JP2019049127A - 油圧ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】交換部品の発生により休車状態に陥ることを抑制しつつ運転室を保護する。【解決手段】走行体１１と、旋回体１２と、作業機２０を備え、作業機２０が、ブーム２１と、アーム２２と、アタッチメント２３と、油圧シリンダ２４〜２６を備え、旋回体１２が、運転室１４、運転室の前面に設けたキャブガード３１、油圧ポンプ、原動機、複数のコントロールバルブを備えた油圧ショベルにおいて、キャブガード３１を支持するフレーム３２と、フレーム３２を運転室１４に対して進退可能に支持するガイド３３と、キャブガード３１の運転室１４に向かう動作を緩衝する緩衝部材３４と、キャブガード３１の移動を検知するガードセンサ３５と、キャブガード３１が運転室１４に向かって移動してガードセンサ３５の信号が入力されたら、複数のコントロールバルブを中立位置に復帰させて油圧シリンダ２４〜２６の伸縮動作を停止させる作業機停止装置を備える。【選択図】図２

Description

旋回体の前部に運転室と作業機を設けた油圧ショベルに関し、特に交換部品の発生により休車状態に陥ることを抑制しつつ運転室を保護することができる油圧ショベルに係る。

油圧ショベルは、バケットによる土砂の掘削及び積込の作業の他、例えばブレーカやリフティングマグネットを用いた解体や撤去の作業等、目的に応じて様々な種類のアタッチメントをアーム先端に装着することができる。標準的なアタッチメントであるバケットを装着した状態では作業機が運転室に干渉しないように配慮されている場合が多い。しかしバケットよりも大型のアタッチメントを装着したりアタッチメントで長尺物を把持したりすると、大型のアタッチメントや長尺の被把持物の移動範囲がバケットのそれよりも大きくなる。それに対し、運転室の前支柱にアタッチメントが干渉し、その前支柱の変形が検知された場合にアタッチメントの動作を制限する技術が知られている（特許文献１等参照）。

特開２０１６−１１５１５号公報

しかし、特許文献１の技術では運転室の前支柱が変形することが前提である。変形してしまった運転室は休車して交換しなければならず、作業に復帰できるようになるまでに多くの時間とコストを要する。運転室における前支柱以外の部分（例えば前面ガラス部分）にアタッチメントや被把持物が干渉した場合には、アタッチメントの干渉を検知できない場合がある。

本発明の目的は、交換部品の発生により休車状態に陥ることを抑制しつつ運転室を保護することができる油圧ショベルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、下部構造体と、前記下部構造体の上部に旋回可能に設けられた旋回体と、前記旋回体の前部に設けた作業機を備え、前記作業機が、前記旋回体に連結されたブームと、前記ブームに連結されたアームと、前記アームに連結されたアタッチメントと、前記ブーム、前記アーム及び前記アタッチメントを駆動する複数の油圧シリンダを備え、前記旋回体が、前部に設けた運転室、前記運転室の前面に設けたキャブガード、前記油圧シリンダを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプを駆動する原動機、及び前記油圧ポンプから前記油圧シリンダへの作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブを備えた油圧ショベルにおいて、前記キャブガードを支持するフレームと、前記フレームを前記運転室に対して進退可能に支持するガイドと、前記キャブガードの前記運転室に向かう動作を緩衝する緩衝部材と、前記キャブガードの移動を検知するガードセンサと、前記キャブガードが前記運転室に向かって移動して前記ガードセンサの信号が入力されたら、前記複数のコントロールバルブを中立位置に復帰させて前記複数の油圧シリンダの伸縮動作を停止させる作業機停止装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、運転室に対してキャブガードが進退可能に装着されているので、アタッチメントや把持物がキャブガードに干渉しても、キャブガードの移動と緩衝装置の作用によりキャブガードに加わる衝撃荷重を緩和できる。これと同時に、キャブガードの移動がガードセンサで検知され、作業機停止装置が作動して作業機の動作が強制的に停止される。これによりキャブガードにより運転室が保護されることは勿論のこと、キャブガード等の変形も抑制することができる。キャブガード等の変形が抑制できるので交換部品の発生も抑えられる。よって本発明によれば、交換部品の発生により休車状態に陥ることを抑制しつつ運転室を保護することができる。また、運転室の前面を全体に覆うキャブガードで被把持物を受ける構成であるため、運転室の特定部分に向かってくる被把持物に限らず、運転室に向かってくる被把持物の全般に対して有効に機能する。

本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの外観を表す側面図 図１に示した油圧ショベルに備えられた運転室の外観構造を表す側面図 図１に示した油圧ショベルに備えられた運転室の外観構造を表す前面図 図１に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の模式的な油圧回路と共に上記作業機停止装置を示す回路図 図１に示した油圧ショベルが作業機を抱え込み姿勢にした状態を表す図 図２において運転室側にキャブガードが移動した状態を表す図

