JPH04343924A - 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、バックホウにおけるバ
ックホウ装置の格納構造及び安全構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホウにおいては、例えば特開平３
−６３３２９号公報に開示されているようなバックホウ
装置を装備しているものが、近年現れて来ている。この
バックホウにおいては、旋回台の左側に運転部を配置し
右側にバックホウ装置を配置すると共に、このバックホ
ウ装置のブームにおける先端側部分（前記公報の図５の
９）を、基端側部分（前記公報の図５の８）に対して左
右に横移動操作可能に構成している。これにより、前記
公報の図６及び図７（ロ）に示すように、バックホウ装
置全体を平面視にて旋回台の範囲内に略入り込むように
格納操作して、狭い作業地においても旋回台の旋回が行
えるように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のバックホウにお
いて旋回台からバックホウ装置を前方に出した通常の作
業状態から前述の格納状態に操作する場合、作業者はブ
ーム全体の上昇操作、ブームの先端側部分を所定の位置
（先端側部分を右側に寄せた状態）に戻す操作、アーム
の後方側への操作並びにバケットの掻き込み側への操作
を略連続的に操作しなければならないので、この格納状
態への操作の操作性の面で改良の余地がある。本発明は
バックホウ装置を前述の格納状態に楽に操作できるよう
に、又、この操作の際の安全性を確保することを目的と
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〕バックホウ装置のブームを持ち上げ
アームを後方に揺動させブームの先端側部分を所定の位
置に戻し操作することにより、このバックホウ装置全体
が平面視にて旋回台の範囲内に略入り込む格納状態を設
定して、バックホウ装置を旋回台から前方に出した通常
の作業状態から格納状態に自動的に戻し操作可能なたた
み込み手段を備えると共に、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て、たた
み込み手段の作動時においてバックホウ装置のバケット
が危険面を越えて運転部側に入り込もうとすると、バッ
クホウ装置の油圧シリンダの作動を牽制してこれを阻止
する危険回避手段を備えている。

【０００５】〔２〕前項〔１〕の構成に加えて、たたみ
込み手段の作動直前でのブームの基端側部分に対する先
端側部分の位置を記憶する記憶手段と、たたみ込み手段
の作動後において先端側部分を記憶されている元の位置
に自動的に戻し操作する戻し手段とを備えると共に、こ
の戻し手段の作動中においてバックホウ装置のバケット
が危険面を越えて運転部側に入り込もうとすると、バッ
クホウ装置の油圧シリンダの作動を牽制してこれを阻止
する補助危険回避手段を備えている。

【０００６】

【作用】（Ｉ）前項〔１〕のように構成した場合、バッ
クホウ装置を旋回台から前方に出した通常の作業状態に
おいて作業者がたたみ込み手段を作動させれば、作業者
がバックホウ装置の操作を特に行わなくても、自動的に
バックホウ装置が格納状態に戻し操作されて行くのであ
る。

【０００７】このたたみ込み手段を作動させるとブーム
の上昇操作、アームの後方側への操作及びブームの先端
側部分の所定の位置への戻し操作が、略同時に行われて
格納状態に戻し操作される。この場合、平面視にてバケ
ットは旋回台の前後方向及び左右方向に同時に移動して
、旋回台を斜めに横切るような最短距離を通り運転部の
横に位置する格納状態に戻るような状態となり、バケッ
トが運転部をかすめるように移動して行ったり運転部に
接触したりするおそれがある。そこで、前項〔１〕の危
険回避手段を備えれば例えば図１７に示すように、バケ
ットが運転部３の左前方から運転部３の右横に斜めに移
動して来るような場合に、バケットが前側の危険面ＦＬ
１に達するとバケットの前後方向の移動が阻止されて、
バケットが前側の危険面ＦＬ１に沿って紙面右方に移動
して行くような状態となる。そして、バケットが前側の
危険面ＦＬ１の端から外れる位置に達すると前後方向の
移動の牽制が消えて、バケットが前後左右に移動できる
状態となり前述の格納状態に戻るのである。

【０００８】（ＩＩ）建物が隣接する非常に狭い作業地
において、掘削を行いバックホウ装置を前述の格納状態
として旋回し、別の位置に土を放出するような作業を繰
り返すような場合に、前述のたたみ込み手段を使用する
と作業が非常に楽なものとなる。しかし、この作業にお
いて土の放出後に格納状態にて旋回を行ってからバケッ
トを元の掘削位置に下降させて行く場合、ブーム（基端
側部分）及びアームの操作は特に問題ではないのである
が、ブームの先端側部分を元の掘削位置にまで横移動さ
せる操作が煩わしいものとなっている。そこで、前項〔
２〕のように構成して掘削時における、たたみ込み手段
の作動直前の先端側部分の位置を記憶させておけばよい
。このようにすれば、土の放出後の旋回後においてブー
ム（基端側部分）及びアームの下降操作を行えば、ブー
ムの先端側部分が自動的に元の掘削位置にまで横移動し
て行くのである。

