JP2726357B2

JP2726357B2 - バックホウ

Info

Publication number: JP2726357B2
Application number: JP4110927A
Authority: JP
Inventors: 敬典三浦
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH05306533A

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いて、運
転部の最外側を覆う外部フレームとバケットとの接触を
避ける為の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホウにおいて、運転部の最外側を
覆う外部フレームとバケットとの接触を避ける構造の一
例が、特開平２−２５６７２２号公報に開示されてい
る。この構造においては、運転部の最外側を覆う外部フ
レーム（前記公報の図３の３）から、外方に所定距離だ
け離れた牽制面（前記公報の図３の第２設定位置）を空
間上に設定し、バックホウ装置のバケットの位置を検出
する位置センサーを設けて、この位置センサーの検出に
基づき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、バックホウ装置駆動用の油圧シリンダを停止
させてこれを阻止する牽制手段を備えている。この場
合、牽制面から所定距離だけ外方に離れた空間上の面と
牽制面との間に牽制領域（前記公報の図３の減速範囲）
を設定して、この牽制領域内にバケットが入り込むとブ
ザー等の警報手段を作動させて、バケットが牽制面に接
近したことを運転部の作業者に知らせている。以上の構
成により、運転部の作業者がバックホウ装置を操作して
いる場合に、誤ってバケットを運転部側に至近距離まで
近づけて外部フレームに衝突させるような操作を行って
も、バケットが外部フレームより外側の牽制面に達すれ
ば、バックホウ装置が自動的に停止して接触が回避され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、牽制領域内
において牽制面に達しない限りバケットは自由に動かす
ことができるのであるが、牽制領域内にバケットが在れ
ば警報手段が常時作動している。従って、牽制領域内で
バケットを牽制面から遠ざけるような操作を行っても、
又、牽制領域内でバケットを停止させていても、ブザー
等の警報手段が作動しているので、特に熟練した作業者
にとっては煩わしい状態となっている。本発明は、前述
のような牽制領域内にバケットを操作している状態での
煩わしさを少なく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。つまり、旋回台に備えられた運転部の最外側を覆う
外部フレームから、外方に所定距離だけ離れた牽制面を
空間上に設定する第１設定手段と、バックホウ装置のバ
ケットの位置を検出する位置センサーと、この位置セン
サーの検出に基づき、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、バックホウ装置駆動用の油圧
シリンダを停止させてこれを阻止する牽制手段とを備え
ると共に、牽制面から所定距離だけ外方に離れた空間上
の面と牽制面との間に牽制領域を設定する第２設定手段
と、位置センサーの検出に基づき、バケットが牽制領域
内において牽制面に接近する方向に移動操作されると警
報手段を作動させ、且つ、バケットが牽制領域内におい
て牽制面から離れる方向に移動操作されると警報手段を
停止させる操作手段とを備えている。

【０００５】

【作用】前述のように構成すれば、バケットを牽制領域
内に位置させている状態において、バケットを牽制面に
接近させる側（運転部に接近する側）に操作した場合に
警報手段が作動し、バケットを牽制面から離れる側（運
転部から離れる側）に操作した場合には警報手段は作動
しない。このように、バケットを牽制面に接近させる場
合には、バケットが運転部の外部フレームに接触する可
能性が高くなって行くので警報手段を作動させている。
逆に、バケットを牽制面から離す場合には、バケットが
運転部の外部フレームに接触する可能性が低くなって行
くので、このような場合には警報手段を作動させていな
い。

【０００６】

【発明の効果】以上のようにバケットを牽制領域内に位
置させている状態において、必要な場合（バケットが運
転部の外部フレームに接触する可能性が高くなる場合）
にのみ警報手段を作動させているので、警報手段が常時
作動するような煩わしさがなくなり、運転部の作業者が
より快適に作業を行えるようになった。

【０００７】

【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５はバックホウの全体側面を示しており、ゴム
クローラ形式の走行装置１にドーザ２０及びこの上部に
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。このバックホウ装置３は、油圧シ
リンダ１１により上下に揺動駆動されるブーム４、油圧
シリンダ１２により前後に揺動駆動されるアーム５、及
び油圧シリンダ１３により掻き込み揺動駆動されるバケ
ット６を備えて構成されている。そして、図３に示すよ
うに旋回台２の旋回駆動用として、油圧モータ１４が備
えられている。

