JP2003252588A - エネルギー回生式荷役機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上昇時には省エネを達成し、また、降下時に
はエネルギーをバッテリーに回生することができるエネ
ルギー回生式荷役機を提供する。 【解決手段】 ジョイスティックコントローラ２１によ
り上昇操作をしたときには、ジョイスティックコントロ
ーラ２１により設定した上昇速度と圧力センサ３５によ
り検知した負荷圧（荷重Ｇ）とに基づき、荷役モータ発
電機２５の回転数制御と油圧ポンプモータの傾転制御
（回転制御）とを行って設定した上昇速度となるように
制御し、また、ジョイスティックコントローラ２１によ
り降下操作をしたときには、荷役モータ発電機２５の発
電電力をバッテリー２４に蓄電する回生制御を行うとと
もに、設定した降下速度と負荷圧とに基づき、荷役モー
タ発電機２５の回転数制御と油圧ポンプモータの傾転制
御（回転制御）とを行って設定した降下速度となるよう
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はエネルギー回生式荷
役機に関し、荷物の昇降を行うフォークリフト等の荷役
機に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、フォークリフト等の荷役機では、
その昇降システムに荷役制御用の油圧バルブとして流量
制御弁を備えており、この流量制御弁によって荷役操作
時に圧油（作動油）の流量、圧力を制御していた。 【０００３】図６は従来のバッテリーフォークリフトに
おける昇降システムの構成図である。同図に示すよう
に、従来のフォークリフトの昇降システムでは、ジョイ
スティックコントローラ３、システムコントローラ４、
荷役モータコントローラ５、バッテリー６、荷役モータ
７、油圧ポンプ８、油圧シリンダ１０を備え、また、パ
イロット用リリーフ弁９−１，抵抗弁９−２，リリーフ
弁９−３，リフトロックバルブ９−４及び方向制御や流
量制御を行う電磁式切換弁９−５などからなるリフトセ
クションバルブ９なども備えている。 【０００４】ジョイスティックコントローラ３はオペレ
ータ１が座る運転席２の横に配置されており、このジョ
イスティックコントローラ３のレバー３ａをオペレータ
１が前後に倒すことにより上昇操作と降下操作とを行う
ことができるようになっている。そして、システムコン
トローラ４及び荷役モータコントローラ５では、ジョイ
スティックコントローラ３での操作に応じて次のように
制御する。 【０００５】即ち、ジョイスティックコントローラ３で
上昇操作をしたときには、バッテリー６の電力を荷役モ
ータコントローラ５を介して荷役モータ７に供給するこ
とにより荷役モータ７を作動させ、この荷役モータ７に
より継手１１を介して油圧ポンプ８を回転駆動する。ま
た、電磁式切換弁９−５を一方へ切り換えることによ
り、油圧ポンプ８から電磁式切換弁９−５を介して油圧
シリンダ１０へと圧油（作動油）が流れるようにする。
その結果、油圧タンク１３内の油が油圧ポンプ８により
昇圧されて油圧シリンダ１０へ供給され、この油圧シリ
ンダ１０によってフォーク１４に載置した荷物１２を上
昇させる。そして、このときの上昇速度は、電磁式切換
弁９−５における可変絞りにより圧油（作動油）の流
量、圧力を制御することによって制御される。 【０００６】一方、ジョイスティックコントローラ３で
降下操作をしたときには、電磁式切換弁９−５を他方へ
切り換えることにより、油圧シリンダ１０から電磁式切
換弁９−５を介して油圧タンク１２へ圧油がながれるよ
うにする。その結果、油圧シリンダ１０内の圧油が排出
され、この油圧シリンダ１０によってフォーク１４に載
置した荷物１２を降下させる。そして、このときの下降
速度も、電磁式切換弁９−５における可変絞りにより圧
油（作動油）の流量、圧力を制御することによって制御
される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のフ
ォークリフト等の荷役機では、電磁式切換弁９−５など
の可変絞りにより圧油の流量や圧力を制御することによ
って荷物の昇降速度を制御しているため、必然的に圧力
損失や熱の発生によるエネルギーロスが生じている。な
お、このエネルギーロスを軽減するために絞りでの圧力
損失を必要最小限に抑える設計が行われてはいるが、そ
れでも上昇時の充分な省エネは達成されておらず、ま
た、降下時にエネルギーをバッテリーに回生するまでに
は至っていない。 【０００８】従って、本発明は上記の事情に鑑み、上昇
