JP7041320B2 - ダンプトラックの荷台昇降装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ダンプトラックの荷台昇降装置に関する。
この種のダンプトラックとして、例えば図１，２に示すような鉱山等で使用される超大型のダンプトラックを挙げることができる。これらの図に基づきダンプトラックの基本構造を説明する。
ダンプトラック１の車体フレーム２上には荷台９が配設されている。荷台９は左右１対のヒンジ１０及び左右１対のホイストシリンダ１１，１２を介して車体フレーム２に連結され、各ホイストシリンダ１１，１２のロッド１１ａ，１２ａの伸張・縮退に応じて、ヒンジ１０を中心として荷台９が昇降するようになっている。
鉱山等での稼働時のダンプトラック１は、例えば砕石や土砂等（以下、掘削物と称する）の採掘場で、荷台９を図１に示すように車体フレーム２に着座させた着座位置として停車し、荷台９上に油圧ショベル等により掘削物が積み込まれる。積込みを完了するとダンプトラック１は所定の放土場まで走行し、ホイストシリンダ１１，１２の駆動により荷台９を図２の排出位置へと上昇させる。これにより掘削物は荷台上を滑り落ちて地表に排出され、その後にダンプトラック１は荷台９を着座位置に切り換えて採掘場に戻る。以上のようにして、採掘場での掘削物の積込及び放土場での掘削物の排出が繰り返される。
ダンプトラック１による掘削物の運搬効率を高めるには、予め定められた定格積載重量まで荷台上に掘削物を積込むことが重要であり、そのための技術として特許文献１に記載のものが提案されている。
この特許文献１の技術では、ダンプトラックの前後のサスペンションに設けたフロント及びリア圧力センサの検出値と、傾斜センサにより検出されるダンプトラックの前後傾斜角とに基づき、ダンプトラックの各サスに作用する荷重の垂直方向成分を積載時の総荷重として求め、積載時の総加重－空荷時の初期荷重に基づき現在の荷台の積載重量を求めている。
特開２００５－２２７２６９号公報
ところで、荷台９を円滑に昇降させるために左右のホイストシリンダ１１，１２には均等に作動油が供給され、略同一の駆動力を荷台９に伝達するように配慮されている。しかしながら、この対策は、左右のホイストシリンダ１１，１２が荷台９から均等な荷重を受けていることが前提であり、以下に述べる状況では問題が生じる。
例えば、油圧ショベル等により荷台９上に掘削物が常に均等に積み込まれるとは限らず、左右方向への掘削物の偏りが生じて荷台９が左右方向に傾いている場合には、荷台９から左右のホイストシリンダ１１が受ける荷重が不均等になる。また、放土場が左右方向の斜面である場合にも、同じく荷重の不均等が生じる。このような状況において、左右のホイストシリンダ１１に均等に作動油が供給されて略同一の駆動力により荷台９を上昇させたとしても、荷台９から受ける荷重が不均等なため、左右のホイストシリンダ１１の伸張速度に格差が生じる。
このような伸張速度の格差は荷台９を左右に傾け、荷台９を車体フレーム２に連結するヒンジ１０に過大な応力が生じ、掘削物の排出動作の繰り返しにより破損の要因になるという問題があった。特許文献１では車体の前後方向の傾斜角度を検出しているが、それはあくまで荷重の垂直方向の成分を算出するためであり、荷台自体の左右方向への傾きについては何ら考慮されていない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、荷台上の掘削物に左右方向への偏りがある場合、或いは左右方向の斜面に停車した場合であっても、荷台の上昇中に左右のホイストシリンダを略均等に伸張させて、荷台を車体フレームに連結しているヒンジの負担を軽減して破損を未然に防止することができるダンプトラックの荷台昇降装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明のダンプトラックの荷台昇降装置は、車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備え、前記荷台傾き検出部は、前記１対のホイストシリンダのシリンダストロークをそれぞれ検出する１対のストロークセンサを備え、前記１対のストロークセンサにより検出されたシリンダストロークの差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備えたことを特徴とする。
また、本発明のダンプトラックの荷台昇降装置は、車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備え、前記荷台傾き検出部は、前記１対のホイストシリンダのシリンダストロークをそれぞれ検出する１対のストロークセンサを備え、前記１対のストロークセンサにより検出されたシリンダストロークの差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備えたことを特徴とする。
また、本発明のダンプトラックの荷台昇降装置は、車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備え、前記荷台傾き検出部は、前記ダンプトラックの前後左右の４つの車輪のそれぞれを独立懸架する４つのサスペンションを構成する各サスペンションシリンダのボトム圧をそれぞれ検出する４つのサスシリンダ圧検出センサを備え、前記４つのサスシリンダ圧検出センサにより検出された圧力の差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備えたことを特徴とする。
