JPH084046A - 作業機の干渉防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 バケットの先端が干渉防止領域内で自動停止
した状態でも、作業を中断することなく第１ブームの上
げ動作と下げ動作を可能にする。 【構成】 運転室２ａの下部前方から下方にかけて、異
常侵入判定領域２２と下部干渉防止領域２０ｂおよび減
速領域２１を設けると共に、これら各領域を第１ブーム
３の略回動支点Ｐを中心に同心円に設定し、コントロー
ラの演算装置に記憶させる。この演算装置は、ブーム角
センサ１２とオフセット角センサ１３およびアーム角セ
ンサ１４からの角度信号に基づいてバケット６が先端座
標を算出する座標演算部と、バケット先端座標が各領域
に侵入したか否かを判断する比較演算部からの制御信号
に基づいて油圧駆動回路に所定の制御信号を出力し、バ
ケットの先端が下部干渉防止領域２０ｂ内に侵入したと
判断された場合、アームの引き動作と左オフセット動作
のみを禁止して第１ブームの上げ動作と下げ動作を可能
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業機が運転室に近づ
いたときに、作業機の動作を自動停止させて両者の衝突
を回避する作業機の干渉防止装置に係り、特に、オフセ
ットシリンダを具備する小旋回油圧ショベル等の建設機
械に用いて好適な作業機の干渉防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１〜図１３はこの種の作業機の干渉
防止装置の従来技術として特開平５−２７２１５５号公
報に開示されたものであり、図１１は油圧ショベルの側
面図、図１２はその平面図、図１３は干渉防止領域とバ
ケットとの関係を示す説明図である。

【０００３】図１１と図１２において、１は走行体、２
は運転室２ａを有し走行体１の上部に配置された旋回体
であり、これら走行体１と旋回体２とで油圧ショベルの
本体を構成している。３は運転室２ａの右側方に回動可
能に連結された第１ブーム、４は第１ブーム３の先端に
回動可能に連結された第２ブーム、５は第２ブームの先
端に回動可能に連結されたアーム、６はアーム５の先端
に回動可能に連結されたバケットであり、これら両ブー
ム３，４とアーム５およびバケット６で作業機７を構成
している。８は第１ブーム３を駆動するブームシリン
ダ、９は第２ブーム４を駆動するオフセットシリンダ、
１０はアーム５を駆動するアームシリンダ、１１はバケ
ット６を駆動するバケットシリンダであり、図１２に示
すように、第２ブーム４はオフセットシリンダ９によっ
てアーム５とバケット６を第１ブーム３に対して横方向
に平行移動する。これら各シリンダ８，９，１０，１１
は運転室２ａ内に配置した操作レバーや操作ペダル（い
ずれも図示せず）によって動作され、オペレータがこれ
ら操作レバーや操作ペダルを適宜操作すると、その操作
量に応じた指示信号に基づいて、各シリンダ８，９，１
０，１１に供給される圧油の供給量が制御される。１２
は第１ブーム３の支点部Ｐに設けられたブーム角センサ
であり、旋回体２と第１ブーム３との相対角度を検出す
る。また、１３は第２ブーム４の支点部に設けられたオ
フセット角センサであり、第１ブーム３と第２ブーム４
間の相対角度、すなわちオフセット角を検出する。さら
に、１４はアーム５の支点部に設けられたアーム角セン
サであり、第２ブーム４とアーム５間の相対角度を検出
する。

【０００４】図１３において、１５は前記運転室２ａの
前方から下方にかけて設定された干渉防止領域、１６は
干渉防止領域１５の内側で運転室２ａの前方に設定され
た緊急停止領域であり、これら干渉防止領域１５と緊急
停止領域１６は図示せぬコントローラに記憶されてい
る。このコントローラは、前記各センサ１２，１３，１
４によって検出される各角度信号を入力し、各角度信号
から作業機７の姿勢を求め、バケット６が干渉防止領域
１５に侵入したと判断した場合は、前記操作レバーや操
作ペダルからの指示信号にかかわらず、バケット６が運
転室２ａにそれ以上近づかないように作業機７各部の動
作を停止する。

