JP2013508647A

JP2013508647A - バルブ固着の安全機構

Info

Publication number: JP2013508647A
Application number: JP2012535361A
Authority: JP
Inventors: バラスブラマニアン、キショアー
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2013-03-07
Also published as: EP2491254A1; WO2011050144A1; US20110088785A1

Abstract

油圧機械（１０）の安全機構を制御するための方法が提供される。この方法は、油圧機械（１０）の機械（１２）のコントローラ（３６、３８、４０、４２）のための少なくとも１つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）の位置が固着したのを検知することを含む。そして、流体制御システム（１４）の排出バルブ（６６）が閉位置に移動して、油圧機械（１０）の機械（１２）の移動を防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、油圧制御システムに関し、より具体的には、油圧制御システム用の制御バルブ安全機構に関するものである。

掘削機、バックホー、ブルドーザー、フロントエンドローダー等の重機用の油圧システムは、一般的に、油圧制御装置を用いて、その機器の機械を作動させる。例えば、油圧制御装置は、フロントエンドローダー用のロードバスケットを作動させるために使用される。この油圧制御システムは、各サブ−システムを独立して作動させるために設けられる多重制御バルブを含んでいる。更に、各サブ−システムは、その機械の作動を制御するために多重制御バルブを含んでもよい。このため、油圧制御システムは、一般的に各機械の多重機構を制御するための多重制御バルブを含んでいる。

油圧制御システムの制御方法が提供される。この方法は、油圧流体制御システム用機械のコントローラのための少なくとも１つの制御バルブが開弁位置で固着する状態を検知することを含む。

油圧機械用の安全機構を制御する方法が提供される。この方法は、油圧機械用の流体制御システムの第１ロッドコントローラ、第１ヘッドコントローラ、第２ロッドコントローラ又は第２ヘッドコントローラの位置が固着したのを検知することを含む。そして、流体制御システムの排出バルブが閉弁位置に移動して、油圧機械のサブ−アセンブリの移動を防止する。

本発明の上記の特徴及び利点、並びに、他の特徴及び利点は、添付の図面に関連して、本発明を実施するための最良の形態の以下の詳細な説明により、容易に明らかになる。

油圧制御システムを利用する建設機器の一実施形態の全体の斜視図である。図１の建設機器用のピストン及びシリンダの概略図である。図１の建設機器用の油圧制御システムの第１実施形態の回路図である。図３の油圧制御システムの第１実施形態の一部を拡大した回路図である。

図面を参照して、同じ符号は同様の部品を示し、図１は、一つの建設機器１０を示すが、掘削機、バックホー、ブルドーザー、アースムーバー等に限定しない。この建設機器１０は、少なくとも一つの機械１２を含む。本実施形態では、図示の建設機器１０は、フロントエンドローダーであり、機械１２は、リフトバスケットである。建設機器１０は、機械１２を作動させるための油圧制御システム１４を含む。機械１２は、機械１２を作動させるための独立したコントローラを必要とする多重サブ−アセンブリを含んでもよい。図示の実施形態では、建設機器１０の多重サブ−アセンブリは、機械１２を傾けるための第１ピストンアセンブリ１６及び機械１２を持上げるための第２ピストンアセンブリ１８を含む。図示の実施形態では、これらのサブ−アセンブリは、機械１２を持上げ、傾けるために利用される。しかしながら、油圧制御システム１４が利用される建築機器１０のタイプにより、機械１２の作動において異なる目的のための他のサブ−アセンブリを利用してもよい。

図１及び図２を参照して、第１ピストンアセンブリ１６は、第１ピストン２０及び第１シリンダ２２を含む。第１ピストン２０及び第１シリンダ２２は、第１ロッド室２４及び第１ヘッド室２６を形成する。同様に、第２ピストンアセンブリ１８は、第２ピストン２８及び第２シリンダ３０を含む。第２ピストン２８及び第２シリンダ３０は、第２ロッド室３２及び第２ヘッド室３４を形成する。油圧制御システム１４は、第１ロッド室２４、第１ヘッド室２６、第２ロッド室３２及び第２ヘッド室３４への流体の流れを個別に制御する。

図２及び図３を参照すると、油圧制御システム１４の一実施形態が説明されている。油圧制御システム１４は、第１ロッド室２４への流体の流れを制御する第１ロッドコントローラ３６を含む。第１ヘッドコントローラ３８は、第１ヘッド室２６への流体の流れを制御する。第２ロッドコントローラ４０は、第２ロッド室３２への流体の流れを制御する。最後に、第２ヘッドコントローラ４２は、第２ヘッド室３４への流体の流れを制御する。

第１ロッドコントローラ３６、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２は、互いに並列に配置されている。第１ロッドコントローラ３６及び第１ヘッドコントローラ３８の作動は、第１ピストンアセンブリ１６の両端のこれらのコントローラの対応する位置により、互いに調整される。同様に、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２の作動は、第２ピストンアセンブリ１８の両端のこれらのコントローラの対応する位置により、互いに調整される。

