JP7224314B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

下記特許文献１には、ブーム及びバケットを操作するための操作レバーの前面の上端面に設けられたマシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチが開示されている。

特許文献１では、オペレータが自動敷き均し作業中に異変を感じて手動による敷き均し作業に変更しようとする場合、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチをその都度ＯＦＦとしなければならず、また、再び自動敷き均し作業に復帰する場合、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮとしなければならず、作業効率がよいとは言えない。

国際公開第２０１８／１７９５７７号

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動制御による作業の作業効率を向上できる建設機械を提供することにある。

本発明に係る建設機械は、作業機と、前記作業機を設計情報に従い自動制御する自動制御装置と、前記作業機を手動制御する操作レバーと、前記操作レバーに装着され、前記自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動スイッチとを備え、
前記作業機の手動制御は、前記自動制御に優先される。

この構成によれば、自動制御装置により作業機を自動制御して作業を実施する際、手動制御が自動制御よりも優先されるため、自動制御中であっても作業機を手動操作することができる。一方、手動操作を停止すれば、容易に自動制御に復帰することができる。その結果、自動制御による作業の作業効率を向上できる。

本実施形態に係るショベルを示す左側面図 排土装置の斜視図 運転席周りの斜視図 昇降レバーの把持部の正面図、右側面図、及び背面図 ショベルが備える油圧回路を示す図 ショベルが備える制御系を示すブロック図 他の実施形態に係る昇降レバーの把持部の正面図 他の実施形態に係る昇降レバーの把持部の正面図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［ショベルの概要］
まず、図１を参照しながら、建設機械の一例としてのショベル１の概略構造について説明する。図１に示すように、ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に対し上下方向に回動可能に支持された掘削作業機５とを備える。掘削作業機５は、上部旋回体３に対し水平方向に回動可能に取り付けられたブームブラケット４を介して上部旋回体３に支持される。

下部走行体２は、エンジン３０からの動力を受けて駆動し、ショベル１を走行させたり旋回させたりする。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１と、それらを駆動させる左右一対の走行モータ２２，２２とを備える。また、下部走行体２には、排土装置２０（本発明の作業機の一例）が昇降自在に装着されている。

図２は、排土装置２０を後方から見た斜視図である。排土装置２０は、下部走行体２に対し上下方向に回動可能に取り付けられるリフトアーム２３と、リフトアーム２３の前端に揺動可能に取り付けられる排土板２４とを備える。排土板２４は、リフトアーム２３に対し、ショベル１のヨー方向及びロール方向に揺動可能となっている。また、排土装置２０は、リフトアーム２３を上下方向に回動させるリフトシリンダ２５と、排土板２４の左右両端を前後方向（ショベル１のヨー方向）に揺動させる左右一対のアングルシリンダ２６，２６と、排土板２４の左右両端を上下方向（ショベル１のロール方向）に揺動させるチルトシリンダ２７と、を有する。

リフトアーム２３は、前後方向に延びる左右一対の昇降アーム２３１，２３２と、昇降アーム２３１，２３２の間に左右方向に配置される前部補強バー２３３、後部補強バー２３４とを備える。昇降アーム２３１，２３２の中途部の外側には、第１シリンダブラケット２３１ａ，２３２ａが設けられている。また、前部補強バー２３３の左右中央の後側には、第２シリンダブラケット２３３ａが設けられ、左右中央の前側には、第３シリンダブラケット２３３ｂが設けられている。

昇降アーム２３１，２３２の後端は、下部走行体２のトラックフレーム（図示していない）に対して上下方向に回動可能に支持されている。また、リフトシリンダ２５のロッド側は、下部走行体２のトラックフレームの左右中央に対して上下方向に回動可能に支持され、リフトシリンダ２５のボトム側は、前部補強バー２３３の第２シリンダブラケット２３３ａに対して上下方向に回動可能に支持されている。これにより、リフトシリンダ２５を伸縮させることで、リフトアーム２３は、下部走行体２に対し上下方向に回動する。リフトアーム２３を昇降操作することで、排土板２４と地面との相対距離を調整することができる。

