JP6975114B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えばブルドーザ、油圧ショベル等の整地作業用の排土装置を備えた建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、前，後方向に自走可能なクローラ式の下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体に俯仰動可能に設けられた作業装置とを含んで構成されている。また、下部走行体を構成するトラックフレームの前側には、左，右方向に延びるブレード（排土板）を有する排土装置が設けられ、この排土装置を用いて土砂等の排土作業、造成地や道路等の整地作業が行われる。

ここで、ブルドーザ等の土木機械を用いた整地作業時には、ブルドーザに搭載されたブレードの動作を測量機器を用いて制御する方法が知られている。このブレードの自動制御システムは、地面上に設置されレーザビームによる基準ビームを送信するレーザ送信機と、ブレード上にマストを介して取付けられ、レーザ送信機から送信されたレーザビームを受信するレーザ受信機と、車体に搭載されたコントローラとを備えている。そして、レーザ受信機が基準ビームを受信することによりブレードの高さ位置が連続的に検知され、コントローラが、施工すべき地面の３次元データに従ってブレードの動作を自動制御することにより、地面を所望のレベルや高度に平坦化し、施工すべき地面に適合した整地作業を行うことができる（特許文献１参照）。

一方、油圧ショベルに搭載された排土装置においても、施工すべき地面の３次元データに従って制御する整地作業システムが知られている。この整地作業システムは、整地作業の現場の設置されたトータルステーション等の測量装置と、油圧ショベルのブレードにマストを介して取付けられたプリズム等の位置検出装置と、上部旋回体に搭載されブレードの動作を制御するコントローラとを備えている。そして、トータルステーションが、位置検出装置を追尾することにより連続的にブレードの位置を計測し、この計測結果（ブレードの位置情報）をコントローラに送信する。これにより、コントローラは、ブレードの位置情報と施工すべき地面の３次元データとに基づいてブレードの動作を制御し、施工すべき地面に適合した整地作業を行うことができる。

特許第５０６４５０５号公報

しかし、上述した整地作業システムを備えた油圧ショベルには、以下の如き問題がある。即ち、油圧ショベルのブレード上にマストを介して位置検出装置を設置した場合には、作業装置を用いた掘削作業時に上部旋回体を旋回させたときに、マストが作業装置等と接触して破損する虞がある。これに対し、作業装置を用いた掘削作業の度に、ブレードからマストを取外す作業を行う場合には、掘削作業の作業性が著しく低下してしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、掘削作業の作業性を向上させることができる建設機械を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明による建設機械は、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能に搭載された上部旋回体とを有する車体と、前記車体の左，右方向に延びる板状体からなる排土作業用のブレードと、前記ブレードの左部位と右部位のうちいずれか一方の部位に上，下方向に延びて設けられたマストと、前記マストの先端側に設けられ、前記ブレードの位置を示す位置検出装置と、を備えてなる建設機械において、前記ブレードの前記一方の部位には、前記マストの長さ方向の基端側が取付けられると共に、前記マストを上，下方向に延びた直立位置と前記ブレード側に倒された転倒位置との間で回動させるための回動部材が設けられ、前記ブレードの他方の部位には、前記転倒位置に配置された前記マストの先端側を保持する保持部材が設けられ、前記回動部材と前記保持部材のうちいずれか一方の部材に設けられ前記マストが前記転倒位置にあることを検出するセンサと、前記センサからの信号を受信するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記マストが前記転倒位置に配置されたときには、前記上部旋回体の旋回動作を許可し、前記マストが前記直立位置に配置されたときには、前記上部旋回体の旋回動作を禁止する構成としたことを特徴としている。

本発明によれば、回動部材に取付けられたマストを転倒位置に回動させ、保持部材によってマストの先端側を保持することにより、マストを容易に転倒位置に格納することができる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す斜視図である。 油圧ショベルの側面図である。 上部旋回体が旋回動作をした状態で油圧ショベルを示す平面図である。 図１中のブレードおよびマスト等を車体後方から見た斜視図である。 マストの固定機構を下方から見た拡大斜視図である。 マストが直立位置に配置されたときの油圧ショベルを示す正面図である。 マストが転倒位置に配置されたときの油圧ショベルを示す正面図である。 ブレードおよびマスト等を図６中の矢示VIII−VIII方向から見た断面図である。 図８中のIX部を拡大した要部拡大断面図である。 ブレードおよび保持部材を図６中の矢示X−X方向から見た断面図である。 コントローラによる上部旋回体の旋回制御処理を示す流れ図である。 第２の実施の形態による解除スイッチを備えた油圧ショベルを示す図６と同様位置の正面図である。 第２の実施の形態による上部旋回体の旋回制御処理を示す流れ図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態として、排土装置を備えた油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。図１ないし図１１は本発明の第１の実施の形態を示している。なお、本実施の形態では、下部走行体が自走する前，後方向に対し、前，後方向に直行した水平方向を左，右方向とし、各機器、部材の構成、配置について説明する。

