KR101160733B1 - 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치 - Google Patents

차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치 Download PDF

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후루카와 유닛크 가부시키가이샤
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Abstract

더블 펌프 방식을 채용하는 압유 공급량 제어장치에 있어서, 엔진의 소음을 더 억제하고, 연비를 향상시킬 수 있는 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치를 제공한다. 이 압유 공급량 제어장치의 컨트롤러(2)는, 조작신호 입력의 비율에 따른 3개의 영역(R1,R2,R3)을 설정하여 이루어지는 소정의 제어함수가 설정되어 있고, 그 소정의 제어함수에 기초하여, 엔진(6)의 회전수 및 유량 제어 밸브(5)에 의해서 압유의 유량을 제어함으로써, 컨트롤 밸브(3)에 공급하는 압유의 합계 유량(G)을, 크레인으로의 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 상승시키게 되어 있다.

Description

차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치{PRESSURIZED-OIL SUPPLY AMOUNT CONTROL DEVICE FOR VEHICLE-MOUNTED CRANE}
본 발명은, 트럭 등의 차량에 탑재되는 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치에 관한 것으로, 특히, 그 차량의 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프를 유압원으로서 작동하는 구조의 차량 탑재용 크레인에 적합한 압유 공급량 제어장치에 관한 것이다.
이 종류의 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 기술이 알려져 있다.
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 압유 공급량 제어장치는, 예를 들면 도 9에 도시하는 바와 같이, 엔진(6)에 의해서 동시에 구동되는 주(主)유압 펌프(7) 및 부(副)유압 펌프(8)를 구비하고 있다. 그리고, 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량(流量)을 제어하는 유량 제어 밸브(5)를 장비하고 있고, 주유압 펌프(7)로부터 토출된 압유에, 부유압 펌프(8)로부터 토출되어 유량 제어 밸브(5)로 임의의 유량으로 조정된 압유를 합류시켜, 컨트롤 밸브(3)에 공급하도록 구성되어 있다.
이 압유 공급량 제어장치에서는, 액셀 실린더(4)와 엔진(6)의 연료 분사량을 제어하는 거버너(20)를 구비하고, 이 액셀 실린더(4)와 거버너(20)는, 제 1 링크 (21)로 서로 연결되어 있고, 또한, 액셀 실린더(4)와 부유압 펌프(8)의 유량 제어 밸브(5)는, 제 1 링크(21)와 동시에 작동하는 제 2 링크(22)로 서로 연결되어 있다. 그 때문에, 액셀 실린더(4)와 유량 제어 밸브(5)는 일정한 동작 관계에 있고, 이 일정한 동작 관계에 의해서 압유 공급량의 제어를 확실히 행할 수 있게 되어 있다.
그리고, 컨트롤러(120)에 의한 조작 입력에 따라서, 엔진(6)의 회전수를 제어하는 액셀 실린더(4)의 제어가 이루어지고, 동시에, 액셀 실린더(4)에 연결한 부유압 펌프(8)의 유량 제어 밸브(5)를 제 2 링크(22)를 통하여 작동시켜 이것에 의해, 주유압 펌프(7)로부터 토출되는 압유에, 부유압 펌프(8)로부터 토출되어 유량 제어 밸브(5)로 소정의 유량으로 조정된 압유를 합류시켜, 크레인의 컨트롤 밸브 (3)에 공급하도록 되어 있다.
동 문헌에 기재된 압유 공급량 제어장치에 의하면, 예를 들면 주유압 펌프만을 장비하는 차량 탑재용 크레인에 비해, 엔진의 소음을 억제하여, 연비를 향상시키는 것이 가능하다.
특허문헌 1: 일본공고특허공보 평성6-6476호
특허문헌 2: 일본공개특허공보 평성9-216790호
그런데, 주유압 펌프(7)의 용적은, 엔진 회전수가 낮고 회전 토크가 작은 아이들링의 상태에서 엔진 스톨하는 일이 없도록, 정격 압력의 압유를 토출하는 것이 가능한 용적으로 설정되어 있다. 또한, 부유압 펌프(8)의 용적은, 엔진 회전수가 상승하여 회전토크가 커진 후, 주유압 펌프(7)와 동시에, 구동하여, 정격 압력의 압유를 토출하는 것이 가능한 용적으로 설정되어 있다.
이 시스템의 목적으로 하는 바는, 엔진 회전수가 낮고 회전토크가 작은 경우는, 엔진(6)의 토크 부하를 억제하기 위해서, 부유압 펌프(8)로부터의 압유에 대해서는 유량 제어 밸브(5)에 의해서 탱크(9)로 되돌리고, 주유압 펌프(7)로부터의 압유만을 컨트롤 밸브(3)측으로 공급하기 위한 것이다.
또한, 엔진 회전수가 상승하여 회전토크가 커진 경우는, 부유압 펌프(8)로부터의 압유의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 밸브(5)를 열고, 주유압 펌프(7)로부터의 압유에 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 합류시켜, 압유의 공급량을 필요량만 증가시키고, 엔진 회전수를 가능한 한 낮게 억제함으로써, 에너지 절약 및 저소음화를 도모하는 것에 있다.
여기서, 이 종류의 압유 공급량 제어장치에서 한층 더한 에너지절약 및 저소음화를 하기 위해서는, 엔진 회전수가 보다 낮은 단계에서, 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 합류시키도록 하면 좋다. 그러나, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)를 동시에 구동하여, 정격 압력의 압유를 토출하는 것이 가능한 회전토크를 발생하는 엔진 회전수는, 크레인을 탑재하는 차량의 차종 또는 차량 메이커에 의해 다르다. 그 때문에, 각 차량에 따른 엔진 회전수로, 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 합류시키도록 해야 한다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 액셀 실린더(4)와 거버너(20)는, 제 1 링크(21)로 서로 연결되어 있고, 동시에, 액셀 실린더(4)와 유량 제어 밸브 (5)는, 제 2 링크(22)로 서로 연결되어 있으므로, 엔진 회전수와 유량 제어 밸브 (5)의 제어 유량과의 관계를 변경할 수 없다.
그 때문에, 엔진의 특성 등이 다른 차량에 있어서도, 엔진의 회전 토크가 부족한 일이 없도록, 엔진 회전수를 조금 높아질 때까지 상승시켜 필요한 회전토크를 확보한 후, 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 합류시키도록 설정되어 있다. 즉, 링크의 이동량에 따라 엔진 회전이 전체범위에 걸쳐서 거의 비례적으로 상승하므로, 항상 엔진의 회전토크가 부족한 일이 없도록, 엔진 회전수를 조금 높아질 때까지 상승시켜 필요한 회전토크를 확보하면서, 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 합류시키도록 설정되어 있다.
따라서, 특허문헌 1에 기재된 기술에 의하면, 예를 들면, 보다 낮은 엔진 회전수로 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)를 동시에 구동할 수 있고, 정격 압력의 압유를 토출할 수 있는 회전토크를 발생 가능한 차량에 있어서는, 필요이상으로 엔진 회전수를 상승시켜 버리게 된다. 따라서, 한층 더한 에너지 절약 및 저소음화를 하는데 있어서는, 아직도 개선의 여지가 남아 있다.
따라서, 본 발명은, 이러한 문제점에 주목하여 이루어진 것으로서, 더블 펌프 방식을 채용하는 압유 공급량 제어장치에 있어서, 엔진의 소음을 억제하여, 연비를 더 향상시킬 수 있는 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명 중 제 1 발명은, 차량에 탑재되는 크레인에 공급하는 압유의 공급량을 제어하기 위해서 이용되어 상기 차량의 엔진에 의해서 동시에 구동되는 주유압 펌프 및 부유압 펌프와, 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 유량 제어 밸브와, 상기 크레인으로의 조작신호 입력에 따라서, 상기 엔진의 회전수 및 상기 유량 제어 밸브를 제어 가능한 컨트롤러를 구비하고, 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에, 상기 유량 제어 밸브로 조정된 상기 부유압 펌프의 압유를 합류시켜 상기 크레인을 구동하기 위한 컨트롤 밸브에 공급하는 압유 공급량 제어장치로서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 회전수를 제어하는 엔진 회전수 제어수단과, 상기 유량 제어 밸브로부터 토출되는 압유의 유량을 제어하는 토출 유량 제어수단을 구비하고, 상기 토출 유량 제어수단은, 상기 유량 제어 밸브를 전부 닫고 상기 주유압 펌프의 압유만을 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 제 1 유량 제어와, 상기 부유압 펌프의 압유를 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 합류시킬 때에, 합류 후의 압유의 토출량을 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 합류시켜 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 제 2 유량 제어와, 상기 유량 제어 밸브를 전부 열고 상기 주유압 펌프 및 부유압 펌프로부터 토출 가능한 압유의 최대량을 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 제 ３ 유량 제어를 포함하여 구성되고, 상기 엔진 회전수 제어수단은, 상기 엔진의 회전수를 아이들링 회전수로부터 상기 엔진의 회전토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 토크가 되는 제 2 엔진 회전수까지, 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 상승시키는 제 1 회전수 제어와, 상기 엔진의 회전수를, 상기 제 2 엔진 회전수로 유지하는 제 2 회전수 제어와, 상기 엔진의 회전수를, 상기 제 2 엔진 회전수로부터 그것보다 높은 제 ３ 엔진 회전수로, 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 상승시키는 제 3 회전수 제어를 포함하여 구성되어 있고, 또한, 상기 컨트롤러는, 상기 조작신호 입력의 비율이 제 1 비율 미만의 제 1 영역일 때에는, 상기 제 1 회전수 제어 및 이에 대응하여 상기 제 1 유량 제어를 실행하고, 상기 조작신호 입력의 비율이 제 1 비율 이상이고 또한 제 1 비율보다 큰 제 2 비율 미만의 제 2 영역일 때에는, 상기 제 2 회전수 제어 및 이에 대응하여 상기 제 2 유량 제어를 실행하고, 상기 조작신호 입력의 비율이 제 2 비율 이상의 제 ３ 영역일 때에는, 상기 제 3 회전수 제어 및 이에 대응하여 상기 제 ３ 유량 제어를 실행하도록 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 1 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 의하면, 조작신호 입력의 비율이 제 1 영역일 때에는, 토출 유량 제어수단에서의 제 1 유량 제어에 의해서 주유압 펌프의 압유만이 토출되고, 이에 대응하여 엔진 회전수 제어수단에 의해서 엔진의 회전수를 아이들링 회전수로부터 엔진의 회전토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 토크가 되는 제 2 엔진 회전수까지 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 상승시키는 제 1 회전수 제어가 이루어지므로, 예를 들면 인칭 동작 등과 같이, 압유의 토출량이 적어도 될 때는, 엔진 회전수를 낮게 억제함으로써, 에너지 절약 및 저소음화가 가능하다.
