JP2022145832A

JP2022145832A - 作業機械

Info

Publication number: JP2022145832A
Application number: JP2022126737A
Authority: JP
Inventors: 駿小峯; Shun Komine; 真也江東; Shinya Eto
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: JP7253659B2

Abstract

【課題】防塵フィルタの目詰まりを解消する処理を、適切なタイミングで実行可能な作業機械を提供する。【解決手段】作業機械は、車体と、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、内部空間に収容されて、車体の外部から開口を通じて内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び内部空間から開口を通じて車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、内部空間に収容されて、車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタと、車体の周囲で且つ開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、冷却ファンを順流状態から逆流状態に切り換えるタイミングにおいて障害物検知装置によって人が検知された場合、冷却ファンを順流状態から逆流状態に切り換える処理の実行を待機して順流状態を維持するコントローラとを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、塵埃の多い環境で使用するのに好適な作業機械に関する。

従来より、油圧ショベルに代表される作業機械は、例えば輸送船の船倉内で木材チップや石炭等を収集する作業、金属スクラップの解体や廃棄作業、或いは産業廃棄物の分別作業といった塵埃が多い環境下での作業を行うことも多い。このような環境で使用される作業機械は、建屋カバー内に侵入した塵埃によって熱交換器の冷却性能が低下するのを防止するために、建屋カバーの開口と熱交換器との間に防塵フィルタを配置するのが一般的である。

ここで、防塵フィルタに塵埃が付着して目詰まりを起こすと、建屋カバー内への冷却風の流入量が減るので、防塵フィルタを定期的に清掃する必要ある。例えば特許文献１には、建屋カバーの開放が検出されると冷却ファンの逆回転を禁止し、建屋カバーの閉塞が検出された場合にのみ冷却ファンの逆回転を許容することによって、より安全に防塵フィルタの清掃作業を行うことができる技術が開示されている。

特許第５０５８１８５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、「建屋カバーが開放されている」という限定された条件でのみ、冷却ファンの逆回転が禁止される。そのため、油圧ショベルの周囲で作業をする作業者がより安全に作業を行うために改善の余地があった。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、防塵フィルタの目詰まりを解消する処理を、適切なタイミングで実行可能な作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、自走可能な車体と、前記車体の内部空間を覆うと共に、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、前記内部空間に収容されて、前記車体の外部から前記開口を通じて前記内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び前記内部空間から前記開口を通じて前記車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、前記内部空間に収容されて、前記車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタとを備える作業機械であって、前記車体の周囲で且つ前記開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、前記冷却ファンの状態を切り換えるコントローラとを備え、前記コントローラは、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換えるタイミングにおいて前記障害物検知装置によって人が検知された場合、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換える処理の実行を待機して前記順流状態を維持することを特徴とする。

本発明によれば、防塵フィルタの目詰まりを解消する処理を、適切なタイミングで実行することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係る作業機械の代表例である油圧ショベルの斜視図である。エンジン建屋の内部構造を模式的に表す斜視図である。エンジン建屋の内部構造を模式的に表す平面図である。建屋カバーを取り付けた状態の上部旋回体の平面図である。油圧ショベルのブロック図である。空気差圧センサの構成を示す図である。フィルタ清掃処理のフローチャートである。報知処理のフローチャートである。

［第１実施形態］
本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の斜視図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。また、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ダンプトラック、ホイールローダ、クレーン車などにも本発明を適用することができる。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２及び上部旋回体３は、車体の一例である。下部走行体２は、左右一対のクローラ（無限軌道帯）を備える。そして、走行モータ（図示省略）の駆動により、クローラ８が回転する。これにより、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、無限軌道に代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、旋回モータ（図示省略）によって旋回可能に下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機（作業機）４と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、エンジン建屋１０とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａを駆動させるブームシリンダ４ｄ，アーム４ｂを駆動させるアームシリンダ４ｅ，及びバケット４ｃを駆動させるバケットシリンダ４ｆ等の油圧アクチュエータとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上部旋回体３の後端に取り付けられた重量物である。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータにより操作される操作装置が配置されている。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

より詳細には、操作装置は、走行レバー７ａ及び旋回レバー７ｂ（図５参照）を含む。走行レバー７ａは、下部走行体２を走行（前進、後退、旋回）させるオペレータの操作に対応する操作信号を、後述するコントローラ５０（図５参照）に出力する。旋回レバー７ｂは、上部旋回体３を旋回（右旋回、左旋回）させるオペレータの操作に対応する操作信号を、コントローラ５０に出力する。