【０００９】この場合、例えば図１７に示すように運転
部３の右横の格納状態から運転部３の左前方にバケット
が移動して行くような状態になれば、バケットが運転部
３をかすめるように移動して行ったり運転部３に接触し
たりするおそれがある。従って、前項〔２〕の補助危険
回避手段を備えればバケットが右横の危険面ＳＬ１に達
するとバケットの左右方向の移動が阻止されて、バケッ
トが右横の危険面ＳＬ１に沿って紙面上方に移動して行
くような状態となる。そして、バケットが右横の危険面
ＳＬ１の端から外れる位置に達すると左右方向の移動の
牽制が消えることになり、バケットが前後左右に移動で
きる状態となって元の掘削位置に戻るのである。

【００１０】

【発明の効果】請求項１のように構成すると、バックホ
ウ装置を自動的に格納状態に戻し操作できるようになる
ので、格納状態への戻し操作の操作性を向上させること
ができた。そして、この自動的な戻し操作の際において
バケットが危険な位置にまで運転部に接近することが防
止されるので、この自動的な戻し操作時の安全性も向上
させることができた。

【００１１】請求項２のように構成すると、格納状態か
らバケットを元の作業位置に操作して行く場合に、ブー
ムの先端側部分が元の作業位置にまで自動的に横移動し
て行くので、前述のバックホウ装置の格納状態からバケ
ットを元の作業位置に操作して行く際の操作性を向上さ
せることができた。そして、この先端側部分の自動的な
横移動の際においてバケットが危険な位置にまで運転部
に接近することが防止されるので、この自動的な先端側
部分の横移動時の安全性も向上させることができた。

【００１２】

【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１に示すバックホウはドーザ１を有したクロー
ラ式の走行機体２と、この走行機体２に旋回自在に設け
られた旋回台４から構成され、この旋回台４上に運転部
３、原動部Ｅ及びバックホウ装置５を備えている。この
場合、図４に示すように旋回台４の左側に運転部３が配
置され、旋回台４の右側にバックホウ装置５が配置され
ている。

【００１３】バックホウ装置５の基本構成部材であるブ
ーム６はその一端を旋回台４の運転部３の横側方に位置
する箇所で枢支され、ブームシリンダＣ１（バックホウ
装置５用の油圧シリンダに相当）によって垂直方向に揺
動操作される。図１及び図２に示すように、ブーム６は
メイン支柱である基端側部分６ａとオフセット機構から
構成され、このオフセット機構は先端側部分６ｂと、こ
れを垂直軸廻りに揺動可能に連結する中間部分６ｃから
構成されている。

【００１４】基端側部分６ａ及び先端側部分６ｂの間に
はリンク７が配置されており、このリンク７の両端部が
、基端側部分６ａ及び先端側部分６ｂにそれぞれ設けら
れたアーム７ａ，７ｂに枢支連結されている。アーム７
ａ，７ｂ、リンク７及び中間部分６ｃが平行四連リンク
式のオフセット機構を構成している。これにより、オフ
セットシリンダＣ４（バックホウ装置５用の油圧シリン
ダに相当）の伸縮に伴い、先端側部分６ｂが基端側部分
６ａに対して横断方向に平行またはほぼ平行に移動し、
先端側部分６ｂに取り付けられたアーム８が基端側部分
６ａに対して横方向に平行移動、つまりオフセット操作
されることになる。アーム８は垂直方向にアームシリン
ダＣ２（バックホウ装置５用の油圧シリンダに相当）に
よって揺動操作可能であり、このアーム８の先端にはバ
ケットシリンダＣ３によって揺動操作可能なバケット９
が設けられている。

【００１５】この構成によりアーム８及びバケット９を
走行機体２の横一端側にオフセットさせることによって
、走行機体２の外側に沿った側溝掘りが可能になる。 又、アーム８を外側にオフセットしブーム６を上昇させ
バケット９及びアーム８を折り畳むことにより、図３及
び図４に示すようにブーム６、アーム８及びバケット９
を旋回台４側に引き込むと共に、バケット９をブーム６
に対し運転部３側とは反対の横側方に位置させると、バ
ックホウ装置５の全体が旋回台４の旋回軌跡内に入り込
む。これにより狭いスペースにおいて旋回が可能となり
、この状態を小旋回の格納状態と称する。

【００１６】バックホウ装置５及び旋回台４の操作は、
運転部３に設けられた前後左右の十字方向に揺動操作自
在な左右一対の操作レバー１０ａ，１０ｂ、及びオフセ
ットレバー１０ｃ等により行われる。図５は、このバッ
クホウの制御システムのブロック図である。この図５に
示すように一方の操作レバー１０ａの前後方向での操作
位置と左右方向での操作位置が、ポテンショメータ型式
の第１センサＳ１と第３センサＳ３とによって検出され
、他方の操作レバー１０ｂの前後方向での操作位置と左
右方向での操作位置が、ポテンショメータ型式の第２セ
ンサＳ２と第５センサＳ５とによって検出される。オフ
セットレバー１０ｃの操作位置は第４センサＳ４によっ
て検出される。これらの検出信号はマイクロコンピュー
タで構成された制御装置１１に入力される。