그리고, 조작신호 입력의 비율이 제 2 영역일 때에는, 엔진 회전수 제어수단은, 제 2 회전수 제어에 의해서, 엔진의 회전 토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 제 2 엔진 회전수를 유지하고 있고, 그 제 2 엔진 회전수에서, 이에 대응하여 토출 유량 제어수단에서의 제 2 유량 제어에 의해서 압유의 합류가 개시된다. 그리고, 이 제 2 유량 제어에 의하면, 합류 후의 압유의 토출량이 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 합류시키도록 되어 있으므로, 합류 후의 압유의 토출량을 비례적으로 변화하도록 합류시킴으로써, 엔진에의 토크의 극단적인 변동이 억제된다. 따라서, 엔진의 소음을 억제하여, 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 미리 제 2 엔진 회전수까지 엔진 회전수를 올려 두고 나서 압유의 합류가 개시되므로, 엔진 스톨의 우려가 없고, 합류를 원활하게 개시하는 것이 가능하고, 또한, 토출하는 압유의 흐름을 안정시킬 수 있으므로, 크레인의 동작을 보다 안정시킬 수 있다.
또한, 조작신호 입력의 비율이 제 ３ 영역일 때에는, 토출 유량 제어수단은, 제 ３ 유량 제어에 의해서 유량 제어 밸브를 전부 열고 주유압 펌프 및 부유압 펌프로부터 토출 가능한 압유의 최대량을 토출하도록 되어 있고, 이에 대응하여 엔진 회전수 제어수단은, 제 3 회전수 제어에 의해, 조작신호 입력의 비율에 따라서, 제 2 엔진 회전수보다 높은 제 ３ 엔진 회전수에, 엔진의 회전수를 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 상승시키므로, 유량 제어 밸브가 전부 열린 후에 대해서도, 엔진에의 토크의 극단적인 변동이 억제된다. 따라서, 엔진의 소음을 억제하여, 연비를 향상시킬 수 있다.
여기서, 제 1 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진 회전수 제어수단과 상기 토출 유량 제어수단과의 협동에 의해서 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 압유의 합계 유량을, 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 전체영역에 걸쳐서 비례적으로 상승시키게 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 컨트롤 밸브에 공급되는 압유의 합계 유량이 조작신호 입력의 비율에 따라서 전체영역에 걸쳐서 비례적으로 증가하므로, 토출하는 압유의 흐름이 보다 안정되어, 이것에 의해, 엔진의 소음을 보다 적합하게 억제하여, 연비를 보다 향상시키는 것과 동시에, 크레인의 동작을 보다 안정시킬 수 있다.
또한, 제 1 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 있어서, 상기 주유압 펌프의 최대 토출량은, 상기 부유압 펌프의 최대 토출량보다 적은 양으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 엔진 회전수가 낮고 회전토크가 작을 때에, 엔진의 토크 부하를 억제하는데 있어서, 보다 적합하다. 또한, 상기 주유압 펌프의 최대 토출량은, 인칭 동작에 필요 충분한 토출량으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 엔진 회전수가 낮고 회전토크가 작을 때에, 엔진의 토크 부하를 억제하는데 있어서 한층 적합하다.
또한, 본 발명 중 제 2 발명은, 차량에 탑재되는 크레인에 공급하는 압유의 공급량을 제어하기 위해서 이용되고, 상기 차량의 엔진에 의해서 동시에 구동되는 주유압 펌프 및 부유압 펌프와, 그 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 소정의 유량으로 조정하는 유량 제어 밸브와, 상기 크레인으로의 조작 입력에 따라서, 상기 엔진의 회전수, 및 상기 유량 제어 밸브를 각각 개별적으로 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에, 상기 유량 제어밸브로 조정된 압유를 합류시켜 상기 크레인을 구동하기 위한 컨트롤 밸브에 공급하는 압유 공급량 제어장치로서, 상기 컨트롤러는, 상기 크레인으로의 조작 입력과 상기 엔진의 회전수 및 상기 유량 제어 밸브에 의한 압유의 소정의 유량과의 관계가, 상이한 차량 각각의 엔진 특성에 맞추어 복수 설정되고, 또한, 상기 설정된 복수의 관계 중의 원하는 관계가 선택 가능하게 되어 있고, 상기 크레인으로의 조작 입력 및 상기 선택된 원하는 관계에 기초하여, 상기 엔진의 회전수, 및 상기 유량 제어 밸브에 의한 압유의 소정의 유량을 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 2 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 의하면, 차량의 엔진의 회전수, 및 유량 제어 밸브에 의한 압유의 소정의 유량을 각각 개별적으로 제어 가능하게 하고 있고, 또한, 그 개별적으로 제어하기 위한 관계를 복수 설정하고, 그들 복수의 관계 중 원하는 관계가 선택 가능하게 되어 있으므로, 예를 들면 크레인을 탑재하는 차량의 엔진 특성에 따라서, 보다 최적인 엔진 회전수 및 유량 제어 밸브의 제어가 가능하게 된다. 그 때문에, 예를 들면 보다 낮은 엔진 회전수로, 주유압 펌프와 부유압 펌프를 동시에 구동시켜서, 정격 압력의 압유를 토출 가능한 회전토크를 발생할 수 있는 차량에 적용한 경우에는, 지금까지 이상으로 에너지 절약, 저소음화를 도모할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 내지 제 2 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 있어서, 상기 컨트롤 밸브는, 스택형의 컨트롤 밸브이고, 상기 크레인의 각 액츄에이터를 구동하기 위한 간접 구동 방식의 복수의 전환 밸브와, 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 조정하는 것과 동시에, 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 합류시켜 상기 복수의 전환 밸브에 보내는 유량 제어 밸브와, 상기 복수의 전환 밸브와 상기 주유압 펌프 및 상기 부유압 펌프와의 사이에 각각 개재되는 두 개의 언로드 릴리프 밸브와, 상기 복수의 전환 밸브의 구동에 필요한 파일럿유를 상기 주유압 펌프만으로부터 취득하도록 설치된 감압 밸브 및 배압 밸브를 서로 적층한 스택형으로서 구성하여 이루어지는 것이 바람직하다.
컨트롤 밸브가 이러한 구성이면, 복수의 전환 밸브, 유량 제어 밸브 및 언로드 릴리프 밸브, 및 파일럿유를 얻기 위한 감압 밸브 및 배압 밸브를 서로 적층하여 스택형 컨트롤 밸브를 구성하고 있으므로, 공간절약화를 가능하게 하고, 조립부착성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 이 스택형 컨트롤 밸브에 의하면, 복수의 전환 밸브와 주유압 펌프 및 부유압 펌프와의 사이에 위치하는 관로(管路)에, 두 개의 언로드 릴리프 밸브가 각각 개재되어 있으므로, 두 개의 언로드 릴리프 밸브를 작동시킴으로써, 각 펌프로부터의 압유를, 전환 밸브를 통과시키지 않고 탱크에 되돌릴 수 있다. 따라서, 예를 들면 비상시에 크레인을 긴급 정지시킬 수 있다.
또한, 이 스택형 컨트롤 밸브에 의하면, 간접 구동방식의 전환 밸브의 구동에 필요한 파일럿유를 얻기 위한 감압 밸브 및 배압 밸브를 구비하고 있으므로, 예를 들면 비상시에 긴급 정지를 시키는 조작을, 원격 조작(라디오 콘트롤 조작)에 의해서 행할 수 있다. 또한, 이들 감압 밸브 및 배압 밸브가, 복수의 전환 밸브의, 구동에 필요한 파일럿유를 주유압 펌프만으로부터 취득하도록 설치되어 있으므로, 주유압 펌프 및 부유압 펌프가 합류한 후의 관로에 설치한 것에 비해서, 유온(油溫)의 상승을 억제할 수 있다.
그런데, 예를 들면, 상기 제 1 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에서는, 부유압 펌프의 압유를 주유압 펌프의 압유에 합류시키는 구성을 유량 제어 밸브로 행한다. 다른 한편, 이 종류의 차량 탑재용 크레인에서는, 일반적으로, 크레인의 부하율에 따라서 크레인을 원하는 상태로 제어하는 과부하방지 장치가 장비된다. 이 종류의 과부하방지 장치로서는, 크레인으로의 부하율에 따라서, 크레인을 구동하기 위한 각 전환 밸브에 공급하는 압유의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 밸브를 별개로 갖는 것이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조). 이 특허문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 크레인을, 크레인의 부하율에 따라서 원하는 상태로 제어할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 대해서, 특허문헌 2에 기재된 기술을 포함시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 단순히 이러한 기술을 조합하는 것만으로는, 동일한 구성을 갖는 유량 제어 밸브를, 더블 펌프의 합류용 및, 부하율에 따른 유량 제어용으로 각각 갖게 되므로, 장치를 간소화하고, 비용을 억제하는데 있어서는, 아직도 개선의 여지가 있다.
