JPS63219732A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、パケットを有する油圧ショベル等のように作
業具を有する建設機械に関する。

〈従来の技術〉 第４ｇは従来の建設機械の一例として挙げた油圧ショベ
ルを示す側面図である。この図において、１は旋回体、
２はこの旋回体１の下部に配置される走行体、３は走行
体２と旋回体１との間に設けられる旋回輪、４は旋回体
１に回動可能に設けられるブーム、５はブーム４に回動
可能に連結されるアーム、６はアーム５の先端に回動可
能に設けられる掘削用の作業具、すなわちパケット、７
はブーム４を回動させるブームシリンダ、８はアーム５
を回動させるアームシリンダ、９はパケット６を回動さ
せるパケットシリンダ、１０は旋回体１の後部に装着さ
れるカウンタウェイトである。

なお、上記したブーム４、アーム５、およびバケット６
によって１つの作業機が構成されている。

この油圧ショベルにあっては、ブームシリンダ７、アー
ムシリンダ８、パケットシリンダ９を伸縮させることに
よりブーム４、アーム５、およびパケット６を適宜回動
させ、これにより土砂の掘削等をおこなうことができる
。

そして、このような油圧ショベルにおいては、通常、ブ
ーム４、およびアーム５の長さに相応する好適なパケッ
ト６の容量が決められており、したがって通常の掘削時
には当該パケット６によって掘削がおこなわれるが、作
業効率を特に上げたいときなどには容量の比較的大きい
パケット６を代わりに装着することがある。

このような場合、パケット６に積荷を満載した状態でリ
ーチ、すなわちブーム４およびアーム５を伸ばしすぎる
と、第５図の符号して示す作業範囲境界線を越えたとき
にブーム４が上がらなくなり、作業の続行が不能となる
事項を招くことになる。このようなことから、例えば第
４図に示す従来の油圧ショベルに好適な作業範囲制限制
御装置を本発明者は先に提案した。

この作業範囲制限制御装置は、作業具すなわちパケット
６が作業可能範囲内に位置するように指令する作業範囲
制限制御指令手段、例えば運転室内に設けたオン・オフ
選択スイッチと、パケット６が作業範囲内に位置するよ
うに作業機、すなわちブーム４、アーム５等を駆動する
上述したブームシリ、ンダ７、アームシリンダ８、パケ
ットシリンダ９、およびこれらのアクチュエータに圧油
を供給する手段等からなる駆動手段と、パケット６の位
置を検出する検出手段、例えばブーム４、アーム５の回
動可能を検出するブーム角度計、アーム角度計と、上述
したスイッチのオン信号およびブーム角度計、アーム角
度計から出力される信号に応じて、所定の演算処理をお
こない上述の駆動手段を作動させる信号を出力する制御
装置を備えている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記した油圧ショベルでは、作業範囲制限制
御の指示を運転室内に設けたオン・オフスイッチのオペ
レータによるオン動作でおこなうようになっていること
から、一旦、この作業範囲制限制御を意図してスイッチ
をオンした場合には、パケット６が空荷状態でブーム４
、アーム５を最大ストロークまで伸ばしうるときであっ
ても、すなわち第５図に示す作業範囲境界線りを越えた
位置までアーム５の先端、すなわちアーム５とパケット
６との連結部が移動しても何ら支障のない場合であって
も、この作業範囲制限制御が実行されてしまい、それ故
、例えば走行体２を必要に応じて移動させなければなら
ないなど作業の能率の向上を見込めず、また、上記のス
イッチのオン・オフのくり返しによって、この事態に対
応するには操作が煩雑となり、オペレータの疲労を招く
。

