JP3310776B2 - 作業機の干渉防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業機が運転室に近づ
いたときに、作業機の動作を自動停止させて両者の衝突
を回避する作業機の干渉防止装置に係り、特に、オフセ
ットシリンダを具備する小旋回油圧ショベル等の建設機
械に用いて好適な作業機の干渉防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１〜図１３はこの種の作業機の干渉
防止装置の従来技術として特開平５−２７２１５５号公
報に開示されたものであり、図１１は油圧ショベルの側
面図、図１２はその平面図、図１３は干渉防止領域と緊
急停止領域を示す説明図である。

【０００３】図１１と図１２において、１は走行体、２
は運転室２ａを有し走行体１の上部に配置された旋回体
であり、これら走行体１と旋回体２とで油圧ショベルの
本体を構成している。３は運転室２ａの右側方に回動可
能に連結された第１ブーム、４は第１ブーム３の先端に
回動可能に連結された第２ブーム、５は第２ブームの先
端に回動可能に連結されたアーム、６はアーム５の先端
に回動可能に連結されたバケットであり、これら両ブー
ム３，４とアーム５およびバケット６で作業機７を構成
している。８は第１ブーム３を駆動するブームシリン
ダ、９は第２ブーム４を駆動するオフセットシリンダ、
１０はアーム５を駆動するアームシリンダ、１１はバケ
ット６を駆動するバケットシリンダであり、図１２に示
すように、第２ブーム４はオフセットシリンダ９によっ
てアーム５とバケット６を第１ブーム３に対して横方向
に平行移動する。これら各シリンダ８，９，１０，１１
は運転室２ａ内に配置した操作レバーや操作ペダル（い
ずれも図示せず）によって動作され、オペレータがこれ
ら操作レバーや操作ペダルを適宜操作すると、その操作
量に応じた指示信号に基づいて、各シリンダ８，９，１
０，１１に供給される圧油の供給量が制御される。１２
は第１ブーム３の支点部Ｐに設けられたブーム角センサ
であり、旋回体２と第１ブーム３との相対角度を検出す
る。また、１３は第２ブーム４の支点部に設けられたオ
フセット角センサであり、第１ブーム３と第２ブーム４
間の相対角度、すなわちオフセット角を検出する。さら
に、１４はアーム５の支点部に設けられたアーム角セン
サであり、第２ブーム４とアーム５間の相対角度を検出
する。

【０００４】図１３において、１５は前記運転室２ａの
周囲に設定された干渉防止領域、１６は干渉防止領域１
５の内側で運転室２ａの前方に設定された緊急停止領域
であり、これら干渉防止領域１５と緊急停止領域１６は
図示せぬコントローラに記憶されている。このコントロ
ーラは、前記各センサ１２，１３，１４によって検出さ
れる各角度信号を入力し、各角度信号から作業機７の姿
勢を求め、バケット６が干渉防止領域１５または緊急停
止領域１６に侵入したと判断した場合は、前記操作レバ
ーや操作ペダルからの指示信号にかかわらず、バケット
６が運転室２ａにそれ以上近づかないように作業機７各
部の動作を停止する。

【０００５】すなわち、オフセットシリンダ９が左オフ
セット動作されてバケット６が運転室２ａの前方にある
とき、アーム５の引き（クラウド）動作と第１ブーム３
の上げ動作が単独あるいは複合操作されると、バケット
６は運転室２ａに近づく方向に移動するが、油圧回路の
左オフセットパイロット管路とブーム上げパイロット管
路およびアーム引きパイロット管路にはソレノイドバル
ブがそれぞれ設けられており、バケット６が干渉防止領
域１５に侵入した場合に、コントローラは各ソレノイド
バルブを動作する制御信号を出力し、それによって前述
した各パイロット管路の圧油が遮断されるため、左オフ
セット動作とアーム引き動作および第１ブームの上げ動
作はそれぞれ禁止される。また、ソレノイドバルブのス
ティック等の不良によって、バケット６が干渉防止領域
１５で自動停止せずに緊急停止領域１６まで侵入した場
合は、パイロットポンプと各方向切換弁との管路に設け
られた他のソレノイドバルブがコントローラからの制御
信号によって動作されるため、操作レバーと操作ペダル
の操作にかかわらず、作業機７はパイロットポンプから
各方向切換弁への圧油の供給が遮断され緊急停止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の作業機の干渉防止装置では、バケット６の先端が干
渉防止領域１５内に侵入して自動停止した場合、前述し
た左オフセット動作とアーム引き動作および第１ブーム
の上げ動作はそれぞれ禁止されるが、それ以外の動作は
許可されるため、例えばアーム押し（ダンプ）動作して
バケット６の先端を干渉防止領域１５から退避させるこ
とができ、バケット６の先端が干渉防止領域１５の外側
まで退避した時点で、作業機７の全動作が許可されて通
常操作に復帰するようになっている。

