JP6089609B2 - フォークリフトの油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、フォークリフトの油圧制御装置、特にはリフトシリンダ及びティルトシリンダを制御するための油圧制御装置に関する。

従来、フォークリフトでは、フォークやマストなどの可動部材を動作させる機構として、油圧シリンダが採用されている。例えば、特許文献１の油圧装置では、単一の油圧ポンプと当該油圧ポンプを駆動させる単一の電動機を備え、油圧ポンプを回転させることによって、フォークを昇降動作させるための油圧シリンダ（リフトシリンダ）とマストを傾動動作させるための油圧シリンダ（ティルトシリンダ）と、を動作させている。

特開平２−２３１３９８号公報

ところで、単一の油圧ポンプを採用する油圧装置では、フォークの昇降動作とマストの傾動動作をそれぞれ単独で行う場合は、その動作対象を動作させるために指示された速度に合わせて電動機の駆動を制御することで、動作対象を指示速度で動作させることができる。しかしながら、上記油圧装置では、フォークの昇降動作とマストの傾動動作を同時に行う場合は、何れか一方の動作対象を動作させるために指示された速度に合わせて電動機の駆動を制御することになるので、両動作対象を指示速度で動作させることが難しかった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、フォークとマストを同時動作させる場合において、両動作対象を良好に動作させることができるフォークリフトの油圧制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するフォークリフトの油圧制御装置は、昇降指示部材の操作によってリフトシリンダへ作動油を給排させることによりフォークを昇降動作させるとともに、傾動指示部材の操作によってティルトシリンダへ作動油を給排させることにより前記フォークが装着されるマストを前傾動作又は後傾動作させるフォークリフトの油圧制御装置において、少なくとも１つの油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動させる単一の電動機と、前記リフトシリンダと前記油圧ポンプの間に配設されるとともに、前記フォークを下降動作させる場合に前記リフトシリンダのボトム室から前記油圧ポンプへの作動油の流出を許容する一方で、前記フォークを停止させている場合又は上昇動作させる場合に前記リフトシリンダのボトム室から前記油圧ポンプへの作動油の流出を遮断する流出制御機構と、前記流出制御機構とドレイン流路の間に配設される流量制御弁と、前記フォークの下降動作と前記マストの前傾動作又は後傾動作の何れか一方の動作による同時動作が行われる場合、前記傾動指示部材の操作量に応じた指示速度で動作させるために必要な前記油圧ポンプの必要回転数をもとに前記電動機の駆動を制御する制御部と、前記油圧ポンプから吐出されるとともに前記ティルトシリンダへ流れる作動油の圧力をパイロット圧として前記流量制御弁に与えるパイロット流路と、を備え、前記流量制御弁は、前記同時動作の時、前記パイロット流路を通じて与えられた圧力によって開弁し、前記リフトシリンダのボトム室から流出された作動油を前記ドレイン流路へ流し、前記フォークの単独動作での下降動作時において前記リフトシリンダから排出される作動油の圧力によって前記電動機が回生動作不能である場合、前記制御部は、前記昇降指示部材の操作量に応じた指示速度で動作させるために必要な前記油圧ポンプの必要回転数と前記電動機の出力トルクを制限するトルク制限値とにしたがって前記電動機の駆動を制御し、前記流量制御弁は、開弁して前記リフトシリンダのボトム室から流出された作動油を前記ドレイン流路へ流す。

この構成によれば、同時動作時に、パイロット流路を通じて与えられる圧力によってリフトシリンダのボトム室から流出される作動油をドレイン側に流通させるように動作する。すなわち、流量制御弁は、指示速度で動作させるために必要な流量に対して不足する流量をドレイン側に流通させる。したがって、フォークとマストを同時動作させる場合において、両動作対象を良好に動作させることができる。
また、この構成によれば、電動機の回生動作が行えない場合には、リフトシリンダのボトム室から流出される作動油をドレイン側に流すことで、フォークを指示速度で良好に下降動作させることができる。

また、上記油圧制御装置において、前記流量制御弁は、前記フォークの単独動作での下降動作時において前記リフトシリンダから排出される作動油の圧力によって前記電動機が回生動作可能である場合、開弁せずに前記リフトシリンダのボトム室から流出された作動油を前記油圧ポンプへ流す。この構成によれば、パイロット流路を通じて与えられる圧力によって流量制御弁の開閉を制御することから、電動機に回生動作を行わせる場合において流量制御弁を確実に閉弁させることができる。これにより、回生動作時にリフトシリンダのボトム室から流出される作動油がドレイン側へ漏れることを抑制し、効率的な回生を行わせることができる。

