JPH0523643Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、バケツトを備えた建設機械における
バケツトダンプポジシヨン制御装置に関するもの
である。

（従来技術） ホイールローダ等のバケツトを備えた建設機械
（以下、ローダという）においては、一般に、ブ
ームの先端にバケツトが回動自在に連結され、ブ
ームの基端が車体に回動自在に連結され、ブーム
の途中部にレバーの途中部が回動自在に連結さ
れ、レバーの先端がリンクを介してバケツトに連
結され、バケツトシリンダでレバーとリンクとを
介してバケツトを搖動させまたブームシリンダで
ブームを搖動させるように構成されている。

上記バケツトにすくい込んだ鉱石等を車両等に
降すときには、ブームをブームシリンダで上方の
キツクアウト位置へ搖動させてからバケツトシリ
ンダでバケツトを下方へ傾けたダンプポジシヨン
へ搖動させてレバーをブーム中央部のストツパで
受止めるようになつている。

従来のローダにおいては、上記バケツトを駆動
するためのバケツトシリンダ及びブームを駆動す
るためのブームシリンダが設けられている。そし
て、運転台のバケツト操作レバー及びブーム操作
レバーからの操作信号が制御装置へ入力される
と、その信号をもとに制御装置が演算処理し、制
御弁へ電気信号を出力し、制御するようになつて
いる。作動油供給源からの作動油は、制御弁を介
してバケツトシリンダとブームシリンダに夫々供
給される。ローダのバケツトにすくい込んだ岩石
等を車両等に降す工程毎にバケツトを所定の位置
に制御する必要があるが、従来では操縦者がバケ
ツト操作レバーを操作して、レバーをストツパー
にあてる様になつている。

（考案が解決しようとする問題点） 従来の構成では、バケツトダンプ時のシヨツク
を緩和する目的でデセラレーシヨンバルブ弁を付
加してバケツト減速する方式が知られているが、
制御弁と別体のデセラレーシヨン弁を組込むため
構成が複雑になること、減速特性が一通りのみで
適切なレベルに調整が困難になること、常にデセ
ラレーシヨン弁が作動するためのにバケツトに付
着しやすい土砂等をシヨツクを与えて落下させる
場合には作業性が悪くなることなどの問題があ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案に係るバケツトダンプポジシヨン制御装
置は、ブームの先端にバケツトを回動自在に連結
するとともに、ブームの基端を車体に連結し、バ
ケツトシリンダでバケツトを搖動させるように構
成した建設機械において、上記バケツトシリンダ
へ供給される作動油の供給と排出の流量を制御す
る制御弁と、上記バケツトがダンプ位置の近くま
で搖動したことを検出するダンプ検出手段と、上
記バケツトをシヨツクレス状態でダンプさせるシ
ヨツクレスモードとバケツトをシヨツク状態でダ
ンプさせるシヨツクモードとに選択的に切替える
切替手段と、上記切替手段からのシヨツクレスモ
ード信号と上記ダンプ検出手段からの出力を受け
バケツトがダンプ位置の近くまで搖動したときに
上記作動油の流量を減少させるように上記制御弁
を制御するシヨツクレス制御手段と、上記切替手
段からのシヨツクモード信号と上記ダンプ検出手
段からの出力を受けバケツトがダンプ位置の近く
まで搖動しても上記作動油の流量を通常状態に保
持するよう上記制御弁を制御するダンプ対象物付
着防止手段とを有するものである。

（作用） 本考案に係るバケツトダンプポジシヨン制御装
置においては、ブームを上方へ起したキツクアウ
ト位置に保持し、バケツトをバケツトシリンダに
よつてダンプ位置へ搖動させていくときに、バケ
ツトがダンプ位置の近くまで搖動すると、それが
ダンプ検出手段によつて検出される。

このとき、すくい込み対象物が鉱石等のように
バケツトに付着しにくいものの場合には、予め切
替手段により、シヨツクレスダンプモードを選択
しておく。そうすると、バケツトがダンプ位置の
近くまで搖動したことが検出されると、シヨツク
レス制御手段は、その検出信号により、バケツト
の搖動速度を減速させるように制御弁を制御す
る。そのため、それ以降バケツトはゆつくりと搖
動してシヨツクなしにダンプ位置へ傾くことにな
る。

