(57)【要約】【課題】停止処理解除操作を行ったことをオペレータに意識付け、かつ、危険域と安全域の区別を明確化することによって危険域でのアタッチメントとキャビンの干渉防止効果を高める。【解決手段】作業アタッチメントが危険域に侵入したときにアタッチメントの危険側の動作を停止させるコントローラ１５と、このコントローラ１５による停止処理を解除するモーメンタリスイッチである解除スイッチ１９とを具備し、停止処理後、この解除スイッチ１９がＯＮ操作された後にＯＦＦ操作されたときに停止処理を解除する。また、停止処理解除後、作業アタッチメントが危険域外に出たときに停止処理解除をキャンセルするように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビンと、作業アタッチメントと、この作業アタッチメントがキャビンと干渉するおそれがある領域として予め設定された危険域に侵入したことを検出する検出手段と、作業アタッチメントが上記危険域に侵入したときにキャビンと干渉する側である危険側へのアタッチメント動作を停止させる停止処理を行うコントローラと、このコントローラによる停止処理を解除する解除スイッチとを具備し、この解除スイッチとして、押してＯＮ、離してＯＦＦとなるモーメンタリスイッチが用いられた作業機械の干渉防止装置において、上記コントローラは、停止処理後、この停止処理を解除するための解除操作として上記解除スイッチがＯＮ操作された後にＯＦＦ操作されたときに停止処理を解除するように構成されたことを特徴とする作業機械の干渉防止装置。
【請求項２】
コントローラは、解除操作による停止処理解除後、作業アタッチメントが危険域外に出たときに停止処理解除をキャンセルするように構成されたことを特徴とする請求項１記載の作業機械の干渉防止装置。
【請求項３】
キャビンと、作業アタッチメントと、この作業アタッチメントがキャビンと干渉するおそれがある領域として予め設定された危険域に侵入したことを検出する検出手段と、作業アタッチメントが上記危険域に侵入したときにアタッチメント動作を停止させる停止処理を行うコントローラと、このコントローラによる停止処理を解除する解除スイッチとを備えた作業機械の干渉防止装置において、上記コントローラは、上記解除スイッチの操作によって停止処理が解除された後、作業アタッチメントが危険域外に出たときに停止処理解除をキャンセルするように構成されたことを特徴とする作業機械の干渉防止装置。
【請求項４】
コントローラは、停止処理が解除された後、作業アタッチメントが危険域にある状態で設定時間経過したときに上記停止処理解除をキャンセルするように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械の干渉防止装置。
【請求項５】
作業停止状態を検出する手段が設けられ、コントローラは、停止処理が解除された後、作業アタッチメントが危険域にある状態での作業停止時に上記停止処理の解除をキャンセルするように構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の干渉防止装置。
【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機械において、作業アタッチメントとキャビンの干渉を防止する干渉防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ショベルを例にとって背景技術を説明する。ここではキャビンと作業アタッチメントの干渉がとくに起こり易いオフセット型のショベルを例にとっている。
【０００３】
ショベルは、図７，８に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が搭載され、この上部旋回体２の前部に作業アタッチメント３が装着されて構成される。
【０００４】
作業アタッチメント３は、ブームフットピン４を中心として起伏自在なブーム５と、このブーム５の先端にブームトップピン６まわりに上下回動可能に取付けられたアーム７と、このアーム７の先端にアームトップピン８まわりに上下回動可能に取付けられたバケット９とを備え、この作業アタッチメント３の起伏及び屈折動作により掘削、荷積み等の各種作業が行われる。
【０００５】
ブーム５は、リアブーム５ａとフロントブーム（オフセットブームともいう）５ｂとから成り、リアブーム５ａに対するフロントブーム５ｂの左右回動運動によりアーム７及びバケット９が左右に平行に移動（オフセット）して側溝掘り作業等が行われる。図８は左側にオフセットさせた状態を示し、αはそのオフセット角度である。
【０００６】