【０００７】しかしながら、何らかの不良によって、バ
ケット６の先端が干渉防止領域１５を越えて緊急停止領
域１６まで侵入した場合、パイロットポンプと各方向切
換弁との管路に設けられたソレノイドバルブが動作さ
れ、作業機７の全動作が禁止されるようになっているた
め、バケット６の先端が緊急停止領域１６内で自動停止
した時点で、以後の作業機７の全動作が停止され、その
ままバケット６の先端を緊急停止領域１６から退避させ
ることはできなくなる。そこで、バケット６の先端が緊
急停止領域１６内で停止した後に該緊急停止領域１６か
ら退避させ、不良原因の修復作業を行う場合には、前記
ソレノイドバルブを元の状態に戻す解除操作、例えば運
転室２ａ内に設置した解除スイッチを動作させるという
操作が必要となり、かかる解除スイッチの動作は作業機
７の操作とは別の操作となるため、作業の一連の流れが
中断されて作業効率が低下するという問題があった。ま
た、解除スイッチ等の操作によりソレノイドバルブが元
の状態に戻ると、その時点で作業機７の全動作が許可さ
れて通常操作に復帰するため、バケット６の先端を緊急
停止領域１６から退避させる際に、誤って作業機７が運
転室２ａと近づく方向に操作されると、バケット６の先
端が運転室２ａに衝突するという問題もあった。さら
に、バケット６の先端を緊急停止領域１６から退避させ
た後、不良原因を修復し忘れて不良が取り除かれない場
合は、作業中に再びバケット６が緊急停止領域１６まで
侵入するという動作を繰り返すため、この点からも作業
効率が低下するという問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、作業機と運転室との
干渉を適正に防止でき、操作性にも優れた作業機の干渉
防止装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、運転室を有する本体と、この本体の前記
運転室の側方に回動可能に設けられた第１ブームと、こ
の第１ブームに対してオフセットシリンダによって横方
向に移動可能に連結された第２ブームと、この第２ブー
ムに対して回動可能に連結されたアームと、このアーム
に対して回動可能に連結されたバケットと、これら第
１，第２ブームとアームおよびバケットとで構成される
作業機を駆動するアクチュエータと、前記運転室の周囲
に設定された干渉防止領域を記憶し、この干渉防止領域
に前記作業機が侵入したか否かを判断するコントローラ
とを備え、前記作業機が前記干渉防止領域に侵入したと
きに、前記作業機が前記運転室と干渉する方向への動作
を禁止し、前記作業機が前記干渉防止領域から退避した
ときに、前記作業機が前記運転室と干渉する方向への動
作を許可するようにした作業機の干渉防止装置におい
て、前記干渉防止領域の前記運転室寄りの内側に異常侵
入判定領域を設定し、前記作業機が前記干渉防止領域を
越えてこの異常侵入判定領域に侵入したときに、前記作
業機の干渉方向への動作を禁止し、前記作業機が前記異
常侵入判定領域から退避したときも、前記作業機の干渉
方向への動作を禁止し続けるようにしたことを、最も主
要な特徴としている。

【００１０】

【作用】オフセットシリンダが運転室側にオフセット動
作された状態で、アームの引き動作と第１ブームの上げ
動作が単独あるいは複合操作されると、作業機は運転室
に近づく方向に移動し、センサやバルブ類が正常に機能
している場合は、作業機が運転室の周囲に設定された干
渉防止領域内に侵入した時点で、作業機の干渉方向への
動作が禁止され、作業機は自動停止する。この場合、作
業機の干渉方向への動作は禁止されるが、それ以外の動
作は許可されるため、例えばアームを押し動作すること
により作業機を干渉防止領域から退避させることがで
き、作業機が干渉防止領域の外側まで退避した時点で、
作業機の全動作が許可されて通常操作に復帰する。

