JP2015048939A - 消防車 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧モータで駆動するウインチ装置を搭載した消防車に関して、特にそのウインチの操作感が人的感覚に近く、それにより緊急時などでも、より精度の高い操作をすることを可能にする消防車を提供する。【解決手段】ウインチ装置を搭載してなる消防車であり、前記ウインチ装置は１本の傾動するウインチ操作レバーを有し、該ウインチ操作レバーを倒す角度に応じて該ウインチ装置に流れる油圧回路の流量と制御圧力の双方を連続的に変化させ、該ウインチ装置の巻き取りスピードと牽引力の双方を連続的に制御する消防車。【選択図】図１

Description

本発明は、油圧モータで駆動するウインチ装置を搭載した消防車に関し、特にそのウインチ装置の操作感が人的感覚に近く、緊急時などでもより高い精度で良好な操作性をもって操作することを可能にする消防車に関する。

従来、消防車に搭載されたウインチ装置は油圧モータで駆動されるものであり、操作者が倒す操作レバーの傾倒角度に応じてウインチ装置を流れる油圧回路の流量を連続的に変化させて、それによりウインチ装置の巻取り速度を変化させるものであった。

しかし、ウインチ装置の巻取り速度を変化させるだけという操作法では、その操作に緊急性や多様さを要請される度合いが高い消防車搭載ウインチとしては、十分にその機械的能力を発揮させつつ、人的感覚に近い臨機応変な操作をするという点では十分とは言えないことがあった。

特に、火災等の災害が発生している現場では、ウインチを使って行われるべき物の上げ・降ろし、運搬、引っ張り等の各作業での対象物が特に定まっているわけではなく、現場では、臨機応変に人的感覚に近い操作を迅速に正確にすることが要請されるものであった。

それに対して、ウインチ装置を流れる油圧回路の流量を連続的に変化させ、それによりウインチ装置の巻取り速度を変化させるだけという操作法では、該要請に応えているとはいえない。

消防車の油圧器具駆動システムとして、消防車の油圧器具を駆動させる消防車の油圧器具駆動システムに関し、油圧器具を車両エンジンを動力源として駆動させる場合に、安定して使用することができるようにするための提案として、消防車に装備してある油圧器具を駆動させる消防車の油圧器具駆動システムにおいて、消防車の車両エンジンから取り出した出力軸で低圧油圧ポンプを駆動し、その低圧油圧ポンプによる一定圧一定流量オイルで駆動したオイルモータで高圧油圧ポンプを駆動し、その高圧油圧ポンプによるオイルで油圧器具を駆動させるようにした消防車の油圧器具駆動システムが提案されている（特許文献１）。

この特許文献１においては、油圧器具の一つにウインチ装置も含まれるが、その油圧器具駆動システムは、低圧で一定圧、一定流量の圧油を供給することを目的とするものであり（特許文献１段落００１２）、特に、本発明のような、操作に緊急性や多様さを要請されることにも対応し、操作感を人的感覚に近いものにすることを実現し、それにより臨機応変な操作を迅速かつ精度良く行うという技術思想は存在しないものであった。

また、複数のウインチを制御する際の操作性を向上させることを目的に、任意の方向へ傾動可能の１本のレバーを有しこのレバーの基端部で交差する２軸の一方の軸方向へのレバー操作により一方の操作信号を出力するとともに他方の軸方向へのレバー操作により他方の操作信号を出力する操作器と、索条体を一端部より巻取った状態で一方の操作信号により少なくとも回転方向を制御される一方のウインチと、索条体を他端部より巻取った状態で他方の操作信号により少なくとも回転方向を制御される他方のウインチを具備したウインチ制御装置が提案されている（特許文献２）。

しかし、この提案のものは、任意の方向へ傾動可能な１本のレバーを使用して複数のウインチを制御するためのものであり、一つのウインチの操作を、その操作感を人的感覚に近いものにして、それにより、火災現場などでより臨機応変な操作を迅速かつ精度良く行いという技術思想は存在しない。すなわち、消防車に搭載されるようなものではない。