本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、自動的に作業範囲制限制御の
必要時のみの当該制御を実行することのできる建設機械
を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 この目的を達成するために、本発明は、作業具を含む作
業機と、作業具が作業可能範囲内に位置するように作業
機を駆動する駆動手段と、作業具の位置を検出する位置
検出手段と、作業範囲制限制御指令手段から出力される
信号に応じて所定の演算処理をおこない駆動手段を作動
させる信号を出力する制御装置とを備えたものにおいて
、作業具の作業姿勢を検出する検出手段を設けると共に
、制御装置が、検出手段から出力される信号に基づいて
作業姿勢が特定な作業姿勢であるかどうか判別する判別
手段を有し、該制御装置は該判別手段で特定な作業姿勢
であると判別し、かつ、作業範囲制限制御指令手段から
出力される信号を入力しているとき、駆動手段を駆動す
る信号を出力する構成にしである。

く作用〉 本発明の建設機械は、以上のように構成しであるので、
作業範囲制限制御指令手段から信号が出力されている状
態で、制御装置の判別手段で作業具が特定の作業姿勢と
判別されたときのみ駆動手段が駆動されて作業具が作業
可能範囲内に位置するように作業機が制御され、したが
って、従来と同様に、必要時にこの作業範囲制限制御を
自動的に実行できるとともに、作業範囲制限制御をおこ
なう必要のないときには、作業範囲制限制御指令手段か
ら出力される信号にかかわらず自動的に作業範囲制限制
御の実行が停止され、それ故オペレータの煩雑な操作を
要することなく優れた作業能率を確保できる。

〈実施例〉 以下、本発明の建設機械を図に基づいて説明する。第１
図〜第３図は本発明の一実施例を示す説明図で、第１図
は要部の構成を示す回路図、第２図はこの実施例に備え
られる制御装置で実施される制御手順を示すフローチャ
ート、第３図はパケットの作業姿勢を示す説明図である
。

なお、これらの図において、前述した部材と同じものは
同一符号で示しである。

すなわち、第１図および第３図において、６は作業具す
なわちパケット、４．５はパケット６とともに作業機を
構成するブーム、アーム、７．８．９はブームシリンダ
、アームシリンダ、パケットシリンダである。１５はア
ームシリンダ８の駆動を制御する油圧パイロット式の方
向切換弁、１６はブームシリンダ７の駆動を制御する油
圧パイロット式の方向切換弁、１７は方向切換弁１５を
駆動するパイロット圧を発生させるパイロット弁、１８
は方向切換弁１６を駆動するパイロット圧を発生さセる
パイロット弁である。また、１９はシャトル弁で、この
シャトル弁１９は、方向切換弁１５の駆動部のうちアー
ムシリンダ８を伸長させる方向に当該方向切換弁１５を
切換える駆動部と、パイロット弁１７とを連絡するパイ
ロット管路中に介設しである。２０はこのシャトル弁１
９と油圧ポンプとの間に配置した電磁比例減圧弁、すな
わちＥＨＣ弁である。

上記した方向切換弁１５．１６、パイロット弁１７．１
８、シャトル弁１９、ＥＨ，Ｃ弁２０は、上述したブー
ムシリンダ７、アームシリンダ８、パケットシリンダ９
とともに、作業機を駆動する駆動手段を構成している。

１１はパケットシリンダ９の伸縮をパケット６の回動と
して伝えるリンク機構、１２はブーム４の回動角度を検
出するブーム角度計、１３はアーム５の回動角度を検出
するアーム角度計で、これらのブーム角度計１２および
アーム角度計１３によってパケット６の位置、すなわち
アーム５の先端とパケット６とめ連結部の位置を検出す
る位置検出手段が構成されている。また、１４はパケッ
ト６の作業姿勢が例えば積荷姿勢であることを検出する
検出手段、例えばパケット６の回動角度を検出するパケ
ット角度計である。

２１は方向切換弁１５の駆動部のうちアームシリンダ８
を収縮させる方向に当該方向切換弁１５を切換える駆動
部と、パイロット弁１７とを連絡する管路の圧力を検出
する圧力検出器で、この圧力検出器２１はアーム９が第
３図に示す状態から第１図に示す状態のように回動する
アームダンプ状態にあることを検出するアームダンプ検
出手段を構成している。

