JP2001082406A - 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 - Google Patents

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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業機械のアタッチメント又はツールの操作
を制御する油圧制御回路において、作業機械のより高圧
で制御される他の装置を操作可能とする。 【解決手段】 作業機械のアタッチメント又はツールの
操作を制御する油圧制御回路は、アクチュエータ、アク
チュエータへの流体流れを制御する制御弁、制御弁をア
クチュエータに連通する流路、制御弁及びパイロット圧
力源の両方に連通し、その圧力を感知する信号ポートを
有するパイロット信号制御装置とを含む。制御装置は、
アクチュエータの圧力に応答し、アクチュエータの圧力
状態が所定値に達すると制御信号を制御弁に送る。制御
信号は、部分的に制御弁を閉じ、アクチュエータの操作
圧力を維持し、制御弁を通る流体流れを減少させる。減
圧弁が、アクチュエータの流体圧力を調整し、制御弁の
信号ポート間の所定圧力差を維持する。この回路は、残
りのシステムに対し、その圧力降下を最小限にする。

Description

【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５０００
ｐｓｉ（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（１７．２
ＭＰａ）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（１７．２
ＭＰａ）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的接続しているの
と同様に、ステッキまたはリフトアーム組立体１２に関
して関節的接続している掘削用バケット１４及びサムア
タッチメント１６を含んでいる。リフトアーム組立体１
２及びサムアタッチメント１６にそれぞれ結合されてい
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１６が移動し通常の円弧２４を経由してバ
ケット１４に対して反対側に関節的接続することを許し
ている。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を介してバケ
ット１４の動きを制御する。サムアタッチメントの場合
には、油圧シリンダ３２が、リンク部材２０、２２を介
してサム１６の動きを操作し制御するべく動作する。
【００１４】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１６は、バケット１
４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１６は、図１に十分に引き込まされた位置で示
されている。図において、サム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１
２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１６は、人の手の親指のように動作す
る。そして該サム１６は、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
するように十分に引き出されてバケット１４に対して閉
じられることができる。これに関して、サム１６は、典
型的には、ジャムすることなくばらの材料を保持するた
めに、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４
０、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５
０、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、単方向流れ装置であり、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５
７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に沿ってバケット１４の方へ動
かす。減圧弁５９は、サムアタッチメント１６の移動速
度を同様に制御する弁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、リゾルバ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５
２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、サム
アタッチメント１６が引き込まれるとサムアタッチメン
ト１６の速度を同様に制御する弁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５
２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６
９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をリゾルバ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及びリゾルバ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２
１５０ｐｓｉ（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、リゾルバ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、リゾルバ７４を通り流路７６を経
由してリゾルバ７８に流れるであろう。リゾルバ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
トを引き込むべく固有の手動制御装置５６を既に活動さ
せていなければ、パイロット源７２からの流路７６の流
体圧力が制御され、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、リゾルバ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１７５ｐｓ
ｉ（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３
８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、リゾルバ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、それと関連する該シリンダへの流れ及び／
又は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１
０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６
４、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リ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 リンク装置 ２６ リフトアーム用油圧シリンダ（アクチュ
エータ） ２８，３０ リンク装置 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 リゾルバ ７５ 減圧弁 ８２、８４ 信号ポート ８６ 逆止弁

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、
    そ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、 圧力流体源及び流体操作アクチュエータと連通する流体
    に接続され、少なくとも、圧力流体が圧力流体源からア
    クチュエータへの流れを許される第１の位置と、前記流
    体が前記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、 アクチュエータの圧力状態を感知するために配置され、
    該制御器の信号入力に操作上接続され、所定圧力レベル
    が該アクチュエータで感知されたとき、圧力流体の制御
    された量がアクチュエータへ流れることを許すために該
    制御器を前記第１と第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該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、 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。
  2. 【請求項２】 前記アクチュエータと連通している流体
    に配置され、アクチュエータの圧力が第１の前記所定圧
    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、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、これに供給される流体の
    圧力降下が、前記制御器が前記第１と第２の位置との中
    間の位置に動かされると実質的に減少する追加の流体操
    作装置と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の油圧シ
    ステム。
  3. 【請求項３】 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、 圧力流体源及び前記アクチュエータと連通する流体に接
    続され、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の位置と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、 そこへ制御信号を入力するために前記制御装置を前記制
    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、 前記制御装置は、前記制御器が前記第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、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、前記リリーフ弁を通る流体流れを最小
    化するように前記制御器をその第３の位置へ動かす操作
    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。
  4. 【請求項４】 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３記載の油圧システ
    ム。
  5. 【請求項５】 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３記載の
    油圧システム。
  6. 【請求項６】 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３記載の油圧システ
    ム。
  7. 【請求項７】 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３記載の
    油圧システム。
  8. 【請求項８】 前記油圧システムは、他の作業装置の操
    作を同様に制御し、 前記他の作業装置の少なくとも１つの操作圧力は、前記
    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実質的
    に減少させる操作が可能であり、それによって、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３記載の油圧システム。
  9. 【請求項９】 前記信号操作制御器は、その第１、第２
    及び第３の位置間の前記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、前記制御器への制御信号を
    調整する前記制御装置及び前記制御器両方と連通する流
    体に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３記載の油圧システム。
  10. 【請求項１０】 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
    ータとを含み、 前記油圧システムは、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、これ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、 制御信号をそれに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流れ制御弁に連通させ
    る信号通路と、 圧力流体流れが少なくとも１つの油圧ポンプから前記ア
    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、制御信号を前記第２のアクチュエータと関連す
    る流れ制御弁へ出力し、 前記制御信号は、それを通る流体流れを実質的に最小化
    し、前記第１のアクチュエータへの流体流れにおける圧
    力降下を実質的に最小化するように、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。
  11. 【請求項１１】 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１０
    記載の油圧制御システム。
  12. 【請求項１２】 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、 圧力流体源及び前記アクチュエータと連通する流体に接
    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
    と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、 そこへ制御信号を入力するために前記制御装置を前記制
    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、 前記制御器への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連通する流体
    に配置される減圧弁と、 を備え、 前記制御装置は、前記制御器が前記第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、制御信号を前記信号操作制御器へ出力し、 前記制御信号が前記制御器をその第３の位置へ動かす操
    作が可能であり、 前記減圧弁は、前記制御器を通る流体流れを最小化する
    べく前記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。
  13. 【請求項１３】 前記制御器への流体圧力を調整するた
    めに前記制御器及び前記圧力流体源と連通する流体に配
    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１２記載の油圧システム。
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