【００１７】図５に示すように、ブームシリンダＣ１用
のブームバルブＶ１、アームシリンダＣ２用のアームバ
ルブＶ２、バケットシリンダＣ３用のバケットバルブＶ
３、オフセットシリンダＣ４用のオフセットバルブＶ４
、及び旋回モータＭ用の旋回バルブＶ５の夫々が電磁比
例制御弁で構成されている。ブームバルブＶ１，アーム
バルブＶ２、バケットバルブＶ３、オフセットバルブＶ
４及び旋回バルブＶ５は、バルブ駆動回路Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５を介して制御装置１１によって操作さ
れる。

【００１８】例えば操作レバー１０ａを前後方向に操作
すると、制御装置１１が第１センサＳ１による検出結果
と各種制御モードに基づきバルブ駆動回路Ｄ１に信号出
力しブームバルブＶ１を操作して、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と速度で伸
縮操作される。同様に、操作レバー１０ａを左右方向に
操作すると、制御装置１１が第３センサＳ３による検出
結果と各種制御モードに基づきバルブ駆動回路Ｄ３に信
号出力しバケットバルブＶ３を操作して、バケットシリ
ンダＣ３が操作レバー１０ａの操作位置に応じた方向と
速度で伸縮操作される。

【００１９】そして、操作レバー１０ｂを前後方向に操
作すると、制御装置１１が第２センサＳ２による検出結
果と各種制御モードに基づきバルブ駆動回路Ｄ２に信号
出力しアームバルブＶ２を操作して、アームシリンダＣ
２が操作レバー１０ｂの操作位置に応じた方向と速度で
伸縮操作される。操作レバー１０ｂを左右方向に操作す
ると、制御装置１１が第５センサＳ５による検出結果に
基づきバルブ駆動回路Ｄ５に信号出力し旋回バルブＶ５
を操作して、旋回モータＭが操作レバー１０ｂの操作位
置に応じた方向と速度で操作される。オフセットレバー
１０ｃの操作も同様な方法で制御装置１１に入力され、
制御装置１１は入力信号に基づきバルブ駆動回路Ｄ４を
介してオフセットバルブＶ４を操作し、オフセットシリ
ンダＣ４が伸縮操作される。後で詳しく説明するが、各
種レバー操作に基づくシリンダの動きが安全上や機能上
において好ましいかどうか制御装置１１によってチェッ
クされており、不都合な操作指令はキャンセルまたは変
更されるように構成されている。

【００２０】図１に示すように、バックホウ装置５の各
部の姿勢及び位置を制御装置１１に入力する目的で、ブ
ーム６の旋回台４に対する揺動角を検出するブーム角セ
ンサＰ１が設けられ、アーム８のブーム６に対する揺動
角を検出するアーム角センサＰ２がブーム６の先端部に
設けられている。そして、バケット９のアーム８に対す
る揺動角を検出するバケット角センサＰ３が、バケット
シリンダＣ３とバケット９を連動連結するリンク１２に
設けられて、バケット角としてリンク１２のアーム８に
対する揺動角を検出している。バケット９の基端側部分
６ａに対するオフセットの方向及びオフセット量を検出
するために、中間部分６ｃの基端側部分６ａに対する揺
動角を検出するオフセットセンサＰ４がブーム６に設け
られている。この各センサは回転式のポテンショメータ
で構成されている。図５に示すように、各センサＰ１〜
Ｐ４からの出力が制御装置１１に入力されている。これ
により、制御装置１１においてバックホウ装置５の各部
の姿勢及び位置が求められる。

【００２１】図５に示すようにバックホウ装置５の動作
制御モード選択スイッチとして、危険回避モードスイッ
チＳ９、たたみ込みモードスイッチＳ６、オフセット戻
しスイッチＳ７、水平制御モードスイッチＳ８が備えら
れており、これらはすべて制御装置１１に接続されてい
る。後ほど詳しく説明するが、危険回避モードはバック
ホウ装置５の屈曲操作やオフセット操作に伴ってバケッ
ト９が運転部３に異常接近すると言ったような危険を回
避することを目的としており、通常はＯＮに設定されて
いる。たたみ込みモードはバックホウ装置５を旋回台４
から前方に出した作業状態から、前述した小旋回の格納
状態（図３参照）に自動的に戻すことを目的としている
。さらに、オフセット戻しとはバックホウ装置５を小旋
回の格納状態から作業状態に戻す際に、バケット９を格
納前のオフセット位置に自動的に戻すことであり、水平
制御モードはバックホウ装置５を小旋回の格納状態に自
動格納する際に、バケット９の開口面がほぼ水平に保持
されるようにブーム６及びアーム８を折り曲げ操作する
モードである。

