(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体源と、
アタッチメント又はツールへの接続のために適合され、前記アタッチメント又はツールの操作を制御するために操作可能な流体操作アクチュエータと、
前記圧力流体源及び前記流体操作アクチュエータと流体連通して接続され、少なくとも、圧力流体が前記圧力流体源から前記流体操作アクチュエータへの流れを許される第１の位置と、前記圧力流体が前記流体操作アクチュエータへの流れを妨げられる第２の位置との間を移動可能である信号操作制御器と、
前記流体操作アクチュエータの圧力状態を感知するために配置され、前記信号操作制御器の信号入力に接続され、第１の所定圧力レベルが前記流体操作アクチュエータで感知されたとき、前記圧力流体の制御された量が前記流体操作アクチュエータへ流れることを許すために前記信号操作制御器を前記第１と前記第２の位置との中間の位置に移動させるために操作可能な前記信号操作制御器へ信号を送る操作が可能である圧力感知信号制御装置と、
前記流体操作アクチュエータと流体連通して配置され、前記流体操作アクチュエータの圧力が前記第１の所定圧力レベルより大きい第２の所定圧力レベルを越えると圧力を逃がすために操作可能なリリーフ弁と、
さらに、前記圧力流体源と連通し、前記第２の所定圧力レベルより大きい操作圧力を有し、前記流体操作アクチュエータとは異なる、追加の流体操作装置に供給される流体の圧力降下が、前記信号操作制御器が前記第１と前記第２の位置との中間の位置に動かされるときに減少する、前記追加の流体操作装置と、
を備えることを特徴とする作業機械と関連するアタッチメント又はツールの操作を制御する油圧システム。
【請求項２】
圧力流体源と、
アタッチメント又はツールの操作を制御する流体操作アクチュエータと、
前記圧力流体源及び前記流体操作アクチュエータと流体連通して接続され、少なくとも、前記流体操作アクチュエータを一つの方向に操作するために圧力流体が第１の流路を経由して流れることを許される第１の位置、前記流体操作アクチュエータを第２の方向に操作するために前記圧力流体が第２の流路を経由して流れることを許される第２の位置及びいかなる流体も前記流体操作アクチュエータへ流れることを許されない第３の位置との間を移動可能である信号操作制御器と、
パイロット圧力源及び前記信号操作制御器の両方と連通して配置され、前記流体操作アクチュエータと連通する信号ポートを有し、前記流体操作アクチュエータと関連する圧力に応答し、前記流体操作アクチュエータの圧力状態が第１の所定圧力に達すると制御信号を前記信号操作制御器に送るために操作可能であるパイロット信号制御装置と、
前記制御信号を入力するために前記パイロット信号制御装置を前記信号操作制御器に連通する信号通路と、
前記第１の流路と連通して配置され、前記第１の流路内の圧力を第２の所定圧力以下に維持する操作が可能であるリリーフ弁と、
を備え、
前記パイロット信号制御装置は、前記信号操作制御器が前記第１の流路を経由して前記流体操作アクチュエータへの流体流れを許す操作が可能であり、前記第１の所定圧力が前記流体操作アクチュエータ内で達成されると、前記制御信号を前記信号操作制御器へ出力し、
前記制御信号は、前記第１の流路を通る流体流れおよび前記リリーフ弁を通る流体流れを最小化するように前記信号操作制御器をその前記第１の位置からその前記第３の位置に向けて動かす操作が可能であることを特徴とする作業機械と関連するアタッチメント又はツールの操作を制御する油圧システム。
【請求項３】
前記信号操作制御器は、油圧作動の制御弁であることを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
【請求項４】
前記パイロット信号制御装置は、油圧作動の圧力応答弁であることを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
【請求項５】
前記信号操作制御器は、電子作動の制御弁であることを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
【請求項６】
前記パイロット信号制御装置は、電子作動の圧力応答弁であることを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
【請求項７】
前記油圧システムは、前記流体操作アクチュエータとは異なる、他の作業装置の操作をまた制御し、
前記他の作業装置の少なくとも１つの操作圧力は、前記流体操作アクチュエータの操作圧力よりも大きく、
前記制御信号は、前記第１の流路への流体流れを減少させる操作が可能であり、その結果、前記他の作業装置の少なくとも１つに供給される流体の圧力降下を減少させる、
ことを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
【請求項８】
