JPH0262305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般に一又は複数の可逆油圧作動モー
タにより駆動される回転式細断機に係り、特にか
かる回転式細断機を動作時に故障から保護する改
良された装置に関する。

従来の技術 従来公知の油圧モータあるいは電気モータによ
り駆動される回転式細断機としては例えば米国特
許第350276号、第3845907号、第3860180号、第
3868062号、第3981455号、第4034918号及び第
4452400号に記載のものが挙げられる。

比較的高圧で作動される可逆モータに接続され
た細断機では故障が生じた場合圧力ライン中の制
御装置の誤動作を感知して補修に費用がかかる深
刻な被害が生じるよりも前に順方向又は逆方向に
動作されている駆動モータ中の部品の動作を停止
させる必要がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は細断機を前後方向に回転させる
制御装置中に作動流体の流れを検出する検出装置
を設け細断機中に故障が生じた場合に細断機を高
圧の作動流体による損傷か保護することを目的と
する。

問題点を解決するための手段 本発明は： (a) 互いに反対方向に回転されるカツター刃支持
軸と、前記カツター刃支持軸に結合されてこれ
を細断作業時には順方向に回転・駆動しまたジ
ヤムが生じた場合には前記軸を逆方向に回転さ
れてジヤムを解消する可逆油圧駆動モータ手段
と； (b) 該モータ手段に接続され内部の作動流体を所
定の正規流送で流す流体回路手段と、該流体回
路手段中の該モータ手段より手前側の位置に設
けられて作動流体の流れる方向を切換える流体
流れ方向切換弁と； (c) 該流体流れ方向切換弁に接続されて、流体流
れ方向切換弁の設定位置を、細断作業用に該モ
ータ手段を順方向回転させるための順方向回転
位置と、ジヤム解消用に該モータ手段を逆方向
回転させるための逆方向回転位置と、中立位置
との間で選択的に切換える制御手段と； (d) 該制御手段に接続されて該流体流れ方向切換
弁を通常は細断作業用に該モータ手段を順方向
回転させる順方向回転位置に設定しているプロ
グラム制御装置と； (e) 該流体回路手段に該流体流れ方向切換弁より
も手前側の位置で挿入され、該流体回路手段中
の流体圧を低下させあるいは該流体回路手段中
の作動流体の涸渇を招来するような故障が発生
した場合にかかる作動流体の流量の低下又は涸
渇を検出して該プログラム制御装置に通報する
手段を有する流量検出装置とよりなり、該プロ
グラム制御装置は該流量検出装置による作動流
体の流量の低下又は涸渇の検出に応じて切換動
作し細断作業を行なつている該駆動モータ手段
の回転方向を逆転させてジヤムを解消し該駆動
モータ手段を停止させることを特徴とする回転
式細断機を提供する。

本発明はまた (a) 可逆油圧駆動モータ手段により駆動されて相
互に反対方向に回転するカツター刃支持軸と； (b) 該可逆モータ手段に接続されまた作動流体を
所定流量で供給する流体源ポンプ手段をも含む
流体回路と； (c) 作動流体の流れが該所定正規流量値を超えた
場合に動作して該作動流体を流体源に戻す流体
圧応答リリーフ弁と； (d) 流体路中に該リリーフ弁と該流体圧駆動モー
タ手段との間に接続される流体流れ方向切換弁
手段と； (e) 該流体流れ方向切換弁手段に接続された制御
手段と； (f) 該流体回路中の該流体流れ方向切換弁手段と
該圧力応答リリーフ弁との間の位置に設けられ
該作動流体の流量が該流体回路の該所定正規流
量値の約５％〜10％低下した場合この流量の低
下を感知して該制御手段を励起し該モータ手段
を停止させる流量検出センサとよりなることを
特徴とする回転式細断機を提供する。

