JPH09291559A - 作業機械の作動範囲制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設機械等の作業機械の作動範囲制御装置に
関し、オペレータによる作動制限の範囲情報の設定を必
要とせず、オペレータの操作負荷を軽減させることがで
きるようにする。 【解決手段】 携帯式の外部記憶部材６と、外部記憶部
材６を着脱自在にセットされることにより、外部記憶部
材６に記憶されている作動範囲設定データを読み出しう
るインタフェース部３と、作業装置における上記複数の
作動部材の位置情報を検出する位置検出手段２ａ，１１
５−１〜１１５−４と、インタフェース部３を通じて読
み出された作動範囲設定データに基づき、作業装置用操
作部材の指示に優先して、位置検出手段２ａ，１１５−
１〜１１５−４で検出された作動部材位置情報を参照し
ながら、作業装置の作動範囲を作動範囲設定データで規
定される作動範囲に制限する作動範囲制限手段２，１１
４−１〜１１４−４とをそなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械等の作業
機械の作動範囲制御装置に関し、特に作業場所近傍に干
渉物がある場合等、作動範囲に制限のある場所での作業
を行なう際に用いて好適な、作業機械の作動範囲制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、油圧ショベルのごとき建設機
械（作業機械）は、図１１に示すように、互いに独立し
て駆動しうる右トラック１００Ｒ及び左トラック１００
Ｌをそなえてなる下部走行体１００上に、運転操作室１
０１付き作業機械本体部（作業機械本体）１０２が水平
面内で回転自在に設けられており、更にこの作業機械本
体部１０２には、ブーム１０３が垂直方向に回動自在に
枢着されるとともに、ブーム１０３には、スティック１
０４が同じく垂直方向に回動自在に枢着されている。

【０００３】また、作業機械本体部１０２とブーム１０
３との間には、ブーム１０３を駆動するブーム駆動用油
圧シリンダ装置（流体圧シリンダ装置）１０５が設けら
れるとともに、ブーム１０３とスティック１０４との間
には、スティック１０４を駆動するスティック駆動用油
圧シリンダ装置（流体圧シリンダ装置）１０６が設けら
れている。

【０００４】なお、スティック１０４の先端部には、油
圧シリンダ装置１０７によって駆動されるバケット１０
８が着脱自在に取り付けられている。さらに、上述の左
トラック１００Ｌ，右トラック１００Ｒは、それぞれ独
立した動力源としての走行モータ１０９Ｌ，１０９Ｒ
（図１３参照）をそなえるとともに、作業機械本体部１
０２による旋回，ブーム１０３及びスティック１０４に
よる回動，バケット１０８の駆動は、図示しないエンジ
ン（内燃機関）により油圧ポンプを駆動することによ
り、後述の図１３に示す油圧式制御回路装置１１１を介
して動作されるようになっている。

【０００５】また、運転操作室１０１は、例えば図１２
に示すように構成されており、この運転操作室１０１
は、オペレータが着座するシート１０１Ａ，左レバー１
０１Ｂ，右レバー１０１Ｃ，コンソール１０１Ｄ，左ペ
ダル１０１Ｌ，右ペダル１０１Ｒ，インスツルメントパ
ネル１０１Ｅ及びセーフティロックレバー１０１Ｆをそ
なえている。

【０００６】ここで、上述の左レバー１０１Ｂ，右レバ
ー１０１Ｃ，左ペダル１０１Ｌ及びよび右ペダル１０１
Ｒは、作業機械の動き（走行，旋回，ブーム回動，ステ
ィック回動又はバケット回動）を制御するためのもので
ある。例えば、オペレータがこれらの左右のレバー１０
１Ｂ，１０１Ｃを前後左右に操作することにより、油圧
式制御回路装置１１１を介して油圧シリンダ装置１０５
〜１０７が駆動されて、旋回，ブーム回動，スティック
回動又はバケット回動を行なうことができるようになっ
ている。

【０００７】また、左ペダル１０１Ｌを踏むことによ
り、その踏量が油圧式制御回路装置１１１を介して左側
走行用モータ１０９Ｌに伝達されて左トラック１００Ｌ
が回転駆動される一方、右ペダル１０１Ｒを踏むことに
より、その踏量が油圧式制御回路装置１１１を介して右
側走行用モータ１０９Ｒに伝達されて右トラック１００
Ｒが回転駆動されることを通じて、作業機械は走行（直
進，左右カーブ又はバック）することができるようにな
っている。

【０００８】例えば、右トラック１００Ｒ及び左トラッ
ク１００Ｌ双方が前進方向に同一回転で回転させること
により直進し、左トラック１００Ｌの回転数を右トラッ
ク１００Ｒよりも多く回転させることにより左カーブ
し、右トラック１００Ｒの回転数を左トラック１００Ｌ
よりも多く回転させることにより右カーブし、右トラッ
ク１００Ｒ及び左トラック１００Ｌ双方が後退方向に同
一回転で回転させることによりバックすることができ
る。

【０００９】なお、上述の旋回とは、後述の図１３に示
す旋回モータ１１０による作業機械本体部１０２の回転
動作をいう。ところで、上述の油圧式制御回路装置１１
１としては、図１３に示すように、油圧シリンダ装置１
０５〜１０７，走行モータ１０９Ｌ，１０９Ｒ及び旋回
モータ１１０のそれぞれに対して制御量を伝達するため
の油圧式制御弁１１１−１〜１１１−６及びパイロット
圧制御用電磁弁１１４−１〜１１４−４をそなえて構成
されている。

【００１０】ここで、制御弁１１１−１は、左レバー１
０１Ｂからパイロット油路１１２−１を介してパイロッ
ト油圧を受けて切り替わることにより、油路１１３−１
を介してブーム駆動用油圧シリンダ装置１０５における
油圧を制御して、ブーム駆動用油圧シリンダ装置１０５
を伸縮駆動させることによって、ブーム１０３を駆動す
るようになっている。

【００１１】同様に、制御弁１１１−２は、左レバー１
０１Ｂからパイロット油路１１２−２を介してパイロッ
ト油圧を受けて切り替わることにより、油路１１３−２
を介して油圧シリンダ装置１０７に作用する油圧を制御
して、油圧シリンダ装置１０７を伸縮駆動させることに
よって、バケット１０８を駆動するようになっている。

【００１２】また、制御弁１１１−３は、左ペダル１０
１Ｌからパイロット油路１１２−３を介してパイロット
油圧を受けて、油路１１３−３を介して左側走行モータ
１０９Ｌにおける油圧を制御することにより、左トラッ
ク１００Ｌを回転駆動するようになっている。同様に、
油圧式制御弁１１１−４は、右ペダル１０１Ｒからパイ
ロット油路１１２−４を介してパイロット油圧を受け
て、油路１１３−４を介して右側走行モータ１０９Ｒに
おける油圧を制御することにより、右トラック１００Ｒ
を回転駆動するようになっている。

【００１３】さらに、制御弁１１１−５は、右レバー１
０１Ｃからパイロット油路１１２−５を介してパイロッ
ト油圧を受けて、油路１１３−５を介して旋回モータ１
１０における油圧を制御することにより、作業機械本体
部１０２を回転駆動するようになっている。また、制御
弁１１１−６は、右レバー１０１Ｃからパイロット油路
１１２−６を介してパイロット油圧を受けて切り替わる
ことにより、油路１１３−６を介してスティック駆動用
油圧シリンダ装置１０６に作用する油圧を制御すること
により、スティック駆動用油圧シリンダ装置１０６を伸
縮駆動させることによって、スティック１０４を駆動す
るようになっている。

【００１４】なお、上述の油路１１３−１〜１１３−６
は、それぞれ、制御弁１１１−１〜１１１−６を介する
ことにより、図示しないエンジンにより駆動される油圧
ポンプ及びリザーバタンクに導通される一方、パイロッ
ト油路１１２−１〜１１２−６についても、上述の油圧
ポンプ及びリザーバタンクに導通されるようになってい
る。

【００１５】また、パイロット圧制御用電磁弁１１４−
１〜１１４−４は、それぞれ、パイロット油路１１２−
１，１１２−２，１１２−５，１１２−６に介装され、
後述の図１４に示すコントローラ１１７からの制御情報
に基づいて、制御弁１１１−１，１１１−２，１１１−
５，１１１−６に供給されるパイロット油圧を制御する
ものであり、これにより、ブーム１０３，スティック１
０４，バケット１０８等の作動しうる角度や、作業機械
本体部１０２の可動部分の旋回しうる角度等に制限を設
けるようになっている。

