JP2002120996A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過荷重に対し電動モータを空転させて保護す
るとともに、送りネジ機構の逆転を防止して昇降台の落
下を防止し、安全性を確保した昇降台を提供する。 【解決手段】 荷重を受ける昇降台と、昇降台の昇降駆
動用電動モータ２と、電動モータ２の出力軸２０に連結
された減速ギヤ機構３，２２，２６，２７，２８と、減
速ギヤ機構の出力側の軸２８に連結された駆動ネジ６お
よび移動ナット７からなる送りネジ機構５とを備え、送
りネジ機構５の移動ナット７に昇降台が連結された昇降
装置１において、電動モータ２の上昇回転時に、昇降台
に過荷重が作用したときに電動モータ２を空転させるリ
ミッタ２３，２４，４２を設け、空転時に昇降台が下降
することを防止する逆転防止機構３２，３４，３６を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフォークリフトやジ
ャッキその他荷物運搬用の昇降装置に関し、特に電動モ
ータを用いた昇降装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧駆動のフォークリフトに代えて、小
型化や構造のコンパクト化および低コスト化のために電
動モータを用いた電動フォークリフトが開発されてい
る。この電動フォークリフトは、電動モータの出力軸に
減速ギヤ機構を介して駆動軸を連結し、この駆動軸に、
駆動ネジと移動ナットからなる送りネジ機構を結合し、
この移動ナットに連結リンクを介して荷重を受けるフォ
ーク（昇降台）を連結したものである。電動モータは正
逆回転可能でありフォークに荷物を載せて上げ下げする
とともに搬送走行する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電動フォークリフトにおいては、過大な荷重が載せ
られて過負荷運転となった場合に、過電流が流れてモー
タが焼損したり、劣化して寿命が短くなる。そこでこの
ような過荷重が加わったときに、荷重を逃がして電動モ
ータを空転させるリミッタを設けてモータの保護を図る
ことが考えられる。このようなリミッタを備えることに
より、例えば床上の荷物を持ち上げようとした場合に、
過大な荷重負荷により電動モータが過負荷運転をするこ
となく空転して荷物は持ち上がらず、したがって電動モ
ータが保護される。

【０００４】しかしながら、このようなリミッタを備え
た場合、フォークの上昇ストロークの途中で、一旦停止
した状態で過荷重が加わった場合、フォークが受ける過
荷重により送りネジ機構が逆転してフォークが落下する
おそれがある。すなわち、ストローク途中で停止または
下降動作時であれば、過荷重が加わってもモータ出力軸
が逆回転方向（下降回転方向）への抵抗となって制動作
用が発揮され、フォークが落下することはない。しかし
ながら、途中で過荷重が加わった場合に、電動モータを
上昇回転させると、リミッタにより電動モータが空転す
るため、過荷重に対する制動作用が得られなくなる。こ
のため、過荷重により送りネジ機構の移動ナットが逆転
してフォークが落下する。

【０００５】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、過荷重に対し電動モータを空転させて保護すると
ともに、送りネジ機構の逆転を防止して昇降台の落下を
防止し、安全性を確保した昇降台の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、荷重を受ける昇降台と、該昇降台の昇降
駆動用電動モータと、該電動モータの出力軸に連結され
た減速ギヤ機構と、該減速ギヤ機構の出力側の軸に連結
された駆動ネジおよび移動ナットからなる送りネジ機構
とを備え、該送りネジ機構の移動ナットに前記昇降台が
連結された昇降装置において、前記電動モータの上昇回
転時に、前記昇降台に過荷重が作用したときに前記電動
モータを空転させるリミッタを設け、前記空転時に前記
昇降台が下降することを防止する逆転防止機構を設けた
ことを特徴とする昇降装置を提供する。

【０００７】この構成によれば、昇降台に過大な荷重が
載せられたときに、リミッタにより電動モータを空転さ
せて荷重を逃がしモータを保護するとともに、電動モー
タ空転時の過荷重による送りネジ機構の逆転が防止さ
れ、これにより昇降台の落下が防止される。

