特許 6473240 運搬用車両

(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】6473240

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】運搬用車両

(51)【国際特許分類】

   B60P 1/04 20060101AFI20190207BHJP

   B60P 1/16 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   B60P1/04 C

   B60P1/04 G

   B60P1/04 J

   B60P1/16 Z

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-545414(P2017-545414)

(86)(22)【出願日】2016年3月30日

(86)【国際出願番号】JP2016060548

(87)【国際公開番号】WO2017168661

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2017年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伏木 道生

【審査官】 川村 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１６９９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５８４４４７５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭６１−０３４４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０７２４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０７３３２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２２５１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８９７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０５９５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｐ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体フレームと、前記車体フレームに傾動可能に取り付けられたベッセルと、前記車体フレームと前記ベッセルとの間に設けられ、前記ベッセルを傾動させるホイストシリンダと、を備えた運搬用車両において、
前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力を検出する負荷検出装置と、
前記負荷検出装置からの検出信号に基づき、前記ベッセルが空荷の状態であるか否かを判定する空荷判定部と、を備え、
前記空荷判定部は、前記負荷検出装置からの検出信号により前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力の向きを判定し、当該力の向きが変化したことに基づき前記ベッセルが空荷の状態であると判定する、ことを特徴とする運搬用車両。

【請求項2】

車体フレームと、前記車体フレームに傾動可能に取り付けられたベッセルと、前記車体フレームと前記ベッセルとの間に設けられ、前記ベッセルを傾動させるホイストシリンダと、を備えた運搬用車両において、
前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力を検出する負荷検出装置と、
前記負荷検出装置からの検出信号に基づき、前記ベッセルが空荷の状態であるか否かを判定する空荷判定部と、を備え、
前記負荷検出装置は、前記ホイストシリンダのヘッド側の油室の圧力を検出する第１の圧力センサと、前記ホイストシリンダのロッド側の油室の圧力を検出する第２の圧力センサと、前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサとから差圧を演算する差圧演算部と、を含み、
前記空荷判定部は、前記差圧演算部からの演算結果により前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力の向きを判定し、当該力の向きが引張りから圧縮に変化したことに基づき前記ベッセルが空荷の状態であると判定する、ことを特徴とする運搬用車両。

【請求項3】

車体フレームと、前記車体フレームに傾動可能に取り付けられたベッセルと、前記車体フレームと前記ベッセルとの間に設けられ、前記ベッセルを傾動させるホイストシリンダと、を備えた運搬用車両において、
前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力を検出する負荷検出装置と、
前記負荷検出装置からの検出信号に基づき、前記ベッセルが空荷の状態であるか否かを判定する空荷判定部と、を備え、
前記負荷検出装置は、前記ホイストシリンダの伸縮方向の歪を検出する歪センサを含み、
前記空荷判定部は、前記歪センサからの検出情報により前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力の向きを判定し、当該力の向きが引張りから圧縮に変化したことに基づき、前記ベッセルが空荷の状態であると判定する、ことを特徴とする運搬用車両。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項において、
前記空荷判定部の判定結果を報知する報知装置をさらに備えたことを特徴とする運搬用車両。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか１項において、
前記ベッセルの傾斜角度を検出する角度検出装置と、前記ホイストシリンダに供給する作動油の流量を制御する電磁比例弁に操作指令を出力するコントローラと、をさらに備え、
前記コントローラは、
開始指令の入力により、前記電磁比例弁を制御して前記ベッセルの上げ動作が行われるよう前記ホイストシリンダを動作させ、その後、前記角度検出装置からの検出情報に基づき前記ベッセルが所定の傾斜角度に到達したと判断した場合に、前記ベッセルが前記所定の傾斜角度の姿勢を保つよう前記ホイストシリンダの動作を保持し、さらに、前記空荷判定部により前記ベッセルが空荷の状態であると判定された場合に、前記電磁比例弁を制御して前記ベッセルの下げ動作が行われるよう前記ホイストシリンダを動作させることを特徴とする運搬用車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉱山で稼働する大型ダンプトラック等の運搬用車両に関する。

