JPH02169499A - 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８図に示すものを提案
している。即ち、リフトレバー４０及びティルトレバー
４１の操作方向を検出したリミットスイッチＬＳ１．Ｌ
Ｓ２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
されて、オイルタンクから回生用逆止弁５１を介して作
動油が吸上げられる。そして、ティルトレバー４１の操
作に基きティルト用制御弁４７が切換制御されて、ティ
ルトシリンダ４８に作動油が供給されてこれが伸縮され
、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に作動油が供給され、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４１の回転数が所定値を下回ると電動機４１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。

し問題点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
同シリンダに作動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
ポンプによりバフテリの電力回生を行う電動機とからな
るバッテリ式産業車両における油圧装置であって、前記
油圧ポンプと電動機とにて構成される動力伝達系内に分
離可能に介在し、両者間の動力の伝達及び遮断を行う伝
達遮断手段と、前記リフトシリンダの収縮時に、作動油
帰還路若しくは動力伝達系の少なくともいずれか一個所
において油圧モータとして機能する油圧ポンプの出力値
を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基い
て油圧ポンプの出力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、油圧ポンプ及び電動機の動力伝達を
遮断すべく伝達遮断手段を分離させ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、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、この検出結果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手
段が判断すると、制御手段が伝達遮断手段を作動させて
油圧ポンプと電動機との間の動力伝達を遮断する。

［実施例］ 以下、この発明をバッテリ式フォークリフトに具体化し
た第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［■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８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から構成され
る作動油供給路を介して油圧ポンプ１からリフトレバー
７のボトム室７ａに作動油を供給させることにより同す
フトシンダ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０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６．８から
構成される作動油帰還路を介して下降されるフォークの
負荷にてリフトシリンダ７から供給用管路２の回生用逆
止弁２ａ及び油圧ポンプ１間に戻り油を帰還させる。そ
して、供給用管路２内において回生用逆止弁２ａにてタ
ンクＴへの流通が遮断された戻り油は油圧ポンプ１内に
流入して、これを駆動す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５の中立位置
に基く５位置（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１０の後傾位置に基く８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に流出させ、前記ティルトシリンダ１４を収
縮させることにより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
前傾操作に暴く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１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、前記ティルトレバー１１の中立位置に暴きティ
ルト用制御弁９は５位置（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
ドレンイン用管路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、またティルトタンク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ｌ
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、
前記ティルトタンク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″Ｉｔｌ弁９を介し
てポンプｌ及びタンクＴに連通されることによりリフト
シリンダ７からのポンプ１を経て流入する戻り油によっ
てティルトシリンダ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
ルト動作を行い、フォークのリフト及びティルトの同時
操作を行うことができるようになっている。

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
りミントスイッチよりなるリフト操作位置センサ１６に
て検出されるとともに、同リフトレバー５の上昇位置及
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、その検出信号は
判断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
りミソトスイン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の前傾位置及び
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、各検出信号がコ
ントローラ２０に入力される。

コントローラ２０はバッテリ２４の駆動電源を制御して
誘導電動機２１に供給するようになっていて、その電動
機２１は伝達遮断手段としての電磁クラッチ２２を介し
て油圧ポンプ１と連結されている。前記電磁クラッチ２
２はコントローラ２０が出力する励磁信号にて断接され
、常には接続状態に保持されて電動機２１の回転をポン
プ１に伝達する。前記電動機２１の回転速度はロータリ
ーエンコーダよりなる検出手段としての回転数センサ２
３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。

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
の回転速度を演算する。即ち、リフトレバー５のみが操
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
ときにはティルトレバー１０の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データに基いて演算
される。

