(57)【要約】【課題】部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダの干渉防止を行うことができる作業機の干渉防止装置を提供する。【解決手段】下部走行体２と、上部旋回体３と、上部旋回体３に伏仰可能に設けられブーム１７、アーム１８、及びブレーカ１９（作業具）からなる多関節型の作業機６と、ブーム用油圧シリンダ２０、アーム用油圧シリンダ２１、及び作業具油圧シリンダ２２とを備えた油圧ショベルに設けられる作業機の干渉防止装置において、ブーム用油圧シリンダ２０に設けられ、ブーム用油圧シリンダ２０に近づくブレーカ１９等との距離ｒを検出する超音波センサ２４と、超音波センサ２４での検出結果により、ブレーカ１９等がブーム用油圧シリンダ２０から所定距離ｒ１範囲内にあるかどうかを判定するコントローラ４７と、所定距離ｒ１範囲内にあると判定されたときに吹鳴駆動して作業者に報知するブザー５９とを備える。【選択図】図１
2005248502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設けた上部旋回体と、この上部旋回体に伏仰可能に設けられブーム、アーム、及び作業具からなる多関節型の作業機と、前記ブーム、前記アーム、及び前記作業具をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及び作業具油圧シリンダとを備えた建設機械に設けられ、前記ブーム用油圧シリンダの干渉を防止する作業機の干渉防止装置において、
前記ブーム用油圧シリンダに設けられ、前記ブーム用油圧シリンダに近づく部材との距離を検出する距離検出器と、
この距離検出器での検出結果により、前記部材が前記ブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定する判定手段と、
所定距離範囲内にあると判定されたときに作業者に報知する報知手段とを備えることを特徴とする作業機の干渉防止装置。
【請求項２】
請求項１記載の作業機の干渉防止装置において、前記判定手段で所定距離範囲内にあると判定されたときに、前記ブーム用油圧シリンダと前記部材とが干渉しないように、前記ブーム、前記アーム、前記作業具のうち少なくとも１つの被駆動部材の動作を制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする作業機の干渉防止装置。
【請求項３】
請求項２記載の作業機の干渉防止装置において、前記制限手段で動作制限する前記被駆動部材を前記ブーム、前記アーム、前記作業具から選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする作業機の干渉防止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の作業機の干渉防止装置において、前記報知手段での報知又は前記制限手段での前記被駆動部材の動作制限といった干渉防止機能を有効とするか無効とするかを選択可能な干渉防止スイッチを設けたことを特徴とする作業機の干渉防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブーム、アーム、及び作業具からなる多関節型の作業機を備えた油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に、建設機械に備えられブーム用油圧シリンダの干渉を防止する作業機の干渉防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は、下部走行体と、この下部走行体に旋回可能に設けた上部旋回体と、この上部旋回体に伏仰可能に接続された多関節型の作業機（フロント装置）とを備えている。この作業機は、ブームと、ブームに回動可能に結合されたアームと、アームに回動可能に結合された作業具（例えばバケット又はブレーカ等）とを備えている。そして、ブーム、アーム、及び作業具は、油圧ポンプから吐出された圧油により駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及び作業具用油圧シリンダによってそれぞれ動作する。
【０００３】
例えばブーム用油圧シリンダがブームの下方側に配置され、作業具としてバケットよりも長いブレーカ等を装着する場合、アームを引き側に最大操作すると、ブレーカの先端がブーム用油圧シリンダに衝突することがある。そのため、操作者はブレーカがブーム用油圧シリンダに干渉しないように注意を払いながら操作するので操作者に負担がかかり、また万一操作ミスによって干渉するとブーム用油圧シリンダ等が損傷する。
【０００４】
そこでこれに対応するため、従来例えば、ブームに対するアーム角度を検出するアーム角度センサと、引き側（掻込み側）に移動するアームが所定角度（停止位置）に到達するとアームの引き側動作を停止させる停止制御手段と、前記停止位置を設定変更する停止位置設定手段とを備えたアーム停止装置が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術は、バケットよりも長いブレーカ等の作業具を取り付けた場合、前記停止位置をバケットのときよりもアーム押し側にずらして設定するので、アームを引き側に最大操作しても作業具がブーム用油圧シリンダに当接しないようにする。また、バケットよりも短い作業具を取り付けた場合、前記停止位置をバケットのときよりもアーム引き側にずらして設定するので、アーム引き側の操作領域を拡大させるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７０２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記従来技術は、アーム角度センサで検出したアーム角度が停止位置に到達すると、停止制御手段でアームの引き側動作を停止させるとともに、この停止位置を例えば作業具の種類等に応じて停止位置設定手段で設定変更するようになっている。ところが、停止位置は、作業具の回動操作を考慮して、最も引き側に位置する作業具がブーム用油圧シリンダに干渉しないような所定のアーム角度を設定しなければならなかった。そのため、作業具が押し側に最大操作され作業具がブーム用油圧シリンダから離れている状態でも（すなわち干渉しない状態にも関わらず）、アーム角度が停止位置に到達するとアームの引き側動作を不要に停止させてしまい、そのぶんだけアーム引き側の操作領域が狭くなり、作業に不都合が生じていた。かといって、例えばアームに対する作業具角度を検出する作業具角度センサを新たに設け、作業具角度センサ及びアーム角度センサでの検出角度によりブーム用油圧シリンダと作業具との距離を算出しようとすると、ブーム用油圧シリンダの干渉範囲を検出する部品点数が多くなる。
【０００７】
本発明の目的は、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダの干渉防止を行うことができる作業機の干渉防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設けた上部旋回体と、この上部旋回体に伏仰可能に設けられブーム、アーム、及び作業具からなる多関節型の作業機と、前記ブーム、前記アーム、及び前記作業具をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及び作業具油圧シリンダとを備えた建設機械に設けられ、前記ブーム用油圧シリンダの干渉を防止する作業機の干渉防止装置において、前記ブーム用油圧シリンダに設けられ、前記ブーム用油圧シリンダに近づく部材との距離を検出する距離検出器と、この距離検出器での検出結果により、前記部材が前記ブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定する判定手段と、所定距離範囲内にあると判定されたときに作業者に報知する報知手段とを備える。
【０００９】
本発明においては、例えばブームの下方側等に配置されたブーム用油圧シリンダの干渉を防止するため、超音波センサ等の距離検出器をブーム用油圧シリンダに設け、この距離検出器でブーム用油圧シリンダに近づく例えば作業具（ブレーカ又はバケット等）との距離を検出する。この距離検出器での検出結果により、作業具がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定手段で判定し、所定距離範囲内にあると判定されたときには、報知手段で作業者に報知する。その結果、作業者は、作業具がブーム用油圧シリンダに近づくようなアームの引き側操作及び作業具の引き側操作を中止し、あるいは作業具がブーム用油圧シリンダから遠ざかるようなアームの押し側操作及び操作具の押し側操作を行って、ブーム用油圧シリンダと作業具との干渉を防止することができる。
【００１０】
