JPH05195558A - バックホーの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 杭打ち作業時にブームの上下方向夫々の作動
速度をほぼ同一にでき、かつ、上昇時の制御弁の応答遅
れによるオーバー上昇を抑制でき、作業性に優れた制御
装置を提供する。 【構成】 バックホー装置におけるブーム６を上下動駆
動する油圧アクチュエータ１５の電磁式比例流量制御弁
Ｖ１，Ｖ２の開度を、操作レバー１１の操作量に応じた
電流を供給して比例制御する流量制御手段Ａを備え、操
作レバー１１が下降側操作領域から中立位置に対して所
定速度以上で戻し操作されたことを検出するレバー速度
検出手段Ｂと、ブーム用油圧アクチュエータ１５以外の
他の油圧アクチュエータが中立状態にあることを検出す
る中立検出手段Ｃとを備え、かつ、前記レバー速度検出
手段Ｂ及び前記中立検出手段Ｃが共に検出状態になる
と、前記ブーム用油圧アクチュエータ１５に対する上昇
操作側の圧油供給量を標準流量よりも少ない量に抑制す
る流量抑制手段Ｄを備えてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックホー装置を複数
の油圧アクチュエータにより駆動するよう構成するとと
もに、前記バックホー装置におけるブームを上下動駆動
する油圧アクチュエータの電磁式比例流量制御弁の開度
を、操作レバーの操作量に応じた電流を供給して比例制
御する流量制御手段を備えてあるバックホーの油圧制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記バックホーの油圧制御装置におい
て、従来では、前記ブーム駆動用油圧シリンダ〔油圧ア
クチュエータの一例〕の主制御弁とは別に他の油圧ポン
プからの圧油をブーム上昇作動用圧油供給路に合流供給
する副制御弁を設け、バックホー装置を上昇駆動させる
際に、バックホー装置の重量に抗して大きな油圧力で持
ち上げ駆動するよう構成してあった〔例えば、油圧回路
構成の例として特開平２−２８９７２６号公報参照〕。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構造は、通常の掘
削作業においては、バックホー装置により土砂を掬い上
げる作業を行う場合、ブームの上昇駆動はバックホー装
置自身の重量と土砂の重量とが共に加わり大きな重量負
担となるので、この上昇作動の際に２つの油圧ポンプの
圧油を合流して駆動力を大きくするようにしたものであ
る。ところで、この種のバックホーにおいて、バックホ
ー装置の先端部のバケットにより、又は、バケットに代
えて鉄製の杭体を取付けてバックホー装置を勢いよく下
降させて、コンクリート割りやアスファルトの破砕作業
を行うことがあるが、このような場合、上記従来構造の
如くバックホー装置の上昇作動の際に圧油合流が行われ
ると、杭打ち込み用下降作動に対してバックホー装置の
上昇作動の速度が速く行われることになり、上下作動に
速度差が発生して作業が行い難いものになる欠点があっ
た。このような杭打ち作業ではバックホー装置を下降さ
せた後、素早く上昇させる作業となるので、特に、電磁
式比例流量制御弁の電流供給量をレバー操作に基づいて
制御する構成においては、前記上昇作動時に電磁式比例
流量制御弁の応答遅れが生じて、バックホー装置が所望
位置よりも高い位置まで戻り作動して、次回下降操作に
時間が掛かり作業操作性が低下してしまう弊害があっ
た。本発明は上記不具合点を解消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】本第１発明の特徴構成
は、冒頭に記載したバックホーの油圧制御装置におい
て、前記操作レバーが下降側操作領域から中立位置に対
して所定速度以上で戻し操作されたことを検出するレバ
ー速度検出手段と、ブーム用油圧アクチュエータ以外の
他の油圧アクチュエータが中立状態にあることを検出す
る中立検出手段とを備え、かつ、前記レバー速度検出手
段及び前記中立検出手段が共に検出状態になると、前記
ブーム用油圧アクチュエータに対する上昇操作側の圧油
供給量を標準流量よりも少ない量に抑制する流量抑制手
段を備えてある点にある。本第２発明の特徴構成は、前
記ブームの下降操作において前記操作レバーの下降駆動
用操作、中立維持操作及び上昇駆動用戻し操作の夫々が
所定速度以上の高速で行われたことを検出するレバー操
作状態検出手段と、ブーム用油圧アクチュエータ以外の
他の油圧アクチュエータが中立状態にあることを検出す
る中立検出手段とを備え、かつ、前記レバー操作状態検
出手段及び前記中立検出手段が共に検出状態になると、
前記ブーム用油圧アクチュエータに対する上昇操作側の
圧油供給量を標準流量よりも少ない量に抑制する流量抑
制手段を備えてある点にある。本第３発明の特徴構成
は、前記レバー操作状態検出手段が、ブームの下降駆動
用操作後の下降操作維持時間が第１所定時間以上であっ
て、かつ、第２所定時間以下であるときのみ、検出作動
するものである点にある。

