JP2002146826A - バックホウ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックホウにおいて、バケットの先端の運転
部への接触を回避するように構成した場合に、バケット
の掻き込み側への操作が支障なく行えるようにする。 【解決手段】 バケット６の先端が運転部１５から前方
に所定距離だけ離れた位置から運転部１５側に入り込も
うとすると、ブーム４、アーム５及びバケット６を停止
させる牽制手段を備える。バケット６の掻き込み側への
操作により、バケット６の先端が運転部１５から前方に
所定距離だけ離れた位置に達すると、アーム５を自動的
に排土側に作動させて、バケット６の掻き込み側への操
作を許容する許容手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバックホウにおい
て、運転部とバケットとの接触を避ける為の構成に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】バックホウでは運転部がキャノピーやキ
ャビンにより覆われており、運転部（キャノピーやキャ
ビン）とバケットとの接触を避ける構造を備えたバック
ホウがある。この場合、バケットの先端の位置を検出す
る位置センサーを備えて、バケットが運転部から前方に
所定距離だけ離れた位置から運転部側に入り込もうとす
ると、ブーム、アーム及びバケットが停止するように構
成されている。

【０００３】これにより、操縦者がバケットの先端を運
転部に接近させるような操作を行っても、前述のように
バケットの先端が運転部から前方に所定距離だけ離れた
位置に達すると、ブーム、アーム及びバケットが自動的
に停止して、バケットの先端が運転部（キャノピーやキ
ャビン）に接触するような状態が防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バックホウでは、バケ
ットはアームの先端に揺動自在に支持されているので、
例えば下向きのバケットを掻き込み側に操作した場合、
バケットの先端が上昇するのに加えて、バケットの円弧
作動の水平成分によって、バケットの先端は運転部側に
移動することになる。

【０００５】これにより、例えば操縦者が下向きのバケ
ットを水平姿勢に操作しようとしてバケットを掻き込み
側に操作した場合、バケットの先端が運転部から前方に
所定距離だけ離れた位置に達してしまうと、ブーム、ア
ーム及びバケットが停止してしまうので、操縦者が下向
きのバケットを水平姿勢に操作しようとしても、操作で
きないような状態になることがある。このような状態に
なると、操縦者はアームを排土側に操作して、バケット
の先端を運転部から前方に所定距離だけ離れた位置から
充分に前方に離間させた後、バケットを掻き込み側に操
作するようなことを行わなければならない。

【０００６】本発明はバックホウにおいて、バケットの
先端が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置から運
転部側に入り込もうとすると、ブーム、アーム及びバケ
ットを停止させるように構成した場合、バケットの掻き
込み側への操作が適切に行われるように構成することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】［Ｉ］請求項１の特徴に
よると、バケットの先端の位置を検出する位置センサー
を備え、位置検出手段の検出に基づいて、バケットの先
端が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置から運転
部側に入り込もうとすると、ブーム、アーム及びバケッ
トを停止させる牽制手段を備えたバックホウにおいて、
バケットの掻き込み側への操作により、バケットの先端
が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置に達する
と、アームを自動的に排土側に作動させて、バケットの
掻き込み側への操作を許容する許容手段を備えている。

【０００８】これにより、請求項１の特徴によると、例
えば操縦者が下向きのバケットを水平姿勢に操作しよう
としてバケットを掻き込み側に操作した場合、バケット
の先端が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置に達
すると、アームが自動的に排土側に作動して、バケット
の先端が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置から
前方に離間するので、バケットを掻き込み側に操作する
ことが可能になる。従って、請求項１の特徴によると、
例えば操縦者が下向きのバケットを水平姿勢に操作しよ
うとしてバケットを掻き込み側に操作した場合、操縦者
がアームを排土側に作動させるような操作を行わなくて
も、下向きのバケットを掻き込み側に操作して無理なく
水平姿勢に操作することが可能になる。

【０００９】［ＩＩ］請求項２の特徴によると、請求項
１の場合と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えて
おり、これに加えて以下のような「作用」を備えてい
る。バックホウでは旋回台に対するブームの角度、ブー
ムに対するアームの角度、及びアームに対するバケット
の角度を検出して、運転部に対するバケットの先端の位
置を認識するように構成したものが多くある。この場
合、バケットが取り付けられるアームの取付部に、アー
ムに対するバケットの角度を検出する角度検出手段を備
えることが考えられるが、バケットにより地面を掘削す
る際に、バケットが取り付けられるアームの取付部も地
面に入り込むことになるので、角度検出手段の破損を招
くことが考えられる。

【００１０】バックホウではアームとバケットとに亘っ
て油圧シリンダを取り付けて、油圧シリンダの伸縮作動
によりバケットが揺動するように構成することが多い。
この場合、油圧シリンダが取り付けられるアームの取付
部、油圧シリンダが取り付けられるバケットの取付部、
及びバケットが取り付けられるアームの取付部の３点
は、側面視で三角形状に配置されるので、油圧シリンダ
の伸縮作動によりバケットが揺動すると、アームに対し
て油圧シリンダが揺動することになる。

【００１１】これにより、請求項２の特徴のように、油
圧シリンダが取り付けられるアームの取付部に、アーム
に対する油圧シリンダの角度を検出する角度検出手段を
備えることによって、アームに対するバケットの先端の
位置（アームに対するバケットの角度）を検出すること
ができる。この場合、油圧シリンダが取り付けられるア
ームの取付部は、バケットが取り付けられるアームの取
付部よりもバケットから離れた位置に配置されるので、
バケットにより地面を掘削しても、油圧シリンダが取り
付けられるアームの取付部が地面に入り込むと言うよう
な状態は少ない。

【００１２】［ＩＩＩ］請求項３の特徴によると、請求
項２の場合と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「作
用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」
を備えている。前項［ＩＩ］に記載のように、油圧シリ
ンダが取り付けられるアームの取付部に、アームに対す
る油圧シリンダの角度を検出する角度検出手段を備えた
場合、油圧シリンダの伸縮作動によるバケットの揺動に
より、アームに対して油圧シリンダが揺動する際に、油
圧シリンダの揺動範囲は小さなものになることがあるの
で、角度検出手段の検出精度が低いものになることが考
えられる。

【００１３】請求項３の特徴によると、油圧シリンダの
伸縮作動に伴って位相が相対的に変化するアームの取付
部の内側部と外側部とにおいて、内側部及び外側部のう
ちの一方にカム面を形成し、内側部及び外側部のうちの
他方にカム面との距離を検出する距離センサーとを備え
て、距離センサーの検出値に基づいてアームに対する油
圧シリンダの角度を検出するように、角度検出手段を構
成している。

【００１４】このように請求項３の特徴によると、アー
ムに対する油圧シリンダの角度を、距離センサーとカム
面との間の距離として検出するように構成しており、カ
ム面の形状を適切に設定することによって、アームに対
する油圧シリンダの角度を適切に拡大し、距離センサー
とカム面との間の距離として検出することができるよう
になるので、角度検出手段の検出精度を高めることが可
能になる。請求項３の特徴によると、距離センサーを超
音波型式や磁気抵抗素子型式等のように非接触式に構成
することが可能になるので、距離センサーの耐久性の面
でも好ましいものとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】［１］図１はバックホウの全体側
面を示しており、ゴムクローラ型式の走行装置１に旋回
台２が支持され、旋回台２の前部にバックホウ装置３が
備えられている。バックホウ装置３は、油圧シリンダ１
１により上下に操作されるブーム４、油圧シリンダ１２
により前後に操作されるアーム５、及び油圧シリンダ１
３により操作されるバケット６を備えて構成されてい
る。

【００１６】図１に示すように、アーム５の先端におい
てバケット６がバケットピン６ａにより揺動自在に支持
されており、アーム５の軸芯Ｐ３周りに揺動自在に支持
されたリンク４８の先端とバケット６とに亘って、リン
ク４９が取り付けられ、リンク４８，４９の連結点とア
ーム５の取付部５ａとに亘って、油圧シリンダ１３が取
り付けられている。これにより、油圧シリンダ１３の伸
縮作動によってリンク４８，４９を介して、バケット６
がバケットピン６ａ周りに揺動操作される。

