JP2002104772A - 車両搭載型の油圧作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】第２油圧ポンプ１０の発生圧油を用いて油圧作
業機を駆動する際のエネルギ損失を少なくして稼働時間
を長くすること。 【解決手段】電動モータ１４を、交流電力で駆動される
誘導型電動モータで構成すると共に、バッテリ７からの
直流電力をインバータ１６により交流電力に変換して電
動モータ１４を駆動するようにした。更に、インバータ
１６は、制御弁１２の操作手段１３の操作量が大きくな
るほど変換に係る交流電力の周波数が高くなるよう操作
手段１３と関連させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＰＴＯを介して
取り出した車両走行用エンジンの動力で駆動される第１
油圧ポンプと、車両走行用エンジンに取付けた発電機で
充電されるバッテリを駆動電源とする電動モータで駆動
される第２油圧ポンプを備え、これら第１および第２ポ
ンプの発生圧油を、操作手段によりその操作方向と操作
量が指示される制御弁のＰポートへ選択的に供給し、こ
の制御弁を介して車両に装備した油圧作業機の油圧アク
チユエータへの作動油の供給状態を制御するよう構成し
てなる車両搭載型の油圧作業機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 この種の油圧作業機は、車両としての
トラックに搭載された油圧式クレーン（トラック搭載型
クレーン）、油圧式パワーゲート（昇降式の積み下ろし
装置）、あるいは、油圧式高所作業装置（油圧式作業台
昇降装置）等が知られている。

【０００３】図２および図３に基づいてこの種従来の油
圧式作業機を説明する。図２において、１は車両（トラ
ック）、２は、車両１を走行駆動させるための車両走行
用エンジンである。車両走行用エンジン２の動力は、ク
ラッチおよびミッションを備えた走行用動力伝達機構
（図示せず）を介して車両１の駆動用車輪３に伝達され
るようになっている。４は、操向操作機構（図示せず）
を介して操向操作される車両１の操向用車輪である。

【０００４】５は、車両走行用エンジン２の動力を前記
走行用動力伝達機構におけるクラッチの前段から取り出
すＰＴＯ（パワーテイクオフ）である。６は車両走行用
エンジン２に取付けられた発電機、７は発電機６の発電
電力で充電（発電電力を直流に変換して充電）されるバ
ッテリである。発電機６およびバッテリ７は、車両１の
走行に必要な各種電気機器への給電のために、車両１に
装備されているものである。

【０００５】８は車両１に装備した油圧作業機である。
図２ではこの油圧作業機８としてトラック搭載型クレー
ンを示している。油圧作業機８は、車両１のフレームに
取付けられ、後述する第１ポンプ９および第２ポンプ１
０の発生圧油により駆動されるようになっている。

【０００６】図３は、図２に示した油圧作業機の油圧駆
動回路を示している。油圧作業機８には、それを駆動す
るための油圧アクチュエータが複数個装備されている
が、図３ではそのうちの一つの油圧アクチュエータ１１
を示し他の油圧アクチュエータは省略している。

【０００７】図３において、１２は、油圧作業機８の前
記油圧アクチュエータ１１への作動油の供給状態を制御
する制御弁である。この制御弁１２は、四方向三位置型
の油圧切換弁で構成されており、操作手段１３によりそ
の操作方向と操作量が指示されるようになっている。

【０００８】前記第１油圧ポンプ９は、ＰＴＯ５を介し
て車両走行用エンジン２に断続可能に連結されており、
ＰＴＯを介して車両走行用エンジン２に接続することで
車両走行用エンジン２の動力で駆動されるようになって
いる。また前記第２油圧ポンプ１０は、バッテリ７を駆
動電源とする電動モータ１４で駆動されるようになって
いる。

【０００９】前記第１油圧ポンプ９は、ＰＴＯ５を接続
することで車両走行用エンジン２により駆動されて圧油
を発生し、ＰＴＯ５を切断することで圧油の発生を停止
するようになっている。また、前記第２油圧ポンプ１０
は、バッテリ７と電動モータ１４を接続する電気回路中
に介装した断続スイッチ１５を接続操作して電動モータ
１４を駆動することで圧油を発生し、断続スイッチ１５
を遮断操作することで圧油の発生を停止するようになっ
ている。

【００１０】第１油圧ポンプ９および第２油圧ポンプ１
０は、それぞれ逆止弁９ａおよび１０ａを介装したポン
プ油路を介して前記制御弁１２のＰポートへ接続されて
おり、前記ＰＴＯ５と断続スイッチ１５を適宜操作する
ことで、第１油圧ポンプ９および第２油圧ポンプ１０の
発生圧油を、制御弁１２のＰポートへ選択的に供給でき
るようになっている。