【０００８】バックホウ装置３におけるブーム４は図５
及び図２に示すように、上下に揺動駆動される第１ブー
ム部分４ａと、この第１ブーム部分４ａの前端の軸芯Ｐ
１周りに揺動自在に連結された第２ブーム部分４ｂと、
この第２ブーム部分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とで構成されてお
り、この支持ブラケット４ｃにアーム５が連結されてい
る。そして、第１ブーム部分４ａと支持ブラケット４ｃ
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ブーム部分４ｂ
を揺動操作することによって、アーム５及びバケット６
を平行に左右移動させることができるように構成してい
る。

【０００９】図３に示すようにブーム４の油圧シリンダ
１１に対する制御弁２１、ブーム４における第２ブーム
部分４ｂの油圧シリンダ７に対する制御弁２５、アーム
５の油圧シリンダ１２に対する制御弁２２、バケット６
の油圧シリンダ１３に対する制御弁２３、及び旋回台２
の油圧モータ１４に対する制御弁２４が備えられてい
る。この制御弁２１〜２５は３位置切換式でパイロット
操作形式であり、パイロット圧に基づく開度調節により
流量制御が可能である。そして、各制御弁２１〜２５に
対して、開度操作用のパイロット圧を発生する電磁比例
減圧弁型式のパイロット弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３
２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５
ｂが設けられている。

【００１０】図２，３，５に示すように、旋回台２に右
操作レバー９及び左操作レバー１０が備えられている。
この右及び左操作レバー９，１０は前後左右に操作自在
であり、右操作レバー９の前後方向の操作位置を検出す
るポテンショメータ１５、左右方向の操作位置を検出す
るポテンショメータ１６が備えられると共に、左操作レ
バー１０の前後方向の操作位置を検出するポテンショメ
ータ１７、左右方向の操作位置を検出するポテンショメ
ータ１８が備えられている。そして、各ポテンショメー
タ１５〜１８からの操作信号が制御装置１９に入力され
ている。又、旋回台２の前部下部に操作ペダル２６が設
けられ、この操作ペダル２６からの操作信号が制御装置
１９に入力されている。

【００１１】以上の構成により、右操作レバー９を前又
は後に操作するとこれに基づきパイロット弁３１ａ，３
１ｂがパイロット圧を発生し、制御弁２１がブーム４の
下降側又は上昇側に操作され、右又は左に操作するとこ
れに基づきパイロット弁３３ａ，３３ｂがパイロット圧
を発生し、制御弁２３がバケット６の排土側又は掻き込
み側に操作される。又、左操作レバー１０を前又は後に
操作するとこれに基づきパイロット弁３２ａ，３２ｂが
パイロット圧を発生し、制御弁２２がアーム５の上げ側
又は掻き込み側に操作され、右又は左に操作するとこれ
に基づきパイロット弁３４ａ，３４ｂがパイロット圧を
発生し、制御弁２４が右旋回側又は左旋回側に操作され
る。操作ペダル２６を右又は左に踏み分けるとこれに基
づきパイロット弁３５ａ，３５ｂがパイロット圧を発生
し、制御弁２５が第２ブーム部分４ｂの右又は左揺動側
に操作される。

【００１２】以上の操作において、右及び左操作レバー
９，１０用の各ポテンショメータ１５〜１８は右及び左
操作レバー９，１０の操作方向だけではなく、その中立
位置からの操作量も検出している。これにより、右及び
左操作レバー９，１０の操作量が大きい程、パイロット
弁３１ａ〜３４ｂのパイロット圧が大となり制御弁２１
〜２４が流量大側に操作される。つまり、右及び左操作
レバー９，１０を大きく操作する程、油圧シリンダ１１
〜１３及び油圧モータ１４が高速で作動するように構成
している。

【００１３】図５及び図３に示すように、ブーム４（第
１ブーム部分４ａ）の上下角度を検出するポテンショメ
ータ３６（位置センサーに相当）、第２ブーム部分４ｂ
の左右角度を検出するポテンショメータ３７（位置セン
サーに相当）、及びアーム５の前後角度を検出するポテ
ンショメータ３８（位置センサーに相当）が設けられて
おり、この各ポテンショメータ３６，３７，３８からの
検出信号が、制御装置１９に入力されている。

