塵芥収集車
【課題】 積込装置の負荷が増大したときの騒音を抑制することができる塵芥収集車を提供する。
【解決手段】 電動モータを駆動源として油圧ポンプにより発生させた油圧により動作させる積込装置において、負荷が増大してその作動圧が所定値を超えると、制御装置により電動モータの回転数を低減する。これにより油圧ポンプの吐出量が低下するので、負荷増大時の油圧ポンプ及び積込装置の作動音増大が抑制され、騒音は抑制される。
【解決手段】 電動モータを駆動源として油圧ポンプにより発生させた油圧により動作させる積込装置において、負荷が増大してその作動圧が所定値を超えると、制御装置により電動モータの回転数を低減する。これにより油圧ポンプの吐出量が低下するので、負荷増大時の油圧ポンプ及び積込装置の作動音増大が抑制され、騒音は抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみや粗大ごみ等の塵芥を効率よく積み込む機能を備えた塵芥収集車に関する。
【背景技術】
【０００２】
塵芥収集車は、車両後部の塵芥投入箱に投入された塵芥を塵芥収容箱に積み込むための積込装置を備えている。例えば特許文献１に記載された従来の塵芥収集車では、バッテリにより電動モータを駆動して、この電動モータに接続された油圧ポンプにより油圧を生じさせ、この油圧により積込装置を動作させる。バッテリは、走行時にエンジンによって駆動される発電機の出力電圧により充電されている。また、塵芥積込時は、バッテリからの電力供給のみで積込装置を動作させる。
【０００３】
【特許文献１】実開昭５５−１６４２０３号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の塵芥収集車では、例えば塵芥圧縮や積込の行程終期に積込装置の負荷が増大すると、油圧ポンプや積込装置の作動音が大きくなり、騒音となる。特に、早朝、閑静な住宅地等で塵芥の積込みを行う場合には、このような作動音の大きさが問題となる。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、積込装置の負荷が増大したときの騒音を抑制することができる塵芥収集車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の塵芥収集車は、塵芥収容箱と、前記塵芥収容箱に連接して設けられた塵芥投入箱と、電動モータと、前記電動モータにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの油圧により、前記塵芥投入箱に投入された塵芥を前記塵芥収容箱に積み込む動作を行う積込装置と、前記積込装置にかかる負荷の程度を表す負荷相当量を検出する負荷検出手段と、前記電動モータの回転数制御を行い、前記負荷検出手段によって検出された負荷相当量が所定値を超えると前記電動モータの回転数を低減する制御装置とを備えたものである。
上記のように構成された塵芥収集車において、積込装置にかかる負荷が増大してその負荷相当量が所定値を超えると、制御装置は電動モータの回転数を低減する。これにより油圧ポンプの吐出量が低下し、負荷増大時の油圧ポンプ及び積込装置の作動音増大が抑制される。
【０００６】
また、上記塵芥収集車において、複数段に設定された所定値から所望の値を選択する切換手段を設けてもよい。
この場合、切換手段によって所望の値を選択することにより、油圧ポンプの吐出量を低下させるべき負荷相当量（作動圧）を選択して、１台の塵芥収集車で複数モードの積込作業を行わせ、塵芥収集車の使用状況に適した騒音抑制を行うことができる。
【０００７】
また、上記塵芥収集車において、負荷相当量とは作動圧であり、制御装置は所定値を超えた作動圧の上昇に応じて、油圧ポンプの出力を一定に保つように電動モータの回転数を漸減させるものであってもよい。
この場合、油圧ポンプは吐出量を漸減させながら出力を一定に保つ。従って、出力急変による積込装置の衝撃音を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の塵芥収集車によれば、積込装置にかかる負荷が増大してその負荷相当量が所定値を超えると、制御装置は電動モータの回転数を低減する。これにより油圧ポンプの吐出量が低下するので、負荷増大時の油圧ポンプ及び積込装置の作動音増大が抑制され、騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態によるプレス式塵芥収集車の後部を示す側断面図である。図において、この塵芥収集車１は、塵芥収容箱２と、その後部に連接する塵芥投入箱３とを備えている。塵芥投入箱３の後方には、塵芥が投入される投入口３ａを、上下にスライドして開閉する蓋３ｂが設けられている。また、塵芥投入箱３の前方下部には、塵芥を塵芥収容箱２に積み込むための開口部３ｄが設けられている。
【００１０】
次に、塵芥投入箱３内に設けられている積込装置５０について説明する。まず、塵芥投入箱３の左右の側壁３ｃには斜め上下に延びるガイドレール４が設けられており、スライダ５に取り付けられた左右一対二組のローラ６は、このガイドレール４内を斜め上下に移動することができる。スライダ５は、図示のような側面形状の左右の部材間を車幅方向に延びるプレート等（図示せず。）により接続して一体化したものである。また、スライダ５の下端部には、ピン７を介して押込板８が回動自在に取り付けられている。押込板８もまた、図示のような側面形状の左右の部材間を車幅方向に延びるプレート等（図示せず。）により接続して一体化したものである。
【００１１】
一方、プッシュシリンダ９のシリンダ側端部はピン１０により側壁３ｃに取り付けられており、ピストン側端部はピン１１により、スライダ５の上端部に接続されている。他方、プレスシリンダ１２のシリンダ側端部はピン１３により押込板８に接続されており、ピストン側端部は上記ピン１１により、スライダ５の上端部に接続されている。スライダ５は押込板８と共に、プッシュシリンダ９の伸長動作により斜めに上昇し、収縮動作により斜めに下降する。これによりスライダ５は、後述する一次圧縮及び押込に対応した往復動が可能である。また、押込板８は、プレスシリンダ１２の伸長動作によりピン７を中心として時計回り方向に回動し、収縮動作により反時計回り方向に回動する。これにより押込板８は、後述する反転及び二次圧縮に対応した往復回動が可能である。
