(57)【要約】      （修正有）【課題】消防ポンプの駆動制御に係り、エンジンが設定回転数を超えた場合の応答性を高くしてガバナ機能の規制を確実にクリアできるようにする。【解決手段】エンジン１にＰＴＯ３で連結されて駆動され放水用消防ポンプ２が消防車に装備され、エンジンの回転数が設定回転数を超えた場合にスロットルレバー４を減速側に動作させる。コントローラ１３には、操作部１２がスロットルレバーの増速側への動作を操作した場合に第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０に閉鎖を指示して負圧ポンプ７に駆動を指示し、操作部がスロットルレバーの減速側への動作を操作した場合に第１の開閉バルブに閉鎖を指示し第２の開閉バルブに開放を指示して負圧ポンプに駆動停止を指示し、回転数センサ１１がエンジンの設定回転数を超える回転を検出した場合に第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブに開放を指示して負圧ポンプに駆動停止を指示するように設定がなされている。【選択図】図１
2011110305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のエンジンにＰＴＯで連結されて駆動され放水用に使用される消防ポンプが消防車に固定的に装備され、エンジンの回転数が設定回転数を超えた場合にスロットルレバーを減速側に動作させる消防車の消防ポンプ制御システムにおいて、負圧によりスロットルレバーを増速側に動作させ負圧の解除によりスロットルレバーを減速側に動作させるアクチュエータと、アクチュエータに接続された負圧ポンプと、アクチュエータ，負圧ポンプの間に外気に連通するように分岐接続された相対的に通気量が大である第１の開閉バルブと、アクチュエータ，負圧ポンプの間に第１の開閉バルブと並列に外気に連通するように分岐接続された相対的に通気量が小である第２の開閉バルブと、エンジンの回転数を検出する回転数センサと、スロットルレバーを操作する操作部と、負圧ポンプ，第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブ，回転数センサ，操作部に接続されたコントローラとを備え、コントローラには、操作部がスロットルレバーの増速側への動作を操作した場合に第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブに閉鎖を指示して負圧ポンプに駆動を指示し、操作部がスロットルレバーの減速側への動作を操作した場合に第１の開閉バルブに閉鎖を指示し第２の開閉バルブに開放を指示して負圧ポンプに駆動停止を指示し、回転数センサがエンジンの設定回転数を超える回転を検出した場合に第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブに開放を指示して負圧ポンプに駆動停止を指示するように設定がなされていることを特徴とする消防車の消防ポンプ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用のエンジンで駆動され放水用に使用される消防ポンプが固定的に装備された消防車における消防ポンプの駆動制御に係る技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
最近、大規模都市災害への対応の観点等から、小型の自動車（軽自動車）に走行用のエンジンで駆動される消防ポンプが固定的に装備された小型消防車の需要が高まっている。
【０００３】
現在、多用されている小型消防車では、小型の自動車の荷台等に可搬式の消防ポンプが搭載されている。可搬式の消防ポンプは、駆動用のエンジンと一体化されているため、排気量，重量の制約から充分な放水量を確保するのが困難であるという不具合がある。このため、小型の自動車に消防ポンプを固定的に装備して走行用のエンジンでＰＴＯ（Power Take Off）方式で駆動することが試みられるようになってきている。
【０００４】
なお、消防用ポンプについては、エンジン保護のための一定のガバナ機能が規制（消防検定試験）されている。この規制では、高圧放水の運転中に無負荷となった場合に、駆動源であるエンジンの回転速度等について、瞬時最高回転速度が定格回転速度の１２０％を超えないこと、静定回転速度が定格回転速度の１１０％を超えないこと、静定回転速度に達するまでに１０秒を超えないことが内容とされている。
【０００５】
また、最近の自動車の走行用のエンジンについては、低燃費，低公害の要請等から回転数を含めてコンピュータによる制御が一般化され、消防自動車として提供される場合にはコンピュータにエンジンを消防ポンプの駆動源として使用する際の制御のプログラムも入力されている。
【０００６】
従来、小型の消防車に固定的に装備され走行用のエンジンで駆動される消防ポンプの駆動制御に係る技術としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００７】
