JPH02183318A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は流量制御装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、産業車両、例えばフォークリフトの荷役用制御
装置においては、第５図に示すようにリフトレバー４１
の操作量が操作量センサ４２にて検出され、同センサ４
２の検出値がコントローラ４３に取込まれる。そして、
コントローラ４３がリフトレバー４１の操作量に応じた
デユーティ比のパルス信号を２個の電磁式パイロット弁
４４ａ。

４４ｂに出力することによりコントロールバルブ４５０
開度を制御するようになっている。

即ち、リフトレバー４１は中立位置を挟んで上昇側及び
下降側に傾動操作可能に設けられ、コントローラ４３は
前記中立位置隣接範囲に対応する不感帯を挟んで上昇側
または下降側におけるレバー操作量に対応するデユーテ
ィ信号をいずれかのパイロット弁４４ａ、４４ｂに出力
する。これにより、コントロールバルブ４５はａ位置又
はｂ位置においてその開度が調整され、リフトシリンダ
４６が伸縮されてフォークの昇降量が調整される。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記したコントロールバルブ４５のスプール
４７は弁室４８の内壁に摺接し、移動時には両者４７．
４８に摩擦が生ずる。また、フォークを上昇させるべく
リフトレバー４１を中立位置から上昇側に移動させ、ス
プール４７がｂ位置において弁開度を増加させると、フ
ォークの負荷によりシリンダ４６からスプール４７のボ
ートに徐々に大きな油圧が加わる。同様に、リフトレバ
ー４１を上昇側においてやや中立側に戻し、フォークの
上昇速度を遅くするときには、スプール４７はｂ位置に
おいて弁開度を減少させるため、シリンダ４６からスプ
ール４７のボートに働く油圧は小さくなる。

これとは逆に、リフトレバー４１を下降側に操作すると
、スプール４７はｂ位置で弁開度を増加させ、シリンダ
４６内の作動油はフォークからの負荷により迅速にドレ
イン側に抜けてスプール４７のボートに働く油圧は小さ
なものとなる。また、リフトレバー４１を下降側におい
てやや中立側に戻し、フォークの下降速度を遅くすると
きには、スプール４７はａ位置において弁開度を減少さ
せるため、シリンダ４６からスプール４７のボートに働
く油圧は大きくなる。

従って、リフトレバー４１の操作方向によって、コント
ロールバルブ４５のスプール４７に対シ直交して働く力
が異なり、同スプール４７と弁室４８の内壁とに生ずる
摩擦力に差が発生する。これにより、リフトレバー４１
の操作方向が異なるときには、スプール４７が移動時に
受ける抵抗は異なったものとなり、これが弁開度に悪影
響を与える。よって、リフトレバー４１の操作角度に従
ってコントローラ４３がパイロット弁４４ａ。

４４ｂに出力する電流だけではリフトシリンダ４６内の
作動油の量を正確に調整することは難しく、精度の高い
フォークの昇降制御を行うことができない。

この発明は上記した問題点を解決するために成されたも
のであり、その目的は操作手段の操作方向が異なるとき
にも荷役用制御機器内の作動油の量を操作手段の操作角
度に応じて正確に制御して、精度の高い荷役動作が可能
な流量制御装置を提供することにある。

１課題を解決するための手段］ この発明は上記した目的を達成するために、往復操作可
能な操作手段と、流体の流量を弁開度によって制御する
バルブと、前記操作手段の操作量を検出する操作量検出
手段と、前記操作手段が往動操作か、復動操作かを判断
する往復動作判別手段と、前記操作手段が往動操作にお
ける操作量に対する流量データと、復動操作における操
作量に対する流量データとを記憶した記憶手段と、前記
操作手段の操作時に、操作量検出手段及び往復動作判別
手段に基いて前記記憶手段から所定の流量データを読出
し、流量データに基いて前記バルブの弁開度を調整する
バルブ制御手段とを設けたことをその要旨とする。

