特許 7474030 ショベル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-16

(45)【発行日】2024-04-24

(54)【発明の名称】ショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/24 20060101AFI20240417BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240417BHJP

【ＦＩ】

E02F9/24 B

E02F9/20 N

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019057341

(22)【出願日】2019-03-25

(65)【公開番号】P2020158998

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-01-19

【審判番号】

【審判請求日】2023-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】502246528

【氏名又は名称】住友建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 誠

【合議体】

【審判長】有家 秀郎

【審判官】居島 一仁

【審判官】西田 秀彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３１８９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

E02F9/00-9/28

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータと、
前記アクチュエータを操作する操作装置と、
キャビンにおけるオペレータの周辺の状態、又はオペレータ自身の状態に起因する、オペレータの安全性が相対的に低下している第１の状態、及びショベルが相対的に安定性の低い姿勢にある、又は、ショベルが相対的に安定性の低い姿勢になる可能性がある第２の状態の双方が成立している場合に、前記操作装置を用いた前記アクチュエータの操作を制限し、前記第１の状態及び前記第２の状態の少なくとも一方が成立しない場合に、前記操作装置を用いた前記アクチュエータの操作を制限しない制御装置と、を備える、
ショベル。

【請求項2】

前記第１の状態には、オペレータがシートベルトを未装着である状態、オペレータが操縦席に着座していない状態、キャビンのドアが開いている状態、又はキャビンの窓が開いている状態の少なくとも一つが含まれる、
請求項１に記載のショベル。

【請求項3】

前記第１の状態には、オペレータの覚醒度が相対的に低下している状態、オペレータの意識が相対的に低下している状態、外部刺激に対するオペレータの反応が相対的に低下している状態、及びオペレータが体調不良である状態の少なくとも一つを含まれる、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項4】

ショベルが相対的に安定性の低い姿勢にある前記第２の状態には、下部走行体の一部が浮き上がった状態、エンドアタッチメントが相対的に高い位置にある状態、エンドアタッチメントがショベルの機体から水平方向で相対的に離れている状態、下部走行体の進行方向と上部旋回体のアタッチメントの向きとの間の相対角度が相対的に大きい状態、及び、ショベルが相対的に傾斜角の大きい傾斜地にいる状態の少なくとも一つが含まれる、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のショベル。

【請求項5】

前記制御装置は、上部旋回体の傾斜状態、ブーム及びアームの姿勢状態、並びに前記操作装置を用いた前記アクチュエータの操作状態に基づき、ショベルが相対的に安定性の低い姿勢にある前記第２の状態にあるか否かを判断する、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のショベル。

【請求項6】

前記制御装置によって、前記操作装置を用いた前記アクチュエータの操作が制限されていることをオペレータに通知する通知手段を更に備える、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ショベルに関する各種の安全機能が提案されている（特許文献１～３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－２６４１１３号公報

【文献】特開２０１７－１４５６２６号公報

【文献】特開２０１２－２１３６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、誤操作の防止を目的として、シートリクライニング角度が所定範囲外の場合に操作を無効にするだけである。そのため、例えば、窓やドア等が開放されている場合、ショベルの姿勢によっては、オペレータがキャビンの外に放り出されてしまう可能性がある。また、特許文献２では、シートベルトが未装着の場合やドアが開放されている場合等に警告を発するだけである。そのため、オペレータが警告に気付かなかったり、警告を無視してしまったりすると、ショベルの姿勢によっては、シートベルトの未装着やドアの開放に起因してオペレータがキャビンの外に放り出されてしまう可能性がある。また、特許文献３では、オペレータが安全な操作を行っている場合やショベルが安全な動作を行っている場合であっても、一律に、シートベルトの未装着によってショベルの操作が無効とされてしまう。そのため、作業効率の低下やオペレータの違和感等を招く可能性がある。よって、オペレータの安全性と、ショベルの作業効率やオペレータの違和感等との双方を考慮して、より適切にオペレータの安全性が確保されることが望ましい。