【００１６】ところで、上述のパイロット圧制御用電磁
弁１１４−１〜１１４−４の制御系は、例えば図１４に
示すような構成を有している。即ち、図１４は上述の油
圧ショベルのごとき建設機械に搭載された作動範囲制限
装置の構成を示すブロック図であり、この図１４に示す
作動範囲制限装置は、パイロット圧制御用電磁弁１１４
−１〜１１４−４，角度センサ１１５−１〜１１５−
４，設定器１１６及びコントローラ１１７をそなえて構
成されている。

【００１７】ここで、角度センサ１１５−１は、例えば
ブーム駆動用油圧シリンダ装置１０５の駆動状態に基づ
いてブーム１０３の作業機械本体部１０２に対する角度
を検出するものであり、角度センサ１１５−２は、例え
ば油圧シリンダ装置１０８の駆動状態に基づいてバケッ
ト１０８のスティック１０４に対する角度を検出するも
のである。

【００１８】さらに、角度センサ１１５−３は、例えば
旋回モータ１１０の駆動状態に基づいて作業機械本体部
１０２の旋回角度を検出するものであり、角度センサ１
１５−４は、例えばスティック駆動用油圧シリンダ装置
１０６の駆動状態に基づいてスティック１０４のブーム
１０３に対する角度を検出するものである。さらに、設
定器１１６は、建設機械において作業を開始する際に、
オペレータにより、当該作業を行なう際の建設機械の位
置と干渉物との距離等に基づいて、上述の作動部材の作
動制限情報としての高さ，深さ，リーチ等の情報を設定
するものである。

【００１９】また、コントローラ１１７は、角度センサ
１１５−１〜１１５−４からの角度の検出情報を入力さ
れ、この検出情報及びブーム１０３，スティック１０４
及びバケット１０８自身の長さに基づいて、現在の作動
部材の高さ，深さ，リーチに関する情報を演算し、演算
結果として得られた現在の作動部材の高さ，深さ，リー
チと設定器１１６からの作動制限情報とに基づいて、各
電磁弁１１４−１〜１１４−４に対して作動制限を行な
うための制御信号を出力するものである。

【００２０】さらに、パイロット圧制御用電磁弁１１４
−１は、コントローラ１１７からブーム１０３の作動範
囲を抑制する旨の信号を受け、油路１１２−１を介して
油圧式制御弁１１１−１に供給されるパイロット油圧を
可変するものであり、これにより、ブーム１０３の作動
しうる角度が制限されるようになっている。同様に、パ
イロット圧制御用電磁弁１１４−２は、コントローラ１
１７からバケット１０８の作動範囲を制限する旨の信号
を受け、油路１１２−２を介して油圧式制御弁１１１−
２に供給されるパイロット油圧を可変するものであり、
これにより、バケット１０８の作動しうる角度が制限さ
れるようになっている。

【００２１】さらに、パイロット圧制御用電磁弁１１４
−３は、コントローラ１１７から旋回モータ１１０の作
動範囲を抑制する旨の信号を受け、油路１１２−５を介
して油圧式制御弁１１１−５に供給されるパイロット油
圧を可変するものであり、これにより、作業機械本体部
１０２の旋回角度が制限されるようになっている。ま
た、パイロット圧制御用電磁弁１１４−４は、コントロ
ーラ１１７からスティック１０６の作動範囲を制限する
旨の信号を受け、油路１１２−６を介して油圧式制御弁
１１１−６に供給されるパイロット油圧を可変するもの
であり、これにより、スティック１０４の作動しうる角
度が制限されるようになっている。

【００２２】従って、コントローラ１１７においては、
ブーム１０３，スティック１０４，バケット１０８の作
動範囲及び作業機械本体部１０２の旋回角度を、オペレ
ータがレバー１０１Ｂ，１０１Ｃを操作することにより
指示された制御量に優先して、設定器１１６にて設定さ
れた作動範囲に制限することができるようになってい
る。

【００２３】このような構成により、ブーム１０３，ス
ティック１０４あるいはバケット１０８を作動させるに
は、運転操作室１０１内のブーム操作部材，スティック
操作操作部材又はバケット操作部材としてのレバー１０
１Ｂ，１０１Ｃを前後左右に適宜操作することにより、
パイロット油圧を、パイロット油路１１２−１，１１２
−６又は１１２−２を通じて、制御弁１１１−１，１１
１−６又は１１１−２に作用させて、ブーム駆動用油圧
シリンダ装置１０５やスティック駆動用油圧シリンダ装
置１０６あるいは油圧シリンダ装置１０７を伸縮駆動さ
せる。

【００２４】これにより、図１１に示すように、例えば
ブーム駆動用油圧シリンダ装置１０５が伸長，収縮駆動
されると、ブーム上げ動作（矢印ａ方向）やブーム下げ
動作（矢印ｂ方向）を実行することができ、スティック
駆動用油圧シリンダ装置１０６が伸長，収縮駆動される
と、スティックアウト動作（矢印ｃ方向）やスティック
イン動作（矢印ｄ方向）を実行することができ、さら
に、油圧シリンダ装置１０７が伸長，収縮駆動される
と、バケットダンプ動作（開き動作，矢印ｅ方向）やバ
ケットカール動作（巻き込み動作，矢印ｆ方向）を実行
することができる。

【００２５】従って、この作業機械を用いて、そのバケ
ット１０８の刃先を所定の軌跡にそって移動させること
により、例えば掘削，積込み等の各種作業を行なうこと
ができる。ここで、上述の作業機械が掘削，積込み作業
を行なう際においては、まず、作業機械を掘削位置まで
走行させた後、バケット１０８が掘削点の真上に位置す
るように旋回する。このときブーム１０３はアップ状態
とし、スティック１０４はアウト状態とし、バケット１
０８はカール状態とする。

【００２６】続いて、バケット１０８をやや開き加減と
しながら、バケット１０８が真下の掘削点に到達するよ
うにブーム１０３及びスティック１０４を操作する。バ
ケット１０８が掘削点に到達すると、バケット１０８を
巻き込みながらブーム１０３を上げるとともにスティッ
ク１０４をイン動作させることにより、掘削点において
掘削された土砂等をバケット１０８内に収める。

【００２７】掘削された土砂がバケット１０８内に収め
られると、作業機械を旋回させることにより、バケット
１０８を掘削点とは別の位置に移動させる。そして、バ
ケット１０８を開きながら、ブーム１０３を上げるとと
もにスティック１０４をアウト動作させることにより、
バケット１０８内に収められた土砂等を所定の位置に排
出させる。これにより、掘削された土砂を掘削点とは別
の位置に積み込むことができる。

【００２８】ところで、上述の油圧ショベルのごとき建
設機械においては、作業の際に、近傍に干渉物（障害
物）があるような場合には、作動範囲制限装置によりブ
ーム１０３，スティック１０４，バケット１０８等の作
動範囲や、作業機械本体部１０２自身の旋回角度を、オ
ペレータから上述の各作動部材に対して指示する制御量
に優先して、設定器１１６にて設定された作動範囲に積
極的に制限することにより、その干渉物との干渉を避け
て作業を行なうとともに、オペレータによる操作ミス等
を未然に防止している。

【００２９】即ち、建設機械において作業を開始する際
に、当該作業を行なう場所に応じて、オペレータが設定
器１１６を介して上述の操作部材の高さ，深さ，リーチ
等の制限情報を入力しておく。これにより、実際のオペ
レータ操作による作業を行なう際に、コントローラ１１
７が電磁弁１１４−１〜１１４−４を制御することによ
り、現在の操作部材の高さ，深さ，リーチ等の情報が、
設定器１１６における制限情報を超えないようにするこ
とにより、当該作業を行なう際の建設機械の位置と干渉
物との距離等に基づいて建設機械の作動制限を行なって
いる。

【００３０】例えば、上述の掘削，積込み作業を行なう
際に、掘削箇所の所定の深さに埋設物があることが分か
っている場合には、作業の際にブーム１０３，スティッ
ク１０４，バケット１０８等の作動しうる角度に制限を
設けることを通じて、例えば図１５に示すように、ブー
ム１０３，スティック１０４，バケット１０８等の操作
状態に応じて形成される操作部材の高さ（Ｈ），深さ
（Ｄ），リーチ（Ｒ）等を制限し（この場合においては
特に深さを制限し）、埋設物との干渉が起こらないよう
にしている。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
作業機械の作動範囲制限装置では、作業を行なう場所に
応じて作動制限の範囲情報を設定する必要があるので、
１か所の作業場所にかかる作動制限の範囲情報のみが設
定されるようになっており、オペレータは作業機械によ
る作業を開始する毎に、設定器１１６を介して作動制限
の範囲を設定しなければならず、さらに、例えばある作
業箇所から連続して別の作業箇所での作業に移る場合に
は、当該別の作業箇所における作動範囲をあらためて設
定する必要があり、オペレータによる操作負荷が重くな
るという課題がある。

