(57)【要約】【課題】運転室とアタッチメントとの干渉を防止する干渉防止装置が設けられた作業用機械において、該作業用装置の輸送時に、干渉防止制御を解除しなくてもよいようにする。【解決手段】  アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも上方に位置している状態では、干渉防止領域Ａ、Ｂへのアタッチメント９の侵入を規制する干渉防止制御を実行する一方、アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方に位置している状態では干渉防止制御を実行しない構成にすると共に、前記解除高さＣは、アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置ＰｏＤよりも下方で、且つ、フロント作業装置６が所定の輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置ＰｏＴよりも上方に位置するように設定した。【選択図】図３
2009256934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体本体に、運転室と、アームの先端部にアタッチメントが揺動自在に軸支された屈曲自在なフロント作業装置とを支持してなる作業用機械において、前記運転室とアタッチメントとの干渉を防止する干渉防止装置を設けるにあたり、該干渉防止装置は、アーム先端部のアタッチメント軸支位置を検出する位置検出手段を備え、該位置検出手段により検出されるアタッチメント軸支位置が予め設定される解除高さよりも上方に位置している状態では、運転室の周囲に設定された干渉防止領域へのアタッチメントの侵入を規制する干渉防止制御を実行する一方、アタッチメント軸支位置が解除高さよりも下方に位置している状態では、前記干渉防止制御を実行しない構成にすると共に、前記解除高さは、アタッチメントと運転室とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置よりも下方で、且つ、フロント作業装置が所定の輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置よりも上方に位置するように設定されることを特徴とする作業用機械における干渉防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業用機械において、運転室とアタッチメントとの干渉を防止するための作業用機械における干渉防止装置の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の作業用機械のなかには、運転室と、アームの先端部にアタッチメントが揺動自在に軸支された屈曲自在なフロント作業装置とを備えると共に、運転室とアタッチメントとの干渉を防止するための干渉防止装置を設けたものがある。
前記干渉防止装置としては、従来、アタッチメントの位置を検出する検出手段を設け、該検出手段により検出されるアタッチメント位置に基づいて、運転室の周囲に設定される干渉防止領域へのアタッチメントの侵入を規制するべくフロント作業装置の動作を制御するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、油圧ショベル等の作業用機械のなかには、運転室が昇降するものがあるが、該運転室が昇降自在な作業用機械に設けられる干渉防止装置としては、運転室の移動位置に応じて干渉防止領域を補正できるように構成したもの（例えば、特許文献２参照。）や、運転室の全移動領域を覆うように干渉防止領域を設定したもの（例えば、特許文献３参照）が知られている。これらのものにおいて、干渉防止領域は、下方側から運転室に近づくアタッチメントと運転室との干渉を防止するべく、運転室の下方側にも設定されている。
さらに、前記従来の干渉防止装置では、アタッチメントの位置を検出するにあたり、フロント作業装置の屈曲角度を検出する角度センサ（ブーム角度センサ、アーム角度センサ等）を設け、該角度センサの検出値からアーム先端部のアタッチメント軸支位置を求めるように構成されている。この場合、アタッチメントの位置は、アタッチメント軸支位置を中心するアタッチメントの揺動半径により認識される。
【特許文献１】特開平８−３３３７６７号公報
【特許文献２】特許第３３１０７８３号公報
