JP4133502B2 - 塵芥積込装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塵芥収集車などに用いられる塵芥積込装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塵芥収集車は、車体フレーム上に塵芥収容箱が搭載され、その収容箱の後端部に塵芥投入箱を設けて構成されている。塵芥投入箱内には、投入された塵芥を収容箱に積み込むための積込装置が備わっている。
この積込装置は、投入箱の投入口から投入された塵芥を持ち上げるために回転駆動される回転板と、その回転板上に持ち上げられた塵芥を塵芥収容箱内に押し込むように、回転板の上方で前後に進退移動可能な押込板と、を備えて構成されている。以上のような塵芥収集車は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５１３０４号公報（図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の積込装置は、押込板の押込量は常に一定である。つまり、特許文献１の積込装置は、押込板の押込位置（揺動初期位置）を検出する検出手段（特許文献１にいう第３検出手段ＬＳ３）と、押込板の後退位置を検出する検出手段（特許文献１にいう第４検出手段ＬＳ４）とを備えており、押込板が所定の押込位置に来たことが検出手段によって検出されると押込板が停止するため、押込板の押込量は常に一定である。
【０００５】
ここで、収容箱内の塵芥の量によっては、押込量を変えたほうが塵芥を効率的に積み込むことができる場合があるが、従来の積込装置では、押込量を変えるという観点からの配慮がなされていなかった。しかも、従来の積込装置では、収容箱内の塵芥の量を把握することもできなかった。
そこで、本発明の課題は、収容箱内の塵芥の量に応じた押込が行えるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塵芥投入室に投入された塵芥を塵芥収容室に積み込むための塵芥積込装置において、
前記塵芥投入室に投入された塵芥を前記塵芥収容室に押し込むように駆動される押込体と、
前記押込体による押込圧力を検出する押込圧力検出手段と、
検出した押込圧力に応じて、押込体による押込量を変化させる押込量制御手段と、
前記押込体による押込圧力が、押込途中で上限圧力に達した場合に、押込体を一旦戻して再度押込を行うように制御する押込体インチング制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
収容室内の塵芥の量が多い場合（満載状態）には押込圧力が高くなり、収容室内の塵芥の量が少ない場合（積込初期状態）には、押込圧力が低くなるため、押込圧力を検出することで収容室内の塵芥の量がわかる。したがって、押込圧力に応じて押込量を変化させることで、収容室内の塵芥の量に応じた押込が行える。
また、押込圧力が上限に達しても再度押込を行うため、より多くの押込が可能となって積込量を大きくすることができる。
前記塵芥収容室を、車体に対して傾動可能に搭載されているものとすることができる。
【０００７】
前記押込量制御手段は、前記押込体による押込圧力が小さいほど押込量を大きくするのが好ましい。積込初期状態と満載状態とで押込量が同じであると、満載状態での塵芥の圧縮率に比べて、積込初期状態での圧縮率が小さくなり、塵芥の積込量が少なくなる。かかる問題を解消する観点からは、押込圧力が小さいほど押込量を大きくすることで、積込初期状態での圧縮率を増加させて積込量を大きくすることができる。
【０００９】
さらに、本発明は、塵芥投入室に投入された塵芥を塵芥収容室に積み込むための塵芥積込装置において、
前記塵芥投入室に投入された塵芥を前記塵芥収容室に押し込むように駆動される押込体と、
前記押込体による押込圧力を検出する押込圧力検出手段と、
検出した押込圧力に応じて、押込体による押込量を変化させる押込量制御手段と、
