JP4257722B2 - スイング式油圧ショベルの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイング式ブームを有し、該ブームで吊り荷作業を可能したスイング式油圧ショベルのスイングと吊り荷作業とのインタロックを制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば図１，２で示すように、下部走行体２の上部に旋回自在に搭載された上部旋回体１の前部に、鉛直面内で揺動可能に互いに連結されたブーム１２、アーム１４およびバケット６を有する作業機５を備え、さらにこの作業機５を上部旋回体１にブラケット２１を介してピン２３を中心に水平面内で左右方向に揺動（以下、スイングと呼ぶ）自在に取着した構成のスイング式油圧掘削機（以下、油圧ショベルと言う）が広く知られている。上記上部旋回体１の後端部には、作業機５とのバランスをとるためのカウンタウエイト７が搭載されている。このようなスイング式油圧ショベルは、作業機５を上部旋回体１の前方方向に真っ直ぐにした中立状態５ａ（図２参照）で、バケット６で土砂などを掘る、通常の掘削作業を行なうことができると共に、上部旋回体１を、車両前方を向いた位置から所定角度だけ旋回させた位置で、作業機５を上記中立状態５ａから旋回と反対方向にスイングさせることにより、車両の左右側方での側溝掘りも可能となっている。これらの作業を、以下、掘削作業と総称する。
【０００３】
さらに、近年、作業の多様化に対応可能とするために、作業機５に荷を吊り下げる吊り作業もできるようにしたスイング式油圧ショベルの要望がある。このために、例えば図３のバケット装着部の詳細図に示すように、バケット６とアーム１４との間に設けられてバケット６に揺動駆動力を伝達するフロントリンク２８と、該バケット６とを連結する連結ピン２９に、フック２７の基端部が回動自在に取着されたものがある。この場合、玉掛した荷を上記フック２７にかけ、ブーム１２及び／又はアーム１４を上方へ起こすことによって、荷を吊り上げる吊り作業が可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題がある。
吊り作業も可能とするスイング式油圧ショベルでは、作業機５が、カウンタウエイト７との重量バランスが最もとれている位置、すなわち上部旋回体１に対して中立状態５ａにあるときに、最も安定して吊り作業が行えるようになっている。逆にいうと、作業機５を中立状態５ａから左右にスイングした状態で吊り作業を行なったとき、または中立状態５ａで吊り作業中に作業機５をスイングしたときには、バランスをとり難くなるため、スイング式油圧ショベルの安定性が低下し、吊り荷が揺れ易くなる。
【０００５】
ところが、オペレータは上記のことを強く意識せずに誤って吊り作業を行う場合もあり、従来のスイング式油圧ショベルにおいて、オペレータが吊り作業中に作業機５を中立状態５ａからスイングしたり、または作業機５を中立状態５ａからスイングしている状態で吊り作業を行ったとしても、その作業によって車両が不安定になっていることをオペレータに知らせる術がない。このため、オペレータはこのことをあまり意識することなく吊り作業を継続するので、車両が不安定になって吊り荷が揺れるため、作業能率の低下、または吊り荷と外部との接触などの問題が発生することがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、安定な吊り作業を可能にするスイング式油圧ショベルの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、本発明に係る第１発明は、作業機を上部旋回体に左右方向スイング自在に取り付けたスイング式油圧ショベルの制御装置において、作業機で荷を吊る吊り作業に好適な吊り作業モードの選択指令を出力するモード切替手段と、作業機が上部旋回体の前方を向いた中立状態か、または該中立状態以外のスイング状態かを検出するスイング検出器と、外部からの警告指令を受けて、アラームの表示及び／又は警報音により警告を発する警告手段と、モード切替手段からの吊り作業モードの選択指令を入力したときに、スイング検出器の検出信号に基づいて作業機がスイング状態であるかを判定し、作業機がスイング状態であれば、吊り作業モードに入らないことを報知する警告指令を警告手段に出力し、吊り作業モード以外のモードを維持するコントローラとを備えた構成としている。
【０００８】
第１発明によると、モード切替手段により吊り作業モードが選択されても、作業機がスイング状態であれば吊り作業モードにはならず、このとき、吊り作業モードに入らないこと（スイング状態であること）を、警告手段のアラームの表示及び／又は警報音を介して報知するので、オペレータは直ちにこの状態を知ることができ、オペレータにアラーム状態を解除するように注意を喚起することができる。これにより、オペレータは作業機をスイング状態から中立状態に戻して吊り作業をするように促されるので、安定な状態で吊り作業を行うことができる。
【０００９】
また、第２発明は、作業機を上部旋回体に左右方向スイング自在に取り付けたスイング式油圧ショベルの制御装置において、作業機で荷を吊る吊り作業に好適な吊り作業モードの選択指令を出力するモード切替手段と、作業機が上部旋回体の前方を向いた中立状態か、または該中立状態以外のスイング状態かを検出するスイング検出器と、外部からの警告指令を受けて、アラームの表示及び／又は警報音により警告を発する警告手段と、モード切替手段からの吊り作業モードの選択指令により吊り作業モードになっているときに、スイング検出器の検出信号に基づいて作業機がスイング状態になったかを監視し、作業機がスイング状態になった場合には、スイング中であることを報知する警告指令を警告手段に出力するコントローラとを備えた構成としている。
【００１０】
第２発明によると、吊り作業モードになっているときに、作業機がスイング状態になったら、スイング中であることを警告手段のアラームの表示及び／又は警報音を介して報知するので、オペレータは直ちにこの状態を知ることができ、オペレータにアラーム状態を解除するように注意を喚起することができる。これにより、オペレータは作業機をスイング状態から中立状態に戻して吊り作業をするように促されるので、安定な状態で吊り作業を行うことができる。
【００１１】
また、第３発明は、第１又は第２発明において、前記スイング検出器が、作業機のスイングに伴ってオン又はオフし、中立状態を表す所定範囲内に作業機があるか否かを検出するリミットスイッチであることを特徴としている。
【００１２】
第３発明によると、リミットスイッチによって作業機が中立状態かスイング状態かを検出しているので、簡単な構成で、低コストで、しかも確実に検出することができる。
【００１３】
また、第４発明は、第１又は第２発明において、前記スイング検出器が、作業機のスイング角度と等価的に、作業機をスイングするスイングシリンダのストロークを検出する検出器であることを特徴としている。
【００１４】
第４発明によると、作業機のスイング角度に対応する、スイングシリンダのストロークを検出することにより、作業機が中立状態かスイング状態かの判定ができる。このとき、この判定を行う際に、中立状態を表す所定のスイング角度範囲を適用機械に適合させて任意に設定して判定可能となるので、本発明に係る制御装置を任意の機種に適用でき、汎用性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
