JP2686835B2 - バッテリフォークリフトにおけるコンタクタ接点離脱方法。 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、バッテリフォークリフトにおける複数のコ
ンタクタ接点のそれぞれの離脱のタイミングを正確に制
御するコンタクタ離脱制御方法に関するものである。

（従来の技術） コンタクタは、半導体によるスイッチイング素子に比
し、安価で堅牢、かつ耐量が大きい等の理由から主回路
の開閉によく用いられている。

しかしながら、コンタクタは機械的動作であるため、
吸引・離脱等に下記するような弊害を生ずる場合があ
る。

（イ）コンタクタ自体、量産時における製造上に起因す
る離脱時間のばらつき （ロ）コンタクタコイルに蓄えられたLi2/2で表される
電気エネルギーのフライホイールに起因する離脱遅れ時
間のばらつき （ハ）コンタクタ離脱時のアークによる接点の磨耗、溶
着の恐れ （ニ）コンタクタ離脱時間のための制御応答性の低下 特に上記（ハ）のアークの発生によって、接点が溶着
すると主回路の開閉、切換が不可能となり、致命的欠陥
となるばかりか、引火性のガスガ発生する環境ではアー
クが爆発を引き起こすこととなり、非常に危険な問題と
して取り上げられ、これについての対策も種々提案され
ている。

このアークを消す対策（以下、アークレス対策とい
う。）として、従来、採用されている技術を以下説明す
る。

第５図は、バッテリフォークリフト（図示省略）のア
クセル装置の概略図であり、１はアクセルレバー、２は
アクセルレバー１と一体的に固定されたカム板、SFは前
進を指示する前進指示スイッチ、SBは上記アクセルレバ
ー１を一杯に倒したときに作動するバイパスを指示する
バイパス指示スイッチ、SRは後進を指示する後進指示ス
イッチで、それぞれがマイクロスイッチからなり、上記
カム板２の切り欠き部2Aによって上記マイクロスイッチ
がオン、オフされるものである。尚、アクセルレバー１
を矢印Ｆ側へ倒すと前進走行、同じく矢印Ｒ側へ倒すと
後進走行とする。

また、第６図はバッテリフォークリフト（図示省略）
の走行制御回路図を示しており、走行主回路は走行モー
タの電機子Ａと、界磁巻線Ｗと、その極性を切り換え、
前後進させる前・後進コンタクト接点Mf、Mr及びチョッ
パCHと、該チョッパCHに並列にバイパスコンタクタ接点
Mbを接続して構成している。

キースイッチKSを投入後、前記アクセルレバー１を矢
印Ｆ側へ一杯倒すと、前記前進指示スイッチSFおよびバ
イパス指示スイッチSBがオンとなり、前進用コンタクタ
接点Mfとバイパスコンタクタ接点Mbとがオンしている状
態、即ち、走行モータの電機子Ａに全電圧が印加されて
いる状態から、アクセルレバー１を急に中立に戻した場
合、制御装置20は、バイパスコンタクタ接点Mbが離脱す
る際、チョッパCHをオンとし、 バイパスコンタクタ接点Mbが離脱した後に前進用コン
タクタ接点Mfが離脱するまでの間にチョッパCHをオフと
するゲート信号ｇを出力するようにしてバイパスコンタ
クタ接点Mbおよび前進用コンタクタ接点Mfの離脱時のア
ークの発生を防止している。

また、上記チョッパCHのスイッチングに加え、バイパ
スコンタクタ接点Mbが先に離脱し、後に前進用コンタク
タ接点Mfを離脱するようバイパスコンタクタコイルMBに
はフライホイールダイオードDFと抵抗の直列体を並列に
接続し、前進用コンタクタコイルMF（後進用コンタクタ
コイルMRも同じ）にはフライホイールダイオードDFのみ
が並列に接続してフライホイール回路を形成していた。

