特許 5964116 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964116

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/12 20060101AFI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B66C13/12 D

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-89055(P2012-89055)

(22)【出願日】2012年4月10日

(65)【公開番号】特開2013-216454(P2013-216454A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2015年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000148759

【氏名又は名称】株式会社タダノ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川淵 直人

(72)【発明者】

【氏名】櫨林 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】泉谷 淳司

(72)【発明者】

【氏名】林 洋幸

(72)【発明者】

【氏名】白井 佑典

【審査官】 大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１７４４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５７７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００２３９２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−１９７７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｃ １３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの動力によって走行する車両と、エンジンの動力によって駆動する油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動可能であるとともに、電力によって駆動可能な作業装置と、を備えた作業車両であって、
エンジンの動力によって発電する第１発電機と、
油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動されるアクチュエータの動力によって発電する第２発電機と、
第１発電機において発電した電力を蓄電可能に設けられ、車両側で使用される電力を供給可能な車両用バッテリと、
第１発電機において発電した電力および第２発電機において発電した電力を蓄電可能に設けられ、作業装置を電力によって駆動する際に電力を供給可能な動力バッテリと、を備え、
第１発電機において発電した電力は、車両用バッテリを充電する電力として優先的に供給され、余剰電力が動力バッテリを充電する電力として供給される
ことを特徴とする作業車両。

【請求項2】

作業装置の駆動部に作用する負荷を検出する負荷検出手段と、
負荷検出手段によって検出された負荷が所定以下の場合に第２発電機による発電を行い、検出された負荷が所定より大きい場合に第２発電機による発電を規制する発電規制手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

動力バッテリの電力の残量を検出する残量検出手段と、
残量検出手段によって検出された残量が所定量以下の場合に第２発電機による発電を行い、検出された残量が所定量より大きい場合に第２発電機による発電を規制する発電規制手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの動力または電力によって駆動可能な作業装置を備えた作業車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の作業車両としては、エンジンの動力によって駆動する油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動可能であるとともに、電力によって駆動可能な作業装置を備えたものが知られている。

【0003】

前記作業車両では、車両側で利用される電力を供給するための車両用バッテリとは別に、作業装置を駆動する電力を供給するための動力バッテリを備えている。

【0004】

前記作業車両では、エンジンの動力によって作業装置を駆動する際に、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動されるアクチュエータの動力によって発電した電力を動力バッテリに充電するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−１１９１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記作業車両では、作業装置の駆動時の負荷が大きい場合や車両の走行中に、動力バッテリを充電することができないため、動力バッテリの充電量が不足して、作業装置を電動駆動させることができない場合がある。

【0007】

本発明の目的とするところは、作業装置を駆動させるための電力を確実に動力バッテリに充電することができる作業車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、前記目的を達成するために、エンジンの動力によって走行する車両と、エンジンの動力によって駆動する油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動可能であるとともに、電力によって駆動可能な作業装置と、を備えた作業車両であって、エンジンの動力によって発電する第１発電機と、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動されるアクチュエータの動力によって発電する第２発電機と、第１発電機において発電した電力を蓄電可能に設けられ、車両側で使用される電力を供給可能な車両用バッテリと、第１発電機において発電した電力および第２発電機において発電した電力を蓄電可能に設けられ、作業装置を電力によって駆動する際に電力を供給可能な動力バッテリと、を備え、第１発電機において発電した電力は、車両用バッテリを充電する電力として優先的に供給され、余剰電力が動力バッテリを充電する電力として供給される。

【0009】

これにより、動力バッテリがエンジンの動力で発電する第１発電機によって充電されるとともに、油圧ポンプから吐出された作動油によって発電する第２発電機によって充電されることから、車両の走行中や作業装置のエンジン駆動作業中には第１発電機で発電された電力によって動力バッテリが充電され、作業装置の駆動部の負荷が小さいときに第２発電機で発電された電力によって動力バッテリが充電可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、車両の走行中や作業装置のエンジン駆動作業中には第１発電機で発電された電力を動力バッテリに充電し、作業装置の駆動部の負荷が小さいときに第２発電機で発電された電力を動力バッテリに充電することができるので、作業装置を電動駆動させる電力を確実に動力バッテリに充電でき、電動モータによる作業装置の駆動時の電力不足を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。

