JP7424891B2

JP7424891B2 - 塵芥収集車

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Publication number: JP7424891B2
Application number: JP2020061445A
Authority: JP
Inventors: 聡西▲崎▼; 健太郎下田
Original assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: JP2021160844A

Description

本発明は、塵芥収集車に関し、特にその塵芥収容箱を傾動させる傾動用油圧シリンダの伸長位置推定に関する。

従来、塵芥収容箱と、この塵芥収容箱の後方開口部を開閉可能に該塵芥収容箱に連設された塵芥投入箱と、塵芥収容箱を傾動用油圧シリンダによって傾動させる傾動機構と、塵芥投入箱内部に設けられると共に、複数の積込用油圧アクチュエータによってサイクル駆動される塵芥積込機構と、傾動用油圧シリンダ及び積込用油圧アクチュエータの作動油を貯留する作動油タンクと、傾動用油圧シリンダ及び積込用油圧アクチュエータを駆動制御する制御部とを備えた塵芥収集車は知られている（例えば、特許文献１参照）。この塵芥収集車は、排出作業時に塵芥投入箱を上方へ回動させて開いた状態で、傾動用油圧シリンダを伸長させて塵芥収容箱を傾動させることにより、ピットに向かって塵芥収収容箱内の塵芥を排出するようにしている。

特開２０１１－２０７６０８号公報（特に図１６、図１８）

このような排出作業時に傾動用油圧シリンダを伸長させて排出作業を行う塵芥収集車では、塵芥積込機構を含む塵芥投入箱の自重が重いこともあり、傾動用油圧シリンダが全伸長位置になるときに、伸長方向に慣性力が働き、車両が不安定になりやすいという問題がある。このため、作業者は、車両が不安定にならないように慎重に傾動用油圧シリンダを伸長させなければならなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塵芥収容箱の傾動機構を備えた塵芥収集車の排出作業時における安全性を向上させることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、作動油タンクの油面位置から傾動用油圧シリンダの伸長程度を推定するようにした。

具体的には、第１の発明では、塵芥収容箱と、該塵芥収容箱の後方開口部を回動により開閉可能に該塵芥収容箱に連設された塵芥投入箱と、該塵芥収容箱を傾動用油圧シリンダによって傾動させる傾動機構と、上記塵芥投入箱内部に設けられると共に、複数の積込用油圧アクチュエータによってサイクル駆動される塵芥積込機構と、上記傾動用油圧シリンダ及び上記積込用油圧アクチュエータの作動油を貯留する作動油タンクと、該傾動用油圧シリンダ及び上記積込用油圧アクチュエータを駆動制御する制御部とを備えた塵芥収集車を対象とする。

そして、上記作動油タンクには、上記制御部と接続される液面レベルセンサが設けられ、
上記積込用油圧アクチュエータが第１規定停止位置にあり、上記塵芥投入箱が回動されて上記後方開口部が開いた状態で、上記制御部が上記塵芥収容箱を上記傾動用油圧シリンダによって傾動させるときに、上記制御部は、上記液面レベルセンサの検知情報に基づいて上記作動油タンクの作動油量の変化を上記傾動用油圧シリンダの伸長位置に変換し、該傾動用油圧シリンダの所定の伸長位置で該傾動用油圧シリンダの伸長スピードを変化させるように構成されている。

上記の構成によると、積込用油圧アクチュエータはサイクル動作における第１規定停止位置において、一定の姿勢となり、そのときの積込用油圧アクチュエータ側に残る作動油の量が決まっているので、作動油が作動油タンクに戻って作動油の油面が安定すると、その油面高さから傾動用油圧シリンダが使用する作動油を推定できる。このため、油面高さから傾動用油圧シリンダの収縮状態を推定できる。それにより、排出作業時に重心が後ろよりになって塵芥収集車が不安定になりやすい傾動用油圧シリンダの全伸長位置前で、その伸長スピードを遅くしたり一時的に停止したりすることができる。これにより、排出作業時の安全性が向上する。また、傾動用油圧シリンダの近くにスイッチやセンサを取り付けて直接ピストンロッドの状態を検知する必要がなく、傾動用油圧シリンダの周囲のレイアウト変更、部品点数増加等を避けることができる。

