JP2019137992A - 作業機械の緊急停止装置及び緊急停止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械の周囲で作業している作業者の安全を確保する。【解決手段】緊急停止装置５００は、建設機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置５２０と、建設機械の車体又はこれと一体化された部材に固定されたアクチュエータ５４２と、アクチュエータ５４２の出力軸とブレーキペダルＢＰとを連結する連結部材５４４と、電子制御装置５６０と、を備えている。そして、電子制御装置５６０は、検知装置５２０によって障害物が検知されたとき、アクチュエータ５４２を作動させてブレーキペダルＢＰをサービスブレーキの作動方向に動かす。【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械の緊急停止装置及び緊急停止方法に関する。

建設機械の周囲で作業している作業者の安全を確保するため、特開平１０−２３７９０６号公報（特許文献１）に記載されるように、建設機械と作業者とが近付いたとき、音や光などで警報を発する技術が提案されている。

特開平１０−２３７９０６号公報

しかしながら、夜間作業においては、騒音苦情となるおそれがあることから、音で警報を発することができず、作業者の安全を確保することが困難な場合があった。また、建設機械のオペレータ又は作業者は、警報が発せられることに慣れることで、警報の認知度が低下し、作業者の安全を確保できないおそれもあった。

そこで、本発明は、建設機械の周囲で作業している作業者の安全を確保することができる、建設機械の緊急停止装置及び緊急停止方法を提供することを目的とする。

このため、建設機械の緊急停止装置は、建設機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置と、建設機械の車体又はこれと一体化された部材に固定されたアクチュエータと、アクチュエータの出力軸とブレーキペダルとを連結する連結部材と、電子制御装置と、を備えている。そして、電子制御装置は、検知装置によって障害物が検知されたとき、アクチュエータを作動させてブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かす。

また、建設機械の緊急停止方法では、建設機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置の出力信号を読み込み可能であると共に、ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かすアクチュエータに対して駆動信号を出力可能な電子制御装置が、所定範囲内に障害物が侵入したことを検知したとき、アクチュエータに駆動信号を出力することで、ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かして建設機械を緊急停止させる。

本発明によれば、建設機械の周囲で作業している作業者の安全を確保することができる。

ホイールローダの一例を示す側面図である。 緊急停止装置の一例を示すブロック図である。 検知装置の障害物検知範囲の一例を説明する平面図である。 電子制御装置の一例を示す内部構造図である。 電子制御装置の筐体の一例を示す正面図である。 非作動状態の第１実施例に係る駆動装置の説明図である。 作動状態の第１実施例に係る駆動装置の説明図である。 非作動状態の第２実施例に係る駆動装置の説明図である。 作動状態の第２実施例に係る駆動装置の説明図である。 下方から見た非作動状態の第３実施例に係る駆動装置の説明図である。 側方から見た非作動状態の第３実施例に係る駆動装置の説明図である。 下方から見た作動状態の第３実施例に係る駆動装置の説明図である。 側方から見た作動状態の第３実施例に係る駆動装置の説明図である。 非作動状態の第４実施例に係る駆動装置の説明図である。 作動状態の第４実施例に係る駆動装置の説明図である。 非作動状態の第４実施例の変形例に係る駆動装置の説明図である。 作動状態の第４実施例の変形例に係る駆動装置の説明図である。 サービスブレーキが解除された状態において、パワーシリンダの作動範囲を制限する方法の説明図である。 サービスブレーキが作動した状態において、パワーシリンダの作動範囲を制限する方法の説明図である。 検知装置の他の例を示すシステム図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、車体の先端に装着したバケットによって砂利や砕石をすくってダンプトラックなどへ積載する、ホイールローダ１００の一例を示す。なお、ホイールローダ１００が、建設機械の一例として挙げられる。

ホイールローダ１００は、前部車体２００と、後部車体３００と、を備えている。前部車体２００及び後部車体３００は、上下方向に延びるセンターピン４００を介して、相互に屈折可能に連結されている。

前部車体２００の前方下部には、例えば、ゴムタイヤ及びホイールを含んだ、左右一対の前輪２１０が固定されている。また、前部車体２００の両側面には、左右一対のリフトアーム２２０の基端部が、左右方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。左右一対のリフトアーム２２０の先端部には、左右方向に延びるバケット２３０が、左右方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。左右一対のリフトアーム２２０の中間部には、前部車体２００に基端部が搖動可能に固定された左右一対のアームシリンダ（図示せず）の先端部が、左右方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。

