(57)【要約】      （修正有）【課題】油量センサを用いることなく、安定した作業機器の作動を可能にした油圧駆動作業機を提供する。【解決手段】油圧アクチュエータにタンク内の作動油を供給する油圧ポンプと、油圧アクチュエータの動作位置を検出する位置検出器３２〜３５と、油圧ポンプの吐出流量を制御する制御手段１８とを備え、制御手段１８は、位置検出器３２〜３５で検出した作業機器の動作位置からタンク内の油量を推定し、タンク内の油量が基準値以下のときはアクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大する。タンク内油量が基準値より少ないときは油温が上昇しやすいものの作動油の流量規制を拡大するので、油温上昇を抑制できる。各作業機器の動作位置からタンク内油量を推定するので、油量センサを用いる必要がなく、製造コストを抑制できる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
油圧駆動作業機の作業機器を動作させる油圧アクチュエータと、
該油圧アクチュエータにタンク内の作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧アクチュエータの動作位置を検出する位置検出器と、
前記油圧ポンプの吐出流量を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、前記位置検出器で検出した前記作業機器の現状動作位置から前記タンク内の油量を推定し、前記タンク内の油量が基準値以下のときは前記アクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大する
ことを特徴とする油圧駆動作業機。
【請求項２】
前記作動油の油温を検出する油温センサを備えており、
前記制御手段は、前記油温センサで検出した油温が基準値を超えたときに、前記アクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大する
ことを特徴とする請求項１記載の油圧駆動作業機。
【請求項３】
前記流量規制の拡大には、ａ）流量規制を、作動油の油温をより低温から開始することと、ｂ）流量規制による供給流量の削減量を大きくすることの、両方またはいずれか一方を含む
ことを特徴とする請求項１または２記載の油圧駆動作業機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、油圧駆動作業機に関する。さらに詳しくは、移動式クレーンや高所作業車などの油圧駆動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動式クレーンや高所作業車などの油圧駆動作業機では、ブームやウインチなどの作業機器を動作させるのに油圧シリンダや油圧モータなどの多数のアクチュエータを用いている。これら油圧アクチュエータの駆動にはポンプが吐出する作動油の給排が不可欠であるが、給排する作動油が高温になると、油圧アクチュエータが損傷する等の不都合が生ずる。
【０００３】
そこで、従来は、特許文献１のように、作動油タンク内に油温センサを設置して油温を検出し、その油温が高いときは作動油供給量を規制する対策をとっていた。こうすることにより、油温上昇を事前に予知し高負荷運転をひかえるなどの対策をとっていた。
【０００４】
しかしながら、トラック搭載型クレーンやトラック搭載型高所作業車など小型の油圧駆動作業機では作動油タンクの容量が少ないので、各油圧アクチュエータの動作状態によっては、タンク内油量の変化率が大きく、タンク内油量が想定よりも少ない状態となることがあった。そして、油量が少ないときほど油温が上昇しやすいので、想定外の油温上昇が起ることがあった。
【０００５】
このような問題に対しては、タンク内油量を検出する油量センサを用いればよいが、油量センサは高価なので、油圧駆動作業機の製造コストを高くする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２２１５２７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案は上記事情に鑑み、製造価格を高くする油量センサを用いることなく、安定した作業機器の動作を可能にした油圧駆動作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１考案の油圧駆動作業機は、油圧駆動作業機の作業機器を動作させる油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータにタンク内の作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータの動作位置を検出する位置検出器と、前記油圧ポンプの吐出流量を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記位置検出器で検出した前記作業機器の現状動作位置から前記タンク内の油量を推定し、前記タンク内の油量が基準値以下のときは前記アクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大することを特徴とする。
