(57)【要約】      （修正有）【課題】掘削機のような荷役運搬機械で、あまりよく訓練されていないオペレーターでも、より短い掘削／荷役サイクル時間で操作することを可能にする。【解決手段】機械のシャーシ１２に対して移動可能なアーム２０と、シャーシに対してアームを上げ下げするように動作可能な第１油圧アクチュエータ３２と、アームに取り付けられ且つアームに対して移動可能な地面係合手段２４と、地面係合手段をアームに対して移動させるように動作可能な第２油圧アクチュエータ３４であって、加圧チャンバを有し、圧力チャンバ内の圧力が地面係合手段と地面との間の係合力を示す、第２油圧アクチュエータと、制御システムであって、圧力チャンバの目標圧力を規定し、加圧チャンバ内の圧力が目標圧力を超えると制御システムが地面係合手段と地面との間の係合力を減らすためにアームを上げるべく第１油圧アクチュエータを動作させるように構成される制御システムとを含む。【選択図】図１
2016006350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷役運搬機械であって、
前記機械のシャーシに対して移動可能なアームと、
前記シャーシに対して前記アームを上げ下げするように動作可能な第１油圧アクチュエータと、
前記アームに取り付けられ且つ前記アームに対して移動可能な地面係合手段と、
前記地面係合手段を前記アームに対して移動させるように動作可能な第２油圧アクチュエータであって、加圧チャンバを有し、前記圧力チャンバ内の圧力が前記地面係合手段と地面との間の係合力を示す、第２油圧アクチュエータと、
制御システムであって、前記圧力チャンバの目標圧力を規定し、前記加圧チャンバ内の圧力が前記目標圧力を超えると前記制御システムが前記地面係合手段と地面との間の係合力を減らすために前記アームを上げるべく前記第１油圧アクチュエータを動作させるように構成される制御システムと
を含む荷役運搬機械。
【請求項２】
前記制御システムは、前記圧力チャンバ内の圧力が前記目標圧力より低い場合に、前記制御システムが前記地面係合手段と地面との間の係合力を増大させるために前記アームを下げるべく前記第１油圧アクチュエータを動作させるように構成される、請求項１に記載の荷役運搬機械。
【請求項３】
前記制御システムは選択的に有効にすること及び／又は選択的に無効にすることができる、請求項１又は２に記載の荷役運搬機械。
【請求項４】
前記目標圧力は選択的に変更可能である、請求項１から３のいずれか１項に記載の荷役運搬機械。
【請求項５】
前記第１油圧アクチュエータは、前記アームを前記シャーシに対して上げるために動作可能な圧力チャンバを含み、前記制御システムは、前記第２油圧アクチュエータの圧力チャンバ内の圧力が目標圧力を超えると、前記第２油圧アクチュエータの圧力チャンバに向かう作動液の流れの一部が前記アームを上げるために前記第１油圧アクチュエータの圧力チャンバに向かって迂回させられるように構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の荷役運搬機械。
【請求項６】
前記第１油圧アクチュエータの圧力チャンバに向かって迂回させられる油圧流れは、逆流を防止するために一方向弁を通る、請求項５に記載の荷役運搬機械。
【請求項７】
前記第１油圧アクチュエータの圧力チャンバに向かって迂回させられる油圧流れは、前記第１油圧アクチュエータの圧力チャンバへ出入りする油圧流れを制御するように動作可能な油圧バルブを通り、好ましくは前記油圧弁はスプール弁である、請求項５又は６に記載の荷役運搬機械。
【請求項８】
前記制御システムは、油圧弁の作動によって選択的に有効にされ且つ／又は選択的に無効にされ、好ましくは前記油圧弁はスプール弁である、請求項３に記載の荷役運搬機械。
【請求項９】
前記目標圧力は、油圧リリーフ弁、好ましくは可変油圧リリーフ弁によって規定される、請求項４に記載の荷役運搬機械。
【請求項１０】
前記制御システムは処理装置を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の荷役運搬機械。
【請求項１１】
前記目標圧力はメモリに記憶される、請求項１０に記載の荷役運搬機械。
【請求項１２】
