JPH10311302A - 荷役車両の液圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】走行用内燃機関を動力源とし、液圧を利用して
荷役を行う荷役車両において、機関回転数を上昇させて
騒音を増大させたり、エネルギロスを招いたりすること
のない液圧装置を提供する。 【解決手段】液圧源をその単位回転あたりの吐出量を自
在に変化させ得る可変液圧供給源３とし、アクチュエー
タ４１〜４４を作動させる操作手段５の操作量を検出す
る操作量検出手段７と、内燃機関２の回転数を検出する
回転数検出手段６とを設けるとともに、可変液圧供給源
３の吐出量を制御する吐出量制御手段８により、前記操
作量をパラメータとして設定した可変液圧供給源３の設
定吐出量を超えない範囲で可変液圧供給源の吐出量を増
加させ、回転数検出手段により検出した回転数が所定の
回転数を下回った時点で可変液圧供給源の吐出量をそれ
以上増加させないように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラッククレーン
等の荷役車両において、走行用内燃機関を動力源とする
荷役作業用の液圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラッククレーン等に代表される
荷役作業用のエンジン車両においては、クレーンの旋回
やホイストウィンチの巻き上げ等の荷上げに関わる作業
に、油圧モータや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ
が多く用いられている。これら油圧アクチュエータの作
動は、車両の走行用エンジンにより駆動される油圧ポン
プにより圧力油を発生させておき、この圧力油を切換バ
ルブの操作で各アクチュエータに導くことにより行って
いる。しかして、この油圧ポンプは固定容量のものであ
ったため、荷上げスピード等油圧アクチュエータの作動
速度の調節は、スロットルを操作してエンジン回転数を
上下動させる必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなものでは、
荷が軽い時や空荷時にアクチュエータの作動速度を上げ
る場合、エンジン回転数を上昇させポンプのアクチュエ
ータへの供給流量を増加させる必要が生じる。しかしな
がら、これではエンジン回転数上昇による騒音が増大す
るなど環境的な問題が発生する。

【０００４】また、荷が重い時には、エンジン出力を必
要とするため、エンジン回転数を上昇させなければなら
ないが、その結果アクチュエータへの供給流量が増大し
その作動速度が上昇する。しかして作動速度を下げたい
場合、不必要な圧力油を逃がし弁等により逃がさなけれ
ばならず、これではエネルギーロスとなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題点を解決する
ために、本発明による荷役車両の液圧装置は、車両走行
用内燃機関により駆動されその単位回転あたりの吐出量
を自在に変化させ得る可変液圧供給源と、該可変液圧供
給源から供給される流体により駆動される１又は複数の
アクチュエータと、該アクチュエータを作動させる操作
手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段
と、前記操作手段の操作量を検出する操作量検出手段
と、該操作量検出手段により検出した操作量をパラメー
タとして設定した設定吐出量を超えない範囲で可変液圧
供給源の吐出量を増加させ、回転数検出手段により検出
した回転数が所定の回転数を下回った時点で可変液圧供
給源の吐出量をそれ以上増加させないように制御する吐
出量制御手段とを備えてなることを特徴とする。

【０００６】

【作用】したがって、このようなものであれば、アクチ
ュエータの動かすべき対象物が軽い荷あるいは空荷の場
合には、内燃機関にかかる負荷が小さいため、可変液圧
供給源の吐出量を増加させても、その回転数が所定回転
数を下回ることはない。したがって、この吐出量増加に
伴って、アクチュエータの作動速度が増大することにな
る。逆に対象物が重い荷であれば、可変液圧供給源の吐
出量増加にしたがって内燃機関にかかる負荷が大きくな
り、ある時点でその回転数が所定回転数を下回ることに
なる。その時点を内燃機関の負荷限界と判断し、内燃機
関にこれより過大な負荷が作用しないように、可変液圧
供給源の吐出量の増加を行わないようにする。その結
果、アクチュエータの作動速度はそれ以上増大しないこ
とになる。つまり、無駄に内燃機関の回転数を上昇させ
て騒音を増大させたり、不必要な圧力流体を逃がしてエ
ネルギロスを招いたりすることなく、アクチュエータに
作用する負荷の大小に応じてその作動速度が自動的に調
節されるようになる。しかも、前記作動速度の調節は、
操作手段の操作量をパラメータとして予め設定した可変
液圧供給源の設定吐出量を超えない範囲で行われるた
め、設定吐出量を操作レバーの操作量に応じたものに設
定しておけば、たとえ荷が軽くとも、操作レバーの操作
量でアクチュエータの作動速度を遅くすることもできる
ようになる。