本発明のダンプトラックの荷台昇降装置によれば、荷台上の掘削物に左右方向への偏りがある場合、或いは左右方向の斜面に停車した場合であっても、荷台の上昇中に左右のホイストシリンダを略均等に伸張させて、荷台を車体フレームに連結しているヒンジの負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
実施形態の荷台昇降装置が適用されたダンプトラックの荷台を着座位置とした状態を示す側面図である。 同じくダンプトラックの荷台を排出位置とした状態を示す側面図である。 実施形態の荷台昇降装置を示す油圧回路図である。 荷台に生じたロール角θRの発生状況を示すダンプトラックの後面図である。 第１実施形態のコントローラが実行する荷台傾き抑制ルーチンを示すフローチャートである。 荷台傾き抑制ルーチンに基づくロール角、上昇角及び供給油量の制御状況を示すタイムチャートである。 荷台傾き抑制ルーチンに基づく制御状況の別例を示すタイムチャートである。 第２実施形態のコントローラが実行する荷台傾き抑制ルーチンを示すフローチャートである。 荷台の荷重バランスから左右のホイストシリンダへの供給油量比を算出するための制御マップを示す図である。 第３実施形態のコントローラが実行する荷台傾き抑制ルーチンを示すフローチャートである。 荷台傾き抑制ルーチンに基づくサスシリンダ圧及び供給油量の制御状況を示すタイムチャートである。 荷台昇降装置の油圧回路の別例を示す図である。
以下、本発明を具体化したダンプトラックの荷台昇降装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の荷台昇降装置が適用されたダンプトラックの荷台を着座位置とした状態を示す側面図、図２は同じくダンプトラックの荷台を排出位置とした状態を示す側面図である。ダンプトラックは、鉱山等で採掘された掘削物（砕石や土砂等）の運搬に使用され、以下の説明では、ダンプトラックに搭乗したオペレータを主体として前後、左右、上下方向を表現する。
ダンプトラック１の車体フレーム２には、フロントサスペンション３を介して左右の前輪４（車輪）が支持されると共に、リアサスペンション５を介して左右の後輪６（車輪）が支持されている。これらの４つサスペンション３，５により前後左右の４つの車輪４，６がそれぞれ独立懸架され、フロント側のサスペンション３を構成する左右１対のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒ、及びリア側のサスペンション５を構成する左右１対のサスペンションシリンダ７ｒｌ，７ｒｒにより、それぞれ緩衝作用及び減衰作用が奏されるようになっている。車体フレーム２上には掘削物を積載する荷台９が配設され、荷台９は、左右１対のヒンジ１０及び荷台９の左右端部に配置された１対のホイストシリンダ１１，１２を介して車体フレーム２に連結されている。各ホイストシリンダ１１，１２のロッド１１ａ，１２ａの伸張・縮退に応じて、ヒンジ１０を中心として荷台９が図１に示す着座位置と図２に示す排出位置との間で昇降するようになっている。
車体フレーム２上の前部には、走行用動力源として原動機であるエンジン１３が搭載されると共に、運転室８が設けられており、運転室８内には、後述する荷台９を昇降操作するための昇降操作装置３１（図３に示す）を含む各種操作機器が設けられている。
鉱山等において掘削物が掘削される採掘場では、着座位置に着座させているダンプトラック１の荷台９上に油圧ショベル等により掘削物が積載される。積載を完了するとダンプトラック１は放土場まで走行し、荷台９を排出位置に切り換えて掘削物を排出した後、採掘場に戻って砕石等が積載され、以上の動作を繰り返す。
図３は本実施形態の荷台昇降装置を示す油圧回路図である。
荷台昇降装置１５の１対の油圧ポンプ１６，１７（油圧源、供給油量調整部）は上記したエンジン１３（油圧源）の出力軸１３ａにそれぞれ接続され、エンジン１３により駆動されて作動油タンク１８内の作動油をそれぞれ吐出する。各油圧ポンプ１６，１７は可変容量型として構成され、図示しないレギュレータによる傾転角の制御に応じて作動油の吐出量を任意に調整可能となっている。これらの油圧ポンプ１６，１７から供給される作動油により上記した左右のホイストシリンダ１１，１２がそれぞれ駆動され、各ホイストシリンダ１１，１２の油圧回路は同一構成で互いに独立して設けられている。
油圧ポンプ１６の吐出側はポンプ管路１９を介して制御弁２０と接続され、制御弁２０はタンク管路２１を介して作動油タンク１８と接続されている。また、制御弁２０は１対のシリンダ管路２２，２３を介してホイストシリンダ１１と接続され、一方のシリンダ管路２２はボトム側の油室１１ｂと連通し、他方のシリンダ管路２３はロッド側の油室１１ｃと連通している。
油圧ポンプ１７の吐出側はポンプ管路２４を介して制御弁２５と接続され、制御弁２５はタンク管路２６を介して作動油タンク１８と接続されている。また、制御弁２５は１対のシリンダ管路２７，２８を介してホイストシリンダ１２と接続され、一方のシリンダ管路２７はボトム側の油室１２ｂと連通し、他方のシリンダ管路２８はロッド側の油室１２ｃと連通している。