また、同時にリフトレバー５及びティルトレバー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
量に対する回転数指令値が演算され、これら２つの指令
値の中で大きい回転速度指令値を電動機２１の回転数と
して設定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いバッテリ２
４から電動機２１に供給される電力を制御して、前記回
転速度指令値に従う回転速度で電動機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
昇降速度及びマストの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
の回転速度（即ち、油圧ポンプ１の回転速度）を上回る
か否かを判断する。そして回転速度指令値に基く回転速
度を上回る実際の回転速度で電動機２１が稼動している
ことを判断すると、コントローラ２０はリフトシリンダ
７からの戻り油により油圧モータとして働くポンプ１に
て電動機２１が発電機として駆動され、コントローラ２
０を介してバッテリ２４の充電を行う。

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、電磁クラッチ２２に信号を出力して
これを切り、電動機２１及びポンプ１間の動力伝達を遮
断する。

即ち、第３図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を強制的に回転させるため、ポンプ１の実際
の回転数はリフトレバー５の操作量に対応する回転数よ
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が発を機として機能し、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の操作量より少ない状態
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２１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、ｉｌ［クラッチ２２を遮断させ、
ポンプ１から電動機２１への動力伝達を断ち、これの追
従回転を防止する。従って、バッテリ２４の電力が消費
されることが回避され、エネルギーの節約が有効に行わ
れる。

なお、本実施例では電磁クラッチ２２を遮断していると
きには、バッテリ２４から電動機２１への電力供給を遮
断して同電動機２１を停止させる構成としているが、レ
バー操作量に基く回転速度にて電動機２１を駆動させ、
バッテリ２４の消費電力が若干上昇するものの構成の面
素化を図ることも可能である。

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、指令より実際の回転速度が大きいときく即ちフ
ォークが重負荷のとき）には、コントローラ２０は′を
磁クラッチ２２を作動させることなく、電動機２１と油
圧ポンプ１との連結を保持する。そして、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・７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からの戻り油はパンテリ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速度より大きいとき（即
ちフォークが軽負荷のとき）には、コントローラ２０は
予め定められたプログラムに従って電磁クラッチ２２を
遮断させることはなく、電動機２１をレバー操作量に基
く回転速度にて駆動する。このため、フォークの安定し
たチルト動作が保証される。

次に、この発明の第２の実施例を第７図に従って説明す
る。

この実施例では検出手段として、リフトシリンダ７のボ
トム室７ａ内の油圧値を検出する油圧センサ２５を採用
したものである。即ち、この油圧センサ２５からの信号
によりコントローラ２０は戻り油の油圧値がポンプ１が
電動機２１を発電機として駆動できる油圧モータとして
機能させ得る設定値に達しているか否かを判断する。そ
して、リフトレバー５の下降操作時に油圧値が設定値よ
り低いときには、コントローラ２０は電磁クラッチ２２
に信号を出力してこれを遮断させる構成としている。こ
の構成においても前記第１実施例と同様の効果を奏する
。

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、例えば誘導電動機２１に替えて直ｆＬ電動機を採
用する等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて任意
の変更は熱論可能である。

［効果］ 以上詳述したように、この発明よれば、リフトシリンダ
の下降時に誘導電動機が回生動作不能なとき、同誘導電
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図はフォークの下降時における油圧的及び電気的
構成を示す回路図、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図は第２の実施例を示す回路図、第８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、
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、伝達遮断手段としての電磁クラッチ２２、検
出手段としての回転数センサ２３、バッテリ２４、検出
手段としての油圧センサ２５゜

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作動油を供給すると共
   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、 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
   、 前記油圧ポンプと電動機とにて構成される動力伝達系内
   に分離可能に介在し、両者間の動力の伝達及び遮断を行
   う伝達遮断手段と、 前記リフトシリンダの収縮時に、作動油帰還路若しくは
   動力伝達系の少なくともいずれか一個所において油圧モ
   ータとして機能する油圧ポンプの出力値を検出する検出
   手段と、 前記検出手段の検出結果に基いて油圧ポンプの出力が油
   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、油圧ポンプ及び電動
   機の動力伝達を遮断すべく伝達遮断手段を分離させる制
   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。