このように、接点離脱時にアークレス対策を行う為に
は、コンタクタ接点の離脱時にコンタクタ接点に電流を
流さないようにして行えば良い。

（発明が解決しようとする課題） しかし、各フライホイール回路は状況の変化、即ち、
コンタクタ接点の離脱する電圧がまちまちであったり、
温度変化に伴うコイル抵抗値の変動によるフライホイー
ル時定数の変動などによって、コンタクタの離脱時間に
バラツキが発生することがあり、常に一定の離脱時間を
得ることができない場合がある。

前述の従来に示した例の場合、フライホイールダイオ
ードDFによる、前後進コンタクタ接点の離脱時間のバラ
ツキは、約50〜150mS程度、バイパスコンタクタ接点で
は約30〜80mS程度発生することは避けられず、チョッパ
CHがオンしている状態で先に前後進コンタクタ接点が離
脱したり、チョッパCHがオフした後にバイパスコンタク
タ接点Mbが離脱する場合があり、アークレス対策を完全
に実現することは出来なかった。

本発明は、上述の課題のアークレス対策を確実に行え
るものを提供することを目的としたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、走行モータを駆動制御する走行モータチョ
ッパと、該走行モータチョッパと直列接続された前後進
コンタクタ接点と、上記走行モータチョッパと並列接続
されたバイパスコンタクタ接点を主回路とし、上記前後
進コンタクタ・コイル励磁回路をコイルチョッパ回路と
した上で、前後進コンタクタの各々コイルと並列にフラ
イホイールダイオードとスイッチング素子の直列体を接
続し、 バイパスコンタクタ・コイル回路もコイルチョッパ回
路とした上で、バイパスコンタクタのコイルと並列にフ
ライホイールダイオードとスイッチング素子の直列体を
接続して、運転席に設けられたアクセルレバーにより、
走行制御を行うバッテリフォークリフトの走行制御回路
において、 上記アクセルレバーを倒して走行中に、アクセルレバ
ーを中立まで戻したときに、 ア）バイパスコンタクタ接点が作動している場合。

バイパスコンタクタ・コイルをチョッパ制御するバイ
パスコンタクタ・コイルチョッパ用スイッチング素子と
フライホイールダイオード回路のフライホイールダイオ
ード回路用スイッチング素子をオフし、走行モータ・チ
ョッパをオンした状態でバイパスコンタクタ接点を離脱
させた後、前後進コンタクタコイルの励磁回路に接続さ
れた前後進コンタクタコイル用スイッチング素子と前後
進コンタクタコイル側のフライホイール回路のスイッチ
ング素子をオフし、走行モータチョッパをオフした状態
で前後進コンタクタ接点を離脱させ、 イ）バイパスコンタクタ接点が作動していない場合 前後進コンタクタコイルの励磁回路の接続された前後
進コンタクタコイル用スイッチング素子と前後進コンタ
クタコイル側のフライホイール回路のスイッチング素子
をオフし、走行モータチヨッパをオフした状態で前後進
コンタクタ接点を離脱させることにより、複数のコンタ
クタアーク接点の離脱時のアーク発生防止を図るという
上述の課題を解決したものである。

（実施例） 本発明の一実施例を、以下、第１図から第５図に基づ
いて詳述する。

第１図はバッテリフォークリフト（図示省略）の走行
制御回路を示し、前進用コンタクタコイルMF、後進用コ
ンタクタコイルMRに、フライホイールダイオードDFをス
イッチング素子の一つであるトランジスタTr11（以下ト
ランジスタという。）を介して接続し、フライホイール
回路を形成している。同じくバイパスコンタクタコイル
MBにもフライホイールダイオードDFをトランジスタTr21
を介して接続し、フライホイール回路を形成している。

また、前記トランジスタTr11、Tr21には、それぞれの
フライホイール電流を制御するトランジスタTr12、Tr22
を接続している。該トランジスタTr12、Tr22は、制御装
置３によって後述のように制御がされる。

