JPH02256724A - バックホウ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バックホウ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
の基端側ブーム部分に対して旋回台横方向に移動操作す
るオフセット機構を設けたバックホウのバックホウ装置
操作構造に関するものである。

〔従来の技術〕

雪起したバックホウのバックホウ装置は、バケットが設
けられたアームをブームの横側方に位置させて格納する
ことによって、旋回台全体としての旋回半径を小さくで
きるようにした利点を有したものであるが、アーム、先
端側ブーム、基端側ブームのそれぞれの作動を人為操作
のみで行なうものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術によれば、アームを連結した先端側ブーム
を横方向へオフセットできるので、第４図で示すように
前記先端側ブーム部分（１０Ｃ）を反運転部（４）側へ
オフセットして格納すれば、バックホウ装置（６）は旋
回台（７）の旋回半径内に収まるようになり旋回半径を
小径化できるものである。

しかし、第４図で示すように先端側ブーム部分（１０Ｃ
）を運転部（４）側にオフセットした状態で基端側ブー
ム部分（１０Ａ）を上昇揺動駆動させるとアーム（９）
先端のバケット（８）が運転部（４）へ入り込むことが
考えられる。キャビン（３）付きのバックホウでは、バ
ケット（８）とキャビン（３）が干渉することになる。

このような状態になることは、勿論運転者の人為操作に
よって回避されるべきものではあるが、バケット（８）
が運転部（４）へ入り込むおそれを、人為操作の回避の
みに頼るのではどうしても不安がつきまとうものであっ
た。

本発明は、上記実情に鑑みて、バケットが運転部に入り
込むことを自動的に防止できるようにすると共に、作業
能率の向上を図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、本発明は雪起したバックホ
ウのバックホウ装置操作構造において、前記ブームの前
記旋回台に対する揺動角を検出するブーム角センサ、前
記先端側ブーム部分の前記基端側ブーム部分に対する横
移動ストロークを検出するためのオフセットセンサ、及
び、前記アームの前記ブームに対する揺動角を検出する
アーム角センサを設け、前記ブーム角センサによる検出
角、前記オフセットセンサによる検出ストローク及び前
記アーム角センサによる検出角に基いて前記バックホウ
装置のバケットの前記運転部に対する位置を検出するバ
ケット位置検出手段を設けると共に、このバケット位置
検出手段による検出位置が第１設定位置になると、前記
ブームの上昇揺動駆動、前記先端側ブーム部分の運転部
側への横移動駆動及び前記アームのブーム側への揺動駆
動の夫々の速度を自動的に減速する減速手段を設けてあ
り、前記バケット位置検出手段による検出位置が、前記
第１設定位置よりも前記運転部に近付いた位置である第
２設定位置になると、前記ブームの上昇揺動駆動、前記
先端側ブーム部分の運転部側への横移動駆動及び前記ア
ームのブームベの揺動駆動の夫々を自動的に不能にする
とともに、この第２設定位置にある状態で、前記ブーム
の上昇揺動操作及び前記アームの運転部側への揺動操作
の少なくとも一方が行われると、前記先端側ブーム部分
が反運転部側に横移動する側に前記オフセット機構を自
動操作する安全手段を設けてあることを特徴構成とする
ものである。

〔作　用〕

前記構成によれば、人為操作によるバックホウ装置を駆
動操作しているときに、バケットが予め設定された第１
設定位置に到達すると、その位置より運転部側へのバケ
ットの移動速度が自動的に減速されるように制御され、
さらにバケットが移動して、第１設定位置よりも運転部
に近付いた位置であり、予め設定された第２設定位置に
到達すると、人為操作とは無関係にその位置よりバケッ
トが運転部側へは移動しないように自動的に制御される
。

そして、バケットが第２設定位置にある状態のときに、
ブームの上昇揺動操作及びアームの運転部側への揺動操
作の少なくとも一方が行なわれることがあると、安全手
段によって、先端側ブーム部分を反運転部側へ自動的に
横移動させるようにオフセット機構が制御操作されるよ
うになる。