【図2】油圧供給装置の概略構成図である。

【図3】回路切換処理を示すフローチャートである。

【図4】本発明の他の実施形態を示す油圧供給装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１乃至図３は、本発明の一実施形態を示すものである。

【0013】

本発明の作業車両としての移動式クレーン１は、図１に示すように、走行する車両１０と、クレーン装置２０と、を備えている。

【0014】

車両１０は、車輪１１を有し、エンジンＥを動力源として走行する。また、車両１０の前側および後側の左右両側には、クレーン作業時に車両１０の転倒を防止するとともに、車両１０を安定的に支持するためのアウトリガ１２が設けられている。アウトリガ１２は、幅方向外側に移動可能であるとともに、油圧式のジャッキシリンダ１３（図２）によって下方に伸長可能である。アウトリガ１２は、下端を接地させることにより車両１０を地面に対して安定的に支持する。

【0015】

クレーン装置２０は、車両１０の前後方向略中央部に水平面上を旋回可能に設けられた旋回台２１と、旋回台２１に対して起伏可能に設けられるとともに、伸縮可能に設けられたブーム２２と、ブーム２２の先端側から垂下されるワイヤロープ２３と、ワイヤロープ２３の巻き込みまたは繰り出しを行うためのウインチ２４と、旋回台２１の前側に設けられ、車両１０の走行およびクレーン装置２０による作業に関する操作を行うための運転キャブ２５と、を備えている。

【0016】

旋回台２１は、ボールベアリング式またはローラベアリング式の旋回サークル２１ａを介して車両１０に対して旋回自在に設けられ、油圧式の旋回モータ２１ｂ（図２）によって旋回する。

【0017】

ブーム２２は、複数のブーム部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからなり、最先端側のブーム部材２２ｄを除く各ブーム部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃの内部に先端側に隣り合うブーム部材２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが収納可能なテレスコープ式に構成されている。最基端側のブーム部材２２ａは、基端部が旋回台２１のブラケット２１ｃに揺動自在に連結されている。ブーム部材２２ａとブラケット２１ｃとの間には、油圧式の起伏シリンダ２２ｅが連結されており、起伏シリンダ２２ｅの伸縮動作によってブーム２２を起伏させる。また、最基端側のブーム部材２２ａの内部には、油圧式の伸縮シリンダ２２ｆ（図２）が設けられ、伸縮シリンダ２２ｆの伸縮によってブーム２２を伸縮させる。

【0018】

ワイヤロープ２３は、先端側にフックブロック２３ａが設けられ、フックブロック２３ａがブーム２２の先端部から垂下される。フックブロック２３ａには吊荷を係止可能であり、フックブロック２３ａに係止された吊荷がブーム２２の先端部から吊り下げられる。

【0019】

ウインチ２４は、ワイヤロープ２３が巻き掛けられるドラム２４ａを有し、ドラム２４ａは油圧式のウインチモータ２４ｂ（図２）によって正逆回転可能に構成されている。

【0020】

運転キャブ２５は、旋回台２１上のブラケット２１ｃの側方に設けられ、旋回台２１と共に旋回する。

【0021】

各ジャッキシリンダ１３、旋回モータ２１ｂ、起伏シリンダ２２ｅ、伸縮シリンダ２２ｆおよびウインチモータ２４ｂ等のアクチュエータは、作動油の供給や排出によって作動する。各アクチュエータを作動させる作動油は、図２に示す油圧供給装置３０によって供給される。

【0022】

油圧供給装置３０は、車両１０走行用のエンジンＥの動力を取り出すためのＰＴＯ（パワーテイクオフ）機構３１と、ＰＴＯ機構３１によって取り出されたエンジンＥの動力によって駆動する第１油圧ポンプ３２と、ＰＴＯ機構３１を介さずにエンジンＥの動力によって駆動する第２油圧ポンプ３３と、第２油圧ポンプ３３から吐出された作動油によって駆動可能な油圧モータ３４と、電力を供給するための動力バッテリ３５と、動力バッテリ３５の電力で駆動する電動モータ３６と、電動モータ３６の動力によって駆動される第３油圧ポンプ３７と、エンジンＥの動力によって駆動する第１発電機３８と、油圧モータ３４の動力によって駆動される第２発電機３９と、第１油圧ポンプ３２または第３油圧ポンプ３７から吐出された作動油の流れを制御するためのコントロールバルブユニット４０と、を備え、これらは作動油回路４１に接続されている。

