JP3202636U - Hydraulic drive work machine - Google Patents
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Abstract
【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1Provided is a hydraulically-driven work machine that enables stable operation of work equipment without using an oil amount sensor. A hydraulic pump for supplying hydraulic oil in a tank to a hydraulic actuator, position detectors 32 to 35 for detecting an operation position of the hydraulic actuator, and a control means 18 for controlling a discharge flow rate of the hydraulic pump are provided. The control means 18 estimates the amount of oil in the tank from the operating position of the work equipment detected by the position detectors 32 to 35, and when the amount of oil in the tank is less than the reference value, restricts the flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator. To enlarge. When the amount of oil in the tank is less than the reference value, the oil temperature is likely to rise, but the flow rate restriction of the working oil is expanded, so that the oil temperature rise can be suppressed. Since the amount of oil in the tank is estimated from the operating position of each work device, it is not necessary to use an oil amount sensor, and manufacturing costs can be suppressed. [Selection] Figure 1
Description
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。 The present invention relates to a hydraulic drive working machine. More specifically, the present invention relates to a hydraulic drive working machine such as a mobile crane or an aerial work vehicle.
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。 In hydraulic drive work machines such as mobile cranes and aerial work vehicles, many actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors are used to operate work equipment such as booms and winches. In order to drive these hydraulic actuators, it is indispensable to supply and discharge the hydraulic oil discharged from the pump. However, when the hydraulic oil to be supplied and discharged reaches a high temperature, problems such as damage to the hydraulic actuator occur.
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。 Therefore, conventionally, as in Patent Document 1, an oil temperature sensor is installed in the hydraulic oil tank to detect the oil temperature, and when the oil temperature is high, a countermeasure is taken to regulate the hydraulic oil supply amount. By doing this, measures such as predicting oil temperature rise in advance and avoiding high-load operation were taken.
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。 However, small hydraulic drive work machines such as truck-mounted cranes and truck-mounted aerial work platforms have a small hydraulic oil tank capacity, so depending on the operating state of each hydraulic actuator, the rate of change in the amount of oil in the tank is large. The amount of oil in the tank may be less than expected. And since oil temperature is easy to rise, so that there is little oil quantity, unexpected oil temperature rise may occur.
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。 For such a problem, an oil amount sensor that detects the oil amount in the tank may be used. However, since the oil amount sensor is expensive, the manufacturing cost of the hydraulically driven working machine is increased.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a hydraulically-driven work machine that enables stable operation of work equipment without using an oil amount sensor that increases the manufacturing price.
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。
A hydraulic drive working machine according to a first device includes a hydraulic actuator that operates a working device of the hydraulic drive work machine, a hydraulic pump that supplies hydraulic oil in a tank to the hydraulic actuator, and a position that detects an operating position of the hydraulic actuator. A detector and control means for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump, the control means estimating the amount of oil in the tank from the current operating position of the work equipment detected by the position detector, When the amount of oil in the tank is less than or equal to a reference value, the restriction on the flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator is expanded.
The hydraulic drive working machine of the second device is provided with an oil temperature sensor for detecting the oil temperature of the hydraulic oil in the first device, and the control means is configured such that the oil temperature detected by the oil temperature sensor has a reference value. The flow rate restriction of the hydraulic oil supplied to the actuator is expanded when exceeding.
In the hydraulic drive work machine of the third device, in the first or second device, in order to expand the flow rate regulation, a) starting the flow rate regulation, starting the oil temperature of the hydraulic oil from a lower temperature; b) regulating the flow rate. It is characterized by including both or any one of enlarging the reduction amount of the supply flow rate by.
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。
According to the first device, when the amount of oil in the tank is less than the reference value, although the oil temperature is likely to rise, the restriction on the flow rate of the working oil is expanded, so that the oil temperature rise can be suppressed. In addition, since the oil amount in the tank is estimated by detecting the current operation position of each work device with the position detector inherent in the hydraulically driven work machine, the oil amount in the tank is estimated. There is no need to use a quantity sensor. For this reason, manufacturing cost can be suppressed.
According to the second device, the flow rate of the hydraulic oil is regulated after detecting the rise of the hydraulic oil temperature, so that the high-speed operation with high work efficiency is performed and the oil temperature is kept high until the oil temperature does not reach the reference high temperature. When the temperature of the oil becomes high, the restriction on the flow rate of the hydraulic oil is expanded, so that an increase in oil temperature can be suppressed.
According to the third device, the flow rate regulation is performed by a) starting from a lower temperature and b) increasing the reduction amount of the supply flow rate, so that any method can achieve the effect of suppressing the oil temperature rise, and both If they are combined, the oil temperature rise can be more effectively suppressed.
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。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The hydraulically-driven work machine according to the present invention is a mobile crane such as a load-type truck crane, an aerial work vehicle, or the like, but is not limited thereto, and includes any work machine.
Hereinafter, a truck-mounted crane will be described as an example.
