JP3109994B2 - 昇降装置の制御装置及び方法 - Google Patents
昇降装置の制御装置及び方法Info
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Description
するための昇降装置の制御に関し,特に,テールゲート
の開閉時の制御装置及び方法に関する。
着された従来の一般的な昇降装置を示したものである。
この種の昇降装置は概して,複数の昇降用シリンダと複
数の開閉用シリンダから成る平行リンク機構により荷受
台(概してテールゲート)を開閉及び昇降させるような
ものである。
大したものである。昇降装置30の開閉機構は,テールゲ
ート31,チルトシリンダ32,メインアーム36,及び取付
ブラケット38から成る。チルトシリンダ32の一端はピン
34でテールゲート31と枢着され,他端はピン39で取付ブ
ラケット38に枢着されている。メインフレーム36の一端
はピン34でテールゲート31と枢着され,他端はピン35で
取付ブラケット38に枢着されている。取付ブラケットは
車体シャーシ37に溶接されている。
チルトシリンダ32のピストンの先端はピン34’の位置に
ある。このとき,図に示されるようにピン34’は,ピン
39及び開成状態時のピン34を通る直線上にある。テール
ゲート31が水平の開成状態のとき,チルトシリンダ32の
ピストンの先端はピン34の位置まで後退する。テールゲ
ート31はピン33を支点に約90度の範囲で回動する。
のチルトシリンダによって支配される。チルトシリンダ
の動作は,油圧ポンプ,該油圧ポンプを駆動するための
電動モータ,及びソレノイドバルブ等から成るパワーユ
ニット並びに電気的な制御装置によって,制御される。
れるような従来の昇降装置のテールゲートは,開成時に
路面に平行に停止するように設計されている。坂道で貨
物自動車が前傾又は後傾して停車する場合に,路面に平
行なテールゲートでは貨物の積み降ろしが困難であると
同時に危険でもある。そのため,従来,平坦地以外での
荷役作業は効率の悪いものであった。
回転速度は開工程及び閉工程を通じて一定であった。そ
のため開閉時の衝撃が大きく,荷物が損傷するという問
題があった。またテールゲートの急始動または急停止は
荷役作業の安全性の観点から改善すべき問題である。
らバルブまでの送油管の距離が長いため,もし途中で送
油管が損傷すると,バルブを閉じてもシリンダ内の圧力
低下を防ぐことができず,大事故につながる危険性があ
った。
斜に無関係に常に水平にテールゲートを停止させるよう
な昇降装置の制御を与えることである。
開成始動時及び停止時に緩作動させることにより,作業
の安全性を確保すると同時に貨物への衝撃を緩和する昇
降装置の制御を与えることである。
の閉成始動時及び閉止時に緩作動させることにより,作
業の安全性を確保すると同時に貨物への衝撃を緩和する
昇降装置の制御を与えることである。
の傾斜角度に応じて開閉速度を制御する昇降装置の制御
を与えることである。
損傷等の事故によりシリンダ内の油圧が急激に低下する
ことを防止するための制御装置を与えることである。
に本出願に係る昇降装置用の制御装置及び方法は以下の
手段及び工程から成る。
少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
動可能に支持されたテールゲートから成る昇降装置にお
いて,該テールゲートの開閉を制御するための制御装置
は,(a)パワーユニットであって,油圧ポンプと,前記
油圧ポンプを駆動させるための電動モータと,前記油圧
シリンダへ作動油を供給しまたは遮断するための少なく
とも一つのバルブ手段と,から成るパワーユニットと,
(b)前記テールゲートの傾斜角度を測定するための傾斜
角センサと,(c)少なくとも一つの外部スイッチと,(d)
前記傾斜角センサ及び前記外部スイッチからの入力信号
に応答して,前記電動モータ及び前記バルブ手段に制御
