車両用操舵装置
【課題】省エネルギを図ることのできる車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１へ作動油を給排するための第１の油圧回路６８と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排するための第２の油圧回路８４とで、油圧源としての油圧ポンプ８、主供給路６３の部分８２、主排出路６５の部分８３および油タンク６４を共用する。リフトシリンダ３１が非作動状態にあるときに、切替弁としての操舵反力用制御弁５７を切り替え、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３を働かせる。荷役動作に支障をきたすようなことがない。
【解決手段】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１へ作動油を給排するための第１の油圧回路６８と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排するための第２の油圧回路８４とで、油圧源としての油圧ポンプ８、主供給路６３の部分８２、主排出路６５の部分８３および油タンク６４を共用する。リフトシリンダ３１が非作動状態にあるときに、切替弁としての操舵反力用制御弁５７を切り替え、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３を働かせる。荷役動作に支障をきたすようなことがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷役車両のための車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置において、油圧アクチュエータを用いて操舵部材に操舵反力を付与することが提案されている（例えば特許文献１を参照）。
また、電動パワーステアリング装置において、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力によって操舵反力を生成する油圧反力機構が提案されている（例えば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９４３０号公報（請求項２）
【特許文献２】特開２００８−１８４０４９号公報（請求項５、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フォークリフト等の荷役車両において、操舵部材に操舵反力を与えるための反力アクチュエータとして、電動モータを用いた場合、電動モータが電力を消費するため、省エネルギ上、好ましくない。
一方、特許文献１，２のように、専用の油圧アクチュエータを設けた場合、重量が増加し、燃費が悪くなるので、この場合も、省エネルギ上、好ましくない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、省エネルギを図ることのできる車両用操舵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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、荷役装置（３）を備えた荷役車両（１）を操舵するための車両用操舵装置（９）において、荷役用油圧アクチュエータ（３１）に作動油を給排するための第１の油圧回路（６８）と、操舵反力用油圧アクチュエータ（１３；１３Ａ）に作動油を給排するための第２の油圧回路（８４）と、上記第２の油圧回路に設けられ操舵反力用油圧アクチュエータへの作動油の給排／停止を切り替える切替弁（５７）と、切替弁の動作を制御する制御手段（１１）と、を備え、上記第１の油圧回路および上記第２の油圧回路は、少なくとも油圧源（８）を共用しており、上記制御手段は、所定の条件が満たされたときに、第２の油圧回路を介して操舵反力用油圧アクチュエータに作動油が給排されるように切替弁を切り替え、上記所定の条件には、荷役用油圧アクチュエータが非作動状態であることが含まれることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、第１の油圧回路および第２の油圧回路において、少なくとも油圧源が兼用されるので、構造を簡素化して軽量化を図ることができる。その結果、軽量化による燃費の向上を通じて省エネルギに寄与することができる。また、荷役用油圧アクチュエータが非作動状態にあるときに、切替弁の切替によって操舵反力用油圧アクチュエータを働かせるようにしているので、荷役動作に支障をきたすようなことがない。
【０００８】
また、上記第１の油圧回路は、油圧ポンプおよび油圧タンク（６４）を荷役用油圧アクチュエータに接続する主油路（６３，６５）を含み、上記第２の油圧回路は、上記主油路の中途の接続部（６３ａ，６５ａ）から操舵反力用油圧アクチュエータ側へ分岐する分岐路（７８，７９）を含み、上記切替弁は、上記分岐路の作動油の流通を規制する状態と上記規制を解除する状態とを切り替える場合がある（請求項２）。この場合、第１の油圧回路と第２の油圧回路で、主油路の一部を兼用することができ、構造をより簡素化することができる。
【０００９】
また、上記荷役装置の積載荷重（Ｗ）を検出する荷重検出手段（３４）を備え、上記所定の条件には、上記荷重検出手段によって検出された積載荷重が零であることが含まれる場合がある（請求項３）。積載荷重が零のときは、通例、荷役用油圧アクチュエータへの作動油供給の必要がない。そこで、操舵反力用油圧アクチュエータに作動油を供給するための条件として、積載荷重が零であることを含むようにした。
【００１０】
また、上記荷役車両の前進を検出する前進検出手段（４９）を備え、上記所定の条件には、上記前進検出手段により前進が検出されることが含まれる場合がある（請求項４）。通例、荷役車両は、後輪が転舵輪となっているため、車両が前進しながら旋回しているときに、車両安定化のための運転者の操作負担が大きくなる。そこで、操舵反力用アクチュエータへ作動油を供給する条件として、車両の前進を含めるようにした。これにより、前進旋回時に不安定になりがちな荷役車両の車両挙動を、操舵反力により急操舵を防止して安定化することができる。
【００１１】
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置を含む荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。
【図２】フォークを昇降させる動作原理を説明するための概略図である。
【図３】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダおよび操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダに作動油を給排するための油圧回路の模式図である。操舵反力用制御弁が第１の状態（待機状態）にある場合を示している。
【図４】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダおよび操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダに作動油を給排するための油圧回路の模式図であり、操舵反力用制御弁が第２の状態にある場合を示している。
【図５】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダおよび操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダに作動油を給排するための油圧回路の模式図であり、操舵反力用制御弁が第３の状態にある場合を示している。
【図６】フォークリフトの電気的構成を示すブロック図である。
【図７】ＥＣＵによる主たる制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の別の実施の形態の油圧回路の模式図であり、操舵反力用油圧アクチュエータとして油圧モータを用いる場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。図１を参照して、フォークリフト１は、車体２と、その車体２の前部に設けられた荷役装置３と、車体２の後部に設けられたカウンタウェイト４と、車体２を支持する駆動輪としての前輪５および転舵輪としての後輪６と、例えばエンジンを含む車両の駆動源７と、油圧源としての油圧ポンプ８と、後輪６を転舵するための車両用操舵装置９とを備えている。
【００１４】
車両用操舵装置９は、ノブ付きの手回しハンドルである操舵部材１０と転舵輪である後輪６との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置として構成されている。転舵輪として、単一の後輪６を車体２の左右方向の中央に設けてもよいし、車体２の左右にそれぞれ後輪６を設けてもよい。