【背景技術】

【0002】

運搬用車両として、例えば鉱山で稼働する大型のダンプトラックは、車輪を装着した車体フレームに、前方側の位置には運転室が設けられ、この運転室の後部側に鉱石や岩石、土砂等を積載するベッセル（荷台）が装着されている。ベッセルは車体フレームの後端側の位置において、連結ピンにより連結されている。また、車体フレームとベッセルとの間にはホイストシリンダが設けられ、このホイストシリンダを駆動することによりベッセルは傾動動作する。

【0003】

ダンプトラックは、積込場所で土砂等の積載物をベッセルに積込んだ後、放土場所まで走行して、積載物の放土作業を行う。オペレータは、運転室内から操作レバーを操作して、ベッセルを傾動させて放土作業を行う（特許文献１参照）。操作レバーは、ベッセルを上げ動作させる上げ位置、ベッセルの傾動状態を保持する保持位置、自重でベッセルを下げ動作させる浮き位置、ベッセルを強制的に下げ動作させる下げ位置に傾動可能である。

【0004】

オペレータは操作レバーを上げ位置に傾けるよう操作して、ベッセルが積載物の放土をするのに最適な角度にまでベッセルを上げ動作させる。その後、オペレータは、操作レバーを保持位置に傾けるよう操作して、ベッセルを所定の時間だけその角度位置に保持する。放土作業が完了すると、オペレータは、操作レバーを浮き位置に傾ける（あるいは下げ位置に傾ける）よう操作して、ベッセルを車体フレームに着座させる。

【0005】

また、例えば特許文献２に記載されているように、ベッセルの上げ動作及び下げ動作を自動的に制御して、放土作業を行う技術が公知である。この特許文献２は、設定時間が経過するとベッセルを下げ動作させるという技術である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−１０５９５６号公報

【特許文献2】特開平５−２２１２５８号公報

【特許文献3】特許第５２５４６８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のようにオペレータが操作レバーを操作して放土作業を行う場合、運転室内から見た後方視界は必ずしも良好とは言えず、オペレータは、運転室内から放土作業が完了したか否かを正確に把握することが困難であるという課題がある。また、特許文献２では、設定時間が経過するとベッセルの下げ動作を行うよう制御しているので、積載物の種類に応じた放土作業の配慮がなされていない。

【0008】

より詳細に言うと、放土は土砂が傾斜したベッセルの底面を滑り落ちるようにして行われるものであり、従って土砂の種類や状態によっては、放土時間が大きく変化する。例えば、砂質や礫質の土は流動化しやすいことから、容易に放土できるが、粘性土の場合にあっては、特に水分を含んだ粘性土の場合には、ベッセルの底面に密着してしまい、放土に長い時間を必要とする。そのため、特許文献２では、積載物の種類によって、設定時間を経過する前に既に放土作業が完了している場合や、設定時間を経過してもまだ放土作業が完了していない場合が生じ得る。よって、特許文献２においても、放土作業の完了を正確に把握できていないという課題は残る。

【0009】

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、積載物の放土作業が完了したことを正確に把握することができる運搬用車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前述した目的を達成するために、本発明は、車体フレームと、前記車体フレームに傾動可能に取り付けられたベッセルと、前記車体フレームと前記ベッセルとの間に設けられ、前記ベッセルを傾動させるホイストシリンダと、を備えた運搬用車両において、前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力を検出する負荷検出装置と、前記負荷検出装置からの検出信号に基づき、前記ベッセルが空荷の状態であるか否かを判定する空荷判定部と、を備え、前記空荷判定部は、前記負荷検出装置からの検出信号により前記ホイストシリンダの伸縮方向にかかる力の向きを判定し、当該力の向きが変化したことに基づき前記ベッセルが空荷の状態であると判定する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、積載物の放土作業が完了したことを正確に把握することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】運搬用車両の一例を示す鉱山用のダンプトラックであって、ベッセルが積込姿勢にある状態を示す側面図である。