信号を送るためのコントローラと,から成り,前記テー
ルゲートは車両の傾斜角度に無関係に常に水平位置に停
止し,かつ開閉工程を通じて緩始動及び緩停止すること
を特徴とする。
油圧ポンプと各前記油圧シリンダの間に設けられたメイ
ンバルブと,前記メインバルブと前記開閉用油圧シリン
ダとの間に設けられたチルトバルブと,前記メインバル
ブと前記昇降用油圧シリンダとの間に設けられたリフト
バルブと,から成り,前記チルトバルブは前記開閉用油
圧シリンダに,前記リフトバルブは前記昇降用油圧シリ
ンダにそれぞれ近接配置され直接結合されていることを
特徴とする。
る,該テールゲートの傾斜角度に応じて開閉速度を制御
するコントローラは,傾斜角センサからの信号レベルに
応答して矩形波信号を発振する処理装置と,該矩形波信
号に同期してスイッチングする半導体スイッチと,から
成り,前記処理装置により生成される矩形波のデューテ
ィ比を変化させることにより電動モータの回転速度を制
御可能としたことを特徴とする。
ールゲートの開工程を制御するための方法は,前記テー
ルゲートの開作動を緩始動させ徐々に該テールゲートの
回転速度を増加させる工程と,前記テールゲートが水平
位置から所定の角度だけ手前になったとき傾斜角センサ
からの信号に応答して,該テールゲートを再び緩作動さ
せる工程と,前記テールゲートが水平位置になったとき
前記傾斜角センサからの信号に応答して,緩停止させる
工程と,から成り,前記テールゲートが車両の傾斜角度
に無関係に常に水平位置で停止することを特徴とする。
態になったとき前記昇降装置を強制的に全停止させる工
程を含むことができる。
止は,具体的には油圧ポンプを駆動する電動モータの印
加電圧を変化させることにより実行する。
テールゲートの閉工程を制御するための方法は,前記テ
ールゲートの閉作動を緩始動させ徐々に該テールゲート
の回転速度を増加させる工程と,前記テールゲートが水
平位置から所定の角度以上になったとき傾斜角センサか
らの信号に応答して,該テールゲートを再び緩作動させ
る工程と,から成る。
止は,具体的には油圧ポンプを駆動する電動モータの印
加電圧を変化させることにより実行する。
該テールゲートの開閉工程を制御するための方法は,
(A)開工程が,前記テールゲートの開作動時における該
テールゲートの初期傾斜角度を予め記憶する工程と,前
記テールゲートの開作動を緩始動させ徐々に該テールゲ
ートの回転速度を増加させる工程と,前記テールゲート
が水平位置から所定の角度だけ手前になったとき傾斜角
センサからの信号に応答して,該テールゲートを再び緩
作動させる工程と,前記テールゲートが水平位置になっ
たとき前記傾斜角センサからの信号に応答して,緩停止
させる工程と,から成り,(B)閉工程が,前記テールゲ
ートの閉作動を緩始動させ徐々に該テールゲートの回転
速度を増加させる工程と,前記テールゲートの位置が前
記予め記憶した初期傾斜角度から所定の角度だけ手前に
なったとき,傾斜角センサからの信号に応答して,該テ
ールゲートを再び緩作動させる工程と,から成る。
止は,具体的には油圧ポンプを駆動する電動モータの印
加電圧を変化させることにより実行する。
油圧シリンダ及び少なくとも一つの開閉用油圧シリンダ
により昇降及び回動可能に支持されたテールゲートから
成る昇降装置において,該テールゲートの開閉動作を制
御するための制御装置の好適実施例のシステム回路図で
ある。システムは昇降用のリフトシリンダ1,開閉用の
チルトシリンダ2,油圧ポンプ6,電動モータ5,傾斜角
センサ3,コントローラ7,メインバルブ4,チルトバル
ブ8,リフトバルブ9,外部スイッチ10,11,電源12,フ
ライホイール・ダイオード13,油吐出口ポート14,15,
16,17,及びオイルタンク18から成る。リフトシリンダ
1及びチルトシリンダ2の作動用動力源として,油圧ポン
プ6,電動モータ5,メインバルブ4,及びコントローラ7
にてパワーユニット19が構成されている。リフトシリン
