JP2672198B2 - バックホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックホウにおけるバ
ックホウ装置の格納の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホウにおいては、例えば特開平３
‐６３３２９号公報に開示されているようなバックホウ
装置を装備したものが、近年現れてきている。このバッ
クホウでは、旋回台の左側に運転部を配置し右側にバッ
クホウ装置を配置して、バックホウ装置のブームの先端
側部分（前記公報の図５中の９）を、ブームの基端側部
分（前記公報の図５中の８）に対して左右に横移動操作
可能に構成している。これにより、前記公報の図６及び
図７（ロ）に示すように、バックホウ装置の全体を平面
視にて旋回台の範囲内に略入り込むように格納して、狭
い作業地でも旋回台の旋回が行えるように構成してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のようなバックホ
ウでは、旋回台からバックホウ装置を前方に出した通常
の作業状態から前述の格納状態に操作する場合、作業者
はブームの上昇操作、ブームの先端側部分の所定の位置
（ブームの先端側部分を右側に寄せた状態）への操作、
アームの後方側への操作並びにバケットの掻き込み側へ
の操作を、略連続的に行わなければならないので、格納
状態への操作の操作性の面で改良の余地がある。本発明
はバックホウにおいて、バックホウ装置を前述の格納状
態に楽に操作できるように構成することを目的としてい
る。

【０００４】

【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。バックホウ装置のブームを持ち上げ、アームを後方
に揺動させ、ブームの先端側部分を所定の位置に操作す
ることにより、バックホウ装置の全体が平面視にて旋回
台の範囲内に略入り込む格納状態を設定して、バックホ
ウ装置を旋回台から前方に出した通常の作業状態から格
納状態に自動的に操作可能なたたみ込み手段を備えると
共に、運転部の最外側部から外方に所定距離だけ離れた
牽制面を空間上に設定して、たたみ込み手段の作動時に
おいてバックホウ装置のバケットが牽制面を越えて運転
部側に入り込もうとすると、バックホウ装置の油圧シリ
ンダの作動を牽制してこれを阻止する第１牽制手段と、
たたみ込み手段の作動直前でのブームの基端側部分に対
する先端側部分の位置を記憶する記憶手段と、たたみ込
み手段の作動後においてブームの先端側部分を記憶され
ている元の位置に自動的に戻し操作する戻し手段と、戻
し手段の作動中においてバックホウ装置のバケットが牽
制面を越えて運転部側に入り込もうとすると、バックホ
ウ装置の油圧シリンダの作動を牽制してこれを阻止する
第２牽制手段とを備えてある。

【０００５】

【作用】〔Ｉ〕 請求項１の特徴によると、バックホウ装置を旋回台から
前方に出した通常の作業状態に操作している状態におい
て、作業者がたたみ込み手段を作動させれば、作業者が
バックホウ装置の操作を特に行わなくても、自動的にバ
ックホウ装置が格納状態に操作される。

【０００６】〔ＩＩ〕 前項〔Ｉ〕に記載のように、たたみ込み手段を作動させ
ると、ブームの上昇操作、アームの後方側への操作及び
ブームの先端側部分の所定の位置への操作が略同時に行
われて、バックホウ装置が格納状態に操作される。この
場合、平面視においてバケットは旋回台の前後方向及び
左右方向に略同時に移動して、旋回台を斜めに横切るよ
うな最短距離を通り、運転部の横に位置する格納状態に
移動するような状態となって、バケットが運転部をかす
めるように移動していったり、運転部に接触したりする
おそれがある。

【０００７】これにより、請求項１の特徴によると例え
ば図１７に示すように、バケットが運転部３の左前方か
ら運転部３の右横に斜めに移動してくるような場合に、
バケットが前側の牽制面ＦＬ１に達するとバケットの前
後方向の移動が阻止されて、バケットが前側の牽制面Ｆ
Ｌ１に沿って紙面右方に移動していくような状態とな
る。そして、バケットが前側の牽制面ＦＬ１の端から外
れる位置に達すると、前後方向の移動の牽制が消えて、
バケットが前後左右に移動できる状態となり前述の格納
状態に達する。

【０００８】〔ＩＩＩ〕 建物が隣接する狭い作業地において、掘削を行いバック
ホウ装置を前述の格納状態に操作して旋回し、別の位置
に土を放出する作業を繰り返すような場合、前述のたた
み込み手段を使用すると作業が非常に楽なものとなる。
しかしながら前述のような作業において、土の放出後に
バックホウ装置を格納状態に操作して旋回を行ってか
ら、バケットを元の掘削位置に下降させていく場合、ブ
ームの基端側部分及びアームの下降操作は特に問題はな
いのに対して、ブームの先端側部分を元の掘削位置にま
で横移動させる操作が煩わしいものとなっている。

