JPH05195559A - バックホーの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レバー操作を軽快に行える利点を有しなが
ら、杭打ち作業における制御弁のバックホー装置の上昇
作動への切り換えを応答遅れの少ない状態で行えるよう
にする。 【構成】 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１５の電磁式比例流量制御弁Ｖ
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、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
操作レバー１１の下降側操作領域から中立位置への戻し
操作において前記電磁式比例流量制御弁Ｖに対する供給
電流を遮断する電流制御手段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、前記電磁式比例流量制御弁に対して常
に、操作レバーの操作量に対応して変化的に変化する電
流を供給して油圧アクチュエータを駆動するよう構成し
てあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記制御装置は、油圧
アクチュエータの制御のための油圧制御弁のスプールを
人為的に操作するのは、操作が重く、行い難い欠点があ
るために、このレバー操作を軽快に行えるようにするた
めに、操作レバーの操作量を電気信号に変換して、供給
電流に対応した開度に比例制御される電磁式比例流量制
御弁を用いて油圧アクチュエータを操作するよう構成し
たものである。ところが、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、バ
ックホー装置の下降並びに上昇作動を緩慢に行うと、充
分な衝撃作用が得られず、有効な破砕作業が行えないも
のとなるが、上記従来構造の如くバックホー装置の上下
作動制御用の電流供給が操作レバーの操作に基づいて行
われると、バックホー装置を下降させた後、素早く上昇
させるレバー操作を行い、下降側操作域から上昇側操作
域に連続的に素早く切り換え操作しても、前記制御弁の
応答遅れに起因してバックホー装置の上昇が操縦者の意
思通りに追随作動せず、上記したような破砕作業が有効
に行われないことがあった。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
操作レバーの下降側操作領域から中立位置への戻し操作
において前記電磁式比例流量制御弁に対する供給電流を
遮断する電流制御手段を備えてある点にある。本第２発
明の特徴構成は、電流制御手段の電流遮断動作とほぼ同
時に、前記電磁式比例流量制御弁に対して油圧アクチュ
エータが作動しない程度の上昇作動側微小電流を供給す
る逆方向電流供給手段を備えてある点にある。本第３発
明の特徴構成は、人為操作スイッチの入り操作状態を検
出すると、常に、前記操作レバーの下降側操作領域から
中立位置への戻し操作において前記電磁式比例流量制御
弁に対する供給電流を遮断する電流制御手段と、前記人
為操作スイッチの入り操作状態を検出すると、常に、前
記電流制御手段の電流遮断動作とほぼ同時に、前記電磁
式比例流量制御弁に対して油圧アクチュエータが作動し
ない程度の上昇作動側微小電流を供給する逆方向電流供
給手段とを備えてある点にある。

【０００５】

【作用】（イ）第１発明の特徴構成によると、杭打ち作
業の場合には、バックホー装置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、及び、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、操作レバーの下降
側操作領域から中立位置への戻し操作の途中において電
磁式比例流量制御弁に対する下げ操作側供給電流を、操
作レバーの操作位置に無関係に遮断するので、バックホ
ー装置の最下降位置からの上昇戻し作動を急激なものに
できてコンクリート等への衝撃作用を充分に発揮するこ
とができる。又、引き続く上昇側レバー操作に先立って
電磁式比例流量制御弁におけるスプールを予め中立位置
に戻し操作するので、引き続く上昇作動に対する応答性
を向上させることができる。 （ロ）第２発明の特徴構成によると、上記作用（イ）に
加えて、前記電磁式比例流量制御弁に対する下げ操作側
供給電流の遮断操作と同時に、油圧アクチュエータが作
動しない程度の上昇作動側微小電流を供給するので、電
磁式比例流量制御弁におけるスプールが、引き続く上昇
側レバー操作に先立って中立位置に戻し操作されるだけ
でなく、上昇側操作方向に予備的な付勢状態に設定さ
れ、その後の上昇側操作における応答性が更に向上する
ものとなる。 （ハ）第３発明の特徴構成によると、杭打ち作業を行う
場合には、人為操作スイッチを予め杭打ちモードに切り
換えておくことで、無条件に、操作レバーの下降側操作
領域から中立位置への戻し操作の途中において電磁式比
例流量制御弁に対する下げ操作側供給電流が遮断される
とともに、油圧アクチュエータが作動しない程度の上昇
作動側微小電流を供給するよう制御するので、レバー操
作の際、誤って他の油圧アクチュエータを操作させるよ
うなことがあっても、又、未熟練者が作業を行うような
場合であっても、杭打ち作業における上昇側操作の応答
性が向上するものとなる。

