JPH09209418A - 電子制御式バックホーの動作選択装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子制御式バックホーにてバケットを直線動
作させ、また、作業腕の動作制限を行うべく、作業腕の
自動制御を設定するにおいて、従来、設定操作が煩雑
で、自動制御が敬遠され、作業効率の向上が図れなかっ
たことから、作業腕の動作選択装置である操作パネルの
構造とその操作方法を改善する。 【解決手段】 操作パネルＰＣ１を、機能選択部Ａ、設
定部Ｂ、表示部Ｃに区分し、該機能選択部Ａにて、バッ
クホーの機能概要を示す絵を表し、絵の周囲に、絵と関
連付けて仕上選択用のスイッチ類ＦＳ１・ＦＳ２、リー
チ制限用のスイッチ類ＲＳ１・ＲＳ２、高さ制限用のス
イッチ類ＨＳ１・ＨＳ２、深さ制限用のスイッチ類ＤＳ
１・ＤＳ２を配し、設定操作は、機能選択部Ａにて機能
選択操作を行った後、設定部Ｂにて、表示部Ｃの表示を
見ながら数値入力するという直線的流れで行えるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業腕の動作制限
位置や、その動作方向に関する設定値に基づき、作業腕
を自動制御可能な電子制御式バックホーの、作業腕の動
作選択装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホーの掘削においては、地下の配
管に接触しないよう、掘削深さや、バケットの掘削方向
を一定にする作業が望まれる。そのため、バケットを直
線動作できる自動制御的のバックホーが公知となってい
る。また、掘削深さだけでなくバックホーは作業腕の操
作が難しく、予期せず、安全に作業可能な域から作業腕
の一部がはみ出て、工事現場近くの建造物等に接触する
という事態が生じうることを考慮し、ある一定の動作制
限位置を設定し、その位置に作業腕の一部が達すると、
自動的に作業腕が停止するという制御システムを採用し
たものも公知となっている。

【０００３】バックホーの掘削深さの制限値を設定可能
で、作業腕の動作方向を、作業腕各部の枢支軸の回動角
度の検出に基づいて自動制御可能なバックホーの構成
は、特公昭６３−３７２１０号公報に開示されている。
また、バックホーと略同じ構造の（ブーム、アーム、及
びバケットよりなる）作業腕を有するパワーショベルに
関して、その高さ制限設定、及び掘削開始点の位置設定
を可能とし、作業腕の動作方向を、やはり作業腕各部の
枢支軸の回動角度検出に基づいて自動制御可能としたも
のが、特公昭６２−４２０９６号公報にて開示されてい
る。

【０００４】また、このような構造で作業腕を自動制御
を可能とした電子制御式のバックホーにおいて、手動制
御と自動制御を切換可能とし、その切換操作を行うスイ
ッチを、作業腕の動作速度を傾倒角度にて決定可能な操
作器具（レバー類）に具備した構成は公知である。この
操作器具構成において、手動の場合には、一個または複
数の操作器具を一方向または複数の方向に操作して、作
業腕の各部（ブーム、アーム、バケット及び旋回）の速
度及び方向を設定するものであり、該スイッチを自動制
御に切り換えれば、目標とする作業腕位置は定められる
ので、操作器具は、その位置に作業腕を動かすための動
作速度を設定するためにのみ操作するものとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように作業腕の
動作及び制限位置を自動制御できる電子制御式バックホ
ーにおいては、その動作選択操作上に、次のような問題
があった。まず、動作制限項目や動作方向等、数値入力
する項目が多く、どれが何を意味するかがわかりにくか
った。また、数値入力するのに、モード変更が必要で、
操作が複雑となっていた。更に、動作方向とは、バケッ
トの直線動作（仕上げ操作）の方向を示すが、これに関
しては、目標とする動作方向角度を数値入力するもので
あり、動作制限に関しては、現在位置に関する表示に基
づいてこれを増減設定するという方法で、設定方法が異
なり、操作上の一貫性に欠ける。

【０００６】また、例えば掘削深さを一定にする機能、
或いはバケットを一定角度にて直線方向に動作させる機
能、或いは前方の動作制限制御を行う機能等、複数の制
御機能を設ける中で、従来は、この中から一つの制御機
能を選択すれば、その制御機能に関する数値ばかりが表
示され、実作業中は掘削深さ以外の数値はあまり必要と
しないので、目に煩わしい。また、従来、既設定の値を
確認できないので、設定のやり直しをしなくてよい場合
にも不必要に設定操作をしてしまうという無駄を生じさ
せていた。更に、様々な機能のスイッチが一つの操作パ
ネルに凝縮配置されて、どれが何をするものか、判りづ
らく、操作しにくいものとなっていた。

【０００７】次に、複数の制限機能における動作制限
値、例えば高さ制限、深さ制限、及び前方位置制限を設
定した場合において、従来、各制限機能に関する表示部
材（パイロットランプ等）が配設された操作パネルは公
知であり、現在、どの制限機能にて制御がなされている
かが、この表示にて判別できるようになっているが、あ
る制限位置に達して作業腕が停止した時に、高さ、深
さ、及び前方位置の各制限のうち、どの制限位置に達し
て停止したのかを表示する機能はなかった。作業腕の動
作可能域が大きい場合には、作業腕の動作方向で、どの
制限機能に関する制限位置で停止したかの見当がつく
が、特に作業腕の動作可能域を小さく設定した場合に
は、どの制限機能の制限位置に達したのかが判りづら
い。例えば、実際にはアーム先端が前方制限位置に達し
て停止しているのに、バケットが深さ制限に達している
からだと判断して、アームを前方に動かそうとしても、
作業腕は動かない。動作可能域が小さければ、動作制限
位置に達する頻度も多いのに、この判別が困難なので
は、作業効率は上がらない。