また、すくい込み対象物が土砂などのようにバ
ケツトに付着し易いものの場合には、予め切替手
段により、シヨツクモードを選択しておく。そう
すると、バケツトがダンプ位置の近くまで搖動し
ても、ダンプ対象物付着防止手段が作動し、バケ
ツトの搖動速度を変化させないよう制御弁を制御
する。そのため、ダンプ位置でバケツトがシヨツ
クを受け、バケツトに付着し易い土砂も容易に落
下させることができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案に係るバケツトダ
ンプポジシヨン制御装置によると、鉱石等のよう
にバケツトに付着しにくい対象物の場合にシヨツ
クレスモードを選択し、土砂などのようにバケツ
トに付着し易い対象物の場合にシヨツクレスモー
ドを選択することができるので、シヨツクレスモ
ードを選択した場合、バケツトがダンプ位置に近
づくと自動的にバケツトが減速されダンプ位置へ
ゆつくりと傾くことになり、操縦が極めて簡単化
し、バケツトがダンプ位置でストツパに当たると
きの衝撃が格段に軽減される。

また、シヨツクレスモードを選択した場合、バ
ケツトがダンプ位置の近くまで搖動しても、バケ
ツトの搖動速度が変化しないので、バケツトに付
着し易い土砂等をシヨツクを与えて容易に落下さ
せることができ、その作業性が向上するといつた
優れた効果が得られる。

（実施例） 以下、本考案をホイールローダに適用した場合
の実施例について図面に基いて説明する。

第１図に示すように大型ホイールローダHLに
おいては、フトントシヤーシ１の前端部にバケツ
ト３が設けられ、リヤシヤーシ２の前部にはオペ
レータリーム４がまた後部にはエンジンルーム５
が設けられ、フロントシヤーシ１とリヤシヤーシ
２とは鉛直の連結ピンを介して中折れ式に連結さ
れており、上記バケツト３は左右に対置されたブ
ーム６の前端に水平支軸回りに回動自在に連結さ
れ、上記各ブーム６の後端部はフロントシヤーシ
１に水平支軸回りに回動自在に連結され、各ブー
ム６はブームシリンダ８により後端の水平支軸回
りに上下に搖動駆動されるようになつている。

上記各ブーム６の途中部の内側には各レバー７
の途中部が水平支軸回りに回動自在に連結され、
各レバー７の前端部は各リンク１０を介してバケ
ツト３に連結されるとともに、各レバー７の後端
部にはバケツトシリンダ９のピストンロツド９ａ
の先端部が連結されている。

上記左右１対のブームシリンダ８のピストンロ
ツド８ａを伸長させるとブーム６が上方へ搖動し
またピストンロツド８ａを収縮させるとブーム６
が下方へ搖動する。

第１図に仮想線で図示のように、バケツトシリ
ンダ９のピストンロツド９ａを略フルストローク
伸長させた状態においてバケツト３はブーム６に
対してすくい込みポジシヨンとなり、上記ブーム
６をすくい込み位置に保持するとバケツト３は地
面に沿つた状態となる。この状態でホイールロー
ダHLを前進させてバケツト３内へ鉱石等をすく
い込んでから、ブームシリンダ８のピストンロツ
ド８ａを所定長さだけ伸長させることにより、第
１図に実線で図示のように、ブーム６を上方へ搖
動させてキツクアウトに位置に保持し、次にバケ
ツトシリンダ９のピストンロツド９ａを収縮させ
てレバー７をブーム６と平行状態になるまで倒し
ていくと、リンク１０を介してバケツト３が下方
へ搖動してダンプポジシヨンとなり、バケツト３
はブーム６の先端のストツパで受止められる。上
記バケツト３がダンプポジシヨンになるときにバ
ケツト３内の鉱石等がバケツト３内から下方へ落
下する。