２２は方向切換弁１６の駆動部のうちブームシリンダ７
を伸長させる方向に当該方向切換弁１６を切換える駆動
部と、パイロット弁１８とを連絡する管路の圧力を検出
する圧力検出器で、この圧力検出器２２はブーム３が第
３図に示す状態から第１図に示す状態のように回動する
ブーム上げ状態にあることを検出するブーム上げ検出手
段を構成している。

また、第１図に示す２３はパケット６が作業可能範囲内
に位置するように指令する作業範囲制限制御指令手段、
例えば運転室内に配置されオン・オフされる選択スイッ
チ、２４はこの選択スイッチ２３のオン信号、ブーム角
度計１２から出力される信号、アーム角度計１３から出
力される信号に応じてパケット６の位置を演算する演算
手段を有する制御装置である。

この制御装置２４は、選択スイッチ２３からのオン信号
が出力されているかどうが判別する第１の判別手段と、
圧力検出器２２からの信号に応じてブーム上げ操作がお
こなわれているがどうが判別する第２の判別手段と、圧
力検出器２１からの信号に応じてアームダンプ操作をし
ないでいるかどうか判別する第３の判別手段と、上述し
た演算手段における演算によって求められたパケット６
の位置があらかじめ設定される作業範囲境界線の外に位
置するかどうか判別する第４の判別手段と、上述したパ
ケット角度計１４から出力される信号に応じてパケット
６の作業姿勢が特定な作業姿勢であるかどうか、例えば
積荷姿勢であるかどうか判別する第５の判別手段とを備
えており、ブーム角度計１２、アーム角度計１３、パケ
ット角度計１４、選択スイッチ２３の信号、圧力検出器
２１．２２の信号を入力して、演算手段における演算お
よび各判別手段における判別の後、所定条件が満たされ
ると、上述したＥＨＣ弁２０を駆動する信号を出力する
。

このように構成しである実施例にあっては、掘削作業は
次のようにしておこなわれる。すなわち、第１図に示す
パイロット弁１８の操作レバーを操作してパイロットポ
ンプの圧油を方向切換弁１６の図示左側の駆動部に導い
て、この方向切換弁１６を左位置に切換え、パイロット
弁１７の操作レバーを操作してパイロットポンプの圧油
をシャトル弁１９を介して方向切換弁１５の図示右側の
駆動部に導き、この方向切換弁１５を右位置に切換える
と、油圧ポンプの圧油が方向切換弁１６を介してブーム
シリンダ７に導かれてこのブームシリンダ７が収縮し、
ブーム４が下げられるとともに、油圧ポンプの圧油が方
向切換弁１５を介してアームシリンダ８に導かれてこの
アームシリンダ８が伸長し、アーム５が下方向に回動し
くアームクラウド）、また図示しないパケット用のパイ
ロット弁の操作によりパケットシリンダ９が伸長し、パ
ケット６が図示時計方向に回動し、これらのブーム４、
アーム５、パケット６の協動により例えば地面の土砂の
掘削がおこなわれ、パケット６は第３図の符号Ａで示す
積荷姿勢となる。また、上述と全く逆の操作をすること
により、ブーム４が第３図の反時計方向に回動しくブー
ム上げ）、アーム５が反時計方向に回動しくアームダン
プ）、第３図に示すパケット６は、同第３図の反時計方
向に回動して符号Ｂで示す数十姿勢となる。そして、掘
削作業中は、このようなパケット６の積荷姿勢と数十姿
勢がくり返される。

また、上記のような掘削作業をおこなうに際して、作業
範囲制限制御を実行する場合には、オペレータによって
運転室内の選択スイッチ２３がオンにされる。この選択
スイッチ２３のオン動作によって、第２図に示す処理手
順に従って制御装置２４内の処理がおこなわれる。