【０００５】

【作用】杭打ち作業の場合には、杭体を素早く下降させ
て打ち込んだ後、短い時間で素早く上昇作動させるよう
レバー操作を行う必要があるので、このうち、操作レバ
ーが下降側操作領域から中立位置に対して所定速度以上
で戻し操作されたこと、あるいは、ブームの下降操作に
おいて前記操作レバーの下降駆動用操作、中立維持操作
及び上昇駆動用戻し操作の夫々が所定速度以上の高速で
行われたことのうちのいずれかの作動条件と、他の油圧
アクチュエータが作動していないこととを共に検出した
ときのみ、そのレバー操作が杭打ち作業であると判断し
て、上昇操作側の圧油供給量を自動的に少ないものに抑
制するので、上昇作動速度を下降速度とほぼ等しい作動
速度に合わせることができる。尚、前記レバー操作状態
検出手段が、ブームの下降駆動用操作後の下降操作維持
時間が第１所定時間以上であって、かつ、第２所定時間
以下であるときのみ、検出作動するものに構成しておく
と、例えば、操縦者が誤って操作レバーを手で弾いたよ
うな場合に杭打ち作業状態に設定されることがなく、安
全に作業できる。

【０００６】

【発明の効果】従って、杭打ち作業時特有のレバー操作
状態を判断して、ブームの上下作動をほぼ同一作動速度
でバランスよく作業を行うことができ、上昇作動時に制
御弁の応答遅れによるオーバー上昇を抑制できて、杭打
ち作業における作業性が向上するものとなった。又、ブ
ームシリンダ以外の油圧アクチュエータが作動していた
り、上昇用レバー操作がゆっくり行われるような作業あ
るいはブーム下降状態が長く続くような作業等、掘削作
業や杭打ち以外の他の作業である場合には、ブーム上昇
作動が２ポンプ合流状態で強い力で駆動できることにな
る。しかも、このような切り換えが自動で行われるの
で、操縦者は煩わしさがなく操作性が低下することもな
い。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図７
にバックホーを示している。このバックホーは、クロー
ラ走行装置１を備えた走行機台２に旋回用油圧モータＭ
の駆動により縦軸芯周りで全旋回自在に旋回台３を搭載
するとともに、旋回台３にバックホー装置４を連結し、
走行機台２にドーザ装置５を備えて構成してある。前記
バックホー装置４は、旋回台３に横軸芯周りで上下揺動
自在に枢支されるブーム６にアーム７、バケット８を枢
支連結するとともに、夫々をブームシリンダ１５、アー
ムシリンダ１６、バケットシリンダ１７により駆動揺動
して掘削作業やあるいはコンクリート割り等の杭打ち作
業を行えるよう構成してある。又、ブーム６は、基端部
６ａ、中間部６ｂ及び先端部６ｃに３分割され、夫々を
縦軸芯周りで枢支連結するとともに、基端部６ａと先端
部６ｃとを中間部６ｂと平行なリンク９を介して枢支連
結し、オフセットシリンダ１８により中間部６ｂを揺動
駆動することでバケット８が平行姿勢を維持しながら左
右方向に移動できるよう構成し、バケット８をブーム基
端部６ａに対して横方向にオフセットして旋回台３上に
格納することで最大旋回径を小さくした状態で旋回作動
できるよう構成してある。

