JP6443423B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

例えば特許文献１などに従来の建設機械が記載されている。この建設機械では、キースイッチがキーオフ状態にされた後（キーオフ後）に、建設機械の機能の一部がコントローラに制御される。また、この建設機械には、バッテリからコントローラへの電力供給を手動で遮断させる遮断スイッチがある。

キーオフ後にコントローラが作動しているときに、遮断スイッチが操作されると、バッテリからコントローラへの電力供給が遮断される。そのため、コントローラが制御していた機能が停止し、建設機械に障害が発生するおそれがある。特許文献１（図７参照）に記載の発明では、キーオフ後にコントローラが作動しているときに、表示部を点灯させることで、遮断スイッチの操作を抑制することが図られている。

特許第５８３６４０５号公報

しかし、同文献に記載の発明では、キーオフ後にコントローラが作動しているときに、表示部が常に点灯する。その結果、作業者が誤って遮断スイッチを操作し、キースイッチがキーオフ状態のときにコントローラに制御されている機能が停止するおそれがある。

そこで本発明は、キースイッチがキーオフ状態のときにコントローラに制御されている機能が停止することを抑制できる建設機械を提供することを目的とする。

本発明の建設機械は、バッテリと、コントローラと、キースイッチと、遮断スイッチと、センサと、警報装置と、を備える。前記コントローラは、前記バッテリからの電力供給により作動する。前記キースイッチは、前記コントローラにつながれ、エンジンの停止を指示するキーオフ状態とエンジンの停止を指示しないキーオン状態とに切り換えられる。前記遮断スイッチは、前記バッテリから前記コントローラへの電力供給を可能にする供給状態と前記バッテリから前記コントローラへの電力供給を遮断する遮断状態とに切り換えられる。前記センサは、前記遮断スイッチを操作するために必要な動作である所定動作の有無を検出する。前記警報装置は、前記キースイッチがキーオフ状態であり、かつ、前記遮断スイッチが供給状態であり、かつ、前記コントローラが作動中であり、かつ、前記所定動作が有ることを前記センサが検出した場合、警報を出す。

上記構成により、キースイッチがキーオフ状態のときにコントローラに制御されている機能が停止することを抑制できる。

建設機械を横から見た図である。 図１に示す建設機械が備えるバッテリ遮断回路を示す図である。 図１に示す遮断スイッチ５１などを示す斜視図である。 図３に示す遮断スイッチ５１などを示す図である。 第２実施形態の図３相当図である。 第３実施形態の図３相当図である。

（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、第１実施形態の建設機械１について説明する。

建設機械１は、図１に示すように、建設作業などの作業を行う機械であり、例えばショベルなどである。建設機械１は、下部走行体１０と、上部旋回体２０と、バッテリ遮断回路３０と、を備える。下部走行体１０は、建設機械１を走行させる部分である。

上部旋回体２０は、下部走行体１０に対して旋回自在であり、旋回装置を介して下部走行体１０に取り付けられる。上部旋回体２０は、上部フレーム２１と、運転室２３と、カウンタウェイト２５と、ガード２７と、遮断スイッチ取付部２９と、を備える。

上部フレーム２１には、運転室２３およびカウンタウェイト２５などが取り付けられる。上部フレーム２１の前側Ｘ１部分に運転室２３が取り付けられ、上部フレーム２１の後側Ｘ２部分にカウンタウェイト２５が取り付けられる。下部走行体１０に対する上部フレーム２１の旋回の回転軸の方向を上下方向Ｚとする。上下方向Ｚおよび前後方向Ｘに直交する方向を、横方向Ｙとする。

運転室２３は、建設機械１の運転者が運転を行う部分である。カウンタウェイト２５は、建設機械１の前後方向Ｘの質量のバランスをとるための、おもりである。

ガード２７は、エンジンおよび油圧機器などの機器を覆う外装部材である。ガード２７は、遮断スイッチ５１を覆う。ガード２７は、ガード本体部２７ａと、ガード開閉部２７ｂと、を備える。ガード開閉部２７ｂは、ガード本体部２７ａに対して開閉自在である。ガード開閉部２７ｂは、ガード本体部２７ａに対して回転自在であることにより開閉自在でもよく、ガード本体部２７ａに対して着脱自在であることにより開閉自在でもよい。

