JP2672143B2 - バックホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バックホウ装置のブームを旋回台の運転部
の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の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に関する。

〔従来の技術〕

以上のようなバックホウのバックホウ装置は、例えば
第４図の実線及び第３図に示すように、アーム（９）を
連結した先端側ブーム部分（10C）を横方向へオフセッ
トできるので、先端側ブーム部分（10C）を運転部
（４）とは反対側へオフセットして格納すれば、バック
ホウ装置（６）が旋回台（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。

この場合、バックホウ装置におけるアームや先端側ブ
ーム部分等は、運転者が操作する操作レバー等に基づい
て、人為的に操作されるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の従来の技術において例えば、先
端側ブーム部分（10C）を運転部（４）側にオフセット
した状態で、基端側ブーム部分（10A）を上昇操作する
と、場合によってはアーム（９）の先端のバケット
（８）が運転部（４）側に接近することが考えられる。

この場合、バケット（８）が運転部（４）（運転キャ
ビン（３））に接触するおそれがあるので、このような
状態になる前に、運転者の人為的な操作によって接触が
回避されるべきものではあるが、バケット（８）が運転
部（４）側に接近するのを、運転者の人為的な回避操作
のみに頼るのはどうしても不安が伴う。

本発明は、バケットが運転部に接触するような状態を
未然に防止できるように構成することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は、以上のようなオフセット機構を備え
たバックホウにおいて、次のように構成することにあ
る。

バックホウ装置を構成する各部の角度を検出する角度
センサーと、それらの角度センサーの検出値に基づい
て、前記バックホウ装置のバケットの前記運転部に対す
る位置を検出するバケット位置検出手段と、前記位置検
出手段からの情報に基づいて前記バケットが前記運転部
と干渉することを阻止するためのバケット制御装置を備
え、このバケット制御装置は、前記運転部近傍の設定範
囲内におけるバケットの存否を検出するためのバケット
侵入監視領域を設定する設定手段と、バックホウ装置の
作動を減速させる減速手段と、バックホウ装置の作動を
牽制阻止する牽制手段とを備えて構成されているととも
に、前記設定手段は、前記運転部の前面側と、運転部の
前記バックホウ装置に対向する側面部との夫々に、前記
運転部近傍の第２牽制面、並びに、この第２牽制面から
前記運転部とは反対側の外方に所定距離だけ離れた第１
牽制面とからなるバケット侵入監視領域を設定するよう
に構成してあり、前記減速手段は、前記バケット位置検
出手段による前記バケットの検出位置に基づき、バケッ
トが前記第２牽制面と第１牽制面との間に入り込むと、
前記バケットが前記第２牽制面に接近する方向へのバッ
クホウ装置の作動を減速させるように構成してあり、前
記牽制手段は、前記バケット位置検出手段による前記バ
ケットの検出位置に基づき、バケットが前記第２牽制面
を越えて運転部側に入り込む方向へのバックホウ装置の
作動を牽制阻止するように構成してある。

〔作 用〕

本発明のように構成すると、 （イ）例えばバックホウ装置を人為的に操作している状
態において、バケットが予め設定された第１牽制面を越
えて第２牽制面と第１牽制面との間に入り込んだときに
バケットを第２牽制面側、つまり運転部側に接近させる
ようにバックホウ装置を作動させると、第２牽制面と第
１牽制面との間において、このバックホウ装置の作動が
自動的に減速操作される。

（ロ）そして、バケットが予め設定された第２牽制面に
到達すると、この第２牽制面を越えてバケットが運転部
側に入り込む方向に、バックホウ装置を操作しようとし
ても、この操作が行えない。

（ハ）前記第２牽制面並びに第１牽制面は、前記運転部
の前面側、およびその前記運転部の前記バックホウ装置
に対向する側面側に設定してあるので、バケットを運転
部に前記前面側から接近するように操作した場合と、前
記側面側から接近するように操作した場合とのいずれの
場合においても、上記（イ），（ロ）の作用を奏するこ
とができる。

〔発明の効果〕

上記（イ），（ロ），（ハ）の作用により、バックホ
ウ装置を人為的に操作している場合、バケットを運転部
に極端に接近させ接触させて、運転部を破損してしまう
ような事態を未然に防止できるようになり、バックホウ
の作業性能を向上させることができた。

