JP2520159B2

JP2520159B2 - バックホウのバックホウ装置操作構造

Info

Publication number: JP2520159B2
Application number: JP63238126A
Authority: JP
Inventors: 仁雄那須; 栄菅原; 敬典三浦
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-09-22
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH0288823A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ブームを旋回台の運転部横側方箇所に上下
揺動自在に取付け、ブームのうちアームが連結された先
端側ブーム部分を旋回台に連結の基端側ブーム部分に対
して旋回台横方向に移動操作するオフセット機構を設け
たバックホウのバックホウ装置操作構造に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

冒頭に記載したバックホウ装置は、バケットが設けら
れたアームをブームの横側方に位置させて格納すること
により、旋回台全体としての旋回半径を小さくできる利
点を有しているが、アーム、先端側ブーム、基端側ブー
ムのそれぞれの作動は人為操作のみで行なうものであっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術によれば、アームを連結した先端側ブー
ムを横方向へオフセットできるので、第４図に示すよう
に先端側ブーム部分（10C）を反運転部（４）側へオフ
セットして格納すれば、バックホウ装置（６）は旋回台
（７）の旋回半径内に収まるようになり旋回半径を小径
化できるものである。

しかし、同じく第４図で示すように、先端側ブーム部
分（10C）を運転部（４）側にオフセットした状態、又
は左右いずれにもオフセットせず、直線的に配置された
状態で基端側ブーム（10A）を上昇揺動駆動させると、
アーム（９）先端のバケット（８）が運転部（４）へ入
り込むことが考えられる。キャビン（３）付きのバック
ホウでは、バケット（８）とキャビン（３）が干渉する
ことになる。

この場合、上記干渉を運転者の人為操作によって回避
するものとすれば、運転部ぎりぎりまでバケットを操作
でき、操作自由度が操縦熟練度合いに応じて大きくな
り、熟練者ほど操作性に優れる利点がある反面、操縦未
熟者は前記干渉を確実に避けるためには運転部へあまり
バケットを接近できず、操作自由度に劣る不利面があ
る。つまり、操縦技量によって操作性に差が付き易いも
のである。

本発明は、上記実情に鑑み、操縦熟練、未熟に拘らず
に運転部との干渉防止をその接近距離の差なく確実に行
えるようにすることにより、全体としてバックホウ作業
能率の向上を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、バックホウ装置
のブームを旋回台の運転部横側方箇所に上下揺動自在に
取付け、ブームのうちアームが連結された先端側ブーム
部分を旋回台に連結の基端側ブーム部分に対して旋回台
横方向に移動操作するオフセット機能を設けたバックホ
ウのバックホウ装置操作構造において、ブームの旋回台に対する揺動角を検出するブーム角セ
ンサ、先端側ブーム部分の基端側ブーム部分に対する横
移動ストロークを検出するためのオフセットセンサ、及
びアームのブームに対する揺動角を検出するアーム角セ
ンサを設け、ブーム角センサによる検出角、オフセットセンサによ
る検出ストローク、及びアーム角センサによる検出角に
基いてバックホウ装置のバケットの運転部に対する位置
を判別するバケット位置検出手段を設けると共に、前記バケット位置検出手段による検出位置の出力信号
と予め決められた設定位置の出力信号との比較結果に基
づいて、前記検出位置が設定位置にあると、該設定位置
からバケットが前後方向に移動して運転部に近づく動
作、及び左右方向に移動して運転部に近づく動作の双方
を自動的に不能にする牽制手段を備え、さらに、牽制手
段に対する設定位置の入力信号を人為的に設定変更可能
な設定位置調節手段を設けてあることを特徴構成とする
ものである。

〔作用〕

前記構成によれば、バケットが移動可能な許容範囲
と、バケットが運転部に入り込む禁止範囲との境界部を
設定位置とすることにより、人為操作によるバケットホ
ウ装置を駆動操作しているときに、バケットが運転部に
近づく方向、すなわち、前後方向及び左右方向に移動し
てきて予め決められた設定位置に到達すると、人為操作
とは無関係にその位置より運転部側へは移動しないよう
に自動的に牽制されるようになる。

従って、操縦技量の異なる運転者が操作しても、バケ
ットの運転部に対する最接近位置を同等にでき、操縦熟
練者では操作の確実性が改善されるとともに、操縦未熟
者ではその操作自由度が改善されるようになる。

