JPH108506A - パワー機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多機能を発揮し得るように、パワー機械内の
弁の配置を改善すること。 【解決手段】 パワー機械は、基部１２と、操作者支持
部分１４と、該操作者支持部分１４を該基部１２に関し
て動かし得るように結合された液圧旋回モータ１１８と
を備えている。ブーム５２、アーム６４及び工具が全て
互いに且つ操作者支持部分１４に結合されて、液圧アク
チュエータにより駆動される。旋回弁１０２は液圧パワ
ー回路から加圧した液圧流体を受け取り得るように結合
され、また、旋回モータ１１８に液圧流体を供給し且つ
旋回モータ１１８から液圧流体を受け取り得るように旋
回モータ１１８にも結合されている。第一のパワーアク
チュエータ弁は旋回弁１０２から液圧流体を受け取り得
るように結合され且つ液圧ブームアクチュエータ、液圧
アームアクチュエータ及び工具アクチュエータの１つに
液圧流体を提供し得るように結合されている。旋回弁１
０２は、パワーアクチュエータ弁と直列に結合されてい
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、パワー機械に関す
る。より具体的には、本発明は、多機能を発揮し得るよ
うに、パワー機械内の弁の配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ミニ掘削機が広く使用されてい
る。かかる掘削機は、典型的に、一対のキャタピラ組立
体により支持された基部を備えている。このキャタピラ
組立体は、液圧モータによって駆動される。

【０００３】この基部は、典型的に、ハウジング、即
ち、操作者支持部分を支持する。このハウジングは、基
部に関して回転可能である。この回転は、液圧旋回モー
タによって駆動される。また、このミニ掘削機は、典型
的にその他の多数の特徴部分を有している。例えば、ブ
ームが、典型的にハウジングに結合されている。液圧シ
リンダのようなパワーアクチュエータが、垂直面内に略
配置された弧を描いてハウジングに関してブームを枢動
させ得るようにブームに結合されている。また、このブ
ームは、典型的に、水平面内で略枢動可能である。この
種類の枢動動作は、ハウジング及びビームに結合された
液圧シリンダ（オフセットシリンダと称される）を使用
して為される。

【０００４】一つのアームがブームの末端に結合され、
また、該アームは、典型的に液圧シリンダを使用して、
ブームに関して枢動可能である。一つの工具が、一般
に、このアームの端部に結合されており、同様に、油圧
シリンダを使用して操作される。かかる工具は、典型的
に、アームに枢動可能に結合されたバケットとすること
ができる。

【０００５】また、ブレードが、一般に、基部に取り付
けられる。このブレードは、液圧シリンダを作動させる
ことにより上昇させたり下降させたりすることができ
る。補助的な機能のその他の機能も一般的である。

【０００６】多数の液圧機能部分をミニ掘削機に設ける
ことができるが、典型的に、ミニ掘削機によって為され
る４つの主要な機能がある。その第一は、バケット（即
ち、工具）を作動させることであり、その第二は、アー
ムを作動させること、その第三は、ブームを作動させる
こと、その第四は、旋回モータを作動させることであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の掘削機におい
て、こうした４つの液圧機能を制御する弁は、互いに平
行な位置に配置されている。この平行な配置のため、そ
の機能の何れかを同時に作用させるならば、必要圧力が
最小である機能部分は、略全ての液圧液体の流れが得ら
れる。このため、バケットが泥で一杯になった後、ブー
ムを穴から持ち上げ、キャブ（即ち、ハウジング）を回
転させるといった、二つの機能を同時に作用させるなら
ば、その他の機能が為されている間に、こうした機能部
分への高圧供給は略停止する。

【０００８】また、従来の掘削機において、ミニ掘削機
によって為される二つの機能は、その他の機能よりも長
く時間がかかることが認識されている。その時間のかか
る機能の一つは、特に、バケットが泥やその他の重い物
で満たされている場合、ブームを持ち上げることであ
る。このブームシリンダは、全体として極めて大型のシ
リンダであり、作動させるためには、多量の液圧流体を
必要とする。ブームを持ち上げる液圧アクチュエータに
対して十分な液圧の流れを提供するためには、時間が長
くかかる。時間がかかるその他の機能としては、掘削機
を移動させることがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴によ
れば、パワー機械は、基部と、操作者支持部分と、該操
作者の支持部分を基部に関して動かし得るように結合さ
れた液圧旋回モータとを備えている。ブーム、アーム及
び工具は、全て、互いに且つ操作者支持部分に結合され
且つ液圧アクチュエータによって駆動される。旋回弁が
液圧パワー回路から加圧された液圧流体を受け取り得る
ように結合され、また、旋回モータに液圧流体を提供し
且つ旋回モータから液圧流体を受け取り得るように、旋
回モータにも結合されている。第一のパワーアクチュエ
ータ弁は、旋回弁から液圧流体を受け取り得るように結
合され且つ液圧ブームアクチュエータ、液圧アームアク
チュエータ、及び工具アクチュエータの一つに液圧流体
を提供し得るように結合されている。この旋回弁は、パ
ワーアクチュエータ弁と直列に結合されている。

【００１０】本発明のもう一つの特徴は、パワー機械の
液圧パワー回路内の２つの液圧アクチュエータの１つに
液圧流体ブースト力を提供するブースト弁が設けられる
ことである。一つの好適な実施の形態において、このブ
ースト弁は、ブームシリンダ、又は走行モータの何れか
のパワーを増幅させ得る形態とされている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるミニ掘削機
１０の側面図である。該ミニ掘削機１０は、基部１２
と、操作者支持部分（即ち、ハウジング）１４と、ディ
ッパー組立体１６とを備えている。該基部１２は、フレ
ーム（図示せず）と、一対のキャタピラ１８とを備えて
いる。図１には、一方のキャタピラ１８しか図示してい
ないが、第二のキャタピラ１８も同一であり、ミニ掘削
機１０の反対側に対向状態に配置されていることが理解
される。