時には省エネを達成し、また、降下時にはエネルギーを
バッテリーに回生することができるバッテリーフォーク
リフト等のエネルギー回生式荷役機を提供することを課
題とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のエネルギー回生式荷役機は、昇降の設定操作と昇降
速度の設定操作とを行う操作手段と、可変容量式の油圧
ポンプモータと、この油圧ポンプモータに連結された荷
役モータ発電機と、バッテリーと、荷物の昇降を行う油
圧シリンダと、前記荷物の荷重を検知する荷重検知手段
と、圧油の流れる方向を切り換える切換手段と、制御手
段とを備え、前記制御手段では、前記操作手段により上
昇操作をしたときには、前記油圧ポンプモータから前記
油圧シリンダへと圧油が流れることができるように前記
切換手段により圧油の流れる方向を切り換え、且つ、前
記バッテリーから前記荷役モータ発電機へ電力を供給し
て前記荷役モータ発電機を電動モータとして動作させ、
この荷役モータ発電機で前記油圧ポンプモータを回転駆
動することにより前記油圧ポンプモータを油圧ポンプと
して動作させるように制御するとともに、前記操作手段
により設定した上昇速度と前記荷重検知手段により検知
した荷重とに基づき、前記荷役モータ発電機の回転数制
御と前記油圧ポンプモータの回転制御とを行って、前記
油圧ポンプモータから前記油圧シリンダへ供給する圧油
の流量を制御することにより、前記油圧シリンダによる
前記荷物の上昇速度が前記操作手段により設定した上昇
速度となるように制御し、前記操作手段により降下操作
をしたときには、前記油圧シリンダから前記油圧ポンプ
モータへと圧油が流れることができるように前記切換手
段により圧油の流れる方向を切り換えることにより、前
記油圧シリンダから排出される圧油で前記油圧ポンプモ
ータを油圧モータとして動作させ、この油圧ポンプモー
タで前記荷役モータ発電機を回転駆動することにより前
記荷役モータ発電機を発電機として動作させ、この荷役
モータ発電機の発電電力を前記バッテリーに蓄電する回
生制御を行うとともに、前記操作手段により設定した降
下速度と前記荷重検知手段により検知した荷重とに基づ
き、前記荷役モータ発電機の回転数制御と前記油圧ポン
プモータの回転制御とを行って、前記油圧シリンダから
前記油圧ポンプモータへ流れる圧油の流量を制御するこ
とにより、前記油圧シリンダによる前記荷物の降下速度
が前記操作手段により設定した降下速度となるように制
御するよう構成したことを特徴とする。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。 【００１１】図１は本発明の実施の形態に係るバッテリ
ーフォークリフトの昇降システムの構成図、図２は前記
昇降システムの上昇時の状態を示す図、図３は前記昇降
システムの降下時の状態を示す図である。また、図４は
前記昇降システムの昇降制御ブロック図、図５は前記昇
降システムの昇降制御フローチャートである。 【００１２】＜構成＞図１に示すように、本実施の形態
に係るバッテリーフォークリフトの昇降システムでは、
昇降の設定操作と昇降速度の設定操作とを行う操作手段
としてのジョイスティックコントローラ２１、制御手段
としてのシステムコントローラ２２及び荷役モータコン
トローラ２３、バッテリー２４、電動モータ又は発電機
として動作する荷役モータ発電機２５、油圧ポンプ又は
油圧モータとして動作する可変容量式（可変吐出量式）
の油圧ポンプモータ２７、フォーク２８に載置した荷物
３６を昇降する油圧シリンダ２９を備えている。 【００１３】更には、圧油の流れる方向を切り換える切
換手段としてポペット弁３０−１，降下用電磁弁３０−
２，上昇用電磁弁３０−３及びオリフィス３０−４など
からなるリフトロックバルブ３０を備え、また、リリー
フ弁３１なども備えている。リフトロックバルブ３０
は、油圧シリンダ２９からの油漏れを防止して荷物２８
が自然落下するのを防止（リフトロック）する。また、
荷物３６の荷重Ｇを検知する荷重検知手段としての圧力
センサ３５、荷役モータ発電機２５の回転数を検知する
回転センサ３４なども備えている。 【００１４】なお、図１において斜線を付した点線は電
気信号ラインを表し、斜線を付した実線は電力ラインを
表している。また、斜線を付していない実線及び点線は
油圧ラインを表している。このことは図２，図３，図６
においても同様である。 【００１５】図１に示すように、ジョイスティックコン
トローラ２１はオペレータ３２が座る運転席３３の横に
配置されており、このジョイスティックコントローラ２
