(57)【要約】【課題】  既存の設備を利用して低コストで圧力ラインの圧抜き作用を得る。【解決手段】  エンジン１の停止をエンジン回転センサ１９等によって検出し、コントローラ１８により、エンジン停止後、元々回路に装備されたポンプ容量制御シリンダ３用の電磁切換弁５を圧抜き弁としてオン／オフ制御することにより、圧力ライン１２の残圧を速やかにタンクＴに抜く圧抜き制御を行い、タイマ２５により一定時間経過後コントローラ１８の電源を自動的に切るようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機によって油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプからの油を、制御手段によって制御される電磁弁を介して油圧アクチュエータに供給するクレーンの油圧回路において、上記制御手段は、上記原動機の運転停止を検出する原動機停止検出手段を備え、この原動機停止検出手段によって原動機の停止が検出されたときに、上記電磁弁をオン／オフ作動させることにより、上記油圧ポンプと上記電磁弁との間の圧力ラインの残圧をタンクに抜く圧抜き制御を行った後に、自らの電源である制御電源を切るように構成されたことを特徴とするクレーンの油圧回路。
【請求項２】
請求項１記載のクレーンの油圧回路において、制御手段はタイマを備え、エンジン停止後、上記タイマにより、予め設定された圧抜き時間の経過後に制御電源を切るように構成されたことを特徴とするクレーンの油圧回路。
【請求項３】
請求項１記載のクレーンの油圧回路において、制御手段は、圧力ラインの圧力を検出する残圧検出手段を備え、圧力ラインの残圧が設定圧以下になったときに制御電源を切るように構成されたことを特徴とするクレーンの油圧回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクレーンの油圧回路において、回路構成要素として、複数の油圧アクチュエータに対応して複数の電磁弁が設けられ、制御手段は、圧抜き制御のためにオン／オフ作動させる電磁弁以外の特定の電磁弁が固着状態に陥っていることを検出する異常検出手段を備え、この異常検出手段によって上記特定の電磁弁の固着状態が検出されたことを条件として圧抜き制御を行うように構成されたことを特徴とするクレーンの油圧回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクレーンの油圧回路において、制御手段は、圧抜き制御を行う圧抜き制御有効状態と圧抜き制御を行わない圧抜き制御無効状態の一方を選択する選択手段を備え、この選択手段によって圧抜き制御有効状態が選択されたことを条件として圧抜き制御を行うように構成されたことを特徴とするクレーンの油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン停止後に圧力ラインの残圧をタンクに抜く圧抜き制御を行うようにしたクレーンの油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の好適例であるクレーンの油圧制御回路を例にとって従来の技術とその問題点を説明する。
【０００３】
図３において、１は原動機としてのエンジン、２はこのエンジン１によって駆動される制御用油圧源としての油圧ポンプ(コントロールポンプ)で、この油圧ポンプ２に、ポンプ容量を制御するためのポンプ容量制御シリンダ３と、ウィンチのネガブレーキを構成するネガブレーキシリンダ４とがそれぞれ第１、第２両電磁切換弁５,６を介して接続されている。Ｔはタンクである。
【０００４】
また、クレーンのブームに外部設備としてウィンチが設置される場合に、そのネガブレーキ用のネガブレーキシリンダ７(以下、これを第２ネガブレーキシリンダといい、前記ネガブレーキシリンダ４を第１ネガブレーキシリンダという)が脱着用のクイックカプラ８及び第３電磁切換弁９を介して油圧ポンプ２に接続される。
【０００５】
さらに、油圧ポンプ２の吐出側に圧力の変動や脈動を緩和するためのアキュムレータ１０が接続されている。１１はリリーフ弁である。
【０００６】
なお、各シリンダ３,４,７は、いずれもスプリングバックの単動シリンダとして構成されている。
【０００７】
また、各電磁切換弁５,６,９は、図示しないコントローラによって制御され、作動信号が入力されたときに圧力をシリンダ３,４,７に供給する加圧位置イ、停止信号が入力されたときに圧力をタンクＴに抜く圧抜き位置ロにそれぞれセットされる。
【０００８】
