JP5266060B2 - 油圧式連結装置用の安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧式連結装置（ヒッチアセンブリ）用の安全装置に関するものであり、より詳しくは、油圧式連結装置から遠く離れて操作することのできる安全装置に関するものである。

発明の背景

掘削機などのような大型移動機械類は、機械の汎用性を増大させるために、さまざまな種類のアタッチメントで取り付けられるのが一般的である。このようなアタッチメントの例には、バケットあるいはロックハンマーが含まれる。典型的には、これらのアタッチメントは、通常は油圧で作動される連結装置あるいは即時連結器のような即時交換装置によって、掘削機の関節状アームへ取り付けられる。

あるタイプの油圧式連結装置がオーストラリア特許第５８６１２４号に記載されており、この連結装置は、係合位置と係合解除位置との間で動くように構成されている、逆向きに方向付けられた遠隔操作可能な一対の挟持部からなっている。上記係合解除位置では、これらの挟持部はアタッチメントの内部横断状ヒンジピンどうしの間に取り付けることができる。これらの挟持部は次いで、油圧式ピストンあるいはラムの使用によって、アタッチメントの横断状ヒンジピンを把持するとともにそのピンを使用のための定位置に保持する係合位置へ、互いから離れるように動かされる。

油圧式連結装置がほとんど即座に係合解除位置に引っ込むかもしれない油圧不全のおそれのために、油圧式連結装置は、連結装置がアタッチメントから係合解除するのを防止する安全用制限装置とともに取り付ける必要がある。これらの安全用制限装置は典型的には、機械類の操作員が安全装置をこの連結装置の場所で係合させかつ係合解除させる必要のある機械的構成体である。従って、このことは、アタッチメントが交換されるたびに、操作員が安全装置を係合解除させるために機械を操作するキャビンから降りなければならない、ということを意味する。その後、操作員は、そのキャビンに再び昇り、連結装置を駆動する油圧装置を操作して連結装置のアタッチメントを交換することが必要であり、その後、操作員は、そのキャビンからもう一度降りて、安全用制限装置を再係合させなければならない。

従って、本発明は、油圧式連結装置の中で使用するための安全装置を提供することを追求するものであり、より詳しくは、連結装置を含む機械類の操作用キャビンから操作することのできる安全装置を提供することを追求するものである。

発明の概要

一態様によれば、本発明は、係合位置と係合解除位置との間で操作することのできる油圧式連結装置用の安全装置を提供するものであり、この安全装置は、
係合位置と係合解除位置との間で動くことができる本体部分であって、それによって、本体部分が係合位置にあるときに、連結装置が係合解除位置へ動くのを安全装置が阻止する本体部分と、
本体部分を係合位置へ向けて偏倚させる偏倚手段と、
操作されると、偏倚手段に抗して作動するとともに本体部分を係合解除位置へ動かす油圧式ピストンと、
を含んでいる。

本体部分は、回動中心に関して係合位置と係合解除位置との間で動くことが好ましい。

また、偏倚手段は、例えばばねのような機械的構成体によって設けられていることが好ましい。

上記油圧式連結装置は、油圧式ラムあるいはピストンによって係合解除位置と係合位置との間で操作することができる。この形態では、油圧式ラムあるいはピストンは、油圧回路によって操作され、ここで、連結装置を係合位置へ動かすために、油圧流体が圧力を受けてラムあるいはピストンの一方側部に汲み上げられ、上記の動きがもたらされる。いったん係合位置に到ると、油圧式ラムあるいはピストンは、連結装置が係合解除位置へ動くのを、油圧回路の中に含まれたバルブアセンブリによって防止する。このバルブアセンブリは逆止弁の形態にあるのが好ましい。このバルブアセンブリは、正の油圧がこのバルブアセンブリへ加えられ、それによって、油圧式ラムあるいはピストンが解除されて連結装置が上記係合解除位置へ戻るようになるまで、ラムあるいはピストンの動きを阻止する。

