JP3246794B2

JP3246794B2 - 作業機の制御装置

Info

Publication number: JP3246794B2
Application number: JP10421093A
Authority: JP
Inventors: 且良那須; 誠之湯上; 孝治西村; 文将佐伯; 紀光田村; 修道山田; 昭範嶋先
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2017-01-15
Also published as: JPH06313329A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル
等、主に掘削作業を行う作業機のフロントが作業機本体
に近づいたとき各フロント部材の移動を停止させ衝突を
回避する干渉防止機能を備えた作業機の制御装置に係
り、特に、解除された干渉防止機能を自動的に復帰させ
る作業機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】干渉防止装置を備えた作業機は、例えば
特開平４−１１１２８号公報に開示されている。この従
来技術による干渉防止装置は、同公報に記されるよう
に、予め設定されたフロントと運転室との干渉危険領域
にフロント先端が侵入したとき、その近接状況に応じて
フロントの動作速度を減速させたり、あるいは、運転室
側への動作を禁止するようになっている。これにより、
運転室とフロントとの衝突が防止されるため作業者の安
全を確保できる。

【０００３】一方、例えば都心での道路工事のように極
めて狭い場所で掘削作業等を行う際には、掘削箇所と作
業機本体とが極めて近い位置関係となり、フロントが干
渉危険領域内にあっても作業を行わざるを得ない場合が
ある。このような場合には、一般に運転席下部等に備え
付けられる解除スイッチを操作し、干渉防止機能を解除
して作業が進められる。そして、干渉防止機能が解除さ
れたときには、非常事態を告げるアラーム等によって作
業者の注意を喚起するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、作業
環境等によって干渉防止機能を意図的に解除する場合に
は、運転席の下部等操作しにくい箇所に設けられた解除
スイッチを操作しなくてはならない。そして、干渉防止
機能を復帰させる場合には、一度制御装置の電源をきる
か（通常エンジンを停止させる）、あるいは、解除スイ
ッチを元の状態に戻すかのいずれかの操作を行う必要が
ある。このような操作が頻繁になると、干渉防止機能を
解除したままで作業を続行することがある。すると、ア
ラームが例えばブザー等による警報であった場合には、
耳障りなことからスピーカにつながる信号線を切断する
場合が生じてくる。このようなとき、干渉防止機能を解
除したまま、作業者が交代してしまうと、次の作業者は
干渉防止機能が解除されたことを知らないままに作業を
続行し、極めて危険な状況に陥り易い。また、アラーム
がランプ等であった場合には、気が付かないことがあ
り、その場合でもこのような危険を多分に有している。

【０００５】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的は、干渉防止機能が解除
された状態で作業者が交代したり、あるいは、一時的に
作業者が作業機を離れた後再度作業を行う際、干渉防止
機能を自動的に復帰させることができる作業機の制御装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、運転席を含む
作業機本体と、この作業機本体に回動可能に接続され、
互いに回動可能に接続された複数の部材からなるフロン
トと、これらのフロント部材を駆動する駆動回路と、前
記運転席に設けられたゲートロックレバーと、このゲー
トロックレバーの状態に応じてオンオフ信号を出力する
ゲートロックレバースイッチと、このゲートロックレバ
ースイッチからの信号に応じて前記駆動回路の動作を規
制する駆動回路規制手段と、前記作業機本体とこの作業
機本体に接続したフロント部材との相対角度、および、
前記各フロント部材間の相対角度を検出する角度検出手
段とを有する作業機に設けられ、前記角度検出手段から
の信号に基づき、前記フロントが運転席を含む作業機本
体との干渉危険領域の範囲に侵入したかどうかを判断
し、前記フロントが干渉危険領域へ侵入したと判断した
ときに前記各フロント部材の運転席側への移動を禁止す
る干渉防止機能を有する干渉防止手段と、この干渉防止
手段による干渉防止機能の解除を指示する解除指示手段
と、この解除指示手段からの信号に応じて前記干渉防止
機能を解除する解除手段とを備えた作業機の制御装置に
適用されるものである。

【０００７】そして、上記目的は、制御装置に、前記解
除指示手段からの信号と前記ゲートロックレバースイッ
チからの信号とを入力し、解除指示手段が前記干渉防止
機能の解除を指示する信号であって、かつ、ゲートロッ
クレバースイッチからの信号が前記運転席に作業者が乗
っている状態を示す信号であったときに前記解除手段を
選択し前記干渉防止機能を解除し、それ以外の信号が入
力された場合には、干渉防止手段を選択し干渉防止機能
を作動させる選択手段を設けることによって達成され
る。