排土板２４の後側には、左右一対の第４シリンダブラケット２４ａ，２４ａが設けられている。アングルシリンダ２６，２６のボトム側は、排土板２４の第４シリンダブラケット２４ａ，２４ａに対して左右方向に回動可能に支持され、アングルシリンダ２６，２６のロッド側は、昇降アーム２３１，２３２の第１シリンダブラケット２３１ａ，２３２ａに対して左右方向に回動可能に支持されている。これにより、一対のアングルシリンダ２６，２６を伸縮させることで、排土板２４の左右両端は、リフトアーム２３に対し前後方向に揺動する。排土板２４の左右両端を前後方向に揺動させることで、排土板２４の前後方向に対する傾斜角を調整することができる。

チルトシリンダ２７のボトム側は、排土板２４の右側の第４シリンダブラケット２４ａに対して前後方向に回動可能に支持され、チルトシリンダ２７のロッド側は、前部補強バー２３３の第３シリンダブラケット２３３ｂに対して前後方向に回動可能に支持されている。これにより、チルトシリンダ２７を伸縮させることで、排土板２４の左右両端は、リフトアーム２３に対し上下方向に揺動する。排土板２４の左右両端を上下方向に揺動させることで、排土板２４の左下端又は右下端と地面との間隔を調整することができる。排土板２４には、傾斜角（チルト角）を検出する傾斜センサ２７ａ（図６参照）が設けられている。

排土板２４には、測位衛星からの信号を受信して測位するＧＮＳＳアンテナ２８が取り付けられている。ＧＮＳＳアンテナ２８は、排土板２４の左後側に立設されたポール支持部２４ｂにポール２８ａを介して取り付けられる。なお、本実施形態のショベル１は、ＲＴＫ－測位方式を用いて排土板２４の位置情報を取得しており、施工現場には不図示の基準局が設置される。

上部旋回体３は、その中央部で上下方向に延びる軸線回りに旋回動作可能に構成されている。上部旋回体３には、エンジン３０、カウンターウェイト３１、キャビン３２、旋回モータ３３などが配設されている。油圧モータである旋回モータ３３の駆動力で上部旋回体３が旋回ベアリングを介して旋回する。

図３は、運転部を後方から見た斜視図である。キャビン３２で囲まれた運転部には、オペレータが着座するための運転席３２１が装備されている。運転席３２１の左右に一対の作業操作レバー３２２，３２２、前方に一対の走行操作レバー３２３，３２３が配置されている。オペレータは、運転席３２１に着座して作業操作レバー３２２，３２２、走行操作レバー３２３，３２３等を操作することによって、エンジン３０、各油圧モータ、各油圧アクチュエータ等の制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。

右側の作業操作レバー３２２の外側には、昇降レバー３２４（操作レバーに相当する）が配置されている。昇降レバー３２４は、排土装置２０の昇降操作を行うためのレバーであり、例えば前方に動かされると排土装置２０は下降し、後方に動かされると排土装置２０は上昇する。また、昇降レバー３２４の後方には、複数のスイッチ３２５が配置されている。

図４は、左から順に、昇降レバー３２４の把持部３２４０の正面図、右側面図、及び背面図である。運転席３２１から見て把持部３２４０の裏面、すなわち把持部３２４０の背面には、自動手動切替スイッチ３２６（自動スイッチに相当する）が配置されている。自動手動切替スイッチ３２６は、後述するマシンコントロールコントローラ１０２による自動制御の有効と無効を択一的に切り替えることのできるスイッチであり、排土装置２０を自動操作するか又は手動操作するかを選択できる。

昇降レバー３２４は、排土板２４のアングル動作又はチルト動作の少なくとも１つの動作を手動制御するためのアングルチルト操作手段３２７（操作手段に相当する）を備える。アングルチルト操作手段３２７は、運転席３２１から見て把持部３２４０の上部表面、すなわち把持部３２４０の正面上部に配置されている。アングルチルト操作手段３２７は、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａと、操作用ローラスイッチ３２８とを備えている。アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａと操作用ローラスイッチ３２８は、左右に並べて配置されている。

アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａは、操作用ローラスイッチ３２８によってアングルシリンダ２６，２６を操作するか又はチルトシリンダ２７を操作するかを選択できるスイッチである。例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａの下部が押下されるとアングル機能が選択され、アングルシリンダ２６，２６を操作可能となり、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａの上部が押下されるとチルト機能が選択され、チルトシリンダ２７を操作可能となる。

操作用ローラスイッチ３２８は、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａにより選択されたアングルシリンダ２６，２６又はチルトシリンダ２７を操作することができるローラタイプのスイッチである。例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａによりアングルシリンダ２６，２６が選択された場合、操作用ローラスイッチ３２８を前方に回転させると排土板２４の右端が前方へ回動し、操作用ローラスイッチ３２８を後方へ回転させると排土板２４の右端が後方へ回動する。また、例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａによりチルトシリンダ２７が選択された場合、操作用ローラスイッチ３２８を前方に回転させると排土板２４の右端が上方へ回動し、操作用ローラスイッチ３２８を後方へ回転させると排土板２４の右端が下方へ回動する。なお、アングルシリンダ２６，２６又はチルトシリンダ２７を操作する操作手段としては、押ボタン式の操作スイッチでもよい。

ブームブラケット４は、上部旋回体３の前端部にステー３４を介して取り付けられている。ステー３４には、軸線を上下方向に向けた枢軸ピン４０が設けられている。ブームブラケット４は、その枢軸ピン４０を中心にして水平回動自在に（即ち、左右へ揺動自在に）支持されている。上部旋回体３とブームブラケット４との間には、前後方向に伸縮作動するスイングシリンダ（不図示）が設けられている。ブームブラケット４の水平回動は、スイングシリンダの伸縮に応じて作動する。

掘削作業機５は、エンジン３０からの動力を受けて駆動し、運転部での操作に応じて土砂の掘削作業などを行う。掘削作業機５は、ブームブラケット４に上下回動可能に支持されている。ブームブラケット４には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５０が設けられている。掘削作業機５の基端部（後述するブーム５１の基端部）は、その枢軸ピン５０を中心にして上下回動自在に支持されている。掘削作業機５は、その枢軸ピン５０の軸線と直交する鉛直面上で回動する。また、掘削作業機５は、ブームブラケット４の水平回動に連動してスイング動作を行うことができる。

掘削作業機５は、ブーム５１、アーム５２、及びバケット５３を備え、これらを独立して駆動することによって土砂等の掘削作業を可能としている。ブーム５１は、基端部がブームブラケット４に上下回動可能に取り付けられており、伸縮自在に可動するブームシリンダ５１ａによって回動される。また、アーム５２は、基端部がブーム５１の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ５２ａによって回動される。そして、バケット５３は、基端部がアーム５２の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ５３ａによって回動される。ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、及びバケットシリンダ５３ａは、油圧シリンダにより構成される。

［油圧回路の構成］
図５を用いて、ショベル１が有する油圧回路６について説明する。油圧回路６は、複数の油圧アクチュエータ６０、可変容量型ポンプ６１、固定容量型ポンプ６２、及びパイロットポンプ６３を有する。

複数の油圧アクチュエータ６０は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ（左走行モータ２２、右走行モータ２２のいずれか）、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、チルトシリンダ２７、及び旋回モータ３３で構成されている。

可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２は、エンジン３０によって駆動され、油圧アクチュエータ６０へ供給される作動油を吐出する。可変容量型ポンプ６１は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、及びバケットシリンダ５３ａに作動油を供給して駆動する。固定容量型ポンプ６２は、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、チルトシリンダ２７、及び旋回モータ３３に作動油を供給して駆動する。

複数の油圧アクチュエータ６０には、それぞれ対応する方向切換弁が設けられる。方向切換弁は、可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２から油圧アクチュエータ６０へ圧送する作動油の方向と容量を切り換え可能なパイロット式の方向切換弁である。

