JP3134673U - 車両搭載型クレーン用圧油供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば夜間作業等での騒音を抑制するとともに、使用範囲を拡大し得る車両搭載型クレーン用圧油供給装置を提供する。
【解決手段】この車両搭載型クレーンは、油圧ポンプ２からの圧油で駆動するアクチュエータを有するクレーン本体６と、圧油供給装置８とを備えている。そして、この圧油供給装置８は、エンジン１にその出力で発電可能に接続された発電機７と、油圧ポンプ２に並列に接続された第二の油圧ポンプ２１と、その第二の油圧ポンプ２１を駆動する電動モータ２２と、発電機７からの充電および電動モータ２２への電力の供給が可能にそれぞれに接続されたバッテリ２３とを備えている。
【選択図】図２

Description

本考案は、車両のエンジンで駆動する油圧ポンプを有し、その油圧ポンプからの圧油で作動する車両搭載型クレーンに係り、特に、クレーン本体の複数のアクチュエータを作動させるための圧油を、クレーン用の油圧ポンプからの圧油とともに、またはその油圧ポンプからの圧油とは別個に供給可能な車両搭載型クレーン用の圧油供給装置に関する。

この種の車両搭載型クレーンは、例えば図５に示すように、油圧ポンプ２を備えている。この油圧ポンプ２は、車両のディーゼルエンジン１を動力源としており、このディーゼルエンジン１に連結されたＰＴＯ（パワーテイクオフ）１ａを介して作動するようになっている（同図（ｂ）参照）。
そして、この油圧ポンプ２から吐出される圧油は、同図（ａ）に示すように、コントロールバルブ３へ供給される。このコントロールバルブ３は、クレーン本体６の複数のアクチュエータを作動させるための切換弁を有し、操作盤５からの操作信号に応じたコントローラ４からの制御信号に基づいて、各切換弁の油路の切換動作がなされ、クレーン本体６の各アクチュエータを作動させるようになっている。

ここで、この種の車両搭載型クレーンは、油圧ポンプとして、エンジンがアイドリング状態（発生トルクが最も低い状態）であってもエンストしないように、油圧ポンプの吐出量を小さく設定している。そのため、油圧ポンプの吐出量がクレーンの定格油量を満足するには、エンジンの回転数を高くする必要がある。
しかし、この種の車両搭載型クレーンを搭載するトラック等のエンジントルク特性は、通常、エンジンの回転数を上げるに従ってエンジントルクが増大するので、油圧ポンプの吐出量に比して、エンジントルクに余裕が出てくる。そのため、エンジンの回転数を上げるに従って効率が低下することになるとともに、騒音が増大するという問題がある。特に、夜間作業する場合には、騒音を抑制することは重要な課題である。

そこで、例えば夜間作業する場合に、騒音を抑制するために、エンジン（内燃機関）を用いずに、動力源として電動モータで油圧ポンプを作動させてクレーン作業をすることが考えられる。つまり、バッテリによる駆動や、ケーブルリールを介して供給された電源によって駆動する外部電源駆動である。これにより、騒音を抑制したい作業時には、エンジン（内燃機関）を用いずクレーン作業を行うことができる。

一方、例えば騒音がそれほど問題とならない条件下での作業や、比較的に作業時間が短い補助的な作業には、車載されたディーゼルエンジン等のエンジン（内燃機関）を動力源として使用することは合理的な場合がある。
そこで、例えば特許文献１に記載の技術では、エンジン（内燃機関）および電動モータのそれぞれによって負荷を駆動可能な、いわゆるハイブリッド方式を備える建設機械用モータが提案されている。なお、同文献に記載の建設機械用モータは、回生エネルギー制御等に係る構成は特に有しない。
特表平８−５０３２７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、建設機械用モータを電動モータで動作させる場合に、例えばバッテリのみで駆動するときには、バッテリが放電しきれば停止してしまうし、また、例えば外部電源駆動のときには、ケーブルがとどく限られた範囲内のみでの作業となり、外部からの電源の取得が困難な状況での使用においては使用範囲に制限がある。