まず、図１〜図６により第１実施形態を説明する。
図１は、本発明が適用されるスイング式油圧ショベルの側面図で、図２はその要部平面図である。図１、図２において、スイング式油圧ショベルは、下部走行体２と、下部走行体２の上部に設けられた上部旋回体１と、上部旋回体１の前部に設けられた作業機５とを有している。以下、図１に矢印Ｆ（前）−Ｒ（後）で示す油圧ショベルの走行方向を前後方向と呼び、この前後方向に直交する車幅方向を左右方向と呼ぶ。
【００１６】
下部走行体２は、左右一対のクローラ式走行装置４を備えており、それぞれのクローラ式走行装置４の前後方向一側には、油圧モータで該走行装置４を駆動する走行駆動部１１が設けられている。下部走行体２の略中央上部には、上部旋回体１が旋回自在に搭載されており、上部旋回体１の前部略中央には、バケット６を備えた作業機５が設けられている。
【００１７】
上部旋回体１の前端部に設けられた作業機取付部２４には、ブラケット２１がピン２３（図２参照）によって水平面内で左右方向に揺動自在に連結されており、このブラケット２１は、該ブラケット２１と上部旋回体１との間に取着されているスイングシリンダ２２の伸縮によって、前記ピン２３を中心として左右方向にスイングする。また、ブラケット２１の先端部には、ブーム１２の基端部が上下方向に揺動自在に連結され、ブーム１２の先端部には、アーム１４の基端部が前後方向に揺動自在に連結され、さらにアーム１４の先端部には、バケット６が揺動自在に連結されている。これらのブーム１２、アーム１４およびバケット６は、それぞれブームシリンダ１３、アームシリンダ１５およびバケットシリンダ１７の伸縮によって揺動する。これらにより、作業機５を構成している。ここで、平面視で、作業機５の中立状態５ａからの左右揺動角度をスイング角θと呼ぶ。また、バケットシリンダ１７を縮めてバケット６を前方へ揺動させる動作を、ダンプ動作と呼ぶ。
【００１８】
ブラケット２１の後部には、突起部２５が突設されており、このブラケット２１が車両前方を向いた中立位置にあるときの該突起部２５の近傍の上部旋回体１側フレームには、リミットスイッチ２６が取り付けられている。このリミットスイッチ２６は、ブラケット２１が前記中立位置にあるときに、該リミットスイッチ２６の作動片２６ａが突起部２５により押し込まれて作動するように設けられており、ブラケット２１が前記中立位置から左右方向に所定角度（例えば±５゜）以上スイングしたら、上記の作動片２６ａの作動がオフして、中立位置近傍からスイングしたことを検出し、この検出信号を後述のコントローラに送信する。なお、以降は、ブラケット２１つまりブーム１２が、中立位置から所定角度以上スイングしている状態を、スイング中又はスイング状態と言う。
【００１９】
図３に、バケット装着部の詳細図を示す。図３に示すように、バケット６と、前記バケットシリンダ１７の駆動力を該バケット６に伝達して揺動させるフロントリンク２８とを連結するピン２９には、フック２７の基端部が枢着されている（図１、図２には図示せず）。
【００２０】
図４に、本発明に係るスイング式油圧ショベルの制御装置のハード構成ブロック図を示す。
図４において、本制御装置は、吊り作業の自動制御を行なうコントローラ３２と、作業機５が中立状態にあることを検出するスイング検出器２０と、運転状態やアラームメッセージを表示する表示器、およびモードスイッチ３３を有するモニタ装置３０と、回転警告灯３１と、バケット６の揺動を駆動する第１ソレノイドバルブ３５と、走行駆動部１１，１１の増速／減速を行なう第２ソレノイドバルブ３６と、エンジンの回転数制御を行なうモータ３７とを備えている。スイング検出器２０、モニタ装置３０、回転警告灯３１、ソレノイドバルブ３５，３６、及びモータ３７は、いずれもコントローラ３２に電気的に接続されている。スイング検出器２０は、本実施形態では前記リミットスイッチ２６を有している。
【００２１】
コントローラ３２はマイクロコンピュータ等の高速演算装置を主体に構成されており、スイング検出器２０の検出信号に基づき後述する制御処理を行い、各種の吊り作業自動制御または吊り作業警告処理などを実行する。
回転警告灯３１は吊り作業自動制御中にコントローラ３２からの指令によりランプが回転点灯し、オペレータ等に吊り作業自動制御中であることを報知する。この回転警告灯３１は、例えば図５に示すモニタ装置３０の近傍など、オペレータが視認し易い運転席前方位置に設置される。
【００２２】
第１ソレノイドバルブ３５は、コントローラ３２からの指令に基づいてバケットシリンダ１７の伸縮を駆動し、バケット６のダンプ動作（前方への揺動）または掬い込み動作を行なわせる。また、第２ソレノイドバルブ３６は、コントローラ３２からの指令に基づいて、走行駆動部１１，１１の油圧モータの流量すなわち回転数を制御し、速度段に応じて走行装置４の増速または減速を行なう。
さらに、モータ３７は、コントローラ３２からの指令によってその回転角度が制御されており、その出力軸に連結された図示しないエンジンスロットルレバーの揺動角度すなわちエンジン回転数を制御する。
【００２３】
図５に、モニタ装置３０を示す。モニタ装置３０は、運転状態やアラームメッセージを表示する表示器３４と、吊り作業モード、掘削作業モードなどの作業モードを切り替え、設定するモード切替手段としてのモードスイッチ３３とを備えており、コントローラ３２からの指令を受けて運転状態、アラームメッセージ等を表示器３４に表示すると共に、モードスイッチ３３をオペレータが操作することにより、作業モードを、掘削作業を行なう際の掘削作業モードと、吊り作業を行なう際の吊り作業モードとの間で切り替えることが可能となっている。ここで、表示器３４は、メッセージを表示可能な液晶表示器、プラズマ表示器等からなる文字表示器やグラフィック表示器、またはアラームコード（英数字等）を表示可能なＬＥＤ表示器により構成され、またモードスイッチ３３はモーメンタリ型スイッチ（例えばタッチスイッチや押し釦スイッチ等）により構成されている。なお、モニタ装置３０は、警告手段として、アラーム表示を行なう上記表示器３４か、または例えば警報音を発するブザー等か、または両者を有する構成としてもよい。
【００２４】
以下、スイング式油圧ショベルにおいて、吊り作業を行なう場合の作用について、説明する。
キースイッチ（図示せず）をオンにした時には、コントローラ３２は初期状態として掘削作業モードになっているものとする。オペレータは、吊り作業を行なう場合には、モニタ装置３０のモードスイッチ３３を操作して吊り作業モードを選択する。このとき、作業機５が中立状態５ａにあるときには、コントローラ３２は吊り作業モードに入る。
【００２５】
吊り作業モードにおいて、コントローラ３２は以下のような吊り作業自動制御を行なう。即ち、
(a)吊り荷重量の演算し、演算した荷重量値と最大許容値との比較を行ない、オーバーしているときにはモニタ装置３０の表示器３４にアラーム表示を行う。
(b)吊り作業中の荷重量値を、モニタ装置３０の表示器３４に表示する。
(c)吊り荷作業自動制御中に、回転警告灯３１を点灯する。