【００１７】図１に示すように、バックホウ装置３のブ
ーム４は、上下に操作される第１ブーム４ａ、第１ブー
ム４ａの前端の軸芯Ｐ１周りに揺動自在に連結された第
２ブーム４ｂ、及び第２ブーム４ｂの前端の軸芯Ｐ２周
りに揺動自在に連結された支持ブラケット４ｃで構成さ
れており、支持ブラケット４ｃにアーム５が連結されて
いる。第１ブーム４ａと支持ブラケット４ｃとに亘り、
連係リンク８が架設されて平行四連リンクが構成されて
おり、油圧シリンダ７により第２ブーム４ｂを第１ブー
ム４ａに対して右及び左揺動側に操作することにより、
アーム５及びバケット６を左右に移動させる。

【００１８】図１及び図５に示すように旋回台２におい
て、右側にバックホウ装置３が配置され、左側に運転席
１４や右及び左操作レバー９，１０等で構成された運転
部１５が配置されている。旋回台２の左右中央に、バッ
クホウ装置３と運転部１５とを仕切る窓付きの縦仕切り
板１６が設けられており、縦仕切り板１６の上端に旋回
台２の外側に沿った上仕切り板１７が固定されている。

【００１９】［２］次に油圧回路構造、バックホウ装置
３及び旋回台２等の操作構造について説明する。図２に
示すように、第１ブーム４ａ（ブーム４）の油圧シリン
ダ１１の制御弁２１、アーム５の油圧シリンダ１２の制
御弁２２、バケット６の油圧シリンダ１３の制御弁２
３、旋回台２の旋回モータ１８の制御弁２４、第２ブー
ム４ｂの油圧シリンダ７の制御弁２５、右の走行装置１
の制御弁２６、左の走行装置１の制御弁２７、サービス
ポート（図示せず）の制御弁２８、並びにドーザ１９
（図１参照）を上下に操作する油圧シリンダ５１の制御
弁２９が備えられており、ポンプ２０からの作動油が制
御弁２１〜２９に供給されている。

【００２０】図２に示すように、第１ブーム４ａの制御
弁２１、アーム５の制御弁２２、バケット６の制御弁２
３、旋回台２の制御弁２４及び第２ブーム４ｂの制御弁
２５が、パイロット圧によるパイロット操作式で中立復
帰型に構成されている。右及び左の走行装置１の制御弁
２６，２７、サービスポートの制御弁２８、ドーザ１９
の制御弁２９が、操作レバー（図示せず）により操作さ
れる機械操作式で中立復帰型に構成されている。

【００２１】図３に示すように、右操作レバー９は前後
左右に操作自在に構成されており、右操作レバー９の後
操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３１
ａ、及び右操作レバー９の前操作によりパイロット圧を
発生するパイロット弁３１ｂ、右操作レバー９の右操作
によりパイロット圧を発生するパイロット弁３３ａ、及
び右操作レバー９の左操作によりパイロット圧を発生す
るパイロット弁３３ｂが備えられている。

【００２２】図３に示すように、左操作レバー１０も同
様に前後左右に操作自在に構成されており、左操作レバ
ー１０の後操作によりパイロット圧を発生するパイロッ
ト弁３２ａ、及び左操作レバー１０の前操作によりパイ
ロット圧を発生するパイロット弁３２ｂ、左操作レバー
１０の右操作によりパイロット圧を発生するパイロット
弁３４ａ、及び左操作レバー１０の左操作によりパイロ
ット圧を発生するパイロット弁３４ｂが備えられてい
る。

【００２３】図３及び図５に示すように、左右に踏み操
作自在な操作ペダル３９が備えられており、操作ペダル
３９の左踏み操作によりパイロット圧を発生するパイロ
ット弁３５ａ、及び操作ペダル３９の右踏み操作により
パイロット圧を発生するパイロット弁３５ｂが備えられ
ている。パイロット弁３１ａ〜３５ｂにパイロット圧を
供給するパイロットポンプ３０が備えられている。

【００２４】図２及び図３に示すように、右操作レバー
９のパイロット弁３１ａ，３１ｂと第１ブーム４ａの制
御弁２１、及び右操作レバー９のパイロット弁３３ａ，
３３ｂとバケット６の制御弁２３とが、パイロット油路
を介して接続されており、左操作レバー１０のパイロッ
ト弁３２ａ，３２ｂとアーム５の制御弁２２、及び左操
作レバー１０のパイロット弁３４ａ，３４ｂと旋回台２
の制御弁２４とが、パイロット油路を介して接続されて
いる。操作ペダル３９のパイロット弁３５ａ，３５ｂと
第２ブーム部分４ｂの制御弁２５とが、パイロット油路
を介して接続されている。

【００２５】以上の構造によって、右操作レバー９を後
操作するとパイロット弁３１ａからのパイロット圧によ
り、第１ブーム４ａの制御弁２１が上昇側（油圧シリン
ダ１１の伸長側）に操作され、右操作レバー９を前操作
するとパイロット弁３１ｂからのパイロット圧により、
第１ブーム４ａの制御弁２１が下降側（油圧シリンダ１
１の収縮側）に操作される。右操作レバー９を右操作す
るとパイロット弁３３ａからのパイロット圧により、バ
ケット６の制御弁２３が排土側（油圧シリンダ１３の収
縮側）に操作され、右操作レバー９を左操作するとパイ
ロット弁３３ｂからのパイロット圧により、バケット６
の制御弁２３が掻き込み側（油圧シリンダ１３の伸長
側）に操作される。

【００２６】左操作レバー１０を後操作するとパイロッ
ト弁３２ａからのパイロット圧により、アーム５の制御
弁２２が掻き込み側（油圧シリンダ１２の伸長側）に操
作され、左操作レバー１０を前操作するとパイロット弁
３２ｂからのパイロット圧により、アーム５の制御弁２
２が排土側（油圧シリンダ１２の収縮側）に操作され
る。左操作レバー１０を右操作するとパイロット弁３４
ａからのパイロット圧により、旋回台２の制御弁２４が
右旋回側に操作され、左操作レバー１０を左操作すると
パイロット弁３４ｂからのパイロット圧により、旋回台
２の制御弁２４が左旋回側に操作される。

【００２７】操作ペダル３９を左踏み操作するとパイロ
ット弁３５ａからのパイロット圧により、第２ブーム４
ｂの制御弁２５が左揺動側（油圧シリンダ７の伸長側）
に操作され、操作ペダル３９を右踏み操作するとパイロ
ット弁３５ｂからのパイロット圧により、第２ブーム４
ｂの制御弁２５が右揺動側（油圧シリンダ７の収縮側）
に操作される。

【００２８】右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル
３９を中立位置から大きく操作する程、パイロット弁３
１ａ〜３５ｂのパイロット圧が大きくなるように構成さ
れている。これにより、右及び左操作レバー９，１０、
操作ペダル３９を中立位置から大きく操作する程、右及
び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９の操作位置に
対応してパイロット弁３１ａ〜３５ｂのパイロット圧が
大きくなり、制御弁２１〜２５が流量大側に操作される
のであり、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３
９を大きく操作する程、油圧シリンダ７，１１，１２，
１３及び旋回モータ１８が高速で作動する。

【００２９】［３］図１，４，５に示すように、旋回台
２及び第１ブーム４ａの連結部に、旋回台２に対する第
１ブーム４ａの上下角度ａ１を検出するブーム上下角度
センサー３６が備えられ、第１及び第２ブーム４ａ，４
ｂの連結部に、第１ブーム４ａに対する第２ブーム４ｂ
の左右角度ａ２を検出するブーム左右角度センサー３７
が備えられている（第２ブーム４ｂを左揺動側の限度に
操作した位置（図５の二点鎖線参照）を基準とした左右
角度ａ２）。支持ブラケット４ｃ及びアーム５の連結部
に、第２ブーム４ｂに対するアーム５の前後角度ａ３を
検出するアーム前後角度センサー３８が備えられてい
る。