すなわち、制御装置２４では、同第２図の手順Ｓ１によ
り第１の判別手段で、選択スイッチ２３から入力される
信号に応じて該選択スイッチ２３がオン状態にあるかど
うか判別される。今、選択スイッチ２３がオンであるこ
とから手順Ｓ２に移る。なお、選択スイッチ２３がオン
されていない場合は、作業範囲制限制御が意図されない
ことになり、手順Ｓ３に移り、当該作業範囲制限制御は
実行されない。手順Ｓ２では、第２の判別手段で、圧力
検出器２２から出力される信号に応じてブーム上げ操作
がおこなわれているがどうが判別される。

ここで、ブーム上げ操作は例えばパケット６が積荷状態
で数十姿勢に移る際におこなわれるものであり、ブーム
上げのときは圧力検出器２２が接゛続されるパイロット
管路に圧が立ち、この圧に応じて圧力検出器２２から制
御装置２４の第２の判別手段に信号が出力される。

そして、この手順Ｓ２の判別が満足された場合は手順Ｓ
４に移る。なお、この手順Ｓ２の判別が満足されない場
合は、作業範囲制限制御を要しない場合、例えばパケッ
ト６が空荷で、これから掘削に入ろうとするときなどで
あり、手順Ｓ３に移り、当該作業範囲制限制御は実行さ
れない。

手順Ｓ４では、第３の判別手段で、圧力検出器２１から
出力される信号に応じて、アームダンプ操作しないでい
るかどうか判別される。ここで、アームダンプ操作しな
いでいる状態とは例えばパケット６が積荷状態で数十姿
勢に移る際におこなわれるものであり、このようなとき
は圧力検出器２１が接続されるパイロット管路に圧が立
ち、この圧に応じて圧力検出器２１から制御装置２４の
第３の判別手段に信号が出力される。

そして、この手順Ｓ４の判別が満足された場合は手順Ｓ
５に移る。なお、この手順Ｓ４の判別が満足されない場
合は、作業範囲制限制御を要しな□　　い場合、例えば
パケット６が空荷で１、これから掘削に入ろうとすると
きなどであり、手順Ｓ３に移り、当該作業範囲制限制御
は実行されない。

手順Ｓ５では、演算手段で、ブーム角度計１２およびア
ーム角度計１３のそれぞれの信号に応じてパケット６の
位置、すなわちアーム５の先端とパケット６との接続部
のビン位置を求める演算が公知の演算式を使用しておこ
なわれる。次いで手順Ｓ６に移る。

手順Ｓ６では、パケット６の容量等に基づいてあらかじ
め設定される作業範囲境界線に対して上述の手順Ｓ５で
求めた位置が外側にあるかどうが、第４の判別手段で判
Ｉｌｌされる。この判別が満足された場合は手順７に移
る。なお、この判別が満足されない場合は、仮にパケッ
ト６が積荷の姿勢であってもパケット６の位置が作業可
能範囲内にあることになり、手順Ｓ３に移り、当該作業
範囲制限制御は実行されない。

手順Ｓ７では、パケット角度計１４から出力される信号
に基づいてパケット積荷姿勢にあるがどうか、第５の判
別手段で判別される。この場合、あらかじめ設定される
積荷姿勢に相応するパケット設定角度と、パケット角度
計１４から出力される信号すなわち現実のパケット角度
とが比較され、現実のパケット角度がパケット設定角度
に相応したとき積荷姿勢であると判別され、手順Ｓ８に
移る。なお、この判別が満足されない場合は、例えばバ
ケツｌ−６が数十姿勢にあるとき等、作業範囲制限制御
をおこなう必要のない場合であり、手順Ｓ３に移り、当
該作業範囲制限制御は実行されない。

そして、手順Ｓ８では、この掘削２４がらＥＨＣ弁２０
に信号が出力され、これによりＥＨＣ弁２０が十分に開
かれて油圧ポンプの圧油がシャトル弁１９に導かれ、こ
の圧油の圧力がパイロット弁１７からのパイロット圧よ
りも十分に大きいときに、さらに第１図の方向切換弁１
５の右側の駆動部に導かれ、これにより方向切換弁１５
が右位置に切換えられ、アームシリンダ８が伸長してア
ームクラウド状態となり、これに伴ってアーム５の先端
部とパケット６との接続部、すなわちアーム先端ビンが
作業範囲境界線に位置するように制御される。

