(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に傾動できるように機械に回動自在に取り付けられた排土板のための排土板制御装置において、
タンクと、
ポンプと、
ヘッド側流体室とロッド側流体室とを有し、前記機械の両側において機械と排土板の間に配設された第１と第２の流体シリンダと、
前記ポンプと前記タンクとに接続され、第１と第２の制御ポートを備え、前記ポンプを前記第１の制御ポートに接続する作用位置を有する方向制御弁と、
前記方向制御弁の第１と第２の制御ポートに接続され、前記第１の流体シリンダのヘッド側流体室に接続されたシリンダポートと、バルブポートとを備え、前記方向制御弁の第１の制御ポートおよび前記バルブポートを前記シリンダポートに連通させる作用位置を有する流体再生弁と、
前記再生弁のバルブポートに接続され、前記第１の流体シリンダのロッド側流体室に接続された第２のシリンダポートと、前記第２の流体シリンダのロッド側流体室に接続された第３のシリンダポートと、前記第２の流体シリンダのヘッド側流体室に接続された第４のシリンダポートとを備え、前記第１の流体シリンダのロッド側流体室を前記第２の流体シリンダのヘッド側流体室に接続し、かつ、前記第２の流体シリンダのロッド側流体室を前記再生弁のバルブポートに接続させる作用位置を有する選択弁とを具備する排土板制御装置。
【請求項２】
前記方向制御弁が前記作用位置にあるとき、方向制御弁の第２の制御ポートが前記タンクに連通し、
前記流体再生弁が他の作用位置、すなわち、前記方向制御弁の第１の制御ポートを前記再生弁の第１のシリンダポートに連通させ、かつ、前記方向制御弁の第２の制御ポートを前記再生弁のバルブポートに連通させる他の作用位置を有する請求項１に記載の排土板制御装置。
【請求項３】
前記第１と第２の流体シリンダが、前記ヘッド側流体室と前記ロッド側流体室とを分離させるピストンを有しており、該ピストンが前記ヘッド側流体室の一端を形成する円形部分と、前記ロッド側流体室の一端を形成する環状部分とを有しており、前記第１の流体シリンダの円形部分の面積が前記第２の流体シリンダの円形部分の面積よりも大きくなっている請求項１に記載の排土板制御装置。
【請求項４】
前後に傾動できるように機械に回動自在に取り付けられた排土板のための排土板制御装置において、
ヘッド側流体室と、ロッド側流体室と、前記ヘッド側流体室と前記ロッド側流体室とを分離させるピストンとを有し、前記機械の両側において機械と排土板の間に配設された第１と第２の流体シリンダであって、前記ピストンが関連する流体シリンダのヘッド側流体室の一端を形成する円形部分と、関連する流体シリンダのロッド側流体室の一端を形成する環状部分とを有して成る第１と第２の流体シリンダと、
前記第１の流体シリンダのロッド側流体室を前記第２の流体シリンダのヘッド側流体室に直列関係で接続し、前記第１の流体シリンダのロッド側流体室から排出される流体を前記第２の流体シリンダのヘッド側流体室に供給する弁装置と、を具備し、
前記第１の流体シリンダのピストンのヘッド端部側の円形部分が、前記第２の流体シリンダのピストンのヘッド端部側の円形部分より大きな面積を有して成る排土板制御装置。
【請求項５】
前記第１の流体シリンダのピストンのロッド端部側の環状部分が、前記第２の流体シリンダのピストンのヘッド端部側の円形部分と等しい面積を有して成る請求項４に記載の排土板制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の主従シリンダを備え、第１段階の流体再生流れと第２段階の流体再生流れを作る排土板制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体シリンダの作動速度を高くするために、主従の直列の流れ関係にある一対の流体シリンダを用いることが周知となっている。典型的に主シリンダのロッド側流体室が従シリンダのヘッド側の流体室に接続され、加圧された作動流体が主シリンダのヘッド側流体室に供給されるとき、主シリンダのロッド側流体室から排出される流体が従シリンダのヘッド側流体室に導入される。従シリンダのロッド側流体室からの流体は典型的にタンクに排出される。従来は、前記主従シリンダは大きさや構造が同一のシリンダであった。こうした主従シリンダの特徴を備えたシステムが米国特許第４８０２５３７号に開示されている。
【０００３】
上記特許に開示された制御装置では、ピストン棒の各動作に対する主シリンダのロッド側流体室から排出される流体の体積は、主シリンダのヘッド側流体室に供給される流体の体積よりも少ない。これにより、主シリンダは従シリンダよりも大きくかつ速く伸長することとなる。然しながら、主従シリンダの対により制御される上記特許の排土板は土ならしに用いられ、非常に大きな力や後方への傾動動作を生じさせる必要がない。従って、シリンダの行程は比較的短く、シリンダの伸長動作の不釣り合いが排土板の動作に悪影響を与えることがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