【００１２】
図２の（ａ）は、図１から積込装置５０の主要部である押込板８、プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２のみを抜き出した動作説明図である（但し、図面を見易くするためプッシュシリンダ９の位置を少しずらしている。）。押込板８は、（ａ）に示す位置を原位置として、プレスシリンダ１２が収縮動作することにより「反転」の行程を行い、（ｂ）に示す状態となる。次に押込板８は、プッシュシリンダ９が収縮動作することにより「一次圧縮」の行程を行い、（ｄ）に示す状態となる。続いて押込板８は、プレスシリンダ１２が伸長動作することにより「二次圧縮」の行程を行い、（ｃ）に示す状態となる。最後に押込板８は、プッシュシリンダ９が伸長動作することにより「押込」の行程を行い、（ａ）に示す状態に戻る。このようにしてプッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２が交互に動作することにより、押込板８は、１サイクルの行程動作（反転、一次圧縮、二次圧縮、押込）を行う。押込板８の先端部８ａは、図示のように、動作軌跡が４点を結ぶ閉じた形状を描く。
【００１３】
上記プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２の近傍には、それらの伸縮動作が伸長端及び収縮端に達したことをそれぞれ検知する近接スイッチ（１４，１５，１６，１７）が設けられている。第１近接スイッチ１４は、プッシュシリンダ９の動作が伸長端に達したことを検知する。第２近接スイッチ１５は、プレスシリンダ１２に取り付けられたドグ１２ａを検知することにより、その動作が収縮端に達したことを検知する。第３近接スイッチ１６は、プッシュシリンダ９の動作が収縮端に達したことを検知する。そして、第４近接スイッチ１７は、プレスシリンダ１２の動作が伸長端に達したことを検知する。なお、第１近接スイッチ１４及び第３近接スイッチ１６は塵芥投入箱３に対して固定的に取り付けられているが、第２近接スイッチ１５及び第４近接スイッチ１７はスライダ５側に取り付けられており、プッシュシリンダ９の伸縮動作に伴って移動する。
【００１４】
図３は、上記プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２に関する油圧回路図である。当該油圧回路は、タンク２１、油圧ポンプ２２、背圧弁２３、プッシュシリンダ用電磁弁２４、プレスシリンダ用電磁弁２５、リリーフ弁２６，２７、減圧弁２８、逆止弁２９〜３２、フィルタ３３，３４、及び圧力センサ５１を図示のように接続して構成されている。押込板８が原位置（図２の（ａ））に停止しているとき、各シリンダ９，１２は伸長状態にあり、各電磁弁２４，２５は中立位置にある。プレスシリンダ用電磁弁２５のソレノイド２５ｓが励磁されると「反転」、ソレノイド２５ｅが励磁されると「二次圧縮」、プッシュシリンダ用電磁弁２４のソレノイド２４ｓが励磁されると「一次圧縮」、ソレノイド２４ｅが励磁されると「押込」、の各動作が行われる。圧力センサ５１は、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧を常時検出し、その検出出力を後述のコントローラ（１９）に提供する。なお、塵芥投入箱３を上方に回動させて塵芥収容箱２を開くためのスイングシリンダや、塵芥収容箱２に収容された塵芥を押し出すディスチャージシリンダ等も、上記油圧回路に接続されているが、説明を省略する。
【００１５】
図４は、積込装置５０における積込制御装置２０の構成を示すブロック図である。前述の第１〜第４近接スイッチ１４〜１７の出力は、ＣＰＵ、メモリ、インタフェース回路等を含むコントローラ１９に入力される。また、操作スイッチ１８から、積込動作開始指令等の指令がコントローラ１９に入力される。プッシュシリンダ用電磁弁２４及びプレスシリンダ用電磁弁２５は、コントローラ１９によって励磁される。
【００１６】
次に、上記油圧ポンプ２２を駆動する塵芥収集車のシステム構成について、図５のブロック図を参照して説明する。図において、塵芥収集車のエンジン５２には、発電機５３が接続されている。発電機５３の出力電圧は、整流器５４を介してインバータ５５（ゲート制御回路も含む。）に供給される。インバータ５５には、油圧ポンプ２２を駆動するための交流モータ（誘導電動機）５６が接続されている。交流モータ５６は回転数センサ５７を備えており、その出力は前述のコントローラ１９に入力される。また、圧力センサ５１の出力及び切換スイッチ５８の信号も、コントローラ１９に入力される。当該コントローラ１９及びインバータ５５は、圧力センサ５１の出力及び切換スイッチ５８の信号に基づいて、回転数センサ５７の出力をフィードバック信号として用いながら、交流モータ５６の回転数制御を行うモータ制御装置５９を構成している。
【００１７】
上記切換スイッチ５８は、図６に示すようなスイッチボックス６０に、他のスイッチ、ランプ類と共に設けられている。スイッチボックス６０は、例えば運転席（キャブ）に設けられる。この切換スイッチ５８は、例えば「低出力」、「通常」、「高出力」の３ポジションに切換可能であり、いずれか１ポジションを選択可能である。
【００１８】
次に、上記コントローラ１９の動作について、図７のＰＱ線図を参照して説明する。図７において、横軸は圧力センサ５１（図３，図５）によって検出される作動圧Ｐ［Ｐａ］を表し、縦軸は油圧ポンプ２２の吐出量Ｑ［ｍ３／秒］を表す。なお、吐出量Ｑは油圧ポンプ２２の回転数すなわち交流モータ５６の回転数に比例する。ＰＱ線図には、低出力モード、通常モード、高出力モードの３モードがあり、切換スイッチ５８でいずれかのモードが選択されることにより、コントローラ１９は、選択されたモードのＰＱ線図に従うように回転数制御を行う。
