JP3541116B2 - 作業機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバックホウにおいて、キャビン等の運転部と掘削作業装置のバケットとの接触を避ける為の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブームが横に折れ曲がる構造等を採用したバックホウにおいては、運転部とバケットとの接触を避ける為の干渉防止制御手段を備えている。すなわち、運転部から前方及び横側方に所定距離だけ離れた位置に牽制面を想定して設け、バケットが運転部に向かって接近移動して来て、バケットの基準部分（通常、バケットピンに設定する）が牽制面に達すると、その接近移動を停止操作し、バケットと運転部との干渉が生じないように牽制するものである。例えば、特開平６‐１７４５２号公報に示されたもの等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成においては、バケットが運転部から横方向については離れていく成分をもって運転部に接近してくるように移動する場合（図６参照）であっても、前牽制面Ａ１又は横牽制面Ａ２にバケットが達するとその作動を停止させるように制御するものであった。
【０００４】
そうすると、掘削から旋回姿勢に移るべく、ブームを上昇操作してバケットを運転部の正面より運転部の横側方に移動させる際には、図６に示す矢印のように、前牽制面Ａ１と横第１牽制面Ａ２とが交差するコーナー部分を掠めるような感じでバケットを斜め移動させることが、迅速な移動を行える点で好ましいのであるが、そのときに、バケットの基準部分が牽制面に干渉する状態で斜め移動させてしまうと、前牽制面Ａ１に達した時点で、干渉防止制御によってその移動が停止されてしまうことになる。
【０００５】
従って、その場合にはアームを排土側に移動させる等によってバケットの基準部分を前牽制面Ａ１及び横牽制面Ａ２から遠ざかる位置に移動させる人為操作が必要であり、操作が面倒で煩わしいとともに、掘削作業装置の移動が円滑に行い難くなって作業能率の点でも芳しくない。そこで、バケットが前牽制面Ａ１に達したら（又は、極めて接近したら）、アームを排土側に移動させてバケットが牽制面より運転部側に近づかないように自動操作させることにより、ブームの上昇操作やブームの右側へのオフセット移動を続行させて、掘削作業装置としての動きを止めることなく連続させることが考えられた。
【０００６】
例えば、図１３に示すように、アーム用制御弁２２を、手動操作されるパイロット弁３２ａ，３２ｂの圧で操作するパイロット操作式の回路として、バケットの基準部分が牽制面に到達（又は接近）したことを検出する牽制面検出手段４８と、アーム用制御弁２２のアーム排土側にパイロット圧を供給するか否かを操作する電磁切換弁４９とをアーム排土側自動操作制御手段５０に接続する。つまり、バケット基準部分が牽制面に到達（又は接近）すると電磁切換弁４９を圧供給位置に切換え、強制的にアーム用制御弁２２を排土側に切換える制御を行うのである。
【０００７】
但し、人為操作によるアームの排土側への逃げ操作を可能とする必要があるので、図１３に示すように、パイロット弁３２ｂによる人為操作系の圧と、自動制御によるパイロット圧との高い方をアーム用制御弁２２に供給するための２個のチェック弁５２，５２（又はシャトル弁）を設けることになる。つまり、電磁比例切換弁の他に２個のチェック弁又はシャトル弁が必要であってコスト的に高価になるとともに、回路も複雑になるものであり、さらなる改善の余地が残されているように思える。
【０００８】
そこで本発明の目的は、バケットを前述のように斜め移動した際に牽制面に差し掛かってしまう場合でも、自動的にアームが排土側に逃げ移動して掘削作業装置の連続移動を可能として、面倒なバケットの回避移動操作なく円滑に移動操作できて掘削作業装置の操作性が向上するものを、経済的、合理的に実現させる点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第１発明は、常態でタンクに連通していて人為操作により制御弁にパイロット圧を供給するパイロット弁を備えると共に、このパイロット弁と前記制御弁との間のパイロット油路に切換弁を介装し、前記パイロット弁からのパイロット圧で前記制御弁を操作可能な人為操作系と、制御手段の指令により前記切換弁を切換えてパイロットポンプからのパイロット圧で前記制御弁を自動操作可能な制御操作系とを設け、
前記切換弁には、前記パイロットポンプに連通するポンプポートと前記制御弁に連通する弁ポートとを接続する制御操作位置と、前記パイロット弁に連通するパイロットポートと前記弁ポートとを接続する人為操作位置とを備えると共に、前記人為操作位置に付勢する復帰バネと、前記弁ポートに生じた圧が前記切換弁を人為操作位置に切換える方向に作用する操作油路とを備え、