本発明によれば、フォークとマストを同時動作させる場合において、両動作対象を良好に動作させることができる。

フォークリフトの油圧制御装置の回路図。 フォークリフトの側面図。 フォークを下降動作させる時、及び同時動作を行わせる時の制御内容を示すフローチャート。 別例の油圧制御装置の一部を示す回路図。 別例の油圧制御装置の回路図。

以下、フォークリフトの油圧制御装置を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図２に示すように、バッテリ式のフォークリフト１１の車体フレーム１２にはその前部にマスト１３が設けられている。マスト１３は車体フレーム１２に対して傾動可能に支持された左右一対のマストとしてのアウタマスト１３ａと、その内側に昇降可能に装備されたインナマスト１３ｂとからなる。両アウタマスト１３ａの後側には荷役用油圧シリンダとしてのリフトシリンダ１４がアウタマスト１３ａと平行に固定されるとともに、リフトシリンダ１４のピストンロッド１４ａの先端がインナマスト１３ｂの上部に連結されている。

インナマスト１３ｂの内側にはリフトブラケット１５がインナマスト１３ｂに沿って昇降可能に装備され、リフトブラケット１５にはフォーク１６が取着されている。インナマスト１３ｂの上部にはチェーンホイール１７が支承され、チェーンホイール１７には、第１端部がリフトシリンダ１４の上部に、第２端部がリフトブラケット１５にそれぞれ連結されたチェーン１８が掛装されている。そして、リフトシリンダ１４の伸縮によりチェーン１８を介してフォーク１６がリフトブラケット１５とともに昇降動される。

車体フレーム１２の左右両側には荷役用油圧シリンダとしてのティルトシリンダ１９の基端が回動可能に支持されるとともに、ティルトシリンダ１９のピストンロッド１９ａの先端がアウタマスト１３ａの上下方向ほぼ中央部に回動可能に連結されている。そして、ティルトシリンダ１９の伸縮によりマスト１３が傾動される。

運転室２０の前部にはステアリング２１、昇降指示部材としてのリフトレバー２２及び傾動指示部材としてのティルトレバー２３がそれぞれ設けられている。図２においてはリフトレバー２２とティルトレバー２３とが重なった状態で示されている。リフトレバー２２の操作によりリフトシリンダ１４が伸縮されるとともにフォーク１６が昇降するようになっている。また、ティルトレバー２３の操作によりティルトシリンダ１９が伸縮されるとともに、マスト１３が傾動するようになっている。

マスト１３は、予め定めた最後傾位置から最前傾位置の間で傾動可能とされている。図２に示すマスト１３の位置を垂直位置とした場合、運転室２０に接近する方向に傾動する動作が後傾動作となり、運転室２０から離間する方向に傾動する動作が前傾動作となる。本実施形態のフォークリフト１１の構成では、ティルトシリンダ１９が伸びる方向に動作した時にマスト１３が前傾動作する一方で、ティルトシリンダ１９が縮む方向に動作した時にマスト１３が後傾動作する。

以下、図１にしたがって、本実施形態の油圧制御装置を詳しく説明する。
油圧制御装置は、リフトシリンダ１４及びティルトシリンダ１９の動作を制御する。そして、本実施形態の油圧制御装置は、図１に示すように、単一のポンプと該ポンプを駆動する単一のモータにより、リフトシリンダ１４及びティルトシリンダ１９を動作させる機構（油圧回路）を構成している。

リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂに接続される油路としての配管Ｋ１は、油圧ポンプ及び油圧モータとして機能する油圧ポンプモータ３０に接続されている。油圧ポンプモータ３０には、電動機及び発電機として機能するモータ（回転電機）３１が接続されている。本実施形態においてモータ３１は、油圧ポンプモータ３０を油圧ポンプとして作動させる場合に電動機となり、油圧ポンプモータ３０を油圧モータとして作動させる場合に発電機となる。本実施形態の油圧ポンプモータ３０は、一方向に回転可能な構成とされている。

リフトシリンダ１４と油圧ポンプモータ３０の間には、電磁比例弁としてのリフト下降用比例弁３２が配設されている。リフト下降用比例弁３２は、下降動作の際にボトム室１４ｂから排出される作動油を油圧ポンプモータ３０へ流通させる開状態としてその開度を任意に変更可能な第１位置３２ａと、作動油の流通を許容しない閉状態としての第２位置３２ｂを取り得る。本実施形態においてリフト下降用比例弁３２は、第１位置３２ａの時、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから油圧ポンプモータ３０側への作動油の流出を許容する一方で、第２位置３２ｂの時、ボトム室１４ｂから油圧ポンプモータ３０側への作動油の流出を遮断する流出制御機構を構成する。また、油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａには、チェック弁３３を介して作動油を貯留する油タンクＴが接続されている。チェック弁３３は、油タンクＴからの作動油を流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないように配設されている。