つまり、バケットが移動可能な許容範囲と、バケットが
運転部に入り込む禁止範囲との境界部を第２設定位置と
し、この第２設定位置から所定距離前れた許容範囲内に
第１設定位置を設定すれば、第１設定位置と第２設定位
置との間の領域が減速範囲となる。

〔発明の効果〕

■　バケットが第２設定位置に到達すると、自動的にこ
の第２設是位置より運転部側への移動が阻止されるので
、バックホウ装置を人為操作中に、バケットが運転部へ
入り込むおそれを自動的に、かつ、確実に回避できるよ
うにし得るとともに、ブームの上昇揺動操作、アームの
運転部側への揺動操作、または、これらの両操作の同時
操作の何れかの操作であれば、例えバケットが禁止範囲
に向かって移動しても、自動的に許容範囲内に戻るよう
に制御されるので、そのまま前記何れかの操作は続行さ
れることになって作業能率が向上するようになる。

■　バケットが第１設定位置に到達し、移動速度が減速
したことにより、バケットが禁止範囲に近付いているこ
とが認識できるという注意喚起効果が生じるとともに、
バケットは減速されてから第２設定位置で停止するよう
になるので、停止時の慣性による衝撃が小となり、円滑
な制御操作を行える利点もある。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、クローラ走行装置（１）を備えた
走行機体（２）に対して、運転キャビン（３）付の搭乗
運転部（４）及び原動部（５）、並びに、バックホウ装
置（６）を設けている全旋回型の旋回台（７）を取付け
、バックホウ作業車を構成しである。

前記バックホウ装置（６）は、先端にバケット（８）を
横軸心周りで屈曲揺動可能に枢支したアーム（９）と、
このアーム（９）を先端で横軸心周りで屈曲揺動可能に
枢支したブーム（１０）とからなり、このブーム（１０
）を搭乗運転部（４）の横側方で上下揺動可能に枢支し
て構成されている。

第３図中（Ｃ１）はブーム（１０）を上下揺動させる油
圧シリンダであり、（Ｃ４）はアーム（９）をブーム（
１０）に対して屈曲揺動させる油圧シリンダであり、（
Ｃ４）はバケット（８）をアーム（９）に対して屈折揺
動させる油圧シリンダである。

次に、第３図及び第４図に示すように、前記バケット（
８）を連結したアーム（９）をブーム（１０）の旋回台
（７）への取付端部（１０ａ）に対して前記旋回台（７
）の横方向に平行移動させるオフセット機構（１４）に
ついて説明する。前記ブーム（１０）を、旋回台（７）
への取付端部（ｌｏａ）を含む基端側ブーム部分（１０
Ａ）と、この基端側ブーム部分（１０Ａ）の先端にブー
ム揺動軸心と直交する軸心（Ｘ）周りで相対揺動可能に
連結された中間部（１０Ｂ）と、この中間部（１０Ｂ）
の先端に前記軸心（Ｘ）と平行な軸心周りで相対揺動可
能に連結された先端側ブーム部分（１０Ｃ）とで構成し
、この先端側ブーム部分（１０Ｃ）にアーム（９）を屈
折揺動可能に連結しである。したがって、前記ブーム（
１０）の基端側ブーム部分（１０Ａ）に対して中間部（
１０Ｂ）は、旋回台（７）の横方向に揺動可能である。

このようなブーム（１０）の折れ曲り構造に対して、前
記基端側ブーム部分（１０Ａ）と中間部（１０Ｂ）との
間に、この中間部（１０Ｂ）の基端側ブーム部分（１０
Ａ）に対する相対揺動を現出させるブーム折曲げシリン
ダ（Ｃ２）を架設しである。

そして、基端側ブーム部分（１０Ａ）と先端側ブーム部
分（１０Ｃ）との間に両者（１０Ａ）、　（１０ｃ）の
相対揺動を許容する連結ロッド（１５）が架設され、基
端側ブーム部分（１０Ａ）に対して枢支された中間部（
１０Ｂ）と連結ロッド（１５）、及び、これら中間部（
１０Ｂ）と連結ロッド（１５）との先端同士を連結する
先端側ブーム部分（１０Ｃ）とで平行４連リンクが構成
されている。