エンジン建屋１０は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で、カウンタウェイト６より前方において、旋回フレーム５に設けられている。また、エンジン建屋１０は、旋回フレーム５の左右方向の全域に延設されている。そして、エンジン建屋１０は、建屋カバー１１、１２、１３によって覆われることで、エンジン室や冷却室等の内部空間が形成される。

建屋カバー１１は、エンジン建屋１０の上方を覆う。建屋カバー１２は、エンジン建屋１０の側面の後半分を覆う。建屋カバー１３は、エンジン建屋１０の側面の前半分を覆う。また、建屋カバー１２、１３には、エンジン建屋１０の内外を連通させる開口１２ａ、１３ａが設けられている。すなわち、エンジン建屋１０の内外は、開口１２ａ、１３ａを通じて空気が流通する。

開口１２ａ、１３ａは、エンジン建屋１０の内部空間に冷却風を取り込む吸気口として機能する。また、開口１２ａ、１３ａから取り込まれた冷却風は、エンジン建屋１０の内部空間に収容された搭載機器の間を通過して、エンジン建屋１０の右端に設けられた開口（図示省略）を通じて、エンジン建屋１０から排出される。そこで第１実施形態では、エンジン建屋１０の内部空間の左から右に向かう向きを、「冷却風の流通方向」と定義する。さらに、開口１２ａ、１３ａは、後述する各ファン２６、２７が逆回転された場合には、エンジン建屋１０の内部空間から排気風を排出する排気口としても機能する。

図２は、エンジン建屋１０の内部構造を模式的に表す斜視図である。図３は、エンジン建屋１０の内部構造を模式的に表す平面図である。図４は、建屋カバー１１を取り付けた状態の上部旋回体３の平面図である。図５は、油圧ショベル１のブロック図である。図６は、空気差圧センサ４４の構成を示す図である。

エンジン建屋１０の内部空間には、図３及び図４に示すように、エンジン２１と、作動油タンク２２と、油圧ポンプ２３と、ラジエータ２４と、オイルクーラ２５と、第１冷却ファン２６と、第２冷却ファン２７と、第１フィルタ２８と、第２フィルタ２９とが収容されている。

エンジン建屋１０の内部空間の後方側（すなわち、建屋カバー１２に対面する領域）には、第１フィルタ２８、ラジエータ２４、第１冷却ファン２６、エンジン２１、及び油圧ポンプ２３が、冷却風の流通方向の上流側から下流側に向けてこの順に配置されている。すなわち、開口１２ａを通じてエンジン建屋１０の内部空間に流入する冷却風の流通方向において、第１フィルタ２８は、ラジエータ２４より上流側に配置されている。

また、エンジン建屋１０の内部空間の前方左側（すなわち、建屋カバー１３に対面する領域）には、第２フィルタ２９、オイルクーラ２５、及び第２冷却ファン２７が、冷却風の流通方向の上流側から下流側に向けてこの順に配置されている。すなわち、開口１３ａを通じてエンジン建屋１０の内部空間に流入する冷却風の流通方向において、第２フィルタ２９は、オイルクーラ２５より上流側に配置されている。さらに、エンジン建屋１０の内部空間の前方右側には、作動油タンク２２が配置されている。

エンジン２１は、油圧ショベル１を動作させるための駆動力を発生させる。作動油タンク２２は、油圧ポンプ２３に供給する作動油を貯留する。油圧ポンプ２３は、エンジン２１の駆動力が伝達されることによって回転し、作動油タンク２２に貯留された作動油を油圧アクチュエータ（走行モータ、旋回モータ、油圧シリンダ４ｄ～４ｆ、及び油圧モータ３１）に圧送する。エンジン２１及び油圧ポンプ２３は、油圧ショベル１の搭載機器の一例である。

エンジン２１は、化石燃料を燃焼させて駆動力を発生させるので、駆動時に熱を発生させる。そこで、エンジン２１の内部には、冷却液が通過する冷却液通路が形成されている。冷却液は、ラジエータ２４から供給され、冷却液通路を通過してエンジン２１を冷却した後、再びラジエータ２４に還流する。ラジエータ２４は、エンジン２１に供給される冷却液（流体）を、第１冷却ファン２６によって供給される冷却風と熱交換させる熱交換器の一例である。

また、油圧ポンプ２３から圧送される作動油は、圧力の上昇によって高温になる。そこで、油圧アクチュエータから排出される作動油は、作動油タンク２２に還流する前に、オイルクーラ２５で冷却される。オイルクーラ２５は、油圧アクチュエータから作動油タンク２２に還流する作動油（流体）を、第２冷却ファン２７によって供給される冷却風と熱交換させる熱交換器の一例である。

