JPH01271530A - 小旋回形バックホーの自動オフセット機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はバックホー装置において、バケットを格納した
状態で、旋回台の旋回半径を出来るだけ小さくする為に
、バケットとアームとブームを折り曲げた状態で平面視
で旋回台内に位置する状態に格納可能とした構成におい
て、更に小旋回形のバックホーのアームの部分を側溝掘
削を容易にする為に、進行方向左右に対して平行位置に
オフセットを可能とした機構に関するものである。

（ロ）従来技術 従来からバックホーにおいて、アームが一定以上近付い
て危険の状態となった場合において、アームを停止する
技術は公知とされているのである、例えば実公昭５８−
１２９２６号公報の如くである。

またバックホーのアームとバケットの部分を進行方向に
対して、平行位置へオフセットさせる技術も公知とされ
ていのである０例えば特公昭４０−２０８７９号公報の
如くである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、特に狭い場所でも旋回台を旋回可能にすべ（
、バケットをキャビンの側方に格納可能とし、更に該バ
ケットとアームの部分を進行方向左右に平行状態でオフ
セット可能とした場合において、バケットをキャビンの
側方の安全な位置に格納した状態から、再度バケット１
を作業位置へ戻す際に、その都度オフセットペダルによ
りオペレーターが操作して、バケットのオフセット位置
を設定してから作業を行うという動作が、「掘削−バケ
ット収納−旋回−バケット突出−排土−バケット収納−
旋回→バケット突出−掘削」と、何度も突出収納という
動作が繰り返され、面倒であるので、その度び毎に、オ
フセットペダル２９を調節してオフセット位置を決定す
ることなく、バケットを作業位置に突出した場合には、
自動的にバケットが設定されたオフセット位置へ移動さ
れるように構成したものである。

また該バケットの作業位置への戻り動作と、オペレータ
ーがレバーを操作してアームやブームを突出回動する動
作を別々に作動可能としていたのでは、バケットの設定
位置への移動に時間が掛かるので、操作レバーによるバ
ケットの突出動作と、自動制御によるバケットの格納位
置への復帰動作を並行して動作可能としたものである。

またオペレーターがバケットの作業位置への移動の為に
操作レバーをフル操作した状態から、手を離した場合に
は、何かの危険な状態が発生した場合も考えられるので
、その瞬間にバケットの格納位置への復帰動作もその位
置で停止すべく構成したものである。

また該オフセット位置からの設定作業位置への戻り動作
を、バケットの突出動作と連動してすぐに開始させると
、バケットが地表面に近い位置で、側方に鋼矢板等が立
っている位置から自動オフセットが開始され、バケット
が破壊されたり鋼矢板が倒れたりして危険であるので、
高さ設定器を設け、作業位置への自動オフセット戻しの
制御が該設定値以下となった場合には、自動オフセット
が出来ないように構成したものである。

また、アームの先端に付設するバケットは、幅の異なる
バケット１を幾種類か容易するのが９通であり、狭い幅
のバケットで格納位置を設定しておいた場合に、広い幅
のバケットが装着されると、バケット１の移動時におい
て、バケットが設定位置より大きくオフセットしてしま
うことがあるので、バケットの交換に伴いバケットの作
業設定位置を自動的に変更可能としたものである。

（ニ）問題を解決する為の手段 本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成す
る為の構成を説明すると。

旋回台１２上に上下回動可能に枢支したブーム６の先端
に、左右の平行位置へオフセット可能にアーム４を支持
し、該アーム４の先端にバケット１を掬い取り回動可能
に付設し、旋回時にはブーム６とアーム４を折畳んでキ
ャビン２の側部にバケット１を収納可能とした構成にお
いて、アーム操作レバー９ａまたはブーム操作レバー９
ｂの作業側への操作により、アーム角またはブーム角が
一定角以上となった位置において、バケット１を設定位
置に自動的にオフセットすべく構成したものである。

