JP3286187B2 - 建機のアクセル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホウ等の建
機のアクセル装置に係り、詳しくは、油圧アクチュエー
タが作動していないとき、すなわち負荷が作用していな
いときにはエンジン回転数をアイドリング状態に自動的
に下げる制御、所謂オートアイドルを備えた建機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】オートアイドルを採用したものとして
は、特開平８‐１５８４０９号公報に示されたバックホ
ウが知られており、このものでは油圧アクチェータが作
動しているか否かの判断を、パイロット圧の検出によっ
て行うようにしていた。又、特開平８−６７１６７号公
報に示されたものでは、作業装置用の操作レバーの動き
を検出する３個のポテンショメータからの情報により、
油圧アクチェータが動いているか否かを判断するように
していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パイロ
ット操作構造を採らない機種、例えば小型機種や廉価な
機種では前記前者の公報の手段は不可であり、又、前記
後者の手段の場合、操作レバーで制御弁を機械的に操作
する構造の機種では、専用のポテンショメータを操作レ
バー部分に追加設定できる余裕スペースが存在するとは
限らず、設計的な困難さを伴うことが多い。そこで、本
発明の目的は、廉価な機種であるとか、操作レバー部分
の構造が異なる場合であるといった機種条件に違いがあ
っても、作動検出手段を無理なく設定できるように改善
する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕上記目的達成のために本発明は、人為操作され
るアクセル操作具の操作量を検出する操作検出手段と、
エンジン回転数調節手段を駆動操作する操作アクチュエ
ータと、作業装置駆動用の油圧アクチュエータが作動し
ているか否かを検出する作動検出手段とを備え、油圧ア
クチュエータの停止時にはエンジン回転数をアイドリン
グ側に変更操作するとともに、油圧アクチュエータの作
動時にはエンジン回転数をアクセル操作具による設定値
に操作するように、操作検出手段と操作アクチュエータ
とを連係するアクセル制御手段を備えてある建機のアク
セル装置において、油圧アクチュエータの動きを検出す
るポテンショメータを備えて作動検出手段を構成し、ア
クセル操作具のアクセルセット操作以後における単位時
間当たりのポテンショメータの変動量が、予め設定され
た所定量未満であるときにはエンジン回転数をアイドリ
ング側に操作し、所定量以上であるときにはエンジン回
転数をアクセル操作具による設定値に操作するように連
係されていることを特徴とするものである。

【０００５】〔作用〕請求項１の構成によれば、オート
アイドルの作動を司る作動検出手段を、油圧アクチュエ
ータの動きを検出するポテンショメータで構成してある
から、例えばバックホウではブーム付け根の揺動支点に
取付ける等、ポテンショメータの配置スペースが無いと
いう問題が生じないとともに、パイロット操作式や電磁
操作式等の作業装置の操作手段の如何に拘らずにポテン
ショメータを装備することができるようになる。故に、
小型や廉価機種に作動検出手段としてポテンショメータ
を装備できるとともに、その装着場所に困ることもない
ようになる。

【０００６】油圧アクチュエータの動きを検出すること
により、作業装置が作動しているか否かをよりダイレク
トに検出できるものであるが、作動油のリーク時には少
し問題がある。すなわち、リークが生じるとブームが少
しずつ下がってくる等、作業装置が微妙に動いてしまう
ことがあるが、そうなるとポテンショメータの検出値も
変動して油圧アクチュエータが動いていると制御装置が
判断し、実際には油圧アクチュエータが駆動されていな
いのにエンジン回転数が設定値に上昇してしまうのであ
る。

【０００７】そこで、アクセル操作具のアクセルセット
操作以後における単位時間当たりのポテンショメータの
変動量が、予め設定された所定量未満であるときにはエ
ンジン回転数をアイドリング側に操作し、所定量以上で
あるときにはエンジン回転数をアクセル操作具による設
定値に操作するように連係してあるから、リークによる
極めて鈍いポテンショメータ反応のときにはアクセルア
ップされないようになり、単位時間当たりの角度変動が
明確となるとき、すなわち、真に油圧アクチュエータが
駆動されたときにだけアクセルアップされるようにな
る。

【０００８】〔効果〕その結果、ポテンショメータで油
圧アクチュエータの動きを検出する構造の作動検出手段
により、作業装置の操作手段や小型大型、或いは廉価等
といった機種の違いに拘らずにオートアイドルを無理無
く装備できたとともに、その構造故のリーク時の誤作動
という新たな問題も解決し得て不都合のない状態で実現
できる好ましいものでもある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
建機の一例であるバックホウの場合について、図面に基
づいて説明する。図１にバックホウが示され、１は掘削
作業装置、２は旋回台、３は走行機台、４はクローラ走
行装置であり、掘削作業装置１は、ブーム５、アーム
６、バケット７等を備えて構成されている。このバック
ホウでは、ブームシリンダ５ｃ、アームシリンダ６ｃ、
バケットシリンダ７ｃ、並びに図示しない走行用油圧モ
ータやスイングシリンダ等のアクチュエータを駆動させ
るための油圧回路にロードセンシングシステムとオート
アイドルシステムとを採り入れており、以下に示す原理
図を基に説明する。

