JP3016004B2 - 作業機の干渉防止制御回路装置 - Google Patents

作業機の干渉防止制御回路装置

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JP3016004B2
JP3016004B2 JP7273850A JP27385095A JP3016004B2 JP 3016004 B2 JP3016004 B2 JP 3016004B2 JP 7273850 A JP7273850 A JP 7273850A JP 27385095 A JP27385095 A JP 27385095A JP 3016004 B2 JP3016004 B2 JP 3016004B2
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健治 石崎
哲夫 岩井
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内田油圧機器工業株式会社
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミニショベル等の
土木作業用等の作業機のバケットが運転席と干渉するこ
とを防止する干渉防止制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の作業機のバケットは、メ
インポンプからの作動油がコントロールバルブを介して
供給されたシリンダにより駆動され、該コントロールバ
ルブの作動を、減圧弁(ジョイスティック弁)で制御し
たパイロットポンプからのパイロット回路の流体圧力で
制御することによって該シリンダの作動即ちバケットの
掘削等の作動を制御している。この場合、該バケットが
左右にオフセットされるものであると該作業機の運転席
と干渉する不都合があり、この不都合を防止するため、
該パイロット回路の減圧弁とコントロールバルブとの間
に電磁比例減圧弁を設け、該電磁比例減圧弁を該バケッ
トと運転席との位置関係を検知するコントローラの電気
信号によって制御することが行われている(特開平5ー
272155号公報)。該バケットが運転席と干渉しそ
うな領域に進入したとき、該コントローラからの信号で
該電磁比例減圧弁が該パイロット回路の圧力を低減し、
これによって該コントロールバルブが該シリンダへの作
動油の供給を減少させるように作動し、該バケットの動
きを減速しながら更に減圧弁を中立位置に該作業機のオ
ペレータが操作することで、該干渉による運転席の破損
を防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
バケットが該干渉しそうな領域に進入しコントローラか
ら該電磁比例減圧弁へバケット減速の指令が出されてい
る状態で、オペレータがバケットを停止すべく該パイロ
ット回路の減圧弁(ジョイスティック弁)を中立位置
(最大減圧位置)へ操作したとき、電磁比例減圧弁はそ
の2次側の圧力を信号として作動する弁であるため、そ
の1次側がタンクへ接続されても該指令に対応した圧力
を維持しようとし、このため、該減圧弁を中立位置に操
作しても、その2次側の圧力は抜けず、コントロールバ
ルブは多少とも該シリンダへ作動油を流通させ続け、バ
ケットが動き続けるという不具合が発生する。尚、電磁
比例減圧弁は、その2次側からタンクへつながるタンク
ポートへの漏れがあるので、時間が経って2次側の圧力
が低下すると自動的に該電磁比例減圧弁の2次側と1次
側が開通し、2次側の圧力がタンク圧となってバケット
が停止するが、これは応答性が悪く実用的でない。
【0004】本発明は、このような電磁比例減圧弁を備
えた干渉防止制御回路に於いてバケットが干渉防止領域
に入りコントローラから減速の指令が該電磁比例減圧弁
に対して出されている状態でも減圧弁の操作でバケット
を急停止できる装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、メインポン
プからの作動油をコントロールバルブを介して作業機の
バケットを駆動するシリンダへ供給し、該コントロール
バルブの作動を、減圧弁で制御したパイロットポンプか
らのパイロット回路の流体圧力で制御すると共に該バケ
ットの該作業機の運転席との位置関係を検知するコント
ローラの電気信号によって作動する該パイロット回路の
該減圧弁とコントロールバルブ間に設けた電磁比例減圧
弁で制御する干渉防止制御回路装置に於いて、該パイロ
ット回路のコントロールバルブと電磁比例減圧弁の間の
2次回路を該パイロット回路の該減圧弁と該電磁比例減
圧弁の間の1次回路に直結するバイパス回路を設け、該
バイパス回路に該2次回路から1次回路へのフリーフロ
ーを許容するチェック弁を設けることにより、上記の目