【0023】

第１油圧ポンプ３２は、ＰＴＯ機構３１によってエンジンＥの動力の伝達と動力の伝達の遮断の切換えが可能に構成されている。第１油圧ポンプ３２は、エンジンＥの動力によってクレーン装置２０の作業を行う場合に駆動される。

【0024】

第２油圧ポンプ３３は、エンジンＥに直に連結されており、エンジンＥの駆動時には常に動力が伝達される。第２油圧ポンプ３３は、各ジャッキシリンダ１３、旋回モータ２１ｂ、起伏シリンダ２２ｅ、伸縮シリンダ２２ｆおよびウインチモータ２４ｂに作動油を供給するものではなく、油圧モータ３４および、例えば、運転キャブ２５内の空調用圧縮機の駆動や補助ジブの着脱を行うためのアクチュエータに対して作動油を供給するものである。

【0025】

第１発電機３８は、主に、エンジンＥの始動や車両１０のライト等、車両１０側で使用される電力を発電するものである。また、第１発電機３８には、車両１０側で使用される電力を蓄えるための車両用バッテリ３８ａが接続されおり、第１発電機３８で発電された電力によって車両用バッテリ３８ａが充電される。さらに、第１発電機３８は、バッテリチャージャ３８ｂを介して動力バッテリ３５に接続されており、車両用バッテリ３８ａを充電する際の余剰電力によって動力バッテリ３５が充電される。

【0026】

第２発電機３９は、第３油圧ポンプ３７を駆動させる電力を発電するものである。第２発電機３９には、動力バッテリ３５が接続されており、第２発電機３９で発電された電力によって動力バッテリ３５が充電される。

【0027】

コントロールバルブユニット４０は、各アクチュエータに対応する複数のコントロールバルブを有し、各コントロールバルブが操作レバーや操作ペダル等の操作部４０ａによって操作可能である。また、コントロールバルブユニット４０を構成する各コントロールバルブは、ソレノイド等の切換手段を有し、後述する過負荷防止装置からの信号によって操作可能である。

【0028】

作動油回路４１には、第１油圧ポンプ３２、第２油圧ポンプ３３および第３油圧ポンプ３７の吸入側が並列に作動油タンク４２に接続されている。第１油圧ポンプ３２および第３油圧ポンプ３７の吐出側は、コントロールバルブユニット４０のポンプ側のポートに接続されている。第１油圧ポンプ３２および第３油圧ポンプ３７のそれぞれの吐出側とコントロールバルブユニット４０との間の作動油流路には、第１油圧ポンプ３２および第３油圧ポンプ３７の吐出側からの作動油の流入を規制するための逆止弁４３が設けられている。また、コントロールバルブユニット４０には、各アクチュエータが接続されている。コントロールバルブユニット４０の作動油タンク４２側のポートには、リターンフィルタ４４を介して作動油タンク４２が接続されている。

【0029】

また、作動油回路４１の第２油圧ポンプ３３の吐出側には、油圧モータ３４とバイパス流路４５が並列に接続され、方向切換弁４６によって第２油圧ポンプ３３の吐出側が油圧モータ３４側の流路またはバイパス流路４５に切換えられる。油圧モータ３４側の流路およびバイパス流路４５の作動油の流出側には、前記の空調用圧縮機の駆動や補助ジブの着脱等を行うための図示しないアクチュエータに接続されている。

【0030】

また、移動式クレーン１は、図２に示すように、油圧供給装置３０の操作や動力バッテリ３５の充電に関する制御を行うためのコントローラ５０を備えている。

【0031】

コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。コントローラ５０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。

【0032】

コントローラ５０には、図２に示すように、動力バッテリ３５と、方向切換弁４６と、バッテリチャージャ３８ｂからの充電電流値を検出するための第１電流検出部５１と、第２発電機３９からの充電電流値を検出するための第２電流検出部５２と、吊荷の荷重、ブーム２２の長さ寸法および起伏角度を検出して吊荷の定格荷重を算出し、吊荷の荷重が定格荷重を超える場合にクレーン装置２０の動作を停止させるための過負荷防止装置５３と、が接続されている。

