JP7134942B2

JP7134942B2 - 作業機

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Publication number: JP7134942B2
Application number: JP2019238288A
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Inventors: 啓司堀井
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Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
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Description

本発明は、作業機に関する。

従来、特許文献１に開示された作業機が知られている。
特許文献１に開示された作業機は、機体と、ドーザ装置と、ブームと、アームと、バケットとを備えたバックホーである。この作業機では、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダの伸縮によってそれぞれブーム、アーム、バケットを揺動させることができる。

特開２０１７－６５５６９号公報

ところで、従来の作業機にあっては、アームシリンダのストローク可能範囲は、バケットがブームシリンダに当接しないように設定されている。
このため、従来の作業機にあっては、バケットの先端部をドーザ装置のブレードに近づけようとする操作を行っても、バケットの先端部をドーザ装置のブレードに十分に近づけられない場合がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、作業具の先端部をドーザ装置のブレードに十分に近づけることができる作業機を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る作業機は、機体と、ブレードを有するドーザ装置と、前記機体に上下揺動可能に枢支されたブームと、前記ブームに、前記ブームに近づくアームクラウド方向と前記ブームから遠ざかるアームダンプ方向とに揺動可能に枢支されたアームと、前記アームに枢軸を介して枢支され、前記枢軸回りに揺動することで、先端部が前記アームに最も近づいた作業具クラウド位置と、前記先端部が前記アームから最も離れた作業具ダンプ位置との間を揺動可能な作業具と、前記ブームを揺動させるブームシリンダと、前記アームを前記アームクラウド方向及び前記アームダンプ方向に揺動させるアームシリンダと、前記作業具の先端部の揺動軌道と前記ブームシリンダとが隔てられるように、前記アームシリンダの前記アームクラウド方向のストロークを制限するアームクラウド制限部と、前記作業具が前記作業具ダンプ位置付近の作業姿勢で前記ブレードに接近する位置に配置されるブームの揺動位置で、前記アームを揺動範囲の前記アームクラウド方向のエンドまで揺動できるように前記アームシリンダの前記ストロークの制限を解除するクラウド制限解除部と、を備えている。

上記の構成によれば、ブーム、アーム、作業具で構成される作業装置が、作業具の先端部をブレードに近づける作業位置をとる場合に、作業具の先端部をブレードに十分に近づけることができ、その他の作業位置をとる場合は、作業具がブームシリンダに当接するのを防止することができる。

作業機の側面図である。作業機の油圧システムを示した図である。ブームの揺動位置の変化状態を示した図である。アームクラウド制限を解除しない場合のバケットとブレードとの位置関係を説明するための図である。アームクラウド制限を解除した場合のバケットとブレードとの位置関係を説明するための図である。バケットとブレードとの位置関係を示す拡大図である。ブームを第１揺動位置から第２揺動位置に上昇させたときの側面図である。ブームを第１揺動位置から第３揺動位置に下降させたときの側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る作業機１の概略側面図である。本実施形態では、作業機１として旋回作業機であるバックホーが例示されている。
図１に示すように、作業機１は、走行体１Ａと、走行体１Ａに装備された作業装置４とを備えている。走行体１Ａは、走行装置３と、走行装置３に搭載された機体（旋回台）２とを有している。機体２には、オペレータが着座する運転席６が搭載されている。

本実施形態においては、運転席６に着座したオペレータの前側（図１の矢印Ａ１方向）を前方、オペレータの後側（図１の矢印Ａ２方向）を後方、運転者の左側（図１の手前側）を左方、オペレータの右側（図１の奥側）を右方として説明する。また、前後方向Ｋ１に直交する方向である水平方向を機体幅方向（機体２の幅方向）として説明する。機体２の幅方向の中央部から右部、或いは、左部へ向かう方向を機体外方（機体幅方向Ｋ２の外方）として説明する。つまり、機体外方とは、機体幅方向Ｋ２であって機体２の幅方向の中心から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方（機体幅方向の内方）として説明する。つまり、機体内方とは、機体幅方向であって機体２の幅方向の中心に近づく方向である。

