JP7270882B2 - ウイング車のウイング開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウイング車のウイング開閉装置に関する。

一般に、トラックにおける荷の積み下ろし作業を実施し易くするために、ウイングボデーに開閉自在にそれぞれ支持された左ウイングおよび右ウイングを開閉するウイング開閉装置を備えるウイング車、が知られている。

従来のこの種のウイング開閉装置として、油圧ポンプユニットおよび前後の油圧シリンダ装置が使用されているものがある。
しかしながら、油圧シリンダ装置が使用されているウイング開閉装置においては、油圧ポンプユニットから前後の油圧シリンダ装置が離れているので、その間のホースが長くなり、油漏れが発生しやすいという問題点がある。
この問題点を解決する手段として、電動シリンダ装置が使用されているものがある。
しかしながら、電動シリンダ装置が使用されているウイング開閉装置においては、前後の電動シリンダ装置の同調が外れてしまうと、ウイングの捩れが発生するという問題点がある。
そこで、前後の電動シリンダ装置を同調させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５９８４５１９号公報

しかしながら、前後の電動シリンダ装置を同調させるウイング開閉装置においては、荷台の前部と後部とに電動シリンダ装置が配置されていることにより、前後の電動シリンダ装置や電源およびコマンド装置のような各装置間において複数の長い配線（ハーネス）が引き回されるだけなく、モータ駆動のための大電流が流れてノイズを発生させる原因となるので、ウイング開閉装置についての信頼性が低下するという問題点がある。

本発明の目的は、電動シリンダ装置を使用したウイング車のウイング開閉装置において、各装置間の配線を低減して、信頼性を向上することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
ウイング車のウイングを伸縮作動によって開閉する電動シリンダ装置と、
前記電動シリンダ装置に設けられた電動シリンダ装置側通信回路と、
前記電動シリンダ装置を操作するコマンド装置と、
前記コマンド装置に設けられたコマンド装置側通信回路とを備えており、
前記電動シリンダ装置側通信回路と前記コマンド装置側通信回路とがデータを相互に送受信する、
ことを特徴とするウイング開閉装置。

前記した手段によれば、電動シリンダ装置を使用したウイング車のウイング開閉装置に
おいて、各装置間の配線を低減することができ、信頼性を向上することができる。

本発明の一実施形態であるウイング開閉装置を搭載したウイング車を示す斜視図である。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置を示すブロック図である。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置のコマンド装置の送受信フローを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置の電動シリンダ装置の送受信フローを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置のウイング開作動時における時間とストロークとの関係を示すコマンド装置の指令データのグラフである。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置のコマンド装置による緩起動緩停止指令データ計算フローを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置において前後の電動シリンダ装置の位置の差が大きくなった場合のコマンド装置による緩起動緩停止指令データ計算フローを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態であるウイング開閉装置のウイング開作動時において前後の電動シリンダ装置の位置の差が大きくなった場合の時間とストロークとの関係を示すコマンド装置の指令データのグラフである。

以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。

本実施形態において、本発明に係るウイング車のウイング開閉装置は、図１に示されたウイング車のウイングの開閉を制御するものとして構成されている。

図１に示されているように、ウイング車１はトラック２の荷台に搭載されているウイングボデー３を備えており、ウイングボデー３の左右の側壁にはウイング５が一対、支軸４によって回動自在に支持されて、ガルウイング形態に斜め上方に開閉するように設備されている。
なお、左、右のウイング５、５は同一の構造をもって左右対称形状に配設されているため、以下、左側のウイング５について代表的に説明する。
ウイングボデー３の前後壁には前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００がそれぞれ上向きに配設されており、前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００は上端がウイング５に回転自在に枢着され、下端がウイングボデー３に回転自在に枢着されている。つまり、ウイング５は前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００の伸縮作動によって開閉される。