【0005】

そこで、上記課題に鑑み、より適切にオペレータの安全性を確保することが可能なショベルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
アクチュエータと、
前記アクチュエータを操作する操作装置と、
キャビンにおけるオペレータの周辺の状態、又はオペレータ自身の状態に起因する、オペレータの安全性が相対的に低下している第１の状態、及びショベルが相対的に安定性の低い姿勢にある、又は、ショベルが相対的に安定性の低い姿勢になる可能性がある第２の状態の双方が成立している場合に、前記操作装置を用いた前記アクチュエータの操作を制限し、前記第１の状態及び前記第２の状態の少なくとも一方が成立しない場合に、前記操作装置を用いた前記アクチュエータの操作を制限しない制御装置と、を備える、
ショベルが提供される。

【発明の効果】

【0007】

上述の実施形態によれば、より適切にオペレータの安全性を確保することが可能なショベルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るショベルの一例を示す側面図である。

【図2】ショベルの構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【図3】ショベルの安全機能に関する構成の一例を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

【0010】

［ショベルの概要］

【0011】

まず、図１を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明をする。

【0012】

図１は、本実施形態に係るショベル１００の一例を示す側面図である。

【0013】

図１に示すように、本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメントを構成するブーム４、アーム５、及びバケット６と、オペレータが搭乗するキャビン１０を備える。以下、ショベル１００の前方は、ショベル１００を上部旋回体３の旋回軸に沿って真上から平面視（以下、単に「平面視」と称する）で見たときに、上部旋回体３に対するアタッチメントの延出方向に対応する。また、ショベル１００の左方及び右方は、それぞれ、キャビン１０内のオペレータから見た左方及び右方に対応する。

【0014】

下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ（図２参照）で油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。

【0015】

上部旋回体３は、旋回機構２が旋回油圧モータ２Ａで油圧駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。

【0016】

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に枢着される。

【0017】

バケット６（エンドアタッチメントの一例）は、ショベル１００の作業内容に応じて、適宜交換可能な態様で、アーム５の先端に取り付けられている。そのため、バケット６は、例えば、大型バケット、法面用バケット、浚渫用バケット等の異なる種類のバケットに交換されてもよい。また、バケット６は、例えば、攪拌機、ブレーカ等の異なる種類のエンドアタッチメントに交換されてもよい。

【0018】

ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９により油圧駆動される。

【0019】

キャビン１０は、オペレータが搭乗する操縦室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。

【0020】

［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２を参照して、ショベル１００の具体的な構成について説明する。

【0021】

図２は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例を示すブロック図である。

【0022】

尚、図中において、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは点線でそれぞれ示される。

【0023】

＜ショベルの油圧駆動系＞
本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１（左右のクローラ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、及び油圧シリンダ１２ｃ等の油圧アクチュエータを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７を含む。

【0024】

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。エンジン１１は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、後述するコントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。

【0025】

レギュレータ１３は、コントローラ３０の制御下で、メインポンプ１４の吐出量を制御（調節）する。例えば、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（以下、「傾転角」）を調節する。

【0026】

メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０の制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることによりピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。

【0027】

コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータの操作装置２６に対する操作内容に応じて、油圧アクチュエータの制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、操作装置２６の操作内容に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、及び油圧シリンダ１２ｃ等）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の制御弁（方向切換弁とも称する）を含む。

【0028】

＜ショベルの操作系＞
本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系に関する操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６と、ソレノイドバルブ２５Ｖを含む。

【0029】

パイロットポンプ１５は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットライン２５を介して各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。

【0030】

操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）の操作を行うための操作入力手段である。操作装置２６は、例えば、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）、及び上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）のそれぞれを操作するレバー装置を含む。また、操作装置２６は、例えば、下部走行体１の左右のクローラ（走行油圧モータ１Ａ，１Ｂ）のそれぞれを操作するペダル装置或いはレバー装置を含む。

【0031】

例えば、操作装置２６は、油圧パイロット式である。具体的には、操作装置２６は、パイロットライン２５を通じてパイロットポンプ１５から供給される作動油を利用して、操作内容に応じたパイロット圧をその二次側のパイロットライン２７に出力する。パイロットライン２７は、コントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における各種被駆動要素（即ち、各種被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ）に関する操作内容に応じたパイロット圧が入力される。そのため、コントロールバルブ１７は、オペレータ等の操作装置２６に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。

