JPWO2020202438A1 - 電気式産業車両における油圧回路 - Google Patents

Abstract

レバー（２３）の操作に従ってスプールを移動させることにより油圧シリンダ（２８）に油圧を供給する油圧パイロット式電磁比例スプール弁（４１）と、アキュムレータ（２６）と、油圧ポンプ（２２）に接続される作動油のセンターバイパス通路（１１）から油圧パイロット式電磁比例スプール弁（４１）に対するパイロット圧の供給路への流路（１４）と、アキュムレータ（２６）とを接続する分岐路（１５）と、分岐路（１５）に配設され、荷役を昇降する時に開放される開閉弁（２７）と、分岐路（１５）と作動油のセンターバイパス通路（１１）との間に配設され、油圧ポンプ（２２）に接続される作動油のセンターバイパス通路（１１）から分岐路（１５）への作動油の流れを許容し、分岐路（１５）から油圧ポンプ（２２）に接続される作動油のセンターバイパス通路（１１）への作動油の流れを遮断するチェックバルブ（３０）と、を備える。

Description

この発明は、電気式産業車両における油圧回路に関する。

電気式産業車両としての電気式フォークリフトにおいては、本体に内蔵したバッテリーから給電を受けるモータにより油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプにより生じた油圧を油圧シリンダに供給することで、荷役を昇降させる構成を有する。油圧ポンプから送液された作動油は、スプール弁を介して油圧シリンダに供給される。このようなスプール弁としては、オペレータがレバー等の操作部を操作し、このときの操作力を利用してスプール弁のスプールを移動させることにより、油圧シリンダに供給する作動油を制御する手動式スプール弁が使用されている。

また、このような電気式フォークリフトにおいて、手動式スプール弁にかえて電磁比例式スプール弁を使用するものも提案されている（特許文献１参照）。この電磁比例スプール弁は、アクチュエータとしてソレノイドを使用し、電気信号に基づくソレノイドの駆動とパイロット圧とを利用してスプールを移動させる構成を有する。

特開２０１３−２０３５１０号公報

電磁比例式スプール弁は電気信号に基づいて動作を制御することから、電動式フォークリフトにおいて電磁比例式スプール弁を使用した場合には、操作部を任意の位置に配置することができ、設計の自由度が向上するというメリットがある。

一方、電動式フォークリフトにおいて電磁比例式スプール弁を使用した場合には、荷役を下降させる場合においても、パイロット圧を確保するために油圧ポンプを駆動することが必要となる。すなわち、電動式フォークリフトにおいて手動式スプール弁を使用する場合には、スプールをオペレータの操作力により移動させることから、荷役を上昇させるときにはモータにより油圧ポンプを駆動する必要があるが、荷役を下降させるときには荷役は自重により下降することから、油圧ポンプを駆動する必要はない。これに対して、電動式フォークリフトにおいて電磁比例式スプール弁を使用した場合には、荷役を下降させるためにスプールを移動させる場合においても、電磁比例式スプール弁に対してパイロット圧を供給する必要があることから、油圧ポンプを駆動させる必要が生ずる。

このため、電動式フォークリフトにおいて電磁比例式スプール弁を使用した場合には、荷役を下降させる場合にも油圧ポンプを駆動する必要があり、油圧ポンプを駆動するモータによりバッテリーの電力を消費する。電動式フォークリフトにおいては、電力の使用量が少ないことが好ましい。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、電気式産業車両において電力の使用量を小さなものとすることが可能な電気式産業車両における油圧回路を提供することを目的とする。

