JP5272446B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、作業アタッチメントを有する作業機械に関するものである。

一般に、自走式の機体と、この機体に起伏可能に搭載された作業アタッチメントとを有する作業機械が知られている。作業アタッチメントは、前記機体に起伏可能に設けられたブームと、このブームの先端部に揺動可能に設けられたアームと、このアームの先端部に揺動可能に設けられた破砕機等の作業装置とを備えている。

この種の作業機械には、作業状況に応じて様々な能力が要求されるが、通常よりも機体から高い位置での作業を要求されることがある。このような要求に応じるための作業機械として、例えば、特許文献１の油圧ショベルが知られている。

特許文献１の油圧ショベルは、走行装置に支持された旋回フレームに固着されたエクステンションブームを備えている。このエクステンションブームは、その上部に嵌装された連結ピンによって、ブームの一端を支持するようになっている。

特許文献１の油圧ショベルでは、エクステンションブームの高さの分だけブームの支持位置（連結ピンの位置）を上にすることができるため、通常の油圧ショベルよりも高い位置で作業を行なうことが可能となる。
実開平２−１０１８４１号公報

しかしながら、特許文献１の油圧ショベルでは、搬送時の形態を低くし難いという問題があった。つまり、自走式の作業機械については作業現場間での搬送が必要となるため、この搬送時の形態をできるだけ小さくすることが望まれるが、特許文献１の油圧ショベルでは、エクステンションブームの高さがキャブの高さを超えると、ブームを倒伏させてもキャブより油圧ショベル全体を低くできないため、搬送時の形態を小さくするのが難しかった。

ここで、エクステンションブームをキャブよりも低くすることが考えられるが、この場合には、作業位置をあまり高くすることができないことになる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、作業位置を高くしながら搬送時の形態を低く抑えることができる作業機械を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、キャブを有する自走式の機体と、前記機体に対して起伏可能に支持された起伏部材と、前記起伏部材の先端部に揺動可能に設けられた作業アタッチメントと、前記起伏部材を起伏動作させるための起伏駆動部と、前記作業アタッチメントを駆動するための作業駆動部と、前記起伏駆動部及び前記作業駆動部を制御するための制御装置とを備え、この制御装置は、前記作業アタッチメントの作業期間中は前記起伏部材の先端部が前記キャブよりも上となるように、前記起伏部材の角度を所定の前倒角度以上の角度に規制するとともに、前記作業期間以外の期間中は前記キャブよりも下となる角度まで前記起伏部材の前倒を許容するように、前記起伏駆動部及び作業駆動部を制御することを特徴とする作業機械を提供する。

本発明によれば、作業アタッチメントの作業期間中は起伏部材を所定の角度以上に起立させることにより、この起伏部材の先端部に設けられた作業アタッチメントを利用して高い位置での作業を行うことができる。一方、搬送時には、起伏部材をキャブよりも下となる位置に前倒させることにより、作業機械の全高を減らすことができる。

しかも、本発明では、作業アタッチメントの作業期間中は起伏部材の角度が所定角度以上に規制されるため、作業アタッチメントの過度の前倒により機体が不安定になるのを防ぐことができる。

したがって、本発明によれば、作業時の安定性を確保しながら、高い位置での作業と搬送時の全高の低減とを両立することができる。

前記作業機械において、前記制御装置は、前記起伏部材が前記所定の前倒角度を下回る角度となっているときに、前記作業アタッチメントの作業を禁止することが好ましい。

この構成によれば、例えば、起伏部材が搬送時の姿勢（キャブよりも低い姿勢）とされたまま作業アタッチメントにより作業を行おうとした場合においても、この作業を禁止することができるので、作業半径が大きくなることに伴う作業機械の転倒をより有効に抑制することが可能となる。

前記作業機械において、前記制御装置は、前記作業アタッチメントの作業期間中に、前記起伏駆動部の動作をロックすることが好ましい。

この構成によれば、作業期間中に起伏部材の起伏動作を禁止することができるので、作業半径を、前記所定の前倒角度以上の角度とされた起伏部材によって規定される作業半径の範囲内に制限することができる。したがって、作業機械の転倒をより有効に抑制することができる。

前記作業機械において、前記起伏部材は、支持軸によって前記機体に軸支されているとともに、前記作業アタッチメントは、揺動軸によって前記起伏部材の先端部に軸支され、前記起伏部材は、前記作業アタッチメントの作業期間中に、前記機体が走行する走行面に垂直で、かつ、前記支持軸と交差する基準垂直線上又はこれよりも前に前記揺動軸の軸線が配置された作業用姿勢でロックされることが好ましい。

この構成によれば、基準垂直線上又はこれよりも前に揺動軸の軸線が配置された状態で起伏部材がロックされるため、機体が略水平な走行面に配置された状態で作業を行なっている場合に、作業アタッチメントから受ける略鉛直な方向の負荷によって起伏部材が支持軸回りに後方へ回動するのを抑制することができる。したがって、この構成によれば、作業機械が不安定になるのをより有効に防ぐことができる。

前記作業機械において、前記作業アタッチメントによる作業を予定している場合に選択されるものとして設定された作業モードとそれ以外のモードとを選択可能なモード選択部をさらに備え、前記制御装置は、前記モード選択部により作業モードが選択された場合に前記作業アタッチメント及び前記起伏部材をロックするとともに、前記作業モードが選択された状態においては前記起伏部材が前記作業用姿勢でロックされている場合にのみ、前記作業アタッチメントの動作を許容することが好ましい。

