JPH11247805A - 急速降下弁制御装置 - Google Patents

急速降下弁制御装置

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JPH11247805A JP10353064A JP35306498A JPH11247805A JP H11247805 A JPH11247805 A JP H11247805A JP 10353064 A JP10353064 A JP 10353064A JP 35306498 A JP35306498 A JP 35306498A JP H11247805 A JPH11247805 A JP H11247805A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 急速降下及び浮動の両機能を行う急速降下弁
制御装置を提供する。 【解決手段】 急速降下機能は、第１のソレノイド弁を
付勢して急速降下弁のシフト端を降下及び上昇側に接続
されているリゾルバの分解圧力ポートに通じさせ、同時
に第２のソレノイド弁の第１のソレノイドを付勢して急
下降弁のばね端を降下側に通じさせ、それにより急速降
下弁を相互接続位置に運動させて上昇側から排出された
流体をポンプから降下側へ行く流体とを組合させること
によって確立される。浮動機能は、第１のソレノイド弁
を付勢して急速降下弁のシフト端を分解圧力ポートに通
じさせ、同時に第２のソレノイド弁の第２のソレノイド
を付勢して急速降下弁のばね端をタンクに通じさせ、そ
れにより急速降下弁を相互接続位置に運動させてポン
プ、タンク、及び昇降用シリンダの上昇側及び降下側を
効果的に相互に通じさせることによって確立される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはブルド
ーザブレードと共に使用する急速降下弁に関し、特定的
には、急速降下及び浮動の両機能を遂行させる急速降下
弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】急速降下弁は、ブルドーザブレード等の
流体圧システムに広く使用され、ブレードを重力の下に
大地まで自由に降下させることができるようにしてい
る。複動流体圧作動昇降用（リフト）シリンダの収縮上
昇側（もしくは、リフト側）から排出される流体は、急
速降下弁によって昇降用シリンダの膨張する降下側（も
しくは、ドロップ側）へ転流されて、膨張させるために
降下側へ送られているポンプ流に追加される。ブレード
が大地に静止している時には、昇降用シリンダの降下側
は本質的に流体で満たされているから、ブレードに下向
きを力を急速に加えて大地へ突入させることができる。
米国特許第 5,226,348号に開示されている１つの公知の
急速降下弁制御装置は、方向性制御弁が急速降下位置に
到達して、ブレードが自由に降下し始めた直後に急速降
下弁の上昇側から排出される流体を降下側へ導くよう
に、負荷によって生成された圧力を昇降用シリンダの上
昇側から導いて急速降下弁をその急速降下位置へ運動さ
せるソレノイド弁を使用している。米国特許第 5,251,7
05号は、類似の型の急速降下弁制御装置を開示してい
る。
【０００３】ブルドーザブレードは時には清掃動作に使
用され、その場合、ブレードは操作員が関与することな
く地表に沿って浮動し、地表輪郭に追随することができ
る。典型的には、これは、昇降用シリンダの上昇及び降
下側が一緒に相互接続され、またポンプ及びタンクの両
者に接続されている浮動位置を有する方向性制御弁を設
けることによって達成される。方向性制御弁内に浮動位
置を組み込むと、弁本体及び制御スプールの両者の長さ
が増加し、また弁本体内のポーティングの複雑さが増
す。急速降下弁を統合したブルドーザブレード昇降制御
システムに浮動位置を設けることによってもたらされる
問題の１つは、方向性制御弁内に組み込まれた浮動位置
が、本質的に、急速降下弁の急速降下位置と重複するこ
とである。方向性制御弁及び急速降下弁は、必然的に、
急速降下動作中の大きい流体の流れを取り扱うサイズで
なければならないから、方向性制御弁内に浮動位置を設
けると上昇制御システムの費用を不当に増加させること
になる。
【０００４】従って、急速降下及び浮動の両機能のため