前記制御手段の指令によって前記切換弁が前記人為操作位置と前記制御操作位置とに亘って交互に素早く切換操作されるように構成し、前記人為操作系からの操作により生じる切換弁の前記弁ポート側のパイロット圧と前記制御操作系からの制御により生じる切換弁の前記弁ポート側のパイロット圧との高い方の圧を前記制御弁に供給するパイロット圧調節機構を構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第２発明は、第１発明において、人為操作されるパイロット弁からのアーム排土操作用のパイロット圧によってアーム用制御弁を操作可能なもので人為操作系を構成し、
バケットの位置を検出する位置センサの検出情報に基づいて掘削作業装置の作動を制御して、バケットと運転部との干渉を防止するように構成し、ブームの上昇移動に伴ってバケットが運転部付近に設定された牽制面に近づくと、その牽制面より運転部にバケットが接近するのを回避するべくアームを排土側に駆動するように、アーム用制御弁を自動的に操作するもので制御操作系を構成してあることを特徴とする。
【００１１】
〔作用〕
上記特徴構成によると、詳しくは実施形態の項において説明するが、パイロット油路における前記切換弁の弁ポート側に生じる人為操作系のパイロット圧と制御操作系のパイロット圧との高い方の圧をアーム用制御弁に供給するパイロット圧調節機構を、１個の切換弁のみで構成することができるので、前述した図１３に示す比較例のものに比べて、部品点数が少なく構造が簡単で廉価に構成することが可能になる。
【００１２】
つまり、ブームオフセット型バックホウにおいて、掬った土砂を旋回してから離れたトラック荷台に積み込むような作業では、アームを掻き込み操作して土砂を掬ってから旋回姿勢にするために、前述したように、前牽制面Ａ１と横第１牽制面Ａ２とが交差するコーナー部分を掠めるような感じでバケットを斜め移動させるように操縦する。従って、請求項２の構成では、バケットの基準部分が前牽制面Ａ１に到達（又は接近）したことの検出信号によって切換弁がアーム用制御弁を強制的に排土側に切換えて、バケットを前牽制面Ａ１から前方に遠ざけるように制御されるので、ブーム上昇を続行することができ、バケットを運転部の右横に収納しての旋回姿勢に迅速に移行させることが可能になる。
【００１３】
請求項１の構成では、ドーザ作業機のドーザ昇降用油圧回路や、コンバインの刈取部昇降用油圧回路等の、制御操作系と人為操作系とを備えた作業機の油圧制御装置として適用させることが可能である。
【００１４】
〔効果〕
その結果、請求項１又は２に記載の油圧制御回路では、人為操作系のパイロット圧と制御操作系のパイロット圧との高い方を制御弁に供給するパイロット圧調節機構を、従来に比べて構造簡単でコストダウンしながら実現でき、経済的、合理的なものにできた。
【００１５】
請求項２に記載の油圧制御回路では、牽制面に干渉するように運転部正面より横側方にバケットを斜め移動させても、途中で停止することなく掘削作業装置を連続駆動でき、より迅速にバケット移動できて操作性に優れるようにしたバックホウのパイロット操作系に好適なものとなる利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１はバックホウの全体側面を示しており、ゴムクローラ型式の走行装置１に旋回台２が支持され、旋回台２の前部に掘削作業装置３が備えられている。掘削作業装置３は、油圧シリンダ１１により上下に揺動操作されるブーム４、油圧シリンダ１２により前後に揺動操作されるアーム５、及び油圧シリンダ１３により揺動操作されるバケット６を備えて構成されている。
【００１７】
掘削作業装置３のブーム４は、上下に揺動操作される第１ブーム部分４ａ、第１ブーム部分４ａの前端の軸芯Ｐ１周りに揺動自在に連結された第２ブーム部分４ｂ、第２ブーム部分４ｂの前端の軸芯Ｐ２周りに揺動自在に連結された支持ブラケット４ｃで構成されており、支持ブラケット４ｃにアーム５が連結されている。第１ブーム部分４ａと支持ブラケット４ｃとに亘り、連係リンク８が架設されて平行四連リンクが構成されており、油圧シリンダ７により第２ブーム部分４ｂを揺動操作することによって、アーム５及びバケット６を平行に左右移動させる、いわゆるオフセット作動をさせる。
【００１８】
図１及び図５に示すように旋回台２において、右側に掘削作業装置３が配置され、左側に運転席１４や右及び左操作レバー９，１０等で構成された運転部１５が配置されている。旋回台２の左右中央において、掘削作業装置３と運転部１５とを仕切る窓付きの縦仕切り板１６が設けられており、縦仕切り板１６の上端に旋回台２の外側に沿った上仕切り板１７が固定されている。
【００１９】
次に油圧回路構造、掘削作業装置３及び旋回台２等の操作構造について説明する。
図２に示すように、第１ブーム部分４ａ（ブーム４）の油圧シリンダ１１の制御弁２１、アーム５の油圧シリンダ１２の制御弁２２、バケット６の油圧シリンダ１３の制御弁２３、旋回台２の旋回モータ１８の制御弁２４、第２ブーム部分４ｂの油圧シリンダ７の制御弁２５、右の走行装置１の制御弁２６、左の走行装置１の制御弁２７、サービスポート（図示せず）の制御弁２８、並びに図１に示すドーザ１９を昇降操作する油圧シリンダ５１の制御弁２９が備えられており、ポンプ２０からの作動油が制御弁２１〜２９に供給されている。
