JPH072500A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステッピングモータが脱調しても、操作手段
の操作方向とステッピングモータの回動方向を対応させ
る。 【構成】 コントローラ３はポテンショメータ２の出力
電圧より荷役レバー１の操作位置を検出する。又、コン
トローラ３はステッピングモータ１０に設けたリミット
スイッチ２０のオン・オフ状態によりステッピングモー
タ１０が中立位置にあるか否かを検出する。そして、ス
テッピングモータ１０が中立位置にあって荷役レバー１
が中立位置にない場合、コントローラ３はステッピング
モータ１０に供給する駆動電源を停止する。その後、ス
テッピングモータ１０が中立位置にあって荷役レバー１
が中立位置にあるのを検出すると、コントローラ３は再
びステッピングモータ１０に駆動電源を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧制御装置に係り、詳
しくは荷役用コントロールバルブのスプールを駆動制御
するステッピングモータを備えた油圧制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業車両におけるフォークリフト
にはコントロールバルブが設けられている。このコント
ロールバルブのスプール移動量及びその方向を調整する
ことにより、油圧シリンダに供給される作動油の供給量
及び供給方向が決定される。又、近年コントロールバル
ブのスプールをステッピングモータにより制御する油圧
制御装置が提案されている。この油圧制御装置を図５に
示す。

【０００３】荷役レバー５１には、その操作量を検出す
るポテンショメータ５２が設けられ、ポテンショメータ
５２は荷役レバー５１の操作量を検出してコントローラ
５３に出力する。コントローラ５３は荷役レバー５１の
操作量に基づいてステッピングモータ５４を駆動制御
し、コントロールバルブ５５のスプール５６を移動させ
て荷役レバー５１の操作量に対応した目標位置に停止さ
せる。

【０００４】このスプール５６の位置に応じて作動油が
図示しない油圧シリンダに供給され、フォークが昇降す
るようになっている。又、ステッピングモータ５４は図
示しないバッテリから供給される駆動電圧（定電圧）に
よって制御されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、荷役レバー
５１を上昇方向に操作し、フォークを上昇させている途
中の図４のＡ点において、何らかの原因でステッピング
モータ５４に発生するトルクより大きな負荷がステッピ
ングモータ５４に加わるおそれがある。このとき、ステ
ッピングモータ５４のロータがあるべき位置からずれ、
ステッピングモータ５４に発生するトルクは消滅し、脱
調する。ステッピングモータ５４が脱調すると、スプー
ル５６はコントロールバルブ５５内に設けられた図示し
ないバネの力でスプール５６が中立位置に戻ってしま
う。

【０００６】その後、荷役レバー５１を中立方向に戻す
と、コントローラ５３は荷役レバー５１の操作量に対応
してステッピングモータ５４を回動制御する。この時、
ステッピングモータ５４はすでに中立位置にあるため、
荷役レバー５１が中立位置にあるにもかかわらずステッ
ピングモータ５４は中立位置から下降方向に回動してし
まう。この結果、荷役レバー５１の操作と異なってフォ
ークが下降してしまう。従って、荷役レバー５１の操作
に対応して油圧シリンダを作動させることができなくな
り、荷役作業ができなくなる問題がある。

【０００７】本発明の目的はステッピングモータが脱調
しても、操作手段の操作方向とステッピングモータの回
動方向を対応させることができる油圧制御装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、油圧装置を駆動するために操作される操
作手段と、その操作手段の操作量を検出する操作量検出
手段と、スプールが弾性部材にて中立位置に保持される
コントロールバルブと、コントロールバルブのスプール
を弾性部材の弾性力に抗して作動させるステッピングモ
ータとを備え、操作手段の操作量に応じてステッピング
モータを回動制御してコントロールバルブのスプールを
作動させ、該コントロールバルブを介して油圧装置に供
給する作動油を制御する油圧制御装置において、前記操
作量検出手段の検出結果に基づいて操作手段の操作範囲
がスプールを中立位置にするための操作範囲に有るか否
かを判断する操作位置判断手段と、前記ステッピングモ
ータの回動位置を検出する回動位置検出手段と、前記回
動位置検出手段の検出結果に基づいてステッピングモー
タの回動位置がスプールを中立位置にするための回動位
置に有るか否かを判断する回動位置判断手段と、前記両
判断手段の判断結果に基づいてステッピングモータの脱
調の有無を判定し、脱調と判定した場合には前記ステッ
ピングモータを中立位置に復帰可能な状態に制御する制
御手段とを設けたことを要旨とする。

