JPH02163300A - バッテリ式産業車両における油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はバッテリ式産業車両における電力回生用油圧
機構に関するものである。

［従来の技術］ 荷役用油圧装置のポンプを駆動する電動機を備えたバッ
テリ駆動式産業車両、例えばバッテリフォークリフトに
おいては、リフトシリンダからの戻り油によりモータと
して機能する油圧ポンプを使用し、電動機を発電機とし
て作用させてバッテリの回生を行うものがある。

前記ような回生式油圧装置として、本願出願人は特願昭
６３−１７４４０５号において第７図に示すものを提案
している。即ち、リフトレバー４０及びチルトレバー４
１の操作方向を検出したリミットスイッチＬＳ１．ＬＳ
２及び両レバー４０．４１の操作量を検出したポテンシ
ョメータＰＩ、Ｐ２の信号に基いてコントローラＣが誘
導電動機４９を回転駆動して、油圧ポンプ４２が駆動さ
れる。そして、回生用逆止弁５１を介してタンクからポ
ンプ４２に汲上げられる作動油がティルトレバー４１の
操作に基き切換操作されるティルト用制御弁４７を経て
ティルトシリンダ４８に圧送され、これが伸縮され、フ
ォークのティルト動作が行われる。

また、リフトレバー４０の上昇操作に基きａ位置に保持
されるリフト用制御弁４４を介して油圧ポンプ４２から
リフトシリンダ４５に圧油が供給され、フォークが上昇
される。さらに、リフトレバー４０の下降操作に基き、
リフト用制御弁４４がＣ位置に切換えられるとフォーク
の負荷によりリフトシリンダ４５からの戻り油が前記制
御弁４４を経て帰還管路４６に圧送される。

前記リフトレバー４０の下降操作をリミットスイッチＬ
ＳＩが検出したとき、コントローラＣはリミットスイッ
チＬＳＩの検出値に基いて回生制動モードを実行する。

そして、前記戻り油が帰還管路４６から油圧ポンプ４２
内に流入すると、同油圧ポンプ４２は同戻り油の油圧に
より油圧モータとして機能して電動機４９を回生駆動す
る。これにより、電動機４９は発電機として機能して、
バッテリ５０を充電させるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記リフトシリンダ４５から油圧ポンプ４２
に流れる戻り油の油圧値はフォークの負荷によって決定
される。そして、フォークの積載重量が小さく、軽負荷
にて下降されるときには、戻り油の油圧も所定値を下回
り、油圧ポンプ４２を油圧モータとして駆動するに充分
ではない、このため、フォークが下降するにも拘わらず
、電動機４９の回転数が所定値を下回ると電動機４９は
回生を行わなわず、バッテリ５０の充電が不可能となり
、省エネルギー効果が発揮されない。

この発明は上記した問題点を解消するためになされたも
のであり、その目的はフォークが軽負荷にて下降して、
電動機が回生動作不能なとき、同電動機の回転を停止さ
せることによりエネルギーの節約を可能としたバッテリ
式産業車両における動力回生機能を備えた油圧回路を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記した目的を達成するために、荷役部材の
昇降を制御するリフトシリンダと、前記リフトシリンダ
を作動させるために駆動されて、作動油供給路を介して
同シリンダに圧油を供給すると共に、同シリンダが収縮
されたとき作動油帰還路を経て帰還する戻り油にて回転
駆動され、所定値を越える出力により油圧モータとして
機能する油圧ポンプと、前記リフトシリンダと油圧ポン
プとの間に介装され、両者を作動油供給路及び作動油帰
還路にて選択的に連通させるリフト用制御弁と、バッテ
リから供給される電力にて駆動され、前記油圧ポンプを
回転させるとともに、油圧モータとして機能する油圧ポ
ンプによりバッテリの電力回生を行う電動機と、前記電
動機の回転速度を指令する速度指令手段と、前記速度指
令手段の指令に基いて電動機を回転制御する電動機駆動
制御手段とからなるバフテリ式産業車両における油圧装
置であって、前記作動油帰還路内において戻り油の進行
方向を油圧ポンプ側及びドレイン側に選次的に切換える
切換選択手段と、前記リフトシリンダの負荷を検出する
検出手段と、前記検出手段の検出値に基いて油圧ポンプ
が油圧モータとして機能する値に達していないことを判
断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に従って、
作動油帰還路内を流れる戻り油の進行方向を油圧ポンプ
側からドレイン側に変更すべく切換選択手段を切換制御
するとともに電動機への駆動電源を遮断する制御手段と
を設けたことをその要旨とする。

