JPH0323198A - 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、例えばバッテリフオークリフトに
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。

前記ような回生式油圧装置として、本願出願人は特願平
１−３４６２７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４ｏ及ヒティ）Ｌｔ　ｌ−　
レハ−　４　１の操作方向を検出したりξソトスイッチ
ＬＳＩ，ＬＳ２及び両レバー４０．４１の操作量を検出
したボテンショメータ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、油圧ボンプ４
２が駆動されて、オイルタンクＴ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とリ
フト用管路５２とが連通され、同リフト用管路５２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。

前記帰還用管路４６の下流にはパイロソト方式の切換弁
５３が配設され、戻り油圧がボンプ４２をモータとして
機能させ得る時（戻り油圧がパイロット設定圧を超えた
時〉はリフト用管路５２よリパイロソト管路５４の逆止
弁５５を経て供給されるパイロフト圧により切換弁５３
がａ位置に保持される。そして、帰還用管路４６からポ
ンプ４２に供給される戻り油の圧力によりボンプ４２は
油圧モータとして機能して電動［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、コン
トローラＣを介してバッテリ５ｏを充電させるようにな
っている。

また、戻り油圧が小さくてポンプ４２をモータとして機
能させ得ない時は、リフト用管路５２からパイロット管
路５４を介して切換弁５３にパイロフト圧が働くことは
なく、同切換弁５３はホームポジションであるｂ位置に
保持され、帰還用管路４６からタンクＴ内に戻り油が回
収される。このため、低圧の戻り油によりボンプ４２が
無駄に回転され、これζこ伴って回転する電動機４９に
よってバッテリ５０のエネルギーが消費されることを防
止する。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、フォークは例え軽負荷で下降する時でもリフ
トシリンダ４５の収縮に伴う戻り油圧の上昇により、第
９図に示すように、戻り油の流量が徐々に増し、これに
伴いフォークの下降速度も増加して一定にならない。従
って、フォーク下降動作が不安定なものとなる。また、
積荷が変わるたびにその重さの変化により、フォークの
下降速度が異なることとなり、この不安定な下降作業に
作業者がその都度細心の注意を払う必要がある。

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、その目的は荷役部材が軽負荷にて下降して電
動機が回生動作不能な時、エネルギーの節約を行うこと
はもとより、軽負荷時における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或するために、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袷され
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、前記戻り油
の帰還路から分岐された分岐路内に配置され、前記戻り
油の帰還方向を、同戻り油の圧力が油圧ポンプを油圧モ
ータとして機能させ得る時に帰還路を介して油圧ポンプ
側に、また戻り油の圧力が油圧ポンプを油圧モータとし
て機能させ得ない時には分岐路を介してドレイン側に切
換える帰還路切換手段と、前記分岐路内においてドレイ
ン側に流れる戻り油の流量を制御する流量制御手段と、
前記帰還路切換手段が戻り油の帰還方向をドレイン側に
保持する時、前記油圧ポンプに漏入する所定圧力値以下
の戻り油による同油圧ポンプの回転を阻止すべく電動機
を強制停止させる停止保持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、戻
り油の圧力が油圧ポンプを油圧モータとして機能させ得
る値になると、帰還路切換手段が戻り油の帰還方向を油
圧ポンプに保持する。このあと、戻り油の圧力が油圧ポ
ンプを油圧モータとして機能させえ得ない値に低下した
時に、帰還路切換手段が戻り油の帰還方向をドレイン側
に切換える。そして、ドレイン側に流れる戻り油は流量
制御手段により流量が制限される。また、停止保持手段
は前記帰還路切換手段が戻り油の帰還方向をドレイン側
に保持する時、電動機を強制停止させて、前記油圧ポン
プに漏入する所定圧力値以下の戻り油を同油圧ポンプ内
に進入することなくドレイン側に流す。