【特許文献３】特開２００７−１０７３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、作業用機械をトラック等の輸送車両を用いて輸送する場合、フロント作業装置を折り畳んだ所定の輸送姿勢にして輸送することになるが、該輸送姿勢のときのアタッチメントは運転室にかなり近接するため、前述した干渉防止装置により検出されるアタッチメント位置が干渉防止領域内に侵入してしまうことがある。特に、前記特許文献２、３のように干渉防止領域が運転室の下方側にも設定されている場合には、アタッチメント位置が干渉防止領域内に侵入してしまう可能性が高くなる。尚、アタッチメントを取り外さなくても輸送できるよう、通常、輸送姿勢時におけるアタッチメントと運転室とは、かなり近接するものの接触しないように設定されている。
しかるに、輸送姿勢のときのアタッチメント位置が干渉防止領域内に侵入してしまう場合には、干渉防止制御が働いているとフロント作業装置を輸送姿勢にすることができないことになる。このため、オペレータは、輸送姿勢にする場合には干渉防止制御を解除せざるを得ないことになる。しかしながら、干渉防止制御を解除すると、次回に作業用機械を稼動させるオペレータが、干渉防止制御が解除されていることに気づかずに作業を開始してしまう惧れがあって、問題になり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、機体本体に、運転室と、アームの先端部にアタッチメントが揺動自在に軸支された屈曲自在なフロント作業装置とを支持してなる作業用機械において、前記運転室とアタッチメントとの干渉を防止する干渉防止装置を設けるにあたり、該干渉防止装置は、アーム先端部のアタッチメント軸支位置を検出する位置検出手段を備え、該位置検出手段により検出されるアタッチメント軸支位置が予め設定される解除高さよりも上方に位置している状態では、運転室の周囲に設定された干渉防止領域へのアタッチメントの侵入を規制する干渉防止制御を実行する一方、アタッチメント軸支位置が解除高さよりも下方に位置している状態では、前記干渉防止制御を実行しない構成にすると共に、前記解除高さは、アタッチメントと運転室とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置よりも下方で、且つ、フロント作業装置が所定の輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置よりも上方に位置するように設定されることを特徴とする作業用機械における干渉防止装置である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明とすることにより、輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置は、解除高さよりも下方に位置しているが、該解除高さは、アタッチメントと運転室とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置よりも下方であるから、アタッチメントと運転室とが干渉する可能性がないと共に、アタッチメント軸支位置が前記解除高さよりも下方に位置している状態では、干渉防止領域へのアタッチメントの侵入を規制する干渉防止制御は実行されないことになる。この結果、フロント作業装置を輸送姿勢にする場合に、アタッチメントが運転室に近接して干渉防止領域内に侵入しても、フロント作業装置を動かして輸送姿勢にすることができることになって、作業用機械の輸送時に干渉防止制御を解除する必要がなくなる一方、輸送後に作業用機械を稼動させる場合に、アタッチメント軸支位置が解除高さよりも上方になれば干渉防止制御は実行されることになるから、干渉防止制御が解除された状態で油圧ショベルを稼動させてしまうような不具合を、確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１の機体本体は、クローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３とから構成されると共に、該上部旋回体３の前半側左部には、運転室４が四節リンク機構の昇降装置５を介して昇降自在に支持されている。
【０００７】
また、６は前記上部旋回体３に支持される屈曲自在なフロント作業装置であって、該フロント作業装置６は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム７、該ブーム７の先端部に前後揺動自在に支持されるアーム８、該アーム８の先端部に揺動自在に軸支されるアタッチメント９等から構成されると共に、前記ブーム７、アーム８、アタッチメント９は、それぞれブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２の伸縮作動に基づいて揺動するように構成されている。尚、上記ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２の伸縮作動は、運転室４に配設された図示しないブーム用、アーム用、バケット用の操作レバーの操作に基づいてそれぞれ行なわれる。また、図１では、フロント作業装置６の先端部に装着されるアタッチメント９としてバケットを示したが、該バケットに限定されることなく、グラップル、リフティングマグネット等の各種アタッチメントが、作業内容に応じて適宜装着される。