また、ブーム取付端部（１０ａ）よりも幅が狭く、他物
と当り難いブームシリンダ（Ｃ１）の旋回台側の揺動軸
（Ｙ）上に、ブーム（１０）と旋回台（７）との相対揺
動角を検出するブーム角センサとしてのポテンショメー
タ（Ｐ１）を、基端部側ブーム部分（１０Ａ）と中間部
（１０Ｂ）の連結点である軸心（Ｘ）上で、かつ、他物
との当りの少ない側であるブーム（１０）の下面側位置
にこれら両者（１０Ａ）、　（１０Ｂ）の相対的なオフ
セット回動角を検出するオフセットセンサとしてのポテ
ンショメータ（Ｐ２）を、先端側ブーム部分（１０ｃ）
とアーム（９）の連結点である軸心（Ｚ）上にこれら両
者の相対揺動角を検出するアーム角センサとしてのポテ
ンショメータ（Ｐ３）を、そして、バケット（８）とア
ーム（９）の相対揺動角を検出するバケット角センサと
してのポテンショメータ（Ｐ、）を、バケット交換の際
に影響を受けないリンク部材（３２）の軸心（Ｗ）上に
配備しである。

そして、前記ポテンショメータ（ＰＬ）、　（Ｐ２）。

（Ｐ３）、　（Ｐ４）の検出値に基づいてバケット（８
）の運転キャビン（３）に対する位置を演算する制御器
であるバケット位置検出手段（１１）を設けると共に、
この検出手段（１１）による検出位置が第１設定位置に
なると、ブーム（１０）の油圧シリンダ（Ｃ１）による
上昇揺動駆動、先端側ブーム部分（１０Ｃ）の油圧シリ
ンダ（Ｃ２）による運転キャビン（３）側への横移動駆
動、アーム（９）の油圧シリンダ（Ｃ８）によるブーム
（１０）側への揺動駆動、および、バケット（８）の油
圧シリンダ（Ｃ４）によるブーム（１０）側への揺動駆
動の夫々の速度を自動的に減速する減速手段（３３）を
設けてあり、前記バケット位置検出手段（１１）による
検出位置が、前記第１設定位置よりも前記運転部（４）
に近付いた位置である第２設定位置になると、前記ブー
ム（１０）の上昇揺動駆動、前記先端側ブーム部分（１
０Ｃ）の運転部（４）側への横移動駆動及び前記アーム
（９）のブーム（１０）側への揺動駆動の夫々を自動的
に不能にすると共に、前記設定位置にある状態で、前記
ブーム（１０）の上昇揺動操作及び前記アーム（９）の
運転キャビン（３）側への揺動操作の少なくとも一方が
行われると、前記先端側ブーム部分（１０Ｃ）が反運転
キャビン（３）側に横方向で運転キャビン（３）と干渉
しない位置まで横移動するようにオフセット機構（１４
）を自動操作する安全手段（１２）を設けてある。

前記第２設定位置は、バケットが移動可能な許容範囲と
、バケットが運転キャビン（３）と干渉する禁止範囲と
の第２境界部となるように、かつ、この第２設定位置か
ら所定距離前れた許容範囲内に第１設定位置を設定して
、第１設定位置と第２設定位置との間の領域が減速範囲
となり、許容範囲から減速範囲への第１境界部となるよ
うに予め決めておく。このような構成にすると、第１図
、第２図で示されるように、バックホウ装置（６）をブ
ーム・バケット用十字操作レバー（１６）、アーム・旋
回用十字操作レバー（１８）、及びオフセット機構用操
作レバー（１７）で人為操作中に、バケット（８）が許
容範囲から第１境界部へ到達すると、ポテンショメータ
（ｐ＋）。

（Ｐｇ）、　（Ｐ３）、（Ｐ４）からの検出値に基づく
バケット（８）の運転キャビン（３）に対する位置の演
算結果と、第１設定値が一致し、その一致したことによ
って各油圧シリンダ（ＣＩ）、（Ｃ２）、（Ｃ３）、　
（Ｃ４）のコントロールバルブ（１９）、　（２０）、
　（２１）、　（２９）への圧油給排路途中に組み入れ
た、絞り弁機構等で構成される減速機構（３４）、　（
３５）、　（３６）、　（３７）を強制的に操作する減
速手段（３３）が働いて、バケット（８）は第１境界部
から第２境界部へ向う移動速度が減速されるのである。

