JP2001263303A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造で油圧シリンダの作動速度を可変
制御しスムースな動作を可能とする。エネルギーの無駄
を防止する。 【解決手段】 特別装備車両のテールゲートを駆動する
油圧シリンダと(1a,1b,2a,2b)、正逆可変速度制御され
る直流電動モータ(7)と、直流電動モータ(7)によって駆
動される油圧ポンプ(6)と、直流電動モータ(7)の回転数
を正逆可変速度制御することにより、油圧ポンプ(6)の
給排流量制御を行い油圧シリンダ(1a,1b,2a,2b)の作動
速度を制御するDCサイリスタ制御速度コントローラ(8)
と、このコントローラ(8)に内蔵され、油圧シリンダの
下降作動時に、直流電動モータを回生制御して回生電力
をバッテリー(9)に蓄える回生充電回路とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特別装備車両のテ
ールゲートを駆動するための油圧駆動装置に関するもの
であり、特に油圧シリンダの作動速度の制御に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来からダンプカー、清掃車等の特別装
備車両のテールゲートを開閉したり昇降駆動するための
油圧駆動装置としては、テールゲートを駆動する油圧シ
リンダと、電動機と、電動機によって駆動される油圧ポ
ンプと、油圧ポンプと油圧シリンダとの間の流路の開閉
を制御する油圧開閉弁とを備えている。このような油圧
駆動装置は車両に搭載して使用されるため、簡易な構成
となっており、油圧開閉弁を開閉させて作動油の流路を
切り換えることによって、油圧シリンダの上昇動作と下
降動作を切換えてテールゲートの開閉動作や昇降動作の
駆動を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな油圧開閉弁の開閉のみによる制御の場合には、油圧
シリンダの作動速度は一定速度に限られてしまい、速度
を自在に制御できないという問題がある。例えば、始動
から徐々に加速したり、作動停止の際に徐々に減速する
ことができず、このためテールゲートの始動時や停止時
に衝撃が発生し、油圧シリンダのスムースな昇降動作を
行うことができない。また、昇降中の油圧シリンダを停
止させる場合には、一定速度から突然に停止動作を行う
ため、動作中のシリンダにかかる負荷により、油圧シリ
ンダの停止位置にばらつきが生じ、その結果テールゲー
トを所望の位置で正確に停止することが困難になるとい
う問題もある。

【０００４】一方、油圧シリンダの作動速度を制御する
ために、主油路に流量制御弁等の速度制御機器を設ける
ことも考えられるが、油圧回路の構造が複雑化してしま
うという問題がある。特にテールゲートの駆動のための
油圧駆動装置は、特別装備車両に搭載して使用されるも
のであるため、簡易な構造が望まれており、複雑な油圧
回路を有する油圧駆動装置は特別装備車両用としては妥
当でない。

【０００５】また、テールゲートの下降時や閉動作時に
は、油圧シリンダの下降動作に伴ってシリンダが自重に
より一気に落下することを防止するため、作動油を主油
路からタンクラインにバイパスさせた油路に導き、当該
油路に設けた流量制御弁等で作動油の流量を絞り込むこ
とにより主油路を下降する作動油の流量を制限してシリ
ンダの下降速度を一定速度を超えないように制御してい
る。このため流量制御弁で絞り込まれることにより作動
油のエネルギーは熱に変換されて作動油に油温変化が生
じてしまう。また流量を絞り込まれることによる環境の
変化によって作動油内に水滴が生じてしまう場合もあ
る。このように作動油の油温変化や水滴の発生によっ
て、作動油が劣化してまうという問題がある。

【０００６】また、このようにシリンダ下降時のエネル
ギーは全て熱に変換されてしまうため、再利用すること
ができずエネルギーの無駄になっているという問題もあ
る。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、簡易な構造で油圧シリンダの作動速度
を可変制御しスムースな動作を可能とする油圧駆動装置
を提供することを主な目的とする。本発明の別の目的
は、作動油の劣化を生じずに、油圧シリンダの作動速度
を可変制御できる油圧駆動装置を提供することである。
本発明はエネルギーの再利用を図ることができる油圧駆
動装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、特別装備車両のテールゲー
トを駆動する油圧シリンダと、正逆可変速度制御される
直流電動機と、直流電動機によって駆動される油圧ポン
プと、直流電動機の回転数を正逆可変速度制御すること
により、油圧ポンプの給排流量制御を行い油圧シリンダ
の作動速度を制御する制御装置と、を備えたことを特徴
とする油圧駆動装置に係るものである。