【０００７】また、吐出量制御手段による可変液圧供給
源の吐出量を急激に増加させないように、その増加速度
を一定速度に設定できるようにしておけば、操作手段の
急激な操作を行ってもアクチュエータに供給される流量
が急激に増加しないため、アクチュエータが突然作動し
たり、過渡的に内燃機関に過大負荷が作用してストール
を起こしたりすることを防止できる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図１〜４を参照し
て説明する。本実施例は、図１、図２に示すように、例
えばトラッククレーン１に対して適用される液圧装置で
ある。まず、簡単にこのトラッククレーン１について説
明をしておくと、このものは図１に示すように、いわゆ
るトラックに起重用クレーン１Ａを設けたものである。
このクレーン１Ａは、ブーム１１を備え、このブーム１
１の先端からワイヤー１３を介してフック１２を垂下さ
せたものである。そして、フック１２に荷を吊り下げ、
ブーム１１の伸縮、旋回、傾動、およびワイヤ１３の進
退操作により、荷を持ち上げたり移動させたりして使用
する。

【０００９】本論に戻って、この液圧装置は図２にその
構成を示すように、このクレーン１Ａを動かすために適
用されるものであり、車両走行用内燃機関たるエンジン
２により駆動される可変液圧供給源たる可変ポンプ３、
可変ポンプ３から供給される流体により駆動されるアク
チュエータ４１〜４４、可変ポンプ３とこれらアクチュ
エータ４１〜４４との間にそれぞれ設けた操作手段たる
手動操作レバー５１付き方向切換弁５、回転数検出手段
たるエンジン回転数センサ６、操作レバー５１の操作量
を検出する操作量検出手段たる検出スイッチ７、および
可変ポンプ３の吐出量を増減させる吐出量制御手段たる
コントローラ２を備えてなる。なお、本液圧装置におけ
る作動流体には油を用いている。

【００１０】具体的に各部を説明すると、可変ポンプ３
は、１回転あたりの吐出量を自在に変化させ得るもの
で、その吐出量は外部から入力される吐出量指令信号ａ
の電圧に応じて設定されるようにしている。もちろん、
可変ポンプ３には、斜板式、斜軸式等に代表される種々
のタイプのものを用いることができる。アクチュエータ
は、クレーン１Ａを直接作動させるもので、本実施例に
おいては、ワイヤ１３を巻き取るホイストウィンチ用油
圧モータ４１、ブーム１１の旋回用油圧モータ４２、ブ
ーム１１の伸縮用テレスコープシリンダ４３（図１では
図示していない）、ブーム１１の傾動を行うデリックシ
リンダ４４の計４種類である。そして、これら４種類の
アクチュエータ４１〜４４に可変ポンプ３から吐出され
た圧力油をそれぞれ方向切換弁５を介して供給するよう
にしている。

【００１１】方向切換弁５は、図２に示すように、２つ
の入力ポートＰ、Ｒと２つの出力ポートＡ、Ｂを有し、
手動操作レバー５１の操作で入力ポートＰ、Ｒと出力ポ
ートＡ，Ｂ間の流体経路が変わるようにした一般的に既
知のものである。具体的にこのものは、操作レバー５１
が中立位置においては入力ポートＰ、Ｒと出力ポート
Ａ，Ｂ間を閉止する。また操作レバー５１が一方向へ傾
動した位置においては入力ポートＰと出力ポートＡ、お
よび入力ポートＲと出力ポートＢとをそれぞれ連通さ
せ、操作レバー５１を他方向へ傾動させた位置において
は入力ポートＰと出力ポートＢ、および入力ポートＲと
出力ポートＡとをそれぞれ連通させる。