この構成によれば、前記作業モードが選択された条件下においては、起伏部材が前記作業用姿勢とされていないと、作業アタッチメントの動作が許容されないため、オペレータの意思表示（作業モードの選択）と起伏部材の姿勢との２重の条件を満たして初めて作業アタッチメントによる作業が可能となる。したがって、前記構成によれば、作業モードが選択されているものの起伏部材が作業用姿勢にないような場合（起伏部材が作業用姿勢にあるとオペレータが誤解しているような場合）に、作業アタッチメントの動作を確実に防止して、作業機械が不安定になるのを防止することができる。

前記作業機械において、前記起伏部材は、支持軸によって前記機体に軸支されているとともに、前記起伏駆動部は、伸張動作に応じて前記機体に対して起伏部材を押し上げることが可能な液圧シリンダからなり、前記起伏部材は、前記液圧シリンダの上端位置が前記支持軸よりも前方となる角度でロックされることが好ましい。

この構成によれば、垂直方向よりも前倒した状態にある角度で起伏部材をロックすることができるので、この状態においては、作業アタッチメントに生じる負荷は、起伏部材を前倒させる方向、つまり、液圧シリンダのロッドを縮小させる方向に働くことになる。したがって、前記構成によれば、作業アタッチメントに生じる負荷により前記ロッドがストロークエンドを超えて引っ張られるのを回避することができるので、起伏部材をできるだけ大きな角度でロックしながら、液圧シリンダに生じる負荷を低減することができる。

前記作業機械において、前記制御装置は、前記作業アタッチメントの作業期間中に、前記所定の前倒角度以上、所定の起立角度以下の角度範囲内においてのみ前記起伏部材の起伏動作を許容することが好ましい。

この構成によれば、作業アタッチメントの揺動動作に加えて起伏部材の起伏範囲についても、作業半径として有効に活用することができる。

前記作業機械において、前記起伏部材は、支持軸によって前記機体に軸支されているとともに、前記起伏駆動部は、伸張動作に応じて前記機体に対して起伏部材を押し上げることが可能な液圧シリンダからなり、前記所定の起立角度は、前記液圧シリンダの上端位置が前記支持軸よりも前方となる角度に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、垂直方向よりも前倒した状態にある角度を起伏部材の起立角度とすることができるので、この状態においては、作業アタッチメントに生じる負荷は、起伏部材を前倒させる方向、つまり、液圧シリンダのロッドを縮小させる方向に働くことになる。したがって、前記構成によれば、作業アタッチメントに生じる負荷により前記ロッドがストロークエンドを超えて引っ張られることを回避することができるので、起伏部材をできるだけ大きな角度で起立させながら、液圧シリンダに生じる負荷を低減することができる。

前記作業機械において、前記制御装置は、前記作業期間以外の期間中であって、かつ、前記作業アタッチメントの姿勢が所定の姿勢であるときに、前記キャブよりも下となる角度への前記起伏部材の前倒を許容することが好ましい。

この構成によれば、作業アタッチメントの姿勢に応じて起伏部材の前倒を許容するようにしているため、前記所定の姿勢を、起伏部材の起伏動作にかかわらず作業機械が転倒しない姿勢として予め設定しておくことにより、作業機械の転倒を避けながら起伏部材を前倒させることができる。したがって、作業機械を搬送するのに先立って作業アタッチメントを前記所定の姿勢とした上で起伏部材を前倒させることにより、作業機械を搬送用の形態とすることが可能となる。

前記作業機械において、前記作業アタッチメントは、前記起伏部材の先端部に揺動可能に取り付けられた第１ブームと、前記第１ブームの先端部に揺動可能に取り付けられた第２ブームと、前記第２ブームの先端部に揺動可能に取り付けられたアームとを有することが好ましい。

この構成によれば、起伏部材及び第１ブームを一体に前倒させて略水平な姿勢とし、第１ブームから第２ブームを垂下させように屈折し、この第２ブームから機体側へ略水平にアームを屈折するような形態とすることにより、作業機械を、前後方向及び上下方向にそれぞれコンパクトな搬送形態とすることができる。

本発明によれば、作業位置を高くしながら搬送時の形態を低く抑えることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る作業機械の全体構成を示す側面図である。図２は、図１の作業機械において作業アタッチメントを搬送時の姿勢とした状態を示す側面図である。図３は、図１の作業機械を作業時の姿勢とした状態を示す側面図である。図４は、図１の起伏部材及び作業アタッチメントを駆動するための油圧構成の概略図である。

図１〜図４を参照して、作業機械１は、自走式の機体２と、この機体２に起伏可能に支持された起伏部材３と、この起伏部材３の先端部に揺動可能に設けられた作業アタッチメント４と、前記起伏部材３を動作させるための起伏駆動部５（図４参照）と、前記作業アタッチメント４を動作させるための作業駆動部６（図４参照）と、起伏駆動部５及び作業駆動部６を制御するための制御装置７（図５参照）とを備えている。

機体２は、クローラ式の下部走行体８と、この下部走行体８上に旋回可能に搭載された上部旋回体９とを備えている。上部旋回体９は、前記下部走行体９上に設けられた旋回フレーム１０と、この旋回フレーム１０上に設けられたキャブ１１とを備えている。なお、キャブ１１に着座した乗員から見た前後方向を用いて以下説明する。

起伏部材３は、複数枚の金属板が溶接によって箱状に組み付けられた構造物である。この起伏部材３は、前記旋回フレーム１０に対して左右方向に延びる支持軸３ａによって、前後方向に起伏可能に軸支されている。また、起伏部材３は、後述する起伏シリンダ２４の伸縮動作に応じて、図２に示す前倒位置から起立位置（図１に示す位置よりも若干後方まで立ち上がった位置）までの間で起伏するようになっている。