【０００８】好ましい構成例では、前記リミッタは、ギ
ヤを介して回転を伝達する前記電動モータの出力軸から
送りネジ機構のネジ軸までのいずれかの回転軸に固定し
たクラッチプレートと、このクラッチプレートに設けた
複数の小孔に所定の圧接力で係入するボールとからな
り、前記過荷重が作用したときに該ボールがクラッチプ
レートの小孔から外れて空転することを特徴としてい
る。

【０００９】この構成によれば、クラッチプレートに対
するボールの圧接力以下の荷重負荷に対しては、ボール
はクラッチプレートに押付けられたままの状態でクラッ
チが繋がった状態となって回転力を伝達し、昇降台に過
大な荷重が載せられると、クラッチプレートの小孔から
ボールが外れ、クラッチが切れた状態となってモータが
空転する。

【００１０】さらに好ましい構成例では、前記逆転防止
機構は、内ホイルおよび外ホイルからなる一方向クラッ
チと、該一方向クラッチの外ホイルに係止および離間す
る押えロッドとからなり、前記一方向クラッチは、前記
電動モータの上昇回転方向に対しては、内ホイルが外ホ
イルに対し自由に回転し、電動モータの下降回転方向に
対しては、内ホイルと外ホイルが相互に固定されるよう
に配設し、前記押えロッドは、前記電動モータの上昇回
転時に前記一方向クラッチの外ホイルに係止して該外ホ
イルの回転を阻止するとともに内ホイルの回転により上
昇回転を伝達可能とし且つ過荷重による下降回転方向へ
の逆転を外ホイルとともに阻止し、前記電動モータの下
降回転時には、前記押えロッドが前記一方向クラッチの
外ホイルから離間して電動モータの下降回転を伝達可能
としたことを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、一方向クラッチによ
り、電動モータの上昇回転は、外ホイルを押えロッドで
不動にした状態で内ホイルを介して伝達され、下降回転
は、押えロッドを離した状態で相互に固定された内外ホ
イルを介して伝達され、電動モータの上昇回転時に過荷
重により電動モータが空転したときに、押えロッドが一
方向クラッチの外ホイルに係止して不動状態にしている
ため、この外ホイルに減速ギヤ等を介して連結された送
りネジ機構が下降方向に逆転することはなく、したがっ
て昇降台はストローク途中で過大な荷重を受けてもその
荷重により落下することはない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は本発明の適用例を示
し、本発明に係る昇降装置を用いたフォークリフトの概
略図である。図示したように、本発明に係る昇降装置１
は、電動モータ２による駆動が減速機構３、カプラ４を
介して送りネジ機構５を回転させるものである。送りネ
ジ機構５は駆動ネジ６と、この駆動ネジ６の回転によっ
て矢印Ａ方向に上下動する移動ナット７からなり、この
移動ナット７はリンクレバー１０を介して、荷物を積載
する昇降台（フォーク）８の連結部９と接続される。昇
降台８は移動ナット７が矢印Ａ方向に上下動することに
より例えばリンクレバー１０の中間部を支点として連結
部９が矢印Ｂ方向に揺動することによって上下動する。
この時、連結部９が上方向に移動すると昇降台８内に収
容された前輪１１がリンクロッド１２により矢印Ｃ方向
に突出する。昇降台８は昇降装置１を覆う車体１３上部
においてもリンク１４によって連結され、連結部９の動
きに連動して矢印Ｄ方向に上下に揺動する。また、車体
１３はフォークリフトを操縦するための操作ハンドル１
５を上部に有する。