따라서, 본 발명 중 제 ３ 발명은, 이러한 문제점에 주목하여 이루어진 것으로서, 더블 펌프 방식을 채용하는 압유 공급량 제어장치에 있어서, 합류용의 유량 제어 밸브 및 부하율에 따라서 유량을 제어하는 유량 제어 밸브를 겸용할 수 있는 압유 공급량 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
즉, 본 발명 중 제 ３ 발명은, 차량에 탑재되는 크레인에 공급하는 압유의 공급량을 제어하기 위해서 이용되고, 상기 차량의 엔진에 의해서 동시에 구동되는 주유압 펌프 및 부유압 펌프와, 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 유량 제어 밸브와, 상기 주유압 펌프 및 부유압 펌프로부터 토출되는 압유를 탱크에 바이패스 가능한 주유압 펌프용 언로드 밸브 및 부유압 펌프용 언로드 밸브와, 상기 크레인으로의 조작신호에 따라서, 상기 엔진의 회전수 및 상기 유량 제어 밸브를 제어 가능한 컨트롤러를 구비하고, 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에, 상기 유량 제어 밸브로 조정된 상기 부유압 펌프의 압유를 합류시켜 상기 크레인을 구동하기 위한 각 전환 밸브에 공급하는 압유 공급량 제어장치로서, 상기 컨트롤러에는, 상기 크레인으로의 조작신호가 입력되는 것 외에, 상기 크레인의 부하율에 따른 부하신호가 입력되도록 되어 있고, 상기 컨트롤러는, 상기 입력되는 조작신호에 기초하여, 상기 유량 제어 밸브를 제어하고, 또한 상기 입력되는 부하신호에 기초하여, 상기 입력되는 부하신호가 클 때에는 작을 때에 비하여 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키도록 상기 유량 제어 밸브를 제어하고, 혹은 상기 각 언로드 밸브를 작동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 ３ 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 의하면, 컨트롤러는, 크레인의 부하율에 따른 부하신호와, 크레인으로의 조작신호가 각각 입력되도록 되어 있고, 이들 부하신호 및 조작신호에 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하게 되어 있으므로, 하나의 유량 제어 밸브로 합류하는 압유의 유량 제어 및 부하율에 따른 유량 제어를 겸용하는 것이 가능하다. 그리고, 이 컨트롤러는, 상기 부하신호 및 조작신호 중 크레인의 부하율에 따른 부하신호측을 우선하여, 하나의 유량 제어 밸브를 제어하므로, 크레인으로의 부하율에 따라서 유량을 확실히 원하는 상태로 할 수 있다.
여기서, 제 ３ 발명에 관한 압유 공급량 제어장치에 있어서, 상기 입력되는 부하신호가 제 1 소정치 미만의 제 1 범위일 때에는, 상기 크레인으로의 조작신호에만 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하고, 상기 입력되는 부하신호가 상기 제 1 소정치를 넘고 또한 그 제 1 소정치보다 큰 제 2 소정치 미만의 제 2 범위일 때에는, 상기 부하신호가 커지는 것에 따라 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키도록 상기 유량 제어 밸브를 제어하는 것과 동시에, 상기 조작신호에 기초하여 상기 유량 제어 밸브를 제어하고, 상기 입력되는 부하신호가 상기 제 2 소정치를 넘고 또한 그 제 2 소정치보다 큰 제 ３ 소정치 미만의 제 ３ 범위일 때에는, 상기 유량 제어 밸브를 전부 닫는 제어를 하고, 상기 입력되는 부하신호가 상기 제 ３ 소정치를 넘는 제 ４ 범위일 때에는, 상기 각 언로드 밸브를 작동하여 주유압 펌프 및 부유압 펌프로부터의 압유를 탱크에 바이패스하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성이면, 크레인으로의 부하율에 따라서 4개의 범위가 설정되어 있으므로, 크레인의 부하율에 따른 원하는 상태로 제어하는데 있어서 보다 적합하다.
즉, 예를 들면 부하율이 비교적으로 낮은 제 1 범위일 때에는, 크레인으로의 조작신호에만 기초하여 유량 제어 밸브가 제어되므로, 기민한 조작이 가능하고, 또한, 예를 들면 부하율이 중간 정도의 제 2 범위일 때에는, 부하신호가 커지는 것에 따라 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키도록 유량 제어 밸브가 제어되므로, 그 부하율의 정도에 따른 속도의 크레인 조작이 가능하고, 또한, 예를 들면 부하율이 비교적으로 높은 제 ３ 범위일 때에는, 유량 제어 밸브를 전부 닫는 제어가 되므로, 미속(微速) 작동시의 크레인 속도와 동등한 저속 작동이 가능하고, 또한 제 ４ 범위일 때에는, 언로드 릴리프 밸브를 작동하여 크레인 조작을 멈출 수 있다. 따라서, 크레인을 원하는 상태로 제어하는데 있어서 적합하다.
[발명의 효과]
상술한 바와 같이, 본 발명 중 제 1 내지 제 2 발명에 의하면, 더블 펌프 방식을 채용하는 압유 공급량 제어장치에 있어서, 엔진의 소음을 억제하여, 연비를 더 향상시킬 수 있는 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명 중 제 ３ 발명에 의하면, 더블 펌프 방식을 채용하는 압유 공급량 제어장치에 있어서, 합류용의 유량 제어 밸브 및 부하율에 따라서 유량을 제어하는 유량 제어 밸브를 겸용할 수 있는 압유 공급량 제어장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치를 포함한 유압 회로의 제 1 실시형태를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 제어장치에 적용되는 소정의 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
도 3은 비교를 위한 다른 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제어 맵)를 도시하는 도면이다.
도 4는 제 2 실시형태의 제어장치에 적용되는 제 1 제어함수(압유 공급량 제 어처리에 이용되는 제 1 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
도 5는 제 2 실시형태의 제어장치에 적용되는 제 2 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제 2 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 무선 조작기를 설명하는 도면이고, 도 6(a)은, 무선 조작기의 사시도이고, 도 6(b)은 측면도이다.
도 7은 제 3 실시형태의 제어장치에 적용되는 소정의 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
도 8은 제 2 실시형태의 컨트롤러로 실행되는, 압유 공급량 제어처리를 실행하는 프로그램의 플로차트이다.
도 9는 종래의 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치를 포함한 유압 회로의 일례를 설명하는 도면이다.
[부호의 설명]
1 : 조작 입력장치
2 : 컨트롤러
3 : 컨트롤 밸브
4 : 액셀 실린더
5 : 유량 제어 밸브
6 : 엔진
7 : 주유압 펌프
8: 부유압 펌프
9 : 탱크
10 : 과부하방지 장치
11 : 압유 공급량 관리부
12 : 엔진 회전수 제어부(엔진 회전수 제어수단)
13 : 토출 유량 제어부(토출 유량 제어수단)
20 : 거버너
21 : 제 1 링크
24 : 주회로
27, 29 : 언로드 릴리프 밸브
40 : 전환 밸브
46 : 배압 밸브
47 : 감압 밸브
50,51,52,53,54,55 : 신호선
60 : 무선 조작기
이하, 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치의 제 1 실시형태에 대해서, 도면을 적절히 참조하면서 설명한다. 한편, 상기 종래예와 같은 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 설명한다.
도 1은, 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치를 포함한 유압 회로를 설명하는 도면이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 이 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치(이하, 단순히 '제어장치'라고도 한다)는, 작업자가 원하는 조작신호 입력을 입력하기 위한 조작 입력장치(1)를 가지고 있고, 이 조작 입력장치(1)는, 작업자의 조작에 따른 조작신호를, 신호선(50)을 통하여 컨트롤러(2)로 출력 가능하게 되어 있다{한편, 컨트롤러(2)에 대해서는 나중에 상술한다}.
그리고, 이 제어장치는, 엔진(6)에 의해서 동시에 구동되는 주유압 펌프(7) 및 부유압 펌프(8)를 구비하고 있다. 주유압 펌프(7)는, 그 토출측이 유압 회로의 주회로(24)를 통하여 컨트롤 밸브(3)에 직접 접속되어 있다.
또한, 부유압 펌프(8)는, 그 토출측이 유량 제어 밸브(5)를 통하여 주회로(24)에 접속되어 있고, 주유압 펌프(7)로부터 토출되는 압유에, 유량 제어 밸브(5)로 조정된 부유압 펌프(8)의 압유를 합류시켜, 컨트롤 밸브(3)에 공급하도록 구성되어 있다. 여기서, 주유압 펌프(7)의 토출량은, 부유압 펌프(8)의 토출량보다 작아져 있고, 특히, 본 실시형태에서의 주유압 펌프(7)의 토출량은, 크레인의 인칭 조작을 하는데 필요 충분한 토출량으로 설정되어 있다.
유량 제어 밸브(5)는, 신호선(52)을 통하여 컨트롤러(2)에 접속되어 있고, 컨트롤러(2)로부터의 제어신호에 기초하여, 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량을 소정의 유량으로 조정 가능하게 되어 있다.
그리고, 컨트롤 밸브(3)내에는, 크레인의 각 액츄에이터(도시하지 않음)를 각각 구동하기 위한 전환 밸브(40)가 액츄에이터마다 설치되어 있다. 그리고, 각 전환 밸브(40)는, 신호선(53)을 통하여 컨트롤러(2)에 접속되어 있고, 상기 조작신 호에 따른 컨트롤러(2)로부터의 제어신호에 기초하여 유로의 전환 동작이 실행되도록 되어 있다.
이하, 이 컨트롤 밸브(3)에 대해서, 보다 상세하게 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 이 차량 탑재용 크레인의 컨트롤 밸브(3)는, 간접 구동방식의 복수의 전환 밸브(40)를 가지고 있고, 이들 복수의 전환 밸브(40)에 대해, 압력 보상 밸브(45), 유량 제어 밸브(5), 언로드 릴리프 밸브(27), 감압 밸브(47), 배압 밸브(46), 및 언로드 릴리프 밸브(29)가, 복수의 전환 밸브(40)측으로부터 이 순서로 서로 적층된 스택형으로 구성되어 있다.
