JPH1129957A - 超小旋回式ショベルの干渉防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超小旋回式ショベルの干渉防止装置を簡素な
構成にして、コストダウンを図る。 【解決手段】 超小旋回式ショベルのブーム枢着部分に
リミットスイッチLS₁，LS₂ を設け、且つ、横折れブー
ム枢着部分にリミットスイッチLS₃ を設け、更に、アー
ム枢着部分にリミットスイッチLS₄ ，LS₅ を設ける。そ
して、リミットスイッチLS₃ がONとなるオフセット状態
に於いて、ブームが中程度の上げ状態で、且つ、アーム
が中程度の引き状態のとき、リミットスイッチLS₁ 及び
LS₄ が共にONになることにより、リレーRL₁ とRL₃ との
ＡＮＤ回路が閉成して、ソレノイド駆動回路３６の減速
指令com₁が出力され、バケットがキャブへ接近する動作
が減速される。更にブームを上げ操作したり、アームを
引き操作するとリミットスイッチLS₂ 又はLS₅ がONにな
ることにより、ソレノイド駆動回路３６の停止指令com₂
が出力され、バケットが停止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は超小旋回式ショベ
ルのバケットがキャブに干渉するのを防止する装置に関
するものであり、特に、バケットがキャブにある程度接
近したときその接近動作を減速させ、更に接近したとき
停止させるようにした干渉防止装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】超小旋回式ショベルのアタッチメント
は、アームをブームに対して左右へオフセットさせるこ
とができるので、アームをキャブの前方（即ち、左方）
にオフセットさせた状態で引き寄せたりすると、バケッ
トがキャブに干渉してオペレータに危害を及ぼすおそれ
がある。之を防止すべく、上部旋回体とブームとの枢着
部分、ブームと横折れブームとの枢着部分、及びオフセ
ットアームとアームとの枢着部分に夫々ポテンショメー
タ等の角度センサを設けて、夫々ブームの上げ角度、オ
フセット角度、及びアームの引き角度を検出し、その出
力をコントローラへ接続している。コントローラはこの
検出値に基づいてバケットの位置を演算する。そして、
バケットがキャブにある程度接近して来たときは減速停
止用弁を絞り込んで、その接近動作を減速させ、更に接
近して来たときは減速停止用弁を閉塞して、その接近動
作を停止させるように制御を行う。

【０００３】ここで、減速が働く領域を減速域と呼び、
停止させる領域を停止域と呼ぶ。また、このようなコン
トローラによる減速や停止操作が行われず、オペレータ
が自由に操作できる領域を安全域と呼ぶ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】斯かる従来の干渉防止
装置では、角度センサやコントローラを必要とし、且
つ、コントローラにはバケットの位置を演算等するため
のコンピュータやその他のＩＣを数多く搭載しなければ
ならないので、コストが高い。また、コンピュータに組
み込むプログラム開発には多大の時間を要する。更に、
ＩＣは電磁ノイズ等によって誤動作するおそれがあり、
信頼性やメンテナンス性に於いて問題がある。

【０００５】そこで、此種超小旋回式ショベルの干渉防
止装置を簡素な構成にして、コストダウン等を図るため
に解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明
は該課題を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたものであり、上部旋回体に対して
左右へオフセット可能なアタッチメントの姿勢を検出し
て、該アタッチメント先端のバケットが減速域に入った
ときはアタッチメントの動作を減速させ、停止域に入っ
たときはアタッチメントの動作を停止させるように構成
した超小旋回式ショベルの干渉防止装置に於いて、アタ
ッチメントの構成部材の枢着部分にリミットスイッチを
配設し、該アタッチメントの構成部材が所定の角度領域
にあるとき該リミットスイッチが閉成するように構成
し、このリミットスイッチのスイッチング状態に応じて
減速指令及び停止指令を出力するリレー回路を設けた超
小旋回式ショベルの干渉防止装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４に従って詳述する。図１は超小旋回式ショベル
１１を示し、左右のクローラ１２からなる下部走行体１
３にボールレース１４を介して上部旋回体１５が水平全
方向へ旋回自在に載設されている。該上部旋回体１５の
略中央からアタッチメント１６が前方（図に於いて左
方）へ延設されており、該アタッチメント１６の延設部
の左隣（紙面手前）にはキャブ１７が設けられている。