図１に示すように、走行装置３は、機体２を走行可能に支持する装置である。走行装置３は、油圧モータ（油圧アクチュエータ）あるいは電動モータ等で構成される走行モータ１１によって駆動される。なお、本実施形態ではクローラ式の走行装置３を用いているが、これに限らず、ホイール式等の走行装置を用いてもよい。
走行装置３の前部には、ドーザ装置７が装着されている。ドーザ装置７は、図示しないドーザシリンダ（油圧アクチュエータ）を伸縮することによりブレード（排土板）７Ａを昇降（上げ下げ）させることができる。

機体２は、走行装置３上に旋回ベアリング８を介して旋回軸心Ｘ１回りに旋回可能に支持されている。旋回軸心Ｘ１は、旋回ベアリング８の中心を通る上下方向に延伸する軸心である。機体２には、原動機が搭載されている。原動機は、ディーゼルエンジンである。なお、原動機は、ガソリンエンジン又は電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。

機体２は、旋回軸心Ｘ１回りに旋回する旋回基板９を有する。旋回基板９は、鋼板等から形成されており、機体２の底部を構成する。原動機は、この旋回基板９に搭載されている。機体２の後部には、ウエイト１０が設けられている。
機体２は、前部に、作業装置４を支持する支持ブラケット２０と、スイングブラケット２１とを有している。支持ブラケット２０は、機体２から前方に突出状に設けられている。支持ブラケット２０の前部（機体２から突出した部分）には、スイング軸を介してスイングブラケット２１が縦軸（上下方向に延伸する軸心）回りに揺動可能に取り付けられている。したがって、スイングブラケット２１は、機体幅方向に（スイング軸を中心として水平方向に）回動可能である。

作業装置４は、ブーム装置３０と、アーム装置４０と、作業具装置５０とを有している。ブーム装置３０は、ブーム３１と、ブームシリンダ３２とを有している。ブーム３１は、スイングブラケット２１の第１枢支部２３の機体幅方向に延伸する横軸３５を介して揺動可能（回動自在）に支持された基部３１Ａと、アーム４１を揺動自在に支持する先端部３１Ｂと、基部３１Ａと先端部３１Ｂとの間に設けられた中間部３１Ｃとを有している。中間部３１Ｃは長手方向に沿って長尺状であって、中途部で下方に屈曲している。中間部３１Ｃにおける屈曲部の一方側（下部側）には下部ブラケット３３が設けられ、中間部３１Ｃにおける屈曲部の他方側（上部側）には上部ブラケット３４が設けられている。

ブームシリンダ３２は、ブーム３１を揺動(回動)させる伸縮可能な油圧シリンダであり、筒状のシリンダ部３２Ａと、一端側がシリンダ部３２Ａに対して摺動可能に挿入されたロッド３２Ｂとを備えている。ブームシリンダ３２は、ブーム３１におけるアーム４１がアームクラウド方向Ｄ１に揺動した際にアーム４１に対向する側に配置されている。つまり、ブームシリンダ３２は、ブーム３１の前面側の下部に設けられている。ブームシリンダ３２の基端部は、スイングブラケット２１の第２枢支部２４の横軸３６に揺動自在に支持され、ブームシリンダ３２の先端部は、下部ブラケット３３の横軸３７に揺動自在に支持されている。したがって、ブーム装置３０（ブーム３１）は、第１枢支部２３に横軸３５の周りに回動可能であり、当該ブーム装置３０（ブーム３１）は上又は下方向に揺動自在である。なお、ブームシリンダ３２におけるアーム４１側（下部側）の面に、ロッド３２Ｂ及び／又はシリンダ部３２Ａに対する他の物体の接触を防止するガード部材（シリンダガード）を備えていてもよい。

アーム装置４０は、アーム４１と、アームシリンダ４２とを有している。アーム４１は、長手方向に沿って長尺状である。アーム４１の基端部は、横軸４３を介してブーム３１の先端部３１Ｂに揺動自在に支持されている。また、アーム４１の基端部の上面側には、上部ブラケット４４が設けられている。
アームシリンダ４２は、アーム４１を揺動させる伸縮可能な油圧シリンダである。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１の上部ブラケット３４の横軸３８に揺動自在に支持され、アームシリンダ４２の先端部は、上部ブラケット４４の横軸４６に揺動自在に支持されている。したがって、アーム装置４０（アーム４１）は、ブーム３１に横軸４３の周りに回動可能であり、当該アーム装置４０（アーム４１）は、上又は下方向（前方又は後方）に揺動自在である。つまり、図１に示すように、アーム４１は、ブーム３１に近づくアームクラウド方向Ｄ１と、ブーム３１から遠ざかるアームダンプ方向Ｄ２とに揺動可能にブーム３１に枢支されている。本実施形態では、アームシリンダ４２を伸長（アームクラウド方向Ｄ１にストローク）させることによりアーム４１がアームクラウド方向Ｄ１に揺動し、アームシリンダ４２収縮（アームダンプ方向Ｄ２にストローク）させることによりアーム４１がアームダンプ方向Ｄ２に揺動する。