遮断スイッチ取付部２９は、遮断スイッチ５１が取り付けられる部分である。遮断スイッチ取付部２９は、例えば板であり、例えば箱（図示なし）を構成する板でもよく、板でなくてもよい。

バッテリ遮断回路３０は、図２に示すように、バッテリ３３とコントローラ３１との電気的遮断などを行う電気回路である。バッテリ遮断回路３０は、コントローラ３１と、バッテリ３３と、キースイッチ３５と、自己保持手段３７と、ダイオード３９と、遮断スイッチ５１と、センサ５３と、警報装置５５と、を備える。

コントローラ３１は、建設機械１（図１参照。以下、建設機械１について同様）の作動を制御する。コントローラ３１は、キースイッチ３５がキーオン状態のときに建設機械１の機能を制御する。コントローラ３１は、キースイッチ３５がキーオフ状態になった後（キーオフ後）にも作動し、建設機械１の機能の一部を制御する。キーオフ後に作動する機能は、例えば通信であり、例えば位置情報の送信である。位置情報は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）により取得され、例えば盗難防止などに用いられる。コントローラ３１は、バッテリ３３からの電力供給により作動する。コントローラ３１には、キースイッチ入力３１ａと、電源入力３１ｂと、出力３１ｃと、がある。出力３１ｃは、建設機械１の機能を制御するための指令を出力する部分である。出力３１ｃには、各機能を作動させるための装置（図示なし）、自己保持手段３７、および警報装置５５などがつながれる。

バッテリ３３は、自己保持手段３７を介して、コントローラ３１の電源入力３１ｂにつながれる。バッテリ３３は、キースイッチ３５につながれる。例えば、バッテリ３３は、センサ５３および警報装置５５などに電力を供給する。

キースイッチ３５は、エンジンの停止を指示し、エンジンの作動（起動を含む）を指示する。キースイッチ３５は、エンジンの停止を指示するキーオフ状態と、エンジンの停止を指示しない（例えばエンジンの作動を指示する）キーオン状態とに切り換えられる。キースイッチ３５は、コントローラ３１のキースイッチ入力３１ａにつながれる。キースイッチ３５は、コントローラ３１のいわば主電源である。キースイッチ３５は、キーオフ状態のときにスイッチの接点をオープンにし、キーオン状態のときにスイッチの接点をクローズにする。

自己保持手段３７は、キースイッチ３５がキーオフ状態になった後も、バッテリ３３からコントローラ３１に電力を供給させ、コントローラ３１を作動させるための手段（回路、リレー）である。自己保持手段３７は、キースイッチ３５がキーオン状態のときにバッテリ３３からコントローラ３１に電力を供給させる。自己保持手段３７は、コントローラ３１の電源入力３１ｂおよび出力３１ｃにつながれる。

ダイオード３９は、キースイッチ３５がキーオフ状態のときに、コントローラ３１の出力３１ｃからの出力信号が、キースイッチ入力３１ａに入力されることを防ぐ。これにより、キースイッチ３５がキーオフ状態のときに、キースイッチ３５がキーオン状態であると、コントローラ３１が判断することが防がれる。