前記信号操作制御器は、その前記第１、前記第２及び前記第３の位置間の前記信号操作制御器の動きを制御する一対の信号ポートを含み、
さらに前記油圧システムは、前記信号操作制御器への制御信号を調整する前記パイロット信号制御装置及び前記信号操作制御器両方と流体連通して配置される減圧弁を含み、
前記減圧弁は、前記一対の信号ポート間の所定圧力差を維持する操作が可能である、  ことを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
【請求項９】
少なくとも１つの油圧ポンプと、
作業機械と関連するいろいろな作業装置の操作を制御し、前記少なくとも１つの油圧ポンプにより駆動される多数のアクチュエータと、
前記多数のアクチュエータへの流体流れを制御する多数の流れ制御弁と、
を備え、
前記多数のアクチュエータは、第１の負荷圧力の下で操作する第１のアクチュエータと、第１の負荷圧力よりも小さい第２の負荷圧力の下で操作する第２のアクチュエータとを含む油圧制御システムであって、
前記油圧制御システムは、さらに
パイロット圧力源及び前記第２のアクチュエータと関連する流れ制御弁の両方に連通して配置され、前記第２のアクチュエータと連通する信号ポートを有し、前記第２のアクチュエータと関連する圧力に応答し、前記第２のアクチュエータにおける圧力状態が第１の所定圧力に達すると、制御信号を前記第２のアクチュエータと関連する流れ制御弁に送るために操作可能である圧力応答弁と、
前記制御信号を入力するために前記圧力応答弁を前記第２のアクチュエータに関連する前記流れ制御弁に連通させる信号通路と、
圧力流体流れが前記少なくとも１つの油圧ポンプから前記第２のアクチュエータへ流れることを許す少なくとも第１の位置と圧力流体流れが前記第２のアクチュエータへ流れることを妨げる第２の位置との間で操作可能である前記第２のアクチュエータと関連する前記流れ制御弁と、
を備え、
前記圧力応答弁は、前記第２のアクチュエータと関連する前記流れ制御弁がその第１の位置で操作可能であり、前記第１の所定圧力が前記第２のアクチュエータ内で達成されると、前記制御信号を前記第２のアクチュエータと関連する前記流れ制御弁へ出力し、
前記制御信号は、前記流れ制御弁を通る流体流れを最小化し、前記第１のアクチュエータへの流体流れにおける圧力降下を最小化するように、前記第２のアクチュエータと関連する前記流れ制御弁を動かす操作が可能であることを特徴とする油圧制御システム。
【請求項１０】
前記第２のアクチュエータと関連する前記流れ制御弁及び前記圧力応答弁の両方に連通して配置され、前記第２のアクチュエータと関連する前記流れ制御弁を調整する減圧弁を含むことを特徴とする請求項９記載の油圧制御システム。
【請求項１１】
圧力流体源と、
アタッチメント又はツールの操作を制御するアクチュエータと、
前記圧力流体源及び前記アクチュエータと流体連通して接続され、一対の信号ポートを有し、少なくとも、前記アクチュエータを一つの方向に操作するために圧力流体が第１の流路を経由して流れることを許される第１の位置、前記アクチュエータを第２の方向に操作するために圧力流体が第２の流路を経由して流れることを許される第２の位置及びいかなる流体も前記アクチュエータへ流れることを許されない第３の位置との間を移動可能である信号操作制御器と、
パイロット圧力源及び前記信号操作制御器の両方と流体連通して配置され、前記アクチュエータと連通する信号ポートを有し、前記アクチュエータと関連する圧力に応答し、前記アクチュエータの圧力状態が第１の所定圧力に達すると制御信号を前記信号操作制御器に送るために操作可能であるパイロット信号制御装置と、
前記制御信号を入力するために前記パイロット信号制御装置を前記信号操作制御器に連通する前記信号通路と、
前記第１の流路と連通して配置され、前記第１の流路内の圧力を第２の所定圧力以下に維持する操作が可能であるリリーフ弁と、
前記信号操作制御器への前記制御信号を調整するために前記信号操作制御器及び前記パイロット信号制御装置と流体連通して配置される減圧弁と、
を備え、
前記パイロット信号制御装置は、前記信号操作制御器が前記第１の流路を経由して前記アクチュエータへの流体流れを許す操作が可能であり、前記第１の所定圧力が前記アクチュエータ内で達成されると、前記制御信号を前記信号操作制御器へ出力し、
前記第１の流路を通る流体流れを最小化するように、前記制御信号が前記信号操作制御器をその前記第１の位置からその前記第３の位置に向けて動かす操作が可能であり、
前記減圧弁は、前記信号操作制御器を通る流体流れを最小化するべく前記信号操作制御器と関連する一対の信号ポート間の所定圧力差を維持する操作が可能である、
ことを特徴とする作業機械と関連するアタッチメント又はツールの操作を制御する油圧システム。
【請求項１２】