１のレバー２１ａをオペレータ３２が前後に倒すことに
よって上昇操作と降下操作とを行うことができるように
なっている。 【００１６】バッテリー２４と荷役モータ発電機２５
は、荷役モータコントローラ２３を介して電気的に接続
されている。荷役モータ発電機２５と油圧ポンプモータ
２７は継手３７を介して連結されている。従って、荷役
モータ発電機２５が電動モータとして動作するときに
は、この荷役モータ発電機２５により継手３７を介して
油圧ポンプモータ２７を回転駆動することにより、油圧
ポンプモータ２７が油圧ポンプとして動作する。一方、
油圧ポンプモータ２７が油圧モータとして動作するとき
には、この油圧ポンプモータ２７により継手３７を介し
て荷役モータ発電機２５を回転駆動することにより、荷
役モータ発電機２５が発電機として動作する。 【００１７】リフトロックバルブ３０は、油圧ポンプモ
ータ２７と油圧シリンダ２９との間に介設されて油圧回
路を構成しており、上昇時には油圧ポンプモータ２７か
ら油圧シリンダ２９へと圧油（作動油）が流れ、降下時
には油圧シリンダ２９から油圧ポンプモータ２７へと圧
油が流れるように圧油の流れる方向を切り換えることが
できるようになっている。 【００１８】詳述すると、油圧ポンプモータ２７と油圧
シリンダ２９との間の油圧ライン３９には、油圧ポンプ
モータ２７から油圧シリンダ２９に向かって順に上昇用
電磁弁３０−３、ポペット弁３０−１が設けられてい
る。ポペット弁３０−１と油圧シリンダ２９との間では
油圧ライン３９から油圧ライン４０が分岐されており、
この油圧ライン４０には油圧ライン３９から油圧タンク
３８に向かって順にオリフィス３０−４、降下用電磁弁
３０−２が設けられている。また、オリフィス３０−４
と降下用電磁弁３０−２との間では油圧ライン４０から
油圧ライン４１が分岐されており、この油圧ライン４１
がポペット弁３０−１の背圧側に通じている。 【００１９】従って、図２に示すように、上昇時には上
昇用電磁弁３０−３を開状態にすることにより、この上
昇用電磁弁３０−３及びポペット弁３０−１を介して、
油圧ポンプモータ２７により昇圧した油圧タンク３８内
の油を、上昇用電磁弁３０−３及びポペット弁３０−１
を介して矢印Ａのように油圧ポンプモータ２７から油圧
シリンダ２９へと圧油（作動油）を流すことができるよ
うになる。なお、このときにポペット弁３０−１は油圧
ポンプモータ２７から吐出した圧油（作動油）により押
し開けれられるようにして開口する。また、このとき降
下用電磁弁３０−２は閉状態となっており、油圧ライン
４０のオリフィス３０−４には圧油が流れない。従っ
て、オリフィス３０−４の前後の油圧に差がないことか
ら、油圧ポンプモータ２７から油圧シリンダ２９への油
圧の供給を停止したとき、ポペット弁３０−１の弁体３
０−１ａは閉状態となるため、油圧シリンダ２９内の圧
油が漏れて荷物２８が自然降下するのを防止（リフトロ
ック）することができる。 【００２０】一方、図３に示すように、降下時には上昇
用電磁弁３０を閉状態（逆止弁状態）とし、且つ、降下
用電磁弁３０−２を開状態とする。降下用電磁弁３０−
２が開くと、油圧ライン４０のオリフィス３０−４に圧
油が流れて圧力損失が生じることにより、オリフィス３
０−４の前後で油圧に差が生じて、ポペット弁３０の弁
体３０−１ａが開く。このため、ポペット弁３０−１及
び上昇用電磁弁３０−３を介して、矢印Ｂのように油圧
シリンダ２９から油圧ポンプモータ２７へと圧油を流す
ことができるようになる。なお、このとき油圧ポンプモ
ータ２７から油圧シリンダ２９への逆流は、上昇用電磁
弁３０−３の逆止弁機能によって阻止される。 【００２１】また、図１に示すように、圧力センサ３５
は油圧シリンダ２９とポペット弁３０−１との間の油圧
ライン３９に設けられており、油圧シリンダ２９内の圧
油の圧力を検知する。この油圧シリンダ２９内の圧油の
圧力は荷物９の荷重Ｇに応じた負荷圧となるため、圧力
センサ３５ではこの負荷圧（荷重Ｇ）を検知することに
なる。回転センサ３４は継手３７に設けられており、荷
役モータ発電機２５の回転数（回転速度）を検知する。 【００２２】また、油圧ポンプモータ２７と上昇用電磁
弁３０−３との間では油圧ライン３９から油圧ライン４
２，４３が分岐されている。油圧ライン４２はリリーフ
弁３１を介して油圧タンク３８に通じており、油圧ポン
プモータ２７から吐出される圧油が異常に高くなったと
きにはリリーフ弁３１が作動し、圧油が油圧ライン４２
を介して油圧タンク３８へと戻されるようになってい
る。また、キャリオーバ（油圧外部取り出し）としての