可変容量供給ポンプ４６は、流体を供給タンク４５から第１ロッドコントローラ３６、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２に送る。供給ポンプ４６、並びに、第１ロッドコントローラ３６、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２への流体の流れは、メイン供給バルブ５６によって制御される。タンクコントローラ４４は、第１ロッドコントローラ３６、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２から油圧戻りライン４７を通って供給タンク４５に戻る流体の流れを制御する。

タンクコントローラ４４は、電気的に制御されるタンクパイロットバルブ６８、油圧制御される中間ステージパイロットバルブ５４及び油圧コントローラタンクポペットバルブ６６を含む。タンクパイロットバルブ６８は、タンク中間ステージパイロットバルブ５４を調整し、このタンク中間ステージパイロットバルブ５４は、次いでタンクポペットバルブ６６を調整して、第１ロッドコントローラ３６、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２から供給タンク４５への流体の戻りを制御する。タンクパイロットバルブ６８とタンク中間ステージパイロットバルブ５４とが協働してタンク４５への戻り流体の２ステージ制御を行う。

図４を参照して、油圧制御システム１４の一部が拡大して示されている。第１ロッドコントローラ３６、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２は同様に作動するが、油圧システム１４の作動は、第１ロッドコントローラ３６に関連して説明する。

第１ロッドコントローラ３６は、第１ロッド室２４に入出する流体の流れを制御する中間ステージパイロットバルブ４８及びメインステージポペットバルブ６０及び６２を含む。中間ステージパイロットバルブ４８は、パイロットバルブ５８によって油圧的に制御される可変バルブである。パイロットバルブ５８は、中間ステージパイロットバルブ４８の位置を制御して、第１ロッド室２４に流入する流体を調整する。パイロットバルブ５８は、第１ロッドコントローラ３６によって電気的に制御される。パイロットバルブ５８と中間ステージパイロットバルブ４８とが協働して第１ロッド室２４に対する流体の流れを２ステージ制御する。

油圧制御システム１４の作動中、第１ロッドコントローラ３６は、パイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８又はメインステージポペットバルブ６０、６２が固着したことを検知する。例えば、第１ロッドコントローラ３６は、パイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２の開弁位置をバルブ位置センサ６４を介して検知することができる。パイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２の開弁位置を検知するために他の手段及びセンサを利用してもよい。

パイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２の位置が固着すると、第１ロッド室２４の流体の入出が制御できなくなる。第１ヘッドコントローラ３８が引続き制御可能であっても、第１ピストンアセンブリ１６（図１及び２に示される）のピストンの位置は、もはや制御することができない。第１ロッドコントローラ３６のためのパイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２が調整できないとき、第１ロッド室２４に出入りする流体の流れは調整できない。その結果、第１ロッド室２４と油圧戻りライン４７との間の望ましくない流体の流れが生じて、機械１２の望ましくない動きが生じることになる。タンクコントローラ４４が使用されてタンクポペットバルブ６６を閉じ、機械１２のいかなる望ましくない動きも確実に生じないようにする。タンクポペット６６を閉じることにより、タンク４５に戻る流体の流れを阻止する。これにより、油圧戻りライン４７からタンク４５への流体の流れが阻止され、次いで、第１ロッド室２４からの流体の流れを阻止する。

閉弁されたタンクポペットバルブ６６は、流体が第１ロッド室２４からタンク４５へ流出するのを阻止する。閉弁されたタンクポペットバルブ６６は、同様に、流体が第１ヘッド室２６、第２ロッド室３２及び第２ヘッド室３４から供給タンク４５に戻る流れを阻止する。これにより、メインステージパイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２の位置が固着したとき、ポペットバルブ６６を閉じることにより、機械１２の望ましくない動きを防止する。更に、タンクポペットバルブ６６を閉じることにより、パイロットバルブ４８、第１ポペットバルブ６０又は第２ポペットバルブ６２が修復できるまで機械１２の動きを阻止する安全機構を提供する。

図に示すように、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２も、それぞれパイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０及びメインステージポペットバルブ６２を含む。これにより、第１ヘッドコントローラ３８、第２ロッドコントローラ４０及び第２ヘッドコントローラ４２は、それぞれ、第１ロッドコントローラ３６と同様に、固着したバルブを検知することができる。更に、パイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２のいずれかが、他のパイロットバルブ５８、中間ステージパイロットバルブ４８、メインステージポペットバルブ６０又はメインステージポペットバルブ６２と同時に固着した場合、タンクコントローラ４４は、同様に、タンクポペットバルブ６０を閉じることができる。

本発明を実施するための最良の形態が詳細に説明されているが、本発明に関する当業者は、添付の特許請求の範囲の技術的範囲内において、本発明を実施するための設計及び形態の様々な変更を認識するであろう。