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

−油圧ショベル−
図１は本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの外観を表す側面図である。この図では、後述するキャブガード３１（図６等）を図示省略している。後の図５も同様である。また、本実施形態では作業機の先端のアタッチメント２３としてリフティングマグネットを装着した油圧ショベルを例として説明する。但し、アタッチメント２３は、リフティングマグネットに代えて、作業に応じてバケットやグラップル等の他のアタッチメントに適宜交換される。以降において、運転席に座ったオペレータから見て前側（図１中の左側）、後側（同右側）、左側（図１の紙面に直交する方向の手前側）、右側（同奥側）を油圧ショベルの前、後、左、右とし、それぞれ単に前側、後側、左側、右側と記載する。

同図に示した油圧ショベルは、車体１０及び作業機（フロント作業機）２０を備えている。車体１０は、走行体（下部構造体）１１及び旋回体１２を備えている。

走行体１１は、本実施形態では無限軌道履帯を有する左右のクローラ１３を備えたクローラ式であり、左右の走行駆動装置１８により左右のクローラ１３をそれぞれ駆動することで走行する。走行駆動装置１８は油圧モータと減速機からなる。

旋回体１２は、走行体１１上に旋回装置（不図示）を介して旋回可能に設けられている。旋回体１２の前部（本実施形態では前部左側）には、オペレータが搭乗する運転室（キャブ）１４が設けられている。旋回体１２における運転室１４の後側には、原動機４１（図４）や油圧駆動装置等を収容した動力室１５が、最後部には機体の前後方向のバランスを調整するカウンタウェイト１６が搭載されている。原動機４１はエンジン（内燃機関）又は電動機である。旋回体１２を走行体１１に対して連結する旋回装置には旋回モータ（不図示）が含まれており、旋回モータによって走行体１１に対して旋回体１２が駆動されて旋回する。本実施形態における旋回モータは油圧モータであるが、電動モータを用いることもあれば、油圧モータ及び電動モータの双方を用いることもある。なお、運転室１４は旋回体１２のベースフレームである旋回フレーム１７にリンクを介して連結され、油圧シリンダ（不図示）によって高さや傾斜角度が変更可能な可動式のものである。可動式の運転室の構成等については特開２０１３−０１４９１４号公報等に詳しく記載されている。

作業機２０は土砂の掘削等の作業を行うための装置であり、旋回体１２の前部（本実施形態では運転室１４の右側）に設けられている。この作業機２０は、ブーム２１、アーム２２、アタッチメント２３、ブームシリンダ２４、アームシリンダ２５及びアタッチメントシリンダ２６を備えた多関節型の作業装置である。ブーム２１は左右に延びるピン（不図示）によって旋回体１２のフレームに連結されている。ブームシリンダ２４はブーム２１と旋回体１２とを連結している。ブームシリンダ２４の伸縮に伴って旋回体１２に対してブーム２１が上下に回動する。アーム２２は左右に延びるピン（不図示）によってブーム２１の先端に連結されている。アームシリンダ２５はアーム２２とブーム２１とを連結している。アームシリンダ２５は作業機２０の左右両側の側面にそれぞれ設けられており（計２本設けられており）、作業機２０の左右両側の側面においてブーム２１及びアーム２２の側面に対して両端がそれぞれ回動可能に連結されている。アームシリンダ２５の伸縮に伴ってブーム２１に対してアーム２２が回動する。アタッチメント２３は水平左右に延びるピン（不図示）によってアーム２２の先端に連結されている。アタッチメントシリンダ２６はアタッチメント２３とアーム２２とをリンクを介して連結している。アタッチメントシリンダ２６の伸縮に伴ってアーム２２に対してアタッチメント２３が回動する。

ブームシリンダ２４、アームシリンダ２５及びアタッチメントシリンダ２６は作業機２０を駆動する油圧シリンダである。ブームシリンダ２４、アームシリンダ２５、アタッチメントシリンダ２６のうち複数を挙げる場合に、油圧シリンダ２４〜２６といったように「油圧シリンダ」と総称する場合がある。

−運転室−
図２は運転室１４の外観構造を表す側面図、図３はその前面図である。運転室１４は旋回フレーム１７（図１）の上部における前部に支持され、旋回フレーム１７の旋回中心に対して左右方向の一方側（本例では左側）にオフセットしている。但し、運転室１４の配置は機体の右側であっても構わない。運転室１４は、特に図示していないが運転席、操作装置５１〜５３（図４）、コンソールボックス、ゲートロックレバー等をボディ１４ａの内部に備えている。ボディ１４ａは運転席を包囲する運転室１４の外郭であり、旋回フレーム１７に固定されている。前述した通り本例の油圧ショベルは運転室１４がリンクを介して昇降可能な構成であるため、厳密にはボディ１４ａはリンクに支持されたベッド上に固定されており、これらベッド及びリンクを介して旋回フレーム１７に取り付けられている。運転室１４を非可動式とした場合には、ボディ１４ａは旋回フレーム１７に直接固定される。本実施形態ではボディ１４ａの左側壁にドア１４ｂが設けられており、オペレータはドア１４ｂを開閉して運転室１４に対して乗降する。運転席はオペレータが座る座席であり、ボディ１４ａ内の床板上に固定されている。床板もボディ１４ａと同様にベッド又は旋回フレーム１７上に固定されている。