図２に示されているように、前側電動シリンダ装置１００は、ケーシング１０１内に回転自在に支持されたボールネジ１０２と、これに螺合してボールネジ１０２の回転に伴って直線移動するボールネジナット１０３と、ボールネジナット１０３に固定された中空ロッド１０４と、減速機構１０５を介してボールネジ１０２を回転駆動するモータ１０６と、シリンダコントローラ１０７と、を備えている。
シリンダコントローラ１０７は、モータ１０６を駆動するドライバ１０９と、モータ１０６の電流検出器１１０と、モータ１０６の回転検出器１１１と、コマンド装置３００と送受信する電動シリンダ装置側通信回路１１２と、これらを制御する制御回路１０８と、によって構成されている。シリンダコントローラ１０７にはトラックのバッテリーからの電圧が与えられている（図示せず）。
モータ１０６には直流モータ（直流電動機）またはブラシレスモータ等の三相モータが
ある。
ドライバ１０９は制御回路１０８の制御によりモータ１０６を駆動する。ドライバ１０９の制御方法としてはパルス幅制御（ＰＷＭ）や１２０度通電制御やベクトル制御が代表的である。
電流検出器１１０はドライバ１０９からモータ１０６に供給される電流を検出する。
回転検出器１１１はモータ１０６の回転角度および回転回数を検出する。
ただし、回転検出器１１１で回転角度だけを検出し、制御回路１０８で回転回数を計数することもできる。
ここで、回転角度検出の分解能が高くなるほど、電動シリンダ装置のストロークの位置精度が向上する。

後側電動シリンダ装置２００は、ケーシング２０１、ボールネジ２０２、ボールネジナット２０３、中空ロッド２０４、減速機構２０５、モータ２０６、シリンダコントローラ２０７によって構成されており、シリンダコントローラ２０７は制御回路２０８、ドライバ２０９、電流検出器２１０、回転検出器２１１および電動シリンダ装置側通信回路２１２を備えている。
これらは前側電動シリンダ装置１００のそれぞれと同様に構成されている。

図２に示されているように、前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００はコマンド装置３００によって送信される位置指令によって操作されるように構成されている。
コマンド装置３００はコマンドコントローラ３０１を備えている。コマンドコントローラ３０１は電動シリンダ装置側通信回路１００および２００と送受信するコマンド装置側通信回路３０３と、これを制御する制御回路３０２と、によって構成されている。
コマンドコントローラ３０１にはトラックのバッテリーからの電圧が与えられている（図示せず）。
本実施形態においては、ＣＡＮ（Controller Area Network)が使用されており、電動シリンダ装置側通信回路１００および２００とコマンド装置３００とは、ＨレベルラインおよびＬレベルラインの２本の通信路によって接続されている。
ただし、通信路はＣＡＮに限定するものではなく、有線通信路または無線通信路によって構成してもよい。
コマンドコントローラ３０１には、左側ウイングを開く時に操作される開スイッチ３０４と、左側ウイングを閉じる時に操作される閉スイッチ３０５と、が接続されている。
コマンドコントローラ３０１にはモニタ３０６が接続されている。モニタ３０６はコマンドコントローラ３０１の指令に従って左側ウイングの開閉状態や異常状態を表示する。

以下、コマンド装置３００の送受信フローおよび電動シリンダ装置の送受信位置制御フローを図３および図４に示されたフローチャートに沿って説明する。
ここでは、図５に示されたウイング開作動時における時間とストロークとの関係を示すグラフ、すなわち、ウイング開作動シーケンス制御フローを実行する場合について説明する。