また、建設機械用モータをディーゼルエンジンで動作させる場合には、上述のように、例えば騒音がそれほど問題とならない条件下での作業や、比較的に作業時間が短い補助的な作業等、内燃機関を使用しても差し支えのない環境に使用範囲が制限されてしまうため未だ改善の余地がある。
そこで、本考案は、このような問題点に着目してなされたものであって、例えば夜間作業等での騒音を抑制するとともに、使用範囲を拡大し得る車両搭載型クレーン用圧油供給装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本考案は、車両のエンジンで駆動する油圧ポンプと、その油圧ポンプからの圧油で作動する複数のアクチュエータを有するクレーン本体とを備える車両搭載型クレーンに用いられ、前記複数のアクチュエータを作動させるための圧油を、前記油圧ポンプからの圧油とともに、または前記油圧ポンプからの圧油とは別個に供給可能な圧油供給装置であって、前記エンジンにその出力で発電可能に接続された発電機と、前記油圧ポンプの吐出側に合流するように油圧的に並列に接続された第二の油圧ポンプと、その第二の油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記発電機からの充電および前記電動モータへの電力の供給が可能にそれぞれに接続されたバッテリとを備えていることを特徴としている。なお、バッテリには大容量のものを採用することは好ましい。また、エンジン（内燃機関）には、ディーゼルエンジンを好適に採用することができる。

本考案に係る車両搭載型クレーン用圧油供給装置によれば、車両のエンジンで駆動する油圧ポンプと、その油圧ポンプに並列に接続された第二の油圧ポンプと、その第二の油圧ポンプを駆動する電動モータと、エンジンにその出力で発電可能に接続された発電機と、その発電機からの充電および前記電動モータへの電力の供給が可能にそれぞれに接続されたバッテリとを備えているので、例えば夜間作業等での騒音を抑制したい場合には、バッテリから供給された電力で電動モータを動作させて第二の油圧ポンプを駆動してクレーン作業を行うことができる。

したがって、エンジン（内燃機関）を運転せずに、騒音を抑制しつつ必要なクレーン作業を行うことができる。そして、例えば騒音がそれほど問題とならない条件下でのクレーン作業の場合には、エンジンで油圧ポンプを駆動してクレーン作業を行えるため、その使用範囲を拡大することができる。
また、本考案に係る車両搭載型クレーンによれば、発電機は、エンジンにその出力で発電可能に接続されているので、エンジンを運転することで発電機を駆動してバッテリを充電することが可能である。したがって、例えば騒音がそれほど問題とならなければ、昼間の間に、エンジンを運転し発電機を駆動してバッテリを充電することができる。これにより、例えば外部からの電源の取得が困難な状況下での使用も可能であり、電源が無い場所での放電に備えて再充電することができる。したがって、その活動範囲をより広域なものとすることができる。また、再充電が可能なので、搭載するバッテリの容量を最小限とすることができる。そのため、そのコストも抑制可能である。

ここで、本考案に係る車両搭載型クレーン用圧油供給装置において、車両側充電回路に接続されて、車両の走行等で車両用バッテリが満充電になったときに、車両用発電機から前記圧油供給装置の前記バッテリにこれを充電可能に接続されたスイッチを更に有することは好ましい。このような構成であれば、車両側充電回路からも圧油供給装置のバッテリへの充電ができる。

また、本考案に係る車両搭載型クレーン用圧油供給装置において、前記複数のアクチュエータとは別個に装備された油圧モータを更に備え、前記車両のエンジンで駆動する油圧ポンプは、前記複数のアクチュエータを作動させるための圧油を供給する主油圧ポンプと、前記別個に装備された油圧モータを作動させるための圧油を供給する副油圧ポンプと、を有して構成された二連ポンプであり、前記別個に装備された油圧モータが、前記発電機を回して発電して前記圧油供給装置の前記バッテリを充電するように構成することができる。

