JPH0726434Y2 - 油圧式掘削機の自動振動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、アーム、ブーム、バケットからなる作業装置
を有する油圧式掘削機の作業シリンダのストロークなら
びに速度を作業の形態及び土質の変化に応じて適宜な微
少振動を与え、掘削抵抗を減少させて効率良く掘削出来
るようにした油圧式掘削機の自動振動装置に関するもの
である。更に、本考案は、オペレータの作業操作性と安
全性を考慮して自動振動スイッチ、作業モードスイッ
チ、振動モードスイッチ等の取付位置に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年電子技術の発達は目ざましく、建設機械の作業機ア
クチュエータの操作には、機械式制御に代わって、操作
が簡単な電子−油圧制御方式が採用されているが、油圧
式掘削機での転圧作業やふるい作業のように単純で細か
い繰り返し作業を手操作で行うことは、オペレータにと
って著しい精神的な負担と疲労を伴う。このため、スイ
ッチ操作だけで、自動振動が可能な例えばバケット先端
に適宜な微小振動を与えることができる自動振動装置を
装着した油圧式掘削機が使用されている。本出願の先行
技術として、出願人は、特願昭63−173776号（特開平２
−24424号）を出願しており、その内容は、以下に説明
する第６図のごとくになっている。第６図に示すように
運転席横の操作パネル15上には振動モードスイッチ10,
作業モードスイッチ11及び自動振動スイッチ16が設置さ
れており、オペレータは作業内容に合致した振動モード
（振幅、周波数の選択）、作業モード（アーム作業、ブ
ーム作業、バケット作業、スケルトン作業の何れか一つ
を選択）を振動モードスイッチ10,作業モードスイッチ1
1で選択し、バケットを作業対象物に近づけてから、自
動振動スイッチ16を“ON"にすると、第７図に示すよう
に自動振動コントロール９の電磁コイル9bが励磁されて
スイッチ9aが吸引される。振動モードスイッチ10,作業
モードスイッチ11からの設定に該当する振動信号が発振
器13より電子制御コントロー等３に流れ、アーム、ブー
ムおよびバケット用の少なくとも一つのアクチュエータ
で微小往復運動を発生させ、先端のバケットに振動を与
え、転圧やふるい作業を行っている。尚、スケルトン作
業とは格子状のバケットをアームと同時に振動させて、
岩石類の選別をする作業のことを言う。

（考案が解決しようとする課題） 自動振動モードスイッチ16は、第６図に示すように運転
席横の操作パネル15上に配置されているため作業中、自
動振動モードスイッチ16の“ON"、“OFF"操作は作業機
操作レバー1a,1bあるいは走行操作レバー17a,17bから一
旦手を離さねば出来ない。この構造では、バケットの自
動振動を即時停止させたい場合（振動内容が思い通りで
きない場合など）、停止させるまでにタイムラグを生じ
安全上に問題が発生する。又、例えば左手で作業機操作
レバー1bを、右手で作業機操作レバー1aを操作して作業
中、バケットに自動振動を与えようとしても何れかの操
作レバーから手を離さなければならないため、作業が一
時中断され作業効率を低下させると共に、安全性が損な
われる。又、実開昭62−60658号公報に開示された作業
機の振動装置であると、常に作業機のアクチュエータの
上げ側の振幅と、下げ側の振幅を一定にすることにな
り、平坦な地盤の転圧作業あっても地盤の締め固め位置
が下がり空打ちして振動作業が充分にできないことがあ
る。更に、格子状のバケットを前後方向に振動させて、
岩石類の大きさを選別するふるい作業では作業機の振動
におけるバケットの慣性による姿勢の変化でバケット内
の岩石が荷こぼれする問題がある。

本考案は、油圧式掘削機の各種の作業シリンダのストロ
ークならびに速度を作業形態及び土質の変化に応じてバ
ケットに適宜な微少運動を与え、掘削抵抗を減少させて
効率良く掘削できる油圧式掘削機の自動振動装置を提供
することを目的とし、更に、オペレータが作業機の何れ
かの操作レバーを操作することにより煩雑なしに自動振
動が与えられる油圧式掘削機の自動振動装置を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 次に、第１図、第２図、第３図、第４図及び第５図を参
照しながら本願考案の課題を解決するための手段を説明
する。

