JPH02175600A - 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９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りミントスイッチＬＳＩ、Ｌ
Ｓ２及び両レバー４−０．４１の操作量を検出したポテ
ンショメータＰｊ、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、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、この戻り油
がタンク側への流通を逆止弁５１にて阻止されてポンプ
４２側に流れる。

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８４９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がら油圧ポンプ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１ａ４９
は回生を行わなわず、バッテリ５ｏ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。

さらに、フォークが軽負荷にて下降しつつ前後傾操作を
行うと、ポンプ４２が吐出する少ない戻り油によってテ
ィルトシリンダ４８が伸縮されるため、フォークの傾動
が究めて緩慢に行われることとなり、作業効率の低下を
招来する。

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、さらにはフ
ォークが軽負荷で下降する時にも安定したティルト操作
ができて良好な作業効率を保証する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。

［問題点を解決するための手段コ 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、前記荷役部材の傾動
を制御するティルトシリンダと、前記リフトシリンダ及
びティルトシリンダを作動させるために駆動されて、こ
れらシリンダに作動油を供給すると共に、リフトシリン
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
夕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、両者間の作動油の流れを
制御するリフト用制御弁と、前記ティルトシリンダと油
圧ポンプとを間に介装され、両者間の作動油の流れを制
御するティルト用制御弁と、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及びドレイン側に選
択的に切換える選択切換手段と、前記戻り油の油圧値を
検出する第１の油圧検出手段と、前記油圧ポンプ下流側
の油圧値を検出する第２の油圧検出手段と、前記第１の
油圧検出手段と第２の油圧検出手段の検出結果に基づい
て油圧ポンプの出力が油圧モータとしての機能を有さな
いと共に、ティルトシリンダが作動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選択切換手段を切換制御
するとともに電動機を停止させる制御手段とを設けたこ
とをその要旨とする。

し作用」 この発明は上記した解決手段を採用したことにより、判
断手段が第１の油圧検出手段及び第２の油圧検出手段の
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
機能を有していないこと及びティルトシリンダが作動し
ていないことを判断すると、制御手段が作動油帰還路内
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
側に変更すべく選択切換手段を切換制御するとともに電
動機を停止させる。

［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１〜８図に従って詳迷する。

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に配置した選択切換手段
としての電磁式方向切換弁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
記方向切換弁２ａはａ、ｂ２つの位置に選択的に切換可
能になっており、常にば５位置においてタンクＴからポ
ンプ１への供給方向にのみ、また３位置〔第３図（ａ）
〕に切換えらだときには、油圧ポンプ１側からタンクＴ
への排出方向にのみ作動油の通過を許容するようになっ
ている。

また、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りフト
レハ−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卸して同シリ
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、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Ｃ位置〔第３図（ａ）（ｂ）第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、フ
ォークの下降負荷にてリフトシリンダ７から作動油帰還
路を構成するリフト用管路６及び帰還用管路８を介して
供給用管路２の方向切換弁２ａ及び油圧ポンプ１間に戻
り油を帰還させる。そして、戻り油はタンクＴへの流通
が５位置にある方向切換弁２ａにて遮断され、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′−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
置に切換えら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１４．　ｂ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３位置（第２，５図）
において後傾用管路１２を逆止弁１１ｂを介してティル
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１頃を行う
。

また、前記ティルト用制御弁９はティルトレバー１０の
前傾操作に基く０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、ティルト用制御弁９はティルトレバー１１の中
立位置に基き５位置〔第３図（ａ）（ｂ））に保持され
て、前傾用及び後傾用管路１３．１２をそれぞれティル
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３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３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Ｗ（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、フォークのリフト及びティ
ルトの同時操作が可能になっている。