車両用操舵装置９は、上記操舵部材１０と、操舵部材１０の操作に応じて転舵輪としての後輪６を転舵するための例えば電動モータからなり、制御手段としてのＥＣＵ１１（電子制御ユニット）によって駆動制御される転舵アクチュエータ１２と、操舵部材１０に操舵反力を付与するための操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３とを備えている。また、車両用操舵装置９は、操舵部材１０の操舵角を検出する操舵角センサ１４と、後輪６の転舵角を検出する転舵角センサ１５とを備えている。
【００１５】
転舵輪としての後輪６は、ほぼ鉛直な支持部材１６によって回転可能に支持されている。その支持部材１６は、車体２に保持された軸受１７を介して、ほぼ鉛直な回転軸線Ｃ１の回りに回転可能に支持されている。
転舵アクチュエータ１２の出力軸の回転は、伝達機構１８を介して減速されて、支持部材１６に伝達される。その伝達機構１８は、転舵アクチュエータ１２の出力軸とは同行回転する例えば駆動ギヤからなる駆動部材１９と、回転軸線Ｃ１の回りに支持部材１６とは同行回転可能に設けられ、上記駆動ギヤに噛み合う例えば従動ギヤからなる従動部材２０とを有している。伝達機構１８および転舵アクチュエータ１２によって、転舵機構Ａ１が構成されている。
【００１６】
図示していないが、エンジン等の駆動源７の動力は、トルクコンバータを経て、前後進切替および変速動作を行うトランスミッションに伝達され、さらに、デファレンシャルを経て左右の前輪５（駆動輪）に伝達されるようになっている。トランスミッションには、前進クラッチおよび後進クラッチが内蔵されている。
フォークリフト１は、運転座席２１を含む運転室２２を備えている。運転室２２は、車体２上にフレーム２３によって取り囲まれた状態で形成されている。
【００１７】
荷役装置３は、車体２によって、下端部２４ａを中心として傾動可能に支持された左右一対のアウターマスト２４と、そのアウターマスト２４によって昇降可能に支持されたインナーマスト２５と、アウターマスト２４によって昇降可能に支持されたリフトブラケット２６と、そのリフトブラケット２６に取り付けられ、荷物を積載する積載部としての左右一対のフォーク２７とを備えている。
【００１８】
アウターマスト２４の所定部と車体２の所定部との間に、チルトシリンダ２８が介在している。チルトシリンダ２８は、車体２の所定部に揺動可能に連結された一端を有するシリンダ本体２９と、シリンダ本体２９の他端から突出するロッド３０とを有している。ロッド３０の先端は、アウターマスト２４の所定部に揺動可能に連結されている。チルトシリンダ２８のロッド３０の伸縮動作に伴って、アウターマスト２４が、直立姿勢および傾動姿勢に変位されるようになっている。
【００１９】
また、アウターマスト２４をガイドとしてインナーマスト２５を昇降させるための荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１が設けられている。リフトシリンダ３１は、アウターマスト２４に固定されたシリンダ本体３２と、シリンダ本体３２から突出するロッド３３とを有している。ロッド３３の先端は、インナーマスト２５の所定部に設けられた取付部２５ａに固定されている。
【００２０】
リフトシリンダ３１のシリンダ本体３２の下部には、荷役装置３の積載荷重を検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４が取り付けられている。荷重センサ３４からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。
運転室２２の前部において、運転室２２の底面２２ａ上には、操作スタンド３５が設けられており、運転室２２の後部には、上記運転座席２１が固定されている。
【００２１】
上記操作スタンド３５には、運転者が手で操作するための複数の操作要素として、上記操作部材１０と、フォーク２７を昇降させるための昇降操作レバー３６と、アウターマスト２４を揺動させるためチルト操作レバー３７と、前進／後進切替レバー３８とが設けられている。また、操作スタンド３５には、主に後方を確認するための確認ミラー３９が固定されている。また、操作スタンド３５には、図示しない各種のスイッチ類が設けられている。
【００２２】
また、操作スタンド３５の基部近傍において、運転室２２の底面２２ａ上には、運転者が足で操作するための複数の操作要素として、アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１、クラッチペダル４２が設けられている。アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１およびクラッチペダル４２は、実際には紙面に垂直な方向（車両の左右方向に相当）に横並びで並べて配置されているが、図１では、模式的に示してある。また、図１では、操作要素としての昇降操作レバー３６、チルト操作レバー３７、前進／後進切替レバー３８のレイアウトについても、模式的に示してある。
【００２３】
フォーク２７を昇降させる動作の原理を概念的に示す図２を参照して、インナーマスト２５の上部には、スプロケット４３が回転可能に支持されており、そのスプロケット４３には、チェーン４４が巻き掛けられている。そのチェーン４４の一端４４ａが、アウターマスト２４に設けられた固定部２４ｂに固定され、チェーン４４の他端４４ｂが、リフトブラケット２６に固定されている。これにより、リフトブラケット２６およびフォーク２７が、チェーン４４を用いて懸架されている。
【００２４】
リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長に伴って、インナーマスト２５が上昇すると、スプロケット４３がアウターマスト２４の固定部２４ｂに対して上昇し、チェーン４４を介して、リフトブラケット２６および積載部としてのフォーク２７を上昇させる。地表面４８に対するフォーク２７の上昇量は、リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長量の２倍となる。
【００２５】
積載部としてのフォーク２７の高さを検出する積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５が設けられており、ストロークセンサ４５からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。ストロークセンサ４５としてロータリエンコーダを用いるようにしてもよい。
具体的には、チェーン４４の他端４４ｂに一端が係止されたワイヤ４６が、アウターマスト２４に回転可能に支持されたワイヤドラム４７に巻き取られており、フォーク２７とともにチェーン４４の他端４４ｂが昇降すると、ワイヤ４６がワイヤドラム４７から巻き出されたり、巻き戻されたりする。このとき、ＥＣＵ１１は、ワイヤドラム４７の回転数をストロークセンサ４５としてのロータリエンコーダで検出し、その検出値に基づいてワイヤ４６のワイヤドラム４７からの巻き出し量を算出し、その算出値に基づいて、地表面４８からのフォーク１０の高さである積載部高さＨを検出する。
【００２６】
図３は荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１および操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に作動油を給排するための油圧回路を示す模式図である。図３を参照して、荷役用油圧源としての油圧ポンプ８は、電動モータ６０によって駆動される。荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１は、第１の油室６１および第２の油室６２を有している。
【００２７】
油圧ポンプ８とリフトシリンダ３１との間に、昇降用制御弁５３が配置されている。昇降用制御弁５３は、油圧ポンプ８からの主供給路６３および油タンク６４への主排出路６５をそれぞれリフトシリンダ３１の第１および第２の油室６１，６２に択一的に接続可能であるとともに、ＥＣＵ１１からの制御信号に応じて、流量を制御する電磁式の比例制御弁である。
【００２８】
具体的には、昇降用制御弁５３とリフトシリンダ３１との間には、リフトシリンダ３１の第１の油室６１に連通する一端６６１を有する第１の通油路６６が設けられているとともに、第２の油室６２に連通する一端６７１を有する第２の通油路６７が設けられている。
昇降用制御弁５３は、主供給路６３の一端６３１および主排出路６５の一端６５１を、第１の油室６１および第２の油室６２の何れにも接続しない第１の状態（図３に示す待機状態に相当）と、主供給路６３の一端６３１および主排出路６５の一端６５１を、それぞれ、第１の通油路６６の他端６６２および第２の通油路６７の他端６７２に連通する第２の状態（図示せず。リフトシリンダ３１のロッド３３を伸長させる状態に相当）と、主供給路６３の一端６３１および主排出路６５の一端６５１を、それぞれ、第２の通油路６７の他端６７２および第１の通油路６６の他端６６２に連通する第３の状態（図示せず。リフトシリンダ３１のロッド３３を短縮させる状態に相当）とに切り替え可能である。
【００２９】
油圧ポンプ８、主供給路６３、昇降用制御弁５３、第１の通油路６６、第２の通油路６７、主排出路６５および油タンク６４によって、荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１に作動油を給排するための第１の油圧回路６８が構成されている。
