(57)【要約】【課題】作業装置の油圧の上限を制限する制限圧を、電力駆動時にもエンジン駆動時にも最適に設定する。【解決手段】油圧ポンプＰから油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路に接続された第１リリーフバルブＬ１と、前記供給路に第１リリーフバルブと並列に接続され、第１リリーフバルブのリリーフ圧と異なるリリーフ圧を有した第２リリーフバルブＬ２と、第１リリーフバルブと並列で第２リリーフバルブと直列に設置され、電動駆動とエンジン駆動の選択に連動して開閉するチェックバルブＣＶとを備える。電力駆動時にはチェックバルブが開いて第２リリーフバルブにより、エンジン駆動時にはチェックバルブが閉じて第１リリーフバルブにより油圧の上昇を制限する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧式アクチュエータによって作動する作業装置を搭載した作業車両において、
前記油圧式アクチュエータに作動油を圧送する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを電力により駆動する電力駆動手段と、
前記油圧ポンプを走行用エンジンの動力により駆動するエンジン駆動手段と、
前記電力駆動手段及び前記エンジン駆動手段のうちいずれか一方を、前記油圧ポンプを駆動する駆動源として選択する駆動源選択手段と、
前記駆動源選択手段の選択に基づき前記油圧ポンプが前記電力駆動手段により駆動されている時と前記エンジン駆動手段により駆動されている時とで、前記油圧ポンプから前記油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路内の油圧を、異なる上限値に制限する油圧制限手段とを備える作業車両。
【請求項２】
前記油圧制限手段は、
前記油圧ポンプから前記油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路に接続された第１リリーフバルブと、
前記供給路に第１リリーフバルブと並列に接続され、前記第１リリーフバルブより低いリリーフ圧を有した第２リリーフバルブと、
前記第１リリーフバルブと並列で前記第２リリーフバルブと直列に設置され、前記駆動源選択手段の選択に連動して開閉するチェックバルブとを備える請求項１に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプを駆動するためにエンジン駆動系統と電力駆動系統とを備えた油圧駆動式の作業装置を搭載した作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られるように、現在、作業車両として様々なものが利用されている。ここで作業車両とは、車両上に作業装置を搭載し、この作業装置により作業（車両の走行を除く）を行う車両である。作業装置としては油圧駆動式が広く利用されている。
【０００３】
油圧駆動式作業装置の油圧ポンプを回転駆動する系統としてエンジン駆動系統と電力駆動系統との双方を備えた方式が特許文献１〜５に記載される。車両駆動用エンジンを利用したエンジン駆動系にあっては、車両駆動用エンジンから別作業のために動力を取り出すＰＴＯ（Power Take Off）装置が利用される。
特許文献１〜５には、作業装置の油圧ポンプを回転駆動する系統としてエンジン・ＰＴＯ装置系統とバッテリ・電動モータ系統とが記載されている。
特許文献３に記載の発明にあっては、エンジン駆動により動力取出装置（ＰＴＯ装置）を介して油圧ポンプを駆動させ、この油圧ポンプの駆動により塵芥積込装置を作動させ、油圧ポンプが、エンジン駆動とは別に車両に搭載された電動モータの駆動により駆動可能にされ、エンジン駆動と電動モータ駆動とを併用して、若しくはいずれか一方の駆動により油圧ポンプを駆動させるように構成されている。
【０００４】
図４に示すように作業装置に構成される油圧回路上には、作業装置による効率的な作業動作等を目的に、リリーフバルブＬが設けれ、油圧回路内の油圧が一定圧以上にならないように制限されている。図４に示すように、油圧ポンプＰにより作動油が圧送される油圧回路上に駆動制御バルブａ１，ｂ１等が設けられる。駆動制御バルブａ１，ｂ１から延びる上り下りの油路Ｃには図示しない油圧シリンダ等の油圧アクチュエータが接続されている。他の駆動制御バルブａ２，ｂ２についても同様である。作業装置の動作を制御する制御装置により駆動制御バルブａ１，ｂ１が開閉制御されることにより油圧式アクチュエータが動作し作業装置に作業動作を実行させる。油圧ポンプＰと駆動制御バルブａ１，ｂ１との間の圧油路にリリーフバルブＬの一端が接続され、リリーフバルブＬの他端は作動油タンクＴへの回帰路に接続されている。油圧ポンプＰによる作動油の圧送、駆動制御バルブａ１，ｂ１の開放時の油圧式アクチュエータからの負荷によって内圧が上昇し、リリーフバルブＬにかかる油圧が一定の圧力に達するとリリーフバルブＬが開き、矢印Ｄに示すようにリリーフバルブＬから作動油タンクＴに作動油が抜けて、油圧回路内の油圧が設定された圧力以上に高圧になることが制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３７９０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４６６００号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９８７１号公報