前記信号操作制御器への流体圧力を調整するために前記信号操作制御器及び前記パイロット圧力源と流体連通して配置され、その第１、第２及び第３の位置の少なくとも１つへの前記信号操作制御器の移動を制御するために前記一対の信号ポートの少なくとも１つに対する流体圧力を調整する操作が可能である少なくとも１つの減圧弁を含むことを特徴とする請求項１１記載の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、概ね、作業機械に搭載するいろいろなアタッチメント又はツールの操作を制御するために、ある種の形式の作業機械に使用される油圧制御システムに関する。特に、アタッチメント用シリンダ又はアクチュエータの圧力を感知し、その圧力を維持し、さらに、必ずしも作動することなく残りのシステムの圧力がアタッチメント用シリンダの最大許容圧力以上に留まることを許すか、又は、アタッチメント用油圧回路に関連するリリーフ弁を通る流体流れを少なくとも最小化する油圧制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ある種の形式の掘削機やバックホウローダのような作業機械の場合、サム、把持具、レーキ等のようなアタッチメント又はツールが、多くの場合、作業機械に他の機能及び仕事を遂行することを可能にするようにステッキ又はリフトアーム組立体に旋回的に搭載されている。これらのアタッチメント又はツールは、典型的には、リフトアーム組立体及び関係している特定のアタッチメント又はツール両方と関連する協力的に係合可能な搭載手段により、ステッキ又はリフトアーム組立体に搭載されている。典型的には、１又はそれ以上の油圧ポンプは、特定のアタッチメント又はツールを操作し駆動するために使用されるシリンダ及び又はアクチュエータを含む特定の作業機械と関連するリフト及び／又はチルト機械を作動させ制御するために使用されるいろいろな油圧シリンダを操作し駆動するために使用される。多くの場合、特定のアタッチメント又はツール及び該アタッチメント又はツールにより遂行される特定の応用又は仕事に依存して、特定のアタッチメント又はツールを操作し駆動する最大システム圧力は、いくつかの作業機械と関連するブーム及びステッキアーム組立体のような作業機械の他の機能を操作し駆動する最大システム圧力より小さい。
【０００３】
例えば、油圧式掘削機の場合、該作業機械は、典型的には、ブーム用シリンダにより旋回的に動かされるブーム、ステッキ用シリンダにより旋回的に動かされるステッキ又はリフトアーム組立体及びステッキ又はリフトアーム組立体に接続され、バケット用シリンダにより旋回的に動かされるバケットを含む。通常の操作においては、バケット、アーム及びブームは、お互いに対して旋回される。その結果、バケットは、土又は他の材料を掘り出すために掘削機のほうへ動く。
【０００４】
油圧式掘削機は、また、パイプ、建築資材等のような重量物を持ち上げるのに使用される。このような二次的な持ち上げ機能を遂行するために使用される時、対向して作動するサムアタッチメントは、多くの場合、把持、保持、持ち上げ機能を達成するためにリフトアーム組立体に旋回的に搭載されている。サムアタッチメントは、人の手の親指のように、バケットと協力して働き、掘削機にばらの材料と同様不ぞろいの形状のものを把持し、保持することを許す。サムアタッチメントは、独立した油圧シリンダにより操作され駆動される。そして、このサムアタッチメントと関連する特定のリンク装置に依存して、サムは、バケットの通常操作を許すのに十分に伸縮可能であり、ダンプ及びカールサイクルの殆ど全体に亘りバケットの軌道に従うように同様に旋回的に回転可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
典型的には、サムシリンダを操作し駆動するための最大許容シリンダ圧力は、他の作業装置及び／又は機能を操作するための他の最大圧力より小さい。例えば、典型的な最大サム用シリンダ圧力は、約２５００ｐｓｉ（１７．２ＭＰａ）である。一方、例えば、ステッキ及びブーム用シリンダを操作し駆動する最大システム圧力は、典型的には、約５０００ｐｓｉ（３４．５ＭＰａ）である。結果として、サムアタッチメントと関連する油圧回路は、典型的には、サム用シリンダの操作を保護するためのリリーフ弁を含む。そして、該リリーフ弁は、約２５００ｐｓｉ（１７．２ＭＰａ）で開く。油圧流体流れが、最も抵抗の小さい通路に従うため、最も低い負荷圧を必要とするアタッチメントは、最初に流体を供給される。もし、サム用油圧回路と関連するリリーフ弁が、２５００ＰＳＩ（１７．２ＭＰａ）で作動されるかまたは開かれるならば、より高い負荷圧力を必要とする他の作業装置及び又は機能への途中にある油圧流体は、開かれたリリーフ弁を通り流れを転じられる。それによって、該流体をタンクへ追い出し、より高い負荷圧を要求している装置及び又は機能に不十分な流体流れを提供する。このような流れを制限している状況が起きると、バケット及び揺動の制御可能性と同様、ブーム及びステッキ組立体のような特定の作業装置の制御可能性は、厳しく制限される。そして、作業機械は、止まるかまたは特定の機能又は応用を間違って遂行するかもしれない。