本発明によれば、回転式細断機と協働する油圧
系中にて流量センサが使用され、この流量センサ
により、作動流体の供給方向を制御して細断機の
回転方向を前後に反転させる弁の故障やリリーフ
弁の故障、あるいは流体フイルタの故障、さらに
センサの設けられている位置において作動流体の
流量を減少させあるいは流体を涸渇させるような
油圧系中のあらゆる障害が検出される。

実施例 以下図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は協働する円板状カツター１４を担持し
て互いに反対方向に回転する回転軸１２，１３が
取付けられたフレーム１１を有する細断機１０を
示す。軸１２，１３には歯車トランスミツシヨン
組立体１５が協働し組立体１５には結合ブラケツ
ト１７を介して単一のラジアルピストン油圧駆動
モータ１６が結合される。トランスミツシヨンに
は適当な軸受ブロツク２０により支持された歯車
列１８，１９が設けられる。歯車１８と協働する
軸はラジアルピストンモータ１６に直結されて軸
１２を第２の軸１３の速度とは異なつた第１の速
度で回転させる。軸１２は軸１３よりも速い速度
で回転されるのが好ましく、これにより円板状カ
ツターはフレーム１１上に取付けられたホツパー
（図示せず）中に投入されカツター１４へ導かれ
る材料を効果的に細断する。

第２図を参照するに、第１図中にも示したモー
タ１６は油圧動力源２１が電源装置２２よりなる
制御装置によつて動作される。油圧動力源２１は
作動流体の流体源２３と、電気モータ２６によつ
て駆動される油圧ポンプ２５と協働する水冷式作
動流体冷却器ユニツト２４とを含む。ポンプ２５
は作動流体をフイルタ２７及び遮断弁２８を介し
て吸い込む。ポンプ２５の給送側はフイルタ３１
を介して圧力供給導管２９に接続され、また戻つ
て来た作動流体は導管３０を通つて水冷式冷却器
ユニツト２４へ送られさらにフイルタ３１Ａを通
つて液溜め２３に戻される。

第２図に示すように、供給導管２９及び戻り導
管３０は流れ制御弁手段３２に接続される。この
弁手段３２は作動流体をラジアルピストン油圧モ
ータ１６中へ導入する接続導管３３及び３４を有
する。弁手段３２は４ウエイ３位置ソレノイド動
作油圧弁でありばね付勢されてセンタリングされ
る形式のものである。モータ１６の回転方向は弁
３２中におけるスプールの位置で決まる。導管２
９を通るポンプの供給側には加圧された作動流体
が通され過大な圧力に備えて圧力リリーフ弁２９
Ａが設けられている。このリリーフ弁２９Ａには
流体を液溜め２３へ戻す導管がさらに設けられ
る。この液溜め２３へ戻る流体の流れは油圧技術
分野で周知の如く導管２９内の圧力がリリーフ弁
２９Ａの圧力設定値を超えた場合にのみ生じる。
弁２９Ａのリリーフ圧の設定はモータ１６が軸１
２及び１３に最大トルク及びエネルギーを与え細
断作業中にモータ１６の最大能力が引出せるよう
な値に設定される。

モータ１６の回転方向は、流体流れ方向制御弁
３２を所定プログラムに従つて動作させて弁３２
中に変位自在に設けられスプール（図示せず）と
協働するソレノイド３６，３７を順次励起するコ
ンピユータ３５を含む電源装置２２により制御さ
れる。

普通は弁３２はスプールが中央に位置する状態
になつていてポンプ２５が始動されてもモータ１
６は動かない。かかる始動時にはソレノイド３
６，３７は励起されない。一方、細断機１０を作
動させる場合にはコンピユータが始動し順方向制
御シーケンスが始動されて信号がリード線３９を
介してソレノイド３６へ供給される。その結果弁
スプールが変位し導管２９中の加圧された作動流
体が導管３３を介してモータ１６に導入される。
同時に、モータ１６から戻る作動流体の流れが生
じこれは導管３４及び３０を介して液溜め２３へ
戻される。ところで、モータ１６が導管２９及び
３３中の加圧作動流体の流れにより動いている最
中に細断機１０が何らかの抵抗物に遭遇して停止
した場合の導管２９中における圧力上昇をリリー
フ弁２９Ａの圧力設定値よりも低い範囲内に維持
して細断機を保護することが従来の保護制御装置
の要旨とするところであつた（米国特許第
4034918号参照）。また電気回路中に運動感知用近
接スイツチを設け導管２９中の圧力弁に対する流
体の運動が存在しない場合にモータ１６を反転さ
せる保護制御装置も提案されている（米国特許第
4452400号参照）。