前記塵芥投入室内で回転することにより塵芥を持ち上げるように駆動される回転体と、
前記回転体の持ち上げ方向への回転力が、回転途中で上限回転力に達した場合に、前記回転体を一旦逆転して再度持ち上げを行うように制御する回転体インチング制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
収容室内の塵芥の量が多い場合（満載状態）には押込圧力が高くなり、収容室内の塵芥の量が少ない場合（積込初期状態）には、押込圧力が低くなるため、押込圧力を検出することで収容室内の塵芥の量がわかる。したがって、押込圧力に応じて押込量を変化させることで、収容室内の塵芥の量に応じた押込が行える。
また、回転力が上限に達しても逆転して再度持ち上げを行うため確実な持ち上げが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る塵芥積込装置１を備えた塵芥収集車の車両後部を示している。この塵芥収集車の車体フレームＦ上には、後面に押込口２を開口した塵芥収容箱３が搭載され、この塵芥収容箱３内部が塵芥の収容室となっている。収容箱３は、軸４を介して車体フレームＦの後端部に傾動可能に軸支されており、傾動シリンダ（油圧シリンダ）Ｃ１の伸長により後方に傾動できるようになっている。
【００１１】
塵芥収容箱３の後端部には、塵芥投入箱５が塵芥収容箱３の押込口２を覆うように設けられており、この塵芥投入箱５内部が塵芥の投入室となっている。塵芥投入箱５の後面には、投入箱内部へ塵芥を投入するための投入口６が開口されている。また、投入箱５内部の下方には、塵芥の貯留室７が形成され、この貯留室７の底面は、後述する回転板１１の先端部が摺接できるように円弧面に形成されている。
【００１２】
投入箱５内には、回転板（回転体）１１と押込板（押込体）１２とが備わっている。回転板１１は、投入箱５に投入された塵芥を、当該投入箱５内の底部の貯留室７より前方上部に持ち上げるためのもので、下部支持軸１４と一体であり、かつその軸線回りに回転可能である。押込板１２は、回転板１１上に持ち上げられた塵芥を前側（収容箱３内）に押し込むためのもので、上部支持軸１５と一体であり、かつその軸線回りに前後揺動可能である。
上部・下部支持軸１４，１５は、投入箱５内を横切って互いに平行に延びており、その各両端部が投入箱５の左右両側壁にそれぞれ軸受を介して回転自在に貫通支持される。
【００１３】
回転板１１は、モータＭ（油圧モータ；回転板駆動手段）によって３６０゜正逆転可能に回転駆動され、当該モータが下部支持軸１４を回転駆動することにより当該支持軸１４と一体である回転板１１が回転する。なお、図１において矢印で示す時計回りが回転板１１の正転方向である。
押込板１２は、押込シリンダ（油圧シリンダ）Ｃ２によって揺動駆動される。押込シリンダ（押込板駆動手段）Ｃ２は、投入箱５と押込板１２の基端部との間に介装されており、その伸縮により押込板１２を軸１５回りに前後揺動駆動する。
【００１４】
回転板１１は、その自由端が前方を指向する図１の位置が回転初期位置であり回転停止位置でもある。この回転初期位置（回転停止位置）は、貯留室７の円弧状底部の前端最上部７ａよりもわずかに上方の位置である。積込装置１には、この回転初期位置（回転停止位置）を検出するための第１検出手段ＬＳ１が設けられている。図２は、第１検出手段ＬＳ１及び後述の第２検出手段ＬＳ２を示している。第１検出手段である近接スイッチＬＳ１は、投入箱５の側壁に取り付けられており、支持軸１４に取り付けられたドッグ（被検出体）２０を検出する。ドッグ２０は、支持軸１４と一体的に回転するように設けられており、回転体１１が図１の位置に来るとドッグ２０が近接スイッチＬＳ１によって検出されて近接スイッチＬＳ１がＯＮとなり、回転体１１が停止する。すなわち、第１検出手段は、回転体１１の回転停止位置検出手段となっている。
【００１５】
