JP2013127268A5 - 液圧式リフタ及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、液圧回路を介してアクチュエータに作動液を供給することによりアクチュエータに接続したリフト板を駆動するとともに、アクチュエータに供給する作動液の量を変更することによりリフト板の動作速度を変更可能な液圧式リフタ、及びこのような液圧式リフタを搭載した車両に関する。

この液圧式リフタ１は、図２に示すように、介護を必要とする人を搭乗させるためのリフト板２と、このリフト板２を駆動するアクチュエータ３と、駆動源たるモータＭに接続してなり前記アクチュエータ３に作動液圧を供給するための液圧ポンプ４１、及びこの液圧ポンプ４１を経て前記アクチュエータ３に流入する作動液量を変更可能にすべく開度を変更可能な弁たる比例弁４２とを備えた液圧ユニット４と、このアクチュエータ３に供給する作動液の量を制御すべく近接センサ等を用いた位置センサ７からリフタの位置などを受信し、前記モータＭの回転数及び前記比例弁４２の開度の制御をする制御装置５と、この制御装置５に接続してなり昇降動作を開始及び停止するための操作を受け付ける昇降停止操作部６１及び前記リフト板２の昇降速度を決定するための操作を受け付ける速度操作部６２を有するスイッチ６とを備えている。

前記スイッチ６の昇降停止操作部６１は、前記比例弁４２を前記中立状態、前記上昇状態及び前記下降状態のいずれとするかの選択入力を受け付ける、例えば機械式のスイッチである。さらに詳述すると、この昇降停止操作部６１は、中立位置、上昇位置及び下降位置のいずれかを選択的にとり、この昇降停止操作部６１が前記中立位置、前記上昇位置及び前記下降位置をとる場合にそれぞれ前記比例弁４２を前記中立状態、前記上昇状態及び前記下降状態とすべく、前記制御装置５にこの昇降停止操作部６１の位置を示す昇降停止信号ａを出力する。

その他、位置センサ７は前記制御装置５にリフタの現状の位置であるリフタポジションを示す位置信号ｃを出力し、完全停止スイッチ８はリフト板２が車上や地面に着地した際に前記モータＭの回転を停止させると共に前記比例弁４２の開度を全閉にさせるための停止信号ｆを前記制御装置５に出力する。完全停止スイッチ８は図２及び図３に示すようにリフト板２の底に付いており、機械式のスイッチや近接センサを用いている。また、この完全停止スイッチ８は、リフト板２が車両本体Ｃ１に完全に収納されたことを検知するセンサを利用して形成した第３のスイッチ８ａ及びリフト板２が着地したことを検知するセンサを利用して形成した第４のスイッチ８ｂを含んでいる。

前記制御装置５は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。また、この制御装置５の入力インタフェースには、前記スイッチ６の昇降停止操作部６１からの昇降停止信号ａ、速度操作部６２からの速度信号ｂ、位置センサ７からの位置信号ｃ、及びリフト板２に設けた完全停止スイッチ８からの停止信号ｆがそれぞれ入力される。一方、この制御装置５の出力インタフェースからは、前記モータＭに対して回転数を変更するための回転数信号ｄ、及び前記比例弁４２に対して開度を変更するための開閉信号ｅがそれぞれ出力される。また、メモリの所定領域には、これら各段階に対応するモータＭの回転数を予め記憶している。なお、前記モータＭの回転数は、実験により決定される値である。また、昇降速度「１」に対応する回転数は、トルクを発生させることが可能な最低回転数である。さらに、メモリの他の所定領域には、前記スイッチ６が昇降動作を開始するための操作を受け付けた際に実行され、ＣＰＵが実行することにより、前記昇降停止操作部６１からの昇降停止信号ａを取得する制御、前記速度操作部６２から速度信号ｂを取得する制御、前記位置センサ７から位置信号ｃを取得し、モータＭをトルクを発生させることが可能な最低回転数で回転させた後、前記比例弁４２を全閉状態から上昇側全開状態又は下降側全開状態に漸次変化させる制御、前記位置センサ７からの位置信号ｃにてリフタの位置を把握し、その位置に適した、また速度信号ｂに対応した前記モータＭの回転数及び前記比例弁４２の開度を目標値(実験値)に合わせ漸次変化及び維持させる制御、リフト板２の昇降が完了した際、完全停止スイッチ８からの停止信号ｆを取得し前記モータＭの回転を停止させ、前記比例弁４２の開度を全閉にする制御を行なうための昇降プログラムが内蔵されている。