制御弁２０，２５は、例えば油圧パイロット式方向制御弁として構成され、１対のパイロット受圧部２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂへのパイロット圧の入力に応じて中立位置、上昇位置、下降位置の３位置間で切り換えられる。制御弁２０，２５の中立位置では油圧ポンプ１６，１７からの作動油が遮断され、ホイストシリンダ１１，１２の油室１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃからの作動油の流入及び流出が規制されることにより、その時点のホイストシリンダ１１，１２の作動状態、ひいては荷台９の昇降位置が保持される。
制御弁２０，２５が上昇位置に切り換えられると、油圧ポンプ１６，１７からの作動油が一方のシリンダ管路２２，２７を経てホイストシリンダ１１，１２のボトム側の油室１１ｂ，１２ｂに供給され、ロッド１１ａ，１２ａの伸張により荷台９が上昇すると共に、ロッド側の油室１１ｃ，１２ｃの作動油が他方のシリンダ管路２３，２８及びタンク管路２１，２６を経て作動油タンク１８に戻される。また、制御弁２０，２５が下降位置に切り換えられると、油圧ポンプ１６，１７からの作動油が他方のシリンダ管路２３，２８を経てホイストシリンダ１１，１２のロッド側の油室１１ｃ，１２ｃに供給され、ロッド１１ａ，１２ａの縮退により荷台９が下降すると共に、ボトム側の油室１１ｂ，１２ｂの作動油が一方のシリンダ管路２２，２７及びタンク管路２１，２６を経て作動油タンク１８に戻される。
そして本実施形態では、各ホイストシリンダ１１，１２の油圧回路が独立していることから、それぞれの油圧ポンプ１６，１７の傾転角を制御することにより、各ホイストシリンダ１１，１２に供給される作動油の量（後述する供給油量ＶL，ＶR）を個別に調整可能となっている。
図３に示すように、荷台昇降装置１５を制御するコントローラ３０は、ＣＰＵ３０ａ（中央演算処理装置）、記憶部３０ｂ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）及び図示しない入出力部等から構成されている。コントローラ３０の入力側には、荷台９を昇降操作するための昇降操作装置３１、荷台９の上昇角θLを検出する荷台上昇角検出センサ３２、及び荷台傾き検出部３３が接続されている。荷台傾き検出部３３は、荷台９に積載された掘削物の偏りに起因する荷台９の左右方向の傾きと相関する指標を検出する役割を果たすが、以下に述べる各実施形態で異なるセンサを用いているため、その詳細については実施形態毎に説明する。
またコントローラ３０の出力側には、上記した各油圧ポンプ１６，１７のレギュレータ、及び各制御弁２０，２５のパイロット受圧部２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂが接続されている。
昇降操作装置３１の操作レバー３１ａは、オペレータにより保持位置、上げ位置、下げ位置の３位置間で切り換えられる。操作レバー３１ａが操作されると、コントローラ３０は各油圧ポンプ１６，１７のレギュレータを制御して作動油を吐出させると共に、操作レバー３１ａの位置に応じた指令信号を各制御弁２０，２５のパイロット受圧部２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂに出力して切り換える。詳しくは、保持位置では制御弁２０，２５が中立位置に切り換えられ、上げ位置では制御弁２０，２５が上昇位置に切り換えられ、下げ位置では下降位置に切り換えられ、これにより操作レバー３１ａの操作に応じてホイストシリンダ１１，１２の駆動により荷台９の昇降が行われる。
そして、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、荷台９の上昇時において荷台９上の掘削物に左右方向への偏りがあると、荷台９から受ける荷重の不均等に起因して左右のホイストシリンダ１１，１２の伸張速度に格差が生じ、荷台９を車体フレーム２に連結しているヒンジ１０に過大な応力が発生するという問題がある。
そこで本発明では、荷台傾き検出部３３により検出される荷台９の傾きと相関する指標に基づき、左右のホイストシリンダ１１，１２に供給する作動油の量を制御しており、その詳細を第１～３実施形態として以下に説明する。
［第１実施形態］
本実施形態では、荷台９の傾きと相関する指標としてロール角θRを採用しており、ダンプトラック１を後方より見た図４に示すように、ロール角θRは、車体フレーム２に対して荷台９が形成する左右方向の傾き角度である。ロール角θRの検出のために、荷台傾き検出部３３として、荷台９の下面前部にはストロークセンサ４１が設けられている。
ストロークセンサ４１は、たとえば光学式距離計を用いてもよいが、光学センサへの粉塵の付着が懸念される鉱山においてはより信頼性の高い構造として、内蔵するスプリングにより線材が引き込まれ、線材の引き出し量に対応した電気信号が得られるポテンショメータ （図示せず）を用いて、着座状態から昇降する荷台９側のホイストシリンダ接続点近傍に線材先端を固定し、線材を引き込むポテンショメータを車体フレーム２側のホイストシリンダ接続点近傍に固定し、荷台９の着座状態を初期状態として荷台９と車体フレーム２との間の距離を検出可能なように構成したストロークセンサを用いてもよい。左右１対のストロークセンサ４１ｌ，４１ｒにより検出された距離はそれぞれホイストシリンダ１１，１２のストロークと相関するため、以下の説明では、シリンダストロークを検出するストロークセンサ４１ｌ，４１ｒと称する。そして、左右のストロークセンサ４１ｌ，４１ｒにより検出されたシリンダストロークの差に基づき、コントローラ３０により荷台９のロール角θRが算出される（ロール角算出部）。