【００２２】次にバックホウ装置５の制御の流れについ
て説明する。以下の説明でバックホウ装置５の各構成部
材の動作方向を規定するため、「かき込み方向」や「ダ
ンプ方向」といった言葉が出てくるが、かき込み方向と
はバケット９が土を掘り起こすように移動する方向であ
り、ダンプ方向とはバケット９が土及び積荷を投げ出す
ように移動する方向である。

【００２３】バックホウの始動操作に伴い図６で示す制
御装置１１のプログラムが起動し、各パラメータのチェ
ックや変数の初期化を行った後に、種々の処理を時分割
で行う。つまり、各種処理は所定時間間隔で行われる割
り込みとして処理される。その割り込み処理には、メイ
ン処理、各センサ信号の入力処理、各種制御モードスイ
ッチの入力処理、制御パネルへの表示処理、各バルブ駆
動回路への出力処理などがある。メイン処理ではバック
ホウの各種駆動装置の操作量が各種制御モードに応じて
決定される。センサ信号入力処理ではセンサを構成する
ポテンショメータからの信号が取り込まれメイン処理で
利用される形式に変換される。制御モードスイッチの入
力処理は制御モードを設定するスイッチの信号が取り込
まれ、メイン処理に利用される形式に変換されたり、必
要な準備が行なわれる。例えば、図５に示すたたみ込み
モードスイッチＳ６の設定が確認されると、その時点で
検出されたオフセット量が所定のＲＡＭ領域に格納され
る。表示処理では運転部３に備えられた制御パネルに表
示される全てのデータが管理される。各バルブ駆動回路
への出力処理では、メイン処理において決定され格納さ
れた各シリンダに対する操作量に基づき各バルブ駆動回
路に制御信号を与える。

【００２４】次に、メイン処理について説明する。図７
で示されたメイン処理がスタートすると、制御モード選
択スイッチの入力処理で準備された制御モードが取り込
まれ（＃１０）、ついでセンサ信号入力処理で準備され
た操作レバー等による入力データが取り込まれ（＃１５
）、このデータに基づいてバルブ操作量が演算され（＃
２０）、その演算結果が所定のＲＡＭエリアに書き込ま
れる（＃２５）。さらに、バックホウ装置５の姿勢を表
しているデータとして、センサ信号入力処理で準備され
たブーム６、アーム８及びバケット９の間接角データが
取り込まれる（＃３０）。次のステップでは、設定され
た各種制御モードがチェックされる。＃４０でオフセッ
ト制御モードが設定されているかどうかチェックされ、
ＹＥＳの場合オフセット制御のサブルーチンが実行され
る（＃４５）。同様に＃５０、＃６０、＃７０で水平制
御モード、たたみ込み制御モード、オフセット戻し制御
モードがチェックされ、それぞれＹＥＳの場合は対応す
る制御のサブルーチンが実行される（＃５５、＃６５、
＃７５）。ただし、たたみ込み制御は水平制御が行われ
ている場合でないと、作動させることができない。

【００２５】続いてクッション制御処理（＃８０）、危
険回避処理（＃９０）が行われる。これらの各種制御モ
ードのルーチンや処理ルーチンの中で、必要に応じてバ
ルブの操作量が書き換えられる。別の割り込みルーチン
であるバルブ駆動回路の出力処理において、ここで書き
込まれたバルブ操作量を基にしてバルブ駆動回路に対す
る制御信号が作り出され、この信号によってバルブ駆動
回路がバルブに適当な電流を与えることにより、最終的
に対応するシリンダが駆動される。

【００２６】次に、このメイン処理で用いられた各サブ
ルーチンについて説明する。図８はオフセット制御のフ
ローチャートを示している。ここでは、オフセットする
方向がチェックされた後（＃１１０）、所定のＲＡＭエ
リアに格納されているオフセットレバー１０ｃの操作に
関するデータに基づいて、オフセット操作テーブルから
適正値が取り込まれ（＃１２０）、これからオフセット
シリンダＣ４用のバルブ駆動回路Ｄ４で用いられる操作
量が演算され書き込まれる（＃１３０）。

【００２７】図９は水平制御のフローチャートを示して
いる。ここでは、センサ信号処理で準備されたデータか
ら実際のバケット角、アーム角、ブーム角を演算し（＃
２１０、＃２２０、＃２３０）、これらの角度値から機
体に対するバケット角を求めて、バケット９の開口面が
水平となる基準角に対する偏差ｆを算出する（＃２４０
）。この偏差の絶対値は許容値ｄＡと比較され（＃２５
０）、その偏差が許容値ｄＡ内に入っておればアーム８
の操作は行わず（＃２６０）、許容値ｄＡ外であれば、
検出されたアーム角に対応した制御ゲインＧを決定し（
＃２７０）、この制御ゲインＧと偏差ｆとからアーム８
の操作量が演算され（＃２８０）、所定のＲＡＭエリア
に書き込まれる（＃２９０）。つまり、バケット９の開
口面を水平に保つ操作はアーム８を前後に揺動操作する
ことによって行われる。