このような回路構成によると、エンジン１が停止すると、各電磁切換弁５,６,９が加圧位置イから図示の圧抜き位置ロに切換わるため、各シリンダ３,４,７の圧力がタンクＴに抜かれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、油圧ポンプ２と各電磁切換弁５,６,９とを結ぶ圧力ライン１２は直接にはタンクＴに接続されていないため、エンジン停止後もこの圧力ライン１２に制御用の圧力(残圧)が封じ込められて残る。
【００１０】
この残圧は、回路を構成する油圧機器からの内部リークによって徐々に降下するが、この圧力降下の速度は、油圧機器の数やその内部リーク性能によっては非常に遅くなる場合がある。
【００１１】
とくに、この回路のようにアキュムレータ１０が設けられた回路では、制御用の残圧に加えてアキュムレータ１０の蓄圧ボリューム分の圧力降下が必要となるため、圧力ライン１２の圧力降下速度がさらに遅くなる。
【００１２】
こうして残圧の降下が遅れると、たとえば次のような問題が発生していた。
【００１３】
(ｉ)  ウィンチのネガブレーキに関する問題
ウィンチモータ回路の一例を図４に示す。同図中、１３はウィンチモータ、１４は図示しない油圧ポンプとこのウィンチモータ１３との間に設けられたコントロールバルブ、１５はカウンタバランス弁で、ネガブレーキシリンダ４は、図示の加圧時にウィンチモータ１３の制動部分から離れてブレーキオフ状態となり、加圧解除時にバネ力により制動部分に押し付けられてブレーキオン状態となる。１６はウィンチモータ１３のドレン管路である。
【００１４】
この回路構成において、図３のエンジン１を停止させると、コントローラからの信号によってネガブレーキ用の第２電磁切換弁６が加圧位置イから圧抜き位置ロに切換わるため、シリンダ圧力がタンクＴに抜かれ、第１ネガブレーキシリンダ４がブレーキオン状態となる。これにより、ウィンチモータ１３が停止状態に保持されるため、吊荷を宙吊り停止させた状態でも吊荷の落下を防止することができる。
【００１５】
ところが、ここで、第２電磁切換弁６が機械的に加圧位置イから動かない固着現象が発生する場合がある。こうなると、ブレーキオフ状態のままエンジン１が停止することとなる。
【００１６】
この状態でも、圧力ライン１２の残圧がタンクＴに速やかに抜ければ、ネガブレーキシリンダ４の圧力も回路を構成する油圧機器(電磁切換弁５,６やリリーフ弁１１、油圧ポンプ２)の内部リークにより降下してブレーキオン状態に転じるため問題はない。
【００１７】
しかし、前記のように従来回路では残圧の降下速度が遅いため、ブレーキオン状態に転じる前に、図４中のウィンチモータ１３やカウンタバランス弁１５の内部リークにより回路内の保持圧が抜けて吊荷を保持できなくなるおそれがある。
【００１８】
(ｉｉ)  クイックカプラ８の脱着に関する問題
クイックカプラ８は圧力がかかっている状態では圧力ライン１２に対して脱着できないため、エンジン１を停止させて取外し、または取付ける場合に、残圧が降下するまでの長い時間、待機しなければならず、作業能率が悪いものとなる。
【００１９】
このような問題に対して、図５に示すように圧力ライン１２を圧抜き弁１７を介してタンクＴに接続し、エンジン停止後、圧抜き弁１７を開いて残圧をタンクＴに抜くことが考えられる。
【００２０】
しかし、この構成では、専用の圧抜き弁１７を追加しなければならないため、コストアップを招く。
【００２１】
なお、以上の問題に関して開示された先行技術としての特許文献はとくには見当たらない。
【００２２】
そこで本発明は、既存の設備を利用して低コストで圧力ラインの圧抜き作用を得ることができるクレーンの油圧回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１の発明は、原動機によって油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプからの油を、制御手段によって制御される電磁弁を介して油圧アクチュエータに供給するクレーンの油圧回路において、上記制御手段は、上記原動機の運転停止を検出する原動機停止検出手段を備え、この原動機停止検出手段によって原動機の停止が検出されたときに、上記電磁弁をオン／オフ作動させることにより、上記油圧ポンプと上記電磁弁との間の圧力ラインの残圧をタンクに抜く圧抜き制御を行った後に、自らの電源である制御電源を切るように構成されたものである。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、制御手段はタイマを備え、エンジン停止後、上記タイマにより、予め設定された圧抜き時間の経過後に制御電源を切るように構成されたものである。