JP3827964B2 - Backhoe - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロント装置を通常の掘削作業に使用する掘削作業モードと、フロント装置の先端に吊り負荷を作用させて使用するクレーンモードとに切換え可能に構成したバックホウに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記構成のバックホウにおいては、フロント装置の姿勢を検出する手段と、現在の吊り荷重を検出する手段と、検出されたフロント装置の現在の姿勢に基づいて演算された定格荷重と、検出された現在の吊り荷重を表示する表示装置とが備えられており、前記定格荷重と吊り荷重とが液晶表示型の表示装置で数値表示されていた。また、クレーン作業中にフロント姿勢が起因する不具合事項、例えば、フロント装置の先端バケットの背部に装着したフックなどの吊り下げ具がバケットに干渉接触するような事態が発生しかかると、警報ランプや警報ブザーで報知する手段が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
数値表示によると定格荷重や吊り荷重の絶対値を把握するには適しているが、定格荷重までの余裕などを認識するためには頭の中で計算する必要があり煩わしいものであった。また、作業中の不具合事項が警報ブザーや警報ランプでの報知でるために、ブザー鳴動周期やランプ点滅周期などの報知パターンでその内容を示すようにしても、その内容を容易には判断することができず、発生した不具合事項に対して適切な対処を行うのに手間取るものであった。
【０００４】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、作業中に一見して作業状況を容易に認識することができるとともに、不具合事項の発生に対しても迅速に対処することができる表示装置を備えた作業性に優れたバックホウを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【０００６】
（構成） 請求項１に係る発明は、フロント装置を通常の掘削作業に使用する掘削作業モードと、フロント装置の先端に吊り負荷を作用させて使用するクレーンモードとに切換え可能に構成したバックホウにおいて、フロント装置の姿勢を検出する手段と、現在の吊り荷重を検出する手段と、検出されたフロント装置の現在の姿勢に基づいて演算された定格荷重と、検出された現在の吊り荷重を表示する表示装置とを備えるに、前記表示装置の表示パネルにアナログ表示部とデジタル表示部を備え、定格荷重をアナログスケールに対するスポットマークで表示するとともに、前記吊り荷重をアナログスケールに沿って移動する可動マークで表示し、クレーンモードが起動されると、前記アナログ表示と並んで定格荷重と現在の吊り荷重が数値表示されるように構成し、フロント装置の姿勢に起因する不具合事項の発生の表示は、定格荷重と現在の吊り荷重の数値表示に代えて前記不具合事項の発生を表示する文字表示を、前記アナログ表示とともに実行するよう構成してあることを特徴とする。
【０００７】
（作用） 上記構成によると、クレーン作業中にフロント装置の姿勢を変えると、その姿勢検出に基づいてその姿勢で安全に吊り作業を行うことにできる定格荷重が演算され、これが表示装置におけるアナログ表示部の所定位置にスポットマークとして表示されるとともに、デジタル表示部に数値表示される。また、実際の吊り荷重が検出され、これが可動マークとしてアナログ表示部に表示されるとともに、デジタル表示部に数値表示される。
従って、表示装置を一見するだけで定格荷重と吊り荷重がそれぞれのマーク位置として認識できるとともに数値でも認識でき、そしてアナログ表示部では、両マークの間隔の大きさが余裕として認識することができる。
【０００８】
クレーンモードでの通常時には、定格荷重と吊り荷重の相関がアナログ表示されるとともに、それぞれの絶対値を数値表示から読み取ることもできる。
そして、不具合事項が発生すると、定格荷重と吊り荷重の数値表示が消えて、そこに不具合事項に関する文字表示が現れる。
【０００９】
すなわち、フロント装置に姿勢に起因する不具合事項が発生すると、数値表示に変わってその内容が文字表示されるので、直ちにその内容を理解することができる。しかも、この文字表示が行われている間も、定格荷重と吊り荷重のアナログ表示は引き続き行われるので、不具合事項の発生中に定格荷重と吊り荷重との相対関係が変化しても、これを容易に把握することができる。
【００１０】
（効果） 従って、請求項１に係る発明によると、定格荷重と吊り荷重との相関関係をアナログ表示と数値表示とで把握することができるので、定格荷重と吊り荷重の大きさを数値で認識できるこができながら、吊り作業の余裕を直感的に認識することが容易となり、作業性を向上する上に有効となる。
また、フロント装置に姿勢に起因する不具合事項を迅速に把握して、適切な措置を速やかに施すことができ、作業能率の向上に有効となる。
しかも、不具合事項の文字表示を行いながらアナログ表示も行うので、作業全体を常に的確に把握することができ、取扱い性に優れたものとなる。
【００１１】
〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１２】
（構成） 請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、センサ類の異常が発生すると、前記アナログ表示を消して表示パネル全体に異常項目を文字表示するよう構成してあることを特徴とする。
【００１３】
（作用・効果） 上記構成によると、クレーン作業に支障をきたすセンサ類の異常に対しては、表示パネル全体を使って文字表示するので、異常の把握が的確となり、速やかにクレーン作業を中止して大きいトラブルへの発展を未然に回避することができ、請求項１に係る発明の上記効果をもたらすとともに、安全性にも優れたものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、バックホウの全体側面図が示されている。このバックホウは、左右一対のクローラ型走行装置１Ｌ，１Ｒを装備した走行機台２の上部に、エンジン３および運転部４が装備された旋回台５が縦軸心Ｘ1 周りに全旋回可能に搭載され、この旋回台５の前部に、ブーム６、アーム７、および、バケット８を順次連結してなるフロント装置９が装備されるとともに、走行機台２の前部にドーザ作業用の排土板１０が装備されている。