【図2】図１に示すダンプトラックのベッセルが放土姿勢にある状態を示す側面図である。

【図3】（ａ）ホイストシリンダの作動機構の構成説明図、（ｂ）コントローラの内部構成を示すブロック図である。

【図4】ホイストシリンダの油圧制御システムの構成図である。

【図5】放土作業においてホイストシリンダに作用する力の変化を示す線図である。

【図6】放土作業を自動化した場合の制御手順を示すフローチャートである。

【図7】ホイストシリンダに作用する力を判定する第２の実施形態の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１及び図２に運搬用車両の一例として、鉱山用のダンプトラック１の構成を示す。なお、運搬用車両としては、これ以外であっても、車体フレームに各種の積載物を収容するベッセルを傾動可能に設けたもの一般に適用することができる。

【0014】

ダンプトラック１は車体フレーム２を有するものであり、この車体フレーム２には左右の前輪３及び後輪４が取り付けられている。動力源としてはエンジン５が用いられ、このエンジン５は車体フレーム２に装着されている。６はダンプトラック１を操作するオペレータが搭乗する運転室であり、この運転室６は車体フレーム２の上部の前方位置に設けられている。

【0015】

車体フレーム２には、ベッセル７が設けられている。ベッセル７は上方が開放した箱状の容器から成り、その内部に土砂や砕石等の積載物が積載される。ベッセル７は、その後端側の部位が連結ピン８によって車体フレーム２に連結されており、この連結ピン８を中心として、車体フレーム２と概略平行な積込姿勢（図１）から、後方に向けて傾動して、所定角度傾斜した放土姿勢（図２）となるまで変位可能となっている。なお、ベッセル７が積込姿勢となっていると、車体フレーム２に設けた台座部１０上に当接するように着座する。

【0016】

ベッセル７を傾動駆動するために、車体フレーム２とベッセル７との間にはホイストシリンダ９が介装されている。ホイストシリンダ９は左右一対設けられており、このホイストシリンダ９を伸長させると、ベッセル７の上げ動作が行われ、縮小させると、ベッセル７の下げ動作が行われることになる。なお、図中において、１１はサスペンションシリンダである。

【0017】

次に、図３に基づいてホイストシリンダ９の作動機構について説明する。図３（ａ）において、２０は操作装置であり、この操作装置２０はダンプトラック１の運転室６内に設けられている。操作装置２０は操作手段としての操作レバー２１と操作指令出力部２２とを備えており、操作指令出力部２２はコントローラ２３に接続されている。操作レバー２１は、鉛直状態となった保持位置ＨＬと、傾動させた上げ位置ＰＵ及び下げ位置ＰＤと、保持位置ＨＬと下げ位置ＰＤとの間の浮き位置ＦＬとに傾動操作可能となっている。操作指令出力部２２はこれらの位置に対応した電気信号を操作指令としてコントローラ２３に出力する。

【0018】

図３（ｂ）に示すように、コントローラ２３は、電磁比例弁ユニット３５（電磁比例弁３５ＰＤ，３５ＦＬ，３５ＰＵ）に対して操作指令を出力するよう構成され、ホイストシリンダ９のヘッド側の油室Ａとロッド側の油室Ｂとの間の差圧を演算する差圧演算部２３ａと、差圧演算部２３ａの演算結果に基づき、ベッセル７が空荷の状態であるか否かを判定する空荷判定部２３ｂと、を備えている。なお、空荷判定の詳細については後述する。

【0019】

次に、ホイストシリンダ９を駆動するための油圧制御システムについて、図４を参照して説明する。ホイストシリンダ９は多段式（例えば、２段式）の油圧シリンダからなり、外側に位置する外筒部９ａと、該外筒部９ａ内に伸縮可能に設けられ、外筒部９ａ内をヘッド側（伸長側）の油室Ａとロッド側（縮小側）の油室Ｂとに画成した内筒部９ｂと、該内筒部９ｂ内に伸縮可能に設けられたピストン９ｃ及びピストンロッド９ｄとにより構成されている。