前記処理装置は、前記圧力チャンバ内の圧力を示す信号を受信するように構成され、且つ前記信号を前記目標圧力と比較するように構成され、前記信号が前記目標圧力を超える場合に、前記処理装置は、前記アームを上げる必要性を示す信号を生成するように構成され、前記制御システムは、前記信号に応じて、前記地面係合手段と地面との間の係合力を減少させるために前記アームを上げるべく前記第１油圧アクチュエータを作動させる、請求項１０又は１１に記載の荷役運搬機械。
【請求項１３】
前記処理装置は、前記圧力チャンバ内の圧力を示す信号を受信するように構成され、且つ前記信号を前記目標圧力と比較するように構成され、前記信号が前記目標圧力より低い場合に、前記処理装置は、前記アームを下げる必要性を示す信号を生成するように構成され、前記制御システムは、前記信号に応じて、前記地面係合手段と地面との間の係合力を増大させるために前記アームを下げるべく前記第１油圧アクチュエータを作動させる、請求項１２に記載の荷役運搬機械。
【請求項１４】
前記地面係合手段は前記アームに直接取り付けられ、好ましくは前記アームに旋回可能に直接取り付けられる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の荷役運搬機械。
【請求項１５】
前記第２油圧アクチュエータは前記アームに取り付けられた第１端部を有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の荷役運搬機械。
【請求項１６】
前記アームが第１アームであり且つ前記地面係合手段が第２アームに取り付けられた場合、前記第２アームは前記第１アームに取り付けられ、前記第２アームは前記第１アームに対して移動可能である、請求項１から１３のいずれか１項に記載の荷役運搬機械。
【請求項１７】
前記第２油圧アクチュエータは前記第２アームに取り付けられた第１端部を有する、請求項１６に記載の荷役運搬機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷役運搬機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
掘削機のような既知の荷役運搬機械は、マテリアルハンドリングアームアセンブリを有する。アームアセンブリは、機械のシャーシに対して概ね水平な軸を中心に旋回可能に取り付けられた、ブームとして知られるアームを有することができる。ディッパーアームとして知られる更なるアームが、シャーシから離れたブームの端部に取り付けられてもよく、概ね水平な軸を中心に旋回可能であってもよい。バケットのようなマテリアルハンドリング器具が、ディッパーの端部に取り付けられてもよい。ブームは、第１油圧ラムの操作によって上げ下げされ得る。ディッパーは第２油圧ラムの操作によってブームに対して移動可能であってもよく、バケットは第３油圧ラムの操作によってディッパーに対して移動可能であってもよい。
【０００３】
材料を動かすため、例えば溝を掘るために機械のオペレーターが３つの油圧アクチュエータすべてを同時に操作しなければならず、これは熟練を要する作業である。熟練したオペレーターは、溝を掘るとき、迅速に、バケットを材料で満たし、バケットを溝から持ち上げ、バケットの中身を車両の一方の側又は他方の側に空けることができる。この掘削サイクル時間又は荷役サイクル時間は、バケットの地盤への最初の貫入に著しく影響される。バケットが地盤にあまりにも深く入り込むと、バケットを満たすように地中で引っ張ることができない。逆に、バケットが地盤に十分に入り込まないと、バケットは半分しか満たされない。あまりよく訓練されていないオペレーターは、より短い掘削／荷役サイクル時間で操作する傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、改良された荷役運搬機械が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明によれば、荷役運搬機械であって、
機械のシャーシに対して移動可能なアームと、
シャーシに対してアームを上げ下げするように動作可能な第１油圧アクチュエータと、
アームに取り付けられ且つアームに対して移動可能な地面係合手段と、
地面係合手段をアームに対して移動させるように動作可能な第２油圧アクチュエータであって、加圧チャンバを有し、圧力チャンバ内の圧力が地面係合手段と地面との間の係合力を示す、第２油圧アクチュエータと、
