JPH07247572A - 建設機械のブレード制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレードを駆動する際の操作性を改善し、さ
らにはブレードの不所望な昇降を防止する。 【構成】 ブレード昇降用の油圧シリンダ１と、油圧シ
リンダ１に導かれる圧油を制御する油圧制御弁６と、ブ
レード上昇指令，ブレード下降指令を選択的に出力する
電気スイッチ２０と、ブレードロック指令およびロック
解除指令を選択的に出力する操作スイッチ２１と、ロッ
ク解除指令出力時には、ブレード上昇（下降）指令が出
力されるのに応答して上昇（下降）信号を出力し、ブレ
ードロック指令出力時には、ブレード上昇指令，ブレー
ド下降指令が出力されても上昇信号，下降信号の出力を
禁止する信号出力手段１９と、上昇信号に応答してブレ
ード２を上昇させるべく油圧制御弁６を切換駆動すると
ともに、下降信号に応答してブレード２を下降させるべ
く油圧制御弁６を切換駆動する弁切換駆動手段１３，１
４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルなどのブ
レードを有する建設機械のブレード制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブレード（排土板）を有する建設機械と
して、例えば実開平１−９８２５６号公報や実開平１−
９８２５７号公報に開示されたものが知られている。図
１２はクローラ式油圧ショベルを示し、この油圧ショベ
ルは、ブレード２と、ブレード昇降用の油圧シリンダ１
とを備えている。ブレード２を用いたブレーディング作
業を行う場合には、油圧シリンダ１を伸張させてブレー
ド２を接地させ、それ以外の場合には油圧シリンダ１を
収縮させてブレード２を地面から上昇させておく。な
お、油圧ショベルには、前部（図示左側）にブーム，ア
ーム，バケットなどのアタッチメントが連結されている
が、これらの図示は省略している。従来、油圧シリンダ
１に導かれる圧油を制御する制御弁（不図示）は、運転
席近傍に設けられた操作レバーあるいは操作ペダルとリ
ンク機構などにより機械的に連結され、操作レバーある
いは操作ペダルの操作に連動して制御弁が切換わる。こ
れにより不図示の油圧ポンプの吐出油が油圧シリンダ１
に導かれ、油圧シリンダ１が収縮してブレードが昇降す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブレー
ド昇降用の操作レバーや操作ペダルの配置位置は、制御
弁との位置関係、あるいは運手席近傍に設けられた他の
操作レバー（例えば、走行レバー）や各種機器との位置
関係において制約を受け、操作性について十分な配慮が
なされていない。また、建設機械への乗降時にオペレー
タの身体がブレード昇降用の操作レバーや操作ペダルな
どに振れ、ブレードが不所望に昇降するおそれもある。

【０００４】本発明の目的は、ブレードを駆動する際の
操作性を改善し、さらにはブレードの不所望な昇降を防
止した建設機械のブレード制御装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明は、ブレード２（図１２）
と、このブレード２を昇降せしめる油圧シリンダ１と、
この油圧シリンダ１に導かれる圧油を制御する油圧制御
弁６とを備えた建設機械のブレード制御装置に適用され
る。そして、手動操作によりブレード上昇指令，ブレー
ド下降指令を選択的に出力するブレード操作用電気スイ
ッチ２０と、手動操作によりブレードロック指令および
ロック解除指令を選択的に出力するブレードロック用操
作スイッチ２１と、ロック解除指令が出力されていると
きには、ブレード上昇指令が出力されるのに応答して上
昇信号を出力するとともに、下降指令が出力されるのに
応答して下降信号を出力し、ブレードロック指令が出力
されているときには、ブレード上昇指令，ブレード下降
指令が出力されても上昇信号，下降信号の出力を禁止す
る信号出力手段１９と、上昇信号に応答してブレード２
を上昇させるべく油圧制御弁６を切換駆動するととも
に、下降信号に応答してブレード２を下降させるべく油
圧制御弁６を切換駆動する弁切換駆動手段１３，１４と
を具備し、これにより上記問題点を解決する。請求項２
の発明は、例えば図４に示すように、ブレード操作用電
気スイッチ２０を切換操作するための操作部材２７を走
行用操作レバー２５に設けたものである。請求項３の発
明は、ブレードロック用操作スイッチ２１を切換操作す
るための操作部材２９を走行用操作レバー２５に設けた
ものである。