特許文献１には、走行用のエンジンにＰＴＯで連結されて駆動され放水用に使用される消防ポンプが消防車に固定的に装備され、エンジンの回転数が設定回転数を超えた場合にスロットルレバーを減速側に動作させる消防車の消防ポンプ制御システムが記載されている。スロットルレバーには、スライド部材，作動レバー等の機械的機構を介して減速機が付設された駆動源となる電動モータが連結されてなる。
【０００８】
特許文献１に係る消防車の消防ポンプ制御システムは、コンピュータにエンジンを消防ポンプの駆動源として使用する際の制御のプログラムが入力されていなくても、消防ポンプのガバナ機能に係る駆動制御を実行することができることから、消防車として汎用されずコンピュータのプログラム関係の開発がなされていない小型の消防車に特に有効であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１３１９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に係る消防車の消防ポンプ制御システムでは、ガバナ機能に係る駆動制御の駆動源として減速機付きの電動モータが採用され伝達機構としてスライド部材，作動レバー等の機械的機構が構成されるため、構造が複雑で装備コストが高くなるとともに、応答性が低くガバナ機能の規制を確実にクリアすることができないことがあるという問題点がある。
【００１１】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、構造が簡素で装備コストが低くなるとともに、エンジンが設定回転数を超えた場合の応答性が高くガバナ機能の規制を確実にクリアすることのできる消防車の消防ポンプ制御システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の課題を解決するため、本発明に係る消防車の消防ポンプ制御システムは、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
【００１３】
即ち、請求項１では、走行用のエンジンにＰＴＯで連結されて駆動され放水用に使用される消防ポンプが消防車に固定的に装備され、エンジンの回転数が設定回転数を超えた場合にスロットルレバーを減速側に動作させる消防車の消防ポンプ制御システムにおいて、負圧によりスロットルレバーを増速側に動作させ負圧の解除によりスロットルレバーを減速側に動作させるアクチュエータと、アクチュエータに接続された負圧ポンプと、アクチュエータ，負圧ポンプの間に外気に連通するように分岐接続された相対的に通気量が大である第１の開閉バルブと、アクチュエータ，負圧ポンプの間に第１の開閉バルブと並列に外気に連通するように分岐接続された相対的に通気量が小である第２の開閉バルブと、エンジンの回転数を検出する回転数センサと、スロットルレバーを操作する操作部と、負圧ポンプ，第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブ，回転数センサ，操作部に接続されたコントローラとを備え、コントローラには、操作部がスロットルレバーの増速側への動作を操作した場合に第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブに閉鎖を指示して負圧ポンプに駆動を指示し、操作部がスロットルレバーの減速側への動作を操作した場合に第１の開閉バルブに閉鎖を指示し第２の開閉バルブに開放を指示して負圧ポンプに駆動停止を指示し、回転数センサがエンジンの設定回転数を超える回転を検出した場合に第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブに開放を指示して負圧ポンプに駆動停止を指示するように設定がなされていることを特徴とする。
【００１４】
この手段では、完成された速度維持の技術であるクルーズコントロール（Cruise Control）に近似した構成が採用され、通常の消防ポンプの駆動ではスロットルレバーの動作でエンジンの回転数が制御される。そして、エンジンが設定回転数を超えた場合に、相対的に通気量が大，小である第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブの双方から急速に外気を導入してアクチュエータの負圧を解除しスロットルレバーを減速側に動作させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る消防車の消防ポンプ制御システムは、完成された速度維持の技術であるクルーズコントロールに近似した構成が採用され、通常の消防ポンプの駆動では操作部によるスロットルレバーの動作でエンジンの回転数が制御されるため、構造が簡素で装備コストが低くなる効果がある。また、エンジンが設定回転数を超えた場合に、相対的に通気量が大，小である第１の開閉バルブ，第２の開閉バルブの双方から急速に外気を導入してアクチュエータの負圧を解除しスロットルレバーを減速側に動作させるため、エンジンが設定回転数を超えた場合の応答性が高くガバナ機能の規制を確実にクリアすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る消防車の消防ポンプ制御システムを実施するための形態の構成図である。
