JP2011252555A

JP2011252555A - 作業車のアクチュエータ駆動装置

Info

Publication number: JP2011252555A
Application number: JP2010127636A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Okubo; 優介大久保
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2011-12-15
Also published as: TW201206794A; CN102285512A

Abstract

【課題】油圧ポンプから吐出する作動油が脈動を生じ、また継手によって脈動が増幅しても、この脈動を確実に低減して作業車から発生する騒音を小さくする。
【解決手段】テールゲート内に投入された塵芥をボディー内に積込む塵芥積込装置と、この装置を駆動させる油圧アクチュエータ４１と、この油圧アクチュエータ４１に対する作動油給排制御を行う作動制御弁５０〜５４と、作動制御弁５０〜５４に作動油を供給する油圧ポンプＰとを備えた塵芥作業車のアクチュエータ駆動装置４０であって、油圧ポンプＰの吐出口に接続されたエルボ継手５７と作動制御弁５０との間を繋ぐポンプ油路６０にアキュムレータ５６が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧駆動式の作業装置を搭載した作業車のアクチュエータ駆動装置に関する。

作業車の一例である塵芥収集車は、例えば特許文献１に記載されているように、車体に搭載されて塵芥を収容する箱型のボディーと、このボディーの後端部に上下方向に回動自在に取り付けられたテールゲートと、テールゲート内に配設された塵芥積込装置を有して構成される。

塵芥積込装置は、テールゲート内に投入された塵芥を掻き上げるため水平軸線回りに回動可能に支持された回転板と、回転板により掻き上げられた塵芥をボディーの内部側へ向かって押し込む押込板を有してなる。これらの回転板や押込板は、これらの駆動源である油圧シリンダを伸縮制御することによって作動が制御される。この油圧シリンダに作動油を供給するポンプは、構造が単純で安価な外接ギヤポンプが広く採用されている。

また塵芥収集車は、ＰＴＯを介して取り出されたエンジンの動力を軸伝達機構によって外接ギヤポンプに伝達するように構成されており、外接ギヤポンプはボディーの下方の車体内に設置されている。

特開２００９−２６４１０９号公報（段落番号００１７、図７参照）

この外接ギヤポンプは、構造が単純で安価である利点を有するが、ポンプ内部に設けられたギヤの数に応じた作動油の吐出脈動が発生するという問題を有する。この作動油の吐出脈動は、外接ギヤポンプから吐出する作動油を油圧シリンダに送る油路やこの油路を設置するボディーに伝達されて、騒音が発生する原因となっている。

そこで、内接ギヤポンプ、ピストンポンプ、ベーンポンプ等が開発されたが、これらのポンプはいずれも構造が複雑で高価であり、また吐出脈動を確実に低減する効果もない。また外接ギヤポンプにおいて発生する脈動の位相差を利用して吐出脈動の一部を互いに打ち消して吐出脈動を抑えるギヤポンプ（以下、位相差ポンプという。）を、本出願人が開発したが、この位相差ポンプは、車体との相性によって吐出脈動を抑える効果が出にくくなる場合がある。

さらに、外接ギヤポンプは車体内部に設置されているが、外接ギヤポンプから延びる油路が車体に設けられた他の架装物に対して隙間を設けて配設可能にするため、外接ギヤポンプの作動油の吐出口に９０度に曲がるエルボ継手を介して配管を接続している。このような継手は、流れを隔てる作用が働く他、内径が一時的に狭くなっているので、作動油の流れを乱して脈動が発生する原因となっている。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、油圧ポンプから吐出された作動油に脈動が生じても、この脈動を確実に低減して作業車から発生する騒音を小さくすることが可能な作業車のアクチュエータ駆動装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するため、本発明は、作業装置（実施の形態における塵芥積込装置２０）と、作業装置を駆動させるアクチュエータ（実施の形態における油圧アクチュエータ４１）と、アクチュエータに対する作動油給排制御を行う作動制御弁と、作動制御弁に作動油を供給する油圧ポンプとを備えた作業車（実施の形態における塵芥作業車１）のアクチュエータ駆動装置であって、作動制御弁（実施の形態における作動制御弁５０）と油圧ポンプが継手（実施の形態におけるエルボ継手５７）及びポンプ油路を介して接続され、継手と作動制御弁との間を繋ぐポンプ油路にアキュムレータが設けられていることを特徴とする（請求項１）。

