(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行部の上部の旋回体に、運転室と、二段ブームとアーム及びその先端のバケットからなる掘削用装置を設け、左右方向にバケットをオフセットできるようにした建設機械において、先端ブームと基端ブームとの連結支点に回動自在に取り付けられた第１のリンクと、基端ブームに設けられた第２のリンクと、基端ブームと基端ブームの取付台との間に設けられた第３のリンクと、第２のリンク又は第３のリンクに設けられた互いのリンクの接近を検知する検知手段と、その一端をアームの運転室側側面の先端ブームの連結支点より先端側位置に取り付け、他の一端を第１のリンクに取り付けた第１のケーブルと、第１のリンクと第２のリンクを連結する第２のケーブルとからなり、アームが運転室側にオフセットされ、かつアームが先端ブーム側に折り畳まれた状態で第２のリンクが第３のリンクに近づき、基端ブームが起立した状態で第３のリンクが第２のリンクに近づくようになっていることを特徴とする衝突回避装置。
【請求項２】
請求項１記載の衝突回避装置において、上記第２のリンクと第３のリンクの接近検知手段が、接近を検知したときに上記アームを左右にオフセットするオフセットシリンダの切換弁を切り換える切換手段を具備し、接近検知手段が接近を検知した時、上記切換手段によってオフセットシリンダにより、バケットを運転室の反対側の方向へ移動させるようになっていることを特徴とする衝突回避装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の建設機械において作動部分と車体との衝突を回避する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
せまい道路の側溝を掘ったり、せまい工場内での掘削作業を行うショベルは、走行部とその上の基台と、基台に取り付けられたブームおよびブーム先端に取り付けられたアームとその先端のバケットから構成されている。
せまい場所での作業では走行部の左右の移動が妨げられるのでブームを左右に振る（オフセットする）機構が備えられている。このようなショベルではオフセットされない状態でバケットと車体、特に運転部が衝突しないように設計されているが、ブームがオフセットされた状態ではバケットと車体の間隔がせまくなるため、バケットと運転室とが衝突する危険が生じる。そこでオフセット時のバケットと運転室との衝突を回避するために各ブームやブームとアーム、アームとバケットとの連結部にポテンショメータ等を取り付けてその回転角度を検出し、それを基にコンピューターで処理してバケット先端と運転室との距離を算出し、衝突を回避するものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような連結部の回転角度をセンサーで検出するタイプのものでは、ショベルが使用される環境が悪いためセンサーが誤動作したり、故障することが多かった。すなわちショベルにおいてはバケットで土を掘削するので、泥やほこりが多い所で使用しなければならず、また屋外作業のため、気温の変化、風雨の影響、振動の影響もあり、これらがセンサーの誤動作や故障の原因となっていたのである。
そこで本発明は泥やほこりの多い環境でも誤動作や故障が生じることのない簡便な衝突回避装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は次のような衝突回避装置を採用した。すなわち、請求項１記載の発明にかかる衝突回避装置は、走行部の上部の旋回体に、運転室と、二段ブームとアーム及びその先端のバケットからなる掘削用装置を設け、左右方向にバケットをオフセットできるようにした建設機械において、先端ブームと基端ブームとの連結支点に回動自在に取り付けられた第１のリンクと、基端ブームに設けられた第２のリンクと、基端ブームと基端ブームの取付台との間に設けられた第３のリンクと、第２のリンク又は第３のリンクに設けられた互いのリンクの接近を検知する検知手段と、その一端をアームの運転室側側面の先端ブームの連結支点より先端側位置に取り付け、他の一端を第１のリンクに取り付けた第１のケーブルと、第１のリンクと第２のリンクを連結する第２のケーブルとからなり、アームが運転室側にオフセットされ、かつアームが先端ブーム側に折り畳まれた状態で第２のリンクが第３のリンクに近づき、基端ブームが起立した状態で第３のリンクが第２のリンクに近づくようになっていることを特徴とするものである。
次に請求項２記載の発明にかかる衝突回避装置は、請求項１記載の衝突回避装置において、上記第２のリンクと第３のリンクの接近検知手段が、接近を検知したときに上記アームを左右にオフセットするオフセットシリンダの切換弁を切り換える切換手段を具備し、接近検知手段が接近を検知したとき、上記切換手段によってオフセットシリンダにより、バケットを運転席の反対側の方向へ移動させるようになっていることを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下図面を基に請求項１記載の発明に係る衝突回避装置の実施例について説明する。
