JPH066476B2

JPH066476B2 - 油圧式クレーンの速度制御方法

Info

Publication number: JPH066476B2
Application number: JP59245490A
Authority: JP
Inventors: 晋中村
Original assignee: Furukawa Co Ltd
Current assignee: Furukawa Co Ltd
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS61126388A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、クレーンの定格速度をエンジンの低速回転領
域で得られるようにしてエンジン騒音を小さくした、ト
ラックに架装搭載される油圧式クレーンの速度制御方法
に関するものである。

（従来の技術）トラックに架装搭載されるクレーンはトラックのエンジ
ンにより駆動される油圧ポンプをその動力源としている
が、エンジンとポンプとの関係における従来のクレーン
の使い方を説明する。

第１図においてはこの種のトラックの一般的なエンジ
ントルク特性を示す曲線である。このようなエンジント
ルク性能をもつトラックにクレーンを架装搭載する場
合、クレーンのポンプ容量は次の要領で決定される。

即ち、エンジンのアイドリング状態でクレーンの最大吊
上げ荷重を吊った場合においてもエンジンがエンストし
ないように、エンジンのアイドリング時(500rpm)のエン
ジン軸トルク9.9(Kg・m)よりも小さいエンジン軸トルク
でポンプを駆動する必要がある。例えば7.1(Kg・m)のエ
ンジン軸トルクでポンプを駆動するとすると、この時の
ポンプ軸トルクはエンジンとポンプとのギヤ比（P・T・O
比）を０．８とすると8.9(Kg・m)である。

ここで、ｔ＝Ｐ・ｑ／２π 但し、ｔ：ポンプ軸トルク(Kg・m) ｐ：ポンプ吐出圧力(Kg・cm²) ｑ：ポンプ１回転当りの吐出量(c.c.) であり、ｐはクレーンの最大荷重を吊り上げるわけであ
るから最高セット圧175Kg/cm²となり、これらの数値を
代入すると、となり、１回転当り３２c.c.のポンプをこのクレーンの
動力源として使用することになる。ポンプ吐出量を増や
す場合にはポンプ回転数、従ってエンジン回転数を上げ
ることにより行なう。従って必要な速度を得るには、エ
ンジンのアクセルをふかして必要速度を得ることにな
る。

ところでクレーンにおいては、クレーンの定格速度を定
めるのにクレーンの油圧回路の定格流量を決めており、
従来ポンプ回転数が1600rpmのときのポンプ吐出量をこ
の定格流量としている。従ってこのクレーンでの定格流
量は、Ｑ＝ｑ・Ｎ但し、Ｑ：ポンプ吐出量（c.c.／分）ｑ：ポンプ１回転当りの吐出量(c.c.) Ｎ：ポンプ回転数(rpm) であるので、ｑ＝32(c.c.)、Ｎ＝1600(rpm)を代入し
て、となる。ここでポンプ回転数1600rpmのときのエンジン
回転数は2000rpmであるので、このクレーンにおいては
定格流量51／分を確保するためにエンジンを2000rpm
で回転させていることになる。なおエンジン回転数を20
00rpmよりさらに上げると、それに応じてポンプ吐出量
も51／分より多くなるが、エンジン回転数の上限はエ
ンジンガバナでおさえられるのでポンプ吐出量の上限も
決って来る。

以上が従来のクレーンの一般的な使い方であり、第１図
において示すＢの領域が従来のクレーンの使用範囲であ
る。

（発明が解決しようとする問題点）さて、エンジン回転数2000rpmとはエンジンの高速回転
領域であり、特にこのクレーンがトラックの運転席と荷
台との間のトラックシャーシ上に架装搭載されるもので
あり、このクレーンを操作する場合、その操作位置はエ
ンジン近くとなり、従ってエンジン音がうるさく、この
ためクレーン操作に集中できないとか、周囲の音を聞き
とれないとかいう問題があった。