作業具装置５０は、作業具としてのバケット５１と、作業具シリンダとしてのバケットシリンダ５２とを有している。バケット５１は、枢軸５７を介してアーム４１の先端部に揺動自在に支持されている。バケット５１とアーム４１の先端部との間にはリンク機構５３が設けられている。バケット５１は、土砂等を掬う部分であるバケット本体５１ａと、アーム４１及びリンク機構５３に取り付けられる部分である取付ブラケット５１ｃとを有している。バケット本体５１ａは、底面５１ｂと、先端部（爪部）５８とを有している。

バケットシリンダ５２は、バケット５１を揺動させる伸縮可能な油圧シリンダで構成されている。バケットシリンダ５２の基端部は、アーム４１の上部ブラケット４４の横軸４８に揺動自在に支持され、バケットシリンダ５２の先端部は、リンク機構５３の横軸５６に揺動自在に支持されている。したがって、作業具装置５０（バケット５１）は、アーム４１の先端側にクラウド動作（スクイ動作）及びダンプ動作可能に設けられている。クラウド動作（スクイ動作）とは、バケット５１の先端部５８をブーム３１（アーム４１）に近づける方向であるバケットクラウド方向（作業具クラウド方向）に揺動させる動作であり、例えば、土砂等を掬う場合の動作である。また、ダンプ動作とは、バケット５１の先端部５８をブーム３１（アーム４１）から遠ざける方向であるバケットダンプ方向（作業具ダンプ方向）に揺動させる動作であり、例えば、掬った土砂等を落下（排出）させる場合の動作である。

したがって、図１に示すように、バケット５１は、バケットシリンダ５２を最伸長（バケットクラウド方向Ｄ３に最もストローク）させた位置であって先端部５８がアーム４１に最も近づいたバケットクラウド位置（作業具クラウド位置）Ｙ１と、バケットシリンダ５２を最収縮（バケットダンプ方向Ｄ４に最もストローク）させた位置であって先端部５８がアーム４１から最も離れたバケットダンプ位置（作業具ダンプ位置）Ｙ２との間を揺動可能である。第１図中、Ｍ３は、バケット５１がバケットクラウド位置Ｙ１とバケットダンプ位置Ｙ２との間を移動するときの先端部５８の揺動軌道を示している。

作業機１は、バケット５１に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具（油圧アタッチメント）を装着することが可能である。他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。
図２は、作業装置４を作動させる作業機１の油圧システムを示した図である。

図２に示すように、作業機１の油圧システムは、ブーム制御弁７１と、アーム制御弁７２と、バケット制御弁７３と、制御装置６０と、操縦装置１９Ｌ，１９Ｒと、ブーム角度センサ９１と、アーム角度センサ９２と、作業具角度センサ９３とを有している。
ブーム制御弁７１、アーム制御弁７２及びバケット制御弁７３は、それぞれ油路を介して、ブームシリンダ３２、アームシリンダ４２、バケットシリンダ５２に接続されている。また、ブーム制御弁７１、アーム制御弁７２及びバケット制御弁７３には、それぞれ油路を介して、作動油を吐出する油圧ポンプＰ１が接続されている。

ブーム制御弁７１、アーム制御弁７２及びバケット制御弁７３は、例えば、電磁式の３位置切換弁である。
具体的には、ブーム制御弁７１は、第１ソレノイド７１Ｄ及び第２ソレノイド７１Ｅを励磁又は消磁することによって、第１位置７１Ａ、第２位置７１Ｂ、第３位置７１Ｃに切換可能な直動スプール型切換弁である。ブーム制御弁７１が第１位置７１Ａに切り換わると、ブームシリンダ３２への作動油の供給、排出によって、当該ブームシリンダ３２が伸長し、ブーム３１は上昇する方向に揺動する。一方。ブーム制御弁７１が第２位置７１Ｂに切り換わると、ブームシリンダ３２への作動油の供給、排出によって、当該ブームシリンダ３２が収縮し、ブーム３１は下降する方向に揺動する。