【０００６】
したがって、アタッチメント用シリンダ又はアクチュエータの圧力が、最大許容アタッチメント圧力で又はその近傍で制限範囲内に維持され得るように、油圧式掘削機と関連するサムアタッチメントのような特定の作業機械用アタッチメントを制御する油圧回路を提供することが望ましい。一方同時に、システムの圧力が、作業機械の他の機能を操作し駆動するべく最大許容アタッチメント圧力以上に上昇し得るように、アタッチメント回路と関連するリリーフ弁を通る流体流れを実質的に迂回させるか又は制限することが望ましい。
【０００７】
したがって、本発明は、上述したような１又はそれ以上の問題点を克服する方向に向けられている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、掘削機に使用されるサムアタッチメントのような作業機械用アタッチメントを制御する油圧回路が開示されている。この油圧回路は、アタッチメント用シリンダ又はアクチュエータと関連する圧力を感知する。そして、アタッチメント用シリンダ圧力が所定値に達すると、少なくとも弁を部分的に閉じるように、油圧信号がアタッチメント用シリンダへの流体流れを制御している弁又はアクチュエータに送られる。それによって、アタッチメント用シリンダの圧力を維持し、さらに、アタッチメント用回路を通る流体流れを実質的に制限する。アタッチメント用シリンダ回路を駆動する弁、アクチュエータ又は他の制御装置を通る流体流れが実質的に減少されるので、アタッチメント用回路を通る流体流れは、最小化される。それによって、油圧式掘削機のブーム、バケット、ステッキ及び揺動機能のような特定の作業機械と関連する他の装置及び又は作業機能を操作し駆動するために、残りのシステムの圧力に最大許容アタッチメント用シリンダ圧力以上に留まることを許す。結果として、アタッチメント用回路が操作可能である間の他の装置及び又は作業機能に供給される流体の圧力降下は、実質的に減少される。そして残りのシステムの圧力は、アタッチメントを操作するための最大許容圧力以上に上昇することを許される。もし、アタッチメント用回路がアタッチメント用シリンダに対する最大圧力に達する範囲内で、アタッチメント用回路と関連するリリーフ弁が実際に流体圧力により動かされるかまたは開かれるならば、残りのシステムから該リリーフ弁を通る流体流れは、アタッチメント用回路を通る流体流れが最小化されるので、最小化される。このことは、残りのシステムの全てに亘って流体流れを厳しく制限しない。それによって、他の装置及びまたは作業機能に対するシステム圧力が実質的に変更されないままで留まることを許す。
【０００９】
この仕事を達成するために、本油圧制御回路は、アタッチメント用シリンダ又はアクチュエータ、アタッチメント用シリンダへの流体流れを制御する信号操作弁または制御器、アタッチメント用シリンダ又はアクチュエータを信号操作弁又は制御器と連通する固有の流体通路、パイロット圧力源、パイロット圧力源を信号操作弁又は制御器と連通する流体通路、パイロット圧力源の流体通路中に配置され、それと関連する圧力を感知するアタッチメント用シリンダに連通するポートを有するパイロット信号制御装置、及びアタッチメント用制御弁に対する流体圧力を両方制御し、ある操作条件のもとで制御弁の信号ポート間の所定の圧力差を維持する固有の減圧弁を含む。アタッチメント用シリンダへの流体流れを制御するために使用される弁又は制御器は、アタッチメント用シリンダへの流体流れを許す開口位置とそれへの流れを制限する閉鎖位置との間で操作可能である。パイロット信号制御装置は、アタッチメント用シリンダのヘッド圧力が所定値に達すると、少なくとも部分的に弁を閉じるべく、パイロット圧力信号が信号操作弁又は制御器に出力されるように、アタッチメント用シリンダと関連するヘッド圧力に応答する。それによって、任意の位置にあるアタッチメントをロックし、アタッチメント用シリンダの圧力を維持し、一方アタッチメント用シリンダ及びこれと関連するリリーフ弁両方への流体流れを同時に最小化する。このような回路形状は、アタッチメント圧力を維持するが、アタッチメント用シリンダへの流れを制限する。それによって、作業機械と関連する他の機能が引き続き利用可能であることを許すように、システム全体の圧力がアタッチメント用シリンダの最大許容圧力以上に留まることを許す。
【００１０】
本油圧回路は、油圧式掘削機のバケットと協力して使用されるサムアタッチメントを制御することに関して議論し、説明されているけれども、本油圧制御システムは、本発明に従って広範囲の異るアタッチメント又はツールを制御するいかなる作業機械にも組み入れられ得ることが認められ、予想される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明をよりよく理解するために、添付された図面を参照するとよい。