これは定格流量（51／分）を確保するために、１回転
当たりの吐出量が32c.c.のポンプを1600rpm、従ってエ
ンジンを2000rpmの回転数で高速回転させていたからで
ある。従ってエンジン音を低くするためには、エンジン
を低速回転で回転させて従来と同じ定格流量（51／
分）を確保できればよいわけであるから、ポンプ容量
（１回転当りの吐出量）の大きいポンプを採用すればよ
いことになる。例えばエンジン回転数を750rpmで回転さ
せて定格流量（51／分）を得るためのポンプ容量は、
エンジン回転数が750rpmのときのポンプ回転数は600rpm
であるので、Ｑ＝ｑ・Ｎに、Ｑ＝51／分、Ｎ＝600rpmを代入してポンプ容量を
計算すると、ｑ＝Q/N＝51×10³/600＝85c.c. となる。

ところがポンプ容量を大きくすると、今度はアイドリン
グ状態(500rpm)でクレーンの最大荷重を吊った時にエン
ジンがエンストするという問題が生じる。というのは、
このときのポンプ軸トルクｔは、ｑ＝２π・t/p にｑ＝85c.c.、ｐ＝175Kg/cm²（最高圧力）を代入し
て、ｔ＝q・p/2π＝85×175/２π＝23.7Kg・m となり、このときのエンジン軸トルクＴはP.T.O比が0.8
であるので19Kg・m（＝23.7×0.8）となり、アイドリン
グ時(500rpm)のエンジン軸トルク9.9Kg・mよりも大きく
なるからである。

なお、エンジン回転数を常時750rpmに設定しておけば、
エンジンのエンスト問題は解決するが、この場合にはポ
ンプが常に大流量を供給するわけであるから、従来行な
えていた微動操作が出来なくなるという新たな問題を生
じる。

本発明は、以上のような問題点を解消させ、クレーンの
定格速度をエンジンの低速回転領域で得られるようにし
てエンジン騒音を小さくした、トラックに架装搭載され
る油圧式クレーンの速度制御方法を提供しようとするも
のである。

（問題点を解決するための手段）このため本発明においては、エンジン軸トルクに応じて
ポンプ容量を変化させるようにする。即ち、エンジン軸
トルクが小さい状態においてはポンプ容量を小さく設定
し、エンジン軸トルクが大きくなるに従ってポンプ容量
が大きくなるようにする。

本発明による油圧クレーンの速度制御方法は、油路切換
弁の油路切換用スプールを作動してエンジンにより駆動
される油圧ポンプからの吐出油を切換えてクレーンのア
クチュエータを作動させる第１操作位置と、この第１操
作位置からの一層の同方向操作によりエンジンのアクセ
ル駆動手段に連結されるリンク及びポンプを容量を増大
させる手段に連結されるリンクとを同時に作動させる第
２操作位置とを具えたクレーン操作レバー装置を用い、
エンジンの回転数とエンジンの軸トルクとの関係を示す
エンジン軸トルク特性が比例関係にあるエンジンの低速
回転領域において前記クレーン操作レバー装置の第１操
作位置によりクレーンのアクチュエータを低速で作動さ
せると共に、さらに前記低速回転領域における前記クレ
ーン操作レバー装置の第２操作位置によりエンジンの回
転数を上げると同時にポンプ容量も増大させてポンプか
らの油圧吐出量を増加させてクレーンのアクチュエータ
の速度を増大させることを特徴とする。

エンジンの回転数を増加させる方法としては、従来既知
のごとくエンジンのアクセル機構をリンク等を介して駆
動すればよく、またポンプ容量を増大させる方法として
は、例えば二つの小容量の定吐出型ポンプをエンジンで
同時に駆動するようにして、アイドリング時(500rpm)に
おいては一方のポンプの吐出油をクレーン回路側に流
し、他方のポンプの吐出油はタンク側に通じて無負荷運
転としておき、従来既知のリンク機構等を介して徐々に
この他方のポンプの吐出油がクレーンの回路側に合流す
るようにすればよい。合流するに従って全体としてポン
プ容量が増大し、最後に二つのポンプの容量を合計した
ものがポンプ容量となるわけである。あるいはこれとは
別に最初から一個の可変容量ポンプを使用し、これを従
来既知のリンク機構等を介して操作するようにしてもよ
い。