さらに、バケット２３０の背面中央部には、チルトロッド２４０の一端が、左右方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。チルトロッド２４０の他端には、前部車体２００に対して中間部が搖動可能に固定されたチルトアーム２５０の一端が、左右方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。チルトアーム２５０の他端には、前部車体２００に対して基端部が搖動可能に固定されたバケットシリンダ２６０の先端部が、左右方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。

従って、アームシリンダを伸縮させると、左右一対のリフトアーム２２０の先端部が上下して、バケット２３０の高さを変更することができる。また、バケットシリンダ２６０を伸縮させると、チルトアーム２５０及びチルトロッド２４０を介して、左右一対のリフトアーム２２０に対するバケット２３０の角度を変更することができる。よって、アームシリンダ及びバケットシリンダ２６０を適宜制御することによって、前部車体２００に対するバケット２３０の高さ及び姿勢を変更することができる。

後部車体３００の中央下部には、例えば、ゴムタイヤ及びホイールを含んだ、左右一対の後輪３１０が固定されている。また、後部車体３００の上部には、図示しない原動機としてのエンジンが搭載され、その上面及び両側面を覆うエンジンフード３２０が開閉可能に取り付けられている。エンジンの前方には、エンジンの燃料を貯蔵する燃料タンク３３０が、給油口を外部に露出する状態で固定されている。後部車体３００の後部には、バケット２３０で砂利や砕石などをすくったとき、ホイールローダ１００の後部が持ち上がることを抑制するためのカウンタウェイト３４０が搭載されている。

さらに、後部車体３００には、左右一対のステアリングシリンダ３５０の基端部が、上下方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。左右一対のステアリングシリンダ３５０の先端部は、前部車体２００の後部の離間した２位置に、上下方向に延びる軸周りに回転可能に固定されている。従って、左右一対のステアリングシリンダ３５０の一方を伸ばし、その他方を縮めるように作動させることで、後部車体３００に対して前部車体２００が折り曲げられ、ホイールローダ１００を操舵することができる。また、後部車体３００の前部上面には、ホイールローダ１００のオペレータのための運転台３６０が固定されている。

なお、後部車体３００に搭載されたエンジンは、アームシリンダ、バケットシリンダ２６０、ステアリングシリンダ３５０を動作させるための油圧を発生させると共に、前部車体２００の前輪２１０及び後部車体３００の後輪３１０を駆動する。ここで、前輪２１０及び後輪３１０は、油圧で駆動されるようにしてもよい。

図２は、ホイールローダ１００に搭載された緊急停止装置５００の一例を示す。
緊急停止装置５００は、大別すると、ホイールローダ１００周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置５２０と、ホイールローダ１００のブレーキペダルＢＰをサービスブレーキの作動方向に動かす駆動装置５４０と、マイクロコンピュータを内蔵した電子制御装置５６０と、を備えている。

検知装置５２０は、ホイールローダ１００の所定箇所、例えば、後部車体３００の後部上方に取り付けられている。そして、検知装置５２０は、ホイールローダ１００の周囲の所定範囲内、具体的には、ホイールローダ１００の後方の所定範囲内に侵入した障害物を検知する。障害物を検知する所定範囲は、現場状況などに応じて変化するが、例えば、幅２〜６ｍ、ホイールローダ１００から２〜１０ｍ、望ましくは、ホイールローダ１００から４〜６ｍである。

検知装置５２０としては、耐水性・防汚性・防塵性に優れたステレオカメラ、例えば、エウレカ株式会社が販売している「ブラクステール（商標）」などのステレオカメラを使用することができる。検知装置５２０は、図３に示すように、ホイールローダ１００の直近に位置する範囲Ａにおいて人（歩行者、作業者など）及びその他の物体の両方を検知するか、範囲Ａより遠方に位置する範囲Ｂにおいて人のみを検知するかを任意に切り替えることができる。検知装置５２０としてステレオカメラを使用する場合には、ホイールローダ１００の運転台３６０にモニタを設置し、ステレオカメラによって撮像された画像をモニタに表示するようにしてもよい。

なお、人及びその他の物体が、障害物の一例として挙げられる。また、検知装置５２０は、カメラによって撮像された画像を処理することで障害物を検知するため、障害物の検知範囲を自由に設定可能な機能を備えていてもよい。