操作装置５１〜５３（図４）はそれぞれ油圧シリンダ２４〜２６の動作を指示するものであるが、上記の旋回モータの動作を指示する操作装置と合わせて、２本の操作レバーで操作する。つまりこれら操作装置は見かけ上は運転席の左右に１つずつ設置された２つの十字操作式のレバー装置であり、２つの操作装置が運転席の左側の１本の操作レバーを共用し、他の２つの操作装置が運転席の右側の１本の操作レバーを共用する。操作レバーは前後左右に傾斜操作され、前後方向の操作で対応する油圧アクチュエータの動作を指示し、左右方向の操作で対応する別の油圧アクチュエータの動作を指示する。なお、運転室１４の内部には、例えば運転席の前側に走行操作用の操作装置も左右に並べて配置されている。

ゲートロックレバーは、寝かせた倒伏姿勢でオペレータの降車を妨げるように運転席の乗降側（本例では左側）に設置されたレバー状のゲートである。このゲートロックレバーを引き上げて運転席に対する乗降部を開放しなければ、オペレータは降車できないようになっている。ゲートロックレバーのポジションとして、寝かせた倒伏姿勢を操作系の「ロック解除位置」、引き上げた起立姿勢を操作系の「ロック位置」と記載する。ゲートロックレバーのポジションによってゲートロックバルブ５４（図４）が作動するようになっている。

また、運転室１４の内部は作業機停止装置の機能を停止させて作業機停止状態を解除する解除スイッチ３９ａ（図４）が設置されている。

−油圧駆動装置−
図４は図１に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の模式的な油圧回路と共に上記作業機停止装置を示す回路図である。説明済みのものについては、同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。

まず図４を用いて油圧駆動装置について説明する。油圧駆動装置は、油圧シリンダ２４〜２６等を駆動する装置であって動力室１５に収容されている。この油圧駆動装置３０は、油圧ポンプ４２〜４４、コントロールバルブ４５〜４７、パイロットポンプ４８及び操作装置５１〜５３等を含んでいる。

油圧ポンプ４２〜４４は油圧シリンダ２４〜２６等を駆動する作動油を吐出する可変容量型のポンプであり、原動機４１により駆動される。油圧ポンプ４２〜４４から吐出された作動油は吐出配管４２ａ〜４４ａを流れ、コントロールバルブ４５〜４７を経由してそれぞれ油圧シリンダ２４〜２６に供給される。油圧シリンダ２４〜２６からの各戻り油は、それぞれコントロールバルブ４５〜４７を介して戻り油配管４９に流れ込んでタンクＴに戻される。吐出配管４２ａ〜４４ａには、この吐出配管４２ａ〜４４ａの最高圧力を規制するリリーフ弁（不図示）が設けられている。図４では図示していないが、油圧アクチュエータを持つブレーカ等のアタッチメントをリフティングマグネットに代えて作業機２０に装着した場合には、アタッチメントのアクチュエータも同様の回路構成で駆動される。なお、本実施形態では油圧シリンダ２４〜２６に対してそれぞれ異なる油圧ポンプ４２〜４４から作動油が供給される例を示しているが、油圧シリンダ２４〜２６に対して２つ以下の油圧ポンプで作動油を供給する構成とすることもある。

コントロールバルブ４５〜４７は油圧ポンプ４２〜４４から対応するアクチュエータに供給される作動油の流れ（方向及び流量）を制御する油圧駆動式の流量制御弁であり、油圧駆動部に入力される油圧信号により駆動される。コントロールバルブ４５はブームシリンダ用、コントロールバルブ４６はアームシリンダ用、コントロールバルブ４７はアタッチメントシリンダ用である。旋回モータや走行モータ等の他のアクチュエータ用のコントロールバルブは図示省略してある。コントロールバルブ４５〜４７の油圧駆動部は対応する操作レバー装置に接続されている。コントロールバルブ４５〜４７は油圧駆動部に油圧信号が入力されると図中で右行（左切換位置側に移動）又は左行（右切換位置側に移動）し、油圧信号の入力が停止されるとバネの力で中立位置に復帰する構成である。コントロールバルブ４５〜４７の各中立位置は吐出配管４２ａ〜４４ａを戻り油配管４９に接続し、油圧シリンダ２４〜２６に対する作動油の給排を停止して、これら油圧シリンダ２４〜２６の伸縮動作を停止させる。例えばブームシリンダ用のコントロールバルブ４５の左側の油圧駆動部に油圧信号が入力されると、図４においてコントロールバルブ４５のスプールが油圧信号の大きさに応じた距離だけ右行する。これにより、油圧信号に応じた流量の作動油がブームシリンダ２４のボトム側油室に供給され、油圧信号の大きさに応じた速度でブームシリンダ２４が伸長しブーム２１が上がる。