여기서, 컨트롤 밸브(3)를 구성하는 상기 각 밸브 중, 언로드 릴리프 밸브(29), 감압 밸브(47), 배압 밸브(46) 및 압력 보상 밸브(45)는, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 주유압 펌프(7)에, 그 토출측으로부터 이 순서로 접속되어 있다. 한편, 감압 밸브(47) 및 배압 밸브(46)는, 복수의 전환 밸브(40)의 구동에 필요한 파일럿유를 주유압 펌프(7)만으로부터 취득하도록 설치되어 있고, 이것에 의해, 주유압 펌프(7)의 압유만에 의해서 각 전환 밸브(40)에 필요한 파일럿유를 얻을 수 있도록 되어 있다.
또한, 유량 제어 밸브(5) 및 언로드 릴리프 밸브(27)는, 부유압 펌프(8)의 토출측에 접속되어 있다. 그리고, 이 유량 제어 밸브(5)는, 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 것과 동시에, 주유압 펌프(7)로부터 토출되는 압유에 합류시켜 복수의 전환 밸브(40)에 대해서 합류한 압유를 송출 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 컨트롤 밸브(3)는, 상기 두 개의 언로드 릴리 프 밸브(27,29)를 작동시킴으로써, 각 펌프(7,8)로부터의 압유를, 전환 밸브(40)를 통과시키지 않고 탱크(9)에 되돌려, 예를 들면 비상시에 크레인을 긴급 정지시키는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 이 제어장치는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 액셀 실린더(4) 및 거버너(20)를 구비하고 있고, 액셀 실린더(4)와 거버너(20)는, 제 1 링크(21)로 서로 연결되어 있다. 그리고, 이 액셀 실린더(4)에 대해서도, 신호선(51)을 통하여 컨트롤러(2)에 접속되어 있고, 상기 조작신호에 따른 컨트롤러(2)로부터의 제어신호에 기초하여 구동된다.
또한, 이 제어장치는, 액셀 실린더(4)의 동작에 따라서, 거버너(20)에 의해서 엔진(6)으로의 연료 분사량을 조정함으로써 엔진 회전수를 원하는 회전수로 제어 가능하게 되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 상기 예시한 바와 같은 제 2 링크(22)를 가지지 않는 구조이며, 엔진(6)의 회전수, 및 유량 제어 밸브(5)에 의한 압유의 소정의 유량은, 각각 개별적으로 컨트롤러(2)로 제어 가능하게 구성되어 있다.
여기서, 이 컨트롤러(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 조작 입력장치(1)의 조작신호 입력에 따라서, 압유의 공급량의 관리를 하는 제어 압유 공급량 관리부(11)와, 그 제어 압유 공급량 관리부(11)로부터의 지령에 따라 액셀 실린더(4)에, 대응하는 제어신호를 출력하는 엔진 회전수 제어부(12)와, 제어 압유 공급량 관리부(11)로부터의 지령에 따라서 유량 제어 밸브(5)에, 대응하는 제어신호를 출력하는 토출 유량 제어부(13)를 구비하고, 엔진(6)의 회전수 및 유량 제어 밸브(5) 에 의한 압유의 유량을, 크레인으로의 조작신호 입력의 비율에 따라서 제어하는 압유 공급량 제어처리를 실행 가능하게 되어 있다. 한편, 엔진 회전수 제어부(12)는, 상기 엔진 회전수 제어수단에 대응하고, 토출 유량 제어부(13)는, 상기 토출 유량 제어수단에 대응하고 있다.
보다 상세하게는, 이 컨트롤러(2)는, (이하, 모두 도시하지 않음) 소정의 제어 프로그램에 기초하여, 상기 압유 공급량 제어처리에 관한 연산 및 이 제어장치의 시스템 전체를 제어하는 CPU와, 소정 영역에 미리 CPU의 제어 프로그램 등을 저장하고 있는 ROM과, ROM 등으로부터 읽어낸 데이터나 CPU의 연산 과정에서 필요한 연산 결과를 저장하기 위한 RAM과, 상술한 조작 입력장치(1), 컨트롤 밸브(3), 액셀 실린더(4), 및 유량 제어 밸브(5) 등을 포함한 외부 장치에 대해서 데이터의 입출력을 매개하는 I/F(인터페이스)를 구비하여 구성되어 있다.
그리고, 컨트롤러(2)의 I/F는, 상기 각 외부장치에 대해서, 데이터를 전송하기 위한 버스 등의 신호선(도 1에 파선으로 도시한 부호 50～55)에 의해서 서로 조작신호 내지 제어신호 등의 데이터를 주고 받음 가능하게 접속되어 있고, 이것에 의해, 상기 조작 입력장치(1)로부터 입력된 조작신호에 따른 제어신호를, 컨트롤 밸브(3), 액셀 실린더(4), 및, 유량 제어 밸브(5)에 각각 출력 가능하게 되어 있다.
여기서, ROM의 소정영역에는, 상기 압유 공급량 제어처리를 실행하는 프로그램이, 그 연산 과정에서 필요한 연산결과를 도출 가능한 형식으로 적절히 참조 가능하게 저장되어 있다. 또한, ROM에는, 소정의 제어함수가 테이블 데이터로서 저장 되어 있다. 그리고, 이 소정의 제어함수가, 컨트롤러(2)로 실행되는 상기 압유 공급량 제어처리에 있어서 참조되도록 되어 있다. 즉 컨트롤러(2)로 실행되는 압유 공급량 제어처리는, 조작 입력장치(1)로부터의 조작신호 입력에 따라서, 액셀 실린더(4) 및 유량 제어 밸브(5)에 출력되는 제어신호가, 상기 소정의 제어함수에 기초하여 개별적으로 설정되도록 되어 있다.
이하, 이 소정의 제어함수 및 이것에 대응하는 압유 공급량 제어처리에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
도 2는, 이 제어장치에 적용되는 소정의 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
동 도면에 도시하는 그래프는, 상기 테이블 데이터로서 참조 가능한 제어함수(제어 맵)를 표시하고 있고, 최하단이 유량 제어 밸브(5)의 개도(開度), 그 상단에, 엔진 회전수, 정격 압력시의 합계 펌프 구동 토크, 및 주?부유압 펌프(7,8)에 의한 합계 유량(G)을 차례로 도시하고 있다. 한편, 동 도면에 도시하는 그래프의 수치는, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)의 용적을, 모두 30cm3/rev로 하고, 엔진의 아이들링 회전수를 400rpm, 정격 회전수를 1000rpm, 회전토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 회전 토크가 되는 엔진 회전수를 550rpm, 엔진과 펌프의 감속비를 1(엔진 회전수=펌프 회전수), 정격 압력 20MPa라 가정한 경우의 것이다.
한편, 유압 펌프의 구동 토크 T는, 이하의 식 1로 산출된다. 또한, 토출 유량 Q는, 이하의 식 2로 산출된다.
T=P＊q/2π(식 1)
Q=q＊N(식 2)
다만, P: 토출 압력
q: 펌프 용적
N: 펌프 회전수
여기서, 이 컨트롤러(2)내의 제어 압유 공급량 관리부(11)는, 조작신호 입력의 비율에 따른 제어를 실행하기 위한 3개의 영역이 설정되어 있다. 즉, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 조작신호 입력의 비율이 10%(제 1 비율) 미만의 제 1 영역(R1)과, 조작신호 입력의 비율이 10% 이상이고 44%(제 2 비율) 미만의 제 2 영역(R2)과, 조작신호 입력의 비율이 44% 이상의 제 ３ 영역(R3)이 각각 설정되어 있다.
또한, 상기 토출 유량 제어부(13)는, 그 3개의 영역(R1,R2,R3)에 대응하는 3개의 제어를 실행 가능하게 구성되어 있다. 즉, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 토출 유량 제어부(13)는, 제 1 유량 제어(V1), 제 2 유량 제어(V2) 및 제 ３ 유량 제어(V3)를 포함하여 구성되어 있다.
상세하게는, 토출 유량 제어부(13)는, 제 1 유량 제어(V1)에서는, 유량 제어 밸브(5)를 전부 닫고 주유압 펌프(7)의 압유만을 컨트롤 밸브(3)에 공급하는 제어를 하고, 제 2 유량 제어(V2)에서는, 부유압 펌프(8)의 압유를 주유압 펌프(7)로부터 토출되는 압유에 합류시킬 때에, 합류 후의 압유의 토출량을 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 합류시켜 컨트롤 밸브(3)에 공급하는 제어를 하고, 또한, 제 ３ 유량 제어(V3)에서는, 유량 제어 밸브(5)를 전부 열고 주유압 펌프(7) 및 부유압 펌프(8)로부터 토출 가능한 압유의 최대량을 컨트롤 밸브(3)에 공급하는 제어를 하게 되어 있다.
또한, 상기 엔진 회전수 제어부(12)에 대해서도, 상기 3개의 영역(R1,R2,R3)에 대응하는 3개의 제어를 실행 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전수 제어부(12)는, 제 1 회전수 제어(E1), 제 2 회전수 제어(E2) 및 제 3 회전수 제어(E3)를 포함하여 구성되어 있다.
상세하게는, 엔진 회전수 제어부(12)는, 제 1 회전수 제어(E1)에서는, 엔진 (6)의 회전수를 아이들링 회전수(400rpm)로부터 엔진(6)의 회전 토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 토크가 되는 550rpm(제 2 엔진 회전수)까지 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 상승시키는 제어를 하고, 제 2 회전수 제어(E2)에서는, 엔진(6)의 회전수를, 제 2 엔진 회전수인 550rpm으로 유지하는 제어를 하고, 또한, 제 3 회전수 제어(E3)에서는, 엔진(6)의 회전수를, 제 2 엔진 회전수인 550rpm으로부터 그것보다 높은 제 ３ 엔진 회전수(1000rpm)로, 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 상승시키는 제어를 하게 되어 있다.