【０００８】次に、動作速度の操作器具に自動／手動切
換用のスイッチを具備した構成においては、従来、スイ
ッチを押せば自動制御、離せば手動に切り換わる構造で
あって、自動制御時に動作速度を設定する場合には、該
スイッチを押したままで操作器具を傾倒操作しなければ
ならなかった。スイッチを押しながらの操作は指にかな
りの負担がかかり、オペレータの疲労を早める。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は以上のような課
題を解決するために、次のような手段を用いる。まず第
一に、作業腕の動作方向、及び動作制限位置を自動制御
できる電子制御式バックホーの操作パネルにおいて、制
御機能の選択をすべくバックホーの動作範囲の絵を配し
た機能選択部と、該機能選択部で設定した制御機能に関
する制御設定値を設定するための設定部と、各部の現在
位置や設定値を表示する表示部とを配する電子制御的バ
ックホーの動作選択装置を構成する。

【００１０】第二に、電子制御式バックホーの動作選択
装置において、該機能選択部にて制御機能の選択を行
い、該表示部にて各部の現在位置或いは現状の制御設定
値を確認し、該設定部にて制御設定値の変更操作を行
い、該表示部にて変更後の各部の位置または制御設定値
を確認し、操作終了するという一連の動作選択操作を、
各機能で同一とし、該操作パネル上にて一定の方向に操
作を行えるようにした電子制御式バックホーの動作選択
方法を採用する。

【００１１】第三に、作業腕の動作制限位置を自動制御
できる電子制御式バックホーであって、複数の制限機能
に基づく動作制限位置を設定して制御されている場合に
おいて、バックホーが停止した時に、どの制限機能によ
る動作制限位置に達しているのかが表示される電子制御
式バックホーの動作選択装置を構成する。

【００１２】第四に、電子制御式バックホーの作業腕の
動作速度を、傾倒角度に基づいて設定できる操作器具
に、該作業腕の動作方向を手動制御と自動制御に切換可
能なスイッチを具備した構成のものにおいて、該スイッ
チを手動制御から自動制御へ切り換える場合に、該操作
器具位置が動作速度０付近以外の位置では、自動制御に
ロックされ、該位置が動作速度０付近の位置では、該ロ
ックが解除される電子制御式バックホーの動作選択装置
を構成する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面より説明する。図１は本発明に係る電子制御式バック
ホーの作業腕動作選択装置である操作パネルＣＰの正面
図、図２は同じく他の実施例の操作パネルＣＰの正面
図、図３は操作パネルＣＰや作業腕操作レバーＬ１・Ｌ
２等の配設構成を示す運転席Ｓ付近の平面図、図４は電
子制御式バックホーの作業腕及び旋回用油圧制御回路
図、図５はバックホー作業腕の制御に係るコントローラ
ＣＴＲの入出力フローチャート図、図６は図５中、
「（１）入力」に係る操作パネルＣＰでの仕上方向及び
目標角度の設定手順の中、機能選択部Ａにおける手順を
示すフローチャート図、図７は図６図示の手順の続きで
あって、設定部Ｂにおける手順を示すフローチャート
図、図８は図５中、「（１）入力」に係る操作パネルＣ
Ｐでのリーチ制限値の設定手順の中、機能選択部Ａにお
ける手順を示すフローチャート図、図９は同じく高さ制
限値の設定手順の中、機能選択部Ａにおける手順を示す
フローチャート図、図１０は同じく深さ制限値の設定手
順の中、機能選択部Ａにおける手順を示すフローチャー
ト図、図１１は図８、図９、または図１０図示の手順の
続きであって、設定部Ｂにおける手順を示すフローチャ
ート図、図１２は操作パネルＣＰにて、数値入力を行わ
ないか、または終了した場合の表示部Ｃにおける表示内
容を示すフローチャート図、図１３は図５中、「（２）
制御」に係る制御機能の選択手順の中、機能選択部Ａに
おける仕上選択の手順を示すフローチャート図、図１４
は図１３図示の手順の続きであって、機能選択部Ａにお
ける動作制限制御の選択手順を示すフローチャート図、
図１５は図１４図示の手順の続きであって、直線動作設
定スイッチＳＷのＯＮ・ＯＦＦ選択に基づく仕上動作の
選択手順を示すフローチャート図、図１６は図５中
「（３）動作制限」に係る動作制限制御の設定フローチ
ャート図である。

【００１４】まず、図４より、電子制御式バックホーの
作業腕制御システムについて説明する。作業腕は、ブー
ム１、アーム２、バケット３の各作業部を連接してな
り、各基端部が、各々油圧シリンダーであるブームシリ
ンダーＣＹ１、アームシリンダーＣＹ２、バケットシリ
ンダーＣＹ３の伸縮駆動にて枢支軸回りに回動すること
によって、作業腕が動作する。各基端部にはポテンショ
メーターが配設されており、各検出回動角度は、各々θ
１・θ２・θ３と表される。更に、本体部４には旋回用
油圧モーターが設けられていて、クローラ走行装置５に
対して回動可能となっており、やはりポテンショメータ
ーにて回動角度を検出するものであり、これを旋回角度
θＲと表している。なお、ブーム１基端部を枢支するブ
ームブラケット６は本体部４に対して左右回動自在に枢
支されており、このスイング用モーターが別個に設けら
れている（図４では図示せず）。この回動角度もポテン
ショメーターにて検出し、これをスイング角度θＳと表
す。

【００１５】これらの油圧シリンダーＣＹ１〜３及び旋
回用油圧モータの各油圧アクチュエーターは、各々、油
圧バルブＯＶ１〜４にて駆動制御される。各油圧バルブ
ＯＶ１〜４は、油圧パイロット式の二方向切換式比例弁
となっていて、電磁パイロット式の制御弁ＳＶ１〜４よ
りパイロット圧油を供給されるものであり、各制御弁Ｓ
Ｖ１〜ＳＶ４の切換操作にて、圧油流動方向を制御さ
れ、かつパイロット圧調整にて、圧油流量が調整され
る。また、各制御弁ＳＶ１〜ＳＶ４と、各油圧バルブＯ
Ｖ１〜ＯＶ４の間には、流量制御弁ＣＶ１〜ＣＶ８が介
設されていて、動作制限域近傍における減速制御等の時
に、これらが作動する。