この発明は、モータにより油圧ポンプを駆動し、前記油圧ポンプにより生じた油圧を油圧シリンダに供給することで荷役を昇降させる電気式産業車両における油圧回路であって、操作部の操作に従ってスプールを移動させることにより前記油圧シリンダに油圧を供給する油圧パイロット式電磁比例スプール弁と、アキュムレータと、前記油圧ポンプに接続されたポンプラインから前記油圧パイロット式電磁比例スプール弁に対するパイロット圧の供給路への流路と、前記アキュムレータとを接続する分岐路と、前記分岐路に配設され、前記荷役を昇降するときに開放される開閉弁と、前記分岐路と前記ポンプラインとの間に配設され、前記ポンプラインから前記分岐路への作動油の流れを許容し、前記分岐路から前記ポンプラインへの作動油の流れを遮断するチェックバルブと、を備える。

この発明によれば、電気式産業車両において電力の使用量を小さなものとすることが可能となる。

電気式産業車両としての電気式フォークリフトの概要図である。 この発明の実施形態に係る電気式産業車両における油圧回路の回路図である。 この発明の実施形態に係る電気式産業車両における油圧回路の回路図である。 この発明の実施形態に係る電気式産業車両における油圧回路の回路図である。 この発明の実施形態に係る電気式産業車両における油圧回路の回路図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に、この発明の実施形態に係る電気式産業車両における油圧回路を適用する電気式産業車両の構成について説明する。図１は、電気式産業車両としての電気式フォークリフトの概要図である。

この電気式フォークリフトは、走行輪である前輪９１と操舵輪である後輪９２とを備えた本体９３と、オペレータが着座するためのシート９８と、後輪９２を操作するためのステアリング９５と、荷役９７を支持した状態で本体９３に配設された昇降機構９４に対して昇降する昇降部材としてのフォーク９６と、フォーク９６の昇降操作を行うための操作部としてのレバー２３と、を備える。本体９３内には後述するバッテリー５が内蔵されており、この電気式フォークリフトは、バッテリー５の電気エネルギーにより走行し、また、バッテリー５により駆動する油圧ポンプ２２によりフォーク９６の昇降動作等を実行する。

図２から図５は、この発明の実施形態に係る電気式産業車両における油圧回路の回路図である。なお、図２は荷役９７を積載したフォーク９６を上昇させる状態を示し、図３はフォーク９６の上昇時にアキュムレータ２６内の作動油の圧力が設定値以上となった状態を示し、図４はフォーク９６を下降させる状態を示し、図５はフォーク９６の下降時にアキュムレータ２６内の圧力が設定値より小さくなった状態を示している。

この油圧回路は、フォーク９６を昇降させるためのリフトパート２と、フォーク９６を昇降機構９４とともに傾けるためのチルトパート３と、を有するコントロールユニット１を備える。リフトパート２は、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１および作動油の供給管路１６を介して油圧の供給を受けフォーク９６を昇降させるための油圧シリンダ２８と接続されている。また、チルトパート３は、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４２および作動油の供給管路１７、１８を介して油圧の供給を受けフォーク９６を昇降機構９４とともに傾けるための油圧シリンダ２９と接続されている。

コントロールユニット１は、油圧ポンプ２２の作用により、タンク４に貯留された作動油の供給を受ける。この油圧ポンプ２２は、バッテリー５の電力を利用して回転するモータ２１に連結されており、モータ２１の駆動により動作する。油圧ポンプ２２から供給された高圧の作動油は、センターバイパス通路１１およびパラレル通路１３を介してリフトパート２およびチルトパート３に供給され、タンク通路１２を介してタンク４に排出される。

油圧ポンプ２２からコントロールユニット１に供給された高圧の作動油は、優先弁３４により、一部が管路１９を介してステアリング９５の操作を補助するためのパワーステアリング機構に優先的に供給され、一部がリフトパート２に供給される。コントロールユニット１には、センターバイパス通路１１に接続されるメインのリリーフバルブ３２と、パワーステアリング機構に至る管路１９に接続されるステアリング用のリリーフバルブ３３が配設されている。

