JPH07215694A - フォークリフトのフォーク昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リフトシリンダを制御する主制御弁を、フォ
ーク上昇時には電気的に、フォーク下降時には機械的に
操作するようにして、フォーク下降時における油圧ポン
プ用電動モータの駆動を不要化し、電力消費量の削減を
図る。 【構成】 リフトシリンダ３の中立保持と圧油の方向及
び流量制御を行うスプール式の主制御弁９を備え、該主
制御弁９のスプール９ａの上昇側へのストローク制御
を、リフトレバー１１の上昇方向への変位量に対応する
電気入力に応じたパイロット圧を発生する電磁比例減圧
弁１０を介して行わせ、主制御弁９のスプール９ａの下
降方向へのストローク制御を、該スプール９ａにリンク
機構１４を介して結合したリフトレバー１１より機械的
に行わせる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリ式フォークリ
フトに好適なフォーク昇降制御装置に係り、詳しくは電
気入力によりリフトシリンダの作動方向及びその速度を
制御する電磁比例制御弁を備えたフォーク昇降制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のフォーク昇降制御装置
は、主としてリーチ式のバッテリフォークリフトに適用
されている。図３は従来のフォーク昇降制御装置を示し
たものであり、図示の如く、オペレータによるフォーク
昇降操作用のリフトレバー３１の上昇又は下降方向の機
械的変位量は、ポテンショメータ３２により電圧に変換
されてコントローラ３３に入力され、コントローラ３３
は電磁比例制御弁３４に入力電圧に見合う駆動信号を出
力するようになっている。

【０００３】電磁比例制御弁３４はフォーク３６昇降用
のリフトシリンダ３５に対する圧油の方向及び流量制御
と中立保持を行う主制御弁３４ａと、電気入力に応じた
パイロット圧を発生し、主制御弁３４ａのスプールのス
トローク制御を行う上昇用及び下降用の電磁比例減圧弁
３４ｂとから構成されている。すなわち、電磁比例制御
弁３４はリフトレバー３１の非操作時には、主制御弁３
４ａのスプールが中立位置に保持されているが、図示矢
印の如くリフトレバー３１が上昇方向又は下降方向に操
作されて当該電磁比例減圧弁３４ｂの比例ソレノイドに
電流が印加されたときは、その電流の大きさ（電磁力）
に応じて、油圧ポンプ３８からパイロットラインを経て
導入されるパイロット圧を減圧して得られる二次パイロ
ット圧を主制御弁３４ａのスプールに作用させるように
なっており、そして、主制御弁３４ａのスプールが二次
パイロット圧の大きさに応じてストロークされ、リフト
シリンダ３５に対する圧油の方向及び流量制御を行う構
成となっている。

【０００４】なお、この種の電磁比例制御弁３４を備え
た電気式のフォーク昇降制御装置の場合、一般に自動上
昇スイッチ装置と併用されることが多い。これは、自動
上昇スイッチ４１をオン操作すると、そのオン信号を受
けたコントローラ３３が上昇用の電磁比例減圧弁３４ｂ
に駆動信号を出力し、主制御弁３４ａのスプールを上昇
側へ操作させ、そしてフォーク３６が予め設定された高
さに達すると、このことを検出したフォーク高さ検出ス
イッチ４２からの信号がコントローラ３３に入力され、
それに基づいて主制御弁３４ａのスプールを原位置へ復
帰させてフォーク３６を所定高さ位置に自動停止するよ
うにしたものである。このような自動上昇装置付きフォ
ーク昇降制御装置は、ラック作業を行う場合によく用い
られる。なお、図３において、３７はマスト、３９は油
圧ポンプ３８駆動用の電動モータ、４０はオイルタンク
を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の電気式フォーク昇降制御装置においては、電磁比例
減圧弁３４ｂが電気入力に応じたパイロット圧を発生
し、このパイロット圧により主制御弁３４ａのスプール
を制御する構成であるために、フォーク３６の下降を積
荷の荷重又は自重により行う下降時においても油圧ポン
プ３８用の電動モータ３９を駆動する必要があり、その
ため、電力（バッテリ）の消費量が多く、また油圧ポン
プ３７及び電動モータ３９の稼働頻度が高いことから、
耐久性が低下するという点に問題があった。

