(57)【要約】作業器具（３）を機械（１）に流体接続するための結合装置（１０）であって、機械流体回路と作業器具流体回路を結合するために複数の対応するキャビティ（１６）内に摺動可能に取り付けられた複数の結合器アセンブリ（２４）を含み、結合器アセンブリ（２４）がチャンバ（２６）を形成するためにキャビティ（１６）を分割し、レール回路（１３）がチャンバ（２６）を接続する結合装置（１０）。
2013539508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業器具（３）を機械（１）に流体結合するための結合装置（１０）であって、
機械流体回路と作業器具流体回路を結合するために複数のキャビティ（１６）内に摺動可能に取り付けられた複数の結合器アセンブリ（２４）であって、結合器アセンブリ（２４）がチャンバ（２６）を形成するためにキャビティ（１６）を分割する、複数の結合器アセンブリ（２４）を含み、
レール回路（１３）がチャンバ（２６）を接続する、結合装置（１０）。
【請求項２】
レール回路（１３）からチャンバ（２６）への流体の流れが、機械流体回路を作業器具流体回路に結合するために結合器アセンブリ（２４）を作動する、請求項１に記載の結合装置（１０）。
【請求項３】
レール回路（１３）内の流体圧力を増大するために逆止弁（６２）が設けられる、請求項１または２に記載の結合装置（１０）。
【請求項４】
複数のチャンバ（２６）間に流体圧力を分配するようにレール回路（１３）が配置される、請求項３に記載の結合装置（１０）。
【請求項５】
レール回路（１３）から緩和超過流体圧力へ流体を流出させるために圧力リリーフ弁（６４）がレール回路（１３）に接続される、請求項１、２、３または４に記載の結合装置（１０）。
【請求項６】
複数の分岐経路（５２、５４）が複数のチャンバ（２６）を機械流体回路に接続する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の結合装置（１０）。
【請求項７】
レール回路（１３）内の流体より高い圧力の機械流体回路内の加圧流体がチャンバ（２６）へ流れることを可能にするために逆止弁（５６）が少なくとも１つの分岐経路（５２、５４）に配置される、請求項６に記載の結合装置（１０）。
【請求項８】
各分岐経路（５２、５４）が逆止弁（５６）を含む、請求項７に記載の結合装置（１０）。
【請求項９】
分岐経路（５２、５４）および逆止弁（５６）が結合器アセンブリ（２４）に配置される、請求項８に記載の結合装置（１０）。
【請求項１０】
機械流体回路から作業器具流体回路への流体の流れのため、結合器アセンブリ（２４）に開口部（３９、４６）をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の結合装置（１０）。
【請求項１１】
機械流体回路と作業器具流体回路が結合される時、開口部（３９、４６）が機械流体回路と連通する、請求項１０に記載の結合装置（１０）。
【請求項１２】
機械流体回路と作業器具流体回路が結合していない時、開口部（３９、４６）が機械流体回路との連通から後退される、請求項１０または１１に記載の結合装置（１０）。
【請求項１３】
開口部がゲート部分（３９）である、請求項１０、１１または１２に記載の結合装置（１０）。
【請求項１４】
開口部が穴（４６）である、請求項１０、１１または１２に記載の結合装置（１０）。
【請求項１５】
結合器アセンブリ（２４）を接続位置と分離位置との間で作動するためにレール回路（１３）に接続された少なくとも１つのアクチュエータ（２８）をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の結合装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は結合装置に関し、詳細には作業器具を機械に結合するための結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
剪断器、グラブまたはバケットなどの作業器具は、切断、掴みまたは掘削のような作業工程を実行するために、エキスカベータなどの親機械と結合され得る。作業器具は固定接続またはクイックリリース接続を介して親機械のブームまたはスティック機構に結合され得る。
【０００３】
クイックリリース接続は作業器具の比較的簡単な交換を可能にし、それによってオペレータは運転室を離れることなく作業器具を接続または変更し得る。機械取付け用ブラケットが、作業器具が地面に位置付けられている時、作業器具取付け用ブラケットの中に摺動するように配置される。作業器具の取付け用ブラケットと機械の取付け用ブラケットが整列した後、作業器具を機械に固定するために固定装置が固定位置に移動され得る。
【０００４】
作業器具を機械に接続するとき、機械の油圧ホースと作業器具圧力流体回路が作業器具を駆動するために接続され得る。油圧ホースの接続のため運転室からオペレータによって起動され得る自動油圧ホース接続システムが知られている。そのようなシステムは作業器具の機械への接続にしばしば依存し得る。作業器具を機械に接続する間、油圧ホース結合器も自動的に接続されるように油圧ホース結合器が備えられて配置され得る。作業器具取付け用ブラケットが機械取付け用ブラケットに接続される時、ホース結合器が同時に接続され得る。
【０００５】
しかしながら、ホース結合器を整列することは、取付け用ブラケットの整列よりも高い正確性レベルを必要とし得る。実際、結合装置にそのようなホース結合器が設けられる時、オペレータは、作業器具を機械に接続する時に一般的である比較的粗い移動と強い力を避けようとし得る。そのような動作により効率が失われ得る。それにもかかわらず、強い力と取付け用ブラケット間で起こり得る粗い整列のせいで、油圧ホース結合器に損傷を引き起こす比較的高い危険性が残っている。機械と作業器具圧力流体回路の接続において、ホース結合器が正確に整列されない時、加圧流体は漏出し得るまたは結合器および／またはホースは交換される必要があり得る。親機械の油圧回路が比較的高い圧力下で作動し得るので、いかなる漏れも油圧流体の深刻な流出および相当の作業中断時間を引き起こし得る。