【００３２】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、オペレータによる作動制限の範囲情報の設定
を必要とせず、オペレータの操作負荷を軽減させること
ができるようにした、作業機械の作動範囲制限装置を提
供することを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の作業
機械の作動範囲制限装置は、下部走行体上の上部車体に
付設されて所望の作業を行なうべく複数の作動部材から
なる作業装置と、作業装置における上記複数の作動部材
を操作する作業装置用操作部材とを有する作業機械にお
いて、作業装置の作動範囲設定データを記憶する携帯式
の外部記憶部材と、外部記憶部材を着脱自在にセットさ
れることにより、外部記憶部材に記憶されている作動範
囲設定データを読み出しうるインタフェース部と、作業
装置における上記複数の作動部材の位置情報を検出する
位置検出手段と、インタフェース部を通じて読み出され
た外部記憶部材からの作動範囲設定データに基づき、作
業装置用操作部材に指示に優先して、位置検出手段で検
出された作動部材位置情報を参照しながら、作業装置の
作動範囲を作動範囲設定データで規定される作動範囲に
制限する作動範囲制限手段とをそなえて構成されたこと
を特徴としている（請求項１）。

【００３４】さらに、本発明の作業機械の作動範囲制限
装置は、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部車体
に付設されて所望の作業を行なうべく複数の作動部材か
らなる作業装置と、作業装置における上記複数の作動部
材を操作する作業装置用操作部材とを有する作業機械に
おいて、上部車体の旋回運動を考慮した作業装置の作動
範囲設定データを記憶する携帯式の外部記憶部材と、外
部記憶部材を着脱自在にセットされることにより、外部
記憶部材に記憶されている作動範囲設定データを読み出
しうるインタフェース部と、上部車体の旋回位置情報及
び作業装置における上記複数の作動部材の位置情報を検
出する位置検出手段と、インタフェース部を通じて読み
出された外部記憶部材からの作動範囲設定データに基づ
き、作業装置用操作部材の指示に優先して、位置検出手
段で検出された旋回位置情報及び作動部材位置情報を参
照しながら、上部車体の旋回範囲と作業装置の作動範囲
とを作動範囲設定データで規定される作動範囲に制限す
る作動範囲制限手段とをそなえて構成されたことを特徴
としている（請求項２）。

【００３５】また、本発明の作業機械の作動範囲制限装
置は、下部走行体上の上部車体に付設されて所望の作業
を行なうべく複数の作動部材からなる作業装置と、作業
装置における上記複数の作動部材を操作する作業装置用
操作部材とを有する作業機械において、作業装置の作動
範囲を設定しうる作動範囲設定器と、作業装置の作動範
囲設定データを記憶する携帯式の外部記憶部材と、外部
記憶部材を着脱自在にセットされることにより、外部記
憶部材に記憶されている作動範囲設定データを読み出し
うるインタフェース部と、作業装置における上記複数の
作動部材の位置情報を検出する位置検出手段と、作動範
囲設定器で設定された作動範囲となるように、作業装置
用操作部材の指示に優先して、位置検出手段で検出され
た作動部材位置情報を参照しながら、作業装置の作動範
囲を制限する第１作動範囲制限モードで作動するか又
は、第１作動範囲制限モードに優先して、インタフェー
ス部を通じて読み出された外部記憶部材からの作動範囲
設定データに基づき、作業装置用操作部材の指示に優先
して、位置検出手段で検出された作動部材位置情報を参
照しながら、作業装置の作動範囲を作動範囲設定データ
で規定される作動範囲に制限する第２作動範囲制限モー
ドで作動する作動範囲制限手段とをそなえて構成された
ことを特徴としている（請求項３）。

【００３６】さらに、本発明の作業機械の作動範囲制限
装置は、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部車体
に付設されて所望の作業を行なうべく複数の作動部材か
らなる作業装置と、作業装置における上記複数の作動部
材を操作する作業装置用操作部材とを有する作業機械に
おいて、作業装置の作動範囲を設定しうる作動範囲設定
器と、上部車体の旋回運動を考慮した作業装置の作動範
囲設定データを記憶する携帯式の外部記憶部材と、外部
記憶部材を着脱自在にセットされることにより、外部記
憶部材に記憶されている作動範囲設定データを読み出し
うるインタフェース部と、上部車体の旋回位置情報及び
作業装置における上記複数の作動部材の位置情報を検出
する位置検出手段と、作動範囲設定器で設定された作動
範囲となるように、作業装置用操作部材の指示に優先し
て、位置検出手段で検出された旋回位置情報及び作動部
材位置情報を参照しながら、上部車体の旋回範囲と作業
装置の作動範囲とを制限する第１作動範囲制限モードで
作動するか又は、第１作動範囲制限モードに優先して、
インタフェース部を通じて読み出された外部記憶部材か
らの作動範囲設定データに基づき、作業装置用操作部材
の指示に優先して、位置検出手段で検出された旋回位置
情報及び作動部材位置情報を参照しながら、上部車体の
旋回範囲と作業装置の作動範囲とを作動範囲設定データ
で規定される作動範囲に制限する第２作動範囲制限モー
ドで作動する作動範囲制限手段とをそなえて構成された
ことを特徴としている（請求項４）。

【００３７】この場合においては、作動範囲設定データ
を表示する表示手段と、インタフェース部を通じて読み
出された外部記憶部材からの作動範囲設定データを表示
手段に表示させる表示制御手段とを設けることもできる
（請求項５）。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の各実
施形態について説明する。 （ａ）第１実施形態の説明 図１〜図４は本発明の第１実施形態にかかる作業機械の
作動範囲制限装置を示すもので、図１はその構成を説明
するためのブロック図、図２はその表示部分の外観を示
す模式的正視図、図３はＩＣカードの作動範囲制限情報
の設定手法を説明するためのブロック図、図４はその動
作を説明するためのフローチャートである。

【００３９】さて、本実施形態においても、図１１，図
１２に示したような油圧ショベルのごとき建設機械に、
本発明を適用した場合について説明するが、その構成は
前記した通りである。なお、図１〜図４中、図１１，図
１２と同一の符号は、同様の部分を示す。即ち、本実施
形態にかかる作業機械としての建設機械も、図１１に示
すように、走行部としてのトラック１００Ｌ，１００Ｒ
を有する下部走行体１００と、下部走行体１００上に設
けられた上部車体としての作業機械本体部１０２と、作
業機械本体部１０２に付設されて所望の作業を行なうべ
く複数の作動部材としてのブーム１０３，スティック１
０４及びバケット１０８からなる作業装置１１８とをそ
なえている。

【００４０】また、本実施形態にかかる建設機械におい
ても、ブーム１０３，スティック１０４，バケット１０
８等の作動しうる角度や、作業機械本体部１０２の可動
部分の旋回しうる角度等に制限を設けるための作動範囲
制限用電磁弁（パイロット圧制御用電磁弁）１１４−１
〜１１４−４をそなえているが、この作動範囲制限用電
磁弁（パイロット圧制御用電磁弁）１１４−１〜１１４
−４におけるパイロット圧を制御する制御系は、例えば
図１に示すような構成を有している。

【００４１】即ち、図１は本実施形態にかかる作業機械
の作動範囲制限装置を示すブロック図であり、この図１
に示す作動範囲制限装置１は、作動範囲制限用電磁弁１
１４−１〜１１４−４，角度センサ１１５−１〜１１５
−４，コントローラ２，ＩＣカードリーダ／ライタ３，
作動範囲表示用モニタ４及び入力部５をそなえて構成さ
れている。

【００４２】ここで、角度センサ１１５−１は、例えば
ブーム駆動用油圧シリンダ装置１０５の駆動状態に基づ
いてブーム１０３の作業機械本体部１０２に対する角度
を検出するものであり、角度センサ１１５−２は、例え
ば油圧シリンダ装置１０８の駆動状態に基づいてバケッ
ト１０８のスティック１０４に対する角度を検出するも
のである。

【００４３】さらに、角度センサ１１５−３は、例えば
旋回モータ１１０の駆動状態に基づいて作業機械本体部
１０２の旋回角度を検出するものであり、角度センサ１
１５−４は、例えばスティック駆動用油圧シリンダ装置
１０６の駆動状態に基づいてスティック１０４のブーム
１０３に対する角度を検出するものである。また、ＩＣ
カード６は、作業機械本体部１０２の旋回運動を考慮し
た作業装置の作動範囲設定データを記憶する携帯式の外
部記憶部材としての機能を有するものであり、ＩＣカー
ドリーダ／ライタ３の図示しない差し込み口にＩＣカー
ド６を挿入されてセットされる一方、取り出し操作（例
えばＩＣカードリーダ／ライタ３に設けられた取り出し
ボタンを押下する操作）により、ＩＣカードリーダ／ラ
イタ３から取り出すことができるようになっている。換
言すれば、このＩＣカード６は、ＩＣカードリーダ／ラ
イタ３に着脱自在にセットすることができるようになっ
ている。