このように構成した実施例にあっては、選択スイッチ２
３がオンの状態で、ブーム４の上げ操作がおこなわれて
いて、アームダンプ操作がおこなわれておらず、アーム
５の先端ビンが作業範囲境界線外に位置し、かつパケッ
ト６が積荷状態にあるときのみ、パケット６が作業可能
範囲内に位置するように作業範囲制限制御が自動的に実
行され、その他の場合、例えばパケット６が空荷状態で
作業範囲制限制御をおこなう必要のない場合には、選択
スイッチ２３のオン信号にかかわらず自動的に作業範囲
制限制御の実行が停止され、それ故、オペレータの煩雑
な操作を要することがない。

なお、上記では、作業具の一例としてパケット６を挙げ
、特定な作業姿勢が積荷姿勢であると述べたが、本発明
はこれに限らず、作業具が物を把持する把持装置で、特
定な作業姿勢が物を把持した姿勢であってもよい。

〈発明の効果〉 本発明は、以上のように構成しであることから、作業範
囲制限制御指令手段による指令がなされているときに、
自動的に作業範囲制限制御の必要時のみの当該制御を実
行することができ、それ故、作業範囲制限制御の必要の
ないときには当該制御がオペレータの操作を要すること
なく自動的に停止されて、従来に比べて作業能率を向上
させることができ、また、この作業範囲制限制御の間、
作業範囲制限制御指令手段による指令停止の操作を要せ
ず、したがって何らオペレータの疲労を招くことがない
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の建設機械の一実施例を示す説
明図で、第１図は要部の構成を示す回路図、第２図はこ
の実施例に備えられる制御装置で実施される制御手順を
示すフローチャート、第３図はパケットの作業姿勢を示
す説明図、第４図は従来の建設機械の一例として挙げた
油圧ショベルを示す側面図、第５図は作業の継続が困難
となる作業範囲境界線を示す説明図である。 ４・・・・・・ブーム、５・・・・・・アーム、６・・
・・・・パケット（作業具）、７・・・・・・ブームシ
リンダ、８・・・・・・アームシリンダ、９・・・・・
・パケットシリンダ、１２・・・・・・ブーム角度計（
位置検出手段）、１３・・・・・・アーム角度計（位置
検出手段）、１４・・・・・・バクット角度計（検出手
段）、１５．１６・・・・・・方向切換弁、１７．１８
・・・・・・パイロット弁、１９・・・・・・シャトル
弁、２０・・・・・・電磁比例減圧弁（ＥＨＣ弁）、２
１．２２・・・・・・圧力検出器、２３・・・・・・選
択スイッチ（作業範囲制限制御指令手段）、２４・・・
・・・制御装置。 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業具を含む作業機と、作業具が作業可能範囲内
   に位置するように指令する作業範囲制限制御指令手段と
   、作業具が作業可能範囲内に位置するように作業機を駆
   動する駆動手段と、作業具の位置を検出する位置検出手
   段と、上記作業範囲制限制御指令手段から出力される信
   号、および上記位置検出手段から出力される信号に応じ
   て所定の演算処理をおこない上記駆動手段を作動させる
   信号を出力する制御装置とを備えた建設機械において、
   上記作業具の作業姿勢を検出する検出手段を設けるとと
   もに、上記制御装置が、上記検出手段から出力される信
   号に基づいて作業姿勢が特定な作業姿勢であるかどうか
   判別する判別手段を有し、該制御装置は該判別手段で特
   定な作業姿勢であると判別し、かつ、上記作業範囲制限
   制御指令手段から出力される信号を入力しているとき、
   上記駆動手段を駆動する信号を出力することを特徴とす
   る建設機械。