【０００６】
（特許文献１）は、作業器具と機械の加圧油圧流体回路の２つの端部を結合するための結合装置を開示する。この結合装置は、作業器具を機械に結合するためのクイックリリース式取付け用ブラケットを含み得る。この結合装置は受入流体結合器と移動流体結合器を含むことができ、各結合器は主油圧回路の油圧ホースに接続されている。
【０００７】
結合器の１つは作業器具に配置することができ、他の結合器は機械に配置することができる。加圧流体が作業器具と機械の流体回路間を循環し得るように油圧ホース間に流体通路をもたらすために両方の結合器は互いに接続され得る。移動流体結合器はアクチュエータによって受入流体結合器へおよび受入流体結合器からそりで移動され得る。各移動結合器が受入結合器に結合される時、固定用切欠き部が両結合器を結合した状態に維持するために移動結合器と係合することができ、その結果流体が結合器を通って流れている間アクチュエータはその圧力を解放し得る。固定用切欠き部は結合装置内にかなりのスペースを必要とする。さらに、複数の係合のあと、固定用切欠き部は損傷し得る、あるいは結合器間に流体の漏出を引き起こし得る遊びが生じるのを許容し得る。しかしながら、固定用切欠き部がないと、アクチュエータは、結合器を分離し得る、回路を流れる加圧流体によってかけられる相当の力に耐えなければならないであろう。さらに、結合器の移動の間、移動結合器に結合された油圧ホースは、機械および／または作業器具の構造内にまたは構造間に押し込まれ得る、捕えられ得るまたは捕捉され得る。
【０００８】
Ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ  Ｗｏｒｋ  Ｔｏｏｌｓ  Ｂ．Ｖ．社名義の（特許文献２）は、作業器具を機械に結合するための結合装置を開示する。この結合装置は作業器具を機械に固定するための固定装置を有し得る。固定装置は、固定部材受取要素に接合する固定位置に移動され得る固定部材を含み得る。
【０００９】
この結合装置は、作業器具の主加圧流体回路チャネルと機械の主加圧流体回路チャネルとの間に流体通路を確立するために互いに接続されるように配置される少なくとも２つの流体結合器をさらに含み得る。この結合装置は、他方の流体結合器との接続のために流体結合器の少なくとも一方を駆動するための駆動装置をさらに有してもよく、駆動装置は主加圧流体回路から分離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許第１３８８６１６号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１００６２１６６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本開示は、少なくとも部分的に、先行技術システムの１つ以上の態様を改善または克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示は、作業器具を機械に流体結合するための結合装置であって、機械流体回路と作業器具流体回路を結合するために複数の対応するキャビティ内に摺動可能に取り付けられた複数の結合器アセンブリを含み、結合器アセンブリがチャンバを形成するためにキャビティを分割し、レール回路がチャンバを接続する結合装置を提供する。
【００１３】
本開示の他の特徴および有利性は、付随の図面と併せて読まれる場合、以下の様々な実施形態の説明から明らかになるであろう。
【００１４】
本開示の前述のおよび他の特徴および有利性は、付随の図面と併せて読まれる場合、以下の様々な実施形態の説明からさらに完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示による結合装置を設けられた機械および作業器具の側面図である。
【図２】本開示による結合装置のある実施形態の概略的な表示である。
【図３】本開示による結合器アセンブリのある実施形態の等角図である。
【図４】本開示による後退位置にある図２の取り付けられた結合器アセンブリの断面図である。
【図５】本開示による伸長位置にある図２の取り付けられた結合器アセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示は概して、機械油圧流体回路を作業器具油圧流体回路に結合するための結合装置１０に関する。
【００１７】
図１は、ブーム２と作業器具３を駆動するための油圧式ブーム機構を設けられ得る、油圧式エキスカベータのような親機械１を示す。この説明中、ブーム２は油圧式スティック機構または同様の機構を含むものとして理解され得る。
【００１８】
機械１は例えばエキスカベータ、バックホウ、掘削機、ローダ、ナックルブームローダ、収穫機または林業用機械などの移動機械であり得る。
【００１９】
作業器具３はブーム２を介して機械１に結合され得る。示される実施形態において、作業器具３は回転式カッターを含み得る。他の実施形態では、作業器具３は例えばバケット、グラップル、ハンマーおよび粉砕機を含み得る。
【００２０】
作業器具３は複数の交換可能なおよび／または互換性のある器具を備え付けるフレームを含み得る。
【００２１】
機械１は結合装置１０を設けられ得る。結合装置１０は機械ブラケット１２と作業器具ブラケット１４との流体結合を可能にし得る。機械ブラケット１２は機械１に接続され得る。作業器具ブラケット１４は作業器具３に接続され得る。
【００２２】
加圧流体アセンブリ１５が、ブーム２と作業器具３とを移動させるためにブーム２に沿って伸長し得る。加圧流体アセンブリ１５は、機械流体回路および作動流体回路を含む複数の油圧回路を含み得る。
【００２３】