【００１３】図２は本発明の別の適用例を示し、本発明
に係る昇降装置を用いた荷物持上げ用リフトの概略図で
ある。図示したように、このリフトは、固定端点（枢
軸）１６と移動端点１７を有する２本のアーム１８を中
央部で相互に回動可能にＸ字型に連結し、アーム角度を
変えることにより荷台１９を上下動させるものである。
昇降装置１によりその移動ナット７が矢印Ｅ方向に移動
する。移動ナット７には固定端点１６と移動端点１７を
有するＸ字型のアームのうち一方のアーム１８が連結さ
れ、他方のアームはカプラ４に連結される。移動ナット
７が矢印Ｅ方向に移動することに連動して移動端点１７
が矢印Ｆ方向に移動する。これにより上側の移動端点１
７が矢印Ｇ方向に回動することになり、荷物を積載する
荷台１９が矢印Ｈ方向に上下動する。

【００１４】図３は本発明に係る昇降装置の概略図であ
る。本発明に係る昇降装置１を詳しく説明する。図示し
た昇降装置は、送りネジ機構を上下方向に配置した状態
（例えば図１のフォークリフト）を示している。電動モ
ータ２には出力軸２０が備わり、出力軸２０はピニオン
ギヤ２１を有し、第１減速ギヤ２２と噛み合っている。
第１減速ギヤ２２には、後述のようにボール４２及びク
ラッチプレート２４等からなるリミッタ機構２３が組込
まれる。クラッチプレート２４はピニオンギヤ２５を介
して第１減速ギヤ軸２６と噛み合っている。すなわち、
第１減速ギヤ２２はリミッタ機構２３を介してその軸と
なる第１減速ギヤ軸２６に連結される。この第１減速ギ
ヤ軸２６のピニオンギヤ２５は第２減速ギヤ２７とも噛
み合い、第２減速ギヤ２７は第２減速ギヤ軸２８と一体
結合される。これら第１、第２減速ギヤで減速機構３を
構成する。この減速ギヤ機構３はカプラ４を介して送り
ネジ機構５の駆動ネジ６に連結される。

【００１５】送りネジ機構５の駆動ネジ６の上端部は周
囲をベアリングやワッシャ等を有するベアリングワッシ
ャユニット２９で覆われ、カプラ４を介して第２減速ギ
ヤ軸２８と連結される。駆動ネジ６には駆動ネジ６が回
転することによって上下動する移動ナット７が備わり、
この駆動ネジ６と移動ナット７で送りネジ機構５を構成
する。

【００１６】前述の第１減速ギヤ軸２６の上部には内ホ
イル３０と外ホイル３１からなる一方向クラッチ３２が
備わる。内ホイル３０と外ホイル３１間には不図示のラ
チェットあるいはローラ等のワンウェイ機構５３が介在
する。外ホイル３１はその外周側に複数の係止穴３３を
有している。電動モータ２の停止時及び上昇回転時には
係止穴３３に外ホイル３１の回転を止めるための押えロ
ッド３４が挿入され、常にスプリング３５により係止穴
３３方向に押圧される。この押えロッド３４は電動モー
タ２が移動ナット７を下げる方向に回転する時にソレノ
イド３６により係止穴３３から外れる方向に移動する。
一方向クラッチ３２は、電動モータ２の上昇回転方向に
ついては、内ホイル３０が外ホイル３１に対して回転し
て駆動力を伝達し、下降回転方向については内外ホイル
３０，３１同士が固定されて共に回転することにより駆
動力を伝達する。これら第１減速ギヤ軸２６上部の一方
向クラッチ３２及び押えロッド３４等で逆転防止機構３
７を構成する（詳細は後述）。この昇降装置１の上部は
ケーシング３８により覆われる。

【００１７】図４は本発明に係る昇降装置の減速ギヤ機
構部分の詳細図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面
図である。（Ａ）に示すように、例えば電動モータ２
（図３）を昇降台８（図１）が上昇するように回転させ
ると、出力軸２０が矢印Ｉ方向に回転し、それに伴い第
１減速ギヤ軸２６が矢印Ｊ方向に回転し、第２減速ギヤ
軸２８が矢印Ｋ方向に回転する。このようにして電動モ
ータ２の出力が伝わり、昇降台８を上下動させる。これ
らの昇降装置１を覆う上部ケーシング３８はネジ３９に
より装置本体下部ケース（不図示）に固定される。