【0032】

尚、操作装置２６は、電気式であってもよい。この場合、操作装置２６は、操作内容に応じた電気信号を出力し、当該電気信号は、コントローラ３０に取り込まれる。そして、コントローラ３０は、電気信号の内容、つまり、操作装置２６に対する操作内容に応じた制御指令（以下、「操作指令」）を比例弁に出力する。比例弁は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブ１７とを接続するパイロットラインに設けられる。これにより、比例弁からコントロールバルブ１７に操作装置２６に対する操作内容に応じたパイロット圧が入力され、コントロールバルブ１７は、オペレータ等の操作装置２６に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。また、コントロールバルブ１７に内蔵される制御弁（方向切換弁）が電磁ソレノイド式である場合、操作装置２６から出力される電気信号が直接的にコントロールバルブ１７、つまり、電磁ソレノイド式の制御弁に入力される態様であってもよい。

【0033】

ソレノイドバルブ２５Ｖは、パイロットライン２５に設けられ、コントローラ３０からの制御指令に応じて、パイロットライン２５を絞ったり、遮断したりする。つまり、コントローラ３０は、ソレノイドバルブ２５Ｖを制御し、パイロットライン２５の連通状態を制限したり、パイロットライン２５を非連通状態にしたりすることができる。

【0034】

＜ショベルの制御系＞
本実施形態に係るショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、圧力センサ２９と、シートベルト装着センサ４０と、ドア開閉センサ４２と、傾斜センサ４４と、ブーム角度センサ４６と、アーム角度センサ４８と、表示装置５０を含む。

【0035】

コントローラ３０（制御装置の一例）は、ショベル１００に関する各種制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置と、インターフェース装置等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、補助記憶装置にインストールされる一以上のプログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0036】

圧力センサ２９は、操作装置２６の二次側（パイロットライン２７）のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの油圧アクチュエータの操作状態に対応するパイロット圧を検出する。圧力センサ２９による操作装置２６の各種油圧アクチュエータに関する操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0037】

尚、操作装置２６が電気式である場合、圧力センサ２９は省略されてよい。コントローラ３０は、操作装置２６から入力される電気信号に基づき、その操作内容を把握することができるからである。

【0038】

シートベルト装着センサ４０は、キャビン１０内の着座したオペレータのシートベルトの装着状態、具体的には、シートベルトの装着の有無を検出する。シートベルト装着センサ４０は、例えば、シートベルトのバックルに内蔵され、シートベルトがバックルに結合されている場合と結合されていない場合との間でＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであってよい。シートベルト装着センサ４０の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0039】

ドア開閉センサ４２は、キャビン１０のドアの開閉状態を検出する。ドア開閉センサ４２は、例えば、キャビンのドア開口に設けられ、ドアの開閉に応じてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであってよい。ドア開閉センサ４２の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0040】

傾斜センサ４４は、ショベル１００の機体（下部走行体１或いは上部旋回体３）に搭載され、機体の傾斜状態（例えば、上部旋回体３の前後軸方向及び左右軸方向の傾斜）を検出する。傾斜センサ４４は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて、上部旋回体３の前後軸方向及び左右軸方向沿いの重力加速度成分を測定することにより、機体の傾斜状態を検出してよい。

【0041】

ブーム角度センサ４６は、ブーム４の回動軸回りの姿勢角度（以下、「ブーム角度」）を検出する。ブーム角度センサ４６は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、六軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）等を含んでよい。以下、アーム角度センサ４８についても同様である。ブーム角度センサ４６の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0042】

アーム角度センサ４８は、アーム５の回動軸回りの姿勢角度（以下、「アーム角度」）を検出する。アーム角度センサ４８の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0043】

表示装置５０は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、各種情報画像を表示する。表示装置５０は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイである。

