(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵ又はマイコンに対するスイッチ接続用のインターフェイスと、ポテンショメータ接続用のインターフェイスとして機能し、端子の数が４個のインターフェイス回路を備え、
前記インターフェイス回路は、前記４個の端子として第１の電源端子と、第２の電源端子と、入力端子と、グランド端子とを備え、前記入力端子は入力電圧のノイズ除去フィルタとして機能するコンデンサと、前記コンデンサの電荷を放電する際の電流制限用の抵抗と、ハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗とに接続されており、
前記インターフェイス回路にスイッチを接続する場合、前記第１の電源端子と入力端子とがプリント基板の外部で接続されるとともに、前記第１の電源端子とグランド端子との間にスイッチが接続され、
前記インターフェイス回路にポテンショメータを接続する場合、前記第２の電源端子とグランド端子との間にポテンショメータの両端が接続されるとともに、前記入力端子にポテンショメータの出力端子が接続されるプリント基板。
【請求項２】
前記ＣＰＵ又はマイコンはフォークリフトの荷役装置の制御装置として使用される請求項１に記載のプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に係り、詳しくは、例えば産業車両の制御装置を構成するＣＰＵ又はマイコンに対する外部機器としてのスイッチ及びポテンショメータ接続用のインターフェイスを備えたプリント基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
荷役作業を行う産業車両、例えばフォークリフトでは、リフトシリンダ及びティルトシリンダを備えており、リフトシリンダ及びティルトシリンダは油圧回路により駆動される。油圧回路にはリフト用制御弁及びティルト用制御弁が設けられ、車両の仕様により両制御弁として手動操作の制御弁（手動操作弁）が用いられる場合と、電磁比例制御弁が用いられる場合と、手動操作弁及び電磁比例制御弁が混在して用いられる場合とがある。
【０００３】
電磁比例制御弁が用いられる場合は、油圧回路の制御装置は、ティルトレバーやリフトレバーの基準位置（中立位置）からの操作量の検出信号に基づいて、対応する電磁比例制御弁を各レバーの操作量に対応した開度に制御する。そして、操作量の検出にはポテンショメータが使用されているため、ポテンショメータの出力信号を制御装置を構成するＣＰＵ又はマイコンに入力する必要がある。
【０００４】
一方、手動操作弁が用いられる場合は弁の開度は手動操作の操作量によって決まるため、ポテンショメータを設ける必要はなく、油圧回路の制御装置には手動操作弁が弁閉位置にあるか、弁開位置に操作されたかを示す信号が入力されればよいため、スイッチのオン・オフ信号が入力される。
【０００５】
そして、フォークリフトの車種によって手動操作弁を使用するか、電磁比例制御弁を使用するかが異なる。また、ポテンショメータやスイッチはリフト用制御弁及びティルト用制御弁以外にも使用され、車種によって使用されるポテンショメータ及びスイッチの合計数も異なる。
【０００６】
従来、スイッチインターフェイスとポテンショインターフェイスとは別の構成となっていた。例えば、図２に示すように、スイッチインターフェイス３１は、電源端子３２及びグランド端子３３の２個の端子を備えている。電源端子３２は、抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃに接続され、抵抗Ｒ２を介してＣＰＵ３４の入力ポート３５に接続されている。また、抵抗Ｒ２と入力ポート３５との結合点はダイオードＤ１を介して電源Ｖｃｃに接続され、コンデンサＣ１を介して接地されている。そして、スイッチ３６が電源端子３２と、グランド端子３３との間に接続されて使用される。
【０００７】
また、図３に示すように、ポテンショインターフェイス４１は、電源端子４２、グランド端子４３及び入力端子４４の３個の端子を備えている。電源端子４２は、抵抗Ｒ３を介して電源Ｖｃｃに接続されている。入力端子４４は、ＣＰＵ３４の入力ポート３５に接続されるとともに、ダイオードＤ１を介して電源Ｖｃｃに接続され、コンデンサＣ１を介して接地されている。入力端子４４は抵抗Ｒ４を介しても接地されている。そして、ポテンショメータ４５が電源端子４２、グランド端子４３及び入力端子４４に接続されて使用される。