【００２０】
第１ブーム部分４ａの制御弁２１、アーム５の制御弁２２、バケット６の制御弁２３、旋回台２の制御弁２４及び第２ブーム部分４ｂの制御弁２５は、パイロット圧によるパイロット操作式で中立復帰型である。右及び左の走行装置１の制御弁２６，２７、サービスポートの制御弁２８、ドーザ１９の制御弁２９は、操作レバー（図示せず）により操作される機械操作式で中立復帰型である。
【００２１】
図３に示すように右操作レバー９は前後左右に操作自在に構成されており、右操作レバー９の後操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３１ａ、及び右操作レバー９の前操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３１ｂ、右操作レバー９の右操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３３ａ、及び右操作レバー９の左操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３３ｂが備えられている。
【００２２】
左操作レバー１０も同様に前後左右に操作自在に構成されており、左操作レバー１０の後操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３２ａ、及び左操作レバー１０の前操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３２ｂ、左操作レバー１０の右操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３４ａ、及び左操作レバー１０の左操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３４ｂが備えられている。
【００２３】
図３に示すように左右に踏み操作自在な操作ペダル３９が備えられており、操作ペダル３９の左踏み操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３５ａ、及び操作ペダル３９の右踏み操作によりパイロット圧を発生するパイロット弁３５ｂが備えられている。パイロット弁３１ａ〜３５ｂにパイロット圧を供給するパイロットポンプ３０が備えられている。
【００２４】
図２及び図３に示すように、右操作レバー９のパイロット弁３１ａ，３１ｂと第１ブーム部分４ａの制御弁２１、右操作レバー９のパイロット弁３３ａ，３３ｂとバケット６の制御弁２３とが、パイロット油路を介して接続されており、左操作レバー１０のパイロット弁３２ａ，３２ｂとアーム５の制御弁２２、左操作レバー１０のパイロット弁３４ａ，３４ｂと旋回台２の制御弁２４とが、パイロット油路を介して接続されている。操作ペダル３９のパイロット弁３５ａ，３５ｂと第２ブーム部分４ｂの制御弁２５とが、パイロット油路を介して接続されている。
【００２５】
以上の構造により右操作レバー９を後操作するとパイロット弁３１ａからのパイロット圧により、制御弁２１が第１ブーム部分４ａの上昇側（油圧シリンダ１１の伸長側）に操作され、右操作レバー９を前操作するとパイロット弁３１ｂからのパイロット圧により、制御弁２１が第１ブーム部分４ａの下降側（油圧シリンダ１１の収縮側）に操作される。右操作レバー９を右操作するとパイロット弁３３ａからのパイロット圧により、制御弁２３がバケット６の排土側（油圧シリンダ１３の収縮側）に操作され、右操作レバー９を左操作するとパイロット弁３３ｂからのパイロット圧により、制御弁２３がバケット６の掻き込み側（油圧シリンダ１３の伸長側）に操作される。
【００２６】
左操作レバー１０を後操作するとパイロット弁３２ａからのパイロット圧により、制御弁２２がアーム５の掻き込み側（油圧シリンダ１２の伸長側）に操作され、左操作レバー１０を前操作するとパイロット弁３２ｂからのパイロット圧により、制御弁２２がアーム５の排土側（油圧シリンダ１２の収縮側）に操作される。左操作レバー１０を右操作するとパイロット弁３４ａからのパイロット圧により、制御弁２４が旋回台２の右旋回側に操作され、左操作レバー１０を左操作すると、パイロット弁３４ｂからのパイロット圧により、制御弁２４が旋回台２の左旋回側に操作される。
【００２７】
操作ペダル３９を左踏み操作するとパイロット弁３５ａからのパイロット圧により、第２ブーム部分４ｂの制御弁２５が左揺動側（油圧シリンダ７の伸長側）に操作され、操作ペダル３９を右踏み操作するとパイロット弁３５ｂからのパイロット圧により、第２ブーム部分４ｂの制御弁２５が右揺動側（油圧シリンダ７の収縮側）に操作される。
【００２８】
右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９を中立位置から大きく操作する程、パイロット弁３１ａ〜３５ｂのパイロット圧が大きくなるように構成されている。これにより、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９を中立位置から大きく操作する程、パイロット弁３１ａ〜３５ｂのパイロット圧が大となり、制御弁２１〜２５が流量大側に操作される。つまり、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９を大きく操作する程、油圧シリンダ７，１１，１２，１３及び旋回モータ１８が高速で作動する。