【００１２】キャタピラ１８は、一対のハブ２０の周り
で回転可能である。ハブ２０の少なくとも１つは、液圧
モータ（図３に図示）により駆動される。好適な実施の
形態において、キャタピラ１８の各々は、別個の液圧走
行モータにより駆動されて走行する。該走行モータは、
ハウジング１４内の適当な制御装置を操作することによ
り操作者により制御される。

【００１３】また、基部１２は、該基部１２のフレーム
に枢動可能に結合されたブレード２２を備えている。ま
た、該ブレード２２は、枢着点２６にて液圧シリンダ２
４により枢動可能に結合されている。該液圧シリンダ２
４は、枢着点２８にて基部１２のフレームに枢動可能に
結合されている。液圧シリンダ２４には、液圧パワー回
路（詳細は後述する）から加圧された液圧流体が選択的
に供給される。操作者は、適当な制御装置を操作するこ
とにより、液圧シリンダ２４を選択的に引っ込めたり伸
長させたりすることにより、ブレード２２を持ち上げた
り下降させたりすることができる。

【００１４】操作者支持部分１４は、旋回継手３１によ
り基部１２のフレームに回転可能に結合されたキャブ３
０を備えている。該キャブ３０は、典型的には、エンジ
ン室３２と、操作者を支持するためのシート３４と、ミ
ニ掘削機１０を制御する複数の手動制御装置とを備えて
いる。好適な実施の形態において、該手動制御装置は、
一対の操縦レバー３６及び３８と、多数のジョイスティ
ック４０とを備えている。

【００１５】これらの操縦レバー３６及び３８は、操作
者により操作されてミニ掘削機１０を操縦する。例え
ば、レバー３６を前方に押すと、該レバー３６と関連付
けらている液圧モータを駆動させて、対応するキャタピ
ラ１８を前進させる。レバー３６を手前に引くと、レバ
ー３６と関連付けられている液圧モータを駆動させて、
対応するキャタピラ１８を逆進させる。このことは、レ
バー３８及びその関連付けられている液圧モータにも妥
当する。ジョイスティック４０は、ミニ掘削機１０のそ
の他の液圧アクチュエータを制御するために操作者によ
り使用されることが好ましい。

【００１６】ディッパー組立体１６は、接続部４２にて
操作者支持部分１４に枢動可能に結合されている。ディ
ッパー組立体１６は、操作者支持部分１４上の対応する
ブラケット４６に枢動可能に取り付けられたブラケット
４４を備えている。ブラケット４４は、番号４８で示し
た軸線を中心として弧５０で示した方向に略枢動し得る
ように枢動可能に取り付けられている。弧５０は、軸線
４８を中心として図１の紙面の内外への枢動を示すもの
であることが理解されよう。オフセットシリンダ４７
は、操作者支持部分１４に取り付けられ且つ枢着点４９
にてブラケット４４に枢動可能に取り付けられている。
操作者がオフセットシリンダ４７の伸長及び引込みを制
御すると、ディッパー組立体１６は、図１の紙面の内外
へ軸線４８を中心として弧５０に沿って枢動するように
制御される。

【００１７】また、ディッパー組立体１６はブーム５２
を備えている。該ブーム５２は、枢着点５４にてブラケ
ット４４に枢動可能に結合されている。また、ブーム５
２は、枢着点５８にて液圧シリンダ５６に枢動可能に結
合されている。一方、液圧シリンダ５６は、枢着点６０
にてブラケット４４に枢動可能に結合されている。この
ように、操作者が液圧シリンダ５６の伸長及び引込みを
制御すると、ブーム５２は、概して垂直面で画成される
弧６２に沿って上昇したり下降したりする。

【００１８】また、ディッパー組立体１６は、枢着点６
６にてブーム５２に枢動可能に結合されたアーム６４も
備えている。該アーム６４は、枢着点７０にて液圧シリ
ンダ６８にも枢動可能に結合されている。一方、該液圧
シリンダ６８は、枢着点７２にてブーム５２に枢動可能
に結合されている。このように、操作者が液圧シリンダ
６８の伸長及び引込みを制御すると、アーム６４は、概
して枢着点６６を中心として弧７４に沿ってブーム５２
に関して枢動する。

【００１９】また、ミニ掘削機１０は、典型的に、アー
ム６４の末端に結合されたバケット７６のような１つの
工具を備えている。該バケット７６は、枢着点７８にて
アーム６４に枢動可能に結合されている。また、バケッ
ト７６は、枢着点８２にて取り付けブラケット８０に枢
動可能に結合されている。一方、取り付けブラケット８
０は、枢着点８４にてアーム６４に枢動可能に結合され
ている。また、液圧シリンダ８３は、枢着点８６にてア
ーム６４に、また、枢着点８８にて取り付けブラケット
８０にそれぞれ枢動可能に結合されている。このよう
に、操作者が液圧シリンダ８３の伸長及び引込みを制御
すると、バケット７６は、概して枢着点７８を中心とし
て弧９０に沿って枢動する。