また本願に開示する一般的な特徴を備えた別の
制御装置も存在する。米国特許第4560110号は油
圧ポンプを駆動する電気モータを流れる電流に基
いて制御を行なう技術を開示している。この例で
はモータ回路中のセンサがモータの負荷を感知す
る。

本発明ではより簡単な制御装置を用いてより広
範囲な保護が行なえることを目的とする。この制
御装置は細断機駆動モータ１６又は軸１２，１３
中の圧力や運動によるものではなく導管２９中に
挿入された流量検出要素４０における作動流体の
流量に基いて制御を行なう。この要素４０は導管
２９中に挿入された効果的な無故障流量センサで
あり、オリフイス４１中を流れる流体の流量に応
じて動作しオリフイス４１中を流れる作動流体の
流量が所定の下限値を切つた場合にスイツチ４２
を作動させる。この要素４０は圧力には無関係で
あるため圧力に対して応答せずただ作動流体の流
量にのみ応答する。

本発明の目的に適した制御スイツチ４２を備え
た流量応答要素４０がアメリカ合衆国 ウイスコ
ンシンのレイシン フエデレイテツド インコー
ポレーテツドのヘドランド部門より供給されてい
る。この要素４０は流量センサ本体内に磁石を担
持したピストンを設けたオリフイス及びピストン
よりなる装置である。ピストンは流体の流れの方
向に対応して流れが存在しない場合の位置へばね
付勢される。この可動ピストンには固定された測
定用コーンが協働し要素本体外部に設けられた可
動指示器がピストン磁石と協働して動き電源装置
２２中の回路４４に接続されたスイツチ４２を操
作する。図中の流量ないし流れ応答要素４０は上
記の構造を表現することを意図した記号により示
される。本発明によるかかる流量センサを設定さ
れた細断機は圧力応答安全弁２９Ａが許容する圧
力以下の圧力下の細断機モータを駆動するに十分
な所定正規流量の作動流体によつて作動させられ
るように設計されている。細断機が細断の困難な
固い物体に遭遇するとモータ１６を通る流体の流
量が圧力とは独立して減少する。モータ１６は引
続き物体を細断しようとするが作動流体の流量が
所定の正規流量の約10％以下に低下すると前記流
量応答要素４０がこの低流量状態を感知・応答し
てスイツチ４２を閉じ電源装置２２中のプログラ
ム制御装置に通報を行なう。これに応じてプログ
ラム制御装置は弁３２を変位させモータ１６の運
転モードを反転させる。それでも流量がさらに減
少する場合は油圧系に何らかの問題が生じてい
る。これにより本発明装置は例えば細断機モータ
１６が不適切な回転速度に起因するジヤムを生じ
る直前にあること、固い物体の抵抗により細断機
が停止しておりカツターにジヤムが生じているこ
となどを感知することができる。