【００１５】
左右の走行装置１Ｌ，１Ｒは、それぞれ走行用油圧モータＭＬ，ＭＲによって正逆転駆動されるとともに、旋回台３は旋回用油圧モータＭＴによって左右に旋回駆動されるようになっている。フロント装置６のブーム６、アーム７、および、バケット８は、それぞれブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、および、バケットシリンダＣ３によって駆動されるとともに、フロント作業装置９全体がスイングシリンダＣ４によって、旋回台３に対して縦軸心Ｘ2 周りに左右に揺動駆動されるようになっている。また、排土板１０は、ドーザシリンダＣ５によって上下駆動されるようになっている。
【００１６】
図２に、上記した各種の油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の全体が、また、図３にその概略がそれぞれ示されている。図において、Ｖ1 は旋回用の制御バルブ、Ｖ2 は左走行用の制御バルブ、Ｖ3 は右走行用の制御バルブ、Ｖ4 はドーザ用の制御バルブ、Ｖ5 はアーム用の制御バルブ、Ｖ6 はブーム用の制御バルブ、Ｖ7 はバケット用の制御バルブ、Ｖ8 はスイング用の制御バルブ、Ｖ9 は補助作業用の制御バルブであり、左右の走行用の制御バルブＶ2 ，Ｖ3 は運転座席１１前方の操縦塔１２に配備された左右の走行レバー１３によってそれぞれ直接にスプールを切換え操作する人為操作式のものが採用されるとともに、ドーザ用、スイング用、および、補助作業用の各制御バルブＶ4 ，Ｖ8 ，Ｖ9 はレバー操作やペダル操作によって直接にスプールを操作する人為操作式のものが採用され、また、旋回用、アーム用、ブーム用、および、バケット用の各制御バルブＶ1 ，Ｖ5 ，Ｖ6 ，Ｖ7 は、油圧パイロット操作式のものが採用され、操縦塔１２に十字操作可能に配備された左右一対の作業用レバー１４によって操作されるパイロットバルブＰＶ1 ，ＰＶ2 から供給されるパイロット圧によって、レバー操作量に応じた開度に操作されるようになっている。なお、前記制御バルブＶ1 〜Ｖ9 のバルブブロック群は、インレット用ブロックＢ1 、アウトレット用ブロックＢ2 とともに並列されて互いに連結されて内部油路によって接続されている。
【００１７】
作業用の主ポンンＰ1 と、パイロット圧供給用のパイロットポンプＰ2 とを備えた圧油供給部１５がエンジン３によって駆動されるようになっている。この主ポンンＰ1 は、斜板の角度変更によって吐出量を変更可能な可変容量型のものが使用されており、その吐出油が油路ａを介してインレットブロックＢ1 に供給されたのち、各制御バルブＶ1 〜Ｖ9 に供給される。また、パイロットポンプＰ2 は、定容量のギヤポンプが使用されており、その吐出圧が油路ｂを介してアンロード部１９に供給されたのち、パイロットバルブＰＶ1 ，ＰＶ2 の一次側油路ｃにパイロット元圧として供給されている。
【００１８】
図４に示すように、アンロード部１９は、レバーロック用のアンロードバルブＶ10と、高速走行切換え用のアンロードバルブＶ11とが並列配備されている。アンロードバルブＶ10は、搭乗運転部４への乗降通路を横切って開閉する牽制レバー２７に電気的に連係されており、牽制レバー２７を振り上げて乗降通路を開放した状態では、図示のようにアンロード位置の付勢保持され、パイロットバルブＰＶ1 ，ＰＶ2 の一次側油路ｃがドレンされて、作業用レバー１４を操作しても制御バルブＶ1 ，Ｖ5 ，Ｖ6 ，Ｖ7 を切換え操作することができない状態、つまり、レバーロック状態がもたらされる。また、作業者が運転座席１１に搭乗した後、乗降通路を横切る位置にまで牽制レバー２７を降ろすと、これが電気的に検出されて図示と逆の位置に切換えられ、パイロットバルブＰＶ1 ，ＰＶ2 の一次側油路ｃへのパイロット元圧の供給が行われ、制御バルブＶ1 ，Ｖ5 ，Ｖ6 ，Ｖ7 の切換え操作が可能となる。
【００１９】
また、パイロットバルブＰＶ1 ，ＰＶ2 の一次側油路ｃは、旋回用モータＭＴに備えたネガティブ・ブレーキＮＢの解除用の油路ｅにも連通されており、レバーロック用のアンロードバルブＶ10がアンロード位置にあるレバーロック時には、ネガティブ・ブレーキＮＢの解除用油路ｅがドレンされるので、旋回台５も旋回不能にロックされることになる。
【００２０】
また、高速走行切換え用のアンロードバルブＶ11は、移動走行の際に走行用モータＭＬ，ＭＲを高速状態に切換えるためのものであり、常態では図示のようにアンロード位置にある。左右の走行用モータＭＬ，ＭＲは、の斜板角の変更によって高低２段の変速が可能なアキシャルプランジャ型の可変容量モータが利用されており、モータケーシングに組込んだシリンダ２８Ｌ，２８Ｒに圧油を供給することで「高速」が、また、シリンダ２８Ｌ，２８Ｒから排油することで「低速」がもたらされるよう構成されている。そして、シリンダ２８Ｌ，２８Ｒを作動制御する流路切換えバルブＶ12，Ｖ13の操作用パイロット油路ｆがアンロードバルブＶ１１に連通接続されている。
【００２１】
これによると、通常は、アンロードバルブＶ11は図示のアンロード位置に付勢保持されており、パイロット油路ｆがドレンされることで流路切換えバルブＶ12，Ｖ13は図示した「低速」にある。そして、操縦塔１２の横側下部に配備した増速ペダル２９を踏み込み操作すると、これが電気的に検出されてアンロードバルブＶ11が逆位置に切換えられ、パイロット油路ｆに圧が立って流路切換えバルブＶ12，Ｖ13が図示の位置から逆位置に切換えられる。流路切換えバルブＶ12，Ｖ13が逆位置に切換えられた状態では、モータ駆動用の高圧側油路の油圧によってシリンダ２８Ｌ，２８Ｒが駆動されて、モータ斜板が高速位置に操作されるのである。
【００２２】