油圧ライン４３を介して、他のアクチュエータへも、油
圧ポンプモータ２７から吐出された圧油が供給されるよ
うになっている。 【００２３】次に、図１及び図４に基づき、システムコ
ントローラ２２及び荷役モータコントローラ２３などか
らなる制御系の構成について説明する。荷役モータコン
トローラ２２へは、ジョイスティックコントローラ２１
から操作方向信号ａと速度レベル信号ｂとが入力され
る。操作方向信号ａには、ジョイスティックコントロー
ラ２１のレバー２１ａを後方に倒したときの上昇操作信
号と、レバー２１ａを前方に倒したときの降下操作信号
と、レバー２１ａを前後何れにも倒さないときの中立信
号とがある。速度レベル信号ｂには、レバー２１ａを後
方に倒したときのレバー２１ａの傾き位置（傾き角度）
に応じた上昇速度レベル信号（上昇速度設定値）と、レ
バー２１ａを前方に倒したときのレバー２１ａの傾き位
置（傾き角度）に応じた降下速度レベル信号（降下速度
設定値）とがある。なお、レバー２１ａを大きく傾ける
ほど速度レベル信号ａは大きくなる。 【００２４】また、システムコントローラ２２へは、圧
力センサ３５から負荷圧（荷重Ｇ）の検知信号である圧
力レベル信号ｃが入力され、回転センサ３４から荷役モ
ータ発電機２５の回転数（回転速度）の検出信号である
速度信号ｄが入力される。システムコントローラ２２か
ら荷役モータコントローラ２３へは、動作・蓄電信号ｅ
が出力され、荷役モータコントローラ２３から荷役モー
タ発電機２５へは、動作・蓄電指令ｆが出力される。 【００２５】即ち、ジョイスティックコントローラ２１
からシステムコントローラ２２へ上昇操作信号が入力さ
れたとき、システムコントローラ２２では荷役モータコ
ントローラ２３へ動作信号を出力し、荷役モータコント
ローラ２３では荷役モータ発電機２５へ動作指令を出力
する。具体的には、荷役モータコントローラ２３では、
バッテリー２４から荷役モータコントローラ２３を介し
て荷役モータ発電機２５へ電力を供給させることによ
り、荷役モータ発電機２５を電動モータとして動作させ
る。更に、このとき荷役モータコントローラ２３では、
荷役モータ発電機２５の回転速度が、システムコントロ
ーラ２２から指定された目標回転速度となるように制御
する。即ち、システムコントローラ２２では、回転セン
サ３４からの速度信号ｄをシステムコントローラ２２へ
フィードバックし、この速度信号ａが前記目標回転速度
となるように荷役モータコントローラ２３経由で荷役モ
ータ発電機２５の回転数を制御する。 【００２６】一方、ジョイスティックコントローラ２１
からシステムコントローラ２２へ降下操作信号が入力さ
れたときには、システムコントローラ２２では荷役モー
タコントローラへ蓄電信号を出力し、荷役モータコント
ローラ２３では荷役モータ発電機２５へ蓄電指令を出力
する。具体的には、荷役モータコントローラ２３では、
発電機として動作する荷役モータ発電機２５の発電電力
を、バッテリー２４へ蓄電可能な電圧に変換することな
どにより、荷役モータコントローラ２３を介してバッテ
リー２４へ蓄電（回生）させる。更に、このとき荷役モ
ータコントローラ２３では、荷役モータ発電機２５の回
転速度が、システムコントローラ２２から指定された目
標回転速度となるように制御する。即ち、システムコン
トローラ２２では、回転センサ３４からの速度信号ｄを
システムコントローラ２２へフィードバックし、この速
度信号ａが前記目標回転速度となるように荷役モータコ
ントローラ２３経由で荷役モータ発電機２５の回転数を
制御する。 【００２７】また、システムコントローラ２２では、ジ
ョイスティックコントローラ２１からの操作方向信号ｂ
に基づいて油圧回路の上昇用電磁弁３０−３及び降下用
電磁弁３０−２に電磁弁操作信号ｇを出力する。具体的
には、ジョイスティックコントローラ２１からシステム
コントローラ２２へ上昇操作信号が入力されると、シス
テムコントローラ２２では、バッテリー２４の電力をシ
ステムコントローラ２２を介して上昇用電磁弁３０−３
へ供給することにより上昇用電磁弁３０−３を開にする
（図２参照）。一方、ジョイスティックコントローラ２
１からシステムコントローラ２２へ降下操作信号が入力
されると、システムコントローラ２２では、バッテリー
２４の電力をシステムコントローラ２２を介して降下用
電磁弁３０−２へ供給するとにより降下用電磁弁３０−
２を開にする（図３参照）。 【００２８】更に、システムコントローラ２２から油圧
ポンプモータ２７へは傾転量操作信号ｈが出力される。
即ち、システムコントローラ２２では油圧ポンプモータ