遮断スイッチ５１は、バッテリ３３からコントローラ３１への電力供給（以下、単に「電力供給」ともいう）を手動で（作業者の手作業で）遮断するためのスイッチである。遮断スイッチ５１は、例えば、安全確保、メンテナンス、規制、盗難防止、バッテリ上がり防止などに用いられる。遮断スイッチ５１は、電力供給を可能にする供給状態と、電力供給を遮断する遮断状態と、に切り換えられる。遮断スイッチ５１は、バッテリ３３につながれ、バッテリ３３の一方の極性につながれ、バッテリライン３３ａに設けられる。供給状態のとき、遮断スイッチ５１は、スイッチの接点をクローズにする。遮断状態のとき、遮断スイッチ５１は、スイッチの接点をオープンにする。図１に示すように、例えば、遮断スイッチ５１は、運転室２３の外に配置される。遮断スイッチ５１は、施錠機能を有する空間内に配置される。図３に示すように、遮断スイッチ５１は、ガード２７の内部に配置され、遮断スイッチ取付部２９に取り付けられ、カウンタウェイト２５の前側Ｘ１の面の近傍に配置される。遮断スイッチ５１は、例えば押しボタン式でもよく、例えば回転式でもよい。

センサ５３は、所定動作の有無を検出する。所定動作とは、遮断スイッチ５１を操作するために必要な動作である。所定動作は、作業者が遮断スイッチ５１を操作しようとするときに行われる動作である。センサ５３は、所定空間Ａに物体が有るときに「所定動作が有る」ことを検出し、所定空間Ａに物体が無いときに「所定動作が無い」ことを検出する。所定空間Ａは、遮断スイッチ５１が作業者に操作されようとしている場合に、物体が無い状態から有る状態に変わる空間である。図４に示すように、所定空間Ａは、作業者が手などで遮断スイッチ５１を操作しようとすると、手などが必ず通る空間である。所定空間Ａは、遮断スイッチ５１の近傍の空間（所定近傍空間）である。センサ５３は、人体を検知可能なものであり、例えば非接触式のセンサであり、例えば近接センサであり、例えば近接スイッチであり、例えば光センサであり、例えば赤外線を用いた光センサなどである。センサ５３は、発光部５３ａと、受光部５３ｂと、を備える。所定空間Ａに物体が無い場合、発光部５３ａから出た光が、反斜板Ｒで反射し、受光部５３ｂに入る。所定空間Ａに物体が無い場合、センサ５３は、スイッチの接点をオープンにする（図２参照）。所定空間Ａに物体が有る場合（所定空間Ａに物体が侵入した場合）、発光部５３ａから出た光が、物体に遮られ、受光部５３ｂに入らない。所定空間Ａに物体が有る場合、センサ５３は、スイッチの接点をクローズにする。図２に示すように、例えば、センサ５３は、警報装置５５を介して、コントローラ３１の出力３１ｃにつながれる。

警報装置５５は、所定条件が満たされた場合に、警報を出す装置である。警報装置５５は、所定条件が満たされない場合は、警報を出さない。警報装置５５は、遮断スイッチ５１を操作しようとしている作業者に警告可能な位置に配置される。例えば、警報装置５５は、遮断スイッチ５１の近傍に配置され、図３に示すガード２７の内部に配置されてもよく、ガード２７の外部に配置されてもよい。図２に示す警報装置５５は、例えば音を出す（吹鳴する）装置であり、例えばブザーである。警報装置５５は、例えば光を出す装置でもよく、例えばランプでもよい。警報装置５５は、警報に関する表示を行う表示装置でもよい。

（キーオン状態）
建設機械１は次のように作動する。遮断スイッチ５１が供給状態、かつ、キースイッチ３５がキーオフ状態からキーオン状態になったとき、建設機械１は次のように作動する。このとき、エンジンが始動する。このとき、自己保持手段３７は、オン状態（スイッチの接点がクローズした状態）となり、バッテリ３３は、コントローラ３１に電力を供給する。このとき、コントローラ３１は、建設機械１を制御する。

（キーオフ状態）
遮断スイッチ５１が供給状態、かつ、キースイッチ３５がキーオン状態からキーオフ状態になったとき、建設機械１は次のように作動する。このとき、エンジンが停止する。このとき、自己保持手段３７は、オン状態を維持し、バッテリ３３は、コントローラ３１に電力を供給する。このとき、コントローラ３１は、キーオフ後に作動する機能を制御する。