【０００８】油圧アクチュエータとしての前記ブームシ
リンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１
７及び旋回油圧モータＭの夫々は、旋回台３上に設けら
れた操縦部１０に配設した十字揺動操作自在な左右一対
の操作レバー１１により制御操作されるよう構成してあ
る。詳述すると、図１に示すように、前記各シリンダ１
５，１６，１７及び旋回モータＭは、夫々電磁式比例流
量制御弁Ｖにより油圧流量を制御するよう構成し、各操
作レバー１１の夫々の操作方向における操作量を４個の
ポテンショメータＰＭにより検出して、この検出操作量
に基づいて制御装置１２が各電磁式比例流量制御弁Ｖに
対する電流供給量を制御するよう構成してある。又、前
記オフセットシリンダ１８は操作スイッチＳＷの操作に
より予め設定される流量を供給するよう構成されてい
る。ブームシリンダ１５に対する圧油供給回路において
は、図３に示すように、複動型のブームシリンダ１５に
対して第１油圧ポンプ１３からの往復圧油を給排する主
制御弁Ｖ１と、ブーム６の上昇作動側の圧油供給路に対
してのみ第２油圧ポンプ１４からの圧油を合流供給する
副制御弁Ｖ２とを設けてあり、ブームシリンダ１５の上
昇側作動時には、第１、第２油圧ポンプ１３，１４の夫
々の圧油を合流供給するようにして、例えばバックホー
装置４を機体外方に張り出した姿勢で掘削土砂を持ち上
げる等の大重量が掛かる場合に、大きな油圧力が作用す
るよう構成してある。前記制御装置１２は、操作レバー
１１の操作量に応じた電流を供給して電磁式比例流量制
御弁Ｖの開度を制御する流量制御手段Ａと、前記操作レ
バーが下降側操作領域から中立位置に対して所定速度以
上で戻し操作されたことを検出するレバー速度検出手段
Ｂと、ブーム用油圧シリンダ１５以外の他の油圧アクチ
ュエータが中立状態にあることを検出する中立検出手段
Ｃと、前記レバー速度検出手段Ｂ及び前記中立検出手段
Ｃが共に検出状態にあるときのみ、前記ブーム用油圧シ
リンダ１５に対する上昇操作側の圧油供給量を標準流量
よりも少ない量に抑制する流量抑制手段Ｄを制御プログ
ラム形式で備えてある。つまり、杭打ち作業の場合には
制御装置１２は以下のように制御を実行する。図２に示
すように、前記各操作量検出用ポテンショメータＰＭの
出力を読み込み、ブーム操作用ポテンショメータＰＭ以
外の他のポテンショメータＰＭの出力が変化していなけ
れば〔ステップ１，２〕、ブーム用ポテンショメータＰ
Ｍの出力が下降側最大速度操作位置に近い位置まで所定
位置ａを越えて操作が行われ、中立操作領域を越えて上
昇側に操作されると、前記所定位置ａから中立領域に到
るまでの操作に要した時間ｔが設定値ｔｘ以下の短い時
間であるときは〔ステップ３〜６〕、杭打ち作業である
と判断して、前記ブーム用副制御弁Ｖ２を中立位置に維
持するとともに、主制御弁Ｖ１に対してのみ次回上昇側
操作が行われるまでレバー操作量に対応する電流量を供
給する〔ステップ７〜９〕。そして、上記したような各
条件が整わない場合には、その他の作業であると判断し
て、前記各制御弁Ｖに各ポテンショメータＰＭの操作量
に対応する電流値を供給するとともに、ブーム６の上昇
操作時には前記主制御弁Ｖ１及び副制御弁Ｖ２夫々にも
同様に電流を供給して２ポンプ合流作動が行われる〔ス
テップ１０〕。そして、リセットするまで上記したよう
な制御が繰り返し行われる〔ステップ１１〕。前記ステ
ップ１０により流量制御手段Ａを構成し、ステップ４〜
６によりレバー速度検出手段Ｂを構成し、ステップ２に
より中立検出手段Ｃを構成し、ステップ７〜９により流
量抑制手段Ｄを構成する。

【０００９】〔別実施例１〕上記したように杭打ち作業
を判断した場合、前記副制御弁Ｖ２の作動を中立位置に
維持するよう制御するものに代えて、主制御弁Ｖ１及び
副制御弁Ｖ２の夫々に対する電流供給量を少ないものに
抑制するものでもよい。 〔別実施例２〕前記制御装置１２は、上記したようなレ
バー速度検出手段Ｂを備えるものに代えて、図４に示す
ように、前記ブーム６の下降操作において前記操作レバ
ー１１の下降駆動用操作、中立維持操作及び上昇駆動用
戻し操作の夫々が所定速度以上の高速で行われたことを
検出するレバー操作状態検出手段Ｅを制御プログラムで
備えるものでもよい。即ち、制御装置１２は次にように
制御を実行する。図５に示すように、前記各操作量検出
用ポテンショメータＰＭの出力を読み込み、ブーム操作
用ポテンショメータＰＭ以外の他のポテンショメータＰ
Ｍの出力が変化していなければ〔ステップ１，２〕、ブ
ーム用ポテンショメータＰＭの出力が下降側最大速度操
作位置に近い位置まで所定位置ａを越えて操作が行わ
れ、中立操作領域を越えて上昇側に操作されると、例え
ば図６に示すように、下降操作において中立操作域から
前記所定位置までの第１レバー操作時間ｔ１、前記所定
位置ａを越える下降側操作が行われた第２レバー操作時
間ｔ２、及び、上昇操作において前記所定位置ａから中
立操作域に到るまでの第３レバー操作時間ｔ３の夫々を
計測し、前記第１レバー操作時間ｔ１が所定値ｔａ以下
であり、第２レバー操作時間ｔ２が第１所定時間ｔｂ以
上であって、かつ、第２所定時間ｔｃ以下であり、更
に、第３レバー操作時間ｔ３が所定時間ｔｄ以下である
場合にのみ、杭打ち作業であると判断して〔ステップ３
〜８〕、前記ブーム用副制御弁Ｖ２を中立位置に維持す
るとともに、主制御弁Ｖ１に対してのみ次回上昇側操作
が行われるまでレバー操作量に対応する電流量を供給す
る〔ステップ９〜１１〕。そして、上記したような各条
件が整わない場合には、その他の作業であると判断し
て、前記各制御弁Ｖに各ポテンショメータＰＭの操作量
に対応する電流値を供給するとともに、ブーム６の上昇
操作時には前記主制御弁Ｖ１及び副制御弁Ｖ２夫々にも
同様に電流を供給して２ポンプ合流作動が行われる〔ス
テップ１２〕。そして、リセットするまで上記したよう
な制御が繰り返し行われる〔ステップ１３〕。前記ステ
ップ４〜８によりレバー操作状態検出手段Ｅを構成す
る。

