい。
【００５６】
あるいは、解体機１の機械本体の前後方向と下部走行体２の進行方向とが一致しているか否かを更に加味して下部走行体２の走行や上部旋回体３の旋回を制御するようにしてもよい。解体機１の機械本体の前後方向と下部走行体２の進行方向とが直交する場合、両者が一致している場合に比べ、後方転倒の危険性が高くなるためである。
【００５７】
あるいは、図６に示す後方転倒支点２３の支持力Ｒ１を更に加味して下部走行体２の走行や上部旋回体３の旋回を制御するようにしてもよい。支持力Ｒ１が大きくなると、後方転倒の危険性が高くなるためである。
【００５８】
あるいは、図７に示すように、後方転倒支点２３と解体機１の重心位置ＧＡとを結ぶ線と、鉛直線とがなす角度βが所定角度α以下であるか否かを更に加味して下部走行体２の走行や上部旋回体３の旋回を制御するようにしてもよい。角度βが所定角度α以下になると、後方転倒の危険性が高くなるためである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように本発明にかかる建設機械は、作業用のアタッチメントを備える解体機等に適している。
【符号の説明】
【００６０】
１  解体機、２  下部走行体、３  上部旋回体、４  カウンタウェイト、
５  アタッチメント、６  コントローラ、２０  走行用油圧回路、
２１Ａ，２１Ｂ  一対のクローラ、２３  後方転倒支点、３０  旋回用油圧回路、
５０  配線、５１  ブーム、５３  アーム、５５  破砕機、７１  傾斜角センサ、
７２  クローラ拡縮検出部、７３  カウンタウェイト着脱検出部、８１  警報器、
８３  表示モニタ、ＧＡ  重心位置、Ｒ１  支持力、α  所定角度、β  角度
【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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