【０００９】

【作用】このように構成された本発明は、操作位置判断
手段は油圧装置を駆動する操作手段の操作量を検出する
操作量検出手段の検出結果に基づいて操作手段の操作範
囲がスプールを中立位置にするための操作範囲に有るか
否かを判断する。回動位置検出手段はステッピングモー
タの回動位置を検出する。回動位置判断手段は回動位置
検出手段の検出結果に基づいてステッピングモータの回
動位置がスプールを中立位置にするための回動位置に有
るか否かを判断する。そして、制御手段は両判断手段の
判断結果に基づいてステッピングモータの脱調の有無を
判定し、脱調と判定した場合には前記ステッピングモー
タを中立位置に復帰可能な状態に制御する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図５に従って説明する。図１に示すように、荷役レバー
１は図示しないフォークリフトの運転席に設けられてい
る。荷役レバー１には、その操作量（角度）を検出する
ポテンショメータ２が接続されている。そして、ポテン
ショメータ２はコントローラ３に接続されている。

【００１１】又、フォークリフトにはフォークを昇降さ
せる油圧シリンダ４が設けられている。油圧シリンダ４
はコントロールバルブ５に接続されている。コントロー
ルバルブ５には、荷役用ポンプモータ６によって回転駆
動される油圧ポンプ７により、作動油が供給されてい
る。又、コントロールバルブ５内にはスプール８が摺動
可能に設けられるとともに、スプール８を常時、中立位
置に押圧保持する一対のスプリング（破線にて図示）９
が設けられている。このスプール８のスプリング９の押
圧に抗してコントロールバルブ３内を上下方向に摺動さ
せることにより、油圧ポンプ７から供給される作動油が
油圧シリンダ４に供給され、フォークが昇降するように
なっている。

【００１２】即ち、油圧シリンダ４にはスプール８の移
動位置に応じた量の作動油が供給されるようになってい
る。スプール８が中立位置にある時、油圧シリンダ４に
は作動油は供給されず、フォークはその位置が保持され
る。又、油圧シリンダ４にはスプール８の移動位置に応
じた量の作動油が供給され、その量に応じた速度でフォ
ークが昇降するようになっている。

【００１３】スプール８にはステッピングモータ１０が
リンク機構１１を介して連結されている。そして、ステ
ッピングモータ１０の回転運動がリンク機構１１によっ
て直線運動に変換され、スプール８の移動を制御するよ
うになっている。

【００１４】リンク機構１１は連結リンク１２，第一リ
ンク１３，第二リンク１４，固定軸１５及び第三リンク
１６とから構成されている。前記スプール８には連結リ
ンク１２の一端が回動可能に軸着されている。連結リン
ク１２の他端は第一リンク１３の中央部に回動可能に軸
着されている。第一リンク１３はその一端が第二リンク
１４の一端に、他端が固定軸１５に回動可能に軸着され
ている。第二リンク１４の他端には第三リンク１６の一
端に回動可能に軸着されている。第三リンク１６の他端
は略円板状に形成されている。第三リンク１６の外周の
一方には腕部１７が半径方向に突出形成され、他方には
凹部１８が形成されている。そして、腕部１７の先端が
第二リンク１４に接続されている。そして、第三リンク
１６はその中心にステッピングモータ１０の出力軸１９
が回動不能に軸着されている。

【００１５】凹部１８にはリミットスイッチ２０が配設
されている。リミットスイッチ２０は荷役レバー１が中
立位置にある時、即ちスプール８が中立位置にあるとき
にそれぞれオフ（開路）となるようになっている。そし
て、リミットスイッチ２０はステッピングモータ１０が
回動すると、第三リンク１６の凹部１８によりオン（閉
路）となる。尚、本実施例において、図３に示すように
ステッピングモータ１０が中立位置からそれぞれ１０度
回動した位置（回動位置）にあるときにリミットスイッ
チ２０がオンするようになっている。この時、スプール
７が中立位置にあって、作動油はコントロールバルブ５
から流れないようになっている。

【００１６】リミットスイッチ２０はコントローラ３に
接続されている。コントローラ３はリミットスイッチ２
０のオン又はオフの状態を検出する。そして、コントロ
ーラ３はリミットスイッチ２０のオフ状態を検出した場
合、ステッピングモータ１０が中立位置にあると判断す
るようになっている。また、コントローラ３はリミット
スイッチ２０のオン状態を検出した場合、ステッピング
モータ１０が中立位置にないと判断するようになってい
る。

