JP4091955B2

JP4091955B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP4091955B2
Application number: JP2005349063A
Authority: JP
Inventors: 英司赤羽根; 信海豊浦; 茂小嶋; 誠之高野
Original assignee: 新キャタピラー三菱株式会社
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2025-12-02
Also published as: DE06798140T1; WO2007063634A1; JP2007154473A; US20100000367A1; EP1956148A1; US7854291B2

Description

本発明は、走行装置と作業装置とを有する作業機械に関する。

図５に示されるように、作業機械としての油圧ショベル１は、左右の走行モータ2mによりそれぞれ駆動される左右の走行装置２を有する下部走行体に対して、旋回モータ3mにより回動される上部旋回体３が設けられ、この上部旋回体３にキャブ４および作業装置５が搭載され、この作業装置５は、上部旋回体３に対しブームシリンダ6cにより上下方向に回動されるブーム６の基端が軸支され、このブーム６の先端にスティックシリンダ7cにより回動されるスティック７が軸支され、このスティック７の先端にバケットシリンダ8cにより回動されるバケット８が軸支されている。

このような油圧ショベルにおいて、キャブ４内では、下部走行体の左右の走行装置２を操作する走行ペダルおよび走行レバーが、通常は運転席の前方床面上に設置されている。

大まかな走行操作を行なうときは、足による走行ペダル操作で良いが、これでは微操作ができないので、走行レバーにより微操作をする場合は、上部旋回体３および作業装置５の旋回操作を行なう運転席左右に設置された操作レバー（フロント作業・旋回レバー）から、どちらかの手を離して、前方の走行レバーに手を伸ばして操作する必要がある。

さらに左右の走行レバーを別々に操作する場合には両手を前方に伸ばさなければならない。

このように、運転席の前方に走行レバーを設置した場合は、オペレータがキャブ４内へ乗り降りする際に走行レバーが障害となったり、走行レバー操作のためにオペレータは操作レバーを持ち替え、姿勢も変えなければならない。

その解決策として、運転席横のフロント作業・旋回レバーの近傍に走行操作用レバーを設置したものがある（特許文献１、２、３、４）。

この場合、オペレータの乗り降りは改善されるが、走行操作のための操作レバーの持ち替えは改善されず、さらに走行レバー設置のために、運転席の横に新たなスペースを設けなければならない。

これに対して、切替装置によって、フロント作業・旋回レバーのうち片方のレバーを走行レバーとして使用できる構成を提案したものがある（特許文献５、６）。

さらに、左右のフロント作業・旋回レバーが独立して左右の走行装置を操作できるような構成を提案したものがある（特許文献４、７）。

これらの場合、切替装置が操作レバー以外に設置された場合は、切替装置を操作するために操作レバーから手を離さなければならないので、レバーの持ち替えと大差なく、また、操作レバーに切替装置が付いている場合でも、切り替わったことがオペレータに判り難く、その時点で操作レバーがどの装置を動かすようになっているかを考えなければならない。
特開平６−１３６７７８号公報（第４頁、図９）特開平７−３２９０１号公報（第３頁、図２）特開２００２−３２３９３１号公報（第４頁、図１）特開２００４−１００３９７号公報（第７、15-17頁、図１、11）特開平７−１１９７１０号公報（第２−３頁、図１）特開２０００−２７２３８号公報（第４−７頁、図１）特開平９−１６５７８８号公報（第３−４頁、図３−４）

このように、走行レバーが運転席の前方床面に設置されたものでは、オペレータの乗り降りが難しく、走行レバー操作のためにレバーの持ち替え、姿勢の変更が必要となる問題がある。切替装置が操作レバー以外に設置された場合も、切替装置を操作するために操作レバーから手を離さなければならない。

また、操作レバーに設けられた切替装置を切替操作して、フロント作業・旋回レバーでも走行操作を行なえるようにした場合は、切り替わったことがオペレータに判り難い問題がある。

このため、走行のつもりで操作レバーを動かしたら作業装置が動いてしまったり、作業装置を操作したつもりでも走行してしまったり、と言う状況が発生する問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、共通の操作レバーにより走行装置および作業装置を操作可能とした切替手段において、切替操作が容易でかつ切り替わったことが判り易い作業機械を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、走行装置と作業装置とを有する作業機械であって、運転席と、この運転席の横に設置されて走行装置および作業装置を操作可能な操作レバーと、運転席に着座したオペレータの足元位置に設置されてフット操作可能なフット操作型切替手段と、このフット操作型切替手段が踏み込まれている間は操作レバーによる走行装置の走行操作のみを可能とするとともに、フット操作型切替手段が操作されないときは操作レバーにより作業装置を操作可能とするコントローラと、運転席に着座したオペレータによりフット操作可能な走行ペダルと、この走行ペダルおよびフット操作型切替手段の同時フット操作により作動する警報アラームとを具備した作業機械である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の作業機械において、フット操作型切替手段をフット操作したときに作動する走行アラームを具備したものである。