［作用コ 操作手段が往復操作されると、操作量検出手段にてその
操作手段の操作量が検出されるとともに、往復動作判別
手段にてその操作が往動操作か、復動操作かが判別され
る。そして、バルブ制御手段はその操作量が往動操作に
おける操作量に対する流量データを読出してバルブの弁
開度を調整する。

反対に、その操作量が往動操作に基く操作量である場合
には、バルブ制御手段は記憶手段から復動操作における
操作量に対する流量データを読出しバルブの弁開度を調
整する。

その結果、操作手段の操作量が同じであっても、その操
作量に操作するのに往動操作によるものと復動操作によ
るものでは油圧シリンダの移動速度は異なることなく、
正確に流量が調整される。

［実施例コ 以下、この発明をフォークリフトの荷役回路に具体化し
た第１の実施例を第１〜４図に従って詳述する。

第２図はリフトシリンダ１０の油圧回路を示し、同シリ
ンダ１１のロッドｌｌａが伸縮動作することによって第
１図に示すフォーク１２が昇降動作されるようになって
いる。オイルポンプ１３はりンクＴの作動油を吐出管路
１５を介して分流弁１４に吐出し、その吐出油はバルブ
としてのコントロールバルブ９に繋がる主管路１５ａと
パワーステアリング管路１５ｂとに分流される。コント
ロールバルブ９の弁室１８はこれに隣接するパイロット
操作用油室１９と挿通孔２０とを介して連通され、油室
１９内に配置したパイロットピストン２８の一端が挿通
孔２０から突出して弁室１８内のスプール２１に連結さ
れている。そして、前記弁室１８内でスプール２１を付
勢する押しバネ２２の弾性力と、油室１９内でピストン
２８を付勢する押しバネ２３の弾性力とが釣り合って、
スプール２１は常には中立位置に保持されている。

前記パワーステアリング管路１５ｂにはパイロット導入
管路２４が分岐されていて、この導入管路２４を介して
流れる作動油を減圧弁２５にて減圧してパイロット圧力
を安定させた後、下降用及び上昇用の各電磁式パイロッ
ト弁２６．２７はそれぞれの油室１９に形成した２つの
流入ボート２９．３０に対応して設けた流出ポート３１
　、３２がオリフィス３４．３５を経て戻し管路３３に
接続されている。

各パイロット弁２６．２７は常には閉鎖され、後記する
コントローラ３のデユーティ制御によって選択的に開放
される。これにより、パイロット圧油が導入管路２４か
ら油室１９内に導入される一方、同油室１９の流出ポー
１−３１．３２から流出するパイロット圧油の流量がオ
リフィス３４゜３５によって制限されてピストンヘッド
２８ａに作用するパイロット圧と押しバネ２２．２３の
弾性力とが釣り合うまでスプール２１が変位することに
なる。

従って、電磁式パイロット弁２６．２７を選択して駆動
することによって、スプール２１がａｂ位置に切換えら
れる。そして、上昇用バイロフト弁２７が励磁され、ス
プール２１がｂ位置に切換えられた時にはロッドｌｌａ
は伸長、即ちフォーク１２は上昇し、反対に下降用パイ
ロット弁２６が励磁され、スプール２１がａ位置に切換
えられた時にはロッドｌｌａは収縮し、フォクーク１２
は下降することになる。

また、この電磁式パイロット弁２６．２７に対して入力
される励磁電流のデユーティ比を制御して、いずれか一
方のパイロット弁２６，２７の開放時間を調整すること
により、スプール２１のａ。

ｂ各位面における開度が調整され、リフトシリンダ１１
に対する作動油の流出・流入量が制御される。即ち、電
磁式パイロット弁２６，２７の励磁電流のデユーティ比
を選択的に制御することによって、フォーク１２の上昇
時及び下降時の各速度を制御することができる。