【００１０】〔別実施例３〕上記実施例２において、前
記副制御弁Ｖ２の作動を中立位置に維持するよう制御す
るものに代えて、主制御弁Ｖ１及び副制御弁Ｖ２の夫々
に対する電流供給量を少ないものに抑制するものでもよ
い。

【００１１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、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】制御ブロック図

【図２】制御フローチャート

【図３】ブームシリンダの駆動用油圧回路図

【図４】別実施例の制御ブロック図

【図５】別実施例の制御フローチャート

【図６】別実施例の制御特性図

【図７】バックホーの側面図

【符号の説明】

４ バックホー装置 ６ ブーム １１ 操作レバー １５ 油圧アクチュエータ Ａ 流量制御手段 Ｂ レバー速度検出手段 Ｃ 中立検出手段 Ｄ 流量抑制手段 Ｅ レバー操作状態検出手段 Ｖ１，Ｖ２ 電磁式比例流量制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 勇太郎 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックホー装置（４）を複数の油圧アク
   チュエータにより駆動するよう構成するとともに、前記
   バックホー装置（４）におけるブーム（６）を上下動駆
   動する油圧アクチュエータ（１５）の電磁式比例流量制
   御弁（Ｖ１），（Ｖ２）の開度を、操作レバー（１１）
   の操作量に応じた電流を供給して比例制御する流量制御
   手段（Ａ）を備えてあるバックホーの油圧制御装置であ
   って、前記操作レバー（１１）が下降側操作領域から中
   立位置に対して所定速度以上で戻し操作されたことを検
   出するレバー速度検出手段（Ｂ）と、ブーム用油圧アク
   チュエータ（１５）以外の他の油圧アクチュエータが中
   立状態にあることを検出する中立検出手段（Ｃ）とを備
   え、かつ、前記レバー速度検出手段（Ｂ）及び前記中立
   検出手段（Ｃ）が共に検出状態になると、前記ブーム用
   油圧アクチュエータ（１５）に対する上昇操作側の圧油
   供給量を標準流量よりも少ない量に抑制する流量抑制手
   段（Ｄ）を備えてあるバックホーの油圧制御装置。
2. 【請求項２】 バックホー装置（４）を複数の油圧アク
   チュエータにより駆動するよう構成するとともに、前記
   バックホー装置（４）におけるブーム（６）を上下動駆
   動する前記油圧アクチュエータ（１５）の電磁式比例流
   量制御弁（Ｖ１），（Ｖ２）の開度を、操作レバー（１
   １）の操作量に応じた電流を供給して比例制御する流量
   制御手段（Ａ）を備えてあるバックホーの油圧制御装置
   であって、前記ブーム（６）の下降操作において前記操
   作レバー（１１）の下降駆動用操作、中立維持操作及び
   上昇駆動用戻し操作の夫々が所定速度以上の高速で行わ
   れたことを検出するレバー操作状態検出手段（Ｅ）と、
   ブーム用油圧アクチュエータ（１５）以外の他の油圧ア
   クチュエータが中立状態にあることを検出する中立検出
   手段（Ｃ）とを備え、かつ、前記レバー操作状態検出手
   段（Ｅ）及び前記中立検出手段（Ｃ）が共に検出状態に
   なると、前記ブーム用油圧アクチュエータ（１５）に対
   する上昇操作側の圧油供給量を標準流量よりも少ない量
   に抑制する流量抑制手段（Ｄ）を備えてあるバックホー
   の油圧制御装置。
3. 【請求項３】 前記レバー操作状態検出手段（Ｅ）が、
   ブーム（６）の下降駆動用操作後の下降操作維持時間が
   第１所定時間以上であって、かつ、第２所定時間以下で
   あるときのみ、検出作動するものである請求項２に記載
   のバックホーの油圧制御装置。