【００１７】次に、油圧制御装置の電気的構成について
説明する。コントローラ３には荷役レバー１に設けられ
たポテンショメータ２が接続されている。コントローラ
３はポテンショメータ２にて検出された荷役レバー１の
操作量として操作角度を所定の電圧で入力する。尚、本
実施例においては、荷役レバー１が中立位置にある時、
コントローラ３はポテンショメータ２の出力電圧２．５
Ｖを入力する。又、荷役レバー１が上昇側に傾倒した位
置（上昇操作位置）にある時、コントローラ３はポテン
ショメータ２の出力電圧３Ｖ〜４．５Ｖの値を入力す
る。そして、荷役レバー１が下降側に傾倒した位置（下
降操作位置）にある時、コントローラ３はポテンショメ
ータ２の出力電圧０．５Ｖ〜２Ｖを入力する。従って、
コントローラ３はポテンショメータ２の出力電圧に基づ
いて荷役レバー１の操作位置を入力する。従って、コン
トローラ３はポテンショメータ２の出力電圧により、荷
役レバー１の操作位置を検出することができる。

【００１８】又、コントローラ３にはステッピングモー
タ１０が接続されている。コントローラ３はステッピン
グモータ１０に供給する駆動電圧のオン・オフを制御す
るようになっている。又、コントローラ３はステッピン
グモータ１０に正方向又は逆方向の回動方向に対応して
所定の駆動周波数に応じた駆動（パルス）信号を出力す
る。そして、ステッピングモータ１０はコントローラ３
から駆動電源が供給され、且つ駆動信号が出力される
と、その駆動信号に基づいて回転するようになってい
る。又、ステッピングモータ１０はコントローラ３から
駆動電源が供給されない場合、コントロールバルブ５内
のスプリング９の押圧力によって中立位置に押圧保持さ
れるようになっている。

【００１９】コントローラ３には図２に示すように、前
記ステッピングモータ１０を制御するための操作量−回
動位置マップが記憶されている。コントローラ３は操作
量−回動量マップにより、荷役レバー１の操作量として
ポテンショメータ２から出力される電圧を、スプール８
の位置としてステッピングモータ１０を回動位置を読み
出す。そして、コントローラ３はこの回動位置に対応し
た位置までステッピングモータ１０を駆動制御する。

【００２０】この操作量−回動位置マップにおいて、ポ
テンショメータ２に出力電圧が２．９Ｖ〜３．１Ｖの間
の値の時、即ち荷役レバー１の中立位置付近の電圧のと
き、コントローラ３はステッピングモータ１０を駆動制
御しないようになっている。即ち、２．９Ｖ〜３．１Ｖ
の間は荷役レバー１の不感帯となっており、荷役レバー
１が中立位置から少し動いただけではステッピングモー
タ１０が回動しないようになっている。

【００２１】荷役レバー１の操作量が不感帯を過ぎる
と、ステッピングモータ１０の回動位置は操作量に対応
して増加するようになっている。更に、荷役レバー１の
操作量が大きい領域では、ステッピングモータ１０が最
大回動位置に回動してスプール８を摺動させるようにな
っている。

【００２２】尚、本実施例においては、荷役レバー１の
操作量が３．２５Ｖの時にはステッピングモータ１０は
中立位置から上昇方向へ１０度の回動位置に駆動制御さ
れ、４Ｖの時にはステッピングモータ１０は中立位置か
ら６０度の回動位置に駆動制御される。又、荷役レバー
１の操作量が２．７５Ｖの時にはステッピングモータ１
０は中立位置から−１０度の回動位置に駆動制御され、
１Ｖの時にはステッピングモータ１０は中立位置から−
６０度の回動位置に駆動制御されるようになっている。

【００２３】更に、コントローラ３にはステッピングモ
ータ１０に設けられたリミットスイッチ２０が接続され
ている。コントローラ３はリミットスイッチ２０にて検
出されたステッピングモータ１０の回動位置としてリミ
ットスイッチ２０のオン・オフの状態を入力する。図３
に示すように、ステッピングモータ１０が中立位置にあ
るとき、コントローラ３はリミットスイッチ２０がオフ
状態であるのを入力する。ステッピングモータ１０が上
昇方向又は下降方向にそれぞれ１０度以上回動した場
合、コントローラ３はリミットスイッチ２０がオン状態
にあるのを入力する。従って、コントローラ３はリミッ
トスイッチ２０の状態によってステッピングモータ１０
が中立位置にあるか、上昇又は下降方向の回動位置にあ
るかを入力することができる。

