JPH0735499U

JPH0735499U - 昇降制御装置

Info

Publication number: JPH0735499U
Application number: JP7256693U
Authority: JP
Inventors: 義人林
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】荷物が有している位置エネルギーを、下降時
にバッテリに回生する。【構成】リフトダウン時においては、リフトシリンダ
５内の油は、比例弁２１、ポンプ１４、比例弁１６を順
次介してタンク１５に戻る。このときの油の流れによ
り、ポンプが回転し電流が発生する。この電流は、トラ
ンジスタ１２がオフのときは、ダイオードＤ１を介して
バッテリＢに回生され、トランジスタ１２がオンのとき
は、ダイオードＤ２を介して環流する。この場合、トラ
ンジスタ１２は、電流制限回路２０によってピストン下
降速度が所定の速度になるようにオン／オフ動作を行う
から、持ち上げられている荷物は、所定の速度で下降
し、また、この速度が維持できる範囲でエネルギー回生
が行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、リフトアップした荷物の位置エネルギーを回生して、省エネルギー化を図ることができる昇降制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７は、一般的なフォークリフトの外観を示す斜視図であり、図において、１は車体、２はフォークである。図８は、フォーク２の側面図であり、リフトシリンダ５から延びるピストンロッド５ａの伸縮に応じてフォーク２が上下動するようになっている。

【０００３】図９は、フォーク２を駆動する制御回路の構成を示すブロック図である。図９において、１０は装置各部を制御する中央処理装置であり、リフトアップスイッチＳＷ１がオンになると、アンプ１１を介してトランジスタ１２に駆動電流を供給し、モータ１３を回転させる。これにより、油圧ポンプ１４が回転し、タンク１５から油を吸い上げる。また、中央処理装置１０は、リフトアップスイッチＳＷ１がオンになると、リフト指令器１８の設定値（以下、リフト指令値という）に応じた電流によってソレノイドコイルＬ１を励磁し、これにより、比例弁１６のソレノイドプランジャーＳ１がリフト指令値に応じた分だけ移動して比例弁１６を開く。この結果、油圧ポンプ１４によって送られた油は、比例弁１６の開度に応じた流速でリフトシリンダ５に供給され、フォーク２は、指令値に応じた速度で上昇する。

【０００４】一方、リフトダウンスイッチＳＷ２がオンになると、中央処理装置１０は、リフト指令値に応じた電流でソレノイドコイルＬ２を励磁し、この結果、比例弁１６の逆流側（ソレノイドプランジャーＳ２側）が指令値に応じた量だけ開き、リフトシリンダ５内の油は、比例弁１６の開度に比例してタンク１５に流れる。これにより、フォーク２がリフト指令値に応じた速度で下降する。

【０００５】ここで、図１０にリフトアップスイッチＳＷ１とリフトダウンスイッチＳＷ２がオンになった場合のリフト指令値の変化を示す。この図から明らかなように、リフト指令値は、ランプ関数発生器を介して出力されるようになっており、リフト指令器１８で設定した値になるまでは徐々に直線的に上昇するとともに、スイッチオフ時には徐々に減少するようになっている。このようにするのは、昇降の開始時と停止時に荷が衝撃を受けないように、フォーク２の移動速度を緩やかにするためである。なお、図９において、ＢはモータＭの電源となるバッテリーであり、Ｄ１は転流用のダイオードである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来のフォーク駆動回路においては、フォーク２を下降させる際に、リフトシリンダ５内の油を単にタンクに１５に戻すだけであるため、フォーク２が持ち上げた荷物の位置エネルギーが全く利用されず、熱として捨られるという問題があった。