エンジンの回転数の増加とポンプ容量の増大とを同時に
行う方法としては、これらを操作するリンク等を同時に
作動するようにすればよい。

（作用）従ってアイドリング時(500rpm)では、二つの小容量の定
吐出型ポンプを使用した場合においては、一方のポンプ
の吐出油のみがクレーン回路側に流れており、他方のポ
ンプからの吐出油はタンク側に戻っている。この状態か
らエンジン回転数を上げると一方のポンプはそれに応じ
て吐出量が増えてくる。それと同時に他方のポンプの吐
出油がクレーン回路側に合流し始める。エンジン回転数
が本発明において定格回転とする750rpmとなると他方の
ポンプの吐出油の合流が終り、全体として二つのポンプ
の容量を合計した容量のポンプの吐出量となるわけであ
る。可変容量ポンプを使用した場合においては、エンジ
ン回転数を上げるとそれに応じて吐出量が増えると共
に、それと同時にポンプ容量も増大するわけであるか
ら、さらに吐出量が増えることになるわけである。なお
エンジン回転数を750rpmより上げると、それ以降は二つ
のポンプのポンプ容量を合計した容量（可変容量ポンプ
にあっては最終的なポンプ容量）のポンプの駆動となる
わけであるから、それに応じて吐出量も増加するが、本
発明においてはエンジンがふき上がらない程度のエンジ
ン回転数として1000rpmを取り、この1000rpm以上の回転
数では使用しないようにする。

二つの小容量の定吐出型ポンプを使用した場合について
の具体的な作動を第１図において説明すると、ポンプ容
量が32c.c.と53c.c.の二つの定吐出型ポンプをエンジン
で同時に駆動するようにして、アイドリング時(500rpm)
においてはポンプ容量が32c.c.のポンプからの吐出油の
みをクレーンの油圧回路側に流し、次いでエンジン回転
数を上げながら他方のポンプ(53c.c.)の吐出油をクレー
ンの油圧回路側に合流してゆき、その回転数が750rpmと
なったときにポンプ容量が85c.c.（32+53）となって定
格流量51／分が流れるようにする。なおエンジン回転
数を750rpmより上げていけばポンプ容量が85c.c.のポン
プの回転数を増加させることになりその吐出量が増加す
ることになるが、本発明においてはエンジンがふき上が
らない程度の回転数を1000rpm程度と考えて、この1000r
pm以上のエンジン回転数では使用しないようにする（第
１図に示すＣ領域で使用する）。

（実施例）以下本発明の実施例を説明するが、本発明においては、
エンジントルクを上げるためのエンジンのアクセルをふ
かす手段とポンプ容量を増大させる手段とを同時に操作
するようにした点に特徴があるわけであるが、これは例
えば、前記各々の手段を操作する各操作レバーを従来既
知の手段により１本の操作レバーにまとめてやれば同時
操作が可能となる。

ところで、本発明においては、クレーン操作レバーでも
ってこの同時操作も行なえるようにする。即ち、クレー
ンの操作レバーはポンプからの吐出油を切換える油路切
換弁に取付けられて、この操作レバーでもってポンプか
らの吐出油を切換えクレーンのアクチュエータを作動さ
せる操作レバーであるが、本発明ではこの操作レバーで
クレーン操作をした後、この操作レバーをさらにその操
作方向に動かすことにより前記同時操作を行なえるよう
にする。

このために操作レバーを次のように構成した。

第３図において、１がこの操作レバー装置を示すもの
で、２はこの操作レバー装置１により切換えられる油路
切換弁であり、ポンプからの圧油をこの切換弁で切換え
てクレーンのアクチュエータを作動させるものである。
６は油路切換弁２の油路切換え用スプール、７は固定位
置にあるピン８を中心に回動自在に枢支したリンクで、
このピン８を中心に左右に回動することにより、その一
端側に設けた凹部９と前記スプール６の適所に設けピン
10とが係合してスプール６を切換えるよう構成する。11
はレバー部で、その一端側を前記ピン８で回動自在に枢
支し、他端側には把手12を設ける。13は、レバー部11の
外周に摺動自在としたブッシュ14と、レバー部に螺合し
た止め部材15との間に介装したスプリングで、ブッシュ
14をこのスプリング13でリンク７に押し付けるようにし
て、操作レバー４に所定の操作力が作用した場合に限り
レバー部11が前記リンク７に対して相対的に揺動するよ
う、このレバー部11とリンク７とを拘束するものであ
る。この拘束力は前記止め部材15の螺合位置により調整
可能となっている。16は操作レバー４の一端側に取付け
た作動リンクである。

