JP6451553B2 - Industrial vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、産業車両に関するものである。 The present invention relates to an industrial vehicle.
特許文献1に開示の産業車両においては、耐圧防爆ケース内に、計器類、ディレクションスイッチ、ウインカースイッチおよびキースイッチを組み込んでいる。また、ステアリングのシャフトとの干渉を避けるための逃げ部を有している。 In the industrial vehicle disclosed in Patent Document 1, instruments, a direction switch, a blinker switch, and a key switch are incorporated in a flameproof case. Moreover, it has an escape portion to avoid interference with the steering shaft.
ところで、電動式パワーステアリングを有する防爆仕様の車両では、ステアリング操作を検出する機構も防爆性能を有している必要があるため、特許文献1に記載の耐圧防爆ケースの他にステアリング操作を検出する機構のための防爆構造が必要となり、防爆構造が複数に別れることで、スペース面で不利となる虞がある。 By the way, in an explosion-proof specification vehicle having an electric power steering, the mechanism for detecting the steering operation also needs to have explosion-proof performance. Therefore, the steering operation is detected in addition to the explosion-proof case described in Patent Document 1. An explosion-proof structure for the mechanism is required, and the explosion-proof structure is divided into a plurality of parts, which may be disadvantageous in terms of space.
本発明の目的は、電動式パワーステアリングのための機器を有する場合にも大型化を招くことなく防爆することができる産業車両を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an industrial vehicle capable of explosion-proofing without causing an increase in size even when an apparatus for electric power steering is provided.
請求項1に記載の発明では、運転席に配備されたステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵に基づいて操舵輪を舵角する電動モータと、前記運転席に配置された計器類と、前記運転席に配置されたスイッチ類と、を備えた産業車両であって、一つの防爆ケースを備え、前記防爆ケース内に、前記計器類、前記スイッチ類、前記ステアリングホイールの操舵を検出するためのステアリング操作検出機構、前記電動モータを制御するためのコントローラ、および、前記電動モータを駆動するためのモータドライバを配置してなることを要旨とする。 In the first aspect of the present invention, a steering wheel disposed in a driver's seat, an electric motor that steers a steering wheel based on steering of the steering wheel, instruments disposed in the driver's seat, and the driving An industrial vehicle including a switch disposed in a seat, and includes an explosion-proof case, and steering for detecting steering of the instrument, the switches, and the steering wheel in the explosion-proof case The gist is that an operation detection mechanism, a controller for controlling the electric motor, and a motor driver for driving the electric motor are arranged.
請求項1に記載の発明によれば、防爆ケース内に、計器類、スイッチ類、ステアリング操作検出機構、コントローラおよびモータドライバが配置され、小型なる防爆構造となる。その結果、産業車両は電動式パワーステアリングのための機器を有する場合にも大型化を招くことなく防爆することができる。 According to the first aspect of the present invention, instruments, switches, a steering operation detection mechanism, a controller, and a motor driver are arranged in the explosion-proof case, so that a compact explosion-proof structure is obtained. As a result, the industrial vehicle can be explosion-proof without causing an increase in size even when it has a device for electric power steering.
請求項2に記載のように、請求項1に記載の産業車両において、前記防爆ケース内において、前記計器類、前記スイッチ類、前記ステアリング操作検出機構、前記コントローラおよび前記モータドライバが、少なくとも1つの防爆性能のない接続手段によって接続され、配置されているとよい。 As described in claim 2, in the industrial vehicle according to claim 1, in the explosion-proof case, the instrument, the switches, the steering operation detection mechanism, the controller, and the motor driver are at least one It is good to be connected and arranged by connection means without explosion-proof performance.
請求項3に記載のように、請求項1または2に記載の産業車両において、前記ステアリング操作検出機構は、回転軸方向変更手段とトルク検出器を有し、前記ステアリングホイールの回転が伝達されるステアリングシャフトが前記回転軸方向変更手段を介して前記トルク検出器に接続されているとよい。 According to a third aspect of the present invention, in the industrial vehicle according to the first or second aspect, the steering operation detection mechanism includes a rotation axis direction changing unit and a torque detector, and the rotation of the steering wheel is transmitted. A steering shaft may be connected to the torque detector via the rotating shaft direction changing means.
請求項4に記載のように、請求項3に記載の産業車両において、前記回転軸方向変更手段は自在継手であるとよい。
請求項5に記載のように、請求項3または4に記載の産業車両において、前記防爆ケースは、上面に第1ベアリングホルダと、下面に第2ベアリングホルダとを有し、前記トルク検出器は前記第1ベアリングホルダより前記第2ベアリングホルダの近くに設けられているとよい。
As described in claim 4, in the industrial vehicle according to claim 3, the rotating shaft direction changing means may be a universal joint.
As described in claim 5, in the industrial vehicle according to claim 3 or 4, the explosion-proof case has a first bearing holder on an upper surface and a second bearing holder on a lower surface, and the torque detector is It is good to be provided near the second bearing holder from the first bearing holder.