【００１９】
図５において、塵芥の積込は、エンジン５２をアイドリング状態として行われる。エンジン５２により駆動される発電機５３の出力電圧（交流）は整流器５４により直流電圧に変換され、インバータ５５に供給される。インバータ５５への制御信号は、圧力センサ５１、回転数センサ５７及び切換スイッチ５８の各出力に基づいて、コントローラ１９から与えられる。ここで、切換スイッチ５８により通常モードが選択されているとすると、コントローラ１９は、図７の通常モードのＰＱ線図に従うように回転数制御を行う。
【００２０】
具体的には、圧力センサ５１から入力される信号によって表される作動圧をＰ［Ｐａ］、回転数センサ５７から入力される信号によって表される回転数Ｎ［ｒｐｍ］を吐出量換算してＱ［ｍ３／秒］とすると、Ｐ≦Ｐ２（１０ＭＰａ）のとき、Ｑ＝Ｑ１（０．８３×１０−３ｍ３／秒（５０リットル／分））とする。そして、作動圧ＰがＰ２を超えると、作動圧Ｐの増大に応じて吐出量（回転数）を漸減させる。この場合の「漸減」は、作動圧Ｐの増大に反比例して吐出量（回転数）を低下させることであり、これにより吐出量減少中の出力ＰＱは一定値となる。
【００２１】
すなわち、Ｐ＝Ｐ２のときの出力はＰ２・Ｑ１であり、図に示す数値より以下の値となる。これは、通常モードにおける最大出力でもある。
Ｐ２・Ｑ１＝１０×１０６×０．８３×１０−３
＝８．３×１０３［Ｗ］＝８．３［ｋＷ］
従って、Ｐ２＜ＰのときのＱは、
Ｑ＝（８．３×１０３）／Ｐ ．．．（１）
と表され、モータ制御装置５９は、この式（１）のＱに相当する回転数Ｎで交流モータ５６を回転させる。そして、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達するときの吐出量Ｑ２は、式（１）より、
Ｑ２＝（８．３×１０３）／（１８×１０６）
＝０．４６×１０−３［ｍ３／秒］＝２８［リットル／分］
となる。但し、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５６を停止させる。
なお、上記の出力ＰＱは、油圧ポンプ２２の機械損失を無視すれば、交流モータ５６の出力に相当する。
【００２２】
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中（特に終期）においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが１０ＭＰａを超えると交流モータ５６の回転数が低下して吐出量が低下する。これにより、油圧ポンプ２２や積込装置５０の作動音増大が抑制され、騒音の発生を抑制することができる。
【００２３】
一方、切換スイッチ５８により低出力モードが選択されている場合は、Ｐ≦Ｐ１（５ＭＰａ）のとき、Ｑ＝Ｑ１（０．８３×１０−３ｍ３／秒（５０リットル／分））とする。そして、作動圧ＰがＰ１を超えると、作動圧Ｐの増大に応じて吐出量（回転数）を漸減させる。この場合の「漸減」は、通常モードと同様に、作動圧Ｐの増大に反比例して吐出量（回転数）を低下させることであり、これにより吐出量減少中の出力ＰＱは一定値となる。
【００２４】
すなわち、Ｐ＝Ｐ１のときの出力はＰ１・Ｑ１であり、図に示す数値より以下の値となる。これは、低出力モードにおける最大出力でもある。
Ｐ１・Ｑ１＝５×１０６×０．８３×１０−３
＝４．２×１０３［Ｗ］＝４．２［ｋＷ］
従って、Ｐ１＜ＰのときのＱは、
Ｑ＝（４．２×１０３）／Ｐ ．．．（２）
と表され、モータ制御装置５９は、この式（２）のＱに相当する回転数Ｎで交流モータ５６を回転させる。そして、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達するときの吐出量Ｑ３は、式（２）より、
Ｑ３＝（４．２×１０３）／（１８×１０６）
＝０．２３×１０−３［ｍ３／秒］＝１４［リットル／分］
となる。但し、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５６を停止させる。
【００２５】
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが５ＭＰａを超えると交流モータ５６の回転数が低下して吐出量が低下する。これにより、油圧ポンプ２２は通常モードよりも低出力で「頭打ち」の状態となる。従って、油圧ポンプ２２及び積込装置５０の作動音増大が抑制され、騒音の発生を抑制することができる。
【００２６】
他方、切換スイッチ５８により高出力モードが選択されているとすると、作動圧ＰがＰ１，Ｐ２を超えても吐出量Ｑ１及びそれに対応する回転数が維持され、最大出力Ｐ３・Ｑ１は、図に示す数値より以下の値となる。
Ｐ３・Ｑ１＝１８×１０６×０．８３×１０−３
＝１５×１０３［Ｗ］＝１５［ｋＷ］
また、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５６を停止させる。
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが高まってもＰ３に達するまでは回転数及び吐出量が維持される。これにより、油圧ポンプ２２及び積込装置５０は、行程全体から見ると通常モードよりも高出力となり、迅速に積込みを行うことができる。但し、その代わりに、負荷が増大したときの作動音増大は避けられないこととなる。
【００２７】
以上の各モードを使い分けることにより、積込の時、場所、塵芥種類等に応じた動作が選択できる。例えば、早朝や夜間における通常ごみ（生ごみ等）の積込みには低出力モードを選択して騒音抑制を優先した積込を行うことができる。昼間における通常ごみの積込には通常モードを選択してある程度の騒音抑制と能率確保とを両立させることができる。一方、工場地帯のような周囲の騒音が大きい場所での積込みの場合には、積込の作動音を気にしなくてもよいので、高出力モードを選択して、迅速な積込みを行うことができる。また、昼間における粗大ごみの積込みの場合にも、高出力モードを選択することにより、粗大ごみを確実に圧縮し、積み込むことができる。このようにして、切換スイッチ５８により油圧ポンプ２２の吐出量を低下させるべき負荷相当量（作動圧）を選択して、１台の塵芥収集車で複数モードの積込作業を行わせ、塵芥収集車の使用状況に適した騒音抑制を行うことができる。