【００３０】図１及び図４に示すように、アーム５に対
するバケット６の角度ａ４を検出するバケット角度セン
サー５０が、アーム５の取付部５ａに備えられている。
図６に示すように、油圧シリンダ１３の後部に固定され
たリング部１３ａが、アーム５の取付部５ａに固定され
た支持軸５２に回転自在に外嵌されている。支持軸５２
に側面視クサビ状で溝状のカム面５２ａが形成されてお
り、支持軸５２のカム面５２ａに対向するように、非接
触型式の距離センサー５３が油圧シリンダ１３のリング
部１３ａに取り付けられている。このように支持軸５２
のカム面５２ａ及び距離センサー５３等により、バケッ
ト角センサー５０が構成されている。図３に示すように
ブーム上下角度センサー３６、ブーム左右角度センサー
３７、アーム前後角度センサー３８及びバケット角度セ
ンサー５０の検出値が制御装置４０に入力されている。

【００３１】図１に示すように、油圧シリンダ１３の伸
縮作動によってリンク４８，４９を介して、バケット６
がバケットピン６ａ周りに操作される場合、リンク４８
の軸芯Ｐ３周りでの円弧作動の半径方向成分（アーム５
と直交する方向の成分）により、アーム５に対して油圧
シリンダ１３が揺動する。これにより、アーム５に対す
るバケット６の角度ａ４（アーム５に対する油圧シリン
ダ１３の角度）が、図６に示すように距離センサー５３
と支持軸５２のカム面５２ａとの間の距離として、距離
センサー５３によって検出される。

【００３２】この場合、バケット６の掻き込み側（油圧
シリンダ１３の伸長側）及びバケット６の排土側（油圧
シリンダ１３の収縮側）において、距離センサー５３の
検出値が同じになる。図３に示すように、右操作レバー
９のパイロット弁３３ａ，３３ｂとバケット６の制御弁
２３とを接続するパイロット油路に、圧力センサー５４
が備えられており、圧力センサー５４により右操作レバ
ー９が右又は左操作されたことを検出し記憶することに
よって、バケット６が掻き込み側（油圧シリンダ１３の
伸長側）、及び排土側（油圧シリンダ１３の収縮側）の
どちらにあるのかを判別し、アーム５に対するバケット
６の角度ａ４を認識する。

【００３３】図３に示すように、右操作レバー９のパイ
ロット弁３１ａと第１ブーム４ａの制御弁２１とを接続
するパイロット油路（第１ブーム４ａの制御弁２１を上
昇側に操作するパイロット油路）、右操作レバー９のパ
イロット弁３３ａ，３３ｂとバケット６の制御弁２３と
を接続するパイロット油路（バケット６の制御弁２３を
掻き込み側及び排土側に操作するパイロット油路）、左
操作レバー１０のパイロット弁３２ａとアーム５の制御
弁２２とを接続するパイロット油路（アーム５の制御弁
２２を掻き込み側に操作するパイロット油路）、並びに
操作ペダル３９のパイロット弁３５ａと第２ブーム４ｂ
の制御弁２５とを接続するパイロット油路（第２ブーム
４ｂの制御弁２５を左揺動側に操作するパイロット油
路）に、電磁操作式の圧力制御弁４１，４２，４３，４
６，４７が備えられている。

【００３４】これによって、圧力制御弁４１，４２，４
３，４６，４７によりパイロット圧を減圧して（最高圧
は右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９で設定
されている値）、右及び左操作レバー９，１０、操作ペ
ダル３９の操作位置に関係なく、第１ブーム４ａの制御
弁２１の上昇側の開度、バケット６の制御弁２３の掻き
込み側及び排土側の開度、アーム５の制御弁２２の掻き
込み側の開度、第２ブーム４ｂの制御弁２５の左揺動側
の開度を任意に変更できる。圧力制御弁４１，４２，４
３，４６，４７によりパイロット圧を零に設定すること
によって、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３
９の操作位置に関係なく、第１ブーム４ａの油圧シリン
ダ１１、バケット６の油圧シリンダ１３、アーム５の油
圧シリンダ１２、第２ブーム４ｂの油圧シリンダ７を停
止させることができる。

【００３５】［４］次に第１ブーム４ａを上昇側及び下
降側に操作した場合の制御について、図７に基づいて説
明する。ブーム上下角度センサー３６の検出値（第１ブ
ーム４ａの上下角度ａ１）、ブーム左右角度センサー３
７（第２ブーム４ｂの左右角度ａ２）、アーム前後角度
センサー３８の検出値（アーム５の前後角度ａ３）、及
びバケット角度センサー５０の検出値（バケット６の角
度ａ４）が、制御装置４０に常時入力されている（ステ
ップＳ１）。

【００３６】右操作レバー９を後操作して第１ブーム４
ａを上昇側に操作する場合、バケット６は運転部１５に
接近する状態となる。これにより、右操作レバー９が後
操作されて、第１ブーム４ａの上下角度ａ１が上昇側に
変化する場合（第１ブーム４ａの上下角度ａ１が増大す
る場合）（ステップＳ２）、このときの第２ブーム４ｂ
の左右角度ａ２、アーム５の前後角度ａ３及びバケット
６の角度ａ４に基づいて、関係式ｆｂ１，ｆｂ２により
第１設定角度ＢＯ１及び第２設定角度ＢＯ２が算出され
る（ステップＳ３）。

【００３７】この場合、第１ブーム４ａの上下角度ａ１
が第１設定角度ＢＯ１に達していなければ（ステップＳ
６，Ｓ７）、バケット６は運転部１５からまだ充分に遠
い位置にあると判断されて、右操作レバー９の操作位置
に対応したパイロット圧が発生し、右操作レバー９の操
作位置に対応した速度で第１ブーム４ａが上昇側に操作
される（ステップＳ８）。

【００３８】次に第１ブーム４ａの上下角度ａ１が第１
設定角度ＢＯ１を越えると（ステップＳ７，Ｓ９）、バ
ケット６（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１
５に近い方）が、運転部１５から第１所定距離だけ離れ
た位置を越えて運転部１５に接近したと判断されて、第
１ブーム４ａの上下角度ａ１と第１設定角度ＢＯ１との
差Δａ１が算出される（ステップＳ１０）。これによ
り、差Δａ１に基づいて図３に示す圧力制御弁４１によ
りパイロット弁３１ａのパイロット圧が減圧されて、右
操作レバー９の後操作の操作位置に関係なく、第１ブー
ム４ａの上昇側への操作（油圧シリンダ１１の伸長速
度）が減速されるのであり、差Δａ１が大きくなる程
（バケット６が運転部１５に接近する程）、第１ブーム
４ａの上昇側への操作（油圧シリンダ１１の伸長速度）
が大きく減速される（ステップＳ１１）。

【００３９】次に第１ブーム４ａの上下角度ａ１が第２
設定角度ＢＯ２に達すると（ステップＳ９）、バケット
６（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に近
い方）が、運転部１５から第２所定距離だけ離れた位置
に達したと判断されて、圧力制御弁４１によりパイロッ
ト弁３１ａのパイロット圧がアンロードされて、右操作
レバー９の後操作の操作位置に関係なく、第１ブーム４
ａの上昇側への操作（油圧シリンダ１１の伸長操作）が
阻止される（ステップＳ１２）。

【００４０】逆に右操作レバー９が前操作されて、第１
ブーム４ａの上下角度ａ１が下降側に変化する場合（第
１ブーム４ａの上下角度ａ１が減少する場合）（ステッ
プＳ２）、バケット６が運転部１５から離間する状態と
なるので、右操作レバー９の前操作の操作位置に対応し
たパイロット圧が発生し、右操作レバー９の前操作の操
作位置に対応した速度で第１ブーム４ａが下降側に操作
される（ステップＳ１３）（図３に示すように右操作レ
バー９のパイロット弁３１ｂのパイロット油路には、圧
力制御弁４１が設けられていない点による）。

【００４１】［５］前項［４］に記載のように、ステッ
プＳ３の関係式ｆｂ１，ｆｂ２で算出される第１及び第
２設定角度ＢＯ１，ＢＯ２は、第２ブーム４ｂの左右角
度ａ２、アーム５の前後角度ａ３及びバケット６の角度
ａ４が変化すると、これに伴って変化するものであり、
例えば第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が小さくなる程、
アーム５の前後角度ａ３が小さくなる程、第１及び第２
設定角度ＢＯ１，ＢＯ２は小さくなる。