この実施形態のリフト下降用比例弁３２は、圧力補償機構を有する弁である。リフト下降用比例弁３２は、当該電磁比例弁３２の流入側と流出側の圧力差による設定流量の変動を抑える。設定流量は、リフトレバー２２の操作量に応じて設定される。そして、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出される作動油の流量が、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度に必要な流量よりも多くなる場合には、圧力補償によって流量調整がなされる。これにより、リフトシリンダ１４の下降速度の急上昇が抑制される。

また、油圧ポンプモータ３０の吐出口３０ｂ側の配管Ｋ１には、リフト上昇用比例弁３５と、チェック弁３６とが接続されている。リフト上昇用比例弁３５は、油圧ポンプモータ３０から吐出される作動油をボトム室１４ｂへ流通させる開状態としてその開度を任意に変更可能な第１位置３５ａと、前記作動油を油路としての配管Ｋ３に接続されるティルト用比例弁３７へ流通させる閉状態としての第２位置３５ｂを取り得る。チェック弁３６は、リフト上昇用比例弁３５からの作動油をリフトシリンダ１４のボトム室１４ｂ側へ流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないように接続されている。

油圧ポンプモータ３０の吐出口３０ｂ側の配管Ｋ１には、油タンクＴにフィルタ３８を介して接続される油路としての配管Ｋ４と、ティルト用比例弁３７に接続される油路としての配管Ｋ５とが、分岐接続されている。配管Ｋ４には、油圧上昇を防止するリリーフ弁３９が接続されている。また、配管Ｋ４には、ティルト用比例弁３７からの作動油を油タンクＴに流通させる油路としての配管Ｋ６が接続されている。配管Ｋ５には、油圧ポンプモータ３０からの作動油を流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないようにチェック弁４０が接続されている。

ティルト用比例弁３７は、閉状態としての第１位置３７ａと、開状態としてその開度を調整可能な第２位置３７ｂと、開状態としてその開度を調整可能な第３位置３７ｃを取り得る。第１位置３７ａは、リフト上昇用比例弁３５からの作動油を油タンクＴに流通させる。本実施形態のティルト用比例弁３７は、第１位置３７ａを中立位置とし、制御部Ｓの制御によって第２位置３７ｂ又は第３位置３７ｃの何れかの方向に動く。第２位置３７ｂは、チェック弁４０からの作動油を、ティルトシリンダ１９のロッド室１９ｒに接続される油路としての配管Ｋ７に流通させる。また、第２位置３７ｂは、ティルトシリンダ１９のボトム室１９ｂに接続される油路としての配管Ｋ８からの作動油を、配管Ｋ６に流通させる。第３位置３７ｃは、チェック弁４０からの作動油を配管Ｋ８に流通させるとともに、配管Ｋ７からの作動油を配管Ｋ６に流通させる。

また、この実施形態においてリフト下降用比例弁３２における作動油の流出側には、配管Ｋ１から分岐形成されて油タンクＴに接続されるバイパス流路としての配管Ｋ２が接続されている。そして、配管Ｋ２には、配管Ｋ２を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁３４が配設されている。この実施形態において流量制御弁３４は、リフト下降用比例弁３２と、流量制御弁３４における作動油の流出側に接続されるバイパス流路（配管Ｋ２）の間に配設されている。また、流量制御弁３４には、パイロット流路としてのパイロット配管Ｋ９が接続されている。パイロット配管Ｋ９は、油圧ポンプモータ３０の吐出口３０ｂ側とティルト用比例弁３７側とに接続される配管Ｋ５に接続されている。このパイロット配管Ｋ９には、油圧ポンプモータ３０から吐出されるとともに、ティルトシリンダ１９へ作動油が流れる場合のティルト用比例弁３７の背圧が与えられる。

流量制御弁３４は、全閉状態としての第１位置３４ａと、全開状態としての第２位置３４ｂを取り得る。この実施形態の流量制御弁３４は、油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａ側とリフト下降用比例弁３２の作動油の流出側の間の圧力によって作動するともに、配管Ｋ５に発生する圧力によっても作動する。そして、流量制御弁３４は、前述した各圧力によって開閉するＯＮ−ＯＦＦ弁である。