このとき、アームが所定のアーム角度に配置された状態でも、作業具の回動角度によって、作業具がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にある場合と所定距離範囲内にない場合とがある。本発明では、超音波センサ等の距離検出器によりブーム用油圧シリンダと例えば作業具との距離を直接検出するので、例えばブーム用油圧シリンダと作業具との間に介在するアームの角度をアーム角度センサで検出する場合とは異なり、作業具の操作状態にそれぞれ対応して、ブーム用油圧シリンダの干渉範囲を的確に検出することができる。また、例えばブーム用油圧シリンダと作業具との距離を算出するためにアーム角度及び作業具角度をそれぞれ検出する複数の角度センサを設けるような場合とは異なり、部品点数の低減が図れる。したがって、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダの干渉防止を行うことができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、前記判定手段で所定距離範囲内にあると判定されたときに、前記ブーム用油圧シリンダと前記部材とが干渉しないように、前記ブーム、前記アーム、及び前記作業具のうち少なくとも１つの被駆動部材の動作を制限する制限手段をさらに備える。
【００１２】
これにより、例えば作業具がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にある場合に、たとえ作業者がアーム及び作業具の引き側操作を行っても、制限手段でブーム用油圧シリンダと作業具とが干渉しないように例えばアーム及び作業具の引き側動作を減速・停止等して制限するので、ブーム用油圧シリンダの干渉防止をさらに確実に行うことができる。
【００１３】
（３）上記（２）において、前記制限手段で動作制限する前記被駆動部材を前記ブーム、前記アーム、前記作業具から選択する選択手段をさらに備える。
【００１４】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、前記報知手段での報知又は前記制限手段での前記被駆動部材の動作制限といった干渉防止機能を有効とするか無効とするかを選択可能な干渉防止スイッチを設ける。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダの干渉防止を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本発明の第１実施形態を図１〜図９により説明する。
図１は、本実施形態による作業機の干渉防止装置が適用された小型の油圧ショベルの側面図であり、作業具としてブレーカを取り付けた状態を表す。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１８】
図１において、この油圧ショベルは、走行手段としての左・右の無限軌道履帯（クローラ）１Ｌ，１Ｒ（但し１Ｌのみ図１に図示）を備えた下部走行体２と、この下部走行体２の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、この上部旋回体３の基礎下部構造をなす旋回フレーム４に垂直ピン（図示せず）を中心にして水平方向に回動可能に取り付けられたスイングポスト５と、このスイングポスト５に上下方向に回動可能に（俯仰可能に）取り付けられた多関節型の作業機（フロント装置）６と、旋回フレーム４上に設けられたいわゆるキャノピータイプの運転室７と、旋回フレーム４上の運転室７以外の大部分を覆う上部カバー８とを備えている。
【００１９】
下部走行体２は、略Ｈ字形状のトラックフレーム９と、このトラックフレーム９の左・右両側の後端近傍に回転自在に支持された駆動輪１０Ｌ，１０Ｒ（但し１０Ｌのみ図１に図示）と、駆動輪１０Ｌ，１０Ｒをそれぞれ駆動する左・右走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒ（但し１１Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム９の左・右両側の前端近傍に回転自在に支持され、履帯１Ｌ，１Ｒを介し駆動輪１０Ｌ，１０Ｒの駆動力でそれぞれ回転される従動輪（アイドラ）１２Ｌ，１２Ｒ（但し１２Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム９の前方側に上下動可能に設けられ、ブレード用油圧シリンダ（図示せず）により上下動する排土用のブレード１３とを備えている。また、下部走行体２の中央部には旋回台軸受（旋回輪）１４が配置され、この旋回輪１４の中心近傍に下部走行体２に対し旋回フレーム４を旋回させる旋回用油圧モータ１５（後述の図３参照）が内蔵されている。
【００２０】
スイングポスト５は、垂直ピン（図示せず）を介し旋回フレーム４に対し水平に回動可能となっている。またスイングポスト５は、旋回フレーム４に設けられたスイング用油圧シリンダ１６に、連結ピン（図示せず）を介して連結されており、スイング用油圧シリンダ１６の伸縮でスイングポスト５全体が鉛直方向の軸心まわりに回動することによって、作業機６が左・右にスイングするようになっている。
【００２１】
作業機６は、ブーム１７と、ブーム１７に回動可能に結合されたアーム１８と、アーム１８に回動可能に結合されたブレーカ１９（作業具）とを備えている。そして、ブーム１７、アーム１８、及びブレーカ１９は、それぞれブーム用油圧シリンダ２０、アーム用油圧シリンダ２１、及び作業具用油圧シリンダ２２により動作する。ブーム用油圧シリンダ２０のロッド部前側には例えば保護用平板２３が設けられ、この保護用平板２３の適宜位置に１つの超音波センサ２４が設けられている。
【００２２】
運転室７は、旋回フレーム４上の左側に設けられており、操作者が着座する座席（運転席）２５と、この座席２５の上方に設けられたルーフ２６と、このルーフ２６を支持する支柱２７とを有している。図２は、この運転室７内の詳細構造を表す図１中矢印II方向から見た矢視俯瞰図である。
【００２３】
この図２及び前述の図１において、運転室７内の操作者が着座する座席２５より前方には、左・右走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒをそれぞれ駆動し油圧ショベルの前進又は後進走行等をさせるための手でも足でも操作可能な左・右走行用操作レバー２８Ｌ，２８Ｒが設けられている。
【００２４】
左走行用操作レバー２８Ｌのさらに左側足元部分には、ブレーカ１９の油圧モータ（図示せず）を駆動するためのオプション用操作ペダル２９Ｌが設けられている。右走行用操作レバー２８Ｒのさらに右側足元部分には、スイング用油圧シリンダ１６を駆動しスイングポスト５（言い換えれば作業機６全体）を左・右にスイングさせるためのスイング用操作ペダル２９Ｒが設けられている。それら左・右走行用操作レバー２８Ｌ，２８Ｒ及び操作ペダル２９Ｌ，２９Ｒの前側には、操作者の前方への転落防止のための前ステー３０が設けられている。
【００２５】
座席２５の左側には、操作者の左側への転落防止のためのサイドステー３１と、左コンソール３２とが設けられ、座席２５の右側には、前側又は後側に操作することで上記ブレード用油圧シリンダを駆動しブレード１３を上下動させるためのブレードレバー３３と、キースイッチ３４及びモニター等を備えた右コンソール３５と、燃料タンク（図示せず）からの燃料供給を制御するための燃料レバー３６とが設けられている。
【００２６】
そして、座席２５の左側には、左側又は右側に操作することで旋回用油圧モータ１５を駆動し上部旋回体３を左側又は右側に旋回させるとともに、前側又は後側に操作することでアーム用油圧シリンダ２１を駆動しアーム１８を押し側（図１中左側）又は引き側（図１中右側）に回動させる左手動操作レバー３７Ｌを備えた操作レバー装置が設けられている。また、座席２５の右側には、左側又は右側に操作することで作業具用油圧シリンダ２２を駆動しブレーカ１９を引き側又は押し側に回動させるとともに、前側又は後側に操作することでブーム用油圧シリンダ２０を駆動しブーム１７を下げ又は上げる十字操作式の右手動操作レバー３７Ｒを備えた操作レバー装置が設けられている。
【００２７】
十字操作式の手動操作レバー３７Ｌ，３７Ｒのさらに左・右両側にはパイロットポンプ３８（後述の図３参照）等の油圧源からの元圧を遮断可能な誤操作防止用のロックレバー３９Ｌ，３９Ｒを備えたロック弁装置が設けられている。
【００２８】
上部カバー８は、その内部に、エンジン４０（後述の図３参照）、このエンジン４０により駆動される油圧ポンプ４１（後述の図３参照）、エンジン４０の燃料を貯留する燃料タンク、及び油圧ポンプ４１の圧油源となる作動油タンク（図示せず）等の機器を収納している。
【００２９】
以上説明した構成において、左・右履帯１Ｌ，１Ｒ、上部旋回体３、スイングポスト５、ブレード１３、ブーム１７、アーム１８、及びブレーカ１９は、この油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置により駆動される被駆動部材を構成している。