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。

第１の油圧検出手段としてのリフト側油圧センサ６ａを
リフト用管路６内の油圧値を検出し、第２の油圧検出手
段としてのティルト側油圧センサ１１ａはティルト用管
路１１内の圧力を検出して、これら管路６，１１内の圧
力の高低に従ってハイレベル（Ｈ）及びローレベル（Ｌ
）信号を判別器２２に出力する。即ち、リフト側油圧セ
ンサ６ａはリフト用管路６内を通過する戻り油の圧力が
ポンプ１を油圧モータとして機能させ得る所定の値以上
のときＨ（８号を、またティルト側油圧センサ１１ａは
フォークのティルト操作のためティルトシリンダ１４に
圧送されることによって生じる作動油の圧力を検知して
Ｈ信号を出力する。

第７図に示すように、前記判別器２２はＯＲ回路２５か
らなり、同判別器２２から出力されるＨ信号により方向
切換弁２ａを５位置に保持させるとともに、コン１−ロ
ーラ２０はバッテリ２４の電力にて電動機２１を駆動し
て、同電動機２１に接続された油圧ポンプ１を回転させ
る。また、判別器２２がＬ信号を出力すると方向切換弁
２ａはａ位置に切換えられるとともに、コントローラ２
０はバッテリ２４から電動機２１への電力供給を停止さ
せる。

前記リフトレバー５の上昇、中立及び下降の操作位置は
りミソトスインチよりなるリフト操作位置センサＩ６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
量センサエフにて検出され、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りミン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。

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１を駆動すべく電動機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
令値を演算し、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、コロ 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傾動速度を制御する。

また、フォークが重負荷でリフトレバー５が下降操作さ
れ、ティルトレバー１０が傾動操作されていないとき、
リフト用管路６内には高圧の戻り油が流れ、かつティル
ト用管路１１内には作動油が導入されることはなく、同
管路１１内の圧力は低いものとなる。前記戻り油の圧力
がポンプ１をモータとして機能させるに充分なときには
リフト側油圧センサ６ａからのＨ信号と、ティルト側油
圧センサｌｌａからのし信号とが判別器２２に入力され
、これに基いて同判別器２２はＨ信号をコントローラ２
０及び方向切換弁２ａに出力する。

このとき、リフトシリンダ７からの戻り油によりリフト
レバー５の操作量に基く誘導電動機２１の回転速度より
速い回転速度で回転される油圧ポンプ１が油圧モータと
して働く。これによって、電動機２１が発電機として駆
動され、コントローラ２０を介してバッテリ２４の充電
が行われる。

また、これとは逆にティルトレバー１０の非操作時に、
無負荷又は軽負荷状態でフォークを下降させるべくリフ
トレバー５を下降操作すると、リフトシリンダ７からポ
ンプ１に送られる戻り油の油圧値が低く、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。電動機２
１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。

これを防止すべく、リフト用管路６及びティルト用管路
１１内の低圧に応じてリフト側油圧センサ６ａ及びティ
ルト側油圧センサｌｌａの両者からＬ信号が出力され、
これに伴って判別器２２からＬ信号が出力される。従っ
て、コントローラ２０がバッテリ２４から電動機２１へ
の電力供給が停止７ 止させるとともに、第３図（ｂ）に示すように方向切換
弁２ａはａ位置に切換えられて戻り油がポンプ１に替え
てタンクＴに流される。、これにより、ポンプ１の回転
に追従して電動機２１が回転することがないばかりか、
リフトレバー５の操作に従って電動機２１が駆動される
こともなく、バッテリ２４の電力が消費されるごとが回
避され、エネルギーの節約が有効に行われる。

また、フォークが重負荷でリフトレバー５を下降操作し
、かつティルトレバー１０を傾動操作すると、レバー操
作量に基く回転速度で駆動される電動機２１を介して油
圧ポンプ１が回転し、ディル１−用管路１１内に作動油
を圧送するとともに、フォークの重負荷に基く戻り油が
リフト用管路６内に導入される。そして、リフト用及び
ティルト用両管路６．１１内の高圧に基き両油圧センサ
６ａ１１ａから判別器２２にＨ信号が出力される。ごれ
に基き判別器２２が出力するＨ信号によりコントローラ
２０はバッテリ２４の電源を電動機２１に接続させると
ともに、方向切換弁２ａをｂ位置に保持する。