【００１８】（Ｂ）に示すように、昇降台の上昇回転時
の過荷重を逃すために電動モータを空転させるリミッタ
機構２３は、コニカルワッシャ４０、スラストワッシャ
４１、複数のボール４２、クラッチプレート２４、荷重
調整ネジ４３で構成される。リング状のクラッチプレー
ト２４は、各ボール４２が少しだけ入るくらいの複数の
ボール孔４４を有し、このボール孔４４にボール４２が
スラストワッシャ４１を介してコニカルワッシャのバネ
力により押圧され係止される。このクラッチプレート２
４は内歯４５を有し、第１減速ギヤ軸２６のピニオンギ
ヤ２５と噛み合う。したがって、出力軸２０が回転し、
第１減速ギヤ２２が回転すると、ボール４２を介してク
ラッチプレート２４が回転し、クラッチプレート２４の
内歯４５とピニオンギヤ２５が噛み合って、第１減速ギ
ヤ軸２６を回転させる。

【００１９】クラッチプレート２４の下部には後述の空
転による磨耗を防ぐために、小ボール４９が備わる。第
１減速ギヤ軸２６の回転はピニオンギヤ２５を介して第
２減速ギヤ２７に伝わり、さらに第２減速ギヤ軸２８、
カプラ４、駆動ネジ６が回転し、移動ナット７（図３）
を介して昇降台を上下動させる。

【００２０】第２減速ギヤ２７はピン４６により第２減
速ギヤ軸２８に固定される。カプラ４は、第２減速ギヤ
軸２８および駆動ネジ６にそれぞれピン４７，４８で固
定され、これらのピン４７，４８を介して第２減速ギヤ
軸２８と駆動ネジ６を結合する。

【００２１】ここで昇降台に過荷重が作用した状態で昇
降台を上昇させようとすると、その荷重により第１減速
ギヤ軸２６の回転トルクが過度に大きくなる。この場
合、電動モータは昇降台を上昇させるように出力軸２０
を回転し続けるので、無理な荷重負荷となって過電流が
流れ電動モータが焼損する可能性がある。これに対処し
て本発明では、第１減速ギヤ軸２６に連動して回転する
クラッチプレート２４の回転が重くなるため、クラッチ
プレート２４に対するボール４２の圧接力以上の荷重負
荷がかかることになり、ボール孔４４からボールが外
れ、クラッチが切れた状態となり第１減速ギヤ２２とと
もに電動モータが空転する。

【００２２】これにより電動モータに無理な負荷がかか
ることが防止される。このボール４２の圧接力調整のた
め、クラッチプレート２４の下部にはこのクラッチプレ
ート２４とほぼ同じリング状の荷重調整ネジ４３が備わ
り、第１減速ギヤ２２内にねじ込まれ、クラッチプレー
ト２４をボール４２側に押圧してその圧接力を調整す
る。荷重調整ネジ４３には複数のツール用孔５０が設け
られ、工具を差込んでネジ締めを行うとともに、押圧力
調整後にくさび等を打込んで第１減速ギヤ２２と一体化
して一定圧力状態に固定する。

【００２３】次に逆転防止機構について説明する。昇降
台を昇降ストロークの途中または上端まで上昇させて、
電動モータをストップさせ、この状態で昇降台上にさら
に荷物を積載して過荷重が作用したとする。この場合、
モータの停止状態では第１、第２減速ギヤ２２，２８に
よる大きな伝達抵抗のためモータ出力軸にかかる過荷重
によるトルクは小さくなり出力軸が制動機能を発生して
昇降台が下がることはない。