【０００８】
さらに、１３は上部旋回体３に対するブーム７の相対角度を検出するブーム角度センサ、１４はブーム７に対するアーム８の相対角度を検出するアーム角度センサであって、これらブーム角度センサ１３、アーム角度センサ１４により検出されるブーム角度θｂ、アーム角度θａは、後述する干渉防止制御装置１５に入力される。尚、本実施の形態では、前記ブーム角度センサ１３およびアーム角度センサ１４が、本発明の位置検出手段に相当する。また、本発明の干渉防止装置は、上記位置検出手段、干渉防止制御装置１５、および後述するフロント作業装置動作規制手段等から構成される。
【０００９】
前記干渉防止制御装置１５は、図２のブロック図に示す如く、入力側に、前記ブーム角度センサ１３、アーム角度センサ１４が接続され、また、出力側に、後述するブーム規制用電磁弁１６、アーム規制用電磁弁１７が接続されていると共に、後述する位置演算部１８、メモリ１９、判断部２０、電磁弁駆動制御部２１等を備えて構成される。
【００１０】
ここで、前記ブーム規制用電磁弁１６は、ブームシリンダ１０の給排制御を行なうコントロールバルブ（図示せず）作動用のパイロットラインに配設される電磁弁であって、該ブーム規制用電磁弁１６は、前記干渉防止制御装置１５の電磁弁駆動制御部２１から出力される制御信号に基づいて、ブームシリンダ１０の伸縮速度を減速、或いは停止するべく作動する。而して、該ブーム規制用電磁弁１６の作動によって、ブーム用操作レバーが操作されていても、ブーム７の上下動を減速或いは停止せしめることができるように構成されている。
【００１１】
また、前記アーム規制用電磁弁１７は、アームシリンダ１１の給排制御を行なうコントロールバルブ（図示せず）作動用のパイロットラインに配設される電磁弁であって、該アーム規制用電磁弁１７は、前記干渉防止制御装置１５の電磁弁駆動制御部２１から出力される制御信号に基づいて、アームシリンダ１１の伸長側の作動速度を減速、或いは停止するべく作動する。而して、該アーム規制用電磁弁１７の作動によって、アーム用操作レバーがアームイン側（運転室４に近づく方向）に操作されていても、アーム８のイン側の動作を減速或いは停止せしめることができるように構成されている。
尚、前記ブーム規制用電磁弁１６、アーム規制用電磁弁１７は、電磁弁駆動制御部２１から制御信号が出力されていない状態では非作動状態になっているが、該ブーム規制用電磁弁１６、アーム規制用電磁弁１７が非作動状態のときは、ブーム７、アーム８はそれぞれブーム用操作レバー、アーム用操作レバーの操作量に応じた速度で動作する。また、これらブーム規制用電磁弁１６、アーム規制用電磁弁１７は、後述する干渉防止制御を行なうべくフロント作業装置６の動作を規制するために設けられる手段の一つであって、前述したフロント作業装置動作規制手段に相当する。
【００１２】
次いで、前記干渉防止制御装置１５の行なう干渉防止制御について説明する。
まず、干渉防止制御装置１５は、位置演算部１８において、ブーム角度センサ１３、アーム角度センサ１４から入力されるブーム角度θｂ、アーム角度θａ、およびデータとして入力されているブーム長、アーム長に基づいて、アーム８先端部のアタッチメント軸支部８ａの位置（以下、アタッチメント軸支位置Ｐｏと称する）を演算する。さらに、該アタッチメント軸支位置Ｐｏと、データとして入力されているアタッチメント９の揺動半径とに基づいて、アタッチメント９の位置（以下、アタッチメント位置Ｐａと称する）を演算する。この場合のアタッチメント位置Ｐａは、アタッチメント軸支位置Ｐｏを軸としてアタッチメント９を揺動させたときにアタッチメント９の先端部が描く軌跡で表される。そして、該位置演算部１８により演算されるアタッチメント軸支位置Ｐｏおよびアタッチメント位置Ｐａは、判断部２０に出力される。尚、本実施の形態において、前記アタッチメント軸支位置Ｐｏ、アタッチメント位置Ｐａ、および後述する侵入禁止領域Ａ、減速領域Ｂ、解除高さＣは、ブーム７基端部の揺動支点を原点０とし、上部旋回体３の前後方向をｘ軸、上下方向をｙ軸とする座標で表される（図１、図３参照）。
ところで、前記位置演算部２３におけるアタッチメント軸支位置Ｐｏ、アタッチメント位置Ｐａの演算には、前述したようにブーム長、アーム長、アタッチメント９の揺動半径のデータが必要であり、これらのデータは予め入力されているが、アタッチメント９を交換した場合には、アタッチメント９の揺動半径のデータを新たなデータに書換えることができるように構成されている。