図１ないし図３において、油圧ショベル１は、前，後方向に自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備えている。上部旋回体４の前側には、土砂の掘削作業等を行うスイング式の作業装置５が設けられている。この場合、下部走行体２および上部旋回体４は、油圧ショベル１の車体を構成している。

ここで、下部走行体２は、ベースとなるトラックフレーム２Ａを備え、トラックフレーム２Ａは、左，右方向で対をなして前，後方向に延びる左，右のサイドフレーム２Ｂ（左側のみ図示）を有している。左，右のサイドフレーム２Ｂの前，後方向の一側には遊動輪２Ｃが設けられ、前，後方向の他側には駆動輪２Ｄが設けられている。遊動輪２Ｃと駆動輪２Ｄには履帯２Ｅが巻装され、駆動輪２Ｄによって履帯２Ｅを駆動することにより下部走行体２が走行する。また、下部走行体２のトラックフレーム２Ａには、後述する排土装置１７が設けられている。

上部旋回体４は、下部走行体２のトラックフレーム２Ａに旋回装置３を介して旋回可能に搭載されている。上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６、カウンタウエイト７、エンジン８、運転席９、フロア部材１２、手摺り１４、キャノピ１５、外装カバー１６等を含んで構成されている。

作業装置５は、後述する旋回フレーム６の前端に左，右方向に揺動可能に取付けられたスイングポスト５Ａと、スイングポスト５Ａに俯仰動可能に取付けられたブーム５Ｂと、ブーム５Ｂの先端に回動可能に取付けられたアーム５Ｃと、アーム５Ｃの先端に回動可能に取付けられたバケット５Ｄと、ブームシリンダ５Ｅ、アームシリンダ５Ｆ、バケットシリンダ５Ｇを備えて構成されている。また、旋回フレーム６とスイングポスト５Ａとの間には、スイングポスト５Ａを左，右方向に揺動させるスイングシリンダ５Ｈが設けられている（図３参照）。

旋回フレーム６は、上部旋回体４のベースとなるもので、旋回装置３を介してトラックフレーム２Ａ上に取付けられている。旋回フレーム６の前部側には、前方に突出する支持ブラケット６Ａが設けられ、この支持ブラケット６Ａには、作業装置５のスイングポスト５Ａが左，右方向に揺動可能に支持されている。旋回フレーム６の後部側にはカウンタウエイト７が設けられ、このカウンタウエイト７によって作業装置５との重量バランスが保たれている。

ここで、カウンタウエイト７の後面７Ａは、上部旋回体４が旋回したときに下部走行体２の左，右の車幅寸法（左，右の履帯２Ｅの間隔）Ａ内に収まり、上部旋回体４の旋回時における周囲の障害物との干渉を回避できるようになっている（図３参照）。これにより、油圧ショベル１は、上部旋回体４の後方小旋回を実現している。なお、後方小旋回の定義としては、作業上で問題にならない範囲で、カウンタウエイト７の一部が下部走行体２の車幅寸法Ａから若干はみ出す程度も含むものである。

原動機としてのエンジン８は、カウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム６に搭載されている。エンジン８は、油圧ショベル１に搭載された油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプ（図示せず）を駆動する。なお、原動機としては、電動モータ、あるいはエンジンと電動モータとを組合せたハイブリッド式の原動機を用いることができる。

運転席９は、カウンタウエイト７の前側で、かつエンジン８の上側に位置して旋回フレーム６上に設けられている。運転席９は、油圧ショベル１を操縦するオペレータが着席するものである。運転席９の左，右両側には、旋回装置３および作業装置５等を操作するための左操作レバー１０Ａおよび右操作レバー１０Ｂが配置されている。また、右操作レバー１０Ｂの右側には、後述する排土装置１７を操作するためのブレード操作レバー（図示せず）が配置されている。さらに、右操作レバー１０Ｂの前側には、例えば油圧ショベル１の運転状態、設定、警告等の情報をオペレータに対して表示するマルチモニタ装置１１が設けられている。

上部旋回体４のフロア部を構成するフロア部材１２は、運転席９の前側に設けられている。フロア部材１２は平坦な板体からなり、運転席９に着席したオペレータの足場を形成している。フロア部材１２には、左，右一対の走行レバー・ペダル装置１３が設けられている。これら左，右の走行レバー・ペダル装置１３を手動操作または足踏み操作することにより、下部走行体２の走行動作が制御される。