그리고, 토출 유량 제어부(13)는, 상기 제 1 영역(R1)일 때에는, 엔진 회전수 제어부(12)에는 제 1 회전수 제어(E1)를 실행시키는 것과 동시에, 이에 대응하여 토출 유량 제어부(13)에는, 제 1 유량 제어(V1)를 실행시키게 되어 있다. 또한, 상기 제 2 영역(R2)일 때에는, 엔진 회전수 제어부(12)에는 제 2 회전수 제어(E2)를 실행시키는 것과 동시에, 이에 대응하여 토출 유량 제어부(13)에는, 제 2 유량 제어(V2)를 실행시키게 되어 있다. 또한, 제 ３ 영역(R3)일 때에는, 엔진 회전수 제어부(12)에는 제 3 회전수 제어(E3)를 실행시키는 것과 동시에, 이에 대응하여 토출 유량 제어부(13)에는, 제 ３ 유량 제어(V3)를 실행시키게 되어 있다.
즉, 이 컨트롤러(2)는, 엔진(6)의 회전수가 550rpm이 될 때까지의 동안은, 엔진(6)의 회전수의 상승을 빨리 하여, 550rpm(제 2 엔진 회전수)이 된 단계에서, 그 회전수를 유지하고, 그 상태 이후에 유량 제어 밸브(5)의 개구를 열기 시작하며, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)와의 압유의 합류에 의해, 합계 유량(G)을 비례적으로 증가시키고 있다. 그리고, 유량 제어 밸브(5)가 전부 열림이 된 후에는, 엔진(6)의 회전수의 상승을 재개하여, 합계 유량(G)을 비례적으로 더 증가시키고 있다. 그리고, 이 컨트롤러(2)는, 엔진 회전수 제어부(12)와 토출 유량 제어부(13)의 협동에 의해서 컨트롤 밸브(3)에 공급하는 압유의 합계 유량(G)을 직선적으로, 즉, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 조작신호 입력의 비율에 따라서 전체 영역(R1～R3)에 걸쳐서 비례적으로 상승시키도록 제어하고 있다.
다음에, 이 제 1 실시형태의 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치의 작용?효과에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 이 제 1 실시형태의 제어장치에 의하면, 그 컨트롤러(2)는, 조작신호 입력의 비율이 제 1 영역(R1)일 때에는, 토출 유량 제어부(13)에서의 제 1 유량 제어(V1)에 의해서 주유압 펌프(7)의 압유만이 토출되어, 이에 대응하여 엔진 회전수 제어부(12)에 의해서 엔진(6)의 회전수를 아이들링 회전수(400rpm)로부터 엔진(6)의 회전토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 토크가 되는 550rpm(제 2 엔진 회전수)까지 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 상승시키는 제 1 회전수 제어(E1)가 되므로, 예를 들면 인칭 동작 등과 같이, 압유의 토출량이 적어도 될 때는, 엔진 회전수를 낮게 억제함으로써, 에너지 절약 및 저소음화가 가능하다.
그리고, 이 컨트롤러(2)에 의하면, 조작신호 입력의 비율이 제 2 영역(R2)일 때에는, 엔진 회전수 제어부(12)는, 제 2 회전수 제어(E2)에 의해서, 엔진(6)의 회전토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 제 2 엔진 회전수인 550rpm을 유지하고 있고, 그 제 2 엔진 회전수까지 올려 두고 나서, 이에 대응하여 토출 유량 제어부 (13)에서의 제 2 유량 제어(V2)에 의해서 압유의 합류가 개시된다. 그리고, 이 제 2 유량 제어(V2)에 의하면, 합류 후의 압유의 합계 유량(G)이 비례적으로 변화하도록 합류시키게 되어 있으므로, 엔진(6)으로의 토크의 극단적인 변동이 억제된다. 따라서, 엔진(6)의 소음을 억제하여, 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 미리 엔진 (6)의 회전 토크가 부족한 일이 없는 필요 충분한 제 2 엔진 회전수 (550rpm)까지 엔진(6)의 회전수를 올려 두고 나서 압유의 합류가 개시되므로, 엔진 스톨의 우려가 없고, 합류를 원활하게 개시하는 것이 가능하고, 또한, 토출하는 압유의 흐름을 안정시킬 수 있으므로, 크레인의 동작을 보다 안정시킬 수 있다.
또한, 이 컨트롤러(2)에 의하면, 조작신호 입력의 비율이 제 ３ 영역(R3)일 때에는, 토출 유량 제어부(13)는, 제 ３ 유량 제어(V3)로 유량 제어 밸브(5)를 전부 열고 주유압 펌프(7) 및 부유압 펌프(8)로부터 토출 가능한 압유의 최대량을 토출하도록 되어 있고, 이에 대응하여 엔진 회전수 제어부(12)는, 제 3 회전수 제어 (E3)에 의해서, 조작신호 입력의 비율에 따라서, 제 2 엔진 회전수보다 높은 제 ３ 엔진 회전수(1000rpm)로, 엔진(6)의 회전수를 비례적으로 상승시키므로, 유량 제어 밸브(5)가 전부 열린 후에 대해서도, 엔진(6)으로의 토크의 극단적인 변동이 억제된다. 따라서, 엔진(6)의 소음을 억제하여, 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 이 컨트롤러(2)에 의하면, 엔진 회전수 제어부(12)와 토출 유량 제어부(13)와의 협동에 의해서 컨트롤 밸브(3)에 공급하는 압유의 합계 유량(G)을, 조작신호 입력의 비율에 따라서 전체영역(R1～R3)에 걸쳐서 비례적으로 상승시키도록 제어하고 있으므로, 토출하는 압유의 흐름이 보다 안정되어, 이것에 의해, 엔진(6)의 소음을 보다 적합하게 억제하여, 연비를 보다 향상시키는 것과 동시에, 크레인의 동작을 보다 안정시킬 수 있다.
예를 들면, 도 3에 상술한 예와의 비교를 위한 다른 제어함수를 도시한다. 한편, 펌프 용적, 엔진의 정격 회전수는, 상술한 본 발명에 관한 소정의 제어함수 및 이 외의 제어함수 모두 같다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 이 외의 제어함수에서는, 엔진(6)의 회전수가, 400에서 1000rpm까지, 조작신호 입력에 대해서 비례 상승하는 하나의 회전수 제어(E)만의 것으로 하여, 주유압 펌프(7)로부터의 압유에 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 합류시켜도 엔진 스톨 등을 일으키지 않고 구동시킬 수 있는 토크를 발생하는 회전수를 상기와 마찬가지로 550rpm으로 가정한 예이다.
이 예의 경우, 유량 제어 밸브(5)는, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 엔진 (6)의 회전수가 550rpm이 되고 나서, 즉, 조작신호 입력이 25%가 되고 나서 유량 제어 밸브(5)가 전부 닫힘의 유량 제어(V1')로부터 개구를 열기 시작할 필요가 생기는 유량 제어(V2')로 이행하는 것이 된다. 한편, 유량 제어 밸브(5)가 전부 열림이 되는 유량 제어(V3')의 타이밍은 임의로 설정할 수 있지만, 동 도면의 예에서는, 75%에서 전부 열림이 되는 설정으로 하였다. 그 결과, 컨트롤 밸브(3)에 공급되는 합계 유량(토출량)은, 동 도면 상단에 도시하는 바와 같이, 합계 유량 (G1,G2,G3)을 포함한 꺾인 그래프가 된다.
여기서, 도 2 및 도 3의 그래프를 비교하면, 펌프 용적, 엔진(6)의 정격 회전수는 본 발명에 관한 소정의 제어함수 및 다른 제어함수 모두 같기 때문에, 조작신호 입력에 대해서, 공급되는 합계 유량은 같다. 그러나, 도 2에 도시하는 본 발명에 관한 소정의 제어함수에서는, 부유압 펌프(8)로부터의 압유의 합류를 빠른 시기에 시작하여, 조작신호의 중간 영역이 되는 제 2 영역(R2)에 있어서 엔진(6) 회전수를 유지하도록 제어하고 있고, 얻어지는 합계 유량(토출량)(G)이 직선적으로 상승하도록 제어하고 있으므로, 도 3에 도시하는 다른 제어함수에 비하여 엔진 회전수를 전체적으로 낮게 억제하는 것을 가능하게 하고 있다. 이것에 의해, 조작 영역의 대부분의 부분에서, 도 3의 다른 제어함수에 비해 엔진 회전수를 한층 낮게 억제하는 것을 가능하게 하고 있다.
그리고, 상기 컨트롤 밸브(3)에 의하면, 더블 펌프 방식의 차량 탑재용 크레인에 있어서, 공간절약화 및 조립 부착성을 향상시키고, 게다가, 크레인의 긴급 정지를 가능하게 하고 또한 원격 조작을 가능하게 한 경우이더라도, 유온의 상승을 억제 가능하다.
즉, 상술한 컨트롤 밸브(3)에 의하면, 복수의 전환 밸브(40), 유량 제어 밸브(5) 및 언로드 릴리프 밸브(27,29), 및, 파일럿유를 얻기 위한 감압 밸브(47) 및 배압 밸브(46)를 서로 적층하여 스택형 컨트롤 밸브를 구성하고 있으므로, 공간절약화를 가능하게 하여, 조립 부착성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 이 컨트롤 밸브(3)에 의하면, 복수의 전환 밸브(40)와 주유압 펌프 (7) 및 부유압 펌프(8)와의 사이에 위치하는 관로에, 두 개의 언로드 릴리프 밸브 (29,27)가 각각 개재되어 있으므로, 두 개의 언로드 릴리프 밸브(29,27)를 작동시킴으로써, 각 펌프(7,8)로부터의 압유를 전환 밸브(40)를 통과시키지 않고 탱크(9)에 되돌려, 예를 들면 비상시에 크레인을 긴급 정지시킬 수 있다.