【００２９】
次に、旋回台２に対して設定される前牽制面Ａ１、横第１牽制面Ａ２、横第２牽制面Ａ３等について説明する。
図４及び図５に示すように、縦仕切り板１６の前縁部及び上仕切り板１７の前縁部より前方に所定距離だけ離れた前牽制面Ａ１、及び縦仕切り板１６の横側部から右方に所定距離だけ離れた横第１牽制面Ａ２とさらに外方に横第２牽制面Ａ３とが想定されて、制御手段としての制御装置４０（図３参照）に設定されている。ここに、縦仕切り板１６及び上仕切り板１７を外部フレームと称する。
【００３０】
この場合、バケット６をアーム５の先端に連結しているバケットピン６ａが、前牽制面Ａ１に位置する状態において、バケット６を最も運転部１５側に近づくように揺動操作しても、縦仕切り板１６の前縁部及び上仕切り板１７の前縁部から所定距離だけ離れた軌跡Ｃ１に、バケット６の先端が位置するように前牽制面Ａ１が設定されている。バケットピン６ａが横第１牽制面Ａ２に位置する状態において、バケット６の左横側面が縦仕切り板１６から所定距離だけ離れた軌跡Ｃ２に位置するように、横第１牽制面Ａ２が設定されている。
【００３１】
前及び横第１牽制面Ａ１，Ａ２から所定距離だけ前方又は右方に離れた面が設定され、この空間の面と前及び横第１牽制面Ａ１，Ａ２との間が、前牽制領域Ｂ１及び横第１牽制領域Ｂ２として制御装置４０に設定されている。横牽制領域Ｂ２の外側面を横第２牽制面Ａ３とする。そして、横第２牽制面Ａ３より更に外側に横第３牽制面が設けてあり、横第２牽制面Ａ３と横第３牽制面との間に横第２牽制領域Ｂ３が設けてある。
以上のような前及び横第１，第２牽制面Ａ１，Ａ２，Ａ３、前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は旋回台２に対して設定されているものであり、旋回台２が旋回するのに伴い、旋回台２と一緒に移動していくものである。
【００３２】
図１及び図４に示すように、旋回台２と第１ブーム部分４ａとの連結部に、旋回台２に対する第１ブーム部分４ａの上下角度を検出する角度センサ３６が備えられ、第１及び第２ブーム部分４ａ，４ｂの連結部に、第１ブーム部分４ａに対する第２ブーム部分４ｂの左右角度を検出する角度センサ３７が備えられている。支持ブラケット４ｃ及びアーム５の連結部に、第２ブーム部分４ｂに対するアーム５の前後角度を検出する角度センサ３８が備えられている。ここに、角度センサ３６，３７，３８を位置センサと称する。
【００３３】
以上のような角度センサ３６，３７，３８の検出値が制御装置４０に入力されており、後述するように角度センサ３６，３７，３８の検出値に基づいて、前及び横第１，第２牽制面Ａ１，Ａ２，Ａ３、前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２に対するバケットピン６ａの位置が、制御装置４０において検出される。
図３に示すように、右操作レバー９のパイロット弁３１ａと第１ブーム部分４ａの制御弁２１とを接続するパイロット油路（第１ブーム部分４ａの制御弁２１を上昇側に操作するパイロット油路）、左操作レバー１０のパイロット弁３２ａとアーム５の制御弁２２とを接続するパイロット油路（アーム５の制御弁２２を掻き込み側に操作するパイロット油路）、並びに操作ペダル３９のパイロット弁３５ａと第２ブーム部分４ｂの制御弁２５とを接続するパイロット油路（第２ブーム部分４ｂの制御弁２５を左揺動側に操作するパイロット油路）の各々に、電磁操作式の圧力制御弁４１，４２，４３が備えられている。
【００３４】
従って、圧力制御弁４１，４２，４３によりパイロット圧を減圧操作して（最高圧は右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９で設定されている値）、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９の操作位置に関係なく、第１ブーム部分４ａの制御弁２１の上昇側の開度、アーム５の制御弁２２の掻き込み側の開度、第２ブーム部分４ｂの制御弁２５の左揺動側の開度を任意に変更できる。圧力制御弁４１，４２，４３によりパイロット圧を零に設定することによって、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９の操作位置に関係なく、第１ブーム部分４ａの油圧シリンダ１１、アーム５の油圧シリンダ１２、第２ブーム部分４ｂの油圧シリンダ７を停止させることができる。
【００３５】
