(57)【要約】【課題】装置を大型化させることなく、作動油回路内の作動油を有効に利用することのできる作業機械を提供する。【解決手段】カウンタウエイトＷを下方に移動させる際に、カウンタウエイトＷの重さが作用することで昇降シリンダ４１から流出する作動油によって油圧ポンプモータ４３を駆動させている。これにより、アキュムレータを必要とすることなく、油圧ポンプモータ４３を駆動させることが可能となるので、装置を大型化させることなく作動油回路４２内の作動油を有効に利用することが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カウンタウエイトと、
カウンタウエイトを上下方向に移動させる昇降アクチュエータと、
昇降アクチュエータが接続された作動油回路と、
昇降アクチュエータによってカウンタウエイトを下方に移動させる際に、カウンタウエイトの重さが作用することで昇降アクチュエータから流出する作動油によって作動油回路に接続された他のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、を備えた
ことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
油圧ポンプ及び油圧モータの機能を有する油圧ポンプモータと、
油圧ポンプモータに連結され、油圧ポンプモータを駆動させるエンジンと、
アクチュエータ駆動手段によって駆動する他のアクチュエータとしての油圧ポンプモータの回転力を、エンジンを始動させる回転力としてエンジンに伝達する回転力伝達手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
所定の条件が成立した場合にエンジンを停止させるエンジン停止手段と、
エンジン停止手段によるエンジンの停止前に昇降アクチュエータによってカウンタウエイトを上方に移動させるカウンタウエイト移動手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
【請求項４】
カウンタウエイトの取り付け高さを検出する高さ検出手段と、
エンジン停止手段によって停止したエンジンを始動させる際に、高さ検出手段によって検出されたカウンタウエイトの取り付け高さが所定の高さ未満の場合に、回転力伝達手段によるエンジンに対する回転力の伝達を規制する回転力伝達規制手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項２または３に記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、移動式クレーン等の作業機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の作業機械としては、作業装置を駆動させるアクチュエータと、アクチュエータに作動油を供給するための油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動させるためのエンジンと、アクチュエータと油圧ポンプとを接続する作動油回路に設けられたアキュムレータと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記作業機械では、油圧ポンプとして油圧モータの機能を有する油圧ポンプモータを使用し、停止しているエンジンを始動させる際に、エンジンに連結された油圧ポンプモータをアキュムレータに蓄えられた作動油によって駆動させることで、エンジンの始動時のセルモータやバッテリの負荷を軽減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９１９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記作業機械において、アキュムレータに蓄えられた作動油を動力源とする油圧ポンプモータの駆動時間を長くする場合には、大型のアキュムレータを作動油回路に接続することが必要となる。しかし、作業機械では、アキュムレータを設置するスペースが限られているため、必要な容量のアキュムレータを設置することができない。
【０００６】
本発明の目的とするところは、装置を大型化させることなく、作動油回路内の作動油を有効に利用することのできる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記目的を達成するために、カウンタウエイトと、カウンタウエイトを上下方向に移動させる昇降アクチュエータと、昇降アクチュエータが接続された作動油回路と、昇降アクチュエータによってカウンタウエイトを下方に移動させる際に、カウンタウエイトの重さが作用することで昇降アクチュエータから流出する作動油によって作動油回路に接続された他のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、を備えている。
【０００８】