本実施形態においては、第１走行用モータ２２ａに対応する第１走行用方向切換弁６４ａ、第２走行用モータ２２ｂに対応する第２走行用方向切換弁６４ｂ、ブームシリンダ５１ａに対応するブーム用方向切換弁６４ｃ、アームシリンダ５２ａに対応するアーム用方向切換弁６４ｄ、バケットシリンダ５３ａに対応するバケット用方向切換弁６４ｅ、リフトシリンダ２５に対応するリフト用方向切換弁６４ｆ、アングルシリンダ２６及びチルトシリンダ２７に対応するアングルチルト用方向切換弁６４ｇ、旋回モータ３３に対応する旋回用方向切換弁６４ｈが設けられている。これらの方向切換弁は、まとめてコントロールバルブ６４と呼ばれる。

アングルシリンダ２６及びチルトシリンダ２７の圧油の供給管とアングルチルト用方向切換弁６４ｇとの間には、パイロット式のセレクタバルブ６５が設けられている。セレクタバルブ６５は、パイロット圧が入力されると、チルトシリンダ２７へ供給される圧油がアングルシリンダ２６へ供給されるように油路を切り換えることができる。

パイロットポンプ６３は、主にコントロールバルブ６４へ入力される指令としてのパイロット油を吐出する。ただし、図２ではパイロットポンプ６３からコントロールバルブ６４に至る油路を一部省略している。パイロットポンプ６３は、エンジン３０によって駆動され、圧油を吐出することにより、油路内にパイロット圧を発生させる。

また、油圧回路６は、ブーム用操作装置７１、アーム用操作装置７２、旋回用操作装置７３、昇降レバー３２４、自動手動切替スイッチ３２６、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａ、及び操作用ローラスイッチ３２８を備えている。ブーム用操作装置７１、アーム用操作装置７２、及び旋回用操作装置７３は、一対の作業操作レバー３２２，３２２で構成される。なお、図５には示していないが、油圧回路６は、一対の走行操作レバー３２３、バケット用操作装置、及びスイング用操作装置等を備えている。

ブーム用操作装置７１は、ブーム用方向切換弁６４ｃに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのブーム用リモコン弁７１ａを有する。ブーム用リモコン弁７１ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。ブーム用リモコン弁７１ａは、ブーム用操作装置７１の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。

アーム用操作装置７２は、アーム用方向切換弁６４ｄに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのアーム用リモコン弁７２ａを有する。アーム用リモコン弁７２ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。アーム用リモコン弁７２ａは、アーム用操作装置７２の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。

旋回用操作装置７３は、旋回用方向切換弁６４ｈに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるための旋回用リモコン弁７３ａを有する。旋回用リモコン弁７３ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。旋回用リモコン弁７３ａは、旋回用操作装置７３の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。

昇降レバー３２４は、リフト用方向切換弁６４ｆに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのリフト用リモコン弁３２４ａを有する。リフト用リモコン弁３２４ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。リフト用リモコン弁３２４ａは、昇降レバー３２４の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。

リフト用リモコン弁３２４ａとリフト用方向切換弁６４ｆとの間の第１油路３２４ｂには、第１シャトル弁３２４ｃを介して第１マシンコントロール油路３２４ｄが接続されている。第１マシンコントロール油路３２４ｄには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第１シャトル弁３２４ｃは、リフト用リモコン弁３２４ａと第１シャトル弁３２４ｃの間の第１油路３２４ｂの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第１シャトル弁３２４ｃの間の第１マシンコントロール油路３２４ｄの圧油とのうち高圧側の圧油をリフト用方向切換弁６４ｆに供給する。

また、リフト用リモコン弁３２４ａとリフト用方向切換弁６４ｆとの間の第２油路３２４ｅには、第２シャトル弁３２４ｆを介して第２マシンコントロール油路３２４ｇが接続されている。第２マシンコントロール油路３２４ｇには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第２シャトル弁３２４ｆは、リフト用リモコン弁３２４ａと第２シャトル弁３２４ｆの間の第２油路３２４ｅの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第２シャトル弁３２４ｆの間の第２マシンコントロール油路３２４ｇの圧油とのうち高圧側の圧油をリフト用方向切換弁６４ｆに供給する。