油圧ポンプ２２から供給され優先弁３４を通過した作動油は、シーケンス弁３６の作用により、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１、４２におけるパイロット用スプールを作動させるために必要な圧力となり、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１における一対のソレノイド４３、４４に対応するパイロット用スプールおよび油圧パイロット式電磁比例スプール弁４２における一対のソレノイド４５、４６に対応するパイロット用スプールに送られる。このときの作動油の圧力は、減圧弁３５の作用により、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１、４２の耐圧性に対応した一定圧力以下の圧力に維持される。

リフトパート２において、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるソレノイド４４の作用により油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールが図２に示す位置に配置されたときには、シーケンス弁３６を通過した作動油が油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールを通過し、供給管路１６を介して油圧シリンダ２８に供給される。これにより、油圧シリンダ２８のピストンが上昇し、フォーク９６が荷役９７とともに上昇する。

一方、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるソレノイド４３の作用により油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールが図４に示す位置に配置されたときには、ソレノイド４３の動作に基づいてパイロット圧がパイロットロックバルブ３８に作用する。これにより、パイロットロックバルブ３８内のチェック弁が開くことによりリフトロックポペット３７が開き、油圧シリンダ２８内の作動油が流出する。これにより、油圧シリンダ２８のピストンが下降し、フォーク９６が荷役９７とともに下降する。

油圧ポンプ２２に接続される作動油の供給路として機能するセンターバイパス通路１１と油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１に対するパイロット圧の供給路に配設された減圧弁３５との間の流路１４には、一端がアキュムレータ２６に接続された分岐路１５が接続されている。この分岐路１５とセンターバイパス通路１１との間には、油圧ポンプ２２に接続されるセンターバイパス通路１１から分岐路１５への作動油の流れを許容し、分岐路１５からセンターバイパス通路１１への作動油の流れを遮断するチェックバルブ３０が配設されている。また、この分岐路１５には、電磁開閉弁２７が配設されており、電磁開閉弁２７とアキュムレータ２６との間には、アキュムレータ２６内の作動油の圧力を検出する圧力センサ２５が配設されている。また、センターバイパス通路１１には、オペレータがシート９８に着座したときにのみ油圧シリンダ２８、２９を動作させるためのアンロード機構３１が接続されている。

チルトパート３においては、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４２における一対のソレノイド４５、４６の作用により油圧パイロット式電磁比例スプール弁４２におけるメインスプールが移動したときには、油圧シリンダ２９に接続された供給管路１７または供給管路１８に選択的に作動油が供給される。これにより、油圧シリンダ２９のピストンが移動することにより、フォーク９６が昇降機構９４とともに傾斜するチルト動作が実行される。

この油圧回路は、制御部２４を備える。この制御部２４は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部２４に含まれる各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。この制御部２４は、上述したフォーク９６の昇降操作を行うための操作部としてのレバー２３、モータ２１、電磁開閉弁２７および圧力センサ２５に接続されており、これらから信号を受け、あるいは、これらに指令信号を送信する。また、この制御部２４は、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１における一対のソレノイド４３、４４および油圧パイロット式電磁比例スプール弁４２における一対のソレノイド４５、４６とも電気的に接続されている。

以上のような構成を有する油圧回路において、フォーク９６を荷役９７とともに上昇させるときには、オペレータがレバー２３を操作する。この操作信号は制御部２４に送信され、制御部２４は、モータ２１を回転させることにより油圧ポンプ２２を駆動させる。油圧ポンプ２２から送液された高圧の作動油は、チェックバルブ３０および減圧弁３５を介して一対のソレノイド４３、４４に対応するスプールに供給され、そこにパイロット圧が発生する。これにより、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールが移動可能となる。