又、設定位置調節手段によって設定位置を変更調節可
能であるから、例えば、バケットを異なるものに付け換
えた場合に、その付け換えられたバケットでも運転部に
干渉しないぎりぎりの位置に設定位置を設定できると
か、土や泥等の掬い対象物が異なってもその掬い物が運
転部へ降り掛かり難いよう、バケットの対運転部接近位
置を変える、又は、バケットにアタッチメントを取付け
て配管の吊り上げ移動を行うような場合には、その対象
となる配管に合わせて運転部からかなり離れた位置に境
界部を設定するといった具合に、作業装置あるいはその
作業対象に応じた最適の位置に設定位置を人為調節でき
るようになる。

〔発明の効果〕

その結果、バケットが設定位置に到達すると自動的に
その設定位置より運転部側へ移動することが阻止される
ので、バックホウ装置の人為操作中におけるバケットの
運転部浸入おそれを操縦技量を問わずに自動的、かつ、
確実に回避できるようにし得た。加えて、作業の種類や
バケットの違いに拘らずに前記利益を享受できる利点も
ある。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、クローラ式走行装置（１）を備
えた走行機体（２）に対して、運転キャビン（３）付の
搭乗運転部（４）及び原動部（５）、並びに、バックホ
ウ装置（６）を設けている全旋回型の旋回台（７）を取
付け、バックホウ作業車を構成してある。

前記バックホウ装置（６）は、先端にバケット（８）
を横軸心周りで屈折揺動可能に枢支したアーム（９）
と、このアーム（９）を先端で横軸心周りで屈折揺動可
能に枢支したブーム（10）とからなり、このブーム（1
0）を搭乗運転部（４）の横側方で上下揺動可能に枢支
して構成されている。

第３図中（C₁）はブーム（10）を上下揺動させる油圧
シリンダであり、（C₃）はアーム（９）をブーム（10）
に対して屈折揺動させる油圧シリンダであり、（C₄）は
バケット（８）をアーム（10）に対して屈折揺動させる
油圧シリンダである。

次に、第３図及び第４図に示すように、前記バケット
（８）を連結したアーム（９）をブーム（10）の旋回台
（７）への取付端部（10a）に対して前記旋回台（７）
の横方向に平行移動させるオフセット機構（14）につい
て説明する。前記ブーム（10）を、旋回台（７）への取
付端部（10a）を含む基端側ブーム部分（10A）と、この
基端側ブーム部分（10A）の先端にブーム揺動軸心と直
交する軸心（Ｘ）周りで相対揺動可能に連結された中間
部（10B）と、この中間部（10B）の先端に前記軸心
（Ｘ）と平行な軸心周りで相対揺動可能に連結された先
端側ブーム部分（10C）とで構成し、この先端側ブーム
部分（10C）にアーム（９）を屈折揺動可能に連結して
ある。従って、前記ブーム（10）の基端側ブーム部分
（10A）に対して中間部（10B）は、旋回台（７）の横方
向に揺動可能である。このようなブーム（10）の折れ曲
り構造に対して、前記基端側ブーム部分（10A）と中間
部（10B）との間に、この中間部（10B）の基端側ブーム
部分（10A）に対する相対揺動を現出させるブーム折曲
げシリンダ（C₂）を架設してある。そして、基端側ブー
ム部分（10A）と先端側ブーム部分（10C）との間に両者
（10A），（10C）の相対揺動を許容する連結ロッド（1
5）が架設され、基端側ブーム部分（10A）に対して枢支
された中間部（10B）と連結ロッド（15）、及び、これ
ら中間部（10B）と連結ロッド（15）との先端同志を連
結する先端側ブーム部分（10C）とで平行４連リンクが
構成されている。

また、基端部側ブーム部分（10A）の揺動軸（Ｙ）上
に、ブーム（10）と旋回台（７）との相対揺動角を検出
するブーム角センサとしてのポテンショメータ（P₁）
を、基端部側ブーム部分（10A）と中間部（10B）の連結
点である軸心（Ｘ）上にこれら両者（10A），（10B）の
相対的なオフセット回動角を検出するオフセットセンサ
としてのポテンショメータ（P₂）を、先端側ブーム部分
（10C）とアーム（９）の連結点である軸心（Ｚ）上に
これら両者の相対揺動角を検出するアーム角センサとし
てのポテンショメータ（P₃）を、そして、バケット
（８）とアーム（９）の相対揺動角を検出するバケット
角センサとしてのポテンショメータ（P₄）を、リンク部
材（28）の軸心（Ｗ）上に配備してある。