【００２４】また昇降台を下げる方向に電動モータを回
転させても同様に、出力軸２０の回転が抵抗となり過荷
重により昇降台が急激に落下することはない。しかし、
さらに昇降台を上昇させる方向に電動モータを回転させ
ると、過荷重によりリミッタ機構２３が作用してクラッ
チプレート２４からボール４２が外れ、電動モータが切
離されて空転するため、モータによる制動作用が得られ
なくなって、第１減速ギヤ軸２６が逆回転して昇降台が
急に落下するおそれがある。

【００２５】このようなことを防止するため、第１減速
ギヤ軸２６の上部に前述のワンウェイクラッチ３２と押
圧ロッド３９からなる逆転防止機構３７が備わる。ワン
ウェイクラッチ３２の内ホイル３０はピン５２により第
１減速ギヤ軸２６に固定される。昇降台の下降運転時
は、下降通電と同時にリード線５１からソレノイド３６
に通電され、スプリング３５に抗して、係止穴３３から
押えロッド３４が引き上げられる。したがって外ホイル
３１がフリーとなり内ホイルとともに昇降台を下降させ
る回転方向に第１減速ギヤ軸２６を回転させる。上昇運
転時はソレノイド３６に通電されず、押えロッド３４は
スプリング３５により、係止穴３３に挿入されたままな
ので、外ホイル３１がロックされる。このとき、ワンウ
ェイクラッチ作用により内ホイル３０は外ホイル３１に
対し回転し昇降台を上昇させる方向に回転できるため、
第１減速ギヤ軸２６は上昇方向に回転する。

【００２６】ここで上述したように、昇降ストロークの
途中で過荷重が作用して、上昇運転を開始したとする。
このとき、一方向クラッチ３２が押圧ロッド３４と共働
して逆転防止機構３７が以下のように作用する。このた
め、送りネジ機構５が逆回転して昇降台が落下すること
はない。すなわち、過荷重によりクラッチプレート２４
からボール４２が外れ、電動モータが空転して第１減速
ギヤ軸２６に対する制動作用がなくなるが、電動モータ
は上昇回転方向であるため押えロッド３４が突出して外
ホイル３１をロックする。内ホイル３０は単独では下降
方向に回転することができないので、結果的に第１減速
ギヤ軸２６が下降方向に回転することがなくなり、昇降
台が落下しない。

【００２７】図５は本発明に係る逆転防止機構を上から
見た概略図である。図示したように、ワンウェイクラッ
チ３２の内ホイル３０はピン５２により第１減速ギヤ軸
２６に固定される。上昇運転時、押えロッド３４は１つ
の係止穴３３に係止され、外ホイル３１をロックし、内
ホイル３０だけが上昇方向に回転する。下降運転時には
押えロッド３４が係止穴３３から外れる。このようなワ
ンウェイクラッチ３４により、前述のように、上昇運転
時の過荷重による急な昇降台の落下を防ぐことができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリミッタ
機構は、昇降台に適正な荷重が載せられた通常運転時に
は、ボールがクラッチプレートに押付けられたままの状
態でクラッチが繋がった状態となって回転力を伝達し、
昇降台に過大な荷重が載せられると、クラッチプレート
の小孔からボールが外れ、クラッチが切れた状態となっ
てモータが空転するので荷重を逃がしモータを保護す
る。また、一方向クラッチにより、電動モータの上昇回
転は、外ホイルを、押えロッドで不動にした状態で内ホ
イルを介して伝達され、下降回転は、押えロッドを離し
た状態で相互に固定された内外ホイルを介して伝達され
る。このため、電動モータの上昇回転時に過荷重により
電動モータが空転したときに、押えロッドが一方向クラ
ッチの外ホイルに係止して不動状態にしているため、こ
の外ホイルに減速ギヤ等を介して連結された送りネジ機
構が下降方向に逆転することはなく、したがって昇降台
はストローク途中で過大な荷重を受けてもその荷重によ
り落下することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の適用例を示し、本発明に係る昇降装
置を用いたフォークリフトの概略図。