流量制御弁３４が第１位置３４ａの場合、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出された作動油は、リフト下降用比例弁３２を介して油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａ側に流通する。すなわち、この場合は、リフト下降用比例弁３２を流通した作動油の全てが図１に示す流量Ｑ１となって油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａ側に流通する。一方、流量制御弁３４が第２位置３４ｂの場合、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出された作動油は、流量制御弁３４を通じて油タンクＴ側に流通する。すなわち、この場合は、流量制御弁３４を流通した作動油の全てが図１に示す流量Ｑ２となって油タンクＴ側に流通する。なお、図１に示す流量Ｑ３は、油圧ポンプモータ３０によって油タンクＴから汲み上げられる作動油の流量を示す。

また、油圧制御装置の制御部Ｓには、リフトレバー２２の操作量を検出するポテンショメータ２２ａとティルトレバー２３の操作量を検出するポテンショメータ２３ａとが電気的に接続されている。制御部Ｓは、リフトレバー２２の操作量に基づくポテンショメータ２２ａからの検出信号をもとに、モータ３１の回転を制御するとともに、リフト下降用比例弁３２とリフト上昇用比例弁３５の切換えを制御する。また、制御部Ｓは、ティルトレバー２３の操作量に基づくポテンショメータ２３ａからの検出信号をもとに、モータ３１の回転を制御するとともに、ティルト用比例弁３７の切換えを制御する。

また、制御部Ｓには、インバータＳ１が電気的に接続されている。そして、モータ３１には、バッテリＢＴの電力がインバータＳ１を介して供給される。なお、モータ３１で生じた電力は、インバータＳ１を介してバッテリＢＴに蓄電される。

以下、本実施形態の油圧制御装置の作用を説明する。
まず、フォーク１６の上昇動作、マスト１３の前傾動作、及びマスト１３の後傾動作をそれぞれ単独動作させる場合について説明する。単独動作とは、フォーク１６を動作させる時にはマスト１３を前傾動作又は後傾動作させず、マスト１３を動作させる時にはフォーク１６を上昇動作又は下降動作させないことである。

フォーク１６を上昇動作させる場合は、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂに作動油を供給する。このため、制御部Ｓは、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で上昇動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、リフト上昇用比例弁３５の弁開度を算出する。そして、制御部Ｓは、算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数としてモータ３１の駆動を制御するとともに、リフト上昇用比例弁３５を算出した弁開度の第１位置３５ａで開く。また、制御部Ｓは、上昇動作時、リフト下降用比例弁を第２位置３２ｂとする。

これにより、油圧ポンプモータ３０は、モータ３１の回転によって油圧ポンプとして機能することで油タンクＴの作動油を吸込み、その作動油を吐出口３０ｂから吐出する。この作動油は、リフト上昇用比例弁３５、及びチェック弁３６を通じて、ボトム室１４ｂに供給される。その結果、フォーク１６は、リフトシリンダ１４の伸長によって上昇動作する。なお、制御部Ｓは、上昇動作を終了させる場合、リフト上昇用比例弁３５を第２位置３５ｂとする。

また、マスト１３を後傾動作させる場合は、ティルトシリンダ１９のロッド室１９ｒに作動油を供給する一方で、ボトム室１９ｂから作動油を排出する。このため、制御部Ｓは、ティルトレバー２３の操作量に応じた指示速度で後傾動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、ティルト用比例弁３７の弁開度を算出する。そして、制御部Ｓは、算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数としてモータ３１の駆動を制御するとともに、ティルト用比例弁３７を算出した弁開度の第２位置３７ｂで開く。また、制御部Ｓは、後傾動作時、リフト下降用比例弁３２を第２位置３２ｂとするとともにリフト上昇用比例弁３５を第２位置３５ｂとする。

これにより、油圧ポンプモータ３０は、モータ３１の回転によって油圧ポンプとして機能することで油タンクＴの作動油を吸込み、その作動油を吐出口３０ｂから吐出する。この作動油は、チェック弁４０、及びティルト用比例弁３７を通じて、ロッド室１９ｒに供給される。一方、ボトム室１９ｂの作動油は、ティルト用比例弁３７を通じて、油タンクＴに排出される。その結果、マスト１３は、ティルトシリンダ１９の収縮によって後傾動作する。なお、制御部Ｓは、後傾動作を終了させる場合、ティルト用比例弁３７を第１位置３７ａとする。

一方、マスト１３を前傾動作させる場合は、ティルトシリンダ１９のボトム室１９ｂに作動油を供給する一方で、ロッド室１９ｒから作動油を排出する。このため、制御部Ｓは、ティルトレバー２３の操作量に応じた指示速度で前傾動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、ティルト用比例弁３７の弁開度を算出する。そして、制御部Ｓは、算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数としてモータ３１の駆動を制御するとともに、ティルト用比例弁３７を算出した弁開度の第３位置３７ｃで開く。また、制御部Ｓは、前傾動作時、リフト下降用比例弁３２を第２位置３２ｂとするとともにリフト上昇用比例弁３５を第２位置３５ｂとする。