次に、上記コントロールバルブ９に設けられた電磁式パ
イロット弁２６．２７を駆動制御する電気的構成を第１
図に従って説明する。

フォークリフトの運転席に設けられた操作手段としての
リフトレバー１は中立位置を基準に上昇側（上昇操作領
域）と下降側（下降操作領域）に操作可能であって、フ
ォーク１２を上昇させる場合には上昇操作領域に操作し
、反対に下降させる場合には下降操作領域に操作するよ
うになっている。また、フォーク１２の上昇速度及び下
降速度は、上昇及び下降の各操作領域におけるリフトレ
バー１の操作量によって調整されるようになっている。

そのレバー操作量はポテンショメータにて構成される操
作量検出手段としてのレバー操作量センサ２にて検出さ
れ、その検出結果としてのレバー操作量センサ２にて検
出され、その検出結果に基く信号はコントローラ３に入
力される。

コントローラ３はＡ／Ｄコンバータ４、中央処理装置（
ＣＰＵ）５、読出し専用のメモリ　（ＲＯＭ）６ａ、Ｃ
ＰＵ５の演算結果を一時記憶する読出し及び書替え可能
なメモリ　（ＲＡＭ）６ｂ、ＰＷＭ回路（パルス幅変調
回路）７等から構成されている。そして、前記レバー操
作量センサ２のアナログ検出信号はＡ／Ｄコンバータ４
にてデジタル信号に変換されて往復動作判別手段及びバ
ルブ制御手段としてのＣＰＵ５に入力される。

前記ＣＰＵ５は記憶手段としてのＲＯＭ６ａに記憶され
た制御プログラムに従って処理動作を行うようになって
おり、前記レバー操作量センサ２の検出データに基いて
その時のリフトレバー１の操作量を割り出すともに、上
昇及び下降の各操作領域においてそのリフトレバー１の
操作が上昇速度及び下降速度を上げるべく中立位置から
離れる方向への操作（往動操作）か、反対に上昇速度及
び下降速度を下げるべく中立位置側に戻す方向への操作
（復動操作）かを割り出すようになっている。そして、
ＣＰＵ５はその割り出した結果に基いてフォーク１２が
上昇及び下降していると判定した場合には、上昇用又は
下降用パイロット弁２６．２７のいずれを励磁するかを
決定するとともに、ＲＯＭ６ａに予め記憶された速度デ
ータに基いてその上昇速度又は下降速度を決定するよう
になっている。即ち、上昇の場合にはＣＰＵ５は上昇用
パイロット弁２７を励磁制御し、下降の場合には下降用
パイロット弁２６を励磁制御する。

前記ＲＯＭ５ａに記憶された速度データは第２図に示す
ように、リフトレバー１の上昇及び下降操作領域での操
作量に対するパイロット弁２６゜２７の励磁電流値の（
デユーティ比）データ（即ち、上昇速度及び下降速度の
データ）であって、本実施例では上昇及び下降の各操作
領域において、共にそれぞれ往動動作と復動動作による
操作量とで上昇速度及び下降速度が相違するようになっ
ている。

即ち、第３図に示すように、上昇操作領域において往動
操作の場合は制′ａ線ＵＬＩ〜ＵＬ５に基いて操作量に
対する上昇用パイロット弁２７の励磁電流値（デユーテ
ィ比）が決定され、反対に復動操作の場合にはＵＬ５〜
ＵＬ９に基いて操作量に対するパイロット弁２７の励磁
電流値（デユーティ比）が決定される。従って、リフト
レバー１の操作量が同じであっても、その操作量にした
際の往動操作か復動操作かによって異なることになる。

しかも、本実施例では往動操作及び復動操作の所定の操
作範囲毎に異なる制御線ＵＬＩ−ＵＬ９を設定している
。

一方、下降操作領域においても同様に、往動操作の場合
には制御線ＤＬＩ〜ＤＬ５に基いて、反対に復動操作の
場合にはＤＬ５〜ＤＬ９に基いて操作量に対応して下降
用パイロット弁２６を駆動すべき励磁電流のデユーティ
比が決定される。