【0020】

操作レバー２１の上げ位置ＰＵでは、ホイストシリンダ９の油室Ａに圧油を導入し、油室Ｂがタンク圧に保持される結果、ホイストシリンダ９が伸長して、ベッセル７の上げ動作が行われる。また、下げ位置ＰＤでは、油室Ｂに圧油が導入され、油室Ａはタンク圧に保持されるため、ホイストシリンダ９は縮小し、ベッセル７の下げ動作が行われる。保持位置ＨＬでは、油室Ａ及び油室Ｂに圧油を導入して、ピストン９ｃの動作をロックする。その結果、ホイストシリンダ９は伸長も縮小もすることがなく、ベッセル７の姿勢が保持される。また、浮き位置ＦＬではホイストシリンダ９の油室Ａ及び油室Ｂはタンク圧に保持される。よって、ベッセル７は自重により下げ動作が可能である。

【0021】

図４において、３０はホイストシリンダ９に圧油を供給するために、高圧配管３１に接続した油圧ポンプであり、エンジン５により駆動される。油圧ポンプ３０及び作動油タンク３２とホイストシリンダ９との間には２連の制御弁３３，３４が介装されている。これら制御弁３３，３４は、操作装置２０が接続されているコントローラ２３からの信号に基づいて切り換え操作が行われる。

【0022】

図示した油圧回路においては、制御弁３３，３４はそれぞれ３位置を有するものであって、操作レバー２１が保持位置ＨＬにあるときには、これら制御弁３３，３４は中央の中立位置に保持される。操作レバー２１を保持位置ＨＬから左右いずれかの方向に傾動操作すると、制御弁３３，３４は油圧パイロット信号により左右のいずれかの切換位置への切り換え動作が行われる。コントローラ２３の出力信号は電気信号である。このために、パイロットポンプ１５からの流路と制御弁３３，３４のパイロット部との間に電磁比例弁ユニット３５を介装し、制御弁３３，３４の両側の油圧パイロット部へのパイロット圧の給排制御が行われる。

【0023】

電磁比例弁ユニット３５は３個の電磁比例弁３５ＰＤ，３５ＦＬ及び３５ＰＵから構成されており、ホイストシリンダ９に供給する作動油の流量を制御するために用いられる。操作レバー２１の保持位置ＨＬでは、ホイストシリンダ９は、その油室Ａも、また油室Ｂも油圧ポンプ３０とも作動油タンク３２とも接続されている。そして、各電磁比例弁３５ＰＤ，３５ＦＬ及び３５ＰＵの出力側は作動油タンク３２と接続されている。よって、保持位置ＨＬでは、油室Ａ及び油室Ｂに油圧ポンプ３０からの圧油が導入される。

【0024】

コントローラ２３からの制御信号（操作指令）が入力されると、電磁比例弁３５ＰＤ，３５ＦＬまたは３５ＰＵのいずれかが切換位置に切り換わる。制御弁３３，３４の左右いずれかのパイロット部にパイロット圧が供給されて、制御弁３３，３４が中立位置から左右いずれかの切換位置に切り換わる。

【0025】

保持位置ＨＬにある操作レバー２１を上げ位置ＰＵに傾動させると、電磁比例弁３５ＰＵが切り換わって、制御弁３３，３４の図中左側のパイロット部にパイロット圧を供給して、中立位置にある制御弁３３，３４が左側の切換位置に切り換わることになる。これによって、ホイストシリンダ９の油室Ａが油圧ポンプ３０と接続され、油室Ｂは作動油タンク３２に接続される。その結果、ホイストシリンダ９が伸長することになり、ベッセル７が上げ動作をする。

【0026】

ここで、制御弁３３，３４における作動油タンク３２に接続される側の流路には、絞りが形成されており、この絞りによりホイストシリンダ９から作動油タンク３２への戻り油に背圧を発生させることによって、ベッセル７が急速に作動するのを防止できる。なお、図４において、３６は制御弁３３，３４に過大な圧力が作用しないように保護するためのリリーフ弁である。また、３７，３８はメイクアップ用のチェック弁である。

【0027】

操作レバー２１を、浮き位置ＦＬを経て下げ位置ＰＤまで傾動させると、電磁比例弁３５ＰＤが切り換わることになり、制御弁３４が中立位置から右側の切換位置に切り換わる。これによって、ホイストシリンダ９の油室Ｂに油圧ポンプ３０の圧力が作用することになり、油室Ａは作動油タンク３２と接続される。その結果、ホイストシリンダ９が縮小することになり、ベッセル７は下げ動作を行う。なお、このときには、制御弁３３は中立位置に保持されることになる。

