JP5825160B2 - lift device - Google Patents
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Description
本発明は、油圧シリンダの油圧駆動により昇降物を昇降させる昇降装置に関するものである。 The present invention relates to a lifting device that lifts and lowers a lift by hydraulic drive of a hydraulic cylinder.
例えばフォークリフトの昇降装置では、フォーク(昇降物)を下降動作させるときに、積載物の重量を利用してフォーク昇降用の油圧シリンダから油圧ポンプに作動油を戻して発電を行う荷役回生というものがある。このような荷役回生では、フォークの下降開始時に切換弁を開くと、切換弁の上流側と下流側との作動油の圧力差によってフォークにショック(振動)が発生する。 For example, in a lifting device for a forklift, when a fork (lifting object) is moved down, a cargo handling regeneration that generates power by returning hydraulic oil from a hydraulic cylinder for lifting the fork to a hydraulic pump using the weight of the load is known. is there. In such cargo handling regeneration, when the switching valve is opened when the fork starts to descend, a shock (vibration) is generated in the fork due to the pressure difference between the hydraulic oil upstream and downstream of the switching valve.
そのような問題を防ぐための対策として、比例弁を使用し、フォークの下降開始時に比例弁を徐々に開くようにするという方法があるが、バルブのコストや体格が増加したり、圧力損失による下降速度の低下が発生してしまう。また、フォークの下降開始時に、切換弁を開く前に油圧ポンプを一旦フォーク上昇方向へ回転させることで、切換弁の上流側と下流側との圧力差を解消し、その後に切換弁を開くという方法もある。しかし、この場合には、フォークが一瞬上昇することがあり、結果的に下降操作からの作動遅れが生じることになる。 As a measure to prevent such problems, there is a method of using a proportional valve and gradually opening the proportional valve when the fork starts to descend, but the cost and physique of the valve increase, or due to pressure loss Decrease in descent speed occurs. In addition, when the fork starts to descend, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the switching valve is eliminated by rotating the hydraulic pump once in the fork ascending direction before opening the switching valve, and then the switching valve is opened. There is also a method. However, in this case, the fork may rise momentarily, resulting in a delay in operation from the lowering operation.
また、昇降装置の従来技術としては、例えば特許文献1,2に記載されているものが知られている。特許文献1に記載の昇降装置は、フォークの下降が指示されると、記憶部に記憶されているトルク指令値で油圧ポンプをフォーク上昇方向へ回転させ、その後切換弁を上昇位置から下降位置に切り換えると共に、モータの目標回転速度及び実回転速度から算出されるトルク指令値で油圧ポンプをフォーク下降方向へ回転させるというものである。 Moreover, as a prior art of the lifting device, for example, those described in Patent Documents 1 and 2 are known. In the lifting device described in Patent Document 1, when the fork descending is instructed, the hydraulic pump is rotated in the fork ascending direction with the torque command value stored in the storage unit, and then the switching valve is moved from the ascending position to the descending position. At the same time, the hydraulic pump is rotated in the fork descending direction with a torque command value calculated from the target rotational speed and the actual rotational speed of the motor.
特許文献2に記載の昇降装置は、フォークの下降が指示されると、指令回転時間だけ指令回転速度で油圧ポンプをフォーク上昇方向へ回転させ、その後切換弁を上昇位置から下降位置に切り換えると共に、所定回転速度で油圧ポンプをフォーク下降方向へ回転させるというものである。 In the lifting device described in Patent Document 2, when the lowering of the fork is instructed, the hydraulic pump is rotated in the upward direction of the fork at the commanded rotational speed for the commanded rotation time, and then the switching valve is switched from the raised position to the lowered position. The hydraulic pump is rotated in the fork lowering direction at a predetermined rotational speed.
上記特許文献1においては、フォークの上昇停止時に油圧ポンプの実回転数が0rpmとなった時点でのモータの出力トルクを記憶するが、この時点では切換弁が閉じた状態にあるため、モータの出力トルクは0Nmである。このため、次回のフォークの下降開始時に、切換弁の上流側と下流側との圧力差を解消することができず、フォークにショックが発生することは避けられない。 In Patent Document 1, the output torque of the motor at the time when the actual rotational speed of the hydraulic pump becomes 0 rpm when the fork is stopped is stored. At this time, the switching valve is closed, so that the motor The output torque is 0 Nm. For this reason, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the switching valve cannot be eliminated at the next start of lowering of the fork, and it is inevitable that a shock occurs in the fork.