作業器具３は、その流体制御のための作業器具流体回路を含み得る。機械流体回路は、作業器具流体回路を通る流体流を制御し得る。
【００２４】
機械流体回路は、ブーム２を駆動するためにおよびブームの部品を互いに枢動するために構成され得る。機械流体回路は作業器具３を移動するために構成され得る。例えば、機械流体回路は、作業器具３を枢動および／または回転させるために構成されてもよく、あるいは、回転部品などの作業器具３の中の移動部品を駆動するために構成されてもよい。作動流体回路は、機械流体回路と作業器具流体回路が流体結合することを可能にするように構成され得る。
【００２５】
図２は、機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４に接続するための、および機械流体回路と作業器具流体回路との間の少なくとも１つの流体通路を形成するための油圧接続を備えた結合装置１０の実施形態を示す。
【００２６】
結合装置１０は、少なくとも１つのキャビティ１６を設けられ得る機械ブラケット１２を含み得る。キャビティ１６は機械ブラケット１２を貫いて延在してもよく、キャビティ幅広部分１８とキャビティ小幅部分２０とを有してもよい。
【００２７】
キャビティ小幅部分２０は、キャビティ１６の壁の複数の延長として形成され得る。ある実施形態において、キャビティ小幅部分２０は、キャビティ１６の壁の単一ブロック延長であり得る。肩部分２２がキャビティ幅広部分１８とキャビティ小幅部分２０との間に形成され得る。
【００２８】
結合装置１０はキャビティ１６の中に移動可能に取り付けられる結合器アセンブリ２４を含み得る。キャビティ１６と結合器アセンブリ２４の両方は、結合器アセンブリ２４の相対移動を可能にするように対応して成形され得る。結合器アセンブリ２４はその少なくとも一部で摺動可能に取り付けられてもよく、キャビティ１６の壁と摺動係合する。結合器アセンブリ２４は、結合器アセンブリ２４が完全にまたは部分的にキャビティ１６の中に後退する後退位置と、結合器アセンブリ２４が作業器具ブラケット１４の対応する流体結合器との係合のために機械ブラケット１２から突出する伸長位置との間で摺動し得る。
【００２９】
結合装置１０は、キャビティ１６の中に設けられたチャンバ２６を含み得る。ある実施形態において、チャンバ２６はキャビティ幅広部分１８の中に形成されてもよく、またキャビティ幅広部分１８、肩部２２および結合器アセンブリ２４の壁によって境界を定められてもよい。
【００３０】
チャンバ２６のサイズは、機械ブラケット１２に対する結合器アセンブリ２４の移動によって変化し得る。チャンバ２６のサイズは、機械ブラケット１２に対して結合器アセンブリ２４を移動し得る油圧流体の流入および流出によって変化するように作製され得る。チャンバ２６のサイズの変化は、結合器アセンブリ２４の対応する後退および伸長をもたらし得る。
【００３１】
ある実施形態において、機械ブラケット１２は一連のキャビティ１６を設けられ得る。各キャビティ１６は、移動可能に取り付けられた結合器アセンブリ２４とチャンバ２６とを有し得る。機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４に流体結合するために、作業器具ブラケット１４は、機械ブラケット１２の中に取り付けられた対応する結合器アセンブリ２４に接続された流体結合器を含み得る。機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４に流体結合することは、完全伸長位置すなわち接続位置の結合器アセンブリ２４によってもたらされ得る。結合器アセンブリ２４は、完全伸長位置から後退した時、分離位置にあり得る。
【００３２】
結合装置１０の作動および制御に関して、油圧接続が適切に提供され得る。機械流体回路は、各結合器アセンブリ２４との接続のためにキャビティ１６につながった油圧ラインを含み得る。ある実施形態において、ブラケット１２、１４間の流体結合が確立されている時、機械流体回路の油圧ラインＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＬは、作業器具流体回路へのおよびそれからの油圧流体の流れを可能にし得る。油圧流体は、接続位置にある結合器アセンブリ２４を通って、作業器具ブラケット１４の対応する流体結合器へおよびそれから流れ得る。
【００３３】
結合装置１０は、クイック結合器ウェッジなど、ブラケット１２、１４を一緒に固定するためのクイック結合器機構への油圧接続を含み得る。
【００３４】
作動流体回路は機械流体回路から独立して制御され得る。作動流体回路は少なくとも１つのアクチュエータ２８を含む。ある実施形態において、アクチュエータは油圧シリンダであり得る。アクチュエータ２８は全ての結合器アセンブリ２４に同時期に結合され得る。アクチュエータ２８は、接続ロッドを介してなど、適切な連結装置を介して結合器アセンブリ２４に接続され得る。
【００３５】
アクチュエータ２８の後退または伸長が、結合器アセンブリ２４をそれぞれ分離位置へまたは接続位置へ対応して後退または伸長し得る。結合器アセンブリ２４はアクチュエータ２８によって均一に後退または伸長され得る。ある実施形態において、結合器アセンブリ２４と対応する流体結合器との間の流体結合または脱結合の均等なつり合い負荷を確実にするために、一対のアクチュエータ２８が提供され得る。
【００３６】
作動流体回路の作動はブラケットスイッチ３０によって制御され得る。ブラケットスイッチ３０は結合器アセンブリ２４の伸長のための油圧流体流を制御し得る。ブラケットスイッチ３０は、少なくとも１つの対応する流体結合器を有する作業器具ブラケット１４が機械ブラケット１２に取り付けられる時を検出するために適切に配置され得る。ある実施形態において、ブラケットスイッチ３０は機械ブラケット１２に適切に位置付けられ得る。ブラケットスイッチ３０は、作業器具ブラケット１４が対応する流体結合器を備え付けない場合、起動されない場合があり、結合器アセンブリ２４を接続位置へ伸長する油圧流体の流れがブラケットスイッチ３０によって許可されないとき、流体結合はもたらされない場合がある。ブラケットスイッチ３０は、取り付けられた作業器具ブラケット１４に対応する流体結合器が存在しないとき、結合器アセンブリ２４の作動を阻止し得る。