【００２８】図１０及び図１１はバックホウ装置５を図
３に示す格納状態とするたたみ込み制御（たたみ込み手
段に相当）のフローチャートを示している。このルーチ
ンに入ると先ずブーム６の下降操作又はアーム８のダン
プ方向操作が指令されているかどうかをチェックし（＃
３０５）、ＹＥＳならば、直ちにたたみ込み制御をキャ
ンセルする（＃３９５）。これはたたみ込み制御が行わ
れているとき、作業者が操作レバー１０ａ，１０ｂによ
りブーム６を下降操作またはアーム８をダンプ方向へ操
作した場合、たたみ込み制御に反する操作と判断して、
たたみ込み制御を停止させることを意味している。

【００２９】＃３０５でＮＯであればブーム６の操作量
を上昇方向の最大値とすると共に、アーム８の操作量を
かき込み方向の最大値に設定する（＃３１０）。次にバ
ケット９の地面からの高さを演算し（＃３１５）、その
高さが１ｍ以上であれば＃３２０から＃３５０にてオフ
セット操作量の設定を行う。その高さが１ｍ未満であれ
ば、オフセット操作することが危険であるため、たたみ
込み制御におけるオフセット操作量の設定は行われない
。オフセット操作量の設定に関しては、まずオフセット
角を目標値と比較することにより、左右どちら側にオフ
セット操作するべきかを決定する（＃３２０）。オフセ
ット角が目標値以上の場合には右側へのオフセットが要
求されるので、オフセット操作量を右側オフセットの最
大値に設定し（＃３２５）、オフセット方向フラグを右
に設定する（＃３３０）。オフセット角が目標値を下回
っている場合には左側へのオフセットが要求されるので
、オフセット操作量を左側オフセットの最大値に設定し
（＃３４０）、オフセット方向フラグを左に設定する（
＃３５０）。

【００３０】続いて、ブーム６が格納のための位置に来
ているかどうか、つまりブーム角が最大となっているか
をチェックし（＃３６０）、ＹＥＳの場合にはブーム６
の操作量を０に設定する（＃３６５）。同様にアーム８
が格納のための位置に来ているかどうか、つまりアーム
角が最大となっているかをチェックし（＃３７０）、Ｙ
ＥＳの場合にはアーム８の操作量を０に設定する（＃３
７５）。次に、オフセット操作の完了を、オフセット方
向フラグが右である場合はオフセット角が目標値以下で
あることから、逆にオフセット方向フラグが左である場
合はオフセット角が目標値を上回っていることから判断
して（＃３８０）、オフセット操作が完了している場合
にはオフセット操作量を０に書き換える（＃３８５）。 バックホウ装置５の格納操作の完了をオフセット操作量
、ブーム６の操作量及びアーム８の操作量の全てが０に
設定されていることから判断して（＃３９０）、バック
ホウ装置５の格納操作が完了されている場合には、たた
み込み制御の指令を解除すると共に、水平制御の指令も
解除する（＃３９５）。

【００３１】図１２はオフセット戻し制御（ブーム６の
先端側部分６ｂを元の位置に自動的に戻す戻し手段に相
当）のフローチャートを示している。先ず各種制御モー
ドスイッチの入力処理において、図５に示すたたみ込み
モードスイッチＳ６のＯＦＦからＯＮへの切り換えが確
認されると、その時点で検出されたオフセット角が格納
されている所定のＲＡＭエリアから読み込まれ、オフセ
ット角つまりバックホウ装置５が格納される前のオフセ
ット角が読み込まれる（＃４１０）（戻し手段用の記憶
手段に相当）。この読み込まれた元のオフセット角と現
時点の検出されたオフセット角が比較されて（＃４２０
）、バケット９を元のオフセットされた位置に戻すため
に右側への移動が必要な場合にはオフセット操作量を右
方向の最大値に設定し（＃４３０）、左側への移動が必
要な場合にはオフセット操作量を左方向の最大値に設定
する（＃４４０）。検出されたオフセット角が元のオフ
セット角に等しくなれば、オフセット戻し制御は完了と
なるので、オフセット戻し制御指令を解除する（＃４４
０、＃４５０）。

【００３２】ここでは詳しく述べられていないが、たた
み込み制御時にオフセット角を格納する場所を複数設け
、それらの値のうちの任意のものを選択するスイッチを
設けて、これにより選択されたオフセット角を＃４１０
で読み込むようにすれば、たたみ込み後に所望のオフセ
ット位置にバケット９を戻すことができる。又、オフセ
ット角だけではなくブーム角、アーム角及びバケット角
も格納するようにすれば、同様な方法でバックホウ装置
５の姿勢をたたみ込みの前の姿勢に復帰させることも可
能である。

【００３３】図１３及び図１４はクッション制御のフロ
チャートを示している。バックホウ装置５に用いられて
いるブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２及びオフ
セットシリンダＣ４を駆動する際、そのストローク端に
近づくほどピストンの移動速度を低くした方が衝撃が少
なくて都合がよい。このため、ピストンの移動速度がス
トローク端部付近において低下するように各シリンダを
制御するのがクッション制御の主な役割である。