これにより、カウンタウエイトの重さが作用することで昇降アクチュエータから流出する作動油によって他のアクチュエータが駆動されることから、アキュムレータを必要とすることなく、他のアクチュエータを駆動させることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アキュムレータを必要とすることなく、他のアクチュエータを駆動させることが可能となるので、装置を大型化させることなく作動油回路内の作動油を有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。
【図２】旋回台とカウンタウエイトとの連結方法を示す旋回台を後方から見た図である。
【図３】旋回台に対してカウンタウエイトが取り付けられた状態を示す旋回台を後方から見た図である。
【図４】カウンタウエイト昇降装置の概略構成図である。
【図５】制御系を示すブロック図である。
【図６】エンジン停止制御処理を示すフローチャートである。
【図７】エンジン始動制御処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態を示すカウンタウエイト昇降装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図７は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１２】
本発明の作業機械としての移動式クレーン１は、図１に示すように、一般の道路や作業エリア内を走行するための下部走行体１０と、下部走行体に対して水平方向に旋回自在に設けられた上部旋回体２０と、を備えている。
【００１３】
下部走行体１０は、前後方向に延びるキャリアフレームの前側及び後側の幅方向両側に設けられた車輪１１と、キャリアフレームの前端部及び後端部の幅方向両側に設けられたアウトリガ１２と、を備えている。下部走行体１０は、エンジンＥを動力源として走行するとともに、ＰＴＯ機構を介してエンジンＥの動力が伝達されて駆動する後述する油圧ポンプモータから吐出された作動油でアウトリガ１２のジャッキシリンダが駆動する。
【００１４】
上部旋回体２０は、ボールベアリング式又はローラベアリング式の旋回サークル３０を介して下部走行体１０に対して旋回自在に設けられている。上部旋回体２０は、油圧ポンプモータから吐出された作動油で駆動する旋回モータによって旋回方向の切り替えが可能に下部走行体１０に対して旋回動作を行う。
【００１５】
上部旋回体２０は、旋回サークル３０に固定された旋回台２１と、旋回台２１の後方に設けられたクレーン装置２２と、旋回台２１の前方に設けられ、クレーン装置２２に関する操作を行うためのキャブ２３と、を備えている。
【００１６】
また、移動式クレーン１は、クレーン装置２２のブームの先端部から荷物を吊り下げたときの安定性を確保するため、旋回台２１の後部にカウンタウエイトＷが着脱自在に装着される。
【００１７】
カウンタウエイトＷを旋回台２１の後部に取り付ける場合には、まず、クレーン装置２２によってカウンタウエイトＷを吊り下げて移動させ、下部走行体１０の前後方向中央部のやや前側にカウンタウエイトＷを載置する。次に、図２に示すように、旋回台２１を旋回させて旋回台２１の後部を下部走行体１０に載置されたカウンタウエイトＷに対向させる。この状態で、旋回台２１の後部から後方に延びる支持台２１ａとカウンタウエイトＷとを連結する。旋回台２１の後部とカウンタウエイトＷとの間は、図２の二点鎖線で示すように、後述するカウンタウエイト昇降装置４０の昇降シリンダ４１を介して連結されている。最後に、昇降シリンダ４１によって下部走行体１０からカウンタウエイトＷを持ち上げることで、図３に示すように、旋回台２１に対するカウンタウエイトＷの取り付けが完了する。
【００１８】
カウンタウエイト昇降装置４０は、旋回台２１に対してカウンタウエイトＷを上下方向に移動させるためのものであり、図４に示すように、昇降アクチュエータとしての昇降シリンダ４１と、昇降シリンダ４１に作動油を供給するための作動油回路４２と、を有している。
【００１９】
昇降シリンダ４１は、一端面が閉鎖された筒状のシリンダチューブ４１ａと、シリンダチューブ４１ａ内を移動自在に設けられたピストンロッド４１ｂと、を有している。昇降シリンダ４１は、ピストンロッド４１ｂの端部が旋回台２１の支持台２１ａに係脱自在に連結され、シリンダチューブ４１ａの底部側の端部がカウンタウエイトＷに連結されている。シリンダチューブ４１ａの底部近傍の外周面には、昇降シリンダ４１を伸長させる際に作動油を流入させる伸長側作動油流入口４１ｃが設けられている。また、シリンダチューブ４１ａにおけるピストンロッド４１ｂ側の端部近傍の外周面には、昇降シリンダ４１を縮小させる際に作動油を流入させる縮小側作動油流入口４１ｄが設けられている。
【００２０】