作業アタッチメント４は、前記起伏部材３の先端部に揺動可能に取り付けられたフロントブーム（第１ブーム）１４と、このフロントブーム１４の先端部に揺動可能に取り付けられたインターブーム（第２ブーム）１５と、このインターブーム１５の先端部に揺動可能に取り付けられたアーム１６と、このアーム１６の先端部に揺動可能に取り付けられた破砕機１７とを備えている。

フロントブーム１４は、前記起伏部材３に対して左右方向に延びる揺動軸１８によって、前後方向に揺動可能に軸支されている。このフロントブーム１４は、後述する第１ブームシリンダ３４の伸縮動作に応じて起伏部材３に対して揺動するようになっている。

インターブーム１５は、前記フロントブーム１４に対して左右方向に延びる揺動軸１９によって、前後方向に揺動可能に軸支されている。このインターブーム１５は、後述する第２ブームシリンダ３７の伸縮動作に応じてフロントブーム１４に対して揺動するようになっている。

アーム１６は、前記インターブーム１５に対して左右方向に延びる揺動軸２０によって、前後方向に揺動可能に軸支されている。このアーム１６は、後述するアームシリンダ４２の伸縮動作に応じてインターブーム１５に対して揺動するようになっている。

破砕機１７は、前記アーム１６に対して左右方向の延びる揺動軸２１によって、前後方向に揺動可能に軸支されている。この破砕機１７は、一対の破砕刃２２と、これら破砕刃２２を開閉させる一対のシリンダ２３とを備えている。また、破砕機１７は、図１の符号１７Ａに示すように、各破砕刃２２を前記揺動軸２１と直交する軸回りに回転させる機能も有している。

起伏駆動部５は、図４に示すように、起伏シリンダ（液圧シリンダ）２４と、この起伏シリンダ２４についての作動油の供給又は排出流量を調整する流量制御弁２５と、この流量制御弁２５を操作するための操作レバー２６と、この操作レバー２６とパイロットポンプ２７との間の油路３０を開閉可能な電磁弁２８とを備えている。

起伏シリンダ２４は、そのヘッド側の端部が前記旋回フレーム１０に回転可能に軸支されている一方、ロッドの先端部が起伏部材３の途中部に回転可能に軸支されている。流量制御弁２５は、パイロット圧を受けて所定の切換位置に操作されることにより、起伏シリンダ２４のロッド側又はヘッド側の油路を、それぞれメインポンプ２８又はタンク２９に接続された油路に接続するようになっている。操作レバー２６は、レバーの傾動操作が行なわれることによって、パイロットポンプ２７から供給される作動油を流量制御弁２５の一方のスプールに供給して、対応する方向の切換位置に流量制御弁２５を操作するためのものである。なお、操作レバー２６の操作方向及び操作量は、パイロット圧を検出するための圧力センサ４８によって検出される。電磁弁２８は、パイロットポンプ２７と操作レバー２６との間の油路３０を閉じる切換位置Ｐ１に操作されることにより、前記操作レバー２６の操作の有無にかかわらず起伏部材３の起伏を禁止する一方、油路３０を開ける切換位置Ｐ２に操作されることにより、操作レバー２６の操作量に応じて起伏部材３の起伏動作を許容するようになっている。

作業駆動部６は、前記フロントブーム１４を駆動するための第１駆動部３１と、インターブーム１５を駆動するための第２駆動部３２と、アーム１６を駆動するための第３駆動部３３とを備えている。

第１駆動部３１は、第１ブームシリンダ３４と、この第１ブームシリンダ３４についての作動油の供給又は排出を調整する流量制御弁３５と、この流量制御弁３５を操作するための操作レバー３６と、この操作レバー３６とパイロットポンプ２７との間の油路６１を開閉可能な電磁弁６０とを備えている。

第１ブームシリンダ３４は、そのヘッド側の端部が起伏部材３に回転可能に軸支されている一方、ロッドの先端部がフロントブーム１４の途中部に回転可能に軸支されている。流量制御弁３５は、パイロット圧を受けて所定の切換位置に操作されることにより、第１ブームシリンダ３４のロッド側又はヘッド側の油路を、それぞれメインポンプ２８又はタンク２９に接続された油路に接続するようになっている。操作レバー３６は、レバーの傾動操作が行なわれることによって、パイロットポンプ２７から供給される作動油を流量制御弁３５の一方のスプールに供給して、対応する方向の切換位置に流量制御弁３５を操作するためのものである。なお、操作レバー３６の操作方向及び操作量は、パイロット圧を検出するための圧力センサ４９によって検出される。電磁弁６０は、パイロットポンプ２７と操作レバー３６との間の油路６１を閉じる切換位置Ｐ３に操作されることにより、前記操作レバー３６の操作の有無にかかわらず起伏部材３の起伏を禁止する一方、油路６１を開ける切換位置Ｐ４に操作されることにより、操作レバー３６の操作量に応じて起伏部材３の起伏動作を許容するようになっている。

第２駆動部３２は、第２ブームシリンダ３７と、この第２ブームシリンダ３７についての作動油の供給又は排出を調整する流量制御弁３８と、この流量制御弁３８を操作するための操作ペダル３９と、この操作ペダル３９との間の油路４１を開閉可能な電磁弁４０とを備えている。

第２ブームシリンダ３７は、そのヘッド側の端部が前記フロントブーム１４に回転可能に軸支されている一方、ロッドの先端部がインターブーム１５に回転可能に軸支されている。流量制御弁３８は、パイロット圧を受けて所定の切換位置に操作されることにより、第２ブームシリンダ３７のロッド側又はヘッド側の油路を、それぞれメインポンプ２８又はタンク２９に接続された油路に接続するようになっている。操作ペダル３９は、ペダル３９の踏み込み操作が行なわれることによって、パイロットポンプ２７から供給される作動油を流量制御弁３８の一方のスプールに供給して、対応する方向の切換位置に流量制御弁３８を操作するためのものである。なお、操作ペダル３９の操作方向及び操作量は、パイロット圧を検出するための圧力センサ５０によって検出される。電磁弁４０は、パイロットポンプ２７と操作ペダル３９との間の油路４１を閉じる切換位置Ｐ５に操作されることにより、前記操作ペダル３９の操作の有無にかかわらずインターブーム１５の揺動を禁止する一方、油路４１を開ける切換位置Ｐ６に操作されることにより、操作ペダル３９の操作量に応じてインターブーム１５の揺動を許容するようになっている。