【００３７】
機械流体回路の作動はスイッチ３２によってさらに制御され得る。スイッチ３２は、ブラケット１２、１４の固定解除のための、油圧流体の固定装置３４への流れを制御し得る。スイッチ３２は、アクチュエータ２８が完全後退位置にあるときのみ起動されるように構成され得る。スイッチ３２は、アクチュエータ２８が伸長位置にあるときは起動されないように構成されてもよく、ブラケット１２、１４の固定解除は、固定装置３４を作動する油圧流体の流れがスイッチ３２によって許可されないときはもたらされない場合がある。スイッチ３２は、結合器アセンブリ２４が接続位置から後退していない時、機械ブラケット１２と作業器具ブラケット１４との早期分離を阻止する。
【００３８】
ある実施形態において、スイッチ３０、３２は作動機構に接続されたセンサーであり得る。ある実施形態において、スイッチ３０、３２はソレノイド式または油圧機械式装置であり得る。ある実施形態において、スイッチ３０、３２は、作業器具ブラケット１４とアクチュエータ２８とが物理的に接触すると起動される油圧機械式スイッチであり得る。
【００３９】
結合装置１０は、図２で太線によって示されている各チャンバ２６を１つに接続するレール回路１３をさらに含み得る。レール回路１３は、別の油圧ラインを介してチャンバ２６の各々に接続された単一の油圧ラインから構成され得る。レール回路１３はチャンバ２６間に流体圧力を等しく分配し得る。従って、いずれか１つのチャンバ２６内の最も高い圧力が、他のチャンバ２６における結合器アセンブリ２４の対応する伸長をもたらすのに必要な負荷を生成し得る。最も高い作動圧力を有するチャンバ２６が、全ての結合器アセンブリ２４に提供される力を定め得る。
【００４０】
レール回路１３はアクチュエータ２８に接続され得る。ある実施形態において、レール回路１３は、油圧シリンダとして提供されるアクチュエータ２８のピストン側に接続され得る。
【００４１】
結合装置１０は、機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４に対して固定かつ固定解除するために油圧圧力を供給するための油圧パワー回路３５に接続され得る。油圧パワー回路３５によってブラケット１２、１４を固定解除することは、油圧パワー回路３５とスイッチ３２との間の油圧接続を介してスイッチ３２によって制御され得る。
【００４２】
油圧パワー回路３５はアクチュエータ２８に接続され得る。ある実施形態において、油圧パワー回路３５は、油圧シリンダとして提供されるアクチュエータ２８のロッド側に接続され得る。
【００４３】
油圧パワー回路３５は加圧流体をレール回路１３に供給するように構成され得る。ブラケットスイッチ３０は油圧パワー回路３５とレール回路１３との間の接続部分に配置され得る。
【００４４】
図３は結合器アセンブリ２４を示す。結合器アセンブリ２４は中空プランジャ３６を含み得る。プランジャ３６は、キャビティ１６の中に摺動可能に取り付けられるのに適切な形状および寸法を有し得る。プランジャ３６はプランジャ小幅部分３８、ゲート部分３９およびプランジャ幅広部分４０を有し得る。ある実施形態において、ゲート部分３９はプランジャ幅広部分４０の中に、プランジャ小幅部分３８に隣接して位置付けられてもよい。ゲート部分３９はプランジャ幅広部分４０から凹まされ得る。
【００４５】
プランジャ小幅部分３８はキャビティ小幅部分２０と摺動係合し得る。プランジャ小幅部分３８は、プランジャ小幅部分３８とキャビティ小幅部分２０との間の油圧流体の漏れを制限するために、キャビティ小幅部分２０と密封係合するように構成され得る。
【００４６】
プランジャ幅広部分４０はキャビティ幅広部分１８と摺動係合し得る。プランジャ幅広部分４０は、プランジャ幅広部分４０とキャビティ幅広部分１８との間の油圧流体の漏れを制限するために、キャビティ幅広部分１８と密封係合するように構成され得る。
【００４７】
ゲート部分３９はキャビティ幅広部分１８の壁と接触しなくてもよい。
【００４８】
流体結合器４２はプランジャ３６の中に配置され得る。プランジャ３６は流体結合器４２をその壁の中に保持するための保持構造を設けられ得る。流体結合器４２は、プランジャ３６の長手軸に沿って貫通流体チャネル４３を有し得る。流体チャネル４３はプランジャ３６の空洞と連通し得る。
【００４９】
流体結合器４２は、作業器具ブラケット１４の中の、流体チャネルが中に配置されている対応する流体結合器と結合し得る。流体結合器が接続されると個々の流体チャネルが流体通路を形成する。流体結合において、機械流体回路からの油圧流体が流体チャネルを通って作業器具流体回路まで流れ得る。流体結合器４２は雄型または雌型要素として形成され、対応する形状を備えた流体結合器と結合し得る。
【００５０】
プランジャ３６から横に延在するのは圧力要素４４であり得る。ある実施形態において、圧力要素４４はプランジャ３６を囲んでもよく、リブまたは突起として形成され得る。ある実施形態において、圧力要素４４はプランジャ幅広部分４０から延在しそれを囲み得る。結合器アセンブリ２４がキャビティ１６の中に取り付けられているとき、圧力要素４４は、キャビティ幅広部分１８の壁と摺動係合するために、プランジャ３６からキャビティ１６を通って延在し得る。圧力要素４４はチャンバ２６をキャビティ幅広部分１８の残りの部分から分離し得る。
【００５１】
圧力要素４４は、キャビティ幅広部分１８の壁と圧力要素４４との間の圧力流体の漏れを制限するために、キャビティ幅広部分１８の壁と密封係合するように構成され得る。圧力要素４４は、キャビティ幅広部分１８と摺動的におよび密封的に係合するように適切に成形され得る、あるいはガスケットを提供され得る。