作業装置は、所定の作業を行うための装置であり、具体的には、塵芥を積み込む塵芥積込装置や、高所で作業を行うために作業者を高所位置に移動させる高所作業装置や、荷物を吊り上げて移動させる吊上装置をいう。

アクチュエータは、油圧を受けて駆動するものであり、具体的には、油圧シリンダ、油圧モータ等をいう。作動制御弁は、アクチュエータに作動油を給排制御するものであり、手動式、電動式のいずれでもよい。油圧ポンプは、作動油を吐出して作動制御弁に供給するものであり、具体的には、外接ギヤポンプ、内接ギヤポンプ、ピストンポンプ、ベーンポンプ、位相差ポンプ等をいう。

作動制御弁と油圧ポンプは、継手及びポンプ油路を介して接続される。具体的には、油圧ポンプに継手を接続し、この継手にポンプ油路の一端を接続し、ポンプ油路の他端に作動制御弁を接続する（請求項２）。また油圧ポンプにポンプ油路を接続し、このポンプ油路の下流側端部に継手を接続し、この継手に他のポンプ油路の一端を接続し、他のポンプ油路の他端に作動制御弁を接続してもよい。

継手と作動制御弁との間を繋ぐポンプ油路にアキュムレータが設けられるが、油圧ポンプと作動制御弁との間を繋ぐ油路内に複数の継手が設けられる場合には、最も下流側に配置された継手の下流側に接続されたポンプ油路にアキュムレータを設けることが好ましい。

本発明によれば、作動制御弁と油圧ポンプとが継手及びポンプ油路を介して接続され、継手と作動制御弁との間を繋ぐポンプ油路にアキュムレータが設けられることで、油圧ポンプや継手によって生じた作動油の脈動を作動制御弁よりも上流側で低減することができる。このため、アキュムレータよりも下流側の油路や油圧アクチュエータの全てにおいて、低減された脈動の作動油を供給することができ、作業車全体から発生する騒音を小さくすることができる。

本発明の一実施の形態に係わる作業車のアクチュエータ駆動装置の油圧回路図を示す。本発明の一実施の形態に係わるアクチュエータ駆動装置を搭載した塵芥作業車の側面図を示す。本発明の一実施の形態に係わるアクチュエータ駆動装置を搭載した塵芥作業車の後部断面図を示す。本発明の一実施の形態に係わるアクチュエータ駆動装置を搭載した塵芥作業車のボディーを示し、同図（ａ）はボディーの斜視図であり、図（ｂ）はボディー前側の部分斜視図である。本発明の一実施の形態に係わるアクチュエータ駆動装置を搭載した塵芥作業車のボディーを示し、同図（ａ）はボディーの正面図であり、図（ｂ）はボディーの前側の部分側面図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。先ず、本発明に係わる作業車のアクチュエータ駆動装置を説明する前に、このアクチュエータ駆動装置を搭載した作業車について説明する。なお、作業車は、車体の後側に塵芥を積み込んで搬送する塵芥作業車を例にして説明する。作業車は塵芥作業車に限るものではなく、高所作業を行う高所作業車や、荷物を吊り上げて移動させるクレーン車等の建設作業車でもよい。

塵芥作業車１は、図２（側面図）に示すように、前後に前輪３及び後輪４を有して走行可能な車体５と、車体５の前側上部に搭載された運転キャビン６と、運転キャビン６よりも後側の車体上に搭載されて塵芥を収容するボディー１０と、このボディー１０の後端上部に上下方向に回動自在に取り付けられたテールゲート１５と、テールゲート１５内に配設された後述する塵芥積込装置とを有して構成される。

塵芥積込装置２０は、図３（部分断面図）に示すように、テールゲート１５の内側上部に固定されたディフレクタ２１と、テールゲート１５の左右両側壁１５ａにディフレクタ２１に沿って配設された一対のガイドレール２３と、これらのガイドレール２３に沿って昇降可能に支持された積込板２５と、この積込板２５の下部に回動自在に支持された掻込板２７と、掻込板２７の回転支点Ｏと同軸上に回動自在に支持されて塵芥がボディー１０から逆流するのを防止する逆流防止パネル２９と、ボディー１０内に前後方向に移動可能に支持されてボディー１０内に収容された塵芥をボディー１０の後部に開口する塵芥詰込口１０ａから排出する排出板（図示せず）と、積込板２５等の作動を制御するアクチュエータ駆動装置４０を有してなる。