これにより、油圧ポンプモータ３０は、モータ３１の回転によって油圧ポンプとして機能することで油タンクＴの作動油を吸込み、その作動油を吐出口３０ｂから吐出する。この作動油は、チェック弁４０、及びティルト用比例弁３７を通じて、ボトム室１９ｂに供給される。一方、ロッド室１９ｒの作動油は、ティルト用比例弁３７を通じて、油タンクＴに排出される。その結果、マスト１３は、ティルトシリンダ１９の伸長によって前傾動作する。なお、制御部Ｓは、前傾動作を終了させる場合、ティルト用比例弁３７を第１位置３７ａとする。

次に、図３にしたがって、単独動作にてフォーク１６を下降動作させる場合、及び同時動作にてフォーク１６の下降動作とマスト１３の前傾動作又は後傾動作の何れか一方の動作を行わせる場合を説明する。同時動作とは、フォーク１６とマスト１３を同時に動作させることである。

制御部Ｓは、リフトレバー２２の操作によって下降動作が指示されるとステップＳ１０を肯定判定するとともに、ティルトレバー２３が操作されておらずステップＳ１１を肯定判定した場合、単独動作にてフォーク１６を下降動作させるための制御を行う。当該制御において制御部Ｓは、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、リフト下降用比例弁３２の弁開度を算出する（ステップＳ１２）。次に、制御部Ｓは、下降動作時にモータ３１が必要以上に電力を消費しないように、モータ３１の出力トルクを制限するためのトルク制限処理を行う（ステップＳ１３）。トルク制限処理において、制御部Ｓは、トルク制限値として所定値（例えば、０Ｎｍ）を設定する。このトルク制限により、モータ３１の力行動作が抑制される。そして、制御部Ｓは、ステップＳ１２で算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数とするとともに（ステップＳ１４）、その指令回転数とトルク制限値にしたがってモータ３１の駆動を制御する。また、制御部Ｓは、リフト下降用比例弁３２をステップＳ１２で算出した弁開度の第１位置３２ａで開く。また、制御部Ｓは、単独動作による下降動作時、リフト上昇用比例弁３５を第２位置３５ｂとするとともに、ティルト用比例弁３７を第１位置３７ａとする。

リフト下降用比例弁３２が開弁すると、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出される作動油は、リフト下降用比例弁３２を介して油圧ポンプモータ３０側へ流通する。このとき、モータ３１は、油圧ポンプモータ３０がボトム室１４ｂから排出された作動油を駆動力として指令回転数で動作する場合、出力トルクがマイナス側の値となり、回生動作を行う。つまり、モータ３１は、油圧ポンプモータ３０が油圧モータとして機能することで発電機として機能する。このため、発電機として動作するモータ３１で生じた電力は、インバータＳ１を介してバッテリＢＴに蓄電されることになる。なお、制御部Ｓは、下降動作を終了させる場合、リフト下降用比例弁３２を第２位置３２ｂとする。

このような回生動作は、フォーク１６の積荷が十分に重い状態での下降動作時に生じ得る。つまり、この場合の下降動作では、フォーク１６や積荷の重量によってボトム室１４ｂ内の作動油が排出され易く、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な流量の作動油がリフト下降用比例弁３２の弁開度に合わせて油圧ポンプモータ３０側に流通する。このため、油圧ポンプモータ３０は、モータ３１を力行側で動作させなくても、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な必要回転数、すなわち指令回転数で動作する。このようにボトム室１４ｂから排出される作動油の圧力によって回生動作を行わせることができる場合、モータ３１の回生動作が行われる。そして、回生動作では、リフト下降用比例弁３２の弁開度により、下降動作の速度が制御される。

なお、前述した単独操作時、リフトシリンダ１４から排出された作動油は、油圧ポンプモータ３０へ流通して回生動作を行わせた後、油タンクＴに戻る。このため、パイロット配管Ｋ９には、流量制御弁３４のパイロット圧となり得る圧力が発生しない。これにより、単独操作時の流量制御弁３４は、第１位置３４ａを取り得る。その結果、リフトシリンダ１４から排出された流量Ｑ１の作動油は、油圧ポンプモータ３０側へ流通される。

一方、流量制御弁３４は、回生動作時のようにリフト下降用比例弁３２の弁開度によって下降動作の速度を指示速度で制御できない場合に開弁することにより指示速度を充足させるための動作を行う。