次に、上記ブームシリンダ８とバケツトシリン
ダ９とに作動油供給源から作動油を供給する作動
油供給系統は第２図のように構成されている。

ホイールローダHLのエンジンルーム５に搭載
されたエンジン１１の出力軸にはステアリング用
の左右１対の油圧シリンダ（図示略）へ作動油を
供給する油圧ポンプ１２及びブームシリンダ８と
バケツトシリンダ９とに作動油を供給する油圧ポ
ンプ１３が接続され、油圧ポンプ１３からの作動
油は制御弁ユニツト１４の第１制御弁１５を介し
て１対のブームシリンダ８へ供給されるととも
に、油圧ポンプ１３からの作動油は第２制御弁１
６を介して１対のバケツトシリンダ９へ供給され
る。

上記第１制御弁１５は、中立位置と、ブームシ
リンダ８のピストンロツド８ａを伸長させる伸長
位置と、同ロツドを減速し乍ら伸長させる減速伸
長位置と、同ロツドを収縮させる収縮位置と、同
ロツドを減速し乍ら収縮させる減速収縮位置と、
ブームシリンダ８のヘツド側油室から圧油を排出
しつつロツド側油室へ少しずつ圧油を供給する浮
動位置との６位置に切換えられる方向制御弁であ
る。

上記第２制御弁１６は、中立位置と、バケツト
シリンダ９のピストンロツド９ａを伸長させる伸
長位置と、同ロツドを減速し乍ら伸長させる減速
伸長位置と、同ロツドを収縮させる収縮位置と、
同ロツドを減速し乍ら収縮させる減速収縮位置と
の５位置に切換えられる方向制御弁である。

上記第１制御弁１５と第２制御弁１６は、モー
タ１８で駆動されるパイロツト油圧ポンプ１７か
らのパイロツト油圧をソレノイド弁を介して作用
させることにより位置切換えするパイロツト式ソ
レノイド方向切換弁であり、第１制御弁１５はソ
レノイド１５ａにより伸長位置と減速伸長位置と
に切換えられるとともにソレノイド１５ｂにより
収縮位置と減速収縮位置と浮動位置とに切換えら
れ、第２制御弁１６はソレノイド１６ａにより伸
長位置と減速伸長位置とに切換えられるとともに
ソレノイド１６ｂにより収縮位置と減速収縮位置
とに切換えられる。

上記ソレノイド１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６
ｂはコントロールユニツト２１（第５図）に接続
されコントロールユニツト２１からの駆動電流で
駆動される。尚、図中符号１９は、リリーフ弁で
あり、符号２０はパイロツト油圧供給系の故障時
にブームシリンダ８のヘツド側の油圧を減圧して
パイロツト油圧を発生させるための減圧弁であ
る。

ところで、上記ホイールローダHLにおいて
は、ブーム２２の搖動角を検出するブーム搖動角
センサ２２や、バケツト３が地面に沿つたすくい
込みポジシヨンに位置したことを検出するバケツ
ト位置センサ２３が設けられ、さらに、バケツト
３がダンプポジシヨンに接近したときにバケツト
３の下方搖動速度を減速するため、バケツト３が
ダンプポジシヨンに接近したことを検出するダン
プセンサ２４が設けられている。

上記バケツト位置センサ２３について説明する
と、第３図と第４図に図示のようにバケツトシリ
ンダ９のシリンダ本体のピストンロツド９ａ側端
部には近接スイツチ２３ａが固着され、バケツト
シリンダ９のピストンロツド９ａをレバー７の後
端部に支軸にて連結するボス部には、近接スイツ
チ２３ａに非接触状に臨みシリンダ本体よりも外
側に位置する作動ロツド２３ｂの先端部が固着さ
れ、第１図に仮想線で図示のようにバケツトシリ
ンダ９のピストンロツド９ａを略フルストローク
伸長させてブーム６に対してバケツト３をすくい
込みポジシヨンにしたときに、作動ロツド２３ｂ
の後端部が近接スイツチ２３ａから外れ、これに
よりバケツト３がブーム６に対してすくい込みポ
ジシヨンになつた状態が検出され、その検出信号
がコントロールユニツト２１へ出力される。