【０００７】この考案は、上述した事情に鑑みてなされたもので、荷物が有している位置エネルギーを、下降時に回生することができる昇降制御装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載の考案においては、リフトシリンダにポンプで油を送ってリフトアップし、また、前記リフトシリンダ内の油をタンクに戻すことによってリフトダウンを行う昇降制御装置において、前記ポンプを駆動するモータと、リフトダウン時に前記リフトシリンダ内の油を前記ポンプを介してタンクに戻し、これにより、前記モータを回転させる回生用送油経路と、前記モータで発生される電流を環流させて消費する環流経路と、前記モータで発生される電流をバッテリに回生させる回生経路と、前記環流経路と回生経路のいずれかを選択するスイッチング手段と、前記リフトシリンダのピストン下降速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段が検出した速度が所定の速度になるように、前記スイッチング手段の切り換え動作を制御する速度制御手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の考案にあっては、上記構成に加え、リフトダウン時に前記リフトシリンダの油を前記ポンプを介さずにタンクに戻す非回生送油経路と、荷重の重量が所定値以下である場合には、前記回生用送油経路に代えて前記非回生送油経路を選択する送油経路切換手段とを具備することを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の考案にあっては、請求項１の構成に加え、リフトダウン時に前記リフトシリンダの油を前記ポンプを介さずにタンクに戻す非回生送油経路と、荷重の重量が所定値以下である場合には、前記回生用送油経路に代えて前記非回生送油経路を選択する送油経路切換手段と、前記回生送油経路が選択されているときに、前記モータで発生される電流が所定値以下になったときは、前記非回生送油経路を併せて使用し、かつ、前記速度制御手段の制御に代えて、前記速度検出手段が検出した速度が所定の速度になるように、前記非回生送油経路の流量を制御する流量制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】

【作用】

リフトダウン時においては、リフトシリンダ内の油は、回生用送油経路を通ってタンクに戻り、この際にポンプを回転させる。そして、ポンプが回転することによりモータが回転し、これにより電流が発生する。この電流は、回生経路を介してバッテリに回生されるか、あるいは、循環経路において消費されるが、そのいずれかがスイッチング手段によって切り換えられる。この場合、スイッチング手段は、速度制御手段によって、ピストン下降速度が所定の速度になるように上記切り換えを行うから、持ち上げられている荷物は、所定の速度で下降し、また、この速度が維持できる範囲でエネルギー回生が行われる。また、請求項２に記載の考案にあっては、荷重の重量が所定値以下である場合には、回生用送油経路に代えて非回生送油経路が選択されるから、通常のリフトダウン制御にスムーズに移行される。請求項３に記載の考案にあっては、回生電流が十分に得られない場合には、非回生送油経路も併せて用いられ、かつ、この経路の流量を制御してリフトダウン速度制御がなされる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照してこの考案の実施例について説明する。図１は、この考案の一実施例の構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図９に示す各部と共通する部分については同一の符号を付けてその説明を省略する。

【００１３】図１においては、モータ１３を電機子ＡＭと界磁巻線Ｆに分けて図示してあるが、モータ自体の構成は図９に示す従来回路と同様である。また、ＵＳＷはリフトアップ用コンタクタ、ＤＳＷはリフトダウン用コンタクタであり、各々ソレノイドコイルＵＬ、ＤＬが励磁されるとオン状態になる（図はオフ状態を示す）。これらリフトアップ用コンタクタＵＳＷおよびリフトダウン用コンタクタＤＳＷは、いずれか一方がオンすることにより、電機子ＡＭのバッテリＢに対する接続方向を切り換える。

【００１４】２３は電流検出器であり、その検出電流値ＩＭは、アンプ２５を介して中央処理装置１０に入力されるとともに、電流制限回路２０に入力される。この電流制限回路２０は、後述する回生時において回生電流の大きさを制御する回路である。ここで、図２は、電流検出回路２０の構成を示すブロック図であり、図示のように、コンパレータ３０、Ｄタイプフリップフロップ３１およびアンドゲート３２によって構成されている。コンパレータ３０は、検出電流値ＩＭと中央処理装置１０から供給される電流指令値Ｉｒ（回生電流の指令値）を比較し、その比較結果である出力信号はフリップフロップ３１のクリア端子ＣＬに入力される。フリップフロップ３１のＤ入力端子はプルアップされ、クロック入力端子ＣＬＫにはベースオン信号Ｂｏｎが入力される。ベースオン信号Ｂｏｎは、中央処理装置１０が出力する信号であり、トランジスタ１２のオン／オフを制御する。アンドゲート３２は、フリップフロップ３１のＱ出力信号とベースオン信号Ｂｏｎとの論理積をとるゲートであり、その出力信号はトランジスタ１２のベースに供給される。