また、バケットが第１牽制面を越えると減速されるた
め、第２牽制面を運転部に充分近接した位置に設定して
も、バケットのオーバーランによる運転部の損傷を回避
できる。換言すると、第２牽制面を運転部に充分に接近
させた位置に設定することが可能となり、こうしておけ
ば、第1,第２の両牽制面を設けてもバケットの作業範囲
が狭められることはなく、逆に運転部との接触を意識せ
ずに自由に操作できる作業可能範囲を極力広く設定でき
ることになる。

そして、バケットが第１牽制面を越えて第２牽制面側
に接近してくると、このバックホウ装置の作動が減速操
作されるので、バケットが第２牽制面に接近してきたこ
とを、運転者が認識することができる。これにより、バ
ケットが第２牽制面に達して停止した後の操作に対し
て、余裕を持って備えることができるので、次の操作へ
の移行が行い易くなり、作業性の向上が図れる。

さらに、バケットが第１牽制面を越えて減速操作され
てから、第２牽制面でバックホウ装置が停止操作される
ので、第２牽制面でバックホウ装置が停止した際のショ
ックを抑えることができる。

〔実施例〕

以下、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）付の運
転部（４）、原動部（５）及びバックホウ装置（６）を
備えた全旋回型の旋回台（７）を取付けて、バックホウ
を構成している。

バックホウ装置（６）は、先端にバケット（８）を横
軸心周りで揺動可能に支持したアーム（９）と、アーム
（９）を先端で横軸心周りで揺動可能に支持したブーム
（10）とからなり、ブーム（10）を運転部（４）の横側
方で上下揺動可能に支持している。そして、ブーム（1
0）を上下に揺動操作する油圧シリンダ（C1）、アーム
（９）をブーム（10）に対して揺動操作する油圧シリン
ダ（C3）、バケット（８）をアーム（９）に対して揺動
操作する油圧シリンダ（C4）を備えている。

次に、バケット（８）を連結したアーム（９）を旋回
台（７）の横方向に平行移動させるオフセット機構（1
4）について説明する。第３図に示すように、旋回台
（７）への取付端部を含む基端側ブーム部分（10A）
と、基端側ブーム部分（10A）の先端に揺動軸心（Ｙ）
と直交する軸心（Ｘ）周りで揺動自在に連結された中間
部（10B）と、中間部（10B）の先端に軸心（Ｘ）と平行
な軸心周りで揺動可能に連結された先端側ブーム部分
（10C）とでブーム（４）を構成し、この先端側ブーム
部分（10C）にアーム（９）を揺動可能に連結してい
る。これにより、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）の折れ曲がり構造に対して、
基端側ブーム部分（10A）と中間部（10B）との間に、こ
の中間部（10B）を軸芯（Ｘ）周りに揺動操作する油圧
シリンダ（C2）を備えてある。そして、基端側ブーム部
分（10A）と先端側ブーム部分（10C）との間に連結ロッ
ド（15）が架設され、中間部（10B）と連結ロッド（1
5）、及び、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。これにより、油圧シリンダ（C2）
により中間部（10B）を基端側ブーム部分（10A）に対し
て左右に揺動操作すると、バケット（８）を連結したア
ーム（９）を、旋回台（７）に対して横方向に平行移動
させることができる。

さらに、このバックホウは、前記バックホウ装置
（６）を構成する各部の角度を検出する角度センサー
（P1），（P2），（P3）と、それらの角度センサー（P
1），（P2），（P3）の検出値に基づいて、前記バック
ホウ装置（６）のバケット（８）の前記運転部（４）に
対する位置を検出するバケット位置検出手段（11）と、
前記位置検出手段（11）からの情報に基いて前記バケッ
ト（８）が前記運転部（４）と干渉することを阻止する
ためのバケット制御装置を備えている。

前記バックホウ装置（６）を構成する各部の角度を検
出する角度センサー（P1），（P2），（P3）は次のよう
に構成されている。すなわち、第１図及び第３図に示す
ように、ブーム（10）の取付端部よりも幅が狭く他物と
接触し難い、基端側ブーム部分（10A）の油圧シリンダ
（C1）の揺動軸芯（Ｙ）に、ブーム（10）と旋回台
（７）との相対揺動角を検出するポテンショメータ（P
1）（角度センサーに相当）、基端側ブーム部分（10A）
と中間部（10B）の連結点である軸心（Ｘ）上で、他物
との接触の少ないブーム（10）の下面位置に、基端側ブ
ーム部分（10A）と中間部（10B）との相対揺動角を検出
するポテンショメータ（P2）（角度センサーに相当）を
備えてある。