(d)第１ソレノイドバルブ３５を制御し、バケット６のダンプ動作（前方への揺動動作）を禁止する。
(e)第２ソレノイドバルブ３６を制御し、走行駆動部１１の油圧モータの回転数が１速（低速領域）の範囲を越えないように回転数を制限する。
(f)モータ３７を制御し、エンジン回転数が所定上限値を越えないように制限する。
【００２６】
これらの制御を行なうことにより、オペレータは吊り作業時に吊り荷重量、および荷過重アラームの状態を容易に知ることができ、許容値以上の過重量の荷を吊ったときに注意が促される。また、吊り荷作業中に、ダンプ動作、走行速度の増速、および作業機増速などのような吊り荷状態を不安定にする（荷が振れる等）動作を制限するので、安定な吊り作業が維持できる。これらの吊り作業は、ブーム１２をスイングさせない中立状態で行なうことが、原則となっている。
【００２７】
次にオペレータが、作業モードが掘削作業モードになっているときに、ブーム１２を中立位置から所定角度以上スイングさせた状態で、吊り作業を行なおうとした場合について説明する。従来技術の項で説明したように、ブーム１２を中立位置からスイングさせた状態で吊り作業を行なうと、スイング式油圧ショベルの車体の安定性が減少し、荷が揺れるような場合がある。これを防ぐために、コントローラ３２は、ブーム１２が中立位置からスイングした状態では、オペレータが吊り作業モードにするようにモードスイッチ３３を操作しても、吊り作業モードに入らないようにしている。
【００２８】
図６に、オペレータがモードスイッチ３３を操作し、掘削作業モードから吊り作業モードに切り替えた場合の、コントローラ３２の制御手順をフローチャートで示す。
コントローラ３２は、吊り作業モードが選択されると（ステップＳ１）、リミットスイッチ２６の出力に基づいて、まずブーム１２が中立位置を含む所定範囲から左右にスイングした状態か否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２でスイング中でなければ、吊り作業モードに入り、上記した(a)〜(f)の吊り作業自動制御を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ２でスイング中であれば、掘削作業モードを継続すると共に、モニタ装置３０の表示器３４に、例えば「スイング中です」等のアラームメッセージを表示する（ステップＳ３）。このとき、警告ブザーを鳴らすようにしてもよい。尚、スイング中か否かの判定は、前述したようにリミットスイッチ２６の信号に基づいて行ない、ブーム１２が中立状態から所定角度（±５゜）以内の範囲にある場合は、スイング中でないと判定する。また、上記のフローチャートにおいて、実際に作業機５に荷を吊っているか否かは問わない。
【００２９】
従って、オペレータは、スイングした状態で吊り作業モードに設定しようとしても、回転警告灯３１が点灯せず、モニタ装置３０に荷重量値が表示されず、さらにアラームメッセージが表示されるので、直ちに吊り作業モードに入らないことに気づく。この後、ブーム１２をスイング状態から中立状態に戻して、改めて吊り作業を行なうことにより、安定な吊り作業が可能である。
【００３０】
次に、上記のフローチャートにおいて、ステップＳ４で吊り作業モードに入った後で、オペレータがスイング動作を行なおうとした場合について説明する。この場合には、コントローラ３２は、吊り作業モードでスイングしていることをオペレータに報知するようにしている。
【００３１】
即ち、図６において、ステップＳ４で吊り作業モードに入ったら、コントローラ３２は、リミットスイッチ２６の信号に基づき、ブーム１２がスイング状態にあるか否かを監視する（ステップＳ５）。そして、スイング状態になったと判定すると、前記吊り作業自動制御の(b)の、モニタ装置３０の表示器３４での荷重量値表示を停止し、該表示器３４にスイング中である旨のアラームメッセージを表示し（ステップＳ６）、次にステップＳ７に処理を移行する。なお、このとき、警告ブザーを鳴らすようにしてもよい。前記ステップＳ５でスイング状態でない場合には、ステップＳ７に移行し、ステップＳ７では、モード選択スイッチ３３により掘削作業モードが選択されたか否かを判定する。選択されていなければ、ステップＳ４に戻って以上の処理を繰り返し、選択されたら、掘削作業モードに入って（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻る。
【００３２】
従って、オペレータは、吊り作業モードでブーム１２を誤ってスイングさせようとしても、モニタ装置３０に荷重量値が表示されず、アラームメッセージが表示され、さらに警告ブザーが鳴ったりするので、直ちに、吊り作業中にスイングさせていることに気付き、注意が促される。これを回避するために、オペレータは、ブーム１２をスイング状態から非スイング状態（中立状態）に戻して、安定に吊り作業を行なうようにする。
【００３３】
以上説明したように、第１実施形態によれば、ブーム１２が中立状態からスイングされているか否かを検出するスイング検出器２０としてリミットスイッチ２６を備えている。これにより、ブーム１２のスイング状態を、簡単な構成で、安価に、しかも確実に検出できる。尚、機械式のリミットスイッチ２６の代わりに、スイング検出器２０として例えば磁気式近接スイッチなどの非接触式検出器を用いてもよい。
【００３４】
そして上記スイング状態の判定に基づき、掘削作業モードから吊り作業モードに移るようにモードスイッチ３３が操作された際に、スイング状態にあれば、吊り作業モードに移らないようにしている。従って、前記(a)〜(f)の吊り作業自動制御が行なわれず、よって回転警告灯３１の点灯、およびモニタ装置３０への荷重量値の表示がなされず、さらにアラームメッセージが表示されるので、オペレータはブーム１２のスイング中に吊り作業モードを選択したことを直ちに、そして容易に知ることができ、注意が喚起される。そして、非スイング状態に戻してから改めて吊り作業モードに入ることで、安定な吊り作業を行わせることが可能である。
【００３５】
また、吊り作業モードになっているときに、スイング状態になったか否かを常に監視している。そして、中立状態から外れるスイングが行なわれた場合には、モニタ装置３０への表示、及び／又はブザー等での警報などによりその旨の警告を発しているので、オペレータはブーム１２がスイング状態になったことを直ちに、かつ容易に知ることができ、注意が喚起される。なお、この場合には、モニタ装置３０の表示器３４に荷重量値の代わりにアラームメッセージを表示する以外、他の吊り作業自動制御は実行されるので、これらの自動制御を吊り作業の途中で中断することなく、不安定になるのを防止できる。そして、ブーム１２を非スイング状態に戻してから吊り作業を継続することで、安定な吊り作業を行わせることができる。
【００３６】
次に、第２実施形態について、図７により説明する。第２実施形態の制御装置のハード構成は、図４に示したものと同様であり、この内、作業機５のスイング状態を検出するスイング検出器２０の他の実施例をここで説明する。
図７は、第２実施形態に係るスイング式油圧ショベルのブーム１２基端部の斜視図であり、スイング検出器２０の取付部を示す。図７では、上部旋回体１とブラケット２１とブーム１２とを、互いに分離した状態を示している。
【００３７】
