JPH01271529A - 小旋回形バックホーの自動オフセット機構 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はバックホー装置において、バケットを格納した
状態で、旋回台の旋回半径を出来るだけ小さくする為に
、バケットとアームとブームを折り曲げた状態で平面視
で旋回台内に位置する状態に格納可能とした構成におい
て、更にこの小旋回形のバックホーのアームの部分を側
溝掘削を容易にする為に、進行方向左右に対して平行位
置にオフセット移動を可能とした機構に関するものであ
る。

（ロ）従来技術 従来からバックホーにおいて、アームが一定以上近付い
て危険の状態となった場合に、アームを停止する技術は
公知とされているのである。

例えば実公昭５８−１２９２６号公報の如くである。

またバックホーのアームとバケットの部分を進行方向に
対して、平行位置へオフセットさせる技術も公知とされ
ていのである０例えば特公昭４０−２０８７９号公報の
如くである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、特に狭い場所でも旋回台を旋回可能にすべく
、バケットをキャビンの側方に格納可能とし、更に該バ
ケットとアームの部分を進行方向左右に平行状態でオフ
セット可能とした場合において、左右のどちらかにオフ
セットした状態で、これを気づかずにオペレーターがバ
ケットを格納位置まで引き戻した場合に、バケットがキ
ャビンと干渉して破壊し、オペレーターを傷付けたりす
るので、バケットを格納状態に戻す操作をした時には、
オペレーターが意図しなくても自動的にバケットを格納
位置に復帰するように構成したものである。

また該バケットの格納位置への復帰動作と、オペレータ
ーが操作レバーを操作してバケットを引き付ける動作を
別々に作動可能としていたのではバケットの操作に時間
が掛かるので、操作レバーによるバケットの引き付は動
作と、自動制御によるバケットの格納位置への復帰動作
を並行して動作可能としたものである。

またオペレーターがバケットの格納の為に操作レバーを
フル操作位置から離した場合には、何かの危険な状態が
発生した場合も考えられるので、その瞬間にバケットの
格納位置への復帰動作もその位置で停止すべく構成した
ものである。これにより操作レバーにより手動操作を優
先させたものである。

また該オフセット位置からの自動復帰動作を、バケット
の引きつけ動作と連動してすぐに開始させると、バケッ
トが地表面に近い位置で、側方に鋼矢板等が立っている
位置から自動オフセットが開始され、バケットが破壊さ
れたり鋼矢板が倒れたりするので、高さ設定器を設は自
動オフセット復帰の制御の開始高さを設定可能としたも
のである。

また、アームの先端に付設するバケットは、幅の異なる
バケット１を幾種類か用意するのが普通であり、狭い幅
のバケットで格納位置を設定しておいた場合に、広い幅
のバケットが装着されると、該バケットとキャビンが干
渉してしまうので、バケットの交換に伴いバケットの格
納位置を自動的に変更可能としたものである。

（ニ）問題を解決する為の手段 本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成す
る為の構成を説明すると。

旋回台１２上に上下回動可能に枢支したブーム６の先端
に、左右の平行位置へオフセット可能にアーム４を支持
し、該アーム４の先端にバケット１を掬い取り回動可能
に付設し、旋回時において、ブーム６とアーム４を折畳
んでキャビン２の側部にバケット１を収納可能とした構
成において、操作レバーの格納側への操作により、バケ
ット１を自動的に格納位置へ戻すべく自動制御したもの
である。

また、操作レバーのバケット１の格納側への操作により
、オフセットシリンダー３を格納位置へ復帰させる動作
と、バケット１をブーム６の側部へ引き付ける動作を同
時に行うべく構成したものである。

また、バケット１の格納側への操作を行う操作レバー９
のフル操作位置から、オペレーターが手を離すと、その
瞬間のバケット１位置で任意に停止すべく構成したもの
である。

また、バケット１が高さ設定器により設定した一定の高
さ以上に上昇して初めて、自動的にオフセット移動を開
始すべく構成したものである。

また、アーム４の先端に幅の異なるバケット１を選択装
着可能とし、該バケット１の交換により、バケット収納
位置を自動的に変更可能としたものである。

（ホ）実施例 本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図は本発明の小旋回形バックホーの平面図、第２図
は同じ（作業状態の側面図である。

バックホーは、排土板１０を付設したクローラ−式走行
装置１１の上に旋回台軸受１３を配置し、該旋回台軸受
１３の上に旋回台１２を配置している。該旋回台１２は
３６０度水平回動を可能としているのである。