【００３０】
図３は、本実施形態による作業機の干渉防止装置を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す回路図である。なお、この図３において、上記ロックレバー３９Ｌ，３９Ｒを備えた上記ロック弁装置は、便宜上図示せず説明を省略する。
【００３１】
図３において、上記油圧ポンプ４１と、この油圧ポンプ４１から吐出される圧油によって駆動される上記旋回用油圧モータ１５、上記ブーム用油圧シリンダ２０、上記アーム用油圧シリンダ２１、及び上記作業具用油圧シリンダ２２と、油圧ポンプ４１からそれら旋回用油圧モータ１５、ブーム用油圧シリンダ２０、アーム用油圧シリンダ２１、及び作業具用油圧シリンダ２２に供給される圧油の流量をそれぞれ制御する旋回用コントロールバルブ４２、ブーム用コントロールバルブ４３、アーム用コントロールバルブ４４、及び作業具用コントロールバルブ４５と、上部旋回体３の旋回動作及び上記アーム１８の屈曲動作を指示する十字操作式の上記左手動操作レバー３７Ｌを備えた油圧パイロット方式の操作レバー装置４６Ｌと、上記ブーム１７の屈曲動作及び上記ブレーカ１９（作業具）の屈曲動作を指示する十字操作式の上記右手動操作レバー３７Ｒを備えた油圧パイロット方式の操作レバー装置４６Ｒと、油圧源としての上記パイロットポンプ３８と、上記超音波センサ２４と、コントローラ４７と、このコントローラ４７に接続され、作業具干渉防止機能（詳細は後述）を有効とするか無効とするかを選択可能な作業具干渉防止スイッチ４８とが設けられている。
【００３２】
油圧パイロット方式の操作レバー装置４６Ｌは、上記した十字操作式の手動操作レバー３７Ｌと、左右方向及び前後方向の操作量にそれぞれ応じてパイロットポンプ３８からの１次パイロット圧を減圧した操作パイロット圧（２次パイロット圧）を出力する二対の減圧弁４９ａ，４９ｂ及び５０ａ，５０ｂとを備えている。そして、操作レバー装置４６Ｌの操作レバー３７Ｌを左側（又は右側、以降かっこ内対応関係同じ）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁４９ａ（又は４９ｂ）で生成した操作パイロット圧がパイロット管路５１ａ（又は５１ｂ）を介し旋回用コントロールバルブ４２のパイロット操作部４２ａ（又は４２ｂ）へ出力され、これによって旋回用コントロールバルブ４２が切り換えられて旋回用油圧モータ１５を駆動し、上部旋回体３を左側（又は右側）に旋回させるようになっている。また、操作レバー装置４６Ｌの操作レバー３７Ｌを前側（又は後側、以降かっこ内対応関係同じ）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁５０ａ（又は５０ｂ）で生成した操作パイロット圧がパイロット管路５２ａ（又は５２ｂ等）を介しアーム用コントロールバルブ４４のパイロット操作部４４ａ（又は４４ｂ）へ出力され、これによってアーム用コントロールバルブ４４が切り換えられてアーム用油圧シリンダ２１が縮み方向（又は伸び方向）に駆動し、アーム１８を押し側（又は引き側）に回動させるようになっている。
【００３３】
油圧パイロット方式の操作レバー装置４６Ｒは、上記した十字操作式の手動操作レバー３７Ｒと、左右方向及び前後方向の操作量にそれぞれ応じてパイロットポンプ３８からの１次パイロット圧を減圧した操作パイロット圧を出力する二対の減圧弁５３ａ，５３ｂ及び５４ａ，５４ｂとを備えている。そして、操作レバー装置４６Ｒの操作レバー３７Ｒを左側（又は右側、以降かっこ内対応関係同じ）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁５３ａ（又は５３ｂ）で生成した操作パイロット圧がパイロット管路５５ａ等（又は５５ｂ）を介し作業具用コントロールバルブ４５のパイロット操作部４５ａ（又は４５ｂ）へ出力され、これによって作業具用コントロールバルブ４５が切り換えられて作業具用油圧シリンダ２２が伸び方向（又は縮み方向）に駆動し、ブレーカ１９を引き側（又は押し側）に回動させるようになっている。また、操作レバー装置４６Ｒの操作レバー３７Ｒを前側（又は後側、以降かっこ内対応関係同じ）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁５４ａ（又は５４ｂ）で生成した操作パイロット圧がパイロット管路５６ａ（又は５６ｂ）を介しブーム用コントロールバルブ４３のパイロット操作部４３ａ（又は４３ｂ）へ出力され、これによってブーム用コントロールバルブ４３が切り換えられてブーム用油圧シリンダ２０が縮み方向（又は伸び方向）に駆動し、ブーム１７を下げる（又は上げる）ようになっている。
【００３４】
このとき、操作レバー装置４６Ｌの減圧弁５０ｂとアーム用コントロールバルブ４４のパイロット操作部４４ｂとの間を接続するパイロット管路５２ｂ、及び操作レバー装置４６Ｒの減圧弁５３ａと作業具用コントロールバルブ４５のパイロット操作部４５ａとの間を接続するパイロット管路５５ａには、通常連通状態となるアーム引き制限用電磁弁５７及び作業具引き制限用電磁弁５８がそれぞれ設けられている。
【００３５】
超音波センサ２４は、この種のものとして公知であり、超音波を発射してから物体に反射して戻るまでの時間を測定することで物体までの距離を検出し、この検出信号をコントローラ４７に出力するようになっている。
【００３６】
ここで本実施形態の大きな特徴として、前述の図１に示すような作業機６の姿勢状態等において、コントローラ４７は、超音波センサ２４からの検出信号によりブーム用油圧シリンダ２０（又は保護用平板２３）とこれに近づくブレーカ１９等の作業具との距離ｒを算出し、この距離ｒが予め設定記憶された所定の減速開始距離ｒ１または所定の停止距離ｒ２（但しｒ２＜ｒ１）以下であるかどうかを判定する。そして、算出した距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１以下であると判定されたときには、ブザー５９を吹鳴させるとともにアーム１８及びブレーカ１９の引き側動作を減速させ、さらに距離ｒが所定の停止距離ｒ２になると、アーム１８及びブレーカ１９の引き側動作を停止させる制御を行っている。図４は、このような作業具干渉防止制御に係わる上記コントローラ４７の詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
【００３７】
この図４において、コントローラ４７は、作業具干渉防止スイッチ４８からの選択指示信号及び超音波センサ２４からの検出信号をそれぞれ入力する入力部６０と、後述するコントローラ４７の制御処理プログラムを記憶する記憶部６１と、この記憶部６１に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行う制御部６２と、この制御部６２で生成した制御信号（駆動指令信号）をアーム引き制限用電磁弁５７のソレノイド部５７ａ、作業具引き制限用電磁弁５８のソレノイド部５８ａ、及びブザー５９にそれぞれ出力する出力部６３とを備えている。
【００３８】
次に、上記コントローラ４７の作業具干渉防止機能に係わる制御手順について説明する。図５はコントローラ４７の制御処理内容（プログラム）を表すフローチャートである。
【００３９】
この図５において、まずステップ１００で、作業具干渉防止機能が有効であるように選択されているかどうか（言い換えれば、作業具干渉防止スイッチ４８がＯＮ状態に操作されたかどうか）を判定する。作業具干渉防止機能の有効が選択されている（言い換えれば、作業具干渉防止スイッチ４８からの入力信号がある）場合は、ステップ１００の判定が満たされ、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、超音波センサ２４からの検出信号に対し所定の演算処理が行われ、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９等の作業具との距離ｒを算出し、ステップ１２０に進んで、算出した距離ｒが予め設定記憶された所定の減速開始距離ｒ１以下であるかどうかを判定する。
【００４０】
ｒ≦ｒ１である（言い換えれば、ブレーカ１９がブーム用油圧シリンダ２０から所定距離ｒ１範囲内にある）場合は、ステップ１２０の判定が満たされ、ステップ１３０に移る。ステップ１３０では、ブザー５９を吹鳴駆動させる制御信号をブザー５９に出力し、これによってブザー５９が吹鳴駆動する。その後、ステップ１４０に進んで、距離ｒに対応して生成した制御信号をアーム引き制限用電磁弁５７のソレノイド部５７ａ及び作業具引き制限用電磁弁５８のソレノイド部５８ａにそれぞれ出力する。それら制御信号によって駆動する制限用電磁弁５７，５８の詳細について図６及び図７により説明する。
【００４１】