好ましくは、安全装置の油圧式ピストンもまた、連結装置の油圧回路へ接続されていることである。いっそう好ましくは、油圧式ピストンおよび／またはラムを解除して連結装置が係合解除位置へ戻るようにするためにバルブアセンブリへ加えられた正の圧力が、安全装置の油圧式ピストンへ初めに加えられ、それによって、連結装置が係合解除位置へ戻るよりも前に安全装置の本体部分を係合解除位置へ動かすことである。

別の態様によれば、本発明は、安全装置が含まれている油圧式連結装置を係合位置から係合解除する方法を提供するものであり、この方法は、
（i）偏倚手段に打ち勝って安全装置を係合位置から係合解除位置へ動かすのに十分な正の圧力を安全装置の油圧式ピストンに与えるステップと、
（ii）油圧式連結装置を係合解除位置へ動かすステップと
を含んでいる。

本発明は、添付図面とともに説明された、好ましいが非限定的なその実施形態についての以下の詳細な説明から、いっそうよく理解されよう。

発明の詳細な説明

「油圧式連結装置」という用語には、本明細書を通じて使用されるように、さまざまなアタッチメントを大型機械類に取り付けるとともに大型機械類から取り外すために用いる任意の型の油圧式アセンブリはもとより、即時連結器も含まれることが意図されている。

図１によれば、油圧式連結装置に取り付けることのできる安全装置が示されている。安全装置１０には本体部分１２が含まれており、この本体部分は、実質的に細長いものであり、また、係合用先端８５と回動中心１５とを含んでいる。安全装置１０には、この図では、油圧式連結装置（図１には示されていない）の本体部分に取り付けられた保持用ブロック４５に対して偏倚されているばね２０もまた含まれている。安全装置１０には、油圧流体用空間２５が備わった油圧式ピストン３５もまた含まれており、この空間には、油圧式ピストン３５を操作するために、圧力の加えられた油圧流体が収容される。この油圧式ピストンは、連結装置の本体部分へこれまた取り付けられて固定されているが安全装置１０の本体部分１２へは取り付けられていない保持用ブロック４０に寄り掛かった状態に示されている。代わりの実施形態では、保持用ブロックは、油圧式連結装置に結合された油圧式ラム７０の本体部分に取り付けることができる。

図２によれば、例えば掘削機のような重機械類へバケットあるいはロックハンマーのようなアタッチメントを取り付けるために使用される油圧式連結装置が、５１で表わされて全体として示されている。この連結装置５１には、逆向きに方向付けられた遠隔操作可能な２つの挟持部６０，６５が含まれており、これらの挟持部は、係合位置（図２に描かれたような）と係合解除位置との間で動くことができる。その係合解除位置において、これらの逆向き挟持部６０および６５は、特定のアタッチメントの横断状ヒンジピン５０および５５の間に取り付けることができ、それによって、このアタッチメントを解除する。このアタッチメントと係合すると、挟持部６０および６５は、このアタッチメントが連結装置５１へ確実に固定されるまで、挟持部６０および６５を離れるように押す、機械類のキャビンから操作することのできる油圧式ラム７０によって、離れるように押される。

図２には示されていないが、油圧式ラム７０は、操作によって油圧流体が油圧式ラム７０の中へ汲み上げられる油圧回路によって操作され、次に、挟持部６５を挟持部６０から離れるように押してアタッチメントと係合させるものであり、ここで、油圧流体は、逆止弁によって主油圧回路から遮られ、それによって、挟持部６５および６０が係合状態に維持される。逆止弁を解放し、それによって、油圧式連結装置５１を係合解除させるためには、逆止弁に正の圧力を加えて油圧式ラム７０を解除しなければならず、それによって、挟持部６５は非係合状態へ戻る。

さて、図３によれば、油圧式連結装置とともに取り付けられた安全装置１０が示されている。安全装置１０は、油圧式連結装置とともに、係合位置に示されており、それによって、アタッチメントが連結装置へ確実に取り付けられている。油圧不全の場合には、油圧式ラム７０は解除され、それによって、挟持部６５は挟持部６０へ向かって収縮する。この場合に、安全装置の係合箇所８５は連結装置５１の係合用裂け目８０と係合し、それによって、アタッチメントが連結装置から係合解除することのできる距離を超えて挟持部６０および６５が互いに動くことが阻止される。