また旋回台１２の上の左半分にキャビン２を配置し、後
部にはエンジンやバランスウェイトを載置し、旋回台１
２の略中夫の位置に、ブーム６の基部を上下回動可能に
枢支している。

そしてブーム６と旋回台１２との間にプームシリンダー
５を配置し、該ブームシリンダー５の伸縮によりブーム
６を上下に回動可能に構成している。

該ブーム６の先端には、オフセットアーム２２と並行リ
ンク２３が配置されており、該オフセットアーム２２と
ブーム６との間にオフセットシリンダー３が介装されて
いる。該オフセットシリンダー３の伸縮によりオフセッ
トアーム２２と並行リンク２３が左右に回動しその先端
に支持されているアーム４は左右に平行状態でオフセッ
ト移動するのである。

該オフセットアーム２２の先端にアーム４が枢支されて
おり、オフセットアーム２２と一体的に構成されたカバ
ー内に配置されたアームシリンダー２４によりシリンダ
ーが上下に回動されるのである。

またアーム４の先端にバケット１が枢支されており、該
アーム４はバケットシリンダー７により掬い取り回動を
可能としているのである。

以上のような全体的な構成において、ブーム６０基部に
該ブーム６の回動角を検出するプームセンサー１５がポ
テンショメーター等により構成されて配置されており、
またオフセットアーム２２の左右オフセット角を検出す
るオフセットセンサー１６が並行リンク２３の基部にポ
テンショメーターにより構成されて配置されており、ま
たアーム４の回動角を検出するアームセンサー１７がオ
フセットアーム２２の先端とアーム４の枢支部に配置さ
れているのである。

また操作レバー９の基部にブーム６やアーム４を回動す
る為に操作レバー９を操作したことを検出するレバーセ
ンサー１４が配置されているのである。また該操作レバ
ー９の下部に、アーム４のオフセットを操作するオフセ
ットペダル２９が配置されており、該オフセットペダル
２９の基部にオフセットペダルセンサー２８が配置され
ている。

電磁比例弁装置２０はブームシリンダー５とアームシリ
ンダー２４とオフセットシリンダー３の送油経路に介装
されており、ショックレス停止を行うものである。

また座席８の下の位置にコントローラ２１が配置されて
いる。

該コントローラ２１の内部には、第４図の下部に記載し
たアナログ・デジタル変換回路Ａ／Ｄや、中央演算回路
ＣＰＵや、インターフェイスＩ１０や、バッファー回路
やドライバー回路等やディスクリート回路や電源遮断回
路や電源回路が配置されて制御動作を行っているのであ
る。

また第４図においてキャビン２の上部に、超音波センサ
ー１９とタッチセンサー１８が付設されており、自動制
御が暴走して効かなくなり、バケット１がキャビン２に
接触する位置まで近付いた場合において、該バケット１
の格納位置への引き付けを停止し、警報を発するように
二重の安全装置を構成しているのである。

また第３図において示す如く、バケット１が交換された
場合に、バケット幅を自動的に変更する為にバケットセ
ンサー２６がアーム４の先端に配置されており、該アー
ム４をバケット１毎に設けたバケット幅認識体２５が変
更されることにより、切り換えるべく構成しているので
ある。バケット幅認識体２５は磁性体で構成しても良い
ものである。

（へ）発明の作用 本発明の小旋回形バックホーの自動オフセット機構の構
成は以上の如くであり、次に第５図・第６図の制御フロ
ーチャートに沿って、本発明の詳細な説明すると。

第５図は自動オフセットとショックレス停止制御の部分
のフローチャートを主に示したものである。

エンジンのキーによる始動と共に、押込みロック式のス
イッチにより構成した自動スイッチ３５がＯＮにされる
と、本発明の小旋回形バックホーの自動制御が開始され
るのである。

これと共に、コントローラ２１と電磁比例弁装置２０の
回路電源がＯＮとされる。

次に各部の角度センサーを構成しているポテンショメー
タの作動が正常であるかどうかがチエツクされ、自動制
御状態でポテンショメータに異常がある場合には、操作
パネル２７上の警報ランプ３０と警報ブザ−３１がＯＮ
となりオペレーターに危険を知らせるのである。

次にバケット１の幅が標準であるかどうかがチエツクさ
れるのである。該バケット１が標準であるか広幅である
かをノンロック式の押込みスイッチで構成されたバケッ
ト幅不イソチ３３で入力するものであり、通常の自動開
始状態では広幅のバケット１にセットされており、狭幅
の標準のバケットに変更した場合に、バケット幅スイッ
チ３３を押込むと、バケット１の格納位置が狭幅で最も
キャビン２に近付いた位置にセットされるように制御が
開始されるのである。