駆動装置５４０は、後部車体３００又はこれと一体化された部材（例えば、ブラケット）に固定されたアクチュエータ５４２と、アクチュエータ５４２の出力軸とブレーキペダルＢＰとを連結する連結部材５４４と、を有している。ここで、アクチュエータ５４２としては、ホイールローダ１００に対して容易に後付け可能とすべく、電動式のアクチュエータを使用することが望ましい。

電子制御装置５６０は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ５６０Ａと、不揮発性メモリ５６０Ｂと、揮発性メモリ５６０Ｃと、入出力回路５６０Ｄと、これらを相互通信可能に接続するバス５６０Ｅと、を内蔵している。不揮発性メモリ５６０Ｂは、例えば、電気的にデータを書き換え可能なフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などからなり、緊急停止装置５００の制御プログラム及び制御変数などを格納する。揮発性メモリ５６０Ｃは、例えば、ダイナミックＲＡＭ（Random Access Memory）などからなり、プロセッサ５６０Ａの演算過程における一時的な記憶領域を提供する。入出力回路５６０Ｄは、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）などからなり、外部機器とのアナログ信号及びデジタル信号の入出力機能を提供する。また、電子制御装置５６０の筐体には、図５に示すように、所定範囲内に障害物が侵入したことを報知するブザー５６２と、障害物の検知範囲を範囲Ａ又は範囲Ｂに切り替えるスイッチ５６４と、が取り付けられている。なお、スイッチ５６４は、障害物の検知範囲を、範囲Ｂ、又は、範囲Ａ及びＢのいずれかに切り替えるようにしてもよい。

そして、電子制御装置５６０は、検知装置５２０から障害物検知信号を受信すると、駆動装置５４０のアクチュエータ５４２に駆動信号を出力すると共に、筐体に取り付けられたブザー５６２を作動させる。要するに、電子制御装置５６０は、検知装置５２０によって障害物が検知されたとき、アクチュエータ５４２を作動させてブレーキペダルＢＰをサービスブレーキの作動方向へと動かす。ブレーキペダルＢＰが作動方向に動かされると、ホイールローダ１００のオペレータがブレーキペダルＢＰを踏み込まなくても、図示しないサービスブレーキが作動して制動が行われるので、ホイールローダ１００を緊急停止させることができる。このとき、電子制御装置５６０は、例えば、ホイールローダ１００の後部が慣性によってリフトすることを抑制すべく、ブレーキペダルＢＰを所定時間、例えば、０．５〜１．０秒かけて、サービスブレーキの非作動位置から作動位置まで徐々に動かすことが望ましい。

従って、ホイールローダ１００が後退しているとき、死角や騒音などのためにオペレータが進行方向に侵入した障害物を認識できなくても、所定範囲内に障害物が検知されると、ブレーキペダルＢＰを介してサービスブレーキが自動的に作動し、ホイールローダ１００を緊急停止させることができる。このため、例えば、作業者が作業に専念してホイールローダ１００が近付いたことに気付かなくても、ホイールローダ１００が自動的に緊急停止することから、ホイールローダ１００の周囲で作業している作業者の安全を確保することができる。ここで、電子制御装置５６０は、ホイールローダ１００が後退しているときのみ緊急停止装置５００が作動するように、駆動装置５４０のアクチュエータ５４２を制御してもよい。

なお、ホイールローダ１００が緊急停止した場合には、例えば、図示しないスイッチをオペレータが押し下げたことに応答して、電子制御装置５６０が、駆動装置５４０のアクチュエータ５４２を反対方向に作動させ、ブレーキペダルＢＰをサービスブレーキの非作動位置まで戻すようにすればよい。

ここで、駆動装置５４０の各種の実施例について説明する。
なお、以下の説明においては、各実施例の混同を避ける目的から、新たな符号を付した駆動装置について説明する。

図６及び図７は、第１実施例に係る駆動装置６００を示す。
駆動装置６００は、アクチュエータの一例として挙げられる電動モータ６１０と、固定部材６２０と、可撓性を有するチェーン又はワイヤなどの線状部材６３０と、を有している。