【００２４】更に、コントローラ３は前記ポテンショメ
ータ２からの入力電圧とリミットスイッチ２０のオン・
オフ状態に基づいて荷役レバー１の操作位置とステッピ
ングモータ１０の回動位置とを比較するようになってい
る。そして、ポテンショメータ２の出力電圧が３．２５
Ｖ〜４．５Ｖの間、即ち荷役レバー１が上昇操作位置に
あってリミットスイッチ２０がオン状態の時、コントロ
ーラ３はステッピングモータ１０が脱調していないと判
断する。又、ポテンショメータ２の出力電圧が０．５Ｖ
〜１．７５Ｖの間、即ち荷役レバー１が下降操作位置に
あってリミットスイッチ２０がオン状態の時、コントロ
ーラ３はステッピングモータ１０が脱調していないと判
断する。

【００２５】一方、ポテンショメータ２の出力電圧が
０．５Ｖ〜１．７５Ｖの間又は３．２５Ｖ〜４．５Ｖの
間、即ち荷役レバー１が上昇操作位置又は下降操作位置
にあってリミットスイッチ２０がオフ状態の時、コント
ローラ３はステッピングモータ１０が脱調していると判
断する。この時、コントローラ３はステッピングモータ
１０に供給する駆動電圧を停止し、ステッピングモータ
１０の回動位置をリセットするようになっている。

【００２６】又、ポテンショメータ２の出力電圧が１．
７５Ｖ〜３．２５Ｖの間、即ち荷役レバー１が中立位置
にあってリミットスイッチ２０がオン状態にある時、コ
ントローラ３はステッピングモータ１０が脱調している
と判断する。この時、コントローラ３はステッピングモ
ータ１０に供給する駆動電圧を停止し、ステッピングモ
ータ１０の回動位置をリセットするようになっている。

【００２７】次に、コントローラ３はポテンショメータ
２の出力電圧を監視する。そして、ポテンショメータ２
の出力電圧が２．５Ｖ、即ち荷役レバー１が中立位置に
なった時、再びステッピングモータ１０に駆動電圧を供
給する。そして、コントローラ３はその後の荷役レバー
１の操作量に基づいてステッピングモータ１０を回動制
御するようになっている。

【００２８】次に、このように構成された油圧制御装置
の作用を説明する。作業者は荷役作業を行うために、コ
ントローラ３の電源を投入する。そして、コントローラ
３はステッピングモータ１０に駆動電源を供給する。

【００２９】次に、作業者はフォークを上昇させるため
に、荷役レバー１を上昇側に傾倒する。コントローラ３
はポテンショメータ２からの入力電圧、即ち荷役レバー
１の操作量に基づいて記憶された操作量−回動位置マッ
プからステッピングモータ１０の回動位置を読み込む。
そして、コントローラ３はステッピングモータ１０に駆
動信号を出力し、ステッピングモータ１０を回動位置へ
駆動制御する。

【００３０】そして、コントローラ３はリミットスイッ
チ２０の状態を読み込む。荷役レバー１は中立位置では
なく、且つリミットスイッチ２０がオン状態である場
合、コントローラ３はステッピングモータ１０が脱調し
ていないと判断する。そして、コントローラ３は荷役レ
バー１の操作量に基づいてステッピングモータ１０の制
御を継続する。この時、ステッピングモータ１０は中立
位置にあるので、コントロールバルブ５から油圧シリン
ダ４に作動油は供給されない。

【００３１】一方、荷役レバー１が中立位置ではなく、
且つリミットスイッチ２０がオフ状態である場合、コン
トローラ３はステッピングモータ１０が脱調していると
判断する。そして、コントローラ３はステッピングモー
タ１０に供給する駆動電源を停止する。その結果、ステ
ッピングモータ１０は荷役レバー１の操作量に基づいて
コントローラ３から駆動信号が供給されても、回転しな
い。

【００３２】作業者が荷役レバー１を中立位置に戻す
と、コントローラ３はポテンショメータ２の出力電圧を
読み込み、荷役レバー１が中立位置にあるのを検出す
る。そして、コントローラ３は再びステッピングモータ
１０に駆動電源を供給する。その後、荷役レバー１を荷
役操作すると、コントローラ３はその操作量に基づいて
ステッピングモータ１０を回動させる。従って、荷役レ
バー１の操作方向とステッピングモータ１０の回動方向
は一致する。