尚、Ｖはサージ吸収用のバリスタである。

また、従来と同一のものについては、同一の番号を付
し、個々での説明は省略する。

上述のように構成された走行制御回路において、制御
装置３は、各コンタクタの離脱時間を次のように制御す
る。

状態１ アクセルレバー１がＦ側へ倒されて、前進指示
スイッチSFのみがオンしている場合。

この状態から、急にアクセルレバー１が中立に戻され
た場合、制御装置３は前進指示スイッチSFのオフを端子
I10で検出すると、トランジスタTr10,トランジスタTr12
を即オフとし前進用コンタクタコイルMFの励磁を直ちに
消磁するとともにチョッパCHも即オフとする。

前進用コンタクタ接点Mfは、上記トランジスタTr12及
びチョッパCHがオフとなってから、コンタクタ自体の機
械的遅れ時間T0だけ遅れて離脱する。即ち、状態１の関
係では、前進用コンタクタ接点MfはチョッバCHと直列の
接続関係であるため、チョッパCHをオフしてから離脱さ
せているのである。

状態２ アクセルレバー１がＦ側へ最大に倒されて前進
指示スイッチSF、バイパス指示スイッチSBがともにオン
した場合 この状態からアクセルレバー１が急に中立に戻された
ときは、制御装置３はバイパス指示スイッチSBのオフを
端子I20で検出すると、トランジスタTr20,Tr22を即オフ
とし、バイパスコンタクタコイルMBの励磁を消磁させ
る。この時点では、チョッパCHのゲートパルス信号Ｇは
オンのままとし、該状態でバイパスコンタクタ接点Mbを
まづ離脱させる。

ここで、前記バイパス指示スイッチSBのオフからバイ
パスコンタクタ接点Mbが離脱するまでの時間、即ち機械
的遅れ時間T0以上経過後にチョッパCHをオフとし、前記
状態１の処理を行えば良い。即ち、バイパスコンタクタ
接点MbとチョッパCHは並列関係にあるため、上記バイパ
スコンタクタ接点MbをチョッパCHがオン状態で離脱させ
る。

また、第４図は他の実施例を示しており、走行状態の
異常を検出するための走行防止検出回路４及び前記制御
装置３自体のシステムの異常を検出するためのシステム
ダウン検出回路５とを設け、各々の出力はOR回路６を介
して前記制御装置３に入力されている。

さらに、第３図に示すアクセル装置は第５図に示した
アクセルレバー１の頂部に超高速押しボタンスイッチSH
を設けたものであり、アクセルレバー１を最大に倒した
後、前記超高速押しボタンスイッチSHを押すと（以下、
第２図（１）、乃至第４図参照）、前進用コンタクタ接
点Mf、バイパス用コンタクタ接点Mb及び超高速用コンタ
クタ接点Mhがすべてオンとなり、これにより走行モータ
の電機子Ａは弱め界磁となり超高速回転が可能となるも
のである。この状態から、アクセルレバー１を急に中立
まで戻しあ場合（超高速押しボタンスイッチSHはオンの
ままとする。）、制御装置３は、次のようなタイミング
で各制御信号を出力する。

１）バイパス指示スイッチSBのオフを端子I20で検出
し、トランジスタTr32,トランジスタTr32およびトラン
ジスタTr20の各ゲート信号O30,O32およびO20を直ちにオ
フして、超高速用コンタクタコイルMHの励磁を消磁する
と同時にチョッパCHもオフとする。

これにより超高速用コンタクタ接点Mhは、上記バイパ
ス指示スイッチSBのオフ後に、機械的時間の遅れ時間T0
のみを遅れて離脱するが、バイパスコンタクタコイルMB
についてはトランジスタTr21がオンの状態であるため、
フライホイール電流により励磁され、バイパスコンタク
タ接点Mbはオンしたままである。