手摺り１４は、フロア部材１２の前側に設けられ、フロア部材１２から上方に立上がっている。手摺り１４は、運転席９よりも前側に位置して左，右方向に延在し、例えばオペレータが地面とフロア部材１２との間を乗降するときに把持したり、フロア部材１２上に立上がったオペレータが掘削した穴を覗込むときに把持するものである。図３に示すように、手摺り１４は、例えばパイプ材等の１本の棒材に折曲加工を施すことにより、上，下方向に延びる左縦棒１４Ａおよび右縦棒１４Ｂと、これら左縦棒１４Ａと右縦棒１４Ｂの上端部間を連結する横棒１４Ｃとを有する逆Ｕ字型の枠状に形成されている。

キャノピ１５はカウンタウエイト７に取付けられ、運転席９を上側から覆っている。キャノピ１５は、例えば左，右方向に間隔をもってカウンタウエイト７に立設された左，右の支柱１５Ａと、左，右の支柱１５Ａの上端に設けられたルーフ１５Ｂとを備えた２柱式のキャノピとして構成されている。なお、本実施の形態ではキャノピ１５を備えたキャノピ仕様の油圧ショベル１を例示しているが、キャノピ１５に代えてキャブ（図示せず）を備える構成としてもよい。

外装カバー１６は、旋回フレーム６に搭載された熱交換器、コントロールバルブ、作動油タンク、燃料タンク等（いずれも図示せず）の搭載機器を覆った状態で旋回フレーム６に設けられている。外装カバー１６は、エンジン８の右側に配置された熱交換器等を覆う右後カバー１６Ａと、右後カバー１６Ａの前側に開閉可能に設けられ、作動油タンクおよび燃料タンク等を覆う右前カバー１６Ｂと、カウンタウエイト７の左前側から旋回フレーム６の支持ブラケット６Ａに亘って配置され、旋回フレーム６の底板６Ｂとフロア部材１２との間を覆うスカートカバー１６Ｃとを備えている。

次に、油圧ショベル１の下部走行体２に設けられた排土装置１７について説明する。

排土装置１７は、下部走行体２のトラックフレーム２Ａに設けられている。図３に示すように、排土装置１７は、基端側がトラックフレーム２Ａに上，下方向に揺動可能に取付けられたＶ字状の昇降アーム１７Ａと、下部走行体２の左，右方向に延びる長方形の板状体からなり、後面１７Ｇ側の中央部が昇降アーム１７Ａの先端側に自在ピン１７Ｂを介して取付けられた排土作業用のブレード１７Ｃと、後述する昇降シリンダ１７Ｄ、アングルシリンダ１７Ｅ、チルトシリンダ１７Ｆとにより構成されている。

昇降シリンダ１７Ｄは、昇降アーム１７Ａとトラックフレーム２Ａとの間に設けられている。アングルシリンダ１７Ｅは、昇降アーム１７Ａの左側部位とブレード１７Ｃとの間に前，後方向に延びた状態で設けられている。チルトシリンダ１７Ｆは、ブレード１７Ｃの後面１７Ｇに沿って左，右方向に延びた状態で、昇降アーム１７Ａとブレード１７Ｃとの間に設けられている。

昇降シリンダ１７Ｄは、昇降アーム１７Ａを介してブレード１７Ｃを上，下方向に揺動させる。従って、油圧ショベル１の走行時にブレード１７Ｃを下降させることにより、土砂を走行方向に押出して地面を整地することができる。アングルシリンダ１７Ｅは、ブレード１７Ｃの長さ方向の両端を自在ピン１７Ｂの位置を中心にして前，後方向に揺動させる。これにより、ブレード１７Ｃによって押出される土砂を、下部走行体２の左側方または右側方にまとめて排出することができる。チルトシリンダ１７Ｆは、ブレード１７Ｃの長さ方向の両端を自在ピン１７Ｂの位置を中心にして上，下方向に揺動させる。これにより、ブレード１７Ｃによって整地される地面に勾配を形成することができる。これら昇降シリンダ１７Ｄ、アングルシリンダ１７Ｅ、チルトシリンダ１７Ｆは、コントロールバルブ（図示せず）によって圧油の給排が制御されることにより、ブレード１７Ｃの高さ位置および姿勢を制御するものである。

回動部材１８は、ブレード１７Ｃの左，右方向（長さ方向）の左端部１７Ｈ上に設けられている。回動部材１８は、後述するマスト２０が取付けられ、マスト２０を直立位置と転倒位置との間で回動させるものである。ここで、回動部材１８は、ブレード１７Ｃ上に固定された下板１８Ａと、下板１８Ａ上に蝶番（ヒンジ）１８Ｃ，１８Ｃを介して開閉可能に設けられた上板１８Ｂとにより構成されている（図４および図５参照）。

