JP2824124B2 - バックホウの操作構造 - 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の操作構造に係り、詳しくは掘削
作業装置のブームを、旋回台の運転部横側方箇所に上下
揺動自在に取付け、ブームのうちのアームが連結された
先端側ブーム部分を、旋回台に連結された基端側ブーム
部分に対して旋回台横方向に移動可能なオフセット機構
を設けてあるとともに、ブームシリンダ、オフセット機
構、およびアームシリンダを自動操作して、掘削作業装
置を平面視で旋回台の旋回範囲内に位置した格納姿勢に
自動操作する自動格納手段を設けてあるバックホウの操
作構造に関する。

〔従来の技術〕

この種のバックホウの操作構造は、掘削作業装置を旋
回台上にコンパクトに格納して旋回半径を小さくできる
ように、また、そのコンパクトな格納姿勢への、注意深
く慎重に行うべき操作を、自動格納手段を作動させるこ
とによって、掘削作業装置の状況の如何に拘らず自動的
に、かつ、迅速に格納姿勢を現出できるように構成され
たものがある（例えば、特開平２−88824号公報、また
は特開平２−120427号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記自動格納手段は、ブームの上下移動、先端側ブー
ムの横移動、アームの揺動移動の各動作を行わせるため
の駆動手段を、掘削作業装置が格納姿勢となるように、
自動的に適正方向へ適正量操作して、迅速に格納姿勢に
操作することができるので、これを人為操作によって行
う場合に比べて便利に用いられているものである。

ところが、前記従来の自動格納手段は、単に、各駆動
手段を格納方向へ適正量駆動するように制御するだけの
ものであるため、次のような不具合が生じることがあ
る。つまり、例えば、狭い道路での側溝掘り作業におい
て、前方で掘り出した土砂を後方のトラックに積み込む
ための旋回を行うような場合に、溝内の土砂をバケット
ですくい上げた後、掘削装置を一旦格納姿勢にまで畳み
込んでから旋回し、バケット位置が後方に向けられた後
に再びアームを延ばしてトラックに積み込むような動作
が必要になる。このような側溝掘り作業中、バケットが
まだ地中にある状態で自動格納手段を作動させると、場
合によっては、オフセット機構の作動によってバケット
が溝の側壁に押し付けられて、溝が崩れたり、円滑な格
納移動が行えない不具合の生じるおそれがあった。本発
明は、自動格納手段の作動を制御して、地中のバケット
が溝側壁を崩すような不都合の発生を解消した状態で、
円滑な自動格納を可能にす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講じた本発明の技術手段
は、 掘削作業装置のブームを、旋回台の運転部横側方箇所
に上下揺動自在に取付け、前記ブームのうちのアームが
連結された先端側ブーム部分を、前記旋回台に連結され
た基端側ブーム部分に対して旋回台横方向に移動可能な
オフセット機構を設けてあるとともに、ブームシリン
ダ、前記オフセット機構、およびアームシリンダの夫々
を自動操作して、前記掘削作業装置を平面視で前記旋回
台の旋回範囲内に位置した格納姿勢に自動操作する自動
格納手段を設けてあるバックホウの操作構造において、
前記アームの先端側に設けられるバケットが地表面より
上方位置に存在していることを検出する手段を設け、こ
の検出手段が非検出状態であると前記自動格納手段の作
動中における前記オフセット機構の操作を牽制するとと
もに、前記検出手段が検出状態であると前記自動格納手
段の作動中における前記オフセット機構の操作を可能と
する制御装置を設けてあることである。

〔作 用〕

前記特徴構成によると、 （イ）自動格納手段を作動させても、バケットが地表面
よりも下方にあるときにはオフセット機構が働かない状
態となって、先端側ブーム部分の横移動が行われないの
で、前述した側溝掘り作業のようにバケットが地表面よ
り下方にあるときに自動格納手段を作動させても、バケ
ットが地表面上に出るまでは横移動しなくなり、バケッ
トが掘削穴の側壁に接当することがなくなる。