上記特許文献2においては、前回の下降操作終了からの経過時間と油圧シリンダのシリンダ圧とに基づいて指令回転速度及び指令回転時間を決定するが、油圧シリンダが脈動しているときのシリンダ圧の値が圧力センサで検出される可能性がある。この場合には、フォークの下降開始時に、油圧ポンプをフォーク上昇方向へ回転させるとフォークが一瞬上昇したり、切換弁の上流側と下流側との圧力差が殆ど解消されず、切換弁を開いた際にフォークにショックが発生することがある。 In Patent Document 2, the command rotation speed and the command rotation time are determined based on the elapsed time from the end of the previous lowering operation and the cylinder pressure of the hydraulic cylinder. However, the cylinder pressure when the hydraulic cylinder is pulsating is determined. The value may be detected by a pressure sensor. In this case, if the hydraulic pump is rotated in the fork ascending direction when the fork starts to descend, the fork rises momentarily, or the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the switching valve is hardly eliminated, and the switching valve is opened. Shock may occur on the fork.
本発明の目的は、昇降物の下降開始時に、昇降物の一時的な上昇を発生させること無く、昇降物に発生するショックを低減することができる昇降装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the raising / lowering apparatus which can reduce the shock which generate | occur | produces in a raising / lowering object, without generating the raising of a raising / lowering object temporarily at the time of the fall start of a raising / lowering object.
本発明は、油圧シリンダの油圧駆動により昇降物を昇降させる昇降装置において、油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプモータと、油圧ポンプモータに接続されると共に、油圧ポンプモータが油圧ポンプとして作動する場合には電動機として機能し、油圧ポンプモータが油圧モータとして作動する場合には発電機として機能する電気モータと、油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容または遮断するバルブ手段と、バルブ手段と油圧シリンダとを接続する油路と、昇降物の昇降動作を指示するためのリフト操作レバーと、電気モータを発電機として機能させて荷役回生動作を実行する制御部と、を備え、油路は、バルブ手段により油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れが許容される状態となったときの昇降物の下降動作時に油圧シリンダからの作動油が流れる緩衝用容積形成部を含み、緩衝用容積形成部を含む油路の総容積は、昇降物の下降開始時における昇降物の加速度最大値が一定値以下となるような量に設定されており、制御部は、昇降物の下降動作時に油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容するようにバルブ手段を制御し、所定時間経過後にリフト操作レバーの操作量に応じた回転数で昇降物の下降方向に油圧ポンプモータを回転させるように電気モータを制御することにより、油圧ポンプモータを油圧シリンダから排出された作動油を駆動力とする油圧モータとして作動させることを特徴とするものである。 The present invention relates to a lifting device that lifts and lowers an object by hydraulic drive of a hydraulic cylinder, and is connected to a hydraulic pump motor that supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinder and the hydraulic pump motor, and the hydraulic pump motor operates as a hydraulic pump. An electric motor that functions as an electric motor in the case, and functions as a generator when the hydraulic pump motor operates as a hydraulic motor , and valve means that allows or blocks the flow of hydraulic oil from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor , An oil passage connecting the valve means and the hydraulic cylinder, a lift operation lever for instructing the lifting operation of the lifting object, and a control unit that performs the cargo handling regeneration operation by causing the electric motor to function as a generator, oil passage when the flow of hydraulic fluid from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor is in a state allowed by the valve means Comprise buffering volumetric forming section the hydraulic oil flows from the hydraulic cylinder during the downward movement of the lifting thereof, the total volume of the oil path including a buffer for volume forming unit, the maximum acceleration of the lift object in descending starting elevation thereof The control unit controls the valve means so as to allow the flow of hydraulic oil from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor during the lowering operation of the lifting object, and the predetermined time has elapsed. Later, by controlling the electric motor to rotate the hydraulic pump motor in the descending direction of the lift with the number of rotations according to the amount of operation of the lift operation lever, the hydraulic pump motor drives the hydraulic oil discharged from the hydraulic cylinder. It is characterized by operating as a hydraulic motor .