【0028】

操作レバー２１が浮き位置ＦＬとなるように操作したときには、電磁比例弁３５ＦＬが切り換わることになる。この場合、制御弁３３のみが図中右側の切換位置に切り換わることになる結果、ホイストシリンダ９の両油室Ａ，Ｂが共に作動油タンク３２に接続されるようになって、油圧ポンプ３０からの圧油は作動油タンク３２に還流することになる。

【0029】

ベッセル７を台座部１０に着座させて、操作レバー２１を浮き位置ＦＬに保っていると、ホイストシリンダ９は、ベッセル７の自重により縮小状態で安定的に保持される。この状態がベッセル７の積込姿勢であり、ダンプトラツク１に土砂等の積載物の積載が可能となり、積込場所で鉱石や土砂等の採鉱が行われて、ダンプトラック１のベッセル７に積載される。

【0030】

ダンプトラック１への積載が完了すると、このダンプトラック１は積荷Ｌを載置した状態で鉱石集積場所等の放土場所まで走行するが、このときにもベッセル７は積込姿勢に保たれる。

【0031】

ダンプトラック１が放土場所に到着すると、オペレータは操作レバー２１を操作する。操作指令出力部２２は操作レバー２１の位置に応じた操作指令を出力し、コントローラ２３は操作指令に基づいて電磁比例弁３５ＰＵを切り換えてパイロットポンプ１５からの圧油を電磁比例弁ユニット３５の油圧パイロット部にパイロット圧として供給する。その結果、制御弁３３，３４が切り換って、ホイストシリンダ９の油室Ａに油圧ポンプ３０からの圧油が供給され、油室Ｂは作動油タンク３２に接続されるので、ホイストシリンダ９が伸長することになる。従って、ベッセル７は連結ピン８を中心として、後方に向けて傾動する放土姿勢になり、ベッセル７内の積荷Ｌが後方に向けて排出される。

【0032】

積荷Ｌが土砂である場合には、土砂はベッセル７の後端部から下方に排出される。これが放土であり、この放土が完了すると、ベッセル７は空荷の状態になる。なお、この放土作業時には、ダンプトラック１を前進させることによって、ベッセル７からの土砂の排出を促進することができる。また、ベッセル７が最大角度まで傾斜したとき、または上げ動作の途中で、操作レバー２１を保持位置ＨＬに切り換えることによって、ベッセル７は所望の傾斜角度位置に保持される。このベッセル７の傾斜角度を適宜設定することによって、ベッセル７からの土砂の排出速度を調整することができる。

【0033】

ベッセル７からの放土が完了すると、操作レバー２１を下げ位置ＰＤに傾動操作することによりホイストシリンダ９を縮小させて、ベッセル７の下げ動作を行う。これによって、ベッセル７の底面が車体フレーム２に設けた台座部１０に当接した着座状態に復帰する。なお、操作レバー２１を下げ位置ＰＤまで傾けることなく、操作レバー２１を浮き位置ＦＬとすることによっても、ベッセル７の自重で台座部１０上に着座する。そして、ホイストシリンダ９からの戻り油は制御弁３３，３４の絞りを通過することから、背圧が発生してベッセル７が急速に下がることはなく、従って台座部１０に強い力で衝突することはない。

【0034】

ところで、ダンプトラック１の運転室６内からの後方視界は良好とは言えず、放土作業中は、オペレータは通常、ベッセル７の底面しか見えない状況である。そのため、ベッセル７から土砂が完全に排出されたことをオペレータが運転室６内から目視により正確に把握することはできない。

【0035】

そのため、放土が完了した時点をオペレータが認識することは極めて重要である。ベッセル７内に土砂が残存している状態、つまり積み残しのある状態で、ダンプトラック１を放土場所から移動し、積込場所に帰還したり、他の場所に移動したりすることがないようにしなければならない。このために、放土時間はある程度長くする必要がある。ただし、放土作業を必要以上長時間行うことは、作業効率の点等から避けなければならない。