排土板から材料を排出するために非常に大きく傾動させることが要求される「キャリードーザ」型の排土板に、一対の主従シリンダが連結されている場合には、流体シリンダの不釣り合いな伸長動作が問題となる。より詳細には、主シリンダが伸長限界に達したときに、従シリンダにより制御される排土板側に相当量の材料が残る。最後に、キャリードーザは典型的に大掘削に用いられ、供給ポンプのサイズを大きくすることなく、単に主従シリンダの構成により得られる速度よりも速く荷を排出することが望まれる。更に、従シリンダの伸長速度を主シリンダの伸長速度と同等まで高め、排土板の両側が同時に最大排出位置に到達するようにすることが望ましい。
本発明はこうした問題を解決することを技術課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの特徴によれば、排土板制御装置が、タンクに接続されたポンプと、機械の両側において機械と排土板の間に配設された第１と第２の流体シリンダとを具備している。方向制御弁が前記ポンプと前記タンクとに接続され、第１と第２の制御ポートを備えている。方向制御弁は、前記ポンプを前記第１の制御ポートに接続する作用位置を有する。流体再生弁が、前記方向制御弁の第１と第２の制御ポートに接続され、前記第１の流体シリンダのヘッド側流体室に接続されたシリンダポートと、バルブポートとを備えている。流体再生弁は、前記方向制御弁の第１の制御ポートおよび前記バルブポートを前記シリンダポートに連通させる作用位置を有する。選択弁が、前記再生弁のバルブポートに接続され、前記第１の流体シリンダのロッド側流体室に接続された第２のシリンダポートと、前記第２の流体シリンダのロッド側流体室に接続された第３のシリンダポートと、前記第２の流体シリンダのヘッド側流体室に接続された第４のシリンダポートとを備えている。選択弁は、前記第１の流体シリンダのロッド側流体室を前記第２の流体シリンダのヘッド側流体室に接続し、かつ、前記第２の流体シリンダのロッド側流体室を前記再生弁のバルブポートに接続させる作用位置を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照すると、排土板制御装置１０は、機械１２に適宜に取り付けられた排土板１１を位置決めするように図示されている。この機械は、一対のユニバーサルジョイント１４により該機械１２の両側に連結された一対のプッシュアーム１３を有している。排土板は、一対のユニバーサルジョイント１６によりプッシュアーム１３の前端に回動自在に連結されている。通常の態様にて排土板を上動または下動させるために、一対の複動型流体シリンダ１７が機械と排土板との間に連結されている。排土板を機械に対して傾動動作させるために、一対の複動型傾動シリンダ１８、１９が機械の両側において、プッシュアーム１３と排土板１１との間に配設されている。
【０００７】
この適用例では傾動動作は、排土板１１に概ね垂直な長手の水平軸線２２を中心とした排土板のチルティング動作と、排土板に概ね平行な横断方向の水平軸線２３を中心とするチッピング動作とを含む。
【０００８】
排土板制御装置１０は、ソレノイド式の方向制御弁２４と、ソレノイド式の流体再生弁２５と、ソレノイド式の選択弁２６とを具備する。これらの弁は従来と同様に電気信号により作動する。方向制御弁２４は、ポンプ２７とタンク２８とに接続されており、一対の制御ポート２９、３０を有している。方向制御弁は、中立位置にて図示されており、第１と第２の可変の作用位置へ両方向に移動することができる。本実施形態において方向制御弁は、例えば、適当なレバー３２の動作に応答して発生する信号発生器３１からの信号により作動する。
【０００９】
流体再生弁２５は２位置式の弁であって、方向制御弁の制御ポート２９、３０に接続されている。流体再生弁２５はシリンダポート３３とバルブポート３４とを有している。シリンダポート３３は左側のシリンダ１８のヘッド側流体室２１に接続されている。再生弁２５は、通常は図示する作用位置に付勢されており、かつ、左方へ他の作用位置に移動することができる。本実施形態では、流体再生弁は、例えば、制御レバー３２に配設された押しボタン３５からの電気信号に応答して左方へ移動する。
【００１０】
選択弁２６は、再生弁２５のバルブポート３４に接続されており、流体シリンダ１８のロッド側流体室２０に接続されたシリンダポート３６と、流体シリンダ１９のロッド側とヘッド側流体室２０、２１の各々に接続されたもう一対のシリンダポート３７、３８を有している。選択弁は３位置式の弁であり、バネにより図示する位置に付勢されている。選択弁は、図示する位置から２つの位置の一方に移動することができる。選択弁２６は、レバー３２の動作と無関係に或いは組み合わせて移動させることができる。
【００１１】