に使用できるように急速降下弁を制御する急速降下弁制
御装置を提供することが望まれている。本発明は、上述
した問題の１つまたはそれ以上を解消する。
【０００５】
【発明の開示】本発明の一面においては、急速降下弁制
御装置は、流体圧ポンプ、タンク、降下側及び上昇側を
有する流体圧作動昇降用シリンダ、及びポンプ及びタン
クに接続され、降下側及び上昇側にそれぞれ接続されて
いる第１及び第２のモータポートを有する制御弁を有す
る流体圧システムと共に使用される。この制御弁は、中
立位置から、中間動作位置を通り、完全に開いた位置ま
で運動可能である。急速降下弁制御装置は、流体圧的に
制御弁と昇降用シリンダの降下側及び上昇側との間に配
置され、第１のモータポートを降下側に通じさせ、第２
のモータポートを上昇側に通じさせる第１の位置と、降
下側及び上昇側の両者を第１のモータポートに通じさせ
る第２の位置とを有する急速降下弁を備えている。急速
降下弁は第１及び第２の端と、第１の端に配置され、急
速降下弁をその第１の位置に弾力的にバイアスするばね
とを有している。昇降用シリンダの降下側及び上昇側に
接続されているリゾルバは、分解圧力ポートを有してい
る。弁デバイスは、急速降下弁の第１の端を昇降用シリ
ンダの上昇側に通じさせ、急速降下弁の第２の端をタン
クに通じさせる第１の位置を有している。弁デバイス
は、急速降下弁の第１の端を昇降用シリンダの降下側に
通じさせ、急速降下弁の第２の端をリゾルバの分解圧力
ポートに通じさせる急速降下位置を更に有している。デ
バイスは、制御弁が中間位置に到達した時に、弁デバイ
スを第２の位置へ運動させる。
【０００６】
【実施例】急速降下弁制御装置１０は、ブルドーザブレ
ート１３等の位置を制御する流体圧システム１２内に組
み込まれているパイロット作動急速降下弁１１に機能的
に接続されている。流体圧システム１２は、流体圧ポン
プ１４と、タンク１６と、ポンプ１４及びタンク１６に
接続され、１対の入口モータポート１８及び出口モータ
ポート１９を有する方向性制御弁１７と、各々が上昇側
２３及び降下側２４を有する１対の複動流体圧作動昇降
用シリンダ２１と、モータポート１８を降下側に接続
し、モータポート１９を上昇側に接続する１対のモータ
導管２６、２７とを含んでいる。昇降用シリンダ２１
は、作業機械（図示してない）と、ブレード１３とに適
当に接続されている。ブレードには重力が作用するの
で、その重量は概ね下向きの降下方向を確立して昇降用
シリンダを伸長させるようになる。後述するように制御
弁１７は、図示の中立の負荷保持位置から完全に開いた
位置まで両方向に運動可能であり、所定の中間位置を通
過する。
【０００７】急速降下弁１１は、モータ導管２６、２７
内に配置され、ばね端２８と、シフト端２９と、ばね端
２８において急速降下弁を図示の位置に弾力的にバイア
スしているばね３１とを有している。急速降下弁制御装
置１０は、パイロットライン３３を通して急速降下弁の
ばね端２８に接続されている３位置ソレノイド弁３２
と、パイロットライン３６を通してシフト端２９に接続
されている２位置ソレノイド弁３４とを含んでいる。３
位置ソレノイド弁３２はその両端に配置されている１対
のソレノイド３８、３９を有し、これらのソレノイド
は、１対のパイロットライン４１、４２を通してモータ
導管２６、２７に接続され、そしてタンクに接続されて
いる。２位置ソレノイド弁３４は、その一方の端に配置
されているソレノイド４３を有しており、この弁３４は
リゾルバ４６の分解圧力ポート４４に接続されている。
リゾルバ４６は、パイロットライン４１、４２及びモー
タラインを通して昇降用シリンダの上昇側及び降下側に
通じている。ソレノイド弁３２及び３４を分離した弁と
して図示してあるが、代替として、これらは単一の弁内
に組み込むことができる。
【０００８】ソレノイド弁３２及び３４は、急速降下弁
１１のばね端２８を昇降用シリンダ２１の上昇側２３に
通じさせ、急速降下弁１１のシフト端２９をタンク１６
に通じさせる第１の動作位置と、ばね端２８を昇降用シ
リンダ２１の降下側２４に通じさせ、シフト端２９をリ
ゾルバ４６の分解圧力ポート４４に通じさせる急速降下
位置と、ばね端２８をタンク１６に通じさせ、シフト端
２９を分解圧力ポート４４に通じさせる浮動位置とを有
