JPH02188399A - 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油圧装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 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油圧
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
。

前記の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ＬＳＩ、
ＬＳ２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４
１の操作に暴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３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４４Ｔ゛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Ｃ９はリミットスイ
ッチＬＳＩの検出値に基いて回生モードを実行する。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、油圧モータとして機能する油圧ポンプ４２の出力値
が低いものとなる。この場合、油圧ポンプ４２を積極的
に回転させるため、電動機４１の回転軸の摺動抵抗等、
機械的１員失を含めて多大なエネルギーが消費される。

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すると
きにおける電動機の機械的損失を最小限にして優れたエ
ネルギー効率を備え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堤供することにある。

［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同リフトシリンダに作動
油を供給するとともに、リフトシリンダからの戻り油に
て回転駆動されて油圧モータとして機能する可変容量型
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、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、前記油圧ポンプの可変容量機器を駆動して、
同油圧ポンプの容量を変更させる容量変更手段と、前記
リフトシリンダの戻り油の油圧値が油圧ポンプを油圧モ
ータとじて機能させ得ない値であるとき、油圧ポンプの
容量を上昇させるべく容量変更手段を駆動する駆動手段
とからなることをその要旨とする。

［作用コ この発明は上記した解決手段を採用したことにより、戻
り油の圧力値が油圧ポンプを油圧モータとして機能させ
得ないとき、駆動手段により容量変更手段が油圧ポンプ
の出力を所定値に上昇させ、油圧ポンプを油圧モータと
して機能させる。

［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、斜板式可変容量形の油圧ポンプ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。

また、リフト用制御弁４は下流側においてリフト用管路
６を介してリフトシリンダ７のボトム室７ａに接続され
るとともに、上流側において帰還用管路８を介してタン
クＴに連通されている。前記帰還用管路８の接続点８ａ
から管路内圧力に応じた斜板角調整圧力が駆動手段とし
ての圧力伝達管路Ｐを介して前記油圧ポンプ１の斜板を
駆動する容量変更手段としての斜板アクチュエータ１ａ
に付与されることにより、同斜板アクチュエータ１ａが
ポンプｌの斜板角を変更して、ポンプｌの吐出量を調整
する。即ち、帰還用管路８内の圧力が大きいほどポンプ
ｌの吐出量が小さくなり、また管路内圧力が小さいほど
ポンプ１の吐出量が大きくなるように調整される。

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、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、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を介し
て供給用管路２における回生用逆止弁２ａの下流側に戻
り油を帰還させる。そして、戻り油は回生用逆止弁２ａ
によりタンクＴ側への流通が阻止されているところから
、戻り油の圧力に応じて吐出量が随時変更されるポンプ
１内に流入してこれを駆動する。

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（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１に傾操
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１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ａ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
前傾操作に基く５位置く第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Ｉ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
（頃さセる。

さらに、ティルトレバー１０の中立位置に基き５位置（
第３図）に保持されて、前傾用及び後傾用管路１３．１
２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ｌ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１６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、その各検出信号はコントロ
ーラ２０に人力される。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に入力される。

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ｌに伝
達する。

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はティルト操作値１セン
サ１８からの検出信号によりティルトレバーｌＯ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
の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、コントローラ２０はティルトレバー１０が中立位
置に保持され、かつリフトレバー５が下降位置に切換操
作されたとき、ティルト位置センサ１８及びリフト位置
センサ１６からの信号を入力すると、予め定められたプ
ログラムに従って電動機２１の回転数が決定される。さ
らに、リフトレバー５が下降操作され、同時にティルト
レバー１０が前後傾操作されると、コントローラ２０は
両操作景センサ１７，１９からの信号に基く回転速度指
令値のうち大きい方の値に従って電動機２１を回転駆動
する。

さて、上記のように構成した油圧装置の作用について以
下に説明する。

第３図に示すように、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、コントーラ２０はバッテリ
２４から電動機２１への電力供給を遮断することから、
電動機２１によるポンプ１の駆動が停止される。そして
、リフトシリンダ７から高圧の戻り油がリフト用管路６
内を介して強制的にポンプ１内へ圧送されてこれを駆動
する。