また、回転板１１の位置は、第２検出手段ＬＳ２によっても検出される。この第２検出手段も近接スイッチＬＳ２によって構成されており、第１の近接スイッチＬＳ１に対して正回転方向手前に所定角度（４５゜）ずれて配置されている。回転板１１が図１の位置よりも４５゜手前の位置に来るとドッグ２０が近接スイッチＬＳ２によって検出される。
【００１６】
押込板１２の前後揺動は、第３検出手段ＬＳ３及び第４検出手段ＬＳ４によって検出される。第３検出手段ＬＳ３は、押込板１２が押込位置（押込板１２の下部先端が前側に揺動した位置；図１において点線で示す押込板１２）にあることを検出する（最短）押込位置検出手段である。なお、本実施形態において、第３検出手段ＬＳ３によって検出される押込位置で押込板１２が停止した場合は、最も少ない押込量（最短押込量）となる。ただし、この最短押込量よりも大きい押込量が生じる場合もある（詳細は後述）。
第４検出手段ＬＳ４は、押込板１２が戻り位置（押込板１２の下部先端が後側に揺動した位置；図１において２点鎖線で示す押込板１２）にあることを検出する戻り位置検出手段である。
第３及び第４検出手段ＬＳ３，ＬＳ４は、それぞれリードスイッチによって構成されており、支持軸１５と同行回転するマグネットがリードスイッチに接近することで当該リードスイッチがＯＮとなる。
【００１７】
図３は、回転板１１を駆動する油圧モータＭ及び押込板１２を駆動する押込油圧シリンダＣ２に関連した油圧回路を示している。なお、図示はしないが、油圧回路にはシリンダＣ１などその他の油圧機器を作動させるための電磁弁等も含んでいる。
モータＭの正逆転切換は、電磁弁２１によって行われ、シリンダＣ２の伸縮動作切換は、電磁弁２２によって行われる。ポンプＰから各油圧機器Ｍ，Ｃ２に油圧を供給する経路途中には、圧力センサ２３が設けられており、当該経路における油圧を検出する。したがって、モータＭが作動しているときには、圧力センサ２３はモータ駆動圧力を検出し、シリンダＣ２が作動しているときには、圧力センサ２３はシリンダ駆動圧力を検出する。
【００１８】
モータＭの駆動圧力は、回転板１１へ作用する負荷であり、貯留室７の塵芥が多ければ回転板１１への負荷が大きくなるから、圧力センサ２３では高い圧力が検出される。
また、シリンダＣ２の駆動圧力は、押込板１２へ作用する負荷であり、例えば、収容箱３がほぼ満載状態であれば、押込板１２への負荷が大きくなるから圧力センサ２３では高い圧力が検出され、収容箱３が空に近ければ押込板１２への負荷が小さくなって低い圧力が検出される。
【００１９】
図４は、シリンダＣ２などを制御するための積込制御装置２５に関連した制御ブロックを示している。制御装置２５は、回転板１１を駆動するモータＭやシリンダＣ２の制御を行い、この制御には、後述のインチング制御及び押込量制御が含まれる。
また、制御装置２５には、第１検出手段ＬＳ１〜第４検出手段ＬＳ４及び圧力センサ２３の各出力が与えられる。さらに、制御のために用いられるタイマ部として第１タイマ手段Ｔ１，第２タイマ手段Ｔ２，第３タイマ手段Ｔ３，第４タイマ手段Ｔ４とが備わっている。なお、塵芥の積み込みを開始するための積み込みスイッチＳ２６が塵芥収集車の適所に設置されている。
【００２０】
図５及び図６〜図１２の制御フローチャートに基づき、制御装置２５による塵芥の積込工程処理を説明する。まず、初期状態において、回転板１１は回転初期位置にあり、押込板１２は押込位置にある。そして、積込スイッチ２６がＯＮとなると（ステップＳ１）、回転板１１は、回転初期位置から正転（時計回り）を開始する（ステップＳ２）。正転開始初期にあっては、第１検出手段ＬＳ１はＯＮであるが、回転板１１がある程度上昇して、押込板１２を通過すると第１検出手段ＬＳ１がＯＦＦとなる（ステップＳ３）。回転板１１が押込板１２を通過したことが確認されると、押込板１２が後退（戻り動作）を開始するとともに回転板１１は正転を継続する（ステップＳ４）。
【００２１】