［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
たー実施例を第１〜７図に従って詳述する。

第１図において、油圧ボンプｌ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Ｍ（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、油圧ボンプｌからリフトシ
ンダ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ｂ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から分岐された迂回管路Ｄにはａ，ｂ位置に切換可能
な帰還路切換切換手段としてのパイロット制御式切換弁
８ａが設けられている。この切換弁８ａはホームポジシ
ョンをｂ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８ａ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
内部圧カ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ソ
ト流体の圧力に従って切換弁８ａがｂ位置からａ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ソト設定圧以下のときには、切換
用パイロット圧が切換弁８ａに働くことはなく、この切
換弁８ａはｂ位置（第４図）に保持され、またヌリ油圧
がパイロット設定圧を上回ったときには切換弁８ａがａ
位置（第３図）に保持されて閉鎖される。そして、この
切換弁８ａはａ位直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内に流入してこれを駆動
する． また、前記迂回管路Ｄにおいて切換弁８ａの下流には流
量制御手段としての流量制御弁８ｂが配設され、ｂ位直
にある切換弁８ａを通過してタンクＴに流れる戻り油の
通過流量を制限する。この流量制御弁８ｂは第６図に示
すような圧損一流量特性を備えている。即ち、圧損が僅
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８ｂの上流側で上昇しても制御弁８ｂを
通過してタンクＴに流れる戻り油の量、即ちフォークの
下降速度は一定に保持される．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−
１０の前傾、中立及び後傾操作位置に対応してテイルト
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は位置切換えによりティルトシ
リンダｌ４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ｌ４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戒について
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ξットスイン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ボテンシラメー夕よりなる
リフト操作量センサｌ７にて検出され、その検出信号は
停止保持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−１０の前傾、中立及び後傾位置は
りξ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ｌＯの前傾位置及び
後傾位置における操作量はボテンショメー夕よりなるテ
ィルト操作量センサｌ９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はボテンショメータよりな
り、前記切換弁８ａのスプールの移動量を検出し、この
検出信号をコントローラ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８ａ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２ｌに電力を供給し、さらに同電動機２
１は油圧ボンプ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ｌ９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−ｌＯ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一転速
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ｌＯ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２ｌ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を駆動して油圧ボンプ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−ｌＯ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、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２ｌ
の回転を制御する。即ち、切換弁８ａ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２ｌを回
転制御する。

そして、リフトシリンダ７から切換弁８ａ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ｌ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８ａがｂ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｛言号に暴き、コントロー
ラ２０はリフト操作位置センサ１６からの信号を無効化
して回転速度指令値をゼロとし、回転数センサ２３にて
電動器２ｌの回転数を検出しつつ、これの回転数がゼロ
となるように強制的に停止保持して油圧ボンプｌを停止
させる。

一方、前記ティルトレバ−１０の操作時には、切換弁８
ａがｂ位直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２ｌを駆動す
る。

さて、前記のように構威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、パイロット管路６ａ内を流される
パイロフト流体の圧力が切換弁８ａに伝達され、このパ
イロット圧により切換弁８ａ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即ちボンプ１を回転さ
せる。さらに、戻り油がボンプｌ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２ｌ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８ａは切
換えられることはない。さらに、上記の状態において、
ストロークセンサ２２からの信号に従いコントローラ２
０が電動機２ｌを停止保持するため、同電動機２ｌから
油圧ポンプ１に制動トルクが作用する。これにより、戻
り油が少量たりとも分流点から油圧ポンプ１内に流れる
ことが防止され、戻り油は流量制御弁８ｂにて流ｔ制御
されながらドレイン側に流される。このため、低圧の戻
り油は大部分が迂回管路Ｄ内に流入する．そして、戻り
油は切換弁８ａを通過時に、その流量の上限が制御弁８
ｂ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とともに、低圧の戻り油
が油圧ボンプ１が回転して電動機２ｌ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
。

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、流量制御弁８ｂを省略して、切
換弁８ａの通過路にオリフィスＯを設け、これをもって
流量制御手段としたり、 ■流量制御弁８ｂを迂回管路Ｄの任意の位置に設けたり
、 ■切換弁８ａの開放時に電動機２１を停止保持する制動
機構を同切換弁８ａのスブールと連動する機械式な構成
としたり、コントローラ２０に電磁的に作動される機械
式ブレーキとしたり、■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しめとする各種
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
は無論可能である。

［効果］ 以上詳述したように、この発明よれば、荷役部材が軽負
荷にて下降して電動機が回生動作不能なとき、油圧ポン
プ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、さらには軽負荷時における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ｌ図はこの発明におけるフォークリフトの油圧的及び
電気的構戒を示す回路図、第２図はフォーク上昇時にお
ける油圧的及び電気的構戒を示す回路図、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横威を示す回路図、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図及び第９図はそれぞれ従来
例における電気的構戒を示す回路図及び線図である。 油圧ポンプｌ、リフト用制御弁４、リフトシリンダ７、
帰還路切換手段として切換弁８ａ、流量制御手段として
の流量制御弁８ｂ及びオリフイス０、停止保持手段とし
てのコントローラ２０、誘導電動機２１、バッテリ２４
。

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、 前記戻り油の帰還路から分岐された分岐路内に配置され
   、前記戻り油の帰還方向を、同戻り油の圧力が油圧ポン
   プを油圧モータとして機能させ得る時に帰還路を介して
   油圧ポンプ側に、また戻り油の圧力が油圧ポンプを油圧
   モータとして機能させ得ない時には分岐路を介してドレ
   イン側に切換える帰還路切換手段と、 前記分岐路内においてドレイン側に流れる戻り油の流量
   を制御する流量制御手段と、 前記帰還路切換手段が戻り油の帰還方向をドレイン側に
   保持する時、前記油圧ポンプに漏入する所定圧力値以下
   の戻り油による同油圧ポンプの回転を阻止すべく電動機
   を強制停止させる停止保持手段と を設けてなるバッテリ式産業車両における油圧装置。