(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンがアイドルで主要なクレーン機能が運転されていないときに、運転室が快適な温度レベルに到達するために存在する時間を下げるために、建設機器エンジンクーラントを運転温度に素早く上昇して維持する装置を提供する。【解決手段】装置は、素早くエンジンクーラント温度を運転温度に上げるための補助油圧回路４０を含む。エンジンクーラント運転温度は油圧負荷をエンジン３０に誘導することにより達成される。油圧負荷を誘導することにより馬力負荷がエンジンに及ぼされ、エンジンがエンジンクーラントを運転室を加熱するため運転温度にまで上げるのに十分な熱を生成させることを引き起こす。圧力減少逃がしバルブ１１及びパイロット操作逃がしバルブ２２は正確な油圧馬力負荷を建設機器エンジンにもたらす。パイロット操作逃がしバルブの操作は、また油圧タンク４２のために油圧流体を暖める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動式油圧式クレーンの運転室ヒーターであって、可動式油圧クレーンは、駆動エンジン、該駆動エンジンにより駆動されるポンプ、及び主要クレーン機能に動力を与えるための油圧システムを有し、前記駆動エンジンは運転室に熱を与えるエンジンクーラントループにより冷却されており、油圧システムは、駆動エンジンに馬力負荷を与える補助油圧式サブシステムを含み、補助油圧式サブシステムは、
過剰加圧からサブシステムを守るために、補助油圧サブシステムへの注入口圧力を制限する少なくとも１つの圧力減少逃がしバルブであって、注入口圧力がポンプにより作り出されるピーク圧力よりも低い圧力減少逃がしバルブの設定点である少なくとも１つの圧力減少逃がしバルブと、
エンジンクーラントループで循環されるエンジンクーラントの温度を検出するクーラント温度検出スイッチと、
補助油圧サブシステムをオン及びオフさせるソレノイド操作制御バルブと、
駆動エンジンに所望の馬力負荷のために必要な圧力を生成し、且つ維持するパイロット操作逃がしバルブと、
エンジンクーラントの温度が、ソレノイド操作制御バルブを開けること並びにポンプが油圧流体流れをソレノイド操作制御バルブを経由してパイロット操作逃がしバルブに輸送することを引き起こす予め定められた運転温度以下であることを示すクーラント温度検出スイッチからの信号に反応するコントローラーとを備え、
圧力減少逃がしバルブ、ソレノイド操作制御バルブ及びパイロット操作逃がしバルブが、エンジンクーラント温度が予め定められた運転温度になるようにエンジンに馬力負荷をもたらすために流率及び圧力を提供するように、設定圧力に達するとパイロット操作逃がしバルブが開放することを特徴とする可動式油圧式クレーンの運転室ヒーター。
【請求項２】
ソレノイド操作制御バルブが比例ソレノイド操作制御バルブであり、及び前記コントローラーが、制御ソレノイドを制御して、徐々に、パイロット操作逃がしバルブに油圧流体流れの輸送を増大させるためのクーラント温度検出スイッチからの信号を提供することを特徴とする請求項１に記載の運転室ヒーター。
【請求項３】
油圧システムが、ポンプのために油圧流体を提供する油圧タンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の運転室ヒーター。
【請求項４】
エンジンクーラントが予め定められた運転温度に到達した場合、油圧タンクが最大温度限度に到達した場合に、又はクレーン機能が運転のために選択された場合に、コントローラーが信号をソレノイド操作制御バルブに送り、補助輸送サブシステムをオフに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の運転室ヒーター。
【請求項５】
下流のコンポーネントを過剰な加圧から守るために、下流の流れを油圧タンクに放出する場合に、注入口流れを調節し且つ制限するために圧力減少逃がしバルブが逃がしモードで運転することを特徴とする請求項３に記載の運転室ヒーター。
【請求項６】
油圧タンクの油圧流体が、パイロット操作逃がしバルブで圧力減少することにより暖められることを特徴とする請求項３に記載の運転室ヒーター。
【請求項７】
エンジンクーラントが水であり、予め定められたエンジンクーラントの運転温度が１８０°Ｆであることを特徴とする請求項１に記載の運転室ヒーター。
【請求項８】
第１マニホールド及び第２マニホールドをさらに含み、ソレノイド操作制御バルブが、圧力減少逃がしバルブの下流にあり、第２マニホールドに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の運転室ヒーター。
【請求項９】
