JP5764163B2

JP5764163B2 - 破砕機付車両

Info

Publication number: JP5764163B2
Application number: JP2013107699A
Authority: JP
Inventors: 健治木下
Original assignee: 健治木下
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: JP2014226606A

Description

本発明は、破砕機付車両に関する。

従来、ビル等の解体作業で、コンクリート等を破砕する鋏型破砕機を備えた破砕機付車両（例えば、特許文献１参照）は、エンジンと、鋏型破砕機を開閉するための油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに作動油を圧送するためにエンジンによって駆動される油圧ポンプと、を備えていた。

実開平６−６７７００号公報

従来は、鋏型破砕機の開作動は閉作動に比べて軽負荷にもかかわらず、鋏型破砕機を開作動する際に、閉作動と同様にエンジンを駆動していたため、無駄（余剰エネルギー）が発生し、エネルギー効率が悪いといった問題があった。

そこで、本発明は、鋏型破砕機を開作動させる際に発生するエンジンの余剰エネルギーを回収して発電可能な破砕機付車両の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の破砕機付車両は、エンジンが搭載されると共に、鋏型破砕機を開閉するための破砕機用油圧アクチュエータと、該破砕機用油圧アクチュエータを駆動させるためにエンジンによって駆動される油圧ポンプと、を備えた破砕機付車両に於て、上記エンジンの回転を、クラッチ装置を介して発電装置に伝達可能に構成し、上記鋏型破砕機を閉作動させる際に上記クラッチ装置をクラッチ切断状態とし、上記鋏型破砕機を開作動させる際に上記クラッチ装置をクラッチ接続状態として上記発電装置によって発電するように構成し、上記鋏型破砕機を開閉操作するためのフットペダルを設けると共に該フットペダルの近傍にリミットスイッチを設け、上記鋏型破砕機を開作動させるために上記フットペダルを操作した際に、該フットペダルによって上記リミットスイッチが操作され、該リミットスイッチから上記クラッチ装置へクラッチ接続命令信号を発信するように構成したものである。

本発明によれば、鋏型破砕機を開作動させる際に発生するエンジンの余剰エネルギーを回収できる。鋏型破砕機を早く開状態にしようとして、操作者がエンジンを（空ふかしのように）必要以上に高回転させて発生する過剰な駆動力を回収して発電できる（電気エネルギーとして回収できる）。

本発明の実施の一形態を示す側面図である。閉作動状態の構成図である。開作動状態の構成図である。

以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
本発明に係る破砕機付車両は、図１に示すように、左右一対の走行用履帯にて自走可能な車台（下半）部１と、車台部１に旋回可能に搭載され操作室21及び作業アーム（作業ブーム）22が設けられた旋回（上半）部２と、作業アーム22の先端部に取着された鋏型破砕機３と、駆動源としてのエンジンＥと、を備え、ビル等の解体作業現場にて、鋏型破砕機３でコンクリート等を破砕するものである。

そして、図２及び図３に示すように鋏型破砕機３の一対の破砕アーム30，30を開閉操作するための破砕機用油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）31と、破砕機用油圧アクチュエータ31を駆動させるための作動油を圧送可能な油圧ポンプＰと、油圧ポンプＰに接続され作動油を貯液する貯油タンクＴと、を備えている。

また、油圧ポンプＰと破砕機用油圧アクチュエータ31の間に、複数の油圧回路切換弁部を有するコントロールバルブＶを介設している。
コントロールバルブＶは、作業アーム22の関節を駆動するための複数の作業アーム用油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）22ａ，22ｂ，22ｃと、貯油タンクＴと、走行用履帯を駆動させるための図示省略の走行用油圧モータと、旋回部２を旋回駆動させるための図示省略の旋回用油圧モータと、が接続され、油圧ポンプＰからの作動油（圧油）、及び、各油圧アクチュエータや各油圧モータからの作動油（各油圧作動機器からの戻り油）の流れや圧力を制御するための油圧回路及び複数の弁を有している。