また他の実施態様として、アーム操作レバー９ａまたは
ブーム操作レバー９ｂによる作業側への操作により、オ
フセットシリンダー３を設定された作業位置へのオフセ
ット動作と、アーム４またはブーム６の作業位置側への
回動動作を同時に行うべく構成したものである。

また他の実施態様として、アーム操作レバー９ａまたは
ブーム操作レバー９ｂの作業側への操作において、操作
レバー９のフル回動の位置から、オペレーターが手を離
すと、その瞬間のバケット１位置で任意に停止すべく構
成したものである。

また他の実施態様として、バケット１が、高さ設定器に
より設定した一定の高さ以下に下降した場合には、設定
位置への自動オフセットを停止すべく構成したものであ
る。

また他の実施態様として、アーム４の先端に幅の異なる
バケット１を選択装着可能とし、該バケット１の交換に
より、作業時のバケット設定位置を自動的に変更可能と
したものである。

（ホ）実施例 本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図は本発明の小旋回形バックホーの平面図、第２図
は同じく作業状態の側面図、第３図は制御機構を示すブ
ロック線図、第４図はバケット１のバケットセンサー２
６の部分を示す斜視図、第５図は本発明のオフセット制
御機構のフローチャート図である。

バックホーは、後部に排出板１０を配置したクローラ−
式走行装Ｗ１１の上に旋回台軸受１３を配置し、該旋回
台軸受１３の上に旋回台１２を配置している。該旋回台
１２は３６０度水平回動を可能としているのである。

また旋回台１２の上の左半分にキャビン２を配置し、後
部にはエンジンやバランスウェイトを裁置し、旋回台１
２の略中夫の位置に、ブーム６の基部を上下回動可能に
枢支している。

そしてブーム６と旋回台１２との間にブームシリンダー
５を配置し、該ブームシリンダー５の伸縮によりブーム
６を上下に回動可能に構成している。

該ブーム６の先端には、オフセットアーム２２と並行リ
ンク２３が配置されており、該オフセットアーム２２と
ブーム６との間にオフセットシリンダー３が介装されて
いる。該オフセットシリンダー３の伸縮によりオフセッ
トアーム２２と平行リンク２３が左右に回動しその先端
に支持されているアーム４は左右に平行状態でオフセッ
トするのである。

該オフセットアーム２２の先端にアーム４が枢支されて
おり、オフセットアーム２２と一体的に構成されたカバ
ー内に配置されたアームシリンダー２４によりアーム４
が上下に回動されるのである。

またアーム４の先端にバケット１が枢支されており、８
亥パケツト１はバケットシリンダー７により掬い取り回
動を可能としているのである。

以上のような全体的な構成において、第３図において示
す如く、ブーム６の基部に該ブーム６の回動角を検出す
るブームセンサー１５がポテンショメーター等により構
成されて配置されており、またオフセットアーム２２の
左右オフセット角を検出するオフセットセンサー１６が
平行リンク２３の基部にポテンショメーターにより構成
されて配置されており、またアーム４の回動角を検出す
るアームセンサー１７がオフセットアーム２２の先端の
アーム４の枢支部に配置されているのである。

またアーム操作レバー９ａとブーム操作レバー９ｂによ
り構成される操作レバー９の基部に、ブーム６やアーム
４を回動する為に操作レバー９を操作したことを検出す
るレバーセンサー１４が配置されているのである。また
該操作レバー９の下部に、アーム４のオフセットをオペ
レーターが直接に操作するオフセットペダル２９が配置
されており、該オフセットペダル２９の基部にオフセッ
トペダルセンサー２８が配置されている。

電磁比例弁２０はブームシリンダー５とアームシリンダ
ー２４とオフセットシリンダー３の送油経路に介装され
ており、ショックレス停止を行うものである。

また座席８の下の位置にコントローラ２工が配置されて
いる。

該コントローラ２１の内部には、第３図の下部に記載し
たアナログ・デジタル変換回路Ａ／Ｄや、中央演算回路
ＣＰＵや、インターフェイスＩ１０や、バッファー回路
やドライバー回路等やディスクリート回路や電源遮断回
路や電源回路が配置されて制御動作を行っているのであ
る。