アクチュエータ駆動装置４０は、図１に示すように、積込板２５（図３参照）等を駆動する油圧アクチュエータ４１と、油圧アクチュエータ４１に作動油の給排制御を行う作動制御弁５０，５１，５２，５３，５４と、これらの作動制御弁５０〜５４に作動油を供給する油圧ポンプＰと、油圧ポンプＰから吐出する作動油が脈動を生じているときにこの脈動を低減するアキュムレータ５６を有してなる。

油圧アクチュエータ４１は、図３を更に追加して説明すると、積込板２５を上下動させる上下動油圧シリンダ４２、掻込板２７を回動させる掻込油圧シリンダ４３、逆流防止パネル２９を回動させる逆流防止油圧シリンダ４４、排出板を移動させる排出油圧シリンダ４５、テールゲート１５を上下方向に回動させるリフト油圧シリンダ４６、テールゲート１５が閉じた状態でテールゲート１５の回動をロックする自動ロック油圧シリンダ４７を備えている。

上下動油圧シリンダ４２は、図３、図４（ａ）に示すように、テールゲート１５の左右の両側壁１５ａの外側下部に配設され、このシリンダは積込板２５と側壁１５ａとの間に接続されて伸縮可能である。掻込油圧シリンダ４３は、テールゲート１５の両側壁１５ａの内側に配設され、このシリンダは側壁１５ａと掻込板２７との間に接続されて伸縮可能である。逆流防止油圧シリンダ４４は、テールゲート１５内の幅方向中央上部に配設され、テールゲート１５と逆流防止パネルと２９の間に接続されて伸縮可能である。

リフト油圧シリンダ４６は、テールゲート１５の両側壁１５ａの外側上部に配設され、このシリンダはボディー１０とテールゲートと１５の間に接続されて伸縮可能である。排出油圧シリンダ４５は、図４（ｂ）に示すように、ボディー１０の下部に配設され、このシリンダはボディー１０と排出板との間に接続されて伸縮可能である。自動ロック油圧シリンダ４７は、ボディー後側の下部に配設され、ボディー１０とボディーに設けられたロック装置（図示せず）との間に接続されて伸縮可能である。

油圧ポンプＰは、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ボディー１０の下方の車体５に配設され、塵芥作業車１に搭載されたエンジン（図示せず）の動力を受けて回転駆動するようになっている。エンジンの動力は、図示しないＰＴＯにより取り出されて軸伝達機構７を介して油圧ポンプＰに伝達される。本実施例では、油圧ポンプＰとして外接ギヤポンプが採用されている。

油圧ポンプＰの吐出口には、９０度に曲がるエルボ継手５７が接続されている。このエルボ継手５７にポンプ油路６０の一端が接続されている。なお、図４（ｂ）と図５（ａ）は、油圧ポンプＰの設置方向が異なる場合の実施例を示している。

ポンプ油路６０は、ボディー１０の下方であってエルボ継手５７から車両前側へ延びてボディー１０の前壁１０ｂから突出して上方へ屈曲し、ボディー１０の前壁１０ｂに沿って上方へ延びて前壁１０に設けられた作動制御弁５０に接続されている。この作動制御弁５０は、逆流防止パネル２９を回動させる逆流防止油圧シリンダ４４に作動油の給排制御を行うものである。

作動制御弁５０は、図１、図３に示すように、６ポート３位置の電磁式の方向切替弁であり、一方側のソレノイド（ＳＯＬ）ａ１が励磁されると、逆流防止油圧シリンダ４４が縮小して逆流防止パネル２９が塵芥詰込口１０ａから離反する側に反転移動し、他方側のソレノイド（ＳＯＬ）ｂ１が励磁されると、逆流防止油圧シリンダ４４が伸長して逆流防止パネル２９が塵芥詰込口１０ａ側に接近してボディー１０内の塵芥の逆流を防止する。作動制御弁５０と逆流防止油圧シリンダ４４の間には、作動油を給排するための第１給排油路６１が接続されている。第１給排油路６１の配管位置については後述する。