【0033】

以上のように構成された作業車両としての移動式クレーンにおいて、クレーン装置２０によるクレーン作業時には、エンジンＥの動力によって第１油圧ポンプ３２を駆動させながらクレーン作業を行うエンジン駆動クレーン作業、または、エンジンＥを停止して電動モータ３６の動力によって第３油圧ポンプ３７を駆動させながらクレーン作業を行う電動駆動クレーン作業が選択可能である。

【0034】

また、車両１０の走行中やエンジン駆動クレーン作業中には、エンジンＥの動力によって第１発電機３８が駆動されるため、第１発電機３８は発電を行う。第１発電機３８において発電された電力は、車両１０のライト等、車両１０側で使用されるとともに、バッテリチャージャ３８ｂによって車両用バッテリ３８ａが優先的に充電され、余剰電力が動力バッテリ３５に充電される。このとき、車両１０側と車両用バッテリ３８ａの充電に使用される電力量が大きい場合には、動力バッテリ３５に充電される電力量が減少するか、動力バッテリ３５の充電が停止される。

【0035】

また、車両１０の走行中やエンジン駆動クレーン作業中には、エンジンＥの動力によって第２油圧ポンプ３３が駆動される。第２油圧ポンプ３３の駆動によって吐出された作動油は、空調用圧縮機の駆動や補助ジブの着脱等を行うためのアクチュエータを駆動するとともに、方向切換弁４６を油圧モータ３４側に設定することによって油圧モータ３４を駆動する。油圧モータ３４の駆動中には、油圧モータ３４の動力によって第２発電機３９が駆動されるため、第２発電機３９は発電を行う。第２発電機３９において発電された電力は、動力バッテリ３５に充電される。

【0036】

エンジンＥの駆動中には、動力バッテリ３５の電圧、第１電流検出部５１の検出電流および第２電流検出部５２の検出電流に基づいて、方向切換弁４６を切換え、第２発電機３９による発電と発電の停止を切換える。

【0037】

また、エンジンＥの駆動中には、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷や動力バッテリ３５の電力の残量に応じて方向切換弁４６を切換える回路切換処理を行う。このときの、コントローラ５０の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。

【0038】

（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、エンジンＥが駆動中であるか否かを判定する。エンジンＥが駆動中であると判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、エンジンＥが駆動中であると判定しなかった場合には回路切換処理を終了する。

【0039】

（ステップＳ２）
ステップＳ１においてエンジンＥが駆動中であると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が所定以下であるか否か判定する。第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が所定以下の場合にはステップＳ３に処理を移し、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が所定以下であると判定しなかった場合にはステップＳ５に処理を移す。
ここで、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷とは、空調用圧縮機の駆動や補助ジブの着脱等を行うためのアクチュエータを駆動させるために必要な第２油圧ポンプ３３の出力の大きさである。

【0040】

（ステップＳ３）
ステップＳ２において第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が所定以下であると判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、動力バッテリ３５の電力の残量が所定量以下であるか否かを判定する。動力バッテリ３５の電力の残量が所定量以下であると判定した場合にはステップＳ４に処理を移し、動力バッテリ３５の電力の残量が所定量以下であると判定しなかった場合にはステップＳ５に処理を移す。

【0041】

（ステップＳ４）
ステップＳ３において動力バッテリ３５の電力の残量が所定量以下であると判定した場合にステップＳ４においてＣＰＵは、方向切換弁４６を油圧モータ３４側の流路に設定し、回路切換処理を終了する。

【0042】

（ステップＳ５）
ステップＳ２において第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が所定以下であると判定しなかった場合、またはステップＳ３において動力バッテリ３５の電力の残量が所定量以下である判定しなかった場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、方向切換弁４６をバイパス流路４５側に設定し、回路切換処理を終了する。

【0043】

このように、本実施形態の作業車両によれば、エンジンＥの動力によって発電する第１発電機３８と、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動される油圧モータ３４の動力によって発電する第２発電機３９と、第１発電機３８において発電した電力および第２発電機３９において発電した電力を蓄電可能に設けられ、クレーン装置２０を電力によって駆動する際に電力を供給可能な動力バッテリ３５と、を備えている。これにより、エンジンＥの駆動中には、第１発電機３８で発電された電力を動力バッテリ３５に充電可能とするとともに、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が小さい場合に第２発電機３９で発電された電力を動力バッテリ３５に充電可能とすることができるので、クレーン装置２０を駆動させる電力を確実に動力バッテリ３５に充電でき、電動モータ３６によるクレーン装置２０の駆動時の電力不足を防止することができる。