制御システムであって、圧力チャンバの目標圧力を規定し、加圧チャンバ内の圧力が目標圧力を超えると制御システムが地面係合手段と地面との間の係合力を減少させるためにアームを上げるべく第１油圧アクチュエータを動作させるように構成された制御システムと
を含む荷役運搬機械が提供される。
【０００６】
有利なことに、このシステムは、オペレーターがアームの高さを低い位置に設定した場合にアームを自動的に持ち上げるようにオペレーターからの入力を無視及び／又は補完することができ、その結果アームが地面係合手段を持ち上げ、それによってオペレーターがアームの高さをあまりにも低く設定した場合に地面係合手段が地中を移動することを可能にする。
【０００７】
機械は、圧力チャンバ内の圧力が目標圧力より低い場合に制御システムが地面係合手段と地面との間の係合力を増大させるためにアームを下げるべく第１油圧アクチュエータを動作させるように構成されてもよい。
【０００８】
有利なことに、制御システムは、オペレーターがアームの高さをあまりにも高く設定した場合にアームを自動的に下げるようにオペレーターからの入力を無視及び／又は補完することができ、それによってバケットなどの地面係合手段がほんの一部しか充填されないことを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付図面を参照しながら、単なる例として本発明を説明する。
【図１】本発明に係る荷役運搬機械の概略側面図である。
【図２】図１の荷役運搬機械の一部の概略図である。
【図３】代替的な荷役運搬機械の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２を参照すると、シャーシ１２と運転室１４とを含む荷役運搬機械１０が示されている。運転室はシャーシ１２に取り付けられる。機械を地上で移動させるために、１対の無限軌道１６の形態の地面係合輸送手段が設けられる。
【００１１】
シャーシにはアームアセンブリ１８が取り付けられ、アームアセンブリは、ブーム２０の形態の第１アームと、ディッパー２２の形態の第２アームと、バケット２４の形態の地面係合手段とを含む。ブーム２０は、ブームの第１端部２０Ａにおいてリンク１２Ａにピボット２６によって旋回可能に取り付けられる。リンク１２Ａは、概ね垂直な軸でシャーシ１２に対して旋回可能に取り付けられる。ピボット２６は水平方向に配向される。ディッパーは、ブーム２０の第２端部２０Ｂにピボット２８によって旋回可能に取り付けられる。ピボット２８は水平方向に配向される。バケットは、ディッパー２２の端部２２Ａから離れたディッパー２２の端部２２Ｂにピボット３０によって旋回可能に取り付けられる。ピボット３０は水平方向に配向される。
【００１２】
第１油圧ラム３２の形態の第１油圧アクチュエータが、シャーシ１２に旋回可能に取り付けられた第１端部３２Ａと、ブームの第１端部と第２端部との間のブームの途中に旋回可能に取り付けられた第２端部３２Ｂとを有する。第２油圧ラム３４の形態の第２油圧アクチュエータは、ブームの第１端部と第２端部との間のブームの途中に旋回可能に取り付けられた第１端部３４Ａと、ディッパーの第１端部２２Ａに近接してディッパーに旋回可能に取り付けられた第２端部３４Ｂとを有する。第３油圧ラム３６の形態の第３油圧アクチュエータは、ディッパーの第１端部２２Ａに近接してディッパーに旋回可能に取り付けられた第１端部３６Ａと、ディッパーの第２端部に近接してリンク機構３８に旋回可能に取り付けられ第２端部３６Ｂとを有する。リンク機構３８は、それ自体知られており、単に第３油圧ラム３６の伸縮運動を、ピボット３０を中心とするバケット２４の回転運動に変換する。
【００１３】
第１油圧ラムの伸長はブームを上昇させ、第１油圧ラムの収縮はブームの低下を引き起こす。第２ラムの伸長はピボット２８を中心に（図２を見たとき）時計回りにディッパーを旋回させ、すなわち「ディッパーイン」方向にブームを移動させ、第２油圧ラム３４の収縮はピボット２８を中心に図２を見たとき反時計回りに、すなわち「ディッパーアウト」方向にディッパーを移動させる。第３油圧ラム３６の伸長はピボット３０を中心に時計回りに、すなわち「詰め込み」方向にバケット２４を移動させ、第３油圧ラム３６の収縮はピボット３０を中心に反時計回りに、すなわち「排出」方向にバケットを移動させる。
【００１４】