【０００５】すなわち、オフセットシリンダ９が左オフ
セット動作されてバケット６が運転室２ａの前方にある
とき、アーム５のクラウド動作と第１ブーム３の上げ動
作が単独あるいは複合操作されると、バケット６は運転
室２ａに近づく方向に移動するが、油圧回路の左オフセ
ットパイロット管路とブーム上げパイロット管路および
アーム引きパイロット管路にはソレノイドバルブがそれ
ぞれ設けられており、バケット６が干渉防止領域１５に
侵入した場合に、コントローラは各ソレノイドバルブを
動作する制御信号を出力し、それによって前述した各パ
イロット管路の圧油が遮断されるため、左オフセット動
作とアームクラウド動作および第１ブームの上げ動作は
それぞれ禁止される。また、ソレノイドバルブのスティ
ック等の不良によって、バケット６が干渉防止領域１５
で自動停止せずに緊急停止領域１６まで侵入した場合
は、パイロットポンプと各方向切換弁との管路に設けら
れた他のソレノイドバルブがコントローラからの制御信
号によって動作されるため、操作レバーと操作ペダルの
操作にかかわらず、作業機７はパイロットポンプから各
方向切換弁への圧油の供給が遮断され緊急停止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の作業機の干渉防止装置では、干渉防止領域１５が運
転室２ａの前方から下方にかけてほぼ一定の幅で直線的
に設定されているため、干渉防止領域１５内に自動停止
したバケット６をそこから退避させる際に、バケット６
の回動支点が第１ブーム３の回動支点に対して上方にあ
る場合と下方にある場合とで、第１ブーム３による退避
動作を変える必要がある。

【０００７】すなわち、図１３に示すように、バケット
６の回動支点Ｑ（アーム５とバケット６とのピン接続部
分）が第１ブーム３の回動支点Ｐ（旋回体２と第１ブー
ム３とのピン接続部分）に対して上方にある場合、干渉
防止領域１５内で自動停止したバケット６の先端は、第
１ブーム３を上げると矢印（イ）で示すように運転室２
ａに近づくが、第１ブーム３を下げると矢印（ロ）で示
すように運転室２ａから遠ざかるため、この場合は第１
ブーム３の上げ動作を禁止し下げ動作を許可する必要が
ある。一方、バケット６の回動支点Ｑが第１ブーム３の
回動支点Ｐに対して下方にある場合、例えば運転室２ａ
の下部前方に設定された干渉防止領域１５内で自動停止
したバケット６の先端は、第１ブーム３を上げると矢印
（ハ）で示すように運転室２ａから遠ざかるが、第１ブ
ーム３を下げると矢印（ニ）で示すように運転室２ａに
近づくため、この場合は第１ブーム３の下げ動作を禁止
し上げ動作を許可する必要がある。

【０００８】しかしながら、前述した従来例にあって
は、バケット６が干渉防止領域１５内で自動停止した
後、第１ブーム３の上げ動作は禁止されるが、第１ブー
ム３の下げ動作は許可されるようになっているため、運
転室２ａの下部前方から下方にかけて幅広の干渉防止領
域１５を設定し、バケット６を運転室２ａから充分に遠
い干渉防止領域１５内で自動停止させる必要がある。こ
のようにすると、自動停止後に第１ブーム３の下げ動作
が行われたとしても、バケット６が緊急停止領域１６に
侵入することや、バケット６が運転室２ａと衝突するこ
とを防止できるものの、作業中にバケット６が干渉防止
領域１５内に侵入して自動停止する頻度が高くなり、そ
の場合、バケット６を干渉防止領域１５の外側に一旦退
避させなければならないため、操作性が悪いという問題
があった。

【０００９】なお、上述した従来の作業機の干渉防止装
置において、ソレノイドバルブを前述した各パイロット
管路に加えてブーム下げパイロット管路にも設けると、
バケットが干渉防止領域内で自動停止した後、第１ブー
ムの上げ動作と下げ動作とが共に禁止されるため、干渉
防止領域を比較的幅狭に設定することができる。しかし
ながら、この場合、ブーム下げ動作を禁止するソレノイ
ドバルブが必要になるため、コストが上昇するのみなら
ず、自動停止後の退避動作時に第１ブームの上げ動作と
下げ動作とが共に禁止されるため、作業の一連の流れが
中断されて作業効率が低下するという問題が発生する。