【図２】 本発明の別の適用例を示し、本発明に係る昇
降装置を用いたリフトの概略図。

【図３】 本発明に係る昇降装置の概略図。

【図４】 本発明に係る昇降装置の減速ギヤ機構部分の
詳細図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図。

【図５】 本発明に係る逆転防止機構を上から見た概略
図。

【符号の説明】

１：昇降装置、２：電動モータ、３：減速機構、４：カ
プラ、５：送りネジ機構、６：駆動ネジ、７：移動ナッ
ト、８：昇降台、９：連結部、１０：リンクレバー、１
１：前輪、１２：リンクロッド、１３：車体、１４：リ
ンク、１５：操作ハンドル、１６：固定端点、１７：移
動端点、１８：アーム、１９：荷台、２０：出力軸、２
１：ピニオンギヤ、２２：第１減速ギヤ、２３：リミッ
タ機構、２４：クラッチプレート、２５：ピニオンギ
ヤ、２６：第１減速ギヤ軸、２７：第２減速ギヤ、２
８：第２減速ギヤ軸、２９：ベアリングワッシャユニッ
ト、３０：内ホイル、３１：外ホイル、３２：一方向ク
ラッチ、３３：係止穴、３４：押えロッド、３５：スプ
リング、３６：ソレノイド、３７：逆転防止機構、３
８：ケーシング、３９：ネジ、４０：コニカルワッシ
ャ、４１：スラストワッシャ、４２：ボール、４３：荷
重調整ネジ、４４：ボール孔、４５：内歯、４６，４
７，４７：ピン、４９：小ボール、５０：ツール用孔、
５１：リード線、５２：ピン、５３：ワンウェイ機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｄ 41/06 Ｆ１６Ｄ 41/06 Ｆ Ｆ１６Ｈ 25/20 Ｆ１６Ｈ 25/20 Ｋ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷重を受ける昇降台と、該昇降台の昇降駆
   動用電動モータと、該電動モータの出力軸に連結された
   減速ギヤ機構と、該減速ギヤ機構の出力側の軸に連結さ
   れた駆動ネジおよび移動ナットからなる送りネジ機構と
   を備え、該送りネジ機構の移動ナットに前記昇降台が連
   結された昇降装置において、 前記電動モータの上昇回転時に、前記昇降台に過荷重が
   作用したときに前記電動モータを空転させるリミッタを
   設け、 前記空転時に前記昇降台が下降することを防止する逆転
   防止機構を設けたことを特徴とする昇降装置。
2. 【請求項２】前記リミッタは、ギヤを介して回転を伝達
   する前記電動モータの出力軸から送りネジ機構のネジ軸
   までのいずれかの回転軸に固定したクラッチプレート
   と、このクラッチプレートに設けた複数の小孔に所定の
   圧接力で係入するボールとからなり、前記過荷重が作用
   したときに該ボールがクラッチプレートの小孔から外れ
   て空転することを特徴とする請求項１に記載の昇降装
   置。
3. 【請求項３】前記逆転防止機構は、内ホイルおよび外ホ
   イルからなる一方向クラッチと、該一方向クラッチの外
   ホイルに係止および離間する押えロッドとからなり、 前記一方向クラッチは、前記電動モータの上昇回転方向
   に対しては、内ホイルが外ホイルに対し自由に回転し、
   電動モータの下降回転方向に対しては、内ホイルと外ホ
   イルが相互に固定されるように配設し、 前記押えロッドは、前記電動モータの上昇回転時に前記
   一方向クラッチの外ホイルに係止して該外ホイルの回転
   を阻止するとともに内ホイルの回転により上昇回転を伝
   達可能とし且つ過荷重による下降回転方向への逆転を外
   ホイルとともに阻止し、 前記電動モータの下降回転時には、前記押えロッドが前
   記一方向クラッチの外ホイルから離間して電動モータの
   下降回転を伝達可能としたことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の昇降装置。