第１、第２及び第３油圧ラムはすべて複動油圧ラムである。複動油圧ラムはそれ自体知られている。それらはシリンダー内にピストンを含む。ピストンは、シリンダーの端部を越えて延びるロッドに取り付けられている。ピストンから離れたロッドの端部は、油圧ラムの一端を定める。ロッドから離れたシリンダーの端部は、油圧ラムの反対端を定める。ピストンとロッドから離れたシリンダーの端部との間に、「ヘッド側チャンバ」が定められる。ピストンとロッドの端部に近接するシリンダーの端部との間に、「ロッド側チャンバ」が定められる。ヘッド側圧力チャンバの加圧はラムを伸ばし、ロッド側チャンバの加圧はラムを縮ませる。
【００１５】
以下に説明するように、機械は、第１、第２及び第３油圧ラムを動作させるためのシステムを含む。
【００１６】
原動機４１によって駆動される油圧ポンプ４０。原動機４１は、他の原動機が適しているものの、内燃エンジンであってもよい。オペレーターがブーム制御装置４６を操作することによって、ブームスプール弁４４を作動させることができる。この例では、ブーム制御装置４６はジョイスティックである。ディッパー制御装置５０によって、ディッパースプール４８弁を制御することができる。この例では、ディッパー制御装置５０はジョイスティックである。ジョイスティック５０は、（図２に示されるように）ジョイスティック４６とは別個のジョイスティックであることができる。代わりに、ブーム制御装置４６とディッパー制御装置５０は、単一のジョイスティック内で共用化されることができる。
【００１７】
荷役運搬機械はまた制御システム５２を含み、制御システム５２の主要コンポーネントは、以下で更に説明されるように、弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、オリフィスＯ１、逆止弁Ｃ１及び関連する油圧ラインである。
【００１８】
弁Ｖ１は油圧作動式２位置スプール弁である。
【００１９】
弁Ｖ２は油圧リリーフ弁であり、リリーフ弁の設定値は変えることができる。
【００２０】
弁Ｖ３は２ピストン形ソレノイド作動式油圧スプール弁である。
【００２１】
弁Ｖ４は油圧補償弁である。
【００２２】
弁Ｖ５は２位置ソレノイド作動式油圧スプール弁である。
【００２３】
荷役運搬機械の動作は以下のとおりである。
【００２４】
制御システム５２は、オペレーターのオプションで選択的に有効に又は無効にすることができる。制御システム５２を有効にするために、オペレーターは、スプールＶ３２をばねＶ３３の付勢作用に抗して図２を見たときの下方に移動させ、それによって弁Ｖ３を開くために、弁Ｖ３のソレノイドＶ３１に電気信号を供給する、スイッチ、ボタン又は他のオペレーター入力装置（図示せず）を作動させる。制御システム５２を無効にするために、オペレーターは、ソレノイドＶ３１を停止させ、それによってばねＶ３３がスプールＶ３２を図２に示す位置へと図２を見たときの上方に押し進めることを可能にする、ボタン、スイッチ又は他のオペレーター入力装置を作動させる。
【００２５】
このようにして、図２に示すように、弁Ｖ３が閉じているので、制御システム５２は無効になっている。図２に示すように、制御システム５２が無効になっている機械の動作は以下の通りである。
【００２６】
原動機４１が油圧ポンプ４０を駆動し、油圧ポンプ４０がタンクＴから作動液を取り込み、油圧ラインＬ１を加圧する。図２に示すように、ディッパースプール弁が閉じ且つブームスプール弁が閉じているので、ラインＬ１で加圧された流体はリリーフ弁５１を通ってタンクＴに戻る。
【００２７】
ブームを上げることが望ましい場合、ブーム制御装置４６は、ブームスプール弁４４のブームスプール４４Ａが油圧ラインＬ１とＬ２とを接続するべく移動されるように操作される。これにより、作動液が第１油圧ラムのヘッド側圧力チャンバに入り、それによって油圧ラムを伸ばし、ブームを持ち上げる。ロッド側チャンバからの作動液が油圧ラインＬ３に入り、ブームスプール弁４４を通ってタンクＴに戻る。ブームを下げるために、ブーム制御装置４６は、ブームスプール４４Ａを反対方向に移動させ、それによって油圧ラインＬ１をＬ３と、油圧ラインＬ２をタンクＴと接続するように操作される。
【００２８】