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、制御手段は、圧力ラインの圧力を検出する残圧検出手段を備え、圧力ラインの残圧が設定圧以下になったときに制御電源を切るように構成されたものである。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、回路構成要素として、複数の油圧アクチュエータに対応して複数の電磁弁が設けられ、制御手段は、圧抜き制御のためにオン／オフ作動させる電磁弁以外の特定の電磁弁が固着状態に陥っていることを検出する異常検出手段を備え、この異常検出手段によって上記特定の電磁弁の固着状態が検出されたことを条件として圧抜き制御を行うように構成されたものである。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の構成において、制御手段は、圧抜き制御を行う圧抜き制御有効状態と圧抜き制御を行わない圧抜き制御無効状態の一方を選択する選択手段を備え、この選択手段によって圧抜き制御有効状態が選択されたことを条件として圧抜き制御を行うように構成されたものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、既存のアクチュエータ制御用の電磁弁を圧抜き弁として利用して原動機停止後の圧抜き制御を行うため、圧抜き専用の電磁弁を追加する必要がないし、原動機停止検出手段も他の制御目的に使用されている既存のものを利用することができる。
【００２９】
また、ソフト的にも、圧抜き制御を行う間だけ電源を確保できるように制御手段のプログラムを変更するだけよい。このため、圧抜き作用を低コストで得ることができる。
【００３０】
しかも、圧抜き後に制御手段の電源を自ら自動的に切るため、電力の無駄遣い(バッテリの消耗)を防止できるとともに、手動で電磁弁の通断電操作を行う構成とした場合のような電源の切り忘れのおそれもない。
【００３１】
この場合、請求項２の発明のように自動圧抜き作用をタイマによって設定された時間だけ行う構成としてもよいし、請求項３の発明のように圧力ラインの残圧を圧力センサで検出して圧抜き完了後に電源を切る構成としてもよい。
【００３２】
請求項２の発明によれば、圧力センサが不要となるため、コストダウンという所期の目的に沿ったものとなる。
【００３３】
一方、請求項３の発明によると、現実に圧抜きが完了したときに電源を切るため、無駄な電力消費を抑えることができる。また、時間経過によって圧抜き未完了のまま圧抜き制御が停止してしまうおそれがない。
【００３４】
ところで、前記のウィンチのネガブレーキに関する問題は、ネガブレーキシリンダを制御する電磁弁(電磁切換弁)に固着現象が起こった場合にのみ発生する。逆にいうと、固着現象が発生していない状態では、通常通りシリンダ圧がタンクに抜かれてブレーキオン状態に速やかに転じるため、残圧の降下が遅くても吊荷の落下は起こらず、従って残圧を積極的に抜く必要もない。
【００３５】
この点、請求項４の発明によると、電磁弁の固着の発生を条件として圧抜き制御を行う(固着が発生していなければ圧抜き制御は行わない)ため、消費電力を抑えることができる。
【００３６】
また、請求項５の発明によると、圧抜き制御の有効／無効を任意に選択できるため、たとえばクイックカプラで脱着されるオプションアクチュエータを備えた回路において、クイックカプラの脱着の必要がないときには無効を選択することにより、無駄な圧抜き制御が行われないため、消費電力を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下の実施形態において、油圧回路部分の構成は図３に示す従来回路と同じであるため、この同一部分には図３と同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００３８】
図１に示す第１実施形態、及び図２に示す第２実施形態に共通の構成として、ポンプ容量制御シリンダ３を制御する第１電磁切換弁５を圧抜き弁として兼用し、エンジン停止後、この第１電磁切換弁５を一定周期でオン／オフさせて圧抜き作用を行った後、制御手段を構成するコントローラ１８の電源を切るように構成されている。
【００３９】
第１実施形態(図１参照)
クレーンには、標準装備として、コントローラ１８と、エンジン１の回転を検出するエンジン回転センサ１９と、エンジン１を始動／停止させるキースイッチ２０と、オルタネータ２１と、このオルタネータ２１が発電中であることを検出する発電検出リレー２２と、バッテリ２３と、このバッテリ２３の電力をコントローラ１８に対して供給／遮断するバッテリリレー２４とが設けられている。
【００４０】