図７において、スイング検出器２０として、ブーム１２のスイング角θを検出するポテンショメータ４１が、上部旋回体１の作業機取付部２４と前記ブラケット２１とを揺動自在に連結するピン２３の軸線上に設けられている。
ポテンショメータ４１は、作業機取付部２４の上部に取り付けられたピン４３に連結部材４２によって連結されている。これにより、作業機取付部２４に対するブラケット２１の水平面内での角度、即ちブーム１２のスイング角θを、正確に検出することができる。検出角度はコントローラ３２に入力され、コントローラ３２はこの検出角度に基づいて、スイング状態（中立位置から所定角度以上スイング）か非スイング状態（中立位置から所定角度以内の範囲）かの判定を行なうことが可能となっている。
【００３８】
また、スイング状態か非スイング状態かの判定を行うに際して、前記所定角度の範囲が±５゜に限らず、適用機械に応じて例えば±６゜や±１０゜といった、適切な角度範囲に基づいて行なうことができる。さらには、例えばモニタ装置３０に、スイング状態か否かの判定結果だけでなく、スイング角θを表示することによって、オペレータが作業機５を中立位置に戻すときに操作が容易になる。
【００３９】
次に第３実施形態について、図８により説明する。ここで、制御装置のハード構成は、図４と同様とする。
図８は、第３実施形態に係るスイング式油圧ショベルの、スイング検出器２０の他の実施例を示す。図８において、スイング式油圧ショベルは、スイング検出器２０として、スイングシリンダ２２のストローク長さを検出する検出器を有している。すなわち、スイングシリンダ２２のチューブ外部にワイヤ巻き取り方向に付勢されたリール４４を取り付け、ブラケット２１に連結したスイングシリンダ２２のピストン先端部にワイヤ取付部４０を設け、このワイヤ取付部４０と前記リール４４との間にワイヤ３８を巻き取り自在に張り、リール４４の回転角度を検出するエンコーダ３９を設ける。そして、ワイヤ３８の繰り出し量、すなわちスイングシリンダ２２のストローク長さをリール４４の回転角度としてエンコーダ３９によって検出し、この検出信号はコントローラ３２に入力されている。
【００４０】
スイングシリンダ２２のストローク長さは、スイングシリンダ２２のチューブ端部取付位置とブラケット２１の揺動中心（ピン２３）の位置との関係、前記ピストン先端部のワイヤ取付部４０の位置とブラケット２１の揺動中心位置との関係等による機械的な構造から決まる関係式に基づいて、スイング角θに変換可能である。なお、上記の機械的な構造から決まる関係式に基づいて求めた、スイングシリンダ２２のストローク長さとスイング角θとの対応データテーブルによって、スイング角θを求めるようにしてもよい。
【００４１】
本実施形態によると、エンコーダ３９によって等価的にスイング角θを検出しているので、第２実施形態と同様に、適用機械に適合させて作業機５の中立状態を表す範囲を容易に設定し、判定することが可能となるので、本制御装置の適用範囲を広げることができる。
【００４２】
なお、本発明の適用機械例としてクローラ式走行装置を有する油圧ショベルを示したが、これに限定されず、例えば車輪式でもよい。
【００４３】
以上説明したように、本発明により次のような効果が得られる。
吊り作業を安定に行うために、各種の補助機能を付加して吊り作業を自動制御するようにした吊り作業モードを選択可能としたスイング式油圧ショベルにおいて、作業機のスイング状態と上記吊り作業モードとが同時に起きたときには、警告手段によってオペレータにスイング状態であることを報知するようにした。すなわち、スイング状態のときに吊り作業モードが選択された場合、または吊り作業モードのときにスイング状態にした場合に、アラーム表示及び／又はブザー警報音によって、オペレータにスイング状態であることを報知する。これにより、オペレータは、直ちに、かつ容易に、アラーム状態であることを知ることができ、オペレータの注意が喚起されるので、作業機を中立状態に戻して上記アラーム状態を解除する操作が行なわれ易くなる。従って、車体が安定した状態で吊り作業を行うことができる。
【００４４】
このとき、上記の作業機のスイング状態を検出するスイング検出器としてリミットスイッチを用いると、簡単な構成で、安価に構成できる。また、スイング角度として、作業機揺動中心軸回りの角度、またはスイングシリンダのストローク等によって検出することにより、スイング状態の検出範囲を適用機械に適合した範囲に設定しても、判定基準データを変えるだけで済み、容易に対応できるので、本制御装置の汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるスイング式油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】実施形態に係るバケットの詳細図である。
【図４】実施形態に係る制御装置のハード構成ブロック図である。
【図５】実施形態に係るモニタ装置の斜視図である。
【図６】実施形態に係る制御フローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るスイング検出器の取付部の斜視図である。
【図８】第３実施形態に係るスイング検出器の他の実施例を示す。
【符号の説明】
１…上部旋回体、２…下部走行体、４…クローラ式走行装置、５…作業機、５ａ…中立状態、６…バケット、１１…走行駆動部、１２…ブーム、１３…ブームシリンダ、１４…アーム、１５…アームシリンダ、１７…バケットシリンダ、２０…スイング検出器、２１…ブラケット、２２…スイングシリンダ、２３…ピン、２４…作業機取付部、２５…突起部、２６…リミットスイッチ、２７…フック、２８…フロントリンク、２９…ピン、３０…モニタ装置、３１…回転警告灯、３２…コントローラ、３３…モードスイッチ、３４…表示器、３５…第１ソレノイドバルブ、３６…第２ソレノイドバルブ、３７…モータ、３８…ワイヤ、３９…エンコーダ、４０…ワイヤ取付部、４１…ポテンショメータ、４２…連結部材、４３…ピン、４４…リール。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイング式ブームを有し、該ブームで吊り荷作業を可能したスイング式油圧ショベルのスイングと吊り荷作業とのインタロックを制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば図１，２で示すように、下部走行体２の上部に旋回自在に搭載された上部旋回体１の前部に、鉛直面内で揺動可能に互いに連結されたブーム１２、アーム１４およびバケット６を有する作業機５を備え、さらにこの作業機５を上部旋回体１にブラケット２１を介してピン２３を中心に水平面内で左右方向に揺動（以下、スイングと呼ぶ）自在に取着した構成のスイング式油圧掘削機（以下、油圧ショベルと言う）が広く知られている。上記上部旋回体１の後端部には、作業機５とのバランスをとるためのカウンタウエイト７が搭載されている。このようなスイング式油圧ショベルは、作業機５を上部旋回体１の前方方向に真っ直ぐにした中立状態５ａ（図２参照）で、バケット６で土砂などを掘る、通常の掘削作業を行なうことができると共に、上部旋回体１を、車両前方を向いた位置から所定角度だけ旋回させた位置で、作業機５を上記中立状態５ａから旋回と反対方向にスイングさせることにより、車両の左右側方での側溝掘りも可能となっている。これらの作業を、以下、掘削作業と総称する。