【００１１】制御弁１２のＰポートへ第１油圧ポンプ９
の発生圧油を供給する場合は、車両走行用エンジン２の
駆動状態でＰＴＯ５を接続して第１油圧ポンプ９を駆動
すると共に、断続スイッチ１５を遮断して第２油圧ポン
プ１０を停止しておく。また、制御弁１２のＰポートへ
第２油圧ポンプ１０の発生圧油を供給する場合は、断続
スイッチ１５を接続操作して電動モータ１４を駆動し、
これにより第２油圧ポンプ１０を駆動すると共に、ＰＴ
Ｏ５を遮断して第１油圧ポンプ９を停止しておく。

【００１２】油圧作業機８の油圧アクチュエータ１１の
駆動制御は、第１油圧ポンプ９または第２油圧ポンプ１
０の発生圧油を適宜選択（ＰＴＯ５および断続スイッチ
１５の操作により選択）して制御弁１２のＰポートに供
給した状態で、操作手段１３により制御弁１２を切り換
え操作することで行われる。

【００１３】Ｌは、ポンプ油路における前記逆止弁９
ａ，１０ａの後段とタンクとの間に介装され、制御弁１
２のＰポートへ供給される第２および第２油圧ポンプ
９，１０からの圧油の最高圧を規定するリリーフ弁であ
る。

【００１４】このように構成した車両搭載型の油圧作業
機８は、必要に応じて第１油圧ポンプ９または第２油圧
ポンプ１０の発生圧油を適宜選択して駆動できるという
効果を持っている。すなわち、騒音あるいは排気ガスを
余り心配する必要のない作業環境下で作業する場合に
は、車両走行用エンジン２で駆動される第１油圧ポンプ
９の発生圧油で油圧作業機８を駆動し、騒音あるいは排
気ガスが問題視される作業環境（夜間の住宅地等）下で
作業する場合には、車両走行用エンジン２を停止して第
２油圧ポンプ１０の発生圧油で油圧作８を駆動すること
ができるのである。

【００１５】ところで、上記した従来の車両搭載型の油
圧作業機８は、第２油圧ポンプ１０を駆動する電動モー
タ１４には直流型の電動モータが用いられており、この
直流型の電動モータ１４を、断続スイッチ１５を介して
給電されるバッテリ７からの直流電源で直接駆動するよ
うにしている。

【００１６】一般に直流型の電動モータの駆動速度は、
電動モータの回転抵抗（負荷および摩擦抵抗）が大きく
なるにつれて低下し、電動モータの駆動トルクと回転抵
抗がバランスした駆動速度となるものである。このた
め、上記電動モータ１４の出力特性は、当該電動モータ
１４で駆動される第２油圧ポンプ１０の発生圧油でもっ
て油圧アクチュエータ１１を許容最大負荷に抗して許容
最大速度で駆動するに足る出力特性に設定している。こ
のような出力特性を持つ電動モータ１４で駆動される第
２油圧ポンプ１０の発生圧油は、制御弁１２により適宜
方向と流量を制御されて油圧アクチュエータ１１に供給
され、油圧アクチュエータ１１を所用の方向へ所用の速
度で駆動させるのである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の車両搭載型の油圧作業機８においては、当該油圧作業
機８の油圧アクチュエータ１１を、電動モータ１４で駆
動される第２油圧ポンプ１０の発生圧油で駆動する場
合、第２油圧ポンプ１０の発生圧油（油圧アクチュエー
タ１１を許容最大負荷に抗して許容最大速度で駆動すす
るに足るもの）を制御弁１２で適宜流量制御して油圧ア
クチュエータ１１を駆動するものであるから、油圧アク
チュエータ１１の微速駆動時には、第２油圧ポンプ１０
の発生圧油量のうち油圧アクチュエータ１１の駆動に用
いられる圧油量以外の残余部分は、リリーフ弁Ｌを通っ
てタンクに流出し、この残余部分が持っていたエネルギ
は浪費されるものであった。すなわち、従来の車両搭載
型の油圧作業機は、第２ポンプの発生圧油で駆動する際
にエネルギ損失が大きいという問題を持っていた。

【００１８】エネルギ損失が大きいというこの問題は、
第２油圧ポンプ１０駆動用の電動モータ１４の動力電源
たるバッテリ７の容量が限られていることから、油圧作
業機８の稼動時間が短くなるという問題にも通じるもの
である。