狭幅に変更していても、バケット幅スイッチ３３を広幅
のバケット１の位置にしておくと、狭幅のバケットは、
通常バケット１の収納される位置でキャビン２との間を
開けた状態の安全側の位置で格納されているのである。

次にバケット高さ設定スイッチ３４により制御開始高さ
が設定されているがどうかがチエツクされるのである。

該バケット高さ設定スイッチ３４はロータリー式スイッ
チに構成されており、最低高さの下にオフセット制御を
ＯＦＦとする位置も設けられており、該自動スイッチ３
５がＯＮされない場合には、オフセットはオフセットペ
ダル２９の操作によりオペレーターの意図的な操作の元
に行われるのである。

また前記自動スイッチ３５がＯＮで、バケット高さ設定
スイッチ３４がＯＦＦの場合には、超音波センサー１９
やタッチセンサー１８による危険表示や、ブーム６やア
ーム４やオフセットアーム２２のショックレス停止等は
行われるのであるが、オフセット制御は行われないので
ある。

掘削作業を開始し、ブーム６やアーム４やオフセットア
ーム２２を回動操作を開始すると、まずアーム操作レバ
ー９ｂかまたはアーム操作レバー９ａがフル操作されて
いるかどうかがチエツクされるのである。

そしてどちらかの操作レバー９がオペレーターによりフ
ル操作されている場合には、ブーム電磁比例弁３７また
はアーム電磁比例弁３８は、手動操作制御弁が操作され
ていると同じ側のボートであるＡボートがＯＮとなり、
各ブームシリンダー５とアームシリンダー２４に、第７
図のブーム手動制御弁４０とアーム手動制御弁４１で制
御された通りに圧油を送油することが可能となるのであ
る。

これによりブーム６かアーム４が、操作レバー９の操作
した方向に回動を開始するのであるが、オペレーターが
どちらかの操作レバー９を握ってフル操作の状態からレ
バーを中立にした場合には、手動操作弁による油路が切
換られて回動が停止しようとするが、ブーム電磁比例弁
３７かアーム電磁比例弁３８がこれを感知して、同じ側
の電磁比例弁のＡボートをＯＦＦの操作により徐々に油
量を調節して、ショックレス停止として停止するのであ
る。

即ち、それまでアーム電磁比例弁３８かブーム電磁比例
弁３７がソレノイドのＯＮによりＡボート側に切り替わ
っていたのであるが、操作レバー９を中立位置近辺にす
ることにより、Ａボート側のソレノイドがＯＦＦとなり
、手動弁より遅れて比例弁が効いて徐々に停止するので
ある。

またどちらかの操作レバー９をたとえ微操作状態であっ
てもブーム６かアーム４が回動状態で、バケット１の位
置が、そのまま回動ずればキャビン２と干渉する左右の
危険位置であるかどうかをチエツクし、酸オフセフ）位
置が左右の危険区域にある場合には、ブーム電磁比例弁
３７またはアーム電磁比例弁３８の、手動操作制御弁と
逆の側のボートをＯＮして、手動操作制御弁から送油さ
れる圧油を電磁比例弁によりタンク回路に逃がすことに
より、ショックレス状態でＯＦＦとして、オフセット位
置が安全位置に復帰するまで、ブーム６とアーム４の回
動を停止するのである。

この設定された危険区域であるオフセット禁止区域ａに
近付いた際において、−旦ブーム電磁比例弁３７とアー
ム電磁比例弁３８を、手動操作制御弁の操作側と逆の側
のボートに切換えて回動を停止させ、オフセット電磁比
例弁３９のみＯＮ状態として、バケット１を格納可能な
基準位置まで復帰させる操作手順が第８図において開示
されている。

次にバケット１の高さをチエツクし、バケット高さ設定
スイッチ３４により設定した高さ以上でるある場合にの
み、オフセットの基準格納位置１”への自動復帰が開始
されるのである。

更にアーム操作レバー９ａかブーム操作レバー９ｂがフ
ル操作された状態で、オフセット自動復帰の為にオフセ
ット電磁比例弁３９がＯＮとなることにより格納位置へ
の自動復帰が開始し、基準位置に復帰した時点でオフセ
ット電磁比例弁３９は中立へ切り替わるのである。