【０００３】
さらに、近年、作業の多様化に対応可能とするために、作業機５に荷を吊り下げる吊り作業もできるようにしたスイング式油圧ショベルの要望がある。このために、例えば図３のバケット装着部の詳細図に示すように、バケット６とアーム１４との間に設けられてバケット６に揺動駆動力を伝達するフロントリンク２８と、該バケット６とを連結する連結ピン２９に、フック２７の基端部が回動自在に取着されたものがある。この場合、玉掛した荷を上記フック２７にかけ、ブーム１２及び／又はアーム１４を上方へ起こすことによって、荷を吊り上げる吊り作業が可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題がある。
吊り作業も可能とするスイング式油圧ショベルでは、作業機５が、カウンタウエイト７との重量バランスが最もとれている位置、すなわち上部旋回体１に対して中立状態５ａにあるときに、最も安定して吊り作業が行えるようになっている。逆にいうと、作業機５を中立状態５ａから左右にスイングした状態で吊り作業を行なったとき、または中立状態５ａで吊り作業中に作業機５をスイングしたときには、バランスをとり難くなるため、スイング式油圧ショベルの安定性が低下し、吊り荷が揺れ易くなる。
【０００５】
ところが、オペレータは上記のことを強く意識せずに誤って吊り作業を行う場合もあり、従来のスイング式油圧ショベルにおいて、オペレータが吊り作業中に作業機５を中立状態５ａからスイングしたり、または作業機５を中立状態５ａからスイングしている状態で吊り作業を行ったとしても、その作業によって車両が不安定になっていることをオペレータに知らせる術がない。このため、オペレータはこのことをあまり意識することなく吊り作業を継続するので、車両が不安定になって吊り荷が揺れるため、作業能率の低下、または吊り荷と外部との接触などの問題が発生することがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、安定な吊り作業を可能にするスイング式油圧ショベルの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、本発明に係る第１発明は、作業機を上部旋回体に左右方向スイング自在に取り付けたスイング式油圧ショベルの制御装置において、作業機で荷を吊る吊り作業に好適な吊り作業モードの選択指令を出力するモード切替手段と、作業機が上部旋回体の前方を向いた中立状態か、または該中立状態以外のスイング状態かを検出するスイング検出器と、外部からの警告指令を受けて、アラームの表示及び／又は警報音により警告を発する警告手段と、モード切替手段からの吊り作業モードの選択指令を入力したときに、スイング検出器の検出信号に基づいて作業機がスイング状態であるかを判定し、作業機がスイング状態であれば、吊り作業モードに入らないことを報知する警告指令を警告手段に出力し、吊り作業モード以外のモードを維持するコントローラとを備えた構成としている。
【０００８】
第１発明によると、モード切替手段により吊り作業モードが選択されても、作業機がスイング状態であれば吊り作業モードにはならず、このとき、吊り作業モードに入らないこと（スイング状態であること）を、警告手段のアラームの表示及び／又は警報音を介して報知するので、オペレータは直ちにこの状態を知ることができ、オペレータにアラーム状態を解除するように注意を喚起することができる。これにより、オペレータは作業機をスイング状態から中立状態に戻して吊り作業をするように促されるので、安定な状態で吊り作業を行うことができる。
【０００９】
また、第２発明は、作業機を上部旋回体に左右方向スイング自在に取り付けたスイング式油圧ショベルの制御装置において、作業機で荷を吊る吊り作業に好適な吊り作業モードの選択指令を出力するモード切替手段と、作業機が上部旋回体の前方を向いた中立状態か、または該中立状態以外のスイング状態かを検出するスイング検出器と、外部からの警告指令を受けて、アラームの表示及び／又は警報音により警告を発する警告手段と、モード切替手段からの吊り作業モードの選択指令により吊り作業モードになっているときに、スイング検出器の検出信号に基づいて作業機がスイング状態になったかを監視し、作業機がスイング状態になった場合には、スイング中であることを報知する警告指令を警告手段に出力するコントローラとを備えた構成としている。
【００１０】
第２発明によると、吊り作業モードになっているときに、作業機がスイング状態になったら、スイング中であることを警告手段のアラームの表示及び／又は警報音を介して報知するので、オペレータは直ちにこの状態を知ることができ、オペレータにアラーム状態を解除するように注意を喚起することができる。これにより、オペレータは作業機をスイング状態から中立状態に戻して吊り作業をするように促されるので、安定な状態で吊り作業を行うことができる。
【００１１】
また、第３発明は、第１又は第２発明において、前記スイング検出器が、作業機のスイングに伴ってオン又はオフし、中立状態を表す所定範囲内に作業機があるか否かを検出するリミットスイッチであることを特徴としている。
【００１２】
第３発明によると、リミットスイッチによって作業機が中立状態かスイング状態かを検出しているので、簡単な構成で、低コストで、しかも確実に検出することができる。
【００１３】
また、第４発明は、第１又は第２発明において、前記スイング検出器が、作業機のスイング角度と等価的に、作業機をスイングするスイングシリンダのストロークを検出する検出器であることを特徴としている。
【００１４】
第４発明によると、作業機のスイング角度に対応する、スイングシリンダのストロークを検出することにより、作業機が中立状態かスイング状態かの判定ができる。このとき、この判定を行う際に、中立状態を表す所定のスイング角度範囲を適用機械に適合させて任意に設定して判定可能となるので、本発明に係る制御装置を任意の機種に適用でき、汎用性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
まず、図１〜図６により第１実施形態を説明する。
図１は、本発明が適用されるスイング式油圧ショベルの側面図で、図２はその要部平面図である。図１、図２において、スイング式油圧ショベルは、下部走行体２と、下部走行体２の上部に設けられた上部旋回体１と、上部旋回体１の前部に設けられた作業機５とを有している。以下、図１に矢印Ｆ（前）−Ｒ（後）で示す油圧ショベルの走行方向を前後方向と呼び、この前後方向に直交する車幅方向を左右方向と呼ぶ。
【００１６】
下部走行体２は、左右一対のクローラ式走行装置４を備えており、それぞれのクローラ式走行装置４の前後方向一側には、油圧モータで該走行装置４を駆動する走行駆動部１１が設けられている。下部走行体２の略中央上部には、上部旋回体１が旋回自在に搭載されており、上部旋回体１の前部略中央には、バケット６を備えた作業機５が設けられている。
【００１７】