する弁手段４７を構成している。制御弁が中間位置に到
達した時に、弁手段４７を急速降下位置または浮動位置
へ選択的に運動させる手段４８が設けられている。運動
手段４８は、例えば、電池５１のような電気エネルギの
源と、電気ライン５３を通してセレクタスイッチ５２と
に接続されている常開電気スイッチ４９であることがで
きる。セレクタスイッチ５２は、ソレノイド弁３２の両
ソレノイド３８及び３９に接続されている。スイッチ４
９は、制御弁１７が中間位置に到達した時に、例えば、
制御弁に適当に接続されているカム５４によって閉位置
に移動させられる充分な位置に位置決めされている。
【０００９】ソレノイド弁３２及び３４は、制御弁が図
示の中立の流体閉塞位置にある時には、通常は図示の滅
勢された位置にバイアスされている。急速降下弁１１も
通常は図示の位置にバイアスされていて、モータ導管２
６を通してモータポート１８を昇降用シリンダ２１の降
下側２４に通じさせ、またモータ導管２７を通してモー
タポート１９を昇降用シリンダ２１の上昇側２３に通じ
させている。ソレノイド弁３４が図示の滅勢位置にある
と、急速降下弁１１のシフト端２９はタンクに通じてい
る。ソレノイド弁３２は、昇降用シリンダ２１の上昇側
２３を、滅勢位置にある急速降下弁１１のばね端２８に
通じさせている。従って、もしブレード１３が昇降用シ
リンダによって支持されていれば、上昇側内の負荷によ
って生成される圧力はばね端２８へ伝送され、急速降下
弁を図示の位置にバイアスするばね３１の力を援助す
る。
【００１０】ブレード１３を上昇させるためには、操作
者は制御弁１７を右方へ移動させてポンプ１４からの加
圧流体を昇降用シリンダ２１の上昇側２３へ導き、降下
側２４から排出された流体をタンクへ伝える。加圧流体
の若干は、パイロットライン４２、ソレノイド弁３２、
及びパイロットライン３３を通過して急速降下弁のばね
端２８へ到達し、急速降下弁を図示の位置に維持してそ
れを通る流体の流れを制限しないようにすることを可能
にする。ブレード１３を上昇した位置から制御可能に降
下させるためには、操作者は制御弁１７を、中立位置か
ら左方へ途中まで移動させて、ポンプ１４からの流体を
昇降用シリンダ２１の降下側へ導き、また上昇側２３か
ら排出される流体をタンク１６へ導く。もしカム５４が
スイッチ４９を閉じる程制御弁が充分に運動しなければ
ソレノイド弁３２は滅勢位置に留まるので、上昇側２３
から排出される加圧流体の若干はばね端２８へ導かれ、
前述したように急速降下弁１１を図示の位置に維持する
から、ブレードの降下に影響は与えない。
【００１１】ブレード１３を上昇した位置から自由降下
させることを可能にするには、制御弁１７を左方へ、即
ち所定の中間動作位置を越えて移動させる。これにより
カム５４がスイッチ４９を閉じてソレノイド４３を付勢
するので、ソレノイド弁３４は右方の付勢された位置へ
運動する。これは、リゾルバ４６の分解圧力ポート４４
を急速降下弁１１のシフト端２９へ通じさせる。この状
態では、上昇側２３から排出される流体の圧力は、降下
側へ導かれる流体の圧力よりも高いので、モータ導管２
７内の加圧流体はリゾルバ４６によってシフト端２９へ
導かれる。セレクタスイッチ５２が図示の急速降下位置
にあると、閉じたスイッチ４９がソレノイド３８を付勢
し、ソレノイド弁３２を付勢された急速降下位置まで右
方へ運動させて降下側２４からの低い圧力の流体をばね
端２８へ通じさせる。シフト端２９の高い圧力の流体は
急速降下弁をその左方の急速降下位置へ運動させるの
で、上昇側から排出される流体はポンプから降下側へ導
かれる流体と組合され、伸長する降下側を満たすのを援
助する。
【００１２】ブレード１３が大地に接触し、その後に大
地に支えられていると、上昇側２３からの流体の排出が
停止して上昇側、モータ導管２７、及びパイロットライ
ン４２内の圧力は直ちにゼロになり、一方降下側２４、
モータ導管２６、及びパイロットライン４１内の流体は
加圧される。これにより、ばね端２８及びシフト端２９
の圧力が等化され、急速降下弁１１はばね３１によって
図示の位置へ復帰するように運動するので昇降用シリン
ダ２１の降下側２３に全ポンプ圧を発生させることがで
き、たとえ制御弁１７が中間位置を越えてシフトした位
置に留まろうとも、ブレードに下向きの力を加える。浮