図６は、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との距離ｒに対応する制限用電磁弁５７，５８への制御信号の特性図である。横軸には距離ｒを、縦軸には制御信号（制御電流）をとって表している。図７は、この制御信号に応じて駆動する制限用電磁弁５７，５８の開口率を表す特性図である。横軸には制御信号（制御電流）をとって表し、縦軸には制限用電磁弁５７，５８の開口率をとって表している。
【００４２】
これら図６及び図７において、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１であるときは、制限用電磁弁５７，５８への制御信号は停止信号（制御電流＝０）である。これにより、制限用電磁弁５７，５８は全開状態（開口率＝０）となって、パイロット管路５２ｂ，５５ａをそれぞれ連通させる（前述の図３参照）。そして、距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１（例えば２００ｍｍ程度）から減少すると（ｒ２＜ｒ＜ｒ１）、それに伴って制御電流は単調増加し、これに応じて駆動する制限用電磁弁５７，５８の開口率は単調減少する。そして、距離ｒが所定の停止距離ｒ２（例えば５０ｍｍ程度）になると、制御電流は最大値Ｘとなり、これに応じて駆動する制限用電磁弁５７，５８は全閉状態（開口率＝１）となってパイロット管路５２ｂ，５５ａをそれぞれ遮断させるようになっている。
【００４３】
図５に戻り、ステップ１２０でｒ＞ｒ１である場合は、その判定が満たされず、ステップ１５０に移る。ステップ１５０では、ブザー５９への制御信号を停止信号とし、これによってブザー５９が吹鳴停止する。その後、ステップ１６０に進んで、制限用電磁弁５７，５８への制御信号をそれぞれ停止信号とし、これによって制限用電磁弁５７，５８が全開状態となってパイロット管路５２ｂ，５５ａをそれぞれ連通させる。また、ステップ１００で作業具干渉防止機能の無効が選択されている（言い換えれば、作業具干渉防止スイッチ４８からの入力信号がない）場合は、その判定が満たされず、ステップ１５０に移って前記同様の手順を行う。
【００４４】
なお、上記において、超音波センサ２４は、特許請求の範囲記載の距離検出器を構成し、ブザー５９は、特許請求の範囲記載の所定距離範囲内にあると判定されたときに作業者に報知する報知手段を構成する。また、コントローラ４７が行うステップ１２０は、距離検出器での検出結果により、部材がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を構成する。また、コントローラ４７が行うステップ１３０，１４０、アーム引き制限用電磁弁５７、及び作業具引き制限用電磁弁５８は、判定手段で所定距離範囲内にあると判定されたときに、部材とブーム用油圧シリンダとが干渉しないように、ブーム、アーム、作業具のうち少なくとも１つの被駆動部材の動作を制限する制限手段を構成する。
【００４５】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を以下に説明する。
【００４６】
例えば十字操作式の手動操作レバー３７Ｌ，３７Ｒを操作して多関節型の作業機６を所望の態様に屈曲動作させる場合、ブレーカ１９等の作業具とブーム用油圧シリンダ２０との干渉防止を意図して、作業者が作業具干渉防止スイッチ４８をＯＮ状態に操作すると、図５のステップ１００の判定が満たされ、ステップ１１０及び１２０において、コントローラ４７は超音波センサ２４からの検出信号によりブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との距離ｒを算出し、この算出した距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１（例えば２００ｍｍ程度）以下であるかどうかを判定する。
【００４７】
そして、ブレーカ１９がブーム用油圧シリンダ２０から所定の減速開始距離ｒ１範囲内にある（ｒ≦ｒ１）ときには、ステップ１２０の判定が満たされステップ１３０において、制御信号がブザー５９に出力され、ブザー５９を吹鳴駆動して作業者に報知する。またステップ１４０において、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との距離ｒに対応して生成した制御信号がアーム制限用電磁弁５７及び作業具制限用電磁弁５８にそれぞれ出力される。このとき、距離ｒの減少に伴って制限用電磁弁５７，５８の開口率は単調減少し、アーム用コントロールバルブ４４のパイロット操作部４４ｂ及び作業具用コントロールバルブ４５のパイロット操作部４５ａへの操作パイロット圧が減圧される。その結果、アーム１８及びブレーカ１９の引き側動作を減速させる。さらに、ブレーカ１９がブーム用油圧シリンダ２０から所定の停止距離ｒ２まで近づく（ｒ＝ｒ２）と、制限用電磁弁５７，５８は全閉状態となって、アーム用コントロールバルブ４４のパイロット操作部４４ｂ及び作業具用コントロールバルブ４５のパイロット操作部４５ａへの操作パイロット圧が遮断される。その結果、アーム１８及びブレーカ１９の引き側動作を停止させる。したがって、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との干渉を防止することができる。
【００４８】
以上のように本実施形態においては、距離検出器として超音波センサ２４をブーム用油圧シリンダ２０に設け、この超音波センサ２４でブーム用油圧シリンダ２０に近づくブレーカ１９等の作業具との距離ｒを直接検出する。これにより、例えばブーム用油圧シリンダ２０と作業具との間に介在するアーム１８の角度をアーム角度センサで検出する場合とは異なり、作業具の回動状態にそれぞれ対応して、ブーム用油圧シリンダ２０の干渉範囲を的確に検出することができる。すなわち、アーム１８が所定のアーム角度に配置された状態でも、ブレーカ１９の回動角度によって、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１以下である場合と減速開始距離ｒ１を越える場合とが存在するが、所定の減速開始距離ｒ１を越える場合にはブザー５９が吹鳴駆動せず、さらにアーム１８及びブレーカ１９の引き側操作を行うことができる。
【００４９】
また本実施形態では、１つの超音波センサ２４によりブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒを検出するので、例えば距離ｒを算出するためにアーム角度及び作業具角度を検出する複数の角度センサを設けるような場合とは異なり、部品点数の低減が図れる。したがって、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダ２０の干渉防止を行うことができる。
【００５０】
また、図８に示すように、作業具としてバケット６４を取り付けた場合は、アーム１８が引き側（図８中右側）に最大操作されても、バケット６４は通常ブーム用油圧シリンダ２０に干渉しないようになっている。そこで、作業者が作業具干渉防止スイッチ４８をＯＦＦ状態に操作すると、図５のステップ１００の判定が満たされず、ステップ１５０及び１６０において、ブザー５９が吹鳴せず、制限用電磁弁５７，５８が全開状態となる。これにより、たとえバケット６４がブーム用油圧シリンダ２０から所定の減速開始距離ｒ１に近づいても、ブザー５９が吹鳴せず、さらにアーム１８及びブレーカ１９の引き側動作が減速しないので、快適に操作を行うことができる。
【００５１】
なお、上記第１実施形態においては、ブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９等の作業具との距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１から減少すると、それに伴って制限用電磁弁５７，５８の開口率を単調減少させるコントローラ４７の比例制御を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば距離ｒの減少に伴って制限用電磁弁５７，５８の開口率を段階的に減少させるような制御としてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５２】
本発明の第２実施形態を、図９〜図１２により説明する。
【００５３】
本実施形態は、電気レバー方式の操作レバー装置を備えた油圧ショベルに適用した実施形態である。
【００５４】