【０００９】これにより請求項１の特徴のように、たた
み込み手段の作動直前のブームの基端側部分に対する先
端側部分の位置を記憶させておくと、土の放出後の旋回
後においてブームの基端側部分及びアームの下降操作を
行えば、ブームの先端側部分が自動的に元の位置にまで
横移動する。この場合、例えば図１７に示すように運転
部３の右横の格納状態から運転部３の左前方にバケット
が移動していくような状態になると、バケットが運転部
３をかすめるように移動していったり、運転部３に接触
したりするおそれがある。従って、請求項１の特徴によ
ると、バケットが右横の牽制面ＳＬ１に達するとバケッ
トの左右方向の移動が阻止されて、バケットが右横の牽
制面ＳＬ１に沿って紙面上方に移動していくような状態
となる。そして、バケットが右横の牽制面ＳＬ１の端か
ら外れる位置に達すると、左右方向の移動の牽制が消え
ることになり、バケットが前後左右に移動できる状態と
なって元の位置に戻る。

【００１０】

【発明の効果】請求項１の特徴によると、バックホウに
おいてバックホウ装置を自動的に格納状態に操作できる
ようになって、格納状態への操作の操作性を向上させる
ことができた。この場合、前述のようなバックホウ装置
の格納状態への自動的な操作時において、バケットが運
転部に異常接近することが回避されるので、バケットと
運転部との接触による破損を未然に防止することができ
るようになった。

【００１１】請求項１の特徴によると、バックホウ装置
の格納状態からバケットを元の位置に操作していく場
合、ブームの先端側部分を元の位置まで自動的に横移動
させることができるようになって、バックホウ装置の格
納状態からバケットを元の位置に操作する際の操作性を
向上させることができた。この場合、ブームの先端側部
分の自動的な横移動時において、バケットが運転部に異
常接近することが回避されるので、バケットと運転部と
の接触による破損を未然に防止することができるように
なった。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すバックホウは、ドーザ１を備えたクロ
ーラ式の走行機体２、及び走行機体２に旋回自在に設け
られた旋回台４から構成されており、旋回台４に運転部
３、原動部Ｅ及びバックホウ装置５が備えられている。
図４に示すように、旋回台４の左側に運転部３が配置さ
れ、旋回台４の右側にバックホウ装置５が配置されてい
る。

【００１３】バックホウ装置５のブーム６は、一端が旋
回台４の運転部３の横側方に位置する箇所で枢支され、
ブームシリンダＣ１（油圧シリンダに相当）によって垂
直方向に揺動操作される。図１及び図２に示すように、
ブーム６は基端側部分６ａ及びオフセット機構から構成
されており、オフセット機構は先端側部分６ｂ、及び先
端側部分６ｂを垂直軸周りに揺動可能に連結する中間部
分６ｃから構成されている。

【００１４】図１及び図２に示すように、ブーム６の基
端側部分６ａ及び先端側部分６ｂの間にリンク７が配置
されており、リンク７の両端部が、ブーム６の基端側部
分６ａ及び先端側部分６ｂに設けられたアーム７ａ，７
ｂに枢支連結されて、アーム７ａ，７ｂ、リンク７及び
中間部分６ｃによって、平行四連リンク式のオフセット
機構が構成されている。これにより、オフセットシリン
ダＣ４（油圧シリンダに相当）によって、ブーム６の先
端側部分６ｂが基端側部分６ａに対して横方向に平行移
動し、先端側部分６ｂに取り付けられたアーム８が、ブ
ーム６の基端側部分６ａに対して横方向に平行移動する
（オフセット操作）。アーム８は垂直方向にアームシリ
ンダＣ２（油圧シリンダに相当）によって揺動操作可能
であり、アーム８の先端にバケットシリンダＣ３によっ
て揺動操作可能なバケット９が設けられている。

【００１５】以上の構成により、アーム８及びバケット
９を走行機体２の横一端側にオフセット操作することに
よって、走行機体２の外側に沿った側溝掘りが可能にな
る。アーム８を右側にオフセット操作し、ブーム６を上
昇操作して、バケット９及びアーム８を折りたたみ操作
することによって、図３及び図４に示すようにブーム
６、アーム８及びバケット９を旋回台４に引き込んで、
バケット９をブーム６に対し運転部３とは反対の横側方
に位置させると、バックホウ装置５の全体が旋回台４の
旋回軌跡内に入り込むのであり（格納状態）、これによ
り狭いスペースにおいて旋回が可能になる。

【００１６】図１及び図４に示すように、バックホウ装
置５及び旋回台４の操作は、運転部３に設けられた前後
左右の十字方向に揺動操作自在な左右一対の操作レバー
１０ａ，１０ｂ、及びオフセットレバー１０ｃにより行
われる。図５はバックホウの制御システムのブロック図
であり、図５に示すように一方の操作レバー１０ａの前
後方向の操作位置及び左右方向の操作位置が、ポテンシ
ョメータ型式の第１センサＳ１及び第３センサＳ３によ
って検出され、他方の操作レバー１０ｂの前後方向の操
作位置及び左右方向の操作位置が、ポテンショメータ型
式の第２センサＳ２及び第５センサＳ５によって検出さ
れる。オフセットレバー１０ｃの操作位置は第４センサ
Ｓ４によって検出されており、第１〜第５センサＳ１〜
Ｓ５の検出信号が、マイクロコンピュータで構成された
制御装置１１に入力される。