昇降操作装置３１の操作レバー３１ａが上げ位置に操作されると、コントローラ３０は図５に示す荷台傾き抑制ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。なお、当該ルーチンを実行するためのプログラム等は予め記憶部３０ｂに記憶されており、この点は他の実施形態についても同様である。
ステップ１で上げ位置への操作が行われると、まずステップ２で、各油圧ポンプ１６，１７の傾転角を制御して作動油を吐出させると共に、各制御弁２０，２５を上昇位置に切り換えて荷台９の上昇を開始する。このときには各油圧ポンプ１６，１７からホイストシリンダ１１，１２に同一油量の作動油が供給されるが、以下に述べる荷台９上の掘削物に偏りが生じている状況では、左右のホイストシリンダ１１，１２への作動油の供給油量（＝油圧ポンプ１６，１７からの吐出量）が異なる値に制御される。そこで以下の説明では、左側のホイストシリンダ１１に供給される油量をＶL、右側のホイストシリンダ１２に供給される油量をＶRとして区別する。
また、同一ロール角θRであっても、荷台９が左右何れに傾いているかに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRの制御内容が相違する。そこで、図４に示すように荷台９が右上がりの姿勢のときのロール角θRには正（＋）の符号を付し、左上がりの姿勢のときのロール角θRには負（－）の符号を付して区別する。
ステップ３では、荷台上昇角検出センサ３２により検出された上昇角θLを読み込むと共に、各ストロークセンサ４１ｌ，４１ｒにより検出されたシリンダストロークに基づき荷台９のロール角θRを算出する。続くステップ４では、ロール角θRの絶対値｜θR｜が予め設定された偏り判定値θ2（上限閾値）以上であるか否かを判定する。偏り判定値θ2は、ヒンジ１０の動作に影響を及ぼすロール角θRの下限値を基に設定された閾値であり、判定がＮo（否定）のときには、掘削物の偏りが少なくヒンジ１０の動作に影響するほどではないとしてステップ５に移行する。
ステップ５では、荷台上昇角検出センサ３２により検出された上昇角θLが、予め荷台９の排出上限位置に相当する値として各ホイストシリンダ１１，１２の物理的伸張限界であるストロークエンドから安全マージンを加えて設定された排出上限位置判定値θ1未満であるか否かを判定し、判定がＹes（肯定）のときには、未だ荷台９が排出上限位置に到達していないとしてステップ２に戻る。このように掘削物の偏りが少なく、且つ荷台９が排出上限位置に到達していないときには、ステップ２～５の処理が繰り返されて荷台９の上昇が継続される。
そして、荷台９の排出上限位置への到達によりステップ５の判定がＮoになると、ステップ６で供給油量ＶL，ＶRを０として油圧ポンプ１６，１７の流量制御を停止し、ステップ７で各ホイストシリンダ１１，１２を停止させてルーチンを終了する。
また、荷台９が排出上限位置に到達する以前にステップ４の判定がＹesになると、ステップ８に移行してロール角θRが０を超えているか否か（正の値であるか否か）を判定する。ステップ８でＹesの判定を下したときにはステップ９に移行し、左側のホイストシリンダ１１への供給油量ＶLを所定量だけ増加させ、右側のホイストシリンダ１２への供給油量ＶRを所定量だけ減少させ（供給油量算出部）、これらの供給油量ＶL，ＶRに基づき各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。その後にステップ１１に移行してθRの絶対値｜θR｜が偏り判定値θ2未満になったか否かを判定し、Ｎoのときにはステップ１１の処理を繰り返し、Ｙesになるとステップ２に戻る。
また、ステップ８でＮoの判定を下したときには、ステップ１０に移行して左側のホイストシリンダ１１への供給油量ＶLを所定量だけ減少させ、右側のホイストシリンダ１２への供給油量ＶRを所定量だけ増加させると共に（供給油量算出部）、各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御し（供給油量制御部）、その後にステップ１１に移行する。
このようにロール角θRに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを適宜調整し、その間に荷台９が排出上限位置に到達してステップ５の判定がＮoになると、ステップ６，７の処理を経てルーチンを終了する。
図６は以上の荷台傾き抑制ルーチンに基づくロール角θR、上昇角θL及び供給油量ＶL，ＶRの制御状況を示すタイムチャートである。
荷台９の上昇開始の当初には、左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRは等しい値Ｍに制御されているが、掘削物の偏りに起因してロール角θRが次第に正側に増加しており、荷台９が右上がりの姿勢になっていることが推測できる。ロール角θRが偏り判定値θ2まで増加すると、左側の供給油量ＶLがＨまで増加され、右側の供給油量ＶRがＬまで減少され、これによりロール角θRが減少に転じ、荷台９の姿勢は右上がりから水平を経て左上がりへと変化する。ロール角θRが偏り判定値－θ2まで減少すると、供給油量ＶLがＬまで減少され、供給油量ＶRがＨまで増加されるため、ロール角θRは増加に転じる。