そして、 （ロ）バケットが地表面上に出るとオフセット機構の作
動牽制が解除されるので、以後、格納姿勢となるまで、
ブームシリンダ、オフセット機構およびアームシリンダ
を適宜駆使して迅速に掘削作業装置を移動することが可
能となる。

〔発明の効果〕

従って、バケットが地表面よりも下方に存在している
ときに自動格納手段を作動させても、（イ），（ロ）の
作用により掘削穴を崩すことなく、かつ、円滑に掘削作
業装置を格納動することができ、かつ、（ロ）の作用に
よって能率良く格納できる実用上有益なバックホウの操
作構造を提供し得た。

〔実施例〕

第２図に示すように、クローラ式走行装置（１）を有
した走行機台に、原動部（２）及び運転部（３）を有し
た旋回台（４）を取付けると共に、この旋回台（４）に
掘削作業装置（５）を付設して、バックホウを構成して
ある。

掘削作業装置（５）を構成するブーム（６）を旋回台
（４）の運転部（３）の横側方に位置する箇所に軸芯
（Ｙ）の周りで揺動するように取付けてある。ブーム
（６）は旋回台（４）に連結した基端側ブーム部分（6
A）、この基端側ブーム（6A）の先端に軸芯（Ｘ）の周
りで揺動するように連結した中間ブーム部分（6B）、及
び、この中間ブーム部分（6B）の先端に軸芯（Ｚ）の周
りで揺動するように連結すると共にアーム（７）を連結
した先端側ブーム部分（6C）の夫々により構成してあ
る。そして、中間ブーム部分（6B）をオフセットシリン
ダ（C2）により基端側ブーム部分（6A）に対して揺動操
作できるように構成すると共に、基端側ブーム部分（6
A）と先端側ブーム部分（6C）とにわたって揺動連動ロ
ッド（８）を取付けて、第３図に仮想線で示すようにオ
フセットシリンダ（C2）により先端側ブーム部分（6C）
を基端側ブーム部分（6A）に対して旋回台横方向に移動
操作できるようにオフセット機構（９）を構成してあ
る。すなわち、中間ブーム部分（6B）、連動ロッド
（８）、基端側ブーム部分（6A）及び先端側ブーム部分
（6C）夫々の連動ロッド枢支部が平行四連リンク機構を
構成することにより、オフセットシリンダ（C2）により
中間ブーム部分（6B）が揺動されるに伴い先端側ブーム
部分（6C）が平行移動するのである。

つまり、ブーム（６）を上昇操作すると共にアーム
（７）をかき込み側に揺動操作し、かつ、先端側ブーム
部分（6C）を基端側ブーム部分（6A）に対して運転部
（３）とは反対側に位置するようにオフセット操作して
バケット（10）を基端側ブーム部分（6A）に対して運転
部（３）とは反対側に位置させることにより、第３図に
実線で示す如く掘削作業装置（５）を平面視で旋回台
（４）の旋回範囲内に位置した格納姿勢に操作できるよ
うに構成してある。掘削作業装置（５）の操作を可能に
するに、第１図に示すように、オフセットシリンダ（C
2）の制御弁（V2）、ブームシリンダ（C1）の制御弁（V
1）、アームシリンダ（C3）の制御弁（V3）、バケット
シリンダ（C4）の制御弁（V4）夫々を駆動回路（11）〜
（14）によって操作されるように電磁制御弁に構成し、
そして、オフセット制御手段（15）がオフセットレバー
（図示せず）の操作方向及び操作ストロークを検出する
ポテンショメータ（P2）からの情報に基づいて駆動回路
（12）を自動操作し、ブーム制御手段（16）がブームレ
バー（図示せず）の操作方向及び操作ストロークを検出
するポテンショメータ（P1）からの情報に基づいて駆動
回路（11）を自動操作し、アーム制御手段（17）がアー
ムレバー（図示せず）の操作方向及び操作ストロークを
検出するポテンショメータ（P3）からの情報に基づいて
駆動回路（13）を自動操作し、バケット制御手段（18）
がバケットレバー（図示せず）の操作方向及び操作スト
ロークを検出するポテンショメータ（P4）からの情報に
基づいて駆動回路（14）を自動操作するように構成して
ある。