図９は、本実施形態による作業機の干渉防止装置と関連する油圧駆動装置の要部構成を表す回路図である。なお、この図９において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、油圧パイロット方式の上記操作レバー装置４６Ｌ，４６Ｒに代えて、電気レバー方式の操作レバー装置６５Ｌ，６５Ｒが設けられている。電気レバー方式の操作レバー装置６５Ｌは、上記十字操作式の手動操作レバー３７Ｌと、左右方向及び前後方向の変位をそれぞれ検出する変位検出器（ポテンションメータ）６６ａ，６６ｂとを備えている。そして、操作レバー装置６５Ｌの操作レバー３７Ｌを左側（又は右側）に操作すると、その操作量に応じて上部旋回体３の左旋回操作に係わる操作信号（又は右旋回操作に係わる操作信号）が変位検出器６６ａからコントローラ６７に出力されるようになっている。また、操作レバー装置６５Ｌの操作レバー３７Ｌを前側（又は後側）に操作すると、その操作量に応じてアーム１８の押し側操作に係わる操作信号（又は引き側操作に係わる操作信号）が変位検出器６６ｂからコントローラ６７に出力されるようになっている。
【００５６】
電気レバー方式の操作レバー装置６５Ｒは、上記十字操作式の手動操作レバー３７Ｒと、左右方向及び前後方向の変位をそれぞれ検出する変位検出器６８ａ，６８ｂとを備えている。そして、操作レバー装置６５Ｒの操作レバー３７Ｒを左側（又は右側）に操作すると、その操作量に応じてブレーカ１９等の作業具の引き側操作に係わる操作信号（又は押し側操作に係わる操作信号）が変位検出器６８ａからコントローラ６７に出力されるようになっている。また、操作レバー装置６５Ｒの操作レバー３７Ｒを前側（又は後側）に操作すると、その操作量に応じてブーム１７の下げ操作に係わる操作信号（又は上げ操作に係わる操作信号）が変位検出器６８ｂからコントローラ６７に出力されるようになっている。
【００５７】
コントローラ６７は、まず第１の機能として、操作レバー装置６５Ｌの変位検出器６６ａ，６６ｂ及び操作レバー装置６５Ｒの変位検出器６８ａ，６８ｂからの上記操作信号が入力され、これらに対し所定の演算処理が行って生成した制御信号をそれぞれ旋回左・右用電磁弁６９Ａ，６９Ｂのソレノイド部６９Ａａ，６９Ｂａ、ブーム下げ・上げ用電磁弁７０Ａ，７０Ｂのソレノイド部７０Ａａ，７０Ｂａ、アーム押し・引き用電磁弁７１Ａ，７１Ｂのソレノイド部７１Ａａ，７１Ｂａ、作業具引き・押し用電磁比例弁７２Ａ，７２Ｂのソレノイド部７２Ａａ，７２Ｂａに出力するようになっている。
【００５８】
旋回左・右用電磁弁６９Ａ，６９Ｂ、ブーム下げ・上げ用電磁弁７０Ａ，７０Ｂ、アーム押し・引き用電磁弁７１Ａ，７１Ｂ、作業具引き・押し用電磁比例弁７２Ａ，７２Ｂは、それらコントローラ６７からの制御信号に基づき、パイロットポンプ３８からの１次パイロット圧を減圧して操作パイロット圧を生成し、それぞれ、旋回用コントロールバルブ４２のパイロット操作部４２ａ，４２ｂ、ブーム用コントロールバルブ４３のパイロット操作部４３ａ，４３ｂ、アーム用コントロールバルブ４４のパイロット操作部４４ａ，４４ｂ、作業具用コントロールバルブ４５のパイロット操作部４５ａ，４５ｂへ出力し、これによって旋回用コントロールバルブ４２、ブーム用コントロールバルブ４３、アーム用コントロールバルブ４４、作業具用コントロールバルブ４５を切り換えるようになっている。
【００５９】
また、コントローラ６７は、第２の機能として、上記第１実施形態同様、超音波センサ２４からの検出信号によりブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒを算出し、この算出距離ｒが予め設定記憶された所定の減速開始距離ｒ１または所定の停止距離ｒ２以下であるかどうかを判定する。そして、ブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１以下であると判定されたときには、ブザー５９を吹鳴させるとともにアーム１８及び作業具の引き側動作を減速させ、さらにブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒが所定の停止距離ｒ２になると、アーム１８及び作業具の引き側動作を停止させる制御を行っている。図１０は、このような作業具干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
【００６０】
この図１０において、コントローラ６７は、操作レバー装置６５Ｌの変位検出器６６ｂ及び操作レバー装置６５Ｒの変位検出器６５Ｒの変位検出器６８ａからの操作信号、作業具干渉防止スイッチ４８からの選択指示信号、及び超音波センサ２４からの検出信号をそれぞれ入力する入力部７３と、後述するコントローラ６７の制御処理プログラムを記憶する記憶部７４と、この記憶部７４に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行う制御部７５と、この制御部７５で生成した制御信号をアーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａ、作業具引き用電磁弁７２のソレノイド部７２Ａａ、及びブザー５９にそれぞれ出力する出力部７６とを備えている。
【００６１】
次に、上記コントローラ６７の作業具干渉防止機能に係わる制御手順について説明する。図１１は、コントローラ６７の制御処理内容を表すフローチャートである。
【００６２】
この図１１において、まずステップ２００で、アーム１８の引き側操作に係わる操作信号（変位検出器６６ｂからの操作信号）に対し所定の演算処理が行われ制御信号Ｙ１を生成し、ステップ２１０に進んで、作業具の引き側操作に係わる操作信号（変位検出器６８ａからの操作信号）に対し所定の演算処理が行われ制御信号Ｙ２を生成する。そして、ステップ２２０に進み、作業具干渉防止機能が有効であるように選択されているかどうか（言い換えれば、作業具干渉防止スイッチ４８がＯＮ状態に操作されたかどうか）を判定する。作業具干渉防止機能の有効が選択されている（言い換えれば、作業具干渉防止スイッチ４８からの入力信号がある）場合は、ステップ２２０の判定が満たされ、ステップ２３０に移る。ステップ２３０では、超音波センサ２４からの検出信号に対し所定の演算処理が行われ、ブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒを算出し、ステップ２４０に進んで、算出した距離ｒが予め設定記憶された所定の減速開始距離ｒ１以下であるかどうかを判定する。
【００６３】
ｒ≦ｒ１である場合（言い換えれば、作業具がブーム用油圧シリンダ２０から所定距離ｒ１範囲内にある）は、ステップ２４０の判定が満たされ、ステップ２５０に移る。ステップ２５０では、ブザー５９を吹鳴駆動させる制御信号をブザー５９に出力し、これによってブザー５９が吹鳴駆動する。その後、ステップ２６０に進んで、距離ｒに対応する減速係数Ｋ（但し０＜Ｋ＜１）を読み込み、ステップ２７０に進んで、制御信号Ｙ１に減速係数Ｋを乗じた制御信号（Ｙ１×Ｋ）をアーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａへ出力し、ステップ２８０に進んで、制御信号Ｙ２に減速係数Ｋを乗じた制御信号（Ｙ２×Ｋ）を作業具引き用電磁弁７２Ａのソレノイド部７２Ａａに出力する。この距離ｒに対応する減速係数Ｋを表す特性図を図１２に示す。横軸は距離ｒをとって表し、縦軸は減速係数Ｋをとって表している。
【００６４】
この図１２において、ブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１であるときは（ｒ＝ｒ１）、減速係数Ｋ＝１であり、制御信号Ｙ１，Ｙ２がそれぞれ電磁弁７１Ｂ，７２Ａのソレノイド部７１Ｂａ，７２Ａａに出力される。そして、距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１から減少すると（ｒ２＜ｒ＜ｒ１）、それに伴って減速係数Ｋは単調減少し、電磁弁７１Ｂ，７２Ａへの制御信号（Ｙ１×Ｋ），（Ｙ２×Ｋ）が単調減少する。そして、距離ｒが所定の停止距離ｒ２になると（ｒ＝ｒ２）、減速係数Ｋ＝０となり、電磁弁７１Ｂ，７２Ａへの制御信号（Ｙ１×Ｋ），（Ｙ２×Ｋ）は停止信号となる。
【００６５】
図１１に戻り、ステップ２４０でｒ＞ｒ１である場合は、その判定が満たされず、ステップ２９０に移る。ステップ２９０では、ブザー５９への制御信号を停止信号とし、これによってブザー５９が吹鳴停止する。その後、ステップ３００に進んで、アーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａへ制御信号Ｙ１が出力され、ステップ３１０に進んで、アーム引き用電磁弁７２Ａのソレノイド部７２Ａａへ制御信号Ｙ２が出力される。また、ステップ２２０で作業具干渉防止機能の無効が選択されている（言い換えれば、作業具干渉防止スイッチ４８からの入力信号がない）場合は、その判定が満たされず、ステップ２９０に移って前記同様の手順を行う。
【００６６】