〔作用］ この発明は上記した解決手段を採用したことにより、リ
フトシリンダから作動油帰還路を経て流れる戻り油によ
り油圧モータとして機能する油圧ポンプの出力値が検出
手段によって検出され、この検出値と速度指令手段の櫓
令値との差に基いて判断手段が油圧ポンプが油圧モータ
として機能し得ないことを判断すると、制御手段が選択
切換手段を駆動して作動油帰還路内の戻り油の進行方向
をドレイン側に変更させるるとともに電動機への駆動電
源が遮断される。

［実施例］ 以下、この発明の第１の実施例を第１〜６図に従って詳
述する。

第１図において、油圧ポンプ１はオイルタンクＴ内に貯
留された作動油を供給用管路２の回生用逆止弁２ａを介
して吸上げたのち、フォーク駆動用油圧回路Ｈ内の主管
路３に吐出する。前記主管路３にはリフト用制御弁４が
配設され、同リフト用制御弁４はフォークの昇降を指示
するリフトレバー５の上昇、中立及び下降操作位置に対
応して、ａ、ｂ、ｃの３位置に切換可能になっている。

前記リフト用制御弁４は位置切換えによりリフトシリン
ダ７のボトム室７ａ内の作動油の量を制御して同シリン
ダ７を伸縮させるものであり、リフトレバー５の上昇操
作位置に基く３位置（第２図）において、主管路３とリ
フト用管路６とを連通させ、両管路３，６を作動油供給
路として油圧ポンプ１からリフトレバー７のボトム室７
ａに作動油を供給させることにより同リフトシリンダ７
を伸長させる。

また、前記リフト用制御弁４はリフトレバー５の下降操
作位置に基くＣ位置（第３，６図）において、リフト用
管路６と帰還用管路８とを連通させ、両管路３．６を作
動油帰還路として下降されるフォークの負荷にてリフト
シリンダ７から帰還用管路８内に設けた選択切換手段と
しての電磁式の方向切換弁８ａを介して供給用管路２に
おける回生用逆止弁２ａの上流側又は下流側に戻り油を
帰還させる。

前記方向切換弁８ａはａ、ｂいずれかの位置に選択的に
切換可能に構成され、第３図（ａ）に示す５位置におい
て帰還用管路８を回生用逆止弁２ａの下流側に連通させ
、回生用逆止弁２ａにてタンクＴりの流通が遮断された
戻り油をポンプ１に流入させる。また、第３図（ｂ）に
示すように方向切換弁８ａは３位置において帰還用管路
８を回生用逆止弁２ａの上流側に連通させることによっ
て、戻り油をタンクＴに流出させるようになっている。

さらに、リフト用制御弁４はリフトレバーの中立位置に
基く５位置く第４図）では、リフト用管路６を主管路３
及び帰還用管路８から遮断し、リフトシリンダ７内の作
動油の流量の変動を防止して、これを収縮させることな
く保持するとともに、主管路３を下流側に開放する。

前記主管路３にはリフト用制御弁４の下流側においてテ
ィルト用制御弁９が配設され、フォークの前後傾動作を
指示するティルトレバー１０の前傾、中立及び後傾操作
位置に対応してティルト用制御弁９がａ、ｂ、ｃの３位
置に切換駆動されるようになっている。