そして該バケット１のオフセット基準位置への復帰が終
了後に、アーム操作レバー９ａかブーム操作レバー９ｂ
が、バケット１のオフセット基準位置への復帰するのを
待機する為に、手動操作制御弁の操作側と逆の側のボー
トをＯＮにしている場合には、この逆の側のボートをＯ
ＦＦとして、再度ブーム６かアーム４の回動を開始する
ものである。

即ち、第１図に示したオフセット禁止区域ａの線上まで
バケット１が引き寄せられた際において、未だバケット
１が１゛の位置に復帰していない場合には、ブーム６か
アーム４の回動を中止して、バケット１が１′の位置に
復帰するのを待つのである。

逆に、該オフセット禁止区域ａの位置に至るまでの間に
は、バケット１の基準位置への復帰動作と、ブーム６ま
たはアーム４の引き寄せ動作は並行して行われるのであ
る。

第６図はショックレス停止と危険域での停止制御のフロ
ーチャートを主として示したものである。

該フローチャートに示す如く、ブーム６とアーム４とオ
フセットアーム２２毎に、危険角が決定されており、手
動操作にてそれぞれ危険角度に達すると、ブーム電磁比
例弁３７かアーム電磁比例弁３８かオフセット電磁比例
弁３９の、手動操作制御弁と逆の側がＯＮとなり、或い
はオフセット電磁比例弁３９及びアンロード比例弁５０
のアンロードボートはＯＮになり、手動制御弁の操作位
置に関わらず、各ブームシリンダー５とオフセットシリ
ンダー３とアームシリンダー２４の伸縮が停止し安全状
態を得るべく構成しているのである。

即ち、バケット１が右オフセット状態であるかどうかを
チエツクし、右オフセット状態でオフセット各が危険角
でない場合には、ブーム６やアーム４の回動位置をチエ
ツクしなくとも、バケット１がキャビン２に干渉するこ
とはないので、そのまま作業が続けられるのである。

バケット１が左側にオフセットされている場合には、ブ
ーム６の角度が危険角以下であるか、アーム４の角度が
危険角以下であるかどうかをチエツクし、両方とも危険
角以下の場合においては、操作レバー９のうち、アーム
操作レバー９ａが操作されているか、ブーム操作レバー
９ｂが操作されているかをチエツクするのである。

そしてブーム操作レバー９ｂが操作されている場合には
、ブーム電磁比例弁３７のアンロードポートＢをＯＮに
し、ブーム６の回動を停止するのである。

またアーム操作レバー９ａが操作されているのであれば
、アーム電磁比例弁３８の逆の側のポートをＯＮして、
アーム４の回動を停止するのである。

また両方が操作されている場合には、ブーム電磁比例弁
３７とアーム電磁比例弁３８の両方のアンロードボート
ＢをＯＮにして回動を停止するのである。

該逆の側のボートのＯＮ状態はレバー操作が続けられて
いる限り続行し、レバー操作が停止するとＢポートはＯ
ＦＦとなるのである。

これにより、危険域にバケット１が近付くとブーム６や
アーム４の回動が停止し、バケット１が基準位置に復帰
した場合にのみ、危険角度以下への回動が可能となるの
である。

（ト）発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

第１に、旋回台１２上に上下回動可能に枢支したブーム
６の先端に、左右の平行位置へオフセット可能にアーム
４を支持し、該アーム４の先端にバケット１を掬い取り
回動可能に付設し、旋回時において、ブーム６とアーム
４を折畳んでキャビン２の側部にバケット１を収納可能
とした構成において、操作レバーの格納側への操作によ
り、バケット１を自動的に格納位置へ戻すべく、オフセ
ットシリンダー３を自動制御したので、バケット１の部
分をキャビン２側にオフセットしたことを忘れて、バケ
ット１を格納位置に引き寄せることにより、キャビン２
を破壊したり、座席８のオペレーターを傷つけたりする
ことがなくなったものである。

第２に、操作レバーのバケット１格納側への操作により
、オフセットシリンダー３を格納位置へ復帰させる動作
と、バケット１をブーム６の側部へ引き付ける動作を同
時に行うべく構成したことにより、該バケット１を格納
位置にオフセット状態から復帰するのを待ってから、ブ
ーム６やアーム４を回動するのに比較して、事実上バケ
ット１の部分を斜めに格納位置に引き寄せることが出来
るので、格納動作を早く行うことが出来たものである。