また第３図においてキャビン２の前部、側部に、超音波
センサー１９とタッチセンサー１８が付設されており、
自動制御が暴走して効かなくなり、バケット１がキャビ
ン２に接触する位置まで近付いた場合において、該バケ
ット１の格納位置への引き付けを停止し、警報を発する
ように二重の安全装置を構成しているのである。

また第５図において示す如く、バケット１が交換された
場合に、バケット幅を自動的に変更する為にバケットセ
ンサー２６がアーム４の先端に配置され、該アーム４を
バケット１毎に設けたバケット幅認識体２５が変更され
ることにより、切り換えるべく構成しているのである。

バケット幅認識体２５は磁性体で構成しても良いもので
ある。

また、第３図に示すブーム電磁比例弁３７とアーム電磁
比例弁３８とオフセット電磁比例弁３９と旋回電磁比例
弁５１を格納する電磁弁ケース２０が旋回台１２の下部
に配置されているのである。

（へ）発明の作用 本発明の小旋回形バックホーの自動オフセット機構の構
成は以上の如くであり、次に第６図の制御フローチャー
トに沿って、本発明の詳細な説明すると。

本発明の小旋回形バックホーの自動オフセット機構にお
いては、バケット１を作業状態の位置から、格納状態の
位置へ引き戻す際においては、アーム操作レバー９ａと
ブーム操作レバー９ｂの操作により、オフセットペダル
２９を操作せずとも、自動的にオフセットシリンダー３
が自動的に伸縮し、バケット１を格納基準位置１”の位
置にくるように制御する構成が具備されている。

本発明においては、該格納時の自動オフセット制御に加
えて、掘削作業位置への突出時においても設定位置へ自
動復帰させるものである。

エンジンのキーによる始動と共に、押込みロック式のス
イッチにより構成した自動スイッチ３５がＯＮにされる
と、本発明の小旋回形バックホ゛−の自動制御が開始さ
れるのである。

これと共に、コントローラ２１と電磁弁ケース２０の回
路電源がＯＮとされる。

次に各部の角度センサーを構成しているポテンショメー
タの作動が正常であるかどうかがチエツクされ、自動制
御状態でポテンショメータに異常がある場合には、操作
パネル２７上の警報ランプ３０と警報ブザ−３１がＯＮ
となりオペレーターに危険を知らせるのである。

次にバケット１の幅が標準であるかどうかがチエツクさ
れるのである。該バケット１が標準であるか広幅である
かをノンロック式の押込みスイッチで構成されたバケッ
ト幅スイッチ３３で入力するものであり、通常の自動開
始状態では広幅のバケット１にセントされており、標準
のバケットである場合に、バケット幅スイッチ３３を押
込むと、バケット１の基準格納位置１”が広幅バケット
と同じ様に最もキャビン２に近付いた位置にセットされ
るように制御が開始されるのである。

また本発明のバケット１を設定作業位置へ突出する場合
にも突出位置が補正されるのである。

次にバケット高さ設定スイッチ３４により自動オフセッ
ト可能高さが設定されているがどうかがチエツクされる
のである。

該バケット高さ設定スイッチ３４はロータリー式スイッ
チに構成されており、最低高さの下にオフセット制御を
ＯＦＦとする位置も設けられており、該自動スイッチ３
５がＯＮされない場合には、オフセットはオフセットペ
ダル２９の操作によりオペレーターの意図的な操作の元
に行われるのである。

また前記自動スイッチ３５がＯＮで、バケット高さ設定
スイッチ３４がＯＦＦの場合には、超音波センサー１９
やタッチセンサーエ８による危険表示や、ブーム６やア
ーム４やオフセットアーム２２のショックレス停止等は
行われるのであるが、オフセット制御は行われないので
ある。