従ってこの操作レバー４の把手12を図の上方又は下方に
回動すれば、レバー部11と共にリンク７がピン８の回り
に回動し、油路切換弁２のスプール６を切換える（第４
図の(ロ)、(ニ)）。次いでその切換え位置より把手12にさ
らに操作力を加えるとスプール６はすでにそのストロー
クエンドまで達しており作動しないが、今度はその操作
力に前記スプリング13の付勢力が負け、操作レバー４と
リンク７との拘束が解かれて操作レバー４のみがピン８
の周りに回動することになるものである（第４図の
(イ)、(ホ)）。

本発明における同時操作は第４図に示す作動リンク16の
(ニ)から(ホ)又は(ロ)から(イ)への動きを利用して行なう。
(ハ)から(ニ)又は(ハ)から(ロ)の動きによって油路切換弁２
が切換えられてクレーンのアクチュエータが作動する。
このときエンジンはアイドリング状態であり、ポンプ容
量は初期の低吐出状態である。この(ニ)又は(ロ)の状態
で、作動リンク16に連結されるリンク17は、中立状態で
ある(ハ)の位置から左方又は右方に移動しているが、エ
ンジンのアクセル駆動手段に連結されるリンク19及びポ
ンプの容量を増大させる手段に連結されるリンク20を同
時に作動させるリンク機構18とは未だ非衝合状態であ
る。操作レバー４をさらに回動することによって、この
(ニ)又は(ロ)の状態から(ホ)又は(イ)の状態になる際に作動
リンク16に連結されるリンク17がリンク機構18と衝合し
て、これによりリンク19及びリンク20を作動させ、エン
ジンのアクセル駆動手段及びポンプの容量を増大させる
手段を同時に作動させるようにする。

これを第１図において説明すると、第４図に示す(ニ)又
は(ロ)の状態ではエンジン回転数はアイドリングの500rp
mであり、またポンプ容量は3c.c.である。(ニ)から(ホ)又
は(ロ)から(イ)の動きにより、リンク19によってエンジン
回転数は500rpmから1000rpmとなり、リンク20によっ
て、ポンプ容量は3c.c.から85c.c.となる。なおポンプ
容量が85c.c.となるのはエンジン回転数が750rpmのとき
となるようにポンプ容量を増加させる手段を構成する。

次にポンプ容量を増加させる手段の実施例につき説明す
る。

第５図はその一例を示したクレーンの油圧回路で、２は
ポンプからの圧油を切換えてクレーンのアクチュエータ
21〜26を作動させる油路切換弁で、これらの油路切換弁
２…の一部を先に説明した操作レバー装置１により操作
するようにした例を示す。27、28はエンジンＥで同時に
駆動される定吐出型のポンプであり、一方のポンプ27の
吐出側は常時主回路29に接続しており、他方のポンプ28
の吐出側は切換弁30を介して主回路29に接続するが、こ
の切換弁30はポンプ28の吐出油を通常はタンク側に通じ
ているが、切換え位置になるに従いポンプ28の吐出油を
徐々に主回路29側に通じるよう構成する。

従って先に説明したように操作レバー装置１の操作レバ
ー４を第１段階の操作位置にすれば油路切換弁２が切換
え位置となり、ポンプ27の吐出油はこの油路切換弁２を
介してアクチュエータに流れこのアクチュエータを作動
させる。このときはエンジンは未だアイドリング状態で
ある。次いで操作レバー４をさらに動かして第２段階の
操作位置にすれば、それに従ってエンジンのアクセルが
ふき始めエンジンの回転数が上がり始めると共に、切換
弁30が徐々に切換わり、ポンプ28の吐出油が切換弁30を
介して主回路29側に合流し始め、全体としてポンプ容量
が増大することになる。