請求項6に記載のように、請求項3に記載の産業車両において、前記トルク検出器は、前記ステアリングシャフトの回転により回転する上側ブラケットと、前記操舵輪の舵角により回転する下側ブラケットと、回転可能に支持された回転ロッドを有するポテンショメータと、前記ポテンショメータの回転ロッドに固定され、前記下側ブラケットが静止している状態において前記上側ブラケットがスプリングのバネ力に抗して回転すると回転するレバーと、を備え、防爆性能を有さない構成とするとよい。 As described in claim 6, in the industrial vehicle according to claim 3, the torque detector includes an upper bracket that rotates by rotation of the steering shaft, and a lower bracket that rotates by the steering angle of the steering wheel. A potentiometer having a rotating rod supported rotatably, and is fixed to the rotating rod of the potentiometer, and rotates when the upper bracket rotates against the spring force of the spring while the lower bracket is stationary. And a lever, and it may be configured to have no explosion-proof performance.
本発明によれば、電動式パワーステアリングのための機器を有する場合にも大型化を招くことなく防爆することができる。 According to the present invention, even when a device for electric power steering is provided, explosion prevention can be achieved without causing an increase in size.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
なお、図面において、水平面を、直交するX,Y方向で規定するとともに、上下方向をZ方向で規定している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the horizontal plane is defined by the orthogonal X and Y directions, and the vertical direction is defined by the Z direction.
図1,2に示すように、産業車両としてのリーチ型フォークリフト10(以下、フォークリフトという)は、前輪と後輪を有している。車体11の前部には左右一対のリーチレグ12が前方へ延出している。車体11の後部右部分には立席タイプの運転席(運転室)13が設けられている。運転席13において前側のインストルメントパネル11aには荷役操作等のための操作レバー14が設けられている。また、運転席13において左側に立設された収容ボックス11bの上面にはステアリングホイール(ハンドル)15が配備されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a reach-type forklift 10 (hereinafter referred to as a forklift) as an industrial vehicle has a front wheel and a rear wheel. A pair of left and right reach legs 12 extend forward at the front of the vehicle body 11. A standing type driver's seat (driver's cab) 13 is provided at the right rear portion of the vehicle body 11. In the driver's seat 13, an operation lever 14 for cargo handling operation and the like is provided on the front instrument panel 11 a. A steering wheel (handle) 15 is provided on the upper surface of the storage box 11 b that is erected on the left side of the driver's seat 13.
車体11にはマスト装置16が左右一対のリーチレグ12に沿って前後方向に移動可能に装備されている。マスト装置16には車体11の底部車幅方向中央に配設されたリーチ用駆動装置としてのリーチシリンダ(油圧シリンダ)17のピストンロッド17aが連結されている。操作レバー14のうちリーチレバーを操作することで荷役用電動モータ(図示略)の駆動によりオイルポンプからオイルコントロールバルブを介してリーチシリンダ17に作動油が供給されてピストンロッド17aが伸縮駆動されることにより、マスト装置16は所定ストローク範囲内で前後に移動する。 A mast device 16 is mounted on the vehicle body 11 so as to be movable in the front-rear direction along a pair of left and right reach legs 12. The mast device 16 is connected to a piston rod 17a of a reach cylinder (hydraulic cylinder) 17 as a reach driving device disposed in the center of the bottom of the vehicle body 11 in the vehicle width direction. By operating the reach lever of the operation lever 14, hydraulic oil is supplied from the oil pump to the reach cylinder 17 via the oil control valve by driving an electric motor for cargo handling (not shown), and the piston rod 17a is driven to extend and contract. Thus, the mast device 16 moves back and forth within a predetermined stroke range.
左右の前輪18は従動輪で左右のリーチレグ12の先端部にそれぞれ取付けられている。後側一輪が操舵輪と駆動輪を兼ねた駆動操舵輪19となっており、駆動操舵輪19は車幅方向左寄りにオフセットされて位置し、所定距離離れたその右隣には駆動操舵輪19と左右で対をなす従動輪としてのキャスタ20が設けられている。したがって本実施形態のフォークリフト10は、走行用電動モータ(図示略)の駆動により駆動操舵輪19が回転して走行する。 The left and right front wheels 18 are driven wheels and are attached to the front ends of the left and right reach legs 12, respectively. One rear wheel is a driving steering wheel 19 that serves as both a steering wheel and a driving wheel. The driving steering wheel 19 is offset to the left in the vehicle width direction, and is adjacent to the right side of the driving steering wheel 19 at a predetermined distance. A caster 20 is provided as a driven wheel that is paired with the left and right. Therefore, the forklift 10 of the present embodiment travels with the drive steering wheel 19 rotating by driving of a traveling electric motor (not shown).
フォークリフト10は電動式パワーステアリングを有する車両であって、電動モータ(パワーステアリングモータ)27の駆動によりステアリングホイール15の操舵に基づいて駆動操舵輪19が舵角される。つまり、電動式パワーステアリングは、ステアリングホイール15の操作位置に対し駆動操舵輪19の向きの差を検出して、駆動操舵輪19の向きがステアリングホイール15の操作位置になるようにその差分だけ電動モータ27でアシストするものである。また、フォークリフト10は防爆仕様のフォークリフトである。 The forklift 10 is a vehicle having an electric power steering, and the drive steering wheel 19 is steered based on the steering of the steering wheel 15 by driving an electric motor (power steering motor) 27. That is, the electric power steering detects the difference in the direction of the drive steering wheel 19 with respect to the operation position of the steering wheel 15, and is electrically driven by the difference so that the direction of the drive steering wheel 19 becomes the operation position of the steering wheel 15. The motor 27 assists. The forklift 10 is an explosion-proof forklift.