ダ1及びチルトシリンダ2は油圧式シリンダであり,油圧
ポンプ6から供給される作動油によりピストンを往復運
動させる。メインバルブ4,チルトバルブ2及びリフトバ
ルブ9はソレノイドバルブでありその動作はコントロー
ラ7からの出力信号により制御される。チルトバルブ8の
一端はチルトシリンダ2の一方の油室に,他端はメイン
バルブ4に接続されている。またリフトバルブ9の一端は
リフトシリンダ1の一方の油室に,他端はメインバルブ4
に接続されている。傾斜角センサ3は水平に対する角度
を感知する静電素子から成り,角度により信号レベルが
異なるようなアナログ素子である。傾斜角センサ3はテ
ールゲートの先端部付近に配置され,一端がコントロー
ラ7の入力端子に接続されている。外部スイッチ10及び1
1は直列に接続され,いずれかがオフされれば装置全体
が全停止する構成となっている。外部スイッチは一般の
ボタンスイッチであり,運転席と荷台後部にそれぞれ配
置される。また外部スイッチは単一でも良く,また3つ
以上が直列に接続されていてもよい。コントローラ7は
以下に詳説する複数の手段から成り,傾斜角センサ3及
び外部スイッチ10,11からの信号に応答して,電動モー
タ5,メインバルブ4,チルトバルブ8,及びリフトバル
ブ9に制御信号を送信する。フライホイール・ダイオー
ド13は電動モータ5がオフされた直後のサージ電圧を吸
収する役割を果たす。電動モータ5と油圧ポンプ6はカッ
プリング(図示せず)により結合されている。
されると,オイルタンク18内の作動油がメインバルブ4
を介して油吐出口ポート14,15から吐き出される。吐き
出された作動油はチルトバルブ8またはリフトバルブ9を
介してチルトシリンダ2またはリフトシリンダ1のそれぞ
れの一方の油室に送られピストンを押し出す。その際も
う一方の油室から流出された作動油は油吐出口ポート1
6,17及びメインバルブ4を介して,オイルタンク18に還
流される。リフトシリンダ1から流出された作動油は油
吐出口ポート17を介して直接オイルタンク18に還流され
てもよい。
斜角センサ3を有する点である。該傾斜角センサ3は停止
状態の車体の傾斜角度及び開閉工程中のテールゲートの
傾斜角度を感知して,角度に応じた信号をアナログ的に
コントローラ7に送信する。後述するように,当該傾斜
角センサ3からの信号に応答して,コントローラ7が電動
モータ5,メインバルブ4,チルトバルブ8,及びリフト
バルブ9をリアルタイムに制御する。
述するコントローラ7を含む点である。上記傾斜角セン
サ3と組み合わせることで,昇降装置のテールゲートは
車両の傾斜角度に無関係に常に水平位置で緩停止し,し
かも開閉工程を通じて常に緩始動し,閉止する際にも緩
停止するのである。
インバルブ4,チルトバルブ8,及びリフトバルブ9の計
3つのバルブ構成をとる点である。しかも,図1に示さ
れるように,チルトバルブ8及びリフトバルブ9はチルト
シリンダ2及びリフトシリンダ1にそれぞれ近接配置さ
れ,それぞれの一方の油室に直結されているのである。
このようなバルブ構成により,チルトシリンダ及びリフ
トシリンダが独立に制御可能となり,またもし通油管に
亀裂等が生じても,急激な油圧低下による事故の発生も
防止できる。
ローラ7の好適実施例のブロック図である。本出願に係
るコントローラ7は中央演算処理装置(CPU)42,波
形変換器43,半導体スイッチ45,メモリ49,及びインタ
フェイス41,44から成る。傾斜角センサ3からのアナロ
グ信号がインタフェイス41を介してデジタル変換されCP
U42に入力される。また外部スイッチ10,11からのオン
/オフ信号もCPU42に入力される。CPU42は傾斜角センサ
3からの信号に応答し,メモリ49(ROM)に予めインプット
されたプログラムに従って電動モータ用制御信号及びソ
レノイドバルブ用制御信号46及び47を出力する。電動モ
ータ用の制御信号46は波形変換器43により矩形波48に変