アーム制御弁７２は、第１ソレノイド７２Ｄ及び第２ソレノイド７２Ｅを励磁又は消磁することによって、第１位置７２Ａ、第２位置７２Ｂ、第３位置７２Ｃに切換可能な直動スプール型切換弁である。アーム制御弁７２が第１位置７２Ａに切り換わると、アームシリンダ４２への作動油の供給、排出によって、当該アームシリンダ４２が伸長し、アーム４１は、アーム４１はアームクラウド方向Ｄ１（後方且つ下方）に向けて揺動する。一方。アーム制御弁７２が第２位置７２Ｂに切り換わると、アームシリンダ４２への作動油の供給、排出によって、当該アームシリンダ４２が収縮し、アームダンプ方向Ｄ２（前方且つ上方）に向けて揺動する。

バケット制御弁７３は、第１ソレノイド７３Ｄ及び第２ソレノイド７３Ｅを励磁又は消磁することによって、第１位置７３Ａ、第２位置７３Ｂ、第３位置７３Ｃに切換可能な直動スプール型切換弁である。バケット制御弁７３が第１位置７３Ａに切り換わると、バケットシリンダ５２への作動油の供給、排出によって、当該バケットシリンダ５２が伸長し、バケット５１は作業具クラウド方向Ｄ３（スクイの方向）に揺動する。一方。バケット制御弁７３が第２位置７３Ｂに切り換わると、バケットシリンダ５２への作動油の供給、排出によって、当該バケットシリンダ５２が収縮し、バケット５１はダンプ方向Ｄ４に揺動する。

制御装置６０は、ブーム制御部６１、アーム制御部６２、及びバケット制御部６３を備えており、ブーム制御弁７１、アーム制御弁７２及びバケット制御弁７３の切換動作を制御する。すなわち、制御装置６０は、ブーム３１、アーム４１及びバケット５１の動作を制御する。制御装置６０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、コンピュータを用いてソフトウェアによって実現してもよい。後者の場合、上記コンピュータは、制御装置６０の各機能を実現するソフトウェアであるプログラムおよび作業機１に関する各種データがコンピュータで読み取り可能に記録された記録媒体と、上記プログラムの命令を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算回路と、上記プログラムおよび各種データを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、演算回路が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、制御装置６０の機能が実現される。

制御装置６０には、操作時にオペレータが把持する操縦装置１９Ｌ、１９Ｒが接続されている。操縦装置１９Ｌ、１９Ｒは、それぞれ運転席６の近傍に設けられている。操縦装置１９Ｌ、１９Ｒは、それぞれ操作レバー１５と、ポジションセンサ１６とを有している。操作レバー１５は、中立位置から、前、後、右、左に揺動自在であり、ポジションセンサ１６は、操作レバー１５の前、後、右、左の中立位置からの揺動量（操作量）を検出する。

例えば、オペレータが操縦装置１９Ｒの操作レバー１５を前又は後に揺動させると、前又は後に揺動させた際の揺動量が制御装置６０に入力される。ブーム制御部６１（制御装置６０）は、取得した操作レバー１５の揺動方向及び揺動量に応じて、第１ソレノイド７１Ｄ及び第２ソレノイド７１Ｅを励磁又は消磁することで、ブーム制御弁７１の切換を行う。つまり、ブーム制御部６１は、ブーム３１の揺動を制御する。

また、オペレータが操縦装置１９Ｌの操作レバー１５を前又は後に揺動させると、前又は後に揺動させた際の揺動量が制御装置６０に入力される。アーム制御部６２（制御装置６０）は、取得した操作レバー１５の揺動方向及び揺動量に応じて、第１ソレノイド７２Ｄ及び第２ソレノイド７２Ｅを励磁又は消磁することで、アーム制御弁７２の切換を行う。つまり、アーム制御部６２は、アーム４１の揺動を制御する。

また、オペレータが操縦装置１９Ｒの操作レバー１５を左又は右に揺動させると、左又は右に揺動させた際の揺動量が制御装置６０に入力される。バケット制御部６３（制御装置６０）は、取得した操作レバー１５の揺動方向及び揺動量に応じて、第１ソレノイド７３Ｄ及び第２ソレノイド７３Ｅを励磁又は消磁することで、バケット制御弁７３の切換を行う。つまり、バケット制御部６３は、バケット５１の揺動を制御する。