ステアリングホイール15の下には、一つの耐圧防爆ケース21が配置され、耐圧防爆ケース21は全閉構造となっている。耐圧防爆ケース21は略四角箱型をなし、側面が鉛直方向となる状態で車体(基台)11に固定されている。 One explosion-proof case 21 is disposed under the steering wheel 15, and the explosion-proof case 21 has a fully closed structure. The explosion-proof case 21 has a substantially square box shape, and is fixed to the vehicle body (base) 11 in a state where the side faces are in the vertical direction.
図3に示すように、耐圧防爆ケース21内に、計器類(ディスプレイ)22、ステアリング操作検出機構23(図4参照)、コントローラ24、モータドライバ(インバータ)25、スイッチ類としてのキースイッチ26が配置されている。計器類22は、運転席13に配置される。キースイッチ26は、運転席13に配置される。ステアリング操作検出機構23は、ステアリングホイール15の操舵を検出するためのものである。コントローラ24は、車載の機器(走行モータ、荷役モータ、電動モータ27を含む)を制御するためのものである。モータドライバ25は、走行モータ、荷役モータおよび電動モータ27を駆動するためのものである。 As shown in FIG. 3, an instrument (display) 22, a steering operation detection mechanism 23 (see FIG. 4), a controller 24, a motor driver (inverter) 25, and a key switch 26 as a switch are included in the explosion-proof case 21. Has been placed. The instrument group 22 is arranged in the driver's seat 13. The key switch 26 is disposed in the driver seat 13. The steering operation detection mechanism 23 is for detecting the steering of the steering wheel 15. The controller 24 is for controlling in-vehicle devices (including a traveling motor, a cargo handling motor, and an electric motor 27). The motor driver 25 is for driving the traveling motor, the cargo handling motor, and the electric motor 27.
つまり、計器類22、スイッチ類としてのキースイッチ26に加え、ステアリング操作検出機構23、コントローラ24、モータドライバ25を1つの耐圧防爆ケース21内に、モジュール化された状態で配置されている。耐圧防爆ケース21内の機器は耐圧防爆ケース21内で配線(結線)されており、配線材には防爆構造は不要であり、少なくとも1つの防爆性能のない接続手段(リード線等)によって接続されている。これにより、省スペース、低コストの防爆制御モジュール構造となっている。 That is, in addition to the instruments 22 and the key switches 26 as switches, the steering operation detection mechanism 23, the controller 24, and the motor driver 25 are arranged in a single explosion-proof case 21 in a modular state. The equipment in the explosion-proof case 21 is wired (connected) in the explosion-proof case 21, and the wiring material does not require an explosion-proof structure and is connected by at least one connection means (such as a lead wire) that does not have explosion-proof performance. ing. As a result, a space-saving and low-cost explosion-proof control module structure is provided.
ステアリング機構の概略構成について説明すると、図5(a),(b),(c)に示すように、可動部を大まかに分けると、ステアリングホイール15に接続する部分A1と、駆動操舵輪(タイヤ)19に接続する部分A2に分かれる。図5(a)に示すように、上側が、ステアリングホイール15と機械的に接続している部分A1であり、図5(b)に示す下側が駆動操舵輪(タイヤ)19と機械的に接続している部分A2である。図5(c)に示すように下側のスパイラルケーブルケース43は耐圧防爆ケース21に固定され動かない部分A3である。 The schematic configuration of the steering mechanism will be described. As shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, when the movable portion is roughly divided, a portion A1 connected to the steering wheel 15 and a drive steering wheel (tire) ) It is divided into a part A2 connected to 19. As shown in FIG. 5 (a), the upper side is a portion A1 mechanically connected to the steering wheel 15, and the lower side shown in FIG. 5 (b) is mechanically connected to a drive steering wheel (tire) 19. This is the portion A2. As shown in FIG. 5C, the lower spiral cable case 43 is a portion A3 that is fixed to the explosion-proof case 21 and does not move.
図4,5に示すように、ステアリングホイール15にはステアリングシャフト44が固定され、ステアリングシャフト44にステアリングホイール15の回転が伝達される。
ステアリング操作検出機構23は、回転軸方向変更手段としての自在継手28と、トルク検出器29を有する。ステアリングシャフト44は自在継手28を介してトルク検出器29と接続されている。トルク検出器29は、トルクを検出するための検出軸45(図5参照)を備えている。検出軸45は鉛直方向に延び、ステアリングシャフト44は鉛直方向に対し所定角度θ1だけ斜めに延びている。ステアリングホイール15の回転は、自在継手28によって回転軸方向を変えてステアリングシャフト44の回転を検出軸45に伝える。
As shown in FIGS. 4 and 5, a steering shaft 44 is fixed to the steering wheel 15, and the rotation of the steering wheel 15 is transmitted to the steering shaft 44.
The steering operation detection mechanism 23 includes a universal joint 28 as a rotation axis direction changing unit and a torque detector 29. The steering shaft 44 is connected to the torque detector 29 via the universal joint 28. The torque detector 29 includes a detection shaft 45 (see FIG. 5) for detecting torque. The detection shaft 45 extends in the vertical direction, and the steering shaft 44 extends obliquely by a predetermined angle θ1 with respect to the vertical direction. The rotation of the steering wheel 15 changes the rotation axis direction by the universal joint 28 and transmits the rotation of the steering shaft 44 to the detection shaft 45.