【０００８】
そして、従来は、車種によって使用される最多の数のスイッチインターフェイス及びポテンショインターフェイスを設けた共通のプリント基板を、全ての車種で共用していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のプリント基板では、スイッチの数が最多の車種と、ポテンショメータの数が最多の車種に対応できる数のスイッチインターフェイス及びポテンショインターフェイスを備えているため、プリント基板の体格及部品点数が多くなるという問題がある。例えば、ポテンショメータの最多使用数を１０個、スイッチの最多使用数を１５個とした場合、プリント基板には両者の合計数である２５個のインターフェイス回路が装備され、半分近くが使用されない状態となる。また、新しい車種によりそれまでの最多使用数より多い数のスイッチあるいはポテンショメータを使用する場合には、新たにプリント基板を作製する必要があるという問題がある。
【００１０】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は部品点数の低減及びＣＰＵ又はマイコンの入力ポートの削減を図ることができるとともに、車種の仕様によるスイッチ数とポテンショメータ数の変動を吸収することができるプリント基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ＣＰＵ又はマイコンに対するスイッチ接続用のインターフェイスと、ポテンショメータ接続用のインターフェイスとして機能し、端子の数が４個のインターフェイス回路を備え、前記インターフェイス回路は、前記４個の端子として第１の電源端子と、第２の電源端子と、入力端子と、グランド端子とを備え、前記入力端子は入力電圧のノイズ除去フィルタとして機能するコンデンサと、前記コンデンサの電荷を放電する際の電流制限用の抵抗と、ハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗とに接続されており、前記インターフェイス回路にスイッチを接続する場合、前記第１の電源端子と入力端子とがプリント基板の外部で接続されるとともに、前記第１の電源端子とグランド端子との間にスイッチが接続され、前記インターフェイス回路にポテンショメータを接続する場合、前記第２の電源端子とグランド端子との間にポテンショメータの両端が接続されるとともに、前記入力端子にポテンショメータの出力端子が接続される。
この発明では、４個の端子に対する接続方法を変えることにより、同じインターフェイスがスイッチ用のインターフェイスとしても、ポテンショメータ用のインターフェイスとしても機能する。従って、プリント基板に予め装備しておくインターフェイスの数を少なくしても、支障無く使用できる。また、１個のインターフェイスが必要とする部品点数は、スイッチ用のインターフェイスが必要とする部品点数と、ポテンショメータ用のインターフェイスが必要とする部品点数との合計より少なくなる。プリント基板には複数のインターフェイスが装備されるため、プリント基板に必要な部品点数を従来より大幅に少なくすることが可能となる。また、インターフェイスが接続されるＣＰＵ又はマイコンの入力ポートの数も少なくできる。
【００１３】
また、インターフェイスにスイッチを接続する場合は、第１の電源端子と入力端子とがプリント基板の外部で接続されるとともに、第１の電源端子とグランド端子との間にスイッチが接続される。インターフェイスにポテンショメータを接続する場合は、第２の電源端子とグランド端子との間にポテンショメータの両端が接続され、入力端子にポテンショメータの出力端子が接続される。そして、入力端子に接続された抵抗の存在により、スイッチを接続して使用する際、スイッチを入れた（オンにした）瞬間に前記コンデンサの電荷が放電されるときに、スイッチに大きな電流が流れるのを防止できる。