【００１０】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、作業機が干渉防止領
域内に侵入した後も、作業機が運転室に干渉することな
く第１ブームの上げ動作と下げ動作とを許可し、安価で
操作性に優れた作業機の干渉防止装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、運転室を有する本体と、この本体の前記
運転室の側方に回動可能に設けられた第１ブームと、こ
の第１ブームに対してオフセットシリンダによって横方
向に移動可能に連結された第２ブームと、この第２ブー
ムに対して回動可能に連結されたアームと、このアーム
に対して回動可能に連結されたバケットと、これら第
１，第２ブームとアームおよびバケットとで構成される
作業機を駆動するアクチュエータと、前記運転室の周囲
に設定された干渉防止領域を記憶するコントローラとを
備え、前記運転室の前方にオフセットされた前記作業機
を該運転室に向けて動作させたとき、前記作業機を前記
干渉防止領域内で自動停止するようにした作業機の干渉
防止装置において、前記干渉防止領域が前記運転室の上
部前方に設定された上部干渉防止領域と前記運転室の下
部前方から下方にかけて設定された下部干渉防止領域と
を有し、この下部干渉防止領域を前記第１ブームの略回
動支点を中心軸とする曲面形状に形成し、前記作業機が
前記下部干渉防止領域内に侵入したとき、前記コントロ
ーラは、前記第１ブームの上げ動作と下げ動作とを許可
し、それ以外の干渉方向への動作を全て禁止する制御信
号を出力することを、最も主要な特徴としている。

【００１２】

【作用】オフセットシリンダ運転室側にオフセット動作
された状態で、アームのクラウド動作と第１ブームの上
げ動作が単独あるいは複合操作されると、作業機は運転
室に近づく方向に移動し、運転室の上部前方に設定され
た上部干渉防止領域内、あるいは運転室の下部前方から
下方にかけて設定された下部干渉防止領域内に侵入す
る。その際、作業機が上部干渉防止領域内に侵入した場
合には、作業機を構成する各部材の運転室側への動作が
禁止され、作業機は自動停止する。一方、作業機が下部
干渉防止領域内に侵入した場合には、第１ブームの上げ
および下げ動作が許可され、各々の動作により作業機の
先端は第１ブームの回動支点を中心として下部干渉防止
領域内をその形状に沿って回動する。したがって、第１
ブームに関しては、作業機が下部干渉防止領域内に侵入
した後も、いちいち退避操作をすることなく、上げ動作
と下げ動作とを行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る作業機の干渉防止装
置を備えた油圧ショベルの側面図、図２は該干渉防止装
置の全体構成を示すブロック図、図３は油圧駆動回路を
示す回路図、図４〜図１０は演算装置の処理内容を示す
フローチャートであり、前述した図１１〜図１３に対応
する部分には同一符号を付してある。

【００１４】図１に示すように、本実施例に係る油圧シ
ョベルにおいては、運転室２ａの前方から下方にかけて
干渉防止領域２０が、該干渉防止領域２０の外側に減速
領域２１が、該干渉防止領域２０の内側に異常侵入判定
領域２２がそれぞれ設定されており、これら各領域２
０，２１，２２は後述するコントローラの演算装置に記
憶されている。前記干渉防止領域２０は、運転室２ａの
上部前方に直線状に延びる上部干渉防止領域２０ａと、
運転室２ａの下部前方から下方にかけて円弧状に延びる
下部干渉防止領域２０ｂとからなり、この下部干渉防止
領域２０ｂとその外側に位置する減速領域２１とは、そ
れぞれ第１ブーム３の回動支点Ｐまたはその近傍を中心
軸とする曲面形状に形成されている。すなわち、通常の
領域と減速領域２１の境界線をＺ１、減速領域２１と干
渉防止領域２０の境界線をＺ２、干渉防止領域２０と異
常侵入判定領域２２の境界線をＺ３とすると、下部干渉
防止領域２０ｂ側においてこれらＺ１〜Ｚ３は、略回動
支点Ｐを中心として外側から内側に同心円状に形成され
ている。