ＣＰＵ５は励磁電流値（デユーティ比）を決定すると、
ＰＷＭ発生回路７を介してパイロット弁２６を励磁制御
することによりこれの開放時間を調整する。

次に、第４図に余すＣＰＵ５の処理動作を示すフローチ
ャートに従って本流量制御装置の作用について説明する
。

今、中立位置からリフトレバー１が上昇操作領域側に操
作（往動操作）されて、ステップＳ１（以下ステップを
単にＳという）でその操作量が予め定めた操作量（不感
帯）を越えたことをＣＰＵ５が判断すると、同ＣＰＵ５
はＳ２にてその時の操作量をＲＡＭ６ｂに記憶した後、
Ｓ３で２０ミリ秒待機する。２０ミリ秒が経過すると、
Ｓ４゜Ｓ５にてＣＰＵ５はその時のレバー１の操作量を
求め、その求めた操作量に基いてリフトレバー１が上昇
操作領域又は下降操作領域のどちらかの操作領域に操作
されているかを判断する。

即ち、本実施例では操作量センサ２はポテンショメータ
にて構成され、その出力電圧値はＯボルトからＶｍａｘ
の間で検出電圧■を出力するようになっていて、リフト
レバー１の中立位置の時の出力電圧ＶｃがほぼＶ　ｍａ
ｘの１／２になるように設定されている。従って、リフ
トレバー１を上昇領域において復動操作すると、検出電
圧は次第に大きくなり、反対に下降操作領域において復
動操作すると検出電圧は次第に小さくなる。

その結果、ＣＰＵ５はその時の操作量に対する検出電圧
Ｖｃと不感帯を考慮した値より大きい値の時には上昇操
作領域に、反対に検出電圧Ｖｃと不感帯を考慮した値よ
り小さい時には下降操作領域にあることがわかる。

そして、Ｓ５で上昇操作領域にあると判断すると、Ｓ６
でその求めた現在の操作量と前記２０ミリ秒前の操作量
と比較して往動操作か、復動操作かを判断する。即ち、
現在の操作量に対する検出電圧と前記２０ミリ秒前の操
作量に対する検出電圧の大小を比較し、２０ミリ秒前よ
り大きくなっている場合には往動操作と、その反対の小
さくなっている場合には復動操作と判断する。

そして、往動操作と判断すると、Ｓ７にて往動操作に基
く速度データを演算する。即ち、この場合、上昇操作領
域の往動操作における操作量に対する励磁電流値デユー
ティ比がＲＯＭ６ａに記憶した速度データ（制御線ＵＬ
Ｉ〜ＵＬ　５）に基いて演算される。続いて、Ｓ８にて
その求められたデユーティ比にて」１昇用パイロット弁
２７を励磁制御してシリンダ１０内の作動油を増加させ
、フォーク１２を上昇させる。その後、ＣＰＵ５は２０
ミリ秒毎に新たな操作量を求め、その操作量と先の操作
量とに基いて前記した動作を操り返すことにより、フォ
ーク１２の上昇速度は次第に速くなる。

今、上昇速度を若干遅くすべく、リフトレバー１を操作
、即ち中立位置側に戻したとき、Ｓ６にて復動操作であ
ることが判断され、Ｓ９にて」１昇操作領域の復動操作
における操作量に対する励磁電流のデユーティ比がＲＯ
Ｍ６ａに記憶した速度データ（制御線ＵＬ５〜ＵＬ９）
に基いて演算され、上昇用パイロット弁２７を励磁制御
する。従って、パイロット圧により、ｂ位置にあるスプ
ール２１が移動調整されてバルブ９の弁開度が減少され
、フォーク１２の上昇速度が下がる。