【０００９】油圧シリンダの作動速度は直流電動機で駆
動される油圧ポンプからの作動油の吐出量で定まるが、
この請求項１に係る発明によれば、 作動油の給排量は
制御装置により直流電動機の回転数を制御することによ
って制御される。このため、作動油の吐出流量の制御の
ために流量制御弁を新たに設ける必要はなく、装置を簡
易な構造としながら油圧シリンダの作動速度を自在に制
御することが可能となる。

【００１０】また、油圧シリンダの作動速度を自在に制
御できるので、油圧シリンダの昇降速度を任意の設定パ
ターンで制御することができ、このため油圧シリンダを
スムースに作動させることが可能となる。このような速
度設定パターンとしては、例えば、油圧シリンダの始動
時にその作動速度を徐々に増加したり、動作停止時に作
動速度を徐々に減少させるように直流電動機の回転数を
制御するものが挙げられる。この場合には、テールゲー
トの始動時や停止時に衝撃が発生することを防止できる
という利点がある。また、油圧シリンダの停止時も徐々
に減速しながら停止できるので、油圧シリンダの停止位
置を安定させることができ、テールゲートを所望の位置
に正確に停止することが可能となる。

【００１１】また、直流電動機の回転数制御により任意
の速度設定パターンでシリンダの昇降速度を制御できる
ので、例えば、夜間運転において、昼間運転よりも油圧
シリンダを低速運転するような速度設定パターンで直流
電動機の回転数制御すれば、油圧ポンプや直流電動機の
騒音防止が図られる。

【００１２】また、本発明ではテールゲートの下降時
に、電動機の回転数を制御することにより油圧シリンダ
の下降速度を制御できるので、下降時のエネルギーは直
流電動機に全て吸収される。このため、従来の装置で問
題となっていた作動油の油温上昇や環境変化による水滴
の発生等による作動油の劣化を防止することができる。

【００１３】本発明の油圧シリンダは、特別装備車両の
テールゲートを駆動するものであればよく、テールゲー
トの昇降動作や開閉動作を行わせるものがあげられる。
このような油圧シリンダを各動作ごとに別個に設けても
良い。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
油圧駆動装置において、油圧シリンダの下降作動時に、
直流電動機を回生制御して回生電力を車載用蓄電池に蓄
える回生手段を更に備えたことを特徴とする。

【００１５】この請求項２に係る発明では、油圧シリン
ダの下降作動時に、回生手段によって直流電動機を回生
制御することにより直流電動機を発電機として作動させ
る。そして、発電機として作動する電動機により回生さ
れた電力を車載用蓄電池に蓄えているので、この電力を
例えば油圧シリンダの上昇動作時における直流電動機の
駆動等に再利用することができ、下降時のエネルギーの
有効利用が図られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態につい
て、図示例とともに説明する。本実施形態に係る油圧駆
動装置はダンプカー、清掃車等の特別装備車両のテール
ゲートを昇降動作及び開閉動作させるための油圧駆動装
置であり、図１に本実施形態の油圧駆動装置の油圧回路
図を示す。

【００１７】本実施形態の油圧駆動装置は、図１に示す
ように、２個の昇降用シリンダ１ａ，１ｂと、２個のチ
ルト用シリンダ２ａ，２ｂと、直流電動モータ７と、直
流電動モータ７により駆動される油圧ポンプ６と、油圧
ポンプ６と各シリンダとの主油路Ａに設けられた昇降用
電磁弁３及びチルト用電磁弁４と、主油路Ａからバイパ
スし油圧タンク１２へ連通する油路Ｃに設けられたリリ
ーフ弁５と、ＤＣサイリスタ制御速度コントローラ８
と、ＤＣサイリスタ制御速度コントローラ８により回生
された電力を蓄積するバッテリー９と、直流電動モータ
７を駆動する発電機１０と、エンジン１１とを主に備え
ている。

【００１８】この油圧回路では、主油路Ａにより油圧ポ
ンプ６から各シリンダへ作動油が供給され、各シリンダ
から油路Ｂを通じて作動油が油圧タンク１２へ排出され
るようになっている。主油路Ａは、油圧ポンプ６から昇
降用シリンダ１ａ，１ｂへ作動油を供給する油路とチル
ト用シリンダ２ａ，２ｂへ作動油を供給する油路とに分
岐しており、分岐した各油路は夫々２個の昇降用シリン
ダ１ａ，１ｂ、２個のチルト用シリンダ２ａ，２ｂに作
動油を供給するため更に分岐している。