【００４２】これにより、第２ブーム４ｂの左右角度ａ
２、アーム５の前後角度ａ３及びバケット６の角度ａ４
に対応して、第１ブーム４ａの上下角度ａ１が第１設定
角度ＢＯ１に達したときのバケット６（バケット６の先
端又は底部のうちの運転部１５に近い方）の位置をつな
いでいくと、図４及び図５に示すように、運転部１５
（縦及び上仕切り板１６，１７）から前方に第１所定距
離だけ離れた面状の軌跡Ｂ１となる。第２ブーム４ｂの
左右角度ａ２、アーム５の前後角度ａ３及びバケット６
の角度ａ４に対応して、第１ブーム４ａの上下角度ａ１
が第２設定角度ＢＯ２に達したときのバケット６（バケ
ット６の先端又は底部のうちの運転部１５に近い方）の
位置をつないでいくと、運転部１５（縦及び上仕切り板
１６，１７）から前方に第２所定距離だけ離れた面状の
軌跡Ａ１となる。

【００４３】図５に示すように、第２ブーム４ｂの左右
角度ａ２が所定角度（図５に示す構成では第１及び第２
ブーム４ａ，４ｂが直線状になる状態から、第２ブーム
４ｂが右揺動側に位置した状態）を越えると、バケット
６が運転部１５から右横側に離れるので、この状態で第
１ブーム４ａを上昇側及び下降側に操作しても、バケッ
ト６が運転部１５（縦及び上仕切り板１６，１７）に接
触することはない。これにより、第２ブーム４ｂの左右
角度ａ２が前述の所定角度よりも大きくなると、ステッ
プＳ３の関係式ｆｂ１，ｆｂ２で算出される第１及び第
２設定角度ＢＯ１，ＢＯ２が、充分に大きな値（第１ブ
ーム４ａの上昇限度を越えるような大きな値）に設定さ
れて、第１ブーム４ａを上昇限度まで操作することが可
能になる。

【００４４】第１ブーム４ａが上昇限度まで操作されよ
うとした場合、第１ブーム４ａの上下角度ａ１が上昇限
度の少し手前の第３設定角度ＢＯ３に達すると（ステッ
プＳ４）、圧力制御弁４１によりパイロット弁３１ａの
パイロット圧が減圧されて、右操作レバー９の後操作の
操作位置に関係なく、第１ブーム４ａの上昇側への操作
（油圧シリンダ１１の伸長速度）が減速されるのであり
（ステップＳ５）、第１ブーム４ａが上昇限度に達する
とリリーフ弁４５が開いて、第１ブーム４ａ（油圧シリ
ンダ１１）が停止する。

【００４５】第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が前述の所
定角度に達した状態で、第１ブーム４ａを上昇側及び下
降側に操作した際に、バケット６の左側面（運転部１５
側の側面）の位置をつないでいくと、図５に示すように
運転部１５（縦及び上仕切り板１６，１７）から右横方
に第１所定距離だけ離れた面状の軌跡Ａ２となる。

【００４６】［６］次に第１ブーム４ａを上昇側に操作
しながらアーム５を掻き込み側に操作した場合の制御に
ついて、図７に基づいて説明する。右操作レバー９を後
操作して第１ブーム４ａを上昇側に操作しながら、左操
作レバー１０を後操作してアーム５を掻き込み側に操作
する場合、バケット６は運転部１５に急速に接近する状
態となる。図３に示すように、左操作レバー１０のパイ
ロット弁３２ｂとアーム５の制御弁２２とを接続するパ
イロット油路に、パイロットポンプ３０からのパイロッ
ト圧を分岐させるパイロット油路５５を接続する圧力制
御弁４４が設けられており、通常は圧力制御弁４４は閉
位置（図３参照）に保持されている。

【００４７】右操作レバー９が後操作されて第１ブーム
４ａの上下角度ａ１が上昇側に変化する場合（第１ブー
ム４ａの上下角度ａ１が増大する場合）（ステップＳ
２）、このときの第１ブーム４ａの上下角度ａ１、第２
ブーム４ｂの左右角度ａ２及びバケット６の角度ａ４に
基づいて、ステップＳ３の関係式ｆａ３により第３設定
角度ＡＲ３が算出される（ステップＳ３）。

【００４８】右操作レバー９が後操作されて第１ブーム
４ａの上下角度ａ１が上昇側に変化する状態で（ステッ
プＳ２）、左操作レバー１０が後操作されてアーム５が
掻き込み側に操作された場合（ステップＳ６）、アーム
５の前後角度ａ３が第３設定角度ＡＲ３に達していなけ
れば、バケット６は運転部１５からまだ充分に遠い位置
にあると判断されて、右及び左操作レバー９，１０の操
作位置に対応したパイロット圧が発生し、右及び左操作
レバー９，１０の操作位置に対応した速度で第１ブーム
４ａが上昇側に操作され、アーム５が掻き込み側に操作
される。

【００４９】次にアーム５の前後角度ａ３が第３設定角
度ＡＲ３を越えると（ステップＳ１４）、バケット６
（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に近い
方）が運転部１５から第３所定距離（前項［４］に記載
の第１設定距離よりも運転部１５から遠い位置）だけ離
れた位置を越えて運転部１５に接近したと判断されて、
圧力制御弁４２によりパイロット弁３２ａのパイロット
圧がアンロードされ、圧力制御弁４４によりアーム５の
制御弁２２（排土側）にパイロット圧が供給されて、第
１ブーム４ａが上昇側に操作されるのと同時に、左操作
レバー１０の後操作の操作位置に関係なく、アーム５が
低速で排土側に操作される（油圧シリンダ１２の収縮操
作）（ステップＳ１５）。

【００５０】前述のように第１ブーム４ａが上昇側に操
作されるのと同時に、左操作レバー１０の後操作の操作
位置に関係なく、アーム５が低速で排土側に操作される
際、右操作レバー９の後操作の操作位置に関係なく、圧
力制御弁４１によりパイロット弁３１ａのパイロット圧
が減圧されて、第１ブーム４ａの上昇側への操作（油圧
シリンダ１１の伸長速度）が減速される（ステップＳ１
６）。

【００５１】第１ブーム４ａが上昇側に操作される場
合、第１ブーム４ａの上下角度ａ１が小さい程（第１ブ
ーム４ａが旋回台２と平行に寝た状態になる程）、第１
ブーム４ａの上昇側への操作に対して、第１ブーム４ａ
の先端（アーム５及びバケット６）の運転部１５への移
動の水平成分は小さいものになるので、第１ブーム４ａ
の上下角度ａ１が小さい状態では、ステップＳ１６にお
いて第１ブーム４ａの上昇側への操作（油圧シリンダ１
１の伸長速度）はあまり減速されない。

【００５２】逆に第１ブーム４ａの上下角度ａ１が大き
い程（第１ブーム４ａが旋回台２に対して直立した状態
になる程）、第１ブーム４ａの上昇側への操作に対し
て、第１ブーム４ａの先端（アーム５及びバケット６）
の運転部１５への移動の水平成分は大きなものになるの
で、第１ブーム４ａの上下角度ａ１が大きい状態ではス
テップＳ１６において、第１ブーム４ａの上昇側への操
作（油圧シリンダ１１の伸長速度）が大きく減速され
る。

【００５３】このように右及び左操作レバー９，１０を
後操作して、第１ブーム４ａを上昇側に操作しながらア
ーム５を掻き込み側に操作した場合、第１ブーム４ａの
上昇側への操作（油圧シリンダ１１の伸長速度）が減速
されながら（第１ブーム４ａの上下角度ａ１が大きくな
る程、第１ブーム４ａの上昇側への操作（油圧シリンダ
１１の伸長速度）が大きく減速される）、アーム５が低
速で排土側に操作されるように構成することによって、
ステップＳ１２に示すように第１ブーム４ａの上昇側へ
の操作が阻止されることなく、第１ブーム４ａが上昇側
に操作されて、バケット６が運転部１５の前側を上方に
移動していく。