第３駆動部３３は、アームシリンダ４２と、このアームシリンダ４２についての作動油の供給又は排出流量を調整する流量制御弁４３と、この流量制御弁４３を操作するための操作レバー４４と、この操作レバー４４とパイロットポンプ２７との間の油路４６を開閉可能な電磁弁４５とを備えている。

アームシリンダ４２は、そのヘッド側の端部がインターブーム１５に回転可能に軸支されている一方、ロッドの先端部がアーム１６に回転可能に軸支されている。流量制御弁４３は、パイロット圧を受けて所定の切換位置に操作されることにより、アームシリンダ４２のロッド側又はヘッド側の油路を、それぞれメインポンプ２８又はタンク２９に接続された油路に接続するようになっている。操作レバー４４は、レバーの傾動操作が行なわれることによって、パイロットポンプ２７から供給される作動油を流量制御弁４３の一方のスプールに供給して、対応する方向の切換位置に流量制御弁４３を操作するためのものである。なお、操作レバー４４の操作方向及び操作量は、パイロット圧を検出するための圧力センサ５１によって検出される。電磁弁４５は、パイロットポンプ２７と操作レバー２６との間の油路４６を閉じる切換位置Ｐ７に操作されることにより、前記操作レバー４４の操作の有無にかかわらずアーム１６の揺動を禁止する一方、油路４６を開ける切換位置Ｐ８に操作されることにより、操作レバー４４の操作量に応じてアーム１６の揺動動作を許容するようになっている。

図５は、図１の作業機械１に設けられた制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。

制御装置７は、前記キャブ１１に設けられたモード選択スイッチ４７と、上記起伏駆動部５及び作業駆動部６に設けられた圧力センサ４８〜５１と、前記起伏部材３及び作業アタッチメント４に設けられた角度センサ５２と、前記キャブ１１に設けられた入力部５３と、前記電磁弁２８、４０、４５、６０及び後述する報知部５５に制御信号を出力するコントローラ５４とを備えている。

本実施形態において、モード選択スイッチ４７は、作業モード、非作業モード、又は調整モードを択一的に選択可能に構成されている。

作業モードは、前記作業アタッチメント４による作業を行なうためのモードであり、起伏部材３の起伏動作が制限されるモードである。

非作業モードは、主に、搬送時の形態（図２参照）にある作業機械１を作業可能な姿勢にする際、又は作業時の姿勢（例えば、図３）にある作業機械１を搬送時の形態とする際に選択されるモードであり、作業アタッチメント４が所定の姿勢にあることを条件として起伏部材３の起伏動作が許容されるモードである。

調整モードは、起伏部材３及び作業アタッチメント４の姿勢を調整する際に選択されるモードであり、起伏部材３及び作業アタッチメント４の動作が許容されるモードである。

角度センサ５２は、ロータリエンコーダ等からなる角度検出手段である。この角度センサ５２は、旋回フレーム１０に対する起伏部材３の起伏角度、起伏部材３に対するフロントブーム１４の揺動角度、フロントブーム１４に対するインターブーム１５の揺動角度、インターブーム１５に対するアーム１６の揺動角度、及びアーム１６に対する破砕機１７の揺動角度をそれぞれ検出し、この信号をコントローラ５４に出力するようになっている。

入力部５３は、キャブ１１内に設けられ、オペレータによる入力操作に応じて後述する報知部５５による報知を停止させるための信号をコントローラ５４に出力するようになっている。

コントローラ５４は、各種演算処理を実行するＣＰＵや、このＣＰＵの作業領域として利用される記憶手段としてのＲＡＭ等からなる制御手段である。このコントローラ５４は、モード判別部５６と、操作判別部５７と、姿勢判別部５８と、出力制御部５９とを備えている。

モード判別部５６は、前記モード選択スイッチ４７によって作業モード、非作業モード、調整モードの何れが選択されているのかを判別し、選択されたモードに関する情報を電気信号として出力制御部５９に出力するようになっている。

操作判別部５７は、前記圧力センサ４８〜５１から入力される検出信号に基づいて、前記操作レバー２６、３６、４４又は操作ペダル３９の操作が行なわれているか否かを判別し、その結果を電気信号として出力制御部５９に出力するようになっている。

姿勢判別部５８は、前記角度センサ５２から入力される検出信号に基づいて、前記起伏部材３及び作業アタッチメント４の姿勢を判別し、その結果を電気信号として出力制御部５９に出力するようになっている。具体的に、姿勢判別部５８は、起伏部材３が所定角度に起立しているか否かを判別するようになっている。本実施形態では、図３に示すように、機体２が走行する走行面に垂直で、かつ、支持軸３ａと交差する基準垂直線Ｖ上又はこれより若干前となる位置に揺動軸１８の軸線が配置された姿勢（作業用姿勢）まで起伏部材３が起立しているか否かを判別する。なお、本実施形態では、起伏部材３を前記作業用姿勢とすることにより、起伏シリンダ２４の先端部の位置が支持軸３ａよりも若干前方となる。なお、前記所定角度は、特定の角度に限定されず、例えば、４５°以上９０°未満といった範囲として設定することもできる。ただし、前記所定角度は、起伏部材３の先端部がキャブ１１よりも上となる角度以上に設定されている必要がある。