また、ポテンショメータを接続して使用する際、ハーネスの断線異常を検出することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ＣＰＵ又はマイコンはフォークリフトの荷役装置の制御装置として使用される。この発明では、スイッチあるいはポテンショメータが多数使用され、車種によってその使用個数が異なるフォークリフトに使用されることにより、部品点数の低減及びＣＰＵ又はマイコンの入力ポートの削減効果がより有効になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を産業車両としてのフォークリフトの荷役装置の制御装置に使用するＣＰＵを実装するプリント基板に具体化した一実施の形態を図１に従って説明する。
【００１６】
プリント基板１１は、プリント基板１１に実装されるＣＰＵ１２に対するスイッチ１３あるいはポテンショメータ１４を接続するためのインターフェイスとして機能するインターフェイス回路１５を複数個（２個のみ図示）備えている。各インターフェイス回路１５は、第１の電源端子１６と、第２の電源端子１７と、入力端子１８と、グランド端子１９とを備えている。即ち、各インターフェイス回路１５は端子の数が４個である。
【００１７】
第１の電源端子１６は、抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃに接続されている。第２の電源端子１７は、抵抗Ｒ３を介して電源Ｖｃｃに接続されている。入力端子１８は、抵抗Ｒ５を介してＣＰＵ１２の入力ポート２０に接続されている。ＣＰＵ１２はＡ／Ｄ変換回路を内蔵し、入力ポート２０にはアナログ信号が入力される。また、入力端子１８は、抵抗Ｒ５及びダイオードＤ１を介して電源Ｖｃｃに接続され、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ２を介して接地されている。さらに、入力端子１８は抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ４を介して接地されている。
【００１８】
コンデンサＣ２は入力電圧のノイズ除去フィルタとして機能する。抵抗Ｒ５はコンデンサＣ２の電荷を放電する際の電流制限用の抵抗として機能する。抵抗Ｒ４はポテンショメータ１４を接続した際、ハーネスの断線異常を検出可能にする機能を果たす。インターフェイス回路１５がスイッチ１３の接続専用であれば抵抗Ｒ５の値は、従来のスイッチ用のインターフェイス回路に使用されている抵抗Ｒ２と同様に大きな値でもよい。しかし、インターフェイス回路１５にはポテンショメータ１４が接続される場合もあり、ポテンショメータ１４を接続した時には抵抗Ｒ５は無い方が良く、あっても抵抗値が小さな方が好ましいため、抵抗Ｒ５は抵抗値が抵抗Ｒ２より小さなものが使用されている。
【００１９】
次に、前記のように構成されたプリント基板１１の作用を説明する。
インターフェイス回路１５にスイッチ１３を接続する場合は、第１の電源端子１６と入力端子１８とがプリント基板１１の外部で接続コード２１により接続される。そして、第１の電源端子１６とグランド端子１９との間にスイッチ１３が接続される。スイッチ１３としては例えばトランジスタが使用される。
【００２０】
スイッチ１３がインターフェイス回路１５に接続された状態で、スイッチ１３がオンの状態では入力端子１８から入力ポート２０にＬレベルの信号が入力され、スイッチ１３がオフの状態では入力ポート２０にＨレベルの信号が入力される。
【００２１】
コンデンサＣ２はノイズ除去フィルタとして機能する。スイッチ１３を入れた瞬間に、コンデンサＣ２の電荷が放出されるが、このとき抵抗Ｒ５が存在しないと、スイッチ１３に大きな電流が流れて悪影響を与える。しかし、抵抗Ｒ５が存在するため、スイッチ１３に大きな電流が流れるのが抑制される。また、スイッチ接続専用のインターフェイスと異なり、抵抗Ｒ５に対して接地用の抵抗Ｒ４が接続されている。しかし、抵抗Ｒ４が存在しても、スイッチ１３のオン状態では入力端子１８が接地されるため、入力ポート２０にはＬレベルの信号が入力され、スイッチ１３のオフ状態ではＨレベルの信号が入力されるため、抵抗Ｒ４の存在はスイッチ１３に影響を与えない。
【００２２】