このような本発明の昇降装置において、昇降物の下降動作時に、油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容するようにバルブ手段を制御し、所定時間経過後にリフト操作レバーの操作量に応じた回転数で油圧ポンプモータを昇降物の下降方向に回転させるように電気モータを制御することにより、油圧ポンプモータを油圧シリンダから排出された作動油を駆動力とする油圧モータとして作動させる。これにより、油圧シリンダからの作動油がバルブ手段を通って油圧ポンプモータに戻るようになる。このとき、油路が、バルブ手段により油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れが許容される状態となったときの昇降物の下降動作時に油圧シリンダからの作動油が流れる緩衝用容積形成部を含む。これにより、バルブ手段と油圧シリンダとの間の油路の総容積が増大するため、昇降物に発生するショックを低減することができる。また、バルブ手段の上流側と下流側との圧力差を解消するために油圧ポンプモータを昇降物の上昇方向に回転させなくて済むので、油圧ポンプモータとバルブ手段との間の圧力が油圧シリンダのシリンダ圧よりも高くなることが無い。これにより、油圧シリンダの逆方向(上昇方向)の作動による昇降物の一時的な上昇を防止することができる。また、緩衝用容積形成部を含む油路の総容積は、昇降物の下降開始時における昇降物の加速度最大値が一定値以下となるような量に設定されている。昇降物に発生するショックは、昇降物の下降開始時における昇降物の加速度最大値として表わされる。従って、緩衝用容積形成部を含む油路の総容積を、昇降物の下降開始時における昇降物の加速度最大値が一定値以下となるような量に設定することにより、昇降物の下降開始時に昇降物に発生するショックを確実に低減することができる。 In such a lifting device of the present invention, the valve means is controlled so as to allow the flow of hydraulic oil from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor during the lowering operation of the lifting object, and the amount of operation of the lift operating lever after a predetermined time has elapsed. By controlling the electric motor so that the hydraulic pump motor is rotated in the descending direction of the lifted object at a rotation speed corresponding to the hydraulic pump motor , the hydraulic pump motor is operated as a hydraulic motor using the hydraulic oil discharged from the hydraulic cylinder as a driving force. . As a result, the hydraulic oil from the hydraulic cylinder returns to the hydraulic pump motor through the valve means. At this time, a buffer volume is formed in which the hydraulic fluid flows from the hydraulic cylinder during the descending operation of the lift when the hydraulic passage is allowed to flow from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor by the valve means. Part. Thereby, since the total volume of the oil path between the valve means and the hydraulic cylinder increases, it is possible to reduce the shock generated in the lift. Further, since it is not necessary to rotate the hydraulic pump motor in the ascending direction of the lift to eliminate the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the valve means, the pressure between the hydraulic pump motor and the valve means is the hydraulic cylinder. The cylinder pressure does not become higher. Thereby, the temporary raising of the raising / lowering object by the action | operation of the reverse direction (ascending direction) of a hydraulic cylinder can be prevented. In addition, the total volume of the oil passage including the buffer volume forming portion is set to an amount such that the maximum acceleration value of the lifted object at the start of the descending of the lifted object becomes a certain value or less. The shock generated in the lifting object is expressed as the maximum acceleration value of the lifting object when the lifting object starts to descend. Therefore, by setting the total volume of the oil passage including the buffer volume forming portion to such an amount that the acceleration maximum value of the lifted object at the start of the descending of the lifted object is below a certain value, It is possible to reliably reduce the shock generated in the lifted object.
また、好ましくは、バルブ手段は、油圧ポンプモータと油圧シリンダとの間の油路上に配設され、油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容する開位置と油圧シリンダから油圧ポンプモータへの作動油の流れを遮断する閉位置との間で切り換えられる電磁切換弁である。この場合には、必要最小限の部品点数でバルブ手段を構成することができる。 Also, preferably, the valve means is disposed in the oil path between the hydraulic pump motor and the hydraulic cylinder, the hydraulic pump motor from the open position and the hydraulic cylinder to allow flow of hydraulic fluid to the hydraulic pump motor from the hydraulic cylinder This is an electromagnetic switching valve that is switched between a closed position that blocks the flow of hydraulic oil to the valve. In this case, the valve means can be configured with the minimum necessary number of parts.
また、バルブ手段は、油圧シリンダからの作動油を油圧ポンプモータと接続されるパイロット流路に供給するためのオリフィスを有し、油圧ポンプモータと油圧シリンダとの間の油路を開閉するロジック弁と、パイロット流路上に配設され、ロジック弁から油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容する開位置とロジック弁から油圧ポンプモータへの作動油の流れを遮断する閉位置との間で切り換えられるパイロット用電磁切換弁とを有していても良い。この場合には、使用する電磁切換弁は、パイロット用であるため小さいサイズとなる。従って、バルブ手段の体格やコスト、電磁切換弁を駆動するための消費電力を低減することができる。 The valve means includes an orifice for supplying the pilot flow path which is connected to the hydraulic pump motor hydraulic oil from the hydraulic cylinder, the logic valve for opening and closing the oil passage between the hydraulic pump motor and the hydraulic cylinder When switching between the disposed pilot flow path, a closed position for blocking the flow of hydraulic fluid from the open position and the logic valve that allows the flow of hydraulic fluid to the hydraulic pump motor from the logic valve to the hydraulic pump motor And a pilot electromagnetic switching valve. In this case, the electromagnetic switching valve to be used is a small size because it is for pilot use. Therefore, the physique and cost of the valve means and the power consumption for driving the electromagnetic switching valve can be reduced.
本発明によれば、昇降物の下降開始時に、昇降物の一時的な上昇を発生させること無く、昇降物に発生するショックを低減することができる。これにより、昇降物をスムーズに下降動作させることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shock which generate | occur | produces in a raising / lowering object can be reduced, without generating the temporary raise of a raising / lowering object at the time of the fall start of a raising / lowering object. Thereby, it is possible to smoothly move the elevating object downward.