このような供給油量ＶL，ＶRの増減により、荷台９の上昇中にはロール角θRをθ2と－θ2とにより規定した制御領域内で変動させながら、左右のホイストシリンダ１１，１２が略均等に伸張する。そして、その間にも荷台９の上昇に伴って上昇角θLが増加し続け、その値が排出上限位置判定値θ1に達すると、荷台９が排出上限位置に到達して一連の制御が終了する。
以上のように本実施形態のダンプトラック１の荷台昇降装置１５によれば、荷台９の上昇中においてヒンジ１０に影響を及ぼすほどの荷台９のロール角θRが発生した場合に（図５のステップ４がＹes）、ロール角θRを減少させるように左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを増減している（ステップ８～１０）。従って、荷台９上の掘削物に左右方向への偏りがある場合であっても、上昇中の荷台９のロール角θRを図６に示す制御領域内に保つことができ、ヒンジ１０の負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
なお本実施形態では、偏り判定値θ2を固定値としたが、例えば荷台９の上昇角θLの増加に伴って偏り判定値θ2を次第に減少させてもよい。この場合には図７に示すように、θ2と－θ2とにより規定される制御領域が次第に縮小されてロール角θRの変動幅が狭まるため、ヒンジ１０に発生する応力を一層低減することができる。
［第２実施形態］
次いで、本発明を具体化した第２実施形態を説明する。本実施形態では、荷台９の傾きと相関する指標として、左右のホイストシリンダ１１，１２のボトム側の油室１１ｂ，１２ｂの圧力（以下、ホイストシリンダ圧と称する）を採用しており、ホイストシリンダ圧の検出のために、荷台傾き検出部３３として左右１対のホイストシリンダ圧検出センサ５１ｌ，５１ｒ（図１～３に示す）が、各ホイストシリンダ１１，１２またはボトム側の油室１１ｂ，１２ｂと連通するシリンダ管路２２，２７にそれぞれ設けられている。なお、このホイストシリンダ圧についても左側をＰL、右側をＰRとして区別する。
昇降操作装置３１の操作レバー３１ａが上げ位置に操作されると、コントローラ３０は図８に示す荷台傾き抑制ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
ステップ２１で上げ位置への操作が行われると、ステップ２２で荷台９の上昇を開始し、ステップ２３で、左右のホイストシリンダ圧検出センサ５１ｌ，５１ｒにより検出されたホイストシリンダ圧ＰL，ＰRを読み込む。その後ステップ２４でホイストシリンダ圧ＰL，ＰRに基づき荷台９の左右方向の荷重バランスＰL/ＰRを算出し、ステップ２５で予め設定された図９に示す制御マップに基づき、荷重バランスＰL/ＰRから左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量の比ＶL/ＶRを算出する。
図９中に実線で示すように、荷重バランスＰL/ＰRと供給油量比ＶL/ＶRとは比例関係となるように設定されている。このため、ＰL/ＰR：ＶL/ＶR＝１：１を境界として、荷重バランスＰL/ＰRが正側に増加（荷台９が右上がり）すると供給油量比ＶL/ＶRも正側に増加（左側が増加、右側が減少）し、荷重バランスＰL/ＰRが負側に増加（荷台９が左上がり）すると供給油量比ＶL/ＶRも負側に増加（左側が減少、右側が増加）するように設定される。
続くステップ２６では、供給油量比ＶL/ＶRが１以上であるか否かを判定し、Ｙesの判定を下したときにはステップ２７に移行する。ステップ２７では左側のホイストシリンダ１１への供給油量ＶLを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRを達成可能な値として右側のホイストシリンダ１２への供給油量ＶRを算出し（供給油量算出部）、これらの供給油量ＶL，ＶRに基づき各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。また、ステップ２６でＮoの判定を下したときには、ステップ２８で右側の供給油量ＶRを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRを達成可能な値として左側の供給油量ＶLを算出すると共に（供給油量算出部）、各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。
その後はステップ２９に移行し、予め設定された偏り判定値ｆ1(ＰL/ＰR)，ｆ2(ＰL/ＰR)を読み込んだ後、ステップ３０に移行する。図９中に破線で示すように各偏り判定値ｆ1(ＰL/ＰR)，ｆ2(ＰL/ＰR)は、ヒンジ１０に影響を及ぼす虞がない許容領域Ｅを規定する閾値であり、荷重バランスＰL/ＰRが図９中の実線を逸脱したとしても、許容領域Ｅ内に位置していればヒンジ１０への影響の虞がないと見なせる。
ステップ３０では再度ホイストシリンダ圧ＰL，ＰRを読み込み、ステップ３１で、荷重バランスＰL/ＰRが許容領域Ｅ内に位置しているか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップ３２で上昇角θLが排出上限位置判定値θ1未満であるか否かを判定し、Ｙesのときにはステップ３０に戻る。この場合にはヒンジ１０への影響の虞がないことから、さらなる供給油量ＶL，ＶRの補正を実施することなく荷台９の上昇が継続される。そして、ステップ３２の判定がＮoになると、ステップ３３で供給油量ＶL，ＶRを０とし、ステップ３４で各ホイストシリンダ１１，１２を停止させてルーチンを終了する。