또한, 이 컨트롤 밸브(3)에 의하면, 복수의 전환 밸브(40)가 간접 구동 방식이며, 그 파일럿유를 얻기 위한 감압 밸브(47) 및 배압 밸브(46)를 구비하고 있으므로, 예를 들면 비상시에 긴급 정지를 시키는 조작을, 원격 조작(라디콘 조작)에 의해서 행할 수 있다. 게다가, 이들 감압 밸브(47) 및 배압 밸브(46)가, 필요한 파일럿유를 주유압 펌프(7)만으로부터 취득하도록 설치되어 있으므로, 예를 들면, 주유압 펌프(7) 및 부유압 펌프(8)가 합류한 후의 관로에 감압 밸브(47) 및 배압 밸브(46)를 설치한 것과 비교해서, 유온의 상승을 억제할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 이하의 설명으로는, 상기 제 1 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것과 함께 설명을 적당히 생략하며, 다른 구성에 대해 상세하게 설명한다.
이 제 2 실시형태에서는, 컨트롤러(2)의 ROM에, 복수의 제어함수가 테이블 데이터로서 저장되어 있는 예이다. 한편, 조작 입력장치(1)에는, 이들 복수의 제어함수를 선택하기 위한 선택용 스위치(도시하지 않음)를 가지고 구성되어 있다. 그리고, 이들 복수의 제어함수는, 상기 조작 입력장치(1)로부터의 선택용 스위치의 조작에 의한 조작신호에 대해서 개별적으로 선택 가능하게 설정되어 있고, 선택된 원하는 제어함수가, 컨트롤러(2)로 실행되는 소정의 압유 공급량 제어처리에 있어서 참조되도록 되어 있다. 즉, 선택된 원하는 제어함수에 대응하는 압유 공급량 제어처리에 의해서, 조작 입력장치(1)의 조작신호에 대해서, 액셀 실린더(4) 및 유량 제어 밸브(5)로 출력되는 컨트롤러(2)로부터의 제어신호가 개별적으로 설정되게 되어 있다.
상세하게는, 이 제 2 실시형태의 컨트롤러(2)의 ROM 소정 영역에는, 상기 복수의 제어함수로서, 제 1 제어함수 및 제 2 제어함수의 두 개의 제어함수가, 압유 공급량 제어처리의 연산 과정에서 필요한 연산 결과를 도출 가능한 형식으로 적절히 참조 가능하게 저장되어 있다. 이들 복수의 제어함수는, 작업자에 의한 조작 입력장치(1)에서의 선택용 스위치에 의한 조작에 따라서 선택 가능하게 되어 있고, 이들 복수의 제어함수는, 차량의 엔진 특성에 맞추어 적절히 선택된다.
그리고, 각 제어함수는, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)와의 합계 토출 유량이, 크레인으로의 조작 입력에 따른 조작신호에 대해서 비례적으로 변화하도록 설정되어 있고, 제 1 제어함수와 제 2 제어함수에서는, 액셀 실린더(4)와 유량 제어 밸브(5)의 제어 밸런스를 다르게 하고 있다. 이하, 이 제 1 제어함수 및 제 1 제어함수에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
도 4는, 이 제 2 실시형태의 제어장치에 적용되는 제 1 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제 1 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
동 도면에 도시하는 그래프는, 최하단이, 상기 테이블 데이터로서 참조 가능한 제 1 제어함수(제어 맵)를 표시하고 있고, 그 상단에, 엔진 회전수, 정격 압력시의 합계 펌프 구동 토크, 주?부유압 펌프에 의한 합계 유량을 차례로 도시하고 있다. 한편, 동 도면에 도시하는 그래프의 수치는, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프 (8)의 용적을, 모두 30cm3/rev로 하고, 엔진의 아이들링 회전수를 400rpm, 정격 회전수를 1000rpm, 엔진과 펌프의 감속비를 1(엔진 회전수=펌프 회전수), 정격 압력 20MPa라 가정한 경우의 것이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 이 제 1 제어함수의 경우, 상기 압유 공급량 제어처리에 있어서, 조작신호 입력의 비율이 25%일 때는, 액셀 실린더 스트로크는 60%가 되어, 유량 제어 밸브(5)가 개구를 열기 시작하도록 설정되어 있다. 또한, 조작신호 입력의 비율이 25% 미만일 때는, 컨트롤 밸브(3)에는, 주유압 펌프(7)로부터의 압유만이 공급된다. 또한, 조작신호 입력의 비율이 25%를 넘을 때는, 유량 제어 밸브(5)가 개구를 시작하여, 부유압 펌프(8)로부터의 압유가 합류되게 된다. 그리고, 부유압 펌프(8)로부터의 압유가 합류되게 되면, 부유압 펌프(8)에도 부하가 발생하게 되어, 펌프의 구동 토크가 증가하여, 엔진(6)에의 토크 부하가 증대하게 되어 있다.
여기서, 조작신호 입력의 비율이 25%일 때의 엔진 회전수를, 먼저 가정한 조건으로 계산하면, 아이들링 회전수 400rpm과 정격 회전수 1000rpm의 사이의 60%의 회전수가 되기 때문에, 엔진 회전수는 760rpm이 된다. 즉, 이 제 1 제어함수에 의한 압유 공급량 제어처리의 경우, 엔진 회전수가 760rpm 이상이 되면, 부유압 펌프(8)로부터의 압유의 합류가 시작되어, 엔진(6)에의 토크 부하가 증대하게 된다. 또한, 그 때의 펌프 구동 토크는, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)를 구동하는 토크가 된다. 그 토크는, 토출 압력에 의해 바뀌어 오지만, 최대로 정격 압력 20MPa일 때의 토크가 된다. 즉, 가정한 조건(정격압력 P=20MPa, 펌프 용적 q=30cm3/rev+30cm3/rev=60cm3/rev)으로 계산하면 191N?m이 된다. 그 때문에, 이 제 1 제어함수를 적용하는 경우에는, 191N?m의 회전 토크가 엔진 회전수 760rpm 이하에서 발생하는 엔진일 필요가 있다.
그러나, 엔진의 출력이 크고, 보다 낮은 엔진 회전수로, 191N?m의 회전토크를 발생시킬 수 있는 차량의 경우, 이 제 1 제어함수에서는, 필요 이상으로 엔진 회전수를 상승시켜 버리게 된다.
따라서, 이 제 2 실시형태의 제어장치에서는, 보다 낮은 엔진 회전수로 부유압 펌프(8)의 합류가 시작되게 한 제 2 제어함수를 더 구비하여, 차량의 엔진 특성에 맞추어 선택 가능하게 되어 있다.
제 2 제어함수(제어 맵)를 도 5에 도시한다. 한편, 이 제 2 제어함수에 있어서, 펌프 용적, 엔진 회전수 등의 가정 조건에 대해서는, 상기 도 4에 도시한 제 1 제어함수와 같다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 이 제 2 제어함수에 기초하는 압유 공급량 제어처리의 경우, 조작신호 입력의 비율이 10%일 때, 액셀 실린더 스트로크는25%가 되어, 유량 제어 밸브(5)가 개구를 개시하도록 설정되어 있다. 그리고, 이 제 2 제어함수에 있어서, 상기 제 1 제어함수와 같이 엔진 회전수를 계산하면, 조작신호 입력의 비율이 10%일 때의 엔진 회전수는 550rpm이 되고, 엔진 회전수가 550rpm 이상이 되면, 부유압 펌프(8)로부터의 압유의 합류가 시작된다. 다라서, 이 제 2 제어함수를 적용하기 위해서는, 191N?m의 회전토크가 엔진 회전수 550rpm 이하로 발생하는 엔진일 필요가 있다.
여기서, 도 4 및 도 5의 그래프를 비교하면, 펌프 용적, 엔진의 정격 회전수는 제 1 및 제 2 제어함수 모두 같기 때문에, 조작신호 입력에 대해서, 공급되는 합계 유량은 같다. 그러나, 도 5에 도시하는 제 2 제어함수에서는, 부유압 펌프(8)로부터의 압유의 합류가 빠른 시기에 시작하기 때문에, 조작신호의 중간 영역에 있어서, 도 4에 도시하는 제 1 제어함수보다 엔진 회전수를 낮게 억제할 수 있다. 즉, 예를 들면 엔진 회전수 500rpm에서 191N?m의 회전토크를 발생하는 엔진이면, 제 2 제어함수에 기초하는 압유 공급량 제어처리를 적용하는 편이, 보다 낮은 엔진 회전수로 크레인 작업을 행할 수 있다.
여기서, 상기의 '크레인으로의 조작 입력과 엔진의 회전수 및 유량 제어 밸브에 의한 압유의 소정의 유량과의 관계'에는, 상기 제 1 및 제 2 제어함수가 각각 대응되고 있고, 또한, 상기의 '상기 설정된 복수의 관계 중 원하는 관계'에는, 상 기 복수의 제어함수 중의, 차량의 엔진 특성에 맞추어 적절히 선택된 제어함수가 대응된다.
상술한 바와 같이, 이 제 2 실시형태의 제어장치에서는, 컨트롤러(2)는, 다른 복수의 제어함수(제 1 및 제 2 제어함수)를 테이블 데이터로서 설정하고 있고, 그 컨트롤러(2)로 실행되는 압유 공급량 제어처리에서는, 이들 복수의 제어함수 중 원하는 제어함수가 조작 입력장치(1)로부터 선택 가능하게 되어 있으므로, 크레인을 탑재하는 차량의 엔진 특성에 맞추어, 적절한 제어함수를 선택하고, 보다 최적인 엔진 회전수와 부유압 펌프(8)로부터의 압유를 유량 제어하기 위한 유량 제어 밸브(5)의 제어가 가능하게 된다. 그 때문에, 예를 들면 보다 낮은 엔진 회전수로, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)를 동시에 구동시켜, 정격 압력의 압유를 토출할 수 있는 회전토크가 발생하는 차량에 적용한 경우에는, 지금까지 이상으로 에너지 절약, 저소음화를 도모할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 이하의 설명에서는, 상기 제 1 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것과 함께 설명을 적절히 생략하고, 다른 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
제 3 실시형태의 차량 탑재용 크레인은, 크레인의 조작을, 원격 조작(라디콘 조작)에 의해서 행할 수 있는 무선 조작기(60)를 구비하고 있다. 한편, 이 무선 조작기(60)는, 상기 컨트롤러(2)와의 사이에서, 공지의 무선의 통신 수단에 의해서 조작신호 등의 필요한 신호의 송수신이 가능하게 되어 있다. 이하, 도 6을 적절히 참조하면서, 이 무선 조작기(60)에 대해 설명한다. 한편, 도 6(a)은, 무선 조작기의 사시도이고, 도 6(b)은 측면도이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 이 무선 조작기(60)는, 손잡이부(67) 및 조작부(68)를 구비하고 있다.