【００１４】図２及び図５に示すように旋回台２におい
ては、右側にバックホウ装置３が配置され、左側に運転
席２８や右及び左操作レバー９，１０等で構成された運
転部２７が配置されている。そして、旋回台２の左右中
央において、バックホウ装置３と運転部２７とを仕切る
窓付きの縦仕切り板２９（運転部２７の最外側部を覆う
外部フレームに相当）が設けられており、この縦仕切り
板２９の上端に旋回台２の外側に沿った半円形状の上仕
切り板３０（運転部２７の最外側部を覆う外部フレーム
に相当）が固定されている。

【００１５】そして、図１及び図２に示すように、地面
Ｇから所定高さにある所定位置Ｄより上方の範囲におい
て、縦仕切り板２９より前方（外方）に所定距離だけ離
れた前牽制面Ａ１、及び縦仕切り板２９のバックホウ装
置３側の側面から右方（外方）に所定距離だけ離れた横
牽制面Ａ２が、制御装置１９内に設定されている（第１
設定手段に相当）。

【００１６】この場合、図１に示すようにバケット６を
アーム５の先端に連結しているバケットピン６ａが、こ
の前牽制面Ａ１上に在る状態においてバケット６を最も
運転部２７側に近づくように操作しても、縦仕切り板２
９から所定距離だけ離れた軌跡Ｃ１上にバケット６の先
端が在るように、前牽制面Ａ１が設定されている。図２
に示すようにバケットピン６ａが横牽制面Ａ２上に在る
状態おいて、バケット６の横側面が縦仕切り板２９から
所定距離だけ離れた軌跡Ｃ２上に在るように、横牽制面
Ａ２が設定されている。又、前及び横牽制面Ａ１，Ａ２
から所定距離だけ前方又は右方に離れた面が設定され、
この空間の面と前及び横牽制面Ａ１，Ａ２との間が、前
牽制領域Ｂ１及び横牽制領域Ｂ２として制御装置１９内
に設定されている（第２設定手段に相当）。

【００１７】バックホウ装置３により地面Ｇの掘削を行
う場合、バックホウ装置３がどれだけ走行装置１側に寄
って掘削が行えるかと言う、バックホウ装置３自身の機
械的な作動限界が事前に求められている。そして、作動
限界に操作した場合にバケットピン６ａがどの軌跡を通
るかが算出されており、この作動限界に対応するバケッ
トピン６ａの軌跡よりも少し余裕（外側）のある軌跡を
境界面Ｅとして、図１に示すように所定位置Ｄより下方
の範囲において、境界面Ｅを制御装置１９内に設定して
いる。境界面Ｅは前牽制面Ａ１に滑らかにつながるよう
に設定されており、バケットピン６ａが境界面Ｅ上に在
る場合においてバケット６を最も走行装置１に近づくよ
うに操作した場合、バケット６の先端は軌跡Ｃ３上を通
る。以上のような前及び横牽制面Ａ１，Ａ２、前及び横
牽制領域Ｂ１，Ｂ２、境界面Ｅは旋回台２に対して設定
されているものであり、旋回台２が旋回するのに伴い、
旋回台２と一緒に移動して行くものである。

【００１８】制御装置１９においては、ポテンショメー
タ３６，３７，３８からの信号によるブーム４（第１ブ
ーム部分４ａ）の上下角度、第２ブーム部分４ｂの左右
角度及びアーム５の前後角度と、第１ブーム部分４ａ、
第２ブーム部分４ｂ及びアーム５の各長さとにより、バ
ケットピン６ａの位置を常時算出している。そして、バ
ケットピン６ａが図１及び図２に示す前及び横牽制領域
Ｂ１，Ｂ２に入り込むと、パイロット弁３１ａ〜３２
ｂ，３５ａ，３５ｂを操作して右及び左操作レバー９，
１０、操作ペダル２６の操作に関係なく、バックホウ装
置３の油圧シリンダ１１，１２，７の速度が減速操作さ
れる。この場合、バケットピン６ａが前及び横牽制領域
Ｂ１，Ｂ２に入り込むほど、つまり、バケットピン６ａ
が前及び横牽制面Ａ１，Ａ２に近づくほど大きく減速操
作されるように構成している。

