JP2007162279A

JP2007162279A - 作業機械

Info

Publication number: JP2007162279A
Application number: JP2005358218A
Authority: JP
Inventors: Eiji Akabane; 英司赤羽根; Michael Burton Christopher; マイケルバートンクリストファ; Nobumi Toyoura; 信海豊浦; Shigeru Kojima; 茂小嶋; Masayuki Takano; 誠之高野
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: US8028787B2; EP1961870A1; JP4206099B2; WO2007069375A1; US20090048743A1; EP1961870A4

Abstract

【課題】共通の操作レバーにより走行装置および作業装置を操作可能とした場合において、切換操作が容易でかつ切換わったことが判り易い作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械のキャブ内に、走行装置を操作可能な走行ペダル12と、走行装置の走行操作が可能であるとともに作業装置の作業操作が可能である操作レバー13とを設置する。運転席11の一側近傍に位置するコンソール14上に切換スイッチ15を設置する。切換スイッチ15は、操作レバー13による走行操作を可能とする走行モードと操作レバー13による作業操作を可能とする作業モードとを切換える。切換スイッチ15が作業モードおよび走行モードの場合であって走行ペダル12を踏んでいないときは操作レバー13による作業操作を可能とし、切換スイッチ15が走行モードの場合は走行ペダル12を踏んでいるときだけ操作レバー13による走行操作を可能とするコントローラがある。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行装置と作業装置とを有する作業機械に関する。

図４に示されるように、作業機械としての油圧ショベル１は、左右の走行モータ2mによりそれぞれ駆動される左右の走行装置２を有する下部走行体に対して、旋回モータ3mにより回動される上部旋回体３が設けられ、この上部旋回体３にキャブ４および作業装置５が搭載され、この作業装置５は、上部旋回体３に対しブームシリンダ6cにより上下方向に回動されるブーム６の基端が軸支され、このブーム６の先端にスティックシリンダ7cにより回動されるスティック７が軸支され、このスティック７の先端にバケットシリンダ8cにより回動されるバケット８が軸支されている。

このような油圧ショベルにおいて、キャブ４内では、下部走行体の左右の走行装置２を操作する走行ペダルおよび走行レバーが、通常は運転席の前方床面上に設置されている。

大まかな走行操作を行なうときは、足による走行ペダル操作で良いが、これでは微操作ができないので、走行レバーにより微操作をする場合は、上部旋回体３および作業装置５の旋回操作を行なう運転席左右に設置されたフロント作業・旋回用の操作レバーから、どちらかの手を離して、前方の走行レバーに手を伸ばして操作する必要がある。

さらに左右の走行レバーを別々に操作する場合には両手を前方に伸ばさなければならない。

このように、運転席の前方に走行レバーを設置した場合は、オペレータがキャブ４内へ乗り降りする際に走行レバーが障害となったり、走行レバー操作のためにオペレータは操作レバーを持ち換え、姿勢も変えなければならない。

その解決策として、運転席横のフロント作業・旋回用の操作レバーの近傍に走行操作用レバーを設置したものがある（特許文献１、２、３、４）。

この場合、オペレータの乗り降りは改善されるが、走行操作のための操作レバーの持ち換えは改善されず、さらに走行レバー設置のために、運転席の横に新たなスペースを設けなければならない。

これに対して、切換装置によって、フロント作業・旋回用の操作レバーのうち片方のレバーを走行操作用レバーとして使用できる構成を提案したものがある（特許文献５、６）。

さらに、左右のフロント作業・旋回レバーが独立して左右の走行装置を操作できるような構成を提案したものがある（特許文献４、７）。

これらの場合、切換装置が操作レバー以外に設置された場合は、レバーの持ち換えと大差なく、また、操作レバーに切換装置が付いている場合でも、切換わったことがオペレータに判り難く、その時点で操作レバーがどの装置を動かすようになっているかを考えなければならない。
特開平６−１３６７７８号公報（第４頁、図９）特開平７−３２９０１号公報（第３頁、図２）特開２００２−３２３９３１号公報（第４頁、図１）特開２００４−１００３９７号公報（第７、15-17頁、図１、11）特開平７−１１９７１０号公報（第２−３頁、図１）特開２０００−２７２３８号公報（第４−７頁、図１）特開平９−１６５７８８号公報（第３−４頁、図３−４）