ディッパーを「ディッパーイン」方向に移動させるために、ディッパー制御装置５０は、ディッパースプール弁４８のディッパースプール４８ＡがラインＬ１を油圧ラインＬ４と接続するように操作される。油圧ラインＬ４は油圧ラム３４の先端側に接続され、これによりラムが伸び、それによってピボット２８を中心にディッパーアームを時計回りに旋回させる。油圧ラム３４のロッド側にある作動液はラインＬ５に入り、その後ディッパースプール弁４８を通ってタンクＴに移動する。ディッパーを「ディッパーアウト」方向に移動させるために、ディッパー制御装置５０は、ディッパースプールがラインＬ１をＬ５と接続し且つラインＬ４をタンクに接続するように操作される。これにより油圧ラム３４の収縮がもたらされ、それによってディッパーはピボット２８を中心に反時計回りに移動させられる。
【００２９】
バケットスプール（図示せず）とバケット制御装置（図示せず）が、バケットの詰め込み及び排出を可能にするために同様に動作する。
【００３０】
溝などを掘る場合、アームアセンブリの典型的な動きのシーケンスは以下の通りである。
【００３１】
まず、ブームが下げられ、且つディッパーが「ディッパーアウト」方向に移動され、それによってバケット２４のバケット歯２５をシャーシ１２から離れるように移動させる。ブームはその後、バケット歯２５が地面に係合するように更に下げられる。バケットはその後、バケット歯を地中で移動させ始めるために少し押し込まれる。ディッパー制御装置５０、ブーム制御装置４６及びバケット制御装置（図示せず）は、ディッパーを「ディッパーイン」方向に漸進的に移動させ、ブームを「ブーム上昇」方向に移動させ、且つバケット歯が概ねシャーシに向かって移動するようにバケットを「詰め込み」方向に移動させるために、同時に操作される。理解されるように、バケットを効率的に地盤材料で満たすためにディッパー制御装置５０とブーム制御装置４６とバケット制御装置（図示せず）を同時に操作するには、スキルが関わっている。ひとたびバケットがいっぱいになると、ブームが上げられ、アームアセンブリが機械に対して横方向に振られ、その結果、バケットを排出位置に移動させることによって地盤材料が排出さる。このシーケンスが繰り返される。詳細には、バケットを充填する際にオペレーターがブームをあまりにも速く上げた場合、バケットは部分的にしか地盤材料で満たされない。或いは、オペレーターがブームを素早く十分に上げない場合、機械がバケットを地中で駆動するのに十分なほど強力ではないため、アームアセンブリは停止する。実際、このような状況下では、バケットがシャーシに向かって地中を移動するのではなく、バケットは静止したままで、シャーシと運転室がバケットに向かって移動するかもしれない。これは明らかにサイクルタイムの観点から望ましくなく、非効率的である。
【００３２】
適切に操作された場合、バケット歯が地盤を切り崩すときに、油圧ラム３４のヘッド側チャンバ内の作動液によって反力が提供される。このチャンバ内の油圧は、バケット歯２５と地面との間の係合力を示す。したがって、油圧ラム３４のヘッド側圧力チャンバ内の圧力が高いことは、地盤から歯への荷重が大きいことを示し、逆に油圧ラム３４のヘッド側圧力チャンバ内の圧力が低いことは、地盤から歯への力が小さいことを示す。
【００３３】
出願人は、バケットのような地面係合手段と地面との間の係合力を示す油圧シリンダー内の圧力を用いて更なる油圧ラム等を制御することができ、その結果、更なる油圧ラム等は地面係合手段と地面との間の係合力を変更するように動作可能であることを最初に認識した。
【００３４】
制御システム５２の動作
要するに、制御システム５２は、油圧ラム３４のヘッド側チャンバ内の圧力に対する目標圧力を設定する。目標圧力を超えた場合、これは歯２５と地面との間の係合力が大きすぎることを示し、制御システムは従ってブームを上げ、それによって歯と地面との間の係合力を減少させる。逆に、油圧ラム３４のヘッド側チャンバ内の圧力が目標圧力未満である場合、これは歯と地面との間の係合力が小さすぎることを示し、制御システムはブームを下げ、それによって歯と地面との間の係合力を増大させる。このように制御システムは歯と地面との間の係合力を制御し、それによってバケットの効率的な充填を確実にし、結果としてサイクル時間を向上させる。
【００３５】
より詳細には以下のとおりである。
【００３６】
