(57)【要約】【課題】  従来の技術に代わって、操作性が良く、効率的に機能するステアリング装置を提供する。【解決手段】  電動モータ23が逆転方向に駆動される際に、タンク20から作動油を吸入しステアリングシリンダ14へ向けて吐出する油圧ポンプ21と、電動モータ23が正転方向に駆動される際に、タンク20から作動油を吸入しステアリングシリンダ14へ向けて吐出する油圧ポンプ22と、電動モータ23を、車輪5を旋回させる方向に対応させて正転方向又は逆転方向に駆動制御するモータ制御装置31とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に、車輪を支持する支持部材が縦軸回りに旋回可能に設けられ、該支持部材に連結されたステアリングシリンダにて上記支持部材と共に上記車輪を旋回させる産業車両のステアリング装置であって、
駆動源としての電動モータと、上記ステアリングシリンダへ供給する作動油を貯溜するタンクと、上記電動モータに連結され、上記電動モータが正転駆動される際に上記タンクから作動油を吸入し上記ステアリングシリンダへ向けて吐出する第１の油圧ポンプと、上記電動モータに連結され、上記電動モータが逆転駆動される際に上記タンクから作動油を吸入し上記ステアリングシリンダへ向けて吐出する第２の油圧ポンプと、上記電動モータを、上記車輪を旋回させる方向に対応させて正転方向又は逆転方向に駆動制御するモータ制御装置とを備えることを特徴とする産業車両のステアリング装置。
【請求項２】
上記ステアリングシリンダは複動式シリンダであって、
上記ステアリングシリンダの一方の油室と上記第１の油圧ポンプとを接続する第１の油圧配管と、上記ステアリングシリンダの他方の油室と上記第２の油圧ポンプとを接続する第２の油圧配管とを備えると共に、上記第１の油圧配管から分岐して上記タンクに接続される第３の油圧配管と、上記第２の油圧配管から分岐して上記タンクに接続される第４の油圧配管とを備えており、
更に、上記第３の油圧配管に介設される第１の制御バルブと、上記第４の油圧配管に介設される第２の制御バルブと、上記第１及び第２の制御バルブを開閉制御するバルブ制御装置とを備え、
上記バルブ制御装置は、上記電動モータが正転駆動される際には、上記第１の制御バルブを閉弁させると共に上記第２の制御バルブを開弁させ、上記電動モータが逆転駆動される際には、上記第１の制御バルブを開弁させると共に上記第２の制御バルブを閉弁させることを特徴とする請求項１に記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項３】
車体に、上記車輪を旋回させる操作を行うためのステアリングハンドルが回転可能に設けられると共に、該ステアリングハンドルの回転操作を検出する検出器が設けられ、
上記モータ制御装置は、上記検出器による検出結果から上記車輪を旋回させる方向を判定し、これに応じて上記電動モータを正転方向又は逆転方向に駆動制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項４】
上記ステアリングハンドルと上記電動モータとの間に介設され、上記ステアリングハンドルの回転操作に伴うトルクを上記電動モータへ伝達するトルク伝達装置を備えることを特徴とする請求項３に記載の産業車両のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材と共にこれに支持される車輪を旋回させる産業車両のステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、産業車両に用いられるステアリング装置としては、ハンドル操作に応じて車輪を駆動装置により旋回させる、いわゆるパワーステアリング装置があり、電気パワーステアリング装置や油圧パワーステアリング装置が採用されている。
例えば、特許文献１に記載の技術では、前輪操舵用パワーステアリング装置に作動油を供給するメインポンプと、後輪操舵用パワーステアリング装置に作動油を供給するサブポンプとを一つの内燃機関で駆動するようにしており、又、特許文献２に記載の技術では、ハンドルの回転角度（操作角度）と車輪の転舵角度とに基づいて油圧パワーステアリング装置を制御するようにしている。更に、特許文献３に記載の技術では、車両機関で駆動されるポンプと、電動機で駆動されるポンプとを備え、何れのポンプからもシリンダ装置へ作動油を供給できるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１５０８７１号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０００６０号公報