また、荷重バランスＰL/ＰRが許容領域Ｅを逸脱してステップ３１でＮoの判定を下したときには、ステップ２４に戻る。この場合には供給油量比ＶL/ＶRが不適切と見なせるため、再び現在の荷重バランスＰL/ＰRから供給油量比ＶL/ＶRを算出し、供給油量ＶL，ＶRを設定し直す。このようなステップ２４～２９の繰り返しによりステップ３１の判定がＹesになり、さらにステップ３２でＮoの判定を下すとステップ３３に移行する。
以上のように本実施形態では、第１実施形態のロール角θRに代えて、荷台９の傾きと相関する指標として左右のホイストシリンダ圧ＰL，ＰRを用いており、ホイストシリンダ圧ＰL，ＰRから求めた荷重バランスＰL/ＰRに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量比ＶL/ＶR、ひいては供給油量ＶL，ＶRを増減している（ステップ２６～２８）。従って、重複する説明はしないが、ヒンジ１０の負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
しかも、荷台９の上昇中において供給油量比ＶL/ＶRが許容領域Ｅを逸脱した場合には、再び現在の荷重バランスＰL/ＰRから供給油量ＶL，ＶRを算出し直している。従って、このような場合であっても適切な供給油量ＶL，ＶRを保つことができ、結果として一層確実にヒンジ１０の破損を防止することができる。
［第３実施形態］
次いで、本発明を具体化した第３実施形態を説明する。本実施形態では、掘削物の偏りと相関する指標として、前後左右のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒ，７ｒｌ，７ｒｒのボトム側の油室の圧力（以下、サスシリンダ圧と称する）を採用しており、サスシリンダ圧の検出のために、荷台傾き検出部３３としてフロント側のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒには左右１対のサスシリンダ圧検出センサ６１ｆｌ，６１ｆｒ（図１～３に示す）が設けられ、リア側のサスペンションシリンダ７ｒｌ，７ｒｒには左右１対のサスシリンダ圧検出センサ６１ｒｌ，６１ｒｒ（図１～３に示す）が設けられている。なお、このサスシリンダ圧についても、左側をＰFL，ＰRL、右側をＰFR，ＰRRとして区別する。
昇降操作装置３１の操作レバー３１ａが上げ位置に操作されると、コントローラ３０は図１０に示す荷台傾き抑制ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
ステップ４１で上げ位置への操作が行われると、ステップ４２で荷台９の上昇を開始し、ステップ４３で、フロント側のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒのサスシリンダ圧ＰFL，ＰFR、及びリア側のサスペンションシリンダ７ｒｌ，７ｒｒのサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRを読み込む。その後ステップ４４で荷重バランスＰL/ＰRを算出する。詳しくは、左側の前後のサスシリンダ圧ＰFL，ＰRLを加算して左側のサスシリンダ圧ＰLを求め、右側の前後のサスシリンダ圧ＰFR，ＰRRを加算して右側のサスシリンダ圧ＰRを求めた上で、それらの比を荷重バランスＰL/ＰRとする。
その後は、第２実施形態のステップ２５～２８と同様に、ステップ４５で荷重バランスＰL/ＰRから左右の供給油量比ＶL/ＶRを算出し、ステップ４６で供給油量比ＶL/ＶRが１以上であるか否かを判定する。そして、ステップ４６の判定がＹesのときには、ステップ４７で左側の供給油量ＶLを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRの条件を満たす値として右側の供給油量ＶRを算出し（供給油量算出部）、これらの供給油量ＶL，ＶRに基づき各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。またステップ４６の判定がＮoのときには、ステップ４８で右側の供給油量ＶRを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRの条件を満たす値として左側の供給油量ＶLを算出すると共に（供給油量算出部）、各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。
続くステップ４９では、リア側のサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRの何れかが予め設定された排出開始判定値Ｐ1未満になったか否かを判定する（排出開始判定部）。排出開始判定値Ｐ1は、荷台９からの掘削物の排出開始を判定する閾値である。荷台９の上昇により掘削物が排出され始めると、リア側のサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRが急激に減少して排出開始判定値Ｐ1を下回る。このためステップ４９でＹesの判定が下された時点で掘削物の排出が開始されたと見なせ、この場合にはステップ５０に移行する。ステップ５０では、供給油量ＶL，ＶRから予め設定された補正値を減算する。