【００１９】そして、バケットピン６ａが前及び横牽制
面Ａ１，Ａ２上に位置するような状態になった場合、バ
ケットピン６ａが前及び横牽制面Ａ１，Ａ２から離れる
方向にバックホウ装置３が操作された場合には、前述の
減速とは逆に前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２内で各油圧シ
リンダ１１，１２，７の速度が増速操作されて行き、前
及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２から出たときに通常の速度に
戻し操作される。

【００２０】逆にバケットピン６ａが前及び横牽制面Ａ
１，Ａ２上から少しでも前及び横牽制面Ａ１，Ａ２を越
えて運転部２７側に操作されようとした場合には、パイ
ロット弁３１ａ〜３２ｂ，３５ａ，３５ｂのパイロット
圧が消えて、制御弁２１，２２，２５によりバックホウ
装置３の油圧シリンダ１１，１２，７が停止操作される
（牽制手段に相当）。又、バケットピン６ａが前及び横
牽制面Ａ１，Ａ２上に位置する場合、バケット６の油圧
シリンダ１３の操作は行えるのであり、バケットピン６
ａが前及び横牽制面Ａ１，Ａ２上を移動して行くような
操作も極低速にて行える。

【００２１】前述のように、バケットピン６ａが前及び
横牽制領域Ｂ１，Ｂ２内にある場合に、バケット６の操
作状態に応じて警報ブザー３９（警報手段に相当）、及
び警報ランプ４０（警報手段に相当）を作動させるよう
に構成しており、次にこの構成について説明する。図４
に示すように、バケットピン６ａが前牽制領域Ｂ１内に
位置していたとする（ステップＳ１）。この状態で、第
１ブーム部分４ａが上昇側に作動していること、アーム
６が掻き込み側に作動していること、第２ブーム部分４
ｂが右又は左揺動側（揺動範囲の左右中央から離れる方
向）に作動していることが、図５に示すポテンショメー
タ３６，３７，３８により検出されたとする（ステップ
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）。この場合にはバケットピン６ａが
前牽制面Ａ１に接近する側に移動することになるので、
警報ブザー３９が鳴り警報ランプ４０が点灯して（ステ
ップＳ６）、この状態を運転部２７の作業者に知らせ
る。

【００２２】逆に、前牽制領域Ｂ１内において第１ブー
ム部分４ａが下降側に作動している場合や、アーム５が
掻き込みとは逆側に作動している場合、第２ブーム部分
４ｂが揺動範囲の左右中央側に揺動している場合、又
は、第１及び第２ブーム部分４ａ，４ｂ、アーム５がそ
の位置で停止している場合には、ステップＳ２，Ｓ３，
Ｓ４からステップＳ７に移行して、警報ブザー３９の作
動が停止し警報ランプ４０が消える。この警報ブザー３
９及び警報ランプ４０は図２に示すように、運転部２７
内に設けられており、運転席２８の前側に位置してい
る。

【００２３】次に、図４に示すようにバケットピン６ａ
が横牽制領域Ｂ２内に位置していたとする（ステップＳ
１）。この状態で、第２ブーム部分４ｂが左揺動側に作
動していることが、図５に示すポテンショメータ３７に
より検出されたとする（ステップＳ５）。この場合には
バケットピン６ａが横牽制面Ａ２に接近する側に移動す
ることになるので、警報ブザー３９が鳴り警報ランプ４
０が点灯して（ステップＳ６）、この状態を運転部２７
の作業者に知らせる。

【００２４】逆に、横牽制領域Ｂ２内において第２ブー
ム部分４ｂが右揺動側に作動している場合や、第１ブー
ム４ａが上昇側又は下降側に作動している場合、アーム
５が前後に揺動している場合、第１及び第２ブーム部分
４ａ，４ｂ、アーム５がその位置で停止している場合に
は、ステップＳ５からステップＳ７に移行して、警報ブ
ザー３９の作動が停止し警報ランプ４０が消えるのであ
る（以上、操作手段に相当）。