第２考案の油圧駆動作業機は、第１考案において、前記作動油の油温を検出する油温センサを備えており、前記制御手段は、前記油温センサで検出した油温が基準値を超えたときに、前記アクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大することを特徴とする。
第３考案の油圧駆動作業機は、第１または第２考案において、前記流量規制の拡大には、ａ）流量規制を、作動油の油温をより低温から開始することと、ｂ）流量規制による供給流量の削減量を大きくすることの、両方またはいずれか一方を含むことを特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】
第１考案によれば、タンク内油量が基準値より少ないときは油温が上昇しやすいものの作動油の流量規制を拡大するので、油温上昇を抑制できる。また、タンク内油量は油圧駆動作業機に本来備わっている位置検出器で各作業機器の現状動作位置を検知してから、タンク内油量を推定するので、タンク内油量を検知する油量センサを用いる必要がない。このため、製造コストを抑制できる。
第２考案によれば、作動油の油温上昇を検知してから作動油の流量規制を行うので、油温が基準値である高温に至らない間は作業能率の高い高速運転を行い、作動油が高温になったときは、作動油の流量規制を拡大するので、油温上昇を抑制できる。
第３考案によれば、流量規制は、ａ）より低温からの開始と、ｂ）供給流量の削減量増大によって行うので、いずれの方法によっても油温上昇抑制の効果を達成でき、かつ両方を併すればより効果的に油温上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の第１実施形態に係る制御部を示すブロック図である。
【図２】本考案の第２実施形態に係る制御部を示すブロック図である。
【図３】流量規制の説明図であり、（Ａ）は油量が多い場合、（Ｂ）は油量が少ない場合を示す。
【図４】油圧アクチュエータの作動状況とタンク内油量との関係を示す説明図である。
【図５】油圧駆動作業機の一例であるトラック搭載型クレーンの油圧回路図である。
【図６】（Ａ）はトラック搭載型クレーンの側面図、（Ｂ）アウトリガ装置の正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本考案の実施形態を図面に基づき説明する。
本考案に係る油圧駆動作業機は、積載形トラッククレーンなどの移動式クレーン、高所作業車などであるが、これらに限られるものではなく、あらゆる作業機が含まれる。
以下では、トラック搭載型クレーンを例にとって説明する。
【００１２】
本考案が適用されるトラック搭載型クレーンは、図６（Ａ）に示すように、汎用トラック５０の運転室５１と荷台５２との間の車両フレーム５３に小型クレーン４０が搭載されたものである。小型クレーン４０は、架台４１の上面に旋回台４２を介してポスト４３が立設されており、ポスト４３の上端に伸縮式のブーム４４が取付けられ、ブーム４４と旋回台４２との間に起伏シリンダ２３が介装されて構成されている。また、図６（Ｂ）に示すように、小型クレーン４０はアウトリガ４６を備えており、アウトリガ４６は車両フレーム５３に横架した外箱４７とその内部に挿入されて張出し可能な内箱４８と内箱４８の先端に垂直に取付けられたジャッキ４９とからなる。なお、他の形態として荷台の後方の車両フレームに小型クレーンが搭載されたリア架装のものや、荷台の内側に小型クレーンが搭載されたものもある。
【００１３】
図５に示すように、トラック搭載型クレーンの小型クレーンの油圧回路１０は、複数の油圧アクチュエータ２１〜２５と、それら油圧アクチュエータ２１〜２５に作動油を供給する油圧ポンプ１２と、油圧アクチュエータ２１〜２５と油圧ポンプ１２との間に介装された油圧バルブユニット１３とを備えている。
【００１４】