パイロットポンプ４８はコントロールバルブ４５〜４７等の制御弁を駆動する油圧信号の元圧を出力する固定容量型ポンプであり、油圧ポンプ４２〜４４と同じく原動機４１により駆動される。原動機４１とは別の動力源でパイロットポンプ４８を駆動する構成とすることもできる。パイロットライン４８ａはパイロットポンプ４８の吐出配管であり、分岐して操作装置５１〜５３に接続している。このパイロットライン４８ａを介して、パイロットポンプ４８から吐出された作動油が操作装置５１〜５３の信号出力弁（減圧弁）に供給される。

操作装置５１〜５３は、それぞれ対応するコントロールバルブ４５〜４７を駆動する油圧信号を操作に応じて生成し出力する油圧式のレバー操作装置であり、運転室１４（図１）に備えられている。操作装置５１はブーム操作用、操作装置５２はアーム操作用、操作装置５３はアタッチメント操作用であり、その他に旋回操作用の操作装置等もある。油圧ショベルの場合、前述した通り一般に操作装置５１〜５３は十字操作式のレバー装置である。

ブーム操作用の操作装置５１は、ブーム上げ指令用の信号出力弁５１ａ及びブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂを備えている。信号出力弁５１ａ，５１ｂの入力ポートにはパイロットライン４８ａが接続している。ブーム上げ指令用の信号出力弁５１ａの出力ポートはブームシリンダ用のコントロールバルブ４５の左側の油圧駆動部に接続している。ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂの出力ポートはコントロールバルブ４５の右側の油圧駆動部に接続している。例えば操作装置５１をブーム上げ指令側に倒すと信号出力弁５１ａが操作量に応じた開度で開く。これによりパイロットポンプ４８の吐出油が、信号出力弁５１ａで操作量に応じて減圧されてコントロールバルブ４５の左側の油圧駆動部に対する油圧信号として出力される。

同様に、アーム操作用の操作装置５２は、アームクラウド指令用の信号出力弁５２ａ及びアームダンプ指令用の信号出力弁５２ｂを備えている。アタッチメント操作用の操作装置５３は、アタッチメントクラウド指令用の信号出力弁５３ａ及びアタッチメントダンプ指令用の信号出力弁５３ｂを備えている。信号出力弁５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂの入力ポートは、パイロットライン４８ａに接続している。操作装置５２，５３の信号出力弁５２ａ，５３ａの出力ポートはコントロールバルブ４６，４７の左側の油圧駆動部に接続している。操作装置５２，５３の信号出力弁５２ｂ，５３ｂの出力ポートはコントロールバルブ４６，４７の右側の油圧駆動部に接続している。操作装置５２，５３の油圧信号の出力原理はブーム操作用の操作装置５１と同様である。

また、パイロットライン４８ａには、ゲートロックバルブ５４及び遮断弁装置３８が設けられている。ゲートロックバルブ５４はパイロットライン４８ａを開閉する開閉弁であり、この例ではノーマルクローズ型の電磁弁を例示している。上記ゲートロックレバーがロック解除位置にあるとき、例えばゲートロックレバーのポジションを検知するポテンショメータから出力される電気信号がゲートロックバルブ５４に入力される。これによりゲートロックバルブ５４が図中左側のポジションに切り換わり、パイロットライン４８ａが開通して操作装置５１〜５３にパイロット圧（油圧信号の元圧）が供給される。反対に上記ゲートロックレバーがロック位置でポテンショメータからの信号出力が停止した場合、ゲートロックバルブ５４のソレノイドが消磁される。これによりゲートロックバルブ５４が図中右側のポジションに切り換わり、パイロットライン４８ａが遮断されて操作装置５１〜５３へのパイロット圧の供給が遮断される。

−運転室保護装置−
本実施形態では、運転室１４を保護するための運転室保護装置が設けられている。本実施形態における運転室保護装置は、キャブガード３１（図２等）、フレーム３２（図２等）、ガイド３３（図２等）、緩衝部材３４（図２等）、ガードセンサ３５（図２等）、作業機停止装置３６（図４）を備えている。

キャブガード３１は、運転室１４の前面の前側に設けた格子状の保護部材であり、図２に示したように運転室１４の前面に沿って運転室１４の前面との間に間隙を介して配置されている。またキャブガード３１は、図３に示したように前から見ると運転室１４の外形に合わせて縦に長い矩形状に形成されており、運転室１４の前面を全体に覆っている。また、キャブガード３１は上側部分と下側部分に分割されている。下側部分は、フレーム３２に対して左右に延びる軸３１ａ（図２）を介して回動可能に連結されている。上側部分は、フレーム３２に対して右辺側がヒンジ３１ｂを介して連結されて開閉可能な構成となっている。上側部分の左辺側には開閉をロックするロック装置３１ｃが設けられている。