次に第６図はポンプ容量を増大させる手段の他の例を示
した油圧回路で、ポンプ28の吐出油を合流させる手段と
してポンプ28の吐出側と主回路29とを接続する回路中に
可変リリーフ弁31を設け、この可変リリーフ弁31の可変
操作レバーを先の例で説明したと同じ要領で徐々に動か
すことによりポンプ28の吐出油を主回路29側に徐々に合
流するようにしたものである。

さらに第７図はポンプ容量を増加させる手段の他の例を
示した油圧回路で、先の第５、第６図の例では定吐出型
のポンプを二個使って二つのポンプの吐出油を合流する
ことにより全体としてポンプ容量を増大するよう構成し
たが、この例では一個の可変吐出型ポンプ32を使用し、
この可変吐出型ポンプ32の可変操作レバー33を油圧シリ
ンダ34で徐々に動かすことによりポンプ容量を増大する
ようにしたものである。油圧シリンダ34を徐々に動かす
手段としては、この油圧シリンダ34に圧油を供給するパ
イロットポンプ35の吐出油圧を可変リリーフ弁36で制御
することにより行なうが、この可変リリーフ弁36の作動
は先の第６図の例と同じ要領で動かすものである。

（発明の効果）この発明によれば、エンジンの低速回転領域で従来と同
じクレーンの定格速度を得ることができクレーン作業時
におけるエンジン騒音を小さくできる。またポンプ容量
はエンジンの軸トルクに応じて増大するのでエンジン馬
力とポンプ馬力とのマッチングがよく、省エネとなる。
さらにポンプ容量を増大するもアイドリング時において
は従来と同じく小さいポンプ容量であるから従来と同じ
ようにクレーンの微動操作が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る油圧式クレーンの速度制御方法の実
施の態様を示し、第１図はエンジン回転数（ポンプ回転
数）とエンジン軸トルク（ポンプ軸トルク）との関係を
示すグラフ、第２図はトラックに架装搭載した油圧式ク
レーンの全体側面図、第３図は操作レバー装置１の説明
及びこの操作レバー装置１とエンジンのアクセルを駆動
する手段に連結されるリンク19及びポンプの容量を増大
させる手段に連結されるリンク20との関係を示す図、第
４図は操作レバー装置１の作動説明図、第５、６、７図
はポンプの容量を増大させる手段の実施例を示す油圧式
クレーンの油圧回路図である。１…操作レバー装置、２…油路切換弁、４…操作レバ
ー、16…作動リンク、17、19、20…リンク、18…リンク
機構、27、28…定吐出型ポンプ、29…クレーンの主回
路、30…切換弁、31…可変リリーフ弁、32…可変容量型
ポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１５Ｂ 11/00 Ｆ 8512−3Ｈ 11/04 Ｇ 8512−3Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油路切換弁の油路切換用スプールを作動し
てエンジンにより駆動される油圧ポンプからの吐出油を
切換えてクレーンのアクチュエータを作動させる第１操
作位置と、この第１操作位置からの一層の同方向操作に
よりエンジンのアクセル駆動手段に連結されるリンク及
びポンプの容量を増大させる手段に連結されるリンクと
を同時に作動させる第２操作位置とを具えたクレーン操
作レバー装置を用い、エンジンの回転数とエンジンの軸
トルクとの関係を示すエンジン軸トルク特性が比例関係
にあるエンジンの低速回転領域において前記クレーン操
作レバー装置の第１操作位置によりクレーンのアクチュ
エータを低速で作動させると共に、さらに前記低速回転
領域における前記クレーン操作レバー装置の第２操作位
置によりエンジンの回転数を上げると同時にポンプ容量
も増大させてポンプからの油圧吐出量を増加させてクレ
ーンのアクチュエータの速度を増大させることを特徴と
する油圧クレーンの速度制御方法。