第３に、バケット１の格納側への操作を行う操作レバー
９から、オペレーターが手を離すと、その瞬間のバケッ
ト１位置で任意に停止すべく電磁比例弁が、それまでの
ＡまたはＢボートＯＮの状態から、ＡまたはＢボートＯ
ＦＦの状態に戻るように構成したので、操作レバー９が
フルストローク位置から僅かに戻った位置で、ブーム６
とアーム４をショックレス状態で停止することが出来る
のである。

第４に、バケット１が、高さ設定器により設定した一定
の高さ以上に上昇して初めて、自動的にオフセット移動
を開始すべく構成したので、例えば地表面より上方に鋼
矢板等が突出された位置で作業している場合に、鋼矢板
の高さをバケット高さ設定スイッチ３４によりセットし
ておくことにより、該位置を越えてからオフセット基準
位置への復帰が開始するので、鋼矢板を倒したり、バケ
ット１を傷めたりすることがないのである。

第５に、アーム４の先端に幅の異なるバケット１を選択
装着可能とし、該バケット１の交換により、バケット収
納位置を自動的に変更可能としたので、狭幅のバケット
１とした場合において、広幅の標準バケット１の場合よ
りも、よりキャビン２に近付けて状態で格納することが
出来るので、バックホーの旋回半径をより小とすること
が出来たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の小旋回形バックホーの平面図、第２図
は同じく作業状態の側面図、第３図はバケット１を交換
したことを信号として伝達するバケット幅認識体２５と
バケットセンサー２６の部分の斜視図、第４図はバック
ホーの各部に配置したセンサーとコントローラ２１と電
磁比例弁２０と操作パネル２７を示す図面、第５図は自
動オフセットとショックレス停止動作のフローチャート
図、第６図はショックレス停止と危険域での停止のフロ
ーチャート図、第７図は小旋回形バックホーの油圧回路
図、第８図は各電磁弁の作動状態を示す図面である。 ■・・・バケット １”・・・基準格納位置 ２・・・キャビン ３・・・オフセットシリンダー ４・・・アーム ５・・・ブームシリンダー ６・・・ブーム ７・　・・バケットシリンダー ８・・・座席 ９・・・操作レバー １１・・クローラ−弐走行装置 ａ・・・オフセット禁止区域 出願人　ヤンマーディーゼル株式会社 代理人　弁理士　矢　野　寿一部 手続補正書、方式。 １．事件の表示 昭和６３年　特　許　願　第１００５９５号２、発明の
名称 小旋回形バックホーの自動オフセット機構３、補正をす
る者 事件との関係　出願人 住　所　　　大阪市北区茶屋町１番３２号名　称（６７
８）ヤンマーディーゼル株式会社代表者　山　岡　淳　
男（他０名） ４、代理人 住　所　　大阪市南区南船場１丁目１１番９号長堀八千
代ビル 昭和６３年　７月　６日（発送臼：昭和６３年７月２６
日）６、補正の対象 図面（第５図・第６図） ７、補正の内容 別紙のとおり補正図面第５図及び第６図を提出致します
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、旋回台１２上に上下回動可能に枢支したブーム
   ６の先端に、左右の平行位置へオフセット可能にアーム
   ４を支持し、該アーム４の先端にバケット１を掬い取り
   回動可能に付設し、旋回時において、ブーム６とアーム
   ４を折畳んでキヤビン２の側部にバケット１を収納可能
   とした構成において、操作レバーの格納側への操作によ
   り、バケット１を自動的に格納位置へ戻すべく構成した
   ことを特徴とする小旋回形バックホーの自動オフセット
   機構。
2. （２）、操作レバーのバケット１格納側への操作により
   、オフセットシリンダー３を格納位置へ復帰させる動作
   と、バケット１をブーム６の側部へ引き付ける動作を同
   時に行うべく構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の小旋回形バックホーの自動オフセット機構
   。
3. （３）、バケット１の格納側への操作を行う操作レバー
   ９のフル回動の位置から、オペレーターが手を離すと、
   その瞬間のバケット１位置で任意に停止すべく構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の小旋回形
   バックホーの自動オフセット機構。
4. （４）、バケット１が、高さ設定器により設定した一定
   の高さ以上に上昇して初めて、自動的にオフセット移動
   を開始すべく構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の小旋回形バックホーの自動オフセット機構
   。
5. （５）、アーム４の先端に幅の異なるバケット１を選択
   装着可能とし、該バケット１の交換により、バケット収
   納位置を自動的に変更可能としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の小旋回形バックホーの自動オフ
   セット機構。