第２図に示すように、ブーム（６）の旋回台（４）に
対する揺動角をポテンショメータ式のブーム角センサ
（S1）により検出するように構成し、先端側ブーム部分
（6C）の基端側ブーム部分（6A）に対する横移動の方向
とストロークを検出するポテンショメータ式のオフセッ
トセンサ（S2）を、中間ブーム部分（6B）の基端側ブー
ム部分（6A）に対する揺動方向と揺動角とに基づいて検
出するようにブーム（６）に付設してある。アーム
（７）のブーム（６）に対する揺動角をポテンショメー
タ式のアーム角センサ（S3）により検出し、バケット
（10）のアーム（７）に対する揺動角を検出するポテン
ショメータ式のバケット角センサ（S4）を、バケットシ
リンダ（C4）とバケット（10）の連動リンク（19）のア
ーム（７）に対する揺動角に基づいて検出するように、
かつ、土砂が接触しにくいようにアーム（７）に取付け
てある。そして、第１図に示すように、ブーム角センサ
（S1）、オフセットセンサ（S2）、アーム角センサ（S
3）及びバケット角センサ（S4）の全てまたは一部を格
納制御手段（20）、バケット姿勢設定手段（21）及び目
標バケット角演算手段（22）に連係させると共に、格納
制御手段（20）を駆動回路（11）ないし（14）に連係し
てある。

バケット姿勢設定手段（21）はバケット角度設定スイ
ッチ（23）にこれの人為操作によって切換え操作される
ように連係してあると共に、角度設定スイッチ（23）が
切りにあると、格納スイッチ（24）の入り操作によって
格納制御手段（20）が始動操作された時、この始動操作
時におけるブーム角センサ（S1）、アーム角センサ（S
3）及びバケット角センサ（S4）夫々による検出角度に
基づいてバケット姿勢設定手段（21）がバケット（10）
の旋回台（４）に対する姿勢を検出すると共にこの検出
姿勢を維持すべきバケット姿勢として自動的に設定する
ように構成してある。そして、角度設定スイッチ（23）
が入りに切換え操作されると、バケット姿勢設定手段
（21）がブーム角センサ（S1）、アーム角センサ（S3）
及びバケット角センサ（S4）夫々による検出角の値如何
にかかわらず、すくい取り土砂の保持が可能になるとこ
ろの姿勢を維持すべきバケット（10）の旋回台（４）に
対する姿勢として自動的に設定するように構成してあ
る。

目標バケット角演算手段（22）はブーム角センサ（S
1）及びアーム角センサ（S3）による検出角の変化にか
かわらずバケット（10）の旋回台（４）に対する姿勢と
バケット姿勢設定手段（21）によ設定姿勢とが等しくな
る状態を維持するために現出すべきバケット（10）のア
ーム（７）に対する角度すなわち制御目標バケット角セ
ンサ（S3）による検出角とバケット姿勢設定手段（21）
による設定姿勢とに基づいて自動的に演算するように構
成してある。格納制御手段（20）は格納スイッチ（24）
によって切換え操作されるように構成されると共に、格
納スイッチ（24）が切りにあると、格納制御手段（20）
が非作動状態にあって駆動回路（11）ないし（14）が制
御手段（15）または（16）または（17）または（18）に
よって操作されることを可能にするように構成してあ
る。そして、格納スイッチ（24）が入りに切換え操作さ
れると、格納制御手段（20）が作動状態に切換わると共
に始動し、制御手段（15），（16），（17）及び（18）
に優先して、かつ、ブーム角センサ（S1）、オフセット
角センサ（S2）、アーム角センサ（S3）、バケット角セ
ンサ（S4）夫々による検出結果と目標バケット角演算手
段（22）が演算した制御目標バケット角とに基づいて駆
動回路（11）ないし（14）を自動操作することによって
ブームシリンダ（C1）、オフセットシリンダ（C2）、ア
ームシリンダ（C3）及びバケットシリンダ（C4）を自動
操作し、バケット（10）の対旋回台姿勢をバケット姿勢
設定手段（21）による設定姿勢にしながら掘削作業装置
（５）を前記格納姿勢に自動操作する自動格納手段（3
0）を構成してある。