【００１０】図２に、ブームシリンダ５ｃとアームシリ
ンダ６ｃとに関する回路を抜粋した原理回路図が示さ
れ、８はエンジン１９で駆動される可変容量型の油圧ポ
ンプ、１３は油圧ポンプ８の単位時間当たりの吐出油量
を可変設定する流量調節機構である。流量調節機構１３
は、メインポンプ８の吐出圧で作動する馬力制御シリン
ダ１３Ａと、調節ポンプ１８で駆動される流量制御シリ
ンダ１３Ｂとで成る調節シリンダ１３で構成されてい
る。そして、流量調節機構１３と、これに対する圧力補
償型の流量制御弁１４とによって負荷制御手段Ａが構成
されている。９はブーム用制御弁、１０はアーム用制御
弁、１１はブーム用で１２はアーム用の各コンペンセー
タ（圧力補償弁）であり、両制御弁９，１０における供
給側油路には絞り弁９ｓ，１０ｓが装備されている。

【００１１】各コンペンセータ１１，１２は、各供給側
絞り弁９ｓ，１０ｓに対する圧油供給下手側に位置し、
かつ、各アクチュエータ５ｃ，６ｃに対する圧油供給上
手側に配置されている。そして、各コンペンセータ１
１，１２に対する圧油供給下手側であり、かつ、各アク
チュエータ５ｃ，６ｃに対する圧油供給上手側部分と各
コンペンセータ１１，１２のバネ側油室とを連通する低
圧側油路１１ｔ，１２ｔを設けてある。

【００１２】各コンペンセータ１１，１２に対する圧油
供給上手側であり、かつ、各供給側油路の絞り弁９ｓ，
１０ｓに対する圧油供給下手側部分と、各コンペンセー
タ１１，１２の反バネ側油室とを連通する高圧側油路１
１ｋ，１２ｋを設けてある。各コンペンセータ１１，１
２に、流路断絶側に付勢する圧縮バネ１７が備えられた
定差減圧弁に構成され、これによってアフターオリフィ
ス型のロードセンシング回路を構成してある。

【００１３】流量制御弁１４のバネ側油室１４ｘと各供
給側絞り弁９ｓ，１０ｓに対する圧油供給下手側部分と
を連通する第１低圧側油路１４ｔを設けてあり、各低圧
側油路１１ｔ，１２ｔに第１低圧側油路１４ｔが連通し
ている。各制御弁９，１０の圧油供給ポート９ｐ，１０
ｐに連通される連通油路１５と、圧力調節弁１４の反バ
ネ側油室とを専用の接続油路１６で連通してある。又、
流量制御弁１４の切換わり時における調節シリンダ１３
に対する圧は、油圧ポンプ８とともにエンジン駆動され
る専用の調節ポンプ１８で賄うように構成してある。

【００１４】図２に示すように、エンジン回転数を人為
操作によって調節設定するアクセルレバー（アクセル操
作具の一例）２４と、エンジン回転数を駆動操作して調
節設定するアクセル調節機構Ｂと、ブームシリンダ５ｃ
等の掘削作業装置１駆動用の油圧アクチュエータが作動
しているか否かを検出する作動検出手段Ｃとを備え、油
圧アクチュエータが停止しての無負荷時にはエンジン回
転数をアイドリング側に変更操作するとともに、油圧ア
クチュエータの作動時にはエンジン回転数をアクセルレ
バー２４による設定値に操作するように、アクセル調節
機構Ｂを作動させるアクセル制御手段Ｄとを備えてあ
る。

【００１５】すなわち、ブーム５、アーム６、及びバケ
ットリンク７Ｒの付け根枢支点夫々にポテンショメータ
ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３を装備し、エンジン１９のガバ
ナー（エンジン回転数調節手段の一例）２０にガバナレ
バー２１を備え、このガバナレバー２１を駆動操作する
ギヤードモータ（操作アクチュエータの一例）２２、及
び、アクセルレバー２４の操作位置を検出するポテンシ
ョメータ（操作検出手段の一例）２５を制御装置２６に
接続してアクセル制御手段Ｄを構成してある。つまり、
アイドリング位置ｉにあるハンドアクセルレバー２４を
操作して、作業状態におけるエンジン回転数（通常はフ
ルアクセル位置ｍにセットすることが多い）を設定し、
作業状態であればその設定回転数が維持され、非作業時
（無負荷時）にはアクセルレバー２４が位置ｍにセット
されたままとしながらエンジン回転数をアイドリング状
態に落とすのである。