ポンンＰ1 は、ロードセンシングシステムによって吐出流量が制御されるようになっており、その流量制御部１６が圧油供給部１５に隣接して備えられている。流量制御部１６には流量補償用バルブＶ14が装備されるとともに、圧油供給部１５には、ポンプＰ1 を流量調節するための流量補償用ピストンＡｃが備えられ、流量補償用バルブＶ14によって流量補償用ピストンＡｃが作動制御されるようになっている。そして、主ポンプＰ1 の吐出圧ＰPSと、各セクションにおける負荷検出ラインのうちの最高負加圧を取出した制御信号圧ＰLSとが、それぞれインレットブロックＢ1 から導出された信号ラインＬ1 ，Ｌ2 を介して流量補償用バルブＶ14に印加されるようになっており、周知のように、吐出圧ＰPSと制御信号圧ＰLSとの差が設定値（制御差圧）に維持されるように、流量補償用ピストンＡｃを介してポンプＰ1 の吐出流量が制御される。
【００２３】
ロードセンシングシステムは、作業負荷圧に応じてポンプ吐出量を制御して、負荷に必要とされる油圧動力をポンプから吐出させることで、動力の節約と操作性を向上することができるシステムであり、この例では、各制御バルブＶ1 〜Ｖ9 のスプールの後にそれぞれ圧力補償バルブＣＶが接続されたアフターオリフィス型のロードセンシングシステムが利用されている。
【００２４】
なお、この例では、ロードセンシングシステムのアンロードバルブＶ15と主リリーフバルブＶ16が、インレット用ブロックＢ1 に組込まれている。また、流量制御部１６における流量補償用バルブＶ14に設定される制御差圧は、図４中に示すように、バネ１７と差圧ピストン１８とによって与えられるようになっており、エンジン３の回転速度が高くなってパイロットポンプＰ2 の吐出量が多いなると、差圧ピストン１８によって与えられる制御差圧成分が大きくなって、ポンプＰ1 の流量が多い目に制御され、逆に、エンジン３の回転速度が低くなってパイロットポンプＰ2 の吐出量が少なくなると、差圧ピストン１８によって与えられる制御差圧成分が小さくなって、ポンプＰ1 の流量が少ない目に制御されるのである。
【００２５】
また、このバックホウでは、エンジン３のアクセル装置を自動的に操作するオートアイドリング制御システムが備えられている。すなわち、図３に示すように、エンジン３のガバナ２１は、電磁ソレノイドやモータなどの電気アクチュエータ２２によって操作されるようになっており、この電気アクチュエータ２２を作動制御する制御装置２３に、運転部４に備えたポテンショメータ利用のアクセル設定器２４と、バルブ作動検出用パイロット油路ｇの圧を検知する圧力スイッチ２５とが接続されている。
【００２６】
バルブ作動検出用パイロット油路ｇは、制御バルブＶ1 〜Ｖ9 の各スプールに直列に連通されてその下流が排油路ｄに連通接続されるとともに、バルブ作動検出用パイロット油路ｇの上流は、パイロットポンプＰ2 の油路ｂから分岐導出された油路ｈに絞りｓを介して接続されている。従って、制御バルブＶ1 〜Ｖ9 の全てが中立にある状態では、バルブ作動検出用パイロット油路ｇは排油路ｄに連通されて、その圧力がほとんど零にまで低下するとともに、制御バルブＶ1 〜Ｖ9 のうちのいずれか一つでも操作されると、バルブ作動検出用パイロット油路ｇの排油路ｄへの連通が断たれて、油路ｇの圧力がパイロットポンプＰ2 の元圧近くにまで上昇することになり、このバルブ作動検出用パイロット油路ｇに圧が立っているか否かを圧力スイッチ２５で検知することで、制御バルブが操作されているかどうかを判別している。
【００２７】
従って、運転者がアクセル設定器２４を作業用の高速位置に設定した状態において、制御バルブＶ1 〜Ｖ9 の全てが中立にあると、バルブ作動検出用パイロット油路ｇ圧油が排油路ｄに流出して大きく低下するために、圧力スイッチ２５は感圧作動することがなく、この状態では、ガバナ２１は予め設定されているアイドリング位置にまで電気アクチュエータ２２によって自動的にアクセルダウン制御される。そして、作業が開始されて制御バルブＶ1 〜Ｖ9 のうちのいずれか一つでも操作されると、バルブ作動検出用パイロット油路ｇ圧が立ち、これが圧力スイッチ２５で検知される。圧力スイッチ２５が感圧作動すると、ガバナ２１はアクセル設定器２４で設定された高速位置まで電気アクチュエータ２２によって自動的にアクセルアップ制御される。つまり、フロント作業および走行が行われていない非作業時には、エンジン３の回転数を自動的に所定のアイドリング回転にまで落として騒音の低減および燃費の向上を図り、フロント作業あるいは走行が行われるとエンジン３の回転速度を設定した回転数にまで自動的に上げて、必要な油圧動力を供給してフロント作業あるいは走行を効率よく行うことができるようになっているのである。
【００２８】
また、このバックホウでは本来の掘削作業の他に、フロント装置９を利用したクレーン作業を行うことができるようになっている。つまり、図１中に示すように、前記バケット８の背面に設けられたブラケット８ａには、吊り下げリンク３１が回動可能に枢支連結されている。この吊り下げリンク３１は、フロント装置９が通常の掘削作業に用いられる時にはバケットリンク８ｂに沿って格納保持され、フロント装置９を用いてクレーン作業を行う際には、図示のように、掻き込み姿勢にしたバケット８の背部において振り出されて、フックなどの吊り下げ具３２が装着される。
【００２９】
また、クレーン作業を行うために油圧系に多少の改造が加えられている。つまり、図５に示すように、ブーム６が下降作動する際にブームシリンダＣ1 からの排油路となる油路ｔと、アーム７が下降作動（掻き込み）する際にアームシリンダＣ2 からの排油路となる油路ｕにはロックバルブＲＶ1 ，ＲＶ2 がそれぞれ介在されており、バックホウを用いてクレーン作業を行う場合、ブーム６およびアーム７が不測に下降作動を防止するように構成されている。なお、ブーム下降阻止用のロックバルブＲＶ1 は、ブーム下降のためのパイロット油路ｖのパイロット圧によってロック解除され、また、アーム下降阻止用のロックバルブＲＶ2 は、アーム掻き込みのためのパイロット油路ｗのパイロット圧によってロック解除されるようになっている。
【００３０】
また、バケット用の制御バルブＶ7 に接続された排土側のパイロット油路ｘに電磁バルブＭＶが介在されており、クレーンモードが選択されると電磁バルブＭＶが遮断されて、掻き込み姿勢のバケット１２が不用意にダンプ作動されることがないように構成されている。
【００３１】
