JPH04333730A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバックホウにおいて、運
転部に着座している作業者の安全構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホウにおいて運転部に対する安全
構造の一例が、特開平２−２５６７２２号公報に開示さ
れている。この構造においては、運転部の最外側部から
外方に所定距離だけ離れた危険面を空間上に設定し、バ
ックホウ装置のバケットの位置を検出する位置センサー
を設けて、この位置センサーの検出に基づきバケットが
危険面を越えて運転部側に入り込もうとすると、バック
ホウ装置駆動用の油圧シリンダを停止させてこれを牽制
阻止する牽制手段を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成する
と、運転部の作業者がバックホウ装置を操作している場
合に、誤ってバケットを運転部側に至近距離まで近づけ
るような操作を行ってしまっても、バケットが危険面に
達すればバックホウ装置が自動的に停止する。しかしな
がら、実際にはバックホウ装置及びバケットは前述の危
険面を越える範囲にまで操作することが可能になってい
るので、前述のような牽制手段を備えると、バケットを
運転部に至近距離にまで近づけることが不可能になり、
その分だけバックホウ装置及びバケットの作動範囲が狭
くなる。これにより、やむを得ずバケットを運転部に至
近距離にまで近づけて行うような作業ができなくなって
しまうので、作業性の面で不都合な面が生じて来る。本
発明は安全性を確保しながら、バケットを運転部に至近
距離まで近づけて行うような作業も行えるように構成す
ることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うなバックホウにおいて、次のように構成することにあ
る。つまり、 〔１〕運転部の最外側部から外方に所定距離だけ離れた
危険面を空間上に設定し、バックホウ装置のバケットの
位置を検出する位置センサーを設けて、この位置センサ
ーの検出に基づきバケットが危険面を越えて運転部側に
入り込もうとすると、バックホウ装置駆動用の油圧シリ
ンダを停止させてこれを牽制阻止する牽制手段を設ける
と共に、牽制手段を作動及び停止状態に切り換え可能な
切換手段を備えている。

【０００５】〔２〕前項〔１〕の構成に加えて、牽制手
段の作動及び停止に関係なく、バックホウ装置のブーム
がその作動範囲のストロークエンド付近に達すると、ブ
ームの速度を自動的に減速操作する減速手段を備えてい
る。

【０００６】

【作用】前項〔１〕のように構成した場合、切換手段に
より牽制手段を作動状態に設定しておけば、バケットが
危険面を越えて運転部側に入り込むような操作を作業者
が行おうとしても、従来の構成と同様にバックホウ装置
及びバケットは危険面にて停止するのである。そして、
切換手段により牽制手段を停止状態に設定しておけば、
バケットが危険面を越えて運転部側に入り込むような操
作を作業者が行おうとしても、バックホウ装置は停止操
作されないので、作業者は十分に安全を確認しながらバ
ケットを運転部の至近距離にまで操作することが可能と
なるのである。

【０００７】前項〔２〕のように構成した場合、牽制手
段の停止状態においてバケットが危険面を越える越えな
いに関係なくブームを操作した場合に、ブームがその作
動範囲のストロークエンドの少し手前に達すると自動的
に減速操作されるので、ブームがストロークエンドに達
した際のショックが緩和されるのである。

【０００８】

【発明の効果】請求項１のように構成すればバックホウ
にて前述のような牽制手段を備えた場合、この牽制手段
を作動及び停止状態に切換操作可能な切換手段も備える
ことにより、牽制手段を停止させてバケットを運転部の
至近距離にまで操作して行う作業も可能になり、作業性
を向上させることができた。そして、牽制手段を作動さ
せておけばバケットが危険面を越えて運転部に近づくこ
とが防止されるので、従来の構成と同様に安全性を確保
している。

【０００９】請求項２のように構成すれば特に牽制手段
を停止状態に操作している場合において、ブームがスト
ロークエンドに達した際のショックが緩和されるので、
ブーム及びブーム用の油圧シリンダの保護が図れると共
に、作業者に不安感を与えることがない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図５はバックホウの全体側面を示しており、ゴム
クローラ形式の走行装置１にドーザ２０及びこの上部に
旋回台２が支持され、旋回台２の前部にバックホウ装置
３が備えられている。このバックホウ装置３は、油圧シ
リンダ１１により上下に揺動駆動されるブーム４、油圧
シリンダ１２により前後に揺動駆動されるアーム５及び
油圧シリンダ１３により掻き込み揺動駆動されるバケッ
ト６を備えて構成されている。そして、図３に示すよう
に旋回台２の旋回駆動用として、油圧モータ１４が備え
られている。