【特許文献４】特開２００２−１０４７７２号公報
【特許文献５】特開平０３−１１２７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、以上の従来技術にあっては以下に述べるような問題がある。
上述したようにリリーフバルブＬが開放される圧力であるリリーフ圧は、油圧回路内の油圧の上限を制限する制限圧となる。
一方、電力駆動による駆動力はバッテリや電動モータの能力に依存し、現状では内燃機関エンジンによる駆動力に及ばない場合がしばしばである。
このような場合に、電力駆動とエンジン駆動のいずれにおいても単一で一定のリリーフ圧だけで油圧回路内の油圧を制限すると、次のような問題が生じる。
エンジン駆動の能力に合わせて最適なリリーフ圧に設定すると、電力駆動時には、電力駆動の能力にとって過大な負荷がかかってバッテリの放電出力が大きくなり、バッテリを劣化させ、バッテリの寿命を短くしてしまうという問題がある。
電力駆動の能力に合わせて最適なリリーフ圧に設定すると、エンジン駆動時には、エンジン駆動の能力にとって過小な負荷において制限がかかり、駆動能力的には大きな作業力を発揮できるのに拘わらず作業装置の作業力が小さく制限され、本来可能である大きな作業力を要する作業を不可能にしてしまうという問題がある。
以上のように、油圧回路内の油圧の上限を制限する制限圧には、作業装置の油圧ポンプをエンジンにより駆動する場合と電動モータにより駆動する場合とで最適値が異なる場合がある。
【０００７】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、油圧ポンプを駆動するために電力駆動系統とエンジン駆動系統とを備えた油圧駆動式の作業装置を搭載した作業車両において、油圧回路内の油圧の上限を制限する制限圧を、電力駆動時にもエンジン駆動時にも最適に設定できる作業車両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】
【０００８】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、油圧式アクチュエータによって作動する作業装置を搭載した作業車両において、
前記油圧式アクチュエータに作動油を圧送する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを電力により駆動する電力駆動手段と、
前記油圧ポンプを走行用エンジンの動力により駆動するエンジン駆動手段と、
前記電力駆動手段及び前記エンジン駆動手段のうちいずれか一方を、前記油圧ポンプを駆動する駆動源として選択する駆動源選択手段と、
前記駆動源選択手段の選択に基づき前記油圧ポンプが前記電力駆動手段により駆動されている時と前記エンジン駆動手段により駆動されている時とで、前記油圧ポンプから前記油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路内の油圧を、異なる上限値に制限する油圧制限手段とを備える作業車両である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記油圧制限手段は、
前記油圧ポンプから前記油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路に接続された第１リリーフバルブと、
前記供給路に第１リリーフバルブと並列に接続され、前記第１リリーフバルブより低いリリーフ圧を有した第２リリーフバルブと、
