JPH0670402U - 電動フォークリフトの弱め界磁制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電動フォークリフト回路の信頼性及び走行安定
性の向上を目的とする。 【構成】荷役モータ１３における界磁巻線１５に、該界
磁巻線１５の基端Ｐ４からの抵抗値が走行モータ２に対
する弱め界磁抵抗分にほぼ等しい巻線位置にタップ点Ｐ
３を設けるとともに、該タップ点Ｐ３と基端Ｐ４との間
の部分巻線１５′を走行モータ２の界磁巻線５に並列に
接続する弱め界磁コンタクタ１８Ａ，１８Ｂを設け、か
つ、高速走行時に荷役回路１２への通電を断つ制御手段
１８が備えられている。荷役モータ１３の界磁巻線１５
の一部を弱め界磁抵抗器として走行モータ２の界磁巻線
に並列接続することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、走行時に弱め界磁制御を行う電動フォークリフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】

電動フォークリフトにおける走行回路では、アクセル踏角が最大とされる高速 走行時に、走行モータの界磁巻線に流れる電流を弱め界磁抵抗器に分流すること により、走行速度がより高くなるようにしている。 上記のような弱め界磁制御を行う従来の電動フォークリフトは、図３に示すよ うに、走行回路１中の走行モータ２に対し弱め界磁回路３が並設されるものであ る。

【０００３】 走行モータ２は、電機子４に対し直列に接続される界磁巻線５の極性が、車両 の前後進操作に対応した後進電磁コンタクタ６（以下、後進コンタクタと略し、 他も同じとする）及び前進コンタクタ７の動作により切換えられて正逆転される 。また、走行モータ２には、図示しない制御回路からのチョッパ信号によりスイ ッチング動作するトランジスタ８が直列に接続されており、これら走行モータ２ 及びトランジスタ８の直列回路には、バッテリ９からの電圧が印加されるように なっている。

【０００４】 一方、弱め界磁回路３は、弱め界磁抵抗器１０と、弱め界磁コンタクタ１１の 直列回路にて構成され、弱め界磁抵抗器１０は界磁巻線５と電機子４との交点Ｐ １に接続され、弱め界磁コンタクタ１１は界磁巻線５とトランジスタ８との交点 Ｐ２に接続されている。 このような構成の電動フォークリフトは、例えば前進走行時、後進コンタクタ ６がＯＦＦされ、前進コンタクタ７がＯＮされると図３に示すような接続状態と なり、アクセルが踏込まれると、そのアクセル踏角に応じたデューティのチョッ パ信号によりトランジスタ８がスイッチング動作して走行モータ２を駆動する。

【０００５】 そして、アクセル踏角が最大とされる高速走行時には、弱め界磁コンタクタ１ １がＯＮされる。これによって、弱め界磁抵抗器１０は界磁巻線５に並列に接続 され、界磁巻線５へ流れる電流を減じる。このため、界磁巻線５による界磁が弱 められて、電機子４のトルクが小さくなり、走行速度が高められるのである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の弱め界磁回路の動作によれば、弱め界磁抵抗器１０は、走行モータ ２を駆動する大電流を分流して発熱するため、熱容量が大きく、かつ、発熱によ る抵抗値変化の小さい例えば金属抵抗器等の高価なものが使用される。 しかしながら、金属抵抗器等を使用した弱め界磁抵抗器１０であっても、間欠 的に行われる弱め界磁制御の性質を考えれば、弱め界磁抵抗器１０の時々の発熱 による抵抗値変化は、走行中ほぼ一定の発熱温度とすることができる界磁巻線５ の抵抗値変化に対して格段と差があり、界磁の大きさが変化して速度が安定しな いという問題がある。

【０００７】 また、走行回路若しくは荷役回路は、大電流が流れる部品で構成され、通常、 制御装置に集約されるが、弱め界磁抵抗器１０を用いる従来の電動フォークリフ トでは、走行回路若しくは荷役回路の構成部品による発熱に更に弱め界磁抵抗器 １０による発熱が加わることになる。従って、従来の弱め界磁抵抗器１０は、制 御装置に搭載される部品全体への熱ストレスを大きくし、電動フォークリフトの 信頼性を損なう一因をなしている。