請求項１記載の発明によれば、共通の操作レバーにより走行装置および作業装置を操作可能としたフット操作型切替手段は、運転席に着座したオペレータの足元位置に設置されてフット操作可能であり、このフット操作型切替手段を踏み込んでいる間は、操作レバーによる走行操作のみが可能となるから、切替操作が容易でかつ切り替わったことが判り易い。すなわち、フット操作型切替手段をフット操作することで、オペレータは操作レバーによる走行操作を意識できるとともに、フット操作型切替手段から足を離せば通常の操作に戻ることができ、操作レバーから手を離すこともなく、簡単に切替ができる。さらに、走行ペダルおよびフット操作型切替手段の同時フット操作により警報アラームを作動するので、走行ペダルと操作レバーの同時走行操作指令による混乱を防止できる。

請求項２記載の発明によれば、フット操作により走行アラームが鳴るフット操作型切替手段を踏むことで、オペレータは操作レバーによる走行操作をはっきり意識して行うことができる。さらに、操作レバーによる走行動作よりも前に走行アラームが鳴るので、周囲への注意勧告が余裕を持ってできる。

以下、本発明を図１乃至図３に示された一実施の形態、図４に示された他の実施の形態、および図５に示された作業機械を参照しながら詳細に説明する。なお、図５に示された作業機械は、既に説明したので、詳細な説明は省略する。

図５に示されるように、走行装置２と作業装置５とを備えた作業機械としての油圧ショベル１において、キャブ４の内部には、図１に示されるように、運転席11の前方床面に左右走行用の１対の走行ペダル12が配置され、運転席11の左右両横には、走行装置２および作業装置５を操作可能な１対の操作レバー（ジョイスティックレバー）13が設置されている。従来の走行ペダル12と一体に設けられた走行レバーは除去されている。

さらに、運転席11に着座したオペレータの足元位置すなわち図１に示された右コンソールR-Coの前方の床面位置には、フット操作可能なフット操作型切替手段としてのフットスイッチ14が設置されている。このフットスイッチ14の斜め前方には、入力装置を備えたモニタ15が設置されている。

図２に示されるように、走行ペダル12、操作レバー13およびフットスイッチ14は、コントローラ16の入力側に接続され、このコントローラ16の出力側には、左右の走行モータ2mをそれぞれ制御する走行制御弁17の電磁作動部が接続され、これらの走行制御弁17の給油ポートおよび排油ポートには、管路を経て作動油を供給する油圧ポンプ18と、戻り油を回収するタンク19とが接続されている。

コントローラ16は、フットスイッチ14がフット操作されたときは操作レバー13により走行装置２を操作するとともに、フットスイッチ14がフット操作されないときは操作レバー13により作業装置５を操作するものである。操作レバー13により走行装置２を操作するときは、左右それぞれの操作レバー13の前後操作が、左右それぞれの走行モータ2mの前進動作および後進動作となるように制御する。

コントローラ16には、フットスイッチ14をフット操作したときに作動する走行アラーム21と、誤操作があったときに作動する警報アラーム22とが、それぞれ接続されている。これらの走行アラーム21および警報アラーム22は、モニタ15などに設置されている。

次に、図３のフローチャートに基づき、コントローラ16による走行制御系の一制御例を説明する。なお、図中の丸数字は、ステップ番号を示す。

（ステップ１）
走行ペダル12が操作されたか否かを判断する。

（ステップ２）
ステップ１で走行ペダル12が操作された場合は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、踏まれない場合はステップ１に戻る。

（ステップ３）
ステップ１で走行ペダル12が操作され、かつステップ２でフットスイッチ14が踏まれた場合は、警報アラーム22が作動される。

（ステップ４）
ステップ１で走行ペダル12が操作されないときは、操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作レバー13が操作された場合は、ステップ２に戻る。

（ステップ５）
ステップ４で操作レバー13が操作されない場合は、操作レバー13が操作されないニュートラル位置にあって規定時間が経過したか否かを判断し、規定時間を経過しない間は、ステップ１に戻る。

（ステップ６）
ステップ５で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過した場合は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、踏まれていない場合は、ステップ１に戻る。

（ステップ７）
ステップ６でフットスイッチ14が踏まれた場合は、走行アラーム21が作動する。この走行アラーム21は、操作をいけないものとして警告するものではなく、フットスイッチ14が踏まれた状態を知らせるものである。