【0044】

［安全機能に関する制御処理］
次に、図３を参照して、コントローラ３０によるショベル１００の安全機能に関する制御処理について説明する。

【0045】

図３は、ショベル１００の安全機能に関する構成の一例を示す機能ブロック図である。

【0046】

コントローラ３０は、不安定状態判定部３０１と、不安全状態判定部３０２と、指令出力部３０３と、通知部３０４を含む。

【0047】

不安定状態判定部３０１は、ショベル１００が不安定な状態にあるか否かを判定する。ショベル１００の不安定な状態には、例えば、ショベル１００が相対的に安定性の低い姿勢にある状態（以下、「ショベル１００の不安定姿勢状態」）が含まれる。また、ショベル１００の不安定な状態には、例えば、ショベル１００が不安定姿勢状態になる可能性がある状態が含まれる。

【0048】

ショベル１００の不安定姿勢状態には、例えば、ショベル１００の被駆動要素の動作に応じて、下部走行体１の一部が浮き上がる状態が含まれる。下部走行体１が浮き上がると、車体が傾斜し、キャビン１０内のオペレータがキャビン１０の外部に放出されてしまう可能性があるからである。具体的には、ショベル１００の不安定姿勢状態には、バケット６が地面に当接している状態で、更に、ブーム４を下げる方向に動作させたり、アーム５を閉じる方向に動作させたりすることにより、下部走行体１の前部が浮き上がるジャッキアップ状態が含まれてよい。また、ショベル１００の不安定姿勢状態には、アタッチメント等の動作に応じて車体に作用する、車体を前方或いは後方に転倒させようとする転倒モーメントの作用で、下部走行体１の前部或いは後部が浮き上がる状態が含まれてよい。

【0049】

また、ショベル１００の不安定姿勢状態には、例えば、ブーム４が相対的に高く上げられ、且つ、アーム５が相対的に大きく開かれている状態、つまり、アタッチメントの先端部（バケット６）が相対的に高い位置にある状態が含まれる。バケット６が相対的に高い位置にある場合、アタッチメント等の動作や外力の作用等の何等かの要因で、前方に転倒させようとする転倒モーメントが車体に作用したときに、バケット６を地面に当接させて、車体の前方への転倒を抑制することができないからである。

【0050】

また、ショベル１００の不安定姿勢状態には、例えば、アタッチメントの先端部（バケット６）がショベル１００の機体（下部走行体１及び上部旋回体３）から水平方向で相対的に離れた位置にある状態が含まれる。バケット６が機体から水平方向で相対的に離れている場合、アタッチメントの重心位置が機体から水平方向で相対的に離れることになり、アタッチメントの重量によって機体に作用する転倒モーメントが相対的に大きくなるからである。

【0051】

また、ショベル１００の不安定姿勢状態には、例えば、下部走行体１の進行方向と上部旋回体３のアタッチメントの向き（つまり、上部旋回体３の前方向）との間の相対角度（旋回角度）が相対的に大きい状態（例えば、９０度付近にある状態）が含まれる。下部走行体１は、進行方向よりも幅方向の接地長さが短い。そのため、アタッチメントの向きが進行方向から大きく離れると、アタッチメント等の動作や外力の作用等の何等かの要因で、機体を転倒させようとする転倒モーメントが車体に作用したときに、転倒し易くなってしまうからである。

【0052】

また、ショベル１００の不安定姿勢状態には、例えば、ショベル１００がトラックへの積み込みをしている状態が含まれる。

【0053】

また、ショベル１００の不安定姿勢状態には、例えば、ショベル１００が相対的に傾斜角の大きい傾斜地にいる状態が含まれる。

【0054】

ショベル１００が不安定姿勢状態になる可能性がある状態には、例えば、オペレータが、操作装置２６を用いて、ショベル１００が不安定姿勢状態になるような操作を行っている状態が含まれる。具体的には、ショベル１００が不安定姿勢状態になる可能性がある状態には、アタッチメントの重心位置が水平方向で機体から相対的に離れた位置に向かうような操作を行っている状態が含まれてよい。また、ショベル１００が不安定姿勢状態になる可能性がある状態には、ショベル１００の機体（下部走行体１）の前部或いは後部が地面から浮き上がり、機体が傾斜してしまうような操作（例えば、停止中のブーム４を急に上げる操作等）が含まれてよい。