このときには、油圧ポンプ２２から送液された作動油は、センターバイパス通路１１、流路１４、チェックバルブ３０、分岐路１５および開放状態の電磁開閉弁２７を介してアキュムレータ２６に蓄積される。このときのアキュムレータ２６内の作動油の圧力は、圧力センサ２５により検出され、その検出値は制御部２４に送信される。そして、アキュムレータ２６内の作動油の圧力が予め設定した設定値となれば、制御部２４は電磁開閉弁２７に信号を送信し、アキュムレータ２６と分岐路１５との間が閉止される。この電磁開閉弁２７は、アキュムレータ２６から油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１における一対のソレノイド４３、４４にパイロット圧を供給する必要が生ずるまで、閉止される。

油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールの移動により供給管路１６を介して油圧シリンダ２８に供給され、油圧シリンダ２８のピストンが上昇してフォーク９６が荷役９７とともに上昇し、油圧シリンダ２８に対する作動油の供給は不要となれば、制御部２４からの信号でモータ２１の回転を停止させることにより油圧ポンプ２２の駆動を停止する。なお、チルトパート３等の他の領域において高圧の作動油が必要となる時には、モータ２１による油圧ポンプ２２の駆動は継続される。

一方、フォーク９６を荷役９７とともに下降させるときには、オペレータがレバー２３を操作する。この操作信号は制御部２４に送信される。このとき、モータ２１の回転が停止して油圧ポンプ２２の駆動されていない場合には、油圧ポンプ２２からの作動油によるパイロット圧の供給が停止されている。このため、制御部２４は電磁開閉弁２７に指令信号を送信し、電磁開閉弁２７を開放する。これにより、アキュムレータ２６内の設定値まで昇圧した作動油が減圧弁３５を介して一対のソレノイド４３、４４に対応するパイロット用スプールに供給され、そこにパイロット圧が発生する。これにより、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールが移動可能となる。そして、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１におけるメインスプールが図４に示す状態となれば、フォーク９６を荷役９７とともに自重により下降する。なお、このときには、チェックバルブ３０の作用により、アキュムレータ２６内の作動油がセンターバイパス通路１１に送液されることはない。

従って、モータ２１による油圧ポンプ２２の駆動を停止した状態においても、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１に対してパイロット圧を供給することができ、そのメインスプールを移動させることが可能となる。これにより、バッテリー５の電力の消費を低減することが可能となる。

また、フォーク９６を荷役９７とともに下降させる場合において、圧力センサ２５により検出したアキュムレータ２６内の作動油の圧力が予め設定した設定値より小さいときには、制御部２４は電磁開閉弁２７を閉止する。そして、制御部２４は、モータ２１の回転を再開して油圧ポンプ２２を駆動することにより、油圧パイロット式電磁比例スプール弁４１に対してパイロット圧を供給する。

なお、上述した実施形態においては、電気式産業車両としての電気式フォークリフトを使用している。しかしながら、電気式産業車両としては、電気式フォークリフトに限らず、モータにより油圧ポンプを駆動して油圧ポンプにより生じた油圧を油圧シリンダに供給することで荷役を昇降させるその他の電気式産業車両を使用することができる。

以上のように、この発明の第１の態様は、モータにより油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプにより生じた油圧を油圧シリンダに供給することで荷役を昇降させる電気式産業車両における油圧回路であって、操作部の操作に従ってスプールを移動させることにより油圧シリンダに油圧を供給する油圧パイロット式電磁比例スプール弁と、アキュムレータと、油圧ポンプに接続される作動油の供給路から油圧パイロット式電磁比例スプール弁に対するパイロット圧の供給路への流路と、アキュムレータとを接続する分岐路と、分岐路に配設され、荷役を昇降する時に開放される開閉弁と、分岐路と作動油の供給路との間に配設され、油圧ポンプに接続される作動油の供給路から分岐路への作動油の流れを許容し、分岐路から油圧ポンプに接続される作動油の供給路への作動油の流れを遮断するチェックバルブと、を備える。

このような構成により、アキュムレータに貯留された作動油を利用して油圧パイロット式電磁比例スプール弁にパイロット圧を供給することができることから、電気式産業車両において電力の使用量を小さなものとすることが可能となる。