【００１５】図２において、１２，１３，１４は前述し
たブーム角センサ，オフセット角センサ，アーム角セン
サであり、これら各センサ１２，１３，１４によって検
出された各作業機部材間の相対角度信号θ１，θ２，θ
３はコントローラに内蔵された演算装置２３に入力され
る。この演算装置２３は、角度信号θ１，θ２，θ３に
基づいて作業機７上の所定箇所、例えばアーム５先端の
座標からバケット６の先端座標を算出する座標演算部２
４と、前述した各領域を記憶する減速領域記憶部２５と
干渉防止領域記憶部２６および異常侵入判定領域記憶部
２７と、座標演算部２４で算出されたバケット先端座標
が各記憶部２５〜２７内にあるか否かを判断し、その結
果に応じて所定の制御信号を出力する比較演算部２９
と、比較演算部２９からの制御信号に基づいて油圧駆動
回路３１へ所定の制御信号を出力する駆動制御部３０と
を備えている。この油圧駆動回路３１は、前記駆動制御
部３０からの制御信号の他に、運転室２ａ内に配置した
作業機７を操作するための操作手段、例えば操作レバー
３２からの指示信号を入力し、これらの信号に基づいて
各シリンダ８〜１１への作動油の供給量が制御される。
なお、バケット先端座標の算出に際しては、例えば旋回
体２と第１ブーム３との回動中心Ｐを原点とする座標系
を予め設定しておき、各角度信号θ１，θ２，θ３から
この座標系におけるアーム５の先端の座標値を算出し、
このアーム先端の座標値からバケット６の先端の座標値
を算出すれば良い。

【００１６】図３に示すように、前記油圧駆動回路３１
は、エンジンによって駆動される油圧ポンプ３３とパイ
ロットポンプ３４、油圧ポンプ３３から前記各シリンダ
８，９，１０に供給される作動油の流れを制御するブー
ム用方向切換弁３５，オフセット用方向切換弁３６，ア
ーム用方向切換弁３７、前記各シリンダ８，９，１０を
操作するブーム用パイロット弁３８，オフセット用パイ
ロット弁３９，アーム用パイロット弁４０等を備えてお
り、バケットシリンダ１１や走行モータ等の他のアクチ
ュエータについては図示省略してある。各パイロット弁
３８，３９，４０は前記パイロットポンプ３４に連通す
る左側の室と右側の室とを有しており、パイロットポン
プ３４から吐出される圧油は、前記操作レバー３２から
の指示信号に応じてこれら左または右側の室に供給され
る。

【００１７】前記ブーム用方向切換弁３５は左右両側に
パイロット室を有しており、このブーム用方向切換弁３
５の左側のパイロット室と前記ブーム用パイロット弁３
８の左側の室とはブーム上げパイロット管路４１によっ
て接続され、ブーム用方向切換弁３５の右側のパイロッ
ト室とブーム用パイロット弁３８の右側の室とはブーム
下げパイロット管路４２によって接続されている。ま
た、前記オフセット用方向切換弁３６も左右両側にパイ
ロット室を有しており、このオフセット用方向切換弁３
６の左側のパイロット室と前記オフセット用パイロット
弁３９の左側の室とは右オフセットパイロット管路４３
によって接続され、オフセット用方向切換弁３６の右側
のパイロット室とオフセット用パイロット弁３９右側の
室とは左オフセットパイロット管路４４によって接続さ
れている。さらに、前記アーム用方向切換弁３７も左右
両側にパイロット室を有しており、このアーム用方向切
換弁３７の左側のパイロット室と前記アーム用パイロッ
ト弁４０の左側の室とはアーム引きパイロット管路４５
によって接続され、アーム用方向切換弁３７の右側のパ
イロット室とアーム用パイロット弁４０右側の室とはア
ーム押しパイロット管路４６によって接続されている。