【0044】

また、第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータの負荷が所定以下の場合に第２発電機３９による発電を行い、クレーン作業の負荷が所定より大きい場合に第２発電機３９による発電を規制している。これにより、エンジンＥの動力を優先的に第２油圧ポンプ３３から吐出される作動油によって駆動するアクチュエータに利用することができるので、作業効率の低下を防止することが可能となる。

【0045】

動力バッテリ３５の電力の残量が所定量以下の場合に第２発電機３９による発電を行い、動力バッテリ３５の電力の残量が所定量より大きい場合に第２発電機３９による発電を規制している。これにより、動力バッテリ３５の充電が必要ない場合に、油圧モータ３４を停止させることができるので、クレーン作業時の効率を向上させることが可能となる。

【0046】

図４は、本発明の他の実施形態を示すものである。なお、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0047】

本実施形態の移動式クレーン１の油圧供給装置３０は、図４に示すように、作動油回路４１の第１油圧ポンプ３２の吐出側に、油圧モータ３４とバイパス流路４５が並列に接続され、方向切換弁４６によって第１油圧ポンプ３２の吐出側が油圧モータ３４側の流路またはバイパス流路４５に切換えられる。

【0048】

以上のように構成された作業車両としての移動式クレーンにおいて、クレーン装置２０の作業待機時、クレーン作業の負荷が小さい場合には、前記実施形態と同様に、方向切換弁４６によって第１油圧ポンプの吐出側を油圧モータ３４側に切換えて油圧モータ３４を駆動させる。油圧モータ３４が駆動すると、第２発電機３９は、動力が伝達されて発電を開始するため、発電された電力によって動力バッテリ３５が充電される。

【0049】

このように、本実施形態の作業車両によれば、エンジンＥの動力によって発電する第１発電機３８と、第１油圧ポンプ３２から吐出される作動油によって駆動される油圧モータ３４の動力によって発電する第２発電機３９と、第１発電機３８において発電した電力および第２発電機３９において発電した電力を蓄電可能に設けられ、クレーン装置２０を電力によって駆動する際に電力を供給可能な動力バッテリ３５と、を備えている。これにより、エンジンＥの駆動中には、第１発電機３８で発電された電力を動力バッテリ３５に充電可能とするとともに、クレーン装置２０の作業待機時等、クレーン作業の負荷が小さい場合に第２発電機３９で発電された電力を動力バッテリ３５に充電することができるので、クレーン装置２０を駆動させる電力を確実に動力バッテリ３５に充電でき、電動モータ３６によるクレーン装置２０の駆動時の電力不足を防止することができる。

【0050】

なお、前記実施形態では、作業車両として移動式クレーン１を示したが、エンジン駆動の油圧ポンプを有する油圧回路または電力によって駆動可能な作業装置を備えた作業車両であれば、高所作業車や掘削機等の作業車両に対しても本発明を適用可能である。

【0051】

また、前記実施形態では、作業装置の電動駆動の例として、電動駆動の油圧ポンプによって作動油を吐出させるようにしたものを示したが、電動駆動であれば、電動モータによって直接作業装置の駆動部を駆動させるようにしてもよい。

【0052】

また、前記実施形態の動力バッテリ３５は、移動式クレーン１の旋回台２１の上方に配置してもよいし下方に配置してもよい。例えば、電動で駆動する駆動部が旋回台２１上方のみの場合には、旋回台２１の上方側に配置することが望ましく、電動で駆動する駆動部が旋回台２１の下方のみの場合には、旋回台２１の下方側に配置することが望ましい。

【符号の説明】

【0053】

１…移動式クレーン、２０…クレーン装置、３０…油圧供給装置、３１…ＰＴＯ機構、３２…第１油圧ポンプ、３３…第２油圧ポンプ、３４…油圧モータ、３５…動力バッテリ、３６…電動モータ、３７…第３油圧ポンプ、３８…第１発電機、３９…第２発電機、４１…作動油回路、４６…方向切換弁、５０…コントローラ、５１…第１電流検出部、５２…第２電流検出部、５３…過負荷防止装置、Ｅ…エンジン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】