そして、前記ポテンショメータ（P₁），（P₂），
（P₃），（P₄）の検出値に基づいてバケット（８）の運
転キャビン（３）に対する位置を演算する制御器である
バケット位置検出手段（11）を設けると共に、この検出
手段（11）による検出位置が予め決められた設定位置に
なると、ブーム（10）の油圧シリンダ（C₁）による上昇
揺動駆動、先端側ブーム部分（10C）の油圧シリンダ（C
₂）による運転キャビン（３）側への横移動駆動、アー
ム（９）の油圧シリンダ（C₃）によるブーム（10）側へ
の揺動駆動、および、バケット（８）の油圧シリンダ
（C₄）によるブーム（10）側への揺動駆動の夫々、すな
わち、バケットが運転部に近づく動作を自動的に不能に
する牽制手段（12A）を設けてある。

又、前記設定位置にある状態で、ブーム（10）の上昇
揺動操作及び前記アーム（９）の運転キャビン（３）側
への揺動操作の少なくとも一方が行われると、先端側ブ
ーム部材（10C）が反運転キャビン（３）側に横方向で
運転キャビン（３）と干渉しない位置まで横移動するよ
うにオフセット機構（14）を自動操作する強制移動手段
（12B）を設けてある。これら牽制手段（12A）と強制移
動手段（12B）とは、検出手段（11）と後述する各操作
回路（22），（23），（24），（30）とを連係する制御
装置（12）中に構成されているものである。

前記設定位置は、バケットが移動可能な許容範囲と、
バケットが運転キャビン（３）と干渉する禁止範囲との
境界部となるように予め決めておく。すると、第１図、
第２図で示されるように、バックホウ装置（６）をブー
ム・バケット用十字操作レバー（16）、アーム・旋回用
十字操作レバー（18）、及びオフセット機構用操作レバ
ー（17）で人為操作中に、バケット（８）が許容範囲か
ら境界部へ到達すると、ポテンショメータ（P₁），
（P₂），（P₃），（P₄）からの検出値に基づくバケット
（８）の運転キャビン（３）に対する位置の演算結果
と、設定値が一致し、その一致したことによって各油圧
シリンダ（C₁），（C₂），（C₃），（C₄）のコントロー
ルバルブ（19），（20），（21），（29）をその操作回
路（22），（23），（24），（30）を介して強制切換操
作することで、バケット（８）は境界部より運転キャビ
ン（３）側へは移動しないように制御するとともに、バ
ケット（８）が横方向で運転キャビン（３）と干渉しな
い位置まで、先端側ブーム部材（10C）を自動的に横移
動駆動するのである。

第１図中（25），（26），（27），（31）は、各操作
レバー（16），（17），（18）のポテンショメータ（16
a），（17a），（18a），（16b）によって各コントロー
ルバルブ（19），（20），（21），（29）の操作回路
（22），（23），（24），（30）を制御する制御手段で
ある。

例えば、アーム（９）を、その先端のバケット（８）
が運転キャビン（３）に近づく側に操作レバー（18）の
みを人為操作しているときに、バケット（８）が境界部
に到達すると、アーム用の油圧シリンダ（C₃）の伸長作
動のみが一時的に不能になると共に、油圧シリンダ
（C₂）によって先端側ブーム部分（10C）を自動的に反
運転キャビン（３）側へ、バケット（８）がこのキャビ
ン（３）と横方向で干渉しない位置まで横移動させてか
ら、再びアーム（９）用の油圧シリンダ（C₃）の伸長作
動が続けれるように制御装置（12）が働くのである。こ
のような制御装置（12）の働きは、ブーム（10）に対し
ても同様に発揮されるのである。