上記目的を達成するために、本考案に係る油圧式掘削機
の自動振動装置は、油圧式掘削機のブームと、アームお
よびバケットの各アクチュエータのうち少なくとも一つ
のアクチュエータを自動的に間欠往復運動をさせて振動
を発生させる油圧式掘削機の自動振動装置であって、複
数の作業機操作レバー1a,1bのうちの少なくとも一本の
握り部に設置した自動振動スイッチ12a,12bと、操作パ
ネル15に設置した作業モードスイッチ11および振動モー
ドスイッチ10とを備え、この自動振動スイッチ12a,12b
のON状態で、作業モードスイッチ11で選択した信号と、
振動モードスイッチ10で選択した信号とが入力された電
子制御コントローラ３で演算し、この電子制御コントロ
ーラ３からの指令信号に応じて、作業機アクチュエータ
７へ間欠的に圧油を供給する手段4,5を設けて、作業機
アクチュエータ７の上げ側の振幅（e₁）と、下げ側の振
幅（e₂）をe₁＝e₂にして自動振動させて、かつ、作業機
操作レバー1a,1bを操作したときの操作量に応じた信号
を自動振動コントローラ９の加算器14に入力し、その加
算した信号を電子制御コントローラ３にて演算して、こ
の電子制御コントローラ３からの指令信号に応じて、作
業機アクチュエータ７へ間欠的に圧油を供給する手段4,
5の作動量を変えて、作業機アクチュエータ７の上げ側
の振幅（e₁）と、下げ側の振幅（e₂）をe₁＞e₂あるいは
e₁＜e₂にして自動振動させる構成としたものである。

（作用） 上記構成によれば、作業機を自動振動させる時は、作業
モードスイッチ11と、振動モードスイッチ10の選択信号
を自動振動コントローラ９に入力した後に、自動振動ス
イッチ12aまたは12bをONにすれば、この自動振動コント
ローラ９からの出力信号に基づいて電子制御コントロー
ラ３で演算処理し、この電子制御コントローラ３からの
指令信号を受けて圧油の供給を制御する電子制御バルブ
4,5により作業機のアクチュエータの上げ側または下げ
側の振幅を一定に制御するようになっている。又、作業
機操作レバー1aまたは1bの操作量に応じた電気信号が前
記自動振動コントローラ９の加算器14に加えられて、こ
の加算器14からの出力信号に基づいて電子制御コントロ
ーラ３で演算処理し、この電子制御コントローラ３から
の指令信号を受けて圧油の供給を制御する電子制御バル
ブ4,5により作業機のアクチュエータ７の上げ側の振幅
または下げ側の振幅のいずれかを変えることが可能とな
っている。このように各作業機のアクチュエータ７を振
動させることが可能であり、各種の土質や地形に応じて
掘削、転圧作業が容易となる。

更に、操作パネル15上の振動モードスイッチ10及び作業
モードスイッチ11にて振動条件を選定しておけば、オペ
レータは作業中に操作レバー1a,1bのうち少なくとも１
本の握り部の自動振動スイッチ12a,12bを押すだけで自
動振動が開始され、自動振動を中止する場合には握り部
の自動振動スイッチ12a,12bから指を離せば自動振動は
停止するようになっている。

（実施例） 以下に、本考案に係る油圧式掘削機の自動振動装置の具
体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。先ず、第
１図の電子−油圧制御方式の電気油圧の概略回路図につ
いて説明する。オペレータが操作する作業機操作レバー
1a,1bの操作量は電気信号変換装置2a,2bで電気信号に変
換されて、電子制御コントローラ３に入力される。この
電子制御コントローラ３で所定の演算処理して、オペレ
ータの操作に応じた信号を電子制御油圧バルブ4,5のソ
レノイド4a,5aに入力される。このソレノイド4a,5aに入
力される信号に応じて電子制御油圧バルブ4,5が作動
し、油圧ポンプ６から吐出される圧油は配管を介して作
業機アクチュエータ７に供給され、このアクチュエータ
７からの戻り油は配管を介してタンク８にドレーンする
構成となっている。

