JPH03257229A - バックホウの制御装置 - 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、バックホウの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のバックホウにあっては、バックホウ装置を駆動す
る油圧シリンダがストロークエンド付近に達すると自動
的に作用するように減速機構を設けることにより、油圧
シリンダがストロークエンドまで作動する際にはストロ
ークエンドの手前で減速して緩速でストロークエンドに
達するように停止衝撃緩和を図られているか、あるいは
、油圧シリンダがストロークエンドまで作動する際にも
減速しないでストロークエンドに達するようにスピード
化を図られているかのいずれかであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、シリンダの緩速停止か急速停止のいずれか一方し
かできないことから、停止衝撃のためにパケットから土
がこぼれ落ち易いとか、バケラトに付着した土の除去に
手間が掛かる等の不都合があった。

本発明の目的は、シリンダのストロークエンド停止が緩
速停止及び急激停止のいずれによってもでき、しかも、
緩速停止が極力精度よくできるバックホウを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるバックホウの制御装置にあっては、目的達
成のために、 バックホウ装置駆動用の油圧シリンダに電磁比例制御弁
を接続し、 前記油圧シリンダがストロークエンド付近の設定伸長状
態及び設定短縮状態でストロークエンド方向に作動する
ことを検出し、検出状態では非検出状態にある時よりも
前記比例制御弁が減速側になるように、かつ、減速開始
側にて前記油圧シリンダがストロークエンドに近付くほ
ど前記電磁比例制御弁による出力が小になるように前記
電磁比例制御弁を自動操作する減速手段を設け、 前記減速手段を作用状態と作用解除状態とに切換える操
作手段を設けてある。そして、その作用及び効果は次の
とおりである。

〔作　用〕

減速手段による電磁比例弁の操作具合を適切に設定し、
そして、シリンダをストロークエンドまで作動させるに
当たり、操作手段によって減速手段を作用状態に人為的
に切換えたり自動的に切換えさせる。すると、油圧シリ
ンダが伸長作動や短縮作動に伴ってストロークエンド付
近に達するに伴い、減速手段のシリンダ作動検出と制御
弁操作のために電磁比例弁が自動的に減速側に切換わっ
て油圧シリンダが減速を開始するように、しかも、この
減速開始は電磁比例制御弁の開口度合のために減速衝撃
が比較的発生しに＜＜シながら行われるようにできる。

そして、油圧シリンダがさらにストロークエンド側に作
動するに当たり、減速を開始してからの減速手段による
電磁比例制御弁の自動減速操作のために減速開始時より
もさらに減速しながら作動し、ストロークエンドに達し
ても作動速度が緩速度になっていて停止衝撃が発生しに
くい状態で停止するようにできる。

また、シリンダをストロークエンドまで作動させるに当
たり、操作手段によって減速手段を作用解除状態に人為
的に切換えたり自動的に切換えさせる。すると、油圧シ
リンダが伸長作動や短縮作動に伴ってストロークエンド
付近に達しても、電磁比例制御弁が減速手段による減速
操作をされなくてそれまでの大出力状態を維持し、シリ
ンダがストローク中間側で作動する時の高速のままでス
トロークエンドに達して衝撃的に停止するようにできる
。

〔発明の効果〕

減速手段による電磁比例制御弁の減速操作のために、シ
リンダを減速開始時の面からも停止時の面からも静かに
停止させ、バックホウ装置停止に伴うパケットの土こぼ
れや機体振動を少なくしたりなくして能率よくかっ、安
全に作業できるようにできた。しかも、減速手段が作用
しないようにしてシリンダを急激停止させ、停止衝撃に
よってパケットの付着土砂を除去する等、停止衝撃を現
出させて利用できるようにできた。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第２図に示すように、ドーザ（１）を有したクローラ式
走行機台に旋回台（２）を付設し、この旋回台（２）に
運転８（３）及び原動部（４）を備えさせると共にバッ
クホウ装置（５）を取付けて、ドーザ付きバックホウを
構成しである。