安全装置１０は、連結装置５１に対して取付箇所１５でヒンジ留めされており、安全装置は、係合位置と係合解除位置との間で箇所１５に関して回転することができる。油圧式連結装置５１は係合位置にあるが、安全装置１０のばね２０は、連結装置５１へ取り付けられかつ固定された保持用ブロック４５を押すことで、安全装置を係合位置に偏倚させている。

安全装置をこの位置から係合解除するためには、圧力が加えられた油圧流体を、安全装置１０の中に配置された油圧式ピストン３５の空洞２５へ供給することが必要である。十分な圧力で流体を加えると、油圧式ピストン３５は、連結装置の本体部分へこれまた取り付けられかつ固定された保持用ブロック４０に押し付けられ、それによって、安全装置を機械式ばね２０の偏倚力に抗して押す。保持用ブロック４０を押す油圧式ピストン３５の力がばね２０の弾力よりも大きいときには、安全装置が立ち上がり、本装置が係合解除位置へ動くように回動中心１５に関して動く。

さて、図４によれば、係合解除位置にある安全装置１０が示されており、それによって、安全装置１０の油圧式ピストン３５が、連結装置へ取り付けられた保持用ブロック４０を押し、それによって、安全装置１０を係合解除位置へ動かす。係合解除位置では、安全装置１０の係合箇所８５が連結装置の係合用裂け目８０にもはや整合していなくて、それによって、連結装置の油圧式ラムが解除されて油圧式連結装置５１を係合解除位置へ動かすと、挟持部６０および６５が引っ込む、ことがわかる。

安全装置１０の明白な利点は、本装置を解除して連結装置５１の挟持部６０および６５を係合解除位置へ引っ込めるために、安全装置１０の油圧式ピストン３５を、例えば重機械類のキャビンのような、連結装置から遠く離れた箇所から操作することができることである。

上記構成の付加的な利点として、油圧式ピストン３５を操作するための油圧流体が、油圧式連結装置５１に随伴する油圧回路の一部であってもよいことである。この形態では、連結装置５１の油圧式ラム７０を解除するために逆止弁へ加えられた逆向き圧力が、初めに安全装置１０の油圧式ピストン３５へ向けられ、それによって、油圧式ピストン３５が、連結装置５１の油圧式ラム７０を解除する直前に安全装置を係合解除位置へ動かす。この方式では、安全装置１０は、掘削機のキャビンなどから操作することができ、それによって、操作員は、さまざまなアタッチメントを油圧式連結装置５１から取り外すとともに油圧式連結装置５１に取り付ける際に、安全装置を係合解除させるために、キャビンから降りる必要がない。

さらにまた、この構成によれば、付加的な安全上の利点もまたもたらされるが、この利点は、油圧式連結装置が引っ込むという油圧不全が実際にあるときに、安全装置には安全装置を係合解除位置へ動かすための油圧が必要であるため、安全装置が係合解除位置へ動くことができない、ということである。従って、安全装置は、油圧不全の場合には、常に係合位置にあるであろう。

安全装置１０が係合位置にあるかあるいは係合解除位置にあるかを安全装置が装備された掘削機などの操作員が判定することを支援するために、安全装置には表示手段（図には示されていない）が取り付けられてもよい。１つの形態によれば、表示手段は、２つのフランジからなる形態にあって、一方のフランジが安全装置１０の係合端部から延びるとともに他方のフランジが回動中心１５に隣接する端部から延びていてもよい。安全装置１０が係合位置にあるときには、これらのフランジは、掘削機のキャビンから見た場合に安全装置が係合位置にあることを操作員が保証することができるような特定の構成にあるように、構成されている。安全装置が係合解除位置へ動くと、これらのフランジは特定の構成にもはや整合していないが、このことは安全装置がもはや係合位置にないということを表す。代わりの実施形態では、表示手段は、掘削機などの実際のキャビンの中に配置することができ、また、操作されたときに操作員に安全装置が係合状態にあるかあるいは係合解除状態にあるかの表示をもたらす、例えば発光体の形態にあってもよい。