また、クレーン作業用には次のような検出手段も備えられている。つまり、ブームシリンダＣ1 の基部とアーム１１の基部には、フロント装置の姿勢を検出する手段として、ポテンショメータを利用した角度センサＳ1 ，Ｓ2 がそれぞれ配備されているとともに、ブームシリンダＣ1 の上昇作動時に圧油供給側となる油路には圧力センサＰＳが接続されており、クレーン作業時にブームシリンダＣ1 に発生する負荷圧が検出されるようになっている。また、前記制御装置２３には、図７に示すような表示装置３３が接続されており、この表示装置３３には、液晶式の横長の表示パネル３４、クレーンモードを入り切りするクレーンスイッチ３５、表示パネル３４での表示形態を切換える表示切換えスイッチ３６が備えられている。
【００３２】
そして、クレーンモードが選択されている状態においては、フロント装置姿勢情報に基づいて、旋回用の縦軸心Ｘ1 から吊り下げ点Ｙまでの水平距離である吊り下げ旋回半径、および、吊り下げ点Ｙの地上高が割り出されるとともに、ブームシリンダＣ1 に働く負荷圧から、吊下げ点Ｙに働く吊り荷重が演算され、現在の姿勢のフロント装置８で十分安全に吊り下げることのできる定格荷重、演算された現在の吊り荷重、演算された吊下げ旋回半径、吊下げ高さ、などが後述のように表示され、運転作業者に現在の作業状況を認識させることができるようになっている。
【００３３】
表示パネル３４での表示の形態を以下に説明する。
【００３４】
クレーンスイッチ３５を切りにした通常の掘削作業モードでは、図８に示すように、このスイッチを押すとクレーンモードに切換わるメッセージが表示される。
【００３５】
クレーンスイッチ３５を入れてクレーンモードに切換えると、表示パネル３４の下部がアナロブ表示部となり、現在のフロント装置姿勢における定格荷重が、アナログスケールｓｃに対して所定の位置に十字形のスポットマークｍａとして表示されるとともに、現在の吊り荷重がアナログスケールｓｃに沿って移動するバーグラフとして表示される。そして、上記アナログ表示部の上側は文字表示部となっており、上記定格荷重と吊り荷重の絶対値が文字および数字で表示されるようになっている。
【００３６】
また、表示切換えスイッチ３６を押すと、図７の表示から図９の示すように、上記アナログ表示を残したままで、吊下げ旋回半径（旋回と表示）と吊り下げ高さを文字表示する状態に切換えられ、表示切換えスイッチ３６を再度押すと図７の表示状態に復帰する。
【００３７】
そして、図１０（イ）に示すように、吊り荷重が定格荷重に接近すると（例えば定格荷重の９０〜１００％）、警報ブザーが断続して鳴動するとともに、警報ランプが点滅する。また、図１０（ロ）に示すように、吊り荷重が定格荷重を越えると（定格荷重の１００％以上）、警報ブザー３７が連続鳴動するとともに警報ランプ３８が連続点灯して、運転作業者に注意を促す。
【００３８】
また、フロント装置９の姿勢に起因する不具合事項が認められた場合にも表示装置３３を用いて以下のような表示が行われる。
【００３９】
（１）ブーム６が上昇限度に到達すると、油圧クッション領域に入ってリリーフ作動して正確な負荷圧が検出できなくなるので、図１１（イ）に示すように、ブームの下げ操作を促すメッセージの表示が行われる。
【００４０】
（２）ブーム６を上げてアーム７を伸ばすと、吊り下げ具３２がバケット８に干渉する姿勢になるので、フロント装置９がこのような姿勢になると、図１１（ロ）に示すように、ブーム下げおよびアーム掻込み操作を促すメッセージの表示が行われる。
【００４１】
（３）アーム７のダンプ方向にはロックバルブが備えられていないので、フロント装置９の姿勢によっては油圧ホースが破損した時にアーム７がダンプ方向に自重で下降するおそれがある。そこで、このようなフロント装置姿勢が認識されるとので、図１１（ハ）に示すように、アーム伸ばし操作を促すメッセージの表示が行われる。
【００４２】
図１２（イ）〜（ト）に示すように、センサ類に異常があると、異常の内容とクレーン作業禁止を促すメッセージが交互に表示され、かつ、警報ブザー３７が連続鳴動するとともに、警報ランプ３８が連続点灯する。
【００４３】
なお、複数の警告項目が同時に発生すると、予め設定した優先順位に従って一項目のみを表示し、警告項目が解消されると次の順位のももの表示に移行する。例えば、上記状態（１），（２），（３）が最優先順位となり、次に、（４）吊り荷重が定格荷重を越えた場合、（５）吊り荷重が定格荷重に接近した場合、となる。
【００４４】
また、クレーンモードが選択されると、上記したオートアイドリング制御システムは停止され、アクセル設定器２４によるアクセルセットによってエンジン回転速度が設定される。しかも、クレーンモードでは、アクセル設定器２４によるアクセルセットの上限が通常の上限より低回転に制限され、クレーンモードでアクセル設定器２４を不用意に最高回転速度位置に操作しても、実際のアクセルセットは予め設定されたクレーンモード用の最高回転速度に制限され、負荷を吊った状態でフロント装置９が高速で作動するようなことが未然に回避されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 バックホウの全体側面図
【図２】 全体の油圧回路図
【図３】 全体の油圧回路図の概略図
【図４】 走行および旋回セクションの油圧回路図
【図５】 ブーム、アーム、および、バケットセクションの油圧回路図
【図６】 制御ブロック図
【図７】 表示装置の正面図
【図８】 クレーンモード切り時における表示状態を示す正面図
【図９】 クレーンモードでの表示例を示す正面図
【図１０】 クレーンモードでの表示例を示す正面図
【図１１】 クレーンモードでの表示例を示す正面図
【図１２】 クレーンモードでの表示例を示す正面図
【符号の説明】
９ フロント装置
３３ 表示装置
３４ 表示パネル
ｓｃ アナログスケール
ｍａ スポットマーク
ｍｂ 可動マーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a backhoe configured to be switchable between an excavation work mode in which a front device is used for normal excavation work and a crane mode in which a suspension load is applied to the front end of the front device.