フォーク１６の積荷が軽い状態で下降動作が行われる場合は、フォーク１６や積荷の重量のみによってはボトム室１４ｂ内の作動油が排出され難く、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な流量の作動油が油圧ポンプモータ３０側に流通し難い。このため、油圧ポンプモータ３０を指令回転数で回転させて指示速度を充足させるためには、モータ３１を力行動作させる必要がある。しかし、モータ３１を力行動作させる場合は電力を消費することになるので、本実施形態の油圧制御装置ではトルク制限による制御を行うことで、消費電力を抑制させている。このようにトルク制限によってモータ３１を制御した場合は、モータ３１の回転数が抑えられることになるので、下降動作を指示速度で行わせるために必要な流量が不足することになるが、この不足分の流量を補うように流量制御弁３４が動作する。

つまり、流量制御弁３４は、ボトム室１４ｂから排出される作動油の圧力によって回生動作を行わせることができない場合、リフト下降用比例弁３２と流量制御弁３４の間の圧力Ｐ１が下がることで開弁状態とされる。すなわち、流量制御弁３４は、第２位置３４ｂを取り得る。これにより、リフトシリンダ１４から排出された流量Ｑ２の作動油は、流量制御弁３４を通じて油タンクＴへ流通する。したがって、流量制御弁３４が作動油の流通路となる配管Ｋ２を開くことによって前述した不足分の流量が補われることにより、下降動作の指示速度が充足されることになる。このように本実施形態の油圧制御装置では、単独動作による下降動作時、回生動作を行うことができない条件下において、モータ３１の制御と流量制御弁３４の作用によって消費電力を抑制しつつ、下降動作の指示速度を充足させることが実現される。

次に、図３のステップＳ１１を否定判定し、同時動作にてフォーク１６の下降動作とマスト１３の前傾動作又は後傾動作の何れか一方の動作を行わせる場合について説明する。
この場合、制御部Ｓは、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、リフト下降用比例弁３２の弁開度を算出する（ステップＳ１５）。また、制御部Ｓは、ステップＳ１５において、ティルトレバー２３の操作量に応じた指示速度で前傾動作又は後傾動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、ティルト用比例弁３７の弁開度を算出する。

本実施形態の油圧制御装置は、同時動作を行う場合、モータ３１の指令回転数として前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数を採用する。このため、制御部Ｓは、ステップＳ１５で算出した前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数をモータ３１の指令回転数とする（ステップＳ１６）。そして、制御部Ｓは、リフト下降用比例弁３２をステップＳ１５で算出した弁開度の第１位置３２ａで開くとともに、ティルト用比例弁３７をステップＳ１５で算出した弁開度の第２位置３７ｂ又は第３位置３７ｃで開く。制御部Ｓは、ティルト用比例弁３７を、後傾動作の場合に第２位置３７ｂで開き、前傾動作の場合に第３位置３７ｃで開く。また、制御部Ｓは、リフト上昇用比例弁３５を第２位置３５ｂとする。

この実施形態において、前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数を指令回転数としてモータ３１を駆動させると、下降動作においてはモータ３１の実回転数、すなわち油圧ポンプモータ３０の実回転数が不足し、下降動作を指示速度で行わせるために必要な流量が不足する場合がある。このような場合は、例えば下降動作に必要な必要回転数の方が、前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数よりも大きい場合である。このため、本実施形態の油圧制御装置では、不足分の流量を補うように流量制御弁３４が動作する。

同時操作時に油圧ポンプモータ３０で吸い込んだ作動油がティルト用比例弁３７へ流通すると、パイロット配管Ｋ９には、ティルト用比例弁３７の背圧によってパイロット圧となり得る圧力Ｐ２が発生する。このため、流量制御弁３４は、パイロット配管Ｋ９からの圧力Ｐ２を受圧して開弁状態とされる。すなわち、流量制御弁３４は、第２位置３４ｂとなる。したがって、流量制御弁３４が作動油の流通路となる配管Ｋ２を開くことによって前述した不足分の流量が補われることにより、下降動作の指示速度が充足されることになる。実施形態の油圧制御装置では、単一の油圧ポンプモータ３０及び単一のモータ３１を用いて下降動作と前傾動作又は後傾動作の同時動作を行う場合において、下降動作の指示速度、及び前傾動作又は後傾動作の指示速度の両方を充足させることができる。

したがって、この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）流量制御弁３４を設けることにより、下降動作に必要な必要回転数が不足する場合は、流量制御弁３４が不足回転数分に相当する流量の作動油を油タンクＴ側に流通させる。これにより、フォーク１６をリフトレバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させることができる。