【０００８】アタッチメント１６は、上部旋回体１５側
からブーム１８、横折れブーム１９、オフセットアーム
２０、アーム２１そしてバケット２２の順で一列に連接
してなり、ブーム１８はブームシリンダ２３にて上部旋
回体１５の前方へ俯仰するように構成されている。

【０００９】また、横折れブーム１９はブーム１８に対
して左右方向へ回動自在に枢着されるとともに、オフセ
ットアーム２０は横折れブーム１９に対して左右方向へ
回動自在に枢着されている。そして、オフセットシリン
ダ２４の基端部がブーム１８の先端左側面に枢着される
とともに、該オフセットシリンダ２４のピストンロッド
先端は横折れブーム１９の左側面に枢着され、更に、該
オフセットシリンダ２４の下方には略平行にリンクロッ
ド２５が配設されている。そして、このリンクロッド２
５の両端は夫々ブラケット２６，２６を介して、基端は
ブーム１８の先端左側面に、先端はオフセットアーム２
０の左側面に枢着されている。これにより、オフセット
シリンダ２４を伸縮させると、横折れブーム１９がブー
ム１８に対して左右へ回動するとともに、該横折れブー
ム１９から先の部分、即ち、オフセットアーム２０、ア
ーム２１及びバケット２２は、ブーム１８（即ち、上部
旋回体１５）に対して常に平行を保ちながら左右へオフ
セットすることとなる。

【００１０】オフセットアーム２０の後端部とアーム２
１の後端部とには夫々アームシリンダ２７の基端部とピ
ストンロッド先端とが枢着され、該アームシリンダ２７
にてアーム２１が前後方向へ屈伸するように構成されて
いる。また、該アーム２１の上側面後部とバケット２２
の後部とには夫々バケットシリンダ２８の基端部とピス
トンロッド先端とが枢着され、該バケットシリンダ２８
にてバケット２２が前後方向へ回動するように構成され
ている。

【００１１】図２（ａ）は上部旋回体１５とブーム１８
との枢着部分を示し、ブームフート１８ａの外周にカム
２９が取り付けられている。また、上部旋回体１５のプ
ラットホーム３０に２個のリミットスイッチLS₁ ，LS₂
が取り付けられている。そして、ブーム１８を上方へ起
こしていくと所定の角度でカム２９がリミットスイッチ
LS₁ の端子を押下することにより、該リミットスイッチ
LS₁ がONとなり、ブーム１８を更に上方へ起こしていく
と別の所定角度でカム２９がリミットスイッチLS₂ の端
子をも押下することにより、リミットスイッチLS₁ に加
えてリミットスイッチLS₂ もONになるように形成されて
いる。

【００１２】具体的には、ブーム１８を上げ操作した場
合にオフセット状態やアーム２１の引き具合によっては
バケット２２が安全域Ｓから減速域Ｄに入ることとなる
位置で、リミットスイッチLS₁ がONになるように設定さ
れており、ブーム１８をその減速域Ｄに入った状態から
更に上げ操作した場合にバケット２２が停止域Ｌに入る
こととなる位置で、リミットスイッチLS₂ がONになるよ
うに設定されている。ここで、安全域Ｓとは図１に於い
て一点鎖線Ａの左側の領域であり、キャブ１７を基準に
してその前部遠方に設定されている。一方、停止域Ｌと
は同図に於いて一点鎖線Ｂの右側の領域であり、キャブ
１７の直近に設定されている。そして、安全域Ｓと停止
域Ｌとの中間に減速域Ｄが介装されている。