操作用ローラスイッチ３２８は、アングルチルト用方向切換弁６４ｇに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換える。操作用ローラスイッチ３２８は、回転方向と回転量に応じてパイロット圧を生成する。具体的には、パイロットポンプ６３とアングルチルト用方向切換弁６４ｇとの間の第３油路３２８ａ及び第４油路３２８ｂには、それぞれ電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄが設けられ、電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄは、操作用ローラスイッチ３２８からの制御指令によりパイロット圧を調圧可能となっている。

第３油路３２８ａには、第３シャトル弁３２８ｅを介して第３マシンコントロール油路３２８ｆが接続されている。第３マシンコントロール油路３２８ｆには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第３シャトル弁３２８ｅは、電磁比例弁３２８ｃと第３シャトル弁３２８ｅの間の第３油路３２８ａの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第３シャトル弁３２８ｅの間の第３マシンコントロール油路３２８ｆの圧油とのうち高圧側の圧油をアングルチルト用方向切換弁６４ｇに供給する。

また、第４油路３２８ｂには、第４シャトル弁３２８ｇを介して第４マシンコントロール油路３２８ｈが接続されている。第４マシンコントロール油路３２８ｈには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第４シャトル弁３２８ｇは、電磁比例弁３２８ｄと第４シャトル弁３２８ｇの間の第４油路３２８ｂの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第４シャトル弁３２８ｇの間の第４マシンコントロール油路３２８ｈの圧油とのうち高圧側の圧油をアングルチルト用方向切換弁６４ｇに供給する。

第１マシンコントロール油路３２４ｄ、第２マシンコントロール油路３２４ｇ、第３マシンコントロール油路３２８ｆ、第４マシンコントロール油路３２８ｈには、それぞれ電磁比例弁１０３が設けられている。電磁比例弁１０３は、後述するマシンコントロールコントローラ１０２からの制御指令によりパイロット圧を調圧可能となっている。これにより、マシンコントロールコントローラ１０２は、リフト用方向切換弁６４ｆ及びアングルチルト用方向切換弁６４ｇを操作して、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、及びチルトシリンダ２７の駆動を制御することができる。

アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａは、パイロットポンプ６３とセレクタバルブ６５との間の第５油路６５ａに設けられた電磁弁６５ｂに制御指令を与える。電磁弁６５ｂは、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａからの開放信号により第５油路６５ａを開放する。これにより、セレクタバルブ６５は、パイロットポンプ６３からのパイロット圧を受圧して、アングルチルト用方向切換弁６４ｇからチルトシリンダ２７へ供給される圧油がアングルシリンダ２６へ供給されるように油路を切り換える。

ブーム用リモコン弁７１ａとブーム用方向切換弁６４ｃとの間の油路、アーム用リモコン弁７２ａとアーム用方向切換弁６４ｄとの間の油路、及び旋回用リモコン弁７３ａと旋回用方向切換弁６４ｈとの間の油路には、禁止装置としての電磁弁１０４が設けられている。また、不図示のバケット用リモコン弁とバケット用方向切換弁６４ｅとの間の油路にも、電磁弁１０４が設けられる。電磁弁１０４は、後述する統合コントローラ１００からの開放信号が切断されることにより、各リモコン弁から発信されるパイロット圧を遮断する。これにより、ブーム用方向切換弁６４ｃ、アーム用方向切換弁６４ｄ、バケット用方向切換弁６４ｅ、及び旋回用方向切換弁６４ｈは、何れの入力ポートにもパイロット圧が入力されず中立位置となり、圧油は対応する油圧アクチュエータに供給されなくなるため、ブーム用操作装置７１、アーム用操作装置７２、バケット用操作装置、及び旋回用操作装置７３の操作による上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作が禁止される。

［ショベルの制御系］
ショベル１が備える制御系の一例について簡単に説明する。このショベル１は、制御装置としての統合コントローラ１００を備える。統合コントローラ１００は、ショベル１の駆動制御を行う主制御部として、上述したエンジン３０や油圧ポンプへの制御指示を出力する。

また、ショベル１は、排土板２４、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、及びチルトシリンダ２７を含む排土装置２０を自動制御するためのマシンコントロールコントローラ１０２（自動制御装置に相当する）を備える。