なお、熱交換器は、エンジン２１に供給される冷却液を冷却するラジエータ２４、油圧アクチュエータに供給される作動油を冷却するオイルクーラ２５のみならず、ターボチャージャ（図示省略）からの過給空気（流体）を冷却するインタークーラ、エアコンの冷媒（流体）を冷却するコンデンサなどであってもよい。

第１冷却ファン２６は、ラジエータ２４に対面する位置に配置されている。第２冷却ファン２７は、オイルクーラ２５に対面する位置に配置されている。そして、第１冷却ファン２６及び第２冷却ファン２７は、それぞれが順流状態及び逆流状態に切り換え可能に構成されている。

順流状態とは、油圧ショベル１の外部から開口１２ａ、１３ａを通じてエンジン建屋１０の内部空間に冷却風を流入させる状態である。一方、逆流状態とは、エンジン建屋１０の内部空間から開口１２ａ、１３ａを通じて油圧ショベル１の外部に空気を排出させる状態である。

第１冷却ファン２６は、例えば、エンジン２１の駆動力が伝達されて回転する。そして、第１冷却ファン２６は、例えば、後述するコントローラ５０（図５参照）の制御に従って、エンジン２１の駆動力を伝達する伝達装置（ギヤ、ベルト等）の連結状態が切り換えられることによって、正回転と逆回転とに切り換えられる。本明細書では、後述する第２冷却ファン２７を含めて各ファン２６、２７が正回転された場合の冷却風の流れの状態を順流状態とし、各ファン２６、２７が逆回転された場合の冷却風の流れの状態を逆流状態として説明する。

一方、第２冷却ファン２７は、油圧モータ３１の駆動力が伝達されて回転する。油圧モータ３１は、油圧ポンプ２３から作動油が供給されることによって、回転駆動される。また、油圧ポンプ２３から油圧モータ３１に至る作動油の流路には、電磁切換弁３２が配置されている。電磁切換弁３２は、コントローラ５０の制御に従って、位置Ａ及び位置Ｂに切換可能に構成されている。

位置Ａは、油圧モータ３１を第１方向に回転させる向きに作動油を供給する位置である。位置Ｂは、油圧モータ３１を第１方向と逆向きの第２方向に回転させる向きに作動油を供給する位置である。電磁切換弁３２の初期位置は位置Ａである。そして、電磁切換弁３２は、ソレノイド３２ａに制御電圧が印加されることによって、位置Ａから位置Ｂに切り換えられる。さらに、電磁切換弁３２は、ソレノイド３２ａへの制御電圧の印加が停止すると、位置Ｂから位置Ａに戻る。

そして、第２冷却ファン２７は、油圧モータ３１の回転方向が切り換えられることによって、順流状態と逆流状態とに切り換えられる。すなわち、第２冷却ファン２７は、油圧モータ３１が第１方向に回転（電磁切換弁３２が位置Ａ）するとき、順流状態となる。また、第２冷却ファン２７は、油圧モータ３１が第２方向に回転（電磁切換弁３２が位置Ｂ）するとき、逆流状態となる。

第１フィルタ２８は、開口１２ａとラジエータ２４との間に配置されている。第２フィルタ２９は、開口１３ａとオイルクーラ２５との間に配置されている。第１フィルタ２８及び第２フィルタ２９は、開口１２ａ、１３ａを通じてエンジン建屋１０の内部に進入する冷却風及び塵埃のうち、冷却風の通過を許容し、塵埃の通過を阻止する。第１フィルタ２８及び第２フィルタ２９は、防塵フィルタの一例である。

さらに、油圧ショベル１は、図４及び図５に示すように、赤外線センサ（障害物検知装置）４１、４２と、作動油温センサ４３と、空気差圧センサ４４、４５と、回転灯（報知装置）４６と、スピーカ（報知装置）４７とを備える。作動油温センサ４３及び空気差圧センサ４４、４５は、第１フィルタ２８及び第２フィルタ２９の空気の流通状態を検出する防塵フィルタ詰まり検出装置の一例である。

赤外線センサ４１、４２は、油圧ショベル１の周囲の検知範囲４１ａ、４２ａに存在する人を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ５０に出力する。より詳細には、赤外線センサ４１、４２は、検知範囲４１ａ、４２ａ内から放出される赤外線を検知する。赤外線センサ４１、４２は、上部旋回体３の幅方向の内側において、建屋カバー１１に設置されている。また、赤外線センサ４１、４２は、上部旋回体３の左方を向いている。

