JP2000344496A - インバータ用電源回路の放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はバッテリーフォークリフト等の産業
用車両に使用されるインバータ用電源回路の放熱装置に
関し、特に電源の浪費や回路への霜付き等の悪影響を与
えることのないインバータ用電源回路の放熱装置を提供
するものである。 【解決手段】 各温度センサ９〜１１から出力される温
度の検出信号は、制御回路１２へ出力され、制御回路１
２は所定の温度以上である場合ファン駆動回路１３〜１
５に制御信号を出力して対応するファン６ａ等を駆動す
る。このように構成することにより、温度センサ９〜１
１が所定温度以上の温度を検出する前にはファン６ａ、
６ｂ、１６が駆動することはなく、インバータ用電源回
路内に冷気の流入をなくし、霜等の付着を阻止して回路
のショートや回路の誤動作を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッテリーフォーク
リフト等の産業用車両に使用されるインバータ用電源回
路の放熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用車両として、バッテリーを電源と
するバッテリーフォークリフトが実用化されている。こ
のような産業用車両は、走行や荷役作業において、バッ
テリー電源を使用し、モータを駆動して行っている。ま
た、モータには走行用モータと荷役用モータがあり、そ
れぞれに駆動回路が設けられ、当該回路における発熱量
も大きい。また、モータの駆動回路としては、バッテリ
ーの直流電源から例えば三相モータを駆動するための交
流電源を作成するインバータ用電源回路が使用されてい
る。

【０００３】このため上記インバータ用電源回路では、
放熱装置としてファンが使用されている。図７は従来の
インバータ用電源回路の放熱装置を説明するシステム図
である。同図に示すように、従来の放熱装置は、制御回
路３１、ファン駆動回路３２、及びファン３３で構成さ
れている。制御回路３１は、例えばバッテリーフォーク
リフトのキースイッチをオンするか、又はバッテリーの
オン操作によって制御信号をファン駆動回路３２に供給
し、ファン駆動回路３２から駆動信号をファン３３に供
給する。そして、ファン３３はインバータ用電源回路
や、当該回路の回路基板が内蔵されたエリアの内気を冷
却する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ用電
源回路の放熱装置では、上述のようにキースイッチのオ
ン操作や、バッテリーのオン操作によって制御回路３１
から制御信号を出力し、ファン３３を駆動する。そし
て、キースイッチをオフするか、又はバッテリーをオフ
するまでファン３３は駆動し続け、インバータ用電源回
路や内気を冷却する。

【０００５】すなわち、従来のインバータ用電源回路の
放熱装置では、周囲の状況に関わらずバッテリーフォー
クリフト等の産業用車両を使用する間放熱装置が働く。
例えば、生鮮食料品や食肉等を保存する大きな冷凍庫内
において作業する場合でもインバータ用電源回路の放熱
装置が働く。この場合、インバータ用電源回路に供給さ
れる外気は冷凍庫内の氷点下の空気である。このため、
例えば回路には霜や氷が付着し、回路に悪影響を与え
る。

【０００６】また、かかる場合、そのまま冷凍庫外に産
業用車両が移動すると、凍結していた霜や氷が溶け、回
路のショートや回路の故障の原因となる。さらに、駆動
の必要がない場合でも、ファン３３を回転させるため、
無駄なエネルギー消費となる。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するため、予め
設定した温度以上にならなければファンを駆動しない構
成とすることにより、電源の浪費や回路への霜付き等の
悪影響を防止するインバータ用電源回路の放熱装置を提
供するものである。

【０００８】また、上記構成の場合、予め設定した温度
以上になるまでファンが駆動しないので、この間ファン
やファン駆動回路の故障や異常を検出できない。このた
め、例えばキースイッチのオン等によって一定時間ファ
ンを駆動し、ファンやファン駆動回路の故障や異常を検
出できる構成とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の態様
によれば、産業用車両のモータを駆動するインバータ用
電源回路と、該インバータ用電源回路の発熱を冷却する
ファンと、前記インバータ用電源回路が所定温度に達す
ると、前記ファンを駆動するファン駆動回路とを有する
インバータ用電源回路の放熱装置を提供することによっ
て達成される。