【００３４】先ずブームシリンダＣ１がチェックされる
。ブームシリンダＣ１がそのストローク端部領域で駆動
され、その操作方向がブーム６を上昇させる方向ならば
（＃５００、＃５０５）、検出されたブーム角からその
ストローク端部までの距離を演算し、その演算結果から
前もって設定されているブーム６操作のための最適値が
導かれる（＃５１０）。この最適値は、例えばストロー
ク端部からの距離に比例して速い動作速度となるように
決定される。この得られた値でブーム６の操作量が書き
換えられる（＃５１５）。

【００３５】次にアームシリンダＣ２がチェックされる
。アームシリンダＣ２がそのストローク端部領域で駆動
され、その操作方向がかき込み方向ならば（＃５２０、
＃５２５）、検出されたアーム角からそのストローク端
部までの距離を演算して、その演算結果から前もって設
定されているアーム８のかき込み操作のための最適値が
導かれる（＃５３０）。この得られた値でアーム操作量
が書き換えられる（＃５３５）。さらにダンプ方向での
アームシリンダＣ２の駆動がチェックされる。アームシ
リンダＣ２がそのストローク端部領域で駆動され、その
操作方向がダンプ方向ならば（＃５４０、＃５４５）、
検出されたアーム角からそのストローク端部までの距離
を演算して、その演算結果から前もって設定されている
アーム８のダンプ操作のための最適値が導かれる（＃５
５０）。この得られた値でアーム８の操作量が書き換え
られる（＃５５５）。同様にオフセットシリンダＣ４の
ストローク端部領域でのクッション制御のための制御ス
テップが、右側オフセット移動と左側オフセット移動に
分けてステップ＃５６０から＃５９５にかけて示されて
いるが、アームシリンダＣ２で説明したことに対応する
のでその説明はここでは繰り返さない。

【００３６】その後、オフセットシリンダＣ４のクッシ
ョン制御が行われるが、これはオフセットシリンダＣ４
が目標位置で正確に停止するように、目標近くに来ると
オフセットシリンダＣ４の速度を減速するのである。こ
れは、オフセット機構を用いて左方向にバケット９を移
動させる場合に慣性力等により目標値より左側にオーバ
ーランすると、場合によっては運転部３との接触と言っ
た大きな危険の可能性が生じるからである。このため左
方向の移動中に減速処理が機能する。

【００３７】次に、運転部３周辺に規定された危険領域
の考えについて説明する。図１７に示すように、運転部
３の前方には第１前側危険ラインＦＬ１（危険面に相当
）、及び、その外側に位置する第２前側危険ラインＦＬ
２（危険面に相当）が設定されており、運転部３の右側
には第１側方危険ラインＳＬ１（危険面に相当）、及び
、その外側に位置する第２側方危険ラインＳＬ２（危険
面に相当）が設定されている。第１及び第２前側危険ラ
インＦＬ１，ＦＬ２によって区画される危険ゾーンは、
運転部３にバケット９が前方から迫ってくることを防止
する目的で設定されており、第１及び第２側方危険ライ
ンＳＬ１，ＳＬ２によって区画される危険ゾーンは、運
転部３にバケット９が右側方から迫ってくることを防止
する目的で設定されている。さらに、図１８に示すよう
に運転部３の前方空間においてブーム角の規制領域が追
加的に設定されており、ラインＶＬ１，ＶＬ２によって
作り出される角度範囲Ｚにブーム６が位置する場合に、
ブーム６の上昇に条件を与えている。

【００３８】クッション制御に話を戻すと、図１４で示
されている＃６００から始まるフローは、先ほど述べた
オフセット機構の制御における危険防止のための減速処
理であり、オフセットシリンダＣ４がバックホウ装置５
のたたみ込み時に、バケット９を設定された位置より左
側に位置させるように動作する可能性を抑えることを目
的としている。

【００３９】図１４に示すように、オフセット機構が左
方向に移動中であるかチェックされ（＃６００）、ＹＥ
Ｓの場合のみさらにたたみ込み制御中であるかチェック
される（＃６１０）。たたみ込み制御中であれば、バケ
ット９が第２側方危険ラインＳＬ２内に位置している場
合にのみ（＃６２０）、現在のオフセット角から設定さ
れたオフセット目標角（バックホウ装置５がたたみ込ま
れる際のオフセット角）までの隔たりを求め、その隔た
りをパラメータとして減速オフセット操作量が決定され
る（＃６３０）。その決定されたオフセット操作量で現
在格納されているオフセット操作量が書き換えられる（
＃６４０）。

【００４０】＃６１０においてたたみ込み制御中でなか
ったら、バケット９が第２側方危険ラインＳＬ２内に位
置し、且つ、アーム８が第２前側危険ラインＦＬ２内に
位置している場合にのみ（＃６５０）、同様にオフセッ
ト目標角までの隔たりを求めてその隔たりをパラメータ
として減速オフセット操作量が決定される（＃６３０）
。その決定されたオフセット操作量で現在格納されてい
るオフセット操作量が書き換えられる（＃６４０）。前
述の条件に当てはまらない場合はそのままこのクッショ
ン制御を終了するので、格納されているオフセット操作
量が書き換えられることもない。