電動モータ６１０は、例えば、ブレーキペダルＢＰの背面側のフロアパネルＦＰに対して、出力軸が左右方向に延びた状態で固定されている。固定部材６２０は、ブレーキペダルＢＰを挟み込んで固定可能な部材であって、例えば、ブレーキペダルＢＰを表裏から挟み込む一対の板材と、一対の板材を厚さ方向に連結するボルト、ワッシャ及びナットと、を有している。また、ブレーキペダルＢＰの背面側に位置する固定部材６２０の表面には、線状部材６３０を接続するためのリング６２０Ａが固定されている。なお、リング６２０Ａに代えて、突起などであってもよい。線状部材６３０は、電動モータ６１０の出力軸に巻き回され、その自由端が固定部材６２０のリング６２０Ａに接続されている。このとき、線状部材６３０は、緊急停止装置５００の非作動状態において、オペレータによるブレーキペダルＢＰの踏み込みを邪魔しないように、電動モータ６１０と固定部材６２０とを連結している（以下同様）。ここで、固定部材６２０及び線状部材６３０が、連結部材の一例として挙げられる。

第１実施例に係る駆動装置６００によれば、緊急停止装置５００の非作動状態において、ホイールローダ１００のオペレータがブレーキペダルＢＰを踏み込むと、線状部材６３０が弛むことから、ブレーキペダルＢＰの操作を阻害することがない。従って、ホイールローダ１００のオペレータは、自らの意思に応じてブレーキペダルＢＰを踏み込むことで、サービスブレーキを作動させることができる。

一方、ホイールローダ１００の後方に位置する所定範囲内に障害物が侵入すると、電動モータ６１０が回転して、図７に示すように、線状部材６３０が出力軸に巻き込まれる。線状部材６３０が電動モータ６１０の出力軸に巻き込まれると、電動モータ６１０と固定部材６２０との相対距離が短くなり、ブレーキペダルＢＰが電動モータ６１０の方向へと引っ張られてサービスブレーキが作動する。

図８及び図９は、第２実施例に係る駆動装置６５０を示す。
駆動装置６５０は、アクチュエータの一例として挙げられるパワーシリンダ６６０と、固定部材６７０と、線状部材６８０と、を有している。パワーシリンダ６６０は、ブレーキペダルＢＰの背面側において、フロアパネルＦＰから上方に立ち上がるブラケットＢＫを介して、出力軸が下方に位置する状態で固定されている。パワーシリンダ６６０の出力軸の先端部には、線状部材６８０を接続するためのリング６９０が取り付けられている。なお、リング６９０に代えて、突起などであってもよい。固定部材６７０は、先の第１実施例と同様であるため、重複説明を排除する目的で、その説明を省略する。必要があれば、先の第１実施例の説明を参照されたい（以下同様）。線状部材６８０は、その一端がパワーシリンダ６６０の出力軸に取り付けられたリング６９０に接続され、その他端が固定部材６７０のリング６７０Ａに接続されている。ここで、固定部材６７０及び線状部材６８０が、連結部材の一例として挙げられる。

第２実施例に係る駆動装置６５０によれば、緊急停止装置５００の非作動状態において、ホイールローダ１００のオペレータがブレーキペダルＢＰを踏み込むと、線状部材６８０が弛むことから、ブレーキペダルＢＰの操作を阻害することがない。従って、ホイールローダ１００のオペレータは、自らの意思に応じてブレーキペダルＢＰを踏み込むことで、サービスブレーキを作動させることができる。

一方、ホイールローダ１００の後方に位置する所定範囲内に障害物が侵入すると、パワーシリンダ６６０の出力軸が延びて、図９に示すように、線状部材６８０の一端がフロアパネルＦＰの方向、即ち、ブレーキペダルＢＰから離れる方向に移動する。線状部材６８０の一端がフロアパネルＦＰの方向に移動すると、線状部材６８０の長さが一定であることから、線状部材６８０の他端もフロアパネルＦＰの方向に移動する。線状部材６８０の他端がフロアパネルＦＰの方向に移動すると、ブレーキペダルＢＰがフロアパネルＦＰの方向へと引っ張られてサービスブレーキが作動する。