【００２０】ミニ掘削機１０内の液圧モータ又は液圧ア
クチュエータの一部を作動させるためには、作動されて
いる特定の液圧モータ又は液圧アクチュエータに対応し
て、その他のものよりもより高圧又はより低圧の液圧を
必要とすることが理解されよう。例えば、液圧シリンダ
５６を伸長させてブーム５２を持ち上げるために液圧シ
リンダ５６を作動させるには、高圧の液圧が必要とさ
れ、特に、バケット７６が泥又はその他の重い物で一杯
になった、穴からそのバケット７６をブーム５２で持ち
上げる場合には、特に高圧の液圧が必要とされる。一
方、ディッパー組立体１６を軸線４８を中心として枢動
させるためにオフセットシリンダ４７を作動させるに
は、バケット７６が一杯の場合であっても、僅かな圧力
があればよい。勿論、特定の慣性力の成分に打ち勝つこ
とが必要となるため、操作者支持部分を旋回させる場合
には、オフセットシリンダ４７は、非常に高圧の液圧を
得ることができる。

【００２１】図２Ａには、従来のミニ掘削機の液圧回路
（簡略化したブロック線図の形態）の一部が図示されて
いる。図２Ａには、液圧流体供給回路９４に結合された
弁スタック９２が図示されている。該液圧流体供給回路
９４は、簡略化した形態で図示されており、該回路は、
ポンプ９６と、タンクすなわちリザーバ９８とを備えて
いる。弁スタック９２は、圧力逃がし弁１００と、複数
の液圧アクチュエータ弁１０２、１０４、１０６、１０
８とを備えている。弁１０２は、旋回モータ（操作者支
持部分１４を基部１２を中心として回転させる）への液
圧流体の流れを制御する旋回弁である。弁１０４は、ブ
レード２２を操作するために液圧シリンダ２４への液圧
流体の流れを制御するブレード弁である。弁１０６は、
バケット７６の位置を操作するため、液圧シリンダ８３
への液圧流体の流れを制御するバケット弁である。液圧
弁１０８は、軸線４８を中心とするディッパー組立体１
６の位置を制御するため、液圧シリンダ４７への液圧流
体の流れを制御するオフセット弁である。圧力逃がし弁
１００は、典型的に、弁１０２乃至１０８の入口におけ
る圧力が閾値圧力（典型的に２５００ｐｓｉ）を越える
ときに、加圧された液圧流体をポンプ９６からタンク９
８に放出する形態とされている。

【００２２】弁１０２乃至１０８の各々は、ポンプ９６
及び入口ポート１１２（液圧流体をタンク９８に戻し得
るように結合されている）から加圧された液圧流体を受
け取る出口ポート１１０を備えている。典型的な従来技
術のミニ掘削機において、弁スタック弁９２は、弁１０
２乃至１０８が互いに平行に接続された形態にされてい
る。換言すれば、弁１０２乃至１０８の全ては、共通の
チャンバにより互いに且つポンプ９６からの供給管に接
続されている。同様に、弁の全ては、共通のチャンバに
より互いに且つタンク９８に結合した排出管に接続され
ている。

【００２３】このため、弁１０２乃至１０８の何れかに
より制御される液圧機能の２つが同時に必要となり、こ
れらの弁内のスプールが中立位置から作用位置（液圧流
体がポンプ９６から出口１１０を通じて供給される位
置）まで移動される場合、加圧された液圧流体を実際に
受け取る機能部分即ち、液圧アクチュエータは、同時に
必要とされるその２つの機能部分の圧力要求値に依存す
る。上述したように、弁を平行に配置した形態におい
て、最も低圧の機能部分は、典型的に、ポンプ９６から
の液圧流体の流れを略全て受け取り、より高圧の機能部
分は、典型的に、仮にあったとしても極めて少ない液圧
流体の流れを受け取る。このため、オフセット弁１０８
と共に旋回弁１０２が作動させられる一例において、旋
回モータは、液圧流体の流れを略全て受け取る一方、オ
フセットアクチュエータ４７は、液圧流体の流れを略殆
ど受け取らない。その理由は、旋回モータ及びオフセッ
トシリンダが同時に移動するとき、慣性力成分はオフセ
ットシリンダの動きに対向するよに作用し、その結果、
操作者支持部分１４を基部１２に関して回転させるため
に必要な圧力は、ディッパー組立体１６を軸線４８を中
心として旋回させるために必要な圧力よりも著しく少な
くなるからである。

【００２４】このことは、操作者支持部分１４を所望の
位置まで回転させ、操作者が再度、旋回弁１０２を中立
位置まで動かすことができるようになる迄、操作者がデ
ィッパー組立体１６を枢動させ得ることを防止する効果
がある。更に、操作者がディッパー組立体１６を枢動さ
せ、それと同時に、旋回弁１０２を作動させた場合、デ
ィッパー組立体１６の回転が停止し、操作者支持部分１
４はその所望の位置まで回転させられる。この状態が生
じて、旋回弁１０２が再度、中立位置に復帰した後に初
めて、オフセットシリンダが再度、加圧された液圧流体
を受け取り、ディッパー組立体１６を回転させ続ける。

【００２５】図２Ｂには、本発明による弁スタック１１
４が簡略化したブロック線図の形態で図示されている。
該弁スタック１１４は、弁スタック９２の構成要素とほ
ぼ同一の全ての構成要素を含んでおり、これらの構成要
素は同様の番号で表示されている。しかしながら、弁ス
タック１１４内の構成要素は、弁スタック９２内のもの
と異なる形態とされている。具体的には、弁スタック１
１４は、互いに平行に結合された弁１０４、１０６、１
０８を有するが、一方、旋回弁１０２は、弁１０４、１
０６、１０８の平行な組み合わせ体と直列に結合されて
いる。また、圧力逃がし弁１００は、弁１０２の下流側
に移動させられる。