バックホウ装置（５）をａ或するブーム（６）及びブー
ムシリンダ（Ｃ＋）を旋回台（２）の運転部（３ンの横
側方に位置する箇所に取付けである。そして、第１図に
示すように、ブーム（６）の基端側部分（６ａ）と先端
側部分（６ｂ）とを連結する中ｉＪ［分（６ｃ）をオフ
セットシリンダ（Ｃ４）によって揺動模作できるように
構成すると共に、この揺動操作をすると、ブーム基端側
部分（６ａ）及びブーム先端側部分（６ｂ）の夫々に付
設のリンク取付はアーム（７ａ）または（７ｂ）、これ
らリンク取付はアーム（７ａ）と（７ｂ）に架設しであ
るリンク（７）、及びブーム中間部分（６Ｃ）が構成す
る平行回連リンク機構の作用のためにブーム先端側部分
（６ｂ〉がブーム基端側部分（６ａ）に対して旋回台横
方向に平行移動するように構成しである。

つまり、オフセットシリンダ（Ｃ１〉によるアーム（８
）のオフセット操作をすることにより、パケット（９〉
　が走行機体の横一端側に位置して側溝掘りが可能にな
るように構成し、かつ、アーム（８）のオフセット操作
とブーム〈６〉及びアーム（８〉　の上昇操作とをする
ことにより、第３図及び第４図に示す如くパケット（９
）がブーム（６）の運転部側とは反対の横側に位置する
と共にバックホウ装置（５）の全体が旋回台（２）の旋
回径内に入り込む小旋回格納状態にバックホウ装置格納
ができるように構成しである。

バックホウ装置（５）及び旋回台（２）の操作を可能に
するに、旋回台（２）の前後方向と横方向の十字方向に
揺動自在な左右一対の操作レバー（１０ａ）、　（１０
ｂ）、及び、オフセットスイッチ（Ｓ４）を運転部（３
）に設けると共に、これら操作レバ（１０ａ）、　（１
０ｃ）及びオフセットスイッチ（Ｓ、）によって油圧式
のブームシリンダ（Ｃ８）、アームシリンダ（Ｃ２）、
パケットシリンダ（Ｃ３）、オフセットシリンダ（Ｃ４
）及び旋回モータ（Ｍ）を操作するように操作構造を第
５図の如く構成しである。

すなわち、一方の操作レバー（１０ａ）の旋回台前後方
向での操作位置と旋回台横方向での操作位置をポテンシ
ョメータ製の第１センサ（Ｓ、）ト第３センサ（Ｓ３）
とによって各別に検出するように構成し、他方の操作レ
バー（１０ｂ）の旋回台前後方向での操作位置と旋回台
横方向での操作位置をポテンショメータ製の第２センサ
（Ｓ２）と第５センサ（Ｓ５）とによって各別に検出す
るように構成しである。そして、ブームシリンダ（Ｃ１
）に接続したブームバルブ（Ｖ１）、アームシリンダ（
Ｃ２）に接続したアームバルブ（ｖ２〉、パケットシリ
ンダ（Ｃ３）に接続したパケットバルブ（Ｖ３）、オフ
セットシリンダ（Ｃ１）に接続したオフセットバルブ（
ｖ４）、及び、旋回モータ（Ｍ）　　に接続した旋回バ
ルブ（ｖ５）の夫々を電磁比例制御弁に構成すると共に
、ブームバルブ（Ｖ３）、アームバルブ（Ｖ２）、パケ
ットバルー１；’（Ｖ３）、オフセットバルブ（ｖ４）
及び旋回バルブ（Ｖ５）の夫々にバルブ駆動回路（Ｄｌ
）または（Ｄ２）または（Ｄ３）または（Ｄ４）または
くり、）を介して連係させたバルブ制御手段（１１）を
前記センサ（Ｓ１）、　（Ｓ２）、　（Ｓ３）及び（Ｓ
５）、並びに、オフセットスイッチ（Ｓ４）に連係しで
ある。