作動油回路４２には、エンジンＥの動力によって油圧ポンプとして機能すると共に油圧モータとしての機能を有する他のアクチュエータとしての油圧ポンプモータ４３が接続され、油圧ポンプモータ４３の作動油流入側が作動油タンク４４に接続されている。油圧ポンプモータ４３の作動油流出側は、電磁式の方向切替弁４５のＰポートに接続されている。方向切替弁４５のＴポートには、作動油タンク４４に接続されている。方向切替弁４５のＡポートには、シリンダチューブ４１ａの縮小側作動油流入口４１ｄに接続されている。方向切替弁４５のＢポートには、シリンダチューブ４１ａの伸長側作動油流入口４１ｃが接続されている。方向切替弁４５のＡポートとシリンダチューブ４１ａの縮小側作動油流入口４１ｄとの間の作動油流路には、縮小側作動油流入口４１ｄから方向切替弁４５のＡポートに向かう作動油の流通を規制するための逆止弁４６が設けられている。逆止弁４６は、方向切替弁４５のＢポートとシリンダチューブ４１ａの伸長側作動油流入口４１ｃとの間の作動油流路の圧力によって作動油の流路が開放され、縮小側作動油流入口４１ｄから方向切替弁４５のＡポートに向かう作動油の流通を可能とするパイロット式の逆止弁である。
【００２１】
また、作動油回路４２には、カウンタウエイトＷの重さが作用することでシリンダチューブ４１ａの縮小側作動油流入口４１ｄから流出する作動油を油圧ポンプモータ４３の作動油流入側に流通させるためのポンプモータ駆動流路４７が設けられている。
【００２２】
ポンプモータ駆動流路４７は、逆止弁４６と縮小側作動油流入口４１ｄとの間の作動油流路と、油圧ポンプモータ４３の作動油流入側の作動油流路と、を接続するものである。ポンプモータ駆動流路４７の油圧ポンプモータ４３側の端部は、油圧ポンプモータ４３の作動油流入側の作動油流路を作動油タンク４４またはポンプモータ駆動流路４７に切り替えるための流路切替弁４８を介して油圧ポンプモータ４３の作動油流入側の作動油流路に接続されている。
【００２３】
また、エンジンＥの出力軸と油圧ポンプモータ４３の入出力軸とは、クラッチ４９によって連結した状態（オン）と連結を解除した状態（オフ）とを切り替え可能に構成されている。
【００２４】
エンジンＥは、出力軸に電動のスターターモータ５０の回転力を付与することによって始動させることが可能である。
【００２５】
また、移動式クレーン１は、走行時及びクレーン作業時におけるエンジンの動作を制御するためのコントローラ６０を備えている。コントローラ６０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。
【００２６】
コントローラ６０の入力側には、図５に示すように、カウンタウエイトＷの上下方向の高さ位置を検出するための高さ検出手段としての高さ検出センサ６１と、後述するアイドリングストップ機能によって停止したエンジンＥを始動させる操作を入力するためのエンジン始動スイッチ６２と、エンジンＥと、が接続されている。また、コントローラ６０の出力側には、方向切替弁４５と、流路切替弁４８と、クラッチ４９と、スターターモータ５０と、エンジンＥと、が接続されている。
【００２７】
以上のように構成された移動式クレーン１において、コントローラ６０は、クレーン作業時において、エンジン停止手段としてのアイドリングストップ機能によってエンジンＥを停止させることが可能である。
【００２８】
アイドリングストップ機能は、例えば、所定時間以上、クレーン作業時にオペレータが操作する操作レバーに操作が行われない状態等、エンジンＥを停止させる所定の停止条件が成立するとエンジンＥを停止するものである。
【００２９】
一方、アイドリングストップ機能によって停止したエンジンＥは、オペレータがエンジン始動スイッチ６２を操作することによって始動される。このとき、エンジンＥは、スターターモータ５０の駆動力のみを利用して始動させることが可能である。また、エンジンＥは、スターターモータ５０の駆動力とともに、カウンタウエイトＷを下方に移動させることで昇降シリンダ４１から流出する作動油の圧力を利用して始動させることが可能である。
【００３０】
昇降シリンダ４１から流出する作動油の圧力をエンジンＥの始動に利用する場合には、クラッチ４９をオンの状態とするとともに、流路切替弁４８の流路をポンプモータ駆動流路４７側に設定する。これにより、昇降シリンダ４１内の作動油は、下方に移動するカウンタウエイトＷの重さが作用することで、昇降シリンダ４１の縮小側作動油流入口４１ｄから流出し、ポンプモータ駆動流路４７を流通して油圧ポンプモータ４３を通過し、油圧ポンプモータ４３の入出力軸を回転させる。このときの油圧ポンプモータ４３の入出力軸の回転力が、スターターモータ５０の駆動力と共にエンジンＥの出力軸に付加される。
【００３１】
また、コントローラ６０は、アイドリングストップ機能によってエンジンＥを停止させる際に、エンジンＥの始動時において昇降シリンダ４１内に蓄えられた作動油を利用できる状態とするエンジン停止制御処理を行う。このときのコントローラ６０のＣＰＵの動作を、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、エンジンＥの停止条件が成立したか否かを判定する。エンジンＥの停止条件が成立したと判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、エンジンＥの停止条件が成立したと判定しなかった場合にはエンジン停止制御処理を終了する。
【００３３】
（ステップＳ２）