조작부(68)에는, 붐 기복(起伏) 스위치(61), 윈치 스위치(62), 붐 신축 스위치(63), 좌우 선회 스위치(64) 등이 각각 배치되어 있고, 각 스위치는, 대응하는 각 액츄에이터를 각각, 구동하기 위한 전환 밸브(40)(도 1에서의 부호 D～S)에 대응하는 조작신호를 컨트롤러(2)에 각각 송신 가능하게 되어 있다. 또한, 조작부 (68)상에는, 크레인의 인칭 조작을 하기 위한 인칭 버튼(66)도 배치되어 있고, 대응하는 조작신호를 컨트롤러(2)에 송신 가능하게 되어 있다. 또한, 조작부(68)의 하면에는, 하방에 속도 레버(65)가 돌출하고 있다. 이 속도 레버(65)는 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 크레인의 조작신호의 비율을, 0～100%까지, 조정 가능한 스피드 컨트롤러이고, 속도 레버(65)를 당기는 조작의 크고 작음에 의해서, 대응하는 조작신호를 컨트롤러(2)에 송신하여, 크레인의 작동 속도를 조정 가능하게 되어 있다.
여기서, 상기 컨트롤러(2)는, 과부하방지 장치(10)로부터 입력되는 부하신호에 기초하여, 그 입력되는 부하신호가 클 때에는 작을 때에 비하여 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키도록 유량 제어 밸브(5)를 제어하면서, 조작 입력장치(1) 내지 무선 조작기(60){이하, 조작 입력장치(1) 등이라고도 한다}로부터 작업자의 조작에 따라서 입력되는 조작신호에 기초하여, 유량 제어 밸브(5)를 제어하는 압유 공급량 제어처리가 실행되도록 구성되어 있다. 한편, 상기 유량 제어 밸브(5)는, 그 스풀의 최대 작동량이 부하신호에 따라서 적절히 제한되는 비례형이며, 스풀의 최대 작동량을 제한함으로써 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량을 비례적으로 조정 가능하게 되어 있다.
이 제 3 실시형태의 컨트롤러(2)는, ROM의 소정 영역에, 압유 공급량 제어처리를 실행하는 프로그램이, 그 연산 과정에서 필요한 연산 결과를 도출 가능한 형식으로 적절히 참조 가능하게 저장되어 있다. 또한, ROM에는, 소정의 제어함수가 테이블 데이터로서 저장되어 있다. 그리고, 이 소정의 제어함수가, 컨트롤러(2)로 실행되는 압유 공급량 제어처리에 있어서 참조되게 되어 있다. 즉, 컨트롤러(2)로 실행되는 압유 공급량 제어처리는, 조작 입력장치(1) 등으로부터의 조작신호 입력 및 과부하방지 장치(10)로부터 입력되는 부하신호에 따라서, 액셀 실린더(4) 및 유량 제어 밸브(5)로 출력되는 제어신호가, 상기 소정의 제어함수에 기초하여 개별적으로 설정되게 되어 있다.
이하, 이 제 3 실시형태에서의 소정의 제어함수 및 이것에 대응하는 압유 공급량 제어처리에 대해 보다 상세하게 설명한다. 한편, 도 7은, 이 제 3 실시형태의 제어장치에 적용되는 소정의 제어함수(압유 공급량 제어처리에 이용되는 제어 맵)를 설명하는 도면이다.
동 도면에 도시하는 그래프는, 상기 테이블 데이터로서 참조 가능한 제어함수(제어 맵)를 표시하고 있고, 최하단이 유량 제어 밸브(5)의 스풀의 개도, 그 상단에, 엔진 회전수, 정격 압력시의 합계 펌프 구동 토크, 및 주?부유압 펌프(7,8) 에 의한 합계 유량을 차례로 도시하고 있다. 주유압 펌프(7)의 용적은, 20cm3/rev, 부유압 펌프(8)의 용적은, 40cm3/rev이고, 동 도면에 도시하는 그래프의 수치는, 엔진의 아이들링 회전수를 400rpm, 정격 회전수를 1000rpm, 엔진과 펌프의 감속비를 1(엔진 회전수=펌프 회전수), 정격 압력 20MPa라 가정한 경우의 것이다.
여기서, 상기와 같이, 주유압 펌프(7)의 토출량은, 부유압 펌프(8)의 토출량보다 작아져 있고, 특히, 본 실시형태에서의 주유압 펌프(7)의 토출량은, 크레인의 인칭 조작을 하는데 필요 충분한 범위로 작은 토출량으로 설정되어 있다.
그리고, 이 컨트롤러(2)내에서의 압유 공급량 제어처리는, 입력되는 부하신호에 따라서 4개의 범위가 설정되어 있다. 구체적으로는, 입력되는 부하신호가50%(제 1 소정치) 미만일 때를 제 1 범위로 하고, 입력되는 부하신호가 50%(제 1 소정치)를 넘고 또한 95%(제 2 소정치) 미만일 때를 제 2 범위로 하고, 또한, 입력되는 부하신호가 95%(제 2 소정치)를 넘고 또한 100%(제 ３ 소정치) 미만일 때, 및 인칭 버튼(66)이 조작되어 그 신호가 입력되었을 때 중의 어느 하나인 때를 제 ３ 범위로 하고, 입력되는 부하신호가 100%(제 ３ 소정치)를 넘을 때를 제 ４ 범위로서 설정하고 있다.
도 8은, 이 제 3 실시형태의 컨트롤러(2)로 실행되는, 압유 공급량 제어처리를 실행하는 프로그램의 플로 차트이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 예에 있어서, 컨트롤러(2)내에서는, 동 프로그램이 실행되면, 우선, 스텝 S1로 이행한다.
스텝 S1에서는, 무선 조작기(60)의 인칭 버튼(66)이 조작되고 있는지 아닌지를 판정하여, 조작되고 있을 때(Yes)에는 스텝 S6으로 이행하고, 그렇지 않을 때 (No)에는 스텝 S2로 이행한다. 스텝 52에서는, 과부하방지 장치(10)로부터 입력되는 부하신호가 상기 제 1 범위내인지 아닌지를 판정하여, 제 1 범위내이면(Yes) 스텝 S3으로 이행하고, 그렇지 않을 때(No)에는 스텝 S4로 이행한다.
스텝 S3에서는, 조작신호에만 기초하여 유량 제어 밸브(5)를 제어하는 일련의 처리가 실행되어, 처리를 되돌린다. 구체적으로는, 이 때의 제어는, 도 8의 최하단에 도시하는 그래프에 기초하는 소정의 함수식(기본 함수식) K로 제어된다. 한편, 이 제 1 범위는, 예를 들면 크레인의 전도(轉倒)의 우려가 없는 범위로서 설정되어 있다.
스텝 S4에서는, 부하신호가 상기 제 2 범위내인지 아닌지를 판정하여, 제 2 범위내이면(Yes) 스텝 S5로 이행하고, 그렇지 않을 때(No)에는 스텝 S6으로 이행한다.
스텝 S5에서는, 입력되는 부하신호가 커지는 것에 따라 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키도록 유량 제어 밸브(5)를 제어하는 것과 동시에, 조작신호에 기초하여 유량 제어 밸브(5)를 제어하는 일련의 처리가 실행되어, 처리를 되돌린다. 구체적으로는, 이 때의 제어는, 상기 소정의 함수식(기본 함수식) K에 부하율의 역수를 곱하고 있고, 이것에 의해, 입력되는 부하신호가 커질수록, 도 7에 도시하는 소정의 함수식 K의 기울기를 감소시켜, 상기 기울기를 감소시킨 함수식에 의해서 그 때의 조작신호에 기초하여 유량 제어 밸브(5)를 제어하게 되어 있다.
스텝 S6에서는, 부하신호가 상기 제３ 범위내인지 아닌가를 판정하여, 제３ 범위내이면(Yes) 스텝 S8로 이행하고, 그렇지 않을 때(No)에는 스텝 S7로 이행한다.
스텝 S8에서는, 유량 제어 밸브(5)를 전부 닫는 일련의 처리가 실행되어, 처리를 되돌린다. 이것에 의해, 유량 제어 밸브(5)를 작동시키지 않게 되어 있다. 또한, 스텝 S7에서는, 부하신호가 상기 제 ４ 범위인지 아닌지를 판정하여, 제 ４ 범위이면(Yes) 스텝 S9로 이행하고, 그렇지 않을 때(No)에는 스텝 S8로 이행한다. 스텝 S9에서는, 상기 언로드 릴리프 밸브(27,29)를 작동시키는 제어를 포함한 일련의 처리가 실행되어, 처리를 되돌린다. 이것에 의해, 압유를, 각 전환 밸브(40)를 통하지 않고 탱크(9)측에 되돌려 크레인의 작동을 정지하도록 되어 있다.
여기서, 상기 조작신호에 기초하는 유량 제어 밸브(5)의 유량의 제어는, 보다 구체적으로는, 상기 컨트롤 밸브(3)의 각 전환 밸브(40)에, 그 스풀의 작동량을 파악 가능한 트랜스미터(차동 트랜스)가 설치되어 있고, 그들 작동량으로부터 크레인이 필요로 하는 합계 유량이 산출되어, 그 산출된 필요로 하는 합계 유량에 기초하여, 유량 제어 밸브(5)의 필요한 스풀의 최대 작동량이 연산되도록 되어 있다.