マシンコントロールコントローラ１０２には、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動手動切替スイッチ３２６が接続されている。自動手動切替スイッチ３２６により自動操作を選択することで、排土装置２０を自動制御することができる。

マシンコントロールコントローラ１０２は、設計情報に従って排土装置２０を自動制御する。具体的には、マシンコントロールコントローラ１０２は、施工計画の設計面データ（設計情報の一例）から得られる排土板２４の目標位置情報と、排土板２４の現在位置情報と、の差分に基づいて排土装置２０を制御する。

設計面データは、施工計画された工事区間の各水平座標位置における仕上げ面の高さを３次元化した電子データであり、予めマシンコントロールコントローラ１０２に入力される。設計面データは、設計面データ格納装置１０２ａに保存される。設計面データに基づき、排土板２４の目標位置を設定することができる。

本実施形態では、排土板２４の現在位置情報は、傾斜センサ２７ａ及びＧＮＳＳアンテナ２８により取得される。具体的には、ＧＮＳＳアンテナ２８により取得された排土板２４の座標情報と、傾斜センサ２７ａにより検出された排土板２４の傾斜角情報とを組み合わせることで、排土板２４の位置と姿勢を含む現在位置情報を取得することができる。なお、マシンコントロールコントローラ１０２は、排土板２４の幅、排土板２４に対するＧＮＳＳアンテナ２８の取付位置等に関する情報を予め保存しており、排土板２４の現在位置情報を正確に演算できる。

マシンコントロールコントローラ１０２は、ブレード制御指令算出部１０２ｂを備えている。ブレード制御指令算出部１０２ｂは、設計面データ格納装置１０２ａに保存された設計面データから排土板２４の目標位置情報を読み出し、この目標位置情報と排土板２４の現在位置情報を比較して、排土板２４が目標位置となるように各電磁比例弁１０３に送る制御指令値を算出する。

電磁比例弁１０３は、マシンコントロールコントローラ１０２からの制御指令によりリフト用方向切換弁６４ｆ及びアングルチルト用方向切換弁６４ｇへ入力されるパイロット圧を調圧することで、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、及びチルトシリンダ２７の駆動を自動制御する。

また、マシンコントロールコントローラ１０２は、パイロットポンプ６３とセレクタバルブ６５との間の第６油路６５ｃに設けられた電磁弁６５ｄに制御指令を与える。電磁弁６５ｄは、マシンコントロールコントローラ１０２からの開放信号により第６油路６５ｃを開放する。これにより、セレクタバルブ６５は、パイロットポンプ６３からのパイロット圧を受圧して、アングルチルト用方向切換弁６４ｇからチルトシリンダ２７へ供給される圧油がアングルシリンダ２６へ供給されるように油路を切り換える。その結果、マシンコントロールコントローラ１０２は、チルトシリンダ２７又はアングルシリンダ２６の駆動を選択することができる。ただし、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御では、アングルシリンダ２６の制御は通常行われない。そのため、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御を行う際には、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａによりチルト機能が選択される。

ところで、マシンコントロールコントローラ１０２からの制御指令により電磁比例弁１０３から出力される自動制御用のパイロット圧は、昇降レバー３２４の操作によりリフト用リモコン弁３２４ａから出力される手動操作用のパイロット圧、及び操作用ローラスイッチ３２８の操作により電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄから出力される手動操作用のパイロット圧よりも低くなるように、電磁比例弁１０３と電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄが設定されている。これにより、自動制御と手動操作が同時に行われた場合、シャトル弁（第１シャトル弁３２４ｃ、第２シャトル弁３２４ｆ、第３シャトル弁３２８ｅ、第４シャトル弁３２８ｇ）によって高圧側の手動操作用のパイロット圧が選択される。すなわち、マシンコントロールコントローラ１０２からの自動制御信号よりも昇降レバー３２４及び操作用ローラスイッチ３２８からの操作信号が優先されるため、自動制御中であっても排土装置２０を手動操作することができる。一方、手動操作を停止すれば、容易に自動制御に復帰することができる。