流体シリンダ１８は、ヘッド側流体室２１とロッド側流体室とを分割するピストン４４を有している。該ピストンは、ヘッド側流体室の一端を形成する円形部分４６と、ロッド側流体室２０の一端を形成する環状部分４７とを有している。同様に流体シリンダ１９は、ヘッド側流体室とロッド側流体室とを分割するピストン４８を有している。該ピストンは、ヘッド側流体室２１の一端を形成する円形部分４９と、ロッド側流体室２０の一端を形成する環状部分５０とを有している。本実施形態では、ピストン４４の環状部分４７はピストン４８の円形部分４９と同じ面積を有しており、かつ、ピストン４４の円形部分４６の面積はピストン４８の円形部分４９の面積よりも大きくなっている。
【００１２】
本実施形態において方向制御弁２４、再生弁２５、選択弁２６は、電気信号により作動するソレノイド弁にて構成されているが、本発明は弁の形態には限定されず、上記弁の各々は、電気信号により作動する比例弁からのパイロット信号により作動するパイロット弁や、手操作式のパイロット弁にて構成することもできる。
【００１３】
以下本発明実施形態の作用を説明する。
選択弁２６がその右方の作用位置に移動している場合、作業者が押しボタン３５を押して、流体再生弁２５を左方の作用位置に移動させるとともに、例えば、制御レバー３２を右方へ移動させて方向制御弁を右方の作用位置に移動させることにより、流体シリンダ１８、１９が急速に伸長して排土板１１が前方へ傾動動作（チルティング動作）する二段階再生を得ることができる。上記弁２４、２５、２６が既述した作用位置にあるとき、ポンプ２７からの加圧された作動流体は流体シリンダ１８のヘッド側流体室２１に供給される。流体シリンダ１８は主シリンダとして作用し、ロッド側流体室２０から排出される流体が、前記選択弁を介して従シリンダとして作用する流体シリンダ１９のヘッド側流体室に供給される。これにより第１段階の流体再生が提供され、両方のシリンダのヘッド側流体室の間でポンプからの流れを分けた場合と比較して、シリンダは２から３倍速く伸長する。本実施形態では、ピストン４４の環状部分がピストン４８の円形部分４９と等しい面積にて形成されているので、２つのシリンダは同じ速度で伸長する。
【００１４】
第２段階の流体再生は、流体シリンダ１９のロッド側流体室２０から排出される流体を、ポンプ２７から再生弁２５を介して流体シリンダ１８のヘッド側流体室へ流入する流体に組み合わせることにより得られる。ロッド側流体室２０からの流体と流体シリンダ１８のヘッド側流体室２１への流体に組み合わせることにより、流体シリンダの伸長速度が更に２から３倍増加し、両方のシリンダのヘッド側流体室の間でポンプからの流れを分けた場合と比較して、４から６倍速くなる。
【００１５】
前方へ比較的低速で傾動（チッピング動作）させる場合には、再生弁２５を図示する作用位置に保持し、選択弁２６を右方の作用位置に移動させ、かつ、方向制御弁２４を右方に移動させて、ポンプ２７からの加圧された作動流体を流体シリンダ１８のヘッド側流体室２１に供給する。ロッド側流体室２０から排出された流体は、選択弁２６を通じて流体シリンダ１９のヘッド側流体室２１に流入する。然しながら、この作動モードでは、流体シリンダ１９のロッド側流体室２０から排出される流体がタンクに戻され、第２段階の流体再生が行われない。
【００１６】
排土板を後方へ傾動（チッピング動作）させる場合には、方向制御弁２４を左方へ移動させ、かつ、選択弁２６を右方の作用位置に保持し、かつ、再生弁を図示する作用位置とする。弁をこのように設定することにより、ポンプからの流体は、方向制御弁２４、再生弁２５、選択弁２６を介して流体シリンダ１９のロッド側流体室２０に供給される。流体シリンダ１９のヘッド側流体室２１から排出される流体は選択弁を介して流体シリンダ１８のロッド側流体室２０に供給される。流体シリンダ１８のヘッド側流体室２１から排出される流体はタンク２８に排出される。ピストン４８の円形部分４９の面積がピストン４４の環状部分４７の面積に等しいので、両方のシリンダは同じ速度で収縮する。
【００１７】
２つのシリンダによる排土板を傾動（チルティング動作）は、再生弁２５と選択弁２６を図示する位置として方向制御弁２４を作動させることにより達成される。１つのシリンダによる排土板を傾動（チルティング動作）は、再生弁２５を図示する位置とし、選択弁２６を左方の作用位置に移動させた上で方向制御弁２４を作動させることにより達成される。
本発明の他の特徴、目的、利点は図面、開示、請求の範囲から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の略示ブロック図である。
【図２】本発明の排土板制御装置を適用する排土板の斜視図であり、該排土板が取り付けられる機械が二点鎖線で示されている。
【符号の説明】
１０…排土板制御装置
１８…流体シリンダ
１９…流体シリンダ
２４…方向制御弁
２５…流体再生弁
２６…選択弁
２７…ポンプ
２８…タンク
【図１】
0004031088.tif 000002
【図２】
0004031088.tif 000003