【００１１】バックホウ装置３におけるブーム４は図５
及び図２に示すように、上下に揺動駆動される第１ブー
ム４ａ前端の軸芯Ｐ１周りに第２ブーム４ｂが揺動自在
に連結され、この第２ブーム４ｂ前端の軸芯Ｐ２周りに
支持ブラケット４ｃが揺動自在に連結されて構成されて
おり、この支持ブラケット４ｃにアーム５が連結されて
いる。そして、第１ブーム４ａと支持ブラケット４ｃに
亘り連係リンク８が架設されて平行四連リンクが構成さ
れており、油圧シリンダ７により第２ブーム４ｂを揺動
駆動することによって、アーム５及びバケット６を平行
に左右移動させることができるように構成されている。

【００１２】図３に示すようにブーム４の油圧シリンダ
１１に対する制御弁２１、ブーム４における第２ブーム
４ｂの油圧シリンダ７に対する制御弁２５、アーム５の
油圧シリンダ１２に対する制御弁２２、バケット６の油
圧シリンダ１３に対する制御弁２３及び旋回台２の油圧
モータ１４に対する制御弁２４が備えられている。この
制御弁２１〜２５は３位置切換式でパイロット操作形式
であり、パイロット圧に基づく開度調節により流量制御
が可能である。そして、各制御弁２１〜２５に対して開
度操作用のパイロット圧を発生する電磁比例減圧弁型式
のパイロット弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３
ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂが設けら
れている。

【００１３】図３及び図５に示すように、旋回台２に右
操作レバー９及び左操作レバー１０が備えられている。 この右及び左操作レバー９，１０は前後左右に操作自在
であり、右操作レバー９の前後方向の操作位置を検出す
るポテンショメータ１５、左右方向の操作位置を検出す
るポテンショメータ１６が備えられると共に、左操作レ
バー１０の前後方向の操作位置を検出するポテンショメ
ータ１７、左右方向の操作位置を検出するポテンショメ
ータ１８が備えられている。そして、各ポテンショメー
タ１５〜１８からの操作信号が制御装置１９に入力され
ている。又、旋回台２の前部下部に操作ペダル２６が設
けられ、この操作ペダル２６からの操作信号が制御装置
１９に入力されている。

【００１４】以上の構成により、右操作レバー９を前又
は後に操作するとこれに基づきパイロット弁３１ａ，３
１ｂがパイロット圧を発生し、ブーム４用の制御弁２１
が下降側又は上昇側に操作され、右又は左に操作すると
これに基づきパイロット弁３３ａ，３３ｂがパイロット
圧を発生し、制御弁２３がバケット６の排土側又は掻き
込み側に操作されるのである。又、左操作レバー１０を
前又は後に操作するとこれに基づきパイロット弁３２ａ
，３２ｂがパイロット圧を発生し、制御弁２２がアーム
５の上げ側又は掻き込み側に操作され、右又は左に操作
するとこれに基づきパイロット弁３４ａ，３４ｂがパイ
ロット圧を発生し、制御弁２４が旋回右側又は旋回左側
に操作される。操作ペダル２６を右又は左に踏み分ける
とこれに基づきパイロット弁３５ａ，３５ｂがパイロッ
ト圧を発生し、制御弁２５が第２ブーム４ｂの右又は左
移動側に操作される。

【００１５】以上の操作において、右及び左操作レバー
９，１０用の各ポテンショメータ１５〜１８は右及び左
操作レバー９，１０の操作方向だけではなく、その中立
位置からの操作量も検出している。これにより、右及び
左操作レバー９，１０の操作量が大きい程、パイロット
弁３１ａ〜３４ｂのパイロット圧が大となり制御弁２１
〜２４が流量大側に操作されるように、つまり右及び左
操作レバー９，１０を大きく操作する程、油圧シリンダ
１１〜１３及び油圧モータ１４が高速で作動するように
構成されている。

【００１６】図５に示すように、ブーム４（第１ブーム
４ａ）の上下角度を検出するポテンショメータ３６（位
置センサーに相当）、第２ブーム４ｂの左右角度を検出
するポテンショメータ３７（位置センサーに相当）及び
アーム５の前後角度を検出するポテンショメータ３８（
位置センサーに相当）が設けられており、この各ポテン
ショメータ３６，３７，３８からの検出信号が、制御装
置１９に入力されている。