フレーム３２はキャブガード３１を支持する矩形の枠体であって、運転室１４に搭乗したオペレータの前方の視界を妨げないように中央部は広く開口している。このフレーム３２は運転室１４とキャブガード３１の間に介在し、左右両側のそれぞれ上下（つまり四隅）でガイド３３によって運転室１４の前面（本例では前支柱）に支持されている。ガイド３３はフレーム３２を固定的に支持するのではなく、運転室１４の前面に対して進退可能（本例では前後にスライド可能）に支持する。ガイド３３は前後に延びる短尺の部材であり、例えば外筒とこれに挿入された内筒からなる。運転室１４とフレーム３２のいずれか一方に外筒が固定され、他方に内筒が固定される。特には図示していないが、ガイド３３には外筒に対する内筒の抜け止め機構も備わっている。本実施形態では、緩衝部材３４としてコイルばねが各ガイド３３の外筒に収容されて運転室１４とフレーム３２との間に介在している。フレーム３２及びキャブガード３１には、これらコイルばねの伸び力によって運転室１４の前面から離れる方向に力が作用している。前方からの外力が作用していない状態では、これらコイルばねの伸び力に前方に押されてキャブガード３１等は運転室１４から最も離れた位置に保持される。以下、この状態のキャブガード３１の位置を「原位置」と記載する。またキャブガード３１に外力が働き、キャブガード３１と共にフレーム３２が運転室１４に向かって移動するときには、その動作を緩衝する役割を緩衝部材３４が果たす。

このとき、運転室１４には、ガイド３３と同様に前後に延びるガイドブラケット１４ｃが固定されている。このガイドブラケット１４ｃにはスライダー３２ａがスライド可能に係り合っている。スライダー３２ａは運転室１４に対して進退するキャブガード３１又はこれと固定関係にある要素に固定されている。本実施形態では、フレーム３２における上下方向の中央よりもやや下寄りの位置に固定した棒状部材をスライダー３２ａとして例示している。ガイドブラケット１４ｃはスライダー３２ａに位置を対応させて運転室１４の前支柱から前方に突出して設けられている。但し、ガイドブラケット１４ｃとスライダー３２ａの位置については特に限定されるものではない。キャブガード３１が原位置にある状態でスライダー３２ａはガイドブラケット１４ｃの前側に位置する。

また、ガイドブラケット１４ｃには、上記のガードセンサ３５が設けられている。ガードセンサ３５はキャブガード３１の移動を検知するものであり、非接触式のセンサでも良いが、本実施形態では例えば近接スイッチを用いてある。本実施形態では、キャブガード３１が原位置にある状態で、ガイドブラケット１４ｃにおけるスライダー３２ａよりも後側（運転室１４に近い側）の位置にこのガードセンサ３５が設けられている。つまり、キャブガード３１に伴ってガイドブラケット１４ｃに案内されて移動するスライダー３２ａをガードセンサ３５で検知することで、キャブガード３１の移動（具体的には後退）を検知する構成である。但し、ガードセンサ３５の設置位置は、ガイドブラケット１４ｃに対するスライダー３２ａの進退範囲の最も運転室１４に近い位置よりは前側である。

上記の作業機停止装置３６は、本実施形態では上記の遮断弁装置３８（図４）で構成されている。遮断弁装置３８はパイロットライン４８ａ上でゲートロックバルブ５４と直列に配置されており、本実施形態ではゲートロックバルブ５４よりも下流側に位置しているが、ゲートロックバルブ５４の上流側に配置しても良い。

遮断弁装置３８は、電磁切換弁３８ａと油圧切換弁３８ｂを備えている。電磁切換弁３８ａはパイロットライン４８ａから分岐した信号ライン４８ｂに設けられており、油圧切換弁３８ｂはパイロットライン４８ａに設けられている。油圧切換弁３８ｂはノーマルオープンタイプの開閉弁であり、その油圧駆動部には信号ライン４８ｂが接続している。一方の電磁切換弁３８ａはノーマルクローズタイプの開閉弁であり、そのソレノイドには、スライダー３２ａがガードセンサ３５で検知されたことに伴って出力される電気信号（本例ではガードセンサ３５の信号そのもの）が入力される。電磁切換弁３８ａのソレノイドが励磁されると信号ライン４８ｂが開き、油圧切換弁３８ｂの油圧駆動部に油圧信号が入力され、パイロットライン４８ａが閉じる。電磁切換弁３８ａのソレノイドが消磁されると信号ライン４８ｂが閉じ、油圧切換弁３８ｂの油圧駆動部への油圧信号が遮断され、パイロットライン４８ａが開く。従って、スライダー３２ａがガードセンサ３５で検知され、キャブガード３１が運転室１４に向かって所定量移動したことが検知されたら、パイロットポンプ４８から操作装置５１〜５３に供給されるパイロット圧が遮断される。操作装置５１〜５３へのパイロット圧が遮断されると、操作装置５１〜５３からコントロールバルブ４５〜４７に油圧信号が出力不能となり、コントロールバルブ４５〜４７が中立位置に復帰して油圧シリンダ２４〜２６の伸縮動作が停止する。なお、本実施形態において油圧切換弁３８ｂが閉じた場合に遮断されるのは、作業機２０の動作に関わる操作装置５１〜５３へのパイロット圧のみであり、例えば旋回操作用の操作装置へのパイロット圧は遮断されないものとする。