【００１５】次に、図１に示すＤ２はダイオードであり、そのアノードがバッテリＢの負側に、カソードがコンタクタＭＰを介してバッテリＢの正側に接続されている。また、リフトシリンダ５と油圧ポンプ１４の入力側との間には、比例弁２１が設けられ、比例弁２１とタンク１５との間にはチェック弁２２が設けられている。また、４０はリフトシリンダ５内の油圧を検出する圧力検出器、４１はピストンロッド５ａの速度を検出する速度検出器であり、各々の検出信号ＳＰおよびＳＶは中央処理装置１０に入力されるようになっている。なお、速度検出器４１としては、例えば、ピストンロッド５ａの伸縮にともなって回転する速度発電機やロータリーエンコーダなどが用いられる。

【００１６】次に、上記構成によるこの実施例の動作を説明する。リフトアップスイッチＳＷ１がオンされると、中央処理装置１０は、ベースオン信号Ｂｏｎを立ち上げる。このベースオン信号Ｂｏｎは、図２に示すフリップフロップ３１のクロック入力端ＣＬＫに入力されるから、フリップフロップ３１はＤ入力端子の信号レベル（Ｈレベル）を読み込み、Ｑ出力信号を立ち上げる。これにより、アンドゲート３２の出力信号が立ち上がりトランジスタ１２がオンする。

【００１７】また、中央処理装置１０は、リフトアップスイッチＳＷ１がオンされた時に、ソレノイドコイルＭＰＬ、ＤＬを励磁してコンタクタＭＰおよびリフトアップ用コンタクタＵＳＷをオンさせる。これにより、電機子ＡＭが回転し、油圧ポンプ１４が回転する。さらに、中央処理装置１０は、リフト指令値に応じた電流によってソレノイドコイルＬ１を励磁する。これにより、比例弁１６のソレノイドプランジャーＳ１がリフト指令値に応じた分だけ移動して比例弁１６を開く。この結果、油は、タンク１５からチェック弁２２、ポンプ１４、および比例弁１６を各々介してリフトシリンダ５に供給される。したがって、フォーク２は、比例弁１６の開度に応じた速度で上昇する。

【００１８】次に、リフトダウンスイッチＳＷ２がオンされた場合の動作について説明する。リフトダウンスイッチＳＷ２がオンされると、中央処理装置１０は図３に示すステップＳａ１の処理に進み、信号ＳＰの値が設定値より大きいか否かを判断する。この判定が「ＮＯ」の場合、すなわち、フォーク２に載置されている負荷が軽い場合は、ステップＳａ２に移り、ソレノイドＬ２をリフト指令値に応じた電流で励磁する。この結果、比例弁１６の逆流側が指令値に応じた量だけ開き、リフトシリンダ５内の油は、比例弁１６を介してタンク１５に流れ、これにより、フォーク２がリフト指令値に応じた速度で下降する。このように、この実施例においては、負荷が予め設定した値より軽い場合は、回生制御を行わず従来装置と同様のリフトダウン制御を行う。

【００１９】一方、フォーク２上の負荷が設置値より重い場合には、ステップＳａ３に進み、回生モード制御を行う。回生モード制御は、図４に示す処理から構成されており、初めにステップＳｂ１において、ソレノイドコイルＭＰＬをオフし、ソレノイドコイルＤＬをオンする。この結果、コンタクタＭＰがオフし、リフトダウン用コンタクタＤＳＷがオンする。また、中央処理装置１０は、トランジスタ１２をオンすべくベースオン信号Ｂｏｎを立ち上げる。ベースオン信号Ｂｏｎが立ち上がると、前述したリフトアップ時と同様にトランジスタ１２がオン状態になる。

【００２０】次に、ステップＳｂ２に進み、ソレノイドコイルＬ３の励磁制御を行う。この制御は、図５に示すように、ソレノイドコイルＬ３の励磁指令を受けると、時間とともに直線的に増加する出力値を作成し、一定時間後は同じ値を出力する制御である。この実施例の場合は、出力特性を予め記憶したＲＯＭ５０を用いて出力値を作成している。そして、このような出力値がソレノイドコイルＬ３に供給されると、比例弁２１が徐々に開いて一定時間後は所定の開度になる。この結果、油はリフトシリンダ５→比例弁２１→油圧ポンプ１４→比例弁１６→タンク１５という経路で徐々に流れ出す。そして、このような経路で油が流れるため、油圧ポンプ１４が油の流れに応じて回転し、電機子１４を回転させる。したがって、電機子ＡＭが発電機として機能し、その発生電流が電機子ＡＭ→界磁巻線Ｆ→トランジスタ１２→ダイオードＤ２→電機子ＡＭなる経路で循環する。そして、この電流は電流検出器２３によって検出され、検出電流値ＩＭとして中央処理装置１０に入力される。