【００５４】［７］次にアーム５を掻き込み側及び排土
側に操作した場合の制御について、図８に基づいて説明
する。前項［４］に記載のように、ブーム上下角度セン
サー３６の検出値（第１ブーム４ａの上下角度ａ１）、
ブーム左右角度センサー３７（第２ブーム４ｂの左右角
度ａ２）、アーム前後角度センサー３８の検出値（アー
ム５の前後角度ａ３）及びバケット角度センサー５０の
検出値（バケット６の角度ａ４）が、制御装置４０に常
時入力されている（ステップＳ１）。

【００５５】左操作レバー１０を後操作してアーム５を
掻き込み側に操作すると、バケット６は運転部１５に接
近する状態となる。これにより、左操作レバー１０が後
操作されて、アーム５の前後角度ａ３が掻き込み側に変
化する場合（アーム５の前後角度ａ３が減少する場合）
（ステップＳ１７）、このときの第１ブーム４ａの上下
角度ａ１、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びバケット
６の角度ａ４に基づいて、関係式ｆａ１，ｆａ２により
第１設定角度ＡＲ１及び第２設定角度ＡＲ２が算出され
る（ステップＳ１８）。

【００５６】この場合、アーム５の前後角度ａ３が第１
設定角度ＡＲ１に達していなければ（ステップＳ２
１）、バケット６は運転部１５からまだ充分に遠い位置
にあると判断されて、左操作レバー１０の操作位置に対
応したパイロット圧が発生し、左操作レバー１０の操作
位置に対応した速度でアーム５が掻き込み側に操作され
る（ステップＳ２２）。

【００５７】次にアーム５の前後角度ａ３が第１設定角
度ＡＲ１を越えると（ステップＳ２１，Ｓ２３）、バケ
ット６（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５
に近い方）が、運転部１５から第１所定距離だけ離れた
位置を越えて運転部１５に接近したと判断されて、アー
ム５の前後角度ａ３と第１設定角度ＡＲ１との差Δａ３
が算出される（ステップＳ２４）。これにより、差Δａ
３に基づいて圧力制御弁４２によりパイロット弁３２ａ
のパイロット圧が減圧されて、左操作レバー１０の後操
作の操作位置に関係なく、アーム５の掻き込み側への操
作（油圧シリンダ１２の伸長速度）が減速されるのであ
り、差Δａ３が大きくなる程（バケット６が運転部１５
に接近する程）、アーム５の掻き込み側への操作（油圧
シリンダ１２の伸長速度）が大きく減速される（ステッ
プＳ２５）。

【００５８】次にアーム５の前後角度ａ３が第２設定角
度ＡＲ２に達すると（ステップＳ２３）、バケット６
（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に近い
方）が運転部１５から第２所定距離だけ離れた位置に達
したと判断されて、圧力制御弁４２によりパイロット弁
３２ａのパイロット圧がアンロードされて、左操作レバ
ー１０の後操作の操作位置に関係なく、アーム５の掻き
込み側への操作（油圧シリンダ１２の伸長操作）が阻止
される（ステップＳ２６）。

【００５９】逆に左操作レバー１０が前操作されて、ア
ーム５の前後角度ａ３が排土側に変化する場合（アーム
５の前後角度ａ３が増大する場合）（ステップＳ１
７）、バケット６が運転部１５から離間する状態となる
ので、左操作レバー１０の前操作の操作位置に対応した
パイロット圧が発生し、左操作レバー１０の前操作の操
作位置に対応した速度でアーム５が排土側に操作される
（ステップＳ２７）。

【００６０】［８］前項［７］に記載のように、ステッ
プＳ１８の関係式ｆａ１，ｆａ２で算出される第１及び
第２設定角度ＡＲ１，ＡＲ２は、第１ブーム４ａの上下
角度ａ１、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びバケット
６の角度ａ４が変化すると、これに伴って変化するもの
であり、例えば第１ブーム４ａの上下角度ａ１が小さく
なる程、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が大きくなる
程、第１及び第２設定角度ＡＲ１，ＡＲ２は小さくな
る。

【００６１】これにより、第１ブーム４ａの上下角度ａ
１、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びバケット６の角
度ａ４に対応して、アーム５の前後角度ａ３が第１設定
角度ＡＲ１に達したときのバケット６（バケット６の先
端又は底部のうちの運転部１５に近い方）の位置をつな
いでいくと、図４，５及び前項［５］に記載のような軌
跡Ｂ１となる。第１ブーム４ａの上下角度ａ１、第２ブ
ーム４ｂの左右角度ａ２及びバケット６の角度ａ４に対
応して、アーム５の前後角度ａ３が第２設定角度ＡＲ２
に達したときのバケット６（バケット６の先端又は底部
のうちの運転部１５に近い方）の位置をつないでいく
と、図４，５及び前項［５］に記載ような軌跡Ａ１とな
る。

【００６２】図５及び前項［５］に記載のように、第２
ブーム４ｂの左右角度ａ２が所定角度（図５に示す構成
では第１及び第２ブーム４ａ，４ｂが直線状になる状態
から第２ブーム４ｂが右揺動側に位置した状態）を越え
ると、バケット６が運転部１５から右横側に離れるの
で、この状態でアーム５を掻き込み側及び排土側に操作
しても、バケット６が運転部１５（縦及び上仕切り板１
６，１７）に接触することはない。これにより、第２ブ
ーム４ｂの左右角度ａ２が前述の所定角度よりも大きく
なると、ステップＳ１８の関係式ｆａ１，ｆａ２で算出
される第１及び第２設定角度ＡＲ１，ＡＲ２が、充分に
小さな値（アーム５の掻き込み限度を越えるような小さ
な値）に設定されて、アーム５を掻き込み限度まで操作
することが可能になる。

【００６３】アーム５が掻き込み限度まで操作されよう
とした場合に、アーム５の前後角度ａ３が掻き込み限度
の少し手前の第４設定角度ＡＲ４に達すると（ステップ
Ｓ１９）、圧力制御弁４２によりパイロット弁３２ａの
パイロット圧が減圧されて、左操作レバー１０の後操作
の操作位置に関係なく、アーム５の掻き込み側への操作
（油圧シリンダ１２の伸長速度）が減速されるのであり
（ステップＳ２０）、アーム５が掻き込み限度に達する
とリリーフ弁４５が開いて、アーム５（油圧シリンダ１
２）が停止する。第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が前述
の所定角度に達した状態で、アーム５を掻き込み側及び
排土側に操作した際に、バケット６の左側面（運転部１
５側の側面）の位置をつないでいくと、図５及び前項
［５］に記載のような軌跡Ａ２となる。

【００６４】［９］次にバケット６を掻き込み側に操作
した場合の制御について、図９に基づいて説明する。前
項［４］に記載のように、ブーム上下角度センサー３６
の検出値（第１ブーム４ａの上下角度ａ１）、ブーム左
右角度センサー３７（第２ブーム４ｂの左右角度ａ
２）、アーム前後角度センサー３８の検出値（アーム５
の前後角度ａ３）及びバケット角度センサー５０の検出
値（バケット６の角度ａ４）が、制御装置４０に常時入
力されている（ステップＳ１）。

【００６５】例えば、運転部１５の付近でバケット６が
下向きの状態において、右操作レバー９を左操作してバ
ケット６を掻き込み側に操作すると、バケット６は運転
部１５に接近する状態となる。これにより、右操作レバ
ー９が左操作されて、バケット６の角度ａ４が掻き込み
側（バケット６の角度ａ４が減少）に変化する場合（ス
テップＳ２８）、このときの第１ブーム４ａの上下角度
ａ１、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びアーム５の前
後角度ａ３に基づいて、関係式ｆｃ１１，ｆｃ１２によ
り、第１設定角度ＢＡ１１及び第２設定角度ＢＡ１２が
算出される（ステップＳ２９）。

【００６６】この場合、バケット６の角度ａ４が第１設
定角度ＢＡ１１に達していなければ（ステップＳ３
２）、バケット６の先端は運転部１５から遠い位置にあ
ると判断されて、左操作レバー１０の操作位置に対応し
たパイロット圧が発生し、左操作レバー１０の操作位置
に対応した速度で、バケット６が掻き込み側に操作され
る（ステップＳ３３）。