図１は衝突回避装置を取り付けた油圧ショベルの側面図である。衝突回避装置はフロントブーム４Ｂとリアブーム４Ａとの連結部分に設けられたリンク２０及びリアブーム４Ａの基端部に設けられたリンク３０及びそれに対向するリンク４０と、リンクを結ぶケーブルをアーム５、ブーム４に取り付けて構成されている。すなわちアーム５の基端部のＡ点に回動自在に取り付けられたプッシュプルワイヤ１１がフロントブーム４Ｂに設けられた管１２の中を通ってリンク２０のＢ点に取り付けられており、リンク２０のＣ点に取り付けられたプッシュプルワイヤ２１がリアブーム４Ａに設けられた管２２の中を通ってリアブーム４Ａの基端部のリンク３０のＤ点に取り付けられている。そしてリアブーム４Ａの基端部とリアブーム取付部との間にリンク４０が設置されており、リンク４０の先端側板がリンク３０と対向するようになっている。
【０００６】
次にリンク２０について図２を基に説明する。リンク２０はフロントブーム４Ｂとリアブーム４Ａとの連結部に回動自在に取り付けられており、その先端のＢ点にプッシュプルワイヤ１１が、Ｃ点にプッシュプルワイヤ２１が取り付けられている。
図２（ａ）（ｂ）はフロントブーム４Ｂが左側（図面の下側）にオフセットしたときの図であり、図２（ａ）が図１のようにアーム５がフロントブーム４Ｂに対して折り畳まれた状態を示しており、図２（ｂ）がアーム５がフロントブーム４Ｂに対して振り出された状態を示している。
図２（ｃ）はアーム５が振り出された状態でフロントブーム４Ｂが右にオフセットしたときの状態を示している。
【０００７】
次に図３を基にリンク３０及びリンク４０について説明する。
リンク３０は板３１とそれに取り付けられたリミットスイッチ３２とで構成されており、Ｅ点でリアブーム４Ａの基端部に回動自在に取り付けられていて、その先端のＤ点でプッシュプルワイヤ２１と連結されている。
【０００８】
リンク４０は図３に示すように板４１と４２とによって構成されている。板４１の基端部がリアブーム４Ａの取付台のＨ点に回動自在に取り付けられており、板４２はリアブーム４ＡのＦ点で回動自在に取り付けられている。そして板４１と板４２とはＧ点で互いに回動自在に連結されている。以上が本実施例の構造についての説明である。
【０００９】
以上説明した構造をもつ実施例がどのようにして衝突回避作用を果たすかについて述べる。図４に示すようにアームに取り付けられたバケット６が運転室に衝突する虞があるのは、アーム５を折り畳んだ状態で運転室側（本実施例では進行方向左側に運転室があるものを想定している）にオフセットし、かつブーム４Ａがもっとも立ち上がった状態である。
まずフロントブーム４Ｂが左側にオフセットされた状態を想定する。アーム５が図２に示す折り畳まれた状態ではリンク２０は図２（ａ）の状態である。
次にアーム５が折り畳まれた状態から開かれていくと、図１に示すＡ点がフロントブーム４Ｂから先の方へ遠ざかるので、Ａ点で固定されたケーブル１１が先の方へ引き出され、リンク２０が先の方へ引っ張られて図２（ｂ）に示す状態となる。このようにリンク２０が図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態に変化すると、リンク２０に連結されているプッシュプルワイヤ２１が先の方へ引っ張られ、リアブーム４Ａの基端部に設けられたリンク３０は図３（ａ）の実線で示す状態から鎖線で示す状態となる。
【００１０】
次にリアブーム４Ａが図１、図３（ａ）に示す伏せた状態から図３（ｂ）、図４に示す起立状態となると、リンク４０の板４１がＨ点を、板４２がＦ点を中心として回転するのでリアブーム４Ａが起立するにつれて板４２がリンク３０のリミットスイッチの接点に近づく。
一方リンク３０は、アームの折り畳みの程度とフロントブーム４Ｂの左右のオフセットの程度によって動く。すなわちアームが折り畳まれるとリンク板３１はその先端のＤ点がリアブーム４Ａの根本に近づくように回転し、リミットスイッチ３２の接点がリンク４０の板４２に近づく。なお、フロントブーム４Ｂが右側（運転室と反対側）にオフセットしたときには、図２（ｃ）に示すようにフロントブームの右回転によってリンク２０が右に回りケーブル２１を介してリンク３０がリンク４０から離れる。
【００１１】
すでに説明したようにバケット６が運転室に衝突する虞があるのは、フロントブーム４Ｂが左側（運転室側）にオフセットされた場合で、アームが最も折り畳まれ、かつリアブーム４Ａが立ち上がった場合である。本実施例のように左オフセットでアーム５が最も折り畳まれるとリンク３０の先端のＤ点が回転しリンク４０の板４２に近づきリアブーム４Ａが最も起立したときにリンク４０の板４２の先端がリンク３０の先端に近づくようになっている。したがって左オフセットでリアブーム４Ａが最も起立し、アーム５が最も折り畳まれる状態となると、リンク３０のリミットスイッチとリンク４０の板４２とが最も近づき、リンク３０は図４の点線で示す状態となりリミットスイッチ３２の接点がリンク４０の板４２に押されてスイッチがＯＮとなる。このスイッチがＯＮとなるときをバケット６が運転室に衝突する少し前まで近づいたときとなるようにケーブル２１の長さリンク３０及びリンク４０の構造を決めておき、リンク３０のリミットスイッチ３２がＯＮとなったときに警報を発するようにしておけばバケット６が運転室７に衝突するのを回避できる。
なお実施例１ではケーブルとしてプッシュプルワイヤを用いたが、リング３０の板３２のＤ点にバネをつけて基端部側に引っ張っておけば、通常のワイヤを用いてもよい。
【００１２】