以下、本発明に係る昇降装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a lifting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る昇降装置の第1実施形態を示すシステム構成図である。同図において、本実施形態の昇降装置1は、例えばフォークリフトの一つであるピッキングリフトに搭載され、昇降物2を昇降させる装置である。昇降物2は、荷物を積載するフォークと、このフォーク上に設けられた運転台とからなっている。昇降装置1は、昇降物2であるフォーク及び運転台を同時に昇降させる。 FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of a lifting apparatus according to the present invention. In the figure, a lifting device 1 of this embodiment is a device that is mounted on, for example, a picking lift that is one of forklifts, and lifts and lowers a lift 2. The lift 2 is composed of a fork for loading luggage and a cab provided on the fork. The lifting / lowering device 1 lifts / lowers the fork and the cab as the lifting / lowering object 2 at the same time.
昇降装置1は、リフトシリンダ3と、油圧ポンプモータ4及びタンク5と、油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の油路6上に配設された電磁切換弁7とを備えている。油圧ポンプモータ4の一方の流通口4aと電磁切換弁7とは、油路6の一部を構成する油圧配管8を介して接続されている。油圧ポンプモータ4の他方の流通口4bとタンク5とは、油圧配管9を介して接続されている。電磁切換弁7とリフトシリンダ3のボトム室3aとは、油路6の一部を構成する油圧配管10を介して接続されている。
The lifting device 1 includes a lift cylinder 3, a
リフトシリンダ3は、油圧駆動により昇降物2を昇降動作させる油圧シリンダである。油圧ポンプモータ4は、タンク5から作動油を吸い上げてリフトシリンダ3のボトム室3aに作動油を供給する。油圧ポンプモータ4は、双方向に回転可能である。油圧ポンプモータ4の流通口4a,4bは、作動油の流通方向によって吸込口または吐出口となる。
The lift cylinder 3 is a hydraulic cylinder that moves the lift 2 up and down by hydraulic drive. The
油圧ポンプモータ4には、電動機または発電機として機能する電気モータ11が接続されている。電気モータ11は、油圧ポンプモータ4が油圧ポンプとして作動する場合には電動機として機能し、油圧ポンプモータ4が油圧モータとして作動する場合には発電機として機能する。
An
電磁切換弁7は、オリフィスを有する開位置7aとバネ付き逆止弁を有する閉位置7bとの間で切り換えられるバルブである。開位置7aは、油圧ポンプモータ4からリフトシリンダ3への作動油の流れ、リフトシリンダ3から油圧ポンプモータ4への作動油の流れをいずれも許容する位置である。閉位置7bは、油圧配管8内の圧力がバネ力以上のときのみ油圧ポンプモータ4からリフトシリンダ3への作動油の流れを許容すると共に、リフトシリンダ3から油圧ポンプモータ4への作動油の流れを遮断する位置である。電磁切換弁7は、通常はバネ7cの力により閉位置7b(図示)にあり、ソレノイド操作部7dに電気信号が入力されると、閉位置7bから開位置7aに切り換えられる。
The electromagnetic switching valve 7 is a valve that is switched between an
油圧配管10の途中には、電磁切換弁7が閉位置7bから開位置7aに切り換えられたときに昇降物2に発生するショックを緩衝するための緩衝用容積形成部12が設けられている。この緩衝用容積形成部12も、油路6の一部を構成している。緩衝用容積形成部12は、例えば作動油を溜めておく容器として構成されている。また、緩衝用容積形成部12としては、油圧配管10と接続される複数本の配管を並列に配置した構成としても良いし、油圧配管10の一部分を螺旋状に形成したもの等としても良い。このような緩衝用容積形成部12及び油圧配管10の容積については、後で詳述する。
In the middle of the
また、昇降装置1は、昇降物2の昇降動作を指示するためのリフト操作レバー13と、主制御部14と、電磁弁駆動回路15と、モータドライバ16とを備えている。主制御部14は、リフト操作レバー13の操作信号を入力し、所定の処理を行い、電磁弁駆動回路15及びモータドライバ16に指令信号を出力する。電磁弁駆動回路15は、主制御部14からの指令信号に応じて電磁切換弁7のソレノイド操作部7dに電気信号を出力することで、電磁切換弁7を駆動する。モータドライバ16は、主制御部14からの指令信号に応じて電気モータ11に電気信号を出力することで、電気モータ11を駆動する。
In addition, the lifting device 1 includes a
主制御部14は、昇降物2を上昇動作させるときは、電磁切換弁7を閉位置7bに維持した状態で、油圧ポンプモータ4を昇降物上昇方向に回転させるような指令信号をモータドライバ16に出力し、電気モータ11を制御する。これにより、油圧ポンプモータ4が昇降物上昇方向に回転するようになり、油圧ポンプモータ4の連通口4aから吐出された作動油が油路6を通ってリフトシリンダ3のボトム室3aに供給される。すると、リフトシリンダ3の伸長によって昇降物2が上昇する。この時の油圧ポンプモータ4は、油圧ポンプとして作動する。
When the
一方、主制御部14は、昇降物2を下降動作させるときは、図2に示すフローチャートに従った処理を実行する。なお、昇降物2を下降動作させる前は、油圧ポンプモータ4の回転数は0rpmとなっている。
On the other hand, the
図2において、まずリフト操作レバー13により昇降物下降動作の指示操作が行われたかどうかを判断し(手順S101)、昇降物下降動作の指示操作が行われたときは、電磁切換弁7を開くような指令信号を電磁弁駆動回路15に出力し、電磁切換弁7を閉位置7bから開位置7aに切り換える(手順S102)。これにより、自重による昇降物2の下降動作が開始され、リフトシリンダ3が収縮する。