【0055】

不安定状態判定部３０１は、不安定姿勢判定部３０１Ａと、不安定操作判定部３０１Ｂと、判定結果出力部３０１Ｃを含む。

【0056】

不安定姿勢判定部３０１Ａは、ショベル１００が不安定姿勢状態にあるか否かを判定する。

【0057】

不安定姿勢判定部３０１Ａは、例えば、傾斜センサ４４により検出される傾斜角が所定の閾値を超えている場合に、ショベル１００が不安定姿勢状態にあると判定する。つまり、不安定姿勢判定部３０１Ａは、機体（上部旋回体３）現在の姿勢状態に基づき、ショベル１００が不安定姿勢状態にあるか否かを判定してよい。

【0058】

また、不安定姿勢判定部３０１Ａは、例えば、ブーム角度センサ４６及びアーム角度センサ４８の検出信号に基づき、アタッチメントの現在の姿勢状態を把握し、アタッチメントの現在の姿勢状態に基づき、ショベル１００が不安定姿勢状態にあるか否かを判定する。具体的には、不安定姿勢判定部３０１Ａは、ブーム角度センサ４６及びアーム角度センサ４８の検出信号から把握されるアタッチメントの姿勢状態から、バケット６が相対的に高い位置にある場合、ショベル１００が不安定姿勢状態にあると判定してよい。また、不安定姿勢判定部３０１Ａは、ブーム角度センサ４６及びアーム角度センサ４８の検出信号から把握されるアタッチメントの姿勢状態から、バケット６が下部走行体１の接地面より下方にある場合、ショベル１００が不安定状態（ジャッキアップ状態）にあると判定してよい。

【0059】

尚、ショベル１００には、自機の周囲の三次元空間の状況に関する情報（例えば、周囲の物体の有無やその位置等に関する情報）を取得可能な装置（以下、「周囲情報取得装置」）が搭載されてもよい。周囲情報取得装置には、例えば、撮像装置、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、レーダ、超音波センサ、赤外線センサ等が含まれてよい。この場合、不安定姿勢判定部３０１Ａは、周囲情報取得装置により取得されるショベル１００の周囲の三次元空間の状況に関する情報に基づき、ショベル１００から見た相対的な周囲の状況を把握し、ショベル１００が不安定姿勢状態にあるか否かを判定してもよい。

【0060】

不安定操作判定部３０１Ｂは、操作装置２６を通じて、ショベル１００が不安定姿勢状態になるような操作が行われているか否かを判定する。つまり、不安定操作判定部３０１Ｂは、ショベル１００が不安定姿勢状態になる可能性がある状態であるか否かを判定する。

【0061】

不安定操作判定部３０１Ｂは、例えば、ブーム角度センサ４６、及びアーム角度センサからアタッチメントの現在の姿勢状態を把握する。そして、不安定操作判定部３０１Ｂは、ショベル１００の現在の姿勢状態と、圧力センサ２９の検出信号から把握される操作装置２６の操作内容とに基づき、ショベル１００が不安定姿勢状態になるような操作が行われているか否かを判定する。具体的には、不安定操作判定部３０１Ｂは、バケット６が接地している状態で、更に、ブーム４を下げる方向の操作やアーム５を閉じる方向の操作が行われている場合、ショベル１００が不安定姿勢状態（ジャッキアップ状態）になるような操作が行われていると判定してよい。

【0062】

尚、不安定操作判定部３０１Ｂは、上述の周囲情報取得装置により取得される情報を利用してもよい。つまり、不安定操作判定部３０１Ｂは、ショベル１００から見た相対的な周囲の状況を把握し、ショベル１００が不安定姿勢状態になるような操作が行われているか否か、つまり、ショベル１００が不安定姿勢状態になる可能性があるか否かを判定してもよい。

【0063】

判定結果出力部３０１Ｃは、不安定状態判定部３０１の判定結果、つまり、ショベル１００が不安定な状態にあるか否かの判定結果を出力する。

【0064】

判定結果出力部３０１Ｃは、例えば、ショベル１００の不安定姿勢状態、及び、ショベル１００の不安定姿勢状態になる可能性がある状態の少なくとも一方が成立しているか否かを出力する。つまり、判定結果出力部３０１Ｃは、不安定姿勢判定部３０１Ａ及び不安定操作判定部３０１Ｂの判定結果の論理和を、判定結果として出力する。