【００１２】
例証する目的だけのために、作業機械のアタッチメントを制御する本油圧システム又は回路は、ばらの材料と同様不ぞろいの形状のものを把持し支持することを掘削機に許すために、油圧式掘削器に関連するバケットと協力して操作されるサムアタッチメントの操作を制御することに関して記述され、開示される。特定の作業機械と関連する他の装置や他の機能と比較されると、アタッチメントツールがより低いシステム圧力で操作している広範囲の異る形式の作業機械と関連する他のアタッチメントやツールを操作し駆動するために、本油圧制御回路が利用されるかもしれないことが予想され、認められる。
【００１３】
図１を参照すると、番号１０は、典型的な油圧式掘削機と関連するステッキ又はリフトアーム組立体１２の一端部に対して取り外し可能で取り付け可能な典型的なバケット及びサムの結合ツールを表している。ツール１０は、その両方が通常の旋回軸１８の周りに旋回することによりお互いに関して関節運動するほか、ステッキまたはリフトアーム組立体１２に関して関節運動する掘削用バケット１４及びサムアタッチメント１６を含んでいる。それぞれがリフトアーム組立体１２及びサムアタッチメント１６に結合されているリンク部材２０、２２のようなプログレッシブリンク装置は、サムアタッチメント１６が移動し通常の円弧２４を経由して掘削用バケット１４に対して移動し、そして、掘削用バケット１４と逆方向に関節運動することを可能にしている。掘削用バケット１４の場合には、油圧シリンダ２６が、プログレッシブリンク部材２８、３０を介して掘削用バケット１４の動きを制御する。サムアタッチメント１６の場合には、油圧シリンダ３２が、リンク部材２０、２２を介してサムアタッチメント１６の動きを操作し制御するべく動作する。
【００１４】
サムアタッチメント１６のようなサムアタッチメントは、技術的に良く知られており、典型的には、最適性能を求めて掘削機用バケットに適合するように設計されている。上述したように、サムアタッチメント１６は、掘削用バケット１４と同じ位置でリフトアーム組立体１２に搭載されている。それによって、該サムアタッチメント１６がダンプ及びカールサイクルの殆ど全体に亘る回転中バケットの軌道に従うことを許す。サムアタッチメント１６は、図１に十分に引き込まれた位置で示されている。図において、サムアタッチメント１６は、バケットの通常操作を許すように、ステッキ又はリフトアーム組立体１２に接近して折り重なっている。使用のために稼動させられると、サムアタッチメント１６は、人の手の親指のように動作する。そして該サムアタッチメント１６は、掘削用バケット１４と協力して、パイプ及び／又は建築資材のような不ぞろいの形状のものを把持し、保持し、持ち上げることができる。サムアタッチメント１６は、また、バケットの中に配置されたばらの材料を保持するために十分に引き出され、掘削用バケット１４に対して閉じられることができる。これに関して、サムアタッチメント１６は、典型的には、ばらの材料を詰まらせることなく保持するために、掘削用バケット１４の内側に適合するように特定の寸法に作られている。さらに、サムアタッチメント１６は、同じように、バラの材料を保持するかまたは移動するバケットに関連する歯と重ね合わせるために間隔をおいて配置された多数の歯を含んでいる。バケットとサムの結合ツールの他の適用及び使用は、同様に、認められ、予想される。
【００１５】
図２は、本発明に従って構成された油圧制御回路の一実施例３３を表す。油圧回路３３は、特に、サムアタッチメント用シリンダ３２を制御し駆動するために使用される。アタッチメント用シリンダは、典型的には、図１に例示されるリフトアーム組立体１２のような特定の作業機械と関連する他の装置３４に比較するとより低いシステム圧力で操作される。これに関して、定容量形ポンプのような主油圧ポンプ３６が、流体通路４０、４２、５０及び５２を経由してサム用シリンダ又はアクチュエータ３２を制御し駆動するために使用される３位置弁３８のような特定の作業機械に関連するいろいろな弁やシリンダに油圧流体を供給するために利用される。油圧ポンプ３６は、また、流体通路４０、４４を経由して特定の作業機械に関連する他の装置３４に圧力流体流れを供給する。該他の装置３４は、特定の機械に関連するブーム、アーム、バケット及び揺動機能のような作業機能を含んでいる。特に図に示されてはいないけれども、流体通路４４は、図２に例示される他の装置３４を制御し駆動する他の主制御弁と連通している。サム用シリンダ３２を操作し駆動するための最大システム圧力は、典型的には、図１に例示されるようなリフトアーム用シリンダ２６のような他の装置３４を操作し駆動するのに必要なシステム圧力より低いので、油圧回路３３は、また、以下にさらに説明されるような流体通路５０、５２に接続するリリーフ弁４６、４８のような固有のリリーフ弁を含む。
【００１６】