【００１７】図５に示すように、ブームシリンダＣ１の
ブームバルブＶ１、アームシリンダＣ２のアームバルブ
Ｖ２、バケットシリンダＣ３のバケットバルブＶ３、オ
フセットシリンダＣ４のオフセットバルブＶ４、及び旋
回モータＭの旋回バルブＶ５が電磁比例制御弁で構成さ
れている。ブームバルブＶ１、アームバルブＶ２、バケ
ットバルブＶ３、オフセットバルブＶ４及び旋回バルブ
Ｖ５は、バルブ駆動回路Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５
を介して制御装置１１により操作される。

【００１８】これにより、操作レバー１０ａを前後方向
に操作すると、第１センサＳ１の検出信号に基づき制御
装置１１からバルブ駆動回路Ｄ１に操作信号が出力さ
れ、ブームバルブＶ１が操作されて、ブームシリンダＣ
１が操作レバー１０ａの操作位置に応じた方向と速度で
作動する。操作レバー１０ａを左右方向に操作すると、
第３センサＳ３の検出信号に基づき制御装置１１からバ
ルブ駆動回路Ｄ３に操作信号が出力され、バケットバル
ブＶ３が操作されて、バケットシリンダＣ３が操作レバ
ー１０ａの操作位置に応じた方向と速度で作動する。

【００１９】操作レバー１０ｂを前後方向に操作する
と、第２センサＳ２の検出信号に基づき制御装置１１か
らバルブ駆動回路Ｄ２に操作信号が出力され、アームバ
ルブＶ２が操作されて、アームシリンダＣ２が操作レバ
ー１０ｂの操作位置に応じた方向と速度で作動する。操
作レバー１０ｂを左右方向に操作すると、第５センサＳ
５の検出信号に基づき制御装置１１からバルブ駆動回路
Ｄ５に操作信号が出力され、旋回バルブＶ５が操作され
て、旋回モータＭが操作レバー１０ｂの操作位置に応じ
た方向と速度で作動する。

【００２０】オフセットレバー１０ｃを操作すると、第
４センサＳ４の検出信号に基づき制御装置１１からバル
ブ駆動回路Ｄ４に操作信号が出力され、オフセットバル
ブＶ４が操作されて、オフセットシリンダＣ４が作動す
る。後述するように、操作レバー１０ａ，１０ｂ及びオ
フセットレバー１０ｃの操作によるブームシリンダＣ１
等の作動が、適切か否かが制御装置１１によって判断さ
れており、適切ではないものは解除又は変更される。

【００２１】図１に示すように、バックホウ装置５の姿
勢及び位置を制御装置１１に入力する為に、ブーム６の
旋回台４に対する揺動角を検出するブーム角センサＰ
１、アーム８のブーム６に対する揺動角を検出するアー
ム角センサＰ２が設けられている。バケット９のアーム
８に対する揺動角を検出するバケット角センサＰ３が、
バケットシリンダＣ３とバケット９を連結するリンク１
２に設けられて、バケット９のアーム８に対する揺動角
として、リンク１２のアーム８に対する揺動角を検出し
ている。

【００２２】ブーム６の先端側部分６ｂのオフセット操
作方向及びオフセット操作量を検出する為に、ブーム６
の基端側部分６ａの中間部分６ｃに対する揺動角を検出
するオフセット角センサＰ４がブーム６に設けられてい
る。ブーム角センサＰ１、アーム角センサＰ２、バケッ
ト角センサＰ３及びオフセット角センサＰ４は回転式の
ポテンショメータで構成され、図５に示すように検出信
号が制御装置１１に入力されており、制御装置１１にお
いてバックホウ装置５の姿勢及び位置が求められる。

【００２３】図５に示すように牽制モードスイッチＳ
９、たたみ込みモードスイッチＳ６、オフセット戻しモ
ードスイッチＳ７及び水平制御モードスイッチＳ８が備
えられて、制御装置１１に接続されている。後述するよ
うに牽制モードは、バックホウ装置５の操作に伴ってバ
ケット９が運転部３に異常接近する状態を回避すること
を目的としており、通常はＯＮに設定されている。たた
み込みモードは、バックホウ装置５を旋回台４から前方
に出した作業状態から、前述の格納状態（図３参照）に
自動的に操作することを目的としている。

【００２４】オフセット戻しモードは、バックホウ装置
５を格納状態から作業状態に戻し操作する際に、バケッ
ト９を格納状態の前の位置にブーム６の先端側部分６ｂ
を自動的に戻し操作することを目的としている。水平制
御モードは、バックホウ装置５を格納状態に操作する
際、バケット９の開口面が略水平に維持されるように、
ブーム６及びアーム８を操作することを目的としてい
る。

【００２５】次に、バックホウ装置５の制御の流れにつ
いて説明する。以下の説明においてバックホウ装置５の
作動方向を規定するため、「かき込み方向」や「ダンプ
方向」といった言葉が出てくるが、「かき込み方向」と
はバケット９が土を掘り起こすように移動する方向であ
り、「ダンプ方向」とはバケット９が土及び積荷を投げ
出すように移動する方向である。