押込板１２が戻り位置まで後退すると、第４検出手段ＬＳ４がＯＮとなり（ステップＳ５）、押込板１２が戻り位置にあることが確認され、押込板１２が当該戻り位置で停止する（ステップＳ６）。ただし、回転板１１は正転を継続しており、投入箱５の貯留室７内の投入塵芥は、正転を継続する回転板１１により持ち上げられる。このとき、塵芥の噛み込み等が生じた場合には回転板インチング制御を行う（ステップＳ７）。
【００２２】
そして、回転板１１が回転初期位置（回転停止位置）に戻ると、第１検出手段ＬＳ１がＯＮとなり、回転停止位置に来たことが確認され（ステップＳ８）、回転板１１が当該回転停止位置で停止する（ステップＳ９）。次に、押込板１２が前方に揺動して、回転板１１上に持ち上げられた塵芥を押込口２から収容箱３内に押し込む（ステップＳ１０）。このとき、必要に応じて押込板インチング制御を行う（ステップＳ１１；詳細は後述）。
そして、押込板１２が、第３検出手段ＬＳ３によって検出される位置（最短押込位置）にまで揺動すると（ステップＳ１２）、押込板１３の押込量制御が行われ、当該制御によって決定される位置で押込板１３が停止する（ステップＳ１３；詳細は後述）。
以上の処理によって、投入箱５に投入された塵芥は収容箱４に積み込まれる。
【００２３】
図８及び図９は、前述の回転板インチング制御の詳細を示しており、回転板１１の正転継続中に（ステップＳ７０１）、貯留室７において塵芥の噛み込み等が生じて油圧モータＭに大きな負荷が生じた場合、制御装置２５は回転板インチング制御を行う。インチングは、圧力センサ２３の検出値が油圧回路のリリーフ圧（リリーフバルブ２７のリリーフ開始圧：１８０ｋｇ／ｃｍ^２）以上になったときに行われる（ステップＳ７０２）。つまり、リリーフ圧が回転板１１の上限回転力であり、噛み込み等により回転板１１の回転力（油圧モータＭの駆動圧力）がリリーフ圧に達すると、第１タイマ手段Ｔ１が作動する。第１タイマ手段Ｔ１により所定時間（３秒）経過が確認されると（ステップＳ７０３〜Ｓ７０５）、再び圧力センサ検出値とリリーフ圧とを比較する（ステップＳ７０６）。
【００２４】
第１タイマ手段Ｔ１による所定時間（３秒）内の正転中に噛み込み等が解消していれば、圧力センサ検出値はリリーフ圧よりも低くなり、インチングの必要がないためインチング制御は終了する（ステップＳ７０６）。一方、噛み込み等が解消しておらず、圧力センサ検出値がリリーフ圧以上である場合には、ステップＳ７０７に移行する。ステップＳ７０７では、第２検出手段ＬＳ２によって回転板１１の位置が回転停止位置又は回転停止位置に近い所定範囲（＝インチング可能範囲；回転停止位置から回転終了位置の手前４５゜の範囲）にあることを確認する。これは、第２検出手段Ｌ２がＯＮになっていることによって確認でき、第２検出手段ＬＳ２がＯＦＦであれば、回転板１１は回転停止位置に近い所定範囲よりも更に手前に位置していることになる。
【００２５】
第２検出手段ＬＳ２がＯＮの場合（ステップＳ７０７）には、回転板１１のインチングを行う。すなわち、正転している回転板１１を停止させ（ステップＳ７０８）、所定時間（１秒）ほど回転板１１を逆転させて（ステップＳ７０９〜Ｓ７１２）、回転板１１を停止させた後（ステップＳ７１３）、再び回転板１１を正転させて塵芥を持ち上げる（ステップＳ７１４）。
回転板１１の逆転・再正転を自動的に行うことで、塵芥の噛み込み等が生じていてもこれを解消することができる。また、１回のインチング後に再度リリーフ圧に達した場合には、インチングが繰り返されるため確実に噛み込み等を解消できる。なお、逆転の際の回転板１１の回転角は１５゜程度が好ましい。
【００２６】
一方、第２検出手段ＬＳ２がＯＦＦの場合（ステップＳ７０７）には、インチングを行わず正転を継続する。第２検出手段ＬＳ２がＯＦＦであるのは、回転板１１がインチング可能範囲から外れており、回転板１１が投入口６に近い位置（回転停止位置に近い所定範囲よりも更に手前の位置）にある場合である。この場合に、回転板１１を逆転させると、回転板１１が投入口１６の近傍又は上方まで逆転し作業者にとって危なくなるため、第２検出手段ＬＳ２がＯＦＦである場合にはインチング処理を行わないようにしている。この場合、回転板１１の正転を継続し、必要に応じて作業者が回転板１１を手動停止させる。