【0036】

そこで、本実施形態では、オペレータが運転室６内において、ベッセル７からの放土が完了したことを、空荷判定部２３ｂ（図３（ｂ）参照）の判定結果に基づき、認識できるように構成されている。以下、空荷判定部２３ｂによるベッセル７の空荷状態の判定の詳細について説明する。

【0037】

図１において、連結ピン８の位置からベッセル７の重心位置までの水平距離をｄ１とし、連結ピン８の位置からホイストシリンダ９の接続位置までの水平距離をｄ２としたときにおいて、積荷Ｌの重量とベッセル７の自重との合計重量をＷとすると、ベッセル７が水平状態では、ホイストシリンダ９に作用する力は、Ｗ×ｄ１／ｄ２となる。

【0038】

放土を開始するには、操作レバー２１を上げ位置ＰＵに傾動させる。これによって、ホイストシリンダ９が伸長してベッセル７の上げ動作が開始される。このとき、ホイストシリンダ９には、前述したＷ×ｄ１／ｄ２の力が作用している。ベッセル７の上げ動作によって、ベッセル７内の土砂が後方に移動して、後端部から排出されることになる。このために、ホイストシリンダ９に作用する力は図５に示すように変化する。

【0039】

まず、放土開始前の状態では、ベッセル７は概略水平状態の着座位置にある。この状態でホイストシリンダ９を伸長させると、図５に示すホイストシリンダ９の伸長開始時点（ａ）では、ホイストシリンダ９に作用する荷重は最大のものとなる。そして、ホイストシリンダ９が伸長を継続して、ベッセル７の傾斜角度が大きくなると、ベッセル７内の土砂が後方に向けて滑り降りるようにして、後端部から排出されるようになり、積荷Ｌの重量が減少する。しかも、ベッセル７が後方に傾くため、連結ピン８の位置からベッセル７の重心位置までの水平距離ｄ１が短くなる（ｄ１の値が小さくなる）。その結果、ホイストシリンダ９に作用する力（Ｗ×ｄ１／ｄ２）は連続的に低下していくことになる。

【0040】

ここで、ホイストシリンダ９の伸長ストロークはストロークエンドに達した時の衝撃を防止するために制限されており、ベッセル７がある傾斜角度以上回動しないように、上げ動作の限界位置（最大傾斜角度）が定められている。ベッセル７の傾斜角度を認識できるようにするために、角度センサ４０（角度検出装置）が設けられている（図３（ａ）参照）。従って、オペレータは、この角度センサ４０によりベッセル７の傾斜状態を認識することができる。なお、角度センサ４０は連結ピン８の近傍に設けられている。

【0041】

オペレータは、通常、ベッセル７を最大傾斜角度まで傾斜させるのではなく、その手前位置でベッセル７の上げ動作を停止し、操作レバー２１を保持位置ＨＬに切り換えるように操作する。このように、保持位置ＨＬとしても、ベッセル７が傾斜状態を保っている限りは、ベッセル７内の土砂の排出が継続することになるので、全体としてのホイストシリンダ９に作用する力が減少する傾向は継続される。

【0042】

傾斜したベッセル７内では、図２に示したように、ベッセル７の前方部位から土砂が移動・集積して、ベッセル７の後端近傍に土砂溜まりＷｓが位置する状態となる。ここで、ベッセル７は、連結ピン８の位置から前方側が後方側より長いことから、上げ動作の開始から途中までは前方側の方の重量が大きい。しかし、土砂の排出が進行して、図２の状態まで土砂溜まりＷｓが移動すると、つまり図５の重量バランス移行時（ｂ）になると、ベッセル７の前後の重量差がなくなり、さらに後方側の方が重量増化することになる。この状態になると、ホイストシリンダ９に作用する力の向きは圧縮側から引張り側にシフトすることになる。

【0043】

さらに、ベッセル７の後端部から土砂溜まりＷｓの排出が完了する時点（ｃ）になると、ホイストシリンダ９に作用する力はベッセル７の重量のみとなり、放土完了後の時点（ｄ）でホイストシリンダ９には圧縮側の力が作用する状態に変化し、以後はこの状態から変化することはない。