【００２６】図３に関してより詳細に説明する旋回モー
タは、液圧シリンダではなくて、液圧モータであるた
め、弁１０２を通じて旋回モータに供給された液圧流体
は、旋回モータを通じて循環され、弁１０２に戻る。こ
のため、弁１０２を通じて旋回モータに向けられた加圧
された液圧流体は、弁１０２に戻されて、下流側にて弁
１０４乃至１０８の残りの弁に供給される。弁１０２の
入口ポート１１２をタンク９８に直接、配管せずに、弁
１０４、１０６、１０８は互いに平行に接続されている
ため、弁１０４、１０６、１０８の出口ポート１１０に
対する入口ポート１１２が設けられる。

【００２７】この効果は、弁１０４、１０６又は１０８
により制御されるその他の液圧機能の何れかの１つと共
に、弁１０２により制御される旋回機能を操作者が操作
することを可能にすることである。例えば、操作者が操
作者支持部分１４を旋回させると、旋回モータに供給さ
れる液圧流体の全ては弁スタック１１４に戻されて、ま
た、弁１０４、１０６、１０８の平行な組み合わせ体に
提供される。このため、これらの下流側の弁により為さ
れる液圧機能の何れかを行うために加圧された液圧流体
を利用することが依然として可能である。同様に、操作
者が弁１０４、１０６、１０８により制御される何れか
のシリンダを作動させ、その後、操作者支持部分１４を
旋回させようとする場合、操作者は、その前に行われた
旋回操作又はその他の液圧操作の何れをも実質的に中断
させずに、これを行うことができる。

【００２８】好適な実施の形態において、旋回モータ１
０２には、それ自体のクロスポート圧力逃がし弁が設け
られている。このため、圧力逃がし弁１００は、液圧パ
ワー回路内の圧力逃がし装置の一体性を損なわずに、旋
回弁１０２の下流側に移動させることができる。液圧旋
回モータ内のクロスポート圧力逃がし弁が作動される場
合でさえ、加圧された液圧流体は、液圧旋回モータの低
圧側に供給されて、液圧流体は弁１０２に戻され且つ下
流側にて弁１０４乃至１０８の残りの弁に供給される。

【００２９】弁１０２、１０４、１０６、１０８は、図
２Ｂにおいて、旋回モータ、ブレードシリンダ、バケッ
トシリンダ及びオフセットシリンダを制御する制御弁と
して図示されているが、弁は、ミニ掘削機１０における
任意の適当な、又は所望の液圧機能を制御するために割
り当てることができる。

【００３０】図３は、本発明による液圧パワー回路のよ
り詳細な概略図である。図３に示したパワー回路は、右
側液圧走行モータ１１４と、左側液圧走行モータ１１６
と、旋回モータ１１８とを備えている。図３には、ブレ
ードシリンダ２４、ブームオフセットシリンダ４７、ブ
ームシリンダ５６、アームシリンダ６８及びバケットシ
リンダ８３が図示されており、これらの構成要素は、図
１のものと同様の番号で示してある。また、圧力逃がし
弁１００、旋回弁１０２、ブレード弁１０４、バケット
弁１０６及びブームオフセット弁１０８も図示されてお
り、図２Ｂに示したものと同様の番号で示してある。し
かしながら、図３において、弁１００、１０２、１０
４、１０６、１０８は僅かに異なる形態とされている。
図３に示した実施例において、弁１００、１０２、１０
４、１０８は、アーム弁１２２（アームシリンダ６８の
制御に利用される）及びブースト弁１２４（本明細書の
後半でより詳細に説明する）と共に、弁スタック１２０
内にある。

【００３１】第二の弁スタック１２６は、バケット弁１
０６と、ブーム弁１２８（ブームシリンダ５６の制御に
利用される）と、右側走行弁１３０（右側走行モータ１
１４の制御に使用される）と、左側走行弁１３２（左側
走行モータ１１６の制御に使用される）と、補助弁１３
４（弁１３４に結合することのできる任意の数の補助構
成要素の１つを制御するために使用される）とを備えて
いる。図３に示した弁の全ては、中立位置に示してある
が、Ａ又はＢ位置として示した２つの作用位置の一方に
可動である。

【００３２】図３において、ポンプ９６は、実際には、
３つの流体供給管に沿って弁スタック１２０、１２６に
接続された３つの液圧流体ポンプで形成されている。ま
た、図３には、ジョイスティック４０Ａ、４０Ｂとして
示した操作者入力装置が図示されている。ジョイスティ
ック４０Ａは、シート３４の右側部に配置された右側ジ
ョイスティックであり、一方、ジョイスティック４０Ｂ
は、シート３４の左側部に配置された左側ジョイスティ
ックであることが好ましい。ジョイスティック４０Ａ
は、その位置に基づいて、バケット弁１０６及びアーム
弁１２２にパイロット圧力を提供し得るように作動可能
である。ジョイスティック４０Ｂは、その位置に対応し
て、ブーム弁１２８及び旋回弁１０２にパイロット圧力
を供給する作用可能である。また、減圧弁機構１３６も
ポンプ９６に結合されている。該減圧弁機構１３６は、
ポンプ９６により供給される液圧流体の圧力を低下さ
せ、その圧力をジョイスティック４０Ａ、４０Ｂに供給
する。この減圧は、その圧力を適当なパイロット圧力
（ジョイスティック４０Ａ、４０Ｂにより作動される各
種の弁を作動させるのに使用される圧力）まで減圧する
ために、必要とされる。また、タンク９８は、関連する
フィルタと、バイパス機構１３８（流体フィルタと、高
圧バイパス管とを含む）を備えている。また、タンク９
８は、関係付けられた液圧流体クーラー１４０を備えて
いる。