そして、操作レバー（１０ａ）を旋回台前後方向に人為
操作すると、自動的にバルブ制御手段（１１）が第１セ
ンサ（Ｓｌ）による検出結果に基いてブーム駆動回路（
Ｄｌ）に信号出力してブームバルブ（Ｖｌ）を切換え操
作し、ブームシリンダ〈Ｃ１）が操作レバー（１０ａ）
の操作位置に応じた方向にかつ速度で作動したり停止す
るように構成し、操作レバー（１０ａ）を旋回台横方向
に人為操作すると、自動的にバルブ制御手段（１１）が
第３センサ（Ｓ３）による検出結果に基いてバルブ駆動
回路（Ｄ３〉に信号出力してパケットバルブ（ｖ３）を
切換え操作し、パケットシリンダ（Ｃ３）が操作レバー
（１０ａ）の操作位置に応じた方向にかつ速度で作動し
たり停止するように構成しである。操作レバー（１０ｂ
）を旋回台前後方向に人為操作すると、自動的にバルブ
制御手段（１１）が第２センサ（Ｓ２）による検出結果
に基いてバルブ駆動回路（Ｄ２）に信号出力してアーム
バルブ（ｖ２）を切換え操作し、アームシリンダ（Ｃ２
〉が操作レバー（１０ｂ）の操作位置に応じた方向にか
つ速度で作動したり停止するように構成し、操作レバー
（１０ｂ）　を旋回台横方向に人為操作すると、自動的
にバルブ制御手段（１１）が第５センサ（Ｓ５）による
検出結果に基いてバルブ駆動回路（Ｄ５）に信号出力し
て旋回バルブ（Ｖ５）を切換え操作し、旋回モータ（Ｍ
）が操作レバー（１０ｂ）の操作位置に応じた方向にか
つ速度で作動したり停止するように構威しである。

オフセットスイッチ〈Ｓ、）をスイッチレバー（１５）
によって人為的に切換え操作すると、自動的にバルブ制
御手段（１１）がオフセットスイッチ（Ｓ４）からの情
報に基いてバルブ駆動回路（Ｄ、〉に信号出力してオフ
セットバルブ（ｖ４）を切換え操作し、オフセットシリ
ンダ（Ｃ４）がオフセットスイッチ（Ｓ、）の切変わり
位置に応じた方向に作動したり停止するように構成しで
ある。

第２図に示すように、ブーム（６）の旋回台（２）に対
する揺動角を検出する回転ポテンショメータ製のブーム
角センサ（ｐ、）を、ブームシリンダ（Ｃ４）の旋回台
（２）に対する揺動角に基いて検出するようにブームシ
リンダ（Ｃ１）の基端部に付設し、アーム（８）のブー
ム（６）に対する揺動角を検出する回転ポテンショメー
タ製のアーム角センサ（Ｐ２）をブーム（６）の先端部
に付設し、パケット（９）のアーム（８）に対する揺動
角を検出する回転ポテンショメータ製のパケット角セン
サ（Ｐ３〉を、パケットシリンダ（Ｃ３）とパケット（
９）を連動させであるリンク（１２）のアーム（８）に
対する揺動角に基いて検出するようにリンク（工２）に
付設し、アーム（８）のブーム基端側部分（６ａ）に対
するオフセットの方向とストロークを検出する回転ポテ
ンショメータ製のオフセットセンサ（Ｐ４）を、ブーム
中間部分（６Ｃ〉のブーム基端側部分（６ａ）に対する
揺動角に基いて検出するようにブーム（６）に付設しで
ある。そして、第５図に示すように、前記センサ（Ｐｌ
）ないしくＰ、）に連係させた危険回避手段（１３）を
前記バルブ制御手段（１１）に連係させて、バックホウ
装置（５）を使用したり小旋回格納状態に格納する際に
パケット（９）が運転部（３）に入り込んだり運転部部
材に接触する危険を誤って招かれることの防止を図っで
ある。