ブーム角度センサ９１、アーム角度センサ９２及びバケット角度センサ（作業具角度センサ）９３は、制御装置６０に接続されている。ブーム角度センサ９１は、ブーム３１の揺動角度θ２（揺動位置）を検出する。アーム角度センサ９２は、アーム４１の揺動角度θ３（揺動位置）を検出する。バケット角度センサ９３は、アーム４１の先端部に対するバケット５１の枢軸５７の周りの揺動角度θ４（揺動位置）を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサ９１、アーム角度センサ９２、及びバケット角度センサ９３としてポテンショメータを用いているが、これに限らず、他の角度センサを用いてもよく、あるいは、ブームシリンダ３２、アームシリンダ４２、及びバケットシリンダ５２のストローク（伸長位置）を検出し、その検出結果からブーム３１、アーム４１、及びバケット５１の揺動角度を算出するようにしてもよい。

図２に示すように、制御装置６０は、アームクラウド制限部６４を有している。アームクラウド制限部６４は、図３に示すように、バケット（作業具）５１の先端部５８の揺動軌道Ｍ３とブームシリンダ３２（シリンダガードがある場合はシリンダガード）とが隔てられるように、アームシリンダ４２のアームクラウド方向Ｄ１のストロークＳ１を制限する。これにより、バケット５１の先端部５８がブームシリンダ３２に干渉（当接）するのを防止することができる。

図３は、ブーム３１の揺動位置の変化状態、アーム４１がアームクラウド方向Ｄ１の制限位置Ｙ１０にある状態、バケット５１をバケットクラウド位置Ｙ１からバケットダンプ位置Ｙ２まで揺動させた様子を示している。揺動位置Ｙ３は、ブーム３１の最上げ位置を示している。揺動位置Ｙ４は、ブーム３１の最下げ位置を示している。揺動位置Ｙ５は、最上げ位置Ｙ３と最下げ位置Ｙ４との間のブーム３１の中間位置を示している。後述するストロークＳ１の制限解除域以外では、揺動軌道Ｍ３とブームシリンダ３２（シリンダガード）とが隔てられるように、アームシリンダ４２のアームクラウド方向Ｄ１のストロークＳ１が制限（アームクラウド制限）される。図３において、点線で示す線Ｒ１は、アーム４１が制限位置Ｙ１０にある状態で、ブーム３１が最上げ位置Ｙ３と最下げ位置Ｙ４との間を揺動する過程において、揺動軌道Ｍ３と接する線である。

図２に示すように、制御装置６０は、クラウド制限解除部６５を有している。クラウド制限解除部６５は、作業装置４によって特定の作業を行うときに、該作業を有効に行えるように、アームクラウド制限を解除する。詳しくは、図５に示すように、バケット５１がバケットダンプ位置Ｙ２付近の作業姿勢Ｗ１でブレード７Ａに接近する位置に配置されるブーム３１の揺動位置Ｙ７で、アーム４１を揺動範囲のアームクラウド方向Ｄ１のエンドまで揺動できるようにアームシリンダ４２のストロークＳ１の制限を解除する。

ところで、作業機１によって行う作業として、例えば、ドーザ装置７のブレード７Ａの前面（ブレード面）を利用してバケット５１で土をすくい上げる、いわゆる「ちりとり作業」がある。この「ちりとり作業」では、バケット５１は、バケットダンプ位置Ｙ２付近（バケット５１の揺動角度θ４が設定された閾値よりバケットダンプ位置Ｙ２側）に在り、バケット本体５１ａの底面５１ｂを下方（地面Ｇ１）に向けた作業姿勢Ｗ１をとる（図４、図５参照）。

図４は、ブーム３１の上下揺動域の全域においてアームクラウド制限部６４によってアームクラウド制限がされている場合における「ちりとり作業」の形態を示している。
図４に示すように、アームクラウド制限部６４によってアームクラウド制限がされている場合には、アーム４１をブームシリンダ３２に最も近づくように揺動し、バケット５１が作業姿勢Ｗ１で底面５１ｂが地面Ｇ１に接地するように、ブーム３１を下げた状態では、先端部５８とブレード７Ａの刃先７Ａ１との間の距離はＬ１である。

