JP2784593B2 - 持上げ運搬作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はトラクタなど走行機体の前部に装着させ、堆
肥や干草の積込み或いは掘る・埋戻す・整地の圃場整備
或いは除雪などを行うフロントローダ等の持上げ運搬作
業機に関する。

「従来の技術」 従来、バケットを先端に有するブームをトラクタ装備
させ、ブームの昇降並びにバケットのダンプ及び掬い制
御を行う技術があった。

「発明が解決しようとする問題点」 前記従来技術は、バケットの積載重量を考慮して走行
速度及びバケット支持高さを決定していたが、未熟な作
業者ではバケットの積載重量などの予測が極めて不正確
となり、転倒させ易く危険であると共に、過度に低速で
走行させ、またバケットを低位置に支持させることによ
り、ローダ作業能率が低下し、また作業者の精神的負担
が大になる等の安全上及び取扱い操作上の問題があっ
た。

「問題点を解決するための手段」 然るに、本発明は、バケットを先端に有するブームを
装備させると共に、ブーム角度を検出するブーム位置セ
ンサと、本機の走行速度を検出する車速センサと、バケ
ットの積載重量を検出するセンサとを備え、走行速度と
積載重量によりバケット支持高さを自動的に規制するよ
うに構成したことを特徴とするものである。

「作 用」 従って、バケットの積載重量が大きいとき、また走行
速度が高速のとき、バケットが低い位置に支持されるか
ら、転倒などを防いで安全に取扱い得ると共に、過度に
低速で走行させることなく、また必要以上にバケットを
低位置に支持させることなく、バケットの移動及び昇降
を機能的に行い得、従来に比べてローダ作業の能率向上
並びに作業者の労力軽減などを容易に図り得るものであ
る。

また、バケットを先端に有するブームを装備させると
共に、前進及び後進動作を検出するセンサを備え、本機
の前後進動作に関連させてバケットの掬い及びダンプ動
作を自動的に行わせるように構成したもので、前後進の
切換とハンドル操向の操作を行うだけでバケットが掬い
及びダンプ作動するから、堆肥をマニュアスプレッダ荷
台に積込む反復作業を容易に行い得、取扱い操作を簡略
化して作業労力を容易に軽減し得るものである。

「実施例」 以下本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。第１図は要部の側面説明図、第２図は全体の側面
図、第３図は同平面図であり、図中（１）は走行機体で
あるトラクタ、（２）（３）はトラクタ（１）の前後
輪、（４）は前輪（２）を装設する機台であるシャー
シ、（５）は前記シャーシ（４）に搭載するエンジン、
（６）は前記エンジン（５）に連設して後輪（３）を装
設する動力伝達ケース、（７）は前記ケース（６）の後
部上面に取付ける運転席、（８）は操向ハンドルであ
り、フロントローダ（９）のアタッチメントであるバケ
ット（10）をトラクタ（１）の前方に左右一対のブーム
（11）を介して装設している。また、本機の操向旋回角
度を検出する操舵角センサを備え、操向旋回角度により
バケット支持高さを自動的に規制するように構成したも
ので、本機走行時の旋回角度が大きいとき、バケットが
低い位置に支持されるから、転倒などを防いで安全に取
扱い得ると共に、過度に低速で走行させることなく、ま
た必要以上にバケットを低位置に支持させることなく、
バケットの移動及び昇降を機能的に行い得、従来に比べ
てローダ作業の能率向上並びに作業者の労力軽減などを
容易に図り得るものである。

そして、前記回動支点フレーム（12）はその下端部を
メインブラケット（13）に連結するもので、該フレーム
（12）の上端に回動支点ピン（16）を介して前記ブーム
（11）の基端を連結支持させ、且つ該フレーム（12）の
下部と前記ブーム（11）中間部にピン（17）（18）を介
してリフトシリンダ（19）を介設させ、前記シリンダ
（19）の伸縮動作によって支点ピン（16）を中心にブー
ム（11）を適宜昇降させるように構成する。