【００１９】本発明の目的は、第２油圧ポンプ１０の発
生圧油を用いて油圧作業機８を駆動する際の上記エネル
ギ損失を少なくして稼動時間を長くできる新規な車両搭
載型の油圧作業機を提供しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の車両搭載型の油
圧作業機は、上記の目的を達成するため以下の如く構成
している。ＰＴＯ５を介して取り出した車両走行用エン
ジン２の動力で駆動される第１油圧ポンプ９と、車両走
行用エンジン２に取付けた発電機６で充電されるバッテ
リ７を駆動電源とする電動モータ１４で駆動される第２
油圧ポンプ１０を備え、これら第１および第２ポンプ
９，１０の発生圧油を、操作手段１３によりその操作方
向と操作量が指示される制御弁１２のＰポートへ選択的
に供給し、この制御弁１２を介して車両１に装備した油
圧作業機８の油圧アクチユエータ１１への作動油の供給
状態を制御するよう構成してなる車両搭載型の油圧作業
機であって、前記第２ポンプ１０を駆動する前記電動モ
ータ１４を、交流電力で駆動される誘導型電動モータで
構成すると共に、前記バッテリ７と電動モータ14との間
に、バッテリ７からの直流電力を任意の周波数の交流電
力に変換して電動モータ１４に伝達するインバータを介
装し、このインバータは、操作手段１３の操作量が大き
くなるほど変換に係る交流電力の周波数が高くなるよう
操作手段１３と関連させてあることを特徴とする車両搭
載型の油圧作業機。

【００２１】

【作用】上記の如く構成した本発明の車両搭載型の油圧
作業機は、それを使用する環境に応じて第1油圧ポンプ
９または第2油圧ポンプ１０の発生圧油を選択使用でき
ることは従来の油圧作業機と同様であるが、特に第2油
圧ポンプ１０の発生圧油で油圧作業機８を駆動する際
に、当該第2油圧ポンプ１０を駆動する交流型電動モー
タ１４の駆動電力の周波数が、インバータにより自動的
に変更されるのである。すなわち、制御弁１２の操作手
段１３の操作量が大きいとき（油圧アクチュエータ１１
を高速で駆動しようとするとき）には交流型の電動モー
タ１４を駆動する交流電力の周波数が高くなり、電動モ
ータ１４の回転速度が増大し、ひいては第2油圧ポンプ
１０の発生圧油量が増大するのである。また、制御弁１
２の操作手段１３の操作量が小さいときに（油圧アクチ
ュエータ１１を低速で駆動しようとするとき）には交流
型の電動モータ１４を駆動する交流電力の周波数が低く
なり、電動モータ１４の回転速度が低下し、ひいては第
2油圧ポンプ１０の発生圧油量が減少するのである。

【００２２】このように、本発明の車両搭載型の油圧作
業機は、第2油圧ポンプ１０の発生圧油で当該油圧作業
機を駆動する際に、操作手段１３の操作量の大小に応じ
て（油圧アクチュエータ１１の駆動圧油量の大小に応じ
て）電動モータ１４の回転速度が増減変更され、その結
果、第2油圧ポンプ１０の発生圧油量を増減させるもの
であるから、第２油圧ポンプ１０の発生圧油を用いて油
圧作業機８を駆動する際のエネルギ損失を少なくでき、
ひいては限られた容量のバッテリ７で油圧作業機を長時
間稼動させることができるのである。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。本発明は、図２〜３に示し上述した従来の射利用
搭載型の油圧作業機に比して、第2油圧モータ１０を駆
動する電動モータ１４、および、バッテリ７から電動モ
ータ１４への駆動電力の供給回路が異なるのみであるか
ら、それ以外の構成とその作用については、上述した説
明を援用し説明を省略する。

【００２４】図１は、車両搭載型の油圧作業機の駆動回
路を示している。図１において、第2油圧ポンプ１０を
駆動する電動モータ１４は、三相交流電力で駆動される
誘導電動モータで構成している。１５は、バッテリ７と
電動モータ（誘導電動モータ）１４との間に介装され、
前記バッテリ７からの直流電力を任意の周波数の交流電
力（三相交流電力）に変換して電動モータ１４に伝達す
る公知のインバータである。

【００２５】図１においてインバータ１６は、バッテリ
７からの直流電力を任意の周波数の交流（三相交流）に
変換して電動モータ１０に出力するインバータ部１６ａ
と、インバータ部１６ａの制御回路部１６ｂとから構成
されている。制御回路部１６ｂは、インバータ部１６ａ
の作動・非作動状態（三相交流を、電動モータ１０に出
力する作動状態と出力しない非作動状態）を制御すると
共に、作動状態において出力される三相交流の周波数を
任意に制御するためのものである。１６ｂ１は、インバ
ータ部１６ａの作動・非作動状態を切換制御するために
制御回路部１６ｂに配置した作動・非作動制御部であ
る。また、１６ｂ２は、作動状態におけるインバータ部
１６ａが出力する三相交流の周波数を変更制御するため
に制御回路部１６ｂに配置した周波数変更操作部であ
る。