図５は、クラウド制限解除部６５によってアームクラウド制限が解除されている場合における「ちりとり作業」の形態を示している。
図５に示すように、クラウド制限解除部６５によってアームクラウド制限が解除されている場合には、アーム４１をブームシリンダ３２に最も近づくように揺動し、バケット５１が作業姿勢Ｗ１で底面５１ｂが地面Ｇ１に接地するように、ブーム３１を下げた状態では、先端部５８とブレード７Ａの刃先７Ａ１との間の距離はＬ２（最小距離）である。距離Ｌ２＜距離Ｌ１である。つまり、アームクラウド制限を解除することにより、「ちりとり作業」を行う場合、バケット５１の先端部５８をブレード７Ａの刃先７Ａ１に近接させることができる。これにより、「ちりとり作業」を効果的に行うことができる。

クラウド制限解除部６５は、アームシリンダ４２のクラウド方向Ｄ１のストロークＳ１が制限された状態で、ブーム３１の揺動角度θ２が所定角度になるまでブーム３１が下げ操作されると、アームクラウド制限を解除する。アームクラウド制限が解除されると、アームシリンダ４２のクラウド方向Ｄ１のストロークＳ１をエンドにまで伸長することができるので、アーム４１をブーム３１に寄せることができる。そうすると、図５に示す、横軸３７から枢軸５７までの最短距離Ｒ３が、図４に示す、横軸３７から枢軸５７までの最短距離Ｒ２よりも小さくなり、さらに、ブーム３１を下げる（揺動角度θ２を小さくする）ことによりバケット５１の先端部５８をブレード７Ａ側に寄せることができる。

なお、構造物の床面等を削る、いわゆる「はつり作業」を行うときも同様の効果を奏する。つまり、アームクラウド制限の解除は、バケット５１とブレード７Ａとで協調作業を行う際に効果的である。また、本実施形態では、バケット５１の先端部５８とブレード７Ａの刃先７Ａ１との距離Ｌ２が間隔を有する構成とされているが、バケット５１の先端部５８をブレード７Ａの刃先７Ａ１に接触（距離Ｌ２＝０）させるように構成してもよい。

図２に示すように、制御装置６０は、バケットクラウド制限部（作業具クラウド制限部）６６を有している。バケットクラウド制限部６６は、クラウド制限解除部６５によってアームシリンダ４２のストロークＳ１の制限が解除されているときに、バケット５１のバケットクラウド方向Ｄ３の揺動を制限する。
図５に示すバケット５１の揺動位置Ｙ６は、アームクラウド制限を解除しているときにバケット５１をクラウド方向Ｄ３に揺動させることのできる最大の揺動位置を示している。つまり、バケットクラウド制限部６６は、バケット５１が揺動位置Ｙ６よりもバケットクラウド方向Ｄ３に揺動しないように、バケットシリンダ５２のバケットクラウド方向Ｄ３のストロークを制限する。

図５に斜線で示す領域Ｅ１は、アームクラウド制限の解除が行われないときのバケット５１の作業範囲に対して、アームクラウド制限の解除が行われるときに増加するバケット５１の作業範囲の増加作業領域を示している。図６にも示すように、領域Ｅ１は、第１輪郭線９６ａ～第４輪郭線９６ｄによって囲まれている。第１輪郭線９６ａは、バケット５１が揺動位置Ｙ６に位置する状態でブーム３１が昇降されるときの先端部５８の軌道の一部である。第２輪郭線９６ｂは、図３に示す線Ｒ１の一部である。第３輪郭線９６ｃは、図５に示す、先端部５８とブレード７Ａとの間隔が最小距離Ｌ２であるときのブーム３１の揺動位置Ｙ７（第１揺動位置）からブーム３１を所定角度θ５上昇させた状態のときにおける先端部５８の軌道の一部である。第４輪郭線９６ｄは、ブーム３１を第１揺動位置Ｙ７から所定角度θ６下降させた状態のときにおける先端部５８の軌道の一部である。この領域Ｅ１は、実用性のない作業領域であり、支障のない作業領域である。