In FIG. 2, it is first determined whether or not an instruction operation for the lifting / lowering object lowering operation has been performed by the lift operation lever 13 (step S101), and when the instruction operation for the lifting / lowering object lowering operation is performed, the electromagnetic switching valve 7 is opened. Such a command signal is output to the electromagnetic
そして、所定時間(例えば0.1sec程度)が経過したかどうかどうかを判断し(手順S103)、所定時間が経過したときは、油圧ポンプモータ4をリフト操作レバー13の操作量に応じた回転数で昇降物下降方向に回転させるような指令信号をモータドライバ16に出力し、電気モータ11を制御する(手順S104)。これにより、油圧ポンプモータ4が昇降物下降方向に回転するようになる。
Then, it is determined whether or not a predetermined time (for example, about 0.1 sec) has elapsed (step S103), and when the predetermined time has elapsed, the rotational speed of the
すると、リフトシリンダ3のボトム室3aから排出された作動油が油路6を通って油圧ポンプモータ4に吸い込まれる。このとき、油圧ポンプモータ4は、ボトム室3aから排出された作動油を駆動力とする油圧モータとして作動する。その結果、電気モータ11は発電機として機能することになり、電気モータ11で発生した電力がバッテリ(図示せず)に蓄電される。つまり、昇降物2の下降動作時には、荷役回生動作が行われることとなる。
Then, the hydraulic oil discharged from the
その後、リフト操作レバー13による昇降物下降動作の指示操作が解除されたかどうかを判断し(手順S105)、昇降物下降動作の指示操作が解除されたときは、油圧ポンプモータ4の回転を予め設定された減速度で減速させるような指令信号をモータドライバ16に出力し、電気モータ11を制御する(手順S106)。これにより、油圧ポンプモータ4の回転速度が下がっていく。
Thereafter, it is determined whether or not the instruction operation for the lifting / lowering object lowering operation by the
そして、油圧ポンプモータ4の回転数が0rpmになったかどうかを判断する(手順S107)。この判断は、例えば油圧ポンプモータ4の回転数や回転速度を検出することにより行う。油圧ポンプモータ4の回転数が0rpmになったときは、電磁切換弁7を閉じるような指令信号を電磁弁駆動回路15に出力し、電磁切換弁7を開位置7aから閉位置7bに切り換える(手順S108)。これにより、昇降物2の下降動作が終了する。
And it is judged whether the rotation speed of the
ここで、昇降物2の下降動作の開始時に、手順S102において電磁切換弁7が閉位置7bから開位置7aに切り換えられるタイミングで、ショックが昇降物2に発生する。ショックは、図3に示すように、積荷(昇降物2を含む)にかかる加速度の最大値として検出される。即ち、積荷にかかる加速度の最大値が大きいほど、昇降物2に発生するショックが大きくなる。このとき、積荷または昇降物2に加速度センサを取り付けることで、加速度の検出を行うことができる。
Here, when the descending operation of the elevator 2 starts, a shock is generated in the elevator 2 at the timing when the electromagnetic switching valve 7 is switched from the
そして、下記の通り、シリンダの運動方程式、流体の体積膨張率等の式によって、ショックは、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の油路(油圧配管10及び緩衝用容積形成部12)の容積と相関があり、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の油路の容積が大きいほど小さくなる。
a:ショック(積荷加速度の最大値)
M:リフトを含む積荷の重量
m:シリンダ重量
S:シリンダ受圧面積
k:シリンダ摩擦係数
Δν:シリンダの作動速度(初期値からの変化量)
ΔP1:シリンダと電磁切換弁との間の圧力減少量
E:作動油体積弾性率
Vc1:シリンダと電磁切換弁との間の油路の幾何容積
ΔV1:シリンダと電磁切換弁との間の作動油減少量
Then, as described below, the shock is expressed by an oil passage (
a: Shock (maximum load acceleration)
M: Weight of load including lift
m: cylinder weight
S: Cylinder pressure receiving area
k: Cylinder friction coefficient
Δν: Cylinder operating speed (change from the initial value)
ΔP 1 : Pressure reduction amount between the cylinder and the electromagnetic switching valve
E: Hydraulic oil bulk modulus
V c1 : geometric volume of the oil passage between the cylinder and the electromagnetic switching valve
ΔV 1 : Reduced amount of hydraulic oil between the cylinder and the electromagnetic switching valve