【特許文献３】特表平１１−５０７８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような従来の技術に代わって、操作性が良く、効率的に機能するステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、車体に、車輪を支持する支持部材が縦軸回りに旋回可能に設けられ、該支持部材に連結されたステアリングシリンダにて上記支持部材と共に上記車輪を旋回させる産業車両のステアリング装置であって、駆動源としての電動モータと、上記ステアリングシリンダへ供給する作動油を貯溜するタンクと、上記電動モータに連結され、上記電動モータが正転駆動される際に上記タンクから作動油を吸入し上記ステアリングシリンダへ向けて吐出する第１の油圧ポンプと、上記電動モータに連結され、上記電動モータが逆転駆動される際に上記タンクから作動油を吸入し上記ステアリングシリンダへ向けて吐出する第２の油圧ポンプと、上記電動モータを、上記車輪を旋回させる方向に対応させて正転方向又は逆転方向に駆動制御するモータ制御装置とを備えることを特徴とする構成としている。
【０００６】
これによれば、電動モータの回転方向が正転方向であるときには第１の油圧ポンプを使って、逆転方向であるときには第２の油圧ポンプを使って、タンクからステアリングシリンダへ作動油を供給し、支持部材と共に車輪を旋回させることができる。又、車輪を旋回させないときには、電動モータを停止させておけば良いので、電力を無駄にすることがない。
【０００７】
本発明においては、上記ステアリングシリンダは複動式シリンダであって、上記ステアリングシリンダの一方の油室と上記第１の油圧ポンプとを接続する第１の油圧配管と、上記ステアリングシリンダの他方の油室と上記第２の油圧ポンプとを接続する第２の油圧配管とを備えると共に、上記第１の油圧配管から分岐して上記タンクに接続される第３の油圧配管と、上記第２の油圧配管から分岐して上記タンクに接続される第４の油圧配管とを備えており、更に、上記第３の油圧配管に介設される第１の制御バルブと、上記第４の油圧配管に介設される第２の制御バルブと、上記第１及び第２の制御バルブを開閉制御するバルブ制御装置とを備え、上記バルブ制御装置は、上記電動モータが正転駆動される際には、上記第１の制御バルブを閉弁させると共に上記第２の制御バルブを開弁させ、上記電動モータが逆転駆動される際には、上記第１の制御バルブを開弁させると共に上記第２の制御バルブを閉弁させることを特徴とする構成とすることができる。
【０００８】
これによれば、電動モータが正転駆動される際には、第１の油圧ポンプから第１の油圧配管を経由してステアリングシリンダの一方の油室に作動油が供給されると共に、ステアリングシリンダの他方の油室から第２の油圧配管、第４の油圧配管を経由してタンクに作動油が回収されるので、ステアリングシリンダのロッドが他方の油室側へ移動し、これに伴って支持部材と共に車輪を旋回させることができる。又、電動モータが逆転駆動される際には、ステアリングシリンダの一方の油室から第１の油圧配管、第３の油圧配管を経由してタンクに作動油が回収されると共に、ステアリングシリンダの他方の油室に第２の油圧ポンプから第２の油圧配管を経由して作動油が供給されるので、ステアリングシリンダのロッドが一方の油室側へ移動し、これに伴って支持部材と共に車輪を旋回させることができる。
【０００９】
又、本発明においては、車体に、上記車輪を旋回させる操作を行うためのステアリングハンドルが回転可能に設けられると共に、該ステアリングハンドルの回転操作を検出する検出器が設けられ、上記モータ制御装置は、上記検出器による検出結果から上記車輪を旋回させる方向を判定し、これに応じて上記電動モータを正転方向又は逆転方向に駆動制御することを特徴とする構成とすることができる。
【００１０】
これによれば、ステアリングハンドルの回転操作に応じて電動モータを適切に駆動することができ、運転者は、車輪を操作意図通りに旋回させることができる。
【００１１】
更に、本発明においては、上記ステアリングハンドルと上記電動モータとの間に介設され、上記ステアリングハンドルの回転操作に伴うトルクを上記電動モータへ伝達するトルク伝達装置を備えることを特徴とする構成とすることができる。
【００１２】
これによれば、ステアリングハンドルからトルク伝達装置を介して伝達されるトルクにより電動モータを駆動し、油圧ポンプを駆動することができるので、仮に電動モータを制御するモータ制御装置が故障するなどしても、ステアリングハンドルを回転操作することでステアリングシリンダを動作させて車輪を旋回させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電動モータを正転方向又は逆転方向へ駆動し、第１又は第２の油圧ポンプによってステアリングシリンダへ作動油を供給することで、支持部材と共に車輪を旋回させることができる。