減速手段の態様としては、一定の速度に落とす、漸次減
速する、といった具合のものが考えられる。

そして、さらにバックホウ装置（６）を人為操作して、
バケット（８）が減速範囲から第２境界部へ到達すると
、ポテンショメータ（ＰＩ）、　（Ｐ２）。

（ＰＩ）、　（Ｐ４）からの検出値に基づくバケット（
８）の運転キャビン（３）に対する位置の演算結果と、
第２設定値が一致し、その一致したことによって各油圧
シリンダ（ＣＩ）、　（Ｃ２）、　（Ｃ３）、　（Ｃ４
）のコントロールバルブ（１９）、　（２０）、　（２
１）、　（２９）をその操作回路（２２）、　（２３）
、　（２４）、　（３０）を介して強制切換操作する安
全手段（１２）が働いて、前記バケット（８）は第２境
界部で停止するのである。

そして、その状態で引き続きアーム（９）の運転部（４
）側への揺動操作、あるいはブーム（１０）の上昇揺動
操作が行なわれていると、前記安全手段（１２）が働い
て、前記バケット（８）は第２境界部より運転キャビン
（３）側へは移動しないように制御すると共に、バケッ
ト（８）が横方向で運転キャビン（３）と干渉しない位
置まで、先端側ブーム部分（１０Ｃ）を自動的に横移動
駆動するのである。第１図中（２５）、　（２６）、　
（２７）、　（３１）は、各操作レバー（１６）、　（
１７）、　（１８）のポテンショメータ（１６ａ）、　
（１７ａ）、　（１８ａ）、　（１６ｂ）によって各コ
ントロールバルブ（１９）、　（２０）、　（２１）、
　（２９）の操作回路（２２）、　（２３）、　（２４
）、　（３０）を制御する制御手段である。

つまり、例えば、アーム（９）を、その先端のバケット
（８）が運転キャビン（３）に近づくように操作レバー
（１８）のみを人為操作しているときに、バケット（８
）が第２境界部に到達すると、アーム用の油圧シリンダ
（Ｃ３）の伸長作動のみが一時的に不能になると共に、
油圧シリンダ（Ｃ２）によって先端側ブーム部分（１０
Ｃ）を自動的に反運転キャビン（３）側へ、バケット（
８）がこのキャビン（３）と横方向で干渉しない位置ま
で横移動させてから、再びアーム（９）用の油圧シリン
ダ（Ｃ１）の伸長作動が続けれるように安全手段（１２
）が働くのである。

また、前記横移動の途中において、アーム（９）の伸長
作動の操作を中止した場合、横移動がその中止時点で停
止するようにしても良いし、キャビンと干渉しない位置
までは中止操作にかかわらず行なわれるようにしても良
い。前者の場合、そこからアーム（９）の収縮操作は許
容されており、減速範囲内において減速するようにして
も、減速しないようにしても良い。

このような安全手段（Ｉ２）の働きは、ブーム（１０）
に対しても同様に発揮されるのである。

〔別実施例〕

■　安全手段（１２）による油圧シリンダ（ＣＩ　）、
　ＣＣ２）。

（Ｃ３）、（Ｃ４）の牽制が、各操作レバー（１６）、
　（１８）。

（１７）に直接作用するように構成しても良い。

■　バケット（８）とアーム（９）の相対揺動角を検出
するポテンショメータ（Ｐ４）を削除し、合わせて３個
のポテンショメータ（ＰＩ　）、　（Ｐ２　）。

（ＰＩ）の検出値に基づいて制御するようにしても良い
。

このように、バケット（８）のアーム（９）に対する位
置検出手段が設けられていない場合には、アーム（９）
に対するバケット（８）の全。

揺動域中の最も運転キャビン（３）に近づく所の位置を
、予め境界部の設定時に考慮しておけば、バケット（８
）の姿勢のいかんに係わらず、運転キャビン（３）との
干渉は回避できるものとなる。