【００１６】作動検出手段Ｃを、作業装置用の３個のポ
テンショメータＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３で構成するとと
もに、アクセルレバー２４をアイドリング側から高回転
側に向けてアクセルセット操作するに伴って計時作動が
開始される計時手段２７を備えてある。アクセルレバー
２４のアクセルセット操作以後における単位時間当たり
の各ポテンショメータＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の変動量
が、予め設定された所定量未満であるときにはエンジン
回転数をアイドリング側に操作し、所定量以上であると
きにはエンジン回転数をアクセルレバー２４による設定
値に操作するように、４個の全ポテンショメータ２５，
ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３、計時手段（タイマー等）２
７、及びギヤードモータ２２が制御装置２６で連係され
ている。

【００１７】ブーム用ポテンショメータＰＭ１の場合で
説明すると、このポテンションメータＰＭ１が角度β動
くに要した時間がγ以下であるときには、アクセルレバ
ー２４の指示通りのエンジン回転数に上昇させ、γより
も時間が掛かるとアイドリング状態に下げるように制御
されるのである。このとき、単位時間γ（１分〜３分）
当たりの角度変化β（前述した所定量の一例）、すなわ
ち、β／γを、一般的なリークによるブーム５の下降時
における値よりも大きく、かつ、ブームシリンダ５ｃを
伸縮駆動させてのブーム５の昇降時における値よりも小
さいものとして予め設定しておくことにより、リークに
よってブーム５が下降移動してもエンジン回転数が上昇
しないようになり、実情に合致したオートアイドル制御
を行えるようになる。尚、アーム６やバケット７につい
ても同様に制御されるものであり、参考にその一連の制
御作動のフローチャートを図３に示す。

【００１８】この場合、掘削作業を開始するべく、アク
セルレバー２４を高回転側にアクセルセット操作して
も、暫くはアイドリング状態が持続され、油圧アクチュ
エータの駆動によって掘削作業装置１が動いているかの
判断に要する前述した単位時間（１分〜３分）の経過後
に、初めて設定通りのエンジン回転数に上昇されるよう
になる。

【００１９】掘削作業装置１用の３個のポテンショメー
タＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３は、実際には、特開平７−１
６６５７３号公報に示される姿勢制御用として備えられ
ているものであり、本願では、その予め装備されている
ポテンショメータをオートアイドル制御に兼用させるこ
とにより、部品の新設を減らして経済的に構成できるよ
うにしてある。又、特開平８−８１９８０号公報に示さ
れたブームオフセット構造のバックホウに適用する場合
でも、バケットと運転部との干渉防止制御用として、掘
削作業装置に備えられた複数のポテンショメータをオー
トアイドル制御に利用できるのである。

【００２０】〔別実施形態〕上述の実施形態では、ブー
ムシリンダ５ｃ、アームシリンダ６ｃ、バケットシリン
ダ７ｃで油圧アクチュエータを構成しているが、走行用
油圧モータやスイングシリンダ等も油圧アクチュエータ
であるとともに、油圧アクチュエータが単数の場合でも
良い。又、クレーンや作業装置付き運搬車等の建機に本
願のものを適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの側面図

【図２】ロードセンシング及びオートアイドルの原理を
示す制御系統図

【図３】オートアイドル制御のフローチャートを示す図

【符号の説明】

５ｃ 油圧アクチュエータ ２０ エンジン回転数調節手段 ２２ 操作アクチュエータ ２４ アクセル操作具 ２５ 操作検出手段 ＰＭ１ ポテンショメータ Ｃ 作動検出手段 Ｄ アクセル制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人為操作されるアクセル操作具の操作量
   を検出する操作検出手段と、エンジン回転数調節手段を
   駆動操作する操作アクチュエータと、作業装置駆動用の
   油圧アクチュエータが作動しているか否かを検出する作
   動検出手段とを備え、前記油圧アクチュエータの停止時
   にはエンジン回転数をアイドリング側に変更操作すると
   ともに、前記油圧アクチュエータの作動時にはエンジン
   回転数を前記アクセル操作具による設定値に操作するよ
   うに、前記操作検出手段と前記操作アクチュエータとを
   連係するアクセル制御手段を備えてある建機のアクセル
   装置であって、 前記油圧アクチュエータの動きを検出するポテンショメ
   ータを備えて前記作動検出手段を構成し、 前記アクセル操作具のアクセルセット操作以後における
   単位時間当たりの前記ポテンショメータの変動量が、予
   め設定された所定量未満であるときにはエンジン回転数
   をアイドリング側に操作し、前記所定量以上であるとき
   にはエンジン回転数を前記アクセル操作具による設定値
   に操作するように連係されている建機のアクセル装置。