上部旋回体１の前端部に設けられた作業機取付部２４には、ブラケット２１がピン２３（図２参照）によって水平面内で左右方向に揺動自在に連結されており、このブラケット２１は、該ブラケット２１と上部旋回体１との間に取着されているスイングシリンダ２２の伸縮によって、前記ピン２３を中心として左右方向にスイングする。また、ブラケット２１の先端部には、ブーム１２の基端部が上下方向に揺動自在に連結され、ブーム１２の先端部には、アーム１４の基端部が前後方向に揺動自在に連結され、さらにアーム１４の先端部には、バケット６が揺動自在に連結されている。これらのブーム１２、アーム１４およびバケット６は、それぞれブームシリンダ１３、アームシリンダ１５およびバケットシリンダ１７の伸縮によって揺動する。これらにより、作業機５を構成している。ここで、平面視で、作業機５の中立状態５ａからの左右揺動角度をスイング角θと呼ぶ。また、バケットシリンダ１７を縮めてバケット６を前方へ揺動させる動作を、ダンプ動作と呼ぶ。
【００１８】
ブラケット２１の後部には、突起部２５が突設されており、このブラケット２１が車両前方を向いた中立位置にあるときの該突起部２５の近傍の上部旋回体１側フレームには、リミットスイッチ２６が取り付けられている。このリミットスイッチ２６は、ブラケット２１が前記中立位置にあるときに、該リミットスイッチ２６の作動片２６ａが突起部２５により押し込まれて作動するように設けられており、ブラケット２１が前記中立位置から左右方向に所定角度（例えば±５゜）以上スイングしたら、上記の作動片２６ａの作動がオフして、中立位置近傍からスイングしたことを検出し、この検出信号を後述のコントローラに送信する。なお、以降は、ブラケット２１つまりブーム１２が、中立位置から所定角度以上スイングしている状態を、スイング中又はスイング状態と言う。
【００１９】
図３に、バケット装着部の詳細図を示す。図３に示すように、バケット６と、前記バケットシリンダ１７の駆動力を該バケット６に伝達して揺動させるフロントリンク２８とを連結するピン２９には、フック２７の基端部が枢着されている（図１、図２には図示せず）。
【００２０】
図４に、本発明に係るスイング式油圧ショベルの制御装置のハード構成ブロック図を示す。
図４において、本制御装置は、吊り作業の自動制御を行なうコントローラ３２と、作業機５が中立状態にあることを検出するスイング検出器２０と、運転状態やアラームメッセージを表示する表示器、およびモードスイッチ３３を有するモニタ装置３０と、回転警告灯３１と、バケット６の揺動を駆動する第１ソレノイドバルブ３５と、走行駆動部１１，１１の増速／減速を行なう第２ソレノイドバルブ３６と、エンジンの回転数制御を行なうモータ３７とを備えている。スイング検出器２０、モニタ装置３０、回転警告灯３１、ソレノイドバルブ３５，３６、及びモータ３７は、いずれもコントローラ３２に電気的に接続されている。スイング検出器２０は、本実施形態では前記リミットスイッチ２６を有している。
【００２１】
コントローラ３２はマイクロコンピュータ等の高速演算装置を主体に構成されており、スイング検出器２０の検出信号に基づき後述する制御処理を行い、各種の吊り作業自動制御または吊り作業警告処理などを実行する。
回転警告灯３１は吊り作業自動制御中にコントローラ３２からの指令によりランプが回転点灯し、オペレータ等に吊り作業自動制御中であることを報知する。この回転警告灯３１は、例えば図５に示すモニタ装置３０の近傍など、オペレータが視認し易い運転席前方位置に設置される。
【００２２】
第１ソレノイドバルブ３５は、コントローラ３２からの指令に基づいてバケットシリンダ１７の伸縮を駆動し、バケット６のダンプ動作（前方への揺動）または掬い込み動作を行なわせる。また、第２ソレノイドバルブ３６は、コントローラ３２からの指令に基づいて、走行駆動部１１，１１の油圧モータの流量すなわち回転数を制御し、速度段に応じて走行装置４の増速または減速を行なう。
さらに、モータ３７は、コントローラ３２からの指令によってその回転角度が制御されており、その出力軸に連結された図示しないエンジンスロットルレバーの揺動角度すなわちエンジン回転数を制御する。
【００２３】
図５に、モニタ装置３０を示す。モニタ装置３０は、運転状態やアラームメッセージを表示する表示器３４と、吊り作業モード、掘削作業モードなどの作業モードを切り替え、設定するモード切替手段としてのモードスイッチ３３とを備えており、コントローラ３２からの指令を受けて運転状態、アラームメッセージ等を表示器３４に表示すると共に、モードスイッチ３３をオペレータが操作することにより、作業モードを、掘削作業を行なう際の掘削作業モードと、吊り作業を行なう際の吊り作業モードとの間で切り替えることが可能となっている。ここで、表示器３４は、メッセージを表示可能な液晶表示器、プラズマ表示器等からなる文字表示器やグラフィック表示器、またはアラームコード（英数字等）を表示可能なＬＥＤ表示器により構成され、またモードスイッチ３３はモーメンタリ型スイッチ（例えばタッチスイッチや押し釦スイッチ等）により構成されている。なお、モニタ装置３０は、警告手段として、アラーム表示を行なう上記表示器３４か、または例えば警報音を発するブザー等か、または両者を有する構成としてもよい。
【００２４】
以下、スイング式油圧ショベルにおいて、吊り作業を行なう場合の作用について、説明する。
キースイッチ（図示せず）をオンにした時には、コントローラ３２は初期状態として掘削作業モードになっているものとする。オペレータは、吊り作業を行なう場合には、モニタ装置３０のモードスイッチ３３を操作して吊り作業モードを選択する。このとき、作業機５が中立状態５ａにあるときには、コントローラ３２は吊り作業モードに入る。
【００２５】
吊り作業モードにおいて、コントローラ３２は以下のような吊り作業自動制御を行なう。即ち、
(a)吊り荷重量の演算し、演算した荷重量値と最大許容値との比較を行ない、オーバーしているときにはモニタ装置３０の表示器３４にアラーム表示を行う。
(b)吊り作業中の荷重量値を、モニタ装置３０の表示器３４に表示する。
(c)吊り荷作業自動制御中に、回転警告灯３１を点灯する。
(d)第１ソレノイドバルブ３５を制御し、バケット６のダンプ動作（前方への揺動動作）を禁止する。
(e)第２ソレノイドバルブ３６を制御し、走行駆動部１１の油圧モータの回転数が１速（低速領域）の範囲を越えないように回転数を制限する。
(f)モータ３７を制御し、エンジン回転数が所定上限値を越えないように制限する。
【００２６】
これらの制御を行なうことにより、オペレータは吊り作業時に吊り荷重量、および荷過重アラームの状態を容易に知ることができ、許容値以上の過重量の荷を吊ったときに注意が促される。また、吊り荷作業中に、ダンプ動作、走行速度の増速、および作業機増速などのような吊り荷状態を不安定にする（荷が振れる等）動作を制限するので、安定な吊り作業が維持できる。これらの吊り作業は、ブーム１２をスイングさせない中立状態で行なうことが、原則となっている。
【００２７】
次にオペレータが、作業モードが掘削作業モードになっているときに、ブーム１２を中立位置から所定角度以上スイングさせた状態で、吊り作業を行なおうとした場合について説明する。従来技術の項で説明したように、ブーム１２を中立位置からスイングさせた状態で吊り作業を行なうと、スイング式油圧ショベルの車体の安定性が減少し、荷が揺れるような場合がある。これを防ぐために、コントローラ３２は、ブーム１２が中立位置からスイングした状態では、オペレータが吊り作業モードにするようにモードスイッチ３３を操作しても、吊り作業モードに入らないようにしている。