また、図７，８中、１０はブーム５を起伏作動させるブーム起伏シリンダ、１１はアーム７を上下回動させるアームシリンダ、１２はバケット９を上下回動させるバケットシリンダ、１３はフロントブーム５ａを左右回動させるオフセットシリンダである。
【０００７】
上部旋回体２には、前部左右一側（通常は図示のように前部左側。以下、この例で説明する）にキャビン１４が設置され、このキャビン１４内で各種操作が行われる。
【０００８】
このような油圧ショベルでは、作業アタッチメント３がキャビン１４側に向かって屈折動作するため、バケット９とキャビン１４の干渉が起こり得る。とくに、例示したオフセット型のショベルでは、図８に示す左オフセット状態でバケット９がキャビン１４の直前方に位置するため、干渉し易くなる。また、キャビン１４が前後方向等に移動する機械ではさらに干渉の危険性が高まる。
【０００９】
そこで従来からこのバケット９とキャビン１４の干渉を防止する手段が講じられている（特許文献１参照）。
【００１０】
この公知技術では、作業アタッチメント３（正確にはアタッチメント中の特定部分で、たとえばアームトップピン８）が、バケット９とキャビン１４の干渉のおそれがある領域として予め設定された危険域Ａに入ると、停止弁を作動させ、バケット９がキャビン１４と干渉する側である危険側へのアタッチメント各動作（たとえばブーム上げ、アーム引き、左オフセット各動作）を停止させる構成がとられている。
【００１１】
一方、作業の連続性を確保するために、アタッチメント用の操作レバー等に解除スイッチが設けられ、停止処理後、オペレータがこの解除スイッチを操作すると上記停止処理が解除され、危険域でのアタッチメント動作が許容されるようになっている。
【００１２】
解除スイッチは、押してＯＮ、離してＯＦＦとなるモーメンタリスイッチが用いられ、オペレータが同スイッチを押し続けている間、停止処理が解除される。
【００１３】
また、公知技術では、この解除スイッチが操作されている間は、作業アタッチメント３がたとえ危険域外に出ても停止処理の解除状態が持続する構成となっている。
【特許文献１】特許第２７３３３５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、公知技術によると次の問題があった。
【００１５】
（ｉ）  解除スイッチの操作に関して
解除スイッチを「押す」だけの単一操作で停止処理が解除され、かつ、押し続けることにとくに違和感もないし、押し続けているという特別な操作感もないため、ついつい「解除操作した」という記憶と、「危険域で作業している」という認識が薄れ易い。
【００１６】
また、とくに操作し易さを考慮して解除スイッチを操作レバーに設けた場合には、レバー操作時に誤って解除スイッチもＯＮ操作してしまうおそれがある。しかも、一度ＯＮ操作すると、誤操作に気付かずにそのまま押し続ける可能性が高い。
【００１７】
（ｉｉ）  安全域と危険域の出入りに関して
公知技術では、前記のように解除スイッチを押し続けると、作業アタッチメント３が危険域から安全域に出ても停止処理解除状態のままとなるため、安全域から危険域に再侵入した場合に停止処理が働かない。これでは安全域と危険域の区別がなくなる。
【００１８】
公知技術によると、この（ｉ）（ｉｉ）の一方または双方の理由により、「危険」というオペレータの認識が低下または無くなり、危険域を設定したことの意味がなくなってバケット９とキャビン１４の干渉が起こり易かった。
【００１９】
そこで本発明は、停止処理解除操作を行ったことをオペレータに意識付けることができるとともに、誤操作を防止することができ、これによって危険域でのアタッチメントとキャビンの干渉防止に効果を発揮する作業機械の干渉防止装置を提供するものである。
【００２０】
また本発明は、危険域と安全域の区別を明確化することによって危険域での干渉防止に効果を発揮する作業機械の干渉防止装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明は、キャビンと、作業アタッチメントと、この作業アタッチメントがキャビンと干渉するおそれがある領域として予め設定された危険域に侵入したことを検出する検出手段と、作業アタッチメントが上記危険域に侵入したときにキャビンと干渉する側である危険側へのアタッチメント動作を停止させる停止処理を行うコントローラと、このコントローラによる停止処理を解除する解除スイッチとを具備し、この解除スイッチとして、押してＯＮ、離してオフとなるモーメンタリスイッチが用いられた作業機械の干渉防止装置において、上記コントローラは、停止処理後、この停止処理を解除するための解除操作として上記解除スイッチがＯＮ操作された後にＯＦＦ操作されたときに停止処理を解除するように構成されたものである。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、コントローラは、解除操作による停止処理解除後、作業アタッチメントが危険域外に出たときに停止処理解除をキャンセルするように構成されたものである。