さらに、エンジンＥの回転力（駆動力）を油圧ポンプＰへ出力するための第１出力手段11と、第１出力手段11と連動連結すると共にクラッチ装置５の駆動力入力部51に連結される第２出力手段12と、を設けている。
そして、クラッチ装置５の駆動力出力部52に発電装置Ｇを連結して、エンジンＥの回転を、クラッチ装置５を介して発電装置Ｇに伝達可能としている。

第１出力手段11及び第２出力手段12は、機械的に連動連結され、一方にかかった負荷が他方にもかかるように、かつ、回転・停止が同期されるように設けている。
図例では、第１出力手段11はエンジンＥ内の回転駆動部に連動連結される第１（駆動）回転出力軸11Ａであり、第２出力手段12は、エンジンＥ内で（回転駆動部を介して）第１回転出力軸11Ａと連動連結される第２（従動）回転出力軸12Ａである。

なお、図示省略するが、第１出力手段11を、エンジンＥ内の回転駆動部に連結された駆動回転出力軸とし、第２出力手段12を、その駆動回転出力軸に外嵌状に固着した駆動スプロケットと、駆動スプロケットに懸架されたチェーンと、チェーンが懸架される従動スプロケットと、従動スプロケットが外嵌する従動回転出力軸とで構成するも良い。
つまり、第１出力手段11及び第２出力手段12は、エンジンＥによって発生する動力（回転力）を、油圧ポンプＰ及びクラッチ装置５に伝達可能なものであれば良く、回転軸、プーリーやスプロケット等の回転体、チェーンやベルト等の可撓性動力伝達部材、歯車等機械的にエンジンＥ内の回転駆動部に連動連結可能なものであれば自由である。

また、発電装置Ｇに電気的に接続され発電した電気を交流から直流に変換するコンバータＣと、発電装置ＧにコンバータＣを介して電気的に接続されコンバータＣにて変換された（直流の）電気を蓄えるキャパシタや電池等の蓄電器Ｂと、を備えている。

蓄電器Ｂは、エンジンＥの駆動を補助するエンジン補助電気モータＭに電気的に接続している。また、蓄電器Ｂを照明等の電装部品に電気的に接続しても良い。
また、旋回用油圧モータに代わって、或いは、旋回用油圧モータを補助するように、旋回部２を旋回させるための旋回用電気モータを設けて、蓄電器Ｂと電気的に接続するも良い。
また、走行用油圧モータに代わって、或いは、走行用油圧モータを補助するように、走行用履帯を駆動させるための走行用電気モータを設けて、蓄電器Ｂと電気的に接続するも良い。

さらに、操作室21に、鋏型破砕機３を開閉操作するためのフットペダル６を設けている。
フットペダル６は、操作者の足が載置可能な足踏部61と、足踏部61の中間部から下方に突出した突片部62と、を有している。
そして、突片部62（足踏部61の中間部）を、操作室固定部（操作室21内に固設したブラケット部材）28に枢着し、足踏一端部61ａと、足踏他端部61ｂと、が水平状の枢着軸心Ｌａ廻りにシーソー揺動するように設けている。
また、突片部62の下部に操作力伝達ロッド63が連結され、フットペダル６のシーソー揺動に伴って操作力伝達ロッド63が往復直線移動して、コントロールバルブＶの鋏型破砕機開閉用油圧回路切換部を切換操作するように設けている。フットペダル６とコントロールバルブＶの接続は操作力伝達ロッド63のような機械的接続に限らず、電気的接続（電気信号）によって接続しても良い。

また、図例のフットペダル６は、足踏部61を前後縦長状に設けると共に枢着軸心Ｌａを左右方向に沿って設け、足踏一端部61ａを操作者の踵が配設される踵側部とし、足踏他端部61ｂを操作者の爪先が配設される爪先側部として、左右水平状の枢着軸心Ｌａ廻りに前後シーソー揺動するように設けている。

なお、図示省略するが、フットペダル６を左右方向に沿った横長状に設け、前後水平状の枢着軸心Ｌａ廻りに左右シーソー揺動するように設けて、足の爪先を左右方向へ移動させ、足踏一端部61ａ又は足踏他端部61ｂを踏み込んで、鋏型破砕機３を開作動又は閉作動させるように構成しても良い。