このトキ、ティルトレバー１０の操作量に基く電動機２
１　、Ｉｆｌｌちポンプ１の回転数よりも、戻り油の圧
力に暴くポンプ１の回転数の方が大きいときには、戻り
油により油圧ポンプ１は油圧モータとして、電動機２１
は発電機として機能されてバッテリ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、クォータの重迫荷下降時において
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、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。

また、前記フォークの軽負荷時においてリフトレバー５
が下降操作され、かつティルトレバー１０が前傾又は後
傾操作されたときには、ティルトレバー１０の操作量に
基く回転数で電動機２１を介して作動するポンプ１によ
りティルト用管路１１内に作動油が強制的に導入される
。この作動油の圧力によりティルト側油圧センサｌｌａ
は■１信号を出力し、またリフト側油圧センサ６ａはＬ
信号を出力する。これに基き、判別器２２から出力され
るＨ信号によりコントローラ２０がバッテリ電力にて電
動機２１を駆動するとともに、方向切換弁２ａはｂ位置
に保持され、タンクＴから供給される作動油によりフォ
ークのティルト動作が行われる。

従って、フォークが低負荷で下降するとき、同フォーク
のティルト動作は通常の速度で行われ、作業効率に悪影
響を与えることが回避される。

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 ■誘導電動機２１に代わって直流電動機を使用したり、 ■第８図に示すように、選択切換手段として帰還用管路
８に方向切換弁８ａを配設し、戻り油の圧力に応じて方
向切換弁８ａをａ、ｂ位置に切換えて、戻り油の進行方
向を回生用逆止弁２ｂの上流側及び下流側、即ちタンク
Ｔ側及びポンプｌ側に選択的に変更させたり、 ■リフト側油圧センサ６ａをリフトシリンダ７のボトム
室７ａに配設したり、 ■ティルト何泊圧センサｌｌａを主管路３のポンプ１と
ティルト用管路１１との接続点との間に設けたり、さら
にはティルト用管路１１の逆止弁１１ｂの下流側におい
て、ティルトシリンダ１４を駆動させるべき圧力で主管
路３から圧送される作動油のみを検知する構成とする、 等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて任意の変更
は無給可能である。

［効果］ 以上詳述したように、この発明よれば、フォークが軽負
荷時における下降の際、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
約が可能となり、さらにはフォークが軽負荷で下降する
時にも安定したティルト操作ができ、良好な作業効率が
保証されるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の油圧的及び電気的構成を示す回路図
、第２図はフォークの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時におけて下降する
際に、方向切換弁の位置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
の下降時にして前傾時における回路図、第７図は判別器
を示す電気回路図、第８図は選択切換手段の別個を示す
回路図、第９図は従来例を示す回路図である。 油圧ポンプ１、選択切換手段として方向切換弁２ａ、リ
フト用制御弁４、第１の検出手段としてのリフト側油圧
センサ６ａ５リフトシリンダ７、選択切換手段として方
向切換弁８ａ、第２の検出手段としてのティルト側地圧
センザ１１ａ２ティルトシリンダ１４、制御手段として
コントローラ２０、誘導電動機２１、判断手段としての
判別器２２、バッテリ２４゜ 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所ア ノ セ セ へ

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、 前記荷役部材の傾動を制御するティルトシリンダと、 前記リフトシリンダ及びティルトシリンダを作動させる
   ために駆動されて、これらシリンダに作動油を供給する
   と共に、リフト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
   者間の作動油の流れを制御するリフト用制御弁と、 前記ティルトシリンダと油圧ポンプとを間に介装され、
   両者間の作動油の流れを制御するティルト用制御弁と、 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
   ンプ側及びドレイン側に選択的に切換える選択切換手段
   と、 前記戻り油の油圧値を検出する第１の油圧検出手段と、 前記油圧ポンプ下流側の油圧値を検出する第２の油圧検
   出手段と、 前記第１の油圧検出手段と第２の油圧検出手段の検出結
   果に基づいて油圧ポンプの出力が油圧モータとしての機
   能を有さないと共に、ティルトシリンダが作動していな
   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
   変更すべく選択切換手段を切換制御するとともに電動機
   を停止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。