【０００６】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、リフトシリンダ
を制御する主制御弁を、フォーク上昇時には電気的に、
フォーク下降時には機械的に操作するようにして、フォ
ーク下降時における油圧ポンプ用電動モータの駆動を不
要化し、電力消費量の削減を可能としたフォークリフト
のフォーク昇降制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成したものである。すなわ
ち、請求項１の発明に係るフォークリフトのフォーク昇
降制御装置は、フォーク昇降操作用の操作部材と、フォ
ーク昇降用のリフトシリンダと、このリフトシリンダの
中立保持と圧油の方向制御を行うスプール式の主制御弁
と、電気入力に応じたパイロット圧を発生し前記主制御
弁のスプールを上昇側へ操作する電磁弁と、前記操作部
材の上昇方向への操作時に出力される電気信号に基づい
て前記電磁弁に駆動信号を出力する電気的操作系と、前
記操作部材の下降方向への操作時に該操作部材の変位を
前記主制御弁のスプールに機械的に伝えて該スプールを
下降側へ操作する機械的操作系とを備えたことを特徴と
している。

【０００８】請求項２の発明に係るフォークリフトのフ
ォーク昇降制御装置は、フォーク昇降操作用の操作部材
と、フォーク昇降用のリフトシリンダと、このリフトシ
リンダの中立保持と圧油の方向及び流量制御を行うスプ
ール式の主制御弁と、電気入力に応じたパイロット圧を
発生し前記主制御弁のスプールを上昇側へ操作する電磁
比例減圧弁と、前記操作部材の上昇方向への操作時にそ
の変位量を電気信号に変換して出力するポテンショメー
タと、該ポテンショメータからの電気信号に基づいて前
記電磁比例減圧弁に駆動信号を出力するコントローラ
と、前記操作部材の下降方向への操作時に該操作部材の
変位を前記主制御弁のスプールに機械的に伝えて該スプ
ールを下降側へ操作するリンク機構とを備えたことを特
徴としている。

【０００９】

【作用】上述のように構成された請求項１の発明におい
ては、主制御弁の上昇側への操作を電気的に行い、下降
側への操作を機械的に行う構成としてあるため、油圧ポ
ンプの駆動は、フォーク上昇時に限られる。すなわち、
フォーク下降時には油圧ポンプ用の電動モータを駆動す
る必要がなくなる。また、請求項２の発明においては、
操作部材の上昇方向への操作時には、その変位量がポテ
ンショメータにて電気信号に変換してコントローラに入
力され、それに基づいてコントローラが電磁比例減圧弁
に駆動信号を出力するため、該電磁比例減圧弁が操作部
材の変位量に対応するパイロット圧を発生し、主制御弁
のスプールストロークを制御する。また、操作部材の下
降方向への操作時には、リンク機構を介して主制御弁の
スプールが機械的に操作され、操作部材の変位に見合う
スプールストロークが得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の実施例に係るフォークリ
フトのフォーク昇降制御装置を示している。まず、フォ
ーク昇降用油圧回路について説明する。なお、この油圧
回路自体は従来公知であるため、簡単に説明する。フォ
ーク１をマスト２に沿って昇降させるためのリフトシリ
ンダ３と、油圧ユニット４とは電磁比例制御弁８を介し
て接続されている。電磁比例制御弁８はリフトシリンダ
３の中立保持と圧油の方向及び流量制御を行うスプール
式の主制御弁９と、電気入力に応じたパイロット圧を発
生し、このパイロット圧で主制御弁９のスプール９ａを
上昇側へ操作する上昇操作用の電磁弁、本実施例では電
磁比例減圧弁１０とから構成されている。

【００１１】主制御弁９は油圧ユニット４における荷役
用油圧ポンプ５に通じるポンプポート、オイルタンク７
に通じるタンクポート及びリフトシリンダ３に通じるシ
リンダポートを備えており、常にはスプール９ａが図示
省略の中立保持用スプリングにより中立位置に保持さ
れ、その中立位置では、ポンプポートとタンクポートが
連通され、シリンダポートがブロックされている。一
方、電磁比例減圧弁１０は主制御弁９のポンプポートよ
りも上流側（油圧ポンプ５側）に配設される図示省略の
シーケンス弁よりも上流側を取入ポートとするパイロッ
トライン中の図示省略の減圧弁を経て取り込まれる一次
パイロット圧を、電気入力に応じた二次パイロット圧に
調圧して主制御弁９のスプール９ａの軸方向一端面に作
用させるように構成されている。