【０００８】

【作用】本発明は上記のように構成されており、最初に
作業者が運転席に乗り込んだときゲートロックレバーが
上げられ、エンジンが始動されるとゲートロックレバー
スイッチからは作業者が運転席に乗っている状態を示す
オン信号が出力される。このような操作を行わない場
合、すなわち、ゲートロックレバーが倒された状態で
は、ゲートロックレバースイッチからオフ信号が駆動回
路規制手段に入力され、駆動回路の動作が規制されるた
め、フロントを動作させることができない。そして、ゲ
ートロックレバーが上げられ、エンジンが始動された状
態では、選択手段によって干渉防止手段が選択され干渉
防止機能によって、フロントと作業機本体との近接状況
に応じてフロントの動作が規制される。

【０００９】そして、解除指示手段が操作されると、選
択手段には、干渉防止機能の解除を指示する信号と、ゲ
ートロックレバースイッチから運転席に作業者が乗って
いることを示す信号とが入力されるため、解除手段を選
択し干渉防止機能が解除される。

【００１０】このように干渉防止機能が解除された状態
で、例えば作業者が作業機から離れるような場合には、
作業者が運転席より降りるときゲートロックレバーが操
作され、ゲートロックレバースイッチからの信号がオフ
となる。すると、選択手段によって再び干渉防止手段が
選択されて干渉防止機能が作動する。

【００１１】したがって、本発明によれば、干渉防止機
能を解除した状態で運転席を離れても、ゲートロックレ
バーが操作された信号によって自動的に干渉防止機能が
復帰するために、再度作業を開始したときフロントと作
業機本体との衝突を防止でき、従来に比べ安全性が向上
する。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施例
を説明する。

【００１３】図１は実施例の制御装置の全体構成を示す
ブロック図、図２はフロントの駆動回路５１の動作を規
制するための油圧回路図、図３は制御装置４０による演
算処理の流れを示すフローチャート、図４はこの実施例
の対象である作業機の側面図、図５はこの作業機のフロ
ントの動作を示す動作説明図、図６は干渉危険領域の説
明図である。

【００１４】図４に示すように、この実施例は作業機本
体２に回動可能に設けた第１ブーム１１と、この第１ブ
ーム１１に対し図５に示すようにオフセットシリンダ２
２によってアーム１４およびバケット１５を横方向に平
行移動させる第２ブーム１２と、この第２ブーム１２に
回動可能に設けたアーム１４と、このアーム１４に対し
ピン７１によって回動可能に接続したバケット１５とか
らなるフロント１０を備えた油圧ショベルに適用したも
のである。また、第１ブーム１１、第２ブーム１２、ア
ーム１４、バケット１５は、それぞれ油圧シリンダ２
１、２２、２３、２４によって動作する。このような作
業機では、フロント１０の姿勢によってはフロント１０
と作業機本体２とが衝突する恐れがある。このため、図
６に示すように通常バケット１５の先端が斜線で示す領
域を干渉危険領域２０として設定され、この領域内での
フロントの動作が規制される。さらに、運転室３入口近
傍には運転室３に作業者が昇降する際に操作されるゲー
トロックレバー７０が備えられている。また、この実施
例では干渉防止機能を解除するため運転席近傍に、図１
に示す解除指示手段、例えば、解除スイッチ４６を設け
ている。なお、各油圧シリンダ２１、２２、２３には、
図１に示す駆動回路５１によって圧油が供給される。

【００１５】また、本体２と第１ブーム１１、第１ブー
ム１１と第２ブーム１２、第２ブーム１２とアーム１４
との各接続部近傍には、各フロント部材間の相対角度θ
1，θ2，θ3をそれぞれ検出する角度検出手段、例えば
ポテンショメータ等の角度計３１，３２，３３を設けて
いる。そして、これらの角度計３１，３２，３３によっ
て検出された各フロント部材間の相対角度信号θ1，θ
2，θ3は、図１に示す制御装置４０を形成する干渉防止
手段、例えば、干渉防止回路４２に入力される。制御
装置４０は、図１に示すように、干渉防止回路４２と、
干渉防止機能を解除する解除手段例えば解除回路４３
と、ゲートロックレバー７０の操作に連動しオンオフ信
号を出力するゲートロックレバースイッチ４６からの信
号と解除スイッチ４７からの信号とを入力し、干渉防止
機能の解除、あるいは、作動を選択する選択回路４１
と、干渉防止回路４２を選択する位置（イ）と、解除回
路４３を選択する位置（ロ）とを備え、選択回路４１か
らの信号に応じて選択切換えするための切換回路４４
と、操作レバー５０からのフロントの速度信号と切換回
路４４からの信号とを入力し駆動回路５１を駆動する信
号を出力する駆動制御回路４５とから構成されている。
この実施例では、干渉防止回路４２が選択された場合、
角度計３１、３２、３３からの信号に基づき、第１ブー
ム１１とアーム１４の最大速度を指示する信号が出力さ
れる。また、解除回路４３が選択された場合には、干渉
防止機能の解除を示す信号が出力される。なお、上記し
たように、選択回路４１と切換回路４４とによって選択
手段６２が形成される。また、復帰回路４８は選択回路
４１からの信号によって解除スイッチ４７をリセットす
るために設けられている。