格納制御手段（20）は制御モード切換え手段（25）に
よって自動格納モードとバケット角制御モードとに切換
えできるように構成すると共に、制御モード切換え手段
（25）はバケット角度制御スイッチ（26）の人為操作に
よって操作されるように構成してある。そして、バケッ
ト角度制御スイッチ（26）を入りに操作すると、格納手
段（20）が自動格納モードになり、シリンダ（C1）ない
し（C4）の全てを前記の如く自動操作するように構成し
てある。そして、バケット角度制御スイッチ（26）を切
りに操作すると、格納制御手段（20）がバケット角制御
モードになり、バケット角センサ（S4）による検出角と
目標バケット角演算手段（22）による制御目標バケット
角とに基づいて駆動回路（14）のみをバケット制御手段
（18）に優先して自動操作することによってバケットシ
リンダ（C4）のみを自動操作し、バケット（10）の対旋
回台姿勢をすくい取り土砂の保持ができるものに自動的
に操作すると共に、駆動回路（11），（12）及び（13）
が制御手段（15）または（16）または（17）によって自
動操作されることを可能にするように構成してある。

つまり、バケット角度制御スイッチ（26）を入りに操
作しておき、格納スイッチ（24）を操作部（24a）によ
り入りに操作すると、格納制御手段（20）が始動して掘
削作業装置（５）が自動的に前記格納姿勢に操作される
のである。そして、この時、バケット角度制御スイッチ
（26）を切りに操作してあると、格納スイッチ（24）が
入り操作された時にあった対旋回台姿勢にバケット姿勢
が自動的に維持されるのであり、バケット角度設定スイ
ッチ（23）を入り操作してあると、バケット（10）が水
平姿勢に自動的に維持されてすくい取り土砂の自動保持
ができるのである。

また、バケット角度制御スイッチ（26）を切りに操作
しておくと、バケット（10）を水平姿勢に自動的に維持
させながらブーム（６）及びアーム（７）を人為操作に
よって揺動操作したり、先端側ブーム部分（6C）を人為
操作によってオフセット操作できるのである。第１図に
示すように、ブーム角センサ（S1）、オフセットセンサ
（S2）、アーム角センサ（S3）及びバケット角センサ
（S4）にバケット位置検出手段（27）を連係させ、この
バケット位置検出手段（27）に制御停止手段（28）を連
係させてある。バケット位置検出手段（27）はセンサ
（S1）ないし（S4）による検出結果に基づいてバケット
（10）が運転部（３）に対して設定距離まで接近した位
置に在るか否かを検出するように構成してある。そし
て、バケット位置検出手段（27）がバケット（10）の前
記接近を検出すると、制御停止手段（28）が駆動回路
（11）ないし（14）に制御手段（15）または（16）また
は（17）または（18）に優先して制御弁（V1）または
（V2）または（V3）または（V4）を中立（１）に操作す
べき信号を自動的に出力するように構成してある。

つまり、バケット（10）が前記接近位置になると、そ
れ以上にバケット（10）が運転部（３）に接近する側へ
のブーム（６）、アーム（７）及びバケット（10）の揺
動操作、先端側ブーム部分（6C）のオフセット操作が不
能になり、バケット（10）が運転部（３）に侵入する危
険が回避されるようにしてある。