サム用シリンダ１６の引き出し及び引き込みは、典型的には、ソレノイドバルブ５７を制御する手動スイッチのようなオペレータ手動制御装置５６を使用して制御される。ハンマツールのようなある種のツールの操作のために、足動ペダルのようなオペレータ足動制御装置５４及びソレノイドバルブ５５のような固有のソレノイドバルブが通常使用される。結果として、多くの作業機械は、オペレータが利用されている特定のアタッチメントツールに依存して足動制御装置５４か又は手動制御装置５６かのどちらを使用するかを選択することを可能とする手段を提供する。これに関して、図２に例示されているように、選択スイッチ６０が、典型的には、足動制御装置５４か又は手動制御装置５６かのどちらを使用するかを選択するために使用される。ソレノイドバルブ５５は、１方向流れを可能とする装置であり、足動制御装置５４がパイロット圧力信号を信号ポート８２に入力することを許すのみである。足動制御装置５４が選択されると、流体通路５０は、例えば、ハンマツールを制御し、操作するために使用され得る。足動制御装置５４は、図２に例示されているけれども、サムアタッチメント１６の操作を制御するのに使用されない。他方、ソレノイドバルブ５７は、２方向流れを可能とする装置であり、手動制御装置５６がパイロット圧力信号を信号ポート６４か又は信号ポート８２のいずれかに入力することを許している。
【００１７】
サムアタッチメント１６を引き出すために、選択スイッチ６０は、手動制御装置５６を使用するように選択されなければならない。また、ソレノイドバルブ５７は、パイロット圧力信号がソレノイドバルブ５７から流体通路５８を経由して減圧弁５９を通り、３位置制御弁３８に関連するパイロット信号ポート６４に伝達されるように、適切な方向に動かされねばならない。制御弁３８がその中心位置にあるとき、弁３８は、閉じられており、ポンプ３６からの流体流れは、サム用シリンダ３２に全く連通されない。固有のパイロット圧力信号が信号ポート６４で受け入れられると、弁３８は、図２の弁３８の底部分により表されている位置へ動く。そして、ポンプ３６からの流体流れは、指示されている流路に従って弁３８を通り流路５０を経由してサム用シリンダ３２のヘッド部分に流れることを許される。このことは、シリンダ３２のロッド端を引き出し、サムアタッチメント１６を円弧２４に沿って掘削用バケット１４の方へ動かす。減圧弁５９は、弁３８における弁移動量又はステム移動量を制御するために、信号ポート６４における圧力を調整し、弁３８は、次いで、サムアタッチメント１６の移動速度を制御する。もし、流路５０における流体圧力が例えば２５００ｐｓｉ（１７．２ＭＰａ）のような最大許容サム用シリンダ圧力に達するならば、流路５０に配置されているリリーフ弁４６が開き、過剰の流体流れをタンク６６へ追い出す。この特定状態において、もし、圧力応答弁６８が図２に例示されるようにそして後に説明されるように回路３３内に配置されておらず設けられていなかったならば、ポンプ３６からの流体流れの重要部分がリリーフ弁４６を通りタンク６６へ追い出され、他の装置３４に対する流れの圧力が厳しく制限されることになるであろう。
【００１８】
他方において、もし、オペレータ手動制御装置５６がサムアタッチメント１６を引き込むために利用されるならば、信号ポート６４へのパイロット圧力信号は、停止され、サム用シリンダ３２を引き込むためのパイロット信号が、レゾルバ７４、７８を通過し、減圧弁６２を通過し、流路８０を経由してパイロット信号ポート８２に伝達されるであろう。この状態において、弁３８は、図２における弁３８のトップ部分により表される位置に動かされ、そして、流路５０にある流体の圧力は、タンク６６へ追い出され、それによってサム用シリンダ３２のヘッド圧を減少させる。さらに、ポンプ３６からの流体流れは、今まさに、弁３８を通過し、流路５２を経由して、サム用シリンダ３２のロッド端へ達し、それによってシリンダ３２及びサムアタッチメント１６を引き込むであろう。ここで再び、減圧弁６２は、弁３８の弁移動量又はステム移動量を再度制御するために、信号ポート８２の圧力を同じように調整し、弁３８は、次いで、サムアタッチメント１６が引き込まれるにつれてサムアタッチメント１６の速度を同様に制御する。リリーフ弁４８は、流路５２の流体流れを、引き込み段階にある最大許容間サム用シリンダ圧力を越えることから同様に妨げるように流路５２に連通して配置されている。
【００１９】