また、本考案に係る車両搭載型クレーン用圧油供給装置において、外部電源を前記バッテリに供給可能な充電器を更に有することは好ましい。このような構成であれば、外部電源をバッテリに給電できるため、その活動範囲をより一層広域なものとする上で好適である。

上述のように、本考案によれば、例えば夜間作業等での騒音を抑制するとともに、使用範囲を拡大し得る車両搭載型クレーン用圧油供給装置を提供することができる。

以下、本考案の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本考案に係る圧油供給装置を備えた車両搭載型クレーンの一実施形態を説明する図であり、同図では、そのクレーンの側面図を示している。なお、上記図３に例示した従来の車両搭載型クレーンと同様の構成については、同一の符号を付して説明する。
図１に示すように、この車両搭載型クレーンは、クレーン本体６を備えている。このクレーン本体６は、車両１０の荷台１６と運転室１１との間のシヤーシフレーム１９上に、ベース１７が連結固定されている。そして、そのベース１７上にコラム１２が旋回自在に設けられ、さらに、このコラム１２の上端部に、油圧ポンプからの圧油で駆動するアクチュエータを有する多段伸縮ブームであるブーム１３が起伏自在に枢支されている。また、このコラム１２には、ウインチ（図示略）が設けられており、このウインチからワイヤロープ１４をブーム１３の先端部に導いて、ブーム１３の先端部の滑車（図示略）を介してフック１５を掛け回すことにより、フック１５がブーム１３の先端部から吊下されている。なお、上記ベース１７の左右両側には、アウトリガ１８が設けられている。

ここで、この車両搭載型クレーンは、図１に示すように、荷台１６の前部中央に、圧油供給装置８を備えている。この圧油供給装置８は、車両１０の荷台１６に対して着脱可能な筐体８ａを備えて構成されている。
次に、上記圧油供給装置８を含む、この車両搭載型クレーンの駆動系統の構成について、図１および図２を適宜参照しつつ説明する。なお、図２は、クレーン本体６の駆動系統の説明図であり、本考案に係る圧油供給装置の一実施形態およびクレーンの油圧回路の構成を示している。

この車両搭載型のクレーンは、図２に示すように、油圧ポンプ２を備えている。この油圧ポンプ２は、車両１０のディーゼルエンジン１（以下、単に「エンジン」ともいう）を動力源としており、このエンジン１に連結されたＰＴＯ（パワーテイクオフ）１ａを介して作動するようになっている。
そして、この油圧ポンプ２は、油圧ポンプ２から吐出される圧油が主管路２７に供給され、この主管路２７は、上記クレーン本体６の複数のアクチュエータを作動させるコントロールバルブ３に接続されている。また、このコントロールバルブ３の戻り管路２９は、タンク２８に接続されている。そして、このコントロールバルブ３内には、クレーン本体６の各アクチュエータをそれぞれ駆動するための複数の切換弁がアクチュエータ毎に設けられている。さらに、エンジン１には、油圧ポンプ２を駆動する出力軸の反対側（先端側）に、その出力で発電可能な発電機７が接続されている。

そして、上述のエンジン１、コントロールバルブ３等の各装置間には、制御用ないし駆動用の必要な電気回路が介在しており、制御用の回路は、コントローラ等の制御部に接続され、各装置および制御部相互は、必要な信号の授受が可能になっている。また、駆動用の電気回路は、各アクチュエータの切換弁等に必要な電力の供給が可能に構成されている。例えばクレーン本体６の上記各切換弁は、信号線を介してクレーン本体６全体を制御するためのコントローラ４に接続されており、操作盤５からの操作信号に応じたコントローラ４からの制御信号に基づいて各切換弁の油路の切換動作が適宜実行される。