換される。一方,バルブ用の制御信号47はインタフェイ
ス44を介して,それぞれのソレノイドバルブへ制御信号
として送信される。波形変換器43で生成された矩形波48
は半導体スイッチ45をスイッチングする。矩形波48の周
波数は半導体スイッチのスイッチング周波数と完全に一
致し,両者は同期している。
る電動モータの回転速度の制御原理を示したものであ
る。(A)は図4の波形変換器43で生成された矩形波の一
部を示したものである。波の山部分はモータ電源オン状
態を,谷部分はモータ電源オフ状態をそれぞれ表してい
る。図のT0は波の1周期を表し,T1は1周期の内でモー
タ電源がオン状態すなわち電圧を印加している時間間隔
を示す。ここでD=T1/T0*100(%)で定義されるDはデュー
ティ比と呼ばれ,印加電圧の平均値を表す量である。例
えば,200ボルトの電源を使用しデューティ比を50
%にすると,印加電圧の平均値は100ボルトとなる。
矩形波の周波数を変化させれば,デューティ比も同時に
変化させることができる。一般に直流電動モータの回転
速度は印加電圧に比例するから,矩形波のデューティ比
を制御することで電動モータの回転速度を制御すること
が可能となるのである。
の制御に上記原理を応用したのが図1に示されるところ
の本出願に係る制御装置である。図5(B)は,テールゲ
ートの開閉動作に伴うデューティ比の時間的変化を示し
たものである。実際のテールゲートの開工程を例にとり
図3とともに以下説明する。
路状態になると,チルトバルブ及びメインバルブが開放
され,デューティ比は0%から徐々に上昇するよう制御
される。電動モータは停止状態からゆっくり回転を始め
徐々に回転速度を増していく。図3のテールゲートは
(a)の位置からゆっくり開き始め徐々に回転速度を増し
て行く(図3(a)から(b)へ)。時刻t1(図3では(b)の
位置)にはデューティ比は100%になり電源電圧が直
接電動モータに印加された状態となる。テールゲートは
時刻t1からt2(図3では(b)から(c))まで等速回転運動
する。時刻t2を過ぎると,デューティ比が下降するよう
に制御され,テールゲートの回転速度は徐々に減少する
(図3(c)〜(d)へ)。時刻t3(図3では(d)の水平位
置)で水平状態を感知した傾斜角センサからの信号に応
答してデューティ比は0%に制御され,チルトバルブ及
びメインバルブが閉じられた後,装置全体が全停止す
る。
御方法について説明する。図6は,本出願に係るテール
ゲートの開工程を表すフローチャートであり,図7は本
出願に係るテールゲートの閉工程を表すフローチャート
である。また図8は本出願に係るテールゲートの開閉工
程を表すフローチャートである。
の制御方法の好適実施例を示したものである。少なくと
も一つの昇降用油圧シリンダ及び少なくとも一つの開閉
用油圧シリンダにより昇降及び回動可能に支持されたテ
ールゲートから成る昇降装置において,該テールゲート
の開工程を制御する方法は,外部スイッチがオンされチ
ルトバルブ及びメインバルブを開放する工程60と,デュ
ーティ比を徐々に上昇させてテールゲートを緩始動させ
徐々に該テールゲートの回転速度を増加させる工程61
と,傾斜角センサからの信号に応答してテールゲートが
水平位置から約20度手前であるかどうかを判断する工
程62と,20度以内であるときデューティ比を徐々に下
降させてテールゲートを緩作動させ徐々に該テールゲー
トの回転速度を減少させる工程63と,傾斜角センサから
の信号に応答してテールゲートが水平位置であるかどう
かを判断する工程64と,テールゲートが水平位置である
時チルトバルブ及びメインバルブを閉じて装置を全停止
させる工程66と,から成る。開工程の途中で外部スイッ
チが強制的にオフされると,装置全体が全停止65する。
また,20度及び水平位置の設定角度は任意に選択可能
である。上記工程はテールゲートがそれら所定の角度に
達するまで繰り返される。
斜角度とデューティ比との関係を略示したものである。