ポンプが負荷感知ピストンポンプであり、シャトルチェックバルブが負荷圧を感知し、負荷感知方向信号を負荷感知ピストンポンプ、クレーン機能のための１つの方向及び補助油圧サブシステムのための他の方向に送り、より大きな２つの信号がポンプに送られることを特徴とする請求項１に記載の運転室ヒーター。
【請求項１０】
補助油圧サブシステムは、エンジンクーラント温度に１８０°Ｆ運転温度をもたらす駆動エンジン上の馬力負荷を作り出すように管理することを特徴とする請求項１に記載の運転室ヒーター。
【請求項１１】
補助油圧回路及びクーラントループを有する駆動エンジンを含むクレーン運転室ヒーターであって、油圧回路は、
注入口マニホールド及び操作マニホールドと、
注入口マニホールドの注入口での圧力を主要油圧システムの圧力よりも低い圧力に制限するために及び前記圧力減少逃がしバルブの下流で圧力逃がし機能を提供するために、注入マニホールドに搭載された圧力減少逃がしバルブと、
圧力減少逃がしバルブの下流の操作マニホールドに搭載されたパイロット操作逃がしバルブとを備え、
パイロット操作逃がしバルブは、クーラントループのエンジンクーラントの温度を操作温度まで十分に増大させるために馬力負荷をクレーンエンジンにもたらす補助油圧回路に圧力を生成して維持することを特徴とするクレーン運転室ヒーター。
【請求項１２】
さらに油圧タンクを含み、逃がしバルブによる圧量減少が、油圧タンクに流れる油圧流体を加熱することを特徴とする請求項１１に記載のクレーン運転室ヒーター。
【請求項１３】
システムはエンジンクーラントが１８０°Ｆの運転温度になるのに必要な馬力負荷を負わせることを特徴とする請求項１１に記載のクレーン運転室ヒーター。
【請求項１４】
さらに圧力減少逃がしバルブの下流の操作マニホールドに搭載された比例ソレノイド操作制御バルブを備え、ソレノイド操作制御バルブがエンジンクーラント温度検知器からの信号に反応して補助油圧制御システムをオン及びオフにし、パイロット操作逃がしバルブがソレノイド操作制御バルブの下流に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のクレーン運転室ヒーター。
【請求項１５】
さらに負荷感知信号を負荷感知ポンプに提供する操作マニホールドに搭載されたシャトルチェックバルブを備え、シャトルチェックバルブが、選択的にクレーン機能又は補助油圧制御システムを操作するために、負荷感知ポンプへの負荷感知圧力信号を制御することを特徴とする請求項１１に記載のクレーン運転室ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は可動式の油圧で操作される建設用機器の運転室のための加熱システムに関し、エンジン冷却回路が運転室に熱を与えるものである。特に本出願は、主要なクレーン機能が操作されていないときであるアイドル期間中に直ぐに運転室を暖める補助油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
外で使用するための重建設用機器、例えば可動式の油圧式クレーンは、共通プラットフォームのエンジン及び運転室を含む上部構造ユニットとして、又はエンジン及び運転室を有する上部構造ユニットを有するキャリアユニットとして提供されている。後者の場合において、上部構造ユニットはキャリアユニットで通常回転可能である。それぞれの構成の場合で、上部構造ユニットは油圧式クレーンから構成される。また、構成に応じて、キャリアユニット又は上部構造ユニットのいずれかが一組のクローラー又は軸及びタイヤを含んでもよい。
【０００３】
運転室は囲まれた領域であり、操作者がクレーンを制御することができるところである。操作者の運転室は、エンジン冷却回路に配置されているヒーターを使用して加熱される。
【０００４】
クレーンのための動力システムは油圧式である。油圧システムにおいて、エンジンは油圧ポンプを駆動し、順に様々な機械的サブシステムに関連したアクチュエーター（例えばモーター又はシリンダー）を駆動する。アクチュエーターは、運動をクレーンの機械的なサブシステムに分け与えることにより油圧力を機械的力に変換する。
【０００５】
油圧システムは２つの種類−開放ループ及び閉鎖ループのうちの１つとすることができる。大部分の油圧式クレーンは、主として開放ループ油圧システムを使用する。開放ループシステムにおいて、油圧流体がアクチュエーターに（ポンプにより供給される高い圧力の下で）くみ上げられる。油圧流体がアクチュエーターで使用された後は、ポンプによりリサイクルされる前にタンクに流れて戻る。ループは「開放」であると考えられている。何故なら、ポンプでリサイクルされる前に、タンクがアクチュエーターからの流体帰還経路に介在されているからである。単一のポンプを有する開放ループシステムは、完全に負荷がかかった機械的なサブシステムを駆動するのに十分な圧力を維持する。開放ループシステムの効率的な種類は、負荷感応、開放ループシステムである。