一方、下降操作領域でのレバー操作について述べると、
Ｓ５にてその時の操作量に対する検出電圧Ｖｃと不感帯
を考慮した値より小さくなることで下降操作領域にある
ことが判断される。そして、３１０にて現在の操作量と
２０ミリ秒前の操作量とを比較することにより往動操作
か、復動操作かを判断する。即ち、この場合には上昇操
作領域の場合とは反対に現在の操作量に対する検出電圧
より小さい場合には往動操作と、その反対に大きい場合
には復動操作と判断する。

そして、復動操作の場合には、Ｓ９において下降操作領
域の復動操作における操作量に対する励磁電流のデユー
ティ比がＲＯＭ６ａに記憶した速度データ（制御線ＤＬ
Ｉ〜ＤＬ５）に基いて演算され、Ｓ８にてその求められ
たデユーティ比にてパイロット弁２６を励磁制御する。

そして、前記と同様に下降操作領域の復動操作に基いて
ａ位置にあるスプール２１を位置調整してコントロール
バルブ９の弁開度を増加させ、フォーク１２を下降させ
る。

また、下降速度を若干遅くすべく、リフトレバー１を復
動操作、即ち中立位置側に戻したとき、Ｓ６にて復動操
作であることが判断されたのち、Ｓ９において下降操作
領域の復動操作における操作量に対する励磁電流値のデ
ユーティ比がＲＯＭ６ａに記１．ｅシた速度データ（特
性１１．％ＤＬ５〜ＤＬ９）に基いて演算され、パイロ
ット圧によりａ位置にあるスプール２１が移動調整され
てバルブ９の弁開度が減少され、フォーク１２の下降速
度が低下する。

このように、本実施例においてば、リフトレバー１の操
作量が同一であるにも拘わらず、その操作方法（往動操
作と復動操作）によってコントロールバルブ９の開度が
異なるという従来品の問題点を解決すべく、各操作方向
毎に操作角度に従ってコントローラ３がパイロット弁２
６．２７に出力する信号のデユーティ比を変化させ、レ
バー１の操作量にバルブ９の弁開度を常に追従させるよ
うにしたため、シリンダ１０内の油量が適正に保持され
、正確なフォーク１２の昇降制御が行われ得る。

また、不感帯から上昇操作領域及び下降操作領域に移行
するとき、下降開始部分の電流値の上昇を緩やかにした
ことにより、この部分ではフォーク１２の移動は微速で
行われ、昇降操作性が優れたものとなる。

［効果］ 以上詳述したように、この発明によれば操作レバー等の
操作方向が異なるときにも荷役用油圧制御機器内の作動
油の量を操作レバーの操作角度に応じて正確に制御して
、精度の高い荷役操作が可能となるという優れた効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における電気的構成を示すブロック回
路図、第２図は同じくこの発明における油圧的構成を示
す回路図、第３図はレバー操作角度とデユーティ比との
関係を示す線図、第４図はＣＰＵの作用を示すフローチ
ャート、第５図は従来例を示す油圧回路図である。 操作手段としてのリフトレバー１、操作量検出手段とし
てのレバー操作量センサ２、往復動作判断手段及びバル
ブ制御手段としてのＣＰＵ５、記憶手段としてのＲＯＭ
６ａ、コントロールバルブ９゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．往復操作可能な操作手段と、 流体の流量を弁開度によって制御するバルブと、前記操
   作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、 前記操作手段が往動操作か、復動操作かを判断する往復
   動作判別手段と、 前記操作手段が往動操作における操作量に対する流量デ
   ータと、復動操作における操作量に対する流量データと
   を記憶した記憶手段と、 前記操作手段の操作時に、操作量検出手段及び往復動作
   判別手段に基いて前記記憶手段から所定の流量データを
   読出し、流量データに基いて前記バルブの弁開度を調整
   するバルブ制御手段とを備えてなる流量制御装置。