上記ダンプセンサ２４について説明すると、第
３図と第４図に図示のように、ブーム６を上方の
キツクアウト位置へ搖動させた状態において、バ
ケツトシリンダ９のピストンロツド９ａを大幅に
収縮させてバケツト３をダンプしていくときに、
レバー７の後端部がブーム６と重なり合う部分の
ブーム６の内側面に近接スイツチ２４ａが取付け
られ、レバー７の後端部の外側には補強を兼ねる
作動板２４ｂが固着され、バケツト３がダンプ位
置に接近したときには近接スイツチ２４ａが作動
板２４ｂを検出してそのスイツチが閉成するよう
になつている。上記ダンプセンサ２４からの出力
信号はコントロールユニツト２１へ出力される。

次に、上記ブームシリンダ８を介してブーム６
の位置を制御するとともに、上記バケツトシリン
ダ９を介してバケツト３の位置を制御する制御系
について第５図に基いて説明する。

前記ホイールローダHLのオペレータルーム４
の操縦盤には、ブーム操作杆２５とバケツト操作
杆２６とが設けられており、ブーム操作杆２５は
第６図のように４位置に亙つて操作され、バケツ
ト操作杆２６は第７図のように３位置に亙つて操
作され、両操作杆２５，２６の操作位置に対応す
る信号がコントロールユニツト２１へ夫々出力さ
れる。

また、バケツト３をダンプさせるときのブーム
６の上方搖動角を設定するキツクアウト設定器２
７からの出力信号もコントロールユニツト２１へ
出力され、後述のようにバケツト３をシヨツクレ
スでダンプさせるシヨツクレスダンプモードを解
除する為のシヨツクレスダンプモード解除設定器
２８からの出力信号もコントロールユニツト２１
へ出力され、ブーム操作杆２５により直接的にソ
レノイド１５ａ，１５ｂを制御するとともにバケ
ツト操作杆２６により直接的にソレノイド１６
ａ，１６ｂを制御するときの直結モードを設定す
る操作杆直結モード設定器２９からの出力信号も
コントロールユニツト２１へ出力される。

既述のごとく、バケツト位置センサ２３とダン
プセンサ２４からの検出信号が夫々コントロール
ユニツト２１へ出力され、コントロールユニツト
２１からは各駆動電流が第１制御弁１５のソレノ
イド１５ａ，１５ｂ及び第２制御弁１６のソレノ
イド１６ａ，１６ｂへ出力される。

上記コントロールユニツト２１は、アナログ入
力信号を必要に応じて夫々Ａ／Ｄ変換する複数の
Ａ／Ｄ変換器と入力インタフエイスとマイクロコ
ンピユータと各ソレノイド１５ａ，１５ｂ，１６
ａ，１６ｂに対応する駆動回路等を備えており、
上記マイクロコンピユータのROM（リード・オ
ンリ・メモリ）には各入力信号を処理して第１制
御弁１５と第２制御弁１６とを制御する制御プロ
グラムが予め入力格納されている。

特に、コントロールユニツト２１には、切換手
段としてのシヨツクレスダンプモード解除設定器
２８からのシヨツクレスモード信号とダンプセン
サ２４からの出力を受けバケツト３がダンプ位置
の近くまで搖動したときに作動油の流量を減少さ
せるように第２制御弁１６を制御するシヨツクレ
ス制御手段と、シヨツクレスダンプモード解除設
定器２８からのシヨツクモード信号とダンプセン
サ２４からの出力を受けバケツト３がダンプ位置
の近くまで搖動しても作動油の流量を通常状態に
保持するよう第２制御弁１６を制御するダンプ対
象物付着防止手段とを有している。

また、キツクアウト設定器２７からの信号に基
いて、ブーム６を上方搖動させるときの上限搖動
角が制御される。この場合、ブーム搖動角センサ
２２からの出力に基いてブーム６が上限搖動角に
なつたときにソレノイド１５ａへの通電が停止さ
れ、第１制御弁１５が中立位置に切換えられる。

シヨツクレスダンプモードは鉱石等バケツト３
に付着しにくい対象物の場合に適用可能であり、
バケツト３に付着し易い土などの対象物を運搬す
る場合にはシヨツクレスダンプモード解除設定器
２８を操作することによりシヨツクレスダンプモ
ードが解除される。この場合、後述のシヨツクレ
スダンプポジシヨン制御が実行されず、ダンプ時
バケツト３はかなり強力にブーム６の前端のスト
ツパに衝突させられ、その振動によりバケツト３
内の対象物が落下し易くなる。