【００４４】ここで、ＩＣカード６に記憶される作動範
囲設定データとしては、建設機械において作業を開始す
る際に、オペレータにより、当該作業を行なう際の建設
機械の位置と干渉物との距離等に基づいて、上述の作動
部材の作動制限情報としての高さ，深さ，リーチ等の情
報により構成されている。なお、これらの高さ，深さ，
リーチ等の作動制限情報については、建設機械が干渉物
と干渉（ブーム１０３，スティック１０４及びバケット
１０８が干渉物に接触）しないように、作業場所におけ
る建設機械と干渉物との実際の距離よりも十分小さい値
として設定することができる。

【００４５】さらに、ＩＣカードリーダ／ライタ３は、
このＩＣカード６に対するデータの書き込みや、ＩＣカ
ード６からのデータの読み出しを行なうものであり、Ｉ
Ｃカード６に記憶されている作動範囲設定データを読み
出しうるインタフェース部としての機能を有している。
また、コントローラ２は、例えばＣＰＵ（central proc
essing unit)，メモリ等により構成され、上述の角度セ
ンサ１１５−１〜１１５−４からの角度検出情報から作
業装置１１８の位置情報を検出し、検出された位置情報
を参照しながら、ブーム１０３，スティック１０４，バ
ケット１０８及び作業機械本体部１０２の旋回角度を、
ＩＣカード６に書き込まれた設定データで規定される作
動範囲に制限するものである。

【００４６】さらに、コントローラ２は、機能的には演
算部２ａ，比較部２ｂ，電磁弁制御部２ｃ，バッファ部
２ｄ及び表示制御部２ｅをそなえて構成されている。こ
こで、演算部２ａは、角度センサ１１５−１〜１１５−
４にて検出されたそれぞれの角度情報に基づいて、複数
の作動部材としてのブーム１０３，スティック１０４，
バケット１０８の位置を演算するものである。

【００４７】具体的には、この演算部２ａにおいては、
角度センサ１１５−１〜１１５−４からの角度情報及び
ブーム１０３，スティック１０４及びバケット１０８自
身の長さに関する情報に基づいて、現在の作業装置１１
８の高さ，深さ，リーチ（図１５参照）に関する情報を
演算するようになっており、演算結果は作動部材位置情
報を構成するパラメータとして使用されるようになって
いる。

【００４８】従って、上述の角度センサ１１５−１〜１
１５−４及び演算部２ａにより、作業装置１１８におけ
る複数の作動部材１０３，１０４，１０８の位置情報を
検出する位置検出手段としての機能を有している。さら
に、バッファ部２ｄは、ＩＣカードリーダ／ライタ３か
ら読み取られた作動範囲設定データ（作業装置１１８の
高さ，深さ，リーチに関するデータ）を一旦保持してお
くものである。

【００４９】また、比較部２ｂは、演算部２ａにて演算
された演算結果（現在の作業装置１１８の高さ，深さ，
リーチ）と、バッファ部２ｄからの作動範囲設定データ
とを比較するものであり、比較結果は電磁弁制御部２ｃ
に出力されるようになっている。さらに、電磁弁制御部
２ｃは、比較部２ｂからの比較結果に基づいて、現在の
作業装置１１８の位置情報としての高さ，深さ，リーチ
が、バッファ部２ｄからの作動範囲設定データ以上とな
らないように、作動制限用電磁弁１１４−１〜１１４−
４のそれぞれに制御信号を出力するものである。

【００５０】ここで、前述の場合と同様に、作動範囲制
限用電磁弁１１４−１は、電磁弁制御部２ｃからブーム
１０３の作動範囲を抑制する旨の信号を受け、油路１１
２−１を介して油圧式制御弁１１１−１に供給されるパ
イロット油圧を可変するものであり、これにより、ブー
ム１０３の作動しうる角度が制限されるようになってい
る。

【００５１】また、パイロット圧制御用電磁弁１１４−
２は、電磁弁制御部２ｃからバケット１０８の作動範囲
を制限する旨の信号を受け、油路１１２−２を介して油
圧式制御弁１１１−２に供給されるパイロット油圧を可
変するものであり、これにより、バケット１０８の作動
しうる角度が制限されるようになっている。さらに、パ
イロット圧制御用電磁弁１１４−３は、電磁弁制御部２
ｃから旋回モータ１１０の作動範囲を抑制する旨の信号
を受け、油路１１２−５を介して油圧式制御弁１１１−
５に供給されるパイロット油圧を可変するものであり、
これにより、作業機械本体部１０２の旋回角度が制限さ
れるようになっている。

【００５２】また、パイロット圧制御用電磁弁１１４−
４は、電磁弁制御部２ｃからスティック１０６の作動範
囲を制限する旨の信号を受け、油路１１２−６を介して
油圧式制御弁１１１−６に供給されるパイロット油圧を
可変するものであり、これにより、スティック１０４の
作動しうる角度が制限されるようになっている。従っ
て、コントローラ２においては、電磁弁１１４−１〜１
１４−４を制御することにより、作動部材１０３，１０
４，１０８の作動範囲を、オペレータがレバー１０１
Ｂ，１０１Ｃを操作することにより指示された制御量に
優先して、ＩＣカード６にて書き込まれた作動範囲設定
データに規定された作動範囲に制限することができるよ
うになっている。

【００５３】換言すれば、上述のコントローラ２及び作
業範囲制限用電磁弁１１４−１〜１１４−４により、作
動範囲制限手段としての機能を有している。なお、コン
トローラ２の表示制御部２ｅは、バッファ部２ｄからの
作動範囲設定データについて作動範囲表示用モニタ４に
て表示制御するものである。換言すれば、表示制御部２
ｅは、ＩＣカードリーダ／ライタ３を通じて読み出され
たＩＣカード６からの作動範囲設定データを作動範囲表
示用モニタ４に表示させる表示制御手段としての機能を
有している。

【００５４】また、作動範囲表示用モニタ４は、例えば
運転操作室１０１のインスツルメントパネル１０１Ｅ内
に搭載され、上述の表示制御部２ｅからの制御に基づい
て、バッファ部２ｄにて保持されている作動範囲設定デ
ータを表示するものであり、表示手段としての機能を有
している。さらに、入力部５についても、例えば運転操
作室１０１のインスツルメントパネル１０１Ｅ内に搭載
され、オペレータが、作業範囲設定データや、作動範囲
の制限に関する制御情報あるいは作動範囲表示用モニタ
４における表示態様を制御するための情報を入力するた
めのものであり、例えばスイッチ等により構成されてい
る。なお、入力部５からの情報は、コントローラ２に入
力されるようになっている。

【００５５】また、上述の作動範囲表示用モニタ４及び
入力部５としては、具体的には図２に示すようなものを
用いることができる。即ち、この図２に示すように、作
動範囲表示用モニタ４は、表示部４ａ，相対表示ＬＥＤ
(Light Emitting Diode)４ｂ，自動停止設定ＬＥＤ４
ｃ，表示内容ＬＥＤ４ｄ，及び一時解除ＬＥＤ４ｅによ
り構成され、入力部５は、相対表示スイッチ５ａ，切替
表示スイッチ５ｂ，一時解除スイッチ５ｃ，セットスイ
ッチ５ｄ及びクリアスイッチ５ｅにより構成されてい
る。

【００５６】ここで、表示部４ａは、指定された距離情
報を表示するものであり、相対表示ＬＥＤ４ｂは、相対
位置（作業装置１１８と干渉物との相対位置）を表示す
る場合に点灯し基準点からの位置の表示の場合に消灯す
るものであり、自動停止設定ＬＥＤ４ｃは、作動範囲設
定データの項目、即ち建設機械の位置制限機能が設定さ
れている項目をＬＥＤ点灯により表示するもである。

【００５７】さらに、表示内容ＬＥＤ４ｄは、表示部４
ａに表示されている距離情報の項目をＬＥＤ点灯により
表示するものであり、一時解除ＬＥＤ４ｅは、建設機械
の位置制限機能の設定を一時解除している場合に点滅し
通常の時は消灯するものである。なお、この図２に示す
ものにおいては、作動範囲設定データとして、高さ，深
さ，リーチのデータが設定されており、表示部４ａにお
いて高さについての作動範囲設定データ“２．９ｍ”が
表示されている。