（ステップ８）
操作レバー13が操作されたか否かを判断する。

（ステップ９）
ステップ８で操作レバー13が操作されない場合は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、踏まれていない場合は、ステップ１に戻る。

（ステップ１０）
ステップ９でフットスイッチ14が踏まれた場合は、走行ペダル12が操作されたか否かを判断し、踏まれない場合はステップ７に戻る。

（ステップ１１）
ステップ９でフットスイッチ14が踏まれ、かつステップ１０で走行ペダル12が操作された場合は、警報アラーム22が作動される。

（ステップ１２）
操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作レバー13が操作された場合は、警報アラーム22が作動しつづけ、操作レバー13が操作されない場合は、ステップ７に戻る。

（ステップ１３）
ステップ８で操作レバー13が操作された場合は、操作レバー13により走行制御弁17が制御され走行モータ2mが操作されるジョイスティックレバー走行モードに入る。

（ステップ１４）
操作レバー13が操作されないニュートラル位置にあって規定時間が経過したか否かを判断する。

（ステップ１５）
操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過した場合は、ジョイスティックレバー走行モードを解除し、ステップ１に戻る。

（ステップ１６）
ステップ１４で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過しない間は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断する。

（ステップ１７）
ステップ１６でフットスイッチ14が踏まれない場合は、警報アラーム22が作動される。

（ステップ１８）
操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作された場合は、ステップ１６に戻る。操作レバー13が操作されない場合は、次のステップ１９に進む。

（ステップ１９）
走行ペダル12が操作されたか否かを判断する。走行ペダル12が操作されない間は、ステップ１４に戻る。

（ステップ２０）
ステップ１９で走行ペダル12が操作された場合は、警報アラーム22が作動されるとともに、ステップ１６に戻る。

次に、図４のフローチャートに基づき、コントローラ16による走行制御系の他の制御例を説明する。なお、図中の丸数字は、ステップ番号を示す。

（ステップ２１）
走行ペダル12が操作されたか否かを判断する。

（ステップ２２）
ステップ２１で走行ペダル12が操作された場合は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、踏まれない場合はステップ２１に戻る。

（ステップ２３）
ステップ２１で走行ペダル12が操作され、かつステップ２２でフットスイッチ14が踏まれた場合は、警報アラーム22が作動される。

（ステップ２４）
ステップ２１で走行ペダル12が操作されないときは、操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作レバー13が操作された場合は、ステップ２２に戻る。

（ステップ２５）
ステップ２４で操作レバー13が操作されない場合は、操作レバー13が操作されないニュートラル位置にあって規定時間が経過したか否かを判断し、規定時間を経過しない間は、ステップ２１に戻る。

（ステップ２６）
ステップ２５で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過した場合は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、踏まれていない場合は、ステップ２１に戻る。

（ステップ２７）
ステップ２６でフットスイッチ14が踏まれた場合は、走行アラーム21が作動する。

（ステップ２８）
操作レバー13が操作されたか否かを判断する。

（ステップ２９）
ステップ２８で操作レバー13が操作されない場合は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、踏まれた場合は、ステップ２７に戻る。

（ステップ３０）
ステップ２９でフットスイッチ14が踏まれない場合は停止モードに入る。

（ステップ３１）
停止モードに入ると、油圧ショベルの稼働が停止される。

（ステップ３２）
走行ペダル12が操作されたか否かを判断する。

（ステップ３３）
ステップ３２で走行ペダル12が操作されない場合は、操作レバー13が操作されたか否かを判断する。

（ステップ３４）
ステップ３３で操作レバー13が操作されない場合は、フットスイッチ14が操作されたか否かを判断する。

（ステップ３５）
走行ペダル12、操作レバー13、フットスイッチ14のいずれかが操作された場合は、警報アラーム22が作動し、ステップ３２に戻る。

（ステップ３６）
ステップ３４でフットスイッチ14が踏み操作されない場合は、規定時間が経過したか否かを判断し、規定時間が経過しない間は、ステップ３２に戻り、規定時間が経過したら、ステップ２１に戻る。

（ステップ３７）
ステップ２８で操作レバー13が操作された場合は、操作レバー13により走行制御弁17が制御され走行モータ2mが操作されるジョイスティックレバー走行モードに入る。

（ステップ３８）
操作レバー13が操作されないニュートラル位置にあって規定時間が経過したか否かを判断する。

（ステップ３９）
操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過した場合は、ジョイスティックレバー走行モードを解除し、ステップ２１に戻る。