[0002]
[Prior art]
Oite the backhoe having the above configuration, the means for detecting the posture of the front device, means for detecting the current suspension load, and the rated load that is calculated based on the current posture of the detected front device is detected In addition, a display device for displaying the current suspension load is provided, and the rated load and suspension load are numerically displayed on a liquid crystal display type display device. In addition, when a problem occurs due to the front posture during crane work, such as when a hanging tool such as a hook attached to the back of the front end bucket of the front device interferes with the bucket, an alarm lamp or A means to notify with an alarm buzzer was used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The numerical display is suitable for grasping the absolute values of the rated load and suspension load, but it is troublesome because it needs to be calculated in the head to recognize the margin to the rated load. In addition, because the trouble item during work is a warning buzzer or warning lamp, even if the buzzer ringing cycle or lamp blinking cycle is used to indicate the content, it is easy to judge the content. However, it was time consuming to take appropriate measures for the problems that occurred.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such points, and can easily recognize the work status at a glance during the work and promptly cope with the occurrence of the troubled matter. An object of the present invention is to provide a backhoe excellent in workability provided with a display device capable of performing the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[Configuration, operation and effect of the invention according to claim 1]
[0006]
(Configuration) The invention according to claim 1 is a backhoe configured to be switchable between an excavation work mode in which the front device is used for normal excavation work and a crane mode in which a suspension load is applied to the front end of the front device. The means for detecting the posture of the front device, the means for detecting the current suspension load, the rated load calculated based on the detected current posture of the front device, and the detected current suspension load are displayed. In order to provide a display device, the display panel of the display device includes an analog display unit and a digital display unit , and displays a load rating with a spot mark on the analog scale, and a movable mark that moves the suspension load along the analog scale. When the crane mode is activated, the rated load and current suspension load are displayed in a numerical table alongside the analog display. The display of the occurrence of the malfunction matter due to the attitude of the front device is configured as shown, the character display indicating the occurrence of the malfunction matter instead of the numerical display of the rated load and the current suspension load , the analog display It is characterized by being configured to be executed together.
[0007]
(Operation) According to the above configuration, when the posture of the front device is changed during crane work, a rated load that can be safely suspended in that posture is calculated based on the posture detection, and this is an analog display on the display device. In addition to being displayed as a spot mark at a predetermined position on the display, it is displayed numerically on the digital display. In addition, an actual suspension load is detected, and this is displayed as a movable mark on the analog display unit and numerically displayed on the digital display unit.
Accordingly, the rated load and the suspended load can be recognized as the respective mark positions as well as numerical values with a glance at the display device , and the analog display section can recognize the size of the interval between both marks as a margin.
[0008]
During normal operation in the crane mode, the correlation between the rated load and the suspended load is displayed in analog form, and the absolute value of each can be read from the numerical display.
When a trouble item occurs, the numerical display of the rated load and the suspension load disappears, and a character display regarding the trouble item appears there.
[0009]
That is, when a trouble item due to the posture occurs in the front device, the content is displayed instead of the numerical value display, so that the content can be immediately understood. Moreover, while this character is displayed, the analog display of the rated load and suspension load continues, so even if the relative relationship between the load rating and suspension load changes during the occurrence of a malfunction, It can be easily grasped.
[0010]
(Effect) Therefore, according to the invention according to claim 1, the correlation between the rated load and the suspension load can be grasped by the analog display and the numerical display, so that the magnitude of the rated load and the suspension load is recognized by the numerical value. Although it can be done, it is easy to intuitively recognize the margin of the suspension work, which is effective in improving workability.
In addition, it is possible to quickly grasp the troubles caused by the posture of the front device and take appropriate measures promptly, which is effective in improving the work efficiency.
Moreover, since the analog display is performed while displaying the characters of the trouble items, the entire operation can be always accurately grasped, and the handleability is excellent.
[0011]
[Configuration, operation and effect of invention of claim 2]
[0012]
(Structure) The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1 , when an abnormality occurs in the sensors, the analog display is turned off and the abnormal item is displayed as characters on the entire display panel. And
[0013]
(Action / Effect) According to the above configuration, the sensor display that interferes with the crane work is displayed using the entire display panel, so it is possible to accurately grasp the abnormality and promptly stop the crane work. Development into a large trouble can be avoided in advance, and the above effect of the invention according to claim 1 is brought about, and the safety is also improved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an overall side view of the backhoe. This backhoe is mounted on the upper part of a traveling machine base 2 equipped with a pair of left and right crawler type traveling devices 1L and 1R so that a swivel base 5 equipped with an engine 3 and a driving unit 4 can be turned around the vertical axis X1. A front device 9 comprising a boom 6, an arm 7, and a bucket 8 sequentially connected to the front part of the swivel base 5 is installed, and the earth for dozer work is disposed at the front part of the traveling machine base 2. A board 10 is equipped.
[0015]
The left and right traveling apparatuses 1L and 1R are driven forward and reverse by traveling hydraulic motors ML and MR, respectively, and the swivel 3 is swiveled left and right by a turning hydraulic motor MT. The boom 6, the arm 7, and the bucket 8 of the front device 6 are driven by the boom cylinder C1, the arm cylinder C2, and the bucket cylinder C3, respectively, and the entire front work device 9 is swung by the swing cylinder C4. On the other hand, it is driven to swing left and right around the vertical axis X2. Further, the earth discharging plate 10 is driven up and down by a dozer cylinder C5.