【００２８】
なお、ＰＱ線図は、図８に示すものであってもよい。この場合、高出力モードは図７と同じであるが、通常モード及び低出力モードにおいての吐出量（回転数）の下げ方が異なる。すなわち、通常モードにおいて、作動圧ＰがＰ２を超えると、吐出量Ｑは一気にＱ２まで低下し、以後、Ｐ３に達するまでＱ２が維持される。また、低出力モードにおいて、作動圧ＰがＰ１を超えると、吐出量Ｑは一気にＱ３まで低下し、以後、Ｐ３に達するまでＱ３が維持される。このようなＰＱ線図に従って回転数制御を行っても、積込装置５０の負荷増大による作動音の増大を抑制する作用効果が得られる。
但し、図８のＰＱ線図のように吐出量を急激に低下させると出力急変により積込装置５０に衝撃音が発生する。これに対して、図７のＰＱ線図のように吐出量低下中の出力を一定に維持すると、衝撃音の発生を防止することができる。
【００２９】
次に、油圧ポンプ２２を駆動する塵芥収集車のシステム構成について、図５とは異なる他の実施形態について、図９のブロック図を参照して説明する。図９において、図５との違いは、圧力センサ５１（図５）からコントローラ１９に信号を取り込む代わりに、インバータ５５の２次側電路に電流センサ６２を設け、その出力信号としての交流モータ５６の入力電流を、コントローラ１９に取り込むようにした点である。積込装置５０の作動圧は油圧ポンプ２２の負荷となり、これは交流モータ５６の機械的負荷である。また、交流モータ５６の機械的負荷と入力電流とは所定の相関関係にある。従って、交流モータ５６への入力電流を、積込装置５０の負荷（作動圧）相当量として扱うことができる。そこで、作動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ相当する入力電流が電流センサ６２によって検出されたとき、例えば図７のＰＱ線図に従うように、コントローラ１９により、交流モータ５６の回転数制御を行うようにすればよい。
【００３０】
なお、上記各実施形態では交流モータ５６を用いたが、交流モータに限らず電動モータであれば使用可能であり、例えばブラシレス直流モータを用いて、コントローラ１９に駆動されるインバータ５５によって電圧・電流を変化させることにより、モータの回転数制御を行うことも可能である。
また、上記実施形態における積込装置はプレス式であるが、回転板式の積込装置であっても同様にモータの回転数制御を行って作動音の増大を抑制することができる。
また、図５及び図８に示すＰＱ線図における圧力設定はＰ１（５ＭＰａ），Ｐ２（１０ＭＰａ），Ｐ３（１８ＭＰａ）の３段階設定であるが、これは一例にすぎず、設定値や設定段数は必要に応じて選択することができる。
【００３１】
なお、上記各実施形態において吐出量は交流モータの回転数に相当する量として扱い、回転数センサ５７により吐出量相当の回転数を検出しているが、回転数センサに代えて油圧ポンプ２２の吐出量を直接検出する流量センサを設け、その出力をフィードバック信号として用いながら、モータの回転数制御により所望の吐出量を得るように構成してもよい。
また、上記各実施形態ではエンジンを駆動して発電機から電源供給しているが、エンジンを止めてバッテリ（図示せず。）からモータ制御装置５９に電源供給することも可能である。
【００３２】
なお、上記各実施形態においては切換スイッチ５８を用いたが、スイッチに限らず各種切換手段が使用可能である。例えば時間帯だけの切換であれば、２４時間タイマを用いて自動的にモード切換を行うこともできる。
また、コントローラ１９は、交流モータ５６の回転数制御を行うための装置と、積込装置の制御を行う装置とで、別個に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例によるプレス式塵芥収集車の後部を示す側断面図である。
【図２】図１から積込装置の主要部である押込板、プッシュシリンダ及びプレスシリンダのみを抜き出した動作説明図である。
【図３】上記プッシュシリンダ及びプレスシリンダに関する油圧回路図である。
【図４】積込装置における積込制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】油圧ポンプを駆動する塵芥収集車のシステム構成についてのブロック図である。
【図６】スイッチボックスの正面図である。
【図７】制御特性を示すＰＱ線図である。
【図８】他のＰＱ線図である。
【図９】油圧ポンプを駆動する塵芥収集車の他のシステム構成についてのブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 塵芥収集車
２ 塵芥収容箱
３ 塵芥投入箱
２２ 油圧ポンプ
５０ 積込装置
５１ 圧力センサ（負荷検出手段）
５６ 交流モータ
５８ 切換スイッチ（切換手段）
５９ モータ制御装置（制御装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみや粗大ごみ等の塵芥を効率よく積み込む機能を備えた塵芥収集車に関する。
【背景技術】
【０００２】
塵芥収集車は、車両後部の塵芥投入箱に投入された塵芥を塵芥収容箱に積み込むための積込装置を備えている。例えば特許文献１に記載された従来の塵芥収集車では、バッテリにより電動モータを駆動して、この電動モータに接続された油圧ポンプにより油圧を生じさせ、この油圧により積込装置を動作させる。バッテリは、走行時にエンジンによって駆動される発電機の出力電圧により充電されている。また、塵芥積込時は、バッテリからの電力供給のみで積込装置を動作させる。
【０００３】