【００１６】このような作業腕の操作部について説明す
る。まず、作業腕の手動操作用のレバーとして、旋回・
アーム操作用の第一レバーＬ１と、ブーム・バケット操
作用の第二レバーＬ２を、図３の如く、作業席Ｓの左右
に配設している。なお、作業腕Ｓ前方の足元の左右一対
のレバーは、走行操作レバーＳＬである。手動操作時に
おいて、各作業腕操作レバーＬ１・Ｌ２は、二方向に傾
倒可能となっており、いずれかの傾倒方向を選択するこ
とで、第一レバーＬ１なら、旋回操作かアーム操作かが
選択され、第二レバーＬ２なら、ブーム操作かバケット
操作かが選択される。また、傾倒の向きは、各作業部
（ブーム１・アーム２・バケット３、及び本体部４）の
動作の向きを示すものである。即ち、中央にある時は、
中立、即ち作業部が停止状態であり、この中立位置より
前方（或いは左方）に傾倒すれば作業部が前方に回動
し、後方（或いは右方）に傾倒すれば作業部が後方に回
動するという具合である。前記の電磁切換弁ＳＶ１〜４
は、このレバーの傾倒の向きによって、切換選択される
ものである。

【００１７】ブーム操作を例にして説明する。第二レバ
ーＬ２を、ブーム操作の一側に傾倒させると、流量制御
弁ＣＶ１に圧油が供給され、かつ、この供給油圧は、レ
バーの傾倒角度に応じて変位する（Ｐ₁ ）。この油圧Ｐ
₁ は、電気的に変換されて、入出力インターフェイスＩ
Ｆを介してコントローラーＣＴＲに入力され、制御弁Ｓ
Ｖ１に対して、該油圧Ｐ₁ に比例するパイロット電圧が
かかり、該制御弁ＳＶ１をコントロールして、油圧バル
ブＯＶ１への油圧供給方向と、油量が制御されるのであ
る。

【００１８】このように、手動操作の場合には、各作業
部が、該レバーＬ１・Ｌ２の傾倒操作に基づいて回動制
御され、また、速度制御されるのであるが、本発明に係
るバックホーでは、これらの作業腕における油圧制御を
自動的に行うことが可能となっているのであり、まず、
第一レバーＬ１に、押釦式の直線動作設定スイッチＳＷ
が付設されている。これを押すと、バケット３を一定方
向に直線動作するように作業腕を自動制御できるように
なり、各作業部基端部の現状角度θ１〜θ３（場合によ
っては、旋回角度θＲ、スイング角度θＳ、更には、本
体部４に設けた二方向傾斜センサの検出傾斜角度α・
β）を検出してコントローラーＣＴＲに入力し、予め後
記の作業腕動作設定用の操作パネルＣＰで設定した動作
に基づいて、各油圧シリンダーＣＹ１〜３を制御し、ブ
ーム１、アーム２、及びバケット３を動作させて、該バ
ケット３（の刃先）を直線動作するものである。

【００１９】このバケット３の直線動作は、特に、掘削
深さを一定にする等、掘削作業の仕上時に用いられる。
この直線動作には、バケット底面を擦らせるように動か
す底面方向の動作と、一定の傾斜角度を保持してバケッ
ト刃先を動作させる角度方向の動作とがあり、いずれ
か、操作パネルＣＰにて設定可能である。また、底面方
向を選択した場合ならば、バケット底面方向の対地角度
を、角度方向を選択した場合ならばバケット刃先の動作
方向の対地角度を設定可能となっている。例えば該操作
パネルＣＰにて、角度方向を選択し、対地角度を設定し
ておいた上で、該直線動作設定スイッチＳＷを押すと、
これに基づいて、一定角度にバケット刃先が直線動作す
るように、作業腕が自動制御されるのである。なお、該
直線動作設定スイッチＳＷを押釦すると、第二レバーＬ
２は不要となり、第一レバーＬ１は一方向にのみ動かし
て、その動作速度のみを設定するものとなる。

【００２０】ところで、この直線動作をしている間、ず
っと直線動作設定スイッチＳＷを押し続けるのは、作業
者にとって負担が大きく、指に疲労を生じさせ、長時間
の操作が苦痛になる。そこで、該スイッチＳＷを一旦押
して、ある程度第一レバーＬ１を傾倒させれば、該スイ
ッチＳＷから手を離しても、該スイッチＳＷが直線動作
制御に、つまり、自動制御にロックされるようにしてい
る。そして、該第一レバーＬ１を、動作速度が０付近の
位置に戻すと、このロックが解除され、該スイッチＳＷ
から手を離している状態であれば、手動設定に復帰する
ようにしているのである。

【００２１】また、このような自動制御時か手動操作時
かの如何を問わず、掘削深さ、また作業腕の高さや前方
先端（リーチ）位置に関して、操作パネルＣＰにて動作
制限位置を設定できるようになっており、該動作制限位
置に作業腕の一部が近づくと自動的に減速し、制限位置
にて停止するように構成されている。図４中、ＨＬは高
さ制限位置、ＲＬはリーチ制限位置、ＤＬは深さ制限位
置であり、これらが操作パネルＣＰにて設定可能なので
ある。なお、斜線部分は、減速域であって、この域内に
作業腕の一部が入ると、各流量制御弁ＣＶ１〜ＣＶ８が
作動して、流量制御がなされて作業腕が減速し、最終的
に各制限位置にて停止するのである。

【００２２】操作パネルＣＰは、例えば図３に図示する
ように、走行操作レバーＳＬよりも前方側のダッシュボ
ード部に配設する等、作業席Ｓに座る作業者が操作しや
すい位置に配設されている。