【００１３】前述したカムによるリミットスイッチのON
／0FF 機構はブーム１８と横折れブーム１９との枢着部
分及びオフセットアーム２０とアーム２１との枢着部分
にも設けられている。但し、ブーム１８と横折れブーム
１９との枢着部分には、図１に於いて符号LS₃ で示す如
く、リミットスイッチは１個しか設けられていない。該
リミットスイッチLS₃ は、横折れブーム１９の回転角度
がオフセット中立位置の若干右方から左エンドまでの範
囲内にあるときにON状態となる。

【００１４】また、オフセットアーム２０とアーム２１
との枢着部分には、図２（ｂ）に示す如く、アームフー
ト２１ａの外周にカム３１が取り付けられるとともに、
オフセットアーム２０の先端に２個のリミットスイッチ
LS₄ ，LS₅ が設けられ、アーム２１を手前へ引いてくる
と所定の角度でリミットスイッチLS₄ がONとなり、更に
引いてくると別の所定角度でリミットスイッチLS₄ に加
えてリミットスイッチLS₅ もONになるように形成されて
いる。具体的にはアーム２１を引き操作した場合にオフ
セット状態やブーム１８の上げ具合によってはバケット
２２が安全域Ｓから減速域Ｄに入ることとなる位置で、
リミットスイッチLS₄ がONになるように設定されてお
り、アーム２１をその減速域Ｄに入った状態から更に引
き操作した場合に、バケット２２が停止域Ｌに入ること
となる位置でリミットスイッチLS₅がONになるように設
定されている。

【００１５】図３はアタッチメント１６を動作させる油
圧回路の一部を示し、メインポンプ（図示せず）からブ
ームシリンダ２３、オフセットシリンダ２４及びアーム
シリンダ２７へ至る作動油路には夫々方向制御弁３２
（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）が介装され、該方向制御弁
３２をキャブ１７内に設けた操作レバー（図示せず）に
てパイロット操作するように構成されている。即ち、操
作レバーはリモートコントロールバルブ３３（３３ａ，
３３ｂ，３３ｃ）に連動しており、該リモートコントロ
ールバルブ３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）を介してパ
イロット油路３４が方向制御弁３２（３２ａ，３２ｂ，
３２ｃ）のスプール両端に配管されている。そして、操
作レバーの操作によりリモートコントロールバルブ３３
ａ，３３ｂ，３３ｃを夫々図中左方へ傾倒させると、方
向制御弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃが夫々図中左方のスプ
ール位置に切り替わり、夫々ブーム１８の下げ動作、右
方へのオフセット動作及びアーム２１の伸び動作が行わ
れる。

【００１６】一方、操作レバーの操作によりリモートコ
ントロールバルブ３３ａ，３３ｂ，３３ｃを夫々図中右
方へ傾倒させると、方向制御弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
が夫々図中右方のスプール位置に切り替わり、夫々ブー
ム１８の上げ動作、左方へのオフセット動作及びアーム
２１の引き動作が行われる。この方向制御弁３２ａ，３
２ｂ，３２ｃのスプールを右位置へ切り替えるためのパ
イロット油路３４ａ，３４ｂ，３４ｃには夫々電磁比例
弁３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）が介装されている。

【００１７】そして、図４に示す如く、該電磁比例弁３
５のソレノイド駆動回路３６と前記リミットスイッチLS
₁ ，LS₂ ，LS₃ ，LS₄ ，LS₅ との間にはリレー回路３７
が介装されており、該リレー回路３７は５個のリミット
スイッチLS₁ ，LS₂ ，LS₃ ，LS₄ ，LS₅ のスイッチング
状態（ON／0FF 状態の組合せ）に応じてソレノイド駆動
回路３６へ減速指令com₁及び停止指令com₂を出力する。
以下、該リレー回路３７の論理構成及び動作を図５のシ
ーケンス回路図に従って説明する。

【００１８】同図に示す如く、該リレー回路３７は４個
のリレーRL₁ ，RL₂ ，RL₃ ，RL₄ を有し、ブーム１８を
上げ操作することによりリミットスイッチLS₁ がONにな
ると、２個のリレーRL₁ ，RL₂ が励磁されてON状態にな
る。また、アーム２１を引き操作することによりリミッ
トスイッチLS₄ がONになると、他の２個のリレーRL₃，R
L₄ が励磁されてON状態になる。