自在継手28は、自在軸継手を2組組み合わせて構成しており、中間にある中間軸28aの両端に自在軸継手(リンク)28b,28cが設けられている。ステアリングシャフト44が上側の自在軸継手28bに連結され、検出軸45が下側の自在軸継手28cに連結されている。 The universal joint 28 is configured by combining two sets of universal shaft joints, and universal shaft joints (links) 28b and 28c are provided at both ends of the intermediate shaft 28a in the middle. The steering shaft 44 is connected to the upper universal joint 28b, and the detection shaft 45 is connected to the lower universal joint 28c.
図5に示すようにステアリングホイール15が水平面に対し所定の角度θ2だけ斜めに配置されている。このように、ステアリングホイール15が水平面に対し斜めに配置される場合において、耐圧防爆ケース21内に省スペースで搭載でき、取り付け角度が検出部に対して斜めに配置される機台にも適応しやすい。つまり、防爆仕様のフォークリフトに適応しており、一つの耐圧防爆ケース21内に計器類22、スイッチ類としてのキースイッチ26、ステアリング操作検出機構23、コントローラ24、モータドライバ25を集約している。 As shown in FIG. 5, the steering wheel 15 is disposed obliquely with respect to the horizontal plane by a predetermined angle θ2. As described above, when the steering wheel 15 is disposed obliquely with respect to the horizontal plane, the steering wheel 15 can be mounted in a space-saving manner in the explosion-proof explosion-proof case 21, and is also applicable to a machine base in which the mounting angle is disposed obliquely with respect to the detection unit. Cheap. That is, it is adapted to an explosion-proof forklift, and the instrument 22, the key switch 26 as a switch, the steering operation detection mechanism 23, the controller 24, and the motor driver 25 are integrated in one explosion-proof explosion-proof case 21.
図4,5に示すように、ステアリングホイール15の下の耐圧防爆ケース21の上面には防爆型の第1ベアリングホルダ30が配置され、ステアリングシャフト44は耐圧防爆ケース21の上面を貫通するとともに第1ベアリングホルダ30内のベアリングにより回転可能に支持されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, an explosion-proof first bearing holder 30 is disposed on the upper surface of the explosion-proof case 21 below the steering wheel 15, and the steering shaft 44 penetrates the upper surface of the explosion-proof case 21 and A bearing in one bearing holder 30 is rotatably supported.
図5に示すように、トルク検出器29は、検出軸45に連結された上側ブラケット31と、下側ブラケット32と、スプリング33と、ポテンショメータ34と、レバー35を備え、防爆性能を有さない構成である。平板状の上側ブラケット31と平板状の下側ブラケット32とが水平に、かつ対向するように上下に配置されている。上側ブラケット31は検出軸45に連結されている。よって、ステアリングホイール15の操舵により上側ブラケット31が回転する。一方、下側ブラケット32はシャフト41に連結されている。ステアリング操作検出機構23(トルク検出器29)の下における耐圧防爆ケース21の下面には防爆型の第2ベアリングホルダ42が配置され、シャフト41は耐圧防爆ケース21の下面を貫通するとともに第2ベアリングホルダ42内のベアリングにより回転可能に支持されている。シャフト41は駆動操舵輪19に機械的に連結されている。よって、駆動操舵輪19の舵角により下側ブラケット32が回転する。 As shown in FIG. 5, the torque detector 29 includes an upper bracket 31, a lower bracket 32, a spring 33, a potentiometer 34, and a lever 35 connected to the detection shaft 45, and has no explosion-proof performance. It is a configuration. The flat upper bracket 31 and the flat lower bracket 32 are arranged vertically so as to face each other horizontally. The upper bracket 31 is connected to the detection shaft 45. Therefore, the upper bracket 31 is rotated by the steering of the steering wheel 15. On the other hand, the lower bracket 32 is connected to the shaft 41. An explosion-proof second bearing holder 42 is disposed on the lower surface of the explosion-proof case 21 under the steering operation detection mechanism 23 (torque detector 29), and the shaft 41 penetrates the lower surface of the explosion-proof case 21 and the second bearing. A bearing in the holder 42 is rotatably supported. The shaft 41 is mechanically connected to the drive steering wheel 19. Therefore, the lower bracket 32 is rotated by the steering angle of the drive steering wheel 19.
このように、耐圧防爆ケース21は、上面に第1ベアリングホルダ30と、下面に第2ベアリングホルダ42とを有し、トルク検出器29は第1ベアリングホルダ30より第2ベアリングホルダ42の近くに設けられている。 Thus, the explosion-proof case 21 has the first bearing holder 30 on the upper surface and the second bearing holder 42 on the lower surface, and the torque detector 29 is closer to the second bearing holder 42 than the first bearing holder 30. Is provided.