[0016]
FIG. 2 shows an overall hydraulic circuit for driving the various hydraulic actuators described above, and FIG. 3 shows an outline thereof. In the figure, V1 is a control valve for turning, V2 is a control valve for left travel, V3 is a control valve for right travel, V4 is a control valve for dozer, V5 is a control valve for arm, and V6 is for a boom. Control valve V7 is a control valve for bucket, V8 is a control valve for swing, V9 is a control valve for auxiliary work, and control valves V2 and V3 for driving left and right are connected to the control tower 12 in front of the driver's seat 11. An artificial operation type in which the spools are directly switched by the left and right traveling levers 13 is adopted, and the control valves V4, V8, V9 for the dozer, swing, and auxiliary work are levers. A manual operation type that directly operates the spool by operation or pedal operation is adopted, and each control valve V for turning, for arm, for boom, and for bucket 1, V5, V6, and V7 are hydraulic pilot-operated types, and are supplied from pilot valves PV1 and PV2 that are operated by a pair of left and right working levers 14 that are arranged on the control tower 12 so as to be able to perform a cross operation. The pilot pressure is operated to an opening corresponding to the lever operation amount. The valve block group of the control valves V1 to V9 is connected in parallel with the inlet block B1 and the outlet block B2 and connected to each other by an internal oil passage.
[0017]
A pressure oil supply unit 15 including a main pump P1 for work and a pilot pump P2 for supplying pilot pressure is driven by the engine 3. The main pon P1 is a variable displacement type whose discharge amount can be changed by changing the angle of the swash plate. After the discharge oil is supplied to the inlet block B1 via the oil passage a, each control is performed. Supplied to valves V1 to V9. The pilot pump P2 is a constant-capacity gear pump. After the discharge pressure is supplied to the unload section 19 via the oil passage b, the pilot pump P2 is piloted to the primary oil passage c of the pilot valves PV1 and PV2. It is supplied as a source pressure.
[0018]
As shown in FIG. 4, the unloading portion 19 is provided with a lever locking unloading valve V10 and a high-speed traveling switching unloading valve V11 in parallel. The unloading valve V10 is electrically linked to a check lever 27 that opens and closes across the boarding / exiting passage to the boarding operation unit 4. In the state where the check lever 27 is swung up to open the boarding / exiting passage, the unloading valve V10 is unloaded as shown in the figure. The load position is biased, the primary oil passages c of the pilot valves PV1 and PV2 are drained, and the control valves V1, V5, V6 and V7 cannot be switched even if the operation lever 14 is operated. That is, a lever locked state is brought about. Further, after the operator gets on the driver's seat 11, when the check lever 27 is lowered to a position crossing the getting-on / off passage, this is electrically detected and switched to a position opposite to that shown in the figure, and the primary of the pilot valves PV1, PV2 The pilot source pressure is supplied to the side oil passage c, and the switching operation of the control valves V1, V5, V6, V7 becomes possible.
[0019]
The primary oil passages c of the pilot valves PV1 and PV2 are also communicated with an oil passage e for releasing the negative brake NB provided in the turning motor MT, and the lever lock unloading valve V10 is unloaded. When the lever is locked at the load position, the oil passage e for releasing the negative brake NB is drained, so that the swivel base 5 is also locked so as not to turn.
[0020]
The unloading valve V11 for switching the high speed travel is for switching the travel motors ML and MR to the high speed state during the traveling travel, and is normally in the unload position as shown in the figure. As the left and right traveling motors ML and MR, axial plunger type variable displacement motors capable of shifting in two steps of high and low by changing the swash plate angle are used, and pressure is applied to the cylinders 28L and 28R incorporated in the motor casing. “High speed” is provided by supplying oil, and “low speed” is provided by discharging oil from the cylinders 28L and 28R. The pilot oil passage f for operating the flow path switching valves V12 and V13 for controlling the operation of the cylinders 28L and 28R is connected to the unload valve V11.
[0021]
According to this, normally, the unload valve V11 is urged and held in the illustrated unload position, and the flow path switching valves V12 and V13 are at the “low speed” illustrated by draining the pilot oil path f. . Then, when the speed increasing pedal 29 provided at the lower side of the control tower 12 is depressed, this is electrically detected, the unload valve V11 is switched to the reverse position, and pressure is generated in the pilot oil passage f. The switching valves V12 and V13 are switched from the illustrated position to the reverse position. In the state where the flow path switching valves V12 and V13 are switched to the reverse positions, the cylinders 28L and 28R are driven by the hydraulic pressure of the high pressure side oil passage for driving the motor, and the motor swash plate is operated to the high speed position.
[0022]
The discharge flow rate of the Pon P1 is controlled by a load sensing system, and the flow rate control unit 16 is provided adjacent to the pressure oil supply unit 15. The flow rate control unit 16 is equipped with a flow rate compensation valve V14, and the pressure oil supply unit 15 is equipped with a flow rate compensation piston Ac for adjusting the flow rate of the pump P1, and the flow rate compensation valve V14 compensates the flow rate compensation. The piston Pi for operation is controlled. The discharge pressure PPS of the main pump P1 and the control signal pressure PLS obtained from the maximum negative pressure of the load detection lines in each section are respectively sent via the signal lines L1 and L2 derived from the inlet block B1. As is well known, the flow compensation piston is applied to the flow compensation valve V14 so that the difference between the discharge pressure PPS and the control signal pressure PLS is maintained at the set value (control differential pressure). The discharge flow rate of the pump P1 is controlled via Ac.
[0023]
The load sensing system is a system that can improve the power saving and operability by controlling the pump discharge amount according to the work load pressure and discharging the hydraulic power required for the load from the pump. In this example, an after-orifice type load sensing system in which a pressure compensation valve CV is connected after the spools of the control valves V1 to V9 is used.