【００１９】昇降用シリンダ１ａ，１ｂの動作とチルト
用シリンダ２ａ，２ｂの動作の切換えは、外部からの電
気信号によって作動する昇降用電磁弁３とチルト用電磁
弁４の開閉によって行われる。本実施形態の油圧駆動装
置では、昇降用シリンダ１ａ，１ｂとチルト用シリンダ
２ａ，２ｂとが同時に作動しないように、昇降用シリン
ダ１ａ，１ｂ動作時には昇降用電磁弁３を開いてチルト
用電磁弁４を閉じ、チルト用シリンダ２ａ，２ｂ動作時
には昇降用電磁弁３を閉じてチルト用電磁弁４を開くよ
うに制御されている。

【００２０】リリーフ弁５は、作動油の圧力を制御する
ものであり、本実施形態では作動油の圧力が１５ＭＰａ
を超えた時にリリーフ弁５を開いてバイパスされた作動
油をタンク１２に排出し、作動油の圧力上限値を１５Ｍ
Ｐａに制限している。

【００２１】昇降用シリンダ１ａ，１ｂは特別装備車両
のテールゲートを昇降駆動するものであり、シリンダ上
昇動作時にテールゲートは上昇し、シリンダ下降動作時
にテールゲートは下降するようになっている。チルト用
シリンダ２ａ，２ｂはテールゲートを開閉駆動するもの
であり、シリンダ上昇動作時にテールゲートが開動作を
行い、シリンダ下降動作時にテールゲートが閉動作する
ようになっている。昇降用シリンダ１ａ，１ｂとチルト
用シリンダ２ａ，２ｂは、共に本発明の油圧シリンダを
構成する。

【００２２】油圧ポンプ６は定容量型ポンプで構成され
ており、本実施形態では、作動油の吐出量の制御は、直
流電動機出力軸の回転数をＤＣサイリスタ制御速度コン
トローラ８によって制御することによって行われてい
る。

【００２３】ＤＣサイリスタ制御速度コントローラ８
は、直流電動モータ出力軸の回転数を正逆可変制御する
ものであり、本発明の制御装置を構成する。このコント
ローラ８には、更に回生充電回路が内蔵されており、こ
の回生充電回路は本発明の回生手段を構成する。シリン
ダの上昇動作時には、ＤＣサイリスタ制御速度コントロ
ーラ８は直流電動モータ７を正回転させて、予め定めら
れた上昇速度設定パターンで直流電動モータ出力軸の回
転数を可変制御することにより、油圧ポンプ６からの吐
出量を制御し、テールゲートの上昇速度及び開動作速度
を制御するようになっている。

【００２４】一方、シリンダの下降動作時には、発電機
として作動する直流電動モータ７を回生制御して、その
出力軸の回転数を予め定められた下降速度設定パターン
に従って制御すると共に、直流電動モータ７により発生
した電力を回生充電回路によってバッテリー９に蓄電す
るようになっている。

【００２５】尚、本実施形態のＤＣサイリスタ制御速度
コントローラ８における上昇速度設定パターン、下降速
度設定パターンは所望のパターンに設定することが可能
である。

【００２６】本実施形態のＤＣサイリスタ制御速度コン
トローラ８では、直流電動モータ出力軸の回転速度を３
段階に可変制御すると共に、シリンダの始動時には無段
階での加速が、シリンダの停止の際には無段階での減速
が可能となっている。テールゲート昇降動作時のＤＣサ
イリスタ制御速度コントローラ８による直流電動モータ
７の回転数制御は次のように行われる。

【００２７】昇降用電磁弁３に電気信号を与え図１の右
側ポジションに切り換えた開状態で、テールゲートの昇
降動作が開始される。このとき、チルト用電磁弁４は図
１の左側ポジションに切り換えられ閉状態となってお
り、作動油の流れは阻止される。

【００２８】次いで、直流電動モータ７を駆動して、Ｄ
Ｃサイリスタ制御速度コントローラ８によって昇降用シ
リンダ１ａ，１ｂの上昇速度が所定の上昇速度設定パタ
ーンとなるように直流電動モータ出力軸の回転数を制御
する。ここで、上昇時の速度設定パターンは、シリンダ
の上昇始動時には次第に加速するように、電動機の回転
数を微少回転から徐々に大きくしていく。所定速度以上
になったら、一定速度に維持し昇降用シリンダ１ａ，１
ｂが上昇地点に達する間際には、減速するように電動機
の回転数を徐々に微少回転させて上昇地点に達したとき
に停止する。