【０００６】

【発明の効果】従って、油圧制御弁を電気制御式に構成
してレバー操作を楽に軽快に行える利点を有するもので
ありながら、通常の掘削作業とは異なり衝撃的な作動を
必要とする杭打ち作業において、有効な衝撃作用を得る
ために素早い上昇側作動への切り換えを制御弁の応答遅
れの少ない状態で行えることになり、作業性の向上を図
ることができた。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図５
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、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
に検出状態になると、前記操作レバー１１の下降側操作
領域から中立位置への戻し操作において前記電磁式比例
流量制御弁Ｖに対する供給電流を遮断する電流制御手段
Ｄと、電流制御手段Ｄの電流遮断動作とほぼ同時に、前
記電磁式比例流量制御弁Ｖに対してブームシリンダ１５
が作動しない程度の上昇作動側微小電流を供給する逆方
向電流供給手段Ｅの夫々を制御プログラム形式で備えて
ある。つまり、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、前記各ポテンショメータＰＭ
の出力を読み込み〔ステップ１〕、ブーム用ポテンショ
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２〕、ブーム駆動用レバー
操作が所定位置ａを越えて最大下降速度に近い位置まで
操作されると〔ステップ３〕、図４に示すように、中立
不感帯を越える時点から前記所定位置ａに到るまでの時
間ｔ１が所定時間ｔａ以下であり、前記所定位置ａより
も下降速度大側の操作維持時間ｔ２が第１所定時間ｔｂ
１以上でかつ第２所定時間ｔｂ２以下であって、更に、
前記所定位置ａからの上昇側操作領域へのレバー戻し速
度Ｘが所定値Ｘ１以上であれば杭打ち作業であると判断
し〔ステップ４〜６〕、上昇側操作域へのレバー操作途
中において、下降側操作用電流を遮断するとともに、上
昇側操作域への不感帯を出るまで、上昇操作側にブーム
シリンダ１５が作動しない範囲での微小電流を供給する
〔ステップ７〜９〕。そして、上昇側操作域への不感帯
を出た時点から所定短時間ｔ３だけレバー操作位置より
も大きなワンショット電流を電磁式比例流量制御弁Ｖに
供給して上昇操作への応答を素早く行えるようにする
〔ステップ１０，１１〕。そして、その後の上昇側レバ
ー操作においては、次回下降操作が行われるまで、前記
副制御弁Ｖ２に対する電流供給を停止し、前記主制御弁
Ｖ１に対してのみレバー操作量に対応した電流を供給す
る〔ステップ１２〜１４〕。上記ステップ２〜６におい
て、杭打ち作業でないと判断されれば、操作レバー１１
の操作量に対応した電流を電磁式比例流量制御弁Ｖに供
給して開度を比例制御する〔ステップ１５〕。そして、
リセットするまで上記したような制御を繰り返す〔ステ
ップ１６〕。前記ステップ２により中立検出手段Ｃを構
成し、前記ステップ６によりレバー速度検出手段Ｂを構
成し、前記ステップ７により電流制御手段Ｄを構成し、
前記ステップ８により逆方向電流供給手段Ｅを構成し、
前記ステップ１５により流量制御手段Ａを構成する。

【０００９】〔別実施例〕上記したように、操作レバー
１１の操作状況により杭打ちモードを判断するものに代
えて、人為操作スイッチを設け、この操作スイッチが入
り操作された場合には、常に、操作レバー１１の下降側
操作領域から中立位置への戻し操作において前記電磁式
比例流量制御弁Ｖに対する供給電流を遮断するよう制御
するとともに、電流遮断動作とほぼ同時に、前記電磁式
比例流量制御弁Ｖに対してブームシリンダ１５が作動し
ない程度の上昇作動側微小電流を供給するよう制御する
構成としてもよい。

【００１０】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】制御特性図

【図５】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 電流制御手段 Ｅ 逆方向電流供給手段 Ｖ 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
   動する前記油圧アクチュエータ（１５）の電磁式比例流
   量制御弁（Ｖ）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、前記操作レバ
   ー（１１）の下降側操作領域から中立位置への戻し操作
   において前記電磁式比例流量制御弁（Ｖ）に対する供給
   電流を遮断する電流制御手段（Ｄ）を備えてあるバック
   ホーの油圧制御装置。
2. 【請求項２】 電流制御手段（Ｄ）の電流遮断動作とほ
   ぼ同時に、前記電磁式比例流量制御弁（Ｖ）に対して前
   記油圧アクチュエータ（１５）が作動しない程度の上昇
   作動側微小電流を供給する逆方向電流供給手段（Ｅ）を
   備えてある請求項１に記載のバックホーの油圧制御装
   置。
3. 【請求項３】 人為操作スイッチの入り操作状態を検出
   すると、常に、前記操作レバー（１１）の下降側操作領
   域から中立位置への戻し操作において前記電磁式比例流
   量制御弁（Ｖ）に対する供給電流を遮断する電流制御手
   段と、前記人為操作スイッチの入り操作状態を検出する
   と、常に、前記電流制御手段の電流遮断動作とほぼ同時
   に、前記電磁式比例流量制御弁（Ｖ）に対して前記油圧
   アクチュエータ（１５）が作動しない程度の上昇作動側
   微小電流を供給する逆方向電流供給手段とを備えてある
   バックホーの油圧制御装置。