（警報装置５５の作動）
キーオフ後に作動する機能をコントローラ３１が制御しているときに、遮断スイッチ５１を遮断状態にすると、バッテリ３３からコントローラ３１への電力供給が遮断される。そのため、キーオフ後に作動する機能が停止し、建設機械１に障害が発生するおそれがある。そこで、警報装置５５は、次の［条件ａ］〜［条件ｄ］のすべてが満たされた場合に、警報を出す。［条件ａ］キースイッチ３５がキーオフ状態である。［条件ｂ］遮断スイッチ５１が供給状態である。［条件ｃ］コントローラ３１が作動中である。さらに詳しくは、コントローラ３１が、キーオフ後に作動する機能を制御している状態である。［条件ｄ］所定動作が有ることをセンサ５３が検出している。なお、警報装置５５が警報を出すための条件として、上記［条件ａ］〜［条件ｄ］とは異なる条件が追加されてもよい。

例えば、特許文献１に記載の発明のように、キーオフ後にコントローラが作動しているときに、表示部が常に点灯する場合がある。この場合、作業者は、何が禁止されているのか具体的に理解できないおそれがある。一方、本実施形態は、遮断スイッチ５１を操作しようとする（遮断状態にしようとする）作業者の動作に対して、警報を出す。本実施形態は、遮断スイッチ５１を操作しようとする動作が行われていない場合は、警報を出さない。よって、遮断スイッチ５１を操作することが、建設機械１の障害の原因となることを、作業者は具体的に理解しやすい（作業者に伝わりやすい）。よって、遮断スイッチ５１の誤操作を抑制できる。

（第１の発明の効果）
図１に示す建設機械１による効果は次の通りである。建設機械１は、図２に示すように、バッテリ３３と、コントローラ３１と、キースイッチ３５と、遮断スイッチ５１と、センサ５３と、警報装置５５と、を備える。コントローラ３１は、バッテリ３３からの電力供給により作動する。キースイッチ３５は、コントローラ３１につながれ、エンジンの停止を指示するキーオフ状態とエンジンの停止を指示しないキーオン状態とに切り換えられる。遮断スイッチ５１は、バッテリ３３からコントローラ３１への電力供給を可能にする供給状態と、バッテリ３３からコントローラ３１への電力供給を遮断する遮断状態と、に切り換えられる。

［構成１］センサ５３は、遮断スイッチ５１を操作するために必要な動作である所定動作の有無を検出する。警報装置５５は、キースイッチ３５がキーオフ状態であり、かつ、遮断スイッチ５１が供給状態であり、かつ、コントローラ３１が作動中であり、かつ、所定動作が有ることをセンサ５３が検出した場合、警報を出す。

上記［構成１］により、キースイッチ３５がキーオフ状態かつコントローラ３１が作動中に、遮断スイッチ５１を遮断状態にしようとする動作（例えば誤操作）に対して、警報を出すことができる。その結果、キースイッチ３５がキーオフ状態のときにコントローラ３１に制御されている機能が停止することを抑制できる。

上記［構成１］により、次の効果が得られてもよい。上記のように、遮断スイッチ５１を操作するために必要な動作である所定動作が行われたときに警報が出るので、遮断スイッチ５１の操作を物理的に不可能にする（ロックする）必要がない。よって、作業者は、警報が出ていても、遮断スイッチ５１を遮断状態とし、バッテリ３３からコントローラ３１への電力供給を遮断することができる。よって、例えば車体内電線短絡事故などの緊急時に、電力供給を遮断する対応（緊急対応）をとることができる。なお、所定条件が満たされたときに遮断スイッチ５１の操作を物理的に不可能にしてもよい。

（第２の発明の効果）
［構成２］遮断スイッチ５１が操作されようとしている場合に、物体が無い状態から物体が有る状態に変わる空間である、所定空間Ａが設定される。センサ５３は、所定空間Ａに物体が有るときに所定動作が有ることを検出し、所定空間Ａに物体が無いときに所定動作が無いことを検出する。