【００１０】ここで、インバータ用電源回路は、バッテ
リー電源から供給される直流電流を交流電流に変換する
電源回路であり、産業用車両を駆動する例えば走行用モ
ータや荷役用モータに交流電力を供給する。また、本発
明で使用する産業用車両は、例えばバッテリーフォーク
リフト等のバッテリー車である。

【００１１】また、インバータ用電源回路が所定温度に
達するとは、インバータ用電源回路自体、又は当該回路
を搭載した基板、又は上記回路や基板を含むエリアの内
気が所定温度に達したことを意味する。

【００１２】ファン駆動回路は上記箇所が所定温度に達
すると、ファンを駆動する駆動信号を出力し、インバー
タ用電源回路の発熱を外部に放出する。また、インバー
タ用電源回路等の所定温度の検出は、各種温度センサに
よって行う。

【００１３】このように構成することにより、上記所定
温度に達しない低い温度の状態ではファンが駆動せず、
例えば産業用車両を冷凍庫内で使用するような場合、イ
ンバータ用電源回路に冷気が侵入せず、霜等の付着を防
止する。

【００１４】請求項２の記載は、前記請求項１記載の発
明において、前記ファン駆動回路は、例えば所定操作に
よって一定時間前記ファンを駆動する構成である。ここ
で、所定操作とは、専用のキー操作であってもよく、又
は既存のスイッチや電源の接続操作であってもよい。

【００１５】このように構成することにより、ファンが
作動しない所定温度以下の状態でも、キー操作等によっ
てファンを一定時間駆動し、ファンの駆動を確認するこ
とができ、ファンやファン駆動回路の故障や異常を予め
検出することができる。

【００１６】請求項３の記載は、前記請求項２の記載に
おいて、前記所定操作は、例えば産業用車両のキースイ
ッチの操作、又はバッテリー電源の接続操作である。こ
こで、産業用車両のキースイッチの操作とは、産業用車
両、例えばバッテリーフォークリフトの駆動を開始する
際に最初に操作するキースイッチの意味であり、またバ
ッテリー電源の接続操作とは、バッテリー車の電源接続
端子を例えば充電器から外し、車両本体の回路側端子に
接続することを意味する。

【００１７】このように構成することにより、バッテリ
ーフォークリフト等の産業用車両を操作する際、必ず操
作するキースイッチ、又はバッテリー電源の接続操作を
行うことで、自動的にファンが一定時間駆動し、当該フ
ァンの駆動を確認することによってファンやファン駆動
回路の故障や異常を予め調べることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 ＜第１の実施形態＞図１は、本実施形態のインバータ用
電源回路の放熱装置を使用した産業用車両、例えばバッ
テリーフォークリフトの全体図である。同図において、
バッテリーフォークリフト１は運転室２、荷役装置３、
バッテリー収納部４等で構成されている。運転室２には
ハンドルや荷役レバー等の操作部２ａ、及び運転席２ｂ
が設けられ、操作部２ａには後述するキースイッチが設
けられている。また、運転席２ｂの下にはバッテリー収
納部４が設けられ、多数のバッテリーが収納されてい
る。

【００１９】また、運転席２ｂの下のカバー２ｃは矢印
ａ方向に開放可能に構成され、カバー２ｃの後方には、
インバータ用電源回路５が配設されている。また、この
インバータ用電源回路５を放熱する放熱装置６も設けら
れている。尚、荷役装置３は、インナーマスト及びアウ
ターマスト等のリフト機構３ａと、荷を載せるフォーク
３ｂで構成されている。

【００２０】図２は、上述のカバー２ｃの後方に設けら
れたインバータ用電源回路５及び放熱装置６の斜視図で
ある。インバータ用電源回路５は走行用電源回路５ａと
荷役用電源回路５ｂで構成され、筐体７の内部に収納さ
れている。また、筐体７の側面にはファン６ａとファン
６ｂが設けられている。