【００５８】また、入力部５の相対表示スイッチ５ａ
は、相対表示／相対表示の解除の切替を行なうためのも
のであり、切替表示スイッチ５ｂは、表示部４ａにて表
示されている項目を切り替えるものであり、ＬＥＤ点灯
を遷移させるための“＋”スイッチ５ｂ−１及び“−”
スイッチ５ｂ−２をそなえている。一時解除スイッチ５
ｃは、建設機械の位置制限機能の設定／一時解除を切替
を行なうためのものであり、セットスイッチ５ｄは、建
設機械の自動停止位置（設定された作動範囲の上限）
や、相対表示の基準点をセットする（ＩＣカード６にて
読み取られた作動範囲設定データを有効とする）ための
ものであり、クリアスイッチ５ｅは、上述のセットスイ
ッチ５ｄにてセットされた建設機械の自動停止位置や、
相対表示の基準点をクリアするためのものである。

【００５９】換言すれば、上述の相対表示スイッチ５ａ
及び切替表示スイッチ５ｂは、作動範囲表示用モニタ４
における表示態様を制御するためのものであり、一時解
除スイッチ５ｃ，セットスイッチ５ｄ及びクリアスイッ
チ５ｅは、ＩＣカード６から読み取られた作動範囲設定
データに基づく作動範囲の制限を行なうモード、作動範
囲を制限しないモードとを切り替えるためのものであ
る。

【００６０】ところで、上述の作動範囲設定データは、
オペレータによる入力部５の操作を通じて設定されて、
セットされたＩＣカードリーダ／ライタ３を介してＩＣ
カード６に書き込まれるようになっているが、例えば図
３に示すように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）７に
接続されたＩＣカードリーダ／ライタ８を介することに
より、ＩＣカード６に書き込むこともできる。

【００６１】この場合においては、入力部５としては、
上述の作動範囲設定データを入力するための図示しない
キーをそなえることができる。従って、上述の作動範囲
設定データは、オペレータが運転操作室１０１内で、イ
ンスツルメントパネル１０１Ｅにおける入力部５を介し
て設定するようになっているが、地下埋設物の深さ情報
等、あらかじめ作動範囲制限の設定に必要な情報がある
場合には、作業場所から遠隔した例えば事務所等におい
て設定することができる。

【００６２】即ち、事務所等に設けられたパーソナルコ
ンピュータ７に入力された、予め作動範囲制限の設定に
必要な情報を、作動範囲設定データとしてＩＣカードリ
ーダ／ライタ８を介してＩＣカード６に書き込むのであ
る。なお、一度ＩＣカード６に作動範囲設定データを記
憶すれば、別の建設機械により当該作業場所で作業を行
なう場合には、上述の作動範囲設定データの記憶された
ＩＣカード６をＩＣカードリーダライタ３に差し込むこ
とにより、作動範囲設定データが登録されるので、あら
ためて作動範囲設定データを入力することなく、作業を
行なう際の作動範囲制限を行なうことができるようにな
っている。

【００６３】上述の構成により、本発明の第１実施形態
にかかる作業機械の作動範囲制限装置の動作の一例を、
図４のフローチャートを用いて以下に説明する。まず、
オペレータが各種作業を開始する際に、先行してＩＣカ
ード６をＩＣカードリーダ／ライタ３のカード差し込み
口に差し込むことによりセットし、このＩＣカード６に
書き込まれた作動範囲設定データを読み込んでおく。

【００６４】ここで、上述の油圧ショベルのごとき建設
機械が例えば掘削，積込み作業を行なう際においては、
まず、作業機械を掘削位置まで走行させた後、バケット
１０８が掘削点の真上に位置するように旋回する。この
ときブーム１０３はアップ状態とし、スティック１０４
はアウト状態とし、バケット１０８はカール状態とす
る。

【００６５】続いて、バケット１０８をやや開き加減と
しながら、バケット１０８が真下の掘削点に到達するよ
うにブーム１０３及びスティック１０４を操作する。バ
ケット１０８が掘削点に到達すると、バケット１０８を
巻き込みながらブーム１０３を上げるとともにスティッ
ク１０４をイン動作させることにより、掘削点において
掘削された土砂等をバケット１０８内に収める。

【００６６】掘削された土砂がバケット１０８内に収め
られると、作業機械を旋回させることにより、バケット
１０８を掘削点とは別の位置に移動させる。そして、バ
ケット１０８を開きながら、ブーム１０３を上げるとと
もにスティック１０４をアウト動作させることにより、
バケット１０８内に収められた土砂等を所定の位置に排
出させる。これにより、掘削された土砂を掘削点とは別
の位置に積み込むことができる。

【００６７】上述の掘削，積込み等の作業を行なってい
る際に、建設機械の近傍に干渉物があったり、掘削点下
に埋設物等がある場合には、図４のフローチャートに示
すように、建設機械の位置と干渉物（又は埋設物）との
距離に基づいて建設機械の作動制限を行なっている。即
ち、上述の建設機械による掘削，積込み等の作業中、角
度センサ１１５−１〜１１５−４では、それぞれ、ブー
ム１０３の作業機械本体部１０２に対する角度，バケッ
ト１０８のスティック１０４に対する角度，作業機械本
体部１０２の旋回角度及びスティック１０４のブーム１
０３に対する角度を検出する（ステップＡ１）。

【００６８】続いて、コントローラ２の演算部２ａで
は、角度センサ１１５−１〜１１５−４にて検出された
それぞれの角度情報に基づいて、作業装置１１８の位置
を、高さ，深さ，リーチ（図１５参照）に関する情報と
して演算する（ステップＡ２）。さらに、比較部２ｂで
は、演算部２ａにて演算された演算結果（作業装置１１
８の高さ，深さ，リーチ）と、バッファ部２ｄからの作
動範囲設定データとを比較する（ステップＡ３）。

【００６９】また、電磁弁制御部２ｃでは、比較部２ｂ
からの比較結果に基づいて、現在の作業装置１１８の位
置情報としての高さ，深さ，リーチのいずれかが、作動
範囲設定データのレベル以上とならないように、作動制
限用電磁弁１１４−１〜１１４−４のそれぞれに制御信
号を出力して、作動部材１０３，１０４，１０８の作動
に制限を与えている（ステップＡ４）。

【００７０】即ち、コントローラ２による作動制限用電
磁弁１１４−１〜１１４−４の制御により、オペレータ
のレバー１０１Ｂ，１０１Ｃの操作による作動指示に優
先して、作動部材１０３，１０４，１０８の作動範囲を
作動範囲設定データで規定される作動範囲に制限してい
るのである。このように、本発明の第１実施形態にかか
る作業機械の作動範囲制限装置によれば、ＩＣカード６
をＩＣカードリーダ／ライタ３にセットして作動範囲設
定データを登録することにより、ＩＣカードリーダ／ラ
イタ３を通じて読み出されたＩＣカード６からの作動範
囲設定データに基づき、レバー１０１Ｂ，１０１Ｃ示に
優先して、角度センサ１１５−１〜１１５−４及び演算
部２ａにて検出，演算された作動部材位置情報を参照し
ながら、作動部材１０３，１０４，１０８の作動範囲を
作動範囲設定データで規定される作動範囲に制限するこ
とができるので、オペレータは建設機械において作業を
開始する毎に、あらためて作動範囲設定データを入力す
る必要がなくなり、オペレータの操作負荷を軽減させ
て、作業効率を格段に向上させることができる利点があ
る。

【００７１】また、表示制御部２ｅにより、設定されて
いる作動範囲設定データを作動範囲表示用モニタ４にお
いて表示するように制御することができるので、オペレ
ータは設定されている作動制限範囲を確認することがで
き、作業を円滑化させることができる利点がある。 （ｂ）第２実施形態の説明 図５〜図７は本発明の第２実施形態にかかる作業機械の
作動範囲制限装置を示すもので、図５はその構成を説明
するためのブロック図、図６，図７はその動作を説明す
るためのフローチャートである。

【００７２】さて、本実施形態においても、図１１，図
１２に示したような油圧ショベルのごとき建設機械（作
業機械）に、本発明を適用した場合について説明する
が、その構成は前記した通りである。なお、図５中、図
１〜図３，図１１，図１２と同一の符号は、同様の部分
を示す。本実施形態にかかる作業機械の作動範囲制御装
置は、前述の第１実施形態におけるものに比して、ＩＣ
カードリーダ／ライタ３を介して読み取られたＩＣカー
ド６に記憶されたデータか又は、従来よりの設定器１１
６（図１４参照）にて設定されたデータのいずれかを、
作動範囲設定データとして用いるようになっている点が
異なり、それ以外については基本的に同様である。

【００７３】即ち、本実施形態に適用される建設機械に
おいても、下部走行体１００上の上部車体に付設されて
所望の作業を行なうべく複数の作動部材としてのブーム
１０３，スティック１０４，バケット１０８からなる作
業装置１１８と、作業装置１１８における上記複数の作
動部材１０３，１０４，１０８を操作する作業装置用操
作部材としてのレバー１０１Ｂ，１０１Ｃとを有してい
る。