【０００６】

【作用】ブレードロック用操作スイッチ２１からロック
解除指令が出力されているとき、ブレード操作用電気ス
イッチ２０からブレード上昇指令が出力されると、上昇
信号が出力され、弁切換駆動手段１３により油圧制御弁
６が切換わり、油圧シリンダ１を介してブレード２が上
昇する。また、ブレード操作用電気スイッチ２１からブ
レード下降指令が出力されると、下降信号が出力され、
弁切換駆動手段１４により油圧制御弁６が切換わり、油
圧シリンダ１を介してブレード２が下降する。一方、ブ
レードロック用操作スイッチ２１からブレードロック指
令が出力されているときには、ブレード操作用電気スイ
ッチ２０からブレード上昇指令，ブレード下降指令が出
力されても上昇信号，下降信号の出力が禁止され、ブレ
ード２は昇降しない。なお、本発明の構成を説明する上
記課題を解決するための手段と作用の項では、本発明を
分かり易くするために実施例の図を用いたが、これによ
り本発明が実施例に限定されるものではない。

【０００７】

【実施例】図１〜図７により本発明の一実施例を説明す
る。図１は上述したクローラ式油圧ショベル（図１２）
のブレード制御装置の構成を示している。符号７で示す
油圧ポンプの吐出油は、油圧制御弁６を介してブレード
駆動用の油圧シリンダ１に導かれ、油圧シリンダ１の伸
張によりブレード２が下降し、収縮により上昇する。制
御弁６のスプール８は、中立位置Ｎと、ブレード上昇位
置Ｕと、ブレード下降位置Ｄの３位置に切換可能とさ
れ、中立位置Ｎからブレード上昇位置Ｕおよびブレード
下降位置Ｄへの切換量に比例する量の圧油を油圧シリン
ダ１のロッド室４およびボトム室５に導く。

【０００８】スプール８は、定常状態においては、ばね
９，１０のばね力により中立位置Ｎに保持される。スプ
ール８の両端には、各々ケーブル１１，１２の一端が接
続され、ケーブル１１，１２の他端は、クラッチ付きの
上昇用モータ１３，下降用モータ１４に取付けられたプ
ーリ１５，１６に接続されている。モータ１３，１４の
回転によりケーブル１１，１２がプーリ１５，１６に巻
き付けられ、これによりスプール８が図示左右方向、す
なわち上昇位置Ｕ側，下降位置Ｄ側に移動する。

【０００９】上昇用モータ１３と下降用モータ１４は、
図２に示すようにモータ本体１７と電磁クラッチ１８と
からそれぞれ構成され、図３に示すように、モータ本体
１７に対する入力電流Ｉｍに比例する回転数Ｎで回転す
る。これらのモータ１３，１４の各電磁クラッチ１８の
断続とモータ回転数の制御は、図１に示すマイクロコン
ピュータ（以下、マイコン）１９により行われる。マイ
コン１９には、アップダウンスイッチ２０と、ロックス
イッチ２１と、上昇側ストロークエンドスイッチ２２
と、下降側ストロークエンドスイッチ２３とが接続さ
れ、これらの各スイッチの状態がマイコン１９に入力さ
れる。なお、２４は、スイッチ２０，２１に対する電源
を示している。

【００１０】アップダウンスイッチ２０は、ブレード２
の上昇，下降を指令するスイッチ、ロックスイッチ２１
は、ブレード２の上昇，下降を禁止するためのスイッチ
であり、これらのスイッチ２０，２１は、図４（ａ），
（ｂ）に示すように、車両の前進，後退を指令する走行
操作レバー２５のノブ２６に設けられた操作釦２７およ
びスライダ２９によりそれぞれ操作される。アップダウ
ンスイッチ２０は、操作釦２７の上部が押込まれるとブ
レード上昇位置に、操作釦２７の下部が押込まれるとブ
レード下降位置にそれぞれ切換わり、図５（ａ），
（ｂ）に示すように、釦２７の上下方向の押込みストロ
ークＳに比例する電流Ｉｓを出力する。一方、ロックス
イッチ２１は、スライダ２９のスライド操作に連動して
オン・オフするスイッチである。

【００１１】上昇側ストロークエンドスイッチ２２は、
図６（ａ），（ｂ）に示すように、制御弁６のスプール
８が上昇側のストロークエンドに達していないときには
オフ状態を保持し、上昇側ストロークエンドに達すると
オンする。また下降側ストロークエンドスイッチ２３も
同様に、制御弁６のスプール８が下降側のストロークエ
ンドに達していないときにはオフ状態を保持し、下降側
ストロークエンドに達するとオンする。