【００２３】
請求項３の発明は、キャビンと、作業アタッチメントと、この作業アタッチメントがキャビンと干渉するおそれがある領域として予め設定された危険域に侵入したことを検出する検出手段と、作業アタッチメントが上記危険域に侵入したときにアタッチメント動作を停止させる停止処理を行うコントローラと、このコントローラによる停止処理を解除する解除スイッチとを備えた作業機械の干渉防止装置において、上記コントローラは、上記解除スイッチの操作によって停止処理が解除された後、作業アタッチメントが危険域外に出たときに停止処理解除をキャンセルするように構成されたものである。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、コントローラは、停止処理が解除された後、作業アタッチメントが危険域にある状態で設定時間経過したときに上記停止処理解除をキャンセルするように構成されたものである。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、作業停止状態を検出する手段が設けられ、コントローラは、停止処理が解除された後、作業アタッチメントが危険域にある状態での作業停止時に上記停止処理の解除をキャンセルするように構成されたものである。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１とこれを引用する発明によると、解除スイッチを「押して」「離す」という連続する二操作によってのみ停止処理が解除されるため、従来のただ「押す」だけの操作で解除される場合と比較して、解除操作をするという強い意識が働く分、「解除操作した」という記憶と、「危険域で作業している」という認識が強まり、これが「慎重に操作しなければならない」という意識につながる。
【００２７】
また、押して離すという二動作によるスイッチ操作であるため、とくに操作レバーに解除スイッチを設けた場合にレバーを持つ手でスイッチも操作してしまうという誤操作のおそれもない。
【００２８】
従って、危険域でのアタッチメントとキャビンの干渉を防止する点の効果が高くなる。
【００２９】
一方、請求項３とこれを引用する発明によると、作業アタッチメントが危険域外に出ると解除処理がキャンセルされ、一からのスタートとなって、再侵入時には再び停止処理→解除操作のステップを踏むことになる。このため、危険域と安全域の区別が明確になり、危険域にいるという認識が鮮明となって干渉防止効果が高くなる。
【００３０】
とくに、請求項１の解除スイッチを押して離すという解除操作と、作業アタッチメントが危険域外に出ると停止処理の解除をキャンセルする点を要件とする請求項３の発明によると、両要件の相乗効果によってオペレータの危険域にいるという意識付けがより明確になるため、干渉防止効果が一段と高くなる。
【００３１】
ところで、停止処理を解除した状態での危険域での作業が長くなると、どうしても危険域との意識が薄れて干渉が起こり易くなる。また、危険域に入ったまま作業を中断したりオペレータが交代したりする場合にも干渉のおそれが高くなる。
【００３２】
この点、請求項４の発明によると、解除処理後、危険域に入ったまま設定時間が経過すると停止処理解除をキャンセルし、アタッチメント動作を停止させるため、危険域で長く作業することによる干渉を防止する点の効果が高くなる。
【００３３】
請求項５の発明によると、作業アタッチメントが危険域にある状態でオペレータが降車したり、交代したり、無操作状態が継続したり、エンジンオフとなったりしたとき、つまり、作業停止時に、解除処理をキャンセルして一からスタートするため、危険域での作業再開時の干渉発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。実施形態ではショベルを適用対象としている。
【００３５】
第１実施形態（図１〜図４参照）
図１は第１実施形態に係る干渉防止装置の制御部分の構成を示す。
【００３６】
この制御部分は、演算・指令信号の出力を行うコントローラ１５と、図７，８の作業アタッチメント３の位置（具体的にはトアームトップピン８の位置）を検出する検出手段としてのブーム角度、アーム角度、オフセット角度各センサ１６,１７,１８と、オペレータの操作によって危険域での停止処理をキャンセルする解除スイッチ１９と、コントローラ１５からの指令信号に基づいてブーム上げ、アーム引き、左オフセットの危険側の各動作を停止（減速でもよい）させるための各停止比例弁２０,２１,２２と、アームトップピン８が図７の危険域Ａ内にあるときにオペレータに向けて警報を発して注意を促す警報器（ブザー、ランプ等）２３とから成っている。