一方、インターフェイス回路１５にポテンショメータ１４を接続する場合は、第２の電源端子１７とグランド端子１９との間にポテンショメータ１４の両端が接続され、入力端子１８にポテンショメータ１４の出力端子１４ａが接続される。この状態では、抵抗Ｒ５が存在する点を除いて、ポテンショメータ接続用のインターフェイスと同じ構成となる。
【００２３】
ポテンショメータ１４の出力は抵抗Ｒ５を介してＣＰＵ１２の入力ポート２０に入力される。抵抗Ｒ５が存在するが、抵抗Ｒ５の抵抗値は小さいため、ポテンショメータ１４による位置検出に支障はない。コンデンサＣ２はノイズ除去フィルタとして機能する。また、抵抗Ｒ４が存在するため、ポテンショメータ１４のハーネスが断線した場合、ＣＰＵ１２の入力ポート２０に０Ｖが入力され、ハーネスの断線異常を検出することができる。
【００２４】
フォークリフトの車種で、現在ポテンショメータ１４の最大使用数が１０で、スイッチ１３の最大使用数が１５である。従って、従来のプリント基板では、１０個のポテンショメータ用のインターフェイスと、１５個のスイッチ用のインターフェイスとを備えていたが、本発明のプリント基板１１は１５個のインターフェイス回路１５を備えていれば、全ての車種に対応できる。従って、ＣＰＵ１２の入力ポート２０の数を２５個から１５個に削減できる。また、従来のスイッチ用及びポテンショメータ用のインターフェイスの部品点数はそれぞれ４個のため、全部品点数が４×２５＝１００個であったものが、６×１５＝９０個と１０個削減できる。
【００２５】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）  プリント基板１１は、ＣＰＵ１２に対するスイッチ接続用のインターフェイスと、ポテンショメータ接続用のインターフェイスとして機能し、端子の数が４個のインターフェイス回路１５を備えている。従って、４個の端子に対する接続方法を変えることにより、同じインターフェイス回路１５がスイッチ用のインターフェイスとしても、ポテンショメータ用のインターフェイスとしても機能し、プリント基板１１に予め装備しておくインターフェイス回路１５の数を少なくしても、支障無く使用できる。また、１個のインターフェイス回路１５が必要とする部品点数は、スイッチ用のインターフェイスが必要とする部品点数と、ポテンショメータ用のインターフェイスが必要とする部品点数との合計より少なくなり、プリント基板１１の体格を小さくできる。かつ、プリント基板１１には複数のインターフェイス回路１５が装備されるため、プリント基板１１に必要な部品点数を従来より大幅に少なくすることが可能となり、インターフェイス回路１５が接続されるＣＰＵ１２の入力ポート２０の数も少なくできる。
【００２６】
（２）  インターフェイス回路１５は、入力電圧のノイズ除去フィルタとして機能するコンデンサＣ２と、コンデンサＣ２の電荷を放電する際の電流制限用の抵抗Ｒ５とを備えている。従って、インターフェイス回路１５にスイッチ１３を接続した状態で、スイッチ１３を入れた瞬間に、スイッチ１３に大きな電流が流れるのを防止できる。また、ＣＰＵ１２へのノイズの入力が防止される。
【００２７】
（３）  インターフェイス回路１５は、入力端子１８にポテンショメータ１４を接続した状態におけるハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗Ｒ４が接続されているため、ＣＰＵ１２がハーネスの断線異常を容易に検出することができる。
【００２８】
（４）  ハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗Ｒ４が、接地されたプルダウン構成のため、電源に接続するプルアップ抵抗とする場合に比較して構成が簡単になる。
【００２９】
（５）  ＣＰＵ１２は、スイッチ１３あるいはポテンショメータ１４が多数使用され、車種によってその使用個数が異なるフォークリフトの荷役装置の制御装置として使用されるため、部品点数の低減及びＣＰＵ又はマイコンの入力ポートの削減効果がより有効になる。
【００３０】
（６）  既存の車種よりスイッチあるいはポテンショメータの最大使用数を多くする変更であっても、スイッチ及びポテンショメータの合計の数がプリント基板１１に装備されたインターフェイス回路１５の数の範囲内であれば、従来と異なり、スイッチ数及びポテンショメータ数の変更に対応できる。