各油圧アクチュエータは、小型クレーンのブーム４４を伸縮させるブーム伸縮用油圧シリンダ２２、ブーム４４を起伏させるブーム起伏用油圧シリンダ２３、フックを巻上巻下するウインチ用油圧モータ２１、ポスト４３を旋回させる旋回用油圧モータ２５、アウトリガ４６を伸縮させるアウトリガ用油圧シリンダ２４などである。なお、アウトリカ用油圧シリンダ２４には、図５では１本しか示していないが、実際には図４に示すように、ジャッキ４９用の２本のジャッキシリンダ２４ａと内箱４８張出し用の張出シリンダ２４ｂとからなる。
【００１５】
再び図５に戻って説明する。油圧ポンプ１２は、オイルタンク１４に貯留された作動油を吸入し、その作動油を油路１５を介して油圧バルブユニット１３に供給する。
【００１６】
油圧バルブユニット１３は、各油圧アクチュエータ２１〜２５への作動油の供給排出を制御する複数の切換制御弁１３ａ〜１３ｅで構成されている。各切換制御弁１３ａ〜１３ｅは３位置６ポートの切換制御弁であり、その中立位置で連通し切換位置で遮断されるキャリーオーバ油路を有している。各切換制御弁１３ａ〜１３ｅのキャリーオーバ油路を直列に連通して油圧ポンプ１２から供給された作動油をオイルタンク１４に還流させるように構成されている。また、各切換制御弁１３ａ〜１３ｅは、それぞれＰポートがポンプ用油路１５に接続され、Ｔポートがオイルタンク１４に接続されている。さらに、各切換制御弁１３ａ〜１３ｅの一対の制御ポートは、対応する油圧アクチュエータ２１〜２５に接続されている。
【００１７】
油圧ポンプ１２にはエンジンや電動モータなどの駆動手段１６が接続されており、この駆動手段１６により駆動される。また、駆動手段１６にはエンジンコントロールユニットやインバータなどの回転数制御手段１７が接続されており、この回転数制御手段１７により駆動手段１６の回転数が制御されている。さらに、回転数制御手段１７には駆動手段１６の回転数を指示する制御手段１８が接続されている。
【００１８】
そのため、制御手段１８の指示に従って、回転数制御手段１７が駆動手段１６の回転数を制御し、それにより油圧ポンプ１２の回転数が制御される。一般に、油圧ポンプはその回転数に比例して吐出流量が増減する。そのため、制御手段１８により油圧ポンプ１２の吐出流量を制御できる。
【００１９】
つぎに、図４および図６に基づき、ブーム等作業機器の伸縮位置とタンク油量の関係を説明する。
ブーム伸縮用油圧シリンダ２２を伸長させるとブーム４４が伸長するが、油圧シリンダ２２内には作動油が多量に供給された状態となる。この状態ではタンク１４内の油量が減少する。
ブーム起伏用油圧シリンダ２３を伸長させるとブーム４４が起立するが、油圧シリンダ２３内には作動油が多量に供給されるので、その油量分だけ、タンク内の油量が減少する。
【００２０】
アウトリガの張出し用油圧シリンダ２４ｂを伸長させると、左右ジャッキ間の張出し幅が広がるが、油圧シリンダ２４ｂ内には作動油が供給されるので、タンク内油量が減少する。また、アウトリガのジャッキ用油圧シリンダ２４ａを伸長させるとジャッキが下向きに伸長して車体をジャッキアップするが、油圧シリンダ２４ａ内には作動油が供給されるので、その油量分だけタンク内の油量が減少する。
【００２１】
上記の各油圧シリンダ２２，２３，２４が収縮すると、ブームが収縮し、倒伏し、アウトリガが収縮格納した状態となるが、各油圧シリンダ２２，２３，２４内の作動油はタンク１４内に戻されるので、タンク内油量は増加する。
【００２２】
上記のようにタンク内の油量は各油圧アクチュエータの動作状態で変動するが、タンク内の油量が減少している状態で、高負荷でウインチ用油圧モータ２１を巻上げ／巻下げ駆動すると油温が上昇しやすくなる。なお、油温上昇はウインチ駆動に限らず、たとえば、ブーム４４の伸縮や起伏、旋回を繰り返えしたときも油温が上昇しやすくなる。
【００２３】
タンク１４内の作動油の油温は、公知の油温センサ１９で検知できる。この油温センサ１９は、制御手段１８に接続されており、検出した油温を制御手段１８に入力するようになっている。
【００２４】
油温センサ１９の配置位置は油温を検出できる場所であればとくに制約はない。最も正確に油温測定できるのは、タンク１４内であるが、タンク１４に近いところにある作動油供給配管や帰還配管であってもよい。
【００２５】
図１に基づき制御系を説明する。
制御手段１８には、以下の位置検出器が入力されるようになっている。
１．ブーム４４の伸縮長さを検出する長さ検出器３２
公知の長さ検出器として、ブーム長に連動して計測ワイヤーが繰り出されるリール式検出器や伸長したブーム段位置を検出する段検出スイッチなどがある。
【００２６】
２．ブーム４４の起伏角を検出する角度検出器３３
ブーム２２の側壁に取り付けた重錘式の角度検出器や、起伏シリンダの伸び量に応じて計測ワイヤーが繰り出されるリール式検出器などがある。
【００２７】