【００３３】好適な実施の形態において、旋回モータ１
１８を制御する旋回弁１０２は、ブレード弁１０４、ブ
ームオフセット弁１０８、アーム弁１２２及びブースト
弁１２４の平行な組み合わせ体と直列に結合されてい
る。このため、旋回弁１０２が図３に示した中立位置に
あるとき、ポンプ９６により供給される加圧された液圧
流体は、単に、弁１０２を通って弁１０４、１０８、１
２２、１２４の平行な組合せ体に流れる。しかしなが
ら、操作者が旋回モータを作動させるようにジョイステ
ィック４０Ｂを操作すると、弁１０２は、位置Ａ又は位
置Ｂの何れかに動いて、加圧された液圧流体が弁１０２
を通じて旋回モータ１１８に供給されて、操作者支持部
分１４を基部１２に関して回転させるようになる。この
回転方向は、弁１０２が位置Ａ又は位置Ｂの何れにある
かに対応する。

【００３４】何れの場合でも、旋回モータ１１８に供給
された加圧した液圧流体は、モータ１１８を循環した
後、弁１０２に戻される。次に、加圧されたこの液圧流
体は弁１０２を通じて弁１０４、１０８、１２２、１２
４の平行な組み合わせ体に供給される。このため、弁１
０２に供給された加圧した液圧流体の全ては、旋回モー
タ１１８に向けられるかどうかに関係なく、これらの弁
と関係付けられた任意のシリンダを作動させるために弁
１０４、１０８、１２２、１２４の平行な組み合わせ体
にて利用可能となる。

【００３５】このことは、ブレードシリンダ２４、ブー
ムオフセットシリンダ４７又はアームシリンダ６８を作
動させつつ、操作者が、操作者室１４を旋回させ得るこ
とを意味する。これらシリンダの何れかを作動させたと
き、適当なシリンダに加圧された液圧流体が供給され
て、液圧流体は、そのシリンダの反対側から除去されて
タンク９８に向けられる。

【００３６】また、図３は、弁スタック１２０に使用さ
れるものと同様の技術が弁スタック１２６でも使用可能
であることを示す。換言すれば、ポンプ９６により供給
された加圧された液圧流体は、最初に、液圧走行モータ
１１４、１１６を制御する弁に供給される。このため、
液圧流体がモータ１１４又は１１６を通った後、その液
圧流体は、適当な弁１３０、１３２に戻されて、該弁の
下流側の液圧制御弁にて利用可能とされる。換言すれ
ば、弁１３０から右側走行モータ１１４に供給される液
圧流体は、モータ１１４を循環した後に弁１３０に戻さ
れて、ブーム弁１２８にて利用可能となり、右側走行モ
ータ１１４が駆動している間に、ブームシリンダ５６を
作動させることができる。同様に、左側駆動弁１３２を
通じて左側走行モータ１１６に供給された加圧された液
圧流体は、モータ１１６を循環した後、弁１３２に戻さ
れて、弁１０６、１３４（左側駆動弁１３２の下流側の
位置に配置されている）にて利用可能とされる。このた
め、補助弁１３４に結合されたバケットシリンダ８３又
は補助器具もまた、左側走行モータ１１６が作動してい
るときでさえも作動可能となる。

【００３７】本発明に従って弁スタック１２０、１２６
の一方又はその双方を配置することにより、３つのポン
プのみを使用する場合でも、少なくとも４つの機能を同
時に得ることが可能である。このことは、別のポンプ９
６を追加し且つ配管することに伴う機器の顕著なコスト
上昇を伴わずに、ミニ掘削機１０をより効率的に作動さ
せることを可能にする。更に、旋回モータ１１８、走行
モータ１１４、１１６に既に見られるクロスポート圧力
逃がし弁を使用することにより、本発明は、何れの追加
の機器を実質的に使用せずに具体化可能である。更に、
クロスポート圧力逃がし弁が作動しているか否かも問題
とならない。過剰圧力の液圧流体は、液圧モータの下流
側の位置に配置された弁のうち残の弁に連通されてい
る。

【００３８】また、弁スタック１２０は、パワーが増幅
機能及びブースト機能を備えている。液圧シリンダ１０
４、１０８又は１２２の何れも作動していない場合、又
はこれらの弁の何れかの弁が作動しているが、過剰な液
圧流体の流が利用可能である場合、その液圧流体はブー
スト弁１２４に流れる。ブースト弁１２４をその中立位
置に止まるように制御したならば、ブースト弁１２４に
達する全ての液圧流体は補助弁１３４及びバケット弁１
０６に向けられる。このことは、２つのポンプからの排
出量を補助弁１３４及びバケット弁１０６に提供し得る
形態にする。このことは、従来のミニ掘削機と異なり、
補助装置が略常に作用可能であることを可能にする。

【００３９】更に、操作者がジョイスティック４０Ａを
操作して、ブースト弁１２４を位置Ａに配置した場合、
ブースト弁１２４に達する全ての余剰な液圧流体は、ブ
ームシリンダ５６の底端部に供給される。このように、
この液圧流体の流れはブームシリンダ５６を伸長させて
ブーム５２を上昇させる働きをする。ブームシリンダ５
６は比較的大きいシリンダであるため、ブーム５２を持
ち上げるためには、多量の油をシリンダ５６に供給しな
ければならない。これは、かなり時間のかかる作業とな
る。このため、本発明によるブースト弁１２４は、持ち
上げ操作の速度を早めるためにブームシリンダ５６の底
部に追加の液圧流体を提供する。

【００４０】また、操作者がブースト弁１２４を位置Ｂ
まで動かした場合、弁１２４に達する全ての余剰な液圧
流体は、それぞれ弁１３２、１３０を通じて左側及び右
側走行モータに向けられる。ブースト弁１２４から左側
及び右側走行モータに供給された液圧流体は、単に、一
対の逆止弁１２５、１２７を通じて供給される。このた
め、ブースト弁１２４に達する余剰な液圧流体が走行モ
ータ１１４、１１６にて利用可能となり、ミニ掘削機１
０の走行速度を早めることができる。