【００４１】次に、危険回避制御のフローチャートにつ
いて説明する。前述したように図１７及び図１８に示し
たような危険区域が設定されている。本発明のようなバ
ックホウにおいてブーム６の上昇及びアーム８のかき込
み操作は、バケット９を前方から運転部３側に移動させ
、バケット９のオフセット移動はバケット９を右側方か
ら運転部３側に移動させることになる。このため、危険
回避制御では前方の危険ソーンにおけるブーム６の上昇
やアーム８のかき込み操作、及び側方の危険ゾーンにお
ける左方向のオフセット移動が禁止される。さらに、こ
の危険回避制御をより確実なものとするために、第２前
側危険ラインＦＬ２の外側に減速ゾーンを設定し、ブー
ム６やアーム８の危険ゾーンまでの距離に応じて各シリ
ンダの動作速度を遅くしている。

【００４２】危険回避制御においては、操作レバー１０
ａ，１０ｂ及びオフセットレバー１０ｃの手動操作によ
ってバックホウ装置５に対する動作指令が与えられた際
、その時点でのブーム角、アーム角、オフセット角の検
出データからバックホウ装置５の姿勢、つまりバックホ
ウ装置５の各構成部材の位置とその動作方向を演算して
、その位置と方向が問題となる場合は該当するシリンダ
の操作量を小さくしたり必要な場合に０に書き換える。

【００４３】例えば、バケット９が第２側方危険ライン
ＳＬ２の内側で、且つ、アーム８が第１前側危険ライン
ＦＬ１の内側であると、左方向へのオフセット移動はキ
ャンセルされる。バケット９が第１側方危険ラインＳＬ
１の内側で、且つ、アーム８が第２前側危険ラインＦＬ
２の内側であると、アーム８のかき込み方向の揺動はキ
ャンセルされる。バケット９が第１側方危険ラインＳＬ
１の内側で、且つ、アーム８が第２前側危険ラインＦＬ
２の内側で、且つ、ブーム角がラインＶＬ１とＶＬ２の
間の角度範囲Ｚに入っていると、ブーム６の上昇動作も
キャンセルされる。さらにバケット９が第２側方危険ラ
インＳＬ２の内側で、且つ、アーム８が第２前側危険ラ
インＦＬ２の内側であると、ブーム６やバケット９が減
速ゾーンに入っているかどうか、つまり危険ゾーンまで
の距離を算出してそれに応じた減速処理を行う。

【００４４】つまり、図１５及び図１６に示すルーチン
に入ると、まずバケット９が第２側方危険ラインＳＬ２
内に入っているかどうかをチェックし（＃７００）、Ｎ
Ｏの場合には危険回避制御の必要がないのでこのルーチ
ンを終了する。ＹＥＳの場合には、アーム８が第２前側
危険ラインＦＬ２内に入っているかどうかをチェックす
る（＃７０５）。アーム８が第２前側危険ラインＦＬ２
内に入っていない場合は、先ほど述べた減速ゾーンの考
え方を導入して現時点のブーム角におけるアーム角の危
険ゾーンまでの間隔からアーム８の操作量を算定して、
現時点のアーム角におけるブーム角の危険ゾーンまでの
間隔からブーム６の操作量を必要に応じて算定して（＃
７１０）、この決定された値でそれぞれの操作量を書き
換えている（＃７１５）。

【００４５】アーム８が第２前側危険ラインＦＬ２内に
入っている場合はバケット９、アーム８、ブーム６の位
置により、必要な場合にそれぞれの動きが以下に示す手
順でキャンセルされる。先ず、アーム８が第１前側危険
ラインＦＬ１内に入っている場合（＃７２０）で、且つ
、左方向のオフセット操作中である場合には（＃７２５
）、オフセット操作量が０に書き直される（＃７３０、
＃７３５）。つまり、このルーチンに入る前に設定され
ていたオフセット操作はキャンセルされる。

【００４６】次にバケット９が第１側方危険ラインＳＬ
１内に入っている場合（＃７４０）で、且つ、アーム８
がかき込み側に操作中である場合（＃７４５）、アーム
操作量が０に書き直される（＃７５０、＃７５５）。つ
まり、このルーチンに入る前に設定されていたアーム８
の操作はキャンセルされる。最後にブーム角がラインＶ
Ｌ１とＶＬ２で決められた角度範囲Ｚ内に入っている場
合（＃７６０）で、且つバケット９が第１側方危険ライ
ンＳＬ１内に入っている場合（＃７６５）で、さらにブ
ーム６が上昇中の場合（＃７７０）、ブーム操作量が０
に書き直される（＃７７５、＃７８０）。つまり、この
ルーチンに入る前に設定されていたブーム６の操作はキ
ャンセルされる。この処理によってバックホウ装置５、
特にバケット９が運転部３に危険な位置にまで接近する
操作がキャンセルされる。