【００２６】バックホウの始動操作に伴い図６に示す制
御装置１１のプログラムが起動し、パラメータのチェッ
クや変数の初期化が行われた後、各種の処理が時分割で
行われる。各種の処理は所定時間の間隔で行われる割り
込み処理であり、割り込み処理としてメイン処理、第１
〜第５センサＳ１〜Ｓ５及びブーム角センサＰ１〜オフ
セット角センサＰ４の検出信号のセンサ信号入力処理、
たたみ込みモードスイッチＳ６〜牽制モードスイッチＳ
９のモード入力処理、制御パネル（図示せず）への表示
処理、バルブ駆動回路Ｖ１〜Ｖ５への出力処理がある。

【００２７】メイン処理ではバックホウの各部の操作量
が、たたみ込みモード〜牽制モードに応じて決定され
る。センサ信号入力処理では、第１〜第５センサＳ１〜
Ｓ５及びブーム角センサＰ１〜オフセット角センサＰ４
の検出信号が取り込まれて、メイン処理で利用される形
式に変換される。モード入力処理では、たたみ込みモー
ドスイッチＳ６〜牽制モードスイッチＳ９の信号が取り
込まれて、メイン処理に利用される形式に変換された
り、必要な準備が行なわれる。例えば、図５に示すたた
み込みモードスイッチＳ６の設定が確認されると、その
時点で検出されたオフセット操作量が所定のＲＡＭ領域
に格納される。表示処理では運転部３に備えられた制御
パネルに表示される全てのデータが管理される。出力処
理では、メイン処理において決定され格納されたバルブ
操作量に基づき、バルブ駆動回路Ｖ１〜Ｖ５に操作信号
が与えられる。

【００２８】次に、メイン処理について説明する。図７
で示されたメイン処理がスタートすると、モード入力処
理で準備されたたたみ込みモード〜牽制モードが取り込
まれ（＃１０）、センサ信号入力処理で準備された入力
データが取り込まれて（＃１５）、入力データに基づい
てブームバルブＶ１〜旋回バルブＶ５のバルブ操作量が
演算され（＃２０）、演算結果が所定のＲＡＭエリアに
書き込まれる（＃２５）。バックホウ装置５の姿勢を表
すデータとして、センサ信号入力処理で準備されたブー
ム６、アーム８及びバケット９の揺動角が取り込まれる
（＃３０）。

【００２９】次に、設定されたたたみ込みモード〜牽制
モードがチェックされて、オフセットモードが設定され
ていると（＃４０）、オフセット制御のサブルーチンが
実行される（＃４５）。同様に水平制御モード、たたみ
込みモード、オフセット戻しモードが設定されていると
（＃５０，＃６０，＃７０）、水平制御、たたみ込み制
御及びオフセット戻し制御のサブルーチンが実行される
（＃５５，＃６５，＃７５）。たたみ込み制御は、水平
制御が行われている場合でないと作動させることができ
ないのであり、続いてクッション制御（＃８０）及び牽
制制御（＃９０）が行われる。

【００３０】以上のサブルーチンの中で、必要に応じて
バルブ操作量が書き換えられる。別の割り込み処理であ
る出力処理において、書き込まれたバルブ操作量を基に
してバルブ駆動回路Ｖ１〜Ｖ５に対する操作信号が作り
出され、操作信号によってバルブ駆動回路Ｖ１〜Ｖ５
が、ブームバルブＶ１〜旋回バルブＶ５に適当な電流を
与えることにより、最終的に対応するブームシリンダＣ
１〜オフセットシリンダＣ４及び旋回モータＭが作動す
る。

【００３１】次に、メイン処理で用いられるサブルーチ
ンについて説明する。図８はオフセット制御の流れを示
しており、オフセット操作方向がチェックされた後（＃
１１０）、所定のＲＡＭエリアに格納されているオフセ
ットレバー１０ｃの操作データに基づいて、オフセット
操作テーブルから適正値が取り込まれ（＃１２０）、オ
フセットシリンダＣ４のバルブ駆動回路Ｄ４で用いられ
るバルブ操作量が演算されて書き込まれる（＃１３
０）。

【００３２】図９は水平制御の流れを示しており、セン
サ信号入力処理で準備された入力データから、実際のバ
ケット角、アーム角及びブーム角が演算され（＃２１
０，＃２２０，＃２３０）、これらから旋回台４に対す
るバケット角が求められて、バケット９の開口面の基準
角（水平）に対する偏差ｆが算出される（＃２４０）。
次に偏差ｆの絶対値が許容値ｄＡと比較され（＃２５
０）、偏差ｆが許容値ｄＡに入っているとアーム８の操
作は行われず（＃２６０）、許容値ｄＡから外れている
とアーム角に対応した制御ゲインＧが決定され（＃２７
０）、制御ゲインＧと偏差ｆとからアーム操作量が演算
されて（＃２８０）、アーム操作量が所定のＲＡＭエリ
アに書き込まれる（＃２９０）。以上のようにバケット
９の開口面を水平に保つ水平制御は、アーム８を前後に
作動させることによって行われる。