操作杆直結モード設定器２９を操作して直結モ
ードが選択されると、ブーム操作杆２５とバケツ
ト操作杆２６からの操作信号に基いて第１制御弁
１５及び第２制御弁１６が制御されることにな
る。

次に、バケツト３に収容した対象物をダンプす
るときのシヨツクレスダンプポジシヨン制御につ
いて説明する。

ブーム６をキツクアウト位置まで上方搖動させ
且つバケツト３を所定の上向き状態に保持した状
態からバケツト３をダンプさせるときには、バケ
ツト操作杆２６を「倒」位置へ切換えると、第２
制御弁１６が収縮位置へ切換えられ、レバー７の
後端側下方へ移動しバケツト３はリンク１０を介
して下方へ搖動していくが、バケツト３がダンプ
ポジシヨンの近くまで搖動するとダンプセンサ２
４の近接スイツチ２４ａが作動板２４ｂを検出し
閉成する。コントロールユニツト２１はこの検出
信号に基いて第２制御弁１６を減速収縮位置へ切
換えるので、バケツトシリンダ９のピストンロツ
ド９ａの収縮速度が著しく低速になり、バケツト
３は低速で下方搖動していき、バケツト３がブー
ム６の前端のストツパで殆んどシヨツクなしに受
止められ、ダンプが終了した時にバケツト操作杆
２６が「中立」位置若しくは「起」位置へ切換え
られる。このようにして、バケツト３がダンプポ
ジシヨンに近づいたときにバケツト３の搖動速度
を自動的に減速させることにより、バケツト３を
ダンプポジシヨンにシヨツクなしに停止させるこ
とが出来る。

そして、バケツト３をダンプさせるときにはシ
ヨツクレスダンプポジシヨン制御によつてバケツ
ト３がダンプポジシヨンに接近したときからバケ
ツト３の搖動を自動的に減速するので、ダンプ時
の衝撃を著しく緩和することが出来る。従つて、
操縦が簡単化し、バケツト３やブーム６の損傷を
防ぎ、振動・騒音を著しく軽減することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
ホイールローダの側面図、第２図はブームとバケ
ツトとを駆動する油圧回路図、第３図及び第４図
は夫々バケツト位置センサとダンプセンサを取付
ける部分の側面図及び平面図、第５図はブーム及
びバケツトを制御する制御系のブロツク図、第６
図はブーム操作杆の平面図、第７図はバケツト操
作杆の平面図である。 HL……ホイールローダ、３……バケツト、６
……ブーム、７……レバー、９……バケツトシリ
ンダ、９ａ……ピストンロツド、１０……リン
ク、１１……エンジン、１３……油圧ポンプ、１
４……制御弁ユニツト、１６……第２制御弁、１
６ａ，１６ｂ……ソレノイド、１７……油圧ポン
プ、１８……モータ、２１……コントロールユニ
ツト、２４……ダンプセンサ、２４ａ……近接ス
イツチ、２４ｂ……作動板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ブームの先端にバケツトを回動自在に連結する
   とともに、ブームの基端を車体に連結し、バケツ
   トシリンダでバケツトを搖動させるように構成し
   た建設機械において、 上記バケツトシリンダへ供給される作動油の供
   給と排出の流量を制御する制御弁と、上記バケツ
   トがダンプ位置の近くまで搖動したことを検出す
   るダンプ検出手段と、上記バケツトをシヨツクレ
   ス状態でダンプさせるシヨツクレスモードとバケ
   ツトをシヨツク状態でダンプさせるシヨツクモー
   ドとに選択的に切替える切替手段と、上記切替手
   段からのシヨツクレスモード信号と上記ダンプ検
   出手段からの出力を受けバケツトがダンプ位置の
   近くまで搖動したときに上記作動油の流量を減少
   させるように上記制御弁を制御するシヨツクレス
   制御手段と、上記切替手段からのシヨツクモード
   信号と上記ダンプ検出手段からの出力を受けバケ
   ツトがダンプ位置の近くまで搖動しても上記作動
   油の流量を通常状態に保持するよう上記制御弁を
   制御するダンプ対象物付着防止手段とを有するこ
   とを特徴とするバケツトダンプポジシヨン制御装
   置。