JP3725026B2

JP3725026B2 - バックホウ

Info

Publication number: JP3725026B2
Application number: JP2000401279A
Authority: JP
Inventors: 敬典三浦; 栄治西; 厚松本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002201660A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧制御手段に特徴を有するバックホウに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バックホウにおいては、ブームが起立方向の作動限界に近づくと、圧油供給量を減少して減速することで、限界に到達した際の衝撃を緩和する衝撃緩和制御手段を備えたものがあり、その制御手段としては、ブームシリンダの姿勢（角度）から作動範囲の限界を判断し、その判断に基づいて制御バルブの開度を所定の特性で減少制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上記衝撃緩和制御では、ブームシリンダの姿勢の検出に基づいてのみ制御バルブの開度を制御するものであったために、フロント装置の状態によっては必ずしも適正な衝撃緩和とならない場合があった。例えば、アームをたたみ込んでブームを起立させる場合に適応するように緩衝特性が設定されていると、アームを延ばしてブームを起立させる場合のように、荷重負荷が大きくて起立作動が鈍い場合には緩衝機能が利き過ぎて起立限界への到達に時間がかかってしまうことになる。逆に、アームを延ばしてブームを起立させる場合に適応するように緩衝特性が設定されていると、アームをたたみ込んでブームを起立させる場合のように起立作動が速やかに行われる場合には緩衝機能が不足して限界位置で衝撃が発生しやすくなる。
【０００４】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、フロント装置の状態に応じた適正な衝撃緩和制御を行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【０００６】
（構成）請求項１に係る発明は、ブームが起立方向の作動限界に接近したことを検知して、ブームシリンダを減速制御する衝撃緩和制御手段を備えたバックホウにおいて、
前記ブームシリンダの負荷圧を検出する負荷検出手段と、検出負荷圧に基づいて前記衝撃緩和制御手段の緩衝機能の強さを自動変更する緩衝機能変更手段とを備え、
前記検出負荷圧が大きい高負荷状態と判断されると前記衝撃緩和制御手段の緩衝機能を弱くし、検出負荷圧が小さい軽負荷状態と判断されると前記衝撃緩和制御手段の緩衝機能を強くするように構成してあることを特徴とする。
【０００７】
（作用）上記構成によると、フロント装置のアームが延ばされたり、土砂を多量にすくい取っている状態のようにブームシリンダに働く負荷圧が大きくて、ブームの作動が緩慢になる高負荷状態では、起立限界近くの緩衝域での緩衝機能は比較的弱く設定され、緩やかな減速制御が行われてフロント装置の鈍い起立を適正に減速して起立限界で衝撃少なく停止させる。また、フロント装置のアームが掻き込まれた状態のようにブームシリンダに働く負荷圧が小さくて、ブームの作動速度が速くなりがちな軽負荷状態では、起立限界近くの緩衝域での緩衝機能は比較的強く設定され、急速な減速制御が行われてフロント装置の素早い起立を過不足なく適正に減速して起立限界で衝撃少なく停止させることができる。
【０００８】
（効果）従って、請求項１に係る発明によると、フロント装置の状態に応じた適正な衝撃緩和制御を行えるようになった。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係るバックホウの全体側面が示されている。このバックホウの基本構成は周知のものと特に変わるところはなく、左右一対のクローラ走行装置１および排土板２を備えたトラックフレーム３上に旋回台４が縦軸心Ｘ周りに全旋回可能に搭載され、この旋回台４上に原動部５と日除け６付きの運転部７が備えられるとともに、運転部７の右側に掘削作業用のフロント装置８が配備された構造となっている。
【００１０】