そして、先端側ブーム部分（10C）とアーム（９）の
連結点である軸心（Ｚ）に、先端側ブーム部分（10C）
とアーム（９）との相対揺動角を検出するポテンショメ
ータ（P3）（角度センサーに相当）、バケット（８）の
交換の際に影響を受けないリンク部材（32）のアーム
（９）側の軸芯（Ｗ）の上にアーム（９）とバケット
（８）との相対揺動角を検出するポテンショメータ（P
4）を備えている。

第１図に示すように、ポテンショメータ（P1），（P
2），（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バ
ケット位置検出手段（11）を備えている。

前記バックホウ装置（６）のバケット（８）の作動を
制御するバケット制御装置は、前記運転部（４）近傍の
設定範囲内におけるバケット（８）の存否を検出するた
めのバケット侵入監視領域を設定する設定手段と、バッ
クホウ装置（６）の作動を減速させる減速手段（33）
と、バックホウ装置（６）の作動を牽制阻止する牽制手
段（12）とを備えて構成されている。

そして、前記設定手段は、前記運転部（４）の前面側
と、運転部（４）の前記バックホウ装置（６）に対向す
る側面側との夫々に、前記運転部（４）近傍の第２牽制
面（N2）、並びに、この第２牽制面（N2）から前記運転
部（４）とは反対側の外方に所定距離だけ離れた第１牽
制面（N1）とからなるバケット侵入監視領域を設定する
ように構成されている。

また、前記減速手段（33）は、前記バケット位置検出
手段（11）による前記バケット（８）の検出位置に基づ
き、バケット（８）が前記第２牽制面（N2）と第１牽制
面（N1）との間に入り込むと、前記バケット（８）が前
記第２牽制面（N2）に接近する方向へのバックホウ装置
（６）の作動を減速させるように構成してあり、前記牽
制手段（12）は、前記バケット位置検出手段（11）によ
る前記バケット（８）の検出位置に基づき、バケット
（８）が前記第２牽制面（N2）を越えて運転部（４）側
に入り込む方向へのバックホウ装置（６）の作動を牽制
阻止するように構成してある。

すなわち、第１図及び第３図に示すように、バケット
位置検出手段（11）によるバケット（８）の検出位置が
第１牽制面（N1）を越えて、第１牽制面（N1）と第２牽
制面（N2）との間に入り込むと、油圧シリンダ（C1）に
よるブーム（10）の上昇操作、油圧シリンダ（C2）によ
る先端側ブーム部分（10C）の運転キャビン（３）側へ
の横移動操作、油圧シリンダ（C3）によるアーム（９）
のブーム（10）側への揺動操作、及び油圧シリンダ（C
4）によるバケット（８）のブーム（10）側への揺動操
作（以上、バケット（８）が第２牽制面（N2）に接近す
る方向へのバックホウ装置（６）の作動に相当）の各々
の作動速度を、自動的に減速操作する減速手段（33）が
備えられている。

そして、バケット位置検出手段（11）によるバケット
（８）の検出位置が、第１牽制面（N1）よりも運転部
（４）に近付いた位置にある第２牽制面（N2）になる
と、油圧シリンダ（C1）によるブーム（10）の上昇操
作、油圧シリンダ（C2）による先端側ブーム部分（10
C）の運転部（４）側への横移動操作、油圧シリンダ（C
3）によるアーム（９）のブーム（10）側への揺動操
作、及び油圧シリンダ（C4）によるバケット（８）のブ
ーム（10）側への揺動駆動（以上、バケット（８）が第
２牽制面（N2）を越えて運転部（４）側に入り込む方向
へのバックホウ装置（６）の作動に相当）の各々を、自
動的に牽制阻止するように牽制手段（12）が構成されて
いる。