θ0は坂道などでの車体の初期傾斜角度を表す。外部ス
イッチがオンされ工程61でデューティ比が上昇するにし
たがいテールゲートが徐々に傾斜を始める(図5(C)で
θ0からθ1)。θ1の角度まで傾斜したときデューティ
比は100%となり,電源電圧が直接電動モータに印加
された状態となる。テールゲートはθ1からθ2まで等速
回転運動する。ここでθ2は水平手前20度に設定され
ている。傾斜角センサからの信号に応答して工程62でテ
ールゲートがθ2の位置に達したことが判断され,工程6
3でデューティ比は下降し始める(θ2からθ3へ)。こ
こでθ3は水平位置に設定されている。最後に工程64で
テールゲートがθ3に達したことが判断され,工程66で
装置が全停止する。
ときと停止するときに緩作動する点にある。これによっ
て荷役作業の安全性がより確保されると同時に衝撃によ
る荷物の損傷を防止できる。
の制御方法の好適実施例を示したものである。少なくと
も一つの昇降用油圧シリンダ及び少なくとも一つの開閉
用油圧シリンダにより昇降及び回動可能に支持されたテ
ールゲートから成る昇降装置において,該テールゲート
の閉工程を制御する方法は,外部スイッチの閉作動ボタ
ンをオンにしチルトバルブ及びメインバルブを開放する
工程70と,デューティ比を徐々に上昇させてテールゲー
トの閉作動を緩始動させ該テールゲートの回転速度を徐
々に増加させる工程71と,傾斜角センサからの信号に応
答してテールゲートが水平から約70度以上であるかど
うかを判断する工程72と,70度以上であるときデュー
ティ比を徐々に下降させてテールゲートを緩作動させ該
テールゲートの回転速度を徐々に減少させる工程73と,
テールゲートが完全に閉止したことを確認して外部スイ
ッチの閉作動ボタンをオフする工程74と,外部スイッチ
のオフに応答してチルトバルブ及びメインバルブを閉じ
て装置全体を全停止させる工程75と,から成る。閉工程
の途中で外部スイッチが強制的にオフされると,装置全
体が全停止する。また,70度の設定角度は任意に選択
可能である。上記工程はテールゲートが所定の角度に達
するまで繰り返される。
斜角度とデューティ比との関係を略示したものである。
θ0は開工程と同じ初期傾斜角度を表す。外部スイッチ
がオンされ工程71でデューティ比が上昇するにしたがい
テールゲートが徐々に閉作動を始める(図5(D)でθ3か
らθ2’)。θ2’の角度まで上昇したときデューティ比
は100%となり,電源電圧が直接電動モータに印加さ
れた状態となる。テールゲートはθ2’からθ1’まで等
速回転運動する。ここでθ1’は水平から70度に設定
されている。傾斜角センサからの信号に応答して工程72
でテールゲートがθ1’の位置に達したことが判断さ
れ,工程73でデューティ比は下降し始める(θ1’から
θ0へ)。最後にテールゲートが閉止したことを確認し
工程74で閉作動ボタンをオフして工程75で装置が全停止
する。
ときと閉止するときに緩作動する点である。これによっ
て荷役作業の安全性がより確保されると同時に衝撃によ
る荷物の損傷を防止できる。
程の他の制御方法の好適実施例を示したものである。
(A)は開工程を,(B)は閉工程をそれぞれ表している。図
8(A)と図6の違いは,テールゲートが開作動する前
に,テールゲートの水平に対する初期傾斜角度を予め計
測し記憶する工程80を含むことである。それ以外は図6
で説明した開工程の制御方法と同じである。一方図8
(B)と図7との違いは,傾斜角センサからの信号に応答
してテールゲートが水平から約70度以上であるかどう
かを判断する工程72の代わりに,工程80で計測した初期
傾斜角度を使用し該初期傾斜角度より手前20度に達し
たかどうかを判断する工程81を含むことである。それ以
外は図7で説明した閉工程の制御方法と同じである。
ールゲートの緩停止の始動タイミングをより正確にとる
ことができる点にある。したがって,作業の安全性が一
層確保される。