又、車輪を旋回させないときには、電動モータを停止させておけば良いので、電力を無駄にすることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明をカウンタバランス型フォークリフトに適用した実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示すように、このフォークリフトは、車体１の前部にマスト２が設けられており、このマスト２にフォーク３が昇降可能に支持されている。車体１の前下部には、駆動車輪としての前輪４が左右一対で設けられ、車体１の後下部には、転舵車輪としての後輪５が左右一対で設けられている。又、車体１の後部にはウエイト６が固定されている。車体１の前後方向中央部には、運転者が座乗する運転席７が設けられ、この運転席７と対向するように車体１の前部にステアリングハンドル８が回転可能に設けられている。更に、図１に示すように、車体１の前部から後部にかけてを覆うようにヘッドガード９が設けられている。
【００１６】
図２に示すように、後輪５は後輪懸架装置１０を介して車体１に設けられている。この後輪懸架装置１０は、車体１に支持されるアクスルフレーム１１と、後輪５を横軸回りに回転可能に支持し、アクスルフレーム１１の左右両端部にそれぞれ縦軸回りに旋回可能に設けられるアクスル１２と、各アクスル１２に一端が連結された左右のアーム１３と、アーム１３の他端に連結され、車体１の左右方向に動作するよう設けられたステアリングシリンダ１４とから主になっている。各アーム１３は、アクスル１２の後部に連結されると共に、ステアリングシリンダ１４のロッドの端部に連結されており、ステアリングシリンダ１４はアクスル１２の旋回軸よりも幾分後方に配置されている。
【００１７】
又、ステアリングハンドル８の回転軸には、ステアリングハンドル８の操作に伴うトルクを検出するトルクセンサ１５が設けられており、このトルクセンサ１５からの信号は後述する制御装置３０に入力される。尚、トルクセンサ１５は、ステアリングハンドル８が操作されていない状態のトルクを０として、平面視右回りに操作されるときのトルクを正の値、平面視左回りに操作されるときのトルクを負の値として検出する。更に、ステアリングハンドル８の回転軸と後述する電動モータ２３の回転軸とは図示しない減速装置を介して機械的に連結されており、ステアリングハンドル８を平面視右回りに操作すると電動モータ２３が正転方向に回転し、ステアリングハンドル８を平面視左回りに操作すると電動モータ２３が逆転方向に回転する。
【００１８】
さて、車体１には、ステアリングシリンダ１４へ給排される作動油を貯溜したタンク２０と、ステアリングシリンダ１４へ作動油を供給するための油圧ポンプ２１，２２と、両油圧ポンプ２１，２２を駆動する電動モータ２３とが搭載されている。図２に示すように、両油圧ポンプ２１，２２の吸入口は油圧配管によりタンク２０に接続されており、油圧ポンプ２１の吐出口は油圧配管Ｌ１によりステアリングシリンダ１４の平面視右側（図２においては上側）の油室に接続され、油圧ポンプ２２の吐出口は油圧配管Ｌ２によりステアリングシリンダ１４の平面視左側（図２においては下側）の油室に接続されている。油圧ポンプ２１，２２は何れも電動モータ２３の回転軸に連結されており、油圧ポンプ２１は、電動モータ２３が逆転方向へ駆動されると、タンク２０から作動油を吸入してステアリングシリンダ１４へ向けて吐出し、油圧ポンプ２２は、電動モータ２３が正転方向へ駆動されると、タンク２０から作動油を吸入してステアリングシリンダ１４へ向けて吐出する。すなわち、電動モータ２３の回転方向によって、油圧ポンプ２１又は油圧ポンプ２２の一方からステアリングシリンダ１４へ作動油が供給される。又、図２に示すように、油圧配管Ｌ１の途中には油圧配管Ｌ３が接続され、油圧配管Ｌ２の途中には油圧配管Ｌ４が接続されており、油圧配管Ｌ３，Ｌ４は何れもタンク２０に接続されている。
【００１９】
ここで、ステアリングシリンダ１４の右側の油室に油圧ポンプ２１から作動油が供給され、左側の油室からタンク２０へ作動油が回収されると、ステアリングシリンダ１４のロッドが平面視左方向へ移動する。これに伴い、左右のアクスル１２は平面視右回りに旋回し、後輪５もアクスル１２の旋回軸を中心に平面視右回りに旋回する。その結果、フォークリフトとしては、平面視左回りに旋回走行するようになる。
一方、ステアリングシリンダ１４の右側の油室からタンク２０へ作動油が回収され、左側の油室に油圧ポンプ２２から作動油が供給されると、ステアリングシリンダ１４のロッドが平面視右方向へ移動する。これに伴い、左右のアクスル１２は平面視左回りに旋回し、後輪５もアクスル１２の旋回軸を中心に平面視左回りに旋回する。その結果、フォークリフトとしては、平面視右回りに旋回走行するようになる。
【００２０】
図２に示すように、油圧配管Ｌ３の途中には制御バルブ２４が介設され、油圧配管Ｌ４の途中には制御バルブ２５が介設されている。制御バルブ２４，２５は何れもノーマルクローズ型の電磁バルブであり、非作動状態では内蔵されたバネにより閉弁されている。そして、作動状態、つまりソレノイドに所定の電圧が印加される状態となると、制御バルブ２４は開弁され、油圧配管Ｌ１側からタンク２０側への作動油の流れが許容され、又、制御バルブ２５は開弁され、油圧配管Ｌ２側からタンク２０側への作動油の流れが許容される。尚、車体１には図示しないバッテリが搭載されており、このバッテリから後述する制御装置３０を介して電動モータ２３及び制御バルブ２４，２５へ電力が供給される。