【００１６】さらに、駆動回路５１の動作を規制する駆
動回路規制手段、例えばゲートロックバルブ５２はゲー
トロックレバー７０が倒された状態、すなわち、ゲート
ロックレバースイッチ４６からの信号がオフのとき、駆
動回路５１の動作を規制するもので、駆動回路５１とは
図２に示す接続関係にある。すなわち、ゲートロックバ
ルブ５２は図示しないメインバルブへパイロット圧力を
供給するパイロットポンプ５３につながる管路５６とタ
ンク６１につながる管路５９とが接続されるとともに、
駆動回路５１のパイロット回路上に設けられたパイロッ
ト切換弁５５のパイロットポート５５ａに接続されてい
る。また、このゲートロックバルブ５２のソレノイド５
２ａにはゲートレバースイッチ４６からの信号（電流）
が入力されている。また、駆動回路５１のパイロット回
路は駆動制御回路４５からの信号によって動作する電磁
切換弁５４と、この電磁切換弁５４の下流側に設けたパ
イロット切換弁５５とから形成されている。

【００１７】このような接続関係となっているため、ゲ
ートロックレバースイッチ４６からの信号がオフのと
き、すなわち、ゲートロックレバー７０が倒された状態
のとき、ゲートロックバルブ５２は、（ハ）の位置とな
りパイロットポンプ５３からの圧油をパイロット切換弁
５５のパイロットポート５５ａに供給するため、パイロ
ット切換弁５５は（ト）位置を保持する。これにより、
パイロット管路５８はタンク６１と接続されるため、パ
イロット圧力はほぼタンク圧に等しくなる。

【００１８】一方、ゲートロックレバー７０が操作さ
れ、ゲートロックレバースイッチ４６からの信号がオン
になると、ソレノイド５２ａによる押付力がばね５２ｂ
の押付力を上回り、ゲートロックバルブ５２は（ニ）位
置に切換わる。このため、パイロット切換弁５５のパイ
ロットポート５５ａにはタンク圧にほぼ等しい圧力しか
作用しないことになる。この状態で、駆動制御回路４５
より駆動信号が電磁切換弁５４のソレノド５４ａに付与
されると、この電磁切換弁５４は管路５７内の圧力に応
じてその位置を（ヘ）側に移行する。すると、管路５７
とパイロットポンプ５３につながる管路５６ａとが接続
され、管路５７内の圧力が上昇しこのパイロット圧がパ
イロット切換弁５５のパイロットポート５５ｂに供給さ
れるため、パイロット切換弁５５は弁位置を（チ）側に
移行する。これにより、管路５７とパイロット管路５８
とが接続され、図示しないメインバルブには管路５７内
の圧力と等しいパイロット圧が供給され、このパイロッ
ト圧に応じてフロント１０が動作する。

【００１９】したがって、ゲートロックレバー７０が倒
された状態では、メインバルブにパイロット圧が供給さ
れず、各油圧シリンダ２１、２２、２３を動作させるこ
とができない。これに対し、ゲートロックレバー７０が
操作されると、制御装置４０からの指示信号に応じたパ
イロット圧力がメインバルブに供給されるようになるた
め、各油圧シリンダ２１、２２、２３を作動させること
ができる。

【００２０】次に上記のように構成された制御装置４０
による処理の流れを図３に示すフローチャートによって
説明する。作業者が運転席につき、図示しないエンジン
を始動し、制御装置４０が作動すると、手順Ｓ１に示す
ように選択回路４１によって切換回路４４が干渉防止回
路４２を選択する。これにより干渉危険領域２０内での
フロントの動作が規制される。

【００２１】次に手順Ｓ２によって解除スイッチ４７が
操作されたかどうかを判別し、操作されていない場合に
は手順Ｓ１に戻り、干渉防止機能が保持される。

【００２２】一方、手順Ｓ２で解除スイッチ４７が操作
されたと判定された場合には、手順Ｓ３に移行し、ゲー
トロックレバー７０が上げられた状態かどうか判別され
る。このとき、ゲートロックレバースイッチ４６からの
信号がオンすなわちゲートロックレバー７０が上げられ
ていると判定された場合には、干渉防止機能を解除する
ために、切換回路４４の位置が（ロ）側に切換えられ、
解除回路４３が選択され干渉防止機能が解除される。そ
して、解除スイッチ４７からの信号とゲートロックレバ
ースイッチ４７からの信号が共にオンである間は、手順
Ｓ２から手順Ｓ４が繰り返され解除回路４３が選択され
続け、干渉防止機能が解除され続ける。そして、例えば
作業者が作業機から離れたとき、ゲートロックレバー７
０が操作されると（倒された状態）、ゲートロックレバ
ースイッチ４６からの信号がオフになり、手順Ｓ３から
手順Ｓ５に移行する。この手順Ｓ５では、解除スイッチ
４７の状態を復帰回路４８によって元の状態、すなわ
ち、オフに切換える。そして、手順Ｓ１に戻り干渉防止
回路４２が選択され、再度解除スイッチ４７が操作され
るまで、手順Ｓ１とＳ２とを繰り返す。