前記ティルト用制御弁９はその位置切換によりティルト
シリンダ１４の前室１４ａ及び後室１４ｂの油量を制御
して同シリンダ１４を収縮させるものであり、ティルト
レバーｌＯの後傾位置に基く３位置（第２，５図）にお
いて後傾用管路１２をティルト用管路１１に、前傾用管
路１３をドレイン用管路１５にそれぞれ連通させ、油圧
ポンプ１からティルトシリンダ１４の前室１４ａに作動
油を供給させるとともに、後室１４ｂ内の作動油をオイ
ルタンクＴに排出させ、ティルトシリンダ１４を収縮さ
せてフォークの後傾を行う。

また、前記ティルト用制御弁９はティルトレバー１０の
前傾操作に基（ｂ位置（第４図）において後傾用管路１
２をドレイン用管路１５に、前傾用管路１３をティルト
用管路１１にそれぞれ連通させ、油圧ポンプｌからティ
ルトシリンダ１４の後室１４ｂに作動油を供給させると
ともに、前室１４ａ内の作動油をオイルタンクＴに排出
させ、ティルトシリンダ１４を伸長させてフォークを前
傾させる。

さらに、ティルトレバー１０の中立位置に基きｂ位ｉｉ
！（第３図）に保持されて、前傾用及び後傾用管路１３
．１２をティルト用管路１１及びドレイン用管路１５の
いずれからも遮断させ、ティルトシリンダ１４内の油量
を変動させることなく、フォークをその時の傾斜状態に
保持するとともに、主管路３をオイルタンクＴに連通さ
せる。

また、前記リフトレバー５が上昇位置に操作され、かつ
ティルトレバー１０が前後傾いずれかの位置（例えば後
傾）に操作されると、第２図に示すようにａ位置にある
リフト用制御弁４を介してリフトシリンダ７とポンプ１
とが連通され、またティルトシンダ１４はａ、ｃいずれ
かの位置（図面ではａ位置）にあるティルト用制御弁９
を介してポンプ１及びタンクＴに連通されて伸縮される
。

従って、フォークは上昇しながらティルト動作を行う。

また、前記リフトレバー５が下降操作され、かつティル
トレバー１０が前後傾いずれかの位置（例えば前傾）に
操作されたときには、第６図に示すようにＣ位置にある
リフト用制御弁４を介してリフトシリンダ７とポンプ１
とが連通され、フォークの負荷によりリフトシリンダ７
から流入する戻り油がポンプ１内に流入する。そして、
前記ティルトシンダ１４はａ、ｃいずれかの位置（図面
ではＣ位置）にあるティルト用制御弁９を介してポンプ
１及びタンクＴに連通されるため、リフトシリンダ７か
らのポンプ１を経て流入する戻り油によりティルトシリ
ンダ１４が伸縮される。従って、フォークは上昇時と同
様に下降しながらもティルト動作を行うことができるよ
うになっている。即ち、リフト及びティルトの同時操作
が可能となっている。

さて、上記した油圧回路を駆動する電気的構成について
説明する。

前記リフトレバー５の上昇、中立及び下降の操作位置は
リミットスイッチよりなるリフト操作位置センサエ６に
て検出されるとともに、同レバー５の上昇及び下降位置
における操作量はポテンショメータよりなるリフト操作
量センサ１７にて検出され、その各検出信号は判断手段
、電動機回転駆動手段及び制御手段としてのコントロー
ラ２０に入力される。また、ティルトレバー１０の前傾
、中立及び後傾位置はリミットスイッチよりなるティル
ト操作位置センサ１８にて検出されるとともに、同レバ
ー１０の前傾及び後傾位置における操作量はポテンショ
メータよりなるティルト操作量センサ１９にて検出され
、その各検出信号はコントローラ２０に人力される。

バッテリ２４が供給する電力にて駆動される誘導電動機
２１は油圧ポンプ１に接続されその回転をポンプ１に伝
達する。前記電動機２１の回転数はロータリーエンコー
ダよりなる検出手段としての回転数センサ２３にて検出
され、この検出信号が前記コントローラ２０に入力され
る。