また、姿勢判別部５８は、作業アタッチメント４が予め設定された姿勢とされているか否かを判別するようになっている。具体的に、姿勢判別部５８は、起伏部材３に生じる負荷が少ないものとして予め設定された作業アタッチメント４の姿勢、例えば、図２又は図３に示すようにフロントブーム１４、インターブーム１５及びアーム１６が互いに略９０°ずつ屈折した姿勢となっているかを判別するようになっている。この姿勢も特定の姿勢に限定されることはなく、角度にある一定の範囲をもった姿勢とすることができる。

出力制御部５９は、前記モード判別部５６から入力されたモード判別結果に基づいて後述する処理を行うことにより、起伏部材３又は作業アタッチメント４の動作を制限又は緩和するようになっている。具体的に、出力制御部５９は、モード判別部５６、操作判別部５７及び姿勢判別部５８から入力された判別結果に基づいて、電磁弁２８、４０、４５、６０及び報知部５５に対して制御信号を出力するようになっている。また、出力制御部５９は、入力部５３からの信号を受けて報知部５５に対し停止するための信号を出力することが可能とされている。なお、報知部５５による報知の手段としては、ブザー、音声案内、ランプの点灯等、特に限定されることはなく、具体的な報知内容は後述する。

図６は、コントローラ５４により実行される処理を示すフローチャートである。図７は、図６に示す制限処理の内容を示すフローチャートである。図８は、図６に示す制限緩和処理を示すフローチャートである。

図６を参照して、コントローラ５４による処理が開始されると、まず、作業モードが選択されているか否かが判定され（ステップＳ１）、作業モードが選択されていると判定されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、制限処理Ｔが実行される。

図４及び図７を参照して、制限処理Ｔが実行されると、まず、全ての電磁弁２８、４０、４５、６０が閉鎖される（ステップＴ１）。これにより、操作レバー２６、３６、４４及び操作ペダル３９の操作にかかわらず、パイロットポンプ２７からシリンダ２４、３４、３７、４２への作動油の供給が行われなくなるため、起伏部材３及び作業アタッチメント４の動作が制限される。

次いで、前記圧力センサ４８〜５１による検出結果に基づいて、作業アタッチメント４が操作されているか否かが判定され（ステップＴ２）、操作されていると判定されると（ステップＴ２でＹＥＳ）、起伏部材３が所定角度に起立しているか否かが判定される（ステップＴ３）。

つまり、ステップＴ３では、作業アタッチメント４を動作させても、作業半径をある程度小さく抑えることができる程度に起伏部材３が起立しているか否かを判定している。具体的に、本実施形態では、図３に示すように、基準垂直線Ｖ上又はこれより所定寸法だけ前となる位置に揺動軸１８の軸線が配置されるとともに、起伏シリンダ２４の先端部の位置が起伏部材３の支持軸３ａよりも若干前方となる角度（略９０°）まで起伏部材３が起伏しているか否かを判定している。

このステップＴ３において、起伏部材３が所定角度まで起立していると判定されると（ステップＴ３でＹＥＳ）、作業アタッチメント４の電磁弁４０、４５、６０を開放して（ステップＴ４）、作業アタッチメント４の動作が許容される。つまり、図１に示すように、フロントブーム１４、インターブーム１５及びアーム１６の揺動操作、及び破砕機１７による破砕動作が許容されることになる。

そして、作業アタッチメント４の操作が行なわれている間（ステップＴ５でＮＯ）は、前記ステップＴ３、Ｔ４を繰り返し行って作業アタッチメント４の動作が許容された状態が維持される。一方、作業アタッチメント４の操作が終了すると（ステップＴ５でＹＥＳ）、前記図６の処理にリターンする。

一方、前記ステップＴ３において起伏部材３が所定角度まで起立していないと判定されると（ステップＴ３でＮＯ）、作業アタッチメント４が操作不可である旨を前記報知部５５により報知する（ステップＴ６）。この報知は、入力部５３（図５参照）による停止操作が行なわれるまでの間（ステップＴ７でＮＯ）は、継続して行われ、停止操作が行なわれると（ステップＴ７でＹＥＳ）、報知を停止して（ステップＴ８）、図６の処理にリターンする。

再び図６を参照して、制限処理Ｔからメインルーチンに処理が戻ると、作業モードが解除されているか否かが判定される（ステップＳ２）。ここで、解除されていなければ（ステップＳ２でＮＯ）、繰り返し制限処理Ｔが実行される一方、解除されていると（ステップＳ２でＹＥＳ）、当該処理を終了する。

前記ステップＳ１において、作業モードが選択されていないと判定されると（ステップＳ１でＮＯ）、非作業モードが選択されているか否かが判定される（ステップＳ３）。つまり、作業機械１を図２に示すような格納姿勢にするとき、又は格納姿勢にある作業機械１を図３に示すような姿勢に起立させる状況にあるか否かが判定される。

このステップＳ３において、非作業モードが選択されていると判定されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、図８に示す制限緩和処理Ｕが実行される。

図４及び図８を参照して、制限緩和処理Ｕが実行されると、まず、全ての電磁弁２８、４０、４５、６０が閉鎖される（ステップＵ１）。これにより、操作レバー２６、３６、４４及び操作ペダル３９の操作にかかわらず、パイロットポンプ２７からシリンダ２４、３４、３７、４２への作動油の供給が行われなくなるため、起伏部材３及び作業アタッチメント４の動作が制限される。

次いで、前記圧力センサ４８〜５１による検出結果に基づいて、作業アタッチメント４が操作されているか否かが判定され（ステップＵ２）、操作されていると判定されると（ステップＵ２でＹＥＳ）、作業アタッチメント４が所定の姿勢となっているか否かが判定される（ステップＵ３）。