【００４７】このように、最初に操作レバー１０ａ，１
０ｂ又はオフセットレバー１０ｃによって設定された操
作量は、クッション制御や危険回避制御のルーチンによ
って必要な場合減少させられたり、キャンセルされたり
する。そして最終の値が前述した出力処理で利用され、
各バルブ駆動回路が駆動される。このような手法では後
で処理されるルーチンで算出された各シリンダ操作量が
優先されるわけであって、バックホウ装置５の構造やシ
リンダストロークの選択により、例えば危険回避制御ル
ーチンで算定された減速操作量が、その前のクッション
制御ルーチンで算定された操作量より大きな値となるこ
とも考えられる。このような不都合を避けるには、操作
量の書き換えにおいて大きな値には置き換えないという
条件を設定しておくとよい。

【００４８】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】バックホウの全体側面図

【図２】バックホウ装置におけるブーム先端及びアーム
付近の平面図

【図３】バックホウ装置を格納状態に折り畳んだ状態で
のバックホウの全体側面図

【図４】バックホウの全体平面図

【図５】各操作レバー、モードスイッチ、センサ及びシ
リンダの概略回路図

【図６】制御全体の概略を示すブロック図

【図７】メイ
ン処理の流れを示すフローチャート

【図８】オフセット
制御の流れを示すフローチャート

【図９】水平制御の流
れを示すフローチャート

【図１０】たたみ込み制御の前
半の流れを示すフローチャート

【図１１】たたみ込み制御の後半の流れを示すフローチ
ャート

【図１２】オフセット戻し制御の流れを示すフローチャ
ート

【図１３】クッション制御の前半の流れを示すフローチ
ャート

【図１４】クッション制御の後半の流れを示すフローチ
ャート

【図１５】危険回避制御の前半の流れを示すフローチャ
ート

【図１６】危険回避制御の後半の流れを示すフローチャ
ート

【図１７】第１及び第２前側危険ライン、第１及び第２
側方危険ラインを示す平面図

【図１８】ブームの制御用の角度範囲を示す側面図

【符号の説明】

３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　運転部４　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　旋回台５　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　バ
ックホウ装置６　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　バックホウ装置のブーム ６ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ブームの基端側部分６ｂ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ブームの先端
側部分８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　バックホウ装置のアーム ９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　バックホウ装置のバケット ＦＬ１，ＦＬ２，ＳＬ１，ＳＬ２　　危険面Ｃ１，Ｃ２
，Ｃ４　　　　　　　　　　　　　　　　バックホウ装
置の油圧シリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　旋回台（４）の右又は左側に運転部（
   ３）を配置し、この旋回台（４）の右又は左の反対側に
   バックホウ装置（５）を配置すると共に、このバックホ
   ウ装置（５）のブーム（６）における先端側部分（６ｂ
   ）を、基端側部分（６ａ）に対して左右に横移動操作可
   能に構成しているバックホウにおいて、前記バックホウ
   装置（５）のブーム（６）を持ち上げアーム（８）を後
   方に揺動させ前記先端側部分（６ｂ）を所定の位置に戻
   し操作することにより、このバックホウ装置（５）全体
   が平面視にて旋回台（４）の範囲内に略入り込む格納状
   態を設定して、前記バックホウ装置（５）を旋回台（４
   ）から前方に出した通常の作業状態から前記格納状態に
   自動的に戻し操作可能なたたみ込み手段を備えると共に
   、前記運転部（３）の最外側部から外方に所定距離だけ
   離れた危険面（ＦＬ１），（ＦＬ２），（ＳＬ１），（
   ＳＬ２）を空間上に設定して、前記たたみ込み手段の作
   動時においてバックホウ装置（５）のバケット（９）が
   前記危険面（ＦＬ１），（ＦＬ２），（ＳＬ１），（Ｓ
   Ｌ２）を越えて運転部（３）側に入り込もうとすると、
   バックホウ装置（５）の油圧シリンダ（Ｃ１），（Ｃ２
   ），（Ｃ４）の作動を牽制してこれを阻止する危険回避
   手段を備えているバックホウ。
2. 【請求項２】　　前記たたみ込み手段の作動直前での前
   記基端側部分（６ａ）に対する先端側部分（６ｂ）の位
   置を記憶する記憶手段と、前記たたみ込み手段の作動後
   において前記先端側部分（６ｂ）を前記記憶されている
   元の位置に自動的に戻し操作する戻し手段とを備えると
   共に、この戻し手段の作動中においてバックホウ装置（
   ５）のバケット（９）が前記危険面（ＦＬ１），（ＦＬ
   ２），（ＳＬ１），（ＳＬ２）を越えて運転部（３）側
   に入り込もうとすると、バックホウ装置（５）の油圧シ
   リンダ（Ｃ１），（Ｃ２），（Ｃ４）の作動を牽制して
   これを阻止する補助危険回避手段を備えている請求項１
   記載のバックホウ。