すると、ポンプ１にて駆動される電動機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。このとき、帰還用管路８の接続点８ａから圧
力伝達管路Ｐを介して付与される斜板角調整圧力により
斜板アクチュエータｌａが駆動され、ポンプ１の斜板角
が調整される。

これにより、油圧ポンプ１の吐出容量が帰還用管路８内
の圧力に反比例して小さくなるものの、これに伴って回
転速度が大きくなる。従って、ポンプ１の一定時間当た
りの吐出量に大きな変化がなく、フォークの下降速度に
遅れが生じる等、荷役作業に大きな影響はない。

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からリフト用管路６内に送られる戻り油の油圧値が低
くなる。この油圧値にのみ基いて帰還用管路８内の接続
点８ａから圧力伝達管路Ｐを介して付与される斜板角調
整圧力に基き斜板アクチュエータ１ａがポンプ１の斜板
角度を調整する。これに従って、ポンプ１の吐出容量を
増大させるとともに、これに付随して回転速度を低下さ
せる。従って、前記ポンプ１は１回転するごとに電動機
２１を積極的に駆動して電力回生を行わせる。よって、
バッテリエネルギーが節約される。

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２
０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方の値で駆動制御する。そし
て、戻り油の圧力によるポンプｌの回転速度が回転速度
指令値よりも大きいとき（即ちフォークが重負荷のとき
）には、戻り油による十分な回生が可能になるべく油圧
ポンプｌの吐出容量である斜板角が調整され、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
能してバッテリ２４の充電が行われる。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ではリフトシリンダ７
からの戻り油はオイルタンクＴに排出されることはなく
、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、フォークが軽負荷の時、戻り油の圧力に暴くポン
プｌの回転速度がレバー操作量に基く電動機２１の回転
速度指令値よりも小さいとき、コントローラ２０は電動
機２１の回転速度指令値に従って駆動してポンプ１を回
転させるため、ティルトシリンダ１４内には圧油が供給
され、安定したティルト動作が行われる。

本実施例においては、フォークが軽負荷で下降して戻り
油圧が小さいときには、この圧力値に基き、ポンプ１の
吐出容量を増加させるように斜板角を調整するための斜
板角調整圧力が圧力伝達管路Ｐから斜板アクチュエータ
１ａに付与される。

そして、この斜板アクチュエータ１ａが作動してポンプ
１の斜板角を調整し、ポンプ１の吐出容量が増加され、
ポンプ１が電動機２１を低回転で駆動して電動機２１の
機械的損失を小さくする。

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 ■ポンプｌを駆動する電動機として直流電動機を採用し
たり、 ■リフト用管路６に圧力伝達管路Ｐを接続し、同リフト
用管路６内の戻り油の圧力に基く斜板角調整圧力により
斜板カクチュエータｌａを駆動してポンプ１の斜板角を
変更し、同ポンプ１の吐出容量を変化させる、 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、フォークが軽負
荷にて下降するときにおける電動機の機械的損失を最小
限にしてエネルー効率優れるという効果を発揮する。

【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図はフォーク下降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
油圧的及び電気的回路図、第７図は従来例を示す油圧的
及び電気的回路図である。 可変容量型油圧ポンプ１、容量変更手段としての斜板ア
クチュエータｌａｓ　リフト用制御弁４、リフトシリン
ダ７、誘導電動機２１、バッテリ２４、駆動手段として
の圧力伝達管路Ｐ。

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同リ
   フトシリンダに作動油を供給するとともに、リフトシリ
   ンダからの戻り油にて回転駆動されて油圧モータとして
   機能する可変容量型油圧ポンプと、 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、 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、 前記油圧ポンプの可変容量機器を駆動して、同油圧ポン
   プの容量を変更させる容量変更手段と、前記リフトシリ
   ンダの戻り油の油圧値が油圧ポンプを油圧モータとして
   機能させ得ない値であるとき、油圧ポンプの容量を上昇
   させるべく容量変更手段を駆動する駆動手段と を設けてなるバッテリ式産業車両における油圧装置。