検知範囲４１ａ、４２ａは、例えば、赤外線センサ４１、４２を要の位置とする扇形の領域である。また、検知範囲４１ａ、４２ａは、開口１２ａ、１３ａから排気される排気風に晒される可能性のある領域である。検知範囲４１ａは、開口１２ａの位置を含む。検知範囲４２ａは、開口１３ａの位置を含む。

第１実施形態では、開口１２ａ、１３ａを通じて排出される排気風を受ける範囲を２ｍとして、検知範囲４１ａ、４２ａの半径を２ｍとしてもよい。さらに、排気風を受ける範囲に近づく人を事前に検知するために、検知範囲４１ａ、４２ａの半径を２ｍ＋１．２５ｍとしてもよい。但し、粉塵の種類ごとに飛散距離が変わるので、検知範囲４１ａ、４２ａの半径は、油圧ショベル１の使用環境（塵埃の種類）に応じて変更可能としてもよい。

作動油温センサ４３は、作動油の温度を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ５０に出力する。作動油温センサ４３の設置位置は、例えば、作動油タンク２２、オイルクーラ２５の入口、或いはオイルクーラ２５の出口等が考えられる。

空気差圧センサ４５は、第２フィルタ２９の両側の空気圧の差を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ５０に出力する。空気差圧センサ４５は、例えば図６に示すように、第２フィルタ２９より冷却風の流通方向の上流に配置される第１センサ４５ａと、第２フィルタ２９より冷却風の流通方向の下流に配置される第２センサ４５ｂとを含む。

第１センサ４５ａ及び第２センサ４５ｂは、設置位置における空気圧（より詳細には、風圧、風速など）を検知する。そして、空気差圧センサ４５は、第１センサ４５ａで検知した空気圧と、第２センサ４５ｂで検知した空気圧との差を、空気差圧として検知する。空気差圧センサ４４は、第１フィルタ２８の両側の空気圧の差を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ５０に出力する。空気差圧センサ４４の具体的な構成は、空気差圧センサ４５と共通する。

回転灯４６は、コントローラ５０の制御に従って、点灯しながら回転する。回転灯４６は、検知範囲４１ａ、４２ａに存在する人から視認し得る位置に設置される。第１実施形態に係る回転灯４６は、キャブ７の上面に設置される。スピーカ４７は、コントローラ５０の制御に従って、音声を出力する。スピーカ４７は、検知範囲４１ａ、４２ａに存在する人に音声が聞こえる位置に設置される。第１実施形態に係るスピーカ４７は、赤外線センサ４１、４２の間において、上部旋回体３の左方に向けて建屋カバー１１上に設置される。

コントローラ５０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）５１、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）５２、及びＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）５３を備える。コントローラ５０は、ＲＯＭ５２に格納されたプログラムコードをＣＰＵ５１が読み出して実行することによって、後述する処理を実現する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行する際のワークエリアとして用いられる。

但し、コントローラ５０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

コントローラ５０は、走行レバー７ａ及び旋回レバー７ｂから出力される操作信号、赤外線センサ４１、４２、作動油温センサ４３、及び空気差圧センサ４４、４５から出力される検知信号に基づいて、電磁切換弁３２の位置を切り換えると共に、回転灯４６及びスピーカ４７を作動させる。

図７は、フィルタ清掃処理のフローチャートである。コントローラ５０は、エンジン２１が始動している期間において、所定の時間が経過する度にフィルタ清掃処理を実行する。フィルタ清掃処理の開始時点において、電磁切換弁３２は位置Ａ（第２冷却ファン２７が順流状態）である。すなわち、開口１３ａを通じて油圧ショベル１の外部からエンジン建屋１０の内部空間に冷却風が流入し、オイルクーラ２５において作動油と冷却風との間で熱交換が行われている。

コントローラ５０は、作動油温センサ４３の検知信号で特定される作動油温度Ｔと、予め定められた閾値温度Ｔ_ｔｈとを比較する（Ｓ１１）。閾値温度Ｔ_ｔｈは、第２フィルタ２９が目詰まりを起こしていない状態で油圧アクチュエータを動作させた場合の作動油温度Ｔの上限値より高く、且つ油圧回路がオーバーヒートする温度より低く設定される。そして、閾値温度Ｔ_ｔｈは、ＲＯＭ５２に記憶されている。