この状態、即ちバイパスコンタクタ接点Mbがオンの状
態で、超高速用コンタクタ接点MhはチョッパCHがすでに
オフされた後、離脱することになる。

２）制御装置３は、前記１）のバイパス指示スイッチSB
のオフから、遅れ時間TBをもってトランジスタTr22をオ
フとし、バイパスコンタクタコイルMBのフライホイール
電流を遮断する。尚、チョッパCHのゲート信号Ｇはトラ
ンジスタTr22のゲート信号O22をオフすると同時にオン
とする。

即ち、バイパスコンタクタ接点Mbは、前記トランジス
タTr22のオフ後、機械的遅れ時間T0のみ遅れて離脱する
が、該状態ではチョッパCHはオン状態となっている。そ
して、T0経過後、チョッパCHをオフする。

３）マイクロスイッチSFのOFF端子I10により検出し、制
御装置３は、トランジスタTr10のゲート信号をオフとす
る。

上記マイクロスイッチSFのオフから、遅れ時間TFをも
ってトランジスタTr12をオフとする。

前進用コンタクタ接点Mfは、前記トランジスタTr12の
オフ後、機械的遅れ時間T0のみ遅れて離脱するが、該状
態ではチョッパCHはオフ状態である。

上記の処理手順をまとめると、 イ）チョッパCHがオフの状態で超高速用コンタクタ接点
Mhを離脱し、 ロ）上記超高速用コンタクタ接点Mhの離脱後、チョッパ
CHがオンの状態に変化してバイパスコンタクタ接点Mbを
離脱し、 ハ）バイパスコンタクタ接点Mbの離脱後、再度チョッパ
CHがオフの状態へと変化し前進用コンタクタ接点Mfを離
脱させる。

さらに、トランジスタTr21,トランジスタTr11の遅れ
時間TB、TFはフライホイールによるコンタクタ接点離脱
遅れ時間の最小値50mSより短い時間として制御装置３で
制御させればよい。

また、第２図（２）は、前記超高速用押しボタンスイ
ッチSHを押さずに、アクセルレバー１をＦ側最大にして
倒した状態から、急に中立まで戻した場合を示してい
る。即ち、アクセルレバー１を目一杯倒して前進指示ス
イッチSFとバイパス指示スイッチSBがオン、前進用コン
タクタ接点Mfとバイパスコンタクタ接点Mbがオンしてい
る状態から、上記アクセルレバー１を急に中立に戻した
時は、 ニ）チョッパCHがオンの状態でバイパスコンタクタ接点
Mbを離脱し、 ホ）上記バイパスコンタクタ接点MBの離脱後、チョッパ
CHをオフ状態へと移行させ、前進用コンタクタ接点Mfを
離脱させる。

また、超高速用コンタクタ接点Mhがオフしている時に
アクセルレバー１を中立に戻す場合は、超高速用コンタ
クタ接点Mhとバイパスコンタクタ接点Mbのタイミングを
考える必要はないから、バイパス指示スイッチSBのオフ
によるフライホイールダイオードに直列に接続されたト
ランジスタTr21のオフの遅れ時間は不要であり、即オフ
とすればよい。

ここで、前進指示スイッチSFのオフによるトランジス
タTr11の遅れ時間TF′はTFより短くしておけば、コンタ
クタの離脱遅延時間を最小限にすることはいうまでもな
い。

さらに第２図（３）においては、前記走行暴走検出回
路４もしくはシステムダウン検出回路５のいずれかが制
御以上を検出した場合を示しており、この場合はアクセ
ルレバー１が倒されていても、緊急に走行主回路を開状
態にして安全を確保する必要がある。

このため、制御装置３は、各コンタクタの離脱時間を
すべてキャンセルし、各トランジスタTr10とTr12,トラ
ンジスタTr20とTr22およびトランジスタTr30とTr32のゲ
ート信号O10とO12,ゲート信号O20とO22,ゲート信号O30
とO32の直ちにOFFとし、全コンタクタコイルの励磁を消
磁すると共に、チョッパCHのゲート信号もオフとして、
安全確保する方法を採用することもできる。