前記第１リリーフバルブと並列で前記第２リリーフバルブと直列に設置され、前記駆動源選択手段の選択に連動して開閉するチェックバルブとを備える請求項１に記載の作業車両である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、油圧ポンプが電力により駆動されている電力駆動時とエンジンにより駆動されているエンジン駆動時とで、油圧ポンプから油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路内の油圧を異なる上限値に制限するので、電力駆動時とエンジン駆動時とで互いに独立に制限圧を設定することができ、互いに拘束されることなく電力駆動時には電動駆動に最適な制限圧を、エンジン駆動時にはエンジン駆動に最適な制限圧を設定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る塵芥収集車の概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る塵芥積込装置の油圧回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る塵芥積込装置の電動駆動系統の一部を示した電気回路図である。
【図４】従来技術に係る塵芥積込装置の油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。以下の実施形態においては、作業車両として塵芥収集車を、作業装置として塵芥積込装置を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１に示すように本塵芥収集車は、車両駆動用エンジン２５と、ＰＴＯ装置６と、油圧ポンプ７と、バッテリ８と、インバータ９と、電動モータ１０とを搭載する。また、本塵芥収集車は、エンジン２５、ＰＴＯ装置６及び電動モータ１０をそれぞれ始動・停止操作するエンジンキー及び作動スイッチが構成された操作部３１と、各部を司る制御装置（図示せず）とを備えている。
ＰＴＯ装置６と電動モータ１０とは伝達軸３３を介して連結され、電動モータ１０と油圧ポンプ７とは一体的に配置されて接続されている。本発明の実施に当たり、これらの配置や伝達機構はどのような形態のものであってもよい。
【００１４】
操作部３１にＰＴＯ装置６の作動スイッチ及び電動モータ１０の作動スイッチが構成されており、操作部３１と制御装置により駆動源選択手段が構成される。
制御装置は、ＰＴＯ装置６の作動スイッチが操作者によってオフ操作され、電動モータ１０の作動スイッチが操作者によってオン操作されると、ＰＴＯ装置６をオフにし、バッテリ８を電源としたインバータ９を制御して電動モータ１０を電動駆動し、電動モータ１０の回転を油圧ポンプ７に伝達して油圧ポンプ７を回転させ、図２に示す油圧回路へ作動油を圧送させる。
制御装置は、ＰＴＯ装置６の作動スイッチが操作者によってオン操作され、電動モータ１０の作動スイッチが操作者によってオフ操作されると、電動モータ１０の電動駆動を停止し、ＰＴＯ装置６をオンにし、エンジン２５が稼働中であれば、ＰＴＯ装置６によりエンジン２５から動力を取り出させ、この動力により油圧ポンプ７を回転させ、図２に示す油圧回路へ作動油を圧送させる。
【００１５】
図２に示すように塵芥積込装置に構成される油圧回路上には、第１リリーフバルブＬ１及び第２リリーフバルブＬ２が設けられ、油圧回路内の油圧が一定圧以上にならないように制限されている。図２に示すように、油圧ポンプＰにより作動油が圧送される油圧回路上に駆動制御バルブａ１，ｂ１等が設けられる。駆動制御バルブａ１，ｂ１から延びる上り下りの油路Ｃには図示しない油圧シリンダ等の油圧アクチュエータが接続されている。制御装置により駆動制御バルブａ１，ｂ１が開閉制御されることにより油圧式アクチュエータが動作し塵芥積込装置に塵芥積込等の作業動作を実行させる。油圧ポンプＰと駆動制御バルブａ１，ｂ１との間の圧油路に第１リリーフバルブＬ１及び第２リリーフバルブの各一端が接続され、それぞれの他端は作動油タンクＴへの回帰路に接続されている。
【００１６】
第１リリーフバルブＬ１及び第２リリーフバルブＬ２は、油圧ポンプＰから油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路に接続されていればよいが、駆動制御バルブａ１，ｂ１が閉じている際の過剰な高圧化を防止するため、図２に示すように駆動制御バルブａ１，ｂ１より油圧ポンプＰ寄りに接続する。
【００１７】
図２に示すように第１リリーフバルブＬ１と第２リリーフバルブＬ２とは、互いに並列に接続される。第２リリーフバルブＬ２のリリーフ圧は、第１リリーフバルブＬ１のリリーフ圧より低く、第１リリーフバルブＬ１は油圧ポンプＰのエンジン駆動時に、第２リリーフバルブＬ２は油圧ポンプＰの電力駆動時に働く。そのために、第１リリーフバルブＬ１と並列で第２リリーフバルブＬ２と直列に設置され、駆動源選択手段の選択に連動して開閉するチェックバルブＣＶが備えられる。
【００１８】
駆動源選択手段の選択に連動したチェックバルブＣＶの開閉動作は、例えば以下のように構成できる。