また、前記ブーム（11）の中間と前端に各揺動ピン
（20）（21）を介してダンプシリンダ（22）及びダンプ
アーム（23）の各基端を支持させ、これらシリンダ（2
2）とアーム（23）の先端をピン（24）を介し相互に連
結させると共に、前記バケット（10）の後部上端に前記
アーム（23）先端をピン（25）（26）及びダンプリンク
（27）を介して連動連結させる一方、前記バケット（1
0）の後部下端を前記ブーム（11）前端にダンプ支点ピ
ン（28）を介して支持させ、前記ダンプシリンダ（22）
の伸縮動作によって前記バケット（10）の傾きを適宜可
変させ、ダンプ作業及び掬い作業を行うように構成して
いる。

さらに、第４図の如く、上昇及び下降ソレノイド（2
9）（30）を有する昇降バルブ（31）と、ダンプ及び掬
いソレノイド（32）（33）を有するバケットバルブ（3
4）を備え、各バルブ（31）（34）及び合流弁（35）を
介して油圧ポンプ（36）に各シリンダ（19）（22）を接
続させ、各シリンダ（19）（22）を各別に作動させると
共に、リフトシリンダ（19）のブーム（11）持上げ力を
検出するブーム油圧センサ（37）と、ダンプシリンダ
（22）の掬上げ力を検出するバケット油圧センサ（38）
とを備え、各センサ（37）（38）を検出値に基づきバケ
ット（10）の負荷重量を検出するように構成している。

さらに、第１図の如く、バケット（10）の昇降及びダ
ンプ及び掬い等の各制御を自動又は手動とする自動手動
切換スイッチ（39）と、８方向に傾倒自在な作業レバー
（40）により作動させる上昇及び下降及びダンプ及び掬
いスイッチ（41）（42）（43）（44）と、本機に対しバ
ケット（10）を略一定姿勢に保つ自動水平スイッチ（4
5）と、昇降動作時に減速させて停止させるクッション
スイッチ（46）と、バケット（10）を自重落下させるフ
ローティングスイッチ（47）と、バケット（10）の昇降
高さを初期設定するブーム上位置及び下位置設定器（4
8）（49）と、本機に対するブーム（11）角度を検出す
るポテンショメータ型ブーム位置センサ（50）と、ブー
ム（11）に対するバケット（10）角度を検出するポテン
ショメータ型バケット位置センサ（51）と、本機に対す
るバケット（10）姿勢を初期設定するバケット姿勢設定
器（52）と、前記レバー（40）及び各スイッチ及び設定
器を設けるコントローラ（53）の着脱を検出するコント
ローラ装着センサ（54）と、コントローラ（53）に設け
る昇降レバー（55）操作によりブーム（11）を昇降作動
させるブーム位置調節器（56）と、コントローラ（53）
に設けるバケットレバー（57）操作によりバケット（1
0）を前後回転させるバケット位置調節器（58）とを、
マイクロコンピュータで構成するローダ制御回路（59）
に接続させる。

そして、作業レバー（40）操作により各ソレノイド
（29）（30）（32）（33）を作動制御し、ブーム（11）
の昇降並びにバケット（10）のダンプ及び掬い動作を行
わせると共に、前記作業レバー（40）に優先して昇降及
びバケットレバー（55）（57）操作によりブーム（11）
及びバケット（10）の位置調節を行えるもので、作業レ
バー（40）操作時、初期設定した上下位置までブーム
（11）を昇降させ、設定値より手前で移動速度を遅くし
て停止させると共に、前記昇降及びバケットレバー（5
5）（57）は中立復帰型とし、中立点近傍で不感帯を有
し、中立点から遠方に移動させたとき、その移動に比例
して前記各シリンダ（19）（22）速度を高速にする一
方、ブーム（11）位置の検出により設定高さ以下でのみ
フローティング（自由落下）を開始させ、またバケット
（10）のフローティング下降によりバケット（10）の姿
勢を設定し、或いは初期設定した姿勢でバケット（10）
の昇降を行わせるように各シリンダ（19）（22）を作動
制御し、バケット（10）の掬い及びダンプ動作とブーム
（11）の昇降とを関連させて行わせるように構成してい
る。

また前記シリンダ（19）（22）の作動速度を高中低の
三段階に切換えるシリンダ速度切換スイッチ（60）と後
輪（３）の回転により走行速度を検出する車速センサ
（61）と、ハンドル（８）の操舵動作により旋回角度を
検出する操舵角センサ（62）と、前記各油圧センサ（3
7）（38）とを、前記ローダ制御回路（59）に接続さ
せ、バケット（10）の持上げ重量が大きいとき、またハ
ンドル（８）の切れ角度が大きいとき、また高速で走行
移動するとき、バケット（10）の持上げ高さを規制して
転倒を防ぐように構成している。