図３に示されているように、開スイッチ３０４が投入されると、コマンド装置３００は初期化処理した後、第一ステップＳ１において、「送信後一定時間経過したか」を判断する。
送信時間が一定時間経過した場合（ＹＥＳ）には、第二ステップＳ２に進む。
送信時間が一定時間経過していない場合（ＮＯ）には、第一ステップＳ１に戻る。
第二ステップＳ２において、コマンド装置３００は前側電動シリンダ装置１００に伸長指令データを送信した後に、第三ステップＳ３に進む。
第三ステップＳ３において、コマンド装置３００は後側電動シリンダ装置２００に伸長
指令データを送信した後に、第四ステップＳ４に進む。
伸長指令データは図５に示された時間とストローク関係グラフ、すなわち、ウイング開作動シーケンス制御フローに基づいてコマンド装置３００によって発生される信号である。
図５に示された時間とストローク関係グラフ、すなわち、ウイング開作動シーケンス制御フローはコマンドコントローラ３０１の制御回路３０２の教示再生機能によって予め作成（プログラミング）され、ウイング開作動シーケンス制御フローのテーブルとして制御回路３０２のメモリーに予め記憶されている。
第四ステップＳ４において、コマンド装置３００は「前側電動シリンダ装置１００または後側電動シリンダ装置２００からの実測データを受信したか」を判断する。
実測データを受信した場合（ＹＥＳ）には、第五ステップＳ５に進む。
実測データを受信していない場合（ＮＯ）には、第四ステップＳ４に戻る。
第五ステップＳ５において、コマンド装置３００は最初の電動シリンダ装置１００または２００からの実測データを読み込み、第六ステップＳ６に進む。
第六ステップＳ６において、コマンド装置３００は「残りの電動シリンダ装置２００または１００からの実測データを受信したか」を判断する。
実測データを受信した場合（ＹＥＳ）には、第七ステップＳ７に進む。
実測データを受信していない場合（ＮＯ）には、第六ステップＳ６に戻る。
第七ステップＳ７において、コマンド装置３００は残りの電動シリンダ装置２００または１００からの実測データを読み込み、第八ステップＳ８に進む。
第八ステップＳ８において、コマンド装置３００は受信した実測データを図５に示されたグラフに適用して指令データを演算した後に、第一ステップＳ１に戻る。
以降、図５に示されたグラフ、すなわち、ウイング開作動シーケンス制御フローのテーブルが終了するまで、ルーチンが繰り返される。

他方、図４に示されているように、電動シリンダ装置１００および２００の制御回路１０８および２０８は初期化処理した後、第一ステップＳ１において、「コマンド装置からの伸長指令データを受信したか」を判断する。
受信した場合（ＹＥＳ）には、第二ステップＳ２に進む。
受信していない場合（ＮＯ）には、第一ステップＳ１に戻る。
第二ステップＳ２において、制御回路１０８および２０８は受信した伸長指令データを読み込み、第三ステップＳ３に進む。
第三ステップＳ３において、制御回路１０８および２０８は受信した伸長指令データによってドライバ１０９および２０９を駆動してモータ１０６および２０６を回転させた後に、第四ステップＳ４に進む。
第四ステップＳ４において、制御回路１０８および２０８は回転検出器１１１および２１１の実測データを読み込み、コマンド装置３００に送信する。
以降、図５に示されたグラフ、すなわち、ウイング開作動シーケンス制御フローのテーブルが終了するまで、ルーチンが繰り返される。

次に、図５のグラフにおける緩停止作動について、図６に示された緩停止指令データ計算フローのフローチャートに沿って説明する。
図６に示されているように、第一ステップＳ１において、コマンド装置３００は「操作中か」を判断する。
操作中でない場合（ＮＯ）には、第二ステップＳ２に進む。
操作中である場合（ＹＥＳ）には、第三ステップＳ３に進む。
第二ステップＳ２において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝０」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第三ステップＳ３において、コマンド装置３００は「始動時ではないか」を判断する。
始動時である場合（ＮＯ）には、第四ステップＳ４に進む。
始動時でない場合（ＹＥＳ）には、第五ステップＳ５に進む。
第四ステップＳ４において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝緩起動の増加分」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第五ステップＳ５において、コマンド装置３００は前後の電動シリンダ装置の実測データにより緩停止開始点を判定した後に、第六ステップＳ６に進む。
第六ステップＳ６において、コマンド装置３００は「緩停止ではないか」を判断する。
緩停止である場合（ＮＯ）には、第七ステップＳ７に進む。
緩停止でない場合（ＹＥＳ）には、第八ステップＳ８に進む。
第七ステップＳ７において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝緩停止の増加分」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第八ステップＳ８において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝通常時の増加分」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第九ステップＳ９において、コマンド装置３００は「伸長指令データ＝前回の伸長指令データ＋増加分Ａ」の処理を行い、前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００に伸長指令データを送信する。
なお、緩起動および緩停止の増加分Ａは、経過時間や実測データにより変化させることができる。
ウイング開作動時（電動シリンダ装置伸長時）は、増加分Ａはプラスとなるが、ウイング閉操作時（電動シリンダ装置短縮時）は、増加分Ａはマイナスとなる。