【０００６】
外で使用される通常の重建設機器では、エンジンが開始されて次に延長された時間アイドルされている場合に、エンジンのクーラントは、運転室を加熱するために必要な温度を下回る。続いて、冷たい気候での操作のために、プロパン又はディーゼル燃料により燃料供給される典型的な補助ヒーターが運転室を加熱させるために使用される。幾つかの通常の重建設機器は、油圧式装置の運転から生成される熱を使用して運転室を加熱する。しかしながら、プロパン又はディーゼル燃料のヒーターは安全性に危険をもたらし、油圧式ヒーターは大きく、非効率的で高価である。また、油圧式システムから熱を得る加熱システムは複雑である。
【０００７】
従来技術の例が特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５で提供される油圧式回路から直接的に運転室を加熱することが開示されている。別の従来技術の例、特許文献６は、自動変速機からの熱を提供する。さらに従来技術の例、特許文献７は専用のヒートポンプによる熱を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５３１８１００号明細書
【特許文献２】米国特許第５０８５２６９号明細書
【特許文献３】米国特許第４３５２４５６号明細書
【特許文献４】米国特許第４４３２４９３号明細書
【特許文献５】米国特許第４１９２４５６号明細書
【特許文献６】米国特許第５０２４３７７号明細書
【特許文献７】米国特許第５０８５２６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術の例のどれも、単独のプロパン又はディーゼルヒーターなしに、建設用機器のエンジンがアイドルであり、主要なクレーン機能が操作されていないときに、運転室に熱を与えるものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、エンジンがスタートしているがアイドルしている主要クレーン機能が運転されていない時間の後に素早くエンジンクーラント温度を運転温度にするための補助油圧回路を提供する。熱はエンジンクーラントループのヒーターによって運転室に供給されて、油圧タンクの中の油圧流体は暖められている。
【００１１】
本発明の一面は、エンジンがアイドルで主要なクレーン機能が運転されていないときに、運転室が快適な温度レベルに到達するために存在する時間を下げるために、素早く建設機器エンジンクーラントを運転温度に上昇させて維持することである。
【００１２】
本発明の一面は、エンジンに油圧負荷を誘導することによりエンジンクーラント運転温度に達することである。油圧負荷を誘導することにより、馬力負荷がエンジンに及ぼされ、運転室を加熱するためにヒーターの方法により熱を供給するために運転温度に上昇させるのに十分な熱を生成させる。
【００１３】
本発明のさらなる一面は、油圧流体をウォームアップ回路に入れて制御することにより油圧負荷を誘導することである。続いて、本願発明の副次的な利益は、油圧システムの運転に適切な温度で油圧流体を維持することである。
【００１４】
本発明のさらなる一面は、一定の繰り返すことが可能な回路流れ及び圧力をもたらす圧力減少逃がしバルブとパイロット操作逃がしバルブである。通常の油圧回路は、固定された又は粘度又は温度感知性の調節可能な孔を含む。圧力減少逃がしバルブ及びパイロット操作逃がしバルブは正確に建設機器エンジンに油圧馬力負荷をもたらす。
【００１５】
本発明のさらなる一面は、油圧流体流れの立ち上げ輸送を輸送する比例制御ソレノイドバルブである。油圧負荷は、冷温度スタートアップ中にエンジンをストールさせることがない方法で、エンジンの馬力負荷を作るために誘導される
【００１６】
本発明のさらなる一面は、エンジンクーラント温度が運転温度に到達するとき、又は油圧タンクがその最大温度限度に到達したときに、制御ソレノイドへの流れを止める制御ユニットである。エンジンクーラント温度は、油圧機能が運転されていないが、タンクに含まれる油圧流体を過熱することないように、増加される。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の側面が図面について詳しく記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による補助油圧回路のためのマニホールド及び関連のバルブを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による補助油圧回路の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本願発明の補助的な油圧回路４０の実施例は、一緒に堅く配管された２つのマニホールドから構成される。２つのマニホールドと関連のコンポーネントを示す図が図１で示されている。補助的な油圧回路の概略図が図２に示されている。