【００３１】
実施の形態は前記に限らず、例えば次のように構成してもよい。
○  ポテンショメータ１４を接続した状態でハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗Ｒ４を、プルダウン構成に代えて、電源に接続するプルアップ構成としてもよい。この場合、ハーネスの断線異常の際は、ＣＰＵ１２の入力ポート２０にプルアップ抵抗が接続された電源の電圧が入力されるため、ＣＰＵ１２はその入力に基づいて断線異常を確認できる。
【００３２】
○  ハーネスの断線異常を検知する抵抗Ｒ４を省略してもよい。
○  ノイズ除去フィルタとして機能するコンデンサＣ２を設ける代わりに、ノイズ除去用のプログラムを設け、ＣＰＵ１２がそのプログラムを実行することによりノイズ除去を行う構成、即ちノイズ処理をハード的な構成でなくソフトウエアで実施するようにしてもよい。この場合、コンデンサＣ２がなくなるため、抵抗Ｒ５も省略することができ、インターフェイス回路１５を構成する部品点数をより削減できる。
【００３３】
○  プリント基板１１上にＣＰＵ１２に代えてマイコンを搭載し、各インターフェイス回路１５の入力端子１８をマイコンの入力ポートに接続してもよい。
○  スイッチ１３はトランジスタのような無接点スイッチに限らず、近接スイッチ、リミットスイッチ、リレー等の有接点スイッチであってもよい。
【００３４】
○  プリント基板１１は必ずしもインターフェイス回路１５を複数装備する必要はなく、インターフェイス回路１５を１個のみ装備してもよい。
○  ＣＰＵ１２にＡ／Ｄ変換回路を内蔵せず、Ａ／Ｄ変換器をＣＰＵ１２と別に設け、Ａ／Ｄ変換器を介して入力端子１８をＣＰＵ１２の入力ポート２０に接続してもよい。
【００３５】
○  プリント基板１１上にＣＰＵ１２又はマイコンを搭載する構成に代えて、インターフェイス回路１５のみを装備したプリント基板とし、該プリント基板をＣＰＵ１２又はマイコンが実装される別のプリント基板上に実装する構成としてもよい。
【００３６】
○  プリント基板１１はフォークリフトの荷役装置の制御装置に使用するものに限らず、スイッチ及びポテンショメータのいずれかをＣＰＵ又はマイコンに接続する必要のある装置に使用してもよい。
【００３７】
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
（１）  前記ハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗はプルアップ抵抗である。
【００３８】
（２）  前記ハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗はプルダウン抵抗である。
（３）  前記インターフェイス回路は、前記４個の端子として第１の電源端子と、第２の電源端子と、入力端子と、グランド端子とを備え、前記入力端子はハーネスの断線異常を検出可能にする抵抗に接続され、前記ＣＰＵは入力端子からの入力信号のノイズ除去をソフト的に実行する。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳述したように、部品点数の低減及びＣＰＵ又はマイコンの入力ポートの削減を図ることができるとともに、車種の仕様によるスイッチ数とポテンショメータ数の変動を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態のインターフェイス回路を示す回路図。
【図２】  従来のスイッチ用インターフェイスを示す回路図。
【図３】  従来のポテンショメータ用インターフェイスを示す回路図。
【符号の説明】
Ｃ２…コンデンサ、Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…抵抗、１２…ＣＰＵ、１５…インターフェイス回路、１６…第１の電源端子、１７…第２の電源端子、１８…入力端子、１９…グランド端子。
【図１】
0003979134.tif 000002
【図２】
0003979134.tif 000003
【図３】
0003979134.tif 000004