次に、第２図の自動振動装置を装着したときの電子−油
圧制御方式の電気油圧回路図について説明する。自動振
動コントローラ９には振動モードスイッチ10と、作業モ
ードスイッチ11および自動振動スイッチ12a,12bが接続
されている。前記２つのモードスイッチ10,11によって
選択された振動モード及び作業モードの信号が自動振動
スイッチ12aまたは12bの何れかを“ON"にすることによ
り自動振動コントローラ９に入力される。この自動振動
コントローラ９に入力された信号は後述する発信器13か
ら加算器14入力されて、所定の処理後、この加算器14か
らの出力信号に基づいて電子制御コントローラ３で演算
処理し、この電子制御コントローラ３からの指令信号を
電子制御油圧バルブ4,5のソレノイド4a,5aに出力され
る。この指令信号に応じて電子制御油圧バルブ4,5が開
口される。これにより例えば、前記作業モードスイッチ
11でブーム単独振動モードBoと指定し、前記振動モード
スイッチ10をL:振幅大、周波数少ないと指定した振幅及
び周波数で、ブームアクチュエータ７のピストンロッド
が矢印のＰ又はＱ方向に駆動する。

ここで、油圧式掘削機の作業機はブーム、アクチュエー
タ、およびバケットの各アクチュエータからなってお
り、これらのアクチュエータは同様の構造であるので第
１図、第２図に示すアクチュエータ７は一つのみ記載し
てある。

第４図の自動振動コントローラ（９）の詳細図について
説明する。作業機操作レバー1a,1bの握り部分に装着さ
れた自動振動スイッチ12a,12bが“OFF"状態にある時
は、自動振動コントローラ９内のスイッチ9aは引離され
ていて“手動モード”状態となっている。自動振動スイ
ッチ12a,12bの何れかを“ON"にすると電磁コイル9bによ
り励磁されスイッチ9aは吸引されて、“自動振動モー
ド”状態となり、振動モードスイッチ10,作業モードス
イッチ11からの選定に該当する振動信号を発信器13より
出力し、加算器14に入力される。この加算器14にて所定
の処理後、この加算器14からの出力信号が電子制御コン
トローラ３に入力される。

更に、第３図、第４図及び第５図は、振動モードスイッ
チ10と、作業モードスイッチ11と、自動振動スイッチ12
a,12bの装着位置を示す外観図、自動振動コントローラ
の回路図及び作業機操作レバーの介入の有無の作業シリ
ンダの作動状態説明図である。自動振動スイッチ12a,12
bは、左右作業機レバー1a,1bの先端握り部に取付けられ
ており、振動モードスイッチ10,作業モードスイッチ11
は何れも運転席横の操作パネル15上に装着されている。

次に、作動について説明する。作業機を自動振動させる
ときは、作業モードスイッチ11と、振動モードスイッチ
10の選択信号を自動振動コントローラ９に入力した後
に、自動振動スイッチ12aまたは12bをONにして、この信
号に基づいて電子制御コントローラ３で演算処理し、こ
の電子制御コントローラ３からの指令信号を受けて作業
機のアクチュエータ７へ圧油の供給を制御する電子制御
バルブ4,5により作業機のアクチュエータ７の上げ側の
振幅（e₁）または下げ側の振幅（e₂）をe₁＝e₂の一定振
幅になるようにしてある。

また、作業機操作レバー1aまたは1bの操作量に応じた電
気信号を自動振動コントローラ９の加算器14に入力し、
その加算した信号を電子制御コントローラ３にて演算
し、この電子制御コントローラ３からの指令信号に応じ
て、作業機アクチュエータ７へ間欠的に圧油を供給する
電子制御バルブ4,5により作業機のアクチュエータ７の
上げ側の振幅（e₁）または下げ側の振幅（e₂）をe₁＞e₂
あるいはe₁＜e₂にして自動振動することが可能となって
いる。更に、操作パネル15上の振動モードスイッチ10及
び作業モードスイッチ11にて振動条件を選定しておけば
オペレータは作業中に作業機操作レバー1aまたは1bの何
れか一方の握り部の自動振動スイッチ12aまたは12bを押
すだけで自動振動が開始され、自動振動を中止する場合
には握り部の自動振動スイッチ12aまたは12bから指を離
せば自動振動は停止するようになっている。