フロント装置８は、順次連結されたブーム１０、アーム１１、および、バケット１２を、それぞれをブームシリンダＣ1 、アームシりンダＣ2 、および、バケットシリンダＣ3 で屈伸および起伏駆動するとともに、ブーム１０を、オフセットシリンダＣ4 によって一対の関節支点Ｙ1 ，Ｙ2 を介して平行に横折れ駆動するよう構成されており、このフロント装置８を運転部７の右横に小さく折込んで旋回台４ごと小半径で旋回することができる、いわゆる超小旋回型のバックホウが構成されている。
【００１１】
ブームシリンダＣ1 の基部、アーム１１の基部、および、ブーム１０の関節支点Ｙ1 には、ポテンショメータを利用した角度センサＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 がそれぞれ配備されており、これら角度センサＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の検出結果からアーム先端に設けたバケットピン１７の位置が認識され、運転部７の前方および右横側方に予め設定した規制面Ｚ1 ，Ｚ2 より運転部７側にバケットピン１２ａが侵入移動するのを阻止するように、角度センサＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 からの情報に基づいてブームシリンダＣ1 、アームシりンダＣ2 、および、オフセットシリンダＣ4 の作動を規制することで、バケット１２が運転部７に干渉するのを回避する干渉防止制御が実行されるようになっている。
【００１２】
図２，図３に、このバックホウを駆動する油圧回路および操作用油圧回路の概略が示されている。図において、Ｖ1 およびＶ2 は左右のクローラ走行装置１を駆動する走行用油圧モータＭ1 およびＭ2 に対する制御弁、Ｖ3 は旋回台４を駆動する旋回用油圧モータＭ3 に対する制御弁、Ｖ4 はブームシリンダＣ1 に対する制御弁、Ｖ5 はアームシリンダＣ2 に対する制御弁、Ｖ6 はバケットシリンダＣ3 に対する制御弁、Ｖ7 はオフセットシリンダＣ4 に対する制御弁、Ｖ8 は排土板２を昇降するドーザシリンダＣ5 に対する制御弁、Ｖ9 はサービスポート用の制御弁である。また、Ｐ1 ，Ｐ2 は作業用のポンプ、Ｐ3 は制御弁操作用のパイロット圧を供給するパイロットポンプであり、それぞれは原動部５に収容されたエンジン( 図示せず）によって駆動される。
【００１３】
ここで、走行用の制御弁Ｖ1 およびＶ2 は、運転部７の前部に備えた左右の操縦レバー１４にそれぞれ機械的に連動連結され、運転者によって直接に人為操作され、また、ドーザシリンダＣ5 に対する制御弁Ｖ8 およびサービスポート用の制御弁Ｖ9 は、運転部７に配備されたペダルやレバー（図示せず）に機械的に連動連結され、運転者によって直接に人為操作される。また、旋回用の制御弁Ｖ3 、フロント装置８の姿勢変更を司るブーム用の制御弁Ｖ4 、アーム用の制御弁Ｖ5 、および、バケット用の制御弁Ｖ6 は、パイロット操作式に構成され、これらにパイロット圧を供給する一対のパイロット弁ＰＶ1 ，ＰＶ2 が、運転部７の前部に備えた左右一対の作業レバー１５，１６によって操作されるようになっている。また、オフセット用の制御弁Ｖ7 もパイロット操作式に構成され、これにパイロット圧を供給するパイロット弁ＰＶ3 が、運転部７の足元に配備されたペダル１７によって操作されるようになっている。なお、作業レバー１５，１６はそれぞれ十字操作式に構成されており、右側の作業レバー１６の前方操作でブーム下げ、後方操作でブーム上げ、左方操作でバケット掻き込み、右方操作でバケットダンプを行い、左側の作業レバー１５の前方操作でアーム振り出し、後方操作でアーム掻き込み、左方操作で左旋回、右方操作で右旋回を行うように設定されている。
【００１４】
図３に示すように、パイロット弁ＰＶ1 ，ＰＶ2 ，ＰＶ3 と各制御弁Ｖ3 ，Ｖ4 ，Ｖ5 ，Ｖ6 ，Ｖ7 とを接続するパイロット油圧回路には、前記干渉防止制御を行うための電磁比例制御弁ＭＶ1 ，ＭＶ2 ，ＭＶ3 ，ＭＶ4 が介在され、それぞれが前記角度センサＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 とともに制御装置２０に接続されている。
【００１５】
電磁比例圧力制御弁ＭＶ1 は、ブーム上げ用のパイロット油路ａに介在されており、ブーム１０の上げ作動が制御される。電磁比例制御弁ＭＶ2 は、アーム掻き込み用のパイロット油路ｃに介在されており、アーム１１の掻き込み作動が制御される。電磁比例圧力制御弁ＭＶ3 は、ブーム左オフセット用のパイロット油路ｉに介在されており、ブーム１０の左オフセット作動が制御される。また、電磁比例圧力制御弁ＭＶ4 は、アーム振り出し用のパイロット油路ｄに介在されており、アーム１１の前方への振り出し作動が制御される。