【００１８】前記ブーム上げパイロット管路４１にはブ
ーム用電磁比例減圧弁４７が、前記アーム引きパイロッ
ト管路４５にはアーム用電磁比例減圧弁４８がそれぞれ
介設されており、これら電磁比例減圧弁４７，４８はタ
ンクに接続されるポートを有している。これら電磁比例
減圧弁４７，４８は前記演算装置２３の駆動制御部３０
から出力される制御信号の電流値に比例して動作され、
通常は最大レベルの電流Ｉａを入力してブーム上げパイ
ロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５を全開
し、制御信号として電流値が最小レベルの電流Ｉｂを入
力した場合、ブーム上げパイロット管路４１とアーム引
きパイロット管路４５の圧油を遮断してタンクに戻し、
制御信号として電流値が最大レベルと最小レベルの間の
電流Ｉｃを入力した場合、ブーム上げパイロット管路４
１とアーム引きパイロット管路４５の圧油を絞ってパイ
ロット圧を減圧する。一方、前記左オフセットパイロッ
ト管路４４にはオフセット用電磁切換弁４９が介設され
ており、この電磁切換弁４９はタンクに接続されるポー
トを有している。この電磁切換弁４９も前記演算装置２
３の駆動制御部３０から出力される制御信号によって切
り換え動作され、制御信号を入力した場合にのみ、左オ
フセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタンクに
戻す。

【００１９】次に、本実施例の動作を主に図４〜図１０
に示すフローチャートを用いて説明する。バケット６の
先端と運転室２ａとの接触のおそれがない通常操作の場
合、すなわち、バケット６が運転室２ａの周囲に設定さ
れた減速領域２１の外側に位置している場合、ブーム用
およびアーム用電磁比例減圧弁４７，４８とオフセット
用電磁切換弁４９は全て図３に示す位置にある。この状
態で、例えばブーム用の操作レバー３２が図３の左側に
倒されると、パイロットポンプ３４から吐出される圧油
は、ブーム用パイロット弁３８の左側の室からブーム上
げパイロット管路４１、ブーム用電磁比例減圧弁４７を
経てブーム用方向切換弁３５の左側のパイロット室に供
給され、ブーム用方向切換弁３５は作動を開始する。そ
して、ブーム用方向切換弁３５が中立位置から左側の位
置に切り換えられると、油圧ポンプ３３の圧油はブーム
用方向切換弁３５を経てブームシリンダ８のボトム側に
供給され、ブームシリンダ８が伸長して第１ブーム３が
上昇する。これとは反対に、ブーム用の操作レバー３２
が図３の右側に倒されると、パイロットポンプ３４から
吐出される圧油はブーム用パイロット弁３８の右側の室
からブーム下げパイロット管路４２を経てブーム用方向
切換弁３５の右側のパイロット室に供給され、ブーム用
方向切換弁３５は作動を開始する。そして、ブーム用方
向切換弁３５が中立位置から右側の位置に切り換えられ
ると、油圧ポンプ３３の圧油はブーム方向切換弁３５を
経てブームシリンダ８のロッド側に供給され、ブームシ
リンダ８が伸縮して第１ブーム３が下降する。同様に、
オフセット用操作レバー３２の操作量に応じてオフセッ
トシリンダ９が伸縮し、アーム５とバケット６が第１ブ
ーム３に対して横方向に右オフセットあるいは左オフセ
ット操作され、また、操作レバー３２の操作量に応じて
アームシリンダ１０が伸縮し、アーム５が引きあるいは
押し操作される。

【００２０】このとき、演算装置２３は、最初に図４の
手順Ｓ−１に示すように、異常処理のフラグがセットさ
れているか否かを判断し、フラグがセットされていない
場合は、手順Ｓ−２においてブーム角センサ１２とオフ
セット角センサ１３およびアーム角センサ１４からの相
対角度信号θ１，θ２，θ３を座標演算部２４に入力
し、次いで手順Ｓ−３において相対角度信号θ１，θ
２，θ３からアーム５先端の座標を演算した後、手順Ｓ
−４においてアーム先端座標からバケット先端座標を演
算する。次に、手順Ｓ−５に移行し、比較演算部２９は
座標演算部２４で算出されたバケット先端座標と減速領
域記憶部２５とを比較し、バケット６の先端が減速領域
２１の内側にあるか否か、換言すると、バケット６の先
端が境界線Ｚ１内に侵入したか否かを判断する。