【特許文献１】実開昭５５−１６４２０３号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の塵芥収集車では、例えば塵芥圧縮や積込の行程終期に積込装置の負荷が増大すると、油圧ポンプや積込装置の作動音が大きくなり、騒音となる。特に、早朝、閑静な住宅地等で塵芥の積込みを行う場合には、このような作動音の大きさが問題となる。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、積込装置の負荷が増大したときの騒音を抑制することができる塵芥収集車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の塵芥収集車は、塵芥収容箱と、前記塵芥収容箱に連接して設けられた塵芥投入箱と、電動モータと、前記電動モータにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの油圧により、前記塵芥投入箱に投入された塵芥を前記塵芥収容箱に積み込む動作を行う積込装置と、前記積込装置にかかる負荷の程度を表す負荷相当量を検出する負荷検出手段と、前記電動モータの回転数制御を行い、前記負荷検出手段によって検出された負荷相当量が所定値を超えると前記電動モータの回転数を低減する制御装置とを備えたものである。
上記のように構成された塵芥収集車において、積込装置にかかる負荷が増大してその負荷相当量が所定値を超えると、制御装置は電動モータの回転数を低減する。これにより油圧ポンプの吐出量が低下し、負荷増大時の油圧ポンプ及び積込装置の作動音増大が抑制される。
【０００６】
また、上記塵芥収集車において、複数段に設定された所定値から所望の値を選択する切換手段を設けてもよい。
この場合、切換手段によって所望の値を選択することにより、油圧ポンプの吐出量を低下させるべき負荷相当量（作動圧）を選択して、１台の塵芥収集車で複数モードの積込作業を行わせ、塵芥収集車の使用状況に適した騒音抑制を行うことができる。
【０００７】
また、上記塵芥収集車において、負荷相当量とは作動圧であり、制御装置は所定値を超えた作動圧の上昇に応じて、油圧ポンプの出力を一定に保つように電動モータの回転数を漸減させるものであってもよい。
この場合、油圧ポンプは吐出量を漸減させながら出力を一定に保つ。従って、出力急変による積込装置の衝撃音を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の塵芥収集車によれば、積込装置にかかる負荷が増大してその負荷相当量が所定値を超えると、制御装置は電動モータの回転数を低減する。これにより油圧ポンプの吐出量が低下するので、負荷増大時の油圧ポンプ及び積込装置の作動音増大が抑制され、騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態によるプレス式塵芥収集車の後部を示す側断面図である。図において、この塵芥収集車１は、塵芥収容箱２と、その後部に連接する塵芥投入箱３とを備えている。塵芥投入箱３の後方には、塵芥が投入される投入口３ａを、上下にスライドして開閉する蓋３ｂが設けられている。また、塵芥投入箱３の前方下部には、塵芥を塵芥収容箱２に積み込むための開口部３ｄが設けられている。
【００１０】
次に、塵芥投入箱３内に設けられている積込装置５０について説明する。まず、塵芥投入箱３の左右の側壁３ｃには斜め上下に延びるガイドレール４が設けられており、スライダ５に取り付けられた左右一対二組のローラ６は、このガイドレール４内を斜め上下に移動することができる。スライダ５は、図示のような側面形状の左右の部材間を車幅方向に延びるプレート等（図示せず。）により接続して一体化したものである。また、スライダ５の下端部には、ピン７を介して押込板８が回動自在に取り付けられている。押込板８もまた、図示のような側面形状の左右の部材間を車幅方向に延びるプレート等（図示せず。）により接続して一体化したものである。
【００１１】
一方、プッシュシリンダ９のシリンダ側端部はピン１０により側壁３ｃに取り付けられており、ピストン側端部はピン１１により、スライダ５の上端部に接続されている。他方、プレスシリンダ１２のシリンダ側端部はピン１３により押込板８に接続されており、ピストン側端部は上記ピン１１により、スライダ５の上端部に接続されている。スライダ５は押込板８と共に、プッシュシリンダ９の伸長動作により斜めに上昇し、収縮動作により斜めに下降する。これによりスライダ５は、後述する一次圧縮及び押込に対応した往復動が可能である。また、押込板８は、プレスシリンダ１２の伸長動作によりピン７を中心として時計回り方向に回動し、収縮動作により反時計回り方向に回動する。これにより押込板８は、後述する反転及び二次圧縮に対応した往復回動が可能である。
【００１２】
図２の（ａ）は、図１から積込装置５０の主要部である押込板８、プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２のみを抜き出した動作説明図である（但し、図面を見易くするためプッシュシリンダ９の位置を少しずらしている。）。押込板８は、（ａ）に示す位置を原位置として、プレスシリンダ１２が収縮動作することにより「反転」の行程を行い、（ｂ）に示す状態となる。次に押込板８は、プッシュシリンダ９が収縮動作することにより「一次圧縮」の行程を行い、（ｄ）に示す状態となる。続いて押込板８は、プレスシリンダ１２が伸長動作することにより「二次圧縮」の行程を行い、（ｃ）に示す状態となる。最後に押込板８は、プッシュシリンダ９が伸長動作することにより「押込」の行程を行い、（ａ）に示す状態に戻る。このようにしてプッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２が交互に動作することにより、押込板８は、１サイクルの行程動作（反転、一次圧縮、二次圧縮、押込）を行う。押込板８の先端部８ａは、図示のように、動作軌跡が４点を結ぶ閉じた形状を描く。
【００１３】