【0065】

不安全状態判定部３０２は、キャビン１０内のオペレータが相対的に安全性の低下した不安全な状態（以下、「不安全状態」）にあるか否かを判定する。

【0066】

不安全状態判定部３０２は、例えば、シートベルト装着センサ４０の検出信号からシートベルトの装着状態を判断し、シートベルトが装着されていない場合、キャビン１０内のオペレータが不安全状態であると判定する。例えば、ショベル１００が不安定な状態になり、機体が傾斜すると、シートベルトが装着されていない状態のオペレータは、キャビン１０の外部に放り出されてしまう可能性があるからである。

【0067】

また、不安全状態判定部３０２は、例えば、ドア開閉センサ４２の検出信号からドアの開閉状態を判断し、ドアが開いている場合、キャビン１０内のオペレータが不安全状態であると判定する。例えば、ショベル１００が不安定な状態になり、機体が傾斜すると、開放されている状態のドアからオペレータがキャビン１０の外部に放り出され易くなってしまうからである。

【0068】

尚、ショベル１００には、キャビン１０の開閉可能な窓の開閉状態を検出するセンサ（以下、「窓開閉センサ」）が設けられてもよい。キャビン１０の開閉可能な窓には、例えば、相対的に開口（面積）が大きい、キャビン１０の前面の窓（以下、「フロントウィンドウ」）が含まれる。また、キャビン１０の開閉可能な窓には、例えば、相対的に開口（面積）が小さい、キャビン１０の左側面のドアの上部に設置される窓（以下、「サイドウィンドウ」）が含まれる。この場合、不安全状態判定部３０２は、窓開閉センサの検出信号から窓の開閉状態を判断し、窓が開いている場合、キャビン１０内のオペレータが不安全状態であると判定してよい。例えば、ショベル１００が不安定な状態になり、機体が傾斜すると、開放されている状態の窓からオペレータがキャビン１０の外部に放り出され易くなってしまうからである。また、不安全状態判定部３０２は、キャビン１０の全ての窓を対象として、キャビン１０内のオペレータが不安全状態であるか否かを判定してよい。また、不安全状態判定部３０２は、キャビン１０の一部の窓を対象として、キャビン１０内のオペレータが不安全状態であるか否かを判定してもよい。開口の大きい窓（例えば、フロントウィンドウ）からオペレータがキャビン１０の外部に放出される可能性はある程度想定されうる。これに対して、開口の小さい窓（例えば、サイドウィンドウ）からオペレータがキャビン１０の外部に放出される可能性は非常に低く、このような窓は、対象から除外されても問題が無いケースもありうるからである。また、ショベル１００には、キャビン１０の室内の三次元空間の状況に関する情報を取得する装置（以下、「室内情報取得装置」）が搭載されてよい。室内状況取得装置には、例えば、撮像装置、ＬＩＤＡＲ、レーダ、超音波センサ、赤外線センサ等が含まれてよい。この場合、不安全状態判定部３０２は、室内情報取得装置により取得されるキャビン１０の室内の状況に関する情報に基づき、シートベルトの装着状態、ドアや窓の開閉状態を把握し、オペレータが不安全状態にあるか否かを判定してもよい。また、不安全状態判定部３０２は、オペレータの状態（例えば、覚醒状態、意識状態、外部刺激に対する反応状態、体調等）を把握することにより、キャビン１０内のオペレータが不安全状態にあるか否かを判定してもよい。この場合、不安全状態判定部３０２は、キャビン１０の室内に搭載される撮像装置や視線センサの出力情報、オペレータが予め装着する生体センサ（例えば、脳波センサ、心拍センサ等）の出力情報等に基づき、既知の方法を用いてオペレータの状態を把握してよい。不安全状態判定部３０２は、例えば、オペレータの覚醒度が相対的に低下している状態である場合に、オペレータが不安全状態であると判定する。また、不安全状態判定部３０２は、例えば、オペレータの意識が相対的に低下している状態である場合に、オペレータが不安全状態であると判定する。また、不安全状態判定部３０２は、例えば、オペレータの外部刺激に対する反応が相対的に低下している状態である場合に、オペレータが不安全状態であると判定する。また、不安全状態判定部３０２は、例えば、オペレータが体調不良の状態である場合に、オペレータが不安全状態であると判定する。