第２の発明では、上記第１の発明において、
上記塵芥収容箱と上記塵芥投入箱との間には、上記作動油タンクの作動油を使用して伸縮される回動用油圧シリンダが設けられ、上記塵芥収容箱を上記傾動用油圧シリンダによって傾動させるときには、上記制御部が、回動用油圧シリンダを第２規定停止位置に停止させるように構成されている。

上記の構成によると、塵芥投入箱を塵芥収容箱に対して回動させる回動用油圧シリンダが、傾動用油圧シリンダ及び積込用油圧アクチュエータと共通の作動油タンクを使用する場合に、積込用油圧アクチュエータを第１規定停止位置に停止させると共に回動用油圧シリンダを第２規定停止位置に停止させることで、積込用油圧アクチュエータ側に残る作動油の量と回動用油圧シリンダに残る作動油の量を所定の一定量にすることができる。これにより、作動油が作動油タンクに戻って作動油の油面が安定すると、その油面高さから傾動用油圧シリンダが使用する作動油を推定できる。これにより、排出作業時に、塵芥積込機構の姿勢と塵芥投入箱の塵芥収容箱に対する姿勢とを毎回同じ状態にしつつ塵芥収容箱を傾動させることができ、排出作業時に重心が後ろよりになって塵芥収集車が不安定になりやすい傾動用油圧シリンダの全伸長位置前で、その伸長スピードを遅くしたり一時的に停止したりすることができる。これにより、排出作業時の安全性が向上する。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記第１規定停止位置は、上記塵芥積込機構の１サイクル停止位置である。

上記の構成によると、積込作業が終了したときの１サイクル停止位置であれば、通常の待機状態であるので、傾動用油圧シリンダの伸長具合の確認のためだけに塵芥積込機構を操作する必要がないので作業性に優れる。

以上説明したように、本発明によれば、積込用油圧アクチュエータを第１規定停止位置に停止させて作動油タンクの油面高さから傾動用油圧シリンダの収縮状態を推定し、傾動用油圧シリンダの所定の伸長位置で傾動用シリンダの伸長スピードを変化させるように構成したので、排出作業時に重心が後ろよりになって塵芥収集車が不安定になりやすい傾動用油圧シリンダの全伸長位置前で、その伸長スピードを遅くしたり一時的に停止したりすることができる。その結果、排出作業時における安全性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る通常時の塵芥収集車の概要を示す側面図である。本発明の実施形態に係る排出作業時の塵芥収集車の概要を示す側面図である。塵芥積込機構及び傾動機構と油圧回路の概要を示す図である。本発明の実施形態に係る塵芥収集車の使用方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

－塵芥収集車の構成－
図１及び図２は本発明の実施形態１に係る塵芥収集車１を示し、塵芥収集車１の運転室２ａ後方の車台２上に塵芥収容箱３が搭載されている。この塵芥収容箱３の後方開口部４には、その上方で投入箱支持ピン５により軸支された塵芥投入箱６が設けられている。この塵芥投入箱６は、塵芥収容箱３と塵芥投入箱６との間に設けられた回動用油圧シリンダ９（図２参照）により、投入箱支持ピン５を中心に回動自在に構成されている。

塵芥収集車１は、車台２のエンジン４０に駆動される動力取出装置（ＰＴＯ）５２（図３に示す）を備えている。この動力取出装置５２の動力により、各種油圧アクチュエータを含む油圧機器３０が駆動されるようになっている。