【００２１】ファン６ａは上述の走行用電源回路５ａで
発生した熱を外部に放散するためのファンであり、ファ
ン６ｂは荷役用電源回路５ｂで発生した熱を外部に放散
するためのファンである。

【００２２】図３は、上記機構構成のバッテリーフォー
クリフト１に使用されるインバータ用電源回路５の放熱
装置の回路ブロック図である。同図において、本例は３
個の温度センサ９〜１１、制御回路１２、ファン駆動回
路１３〜１５、ファン６ａ、６ｂ、１６で構成されてい
る。また、本例においては、各ファン６ａ、６ｂ、１６
が対応する走行用電源回路、荷役用電源回路、及び内気
用電源回路を個別に冷却する構成である。

【００２３】具体的には、温度センサ９は走行用電源回
路の温度を検出する温度センサであり、温度センサ９に
よって検出した温度データは制御回路１２に出力され
る。また、温度センサ１０は荷役用電源回路の温度を検
出する温度センサであり、温度センサ１０によって検出
した温度データも上述の制御回路１２に出力される。さ
らに、温度センサ１１は内気を検出する温度センサであ
り、温度センサ１１によって検出した温度データも制御
回路１２に出力される。

【００２４】制御回路１２は上記３個の温度センサ９〜
１１から供給される温度情報を受け取り、それぞれ予め
設定されたしきい値以上の温度であるか判断する。すな
わち、制御回路１２は各温度センサ９〜１１毎に供給さ
れる温度情報を判断し、しきい値以上の温度情報が供給
された温度センサ９〜１１に対応するファン駆動回路１
３〜１５に制御信号を出力する。

【００２５】ファン駆動回路は、制御回路１２から制御
信号が供給されると、対応するファンに対して駆動信号
を出力する。例えば、ファン駆動回路１３は、制御回路
１２から制御信号が供給されると、対応するファン６ａ
に対して駆動信号を出力する。また、ファン駆動回路１
４は制御回路１２から制御信号が供給されると、対応す
るファン６ｂに対して駆動信号を出力する。さらに、フ
ァン駆動回路１５は制御回路１２から制御信号が供給さ
れると、対応するファン１６に対して駆動信号を出力す
る。そして、各ファン６ａ、６ｂ、１６は対応する電源
回路や内気を冷却する。尚、ファン１６の具体的構成
は、図２に示していないが、不図示の箇所に対応するフ
ァンが設けられている。

【００２６】図４は、本例の回路構成を具体的に示す回
路図であり、特にファン駆動回路１３（１４、１５）を
具体的にしたものである。尚、ファン駆動回路１３〜１
５は、走行用、荷役用、内気用のいずれにおいても同じ
構成であり、代表してファン駆動回路１３の回路構成を
説明する。また、制御回路１２は具体的にはＣＰＵで構
成され、ＣＰＵに各種センサ９〜１１の検出信号が入力
する。

【００２７】以下、具体的に説明する。ファン駆動回路
１３は、バッファ１８、トランジスタ１９、２０、抵抗
２１、電解コンデンサ２２で構成されている。バッファ
１８には、制御回路（ＣＰＵ）１２から出力される制御
信号が入力し、制御信号はバッファ１８を介してトラン
ジスタ１９のベース（Ｂ）に入力する。トランジスタ１
９は、例えばＮＰＮ形のトランジスタであり、バッファ
１８を介して供給される信号がハイ信号（以下、Ｈで示
す）の時オンし、抵抗２１を介して電流を流す。また、
上述の抵抗２１にはトランジスタ２０のベース（Ｂ）が
接続され、上述のトランジスタ１９のオンに従って、ト
ランジスタ２０をオンし、同図の＋（プラス）端子に接
続された電源をトランジスタ２０を介してファン６ａに
供給する。

【００２８】尚、図４に示す電解コンデンサ２２はファ
ン駆動回路１３のリップル吸収用のコンデンサである。
また、上記ファン駆動回路１３の回路構成は、点線のカ
ッコ書きで示すファン駆動回路１４、１５においても同
様の構成である。