第３図に示すように前記第２牽制面（N2）は、バケッ
ト（８）が運転キャビン（３）（運転部（４））と干渉
しない運転キャビン（３）の近傍位置で、前記運転キャ
ビン（３）の前面側から前記運転キャビン（３）の前記
バックホウ装置（６）に対向する側面側にわたって設定
されており、第２牽制面（N2）に対してバケット（８）
が移動可能な許容範囲と、バケット（８）が運転キャビ
ン（３）と干渉する禁止範囲とが設定されている。この
第２牽制面（N2）から運転キャビン（３）とは反対側の
外方に、所定距離だけ離れた許容範囲内に第１牽制面
（N1）を設定しており、第１牽制面（N1）と第２牽制面
（N2）との間の領域が減速範囲として設定されている
（以上、設定手段に相当）。

第１図に示すようにブーム（10）及びバケット（８）
用で十字操作可能な操作レバー（16）、アーム（９）及
び旋回台（７）の旋回用で十字操作可能な操作レバー
（18）、オフセット機構（14）用の操作レバー（17）を
備えており、操作レバー（16），（17），（18）側のポ
テンショメータ（16a），（16b），（17a），（18a）に
よって、コントロールバルブ（19），（20），（21），
（29）の操作回路（22），（23），（24），（29）を制
御する制御手段（25），（26），（27），（31）を備え
ている。

以上の構成により第１図及び第２図に示すように、操
作レバー（16），（17），（18）によるバックホウ装置
（６）の人為的な操作中に、バケット（８）が許容範囲
から第１牽制面（N1）に達すると、ポテンショメータ
（P1），（P2），（P3），（P4）に基づくバケット
（８）の運転キャビン（３）に対する検出位置と、第１
の牽制面（N1）とが一致する。

これにより、各油圧シリンダ（C1），（C2），（C
3），（C4）のコントロールバルブ（19），（20），（2
1），（29）への圧油給排路途中に組み入れた、絞り弁
機構等で構成される減速機構（34），（35），（36），
（37）を強制的操作する減速手段（33）が作動して、第
１牽制面（N1）から第２牽制面（N2）に向かうバケット
（８）の移動速度が減速操作されるのである。減速手段
（33）の作動の型式としては、、バケット（８）の移動
速度を一定の速度に落としたり、漸次減速するようにし
たりすると言ったものが考えられる。

さらに、操作レバー（16），（17），（18）によりバ
ックホウ装置（６）を人為的に操作して、バケット
（８）が減速範囲から第２牽制面（N2）に達すると、ポ
テショメータ（P1），（P2），（P3），（P4）に基づく
バケット（８）の運転キャビン（３）に対する検出位置
と、第２牽制面（N2）とが一致する。これにより、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）を介して強制的
に切換操作する牽制手段（12）が作動して、バケット
（８）が第２牽制面（N2）で停止するのである。

例えば、バケット（８）が運転キャビン（３）に近づ
くように、アーム（９）のみを操作レバー（18）により
人為的に操作しているとき、バケット（８）が第２牽制
面（N2）に到達すると、アーム（９）用の油圧シリンダ
（C3）の伸長作動のみが不能となるように牽制手段（1
2）が作動して、バケット（８）が停止する。つまり、
アーム（９）用の油圧シリンダ（C3）の伸長操作側に作
動したコントロールバルブ（21）を強制的に中立位置に
切換えるのであり、バケット（８）が許容範囲へ復帰し
ていない場合には、油圧シリンダ（C3）の伸長操作側へ
のコントロールバルブ（21）の切換えを不能に維持する
のである。

前述の状態においてアーム（９）用の油圧シリンダ
（C3）を収縮する操作は許容されている。そして、バケ
ット（８）が第２牽制面（N2）に達している状態におい
てブーム（10）を操作する場合、バケット（８）が第２
牽制面（N2）から運転キャビン（３）に近づくことにな
るブーム（10）の上昇操作は、牽制手段（12）によって
阻止される。逆に、ブーム（10）の下降操作はバケット
（８）が運転キャビン（３）より遠ざかることになるの
で、操作レバー（16）によって人為的に操作可能であ
り、牽制手段（12）は作動しない。

つまり、バケット（８）が第２牽制面（N2）に達して
バックホウ装置（６）が停止している状態のときでも、
バケット（８）が第２牽制面（N2）から運転キャビン
（３）に対して遠ざかる方向へ、各油圧シリンダ（C
1），（C2），（C3），（C4）を操作することは可能に
構成している。

さらに、バケット（８）が減速範囲内に位置している
場合に、バックホウ装置（６）を操作して運転キャビン
（３）に対して遠ざかる方向、つまり、第１牽制面（N
1）へ向う方向にバケット（８）を移動させる場合に
は、バケット（８）の移動速度は減速しても、しなくて
もどちらでも良い。