操舵反力用油圧アクチュエータ１３は、固定部としての円筒状のシリンダ本体６９と、シリンダ本体６９内にシリンダ本体６９の軸方向に摺動可能に収容された可動部としてのピストン７０と、シリンダ本体６９内にピストン７０によって互いに仕切られた第１および第２の油室７１，７２と、ピストン７０と同行移動し、一部がシリンダ本体６９から突出したロッド７３とを備えている。
【００３０】
ピストン７０には、第１および第２の油室７１，７２間を連通するオリフィス７４が形成されており、オリフィス７４の働きで、ロッド７３の進退に所定の粘性抵抗が付与されるようになっている。切替弁としての操舵反力用制御弁５７が第１の状態（待機状態）にあるときは、上記粘性抵抗による操舵反力のみが付与されるようになっている。
操舵部材１０は、ステアリングシャフトとして機能する支軸７５の一端に同伴回転可能に連結されている。支軸７５の他端には、支軸７５と同伴回転するピニオン７６が設けられている。一方、ロッド７３の先端に、ロッド７３と軸方向に同伴移動するラック７７が設けられており、そのラック７７は、上記ピニオン７６に噛み合わされている。
【００３１】
ピニオン７６が設けられた支軸７５と車体２との間には、操舵部材１０を操舵中立位置に復帰させるために操舵部材１０を操舵中立位置に付勢する、例えばねじりばねなどの付勢部材８５が介在している。
操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の油圧力が、ラック７７およびピニオン７６を介して、操舵部材１０の操作に抗する操舵反力として、操舵部材１０に与えられる。操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の油圧力は、油圧ポンプ８と操舵反力用油圧アクチュエータ１３との間に配置された操舵反力用制御弁５７によって制御される。
【００３２】
操舵反力用制御弁５７は、主供給路６３の中途の接続部６３ａから分岐した分岐供給路７８および主排出路６５の中途の接続部６５ａから分岐した分岐排出路７９をそれぞれ操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の第１および第２の油室７１，７２に択一的に接続可能であるとともに、ＥＣＵ１１からの制御信号に応じて、流量を制御する電磁式の比例制御弁である。また、操舵反力用制御弁５７は、ＥＣＵ１１からの制御信号に応じて、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排する状態（後述する第２または第３の状態に相当）と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３への作動油の給排を停止する状態（後述する第１の状態に相当）とを切り替える切替弁として機能する。
【００３３】
具体的には、操舵反力用制御弁５７と油圧シリンダ１３との間には、油圧シリンダ１３の第１の油室７１に連通する一端８０１を有する第１の通油路８０が設けられているとともに、第２の油室７２に連通する一端８１１を有する第２の通油路８１か設けられている。
操舵反力用制御弁５７は、図３に示すように分岐供給路７８の一端７８１および分岐排出路７９の一端７９１を、油圧シリンダ１３の第１の油室７１および第２の油室７２の何れにも接続しない第１の状態（待機状態に相当）と、図４に示すように分岐供給路７８の一端７８１および分岐排出路７９の一端７９１を、それぞれ、第１の通油路８０の他端８０２および第２の通油路８１の他端８１２に連通する第２の状態（油圧シリンダ１３のロッド７３を短縮させて左操舵に対して操舵反力を付与する状態に相当）と、図５に示すように分岐供給路７８の一端７８１および分岐排出路７９の一端７９１を、それぞれ、第２の通油路８１の他端８１２および第１の通油路８０の他端８０２に連通する第３の状態（油圧シリンダ１３のロッド７３を伸長させて右操舵に対して操舵反力を付与する状態に相当）とに切り替え可能である。
【００３４】
油圧ポンプ８、主供給路６３において油圧ポンプ８から接続部６３ａまでの部分８２、分岐供給路７８、操舵反力用制御弁５７、第１の通油路８０、第２の通油路８１、分岐排出路７９、主排出路６５において油タンク６４から接続部６５ａまでの部分８３および油タンク６４によって、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に作動油を給排するための第２の油圧回路８４が構成されている。
【００３５】
すなわち、荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１へ作動油を給排するための第１の油圧回路６８と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排するための第２の油圧回路８４とで、油圧ポンプ８、主供給路６３の部分８２、主排出路６５の部分８３および油タンク６４が共用されている。これにより、構造の簡素化、軽量化が図られている。
【００３６】
図６はフォークリフト１の主たる電気的構成を示すブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ１１には、操舵部材１０の操舵角θh を検出するための操舵角センサ１４、転舵輪としての後輪６の転舵角θW を検出するための転舵角センサ１５、車速Ｖを検出するための車速センサ４９、積載部としてのフォーク２７の積載荷重Ｗを検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４、積載部としてのフォーク２７の高さである積載部高さＨを検出するための積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５、昇降操作レバー３６の位置を検出するための昇降操作レバー位置センサ５０、チルト操作レバー３７の位置を検出するためのチルト操作レバー位置センサ５１、および前進／後進切替レバー３８の切替に応じて作動する前進／後進切替スイッチ５２のそれぞれから信号が入力されるようになっている。
【００３７】
また、ＥＣＵ１１から、転舵アクチュエータ１２、油圧ポンプ８から荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなる昇降用制御弁５３、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなるチルト用制御弁５４、前進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる前進クラッチ用制御弁５５、および後進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる後進クラッチ用制御弁５６のそれぞれに信号が出力されるようになっている。また、ＥＣＵ１１から、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３への作動油の給排／停止を制御する操舵反力用制御弁５７に信号が出力されるようになっている。
【００３８】
ＥＣＵ１１は種々の制御を実行する。例えば、ＥＣＵ１１は、後述する所定の条件が満たされたときに（図７のフローチャートにおいてステップＳ１でＹＥＳ且つステップＳ２でＹＥＳのときに相当）、路面反力に応じた操舵反力を操舵部材１０に与えるための油圧力を操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３によって発生させるべく、操舵角センサ１４から入力された操舵角θh および車速センサ４９から入力された車速Ｖに基づいて、操舵反力用制御弁５７に制御信号Ｄ１を出力する。操舵反力用制御弁５７は、ＥＣＵ１１からの制御信号Ｄ１に基づいて、油圧ポンプ８から操舵反力用アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に供給される作動油の方向および流量を制御する。
【００３９】
また、ＥＣＵ１１は、昇降操作レバー位置センサ５０から入力された昇降操作レバー３６の位置に応じて、油圧ポンプ８からリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する昇降用制御弁５３に制御信号を出力する。
また、ＥＣＵ１１は、チルト操作レバー位置センサ５１から入力されたチルト操作レバー３７の位置に応じて、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御するチルト用制御弁５４に制御信号を出力する。
【００４０】
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が前進へ切り替えられることに応じて前進クラッチ用制御弁５５に制御信号を出力し、前進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が後進へ切り替えられることに応じて後進クラッチ用制御弁５６に制御信号を出力し、後進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