本発明に係る回転式の塵芥積込機構２０は、塵芥投入箱６内に投入口７を通じて投入された塵芥５５を圧縮して後方開口部４を通して塵芥収容箱３内に積込むためのものである。塵芥積込機構２０は、中間部が塵芥投入箱６の側壁面に枢支されて一端側を前後方向に揺動させる押込板１０と、この押込板１０の他端にロッド１３ａの先端が回転自在に支持されて押込板１０を作動させる押込シリンダ１３と、基端１５ａを支点に回転可能な回転板１５と、この回転板１５の基端１５ａに減速機１４ａを介して連結され、回転板１５を回転作動させる油圧モータ１４（図３にのみ示す）とを備えている。このように構成した回転板１５の回転動作と押込板１０の揺動動作との協動によって塵芥投入箱６に投入された塵芥５５を圧縮して塵芥収容箱３に積込むようになっている。上記押込シリンダ１３及び油圧モータ１４は、積込用油圧アクチュエータを構成している。

図２に示すように、塵芥収集車１は、塵芥収容箱３内の塵芥を排出するための排出作業のときに、塵芥収容箱３を傾動させる傾動用油圧シリンダ２２を含む傾動機構１８を備えている。塵芥５５を排出する場合、回動用油圧シリンダ９を伸長させて塵芥投入箱６を開いた状態で、傾動用油圧シリンダ２２を徐々に伸長させて塵芥収容箱３を傾動させ、塵芥をピットＰなどに排出するように構成されている。

詳しくは図示しないが、塵芥収集車１は、例えば、車幅方向右側の押込シリンダ１３の縮小を最小縮小位置の手前で検知する戻りリミットスイッチ、押込シリンダ１３の伸長を最大伸長位置の手前で検知する押込リミットスイッチを備えている。同様に、塵芥収集車１は、回転板１５の回転を回転板１５の先端が後方開口部４に臨む位置、すなわち、回転板１５の表面と塵芥収容箱３の底面とが略水平となる位置の手前で検知する回転リミットスイッチと、押込板１０との接触を回避するための回避リミットスイッチとを備えている。以降、これらをまとめてリミットスイッチ６６とする。

－油圧機器構成－
図３は、本実施形態に係る塵芥収集車１の油圧機器３０の油圧回路６１を示す。同図に示すように、油圧機器３０は、上記動力取出装置５２に駆動される油圧ポンプ５１を備えている。油圧ポンプ５１により、上述した塵芥積込機構２０、傾動機構１８等を駆動する油圧が提供されるようになっている。油圧機器３０では、積込用油圧アクチュエータとしての押込シリンダ１３及び油圧モータ１４と、傾動機構１８の傾動用油圧シリンダ２２とがそれぞれ油圧制御されている。油圧機器３０には、他にも、塵芥収容箱３に対して塵芥投入箱６を回動させるための回動用油圧シリンダ９や、塵芥収容箱３の後方開口部４を塵芥投入箱６により閉じた状態でロックするためのロックシリンダ（図示省略）が備えられている。

各シリンダ９，１３，２２及び油圧モータ１４は、油圧配管６１ｃを介してコントロールバルブ６３に接続されている。詳しくは図示しないが、コントロールバルブ６３は、押込シリンダ１３の縮小及び伸長を制御する押込板用電磁弁と、油圧モータ１４の正転及び逆転を制御する回転板用電磁弁と、回動用油圧シリンダ９の縮小及び伸長を制御する回動用電磁弁と、傾動用油圧シリンダ２２の縮小及び伸長を制御する傾動用電磁弁とを備えている。これら４つの電磁弁は、例えば、３位置切換電磁弁よりなる。これらの電磁弁の開閉ポートを切り換えることにより、ＰＴＯ５２を駆動して回転させた油圧ポンプ５１から吐出された作動油を所望のシリンダ９，１３，２２又は油圧モータ１４に対して供給するように構成されている。そして、制御部としての（プログラマブルロジックコントローラ）ＰＬＣ５０から送られてきた信号により、コントロールバルブ６３を介してシリンダ９，１３，２２の伸縮動作の切換及び油圧モータ１４の正転及び逆転が制御され、又は運転が停止されるようになっている。