また、本実施形態に係る油圧ショベルには、作業機停止装置３６の機能を停止させて作業機停止状態を解除する解除装置３９が備わっている。解除装置３９は解除スイッチ３９ａとリレースイッチ３９ｂからなる。解除スイッチ３９ａは前述したように運転室１４の内部に設けられている。回路上では、解除スイッチ３９ａはガードセンサ３５に給電する電源３７とリレースイッチ３９ｂとの間に配置されており、リレースイッチ３９ｂと電源３７の間を接続したり遮断したりする。解除スイッチ３９ａにはオルタネートスイッチか、切り状態を基本として入り状態にすると入り状態が一定時間継続するようなタイマースイッチを用いることが好ましいが、モーメンタリスイッチを用いることもできる。

リレースイッチ３９ｂは、作業機停止装置３６、具体的には電磁切換弁３８ａのソレノイドとガードセンサ３５との間に配置されており、ガードセンサ３５と作業機停止装置３６との間を接続したり遮断したりする。このリレースイッチ３９ｂは消磁状態で作業機停止装置３６とガードセンサ３５とを電気的に接続し、解除スイッチ３９ａが入り状態となって励磁状態になると作業機停止装置３６とガードセンサ３５との間の電気的接続を遮断する。つまり解除スイッチ３９ａが入り状態の間は、ガードセンサ３５の出力信号が作業機停止装置３６に入力されることはなく、作業機停止装置３６が機能しなくなる。

−動作−
原動機４１を始動させた後、操作装置５１〜５３等を適宜操作することで、油圧シリンダ２４〜２６等の各アクチュエータが駆動され、作業機２０や旋回体１２、走行体１１等が動作する。例えば作業機２０をアームシリンダ２５及びアタッチメントシリンダ２６を伸長させて抱え込み姿勢をとると、機種や車格によっては図５に示したようにアタッチメント２３が左右から見て運転室１４に重なる位置まで移動する場合がある。本例で例示したアタッチメント２３としてのリフティングマグネットは、それ自体は位置に関係なく運転室１４には干渉しない。しかし、例えば長尺の鉄骨等を把持（吸着）している場合、それが左右に延びる姿勢でリフティングマグネットに把持されていれば、図５の姿勢に至る過程で被把持物である長尺の鉄骨が運転室１４に干渉し得る。アタッチメント２３の種類等によっては、アタッチメント２３自体も運転室１４に干渉し得る。以降、被把持物及びこれを把持したアタッチメント２３を「被把持物等」と総称する。

被把持物等が運転室１４に干渉する場合、被把持物等はキャブガード３１に衝突する。被把持物等が衝突したキャブガード３１は、ガイド３３に案内されつつフレーム３２と共に運転室１４に近付く方向に移動する。そして、キャブガード３１等の移動の過程で、図６に示したようにスライダー３２ａがガードセンサ３５で検知されると、ガードセンサ３５から作業機停止装置３６に信号が出力される。これにより作業機停止装置３６では、電磁切換弁３８ａが開くと同時に油圧切換弁３８ｂが閉じ、パイロットライン４８ａが遮断される。こうしてパイロット圧が遮断されることで、操作装置５１〜５３からの油圧信号の出力が不能になり、コントロールバルブ４５〜４７が中立位置に強制復帰して作業機２０の動作が停止する。操作装置５１〜５３からの油圧信号が出力不能となることは、操作装置５１〜５３のパイロットポンプ４８と接続されている入力側が油圧切換弁３８ｂを通してタンクＴに接続され、出力側が上記入力側を通してタンクＴに接続されることによる。

その後、被把持物等をキャブガード３１から離して作業に復帰するためには、作業機２０を動作させなければならない。被把持物等がキャブガード３１に当たったままでは作業機２０の停止状態が継続するが、解除スイッチ３９ａを入り状態にすることでこの状態を脱することができる。解除スイッチ３９ａを入り状態にすると、リレースイッチ３９ｂが励磁され、ガードセンサ３５と作業機停止装置３６との電気的接続が遮断される。これにより電磁切換弁３８ａが消磁されて閉じると同時に油圧切換弁３８ｂが開き、操作装置５１〜５３からコントロールバルブ４５〜４７への油圧信号の出力が可能となり、油圧シリンダ２４〜２６の動作が可能な状態となる。このようにして作業機停止装置３６の機能を解除したら、操作装置５１〜５３を適宜操作して被把持物等をキャブガード３１から離す。被把持物等が離れるとキャブガード３１は緩衝部材３４としてのコイルばねの復元力で運転室１４から離れる方向に移動して原位置に復帰する。これに伴ってスライダー３２ａもガードセンサ３５から遠ざかり、ガードセンサ３５からの信号出力も停止する。その後、一定時間経過又は手動操作により解除スイッチ３９ａが切り状態に移行すると、作業機停止装置３６を含む回路も被把持物等がキャブガード３１に干渉する前の基本状態に復帰する。

