WO2006046777A1 - バッテリー式フォークリフト - Google Patents

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WO2006046777A1
WO2006046777A1 PCT/JP2005/020245 JP2005020245W WO2006046777A1 WO 2006046777 A1 WO2006046777 A1 WO 2006046777A1 JP 2005020245 W JP2005020245 W JP 2005020245W WO 2006046777 A1 WO2006046777 A1 WO 2006046777A1
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poles
motor
permanent magnet
slots
battery
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/020245
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shinichi Isobe
Takao Sakurai
Kiyoshi Enomoto
Takaya Shirasu
Masayuki Morimoto
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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Publication date
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Priority to EP05800307A priority patent/EP1806313A1/en
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • a permanent magnet type motor having a rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded along the circumferential direction inside a stator formed by winding coils in a plurality of slots
  • the present invention relates to a battery-powered forklift applied to a cargo handling work.
  • Examples of the motor that is a driving source of such a battery-type forklift include a direct current motor, an induction motor, and a permanent magnet type synchronous motor as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 00 2-1 6 5 4 2 8.
  • DC motors have poor maintenance and low efficiency and consume a lot of battery, and induction motors have low efficiency and high battery consumption.
  • Permanent magnet synchronous motors which have high efficiency, low battery consumption and good maintenance, are often used as the driving source for battery-powered forklifts.
  • a loading / unloading device such as a raising / lowering unit for raising / lowering the fork and a tilting unit for tilting the fork, a traveling device for traveling the forklift, and a steering device for controlling the traveling direction of the fork riffle.
  • a traveling device for traveling the forklift
  • a steering device for controlling the traveling direction of the fork riffle.
  • Fig. 10 shows the NT output characteristics of the battery-type forklift (mode (Relationship diagram between evening speed and torque).
  • A shows the NT output characteristics during driving
  • B shows the NT output characteristics during loading and unloading work such as lifting and tilting forks
  • C shows the NT output characteristics during steering.
  • the maximum rotational speed N 2 during traveling is approximately 5 00 RPM
  • the maximum rotational speed N 1 during handling operations is approximately 300 RPM
  • the maximum speed N 3 is about 500 RPM.
  • the motor input voltage becomes larger in the high speed rotation range.
  • Back electromotive force is generated.
  • the counter electromotive force increases as the rotational speed increases.
  • the field weakening control is performed to suppress the voltage of the back electromotive force by flowing a current that weakens the magnetic flux of the magnet.
  • the driving drive operation, the cargo handling work operation, and the steering drive operation are combined with one permanent magnet type synchronous motor as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 3 _ 1 9 2 2 99. If configured to do so, the maximum rotation speed N 1 during cargo handling work shown in Fig. 10 is generated in the high-speed rotation range between 3 00 00 RPM and the maximum rotation speed N 2 during travel of about 5 00 00 RPM. Therefore, it is necessary to perform the field-weakening control for suppressing the voltage of the counter electromotive force.
  • the field-weakening control in the high-speed rotation range decreases the efficiency of the motor and increases the power consumption of the battery.
  • the present invention eliminates the need for field-weakening control during operation of the permanent magnet type synchronous motor in a battery type forklift using a permanent magnet type synchronous motor. Increase efficiency
  • the purpose is to provide a battery-powered forklift.
  • the present invention achieves such an object, and a permanent magnet having a rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded along the circumferential direction inside the outer periphery of a stator having coils provided in a plurality of slots.
  • the permanent magnet motor is provided separately from the traveling motor for driving the wheels of the fork riffle, and the permanent magnet motor is operated to a hydraulic cylinder for cargo handling. It is configured as a cargo handling motor that drives a hydraulic pump for oil supply, and the maximum rotational speed of the cargo handling motor is set lower than the maximum rotational speed of the traveling motor.
  • the cargo handling work motor composed of the permanent magnet motor is used for driving the hydraulic pump and power steering.
  • the cargo handling work mode having the highest rotational speed of about 300 RPM is used. Since a permanent magnet type motor is installed, it can be used between the maximum number of rotations used for the cargo handling work (about 300 RPM) and the maximum number of rotations used for the driving mode (about 500 RPM).
  • the operation of the permanent magnet type synchronous motor in the high rotational speed range becomes unnecessary, and the generation of the back electromotive force when the permanent magnet type synchronous motor is operated in the high rotational speed range can be controlled.
  • the maximum rotation speed of the power steering drive is about 500 RPM, and the NT output characteristics of the power steering drive motor are within the range of the torque characteristics of the cargo handling work motor as shown in Fig. 10.
  • the permanent magnet synchronous motor as the cargo handling work motor can be used as a power steering drive motor without problems.
  • the present invention is characterized in that the cargo handling work motor is configured to have either 8 poles or 10 poles.
  • the slot is 12 slots, and when the number of poles is 10 poles, the slot is 15 slots.
  • the number of poles when the number of poles is increased to 12 or more, the number of slots increases to 18 slots or more, and the width of the stator teeth forming the slots becomes smaller, so the magnetic flux density This increases the iron loss and lowers the motor efficiency.
  • the number of poles when the number of poles is reduced to 10 or less as in this invention, the number of slots is also suppressed to 15 or less.
  • the permanent magnet type synchronous motor applied to the cargo handling work is configured to have either 8 poles or 10 poles as in the invention, and conforms to the number of poles.
  • the number of slots that is, 12 slots when the number of poles is 8 and 15 slots when the number of poles is 10 poles, the motor efficiency can be kept high.
  • the permanent magnet of the motor for handling work is provided with either one or both of a flat plate and an arc-shaped plate, and an outer plate surface of the flat plate or the arc-shaped plate is an outer peripheral surface of the rotor. A plurality of them are arranged at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor so as to be close to each other.