【００７４】また、本実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置１Ａにおいても、図５に示すように、作動
範囲制限用電磁弁１１４−１〜１１４−４，角度センサ
１１５−１〜１１５−４，コントローラ２，ＩＣカード
リーダ／ライタ３，作動範囲表示用モニタ４及び入力部
５をそなえる一方、設定器１１６をそなえて構成されて
いる。

【００７５】ここで、前述したように、設定器１１６
は、建設機械において作業を開始する際に、オペレータ
により、当該作業を行なう際の建設機械の位置と干渉物
との距離等に基づいて、上述の作動部材の作動制限情報
としての高さ，深さ，リーチ等の情報を設定するもので
あり、作動範囲設定器としての機能を有するものであ
る。さらに、ＩＣカード６についても、作業装置１１８
の作動範囲設定データを記憶する携帯式の外部記憶部材
としての機能を有するものであり、ＩＣカードリーダ／
ライタ３は、ＩＣカード６を着脱自在にセットされるこ
とにより、ＩＣカード６に記憶されている作動範囲設定
データを読み出しうるインタフェース部としての機能を
有している。

【００７６】また、角度センサ１１５−１〜１１５−４
及びコントローラ２Ａの演算部２ａにより、作業装置１
１８における複数の作動部材１０３，１０４，１０８の
位置情報を検出する位置検出手段としての機能を有して
いる。さらに、本実施形態におけるコントローラ２Ａ
は、図５に示すように、前述の第１実施形態におけるも
のと同様の演算部２ａ，比較部２ｂ，電磁弁制御部２
ｃ，バッファ部２ｄ及び表示制御部２ｅをそなえるとと
もに、セレクタ２ｆをそなえている。

【００７７】ここで、セレクタ２ｆは、オペレータによ
る入力部５の操作に基づいて、ＩＣカードリーダ３から
のデータか又は設定器１１６からのデータのいずれかを
作動範囲設定データとして選択的にバッファ２ｄに格納
するものである。なお、セレクタ２ｆにおいて、オペレ
ータによる入力部５の操作に基づき、設定器１１６から
のデータを作動範囲設定データとしてバッファ２ｄに格
納する場合には、コントローラ２Ａは、設定器１１６か
らのデータを作動範囲設定データとして用いる制御モー
ド（第１作動範囲制限モード）で動作するようになって
いる。

【００７８】即ち、コントローラ２Ａが第１作動範囲制
限モードで動作する場合には、設定器１１６で設定され
た作動範囲となるように、レバー１０１Ｂ，１０１Ｃの
指示に優先して、角度センサ１１５−１〜１１５−４及
び演算部２ａで検出，演算された作動部材位置情報を参
照しながら、建設機械の作動範囲を制限するようになっ
ている。

【００７９】一方、セレクタ２ｆにおいて、オペレータ
による入力部５の操作に基づき、ＩＣカードリーダ３か
らのデータを作動範囲設定データとしてバッファ２ｄに
出力される場合には、コントローラ２Ａは、ＩＣカード
リーダ３からのデータを作動範囲設定データとして用い
る制御モード（第２作動範囲制限モード，外部設定モー
ド）で動作するようになっている。

【００８０】即ち、コントローラ２Ａが第２作動範囲制
限モードで動作する場合には、第１作動範囲制限モード
に優先して、ＩＣカードリーダ／ライタ３を通じて読み
出されたＩＣカード６からの作動範囲設定データに基づ
き、レバー１０１Ｂ，１０１Ｃの指示に優先して、角度
センサ１１５−１〜１１５−４及び演算部２ａで検出，
演算された作動部材位置情報を参照しながら、建設機械
の作動範囲を作動範囲設定データで規定される作動範囲
に制限するようになっている。

【００８１】従って、上述のコントローラ２Ａ及び作動
範囲制限用電磁弁１１４−１〜１１４−４により、作動
範囲制限手段としての機能を有している。この場合にお
いては、入力部５としては、上述の制御モードを選択す
るための図示しない選択キーをそなえることができる。
なお、上述の制御モードの選択の際に、オペレータは入
力部５を操作することにより、作動範囲表示用モニタ４
にて表示された現在の作動範囲設定データを参照しなが
ら、制御モードを選択できるようになっている。

【００８２】上述の構成により、本発明の第２実施形態
にかかる作業機械の作動範囲制限装置の動作の一例を、
図６，図７のフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、前述の第１実施形態の場合と同様に、オペレータ
が各種作業を開始する際に、先行してＩＣカード６をＩ
Ｃカードリーダ／ライタ３のカード差し込み口に差し込
むことによりセットし、このＩＣカード６に書き込まれ
た作動範囲設定データを読み込む。

【００８３】ここで、オペレータは、制御モードとして
第１作動範囲制限モードか又は第２作動範囲制限モード
のいずれかを選択することにより、上述のＩＣカードリ
ーダ／ライタ３からのデータか又は設定器１１６にて予
め設定された作動範囲制限を行なうためのデータのいず
れかを作動範囲設定データとして用いるかを選択する。

【００８４】その際に、オペレータは入力部５を操作す
ることにより、作動範囲表示用モニタ４にて表示された
現在の作動範囲設定データを参照しながら、制御モード
を選択することができる。即ち、図６のフローチャート
に示すように、オペレータが入力部５を操作することに
より、設定確認要求があった場合には（ステップＢ１の
ＹＥＳルート）、表示制御部２ｅにより、現在選択され
ている制御モードに基づく作動範囲設定データを作動範
囲表示用モニタ４に表示制御する。

【００８５】即ち、現在選択されている制御モードが、
第２作動範囲制限モード（外部設定モード）である場合
には、ＩＣカードリーダ／ライタ３からのＩＣカード６
の読み取りデータを表示する一方（ステップＢ２のＹＥ
ＳルートからステップＢ３）、現在選択されている制御
モードが、第１作動範囲制限モードである場合には、設
定器１１６からのデータを表示する（ステップＢ２のＮ
ＯルートからステップＢ４）。

【００８６】その後、オペレータは、作動範囲表示用モ
ニタ４にて表示された現在の作動範囲設定データを参照
しながら、入力部５を操作することにより制御モードを
選択する。ここで、オペレータの入力部５の操作により
選択された制御モードが、外部設定モードである場合に
は、設定器１１６からのデータに優先してＩＣカードリ
ーダ／ライタ３からのデータを有効とし、作動範囲設定
データとしてバッファ２ｄにて格納される一方（ステッ
プＣ１のＹＥＳルートからステップＣ２）、外部設定モ
ードでない場合には、設定器１１６からのデータを有効
とし、作動範囲設定データとしてバッファ２ｄにて格納
される（ステップＣ１のＮＯルートからステップＣ
３）。

【００８７】なお、上述のごとく、作動範囲設定データ
が登録されると、その後は、例えば前述の第１実施形態
の場合と同様の掘削，積込み等の作業が行なわれるが、
上述のごとくオペレータにより選択された第１作動範囲
制限モードか又は第２作動範囲制限モードのうちのいず
れかの制御モードで、ブーム１０３，スティック１０
４，バケット１０８の作動範囲が制限されている。

【００８８】即ち、比較部２ｂ及び電磁弁制御部２ｃに
おいては、前述の第１実施形態の場合と同様に、演算部
２ａにて演算された演算結果（作業装置１１８の高さ，
深さ，リーチ）と、バッファ部２ｄからの作動範囲設定
データとを比較する。また、電磁弁制御部２ｃでは、比
較部２ｂからの比較結果に基づいて、現在の作業装置１
１８の位置情報としての高さ，深さ，リーチのいずれか
が、作動範囲設定データのレベル以上とならないよう
に、作動制限用電磁弁１１４−１〜１１４−４のそれぞ
れに制御信号を出力して、作動部材１０３，１０４，１
０８の作動に制限を与えている。

【００８９】このように、本発明の第２実施形態にかか
る作業機械の作動範囲制限装置によれば、作動範囲制限
手段としてのコントローラ２Ａ及び作動範囲制限用電磁
弁１１４−１〜１１４−４により、第１作動範囲制限モ
ードか又は第２作動範囲制限モードで作動することがで
きるので、上述の第１実施形態の場合と同様、オペレー
タの操作負荷を軽減させて、作業効率を格段に向上させ
る点があるほか、作業状況に応じて最適な作動範囲設定
データを設定することができ、オペレータに対する更な
る快適な作業環境を構築することができる利点がある。