下板１８Ａは、四角形の板体として形成され、マスト２０を搭載するための回動部材１８の土台としてブレード１７Ｃ上に固定されている。下板１８Ａは、ブレード１７Ｃおよびブレード１７Ｃの後面１７Ｇに溶接された２枚の台形状の取付板１８Ａ１，１８Ａ１の上端に、溶接等の手段を用いて固定されている。また、下板１８Ａには、左，右方向の中心部後方に位置して上，下方向に貫通するピン挿通孔１８Ａ２が穿設されている。

上板１８Ｂは、下板１８Ａと同一形状を有する板体として形成され、下板１８Ａ上に重ね合わせて配置されている。上板１８Ｂは、下板１８Ａに対し、蝶番１８Ｃを用いて左，右方向に回動可能に接続されている。即ち、蝶番１８Ｃは、下板１８Ａの右側面部１８Ａ３に溶接されると共に、上板１８Ｂの右側面部１８Ｂ１にボルト１８Ｃ１を用いて固定されている。これにより、上板１８Ｂは、蝶番１８Ｃのナックル部（回転中心軸）１８Ｃ２を支点として左，右方向に回動可能に配置されている。

固定機構１９は、下板１８Ａと上板１８Ｂとの間に設けられている。固定機構１９は、上板１８Ｂを下板１８Ａ上に固定することにより、後述するマスト２０を直立位置に固定するものである。固定機構１９は、後述の突出ピン１９Ａと、固定ピン１９Ｂとにより構成されている。

突出ピン１９Ａは、上板１８Ｂの下面１８Ｂ２に設けられている。突出ピン１９Ａは、下板１８Ａに設けられたピン挿通孔１８Ａ２の孔径よりも小径な円柱状をなし、上板１８Ｂの下面１８Ｂ２から下方に突出している。突出ピン１９Ａは、図５に示すように、下板１８Ａ上に上板１８Ｂを重ね合わせた状態で、下板１８Ａのピン挿通孔１８Ａ２に同心上に挿通され、突出ピン１９Ａの下端側は下板１８Ａの下面１８Ａ４よりも下方に突出している。また、突出ピン１９Ａの下端側には、径方向に貫通する固定ピン挿通孔（図示せず）が穿設されている。

固定ピン１９Ｂは、下板１８Ａのピン挿通孔１８Ａ２の孔径よりも大きな長さ寸法を有する棒状体からなっている。固定ピン１９Ｂは、突出ピン１９Ａの固定ピン挿通孔に挿通されている。固定ピン１９Ｂの一端には、固定ピン１９Ｂを抜差しするための把手１９Ｃが設けられている。この把手１９Ｃは、円周上の１ヵ所が切断された環状体からなり、２つの切断部は、互いに離間した状態で固定ピン１９Ｂに接続されている。これにより、把手１９Ｃには捻り力が作用し、把手１９Ｃは常に固定ピン１９Ｂに当接した格納状態を保持している。

従って、回動部材１８の下板１８Ａ上に上板１８Ｂを重合わせた状態では、下板１８Ａのピン挿通孔１８Ａ２内に突出ピン１９Ａが挿通され、突出ピン１９Ａの下端側は、ピン挿通孔１８Ａ２を介して下板１８Ａの下面１８Ａ４よりも下方に突出する。従って、この突出ピン１９Ａの下端側に固定ピン１９Ｂを差込むことにより、固定ピン１９Ｂが下板１８Ａの下面１８Ａ４に当接し得る位置に配置される。これにより、蝶番１８Ｃを用いて下板１８Ａに回動可能に接続された上板１８Ｂを、下板１８Ａに対して固定することができる。一方、突出ピン１９Ａの下端側から固定ピン１９Ｂを抜取ることにより、蝶番１８Ｃのナックル部１８Ｃ２を中心として、上板１８Ｂを回動させることができる。

マスト２０は、回動部材１８を介してブレード１７Ｃの左端部１７Ｈ側に設けられ、上，下方向に延びている。マスト２０は、例えば円筒状のパイプ材を用いて形成され、マスト２０の長さ方向の基端側である下端２０Ａは、回動部材１８の上板１８Ｂに溶接されている。また、マスト２０の下端２０Ａと上板１８Ｂとの間には、複数の三角形状の補強板２０Ｂが固定されている。

これにより、回動部材１８の上板１８Ｂが下板１８Ａ上に配置されている状態では、マスト２０は鉛直上向きに延びた直立位置（図６の位置）を保持し、固定機構１９によって直立位置に固定される。一方、上板１８Ｂが蝶番１８Ｃのナックル部１８Ｃ２を中心として回動することにより、マスト２０は、ブレード１７Ｃ側に倒された転倒位置（図７の位置）に変位する。なお、マスト２０は、図７に示す転倒位置に配置されたときに、後述するプリズム２１がブレード１７Ｃの右端部１７Ｊから外側に突出しない長さ寸法に設定されている。