ステップＳ１においてエンジンＥの停止条件が成立したと判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、高さ検出センサ６１の検出信号に基づいてカウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であるか否かを判定する。カウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定した場合にはステップＳ３に処理を移し、カウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定しなかった場合にはステップＳ４に処理を移す。
【００３４】
（ステップＳ３）
ステップＳ２においてカウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、エンジンＥを停止してエンジン停止制御処理を終了する。
【００３５】
（ステップＳ４）
ステップＳ２においてカウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定しなかった場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、カウンタウエイトＷを上方に移動させる動作を行ってエンジン停止制御処理を終了する。
【００３６】
また、コントローラ６０は、アイドリングストップ機能によって停止したエンジンＥを始動させる際に、エンジンＥの始動時に昇降シリンダ４１内に蓄えられた作動油を利用できるか否かを判定し、判定結果に応じたエンジンＥの始動動作を行うエンジン始動制御処理を行う。このときのコントローラ６０のＣＰＵの動作を、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
（ステップＳ１１）
ステップＳ１１においてＣＰＵは、エンジン始動スイッチ６２の操作がなされたか否かを判定する。エンジン始動スイッチ６２の操作がなされたと判定した場合にはステップＳ１２に処理を移し、エンジン始動スイッチ６２の操作がなされたと判定しなかった場合にはエンジン始動制御処理を終了する。
【００３８】
（ステップＳ１２）
ステップＳ１１においてエンジン始動スイッチ６２の操作がなされたと判定した場合に、ステップＳ１２においてＣＰＵは、高さ検出センサ６１の検出信号に基づいてカウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であるか否かを判定する。カウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定した場合にはステップＳ１３に処理を移し、カウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定しなかった場合にはステップＳ１５に処理を移す。
【００３９】
（ステップＳ１３）
ステップＳ１２においてカウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定した場合に、ステップＳ１３においてＣＰＵは、流路切替弁４８の流路をポンプモータ駆動流路４７側に設定し、ステップＳ１４に処理を移す。
【００４０】
（ステップＳ１４）
ステップＳ１３において流路切替弁４８の流路をポンプモータ駆動流路４７側に設定した後、ステップＳ１４においてＣＰＵは、クラッチ４９を、エンジンＥと油圧ポンプモータ４３とを連結した状態とし、ステップＳ１７に処理を移す。
【００４１】
（ステップＳ１５）
ステップＳ１２においてカウンタウエイトＷの高さ位置が所定の高さ以上であると判定しなかった場合に、ステップＳ１５においてＣＰＵは、流路切替弁４８の流路を作動油タンク４４側に設定し、ステップＳ１６に処理を移す。
【００４２】
（ステップＳ１６）
ステップＳ１５において流路切替弁４８の流路を作動油タンク４４側に設定した後、ステップＳ１６においてＣＰＵは、クラッチ４９を、エンジンＥと油圧ポンプモータ４３との連結を解除した状態とし、ステップＳ１７に処理を移す。
【００４３】
（ステップＳ１７）
ステップＳ１４においてエンジンＥと油圧ポンプモータ４３とを連結した後、または、ステップＳ１６においてエンジンＥと油圧ポンプモータ４３との連結を解除した後、ステップＳ１７においてＣＰＵは、スターターモータ５０を駆動してエンジン始動制御処理を終了する。
【００４４】
このように、本実施形態の作業機械によれば、カウンタウエイトＷを下方に移動させる際に、カウンタウエイトＷの重さが作用することで昇降シリンダ４１から流出する作動油によって油圧ポンプモータ４３を駆動させている。
【００４５】
これにより、アキュムレータを必要とすることなく、油圧ポンプモータ４３を駆動させることが可能となるので、装置を大型化させることなく作動油回路４２内の作動油を有効に利用することが可能となる。
【００４６】
また、昇降シリンダ４１から流出する作動油によって駆動する油圧ポンプモータ４３の回転力を、エンジンＥを始動させる回転力としてエンジンＥに伝達している。
【００４７】
これにより、エンジンＥの始動時におけるスターターモータ５０及びスターターモータ５０を駆動させる電力を供給するバッテリの負荷を低減することが可能となるので、スターターモータ５０及びバッテリの長寿命化を図ることが可能となる。
【００４８】
また、アイドリングストップ機能によるエンジンＥの停止前に昇降シリンダ４１によってカウンタウエイトＷを上方に移動させている。