【００２３】本発明は、このような電子制御式バックホ
ーの作業腕制御システムの中の、操作パネルＣＰにて構
成される作業腕の動作選択装置と、これに基づく動作選
択方法に関するものである。以後、これについて説明す
る。まず、図１より、操作パネルＣＰの構造について説
明する。パネル上、左側には、バックホーと該当する機
能の概要を示した絵を中心とし、その絵の解説の近傍に
選択スイッチを配した機能操作部Ａが配置され、右側に
おいて、下側は、設定値の増減操作を行う設定部Ｂ、上
側は、各表示ランプと７セグメントＬＣＤよりなる表示
部Ｃとなっている。該操作パネルＣＰを用いての数値入
力作業は、最初にパネル左側の機能選択部Ａにて制御機
能の選択を行い、次に、その右側の設定部Ｂにおいて、
該設定部Ｂの上側に配設された表示部Ｃにおける表示を
見ながら数値入力するという手順であり、該操作パネル
ＣＰにおいて、該機能選択部Ａ・設定部Ｂ・表示部Ｃの
各スイッチ群を、作業の流れが同一手順で一定の方向に
進められるように配した。従って、円滑に進むように配
設されているのである。また、各機能スイッチ毎に色分
けしても良い。

【００２４】機能選択部Ａについて説明する。中央のバ
ックホーの絵は、該機能選択部Ａにて選択可能な各機能
の説明を示している。即ち、動作制限に関する設定を行
っている場合に、表示部ＣにおけるＬＣＤが示す数値
が、どの部分の長さを表示しているのかを図示したもの
である。また、仕上選択（バケット刃先の直線動作）を
選択した場合に、底面方向及び角度方向とは、どのよう
なバケット刃先の動作となっているかを示し、その中
で、例えば角度方向を選択した場合に、表示部ＣのＬＣ
Ｄにて表示される数値は、バケット刃先の動作方向の対
地角度であるということが判るようにしている。このよ
うな絵を施すことによって、作業者が機能選択や設定値
入力を行う場合に、自分が何に関する機能選択をし、ま
た、どのような数値を入力しているのか、また表示部Ｃ
における表示は何を意味するのかが明瞭に視認できるの
である。

【００２５】この機能選択部Ａにおいて、各機能選択用
のスイッチ類が、中央のバックホーの絵にあしらわれた
各部の位置に合わせて配設されている。まず、仕上選択
用のスイッチ類は、バケットの動きと関連付けるため、
バックホーの絵の中のバケットの位置に最も近い左下側
に配設されている。そして、動作制限用としてのリーチ
制限・高さ制限・深さ制限の各スイッチ類において、深
さ制限はバックホーの絵の下側、高さ制限は該絵の上
側、更に、リーチ制限は、バックホーの前方位置制限を
表すため、該絵の左（絵のバックホーの前方）上側に配
設している。更に絵のバックホーの各部を色分けし、各
スイッチ類を、そのスイッチが示すバックの各部の色に
合うように色分けして、一層、関連付けを強くしてい
る。このように、バックホーの絵と各スイッチ類が旨く
関連付けられて配設され、また、色分けされているた
め、該機能選択部Ａにおけるスイッチ類の誤操作、入力
ミスが少ない。

【００２６】該機能選択部Ａにおける各スイッチ類につ
いて説明する。まず、仕上選択用スイッチ類について説
明する。中央に中央復帰式モーメンタリスイッチの仕上
選択スイッチＦＳ１が配設されており、上中下の三位置
に切換可能となっている。この中で、中位置は不変位置
で、上位置にすると、角度方向の仕上選択、即ち、バケ
ット刃先を一定の対地角度で傾斜状に直線動作させる作
業（傾斜面の掘削作業に適する）を選択したこととな
り、下位置にすると、底面方向の仕上選択、即ちバケッ
トをその底面方向に直線動作させ、バケット底面にて掘
削溝底面を均平する作業を選択したこととなる。仕上選
択スイッチＦＳ１を中立に復帰させる事で、電源入時に
常に一定の状態で作業を開始でき、作業開始時にスイッ
チの設定に手間取ることもない。該仕上選択スイッチＦ
Ｓ１の上下には、それぞれ「角度方向」、「底面方向」
との表示があり、各表示の左横に、その表示側に仕上選
択スイッチがセットされた時に点灯する、パイロットラ
ンプの角度方向表示ランプＦＬ１及び底面方向表示ラン
プＦＬ２が配設されている。

【００２７】なお、「角度方向」とは、バックホーの絵
でわかるように、バケット刃先の移動する方向を指して
いる。これに対し、「底面方向」とは、バックホーの絵
に示されるように、バケットの刃先から湾曲始端部分ま
での平板状の部分がバケット底面であり、該バケット底
面を含む側面視上の直線が「底面方向」となる。従っ
て、該仕上選択スイッチＦＳ１を「底面方向」にセット
した場合において、該底面方向が水平状であれば、バケ
ットは水平方向に動き、掘削溝底面が水平状にならされ
ていくが、該底面方向が上下に傾いていれば、その傾斜
角度にバケットが動作し、掘削溝底面は、傾斜状に均さ
れていく。

【００２８】該仕上選択スイッチＦＳ１の右側には、押
釦式の表示・変更スイッチＦＳ２が配設されている。こ
のスイッチをＯＮする（押す）と、表示部ＣにおけるＬ
ＣＤにて数値が表示されるとともに、設定部Ｂでの設定
値変更操作が可能となる。これについては後に詳説す
る。

【００２９】次に、各動作制限用のスイッチ類について
説明する。まず、リーチ制限用のスイッチ類として、リ
ーチ制限スイッチＲＳ１を左に配し、その右に、リーチ
制限表示・変更スイッチＲＳ２が配設されている。高さ
制限用のスイッチ類、深さ制限用スイッチ類も同様で、
前者は、左に高さ制限スイッチＨＳ１、右に高さ制限表
示・変更スイッチＨＳ２を、後者は、左に深さ制限スイ
ッチＤＳ１、右に深さ制限表示・変更スイッチＤＳ２を
配してなっている。