上述した各実施例は、すべてアクセルレバー１をＦ側
へ倒すことで説明してきたが、アクセルレバー１をＲ側
へ倒すことで後進走行も同様な制御となる。

なお、制御回路３にて行われる処理は、CPU（図示所
略）にて行うことができ、上述の各制御時間を予め制御
装置３のメモリ等（図示省略）に記憶させておけば良
い。

（発明の効果） 本発明にあっては、コンタクタの離脱時間のばらつき
をすべて吸収した任意の離脱時間の制御ができ、複数の
コンタクタがあっても、その離脱時のアークレス制御を
確実に行うことができ、フォークリフトトラックの制御
状況毎に制御応答性を最適にアップする等の著しい効果
を奏するとともに制御以上時においては、すべてのコン
タクタの離脱時間時間をキャンセルし、励磁を即消磁す
る方法であるため非常時における危険回避も可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフォークリフトトラックの走行制御
回路図、第２図（１）から（３）は本発明の動作タイム
チャート図、第３図は本発明のフォークリフトトラック
のアクセル装置を示す概略図、第４図は、本発明の他の
実施例を示すフォークリフトトラックの走行制御回路
図、第５図は、フォークリフトトラックのアクセル装置
を示す概略図、第６図は従来のフォークリフトトラック
の走行制御回路図である。 １……アクセルレバー、２……カム板、2A……切り欠き
部、３……制御装置 ４……走行暴走検出回路、５……システムダウン検出回
路 CH……チョッパ、BA……バッテリ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行モータを駆動制御する走行モータチヨ
   ッパと、該走行モータチヨッパと直列接続された前後進
   コンタクタ接点と、上記走行モータチヨッパと並列接続
   されたバイパスコンタクタ接点を主回路とし、上記前後
   進コンタクタ・コイル励磁回路をコイルチヨッパ回路と
   した上で、前後進コンタクタの各々コイルと並列にフラ
   イホイールダイオードとスイッチング素子の直列体を接
   続し、 バイパスコンタクタ・コイル回路もコイルチヨッパ回路
   とした上で、バイパスコンタクタのコイルと並列にフラ
   イホイールダイオードとスイッチング素子の直列体を接
   続して、運転席に設けられたアクセルレバーにより、走
   行制御を行うバッテリフォークリフトの走行制御回路に
   おいて、 上記アクセルレバーを倒して走行中に、アクセルレバー
   を中立まで戻したときに、 ア）バイパスコンタクタ接点が作動している場合。 バイパスコンタクタ・コイルをチヨッパ制御するバイパ
   スコンタクタ・コイルチヨッパ用スイッチング素子とフ
   ライホイールダイオード回路のフライホイールダイオー
   ド回路用スイッチング素子をオフし、走行モータ・チヨ
   ッパをオンした状態でバイパスコンタクタ接点を離脱さ
   せた後、前後進コンタクタコイルの励磁回路に接続され
   た前後進コンタクタコイル用スイッチング素子と前後進
   コンタクタコイル側フライホイール回路のスイッチング
   素子をオフし、走行モータチヨッパをオフした状態で前
   後進コンタクタ接点を離脱させ、 イ）バイパスコンタクタ接点が作動していない場合 前後進コンタクタコイルの励磁回路に接続された前後進
   コンタクタコイル用スイッチング素子と前後進コンタク
   タコイル側フライホイール回路のスイッチング素子をオ
   フし、走行モータチヨッパをオフした状態で前後進コン
   タクタ接点を離脱させることにより、複数のコンタクタ
   接点の離脱時のアーク発生防止を特徴とするバッテリフ
   ォークリフトにおけるコンタクタ接点離脱方法。