塵芥収集車１は、上述のＰＬＣ５０を有し、このＰＬＣ５０が塵芥積込機構２０、傾動機構１８、油圧機器３０等を制御すると共に、上記油圧機器３０の稼働状況を油圧アクチュエータの近傍に設けた上記リミットスイッチ６６等から収集して記憶するように構成されている。つまり、このＰＬＣ５０は、リミットスイッチ６６等からの各種信号や運転状況などを記憶する記憶部としての役割も果たす。

油圧機器３０は、作動油を貯留する作動油タンク６２を塵芥収容箱３の外部に備え、作動油タンク６２内の作動油を油圧ポンプ５１で吸い上げて供給側の油圧配管６１ａに流通させてコントロールバルブ６３に供給するように構成されている。そして、コントロールバルブ６３を通過して戻ってくる作動油は、回収側の油圧配管６１ｂを流通し、リターンフィルタ６４で濾過された後、再び作動油タンク６２に回収されるようになっている。

また、図１に示すように、作動油タンク６２は、車台２の側方に取り付けられている。この作動油タンク６２において、車両側方から目視可能な位置には、作動油タンク６２内の油面高さを示すレベルゲージ６７が設けられていてもよい。

また、作動油タンク６２には、液面レベルセンサ６８が設けられている。この液面レベルセンサ６８は、例えば、作動油量をアナログ的に検出するものや、液面に触れるとオンになるフロートスイッチのようなもので構成されている。液面レベルセンサ６８の液面検出信号は、ＰＬＣ５０に送信されるようになっている。

－ＰＬＣの作用－
ＰＬＣ５０は、上述したように、動力取出装置５２、塵芥積込機構２０、傾動機構１８等を制御し、その動作中には、上述した各種のリミットスイッチ６６等の情報がＰＬＣ５０に送信され、記憶される。ＰＬＣ５０は、リミットスイッチ６６等の信号から、塵芥積込機構２０が１サイクルのうち、どの作業を行っているかを判定できる。ＰＬＣ５０は、タイマーを有しており、１サイクル終了した後、第１の規定停止位置で所定時間経過したことを判定するようになっている。この第１の規定停止位置とは、例えば、図１の仮想線で示す状態の１サイクル停止位置である。このように、ＰＬＣ５０は、積込用油圧アクチュエータ１３，１４が規定停止位置にあって作動油タンク６２の作動油の油面が安定したことを判定することができる判定部の役割も果たしている。

－塵芥収集機構の作動－
このように構成された塵芥積込機構２０は、通常、上述したように図１に仮想線で示すような、押込シリンダ１３が伸長し、回転板１５の先端が後方開口部４に臨む状態が規定停止位置となっている。この第１規定停止位置で、投入口７を通して塵芥５５を塵芥投入箱６内に投入する。

次いで、図示しない積込開始ボタンを押して積込動作を開始すると、ＰＬＣ５０から信号が送られ、油圧モータ１４が回転して回転板１５が駆動され、上記規定停止位置から時計回りに正転する。

次いで、戻り作動が行われ、押込シリンダ１３が縮小作動し、押込板１０が後方へ回動する。そして、押込シリンダ１３が最小縮小位置になると押込シリンダ１３の縮小作動が停止して押込板１０が戻り終了位置（図１に実線で示す）に達する。

次いで、回転板１５の正転作動が続き、回転板１５の先端が後方開口部４に臨む位置になったところで、回転板１５が停止される。この際、塵芥投入箱６に投入された塵芥５５が塵芥収容箱３の底面の高さに持ち上げられた状態になる。

次いで、押込作動が行われ、押込シリンダ１３が最小縮小位置から伸長作動して押込板１０が前方に揺動して押込工程に移行し、押込シリンダ１３が伸長作動しながら、回転板１５上の塵芥５５を押込板１０によって後方開口部４から塵芥収容箱３へ押し込む。そして、押込シリンダ１３が最大伸長位置になると押込シリンダ１３の伸長作動が停止して押込板１０が押込終了位置（第１規定停止位置）に達する。これにより、一連の積込動作を終了する。そして、これらの工程を１サイクルとした塵芥積込動作を繰り返して行うことができる。