【００６７】次にバケット６の角度ａ４が第１設定角度
ＢＡ１１を越えると（ステップＳ３２，Ｓ３４）、バケ
ット６の先端が運転部１５から第１所定距離だけ離れた
位置を越えて運転部１５に接近したと判断されて、バケ
ット６の角度ａ４と第１設定角度ＢＡ１１との差Δａ４
が算出される（ステップＳ３５）。これにより、差Δａ
４に基づいて圧力制御弁４６によりパイロット弁３３ｂ
のパイロット圧が減圧されて、左操作レバー１０の左操
作の操作位置に関係なく、バケット６の掻き込み側への
操作（油圧シリンダ１３の伸長速度）が減速されるので
あり、差Δａ４が大きくなる程（バケット６の先端が運
転部１５に接近する程）、バケット６の掻き込み側への
操作（油圧シリンダ１３の伸長速度）が大きく減速され
る（ステップＳ３６）。

【００６８】次にバケット６の角度ａ４が第２設定角度
ＢＡ１２に達すると（ステップＳ３４）、バケット６の
先端が運転部１５から第２所定距離だけ離れた位置に達
したと判断されて、圧力制御弁４４によりアーム５の制
御弁２２（排土側）にパイロット圧が供給されて、バケ
ット６が掻き込み側に低速で操作されるのと同時に（ス
テップＳ３８）、アーム５が低速で排土側に操作される
（油圧シリンダ１２の収縮操作）（ステップＳ３７）。
このようにアーム５の排土側への低速での操作により、
バケット６の先端が運転部１５から第２設定距離だけ離
れた位置から離間しながら、バケット６の掻き込み側へ
の操作が低速で行われる状態となって、運転部１５から
第２所定距離だけ離れた位置に沿って、バケット６の先
端が上方に移動する状態となる。

【００６９】バケット６（バケットピン６ａとバケット
６の先端とを結ぶ直線）が、図４，５及び前項［５］に
記載ような軌跡Ａ１と直交する姿勢を越えて、さらにバ
ケット６が掻き込み側に操作されると、バケット６の先
端が運転部１５から第２所定距離だけ離れた位置から離
間する状態となる。この場合にはアーム５が停止した状
態で、バケット６の掻き込み側への操作が低速で行われ
る。

【００７０】［１０］次にバケット６を排土側に操作し
た場合の制御について、図９に基づいて説明する。前項
［４］に記載のように、ブーム上下角度センサー３６の
検出値（第１ブーム４ａの上下角度ａ１）、ブーム左右
角度センサー３７（第２ブーム４ｂの左右角度ａ２）、
アーム前後角度センサー３８の検出値（アーム５の前後
角度ａ３）及びバケット角度センサー５０の検出値（バ
ケット６の角度ａ４）が、制御装置４０に常時入力され
ている（ステップＳ１）。

【００７１】例えば、運転部１５の付近でバケット６が
上向きの状態において、右操作レバー９を右操作してバ
ケット６を排土側に操作すると、バケット６は運転部１
５に接近する状態となる。これにより、右操作レバー９
が右操作されて、バケット６の角度ａ４が排土側（バケ
ット６の角度ａ４が増大）に変化する場合（ステップＳ
２８）、このときの第１ブーム４ａの上下角度ａ１、第
２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びアーム５の前後角度ａ
３に基づいて、関係式ｆｃ２１，ｆｃ２２により、第１
設定角度ＢＡ２１及び第２設定角度ＢＡ２２が算出され
る（ステップＳ３９）。

【００７２】この場合、バケット６の角度ａ４が第１設
定角度ＢＡ２１に達していなければ（ステップＳ４
２）、バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に
近い方は運転部１５から遠い位置にあると判断されて、
左操作レバー１０の操作位置に対応したパイロット圧が
発生し、左操作レバー１０の操作位置に対応した速度
で、バケット６が排土側に操作される（ステップＳ４
３）。

【００７３】次にバケット６の角度ａ４が第１設定角度
ＢＡ２１を越えると（ステップＳ４２，Ｓ４４）、バケ
ット６の先端又は底部のうちの運転部１５に近い方が、
運転部１５から第１所定距離だけ離れた位置を越えて運
転部１５に接近したと判断されて、バケット６の角度ａ
４と第１設定角度ＢＡ２１との差Δａ４が算出される
（ステップＳ４５）。これによって、差Δａ４に基づい
て圧力制御弁４７によりパイロット弁３３ａのパイロッ
ト圧が減圧されて、左操作レバー１０の右の操作位置に
関係なく、バケット６の排土側への操作（油圧シリンダ
１３の収縮速度）が減速されるのであり、差Δａ４が大
きくなる程（バケット６の先端又は底部のうちの運転部
１５に近い方が運転部１５に接近する程）、バケット６
の排土側への操作（油圧シリンダ１３の収縮速度）が大
きく減速される（ステップＳ４６）。

【００７４】次にバケット６の角度ａ４が第２設定角度
ＢＡ２２に達すると（ステップＳ４４）、バケット６の
先端又は底部のうちの運転部１５に近い方が運転部１５
から第２所定距離だけ離れた位置に達したと判断され
て、圧力制御弁４４によりアーム５の制御弁２２（排土
側）にパイロット圧が供給されて、バケット６が排土側
に低速で操作されるのと同時に（ステップＳ４８）、ア
ーム５が低速で排土側に操作される（油圧シリンダ１２
の収縮操作）（ステップＳ４７）。このようにアーム５
の排土側への低速での操作により、バケット６の先端又
は底部のうちの運転部１５に近い方が、運転部１５から
第２設定距離だけ離れた位置から離間しながら、バケッ
ト６の排土側への操作が低速で行われる状態となって、
運転部１５から第２所定距離だけ離れた位置に沿って、
バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に近い方
が下方に移動する状態となる。

【００７５】バケット６（バケットピン６ａとバケット
６の先端とを結ぶ直線、又はバケット６の底部とバケッ
ト６の先端とを結ぶ直線）が、図４，５及び前項［５］
に記載ような軌跡Ａ１と直交する姿勢を越えて、さらに
バケット６が排土側に操作されると、バケット６の先端
又は底部のうちの運転部１５に近い方が、運転部１５か
ら第２所定距離だけ離れた位置から離間する状態とな
る。この場合にはアーム５が停止した状態で、バケット
６の排土側への操作が低速で行われる。

【００７６】［１１］前項［９］［１０］に記載のよう
に、ステップＳ２９，Ｓ３９の関係式ｆｃ１１，ｆｃ１
２，ｆｃ２１，ｆｃ２２で算出される第１及び第２設定
角度ＢＡ１１，ＢＡ１２，ＢＡ２１，ＢＡ２２は、第１
ブーム４ａの上下角度ａ１、第２ブーム４ｂの左右角度
ａ２及びアーム５の前後角度ａ３が変化すると、これに
伴って変化するものであり、例えば、第１ブーム４ａの
上下角度ａ１が小さくなる程、第２ブーム４ｂの左右角
度ａ２が大きくなる程、第１及び第２設定角度ＢＡ１
１，ＢＡ１２は小さくなり、第１及び第２設定角度ＢＡ
２１，ＢＡ２２は大きくなる。

【００７７】これにより、第１ブーム４ａの上下角度ａ
１、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びアーム５の前後
角度ａ３に対応して、バケットの６の角度ａ４が第１設
定角度ＢＡ１１，ＢＡ２１に達したときのバケット６の
先端（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に
近い方）の位置をつないでいくと、図４，５及び前項
［５］に記載のような軌跡Ｂ１となる。第１ブーム４ａ
の上下角度ａ１、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２及びア
ーム５の前後角度ａ３に対応して、バケット６の角度ａ
４が第２設定角度ＢＡ１２，ＢＡ２２に達したときのバ
ケット６の先端（バケット６の先端又は底部のうちの運
転部１５に近い方）の位置をつないでいくと、図４，５
及び前項［５］に記載ような軌跡Ａ１となる。

【００７８】第１ブーム４ａの上下角度ａ１及びアーム
５の前後角度ａ３がある程度大きい場合には、バケット
６を掻き込み側及び排土側に操作しても、バケット６の
先端（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１５に
近い方）が、運転部１５（縦及び上仕切り板１６，１
７）に接触することはない。図５及び前項［５］に記載
のように、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が所定角度
（図５に示す構成では第１及び第２ブーム４ａ，４ｂが
直線状になる状態から第２ブーム４ｂが右揺動側に位置
した状態）を越えると、バケット６が運転部１５から右
横側に離れるので、この状態でバケット６を掻き込み側
及び排土側に操作しても、バケット６が運転部１５（縦
及び上仕切り板１６，１７）に接触することはない。