図１０〜図１３は、第３実施例に係る駆動装置７００を示す。
駆動装置７００は、アクチュエータの一例として挙げられるパワーシリンダ７１０と、リンク機構７２０と、固定部材７３０と、線状部材７４０と、を有している。パワーシリンダ７１０は、ブレーキペダルＢＰの背面側において、軸線が左右方向に延びた状態でフロアパネルＦＰに固定されている。リンク機構７２０は、上下方向に延びる回転軸７２０Ａと、回転軸７２０Ａの中間部に片持ち状態で固定された第１のレバー７２０Ｂと、回転軸７２０Ａの上端部に片持ち状態で固定された第２のレバー７２０Ｃと、回転軸７２０Ａを回転自由に軸支すると共にフロアパネルＦＰに固定されるホルダー７２０Ｄと、を有している。

第１のレバー７２０Ｂの自由端は、回転軸７２０Ａと同様に上下方向に延びるピン部材７２０Ｅを介して、パワーシリンダ７１０の出力軸に回転可能に固定されている。第２のレバー７２０Ｃは、例えば、側面視で第１のレバー７２０Ｂと略９０度の角度をなす状態で回転軸７２０Ａに固定され、その自由端に線状部材７４０を接続するためのリング７２０Ｆが固定されている。線状部材７４０は、その一端が第２のレバー７２０Ｃのリング７２０Ｆに接続され、その他端が固定部材７３０のリング７３０Ａに接続されている。なお、第１のレバー７２０Ｂ及び第２のレバー７２０Ｃは、上記のように別体型ではなく、側面視でＬ字形状を有する一体型のレバーであってもよい。ここで、固定部材７３０及び線状部材７４０が、連結部材の一例として挙げられる。

第３実施例に係る駆動装置７００によれば、緊急停止装置５００の非作動状態において、ホイールローダ１００のオペレータがブレーキペダルＢＰを踏み込むと、線状部材７４０が弛むことから、ブレーキペダルＢＰの操作を阻害することがない。従って、ホイールローダ１００のオペレータは、自らの意思に応じてブレーキペダルＢＰを踏み込むことで、サービスブレーキを作動させることができる。

一方、ホイールローダ１００の後方に位置する所定範囲内に障害物が侵入すると、パワーシリンダ７１０の出力軸が延びて、図１２及び図１３に示すように、リンク機構７２０の第１のレバー７２０Ｂを介して回転軸７２０Ａが回転する。回転軸７２０Ａが回転すると、第１のレバー７２０Ｂとは異なる方向に向かって延びる第２のレバー７２０Ｃが、ブレーキペダルＢＰから離れる方向に回転する。第２のレバー７２０Ｃが回転すると、その自由端がブレーキペダルＢＰから離れるので、線状部材７４０を介してブレーキペダルＢＰがフロアパネルＦＰの方向に引っ張られてサービスブレーキが作動する。

従って、図１０及び図１２を比較すると容易に理解できるように、リンク機構７２０は、パワーシリンダ７１０の作動方向（伸縮方向）を略９０度変向する機能を発揮し、例えば、緊急停止装置５００を設置するスペースが狭い、小型のホイールローダ１００であっても対応可能となる。なお、第１のレバー７２０Ｂ及び第２のレバー７２０Ｃの長さ又は角度を異ならせることで、ブレーキペダルＢＰを引っ張る距離を変えることもできる。

図１４及び図１５は、第４実施例に係る駆動装置７５０を示す。
駆動装置７５０は、アクチュエータの一例として挙げられるパワーシリンダ７６０と、押圧部材７７０と、を有している。パワーシリンダ７６０の基端部は、ブレーキペダルＢＰの表面、即ち、オペレータが踏み込む面を臨む位置において、例えば、運転台３６０のインナパネルに固定されたブラケット（図示せず）を介して、左右方向に延びる軸周りに所定角度内で搖動可能に固定されている。また、パワーシリンダ７６０の出力軸の先端部には、ブレーキペダルＢＰの表面に離接可能な、例えば、ブレーキペダルＢＰの接合面にゴムなどの弾性部材が貼り付けられた押圧部材７７０が固定されている。押圧部材７７０は、例えば、ブレーキペダルＢＰの両側面を挟み込むチャンネル形状（コ字形状）、直方体形状、円柱形状、半球形状など、任意の形状とすることができる。ここで、押圧部材７７０が、連結部材の一例としても挙げられる。

第４実施例に係る駆動装置７５０によれば、緊急停止装置５００の非作動状態において、ホイールローダ１００のオペレータがブレーキペダルＢＰを踏み込むと、押圧部材７７０がブレーキペダルＢＰから離接可能であるため、駆動装置７５０が非作動状態であっても、ブレーキペダルＢＰの操作を阻害することがない。従って、ホイールローダ１００のオペレータは、自らの意思に応じてブレーキペダルＢＰを踏み込むことで、サービスブレーキを作動させることができる。