다음에, 이 제 3 실시형태의 압유 공급량 제어장치의 작용?효과에 대해 설명한다.
이 제 3 실시형태의 압유 공급량 제어장치에 의하면, 그 컨트롤러(2)는, 크레인의 부하율에 따른 부하신호와, 크레인으로의 조작신호가 각각 입력되도록 되어 있고, 이들 부하신호 및 조작신호에 기초하여, 하나의 유량 제어 밸브(5)를 제어하도록 되어 있으므로, 이 하나의 유량 제어 밸브(5)로 합류하는 압유의 유량 제어 및 부하율에 따른 유량 제어를 겸용하는 것이 가능하다.
그리고, 이 컨트롤러(2)에 의하면, 상기 부하신호 및 조작신호 중, 크레인의 부하율에 따른 부하신호측을 우선하여, 유량 제어 밸브(5)를 제어하고 있으므로, 크레인으로의 부하율에 따라서 유량을 확실히 원하는 상태로 할 수 있다.
또한, 이 컨트롤러(2)에 의하면, 크레인으로의 부하율에 따라서 4개의 범위가 설정되어 있으므로, 크레인의 부하율에 따른 원하는 상태로 제어하는데 있어서보다 적합하다.
즉, 부하율이 비교적으로 낮은 제 1 범위(입력되는 부하신호가 50% 미만)일 때에는, 상기 소정의 함수식(기본 함수식) K로 변경은 없고, 크레인으로의 조작신호에만 기초하여 유량 제어 밸브(5)가 제어되므로, 기민한 조작이 가능하다.
그리고, 부하율이 중간 정도인 제 2 범위(입력되는 부하신호가 50% 이상 95% 미만)일 때에는, 부하신호가 커지는 것에 따라 부유압 펌프(8)로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키도록 유량 제어 밸브(5)가 제어된다. 즉, 소정의 함수식 K에 부하율의 역수를 곱하고, 소정의 함수식 K의 기울기를 감소시켜, 그 기울기를 감소시킨 함수식에 의해서, 그 때의 조작신호에 기초하여 유량 제어 밸브(5)를 제어하도록 되어 있으므로, 그 부하율의 정도에 따른 속도에서의 안정된 크레인 조작이 가능하다.
또한, 부하율이 비교적으로 높을 때(입력되는 부하신호가 95% 이상 100% 미 만)인 제 ３ 범위일 때에는, 유량 제어 밸브(5)를 전부 닫는 제어가 된다. 그 때문에, 이 때에는, 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에만 의해서 컨트롤 밸브(3)의 전환 밸브(40)에 압유가 공급되고, 게다가, 부하율이 한도를 넘는 제 ４ 범위(입력되는 부하신호가 100% 이상)에서는, 언로드 릴리프 밸브(27,29)를 작동시켜, 압유를 탱크(9)측에 되돌려 크레인의 작동을 정지하도록 되어 있으므로, 그 때의 크레인 조작을 확실히 멈출 수 있다.
또한, 크레인의 인칭 조작이 실행될 때는, 유량 제어 밸브(5)를 전부 닫는제어가 된다. 그 때문에, 이 때에는, 주유압 펌프(7)로부터 토출되는 압유만에 의해서 컨트롤 밸브(3)의 전환 밸브(40)로 압유가 공급되므로, 미속 작동시스템을 간단하고 염가로 구축할 수 있다.
따라서, 이 압유 공급량 제어장치에 의하면, 통상시의 조작성을 양호하게 하는 것과 동시에, 부하율에 따른 유량을 확실히 원하는 상태로 제어하는 크레인 조작이 가능하다. 게다가, 미속 작동시스템을 간단하고 염가로 구축할 수 있다.
한편, 본 발명에 관한 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치는, 상기 각 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않으면 여러 가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
예를 들면, 상기 제 1 실시형태에서는, 주유압 펌프(7)와 부유압 펌프(8)의 용적을, 모두 30cm3/rev로 하고 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 주유압 펌프의 최대 토출량을, 부유압 펌프의 최대 토출량보다 적은 양으로 설정해도 좋다. 이러한 구성이면, 엔진 회전수가 낮고 회전토크가 작을 때에, 엔진의 토크 부하를 억제하는데 있어서 보다 적합하다. 또한, 그 경우에 있어서, 예를 들면, 주유압 펌프의 최대 토출량은, 인칭 동작에 필요 충분한 토출량으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 엔진 회전수가 낮고 회전토크가 작을 때에, 엔진의 토크 부하를 억제하는데 있어서 한층 적합하다.
또한, 예를 들면 상기 제 2 실시형태에서는, 복수의 제어함수 중 원하는 제어함수가 조작 입력장치(1)로부터 선택 가능하게 되어 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 컨트롤러(2)의 기판상에 딥 스위치를 설치하여, 이 딥 스위치의 설정에 의해서, 대응하는 엔진 특성에 최적인 제어함수를 상기 원하는 제어함수로서 출하시에 설정하도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 컨트롤러(2)로 실행되는 압유 공급량 제어처리에 있어서 선택 가능한 다른 복수의 제어함수가, 2종류인 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 3종류 이상으로부터 선택 가능한 구성으로 해도 좋다.
또한, 예를 들면 상기 제 3 실시형태에서는, 미속 작동시스템은, 인칭 버튼 (66)이 조작되어 그 신호가 입력되었을 때에, 컨트롤러(2)에 의해서 실행되는 압유 공급량 제어처리에서의 제어가 대응하는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 유량 제어 밸브(5)와 컨트롤러(2)를 연결하는 신호선(52)에 ON/OFF 가능한 스위치를 개재하고, 이 스위치를 조작함으로써 미속 작동시스템을 구성 가능하다. 이러한 구성이더라도, 미속작동시스템을 간단하고 염가로 구축할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량에 탑재되는 크레인에 공급하는 압유의 공급량을 제어하기 위해서 이용되고, 상기 차량의 엔진에 의해서 동시에 구동되는 주(主)유압 펌프 및 부(副)유압 펌프와, 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 유량 제어 밸브와, 상기 크레인으로의 조작신호 입력에 따라서, 상기 엔진의 회전수 및 상기 유량 제어 밸브를 제어 가능한 컨트롤러를 구비하고, 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에, 상기 유량 제어 밸브로 조정된 상기 부유압 펌프의 압유를 합류시켜 상기 크레인을 구동하기 위한 컨트롤 밸브에 공급하는 압유 공급량 제어장치로서,
    상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 회전수를 제어하는 엔진 회전수 제어수단과, 상기 유량 제어 밸브로부터 토출되는 압유의 유량을 제어하는 토출 유량 제어수단을 구비하고,
    상기 토출 유량 제어수단은, 상기 유량 제어 밸브를 전부 닫고 상기 주유압 펌프의 압유만을 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 제 1 유량 제어와, 상기 부유압 펌프의 압유를 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 합류시킬 때에, 합류 후의 압유의 토출량을 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 합류시켜 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 제 2 유량 제어와, 상기 유량 제어 밸브를 전부 열고 상기 주유압 펌프 및 부유압 펌프로부터 토출 가능한 압유의 최대량을 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 제 ３ 유량 제어를 포함하여 구성되고,
    상기 엔진 회전수 제어수단은, 상기 엔진의 회전수를 아이들링 회전수로부터 상기 엔진의 회전토크가 부족함 없이 필요 충분한 토크가 되는 제 2 엔진 회전수까지 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 변화하도록 상승시키는 제 1 회전수 제어와, 상기 엔진의 회전수를, 상기 제 2 엔진 회전수로 유지하는 제 2 회전수 제어와, 상기 엔진의 회전수를, 상기 제 2 엔진 회전수로부터 그것보다 높은 제 3 엔진 회전수로, 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 비례적으로 상승시키는 제 3 회전수 제어를 포함하여 구성되어 있고,
    또한, 상기 컨트롤러는, 상기 조작신호 입력의 비율이 제 1 비율 미만의 제 1 영역일 때에는, 상기 제 1 회전수 제어 및 이에 대응하여 상기 제 1 유량 제어를 실행하고, 상기 조작신호 입력의 비율이 제 1 비율 이상이고 또한 제 1 비율보다 큰 제 2 비율 미만의 제 2 영역일 때에는, 상기 제 2 회전수 제어 및 이에 대응하여 상기 제 2 유량 제어를 실행하고, 상기 조작신호 입력의 비율이 제 2 비율 이상의 제 ３ 영역일 때에는, 상기 제 3 회전수 제어 및 이에 대응하여 상기 제 ３ 유량 제어를 실행하도록 되어 있으며,
    상기 컨트롤 밸브는, 스택형의 컨트롤 밸브로서, 상기 크레인의 각 액츄에이터를, 구동하기 위한 간접 구동방식의 복수의 전환 밸브와, 상기 부유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 조정하는 동시에, 상기 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 합류시켜 상기 복수의 전환 밸브에 내보내는 유량 제어 밸브와, 상기 복수의 전환 밸브와 상기 주유압 펌프 및 상기 부유압 펌프와의 사이에 각각 개재되는 두 개의 언로드 릴리프 밸브와, 상기 복수의 전환 밸브의 구동에 필요한 파일럿유를 상기 주유압 펌프만으로부터 취득하도록 설치된 감압 밸브 및 배압 밸브를 서로 적층한 스택형으로서 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진 회전수 제어수단과 상기 토출 유량 제어수단과의 협동에 의해서 상기 컨트롤 밸브에 공급하는 압유의 합계 유량을, 상기 조작신호 입력의 비율에 따라서 전체 영역에 걸쳐서 비례적으로 상승시키게 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 탑재용 크레인의 압유 공급량 제어장치.
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