スプリング33は円筒状のコイルスプリングであって、上側ブラケット31の中心部と下側ブラケット32の中心部との間に立設された状態で配置されている。図5,6に示すように、上側ブラケット31の外周部には、下方に向かって延びるピン36が固定されている。一方、下側ブラケット32の外周部には、上方に向かって延びるピン37が固定されている。図6に示すように、スプリング33の一端はピン36に係合するとともにスプリング33の他端がピン37に係合している。駆動操舵輪19に機械的に連結されている下側ブラケット32に対し、ステアリングホイール15に機械的に連結されている上側ブラケット31はステアリングホイール15の操舵に伴い回転する。スプリング33のバネ力に抗して上側ブラケット31と下側ブラケット32とは相対的な角度を広げることができる。 The spring 33 is a cylindrical coil spring, and is arranged in a state of being erected between the center portion of the upper bracket 31 and the center portion of the lower bracket 32. As shown in FIGS. 5 and 6, a pin 36 extending downward is fixed to the outer peripheral portion of the upper bracket 31. On the other hand, a pin 37 extending upward is fixed to the outer peripheral portion of the lower bracket 32. As shown in FIG. 6, one end of the spring 33 engages with the pin 36 and the other end of the spring 33 engages with the pin 37. The upper bracket 31 mechanically connected to the steering wheel 15 is rotated with the steering of the steering wheel 15 with respect to the lower bracket 32 mechanically connected to the drive steering wheel 19. The upper bracket 31 and the lower bracket 32 can increase the relative angle against the spring force of the spring 33.
図4に示すように、下側ブラケット32の上面における外周部にはブラケット38が立設されている。ブラケット38は帯板をU字状に曲げることにより構成され、両端が下側ブラケット32の上面に固定されている。ブラケット38の上面においてポテンショメータ34が取り付けられている。図4に示すように、ポテンショメータ34は、回転可能に支持された回転ロッド39を有し、回転ロッド39はブラケット38を貫通して下方に延びている。回転ロッド39にはレバー35(図6参照)が固定されている。レバー35は水平方向に延び、先端にはU字状の切欠き35aが形成されている。一方、上側ブラケット31の外周部には、下方に延びるピン40が固定されている。図6(a)に示すように、ピン40はレバー35の切欠き35aに挿入されている。下側ブラケット32が静止している状態において上側ブラケット31がスプリング33のバネ力に抗して回転すると、ピン40も回転して、レバー35が回転してこの回転がポテンショメータ34において電気信号に変換される。ポテンショメータ34は、耐圧防爆ケース21に固定されたスパイラルケーブルケース43内のスパイラルケーブルと接続されている。 As shown in FIG. 4, a bracket 38 is erected on the outer peripheral portion of the upper surface of the lower bracket 32. The bracket 38 is configured by bending a belt plate into a U shape, and both ends are fixed to the upper surface of the lower bracket 32. A potentiometer 34 is attached to the upper surface of the bracket 38. As shown in FIG. 4, the potentiometer 34 has a rotating rod 39 that is rotatably supported. The rotating rod 39 extends downward through the bracket 38. A lever 35 (see FIG. 6) is fixed to the rotating rod 39. The lever 35 extends in the horizontal direction, and a U-shaped notch 35a is formed at the tip. On the other hand, a pin 40 extending downward is fixed to the outer peripheral portion of the upper bracket 31. As shown in FIG. 6A, the pin 40 is inserted into the notch 35 a of the lever 35. When the upper bracket 31 rotates against the spring force of the spring 33 while the lower bracket 32 is stationary, the pin 40 also rotates and the lever 35 rotates, and this rotation is converted into an electrical signal by the potentiometer 34. Is done. The potentiometer 34 is connected to a spiral cable in a spiral cable case 43 fixed to the explosion-proof case 21.
そして、ステアリングホイール15が操舵されるとステアリングシャフト44が回転し、その回転は自在継手28を介して回転軸方向が変えられて上側ブラケット31が回転する。一方、駆動操舵輪19が電動モータ27により舵角されると下側ブラケット32も回転する。ポテンショメータ34は、上側ブラケット31と下側ブラケット32との相対位置を検出し、その検出結果に基づいて上側ブラケット31と下側ブラケット32との相対位置を一致させるべくコントローラ24は電動モータ27をフィードバック制御する。詳しくは、コントローラ24はモータドライバ25に指令信号を送出してモータドライバ25により電動モータ27が駆動される。 Then, when the steering wheel 15 is steered, the steering shaft 44 is rotated, and the rotation is changed in the direction of the rotation axis via the universal joint 28 and the upper bracket 31 is rotated. On the other hand, when the drive steering wheel 19 is steered by the electric motor 27, the lower bracket 32 also rotates. The potentiometer 34 detects the relative position between the upper bracket 31 and the lower bracket 32, and the controller 24 feeds back the electric motor 27 in order to match the relative position between the upper bracket 31 and the lower bracket 32 based on the detection result. Control. Specifically, the controller 24 sends a command signal to the motor driver 25, and the electric motor 27 is driven by the motor driver 25.
次に、作用について説明する。
図6(a),(b),(c)は、ニュートラル時(中立位置)である。つまり、ステアリングホイール15と駆動操舵輪(タイヤ)19の位置が一致している状態である。
Next, the operation will be described.
6A, 6B, and 6C show the neutral time (neutral position). That is, the steering wheel 15 and the drive steering wheel (tire) 19 are in the same position.