以上のように、本実施形態のショベル１（建設機械の一例）は、排土装置２０（作業機の一例）と、排土装置２０を設計情報に従い自動制御するマシンコントロールコントローラ１０２（自動制御装置の一例）と、排土装置２０を手動制御する昇降レバー３２４（操作レバーの一例）と、昇降レバー３２４に装着され、自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動手動切替スイッチ３２６（自動スイッチの一例）とを備え、
排土装置２０の手動制御は、自動制御に優先されるものである。

この構成によれば、マシンコントロールコントローラ１０２により排土装置２０を自動制御して作業を実施する際、手動制御が自動制御よりも優先されるため、自動制御中であっても排土装置２０を手動操作することができる。一方、手動操作を停止すれば、容易に自動制御に復帰することができる。その結果、自動制御による作業の作業効率を向上できる。

また、本実施形態に係るショベル１において、昇降レバー３２４が、排土装置２０の前端に設けられた排土板２４のアングル動作又はチルト動作の少なくとも１つの動作を手動制御するアングルチルト操作手段３２７を備えているという構成でもよい。

また、本実施形態に係るショベル１において、アングルチルト操作手段３２７が、運転席３２１から見て昇降レバー３２４の把持部３２４０の上部表面に配置されているという構成でもよい。

この構成によれば、把持部３２４０を握ったままでも、親指でアングルチルト操作手段３２７を操作することができるため、自動制御による作業から手動制御による作業にスムーズに移行し、手動操作を停止すれば再び自動制御による作業に復帰することができるため、自動制御による作業の作業効率を向上できる。

また、本実施形態に係るショベル１において、自動手動切替スイッチ３２６は、運転席３２１から見て昇降レバー３２４の把持部３２４０の裏面に配置されているという構成でもよい。

この構成によれば、把持部３２４０を握ったままでも、人差し指で自動手動切替スイッチ３２６を操作することができるため、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御の有効と無効を容易に切り替えることができる。

また、本実施形態に係るショベル１において、アングルチルト操作手段３２７は、アングルシリンダ２６，２６とチルトシリンダ２７の何れかの操作を選択可能なアングルチルト機能切替スイッチ３２７ａと、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａにより選択されたアングルシリンダ２６，２６又はチルトシリンダ２７を操作する操作用ローラスイッチ３２８と、を備えるという構成でもよい。

この構成によれば、昇降レバー３２４の把持部３２４０に配置するスイッチを少なくすることができ、操作性の向上にも繋がる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［他の実施形態］
（１）ショベル１は、上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作を禁止する電磁弁１０４を備え、電磁弁１０４の禁止機能の有効と無効とを切り替える禁止スイッチ１０４ａが把持部３２４０の上部表面に配置されているという構成でもよい。図７に示す例では、アングルチルト操作手段３２７の上方に禁止スイッチ１０４ａが設けられている。

禁止スイッチ１０４ａが押下され、禁止スイッチ１０４ａからの信号が統合コントローラ１００に入力されると、統合コントローラ７が、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、及び旋回モータ３３を制御する方向切換弁のパイロット圧の入力ポートと、各リモコン弁との間に設置された電磁弁１０４に流れる電流を遮断し、各リモコン弁から発信されるパイロット圧を遮断して、上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作が禁止される。上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作を禁止することで、掘削作業機５がＧＮＳＳアンテナ２８に接触して破損したり、ＧＮＳＳアンテナ２８及び傾斜センサ２７ａと上部旋回体３とを連結するケーブルが切断されたりするのを防止することができる。また、禁止スイッチ１０４ａが把持部３２４０の上部表面に配置されていることから、自動敷き均し作業中に旋回位置や作業機位置を変える際に禁止スイッチ１０４ａをスムーズに操作でき、自動敷き均し作業を再開する際には禁止スイッチ１０４ａの入れ忘れを防止できる。

禁止スイッチ１０４ａは、押しボタンスイッチでもシーソー型スイッチでもよい。また、禁止スイッチ１０４ａは、必ずしも昇降レバー３２４の把持部３２４０に配置される必要はなく、昇降レバー３２４の後方の複数のスイッチ３２５の一つに割り当てられてもよい。