〔別実施例〕

［１］牽制手段（12）による油圧シリンダ（C1），（C
2），（C3），（C4）の牽制作用を、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。

［２］第１図に示すバケット（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、
３個のポテンショメータ（P1），（P2），（P3）の検出
値に基づいて、牽制手段（12）及び減速手段（33）の制
御を行うようにしても良い。このように、バケット
（８）のアーム（９）に対するポテンショメータ（P4）
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）の全揺動範囲中、バケット（８）が最も運
転キャビン（３）に近づく位置を、予め第２牽制面（N
2）の設定時に考慮しておけば、バケット（８）の姿勢
に関係なく、バケット（８）と運転キャビン（３）との
干渉は回避できるものとなる。

［３］第１及び第２牽制面（N1），（N2）の設定位置を
可変設定可能な設定器（13）を備えて、バケット（８）
の禁止範囲及び、減速範囲を任意に調節できるようにし
ても良い。

［４］運転キャビン（３）を備えていないバックホウに
本発明を適用しても良い。

［５］バケット（８）が第１及び第２牽制面（N1），
（N2）に達すると、ブザー及びランプ等の警報装置が作
動するように構成しても良い。

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実施例を示し、第１図
はバックホウ装置の操作回路図、第２図は減速手段及び
牽制手段の作動の流れを示すフローチャート、第３図は
バックホウの全体側面図、第４図はバックホウの全体平
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、（12）……牽制手段、（14）……オフセット機
構、（33）……減速手段、（P1），（P2），（P3）……
角度センサー、（N1）……第１牽制面、（N2）……第２
牽制面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 敬典 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工 株式会社堺製造所内 (56)参考文献 特開 平１−178621（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行機体（２）に搭載された旋回台（７）
   上に、バックホウ装置（６）と運転部（７）とを備え、
   前記バックホウ装置（６）のブーム（10）を、前記旋回
   台（７）に連結の基端側ブーム部分（10A）と、アーム
   （９）が連結された先端側ブーム部分（10C）とで構成
   し、このブーム（10）を、運転部（４）の横側方箇所で
   起伏揺動自在に取付けてあるとともに、前記先端側ブー
   ム部分（10C）を前記基端側ブーム部分（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（1
   4）を設けたバックホウであって、 前記バックホウ装置（６）を構成する各部の角度を検出
   する角度センサー（P1），（P2），（P3）と、それらの
   角度センサー（P1），（P2），（P3）の検出値に基い
   て、前記バックホウ装置（６）のバケット（８）の前記
   運転部（４）に対する位置を検出するバケット位置検出
   手段（11）と、前記位置検出手段（11）からの情報に基
   づいて前記バケット（８）が前記運転部（４）と干渉す
   ることを阻止するためのバケット制御装置を備え、 このバケット制御装置は、前記運転部（４）近傍の設定
   範囲内におけるバケット（８）の存否を検出するための
   バケット侵入監視領域を設定する設定手段と、バックホ
   ウ装置（６）の作動を減速させる減速手段（33）と、バ
   ックホウ装置（６）の作動を牽制阻止する牽制手段（1
   2）とを備えて構成されているとともに、 前記設定手段は、前記運転部（４）の前面側と、運転部
   （４）の前記バックホウ装置（６）に対向する側面側と
   の夫々に、前記運転部（４）近傍の第２牽制面（N2）、
   並びに、この第２牽制面（N2）から前記運転部（４）と
   は反対側の外方に所定距離だけ離れた第１牽制面（N1）
   とからなるバケット侵入監視領域を設定するように構成
   してあり、 前記減速手段（33）は、前記バケット位置検出手段（1
   1）による前記バケット（８）の検出位置に基づき、バ
   ケット（８）が前記第２牽制面（N2）と第１牽制面（N
   1）との間に入り込むと、前記バケット（８）が前記第
   ２牽制面（N2）に接近する方向へのバックホウ装置
   （６）の作動を減速させるように構成してあり、 前記牽制手段（12）は、前記バケット位置検出手段（1
   1）による前記バケット（８）の検出位置に基づき、バ
   ケット（８）が前記第２牽制面（N2）を越えて運転部
   （４）側に入り込む方向へのバックホウ装置（６）の作
   動を牽制阻止するように構成してあるバックホウ。