【００２１】次に、中央処理装置１０は、ステップＳｂ３に進んで検出電流値ＩＭの大きさが予め決めた設定値より多きか否かを判定する。この判定が「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳｂ４〜Ｓｂ６の回生制御が行われ、「ＮＯ」の場合は、ステップＳｂ９に進み、ソレノイドコイルＬ２の励磁電流を調整してリフトダウンの速度制御を行う。すなわち、この実施例においては、検出電流値ＩＭが設定値以上でなければ、回生に十分な電流が発生していないと判断し、回生を行わずに速度制御だけを行う。

【００２２】一方、ステップＳｂ３の判定が「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳｂ４に進んで速度信号ＳＶが所定の設定値を超えているか否かを判定し、この判定が「ＮＯ」であれば、ステップＳｂ５に進んで速度信号ＳＶが上記設定値未満か否かを判定する。そして、速度信号ＳＶが設定値より大きい場合は電流指令値Ｉｒを大きくしてリターンし（ステップＳｂ４、Ｓｂ７）、小さい場合は電流指令値Ｉｒを小さくすしてリターンする（ステップＳｂ５、Ｓｂ８）。

【００２３】ところで、図２に示す電流制限回路２０において、検出電流値ＩＭが電流指令値Ｉｒを超えるとフリップフロップ３１がクリアされて、アンドゲート３２の出力信号がＬレベルになり、トランジスタ１２がオフされる。トランジスタ１２がオフされると、電機子ＡＭで発生した電流は電機子ＡＭ→界磁巻線Ｆ→ダイオードＤ１→バッテリＢ→ダイオードＤ２→電機子ＡＭなる経路で流れ、バッテリＢへの回生が行われる。

【００２４】一方、検出電流値ＩＭが電流指令値Ｉｒを超えない場合は、フリップフロップ３１がクリアされないため、アンドゲート３２はＨレベルの信号を出力し、トランジスタ１２はオン状態を維持する。このように、トランジスタ１２がオン状態にあると、電機子ＡＭが発生した電流は電機子ＡＭ→界磁巻線Ｆ→トランジスタ１２→ダイオードＤ２→電機子ＡＭなる経路で環流するため、この経路で発生する熱等によって消費され、油圧ポンプ１４には負荷がかかる。このため、油圧ポンプの回転数が減少し、ここを流れる油の速度が遅くなってフォーク２の下降速度が遅くなる。

【００２５】そして、図２に示す電流制限回路２０の構成から明らかなように、電流指令値Ｉｒが大きいと検出電流値ＩＭが電流指令値Ｉｒを超え難くなり、フリップフロップ３１はクリアされ難くなる。すなわち、アンドゲート３２の出力信号がＬレベルになることが少なくなり、トランジスタ１２がオン状態である期間が長くなる。そして、トランジスタ１２がオン状態にあると、油圧ポンプ１４には負荷がかかるため、フォーク２の下降速度が遅くなる。

【００２６】したがって、ステップＳｂ７の処理が行われる場合は、フォーク２の下降速度が遅くなるように制御される。一方、ステップＳｂ８の処理が行われるときは、トランジスタ１２がオフ状態となっている期間が増加するため、フォーク２の下降速度が早くなるように制御される。また、ステップＳｂ５の判定が「ＮＯ」の場合は、速度信号ＳＶが設定値に一致している場合であるから、電流指令値Ｉｒの値は保持される（ステップＳｂ６）。以上のようにステップＳｂ４〜Ｓｂ６の処理により、フォーク２の下降速度が設定値に一致するように制御され、かつ、この速度制御が維持される範囲でバッテリＢへの回生が行われる。