【００１２】次に、上述の如く構成される比例電磁弁８
の制御系（操作系）について説明する。フォーク昇降操
作用の操作部材としてのリフトレバー１１は、運転席に
おいて回動操作可能に配設される。リフトレバー１１の
回動軸１１ａ上には、ロータリ式のポテンショメータ１
２が取付けられ、リフトレバー１１の変位量を電圧に変
換して取り出し、コントローラ１３に入力するようにな
っている。そして、コントローラ１３はポテンショメー
タ１２から入力される電気信号のうち、リフトレバー１
１の上昇方向への傾動により出力される信号のみを取り
込み、下降方向への傾動により出力される信号について
は、これをキャンセルする。すなわち、コントローラ１
３はポテンショメータ１１から入力される上昇方向の電
気信号のみに基づいてリフトレバー１１の変位量に応じ
た駆動信号を前記電磁比例減圧弁１０に出力し、同時に
油圧ポンプ５駆動用の電動モータ６に対して駆動信号を
出力するように構成されている。

【００１３】一方、前記主制御弁９のスプール９ａは、
電磁比例減圧弁１０によるパイロット圧作用側と反対側
においてリフトレバー１１とリンク機構１４を介して機
械的に連結されている。本実施例においては、リフトレ
バー１１の回動軸１１ａに固着されたレバー１５と、該
レバー１５及び主制御弁９のスプール９ａの端部にそれ
ぞれピン１６を介して連結されたリンクレバー１７とか
らリンク機構１４を構成しているが、リフトレバー１１
と主制御弁９とが相当の距離を隔てて配置されていると
きは、途中に適宜リモートコントロール用としてのリン
クロッドを介在することにより、機械的遠隔操作が可能
となる。

【００１４】なお、上述の如く構成されたフォーク昇降
制御装置においては、自動上昇スイッチ装置が併設され
ている。すなわち、自動上昇スイッチ１８及びフォーク
高さ検出スイッチ１９をコントローラ１３に入力させ、
その入力信号に基づいてコントローラ１３により電磁比
例減圧弁１０を制御することにより、フォーク１を予め
設定された高さまで上昇後、自動停止できるようにして
いることについては、従来と同様である。

【００１５】上記のように、本実施例に係るフォーク昇
降制御装置は、主制御弁９の上昇側への操作を、ポテン
ショメータ１２と、コントローラ１３とから構成される
電気的操作系により電磁比例減圧弁１０を介して行う一
方、主制御弁９の上昇側への操作を、リンク機構１４か
ら構成される機械的操作系により行い得るようにしたも
のである。従って、フォーク１の上昇時には、リフトレ
バー１１が上昇方向に操作されると、その変位量に対応
する電気信号がポテンショメータ１２から出力され、そ
れを受けたコントローラ１３は電磁比例制御弁８の電磁
比例減圧弁１０及び油圧ポンプ５用の電動モータ６に対
してそれぞれ駆動信号を出力する。

【００１６】しかして、上記駆動信号を受けた電磁比例
減圧弁１０は、その比例ソレノイド部に通電され、それ
により生ずる電磁力で減圧弁スプールを移動し、パイロ
ットラインを経て取り込まれる一次パイロット圧を、電
気入力、つまりリフトレバー１１の変位量に応じた二次
パイロット圧に調圧し、このパイロット圧を主制御弁９
のスプール９ａに作用させる。

【００１７】従って、スプール９ａは上昇側、つまりシ
リンダポートとポンプポートとを連通する方向に移動さ
れ、そのときのストロークは、パイロット圧の大きさと
リフトレバー１１の操作力との和と、リタースプリング
のバネ力とが釣り合う位置となる。すなわち、主制御弁
９はリフトレバー１１の変位量に応じてストロークする
ことにより、圧油の方向及び流量制御を行い、リフトシ
リンダ３の上昇速度を制御する。なお、この場合におい
て、主制御弁９のスプール９ａはリンク機構１４を介し
てリフトレバー１１と連結されているため、該リフトレ
バー１１の上昇方向への操作力を受けるも、電磁比例減
圧弁１０による操作方向と同方向であるため、何等問題
はない。