（２）そして、フォーク１６の下降動作とマスト１３の前傾動作又は後傾動作を同時動作させる場合に、モータ３１の指令回転数をマスト１３の前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数としたときであっても、それぞれの動作を指示速度で行わせることができる。すなわち、下降動作に必要な必要回転数が不足する場合は、流量制御弁３４が不足回転数分に相当する流量の作動油を油タンクＴ側に流通させるから、下降動作の指示速度を充足させることができる。

（３）流量制御弁３４をパイロット配管Ｋ９から与えられるパイロット圧で制御するＯＮ−ＯＦＦ弁とした。このため、モータ３１に回生動作を行わせる場合において流量制御弁３４を確実に閉弁させることができる。これにより、回生動作時にリフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから流出される作動油がドレイン側（油タンクＴ側）へ漏れることを抑制し、効率的な回生を行わせることができる。

（４）また、フォーク１６を単独動作で下降動作させる場合において、モータ３１を力行動作させるときであっても、モータ３１の制御（トルク制限）と流量制御弁３４の作用により、消費電力を抑制しつつ、下降動作の指示速度を充足させることができる。

（５）リフト下降用比例弁３２を圧力補償機構を有する弁としている。このため、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出される作動油の流量が、リフトレバー２２の操作量に応じた指示速度に必要な流量よりも多くなる場合には、圧力補償によって流量調整が行われる。したがって、リフトシリンダ１４の下降速度の急上昇を抑制できる。

（６）油圧制御装置を単一の油圧ポンプモータ３０と単一のモータ３１によって構成した場合であっても、流量制御弁３４により各動作の指示速度を充足させることができるので、複数の油圧ポンプモータやモータによって油圧制御装置を構成する場合に比して装置全体のコスト削減を図ることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 昇降指示部材や傾動指示部材はリフトレバー２２やティルトレバー２３などのレバー式に限らず、他の構造でも良い。例えば、ボタン式でも良い。

○ 図３のステップＳ１３のトルク制限処理で設定するトルク制限値を０Ｎｍ以上の値、例えば５Ｎｍなどにしても良い。
○ 図４は、図１に二点鎖線で囲んだ領域Ａ１に対応する図である。そして、図４に示すように、流出制御機構を、リフト下降用比例弁３２に加えて、ポペット弁４５と電磁弁４６とによって構成しても良い。下降動作時には、ポペット弁４５と電磁弁４６が開弁するとともに、リフト下降用比例弁３２の開度によって油圧ポンプモータ３０側へ流出する作動油の流量が制御される。なお、流量制御弁３４は、実施形態と同様に、油タンクＴ側へ流す流量を制御する。

○ 実施形態は、単一の油圧ポンプモータ３０を備えた油圧制御装置としたが、図５に示すように、油圧ポンプモータ３０に接続されるモータ３１に動力伝達装置５０を介して別の油圧ポンプモータ５１を接続し、複数の油圧ポンプモータ３０，５１を備えた油圧制御装置に具体化しても良い。この別例における動力伝達装置５０は、モータ３１の回転軸及び油圧ポンプモータ５１の回転軸にそれぞれ連結されるとともに、油圧ポンプモータ５１からモータ３１への一方向にのみ駆動トルクを伝達可能で、モータ３１からの駆動トルクに対しては空転して油圧ポンプモータ５１への駆動トルクの伝達を行わないワンウェイクラッチである。そして、油圧ポンプモータ５１の吸入口５１ａは、リフト下降用比例弁３２における作動油の流出側と配管接続されている。これにより、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出された作動油（図中の流量Ｑ１）は、実施形態のように油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａへは流れず、油圧ポンプモータ５１の吸入口５１ａへ流れる。また、油圧ポンプモータ５１へ流入した作動油は、油タンクＴに排出される。

図５に示す油圧制御装置の構成によれば、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出されるとともにリフト下降用比例弁３２を介して油圧ポンプモータ５１へ流入する作動油によって油圧ポンプモータ５１を油圧モータとして作動させることができる。そして、油圧ポンプモータ５１が油圧モータとして作動すると、その駆動トルクが動力伝達装置５０を介してモータ３１へ伝達されることによってモータ３１を発電機として作動させることができる。これにより、モータ３１で生じた電力をインバータＳ１を介してバッテリＢＴに蓄電させることができる。すなわち、回生動作が行われる。

図５に示す油圧制御装置において単独動作にてフォーク１６を下降動作させる場合は、前述したように回生動作が行われる。そして、図５に示す油圧制御装置では、実施形態で説明したように、リフト下降用比例弁３２の弁開度によって下降動作の速度を指示速度で制御できない場合、流量制御弁３４が開弁することにより指示速度を充足させるための動作を行う。つまり、流量制御弁３４が開弁することにより、下降動作を指示速度で行わせるために必要な流量の不足分が配管Ｋ２側（ドレイン側）へ流通する。