−効果−
（１）運転室１４に対してキャブガード３１が進退可能に装着されているので、上記のように把持物等がキャブガード３１に干渉してもキャブガード３１が後退し、緩衝装置３４も作用してキャブガード３１に加わる衝撃荷重は緩和される。これと同時に、キャブガード３１の移動がガードセンサ３５で検知され、作業機停止装置３６が作動して作業機２０の動作が強制的に停止される。これによりキャブガード３１により運転室１４が保護されることは勿論のこと、キャブガード３１等の変形も抑制することができる。キャブガード３１等の変形が抑制できるので交換部品の発生も抑えられ、仮に部品交換の必要性が生じても変形の程度が抑えられるので交換作業に掛かる労力を低減できる。よって、本実施形態によれば交換部品の発生により休車状態に陥ることを抑制しつつ運転室を保護することができる。油圧ショベルが休車状態に陥ることを抑制できるので、油圧ショベルの稼働率の低下、ひいては現場全体の作業の進捗遅れの発生を抑えることができる。

また、運転室１４の前面を全体に覆うキャブガード３１で被把持物を受ける構成であるため、運転室１４の特定部分に向かってくる被把持物に限らず、運転室１４に向かってくる被把持物の全般に対して有効に機能する。

（２）ガードセンサ３５の出力信号を作業機停止装置３６に直接入力し、ガードセンサ３５の出力信号で作業機停止装置３６が作動する構成とした。そのためガードセンサ３５の移動検知から作業機停止までの遅延時間が極めて短く、作業機停止装置３６の迅速な応答性を確保することができる。

但し、発明の基本的な上記効果（１）を得る上では、例えばガードセンサ３５の出力信号をコントローラに入力し、ガードセンサ３５の出力信号に応じてコントローラから出力される信号により作業機停止装置３６が作動する構成としても良い。また、例えば作業機停止装置３６への信号線を電源３７に接続し、その途中に設けたリレースイッチをガードセンサ３５の出力信号で開閉する構成としても良い。

（３）作業機停止装置３６が作動して作業機２０の動作が不能な状態となっても、解除装置３９によって作業機停止装置３６の作動状態を解除でき、特に部品交換等の作業を経ずに上記効果（１）も相俟ってそのまま作業に復帰することができる。特に本実施形態では緩衝部材３４にコイルばねを用いているので、作業機停止状態の解除手順を経て被把持物等をキャブガード３１から離せばキャブガード３１等は原位置に自然に復帰し、キャブガード３１の位置を戻す作業も不要である。

但し、キャブガード３１に対する衝撃荷重を吸収する限りにおいては、コイルばね以外の弾性部材も緩衝部材３４として適用可能である。またキャブガード３１の原位置への自然復帰の機能が不要な場合には、弾性部材に代えてダンパ等の復元機能を持たない部材や機構を緩衝部材３４として用いても良い。

（４）また、仮にキャブガード３１の進退範囲の後端でガードセンサ３５がキャブガード３１のスライダー３２ａを検知する構成とした場合、検知された時点でキャブガード３１が拘束された状態となる。この場合、作業機停止装置３６の応答遅延性によってはキャブガード３１に必要以上の曲げ荷重が作用する可能性がある。それに対し、本実施形態ではストロークに余裕を残してキャブガード３１の移動を検知する構成としたので、キャブガード３１が後端まで押し込まれて拘束された状態になるまでに作業機２０の動作を止めることができる。これによりキャブガード３１に必要以上の曲げ荷重が作用することを抑制し、キャブガード３１の変形抑制効果をより高めることができる。

（５）ゲートロックバルブ５４も作業機停止装置３６と同様に作動時には操作装置５１〜５３へのパイロット圧の供給を遮断する役割を果たす。しかし、ゲートロックバルブ５４は作業機２０の動作に関わる操作装置５１〜５３の他、旋回用の操作装置や走行用の操作装置へのパイロット圧も遮断するのに対し、作業機停止装置３６が遮断するのは操作装置５１〜５３へのパイロット圧に限定される。ゲートロックバルブ５４を作業機停止装置３６として共用することも考えられるが、この場合にはキャブガード３１に被把持物等が干渉した際に作業機２０を含めて全ての機体動作が停止状態に陥ってしまう。それに対し、作業機停止装置３６をゲートロックバルブ５４とは別に設けたことで、キャブガード３１に被把持物等が干渉した際に停止状態となるのが作業機２０に限定され、走行や旋回等の動作は引き続き行うことができるようにすることができる。

但し、キャブガード３１に被把持物等が干渉した際に作業機２０を含めて全ての機体動作が停止状態になることが有意義である場合には、作業機停止装置３６により操作装置５１〜５３以外の操作装置へのパイロット圧も遮断できるようにすることができる。また、ガードセンサ３５でキャブガード３１の移動が検出された際にゲートロックバルブ５４が遮断位置に切り換わるように構成し、ゲートロックバルブ５４で作業機停止装置３６を兼ねる構成とすることもできる。この場合には部品点数を低減できる効果も期待できる。