２２の回転数（吐出量）を制御するため、油圧ポンプモ
ータ２７の傾転制御を行うことにより、油圧ポンプモー
タ２２の傾転量を目標傾転量とする。 【００２９】システムコントローラ２２及び荷役モータ
コントローラ２３による荷役モータ発電機２５の回転数
制御やシステムコントローラ２２による油圧ポンプモー
タ２７の傾転制御は、ジョイスティックコントローラ２
１から入力する速度レベル信号ａ（レバー２１ａの傾き
位置）と、圧力センサ３５から入力する圧力レベル信号
ｃ（負荷圧）とに基づき、各条件に合わせた目標回転速
度及び目標傾転量となるように行われる。例えばシステ
ムコントローラ２２及び荷役モータコントローラ２３で
は図５に示すように制御する。 【００３０】図５に示すようにシステムコントローラ２
２では、まず、ステップＳ１においてコントローラ２
２，２３の電源がＯＮとなっているか否かを判断する。
続いて、ステップＳ２ではジョイスティックコントロー
ラ２１から入力される操作方向信号ａが中立信号０、上
昇操作信号１、降下操作信号２の何れであるかを判断す
る。その結果、ステップＳ２で中立信号１を入力したと
判断した場合には、ステップＳ３へと進み、昇降動作を
行わず、各動作信号（電磁弁操作指令ｇ、傾転量操作指
令ｈ、動作・蓄電信号ｅ）をＯＦＦのままとし、ステッ
プＳ１へ戻る。 【００３１】一方、ステップＳ２で上昇操作信号１を入
力したと判断した場合には、ステップＳ４において、ジ
ョイスティックコントローラ２１からの速度レベル信号
ｂ（上昇速度レベル信号）に基づき、オペレータ３２が
要求する速度レベルが、予め複数段階にレベル分けされ
た低：０〜高：ｉ（ｉ：整数）のうちのどのレベルであ
るかを判断する。次に、ステップＳ５において、圧力セ
ンサ３５からの圧力レベル信号ｃに基づき、荷物３６に
よる負荷圧（荷重Ｇ）が、ステップＳ４で判断される各
速度レベルごとに予め複数段階にレベル分けされた低負
荷：０〜最大負荷：ｋ（ｋ：整数）のうちのどのレベル
であるかを判断する。 【００３２】続いて、ステップＳ６では、ステップＳ５
で判断される０〜ｋの各レベルに対応して予め設定した
目標傾転量及び目標回転速度を選定する。そして、ステ
ップＳ７では、回転センサ３４からフィードバックする
速度信号ｄが、ステップＳ６で選定した目標回転速度と
なるように荷役モータ発電機２５（このときには電動モ
ータとして動作する）の回転数をフィードバック制御
し、且つ、油圧ポンプモータ２７（このときには油圧ポ
ンプとして動作する）の傾転量が、ステップＳ６で選定
した目標傾転量となるように制御する。 【００３３】油圧ポンプモータ２７の通過流量（油圧ポ
ンプモータ２７から油圧シリンダ２９へ供給される圧油
の流量）に応じて油圧シリンダ２９による荷物２９の上
昇速度が決まるが、この通過流量（上昇速度）は荷役モ
ータ発電機２５の回転数と油圧ポンプモータ２７の傾転
量とによって計算できる。つまり、荷役モータ発電機２
５の回転数と油圧ポンプモータ２７の傾転量とによって
油圧ポンプモータ２７の回転数が決まる。例えば荷役モ
ータ発電機２５の回転数に変化がない場合でも、傾転量
を変えることによって油圧ポンプモータ２７の回転数を
変化させることができる。 【００３４】従って、荷役モータ発電機２５の回転数と
油圧ポンプモータ２７の傾転とをそれぞれ目標回転速度
及び目標傾転量になるように制御すれば、油圧ポンプモ
ータ２７の通過流量が制御され、油圧シリンダ２９によ
る荷物３６の上昇速度がジョイスティックコントローラ
２１で設定された上昇速度となるように制御することが
できる。回転センサ３４の速度信号ｄと傾転量指令値と
から通過流量を計算し、この通過流量と目標通過流量
（上昇速度）とのずれを補正することもできる。 【００３５】ステップＳ８では、ジョイスティックコン
トローラ２１からの上昇操作信号の有無を判断し、上昇
操作信号が有る間はステップＳ４〜ステップＳ８の処理
を繰り返し、上昇操作信号が無くなれば各動作信号（電
磁弁操作指令ｇ、傾転量操作指令ｈ、動作・蓄電信号
ｅ）をＯＦＦにして、ステップＳ１へ戻る。なお、ステ
ップＳ５〜ステップＳ８の処理については、図５ではス
テップＳ４で速度レベルが低：０と判断された場合のみ
を例示し、速度レベルが低：０以外の場合については図
示を省略しているが、速度レベルが低：０以外の場合に
ついても速度レベルが低：０の場合と同様の処理が行わ
れる。また、速度レベルや圧力レベルのレベル分けや目
標回転速度や目標傾転量の具体的な値については、実験
等により、荷重Ｇや要求される上昇速度に応じた所要の
通過流量、圧力で効率的に荷物３６を上昇させることが