【００２９】以上の構成において、以下に処理動作を説
明する。先ず、初期状態において、制御回路１２はバッ
ファ１８を介してロー信号（Ｌ）を出力し、トランジス
タ１９、２０をオフしてファン６ａへの電源供給を停止
した状態に維持する。

【００３０】次に、バッテリーフォークリフト１の運転
を開始するため、キースイッチを操作し、バッテリーを
オンしてバッテリーフォークリフト１の操作を開始する
と、インバータ用電源回路（前述の走行用電源回路５
ａ、荷役用電源回路５ｂ）が駆動し、徐々に発熱する。
しかし、温度センサ９〜１１が所定温度（例えば、３０
°Ｃ）を検出するまで制御回路１２からＨ信号がファン
駆動回路１３〜１５に出力されず、ファン６ａ、６ｂ、
１６は作動しない。したがって、例えばバッテリーフォ
ークリフト１を冷凍庫等で使用する場合など、周囲が低
温状態であり、冷気が走行用電源回路５ａや荷役用電源
回路５ｂに流入することがない。このため、本例の放熱
装置によれば、回路に霜等を付着させことがない。

【００３１】その後、例えばバッテリーフォークリフト
１が冷凍庫から外に移動し、又は回路の温度が所定温度
以上になると、制御回路１２からＨ信号がバッファ１８
に出力され、トランジスタ１９、２０をオンしてファン
６ａ、６ｂ、１６を駆動する。この場合、走行用電源回
路５ａや荷役用電源回路５ｂ内の温度は所定温度以上に
上昇しており、回路内の熱気を外部を排出することにな
る。

【００３２】以上のように、本実施形態によれば、所定
温度に達するまで、制御回路１２からＨ信号がファン駆
動回路１３〜１５に出力されないので、低温状態でファ
ン６ａ、６ｂ、１６を駆動することがなく、霜や氷を回
路に付着させることがない。したがって、回路に水滴を
発生させ回路のショートや回路の故障を生じさせること
も防止できる。

【００３３】尚、上述の実施形態の説明において、所定
温度を例えば３０°Ｃとしたが、所定温度は当該温度に
限定されるものではない。また、本実施形態の説明で
は、産業用車両としてバッテリーフォークリフトの例で
説明したが、バッテリーフォークリフトに限定されるも
のでもない。 ＜第２の実施形態＞次に、本発明の第２の実施形態につ
いて説明する。

【００３４】図５は本実施形態のシステム構成を説明す
る図である。同図において、本例のシステムは、温度セ
ンサ２４、制御回路２５、ファン駆動回路２６、及びフ
ァン２７で構成され、制御回路２５にはキー操作信号、
又はバッテリーのオン信号が入力する。ここで、キー操
作信号は前述の運転室２の操作部２ａに設けられたキー
スイッチのオン操作によって制御回路２５に出力される
信号である。また、バッテリーのオン信号は、不図示の
バッテリーの接続端子を例えば充電器から車両本体の回
路側端子に接続する際出力される信号である。

【００３５】また、制御回路２５は、例えばタイマを有
し、上述のキー操作信号又はバッテリーのオン信号が供
給されるとタイマを駆動し、一定時間ファン駆動回路２
６に駆動信号を送り続ける。ファン２７は、上述の実施
形態と同様、インバータ用電源回路の発熱を外部に排出
するファンである。

【００３６】このように構成することにより、バッテリ
ーフォークリフト１の運転者は、フォークリフトを運転
するためバッテリーの接続端子を車体本体の回路側端子
に接続することによってファン駆動回路２６を駆動し、
ファン２７に駆動信号を出力してファン２７を一定時間
駆動する。また、バッテリーフォークリフト１を運転す
るためキースイッチを操作することによってファン駆動
回路２６を駆動し、ファン２７を一定時間駆動する。

【００３７】したがって、運転者が上述の何れかの操作
を行うことで、ファン２７が駆動し、ファン２７が一定
時間駆動する間、ファン２７の駆動状態を確認し、ファ
ン２７やファン駆動回路２６の故障や異常を判断するこ
とができる。