【0069】

指令出力部３０３は、ショベル１００の不安定状態、及びオペレータの不安全状態の双方が成立している場合に、ソレノイドバルブ２５Ｖにパイロットライン２５の連通状態を制限するための制御指令（以下、「制限指令」）を出力する。つまり、指令出力部３０３は、不安定状態判定部３０１及び不安全状態判定部３０２の判定結果の論理積に基づき、ソレノイドバルブ２５Ｖに制限指令を出力する。制限指令は、パイロットライン２５を非連通状態にし、操作装置２６の操作を無効にする態様で制限するための制御指令であってよい。制限指令は、パイロットライン２５を通じて操作装置２６に作用するパイロット圧を抑制し、油圧アクチュエータの動作速度を相対的に遅くする態様で、操作装置２６の操作を制限するための制御指令であってもよい。これにより、ショベル１００が不安定姿勢状態にある、或いは、不安定姿勢状態になる可能性があり、且つ、オペレータの安全性が相対的に低下している場合に、ショベル１００の動作を制限することができる。そのため、ショベル１００の機体が大きく傾斜し、オペレータがキャビン１０の外部に放り出されてしまうような事態を抑制することができる。また、ショベル１００の不安定状態及びオペレータの不安全状態の双方の条件が成立しない限り、ショベル１００の動作が制限されないため、ショベル１００の動作制限によるショベル１００の作業効率の低下を抑制することができる。また、ショベル１００が不安定状態でもないのに、シートベルトの未装着等により、ショベル１００の動作が制限され、オペレータが違和感や煩わしさを覚えてしまうような事態を抑制することができる。つまり、オペレータの安全性と、ショベル１００の作業効率やオペレータの違和感等との双方を考慮して、より適切にオペレータの安全性を確保することができる。

【0070】

尚、電気式の操作装置２６が採用される場合、指令出力部３０３は、操作装置２６から入力される電気信号に応じて、コントローラ３０内の比例弁に操作指令を出力する機能部に対して制限指令を出力する。これにより、コントローラ３０は、操作装置２６から入力される電気信号に対して、通常よりもショベル１００の動作を遅くするように、操作指令を比例弁に出力したり、操作装置２６の操作を無効にしたりすることができる。

【0071】

通知部３０４は、指令出力部３０３から制限指令が出力され、ショベル１００の動作が制限されている場合に、表示装置５０（通知手段の一例）を通じて、操作装置２６を用いた油圧アクチュエータの操作が制限されていることをオペレータに通知する。また、通知部３０４は、操作装置２６を用いた油圧アクチュエータの操作が制限されている理由をオペレータに通知してもよい。この場合、通知部３０４は、不安定状態判定部３０１及び不安全状態判定部３０２の判定結果を参照し、表示装置５０を通じて、操作装置２６を用いた油圧アクチュエータの操作が制限されている理由をオペレータに通知してよい。

【0072】

尚、通知部３０４は、表示装置５０に代えて、或いは、加えて、スピーカ等の音声出力装置を通じて、操作装置２６を用いた油圧アクチュエータの操作が制限されていること等をオペレータに通知してもよい。

【0073】

［変形・変更］
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0074】

例えば、上述した実施形態において、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等の被駆動要素の一部又は全部を電動アクチュエータ（アクチュエータの一例）で駆動する構成であってもよい。この場合、ショベル１００は、エンジン１１に代えて、或いは、加えて、他の動力源（例えば、バッテリ等の蓄電装置や燃料電池等）を搭載してよい。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ 下部走行体
１Ａ，１Ｂ 走行油圧モータ（アクチュエータ）
２Ａ 旋回油圧モータ（アクチュエータ）
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ（アクチュエータ）
８ アームシリンダ（アクチュエータ）
９ バケットシリンダ（アクチュエータ）
２５Ｖ ソレノイドバルブ
２６ 操作装置
３０ コントローラ（制御装置）
４０ シートベルト装着センサ
４２ ドア開閉センサ
４４ 傾斜センサ
４６ ブーム角度センサ
４８ アーム角度センサ
１００ ショベル

【図1】

【図2】

【図3】