コントローラ２０はリフト操作位置センサ１６からの検
出信号によりリフトレバー５が上昇操作されると、電動
機２１にてポンプｌを駆動すへく電動機２１を駆動制御
する。また、コントローラ２０はティルト操作位置セン
サ１８からの検出信号によりティルトレバー１０が前傾
又は後傾操作されると電動機２１にてポンプ１を駆動す
べく電動機２１を駆動制御する。

前記コントローラ２０はリフト操作量センサ１７及びテ
ィルト操作量センサ１９の各検出値に対する電動機２１
０回転速度を演算する。即ち、リフトレバー５のみ操作
されたときには、リフトレバー５の操作量に対する回転
速度指令値が、ティルトレバー１０のみが操作された時
にはティルトレバー操作量に対する回転速度指令値が予
め定められたプログラムに基いて演算される。

また、同時に両レバー５，１０が操作されたときにはコ
ントローラ２０はそれぞれ各操作量に対する回転速度指
令値が演算され、その２つの指令値の中で大きい回転速
度指令値を電動機２１の回転速度指令値とするようにな
っている。そして、コントローラ２０は演算された回転
速度指令値に基いてバッテリ２４から電動機２１に供給
される電力を制御して前記回転指令値に従う回転数で電
動機２１を駆動して油圧ポンプ１の吐出量を調整する。

即ち、リフトレバー５及びティルトレバー１０の各操作
量に応じてフォークの昇降速度及び傾動速度を制御する
。

また、コントローラ２０はリフトレバー５のみが操作さ
れ、そのリフトレバー５が下降位置に切換操作されたと
き、その時のリフト操作量に基く回転速度指令値が回転
数センサ２３の検出値に基いて求めた実際の電動機２１
の回転数（即ちポンプ１の回転数）を上回るか否かを判
断する。そして、回転速度指令値より実際の回転速度の
方が大きい時には、コントローラ２０は方向切換弁８ａ
をｂ位置に保持して、リフトシリンダ７からの戻り油に
よりポンプ１を油圧モータとして、電動機２１を発電機
として駆動して、バッテリ２４の充電を行わせる。

また、これとは逆に実際の回転速度より回転速度指令値
が大きいときには、コントローラ２０はバッテリ２４か
らの電力供給を遮断して電動機２１を駆動停止させると
ともに、方向切換弁８ａをａ位置に切換えて、戻り油を
タンクＴに流出させてポンプ１への流入を阻止する。

即ち、第３図（ａ）に示す状態においてフォークが重負
荷で、リフトレバー５が下降操作されたとき、リフトシ
リンダ７からの戻り油がフォークの負荷により強制的に
圧送されてポンプ１内へ圧送されて、ポンプ１の実際の
回転速度はリフトレバー５の操作量に対応する回転速度
よりも大きなものとなり、これに追従して回転する電動
機２１が発電機として機能し、コントローラ２０を介し
てバッテリ２４を充電する。

ところが、フォーク上の荷役物が空の状態、若しくは軽
負荷の状態でリフトレバー５が下降操作されると、リフ
トシリンダ７からポンプ１に送られる戻り油の流量が少
なく、ポンプ１の回転量がリフトレバー５の操作量に対
する回転速度より小さい状態になる。このため、油圧ポ
ンプ１が油圧モータとして機能することができず、電動
機２１にも発電機の働きを望むことは不可能となる。こ
のとき、電動機２１の回生が行われないばかりか、フォ
ークの下降時であるにも拘わらず電動機２Ｉはポンプ１
とともに無用な回転を行い、バッテリ２４の電力消費を
招くことになる。

これを防止するため、第３図（ｂ）に示すように方向切
換弁８ａをａ位置に切換え、ポンプ１への戻り油の流入
を阻止するとともに、電動機２１を停止させることによ
りエネルギーの節約を行わせる。