【００１３】
一方、干渉防止制御装置１５のメモリ１９には、予め設定された干渉防止領域と解除高さＣとがデータとして保存されている。そして、これらメモリ１９に保存された干渉防止領域および解除高さＣのデータは、判断部２０に入力される。
【００１４】
ここで、前記干渉防止領域としては、アタッチメント９の侵入を禁止する侵入禁止領域Ａと、該侵入禁止領域Ａに外側に設けられ、アタッチメント９の作動速度を減速させる減速領域Ｂとが設定されているが、本実施の形態では、侵入禁止領域Ａは、運転室４の全移動領域を覆う状態で運転室４の上方、前方、下方に設定されており、また、減速領域Ｂは、運転室４の上方および前方に設定されている。
【００１５】
一方、前記解除高さＣは、上部旋回体３の固定部分（例えば、上部旋回体３の架台フレーム３ａ）を基準として設定される上下方向の位置（ｙ座標）であって、該解除高さＣは、アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置ＰｏＤよりも下方で、且つ、フロント作業装置６が所定の輸送姿勢（アーム８を運転室４側に折り畳んで接地させた姿勢、図１に二点鎖線で、図３に実線で示す）のときのアタッチメント軸支位置ＰｏＴよりも上方に位置するように設定されている（図３参照）。つまり、アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方の場合には、アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性がないと共に、輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置ＰｏＴは、解除高さＣよりも下方に位置するようになっている。尚、前記アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置ＰｏＤは、アタッチメント９の揺動半径によって異なるため、アタッチメント９を交換した場合には、アタッチメント９の揺動半径のデータの書換えに伴い、解除高さＣのデータも、前記干渉の可能性のある下限のアタッチメント軸支位置ＰｏＤよりも下方となるように書換えられるように構成されている。
【００１６】
そして、前記判断部２０は、位置演算部１８から入力されるアタッチメント位置Ｐａ、アタッチメント軸支位置Ｐｏ、前記メモリ１９から入力される干渉防止領域（侵入禁止領域Ａおよび減速領域Ｂ）、解除高さＣに基づいて、干渉防止領域、解除高さＣに対するアタッチメント位置Ｐａ、アタッチメント軸支位置Ｐｏを判断し、該判断に基づいてブーム７およびアーム８の動作を規制するべく、前記ブーム規制用電磁弁１６およびアーム規制用電磁弁１７を制御する電磁弁駆動制御部２１に制御指令を出力する。
【００１７】
前記判断部２０における制御について、図４に示すフローチャート図に基づいて説明すると、まず、判断部２０は、アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方か否かを判断する（ステップＳ１）。
【００１８】
前記ステップＳ１の判断において、「ＮＯ」、つまりアタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方でないと判断された場合には、干渉防止領域に対するアタッチメント位置Ｐａに基づいて、運転室４とアタッチメント９との干渉を防止するべく干渉防止制御が実行される。つまり、アタッチメント位置Ｐａが侵入禁止領域Ａ（侵入禁止領域Ａの外側境界線ＬＡ上を含む）に侵入しているか否かを判断し（ステップＳ２）、侵入禁止領域Ａに侵入していると判断された場合には、運転室４に近づく方向のブーム７、アーム８の動作を停止させる制御指令を電磁弁駆動制御部２１に出力する（ステップＳ３）。また、侵入禁止領域Ａに侵入していないと判断された場合には、続けて、アタッチメント位置Ｐａが減速領域Ｂに侵入しているか否かを判断し（ステップＳ４）、減速領域Ｂに侵入していると判断された場合には、運転室４に近づく方向のブーム７、アーム８の作動速度を減速させる制御指令を電磁弁駆動制御部２１に出力する（ステップＳ５）。この場合、アタッチメント９が侵入禁止領域Ａに近づくほど作動速度が遅くなるように制御される。一方、アタッチメント位置Ｐａが侵入禁止領域Ａにも減速領域Ｂにも侵入していない場合には、電磁弁駆動制御部２１に制御指令が出力されず（ステップＳ６）、これにより、ブーム７およびアーム８は、対応する操作レバーの操作に応じて動作するようになっている。
【００１９】