なお、上記において、コントローラ６７が行うステップ２４０は、特許請求の範囲記載の距離検出器での検出結果により、部材がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を構成する。また、コントローラ６７が行うステップ２７０，２８０、アーム引き用電磁弁７１Ｂ、及び作業具引き用電磁弁７２Ａは、判定手段で所定距離範囲内にあると判定されたときに、部材とブーム用油圧シリンダとが干渉しないように、ブーム、アーム、作業具のうち少なくとも１つの被駆動部材の動作を制限する制限手段を構成する。
【００６７】
以上のように構成された本実施形態においては、作業具干渉防止スイッチ４８の操作によりコントローラ６７の作業具干渉防止機能を有効としておけば、図１１のステップ２００及び２１０を経てステップ２２０の判定が満たされ、ステップ２３０及び２４０において、コントローラ６７は超音波センサ２４からの検出信号によりブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９等の作業具との距離ｒを算出し、この距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１以下であるかどうかを判定する。
【００６８】
そして、作業具がブーム用油圧シリンダ２０から所定の減速開始距離ｒ１範囲内にある（ｒ≦ｒ１）ときには、ステップ２４０の判定が満たされステップ２５０において、制御信号をブザー５９に出力し、ブザー５９が吹鳴駆動して作業者に報知する。またステップ２６０を経てステップ２７０において、アーム１８の引き側操作に係わる操作信号により生成した制御信号Ｙ１に減速係数Ｋを乗じた制御信号（Ｙ１×Ｋ）がアーム引き用電磁弁７１Ｂへ出力され、ステップ２８０において、作業具の引き側操作に係わる操作信号により生成した制御信号Ｙ２に減速係数Ｋを乗じた制御信号（Ｙ２×Ｋ）が作業具引き用電磁弁７２Ａへ出力される。このとき、距離ｒの減少に伴って減速係数Ｋが単調減少し、電磁弁７１Ｂ，７２Ａへの制御信号（Ｙ１×Ｋ），（Ｙ２×Ｋ）が単調減少する。その結果、アーム１８及び作業具の引き側動作を減速させる。さらに、作業具がブーム用油圧シリンダ２０から所定の停止距離ｒ２まで近づく（ｒ＝ｒ２）と、減速係数Ｋ＝０となって制御信号（Ｙ１×Ｋ），（Ｙ２×Ｋ）が停止信号となる。その結果、アーム１８及び作業具の引き側動作を停止させる。したがって、上記第１実施形態同様、ブーム用油圧シリンダ２０と作業具との干渉を防止することができる。
【００６９】
このような本実施形態においても、上記第１実施形態同様、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダ２０の干渉防止を行うことができる。
【００７０】
なお、上記第２実施形態においては、ブーム用油圧シリンダ２０と作業具との距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１から減少すると、それに伴って減速係数Ｋを単調減少させるコントローラ６７の制御を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば距離ｒの減少に伴い、減速係数Ｋを段階的に減少させるような制御でもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００７１】
本発明の第３実施形態を、図１３〜図１５により説明する。
【００７２】
例えば掘削作業時に上記ブーム１７を下げ動作すると、図１３に示す作業機６の姿勢状態のように、ブーム用油圧シリンダ２０と下部走行体２のブレード１３とが干渉する可能性がある。本実施形態は、電気レバー方式の上記操作レバー装置６５Ｌ，６５Ｒを備えた油圧ショベルに適用され、ブーム用油圧シリンダ２０とこれに近づくブレード１３との干渉を防止する実施形態である。
【００７３】
図１４は、コントローラのブレード干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図であり、図１５は、コントローラのブレード干渉防止制御の処理内容を表すフローチャートである。これら図１４及び図１５において、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７４】
本実施形態では、上記コントローラ６７に接続され、ブレード干渉防止機能（詳細は後述）を有効とするか無効とするかを選択可能なブレード干渉防止スイッチ７７が設けられている。本実施形態によるコントローラ６７の入力部７３は、ブレード干渉防止スイッチ７７からの選択指示信号、操作レバー装置６５Ｒの変位検出器６８ｂからの操作信号、及び超音波センサ２４からの検出信号をそれぞれ入力し、出力部７６は制御部７５で生成した制御信号をブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａ及びブザー５９にそれぞれ出力するようになっている。このコントローラ６７のブレード干渉防止機能に係わる制御手順について以下説明する。
【００７５】
コントローラ６７は、まずステップ４００で、ブーム１７の下げ操作に係わる操作信号（変位検出器６８ｂからの操作信号）に対し所定の演算処理が行われ制御信号Ｙ３を生成する。そして、ステップ４１０に進み、ブレード干渉防止機能が有効であるように選択されているかどうか（言い換えれば、ブレード干渉防止スイッチ７７がＯＮ状態に操作されたかどうか）を判定する。ブレード干渉防止機能の有効が選択されている（言い換えれば、ブレード干渉防止スイッチ７７からの入力信号がある）場合は、ステップ４１０の判定が満たされ、ステップ４２０に移る。ステップ４２０では、超音波センサ２４からの検出信号に対し所定の演算処理が行われ、ブーム用油圧シリンダ２０とブレード１３との距離ｒを算出し、ステップ４３０に進んで、算出した距離ｒが予め設定記憶された所定の減速開始距離ｒ１以下であるかどうかを判定する。
【００７６】
ｒ≦ｒ１である場合（言い換えれば、ブレード１３がブーム用油圧シリンダ２０から所定距離ｒ１範囲内にある）は、ステップ４３０の判定が満たされ、ステップ４４０に移る。ステップ４４０では、ブザー５９を吹鳴駆動させる制御信号をブザー５９に出力し、これによってブザー５９が吹鳴駆動する。その後、ステップ４５０に進んで、距離ｒに対応する上述の減速係数Ｋを読み込み、ステップ４６０に進んで、制御信号Ｙ３に減速係数Ｋを乗じた制御信号（Ｙ３×Ｋ）をブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａへ出力する。
【００７７】
一方、ステップ４３０でｒ＞ｒ１である場合は、その判定が満たされず、ステップ４７０に移る。ステップ４７０では、ブザー５９への制御信号を停止信号とし、これによってブザー５９が吹鳴停止する。その後、ステップ４８０に進んでブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａへ制御信号Ｙ３が出力される。また、ステップ４１０でブレード干渉防止機能の無効が選択されている（言い換えれば、ブレード干渉防止スイッチ７７からの入力信号がない）場合は、その判定が満たされず、ステップ４７０に移って前記同様の手順を行う。
【００７８】
なお、上記において、コントローラ６７が行うステップ４３０は、特許請求の範囲記載の距離検出器での検出結果により、部材がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を構成する。また、コントローラ６７が行うステップ４６０及びブーム下げ用電磁弁７０Ａは、判定手段で所定距離範囲内にあると判定されたときに、部材とブーム用油圧シリンダとが干渉しないように、ブーム、アーム、作業具のうち少なくとも１つの被駆動部材の動作を制限する制限手段を構成する。
【００７９】
以上のように構成された本実施形態においては、ブレード干渉防止スイッチ７７の操作によりコントローラ６７のブレード干渉防止機能を有効としておけば、図１５のステップ４００を経てステップ４１０の判定が満たされ、ステップ４２０及び４３０において、コントローラ６７は超音波センサ２４からの検出信号によりブーム用油圧シリンダ２０とブレーカ１９との距離ｒを算出し、この距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１以下であるかどうかを判定する。
【００８０】
そして、ブレード１３がブーム用油圧シリンダ２０から所定の減速開始距離ｒ１範囲内にある（ｒ≦ｒ１）ときには、ステップ４３０の判定が満たされステップ４４０において、制御信号をブザー５９に出力し、ブザー５９が吹鳴駆動して作業者に報知する。またステップ４５０を経てステップ４６０において、ブーム１７の下げ操作に係わる操作信号により生成した制御信号Ｙ３に減速係数Ｋを乗じた制御信号（Ｙ３×Ｋ）がブーム下げ用電磁弁７０Ａへ出力される。このとき、距離ｒの減少に伴って減速係数Ｋが単調減少し、ブーム下げ用電磁弁７０Ａへの制御信号（Ｙ３×Ｋ）が単調減少する。その結果、ブーム１７の下げ動作を減速させる。さらに、ブレード１３がブーム用油圧シリンダ２０から所定の停止距離ｒ２まで近づく（ｒ＝ｒ２）と、減速係数Ｋ＝０となって制御信号（Ｙ３×Ｋ）が停止信号となる。その結果、ブーム１７の下げ動作を停止させる。したがって、ブーム用油圧シリンダ２０とブレード１７との干渉を防止することができる。