【００１２】本実施例の油圧配管は、図２に示すよう
に、入力ポートＰを可変ポンプ３の出力側に、入力ポー
トＲをタンク１０にそれぞれ連通させるとともに、出力
ポートＡを対応するアクチュエータ４１〜４４の一方の
油出入口、出力ポートＢを同じく対応するアクチュエー
タ４１〜４４の他方の油出入口にそれぞれ連通させたも
のである。つまり、操作者が操作レバー５１を中立位置
からいずれかの方向に傾動させると、その傾動方向に応
じた向きにアクチュエータ４１〜４４が作動し得るよう
に油圧回路を構成している。なお、本実施例において方
向切換弁５にはスタックタイプのものを用いており、全
ての方向切換弁５の操作レバー５１が中立位置にある場
合には、可変ポンプ３の出力をタンク１０に連通させる
ように構成して、この場合のエネルギロスを防止してい
る。また、可変ポンプ３の出力をリリーフ弁を介してタ
ンク１０に連通させ、システム圧の上限を規制している
とともに異常高圧発生時などでの危険防止を行ってい
る。

【００１３】エンジン回転数センサ６は、エンジン回転
数に比例した周波数あるいは電圧を回転数信号ｂとして
出力するもので、一般的に広く知られたものを用いてい
る。検出スイッチ７は、方向切換弁５が操作されたか否
かを検出するもので、本実施例においてはリミットスイ
ッチを用い、これを方向切換弁５の操作レバー５１端に
設けている。そして操作レバー５１が中立位置に位置し
ているか、またはそれ以外の位置に位置しているかの２
値のみを示す操作量たる操作信号ｃを出力するようにし
たものである。

【００１４】コントローラ８には、例えば図示しないＣ
ＰＵ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェー
ス等を備えた一般的に既知のものを用いている。この入
力インタフェースには少なくとも各検出スイッチ７から
の操作信号ｃおよびエンジン回転数センサ６からの回転
数信号ｂを入力するようにしている。また出力インタフ
ェースからは、少なくとも可変ポンプ３の吐出量を指令
する吐出量指令信号ａを出力するようにしている。そし
て、この吐出量指令信号ａの値、すなわち可変ポンプ３
の吐出量を、予めメモリに記憶させたソフトウェアに基
づいて、入力インタフェースに入力された各信号ｂ、ｃ
を参照して決定する。

【００１５】このソフトウェアの概要を、図３に示すフ
ローチャートを参照し、以下に説明する。まず、ステッ
プＳ１おいて、所定エンジン回転数を例えばアイドリン
グ回転数（例えば７００ｒｐｍ）に設定しておく。次に
ステップＳ２において、エンジン回転数信号ｂを検出
し、その値をエンジン回転数として記憶する。

【００１６】そしてステップＳ３においては、各検出ス
イッチ７からの操作信号ｃにより、操作レバー５１が操
作されているか否かの判断を行う。そして操作レバー５
１が操作されていると判断した場合には、ステップＳ４
に進み、操作されていないと判断した場合にはステップ
Ｓ９に進む。ステップＳ４においては、設定吐出量たる
ポンプ吐出量の上限を最大吐出量に設定する。具体的に
は吐出量指令信号ａの値の最大値を、ポンプ最大吐出量
に対応する値に設定する。そしてステップＳ５に進む。

【００１７】ステップＳ５では、検出したエンジン回転
数とアイドリング回転数との比較を行い、エンジン回転
数がアイドリング回転数以上であれば、エンジン２に過
大負荷がかかっていないと判断し、ステップＳ６に進
む。そうでなければ、ステップＳ８に進む。ステップＳ
６では、ポンプ吐出量がステップＳ４において設定した
上限量を下回っているか否かを判断する。そして下回っ
ている場合にはステップＳ７に進み、そうでない場合に
はステップＳ８に進む。

【００１８】ステップＳ７では、ポンプ吐出量を一定の
速度で増加させ、ステップＳ１に戻る。ステップＳ８で
は、ポンプ吐出量を変化させないようにし、ステップＳ
１に戻る。ステップＳ９では、ポンプ吐出量を最小吐出
量０にする。このことは、ポンプ吐出量の上限を最小吐
出量０に設定することを含んでいる。そして、ステップ
Ｓ１に戻る。