これに対し、前記ステップＳ１の判断において、「ＹＥＳ」、つまりアタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方であると判断された場合には、電磁弁駆動制御部２１に対して制御指令が出力されない（ステップＳ６）。而して、アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方の場合には、前述した干渉防止制御は実行されず、ブーム７およびアーム８は、対応する操作レバーの操作に応じて動作するようになっている。
【００２０】
叙述の如く構成された本形態において、アタッチメント９は、干渉防止制御装置１５の行なう干渉防止制御によって、運転室４の周囲に設定された干渉防止領域（侵入禁止領域Ａおよび減速領域Ｂ）への侵入を規制するべく制御されることになるが、この場合に、アタッチメント軸支位置Ｐｏが予め設定される解除高さＣよりも上方に位置している状態では、前記干渉防止制御が実行される一方、アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも下方に位置している状態では、干渉防止制御は実行されない構成であると共に、前記解除高さＣは、アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置ＰｏＤよりも下方で、且つ、フロント作業装置６が所定の輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置ＰｏＴよりも上方に位置するように設定されている。
【００２１】
而して、輸送姿勢のときのアタッチメント軸支位置ＰｏＴは、解除高さＣよりも下方に位置することになるが、該解除高さＣは、アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性のある下限のアタッチメント軸支位置ＰｏＤよりも下方であるから、アタッチメント９と運転室４とが干渉する可能性がないと共に、このとき、干渉防止領域へのアタッチメントの侵入を規制する干渉防止制御は実行されないことになる。この結果、フロント作業装置６を輸送姿勢にする場合に、アタッチメント９が運転室４に近接して干渉防止領域内に侵入しても、ブーム７やアーム８を動かして輸送姿勢にすることができることになって、油圧ショベル１の輸送時にオペレータが解除スイッチ等を操作して干渉防止制御を解除する必要がなくなる。しかも、輸送後に油圧ショベル１を稼動させる場合に、オペレータが干渉防止制御を復帰させるための操作を行なわなくても、アタッチメント軸支位置Ｐｏが解除高さＣよりも上方になれば干渉防止制御は実行されることになるから、干渉防止制御が解除された状態で油圧ショベル１を稼動させてしまうような不具合を、確実に回避することができる。
【００２２】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、
上記実施の形態の干渉防止制御では、アタッチメント９が侵入禁止領域Ａに侵入するとブーム７およびアーム８の動作を停止させる構成になっているが、この様に停止させる制御ではなく、ブーム７の動作を続行させながらアーム８を自動的にアウト側に動作させる構成の干渉防止制御であっても、本発明を実施できる。また、上記実施の形態において、干渉防止領域は、運転室４の全移動範囲を覆うように設けられているが、運転室４の移動位置に応じて干渉防止領域が補正される構成のものであっても、本発明を実施できる。
さらに、上記実施の形態では、運転室４が昇降自在な油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限定されることなく、アームが機体に対して左右方向に平行移動するオフセット型の油圧ショベル、或いは油圧ショベル以外の作業用機械であっても、アタッチメントが運転室に干渉する惧れのある各種作業用機械の干渉防止装置に本発明を実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】干渉防止制御装置の入出力を示すブロック図である。
【図３】アタッチメント軸支位置と解除高さとの関係を説明する図である。
【図４】判断部の制御手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２４】
４    運転室
６    フロント作業装置
８    アーム
９    アタッチメント
１３  ブーム角度センサ
１４  アーム角度センサ
１５  干渉防止制御装置
Ａ    侵入禁止領域
Ｂ    減速領域
Ｃ    解除高さ
Ｐｏ  アタッチメント軸支位置
【図１】
2009256934.tif 000003
【図２】
2009256934.tif 000004
【図３】
2009256934.tif 000005
【図４】
2009256934.tif 000006