【００１１】一方、センサやバルブ類に何らかの不良が
ある場合は、作業機は干渉防止領域を越えてその内側に
設定された異常侵入判定領域に侵入し、この異常侵入判
定領域に侵入した時点で、作業機の干渉方向への動作が
禁止され、作業機は自動停止する。この場合、作業機の
干渉方向への動作は禁止されるが、それ以外の動作は許
可されるため、例えばアームを押し動作することによ
り、そのまま作業機を異常侵入判定領域から退避させる
ことができるものの、作業機が異常侵入判定領域の外側
まで退避した後も、作業機の干渉方向への動作は禁止し
続けられる。したがって、作業機が異常侵入判定領域内
に一度侵入すると、不良原因を修復する等の所定の復帰
処理が行われるまで通常操作に復帰せず、作業機が再び
異常侵入判定領域に侵入することはない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る作業機の干渉防止装
置を備えた油圧ショベルの側面図、図２は該干渉防止装
置の全体構成を示すブロック図、図３は油圧駆動回路を
示す回路図、図４〜図１０は演算装置の処理内容を示す
フローチャートであり、前述した図１１〜図１３に対応
する部分には同一符号を付してある。

【００１３】図１に示すように、本実施例に係る油圧シ
ョベルにおいては、運転室２ａの周囲に干渉防止領域２
０が、該干渉防止領域２０の外側に減速領域２１が、該
干渉防止領域２０の内側に異常侵入判定領域２２がそれ
ぞれ設定されており、これら各領域２０，２１，２２は
後述するコントローラの演算装置に記憶されている。前
記干渉防止領域２０は、運転室２ａの右側方に位置する
図示せぬ側部干渉防止領域と、運転室２ａの上部前方に
直線状に延びる上部干渉防止領域２０ａと、運転室２ａ
の下部前方から下方にかけて円弧状に延びる下部干渉防
止領域２０ｂとからなり、この下部干渉防止領域２０ｂ
とその外側に位置する減速領域２１とは、それぞれ第１
ブーム３の回動支点Ｐまたはその近傍を中心軸とする曲
面形状に形成されている。すなわち、通常の領域と減速
領域２１の境界線をＺ１、減速領域２１と干渉防止領域
２０の境界線をＺ２、干渉防止領域２０と異常侵入判定
領域２２の境界線をＺ３とすると、下部干渉防止領域２
０ｂ側においてこれらＺ１〜Ｚ３は、略回動支点Ｐを中
心として外側から内側に同心円状に形成されている。

【００１４】図２において、１２，１３，１４は前述し
たブーム角センサ，オフセット角センサ，アーム角セン
サであり、これら各センサ１２，１３，１４によって検
出された各作業機部材間の相対角度信号θ１，θ２，θ
３はコントローラに内蔵された演算装置２３に入力され
る。この演算装置２３は、角度信号θ１，θ２，θ３に
基づいて作業機７上の所定箇所、例えばアーム５先端の
座標からバケット６の先端座標を算出する座標演算部２
４と、前述した各領域を記憶する減速領域記憶部２５と
干渉防止領域記憶部２６および異常侵入判定領域記憶部
２７と、座標演算部２４で算出されたバケット先端座標
が各記憶部２５〜２７内にあるか否かを判断し、その結
果に応じて所定の制御信号を出力する比較演算部２９
と、比較演算部２９からの制御信号に基づいて油圧駆動
回路３１へ所定の制御信号を出力する駆動制御部３０と
を備えている。また、前記比較演算部２９には、リセッ
トスイッチ１８からの異常復帰信号と、干渉防止解除ス
イッチ１９からの解除信号とがそれぞれ入力され、これ
らリセットスイッチ１８と干渉防止解除スイッチ１９は
運転室２ａ内の所定位置に配置されている。さらに、前
記油圧駆動回路３１は、前記駆動制御部３０からの制御
信号の他に、運転室２ａ内に配置した作業機７を操作す
るための操作手段、例えば操作レバー３２からの指示信
号を入力し、これらの信号に基づいて各シリンダ８〜１
１への作動油の供給量が制御される。なお、バケット先
端座標の算出に際しては、例えば旋回体２と第１ブーム
３との回動中心Ｐを原点とする座標系を予め設定してお
き、各角度信号θ１，θ２，θ３からこの座標系におけ
るアーム５の先端の座標値を算出し、このアーム先端の
座標値からバケット６の先端の座標値を算出すれば良
い。

【００１５】図３に示すように、前記油圧駆動回路３１
は、エンジンによって駆動される油圧ポンプ３３とパイ
ロットポンプ３４、油圧ポンプ３３から前記各シリンダ
８，９，１０に供給される作動油の流れを制御するブー
ム用方向切換弁３５，オフセット用方向切換弁３６，ア
ーム用方向切換弁３７、前記各シリンダ８，９，１０を
操作するブーム用パイロット弁３８，オフセット用パイ
ロット弁３９，アーム用パイロット弁４０等を備えてお
り、バケットシリンダ１１や走行モータ等の他のアクチ
ュエータについては図示省略してある。各パイロット弁
３８，３９，４０は前記パイロットポンプ３４に連通す
る左側の室と右側の室とを有しており、パイロットポン
プ３４から吐出される圧油は、前記操作レバー３２から
の指示信号に応じてこれら左または右側の室に供給され
る。