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。
A truck-mounted crane to which the present invention is applied is one in which a
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。
As shown in FIG. 5, a
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。
Each hydraulic actuator includes a boom telescopic
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。
Returning again to FIG. The
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。
The
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。
Driving means 16 such as an engine or an electric motor is connected to the
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。
Therefore, the rotation speed control means 17 controls the rotation speed of the drive means 16 according to the instruction of the control means 18, thereby controlling the rotation speed of the
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。
Next, based on FIG. 4 and FIG. 6, the relationship between the expansion / contraction position of the work equipment such as a boom and the tank oil amount will be described.
When the boom extendable
When the boom hoisting
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。
When the outrigger overhang
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。
When each of the
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。
As described above, the amount of oil in the tank fluctuates depending on the operating state of each hydraulic actuator. However, if the winch
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。
The oil temperature of the hydraulic oil in the
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。
The
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。
The control system will be described with reference to FIG.
The following position detector is input to the control means 18.
1. A length detector 32 that detects the extension / contraction length of the
Known length detectors include a reel-type detector that feeds a measurement wire in conjunction with the boom length, a stage detection switch that detects an extended boom stage position, and the like.
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。
2.
There are a weight-type angle detector attached to the side wall of the
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。
3. Raising
A
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。
4).
An
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。
The control means 18 is composed of a known computer or the like and performs the following control operation.
(1) Oil amount estimation The oil amount in the
(2) Comparison When the amount of oil in the
In order to expand the flow rate regulation, either or both of a) starting the flow rate regulation, starting the oil temperature of the hydraulic oil from a lower temperature, and b) increasing the reduction amount of the supply flow rate by the flow rate regulation. Including.
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。
An example of the above flow rate control will be described in detail with reference to FIG. 3 (A) and 3 (B), symbols W, X, Y, and Z indicate flow rates, and symbols A, B, C, D, and E indicate oil temperatures. The flow rate W side is larger than the Z side, and the oil temperature A side is higher than the E side.
When the amount of oil in the tank is large, as shown in FIG. 3A, the oil can be used at a fixed maximum flow rate W [L / min] until the oil temperature D [° C.] is reached. When the oil temperature exceeds D [° C.], the maximum flow rate decreases linearly, and at the oil temperature C [° C.], the maximum flow rate becomes X [L / min]. Furthermore, when the oil temperature C [° C.] is exceeded, the reduction rate increases, and the maximum flow rate becomes Z [L / min] at the oil temperature B [° C.]. When the oil temperature A [° C.] is reached, the operation itself is stopped.
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。 When the amount of oil in the tank is small, as shown in FIG. 3B, the flow rate regulation starts early and the regulation value also increases. Specifically, since the regulation starts at the oil temperature E [° C.], it is several degrees earlier than the regulation start temperature D [° C.] when the amount of oil is large. Since the regulation value up to the oil temperature C [° C.] decreases linearly from W [L / min] to Y [L / min], there are many regulations. The maximum flow rate when the oil temperature B [° C.] is reached is Z [L / min], and when the oil temperature A [° C.] is reached, the operation is stopped as in the case where the oil amount is large.
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。
A control procedure using the control device A of FIG. 1 will be described.
The control means 18 estimates the amount of oil in the
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。
A control procedure using the control device B of FIG. 2 will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, an
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。 In this embodiment, since the flow rate of the hydraulic oil is regulated after detecting the rise in the hydraulic oil temperature, high-speed operation with high work efficiency is performed and the hydraulic oil is heated to a high temperature while the oil temperature does not reach the reference high temperature. When this happens, the flow restriction of the hydraulic oil is expanded, so that an increase in the oil temperature can be suppressed.
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。
In each of the above-described embodiments, the amount of oil in the tank is estimated after the current operation position of each work device is detected by the position detectors 32 to 35 originally provided in the hydraulically driven work machine. The manufacturing cost can be suppressed without using an oil amount sensor for detecting the oil amount in the
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
17 Rotational speed control means 18 Control means 32
Claims (3)
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。 A hydraulic actuator for operating the work equipment of the hydraulic drive work machine;
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil in the tank to the hydraulic actuator;
A position detector for detecting an operating position of the hydraulic actuator;
Control means for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump,
The control means estimates the amount of oil in the tank from the current operating position of the work equipment detected by the position detector, and supplies the hydraulic oil to the actuator when the amount of oil in the tank is below a reference value. Hydraulic drive work machine characterized by expanding the flow rate regulation.
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。 An oil temperature sensor for detecting the oil temperature of the hydraulic oil;
2. The hydraulic drive working machine according to claim 1, wherein when the oil temperature detected by the oil temperature sensor exceeds a reference value, the control means expands a restriction on a flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator. .
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。 In order to expand the flow rate regulation, either or both of a) starting the flow rate regulation, starting the oil temperature of the hydraulic oil from a lower temperature, and b) increasing the reduction amount of the supply flow rate by the flow rate regulation. The hydraulic drive work machine according to claim 1, wherein the hydraulic drive work machine is included.
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