該状態で、バケ・ノド１の格納時のオフセット自動制御
が行われ、バケツ）１はキャビン２の側方の基準格納位
置１”へ必ず格納されるのである。

この格納自動制御に加えて、突出自動制御も行いたい場
合には、第６図の如くフローチャ５−トに沿った制御が
行われるのである。

即ち掘削作業の開始と共に、操作ボックス２７上に設け
た突出位置自動復帰スイッチ５０をＯＮにすると、第５
図の右の図面の如く、オフセットアーム２２の設定回動
角δＯが記憶されるのである。また旋回台１２の旋回角
θＯも記憶されるのである。

該状態で、バケット１により土砂を掬い取り、−旦バケ
ット１をキャビン２の側部に格納し、トラックの荷台の
方向へ手動旋回し、荷台の上に排土した後に、再度バケ
ット１をキャビン２の側部に格納状態で、手動にて旋回
台Ｉ２を旋回して、元の掘削位置に戻るのである。

該戻った位置で、アーム操作レバー９ａまたはブーム操
作レバー９ｂをフル回動して、作業時の突出位置へバケ
ット１を出す操作をすると、ブーム６とアーム４の回動
した位置が、該位置でバケットｌのオフセットを開始し
ても、キャビン２に干渉しない区域である、即ち第１図
のオフセット禁止区域ａの外側であることをチエツクす
るのである。

そしてブーム６とアーム４が十分にオフセット禁止区域
ａを外れている場合において、初めてオフセットｔ６１
１比例弁３９がＯＮとなり、前記したオフセットアーム
２２の設定回動角δ０の位置まで、オフセットシリンダ
ー３が縮小する。

該オフセット動作と、ブーム６またはアーム４の回動動
作は同時に作動を可能としており、斜めに直線的な距離
を移動して、突出設定位置へ移動すべく構成しているの
である。

該バケット１が回動角δＯの設定位置へ到達するとオフ
セット電磁比例弁３９はＯＦＦとなり、次に旋回台１２
の位置が旋回角θＯの設定位置であるかどうかをチエツ
クし、設定旋回角θＯの位置からずれている場合には、
この位置へ旋回電磁比例弁５１を操作して合致させるの
である。

設定旋回角θＯに到達した時点で旋回電磁比例弁５１を
ＯＦＦにするのである。

また、ブーム６やアーム４の回動操作を開始すると、ま
ずブーム操作レバー９ｂかまたはアーム操作レバー９ａ
がフル操作されているかどうかがチエツクされるのであ
る。

そしてどちらかの操作レバー９がオペレーターによりフ
ル操作されている場合には、ブーム電磁比例弁３７また
はアーム電磁比例弁３８は、手動制御弁により制御した
油路に圧油を送油することが可能な位置となっているの
であるが、オペレーターがどちらかの操作レバー９を握
ってフル操作の状態からレバーを中立位置に戻した場合
には、手動操作弁による油路が切換られて回動が停止し
ようとするが、ブーム電磁比例弁３７かアーム電磁比例
弁３８が介在される為に、比例弁の操作によりショック
レス状態で停止するのである。

即ち、それまでアーム電磁比例弁３８かブーム電磁比例
弁３７がソレノイドのＯＮにより送油を可能としていた
のであるが、アーム操作レバー９ａまたはブーム操作レ
バー９ｂがフル回動の位置から中立位置へ戻されると、
比例弁が一定スピードで中立位置に戻る為ショックレス
状態で停止するのである。

（ト）発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

第１に、旋回台１２上に上下回動可能に枢支したブーム
６の先端に、左右の平行位置へオフセット可能にアーム
４を支持し、該アーム４の先端にバケット１を掬い取り
回動可能に付設し、旋回時において、ブーム６とアーム
４を折畳んでキャビン２の側部にバケット１を収納可能
とした構成において、バケッｌ−１を基準格納位置１”
に格納して旋回−排土一格納一旋回後に再度作業位置へ
バケットｌを突出する際のオフセットを自動的に行うこ
とが出来るように構成したので、オフセット操作の為の
オフセットペダル２９の操作を省略することができ、オ
ペレーターの操作を軽減することが出来るのである。