検出対象であるロッド３３の先端の位置が第１の領域Ａ１にある場合、第１のスイッチ７ａは検出対象であるロッド３３の先端を検出し、第２のスイッチ７ｂは検出対象であるロッド３３の先端部を検出できない。この際、表１に示すように、第１のスイッチ７ａは検出できたため『１』、第２のスイッチ７ｂは検出できなかったため『０』と制御装置５に位置信号ｃを出力する。以下同様に、ロッド３３の先端の位置が第２の領域Ａ２にある場合、表１に示すように、第１及び第２のスイッチ７ａ、７ｂはともに検出できたためいずれも『１』と制御装置５に位置信号ｃを出力する。ロッド３３の先端の位置が第３の領域Ａ３にある場合、表１に示すように、第１のスイッチ７ａは検出できなかったため『０』、第２のスイッチ７ｂは検出できたため『１』と制御装置５に位置信号ｃを出力する。そして、ロッド３３の先端の位置が第４の領域Ａ４にある場合、第１及び第２のスイッチ７ａ、７ｂはともに検出できなかったためいずれも『０』と制御装置５に位置信号ｃを出力する。なお、以下の説明において、ロッド３３の先端の位置が第１〜第４の領域Ａ１〜Ａ４に有ることを、「リフタポジションが第１〜第４の領域Ａ１〜Ａ４にある」と称する。

さらに、昇降制御プログラムによる制御の手順を、フローチャートである図５を参照しつつ説明する。まず、前記スイッチ６の昇降停止操作部６１から、前記スイッチ６が中立位置（停止ボタン）を示すものから、下降位置（下降ボタン）、上昇位置（上昇ボタン）のいずれかに変化したかを判定する。すなわち、昇降停止操作部６１からの昇降停止信号aが下降状態と上昇状態とのいずれに変化したかを判定する（ステップＳ１）。次いで、前記スイッチ６の速度操作部６２から速度信号ｂを取得し、リフタ目標速度を判定する（ステップＳ２ａ、ステップＳ２ｂ）。リフタ目標速度が『０』である場合は、『リフタ停止モード』の制御を行う（ステップＳ１６ａ、Ｓ１６ｂ）。リフタ目標速度が『０』でない場合は、再度昇降停止操作部６１からの昇降停止信号aが停止状態かを判定する（ステップＳ３ａ、ステップＳ３ｂ）。この昇降停止信号aが停止状態である場合は『停止ボタンモード』の制御を行う（ステップＳ１７ａ、Ｓ１７ｂ）。前記昇降停止信号aが停止状態でない場合は、次いで、位置センサ７から出力される位置信号ｃを取得し第１及び第２のスイッチ７ａ、７ｂの状態からリフトポジションを判定する（ステップＳ４ａ、ステップＳ４ｂ）。昇降停止操作部６１の昇降停止信号aが下降状態を示し、リフタポジションが第１、第２の領域Ａ１、Ａ２にある場合、及び前記昇降停止信号aが上昇状態を示しリフタポジションが第４、第３の領域Ａ４，Ａ３にある場合、起動モードの作動時間Ｔ₁を経過したかを判定する。なお、作動時間Ｔ₁は実験にて決定する。また、『停止モード』『停止ボタンモード』『完全停止モード』にならない限り、起動モードの作動時間はリセットさせないよう制御されている(各リフタポジションも同様)（ステップＳ５ａ、ステップＳ５ｂ）。作動時間Ｔ₁を経過した場合は『リフタ上昇モード』の制御を行う（ステップＳ９ａ、Ｓ９ｂ）。一方、作動時間Ｔ₁を経過していない場合は『起動モード』の制御を行う（ステップＳ１２ａ、Ｓ１２ｂ）。また、昇降停止操作部６１の昇降停止信号aが下降状態を示しリフトポジションが第３の領域Ａ３にある場合及び前記昇降停止信号aが上昇状態を示しリフタポジションが第２の領域Ａ２にある場合も起動モードの作動時間
Ｔ₁を経過したかを判定する（ステップＳ６ａ、ステップＳ６ｂ）。作動時間Ｔ₁を経過した場合は『リフタ下降モード』の制御を行う（ステップＳ１０ａ、１０ｂ）。一方、作動時間Ｔ₁を経過していない場合は『起動モード』の制御を行う（ステップＳ１３ａ、Ｓ１３ｂ）。昇降停止操作部６１の昇降停止信号aが下降状態を示しリフタポジションが第４の領域Ａ４にある場合、及び前記昇降停止信号aが上昇状態を示しリフタポジションが第１の領域Ａ１にある場合は、下降状態においては完全停止スイッチ８の第４のスイッチ８ｂ、上昇状態においては完全停止スイッチ８の第３のスイッチ８ａからの停止信号ｆの状態を判定する（ステップＳ７ａ、ステップＳ７ｂ）。下降状態においては前記第４のスイッチ８ｂ、上昇状態においては前記第３のスイッチ８ａから信号が出力されている場合、すなわちリフト板２が車両本体Ｃ１の荷台又は地面に着地した場合は『完全停止モード』の制御を行う（ステップＳ１５ａ、Ｓ１５ｂ）。一方、完全停止スイッチ８から信号が出力されていない場合は起動モードの作動時間Ｔ₁を経過したかを判定する（ステップＳ８ａ、ステップＳ８ｂ）。作動時間Ｔ₁を経過した場合は『リフタ停止モード』の制御を行う（ステップＳ１１ａ、Ｓ１１ｂ）。一方、作動時間Ｔ₁を経過していない場合は『起動モード』の制御を行う（ステップＳ１４ａ、Ｓ１４ｂ）。なお、前記図５に示すように、昇降停止操作部６１からの信号が下降状態を示す場合には符号の末尾がａであるステップの制御を行う。一方、昇降停止操作部６１からの信号が上昇状態を示す場合には符号の末尾がｂであるステップの制御を行う。