【００４１】
図７はＥＣＵ１１の主たる動作を示すフローチャートである。図７を参照して、ＥＣＵ１１は、まず、ステップＳ１において、荷重センサ３４からの信号に基づいて検出されたフォーク２７の積載荷重Ｗが零であり（Ｗ＝０）、且つ昇降操作レバー位置センサ５０からの信号に基づいて検出された昇降操作レバー３６がホームポジションに位置しているか否かを判定する。
【００４２】
ステップＳ１において、積載荷重Ｗが零であり（Ｗ＝０）且つ昇降操作レバー３６がホームポジションに位置している（すなわち、荷役用油圧アクチュエータであるリフトシリンダ３１が動作していない）と判定された場合（ステップＳ１においてＹＥＳの場合）には、ステップＳ２に進み、車速センサ１５からの信号に基づいてフォークリフト１が前進しているか否かを判定する。
【００４３】
ステップＳ２において、フォークリフト１が前進していると判定された場合（ステップＳ２においてＹＥＳの場合）には、操舵反力用制御弁５７を第１の状態から第２の状態（図４参照）または第３の状態（図５参照）に切り替え、操舵部材１０の操舵方向に応じて、油圧ポンプ８からの作動油を操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の対応する油室７１または７２に作動油を供給するとともに、その作動油の流量を制御して操舵部材１０に所要の操舵反力を与える。
【００４４】
一方、ステップＳ１において、積載荷重Ｗが零でない（Ｗ≠０）か、または昇降操作レバー３６がホームポジションにない（すなわち、荷役用油圧アクチュエータであるリフトシリンダ３１が動作している）かの少なくとも一方であると判断された場合（ステップＳ１においてＮＯの場合）には、操舵反力用制御弁５７を第１の状態（図３に示す待機状態）に切り替える。
【００４５】
第１の状態への切替によって、油圧ポンプ８から操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３への作動油の給排が停止されるので、操舵部材１０の操作に対して、油圧シリンダ１３の上記オリフィス７４の粘性抵抗のみによる操舵反力が付与されることになる。
本実施の形態によれば、荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１へ作動油を給排するための第１の油圧回路６８と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排するための第２の油圧回路８４とで、油圧源としての油圧ポンプ８、主供給路６３の部分８２、主排出路６５の部分８３および油タンク６４が共用されているので、構造を簡素化して、軽量化を図ることができる。また、軽量化による燃費の向上を通じて省エネルギに寄与することができる。
【００４６】
また、リフトシリンダ３１が非作動状態にあるときに、切替弁としての操舵反力用制御弁５７を第２または第３の状態に切り替えることによって、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３を働かせるようにしているので、荷役動作に支障をきたすようなことがない。
また、第１の油圧回路６８が、油圧ポンプ８および油圧タンク６４とリフトシリンダ３１とを接続する主供給路６３および主排出路６５を含み、第２の油圧回路８４が、主供給路６３の中途の接続部６３ａおよび主排出路６５の中途の接続部６５ａを、それぞれ、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に分岐供給路７８および分岐排出路７９を含む。すなわち、第１の油圧回路６８と第２の油圧回路８４で、一部の油路、すなわち、主供給路６３の部分８２および主排出路６５の部分８３を兼用することができ、構造を簡素化することができる。ただし、第１の油圧回路６８および第２の油圧回路８４で少なくとも油圧ポンプ８が兼用されていればよい。
【００４７】
また、積載荷重Ｗが零のときは、通例、荷役用油圧アクチュエータであるリフトシリンダ３１への作動油供給の必要がない。そこで、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に作動油を供給するための条件として、積載荷重Ｗが零であることを含むようにした。
また、フォークリフト１は、後輪６が転舵輪となっているため、前進しながら旋回しているときに、運転者の負担が大きくなる。そこで、操舵反力用アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を供給する条件として、車両の前進を含めるようにした。これにより、前進旋回時に不安定になりがちな荷役車両の車両挙動を、操舵反力により急操舵を防止して安定化することができる。
【００４８】
また、車両用操舵装置９が、操舵部材１０と転舵輪としての後輪６との機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置として構成されているので、操舵反力の付与に関する自由度が高い。
次いで、図８は本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の油圧回路を示す模式図である。図８を参照して、本実施の形態が図３の実施の形態と主に異なるのは、下記である。すなわち、図３の実施の形態では、操舵反力用油圧アクチュエータとして、直動形の油圧シリンダ１３を用い、ロッド７３の直線運動をラック７７およびピニオン７６によって回転運動に変換していた。これに対して、本実施の形態では、操舵反力用油圧アクチュエータとして、回転形の油圧モータ１３Ａを用いた。これにより、図３の実施の形態で用いていたラック７７およびピニオン７６を廃止し、構造の一層の簡素化を図った。
【００４９】
操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧モータ１３Ａは、例えばオービットモータ或いは外接形歯車モータ等の二方向流れ形かつ二方向回転形であり、第１の通油路８０に連通する導入ポート１３１および第２の通油路８１に連通する導入ポート１３２を切り換えることで、出力軸としての支軸７５の回転方向を切り換えることができる。また、この油圧モータ１３Ａは定容量形であり、操舵反力用制御弁５７からの作動油の供給量の増減に伴って支軸７５を介して操舵部材１０に所要の操舵反力を与えるようになっている。
【００５０】
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、上記各実施の形態において、荷役用油圧アクチュエータとして、リフトシリンダ３１に代えて、チルトシリンダ２８を適用し、チルトシリンダ２８に作動油を給排するための第１の油圧回路と、操舵反力用油圧アクチュエータ（油圧シリンダ１３または油圧モータ１３Ａ）に作動油を給排するための第２の油圧回路とで、少なくとも油圧ポンプ８を兼用するようにしてもよい（図示せず）。
【００５１】
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…フォークリフト（荷役車両）、２…車体、３…荷役装置、６…後輪（転舵輪）、８…油圧ポンプ（油圧源）、９…車両用操舵装置、１０…操舵部材、１１…ＥＣＵ（制御手段）、１２…転舵アクチュエータ、１３…油圧シリンダ（操舵反力用油圧アクチュエータ）、１３Ａ…油圧モータ（操舵反力用油圧アクチュエータ）、１４…操舵角センサ（操舵角検出手段）、１５…転舵角センサ（転舵角検出手段）、３１…リフトシリンダ（荷役用油圧アクチュエータ）、３４…荷重センサ（荷重検出手段）、４９…車速センサ（前進検出手段）、５７…操舵反力用制御弁（切替弁）、６３…主供給路（主油路）、６３ａ…接続部、６４…油タンク、６５…主排出路（主油路）、６５ａ…接続部、６８…第１の油圧回路、７８…分岐供給路（分岐路）、７９…分岐排出路（分岐路）、８４…第２の油圧回路、Ｗ…積載荷重、Ｖ…車速
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷役車両のための車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置において、油圧アクチュエータを用いて操舵部材に操舵反力を付与することが提案されている（例えば特許文献１を参照）。
また、電動パワーステアリング装置において、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力によって操舵反力を生成する油圧反力機構が提案されている（例えば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９４３０号公報（請求項２）
【特許文献２】特開２００８−１８４０４９号公報（請求項５、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フォークリフト等の荷役車両において、操舵部材に操舵反力を与えるための反力アクチュエータとして、電動モータを用いた場合、電動モータが電力を消費するため、省エネルギ上、好ましくない。