【００２１】手順Ｓ−５での判断結果がＮＯのとき、す
なわち、バケット６の先端が減速領域２１に侵入してい
ない場合は、手順Ｓ−６に移行して通常処理が行われ
る。この場合、図５に示すように、駆動制御部３０はブ
ーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４
８に最大レベルの電流Ｉａを出力すると共に、オフセッ
ト用電磁切換弁４９に切換信号を出力せず、ブーム上げ
パイロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５お
よび左オフセットパイロット管路４４を全開する。した
がって、各シリンダ８，９，１０は対応する操作レバー
３２の操作量に応じた通常の動作が行われる。また、手
順Ｓ−５での判断結果がＹＥＳのときには手順Ｓ−７に
移行し、比較演算部２９はバケット先端座標と干渉防止
領域記憶部２６とを比較し、バケット６の先端が上部ま
たは下部干渉防止領域２０ａ，２０ｂの内側にあるか否
か、換言すると、バケット６の先端が境界線Ｚ２内に侵
入したか否かを判断する。

【００２２】手順Ｓ−７での判断結果がＮＯのとき、す
なわち、バケット６の先端が減速領域２１内にある場合
は、手順Ｓ−８に移行して減速処理が行われる。この場
合、図６に示すように、駆動制御部３０はブーム用電磁
比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４８に電流値
が最大レベルと最小レベルの間の電流Ｉｃを出力し、ブ
ーム上げパイロット管路４１とアーム引きパイロット管
路４５の圧油を絞ってパイロット圧を減圧すると共に、
オフセット用電磁切換弁４９に切換信号を出力せず、左
オフセットパイロット管路４４を全開する。したがっ
て、ブームシリンダ８とアームシリンダ１０は対応する
操作レバー３２の操作量に比べて減速され、第１ブーム
３とアーム５の動作速度は遅くなる。また、手順Ｓ−７
での判断結果がＹＥＳのときには手順Ｓ−９に移行し、
比較演算部２９はバケット先端座標と異常侵入判定領域
記憶部２７とを比較し、バケット６の先端が異常侵入判
定領域２２の内側にあるか否か、換言すると、バケット
６の先端が境界線Ｚ３内に侵入したか否かを判断する。

【００２３】手順Ｓ−９での判断結果がＮＯのときには
手順Ｓ−１０に移行し、比較演算部２９はバケット６の
先端が下部干渉防止領域２０ｂ内にあるか否かを判断す
る。手順Ｓ−１０での判断結果がＮＯのとき、すなわ
ち、バケット６の先端が上部干渉防止領域２０ａ内にあ
る場合は、手順Ｓ−１１に移行して停止処理Ａが行われ
る。この場合、図７に示すように、駆動制御部３０はブ
ーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁４
８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセッ
ト用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、ブーム上げパ
イロット管路４１とアーム引きパイロット管路４５およ
び左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断してタ
ンクに戻す。したがって、バケット６の先端が運転室２
ａに近づく方向に各操作レバー３２を操作し、パイロッ
トポンプ３４からブーム上げパイロット管路４１とアー
ム引きパイロット管路４５および左オフセットパイロッ
ト管路４４に圧油が供給されたとしても、これら管路４
１，４４，４５にパイロット圧が立たないため、作業機
７は自動停止し、第１ブーム３の上げ動作とアーム５の
引き動作および左オフセット動作は禁止される。

【００２４】一方、手順Ｓ−１０での判断結果がＹＥＳ
のとき、すなわち、バケット６の先端が下部干渉防止領
域２０ｂ内にある場合は、手順Ｓ−１２に移行して停止
処理Ｂが行われる。この場合、図８に示すように、駆動
制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７に最大レベル
の電流Ｉａを出力してブーム上げパイロット管路４１を
全開するが、アーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベル
の電流Ｉｂを出力すると共に、オフセット用電磁切換弁
４９に切換信号を出力し、アーム引きパイロット管路４
５と左オフセットパイロット管路４４の圧油を遮断して
タンクに戻す。したがって、バケット６の先端が運転室
２ａに近づく方向へ各操作レバー３２を操作しても、ア
ーム５の引き動作と左オフセット動作とが禁止され、作
業機７は自動停止するが、第１ブーム３の上げ動作と下
げ動作を含みそれ以外の動作は許可される。その際、第
１ブーム３を上げまたは下げ動作すると、バケット６の
先端は第１ブーム３の回動支点Ｐを中心に下部干渉防止
領域２０ｂ内を回動するため、自動停止した後に第１ブ
ーム３の動作を続行したとしても、バケット６の先端が
運転室２ａに干渉することはない。なお、これら減速処
理と停止処理Ａおよび停止処理Ｂは、バケット６の先端
を運転室２ａから遠ざかる方向へ移動し、バケット６の
先端が減速領域２１の外側まで退避した位置で自動的に
解除され、再び前述した通常処理が行われる。