【００９０】また、表示制御部２ｅにより、設定されて
いる作動範囲設定データを作動範囲表示用モニタ４にお
いて表示するように制御することができるので、オペレ
ータは設定されている作動制限範囲を確認することがで
き、作業を円滑化させることができる利点がある。 （ｃ）その他 なお、上述の本実施形態においては、ブーム１０３，ス
ティック１０４，バケット１０８とともに作業機械本体
部１０２の可動部分の旋回しうる角度を考慮に入れて作
動，旋回制限を行なっているが、コントローラ２におい
ては、作動制限を行なうためのパラメータとして、これ
らの作動，旋回部分の制御量について適宜選択して作動
制限を行なうことができる。

【００９１】また、上述の各実施形態においては、作業
装置１１８の作動範囲を該作動範囲設定データで規定さ
れる作動範囲に制限するために、パイロット油路１１２
−１，１１２−２，１１２−５，１１２−６に介装され
た作動範囲制限用電磁弁１１４−１〜１１４−４を用い
ているが、例えば図８に示すように、作動範囲制限用電
磁弁１１４−１〜１１４−４を介装しなくてもよい。

【００９２】ここで、この図８において、１０１Ｂ′は
左レバー、１０１Ｃ′は右レバーであり、これらのレバ
ー１０１Ｂ′，１０１Ｃ′は、その操作量に応じた電気
信号を出力するものである。同様に、１０１Ｌ′は左ペ
ダル、１０１Ｒ′は右ペダルであり、これらのペダル１
０１Ｌ′，１０１Ｒ′は、その踏量に応じた電気信号を
出力するものである。

【００９３】また、２′は作動範囲制限手段としてのコ
ントローラであり、このコントローラ２′は、レバー１
０１Ｂ′，１０１Ｃ′及びペダル１０１Ｌ′，１０１
Ｒ′からの電気信号とともに、上述の各実施形態におけ
るものと同様の角度センサ１１５−１〜１１５−４から
のセンサ検出情報を入力されて、電磁弁１１９−１〜１
１９−６の位置を可変制御することにより、制御弁１１
１−１〜１１１−６に供給されるパイロット圧を可変制
御するものである。

【００９４】即ち、コントーラ２′は、角度センサ１１
５−１〜１１５−４からのセンサ検出情報に基づいて作
動制限を与えながら、レバー１０１Ｂ′，１０１Ｃ′の
操作量に応じて、ブーム１０３，スティック１０４，バ
ケット１０８を駆動するとともに、作業機械本体部１０
２を旋回駆動するようになっており、詳細には図９に示
すような構成を有している。

【００９５】この場合においては、作業機械の作動範囲
制限装置としては、角度センサ１１５−１〜１１５−
４，コントローラ２′，ＩＣカードリーダ／ライタ３，
作動範囲表示用モニタ４及び入力部５をそなえるととも
に、電磁弁１１９−１〜１１９−６をそなえて構成する
ことができる。なお、コントローラ２′は、前述の第１
実施形態におけるもの（符号２参照）と同様の演算部２
ａ，比較部２ｂ，電磁弁制御部２ｃ，バッファ部２ｄ及
び表示制御部２ｅをそなえている。

【００９６】具体的には、コントローラ２′の電磁弁制
御部２ｃは、レバー１０１Ｂ′の操作量に応じた電気信
号を受けると、電磁弁１１９−１，１１９−２の位置を
可変して、制御弁１１１−１，１１１−２に供給される
パイロット圧を可変する一方、比較部２ｂからの作動制
限情報に基づいて、レバー１０１Ｂ′の操作量に優先し
て電磁弁１１９−１，１１９−２の位置を可変制御する
ようになっており、これにより、制御弁１１１−１，１
１１−２に供給されるパイロット圧を可変して、ブーム
１０３及びバケット１０８の作動範囲を制限することが
できる。

【００９７】また、コントローラ２′の電磁弁制御部２
ｃは、レバー１０１Ｃ′の操作量に応じた電気信号を受
けると、電磁弁１１９−５，１１９−６の位置を可変し
て、制御弁１１１−５，１１１−６に供給されるパイロ
ット圧を可変する一方、比較部２ｂからの作動制限情報
を受けて、レバー１０１Ｃ′の操作量に優先して電磁弁
１１９−５，１１９−６の位置を可変制御するようにな
っており、これにより、制御弁１１１−５，１１１−６
に供給されるパイロット圧を可変して、旋回モータ１１
０及びスティック１０４の作動範囲を制限することがで
きる。

【００９８】換言すれば、コントローラ２′により電磁
弁１１９−１，１１９−２，１１９−５，１１９−６を
制御することを通じて、オペレータのレバー１０１
Ｂ′，１０１Ｃ′の操作による作動指示に優先して、作
動部材１０３，１０４，１０８の作動範囲を作動範囲設
定データで規定される作動範囲に制限しているのであ
る。また、上述の電磁弁１１９−１，１１９−２，１１
９−５，１１９−６を、レバー１０１Ｂ′，１０１Ｃ′
からの操作量に優先して作動範囲の制限を行なうための
作動範囲制限用電磁弁として用いることができる。

【００９９】さらに、コントローラ２′は、ペダル１０
１Ｌ′，１０１Ｒ′の踏量に応じて電磁弁１１９−３，
１１９−４の位置を可変して、制御弁１１１−３，１１
１−４に供給されるパイロット圧を可変するようになっ
ており、これにより、走行モータ１０９Ｌ，１０９Ｒが
駆動されるようになっている。なお、上述の図９に示す
ように、電気式のレバー１０２Ｂ′，１０２Ｃ′及びペ
ダル１０１Ｌ′，１０１Ｒ′を適用した場合において
は、コントローラ２′としては前述の第１実施形態にお
けるもの（符号２参照）と同様の構成を有することがで
きるほか、前述の第２実施形態におけるもの（符号２Ａ
参照）と同様の構成を有してもよい。この場合において
も、レバー１０２Ｂ′，１０２Ｃ′及びペダル１０１
Ｌ′，１０１Ｒ′からのパイロット圧を制御するための
電気信号は、電磁弁制御部２ｃに入力されるようになっ
ている。

【０１００】また、上述した各実施形態にかかる建設機
械のほかに、図１０に示すように、スティック１０４が
左右にオフセットするような建設機械に本発明を適用し
た場合においては、このスティック１０４の左右のオフ
セット量についても作動制限を行なうためのパラメータ
として用いることができる。また、上述の各実施形態に
おいては、携帯式の外部記憶装置としてＩＣカードを用
いているが、この他に、フロッピーディスク形式の磁気
あるいは光磁気式の記憶媒体を用いることも、もちろん
可能である。

【０１０１】さらに、上述の各実施形態においては、本
発明を油圧ショベルのごとき建設機械に適用した場合に
ついて詳述したが、これに限定されず、他の作業機械に
も適用しうることはいうまでもない。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１，２記載
の本発明の作業機械の作動範囲制限装置によれば、携帯
式の外部記憶部材をインタフェース部にセットして作動
範囲設定データを登録することにより、インタフェース
を通じて読み出された外部記憶部材からの作動範囲設定
データに基づき、作業装置用操作部材の指示に優先し
て、位置検出手段にて検出された作動部材位置情報を参
照しながら、作動部材の作動範囲を作動範囲設定データ
で規定される作動範囲に制限することができるので、オ
ペレータは建設機械において作業を開始する毎に、あら
ためて作動範囲設定データを入力する必要がなくなり、
オペレータの操作負荷を軽減させて、作業効率を格段に
向上させることができる利点がある。

【０１０３】また、請求項３，４記載の本発明の作業機
械の作動範囲制限装置によれば、作動範囲制限手段によ
り、第１作動範囲制限モードか又は第２作動範囲制限モ
ードで作動することができるので、上述の請求項１記載
にかかる本発明と同様、オペレータの操作負荷を軽減さ
せて、作業効率を格段に向上させる点があるほか、作業
状況に応じて最適な作動範囲設定データを設定すること
ができ、オペレータに対する更なる快適な作業環境を構
築することができる利点がある。

【０１０４】さらに、請求項５記載の本発明によれば、
表示制御部により、設定されている作動範囲設定データ
を表示手段において表示するように制御することができ
るので、オペレータは設定されている作動制限範囲を確
認することができ、作業を円滑化させることができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の構成を説明するためのブロック図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の表示部分の外観を示す模式的正視図であ
る。

【図３】本発明の第１実施形態におけるＩＣカードの作
動範囲制限情報の設定手法を説明するためのブロック図
である。

【図４】本発明の第１実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図５】本発明の第２実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の構成を説明するためのブロック図であ
る。

【図６】本発明の第２実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図７】本発明の第２実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図８】本発明の他の実施形態にかかる作動範囲制限装
置が適用された作業機械に使用される油圧式制御回路装
置を示すブロック図である。