■　境界部の設定位置を可変設定可能な設定器（１３）
を備えて、バケットの禁止範囲を任意に調節できるよう
にしても良い。

■　運転キャビン（３）の無いバックホウに本発明を適
用しても良い。

■　バケット位置検出手段（１１）による検出位置が設
定位置にある状態で、バケットシリンダ（Ｃ４）による
バケット（８）のブーム（１０）側への揺動操作が行わ
れても、先端側ブーム部分（１０Ｃ）が反運転部（４）
側へ自動的に横移動するようにしても良い。

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装置操作構造の実施例を
示し、第１図は制御ブロック図、第２図は減速安全手段
のアルゴリズム、第３図はバックホウの側面図、第４図
は第３図の平面図である。 （４）・・・・・・運転部、（６）・・・・・・バック
ホウ装置、（７）・・・・・・旋回台、（８）・・・・
・・バケット、（９）・・・・・・アーム、（１０）・
・・・・・ブーム、（１１）・・・・・・バケット位置
検出手段、（１２）・・・・・・安全手段、（１４）・
・・・・・オフセット機構、（３３）・・・・・・減速
手段、（１０Ａ）・・・・・・基端側ブーム部分、（１
０Ｃ）・・・・・・先端側ブーム部分、（Ｐ１）、（Ｐ
２）、　（Ｐ３）・・・・・・センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バックホウ装置（６）のブーム（１０）を旋回台（７）
   の運転部（４）横側方箇所に上下揺動自在に取付け、前
   記ブーム（１０）のうちアーム（９）が連結された先端
   側ブーム部分（１０Ｃ）を前記旋回台（７）に連結の基
   端側ブーム部分（１０Ａ）に対して旋回台（７）横方向
   に移動操作するオフセット機構（１４）を設けたバック
   ホウのバックホウ装置操作構造であって、前記ブーム（
   １０）の前記旋回台（７）に対する揺動角を検出するブ
   ーム角センサ（Ｐ＿１）、前記先端側ブーム部分（１０
   Ｃ）の前記基端側ブーム部分（１０Ａ）に対する横移動
   ストロークを検出するためのオフセットセンサ（Ｐ＿２
   ）、及び、前記アーム（９）の前記ブーム（１０）に対
   する揺動角を検出するアーム角センサ（Ｐ＿３）を設け
   、前記ブーム角センサ（Ｐ＿１）による検出角、前記オ
   フセットセンサ（Ｐ＿２）による検出ストローク及び前
   記アーム角センサ（Ｐ＿３）による検出角に基いて前記
   バックホウ装置（６）のバケット（８）の前記運転部（
   ４）に対する位置を検出するバケット位置検出手段（１
   １）を設けると共に、このバケット位置検出手段（１１
   ）による検出位置が第１設定位置になると、前記ブーム
   （１０）の上昇揺動駆動、前記先端側ブーム部分（１０
   Ｃ）の運転部（４）側への横移動駆動及び前記アーム（
   ９）のブーム（１０）側への揺動駆動の夫々の速度を自
   動的に減速する減速手段（３３）を設けてあり、前記バ
   ケット位置検出手段（１１）による検出位置が、前記第
   １設定位置よりも前記運転部（４）に近付いた位置であ
   る第２設定位置になると、前記ブーム（１０）の上昇揺
   動駆動、前記先端側ブーム部分（１０Ｃ）の運転部（４
   ）側への横移動駆動及び前記アーム（９）のブーム（１
   ０）側への揺動駆動の夫々を自動的に不能にするととも
   に、この第２設定位置にある状態で、前記ブーム（１０
   ）の上昇揺動操作及び前記アーム（９）の運転部（４）
   側への揺動操作の少なくとも一方が行われると、前記先
   端側ブーム部分（１０Ｃ）が反運転部（４）側に横移動
   する側に前記オフセット機構（１４）を自動操作する安
   全手段（１２）を設けてあるバックホウ装置操作構造。