ここで、上記圧油供給装置８は、図２に示すように、その筐体８ａ内に、油圧ポンプ２の吐出側に合流するように油圧的に並列に接続された第二の油圧ポンプ２１と、その第二の油圧ポンプ２１を駆動する電動モータ２２と、前記発電機７からの充電および前記電動モータ２２への電力の供給が可能にそれぞれに接続されたバッテリ２３とを備えている。さらに、筐体８ａ内には、電動モータ２２を駆動するための専用のコントローラ２４が設けられており、このコントローラ２４は、上記クレーン本体６全体を制御するためのコントローラ４に信号線を介して接続されており、このコントローラ４からのモータ制御信号に基づいて電動モータ２２を適宜駆動するようになっている。

そして、電動モータ２２には、その出力軸に、上記第二の油圧ポンプ２１が接続されている。この第二の油圧ポンプ２１は、図２に示すように、上記油圧ポンプ２に対して、油圧回路３２を介して並列に接続されている。これにより、コントローラ４からのモータ制御信号に基づいたコントローラ２４からの指令で電動モータ２２が駆動されると、第二の油圧ポンプ２１から吐出される圧油は、油圧ポンプ２からの圧油とともに、または油圧ポンプ２からの圧油とは別個にコントロールバルブ３へ適宜供給され、クレーン本体６の各アクチュエータを作動させるようになっている。

さらに、この圧油供給装置８は、図２に示すように、その筐体８ａ内に、大容量のバッテリ２３を備えている。このバッテリ２３は、エンジン１用のバッテリとは別個に設けられたバッテリであり、レギュレータ２０を介して発電機７からの充電が可能に接続されるとともに、電気回路２３ｂを介してコントローラ２４に接続され、これにより、上記電動モータ２２に、コントローラ２４を介して必要な電力を供給可能に接続されている。

つまり、エンジン１の回転による発電機７の交流発電では、レギュレータ２０により直流に変換された後にバッテリ２３に導かれ、バッテリ２３を充電する。また、バッテリ２３からの電流がコントローラ２４内の不図示のインバータにて所定電流に変換され、その変換された後の電流が電動モータ２２に供給されることで、要求に対応した回転数およびトルクにて電動モータ２２を回転させるようになっている。

また、この車両搭載型クレーンは、荷台１６の適宜の位置に、図２に示すように、充電器９を有している。そして、上記バッテリ２３とコントローラ２４とを繋ぐ電気回路２３ｂは、着脱可能なコネクタ２３ａを介して相互に接続されており、充電器９は、バッテリ２３側のコネクタ２３ａに接続されるコネクタ９ａを有している。これにより、この充電器９は、上記バッテリ２３に対し、外部電源を供給可能に接続されるようになっている。なお、圧油供給装置８の筐体８ａ内には、電気回路２３ｂから分岐する電気回路４ｂを更に有し、この電気回路４ｂは、スイッチ４ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ４ｃを介して上記コントローラ４にも必要な電力を供給可能に接続されている。

次に、この車両搭載型クレーンの動作、およびその作用・効果について説明する。
上述したように、この車両搭載型クレーンは、油圧ポンプ２と、その油圧ポンプ２の吐出側に合流するように油圧的に並列に接続された第二の油圧ポンプ２１と、その第二の油圧ポンプ２１を駆動する電動モータ２２と、エンジン１にその出力で発電可能に接続された発電機７と、その発電機７からの充電および電動モータ２２への電力の供給が可能にそれぞれに接続されたバッテリ２３とを備えており、クレーン本体６は、その複数のアクチュエータが油圧ポンプ２、または／および第二の油圧ポンプ２１によって駆動されるようになっているので、例えば夜間等に静粛なクレーン作業を行いたい場合には、バッテリ２３から供給された電力で電動モータ２２を動作させて第二の油圧ポンプ２１を駆動してクレーン本体６の複数のアクチュエータを駆動することができる。したがって、騒音を抑制したい作業時には、エンジン（内燃機関）を用いずにクレーン作業を行って、騒音を抑制しつつ必要なクレーン作業を行うことができる。