図３に示す電気回路において、電動モータ１０の作動スイッチＳＷのオン操作により、バッテリ８の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、バッテリ８からの入力電圧を所定の電圧に変圧し、電線１２を通して操作部３１や制御装置等の各電装品に給電する。これは、油圧ポンプ７の電動駆動時に電動モータ１０の駆動電力のみならず、その他の制御系等の動作電力をバッテリ８の電力で賄うためである。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１からの給電に伴って抵抗１３に電圧がかかるから、その電位によりチェックバルブＣＶの電磁ソレノイドを励磁させてチェックバルブＣＶを開放する。
駆動源選択手段は、エンジン２５及びＰＴＯ装置６によるエンジン駆動手段と、バッテリ８、インバータ９、電動モータ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１による電動駆動手段とを油圧ポンプ７を駆動する駆動源として選択的に起動する。
すなわち、操作部３１にＰＴＯ装置６の作動スイッチと電動モータ１０の作動スイッチＳＷとを一方しか選択できない構造の機械的スイッチを構成するか、又は制御装置が次のように制御する。制御装置は、ＰＴＯ装置６の作動スイッチがオン（従ってエンジン駆動手段が作動）の時、電動モータ１０の作動スイッチＳＷのオンが操作されても、電動駆動手段を起動せず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を作動させない。制御装置は、電動モータ１０の作動スイッチがオン（従って電動駆動手段の作動が有効）の時、ＰＴＯ装置６の作動スイッチＳＷのオンが操作されても、エンジン駆動手段を起動せず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の作動を維持する。
【００１９】
したがって、駆動源選択手段の選択に基づき油圧ポンプＰがＰＴＯ装置６を介してエンジン２５により駆動されている時は、次のように油圧は制限される。
まず、チェックバルブＣＶは閉じられる。
その上で、油圧ポンプＰによる作動油の圧送、駆動制御バルブａ１，ｂ１の開放時の油圧式アクチュエータからの負荷によって油圧回路内の内圧が上昇し、第１リリーフバルブＬ１にかかる油圧が第１リリーフバルブＬ１のリリーフ圧に達すると、第１リリーフバルブＬ１が開いて、矢印Ｄ１及び矢印Ｄで示すように第１リリーフバルブＬ１から作動油タンクＴに作動油が抜ける。これにより、油圧回路内の油圧が第１リリーフバルブＬ１のリリーフ圧以上に高圧になることが制限される。
【００２０】
また、駆動源選択手段の選択に基づき油圧ポンプＰが電動モータ１０により駆動されている時は、次のように油圧は制限される。
まず、チェックバルブＣＶは開かれる。
その上で、油圧ポンプＰによる作動油の圧送、駆動制御バルブａ１，ｂ１の開放時の油圧式アクチュエータからの負荷によって油圧回路内の内圧が上昇し、第２リリーフバルブＬ２にかかる油圧が第２リリーフバルブＬ２のリリーフ圧に達すると、第２リリーフバルブＬ２が開いて、矢印Ｄ２及び矢印Ｄで示すように第２リリーフバルブＬ２から作動油タンクＴに作動油が抜ける。これにより、油圧回路内の油圧が第２リリーフバルブＬ２のリリーフ圧以上に高圧になることが制限される。
第２リリーフバルブＬ２のリリーフ圧は、第１リリーフバルブＬ１のリリーフ圧より低いため、油圧が第１リリーフバルブＬ１のリリーフ圧に達する前に、それより低い第２リリーフバルブＬ２のリリーフ圧で制限されることとなる。
【００２１】
以上のように本実施形態によれば、油圧ポンプＰが電動モータ１０により駆動されている電力駆動時には比較的リリーフ圧の低い第２リリーフバルブＬ２により、ＰＴＯ装置６を介してエンジン２５により駆動されているエンジン駆動時には比較的リリーフ圧の高い第１リリーフバルブＬ１により、油圧ポンプＰから油圧式アクチュエータに至る作動油の供給路内の油圧を異なる上限値に制限する。
したがって、電力駆動時とエンジン駆動時とで互いに独立に制限圧を設定することができ、互いに拘束されることなく電力駆動時には電動駆動に最適な制限圧を、エンジン駆動時にはエンジン駆動に最適な制限圧を設定することができる。
本実施形態によれば、バッテリ８や電動モータ１０に対する過負荷を防いでこれらを保護しつつ、エンジン駆動時の高出力を存分に発揮させて負荷の高い作業を遂行させることができる。  
【符号の説明】
【００２２】
６     ＰＴＯ装置
７     油圧ポンプ
８     バッテリ
９     インバータ
１０   電動モータ
２５   車両駆動用エンジン
３１   操作部
ＣＶ   チェックバルブ
Ｌ１   第１リリーフバルブ
Ｌ２   第２リリーフバルブ
Ｐ     油圧ポンプ
Ｔ     作動油タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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