図6(b)に示すように、中立位置では、上側ブラケット31と下側ブラケット32が共に動いていない状態である。図6(c)に示すように、レバー35も中立位置となる。
図7(a),(b),(c)は、ステアリングホイール15を例えば左へ10度回転した状態を示している。即ち、図4においてP1で示す位置からP2で示す位置にステアリングホイール15を角度θ20だけ回転した状態を示している。
As shown in FIG. 6B, the upper bracket 31 and the lower bracket 32 are not moving at the neutral position. As shown in FIG. 6C, the lever 35 is also in the neutral position.
FIGS. 7A, 7B, and 7C show a state in which the steering wheel 15 is rotated 10 degrees to the left, for example. That is, FIG. 4 shows a state in which the steering wheel 15 is rotated by an angle θ20 from the position indicated by P1 to the position indicated by P2.
図7(b)に示すように、上側ブラケット31のみ回転して上側ブラケット31と下側ブラケット32とが10度開く。このとき、スプリング33のバネ力に抗してステアリングホイール15を回すことによりスプリング33の両端が開く。つまり、ステアリングホイール15を回すのに力が必要になる。図7(c)に示すように、下側ブラケット32は駆動操舵輪(タイヤ)19に繋がっているため、動かない。つまり、ポテンショメータ34の位置もそのままである。一方、上側ブラケット31はステアリングホイール15と共に左へ回るため、レバー35は右へ回る。これによりポテンショメータ34の出力(電圧)が変化する。 As shown in FIG. 7B, only the upper bracket 31 rotates and the upper bracket 31 and the lower bracket 32 open 10 degrees. At this time, both ends of the spring 33 are opened by turning the steering wheel 15 against the spring force of the spring 33. That is, a force is required to turn the steering wheel 15. As shown in FIG. 7C, the lower bracket 32 does not move because it is connected to the drive steering wheel (tire) 19. That is, the position of the potentiometer 34 remains unchanged. On the other hand, since the upper bracket 31 rotates to the left together with the steering wheel 15, the lever 35 rotates to the right. As a result, the output (voltage) of the potentiometer 34 changes.
そして、ポテンショメータ34の出力(電圧)の変化をコントローラ24が検知し、ポテンショメータ34の出力がニュートラル時となるように、電動モータ27が動作し駆動操舵輪(タイヤ)19が回る。 Then, the controller 24 detects a change in the output (voltage) of the potentiometer 34, and the electric motor 27 operates so that the drive steering wheel (tire) 19 rotates so that the output of the potentiometer 34 becomes neutral.
図8(a),(b),(c)は、駆動操舵輪(タイヤ)19が所定量だけ回転して状態を示している。
下側ブラケット32は駆動操舵輪(タイヤ)19に繋がっているため、駆動操舵輪(タイヤ)19と共に左へ回り、レバー35は元の角度、即ち、中立位置に戻る。
FIGS. 8A, 8B, and 8C show a state in which the drive steering wheel (tire) 19 is rotated by a predetermined amount.
Since the lower bracket 32 is connected to the drive steering wheel (tire) 19, it rotates to the left together with the drive steering wheel (tire) 19, and the lever 35 returns to the original angle, that is, the neutral position.
このようにして、ステアリングホイール15の操舵に基づいて電動モータ27により駆動操舵輪19が舵角される。
一般的には、ステアリングホイールのすぐ下にトルク検出器が搭載される。しかし、防爆仕様では、ポテンショメータを防爆構造としなければならない。
In this manner, the drive steering wheel 19 is steered by the electric motor 27 based on the steering of the steering wheel 15.
Generally, a torque detector is mounted just below the steering wheel. However, in the explosion-proof specification, the potentiometer must have an explosion-proof structure.
ポテンショメータ単体を防爆構造とするのは困難で、ステアリング操作検出機構(トルク検出器)のみを防爆構造とするのはスペース・コスト面でも不利となる。
本実施形態では、ステアリングホイール15とステアリング操作検出機構23(トルク検出器29)の間に、自在継手28を配置し、耐圧防爆ケース21は、コントローラ24、モータドライバ25と共用することにより、耐圧防爆ケース21内に集約できる機構としている。
It is difficult to make the potentiometer alone an explosion-proof structure, and it is disadvantageous in terms of space and cost to make only the steering operation detection mechanism (torque detector) an explosion-proof structure.
In the present embodiment, a universal joint 28 is disposed between the steering wheel 15 and the steering operation detection mechanism 23 (torque detector 29), and the explosion-proof case 21 is shared with the controller 24 and the motor driver 25, thereby The mechanism can be integrated in the explosion-proof case 21.
これにより、省スペース、低コストが図られる。また、制御にかかわる電気機器が1つの耐圧防爆ケース21のみで搭載が可能である。さらに、耐圧防爆ケース21内の機器の接続は、防爆構造で要求されるキャブタイヤケーブルを使用しなくて済む。さらには、単体で防爆仕様を満たしていないセンサ(トルク検出用のポテンショメータ34)も使用可能である。 Thereby, space saving and low cost are achieved. In addition, the electrical equipment involved in the control can be mounted with only one explosion-proof case 21. Furthermore, the connection of equipment in the explosion-proof case 21 does not require the use of a cabtyre cable that is required for an explosion-proof structure. Further, a sensor that does not satisfy the explosion-proof specification as a single unit (potentiometer 34 for torque detection) can be used.