すなわち、危険回避手段（１３）はセンサ（ｐ＋）ない
しくＰ４）による検出結果に基き、パケット（９）が第
６図に示す如き運転部周辺の要減速範囲（Ｚ）に位置し
ているか否かを判別すると共に、要減速範囲（Ｚ）に位
置している場合にはパケット（９）の移動方向が運転部
（３）に向かう方向であるか否かを、かつ、パケット（
９）が第６図に示す如き運転部周辺の接近限界（Ｌ）　
に達したか否かを夫々判別するように構成しである。そ
して、パケット（９）が要減速範囲（Ｚ）に位置してい
て運転部〈３）に向かう方向に移動していると判断した
時には、自動的に、バルブ制御手段（１１）にシリンダ
速度を設定低速度まで減少させるべき信号出力をしてそ
の減速作動を実行させることにより、操作レバー（１０
ａ）および（１０ｂ）、並びに、オフセットスイッチ（
Ｓ４）による操作に優先してシリンダ（Ｃ１）ないしく
Ｃ２）の作動を減速するように構成しである。そして、
パケット（９）がさらに運転部側に移動して接近限界（
Ｌ）に達したと判断した時には、自動的に、バルブ制御
手段（１１）にシリンダ作動を停止させるべき信号出力
をしてその作動を実行させることにより、操作レバー（
１０ａ）及び（１０ｂ）、並びに、オフセットスイッチ
（Ｓ、）による操作に優先してシリンダ（Ｃ＋）ないし
くＣ４）の作動を停止させるように構成しである。

第５図に示すように、バルブ制御手段（１１）に減速手
段（１４）を連係させると共に、この減速手段（■４）
に前記センサ（Ｓ１）、　（Ｓ２）、　（Ｓ３）及び（
Ｐｌ）ないしくＰ１）、並びに、スイッチ（Ｓ４）を連
係させて、シリンダ（Ｃ１）ないしくＣ４）がストロー
クエンドまで操作された際には停止衝撃が発生しにくい
ように自動的に減速してストロークエンドに達するよう
にしである。

すなわち、センサ（Ｐ、）ないしくＰ、）により、シリ
ンダ（Ｃ１）または（Ｃ２）また１ｔ（Ｃ３）またＩｔ
（Ｃ４）が減速させる必要のあるものとして設定したス
トロークエンド付近の設定伸長状態及び設定短縮状態に
なったことを検出するように構成しである。また、セン
サ（Ｓ１）、　（Ｓ２）、　（Ｓ３）、スイッチ（ｓｓ
）ニよりシリンダ（Ｃ８）またＩｔ（Ｃ２）またハ（Ｃ
３）または（Ｃ４）がストロークエンド方向に作動する
ことを検出するように構成しである。つまり、センサ（
Ｐｌ）ないしくＰ、）による検出角が設定角になったこ
とを知り、かつ、この時におけるセンサ（ｓ１）、　（
Ｓ２＞及び（Ｓ３）、スイッチ（ｓ４）かラノ情報によ
って操作レバー（１０ａ）または（１０ｂ）、スイッチ
レバー（１５）が位置する操作位置を知ることによって
、シリンダ（Ｃ１）または（Ｃ２）または（Ｃ３）また
は（Ｃ４）がストロークエンド付近の設定伸長状態や設
定短縮状態でストロークエンド方向に作動していると判
断するのである。

そして、減速手段（１４）は操作手段の一例としての人
為操作減速スイッチ（Ｓ６）によって作動状態と作用解
除状態とに切換え操作するように構成しである。また、
減速手段（１４）が作用状態になっている時には、第７
図に示すように、シリンダ（ＣＩ）ナイシ（Ｃ４）カハ
ルブ（ｖｌ）ないしくｖ４）による現出が可能な最高速
のシリンダ速度（Ｖ、）や、このシリンダ速度〈ｖ６）
よりも低速で最終減速目標速度（Ｖ、）よりも高速のシ
リンダ速度で伸長側または短縮側に作動し、シリンダ（
Ｃ１）ないしくＣ４）の長さが第１設定伸長長さ（ｘｌ
）または第１設定短縮長さ（Ｙ、）になると、自動的に
バルブ制御手段（１１）に減速信号を出力してセンサ（
Ｓｌ〉ないしくＳ、）からの情報に優先して減速作動さ
せると共に、シリンダ（Ｃ１）ないしくＣ４）の長さが
第２設定伸長長さくＸ２〉または第２設定短縮長さ（Ｙ
２）になるまで減速を無断階に継続するように、かつ、
シリンダ長さが第２設定伸長長さく×２）または第２設
定短縮長さくＹ２）になった後は最終減速目標速度（Ｖ
、）に固定するようにバルブ制御手段（１１）をセンサ
（Ｓｌ）ないしくＳ、）からの情報に優先して作動させ
るようにしである。すなわち、シリンダ（Ｃ１）ないし
くＣ２）が減速制御すべき長さ及び作動方向の状態にあ
ると、自動的に、操作レバー（１０ａ）及び（１０ｂ）
、並びに、スイッチレバー（１５）による操作に優先し
て、かつ、減速開始側においてはシリンダ（Ｃ１）ない
しくＣ４）がストロークエンド（ε）に近付くほどバル
ブ（Ｖｌ）ないしくＶ、）の出力が小になる状態でバル
ブ（ｖｌ）ないしくＶ４）を減速側に操作し、シリンダ
（Ｃ１）ないしくＣ２）が減速衝撃が発生しにくいよう
に最終減速目標速度（Ｖ、）まで緩速減速し、停止衝撃
が発生しにくいように前記最終減速速度（Ｖ、）でスト
ロークエンド（Ｅ）に達するようにシリンダ（Ｃ４）な
いしくＣ４）の停止衝撃緩和を図るようにしである。