位置検出装置としてのプリズム２１は、マスト２０の先端側である上端２０Ｃに設けられている。プリズム２１は、マスト２０の上端２０Ｃにボルト等を用いて着脱可能に取付けられ、マスト２０が転倒位置に配置されたときには、マスト２０から取外される。プリズム２１は、整地作業の現場に設置された自動追尾式のトータルステーション（図示せず）によって追尾される対象物（ターゲット）である。トータルステーションは、プリズム２１を追尾することによりブレード１７Ｃの位置と高さとを連続的に計測し、この計測結果をブレード１７Ｃの位置情報として、無線によりコントローラ（図示せず）に出力する。コントローラは、トータルステーションからの出力に基づいて、昇降シリンダ１７Ｄ、チルトシリンダ１７Ｆ等のブレード１７Ｃ用のコントロールバルブ（図示せず）を制御する。これにより、排土装置１７を用いて整地作業を行うときに、排土装置１７の動作が、施工すべき地面の３次元データに従って制御される。

保持部材２２は、ブレード１７Ｃの左，右方向の他端である右端部１７Ｊに設けられている。保持部材２２は、マスト２０を転倒位置に配置したときに、マスト２０の先端（上端２０Ｃ）側を保持する役割を担っている。図１０に示すように、保持部材２２は、ブレード１７Ｃの右端部１７Ｊ上に固定されたベース板２２Ａと、ベース板２２Ａ上に搭載されたグリップ台２２Ｂと、グリップ台２２Ｂ上に取付けられたグリップ２２Ｃとにより構成されている。

ベース板２２Ａは、ブレード１７Ｃの右端部１７Ｊ上に設けられている。ベース板２２Ａは、四角形状の板体として形成され、ブレード１７Ｃおよびブレード１７Ｃの後面１７Ｇに溶接された台形状の２枚の取付板２２Ａ１，２２Ａ１の上端に、溶接等の手段を用いて固定されている。

グリップ台２２Ｂは、ベース板２２Ａ上の左側に配設されている。グリップ台２２Ｂは、ベース板２２Ａよりも一廻り小さな四角形のブロック状に形成され、ベース板２２Ａ上に溶接されている。グリップ台２２Ｂは、後述するグリップ２２Ｃの台座となるもので、マスト２０が転倒位置に配置され、マスト２０の上端２０Ｃ側がグリップ２２Ｃに把持されたときに、マスト２０の上端２０Ｃと下端２０Ａの高さを一致させるものである。

グリップ２２Ｃは、グリップ台２２Ｂ上に取付けられている。グリップ２２Ｃは、ブレード１７Ｃ側に倒されたマスト２０の上端２０Ｃ側を迎え入れる開口端２２Ｃ１と、マスト２０の上端２０Ｃ側を把持するために円弧状に形成された弾性力を有する曲面部２２Ｃ２とを備え、ボルト２２Ｄを用いてグリップ台２２Ｂに固定されている（図１０参照）。

グリップ２２Ｃは、グリップ２２Ｃの開口端２２Ｃ１がマスト２０の上端２０Ｃを案内する方向を向くように配設されている。また、マスト２０がグリップ２２Ｃの開口端２２Ｃ１に押込まれるときには、開口端２２Ｃ１が弾性力によってグリップ２２Ｃの外側に押し出され、強制的に開かれる。そして、マスト２０の上端２０Ｃが、グリップ２２Ｃの曲面部２２Ｃ２の内周面に嵌合すると共に、開口端２２Ｃ１が閉じる。これにより、マスト２０の上端２０Ｃがグリップ２２Ｃに把持され、マスト２０が図７に示す転倒位置で固定される。

センサ２３は、保持部材２２のグリップ台２２Ｂに隣接してベース板２２Ａ上に設けられている。センサ２３は、例えば非接触式の近接スイッチからなり、マスト２０が転倒位置にあるか否かを検出する。センサ２３は、マスト２０が転倒位置に配置されたときに、マスト２０の上端２０Ｃ側が接近することにより、マスト２０が転倒位置にあることを検出し、この検出信号をコントローラ（図示せず）に出力する。

コントローラは、センサ２３からマスト２０が転倒位置にあることを示す検出信号が入力されたときには、上部旋回体４の旋回動作を許可し、マスト２０が転倒位置にない（即ち、直立位置にある）ことを示す検出信号が入力されたときには、上部旋回体４の旋回動作を禁止する。具体的には、コントローラは、センサ２３からの検出信号に応じて、旋回油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブ（いずれも図示せず）の油圧パイロット部に対し、パイロット圧の供給、停止を制御する構成となっている。