【００４９】
これにより、アイドリングストップ機能によって停止したエンジンＥを始動させる際に、昇降シリンダ４１から流出する作動油によって駆動する油圧ポンプモータ４３の回転力を確実にエンジンＥの始動に利用することが可能となるので、スターターモータ５０の負荷を確実に低減することが可能となる。
【００５０】
また、アイドリングストップ機能によって停止したエンジンＥを始動させる際に、高さ検出センサ６１によって検出されたカウンタウエイトＷの取り付け高さが所定の高さ未満の場合に、油圧ポンプモータ４３の回転力のエンジンＥに対する伝達を規制している。
【００５１】
これにより、カウンタウエイトＷの高さ位置が低下して下部走行体１０に接触することを防止することができるので、移動式クレーン１の構成部材の破損を防止することが可能となる。
【００５２】
図８は、本発明の他の実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００５３】
本実施形態のカウンタウエイト昇降装置４０の作動油回路４２は、油圧ポンプモータ４３の作動油流出側に、昇降シリンダ４１と並列に接続され、下部走行体１０に対して上部旋回体２０を旋回させるための他のアクチュエータとしての旋回モータ３１が接続されている。旋回モータ３１は、方向切替弁５１によって回転方向が切り替えられる。
【００５４】
また、作動油回路４２には、カウンタウエイトＷの重さが作用することでシリンダチューブ４１ａの縮小側作動油流入口４１ｄから流出する作動油を方向切替弁５１のＰポートに流通させるためのアクチュエータ駆動流路５２が設けられている。
【００５５】
アクチュエータ駆動流路５２は、逆止弁４６と縮小側作動油流入口４１ｄとの間の作動油流路と、方向切替弁５１のＰポートに接続される作動油流路と、を接続するものである。アクチュエータ駆動流路５２の方向切替弁５１側の端部は、方向切替弁５１のＰポートに接続される作動油流路を、油圧ポンプモータ４３側またはアクチュエータ駆動流路５２側に切り替えるための流路切替弁５３を介して接続されている。また、流路切替弁５３に対して油圧ポンプモータ４３側に位置する作動油流路には、旋回モータ３１から油圧ポンプモータ４３に向かう作動油の流通を規制するための逆止弁５４が接続されている。
【００５６】
以上のように構成された移動式クレーン１では、エンジンＥの駆動中において、油圧ポンプモータ４３から吐出された作動油によって旋回モータ３１を駆動させることが可能である。また、この移動式クレーン１は、エンジンＥの停止中において、流路切替弁５３の流路をアクチュエータ駆動流路５２側に設定することにより、昇降シリンダ４１から流出する作動油によって旋回モータ３１が駆動する。
【００５７】
このように、本実施形態の作業機械によれば、カウンタウエイトＷを下方に移動させる際に、カウンタウエイトＷの重さが作用することで昇降シリンダ４１から流出する作動油によって旋回モータ３１を駆動させている。
【００５８】
これにより、アキュムレータを必要とすることなく、旋回モータ３１を駆動させることが可能となるので、装置を大型化させることなく作動油回路４２内の作動油を有効に利用することが可能となる。
【００５９】
尚、前記実施形態では、作業機械として移動式クレーン１を示したが、カウンタウエイトを昇降させる装置を有する作業機械であれば、移動式クレーンに限られることなく本発明を適用可能である。
【００６０】
また、前記実施形態では、昇降シリンダ４１から流出する作動油によって油圧ポンプモータ４３や旋回モータ３１を駆動させるようにしたものを示したが、例えば、クレーン装置２２の伸縮ブームやウインチを駆動させるアクチュエータを駆動させるようにしてもよい。
【００６１】
また、前記実施形態では、油圧ポンプモータ４３の入出力軸の回転力を、スターターモータ５０の駆動力と共にエンジンＥの出力軸に付加することで、エンジンＥを始動させるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、油圧ポンプモータ４３の入出力軸の回転力のみをエンジンＥの出力軸に付加することで、スターターモータ５０を駆動させることなくエンジンＥを始動させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…移動式クレーン、３１…旋回モータ、４０…カウンタウエイト昇降装置、４１…昇降シリンダ、４３…油圧ポンプモータ、４７…ポンプモータ駆動流路、４８…流路切替弁、５２…アクチュエータ駆動流路、５３…流路切替弁、６０…コントローラ、６１…高さ検出センサ、Ｅ…エンジン、Ｗ…カウンタウエイト。
【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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【図７】
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【図８】
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