【００２５】手順Ｓ−９での判断結果がＹＥＳのとき、
すなわち、各センサ１２〜１４や電磁比例減圧弁４７，
４８あるいは電磁切換弁４９等の不良が原因で、バケッ
ト６の先端が境界線Ｚ３を越えて異常侵入判定領域２２
に侵入すると、手順Ｓ−１３に移行して異常処理が行わ
れる。この場合、図９に示すように、駆動制御部３０は
ブーム用電磁比例減圧弁４７とアーム用電磁比例減圧弁
４８に最小レベルの電流Ｉｂを出力すると共に、オフセ
ット用電磁切換弁４９に切換信号を出力し、前述した停
止処理Ａと同様に、干渉方向の動作を全て禁止して作業
機７を緊急停止させる。また、異常処理のフラグをセッ
トすると共に、ブザーを鳴らしたりランプを点灯する等
の警報を発して、オペレータに何らかの異常があったこ
とを知らせる。

【００２６】手順Ｓ−１３において異常処理のフラグが
セットされると、バケット６の先端を異常侵入判定領域
２２から減速領域２１の外側まで退避させたとしても、
第１ブーム３の上げ動作とアーム５の引き動作および左
オフセット動作は禁止されたままであり、通常の作業を
行うことができなくなる。このような場合は、エンジン
を停止させた状態で、不良の原因となったセンサやバル
ブを正常なものに交換した後、再度エンジンを始動させ
て手順Ｓ−１に戻る。前述したように、この手順Ｓ−１
において、異常処理のフラグがセットされているか否か
が判断され、この場合はフラグがセットされたままであ
るため、手順Ｓ−１から手順Ｓ−１４に移行して復帰処
理が行われる。図１０に示すように、この復帰処理にお
いて、駆動制御部３０はブーム用電磁比例減圧弁４７と
アーム用電磁比例減圧弁４８に最小レベルの電流Ｉｂを
出力すると共に、オフセット用電磁切換弁４９に切換信
号を出力することにより、干渉方向の動作を全て禁止す
る状態を維持し、例えばリセットスイッチから異常復帰
信号がオンされると、異常処理のフラグをリセットして
復帰処理が終了し、手順Ｓ−２に戻る。

【００２７】このように、上記実施例にあっては、バケ
ット６の先端が運転室２ａの周囲の干渉防止領域２０に
侵入して自動停止した状態でも、バケット６の先端が運
転室２ａの下部前方から下方にかけて設定された下部干
渉防止領域２０ｂ内に位置している場合は、第１ブーム
３を上げまたは下げ操作したとしても、バケット６の先
端は曲面形状の下部干渉防止領域２０ｂ内を回動して運
転室２ａに干渉しないため、作業を中断することなく第
１ブームの上げ動作と下げ動作を引き続き行うことがで
き、作業効率を高めることができる。また、下部干渉防
止領域２０ｂの曲面形状によって自動停止後の第１ブー
ム３の下げ動作を可能にしているため、ブーム下げパイ
ロット管路４２にブーム下げ動作を禁止するソレノイド
バルブを設ける必要はなくなり、コストの上昇を抑える
ことができる。さらに、下部干渉防止領域２０ｂの内外
に異常侵入判定領域２２と減速領域２１を設け、これら
各領域２０ｂ，２２，２１を第１ブーム３の略回動支点
Ｐを中心に同心円に設定したため、通常の操作の妨げに
なる減速の領域や自動停止の領域を極力少なくすること
ができ、この点からも作業効率を高めることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業機の先端が干渉防止領域内に侵入した際に、作業機
の先端が運転室の下部前方から下方にかけて設定された
下部干渉防止領域内に位置している場合は、作業を中断
することなく第１ブームの上げ動作と下げ動作を引き続
き行うことができ、安価で操作性に優れた作業機の干渉
防止装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る作業機の干渉防止装置を
備えた油圧ショベルの側面図である。