一方、特許文献１，２のように、専用の油圧アクチュエータを設けた場合、重量が増加し、燃費が悪くなるので、この場合も、省エネルギ上、好ましくない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、省エネルギを図ることのできる車両用操舵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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、荷役装置（３）を備えた荷役車両（１）を操舵するための車両用操舵装置（９）において、荷役用油圧アクチュエータ（３１）に作動油を給排するための第１の油圧回路（６８）と、操舵反力用油圧アクチュエータ（１３；１３Ａ）に作動油を給排するための第２の油圧回路（８４）と、上記第２の油圧回路に設けられ操舵反力用油圧アクチュエータへの作動油の給排／停止を切り替える切替弁（５７）と、切替弁の動作を制御する制御手段（１１）と、を備え、上記第１の油圧回路および上記第２の油圧回路は、少なくとも油圧源（８）を共用しており、上記制御手段は、所定の条件が満たされたときに、第２の油圧回路を介して操舵反力用油圧アクチュエータに作動油が給排されるように切替弁を切り替え、上記所定の条件には、荷役用油圧アクチュエータが非作動状態であることが含まれることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、第１の油圧回路および第２の油圧回路において、少なくとも油圧源が兼用されるので、構造を簡素化して軽量化を図ることができる。その結果、軽量化による燃費の向上を通じて省エネルギに寄与することができる。また、荷役用油圧アクチュエータが非作動状態にあるときに、切替弁の切替によって操舵反力用油圧アクチュエータを働かせるようにしているので、荷役動作に支障をきたすようなことがない。
【０００８】
また、上記第１の油圧回路は、油圧ポンプおよび油圧タンク（６４）を荷役用油圧アクチュエータに接続する主油路（６３，６５）を含み、上記第２の油圧回路は、上記主油路の中途の接続部（６３ａ，６５ａ）から操舵反力用油圧アクチュエータ側へ分岐する分岐路（７８，７９）を含み、上記切替弁は、上記分岐路の作動油の流通を規制する状態と上記規制を解除する状態とを切り替える場合がある（請求項２）。この場合、第１の油圧回路と第２の油圧回路で、主油路の一部を兼用することができ、構造をより簡素化することができる。
【０００９】
また、上記荷役装置の積載荷重（Ｗ）を検出する荷重検出手段（３４）を備え、上記所定の条件には、上記荷重検出手段によって検出された積載荷重が零であることが含まれる場合がある（請求項３）。積載荷重が零のときは、通例、荷役用油圧アクチュエータへの作動油供給の必要がない。そこで、操舵反力用油圧アクチュエータに作動油を供給するための条件として、積載荷重が零であることを含むようにした。
【００１０】
また、上記荷役車両の前進を検出する前進検出手段（４９）を備え、上記所定の条件には、上記前進検出手段により前進が検出されることが含まれる場合がある（請求項４）。通例、荷役車両は、後輪が転舵輪となっているため、車両が前進しながら旋回しているときに、車両安定化のための運転者の操作負担が大きくなる。そこで、操舵反力用アクチュエータへ作動油を供給する条件として、車両の前進を含めるようにした。これにより、前進旋回時に不安定になりがちな荷役車両の車両挙動を、操舵反力により急操舵を防止して安定化することができる。
【００１１】
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置を含む荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。
【図２】フォークを昇降させる動作原理を説明するための概略図である。
【図３】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダおよび操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダに作動油を給排するための油圧回路の模式図である。操舵反力用制御弁が第１の状態（待機状態）にある場合を示している。
【図４】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダおよび操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダに作動油を給排するための油圧回路の模式図であり、操舵反力用制御弁が第２の状態にある場合を示している。
【図５】荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダおよび操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダに作動油を給排するための油圧回路の模式図であり、操舵反力用制御弁が第３の状態にある場合を示している。
【図６】フォークリフトの電気的構成を示すブロック図である。
【図７】ＥＣＵによる主たる制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の別の実施の形態の油圧回路の模式図であり、操舵反力用油圧アクチュエータとして油圧モータを用いる場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。図１を参照して、フォークリフト１は、車体２と、その車体２の前部に設けられた荷役装置３と、車体２の後部に設けられたカウンタウェイト４と、車体２を支持する駆動輪としての前輪５および転舵輪としての後輪６と、例えばエンジンを含む車両の駆動源７と、油圧源としての油圧ポンプ８と、後輪６を転舵するための車両用操舵装置９とを備えている。
【００１４】
車両用操舵装置９は、ノブ付きの手回しハンドルである操舵部材１０と転舵輪である後輪６との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置として構成されている。転舵輪として、単一の後輪６を車体２の左右方向の中央に設けてもよいし、車体２の左右にそれぞれ後輪６を設けてもよい。
車両用操舵装置９は、上記操舵部材１０と、操舵部材１０の操作に応じて転舵輪としての後輪６を転舵するための例えば電動モータからなり、制御手段としてのＥＣＵ１１（電子制御ユニット）によって駆動制御される転舵アクチュエータ１２と、操舵部材１０に操舵反力を付与するための操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３とを備えている。また、車両用操舵装置９は、操舵部材１０の操舵角を検出する操舵角センサ１４と、後輪６の転舵角を検出する転舵角センサ１５とを備えている。
【００１５】
転舵輪としての後輪６は、ほぼ鉛直な支持部材１６によって回転可能に支持されている。その支持部材１６は、車体２に保持された軸受１７を介して、ほぼ鉛直な回転軸線Ｃ１の回りに回転可能に支持されている。
転舵アクチュエータ１２の出力軸の回転は、伝達機構１８を介して減速されて、支持部材１６に伝達される。その伝達機構１８は、転舵アクチュエータ１２の出力軸とは同行回転する例えば駆動ギヤからなる駆動部材１９と、回転軸線Ｃ１の回りに支持部材１６とは同行回転可能に設けられ、上記駆動ギヤに噛み合う例えば従動ギヤからなる従動部材２０とを有している。伝達機構１８および転舵アクチュエータ１２によって、転舵機構Ａ１が構成されている。
【００１６】
図示していないが、エンジン等の駆動源７の動力は、トルクコンバータを経て、前後進切替および変速動作を行うトランスミッションに伝達され、さらに、デファレンシャルを経て左右の前輪５（駆動輪）に伝達されるようになっている。トランスミッションには、前進クラッチおよび後進クラッチが内蔵されている。
フォークリフト１は、運転座席２１を含む運転室２２を備えている。運転室２２は、車体２上にフレーム２３によって取り囲まれた状態で形成されている。
【００１７】
荷役装置３は、車体２によって、下端部２４ａを中心として傾動可能に支持された左右一対のアウターマスト２４と、そのアウターマスト２４によって昇降可能に支持されたインナーマスト２５と、アウターマスト２４によって昇降可能に支持されたリフトブラケット２６と、そのリフトブラケット２６に取り付けられ、荷物を積載する積載部としての左右一対のフォーク２７とを備えている。
【００１８】
アウターマスト２４の所定部と車体２の所定部との間に、チルトシリンダ２８が介在している。チルトシリンダ２８は、車体２の所定部に揺動可能に連結された一端を有するシリンダ本体２９と、シリンダ本体２９の他端から突出するロッド３０とを有している。ロッド３０の先端は、アウターマスト２４の所定部に揺動可能に連結されている。チルトシリンダ２８のロッド３０の伸縮動作に伴って、アウターマスト２４が、直立姿勢および傾動姿勢に変位されるようになっている。
【００１９】
また、アウターマスト２４をガイドとしてインナーマスト２５を昇降させるための荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１が設けられている。リフトシリンダ３１は、アウターマスト２４に固定されたシリンダ本体３２と、シリンダ本体３２から突出するロッド３３とを有している。ロッド３３の先端は、インナーマスト２５の所定部に設けられた取付部２５ａに固定されている。