【００３３】図１０及び図１１は、バックホウ装置５を
図３に示す格納状態に操作するたたみ込み制御（たたみ
込み手段に相当）の流れを示している。このサブルーチ
ンに入ると、先ずブーム６の下降操作又はアーム８のダ
ンプ方向操作が指令されているか否かがチェックされて
（＃３０５）、ブーム６の下降操作又はアーム８のダン
プ方向操作が指令されていると、直ちにたたみ込み制御
が解除される（＃３９５）。これはたたみ込み制御が行
われているとき、作業者が操作レバー１０ａ，１０ｂに
より、ブーム６を下降操作又はアーム８をダンプ方向操
作した場合、たたみ込み制御に反する操作と判断され
て、たたみ込み制御が停止されることを意味している。

【００３４】ブーム６の下降操作又はアーム８のダンプ
方向操作が指令されていないと（＃３０５）、ブーム操
作量が上昇方向の最大値に設定され、アーム操作量がか
き込み方向の最大値に設定される（＃３１０）。次にバ
ケット９の地面からの高さが演算され（＃３１５）、高
さが１ｍ以上であるとオフセット操作量が設定される
（＃３２０，＃３２５，＃３３０，＃３４０，＃３５
０）。高さが１ｍ未満であると、たたみ込み制御におけ
るオフセット操作量の設定は行われない。

【００３５】オフセット操作量の設定に関して、先ずオ
フセット角（センサ信号入力処理で準備された入力デー
タからの実際のオフセット角）が、目標値と比較される
ことによって（＃３２０）、右及び左側のどちら側にオ
フセット操作するべきかが決定される。オフセット角が
目標値以上の場合に、右側へのオフセット操作が要求さ
れるので、オフセット操作量が右側へのオフセットの最
大値に設定され（＃３２５）、オフセット方向フラグが
右に設定される（＃３３０）。オフセット角が目標値未
満の場合、左側へのオフセット操作が要求されるので、
オフセット操作量が左側へのオフセットの最大値に設定
され（＃３４０）、オフセット方向フラグが左に設定さ
れる（＃３５０）。

【００３６】次にブーム角が最大になっていると（＃３
６０）、ブーム操作量が「０」に設定され（＃３６
５）、アーム角が最大になっていると（＃３７０）、ア
ーム操作量が「０」に設定される（＃３７５）。オフセ
ット操作の完了が、オフセット方向フラグが右である場
合にはオフセット角が目標値よりも小さい点から、逆に
オフセット方向フラグが左である場合にはオフセット角
が目標値よりも大きい点から判断されて（＃３８０）、
オフセット操作が完了している場合には、オフセット操
作量が「０」に設定される（＃３８５）。バックホウ装
置５の格納状態への操作の完了をオフセット操作量、ブ
ーム操作量及びアーム操作量の全てが「０」に設定され
たことから判断しており（＃３９０）、バックホウ装置
５の格納状態への操作が完了している場合には、たたみ
込み制御の指令が解除され、水平制御の指令も解除され
る（＃３９５）。

【００３７】図１２は、オフセット戻し制御（戻し手段
に相当）の流れを示している。先ずモード入力処理にお
いて、図５に示すたたみ込みモードスイッチＳ６のＯＦ
ＦからＯＮへの切換操作が確認されると、その時点で検
出されたオフセット角が格納されている所定のＲＡＭエ
リアから読み込まれ、バックホウ装置５が格納状態に操
作される前のオフセット角が、元のオフセット角として
読み込まれる（＃４１０）（記憶手段に相当）。

【００３８】次に元のオフセット角（記憶オフセット
角）と、現時点のオフセット角（検出オフセット角）と
が比較されて（＃４２０）、バケット９を元のオフセッ
ト位置に戻す為に右側へのオフセット操作が必要な場合
には、オフセット操作量が右方向の最大値に設定され
（＃４３０）、左側へのオフセット操作が必要な場合に
はオフセット操作量が左方向の最大値に設定される（＃
４４０）。現時点のオフセット角（検出オフセット角）
が、元のオフセット角（記憶オフセット角）に等しくな
れば、オフセット戻し制御は完了となるので、オフセッ
ト戻し制御が解除される（＃４４０，＃４５０）。

【００３９】この場合、たたみ込み制御の際にオフセッ
ト角を格納する場所を複数設け、それらのうちの任意の
オフセット角を選択するスイッチを設けて、これにより
選択されたオフセット角を＃４１０で読み込むようにす
れば、たたみ込み制御の後に所望のオフセット位置にバ
ケット９を戻すことができる。又、オフセット角だけで
はなくブーム角、アーム角及びバケット角も格納できる
ように構成すれば、同様な方法でバックホウ装置５の姿
勢を、たたみ込み制御の前の姿勢に復帰させることも可
能である。

