JPH02305800A - 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
装置に関するもの、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わせるものがある。

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、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
記リフト用制御弁４４を経て帰還用管路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の検出結果に基いて回生制動モードを実行する
。そして、前記戻り油が帰還用管路４６を経て油圧ポン
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、コントローラＣの故障時には電動器４９が駆
動されることなく、油圧ポンプ４２も無制御状態となる
。このとき、フォークが下降されると、戻り油は負荷が
かかっていない油圧ポンプ４２内を回転させながら一挙
に通過するため、戻り油の流速が激増し、フォークの下
降速度も非常に高くなり、安定した下降作業が保証され
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、その目的は荷役部材の安定した下降動作を保
証し得るバッテリ式産業車両における油圧装置を提供す
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、荷役部材を
昇降させ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、リフトシリンダに作動油を供
給するとともに、リフトシリンダが収縮されたとき、所
定値を越えた戻り油の圧力にて回転駆動され、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たリフト用制御弁と、前記
油圧ポンプに作動連結され、かつバッテリから供給され
る電力にて駆動されて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回転
されてバッテリの電力回生を行う電動機と、前記リフト
シリンダから油圧ポンプに至る戻り油の帰還路内におい
て戻り油の流量を制御する流量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
圧ポンプに流入する戻り油は流量制御手段により流量が
制限される。

［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
た一実施例を第１〜７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はフォークの昇降及び停
止を指示するりフトレバ−５の上昇、中立及び下降操作
位置に対応して、ａ、ｂ、ｃの３つの位置に切換可能に
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ａ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。

さらに、前記リフト用制御弁４はリフトレバー５の中立
位置に基く５位置（第１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
るようになっている。

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３，４図）において、リフト用
管路６と帰還用管路８とを連通させる。前記帰還用管路
８にはリフトシリンダ７からリフト用制御弁４を経て帰
還する戻り油の通過流量を制限する流量制御弁８ａが配
設されている。

前記流量制御弁８ａは第６図に示すような圧力差−流量
特性を備えている。即ち、圧力差が僅かな値に達すると
通過流量は最大値に達し、以後圧損の値が増加しても通
過流量は最大値に制御される。従って、フォークの負荷
によりシリンダ７から帰還する戻り油の油圧が制御弁８
ａの上流側で上昇しても制御弁８ａを通過する戻り油の
速度は上昇することなく一定に保持される。

また、帰還用管路８には、流量制御弁８ａの下流におい
て迂回管路りが分岐され、この迂回管路りにはａ、５位
置に切換可能なパイロット制御式切換弁８ｂが設けられ
ている。この切換弁８ｂはホームポジションを５位置と
し、帰還用管路８を常には開放している。

また、前記切換弁８ｂには前記リフト用管路６の接続点
Ｊから切換用パイロット管路６ａが接続されている。そ
して、特に第３図に示すように、前記リフト用管路６の
内部圧力がパイロット設定圧力を上回るとき、前記切換
用パイロット管路６ａを経て伝達される切換用パイロッ
ト流体の圧力に従って切換弁８ｂが５位置から３位置に
切換えられるようになっている。

即ち、下降されるフォークの負荷に従うリフト用管路６
内の戻り油圧がパイロット設定圧以下のときには、切換
用バイロフト圧が切換弁８ｂに働くことはなく、この切
換弁８ｂは５位置（第４図）に保持され、また戻り油圧
がパイロット設定圧を上回ったときには切換弁８ｂが３
位置（第３図）に保持されて閉鎖される。そして、この
切換弁８ｂは３位置においてリフトシリンダ７から帰還
用管路８内に流入する戻り油を制御弁８ａを介して供給
用管路２の回生用逆止弁２ａ及び油圧ポンプ１間に帰還
させ、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
流入して同油圧ポンプ１を駆動する。

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
１旨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
位置に切損駆動されるようになっている。

前記ティルト用制御弁９は位置切換えによりティルトシ
リンダ１４の前室１４ａ及び後室１４ｂに連通ずる前傾
用管路１３及び後傾用管路１２と、ティルト用管路１１
及びドレイン用管路１５とを選択的に接続させ、ティル
トシリンダ１４の収縮を行い、フォークを前後傾を行う
、なお、フォークは上昇時及び下降時にティルト動作を
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
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
コントローラ２０に出力される。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の前傾位置及び後傾位置における操作
量はボテンシシメータよりなるティルト操作量センサ１
９にて検出され、各検出信号をコントローラ２０に出力
する。

切換弁ストロークセンサ２２はポテンシゴメー夕よりな
り、前記切換弁８ｂのスプールの移動量を検出し、この
検出（３号をコントローラ２０に出力する。そして、こ
の検出信号に基いてコントローラ２０は切換弁８ｂの切
換位置ａ、ｂを判断する。