【００１９】そして、この一連の動作を１制御サイクル
として繰り返す。このように構成した本実施例におい
て、例えば旋回用モータ４２を操作者が操作した場合の
作用を、図４を参照して説明する。まず、操作者が操作
レバー５１を操作していない場合には、操作レバー５１
は中立位置にあり、その状態が検出スイッチ７により検
出されて（ステップＳ３）、ポンプ吐出量は最小値０と
なっている（ステップＳ９）。

【００２０】次に、操作者がいずれかの方向に操作レバ
ー５１を傾動し、例えば空荷または非常に軽い荷を操作
した場合、操作レバー５１の操作されたことが検出スイ
ッチ７により検出される（ステップＳ３）。最初、ポン
プ吐出量は最小吐出量０でありエンジン２に負荷がかか
らないため、エンジン回転数はアイドル回転数に維持さ
れている。したがって、ステップＳ５、Ｓ６での判断に
より、ポンプ吐出量は一定速度で増大する（ステップＳ
７）。しかして、荷が軽くポンプ吐出量が増大してもエ
ンジン２にほとんど負荷がかからないため、エンジン回
転数はアイドル回転数のまま、ポンプ吐出量はステップ
Ｓ４で設定した最大吐出量まで増大し、その状態が維持
される。上述したポンプ吐出量の時間変化を図４中Ｇに
示す。つまり、空荷または非常に軽い荷を操作した場合
には、エンジン回転数はアイドル回転数のまま可変ポン
プ３の吐出量が最大吐出量まで増大し、旋回用モータ４
２は最大速度で駆動されることになる。

【００２１】また、重い荷を操作する場合、操作レバー
５１の操作されたことが検出スイッチ７により検出され
た（ステップＳ３）直後は、前述同様、ポンプ吐出量が
最小値でありエンジン２に負荷がかからないため、エン
ジン回転数はアイドル回転数に維持されている。したが
って、ステップＳ５、Ｓ６での判断により、ポンプ吐出
量は一定速度で増大する（ステップＳ７）。しかして、
ポンプ吐出量の増大に伴ってエンジン２に作用する負荷
が増大し、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るよ
うになるため、その下回った時点でポンプ吐出量は固定
される（ステップＳ８）。その結果、ポンプ吐出量は、
エンジン回転数がアイドル回転数をわずかに下回る程度
のところでバランスし、過大な負荷がエンジン２にかか
ることはは防止される。上述したポンプ吐出量の時間変
化を図４中Ｈに示す。つまり、重い荷であれば、エンジ
ン２にかかる負荷が過大なものとならないように可変ポ
ンプ３の吐出量が決定され、旋回用モータ４２の作動速
度がそれに見合った小さなものとなる。なお、本実施例
では、ステップＳ８においてポンプ吐出量を変化させな
いようにしているが、もちろん、これをポンプ吐出量を
減少させるようなものにしても、上述と同様の作用を得
ることができる。

【００２２】すなわち、本実施例によれば、アクチュエ
ータ４１〜４４に作用する負荷の大小に応じてその作動
速度が調節されるようになる。したがって、このような
簡単な制御で、無駄にエンジン回転数を上昇させて騒音
を増大させたり、不必要な圧力油を逃がしたりしてエン
ジン２の出力エネルギをロスすることを防止できる。ま
た、ステップ７で説明したように可変ポンプ３の吐出量
増大速度（図４に示すグラフＧ、Ｈの前半部分の傾き）
はソフトウェアで適宣に設定されている。したがって、
操作レバー５１を急激に操作されてもアクチュエータ４
１〜４４に供給される流量が急激に増加しないようにで
き、アクチュエータ４１〜４４が突然作動したり、過渡
的にエンジン２に過大負荷が作用してエンジンストール
を起こしたりすることを防止できる。

【００２３】さらに、本実施例によれば、検出スイッチ
７を操作レバー５１端に設けているので、既存の方向切
換弁５に容易に後付できる。このことも含め、従来の固
定ポンプを本実施例による可変ポンプ３に置換え、さら
にコントローラ８等を含む簡単な電気配線を行うだけ
で、既存の油圧配管や部品の配置等を大幅に改変するこ
となく容易にかつ低コストで本装置に置換えられる。し
たがって、特に低コストが要求される小型や中型の作業
用車両にも、本実施例は適用し得るものとなる。