そこで、上述したように油圧配管10の途中に緩衝用容積形成部12を設けることにより、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の油路の幾何容積Vc1が大きくなる。このため、図4に示すように、緩衝用容積形成部12を設けた場合に電磁切換弁7を開いた直後のリフトシリンダ3のシリンダ圧P1(実線R参照)は、緩衝用容積形成部12を設けない場合に電磁切換弁7を開いた直後のリフトシリンダ3のシリンダ圧P1(実線S参照)よりも高くなる。なお、リフトシリンダ3のシリンダ圧は、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の圧力のことである。従って、緩衝用容積形成部12を設けることにより、電磁切換弁7を開く前のリフトシリンダ3のシリンダ圧(初期圧力)P1(0)と電磁切換弁7を開いた後のリフトシリンダ3のシリンダ圧P1との差、つまりリフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の圧力減少量ΔP1が小さくなり、結果的にショックaが小さくなる。
Therefore, by providing the buffer
このとき、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の油路の幾何容積Vc1は、昇降物2の下降開始時に昇降物2に発生するショック(積荷加速度の最大値)aが一定値(例えば0.2G)以下となるように設定される。 At this time, the geometric volume V c1 of the oil passage between the lift cylinder 3 and the electromagnetic switching valve 7 is such that the shock (maximum value of the load acceleration) a generated in the lift 2 when the lift 2 starts to descend is a constant value ( For example, it is set to be 0.2 G) or less.
以上のように本実施形態によれば、昇降物2の下降開始時に電磁切換弁7が開いたときに昇降物2に発生するショックを緩衝するための緩衝用容積形成部12を油圧配管10の途中に設けたので、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の油路の総容積が大きくなる。このため、上述したように、リフトシリンダ3と電磁切換弁7との間の圧力減少量ΔP1が低くなる。これにより、昇降物2の下降開始時に昇降物2に発生するショックを抑制することができる。その結果、昇降物2をスムーズに下降動作させることができるため、昇降物2の運転台に乗っている作業者の運転操作への影響を軽減することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the buffer
また、昇降物2の下降開始時に昇降物2に発生するショックが一定値以下となるように緩衝用容積形成部12を含む油圧配管10の総容積を決定するので、油圧配管10の総容積が適切に設定されると共に、昇降物2に発生するショックを確実に抑制することができる。
Further, since the total volume of the
さらに、昇降物2の下降開始時に、電磁切換弁7の上流側と下流側との間に生じる圧力差を解消するために油圧ポンプモータ4を昇降物上昇方向に回転させる必要が無いので、油圧ポンプモータ4と電磁切換弁7との間の圧力がリフトシリンダ3のシリンダ圧よりも高くなることが無い。これにより、リフトシリンダ3の伸長による昇降物2の一時的な上昇を防止することができる。
Furthermore, since it is not necessary to rotate the
図5は、本発明に係る昇降装置の第2実施形態を示すシステム構成図である。図中、第1実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 5 is a system configuration diagram showing a second embodiment of the lifting device according to the present invention. In the figure, the same or equivalent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
同図において、本実施形態の昇降装置1は、上記の電磁切換弁7に代えて、ロジック弁20及びパイロット用電磁切換弁21を備えている。ロジック弁20は、油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の油路6上に配設されている。油圧ポンプモータ4とロジック弁20とは油圧配管8を介して接続され、ロジック弁20とリフトシリンダ3とは油圧配管10を介して接続されている。パイロット用電磁切換弁21は、ロジック弁20と油圧ポンプモータ4の流通口4aとの間に接続されるパイロット流路22上に配設されている。
In the figure, the lifting device 1 of this embodiment includes a
ロジック弁20は、図6に示すように、油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の流路6を開閉させるプランジャ23を有している。プランジャ23には、リフトシリンダ3からの作動油をパイロット流路22に供給するためのオリフィス24が形成されている。また、ロジック弁20は、油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の流路6を閉じる方向にプランジャ23を付勢するバネ25を有している。
As shown in FIG. 6, the
パイロット用電磁切換弁21は、オリフィスを有する開位置21aとバネ付き逆止弁を有する閉位置21bとの間で切り換えられるバルブである。開位置21aは、ロジック弁20から油圧ポンプモータ4への作動油の流れを許容する位置である。閉位置21bは、ロジック弁20とパイロット用電磁切換弁21との間の圧力がバネ力以上のときのみ、ロジック弁20から油圧ポンプモータ4への作動油の流れを許容する位置であるが、オリフィス24によってロジック弁20とパイロット用電磁切換弁21との間の圧力がバネ力以上となることは無いため、実質的にはロジック弁20から油圧ポンプモータ4への作動油の流れを遮断する位置である。パイロット用電磁切換弁21は、通常はバネ21cの力により閉位置21b(図示)にあり、ソレノイド操作部21dに電気信号が入力されると、閉位置21bから開位置21aに切り換えられる。
The pilot
電磁弁駆動回路15は、主制御部14からの指令信号に応じてパイロット用電磁切換弁21のソレノイド操作部21dに電気信号を出力することで、パイロット用電磁切換弁21を駆動する。なお、主制御部14による電磁弁駆動回路15及びモータドライバ16の駆動制御処理手順は、上記第1実施形態と同様である。