【００５２】
圧力要素４４は、ある実施形態において肩部２２に面し得る圧力表面４５を有し得る。圧力表面４５の寸法および／または形状は、結合器アセンブリ２４の直径、流体結合器４２の直径、作業器具ブラケット１４の対応する流体結合器の直径および／または流体結合器４２と対応する流体結合器の直径の差に応じたものであり得る。圧力表面４５の寸法および／または形状は、流体結合器４２および対応する流体結合器の流体力学に依存し得る。流体力学は、流体結合器の構造、油圧流体のタイプおよび／または流体結合に使用される流体圧力に依存し得る。
【００５３】
油圧流体がプランジャ３６の外側からその空洞の中へ流れることを可能にする少なくとも１つの穴４６がプランジャ３６に設けられ得る。流体結合器４２の流体チャネル４３はプランジャ３６の空洞を介して穴４６と連通し得る。穴４６はゲート部分３９に設けられ得る。ある実施形態においてゲート部分３９は複数の穴４６を設けられ得る。油圧流体が、プランジャ幅広部分４０によって形成された壁によって案内されてゲート部分３９の周りに、そして複数の穴４６を介して空洞の中へ流れ得る。
【００５４】
ある実施形態では、単一の穴４６が、ゲート部分３９を設けられないプランジャ３６に設けられ得る。穴４６は圧力要素４４とプランジャ幅広部分４０との間に配置され得る。
【００５５】
穴４６のサイズおよび数は、結合器アセンブリ２４の直径、流体結合器４２の直径、作業器具ブラケットの対応する流体結合器の直径および／または流体結合器４２と対応する流体結合器の直径の差に応じたものであり得る。穴４６の寸法および／または形状は、圧力表面４５の寸法および／または形状に依存し得る。穴４６の寸法および／または形状は、流体結合器４２および対応する流体結合器の流体力学に依存し得る。
【００５６】
図４および５は機械ブラケット１２に摺動式に取り付けられた結合器アセンブリ２４を示す。図４において、結合器アセンブリ２４は分離位置に後退されてもよく、図５において、結合器アセンブリ２４は接続位置に引き出されてもよい。結合器アセンブリ２４のキャビティ１６の中への後退は、圧力表面４５と接合し得る肩部２２によって制限され得る。
【００５７】
機械ブラケット１２は、キャビティ１６につながった、機械流体回路の一部を形成する機械回路ライン４８を有し得る。機械流体回路からの流体は、ポート４９を介してキャビティ１６まで機械回路ライン４８を通って流れ得る。複数のキャビティ１６を有する機械ブラケット１２において、各キャビティ１６は、複数の対応する回路ライン４８を介して機械流体回路に別々に接続され得る。ある実施形態において、油圧ラインＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＬは、個々の機械回路ライン４８を介したポート４９へのおよびそこからの油圧流体の流れを可能にし得る。
【００５８】
機械ブラケット１２は、キャビティ１６につながった、レール流体回路の一部を形成するレール回路ライン５０を有し得る。ある実施形態において、レール回路ライン５０はチャンバ２６につながっている。レール流体回路からの流体はレール回路ライン５０を通ってチャンバ２６に流れ得る。
【００５９】
キャビティ幅広部分１８の中のチャンバ２６は、キャビティ幅広部分１８の壁、肩部２２、圧力表面４５およびプランジャ小幅部分３８によって境界を定められ得る。チャンバ２６のサイズはレール回路ライン５０を介した油圧流体の流入および流出に依存し得る。チャンバ２６への流体の流入は、チャンバ２６が液密であるとき、その中の流体圧力の増大をもたらし得る。流体圧力はチャンバ２６の境界を定める表面に作用し得る。圧力表面４５に作用する増大する流体圧力が、機械ブラケット１２に摺動式に取り付けられた結合器アセンブリ２４の引出しをもたらし得る。結合器アセンブリ２４は、連続する油圧流体の流入により加圧下に接続位置に引き出され、流体結合器４２と作業器具ブラケット１４の対応する流体結合器との間の流体結合を確立し得る。
【００６０】
分岐通路５２がゲート部分３９から圧力要素４４の方へプランジャ３６内を軸方向に延在し得る。分岐通路５２はプランジャ３６の長手軸と軸方向に整列され得る。ある実施形態において、分岐通路５２は圧力要素４４を越えて延在し得る。穴４６を通って流れる油圧流体がプランジャ３６の空洞の中へ、そして分岐通路５２へ流れ得る。
【００６１】
分岐通路５２の寸法および／または形状は、結合器アセンブリ２４の直径、流体結合器４２の直径、作業器具ブラケットの対応する流体結合器の直径および／または流体結合器４２と対応する流体結合器の直径の差に応じたものであり得る。分岐通路５２の寸法および／または形状は穴４６の寸法および／または形状に依存し得る。分岐通路５２の寸法および／または形状は圧力表面４５の寸法および／または形状に依存し得る。分岐通路５２の寸法および／または形状は、流体結合器４２と対応する流体結合器の流体力学に依存し得る。
【００６２】
分岐通路５２から延在するのは分岐ライン５４であり得る。分岐ラインは分岐通路５２をチャンバ２６に接続する。ある実施形態において、分岐ライン５４は分岐通路５２からチャンバ２６まで横方向に延在し得る。ある実施形態において、分岐ライン５４は、圧力表面４５が穴４６と分岐ライン５４の間に位置付けられるように配置され得る。ある実施形態において、分岐通路はプランジャ３６の外側に取り付けられたホースである。ある実施形態において、分岐ライン５４は、油圧流体が分岐ライン５４に入るとき流体圧力が増大するように分岐通路５２より小さい直径を有し得る。穴４６に流入する油圧流体は、分岐通路５２および分岐ラインを通ってチャンバ２６に流れ得る。
【００６３】
逆止弁５６が分岐通路５２と分岐ライン５４の交差地点に設けられ得る。逆止弁５６は分岐通路５２から分岐ライン５４への流体の流れを可能にし、分岐ライン５４から分岐通路５２への流体の流れを阻止し得る。ある実施形態において、逆止弁５６は、圧力表面４５が穴４６と逆止弁５６の間に位置付けられるように配置され得る。