【００４１】このように、ブースト弁１２４は２つの位
置の間で作動可能で、２つの液圧機能部分の一方の作パ
ワーを増す余剰な液圧流体を供給することができる。２
つの液圧機能部分の一方の作動力を増すために単一の弁
しか使用されないため、ブースト弁１２４は、多数の余
分な機器を必要とせずに、ミニ掘削機１０の効率を増す
有効な方法を提供する。

【００４２】ブースト弁１２４を具体化する別の特徴
は、流体の計量機能を増すことである。典型的に、弁ス
プールをストローク動作させるには、２つの方法があ
る。その第一は、ケーブル又はその他の機械的連結機構
を使用して弁から突き出す突片を機械的に押し、又は引
っ張ることである。この型式のスプールは手動操作の弁
スプールと称されている。その第二は、液圧的にスプー
ルをストローク動作させるために低圧の液圧管（パイロ
ット圧力）に接続することである。これは、液圧作動ス
プールと称される。図３に示した実施の形態において、
弁スプールは、ジョイスティック４０Ａ、４０Ｂを通じ
て減圧弁１３６からの低圧のパイロット圧力を使用して
液圧的に作動される。好適な実施の形態において、ブー
スト弁１２４は、所定のパイロット圧力（所望の作動を
為し得るようにブーストされた弁スプールを作動させる
パイロット圧力とは異なる圧力）にて作動するように調
節される。

【００４３】例えば、パワーが増幅されたアクチュエー
タが作動開始する時に、ブースト弁１２４からの全ての
ブースト流体をパワーが増幅されたアクチュエータに直
ちに放出することは望ましくない。このことは、油を精
密に計量することを不可能にし、その結果、パワーが増
幅されたシリンダが粗動作することとなる。このため、
典型的に、パワーが増幅されたアクチュエータを制御す
る弁内のスプールを作動させるパイロット圧力が所定の
値に達する迄、作動されないようなブースト弁１２４の
形態とする。

【００４４】一例として、ブーム弁１２８を最初に作動
させるべくブーム弁１２８に供給されるパイロット圧力
は、典型的に８０ｐｓｉとすることができる。このた
め、パイロット圧力が８０ｐｓｉに達すると、液圧流体
は弁１２８の作用ポートの１つからロッドに、又はブー
ムシリンダ５６の底部の何れかに流れ出す。この場合、
ブースト弁１２４は、次のような形態とされている。即
ち、ブースト弁１２４が液圧流体をブームシリンダ５６
に供給し始める前に、ブースト弁１２４へのパイロット
圧力が８０ｐｓｉ以上とならなければならないような形
態とする。ブーム弁１２８が８０ｐｓｉにて作動し始め
る好適な実施の形態において、パイロット圧力が１２５
ｐｓｉに達する迄、液圧流体をブームシリンダ５６に供
給し始めないようなブーストシリンダ１２４の形態とさ
れる。また、ブームシリンダ１２８は、典型的に、弁が
完全にストローク動作する前に、３００ｐｓｉのパイロ
ット圧力に達することを必要とする。この場合、ブース
ト弁１２４は、完全にストローク動作している弁１２４
にも３００ｐｓｉが妥当するようなブースト弁１２４の
形態とされる。このため、操作時、操作者は、ブーム弁
１２８及びブースト弁１２４に対して８０ｐｓｉの圧力
を提供し得るように、ジョイスティック４０Ｂを動か
す。これにより、ブースト弁１２４が閉じたままである
間に、ブーム弁１２８は、ブームシリンダ５６に対し加
圧された液圧流体を供給し始める。ブーム弁１２８に対
するパイロット圧力が１２５ｐｓｉまで増大するよう
に、操作者がジョイスティック４０Ｂを動かし続ける
と、ブーム弁１２８はブームシリンダ５６に対しより多
くの液圧流体を提供すると共に、ブースト弁１２４がブ
ーストシリンダ５６に対し加圧した液圧流体を供給し始
める。ブーム弁１２８及びブースト弁１２４に対するパ
イロット圧力を増大させるべく操作者がジョイスティッ
ク４０Ｂを動かし続けると、その双方の弁は、更に開い
て、ブーストシリンダ５６に対し追加の液圧流体を供給
する。ブーム弁１２８及びブースト弁１２４に対し３０
０ｐｓｉのパイロット圧力が供給される迄、この動作が
続けられる。その圧力に達した時点で、双方の弁は完全
にストローク動作し、ブームシリンダ５６に対し完全な
加圧された液圧流体が提供される。

【００４５】好適な実施の形態において、ブームの持上
げ機能、又は走行速度機能の何れかを増幅させるために
ブースト弁１２４が使用される。これは好適な実施の形
態であるのみならず、ミニ掘削機１０が走行していると
き、またミニ掘削機１０が掘削し、典型的に走行してい
ないときに、ブームのパワー増幅操作は典型的には望ま
しくないため、この操作は極めて実際的であることが確
認されている。しかしながら、その他の操作を増幅する
ため追加のブースト弁を使用することもでき、又は、走
行又はブームの持上げ機能以外のその他の所望の操作力
を増幅し得るようにブースト弁１２４の形態を改変する
ことも可能である。

【００４６】本発明は、３つの個々の定容積ポンプを使
用するオープンセンタシステムにて図示したが、本発明
は同様にクローズドセンタシステムとして具体化するこ
とも可能である。

【００４７】本発明は、好適な実施の形態に関して説明
したが、当業者は本発明の精神及び範囲から逸脱せず
に、その形態及び細部に変更を加え得ることが当業者に
は理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるミニ掘削機の側面図である。