前記コントローラ２０はバッテリ２４の駆動電源を制御
して誘導電動機２１に電力を供給し、さらに同電動機２
１は油圧ポンプ１に作動連結されている。

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は各操作
量に対する回転数指令値を演算し、これら２つの指令値
の中で大きい方の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６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？ＩＩＩする。

また、リフトレバー５の下降操作時にコントローラ２０
はストロークセンサ２２からの信号に基いて電動機２１
の回転を制御する。即ち、切換弁８ｂがａ位置にあると
き、これを検出したストロークセンサ２２からの信号に
基いて前記回転速度指令値に従う速度で電動機２１を回
転制御する。

そして、リフトシリンダ７から切換弁８ｂを介して流入
する戻り油により油圧モータとして機能するポンプ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の充電が行われる。

さらに、リフトレバー５が無負荷、または軽負荷で下降
され、切換弁８ｂがｂ位置にあるとき、流量制御弁８ａ
の出口圧力は切換弁８ｂ以降の配管抵抗に相当する値に
までしか上昇しない。これにより、低圧の戻り油がポン
プ１を回転させることはなく、電動機２１が無駄に回転
することが回避される。

一方、前記ティルトレバー１０の操作時には、切換弁８
ｂがｂ位置にある時でもコントローラ２０はストローク
センサ２２からの信号を無効化して電動機２１を駆動す
る。

さて、前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。

今、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、リフトシリンダ７からの
リフト用管路６内に流入する戻り油圧はパイロット設定
圧を超える。すると、パイロ・７ト管路６ａ内を流され
るパイロット流体の圧力が切換弁８ｂに伝達され、この
パイロット圧により切換弁８ｂはａ位置に保持される。

このため、リフトレバー５の操作量に従う回転速度指令
値でコントローラ２０が電動機２１、即ちポンプ１を回
転させる。さらに、戻り油がポンプ１に強制的に圧送さ
れて、同ポンプ１の回転速度を増加させる。そして、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が充電される
。

また、フォークが無負荷、または軽負荷の状態で下降さ
れると、戻り油圧はパイロット設定圧に達することはな
く、第４図に示すように、ｂ位置にある切換弁８ｂは切
換えられることはない。このため、低圧の戻り油は大部
分が迂回管路り内に流入する。この探り油は切換弁８ｂ
を通過する前に、その流量の上限が制御弁８ａにて一定
に制限されてタンクＴ内に回収される。このため、下降
するフォークの速度が一定の値を超えることはなく安定
した下降が行われる。

また、分流点から油圧ポンプ１側に僅かながら戻り油が
流れるものの、この戻り油圧は配管抵抗により相殺され
、油圧ポンプ１を回転させるには至らない。これにより
、油圧ポンプ１が回転して電動機２１を回転させること
はなく、バッテリエネルギーの無駄な消費が回避される
。

さらに、フォークが下降する時、コントローラ２０が故
障していると、電動機２１が停止保持されず油圧ポンプ
１にも制動がかけられることはないが、流量制御弁８ａ
により流量の上限が制限されているので、大量の戻り油
が油圧ポンプ１を一挙に通過してフォークが急速に下降
す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、 ■第７図に示すように、帰還用管路８に設けた方向切換
弁８Ｃの下流にポンプ側管路８ｄと迂回管路りとを設け
、この方向切換弁８Ｃの位置切換えによって戻り油をド
レイン側又は油圧ポンプ１側に流す構成とする。このよ
うに構成することによって、フォークが軽負荷で下降す
るとき、迂回管路り内に流れるべき低圧の戻り油がポン
プ１に流入することが確実に阻止され、コントローラ２
０の故障時における電動機２１の回転防止に非常に有効
である。

■誘導電動機２１に代えて直流電動機を採用したり、 ■フォークリフト以外にも産業車両をはじめとする各種
エンジン車両に応用する、 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、荷役部材の下降
速度を一定に保持して、荷役部材の安定した下降動作を
保証し得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図及び第
４図はフォークの重負荷及び低負荷下降時における油圧
的及び電気的構成を示す回路図、第５図はフォークの上
昇時における油圧的及び電気的構成を示す回路図、第６
図は流量制御弁の特性を示す線図、第７図は本発明の別
例を示す油圧回路図、第８図は従来例における電気的構
成を示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷役部材を昇降させ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、リフトシリン
   ダに作動油を供給するとともに、リフトシリンダが収縮
   されたとき、所定値を越えた戻り油の圧力にて回転駆動
   され、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たリ
   フト用制御弁と、 前記油圧ポンプに作動連結され、かつバッテリから供給
   される電力にて駆動されて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
   回転されてバッテリの電力回生を行う電動機と、 前記リフトシリンダから油圧ポンプに至る戻り油の帰還
   路内において戻り油の流量を制御する流量制御手段と、 を設けてなるバッテリ式産業車両における油圧装置。