できる値を適宜設定すればよい。 【００３６】次に、ステップＳ２で降下操作信号２を入
力したと判断した場合には、ステップＳ９において、ジ
ョイスティックコントローラ２１からの速度レベル信号
ｂ（降下速度レベル信号）に基づき、オペレータ３２が
要求する速度レベルが、予め複数段階にレベル分けされ
た低：０〜高：ｊ（ｊ：整数）のうちのどのレベルであ
るかを判断する。続いて、ステップＳ１０では、圧力セ
ンサ３５からの圧力レベル信号ｃに基づき、荷物３６に
よる負荷圧（荷重Ｇ）が、ステップＳ９で判断される各
速度レベルごとに予め複数段階にレベル分けされた低負
荷：０〜最大負荷：ｍ（ｍ：整数）のうちのどのレベル
であるかを判断する。 【００３７】ステップＳ１１では、ステップＳ１０で判
断される０〜ｍの各レベルに対応して予め設定した目標
傾転量及び目標回転速度を選定する。そして、ステップ
Ｓ１２では、回転センサ３４からフィードバックする速
度信号ｄが、ステップＳ１１で選定した目標回転速度と
なるように荷役モータ発電機２５（このときには発電機
として動作する）の回転数をフィードバック制御し、且
つ、油圧ポンプモータ２７（このときには油圧モータと
して動作する）の傾転量が、ステップＳ１１で選定した
目標傾転量となるように制御する。即ち、荷物３６の負
荷圧（荷重Ｇ）によって油圧シリンダ２９から油圧ポン
プモータ２７へと流れようとする圧油に対する負荷を調
整する。 【００３８】前述の上昇時と同様、油圧ポンプモータ２
７の通過流量（油圧シリンダ２９から油圧ポンプモータ
２７へ流れる圧油の流量）に応じて油圧シリンダ２９に
よる荷物２９の降下速度が決まるが、この通過流量（降
下速度）は荷役モータ発電機２５の回転数と油圧ポンプ
モータ２７の傾転量とによって計算できる。 【００３９】従って、荷役モータ発電機２５の回転数と
油圧ポンプモータ２７の傾転量とをそれぞれ目標回転速
度及び目標傾転量になるように制御することにより、油
圧ポンプモータ２７の通過流量を制御して、油圧シリン
ダ２９による荷物３６の降下速度がジョイスティックコ
ントローラ２１で設定された降下速度となるように制御
することができる。回転センサ３４の速度信号ｄと傾転
量指令値とから通過流量を計算し、この通過流量と目標
通過流量（降下速度）とのずれを補正することもでき
る。また、このときには荷役モータ発電機２５の発電電
力を、荷役モータコントローラ２３を介してバッテリー
２４へ蓄電（回生）させる。即ち、荷物３６の位置エネ
ルギを電気エネルギに変換してバッテリー２４へ回生す
る。 【００４０】ステップＳ１３では、ジョイスティックコ
ントローラ２１からの降下操作信号の入力の有無を判断
し、降下操作信号が有る間はステップＳ９〜ステップＳ
１３の処理を繰り返し、降下操作信号が無くなれば各動
作信号（電磁弁操作指令ｇ、傾転量操作指令ｈ、動作・
蓄電信号ｅ）をＯＦＦにして、ステップＳ１へ戻る。な
お、ステップＳ１０〜ステップＳ１３の処理について
は、図５ではステップＳ９で速度レベルが低：０と判断
された場合のみを例示し、速度レベルが低：０以外の場
合については図示を省略しているが、速度レベルが低：
０以外の場合についても速度レベルが低：０の場合と同
様の処理が行われる。また、上昇時の場合と同様、速度
レベルや圧力レベルのレベル分けや目標回転速度や目標
傾転量の具体的な値については、実験等により、荷重Ｇ
や要求される降下速度に応じて効率的にエネルギをバッ
テリー２４に回生し且つ荷物３６を降下させることがで
きる値を適宜設定すればよい。 【００４１】＜作用・効果＞以上のように、本実施の形
態によれば、ジョイスティックコントローラ２１により
上昇操作をしたときには、油圧ポンプモータ２７から油
圧シリンダ２９へと圧油が流れることができるように上
昇用電磁弁３０−３などにより圧油の流れる方向を切り
換え、且つ、バッテリー２４から荷役モータ発電機２５
へ電力を供給して荷役モータ発電機２５を電動モータと
して動作させ、この荷役モータ発電機２５で油圧ポンプ
モータ２７を回転駆動することにより油圧ポンプモータ
２７を油圧ポンプとして動作させるように制御するとと
もに、ジョイスティックコントローラ２１により設定し
た上昇速度と圧力センサ３５により検知した負荷圧（荷
重Ｇ）とに基づき、荷役モータ発電機２５の回転数制御
と油圧ポンプモータの傾転制御（回転制御）とを行っ
て、油圧ポンプモータ２７から油圧シリンダ２９へ供給
する圧油の流量（通過流量）を制御することにより、油
圧シリンダ２９による荷物３６の上昇速度がジョイステ
ィックコントローラ２１により設定した上昇速度となる