【００２０】
リフトシリンダ３１のシリンダ本体３２の下部には、荷役装置３の積載荷重を検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４が取り付けられている。荷重センサ３４からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。
運転室２２の前部において、運転室２２の底面２２ａ上には、操作スタンド３５が設けられており、運転室２２の後部には、上記運転座席２１が固定されている。
【００２１】
上記操作スタンド３５には、運転者が手で操作するための複数の操作要素として、上記操作部材１０と、フォーク２７を昇降させるための昇降操作レバー３６と、アウターマスト２４を揺動させるためチルト操作レバー３７と、前進／後進切替レバー３８とが設けられている。また、操作スタンド３５には、主に後方を確認するための確認ミラー３９が固定されている。また、操作スタンド３５には、図示しない各種のスイッチ類が設けられている。
【００２２】
また、操作スタンド３５の基部近傍において、運転室２２の底面２２ａ上には、運転者が足で操作するための複数の操作要素として、アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１、クラッチペダル４２が設けられている。アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１およびクラッチペダル４２は、実際には紙面に垂直な方向（車両の左右方向に相当）に横並びで並べて配置されているが、図１では、模式的に示してある。また、図１では、操作要素としての昇降操作レバー３６、チルト操作レバー３７、前進／後進切替レバー３８のレイアウトについても、模式的に示してある。
【００２３】
フォーク２７を昇降させる動作の原理を概念的に示す図２を参照して、インナーマスト２５の上部には、スプロケット４３が回転可能に支持されており、そのスプロケット４３には、チェーン４４が巻き掛けられている。そのチェーン４４の一端４４ａが、アウターマスト２４に設けられた固定部２４ｂに固定され、チェーン４４の他端４４ｂが、リフトブラケット２６に固定されている。これにより、リフトブラケット２６およびフォーク２７が、チェーン４４を用いて懸架されている。
【００２４】
リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長に伴って、インナーマスト２５が上昇すると、スプロケット４３がアウターマスト２４の固定部２４ｂに対して上昇し、チェーン４４を介して、リフトブラケット２６および積載部としてのフォーク２７を上昇させる。地表面４８に対するフォーク２７の上昇量は、リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長量の２倍となる。
【００２５】
積載部としてのフォーク２７の高さを検出する積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５が設けられており、ストロークセンサ４５からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。ストロークセンサ４５としてロータリエンコーダを用いるようにしてもよい。
具体的には、チェーン４４の他端４４ｂに一端が係止されたワイヤ４６が、アウターマスト２４に回転可能に支持されたワイヤドラム４７に巻き取られており、フォーク２７とともにチェーン４４の他端４４ｂが昇降すると、ワイヤ４６がワイヤドラム４７から巻き出されたり、巻き戻されたりする。このとき、ＥＣＵ１１は、ワイヤドラム４７の回転数をストロークセンサ４５としてのロータリエンコーダで検出し、その検出値に基づいてワイヤ４６のワイヤドラム４７からの巻き出し量を算出し、その算出値に基づいて、地表面４８からのフォーク１０の高さである積載部高さＨを検出する。
【００２６】
図３は荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１および操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に作動油を給排するための油圧回路を示す模式図である。図３を参照して、荷役用油圧源としての油圧ポンプ８は、電動モータ６０によって駆動される。荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１は、第１の油室６１および第２の油室６２を有している。
【００２７】
油圧ポンプ８とリフトシリンダ３１との間に、昇降用制御弁５３が配置されている。昇降用制御弁５３は、油圧ポンプ８からの主供給路６３および油タンク６４への主排出路６５をそれぞれリフトシリンダ３１の第１および第２の油室６１，６２に択一的に接続可能であるとともに、ＥＣＵ１１からの制御信号に応じて、流量を制御する電磁式の比例制御弁である。
【００２８】
具体的には、昇降用制御弁５３とリフトシリンダ３１との間には、リフトシリンダ３１の第１の油室６１に連通する一端６６１を有する第１の通油路６６が設けられているとともに、第２の油室６２に連通する一端６７１を有する第２の通油路６７が設けられている。
昇降用制御弁５３は、主供給路６３の一端６３１および主排出路６５の一端６５１を、第１の油室６１および第２の油室６２の何れにも接続しない第１の状態（図３に示す待機状態に相当）と、主供給路６３の一端６３１および主排出路６５の一端６５１を、それぞれ、第１の通油路６６の他端６６２および第２の通油路６７の他端６７２に連通する第２の状態（図示せず。リフトシリンダ３１のロッド３３を伸長させる状態に相当）と、主供給路６３の一端６３１および主排出路６５の一端６５１を、それぞれ、第２の通油路６７の他端６７２および第１の通油路６６の他端６６２に連通する第３の状態（図示せず。リフトシリンダ３１のロッド３３を短縮させる状態に相当）とに切り替え可能である。
【００２９】
油圧ポンプ８、主供給路６３、昇降用制御弁５３、第１の通油路６６、第２の通油路６７、主排出路６５および油タンク６４によって、荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１に作動油を給排するための第１の油圧回路６８が構成されている。
操舵反力用油圧アクチュエータ１３は、固定部としての円筒状のシリンダ本体６９と、シリンダ本体６９内にシリンダ本体６９の軸方向に摺動可能に収容された可動部としてのピストン７０と、シリンダ本体６９内にピストン７０によって互いに仕切られた第１および第２の油室７１，７２と、ピストン７０と同行移動し、一部がシリンダ本体６９から突出したロッド７３とを備えている。
【００３０】
ピストン７０には、第１および第２の油室７１，７２間を連通するオリフィス７４が形成されており、オリフィス７４の働きで、ロッド７３の進退に所定の粘性抵抗が付与されるようになっている。切替弁としての操舵反力用制御弁５７が第１の状態（待機状態）にあるときは、上記粘性抵抗による操舵反力のみが付与されるようになっている。
操舵部材１０は、ステアリングシャフトとして機能する支軸７５の一端に同伴回転可能に連結されている。支軸７５の他端には、支軸７５と同伴回転するピニオン７６が設けられている。一方、ロッド７３の先端に、ロッド７３と軸方向に同伴移動するラック７７が設けられており、そのラック７７は、上記ピニオン７６に噛み合わされている。
【００３１】
ピニオン７６が設けられた支軸７５と車体２との間には、操舵部材１０を操舵中立位置に復帰させるために操舵部材１０を操舵中立位置に付勢する、例えばねじりばねなどの付勢部材８５が介在している。
操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の油圧力が、ラック７７およびピニオン７６を介して、操舵部材１０の操作に抗する操舵反力として、操舵部材１０に与えられる。操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の油圧力は、油圧ポンプ８と操舵反力用油圧アクチュエータ１３との間に配置された操舵反力用制御弁５７によって制御される。
【００３２】
操舵反力用制御弁５７は、主供給路６３の中途の接続部６３ａから分岐した分岐供給路７８および主排出路６５の中途の接続部６５ａから分岐した分岐排出路７９をそれぞれ操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の第１および第２の油室７１，７２に択一的に接続可能であるとともに、ＥＣＵ１１からの制御信号に応じて、流量を制御する電磁式の比例制御弁である。また、操舵反力用制御弁５７は、ＥＣＵ１１からの制御信号に応じて、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排する状態（後述する第２または第３の状態に相当）と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３への作動油の給排を停止する状態（後述する第１の状態に相当）とを切り替える切替弁として機能する。