【図２】図１の制御にともなう各部の動作のフローチャートである。
【図３】図１の要部の増速状態図である。
【図４】図１の要部の減速状態図である。
【図５】図１の要部のガバナ機能の発揮状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る消防車の消防ポンプ制御システムを実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
この形態では、小型の消防車への装備に好適なものを示してある。
【００１９】
この形態は、図１に示すように、走行用のエンジン１と荷台等に設置されて放水用として使用される消防ポンプ（メインポンプ，真空ポンプ）２とがＰＴＯ３で連結されているものに適用される。
【００２０】
エンジン１の回転数を調整するスロットルレバー４には、ケーブル５を介してアクチュエータ６が連結されている。  
【００２１】
スロットルレバー４は、走行時にはアクセル等によって動作されてエンジン１の回転数を調整するもので、図示しないバネ材で減速側へ付勢されている。
【００２２】
ケーブル５は、アウタチューブにインナワイアが挿通されたもので、インナワイアの一端部がスロットルレバー４の可動部分に連結され他端部がアクチュエータ６の可動部分（スライダ）に連結されている。従って、アクチュエータ６の可動部分の動作は、ケーブル５のインナワイアの押引動作となってスロットルレバー４に伝達されることになる。
【００２３】
アクチュエータ６は、圧力応動タイプからなるもので、内部に区画された気密チャンバにケーブル５のインナワイアの他端部が連結されたスライダがスライド可能に収容され、気密チャンバに負圧ポンプ７が接続されるバキューム口が設けられ、気密チャンバの内部または外部にスライダを押弾圧するスプリングが設けられている。スライダは、気密チャンバの負圧化によってスプリングに抗してスライドしてケーブル５を介してスロットルレバー４を増速側に動作させ、気密チャンバの負圧の解除によってスプリングの弾圧で逆方向へスライドしてケーブル５を介してスロットルレバー４を減速側に動作させる。このアクチュエータ６については、クルーズコントロール用として市販されているものを利用することができる。
【００２４】
負圧ポンプ７は、バキュームによってアクチュエータ６の気密チャンバを負圧化するもので、チューブ８を介してアクチュエータ６のバキューム口に接続されている。
【００２５】
チューブ８には、外気に連通するように第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０が並列に分岐接続されている。
【００２６】
第１の開閉バルブ９は、第２の開閉バルブ１０よりも相対的に通気量が大となるものが選択されている。なお、第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０については、同一規模のものを選択して、第２の開閉バルブ１０に絞りパーツを取付けて通気量を制約することも可能である。
【００２７】
エンジン１には、回転数を検出する回転数センサ１１が取付けられている。
【００２８】
回転数センサ１１は、光を利用するタイプ等を自由に選択することができるが、一定の回転数を超えたときのみに信号を発信するタイプを選択することもできる。
【００２９】
これ等の負圧ポンプ７，第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０，回転数センサ１１は、電気的にコントローラ１３に接続されている。
【００３０】
さらに、コントローラ１３には、エンジンの回転数を操作する操作部１２が電気的に接続されている。操作部１２は、ダイヤル式，レバー式等の選択が可能であるが、図面では増速スイッチ１２ａ，減速スイッチ１２ｂの選択押ボタンスイッチからなる簡易タイプのものが示されている。
【００３１】
コントローラ１３は、マイクロプロセッサを内蔵して各種の信号の受信，処理と各種機器への指示とを行う機能をもったものである。このコントローラ１３には、操作部１２の増速スイッチ１２ａが押された場合に第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０に閉鎖を指示して負圧ポンプ７に駆動を指示してスロットルレバー４を増速側へ動作させ、操作部１２の減速スイッチ１２ｂが押された場合に第１の開閉バルブ９に閉鎖を指示し第２の開閉バルブ１０に開放を指示し負圧ポンプ７に駆動停止を指示してスロットルレバー４を減速側へ動作させ、回転数センサ１１がエンジン１の設定回転数を超える回転を検出した場合に第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０に開放を指示して負圧ポンプ７に駆動停止を指示しスロットルレバー４を減速側へ動作させるように設定がなされている。