【００１８】また、リフトレバー１１の操作力を取り去
ったときは、主制御弁９のスプール９ａのリタースプリ
ングのバネ力がパイロット圧に打ち勝って該スプール９
ａを中立方向へ移動させる。これによりスプール９ａと
リンク機構１４を介して機械的につながっているリフト
レバー１１も中立位置に戻される。このとき、リフトレ
バー１１の戻り量に対応する電気信号がポテンショメー
タ１２から出力され、それを受けたコントローラ１３に
より電磁比例減圧弁１０が制御され、主制御弁９のスプ
ール９ａに作用するパイロット圧が低下される。すなわ
ち、比例ソレノイドの電磁力が次第に減少され、それに
伴い減圧弁スプールが初期位置に戻され、パイロット圧
がタンクにドレンされて低下され、また電動モータ６も
停止される。

【００１９】一方、フォーク１の下降時には、リフトレ
バー１１が下降方向へ操作されると、この変位はリンク
機構１４を介して主制御弁９のスプール９ａに伝達さ
れ、該スプール９ａを下降方向へストロークさせる。こ
のストロークによりシリンダポートがタンクポートに連
通され、リフトシリンダ３の圧油がオイルタンクにドレ
ンされる。そのため、フォーク１は積荷荷重又は自重に
より下降される。そして、このときの下降速度は、上記
上昇時と同様にリフトレバー１１の変位量に対応したも
のとなる。

【００２０】このように、本実施例のフォーク昇降制御
装置によれば、フォーク下降時には油圧ポンプ５用の電
動モータ６を駆動する必要がなくなるため、電動モータ
６の稼働頻度が従来に比して半減される。このことは、
バッテリの電力消費を著減し得るとともに、電動モータ
６及び油圧ポンプ５の稼働頻度を低減して耐久性を高め
ることが可能となる。

【００２１】なお、本発明は、図示の実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の
変更が可能である。リフトレバー１１と主制御弁９のス
プール９ａとをつなぐ機械的操作系としてのリンク機構
１４は、例えばレバー１５とリンクレバー１７との連結
部に逃がし用としての長孔を形成してリフトレバー１１
の下降方向の動作のみを伝達可能な構成に変更してもよ
い。詳細に説明すると、図２(a) に示すように、リンク
レバー１７０の上端には長手方向に沿って長孔１７１を
穿ち、レバー１５０の一端をピン１５１を介して長孔１
７１に摺動可能に嵌合する。

【００２２】従って、リフトレバー１１が上昇方向に操
作されたときは、図２(b) に示すように、レバー１５０
の一端は長孔１７１に沿って摺動し、又、スプール９ａ
はポテンショメータ１２からの出力に基づいたパイロッ
ト圧の作用を受け、上昇側に移動する。よって、スプー
ル９ａに連結されたリンクレバー１７０も上昇方向に移
動する（図２(c) 参照）。次に、リフトレバー１１を上
昇側より中立位置まで戻そうとした場合について説明す
る。予め、ピン１５１と長孔１７１の下端との間に間隔
ｂが設けてあるので、この間隔分はリフトレバー１１を
中立方向に回動させることができる。従って、前記リフ
トレバー１１の回動によりスプール９ａに作用するパイ
ロット圧が低下し、リターンスプリングのバネ力が勝る
ため、スプール９ａ及びリンクレバー１７０が中立位置
方向に移動する。上記動作が断続的に繰り返されること
で、リフトレバー１１及びスプール９ａを中立位置に戻
すことができる。

【００２３】また、リフトレバー１１が下降方向に操作
されたときは、図２(d) に示すように、レバー１５０の
一端が長孔１７１内を間隔ｂだけ移動後は、レバー１５
０によりリンクレバー１７０を直接押し下げることがで
きる。なお、この構成を採用した場合、スプール９ａの
上昇側におけるストロークは、リターンスプリングのバ
ネ力とパイロット圧とが釣り合う位置となるため、前述
の実施例に比べると、リフトレバー１１の操作量が同じ
ときのパイロット圧を高めに設定することになる。ま
た、リフトレバー１１自体にも中立位置復帰用のリター
スプリングを付設する。