【００１９】そして、リレーRL₁ とリレーRL₃ とはＡＮ
Ｄ回路を構成して、減速指令com₁の出力に係る。一方、
リレーRL₂ とリレーRL₄ とはＯＲ回路を構成して、停止
指令com₂の出力に係る。また、アーム２１の操作によっ
てON／0FF するリレーRL₄ はブーム１８の操作によって
ON／0FF するリミットスイッチLS₂ とＡＮＤ回路を構成
し、且つ、ブーム１８の操作によってON／0FF するリレ
ーRL₂ はアーム２１の操作によってON／0FF するリミッ
トスイッチLS₅ とＡＮＤ回路を構成している。

【００２０】更に、これらのリレーRL₁ ，RL₂ ，RL₃ ，
RL₄ 及びリミットスイッチLS₂ ，LS ₅ はオフセット操作
によってON／0FF するリミットスイッチLS₃ とＡＮＤ回
路を構成している。従って、リミットスイッチLS₃ が0F
F のときは、他のリミットスイッチLS₁ ，LS₂ ，LS₄ ，
LS₅ がONであっても、ソレノイド駆動回路３６への出力
は減速指令com₁、停止指令com₂共に行われない。アタッ
チメント１６が右方へオフセットされているので、ブー
ム１８を上げ操作したりアーム２１を引き操作してもバ
ケット２２がキャブ１７に干渉することはないからであ
る。

【００２１】そして、リミットスイッチLS₃ がONである
ときに始めて他のリミットスイッチLS₁ ，LS₂ ，LS₄ ，
LS₅ のスイッチング状態が意味を持つこととなる。即
ち、減速指令com₁及び停止指令com₂は、アタッチメント
１６がオフセット中立位置の若干右方から左エンドまで
のオフセット状態にあるときにのみ出力され得る。そこ
で、以下アタッチメント１６がこのようなオフセット状
態（リミットスイッチLS ₃ がONとなる状態）にある場合
について説明する。

【００２２】前述した如く、リレーRL₁ とリレーRL₃ と
はＡＮＤ回路を構成しているので、リミットスイッチLS
₁ 又はリミットスイッチLS₄ の何れか一方がONであって
も他方が0FF であれば、ソレノイド駆動回路３６への出
力は行われない。即ち、ブーム１８が上げ状態でもアー
ム２１が伸ばされていたり、アーム２１が引き状態でも
ブーム１８が俯している限りバケット２２は安全域Ｓに
位置しており、オペレータの自由な操作が可能である。

【００２３】そして、ブーム１８を中程度まで上げた状
態でアーム２１を引いたり、アーム２１を中程度まで引
いた状態でブーム１８を上げたり、或いはブーム１８の
上げ操作とアーム２１の引き操作を同時に行うことによ
り、ブーム１８が中程度の上げ状態で、且つ、アーム２
１が中程度の引き状態になった場合、バケット２２が安
全域Ｓから減速域Ｄへ入ることとなる。然るときは、リ
ミットスイッチLS₁ とリミットスイッチLS₄ が双方とも
にONになるので、リレーRL₁ とリレーRL₃ とによるＡＮ
Ｄ回路が閉成して、ソレノイド駆動回路３６へ減速指令
com₁が出力される。これにより前記電磁比例弁３５が絞
り込まれて、パイロット油路３４ａ，３４ｂ，３４ｃか
ら方向制御弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃへ供給されるパイ
ロット油が制限され、アタッチメント１６の動作、具体
的にはバケット２２がキャブ１７へ接近しようとする動
作が減速される。