【００２５】以上のように、図１に示す所定位置Ｄから
上方の部分においては前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２が設
定されているが、所定位置Ｄから下方の部分においては
このような前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２は設定されてい
ない。従って、バケットピン６ａが境界面Ｅに達するま
では右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル２６の操
作に基づいた速度にて、バックホウ装置３の油圧シリン
ダ１１，１２，１３，７が操作される。そして、バケッ
トピン６ａが少しでも境界面Ｅを越えて走行装置１側に
操作されようとした場合には、パイロット弁３１ａ〜３
２ｂ，３５ａ，３５ｂのパイロット圧が消えて、制御弁
２１，２２，２５によりバックホウ装置３の油圧シリン
ダ１１，１２，７が停止操作される。

【００２６】バケットピン６ａが境界面Ｅ上に位置する
場合、バケット６の油圧シリンダ１３の操作は行えるの
であり、バケットピン６ａが境界面Ｅ上を移動して行く
ような操作も行える。従って、バケット６にて走行装置
１付近の地面Ｇの土を掻き取った場合に、バケットピン
６ａが境界面Ｅ上を上方に移動して行くようにバケット
６を持ち上げて行けばよいのである。このようにすれ
ば、バケットピン６ａが境界面Ｅ上から滑らかに前牽制
面Ａ１上に移行して前牽制領域Ｂ１に入り、バックホウ
装置３が前述のように減速操作されるのである。

【００２７】〔別実施例〕前述の実施例では、バケット
ピン６ａが前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２内で停止してい
る場合に、警報ブザー３９及び警報ランプ４０が作動し
ないように構成しているが、このような停止状態におい
ても警報ブザー３９及び警報ランプ４０が作動するよう
にしておいても良い。前述の実施例においては図１に示
すように、バケットピン６ａの位置を基準として前及び
横牽制面Ａ１，Ａ２を設定しているが、バケットピン６
ａの位置にポテンショメータ（図示せず）を設置して、
バケット６の先端の位置を制御装置１９内にて常時算出
するように構成してもよい。この場合には図１及び図２
に示す軌跡Ｃ１，Ｃ２が本発明の牽制面となるのであ
る。

【００２８】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】前牽制面、前牽制領域及び境界面を示すバック
ホウの概略側面図

【図２】前及び横牽制面、前及び横牽制領域を示すバッ
クホウの概略平面図

【図３】バックホウ装置の各油圧シリンダ、制御弁、パ
イロット弁、右及び左操作レバー等の概略回路図

【図４】制御の流れを示すフローチャート

【図５】バックホウの全体側面図

【符号の説明】

２旋回台３バックホウ装置６バックホウ装置のバケット７，１１，１２バックホウ装置の油圧シリンダ２７運転部２９，３０外部フレーム３６，３７，３８位置センサー３９，４０警報手段Ａ１，Ａ２牽制面Ｂ１，Ｂ２牽制領域

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回台（２）に備えられた運転部（２
７）の最外側を覆う外部フレーム（２９），（３０）か
ら、外方に所定距離だけ離れた牽制面（Ａ１），（Ａ
２）を空間上に設定する第１設定手段と、バックホウ装
置（３）のバケット（６）の位置を検出する位置センサ
ー（３６），（３７），（３８）と、この位置センサー
（３６），（３７），（３８）の検出に基づき、前記バ
ケット（６）が前記牽制面（Ａ１），（Ａ２）を越えて
運転部（２７）側に入り込もうとすると、前記バックホ
ウ装置（３）駆動用の油圧シリンダ（７），（１１），
（１２）を停止させてこれを阻止する牽制手段とを備え
ると共に、前記牽制面（Ａ１），（Ａ２）から所定距離
だけ外方に離れた空間上の面と前記牽制面（Ａ１），
（Ａ２）との間に牽制領域（Ｂ１），（Ｂ２）を設定す
る第２設定手段と、前記位置センサー（３６），（３
７），（３８）の検出に基づき、前記バケット（６）が
前記牽制領域（Ｂ１），（Ｂ２）内において前記牽制面
（Ａ１），（Ａ２）に接近する方向に移動操作されると
警報手段（３９），（４０）を作動させ、且つ、前記バ
ケット（６）が前記牽制領域（Ｂ１），（Ｂ２）内にお
いて前記牽制面（Ａ１），（Ａ２）から離れる方向に移
動操作されると前記警報手段（３９），（４０）を停止
させる操作手段とを備えているバックホウ。