また、複数の操船ウインチを１本の操作レバーの傾倒状態により操作するという提案もあるが（特許文献３）、該特許文献３も特許文献２と同様に、一つのウインチの操作をその操作感を人的感覚に近いものにして、それにより、火災現場などでより臨機応変な操作を迅速かつ精度良く行いという技術思想は存在しないものである。まして消防車に搭載されるようなものではない。

特開平１０−２４８９５３号公報 特開２００１−６３９６７号公報 特開平６−１６１８０号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、油圧モータで駆動するウインチ装置を搭載した消防車に関して、特にそのウインチの操作感が人的感覚に近く、それにより緊急時などでも、より精度の高い迅速な操作をすることを可能にする消防車を提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の消防車は、下記（１）の構成を有する。
（１）ウインチ装置を搭載してなる消防車であり、前記ウインチ装置は１本の傾動するウインチ操作レバーを有し、該ウインチ操作レバーを倒す角度に応じて該ウインチ装置に流れる油圧回路の流量と制御圧力の双方を連続的に変化させ、該ウインチ装置の巻取り速度と牽引力の双方を連続的に制御することを特徴とする消防車。

また、かかる本発明の消防車において、好ましくは以下の（２）〜（４）のいずれかの構成からなるものである。
（２）前記ウインチ操作レバーに連動するポテンシオメータにより出力される電圧を、比例制御式流量制御弁と比例制御式圧力制御弁に並列して送ることにより、ウインチ油圧回路の油の流量と圧力を連続的に変化させることを特徴とする上記（１）記載の消防車。
（３）前記比例制御式流量制御弁および前記比例制御式圧力制御弁と、ウインチ本体との間に方向制御弁を配置して、前記ウインチ操作レバーを倒す方向によりウインチの巻込みと送り出しを制御することを特徴とする上記（２）記載の消防車。
（４）前記ウインチ操作レバーを倒す角度によりワイヤーロープの速度と牽引力を制御し、前記ウインチ操作レバーを倒す方向によりワイヤーロープの巻込み、送り出しを制御することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の消防車。

本発明によれば、牽引対象物に結びつけたウインチのワイヤーロープを巻き取るときに、ワイヤーロープをピンと張るまでの巻き取りスピードは、操作レバーの倒す角度で調整でき、ピンと張ってからは、操作レバーの倒す角度により、引張り力と巻取りスピードを調整することができる。

本発明にかかる消防車に搭載されるウインチ装置の実施態様例を示した油圧回路図である。

以下、更に詳しく本発明の消防車について、説明する。

本発明の消防車は、ウインチ装置を搭載してなる消防車であり、ウインチ装置は１本の傾動するウインチ操作レバーを有し、該ウインチ操作レバーを倒す角度に応じて該ウインチ装置に流れる油圧回路の流量と制御圧力の双方を連続的に変化させ、該ウインチ装置の巻取り速度と牽引力の双方を連続的に制御することを特徴とするものである。

図１は、本発明にかかる消防車に搭載されるウインチ装置の実施態様例を示した油圧回路図であり、操作レバー１を倒す角度に応じてウインチ装置を流れる油圧回路の流量と制御圧力を連続的に変化させ、操作レバー１に連動するポテンシオメータ２により出力される電圧を、流量ソレノイドアンプ５と圧力ソレノイドアンプ６を介して、比例制御式流量制御弁３と比例制御式圧力制御弁４に並列して送ることにより、油圧回路の作動油の流量と制御圧力を連続的に変化させることができ、これによりウインチ本体７のワイヤーロープの巻取り速度と牽引力を連続的に制御させることができる。比例制御式流量制御弁３と比例制御式圧力制御弁４は、流量・圧力制御弁１１をなす。