開口１３ａを通じてエンジン建屋１０の内部空間に冷却風が取り込まれる際に、塵埃も一緒に取り込まれる。そして、第２フィルタ２９は、開口１３ａから取り込まれた冷却風及び塵埃のうち、冷却風を通過させ、塵埃を捕集する。その結果、時間の経過と共に第２フィルタ２９に目詰まりが起こる。第２フィルタ２９に目詰まりが起こると、第２フィルタ２９の空気の流通性能が低下する。その結果、オイルクーラ２５における熱交換効率が低下して、作動油温度Ｔが上昇する。

そこで、コントローラ５０は、作動油温度Ｔが閾値温度Ｔ_ｔｈ未満である場合に（Ｓ１１：Ｎｏ）、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定値以上であると判定して、ステップＳ１２以降の処理を実行せずに、フィルタ清掃処理を終了する。すなわち、コントローラ５０は、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定値以上である場合に、第２フィルタ２９の清掃を行わない。

一方、コントローラ５０は、作動油温度Ｔが閾値温度Ｔ_ｔｈ以上である場合に（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定を下回ったと判定する。そして、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって検知範囲４２ａに人が検知されたか否かを判定する（Ｓ１２）。また、コントローラ５０は、走行レバー７ａ及び旋回レバー７ｂの操作信号に基づいて、下部走行体２が走行しているか否か及び上部旋回体３が旋回しているか否かを判定する（Ｓ１３）。

次に、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知された場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４以降の処理の実行を待機して、電磁切換弁３２を位置Ａ（すなわち、第２冷却ファン２７を順流状態）に維持する。また、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知されておらず（Ｓ１２：Ｎｏ）、下部走行体２が走行しているか又は上部旋回体３が旋回していると判定した場合も（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４以降の処理の実行を待機して、電磁切換弁３２を位置Ａに維持する。

一方、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知されず、且つ下部走行体２及び上部旋回体３の両方が停止していると判定した場合に（Ｓ１２：Ｎｏ＆Ｓ１３：Ｎｏ）、ソレノイド３２ａで制御電圧を印加して、電磁切換弁３２を位置Ａから位置Ｂ（すなわち、第２冷却ファン２７を順流状態から逆流状態）に切り換える（Ｓ１４）。ソレノイド３２ａへの制御電圧の印加は、後述するステップＳ１８を実行するまで継続される。

これにより、エンジン建屋１０の内部空間から開口１３ａを通じて油圧ショベル１の外部に排気風が排出される。そして、この排気風は、第２フィルタ２９を通過する際に、第２フィルタ２９に捕集された塵埃を取り込んで油圧ショベル１の外部に排出する。すなわち、第２冷却ファン２７を逆流状態にすることによって、第２フィルタ２９の目詰まりが解消される。

次に、コントローラ５０は、電磁切換弁３２を位置Ｂに維持した状態で、赤外線センサ４２によって検知範囲４２ａに人が検知されたか否か（Ｓ１５）、下部走行体２及び上部旋回体３が動作を開始したか否か（Ｓ１６）、及び電磁切換弁３２を位置Ｂに切り換えてから予め定められた閾値時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１７）。ステップＳ１５、Ｓ１６の処理は、前述したステップＳ１２、Ｓ１３と共通する。また、コントローラ５０は、ステップＳ１４において、閾値時間に設定したタイマ（図示省略）をスタートさせればよい。

そして、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知されず、且つ下部走行体２及び上部旋回体３の両方が停止していると判定した場合（Ｓ１５：Ｎｏ＆Ｓ１６：Ｎｏ）、閾値時間が経過するまで（Ｓ１７：Ｎｏ）、電磁切換弁３２を位置Ｂ（すなわち、第２冷却ファン２７を逆流状態）に維持する。

次に、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知されず、且つ下部走行体２及び上部旋回体３の両方が停止している状態で（Ｓ１５：Ｎｏ＆Ｓ１６：Ｎｏ）、閾値時間が経過した場合に（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、ソレノイド３２ａへの制御電圧の印加を停止して、電磁切換弁３２を位置Ｂから位置Ａ（すなわち、第２冷却ファン２７を逆流状態から順流状態）に切り換える（Ｓ１８）。そして、コントローラ５０は、フィルタ清掃処理を終了する。

一方、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知された場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、下部走行体２が走行を開始したか又は上部旋回体３が旋回を開始したと判定した場合に（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、閾値時間が経過するのを待たずに、電磁切換弁３２を位置Ｂから位置Ａ（すなわち、第２冷却ファン２７を逆流状態から順流状態）に切り換えて（Ｓ１８）、フィルタ清掃処理を終了する。すなわち、コントローラ５０は、第２冷却ファン２７の逆流状態を途中で中止する。