ように制御する。 【００４２】また、ジョイスティックコントローラ２１
により降下操作をしたときには、油圧シリンダ２９から
油圧ポンプモータ２７へと圧油が流れることができるよ
うに降下用電磁弁３０−２などにより圧油の流れる方向
を切り換えることにより、油圧シリンダ２９から排出さ
れる圧油で油圧ポンプモータ２７を油圧モータとして動
作させ、この油圧ポンプモータ２７で荷役モータ発電機
２５を回転駆動することにより荷役モータ発電機２５を
発電機として動作させ、この荷役モータ発電機２５の発
電電力をバッテリー２４に蓄電する回生制御を行うとと
もに、ジョイスティックコントローラ２１により設定し
た降下速度と圧力センサ３５により検知した負荷圧（荷
重Ｇ）とに基づき、荷役モータ発電機２５の回転数制御
と油圧ポンプモータの傾転制御（回転制御）とを行っ
て、油圧シリンダ２９から油圧ポンプモータ２７へ流れ
る圧油の流量（通過流量）を制御することにより、油圧
シリンダ２９による荷物３６の降下速度がジョイスティ
ックコントローラ２１により設定した降下速度となるよ
うに制御する。 【００４３】このため、オペレータ３２による荷役作業
の作業性を優先させつつ、上昇時には省エネを達成し、
降下時には効率よくエネルギを回生させることができ
る。つまり、可変容量式の油圧ポンプモータ２７を用い
ることで従来の流量制御弁を削除することができるた
め、この流量制御弁における圧力損失や発熱などが無く
なるため、上昇時には省エネとなる。また、降下時に
は、操作性は従来と同様で、且つ、荷重や降下速度の各
状態で可能な限り、エネルギーを回生（バッテリーに蓄
電）することができる。ここで作業性とは、上昇、降
下、昇降停止、昇降速度、昇降位置の制御など操作をオ
ペレータ３２の思い通りに行うことができることを示し
ている。 【００４４】なお、上記では傾転量を変えることによっ
て回転数（吐出量）を制御する方式の可変容量式油圧ポ
ンプモータを用いているが、必ずしもこれに限定するも
のではなく、本発明では他の方式によって回転数（吐出
量）を制御する可変容量式の油圧ポンプモータを用いて
もよい。 【００４５】 【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、本発明のエネルギー回生式荷役機
は、昇降の設定操作と昇降速度の設定操作とを行う操作
手段と、可変容量式の油圧ポンプモータと、この油圧ポ
ンプモータに連結された荷役モータ発電機と、バッテリ
ーと、荷物の昇降を行う油圧シリンダと、前記荷物の荷
重を検知する荷重検知手段と、圧油の流れる方向を切り
換える切換手段と、制御手段とを備え、前記制御手段で
は、前記操作手段により上昇操作をしたときには、前記
油圧ポンプモータから前記油圧シリンダへと圧油が流れ
ることができるように前記切換手段により圧油の流れる
方向を切り換え、且つ、前記バッテリーから前記荷役モ
ータ発電機へ電力を供給して前記荷役モータ発電機を電
動モータとして動作させ、この荷役モータ発電機で前記
油圧ポンプモータを回転駆動することにより前記油圧ポ
ンプモータを油圧ポンプとして動作させるように制御す
るとともに、前記操作手段により設定した上昇速度と前
記荷重検知手段により検知した荷重とに基づき、前記荷
役モータ発電機の回転数制御と前記油圧ポンプモータの
回転制御とを行って、前記油圧ポンプモータから前記油
圧シリンダへ供給する圧油の流量を制御することによ
り、前記油圧シリンダによる前記荷物の上昇速度が前記
操作手段により設定した上昇速度となるように制御し、
前記操作手段により降下操作をしたときには、前記油圧
シリンダから前記油圧ポンプモータへと圧油が流れるこ
とができるように前記切換手段により圧油の流れる方向
を切り換えることにより、前記油圧シリンダから排出さ
れる圧油で前記油圧ポンプモータを油圧モータとして動
作させ、この油圧ポンプモータで前記荷役モータ発電機
を回転駆動することにより前記荷役モータ発電機を発電
機として動作させ、この荷役モータ発電機の発電電力を
前記バッテリーに蓄電する回生制御を行うとともに、前
記操作手段により設定した降下速度と前記荷重検知手段
により検知した荷重とに基づき、前記荷役モータ発電機
の回転数制御と前記油圧ポンプモータの回転制御とを行
って、前記油圧シリンダから前記油圧ポンプモータへ流
れる圧油の流量を制御することにより、前記油圧シリン
ダによる前記荷物の降下速度が前記操作手段により設定
した降下速度となるように制御するよう構成したことを
特徴とする。 【００４６】したがって、このエネルギー回生式荷役機