【０００８】 本考案は、走行速度の安定度が高まり、しかも、制御装置上の各種部品への熱 ストレス要因として作用することなく信頼性の向上を図ることができる電動フォ ークリフトの弱め界磁制御回路の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、荷役モータの界磁巻線に、基端からの抵抗値が走行モータに対する 弱め界磁抵抗分にほぼ等しい部分巻線のタップ点が設けられるとともに、アクセ ル踏角が最大とされる高速走行時に前記部分巻線を走行モータの界磁巻線に並列 に接続する一対の弱め界磁用電磁コンタクタが設けられ、かつ、前記高速走行時 に荷役回路の通電を断つ制御手段を備えたものである。

【００１０】 特に、荷役回路及び走行回路にチョッパ制御用の電力スイッチング部が設けら れる場合は、前記走行モータの界磁巻線及び電機子の交点と上記タップ点との間 に一つの弱め界磁用電磁コンタクタを設けるとともに、上記高速走行時に荷役回 路への通電を断ち、該荷役回路の電力スイッチング部を走行回路の電力スイッチ ング部と同期したチョッパ信号で駆動する制御手段を設ける。

【００１１】

【作用】

このような構成の弱め界磁制御回路は、アクセル踏角が最大にされる弱め界磁 時、例えば走行モータの界磁巻線に弱め界磁抵抗分にほぼ等しい荷役モータの界 磁巻線による部分巻線が並列に接続される。この時、荷役回路は制御手段によっ て通電が断たれ、上記部分巻線は、走行モータの界磁巻線に対し弱め界磁抵抗器 として機能する。ここで、荷役モータの界磁巻線は、走行モータの界磁巻線と同 様に、熱容量が大きく、発熱による抵抗値変化が極めて小さく製作されるもので あり、また、使用時には両モータの界磁巻線は共に同程度の発熱温度となること により、弱め界磁時に上記部分巻線と走行モータの界磁巻線に流れる電流は、比 が一定で大きさに殆ど変化がなく安定した弱め界磁が可能となる。

【００１２】 また、荷役回路と走行回路にそれぞれ電力スイッチング部を有する場合は、走 行モータの界磁巻線が電機子に接続される交点と上記タップ点との間の弱め界磁 用電磁コンタクタを高速走行時に動作させることにより、走行モータの界磁巻線 と電力スイッチング部からなる直列回路に、荷役モータの前記タップ点から電力 スイッチング部までの直列回路が並列に接続される。そして制御手段により両電 力スイッチング部は同一タイミングでチョッパ制御されて共に走行モータを制御 し、荷役モータの部分巻線が走行モータの界磁巻線に対し弱め界磁抵抗器として 機能する。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案に係る電動フォークリフトの弱め界磁制御回路を図１に示す実施 例によって具体的に説明する。なお、図３と共通の要素には同一の符号を付す。 本実施例の弱め界磁制御回路は、バッテリ９に対し並列の関係にあり、フォー クリフトの駆動輪を走行モータにて駆動するための走行回路１と、荷役のための オイルポンプを荷役モータにて駆動するための荷役回路１２とを相互接続する一 対の弱め界磁コンタクタ１８Ａ，１８Ｂによって達成される。 図１において、 走行回路１は、電機子４及び界磁巻線５からなる走行モータ２と、該走行モータ ２に直列に接続され本考案の電力スイッチング部を構成するトランジスタ８とを 備え、バッテリ９の端間電圧によって駆動される構成となっている。上記界磁巻 線５は後進コンタクタ６と前進コンタクタ７のコモン接点間に接続され、該界磁 巻線５は後進コンタクタ６と前進コンタクタ７とがＯＮ，ＯＦＦ制御されること により、電機子４に対して接続極性が切換えられ、車両の前後進に対応するよう になっている。

【００１４】 荷役回路１２は同様に直列に接続された電機子１４及び界磁巻線１５からなる 荷役モータ１３と、該荷役モータ１３に直列に接続され本考案の電力スイッチン グ部を構成するトランジスタ１６と、これら荷役モータ１３及びトランジスタ１ ６の通路を開閉するコンタクタ１７とから構成され、バッテリ９の端間電圧によ って駆動されるようになっている。