第１実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

第１実施形態によれば、検知範囲４２ａに人が存在する場合に（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、電磁切換弁３２を位置Ａから位置Ｂ（すなわち、第２冷却ファン２７を順流状態から逆流状態）に切り換えない。これにより、検知範囲４２ａで作業をする作業者が塵埃を含む排気風を受けて、作業に支障をきたすことを防止できる。

また、第１実施形態によれば、下部走行体２が走行しているか又は上部旋回体３が旋回している場合に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、電磁切換弁３２を位置Ａから位置Ｂに切り換えない。これは、直前まで検知範囲４２ａ外で作業をしていた作業員が、下部走行体２及び上部旋回体３の動作によって検知範囲４２ａ内に入る可能性があるからである。これにより、検知範囲４２ａで作業をする作業者が塵埃を含む排気風を受けて、作業に支障をきたすことを、さらに有効に防止できる。

また、第１実施形態では、第２冷却ファン２７を逆流状態にしている間に、検知範囲４２ａで人を検知した場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、及び下部走行体２及び上部旋回体３が動作を開始した場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）に、第２冷却ファン２７を逆流状態から順流状態に切り換える。これにより、事後的に検知範囲４２ａに入った人が排気風を受けるのを防止することができる。

なお、第１実施形態では、作動油温度Ｔに基づいて第２フィルタ２９の空気の流通性能を判定する例を説明したが、ステップＳ１１の処理はこれに限定されない。他の例として、コントローラ５０は、空気差圧センサ４５の検知信号に基づいて、第２フィルタ２９の空気の流通性能を判定してもよい。すなわち、コントローラ５０は、ステップＳ１１において、第２フィルタ２９の両側の空気差圧Ｐと、予め定められた閾値差圧Ｐ_ｔｈとを比較すればよい。

第２フィルタ２９が目詰まりを起こすと、第２フィルタ２９を通過する冷却風の量が減少する。その結果、第２フィルタ２９の目詰まりが進むほど、空気差圧Ｐが大きくなる。そこで、コントローラ５０は、空気差圧Ｐが閾値差圧Ｐ_ｔｈ未満の場合に、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定値以上だと判定すればよい。一方、コントローラ５０は、空気差圧Ｐが閾値差圧Ｐ_ｔｈ以上の場合に、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定値を下回ったと判定すればよい。

さらに、コントローラ５０は、ステップＳ１１において、作動油温度Ｔと空気差圧Ｐとの両方に基づいて、第２フィルタ２９の空気の流通性能を判定してもよい。すなわち、コントローラ５０は、作動油温度Ｔが閾値温度Ｔ_ｔｈ未満で且つ空気差圧Ｐが閾値差圧Ｐ_ｔｈ未満の場合に、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定値以上だと判定すればよい。一方、コントローラ５０は、作動油温度Ｔが閾値温度Ｔ_ｔｈ未満か又は空気差圧Ｐが閾値差圧Ｐ_ｔｈ以上の場合に、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定値を下回ったと判定すればよい。

また、第１実施形態のステップＳ１３、Ｓ１６では、下部走行体２の走行及び上部旋回体３の旋回を監視する例を説明したが、フロント作業機４の動作をさらに監視してもよい。第２冷却ファン２７を逆流状態にすると、エンジン建屋１０の内部空間への冷却風の供給が停止するので、オイルクーラ２５の熱交換効率が下がって、作動油温度Ｔが上昇する。そこで、フロント作業機４を停止させた状態で第２冷却ファン２７を逆流状態にすることによって、作動油温度Ｔが上がり過ぎるのを防止できる。

また、コントローラ５０は、ステップＳ１６に代えて、第２冷却ファン２７が逆流状態の間、油圧アクチュエータの動作を規制してもよい。より詳細には、コントローラ５０は、油圧ポンプ２３から油圧アクチュエータに至る油路を遮断して、操作装置から操作信号を受信しても油圧アクチュエータを動作させないようにしてもよい。

また、検知装置の具体例は、赤外線センサ４１、４２に限定されず、マイクロ波や超音波などの他の周波数帯域の電磁波を用いて、検知範囲４１ａ、４２ａの人を検知するものであってもよい。さらに、検知装置は、電磁波を用いて人を検知するものに限定されない。