そして、図２に示すように、操作者がフットペダル６の足踏他端部61ｂを踏み込むと、破砕機用油圧アクチュエータ31を伸長させ、鋏型破砕機３が閉状態となるように閉作動させる。また、図３に示すように、操作者がフットペダル６の足踏一端部61ａを踏み込むと、破砕機用油圧アクチュエータ31を短縮させ、鋏型破砕機３が開状態となるように開作動させる。

さらに、フットペダル６の足踏一端部61ａの下方にリミットスイッチ７を設け、図３に示すように、鋏型破砕機３を開作動させるために足踏一端部61ａを足踏操作した際に、足踏一端部61ａの裏面側がリミットスイッチ７に当接してＯＮ操作して、リミットスイッチ７からクラッチ装置５へクラッチ接続命令信号Ｓを発信するように構成している。
つまり、クラッチ装置５は、鋏型破砕機３を開作動させる際は、クラッチ接続状態となり、鋏型破砕機３を閉作動させる際は、クラッチ切断状態となるように設けている。

次に、本発明の破砕機付車両の使用方法（作用）について説明する。
建築物や産業廃棄物等の解体作業現場にて、破砕すべきコンクリート等の被破砕物を鋏型破砕機３で破砕する際は、図２に示すように、フットペダル６の足踏他端部61ｂを踏み込んで、鋏型破砕機３が閉状態となるように閉作動させる。閉作動中は、クラッチ切断状態であるため、エンジンＥの動力は、油圧ポンプＰのみに伝達される。
そして、鋏型破砕機３を閉状態から開状態となるように開操作する際は、図３に示すように、フットペダル６の足踏一端部61ａを踏み込むと、鋏型破砕機３は開作動する。

ここで、エンジンＥは、鋏型破砕機３の閉作動（重負荷作動）と、他の油圧アクチュエータ及び他の油圧モータ（他の油圧作動機器）の作動と、が可能なように、常に、所定の駆動力を発揮しているが、鋏型破砕機３の開作動は閉作動に比べて負荷が小さいため、鋏型破砕機３の開作動中においては、エンジンＥは、油圧ポンプＰを駆動させていた力に余裕が生まれる。つまり、余剰エネルギーが発生する。また、開作動にかかる時間は、実質的な破砕作業を行っていない無駄な時間であるため、操作者が、開作動の速度（破砕機用油圧アクチュエータ31の作動速度）を上げようとして、エンジンＥを必要以上に高回転駆動（所定の駆動力以上に駆動力を発揮）させる空ふかしのような操作を行う場合があるが、このような場合も余剰エネルギー（余剰トルクや余剰回転力）が発生する。

ところが、足踏一端部61ａを踏み込んだ際に、リミットスイッチ７がＯＮ状態となって、クラッチ装置５にクラッチ接続命令信号Ｓが発信され、クラッチ接続状態となって、エンジンＥと発電装置Ｇが機械的に連動連結しているため、上述の余剰エネルギーは、クラッチ装置５を介して発電装置Ｇを駆動するために用いられる。

つまり、鋏型破砕機３の閉作動（重負荷作動）に必要なエンジン駆動力と、開作動（軽負荷作動）に必要なエンジン駆動力と、の差を、余剰エネルギーとして注目し、その余剰エネルギーで発電装置Ｇを駆動させ、余剰エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電器Ｂに回収する。
蓄電器Ｂに蓄えた電気エネルギーを、エンジンＥを補助する補助電気モータ等の電気装置に利用する。

なお、本発明は、設計変更可能であって、鋏型破砕機３は、各破砕アーム30，30に対応するように破砕機用油圧アクチュエータ31を複数（２つ）備えているものでも良い。また、鋏型破砕機３は、破砕機用油圧アクチュエータ31が短縮する際に閉作動し、伸長する際に開作動するものでも良い。エンジンＥを走行履帯に機械的に連動連結しても良い。なお、図２及び図３に於て、電気的接続（電気配線）を破線で図示している。