ジヤムが生じると、モータ１６中で意図的なリ
ークを生じさせた場合以外では作動流体の流れが
停止する。するとスイツチ４２が閉じ、これに応
じて電源装置２２に接続された２芯リード線４３
を介して回路４４にタイミング信号が送られ作動
流体の流れの停止又は低下の持続時間が測定され
る。測定された持続時間が所定値を超えなかつた
場合はジヤムが解消して所定の正規流量が回復さ
れたことを意味しておりモータ１６が順方向回転
する通常の機能が再開される。一方この時間が所
定値を超過するとスイツチ４２は開成し、回路４
４がソレノイド３６の励起を消勢し、弁３２が中
立位置に戻り、導管３３，３４中の作動流体が液
溜め２３へ戻される。次いで電源装置２２中のコ
ンピユータが要素４０中を通る作動流体の流れの
有無を判定する。これはスイツチ４２が開成した
ままであるか閉成しているかを判定することによ
つてなされる。スイツチ４２が開成したままであ
る場合は弁３２が正しく機能しており作動流体は
液溜め２３へ戻される。一方弁３２が正しく機能
していない場合は要素４０は流れを検知せずスイ
ツチ４２は閉成し、警報が発せられる。弁３２が
正しく機能していない場合、ライン３３中の流体
圧が最大になつている瞬間にソレノイド３６を励
起してモータを反転させると油圧系に大きな衝撃
が加わる危険があり、従つてこれは要素４０を使
用することにより得られる特徴を示す好例にな
る。理想的な油圧系では要素４０中を流れる作動
流体が存在しスイツチ４２が通常の開成状態に維
持される。細断機モータ１６がジヤムに遭遇する
と要素４０は作動流体の流れの停止を感知し、電
源装置４２をトリガしてソレノイド３６を消勢
し、弁３２を中立位置に戻す。弁が中立位置に戻
ると要素４０を通る流れは直ちに回復しポンプは
作動を続ける。この時点で電源装置はソレノイド
３７を励起して弁３２を反転位置に変位させ装置
４５中のプリセツト時間の間保持する。このプリ
セツト時間が経過した後ソレノイド３７は消勢さ
れ、弁３２が中立位置に戻る。この状態で要素４
０中を通る作動流体の流れが感知された場合は弁
が正しく動作してライン３３及び３４中の加圧作
動流体が液溜めに戻されたことを意味しており、
次いでソレノイド３６が励起されて駆動モータ１
６が順方向に回転される。

このように、流量計要素４０は導管２９中の作
動流体の流量がほゞ毎分ガロンにまで低下すると
これを感知する。ラジアルピストン油圧モータは
変位形モータであるためピストン及び軸回りの〓
間を通るわずかなリークを除けば停止時にモータ
を通る作動流体の流れは生じない。要素４０はそ
の単純性を特徴とする。

第３図は協働する円板状カツター５４を担持し
て互いに逆方向に回転する軸５２，５４を取付け
られたフレーム５１を有する細断機５０を示す。
フレーム５１には適当なトランスミツシヨン組立
体５５が取付けられラジアルピストン油圧作動モ
ータ５７と協働する第１の歯車組立体５６及びラ
ジアルピストン油圧作動モータ５９と協働する第
２の歯車組立体５８とを収容する。この構成は出
力定格が500馬力以上の大形細断機に適している。
この場合も軸５２及び５３が異なつた速度で回転
されることにより細断がなされる。第３図の細断
機はポンプ及び作動流体液溜めユニツト６１上又
はその近傍に取付けられた箱６０内に構成された
制御装置を含む。箱６０中の制御装置は第２図に
開示したものと同じであるので説明を省略する。
ラジアルピストンモータ５７及び５９は要素４０
として示した流量感知器を含んだそれぞれの制御
装置を有する。第３図の２重ラジアルピストンモ
ータ駆動細断機の制御装置の説明は先に説明した
もののくりかえしになるので図面を参照した説明
は省略する。

本発明制御装置の独自性は作動流体感知器４０
が一次作動流体導管２９中の装置中に故障が生じ
た場合にこれを検出しうるような位置に設けられ
ることにある。第２図中には故障を生じうるいく
つかの部品が示されておりこの故障の例には次の
ようなものが含まれる。