一方、ホイールローダ１００の後方に位置する所定範囲内に障害物が侵入すると、パワーシリンダ７６０の出力軸が延びて、図１５に示すように、押圧部材７７０がブレーキペダルＢＰを押し込んでサービスブレーキを作動させる。このとき、パワーシリンダ７６０の基端部が所定範囲内で搖動可能に固定されているため、ブレーキペダルＢＰの回転に応じてパワーシリンダ７６０も搖動し、ブレーキペダルＢＰの表面から押圧部材７７０が外れることが抑制される。

吊り下げ式のブレーキペダルＢＰの場合には、図１６及び図１７に示すように、パワーシリンダ７６０は、押圧部材７７０を介してペダルアームＰＡを押圧することもできる。即ち、パワーシリンダ７６０は、ブレーキペダルＢＰ又はこれと一体化された可動部材を押圧し、サービスブレーキを作動させてもよい。

ところで、既存のホイールローダ１００に緊急停止装置５００を後付けする場合、ホイールローダ１００の仕様、サイズなどに応じて、ブレーキペダルＢＰの操作角度が異なることが考えられる。そこで、図１８及び図１９に示すように、パワーシリンダ８００の出力軸に、例えば、出力軸の軸線に対して垂直方向に延びる被検知部材８１０が取り付けられる。また、後部車体３００又はこれと一体化された部材に、例えば、近接スイッチ、リミットスイッチなどの第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０が取り付けられる。ここで、被検知部材８１０は、第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０が検知可能な材料からなり、例えば、円環形状、立方体形状、レバー形状などの任意形状とすることができる。

第１のセンサ８２０は、図１８に示すように、パワーシリンダ８００の出力軸が縮んでサービスブレーキが解除された状態になったときに、被検知部材８１０を検知する位置に取り付けられている。第２のセンサ８３０は、図１９に示すように、パワーシリンダ８００の出力軸が延びてサービスブレーキを作動させる状態になったときに、被検知部材８１０を検知する位置に取り付けられている。

第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０の各出力信号は、電子制御装置５６０に入力されている。そして、電子制御装置５６０は、パワーシリンダ８００の出力軸を伸ばすとき、第２のセンサ８３０によって被検知部材８１０が検知されると、パワーシリンダ８００の作動を停止させる。また、電子制御装置５６０は、パワーシリンダ８００の出力軸を縮めるとき、第１のセンサ８２０によって被検知部材８１０が検知されると、パワーシリンダ８００の作動を停止させる。

従って、ホイールローダ１００の特性に合わせた位置に第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０を取り付けることで、パワーシリンダ８００の作動範囲を任意に変更することができる。このため、ホイールローダ１００の仕様、サイズなどに応じて、ブレーキペダルＢＰの操作角度が異なっていても、容易に対応することができるようになる。なお、パワーシリンダ８００の作動範囲は、その出力軸が縮んでサービスブレーキが解除された状態とその出力軸が延びてサービスブレーキが作動した状態との少なくとも一方を規定するようにしてもよい。

このとき、第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０の取付位置を調整可能とするため、例えば、パワーシリンダ８００と一体化されたブラケットに、パワーシリンダ８００の出力軸が伸縮する方向に延びる長孔を形成し、その長孔を利用して第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０を取り付けてもよい。このようにすれば、ホイールローダ１００の特性に合わせた部材を使用しなくても、長孔の範囲内で第１のセンサ８２０及び第２のセンサ８３０の取付位置を任意に変更することができる。

検知装置５２０としては、所定範囲内の障害物を検知する機能を備えたステレオカメラに限らず、本出願人が以前提案した特開２０１６−１５３５５８号公報に記載された技術を利用してもよい。即ち、検知装置５２０は、図２０に示すように、２つの磁界発生装置５２０Ａと、ホイールローダ１００の周囲で作業する作業者８５０が装着するＩＣタグ５２０Ｂと、磁界発生装置５２０Ａが発生する磁界に呼応してＩＣタグ５２０Ｂから発信された電波を受信する受信装置５２０Ｃと、を有している。