【図２】２Ａは、従来技術による弁スタックのブロック
図である。２Ｂは、本発明による弁スタックのブロック
図である。

【図３】本発明による液圧装置のより詳細な概略図であ
る。

【符号の説明】

１０ ミニ掘削機 １２ 基部 １４ 操作者支持部分 １６ ディッパー組
立体 １８ キャタピラ ２０ ハブ ２２ ブレード ２４ 液圧シリンダ ２６、２８ 枢着点 ３０ キャブ ３２ エンジン室 ３４ シート ３６、３８ 操縦レバー ４０、４０Ａ、４０
Ｂ ジョイスティック ４２ 接続具 ４４、４６ ブラケ
ット ４７ オフセットシリンダ ４９ 枢着点 ５０ 弧 ５２ ブーム ５４、５８ 枢着点 ５６ 液圧シリンダ ６０、６６ 枢着点 ６２ 弧 ６４ アーム ６８ 液圧シリンダ ７０、７２、７８ 枢着点 ７４ 弧 ７６ バケット ８０ 取り付けブラ
ケット ８２、８４、８６、８８ 枢着点 ８３ 液圧シリンダ ９０ 弧 ９２ 弁スタック ９４ 液圧流体供給回路 ９６ ポンプ ９８ リザーバ １００ 圧力逃がし
弁 １０２ 旋回弁 １０４ ブレード弁 １０６ バケット弁 １０８ ブームオフ
セット弁 １１０ 出口ポート １１２ 入口ポート １１４ 弁スタック／右側液圧走行モータ １１６ 左側液圧走行モータ １１８ 旋回モータ １２０、１２６ 弁スタック １２２ アーム弁 １２４ ブースト弁 １２８ ブーム弁 １３０ 右側駆動弁 １３２ 左側駆動弁 １３４ 補助弁 １３６ 減圧弁機構 １３８ バイパス機構 １４０ 液圧流体ク
ーラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニュート・ケイ・ブロック アメリカ合衆国ノース・ダコタ州58501, ビスマーク，ハーディング・アベニュー 2253 (72)発明者 トーマス・エム・サゲイサー アメリカ合衆国ノース・ダコタ州58501, ビスマーク，ララミー・ドライブ 1229