『完全停止モード』の制御は、下降状態及び上昇状態において完全停止スイッチ８が機能した場合に行われる。この『完全停止モード』の制御では、リフト板２を停止させるため、モータＭの回転を停止させ、比例弁４２の開度を全閉にさせる。なお、昇降停止操作部６１の昇降停止信号aが下降状態を示す際、完全停止スイッチ８を構成する第３のスイッチ８ａは制御の範囲に含まれないものとする。同様に昇降停止操作部６１の昇降停止信号aが上昇状態を示す際の完全停止スイッチ８を構成する第４のスイッチ８ｂも制御の範囲に含まれないものとする。

『停止ボタンモード』の制御は、前記スイッチ６の速度操作部６２からの速度信号ｂが示す速度が『０』でないことを検知した後、前記スイッチ６の昇降停止操作部６１からの昇降停止信号ａが停止状態を示した場合に行われる。この『停止ボタンモード』の制御では、モータＭの回転数を目標回転数まで回転させ、後に回転を停止させる。比例弁４２は開度を全閉へ変化させる。モータＭの回転を停止させる時間、比例弁４２の開度を全閉へ漸次変化させる速度は実験にて決定する。なお『停止ボタンモード』は緊急停止を想定しており、比例弁４２の開度を全閉に変化させる速度を『停止モード』よりも速くしている。なお、昇降停止操作部６１の昇降停止信号aが下降状態に関しては比例弁４２は下降側比例弁を作動させることを意味しており、同時に上昇状態は上昇側比例弁を作動させることを意味する。また各モードに於いて、モータＭの回転数を変化させるにはＰＷＭ制御を用いており、制御装置５からは目標回転数の値に応じた周波数が出力され、比例弁４２の開度については制御装置５から目標開度に応じた電流値が出力される。

以上に述べたように、本実施形態の液圧式リフタ１の構成によれば、起動時には比例弁４２を中立状態から上昇側全開状態又は下降側全開状態に漸次変化させることにより、起動時においてアクチュエータ３に供給する作動液の量の制御を行う。その上で、リフタを速やかに動作させる必要がある場合には前記モータＭの回転数を高くしアクチュエータ３に供給する作動液の流量を大きくすることにより高速動作の制御を行う。すなわち、起動時の低速動作は比例弁４２での制御を主体に設定し、低速動作以外の動作はモータＭの回転数を主体に設定して、両者を能動的に制御することで両性能を実現する。

また、上述した実施形態では、起動時において弁を中立状態（全閉状態）から（上昇側または下降側）全開状態にする制御を完了した後モータの回転数を変更する制御を行うようにしているが、例えば、弁を中立状態（全閉状態）から（上昇側または下降側）全開状態にする制御の進行中にモータの回転数を変更する制御を行い、弁の開度が（上昇側または下降側）全開状態となると同時にモータの回転数を変更する制御を完了するようにする等、種々の制御手順を採用してよい。

加えて、上述した実施形態では、リフト板の昇降動作の完了時において、弁を（上昇側または下降側）全開状態から中立状態（全閉状態）にする制御と、モータの回転数を最低回転数に向けて漸次低下させる制御とを同時に開始し同時に完了するようにしているが、例えば、モータの回転数を最低回転数に向けて漸次低下させる制御を先に行い、モータの回転数が最低回転数に達した後弁を（上昇側または下降側）全開状態から中立状態（全閉状態）にする制御を行うようにする等、種々の制御手順を採用してもよい。

Ｃ…車両
１…液圧式リフタ
２…リフト板
３…アクチュエータ
４…液圧ユニット
４１…液圧ポンプ
４２…比例弁（弁）
５…制御装置
６…スイッチ
７…位置センサ
８…完全停止スイッチ
Ｍ…モータ