Claims

油圧制御システム（１４）の機械（１２）のコントローラのための少なくとも１つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）が固着した状態を検知し、前記油圧制御システム（１４）の排出バルブ（６６）を閉じることを含む油圧制御システムの制御方法。
前記排出バルブは、タンクポペットバルブ（６６）であり、タンクコントローラ（３６、３８、４０、４２）が前記タンクポペットバルブ（６６）の位置を制御して、前記油圧制御システム（１４）の供給タンク（４５）への排出流体の流れを制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記コントローラ（３６、３８、４０、４２）は、第１ロッドコントローラ（３６）、第１ヘッドコントローラ（３８）、第２ロッドコントローラ（４０）及び第２ヘッドコントローラ（４２）のうちの１つであり、前記少なくとも１つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）は、前記第１ロッドコントローラ（３６）、前記第１ヘッドコントローラ（３８）、前記第２ロッドコントローラ（４０）又は前記第２ヘッドコントローラ（４２）のうちの１つのためのバルブであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第１ロッドコントローラ（３６）は、第１ロッド室（２４）に入出する流体の流れを制御し、前記第１ヘッドコントローラ（３８）は、第１ヘッド室（２６）に入出する流体の流れを制御し、第２ロッドコントローラは、第２ロッド室（３２）に入出する流体の流れを制御し、かつ、前記第２ヘッドコントローラ（４２）は、第２ヘッド室（３４）に入出する流体の流れを制御することを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記排出バルブ（６６）を閉じて、前記第１ロッド室（２４）、前記第１ヘッド室（２６）、前記第２ロッド室（３２）及び前記第２ヘッド室（３４）からの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記第１ロッドコントローラ（３６）及び前記第１ヘッドコントローラ（３８）は、第１ピストンサブ−アセンブリ（１６）を制御し、前記第２ロッドコントローラ（４０）及び前記第２ヘッドコントローラ（４２）は、第２ピストンサブ−アセンブリ（１８）を制御することを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記少なくとも１つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）は、パイロットバルブ（５８）、中間ステージパイロットバルブ（４８）、第１メインステージポペットバルブ（６０）及び第２メインステージポペットバルブ（６２）のうちの１つであり、前記排出バルブ（６６）は、タンクポペットバルブ（６６）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
油圧制御システム（１４）の機械（１２）の室（２４、２６、３２、３４）に入出する流体の流れを制御する少なくとも一つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）と、
前記室（２４、２６、３２、３４）に油圧接続されて該室（２４、２６、３２、３４）から流体供給タンク（４５）に戻る流体の流れを制御する前記油圧制御システムの排出バルブ（６６）と、
前記少なくとも１つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）を制御して、該制御バルブ（４８、５８、６０、６２）が固着したことを検知するように作動するコントローラ（３６、３８、４０、４２）とを備え、
前記排出バルブ（６６）は、前記少なくとも１つの制御バルブ（４８、５８、６０、６２）が固着したとき、閉弁位置に移動して、前記室から前記流体供給タンク（４５）への流体の流れを阻止するように作動することを特徴とする油圧制御システム。
前記コントローラ（３６、３８、４０、４２）は、第１ロッドコントローラ（３６）、第１ヘッドコントローラ（３８）、第２ロッドコントローラ（４０）及び第２ヘッドコントローラ（４２）のうちの１つであることを特徴とする請求項８に記載の油圧制御システム。
更に、前記第１ロッドコントローラ（３６）及び前記第１ヘッドコントローラ（３８）が作動連結されて制御する第１ピストンサブ−アセンブリ（１６）と、
前記第２ロッドコントローラ（４０）及び前記第２ヘッドコントローラ（４２）が作動連結されて制御する第２ピストンサブ−アセンブリ（１８）とを備えていることを特徴とする請求項９に記載の油圧制御システム。
前記第１ピストンサブ−アセンブリ（１６）は、更に、第１ロッド室（２４）及び第１ヘッド室（２６）を備え、前記第２ピストンサブ−アセンブリ（１８）は、更に、第２ロッド室（３２）及び第２ヘッド室（３４）を備え、前記室（２４、２６、３２、３４）は、前記第１ロッド室（２４）、前記第１ヘッド室（２６）、前記第２ロッド室（３２）及び第２ヘッド室（３４）のうちの１つであることを特徴とする請求項１０に記載の油圧制御システム。
前記排出バルブは、タンクコントローラポペットバルブ（６６）であり、該タンクコントローラポペットバルブ（６６）は、閉弁位置にあるとき、前記第１ロッド室（２４）、前記第１ヘッド室（２６）、前記第２ロッド室（３２）及び第２ヘッド室（３４）から前記流体供給タンク（４５）に戻る流体の流れを阻止することを特徴とする請求項１１に記載の油圧制御システム。
前記第１ピストンサブ−アセンブリ（１６）は、前記機械（１２）を傾けるように作動するチルトピストンアセンブリであり、前記第２ピストンサブ−アセンブリ（１８）は、前記機械（１２）を持上げるように作動するリフトピストンアセンブリであることを特徴とする請求項１０に記載の油圧制御システム。
前記制御バルブ（４８、５８、６０、６２）は、パイロットバルブ（５８）、中間ステージパイロットバルブ（４８）、第１メインステージポペットバルブ（６０）及び第２メインステージポペットバルブ（６２）のうちの１つであることを特徴とする請求項８に記載の油圧制御システム。
前記排出バルブは、タンクポペットバルブ（６６）であることを特徴とする請求項８に記載の油圧制御システム。