JP6072452B2 - 高所作業車用の増圧装置 - Google Patents

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Description

本発明は、高所作業車用の増圧装置に関する。さらに詳しくは、油圧工具を接続する油圧取出口がバケット内に設けられた高所作業車において、油圧工具に高圧油を供給する増圧装置に関する。
例えば、配電工事用の高所作業車には、バケット内に油圧取出口が設けられており、この油圧取出口に電気配線用のスリーブを圧着する油圧式圧着工具が接続可能となっている。油圧式圧着工具のような油圧工具には高圧油が必要であるため、このような高所作業車には油圧工具に必要な高圧油を供給する増圧装置が設けられる(例えば、特許文献1)。
図7に示すように、従来の増圧装置100は、駆動シリンダ101と、増圧シリンダ102と、油圧ポンプ103と、タンク104と、2つの方向制御弁105、106と、低圧リリーフ弁107とを備えている。駆動シリンダ101は、往動駆動側油室101aおよび復動駆動側油室101bを有している。駆動シリンダ101のロッドと増圧シリンダ102のロッドとは連結されており、増圧シリンダ102はロッドの往動により体積が減少し復動により体積が増加する増圧油室102cを有している。また、増圧シリンダ102は、常時は油室102dから増圧油室102cへの作動油の流入のみを許容し、復動の終端でのみ逆流を許容する逆止弁102eを有している。駆動シリンダ101の往動駆動側油室101aおよび復動駆動側油室101bは、方向制御弁105を介して油圧ポンプ103およびタンク104に接続されており、方向制御弁105により駆動シリンダ101の往動復動を切り換え可能に構成されている。方向制御弁105とタンク104とを接続する戻り油路111には低圧リリーフ弁107が介装されている。増圧シリンダ102の油室102dは、方向制御弁106を介して低圧リリーフ弁107の前段の戻り油路111またはタンク104に選択的に接続されている。そして、増圧シリンダ102の増圧油室102cに接続された取出油路112に圧着工具Tが接続可能となっている。
方向制御弁106をII位置に切り換えて、増圧シリンダ102の油室102dを低圧リリーフ弁107の前段の戻り油路111に接続すると、低圧リリーフ弁107により油圧が制御された作動油が、逆止弁102eを介して増圧油室102cに流入し、この油圧により圧着工具Tを予圧することができる。この予圧により圧着工具Tはその圧着部がスリーブに接触するまで低圧で駆動され、低圧でスリーブを把持した状態となる(仮把持動作)。
方向制御弁105をI位置に切り換えて増圧シリンダ101を往動駆動すると、増圧油室102cの体積が減少し、増圧油室102cの断面積に対する往動駆動側油室101aの断面積の面積比分だけ増圧された高圧油が圧着工具Tに供給される。この高圧油により圧着工具Tは圧着駆動する(本圧縮動作)。
方向制御弁105をIII位置に切り換えて増圧シリンダ101を複動駆動すると、増圧油室102cの体積が増加し、圧着工具Tに供給されていた作動油が増圧油室102cに戻る。これにより圧着工具Tの圧着部が開放される(戻し動作)。
上記従来の増圧装置100を高所作業車に設ける場合、一般には、車両に搭載されたエンジンなどにより油圧ポンプ103を駆動させるため増圧装置100のほとんどは車両側に設けられ、取出油路112を構成する油圧ホースのみがブームを通してバケットに導かれる。また、取出油路112を構成する油圧ホースの先端にクイックジョイントを設け、種々の油圧工具Tと接続可能に構成される。
このような高所作業車においては、バケットに乗った作業員が高所で油圧工具Tの取り付け、付け換えを行う場合がある。この場合、取出油路112を構成する油圧ホース先端部分は、高所であるため負圧となっており、油圧ホース先端のクイックジョイントに油圧工具Tを接続する際に、取出油路112に空気が吸い込まれる場合がある。
取出油路112に空気が入っている状態では、増圧シリンダ101から高圧油が供給されても、その空気が圧縮されるのみで、必要な油圧を油圧工具Tに供給できないことがある。