【００１２】次に、図７のフローチャートに基づいてマ
イコン１９によるブレード駆動制御の手順を説明する。
ステップＳ１でロックスイッチ２１のオン・オフを判定
し、オフであればステップＳ２に進む。ステップＳ２で
は、操作釦２７の上部が押込まれているか否か、すなわ
ちアップダウンスイッチ２０がブレード上昇位置に切換
わっているか否かを判定する。ステップＳ２が否定され
るとステップＳ３に進み、上昇用モータ１３の電磁クラ
ッチ１８をオフにし、ステップＳ９に進む。一方、ステ
ップＳ２が肯定されるとステップＳ４で下降用モータ１
４の電磁クラッチ１８をオフにし、ステップＳ５で上昇
用モータ１３の電磁クラッチ１８をオンする。

【００１３】ステップＳ６では上昇側ストロークエンド
スイッチ２２がオンか否かを判定し、オンであれば、す
なわち制御弁６のスプール８が上昇側のストロークエン
ドに達していればステップＳ７で上昇用モータ１３に対
する通電を停止し、ステップＳ９に進む。上昇側ストロ
ークエンドスイッチ２２がオンでなければステップＳ８
に進み、アップダウンスイッチ２０のブレード上昇位置
への操作量、すなわち操作釦２７の上昇方向の押込みス
トロークＳに比例する電流Ｉｓを取込み、これに相当す
る電流Ｉｍで上昇用モータ１４に通電する。これにより
制御弁６のスプール８が上昇位置Ｕに切換わり、油圧ポ
ンプ７の吐出油が油圧シリンダ１のロッド室４に導か
れ、油圧シリンダ１が収縮してブレード２が上昇する。
ブレード２の上昇速度は、上昇用モータ１３に対する入
力電流Ｉｍの制御により、操作釦２７の上昇方向の押込
みストロークＳに対応して変化する。

【００１４】ステップＳ９では、アップダウンスイッチ
２０がブレード下降位置に切換わっているか否かを判定
し、否定されるとステップＳ１０で下降用モータ１４の
電磁クラッチ１８をオフにしてステップＳ１に戻る。一
方、ステップＳ９が肯定されるとステップＳ１１に進
み、上昇用モータ１３の電磁クラッチ１８をオフにし、
ステップＳ１２で下降用モータ１４の電磁クラッチ１８
をオンする。ステップＳ１３では、下降側ストロークエ
ンドスイッチ２３がオンか否かを判定し、オンであれ
ば、すなわち制御弁６のスプール８が下降側のストロー
クエンドに達していれば、ステップＳ１０で下降用モー
タ１５に対する通電を停止してステップＳ１に戻る。

【００１５】一方、下降側ストロークエンドスイッチ２
３がオンでなければステップＳ１５に進み、アップダウ
ンスイッチ２０のブレード下降位置への操作量、すなわ
ち操作釦２７の下降方向の押込みストロークＳに比例す
る電流Ｉｓを取込み、これに相当する入力電流Ｉｍで下
降用モータ１４に通電を行う。これにより制御弁６のス
プール８が下降位置に切換わり、油圧ポンプ７の吐出油
が油圧シリンダ１のボトム室５に導かれ、油圧シリンダ
１が伸張してブレード２が下降する。このブレード２の
下降速度は、下降用モータ１３に対する入力電流Ｉｍの
制御により、操作釦２７の下降方向の押込みストローク
Ｓに対応して変化する。

【００１６】一方、ステップＳ１でロックスイッチ２１
がオンと判定された場合には、そのままステップＳ１に
留る。したがって、このときアップダウンスイッチ２０
がブレード上昇位置あるいは下降位置に操作されてもモ
ータ１３，１４の駆動による制御弁６の切換動作、すな
わちブレード２の昇降動作は行われない。

【００１７】以上のように本実施例では、電気式のアッ
プダウンスイッチ２０の操作によりブレード２の昇降が
行える。このアップダウンスイッチ２０を操作する操作
釦２７の操作量は、従来のブレード操作用レバーや操作
ペダルに比べて少なくて済み、かつ配置の自由度が格段
に大きいので、ブレード昇降操作の際の操作性が大幅に
向上する。特に本実施例では、アップダウンスイッチ２
０を操作する操作釦２７、およびロックスイッチ２１を
操作するスライダ２９を共に走行レバー２５のノブ２６
に設けたので、操作性がより一層向上する。また、ブレ
ードの昇降操作を行わない時には、ロックスイッチ２１
をオンさせておくことにより、油圧ショベルへの乗降時
にオペレータの身体が操作釦２７に触れてアップダウン
スイッチ２０が操作されても、ブレードが不所望に昇降
することはない。