また、図５に示す油圧制御装置は、フォーク１６の下降動作とマスト１３の前傾動作又は後傾動作の何れかを同時動作させる場合において、前述した実施形態と同様の制御内容で制御することができる。つまり、前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数を指令回転数としてモータ３１を駆動させる場合において、前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数よりも下降動作に必要な必要回転数の方が小さいときには、油圧モータとして機能する油圧ポンプモータ５１の駆動トルクがモータ３１に伝達される。そして、この駆動トルクは、モータ３１を回転させるためのアシストトルクとしてモータ３１に付与されることで、消費電力を抑制しつつ、前傾動作又は後傾動作の指示速度、及び下降動作の指示速度のそれぞれを充足させることができる。また、前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数よりも下降動作に必要な必要回転数の方が大きい場合には、モータ３１の指令回転数を前傾動作又は後傾動作に必要な必要回転数で制御することにより、下降動作を指示速度で行わせるために必要な流量が不足する。しかし、前述同様に、流量制御弁３４が流量の不足分を補うように開弁することによって指示速度が充足される。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）流出制御機構には、開度調整可能な電磁比例弁を含み、電磁比例弁は当該電磁比例弁の流入側と流出側の圧力差による設定流量の変動を抑える圧力補償機構を有する。

（ロ）制御部は、フォークの下降動作が単独で行われる場合、電動機の出力トルクを制限するトルク制限処理を行う。

１１…フォークリフト、１３…マスト、１４…リフトシリンダ、１４ｂ…ボトム室、１６…フォーク、１９…ティルトシリンダ、２２…リフトレバー、２３…ティルトレバー、３０…油圧ポンプモータ、３１…モータ、３２…リフト下降用比例弁、３４…流量制御弁、Ｋ２…配管、Ｋ９…パイロット配管、Ｓ…制御部、Ｑ１，Ｑ２…流量、Ｐ１，Ｐ２…圧力。

Claims (2)

1. 昇降指示部材の操作によってリフトシリンダへ作動油を給排させることによりフォークを昇降動作させるとともに、傾動指示部材の操作によってティルトシリンダへ作動油を給排させることにより前記フォークが装着されるマストを前傾動作又は後傾動作させるフォークリフトの油圧制御装置において、
   少なくとも１つの油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプを駆動させる単一の電動機と、
   前記リフトシリンダと前記油圧ポンプの間に配設されるとともに、前記フォークを下降動作させる場合に前記リフトシリンダのボトム室から前記油圧ポンプへの作動油の流出を許容する一方で、前記フォークを停止させている場合又は上昇動作させる場合に前記リフトシリンダのボトム室から前記油圧ポンプへの作動油の流出を遮断する流出制御機構と、
   前記流出制御機構とドレイン流路の間に配設される流量制御弁と、
   前記フォークの下降動作と前記マストの前傾動作又は後傾動作の何れか一方の動作による同時動作が行われる場合、前記傾動指示部材の操作量に応じた指示速度で動作させるために必要な前記油圧ポンプの必要回転数をもとに前記電動機の駆動を制御する制御部と、
   前記油圧ポンプから吐出されるとともに前記ティルトシリンダへ流れる作動油の圧力をパイロット圧として前記流量制御弁に与えるパイロット流路と、を備え、
   前記流量制御弁は、前記同時動作の時、前記パイロット流路を通じて与えられた圧力によって開弁し、前記リフトシリンダのボトム室から流出された作動油を前記ドレイン流路へ流し、
   前記フォークの単独動作での下降動作時において前記リフトシリンダから排出される作動油の圧力によって前記電動機が回生動作不能である場合、前記制御部は、前記昇降指示部材の操作量に応じた指示速度で動作させるために必要な前記油圧ポンプの必要回転数と前記電動機の出力トルクを制限するトルク制限値とにしたがって前記電動機の駆動を制御し、前記流量制御弁は、開弁して前記リフトシリンダのボトム室から流出された作動油を前記ドレイン流路へ流すことを特徴とするフォークリフトの油圧制御装置。
2. 前記流量制御弁は、前記フォークの単独動作での下降動作時において前記リフトシリンダから排出される作動油の圧力によって前記電動機が回生動作可能である場合、開弁せずに前記リフトシリンダのボトム室から流出された作動油を前記油圧ポンプへ流す請求項１に記載のフォークリフトの油圧制御装置。