上記プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２の近傍には、それらの伸縮動作が伸長端及び収縮端に達したことをそれぞれ検知する近接スイッチ（１４，１５，１６，１７）が設けられている。第１近接スイッチ１４は、プッシュシリンダ９の動作が伸長端に達したことを検知する。第２近接スイッチ１５は、プレスシリンダ１２に取り付けられたドグ１２ａを検知することにより、その動作が収縮端に達したことを検知する。第３近接スイッチ１６は、プッシュシリンダ９の動作が収縮端に達したことを検知する。そして、第４近接スイッチ１７は、プレスシリンダ１２の動作が伸長端に達したことを検知する。なお、第１近接スイッチ１４及び第３近接スイッチ１６は塵芥投入箱３に対して固定的に取り付けられているが、第２近接スイッチ１５及び第４近接スイッチ１７はスライダ５側に取り付けられており、プッシュシリンダ９の伸縮動作に伴って移動する。
【００１４】
図３は、上記プッシュシリンダ９及びプレスシリンダ１２に関する油圧回路図である。当該油圧回路は、タンク２１、油圧ポンプ２２、背圧弁２３、プッシュシリンダ用電磁弁２４、プレスシリンダ用電磁弁２５、リリーフ弁２６，２７、減圧弁２８、逆止弁２９〜３２、フィルタ３３，３４、及び圧力センサ５１を図示のように接続して構成されている。押込板８が原位置（図２の（ａ））に停止しているとき、各シリンダ９，１２は伸長状態にあり、各電磁弁２４，２５は中立位置にある。プレスシリンダ用電磁弁２５のソレノイド２５ｓが励磁されると「反転」、ソレノイド２５ｅが励磁されると「二次圧縮」、プッシュシリンダ用電磁弁２４のソレノイド２４ｓが励磁されると「一次圧縮」、ソレノイド２４ｅが励磁されると「押込」、の各動作が行われる。圧力センサ５１は、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧を常時検出し、その検出出力を後述のコントローラ（１９）に提供する。なお、塵芥投入箱３を上方に回動させて塵芥収容箱２を開くためのスイングシリンダや、塵芥収容箱２に収容された塵芥を押し出すディスチャージシリンダ等も、上記油圧回路に接続されているが、説明を省略する。
【００１５】
図４は、積込装置５０における積込制御装置２０の構成を示すブロック図である。前述の第１〜第４近接スイッチ１４〜１７の出力は、ＣＰＵ、メモリ、インタフェース回路等を含むコントローラ１９に入力される。また、操作スイッチ１８から、積込動作開始指令等の指令がコントローラ１９に入力される。プッシュシリンダ用電磁弁２４及びプレスシリンダ用電磁弁２５は、コントローラ１９によって励磁される。
【００１６】
次に、上記油圧ポンプ２２を駆動する塵芥収集車のシステム構成について、図５のブロック図を参照して説明する。図において、塵芥収集車のエンジン５２には、発電機５３が接続されている。発電機５３の出力電圧は、整流器５４を介してインバータ５５（ゲート制御回路も含む。）に供給される。インバータ５５には、油圧ポンプ２２を駆動するための交流モータ（誘導電動機）５６が接続されている。交流モータ５６は回転数センサ５７を備えており、その出力は前述のコントローラ１９に入力される。また、圧力センサ５１の出力及び切換スイッチ５８の信号も、コントローラ１９に入力される。当該コントローラ１９及びインバータ５５は、圧力センサ５１の出力及び切換スイッチ５８の信号に基づいて、回転数センサ５７の出力をフィードバック信号として用いながら、交流モータ５６の回転数制御を行うモータ制御装置５９を構成している。
【００１７】
上記切換スイッチ５８は、図６に示すようなスイッチボックス６０に、他のスイッチ、ランプ類と共に設けられている。スイッチボックス６０は、例えば運転席（キャブ）に設けられる。この切換スイッチ５８は、例えば「低出力」、「通常」、「高出力」の３ポジションに切換可能であり、いずれか１ポジションを選択可能である。
【００１８】
次に、上記コントローラ１９の動作について、図７のＰＱ線図を参照して説明する。図７において、横軸は圧力センサ５１（図３，図５）によって検出される作動圧Ｐ［Ｐａ］を表し、縦軸は油圧ポンプ２２の吐出量Ｑ［ｍ３／秒］を表す。なお、吐出量Ｑは油圧ポンプ２２の回転数すなわち交流モータ５６の回転数に比例する。ＰＱ線図には、低出力モード、通常モード、高出力モードの３モードがあり、切換スイッチ５８でいずれかのモードが選択されることにより、コントローラ１９は、選択されたモードのＰＱ線図に従うように回転数制御を行う。
【００１９】
図５において、塵芥の積込は、エンジン５２をアイドリング状態として行われる。エンジン５２により駆動される発電機５３の出力電圧（交流）は整流器５４により直流電圧に変換され、インバータ５５に供給される。インバータ５５への制御信号は、圧力センサ５１、回転数センサ５７及び切換スイッチ５８の各出力に基づいて、コントローラ１９から与えられる。ここで、切換スイッチ５８により通常モードが選択されているとすると、コントローラ１９は、図７の通常モードのＰＱ線図に従うように回転数制御を行う。
【００２０】
具体的には、圧力センサ５１から入力される信号によって表される作動圧をＰ［Ｐａ］、回転数センサ５７から入力される信号によって表される回転数Ｎ［ｒｐｍ］を吐出量換算してＱ［ｍ３／秒］とすると、Ｐ≦Ｐ２（１０ＭＰａ）のとき、Ｑ＝Ｑ１（０．８３×１０−３ｍ３／秒（５０リットル／分））とする。そして、作動圧ＰがＰ２を超えると、作動圧Ｐの増大に応じて吐出量（回転数）を漸減させる。この場合の「漸減」は、作動圧Ｐの増大に反比例して吐出量（回転数）を低下させることであり、これにより吐出量減少中の出力ＰＱは一定値となる。
【００２１】
すなわち、Ｐ＝Ｐ２のときの出力はＰ２・Ｑ１であり、図に示す数値より以下の値となる。これは、通常モードにおける最大出力でもある。
Ｐ２・Ｑ１＝１０×１０６×０．８３×１０−３
＝８．３×１０３［Ｗ］＝８．３［ｋＷ］
従って、Ｐ２＜ＰのときのＱは、
Ｑ＝（８．３×１０３）／Ｐ ．．．（１）
と表され、モータ制御装置５９は、この式（１）のＱに相当する回転数Ｎで交流モータ５６を回転させる。そして、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達するときの吐出量Ｑ２は、式（１）より、
Ｑ２＝（８．３×１０３）／（１８×１０６）
＝０．４６×１０−３［ｍ３／秒］＝２８［リットル／分］