【００２８】
図６に、オペレータがモードスイッチ３３を操作し、掘削作業モードから吊り作業モードに切り替えた場合の、コントローラ３２の制御手順をフローチャートで示す。
コントローラ３２は、吊り作業モードが選択されると（ステップＳ１）、リミットスイッチ２６の出力に基づいて、まずブーム１２が中立位置を含む所定範囲から左右にスイングした状態か否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２でスイング中でなければ、吊り作業モードに入り、上記した(a)〜(f)の吊り作業自動制御を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ２でスイング中であれば、掘削作業モードを継続すると共に、モニタ装置３０の表示器３４に、例えば「スイング中です」等のアラームメッセージを表示する（ステップＳ３）。このとき、警告ブザーを鳴らすようにしてもよい。尚、スイング中か否かの判定は、前述したようにリミットスイッチ２６の信号に基づいて行ない、ブーム１２が中立状態から所定角度（±５゜）以内の範囲にある場合は、スイング中でないと判定する。また、上記のフローチャートにおいて、実際に作業機５に荷を吊っているか否かは問わない。
【００２９】
従って、オペレータは、スイングした状態で吊り作業モードに設定しようとしても、回転警告灯３１が点灯せず、モニタ装置３０に荷重量値が表示されず、さらにアラームメッセージが表示されるので、直ちに吊り作業モードに入らないことに気づく。この後、ブーム１２をスイング状態から中立状態に戻して、改めて吊り作業を行なうことにより、安定な吊り作業が可能である。
【００３０】
次に、上記のフローチャートにおいて、ステップＳ４で吊り作業モードに入った後で、オペレータがスイング動作を行なおうとした場合について説明する。この場合には、コントローラ３２は、吊り作業モードでスイングしていることをオペレータに報知するようにしている。
【００３１】
即ち、図６において、ステップＳ４で吊り作業モードに入ったら、コントローラ３２は、リミットスイッチ２６の信号に基づき、ブーム１２がスイング状態にあるか否かを監視する（ステップＳ５）。そして、スイング状態になったと判定すると、前記吊り作業自動制御の(b)の、モニタ装置３０の表示器３４での荷重量値表示を停止し、該表示器３４にスイング中である旨のアラームメッセージを表示し（ステップＳ６）、次にステップＳ７に処理を移行する。なお、このとき、警告ブザーを鳴らすようにしてもよい。前記ステップＳ５でスイング状態でない場合には、ステップＳ７に移行し、ステップＳ７では、モード選択スイッチ３３により掘削作業モードが選択されたか否かを判定する。選択されていなければ、ステップＳ４に戻って以上の処理を繰り返し、選択されたら、掘削作業モードに入って（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻る。
【００３２】
従って、オペレータは、吊り作業モードでブーム１２を誤ってスイングさせようとしても、モニタ装置３０に荷重量値が表示されず、アラームメッセージが表示され、さらに警告ブザーが鳴ったりするので、直ちに、吊り作業中にスイングさせていることに気付き、注意が促される。これを回避するために、オペレータは、ブーム１２をスイング状態から非スイング状態（中立状態）に戻して、安定に吊り作業を行なうようにする。
【００３３】
以上説明したように、第１実施形態によれば、ブーム１２が中立状態からスイングされているか否かを検出するスイング検出器２０としてリミットスイッチ２６を備えている。これにより、ブーム１２のスイング状態を、簡単な構成で、安価に、しかも確実に検出できる。尚、機械式のリミットスイッチ２６の代わりに、スイング検出器２０として例えば磁気式近接スイッチなどの非接触式検出器を用いてもよい。
【００３４】
そして上記スイング状態の判定に基づき、掘削作業モードから吊り作業モードに移るようにモードスイッチ３３が操作された際に、スイング状態にあれば、吊り作業モードに移らないようにしている。従って、前記(a)〜(f)の吊り作業自動制御が行なわれず、よって回転警告灯３１の点灯、およびモニタ装置３０への荷重量値の表示がなされず、さらにアラームメッセージが表示されるので、オペレータはブーム１２のスイング中に吊り作業モードを選択したことを直ちに、そして容易に知ることができ、注意が喚起される。そして、非スイング状態に戻してから改めて吊り作業モードに入ることで、安定な吊り作業を行わせることが可能である。
【００３５】
また、吊り作業モードになっているときに、スイング状態になったか否かを常に監視している。そして、中立状態から外れるスイングが行なわれた場合には、モニタ装置３０への表示、及び／又はブザー等での警報などによりその旨の警告を発しているので、オペレータはブーム１２がスイング状態になったことを直ちに、かつ容易に知ることができ、注意が喚起される。なお、この場合には、モニタ装置３０の表示器３４に荷重量値の代わりにアラームメッセージを表示する以外、他の吊り作業自動制御は実行されるので、これらの自動制御を吊り作業の途中で中断することなく、不安定になるのを防止できる。そして、ブーム１２を非スイング状態に戻してから吊り作業を継続することで、安定な吊り作業を行わせることができる。
【００３６】
次に、第２実施形態について、図７により説明する。第２実施形態の制御装置のハード構成は、図４に示したものと同様であり、この内、作業機５のスイング状態を検出するスイング検出器２０の他の実施例をここで説明する。
図７は、第２実施形態に係るスイング式油圧ショベルのブーム１２基端部の斜視図であり、スイング検出器２０の取付部を示す。図７では、上部旋回体１とブラケット２１とブーム１２とを、互いに分離した状態を示している。
【００３７】
図７において、スイング検出器２０として、ブーム１２のスイング角θを検出するポテンショメータ４１が、上部旋回体１の作業機取付部２４と前記ブラケット２１とを揺動自在に連結するピン２３の軸線上に設けられている。
ポテンショメータ４１は、作業機取付部２４の上部に取り付けられたピン４３に連結部材４２によって連結されている。これにより、作業機取付部２４に対するブラケット２１の水平面内での角度、即ちブーム１２のスイング角θを、正確に検出することができる。検出角度はコントローラ３２に入力され、コントローラ３２はこの検出角度に基づいて、スイング状態（中立位置から所定角度以上スイング）か非スイング状態（中立位置から所定角度以内の範囲）かの判定を行なうことが可能となっている。
【００３８】
また、スイング状態か非スイング状態かの判定を行うに際して、前記所定角度の範囲が±５゜に限らず、適用機械に応じて例えば±６゜や±１０゜といった、適切な角度範囲に基づいて行なうことができる。さらには、例えばモニタ装置３０に、スイング状態か否かの判定結果だけでなく、スイング角θを表示することによって、オペレータが作業機５を中立位置に戻すときに操作が容易になる。
【００３９】
次に第３実施形態について、図８により説明する。ここで、制御装置のハード構成は、図４と同様とする。