（実施例２）
次にバケット先端が運転室に衝突する寸前まで近づいたときに自動的に衝突を回避する回避手段を備えた請求項２記載の発明にかかる衝突回避装置の実施例について説明する。この実施例２の衝突回避装置は実施例１のものにさらに、図６に示す衝突回避手段を設けたものである。
この衝突回避手段はリンク３０に設けられたリミットスイッチ３２からの電気信号により、リミットスイッチがオンとなったときに、オフセットシリンダを作動させて、アーム５を運転室７の前方から横方向（運転室と反対側）へ移動させて、バケット６と運転室７との衝突を自動的に回避させるものである（図５参照）。
その作動を図６に基づいて説明すると次のようになる。
図６はリミットスイッチ３２がオフの状態、すなわちバケットと運転席との距離が一定の値より大きく衝突の危険がない場合を示している。この図において５０はアーム５を左右にオフセットするためのオフセットシリンダであり、６０はそのオフセットシリンダへの油の供給のしかたを制御する切換弁である。７１〜７２は、上記切換弁６０の作動を通常のオフセット操作弁７４より回避方向に切り換えるための電磁切換弁であり、７３は他の操作弁による図示しないブーム、アーム、バケット等の作動速度を減ずるため、減圧弁７５への通路を開くための電磁切換弁である。
図６に示した状態では電磁切換弁７１〜７３がいずれも閉状態となっており、オフセット用操作弁７４を操作することにより右にオフセットする時は、パイロット切換弁６０には６０ー１に送油され、６０ー２からは解放され、オフセットシリンダ５０に油が供給されるようになっている。
また左にオフセットする時は、パイロット切換弁６０には６０−２に送油され、６０ー１からは解放され、オフセットシリンダ５０に油が供給されるようになっている。
次に図６でリミットスイッチ３２がオンとなると電気信号が電磁切換弁（７１〜７３）の各ソレノイド（７１ａ〜７３ａ）に送信され、電磁切換弁７１〜７３が閉状態から開状態となる。するとオフセット用操作弁からの油路が断たれ、電磁切換弁７１が開状態となると、油がパイロット切換弁の６０ー２側が解放されタンク８０へ流出する。それと同時に電磁切換弁７２も開状態となり、油がポンプ９０からパイロット切換弁６０の６０ー１側に送油される。そうすると、パイロット切換弁６０からオフセットシリンダの右オフセット側（５０ー１）に送油され、アーム先端のバケットが右方向に移動する。したがって運転室７の直前まで近づいていたバケットが運転室７と衝突するのを回避できる。
【００１３】
なお右オフセットの場合にはリンク３０のリミットスイッチ３２が左オフセットの場合よりもリンク４０の板４２に近づかないので、リミットスイッチはＯＮとならない。本実施例ではリミットスイッチ３２をリンク３０側に設けているが、リンク４０側に設けてもよく、またリミットスイッチの代わりに近接スイッチ等の非接触のものを用いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明はケーブルとリンク機構を用いた簡便な衝突回避装置であるので安価であり、油圧ショベルに簡単に設置できる。そして電気式センサーはブームの基端部に設けたリミットスイッチのみで、先端部には電気式センサーは用いられていないので泥やほこりの多い作業環境でも誤動作や故障等を起こすことがなく安心して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る衝突回避装置を設けた油圧ショベル側面図である。
【図２】本発明に係る衝突回避装置のリンク２０の構造と作動を説明するための図である。
【図３】本発明に係る衝突回避装置のリンク３０とリンク４０の構造と作動を説明するための図である。
【図４】油圧ショベルのバケットの移動範囲を示す図である。
【図５】図４に示した油圧ショベルの平面図である。
【図６】衝突回避手段の回路図である。
【符号の説明】
１            油圧ショベル
２            走行部
３            旋回台
４            ブーム
４Ａ          リアブーム
４Ｂ          フロントブーム
５            アーム
６            バケット
７            運転室
１１            プッシュプルワイヤ
１２            管
２０            リンク
２１            プッシュプルワイヤ
２２            管
３０            リンク
３１            リンク板
３２            リミットスイッチ
４０            リンク
４１            リンク板
４２            リンク板
５０            オフセットシリンダ
６０            切換弁
７１〜７３      電磁切換弁
７１ａ〜７３ａ  ソレノイド
７４            オフセット操作弁
７５            減圧弁
８０            タンク
９０            ポンプ
【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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