【００３３】又、荷役レバー１が中立位置にあって、且
つリミットスイッチ２０がオン状態にある場合、コント
ローラ３はステッピングモータ１０が脱調していると判
断する。そして、コントローラ３はステッピングモータ
１０に供給する駆動電源を停止する。その結果、ステッ
ピングモータ１０はコントロールバルブ５内のスプリン
グ９の押圧力により中立位置に移動し、リミットスイッ
チ２０はオフ状態になる。そして、荷役レバー１は中立
位置にあって、コントローラ３はリミットスイッチ２０
のオフ状態を検出すると、コントローラ３は再びステッ
ピングモータ２０に駆動電源を供給する。その後、荷役
レバー１を荷役操作すると、コントローラ３はその操作
量に基づいてステッピングモータ１０を回動させる。従
って、荷役レバー１の操作方向とステッピングモータ１
０の回動方向は一致する。

【００３４】このように本実施例の油圧制御装置におい
ては、荷役レバー１が上昇又は下降操作位置にあってス
テッピングモータ１０が中立位置にある場合、コントロ
ーラ３はステッピングモータ１０に供給する駆動電源を
停止する。そして、荷役レバー１が中立位置に戻ると、
コントローラ３はステッピングモータ１０に再び駆動電
源を供給するようにしたので、ステッピングモータ１０
が脱調した場合においても荷役レバー１の操作方向とス
テッピングモータ１０の回動方向を一致させることがで
きる。

【００３５】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 （１）上記実施例ではフォークの昇降用の油圧シリンダ
４に用いたが、他のリーチやティルト用の油圧シリンダ
に応用してもよい。又、フォークリフト以外の荷役車両
に応用してもよい。

【００３６】（２）上記実施例ではステッピングモータ
１０の中立位置を検出するのにリミットスイッチ２０を
用いたが、ステッピングモータ１０にロータリエンコー
ダ等を設けてステッピングモータ１０の中立位置を検出
するようにしてもよい。

【００３７】（３）上記実施例ではステッピングモータ
１０にリミットスイッチ２０を設けてステッピングモー
タ１０の中立位置を検出したが、リンク機構１１にポテ
ンショメータを設け、その出力に基づいてステッピング
モータ１０の中立位置を検出するようにしてもよい。
又、スプール８にスプールセンサを設け、その出力に基
づいてステッピングモータ１０の中立位置を検出するよ
うにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の油圧制御装
置によれば、ステッピングモータが脱調であると判定し
た場合にはステッピングモータを中立位置に復帰可能な
状態に制御するようにしたので、ステッピングモータが
脱調した場合においても操作手段の操作方向とステッピ
ングモータの回動方向を一致させることができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す油圧制御装置の概略構
成図である。

【図２】荷役レバーのポテンショメータの出力電圧とス
テッピングモータの回動量を示す特性図である。

【図３】ステッピングモータの回動位置とリミットスイ
ッチのオン・オフ状態を示す特性図である。

【図４】レバーの操作量とステッピングモータの回動量
との関係を示す特性図である。

【図５】従来の油圧制御装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…操作手段としての荷役レバー、２…操作量検出手段
としてのポテンショメータ、３…操作位置判断手段，回
動位置判断手段及び制御手段としてのコントローラ、４
…油圧装置をしての油圧シリンダ、５…コントロールバ
ルブ、８…スプール、９…弾性部材としてのスプリン
グ、１０…ステッピングモータ、２０…回動位置検出手
段としてのリミットスイッチ

フロントページの続き (72)発明者 成瀬 靖彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧装置を駆動するために操作される操
   作手段と、 その操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、 スプールが弾性部材にて中立位置に保持されるコントロ
   ールバルブと、 コントロールバルブのスプールを弾性部材の弾性力に抗
   して作動させるステッピングモータとを備え、操作手段
   の操作量に応じてステッピングモータを回動制御してコ
   ントロールバルブのスプールを作動させ、該コントロー
   ルバルブを介して油圧装置に供給する作動油を制御する
   油圧制御装置において、 前記操作量検出手段の検出結果に基づいて操作手段の操
   作範囲がスプールを中立位置にするための操作範囲に有
   るか否かを判断する操作位置判断手段と、 前記ステッピングモータの回動位置を検出する回動位置
   検出手段と、 前記回動位置検出手段の検出結果に基づいてステッピン
   グモータの回動位置がスプールを中立位置にするための
   回動位置に有るか否かを判断する回動位置判断手段と、 前記両判断手段の判断結果に基づいてステッピングモー
   タの脱調の有無を判定し、脱調と判定した場合には前記
   ステッピングモータを中立位置に復帰可能な状態に制御
   する制御手段とを設けた油圧制御装置。