【0044】

ここで、ホイストシリンダ９に作用する力はこのホイストシリンダ９のヘッド側の油室Ａ、及びロッド側の油室Ｂの圧力に基づいて検出することができる。このために、図３，４において、ホイストシリンダ９の油室Ａ側の圧力を圧力センサ３９Ａ（第１の圧力センサ）で測定し、また油室Ｂ内の圧力を圧力センサ３９Ｂ（第２の圧力センサ）で測定するようになし、これら圧力センサ３９Ａ，３９Ｂの検出圧力をコントローラ２３に入力する。

【0045】

コントローラ２３内の差圧演算部２３ａは、両圧力センサ３９Ａ，３９Ｂの差圧を演算する。空荷判定部２３ｂは、差圧演算部２３ａによる演算結果に基づき、ホイストシリンダ９の伸縮方向にかかる力の向き（圧縮側の力が作用しているか、または引張り側の力が作用しているか）の判定を行う。

【0046】

即ち、ホイストシリンダ９のピストンにおけるヘッド側の油室Ａの受圧面積をＳ_Ａ，ロッド側の油室Ｂの受圧面積をＳ_Ｂとし、ヘッド側の圧力をＰ_Ａ，ロッド側の圧力をＰ_Ｂとしたときに、差圧演算部２３ａは、（Ｓ_Ａ×Ｐ_Ａ−Ｓ_Ｂ×Ｐ_Ｂ）を演算して、その値が「＋」であれば圧縮側の力が作用し、「−」であれば引張り側の力が作用していると判定する。

【0047】

ここで、本実施形態における、圧力センサ３９Ａ，３９Ｂ、および差圧演算部２３ａにより本発明の「負荷検出装置」が構成されている。

【0048】

なお、通常大型のダンプトラックにおいてはベッセル７に対して左右１対のホイストシリンダ９を備えているが、２本のホイストシリンダ９の油室Ａ，Ｂは各々共通の油圧配管でもう一方の同じ油室に接続されているため、圧力センサ３９Ａ及び３９Ｂは各々１個備えていればよい。

【0049】

そして、コントローラ２３の空荷判定部２３ｂは、操作レバー２１が保持位置ＨＬとなっており、ホイストシリンダ９の差圧が「−」から「＋」に変化したことに基づき、ベッセル７から放土が完了したと判定する。そして、これをオペレータに対して報知するために、コントローラ２３は、例えばランプ４１を点灯させたり（図３（ｂ）参照）、図示しないスピーカから発音させたりすれば良い。なお、ランプ４１やスピーカは、例えば運転室６に設けることができる。報知装置としては、ランプ４１、スピーカ以外にも、運転室６内の表示モニタを用いることもできる。

【0050】

このように、本実施形態によれば、オペレータは、運転室６内に居ながら、ベッセル７を目視することなく、放土が完了し、ベッセル７内に残留物がないことをランプ４１等により直ちに確認することができる。即ち、本実施形態では、ホイストシリンダ９の差圧からホイストシリンダ９に作用する力の向き（圧縮または引張り）を判定することにより、ベッセル７からの放土作業時において、迅速かつ確実に放土が完了したことを検出できる。

【0051】

以上は、オペレータが操作レバー２１を操作してベッセル７を傾動させる操作指令を与える場合であるが、コントローラ２３からベッセル７の放土作業を自動的に行うよう制御しても良い。その手順を図８に示す。

【0052】

まず、コントローラ２３はベッセル７の放土作業の自動制御処理を開始する（ステップ１）。例えば、コントローラ２３は、外部からの作業開始指令の入力、運転室６内のオペレータからの自動モード切換信号の入力など、各種の開始指令に基づいて、ベッセル７の放土作業の自動化を開始する。

【0053】

次に、コントローラ２３は、電磁比例弁ユニット３５（電磁比例弁３５ＰＤ，３５ＦＬ，３５ＰＵ）への操作指令が浮き位置ＦＬとなっているか否かの判定を行う（ステップ２）。操作指令が浮き位置ＦＬとなっていない場合（ステップ２／Ｎｏ）には、放土指令は行われない。操作指令が浮き位置ＦＬとなっている場合（ステップ２／Ｙｅｓ）、コントローラ２３は電磁比例弁ユニット３５への操作指令を上げ位置ＰＵ（上げ動作）に切り換える（ステップ３）。すると、電磁比例弁ユニット３５が作動して、ベッセル７は自動的に上げ動作が行われる。