３．左右のジャッキ４８の突上状態を検出する突上検出器３４
ジャッキ用油圧シリンダの内圧を検出する圧力センサ３４やロードセルによる歪検出器などを用いることができる。
【００２８】
４．左右のジャッキ４８の張出し状態を検出する張出検出器３５
アウトリガの張出しビームの張出し位置を検出する張出検出スイッチ３５やビーム長に連動して計測ワイヤーが繰り出されるリール式検出器などを用いることができる。
【００２９】
制御手段１８は公知のコンピュータ等で構成されており、つぎの制御動作を行う。
（１）油量推定
前記位置検出器３２，３３，３４，３５で検出したブーム４４やアウトリガ４８等の各作業機器の現状動作位置からタンク１４内の油量を推定する。
（２）比較
タンク１４内の油量が基準値以上のときは、油温上昇時の流量規制は拡大しなくてよいが、基準値以下のときは前記アクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大する。
前記流量規制の拡大には、ａ）流量規制を、作動油の油温をより低温から開始することと、ｂ）流量規制による供給流量の削減量を大きくすることの、両方またはいずれか一方を含む。
【００３０】
上記の流量制御の一例を、図３に基づき詳述する。図３（Ａ）、（Ｂ）において、符号Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚは流量を示し、符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは油温を示している。流量Ｗ側はＺ側よりも多量であり、油温Ａ側はＥ側よりも高温である。
タンク内油量が多い場合は図３（Ａ）に示すように、油温Ｄ［℃］に達するまでは、一定に設定された最大流量Ｗ［Ｌ／ｍｉｎ］で使用できる。油温Ｄ［℃］を超えると最大流量は線形で低減していき油温Ｃ［℃］では最大流量がＸ［Ｌ／ｍｉｎ］となる。さらに、油温Ｃ［℃］を超えると低減率は大きくなり油温Ｂ［℃］では最大流量がＺ［Ｌ／ｍｉｎ］となる。油温Ａ［℃］に達すると運転自体が止められる。
【００３１】
タンク内油量が少ないときは図３（Ｂ）に示すように、流量規制が早く始まり規制値も多くなる。具体的には、油温Ｅ［℃］で規制が始まるので、油量が多い場合の規制開始温度Ｄ［℃］より数度分早い。油温Ｃ［℃］に至るまでの規制値はＷ［Ｌ／ｍｉｎ］からＹ［Ｌ／ｍｉｎ］に線形で低減するので、規制も多い。油温Ｂ［℃］に達したときの最大流量はＺ［Ｌ／ｍｉｎ］であり、油温Ａ［℃］になると運転が止められることは油量が多い場合と同じである。
【００３２】
図１の制御装置Ａを用いた制御手順を説明する。
制御手段１８は各位置検出器３２〜３５の信号に基づいて、タンク１４内の油量を推定する。そして、タンク内油量が基準値より少ないときは油温が上昇しやすいので作動油の流量規制を拡大する。たとえば、図３（Ｂ）の流量規制を行う。このようにして、作動油流量を少なくすると油温上昇を抑制できる。
【００３３】
図２の制御装置Ｂを用いた制御手順を説明する。
本実施形態では、図２に示すように、作動油の油温を検出する油温センサ１９を備えており、制御手段１８は、油温センサ１９で検出した油温が基準値を超えたときに、前記アクチュエータへ供給する作動油の流量規制を拡大する。
【００３４】
本実施形態では、作動油の油温上昇を検知してから作動油の流量規制を行うので、油温が基準の高温に至らない間は作業能率の高い高速運転を行い、作動油が高温になったときは、作動油の流量規制を拡大するので、油温上昇を抑制できる。
【００３５】
上記各実施形態では、タンク内油量は油圧駆動作業機に本来備わっている位置検出器３２〜３５で各作業機器の現状動作位置を検知してから、タンク１４内の油量を推定するので、タンク１４内油量を検知する油量センサを用いることなく、製造コストを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１７  回転数制御手段
１８  制御手段
３２  長さ検出器
３３  角度検出器
３４  突上検出器
３５  張出検出器
１９  油温センサ
１３  油圧バルブユニット
２１  ウインチ用油圧モータ
２２  ブーム伸縮用油圧シリンダ
２３  ブーム起伏用油圧シリンダ
２４  アウトリガ用油圧シリンダ
２５  旋回用油圧モータ
【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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【図６】
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