【００１７】そして、ブーム４、第２ブーム４ｂ及びア
ーム５を右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル２６
により操作している状態において、ブーム４、第２ブー
ム４ｂ及びアーム５の油圧シリンダ１１，７，１２がそ
のストロークエンドの少し手前に達したことがポテンシ
ョメータ３６，３７，３８により検出されると、右及び
左操作レバー９，１０、操作ペダル２６の操作位置に関
係なくパイロット弁３１ａ，３１ｂ，３５ａ，３５ｂ，
３２ａ，３２ｂのパイロット圧が自動的に落とされて、
油圧シリンダ１１，７，１２の伸縮速度が自動的に減速
操作（減速手段に相当）されるように構成している。

【００１８】図１及び図２に示すように旋回台２におい
ては、右側にバックホウ装置３が配置され、左側に運転
席２８や右及び左操作レバー９，１０等で構成された運
転部２７が配置されている。そして、旋回台２の左右中
央においてバックホウ装置３と運転部２７とを仕切る窓
付きの縦仕切り板２９（運転部２７の最外側部に相当）
が設けられており、この縦仕切り板２９の上端にも旋回
台２の外側に沿った半円形状の上仕切り板３０（運転部
２７の最外側部に相当）が固定されている。そして、地
面Ｇから所定高さにある運転部２７下部付近の所定位置
Ｄより上方の範囲において、縦仕切り板２９の前端面よ
り前方（外方）に所定距離だけ離れた前危険面Ａ１、及
び縦仕切り板２９のバックホウ装置３側の側面から右方
（外方）に所定距離だけ離れた横危険面Ａ２が制御装置
１９内に設定されている。

【００１９】この場合、バケット６をアーム５の先端に
連結しているバケットピン６ａ（図１参照）が、この前
危険面Ａ１上に在る状態おいてバケット６を最も運転部
２７側に近づくように操作しても、運転部２７から所定
距離だけ離れた軌跡Ｃ１上にバケット６の先端があるよ
うに前危険面Ａ１が設定されている。又、図２に示すよ
うにバケットピン６ａが横危険面Ａ２上に在る状態おい
て、バケット６の横側面が縦仕切り板２９から所定距離
だけ離れた軌跡Ｃ２上にあるように、横危険面Ａ２が設
定されている。

【００２０】前及び横危険面Ａ１，Ａ２から所定距離だ
け前方又は右方の距離だけ離れた面が設定され、この空
間の面と横危険面Ａ１，Ａ２との間に前減速領域Ｂ１及
び横減速領域Ｂ２が制御装置１９内に設定されている。

【００２１】バックホウ装置３より地面Ｇの掘削を行う
場合に、バックホウ装置３がどれだけ走行装置１側に寄
って掘削が行えるかと言うバックホウ装置３自身の機械
的な作動限界が事前に求められている。そして、作動限
界に操作した場合にバケットピン６ａがどの軌跡を通る
かが算出されており、この作動限界に対応するバケット
ピン６ａの軌跡よりも少し余裕（外側）のある軌跡を境
界面Ｅとして、図１に示すように所定位置Ｄより下方の
範囲において制御装置１９内に設定している。そして、
境界面Ｅは前危険面Ａ１に滑らかにつながるように設定
されており、バケットピン６ａが境界面Ｅ上にある場合
においてバケット６を最も走行装置１に近づくように操
作した場合に、バケット６の先端は軌跡Ｃ３上を通る。

【００２２】以上のような前及び横危険面Ａ１，Ａ２、
前及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２、境界面Ｅは旋回台２に対
して設定されているものであり、旋回台２が回転するの
に伴い、旋回台２と一緒に移動して行くものである。

【００２３】制御装置１９においては、ポテンショメー
タ３６，３７，３８からの信号によるブーム４（第１ブ
ーム４ａ）の上下角度、第２ブーム４ｂの左右角度、及
びアーム５の前後角度と、第１ブーム４ａ、第２ブーム
４ｂ及びアーム５の各長さとにより、バケットピン６ａ
の位置を常時算出している。そして、バケットピン６ａ
が図１及び図２に示す前及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２に入
り込むと、パイロット弁３１ａ〜３２ｂ，３５ａ，３５
ｂを操作して右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル
２６の操作に関係なく、バックホウ装置３の油圧シリン
ダ１１，１２，７の速度が減速操作される。この場合、
バケットピン６ａが前及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２に入り
込むほど、つまり、バケットピン６ａが前及び横危険面
Ａ１，Ａ２に近づくほど大きく減速操作されるように構
成されている。