上述したように、リリーフ弁４６の開放により引き起こされる流れの制限状態を避けるために、シリンダ３２が十分に引き出され又は引き込められる時、圧力応答弁又はパイロット信号制御装置６８が、流路６９を経由してサム用シリンダ３２に接続されており、パイロット圧力源７２をレゾルバ７４及び減圧弁７５に連通させている流路７０に配置されている。同様に、流路７０は、流路７６、８０及びレゾルバ７８を経由して制御弁３８に関連するパイロット信号ポート８２と連通している。より詳しくは、制御弁６８は、シリンダ３２と関連する圧力を感知するためにサム用シリンダ３２のヘッド部分と連通して配置されているその信号ポート８４を有している。制御弁６８は、シリンダ圧力が例えば２１５０ｐｓｉ（１４．８ＭＰａ）のような最大許容サム用シリンダ圧力以下である所定値に達すると、弁６８が開き、圧力源７２からのパイロット圧力が減圧弁７５を通り、流路７０を経由して、レゾルバ７４に伝達されるように、サム用シリンダ３２と関連するヘッド圧力に応答する。選択スイッチ６０は、手動制御装置５６が活動することを許すために位置取りされねばならないので、足動制御装置５４は、活動しておらず、圧力源７２からのパイロット圧力は、レゾルバ７４を通り流路７６を経由してレゾルバ７８に流れるであろう。レゾルバ７８は、流路７６及びオペレータ手動制御装置５６から入力される流体圧力を比較し、流路８０を経由し制御弁３８のパイロット信号ポート８２への該流体圧力を決定するであろう。減圧弁７５は、後にさらに説明されるように信号ポート８２における圧力を調整するために働く。もし、オペレータが、シリンダ３２及びサムアタッチメント１６を引き込むべく固有の手動制御装置５６を既に作動させていなければ、パイロット源７２からの流路７６の流体圧力が勝り、パイロット源７２からの流体は、また、今まさに流路８０を経由してパイロット信号ポート８２へ流れるであろう。
【００２０】
もし、レゾルバ７４、７８を通りパイロット信号ポート８２に伝達される流体圧力が、パイロット圧力源７２から来るのであれば、信号ポート６４へのパイロット圧力信号は、流路５０がサム用シリンダ３２を引き出すために作用しているので依然として生きている。このことを記憶にとどめて、パイロット圧力源７２からのパイロット圧力信号は、弁３８が中心の閉じた位置へ移動し始めるが、信号ポート６４と信号ポート８２との間に存在する圧力差により弁３８の底部分により表されている弁の位置を選んで少なくとも部分的に開いたままであるように、信号ポート６４に伝達されるパイロット圧力信号よりわずかに低くなるように確立されている。この圧力差は、減圧弁７５の使用によって達成される。弁７５は、予め調節されており、圧力差１７５ｐｓｉ（１．２０ＭＰａ）のような信号ポート６４及び信号ポート８２との間の圧力差を維持するために働く。この圧力差は、信号ポート６４に有利に働き、弁３８を通る最小流れを許しているのみであるけれども、流路５０を経由してサム用シリンダ３２のヘッド部分への流体の圧力に、引き出されているシリンダ３２を維持することを依然として許す。圧力応答弁６８が最大許容サム用シリンダ圧力より低い所定値で開くべく設定され得るので、サム用シリンダ３２に対して維持されている圧力は、最大許容圧力である。また、弁３８を通る流体流れが、実質的に減少されるので、サム用シリンダ３２及びリリーフ弁４６への流体流れは、最小化される。それによって、特定の作業機械に関連する他の装置３４を操作し駆動するために、ポンプ３６が、最大許容サム用シリンダ圧力以上の圧力で流体流れを提供しつづけることを許す。制御弁３８は、引き出されたシリンダ３２を維持するために最小限にしか開かれていないので、ポンプ３６により流路４０、４４を経由して他の装置３４へ供給される残りのシステムの圧力は、流路５０に閉じ込められたサム用シリンダの最大圧力以上に維持され得る。もし、リリーフ弁４６がどんな理由であれそのために作動されるならば、ポンプ３６から流路４２を経由して弁３８を通り、リリーフ弁４６を通る流体流れは、弁３８がほぼ閉じられ、そこを通る流体流れが最小化されているので、最小化されるであろう。結果として、流路４０、４４を経由して他のより高い負荷圧力を要求している装置３４への流れのようなシステムの残り全ての流体流れは、厳しく制限されず、該他の装置に対する流れ圧力は、実質的に変わらないままである。したがって、他の装置３４に供給されている流体のいかなる圧力降下も同様に最小化される。そして該圧力降下は、実質的に減少される。
【００２１】
一度サムアタッチメント１６を引き込むために手動制御装置５６を経由して固有のオペレータ入力制御が開始されると、オペレータ制御装置５６からの入力圧力は、レゾルバ７４、７８におけるパイロット源７２からのいずれのパイロット圧力にも優先する。そして制御弁３８は、再びサム用シリンダ３２を引き込めるために動かされる。逆止弁８６は、信号ポート６４における流体圧力が急落すると開き、それによって、流路７０が排出することを許す。
【００２２】
操作において、油圧回路３３は、アタッチメント用シリンダの所定圧力を維持するために働く。一方、同時に、該シリンダへの流れ及び／又は該シリンダと関連するどのリリーフ弁への流れも制限し、それによって、作業機械の他の装置及び機能を操作し駆動するべく残りのシステムの圧力が最大許容アタッチメント用シリンダ圧力以上のままであることを許す。
【００２３】