【００３８】図６は、前述の第１実施形態の説明におい
て使用した図４の回路に本例の信号を加えた構成を示
す。制御回路１２には、キースイッチのオン信号、又は
バッテリーのオン信号が入力する。そして、制御回路１
２はキースイッチのオン信号、又はバッテリーのオン信
号に従って、先ずファン駆動回路１３〜１５にＨ信号を
出力し、前述と同様トランジスタ１９、２０をオンして
対応するファン６ａ、６ｂ、１６を駆動する。運転者
は、ファン６ａ等の回転音からファン及びファン駆動回
路の故障や異常を判断する。

【００３９】尚、制御回路１２はファン駆動回路１３〜
１５に対し順次Ｈ信号を出力し、対応するトランジスタ
１９、２０をオンし、ファン６ａ→６ｂ→１６の順にフ
ァンを駆動し、個々のファン毎に故障や異常を判断する
構成としてもよい。この場合、対応するタイマーを３個
用意すればよい。

【００４０】また、各ファン６ａ、６ｂ、１６毎に専用
のスイッチを設け、運転者自らが順次ファンの駆動を確
認する構成としてもよい。さらに、本例によるファンの
検査は、温度センサによって電源回路が所定温度以上の
時ファンを駆動する構成に限らず、ファンが常時駆動し
ない装置の場合、例えばアクセル操作やリフト操作の場
合のみファンが駆動する場合や、電源回路にメイン電流
が流れた場合のみファンが駆動する場合、同様に本例を
適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
所定の温度に達しない間ファンの駆動が行われないの
で、冷気等の流入によって回路に霜等を付着させること
がない。

【００４２】また、霜等の付着がないので、後に霜等が
溶け、水滴が発生することを防止でき、回路のショート
や、回路の破損、誤動作等を回避できる。さらに、ファ
ンが作動しない装置であっても、キースイッチの操作等
によって一定時間ファンを作動させ、ファンの故障や異
常等を予め確認することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のインバータ用電源回路の放熱装置
を使用した産業用車両、例えばバッテリーフォークリフ
トの全体図である。

【図２】カバーの後方に設けられたインバータ用電源回
路及び放熱装置の斜視図である。

【図３】バッテリーフォークリフトに使用されるインバ
ータ用電源回路の放熱装置の回路ブロック図である。

【図４】図３に示す回路をより具体的に示す回路図であ
る。

【図５】第２の実施形態を説明する図である。

【図６】図５に示す回路をより具体的に示す回路図であ
る。

【図７】従来のインバータ用電源回路の放熱装置を説明
するシステム図である。

【符号の説明】

１ バッテリーフォークリフト ２ 運転室 ２ａ 操作部 ２ｂ 運転席 ２ｃ カバー ３ 荷役装置 ４ バッテリー収納部 ５ インバータ用電源回路 ６ 放熱装置 ６ａ、６ｂ、１６ ファン ７ 筐体 ９〜１１ 温度センサ １２ 制御回路 １３〜１５ ファン駆動回路 １８ バッファ １９、２０ トランジスタ ２１ 抵抗 ２２ 電解コンデンサ ２４ 温度センサ ２５ 制御回路 ２６ ファン駆動回路 ２７ ファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用車両のモータを駆動するインバー
   タ用電源回路と、 該インバータ用電源回路の発熱を冷却するファンと、 前記インバータ用電源回路が所定温度に達すると、前記
   ファンを駆動するファン駆動回路と、 を有することを特徴とするインバータ用電源回路の放熱
   装置。
2. 【請求項２】 前記ファン駆動回路は、所定操作によっ
   て一定時間前記ファンを駆動することを特徴とする請求
   項１記載のインバータ用電源回路の放熱装置。
3. 【請求項３】 前記所定操作は、産業用車両のキースイ
   ッチの操作、又はバッテリー電源の接続操作であること
   を特徴とする請求項２記載のインバータ用電源回路の放
   熱装置。