【００３０】リーチ制限スイッチＲＳ１、高さ制限スイ
ッチＨＳ１、深さ制限スイッチＤＳ１は、ＯＮ・ＯＦＦ
切換式の押釦で、パイロットランプを兼ねており、ＯＮ
すると点灯するようになっていて、作業中に、どの動作
制限制御がなされているかがスイッチの点灯で判る。こ
れらのスイッチがＯＮされていると、そのＯＮされてい
るスイッチの属する動作制限制御が、作業腕の動作中に
おいてなされることとなる。例えば、リーチ制限スイッ
チＲＳ１がＯＮされていると、前記レバーＬ１・Ｌ２を
手動で作業腕を操作する場合か、或いは直線動作設定ス
イッチＳＷを押して作業腕を自動制御する場合かを問わ
ず、設定されたリーチ制限位置ＲＬ（図４図示）に近づ
くと、作業腕が減速、停止する制限制御がなされるので
ある。

【００３１】三つの動作制限スイッチＲＳ１、ＨＳ１、
ＤＳ１は、勿論、この中の二つ、或いは三つ全部がＯＮ
される場合があり、この場合には、ＯＮされたスイッチ
全てが点灯していて、どの動作制限制御がなされている
かが判る。しかし、もしある動作制限位置に作業腕の一
部が達して停止した場合に、どの動作制限で停止したの
かが判別できなければ、容易に作業腕を動作可能域に戻
すことができない。例えば全ての制限スイッチをＯＮし
ておいて、作業腕の一部がリーチ制限位置ＲＬに達して
停止した場合に、作業者が高さ制限位置に達したのだと
判断して、作業腕を下降させる操作を行っても、それ
が、作業腕を前方に動作させるものであれば、作業腕は
動かない。そこで、容易にどの動作制限で作業腕が停止
したかが判るように、作業腕の一部がある動作制限位置
に達した時には、その動作制限位置の属する動作制限ス
イッチが点滅するようにしている。例えば、前者の例で
あれば、リーチ制限スイッチＲＳ１が点滅するので、作
業者が、リーチ制限位置ＲＬに達したと瞬時に判断で
き、容易にリーチ制限位置ＲＬより作業腕を脱する操作
ができるのである。

【００３２】リーチ制限表示・変更スイッチＲＳ２、高
さ制限表示・変更スイッチＨＳ２、深さ制限表示・変更
スイッチＤＳ２は、上中下三位置に切換可能なトグルス
イッチになっていて、表示部Ｃに表示される数値の種類
を切り換えるスイッチであるとともに、設定部Ｂにおい
て設定値入力を可能とするためのスイッチである。中位
置は中立（ＯＦＦ）位置であり、上位置には「現在位
置」、下位置には「既設定値」との表示がある。

【００３３】リーチ制限表示・変更スイッチＲＳ２を
「現在位置」にセットした場合、表示部ＣのＬＣＤは、
現在の「最大リーチ値」（操作パネルＣＰ上の絵で判る
如く、本体部４中心部から作業腕の最大前方位置までの
前後距離）を示し、また、「既設定値」にセットすれ
ば、該ＬＣＤは既設定した「リーチ制限値」（本体部４
の中心からリーチ制限位置ＲＬまでの前後距離）を示す
（図８参照）。高さ制限表示・変更スイッチＨＳ２の場
合には、「現在位置」セット時に、現在の「最大高さ
値」（クローラ接地面から作業腕の最上位置までの上下
距離）を、「既設定値」セット時に、既設定の「高さ制
限値」（クローラ接地面から高さ制限値ＨＬまでの上下
距離）を、該ＬＣＤが表示する（図９参照）。そして、
深さ制限表示・変更スイッチＤＳ２の場合には、「現在
位置」セット時に、現在の「最大深さ値」（クローラ接
地面から作業腕の最下位置までの上下距離）を、「既設
定値」セット時に、既設定の「高さ制限値」（クローラ
接地面から深さ制限値ＤＬまでの上下距離）を、該ＬＣ
Ｄが表示するのである（図１０参照）。また、ＲＳ２・
ＨＳ２・ＤＳ２のスイッチを中立復帰式とすることで、
電源立ち上がり時の表示を現在の刃先高さ／深さに設定
でき、表示の設定に手間取ることもない。

【００３４】作業腕の現在位置から見て、もう少し動作
制限位置を移動させた方がよいなと思う時には、スイッ
チを「現在位置」にセットし、後記設定部Ｂにて表示変
更操作を行い、ＬＣＤに表示される数値を増減する方法
を取ればよい。また、一方、既設定した動作制限位置が
適当かどうかをまず判断し、その判断を基に、該動作制
限位置の設定値を増減したい場合には、スイッチを「既
設定値」にセットし、ＬＣＤ表示の動作制限位置の既設
定値を確認して、これを増減操作すればよい。その都度
の作業腕の状況に応じて、設定しやすい方を選べるの
で、設定操作が容易化、効率化されるのである。

【００３５】次に、設定部Ｂについて説明する。設定部
Ｂは、増減スイッチＢＳ１、確定スイッチＢＳ２、及び
ブザーＢＺよりなる。増減スイッチＢＳ１は、上下に傾
倒可能なレバースイッチとなっていて、上方に傾倒させ
ると、表示部ＣのＬＣＤ表示の数値を増加させ、下方に
傾倒させると、該表示の数値を減少させるもので、中心
部が中立位置となっている。また、その傾倒角度に、該
数値の増減速度が比例するものであり、傾倒させている
間中、該数値は増減し続ける。つまり、該表示部ＣのＬ
ＣＤは、該増減スイッチＢＳ１の傾倒時間及び傾倒角度
に比例して増減する。

【００３６】確定スイッチＢＳ２は、設定値確定用のス
イッチである。増減スイッチＢＳ１にて数値の増減操作
を行い、目標とする数値がＬＣＤに表示された時点で、
該増減スイッチＢＳ１を中立位置に戻し、該確定スイッ
チＢＳ２を押すと、表示されている数値が規定値のバッ
ファに入力されて、動作制限位置の設定値として確定さ
れ、以後、その表示・変更スイッチの属する制限スイッ
チがＯＮされている限り、その動作制限制御が、該設定
値を基になされることとなる。