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワー機械にして、 基部と、 該基部に結合された操作者支持部分と、 加圧された液圧流体を提供する液圧パワー回路と、 前記操作者支持部分を前記基部に関して駆動し得るよう
   に結合された液圧旋回モータと、 前記操作者支持部分に結合されたブームと、 該ブームを前記操作者支持部分に関して駆動し得るよう
   に前記ブームに結合された液圧ブームアクチュエータ
   と、 前記ブームに結合されたアームと、 該アームを前記ブームに関して駆動し得るように前記ブ
   ーム及び前記アームに結合された液圧アームアクチュエ
   ータと、 前記アームに結合された工具と、 該工具を前記アームに関して駆動し得るように該工具に
   結合された工具アクチュエータと、 前記液圧パワー回路から加圧された液圧流体を受け取り
   得るように結合され且つ前記旋回モータに液圧流体を提
   供し、該旋回モータから液圧流体を受け取り得るように
   前記旋回モータに結合された旋回弁と、 該旋回弁から液圧流体を受け取り得るように結合された
   第一のパワーアクチュエータ弁であって、前記液圧ブー
   ムアクチュエータ、前記液圧アームアクチュエータ及び
   前記工具アクチュエータの１つに液圧流体を提供し得る
   ように結合された前記第一のパワーアクチュエータ弁と
   を備えることを特徴とするパワー機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパワー機械にして、 前記旋回弁から液圧流体を受け取り且つ該液圧流体が圧
   力閾値よりも低いとき、該液圧流体を前記第一のパワー
   アクチュエータ弁に供給し、該液圧流体が圧力閾値に達
   したとき、液圧流体を液圧パワー回路の低圧部分に向け
   得るように結合された圧力逃がし弁を更に備えることを
   特徴とするパワー機械。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のパワー機械にして、 前記第一のパワーアクチュエータ弁と平行に結合され且
   つ前記液圧ブームアクチュエータ、前記液圧アームアク
   チュエータ及び前記工具アクチュエータのうち、前記第
   一のパワーアクチュエータ弁と結合していないものに結
   合された第二のパワーアクチュエータ弁を更に備えるこ
   とを特徴とするパワー機械。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のパワー機械にして、 前記第一のパワーアクチュエータ弁と平行に結合され且
   つ前記液圧ブームアクチュエータ、前記液圧アームアク
   チュエータ及び前記工具アクチュエータのうち、前記第
   一及び第二のパワーアクチュエータ弁と結合していない
   ものに結合された第三のパワーアクチュエータ弁を更に
   備えることを特徴とするパワー機械。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のパワー機械にして、 前記基部に作用可能に結合された牽引組立体と、 該牽引組立体に結合された走行モータと、 第一の位置と第二の位置との間で作動可能で、第一の位
   置にあるとき前記走行モータに前記液圧回路から液圧流
   体を選択的に供給し、第二の位置にあるとき、前記液圧
   ブームアクチュエータ、前記アームアクチュエータ及び
   前記工具アクチュエータの１つに前記液圧回路からの液
   圧流体を選択的に供給するブースト弁とを更に備えるこ
   とを特徴とするパワー機械。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のパワー機械にして、 前記ブースト弁が、前記液圧ブームアクチュエータと、
   前記液圧アームアクチュエータと、前記工具アクチュエ
   ータとに関連付けられた複数の弁の下流側に結合される
   ことを特徴とするパワー機械。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のパワー機械にして、 前記旋回モータが、液圧流体が圧力閾値に達したとき、
   前記液圧流体を前記旋回モータの低圧部分に向ける圧力
   逃がし装置を備え、前記旋回モータの前記低圧側に向け
   られた液圧流体が該旋回弁に戻されて且つ前記第一のパ
   ワーアクチュエータ弁に供給されることを特徴とするパ
   ワー機械。
8. 【請求項８】 請求項６に記載のパワー機械にして、 前記液圧回路からの前記ブースト弁が、中立位置まで移
   動可能で、液圧アクチュエータと関係付けられた弁に対
   して液圧流体を供給し得ることを特徴とするパワー機
   械。
9. 【請求項９】 パワー機械にして、 基部と、 該パワー機械を走行させ得るように該基部に取り付けら
   れた第一及び第二のキャタピラ組立体と、 関係付けられた牽引弁を通じて加圧された液圧流体を受
   け取る第一及び第二の液圧牽引モータであって、前記第
   一及び第二のキャタピラ組立体を駆動し得るように前記
   第一及び第二の駆動組立体にそれぞれ結合された前記第
   一及び第二の液圧牽引モータと、 前記基部に移動可能に結合された操作者支持部分と、 該操作者支持部分を前記基部に関して移動し得るように
   前記基部及び前記操作者支持部分に作用可能に結合され
   た液圧旋回モータと、 複数の液圧アクチュエータと、 前記旋回モータに、及び前記複数の液圧アクチュエータ
   に加圧された液圧流体を提供する液圧パワー回路とを備
   え、 該液圧パワー回路は、 ポンプと、 該ポンプに結合された複数の弁であって、該弁の１つが
   旋回弁を備え且つ前記旋回モータに結合され、該複数の
   弁の残りの弁の各々が前記液圧アクチュエータの１つに
   結合された前記複数の弁と、 第一の位置と第二の位置との間で作動可能であるブース
   ト弁であって、加圧された液圧流体を受け取り得るよう
   に結合された前記ブースト弁とを備え、 該ブースト弁は、該ブースト弁が前記第一の位置にある
   とき、前記牽引モータの少なくとも１つを備えるパワー
   が増幅されたアクチュエータに対して受け取られた加圧
   液圧流体を向け、該ブースト弁が前記第二の位置にある
   とき、前記複数の液圧アクチュエータの少なくとも１つ
   に対して該液圧流体を向けるようにしたことを特徴とす
   るパワー機械。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のパワー機械にして、 前記パワーが増幅されたアクチュエータと関係付けられ
    た前記弁が完全なオフ位置と完全なオン位置との間で可
    動であり、 該ブースト弁が、前記パワーが増幅されたアクチュエー
    タと関係付けられた弁が完全なオフ位置から完全なオン
    位置への所定の位置に配置されたとき、該パワーが増幅
    されたアクチュエータに対して加圧された液圧流体を向
    け始めるにしたことを特徴とするパワー機械。
11. 【請求項１１】 掘削機にして、 第一及び第二のキャタピラ組立体と、 該第一及び第二のキャタピラ組立体にそれぞれ結合され
    た第一及び第二の液圧牽引モータと、 前記キャタピラ組立体の双方に回転可能に取り付けられ
    たハウジングと、 該ハウジングを回転させ得るように該ハウジングに結合
    された液圧旋回モータと、 前記ハウジングに関して可動である複数の可動要素と、 該複数の可動要素を制御可能に駆動し得るように前記複
    数の可動要素に結合された複数の液圧アクチュエータ
    と、 前記液圧牽引モータ、前記液圧旋回モータ及び前記複数
    の液圧アクチュエータに対して加圧された液圧流体を提
    供する液圧パワー回路とを備え、 該液圧パワー回路は、 液圧流体を提供するポンプ装置と、 該ポンプ装置に結合されたモータ弁と、前記旋回モー
    タ、前記第一の液圧牽引モータ及び前記第二の液圧牽引
    モータの１つから成るモータとを含む弁スタックとを備
    え、 該弁スタックは、前記モータ弁の下流側にて、前記複数
    の液圧アクチュエータの１つ及び前記ポンプ装置に結合
    されているアクチュエータ弁を含み、 前記モータ弁は前記アクチュエータ弁と直列に結合され
    ることを特徴とする掘削機。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の掘削機にして、 前記弁スタックは、前記モータ弁の下流側にて前記ポン
    プ装置に結合され且つ前記複数の液圧アクチュエータに
    結合された複数のアクチュエータ弁を備え、 該複数のアクチュエータ弁は、互いに平行に接続され、 前記モータ弁は、前記複数の弁と直列に接続されている
    ことを特徴とする掘削機。
13. 【請求項１３】 パワー機械にして、 基部と、 該パワー機械を走行させ得るように該基部に結合された
    第一及び第二の牽引組立体と、 前記基部に可動的に取り付けられた操作者支持部分と、 第一の複数の液圧アクチュエータと、 第二の複数の液圧アクチュエータと、 前記第一及び第二の複数の液圧アクチュエータに対して
    加圧された液圧流体を提供する液圧パワー回路とを備
    え、 該液圧パワー回路は、 ポンプと、該ポンプに結合された第一の複数の弁であっ
    て、各々が前記第一の複数の液圧アクチュエータの１つ
    に結合されている第一の複数の弁と、 前記ポンプに結合された第二の複数の弁であって、各々
    が前記第二の複数の液圧アクチュエータの１つに結合さ
    れている第二の複数の弁とを備え、該第二の複数の弁
    が、前記第一の複数の弁から利用可能な液圧流体を受け
    取り得るように結合されることを特徴とするパワー機
    械。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のパワー機械にし
    て、 前記第二の複数の弁の１つが、補助接続部に対して液圧
    流体を選択的に提供し得るように結合された補助弁を備
    えることを特徴とするパワー機械。