【００２６】１７は、操作手段１３の操作状態（非操作
状態からの操作量）を検出する操作量検出手段である。
この操作量検出手段１７の検出した操作量信号は、イン
バータ１６における制御回路部１６ｂに入力されるよう
になっている。

【００２７】制御回路部１６ｂにおける作動・非作動制
御部１６ｂ１は、操作量検出手段１７からの操作量信号
を受取り、この受取りに係る操作量信号から操作手段１
３が操作されたこと（非操作状態から操作されたこと）
を検出した時にはインバータ部１６ａを作動させ、非操
作状態を検出した時にはインバータ部１６ａを非作動状
態にするよう制御するものである。また、制御回路部１
６ｂにおける周波数変更操作部１６ｂ２は、操作量検出
手段１７からの操作量信号を受取り、この受取りに係る
操作量信号が大きいとき程（操作手段の非操作状態から
の操作量が大きいとき程）インバータ部１６ａの発生す
る三相交流の周波数を高めるようインバータ部１６ａを
制御するものである。

【００２８】なお、前記操作量検出手段１７は、操作手
段１３の非操作状態からの操作量を連続的に検出するも
のであっても良いし、段階的に検出するものであっても
良い。また、上記実施例では、発電機６およびバッテリ
７は、車両１の走行に必要な各種電気機器への給電のた
めに車両（トラック）１に常備されているものを使用し
ているが、これら発電機６およびバッテリ７は、油圧作
業機８の駆動制御用専用のものを使用してもよいこと勿
論である。

【００２９】

【発明の効果】以上の如く構成することにより、第２油
圧ポンプ１０の発生圧油により油圧作業機８を駆動する
際には、操作手段１３の非操作状態からの操作量が大き
いとき程、すなわち油圧作業機８の油圧アクチュエータ
１１を高速で駆動しようとする程、インバータ１６から
電動モータ１４へ出力される交流電力の周波数が高まり
第２油圧ポンプ１０の発生圧油量が多くなる。逆にいえ
ば、油圧作業機８の油圧アクチュエータ１１を低速で駆
動しようとする程、インバータ１６から電動モータ１４
へ供給される交流電力の周波数が低まり第２油圧ポンプ
１０の発生圧油量が少なくなるのである。このため、第
２油圧ポンプ１０の発生圧油を用いて油圧作業機８を駆
動する際のエネルギ損失が減少、ひいてはバッテリ７の
電力消耗が減少し、その分車両搭載型の油圧作業機の稼
動時間が長くなるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る車両搭載型の油圧作業機
の駆動回路の説明図である。

【図２】車両搭載型の油圧作業機の説明図である。

【図３】従来の車両搭載型の油圧作業機の駆動回路の説
明図である。

【符号の説明】 １；車両、２；車両走行用エンジン、３；駆動用車輪、
４；操向用車輪、５；ＰＴＯ（パワーテイクオフ）、
６；発電機、７；バッテリ、８；油圧作業機、９；第１
油圧ポンプ、９ａ；逆止弁、１０；第２油圧ポンプ、１
０ａ；逆止弁、１１；油圧アクチュエータ、１２；制御
弁、１３；操作手段、１４；電動モータ、１５；断続ス
イッチ、Ｌ；リリーフ弁、１６；インバータ、１６ａ；
インバータ部、１６ｂ；制御回路部、１６ｂ１；作動・
非作動制御部、１６ｂ２；周波数変更制御部、１７；操
作量検出手段、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＰＴＯ５を介して取り出した車両走行用エ
   ンジン２の動力で駆動される第１油圧ポンプ９と、車両
   走行用エンジン２に取付けた発電機６で充電されるバッ
   テリ７を駆動電源とする電動モータ１４で駆動される第
   ２油圧ポンプ１０を備え、これら第１および第２ポンプ
   ９，１０の発生圧油を、操作手段１３によりその操作方
   向と操作量が指示される制御弁１２のＰポートへ選択的
   に供給し、この制御弁１２を介して車両１に装備した油
   圧作業機８の油圧アクチユエータ１１への作動油の供給
   状態を制御するよう構成してなる車両搭載型の油圧作業
   機であって、 前記第２ポンプ１０を駆動する前記電動モータ１４を、
   交流電力で駆動される誘導型電動モータで構成すると共
   に、前記バッテリ７と電動モータ14との間に、バッテリ
   ７からの直流電力を任意の周波数の交流電力に変換して
   電動モータ１４に伝達するインバータを介装し、このイ
   ンバータは、操作手段１３の操作量が大きくなるほど変
   換に係る交流電力の周波数が高くなるよう操作手段１３
   と関連させてあることを特徴とする車両搭載型の油圧作
   業機。