他の例として、検知装置は、検知範囲４１ａ、４２ａを撮影するカメラでもよい。すなわち、コントローラ５０は、ステップＳ１２、Ｓ１５において、カメラが撮影した映像を画像処理して、検知範囲４１ａ、４２ａに人が存在するか否かを判定してもよい。さらに他の例として、検知装置は、ＲＦＩＤタグが送信する無線信号を受信するアンテナでもよい。そして、油圧ショベル１の周囲で作業をする作業者には、所定の距離（すなわち、検知範囲４１ａ、４２ａ）まで到達する無線信号を出力するＲＦＩＤタグを携帯させてもよい。

また、第１実施形態では、第２冷却ファン２７の状態を適切なタイミングで切り換えて、第２フィルタ２９の目詰まりを解消する処理を説明した。しかしながら、図７に示すフィルタ清掃処理は、第１冷却ファン２６の状態を適切なタイミングで切り換えて、第１フィルタ２８の目詰まりを解消するのにも適用できる。この場合、ステップＳ１１では冷却水の温度を検知する温度センサ（図示省略）を利用し、ステップＳ１２、Ｓ１５では赤外線センサ４１の検知信号を利用すればよい。

また、第１実施形態では、第１冷却ファン２６をエンジン２１の駆動力で回転させ、第２冷却ファン２７を油圧モータ３１の駆動力で回転させる例を説明した。しかしながら、第１冷却ファン２６及び第２冷却ファン２７それぞれは、エンジン２１、油圧モータ３１、及び電動モータ（図示省略）のいずれかで回転されればよい。

さらに、第１実施形態では、第１冷却ファン２６及び第２冷却ファン２７の回転方向を切り換えることによって、順流状態と逆流状態とを切り換える例を説明した。他の例として、第１冷却ファン２６及び第２冷却ファン２７は、放射状に延びる複数の羽根の傾きを変更する機構を有していてもよい。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１４、Ｓ１８において、羽根の傾きを切り換えるアクチュエータを作動させることによって、順流状態と逆流状態とを切り換えてもよい。

［第２実施形態］
次に図８を参照して、第２実施形態に係る油圧ショベル１の処理を説明する。図８は、報知処理のフローチャートである。なお、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。第２実施形態に係る油圧ショベル１は、図８に示す報知処理をさらに実行する点で第１実施形態と相違し、その他の点で第１実施形態と共通する。

報知処理は、開口１３ａを通じて排気風が排出されることを、油圧ショベル１の周囲の作業員に報知する処理である。コントローラ５０は、例えば、図７のＡのタイミングで報知処理を実行する。すなわち、コントローラ５０は、第２フィルタ２９の空気の流通性能が所定を下回ったと判定した場合に（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２、Ｓ１３の処理を実行する前に報知処理を実行する。

まず、コントローラ５０は、第１段階の報知を実行する（Ｓ２１）。そして、コントローラ５０は、予め定められた時間ｔ_１（例えば、６０ｓｅｃ）が経過するまで（Ｓ２２：Ｎｏ）、第１段階の報知を継続する。すなわち、コントローラ５０は、ステップＳ２１において、時間ｔ_１に設定したタイマーをスタートさせる。

第１段階の報知は、開口１３ａを通じて排気風が排出されるので、検知範囲４２ａから離れることを作業者に促す処理である。コントローラ５０は、例えばステップＳ２１において、回転灯４６を回転させると共に、スピーカ４７に短音（ピッ、ピッ、ピッ、ピッ・・・）を出力させる。

次に、コントローラ５０は、第１段階の報知を開始してから時間ｔ_１が経過した場合に（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、第１段階の報知から第２段階に移行する（Ｓ２３）。すなわち、コントローラ５０は、第１段階の報知を終了して、第２段階の報知を開始する。そして、コントローラ５０は、予め定められた時間ｔ_２（例えば、５ｓｅｃ）が経過するまで（Ｓ２４：Ｎｏ）、以降の処理の実行を待機する。すなわち、コントローラ５０は、ステップＳ２３において、時間ｔ_２に設定したタイマーをスタートさせる。

第２段階の報知は、検知範囲４２ａから直ちに離れることを促す処理であって、第１段階の報知より切迫感の強い報知である。コントローラ５０は、例えばステップＳ２３において、回転灯４６を回転させると共に、スピーカ４７に長音（ピー、ピー、ピー、ピー・・・）を出力させる。また、第２段階の報知では、回転灯４６の回転速度が第１段階の報知より速くてもよいし、スピーカ４７から出力する音声が第１段階の報知より大きくてもよい。