次に、掘削作業装置３に対する牽制領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３との関係について説明する。この場合にバケット６の位置がどの位置にあるかを定義する必要があるので、ここでは、バケット６の基準位置としてバケットピン６ａを採用して制御を行うものとする。図８に示すように、制御装置４０において角度センサ３６，３７，３８の検出値による第１ブーム部分４ａの上下角度、第２ブーム部分４ｂの左右角度及びアーム５の前後角度と、第１ブーム部分４ａ、第２ブーム部分４ｂ及びアーム５の各長さとにより、バケットピン６ａの位置が常時検出されている。
【００３６】
従って、その検出結果に基づいて、バケットピン６ａの位置がどの領域にあるかいなかを判断して、前牽制領域Ｂ１にある場合と横牽制領域Ｂ２，Ｂ３にある場合と両牽制領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３よりも外側に位置する他の領域にある場合との夫々の場合に対応した制御、つまり、前牽制領域Ｂ１にある場合の前牽制制御、横牽制領域Ｂ２，Ｂ３にある場合の横牽制制御、他の領域にある場合の通常制御を行うようにしてある（Ｓ１００〜Ｓ１０３）。
【００３７】
図９に示すように、通常制御においては、前記した左右操作レバー１０，９と操作ペダル３９への操作に基づいて、第１ブーム部分４ａの上下動指令がある場合はブームの上下動を行い、アーム５の前後動つまり排土側と掻込み側への動作指令があるとアーム５の前後動作を行わせ、第２ブーム部分４ｂを左右揺動させる操作指令があると第２ブーム部分４ｂとアーム５とを一体で左右揺動させる、いわゆるオフセット作動を行わせる（Ｓ２０１〜Ｓ２０６）。
【００３８】
ここでの制御は第１ブーム部分４ａ等の移動速度は減速しない状態に設定する。上記した通常制御を行っている状態でバケットピン６ａの位置が横牽制領域Ｂ２の横第２牽制面Ａ３に至った場合には、ブームつまり第２ブーム部分４ｂに対して左揺動指令がある場合には、左側への揺動操作を停止する（Ｓ２０７〜Ｓ２０９）。つまり、左揺動指令があるということは、バケット６が少なくとも運転部１５に侵入してくる場合であるので、この場合においては、バケット６の慣性を考慮して、外側の横第２牽制面Ａ３で停止操作を行うようにしてある。したがって、右側への揺動指令によって、運転部１５より遠ざかる方向に移動する場合には、通常の制御を行う。
【００３９】
図１０に示す前牽制制御について説明する。まず、掘削作業装置３に動作指令が出た場合の操作について説明する。つまり、ブーム４に対して上下動指令が出た場合には、次のような制御を行う。バケットピン６ａが図４、図５に示す前牽制領域Ｂ１に入り込んだ場合であって、右操作レバー９を後操作して第１ブーム部分４ａを上昇操作しているときの、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達する前の場合の取扱いについて次のように行う。
【００４０】
この場合の具体的操作形態は、図３に示す圧力制御弁４１によりパイロット弁３１ａのパイロット圧が減圧操作されて、右操作レバー９の後操作の操作位置に関係なく、第１ブーム部分４ａの上昇速度（油圧シリンダ１１の伸長速度）が減速操作されるのであり、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に接近するほど、第１ブーム部分４ａの上昇速度（油圧シリンダ１１の伸長速度）が大きく減速操作される（Ｓ３０１，３０２，３０５）。バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達した場合については（Ｓ３０３，３０４）、後述する。
【００４１】
逆に右操作レバー９を前操作して第１ブーム部分４ａを下降操作すると、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１から離間する状態となるので、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１及び前牽制領域Ｂ１に位置していても、これに関係なく右操作レバー９の前操作の操作位置に対応する速度で、第１ブーム部分４ａが下降操作される（Ｓ３０６）（図３に示すように右操作レバー９のパイロット弁３１ｂのパイロット油路には、圧力制御弁４１が設けられていない点による）。
【００４２】
前牽制領域Ｂ１において、ブーム４に対して上下動指令が出た場合には、次のような制御を行う。バケットピン６ａが前牽制領域Ｂ１に入り込んだ状態において（Ｓ３０７）、左操作レバー１０を後操作してアーム５を掻き込み操作すると、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に接近する状態となる（Ｓ３０８）。
【００４３】
この状態において図３に示す圧力制御弁４２によりパイロット弁３２ａのパイロット圧が減圧操作され、左操作レバー１０の後操作の操作位置に関係なく、アーム５の掻き込み速度（油圧シリンダ１２の伸長速度）が減速操作されるのであり、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に接近するほど、アーム５の掻き込み速度（油圧シリンダ１２の伸長速度）が大きく減速操作される（Ｓ３０８，３１０）。バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達すると（Ｓ３０８）、図３に示す圧力制御弁４２によりパイロット弁３２ａのパイロット圧が零に設定されて、左操作レバー１０の後操作の操作位置に関係なく制御弁２２が中立位置に操作され、アーム５（油圧シリンダ１２）が停止する（Ｓ３０９）。