このように、走行レバーが運転席の前方床面に設置されたものでは、オペレータの乗り降りが難しく、走行レバー操作のためにレバーの持ち換え、姿勢の変更が必要となる問題がある。

また、操作レバーなどに設けられた単なる切換装置を切換操作して、フロント作業・旋回用の操作レバーでも走行操作を行なえるようにした場合は、切換わったことがオペレータに判り難い問題がある。

このため、走行のつもりで操作レバーを動かしたら作業装置が動いてしまったり、作業装置を操作したつもりでも走行してしまったり、と言う状況が発生する問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、共通の操作レバーにより走行装置および作業装置を操作可能とした場合において、切換操作が容易でかつ切換わったことが判り易い作業機械を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、走行装置と作業装置とを有する作業機械であって、走行装置を操作可能な走行ペダルと、走行ペダルとは別個に設けられ走行装置の走行操作が可能であるとともに作業装置の作業操作が可能である操作レバーと、操作レバーによる走行操作を可能とする走行モードと操作レバーによる作業操作を可能とする作業モードとを切換える切換スイッチと、切換スイッチが作業モードおよび走行モードの場合であって走行ペダルを操作していないときは操作レバーによる作業操作を可能とし、切換スイッチが走行モードの場合は走行ペダルを操作しているときだけ操作レバーによる走行操作を可能とするコントローラとを具備した作業機械である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の作業機械において、切換スイッチが走行モードの場合に走行ペダルを踏むことにより作動する走行アラームを具備したものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の作業機械において、操作レバーによる走行操作中に走行ペダルを放すと作動する警報アラームを備え、コントローラは、操作レバーによる走行操作中に切換スイッチを作業モードにしたとき、および操作レバーによる作業操作中に切換スイッチを走行モードにしたとき、警報アラームを作動させるとともに走行装置と作業装置とを停止させ、走行ペダルおよび操作レバーの操作を規定時間止めることで警報アラームを解除させるものである。

請求項１記載の発明によれば、コントローラにより、切換スイッチが作業モードおよび走行モードの場合であって走行ペダルを操作していないときは操作レバーによる作業操作を可能とし、切換スイッチが走行モードの場合は走行ペダルを操作しているときだけ操作レバーによる走行操作を可能とするので、切換スイッチが作業モードの場合は、従来と同様の操作レバーによる作業操作が可能であり、また、切換スイッチが走行モードになっている場合でも、走行ペダルを踏まない限り、操作レバーにより通常の作業操作が可能であり、さらに、切換スイッチが走行モードの場合は、走行ペダルを踏むことにより、操作レバーにより走行操作が可能であるから、操作レバーから手を離さず走行ペダルにより作業操作と走行操作とを容易に切換操作できるとともに、切換わったことが判り易い。

請求項２記載の発明によれば、走行ペダルを操作して、走行アラームが鳴っている状況で操作レバーによる走行操作を行なうので、オペレータは操作レバーによる走行操作をはっきり意識して行なうことができる。さらに、操作レバーによる走行動作よりも前に走行アラームが鳴るので、周囲への注意勧告が余裕を持ってできる。

請求項３記載の発明によれば、操作レバーによる走行操作中に走行ペダルを放したとき、警報アラームを作動させるので、走行ペダルを踏むように注意を促がすことができ、また、操作レバーによる走行操作中に切換スイッチを作業モードにしたとき、および操作レバーによる作業操作中に切換スイッチを走行モードにしたとき、警報アラームを作動させるとともに走行装置と作業装置とを停止させるので、切換スイッチの誤操作を確実に防止できる。

以下、本発明を図１乃至図３に示された一実施の形態、および図４に示された作業機械を参照しながら詳細に説明する。なお、作業機械は、既に説明したので、詳細な説明は省略する。

図４に示されるように、走行装置２と作業装置５とを備えた作業機械としての油圧ショベル１において、キャブ４の内部には、図１に示されるように、オペレータの運転席11の前方床面に左右走行用の走行装置２を操作可能な１対の走行ペダル12が配置され、運転席11の左右両横には、走行装置２の走行操作が可能であるとともに作業装置５の作業操作すなわちフロント作業・旋回操作が可能である１対の操作レバー（ジョイスティックレバー、フローチャート中ではJ/Sと表記する）13が設置されている。従来の走行ペダル12と一体に設けられた走行レバーは除去されている。