【００７９】これにより前述のような状態では、ステッ
プＳ２９の関係式ｆｃ１１，ｆｃ１２で算出される第１
及び第２設定角度ＢＡ１１，ＢＡ１２が、充分に小さな
値（バケット６の掻き込み限度を越えるような小さな
値）に設定されて、バケット６を掻き込み限度まで操作
することが可能になる。ステップＳ３９の関係式ｆｃ２
１，ｆｃ２２で算出される第１及び第２設定角度ＢＡ２
１，ＢＡ２２が、充分に大きな値（バケット６の排土限
度を越えるような大きな値）に設定されて、バケット６
を排土限度まで操作することが可能になる。

【００８０】バケット６が掻き込み限度（排土限度）ま
で操作されようとした場合に、バケット６の角度ａ４が
掻き込み限度（排土限度）の少し手前の第３設定角度Ｂ
Ａ３（第４設定角度ＢＡ４）に達すると（ステップＳ３
０，Ｓ４０）、圧力制御弁４６，４７によりパイロット
弁３３ｂ，３３ａのパイロット圧が減圧操作されて、左
操作レバー１０の左操作（右操作）の操作位置に関係な
く、バケット６の掻き込み側への操作（油圧シリンダ１
３の伸長速度）（バケット６の排土側の操作（油圧シリ
ンダ１３の収縮速度））が減速されるのであり（ステッ
プＳ３１，Ｓ４１）、バケット６が掻き込み限度（排土
限度）に達するとリリーフ弁４５が開いて、バケット６
（油圧シリンダ１３）が停止する。第２ブーム４ｂの左
右角度ａ２が前述の所定角度に達した状態で、バケット
６を掻き込み側及び排土側に操作した際に、バケット６
の左側面（運転部１５側の側面）の位置をつないでいく
と、図５及び前項［５］に記載のような軌跡Ａ２とな
る。

【００８１】［１２］次に第２ブーム４ｂを左揺動側及
び右揺動側に操作した場合の制御について、図１０に基
づいて説明する。前項［４］に記載のように、ブーム上
下角度センサー３６の検出値（第１ブーム４ａの上下角
度ａ１）、ブーム左右角度センサー３７（第２ブーム４
ｂの左右角度ａ２）、及びアーム前後角度センサー３８
の検出値（アーム５の前後角度ａ３）が、制御装置４０
に常時入力されている（ステップＳ１）。

【００８２】操作ペダル３９を左踏み操作して第２ブー
ム４ｂを左揺動側に操作すると、バケット６は運転部１
５に接近する状態となる。これにより、操作ペダル３９
が左踏み操作されて、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が
左揺動側に変化する場合（第２ブーム４ｂの左右角度ａ
２が減少する場合）（ステップＳ４９）、このときの第
１ブーム４ａの上下角度ａ１及びアーム５の前後角度ａ
３に基づいて、関係式ｆｏ１，ｆｏ２により第１設定角
度ＯＦ１及び第２設定角度ＯＦ２が算出される（ステッ
プＳ５０）。

【００８３】この場合、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２
が第１設定角度ＯＦ１に達していなければ（ステップＳ
５３）、バケット６は運転部１５からまだ充分に遠い位
置にあると判断されて、操作ペダル３９の操作位置に対
応したパイロット圧が発生して、操作ペダル３９の操作
位置に対応した速度で第２ブーム４ｂが左揺動側に操作
される（ステップＳ５４）。

【００８４】次に第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が第１
設定角度ＯＦ１を越えると（ステップＳ５３，Ｓ５
５）、バケット６の左側面が運転部１５から第１所定距
離だけ離れた位置を越えて運転部１５に接近したと判断
されて、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２と第１設定角度
ＯＦ１との差Δａ２が算出される（ステップＳ５６）。
これによって、差Δａ２に基づいて圧力制御弁４３によ
りパイロット弁３５ａのパイロット圧が減圧されて、操
作ペダル３９の左踏み操作の操作位置に関係なく、第２
ブーム４ｂの左揺動側への操作（油圧シリンダ７の伸長
速度）が減速されるのであり、差Δａ２が大きくなる程
（バケット６の左側面が運転部１５に接近する程）、第
２ブーム４ｂの左揺動側への操作（油圧シリンダ７の伸
長速度）が大きく減速される（ステップＳ５７）。

【００８５】次に第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が第２
設定角度ＯＦ２に達すると（ステップＳ５５）、バケッ
ト６の左側面が運転部１５から第２所定距離だけ離れた
位置に達したと判断されて、圧力制御弁４３によりパイ
ロット弁３５ａのパイロット圧がアンロードされて、操
作ペダル３９の左踏み操作の操作位置に関係なく、第２
ブーム４ｂの左揺動側への操作（油圧シリンダ７の伸長
操作）が阻止される（ステップＳ５８）。

【００８６】逆に操作ペダル３９が右踏み操作されて、
第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が右揺動側に変化する場
合（第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が増大する場合）
（ステップＳ４９）、バケット６の左側面が運転部１５
から離間する状態となるので、操作ペダル３９の右踏み
操作の操作位置に対応したパイロット圧が発生し、操作
ペダル３９の右踏み操作の操作位置に対応した速度で第
２ブーム４ｂが右揺動側に操作される（ステップＳ５
９）（図３に示すように操作ペダル３９のパイロット弁
３５ｂのパイロット油路には、圧力制御弁４３が設けら
れていない点による）。

【００８７】［１３］前項［１２］に記載のように、ス
テップＳ５０の関係式ｆｏ１，ｆｏ２で算出される第１
及び第２設定角度ＯＦ１，ＯＦ２は、第１ブーム４ａの
上下角度ａ１及びアーム５の前後角度ａ３が変化する
と、これに伴って変化するものである。運転部１５の前
方にバケット１５が位置する場合には、第１ブーム４ａ
の上下角度ａ１が大きくなる程、アーム５の前後角度ａ
３が大きくなる程、第１及び第２設定角度ＯＦ１，ＯＦ
２は小さくなる。運転部１５の右横側にバケット１５が
位置するような第１ブーム４ａの上下角度ａ１及びアー
ム５の前後角度ａ３の場合には、第１及び第２設定角度
ＯＦ１，ＯＦ２は一定値となる。

【００８８】これにより、運転部１５の前方にバケット
１５が位置する場合、第１ブーム４ａの上下角度ａ１及
びアーム５の前後角度ａ３に対応して、第２ブーム４ｂ
の左右角度ａ２が第１設定角度ＯＦ１に達したときのバ
ケット６（バケット６の先端又は底部のうちの運転部１
５に近い方）をつないでいくと、図４，５及び前項
［５］に記載のような軌跡Ｂ１となる。第１ブーム４ａ
の上下角度ａ１及びアーム５の前後角度ａ３に対応し
て、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が第２設定角度ＯＦ
２に達したときのバケット６（バケット６の先端又は底
部のうちの運転部１５に近い方）の位置をつないでいく
と、図４，５及び前項［５］に記載ような軌跡Ａ１とな
る。

【００８９】運転部１５の右横側にバケット１５が位置
する場合、第２ブーム４ｂの左右角度ａ２が第１設定角
度ＯＦ１に達したときのバケット６の左側面の位置をつ
ないでいくと、図５及び前項［５］に記載のような軌跡
Ｂ２となる。第１ブーム４ａの上下角度ａ１及びアーム
５の前後角度ａ３に対応して、第２ブーム４ｂの左右角
度ａ２が第２設定角度ＯＦ２に達したときのバケット６
の左側面の位置をつないでいくと、図５及び前項［５］
に記載ような軌跡Ａ２となる。