【００２４】そして、バケットピン６ａが前及び横危険
面Ａ１，Ａ２上に位置するような状態になった場合、バ
ケットピン６ａが前及び横危険面Ａ１，Ａ２から離れる
方向にバックホウ装置３が操作された場合には、前述の
減速とは逆に前及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２内で各油圧シ
リンダ１１，１２，７の速度が増速操作されて行き、前
及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２から出たときに通常の速度に
戻し操作される。逆にバケットピン６ａが前及び横危険
面Ａ１，Ａ２上から少しでも前及び横危険面Ａ１，Ａ２
を越えて運転部２７側に操作されようとした場合には、
パイロット弁３１ａ〜３２ｂ，３５ａ，３５ｂのパイロ
ット圧が消えて制御弁２１，２２，２５によりバックホ
ウ装置３の油圧シリンダ１１，１２，７が停止操作され
る（牽制手段に相当）。

【００２５】又、バケットピン６ａが前及び横危険面Ａ
１，Ａ２上に位置する場合、バケット６の油圧シリンダ
１３の操作は行えるのであり、バケットピン６ａが前及
び横危険面Ａ１，Ａ２上を移動して行くような操作も極
低速にて行える。

【００２６】以上のように、図１に示す所定位置Ｄから
上方の部分においては前及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２が設
定されているが、所定位置Ｄから下方の部分においては
このような前及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２は設定されてい
ない。従って、バケットピン６ａが境界面Ｅに達するま
では右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル２６の操
作に基づいた速度にて、バックホウ装置３の油圧シリン
ダ１１，１２，１３，７が操作される。そして、バケッ
トピン６ａが少しでも境界面Ｅを越えて走行装置１側に
操作されようとした場合には、パイロット弁３１ａ〜３
２ｂ，３５ａ，３５ｂのパイロット圧が消えて制御弁２
１，２２，２５によりバックホウ装置３の油圧シリンダ
１１，１２，７が停止操作される。

【００２７】バケットピン６ａが境界面Ｅ上に位置する
場合、バケット６の油圧シリンダ１３の操作は行えるの
であり、バケットピン６ａが境界面Ｅ上を移動して行く
ような操作も行える。従って、バケット６にて走行装置
１付近の地面Ｇの土を掻き取った場合に、バケットピン
６ａが境界面Ｅ上を上方に移動して行くようにバケット
６を持ち上げて行けばよいのである。このようにすれば
、バケットピン６ａが境界面Ｅ上から滑らかに前危険面
Ａ１上に移行して前減速領域Ｂ１に入り、バックホウ装
置３が前述のように減速操作されるのである。

【００２８】次にキースイッチ（図示せず）のＯＮ操作
時において、前及び横危険面Ａ１，Ａ２等の設定に関す
る流れについて説明する。図３に示すように、運転部２
７において運転席２８の横に押しボタン型式の第１スイ
ッチ３９（切換手段に相当）が配置されており、運転席
２８の下側の開閉扉（図示せず）の内側にＯＮ・ＯＦＦ
切換保持型式の第２スイッチ４０が配置されている。そ
して、第１及び第２スイッチ３９，４０が並列に接続さ
れて制御装置１９に信号が入力されるように構成してい
る。

【００２９】図４に示すようにエンジン（図示せず）を
始動させるべくキースイッチをＯＮ操作した場合に、第
２スイッチ４０がＯＦＦ操作されており（ステップＳ１
）、第１スイッチ３９が押し操作されなければ（ステッ
プＳ２）、前述のように前及び横危険面Ａ１，Ａ２、前
及び横減速領域Ｂ１，Ｂ２、境界面Ｅが設定されて（ス
テップＳ３）、通常どおりにバックホウ装置３の減速操
作及び牽制操作が行われる状態となる。そして、ブーム
４（第１ブーム４ａ）、第２ブーム４ｂ及びアーム５の
各油圧シリンダ１１，７，１２がそのストロークエンド
に達した際の減速操作が行われる状態となる（ステップ
Ｓ４）。

【００３０】以上のような通常の状態での作業中におい
て、各ポテンショメータやセンサー等から正常な信号が
制御装置１９に入力されないと、異常が発生したとして
バックホウ装置３が停止操作される（ステップＳ５，Ｓ
６）。