（ステップ４０）
ステップ３８で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過しない間は、フットスイッチ14が踏まれたか否かを判断し、フットスイッチ14が踏まれた場合はステップ３８に戻り、フットスイッチ14が踏まれない場合は、停止モードに入る。

次に、上記実施の形態の作用効果を説明する。

フットスイッチ14を押していない場合は、操作レバー13は通常のフロント作業用および旋回動作用になり、走行ペダル12も通常どおりの走行操作用となる。すなわち、操作レバー13により、旋回モータ3m、ブームシリンダ6c、スティックシリンダ7cおよびバケットシリンダ8cを操作し、また、左右の走行ペダル12により左右の走行モータ2mを操作する。

一方、前方の走行レバーを廃止し、オペレータ足元に設置されたフットスイッチ14を踏むことによって、本来はフロント作業・旋回用の操作レバー13を走行操作レバーとしても機能させ、左右の操作レバー13により左右の走行モータ2mの動作をそれぞれ操作する。

すなわち、左側の操作レバー13の前進操作により左側の走行モータ2mを前進動作させ、左側の操作レバー13の後進操作により左側の走行モータ2mを後進動作させ、右側の操作レバー13の前進操作により右側の走行モータ2mを前進動作させ、右側の操作レバー13の後進操作により右側の走行モータ2mを後進動作させる。

このようにしてフットスイッチ14を踏み込んでいる間は、走行ペダル12による走行操作はできなくなり、操作レバー13による走行操作のみが可能となる。そして、フットスイッチ14を踏んだ場合、走行アラーム21が鳴る。一方、フットスイッチ14を踏むとともに走行ペダル12も踏み込むなどの誤操作があったときは警報アラーム22が鳴る。

このように、共通の操作レバー13により走行装置２および作業装置５を操作可能としたフットスイッチ14は、運転席11に着座したオペレータの足元位置に設置されてフット操作可能であるから、切替操作が容易でかつ切り替わったことが判り易い。

すなわち、フットスイッチ14をフット操作することで、オペレータは操作レバー13による走行操作を意識できるとともに、フットスイッチ14から足を離せば通常の操作に戻ることができ、操作レバー13から手を離すこともないので、切替が非常に簡単で、優れた作業性が得られる。

特に、踏めば走行アラーム21が鳴るフットスイッチ14を踏むことで、オペレータは操作レバー13による走行操作をはっきり意識して行うことができる。さらに、操作レバー13による走行動作よりも前に走行アラーム21が鳴るので、周囲への注意勧告が余裕を持ってできる。

また、走行ペダル12およびフットスイッチ14の同時フット操作により警報アラーム22を作動するので、走行ペダル12と操作レバー13の同時走行操作指令による混乱を防止できる。

なお、フット操作型切替手段としてはフットスイッチ14のみに限定されるものではなく、例えば走行ペダル12の脇に、バケット８に替えて装着されるアタッチメント（ブレーカ、圧砕機など）を操作するためのアタッチメントペダルと同様なペダルが設置されている場合は、フットスイッチ14の替わりに、このようなペダルをフット操作型切替手段としても良い。

さらに、本発明は、油圧ショベル１のような旋回型作業機械だけでなく、走行装置２と作業装置５とを備えた非旋回型作業機械にも利用可能である。

本発明に係る作業機械のキャブ内構成の一実施の形態を示す斜視図である。同上作業機械の走行制御系を示すブロック図である。同上走行制御系の一制御例を示すフローチャートである。同上走行制御系の他の制御例を示すフローチャートである。同上作業機械の側面図である。

符号の説明

１作業機械としての油圧ショベル
２走行装置
５作業装置
11 運転席
12 走行ペダル
13 操作レバー
14 フット操作型切替手段としてのフットスイッチ
16 コントローラ
21 走行アラーム
22 警報アラーム

Claims

走行装置と作業装置とを有する作業機械であって、
運転席と、
この運転席の横に設置されて走行装置および作業装置を操作可能な操作レバーと、
運転席に着座したオペレータの足元位置に設置されてフット操作可能なフット操作型切替手段と、
このフット操作型切替手段が踏み込まれている間は操作レバーによる走行装置の走行操作のみを可能とするとともに、フット操作型切替手段が操作されないときは操作レバーにより作業装置を操作可能とするコントローラと、
運転席に着座したオペレータによりフット操作可能な走行ペダルと、
この走行ペダルおよびフット操作型切替手段の同時フット操作により作動する警報アラームと
を具備したことを特徴とする作業機械。
フット操作型切替手段をフット操作したときに作動する走行アラーム
を具備したことを特徴とする請求項１記載の作業機械。