第２に、操作レバーのバケット１の作業位置への操作に
より、オフセットシリンダー３を突出設定位置へ戻す動
作と、バケット１を前方へ突出する動作を同時に行うべ
く構成したことにより、事実上バケット１の部分を斜め
に設定位置へ突出させることが出来るので、最短距離を
移動することができ突出動作を早く行うことが出来たも
のである。

第３に、バケット１の突出側への操作を行う操作レバー
９からオペレーターが手を離すと、その瞬間のバケット
１位置で任意に停止すべく電磁比例弁を構成したので、
操作レバー９がフルストローク位置から僅かに戻った位
置で、自動オフセット動作を停止することが出来るので
ある。これにより手動操作を優先することができ安全を
確保することが出来たものである。

第４に、バケット１が、高さ設定器により設定した一定
の高さ以上の位置で初めて、自動的にオフセット移動を
開始すべく構成したので、例えば地表面より上方に矢板
等が突出された位置で作業している場合に、矢板の高さ
をバケット高さ設定スイッチ３４によりセットしておく
ことにより、該位置の上方でしかオフセット設定位置へ
の戻しが行われないので矢板を倒したりバケット１を傷
めたりすることがないのである。

第５に、アーム４の先端に幅の異なるバケット１を選択
装着可能とし、該バケツ）１の交換により、バケット収
納位置を自動的に変更可能としたので、狭幅のバケット
１とした場合において、それぞれのバケット１の幅毎に
、オペレーター設定幅を補正させることが可能となった
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の小旋回形バックホーの平面図、第２図
は同じく作業状態の側面図、第３図は制御機構を示すブ
ロック線図、第４図はバケット１のバケットセンサー２
６の部分を示す斜視図、第５図は本発明のオフセット制
御機構のフローチャート図である。 １・・・バケット ２・・・キャビン ３・・・オフセットシリンダー ４・・・アーム ５・・・ブームシリンダー ６・・・ブーム ７・・・バケットシリンダー ８・・・座席 ９・・・操作レバー １１・・クローラ−式走行装置 出願人　ヤンマーディーゼル株式会社 代理人　弁理士　矢　野　寿一部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、旋回台１２上に上下回動可能に枢支したブーム
   ６の先端に、左右の平行位置へオフセット可能にアーム
   ４を支持し、該アーム４の先端にバケット１を掬い取り
   回動可能に付設し、旋回時にはブーム６とアーム４を折
   畳んでキヤビン２の側部にバケット１を収納可能とした
   構成において、アーム操作レバー９ａまたはブーム操作
   レバー９ｂの作業側への操作により、アーム角またはブ
   ーム角が一定角以上となった位置において、バケット１
   を設定位置に自動的にオフセット移動すべく構成したこ
   とを特徴とする小旋回形バックホーの自動オフセット機
   構。
2. （２）、アーム操作レバー９ａまたはブーム操作レバー
   ９ｂによる作業側への操作により、オフセットシリンダ
   ー３を設定された作業位置へのオフセット動作と、アー
   ム４またはブーム６の作業位置側への回動動作を同時に
   行うべく構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の小旋回形バックホーの自動オフセット機構。
3. （３）、アーム操作レバー９ａまたはブーム操作レバー
   ９ｂの作業側への操作において、操作レバー９のフル回
   動の位置から、オペレーターが手を離すと、その瞬間の
   バケット１位置で任意に停止すべく構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の小旋回形バックホー
   の自動オフセット機構。
4. （４）、バケット１が、高さ設定器により設定した一定
   の高さに下降した場合には、設定位置への自動オフセッ
   トを停止すべく構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の小旋回形バックホーの自動オフセット機
   構。
5. （５）、アーム４の先端に幅の異なるバケット１を選択
   装着可能とし、該バケット１の交換により、作業時のバ
   ケット設定位置を自動的に変更可能としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の小旋回形バックホーの
   自動オフセット機構。