作動制御弁５０には、これが中立位置にあるときにポンプ油路６０に連通する第１連通油路７１が接続されている。この第１連通油路７１は、テールゲート１０を上下方向に回動させるリフト油圧シリンダ４６に作動油の給排制御を行うとともに、テールゲート１５の回動をロックする自動ロック油圧シリンダ４７に作動油の給排制御を行う作動制御弁５１に接続されている。

この作動制御弁５１は、一方側のソレノイド（ＳＯＬ）ａ２が励磁されると、自動ロック油圧シリンダ４７が伸長してロック装置によるテールゲート１５のロック状態を解除させるとともに、リフト油圧シリンダ４６が伸長してテールゲート１５を上方へ回動させる。また、他方側のソレノイド（ＳＯＬ）ｂ２が励磁されると、リフト油圧シリンダ４６はフリーな状態となってテールゲート１５の自重によって縮小してテールゲート１５が下方へ回動するとともに、自動ロック油圧シリンダ４７が縮小してテールゲート１５が塵芥詰込口１０ａを塞いだ状態でロック装置によってテールゲート１５をロック状態にする。作動制御弁５１とリフト油圧シリンダ４６の間及び作動制御弁１５と自動ロック油圧シリンダ４７との間には、作動油を給排するための第２給排油路６２が接続されている。第２給排油路６２の配管位置については後述する。

作動制御弁５１には、これが中立位置にあるときに第１連通油路７１に連通する第２連通油路７２が接続されている。この第２連通油路７２は、積込板２５を上下動させる上下動油圧シリンダ４２に作動油の給排制御を行う作動制御弁５２に接続されている。

この作動制御弁５２は、他方側のソレノイド（ＳＯＬ）ｂ３が励磁されると、上下動油圧シリンダ４２が伸長して積込板２５を上昇させ、また一方側のソレノイド（ＳＯＬ）ａ３が励磁されると、上下動油圧シリンダ４２が縮小して積込板２５を下降させる。作動制御弁５２と上下動油圧シリンダ４２の間には、作動油を給排するための第３給排油路６３が接続されている。第３給排油路６３の配管位置については後述する。

この作動制御弁５２には、これが中立位置にあるときに第２連通油路７２に連通する第３連通油路７３が接続されている。この第３連通油路７３は、掻込板２７を回動させる掻込油圧シリンダ４３に作動油の給排制御を行う作動制御弁５３に接続されている。

この作動制御弁５３は、一方側のソレノイド（ＳＯＬ）ａ４が励磁されると、掻込油圧シリンダ４３が縮小して掻込板２７が塵芥詰込口１０ａから離反する側に反転移動し、また他方側のソレノイド（ＳＯＬ）ｂ４が励磁されると、掻込油圧シリンダ４３が伸長して掻込板２７が塵芥詰込口１０ａ側に接近する方向に回動して塵芥を掻き込むように作動する。作動制御弁５３と掻込油圧シリンダ４３との間には、作動油を給排するための第４給排油路６４が接続されている。第４給排油路６４の配管位置については後述する。

作動制御弁５３には、これが中立位置にあるときに第３連通油路７３に連通する第４連通油路７４が接続されている。この第４連通油路７４は、排出板を移動させる排出油圧シリンダ４５に作動油の給排制御を行う作動制御弁５４に接続されている。

この作動制御弁５４は、一方側のソレノイド（ＳＯＬ）ａ５が励磁されると、排出油圧シリンダ４５が縮小して排出板がボディー１０の奥側に移動して元の位置に戻し、また他方側のソレノイド（ＳＯＬ）ｂ５が励磁されると、排出油圧シリンダ４５が伸長して排出板が塵芥詰込口１０ａ側に移動してボディー１０内に収容された塵芥を排出させる。作動制御弁５４と排出油圧シリンダ４５の間には、作動油を給排するための第５給排油路６５が接続されている。第５給排油路６５の配管位置については後述する。