図８は、第３実施形態に係るスイング式油圧ショベルの、スイング検出器２０の他の実施例を示す。図８において、スイング式油圧ショベルは、スイング検出器２０として、スイングシリンダ２２のストローク長さを検出する検出器を有している。すなわち、スイングシリンダ２２のチューブ外部にワイヤ巻き取り方向に付勢されたリール４４を取り付け、ブラケット２１に連結したスイングシリンダ２２のピストン先端部にワイヤ取付部４０を設け、このワイヤ取付部４０と前記リール４４との間にワイヤ３８を巻き取り自在に張り、リール４４の回転角度を検出するエンコーダ３９を設ける。そして、ワイヤ３８の繰り出し量、すなわちスイングシリンダ２２のストローク長さをリール４４の回転角度としてエンコーダ３９によって検出し、この検出信号はコントローラ３２に入力されている。
【００４０】
スイングシリンダ２２のストローク長さは、スイングシリンダ２２のチューブ端部取付位置とブラケット２１の揺動中心（ピン２３）の位置との関係、前記ピストン先端部のワイヤ取付部４０の位置とブラケット２１の揺動中心位置との関係等による機械的な構造から決まる関係式に基づいて、スイング角θに変換可能である。なお、上記の機械的な構造から決まる関係式に基づいて求めた、スイングシリンダ２２のストローク長さとスイング角θとの対応データテーブルによって、スイング角θを求めるようにしてもよい。
【００４１】
本実施形態によると、エンコーダ３９によって等価的にスイング角θを検出しているので、第２実施形態と同様に、適用機械に適合させて作業機５の中立状態を表す範囲を容易に設定し、判定することが可能となるので、本制御装置の適用範囲を広げることができる。
【００４２】
なお、本発明の適用機械例としてクローラ式走行装置を有する油圧ショベルを示したが、これに限定されず、例えば車輪式でもよい。
【００４３】
以上説明したように、本発明により次のような効果が得られる。
吊り作業を安定に行うために、各種の補助機能を付加して吊り作業を自動制御するようにした吊り作業モードを選択可能としたスイング式油圧ショベルにおいて、作業機のスイング状態と上記吊り作業モードとが同時に起きたときには、警告手段によってオペレータにスイング状態であることを報知するようにした。すなわち、スイング状態のときに吊り作業モードが選択された場合、または吊り作業モードのときにスイング状態にした場合に、アラーム表示及び／又はブザー警報音によって、オペレータにスイング状態であることを報知する。これにより、オペレータは、直ちに、かつ容易に、アラーム状態であることを知ることができ、オペレータの注意が喚起されるので、作業機を中立状態に戻して上記アラーム状態を解除する操作が行なわれ易くなる。従って、車体が安定した状態で吊り作業を行うことができる。
【００４４】
このとき、上記の作業機のスイング状態を検出するスイング検出器としてリミットスイッチを用いると、簡単な構成で、安価に構成できる。また、スイング角度として、作業機揺動中心軸回りの角度、またはスイングシリンダのストローク等によって検出することにより、スイング状態の検出範囲を適用機械に適合した範囲に設定しても、判定基準データを変えるだけで済み、容易に対応できるので、本制御装置の汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるスイング式油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】実施形態に係るバケットの詳細図である。
【図４】実施形態に係る制御装置のハード構成ブロック図である。
【図５】実施形態に係るモニタ装置の斜視図である。
【図６】実施形態に係る制御フローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るスイング検出器の取付部の斜視図である。
【図８】第３実施形態に係るスイング検出器の他の実施例を示す。
【符号の説明】
１…上部旋回体、２…下部走行体、４…クローラ式走行装置、５…作業機、５ａ…中立状態、６…バケット、１１…走行駆動部、１２…ブーム、１３…ブームシリンダ、１４…アーム、１５…アームシリンダ、１７…バケットシリンダ、２０…スイング検出器、２１…ブラケット、２２…スイングシリンダ、２３…ピン、２４…作業機取付部、２５…突起部、２６…リミットスイッチ、２７…フック、２８…フロントリンク、２９…ピン、３０…モニタ装置、３１…回転警告灯、３２…コントローラ、３３…モードスイッチ、３４…表示器、３５…第１ソレノイドバルブ、３６…第２ソレノイドバルブ、３７…モータ、３８…ワイヤ、３９…エンコーダ、４０…ワイヤ取付部、４１…ポテンショメータ、４２…連結部材、４３…ピン、４４…リール。
Claims (4)
- 作業機(5) を上部旋回体(1) に左右方向スイング自在に取り付けたスイング式油圧ショベルの制御装置において、
作業機(5) で荷を吊る吊り作業に好適な吊り作業モードの選択指令を出力するモード切替手段(33)と、
作業機(5) が上部旋回体(1) の前方を向いた中立状態(5a)か、または該中立状態以外のスイング状態かを検出するスイング検出器(20)と、
外部からの警告指令を受けて、アラームの表示及び／又は警報音により警告を発する警告手段(30)と、
モード切替手段(33)からの吊り作業モードの選択指令を入力したときに、スイング検出器(20)の検出信号に基づいて作業機(5) がスイング状態であるかを判定し、作業機(5) がスイング状態であれば、吊り作業モードに入らないことを報知する警告指令を警告手段(30)に出力し、吊り作業モード以外のモードを維持するコントローラ(32)とを備えた
ことを特徴とするスイング式油圧ショベルの制御装置。 - 作業機(5) を上部旋回体(1) に左右方向スイング自在に取り付けたスイング式油圧ショベルの制御装置において、
作業機(5) で荷を吊る吊り作業に好適な吊り作業モードの選択指令を出力するモード切替手段(33)と、
作業機(5) が上部旋回体(1) の前方を向いた中立状態(5a)か、または該中立状態以外のスイング状態かを検出するスイング検出器(20)と、
外部からの警告指令を受けて、アラームの表示及び／又は警報音により警告を発する警告手段(30)と、
モード切替手段(33)からの吊り作業モードの選択指令により吊り作業モードになっているときに、スイング検出器(20)の検出信号に基づいて作業機(5) がスイング状態になったかを監視し、作業機(5) がスイング状態になった場合には、スイング中であることを報知する警告指令を警告手段(30)に出力するコントローラ(32)とを備えた
ことを特徴とするスイング式油圧ショベルの制御装置。 - 前記スイング検出器(20)が、作業機(5) のスイングに伴ってオン又はオフし、中立状態を表す所定範囲内に作業機(5) があるか否かを検出するリミットスイッチ(26)である
ことを特徴とする請求項１又は２記載のスイング式油圧ショベルの制御装置。 - 前記スイング検出器(20)が、作業機(5) のスイング角度(θ)と等価的に、作業機(5) をスイングするスイングシリンダ(22)のストロークを検出する検出器(39)である
ことを特徴とする請求項１又は２記載のスイング式油圧ショベルの制御装置。
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