【００２９】このように昇降用シリンダ１ａ，１ｂの上
昇速度は、直流電動モータ７の回転数を制御することに
よって自在に制御できるので、始動時と停止時において
衝撃が生じることもなく、シリンダの作動をスムースに
することが可能となる。

【００３０】テールゲートがその上昇位置から下降して
昇降用シリンダ１ａ，１ｂが下降すると、作動油は主油
路Ａを上昇動作時とは逆方向にシリンダから油圧タンク
１２へ流れるので、油圧ポンプ６は油圧モータとして作
動し、その機械的出力によって直流電動モータ７の出力
軸が逆回転する。このため直流電動モータ７は発電機と
して作動し電力回生運転状態となる。このとき、ＤＣサ
イリスタ制御速度コントローラ８は、直流電動モータ７
を回生制御して、発電機として作動した直流電動モータ
７により発生した電力をバッテリー９に蓄電する。この
ため、回収された電力は後の電動モータ７の駆動に使用
することができ、エネルギーの無駄を防止することがで
きる。

【００３１】これと共に、コントローラ８によって、シ
リンダの下降速度が所定の下降速度設定パターンで制御
される。この下降速度設定パターンは、シリンダの下降
速度が所定速度を超えないように電動機の回転数を一定
速度以下に制限するものであり、これによりシリンダが
一気に下降して停止時に衝撃を生じることを防止してい
る。

【００３２】テールゲートの開閉動作を行う場合には、
チルト用電磁弁４を開状態に、昇降用電磁弁３を閉状態
に切り換える。チルト用シリンダ２ａ，２ｂの昇降速度
制御については、昇降用シリンダ１ａ，１ｂの場合と同
様なので説明を省略する。

【００３３】このように本実施形態では、直流電動モー
タ出力軸の回転数を制御することによって油圧ポンプ６
からの作動油の吐出量を制御し、これによりシリンダの
昇降速度、即ちテールゲートの昇降速度及び開閉速度を
制御しているので、油路に流量制御弁を設ける等の複雑
な構成をとらずに、シリンダの昇降速度を自在に制御す
ることが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係る発
明は、特別装備車両のテールゲートを駆動する油圧シリ
ンダと、正逆可変速度制御される直流電動機と、直流電
動機によって駆動される油圧ポンプと、直流電動機の回
転数を正逆可変速度制御することにより、油圧ポンプの
給排流量制御を行い油圧シリンダの作動速度を制御する
制御装置とを備えているので、装置を簡易な構造で小型
軽量としながら油圧シリンダの作動速度を自在に制御で
きるという効果を有する。

【００３５】また、本発明は、油圧シリンダの作動速度
を自在に制御できるので、油圧シリンダの昇降速度を任
意の設定パターンで制御することができ、油圧シリンダ
をスムースに作動させることができるという効果を有す
る。

【００３６】また、本発明ではテールゲートの下降時の
エネルギーは直流電動機に全て吸収されるため、作動油
の油温上昇や環境変化による水滴の発生等による作動油
の劣化を防止できるという効果を有する。

【００３７】請求項２に係る発明は、油圧シリンダの下
降作動時に、直流電動機を回生制御して回生電力を車載
用蓄電池に蓄える回生手段を備えているので、エネルギ
ーの有効利用が図ることはできるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路図で
ある。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ：昇降用シリンダ ２ａ，２ｂ：チルト用シリンダ ３：昇降用電磁弁 ４：チルト用電磁弁 ５：リリーフ弁 ６：油圧ポンプ ７：直流電動モータ ８：ＤＣサイリスタ制御速度コントローラ ９：バッテリー １０：発電機 １１：エンジン １２：タンク １３：油面計 １４：フィルタ Ａ：主油路 Ｂ，Ｃ：油路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特別装備車両のテールゲートを駆動する
   油圧シリンダと、 正逆可変速度制御される直流電動機と、 直流電動機によって駆動される油圧ポンプと、 直流電動機の回転数を正逆可変速度制御することによ
   り、油圧ポンプの給排流量制御を行い油圧シリンダの作
   動速度を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とす
   る油圧駆動装置。
2. 【請求項２】 油圧シリンダの下降作動時に、直流電動
   機を回生制御して回生電力を車載用蓄電池に蓄える回生
   手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の油
   圧駆動装置。