JP3608914B2 - バックホウの干渉防止装置 - 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、運転部とバケットとの接触を避ける干渉防止制御に係り、詳しくは、バケットを停止操作してから完全に停止する迄の慣性移動領域を、条件によってはバケットの移動経路として使えるようにして、掘削作業装置の操作性や能率を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８‐７４２９５号公報に示されたもののように、ブームが横側方に腰折れ変位できるバックホウでは、運転部とバケットとの接触を避ける為に、運転部から前方、右側方、及び上方に所定距離だけ離れた牽制面を想定し、バケットが運転部に向けて接近移動しているときにその牽制面に差し掛かると、それ以上運転部に近づかないようにバケットの動きを停止させる干渉防止制御を行うようにしていた。前記公報では、その図３に示されたＡ１，Ａ３等で牽制面を構成しており、その牽制面は、掘削作業装置の慣性による停止遅れを考慮して、幾分運転部との間隔が広い目となるように設定してある。
【０００３】
つまり、図６に示すように、バケット６が運転部１５に近づいても良い限界の面、換言すれば、そこから運転部への移動を絶対に阻止する前及び横の阻止面としてＡ１，Ａ２とすれば、その阻止面Ａ１，Ａ２は、牽制面Ａ０，Ａ３から若干運転部に寄った箇所に存在することになり、Ａ０とＡ１との間隔がバケットの前慣性移動用領域Ｂ１に、かつ、Ａ２，Ａ３との間隔がバケットの横慣性移動用領域Ｂ２に相当する。従って、干渉防止制御が作動したときのバケットの完全停止位置は、実際には前又は横慣性移動用領域Ｂ１，Ｂ２に存在していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
バックホウにおける掘削作業では、土砂を掬って旋回し、トラック荷台や別の箇所に土砂を降ろすといった使い方が多く、そのときに作業性に優れた迅速なバケット移動を行うには、土砂を掬ったバケットを、複合操作によって運転部前方から運転部右横に斜め移動させるように操作して、掘削作業装置を掘削姿勢から旋回姿勢に移行させるのが良い。つまり、図６に示す一点破線の矢印のように、運転部の正面より運転部の横側方に移動させる際に、前牽制面Ａ０と横牽制面Ａ３とが交差するコーナー部分を掠めるようにバケット６を移動させることが、迅速な移動を行えることになる。
【０００５】
しかしながら、そのときに、図６の実線の矢印のように運転部１５に近づき過ぎたラインを通り、バケット６の基準部分が前牽制面Ａ０に差し掛かると、その時点でバケットが停止することになる。この場合には、一旦手動操作でアームを排土側に逃がし操作することになり、バケットの円滑な移動が行えない。つまり、従来では、バケットが運転部から横方向には離れていく成分を持って移動する場合であっても、前牽制面Ａ０を越えて運転部が位置する領域内にバケットの基準部分が差し掛かる場合には、バケットの作動を停止させていたのである。
【０００６】
本発明の目的は、阻止面と牽制面との間の慣性移動用領域を上手く使うことにより、運転部とバケットとの干渉を防止する制御を行いながら、バケットの移動を円滑に行える範囲を拡大し、作業効率の改善と操作性向上を図る点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第１発明は、バケットの位置を検出する位置センサを備え、この位置センサの検出に基づいてバケットの作動を制御する制御手段を設け、運転部から所定距離だけ離れた空間位置に、バケットの前方からの運転部への入り込みを阻止する前牽制面と、バケットの横側方からの運転部への入り込みを阻止する横牽制面とを想定するとともに、横牽制面から運転部側に寄った位置に、バケットの横側方からの運転部への入り込みを絶対阻止する横阻止面を想定し、
前記制御手段によって、前記バケットが運転部に近づく方向の横向き移動成分を持って運転部に向って接近してくる場合には、前記前牽制面と前記横牽制面で囲まれた運転席側の領域への前記バケットの侵入に対して前記前牽制面及び前記横牽制面で入り込みを阻止し、前記バケットが運転部に近づかない方向の横向き移動成分を持って前方から運転部に向って接近してくる場合には、前記前牽制面と前記横阻止面で囲まれた運転席側の領域への前記前牽制面からの前記バケットの侵入を阻止するとともに、前記前牽制面における前記横牽制面と前記横阻止面との間に形成される領域の幅内からの当該領域内への入り込みを許容するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明において、バケットが運転部に近づかない方向の横向き移動成分を持って前牽制面から運転部側に入り込んだ後の侵入状態では、バケットの運転部から遠ざかる方向への横移動は許容し、運転部に近づく方向への横移動は阻止するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第２発明において、バケットを横移動させる横移動シリンダの制御弁をパイロット圧で切換えるよう構成し、バケットを運転部に向けて横移動させる側のパイロット圧を検出する圧検出手段を設け、この圧検出手段が圧を検出しているときには、侵入状態における運転部に近づく方向への横移動が阻止されるように、圧検出手段をパイロット操作系に連係してあることを特徴とする。