【００３３】
具体的には、操舵反力用制御弁５７と油圧シリンダ１３との間には、油圧シリンダ１３の第１の油室７１に連通する一端８０１を有する第１の通油路８０が設けられているとともに、第２の油室７２に連通する一端８１１を有する第２の通油路８１か設けられている。
操舵反力用制御弁５７は、図３に示すように分岐供給路７８の一端７８１および分岐排出路７９の一端７９１を、油圧シリンダ１３の第１の油室７１および第２の油室７２の何れにも接続しない第１の状態（待機状態に相当）と、図４に示すように分岐供給路７８の一端７８１および分岐排出路７９の一端７９１を、それぞれ、第１の通油路８０の他端８０２および第２の通油路８１の他端８１２に連通する第２の状態（油圧シリンダ１３のロッド７３を短縮させて左操舵に対して操舵反力を付与する状態に相当）と、図５に示すように分岐供給路７８の一端７８１および分岐排出路７９の一端７９１を、それぞれ、第２の通油路８１の他端８１２および第１の通油路８０の他端８０２に連通する第３の状態（油圧シリンダ１３のロッド７３を伸長させて右操舵に対して操舵反力を付与する状態に相当）とに切り替え可能である。
【００３４】
油圧ポンプ８、主供給路６３において油圧ポンプ８から接続部６３ａまでの部分８２、分岐供給路７８、操舵反力用制御弁５７、第１の通油路８０、第２の通油路８１、分岐排出路７９、主排出路６５において油タンク６４から接続部６５ａまでの部分８３および油タンク６４によって、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に作動油を給排するための第２の油圧回路８４が構成されている。
【００３５】
すなわち、荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１へ作動油を給排するための第１の油圧回路６８と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排するための第２の油圧回路８４とで、油圧ポンプ８、主供給路６３の部分８２、主排出路６５の部分８３および油タンク６４が共用されている。これにより、構造の簡素化、軽量化が図られている。
【００３６】
図６はフォークリフト１の主たる電気的構成を示すブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ１１には、操舵部材１０の操舵角θh を検出するための操舵角センサ１４、転舵輪としての後輪６の転舵角θW を検出するための転舵角センサ１５、車速Ｖを検出するための車速センサ４９、積載部としてのフォーク２７の積載荷重Ｗを検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４、積載部としてのフォーク２７の高さである積載部高さＨを検出するための積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５、昇降操作レバー３６の位置を検出するための昇降操作レバー位置センサ５０、チルト操作レバー３７の位置を検出するためのチルト操作レバー位置センサ５１、および前進／後進切替レバー３８の切替に応じて作動する前進／後進切替スイッチ５２のそれぞれから信号が入力されるようになっている。
【００３７】
また、ＥＣＵ１１から、転舵アクチュエータ１２、油圧ポンプ８から荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなる昇降用制御弁５３、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなるチルト用制御弁５４、前進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる前進クラッチ用制御弁５５、および後進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる後進クラッチ用制御弁５６のそれぞれに信号が出力されるようになっている。また、ＥＣＵ１１から、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３への作動油の給排／停止を制御する操舵反力用制御弁５７に信号が出力されるようになっている。
【００３８】
ＥＣＵ１１は種々の制御を実行する。例えば、ＥＣＵ１１は、後述する所定の条件が満たされたときに（図７のフローチャートにおいてステップＳ１でＹＥＳ且つステップＳ２でＹＥＳのときに相当）、路面反力に応じた操舵反力を操舵部材１０に与えるための油圧力を操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３によって発生させるべく、操舵角センサ１４から入力された操舵角θh および車速センサ４９から入力された車速Ｖに基づいて、操舵反力用制御弁５７に制御信号Ｄ１を出力する。操舵反力用制御弁５７は、ＥＣＵ１１からの制御信号Ｄ１に基づいて、油圧ポンプ８から操舵反力用アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に供給される作動油の方向および流量を制御する。
【００３９】
また、ＥＣＵ１１は、昇降操作レバー位置センサ５０から入力された昇降操作レバー３６の位置に応じて、油圧ポンプ８からリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する昇降用制御弁５３に制御信号を出力する。
また、ＥＣＵ１１は、チルト操作レバー位置センサ５１から入力されたチルト操作レバー３７の位置に応じて、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御するチルト用制御弁５４に制御信号を出力する。
【００４０】
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が前進へ切り替えられることに応じて前進クラッチ用制御弁５５に制御信号を出力し、前進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が後進へ切り替えられることに応じて後進クラッチ用制御弁５６に制御信号を出力し、後進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
【００４１】
図７はＥＣＵ１１の主たる動作を示すフローチャートである。図７を参照して、ＥＣＵ１１は、まず、ステップＳ１において、荷重センサ３４からの信号に基づいて検出されたフォーク２７の積載荷重Ｗが零であり（Ｗ＝０）、且つ昇降操作レバー位置センサ５０からの信号に基づいて検出された昇降操作レバー３６がホームポジションに位置しているか否かを判定する。
【００４２】
ステップＳ１において、積載荷重Ｗが零であり（Ｗ＝０）且つ昇降操作レバー３６がホームポジションに位置している（すなわち、荷役用油圧アクチュエータであるリフトシリンダ３１が動作していない）と判定された場合（ステップＳ１においてＹＥＳの場合）には、ステップＳ２に進み、車速センサ１５からの信号に基づいてフォークリフト１が前進しているか否かを判定する。
【００４３】
ステップＳ２において、フォークリフト１が前進していると判定された場合（ステップＳ２においてＹＥＳの場合）には、操舵反力用制御弁５７を第１の状態から第２の状態（図４参照）または第３の状態（図５参照）に切り替え、操舵部材１０の操舵方向に応じて、油圧ポンプ８からの作動油を操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３の対応する油室７１または７２に作動油を供給するとともに、その作動油の流量を制御して操舵部材１０に所要の操舵反力を与える。
【００４４】
一方、ステップＳ１において、積載荷重Ｗが零でない（Ｗ≠０）か、または昇降操作レバー３６がホームポジションにない（すなわち、荷役用油圧アクチュエータであるリフトシリンダ３１が動作している）かの少なくとも一方であると判断された場合（ステップＳ１においてＮＯの場合）には、操舵反力用制御弁５７を第１の状態（図３に示す待機状態）に切り替える。
【００４５】
第１の状態への切替によって、油圧ポンプ８から操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３への作動油の給排が停止されるので、操舵部材１０の操作に対して、油圧シリンダ１３の上記オリフィス７４の粘性抵抗のみによる操舵反力が付与されることになる。
本実施の形態によれば、荷役用油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ３１へ作動油を給排するための第１の油圧回路６８と、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を給排するための第２の油圧回路８４とで、油圧源としての油圧ポンプ８、主供給路６３の部分８２、主排出路６５の部分８３および油タンク６４が共用されているので、構造を簡素化して、軽量化を図ることができる。また、軽量化による燃費の向上を通じて省エネルギに寄与することができる。
【００４６】