【００３７】ブザーＢＺは、機能選択部Ａにおける機能
の変更操作、例えば仕上選択スイッチＦＳ１を「角度方
向」か「底面方向」かいずれかにセットした時や、或い
は動作制限スイッチ（ＲＳ１、ＨＳ１、ＤＳ１のいずれ
か）をＯＮ・ＯＦＦした場合に短時間鳴動させる（図１
２及び図１３参照）。また、確定スイッチＢＳ２を押し
て、設定値の確定がなされた時に鳴動させたり、作業腕
の動作中において、作業腕の一部が動作制限位置に達し
た時に起きる減速、停止とともに鳴動させるものとする
等、様々な鳴動タイミングが考えられる。

【００３８】表示部Ｃは、これまでにも述べたように、
各種の数値を表示する７セグメントＬＣＤを設け、該Ｌ
ＣＤにて表示する数値が、どういう種類の数値であるか
を表示すべく、該ＬＣＤの上側には、現在刃先深さ／高
さ表示ランプＣＬ１、現在位置表示・変更ランプＣＬ
２、及び既設定値表示・変更ランプＣＬ３を配設してい
る。設定部Ｂにて数値入力を行わない時は、現在刃先深
さ／高さ表示ランプＣＬ１が点灯し、ＬＣＤには、現在
のバケットの刃先の、クローラ接地面からの上下方向の
距離、即ち、高さと深さが、±を付した数値で表される
（図１２参照）。

【００３９】そして、設定部Ｂにおける数値入力を行う
べく、機能選択部Ａにて、表示・変更スイッチＦＳ２、
ＲＳ２、ＨＳ２、ＤＳ２の中の一つをＯＮ、または切換
操作した時には、現在位置表示・変更ランプＣＬ２また
は規設定値表示・変更ランプＣＬ３が点灯し、各々の数
値が点滅してＬＣＤに表示される。この表示点滅が確認
されたら、設定部Ｂでの増減スイッチＢＳ１による数値
入力操作を行ってもよい。この状態を「設定モード」と
称する（図６、図８乃至図１０参照）。

【００４０】前記の動作制限用の表示・変更スイッチＲ
Ｓ２、ＨＳ２、ＤＳ２の中の一つを「現在位置」にセッ
トした場合には、表示部Ｃにおいて、現在位置表示・変
更ランプＣＬ１が点灯するとともに、ＬＣＤにて、その
スイッチの属する動作制限に係る作業腕の最大値（例え
ば、リーチ制限表示・変更スイッチＲＳ２を「現在位
置」にセットした場合ならば、現在「最大リーチ値」）
が、点滅した状態で表示される。また、「既設定値」に
セットした場合には、既設定値表示・変更ランプＣＬ２
が点灯して、ＬＣＤには、そのスイッチの属する動作制
限位置の既設定値（例えば、リーチ制限表示・変更スイ
ッチＲＳ２を「既設定値」にセットした場合には、既設
定の「リーチ制限値」）が、点滅しながら表示される。
このように両ランプＣＬ２・ＣＬ３のいずれかが点灯す
ることで、ＬＣＤの点滅表示する数値が何に関するもの
かが一目で判る。

【００４１】なお、仕上選択スイッチＦＳ１を「底面方
向」にセットした場合には、表示部Ｃにて、現在位置表
示・変更ランプＣＬ２が点灯し、ＬＣＤには、バケット
底面方向の現在の対水平面角度（対地角度）が点滅表示
される。掘削溝底面を水平面に仕上げたい時はこの表示
が０°を示していればよい。また、斜め状に仕上げたい
時には、この表示が目的とする対地角度を示すように、
設定部Ｂにて数値入力すればよい。

【００４２】一方、該仕上選択スイッチＦＳ２を「角度
方向」にセットした場合には、表示部Ｃの既設定値表示
・変更ランプＣＬ３が点灯し、ＬＣＤには、バケット刃
先の移動する方向の対地角度（仕上角度）が点滅表示さ
れる。水平方向に掘削を行いたい時は、仕上角度が０°
であるように表示をセットすればよく、また、傾斜状に
掘削したい時には、目的とする仕上角度を表示するよう
に、設定部Ｂにて数値入力すればよい。

【００４３】該表示点滅は、前記の確定ランプＢＳ２を
ＯＮすると終了し（即ち、設定モードが解除され）、現
在刃先深さ／高さ表示ランプＣＬ１が点灯し、ＬＣＤの
表示は、「現在刃先深さ／高さ」に戻る。なお、該確定
ランプＢＳ２をＯＮしなくても、一定時間内に増減スイ
ッチＢＳ１による数値入力が行われなければ（即ち、Ｏ
ＦＦのままならば）、「設定モード」が解除し、同様に
表示が「現在刃先深さ／高さ」に戻る（図７及び図１１
参照）。また、動作制限値の入力で、増減スイッチＢＳ
１の操作が行われている場合でも、第一・第二レバーＬ
１・Ｌ２が操作されれば、直ちに制御体制にセットしな
ければならないので、やはり設定モードを解除し、表示
を「現在刃先深さ／高さ」に戻す（図１１参照）。

【００４４】操作パネルＣＰの構成については、以上説
明した図１図示のものの他に、図２図示のような構成も
考えられる。ここでは、図１ではトグルスイッチであっ
た仕上選択スイッチＦＳ１、各動作制限用の表示・変更
スイッチＲＳ２、ＨＳ２、ＤＳ２を押釦式にし、ＯＦＦ
状態からの押す回数によって、動作制限設定の場合に
は、表示部Ｃで表示する数値を「現在位置表示・変更」
に係るものと「既設定値表示・変更」に係るものとに切
り換え、また、仕上選択スイッチＦＳ１については、
「角度方向」か「底面方向」かに切り換える。また、増
減スイッチＢＳ１は左右回動可能なダイヤル式となって
いる。