仮把持動作により作動油を増圧油室102cに流入させれば、取出油路112に入った空気が予め圧縮されるため、つぎの本圧縮動作で必要な油圧を油圧工具Tに供給でき、上記のような不具合は生じない。しかし、作業員によっては仮把持動作を介さずに本圧縮動作をする場合があり、その場合には油圧工具Tが通常の力を発揮せず、作業員にとって違和感が生じるという問題がある。
特開平10−54403号公報
本発明は上記事情に鑑み、高圧油の供給不良が生じず、作業員に操作上の違和感を感じさせることがない高所作業車用の増圧装置を提供することを目的とする。
第1発明の高所作業車用の増圧装置は、油圧工具に高圧油を供給する増圧装置であって、油圧源と、往動駆動側油室と、復動駆動側油室と、ロッドの往動により体積が減少し復動により体積が増加する増圧油室とを有する増圧シリンダと、前記増圧油室に接続され、前記油圧工具と接続可能な取出油路と、前記油圧源からの作動油の供給先を前記取出油路と前記往動駆動側油室との間で選択的に切り換える第1の方向制御弁と、前記油圧源からの作動油の供給先を前記第1の方向制御弁と前記復動駆動側油室との間で選択的に切り換える第2の方向制御弁と、前記第1の方向制御弁と前記第2の方向制御弁とを接続する油路から分岐してタンクに接続する戻り油路と、前記戻り油路に設けられた低圧リリーフ弁と、前記戻り油路を開閉する第3の制御弁と、を備え、前記第1の方向制御弁は、前記取出油路の油圧が低圧状態の場合は前記油圧源と前記取出油路とを接続し、前記取出油路の油圧が高圧状態の場合は前記油圧源と前記往動駆動側油室とを接続し、前記低圧リリーフ弁は、前記第1の方向制御弁が切り換わる油圧よりも低圧で動作することを特徴とする。
第2発明の高所作業車用の増圧装置は、第1発明において、前記油圧工具の操作手段から入力された信号を元に前記第2の方向制御弁および前記第3の制御弁を切り換える制御手段を備え、前記油圧工具は、少なくとも低圧油を供給する状態と、高圧油を供給する状態とを有し、前記制御手段は、前記操作手段により低圧油を供給する状態に切り換えられた場合は、前記第2の方向制御弁を前記油圧源と前記第1の方向制御弁とを接続する状態とするとともに、前記第3の制御弁を前記戻り油路を開く状態とし、前記操作手段により高圧油を供給する状態に切り換えられた場合は、前記第2の方向制御弁を前記油圧源と前記第1の方向制御弁とを接続する状態とするとともに、前記第3の制御弁を前記戻り油路を閉じる状態とすることを特徴とする
発明によれば、油圧源からの作動油が取出油路に直接供給される状態を経た後に、高圧油が取出油路に供給されるので、取出油路に空気が入っていても油圧源からの作動油によりその空気が予め圧縮されるため、高圧油の供給不良が生じず、作業員に操作上の違和感を感じさせることがない
本発明の第1実施形態に係る増圧装置の油圧回路である。 同増圧装置の仮把持動作における油圧回路である。 同増圧装置の本圧縮動作の前半における油圧回路である。 同増圧装置の本圧縮動作の後半における油圧回路である。 同増圧装置の戻し動作における油圧回路である。 本発明の第2実施形態に係る増圧装置の油圧回路である。 従来の増圧装置の油圧回路である。
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明に係る増圧装置は、例えば配電工事用の高所作業車に設けられ、接続された油圧工具に高圧油を供給する装置である。油圧工具としては、電気配線用のスリーブを圧着する圧着工具や、電線を切断するカッターなどが挙げられるが、特に限定されない。以下では、油圧工具として圧着工具を例に説明する。
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る増圧装置1は、油圧ポンプ11と、増圧シリンダ12と、油圧工具Tと接続可能な取出油路13と、3つの方向制御弁21、22、23とを備えている。