【００２０】
本願の実施例において、図２で示されているように、ディーゼルエンジン３０は、主要なクレーン機能のアクチュエーター５０のために必要な油圧４０００ｐｓｉを生産するために負荷感応ピストンポンプ４１を駆動する。エンジンアイドルの期間中に、主要なクレーン機能が通常運転されていない場合の余分な時間がありうる。エンジンが開始され、エンジンのアイドルの時間中で主要なクレーン機能が運転されていない場合に、エンジンクーラント温度は１８０度の運転温度以下になりうる。
【００２１】
本願発明は、２６００ＰＳＩの圧力ですなわち、８ＧＰＭの流れを作り出す補助的な油圧回路を提供し、それはピストンポンプ４１を駆動するエンジン３０に必要な１２馬力の負荷を引き起こす。補助的な油圧回路は、回路により温められた油圧流体を受容する油圧流動タンク４２を含む。油圧流体が主要クレーン機能に必要な場合に、タンク４２からの温められた油圧流体は、少し温めるか又は全く温められる必要なしに使用されることができる。
【００２２】
第１、又は注入口マニホールド１０は、（１）圧力減少逃がしバルブ１１を含み、圧力減少逃がしバルブ１１は注入口及び下流の圧力の両方を、過剰加圧から全マニホールドを守る好ましい最大回路圧力であるその設定点の３５００ＰＳＩに制限する。注入口マニホールド１０は、好ましくは、４０００ＰＳＩで運転される主要なクレーン機能と平行に配管された注入口ポート２のために、延性のある鉄構造物から製造される。第２マニホールド２０は、回路を繋げたり切ったりするため及び１０秒立ち上げ流量出力を供給するための比例２位置２方向制御ソレノイドバルブ２１を含む。第２マニホールド２０はまた、滑らかに且つ一貫して開放から閉鎖位置に移行するために、調節可能なパイロット操作逃がしバルブ２２を含んで、必要な２６００ｐｓｉの回路圧を発生させ且つ維持し、そして油圧流体を加熱し、そして、補助油圧回路又は主要クレーン機能回路のためのポンプ制御に負荷感知圧力信号を送るために、負荷感知シャトルチェックバルブ２３を含む。このマニホールド２０は、費用効率の高いアルミニウムから作ることができる。なぜなら、２６００ＰＳＩの回路圧力を受けるにすぎないからである。
【００２３】
補助油圧回路の油圧流体の流れは、負荷感知ピストンポンプ４１により油圧タンク４２から汲み上げて作られる。負荷感知ピストンポンプ４１はディーゼルエンジン３０により駆動され、そしてエンジン３０に馬力負荷を与える。エンジン３０の負荷は、代わりに、エンジンクーラントを加熱する熱を生成する。加熱されたエンジンクーラントは、エンジンブロックでのクーラントループ３２で循環される。クーラントループ３２は好ましくは運転室を加熱するための放射型運転室ヒーター３３を含む。エンジンブロックのクーラントループ３２に配置されたエンジンクーラント温度スイッチ３１は、エンジンクーラント温度を感知する。電子制御ユニット（ＥＣＵ）モジュール３５は、補助油圧回路を、エンジン温度スイッチ３１からの信号を基にして且つ主要なクレーン機能の操作モードを基にして管理する。
【００２４】
エンジンが安定なアイドルＲＰＭに達した後に補助油圧回路が運転を始める。温度スイッチ３１はエンジンクーラント温度を感知し、そして、例えば、１８０°Ｆクーラント温度が維持されているかどうかを検知する。制御ソレノイドバルブ２１の比例的なコイルは、温度スイッチ３１により制御ソレノイドバルブ２１をＯＮ位置に変えてエネルギーを与えるために信号が受ける。クーラント温度が１８０°Ｆより下に下がったときに、信号がクレーンの電気システムＥＣＵモジュール３５の入力に送られる。電気システムＥＣＵモジュール３５は信号を、１０秒比例立ち上げ出力を届ける状態にして、負荷感知ピストンポンプ４１を駆動することを始めて、制御ソレノイド２１を開放し、そして代わりに、ゆっくりと流体流れを逃がしバルブ２２に届ける。この比例立ち上がりは、エンジンが適切に燃料を得て、ポンプ４１からの突然の油圧負荷による冷たい温度の起動時でもストールしないことを可能にする。
【００２５】