The electromagnetic
また、油圧配管10の途中には、パイロット用電磁切換弁21が閉位置21bから開位置21aに切り換えられたときに昇降物2に発生するショックを緩衝するための緩衝用容積形成部12が設けられている。
Further, in the middle of the
以上において、昇降物2を上昇動作させるときは、パイロット用電磁切換弁21を閉位置21bに維持した状態で、油圧ポンプモータ4を昇降物上昇方向に回転させる。すると、油圧ポンプモータ4の連通口4aから吐出された作動油がバネ25の付勢力に抗してプランジャ23を押し上げることで、ロジック弁20において油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の流路が開くようになる。このため、リフトシリンダ3のボトム室3aに作動油が供給され、リフトシリンダ3の伸長によって昇降物2が上昇する。
In the above, when raising / lowering the raising / lowering object 2, the
一方、昇降物2の下降動作を開始させるときは、パイロット用電磁切換弁21を閉位置21bから開位置21aに切り換えると共に、油圧ポンプモータ4を昇降物下降方向に回転させる。すると、自重による昇降物2の下降動作が開始され、リフトシリンダ3が収縮する。このとき、パイロット用電磁切換弁21を開いた直後は、リフトシリンダ3からの作動油がロジック弁20のオリフィス24及びパイロット流路22を通って油圧ポンプモータ4の流通口4aに戻る(図5中の矢印A参照)。
On the other hand, when the descending operation of the elevator 2 is started, the pilot
その後、油圧ポンプモータ4の内部における作動油のリークや、油圧ポンプモータ4を昇降物下降方向に徐々に回転させることにより、オリフィス24を通過する作動油の流量が徐々に増える。そして、作動油の流量が一定以上になると、オリフィス24の上流側と下流側との圧力差によってバネ25の付勢力に抗してプランジャ23が押し上げられることで、ロジック弁20において油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の流路が開かれる。これにより、リフトシリンダ3からの作動油が油圧配管8を通って油圧ポンプモータ4の流通口4aに戻るようになる(図5中の矢印B参照)。
Thereafter, the hydraulic oil leaks inside the
また、昇降物2の下降動作を停止させるときは、油圧ポンプモータ4の回転を停止させると共に、パイロット用電磁切換弁21を開位置21aから閉位置21bに切り換える。このとき、ロジック弁20とパイロット用電磁切換弁21との間の圧力がバネ力よりも低いため、作動油がロジック弁20からパイロット流路22を通って油圧ポンプモータ4へ流れることは無い。従って、リフトシリンダ3のシリンダ圧によってプランジャ23が下方に押されるため、ロジック弁20において油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間の流路が閉じられ、昇降物2の下降動作が停止する。
Further, when stopping the descending operation of the lift 2, the rotation of the
以上のような本実施形態においても、上記の緩衝用容積形成部12が設けられているので、上記第1実施形態と同様に、昇降物2の下降開始時に、昇降物2の一時的な上昇を防止しつつ、昇降物2に発生するショックを抑制することができる。
Also in the present embodiment as described above, since the buffer
また、油圧ポンプモータ4とリフトシリンダ3との間に使用されるバルブ手段をロジック弁20及びパイロット用電磁切換弁21としたので、バルブの体格及びコストを抑えつつ、電磁弁駆動用の消費電力を低減することができる。
Further, since the valve means used between the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、油圧配管10の途中に緩衝用容積形成部12を設けたが、そのような形態以外にも、例えば油圧配管10を油圧配管8よりも長くしたり太くすることで油圧配管10の容積を大きくする、つまり油圧配管10自体を緩衝用容積形成部として構成しても良い。この場合には、緩衝用容積形成部の製作にかかるコストを安くすることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the buffer
また、上記実施形態では、電磁切換弁7及びパイロット用電磁切換弁21がバネ付き逆止弁を有しているが、使用する電磁切換弁及びパイロット用電磁切換弁としては特にそれには限られず、閉位置にある状態では双方向の作動油の流れを必ず遮断するようなON/OFFバルブ等を用いても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the electromagnetic switching valve 7 and the pilot
また、上記実施形態は、ピッキングリフトに昇降装置1が搭載されたものであるが、本発明の昇降装置は、そのようなピッキングリフトに限られず、カウンタータイプのフォークリフトに適用しても良い。このとき、フォークリフトにおける油圧シリンダとしては、上記実施形態のようにフォークを昇降させる構成の他に、ロールクランプ等のアタッチメントを装着したものを昇降させる構成であっても良い。 In the above embodiment, the lifting device 1 is mounted on a picking lift. However, the lifting device of the present invention is not limited to such a picking lift, and may be applied to a counter-type forklift. At this time, as a hydraulic cylinder in the forklift, in addition to the configuration for raising and lowering the fork as in the above-described embodiment, a configuration in which an attachment such as a roll clamp is attached may be raised and lowered.