【００１５】 ところで、荷役モータ１３の界磁巻線１５には、トランジスタ１６と接続され た基端Ｐ４からの抵抗値が走行モータ２に対する弱め界磁抵抗分にほぼ等しい値 を示す巻線位置にタップ点Ｐ３が設けられる。該タップ点Ｐ３は、走行モータ２ の界磁巻線５が電機子４に接続される交点Ｐ１との間に、弱め界磁用の第１コン タクタ１８Ａが介装されている。また、界磁巻線１５の基端Ｐ４は、走行モータ ２の界磁巻線５がトランジスタ８と接続される交点Ｐ２との間に、弱め界磁用の 第２コンタクタ１８Ｂが介装されている。これら一対のコンタクタ１８Ａ，１８ Ｂと界磁巻線１５のタップ点Ｐ３から交点Ｐ４までの部分巻線１５′とにより、 本考案の弱め界磁回路２０が構成される。

【００１６】 一方、上記第１，第２コンタクタ１８Ａ，１８Ｂは、弱め界磁時に、本考案の 制御手段を構成する制御回路１９からの駆動信号１９ａによってそれぞれＯＮ動 作されるようになっている。弱め界磁時か否かは、例えば制御回路１９によるア クセル踏角の検出値の判断をもって行われる。すなわち、制御回路１９はアクセ ル踏角が最大と判断すると、弱め界磁モードのプログラムを実行する。

【００１７】 また、制御回路１９は、アクセル踏角が最大とされる高速走行時に、コンタク タ１７の駆動信号の経路に、該コンタクタ１７のＯＦＦ動作を荷役レバーの操作 にかかわらずキープするための制御信号１９ｂを導出するようになっている。こ れにより、制御回路１９は高速走行中の荷役作業を禁止して弱め界磁モードに入 ることができる。

【００１８】 勿論、制御回路１９には、上記高速走行時に後進コンタクタ６及び前進コンタ クタ７への駆動信号を導出するとともに、トランジスタ８へアクセル踏角に応じ たデューティのチョッパ信号を導出するプログラム及び荷役作業時にトランジス タ１６へ指定速度に応じたデューティのチョッパ信号を導出するプログラムが設 けられている。

【００１９】 このような構成の電動フォークリフトの弱め界磁制御回路は以下の如くの動作 する。 制御回路１９は、アクセル踏角が最大角より小さい場合、そのアクセル踏角に 応じたデューティのチョッパ信号でトランジスタ８を駆動している。この時、荷 役回路１２のコンタクタ１７は、荷役レバーの操作によりＯＮ動作することがで きる。

【００２０】 そして、アクセルが最大に踏込まれると、制御回路１９は、デューティが最大 に設定されたチョッパ信号でトランジスタ８を駆動すると同時に、弱め界磁モー ドのプログラムを実行する。弱め界磁モードのプログラムでは、先ず、制御回路 １９は、コンタクタ１７のＯＦＦ動作をキープする制御信号１９ｂを導出し、荷 役作業を禁止する。次に、制御回路１９は、駆動信号１９ａを導出して弱め界磁 用の第１，第２コンタクタ１８Ａ，１８ＢをＯＮさせる。これらコンタクタ１８ Ａ，１８ＢがＯＮすると、走行モータ２の界磁巻線５には、タップ点Ｐ３から交 点Ｐ４の部分巻線１５′が並列に接続されることになる。つまり、部分巻線１５ ′が弱め界磁抵抗として代用され、界磁巻線５に流れていた電流が部分巻線１５ ′側に分流されて走行モータ２の界磁が減じられ、走行速度が高くなる。

【００２１】 ここで、荷役モータ１３及び走行モータ２の各界磁巻線１５，５は、共に熱容 量が大きく製作されるものであり、また、両モータ１３，２は、使用時には共に 同程度の発熱温度となることにより、抵抗値の変化特性はほぼ一致する。従って 、部分巻線１５′と界磁巻線５は、抵抗値が一定の割合で変化し、部分巻線１５ ′に流れる電流と界磁巻線５に流れる電流の比が、弱め界磁の初期から終期まで 同じになり、安定した高速走行を実現することになるのである。この時、既述し たようにコンタクタ１７のＯＮ動作は禁じられているが、弱め界磁制御を行う走 行モータの高速域では、通常荷役作業を行わないため、それぞれの制御が干渉す ることはない。

【００２２】 また、荷役回路１２の界磁巻線１５を弱め界磁に用いることで、弱め界磁抵抗 器が無くなり、制御装置に搭載される制御回路１９やトランジスタ８，１６等の 各種部品に対する熱ストレス要因が減り、電動フォークリフトの信頼性を高める ものである。 次に本考案の第２実施例を図２を参照して説明する。