【００１０】
〔作用〕
請求項１の構成は、バケットの慣性による停止遅れのための牽制面と阻止面との間の慣性移動用領域は、要するに運転部との干渉が生じない所であるから、その慣性移動用領域をバケットの移動方向によっては使えるようにして、実質的に移動可能領域を拡げようする考えである。
【００１１】
すなわち、図６、図１３を参照して説明すれば、バケット６が運転部１５に近づく方向の横向き移動成分を持って運転部１５に向って接近してくる場合には、前牽制面Ａ０及び横牽制面Ａ３で入り込みを阻止する（図１３の矢印ｃ，ｅの場合）。そして、バケット６が運転部１５に近づかない方向の横向き移動成分を持って運転部１５に向って接近してくる場合には、横牽制面Ａ３と横阻止面Ａ２との間に形成される領域、すなわち、横慣性移動用領域Ｂ２への前牽制面Ａ０からの入り込みを許容する（図１３のａ，ｂの場合）。
【００１２】
前者の場合は、慣性による停止遅れを考慮すべきバケットの動きであり、牽制面本来の機能を発揮させるものである。これに対して、後者の場合は、バケットが運転部から横に逃げる方向に移動するものであるから、そのときにはバケット６が横阻止面Ａ２よりも運転部１５側には寄らないことになり、従って、その条件のときに限り、横慣性移動用領域Ｂ２への侵入を許容するのである。故に、図１３の矢印ａに示すように、バケット６が前及び横牽制面Ａ０，Ａ３を掠めるように移動させるときに、誤って、前牽制面Ａ０に突入させてしまっても、その前牽制面Ａ０での突入部分が横方向の慣性移動用領域Ｂ２のときには、そのままバケット６の斜め移動が続行されるようになり、一旦停止することなく掘削作業装置を動かし続けられるのである。
【００１３】
但し、運転部１５に近づかない方向の横向き移動成分を持ってバケット６が移動しても、図１３の矢印ｄに示すように、横慣性移動用領域Ｂ２よりも運転部１５に横方向で寄った箇所で前牽制面Ａ０に突入した場合は、従来通りバケット６は停止する。
【００１４】
請求項２の構成によれば、バケットが運転部に近づかない方向の横向き移動成分を持って前牽制面から運転部側に入り込んだ後の侵入状態では、バケットの運転部から遠ざかる方向への横移動は許容し、運転部に近づく方向への横移動は阻止するものである。つまり、図１４に示すように、横慣性移動用領域Ｂ２に侵入した後に、運転部１５から横に遠ざかることになる矢印イ方向、及び運転部１５との横方向距離が変わらない矢印ロ方向にバケット６を動かすのは可能であるが、運転部１５に近づくことになる矢印ハ方向に動かすのは阻止するのである。
【００１５】
つまり、運転部との干渉の生じない横慣性移動用領域内であっても、そこからさらに運転部に近づくのを許すと、もはや、慣性による停止遅れをその慣性移動用領域でカバーできないおそれがあるからであり、そのおそれのない遠ざかる方向の移動は許容することにより、運転部との干渉が生じないようにしながら掘削作業装置の移動操作に融通が効くようになり、動かし続けられる範囲をさらに拡大することが可能になる。
【００１６】
又、慣性移動用領域においてバケットが運転部に近づく動きを阻止するためには、バケットを運転部に近づける操作指令が出されたか否かを検出することが必要であるから、請求項３の構成によれば、バケットを運転部に向けて横移動させる側のパイロット圧を検出する圧検出手段を設けてその判断を行わせるものである。すなわち、バケットが慣性移動用領域内に存在する侵入状態において、圧検出手段がパイロット圧を検出すれば、直ちに制御弁にパイロット圧が行かないようにする等により、圧検出手段をパイロット操作系に連係するのである。
【００１７】
〔効果〕
請求項１〜３のいずれに記載の干渉防止装置でも、
（い） 横方向の慣性移動用領域を有効利用することにより、運転部正面より横側方にバケットを移動させる場合に、その移動経路の領域を増やすことができ、かつ、より短い経路を辿って移動させることも可能になるとともに、運転部に近接した部分での掘削作業や、運転部の横側部に近接させた格納を行うことも可能になり、掘削作業装置の作業効率や操作性をより改善することができた。
【００１８】
請求項２に記載の干渉防止装置では、
（ろ） 横方向の慣性移動用領域における掘削作業装置の動かし続けられる範囲をさらに拡大でき、上記（い）の効果を強化できる利点がある。
【００１９】
請求項３に記載の干渉防止装置では、制御弁のパイロット操作構造を利用することにより、バケットを運転部に横移動させるためのパイロット圧検出という、比較的簡単な手段でもって上記（ろ）の効果が得られるようになった。
【００２０】
【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の前部にバックホウ装置３が備えられている。バックホウ装置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。
【００２１】
バックホウ装置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。
【００２２】
図１及び図５に示すように旋回台２において、右側にバックホウ装置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、バックホウ装置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。