つまり、ステップＵ３では、起伏部材３を起伏させても、作業半径をある程度小さく抑えることができる程度に作業アタッチメント４全体が小さく折り畳まれているか否かを判定している。具体的に、本実施形態では、図２に示すように、フロントブーム１４、インターブーム１５及びアーム１６が互いに略９０°ずつ屈折した姿勢となっているか否かを判別する。

このステップＵ３において、作業アタッチメント４が所定の姿勢とされていると判定されると（ステップＵ３でＹＥＳ）、作業アタッチメント４の電磁弁４０、４５、６０を開放して、起伏部材３の動作が許容される。つまり、起伏部材３を起立させて図３に示す姿勢とすることや、この図３の姿勢から図２に姿勢にすることができるように、起伏部材３の起伏動作が許容されることになる。

そして、起伏部材３の操作が行なわれている間（ステップＵ５でＮＯ）は、前記ステップＵ３、Ｕ４を繰り返し行って起伏部材３の動作が許容される。一方、起伏部材３の操作が終了すると（ステップＵ５でＹＥＳ）、前記図６の処理にリターンする。

一方、前記ステップＵ３において作業アタッチメント４が所定の姿勢となっていないと判定されると（ステップＵ３でＮＯ）、起伏部材３が操作不可である旨を前記報知部５５により報知する（ステップＵ６）。この報知は、入力部５３（図５参照）による停止操作が行なわれるまでの間（ステップＵ７でＮＯ）は、継続して行われ、停止操作が行なわれると（ステップＵ７でＹＥＳ）、図６の処理にリターンする。

再び図６を参照して、制限緩和処理Ｕからメインルーチンに処理が戻ると、非作業モードが解除されているか否かが判定される（ステップＳ４）。ここで、解除されていなければ（ステップＳ４でＮＯ）、繰り返し制限緩和処理Ｕが実行される一方、解除されていると（ステップＳ４でＹＥＳ）、当該処理を終了する。

前記ステップＳ３において、非作業モードが選択されていないと判定されると（ステップＳ３でＮＯ）、調整モードが選択されているか否かが判定される（ステップＳ５）。つまり、作業機械１の現在の姿勢が前記ステップＴ３又はＵ３において判定される起伏角度又は姿勢を満たすことができない場合であって、当該起伏角度又は姿勢にすることができるように起伏部材３及び作業アタッチメント４を動作させる必要がある場合に、この調整モードが選択されている。

調整モードが選択されていないと判定されると（ステップＳ５でＮＯ）、前記ステップＳ１を繰り返し実行する。

一方、調整モードが選択されていると判定されると（ステップＳ５でＹＥＳ）、全ての電磁弁２８、４０、４５、６０を開放して（ステップＳ６）、起伏部材３及び作業アタッチメント４の動作が許容される。起伏部材３及び作業アタッチメント４の動作は、調整モードが解除されるまでの間（ステップＳ６でＮＯ）は、継続して行われる。一方、調整モードが解除されると（ステップＳ６でＹＥＳ）、当該処理は終了する。

以上説明したように、前記作業機械１によれば、作業アタッチメント４の作業期間中（作業モードが選択されている期間中）は、起伏部材３を所定の角度（例えば、図１の角度）に起立させることにより、この起伏部材３の先端部に設けられた作業アタッチメント４を利用して高い位置での作業を行うことができる。一方、搬送時には、起伏部材３をキャブ１１よりも下となる位置に前倒させることにより、作業機械１の全高を減らすことができる。

しかも、前記作業機械１では、作業アタッチメント４の作業期間中は起伏部材３の角度が所定角度（図７のステップＴ３）に規制されるため、作業アタッチメント４の過度の前倒により機体２が不安定になるのを防ぐことができる。

したがって、前記作業機械１によれば、作業時の安定性を確保しながら、高い位置での作業と搬送時の全高の低減とを両立させることができる。

前記実施形態の制限処理Ｔ（図７）のように、起伏部材３が所定の角度を下回る角度となっているときに、作業アタッチメント４の作業を禁止する（ステップＴ１及びＴ６〜Ｔ８）構成によれば、例えば、起伏部材３が搬送時の姿勢（キャブ１１よりも低い姿勢）とされたまま作業アタッチメント４により作業を行なおうとした場合においても、この作業を禁止することができるので、作業半径が大きくなることに伴う作業機械１の転倒をより有効に抑制することができる。

前記実施形態の制限処理Ｔのように、作業アタッチメント４の作業期間中に起伏部材３の起伏動作をロックする（ステップＴ１）構成によれば、作業期間中に起伏部材３の起伏動作を禁止することができるので、作業半径を、前記所定の角度とされた起伏部材３によって規定される作業半径の範囲内に制限することができる。したがって、作業機械の転倒をより有効に抑制することができる。

なお、前記制限処理Ｔのように起伏部材３の起伏動作をロックした場合、作業アタッチメント４に生じている負荷を起伏部材３の起伏シリンダ２４に生じている負荷として捉えることができる。したがって、起伏シリンダ２４に生じている負荷と、作業アタッチメント４の姿勢との関係として、作業機械１の転倒の可能性が生じる基準値を予め設定しておくことにより、起伏シリンダ２４に生じている負荷に基づいて、前記基準値を超える側への作業アタッチメント４の操作を禁止することができる。

前記制限処理ＴのステップＴ２、Ｔ３のように、基準垂直線Ｖ（図３参照）又はこれよりも前に揺動軸１８の軸線が配置された姿勢（作業用姿勢）で起伏部材３がロックされるようにすれば、機体２が略水平な走行面に配置された状態で作業を行なっている場合に、作業アタッチメント４から受ける略鉛直な方向の負荷によって起伏部材３が支持軸３ａ回りに後方へ回動するのを抑制することができる。したがって、この構成によれば、作業機械１が不安定になるのをより有効に防ぐことができる。