油圧ポンプ11は、高所作業車の走行用エンジンや、走行用エンジンとは別に設けられた作業用エンジン、モータなどの駆動源により駆動され、タンク30に貯留された作動油を吸入し、その作動油をポンプ油路31に吐出する。ポンプ油路31は二股に分岐しており、支流の一方はリリーフ弁24を介してタンク30に接続されている。このリリーフ弁24により、ポンプ油路31内の油圧が制御されている。
なお、油圧ポンプ11が特許請求の範囲に記載の油圧源に相当する。
増圧シリンダ12は、公知の増圧シリンダであり、大径シリンダと小径シリンダとが連接されたシリンダの内部に、大径ロッドと小径ロッドとが連接されたロッドが往復運動可能に設けられている。本明細書では、大径シリンダのキャップ側の油室を往動駆動側油室12aと称し、大径シリンダのヘッド側の油室を復動駆動側油室12bと称し、小径シリンダ内の油室を増圧油室12cと称する。増圧シリンダ12は、往動駆動側油室12aに作動油を供給するとロッドが往動して増圧油室12cの体積が減少し、増圧油室12cの断面積に対する往動駆動側油室12aの断面積の面積比分だけ増圧された高圧油が増圧油室12cから排出される。また、復動駆動側油室12bに作動油を供給するとロッドが復動して増圧油室12cの体積が増加し、増圧油室12c内に作動油が戻る。この増圧油室12cに油路37を介して取出油路13が接続されている。
方向制御弁21は、4ポート3位置の電磁切換弁であり、そのPポートはポンプ油路31の他方の支流に接続され、Tポートは戻り油路32を介してタンク30に接続されている。方向制御弁21の制御ポートのうち、Aポートは油路33を介して方向制御弁22のPポートに接続されており、Bポートは油路34を介して増圧シリンダ12の復動駆動側油室12bに接続されている。
方向制御弁21をI位置に切り換えると、PポートとAポートが接続し、油圧ポンプ11からの作動油が方向制御弁22のPポートに供給されるとともに、TポートとBポートが接続し、増圧シリンダ12の復動駆動側油室12bが油路34および戻り油路32を介してタンク30に接続される。方向制御弁21をII位置(中立位置)に切り換えると、Pポートが閉塞されるとともに、TポートとAポートおよびBポートが接続する。方向制御弁21をIII位置に切り換えると、PポートとBポートが接続し、油圧ポンプ11からの作動油が油路34を介して増圧シリンダ12の復動駆動側油室12bに供給されるとともに、TポートとAポートが接続する。このように、方向制御弁21により、油圧ポンプ11からの作動油の供給先を方向制御弁22と復動駆動側油室12bとの間で選択的に切り換えることができる。
なお、方向制御弁21が特許請求の範囲に記載の第2の方向制御弁に相当する。
方向制御弁22は、4ポート2位置の油圧パイロット切換弁であり、そのPポートは油路33を介して方向制御弁21のAポートに接続され、Tポートは油路35および戻り油路32を介してタンク30に接続されている。方向制御弁22の制御ポートのうち、Aポートは油路36および油路37を介して取出油路13に接続されており、Bポートは増圧シリンダ12の往動駆動側油室12aに接続されている。油路36には、方向制御弁22側から取出油路13側への作動油の流入のみを許容する逆止弁25が介装されている。
方向制御弁22は、油路33に接続されたパイロット管路33pを介してパイロット圧を検知し、そのパイロット圧によりI位置とII位置とが切り換えられる。より詳細には、パイロット圧が所定圧力より低い低圧状態の場合は、方向制御弁22がI位置に切り換えられる。そうすると、PポートとAポートが接続し、方向制御弁21のAポートと取出油路13とが接続するとともに、TポートとBポートが接続し、増圧シリンダ12の往動駆動側油室12aがタンク30に接続される。また、パイロット圧が所定圧力より高い高圧状態の場合は、方向制御弁22がII位置に切り換える。そうすると、PポートとBポートが接続し、方向制御弁21のAポートと増圧シリンダ12の往動駆動側油室12aとが接続するとともに、TポートとAポートが接続する。そのため、方向制御弁21がI位置の場合には、方向制御弁22により、油圧ポンプ11からの作動油の供給先を取出油路13と往動駆動側油室12aとの間で選択的に切り換えることができる。