【００２３】
次に油圧回路構造、バックホウ装置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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
次に、旋回台２に対して設定される前牽制面Ａ０、前阻止面Ａ１、横阻止面Ａ２及び横牽制面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阻止面Ａ１とさらに前方外方の前牽制面Ａ０、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阻止面Ａ２とさらに外方に横牽制面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し、運転部１５としての外部フレームとバケット６との干渉防止を行うものである。尚、外部フレームやキャビンのない構造のものでは、運転部としての空間領域を仮想して設定するものとする。
【００３４】
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、前阻止面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阻止面Ａ１が設定されている。バケットピン６ａが横阻止面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、横阻止面Ａ２が設定されている。
【００３５】
前及び横阻止面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阻止面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。横第１牽制領域Ｂ２の外側面を横牽制面Ａ３とする。そして、横牽制面Ａ３より更に外側に横外牽制面が設けてあり、横牽制面Ａ３と横外牽制面との間に横第２牽制領域Ｂ３が設けてある。
【００３６】
以上のような前及び横牽制面Ａ０，Ａ３と、前及び横阻止面Ａ１，Ａ２並びに前及び横第１、第２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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、前及び横阻止面Ａ１，Ａ２、横牽制面Ａ３、前及び横第１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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、バックホウ装置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が問題になるが、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。
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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）。
【００４４】
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。
【００４５】
前牽制制御について説明する。まず、バックホウ装置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、次のような図１０に示す制御を行う。右操作レバー９を後操作して第１ブーム部分４ａを上昇操作させているときに前牽制領域Ｂ１に入り込んだ場合における、バケットピン６ａが前阻止面Ａ１に達する前の場合の取扱いについて次のように行う。
【００４６】
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が前阻止面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が前阻止面Ａ１に達した場合については（Ｓ３０３，３０４）、後述する。
【００４７】
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が前阻止面Ａ１から離間する状態となるので、バケットピン６ａが前阻止面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）。
【００４８】
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が前阻止面Ａ１に接近する状態となる（Ｓ３０８）。
【００４９】
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が前阻止面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が前阻止面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）。
【００５０】
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が前阻止面Ａ１から離間する状態となるので、バケットピン６ａが前阻止面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）。