【図２】図１の干渉防止装置の全体構成を示すブロック
図である。

【図３】図２の干渉防止装置に備えられる油圧駆動回路
を示す回路図である。

【図４】図２の干渉防止装置に備えられる演算装置の処
理内容を示すフローチャートである。

【図５】図４の演算装置の通常処理を示すフローチャー
トである。

【図６】図４の演算装置の減速処理を示すフローチャー
トである。

【図７】図４の演算装置の停止処理Ａを示すフローチャ
ートである。

【図８】図４の演算装置の停止処理Ｂを示すフローチャ
ートである。

【図９】図４の演算装置の異常処理を示すフローチャー
トである。

【図１０】図４の演算装置の復帰処理を示すフローチャ
ートである。

【図１１】従来例に係る作業機の干渉防止装置を備えた
油圧ショベルの側面図である。

【図１２】該油圧ショベルの平面図である。

【図１３】該油圧ショベルにおける干渉防止領域とバケ
ットとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 旋回体 ２ａ 運転室 ３ 第１ブーム ４ 第２ブーム ５ アーム ６ バケット ７ 作業機 ８ ブームシリンダ ９ オフセットシリンダ １０ アームシリンダ １２ ブーム角センサ １３ オフセット角センサ １４ アーム角センサ ２０ 干渉防止領域 ２０ａ 上部干渉防止領域 ２０ｂ 下部干渉防止領域 ２１ 減速領域 ２２ 異常侵入判定領域 ２３ 演算装置 ２４ 座標演算部 ２９ 比較演算部 ３０ 駆動制御部 ３１ 油圧駆動回路 ３２ 操作レバー ４７ ブーム用電磁比例減圧弁 ４８ アーム用電磁比例減圧弁 ４９ オフセット用電磁切換弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 孝治 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 山田 修道 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (72)発明者 松田 隆 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (72)発明者 石坂 俊之 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転室を有する本体と、この本体の前記
   運転室の側方に回動可能に設けられた第１ブームと、こ
   の第１ブームに対してオフセットシリンダによって横方
   向に移動可能に連結された第２ブームと、この第２ブー
   ムに対して回動可能に連結されたアームと、このアーム
   に対して回動可能に連結されたバケットと、これら第
   １，第２ブームとアームおよびバケットとで構成される
   作業機を駆動するアクチュエータと、前記運転室の周囲
   に設定された干渉防止領域を記憶するコントローラとを
   備え、前記運転室の前方にオフセットされた前記作業機
   を該運転室に向けて動作させたとき、前記作業機を前記
   干渉防止領域内で自動停止するようにした作業機の干渉
   防止装置において、 前記干渉防止領域が前記運転室の上部前方に設定された
   上部干渉防止領域と前記運転室の下部前方から下方にか
   けて設定された下部干渉防止領域とを有し、この下部干
   渉防止領域を前記第１ブームの略回動支点を中心軸とす
   る曲面形状に形成し、前記作業機が前記下部干渉防止領
   域内に侵入したとき、前記コントローラは、前記第１ブ
   ームの上げ動作と下げ動作とを許可し、それ以外の干渉
   方向への動作を全て禁止する制御信号を出力することを
   特徴とする作業機の干渉防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記下部干渉
   防止領域の外側に前記作業機の干渉方向への動作を減速
   する減速領域を設定し、これら減速領域と下部干渉防止
   領域とを前記第１ブームの略回動支点を中心として同心
   円で設定したことを特徴とする作業機の干渉防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１の記載において、前記下部干渉
   防止領域の内側に異常侵入判定領域を設定し、これら下
   部干渉防止領域と異常侵入判定領域とを前記第１ブーム
   の略回動支点を中心として同心円で設定したことを特徴
   とする作業機の干渉防止装置。