【００４４】
逆に、左操作レバー１０を前操作してアーム５を排土側に操作すると（Ｓ３０７）、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１から離間する状態となるので、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１及び前牽制領域Ｂ１に位置していても、これに関係なく左操作レバー１０の前操作の操作位置に対応する速度で、アーム５が排土側に操作される（Ｓ３１１）（図３に示すように左操作レバー１０のパイロット弁３２ｂのパイロット油路には、圧力制御弁４２が設けられていない点による）。
【００４５】
バケットピン６ａが前牽制領域Ｂ１に入り込んだ状態において、操作ペダル３９を踏み操作して第２ブーム部分４ｂを揺動操作して、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に接近する状態となる（Ｓ３１５）。
この状態において、図３に示す圧力制御弁４３によりパイロット弁３５ａのパイロット圧が減圧操作されて、操作ペダル３９の左踏み操作の操作位置に関係なく、第２ブーム部分４ａの左揺動速度（油圧シリンダ７の伸長速度）が減速操作されるのであり、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に接近するほど、第２ブーム部分４ａの左揺動速度（油圧シリンダ７の伸長速度）が大きく減速操作される（Ｓ３１７）。バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達すると（Ｓ３１３）、図３に示す圧力制御弁４３によりパイロット弁３５ａのパイロット圧が零に設定されて、操作ペダル３９の左踏み操作の操作位置に関係なく制御弁２５が中立位置に操作され、第２ブーム部分４ｂ（油圧シリンダ７）が停止する（Ｓ３１４）。
【００４６】
逆に操作ペダル３９を踏み操作して第２ブーム部分４ｂを反対側に向けて揺動操作すると（Ｓ３１５）、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１から離間する状態となるので、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１及び前牽制領域Ｂ１に位置していても、これに関係なく操作ペダル３９の踏み操作の操作位置に対応する速度で、第２ブーム部分４ｂが揺動操作される（Ｓ３１６）（図３に示すように操作ペダル３９のパイロット弁３５ｂのパイロット油路には、圧力制御弁４３が設けられていない点による）。
【００４７】
次に、第１ブーム部分４ａの上昇操作によりバケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達した場合（Ｓ３０２）、及びアーム５の掻き込み操作によりバケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達した場合について説明する。
図３に示すように、左操作レバー１０のアーム排土用パイロット弁３２ｂとアーム用制御弁２２との間のパイロット油路４５に、電磁操作式の切換弁（パイロット圧調節機構Ｅの一例）４４を介装してある。
【００４８】
切換弁４４は、パイロットポンプ３０に連通するポンプポートｐとアーム用制御弁２２に連通する弁ポートｖとを接続する制御操作位置４４ａと、アーム排土用パイロット弁３２ｂに連通するパイロットポートｒと弁ポートｖとを接続する人為操作位置４４ｂとを備えた２位置切換え式の高速電磁応答弁に構成されている。そして、通常は切換弁４４を人為操作位置４４ｂに維持するべく付勢する復帰バネ４６と、弁ポートｖに生じた圧が切換弁４４を人為操作位置４４ｂに切換える方向に作用する操作油路４７とを備えており、制御装置（制御手段の一例）４０の指令による制御信号（パルス信号）によって生じる電磁力を受けると、切換弁４４を人為操作位置４４ｂと制御操作位置４４ａとに亘って相互に素早く切換わるように構成してある。
【００４９】
例えば、右操作レバー９の後操作による第１ブーム部分４ａの上昇によりバケットピン６ａが前牽制面Ａ１に達した場合、制御装置４０による制御信号（パルス信号）により、圧力制御弁４１が開通側に切換えられるのと同時に、ノーマルポジション（常態）で人為操作位置４４ｂにある切換弁４４が人為操作位置４４ｂと制御操作位置４４ａとの間で振動的に連続往復移動し、パイロットポンプ３ ０からの圧油が切換弁４４の制御操作位置４４ａのポンプポートｐ及び弁ポートｖを通って、アーム排土側の切換弁４４より流路下手側のパイロット油路４５における制御弁２２側部分にパイロット圧が立つようになる。
【００５０】