となる。但し、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５６を停止させる。
なお、上記の出力ＰＱは、油圧ポンプ２２の機械損失を無視すれば、交流モータ５６の出力に相当する。
【００２２】
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中（特に終期）においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが１０ＭＰａを超えると交流モータ５６の回転数が低下して吐出量が低下する。これにより、油圧ポンプ２２や積込装置５０の作動音増大が抑制され、騒音の発生を抑制することができる。
【００２３】
一方、切換スイッチ５８により低出力モードが選択されている場合は、Ｐ≦Ｐ１（５ＭＰａ）のとき、Ｑ＝Ｑ１（０．８３×１０−３ｍ３／秒（５０リットル／分））とする。そして、作動圧ＰがＰ１を超えると、作動圧Ｐの増大に応じて吐出量（回転数）を漸減させる。この場合の「漸減」は、通常モードと同様に、作動圧Ｐの増大に反比例して吐出量（回転数）を低下させることであり、これにより吐出量減少中の出力ＰＱは一定値となる。
【００２４】
すなわち、Ｐ＝Ｐ１のときの出力はＰ１・Ｑ１であり、図に示す数値より以下の値となる。これは、低出力モードにおける最大出力でもある。
Ｐ１・Ｑ１＝５×１０６×０．８３×１０−３
＝４．２×１０３［Ｗ］＝４．２［ｋＷ］
従って、Ｐ１＜ＰのときのＱは、
Ｑ＝（４．２×１０３）／Ｐ ．．．（２）
と表され、モータ制御装置５９は、この式（２）のＱに相当する回転数Ｎで交流モータ５６を回転させる。そして、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達するときの吐出量Ｑ３は、式（２）より、
Ｑ３＝（４．２×１０３）／（１８×１０６）
＝０．２３×１０−３［ｍ３／秒］＝１４［リットル／分］
となる。但し、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５６を停止させる。
【００２５】
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが５ＭＰａを超えると交流モータ５６の回転数が低下して吐出量が低下する。これにより、油圧ポンプ２２は通常モードよりも低出力で「頭打ち」の状態となる。従って、油圧ポンプ２２及び積込装置５０の作動音増大が抑制され、騒音の発生を抑制することができる。
【００２６】
他方、切換スイッチ５８により高出力モードが選択されているとすると、作動圧ＰがＰ１，Ｐ２を超えても吐出量Ｑ１及びそれに対応する回転数が維持され、最大出力Ｐ３・Ｑ１は、図に示す数値より以下の値となる。
Ｐ３・Ｑ１＝１８×１０６×０．８３×１０−３
＝１５×１０３［Ｗ］＝１５［ｋＷ］
また、作動圧ＰがＰ３（１８ＭＰａ）に達すると、コントローラ１９は交流モータ５６を停止させる。
このような制御により、塵芥の圧縮（一次圧縮、二次圧縮）や押込の行程途中においてプッシュシリンダ９やプレスシリンダ１２の負荷が高まり、油圧ポンプ２２の吐出油路の作動圧Ｐが高まってもＰ３に達するまでは回転数及び吐出量が維持される。これにより、油圧ポンプ２２及び積込装置５０は、行程全体から見ると通常モードよりも高出力となり、迅速に積込みを行うことができる。但し、その代わりに、負荷が増大したときの作動音増大は避けられないこととなる。
【００２７】
以上の各モードを使い分けることにより、積込の時、場所、塵芥種類等に応じた動作が選択できる。例えば、早朝や夜間における通常ごみ（生ごみ等）の積込みには低出力モードを選択して騒音抑制を優先した積込を行うことができる。昼間における通常ごみの積込には通常モードを選択してある程度の騒音抑制と能率確保とを両立させることができる。一方、工場地帯のような周囲の騒音が大きい場所での積込みの場合には、積込の作動音を気にしなくてもよいので、高出力モードを選択して、迅速な積込みを行うことができる。また、昼間における粗大ごみの積込みの場合にも、高出力モードを選択することにより、粗大ごみを確実に圧縮し、積み込むことができる。このようにして、切換スイッチ５８により油圧ポンプ２２の吐出量を低下させるべき負荷相当量（作動圧）を選択して、１台の塵芥収集車で複数モードの積込作業を行わせ、塵芥収集車の使用状況に適した騒音抑制を行うことができる。
【００２８】
なお、ＰＱ線図は、図８に示すものであってもよい。この場合、高出力モードは図７と同じであるが、通常モード及び低出力モードにおいての吐出量（回転数）の下げ方が異なる。すなわち、通常モードにおいて、作動圧ＰがＰ２を超えると、吐出量Ｑは一気にＱ２まで低下し、以後、Ｐ３に達するまでＱ２が維持される。また、低出力モードにおいて、作動圧ＰがＰ１を超えると、吐出量Ｑは一気にＱ３まで低下し、以後、Ｐ３に達するまでＱ３が維持される。このようなＰＱ線図に従って回転数制御を行っても、積込装置５０の負荷増大による作動音の増大を抑制する作用効果が得られる。
但し、図８のＰＱ線図のように吐出量を急激に低下させると出力急変により積込装置５０に衝撃音が発生する。これに対して、図７のＰＱ線図のように吐出量低下中の出力を一定に維持すると、衝撃音の発生を防止することができる。
【００２９】
次に、油圧ポンプ２２を駆動する塵芥収集車のシステム構成について、図５とは異なる他の実施形態について、図９のブロック図を参照して説明する。図９において、図５との違いは、圧力センサ５１（図５）からコントローラ１９に信号を取り込む代わりに、インバータ５５の２次側電路に電流センサ６２を設け、その出力信号としての交流モータ５６の入力電流を、コントローラ１９に取り込むようにした点である。積込装置５０の作動圧は油圧ポンプ２２の負荷となり、これは交流モータ５６の機械的負荷である。また、交流モータ５６の機械的負荷と入力電流とは所定の相関関係にある。従って、交流モータ５６への入力電流を、積込装置５０の負荷（作動圧）相当量として扱うことができる。そこで、作動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ相当する入力電流が電流センサ６２によって検出されたとき、例えば図７のＰＱ線図に従うように、コントローラ１９により、交流モータ５６の回転数制御を行うようにすればよい。