【００２３】 図２に示す実施例は、前実施例と同様に設定したタップ点Ｐ３と走行モータ２ における交点Ｐ１との間に、弱め界磁のコンタクタ１８が介装されている。この 弱め界磁のコンタクタ１８は、前実施例と同様に制御回路１９からの駆動信号１ ９ａによってＯＮ動作されるようになっている。そして、この実施例でも、高速 走行時の荷役回路１２は、制御回路１９によってコンタクタ１７のＯＮ動作が禁 じられるとともに、トランジスタ１６には、走行回路１のトランジスタ８に供給 されるチョッパ信号と同期したチョッパ信号が供給されるようになっている。

【００２４】 このような構成では、アクセル踏角が最大とされる弱め界磁時に、トランジス タ１６と８とがタイミングを一致されてスイッチング動作されることにより、荷 役回路１２のトランジスタ１６及び部分巻線１５′の直列の経路と、走行回路１ のトランジスタ８及び界磁巻線５の直列の経路とが並列接続の状態で動作し、前 実施例と同様に、安定な高速走行と信頼性が高揚する効果を奏する。

【００２５】 なお、第１実施例において、高速走行時に荷役回路の通電を断つ手段は、トラ ンジスタ１６を遮断状態にしても達成される。 また、アクセル踏角が最大か否かは、制御回路１９のプラグラムによらず、ア クセル踏角検出センサの出力に基づいて直接にコンタクタ１８Ａ，１８ＢをＯＮ 動作させることもできる。また、コンタクタ６，７、１７についても、制御回路 １９のプログラムによらず、各コンタクタに対応する操作スイッチの出力に基づ いて動作させる構成としても差し支えない。

【００２６】

【考案の効果】

以上述べたようように本考案によれば、荷役モータにおける界磁巻線の一部を 弱め界磁抵抗器として走行モータの界磁巻線に並列接続するようにしたので、両 者の抵抗値変化が小さくほぼ一致することにより、弱め界磁時の電流比が一定で 大きさに殆ど変化がなく安定した弱め界磁が可能となる。

【００２７】 また、走行回路及び荷役回路の各種部品が搭載される制御装置上に弱め界磁抵 抗器がなくなり、電動フォークリフトの信頼性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる電動フォークリフトの弱め界磁
制御回路の第１実施例を示す構成図。

【図２】本考案の第２実施例を示す構成図。

【図３】従来の弱め界磁制御回路を示す構成図。

【符号の説明】

１…走行回路、２…荷役回路、３…バッテリ、５…走行
モータ（６…電機子、７…界磁巻線）、８…トランジス
タ（電力スイッチング部）、１３…荷役モータ（１４…
電機子、１５…界磁巻線）、１５′…部分巻線、１６…
トランジスタ、（電力スイッチング部）、１８Ａ，１８
Ｂ，１８…弱め界磁コンタクタ、１９…制御回路。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】荷役モータの界磁巻線に、基端からの抵抗
   値が走行モータに対する弱め界磁抵抗分にほぼ等しい部
   分巻線のタップ点が設けられるとともに、アクセル踏角
   が最大とされる高速走行時に前記部分巻線を走行モータ
   の界磁巻線に並列に接続する一対の弱め界磁用電磁コン
   タクタが設けられ、かつ、前記高速走行時に荷役回路の
   通電を断つ制御手段が備えられていることを特徴とする
   電動フォークリフトの弱め界磁制御回路。
2. 【請求項２】荷役モータを電力スイッチング部によって
   チョッパ制御してなる荷役回路と、走行モータを電力ス
   イッチング部によってチョッパ制御してなる走行回路と
   を有する電動フォークリフトにおいて、前記荷役モータ
   の界磁巻線には、電力スイッチング部と接続される基端
   からの抵抗値が走行モータに対する弱め界磁抵抗分にほ
   ぼ等しい部分巻線のタップ点が設けられるとともに、ア
   クセル踏角が最大とされる高速走行時に前記走行モータ
   の界磁巻線及び電機子の交点を前記タップ点に接続する
   弱め界磁用電磁コンタクタが設けられ、かつ、前記高速
   走行時に前記荷役回路の通電を断つとともに、該荷役回
   路の電力スイッチング部を前記走行回路の電力スイッチ
   ング部と同期したチョッパ信号で駆動する制御手段が備
   えられていることを特徴とする電動フォークリフトの弱
   め界磁制御回路。