なお、方向制御弁22がI位置の場合は、パイロット管路33pは油路33、油路36および油路37を介して取出油路13に接続されるため、パイロット管路33pにより取出油路13の油圧を検知することができる。そのため、方向制御弁21がI位置の場合において、方向制御弁22は、取出油路13の油圧が低圧状態の場合は油圧ポンプ11と取出油路13とを接続し、取出油路13の油圧が高圧状態になると油圧ポンプ11と往動駆動側油室12aとを接続する。このように、方向制御弁22は、取出油路13のパイロット圧を直接検知する場合に限られず、間接的に検知するように構成されてもよい。
なお、方向制御弁22が特許請求の範囲に記載の第1の方向制御弁に相当する。
油路33および油路35は、それぞれ途中から分岐しており、方向制御弁23に接続されている。方向制御弁23は、4ポート2位置の電磁切換弁であり、そのPポートは油路33に接続され、Tポートは油路35および戻り油路32を介してタンク30に接続されている。方向制御弁23の制御ポートのうち、Aポートは戻り油路38を介して戻り油路32に接続されており、Bポートは閉塞されている。戻り油路38には、低圧リリーフ弁26が介装されている。
なお、戻り油路38が特許請求の範囲に記載の戻り油路に相当する。
方向制御弁23をI位置に切り換えると、PポートとAポートが接続し、油路33と戻り油路38が接続するとともに、TポートとBポートが接続し、油路35が閉塞される。方向制御弁23をII位置に切り換えると、PポートとBポートが接続し、油路33が閉塞されるとともに、TポートとAポートが接続し、油路35と戻り油路38が接続する。低圧リリーフ弁26は、方向制御弁22がII位置に切りわる圧力よりも低圧で動作し、方向制御弁23からタンク30への作動油の流入を許容する。
なお、方向制御弁23が特許請求の範囲に記載の第3の制御弁に相当する。
増圧シリンダ12の増圧油室12cに接続する油路37はパイロットチェックバルブ27を介してタンク30に接続されている。パイロットチェックバルブ27は、常時は取出油路13からタンク30への作動油の流入を抑制し、油路34が高圧状態となると取出油路13からタンク30への作動油の流入を許容する。
増圧シリンダ12の増圧油室12cには圧力スイッチ28が接続されており、増圧油室12cの油圧が所定圧力を超えたか否かを検知できるようになっている。
また、圧力スイッチ28と方向制御弁21、23は図示しない制御手段に接続されている。制御手段には圧着工具Tなどに設けられた操作用スイッチも接続されている。制御手段は、操作用スイッチや圧力スイッチを入力とし、その信号を元に方向制御弁21、23を切り換えることで、増圧装置1を動作させる。
なお、一般に取出油路13は油圧ホースで構成される。また、増圧装置1のほとんどは高所作業車の車両側に設けられ、取出油路13を構成する油圧ホースのみがブームを通してバケットに導かれる。取出油路13を構成する油圧ホースの先端にはクイックジョイント29が設けられており、種々の油圧工具Tと接続可能に構成される。
つぎに、増圧装置1の動作について説明する。
圧着工具Tは、(1)スリーブを圧着する圧着部を動作させない停止状態と、(2)圧着部を低圧で駆動してスリーブを把持する仮把持動作と、(3)圧着部を高圧で駆動してスリーブをかしめる本圧縮動作と、(4)圧着部を開く戻し動作とを行うことができる。なお、圧着工具以外の油圧工具においても、(1)作動油を供給しない状態と、(2)低圧油を供給する状態と、(3)高圧油を供給する状態と、(4)作動油を排出する状態とがあるが、これらは、圧着工具の停止状態、仮把持動作、本圧縮動作、戻し動作と同様であるため、以下では圧着工具を例に説明する。
(1)停止状態
図1に示すように、停止状態では、制御手段は方向制御弁21をII位置(中立位置)とし、方向制御弁23をI位置とする。油路33は油圧ポンプ11からの作動油が供給されず低圧状態であり、方向制御弁22はI位置となっている。また、増圧シリンダ12のロッドは復動の終端に位置している。
停止状態では、油圧ポンプ11からの作動油はリリーフ弁24を介してタンク30に戻る。そして、圧着工具Tは作動油が供給されず圧着部を開いた状態で動作を停止している。