【００２４】この減速域Ｄの状態から、更にブーム１８
の上げ操作を行ったり、又はアーム２１の引き操作を行
うとバケット２２が停止域Ｌへ入ることとなり、リミッ
トスイッチLS₂ 又はリミットスイッチLS₅ がONになる。
即ち、バケット２２が停止域Ｌに入るのは、ブーム１８
が中程度以上の上げ状態でアーム２１が充分引きの状態
のとき、又はアーム２１が中程度以上の引き状態でブー
ム１８が充分上げの状態のときである。

【００２５】そして、ブーム１８が中程度以上の上げ状
態であればリレーRL₂ はONになっているので、このとき
アーム２１が充分引きの状態になればリミットスイッチ
LS₅がONになることにより、該リミットスイッチLS₅ と
リレーRL₂ とのＡＮＤ回路が閉成して停止指令com₂が出
力される。また、アーム２１が中程度以上の引き状態で
あればリレーRL₄ はONになっているので、このときブー
ム１８が充分上げの状態になればリミットスイッチLS₂
がONになることにより、該リミットスイッチLS ₂ とリレ
ーRL₄ とのＡＮＤ回路が閉成して停止指令com₂が出力さ
れる。

【００２６】これにより前記電磁比例弁３５が全閉され
て、パイロット油路３４ａ，３４ｂ，３４ｃから方向制
御弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃへ供給されるパイロット油
が遮断され、アタッチメント１６の動作、即ち、バケッ
ト２２がキャブ１７へ接近しようとする動作が停止され
る。斯くして、バケット２２がキャブ１７に衝突してオ
ペレータに危害を加えるのを未然に防止することができ
る。

【００２７】尚、ここではリミットスイッチを５個使用
しているが、必要に応じてその数を増減させても良い。
また、ここでは電磁比例弁３５を用いて減速停止操作を
行っているが、本発明は之に限定されるものではなく、
減速指令com₁及び停止指令com₂を受けて動作するもので
あれば、クッション弁や流量制御弁等を用いることとし
ても良い。更に、リレー回路３７の論理構成は図５に示
すものに限定されるものではなく、適宜変更してもよ
い。

【００２８】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はリミット
スイッチとリレー回路とを組み合わせて、バケットが減
速域にあるときは減速指令を出力し、停止域にあるとき
は停止指令を出力することができるので、構成が極めて
簡素になり、信頼性が向上するとともに、メンテナンス
の労力も大幅に軽減され、且つ、大幅なコストダウンを
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】超小旋回式ショベルの左側面図。

【図２】（ａ）ブームの枢着部分の側面図。 （ｂ）アームの枢着部分の側面図。

【図３】アタッチメントを動作させる油圧回路の要部を
示す油圧回路図。

【図４】リミットスイッチ、リレー回路及びソレノイド
駆動回路のブロック図。

【図５】リミットスイッチ、リレー回路及びソレノイド
駆動回路のシーケンス回路図。

【符号の説明】

１１ 超小旋回式ショベル １５ 上部旋回体 １６ アタッチメント １７ キャブ １８ ブーム １９ 横折れブーム ２０ オフセットアーム ２１ アーム ２２ バケット ３６ 電磁比例弁のソレノイド駆動回路 ３７ リレー回路 Ｄ 減速域 Ｌ 停止域 LS₁ ，LS₂ ，LS₃ ，LS₄ ，LS₅ リミットスイッチ com₁ 減速指令 com₂ 停止指令

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部旋回体に対して左右へオフセット可
   能なアタッチメントの姿勢を検出して、該アタッチメン
   ト先端のバケットが減速域に入ったときはアタッチメン
   トの動作を減速させ、停止域に入ったときはアタッチメ
   ントの動作を停止させるように構成した超小旋回式ショ
   ベルの干渉防止装置に於いて、アタッチメントの構成部
   材の枢着部分にリミットスイッチを配設し、該アタッチ
   メントの構成部材が所定の角度領域にあるとき該リミッ
   トスイッチが閉成するように構成し、このリミットスイ
   ッチのスイッチング状態に応じて減速指令及び停止指令
   を出力するリレー回路を設けたことを特徴とする超小旋
   回式ショベルの干渉防止装置。