【００２１】
図３に示すように、制御装置３０は、電動モータ２３を制御するモータ制御部３１と、制御バルブ２４，２５を制御するバルブ制御部３２とを備えている。モータ制御部３１はトルクセンサ１５からの入力に基づいて電動モータ２３を正転方向又は逆転方向に駆動制御し、バルブ制御部３２はトルクセンサ１５からの入力に基づいて制御バルブ２４，２５をそれぞれ開閉制御する。
【００２２】
モータ制御部３１は、図４に示すように、トルクセンサ１５により検出されるトルクＴに対応する電圧Ｖを電動モータ２３に印加して、トルクＴが正の値である場合には電動モータ２３を正転方向に駆動し、トルクＴが負の値である場合には電動モータ２３を逆転方向に駆動する。尚、モータ制御部３１は、トルクＴが０である状態を中心とした所定のトルク範囲を不感帯をとして電動モータ２３を制御する。トルクＴが不感帯を超えると、モータ制御部３１は、トルクＴに比例した電圧Ｖを電動モータ２３に印加し、又、トルクＴが所定値Ｔ２以上となると電圧Ｖ２とし、トルクＴが所定値−Ｔ２以下となると電圧−Ｖ２とする。
【００２３】
バルブ制御部３２は、トルクセンサ１５により検出されるトルクＴが絶対値として所定値Ｔ１以下（上記の不感帯を含む）では、制御バルブ２４，２５を両方とも閉弁したままとする。そして、トルクＴが所定値Ｔ１以上となると、バルブ制御部３２は、制御バルブ２４を開弁させると共に制御バルブ２５は閉弁したままとし、又、トルクＴが所定値−Ｔ１以下となると、制御バルブ２４は閉弁したままとすると共に制御バルブ２５を開弁させる。
【００２４】
従って、運転者がステアリングハンドル８を平面視右回りに回転操作すると、電動モータ２３は正転方向に駆動され、制御バルブ２４は開弁され、制御バルブ２５は閉弁されたままとなる。これにより、油圧配管Ｌ２を通してステアリングシリンダ１４の左側の油室へ作動油が供給されると共に、右側の油室から油圧配管Ｌ１，Ｌ３を通してタンク２０へ作動油が回収され、ステアリングシリンダ１４のロッドが平面視右方向へ移動し、後輪５が平面視左回りに旋回する。
一方、ステアリングハンドル８を平面視左回りに回転操作すると、電動モータ２３は逆転方向に駆動され、制御バルブ２４は閉弁されたまま、制御バルブ２５は開弁される。これにより、油圧配管Ｌ１を通してステアリングシリンダ１４の右側の油室へ作動油が供給されると共に、左側の油室から油圧配管Ｌ２，Ｌ４を通してタンク２０へ作動油が回収され、ステアリングシリンダ１４のロッドが平面視左方向へ移動し、後輪５が平面視右回りに旋回する。
【００２５】
このような実施形態によれば、ステアリングハンドル８を平面視右回り又は平面視左回りに回転操作すると、これに対応して電動モータ２３が正転方向又は逆転方向に駆動され、制御バルブ２４，２５が開閉されるので、運転者は、左右のアクスル１２と共に後輪５を操作意図通りに旋回させることができる。又、ステアリングハンドル８を回転操作していないとき（ステアリングハンドル８を任意の状態で保持しているときなど）には、電動モータ２３は停止し、制御バルブ２４，２５は閉弁しているので、電力を無駄にすることがない。更に、ステアリングハンドル８を回転操作することで、トルク伝達装置を介して伝達されるトルクにより電動モータ２３を駆動し、油圧ポンプ２１，２２を駆動することができるので、仮に電動モータ２３を制御するモータ制御部３１が故障するなどしても、ステアリングシリンダ１４を動作させて後輪５を旋回させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るフォークリフトの側面図である。
【図２】本発明の実施形態の油圧回路図である。
【図３】本発明の実施形態の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の制御特性図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    車体
５    後輪（転舵車輪）
８    ステアリングハンドル
１０    後輪懸架装置
１２    アクスル
１４    ステアリングシリンダ
１５    トルクセンサ
２０    タンク
２１    油圧ポンプ
２２    油圧ポンプ
２３    電動モータ
２４    制御バルブ
２５    制御バルブ
３０    制御装置
３１    モータ制御部
３２    バルブ制御部
Ｌ１〜Ｌ４    油圧配管
【図１】
2006111145.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006111145.tif 000006