これにより、パイロットポンプ３０によるパイロット圧が第１ブーム部分用制御弁２１（上昇側）と、アーム用制御弁２２（排土側）との双方に供給される状態となり、第１ブーム部分４ａが最低速度で上昇操作（油圧シリンダ１１が伸長）されるのと同時に（Ｓ３０３）、アーム５が排土側（油圧シリンダ１２が収縮）に操作される（Ｓ３０４）。この場合、アーム５の排土側への移動速度を十分に速くして、第１ブーム部分４ａの上昇速度を減速しないようにしても良い。
【００５１】
以上のような操作が行われると、図４に示すように第１ブーム部分４ａが上昇操作されるのと同時に、第２ブーム部分４ａとアーム５の間の角度Ｄが少しずつ大きくなる状態となって、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に沿って上昇していく状態となる（角度センサ３６，３７，３８の検出値等に基づいて、バケットピン６ａの位置を検出しながら、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に常に位置するように、制御装置４０によって切換弁４４の切換え移動速度が設定され、それによってアーム用制御弁２２（排土側）へのパイロット圧が制御される）。これと同時に右操作レバー９を左操作して、バケット６を掻き込み操作すると、バケット６を水平に維持することができる。
【００５２】
又、上述のように、制御装置４０の働きによって切換弁４４が操作されて自動的にアームを排土側に動かすアーム排土側自動操作制御が行われている最中に（或いはその制御開始と同時に）、アーム５を排土側に逃がし移動させるべくアーム排土用パイロット弁３２ｂを人為操作した場合には、それによる人為パイロット圧が切換弁４４のパイロットポートｒに作用する。すると、制御中では切換弁４４は２位置の間を往復移動しているので、人為パイロット圧も操作油路４７に供給されて切換弁４４を人為操作位置４４ｂに付勢するように作用する。
【００５３】
従って、アーム排土用パイロット弁３２ｂを人為操作することにより生じる操作油路４７が存在する切換弁４４の弁ポートｖ側のパイロット油路４５中の人為パイロット圧が制御装置４０の指令により生じる操作油路４７が存在する切換弁４４の弁ポートｖ側のパイロット油路４５中のパイロット圧（制御パイロット圧）よりも高いときには、復帰バネ４６の力と操作油路４７に作用する人為パイロット圧の力との和が、切換弁４４を制御操作位置４４ａに操作する電磁力よりも上回るようになる。従って、切換弁４４が人為操作位置４４ｂに付勢維持され、高い方である人為操作によるパイロット圧（人為パイロット圧）がアーム用制御弁２２に供給されてアーム５を迅速に排土側に移動させ、バケット６を前牽制面Ａ１から前方に逃げ移動できるようになる。
【００５４】
又、アーム排土用パイロット弁３２ｂを人為操作しても、その操作量が少なくて人為パイロット圧が制御パイロット圧よりも低いときには、復帰バネ４６の力と操作油路４７に作用する人為パイロット圧の力との和よりも、切換弁４４を制御操作位置４４ａに操作する電磁力が上回るようになり、切換弁４４が２位置の間を往復移動することによる高い方である制御パイロット圧がアーム用制御弁２２に供給され、バケットピン６ａが前牽制面Ａ１に常に位置するように、アーム用制御弁２２（排土側）へのパイロット圧が制御される状態が続行される。
【００５５】
本油圧回路では、アーム排土用パイロット弁３２ｂとそのパイロット油路４５等で人為操作系ＪＳが、かつ、アーム排土側自動操作制御を行わせるための制御装置４０等で制御操作系ＳＳが夫々構成されているものである。
【００５６】
次に、横牽制制御について説明する。この横牽制制御においては、バケットピン６ａが横第１牽制領域Ｂ２、及び、横第２牽制領域Ｂ３に位置する場合の制御形態は殆ど同じであるので、横第１牽制領域Ｂ２に位置する場合を主として説明して、横第２牽制領域Ｂ３に位置する場合は異なる点だけを説明する。
【００５７】
バケットピン６ａの位置が横第１牽制領域Ｂ２に位置する状態からの制御について説明する。まず、オフセット操作指令が出ているかいなか、そしてその指令が左揺動を示唆しているかいなかが問題となる（Ｓ４０１）。操作ペダル３９を左踏み操作して、第２ブーム部分４ｂを左揺動操作すると、バケットピン６ａが横第１牽制面Ａ２に接近する状態となる（Ｓ４０４）。
【００５８】
この状態において、図３に示す圧力制御弁４３によりパイロット弁３５ａのパイロット圧が減圧操作されて、操作ペダル３９の左踏み操作の操作位置に関係なく、第２ブーム部分４ｂの左揺動速度（油圧シリンダ７の伸長速度）が減速操作されるのであり（Ｓ４０４）、バケットピン６ａが横牽制面Ａ２に接近するほど、第２ブーム部分４ｂの左揺動速度（油圧シリンダ７の伸長速度）が大きく減速操作される。バケットピン６ａが横第１牽制面Ａ２に達すると、図３に示す圧力制御弁４３によりパイロット弁３５ａのパイロット圧が零に設定されて、操作ペダル３９の左踏み操作の操作位置に関係なく制御弁２５が中立位置に操作され、第２ブーム部分４ｂ（油圧シリンダ７）が停止する（Ｓ４０３）。
【００５９】