【００４５】作業腕の動作選択装置である操作パネルＣ
Ｐの構成については以上の如くであり、次に、該操作パ
ネルＣＰを用いての各種制御の流れについて説明する。
まず図５図示のフローチャートは、図４図示のコントロ
ーラーＣＴＲにおいて、各種入力値が入力され、これに
基づいて、作業腕を実際にさせるべく出力を行うまでの
一連の流れを示している。まず、「（１）入力」では、
コントローラーＣＴＲに各種センサの検出値の入力がな
される。センサ検出値には、図４図示の、各ポテンショ
メーターの検出値θ１〜θ３、θＲ、及びθＳ、また、
本体部の傾斜を検出する二方向傾斜センサの検出値α、
β、そして、作業腕及び旋回用の油圧アクチュエーター
制御用油圧回路の各所に設けた圧力センサの検出値Ｐ₁
〜Ｐ₁₆、更に、直線動作設定スイッチＳＷのＯＮ・ＯＦ
Ｆ検出値がある。

【００４６】これらのセンサ入力の一方、コントローラ
ＣＴＲには、該操作パネルＣＰにおける、仕上選択時の
角度設定値、また、動作制限位置の設定値を入力する。
仕上選択であれば、「角度方向」か「底面方向」かに応
じて、表示・選択スイッチＦＳ２をＯＮした上で、仕上
角度か底面方向の対地角度かの数値を表示部Ｃにて確認
しつつ、設定部Ｂの増減スイッチＢＳ１にて数値入力操
作を行うのであり、この一連の設定値入力の流れについ
ては、図６及び図７のフローチャートにて示している。
また、動作制限位置の設定値入力に関して、機能選択部
Ａでの操作として、リーチ制限については図８にて、高
さ制限については図９にて、深さ制限については図１０
にて、各々フローチャートとして図示しており、更に、
リーチ制限、高さ制限、深さ制限に共通する設定部Ｂで
の数値入力操作が、図１１にて、フローチャートとして
示されている。

【００４７】このように、各種設定値が入力されれば、
次に「（２）制御」に進む。これについては、図１２乃
至図１４図示のフローチャートに示す手順で操作が流れ
ていく。まず、図１２及び図１３の如く、操作パネルＣ
Ｐの機能選択部Ａにて、仕上選択スイッチＦＳ１、及び
各動作制限スイッチＲＳ１、ＨＳ１、ＤＳ１の切換操作
を行う。即ち、仕上げ選択をするか、するとすれば「角
度方向」か「底面方向」かを選択し、また、リーチ、高
さ、または深さに関する各動作制限設定を設けるかをど
うかを選択する。こうして操作パネルＣＰにて、各制御
機能について選択設定を行った上で、手動で操作レバー
Ｌ１・Ｌ２を操作する場合には、動作制限制御のみがな
され、仕上選択に基づくバケットの自動制御による直線
動作はなされない。一方、図１５に示すように、前記直
線動作設定スイッチＳＷをＯＮした場合には、予め操作
パネルＣＰにて仕上選択スイッチＦＳ１を「角度方向」
にセットしていれば、バケット刃先を角度方向に直線動
作させる制御がなされることとなり、「底面方向」にセ
ットしてあれば、バケット底面方向に沿ってバケットを
直線動作させる制御がなされることとなる。

【００４８】次に、「（３）動作制限」は、前記の
「（１）入力」にて設定した各種の動作制限位置の設定
値に基づいて、作業腕駆動用の各油圧シリンダーＣＹ１
〜ＣＹ３の動作制限量のチェックを行い、更に、
「（２）制御」における動作制限制御の選択結果を基
に、選択した動作制限制御についてのみ、各油圧シリン
ダーＣＹ１〜ＣＹ３を、該チェックに基づいて、動作制
限位置付近に作業腕が近づいた時に減速し、停止する制
御を行うものとするもので、一連の流れを図１６のフロ
ーチャートに示している。なお、該フローチャートで、
動作制限チェック中の「押」の横の括弧内の数値０また
はＸは、各油圧シリンダーのピストンロッドの伸長制限
量を示すもので、０の場合には制限値を設けない状態を
示す。また「引」の場合には、この数値は、該ピストン
ロッドの収縮制限量を示す。また、フラグＣ・Ｂ・Ｄに
ついては、「（２）制御」の流れを示す図１４図示のフ
ローチャートを参照されたい。

【００４９】そして、最終的には「（４）出力」となっ
て、（１）〜（３）の各設定及び制御に基づいて、図４
図示の油圧シリンダーＣＹ１〜ＣＹ３制御用の制御弁Ｓ
Ｖ１〜ＳＶ４及び流量制御弁ＣＶ１〜ＣＶ８を制御し
て、作業腕を動作制御するものである。また、操作パネ
ルＣＰの表示機器に対しても出力がなされる。例えば表
示部Ｃにおいて、図１２に図示する如きＬＣＤにおける
現在刃先深さ／高さ等の表示、各ランプＣＬ１〜ＣＬ３
の点灯、また、動作制限位置（ＲＬ、ＨＬ、またはＤ
Ｌ）に達した場合の、各動作制限スイッチＲＳ１、ＨＳ
１、ＤＳ１の点滅等がなされ、ブザーＢＺも、動作制限
位置に達した時に鳴動する等の制御がなされのである。

【００５０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、次
のような効果を奏する。即ち、電子制御式バックホーの
動作選択装置において、請求項１の如く構成したので、
操作パネルが、機能選択部、表示部、及び設定部と整然
と区割りされていて、見やすく操作がやりやすくなり、
また、機能選択部においてはバックホーの絵を配するこ
とで、制御や設定の意味が絵で把握でき、作業者が誤操
作する事態が少なくなるとともに、作業者が自動制御設
定を億劫がることなく、容易に設定操作ができ、その
分、技術の未熟な作業者でも作業ができるようになり、
作業効率も向上することとなる。

【００５１】また、電子制御式バックホーの動作選択方
法を、請求項２の如きものとしたので、まず機能選択を
し、表示を確認しながらの数値設定作業を行うという一
連の動作選択作業を直線的に行うことができ、作業が非
常に容易化するとともに誤操作が少なくなり、即ち、自
動制御設定を敬遠する気持ちがなくなって、自動制御に
て作業腕を動作させる頻度が増し、作業の効率、安定性
を向上させる。