上記［構成２］により、遮断スイッチ５１を操作しようとする動作を確実に検出できる。具体的には例えば、作業者が所定空間Ａに手などを侵入させ、遮断スイッチ５１を操作しようとしたときに、センサ５３が、所定動作が有ることを検出できる。

（第２実施形態）
図５を参照して、第２実施形態の建設機械２０１について、第１実施形態との相違点を説明する。なお、建設機械２０１のうち、第１実施形態との共通点については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した（共通点の説明を省略する点については第３実施形態の説明も同様）。建設機械２０１は、第１実施形態にはないカバー２４１（切換部材）を備える。建設機械２０１は、第１実施形態のセンサ５３（図３参照）に代えて、センサ２５３を備える。

カバー２４１は、操作不可能状態と操作可能状態とに切り換えられる。操作不可能状態は、遮断スイッチ５１を覆うことで遮断スイッチ５１の操作を不可能にする状態である。操作可能状態は、遮断スイッチ５１を開放する（覆わない、または、一部のみ覆う）ことで遮断スイッチ５１の操作を可能にする状態である。カバー２４１は、遮断スイッチ取付部２９に取り付けられる。カバー２４１と遮断スイッチ取付部２９とに囲まれた空間内に、遮断スイッチ５１が配置される。カバー２４１は、遮断スイッチ取付部２９に対して回転自在であることにより開閉自在である。カバー２４１は、遮断スイッチ取付部２９に対して、例えば横方向Ｙの回転軸を中心に回転自在である。カバー２４１は、遮断スイッチ取付部２９に対して着脱自在（取り付け、取外し自在）であることにより開閉自在でもよい。

センサ２５３は、カバー２４１が操作可能状態のときに所定動作が有ることを検出し、カバー２４１が操作不可能状態のときに所定動作が無いことを検出する。センサ２５３は、カバー２４１の開閉を検出する。センサ２５３は、カバー２４１が閉じられていることを検出することで所定動作が無いことを検出する。センサ２５３は、カバー２４１が開かれていることを検出することで所定動作が有ることを検出する。センサ２５３は、リミットスイッチである。センサ２５３は、カバー２４１が取り付けられる部分（遮断スイッチ取付部２９）に取り付けられ、カバー２４１と接触可能に配置される。カバー２４１が閉じた状態のとき、センサ２５３の可動部が押し込まれ、センサ２５３のスイッチの接点がクローズになる。カバー２４１が開かれた状態のとき、センサ２５３の可動部が押し込まれない状態になり、センサ２５３のスイッチの接点がオープンになる。なお、センサ２５３は、カバー２４１に取り付けられてもよい。

（第３の発明の効果）
建設機械２０１による効果は次の通りである。
［構成３］建設機械２０１は、カバー２４１を備える。カバー２４１は、遮断スイッチ５１を覆うことで遮断スイッチ５１の操作を不可能にする操作不可能状態と、遮断スイッチ５１を開放することで遮断スイッチ５１の操作を可能にする操作可能状態と、に切り換えられる。センサ２５３は、カバー２４１が操作可能状態のときに所定動作が有ることを検出し、カバー２４１が操作不可能状態のときに所定動作が無いことを検出する。

上記［構成３］では、カバー２４１により遮断スイッチ５１が覆われた状態から、遮断スイッチ５１が開放された状態になると、所定動作が有ることをセンサ２５３が検出する。よって、作業者が遮断スイッチ５１を操作しようとする動作を確実に検出できる。

（第３実施形態）
図６を参照して、第３実施形態の建設機械３０１について、第２実施形態との相違点を説明する。建設機械３０１は、第２実施形態のカバー２４１（図５参照）に対応するガード開閉部３４１と、第２実施形態のセンサ２５３（図５参照）に対応するセンサ３５３と、を備える。