特に、揺動軸１８の軸線が前記基準垂直線Ｖ上に配置された姿勢で揺動軸３をロックする構成とすれば、作業アタッチメント４を最も高い位置で支持してより高所における作業を実現しながら、当該作業アタッチメント４から受ける負荷により起伏部材３が後方へ回動するのを抑制することができる。

前記制限処理ＴのステップＴ１〜Ｔ４のように、作業モードが選択された場合に作業アタッチメント４及び起伏部材３をロックするとともに、作業モードが選択された状態においては起伏部材３が前記作業用姿勢でロックされている場合にのみ、作業アタッチメント４の動作を許容する構成によれば、オペレータの意思表示と起伏部材３の姿勢との２重の条件を満たして初めて作業アタッチメント４による作業が可能となる。したがって、この構成によれば、起伏部材３が作業用姿勢にあるとオペレータが誤解しているような場合に、作業アタッチメント４の動作を確実に防止して、作業機械１が不安定になるのを防止することができる。

前記制限処理ＴのステップＴ３及びＴ４のように、起伏シリンダ２４の上端位置が支持軸３ａよりも前方となる角度となる姿勢に起伏部材３がなっているときに、作業アタッチメント４の動作を許容する構成によれば、垂直方向よりも前倒した状態にある角度を起伏部材３の起立角度とすることができるので、この状態においては、作業アタッチメント４に生じる負荷は、起伏部材３を前倒させる方向、つまり、起伏シリンダ２４のロッドを縮小させる方向に働くことになる。したがって、前記構成によれば、作業アタッチメント４に生じる負荷により前記ロッドがストロークエンドを超えて引っ張られることを回避することができるので、起伏部材３をできるだけ大きな角度で起立させながら、起伏シリンダ２４に生じる負荷を低減することができる。

前記制限緩和処理Ｕのように、非作業モードが選択された期間中であって、かつ、作業アタッチメント４の姿勢が所定の姿勢であるときに（ステップＵ３でＹＥＳ）、キャブ１１よりも下となる角度への起伏部材３の前倒を許容する構成によれば、作業アタッチメント４の姿勢に応じて起伏部材３の前倒を許容するようにしているため、前記所定の姿勢を、起伏部材３の起伏動作にかかわらず作業機械１が転倒しない姿勢として予め設定しておくことにより、作業機械１の転倒を避けながら起伏部材３を前倒させることができる。したがって、作業機械１を搬送するのに先立って作業アタッチメント４を前記所定の姿勢とした上で起伏部材３を前倒させることにより、作業機械１を搬送用の形態とすることができる。

また、前記実施形態のように、フロントブーム１４、インターブーム１５、アーム１６を備えた構成によれば、図２に示すように、起伏部材３及びフロントブーム１４を一体に前倒させて略水平な姿勢とし、フロントブーム１４からインターブーム１５を垂下させるように屈折し、このインターブーム１５から機体２側へ略水平にアーム１６を屈折するような形態とすることにより、作業機械１を、前後方向及び上下方向にそれぞれコンパクトな搬送形態とすることができる。

なお、前記実施形態における制限処理Ｔでは、作業アタッチメント４の作業を行なっている期間中に、起伏部材３の動作を禁止していたが図９に示すように、起伏部材３の動作を所定角度の範囲内で許容するようにすることもできる。

図９は、別の実施形態に係る制限処理Ｔを示すフローチャートである。

図４及び図９を参照して、制限処理Ｔが実行されると、前記ステップＴ１により全ての電磁弁２８、４０、４５、６０が閉鎖されて、起伏部材３及び作業アタッチメント４の動作が制限される。そして、以下の処理は、前記ステップＴ２と並行して以下のステップＴ９〜Ｔ１６の処理が行われる。

つまり、前記圧力センサ４８による検出結果に基づいて起伏部材３が操作されているか否かが判定される（ステップＴ９）。起伏部材３が操作されていないときは（ステップＴ９でＮＯ）、当該ステップＳ９が繰り返し実行される。

一方、起伏部材３の操作が判定されると（ステップＴ９でＹＥＳ）、起伏部材３が所定の角度範囲にあるか否かが判定される（ステップＴ１０）。つまり、ステップＴ１０では、作業アタッチメント４による作業を行なったときの作業半径が所定の範囲に収まるものとして予め設定された角度範囲内に、起伏部材３が存在するか否かが判定される。例えば、起伏部材３の角度範囲として、４５°の前倒角度と、図３に示すように基準垂直線Ｖ上又はこれより所定寸法だけ前となる位置揺動軸１８が配置されるとともに、起伏シリンダ２４の先端部が支持軸３ａよりも前の位置となるような起立角度との間の範囲を設定することができる。

このステップＴ１０において、起伏部材３が前記角度範囲内にあると判定されると（ステップＴ１０でＹＥＳ）、起伏部材３の電磁弁２８を開放して（ステップＴ１１）、起伏部材３の起伏動作が許容される。そして、起伏部材３の操作が行なわれている間（ステップＴ１２でＮＯ）は、前記ステップＴ１０、Ｔ１１を繰り返し行って起伏部材３の起伏動作が許容された状態が維持される。一方、起伏部材３の操作が終了すると（ステップＴ１２でＹＥＳ）、起伏部材３の電磁弁２８を閉鎖して前記ステップＴ９にリターンする。