(2)仮把持動作
操作用スイッチなどにより仮把持動作に切り換えられると、図2に示すように、制御手段は方向制御弁21をI位置に切り換える。方向制御弁23はI位置のままである。
仮把持動作では、油路33の油圧は低圧リリーフ弁26により低圧状態に維持されるので、方向制御弁22はI位置のままである。油圧ポンプ11からの作動油は取出油路13に供給され、取出油路13から圧着工具Tに作動油が供給される。圧着工具Tに供給される油圧は低圧リリーフ弁26により制御されているため、低圧リリーフ弁26により定まる低圧油で圧着工具Tの圧着部を駆動してスリーブを把持することができる。
(3)本圧縮動作
操作用スイッチなどにより本圧縮動作に切り換えられると、図3に示すように、制御手段は方向制御弁23をII位置に切り換える。方向制御弁21はI位置のままである。
本圧縮動作の初期においては、方向制御弁22のパイロット圧すなわち取出油路13の油圧が低圧状態であり、方向制御弁22がI位置のままである。この場合、油圧ポンプ11からの作動油は取出油路13に供給され、取出油路13から圧着工具Tに作動油が供給される。すなわち仮把持動作と同様の作動油の流れとなる。
方向制御弁22のパイロット圧、すなわち油路33、油路36および油路37を介して得られる取出油路13の油圧が高圧状態になると、図4に示すように、方向制御弁22がII位置に切り換わる。この場合、油圧ポンプ11からの作動油は増圧シリンダ12の往動駆動側油室12aに供給される。そうすると、増圧シリンダ12のロッドが往動して増圧油室12cから高圧油が排出される。増圧油室12cからの高圧油は取出油路13に供給され、取出油路13から圧着工具Tに供給される。圧着工具Tは圧着部を高圧で駆動してスリーブをかしめることができる。
このように、本圧縮動作においても、パイロット圧を元に方向制御弁22が切り換わることで、油圧ポンプ11からの作動油が取出油路13に直接供給される状態を経た後に、増圧シリンダ12からの高圧油が取出油路13に供給されるシーケンスが行われる。例えば、仮把持動作を経ずにいきなり本圧縮動作をしても、必ず仮把持動作と同様の作動油の流れを経て取出油路13が高圧状態となった後に、高圧油が取出油路13に供給される。そのため、取出油路13に空気が入っていても油圧ポンプ11からの作動油によりその空気が予め圧縮されるため、高圧油の供給不良が生じず、作業員に操作上の違和感を感じさせることがない。
また、増圧シリンダ12を介して圧着工具Tに作動油を供給すると、増圧比分だけ圧着工具Tの動作速度が遅くなるが、本実施形態に係る増圧装置1は油圧ポンプ11からの作動油を取出油路13に直接供給するので、その分圧着工具Tの動作速度を速くできる。
さらに、油圧ポンプ11からの作動油を取出油路13に直接供給した後に、増圧シリンダ12からの高圧油を取出油路13に供給するので、増圧シリンダ12が供給する作動油の量が少なくなる。そのため、小型の増圧シリンダ12を用いることができる。
(4)戻し動作
圧力スイッチ28が所定圧力、例えば仕様圧力を超えたと検知した場合、あるいは操作用スイッチなどにより戻し動作に切り換えられると、図5に示すように、制御手段は方向制御弁21をIII位置に切り換え、方向制御弁23をI位置に切り換える。
戻し動作では、油路33がタンク30に接続され低圧状態となるので、方向制御弁22がI位置に切り換わる。油圧ポンプ11からの作動油は油路34を介して増圧シリンダ12の復動駆動側油室12bに供給される。そうすると、増圧シリンダ12のロッドが復動して圧着工具T内の作動油が増圧油室12c内に戻るとともに、往動駆動側油室12a内の作動油がタンク30に排出される。また、油路34が高圧状態になりパイロットチェックバルブ27が開くので、圧着工具T内の作動油のうち増圧油室12cに収まらない余剰の作動油がタンク30に排出される。これにより、圧着工具Tは、圧力が開放され、圧着部を開くことができる。