（２）昇降レバー３２４及びアングルチルト操作手段３２７の操作が検出されると、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御が無効となるように構成してもよい。この構成によれば、自動制御による作業中にオペレータが異常を感知した場合、昇降レバー３２４及びアングルチルト操作手段３２７を操作することで自動制御が停止するため、地面の掘りすぎ等を防止することができる。特に、昇降レバー３２４による排土装置２０のリフト操作が検出された際に自動制御を停止するのが好ましい。なお、昇降レバー３２４によるリフト操作は、圧力スイッチ等で検出可能である。

（３）上記の実施形態では、アングルチルト操作手段３２７がアングルチルト機能切替スイッチ３２７ａ及び操作用ローラスイッチ３２８で構成されているが、これに限定されない。例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａの代わりにローラスイッチを別途配置して、一方のローラスイッチをアングル操作、他方のローラスイッチをチルト操作に割り当ててもよい。また、アングルチルト操作手段３２７は、図８に示すように一対のアングルスイッチ３２７ｂ，３２７ｂと一対のチルトスイッチ３２７ｃ，３２７ｃで構成されてもよい。

（４）上記の実施形態では、アングルシリンダ２６とチルトシリンダ２７を操作するためにセレクタバルブ６５により油路を切り換えているが、アングルシリンダ２６とチルトシリンダ２７に対応する方向切換弁をそれぞれ設けてもよい。

（５）また、他の実施形態として、ショベル１は、ＧＮＳＳアンテナ２８に代えて全方位プリズムを備えるようにしてもよい。全方位プリズムは、施工現場に別途設置されたトータルステーションによって自動的に追尾される。トータルステーションは、全方位プリズムまでの距離と角度を測定し、測定したデータから排土板２４の座標情報を取得することができる。排土板２４の座標情報は、トータルステーションから無線でブレード制御指令算出部１０２ｂに転送される。その他の構成については、前述の実施形態と同じである。

１ ：ショベル
２ ：下部走行体
３ ：上部旋回体
５ ：作業機
６ ：油圧回路
７ ：統合コントローラ
２０ ：排土装置
２３ ：リフトアーム
２４ ：排土板
２５ ：リフトシリンダ
２６ ：アングルシリンダ
２７ ：チルトシリンダ
１００ ：統合コントローラ
１０２ ：マシンコントロールコントローラ
３２１ ：運転席
３２４ ：昇降レバー
３２６ ：自動手動切替スイッチ
３２７ ：アングルチルト操作手段
３２７ａ ：アングルチルト機能切替スイッチ
３２８ ：操作用ローラスイッチ
３２４０ ：把持部

Claims (6)

1. 作業機と、前記作業機を設計情報に従い自動制御する自動制御装置と、前記作業機を手動制御する操作レバーと、前記操作レバーに装着され、前記自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動スイッチとを備え、
   前記自動制御が行われているときに、前記操作レバーが操作されると、前記手動制御が行われ、
   前記手動制御が行われた場合、前記操作レバーの操作をしないと、前記自動制御に復帰することを特徴とする建設機械。
2. 前記建設機械がショベルであって、
   前記作業機が、前記ショベルの下部走行体に昇降自在に装着された排土装置であり、
   前記操作レバーが前記排土装置を昇降させる昇降レバーであることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記操作レバーが、前記排土装置の前端に設けられた排土板のアングル動作又はチルト動作の少なくとも１つの動作を手動制御する操作手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械。
4. 前記操作手段が、運転席から見て前記操作レバーの把持部の上部表面に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。
5. 前記自動スイッチは、運転席から見て前記操作レバーの把持部の裏面に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の建設機械。
6. 前記ショベルの上部旋回体の旋回と前記ショベルの掘削作業機の動作を禁止する禁止装置を備え、
   前記禁止装置の禁止機能の有効と無効とを切り替える禁止スイッチが前記操作レバーの把持部の上部表面に配置されていることを特徴とする請求項２～５の何れか１項に記載の建設機械。

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