オペレーターが制御システム５２を使用したい場合、オペレーターはリリーフ弁Ｖ２を所望のリリーフ弁吹き出し圧力設定値（掘削する地盤の種類に依存する）に設定し、上記のボタンスイッチ又は他のオペレーター入力装置が作動され、それによってソレノイドＶ３１に電力を供給し、従って上記のように弁Ｖ３を開く。システムは、ソレノイドＶ３１が作動されたとき、同時にソレノイドＶ５１が作動され、それによって弁Ｖ５を開くように構成される。
【００３７】
溝などを掘り始めるために、オペレーターは、歯２５がシャーシから離れて配置されるようにアームアセンブリ１８を操作し、（上記のように）ブームを更に下げることによって歯２５と地面とを係合させる。次いで、オペレーターは、（上記のように）歯２５を概ね機械に向かって引き寄せるように、ブーム制御装置４６、ディッパー制御装置５０及びバケット制御装置（図示せず）を操作する。このような状況下では、歯は地面に係合し、ディッパーは油圧ラム３４が伸びていることによって「ディッパーイン」方向に移動される。
【００３８】
ブームが低すぎる場合、歯と地面との間の係合力はディッパーが「ディッパーイン」方向に移動するにつれ増大し、それによってラム３４のヘッド側チャンバ内の圧力を増大させる。この圧力は、圧力感知ラインＬ６及びＬ７がラインＬ８に接続され、ラインＬ８が同様にラインＬ４に接続されていることによって、弁Ｖ２によって感知される。従って、ひとたび油圧ラム３４のヘッド側の圧力が弁Ｖ２のリリーフ弁圧力設定値を超えると、弁Ｖ２が開き、それによって比較的小さな作動液の流れがラインＬ８、Ｌ７、Ｌ６及びＶ２を通ってタンクＴに戻る。作動液が弁Ｖ２を通って流れるとき、オリフィスＯ１がラインＬ７とＬ６との間で圧力降下を作り出す。特に、Ｌ７内の圧力はＬ６内の圧力よりも大きくなる。Ｌ７内のこの大きな圧力が弁Ｖ１の端部Ｖ１１に作用し、ラインＬ６内の低下した圧力が弁Ｖ１の端部Ｖ１２に作用する。詳細には、オリフィスＯ１を通る十分な流れによって、ラインＬ７内の圧力は、スプールＶ１４に作用するラインＬ６内の圧力とばねＶ１３とによって生じた合力に打ち勝ち、それによってラインＬ８をラインＬ９と接続するように弁Ｖ１のスプールＶ１４を、図２を見たときの上方に移動させる。上述のように、弁Ｖ３は開放されているので、ラインＬ９はラインＬ１０に接続されている。弁Ｖ４は、弁を通る制御流れをもたらす補償弁である。従って、ラインＬ１０は次にラインＬ１１に接続される。ラインＬ１１はラインＬ２に接続され、上記のように、ラインＬ２は油圧ラム３２のヘッド側チャンバに接続される。
【００３９】
従って、要するに、油圧ラム３４Ａのヘッド側チャンバ内の圧力が目標圧力を超えると、弁Ｖ２が開き、それによってポンプ４０からラインＬ１に沿って且つディッパースプール弁４８を通ってラインＬ４へと通過した作動油の一部をノードＮ１においてラインＬ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ２へ及び油圧ラム３２のヘッド側チャンバへと迂回させることができ、それによってブームを上げ、従って歯２５を地面から移動させ始め、従って歯２５と地面との係合力を減少させる。
【００４０】
理解されるように、制御システムがブームを上げるとき、油圧ラム３４のヘッド側チャンバ内の圧力が目標圧力を下回ることがあり、その場合には弁Ｖ２は閉じる。これによりオリフィスＯ１を通る流れを停止させ、それによってラインＬ６及びＬ７内の圧力を均等化する。ひとたびラインＬ６及びＬ７内の圧力が均等化されると、スプールＶ１４はばねＶ１３の力によって図２に示す位置まで後退する。スプールが図２に示す位置にあることによって、油圧ラム３２のヘッド側チャンバは、ラインＬ１２によって、ラインＬ２、Ｌ１１、Ｌ１０、Ｌ９及びスプールＶ１を介してタンクＴに接続される。地面に対するバケット歯の向きと組み合わせたディッパーの「ディッパーイン」方向への継続的な動きは、歯が自然に地面に更に係合しやすいように、自然にブームの低下を引き起こし、それによって歯と地面との間の係合力を増大させる。
【００４１】
上述のように、弁Ｖ３のソレノイドＶ３１が操作されると、システムは、同時に弁Ｖ５のソレノイドＶ５１を操作し、それによって弁Ｖ５を開くように構成されている。従って、制御システムが有効になっている間は常に、弁Ｖ５が開放され、開放弁Ｖ５は、ラインＬ１３を介して油圧ラム３２のロッド側チャンバをラインＬ１４に、従ってタンクＴに簡単に接続する。このため、アクチュエータ３２のロッド側は常に「フロート」状態にあり、すなわち、作動液がロッド側油圧チャンバを出入りするのに制限はない。