第１図に示すように、牽制手段（12A）による設定位
置を人為的に設定変更可能な設定位置調節手段（13）を
設けてあり、前述した境界部の設定位置を調節設定可能
であって、バケット（８）の禁止範囲を任意に調節でき
る。例えば、バケット（８）を大型のものに付け換える
と、その大型化した分だけ境界部をキャビン（３）から
遠ざけて設定することにより、バケットが異なってもキ
ャビン（３）ぎりぎりの位置に境界部を設定できると
か、配管の吊り上げ移動においては、その横に長い形状
に合わせることにより、キャビン（３）からかなり離れ
た位置に境界部を設定するといった使い方ができるので
ある。

又、バケット（８）が同じであっても、操縦の技量に
応じて境界部の位置を設定することも可能である。

〔別実施例〕安全手段（12）による油圧シリンダ（C₁），
（C₂），（C₃），（C₄）の牽制が、各操作レバー（1
6），（18），（17）に直接作用するように構成しても
良い。

バケット（８）とアーム（９）の相対揺動角を検出
するポテンショメータ（P₄）を削除し、合わせて３個の
ポテンショメータ（P₁），（P₂），（P₃）の検出値に基
づいて制御するようにしても良い。

このように、バケット（８）のアーム（９）に対する
位置検出手段が設けられていない場合には、アーム
（９）に対するバケット（８）の全揺動域中の最も運転
キャビン（３）に近づく所の位置を、予め境界部の設定
時に考慮しておけば、バケット（８）の姿勢のいかんに
係わらず、運転キャビン（３）との干渉は回避できるも
のとなる。

運転キャビン（３）の無いバックホウに本発明を適
用しても良い。

バケット位置検出手段（11）による検出位置が設定
位置にある状態で、バケット（８）のブーム（10）側へ
の揺動操作が行われても、先端側ブーム（10C）部分が
反運転部（４）側へ自動的に横移動するようにしても良
い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るバックホウのバックホウ装置操作構
造の実施例を示し、第１図は制御ブロック図、第２図は
安全手段のアルゴリズム、第３図はバックホウの側面
図、第４図は第３図の平面図である。（４）……運転部、（６）……バックホウ装置、（７）
……旋回台、（８）……バケット、（９）……アーム、
（10）……ブーム、（10A）……基端側ブーム部分、（1
0C）……先端側ブーム部分、（11）……バケット位置検
出手段、（12A）……牽制手段、（13）……設定位置調
節手段、（P₁），（P₂），（P₃）……センサ。

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−271530（ＪＰ，Ａ) 特開平１−271531（ＪＰ，Ａ) 特開平１−271535（ＪＰ，Ａ) 特開平１−271536（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−9361（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−9360（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−14666（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バックホウ装置（６）のブーム（10）を旋
回台（７）の運転部（４）横側方箇所に上下揺動自在に
取付け、前記ブーム（10）のうちアーム（９）が連結さ
れた先端側ブーム部分（10C）を前記旋回台（７）に連
結の基端側ブーム部分（10A）に対して旋回台（７）横
方向に移動操作するオフセット機構（14）を設けたバッ
クホウのバックホウ装置操作構造であって、前記ブーム（10）の前記旋回台（７）に対する揺動角を
検出するブーム角センサ（P₁）、前記先端側ブーム部分
（10C）の前記基端側ブーム部分（10A）に対する横移動
ストロークを検出するためのオフセットセンサ（P₂）、
及び前記アーム（９）の前記ブーム（10）に対する揺動
角を検出するアーム角センサ（P₃）を設け、前記ブーム角センサ（P₁）による検出角、前記オフセッ
トセンサ（P₂）による検出ストローク、及び前記アーム
角センサ（P₃）による検出角に基いて前記バックホウ装
置（６）のバケット（８）の前記運転部（４）に対する
位置を判別するバケット位置検出手段（11）を設けると
共に、前記バケット位置検出手段（11）による検出位置の出力
信号と予め決められた設定位置の出力信号との比較結果
に基づいて、前記検出位置が設定位置にあると、該設定
位置から前記バケット（８）が前後方向に移動して前記
運転部（４）に近づく動作、及び左右方向に移動して前
記運転部（４）に近づく動作の双方を自動的に不能にす
る牽制手段（12A）を備え、さらに、前記牽制手段（12
A）に対する前記設定位置の入力信号を人為的に設定変
更可能な設定位置調節手段（13）を設けてあるバックホ
ウのバックホウ装置操作構造。