逆に、操作ペダル３９を右踏み操作して第２ブーム部分４ｂを右揺動操作すると、バケットピン６ａが横第１牽制面Ａ２から離間する状態となるので、バケットピン６ａが横第１牽制面Ａ２及び横第１牽制領域Ｂ２に位置していても、これに関係なく操作ペダル３９の右踏み操作の操作位置に対応する速度で、第２ブーム部分４ｂが右揺動操作される（図３に示すように操作ペダル３９のパイロット弁３５ｂのパイロット油路には、圧力制御弁４３が設けられていない点による）（Ｓ４０５）。
【００６０】
バケットピン６ａが横第１牽制領域Ｂ２に入り込んだ状態において、第１ブーム部分４ａを上昇及び下降操作しても、アーム５を掻き込み側及び排土側に操作しても、バケットピン６ａは横第１牽制面Ａ２に接近する状態とはならないので、バケットピン６ａが横第１牽制領域Ｂ２に入り込んだ状態において、第１ブーム部分４ａの上昇及び下降操作、アーム５の掻き込み側及び排土側への操作は自由に行うことができる（Ｓ４０６〜Ｓ４０９）。
【００６１】
バケットピン６ａが横第２牽制領域Ｂ３に位置する場合には、ステップＳ４０２で示した判断対象である横第１牽制面Ａ２を横第２牽制面Ａ３に切り換えるだけで、他のステップで示す制御はそのまま使える。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックホウの全体側面図
【図２】掘削作業装置の油圧シリンダ及び制御弁等を示す油圧回路図
【図３】パイロット操作系を示す油圧回路図
【図４】前牽制面及び前牽制領域を示す側面図
【図５】前及び横牽制面、前及び横牽制領域を示す平面図
【図６】バケットが前方より横牽制領域に入り込む状態を示す平面図
【図７】バケットが側方より横牽制領域に入り込む状態を示す平面図
【図８】全体制御フロー図
【図９】通常制御フロー図
【図１０】前牽制面及び前牽制領域における制御の流れの前半を示すフロー図
【図１１】前牽制面及び前牽制領域における制御の流れの後半を示すフロー図
【図１２】横牽制制御を示すフロー図
【図１３】パイロット操作系の比較例を示す油圧回路図
【符号の説明】
３ 掘削作業装置
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
１５ 運転部
２２ 制御弁
３０ パイロットポンプ
３２ｂ パイロット弁
３６，３７，３８ 位置センサ
４０ 制御手段
４４ 切換弁
４４ａ 制御操作位置
４４ｂ 人為操作位置
４６ 復帰バネ
４７ 操作油路
Ａ１，Ａ２ 牽制面
ＪＳ 人為操作系
ＳＳ 制御操作系
Ｅ パイロット圧調節機構
ｐ ポンプポート
ｒ パイロットポート
ｖ 弁ポート

Claims (2)

1. 常態でタンクに連通していて人為操作により制御弁（２２）にパイロット圧を供給するパイロット弁（３２ｂ）を備えると共に、このパイロット弁（３２ｂ）と前記制御弁（２２）との間のパイロット油路（４５）に切換弁（４４）を介装し、前記パイロット弁（３２ｂ）からのパイロット圧で前記制御弁（２２）を操作可能な人為操作系と、制御手段（４０）の指令により前記切換弁（４４）を切換えてパイロットポンプ（３０）からのパイロット圧で前記制御弁（２２）を自動操作可能な制御操作系とを設け、
   前記切換弁（４４）には、前記パイロットポンプ（３０）に連通するポンプポート（ｐ）と前記制御弁（２２）に連通する弁ポート（ｖ）とを接続する制御操作位置（４４ａ）と、前記パイロット弁（３２ｂ）に連通するパイロットポート（ｒ）と前記弁ポート（ｖ）とを接続する人為操作位置（４４ｂ）とを備えると共に、前記人為操作位置（４４ｂ）に付勢する復帰バネ（４６）と、前記弁ポート（ｖ）に生じた圧が前記切換弁（４４）を人為操作位置（４４ｂ）に切換える方向に作用する操作油路（４７）とを備え、
   前記制御手段（４０）の指令によって前記切換弁（４４）が前記人為操作位置（４４ｂ）と前記制御操作位置（４４ａ）とに亘って交互に素早く切換操作されるように構成し、前記人為操作系からの操作により生じる切換弁（４４）の前記弁ポート（ｖ）側のパイロット圧と前記制御操作系からの制御により生じる切換弁（４４）の前記弁ポート（ｖ）側のパイロット圧との高い方の圧を前記制御弁（２２）に供給するパイロット圧調節機構（Ｅ）を構成してあることを特徴とする作業機の油圧制御装置。
2. 人為操作されるパイロット弁（３２ｂ）からのアーム排土操作用のパイロット圧でアーム用制御弁（２２）を操作可能なもので前記人為操作系を構成し、
   バケット（６）の位置を検出する位置センサの検出情報に基づいて掘削作業装置（３）の作動を制御して、前記バケット（６）と運転部（１５）との干渉を防止するように構成し、ブーム（４）の上昇移動に伴って前記バケット（６）が運転部付近に設定された牽制面（Ａ１）に近づくと、その牽制面（Ａ１）より運転部（１５）に前記バケット（６）が接近するのを回避するべくアーム（５）を排土側に駆動するように、アーム用制御弁（２２）を自動的に操作するもので前記制御操作系を構成してある請求項１に記載の作業機の油圧制御装置。

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