また、この車両搭載型クレーンは、発電機７が、エンジン１にその出力で発電可能に接続されているので、エンジン１を運転することで発電機７を駆動してバッテリ２３を充電することが可能である。したがって、通常の昼間のクレーン作業を行う場合、騒音がそれほど問題とならなければ、車両１０のエンジン１を運転して油圧ポンプ２を駆動してクレーン本体６でクレーン作業をしつつ、エンジン１で発電機７を駆動して夜間の運転に備えてバッテリ２３を充電することができる。

また、例えば外部からの電源の取得が困難な状況での使用も可能であり、電源が無い場所での放電に備えた再充電も可能である。したがって、その活動範囲をより広域なものとすることができる。また、再充電が可能なので、搭載するバッテリ２３の容量を最小限とすることができる。そのため、そのコストも抑制可能である。
また、例えば、エンジン回転を低くして低騒音としつつも、速いクレーン作業を行い対場合は、エンジン１を運転することで発電機７を駆動してバッテリ２３を充電しつつ、そのバッテリ２３から供給された電力で電動モータ２２を動作させて第二の油圧ポンプ２１を駆動してクレーン本体６の各アクチュエータを駆動することも可能である。つまり、エンジン（内燃機関）で油圧ポンプ２を駆動させつつ電動モータ２２を作動させて第二の油圧ポンプ２１を駆動してクレーン作業を行って、騒音を抑制しつつ速いクレーン作業を行うこともできる。

また、この車両搭載型クレーンによれば、バッテリ２３に外部電源を供給可能な充電器９を有するので、外部電源によってバッテリ２３を充電し、その充電された電力で電動モータ２２を動作させて第二の油圧ポンプ２１を駆動してクレーン本体６の各アクチュエータを駆動することもできる。したがって、その活動範囲をより一層広域なものとすることができる。

以上説明したように、この車両搭載型クレーンによれば、例えば夜間作業等での騒音を抑制するとともに、その使用範囲を拡大することができる。
なお、本考案に係る車両搭載型クレーン用圧油供給装置、およびこれを備える車両搭載型クレーンは、上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、充電器９は、外部電源をバッテリ２３に供給可能に装備されている例で説明したが、これに限定されず、充電器９を装備しない構成であってもよい。しかし、本考案に係る車両搭載型クレーンの活動範囲をより一層広域なものとする上では、充電器を装備し、外部電源をバッテリおよび電動モータに供給可能になっていることは好ましい。

また、上記実施形態では、図３（ａ）に示すように、圧油供給装置８の発電機７は、油圧ポンプ２に対し、油圧ポンプ２を駆動するエンジン１出力軸（ＰＴＯ軸）とは反対側（先端側）に、エンジン１の出力で発電可能に接続されている例で説明したが、これに限定されず、例えば、図３（ｂ）にその変形例を示すように、エンジン１出力軸（ＰＴＯ軸）に対して増速器４０を設け、この増速器４０の増速歯車機構４０ａを介してエンジン１の出力で発電可能に圧油供給装置８の発電機７を接続してもよい。このような構成とすれば、増速器４０によって大きな発電量を得るための増速を効果的に行う上で好適である。

また、上記実施形態では、車両側の充電回路については説明しなかったが、例えば図４に例示するように、エンジン１にその出力で発電可能に接続された車両用発電機３８ａと、車両用レギュレータ３８ｂを介して前記車両用発電機３８ａからの充電が可能に接続された車両用バッテリ３８ｃとを備える車両側充電回路３８に、車両の走行等で車両用バッテリ３８ｃが満充電になったときに、スイッチ制御線３６を通った信号によって短絡して、圧油供給装置８のバッテリ２３を充電するように接続されたスイッチ３４を設け、これにより、車両側充電回路３８からバッテリ２３への充電が更に可能な構成としてもよい。このような構成とすれば、車両側充電回路３８からも圧油供給装置８のバッテリ２３への充電ができる。