【００４０】図１３及び図１４はクッション制御の流れ
を示している。バックホウ装置５のブームシリンダＣ
１、アームシリンダＣ２及びオフセットシリンダＣ４を
作動させる際、ストローク端に近づくほどピストンの移
動速度を低くした方が衝撃が少なくなる。これによりク
ッション制御によって、ピストンの移動速度がストロー
ク端部領域において低下するように、ブームシリンダＣ
１、アームシリンダＣ２及びオフセットシリンダＣ４が
制御される。

【００４１】先ずブームシリンダＣ１において、ブーム
シリンダＣ１がストローク端部領域で作動し、作動方向
がブーム６の上昇方向であると（＃５００，＃５０
５）、検出されたブーム角からストローク端部までの距
離が演算され、演算結果から事前に設定されているブー
ム操作量の最適値が導かれる（＃５１０）。この最適値
は例えばストローク端部からの距離に比例して速い作動
速度となるように決定されており、最適値にブーム操作
量が書き換えられる（＃５１５）。

【００４２】アームシリンダＣ２において、アームシリ
ンダＣ２がストローク端部領域で作動し、作動方向がア
ーム８のかき込み方向であると（＃５２０，＃５２
５）、検出されたアーム角からストローク端部までの距
離が演算され、演算結果から事前に設定されているアー
ム操作量の最適値が導かれて（＃５３０）、最適値にア
ーム操作量が書き換えられる（＃５３５）。次にアーム
シリンダＣ２がストローク端部領域で作動し、作動方向
がダンプ方向であると、検出されたアーム角からストロ
ーク端部までの距離が演算され、演算結果から事前に設
定されているアーム操作量の最適値が導かれて、最適値
にアーム操作量が書き換えられる（＃５４０〜＃５５
５）。

【００４３】同様にオフセットシリンダＣ４のストロー
ク端部領域においては、右側へのオフセット操作及び左
側へのオフセット操作に分けられて、＃５６０〜＃５９
５に示されており、前述のアームシリンダＣ２と同様の
操作が行われる。前述のようにオフセットシリンダＣ４
のクッション制御が行われた際、オフセットシリンダＣ
４が目標位置で正確に停止するように、目標位置の近く
にくるとオフセットシリンダＣ４の速度が減速される。
これは、左側へのオフセット操作が行われた場合、慣性
等によってより目標位置から左側にオーバーランする
と、運転部３に接触するおそれがあるので、左側へのオ
フセット操作に対して減速が行われる。

【００４４】次に、運転部３の付近に設定された牽制の
領域について説明する。図１７に示すように、運転部３
の前方に第１前側牽制ラインＦＬ１（牽制面に相当）が
設定され、第１前側牽制ラインＦＬ１の外側に第２前側
牽制ラインＦＬ２（牽制面に相当）が設定されている。
運転部３の右側に第１側方牽制ラインＳＬ１（牽制面に
相当）が設定され、第１側方牽制ラインＳＬ１の外側に
第２側方牽制ラインＳＬ２（牽制面に相当）が設定され
ている。

【００４５】図１７に示すように、第１及び第２前側牽
制ラインＦＬ１，ＦＬ２によって区画される牽制ゾーン
は、運転部３にバケット９が前方から接近してくること
を防止する為に設定されており、第１及び第２側方牽制
ラインＳＬ１，ＳＬ２によって区画される牽制ゾーン
は、運転部３にバケット９が右側方から接近してくるこ
とを防止する為に設定されている。図１８に示すよう
に、運転部３の前方においてブーム角の規制領域が追加
的に設定されており、ラインＶＬ１，ＶＬ２によって作
り出される角度範囲Ｚにブーム６が位置する場合に、ブ
ーム６の上昇に条件が与えられる。

【００４６】図１４に示すように左側へのオフセット操
作中である状態において（＃６００）、たたみ込み制御
中であると（＃６１０）、バケット９が図１７に示す第
２側方牽制ラインＳＬ２の内側に位置している場合にの
み（＃６２０）、現在のオフセット角から設定されたオ
フセット目標角（バックホウ装置５の格納状態でのオフ
セット角）までの隔たりが求められ、隔たりをパラメー
タとしてオフセット操作量が決定されて（＃６３０）、
決定されたオフセット操作量に現在格納されているオフ
セット操作量が書き換えられる（＃６４０）。

【００４７】たたみ込み制御中ではない状態において
（＃６１０）、バケット９が図１７に示す第２側方牽制
ラインＳＬ２内に位置し、且つ、アーム８が第２前側牽
制ラインＦＬ２の内側に位置している場合にのみ（＃６
５０）、前述と同様にオフセット目標角までの隔たりが
求められ、隔たりをパラメータとしてオフセット操作量
が決定されて（＃６３０）、決定されたオフセット操作
量に現在格納されているオフセット操作量が書き換えら
れる（＃６４０）。前述の条件に当てはまらない場合は
そのままクッション制御を終了するので、格納されてい
るオフセット操作量が書き換えられることはない。