Ａ 細断機１０がラジアルピストンモータ１６を
停止させるような物体に遭遇した場合、導管２
９中の流れが止まつて要素４０中のスイツチ４
２がタイマ回路４４へ到る回路４３を開成す
る。これがコンピユータ３５によつて検出され
てソレノイド弁３２の反転サイクルが開始され
る。弁３２は正しく機能していれば付勢されて
中立位置へ戻り停止の後作動流体の流れを逆転
させるように動かされる。この過程において要
４０が流れが生じていないことを検出するとソ
レノイド３６が消勢され弁はソレノイド３７が
励起されて反転位置へ動かされるに先立つて中
立位置に戻される。

Ｂ 弁３２中のスプールが弁中の塵埃等により順
方向位置で固着してしまいこれが原因で細断機
モータ１６が停止した場合、コンピユータ制御
装置３５がソレノイド３６を消勢して弁手段３
２を中立位置に戻しモータ反転サイクルを開始
する。弁を中立位置に戻せない場合は細断機は
止められる。一方、弁３２が中立位置に戻され
た場合は導管２９中の流れが検出されコンピユ
ータ制御装置３５がソレノイド３７の励起を反
転させてスプールを反転位置に変位させ所定時
間保持した後中立位置に戻す。さらにスプール
は順方向位置へ動かされ作動流体が導管３３へ
供給され始める。

Ｃ ソレノイド３７を消勢することにより弁３２
が反転位置から中立位置に戻ると要素４０が導
管２９中の流れの有無をチエツクする。その際
流れが検出されれば弁ソレノイド３６が再励起
され、制御装置は次に生じるジヤムに対して備
える。

Ｄ 反転シーケンスの間何らかの理由、例えば作
動流体の汚れや機構的な故障により弁３２が中
立位置に戻らなかつた場合、反転サイクルを続
けると最大限に加圧された作動流体が導管中に
残つていてソレノイド３７を励起して差動流体
を急に解放すると油圧系に大きな衝撃が加わり
致命的な被害をもたらす。本発明では要素４０
を使用することにより反転シーケンスが開始さ
れた後でも弁３２のジヤムを検出できる。弁３
２中のスプールに順方向動作中ジヤムが生じる
と要素４０が作動流体の流れを感知しなくなり
コンピユータ３５が細断機を停止させ警報音あ
るいは光を発する。