次に、本発明の特徴であるところの構造について説明
する。

第１図に示すように、バケット（10）が地表面より上
方位置に存在していることを検出する手段（31）を設
け、この検出手段（31）が非検出状態であると自動格納
手段（30）の作動中におけるオフセット機構（９）の操
作を牽制するとともに、検出手段（31）が検出状態であ
ると自動格納手段（30）の作動中におけるオフセット機
構（９）の操作を可能とする制御装置（32）を設けてあ
る。

つまり、格納スイッチ（24）を入り操作するとバケッ
ト対地表面高さ位置検出手段（31）が、バケット（10）
の位置を、ブーム角センサ（S1）とアーム角センサ（S
3）の検出結果および予じめ記憶されたブーム角センサ
（S1）の対地表面高さ（例えば、クローラ下面からブー
ム角センサまでの高さ）とから演算して割り出し、その
結果、バケット（10）が地表面より下方にあるとオフセ
ット牽制手段（33）をして、格納スイッチ（24）起動時
におけるオフセット機構（９）の状態を維持し、バケッ
ト（10）が地表面より上に出ているとオフセット牽制手
段（33）の働きを解除するのであり、これら両手段（3
1），（33）でオフセット機構牽制制御装置（32）を構
成してある。

この場合、アーム（７）に対するバケット（10）の下
端位置が最も下方となるときの値を予じめ盛り込んでお
くと良い。

格納制御手段（20）、バケット姿勢設定手段（21）、
バケット位置検出手段（27）、制御停止手段（28）およ
び制御装置（32）等はマイクロコンピュータで成り、自
動格納手段は第４図に示すフローチャートに基づいて作
動するように構成してある。

〔別実施例〕

バケットの対地表面高さ位置をブーム角センサ（S
1）、アーム角センサ（S3）およびバケット角センサ（S
4）から割り出すようにしても良く、そうすればよりち
密なオフセット機構の牽制制御装置（32）が得られる。

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操作構造の実施例を示
し、第１図は制御系のブロック図、第２図はバックホウ
の側面図、第３図はバックホウの平面図、第４図はフロ
ーチャートである。 （３）……運転部、（４）……旋回台、（５）……掘削
作業装置、（６）……ブーム、（７）……アーム、
（９）……オフセット機構、（10）……バケット、（3
0）……自動格納手段、（31）……バケット対地表面高
さ検出手段、（32）……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯川 勝彦 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ堺製造所内 (72)発明者 三浦 敬典 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ堺製造所内 (56)参考文献 特開 平２−120427（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削作業装置（５）のブーム（６）を、旋
   回台（４）の運転部（３）横側方箇所に上下揺動自在に
   取付け、前記ブーム（６）のうちのアーム（７）が連結
   された先端側ブーム部分（6C）を、前記旋回台（４）に
   連結された基端側ブーム部分（6A）に対して旋回台横方
   向に移動可能なオフセット機構（９）を設けてあるとと
   もに、 ブームシリンダ（C1）、前記オフセット機構（９）、お
   よびアームシリンダ（C3）の夫々を自動操作して、前記
   掘削作業装置（５）を平面視で前記旋回台（４）の旋回
   範囲内に位置した格納姿勢に自動操作する自動格納手段
   （30）を設けてあるバックホウの操作構造であって、 前記アーム（７）の先端側に設けられるバケット（10）
   が地表面より上方位置に存在していることを検出する手
   段（31）を設け、 この検出手段（31）が非検出状態であると前記自動格納
   手段（30）の作動中における前記オフセット機構（９）
   の操作を牽制するとともに、前記検出手段（31）が検出
   状態であると前記自動格納手段（30）の作動中における
   前記オフセット機構（９）の操作を可能とする制御装置
   （32）を設けてあるバックホウの操作構造。