－液面レベルセンサの設定手順－
次に、本実施形態に係る塵芥収集車１における液面レベルセンサ６８の設定手順について説明する。

まず、図４に示すように、ステップＳ０１において、作動油タンク６２に液面レベルセンサ６８を取り付ける。

そして、ステップＳ０２において、塵芥収容箱３が水平な状態となるように傾動用油圧シリンダ２２を最も縮小させる。また、回動用油圧シリンダ９を最も伸長させ、塵芥投入箱６を上方に回動させて後方開口部４を開く。そして、この回動用油圧シリンダ９を最も伸長させた位置を第２規定停止位置として設定する。

次いで、ステップＳ０３において、塵芥積込機構２０が塵芥積込機構２０の第１規定停止位置（１サイクル停止位置）にある状態とする。なお、ステップＳ０２と、ステップＳ０３とは順不同である。

次いで、ステップＳ０４において、ＰＬＣ５０は、リミットスイッチ６６の状態から各油圧アクチュエータの状態を把握しているので、第１規定停止位置及び第２規定停止位置になった後、タイマー等により、所定時間が経過して液面レベルセンサ６８の値が安定しているかを判定する。

所定時間が経過すると、ステップＳ０５において、ＰＬＣ５０は、塵芥収容箱水平位置の油面高さを塵芥収容箱水平位置として記録する。

次いで、ステップＳ０６において、傾動用油圧シリンダ２２を全伸状態（ストロークエンド）に伸長させる。これにより、最も塵芥収容箱３が傾動された状態となる。

次いで、ステップＳ０７において、ＰＬＣ５０は、所定時間が経過し、油面高さが安定したことを確認し、ステップＳ０８において、ＰＬＣ５０は、塵芥収容箱水平位置の油面高さを塵芥収容箱最大傾動位置として記録する。

そして、ステップＳ０９において、ＰＬＣ５０は、塵芥収容箱最大傾動位置の傾動用油圧シリンダ２２の最伸長位置の手前の液面位置を所定伸長位置として記憶する。この場合、作業者がその液面位置を設定してもよい。例えば、ストロークエンドに対して９０％伸長させた位置を所定伸長位置とする。

このように液面レベルセンサ６８が検出する傾動用油圧シリンダ２２の所定伸長位置の設定が完了する。

そして、実際の排出作業において、ステップＳ１０のように、ＰＬＣ５０は、排出作業において、積込用油圧アクチュエータとしての油圧モータ１４と押込シリンダ１３とが第１規定停止位置（１サイクル停止位置）にあり、回動用油圧シリンダ９が第２規定停止位置にあることを認識したうえで、液面レベルセンサ６８の値を検出し、上記設定した塵芥収容箱水平位置と塵芥収容箱最大傾動位置との間で、塵芥収容箱３の傾き具合を監視する。

そして、ステップＳ１１で、液面レベルセンサ６８の値が上記設定した所定伸長位置に対応する値となったときに、ステップＳ１２において、傾動用油圧シリンダ２２の伸長スピードを変化させる。具体的には、傾動用油圧シリンダ２２の伸長スピードを０にして動きを一旦停止する。そして、その後は、傾動用油圧シリンダ２２を通常よりも遅い伸長スピードで全伸状態まで伸長させる。

そして、排出作業が終了すると、ステップＳ１３において、傾動用油圧シリンダ２２を最縮小位置まで縮小させる。

以上、説明したように、本実施形態では、積込用油圧アクチュエータ１３，１４が１サイクル停止位置に対応する第１規定停止位置にあると、これらの積込用油圧アクチュエータ１３，１４で使用する作動油の量が決まっている。また、回動用油圧シリンダ９が、塵芥投入箱６を上方に回動させて最も伸長した第２規定停止位置にあると、回動用油圧シリンダ９で使用する作動油の量が決まっている。これにより、積込用油圧アクチュエータ１３，１４が第１規定停止位置にあり、回動用油圧シリンダ９が第２規定停止位置にある状態で不要な作動油が作動油タンク６２に戻り、所定時間経過して作動油タンク６２内の作動油の油面が安定すると、その油面高さから傾動用油圧シリンダ２２が使用する作動油を推定でき、そのことから傾動用油圧シリンダ２２の収縮状態を推定できる。