本実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、排土装置１７を用いた整地作業について説明する。

整地作業を行う場合には、マスト２０の上端２０Ｃにプリズム２１を取付けた状態で、マスト２０を上，下方向に延びた直立位置に配置する。この場合、マスト２０の下端２０Ａが固定された回動部材１８の上板１８Ｂは、下板１８Ａ上に重合わされる。この状態で、上板１８Ｂの下面１８Ｂ２に突設された固定機構１９の突出ピン１９Ａは、下板１８Ａのピン挿通孔１８Ａ２を通じて下板１８Ａの下面１８Ａ４側に突出する。従って、図５に示すように、突出ピン１９Ａの下端側に固定ピン１９Ｂを差込むことにより、上板１８Ｂを下板１８Ａに対して固定し、マスト２０は直立位置に固定することができる。

このとき、センサ２３は、マスト２０が転倒位置にない（即ち、直立位置にある）ことを示す検出信号をコントローラに出力する。これにより、コントローラは、上部旋回体４の旋回動作を禁止する。

マスト２０を直立位置に固定した状態で、オペレータは、上部旋回体４のフロア部材１２に乗込んで運転席９に着席する。運転席９に着席したオペレータは、ブレード操作レバー（図示せず）を操作し、ブレード１７Ｃの下端を地面に接地させた状態で、走行レバー・ペダル装置１３によって油圧ショベル１を走行させることにより、地面の整地作業を行うことができる。このとき、作業現場に設置されたトータルステーション（図示せず）は、マスト２０の上端２０Ｃに取付けられたプリズム２１を追尾することにより、ブレード１７Ｃの高さと位置を連続的に計測し、この計測結果をブレード１７Ｃの位置情報としてコントローラに出力する。

コントローラは、トータルステーションからの出力に基づいて、ブレード１７Ｃ用のコントロールバルブ（図示せず）を制御する。これにより、排土装置１７（昇降シリンダ１７Ｄ、チルトシリンダ１７Ｆ）の動作が、施工すべき地面の３次元データに従って自動制御される。この結果、施工すべき地面の３次元データに従ってブレード１７Ｃの高さおよび位置が制御され、施工すべき地面に適合した整地作業を行うことができる。

次に、作業装置５を用いた掘削作業について説明する。

掘削作業を行う場合には、マスト２０をブレード１７Ｃ側に倒した転倒位置に配置する。具体的には、突出ピン１９Ａの下端側から固定ピン１９Ｂを取外し、蝶番１８Ｃのナックル部１８Ｃ２を支点として上板１８Ｂを回動させる。即ち、マスト２０をブレード１７Ｃ側に倒し、マスト２０の上端２０Ｃ側をグリップ２２Ｃの開口端２２Ｃ１に押付ける。これにより、開口端２２Ｃ１が弾性力によって開かれ、マスト２０の上端は、グリップ２２Ｃの曲面部２２Ｃ２によって把持される。かくして、マスト２０は、蝶番１８Ｃを介して回動し、作業装置５の邪魔にならない転倒位置に固定される。そして、マスト２０を転倒位置に固定した状態で、マスト２０の上端２０Ｃからプリズム２１を取外す。

このとき、センサ２３は、マスト２０が転倒位置にあることを示す検出信号をコントローラに出力する。これにより、コントローラは、上部旋回体４の旋回動作を許可する。この状態で、オペレータは、左操作レバー１０Ａおよび右操作レバー１０Ｂを操作し、上部旋回体４を旋回させつつ、作業装置５を用いて掘削作業を行うことができる。

このように、マスト２０は、回動部材１８によって直立位置から作業装置５の邪魔にならない転倒位置に迅速かつ容易に回動させることができるので、上部旋回体４の旋回動作を伴う掘削作業時に、マスト２０を取外すことなく、作業装置５との接触を回避することができる。従って、排土装置１７を用いた整地作業から作業装置５を用いた排土作業に切換えるときの作業性を向上させることができる。さらに、マスト２０の上端２０Ｃからプリズム２１を取外す場合に、マスト２０が転倒位置に配置されることによりプリズム２１の高さ位置が低くなり、より安定した作業姿勢にてプリズム２１の取り外し作業を行うことができる。

次に、コントローラによる上部旋回体４の旋回制御処理について、図１１の流れ図を用いて説明する。

この旋回制御処理は、エンジン８の始動によってスタートし、ステップ１において、センサ２３からの検出信号を読み込む。続くステップ２において、コントローラは、センサ２３からの検出信号に基づいてマスト２０が転倒位置にあるか否かを判定する。