【００１６】前記ブーム用方向切換弁３５は左右両側に
パイロット室を有しており、このブーム用方向切換弁３
５の左側のパイロット室と前記ブーム用パイロット弁３
８の左側の室とはブーム上げパイロット管路４１によっ
て接続され、ブーム用方向切換弁３５の右側のパイロッ
ト室とブーム用パイロット弁３８の右側の室とはブーム
下げパイロット管路４２によって接続されている。ま
た、前記オフセット用方向切換弁３６も左右両側にパイ
ロット室を有しており、このオフセット用方向切換弁３
６の左側のパイロット室と前記オフセット用パイロット
弁３９の左側の室とは右オフセットパイロット管路４３
によって接続され、オフセット用方向切換弁３６の右側
のパイロット室とオフセット用パイロット弁３９右側の
室とは左オフセットパイロット管路４４によって接続さ
れている。さらに、前記アーム用方向切換弁３７も左右
両側にパイロット室を有しており、このアーム用方向切
換弁３７の左側のパイロット室と前記アーム用パイロッ
ト弁４０の左側の室とはアーム引きパイロット管路４５
によって接続され、アーム用方向切換弁３７の右側のパ
イロット室とアーム用パイロット弁４０右側の室とはア
ーム押しパイロット管路４６によって接続されている。

【００１７】前記ブーム上げパイロット管路４１にはブ
ーム用電磁比例減圧弁４７が、前記アーム引きパイロッ
ト管路４５にはアーム用電磁比例減圧弁４８がそれぞれ
介設されており、これら電磁比例減圧弁４７，４８はタ
ンクに接続されるポートを有している。これら電磁比例
減圧弁４７，４８は前記演算装置２３の駆動制御部３０
から出力される制御信号の電流値に比例して動作され、
通常は最大レベルの電流Ｉａを入力してブーム上げパイ
ロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５を全開
し、制御信号として電流値が最小レベルの電流Ｉｂを入
力した場合、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引
きパイロット管路４５の圧油を遮断してタンクに戻し、
制御信号として電流値が最大レベルと最小レベルの間の
電流Ｉｃを入力した場合、ブーム上げパイロット管路４
１とアーム引きパイロット管路４５の圧油を絞ってパイ
ロット圧を減圧する。一方、前記左オフセットパイロッ
ト管路４４にはオフセット用電磁切換弁４９が介設され
ており、この電磁切換弁４９はタンクに接続されるポー
トを有している。この電磁切換弁４９も前記演算装置２
３の駆動制御部３０から出力される制御信号によって切
り換え動作され、制御信号を入力した場合にのみ、左オ
フセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタンクに
戻す。

【００１８】次に、本実施例の動作を主に図４〜図１０
に示すフローチャートを用いて説明する。エンジンを始
動させると、演算装置２３は、最初に図４の手順Ｓ−１
に示すように、干渉防止解除スイッチ１９からの解除信
号を読み込み、手順Ｓ−２で解除信号がオンであるか否
かを判断する。通常、この干渉防止解除スイッチ１９は
図２の実線位置にあり、干渉防止解除スイッチ１９から
解除信号は出力されないため、この場合は手順Ｓ−２か
ら手順Ｓ−３へ移行し、異常処理のフラグがセットされ
ているか否かを判断する。手順Ｓ−３でフラグがセット
されていないと判断された場合は、手順Ｓ−４において
ブーム角センサ１２とオフセット角センサ１３およびア
ーム角センサ１４からの相対角度信号θ１，θ２，θ３
を座標演算部２４に入力し、次いで手順Ｓ−５において
相対角度信号θ１，θ２，θ３からアーム５先端の座標
を演算した後、手順Ｓ−６においてアーム先端座標から
バケット先端座標を演算する。次に、手順Ｓ−７に移行
し、比較演算部２９は座標演算部２４で算出されたバケ
ット先端座標と減速領域記憶部２５とを比較し、バケッ
ト６の先端が減速領域２１の内側にあるか否か、換言す
ると、バケット６の先端が境界線Ｚ１内に侵入したか否
かを判断する。