流量ソレノイドアンプ５と圧力ソレノイドアンプ６は、ポテンシオメータ２の電圧を受けて、比例制御式流量制御弁３のコイルと、比例制御式圧力制御弁４のコイルに流す電気信号に変換するものである。操作レバーを動かすと、ポテンシオメータ２は、０ボルトから１０ボルトまで連続で変化する。

ポテンシオメータ２は、流量ソレノイドアンプ５と圧力ソレノイドアンプ６の双方に並列接続することがポイントであり、ポテンシオメータ２のワット数が大きく、アンプの必要ワット数の合計以上であって、両アンプに並列接続をしても電圧降下が起こらない組み合わせとすることが重要である。

流量・圧力制御弁１１は、比例制御式流量制御弁３のコイルに電気信号を与えて流量を絞るものであり、絞り１５の流量を比例制御式流量制御弁３で変化させる。すると、絞り１５の前と後とで圧力差が生じ、絞り１５の入り口側は出口側よりも圧力が高くなる。この図示した流量・圧力制御弁１１の場合、絞り１５の入り口側と出口側の圧力差を利用して、リリーフ弁１６を開け、入り口側（図１上、左側）の圧力を出口側（図１上、右側）の圧力を出口側の圧力＋０．６ＭＰａに調整して、油温上昇を抑えるようにされている。さらに、入口と出口の圧力差が、出口の圧力が変化しても一定なので、油の流れる量を決めている油路の断面積が変化しない限り一定となる。

比例制御式圧力制御弁４のコイルは、電気信号を受けてリリーフ弁１７の設定圧を変化させ、出口に接続する機械に応じて圧力調整を行う。

この流量・圧力制御弁１１は、比例制御式流量制御弁３と比例制御式圧力制御弁４に与えられた電気信号に応じた流量と圧力を出口に与える。

この流量・圧力制御弁１１とウインチ本体７との間に方向制御弁８を入れて、ウインチのワイヤーロープ巻込み、送出し（ウインチドラム１２の回転の正回転、逆回転）を操作レバー１に連動しているスイッチ９、１０により制御する。

ウインチ本体７は、Ｖ₁から作動油が入り、Ｖ₂に出る方向に流れるとワイヤーロープの巻取りを行い、逆に、Ｖ₂からＶ₁に流れるとワイヤーロープの送り出し方向に動く。通常、巻込方向に力が加わることが多いので、荷がかかっても作動油の量と圧力が一定ならば、巻取り速度が変化しないようにカウンターバランス弁１８を入れている。

ウインチブレーキ１４は、通常時（作動油がＶ₁、Ｖ₂より流入しないとき）は、ウインチドラム１２が荷重により逆転しないように、スプリングによりブレーキをかける機能を有するが、作動油がＶ₁、またはＶ₂より作動油が入ったときは、圧力がかかり、スプリングに対抗してブレーキを解放してウインチドラム１２が回り始めるようにされている。

１９はリリーフ弁であり、ウインチの定格圧力が１６．５ＭＰａであるため、ウインチ回路の油圧が上がりすぎてウインチが故障することを防止するためのものである。

本発明にかかる消防車では、上述した構成により、油圧回路の作動油の流量および制御圧力を連続的に変化させることができ、これによりウインチ本体７の巻き取り速度と牽引力の双方を連続的に制御させることができる。

以下に、本発明にかかる消防車によってウインチの操作感を人的感覚に近いものとすることができる理由を説明する。

まず、従来の制御の仕方では、制御圧力は定格の１６．５ＭＰａのまま一定で、流量を０リットル／分から１００リットル／分まで変化させていたものである。その場合、操作レバーに応じて流量が変化し、たるんでいたワイヤーロープがピンと張ると、いきなり、例えば５トンの力が荷にかかる。停止させるには、操作レバーを放して、操作レバーがスプリングにより中立に戻り、作動油がウインチに流れなくなり停止をする。その場合、ウインチ操作の被対象物が移動しない限り、ワイヤーには、操作レバーが中立に戻る前の張力がかかったままである。この状態で再度操作レバーを倒すと、操作レバーの角度、ワイヤーの速度に関わらず、上述した５トンの張力が荷にかかるのであり、これが従来の制御の仕方であった。