【００６４】
図４に関して、結合器アセンブリ２４は後退されており、対応する流体結合器から分離され得る。ゲート部分３９はキャビティ幅広部分１８の中に凹まされ得る。ゲート部分３９はキャビティ幅広部分１８によって流体の流入から遮断され得る。機械回路ライン４８のポート４９はプランジャ幅広部分４０によって封止され得る。
【００６５】
ある実施形態において、穴４６は、ゲート部分３９を設けられないプランジャ３６において、キャビティ幅広部分１８の中に凹まされてもよく、キャビティ幅広部分１８によって流体の流入から遮断されてもよい。
【００６６】
図５に関して、結合器アセンブリ２４は伸長されており、対応する流体結合器に接続され得る。ゲート部分３９は機械回路ライン４８のポート４９と流体連通するように位置付けられ得る。流体は機械回路ライン４８からポート４９を通りゲート部分３９の中へ流れ得る。油圧流体はゲート部分３９の周りに、そして複数の穴４６を通ってプランジャ３６の空洞の中へ流れ得る。
【００６７】
ある実施形態において、ゲート部分３９が機械回路ライン４８と流体連通しているとき、結合器アセンブリ２４は完全伸長位置にあり得る。ある実施形態において、ゲート部分３９はポート４９と対応する寸法および／または形状を有し得る。
【００６８】
プランジャ３６にゲート部分３９が設けられない実施形態において、結合器アセンブリ２４が伸長されると、穴４６は機械回路ライン４８のポート４９と流体連通するように位置付けられ得る。流体は機械回路ライン４８からポート４９を通りそして穴４６の中へ流れ得る。油圧流体は穴４６を通ってプランジャ３６の空洞の中へ流れ得る。
【００６９】
ある実施形態において、穴４６はポート４９に対応する寸法および／または形状を有し得る。ある実施形態において、穴４６が機械回路ライン４８と流体連通しているとき、結合器アセンブリ２４は完全伸長位置にあり得る。
【００７０】
図２に関して、結合装置１０の作動は機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４に結合することによって開始され得る。油圧パワー回路３５は、機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４に固定するために固定装置３４を作動するように起動され得る。固定装置３４は、ラインＸを介して、増大された流体圧力によってブラケット１２、１４を固定するように作動され得る。ある実施形態において、増大された流体圧力は固定装置３４のロッド側に作用し得る。
【００７１】
ブラケット１２、１４を固定すると、油圧ライン内の圧力がさらに増大し得る。圧力調整器５８がラインＸに接続され得る。圧力調整器５８は、固定装置３４の固定圧力がプリセットされた値より高いときに限り開放し得る。ある実施形態において、値は６０ｂａｒ〜９０ｂａｒの範囲から選択される。ある実施形態において、値は７０ｂａｒである。ブラケットスイッチ３０およびレール回路１３への油圧流体の流れは、ブラケット１２、１４が機械的に固定される前は阻止され得る。
【００７２】
油圧流体は、圧力調整器５８が開放して流体を流しているとき、ブラケットスイッチ３０へ流れ得る。ブラケットスイッチ３０は、対応する流体結合器を備え付けた作業器具ブラケット１４が機械ブラケット１２に結合される場合、起動され得る。ブラケットスイッチ３０の起動は、逆止弁６２への流体の流れを可能にする弁６０の起動をもたらし得る。
【００７３】
逆止弁６２は流体がレール回路１３へ、そしてレール回路ライン５０を介してチャンバ２６へ流れることを許容し得る。チャンバ２６内の流体の増大した流れによりチャンバ中に増大した流体圧力がもたらされる。流体圧力は結合器アセンブリ２４の圧力表面４５に作用する可能性があり、それにより分離位置から伸長位置への伸長がもたらされ、伸長位置において、流体結合器４２と作業器具ブラケット１４の対応する流体結合器との間の流体結合が確立される。チャンバ２６の中の圧力の蓄積は、分岐ライン５４から分岐通路５２への流体の流れを止める逆止弁５６の結果、プランジャ３６の空洞へ入らない可能性がある。
【００７４】
ある実施形態において、逆止弁６２は、流体がレール回路１３を通りアクチュエータ２８のピストン側に流れることを許容し得る。アクチュエータ２８のピストン側チャンバへの流体の流れが増大した結果、ピストン側チャンバの中に増大した圧力が生成され、アクチュエータ２８の伸長がもたらされ得る。アクチュエータ２８は結合器アセンブリ２４に接続されてもよく、また結合器アセンブリ２４の対応する伸長をもたらし得る。アクチュエータ２８の伸長による結合器アセンブリ２４の伸長は任意選択であり得る、または圧力表面４５上の加圧流体の作用によりもたらされる伸長に追加したものであり得る。
【００７５】
チャンバ２６内の圧力の蓄積による結合器アセンブリ２４の引出しおよび／またはアクチュエータ２８の伸長によって、各ライン４８およびポート４９を介してラインＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＬがプランジャ３６の空洞に接続され、機械流体回路からプランジャ３６の空洞への流体流れを可能にし得る。機械流体回路が作動されない場合、プランジャ３６の空洞内の流体は大気圧またはタンク圧力のままであり得る。機械流体回路が作動すると、ライン４８およびプランジャ３６の空洞内の圧力は増大し得る。
【００７６】
流体結合器４２と対応する流体結合器との流体結合において、ゲート部分３９はポート４９と流体連通し、流体が機械回路ライン４８を通りプランジャ３６の空洞へ流れることを可能にし得る。流体はその後流体結合器４２内の流体チャネル４３を通過し、対応する流体結合器内の各チャネルへ流れ得る。
【００７７】
ある実施形態において、流体結合器４２と対応する流体結合器との流体結合において、各プランジャ３６の穴４６はポート４９と流体連通し、流体が機械回路ライン４８を通りプランジャ３６の空洞へ流れることを可能にし得る。流体はその後流体結合器４２内の流体チャネル４３を通過し、対応する流体結合器の各チャネルへ流れ得る。