【0054】

ここで、前述したように、ベッセル７の上げ動作は最大傾斜角度以下の所定の傾斜角度までに制限されることが望ましい。そこで、コントローラ２３は、角度センサ４０からの信号に基づいて、ベッセル７が所定の傾斜角度になったか否かの判定を行う（ステップ４）。ベッセル７が所定の傾斜角度となったことが検出されると、コントローラ２３はベッセル７の傾斜角度を保持するために、電磁比例弁ユニット３５への操作指令を保持位置ＨＬに切り換える（ステップ５）。

【0055】

ステップ３でベッセル７が上げ動作となり、次いでステップ５でベッセル保持動作となっている間には、ホイストシリンダ９の差圧（Ｓ_Ａ×Ｐ_Ａ−Ｓ_Ｂ×Ｐ_Ｂ）が「＋」の状態から「−」の状態に変化する。そして、放土が完了すると、その差圧は再び「＋」の状態に変化する（図５参照）。そこで、ステップ６において、コントローラ２３（空荷判定部２３ｂ）は、差圧（Ｓ_Ａ×Ｐ_Ａ−Ｓ_Ｂ×Ｐ_Ｂ）が「−」の状態から「＋」に変化したか否かを検出し、この変化が生じたときに、ベッセル７から放土が完了したと判定する。即ち、コントローラ２３内の空荷判定部２３ｂは、ホイストシリンダ９に作用する力が、図５における（ｃ）から（ｄ）へ変化したときに、ベッセル７から放土が完了したと判定する。

【0056】

その結果、コントローラ２３は、電磁比例弁ユニット３５への操作指令を浮き位置ＦＬに切り換えて、ベッセル７を浮き状態となし（ステップ７）、ベッセル７を自重で下げるように動作させる。そして、車体フレーム２に設けた着座センサ１３によって、ベッセル７の着座が検出されることで、コントローラ２３は一連の処理を終了する（ステップ８）。よって、ベッセル７からの放土作業を自動化することで、放土作業の無人化も可能となり、安全面にも優れる。また、ベッセル７の放土作業を自動化しても、空荷判定部２３ｂがベッセル７の空荷状態を正確に判断しているため、作業効率は低下しない。

【0057】

ここで、上記した実施形態では、ホイストシリンダ９に作用する力が圧縮または引張りであるかを油室の圧力（差圧）から判定していたが、応力検出装置によりホイストシリンダ９の伸縮方向の力を直接計測して判定してもよい。例えば、図７に示すようにピストンロッド９ｄあるいは外筒部９ａに伸縮方向の力を検出できるように歪ゲージ（歪センサ）４２を取り付けてもよいし、またホイストシリンダ９を車体フレーム２あるいはベッセル７に回動可能に接続するのに用いる連結ピンに対して、特許文献３に示すピン型ロードセルを用いてもよい。何れの場合であっても、ホイストシリンダ９に作用する力からベッセル７の放土作業の完了を正確に把握して、オペレータに報知することができる。

【0058】

尚、本発明は、上述した実施形態に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

【符号の説明】

【0059】

１ ダンプトラック
２ 車体フレーム
７ ベッセル
９ ホイストシリンダ
２３ コントローラ
２３ａ 差圧演算部
２３ｂ 空荷判定部
３０ 油圧ポンプ
３３，３４ 制御弁
３５ 電磁比例弁ユニット
３５ＰＤ，３５ＰＵ，３５ＦＬ 電磁比例弁
３９Ａ 圧力センサ（第１の圧力センサ）
３９Ｂ 圧力センサ（第２の圧力センサ）
４０ 角度センサ（角度検出装置）
４１ ランプ（報知装置）
４２ 歪ゲージ（歪センサ）
Ａ 油室（ヘッド側の油室）
Ｂ 油室（ロッド側の油室）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】