【００３７】
解除スイッチ１９は、前記公知技術と同様に押してＯＮ、離してＯＦＦとなるモーメンタリスイッチが用いられ、この解除スイッチ１９がＯＮ操作された後にＯＦＦ操作されたとき、すなわち、「押して」「離す」という特定の操作が行われたときにのみ、停止処理が解除されるように構成されている。
【００３８】
この点の作用を図２のフローチャートによって説明する。
【００３９】
検出手段としての各センサ１６〜１８からの検出信号に基づいて作業アタッチメント３が危険域にあるか否かが判別され（ステップＳ１）、ＮＯ（安全域）の場合はステップＳ２〜Ｓ４でアタッチメント動作を停止させるための停止処理フラグ、停止処理を解除するための解除処理フラグ、停止処理出力がいずれもＯＦＦとなる。
【００４０】
一方、ＹＥＳ（危険域）と判別されると、ステップＳ５で停止処理フラグＯＮとなり、続くステップＳ６で解除スイッチ１９が解除操作、すなわち、ＯＮ（押し）→ＯＦＦ（離し）操作の最初の操作であるＯＮ操作されたか否かが判別される。
【００４１】
ここでＮＯ（ＯＮ操作されていない）の場合はステップＳ６に戻り、ＹＥＳの場合にステップＳ７に移る。
【００４２】
ステップＳ７〜Ｓ１０では、残りの操作であるＯＦＦ操作されるまでの時間として予め設定された待機時間Ｔｓがカウントされるとともに、解除スイッチ１９がＯＦＦ操作されたか否かが判別され、このループを繰り返す。
【００４３】
ＯＦＦ操作されないままタイムアップすると、ステップＳ８からステップＳ６に戻り、その前にＯＦＦ操作される（ステップＳ９でＹＥＳとなる）と、解除操作が遂行されたとしてステップＳ１１で解除処理フラグＯＮ、ステップＳ１２で停止処理出力ＯＦＦとなる。
【００４４】
これにより、危険域でのアタッチメント動作が許容され、作業の連続性が確保される。
【００４５】
続くステップＳ１３で、予め設定した時間Ｔｏffのカウントが開始されるとともに、ステップＳ１４で改めて作業アタッチメント３が危険域にあるか否か、ステップＳ１５で解除スイッチ１９がＯＦＦ継続中か否かが判別され、以下、設定時間Ｔｏffの満了までステップＳ１６（Ｔ<Ｔｏffの判別）→ステップＳＳ１７（Ｔ２＝Ｔ２＋１）→ステップＳ１４のループが繰り返される。
【００４６】
そして、設定時間Ｔｏffが満了するとステップＳ１６でＮＯとなって解除処理フラグＯＦＦ（ステップＳ１８）、停止処理出力ＯＮ（ステップＳ１９）となった後、ステップＳ１に戻る。
【００４７】
つまり、解除処理後、危険域に入ったまま設定時間Ｔｏffが経過すると解除処理がキャンセルされ、アタッチメント動作が停止する。
【００４８】
一方、ステップＳ１４またはステップＳ１５でＮＯのとき、すなわち、危険域で解除スイッチ１９の操作によって停止処理が解除された後、設定時間Ｔｏffの満了前に作業アタッチメント３が危険域外に出たとき、または解除スイッチ１９がＯＮ操作されたときは、ステップＳ２〜Ｓ４のルーチンに移り、解除処理がキャンセルされてステップＳ１に戻る。
【００４９】
従って、この後は一からのスタートとなり、作業アタッチメント３が再び危険域に入るとアタッチメント動作が停止する。このため、危険域で作業したい場合は、改めて解除操作を行わなければならない。
【００５０】
図３，４は上記処理状況を時間の経過とともに示すタイムチャートで、図３は解除処理後、設定時間Ｔｏffが経過する前に作業アタッチメント３が危険域外に出た場合、図４は設定時間経過まで作業アタッチメント３が危険域外に出なかった場合をそれぞれ示す。
【００５１】
このように、この干渉防止装置によると、
（Ｉ）  モーメンタリスイッチである解除スイッチ１９を「押して」「離す」という連続する二操作によってのみ停止処理が解除されるため、従来の「押すだけ」の単一操作で解除される場合と比較して、解除操作をするという強い意識が働く分、「解除操作した」という記憶と、「危険域で作業している」という認識が強まり、これが「慎重に操作しなければならない」という意識につながる。
【００５２】
（ＩＩ）  押して離すという二動作によるスイッチ操作であるため、とくに操作レバーに解除スイッチを設けた場合にレバーを持つ手でスイッチも操作してしまうという誤操作のおそれもない。
【００５３】
（ＩＩＩ）  作業アタッチメント３が危険域外に出ると解除処理がキャンセルされ、一からのスタートとなって、再侵入時には再び停止処理→解除操作のステップを踏まなければならないため、危険域と安全域の区別が明確になり、危険域にいるという認識が鮮明となる。