以上のように本発明の破砕機付車両は、エンジンＥが搭載されると共に、鋏型破砕機３を開閉するための破砕機用油圧アクチュエータ31と、破砕機用油圧アクチュエータ31を駆動させるためにエンジンＥによって駆動される油圧ポンプＰと、を備えた破砕機付車両に於て、エンジンＥの回転を、クラッチ装置５を介して発電装置Ｇに伝達可能に構成し、鋏型破砕機３を閉作動させる際にクラッチ装置５をクラッチ切断状態とし、鋏型破砕機３を開作動させる際にクラッチ装置５をクラッチ接続状態として発電装置Ｇによって発電するように構成したので、鋏型破砕機３を開作動させる際に発生するエンジンの余剰エネルギーを回収でき、エネルギー効率を向上できる。鋏型破砕機３を早く開状態にしようとして、操作者がエンジンを（空ふかしのように）必要以上に高回転させて発生する過剰な駆動力（回転力）を電気エネルギーとして回収できる。また、開作動中に操作者がエンジンＥを必要以上に高回転させて、油圧配管内を過剰油圧状態や、過剰油圧エネルギーが変化した高熱状態になるのを防止でき、作動油の劣化や、配管の劣化を防止できる。特に、解体作業において、走行等はほとんど行わずに、同じ場所で、鋏型破砕機３の開閉を繰り返すことが多いため、余剰エネルギーを回収する機会も多くなって、エンジン補助電気モータＭ等へ有効利用でき、燃費の向上に確実に貢献できる。

また、鋏型破砕機３を開閉操作するためのフットペダル６を設けると共にフットペダル６の近傍にリミットスイッチ７を設け、鋏型破砕機３を開作動させるためにフットペダル６を操作した際に、フットペダル６によってリミットスイッチ７が操作され、リミットスイッチ７からクラッチ装置５へクラッチ接続命令信号Ｓを発信するように構成したので、鋏型破砕機３を開作動する際に、確実にクラッチ接続状態にして発電できる。操作者がフットペダル６で鋏型破砕機３を開操作する踏み込み操作と略同時にクラッチ装置５のクラッチ接続操作を行うことができ、操作者の（操作の）負担を軽減できる。クラッチ装置５を操作するためのクラッチレバー等を狭い操作室21内に立設する必要がなく、操作室21内を広く有効利用できると共に、操作室21を簡素化できる。

３鋏型破砕機
５クラッチ装置
６フットペダル
７リミットスイッチ
31 破砕機用油圧アクチュエータ
Ｅエンジン
Ｇ発電装置
Ｐ油圧ポンプ
Ｓクラッチ接続命令信号

Claims

エンジン（Ｅ）が搭載されると共に、鋏型破砕機（３）を開閉するための破砕機用油圧アクチュエータ（31）と、該破砕機用油圧アクチュエータ（31）を駆動させるために上記エンジン（Ｅ）によって駆動される油圧ポンプ（Ｐ）と、を備えた破砕機付車両に於て、
上記エンジン（Ｅ）の回転を、クラッチ装置（５）を介して発電装置（Ｇ）に伝達可能に構成し、
上記鋏型破砕機（３）を閉作動させる際に上記クラッチ装置（５）をクラッチ切断状態とし、上記鋏型破砕機（３）を開作動させる際に上記クラッチ装置（５）をクラッチ接続状態として上記発電装置（Ｇ）によって発電するように構成し、
上記鋏型破砕機（３）を開閉操作するためのフットペダル（６）を設けると共に該フットペダル（６）の近傍にリミットスイッチ（７）を設け、
上記鋏型破砕機（３）を開作動させるために上記フットペダル（６）を操作した際に、該フットペダル（６）によって上記リミットスイッチ（７）が操作され、該リミットスイッチ（７）から上記クラッチ装置（５）へクラッチ接続命令信号（Ｓ）を発信するように構成したことを特徴とする破砕機付車両。