ガード開閉部３４１（切換部材）は、第２実施形態におけるガード開閉部２７ｂ（図５参照）と同じ物であり、ガード開閉部２７ｂとは機能が異なる。ガード開閉部３４１は、第２実施形態のカバー２４１（図５参照）と同様に、操作不可能状態と操作可能状態とに切り換えられる。

センサ３５３は、ガード開閉部３４１が閉じられていることを検出することで所定動作が無いことを検出する。センサ３５３は、ガード開閉部３４１が開かれていることを検出することで所定動作が有ることを検出する。センサ３５３は、ガード本体部２７ａに取り付けられ、ガード開閉部３４１と接触可能に配置される。なお、センサ３５３は、ガード開閉部３４１に取り付けられてもよい。

（変形例）
上記実施形態の各構成要素の配置および形状などは変更されてもよい。例えば、遮断スイッチ５１は、図１などに示す位置に配置されなくてもよく、図１などに示す向きに配置されなくてもよい。遮断スイッチ５１は、建設機械１のどの位置に配置されてもよく、どの向きを向いてもよい。図２に示す回路の構成は変更されてもよい。例えば、図２に示す例では、センサ５３と警報装置５５とが、電気的に直列につながれるが、電気的に並列につながれてもよい。例えば、センサ５３および警報装置５５の少なくともいずれかの電源は、バッテリ３３でなくてもよい。遮断スイッチ５１の形状は、図４などに示す形状でなくてもよい。上記実施形態の構成要素の一部が設けられなくてもよく、構成要素の数が変更されてもよい。例えば、図１に示すセンサ５３が複数設けられてもよく、警報装置５５が複数設けられてもよい。

上記の各実施形態中の構成要素どうしが組み合わされてもよい。例えば、第１実施形態のセンサ５３（図３参照）、第２実施形態のセンサ２５３（図５参照）、および第３実施形態のセンサ３５３（図６参照）のうち、２以上のセンサが設けられてもよい。この場合、警報装置５５は、複数のセンサのうち所定操作を検出したセンサに応じて、異なる警報を出してもよい。

１、２０１、３０１ 建設機械
３１ コントローラ
３３ バッテリ
３５ キースイッチ
５１ 遮断スイッチ
５３、２５３、３５３ センサ
５５ 警報装置
２４１ カバー（切換部材）
３４１ ガード開閉部（切換部材）
Ａ 所定空間

Claims (3)

1. バッテリと、
   前記バッテリからの電力供給により作動するコントローラと、
   前記コントローラにつながれ、エンジンの停止を指示するキーオフ状態とエンジンの停止を指示しないキーオン状態とに切り換えられるキースイッチと、
   前記バッテリから前記コントローラへの電力供給を可能にする供給状態と前記バッテリから前記コントローラへの電力供給を遮断する遮断状態とに切り換えられる遮断スイッチと、
   前記遮断スイッチを操作するために必要な動作である所定動作の有無を検出するセンサと、
   前記キースイッチがキーオフ状態であり、かつ、前記遮断スイッチが供給状態であり、かつ、前記コントローラが作動中であり、かつ、前記所定動作が有ることを前記センサが検出した場合、警報を出す警報装置と、
   を備える、
   建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械であって、
   前記遮断スイッチが操作されようとしている場合に、物体が無い状態から物体が有る状態に変わる空間である所定空間が設定され、
   前記センサは、前記所定空間に物体が有るときに前記所定動作が有ることを検出し、前記所定空間に物体が無いときに前記所定動作が無いことを検出する、
   建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械であって、
   前記遮断スイッチを覆うことで前記遮断スイッチの操作を不可能にする操作不可能状態と、前記遮断スイッチを開放することで前記遮断スイッチの操作を可能にする操作可能状態と、に切り換えられる切換部材を備え、
   前記センサは、前記切換部材が操作可能状態のときに前記所定動作が有ることを検出し、前記切換部材が操作不可能状態のときに前記所定動作が無いことを検出する、
   建設機械。

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