【００８１】
このように本実施形態においては、超音波センサ２４でブーム用油圧シリンダ２０に近づくブレード１３との距離ｒを直接検出する。これにより、例えばブーム用油圧シリンダ２０とブレード１３との間に介在するブーム１７、スイングポスト５、及び上部旋回体３の角度を検出する複数の角度センサを設けるような場合に比べ、部品点数の低減が図れる。したがって、上記第１及び第２実施形態同様、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダ２０の干渉防止を行うことができる。
【００８２】
なお、上記第３実施形態においては、電気レバー方式の操作レバー装置６５Ｌ，６５Ｒを備えた油圧ショベルに適用する構成を例にとって説明したが、上記第１実施形態同様、油圧パイロット方式の操作レバー装置４６Ｌ，４６Ｒを備えた油圧ショベルに適用してもよいことは言うまでもなく、その場合は上記操作レバー装置４６Ｒの減圧弁５４ｂとブーム用コントロールバルブ４３のパイロット操作部４３ｂとの間のパイロット管路５６ｂ（前述の図３参照）に、上記アーム制限電磁弁５７及び作業具制限用電磁弁５８同様のブーム制限用電磁弁を設ければよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また、上記第３実施形態においては、ブーム１７の下げ動作を減速・停止等して制限する構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばブレード１３の上げ動作も制限するような構成としてもよい。また、上記第３実施形態においては、ブーム用油圧シリンダ２０とブレード１３との干渉防止を目的として説明したが、これに限られず、例えば作業機６とブレード１３との配置が水平方向１８０度となる場合等において、ブーム用油圧シリンダ２０と地面との干渉防止を目的として行ってもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００８４】
本発明の第４実施形態を図１６及び図１７により説明する。
【００８５】
本実施形態は、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材がブレード１９等の作業具であるかブレード１３であるかを判断し、これに応じて動作制限する被駆動部材をブーム１７、アーム１８、及び作業具から選択する実施形態である。
【００８６】
図１６は、本実施形態による作業機の干渉防止装置を構成するコントローラの干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図であり、図１７は、コントローラの干渉防止制御の処理内容を表すフローチャートである。これら図１６及び図１７において、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８７】
本実施形態では、上記コントローラ６７に接続され、干渉防止機能（詳細は後述）を有効とするか無効とするかを選択可能な干渉防止スイッチ７８と、アーム１８の基端部（あるいはブーム１７の先端部）に設けられ、ブーム１７に対するアーム１８の回動角度が設定角度以下になると接点が閉じられるスイッチ機構を有するアーム位置検出スイッチ７９とが設けられている。このアーム位置検出スイッチ７９の設定角度は、アーム１８の回動角度が設定角度以下となる状態でブーム１７が下げ動作されると、ブレード１３はブーム用油圧シリンダ２０でなく作業具に干渉するような境界角度が設定されている。すなわち、アーム１８が設定角度より引き側にある場合は、ブーム用油圧シリンダ２０に作業具が干渉する可能性が高く、アーム１８が設定角度より押し側にある場合は、ブーム用油圧シリンダ２０にブレード１３が干渉する可能性が高くなっている。
【００８８】
また、本実施形態によるコントローラ６７の入力部７３は、干渉防止スイッチ７８からの選択指示信号、アーム位置検出スイッチ７９からの入力信号、操作レバー装置６５Ｌの変位検出器６６ｂ及び操作レバー装置６５Ｒの変位検出器６８ａ，６８ｂからの操作信号、超音波センサ２４からの検出信号をそれぞれ入力し、出力部７６は制御部７５で生成した制御信号をアーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａ、作業具引き用電磁弁７２のソレノイド部７２Ａａ、ブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａ、及びブザー５９にそれぞれ出力するようになっている。このコントローラ６７の干渉防止機能に係わる制御手順について以下説明する。
【００８９】
コントローラ６７は、まずステップ５００で、アーム１８の引き側操作に係わる操作信号（変位検出器６６ｂからの操作信号）に対し所定の演算処理が行われ制御信号Ｙ１を生成し、ステップ５１０に進んで、作業具の引き側操作に係わる操作信号（変位検出器６８ａからの操作信号）に対し所定の演算処理が行われ制御信号Ｙ２を生成し、ステップ５２０に進んで、ブーム１７の下げ操作に係わる操作信号（変位検出器６８ｂからの操作信号）に対し所定の演算処理が行われ制御信号Ｙ３を生成する。そして、ステップ５３０に進み、干渉防止機能が有効であるように選択されているかどうか（言い換えれば、干渉防止スイッチ７８がＯＮ状態に操作されたかどうか）を判定する。干渉防止機能の有効が選択されている（言い換えれば、干渉防止スイッチ７８からの入力信号がある）場合は、ステップ５３０の判定が満たされ、ステップ５４０に移る。ステップ５４０では、超音波センサ２４からの検出信号に対し所定の演算処理が行われ、ブーム用油圧シリンダ２０とこれに近づく部材（作業具またはブレード１３等）との距離ｒを算出し、ステップ５５０に進んで、算出した距離ｒが予め設定記憶された所定の減速開始距離ｒ１以下であるかどうかを判定する。
【００９０】
ｒ≦ｒ１である場合（言い換えれば、前記部材がブーム用油圧シリンダ２０から所定距離ｒ１範囲内にある）は、ステップ５５０の判定が満たされ、ステップ５６０に移る。ステップ５６０では、ブザー５９を吹鳴駆動させる制御信号をブザー５９に出力し、これによってブザー５９が吹鳴駆動する。その後、ステップ５７に進んで、距離ｒに対応する上述の減速係数Ｋを読み込む。そして、ステップ５８０に進み、アーム位置検出スイッチ７９からの入力信号があるかどうかを判定し、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材が作業具であるかブレード１３であるかを判断する。
【００９１】
アーム位置検出スイッチ７９からの入力信号がある（言い換えれば、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材が作業具であると判断された）場合は、ステップ５８０の判定が満たされ、ステップ５９０に移る。ステップ５９０では、アーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａへ制御信号（Ｙ１×Ｋ）が出力され、ステップ６００に進んで、アーム引き用電磁弁７２Ａのソレノイド部７２Ａａへ制御信号（Ｙ２×Ｋ）が出力され、ステップ６１０に進んで、ブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａへ制御信号Ｙ３が出力される。
【００９２】
一方、アーム位置検出スイッチ７９からの入力信号がない（言い換えれば、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材がブレード１３であると判断された）場合は、ステップ５８０の判定が満たされず、ステップ６２０に移る。ステップ６２０では、アーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａへ制御信号Ｙ１が出力され、ステップ６３０に進んで、アーム引き用電磁弁７２Ａのソレノイド部７２Ａａへ制御信号Ｙ２が出力され、ステップ６４０に進んで、ブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａへ制御信号（Ｙ３×Ｋ）が出力される。
【００９３】
また、ステップ５５０でｒ＞ｒ１である場合は、その判定が満たされず、ステップ６５０に移る。ステップ６５０では、ブザー５９への制御信号を停止信号とし、これによってブザー５９が吹鳴停止する。その後、ステップ６６０に進んで、アーム引き用電磁弁７１Ｂのソレノイド部７１Ｂａへ制御信号Ｙ１が出力され、ステップ６７０に進んで、アーム引き用電磁弁７２Ａのソレノイド部７２Ａａへ制御信号Ｙ２が出力され、ステップ６８０に進んで、ブーム下げ用電磁弁７０Ａのソレノイド部７０Ａａへ制御信号Ｙ３が出力される。また、ステップ５３０で干渉防止機能の無効が選択されている（言い換えれば、干渉防止スイッチ７８からの入力信号がない）場合は、その判定が満たされず、ステップ６５０に移って前記同様の手順を行う。