【００２７】一方、ステップＳｂ３で「ＮＯ」と判断された場合、すなわち、回生し得る電流が十分に発生していないと判断された場合は、ステップＳｂ９に進む。このステップＳｂ９においては、図６に示すような制御が行われる。図６において、５１はランプ関数発生部であり、まず直線的に増加する出力信号を発生し、その後は、リフト指令器１８（図１参照）が設定した指令値を出力する。５２は係数乗算部であり、リフトシリンダの速度である速度信号ＳＶに所定の係数Ｋ２を乗算する。そして、係数が乗算された信号ＳＶとランプ関数発生部５１の出力信号との偏差が、偏差検出部５３において検出され、この偏差がコントローラ５４に入力される。コントローラ５４は、ＰＩＤ制御等により偏差検出部５３における偏差が０となるようにソレノイドコイルＬ２を制御する。すなわち、比例弁１６の逆流側の開度が、指令値に対応するように制御され、フォーク２は指令値に応じた速度で下降する。また、図６に示す制御は、中央処理装置１０によるソフトウエア処理によって実施される。

【００２８】なお、上述した実施例においては、比例弁１６と比例弁２１が、リフトシリンダ５とタンク１５との間に並列に設けられているので、これらの弁を切り換えることにより、回生状態から通常のリフトダウン制御への切り換えをスムーズに行うことができる。また、上述した実施例は、この考案をフォークリフトに適用した実施例であったが、この考案は油圧ポンプを用いた他の昇降装置にも適用することができる。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、リフトアップした荷物が有している位置エネルギーを、リフトダウン時に回生することができる。しかも、この際において、リフトダウン速度を所望の速度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】同実施例の電流制限回路２０の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図４】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図５】図４に示すステップＳｂ２の処理を示すブロッ
ク図である。

【図６】図４に示すステップＳｂ９の処理を示すブロッ
ク図である。

【図７】一般的なフォークリフトの外観を示す斜視図で
ある。

【図８】リフトシリンダとフォークとの関係を示す側面
図である。

【図９】従来のフォーク駆動回路の構成を示すブロック
図である。

【図１０】リフトアップスイッチ、リフトダウンスイッ
チのオン／オフとリフト指令値の関係を示すタイミング
チャートである。

【符号の説明】

５リフトシリンダ５ａピストンロッド１０中央処理装置（速度制御手段：送油経路切換手
段）１２トランジスタ（スイッチング手段）１３モータ１４油圧ポンプ（ポンプ）１６比例弁（非回生用送油経路：回生用送油経路：流
量制御手段）２０電流制御回路（速度制御手段）２１比例弁（回生用送油経路）Ｌ２ソレノイドコイル（流量制御手段）Ｄ２ダイオード（環流経路）Ｄ１ダイオード（回生経路）ＤＳＷリフトダウン用コンタクト（環流経路：回生経
路）Ｆ界磁巻線（環流経路：回生経路）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】リフトシリンダにポンプで油を送ってリ
フトアップし、また、前記リフトシリンダ内の油をタン
クに戻すことによってリフトダウンを行う昇降制御装置
において、前記ポンプを駆動するモータと、リフトダウン時に前記リフトシリンダ内の油を前記ポン
プを介してタンクに戻し、これにより、前記モータを回
転させる回生用送油経路と、前記モータで発生される電流を環流させて消費する環流
経路と、前記モータで発生される電流をバッテリに回生させる回
生経路と、前記環流経路と回生経路のいずれかを選択するスイッチ
ング手段と、前記リフトシリンダのピストン下降速度を検出する速度
検出手段と、前記速度検出手段が検出した速度が所定の速度になるよ
うに、前記スイッチング手段の切り換え動作を制御する
速度制御手段とを具備することを特徴とする昇降制御装
置。
【請求項２】リフトダウン時に前記リフトシリンダの
油を前記ポンプを介さずにタンクに戻す非回生送油経路
と、荷重の重量が所定値以下である場合には、前記回生用送
油経路に代えて前記非回生送油経路を選択する送油経路
切換手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の
昇降制御装置。
【請求項３】リフトダウン時に前記リフトシリンダの
油を前記ポンプを介さずにタンクに戻す非回生送油経路
と、荷重の重量が所定値以下である場合には、前記回生用送
油経路に代えて前記非回生送油経路を選択する送油経路
切換手段と、前記回生送油経路が選択されているときに、前記モータ
で発生される電流が所定値以下になったときは、前記非
回生送油経路を併せて使用し、かつ、前記速度制御手段
の制御に代えて、前記速度検出手段が検出した速度が所
定の速度になるように、前記非回生送油経路の流量を制
御する流量制御手段とを具備することを特徴とする請求
項１記載の昇降制御装置。