コントローラ１８には、エンジン回転センサ１９からのエンジン回転信号、キースイッチ２０の操作信号、発電検出リレー２２の接点２２ａを経由する発電信号が入力され、これに基づいてエンジン停止を判断する。
【００４１】
なお、上記各信号のうち一つ(たとえばエンジン回転信号)のみに基づいてエンジン停止を判断してもよいし、複数の信号のアンドによって判断してもよい。
【００４２】
また、本回路独自の構成要素として、圧抜き時間を決めるタイマ２５がコントローラ１８に設けられるとともに、第２電磁切換弁６と第１ネガブレーキシリンダ４とを結ぶネガブレーキシリンダ回路２６の圧力(電磁切換弁６の固着現象の発生の有無)を検出する異常検出手段としての圧力センサ２７と、圧抜き制御の有効／無効を選択する選択スイッチ２８とが設けられている。
【００４３】
この回路の作用を説明する。
【００４４】
エンジン回転中
エンジン１の回転中は、各電磁切換弁５,６,９はコントローラ１８からの作動信号によって加圧位置イにセットされる。
【００４５】
また、コントローラ１８からバッテリリレー２４に作動信号(励磁電流)が送られて同リレー２４の接点２４ａが閉じるため、コントローラ１８への電源供給が確保される。なお、バッテリリレー２４は、キースイッチ２０の操作信号、及びオルタネータ２１からの発電信号によっても励磁される。
【００４６】
エンジン停止
エンジン１が停止すると、各電磁切換弁５,６,９がコントローラ１８からの停止信号に基づいて加圧位置イから圧抜き位置ロに切換わる。これにより、各シリンダ３,４,７の圧力がタンクＴに抜かれる。
【００４７】
ただし、圧力ライン１２はタンクＴに直接にはつながっていないため、同ライン１２に圧力が閉じ込められる(残圧が発生する)。
【００４８】
ここで、エンジン停止時点からタイマ２５が作動し、予め設定された圧抜き時間内で、コントローラ１８からバッテリリレー２４に作動信号が継続して出力される。
【００４９】
従って、バッテリリレー２４の接点２４ａは閉じたままとなるため、コントローラ１８の電源が維持される。
【００５０】
コントローラ１８は、この圧抜き時間に入ると、ポンプ容量制御シリンダ３用の第１電磁切換弁５に一定周期でオン／オフ信号を送る。これにより、第１電磁切換弁５が加圧位置イと圧抜き位置ロとの間で交互に切換わる。
【００５１】
この反復切換わり作用により、圧力ライン１２が同切換弁５を介して、第１電磁切換弁５とポンプ容量制御シリンダ３とを結ぶポンプ容量制御シリンダ回路２９に対して繰り返し接続／遮断され、このいわば呼吸作用によって圧力ライン１２の残圧が第１電磁切換弁５を介してタンクＴに抜かれる。このため、圧力ライン１２の残圧が速やかに降下する。
【００５２】
従って、第１電磁切換弁５以外の電磁切換弁、すなわち、第２電磁切換弁６または第３電磁切換弁９が加圧位置イから機械的に動かない固着現象が発生していても、残圧の速やかな降下によって第１ネガブレーキシリンダ４または第２ネガブレーキシリンダ７が短時間でブレーキオン状態に転じる。
【００５３】
このため、図４に示すウィンチモータ回路において内部リークによって吊荷を保持できなくなる前に、ウィンチモータ１３をネガブレーキで確実に停止保持することができる。
【００５４】
そして、圧抜き時間が経過すると、コントローラ１８からバッテリリレー２４への作動信号が停止し、これによってリレー接点２４ａが開くため、バッテリ２３からコントローラ１８への電源供給が自動的に停止する。
【００５５】
このように、既存のポンプ容量制御用の第１電磁切換弁５を圧抜き弁として利用してエンジン停止後の圧抜き制御を行うため、図５に示すように専用の圧抜き弁１７を追加する必要がない。また、圧抜き制御を行う前提となるエンジン１の停止を検出する手段も、他の制御目的に使用されている既存のもの(エンジン回転センサ１９等)を利用することができる。
【００５６】
さらに、ソフト的にも、圧抜き制御を行う間だけコントローラ電源を確保できるようにコントローラ１８のプログラムを変更するだけよい。
【００５７】
このため、圧抜き作用を低コストで得ることができる。
【００５８】
しかも、圧抜き後にコントローラ１８の電源を自ら自動的に切るため、電力の無駄遣い(バッテリ２３の消耗)を防止できるとともに、手動で第１電磁切換弁５の通断電操作を行う構成とした場合のような電源の切り忘れのおそれもない。
【００５９】
また、自動圧抜き作用をタイマ２５によって設定された時間だけ行う構成としているため、圧抜き作用の停止を決めるためのセンサ(たとえば圧力センサ)が不要となり、コストが安くてすむ。
【００６０】
ところで、第２電磁切換弁６に固着現象が発生していなければ、積極的に上記の圧抜き制御を行う必要がなく、行えばむしろバッテリ２３の無駄遣いとなる。また、圧抜き制御の実行、不実行をオペレータの意思や作業状況(たとえばクイックカプラ８の脱着の要否)に応じて決定できるようにすれば便利である。