注入口参照ポート２は、主要クレーン機能５０を供給する負荷感知ピストンポンプ４１出口の平行な脚に接続される。制御ソレノイド２１が、ＥＣＵにより開放するために信号を受けるときに、ピストンポンプ４１はストロークアップする（流れを増大させる）ためにポート４を経由して信号を受けて、そして油圧流体を第１注入口マニホールド１０の注入口に、シャトルチェックバルブ２３の１つの側への主に流体通路を通じるマニホールドの平行接続を経由して届けるために、信号を受ける。ポート４で供給された油圧信号は、制御ソレノイド２１が回路が逃がしバルブ２２に流れることを許す場合に、生成される。それはエンジン３０を動かすのに必要な圧力を作る。シャトルチェックバルブ２３はこの加圧された接続に平行に接続され、そして続いてこの圧力をピストンポンプ制御装置４３に送る。シャトルチェックバルブ２３は、ピストンポンプ４１、ポート６を経由するクレーン機能５０のための１方向に、ポート４を経由する暖め回路４０のための他の方向に、負荷感知圧力信号を制御し、ポンプ４１に送られた２つの信号はより大きい。
【００２６】
２６００ＰＳＩの回路動作圧力が、制御ソレノイドバルブ２１の下流に位置する調節可能なパイロット操作逃がしバルブ２２をわたる流体流れにより、生成され且つ維持される。その設定で逃がしバルブ２２を開放するために比例的な流れがゆっくりと十分な上流圧力を生成するまで、逃がしバルブ２２は通常閉鎖位置にある。一旦、開放されると逃がしバルブ２２は滑らかに圧力設定を維持する。
【００２７】
クレーンのＥＣＵモジュール３５は、回路をエネルギーが断たれているか又はオフ位置にすることをデフォルトとし、エンジンクーラントが１８０°Ｆに到達した場合、油圧タンクがその最大温度限度に到達する場合、またはもし主要なクレーン機能が選択されて負荷感知ピストンポンプ４１により流体が供給されるときに、制御ソレノイド２１に流れることを許さない。これらの代替的な条件は、クレーン機能により干渉されることを除去して、タンク４２が過熱状態にあることを防ぐ。
【００２８】
すなわち８ＧＰＭの回路流れは、圧力減少逃がしバルブ１１及び制御ソレノイド２１プラス逃がしバルブ２２設定にわたる追加の圧力降下により確立される。例えば、逃がしバルブ２２がより低く設定されるとより高い回路流れになり、より高く設定されるとより低い回路流れになる。
【００２９】
逃がしバルブ２２が高すぎるように設定されたり下流ブロックが起こったりした場合には、圧力減少逃がしバルブ１１は、逃がしモードに行き、入口の流れを油圧タンク４２にポート３を経由して放出し、下流のコンポーネントを３５００ＰＳＩ最大圧力に制限することにより守る。
【００３０】
実施例において、全ての３つのコンポーネントは、エンジンを適切に運転するのに必要な１２馬力負荷を得るために２６００ＰＳＩの圧力で８ＧＰＭの適切な入口の流れを達成できるように、配置される。この仕事により生成される油圧加熱負荷が、続いて、直接的にポート５を経由して油圧タンク４２に、油圧流体のためのウォームアップとして吸収される。
【００３１】
本願発明は、エンジンアイドル期間の間、エンジンクーラント運転温度を維持するように制御される補助的な油圧回路を提供する。副次的な利点として、油圧タンクの油圧流体は主要なクレーン機能で使用するために暖められる。
【００３２】
補助油圧回路を使用して油圧負荷をもたらすことにより、馬力負荷がエンジンに及ぼされて、エンジンは、エンジンクーラントを運転室を加熱するための運転温度に挙げるのに十分な熱を生成する。
【００３３】
本願発明は、固定されるか又は粘度及び温度に反応する調節可能な孔を含む通常の油圧回路とは違って、正確な油圧馬力負荷を提供する。
【００３４】
本願発明は、冷温度スタートアップの間、エンジンをストールさせない方法で、エンジンの馬力負荷を作る。
【００３５】
本願発明において、油圧機能が運転されていない間、タンクに含まれる油圧流体を過熱することなく、エンジンクーラント運転温度が達成される。
【００３６】
本願発明が実施形態を参照して記載され、図示されているが、図示及び例示のみの方法により、同じように、限定の方法として採用されることできず、現発明の精神及範囲は、添付されたクレームの文言のみより限定されるべきあることは明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
３  ポート
５  ポート
１０  第１、又は注入口マニホールド
１１  圧力減少逃がしバルブ
２０  第２マニホールド
２１  ソレノイドバルブ
２２  パイロット操作逃がしバルブ
２３  シャトルチェックバルブ
３０  ディーゼルエンジン
３１  エンジン温度スイッチ
３２  クーラントループ
３３  運転室ヒーター
３５  電子制御ユニット
４０  補助的な油圧回路
４１  ピストンポンプ
４２  タンク
【図１】
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【図２】
2010241411.tif 000004
【外国語明細書】
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