作動制御弁５４には、これが中立位置にあるときに第４連通油路７４に連通する第５連通油路７５が接続されている。第５連通油路７５はタンクＴに連通している。

これらの作動制御弁５０〜５４は、車両に設けられた図示しない操作装置を作業者が操作することで切り替え可能である。

第１給排油路６１、リフト油圧シリンダ４６に接続された第２給排油路６２、第３給排油路６３、第４給排油路６４、第５給排油路６５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、これらに対応する作動制御弁５０〜５４からボディー１０の前壁１０ｂに沿って上方へ延びてボディー１０の上壁１０ｃよりも上方へ突出して後方側へ屈曲し、ボディー１０の上壁１０ｃに沿って後方側へ延びてテールゲート１５に設けられた対応する油圧シリンダ４２〜４６に接続されている。また自動ロック油圧シリンダ４７に接続された第２給排油路６２（図４（ｂ）参照）は、対応する作動制御弁５１からボディー１０の前壁１０ｂに沿って下方へ延びてボディー１０の底部よりも下方へ延びて後方側へ屈曲し、ボディー底部に沿って後方側へ延びてボディー１０の下面に設けられた自動ロック油圧シリンダ４７に接続されている。これらの給排油路６１〜６５及びポンプ油路６０は、金属材料で形成された管で形成されている。

このように油圧アクチュエータ４１（４２〜４７）は、油圧ポンプＰから供給された作動油を作動制御弁５０〜５４の給排制御によって伸縮動するが、油圧ポンプＰから吐出する作動油が脈動すると、この作動油はエルボ継手５７を通過時にさらに作動油の流れが乱れて脈動の振幅が増大する。このため、脈動状態の作動油がポンプ油路６０、連通油路７１〜７４、給排油路６１〜６５を流れると、脈動がこれらの油路やボディー１０に伝達されて、騒音が発生する。またこれらの油路は、前述したようにボディー１０の前端から後端に渡って長い距離を有して延設されているので、これらの油路全体が振動すると、発生する騒音は大きくなる。

そこで、油圧ポンプＰに接続されたエルボ継手５７と作動制御弁５０との間を繋ぐポンプ油路６０には、図１及び図４（ｂ）に示すように、アキュムレータ５６が設けられている。アキュムレータ５６は、内部構造の図示は省略するが、作動油が通るポンプ油路６０に連通する大径の大径室及びこの大径室に連通して形成された小径の小径室とからなるケーシングと、大径室内を摺動する大径部及び小径室内を摺動する小径部からなるピストンと、大径部及び小径部の間の段差部分とケーシングとの間に配置されたスプリングとから構成される。ケーシングの大径室内に脈動の高い油圧がかかるとピストンがスプリングのバネ力に抗して後退し、また、圧力が低くなるとスプリングのバネ力によってピストンが戻ることにより脈動油圧を吸収する。なお、アキュムレータ５６の構造は前述したものに限るものではなく、ポンプ油路６０に連通して作動油を貯留可能に構成されたものでもよい。

このように、エルボ継手５７と作動制御弁５０との間を繋ぐポンプ油路６０にアキュムレータ５６を設けることで、油圧ポンプＰやエルボ継手５７によって生じた作動油の脈動を作動制御弁５０よりも上流側で低減することができる。このため、アキュムレータ５７よりも下流側の油路６０〜６５、７１〜７５や油圧アクチュエータ４１の全てにおいて、低減された脈動の作動油を供給することができ、塵芥作業車１のボディー全体から発生する騒音を確実に小さくすることができる。

１塵芥作業車（作業車）
２０塵芥積込装置（作業装置）
４０アクチュエータ駆動装置
４１油圧アクチュエータ（アクチュエータ）
５０、５１、５２、５３、５４作動制御弁
５６アキュムレータ
５７エルボ継手（継手）
Ｐ油圧ポンプ

Claims

作業装置と、前記作業装置を駆動させるアクチュエータと、前記アクチュエータに対する作動油給排制御を行う作動制御弁と、前記作動制御弁に作動油を供給する油圧ポンプとを備えた作業車のアクチュエータ駆動装置であって、
前記作動制御弁と前記油圧ポンプとが継手及びポンプ油路を介して接続され、
前記継手と前記作動制御弁との間を繋ぐポンプ油路にアキュムレータが設けられていることを特徴とする作業車のアクチュエータ駆動装置。
前記継手は前記油圧ポンプの吐出口に接続され、
前記ポンプ油路の一端が前記継手に接続され、前記ポンプ油路の他端が前記作動制御弁に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車のアクチュエータ駆動装置。