Ｅ 上に説明した弁３２を制御する制御装置の順
方向動作から逆方向動作への切換動作は制御装
置が逆方向動作から順方向動作へ切換えられる
場合でも同じである。

Ｆ リリーフ弁２９が開かなかつたような場合で
も要素４０を通る作動流体の流量がゼロ又は低
い値になり細断機は停止される。

Ｇ またフイルタ３１又は３１Ａがごみなどによ
り目詰りを起こすと要素４０が作動流体の流れ
を検出しなくなり装置が停止される。

本発明の特徴は材料を細断する協働するカツタ
ー要素を備えた互いに反対方向に回転される軸を
有する回転式細断機にある。すなわち、軸は流体
回路に接続された単一又は一対の協働する流体モ
ータによつて駆動され、流体回路はポンプにより
作動流体を所定規定流量で流体流れ方向切換弁へ
送る。この流体流れ方向切換弁はプログラムされ
たコンピユータによつて制御され細断機を細断時
に順方向へまたジヤムを解消する場合に逆方向へ
回転させる。流体回路には回路中の流体圧の上限
値を設定するリリーフ弁が設けられまた圧力とは
無関係に動作して流体流れ方向切換弁へ流入する
作動流体の流量を感知する流量センサが設けられ
る。この流量センサは通常か開成している電気ス
イツチと協働し、この電気スイツチは制御手段に
接続される。この制御手段は細断機にジヤムが生
じ作動流体の流れが止まつた場合に流体流れ方向
切換弁を操作しモータを逆回転させてカツター要
素のジヤムを解消する。またジヤム解消動作を制
御手段が行なつても流量センサを通る作動流体の
流れが回復しない場合には流体回路中の他の要素
に故障が生じていることがわかる。この故障はフ
イルタの目詰まりや導管の破損などであり、ジヤ
ムと合わせると正常な細断機動作時の作動流体の
所定規定流量の約５％〜10％の流量低下を招来す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は円板状カツターを設けられて互いに反
対方向に回転される回転軸を歯車トランスミツシ
ヨンを介して駆動する単一の油圧駆動モータを備
えた細断機の概略的平面図、第２図は第１図のモ
ータ駆動細断機に協働して油圧モータの状態をモ
ニタし必要に応じてモータを反転させる流量検出
手段を有する本発明による制御装置を示す概略
図、第３図は円板状カツターを設けられた一対の
回転軸をトランスミツシヨンを介して一対の油圧
駆動モータにより駆動する別の細断機の概略的平
面図である。 １０，５０…細断機、１１，５１…フレーム、
１２，５２，１３，５４…回転軸、１４…カツタ
ー、１５，５５…トランスミツシヨン、１６，５
７，５９…流体圧モータ、１７…ブラケツト、１
８，５６，１９，５８…歯車、２０…軸受、２１
…油圧動力源、２２…電源装置、２３…流体源
（液溜め）、２４…冷却器、２５…ポンプ、２６…
電気モータ、２７，３１，３１Ａ…フイルタ、２
８…遮断弁、２９，３０，３３，３４…導管、２
９Ａ…リリーフ弁、３２…制御弁手段、３５…コ
ンピユータ、３６，３７…ソレノイド、３７，４
３…リード線、４０…流量検出要素（センサ）、
４１…オリフイス、４２…スイツチ、４４…回
路、６０…箱、６１…ポンプ及び作動流体液溜め
ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カツターを支持し、流体圧駆動可逆モータ手
   段によつて駆動され、互いに反対方向に回転され
   る軸と、該可逆モータ手段に接続され、流体源
   と、流体を該流体源から所定の正規流量で供給す
   るポンプ手段と、リリーフ弁と該流体圧駆動モー
   タ手段との間で流体路中に挿入されて該流体圧駆
   動モータ手段への流体の供給を行なつたり遮断し
   たりする流体流れ方向切換弁手段を有する流体回
   路とよりなる回転式細断機であつて、該流体流れ
   方向切換手段に接続され、前記流体駆動モータ手
   段への流体の供給及び遮断を行うよう前記流体流
   れ方向切換弁手段を制御する制御手段と、該流体
   回路中に流体の流量変化を感知しうるような位置
   に設けられた流量検出手段を有し、該流量検出手
   段が該流体回路中において該所定正規流量の約５
   〜10％の流量の低下を検出すると該流量検出手段
   が該制御手段を作動させて該流体圧駆動可逆モー
   タ手段に送られる該流体の流れを遮断し該モータ
   手段を停止させることを特徴とする回転式細断
   機。 ２ 該流体流れ方向切換弁手段は順方向位置、中
   立位置及び逆方向位置の間を順次切換えられて該
   流体圧駆動可逆モータ手段を順方向モード、停止
   モード及び逆方向モードの間で切換動作させ；該
   流量検出手段が流体流量の低下を検出すると該制
   御手段が該弁手段をシーケンス制御し、流量が該
   所定正規流量まで回復しない場合はこのことによ
   り該流体回路中に故障が存在していることが示さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の細断機。 ３ 該流量検出手段は該流体回路に該流体流れ方
   向切換弁手段の手前側の位置で挿入され、該流量
   検出手段は流量に応じて開閉され通常は開状態に
   なつている電気スイツチ手段を含み、該電気スイ
   ツチ手段は該制御手段に電気接続され、該流量検
   出手段を通る流体の流量が該所定圧正規流量より
   低下すると該流量検出手段が該通常は開成してい
   るスイツチ手段を閉成して該制御手段に信号を送
   り該モータ手段が停止されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の細断機。 ４ 該流量検出手段による該スイツチ手段の開閉
   動作は該流体回路中の圧力とは独立になされるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の回転
   式細断機。