さらに、本発明の昇降装置は、特にフォークリフトには限られず、油圧エレベータ等のように下降動作を自重により行うものであれば、適用可能である。 Furthermore, the lifting device of the present invention is not limited to a forklift, and can be applied as long as the lowering operation is performed by its own weight, such as a hydraulic elevator.
1…昇降装置、2…昇降物、3…リフトシリンダ(油圧シリンダ)、4…油圧ポンプモータ(油圧ポンプ)、6…油路、7…電磁切換弁(バルブ手段)、7a…開位置、7b…閉位置、10…油圧配管(油路)、12…緩衝用容積形成部(油路)、20…ロジック弁(バルブ手段)、21…パイロット用電磁切換弁(バルブ手段)、21a…開位置、21b…閉位置、22…パイロット流路、24…オリフィス。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Elevating device, 2 ... Elevated object, 3 ... Lift cylinder (hydraulic cylinder), 4 ... Hydraulic pump motor (hydraulic pump), 6 ... Oil path, 7 ... Electromagnetic switching valve (valve means), 7a ... Open position, 7b ... Closed position, 10 ... Hydraulic piping (oil path), 12 ... Buffer volume forming part (oil path), 20 ... Logic valve (valve means), 21 ... Pilot electromagnetic switching valve (valve means), 21a ... Open position , 21b ... closed position, 22 ... pilot flow path, 24 ... orifice.
Claims (3)
前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプモータと、
前記油圧ポンプモータに接続されると共に、前記油圧ポンプモータが油圧ポンプとして作動する場合には電動機として機能し、前記油圧ポンプモータが油圧モータとして作動する場合には発電機として機能する電気モータと、
前記油圧シリンダから前記油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容または遮断するバルブ手段と、
前記バルブ手段と前記油圧シリンダとを接続する油路と、
前記昇降物の昇降動作を指示するためのリフト操作レバーと、
前記電気モータを発電機として機能させて荷役回生動作を実行する制御部と、を備え、
前記油路は、前記バルブ手段により前記油圧シリンダから前記油圧ポンプモータへの作動油の流れが許容される状態となったときの前記昇降物の下降動作時に前記油圧シリンダからの作動油が流れる緩衝用容積形成部を含み、
前記緩衝用容積形成部を含む前記油路の総容積は、前記昇降物の下降開始時における前記昇降物の加速度最大値が一定値以下となるような量に設定されており、
前記制御部は、前記昇降物の下降動作時に前記油圧シリンダから前記油圧ポンプモータへの作動油の流れを許容するように前記バルブ手段を制御し、所定時間経過後に前記リフト操作レバーの操作量に応じた回転数で前記昇降物の下降方向に前記油圧ポンプモータを回転させるように前記電気モータを制御することにより、前記油圧ポンプモータを前記油圧シリンダから排出された作動油を駆動力とする油圧モータとして作動させることを特徴とする昇降装置。 In the lifting device that lifts and lowers the lifting object by the hydraulic drive of the hydraulic cylinder,
A hydraulic pump motor for supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder;
An electric motor that is connected to the hydraulic pump motor and functions as an electric motor when the hydraulic pump motor operates as a hydraulic pump, and functions as a generator when the hydraulic pump motor operates as a hydraulic motor;
Valve means for allowing or blocking the flow of hydraulic oil from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor ;
An oil passage connecting the valve means and the hydraulic cylinder ;
A lift operation lever for instructing a lifting operation of the lifting object;
A control unit for causing the electric motor to function as a generator and performing a cargo handling regeneration operation,
The oil passage is a buffer through which hydraulic oil from the hydraulic cylinder flows when the lifting / lowering object is lowered when the valve means allows the hydraulic oil to flow from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor . Including a volume forming part ,
The total volume of the oil passage including the buffer volume forming portion is set to an amount such that the maximum acceleration value of the lifting object at the start of lowering of the lifting object is equal to or less than a certain value.
The control unit controls the valve means so as to allow the flow of hydraulic oil from the hydraulic cylinder to the hydraulic pump motor during the lowering operation of the lift, and sets the operation amount of the lift operation lever after a predetermined time has elapsed. By controlling the electric motor so as to rotate the hydraulic pump motor in the descending direction of the lifted object at a corresponding rotational speed, the hydraulic pump motor uses hydraulic oil discharged from the hydraulic cylinder as a driving force. A lifting device characterized by operating as a motor .
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