一方、前記ステップＴ１０において、起伏部材３が前記角度範囲内にはないと判定されると（ステップＴ１０でＮＯ）、起伏部材３が操作不可である旨を前記報知部５５により報知する（ステップＴ１４）。この報知は、入力部５３（図５参照）による停止操作が行なわれるまでの間（ステップＴ１５でＮＯ）は、継続して行われ、停止操作が行なわれると（ステップＴ１５でＹＥＳ）、報知を停止して（ステップＴ１６）、前記ステップＴ９にリターンする。

一方、図７に示すように、ステップＴ２でＮＯと判定されたとき、ステップＴ５でＹＥＳと判定されたとき、又はステップＴ８を実行した後には、図９に示すように、起伏部材３の操作が行なわれているか否かが判定される（ステップＴ１７）。ここで、起伏部材３の操作が行なわれていると判定されると（ステップＴ１７でＹＥＳ）、前記ステップＴ２及びステップＴ９を繰り返し行う一方、起伏部材３の操作が行なわれていないと判定されると（ステップＴ１７でＮＯ）、図６に示すメインルーチンにリターンする。

この実施形態のように所定の角度範囲内において起伏部材３の起伏動作を許容する構成によれば、作業アタッチメント４の揺動動作に加えて起伏部材３の起伏範囲についても、作業半径として有効に活用することができる。

本発明の実施形態に係る作業機械の全体構成を示す側面図である。 図１の作業機械において作業アタッチメントを搬送時の姿勢とした状態を示す側面図である。 図１の作業機械を作業時の姿勢とした状態を示す側面図である。 図１の起伏部材及び作業アタッチメントを駆動するための油圧構成の概略図である。 図１の作業機械１に設けられた制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。 コントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。 図６に示す制限処理Ｔの内容を示すフローチャートである。 図６に示す制限緩和処理Ｕを示すフローチャートである。 別の実施形態に係る制限処理Ｔを示すフローチャートである。

符号の説明

Ｔ 制限処理
Ｕ 制限緩和処理
１ 作業機械
２ 機体
３ 起伏部材
３ａ 支持軸
４ 作業アタッチメント
５ 起伏駆動部
６ 作業駆動部
７ 制御装置
１１ キャブ
１４ フロントブーム（第１ブーム）
１５ インターブーム（第２ブーム）
１６ アーム
２４ 起伏シリンダ
２８、４０、４５、６０ 電磁弁
５４ コントローラ（制御装置）

Claims (10)

1. キャブを有する自走式の機体と、
   前記機体に対して起伏可能に支持された起伏部材と、
   前記起伏部材の先端部に揺動可能に設けられた作業アタッチメントと、
   前記起伏部材を起伏動作させるための起伏駆動部と、
   前記作業アタッチメントを駆動するための作業駆動部と、
   前記起伏駆動部及び前記作業駆動部を制御するための制御装置とを備え、
   この制御装置は、前記作業アタッチメントの作業期間中は前記起伏部材の先端部が前記キャブよりも上となるように、前記起伏部材の角度を所定の前倒角度以上の角度に規制するとともに、前記作業期間以外の期間中は前記キャブよりも下となる角度まで前記起伏部材の前倒を許容するように、前記起伏駆動部及び作業駆動部を制御することを特徴とする作業機械。
2. 前記制御装置は、前記起伏部材が前記所定の前倒角度を下回る角度となっているときに、前記作業アタッチメントの作業を禁止することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
3. 前記制御装置は、前記作業アタッチメントの作業期間中に、前記起伏駆動部の動作をロックすることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械。
4. 前記起伏部材は、支持軸によって前記機体に軸支されているとともに、前記作業アタッチメントは、揺動軸によって前記起伏部材の先端部に軸支され、前記起伏部材は、前記作業アタッチメントの作業期間中に、前記機体が走行する走行面に垂直で、かつ、前記支持軸と交差する基準垂直線上又はこれよりも前に前記揺動軸の軸線が配置された作業用姿勢でロックされることを特徴とする請求項３に記載の作業機械。
5. 前記作業アタッチメントによる作業を予定している場合に選択されるものとして設定された作業モードとそれ以外のモードとを選択可能なモード選択部をさらに備え、前記制御装置は、前記モード選択部により作業モードが選択された場合に前記作業アタッチメント及び前記起伏部材をロックするとともに、前記作業モードが選択された状態においては前記起伏部材が前記作業用姿勢でロックされている場合にのみ、前記作業アタッチメントの動作を許容することを特徴とする請求項４に記載の作業機械。
6. 前記起伏部材は、支持軸によって前記機体に軸支されているとともに、前記起伏駆動部は、伸張動作に応じて前記機体に対して起伏部材を押し上げることが可能な液圧シリンダからなり、前記起伏部材は、前記液圧シリンダの上端位置が前記支持軸よりも前方となる角度でロックされることを特徴とする請求項３又は４に記載の作業機械。
7. 前記制御装置は、前記作業アタッチメントの作業期間中に、前記所定の前倒角度以上、所定の起立角度以下の角度範囲内においてのみ前記起伏部材の起伏動作を許容することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械。
8. 前記起伏部材は、支持軸によって前記機体に軸支されているとともに、前記起伏駆動部は、伸張動作に応じて前記機体に対して起伏部材を押し上げることが可能な液圧シリンダからなり、前記所定の起立角度は、前記液圧シリンダの上端位置が前記支持軸よりも前方となる角度に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の作業機械。
9. 前記制御装置は、前記作業期間以外の期間中であって、かつ、前記作業アタッチメントの姿勢が所定の姿勢であるときに、前記キャブよりも下となる角度への前記起伏部材の前倒を許容することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の作業機械。
10. 前記作業アタッチメントは、前記起伏部材の先端部に揺動可能に取り付けられた第１ブームと、前記第１ブームの先端部に揺動可能に取り付けられた第２ブームと、前記第２ブームの先端部に揺動可能に取り付けられたアームとを有することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の作業機械。

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