また、上記実施形態では、発電機７は、エンジン１にその出力で発電可能に接続されているが、エンジン１の出力で発電可能であれば、直接的、間接的を問わず、種々の接続の形態を採用することができる。
具体的には、例えば図６に例示するように、上述した複数のアクチュエータとは別個に装備された油圧モータ４１を更に備える構成とし、さらに、車両のエンジン１で駆動する油圧ポンプ２は、前記複数のアクチュエータを作動させるための圧油を供給する主油圧ポンプ２ａと、前記別個に装備された油圧モータ４１を作動させるための圧油を供給する副油圧ポンプ２ｂと、を有してなる二連ポンプから構成する。そして、この別個に装備された油圧モータ４１が、上記発電機７を回して発電して、圧油供給装置８のバッテリ２３を充電するように構成することができる。

本考案に係る車両搭載型クレーンの一実施形態の概略説明図であり、同図はその側面図である。 本考案に係る車両搭載型クレーンの駆動系統の構成を説明する図である。 本考案に係る圧油供給装置のエンジン出力軸（ＰＴＯ軸）に接続される、油圧ポンプおよび発電機部分の要部拡大図であり、同図（ａ）は、図２に示す実施形態での要部拡大図であり、また、同図（ｂ）は、その変形例である。 本考案に係る車両搭載型クレーンの駆動系統の構成の変形例を説明する図であり、同図は、図２に対応する図を示している。 従来の車両搭載型クレーンの駆動系統の一例を説明する図であり、同図（ａ）は、その全体の概略説明図、また、同図（ｂ）は、エンジン出力軸（ＰＴＯ軸）に接続される、油圧ポンプ部分の要部拡大図である。 本考案に係る車両搭載型クレーンの駆動系統の構成の変形例を説明する図であり、同図は、図２に対応する図を示している。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン（エンジン）
２ 油圧ポンプ
３ コントロールバルブ
６ クレーン本体
７ 発電機
８ 圧油供給装置
８ａ 筐体
９ 充電器
１０ 車両
１１ 運転室
１２ コラム
１３ ブーム
１４ ワイヤロープ
１５ フック
１６ 荷台
１７ ベース
１８ アウトリガ
１９ シヤーシフレーム
２０ レギュレータ
２１ 第二の油圧ポンプ
２２ 電動モータ
２３ バッテリ
２４ コントローラ
２７ 主管路
２８ タンク
２９ 戻り管路
３２ 油圧回路
３４ スイッチ
３６ スイッチ制御線
３８ 車両側充電回路
４０ 増速器
４１ 油圧モータ

Claims (4)

1. 車両のエンジンで駆動する油圧ポンプと、その油圧ポンプからの圧油で作動する複数のアクチュエータを有するクレーン本体とを備える車両搭載型クレーンに用いられ、前記複数のアクチュエータを作動させるための圧油を、前記油圧ポンプからの圧油とともに、または前記油圧ポンプからの圧油とは別個に供給可能な圧油供給装置であって、
   前記エンジンにその出力で発電可能に接続された発電機と、前記油圧ポンプの吐出側に合流するように油圧的に並列に接続された第二の油圧ポンプと、その第二の油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記発電機からの充電および前記電動モータへの電力の供給が可能にそれぞれに接続されたバッテリとを備えていることを特徴とする車両搭載型クレーン用圧油供給装置。
2. 車両側充電回路に接続されて、車両の走行等で車両用バッテリが満充電になったときに、車両用発電機から前記圧油供給装置の前記バッテリにこれを充電可能に接続されたスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の車両搭載型クレーン用圧油供給装置。
3. 前記複数のアクチュエータとは別個に装備された油圧モータを更に備え、
   前記車両のエンジンで駆動する油圧ポンプは、前記複数のアクチュエータを作動させるための圧油を供給する主油圧ポンプと、前記別個に装備された油圧モータを作動させるための圧油を供給する副油圧ポンプと、を有して構成された二連ポンプであり、
   前記別個に装備された油圧モータが、前記発電機を回して発電して前記圧油供給装置の前記バッテリを充電するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両搭載型クレーン用圧油供給装置。
4. 外部電源を前記バッテリに供給可能な充電器を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両搭載型クレーン用圧油供給装置。

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