[0024]
In this example, the unloading valve V15 and the main relief valve V16 of the load sensing system are incorporated in the inlet block B1. Further, the control differential pressure set in the flow rate compensation valve V14 in the flow rate control unit 16 is applied by a spring 17 and a differential pressure piston 18 as shown in FIG. When the speed is increased and the discharge amount of the pilot pump P2 is increased, the control differential pressure component given by the differential pressure piston 18 is increased, and the flow rate of the pump P1 is controlled to be larger. When the pressure decreases and the discharge amount of the pilot pump P2 decreases, the control differential pressure component given by the differential pressure piston 18 decreases, and the flow of the pump P1 is controlled to be small.
[0025]
The backhoe is also provided with an auto-idling control system that automatically operates the accelerator device of the engine 3. That is, as shown in FIG. 3, the governor 21 of the engine 3 is operated by an electric actuator 22 such as an electromagnetic solenoid or a motor, and a control unit 23 that controls the operation of the electric actuator 22 includes an operating unit. 4 is connected to a potentiometer-based accelerator setter 24 and a pressure switch 25 for detecting the pressure of the pilot oil passage g for detecting valve operation.
[0026]
The pilot oil passage g for valve operation detection is connected in series to the spools of the control valves V1 to V9 and the downstream thereof is connected to the drain oil passage d, and the upstream of the pilot oil passage g for valve operation detection is An oil passage h branched off from the oil passage b of the pilot pump P2 is connected via a throttle s. Accordingly, when all of the control valves V1 to V9 are in a neutral state, the pilot oil passage g for detecting the valve operation is communicated with the oil discharge passage d, the pressure thereof is reduced to almost zero, and the control valves V1 to V9 are If any one of them is operated, the connection of the pilot oil passage g for detecting valve operation to the drain oil passage d is cut off, and the pressure in the oil passage g rises close to the original pressure of the pilot pump P2. Therefore, it is determined whether or not the control valve is operated by detecting whether or not the pressure is established in the valve operation detection pilot oil passage g.
[0027]
Accordingly, when all of the control valves V1 to V9 are in the neutral state in the state where the driver sets the accelerator setting device 24 at the high speed position for operation, the pilot oil passage g for detecting the valve operation g pressure oil enters the drain oil passage d. Since the pressure switch 25 does not operate pressure-sensitively because it flows out and greatly decreases, in this state, the governor 21 is automatically accelerator-down controlled by the electric actuator 22 to a preset idling position. When the operation is started and any one of the control valves V1 to V9 is operated, the pilot oil passage g pressure for valve operation detection is established, and this is detected by the pressure switch 25. When the pressure switch 25 is pressure-sensitively operated, the governor 21 is automatically accelerator-up controlled by the electric actuator 22 to the high-speed position set by the accelerator setter 24. In other words, when the front work or running is not performed, the engine 3 is automatically rotated to a predetermined idling speed to reduce noise and improve fuel efficiency. The rotational speed of the engine 3 is automatically increased to the set rotational speed, and the necessary hydraulic power is supplied so that the front work or traveling can be performed efficiently.
[0028]
In addition to the original excavation work, the backhoe can perform a crane work using the front device 9. That is, as shown in FIG. 1, the suspension link 31 is pivotally connected to the bracket 8 a provided on the back surface of the bucket 8 so as to be rotatable. The suspension link 31 is stored and held along the bucket link 8b when the front device 9 is used for normal excavation work. When the crane operation is performed using the front device 9, the suspension link 31 is scraped as shown in the figure. A swinging tool 32 such as a hook is mounted on the back of the bucket 8 in the posture.
[0029]
In addition, some modifications have been made to the hydraulic system to perform crane work. That is, as shown in FIG. 5, when the boom 6 is lowered, an oil passage t that serves as a drain oil passage from the boom cylinder C1, and when the arm 7 is lowered (scratched), the oil passage t is discharged from the arm cylinder C2. Lock valves RV1 and RV2 are respectively interposed in the oil passage u serving as an oil passage, and when performing crane work using the backhoe, the boom 6 and the arm 7 are configured to prevent unexpected lowering operation. . The boom lowering prevention lock valve RV1 is unlocked by the pilot pressure in the pilot oil passage v for lowering the boom, and the arm lowering prevention lock valve RV2 is a pilot oil passage for arm scraping. The lock is released by the pilot pressure of w.
[0030]
In addition, an electromagnetic valve MV is interposed in the soil-side pilot oil passage x connected to the bucket control valve V7. When the crane mode is selected, the electromagnetic valve MV is shut off, and the bucket in a scraped posture is used. 12 is configured not to be accidentally dumped.
[0031]
Moreover, the following detection means are also provided for crane work. That is, angle sensors S1 and S2 using potentiometers are provided at the base part of the boom cylinder C1 and the base part of the arm 11 as means for detecting the attitude of the front device, respectively, and pressure is applied when the boom cylinder C1 is raised. A pressure sensor PS is connected to the oil passage on the oil supply side so that the load pressure generated in the boom cylinder C1 during crane operation is detected. Further, a display device 33 as shown in FIG. 7 is connected to the control device 23. The display device 33 includes a liquid crystal display panel 34, a crane switch 35 for turning on and off the crane mode, a display. A display changeover switch 36 for changing the display form on the panel 34 is provided.
[0032]
In the state where the crane mode is selected, the suspension turning radius, which is the horizontal distance from the vertical axis X1 for turning to the suspension point Y, and the suspension point Y based on the front device attitude information. Is calculated from the load pressure acting on the boom cylinder C1, and the rated load that can be suspended safely enough by the front device 8 in the current posture is calculated. The current suspension load, the calculated suspension turning radius, the suspension height, and the like are displayed as will be described later so that the driver can recognize the current work situation.
[0033]
A display form on the display panel 34 will be described below.
[0034]
In the normal excavation work mode in which the crane switch 35 is turned off, as shown in FIG. 8, when this switch is pressed, a message for switching to the crane mode is displayed.