【００７８】
流体結合器４２と対応する流体結合器と各流体チャネルを通る加圧流体の流れとの流体結合において、流体結合器に作用する分離力が生成され得る。分離力は圧力表面４５および／またはアクチュエータ２８に作用する流体圧力によって対抗され得る。ある実施形態において、チャンバ２６内の圧力は、流体結合器間の流体結合を維持するように圧力表面４５にかかる力を生成するのに十分であり得る。ある実施形態において、流体結合器間の流体結合はアクチュエータ２８内の圧力および圧力表面４５に作用するチャンバ２６内の圧力によって維持され得る。
【００７９】
生成される分離力は機械回路内の流体の圧力に依存し得る。ある実施形態において、機械流体回路圧力の増大は、流体結合器間のより高い分離力をもたらし得る。圧力表面４５は、流体結合器表面と圧力表面４５との比の差が１を超え、その結果圧力表面４５に作用する力が分離力より高くなるように提供され得る。
【００８０】
チャンバ２６は、プランジャ３６に取り付けられた逆止弁５６を介して機械流体回路に接続され得る。機械流体回路内の圧力がチャンバ２６内の圧力を上回る場合、プランジャ３６の空洞内の流体はより高い圧力値である可能性があり、そして流体圧力がより低い圧力値を有するチャンバ２６へ流れ得る。より高い圧力の流体はプランジャ３６の空洞から、分岐通路５２、逆止弁５６および分岐ライン５４を通り、チャンバ２６へ流れ得る。流体の流れは、チャンバ２６内の圧力とプランジャ３６の空洞内の圧力とが等しくなるまで連続し得る。
【００８１】
チャンバ２６内の圧力が圧力表面４５への力を生成するとき、圧力表面４５に作用する力は、プランジャ３６の空洞から流体チャネルを通って流れる流体によって生成されて流体結合器に作用する分離力に等しくあり得る。チャンバ２６とプランジャ３６の空洞内の圧力の平衡化は、結合器アセンブリ２４を固定するように働き得る。全てのチャンバ２６がレール回路１３を介して接続されるとき、たとえ各プランジャ３６の空洞内の圧力がより低い圧力値であるとしても、１つのチャンバ２６内のより高い圧力負荷が他のチャンバ２６に分散され得る。
【００８２】
逆止弁５６のせいで流体はチャンバ２６からプランジャ３６の空洞へ流れない可能性があるので、チャンバ２６内の圧力は、機械流体回路内の圧力がチャンバ２６内の圧力値より低い圧力値に降下する時でさえ、維持され得る。圧力レベルは、機械回路の油圧ラインＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＬ内の圧力と無関係にチャンバ２６内で利用可能であり得る。全てのチャンバ２６がレール回路１３を介して接続されるとき、たとえ機械回路圧力がより低いまたはないとしても、つり合った圧力負荷が全ての結合器アセンブリ２４に存在し得る。
【００８３】
ある実施形態において、逆止弁６２は、高圧に耐えるように設計されてない可能性のある構成要素への損傷を回避するように、損傷を引き起こし得る流体圧力を有する流体の流入を防ぐようにパイロット作動され得る。逆止弁６２は、レール回路１３内の高圧が固定装置３４に到達するのを防ぎ得る。
【００８４】
ある実施形態において、圧力リリーフ弁６４がレール回路１３を機械流体回路に接続し得る。圧力リリーフ弁６４は、逆止弁５６およびレール回路１３を介してチャンバ２６に送られ得る、機械流体回路内で生成される超過圧力ピークを取り除くように取り付けられた調整可能なパイロット作動弁であり得る。圧力リリーフ弁６４は、流体結合を維持するのに必要な力の意図せぬ損失を回避するために、チャンバ２６およびレール回路１３内で耐えられる最大圧力よりもかなり高い圧力設定値を有し得る。ある実施形態において、圧力リリーフ弁６４は３９０ｂａｒ〜４２０ｂａｒの範囲から選択される圧力設定値を有し得る。ある実施形態において、圧力設定値は４２０ｂａｒである。
【００８５】
図２に関連して、機械ブラケット１２を作業器具ブラケット１４から切り離す結合装置１０の作動は、レール回路１３を介してチャンバ２６およびレール回路ライン５０内の圧力を緩和することによって開始され得る。
【００８６】
ある実施形態において、レール回路１３の主排液回路は、通常開いている排液スイッチ６６と主排液逆止弁６８、７０とによって設けられ得る。排液スイッチ６６は、チャンバ２６およびレール回路ライン５０が加圧されるときのみ、排液機能を阻むために閉鎖し得る。
【００８７】
主排液逆止弁６８、７０は機械流体回路に接続され得る。ある実施形態において、主排液逆止弁６８、７０はラインＡおよびＢに接続されてもよく、これらラインのいずれか一方は、戻り流体がタンクに還流することを可能にするように圧力が減圧され得る。戻り流体は、アクチュエータ２８のピストン側内の、およびチャンバ２６内の流体体積からなり得る。
【００８８】
ある実施形態において、他の油圧ラインに接続された別の主排液逆止弁が設けられ得る。
【００８９】
ラインＸ内の圧力は、ラインＹが油圧パワー回路３５を介して加圧され得る間、緩和され得る。ラインＹからの流体はアクチュエータ２８のロッド側に流れ得る。ロッド側の圧力の増大とピストン側の圧力の減少によりアクチュエータ２８の後退がもたらされ得る。アクチュエータ２８は結合器アセンブリ２４に接続されているので、結合器アセンブリ２４は対応して後退し、流体結合から分離され得る。アクチュエータ２８の完全な後退は、結合器アセンブリ２４の機械ブラケット１２への完全な後退を対応してもたらし得る。
【００９０】
第２排液回路は逆止弁６２と第２排液逆止弁７２とからなり得る。弁６２および７２は流体がラインＸを介してタンクに還流することを可能にし得るが、それはラインＹが加圧されている場合に限る。戻り流体はアクチュエータ２８のピストン側内の、およびチャンバ２６内の流体体積からなり得る。
【００９１】