【００１８】以上の実施例の構成において、アップダウ
ンスイッチ２０がブレード操作用電気スイッチを、ロッ
クスイッチ２１がブレードロック用操作スイッチを、マ
イコン１９が信号出力手段を、モータ１３，１４が弁切
換駆動手段をそれぞれ構成する。

【００１９】図８〜図１０により別実施例を説明する。
図８は本実施例におけるブレード制御装置を示し、図１
と同様の構成要素には同一の符号を付してある。本実施
例の制御弁６０は油圧パイロット式とされ、スプール８
のパイロットポート６０ａ，６０ｂには、上昇側および
下降側比例電磁弁３０，３１を介してパイロット油圧ポ
ンプ３２の吐出油が導かれるようになっている。比例電
磁弁３０，３１はマイコン１９に接続され、その開度は
マイコン１９からの通電電流Ｉｐに応じて変化し、比例
電磁弁３０，３１の開度に応じてパイロットポート６０
ａ，６０ｂに作用する圧力が変化する。図９は比例電磁
弁３０，３１への通電電流Ｉｐと、パイロットポート６
０ａ，６０ｂに作用する圧力Ｐとの関係を示し、図から
分るように両者は比例関係になっている。

【００２０】図１０は本実施例におけるマイコン１９の
制御手順を示し、図７と同様のステップには同一のステ
ップ番号を付してある。ステップＳ１でロックスイッチ
２１のオフが判定され、ステップＳ２でアップダウンス
イッチ２０の上昇方向の操作がなされていないことが判
定されると、ステップＳ３１で上昇側比例電磁弁３０へ
の通電を停止する。これにより比例電磁弁３０が閉じて
制御弁６０のパイロットポート６０ａがタンクと連通さ
れ、パイロットポート６０ａはタンク圧となる。その
後、処理はステップＳ９に進む。

【００２１】ステップＳ２でアップダウンスイッチ２０
の上昇方向の操作がなされていると判定されると、ステ
ップＳ３２で下降側比例電磁弁３１への通電を停止する
とともに、ステップＳ３３で操作釦２７の上昇側の押込
みストロークＳに比例した電流Ｉｓを取込み、これに比
例する電流Ｉｐで上昇側比例電磁弁３０に通電する。こ
れにより比例電磁弁３０が電流Ｉｐに応じた量だけ開
き、その開度に応じた圧力が制御弁６０のパイロットポ
ート６０ａに作用し、その圧力に比例する量だけスプー
ル８が上昇位置Ｕ側に切換わる。その結果、油圧ポンプ
７の吐出油が、スプール８の切換量に応じた量だけ油圧
シリンダ１のロッド室４に導かれ、油圧シリンダ１が収
縮してブレード２が上昇する。その上昇速度は、スプー
ル８の切換量、すなわち操作釦２７の操作量に依存す
る。

【００２２】ステップＳ９でアップダウンスイッチ２０
の下降方向の操作がなされていないと判定されると、ス
テップＳ３４で下降側比例電磁弁３１への通電を停止し
てステップＳ１に戻り、アップダウンスイッチ２０の下
降方向の操作がなされていると判定されると、ステップ
Ｓ３５で上昇側比例電磁弁３０への通電を停止するとと
もに、ステップＳ３６で操作釦２７の下降側の押込みス
トロークＳに比例した電流Ｉｓを取込み、これに比例す
る電流Ｉｐで下降側比例電磁弁３１に通電する。これに
より比例電磁弁３１が電流Ｉｐに応じた量だけ開き、そ
の開度に応じた圧力が制御弁６０のパイロットポート６
０ｂに作用し、その圧力に比例する量だけスプール８が
下降位置Ｄ側に切換わる。その結果、油圧ポンプ７の吐
出油が、スプール８の切換量に応じた量だけ油圧シリン
ダ１のボトム室５に導かれ、油圧シリンダ１が伸張して
ブレード２が下降する。その下降速度は、スプール８の
切換量、すなわち操作釦２７の操作量に依存する。本実
施例においても上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。