によれば、オペレータによる荷役作業の作業性を優先さ
せつつ、上昇時には省エネを達成し、降下時には効率よ
くエネルギを回生させることができる。つまり、可変容
量式の油圧ポンプモータを用いることで従来の流量制御
弁を削除することができるため、この流量制御弁におけ
る圧力損失や発熱などが無くなるため、上昇時には省エ
ネとなる。また、降下時には、操作性は従来と同様で、
且つ、荷重や降下速度の各状態で可能な限り、エネルギ
ーを回生（バッテリーに蓄電）することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態に係るバッテリーフォーク
リフトの昇降システムの構成図である。 【図２】前記昇降システムの上昇時の状態を示す図であ
る。 【図３】前記昇降システムの降下時の状態を示す図であ
る。 【図４】前記昇降システムの昇降制御ブロック図であ
る。 【図５】前記昇降システムの昇降制御フローチャートで
ある。 【図６】従来のバッテリーフォークリフトにおける昇降
システムの構成図である。 【符号の説明】 ２１ ジョイスティックコントローラ ２１ａ レバー ２２ システムコントローラ ２３ 荷役モータコントローラ ２４ バッテリー ２５ 荷役モータ発電機 ２７ 油圧ポンプモータ ２８ フォーク ２９ 油圧シリンダ ３０ リフトロックバルブ ３０−１ ポペット弁 ３０−２ 降下用電磁弁 ３０−３ 上昇用電磁弁 ３０−４ オリフィス ３１ リリーフ弁 ３２ オペレータ ３３ 運転席 ３４ 回転センサ ３５ 圧力センサ ３６ 荷物 ３７ 継手 ３８ 油圧タンク ３９，４０，４１，４２，４３ 油圧ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F333 AA02 AE02 DA10 DB07 FA18 3H089 AA21 BB04 CC01 DA03 DA14 DA20 DB44 DB48 DB73 EE36 FF07 FF10 FF12 GG02 JJ09

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 昇降の設定操作と昇降速度の設定操作と
   を行う操作手段と、可変容量式の油圧ポンプモータと、
   この油圧ポンプモータに連結された荷役モータ発電機
   と、バッテリーと、荷物の昇降を行う油圧シリンダと、
   前記荷物の荷重を検知する荷重検知手段と、圧油の流れ
   る方向を切り換える切換手段と、制御手段とを備え、 前記制御手段では、 前記操作手段により上昇操作をしたときには、前記油圧
   ポンプモータから前記油圧シリンダへと圧油が流れるこ
   とができるように前記切換手段により圧油の流れる方向
   を切り換え、且つ、前記バッテリーから前記荷役モータ
   発電機へ電力を供給して前記荷役モータ発電機を電動モ
   ータとして動作させ、この荷役モータ発電機で前記油圧
   ポンプモータを回転駆動することにより前記油圧ポンプ
   モータを油圧ポンプとして動作させるように制御すると
   ともに、前記操作手段により設定した上昇速度と前記荷
   重検知手段により検知した荷重とに基づき、前記荷役モ
   ータ発電機の回転数制御と前記油圧ポンプモータの回転
   制御とを行って、前記油圧ポンプモータから前記油圧シ
   リンダへ供給する圧油の流量を制御することにより、前
   記油圧シリンダによる前記荷物の上昇速度が前記操作手
   段により設定した上昇速度となるように制御し、 前記操作手段により降下操作をしたときには、前記油圧
   シリンダから前記油圧ポンプモータへと圧油が流れるこ
   とができるように前記切換手段により圧油の流れる方向
   を切り換えることにより、前記油圧シリンダから排出さ
   れる圧油で前記油圧ポンプモータを油圧モータとして動
   作させ、この油圧ポンプモータで前記荷役モータ発電機
   を回転駆動することにより前記荷役モータ発電機を発電
   機として動作させ、この荷役モータ発電機の発電電力を
   前記バッテリーに蓄電する回生制御を行うとともに、前
   記操作手段により設定した降下速度と前記荷重検知手段
   により検知した荷重とに基づき、前記荷役モータ発電機
   の回転数制御と前記油圧ポンプモータの回転制御とを行
   って、前記油圧シリンダから前記油圧ポンプモータへ流
   れる圧油の流量を制御することにより、前記油圧シリン
   ダによる前記荷物の降下速度が前記操作手段により設定
   した降下速度となるように制御するよう構成したことを
   特徴とするエネルギー回生式荷役機。