以上のように、方向制御弁21をI位置とIII位置とで切り換えることで、圧着工具Tに作動油を供給する仮把持動作および本圧縮動作と、圧着工具Tから作動油を排出する戻し動作とを切り換えることができる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態に係る増圧装置1は、方向制御弁22をパイロット圧により切り換えるように構成したが、これを圧力スイッチなどの信号で切り換えるように構成してもよい。
図6に示すように、本発明の第2実施形態に係る増圧装置2は、第1実施形態に係る増圧装置1において、方向制御弁22として電磁切換弁を用い、取出油路13に油圧が所定圧力を超えたか否かを検知する圧力スイッチ40を設けた構成である。これら方向制御弁22と圧力スイッチ40は制御手段に接続されている。制御手段は、本圧縮動作において、圧力スイッチ40が非検知状態の場合は方向制御弁22をI位置として油圧ポンプ11と取出油路13とを接続し、圧力スイッチ40が検知状態になると方向制御弁22をII位置として油圧ポンプ11と増圧シリンダ12の往動駆動側油室12aとを接続するように制御を行う。その余の構成は第1実施形態に係る増圧装置1と同様であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する
本実施形態においても、本圧縮動作において、圧力スイッチ40の信号を元に方向制御弁22が切り換わることで、油圧ポンプ11からの作動油が取出油路13に直接供給される状態を経た後に、増圧シリンダ12からの高圧油が取出油路13に供給されるシーケンスが行われる。そのため、取出油路13に空気が入っていても油圧ポンプ11からの作動油によりその空気が予め圧縮されるため、高圧油の供給不良が生じず、作業員に操作上の違和感を感じさせることがない。
1、2 増圧装置
11 油圧ポンプ
12 増圧シリンダ
12a 往動駆動側油室
12b 復動駆動側油室
12c 増圧油室
13 取出油路
21 方向制御弁
22 方向制御弁
23 方向制御弁
T 圧着工具

Claims (2)

  1. 油圧工具に高圧油を供給する増圧装置であって、
    油圧源と、
    往動駆動側油室と、復動駆動側油室と、ロッドの往動により体積が減少し復動により体積が増加する増圧油室とを有する増圧シリンダと、
    前記増圧油室に接続され、前記油圧工具と接続可能な取出油路と、
    前記油圧源からの作動油の供給先を前記取出油路と前記往動駆動側油室との間で選択的に切り換える第1の方向制御弁と、
    前記油圧源からの作動油の供給先を前記第1の方向制御弁と前記復動駆動側油室との間で選択的に切り換える第2の方向制御弁と、
    前記第1の方向制御弁と前記第2の方向制御弁とを接続する油路から分岐してタンクに接続する戻り油路と、
    前記戻り油路に設けられた低圧リリーフ弁と、
    前記戻り油路を開閉する第3の制御弁と、を備え、
    前記第1の方向制御弁は、前記取出油路の油圧が低圧状態の場合は前記油圧源と前記取出油路とを接続し、前記取出油路の油圧が高圧状態の場合は前記油圧源と前記往動駆動側油室とを接続し、
    前記低圧リリーフ弁は、前記第1の方向制御弁が切り換わる油圧よりも低圧で動作する
    ことを特徴とする高所作業車用の増圧装置。
  2. 前記油圧工具の操作手段から入力された信号を元に前記第2の方向制御弁および前記第3の制御弁を切り換える制御手段を備え、
    前記油圧工具は、少なくとも低圧油を供給する状態と、高圧油を供給する状態とを有し、
    前記制御手段は、
    前記操作手段により低圧油を供給する状態に切り換えられた場合は、前記第2の方向制御弁を前記油圧源と前記第1の方向制御弁とを接続する状態とするとともに、前記第3の制御弁を前記戻り油路を開く状態とし、
    前記操作手段により高圧油を供給する状態に切り換えられた場合は、前記第2の方向制御弁を前記油圧源と前記第1の方向制御弁とを接続する状態とするとともに、前記第3の制御弁を前記戻り油路を閉じる状態とする
    ことを特徴とする請求項1記載の高所作業車用の増圧装置。
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