【００２３】以上の実施例では、アップダウンスイッチ
２０の操作部材を釦式としたが、例えば図１１（ａ），
（ｂ）に示すように、レバー式としてもよい。この場合
は、レバー４１の上方への回動量に応じた量だけアップ
ダウンスイッチ２０が上昇方向に切換わり、レバー３２
の下方への回動量に応じた量だけアップダウンスイッチ
２０が下降方向に切換わるよう構成すればよい。

【００２４】またアップダウンスイッチ２０の操作部材
は、上記釦式やレバー式に限定されず、例えばスライド
式の操作部材であってもよいし、上昇用と下降用の２つ
の操作釦で構成してもよい。さらに、この操作部材の配
置位置は走行レバーに限定されない。また、ブレードを
有する油圧ショベル以外の建設機械のブレード制御装置
にも本発明を適用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、電気スイッチの操作に
よりブレード昇降用制御弁を切換えてブレードの昇降を
行うようにしたので、ブレード昇降用制御弁を機械的に
切換える従来のブレード操作レバーや操作ペダルと比べ
てブレード昇降操作の際の操作量が少なくて済み、かつ
その操作部材の配置の自由度が格段に大きくなる。した
がって、従来と比べてブレードの昇降操作性が大幅に向
上する。また、ブレードの昇降を禁止するブレードロッ
ク用電気スイッチを設けたので、ブレードの昇降操作を
行わないとき、例えば建設機械への乗降時にオペレータ
の身体がブレード操作部材に触れてブレード昇降用電気
スイッチが操作されても、ブレードが不所望に昇降する
ことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建設機械のブレード制御装置の一
実施例を示す構成図。

【図２】ブレード昇降用モータの構成を示す図。

【図３】上記モータへの通電電流とモータ回転数との関
係を示す図。

【図４】走行操作レバーに設けられたブレード操作釦お
よびブレードロック用操作部材を説明する正面図および
側面図。

【図５】ブレード操作釦の押込みストローク量とアップ
ダウンスイッチの出力電流との関係を示す図。

【図６】制御弁のストロークエンドを検出するスイッチ
を説明する図。

【図７】実施例の動作を説明するフローチャート。

【図８】ブレード制御装置の別実施例の構成を示す図。

【図９】電磁弁への通電電流とパイロット圧力との関係
を示す図。

【図１０】別実施例の動作を説明するフローチャート。

【図１１】ブレード操作部材の変形例を示す正面図およ
び側面図。

【図１２】ブレードを有する油圧ショベルの側面図。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ ２ ブレード ６，６０ 制御弁 ８ スプール １１，１２ ケーブル １３ 上昇用モータ １４ 下降用モータ １５，１６ プーリ １９ マイコン ２０ アップダウンスイッチ ２１ ロックスイッチ ２７ 操作釦 ２９ スライダ ３１，３２ 比例電磁弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレードと、このブレードを昇降せしめ
   る油圧シリンダと、この油圧シリンダに導かれる圧油を
   制御する油圧制御弁とを備えた建設機械のブレード制御
   装置において、 手動操作によりブレード上昇指令，ブレード下降指令を
   選択的に出力するブレード操作用電気スイッチと、 手動操作によりブレードロック指令およびロック解除指
   令を選択的に出力するブレードロック用操作スイッチ
   と、 前記ロック解除指令が出力されているときには、前記ブ
   レード上昇指令が出力されるのに応答して上昇信号を出
   力するとともに、前記ブレード下降指令が出力されるの
   に応答して下降信号を出力し、前記ブレードロック指令
   が出力されているときには、前記ブレード上昇指令，ブ
   レード下降指令が出力されても前記上昇信号，下降信号
   の出力を禁止する信号出力手段と、 前記上昇信号に応答して前記ブレードを上昇させるべく
   前記油圧制御弁を切換駆動するとともに、前記下降信号
   に応答して前記ブレードを下降させるべく前記油圧制御
   弁を切換駆動する弁切換駆動手段とを具備することを特
   徴とする建設機械のブレード制御装置。
2. 【請求項２】 前記ブレード操作用電気スイッチを切換
   操作するための操作部材が走行用操作レバーに設けられ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のブ
   レード制御装置。
3. 【請求項３】 前記ブレードロック用操作スイッチを切
   換操作するための操作部材が走行用操作レバーに設けら
   れていることを特徴とする請求項１または２に記載の建
   設機械のブレード制御装置。