また、ステアリングホイール15が検出部に対して斜めに配置される機台にも適応しやすい。具体的には、ポテンショメータ34、上下のブラケット31,32を水平に設置する場合において、自在継手28で回転軸方向を変えて回転軸方向を鉛直方向にしてトルク検出器29につなぐことができる。そして、ポテンショメータ34、上下のブラケット31,32を耐圧防爆ケース21内に収容する上で耐圧防爆ケース21のコンパクト化が図られる。 Moreover, it is easy to adapt to a machine base in which the steering wheel 15 is disposed obliquely with respect to the detection unit. Specifically, when the potentiometer 34 and the upper and lower brackets 31 and 32 are installed horizontally, the universal joint 28 can be connected to the torque detector 29 by changing the direction of the rotation axis so that the direction of the rotation axis is vertical. Further, when the potentiometer 34 and the upper and lower brackets 31 and 32 are accommodated in the explosion-proof case 21, the explosion-proof case 21 can be made compact.
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)フォークリフト10の構成として、ステアリングホイール15と、ステアリングホイール15の操舵に基づいて操舵輪としての駆動操舵輪19を舵角する電動モータ27と、計器類22と、スイッチ類としてのキースイッチ26を備える。フォークリフト10は、一つの防爆ケースとしての耐圧防爆ケース21を備え、耐圧防爆ケース21内に、計器類22、キースイッチ26、ステアリング操作検出機構23、電動モータ27を制御するためのコントローラ24、および、電動モータ27を駆動するためのモータドライバ25が配置されている。よって、小型なる防爆構造となる。その結果、電動式パワーステアリングのための機器を有する場合にも大型化を招くことなく防爆することができる。これにより、省スペース、コストダウンを図ることができるとともにモジュール化が達成される。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) As a configuration of the forklift 10, a steering wheel 15, an electric motor 27 that steers a drive steering wheel 19 as a steering wheel based on steering of the steering wheel 15, an instrument 22, and a key switch as a switch 26. The forklift 10 includes a pressure-proof explosion-proof case 21 as one explosion-proof case. Inside the pressure-proof explosion-proof case 21, a controller 24 for controlling instruments 22, a key switch 26, a steering operation detection mechanism 23, an electric motor 27, and A motor driver 25 for driving the electric motor 27 is disposed. Therefore, it becomes a small explosion-proof structure. As a result, even when a device for electric power steering is provided, the explosion can be prevented without increasing the size. Thereby, space saving and cost reduction can be achieved, and modularization is achieved.
(2)本実施形態では、コントローラ24は、走行モータ、荷役モータ、電動式パワーステアリング用の電動モータ27を含む車載の機器を制御するためのものであり、モータドライバ25は、走行モータ、荷役モータおよび電動モータ27を駆動するためのものである。よって、以下の効果を奏する。従来、フォークリフトを動作させるためには、コントローラ、モータドライバ(インバータ)が構成として必須であるため、別に防爆構造が必要となる。さらに、電動式パワーステアリングを有する車両では、ステアリング操作を検出する機構も必須であるため、更に別で防爆構造が必要となる。防爆構造が複数に別れることで、スペース・コスト面で不利となる。本実施形態では、車両動作のための機器および電動式パワーステアリングのための機器を有する場合にも大型化を招くことなく防爆することができる。 (2) In the present embodiment, the controller 24 is for controlling in-vehicle devices including a travel motor, a cargo handling motor, and an electric motor 27 for electric power steering, and the motor driver 25 is a travel motor, cargo handling. This is for driving the motor and the electric motor 27. Therefore, the following effects are produced. Conventionally, in order to operate a forklift, a controller and a motor driver (inverter) are indispensable as components, and therefore an explosion-proof structure is required separately. Further, in a vehicle having an electric power steering, a mechanism for detecting a steering operation is also essential, and therefore an explosion-proof structure is required. Dividing the explosion-proof structure into multiple parts is disadvantageous in terms of space and cost. In the present embodiment, even when a device for vehicle operation and a device for electric power steering are provided, the explosion can be prevented without causing an increase in size.
(3)耐圧防爆ケース21内において、計器類22、キースイッチ26、ステアリング操作検出機構23、コントローラ24およびモータドライバ25が、少なくとも1つの防爆性能のない接続手段によって接続され、配置されている。よって、モジュール化(共通化)された状態で配置でき、さらに、安価な接続手段で必要な防爆性能を達成できる。即ち、耐圧防爆ケース21内の部品間の接続が容易となるとともに小型化を容易に行うことができる。 (3) In the explosion-proof case 21, the instruments 22, the key switch 26, the steering operation detection mechanism 23, the controller 24, and the motor driver 25 are connected and arranged by at least one connection means having no explosion-proof performance. Therefore, it can arrange | position in the state modularized (commonization), and also can achieve a required explosion-proof performance with an inexpensive connection means. That is, the connection between the components in the explosion-proof case 21 is facilitated and the size can be easily reduced.