【００１９】手順Ｓ−７での判断結果がＮＯのとき、す
なわち、バケット６の先端が減速領域２１内に侵入せ
ず、その外側にある場合は、手順Ｓ−８に移行して通常
処理が行われる。この通常処理では、図５に示すよう
に、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７とア
ーム用電磁比例減圧弁４８に最大レベルの電流Ｉａを出
力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信号
を出力せず、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引
きパイロット管路４５および左オフセットパイロット管
路４４を全開し、各シリンダ８，９，１０は対応する操
作レバー３２の操作量に応じた通常の動作が行われる。
したがって、バケット６の先端と運転室２ａとの接触の
おそれがない通常処理においては、ブーム用およびアー
ム用電磁比例減圧弁４７，４８とオフセット用電磁切換
弁４９は全て図３に示す位置にあり、この状態で、例え
ばブーム用の操作レバー３２が図３の左側に倒される
と、パイロットポンプ３４から吐出される圧油は、ブー
ム用パイロット弁３８の左側の室からブーム上げパイロ
ット管路４１、ブーム用電磁比例減圧弁４７を経てブー
ム用方向切換弁３５の左側のパイロット室に供給され、
ブーム用方向切換弁３５は作動を開始する。そして、ブ
ーム用方向切換弁３５が中立位置から左側の位置に切り
換えられると、油圧ポンプ３３の圧油はブーム用方向切
換弁３５を経てブームシリンダ８のボトム側に供給さ
れ、ブームシリンダ８が伸長して第１ブーム３が上昇す
る。これとは反対に、ブーム用の操作レバー３２が図３
の右側に倒されると、パイロットポンプ３４から吐出さ
れる圧油はブーム用パイロット弁３８の右側の室からブ
ーム下げパイロット管路４２を経てブーム用方向切換弁
３５の右側のパイロット室に供給され、ブーム用方向切
換弁３５は作動を開始する。また、ブーム用方向切換弁
３５が中立位置から右側の位置に切り換えられると、油
圧ポンプ３３の圧油はブーム方向切換弁３５を経てブー
ムシリンダ８のロッド側に供給され、ブームシリンダ８
が伸縮して第１ブーム３が下降する。同様に、オフセッ
ト用操作レバー３２の操作量に応じてオフセットシリン
ダ９が伸縮し、アーム５とバケット６が第１ブーム３に
対して横方向に右オフセットあるいは左オフセット操作
され、また、操作レバー３２の操作量に応じてアームシ
リンダ１０が伸縮し、アーム５が引きあるいは押し操作
される。

【００２０】また、手順Ｓ−７での判断結果がＹＥＳの
ときには手順Ｓ−９に移行し、比較演算部２９はバケッ
ト先端座標と干渉防止領域記憶部２６とを比較し、バケ
ット６の先端が上部または下部干渉防止領域２０ａ，２
０ｂの内側にあるか否か、換言すると、バケット６の先
端が境界線Ｚ２内に侵入したか否かを判断する。手順Ｓ
−９での判断結果がＮＯのとき、すなわち、バケット６
の先端が減速領域２１内にある場合は、手順Ｓ−１０に
移行して減速処理が行われる。この場合、図６に示すよ
うに、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７と
アーム用電磁比例減圧弁４８に電流値が最大レベルと最
小レベルの間の電流Ｉｃを出力し、ブーム上げパイロッ
ト管路４１とアーム引きパイロット管路４５の圧油を絞
ってパイロット圧を減圧すると共に、オフセット用電磁
切換弁４９に切換信号を出力せず、左オフセットパイロ
ット管路４４を全開する。したがって、ブームシリンダ
８とアームシリンダ１０は対応する操作レバー３２の操
作量に比べて減速され、第１ブーム３とアーム５の動作
速度は遅くなる。また、手順Ｓ−９での判断結果がＹＥ
Ｓのときには手順Ｓ−１１に移行し、比較演算部２９は
バケット先端座標と異常侵入判定領域記憶部２７とを比
較し、バケット６の先端が異常侵入判定領域２２の内側
にあるか否か、換言すると、バケット６の先端が境界線
Ｚ３内に侵入したか否かを判断する。

【００２１】手順Ｓ−１１での判断結果がＮＯのときに
は手順Ｓ−１２に移行し、比較演算部２９はバケット６
の先端が下部干渉防止領域２０ｂ内にあるか否かを判断
する。手順Ｓ−１２での判断結果がＮＯのとき、すなわ
ち、バケット６の先端が上部干渉防止領域２０ａ内にあ
る場合は、手順Ｓ−１３に移行して停止処理Ａが行われ
る。この場合、図７に示すように、駆動制御部３０はブ
ーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４
８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセッ
ト用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、ブーム上げパ
イロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５およ
び左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタ
ンクに戻す。したがって、バケット６の先端が運転室２
ａに近づく方向に各操作レバー３２を操作し、パイロッ
トポンプ３４からブーム上げパイロット管路４１とアー
ム引きパイロット管路４５および左オフセットパイロッ
ト管路４４に圧油が供給されたとしても、これら管路４
１，４４，４５にパイロット圧が立たないため、作業機
７は自動停止し、第１ブーム３の上げ動作とアーム５の
引き動作および左オフセット動作は禁止される。