さらに、運転席11の一側近傍、例えば図１に示された例では右コンソール14上に、切換スイッチ15が設置されている。

この切換スイッチ15は、操作レバー13による走行操作を可能とする「走行モード」と操作レバー13による作業操作を可能とする「作業モード」とを切換える
図２に示されるように、走行ペダル12、操作レバー13および切換スイッチ15は、コントローラ16の入力側に接続され、このコントローラ16の出力側には、左右の走行モータ2mをそれぞれ制御する走行制御弁17の電磁作動部が接続され、これらの走行制御弁17の給油ポートおよび排油ポートには、管路を経て作動油を供給する油圧ポンプ18と、戻り油を回収するタンク19とが接続されている。

コントローラ16の出力側には、切換スイッチ15が走行モードの場合に走行ペダル12を踏むことにより作動する走行アラーム21と、操作レバー13による走行操作中に走行ペダル12を放すと作動する警報アラーム22とが接続されている。

コントローラ16は、切換スイッチ15が「作業モード」および「走行モード」の場合であって走行ペダル12を操作していないとき、すなわち踏んでいないときは操作レバー13による作業操作を可能とし、切換スイッチ15が「走行モード」の場合は走行ペダル12を操作しているとき、すなわち踏んでいるときだけ操作レバー13による走行操作を可能とする。

すなわち、コントローラ16は、本来はフロント作業・旋回用の操作レバー13を走行操作用に使用する場合、切換スイッチ15を「走行モード」に切換えた上で、さらに走行ペダル12の片方を踏んだ状態で初めて操作レバー13による走行操作を可能とする。

切換スイッチ15が「作業モード」の場合は、操作レバー13は通常のフロント作業と旋回動作を可能とし、走行ペダル12も通常どおりの作動を可能とする。

切換スイッチ15が「走行モード」の場合は、走行ペダル12による走行操作を不能とし、走行ペダル12に、操作レバー13による走行操作の許可スイッチの役目をもたせる。

切換スイッチ15が「走行モード」で、走行ペダル12を踏んだときに初めて操作レバー13による走行操作を可能とし、左右それぞれの操作レバー13の前後操作を走行装置の左右それぞれの前後動作とする。

切換スイッチ15が「走行モード」の場合は、許可スイッチとなった走行ペダル12を踏むことにより、走行アラーム21が作動する。

コントローラ16は、操作レバー13による走行操作中に切換スイッチ15を「作業モード」にしたとき、および操作レバー13による作業操作中に切換スイッチ15を「走行モード」にしたとき、警報アラーム22を作動させるとともに走行装置２と作業装置５とを停止させ、また、走行ペダル12および操作レバー13の操作を規定時間止めることで警報アラーム22を解除させるように制御する。

次に、図３のフローチャートに基づき、コントローラ16による走行制御系の一制御例を説明する。なお、図中の丸数字は、ステップ番号を示す。

（ステップS1）
切換スイッチ15が切換えられたか否かを判断する。

（ステップS2）
ステップS1で切換スイッチ15がオフの場合は、走行ペダル12または操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作されない場合はステップS1に戻る。

（ステップS3）
ステップS2で走行ペダル12または操作レバー13が操作された場合は、切換スイッチ15がオンか否かを判断し、切換スイッチ15がオフの場合はステップS2に戻る。

（ステップS4）
ステップS3で切換スイッチ15がオンの場合は、機械の稼働が停止され、警報アラーム22が作動される。

（ステップS5）
走行ペダル12および操作レバー13がニュートラル位置で規定時間経過したか否かが判断される。規定時間経過するまでは、ステップS4に戻り、警報アラーム22が作動し続ける。一方、規定時間が経過したら、ステップS1に戻る。

（ステップS6）
ステップS1で切換スイッチ15がオンの場合は、操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作レバー13が操作された場合は、ステップS1に戻る。