【００４２】
逆止弁Ｃ１は、ラインＬ８及びＬ９が流体連通するようにスプールＶ１４が配置されているときにラム３２のヘッド側油圧チャンバ内の圧力がラム３４のヘッド側油圧チャンバ内の圧力を超えた場合に、油圧ラム３２のヘッド側チャンバから油圧ラム３４のヘッド側チャンバへの作動液の逆流を防止するために配置される。
【００４３】
理解されるように、制御システム５２はブームスプール弁４４の動作を増大させる。詳細には、オペレーターはブームスプール弁４４を完全に制御するが、油圧ラム３２のヘッド側／ロッド側チャンバに流出入する作動液は、特定の状況下でＬ１１とＬ１３に沿った流体の流れによって増加する。
【００４４】
図３を参照すると、代替的な荷役運搬機械１０’が示されており、図３において、荷役運搬機械１０の構成要素と実質的に同様の機能を果たす構成要素は同様に、しかし’を加えて符号が付けられる。この例では、圧力センサ６０が、油圧ラム３４’のヘッド側チャンバ内の圧力を示す信号を供給する。制御システム５２’は処理装置、この例ではＥＣＵ（電子制御ユニット）を含む。制御システム５２’はまたメモリ６２を含み、メモリ６２内に目標圧力を記憶することができる。オペレーターは、動作条件、特に地盤条件に応じてメモリ６２内に記憶された目標圧力を修正することができる。
【００４５】
制御システム５２’は、オペレーターがボタン、スイッチ又は他のオペレーター入力装置（図示せず）を操作することによって、有効に又は無効にすることができる。
【００４６】
この例では、ディッパースプール弁４８’は、ブームスプール弁４４’と同様に、ソレノイド作動式である。
【００４７】
制御システム５２’が無効になっている機械１０’の動作は、制御システム５２が無効になっている機械１０の動作と同様である。唯一の違いは、ディッパースプール弁４８’とブームスプール弁４４’はソレノイド作動式であり、一方、ディッパースプール弁４８とブームスプール弁４４は圧力作動式であることである。明らかに、ディッパー制御装置５０’とブーム制御装置４６’はディッパースプール弁４８’とブームスプール弁４４’のソレノイドに適切な信号を供給することができる。
【００４８】
オペレーターが制御システム５２’を使用すると決めると、オペレーターはメモリ６２内に記憶された目標圧力を（掘削する地面のタイプに応じて）所望のレベルに設定する。処理装置は、油圧ラム３４’のヘッド側チャンバ内の圧力を示すセンサ６０からの信号を受信する。処理装置は、比較器６３を用いてこの信号を目標圧力と比較する。信号が目標圧力を超える場合には、処理装置は、ブームを上げる必要性を示す信号を生成する。この信号は、加算装置６４でブーム制御装置４６’からの信号と合成され、合成信号は、信号線ＳＬ１を介してディッパースプール弁４８’に送られる。スプール弁４８’で受信された信号は、ブーム制御装置４６’を操作するオペレーターによって指示されたのとは異なるようにディッパースプール４８Ａ’を移動させ、従ってブームは、油圧ラム３２’によって上げられる。
【００４９】
更なる実施形態（図示せず）において、処理装置は、油圧ラム３４’のヘッド側圧力チャンバ内の圧力を示す信号を受信するように構成されることができ、且つその信号を目標圧力と比較するように構成され、信号が目標圧力より低い場合、処理装置はブームを下げる必要性を示す信号を生成するように構成され、制御システムは、前記信号に応じて、バケット歯と地面との間の係合力を増大させるためにブームを下げるように油圧ラム３２’を動作させる。
【００５０】
上記のように、溝を掘るとき、バケットはシャーシに向かって引き寄せられる。この動きが生じている間、ブームは、バケット歯と地面との間の係合力に応じて上げられ又は下げられる。理解されるように、バケットはシャーシに向かって移動しているため、バケットの歯の移動方向は実質的に水平である。しかし、それは正確に水平でなくてもよく、代わりに歯がシャーシに向かって移動するときに上向きに傾斜させるか又は下向きに傾斜させることができる。言い換えれば、地面係合手段の移動方向は、移動の水平成分を有する。移動方向は、移動の垂直成分を含んでいてもいなくてもよい。移動方向が移動の水平成分と移動の垂直成分とを含む場合、移動の水平成分は移動の垂直成分よりも大きいことができる。
【００５１】