【００３０】
なお、上記各実施形態では交流モータ５６を用いたが、交流モータに限らず電動モータであれば使用可能であり、例えばブラシレス直流モータを用いて、コントローラ１９に駆動されるインバータ５５によって電圧・電流を変化させることにより、モータの回転数制御を行うことも可能である。
また、上記実施形態における積込装置はプレス式であるが、回転板式の積込装置であっても同様にモータの回転数制御を行って作動音の増大を抑制することができる。
また、図５及び図８に示すＰＱ線図における圧力設定はＰ１（５ＭＰａ），Ｐ２（１０ＭＰａ），Ｐ３（１８ＭＰａ）の３段階設定であるが、これは一例にすぎず、設定値や設定段数は必要に応じて選択することができる。
【００３１】
なお、上記各実施形態において吐出量は交流モータの回転数に相当する量として扱い、回転数センサ５７により吐出量相当の回転数を検出しているが、回転数センサに代えて油圧ポンプ２２の吐出量を直接検出する流量センサを設け、その出力をフィードバック信号として用いながら、モータの回転数制御により所望の吐出量を得るように構成してもよい。
また、上記各実施形態ではエンジンを駆動して発電機から電源供給しているが、エンジンを止めてバッテリ（図示せず。）からモータ制御装置５９に電源供給することも可能である。
【００３２】
なお、上記各実施形態においては切換スイッチ５８を用いたが、スイッチに限らず各種切換手段が使用可能である。例えば時間帯だけの切換であれば、２４時間タイマを用いて自動的にモード切換を行うこともできる。
また、コントローラ１９は、交流モータ５６の回転数制御を行うための装置と、積込装置の制御を行う装置とで、別個に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例によるプレス式塵芥収集車の後部を示す側断面図である。
【図２】図１から積込装置の主要部である押込板、プッシュシリンダ及びプレスシリンダのみを抜き出した動作説明図である。
【図３】上記プッシュシリンダ及びプレスシリンダに関する油圧回路図である。
【図４】積込装置における積込制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】油圧ポンプを駆動する塵芥収集車のシステム構成についてのブロック図である。
【図６】スイッチボックスの正面図である。
【図７】制御特性を示すＰＱ線図である。
【図８】他のＰＱ線図である。
【図９】油圧ポンプを駆動する塵芥収集車の他のシステム構成についてのブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 塵芥収集車
２ 塵芥収容箱
３ 塵芥投入箱
２２ 油圧ポンプ
５０ 積込装置
５１ 圧力センサ（負荷検出手段）
５６ 交流モータ
５８ 切換スイッチ（切換手段）
５９ モータ制御装置（制御装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塵芥収容箱と、
前記塵芥収容箱に連接して設けられた塵芥投入箱と、
電動モータと、
前記電動モータにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの油圧により、前記塵芥投入箱に投入された塵芥を前記塵芥収容箱に積み込む動作を行う積込装置と、
前記積込装置にかかる負荷の程度を表す負荷相当量を検出する負荷検出手段と、
前記電動モータの回転数制御を行い、前記負荷検出手段によって検出された負荷相当量が所定値を超えると前記電動モータの回転数を低減する制御装置と
を備えたことを特徴とする塵芥収集車。
【請求項２】
複数段に設定された前記所定値から所望の値を選択する切換手段を設けた請求項１記載の塵芥収集車。
【請求項３】
前記負荷相当量とは作動圧であり、前記制御装置は前記所定値を超えた作動圧の上昇に応じて、前記油圧ポンプの出力を一定に保つように前記電動モータの回転数を漸減させる請求項１記載の塵芥収集車。
【請求項１】
塵芥収容箱と、
前記塵芥収容箱に連接して設けられた塵芥投入箱と、
電動モータと、
前記電動モータにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの油圧により、前記塵芥投入箱に投入された塵芥を前記塵芥収容箱に積み込む動作を行う積込装置と、
前記積込装置にかかる負荷の程度を表す負荷相当量を検出する負荷検出手段と、
前記電動モータの回転数制御を行い、前記負荷検出手段によって検出された負荷相当量が所定値を超えると前記電動モータの回転数を低減する制御装置と
を備えたことを特徴とする塵芥収集車。
【請求項２】
複数段に設定された前記所定値から所望の値を選択する切換手段を設けた請求項１記載の塵芥収集車。
【請求項３】
前記負荷相当量とは作動圧であり、前記制御装置は前記所定値を超えた作動圧の上昇に応じて、前記油圧ポンプの出力を一定に保つように前記電動モータの回転数を漸減させる請求項１記載の塵芥収集車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１６１９３（Ｐ２００６−１６１９３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９８１６３（Ｐ２００４−１９８１６３）
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（０００１６３０９５）極東開発工業株式会社 (215)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（０００１６３０９５）極東開発工業株式会社 (215)
【Ｆターム（参考）】
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