また、本機の前後進と連動して各シリンダ（19）（2
2）を作動させる走行連動スイッチ（63）と、本機の走
行変速レバー（64）と連動して前進中立後進の切換を検
出する走行変速位置センサ（65）と、本機の走行クラッ
チペダル（66）と連動して走行クラッチ断続を検出する
走行クラッチセンサ（67）とを、前記ローダ制御回路
（59）に接続させるもので、前進によりバケット（10）
を下げて堆肥などを掬い、後進によりバケット（10）を
上げ、再び前進してバケット（10）の堆肥などをダンプ
動作により落下させ、後進して出発点に戻る一連の作業
を前後進の切換により行えるように構成している。

さらに、第５図の如く、トラクタ（１）のダッシュボ
ード（68）に引掛具（69）を設け、コントローラ（53）
のフック（70）を引掛具（69）に係脱させ、ダッシュボ
ード（68）にコントローラ（53）を取付けたとき、セン
サ（54）出力により全ての自動制御を可能にすると共
に、コントローラ（53）を取外してコード（71）の延設
範囲で移動させ、トラクタ（１）とローダ（９）の着脱
などを機外操作で簡単に行える一方、前記センサ（54）
によりコントローラ（53）取外し時に自動制御が禁止又
は規制されるように構成している。

さらに、第６図の如く、回動支点フレーム（12）及び
バケット（10）の外側にセンサケース（72）を固設さ
せ、前記位置センサ（50）（51）をケース（72）に内設
し、該センサ（50）（51）の回転軸（73）にセンサアー
ム（74）を設けると共に、支点ピン（16）（28）の端面
偏心位置に偏心軸（75）を固設させ、該軸（75）をセン
サアーム（74）に係合連結させ、またピン（16）（28）
と同一軸芯上に回転軸（73）を配設し、ブーム（11）及
びバケット（10）の回転と連動させてセンサアーム（7
4）を回転させ、ブーム（11）及びバケット（10）の回
転角度をセンサ（50）（51）により検出するように構成
している。

本実施例は上記の如く構成しており、バケット（10）
高さ制御を行わせる場合、第７図のフローチャートに示
す如く、スイッチ（39）を自動モードとし、ブーム上位
置設定器（48）からブーム上位置設定値を入力させ、操
舵角センサ（62）から操舵角度を入力させ、操舵角が設
定以上に大きいとき、設定器（48）のブーム上位置を低
い側に補正すると共に、操舵角変化が設定以下であって
も、車速センサ（61）から車速を入力させ、走行速度が
設定以上に早いとき、設定器（48）のブーム上位置を低
い側に補正する。

そして、油圧センサ（37）（38）値に基づいて空の状
態との対比により算出されるバケット（10）の積載重量
が設定以上に重いとき、操舵角及び車速により設定され
たブーム（11）上位置の補正値に基づき、ブーム（11）
の下げ制御が行われ、ブーム位置センサ（50）値と一致
するようにバケット（10）高さが補正されるもので、設
定以上の操舵角のとき、操舵角が大きくなる程バケット
（10）を低位置にすると共に、設定以上の車速のとき、
走行速度が早くなる程バケット（10）を低位置にする。

なお、操舵角が大であっても、また車速が大であって
も、バケット（10）の積載重量が設定以下のときは、設
定器（48）の上位置設定値にバケット（10）が支持され
る。

さらに、第８図のフローチャートに示す如く、走行連
動制御を行わせる場合、走行連動スイッチ（63）をオン
にし、前進フラグ＝０で、走行車速を前進とし、走行ク
ラッチを入にすることにより、ブーム位置センサ（50）
からブーム（11）位置が入力され、ブーム（11）を設定
位置に下降支持し、バケット（10）を掬い制御して堆肥
などを積込み、前進フラグ＝１にすると共に、後進フラ
グ＝０で、走行変速を後進にしたとき、センサ（50）か
らブーム（11）位置を入力させ、ブーム（11）を設定位
置に上昇させ、走行クラッチ入で後進フラグ＝１にす
る。