ステップ２において「ＹＥＳ」、即ち、マスト２０が転倒位置に配置されていると判定した場合には、ステップ３において、上部旋回体４の旋回動作を許可する。具体的には、旋回油圧モータ用のコントロールバルブ（いずれも図示せず）の油圧パイロット部に対し、パイロット圧の供給を許可する。これにより、例えば左操作レバー１０Ａの操作に応じて上部旋回体４を旋回動作させることができる。

一方、ステップ２において「ＮＯ」、即ち、マスト２０が転倒位置に配置されていないと判定した場合は、ステップ４において、上部旋回体４の旋回動作を禁止する。具体的には、旋回油圧モータ用のコントロールバルブの油圧パイロット部に対し、パイロット圧の供給を停止する。これにより、左操作レバー１０Ａの操作に関わらず上部旋回体４の旋回動作を禁止することができる。そして、上述のステップ３またはステップ４を実行した後にはスタートに戻り、ステップ１以降の処理を繰り返す。

かくして、実施の形態による排土装置１７は、下部走行体２の左，右方向に延びる板状体からなるブレード１７Ｃと、ブレード１７Ｃの左端部１７Ｈに上，下方向に延びて設けられたマスト２０と、マスト２０の上端２０Ｃに設けられたプリズム２１とを備え、ブレード１７Ｃの左端部１７Ｈには、マスト２０の下端２０Ａが取付けられると共に、マスト２０を上，下方向に延びた直立位置とブレード２０側に倒された転倒位置との間で回動させるための回動部材１８が設けられ、ブレード２０の右端部１７Ｊには、転倒位置に配置されたマスト２０の上端２０Ｃ側を保持する保持部材２２が設けられている。

これにより、排土装置１７を用いた整地作業を行うときには、マスト２０を直立位置に配置してプリズム２１を高い位置に保持することができ、作業装置５を用いた掘削作業を行うときには、マスト２０を作業装置５の邪魔にならない転倒位置に配置し、保持部材２２によって保持することができる。この場合、マスト２０は、回動部材１８によって直立位置と転倒位置との間で回動するので、マスト２０をブレード１７Ｃに対して取付け、取外しする必要がない。この結果、整地作業から掘削作業への切換え、掘削作業から整地作業への切換えを迅速かつ容易に行うことができ、整地作業や掘削作業の作業性を向上させることができる。

また、掘削作業に際してマスト２０からプリズム２１を取外す場合には、マスト２０を転倒位置に保持することにより、マスト２０の上端２０Ｃに取付けられたプリズム２１を地面の近くに降ろすことができるので、作業姿勢がより安定した地上にてプリズム２１の取外し作業を行うことができる。

また、実施の形態によれば、保持部材２２のベース板２２Ａには、マスト２０が転倒位置にあることを検出するセンサ２３が設けられ、センサ２３からの信号を受信するコントローラは、マスト２０が転倒位置に配置されたときには、上部旋回体４の旋回動作を許可し、マスト２０が直立位置に配置されたときには、上部旋回体４の旋回動作を禁止する構成としている。

これにより、マスト２０が直立位置に配置された状態では、左操作レバー１０Ａが操作されたとしても、コントローラによって上部旋回体４の旋回動作が禁止される。この結果、直立位置に配置されたマスト２０に作業装置５が衝突するのを抑え、マスト２０やプリズム２１を保護することができる。

次に、図１２および図１３は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、マストが直立位置に配置された場合でも、コントローラによる上部旋回体の旋回動作を禁止する制御を解除する解除スイッチが設けられていることにある。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１２において、解除スイッチ３１は、左操作レバー１０Ａに設けられている。解除スイッチ３１は、オペレータによって操作されることにより、コントローラ（図示せず）に旋回許可信号を出力する。コントローラは、解除スイッチ３１から旋回許可信号が出力されている間は、マスト２０が直立位置にある場合でも、上部旋回体４の旋回動作を許可する。即ち、解除スイッチ３１は、センサ２３がマスト２０の転倒位置を検出したか否かに関わらず、コントローラによる上部旋回体４の旋回動作を禁止させる制御を解除するものである。

従って、例えば排土装置１７を用いた整地作業の合間に、短時間だけ作業装置５を用いて掘削作業を行いたい場合には、マスト２０が直立位置にある状態でも、オペレータが解除スイッチ３１を操作することにより、作業装置５がマスト２０と干渉しないように注意しながら上部旋回体４を旋回させることができる。

第２の実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き解除スイッチ３１を有するもので、次に、コントローラによる上部旋回体４の旋回制御処理について、図１３を参照しつつ説明する。