次に、図８のグラフにおける電動シリンダ装置からの実測データと指令データとの差によってシーケンス制御フローの指令データを補償する動作について、図７に示された補償動作を行う指令データ計算フローのフローチャートに沿って説明する。
図７に示されているように、第一ステップＳ１において、コマンド装置３００は「操作中か」を判断する。
操作中でない場合（ＮＯ）には、第二ステップＳ２に進む。
操作中である場合（ＹＥＳ）には、第三ステップＳ３に進む。
第二ステップＳ２において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝０」の処理を行い、第十一ステップＳ１１に進む。
第三ステップＳ３において、コマンド装置３００は「始動時ではないか」を判断する。
始動時である場合（ＮＯ）には、第四ステップＳ４に進む。
始動時でない場合（ＹＥＳ）には、第五ステップＳ５に進む。
第四ステップＳ４において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝緩起動の増加分」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第五ステップＳ５において、コマンド装置３００は前後の電動シリンダ装置の実測データにより緩停止開始点を判定した後に、第六ステップＳ６に進む。
第六ステップＳ６において、コマンド装置３００は「緩停止ではないか」を判断する。
緩停止である場合（ＮＯ）には、第七ステップＳ７に進む。
緩停止でない場合（ＹＥＳ）には、第八ステップＳ８に進む。
第七ステップＳ７において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝緩停止の増加分」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第八ステップＳ８において、コマンド装置３００は「増加分Ａ＝緩停止の増加分」の処理を行い、第九ステップＳ９に進む。
第九ステップＳ９において、コマンド装置３００は「伸長指令データと両電動シリンダ装置の実測データとの差が許容範囲か」を判断する。
許容範囲でない場合（ＮＯ）、すなわち、前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００から送信される実測データとシーケンスフローの伸長指令データとの差が大きくなり、挽回不可能と判断した場合には、第十ステップＳ１０に進む。
許容範囲である場合（ＹＥＳ）、すなわち、前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００から送信される実測データとシーケンスフローの伸長指令データと
の差が小さく、挽回可能と判断した場合には、第十一ステップＳ１１に進む。
第十ステップＳ１０において、コマンド装置３００は「増加分Ａを減少する」の処理を行い、第十一ステップＳ１１に進む。
第十一ステップＳ１１において、コマンド装置３００は「伸長指令データ＝前回の伸長指令データ＋増加分Ａ」の処理を行い、前側電動シリンダ装置１００および後側電動シリンダ装置２００に伸長指令データを送信する。すなわち、図８に示されているように、シーケンス制御フローの勾配を減少させ、勾配を減少した後に、実測データと指令データとの差が小さくなったと判断した場合に、勾配を増加（復帰）させる。
以降、図８に示されたグラフ、すなわち、電動シリンダ装置からの実測データと指令データとの差によってシーケンス制御フローの指令データを補償する動作がウイング開作動フィードバック制御フローのテーブルが終了するまで、ルーチンが繰り返される。

なお、ウイング閉作動時の場合も、前述したウイング開作動の場合と同様のシーケンス制御フローまたはフィードバック制御フローが実行される。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。

（１）ウイング開閉装置に電動シリンダ装置を使用することにより、ウイング開閉装置に油圧シリンダ装置が使用されている場合に比べて、油圧装置や油圧配管等の油圧系を省略することができるので、イニシャルコストおよびランニングコストを大幅に低減することができる。

（２）前側電動シリンダ装置および後側電動シリンダ装置とコマンド装置との間の接続は通信回線路だけであり、複数の長い配線の引き回しを省くことができるので、ウイング開閉装置全体としての遠隔操作構造を簡単化かつ軽量化することができるばかりでなく、コストを低減することができるとともに、メンテナンス性能を向上させることができる。

（３）Ｄｕｔｙ制御を行う所謂パワーラインの配線は前側電動シリンダ装置および後側電動シリンダ装置の内部だけとなることにより、外部のハーネスにモータ駆動の大電流が流れてノイズを発生させる原因がなくなるので、ウイング開閉装置の信頼性を向上することができる。