図７は、ブーム３１を第１揺動位置Ｙ７から所定角度θ５（例えば、１５°）上昇させたブーム３１の揺動位置（第２揺動位置）Ｙ８を示している。
ブーム制御部６１は、アームクラウド制限が解除されており、ブーム３１が第１揺動位置Ｙ７から第２揺動位置Ｙ８に上昇した場合、オペレータがアーム４１をアームダンプ方向Ｄ２に操作してアームシリンダ４２のストローク制限を行わない領域にアーム４１が戻るまでブーム３１の上昇を停止する。アーム４１がアームシリンダ４２のストローク制限を行わない領域に戻ると、ブーム３１を第２揺動位置Ｙ８から上方に揺動することができる。また、ブーム３１の第２揺動位置Ｙ８から上方のブーム揺動領域では、アームクラウド制限が行われる。

また、アームクラウド制限が解除されており、ブーム３１が第１揺動位置Ｙ７から第２揺動位置Ｙ８に上昇した場合に、アーム制御部６２によってアームシリンダ４２のストローク制限を行わない領域にアーム４１が自動的に戻るように制御してもよい。
図８は、ブーム３１を第１揺動位置Ｙ７から所定角度θ６（例えば、１５°）下降させたブーム３１の揺動位置（第３揺動位置）Ｙ９を示している。

この場合、上記した第１揺動位置Ｙ７から第２揺動位置Ｙ８に上昇させるときの制御と同様の制御にしてもよい。即ち、ブーム制御部６１は、アームクラウド制限が解除されており、ブーム３１が第１揺動位置Ｙ７から第３揺動位置Ｙ９に下降した場合、オペレータがアーム４１をアームダンプ方向Ｄ２に操作してアームシリンダ４２のストローク制限を行わない領域にアーム４１が戻るまでブーム３１の下降を停止する。

または、アームクラウド制限が解除されており、ブーム３１が第１揺動位置Ｙ７から第３揺動位置Ｙ９に下降した場合に、アーム制御部６２によってアームシリンダ４２のストローク制限を行わない領域にアーム４１が自動的に戻るようにして制御してもよい。
また、第１揺動位置Ｙ７からブーム３１が下降する側（ブーム３１の下げ側）に関しては、アームクラウド制限を解除することによって、有意義な作業を行える作業範囲ではないので、ブーム３１の下げ側全域において、アームクラウド制限を解除してもよい。

上記の作業機１は、機体２と、ブレード７Ａを有するドーザ装置７と、機体２に上下揺動可能に枢支されたブーム３１と、ブーム３１に、ブーム３１に近づくアームクラウド方向Ｄ１とブーム３１から遠ざかるアームダンプ方向Ｄ２とに揺動可能に枢支されたアーム４１と、アーム４１に枢軸５７を介して枢支され、枢軸５７回りに揺動することで、先端部５８がアーム４１に最も近づいた作業具クラウド位置Ｙ１と、先端部５８がアーム４１から最も離れた作業具ダンプ位置Ｙ２との間を揺動可能な作業具５１と、ブーム３１を揺動させるブームシリンダ３２であって、ブーム３１におけるアーム４１がアームクラウド方向Ｄ１に揺動した際にアーム４１に対向する側に配置されたブームシリンダ３２と、アーム４１をアームクラウド方向Ｄ１及びアームダンプ方向Ｄ２に揺動させるアームシリンダ４２と、作業具５１の先端部５８の揺動軌道Ｍ３とブームシリンダ３２とが隔てられるように、アームシリンダ４２のアームクラウド方向Ｄ１のストロークＳ１を制限するアームクラウド制限部６４と、作業具５１が作業具ダンプ位置Ｙ２付近の作業姿勢Ｗ１でブレード７Ａに接近する位置に配置されるブーム３１の揺動位置で、アーム４１を揺動範囲のアームクラウド方向Ｄ１のエンドまで揺動できるようにアームシリンダ４２のストロークＳ１の制限を解除するクラウド制限解除部６５と、を備えている。

この構成によれば、ブーム３１、アーム４１、作業具５１で構成される作業装置４が、作業具５１の先端部５８をブレード７Ａに近づける作業位置をとる場合に、作業具５１の先端部５８をブレード７Ａに十分に近づけることができ、その他の作業位置をとる場合は、作業具５１がブームシリンダ３２に当接するのを防止することができる。
また、クラウド制限解除部６５によってストロークＳ１の制限が解除されているときに、作業具５１の作業具クラウド位置Ｙ１へ向けて揺動する方向の揺動を制限する作業具クラウド制限部６６を備えている。