この旋回制御処理は、エンジン８の始動によってスタートし、ステップ１１において、センサ２３からの検出信号を読み込む。続くステップ１２において、コントローラは、センサ２３からの検出信号に基づいてマスト２０が転倒位置にあるか否かを判定する。ステップ１２において「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ１３において、上部旋回体４の旋回動作を許可する。具体的には、旋回油圧モータ用のコントロールバルブ（いずれも図示せず）の油圧パイロット部に対し、パイロット圧の供給を許可する。これにより、例えば左操作レバー１０Ａの操作に応じて上部旋回体４を旋回動作させることができる。

一方、ステップ１２において「ＮＯ」と判定した場合は、ステップ１４において、上部旋回体４の旋回動作を禁止する。具体的には、旋回油圧モータ用のコントロールバルブの油圧パイロット部に対し、パイロット圧の供給を停止する。これにより、左操作レバー１０Ａの操作に関わらず上部旋回体４の旋回動作を禁止することができる。

ステップ１４を実行した後には、ステップ１５に進み、解除スイッチ３１が操作されているか否かを判定する。ステップ１５で「ＮＯ」と判定した場合には、解除スイッチ３１が操作されていないので、スタートに戻ってステップ１以降の処理を繰り返す。一方、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定した場合には、解除スイッチ３１が操作されているのでステップ１３に進み、上部旋回体４の旋回動作を許可した後、スタートに戻ってステップ１以降の処理を繰り返す。

かくして、第２の実施の形態によれば、センサ２３がマスト２０の転倒位置を検出したか否かに関わらず、コントローラによる上部旋回体４の旋回動作を禁止させる制御を解除する解除スイッチ３１を備えている。これにより、マスト２０が直立位置にある状態でも、オペレータが解除スイッチ３１を操作することにより、作業装置５がマスト２０と干渉しない範囲で上部旋回体４を旋回させることができる。この結果、例えば排土装置１７を用いた整地作業の合間に、上部旋回体４を旋回させつつ作業装置５を用いて掘削作業を行うことができる。

なお、本実施の形態では、マスト２０を回動部材１８を介してブレード１７Ｃの左端部１７Ｈに設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、マスト２０を回動部材１８を介してブレード１７Ｃの右端部１７Ｊに設けてもよい。この場合には、保持部材２２は、ブレード１７Ｃの左端部１７Ｈに設けられる。

また、本実施の形態では、ブレード１７Ｃの右端部１７Ｊに配置された保持部材２２にセンサ２３を設けた場合を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばセンサ２３を回動部材１８の下板１８Ａに設け、マスト２０が転倒位置に配置されたときの上板１８Ｂの接近を検出する構成としてもよい。

また、第２の実施の形態では、解除スイッチ３１を左操作レバー１０Ａに設けた場合を例示したが、本発明はこれに限らず、例えば右操作レバー１０Ｂや運転席９の周囲に配置する構成としてもよい。

さらに、実施の形態では、建設機械として、クローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の油圧ショベル等の他の建設機械にも広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
１７ 排土装置
１７Ｃ ブレード
１７Ｈ 左端部（左部位）
１７Ｊ 右端部（右部位）
１８ 回動部材
１８Ｃ 蝶番
２０ マスト
２０Ａ 下端（基端）
２０Ｃ 上端（先端）
２１ プリズム（位置検出装置）
２２ 保持部材
２３ センサ
３１ 解除スイッチ

Claims (3)

1. 自走可能な下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能に搭載された上部旋回体とを有する車体と、
   前記車体の左，右方向に延びる板状体からなる排土作業用のブレードと、
   前記ブレードの左部位と右部位のうちいずれか一方の部位に上，下方向に延びて設けられたマストと、
   前記マストの先端側に設けられ、前記ブレードの位置を示す位置検出装置と、を備えてなる建設機械において、
   前記ブレードの前記一方の部位には、前記マストの長さ方向の基端側が取付けられると共に、前記マストを上，下方向に延びた直立位置と前記ブレード側に倒された転倒位置との間で回動させるための回動部材が設けられ、
   前記ブレードの他方の部位には、前記転倒位置に配置された前記マストの先端側を保持する保持部材が設けられ、
   前記回動部材と前記保持部材のうちいずれか一方の部材に設けられ前記マストが前記転倒位置にあることを検出するセンサと、
   前記センサからの信号を受信するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記マストが前記転倒位置に配置されたときには、前記上部旋回体の旋回動作を許可し、
   前記マストが前記直立位置に配置されたときには、前記上部旋回体の旋回動作を禁止する構成としたことを特徴とする建設機械。
2. 前記センサが前記マストの前記転倒位置を検出したか否かに関わらず、前記コントローラによる前記上部旋回体の旋回動作を禁止させる制御を解除する解除スイッチが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記位置検出装置は、前記マストの先端側に着脱可能に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

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