[0035]
When the crane switch 35 is turned on to switch to the crane mode, the lower portion of the display panel 34 becomes an analog display unit, and the rated load in the current front device posture is a cross-shaped spot mark ma at a predetermined position with respect to the analog scale sc. In addition to being displayed, the current suspension load is displayed as a bar graph that moves along the analog scale sc. The upper side of the analog display portion is a character display portion, and the absolute values of the rated load and suspension load are displayed in characters and numbers.
[0036]
When the display changeover switch 36 is pressed, the suspension turning radius (turning and display) and the suspension height are displayed in characters while the analog display remains as shown in FIG. 7 to FIG. When the display changeover switch 36 is pressed again, the display state shown in FIG. 7 is restored.
[0037]
As shown in FIG. 10A, when the suspension load approaches the rated load (for example, 90 to 100% of the rated load), the alarm buzzer sounds intermittently and the alarm lamp blinks. Further, as shown in FIG. 10 (b), when the suspended load exceeds the rated load (100% or more of the rated load), the alarm buzzer 37 sounds continuously and the alarm lamp 38 lights continuously, so Call attention.
[0038]
The following display is also performed using the display device 33 when a problem due to the posture of the front device 9 is recognized.
[0039]
(1) When the boom 6 reaches the ceiling, since the exact load pressure and relief operation enters the hydraulic cushion region can not be detected, as shown in FIG. 11 (b), a message prompting the lowering operation of the boom Display is performed.
[0040]
(2) When the boom 6 is raised and the arm 7 is extended, the suspension tool 32 is in an attitude of interfering with the bucket 8, so when the front device 9 is in such an attitude, as shown in FIG. A message prompting the boom lowering and arm take-up operations is displayed .
[0041]
(3) Since no lock valve is provided in the dump direction of the arm 7, depending on the posture of the front device 9, the arm 7 may be lowered by its own weight in the dump direction when the hydraulic hose is damaged. Therefore, when such a front device posture is recognized, a message prompting an arm extension operation is displayed as shown in FIG.
[0042]
As shown in FIGS. 12A to 12G, when there is an abnormality in the sensors, the contents of the abnormality and a message prompting the crane work prohibition are alternately displayed, and the alarm buzzer 37 continuously sounds and the alarm The lamp 38 is continuously lit.
[0043]
When a plurality of warning items are generated at the same time, only one item is displayed according to a preset priority order, and when the warning item is resolved, the next order is displayed. For example, the above states (1), (2), (3) are the highest priority, then (4) when the suspended load exceeds the rated load, (5) when the suspended load approaches the rated load, It becomes.
[0044]
When the crane mode is selected, the above-described auto idling control system is stopped, and the engine speed is set by the accelerator set by the accelerator setting unit 24. Moreover, in the crane mode, the upper limit of the accelerator set by the accelerator setter 24 is limited to a lower rotation than the normal upper limit, and even if the accelerator setter 24 is carelessly operated to the maximum rotational speed position in the crane mode, the actual accelerator The set is limited to a preset maximum rotation speed for the crane mode, so that the front device 9 can be prevented from operating at high speed while the load is suspended.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Overall side view of backhoe [Fig. 2] Overall hydraulic circuit diagram [Fig. 3] Schematic diagram of overall hydraulic circuit diagram [Fig. 4] Hydraulic circuit diagram of traveling and turning section [Fig. 5] Boom, arm, And hydraulic circuit diagram of bucket section [Fig. 6] Control block diagram [Fig. 7] Front view of display device [Fig. 8] Front view showing display state when crane mode is turned off [Fig. 9] Display example in crane mode Front view showing a display example in the crane mode. FIG. 11 Front view showing a display example in the crane mode. FIG. 12 Front view showing a display example in the crane mode.
9 Front device 33 Display device 34 Display panel sc Analog scale ma Spot mark mb Movable mark

Claims (2)

フロント装置を通常の掘削作業に使用する掘削作業モードと、フロント装置の先端に吊り負荷を作用させて使用するクレーンモードとに切換え可能に構成したバックホウにおいて、
フロント装置の姿勢を検出する手段と、現在の吊り荷重を検出する手段と、検出されたフロント装置の現在の姿勢に基づいて演算された定格荷重と、検出された現在の吊り荷重を表示する表示装置とを備えるに、
前記表示装置の表示パネルにアナログ表示部を備え、定格荷重をアナログスケールに対するスポットマークで表示するとともに、前記吊り荷重をアナログスケールに沿って移動する可動マークで表示し、クレーンモードが起動されると、前記アナログ表示と並んで定格荷重と現在の吊り荷重が数値表示されるように構成し、
フロント装置の姿勢に起因する不具合事項の発生の表示は、定格荷重と現在の吊り荷重の数値表示に代えて前記不具合事項の発生を表示する文字表示を、前記アナログ表示とともに実行するよう構成してあることを特徴とするバックホウ。In the backhoe configured to be switchable between an excavation work mode in which the front device is used for normal excavation work and a crane mode in which a suspension load is applied to the front end of the front device,
Means for detecting the posture of the front device, means for detecting the current suspension load, a rated load calculated based on the detected current posture of the front device, and a display for displaying the detected current suspension load To prepare the device,
When the display panel of the display device includes an analog display unit, the rated load is displayed as a spot mark with respect to the analog scale, the suspension load is displayed as a movable mark that moves along the analog scale, and the crane mode is activated. In addition to the analog display, the rated load and the current suspension load are configured to be displayed numerically.
The display of the occurrence of a malfunction due to the attitude of the front device is configured so that the character display for displaying the occurrence of the malfunction is performed together with the analog display instead of the numerical display of the rated load and the current suspension load. Backhoe characterized by being. センサ類の異常が発生すると、前記アナログ表示を消して表示パネル全体に異常項目を文字表示するよう構成してあることを特徴とする請求項１記載のバックホウ。2. The backhoe according to claim 1 , wherein when an abnormality occurs in the sensors, the analog display is turned off and the abnormality item is displayed on the entire display panel .

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