【００５４】
これらの点により、危険域でのアタッチメントとキャビンの干渉を防止する点の効果が高くなる。
【００５５】
また、解除処理後、設定時間Ｔｏffが経過すると解除処理がキャンセルされ、アタッチメント動作が停止するため、時間経過とともに危険域にいるという認識が薄れることによる干渉の発生を防止することができる。
【００５６】
さらに、解除スイッチ１９が適正に解除操作されない場合、つまり、ＯＮ操作された後、待機時間Ｔｓまでに次のＯＦＦ操作がされない場合（押すだけの場合）や、ＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮ操作された（押して離してもう一度押した）場合に、前者では解除処理が行われず、後者では解除処理がキャンセルされるため、誤操作による干渉の発生を防止することができる。
【００５７】
第２実施形態（図５、６参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００５８】
第２実施形態においては、図５に示すように、作業停止状態を検出する手段として、オペレータの乗降口を開閉するゲートレバーが開いたこと（オペレータの降車）を検出するゲートレバースイッチ２４と、アタッチメント動作を制御する各コントロールバルブのパイロット圧（操作レバーが操作されていないこと）を検出するパイロット圧センサ２５と、エンジン回転数（エンジン停止）を検出するエンジン回転数センサ２６とが設けられている。
【００５９】
コントローラ１５は、これらセンサ２４〜２６からの信号に基づき、オペレータが降車したとき、無操作が一定時間継続しているとき、エンジンが停止したときのいずれの一つでも満足するときに停止解除処理をキャンセルするように構成されている。
【００６０】
この点を図６のフローチャートによって説明する。
【００６１】
ステップＳ２１〜Ｓ３６は、図２のステップＳ１〜Ｓ１３と同じである。
【００６２】
第２実施形態においては、ステップＳ３６の後（設定時間Ｔｏffの経過前）に、ステップＳ３７〜Ｓ３９でゲートレバー開、無操作、エンジン停止の各状態が判別され、いずれか一つでもＹＥＳとなったときに、ステップＳ４１、Ｓ４２（図２のステップＳ１８、Ｓ１９）で解除処理フラグＯＦＦ、停止処理出力ＯＮ、つまり解除処理がキャンセルされる。
【００６３】
こうすれば、オペレータが降車したり、交代したり、無操作状態が継続したり、エンジンオフとなったりしたとき、つまり、作業停止時に、解除処理をキャンセルして一からスタートするため、危険域で作業が再開された場合の干渉発生を防止することができる。
【００６４】
ところで、本発明はショベルに限らず、深穴掘削機、杭打ち機、解体機等、作業アタッチメントとキャビンが干渉するおそれのある作業機械全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる干渉防止装置の制御部分のブロック構成図である。
【図２】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】同装置において解除処理後、設定時間経過前に作業アタッチメントが危険域外に出た場合の処理状況を示すタイムチャートである。
【図４】設定時間経過まで作業アタッチメントが危険域外に出なかった場合の処理状況を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る干渉防止装置の制御部分のブロック構成図である。
【図６】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の適用対象例であるオフセット型ショベルの概略側面図である。
【図８】同平面図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ  危険域
３  作業アタッチメント
５  作業アタッチメントを構成するブーム
７  同アーム
９  同バケット
１４  キャビン
１５  コントローラ
１６  検出手段としてのブーム角度センサ
１７  同アーム角度センサ
１８  同オフセット角度センサ
１９  解除スイッチ
２０〜２２  停止比例弁
２４  作業状態検出手段としてのゲートレバースイッチ
２５  同パイロット圧センサ
２６  同エンジン回転数センサ
【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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