次に、コントローラ５０は、第２段階の報知を開始してから時間ｔ_２が経過した場合に（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、報知処理を終了して、ステップＳ１２以降の処理を実行する。一例として、コントローラ５０は、時間ｔ_２が経過したタイミングで第２段階の報知を終了してもよい。他の例として、コントローラ５０は、電磁切換弁３２を位置Ａに戻すまで（Ｓ１８）、第２段階の報知を継続し、ステップＳ１８の後に第２段階の報知を終了してもよい。

第２実施形態によれば、第２冷却ファン２７を逆流状態にするのに先立って、検知範囲４２ａから離れることが作業員に報知される。これにより、検知範囲４２ａで作業をする作業者が塵埃を含む排気風を受けて作業に支障をきたすことを、さらに有効に防止できる。また、第２冷却ファン２７を順流状態に切り換えるまで第２段階の報知を継続すれば、事後的に検知範囲４２ａに人が入るのを防止できる。

なお、報知処理の実行タイミングは、図７のＡに限定されず、第２冷却ファン２７を順流状態から逆流状態に切り換える前であれば、任意のタイミングであってもよい。他の例として、コントローラ５０は、図７のＢのタイミングで報知処理を実行してもよい。

すなわち、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知された場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、下部走行体２が走行しているか又は上部旋回体３が旋回していると判定した場合に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、報知処理を実行すればよい。これにより、検知範囲４２ａにいる作業員及びこれから検知範囲４２ａに入る可能性がある作業員に、検知範囲４２ａから出ることを促すことができる。

一方、コントローラ５０は、赤外線センサ４２によって人が検知されず、且つ下部走行体２及び上部旋回体３の両方が停止していると判定した場合に（Ｓ１２：Ｎｏ＆Ｓ１３：Ｎｏ）、報知処理を実行しない。このように、作業員が排気風を受ける可能性が低い場合に報知処理を省略することにより、第２冷却ファン２７の目詰まりを迅速に解消することができる。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１油圧ショベル（作業機械）
２下部走行体
３上部旋回体
５旋回フレーム
４フロント作業機
４ａブーム
４ｂアーム
４ｃバケット
４ｄ，４ｅ，４ｆ油圧シリンダ
６カウンタウェイト
７キャブ
７ａ走行レバー
７ｂ旋回レバー
１０エンジン建屋
１１，１２，１３建屋カバー
１２ａ，１２ｂ開口
２１エンジン
２２作動油タンク
２３油圧ポンプ
２４ラジエータ
２５オイルクーラ
２６第１冷却ファン
２７第２冷却ファン
２８第１フィルタ
２９第２フィルタ
３１油圧モータ
３２電磁切換弁
３２ａソレノイド
４１，４２赤外線センサ（障害物検知装置）
４３作動油温センサ（防塵フィルタ詰まり検出装置）
４４，４５空気差圧センサ（防塵フィルタ詰まり検出装置）
４５ａ第１センサ
４５ｂ第２センサ
４６回転灯（報知装置）
４７スピーカ（報知装置）
５０コントローラ
５１ＣＰＵ
５２ＲＯＭ
５３ＲＡＭ

Claims

自走可能な車体と、
前記車体の内部空間を覆うと共に、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の外部から前記開口を通じて前記内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び前記内部空間から前記開口を通じて前記車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタとを備える作業機械であって、
前記車体の周囲で且つ前記開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、
前記冷却ファンの状態を切り換えるコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換えるタイミングにおいて前記障害物検知装置によって人が検知された場合、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換える処理の実行を待機して前記順流状態を維持することを特徴とする作業機械。
自走可能な車体と、
前記車体の内部空間を覆うと共に、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の外部から前記開口を通じて前記内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び前記内部空間から前記開口を通じて前記車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタとを備える作業機械であって、
前記車体の周囲で且つ前記開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、
前記冷却ファンの状態を切り換えるコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記冷却ファンが前記逆流状態のときに前記障害物検知装置によって人が検出された場合、前記冷却ファンを前記逆流状態から前記順流状態に切り換えることを特徴とする作業機械。
自走可能な車体と、
前記車体の内部空間を覆うと共に、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の外部から前記開口を通じて前記内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び前記内部空間から前記開口を通じて前記車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタとを備える作業機械であって、
前記車体の周囲で且つ前記開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、
前記冷却ファンの状態を切り換えるコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換えるタイミングにおいて前記障害物検知装置によって人が検知された場合、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換える処理の実行を待機して前記順流状態を維持し、
前記冷却ファンが前記逆流状態のときに前記障害物検知装置によって人が検出された場合、前記冷却ファンを前記逆流状態から前記順流状態に切り換えることを特徴とする作業機械。