そして、減速手段（１４）が作用解除状態になっている
時には、センサ（ＳＩＮ、　（Ｓ２）、　（Ｓ３＞及び
（Ｐ＋）ないしくＰ４）、スイッチ（Ｓ４〉からの情報
にかかわらずバルブ（Ｖｌ）ないしくｖ５）に対する操
作を行わず、シリンダ（ＣＩ）ないしくＣ４）が操作レ
バー（１０ａ）及び（１０ｂ）、オフセットスイッチ（
Ｓ、）の操作位置によって決まる作動速度でストローク
エンドに到達することを可能にするようにしである。

バルブ制御手段（１１）及び減速手段（１４）にはマイ
クロコンピュータで構成してあり、第８図に示すフロー
に基づいてシリンダ減速作動をするように構成しである
。

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の制御装置の実施例を示
し、第１図はバックホウ装置の平面図、第２図はドーザ
付きバックホウ全体の側面図、第３図はバックホウ装置
格納状態の側面図、第４図はバックホウ装置格納状態の
平面図、第５図は制御系のブロック図、第６図は危険回
避域の説明図、第７図はシリンダ減速制御の説明図、第
８図は減速制御のフロー図である。 （１４）・・・・・・減速手段、（Ｃ１）ないしくＣ４
）・・・・・・油圧シリンダ、（ｖｌ）ないしくＶ、）
・・・・・・電磁比例制御弁、（Ｓ６）・・・・・・操
作手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バックホウ装置駆動用の油圧シリンダ（Ｃ＿１）、（Ｃ
   ＿２）、（Ｃ＿３）、（Ｃ＿４）に電磁比例制御弁（Ｖ
   ＿１）、（Ｖ＿２）、（Ｖ＿３）、（Ｖ＿４）を接続し
   、 前記油圧シリンダ（Ｃ＿１）、（Ｃ＿２）、（Ｃ＿３）
   、（Ｃ＿４）がストロークエンド付近の設定伸長状態及
   び設定短縮状態でストロークエンド方向に作動すること
   を検出し、検出状態では非検出状態にある時よりも前記
   比例制御弁（Ｖ＿１）、（Ｖ＿２）、（Ｖ＿３）、（Ｖ
   ＿４）が減速側になるように、かつ、減速開始側にて前
   記油圧シリンダ（Ｃ＿１）、（Ｃ＿２）、（Ｃ＿３）、
   （Ｃ＿４）がストロークエンドに近付くほど前記電磁比
   例制御弁（Ｖ＿１）、（Ｖ＿２）、（Ｖ＿３）、（Ｖ＿
   ４）による出力が小になるように前記電磁比例制御弁（
   Ｖ＿１）、（Ｖ＿２）、（Ｖ＿３）、（Ｖ＿４）を自動
   操作する減速手段（１４）を設け、 前記減速手段（１４）を作用状態と作用解除状態とに切
   換える操作手段（Ｓ＿６）を設けてあるバックホウの制
   御装置。