【００９０】バケット６を運転部１５から前方に充分に
離れた位置に位置させていると（第１ブーム４ａを下降
側に操作し、アーム５を排土側に操作した状態）、この
状態で第２ブーム４ａを左揺動限度まで操作しても、バ
ケット６が運転部１５（縦及び上仕切り板１６，１７）
に接触することはない。これにより、バケット６を運転
部１５から前方に充分に離れた位置に位置させている
と、ステップＳ２９の関係式ｆｏ１，ｆｏ２で算出され
る第１及び第２設定角度ＯＦ１，ＯＦ２が充分に小さな
値（第２ブーム４ｂの左揺動限度を越えるような小さな
値）に設定されて、第２ブーム４ｂを左揺動限度まで操
作することが可能になる。

【００９１】第２ブーム４ｂが左揺動限度まで操作され
ようとした場合、第２ブーム４ｂの左揺動限度の少し手
前の第３設定角度ＯＦ３に達すると（ステップＳ５
１）、圧力制御弁４３によりパイロット弁３５ａのパイ
ロット圧が減圧されて、操作ペダル３９の左踏み操作の
操作位置に関係なく、第２ブーム４ｂの左揺動側への操
作（油圧シリンダ７の伸長速度）が減速されるのであり
（ステップＳ５２）、第２ブーム４ｂが左揺動限度に達
するとリリーフ弁４５が開いて、第２ブーム４ｂ（油圧
シリンダ７）が停止する。

【００９２】［発明の実施の別形態］右及び左操作レバ
ー９，１０、操作ペダル３９の操作位置をポテンショメ
ータ（図示せず）で電気的に検出し、電磁比例減圧弁型
式のパイロット弁（図示せず）を操作して、パイロット
式の制御弁２１〜２５を操作する型式や、右及び左操作
レバー９，１０、操作ペダル３９の操作位置をポテンシ
ョメータ（図示せず）で電気的に検出し、この検出値に
基づいて電磁比例減圧弁型式の制御弁（図示せず）を操
作する型式にも、本発明は適用できる。さらに、本発明
は旋回台２の右側に運転部１５を配置し、旋回台２の左
側にバックホウ装置３のブーム４（第１ブーム４ａ）を
配置したバックホウにも適用できる。

【００９３】

【発明の効果】請求項１の特徴によると、バックホウに
おいて、バケットの先端が運転部から前方に所定距離だ
け離れた位置から運転部側に入り込もうとすると、ブー
ム、アーム及びバケットを停止させるように構成した場
合、例えば操縦者が下向きのバケットを水平姿勢に操作
しようとしてバケットを掻き込み側に操作した際、バケ
ットの先端が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置
に達すると、アームが自動的に排土側に作動するので、
バケットの先端が運転部から前方に所定距離だけ離れた
位置から前方に離間して、バケットを掻き込み側に操作
して無理なく水平姿勢に操作することができるようにな
って、バックホウの作業性を向上させることができた。

【００９４】請求項２の特徴によると、請求項１の場合
と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えてお
り、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の
効果」を備えている。請求項２の特徴によると、油圧シ
リンダの伸縮作動によりバケットが揺動すると、アーム
に対して油圧シリンダが揺動することに着目して、油圧
シリンダが取り付けられるアームの取付部に、アームに
対する油圧シリンダの角度を検出する角度検出手段を備
え、アームに対するバケットの先端の位置（アームに対
するバケットの角度）を検出することができるように構
成することにより、バケットにより地面を掘削しても、
油圧シリンダが取り付けられるアームの取付部（角度検
出手段）が地面に入り込むと言うような状態を少なくす
ることができ、角度検出手段の破損を少なくすることが
できて、角度検出手段の耐久性を向上させることができ
た。

【００９５】請求項３の特徴によると、請求項２の場合
と同様に前述の請求項２の「発明の効果」を備えてお
り、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の
効果」を備えている。請求項３の特徴によると、アーム
に対する油圧シリンダの角度を、距離センサーとカム面
との間の距離として検出するように角度検出手段を構成
することにより、カム面の形状を適切に設定することに
よって、アームに対する油圧シリンダの角度を適切に拡
大し、距離センサーとカム面との間の距離として検出す
ることができるようになり、角度検出手段の検出精度を
高めることが可能になって、バケットの先端が運転部か
ら前方に所定距離だけ離れた位置から運転部側に入り込
もうとすると、ブーム、アーム及びバケットを停止させ
る際の精度を高めることができた。請求項３の特徴によ
ると、距離センサーを超音波型式や磁気抵抗素子型式等
のように非接触式に構成することが可能になり、距離セ
ンサーの耐久性の面でも好ましいものとなるので、角度
検出手段の耐久性を高めることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの全体側面図

【図２】バックホウ装置の油圧シリンダ及び制御弁等を
示す油圧回路図

【図３】右及び左操作レバー、操作ペダル、パイロット
弁及びパイロット油路等を示す油圧回路図

【図４】図７のステップＳ１１，Ｓ１２、図８のステッ
プＳ２５，Ｓ２６及び図９のステップＳ３６，Ｓ３７，
Ｓ３８，Ｓ４６，Ｓ４７，Ｓ４８でのバケットの先端
（バケットの先端又は底部のうちの運転部に近い方）の
位置をつないだ軌跡を示す側面図

【図５】図７のステップＳ１１，Ｓ１２、図８のステッ
プＳ２５，Ｓ２６及び図９のステップＳ３６，Ｓ３７，
Ｓ３８，Ｓ４６，Ｓ４７，Ｓ４８でのバケットの先端
（バケットの先端又は底部のうちの運転部に近い方）の
位置をつないだ軌跡、並びに図１０のステップＳ５７，
Ｓ５８でのバケットの左側面の位置をつないだ軌跡を示
す平面図

【図６】バケット角度センサーの付近の縦断側面図

【図７】第１ブームを上昇側及び下降側に操作した際の
制御の流れを示す図

【図８】アームを掻き込み側及び排土側に操作した際の
制御の流れを示す図

【図９】バケットを掻き込み側及び排土側に操作した際
の制御の流れを示す図

【図１０】第２ブームを左揺動側及び右揺動側に操作し
た際の制御の流れを示す図

【符号の説明】

２ 旋回台 ４ ブーム ５ アーム ５ａ アームの取付部 ６ バケット １３ 油圧シリンダ １３ａ アームの取付部の外側部 １５ 運転部 ３６，３７，３８，５０ 位置検出手段 ５０ 角度検出手段（位置検出手
段） ５２ アームの取付部の内側部 ５２ａ カム面 ５３ 距離センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 厚 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB03 AB04 AC06 BA07 BB04 CA02 DA03 DA04 DB04 DB05 2D015 GA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回台に上下揺動自在に支持されたブー
   ムと、前記ブームの先端に前後揺動自在に支持されたア
   ームと、前記アームの先端に揺動自在に支持されたバケ
   ットと、前記バケットの先端の位置を検出する位置検出
   手段とを備えて、 前記位置検出手段の検出に基づいて、前記バケットの先
   端が運転部から前方に所定距離だけ離れた位置から前記
   運転部側に入り込もうとすると、前記ブーム、アーム及
   びバケットを停止させる牽制手段を備えると共に、 前記バケットの掻き込み側への操作により、前記バケッ
   トの先端が前記運転部から前方に所定距離だけ離れた位
   置に達すると、前記アームを自動的に排土側に作動させ
   て、前記バケットの掻き込み側への操作を許容する許容
   手段を備えてあるバックホウ。
2. 【請求項２】 前記アームとバケットとに亘って油圧シ
   リンダを取り付けて、前記油圧シリンダの伸縮作動によ
   り前記バケットが揺動するように構成すると共に、 前記油圧シリンダが取り付けられる前記アームの取付部
   に、前記アームに対する前記油圧シリンダの角度を検出
   する角度検出手段を備えて、前記角度検出手段の検出値
   に基づいて、前記アームに対する前記バケットの先端の
   位置を検出するように構成してある請求項１に記載のバ
   ックホウ。
3. 【請求項３】 前記油圧シリンダの伸縮作動に伴って位
   相が相対的に変化する前記アームの取付部の内側部と外
   側部とにおいて、前記内側部及び外側部のうちの一方に
   カム面を形成し、前記内側部及び外側部のうちの他方に
   前記カム面との距離を検出する距離センサーとを備え
   て、 前記距離センサーの検出値に基づいて、前記アームに対
   する前記油圧シリンダの角度を検出するように、前記角
   度検出手段を構成してある請求項２に記載のバックホ
   ウ。