態の車体の傾斜に無関係に,常にテールゲートを水平位
置に停止させることが可能となり,荷役作業の安全性及
び作業効率が向上した。
閉始動時及び開閉終了時にテールゲートを緩作動させる
ことが可能となり,荷役作業の安全性がより確保され,
衝撃緩和により荷物の損傷を防止できた。
り,複雑な装置を使用することなく,所望の設定角度の
前後でテールゲートを緩作動させることが可能となり,
装置スペースを縮小できかつコストを削減することがで
きた。
て,送油管の損傷等によるシリンダ内部圧力の急速な低
下を防止することが可能となった。
示したシステム回路図である。
昇降装置を示す。
機構を示す。
図である。
原理を略示したものである。
ーチャートである。
ーチャートである。
ローチャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】少なくとも一つの昇降用油圧シリンダ及び
少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
動可能に支持された荷受台から成る昇降装置において,
該荷受台の開閉工程を制御するための方法であって, (A)開工程が, 前記荷受台の開作動時における該荷受台の初期傾斜角度
を予め記憶する工程と, 前記荷受台の開作動を緩始動させ徐々に該荷受台の回転
速度を増加させる工程と, 前記荷受台が水平位置から所定の角度だけ手前になった
とき傾斜角センサからの信号に応答して,該荷受台を再
び緩作動させる工程と, 前記荷受台が水平位置になったとき前記傾斜角センサか
らの信号に応答して,緩停止させる工程と, から成り, (B)閉工程が, 前記荷受台の閉作動を緩始動させ徐々に該荷受台の回転
速度を増加させる工程と, 前記荷受台の位置が前記予め記憶した初期傾斜角度から
所定の角度だけ手前になったとき,傾斜角センサからの
信号に応答して,該荷受台を再び緩作動させる工程と, から成り, 前記緩始動,緩作動または緩停止は,油圧ポンプを駆動
する電動モータの印加電圧を変化させることにより実行
する,ところの方法。 - 【請求項2】少なくとも一つの昇降用油圧シリンダ及び
少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
動可能に支持された荷受台から成る昇降装置において,
該荷受台の閉工程を制御するための方法であって, 前記荷受台の閉作動を緩始動させ徐々に該荷受台の回転
速度を増加させる工程と, 前記荷受台が水平位置から所定の角度以上になったとき
傾斜角センサからの信号に応答して,該荷受台を再び緩
作動させる工程と, から成り, 前記緩始動,緩作動または緩停止は,油圧ポンプを駆動
する電動モータの印加電圧を変化させることにより実行
する, ところの方法。 - 【請求項3】少なくとも一つの昇降用油圧シリンダ及び
少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
動可能に支持された荷受台から成る昇降装置において,
該荷受台の開工程を制御するための方法であって, 前記荷受台の開作動を緩始動させ徐々に該荷受台の回転
速度を増加させる工程と, 前記荷受台が水平位置から所定の角度だけ手前になった
とき傾斜角センサからの信号に応答して,該荷受台を再
び緩作動させる工程と, 前記荷受台が水平位置になったとき前記傾斜角センサか
らの信号に応答して,緩停止させる工程と, から成り, 前記緩始動,緩作動または緩停止は,油圧ポンプを駆動
する電動モータの印加電圧を変化させることにより実行
し, 前記荷受台は車両の傾斜角度に無関係に常に水平位置で
停止することを特徴とする, ところの方法。 - 【請求項4】請求項3に記載の方法であって,さらに開
作動スイッチがオフ状態になったとき前記昇降装置を強
制的に全停止させる工程を含む, ところの方法。
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