以上述べられたように、本油圧システム１０は、既に述べたように作業機械に搭載されたいろいろなアタッチメント又はツールの操作を制御する油圧式掘削機のようなある種の形式の作業機械において格別の有用性を有する。このことは、特定の油圧回路が、特定の作業機械に関連する多くの異なる作業装置及び／又は作業機能を制御するために使用される多くのいろいろな油圧シリンダ及び／又はアクチュエータを制御し駆動する場合、及び少なくとも該作業装置及び／又は機能の１つと関連する操作圧力が、他の装置及び又は機能と関連する操作圧力より低い場合特に正しい。また、さらに重要なことには、本油圧回路３３は、図１に例示されるバケットと協力して使用されるサムアタッチメント１６を制御することに関して議論し、説明されてきたけれども、油圧制御システム３３は、本発明に従って、広範囲の異なるアタッチメント又はツールを制御するべくいかなる作業機械にも組み入れ得ることが認められ、予想される。
【００２４】
また、信号ポート６４、８２及び８４のような弁３８、６８と関連するいろいろなパイロット信号ポートは、油圧式に作動されるのと比べて電気的に作動され得ることが認められ、予想される。この状態において、本発明に従って、弁３８、６８を電気的に作動させるために、固有の電気的信号が、パイロット信号ポートに伝達される。このことは、パイロット信号ポート６４、８２及び８４を、制御器への信号入力に基づいて、制御器が上述したようにそれを通る油圧流体流れの方向を制御するために弁３８、６８を作動させる固有のパイロット圧力ソレノイドに固有の信号を出力する電子制御器に接続することにより容易に達成され得る。同様のやり方で、オペレータ制御装置５４、５６は、サム用シリンダ３２を引き出すこと又は引き込めることを指示する該制御装置から信号を入力するために、電子制御器に同様に電気的に接続され得る。ソレノイド作動弁は、産業界によく知られている。該ソレノイドは、回路３３を通る油圧流体流れを制御するのに従来の方法で使用される。
【００２５】
電子制御器又は電子モジュールは、同様に、いろいろな仕事を達成する作業機械に関連して普通に使用される。これに関して、該制御器は、典型的には、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサのようなコンピュータ処理手段、関連するメモリはもちろん入力／出力回路のような関連する電子回路、アナログ回路又はプログラムされた論理アレイを含む。したがって、固有の電子制御器は、サム用シリンダ３２と関連する所定のヘッド圧力を感知することはもちろんオペレータ手動制御装置５６のいろいろな条件、状態又は動作を指示する固有の信号を感知し、識別するためにプログラムされている。そしてその後、弁３８、６８を制御するために固有信号を出力する。これに関して、広範囲の固有のセンサが、サム用シリンダ３２に関連するヘッド圧力を監視するために使用される。
【００２６】
また、図２に描かれている油圧回路３３の構成要素の変更は、同様に本発明の精神及び範囲から外れることなくなされ得ることが認められる。特に、弁、アクチュエータ及びレゾルバのような要素は、追加され得るし、該要素のいくつかは削除し得る。このような変更全ては、本発明により包含されることを予定されている。
【００２７】
以上述べたことから明白なように、本発明のある種の形態は、ここで例示された特定の詳細な実施例に限定されない。したがって、他の変更及び応用が当業者に行われるであろうことが予想される。それ故に、クレームでは本発明の精神及び範囲を逸脱することのないような変更及び応用を全て包含するようにしている。
【００２８】
本発明の他の形態、目的及び利点は、図面、詳細な説明及びクレームの検討から得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧式掘削機のような作業機械に関連する典型的なバケット及びサムアタッチメント結合体の側部立面図である。
【図２】本発明に従って構成された油圧制御回路の概要図である。
【符号の説明】
１０    ツール
１２    リフトアーム組立体
１４    掘削用バケット
１６    サムアタッチメント
２０、２２    リンク部材
２６    リフトアーム用油圧シリンダ（アクチュエータ）
２８，３０    プログレッシブリンク部材
３２    サムアタッチメント用油圧シリンダ（アクチュエータ）
３３    油圧回路
３４    他の装置
３６    油圧ポンプ
３８    ３位置（制御）弁（信号操作制御器）
４６、４８    リリーフ弁
５０、５２    流体通路
５６    オペレータ手動制御装置
５７    ソレノイドバルブ
５９    減圧弁
６０    選択スイッチ
６２    減圧弁
６４    信号ポート
６６    タンク
６８    圧力応答弁（パイロット信号制御装置）
７２    パイロット圧力源
７４、７８    レゾルバ
７５    減圧弁
８２、８４    信号ポート
８６    逆止弁
【図１】
0004880110.tif 000002
【図２】
0004880110.tif 000003