それにより、排出作業時に重心が後ろよりになって塵芥収集車１が不安定になりやすい傾動用油圧シリンダ２２の全伸長位置前で、ＰＬＣ５０の働きにより、その伸長スピードを遅くしたり一時的に停止したりすることができる。これにより、排出作業時の安全性が向上する。

また、傾動用油圧シリンダ２２の周囲にスイッチやセンサを取り付ける必要がなく、部品点数、取付コスト、メンテナンス工数等の増加を避けることができる。

したがって、本実施形態に係る塵芥収集車１によると、排出作業時における傾動用油圧シリンダ２２の全伸長位置手前で作動油タンク６２の油面高さに基づいてその伸長スピードを遅くしたり、伸長を一時的に止めたりするようにしたので、排出作業時における安全性を向上させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、塵芥積込機構２０は、回転板１５と押込板１０とを備えた回転式のものとしたが、摺動板及び圧縮板を備えた圧縮式のものとしてもよい。この場合も１サイクル停止位置である規定停止位置における、作動油タンク６２の油面高さから傾動用油圧シリンダの伸長位置を推定すればよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１塵芥収集車
２車台
２ａ運転室
３塵芥収容箱
４後方開口部
５投入箱支持ピン
６塵芥投入箱
７投入口
９回動用油圧シリンダ
１０押込板
１３押込シリンダ（積込用油圧アクチュエータ）
１３ａロッド
１４油圧モータ（積込用油圧アクチュエータ）
１４ａ減速機
１５回転板
１５ａ基端
１８傾動機構
２０塵芥積込機構
２２傾動用油圧シリンダ
３０油圧機器
４０エンジン
５０ＰＬＣ（制御部）
５１油圧ポンプ
５２動力取出装置（ＰＴＯ）
５５塵芥
６１油圧回路
６１ａ油圧配管
６１ｂ油圧配管
６１ｃ油圧配管
６２作動油タンク
６３コントロールバルブ
６４リターンフィルタ
６６リミットスイッチ
６７レベルゲージ
６８液面レベルセンサ

Claims

塵芥収容箱と、該塵芥収容箱の後方開口部を回動により開閉可能に該塵芥収容箱に連設された塵芥投入箱と、該塵芥収容箱を傾動用油圧シリンダによって傾動させる傾動機構と、上記塵芥投入箱内部に設けられると共に、複数の積込用油圧アクチュエータによって押込板がサイクル駆動される塵芥積込機構と、上記傾動用油圧シリンダ及び上記積込用油圧アクチュエータの作動油を貯留する作動油タンクと、該傾動用油圧シリンダ及び上記積込用油圧アクチュエータを駆動制御する制御部とを備えた塵芥収集車であって、
上記作動油タンクには、上記制御部と接続される液面レベルセンサが設けられ、
上記塵芥投入箱が回動されて上記後方開口部が開いた状態で、上記制御部が上記塵芥収容箱を上記傾動用油圧シリンダによって傾動させるときに、上記制御部は、上記積込用油圧アクチュエータが上記押込板の押込終了位置となる位置にあることを判定した状態で、上記液面レベルセンサの検知情報に基づいて上記作動油タンクの作動油量の変化を上記傾動用油圧シリンダの伸長位置に変換し、該傾動用油圧シリンダの全伸長位置手前で該傾動用油圧シリンダの伸長スピードを変化させるように構成されている
ことを特徴とする塵芥収集車。
請求項１に記載の塵芥収集車において、
上記塵芥収容箱と上記塵芥投入箱との間には、上記作動油タンクの作動油を使用して伸縮される回動用油圧シリンダが設けられ、
上記塵芥収容箱を上記傾動用油圧シリンダによって傾動させるときには、上記制御部が、回動用油圧シリンダを最伸長停止位置に停止させるように構成されている
ことを特徴とする塵芥収集車。