（考案の効果） 1.以上説明したように、本発明に係る油圧式掘削機の自
動振動装置によれば、油圧式掘削機の掘削作業や転圧作
業等において作業機を振動させる場合、例えば平坦な地
盤での転圧作業であっても締め固めて行くと地盤の締め
固め位置が下がって空打ちが生じるので、このときは作
業機操作レバーの操作量に応じて作業機アクチュエータ
の上げ側の振幅（e₁）の上端部と、下げ側の振幅（e₂）
の下端部を可変にして自動振動させることが可能となり
各種の地形、土質条件及び作業条件に応じて掘削や転圧
作業の能率が向上する。また、作業機の振動によるふる
い作業におけるバケットの慣性による姿勢変化を補正す
ることができる。

2.更に、振動モード及び作業モードを選定しておけばオ
ペレータは作業中に作業機操作レバー握り部の自動振動
スイッチを押すだけで自動振動が開始し、握り部の自動
振動スイッチを離すだけで自動振動が停止が可能であ
り、作業機操作レバーを両手で操作中でもワンタッチで
自動振動の起動停止が行えるので作業機の操作性は格段
と向上する。

3.そして、オペレータは作業機の操作中においても、作
業機操作レバーから手を離したり、作業機から目を離さ
ずに作業機操作レバーの操作に専念ができるので安全に
作業が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例に基づく電子−油圧制御方式の電
気油圧の概略回路図、第２図は第１図に自動振動装置が
装着された電子−油圧制御方式の電気油圧回路図、第３
図は本考案実施例に基づくスイッチ類の装着位置を示す
外観図、第４図は自動振動コントローラの回路図、第５
図は本考案実施例に基づく作業機操作レバー介入の有無
の作動状態説明図、第６図は出願人の先行技術に基づく
スイッチ類の装着位置を示す外観図、第７図は出願人の
先行技術に基づく自動振動コントローラの詳細図。 1a,1b……作業機操作レバー 2a,2b……電気信号変換装置 ３……電子制御コントローラ 4,5……電子制御油圧バルブ ９……自動振動コントローラ 10……振動モードスイッチ 11……作業モードスイッチ 12a,12b……自動振動スイッチ 13……発信器 14……加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小野田 匠 大阪府枚方市上野３―１―１ 株式会社小 松製作所大阪工場内 (56)参考文献 特開 平２−24424（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−69903（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−60658（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧式掘削機のブームと、アームおよびバ
   ケットの各アクチュエータのうちの少なくとも一つのア
   クチュエータを自動的に間欠往復運動をさせて振動を発
   生させる油圧式掘削機の自動振動装置において、複数本
   の作業機操作レバー（1a,1b）のうちの少なくとも一本
   の握り部に設置した自動振動スイッチ（12a,12b）と、
   操作パネル（15）に設置した作業モードスイッチ（11）
   および振動モードスイッチ（10）とを備え、この自動振
   動スイッチ（12a,12b）のON状態で、作業モードスイッ
   チ（11）で選択した信号と、振動モードスイッチ（10）
   で選択した信号とが入力されたコントローラ（３）で演
   算し、このコントローラ（３）からの指令信号に応じ
   て、作業機アクチュエータ（７）へ間欠的に圧油を供給
   する手段（4,5）を設けて、作業機アクチュエータ
   （７）の上げ側の振幅（e₁）と、下げ側の振幅（e₂）を
   e₁＝e₂にして自動振動させて、かつ、作業機操作レバー
   （1a,1b）を操作したときの操作量に応じた信号を自動
   振動コントローラ（９）の加算器（14）に入力し、その
   加算した信号をコントローラ（３）にて演算して、この
   コントローラ（３）からの指令信号に応じて、作業機ア
   クチュエータ（７）へ間欠的に圧油を供給する手段（4,
   5）の作動量を変えて、作業機アクチュエータ（７）の
   上げ側の振幅（e₁）と、下げ側の振幅（e₂）をe₁＞e₂あ
   るいはe₁＜e₂にして自動振動させることを特徴とする油
   圧式掘削機の自動振動装置。