図１１は左側のサスシリンダ圧ＰRLが先行して排出開始判定値Ｐ1未満になった場合のサスシリンダ圧ＰF，ＰR及び供給油量ＶL，ＶRの制御状況を示すタイムチャートである。この図に示すように、サスシリンダ圧ＰRLが排出開始判定値Ｐ1未満になった時点で、ステップ５０の処理により供給油量ＶL，ＶLがＬまで減少補正されている。
その後にステップ５１で上昇角θLが排出上限位置判定値θ1以上になると、ステップ５２で油圧ポンプ１６，１７の流量制御を停止し、ステップ５３で各ホイストシリンダ１１，１２を停止させてルーチンを終了する。
以上のように本実施形態では、荷台９の傾きと相関する指標として前後左右のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒ，７ｒｌ，７ｒｒのサスシリンダ圧ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRを用いており、サスシリンダ圧ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRから求めた荷重バランスＰL/ＰRに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量比ＶL/ＶR、ひいては供給油量ＶL，ＶRを増減している（ステップ４６～４８）。従って、重複する説明はしないが、ヒンジ１０の負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
しかも、リア側のサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRと排出開始判定値Ｐ1との比較に基づき荷台９からの掘削物の排出開始を判定し（ステップ４９）、左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶLを減算している（ステップ５０）。上昇中の荷台９から掘削物が排出される以前には荷台９の重心がヒンジ１０よりも前側に位置しているのに対し、掘削物の排出が開始された直後には重心が急激にヒンジ１０の後側に移動する。この重心移動により所謂キックバックと称する現象が引き起こされ、ホイストシリンダ１１，１２に作用する荷重が逆転して車体に過大な負荷が加えられる。
本実施形態によれば、掘削物の排出開始の時点で供給油量ＶL，ＶRが減少補正されるため、それ以降の荷台９の上昇速度が抑制される。このため、掘削物の排出速度も抑制されて荷台９の重心移動がより緩やかなものとなり、掘削物の排出の際に車体に作用する負荷を軽減できることから、ダンプトラック１の耐久性を向上できるという別の効果も得られる。
なお、図１０のフローチャート中のステップ４８とステップ４９との間に、許容領域Ｅに関する図８のステップ２９～３１の処理を加えてもよく、重複する説明はしないが、この場合には第２実施形態で述べた作用効果が得られる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、荷台９上の掘削物に左右方向への偏りが生じた場合を想定したが、例えばダンプトラック１が左右方向の斜面に停車した場合を想定した対策として具体化してもよい。両者は原因が異なるが、何れも荷台９に生じた傾きに起因して左右のホイストシリンダ１１，１２が受ける荷重が不均等になり、これにより左右のホイストシリンダ１１，１２の伸張速度に格差が生じてヒンジ１０への負担が増加する点で共通する。
そこで、斜面への停車の場合には、水平を基準とした車体フレーム２の左右方向への傾斜角（＝荷台９の左右方向への傾斜角であり、本発明の荷台の傾きに相当）を傾斜角センサ等により検出し、この傾斜角に基づき左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを増減すればよい。これにより上記各実施形態と同様に、左右のホイストシリンダ１１，１２を略均等に伸張させてヒンジ１０の負担を軽減することができる。
また上記実施形態では、左右のホイストシリンダ１１，１２の油圧回路を独立して設けたが、これに限るものではない。例えば図１２に示すように、エンジン１３により駆動される単一の油圧ポンプ１６（油圧源）から吐出された作動油を同じく単一の制御弁２０に供給して、昇降操作装置３１の操作に応じて制御弁２０を切り換えるようにしてもよい。そして、この制御弁２０からの作動油を分岐させて１対の電磁比例流量制御弁７１，７２（供給油量調整部）に供給し、これらの流量制御弁７１，７２の開度を供給油量比ＶL/ＶRに応じて制御することにより、左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを増減させてもよい。この場合でも上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
１ ダンプトラック
２ 車体フレーム
３ フロントサスペンション（サスペンション）
５ リアサスペンション（サスペンション）
４ 前輪（車輪）
６ 後輪（車輪）
７ｆｌ，７ｆｒ,７ｒｌ，７ｒｒ サスペンションシリンダ
９ 荷台
１０ ヒンジ
１１，１２ ホイストシリンダ
１３ エンジン（油圧源）
１５ 荷台昇降装置
１６,１７ 油圧ポンプ（油圧源、供給油量調整部）
２０,２５ 制御弁
３０ コントローラ（供給油量算出部、供給油量制御部、ロール角算出部）
３１ 昇降操作装置
３３ 荷台傾き検出部
４１ｌ,４１ｒ ストロークセンサ（荷台傾き検出部）