【００４８】次に、牽制制御の流れについて説明する。
図１７及び図１８に示すように、第１及び第２前方牽制
ラインＦＬ１，ＦＬ２、第１及び第２側方牽制ラインＳ
Ｌ１，ＳＬ２が設定されている。本発明のようなバック
ホウにおいてブーム６の上昇操作及びアーム８のかき込
み操作は、バケット９を前方から運転部３に接近させる
ことになり、バケット９のオフセット操作はバケット９
を右側方から運転部３に接近させることになる。

【００４９】これにより牽制制御においては、第１及び
第２前方牽制ラインＦＬ１，ＦＬ２でのブーム６の上昇
操作や、アーム８のかき込み操作が禁止され、第１及び
第２側方牽制ラインＳＬ１，ＳＬ２での左側へのオフセ
ット操作が禁止される。第２前側牽制ラインＦＬ２の外
側に減速ゾーンが設定され、ブーム６やアーム８の第２
前側牽制ラインＦＬ２までの距離に応じて、ブームシリ
ンダＣ１等の作動速度が減速される。

【００５０】牽制制御において、操作レバー１０ａ，１
０ｂ及びオフセットレバー１０ｃの操作によりバックホ
ウ装置５に対する動作指令が与えられた際、その時点で
のブーム角、アーム角及びオフセット角からバックホウ
装置５の姿勢（バックホウ装置５の各部の位置及び作動
方向）が演算されて、位置及び作動方向が問題となる場
合は、ブームシリンダＣ１等の操作量が小さくされた
り、必要な場合には「０」に書き換えられる。

【００５１】例えばバケット９が図１７に示す第２側方
牽制ラインＳＬ２の内側で、アーム８が第１前側牽制ラ
インＦＬ１の内側であると、左側へのオフセット操作は
解除される。バケット９が第１側方牽制ラインＳＬ１の
内側で、アーム８が第２前側牽制ラインＦＬ２の内側で
あると、アーム８のかき込み方向操作が解除される。バ
ケット９が第１側方牽制ラインＳＬ１の内側、アーム８
が第２前側牽制ラインＦＬ２の内側、ブーム角が図１８
に示すラインＶＬ１，ＶＬ２の間の角度範囲Ｚに入って
いると、ブーム６の上昇動作も解除される。バケット９
が第２側方牽制ラインＳＬ２の内側で、アーム８が第２
前側牽制ラインＦＬ２の内側であると、ブーム６やバケ
ット９が減速ゾーンに入っているかどうか、つまり第２
前側牽制ラインＦＬ２までの距離が演算されて、これに
応じた減速が行われる。

【００５２】以上のように図１５及び図１６に示す牽制
制御のサブルーチンに入った際、バケット９が第２側方
牽制ラインＳＬ２の内側に入っていないと（＃７０
０）、牽制制御の必要がないので、このサブルーチンを
終了する。バケット９が第２側方牽制ラインＳＬ２の内
側に入っている場合（＃７００）、アーム８が第２前側
牽制ラインＦＬ２の内側に入っていなければ（＃７０
５）、前述の減速ゾーンにより現時点のブーム角におけ
るアーム角の第２前側牽制ラインＦＬ２までの間隔か
ら、アーム操作量が演算され、現時点のアーム角におけ
るブーム角の第２前側牽制ラインＦＬ２までの間隔か
ら、ブーム操作量が必要に応じて演算されて（＃７１
０）、演算されたブーム操作量及びアーム操作量に書き
換えられる（＃７１５）。

【００５３】アーム８が第２前側牽制ラインＦＬ２の内
側に入っている場合（＃７０５）、バケット９、アーム
８及びブーム６の位置により、必要な場合に各々の動作
が以下に示すように解除される。図１５に示すように、
先ずアーム８が第１前側牽制ラインＦＬ１の内側に入っ
ており（＃７２０）、左側へのオフセット操作中である
場合（＃７２５）、オフセット操作量が「０」に書き換
えられるのであり（＃７３０，＃７３５）、牽制制御の
サブルーチンに入る前に設定されたオフセット操作が解
除される。

【００５４】次に図１６に示すように、バケット９が第
１側方牽制ラインＳＬ１の内側に入っており（＃７４
０）、アーム８がかき込み操作中である場合（＃７４
５）、アーム操作量が「０」に書き換えられるのであり
（＃７５０，＃７５５）、牽制制御のサブルーチンに入
る前に設定されたアーム８のかき込み操作が解除され
る。最後にブーム角がラインＶＬ１，ＶＬ２で決められ
た角度範囲Ｚに入って（＃７６０）、バケット９が第１
側方牽制ラインＳＬ１の内側に入り（＃７６５）、ブー
ム６が上昇操作中の場合（＃７７０）、ブーム操作量が
「０」に書き換えられるのであり（＃７７５，＃７８
０）、牽制制御のサブルーチンに入る前に設定されたブ
ーム６の上昇操作が解除される。このように牽制制御に
より、バックホウ装置５、特にバケット９が運転部３に
異常接近する操作が解除される。