【００２２】一方、手順Ｓ−１２での判断結果がＹＥＳ
のとき、すなわち、バケット６の先端が下部干渉防止領
域２０ｂ内にある場合は、手順Ｓ−１４に移行して停止
処理Ｂが行われる。この場合、図８に示すように、駆動
制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７に最大レベル
の電流Ｉａを出力してブーム上げパイロット管路４１を
全開するが、アーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベル
の電流Ｉｂを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁
４９に切換信号を出力し、アーム引きパイロット管路４
５と左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断して
タンクに戻す。したがって、バケット６の先端が運転室
２ａに近づく方向へ各操作レバー３２を操作しても、ア
ーム５の引き動作と左オフセット動作とが禁止され、作
業機７は自動停止するが、第１ブーム３の上げ動作と下
げ動作を含みそれ以外の動作は許可される。その際、第
１ブーム３を上げまたは下げ動作すると、バケット６の
先端は第１ブーム３の回動支点Ｐを中心に下部干渉防止
領域２０ｂ内を回動するため、自動停止した後に第１ブ
ーム３の動作を続行したとしても、バケット６の先端が
運転室２ａに干渉することはない。なお、これら減速処
理と停止処理Ａおよび停止処理Ｂは、バケット６の先端
を運転室２ａから遠ざかる方向へ移動し、バケット６の
先端が減速領域２１の外側まで退避した位置で自動的に
解除され、再び前述した通常処理が行われる。

【００２３】手順Ｓ−１１での判断結果がＹＥＳのと
き、すなわち、各センサ１２〜１４や電磁比例減圧弁４
７，４８あるいは電磁切換弁４９等の不良が原因で、バ
ケット６の先端が境界線Ｚ３を越えて異常侵入判定領域
２２に侵入すると、手順Ｓ−１５に移行して異常処理が
行われる。この場合、図９に示すように、駆動制御部３
０はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減
圧弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オ
フセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、前述し
た停止処理Ａと同様に、干渉方向の動作を全て禁止して
作業機７を緊急停止させる。また、異常処理のフラグを
セットすると共に、ブザーを鳴らしたりランプを点灯す
る等の警報を発して、オペレータに何らかの異常があっ
たことを知らせる。

【００２４】手順Ｓ−１５において異常処理のフラグが
セットされると、バケット６の先端を異常侵入判定領域
２２から減速領域２１の外側まで退避させたとしても、
第１ブーム３の上げ動作とアーム５の引き動作および左
オフセット動作は禁止されたままであり、通常の作業を
行うことができなくなる。そこで、バケット６の先端が
異常侵入判定領域２２内に侵入して警報が発せられた場
合は、まず、バケット６の先端を異常侵入判定領域２２
から減速領域２１の外側まで退避させたさせた状態でエ
ンジンを停止させ、不良の原因となったセンサやバルブ
を正常なものに交換した後、干渉防止解除スイッチ１９
を図２の実線位置から破線位置へ切換え、しかる後、再
度エンジンを始動させて手順Ｓ−１に戻る。前述したよ
うに、この手順Ｓ−１において、干渉防止解除スイッチ
１９からの解除信号が読み込まれ、この場合は干渉防止
解除スイッチ１９から比較演算部２９に解除信号が出力
されているため、手順Ｓ−２から手順Ｓ−８へ移行して
前述した通常処理と同様の処理が行われる。その際、作
業機７を基準位置へと移動した後、再び干渉防止解除ス
イッチ１９を図２の破線位置から実線位置へ切換える。
この基準位置としては、例えば第１ブーム３を最大上
げ、アーム５を最大引き、第２ブーム４を最右オフセッ
トした位置が挙げられるが、第２ブーム４についてはオ
フセットの停止精度を高める目的で、運転室２ａから所
定距離だけ右側に離れたオフセット位置でも良い。