（４）コマンド装置の指令データに対する前側電動シリンダ装置および後側電動シリンダ装置の実測データが明確になるので、お互いを監視することにより、ウイング開閉装置全体としての信頼性を向上することができる。

（５）ウイング開閉装置のシーケンス制御フローをウイング開閉装置の個体毎にそれぞれ対応して作成（プログラミング）することができるので、各ウイング開閉装置相互間の個性の相違を補償することができる。

（６）前側電動シリンダ装置および後側電動シリンダ装置のシーケンス制御フローをそれぞれ別々に対応して作成（プログラミング）することにより、前側電動シリンダ装置と後側電動シリンダ装置との間の相違を補償することができるので、ウイングの捩れの発生を予め回避することができる。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、前側電動シリンダ装置および後側電動シリンダ装置からの実測データだけでなく、温度や電流値のようなその他のデータもコマンド装置に送信することにより、ウイン
グの開度等の情報や異常が発生した場合の内容を操作しながら監視することができる。

モニタは省略してもよい。

ウイングの開作動時および閉作動時における緩起動の制御は省略してもよい。

１…ウイング車、２…トラック、３…ウイングボデー、４…支軸、５…ウイング、
１００…前側電動シリンダ装置、１０１…ケーシング、１０２…ボールネジ、１０３…ボールネジナット、１０４…中空ロッド、１０５…減速機構、１０６…モータ、１０７…シリンダコントローラ、１０８…制御回路、１０９…ドライバ、１１０…電流検出器、１１１…回転検出器、１１２…シリンダ装置側通信回路、
２００…後側電動シリンダ装置、２０１…ケーシング、２０２…ボールネジ、２０３…ボールネジナット、２０４…中空ロッド、２０５…減速機構、２０６…モータ、２０７…シリンダコントローラ、２０８…制御回路、２０９…ドライバ、２１０…電流検出器、２１１…回転検出器、２１２…シリンダ装置側通信回路、
３００…コマンド装置、３０１…コマンドコントローラ、３０２…制御装置、３０３…コマンド装置側通信回路、３０４…開スイッチ、３０５…閉スイッチ、３０６…モニタ。

Claims (4)

1. ウイング車のウイングを伸縮作動によって開閉する電動シリンダ装置と、
   前記電動シリンダ装置に設けられた電動シリンダ装置側通信回路と、
   前記電動シリンダ装置に設けられ、前記電動シリンダ装置側通信回路に接続された電動シリンダ装置側制御回路と、
   前記電動シリンダ装置を操作するコマンド装置と、
   前記コマンド装置に設けられたコマンド装置側通信回路と、
   前記コマンド装置に設けられ、前記コマンド装置側通信回路に接続されたコマンド装置側制御回路と、
   を備えており、
   前記電動シリンダ装置側制御回路は、前記電動シリンダ装置側通信回路が受信した
   指令データに基づいて前記電動シリンダ装置を伸縮作動させるとともに、実測データを前記電動シリンダ装置側通信回路に出力し、前記電動シリンダ装置側通信回路は出力された実測データを前記コマンド装置側通信回路に送信し、
   前記コマンド装置側制御回路は、前記コマンド装置側通信回路が受信した前記実測データに基づいて前記指令データを演算するとともに、前記指令データを前記コマンド装置側通信回路に出力し、前記コマンド装置側通信回路は出力された前記指令データを前記電動シリンダ装置側通信回路に送信する、
   ことを特徴とするウイング開閉装置。
2. 前記コマンド装置は、前記電動シリンダ装置からの実測データによってウイングの全開および全閉のストロークエンド手前の緩停止点を判断して緩停止させる指令データを送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のウイング車のウイング開閉装置。
3. 前記コマンド装置は、前記電動シリンダ装置からの実測データと指令データとの差によってシーケンスフ制御フローの指令データを補償する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のウイング車のウイング開閉装置。
4. 前記電動シリンダ装置が前記ウイングの前側および後側にそれぞれ配置されている、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のウイング車のウイング開閉装置。

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