的を達成するようにした。該バケットが複数本のシリン
ダにより駆動され、各シリンダが各コントロールバルブ
により夫々作動制御されているときは、各コントロール
バルブを夫々の減圧弁で制御した上記パイロットポンプ
から分岐した複数のパイロット回路の流体圧力で制御
し、各パイロット回路の減圧弁とコントロールバルブ間
に該コントローラの信号で制御された電磁比例減圧弁を
夫々設け、各パイロット回路の少なくとも1つに該チェ
ック弁を備えた該バイパス回路が設けられる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、図1に於いて符号1はオペレータの運転
席2とバケット3を備えたミニパワーショベルの作業機
を示し、該バケット3を、該作業機1の前方へ延びるブ
ーム4と、該ブーム4の先端に於いて紙面の略垂直方向
即ち作業機1の左右へオフセットするためのブーム5
と、該ブーム5の先端に設けたアーム6を介して取り付
けした。該ブーム4にはこれを起伏させるためのシリン
ダ7及びブーム5をオフセットするためのシリンダ8が
取り付けられ、該アーム6にはバケット3に掘削作動を
行わせるためのシリンダ9が取り付けられる。符号1
0、11は、メインポンプ12からの作動油を図示して
ない配管を介して該シリンダ7とシリンダ9に供給する
ための例えばスプリングセンタ形の3位置4方向比例制
御弁から成るコントロールバルブを示し、各コントロー
ルバルブ10、11はそのスプールの端部にパイロット
ポンプ13からの流体圧力が作用すると該シリンダ7、
9を伸縮させ、その作用がないときは該シリンダ7、9
を停止させるように制御する。
【0007】該パイロットポンプ13からの圧力流体
は、パイロット回路14、15を介してコントロールバ
ルブ10、11の一端に導入され、その圧力はジョイス
ティック弁から成る減圧弁16、17により制御され
る。一方の減圧弁16を操作すると、該コントロールバ
ルブ10の開弁度が変化してシリンダ7への流量が制御
され、ブーム4の上方への移動速度が制御される。ま
た、他方の減圧弁17を操作すると、該コントロールバ
ルブ11の開弁度が変化してシリンダ9への流量が制御
され、バケット3の掘削速度が制御される。
【0008】該バケット3の位置が運転席2の前方へオ
フセットされていると、例えば掘削作動時にバケット3
が運転席2と干渉するおそれがあるので、該パイロット
回路14、15の減圧弁16、17とコントロールバル
ブ10、11の間の回路に電磁比例減圧弁19、20を
設けると共に、ブーム4、5、アーム6等の動きから該
バケット3と運転席2の位置関係を検出するコントロー
ラ18を設け、該バケット3が運転席2と干渉するおそ
れのある領域に進入すると、該コントローラ18から各
電磁比例減圧弁19、20へ電気信号を出力し、該電磁
比例減圧弁19、20がその信号強度に応じて該パイロ
ット回路14、15の流体圧力を減少させ、コントロー
ルバルブ10、11をその中立位置方向へ戻し、シリン
ダ7、9の作動を強制的に減速することにより、バケッ
ト3を減速し運転席2との干渉を防止する。
【0009】この減速されたときにオペレータがバケッ
ト3を停止すべく減圧弁16を中立位置に操作しても、
前記したように該電磁比例減圧弁19の2次回路14a
の圧力がコントローラ18の指令圧以下には急激に減圧
されず、バケット3が動き続ける不都合があるが、本発
明に於いては、該パイロット回路14の電磁比例減圧弁
19前後の2次回路14aと1次回路14bを直結する
バイパス回路21を設け、該バイパス回路21に該2次
回路14aから1次回路14bへのフリーフローを許容
するチェック弁22を設けて該不都合を解消するように
した。尚、図示の例ではパイロット回路14についての
みバイパス回路21及びチェック弁22を設けたが、必
要ならばパイロット回路15にも同様のバイパス回路及
びチェック弁を設けるようにしても良い。また、各コン
トロールバルブ10、11の他端へのパイロット回路も
図示のパイロット回路14、15と同様に構成されるの
で、その記載を省略したが、この省略したパイロット回
路にもコントローラ18により制御される電磁比例減圧
弁を設け、上記と同様のチェック弁を備えたバイパス回
路を設けるようにしてもよい。
【0010】該電磁比例減圧弁19、20の具体的取付
状態は図2に示す如くであり、弁筺23とこれに挿入し
たバレル24との間にポンプポートP1、P2、アクチュ
エータポートA1、A2、タンクポートT、Tを形成し、
該バレル内にソレノイド25、26によりばね27、2
8に抗して摺動するスプール29、30を設け、一方の
電磁比例減圧弁19のバイパス回路21及びチェック弁
22を該弁筺23内にポンプポートP1とアクチュエー