−変形例−
上記実施形態では、キャブガード３１に伴って移動するスライダー３２ａをガードセンサ３５で検知する構成を例示したが、この構成には限定されない。例えばガードセンサ３５がキャブガード３１に伴って移動する構成とし、所定位置に固定したストライカのところまでガードセンサ３５が移動したら信号が出力される構成であっても良い。

また、遮断弁装置３８に電磁切換弁３８ａと油圧切換弁３８ｂの２つの切換弁を用いる構成を例示したが、ゲートロックバルブ５４と同様に１つの切換弁を用いた構成としても良い。

運転室と作業機の干渉を防止する干渉防止装置を採用した油圧ショベルにも本発明は適用可能であり、同様の効果を得る。干渉防止装置は標準的なバケットを装着した作業機と運転室の干渉を抑制する機能を備えているが、バケット以外のアタッチメントやアタッチメントで把持した把持物についてまで運転席との干渉を防止する機能を一般的には持たない。また上記実施形態に係る油圧ショベルのように運転室が移動する場合も同様である。従ってアタッチメントを交換した際や長尺物を把持した場合には、それらが運転席に干渉する可能性はある。このような場合にも作業機停止装置３６等は有効に機能する。なお、干渉防止装置については、例えば特開平７−１０９７５０号公報に記載されている。

また、必要であれば、キャブガード３１の移動量を段階的に検知して、例えば第一段階でアーム２２の動作停止、第二段階で作業機２０の全体の停止といったように段階的なインターロックを行うようにしても良い。

操作装置５１〜５３は油圧操作式を例示したが、電気レバー装置等の電気操作式の操作装置を採用した油圧ショベルにも本発明は適用可能である。電気操作式の操作装置を採用した場合、一般に操作装置の操作に伴う電気信号に応じてコントローラから指令信号が出力され、これにより駆動される電磁弁で生成された油圧信号によりコントロールバルブが駆動されて作業機が動作する。従って、例えばガードセンサ３５の出力信号をコントローラに入力し、ガードセンサ３５からの信号入力時には油圧信号を生成する電磁弁に対する指令信号が出力されなくなるようなプログラムをコントローラに格納する。これにより電気操作式の操作装置を採用した油圧ショベルにおいても、上記実施形態と同様のインターロックを実行することができる。

旋回体１２を支持する下部構造体として走行体１１を有する油圧ショベルに本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、地面や船体に固定されたポストを下部構造体とする定置式の油圧ショベルにも本発明は適用可能である。ホイール式の走行体を備えたホイールショベルにも適用可能である。

１１…走行体（下部構造体）、１２…旋回体、１４…運転室、２０…作業機、２１…ブーム、２２…アーム、２３…アタッチメント、２４…ブームシリンダ（油圧シリンダ）、２５…アームシリンダ（油圧シリンダ）、２６…アタッチメントシリンダ（油圧シリンダ）、３１…キャブガード、３２…フレーム、３３…ガイド、３４…緩衝部材、３５…ガードセンサ、３６…作業機停止装置、３８…遮断弁装置、３９…解除装置、４１…原動機、４２〜４４…油圧ポンプ、４５〜４７…コントロールバルブ、４８…パイロットポンプ、５１〜５３…操作装置

Claims (3)

1. 下部構造体と、前記下部構造体の上部に旋回可能に設けられた旋回体と、前記旋回体の前部に設けた作業機を備え、前記作業機が、前記旋回体に連結されたブームと、前記ブームに連結されたアームと、前記アームに連結されたアタッチメントと、前記ブーム、前記アーム及び前記アタッチメントを駆動する複数の油圧シリンダを備え、前記旋回体が、前部に設けた運転室、前記運転室の前面に設けたキャブガード、前記油圧シリンダを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプを駆動する原動機、及び前記油圧ポンプから前記油圧シリンダへの作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブを備えた油圧ショベルにおいて、
   前記キャブガードを支持するフレームと、
   前記フレームを前記運転室に対して進退可能に支持するガイドと、
   前記キャブガードの前記運転室に向かう動作を緩衝する緩衝部材と、
   前記キャブガードの移動を検知するガードセンサと、
   前記キャブガードが前記運転室に向かって移動して前記ガードセンサの信号が入力されたら、前記複数のコントロールバルブを中立位置に復帰させて前記複数の油圧シリンダの伸縮動作を停止させる作業機停止装置を備えたことを特徴とする油圧ショベル。
2. 請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
   前記複数のコントロールバルブを駆動する油圧信号を出力する油圧式の操作装置と、
   前記油圧信号の元圧となるパイロット圧を出力するパイロットポンプを備え、
   前記作業機停止装置は、前記ガードセンサで前記キャブガードの移動が検知されたことに伴って出力される信号により、前記パイロットポンプから前記操作装置に供給されるパイロット圧を遮断する遮断弁装置で構成されていることを特徴とする油圧ショベル。
3. 請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、前記作業機停止装置の機能を停止させて作業機停止状態を解除する解除装置を備えていることを特徴とする油圧ショベル。

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