２つ磁界発生装置５２０Ａは、ホイールローダ１００の後部の左右端部に設置され、図２０に示すように、ホイールローダ１００の後方の所定範囲Ｃに磁界を発生させる。ここで、２つの磁界発生装置５２０Ａは、電子制御装置５６０によって制御され、例えば、電子制御装置５６０からの制御信号に応じて磁界の強さを変化させることで、磁界を発生させる所定範囲Ｃを任意に変更することができる。

ＩＣタグ５２０Ｂは、磁界を検知したときに起動するセミアクティブ型を採用することで、内蔵電池の消耗を抑制することができる。また、ＩＣタグ５２０Ｂは、小型・軽量であるため、作業者８５０のヘルメットに取り付けたり、作業者８５０のポケットに入れたりすることができる。受信装置５２０Ｃは、ホイールローダ１００の後部の中央部に取り付けられ、その出力信号が電子制御装置５６０に入力されている。

電子制御装置５６０は、受信装置５２０Ｃの出力信号をモニタし、例えば、その変化に応じてＩＣタグ５２０Ｂから発信された電波を検知する。そして、電子制御装置５６０は、ＩＣタグ５２０Ｂから発信された電波を検知したとき、ホイールローダ１００の後方の所定範囲Ｃに作業者８５０が侵入したと判断して、緊急停止装置５００を作動させる。

以上の実施形態においては、建設機械の一例であるホイールローダ１００について説明したが、他の建設機械としては、例えば、グレーダ、アスファルトディストリビュータ、切削機、ロードスイーパ、タイヤローラなどであってもよい。

当業者であれば、上記実施形態の技術的思想について、その一部を省略したり、その一部を適宜組み合わせたり、その一部を置換したりすることによって、新たな実施形態を生み出せることを容易に理解できるであろう。

１００ ホイールローダ（建設機械）
３００ 後部車体（車体）
５００ 緊急停止装置
５２０ 検知装置
５２０Ａ 磁界発生装置
５２０Ｂ ＩＣタグ
５２０Ｃ 受信装置
５４２ アクチュエータ
５４４ 連結部材
５６０ 電子制御装置
６１０ 電動モータ（アクチュエータ）
６２０ 固定部材（連結部材）
６３０ 線状部材（連結部材）
６６０ パワーシリンダ（アクチュエータ）
６７０ 固定部材（連結部材）
６８０ 線状部材（連結部材）
７１０ パワーシリンダ（アクチュエータ）
７２０ リンク機構
７３０ 固定部材（連結部材）
７４０ 線状部材（連結部材）
７６０ パワーシリンダ（アクチュエータ）
７７０ 押圧部材（連結部材）
８００ パワーシリンダ（アクチュエータ）
８１０ 被検知部材
８２０ 第１のセンサ
８３０ 第２のセンサ
８５０ 作業者
ＢＰ ブレーキペダル
ＰＡ ペダルアーム

作業機械の周囲で作業している作業者の安全を確保するため、特開平１０−２３７９０６号公報（特許文献１）に記載されるように、作業機械と作業者とが近付いたとき、音や光などで警報を発する技術が提案されている。

しかしながら、夜間作業においては、騒音苦情となるおそれがあることから、音で警報を発することができず、作業者の安全を確保することが困難な場合があった。また、作業機械のオペレータ又は作業者は、警報が発せられることに慣れることで、警報の認知度が低下し、作業者の安全を確保できないおそれもあった。

そこで、本発明は、作業機械の周囲で作業している作業者の安全を確保することができる、作業機械の緊急停止装置及び緊急停止方法を提供することを目的とする。

このため、作業機械の緊急停止装置は、作業機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置と、作業機械の車体又はこれと一体化された部材に固定されたアクチュエータと、アクチュエータの出力軸とブレーキペダルとを連結する連結部材と、電子制御装置と、を備えている。そして、電子制御装置は、検知装置によって障害物が検知されたとき、アクチュエータを作動させてブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かす。

また、作業機械の緊急停止方法では、作業機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置の出力信号を読み込み可能であると共に、ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かすアクチュエータに対して駆動信号を出力可能な電子制御装置が、所定範囲内に障害物が侵入したことを検知したとき、アクチュエータに駆動信号を出力することで、ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かして作業機械を緊急停止させる。