本発明の実施形態の例は以下の通りである。

典型的な油圧式連結装置の油圧式ラムが結合された逆止弁が３：１の比で作動し、すなわち、この逆止弁は、油圧式連結装置を係合位置に維持するであろう３０００ＰＳＩの拘束圧力をもたらすことができる。逆止弁が３：１の比で作動するので、油圧式連結装置が係合解除位置へ引っ込んだ後に解除するために、逆止弁には１０００ＰＳＩの逆向き圧力が必要である。この例では、１０００ＰＳＩの逆向き圧力が、逆止弁へもたらされる前に安全装置の油圧式ピストンへもたらされるが、この圧力は、油圧式ピストンを作動させて偏倚手段の力に打ち勝ち、それによって、安全装置を係合解除位置へ動かすとともに連結装置を係合解除位置へ動かすために十分である。

連結装置の油圧式ラムを保持するための拘束圧力は、例えば、油圧のバイパスがある、油圧式ラムのシールが損傷している、あるいは油圧流体が汚染している、などの多くの理由のために、低下することがある。この場合には、逆止弁を解放するために必要な圧力もまた、３：１の比によって不足し、それによって、逆止弁を解放するために必要な圧力は、安全装置の油圧式ピストンが偏倚手段（例えばばね）の力に打ち勝つためには十分ではない。このことは、安全装置が、係合解除位置へ動くことができず、それによって、油圧式連結装置の安全稼働条件を絶えず監視する、ことを意味する。

最後に、その態様の任意のものにおける発明概念を相異なる多くの構造に組み込むことができ、その結果、上記説明の一般性が添付図面の特殊性によって取って代わられることがない、ことを理解することができる。さまざまな改変、修正および／または追加を、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、部品のさまざまな構造および構成に組み込むことができる。

図１は、本発明の１つの態様による安全装置の概略図である。 図２は、油圧式連結装置の概略図である。 図３は、本発明の１つの態様による、係合位置にある、安全装置が取り付けられた油圧式連結装置の概略図である。 図４は、本発明の１つの態様による、係合解除位置にある、安全装置が取り付けられた油圧式連結装置の概略図である。

Claims (7)

1. 油圧回路の内部に収容された油圧流体で作動することができる油圧式ラムによって、係合位置と係合解除位置との間で操作することのできる油圧式連結装置とともに使用するための安全装置であって、
   係合位置と係合解除位置との間で動くことができる本体部分であり、もって、当該、本体部分が前記係合位置にあるときに、前記油圧式連結装置が係合解除位置へ動くのを前記安全装置が阻止する、本体部分と、
   前記本体部分を係合位置へ向けて偏倚させる偏倚手段と、
   操作時に前記偏倚手段に抗して作動するとともに前記本体部分を係合解除位置へ動かす油圧式ピストンとを含み、
   前記油圧式ピストンは、前記油圧式連結装置の前記油圧回路の内部に収容された油圧流体によって作動され、
   前記油圧式ラムを動かすために加えられた油圧流体の圧力が、前記油圧式連結装置を前記係合解除位置へ動かす直前に前記安全装置を前記係合解除位置へ動かすために、油圧流体の正の圧力として前記油圧式ピストンへ初めに供給される
   安全装置。
2. 前記本体部分が、回動中心に関して係合位置と係合解除位置との間で動く、請求項１に記載の安全装置。
3. 前記回動中心が、前記油圧式連結装置に対して取り付けられている、請求項２に記載の安全装置。
4. 前記回動中心が、前記本体部分の一方端部にある、請求項２または３に記載の安全装置。
5. 前記偏倚手段が、ばねである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全装置。
6. 前記安全装置が、前記安全装置の前記本体部分が前記係合位置にあるかあるいは前記係合解除位置にあるかを操作員へ指示するための表示手段を含んでいる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全装置。
7. 油圧式連結装置を係合位置から係合解除する方法であって、前記油圧式連結装置が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の安全装置を含んでおり、前記方法が、
   （iii）前記偏倚手段に打ち勝って前記安全装置を前記係合位置から前記係合解除位置へ動かすのに十分な正の圧力を前記安全装置の前記油圧式ピストンに与えるステップと、
   （iv）前記油圧式連結装置を係合解除位置へ動かすステップと、
   を含んでいる方法。

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