【００２３】また、干渉防止機能が解除された状態で、
解除スイッチ４７がオフに戻された場合には、手順Ｓ２
から手順Ｓ１に移行するため、干渉防止機能が復帰する
ようになっている。

【００２４】したがって、この実施例によれば解除スイ
ッチ４７からの信号とゲートロックレバースイッチ４６
からの信号とが共にオンの場合のみ干渉防止機能が解除
され、それ以外の場合には干渉防止回路４２が選択さ
れ、干渉防止機能が作動される。また、干渉防止機能が
解除された状態で、作業者が作業機を一時離れ、再度作
業機を操作しようとした場合においても干渉防止機能が
自動的に復帰されるようになっているため、フロント１
０と作業機本体２との衝突を未然に防止することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、作業機の干渉防止機能
が解除された状態で、作業者が一時作業機を離れ再度作
業機を操作するような場合、あるいは、作業者が交代す
るような場合でも、自動的に干渉防止機能が復帰され
る。これにより、フロントと作業機本体との衝突を未然
に防止できるため、従来に比べ安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における作業機の制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】実施例における駆動回路とゲートロックバルブ
との接続関係を示す回路図である。

【図３】実施例における制御装置の処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【図４】実施例の対象である作業機の側面図である。

【図５】実施例の対象である作業機のフロントの動作を
示す動作説明図である。

【図６】実施例における干渉危険領域を示す図である。

【符号の説明】

２作業機本体３運転室１０フロント２０干渉危険領域３１，３２，３３角度計（角度検出手段）４０制御装置４１選択回路（選択手段）４２干渉防止回路（干渉防止手段）４３解除回路（解除手段）４４切換回路（選択手段）４６ゲートロックレバースイッチ４７解除スイッチ（解除指示手段）４８復帰回路５１駆動回路５２ゲートロックバルブ（駆動回路規制手段）６２選択手段７０ゲートロックレバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村孝治茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者佐伯文将茨城県土浦市神立町650番地日立建機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者田村紀光富山県富山市石金20番地株式会社不二越内 (72)発明者山田修道富山県富山市石金20番地株式会社不二越内 (72)発明者嶋先昭範富山県富山市石金20番地株式会社不二越内 (56)参考文献特開平３−156037（ＪＰ，Ａ) 特開平４−333731（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/24 E02F 3/43

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】運転席を含む作業機本体と、この作業機本体に回動可能に接続され、互いに回動可能
に接続された複数の部材からなるフロントと、これらのフロント部材を駆動する駆動回路と、前記運転席に設けられたゲートロックレバーと、このゲートロックレバーの状態に応じてオンオフ信号を
出力するゲートロックレバースイッチと、このゲートロックレバースイッチからの信号に応じて前
記駆動回路の動作を規制する駆動回路規制手段と、前記作業機本体とこの作業機本体に接続したフロント部
材との相対角度、および、前記各フロント部材間の相対
角度を検出する角度検出手段とを有する作業機に設けら
れ、前記角度検出手段からの信号に基づき、前記フロントが
運転席を含む作業機本体との干渉危険領域の範囲に侵入
したかどうかを判断し、前記フロントが干渉危険領域へ
侵入したと判断したときに前記各フロント部材の運転席
側への移動を禁止する干渉防止機能を有する干渉防止手
段と、この干渉防止手段による干渉防止機能の解除を指示する
解除指示手段と、この解除指示手段からの信号に応じて前記干渉防止機能
を解除する解除手段とを備えた作業機の制御装置におい
て、前記解除指示手段からの信号と前記ゲートロックレバー
スイッチからの信号とを入力し、解除指示手段が前記干
渉防止機能の解除を指示する信号であって、かつ、ゲー
トロックレバースイッチからの信号が前記運転席に作業
者が乗っている状態を示す信号であったときに前記解除
手段を選択し前記干渉防止機能を解除し、それ以外の信
号が入力された場合には、干渉防止手段を選択し干渉防
止機能を作動させる選択手段を設けたことを特徴とする
作業機の制御装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記解除手段によって
前記干渉防止機能が解除された状態にあるとき、前記ゲ
ートロックレバースイッチからの信号が前記運転席から
作業者が降りた状態を示す信号が入力されると、前記解
除指示手段からの指示信号をリセットすることを特徴と
する請求項１に記載の作業機の制御装置。