本発明によれば、作業機械の周囲で作業している作業者の安全を確保することができる。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、車体の先端に装着したバケットによって砂利や砕石をすくってダンプトラックなどへ積載する、ホイールローダ１００の一例を示す。なお、ホイールローダ１００が、作業機械の一例として挙げられる。

以上の実施形態においては、作業機械の一例であるホイールローダ１００について説明したが、他の作業機械としては、例えば、グレーダ、アスファルトディストリビュータ、切削機、ロードスイーパ、タイヤローラなどであってもよい。

１００ ホイールローダ（作業機械）
３００ 後部車体（車体）
５００ 緊急停止装置
５２０ 検知装置
５２０Ａ 磁界発生装置
５２０Ｂ ＩＣタグ
５２０Ｃ 受信装置
５４２ アクチュエータ
５４４ 連結部材
５６０ 電子制御装置
６１０ 電動モータ（アクチュエータ）
６２０ 固定部材（連結部材）
６３０ 線状部材（連結部材）
６６０ パワーシリンダ（アクチュエータ）
６７０ 固定部材（連結部材）
６８０ 線状部材（連結部材）
７１０ パワーシリンダ（アクチュエータ）
７２０ リンク機構
７３０ 固定部材（連結部材）
７４０ 線状部材（連結部材）
７６０ パワーシリンダ（アクチュエータ）
７７０ 押圧部材（連結部材）
８００ パワーシリンダ（アクチュエータ）
８１０ 被検知部材
８２０ 第１のセンサ
８３０ 第２のセンサ
８５０ 作業者
ＢＰ ブレーキペダル
ＰＡ ペダルアーム

Claims (10)

1. 建設機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置と、
   前記建設機械の車体又はこれと一体化された部材に固定されたアクチュエータと、
   前記アクチュエータの出力軸とブレーキペダルとを連結する連結部材と、
   前記検知装置によって障害物が検知されたとき、前記アクチュエータを作動させて前記ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かす電子制御装置と、
   を備えた、建設機械の緊急停止装置。
2. 前記アクチュエータは、パワーシリンダである、
   請求項１に記載の建設機械の緊急停止装置。
3. 前記パワーシリンダの出力軸に取り付けられた被検知部材と、
   前記パワーシリンダの出力軸の伸縮方向に対する位置を調整可能なように、前記建設機械の車体又はこれと一体化された部材に固定され、前記被検知部材を検知する少なくとも１つのセンサと、
   を備え、
   前記電子制御装置は、前記少なくとも１つのセンサの出力信号に応じて、前記パワーシリンダの作動範囲を制御する、
   請求項２に記載の建設機械の緊急停止装置。
4. 前記連結部材は、可撓性を有する部材からなり、
   前記アクチュエータは、前記部材を介して、前記ブレーキペダルを引っ張って前記ブレーキペダルを動かす、
   請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の建設機械の緊急停止装置。
5. 前記連結部材は、前記ブレーキペダルの表面に離接可能な押圧部材からなり、
   前記アクチュエータは、前記押圧部材を介して、前記ブレーキペダルを押し込んで前記ブレーキペダルを動かす、
   請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の建設機械の緊急停止装置。
6. 前記アクチュエータの出力軸と前記連結部材とは、前記アクチュエータの出力軸の作動方向を変向するリンク機構を介して接続された、
   請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の建設機械の緊急停止装置。
7. 前記電子制御装置は、前記ブレーキペダルを０．５〜１．０秒かけて、サービスブレーキの非作動位置から作動位置まで徐々に動かす、
   請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の建設機械の緊急停止装置。
8. 前記検知装置は、障害物を検知する機能を有するステレオカメラからなる、
   請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の建設機械の緊急停止装置。
9. 前記検知装置は、
   磁界発生装置と、
   作業者が装着するＩＣタグと、
   前記磁界発生装置が発生する磁界に呼応して前記ＩＣタグから発信された電波を受信する受信装置と、
   を有する、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の建設機械の緊急停止装置。
10. 建設機械の周囲の所定範囲内に侵入した障害物を検知する検知装置の出力信号を読み込み可能であると共に、ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かすアクチュエータに対して駆動信号を出力可能な電子制御装置が、
    前記所定範囲内に障害物が侵入したことを検知したとき、前記アクチュエータに駆動信号を出力することで、前記ブレーキペダルをサービスブレーキの作動方向に動かして前記建設機械を緊急停止させる、
    建設機械の緊急停止方法。