（ステップS7）
ステップS6で操作レバー13が操作されない場合は、操作レバー13が操作されないニュートラル位置にあって規定時間が経過したか否かを判断し、規定時間を経過しない間は、ステップS1に戻る。

（ステップS8）
ステップS7で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過した場合は、走行ペダル12が操作されたか否かを判断し、操作されていない場合は、ステップS1に戻る。

（ステップS9）
ステップS8で走行ペダル12が操作された場合は、走行アラーム21が作動する。この走行アラーム21は、操作をいけないものとして警告するものではなく、走行ペダル12が操作された状態を知らせるものである。

（ステップS10）
操作レバー13が操作されたか否かを判断する。

（ステップS11）
ステップS10で操作レバー13が操作されない場合は、走行ペダル12が操作されたか否かが判断され、操作されていない場合は、ステップS1に戻る。

（ステップS12）
ステップS11で走行ペダル12が操作された場合は、切換スイッチ15がオンか否かが判断され、切換スイッチ15がオンの場合は、ステップS9に戻る。

（ステップS13）
ステップS10で操作レバー13が操作された場合は、操作レバー13により走行する操作レバー走行モードにする。

（ステップS14）
操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過したか否かを判断する。

（ステップS15）
ステップS14で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過した場合は、操作レバー走行モードが解除されて、ステップS1に戻る。

（ステップS16）
ステップS14で操作レバー13がニュートラル位置にあって規定時間が経過する前は、走行ペダル12が操作されたか否かを判断する。

（ステップS17）
ステップS16で走行ペダル12が踏まれない場合は、警報アラーム22が作動される。

（ステップS18）
操作レバー13が操作されたか否かを判断する。操作レバー13が操作されていなければ、ステップS20に進む。

（ステップS19）
ステップS18で操作レバー13が操作された場合は、切換スイッチ15がオンか否かが判断される。切換スイッチ15がオンの場合は、ステップS16に戻る。切換スイッチ15がオフの場合は、ステップS21に進む。

（ステップS20）
ステップS16で走行ペダル12が操作された場合は、切換スイッチ15がオンか否かが判断される。切換スイッチ15がオンの場合は、ステップS14に戻る。

（ステップS21）
ステップS12、S19、S20で切換スイッチ15がオフの場合は、機械の稼働が停止され、警報アラーム22が作動される。

（ステップS22）
操作レバー13が操作されたか否かを判断し、操作された場合は、ステップS20に戻る。

（ステップS23）
ステップS22で操作レバー13が操作されない場合は、走行ペダル12が操作されたか否かを判断し、走行ペダル12が操作された場合は、ステップS20に戻る。

（ステップS24）
ステップS23で走行ペダル12が操作されない場合は、規定時間が経過したか否かが判断され、規定時間が経過するまで、ステップS20に戻され、規定時間が経過したら、ステップS1に戻る。

以上のフローチャートを要約すると、次のようになる。

切換スイッチ15がオンの場合は、走行ペダル12を踏んでいる間だけ、操作レバー13は走行操作可能である。

切換スイッチ15がオフの場合は、操作レバー13により通常のフロント作業操作が可能となる。

操作レバー13による走行操作中に走行ペダル12を放すと、警報アラーム22が鳴り、その警報は操作レバー13の操作を中断するまで続く。

操作レバー13による走行操作中に切換スイッチ15をオフにすると、警報アラーム22が鳴るとともに機体は稼動停止する。この場合、規定時間の間は全ての操作をニュートラルにしないと初期状態に復帰しない。

走行ペダル12による走行で、操作レバー13によるフロント作業操作中に切換スイッチ15をオンにすると、警報アラーム22が鳴るとともに機体は停止する。

この場合、走行ペダル12および操作レバー13の操作を止めないと警報アラーム22は止らず、警報アラーム22を止めると初期に帰る。

次に、この実施の形態の作用効果を説明する。

切換スイッチ15が作業モードの場合、従来と同様の作業操作すなわちフロント作業・旋回操作が可能であり、また、切換スイッチ15が走行モードになっている場合でも、走行ペダル12を踏まない限り、操作レバー13により通常のフロント作業・旋回操作が可能である。

さらに、切換スイッチ15が走行モードの場合は、走行ペダル12を踏むことにより、操作レバー13により走行操作が可能であるから、操作レバー13から手を離さず走行ペダル12により切換が可能である。