動状態は、セレクタスイッチ５２を右側へ倒して電気ラ
イン５３をソレノイド弁３２のソレノイド３９へ接続
し、カム５４がスイッチ４９を閉じるように制御弁１７
を充分に左方へ運動させることによって確立される。こ
の状態でスイッチ４９が閉じられると、ソレノイド弁３
４のソレノイド４３及びソレノイド弁３２のソレノイド
３９が付勢される。従って、ソレノイド弁３４はその付
勢位置へ運動して分解圧力ポート４４を急速降下弁のシ
フト端２９に通じさせ、ソレノイド弁３２はその左方の
付勢位置へ運動してばね端２８をタンクへ通じさせる。
前述したように、制御弁１７が左方へ運動すると、ポン
プ１４からの流体はモータ導管２６を通って降下側２４
へ導かれ、上昇側はモータ導管２７を通してタンクへ通
ずる。ばね側２８がタンクへ通ずると、モータ導管２６
内に生成された加圧流体は、リゾルバ４６及びソレノイ
ド弁３２によってシフト端２９へ通ずるようになる。シ
フト端の加圧流体は、ばね３１によるバイアスに対抗し
て急速降下弁を左方へ運動させてモータ導管２６、２７
を相互接続させるので、ポンプ、タンク、及び昇降用シ
リンダの上昇側及び降下側を効果的に相互に通じさせ
る。急速降下弁の位置、及びモータ導管２６内に生成さ
れる圧力は、ばね３１のバイアスによって決定される。
この実施例における圧力は極めて低いので、ブレードは
操作者が関与せずに大地の輪郭に追随することができ
る。
【００１３】以上の説明から本発明の構造が、急速降下
弁が急速降下及び浮動機能の両者を提供できるようにし
た改善された急速降下弁制御装置を提供していることが
容易に理解されよう。これは、急速降下弁の位置を制御
する第１及び第２のソレノイド弁を使用し、方向性制御
弁が所定の位置に到達した時にこれらのソレノイド弁を
付勢することによって達成される。急速降下機能は、第
１のソレノイド弁を付勢して急速降下弁のシフト端を、
１対の昇降用シリンダの降下側及び上昇側に接続されて
いるリゾルバの分解圧力ポートに通じさせ、同時に第２
のソレノイド弁の第１のソレノイドを付勢して急速降下
弁のばね端を昇降用シリンダの降下側に通じさせること
によって確立される。これによって、上昇側から排出さ
れる流体のより高い圧力がシフト端に導かれて急速降下
弁を降下側と上昇側とが相互接続される位置へ運動さ
せ、上昇側から排出される流体とポンプから降下側へ行
く流体とを組合せる。浮動機能は、第１のソレノイド弁
を付勢して急速降下弁のシフト側を分解圧力ポートに通
じさせ、同時に第２のソレノイド弁の第２のソレノイド
を付勢して急速降下弁のばね端をタンクに通じさせる。
これによって、降下側内に生成された圧力がシフト端へ
導かれ、急速降下弁を、それが降下側及び上昇側を相互
に接続する位置まで運動させるので、ポンプ、タンク及
び昇降用シリンダの上昇側及び降下側が効果的に相互に
通じさせる。
【００１４】本発明の他の面、目的、及び長所は、添付
図面、以上の説明、及び特許請求の範囲から容易に理解
されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の概要図である。
【符号の説明】
１０ 急速降下弁制御装置 １１ パイロット作動急速降下弁 １２ 流体圧システム １３ ブルドーザブレード １４ 流体圧ポンプ １６ タンク １７ 方向性制御弁 １８、１９ モータポート ２１ 複動流体圧作動昇降用シリンダ ２３ 上昇側 ２４ 降下側 ２６、２７ モータ導管 ２８ ばね端 ２９ シフト端 ３１ ばね ３２ ３位置ソレノイド弁 ３３、３６ パイロットライン ３４ ２位置ソレノイド弁 ３８、３９ ソレノイド ４１、４２ パイロットライン ４３ ソレノイド ４４ 分解圧力ポート ４６ リゾルバ ４７ 弁手段 ４８ 運動手段 ４９ 常開スイッチ ５１ 電池 ５２ セレクタスイッチ ５３ 電気ライン ５４ カム
フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン ピー シーニー アメリカ合衆国 イリノイ州 60137 グ レンエリン リンデン ストリート 434 (72)発明者 ランダル エイ ハーロウ アメリカ合衆国 イリノイ州 61517 ブ リムフィールド ウェスト ジュビリー カレッジ ロード 11607 (72)発明者 ジョン アール コーノロイ アメリカ合衆国 イリノイ州 60410 チ ャーナホン サウス ブラックホウク ド ライヴ 24414