【００３２】
この形態によると、装備の際（後の補正は可能）に、コントローラ１３に前述の設定の前提となるエンジン１の設定回転数を入力しておく。
【００３３】
エンジン１を走行から消防ポンプ２の駆動伝達系に切換えると、各部が図３〜図５に示すように制御され動作する。
【００３４】
即ち、初期的には、第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０が閉鎖され、負圧ポンプ７が駆動停止されている。
【００３５】
そして、図３に示すように、操作部１２の増速スイッチ１２ａによってエンジン１の回転数を増速して放水量を増量しようとすると、コントローラ１３が第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０に閉鎖を指示して負圧ポンプ７に駆動を指示する。
【００３６】
この結果、アクチュエータ６の気密チャンバが負圧化されて、アクチュエータ６のスライダがスプリングに抗してスライドすることで、スロットルレバー４が増速側へ動作される。
【００３７】
また、図４に示すように、操作部１２の減速スイッチ１２ｂによってエンジン１の回転数を減速して放水量を減量しようとすると、コントローラ１３が第１の開閉バルブ９に閉鎖を指示し第２の開閉バルブ１０に開放を指示して負圧ポンプ７に駆動停止を指示する。
【００３８】
この結果、第２の開閉バルブ１０から導入された相対的に小量の外気によってアクチュエータ６の気密チャンバが負圧が解除されて、アクチュエータ６のスライダがスプリングの弾圧で逆方向へスライドすることで、スロットルレバー４が減速側への動作へ動作される。
【００３９】
このため、この形態は、完成された速度維持の技術であるクルーズコントロールに近似した構成が採用され、通常の消防ポンプ２の駆動では通常の消防ポンプの駆動では操作部１２によるスロットルレバー４の動作でエンジン１の回転数が制御されることになる。従って、特許文献１に係る消防車の消防ポンプ制御システムのようなスロットルレバー４にスライド部材，作動レバー等の機械的機構を介して減速機が付設された駆動源となる電動モータが連結された複雑な構造が回避されるため、構造が簡素になって装備コストが低くなる。
【００４０】
また、図５に示すように、消防ポンプ２の駆動中に水利の枯渇等で負荷が低減され、回転数センサ１１がエンジン１の設定回転数を超える回転を検出した場合には、回転数センサ１１の検出信号を受信したコントローラ１３が第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０に開放を指示して負圧ポンプ７に駆動停止を指示する。
【００４１】
この結果、第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０の双方から導入された相対的に大量の外気によってアクチュエータ６の気密チャンバが負圧が解除されて、アクチュエータ６のスライダがスプリングの弾圧で逆方向へ急速にスライドすることで、スロットルレバー４が減速側へ動作される。
【００４２】
このため、この形態は、エンジン１が設定回転数を超えた場合に、相対的に通気量が大，小である第１の開閉バルブ９，第２の開閉バルブ１０の双方から急速に外気を導入してアクチュエータ６の負圧を解除しスロットルレバー４を減速側に動作させることになる。従って、エンジン１が設定回転数を超えた場合の応答性が高く、ガバナ機能の規制を確実にクリアすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る消防車の消防ポンプ制御システムは、小型の消防車に限られず装備することができ、特に消防車以外の目的で製造された自動車に装備することで消防自動車に簡単に改造実施することができる。  
【符号の説明】
【００４４】
１   
エンジン
２            消防ポンプ
３            ＰＴＯ
４            スロットルレバー
６            アクチュエータ
７            負圧ポンプ
９            第１の開閉バルブ
１０          第２の開閉バルブ
１１          回転数センサ
１２          操作部
１３     
コントローラ
【図１】
2011110305.tif 000003
【図２】
2011110305.tif 000004
【図３】
2011110305.tif 000005
【図４】
2011110305.tif 000006
【図５】
2011110305.tif 000007