【００２７】
図１０及び図１１は、前述の押込板インチング制御の詳細を示している。押込の途中（押込板正転継続中）で（ステップＳ１１０１）、押込板駆動手段である押込シリンダＣ２に大きな負荷が生じた場合、制御装置２５は押込板インチング制御を行う。インチングは、圧力センサ２３の検出値が油圧回路のリリーフ圧（１８０ｋｇ／ｃｍ^２）以上になったときに行われる（ステップＳ１１０２）。つまり、リリーフ圧が押込の上限圧力であり、押込板１２の押込圧力（押込シリンダＣ２の駆動圧力）がリリーフ圧に達すると、第１タイマ手段Ｔ１が作動し、第１タイマ手段Ｔ１により所定時間（３秒）経過が確認されると（ステップＳ１１０３〜ステップＳ１１０５）、再び圧力センサ検出値とリリーフ圧とを比較する（ステップＳ１１０６）。
【００２８】
第１タイマ手段Ｔ１による所定時間（３秒）内の押込中に、圧力センサ検出値がリリーフ圧よりも低くなれば、インチングの必要がないためインチング制御は終了する（ステップＳ１１０６）。一方、圧力センサ検出値がリリーフ圧以上である場合には、ステップＳ１１０７に移行する。ステップＳ１１０７では、第３検出手段ＬＳ３によって押込板１２が最短押込位置にあるか否かを確認する。第３検出手段ＬＳ３がＯＮであれば最短押込位置にあり、この場合にはインチングを行わない。一方、第３検出手段ＬＳ３がＯＦＦ、つまり押込板１２が最短押込位置よりも手前にある押込途中である場合には、インチングを行う。すなわち、押込板１２を停止させ（ステップＳ１１０８）、さらに所定時間（０．５秒）ほど押込板１２を後方へ揺動させ所定量戻し（ステップＳ１１０９〜Ｓ１１１２）、押込板１２を停止させた後（ステップＳ１１１３）、再び押込板１２よる押込（前方揺動）を行う（ステップＳ１１１４）。
【００２９】
押込板１２による押込・戻しを自動的に行うことで、リリーフ圧に達した場合であっても更に塵芥を収容箱３に押し込むことができ、収容箱３への積込量を増加させることができる。また、１回のインチング後に再度リリーフ圧に達した場合には、インチングが繰り返されるため積込量を確実に増加させることができる。なお、インチングの際の押込板１２の戻し回転角は１０゜程度が好ましい。
【００３０】
上記のように、本実施形態では、共通の圧力センサ２３によって、回転板１１がリリーフ圧に達したことも、押込板１２がリリーフ圧に達したことも検出できるため、簡単な構成で自動インチングが行える。
なお、回転板１１側の圧力だけを検出したい場合には、電磁弁２１からモータＭに至る「正転」用の油路の途中に圧力センサ２３を設けてもよい。また、押込板１２側の圧力だけを検出したい場合には、電磁弁２２からシリンダＣ２に至る「伸び」用の油路の途中に圧力センサ２３を設けても良い。
【００３１】
図１２は、前述の押込量制御の詳細を示している。ここでの押込量制御は、押込板１２による押込圧力に応じて押込板１２の停止位置を異ならせることで押込板１２による塵芥の押込量を調整するための制御である。具体的には、押込圧力がリリーフ圧以下であれば、最短押込位置から押込圧力の低さに応じた分だけさらに押込を行い、押込圧力がリリーフ圧よりも大きければ最短押込位置で押込板１２を停止させる。
【００３２】
より具体的には、まず、圧力センサ２３の検出値を取得する（ステップＳ１３０１）。第３検出手段ＬＳ３がＯＮのとき（押込板１２が最短押込位置にあるとき）の圧力センサ２３検出値を取得することで、最短押込位置にある押込板１２が塵芥を押し込む圧力を検出できる。なお、押込圧力は最短押込位置よりも手前で取得してもよい。
圧力センサ２３の検出値がリリーフ圧以下である場合（ステップＳ１３０２）には、第４タイマ手段Ｔ４によって検出値（押込圧力）が小さいほど長くなる押込時間Ｔを設定し（ステップＳ１３０３）、当該押込時間Ｔほど押込を継続する（ステップＳ１３０４〜Ｓ１３０７）。押込時間Ｔが終了すると押込板１２は停止する（ステップＳ１３０８）。押込時間Ｔは、例えば、下記式（１）によって決定できる。