【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく種々の変形が可能である。例えば、上述
の実施例では操作レバー５１の操作量検出に検出スイッ
チ７を用い、レバー操作量が２値（中立位置か否か）の
みを示すものにして、中立位置の場合には設定吐出量を
最小吐出量０、そうでない場合には設定吐出量を最大吐
出量となるようにしていた。しかして、この検出スイッ
チ７の代わりに操作レバーのストロークを検出できる検
出器（例えばポテンショメータ）を設けるとともに、こ
の検出器により検出した操作量、すなわちストローク量
に比例させて可変ポンプの設定吐出量を定めておく。そ
して、この設定吐出量を超えない範囲で可変ポンプの吐
出量を制御し、エンジンに作用する負荷の制御を行え
ば、たとえ荷が軽くとも、その操作量でアクチュエータ
の作動速度を遅くすることもできるようになる。

【００２５】また、本実施例は従来通り、スロットル操
作によってもアクチュエータの作動速度を増減させるこ
とができるのはもちろんである。この場合、例えば、ス
ロットルレバー（図示しない）の操作量を検出するスロ
ットル検出器を設けておき、その検出したスロットル開
度に応じて所定エンジン回転数を設定するようにしてお
けば、エンジンをより効率よく使用することができる。

【００２６】さらに、油圧アクチュエータの種類や数は
本実施例のものに限定されないし、方向切換弁等の油圧
部品やコントローラも実施例のものに限ったものではな
い。例えば方向切換弁は電磁駆動方式のものでも構わな
い。もちろん、本発明はトラッククレーンに限らず種々
の作業用エンジン車両に適用可能なのは言うまでもな
い。

【００２７】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。本発明
は、液圧源をその単位回転あたりの吐出量を自在に変化
させ得る可変液圧供給源とし、アクチュエータを作動さ
せる操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、内
燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、可変液圧
供給源の吐出量を制御する吐出量制御手段とを設け、こ
の吐出量制御手段により、前記操作量をパラメータとし
て設定した可変液圧供給源の設定吐出量を超えない範囲
で可変液圧供給源の吐出量を増加させ、回転数検出手段
により検出した回転数が所定の回転数を下回った時点で
可変液圧供給源の吐出量をそれ以上増加させないように
制御する液圧装置である。したがって、このような簡単
な制御で、内燃機関の回転数を上昇させることなくアク
チュエータの作動速度を上昇させることが可能になり、
騒音低減を図れる。また、アクチュエータに高負荷が作
用する場合においても、吐出量を少なくすることによ
り、内燃機関に作用する負荷を抑え、エネルギロスの低
減を図ることができる。しかも、前記作動速度の調節
は、操作手段の操作量をパラメータとして予め設定した
可変液圧供給源の設定吐出量を超えない範囲で行われる
ため、設定吐出量を操作手段の操作量に応じたものに設
定しておけば、その操作量でアクチュエータの作動速度
を遅くすることもできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体図。

【図２】同実施例における液圧装置の回路図。

【図３】同実施例におけるコントローラの制御フローチ
ャート。

【図４】同実施例における可変ポンプの吐出量の時間変
化を示すグラフ。

【符号の説明】

１・・・車両（トラッククレーン） ２・・・内燃機関（エンジン） ３・・・可変液圧供給源（可変ポンプ） ４１〜４４・・・アクチュエータ ５・・・操作手段（方向切換弁） ６・・・回転数検出手段（エンジン回転数センサ） ７・・・操作量検出手段（検出スイッチ） ８・・・吐出量制御手段（コントローラ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両走行用内燃機関により駆動されその単
   位回転あたりの吐出量を自在に変化させ得る可変液圧供
   給源と、該可変液圧供給源から供給される流体により駆
   動される１又は複数のアクチュエータと、該アクチュエ
   ータを作動させる操作手段と、内燃機関の回転数を検出
   する回転数検出手段と、前記操作手段の操作量を検出す
   る操作量検出手段と、該操作量検出手段により検出した
   操作量をパラメータとして設定した設定吐出量を超えな
   い範囲で可変液圧供給源の吐出量を増加させ、回転数検
   出手段により検出した回転数が所定の回転数を下回った
   時点で可変液圧供給源の吐出量をそれ以上増加させない
   ように制御する吐出量制御手段とを備えてなることを特
   徴とする荷役車両の液圧装置。