【００２５】このように、作業機７を基準位置へ移動し
た状態で干渉防止解除スイッチ１９が図２の実線位置に
切換えられると、手順Ｓ−２での判断結果がＮＯとなる
ため、手順Ｓ−２から手順Ｓ−３へ移行して異常処理の
フラグがセットされているか否かが判断され、この場合
はフラグがセットされたままであるため、手順Ｓ−３か
ら手順Ｓ−１６に移行して復帰処理が行われる。図１０
に示すように、この復帰処理において、駆動制御部３０
はブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧
弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフ
セット用電磁切換弁４９に切換信号を出力することによ
り、干渉方向の動作を全て禁止する状態を維持し、リセ
ットスイッチ１８からの異常復帰信号を読み込む。そし
て、リセットスイッチ１８が操作されてパルス状の異常
復帰信号が出力されると、ブーム角センサ１２とオフセ
ット角センサ１３およびアーム角センサ１４からの相対
角度信号θ１，θ２，θ３が所定の範囲内にあるか否か
が判断され、前述したように作業機７が基準位置にあっ
て各センサからの相対角度信号が所定の範囲内にある場
合は、異常処理のフラグをリセットして復帰処理が終了
し、手順Ｓ−４に戻る。一方、この復帰処理において、
作業機７を基準位置に移動する操作を怠り、各センサか
らの相対角度信号が所定の範囲内にない場合は、前述し
た異常処理に戻り復帰処理は終了しない。

【００２６】このように、上記実施例にあっては、セン
サやバルブ類に何らかの不良がある場合、作業機７は干
渉防止領域２０を越えてその内側に設定された異常侵入
判定領域２２に侵入し、この異常侵入判定領域２２に侵
入した時点で、作業機７の干渉方向への動作が禁止され
るため、バケット６の先端が運転室２ａに衝突すること
を確実に防止できる。また、作業機７が異常侵入判定領
域２２に侵入した時点で、作業機７の干渉方向への動作
は禁止されるものの、それ以外の動作は許可されるた
め、例えばアーム５を押し動作することにより、そのま
ま作業機７を異常侵入判定領域２２から退避させること
ができ、作業の一連の流れが中断されることはなくな
る。しかも、この時、作業機７の干渉方向への動作は禁
止されているため、操作レバー３２の操作ミスでバケッ
ト６が運転室２ａに衝突する事故を防止できる。さら
に、作業機７が異常侵入判定領域２２の外側まで退避し
た後は、作業機７の干渉方向への動作は禁止し続けら
れ、この禁止動作を解除するには不良原因を修復する等
の所定の復帰処理を必要とするため、不良原因を修復し
忘れて作業機７が再び異常侵入判定領域２２に侵入する
ことを防止できる。さらに、上記復帰処理を行うのに際
し、比較的簡単に操作可能なリセットスイッチ１８と干
渉防止解除スイッチ１９の操作に加えて、作業機７を基
準位置に移動するという煩雑な操作を必要とし、これら
操作の全てが満たされたときだけ通常処理に復帰するた
め、この点からも不良原因の修復作業が確実になり、不
良原因を修復し忘れて作業機７が再び異常侵入判定領域
２２に侵入することを防止できる。

【００２７】また、上記実施例にあっては、バケット６
の先端が運転室２ａの周囲の干渉防止領域２０に侵入し
て自動停止した状態でも、バケット６の先端が運転室２
ａの下部前方から下方にかけて設定された下部干渉防止
領域２０ｂ内に位置している場合は、第１ブーム３を上
げまたは下げ操作したとしても、バケット６の先端は曲
面形状の下部干渉防止領域２０ｂ内を回動して運転室２
ａに干渉しないため、作業を中断することなく第１ブー
ムの上げ動作と下げ動作を引き続き行うことができ、こ
の点からも作業効率を高めることができる。また、下部
干渉防止領域２０ｂの曲面形状によって自動停止後の第
１ブーム３の下げ動作を可能にしているため、ブーム下
げパイロット管路４２にブーム下げ動作を禁止するソレ
ノイドバルブを設ける必要はなくなり、コストの上昇を
抑えることができる。さらに、下部干渉防止領域２０ｂ
の外側に減速領域２１を設け、これら各領域２０ｂ，２
１を第１ブーム３の略回動支点Ｐを中心に同心円に設定
したため、通常の操作の妨げになる減速の領域や自動停
止の領域を極力少なくすることができ、この点からも作
業効率を高めることができる。