(4)ステアリング操作検出機構23は、回転軸方向変更手段としての自在継手28とトルク検出器29を有し、ステアリングホイール15の回転が伝達されるステアリングシャフト44が自在継手28を介してトルク検出器29に接続されているので、ステアリングホイール15が斜めに配置される場合にも対応できる。 (4) The steering operation detection mechanism 23 includes a universal joint 28 as a rotation axis direction changing means and a torque detector 29, and the steering shaft 44 to which the rotation of the steering wheel 15 is transmitted detects the torque via the universal joint 28. Since it is connected to the device 29, it is possible to cope with the case where the steering wheel 15 is disposed obliquely.
(5)耐圧防爆ケース21は、上面に第1ベアリングホルダ30と、下面に第2ベアリングホルダ42とを有し、トルク検出器29は第1ベアリングホルダ30より第2ベアリングホルダ42の近くに設けられている。よって、体格の比較的大きなトルク検出器29を耐圧防爆ケース21の下部に設けることで、耐圧防爆ケース21内における他部品の配置自由度が向上する。 (5) The explosion-proof case 21 has a first bearing holder 30 on the upper surface and a second bearing holder 42 on the lower surface, and the torque detector 29 is provided closer to the second bearing holder 42 than the first bearing holder 30. It has been. Therefore, by providing the torque detector 29 having a relatively large physique below the explosion-proof case 21, the degree of freedom of arrangement of other components in the explosion-proof case 21 is improved.
(6)トルク検出器29は、ステアリングシャフト44の回転により回転する上側ブラケット31と、駆動操舵輪19の舵角により回転する下側ブラケット32と、回転可能に支持された回転ロッド39を有するポテンショメータ34と、ポテンショメータ34の回転ロッド39に固定され、下側ブラケット32が静止している状態において上側ブラケット31がスプリング33のバネ力に抗して回転すると回転するレバー35と、を備え、防爆性能を有さない。よって、トルク検出器29自体を防爆にしなくてもよいため、コスト上有利である。 (6) The torque detector 29 is a potentiometer having an upper bracket 31 that rotates by the rotation of the steering shaft 44, a lower bracket 32 that rotates by the steering angle of the drive steering wheel 19, and a rotating rod 39 that is rotatably supported. 34 and a lever 35 that is fixed to the rotary rod 39 of the potentiometer 34 and rotates when the upper bracket 31 rotates against the spring force of the spring 33 in a state where the lower bracket 32 is stationary. Does not have. Therefore, the torque detector 29 itself need not be explosion-proof, which is advantageous in terms of cost.
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・耐圧防爆構造のケース21としたが、耐塵構造や耐水構造のケースであってもよい。
・産業車両としてリーチ型フォークリフト10に適用したが、例えば建設機械等の他の産業車両に適用してもよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
Although the case 21 has a flameproof structure, it may be a dustproof structure or a waterproof structure.
-Although it applied to the reach type forklift 10 as an industrial vehicle, you may apply to other industrial vehicles, such as a construction machine, for example.
10…フォークリフト、13…運転席、15…ステアリングホイール、19…駆動操舵輪、21…耐圧防爆ケース、22…計器類、23…ステアリング操作検出機構、24…コントローラ、25…モータドライバ、26…キースイッチ、27…電動モータ、28…自在継手、29…トルク検出器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Forklift, 13 ... Driver's seat, 15 ... Steering wheel, 19 ... Drive steering wheel, 21 ... Explosion-proof case, 22 ... Instrument, 23 ... Steering operation detection mechanism, 24 ... Controller, 25 ... Motor driver, 26 ... Key Switch, 27 ... Electric motor, 28 ... Universal joint, 29 ... Torque detector.
Claims (6)
前記ステアリングホイールの操舵に基づいて操舵輪を舵角する電動モータと、
前記運転席に配置された計器類と、
前記運転席に配置されたスイッチ類と、
を備えた産業車両であって、
一つの防爆ケースを備え、
前記防爆ケース内に、前記計器類、前記スイッチ類、前記ステアリングホイールの操舵を検出するためのステアリング操作検出機構、前記電動モータを制御するためのコントローラ、および、前記電動モータを駆動するためのモータドライバを配置してなることを特徴とする産業車両。 A steering wheel deployed in the driver's seat;
An electric motor that steers the steered wheel based on steering of the steering wheel;
Instruments arranged in the driver's seat;
Switches arranged in the driver's seat;
An industrial vehicle with
With one explosion-proof case,
In the explosion-proof case, the instruments, the switches, a steering operation detection mechanism for detecting steering of the steering wheel, a controller for controlling the electric motor, and a motor for driving the electric motor An industrial vehicle comprising a driver.
前記ステアリングシャフトの回転により回転する上側ブラケットと、
前記操舵輪の舵角により回転する下側ブラケットと、
回転可能に支持された回転ロッドを有するポテンショメータと、
前記ポテンショメータの回転ロッドに固定され、前記下側ブラケットが静止している状態において前記上側ブラケットがスプリングのバネ力に抗して回転すると回転するレバーと、
を備え、防爆性能を有さないことを特徴とする請求項3に記載の産業車両。 The torque detector is
An upper bracket that rotates by rotation of the steering shaft;
A lower bracket that rotates according to the steering angle of the steered wheel;
A potentiometer having a rotating rod rotatably supported;
A lever that is fixed to a rotating rod of the potentiometer and rotates when the upper bracket rotates against the spring force of a spring in a state where the lower bracket is stationary;
The industrial vehicle according to claim 3, comprising no explosion-proof performance.
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