５１ｌ,５１ｒ ホイストシリンダ圧検出センサ（荷台傾き検出部）
６１ｆｌ,６１ｆｒ,６１ｒｌ,６１ｒｒ サスシリンダ圧検出センサ(荷台傾き検出部)
７１，７２ 電磁比例流量制御弁（供給油量調整部）

Claims (8)

  1. 車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、
    前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、
    前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、
    前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、
    前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備え、
    前記荷台傾き検出部は、前記１対のホイストシリンダのシリンダストロークをそれぞれ検出する１対のストロークセンサを備え、前記１対のストロークセンサにより検出されたシリンダストロークの差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備える
    ことを特徴とするダンプトラックの荷台昇降装置。
  2. 車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、
    前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、
    前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、
    前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、
    前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備え、
    前記荷台傾き検出部は、前記１対のホイストシリンダのボトム圧をそれぞれ検出する１対のホイストシリンダ圧検出センサを備え、前記１対のホイストシリンダ圧検出センサにより検出された圧力の差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備える
    ことを特徴とするダンプトラックの荷台昇降装置。
  3. 車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、
    前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、
    前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、
    前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、
    前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備え、
    前記荷台傾き検出部は、前記ダンプトラックの前後左右の４つの車輪のそれぞれを独立懸架する４つのサスペンションを構成する各サスペンションシリンダのボトム圧をそれぞれ検出する４つのサスシリンダ圧検出センサを備え、前記４つのサスシリンダ圧検出センサにより検出された圧力の差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備える
    ことを特徴とするダンプトラックの荷台昇降装置。
  4. 前記供給油量制御部は、前記ロール角算出部において算出される前記ロール角を制御するための上限閾値である偏り判定値より小さくなるように、前記各供給油量をそれぞれ制御する
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  5. 前記偏り判定値は、前記荷台の上昇に伴って次第に減少する
    ことを特徴とする請求項４に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  6. 前記供給油量算出部は、前記各ボトム圧から前記荷台の車幅方向の荷重バランスを算出し、前記荷重バランスに基づき前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量の比を算出し、前記供給油量の比として前記各供給油量をそれぞれ算出する
    ことを特徴とする請求項２または３に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  7. 前記供給油量調整部は、前記油圧源として前記１対のホイストシリンダに対応してそれぞれ設けられ、作動油の吐出量を個別に調整可能な１対の可変容量型の油圧ポンプである
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  8. 前記供給油量調整部は、前記１対のホイストシリンダに対応してそれぞれ設けられ、前記油圧源から供給される作動油の流量を個別に調整可能な１対の流量制御弁である
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
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