【００２８】なお、上記実施例では、リセットスイッチ
１８からの異常復帰信号によって異常処理のフラグをリ
セットする場合について説明したが、このリセットスイ
ッチ１８の操作に代えて、コネクタの着脱等の他の手段
を用いても良く、また、作業機７の基準位置も上記実施
例に限定されず、要は、復帰処理の中で作業機７を通常
とは違う姿勢に移動するという煩雑な操作が行われれば
良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業機の先端が干渉防止領域を越えて異常侵入判定領域
内に侵入した際に、作業機の干渉方向への動作は禁止さ
れるが、それ以外の動作は許可されるため、センサやバ
ルブ類に何らかの不良があって作業機が異常侵入判定領
域で停止したとしても、作業を中断することなく作業機
の先端を異常侵入判定領域から退避させることができ、
また、作業機が異常侵入判定領域から退避した後も、不
良原因を修復する等の所定の復帰処理が行われるまで、
作業機の干渉方向への動作を禁止し続けるため、不良原
因を修復し忘れて作業機が再び異常侵入判定領域内に侵
入することはなく、したがって、作業機と運転室との干
渉を適正に防止でき、操作性にも優れた作業機の干渉防
止装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る作業機の干渉防止装置を
備えた油圧ショベルの側面図である。

【図２】図１の干渉防止装置の全体構成を示すブロック
図である。

【図３】図２の干渉防止装置に備えられる油圧駆動回路
を示す回路図である。

【図４】図２の干渉防止装置に備えられる演算装置の処
理内容を示すフローチャートである。

【図５】図４の演算装置の通常処理を示すフローチャー
トである。

【図６】図４の演算装置の減速処理を示すフローチャー
トである。

【図７】図４の演算装置の停止処理Ａを示すフローチャ
ートである。

【図８】図４の演算装置の停止処理Ｂを示すフローチャ
ートである。

【図９】図４の演算装置の異常処理を示すフローチャー
トである。

【図１０】図４の演算装置の復帰処理を示すフローチャ
ートである。

【図１１】従来例に係る作業機の干渉防止装置を備えた
油圧ショベルの側面図である。

【図１２】該油圧ショベルの平面図である。

【図１３】該油圧ショベルに設定された干渉防止領域と
緊急停止領域を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 旋回体 ２ａ 運転室 ３ 第１ブーム ４ 第２ブーム ５ アーム ６ バケット ７ 作業機 ８ ブームシリンダ ９ オフセットシリンダ １０ アームシリンダ １２ ブーム角センサ １３ オフセット角センサ １４ アーム角センサ １８ リセットスイッチ １９ 干渉防止解除スイッチ ２０ 干渉防止領域 ２０ａ 上部干渉防止領域 ２０ｂ 下部干渉防止領域 ２１ 減速領域 ２２ 異常侵入判定領域 ２３ 演算装置 ２４ 座標演算部 ２９ 比較演算部 ３０ 駆動制御部 ３１ 油圧駆動回路 ３２ 操作レバー ４７ ブーム用電磁比例減圧弁 ４８ アーム用電磁比例減圧弁 ４９ オフセット用電磁切換弁

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 松田 隆 富山県富山市石金20番地 株式会社不二 越内 (72)発明者 石坂 俊之 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３−221628（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−252826（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 3/43 E02F 9/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転室を有する本体と、この本体の前記
   運転室の側方に回動可能に設けられた第１ブームと、こ
   の第１ブームに対してオフセットシリンダによって横方
   向に移動可能に連結された第２ブームと、この第２ブー
   ムに対して回動可能に連結されたアームと、このアーム
   に対して回動可能に連結されたバケットと、これら第
   １，第２ブームとアームおよびバケットとで構成される
   作業機を駆動するアクチュエータと、前記運転室の周囲
   に設定された干渉防止領域を記憶し、この干渉防止領域
   に前記作業機が侵入したか否かを判断するコントローラ
   とを備え、前記作業機が前記干渉防止領域に侵入したと
   きに、前記作業機が前記運転室と干渉する方向への動作
   を禁止し、前記作業機が前記干渉防止領域から退避した
   ときに、前記作業機が前記運転室と干渉する方向への動
   作を許可するようにした作業機の干渉防止装置におい
   て、 前記干渉防止領域の前記運転室寄りの内側に異常侵入判
   定領域を設定し、前記作業機が前記干渉防止領域を越え
   てこの異常侵入判定領域に侵入したときに、前記作業機
   の干渉方向への動作を禁止し、前記作業機が前記異常侵
   入判定領域から退避したときも、前記作業機の干渉方向
   への動作を禁止し続けるようにしたことを特徴とする作
   業機の干渉防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記作業機が
   前記異常侵入判定領域に侵入したと判断されたときに、
   前記作業機の干渉方向への動作を解除する解除操作が行
   われた後に、少なくとも前記作業機が基準位置に操作さ
   れた場合に、前記作業機が通常の動作に復帰されること
   を特徴とする作業機の干渉防止装置。