この発明の第１の態様に係る実施形態では、アキュムレータ内の作動油の圧力を検出する圧力センサを備えるとともに、操作部からの指令信号および圧力センサからの指令信号を受け、荷役を上昇させるとき、および、荷役を下降させるときでアキュムレータ内の作動油の圧力が予め設定した設定値より小さいときには、モータにより油圧ポンプを駆動させ、荷役下降させるときでアキュムレータ内の作動油の圧力が予め設定した最小値以上のときには、モータによる油圧ポンプの駆動を停止させる制御部を備える。

このような構成により、モータを使用する必要があるときにのみバッテリーによってモータを回転させることができ、電力の消費量を小さなものとすることが可能となる。

この発明の第１の態様に係る他の実施形態では、制御部は、アキュムレータ内の作動油の圧力が予め設定した設定値となり、荷役の昇降動作を行わないときには、開閉弁を閉止させる。

このような構成により、油圧パイロット式電磁比例スプール弁にパイロット圧を供給するための高圧の作動油を、アキュムレータ内に保持することが可能となる。

なお、上述したこの発明の実施形態に関する記載は実施形態の説明のためのものであり、この発明を限定するものではない。

１ コントロールユニット
２ リフトパート
３ チルトパート
４ タンク
５ バッテリー
１１ センターバイパス通路
１２ タンク通路
１３ パラレル通路
１４ 流路
１５ 分岐路
１６ 供給管路
２１ モータ
２２ 油圧ポンプ
２３ レバー
２４ 制御部
２５ 圧力センサ
２６ アキュムレータ
２７ 電磁開閉弁
２８ 油圧シリンダ
３０ チェックバルブ
３６ シーケンス弁
４１ 油圧パイロット式電磁比例スプール弁
４２ 油圧パイロット式電磁比例スプール弁
４３ ソレノイド
４４ ソレノイド
４５ ソレノイド
４６ ソレノイド
９６ フォーク
９７ 荷役

Claims (3)

1. モータにより油圧ポンプを駆動し、前記油圧ポンプにより生じた油圧を油圧シリンダに供給することで荷役を昇降させる電気式産業車両における油圧回路であって、
   操作部の操作に従ってスプールを移動させることにより前記油圧シリンダに油圧を供給する油圧パイロット式電磁比例スプール弁と、
   アキュムレータと、
   前記油圧ポンプに接続される作動油の供給路から前記油圧パイロット式電磁比例スプール弁に対するパイロット圧の供給路への流路と、前記アキュムレータとを接続する分岐路と、
   前記分岐路に配設され、前記荷役を昇降する時に開放される開閉弁と、
   前記分岐路と前記作動油の供給路との間に配設され、前記油圧ポンプに接続される作動油の供給路から前記分岐路への作動油の流れを許容し、前記分岐路から前記油圧ポンプに接続される作動油の供給路への作動油の流れを遮断するチェックバルブと、
   を備える電気式産業車両における油圧回路。
2. 請求項１に記載の電気式産業車両における油圧回路において、
   前記アキュムレータ内の作動油の圧力を検出する圧力センサを備えるとともに、
   前記操作部からの指令信号および前記圧力センサからの指令信号を受け、前記荷役を上昇させるとき、および、前記荷役を下降させるときで前記アキュムレータ内の作動油の圧力が予め設定した設定値より小さいときには、前記モータにより前記油圧ポンプを駆動させ、前記荷役を下降させるときで前記アキュムレータ内の作動油の圧力が予め設定した最小値以上のときには、前記モータによる前記油圧ポンプの駆動を停止させる制御部を備える電気式産業車両における油圧回路。
3. 請求項２に記載の電気式産業車両における油圧回路において、
   前記制御部は、前記アキュムレータ内の作動油の圧力が予め設定した設定値となり、前記荷役の昇降動作を行わないときには、前記開閉弁を閉止させる電気式産業車両における油圧回路。
   

Images