タポートA1を直結して設けるようにした。尚、該チェ
ック弁22は、図2のように弁筺23に設置せずに、該
弁筺23の外部にポートA1とP1を結ぶように取付けて
もよい。
【0011】該パイロット回路14の2次回路14aと
1次回路14bをチェック弁22を備えたバイパス回路
21で結んでおくことにより、該電磁比例減圧弁19が
コントローラ18から減速の指令を受けている状態であ
っても、該減圧弁(ジョイスティック弁)を中立位置に
操作すれば、1次回路14bの圧力がタンク圧となると
同時に2次回路14aの圧力も該バイパス回路21及び
チェック弁22を介して1次回路14bへと排出され
て、図3の右側に示すように、わずかな時間tの遅れで
タンク圧となり、これによりコントロールバルブ10を
中立位置に移動させてシリンダ7が停止するから、バケ
ット3の上方への動きが急停止し、運転席2との干渉が
防げる。
【0012】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、バケ
ットと運転席の位置関係を検知するコントローラにより
制御された電磁比例減圧弁を備えたコントロールバルブ
へのパイロット回路に、該電磁比例減圧弁の2次回路と
1次回路をバイパス回路で直結し、該2次回路から1次
回路へチェック弁により圧力を排除するようにしたの
で、該電磁比例減圧弁がコントローラにより制御されて
いる間でも該パイロット回路の減圧弁を操作してバケッ
トの動きを急停止させることができて安全性が向上し、
その構成も簡単で安価に製作できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の装置の線図
【図2】 図1の電磁比例減圧弁の具体的構成の断面図
【図3】 図1の装置によるパイロット回路の排圧時間
の説明図
【符号の説明】
1 作業機、 2 運転席、3
バケット、 4、5 ブーム、6
アーム、 7、8、9 シリンダ、1
0、11 コントロールバルブ、 12 メイ
ンポンプ、13 パイロットポンプ、 14、15
パイロット回路、14a 2次回路、
14b 1次回路、16、17 減圧弁、
18 コントローラ、19、20 電磁
比例減圧弁、 21 バイパス回路、22
チェック弁、 23 弁筺
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−127608(JP,A) 特開 平5−51947(JP,A) 特開 平6−147201(JP,A) 実開 昭60−120035(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 3/42 E02F 9/24 F15B 20/00 E02F 9/20 E02F 9/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メインポンプからの作動油をコントロー
    ルバルブを介して作業機のバケットを駆動するシリンダ
    へ供給し、該コントロールバルブの作動を、減圧弁で制
    御したパイロットポンプからのパイロット回路の流体圧
    力で制御すると共に該バケットの該作業機の運転席との
    位置関係を検知するコントローラの電気信号によって作
    動する該パイロット回路の該減圧弁とコントロールバル
    ブ間に設けた電磁比例減圧弁で制御する干渉防止制御回
    路装置に於いて、該パイロット回路のコントロールバル
    ブと電磁比例減圧弁の間の2次回路を該パイロット回路
    の該減圧弁と該電磁比例減圧弁の間の1次回路に直結す
    るバイパス回路を設け、該バイパス回路に該2次回路か
    ら1次回路へのフリーフローを許容するチェック弁を設
    けたことを特徴とする作業機の干渉防止制御回路装置。
  2. 【請求項2】 上記バケットは複数本のシリンダにより
    駆動され、各シリンダは複数個のコントロールバルブに
    より夫々上記メインポンプからの作動油の供給を受け、
    各コントロールバルブの作動を夫々の減圧弁で制御した
    上記パイロットポンプから分岐した複数のパイロット回
    路の流体圧力で制御すると共に各パイロット回路の減圧
    弁とコントロールバルブ間に夫々上記電磁比例減圧弁を
    設け、各パイロット回路の少なくとも1つに上記チェッ
    ク弁を備えたバイパス回路を設けたことを特徴とする請
    求項1に記載の作業機の干渉防止制御回路装置。
  3. 【請求項3】 上記バイパス回路及びチェック弁を、上
    記電磁比例減圧弁の弁筺内に設けたことを特徴とする請
    求項1に記載の作業機の干渉防止制御回路装置。
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