さらに、第６図に示す状態においてリフトレバー５が下
降操作され、ティルトレバー１０が前後傾いずれかの位
置（例えば前傾）に操作された場合、コントローラ２０
は電動機２１を両レバー５゜１０の操作量に基く各回転
速度指令値のうち大きい回転速度指令値と実際の回転速
度とを比較する。

そして、指令値より実際の回転速度が大きいとき（即ち
フォークが重負荷のとき）には、コントローラ２０は方
向切換弁８ａをｂ位置の状態とし、戻り油により油圧ポ
ンプ１を油圧モータとして、電動機２１を発電機として
機能させてバッテリ２４を充電する。そして、戻り油は
ポンプ１からティルトシリンダ１４内に圧送される。従
って、フォークの重負荷下降時においてはリフトシリン
ダ７からの戻り油はバッテリ２４の充電に使用された後
に、オイルタンクＴに排出されることなくティルト動作
に用いられることとなり、作動油が有効に利用される。

一方、指令値の方が実際の回転数より大きいとき（即ち
フォークが軽負荷の時）には、方向切換弁８ａをａ位置
に切換えるとともに、電動機２１を回転速度指令値にて
駆動する。このため、フォークの安定したチルト動作が
行われる。

なお、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく、例えばポンプ１を駆動する電動機として直流電動
機を採用したり、検出手段として圧力センサを用い、こ
の圧力センサの検出値に基いて判断手段により方向制御
弁８ａを作動させる等、発明の趣旨から逸脱しない限り
において任意の変更は無論可能である。

〔効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、リフトシリン
ダの下降時に電動機が回生動作不能なとき、同電動機の
回転を停止させることによりエネルギーの節約が可能と
なるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例におけるフォークリフ
トの油圧的及び電気的構成を示す回路図、第２図はフォ
ーク上昇時における油圧的及び電気的構成を示す回路図
、第３図（ａ）及び第３図（ｂ）はそれぞれフォークが
重負荷及び軽負荷にて下降する時における戻り油の進行
路を示す油圧的及び電気的回路図、第４図はフォークの
前傾時における油圧的及び電気的構成を示す回路図、第
５図はフォークの後傾時における油圧的及び電気的構成
を示す回路図、第６図はフォーク下降時にして前傾時に
おける回路図、第７図は従来例を示す回路図である。 油圧ポンプ１、リフト用制御弁４、リフトシリンダ７、
選択切換手段としての方向切換弁８ａ、判断手段及び制
御手段としてコントローラ２０、誘導電動機２１、検出
手段としての回転数センサ２３、バッテリ２４゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷役部材の昇降を制御するリフトシリンダと、 前記リフトシリンダを作動させるために駆動されて、作
   動油供給路を介して同シリンダに圧油を供給すると共に
   、同シリンダが収縮されたとき作動油帰還路を経て帰還
   する戻り油にて回転駆動され、所定値を越える出力によ
   り油圧モータとして機能する油圧ポンプと、前記リフト
   シリンダと油圧ポンプとの間に介装され、両者を作動油
   供給路及び作動油帰還路にて選択的に連通させるリフト
   用制御弁と バッテリから供給される電力にて駆動され、前記油圧ポ
   ンプを回転させるとともに、油圧モータとして機能する
   油圧ポンプによりバッテリの電力回生を行う電動機と、 前記電動機の回転速度を指令する速度指令手段と、 前記速度指令手段の指令に基いて電動機を回転制御する
   電動機駆動制御手段と からなるバッテリ式産業車両における油圧装置であって
   、 前記作動油帰還路内において戻り油の進行方向を油圧ポ
   ンプ側及びドレイン側に選択的に切換える切換選択手段
   と、 前記リフトシリンダの負荷を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出値に基いて油圧ポンプが油圧モータ
   として機能する値に達していないことを判断する判断手
   段と、 前記判断手段の判断結果に従って、作動油帰還路内を流
   れる戻り油の進行方向を油圧ポンプ側からドレイン側に
   変更すべく切換選択手段を切換制御するとともに、電動
   機への駆動電源を遮断する制御手段と を設けてなるバッテリ式産業車両における油圧装置。