【００１６】
各電磁比例圧力制御弁ＭＶ1 ，ＭＶ2 ，ＭＶ3 ，ＭＶ4 は、角度センサＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の検出結果に基づいて作動制御されるものであり、これら角度センサＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の検出結果から認識されたバケットピン１８の位置が、運転部７の前方および右横側方に予め設定した規制面に接近すると、各電磁比例圧力制御弁ＭＶ1 ，ＭＶ2 ，ＭＶ3 によってより各パイロット油路ａ，ｃ，ｉの圧が抑制されて、ブーム上昇作動、アーム掻き込み作動、および、左オフセット作動が減速され、バケットピン１８が規制面Ｚ1 ，Ｚ2 （図４・図５参照）に到達すると、各パイロット油路ａ，ｃ，ｉが遮断制御されて、それ以上のブーム上昇作動、アーム掻き込み作動、および、左オフセット作動が阻止されるようになっている。また、ブーム上昇とアーム掻き込みが同時に行われる場合に、バケットピン１８の位置が前記規制面Ｚ1 から設定距離手前まで接近すると、電磁比例圧力制御弁ＭＶ4 が作動して、アーム１１が自動的に振り出し方向に作動されてブーム上昇作動が続行され、結果として、バケットピン１８が停止されることなく規制面から設定距離手前に設定された面に沿って上方に移動してゆく制御が行われる。
【００１７】
また、ブーム上昇作動において、ブーム１０がその上昇限界近くに到ると、以下のような衝撃緩和制御が行われる。
【００１８】
ブーム１０がその上昇限界近く、つまり、ブームシリンダＣ1 の伸長方向のストロークエンドに近づいたことがブーム角度を検出する角度センサＳ1 からの検出結果によって検出されると、電磁比例圧力制御弁ＭＶ1 への印加電流が所定の特性で制御されて制御弁Ｖ4 の開度が減少され、ブーム上昇速度が次第に低下し、衝撃なく上昇限界に到達することになる。
【００１９】
この場合、ブームシリンダＣ1 の上昇時における圧油供給油路の適所に圧力センサＰＳが接続され、ブームシリンダＣ1 の上昇時における負荷圧が検出されており、この負荷圧に応じて上記衝撃緩和制御が自動的に調整されるようになっている（図６の基本フロー図参照）。
【００２０】
例えば、アーム１１が大きく振り出されていたり、バケット１２に多量の土が掬い取られている状態でブーム上昇が行われて上記衝撃緩和制御が行われる場合、ブームシリンダＣ1 の負荷圧が大きいことが検知されることで、緩衝機能が弱い特性が選択されて電磁比例制御弁ＭＶ1 への印加電流が制御され、また、アーム１１が掻き込まれている状態でブーム上昇が行われて上記衝撃緩和制御が行われる場合、ブームシリンダＣ1 の負荷圧が小さいことが検知されることで、緩衝機能が強い特性が選択されて電磁比例制御弁ＭＶ1 への印加電流が制御される。
【００２１】
従って、フロント装置８のアーム１１が延ばされた状態のようにブームシリンダＣ1 に働く負荷圧が大きくなる状態では、起立限界近くの緩衝域での緩衝機能は比較的弱く設定され、緩やかな減速制御が行われてフロント装置８の鈍い起立を適正に減速して起立限界で衝撃少なく停止させる。また、フロント装置８のアーム１１が掻き込まれた状態のようにブームシリンダＣ1 に働く負荷圧が小さくなる状態では、起立限界近くの緩衝域での緩衝機能は比較的強く設定され、急速な減速制御が行われてフロント装置８の素早い起立を過不足なく適正に減速して起立限界で衝撃少なく停止させることができる。
【００２２】
なお、アームシリンダＣ2 の作動限界で上記衝撃緩和制御を行うようにするもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックホウの全体側面図
【図２】駆動用の油圧回路図
【図３】操作用の油圧回路図
【図４】干渉防止作動を説明する側面図
【図５】干渉防止作動を説明する平面図
【図６】衝撃緩和制御作動の基本フロー図
【符号の説明】
１０ブーム
Ｃ1 ブームシリンダ

Claims

ブームが起立方向の作動限界に接近したことを検知して、ブームシリンダを減速制御する衝撃緩和制御手段を備えたバックホウにおいて、
前記ブームシリンダの負荷圧を検出する負荷検出手段と、検出負荷圧に基づいて前記衝撃緩和制御手段の緩衝機能の強さを自動変更する緩衝機能変更手段とを備え、
前記検出負荷圧が大きい高負荷状態と判断されると前記衝撃緩和制御手段の緩衝機能を弱くし、検出負荷圧が小さい軽負荷状態と判断されると前記衝撃緩和制御手段の緩衝機能を強くするように構成してあることを特徴とするバックホウ。