【００９４】
なお、上記において、コントローラ６７が行うステップ５５０は、特許請求の範囲記載の距離検出器での検出結果により、部材がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を構成する。また、コントローラ６７が行うステップ５９０，６００，６４０、アーム引き用電磁弁７１Ｂ、作業具引き用電磁弁７２Ａ、及びブーム下げ用電磁弁７０Ａは、判定手段で所定距離範囲内にあると判定されたときに、部材とブーム用油圧シリンダとが干渉しないように、ブーム、アーム、作業具のうち少なくとも１つの被駆動部材の動作を制限する制限手段を構成する。また、アーム位置検出スイッチ７９は、制限手段で動作制限する被駆動部材をブーム、アーム、作業具から選択する選択手段を構成する。
【００９５】
以上のように構成された本実施形態においては、干渉防止スイッチ７８の操作によりコントローラ６７の干渉防止機能を有効としておけば、図１７のステップ５００，５１０，５２０を経てステップ５３０の判定が満たされ、ステップ５４０及び５５０において、コントローラ６７は超音波センサ２４からの検出信号によりブーム用油圧シリンダ２０と部材（作業具またはブレーカ１９等）との距離ｒを算出し、この距離ｒが所定の減速開始距離ｒ１（例えば２００ｍｍ程度）以下であるかどうかを判定する。そして、前記部材がブーム用油圧シリンダ２０から所定の減速開始距離ｒ１範囲内にある（ｒ≦ｒ１）ときには、ステップ５５０の判定が満たされステップ５６０において、制御信号をブザー５９に出力し、ブザー５９が吹鳴駆動して作業者に報知する。
【００９６】
また、ステップ５７０を経てステップ５８０において、アーム検出スイッチ７９からの入力信号があるかどうかを判定することで、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材が作業具であるかブレード１３であるかを判断する。そして、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材が作業具であると判断された場合には、ステップ５８０の判定が満たされステップ５９０及び６００において、制御信号（Ｙ１×Ｋ）がアーム引き用電磁弁７１Ｂへ出力され、制御信号（Ｙ２×Ｋ）が作業具引き用電磁弁７２Ａへ出力される。その結果、アーム１８及び作業具の引き側動作を減速・停止等して制限する。また、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材が作業具であると判断された場合には、ステップ５８０の判定が満たされステップ６２０及び６３０を経てステップ６４０において、制御信号（Ｙ３×Ｋ）がブーム下げ用電磁弁７０Ａへ出力される。その結果、ブームの下げ動作を減速・停止等して制限する。
【００９７】
このように本実施形態においては、アーム検出スイッチ７９で検出するアーム１８の位置に応じて、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材が作業具であるかブレード１３であるかを判断し、これによりブーム１７、アーム１８、及び作業具から選択して動作制限を行う。これにより、作業具及びブレード１３の両方がブーム用油圧シリンダ２０に干渉するのを防止することができるとともに、ブーム用油圧シリンダ２０に近づく部材に対応し必要な被駆動部材の動作制限しか行わないので、その他の被駆動部材の操作を確保することができる。以上のような本実施形態においても、上記実施形態同様、部品点数を低減しつつ干渉範囲を的確に検出して、ブーム用油圧シリンダ２０の干渉防止を行うことができる。
【００９８】
なお、上記第４実施形態においては、動作制限する被駆動部材をブーム１７、アーム１８、及び作業具から選択する選択手段としてアーム位置検出スイッチ７９を備えた構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば上記作業具干渉防止スイッチ４８及び上記ブレード干渉防止スイッチ７７を備え、操作者がスイッチ４８，７７を操作してコントローラ６７の上記作業具干渉防止機能及び上記ブレード干渉防止機能を選択するような構成としてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態が適用された小型の油圧ショベルの側面図であり、作業具としてブレーカを取り付けた状態を表す。
【図２】図１中矢印II方向から見た矢視俯瞰図である。
【図３】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す回路図である。
【図４】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態を構成するコントローラの作業具干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
【図５】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態を構成するコントローラの作業具干渉防止制御の内容を表すフローチャートである。
【図６】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態を構成するコントローラにおいてブーム用油圧シリンダと作業具との距離に対応し制限用電磁弁へ出力する制御信号を表す特性図である。
【図７】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態を構成するコントローラからの制御信号に応じて駆動するアーム制限用電磁弁及び作業具制限用電磁弁の開口率を表す特性図である。
【図８】本発明の作業機の干渉防止装置の第１実施形態が適用された小型の油圧ショベルの側面図であり、作業具としてバケットを取り付けた状態を表す。
【図９】本発明の作業機の干渉防止装置の第２実施形態を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す回路図である。
【図１０】本発明の作業機の干渉防止装置の第２実施形態を構成するコントローラの作業具干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
【図１１】本発明の作業機の干渉防止装置の第２実施形態を構成するコントローラの作業具干渉防止制御の処理内容を表すフローチャートである。
【図１２】本発明の作業機の干渉防止装置の第２実施形態を構成するコントローラにおいてブーム用油圧シリンダと作業具との距離に対応する減速係数を表す特性図である。
【図１３】本発明の作業機の干渉防止装置の第３実施形態が適用された小型の油圧ショベルの側面図であり、作業具としてバケットを取り付けた状態を表す。
【図１４】本発明の作業機の干渉防止装置の第３実施形態を構成するコントローラのブレード干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
【図１５】本発明の作業機の干渉防止装置の第３実施形態を構成するコントローラのブレード干渉防止制御の処理内容を表すフローチャートである。
【図１６】本発明の作業機の干渉防止装置の第４実施形態を構成するコントローラの干渉防止制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
【図１７】本発明の作業機の干渉防止装置の第４実施形態を構成するコントローラの干渉防止制御の処理内容を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
２      下部走行体
３      上部旋回体
６      作業機
１３    ブレード
１７    ブーム
１８    アーム
１９    ブレーカ（作業具）
２０    ブーム用油圧シリンダ
２１    アーム用油圧シリンダ
２２    作業具用油圧シリンダ
２４    超音波センサ（距離検出器）
４７    コントローラ（判定手段、制限手段）
４８    作業具干渉防止スイッチ
５７    アーム引き制限用電磁弁（制限手段）
５８    作業具引き制限用電磁弁（制限手段）
５９    ブザー（報知手段）
６７    コントローラ（判定手段、制限手段）
７０Ａ  ブーム下げ用電磁弁（制限手段）
７１Ｂ  アーム引き用電磁弁（制限手段）
７２Ａ  作業具引き用電磁弁（制限手段）
７７    ブレード干渉防止スイッチ
７８    干渉防止スイッチ
７９    アーム位置検出スイッチ（選択手段）
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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