【００３１】そして、前述の通常の作業中において運転
部２７の作業者が第１スイッチ３９を押し操作してこの
信号が制御装置に入力されると（ステップＳ２）、運転
部２７内及び運転部２７外の２箇所の危険回避解除ラン
プ（図示せず）が点灯する（ステップＳ７）。この状態
においては、前及び横危険面Ａ１，Ａ２、前及び横減速
領域Ｂ１，Ｂ２、境界面Ｅが消去されてしまうので（ス
テップＳ８）、前述のようなバックホウ装置３の減速操
作及び牽制操作は行われず、作業者は十分に安全を確認
しながらバケット６を運転部２７や走行装置１等に至近
距離まで接近させて作業が行えるようになるのである。

【００３２】この場合にはブーム４（第１ブーム４ａ）
の油圧シリンダ１１のみにおいて、ストロークエンドに
達した際の減速操作が行われる状態になるのであり、こ
れ以外の油圧シリンダ７，１２に対してはこのような減
速操作は行われない（ステップＳ９）。又、各ポテンシ
ョメータやセンサー等から正常な信号が制御装置１９に
入力されなくても、バックホウ装置３の操作が行える。

【００３３】そして、以上のような減速操作及び牽制操
作が行われない状態での作業中において、第１スイッチ
３９を押し操作すると（ステップＳ１０）、危険回避解
除ランプが消灯して（ステップＳ１１）、ステップＳ３
に戻り再び通常の状態に戻るのである。

【００３４】エンジンの始動前において、断線等により
各ポテンショメータやセンサー等から正常な信号が制御
装置１９に入力されないことが判明している場合等にお
いては、キースイッチの操作前に第２スイッチ４０をＯ
Ｎ操作しておく。このようにしておくと、キースイッチ
のＯＮ操作後に非常運転ランプ（図示せず）が点灯して
（ステップＳ１２）、ステップＳ８に移行して前述のよ
うな減速操作、牽制操作及び各ポテンショメエータ等の
状態に関係なくバックホウ装置３の操作が行えるのであ
る。

【００３５】〔別実施例〕前述の実施例においては図１
に示すように、バケットピン６ａの位置を基準として前
及び横危険面Ａ１，Ａ２を設定しているが、バケットピ
ン６ａの位置にポテンショメータを設置してバケット６
の先端の位置を制御装置１９内にて常時算出するように
構成してもよい。この場合には図１及び図２に示す軌跡
Ｃ１，Ｃ２が本発明の危険面となるのである。

【００３６】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
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】前危険面、前減速領域及び境界面を示すバック
ホウの概略側面図

【図２】前及び横危険面、前及び横減速領域を示すバッ
クホウの概略平面図

【図３】バックホウ装置の各油圧シリンダ、制御弁、パ
イロット弁、右及び左操作レバー、第１及び第２スイッ
チ等の概略回路図

【図４】制御の流れを示すフローチャート

【図５】バッ
クホウの全体側面図

【符号の説明】

３　　　　　　　　　　　　　　　　バックホウ装置４
　　　　　　　　　　　　　　　　バックホウ装置のブ
ーム６　　　　　　　　　　　　　　　　バックホウ装
置のバケット７，１１，１２　　　　バックホウ装置駆
動用の油圧シリンダ ２７　　　　　　　　　　　　　　運転部２９，３０　
　　　　　　　運転部の最外側部３６，３７，３８　　
位置センサー ３９　　　　　　　　　　　　　　切換手段Ａ１，Ａ２
　　　　　　　　危険面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　運転部（２７）の最外側部（２９），
   （３０）から外方に所定距離だけ離れた危険面（Ａ１）
   ，（Ａ２）を空間上に設定し、バックホウ装置（３）の
   バケット（６）の位置を検出する位置センサー（３６）
   ，（３７），（３８）を設けて、この位置センサー（３
   ６），（３７），（３８）の検出に基づき前記バケット
   （６）が前記危険面（Ａ１），（Ａ２）を越えて運転部
   （２７）側に入り込もうとすると、前記バックホウ装置
   （３）駆動用の油圧シリンダ（７），（１１），（１２
   ）を停止させてこれを牽制阻止する牽制手段を設けると
   共に、前記牽制手段を作動及び停止状態に切り換え可能
   な切換手段（３９）を備えているバックホウ。
2. 【請求項２】　　前記牽制手段の作動及び停止に関係な
   く、前記バックホウ装置（３）のブーム（４）がその作
   動範囲のストロークエンド付近に達すると、前記ブーム
   （４）の速度を自動的に減速操作する減速手段を備えて
   いる請求項１記載のバックホウ。