【００５１】
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が前阻止面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が前阻止面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が前阻止面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）。
【００５２】
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が前阻止面Ａ１から離間する状態となるので、バケットピン６ａが前阻止面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）。
【００５３】
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が前阻止面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が前阻止面Ａ１に達した場合について説明する。
【００５４】
図３に示すように、圧力制御弁４１（右操作レバー９のパイロット弁３１ａ）と制御弁２１との間のパイロット油路に、電磁操作式の切換弁４４が備えられている。切換弁４４は第１位置４４ａ及び第２位置４４ｂを備えており、第１位置４４ａにおいて、パイロット弁３１ａのパイロット圧が制御弁２１にのみ供給され、第２位置４４ｂにおいてパイロット弁３１ａのパイロット圧が制御弁２１、及びパイロット油路４５を介して左操作レバー１０のパイロット弁３２ｂと制御弁２２との間のパイロット油路に供給されるように構成されており、通常は第１位置４４ａに操作されている。
【００５５】
例えば、右操作レバー９を後操作して第１ブーム部分４ａの上昇操作を行おうとすると、図３に示す切換弁４４が第１位置４４ａから第２位置４４ｂに操作されるのと同時に、圧力制御弁４１によりパイロット圧が零の状態から少し昇圧操作される。
【００５６】
これにより、右操作レバー９のパイロット弁３１ａのパイロット圧が、第１ブーム部分４ａの制御弁２１（上昇側）に供給されるのと同時に、アーム５の制御弁２２（排土側）にも供給される状態となって、第１ブーム部分４ａが最低速で上昇操作（油圧シリンダ１１が最低速で伸長）されるのと同時に（Ｓ３０３）、アーム５がゆっくりと排土側（油圧シリンダ１２がゆっくりと収縮）に操作される（Ｓ３０４）。
【００５７】
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が前阻止面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が前阻止面Ａ１に常に位置するように、圧力制御弁４１により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。
【００５８】
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。
【００５９】
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が横阻止面Ａ２に接近する状態となる（Ｓ４０４）。
【００６０】
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が横阻止面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が横阻止面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）。
【００６１】
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が横阻止面Ａ２から離間する状態となるので、バケットピン６ａが横阻止面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）。
【００６２】
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は横阻止面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）。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阻止面Ａ２を横牽制面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。
【００６３】
〔別実施形態〕
（１） 上記実施形態においては、横牽制制御において、バケットピン６ａが横第１牽制領域Ｂ２に位置する場合に、第２ブーム部分４ｂに対して左揺動指令つまりオフセット指令が出た場合に、減速作動する（Ｓ４０４）制御形態を示したが、ステップ４０３で示すように運転部１５へ近づく左揺動作動は停止させるように制御しても良い（請求項２の内容）。
【００６４】
（２） 前述の発明の実施の形態では図４及び図５に示すように、バケットピン６ａの位置を基準として前及び横阻止面Ａ１，Ａ２及び横牽制面Ａ３を設定しているが、バケットピン６ａの位置にも角度センサ（図示せず）を設けて、バケット６の先端の位置に対し前及び横阻止面Ａ１，Ａ２を設定するように構成しても良い。この場合には、図５に示す軌跡Ｃ１，Ｃ２が前及び横阻止面に取って代わる。