また、切換スイッチ15で操作レバー13による走行操作の「許可スイッチ」となった走行ペダル12を踏むことにより、オペレータに切換わったことを知らせることができる。

すなわち、走行ペダル12を踏んで、走行アラーム21が鳴っている状況で操作レバー13による走行操作を行なうので、オペレータは切換わっていることを意識して操作できる。

また、操作レバー13による走行動作よりも前に走行アラーム21が鳴るので、周囲への注意勧告が余裕を持ってできる。この方式であればコンソール14またはキャブ４に切換スイッチ15を追加するだけなのでキャブ４内のスペースに与える影響が少なく、既販機への対応も可能である。

コントローラ16により、切換スイッチ15が作業モードおよび走行モードの場合であって走行ペダル12を踏んでいないときは操作レバー13による作業操作を可能とし、切換スイッチ15が走行モードの場合は走行ペダル12を踏んでいるときだけ操作レバー13による走行操作を可能とするので、切換スイッチ15が作業モードの場合は、従来と同様の操作レバー13による作業操作が可能であり、また、切換スイッチ15が走行モードになっている場合でも、走行ペダル12を踏まない限り、操作レバー13により通常の作業操作が可能であり、さらに、切換スイッチ15が走行モードの場合は、走行ペダル12を踏むことにより、操作レバー13により走行操作が可能であるから、操作レバー13から手を離さず走行ペダル12により作業操作と走行操作とを容易に切換操作できるとともに、切換わったことが判り易い。

走行ペダル12を踏んで、走行アラーム21が鳴っている状況で操作レバー13による走行操作を行なうので、オペレータは操作レバー13による走行操作をはっきり意識して行なうことができる。さらに、操作レバー13による走行動作よりも前に走行アラーム21が鳴るので、周囲への注意勧告が余裕を持ってできる。

操作レバー13による走行操作中に走行ペダル12を放したとき、警報アラーム22を作動させるので、走行ペダル12を踏むように注意を促がすことができ、また、操作レバー13による走行操作中に切換スイッチ15を作業モードにしたとき、および操作レバー13による作業操作中に切換スイッチ15を走行モードにしたとき、警報アラーム22を作動させるとともに走行装置２と作業装置５とを停止させるので、切換スイッチ15の誤操作を確実に防止できる。

なお、本発明は、油圧ショベル１のような旋回型作業機械だけでなく、走行装置２と作業装置５とを備えた非旋回型作業機械にも利用可能である。

本発明に係る作業機械のキャブ内構成の一実施の形態を示す斜視図である。同上作業機械の走行制御系を示すブロック図である。同上走行制御系の一制御例を示すフローチャートである。同上作業機械の側面図である。

符号の説明

１作業機械としての油圧ショベル
２走行装置
５作業装置
12 走行ペダル
13 操作レバー
15 切換スイッチ
16 コントローラ
21 走行アラーム
22 警報アラーム

Claims

走行装置と作業装置とを有する作業機械であって、
走行装置を操作可能な走行ペダルと、
走行ペダルとは別個に設けられ走行装置の走行操作が可能であるとともに作業装置の作業操作が可能である操作レバーと、
操作レバーによる走行操作を可能とする走行モードと操作レバーによる作業操作を可能とする作業モードとを切換える切換スイッチと、
切換スイッチが作業モードおよび走行モードの場合であって走行ペダルを操作していないときは操作レバーによる作業操作を可能とし、切換スイッチが走行モードの場合は走行ペダルを操作しているときだけ操作レバーによる走行操作を可能とするコントローラと
を具備したことを特徴とする作業機械。
切換スイッチが走行モードの場合に走行ペダルを踏むことにより作動する走行アラーム
を具備したことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
操作レバーによる走行操作中に走行ペダルを放すと作動する警報アラームを備え、
コントローラは、
操作レバーによる走行操作中に切換スイッチを作業モードにしたとき、および操作レバーによる作業操作中に切換スイッチを走行モードにしたとき、警報アラームを作動させるとともに走行装置と作業装置とを停止させ、
走行ペダルおよび操作レバーの操作を規定時間止めることで警報アラームを解除させる
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。