上記のように、目標圧力はオペレーターの判断で変更することができる。詳細には、地盤が比較的軽い地盤である（例えば、砂の含有量が高い）場合、目標圧力を比較的低く設定することができる。代わりに、地盤が重い地盤（例えば、粘土）である場合、目標圧力を比較的高く設定することができる。
【００５２】
上述のように、制御システムは、ボタン、スイッチ又は他のオペレーター入力装置の操作によって有効に又は無効にすることができる。しかしながら、制御システムを有効にする別の方法がある。また、制御システムの有効化又は無効化を制御する制御ロジックは、システムを有効／無効にするのに複数のイベントを必要としてもよい。従って、制御システムは、ボタン、スイッチ又は他のオペレーター入力装置がオペレーターによって操作されただけでなく、油圧ラム３４又は３４’のヘッド側圧力チャンバ内の圧力が中レベル以上である場合にのみ、有効にすることができる。この最小レベルは、バケットが地面を掘り始めることを示し得る。圧力がこの最小レベルを下回るとき、これは、例えばバケット内の物質をダンプするためにブームがサイドに振られている場合に、バケットが地面から係合解除されていることを示し得る。代わりに、又は加えて、制御システムは、ブーム制御装置４６、４６’の移動及び又はディッパー制御装置５０、５０’の移動が一定のレベルを超えた（例えば、ジョイスティックがある一点を越えて移動した）場合にのみ有効にすることができる。
【００５３】
上記のように、第２油圧ラム３４内の圧力が目標圧力と比較される。しかしながら、第３油圧ラム３６、３６’のヘッド側油圧チャンバ内の圧力も地面係合手段と地面との間に強制的な係合を示し、従って、弁Ｖ２を油圧ラム３６又は３６’のヘッド側チャンバに接続することができ、又は圧力センサ６０を油圧ラム３６又は３６’のヘッド側チャンバに接続することができる。
【００５４】
本発明は、ブームと、ディッパーと、地面係合手段とを有するアームアセンブリに限定されるものではない。本発明は、他のアームアセンブリにも適用可能である。特に、本発明は、バックホー荷役機械のバックホーにも適用可能である。
【００５５】
本発明はまた、バックホー荷役機械のローダーにも適用可能である。ローダーが、バックホーローダーのシャーシに対して水平軸を中心に旋回可能に取り付けられたアームを有することができる。ショベル又は他の地面係合手段がアームに取り付けられてもよい。詳細には、ショベルは、アームに直接取り付けられ、例えばアームに旋回可能に取り付けられることができる。第１油圧ラムが、アームを上げ下げするように動作可能である。第２油圧ラムが、ショベルを詰め込み又はダンプするように動作可能である。ショベルを詰め込み又はダンプするラムの圧力チャンバ内の圧力は、特に機械が前方に駆動され、バケットの歯が地面に係合し、バケットがその結果、徐々に地盤材料で満たされる場合に、ショベルと地面との間の係合力を示す。ショベル歯と地面との間の係合力が低すぎる場合、バケットは、地面の表面を横切って「すれすれに通って」おり且つ充填されていないことがある。このような状況下では、バケットの歯を地面と適切に係合させるためにアームを下げることが望ましい。或いは、アームを下げすぎた場合、機械を前方に駆動することができない程にショベル歯が地面と係合し、従ってショベルが地盤材料で満たされないことがある。このような状況下では、アームを上げ、それによって、機械が前方に駆動され、従ってショベルを地盤材料で満たすことができるようにショベル歯を持ち上げることが望ましい。
【００５６】
本発明は、ショベル又はバケットのような、地盤材料を集める地面係合手段に限定されるものではない。本発明は、他の地面係合手段、特にブルドーザブレードのようなブレードにも同様に適用可能である。
【００５７】
上記のように、アームアセンブリ１８は、運転室１４とシャーシ１２に対して横方向に旋回可能である。更なる実施形態では、そうである必要はない。詳細には、アームは、概ね水平な軸を中心にシャーシ及び運転室１４に直接取り付けられることができ、シャーシ及び運転室１４は、概ね垂直な軸を中心に地面係合搬送手段に対して回転することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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