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体圧ポンプ、タンク、降下側及び上昇
    側を有する流体圧作動昇降用シリンダ、及び上記ポンプ
    及び上記タンクに接続され、上記降下側及び上昇側にそ
    れぞれ接続されている第１及び第２のモータポートを有
    する制御弁を有する流体圧システムと共に使用するよう
    になっている急速降下弁制御装置であって、上記制御弁
    は、中立位置から中間動作位置を通って完全に開いた位
    置まで運動可能であり、上記急速降下弁制御装置は、 流体圧的に上記制御弁と上記昇降用シリンダの上記降下
    側及び上記上昇側との間に配置され、上記第１のモータ
    ポートを上記降下側に通じさせ、上記第２のモータポー
    トを上記上昇側に通じさせる第１の位置と、上記降下側
    及び上記上昇側を上記第１のモータポートに通じさせる
    第２の位置とを有する急速降下弁を備え、上記急速降下
    弁は、第１及び第２の端と、上記第１の端に配置されて
    いて上記急速降下弁をその第１の位置に弾力的にバイア
    スするばねとを有しており、 上記急速降下弁制御装置は更に、 上記昇降用シリンダの上記降下側及び上記上昇側に接続
    され、分解圧力ポートを有するリゾルバと、 上記急速降下弁の上記第１の端を上記昇降用シリンダの
    上記上昇側に通じさせ、上記急速降下弁の上記第２の端
    を上記タンクに通じさせる第１の位置と、上記急速降下
    弁の上記第１の端を上記昇降用シリンダの上記降下側に
    通じさせ、上記急速降下弁の上記第２の端を上記リゾル
    バの分解圧力ポートに通じさせる急速降下位置とを有す
    る弁手段と、 上記制御弁が上記中間位置に達した時に上記弁手段を上
    記急速降下位置へ運動させる手段と、を備えていること
    を特徴とする急速降下弁制御装置。
  2. 【請求項２】 上記弁手段は、上記急速降下弁の上記第
    １の端を上記タンクに通じさせ、上記急速降下弁の上記
    第２の端を上記分解圧力ポートに通じさせる浮動位置を
    有している請求項１に記載の急速降下弁制御装置。
  3. 【請求項３】 上記弁手段は、上記リゾルバの上記分解
    圧力ポートと、上記急速降下弁の上記第２の端とに接続
    されているソレノイド弁を含み、上記ソレノイド弁は、
    上記第２の端を上記タンクに通じさせる滅勢位置と、上
    記第２の端を上記分解圧力ポートに通じさせる付勢位置
    とを有している請求項２に記載の急速降下弁制御装置。
  4. 【請求項４】 上記弁手段は、上記昇降用シリンダの上
    記降下側及び上記上昇側と、上記急速降下弁の上記第１
    の端とに接続されている第２のソレノイド弁を含み、上
    記第２のソレノイド弁は、上記第１の端を上記上昇側に
    通じさせる滅勢位置と、上記第１の端を上記降下側に通
    じさせる付勢位置とを有している請求項３に記載の急速
    降下弁制御装置。
  5. 【請求項５】 上記第２のソレノイド弁は、上記急速降
    下弁の上記第１の端を上記タンクに通じさせる別の付勢
    位置を有している請求項４に記載の急速降下弁制御装
    置。
  6. 【請求項６】 上記各ソレノイド弁はソレノイドを有
    し、上記運動手段は電気エネルギの源と、上記電気源と
    上記ソレノイドに接続されている電気スイッチとを有し
    ている請求項５に記載の急速降下弁制御装置。
  7. 【請求項７】 上記電気スイッチは、上記制御弁がその
    中間位置に到達した時に閉じられるような位置に位置決
    めされている請求項６に記載の急速降下弁制御装置。
  8. 【請求項８】 上記第２のソレノイド弁は第２のソレノ
    イドを有し、上記運動手段は上記電気スイッチと上記第
    ２のソレノイド弁の両ソレノイドとの間に配置されてい
    るセレクタスイッチを含んでいる請求項７に記載の急速
    降下弁制御装置。
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