【００６５】
（３） 右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９の操作位置をポテンショメータ（図示せず）で電気的に検出し、電磁比例減圧弁型式のパイロット弁（図示せず）を操作して、パイロット式の制御弁２１〜２５を操作する型式や、右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル３９の操作位置をポテンショメータ（図示せず）で電気的に検出し、この検出値に基づいて電磁比例減圧弁型式の制御弁（図示せず）を操作する型式にも、本発明は適用できる。さらに、本発明は旋回台２の右側に運転部１５を配置し、旋回台２の左側にバックホウ装置３のブーム４（第１ブーム部分４ａ）を配置したバックホウにも適用できる。
【００６６】
（４） 図１５に示すように、左揺動側のパイロット弁３５ａの油路圧を検出する油圧センサ（圧検出手段の一例）４６を備え、バケットピン６ａが横第１牽制領域Ｂ２に位置している状態において、油圧センサ４６が圧を検出するとオフセットシリンダ７用の圧力制御弁４３を閉じ操作するように制御装置４０を構成しても良い（請求項３の内容）。
【００６７】
（５） 前牽制面Ａ０と前阻止面Ａ１との間の前後方向の慣性移動用領域Ｂ１に、図１３の矢印ｆ，ｇに示すように、運転部１５に近づかない方向の前後向き移動成分を持ってバケット６が移動してくる場合は、横牽制面Ａ３からの侵入を許容するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックホウの全体側面図
【図２】バックホウ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、前阻止面及び前牽制領域を示す側面図
【図５】前及び横牽制面、前横阻止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】前阻止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】前阻止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】バケットの前方から牽制面への侵入経路を示す平面図
【図１４】横慣性移動用領域内におけるバケットの移動経路を示す平面図
【図１５】油圧センサ付きのパイロット操作系を示す油圧回路図
【符号の説明】
６ バケット
７ 横移動シリンダ
１５ 運転部
２５ 制御弁
３６，３７，３８ 位置センサ
４０ 制御手段
４６ 圧検出手段
Ａ０ 前牽制面
Ａ２ 横阻止面
Ａ３ 横牽制面
Ｂ２ 領域

Claims (3)

1. バケット（６）の位置を検出する位置センサを備え、この位置センサの検出に基づいて前記バケット（６）の作動を制御する制御手段（４０）を設け、運転部（１５）から所定距離だけ離れた空間位置に、前記バケット（６）の前方からの運転部（１５）への入り込みを阻止する前牽制面（Ａ０）と、前記バケット（６）の横側方からの運転部（１５）への入り込みを阻止する横牽制面（Ａ３）とを想定するとともに、前記横牽制面（Ａ３）から運転部側に寄った位置に、前記バケット（６）の横側方からの運転部（１５）への入り込みを絶対阻止する横阻止面（Ａ２）を想定し、
   前記制御手段（４０）によって、前記バケット（６）が運転部（１５）に近づく方向の横向き移動成分を持って運転部（１５）に向って接近してくる場合には、前記前牽制面（Ａ０）と前記横牽制面（Ａ３）で囲まれた運転席（１５）側の領域への前記バケット（６）の侵入に対して前記前牽制面（Ａ０）及び前記横牽制面（Ａ３）で入り込みを阻止し、前記バケット（６）が運転部（１５）に近づかない方向の横向き移動成分を持って前方から運転部（１５）に向って接近してくる場合には、前記前牽制面（Ａ０）と前記横阻止面（Ａ２）で囲まれた運転席（１５）側の領域への前記前牽制面（Ａ０）からの前記バケット（６）の侵入を阻止するとともに、前記前牽制面（Ａ０）における前記横牽制面（Ａ３）と前記横阻止面（Ａ２）との間に形成される領域（Ｂ２）の幅内からの当該領域（Ｂ２）内への入り込みを許容するように構成してあるバックホウの干渉防止装置。
2. 前記バケット（６）が運転部（１５）に近づかない方向の横向き移動成分を持って前記前牽制面（Ａ０）から運転部側に入り込んだ後の侵入状態では、前記バケット（６）の運転部（１５）から遠ざかる方向への横移動は許容し、運転部（１５）に近づく方向への横移動は阻止するように構成してある請求項１に記載のバックホウの干渉防止装置。
3. 前記バケット（６）を横移動させる横移動シリンダ（７）の制御弁（２５）をパイロット圧で切換えるように構成し、前記バケット（６）を運転部（１５）に向けて横移動させる側のパイロット圧を検出する圧検出手段（４６）を設け、この圧検出手段（４６）が圧を検出しているときには、前記侵入状態における運転部（１５）に近づく方向への横移動が阻止されるように、前記圧検出手段（４６）をパイロット操作系に連係してある請求項２に記載のバックホウの干渉防止装置。

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