【００５２】また、電子制御式バックホーの動作選択装
置において、請求項３の如く構成したので、バックホー
の作業腕が停止した理由を直ちに把握することができ、
速やかに作業腕を動作制限位置から脱する操作に以降す
ることができるので、特に複数の動作制限域が狭く設定
されている場合に、作業効率を向上させることができ
る。

【００５３】そして、電子制御式バックホーの動作選択
装置において、請求項４の如く構成したので、作業腕の
変速操作で操作器具を操作する際には、自動制御切換用
のスイッチから指を離していても、自動制御にロックさ
れており、自動制御切換用のスイッチを押しつづけなが
ら操作器具を操作するという作業を必要とせず、指の負
担を解消し、作業者に疲労を生じさせず、快適に作業腕
の操縦操作ができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子制御式バックホーの作業腕動
作選択装置である操作パネルＣＰの正面図である。

【図２】同じく他の実施例の操作パネルＣＰの正面図で
ある。

【図３】操作パネルＣＰや作業腕操作レバーＬ１・Ｌ２
等の配設構成を示す運転席Ｓ付近の平面図である。

【図４】電子制御式バックホーの作業腕及び旋回用油圧
制御回路図である。

【図５】バックホー作業腕の制御に係るコントローラＣ
ＴＲの入出力フローチャート図である。

【図６】図５中、「（１）入力」に係る操作パネルＣＰ
での仕上方向及び目標角度の設定手順の中、機能選択部
Ａにおける手順を示すフローチャート図である。

【図７】図６図示の手順の続きであって、設定部Ｂにお
ける手順を示すフローチャート図である。

【図８】図５中、「（１）入力」に係る操作パネルＣＰ
でのリーチ制限値の設定手順の中、機能選択部Ａにおけ
る手順を示すフローチャート図である。

【図９】同じく高さ制限値の設定手順の中、機能選択部
Ａにおける手順を示すフローチャート図である。

【図１０】同じく深さ制限値の設定手順の中、機能選択
部Ａにおける手順を示すフローチャート図である。

【図１１】図８、図９、または図１０図示の手順の続き
であって、設定部Ｂにおける手順を示すフローチャート
図である。

【図１２】操作パネルＣＰにて、数値入力を行わない
か、または終了した場合の表示部Ｃにおける表示内容を
示すフローチャート図である。

【図１３】図５中、「（２）制御」に係る制御機能の選
択手順の中、機能選択部Ａにおける仕上選択の手順を示
すフローチャート図である。

【図１４】図１３図示の手順の続きであって、機能選択
部Ａにおける動作制限制御の選択手順を示すフローチャ
ート図である。

【図１５】図１４図示の手順の続きであって、直線動作
設定スイッチＳＷのＯＮ・ＯＦＦ選択に基づく仕上動作
の選択手順を示すフローチャート図である。

【図１６】図５中、「（３）動作制限」に係る動作制限
制御の設定フローチャート図である。

【符号の説明】

ＣＰ 操作パネル Ａ 機能選択部 Ｂ 設定部 Ｃ 表示部 ＦＳ１ 仕上選択スイッチ ＦＳ２ 表示・変更スイッチ ＦＬ１ 角度方向表示ランプ ＦＬ２ 底面方向表示ランプ ＲＳ１ リーチ制限スイッチ ＲＳ２ リーチ制限表示・変更スイッチ ＨＳ１ 高さ制限スイッチ ＨＳ２ 高さ制限表示・変更スイッチ ＤＳ１ 深さ制限スイッチ ＤＳ２ 深さ制限表示・変更スイッチ ＢＳ１ 増減スイッチ ＢＳ２ 確定スイッチ ＢＺ ブザー ＣＬ１ 現在刃先深さ／高さ表示ランプ ＣＬ２ 現在位置表示・変更ランプ ＣＬ３ 規設定値表示・変更ランプ ＬＣＤ ７セグメントＬＣＤ １ ブーム ２ アーム ３ バケット ４ 本体部 ＣＹ１ ブームシリンダー ＣＹ２ アームシリンダー ＣＹ３ バケットシリンダー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業腕の動作方向、及び動作制限位置を
   自動制御できる電子制御式バックホーの操作パネルにお
   いて、制御機能の選択をすべくバックホーの動作範囲の
   絵を配した機能選択部と、該機能選択部で設定した制御
   機能に関する制御設定値を設定するための設定部と、各
   部の現在位置や設定値を表示する表示部とを配したこと
   を特徴とする電子制御式バックホーの動作選択装置。
2. 【請求項２】 電子制御式バックホーの動作選択装置に
   おいて、該機能選択部にて制御機能の選択を行い、該表
   示部にて各部の現在位置或いは現状の制御設定値を確認
   し、該設定部にて制御設定値の変更操作を行い、該表示
   部にて変更後の各部の位置または制御設定値を確認し、
   操作終了するという一連の動作選択操作を、各機能で同
   一とし、該操作パネル上にて一定の方向に操作を行える
   ようにしたことを特徴とする電子制御式バックホーの動
   作選択方法。
3. 【請求項３】 作業腕の動作制限位置を自動制御できる
   電子制御式バックホーであって、複数の独立の制限機能
   に基づく動作制限位置を設定して制御されている場合に
   おいて、バックホーが停止した時に、どの制限機能によ
   る動作制限位置に達しているのかが表示されることを特
   徴とする電子制御式バックホーの動作選択装置。
4. 【請求項４】 電子制御式バックホーの作業腕の動作速
   度を、傾倒角度に基づいて設定できる操作器具に、該作
   業腕の動作方向を手動制御と自動制御に切換可能なスイ
   ッチを具備した構成のものにおいて、該スイッチを手動
   制御から自動制御へ切り換える場合に、該操作器具位置
   が動作速度０付近以外の位置では、自動制御にロックさ
   れ、該位置が動作速度０付近の位置では、該ロックが解
   除されることを特徴とする電子制御式バックホーの動作
   選択装置。