この構成によれば、アームクラウド制限を解除しても、作業具５１がブームシリンダ３２に当接するのを回避することができる。
また、ブーム３１の揺動を制御するブーム制御部６１を備え、ブーム制御部６１は、クラウド制限解除部６５によってストロークＳ１の制限が解除されている状態で、ブーム３１が、作業具５１の先端部５８とブレード７Ａとの間隔が最小距離Ｌ２であるときの第１揺動位置Ｙ７から第２揺動位置Ｙ８に所定角度上昇したときに、アーム４１がアームシリンダ４２のストローク制限が行われない領域に戻るまでブーム３１の上昇を停止する。

この構成によれば、第２揺動位置Ｙ８から上方のブーム３１の揺動領域で作業具５１がブームシリンダ３２に干渉するのを防止できる。
また、アーム４１の揺動を制御するアーム制御部６２を備え、アーム制御部６２は、クラウド制限解除部６５によってストロークＳ１の制限が解除されている状態で、ブーム３１が、作業具５１の先端部５８とブレード７Ａとの間隔が最小距離Ｌ２であるときの第１揺動位置Ｙ７から第２揺動位置Ｙ８に所定角度上昇したときに、アーム４１がアームシリンダ４２のストローク制限を行わない領域に戻るように制御する。

この構成によれば、第２揺動位置Ｙ８から上方のブーム３１の揺動領域で作業具５１がブームシリンダ３２に干渉するのを防止できる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２機体
７ドーザ装置
７Ａブレード
３１ブーム
３２ブームシリンダ
４１アーム
４２アームシリンダ
５１作業具
５７枢軸
５８先端部
６１ブーム制御部
６２アーム制御部
６４アームクラウド制限部
６５クラウド制限解除部
６６作業具クラウド制限部
Ｄ１アームクラウド方向
Ｄ２アームダンプ方向
Ｌ２最小距離
Ｍ３揺動軌道
Ｓ１ストローク
Ｗ１作業姿勢
Ｙ１作業具クラウド位置
Ｙ２作業具ダンプ位置
Ｙ７第１揺動位置
Ｙ８第２揺動位置

Claims

機体と、
ブレードを有するドーザ装置と、
前記機体に上下揺動可能に枢支されたブームと、
前記ブームに、前記ブームに近づくアームクラウド方向と前記ブームから遠ざかるアームダンプ方向とに揺動可能に枢支されたアームと、
前記アームに枢軸を介して枢支され、前記枢軸回りに揺動することで、先端部が前記アームに最も近づいた作業具クラウド位置と、前記先端部が前記アームから最も離れた作業具ダンプ位置との間を揺動可能な作業具と、
前記ブームを揺動させるブームシリンダと、
前記アームを前記アームクラウド方向及び前記アームダンプ方向に揺動させるアームシリンダと、
前記作業具の前記先端部の揺動軌道と前記ブームシリンダとが隔てられるように、前記アームシリンダの前記アームクラウド方向のストロークを制限するアームクラウド制限部と、
前記作業具が前記作業具ダンプ位置付近の作業姿勢で前記ブレードに接近する位置に配置される前記ブームの揺動位置で、前記アームを揺動範囲の前記アームクラウド方向のエンドまで揺動できるように前記アームシリンダの前記ストロークの制限を解除するクラウド制限解除部と、
を備えている作業機。
前記クラウド制限解除部によって前記ストロークの制限が解除されているときに、前記作業具の前記作業具クラウド位置へ向けて揺動する方向の揺動を制限する作業具クラウド制限部を備えている請求項１に記載の作業機。
前記ブームの揺動を制御するブーム制御部を備え、
前記ブーム制御部は、前記クラウド制限解除部によって前記ストロークの制限が解除されている状態で、前記ブームが、前記作業具の前記先端部と前記ブレードとの間隔が最小距離であるときの第１揺動位置から第２揺動位置に所定角度上昇したときに、前記アームが前記アームシリンダのストローク制限が行われない領域に戻るまで前記ブームの上昇を停止する請求項１又は２に記載の作業機。
前記アームの揺動を制御するアーム制御部を備え、
前記アーム制御部は、前記クラウド制限解除部によって前記ストロークの制限が解除されている状態で、前記ブームが、前記作業具の前記先端部と前記ブレードとの間隔が最小距離であるときの第１揺動位置から第２揺動位置に所定角度上昇したときに、前記アームがアームシリンダのストローク制限を行わない領域に戻るように制御する請求項１又は２に記載の作業機。