【００３３】
Ｔ＝−Ｐ／３６０＋０．５・・・・（１）
（ただし、Ｐは圧力センサの検出値）
この式（１）によれば、圧力検出値Ｐが０の場合、押込時間Ｔは最も長い０．５秒に設定され押込量は約５０ｍｍ（最大押込量）となる。一方、圧力検出値Ｐが１８０（リリーフ圧）のとき押込時間Ｔは０秒となり、押込板１２は最短押込位置で停止することになる。
【００３４】
したがって、押込圧力が低圧である収容箱３への積込初期の状態では塵芥の圧縮率を大きくでき、その分、塵芥の積込量を大きくすることができる。
また、押込量制御を行うための押込圧力検出手段である圧力センサ２３が、回転板インチング制御を行うための上限回転力や、押込板インチング制御を行う際の押込圧力の上限圧力を検出するためにも用いられるため簡素な構成となっている。なお、圧力センサ２３は、シリンダＣ１を駆動する圧力も検出できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、押込圧力を検出することで収容室内の塵芥の量がわかるため、押込圧力に応じて押込量を変化させることで、収容室内の塵芥の量に応じた押込が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】塵芥収集車の側面図である。
【図２】回転板の位置の検出手段の配置を示す図である。
【図３】塵芥収集車の油圧回路である。
【図４】積込装置の制御ブロック図である。
【図５】（ａ）は回転体及び押込体のインチングを示す側面図であり、（ｂ）は押込体の停止位置を示す側面図である。
【図６】積込工程を示す第１のフローチャートである。
【図７】積込工程を示す第２のフローチャートである。
【図８】回転板インチング制御を示す第１のフローチャートである。
【図９】回転板インチング制御を示す第２のフローチャートである。
【図１０】押込板インイング制御を示す第１のフローチャートである。
【図１１】押込板インチング制御を示す第２のフローチャートである。
【図１２】押込量制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 塵芥積込装置
３ 塵芥収容箱（収容室）
５ 塵芥投入箱（投入室）
１１ 回転板（回転体）
１２ 押込板（押込体）
２３ 圧力センサ（押込圧力検出手段）
２５ 制御装置（押込量制御手段；押込体インチング手段；回転体インチング手段）
Ｃ２ 押込シリンダ（押込体駆動手段）
Ｍ 油圧モータ（回転体駆動手段）

Claims (2)

1. 塵芥投入室に投入された塵芥を塵芥収容室に積み込むための塵芥積込装置において、
   前記塵芥投入室に投入された塵芥を前記塵芥収容室に押し込むように駆動される押込体と、
   前記押込体による押込圧力を検出する押込圧力検出手段と、
   検出した押込圧力に応じて、押込体による押込量を変化させる押込量制御手段と、
   前記押込体による押込圧力が、押込途中で上限圧力に達した場合に、押込体を一旦戻して再度押込を行うように制御する押込体インチング制御手段と、
   を備えていることを特徴とする塵芥積込装置。
2. 塵芥投入室に投入された塵芥を塵芥収容室に積み込むための塵芥積込装置において、
   前記塵芥投入室に投入された塵芥を前記塵芥収容室に押し込むように駆動される押込体と、
   前記押込体による押込圧力を検出する押込圧力検出手段と、
   検出した押込圧力に応じて、押込体による押込量を変化させる押込量制御手段と、
   前記塵芥投入室内で回転することにより塵芥を持ち上げるように駆動される回転体と、
   前記回転体の持ち上げ方向への回転力が、回転途中で上限回転力に達した場合に、前記回転体を一旦逆転して再度持ち上げを行うように制御する回転体インチング制御手段と、
   を備えていることを特徴とする塵芥積込装置。

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