また、リフトシリンダ３１が非作動状態にあるときに、切替弁としての操舵反力用制御弁５７を第２または第３の状態に切り替えることによって、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３を働かせるようにしているので、荷役動作に支障をきたすようなことがない。
また、第１の油圧回路６８が、油圧ポンプ８および油圧タンク６４とリフトシリンダ３１とを接続する主供給路６３および主排出路６５を含み、第２の油圧回路８４が、主供給路６３の中途の接続部６３ａおよび主排出路６５の中途の接続部６５ａを、それぞれ、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に分岐供給路７８および分岐排出路７９を含む。すなわち、第１の油圧回路６８と第２の油圧回路８４で、一部の油路、すなわち、主供給路６３の部分８２および主排出路６５の部分８３を兼用することができ、構造を簡素化することができる。ただし、第１の油圧回路６８および第２の油圧回路８４で少なくとも油圧ポンプ８が兼用されていればよい。
【００４７】
また、積載荷重Ｗが零のときは、通例、荷役用油圧アクチュエータであるリフトシリンダ３１への作動油供給の必要がない。そこで、操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１３に作動油を供給するための条件として、積載荷重Ｗが零であることを含むようにした。
また、フォークリフト１は、後輪６が転舵輪となっているため、前進しながら旋回しているときに、運転者の負担が大きくなる。そこで、操舵反力用アクチュエータとしての油圧シリンダ１３へ作動油を供給する条件として、車両の前進を含めるようにした。これにより、前進旋回時に不安定になりがちな荷役車両の車両挙動を、操舵反力により急操舵を防止して安定化することができる。
【００４８】
また、車両用操舵装置９が、操舵部材１０と転舵輪としての後輪６との機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置として構成されているので、操舵反力の付与に関する自由度が高い。
次いで、図８は本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の油圧回路を示す模式図である。図８を参照して、本実施の形態が図３の実施の形態と主に異なるのは、下記である。すなわち、図３の実施の形態では、操舵反力用油圧アクチュエータとして、直動形の油圧シリンダ１３を用い、ロッド７３の直線運動をラック７７およびピニオン７６によって回転運動に変換していた。これに対して、本実施の形態では、操舵反力用油圧アクチュエータとして、回転形の油圧モータ１３Ａを用いた。これにより、図３の実施の形態で用いていたラック７７およびピニオン７６を廃止し、構造の一層の簡素化を図った。
【００４９】
操舵反力用油圧アクチュエータとしての油圧モータ１３Ａは、例えばオービットモータ或いは外接形歯車モータ等の二方向流れ形かつ二方向回転形であり、第１の通油路８０に連通する導入ポート１３１および第２の通油路８１に連通する導入ポート１３２を切り換えることで、出力軸としての支軸７５の回転方向を切り換えることができる。また、この油圧モータ１３Ａは定容量形であり、操舵反力用制御弁５７からの作動油の供給量の増減に伴って支軸７５を介して操舵部材１０に所要の操舵反力を与えるようになっている。
【００５０】
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、上記各実施の形態において、荷役用油圧アクチュエータとして、リフトシリンダ３１に代えて、チルトシリンダ２８を適用し、チルトシリンダ２８に作動油を給排するための第１の油圧回路と、操舵反力用油圧アクチュエータ（油圧シリンダ１３または油圧モータ１３Ａ）に作動油を給排するための第２の油圧回路とで、少なくとも油圧ポンプ８を兼用するようにしてもよい（図示せず）。
【００５１】
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…フォークリフト（荷役車両）、２…車体、３…荷役装置、６…後輪（転舵輪）、８…油圧ポンプ（油圧源）、９…車両用操舵装置、１０…操舵部材、１１…ＥＣＵ（制御手段）、１２…転舵アクチュエータ、１３…油圧シリンダ（操舵反力用油圧アクチュエータ）、１３Ａ…油圧モータ（操舵反力用油圧アクチュエータ）、１４…操舵角センサ（操舵角検出手段）、１５…転舵角センサ（転舵角検出手段）、３１…リフトシリンダ（荷役用油圧アクチュエータ）、３４…荷重センサ（荷重検出手段）、４９…車速センサ（前進検出手段）、５７…操舵反力用制御弁（切替弁）、６３…主供給路（主油路）、６３ａ…接続部、６４…油タンク、６５…主排出路（主油路）、６５ａ…接続部、６８…第１の油圧回路、７８…分岐供給路（分岐路）、７９…分岐排出路（分岐路）、８４…第２の油圧回路、Ｗ…積載荷重、Ｖ…車速
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷役装置を備えた荷役車両を操舵するための車両用操舵装置において、
荷役用油圧アクチュエータに作動油を給排するための第１の油圧回路と、
操舵反力用油圧アクチュエータに作動油を給排するための第２の油圧回路と、
上記第２の油圧回路に設けられ操舵反力用油圧アクチュエータへの作動油の給排／停止を切り替える切替弁と、
切替弁の動作を制御する制御手段と、を備え、
上記第１の油圧回路および上記第２の油圧回路は、少なくとも油圧源を共用しており、 上記制御手段は、所定の条件が満たされたときに、第２の油圧回路を介して操舵反力用油圧アクチュエータに作動油が給排されるように切替弁を切り替え、
上記所定の条件には、荷役用油圧アクチュエータが非作動状態であることが含まれることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記第１の油圧回路は、油圧ポンプおよび油圧タンクを荷役用油圧アクチュエータに接続する主油路を含み、
上記第２の油圧回路は、上記主油路の中途の接続部から操舵反力用油圧アクチュエータ側へ分岐する分岐路を含み、
上記切替弁は、上記分岐路の作動油の流通を規制する状態と上記規制を解除する状態とを切り替えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記荷役装置の積載荷重を検出する荷重検出手段を備え、 上記所定の条件には、上記荷重検出手段によって検出された積載荷重が零であることが含まれることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記荷役車両の前進を検出する前進検出手段を備え、
上記所定の条件には、上記前進検出手段により前進が検出されることが含まれることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１】
荷役装置を備えた荷役車両を操舵するための車両用操舵装置において、
荷役用油圧アクチュエータに作動油を給排するための第１の油圧回路と、
操舵反力用油圧アクチュエータに作動油を給排するための第２の油圧回路と、
上記第２の油圧回路に設けられ操舵反力用油圧アクチュエータへの作動油の給排／停止を切り替える切替弁と、
切替弁の動作を制御する制御手段と、を備え、
上記第１の油圧回路および上記第２の油圧回路は、少なくとも油圧源を共用しており、 上記制御手段は、所定の条件が満たされたときに、第２の油圧回路を介して操舵反力用油圧アクチュエータに作動油が給排されるように切替弁を切り替え、
上記所定の条件には、荷役用油圧アクチュエータが非作動状態であることが含まれることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記第１の油圧回路は、油圧ポンプおよび油圧タンクを荷役用油圧アクチュエータに接続する主油路を含み、
上記第２の油圧回路は、上記主油路の中途の接続部から操舵反力用油圧アクチュエータ側へ分岐する分岐路を含み、
上記切替弁は、上記分岐路の作動油の流通を規制する状態と上記規制を解除する状態とを切り替えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記荷役装置の積載荷重を検出する荷重検出手段を備え、 上記所定の条件には、上記荷重検出手段によって検出された積載荷重が零であることが含まれることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記荷役車両の前進を検出する前進検出手段を備え、
上記所定の条件には、上記前進検出手段により前進が検出されることが含まれることを特徴とする車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５４２３６（Ｐ２０１０−２５４２３６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９５１２（Ｐ２００９−１０９５１２）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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