それに対して、本発明の油圧回路による場合は、無負荷状態（ワイヤーロープがたるんだ状態）では、操作レバーの倒す角度に応じた流量でワイヤー速度が決まり、そこまでは従来の方式と同じであるが、ワイヤーロープがピンと張ったときの引張り力は、操作レバーを倒した角度により変化するものである。操作レバーに応じた張力に近くなると、徐々にワイヤースピードが遅くなり停止する。操作レバーをさらに倒すと、ワイヤーロープのスピードは上昇して荷を引き始める。

操作レバーを倒す角度を緩めると、ウインチブレーキ１４が働いて、ウインチドラム１２が負荷に負けて逆回転するのを防ぐため、ワイヤーロープは停止したままの状態である。

本発明における油圧回路では、負荷のかかったワイヤーロープを停止させるには、操作レバーの倒し角度を少し緩めると停止をする。そして、停止しているワイヤーロープを操引き始めさせるには、操作レバーの倒し角度を少し強めれば、ゆっくりと引き始める。操作レバーの倒し角度を大きく強めれば、早く引き始めることになる。上述のように構成することにより、操作レバー１を倒す角度によりワイヤーロープ（図示せず）の速度と牽引力を変化させ、また操作レバー１の倒す方向によりワイヤーロープの巻込み、送り出しを制御することができる。

このような操作レバーの操作の強弱と、ワイヤーロープの巻取り速度と牽引力の強弱とをほぼ対応させて連続的に制御できることは、その操作感が人的感覚に近いと言えるものである。そうした、人的感覚により近い感覚で操作できるということは、高度な緊急時などでも、より高い精度で良好な操作性をもって操作することを可能にするものであり、有効な消防活動や防災活動等に資するものである。

本発明において、油圧ポンプ１３は、ウインチに専用のものでもよく、あるいは、他の作業機器、例えばクレーンなどと共通のものとして設けられているものでもよい。

１：操作レバー
２：ポテンシオメータ
３：比例制御式流量制御弁
４：比例制御式圧力制御弁
５：流量ソレノイドアンプ
６：圧力ソレノイドアンプ
７：ウインチ本体
８：方向制御弁
９：スイッチ
１０：スイッチ
１１：流量・圧力制御弁
１２：ウインチドラム
１３：油圧ポンプ
１４：ウインチブレーキ
１５：絞り
１６、１７、１９：リリーフ弁
１８：カウンターバランス弁

Claims (4)

1. ウインチ装置を搭載してなる消防車であり、前記ウインチ装置は１本の傾動するウインチ操作レバーを有し、該ウインチ操作レバーを倒す角度に応じて該ウインチ装置に流れる油圧回路の流量と制御圧力の双方を連続的に変化させ、該ウインチ装置の巻取り速度と牽引力の双方を連続的に制御することを特徴とする消防車。
2. 前記ウインチ操作レバーに連動するポテンシオメータにより出力される電圧を、比例制御式流量制御弁と比例制御式圧力制御弁に並列して送ることにより、ウインチ油圧回路の油の流量と圧力を連続的に変化させることを特徴とする請求項１記載の消防車。
3. 前記比例制御式流量制御弁および前記比例制御式圧力制御弁と、ウインチ本体との間に方向制御弁を配置して、前記ウインチ操作レバーを倒す方向によりワイヤーロープの巻込みと送り出しを制御することを特徴とする請求項２記載の消防車。
4. 前記ウインチ操作レバーを倒す角度によりワイヤーロープの速度と牽引力を制御し、前記ウインチ操作レバーを倒す方向によりワイヤーロープの巻込み、送り出しを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の消防車。

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