スイッチ３２はアクチュエータ２８の位置を検出し得る。スイッチ３２は通常閉鎖されていてもよく、油圧パワー回路３５からラインＹを介した固定装置３４への流体の流れを阻止してもよい。アクチュエータ２８の完全な後退時、スイッチ３２は、ブラケット１２、１４を固定解除するために、油圧パワー回路３５から固定装置３４のピストン側への流体の流れを可能にする弁７３の作動をもたらし得る。これは、結合器アセンブリが機械ブラケット１２の中に完全に後退していない場合の固定装置３４の意図せぬ作動を回避する安全な対策である。
【００９２】
分離位置にあるアクチュエータ２８の意図せぬ変動を回避するために、ラインＹとアクチュエータ２８のロッド側とを接続する油圧ライン内にリリーフ弁７４が設けられ得る。リリーフ弁７４はパイロット作動され得る。アクチュエータ２８のロッド側の流体は、チャンバ２６とライン５０が調整器５８を加圧するほどのレベルまで加圧されない限り、閉じ込められ得る。
【００９３】
前述の実施形態は本開示の装置を得るために修正され得ることを当業者は認識するであろう。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本開示は機械油圧流体回路を作業器具油圧流体回路に結合するための結合装置１０を記載する。機械１において、重い材料を取り扱うために作業器具３が使用され得る。作業器具３は、砂、石、金属などを含み得る重い材料を破壊する、穿孔する、耕す、切断する、掴むおよび／または運搬することができる。作業器具３は機械１、特に移動親機械に結合されかつそれによって動力を供給され得る。機械１は変速機、油圧装置、ブーム２および／または作業器具３を駆動するためのスティックを備えられ得る。作業器具の操作は機械１の運転室の操作パネルを介してオペレータによって制御され得る。
【００９５】
結合装置１０は逆止弁５６を設けられた少なくとも１つの中空プランジャ３６を有し得る。中空プランジャ３６は分岐通路５２および分岐ライン５４を介して機械流体回路をレール流体回路に接続し得る。機械流体回路内の流体圧力は流体結合器の流体結合を保持するために使用され得る。逆止弁５６はレール流体回路から機械流体回路への流体流れを制限し得る。
【００９６】
結合装置１０の作動において、チャンバ２６内の圧力が、接続プロセスの間はレール流体回路から、または作業器具の作動の間は機械流体回路から提供され得る。逆止弁５６および６２は圧力がチャンバ２６内に蓄積することを可能にし得る。チャンバ２６内に行き渡る圧力値は、機械流体回路またはレール流体回路の圧力値を上回るものであり得る。チャンバ２６内のこの圧力は、圧力源がもはや利用不可能であったとしても維持され得る。圧力リリーフ弁６４は、チャンバ２６、レール回路ライン５０およびレール回路１３を超過圧力による損傷から保護し得る。
【００９７】
結合装置１０は、複数の穴４６または１つの穴４６を有するゲート部分３９を設けられた少なくとも１つの中空プランジャ３６を有し得る。結合器アセンブリ２４が分離位置に後退されている時、チャンバ２６は機械流体回路の油圧ラインから遮断され得る。分離時、結合器アセンブリ２４は、流体結合がまだ確立されていない時、機械流体回路の油圧ライン内の圧力の蓄積の結果として、意図せずに作動されない可能性がある。
【００９８】
結合装置１０は結合器アセンブリ２４のつり合った負荷を保証するためにレール流体回路を有し得る。機械流体回路の、またはレール流体回路の油圧ラインのいずれかの最大圧力が流体結合器間の流体結合を保持するために必要な負荷を生成することを可能にするように全てのチャンバ２６はレール流体回路を介して接続され得る。
【００９９】
結合装置１０は、作業器具ブラケット１４が対応する流体結合器を装着しているかどうかを検出するためにブラケットスイッチ３０を有し得る。ブラケットスイッチ３０は、対応する流体結合器を装着している作業器具ブラケット１４が検出されないとき、レール流体回路の流体加圧を許可しない可能性がある。ブラケットスイッチ３０は、機械ブラケットと作業器具ブラケットの機械的な結合において流体接続が同時に確立される、装置に存在する非効率的な結合を回避し得る。
【０１００】
結合装置１０はアクチュエータ２８が完全に後退しているかどうかを検出するためにスイッチ３２を有し得る。スイッチ３２の起動によって、流体結合器および／または結合器アセンブリ２４の潜在的損傷の危険性なくブラケット１２、１４を固定解除するように固定装置３４が作動され得るかどうかが判断される。
【０１０１】
本明細書に記載されるような結合装置１０の産業上の利用可能性は、前述の考察から容易に認識されたであろう。
【０１０２】
従ってこの開示は、適用可能な法律によって認められているように、本明細書に付随された請求項内で言及された主題のあらゆる修正形態および等価物を含む。さらに、上に記載された要素のあらゆる可能な変形形態におけるいかなる組み合わせも、本明細書中で違う方法で示されない限り、本開示に包含される。
【０１０３】
いずれかの請求項において言及された技術的特徴に参照記号が続く場合、その参照記号は単に請求項の理解度を増す目的で含まれている。従って参照記号およびそれらの欠落は、上に記載されたような技術的特徴に、およびあらゆる請求項の要素の範囲に限定的な効果をいっさい持たない。
【０１０４】
当業者は、本開示が、本開示およびその本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得ることを理解するであろう。前述の実施形態は従って、本明細書中に記載された開示の限定ではなく、あらゆる点で例として考慮されるべきである。本発明の範囲は従って、前述の記載ではなく、付随の請求項によって示され、従って請求項の等価の意味および範囲に入る全ての変更がその中に包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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