【図９】本発明の他の実施形態にかかる作業機械の作動
範囲制限装置の構成を説明するためのブロック図であ
る。

【図１０】本発明の他の実施形態の作用を説明するため
の図である。

【図１１】油圧ショベルのごとき建設機械の模式的側面
図である。

【図１２】油圧ショベルにおける運転操作室の一部を破
断して示す模式的斜視図である。

【図１３】油圧ショベルのごとき建設機械に使用される
油圧式制御回路装置を説明するためのブロック図であ
る。

【図１４】油圧ショベルのごとき建設機械に搭載された
作動範囲制限装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】油圧ショベルのごとき建設機械における作動
部材の位置を検出するためのパラメータを示す図であ
る。

【符号の説明】

１，１Ａ 作業機械の作動範囲制限装置 ２，２Ａ，２′ コントローラ（作動範囲制限手段） ２ａ 演算部（位置検出手段） ２ｂ 比較部 ２ｃ 電磁弁制御部 ２ｄ バッファ部 ２ｅ 表示制御部（表示制御手段） ２ｆ セレクタ ３ ＩＣカードリーダ／ライタ（インタフェース部） ４ 作動範囲表示用モニタ（表示手段） ４ａ 表示部 ４ｂ 相対表示ＬＥＤ ４ｃ 自動停止設定ＬＥＤ ４ｄ 表示内容ＬＥＤ ４ｅ 一時解除ＬＥＤ ５ 入力部 ５ａ 相対表示スイッチ ５ｂ 切替表示スイッチ ５ｂ−１ “＋”スイッチ ５ｂ−２ “−”スイッチ ５ｃ 一時解除スイッチ ５ｄ セットスイッチ ５ｅ クリアスイッチ ６ ＩＣカード（外部記憶部材） ７ パーソナルコンピュータ ８ ＩＣカードリーダ／ライタ １００ 下部走行体 １００Ｌ 左トラック １００Ｒ 右トラック １０１ 運転操作室 １０１Ａ シート １０１Ｂ 左レバー １０１Ｃ 右レバー １０１Ｄ コンソール １０１Ｅ インスツルメントパネル １０１Ｆ セーフティロックレバー １０１Ｌ 左ペダル １０１Ｒ 右ペダル １０１Ｂ′，１０１Ｃ′ パイロット圧供給部（作動範
囲制限手段） １０１Ｒ′，１０１Ｌ′ パイロット圧供給部 １０２ 作業機械本体部 １０３ ブーム １０４ スティック １０５ ブーム駆動用油圧シリンダ装置 １０６ スティック駆動用油圧シリンダ装置 １０７ 油圧シリンダ装置 １０８ バケット １０９Ｌ 左側走行モータ １０９Ｒ 右側走行モータ １１０ 旋回モータ １１１ 油圧式制御回路装置 １１１−１〜１１１−６ 制御弁 １１２−１〜１１２−６ パイロット油路 １１３−１〜１１３−６ 油路 １１４−１〜１１４−４ 作動範囲制限用電磁弁（作動
範囲制限手段） １１５−１〜１１５−４ 角度センサ（位置検出手段） １１６ 設定器 １１７ コントローラ １１８ 作業装置 １１９−１〜１１９−６ 電磁弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体上の上部車体に付設されて所
   望の作業を行なうべく複数の作動部材からなる作業装置
   と、該作業装置における上記複数の作動部材を操作する
   作業装置用操作部材とを有する作業機械において、 該作業装置の作動範囲設定データを記憶する携帯式の外
   部記憶部材と、 該外部記憶部材を着脱自在にセットされることにより、
   該外部記憶部材に記憶されている該作動範囲設定データ
   を読み出しうるインタフェース部と、 該作業装置における上記複数の作動部材の位置情報を検
   出する位置検出手段と、 該インタフェース部を通じて読み出された該外部記憶部
   材からの該作動範囲設定データに基づき、該作業装置用
   操作部材の指示に優先して、該位置検出手段で検出され
   た作動部材位置情報を参照しながら、該作業装置の作動
   範囲を該作動範囲設定データで規定される作動範囲に制
   限する作動範囲制限手段とをそなえて構成されたことを
   特徴とする、作業機械の作動範囲制限装置。
2. 【請求項２】 下部走行体上に旋回可能に設けられた上
   部車体に付設されて所望の作業を行なうべく複数の作動
   部材からなる作業装置と、該作業装置における上記複数
   の作動部材を操作する作業装置用操作部材とを有する作
   業機械において、 該上部車体の旋回運動を考慮した該作業装置の作動範囲
   設定データを記憶する携帯式の外部記憶部材と、 該外部記憶部材を着脱自在にセットされることにより、
   該外部記憶部材に記憶されている該作動範囲設定データ
   を読み出しうるインタフェース部と、 該上部車体の旋回位置情報及び該作業装置における上記
   複数の作動部材の位置情報を検出する位置検出手段と、 該インタフェース部を通じて読み出された該外部記憶部
   材からの該作動範囲設定データに基づき、該作業装置用
   操作部材の指示に優先して、該位置検出手段で検出され
   た旋回位置情報及び作動部材位置情報を参照しながら、
   該上部車体の旋回範囲と該作業装置の作動範囲とを該作
   動範囲設定データで規定される作動範囲に制限する作動
   範囲制限手段とをそなえて構成されたことを特徴とす
   る、作業機械の作動範囲制限装置。
3. 【請求項３】 下部走行体上の上部車体に付設されて所
   望の作業を行なうべく複数の作動部材からなる作業装置
   と、該作業装置における上記複数の作動部材を操作する
   作業装置用操作部材とを有する作業機械において、 該作業装置の作動範囲を設定しうる作動範囲設定器と、 該作業装置の作動範囲設定データを記憶する携帯式の外
   部記憶部材と、 該外部記憶部材を着脱自在にセットされることにより、
   該外部記憶部材に記憶されている該作動範囲設定データ
   を読み出しうるインタフェース部と、 該作業装置における上記複数の作動部材の位置情報を検
   出する位置検出手段と、 該作動範囲設定器で設定された作動範囲となるように、
   該作業装置用操作部材の指示に優先して、該位置検出手
   段で検出された作動部材位置情報を参照しながら、該作
   業装置の作動範囲を制限する第１作動範囲制限モードで
   作動するか又は、該第１作動範囲制限モードに優先し
   て、該インタフェース部を通じて読み出された該外部記
   憶部材からの該作動範囲設定データに基づき、該作業装
   置用操作部材の指示に優先して、該位置検出手段で検出
   された作動部材位置情報を参照しながら、該作業装置の
   作動範囲を該作動範囲設定データで規定される作動範囲
   に制限する第２作動範囲制限モードで作動する作動範囲
   制限手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、作
   業機械の作動範囲制限装置。
4. 【請求項４】 下部走行体上に旋回可能に設けられた上
   部車体に付設されて所望の作業を行なうべく複数の作動
   部材からなる作業装置と、該作業装置における上記複数
   の作動部材を操作する作業装置用操作部材とを有する作
   業機械において、 該作業装置の作動範囲を設定しうる作動範囲設定器と、 該上部車体の旋回運動を考慮した該作業装置の作動範囲
   設定データを記憶する携帯式の外部記憶部材と、 該外部記憶部材を着脱自在にセットされることにより、
   該外部記憶部材に記憶されている該作動範囲設定データ
   を読み出しうるインタフェース部と、 該上部車体の旋回位置情報及び該作業装置における上記
   複数の作動部材の位置情報を検出する位置検出手段と、 該作動範囲設定器で設定された作動範囲となるように、
   該作業装置用操作部材の指示に優先して、該位置検出手
   段で検出された旋回位置情報及び作動部材位置情報を参
   照しながら、該上部車体の旋回範囲と該作業装置の作動
   範囲とを制限する第１作動範囲制限モードで作動するか
   又は、該第１作動範囲制限モードに優先して、該インタ
   フェース部を通じて読み出された該外部記憶部材からの
   該作動範囲設定データに基づき、該作業装置用操作部材
   の指示に優先して、該位置検出手段で検出された旋回位
   置情報及び作動部材位置情報を参照しながら、該上部車
   体の旋回範囲と該作業装置の作動範囲とを該作動範囲設
   定データで規定される作動範囲に制限する第２作動範囲
   制限モードで作動する作動範囲制限手段とをそなえて構
   成されたことを特徴とする、作業機械の作動範囲制限装
   置。
5. 【請求項５】 該作動範囲設定データを表示する表示手
   段と、 該インタフェース部を通じて読み出された該外部記憶部
   材からの該作動範囲設定データを該表示手段に表示させ
   る表示制御手段とが設けられたことを特徴とする、請求
   項１〜４のいずれかに記載の作業機械の作動範囲制限装
   置。