【００６１】
そこで、この実施形態では、選択スイッチ２８がオン操作されている(圧抜き制御を行うことが選択されている)こと、または第２電磁切換弁６に固着現象が発生していることを条件として上記の圧抜き作用が行われるように構成されている。
【００６２】
すなわち、エンジン運転中に、コントローラ１８から第２電磁切換弁６に切換信号が出力されていないにもかかわらず、圧力センサ２７によって第１ネガブレーキシリンダ回路２６に一定以上の圧力が発生していることが検出されると、同切換弁６に固着現象が発生していると判断され、圧抜き制御が実行される。
【００６３】
また、固着現象の発生の有無に関係なく、選択スイッチ２８がオン操作されていれば圧抜き制御が実行され、選択スイッチ２８がオフでも固着現象が発生すれば圧抜き制御が実行される。
【００６４】
いいかえると、固着現象が発生しているとき、あるいは選択スイッチ２８がオン操作されているとき以外は圧抜き制御が実行されない。この条件付き制御により、消費電力を抑えることができる。
【００６５】
第２実施形態(図２参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００６６】
第１実施形態では、エンジン停止後、予め設定した圧抜き時間だけ圧抜き制御を行う構成としたのに対し、第２実施形態では、時間でなく、圧力ライン１２の残圧が安全性や作業性の点で問題とならない値(たとえばネガブレーキがブレーキオンに転じる圧力、またはクイックカプラ８の脱着を行い得る圧力)となるまで圧抜き制御を行う構成をとっている。
【００６７】
すなわち、圧力ライン１２の圧力を検出する残圧検出手段としての圧力センサ３０が設けられ、同センサ３０からの圧力信号がコントローラ１８に入力される。
【００６８】
コントローラ１８は、圧抜き制御の開始後、センサ信号に基づき、残圧が予め設定された圧力まで降下したときに、圧抜き完了としてバッテリリレー２４への作動信号の出力を停止して自らの電源を切る。
【００６９】
この構成によると、現実に圧抜きが完了したときに電源を切るため、無駄な電力消費を抑えることができる。また、時間経過によって圧抜き未完了のまま圧抜き制御が停止してしまうおそれがない。
【００７０】
他の実施形態
(１)  上記実施形態では、一つの電磁切換弁(第１電磁切換弁５)のみを圧抜き制御するようにしたが、複数の電磁切換弁を同時に圧抜き制御してもよい。
【００７１】
(２)  電磁切換弁の固着現象に関して、上記実施形態では、安全上、最も問題が大きいウィンチのネガブレーキシリンダ用の第２電磁切換弁６のみについて固着現象の発生を検出するようにしたが、複数の電磁切換弁について固着現象の発生を検出するようにしてもよい。
【００７２】
(３)  圧抜き制御兼用の電磁弁としては、上記実施形態で挙げた電磁切換弁に限らず、電磁比例弁を利用してもよい。
【００７３】
(４)  上記実施形態では、選択スイッチ２８によって圧抜き制御の有効／無効を選択する構成をとったが、この選択スイッチ２８を省略し、エンジン停止後は常に、あるいは電磁切換弁の固着現象の発生を条件として圧抜き制御が行われるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す回路構成図である。
【図３】従来技術の問題点を説明するための油圧制御回路図である。
【図４】従来技術の問題点を説明するためのウィンチモータ回路図である。
【図５】従来技術の問題点を説明するための別の油圧制御回路図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  エンジン
２  油圧ポンプ
３  油圧アクチュエータとしてのポンプ容量制御シリンダ
４,７  同、ネガブレーキシリンダ
５  圧抜き弁として利用される電磁切換弁
６  固着状態の検出対象となる電磁切換弁
１２  圧力ライン
１８  制御手段を構成するコントローラ
１９  エンジン停止検出手段としてのエンジン回転センサ
２０  同、キースイッチ
２２  同、発電検出リレー
２３  バッテリ
２４  コントローラの電源を制御するバッテリリレー
２５  タイマ
２７  電磁切換弁の固着状態を検出する異常検出手段としての圧力センサ
２８  選択手段としての選択スイッチ
３０  残圧検出手段としての圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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