【００２４】前述の実施例では、リフトレバー１１とス
プール９ａとが直接連結されているため、リフトレバー
１１を上昇方向へ操作するときに、スプール９ａにパイ
ロット圧が作用する前後でリフトレバー１１の手応えが
変化するという問題があるが、この構成によると、パイ
ロット圧による作用がリフトレバー１１に伝達されない
ため、前記の問題が解決される。その他、電動モータの
稼働頻度の半減、バッテリの電力消費の著減等の作用効
果は、前述の実施例と同様である。

【００２５】また、電気的操作系については、ポテンシ
ョメータ１２に変え、リミットスイッチを利用する一
方、電磁比例減圧弁９を電磁減圧弁に変更し、リミット
スイッチによるリフトレバー１１の上昇方向の操作検出
信号により電磁減圧弁を作動させて主制御弁９のスプー
ル９ａに一定のパイロット圧を作用させる構成を採用す
ることも可能である。また、ポテンショメータ１２は実
施例で説明されたロータリ式からリニア式に変更しても
よい。さらにまた、油圧ポンプ５を駆動する電動モータ
６の駆動信号出力手段は、リフトレバー１１の上昇方向
の動作を検出するリミットスイッチに変更してもよい
し、操作部材としてのリフトレバー１１は、足踏ペダル
に変更してもよい。また、前述の実施例において、リフ
トレバー１１に中立位置復帰用のリターンスプリングを
付設することも可能であり、その場合はリフトレバー１
１の上昇方向への操作時に主制御弁９のスプール９ａに
作用させるパイロット圧を前述した実施例の場合よりも
高めに設定することになる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、バッテリフォークリフトのフォーク昇降制御装
置において、主制御弁の上昇側への操作を電気的に行
い、下降側への操作を機械的に行う構成とし、フォーク
下降時には油圧ポンプを駆動しなくて済むため、ポンプ
駆動用の電動モータを駆動するための消費電力を半減で
きる。このことは、電動モータ及び油圧ポンプの稼働頻
度も低減し、その耐久性を高める上で有効となる。ま
た、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の
効果を奏することに加え、操作部材の変位量に対応した
スプールストロークにより圧油の流量制御を行い得るの
で、リフトシリンダ作動速度を任意に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るフォークリフトのフォー
ク昇降制御装置を示す説明図である。

【図２】本発明の変更例を示す説明図であり、(a) はリ
フトレバー中立時、(b)(c)はリフトレバー上昇時、(d)
はリフトレバー下降時の動作態様図である。

【図３】従来のフォークリフトのフォーク昇降制御装置
を示す説明図である。

【符号の説明】

１…フォーク ３…リフトシリンダ ５…油圧ポンプ ６…電動モータ ８…比例電磁制御弁 ９…主制御弁 ９ａ…スプール １０…電磁比例減圧弁 １１…リフトレバー １２…ポテンショメータ １３…コントローラ １４…リンク機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーク昇降操作用の操作部材と、フォ
   ーク昇降用のリフトシリンダと、このリフトシリンダの
   中立保持と圧油の方向制御を行うスプール式の主制御弁
   と、電気入力に応じたパイロット圧を発生し前記主制御
   弁のスプールを上昇側へ操作する電磁弁と、前記操作部
   材の上昇方向への操作時に出力される電気信号に基づい
   て前記電磁弁に駆動信号を出力する電気的操作系と、前
   記操作部材の下降方向への操作時に該操作部材の変位を
   前記主制御弁のスプールに機械的に伝えて該スプールを
   下降側へ操作する機械的操作系とを備えたフォークリフ
   トのフォーク昇降制御装置。
2. 【請求項２】 フォーク昇降操作用の操作部材と、フォ
   ーク昇降用のリフトシリンダと、このリフトシリンダの
   中立保持と圧油の方向及び流量制御を行うスプール式の
   主制御弁と、電気入力に応じたパイロット圧を発生し前
   記主制御弁のスプールを上昇側へ操作する電磁比例減圧
   弁と、前記操作部材の上昇方向への操作時にその変位量
   を電気信号に変換して出力するポテンショメータと、該
   ポテンショメータからの電気信号に基づいて前記電磁比
   例減圧弁に駆動信号を出力するコントローラと、前記操
   作部材の下降方向への操作時に該操作部材の変位を前記
   主制御弁のスプールに機械的に伝えて該スプールを下降
   側へ操作するリンク機構とを備えたフォークリフトのフ
   ォーク昇降制御装置。