【００５５】以上のように最初に操作レバー１０ａ，１
０ｂ及びオフセットレバー１０ｃによって設定された操
作が、クッション制御や牽制制御のサブルーチンによっ
て必要な場合に減速されたり解除されたりするのであ
り、最終のブーム操作量、アーム操作量及びオフセット
操作量が、図６に示す出力処理で利用されて、バルブ駆
動回路Ｖ１〜Ｖ５に操作信号が出力される。この構成に
よると、後のサブルーチンで演算されたブーム操作量、
アーム操作量及びオフセット操作量が優先されるので、
バックホウ装置５の構造やブームシリンダＣ１、アーム
シリンダＣ２及びオフセットシリンダＣ４の選択によ
り、例えば牽制制御のサブルーチンで演算された減速量
が、この前のクッション制御のサブルーチンで演算され
たブーム操作量、アーム操作量及びオフセット操作量よ
りも、大きな値になることも考えられる。このような不
都合を避ける為に、ブーム操作量、アーム操作量及びオ
フセット操作量の書き換えにおいて、大きな値には置き
換えないという条件を設定しておくとよい。

【００５６】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
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの全体側面図

【図２】バックホウ装置におけるブーム及びアーム付近
の平面図

【図３】バックホウ装置を格納状態に操作した状態での
バックホウの全体側面図

【図４】バックホウの全体平面図

【図５】操作レバー及びオフセットレバー、たたみ込み
モードスイッチ〜牽制モードスイッチ、第１〜第５セン
サ、ブームシリンダ〜オフセットシリンダ、旋回モータ
の概略回路図

【図６】制御の全体の概略を示すブロック図

【図７】メイン処理の流れを示す図

【図８】オフセット制御の流れを示す図

【図９】水平制御の流れを示す図

【図１０】たたみ込み制御の前半の流れを示す図

【図１１】たたみ込み制御の後半の流れを示す図

【図１２】オフセット戻し制御の流れを示す図

【図１３】クッション制御の前半の流れを示す図

【図１４】クッション制御の後半の流れを示す図

【図１５】牽制制御の前半の流れを示す図

【図１６】牽制制御の後半の流れを示す図

【図１７】第１及び第２前側牽制ライン、第１及び第２
側方牽制ラインを示す平面図

【図１８】ブームにおける角度範囲を示す側面図

【符号の説明】

３ 運転部 ４ 旋回台 ５ バックホウ装置 ６ バックホウ装置のブ
ーム ６ａ ブームの基端側部分 ６ｂ ブームの先端側部分 ８ バックホウ装置のア
ーム ９ バックホウ装置のバ
ケット ＦＬ１，ＦＬ２，ＳＬ１，ＳＬ２ 牽制面 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４ バックホウ装置の油
圧シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−271535（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−322029（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−221526（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−178621（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回台（４）の右又は左側に運転部
   （３）を配置し、この旋回台（４）の右又は左の反対側
   にバックホウ装置（５）を配置すると共に、このバック
   ホウ装置（５）のブーム（６）の先端側部分（６ｂ）
   を、前記ブーム（６）の基端側部分（６ａ）に対して左
   右に横移動操作可能に構成しているバックホウにおい
   て、 前記バックホウ装置（５）のブーム（６）を持ち上げ、
   アーム（８）を後方に揺動させ、前記ブーム（６）の先
   端側部分（６ｂ）を所定の位置に操作することにより、
   前記バックホウ装置（５）の全体が平面視にて旋回台
   （４）の範囲内に略入り込む格納状態を設定して、 前記バックホウ装置（５）を旋回台（４）から前方に出
   した通常の作業状態から前記格納状態に自動的に操作可
   能なたたみ込み手段を備えると共に、 前記運転部（３）の最外側部から外方に所定距離だけ離
   れた牽制面（ＦＬ１），（ＦＬ２），（ＳＬ１），（Ｓ
   Ｌ２）を空間上に設定して、前記たたみ込み手段の作動
   時においてバックホウ装置（５）のバケット（９）が前
   記牽制面（ＦＬ１），（ＦＬ２），（ＳＬ１），（ＳＬ
   ２）を越えて運転部（３）側に入り込もうとすると、バ
   ックホウ装置（５）の油圧シリンダ（Ｃ１），（Ｃ
   ２），（Ｃ４）の作動を牽制してこれを阻止する第１牽
   制手段と、 前記たたみ込み手段の作動直前での前記ブーム（６）の
   基端側部分（６ａ）に対する先端側部分（６ｂ）の位置
   を記憶する記憶手段と、前記たたみ込み手段の作動後に
   おいて前記ブーム（６）の先端側部分（６ｂ）を前記記
   憶されている元の位置に自動的に戻し操作する戻し手段
   と、 前記戻し手段の作動中においてバックホウ装置（５）の
   バケット（９）が前記牽制面（ＦＬ１），（ＦＬ２），
   （ＳＬ１），（ＳＬ２）を越えて運転部（３）側に入り
   込もうとすると、バックホウ装置（５）の油圧シリンダ
   （Ｃ１），（Ｃ２），（Ｃ４）の作動を牽制してこれを
   阻止する第２牽制手段とを備えてある バックホウ。