そして、前進フラグ＝１、後進フラグ＝１となり、走
行変速を前進にしたとき、バケット位置センサ（51）か
らバケット（10）位置を入力させ、バケット（10）をダ
ンプ制御して堆肥などを落下させ、油圧センサ（37）
（38）入力により空状態を確認し、前進フラグ＝０、後
進フラグ＝０とし、走行変速の後進を確認するもので、
トラクタ（１）を前進させ、ブーム（11）を下げてバケ
ット（10）を掬い作動させ、堆肥を積込むと共に、後進
操作によりブーム（11）を上げてバケット（10）を持上
げ、トラクタ（１）の後進及び前進によりマニュアスプ
レッダ荷台まで移動した後、バケット（10）をダンプ作
動させて堆肥を落下させ、バケット（10）を空にした後
でトラクタ（１）を後進させて作業開始場所に戻り、こ
の場所からの前進により前記動作を繰返し、堆肥を積込
み及び落下させる反復作業を行わせるものである。

さらに、第９図のフローチャートに示す如く、センサ
（54）によりコントローラ（53）装着を確認し、フロー
ティングスイッチ（47）をオンにしているとき、初期設
定されているフローティング（自由落下）開始位置（F
B）が入力されると共に、センサ（50）からブーム（1
1）位置（θＨ）が入力され、開始位置（FB）よりブー
ム（11）の位置（θＨ）が下位になったとき（θＨ＞F
B）、ソレノイド（30）（32）制御によりバルブ（31）
（34）がフローティング動作し、シリンダ（19）（22）
とポンプ（36）と油タンクの全てを短絡させ、バケット
（10）及びブーム（11）を自重で落下着地させるもので
ある。

「発明の効果」 以上実施例から明らかなように本発明は、バケット
（10）を先端に有するブーム（11）を装備させると共
に、ブーム（11）角度を検出するブーム位置センサ（5
0）と、本機の走行速度を検出する車速センサ（61）
と、バケット（10）の積載重量を検出するセンサ（37）
（38）とを備え、走行速度と積載重量によりバケット
（10）支持高さを自動的に規制するもので、バケット
（10）の積載重量が大きいとき、また走行速度が高速の
とき、バケット（10）が低い位置に支持されるから、転
倒などを防いで安全に取扱うことができると共に、過度
に低速で走行させることなく、また必要以上にバケット
（10）を低位置に支持させることなく、バケット（10）
の移動及び昇降を機能的に行うことができ、従来に比べ
てローダ作業の能率向上並びに作業者の労力軽減などを
容易に図ることができるものである。

また、本機の走行旋回角度を検出する操舵角センサ
（62）を備え、走行旋回角度によりバケット（10）支持
高さを自動的に規制するように構成したもので、本機走
行時の旋回角度が大きいとき、バケット（10）が低い位
置に支持されるから、転倒などを防いで安全に取扱うこ
とができると共に、過度に低速で走行させることなく、
また必要以上にバケット（10）を低位置に支持させるこ
となく、バケット（10）の移動及び昇降を機能的に行う
ことができ、従来に比べてローダ作業の能率向上並びに
作業者の労力軽減などを容易に図ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御回路図、第２図は
全体の側面図、第３図は同平面図、第４図は油圧回路
図、第５図及び第６図は部分説明図、第７図乃至第９図
はフローチャートである。 （10）……バケット （11）……ブーム （37）（38）……油圧センサ （50）……ブーム位置センサ （61）……車速センサ （65）……走行変速位置センサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バケット（10）を先端に有するブーム（1
   1）を装備させると共に、ブーム（11）角度を検出する
   ブーム位置センサ（50）と、本機の走行速度を検出する
   車速センサ（61）と、バケット（10）の積載重量を検出
   するセンサ（37）（38）とを備え、走行速度と積載重量
   によりバケット（10）支持高さを自動的に規制するよう
   に構成したことを特徴とする持上げ運搬作業機。
2. 【請求項２】本機の走行旋回角度を検出する操舵角セン
   サ（62）を備え、走行旋回角度によりバケット（10）支
   持高さを自動的に規制するように構成したことを特徴と
   するとする上記請求項１に記載の持上げ運搬作業機。