  • the permanent magnet of a flat plate or an arc-shaped board will be provided so that an outer side plate surface may adjoin to the outer peripheral surface of a rotor, and a magnetic body part (iron part) may be provided between the permanent magnet and the rotor surface. Since a permanent magnet of flat plate or arc-shaped plate is embedded in the rotor, a magnetic part (iron part) is formed between the permanent magnet and the rotor surface. The reluctance torque is slightly reduced by reducing the magnetic part, but the surface area of the permanent magnet is increased, so that the magnet torque by the permanent magnet is increased. As a result, the configuration of the present invention makes the permanent torque permanent.
  • the torque of a cargo handling work motor consisting of a magnet type synchronous motor can be increased.
  • the coil end dimension can be reduced as compared with the distributed winding, and the device can be downsized. it can.
  • a permanent magnet type motor is provided as a cargo handling work motor having a maximum used rotational speed lower than that of the traveling motor, separately from the traveling motor having the highest used rotational speed. Therefore, when the permanent magnet type synchronous motor operation is not required in the high speed range between the maximum rotational speed of the cargo handling work motor and the maximum rotational speed of the traveling motor, the permanent magnet synchronous It is possible to control the generation of the counter electromotive force when the motor is operated in such a high rotation speed range, thereby eliminating the need for the field weakening control for suppressing the counter electromotive force. Efficiency reduction and battery power consumption can be reduced.
  • the magnetic flux is dispersed and fixed by maintaining the number of poles to 8 poles or more.
  • the magnetic flux per pole passing through the child becomes smaller and magnetic saturation can be avoided, and by keeping the number of poles below 10 poles, the number of slots can be kept below 15 slots. It is possible to avoid increasing the magnetic flux density by reducing the tooth width of the motor, and as a result, by setting the number of poles of the cargo handling work to 8 poles or 10 poles, the efficiency of the morning is increased. Can be retained.
  • FIG. 1 is a schematic view perpendicular to a rotating shaft showing the configuration of a rotor and a stator in a battery-type permanent magnet motor for a forklift according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (A) is a side view of a schematic configuration of a battery-type forklift to which the present invention is applied
  • FIG. 5 (B) is a plan view.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the cargo handling work operating system of the battery-type forklift to which the present invention is applied.
  • FIGS. 7 (A) and 7 (B) are explanatory views of magnetic flux flow in the respective embodiments.
  • FIGS. 8 (A) to 8 (C) show a comparison of the efficiency of each embodiment.
  • Fig. 8 (A) is an explanatory diagram
  • Fig. 8 (B) and Fig. 8 (C) are comparison diagrams of motor efficiency.
  • FIGS. 9 (A) and 9 (B) are comparative views showing the relationship between permanent magnet arrangement and torque in each of the embodiments.
  • FIG. 10 is an NT output characteristic diagram of the battery-type forklift in each of the above embodiments.
  • Figures 1 1 (A) to 1 1 (C) are comparative explanatory views of the number of magnetizations of the permanent magnets in each of the above-mentioned embodiments.
  • Figure 1 1 (A) is a comparison table of the number of magnetizations.
  • Fig. 11 is an explanatory diagram of the magnetization procedure in the case of 10 poles
  • Fig. 11 (C) is an explanatory diagram of the magnetization procedure in the case of 8 poles.
  • FIG. 5 (A) is a side view of a schematic configuration of a battery-type forklift to which the present invention is applied
  • FIG. 5 (B) is a plan view.
  • 2 1 is the body of the forklift
  • 2 2 is the mast erected on the front of the body 21
  • 2 3 is the mast 2 2 is a fork that moves up and down
  • 2 5 is a driver's seat
  • 2 8 is a front wheel
  • 2 9 is a rear wheel.
  • 3 2 is a front axle provided with a drive mechanism for the front wheels
  • 3 5 is a traveling motor connected to the drive part of the front axle 3 2
  • 3 3 is a hydraulic power source for cargo handling work
  • 3 4 is An oil tank
  • 30 is a cargo handling work motor that drives the hydraulic pump 33
  • 24 is a battery that supplies driving power to the traveling motor motor 35 and the cargo handling work
  • 3 1 Is a controller that controls the operation of the electric motor 35 for traveling and the motor 30 for cargo handling work.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the structure of the cargo handling operation system of the battery-type forklift (FIG. 5 (A)).
  • a cargo handling work motor 30 composed of a permanent magnet type motor (hereinafter referred to as IPM motor) is rotated by a control signal set by the motor controller 3 OA.
  • the rotational force of the cargo handling work motor 30 is transmitted to the hydraulic pump 33 and the hydraulic pump 33 is driven.
  • the 26 is a control valve for raising and lowering the fork 2 3 and switching the tilt of the mast 22 2.
  • the hydraulic oil from the hydraulic pump 33 is raised and lowered by switching to the raising and lowering operation at the control valve 26.
  • the fork 23 is moved up and down by being sent to the hydraulic cylinder 27.
  • the lifting speed of the cylinder is controlled by the hydraulic system controller 3 3 A.
  • the present invention relates to an improvement of a cargo handling work motor 30 in a battery-type forklift constructed as described above.
  • FIG. 1 is a schematic view perpendicular to a rotating shaft showing the configuration of a rotor and a stator in a permanent magnet motor as a motor for cargo handling work of a battery-type forklift according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a rotor
  • 1 A is an iron core of the rotor
  • 7 is a rotation shaft insertion hole of the rotor 1
  • a rotation shaft for driving the hydraulic pump 33 to the rotation shaft insertion hole 7 (Not shown) are connected.
  • 5 is a permanent magnet embedded in the rotor 1
  • the permanent magnet 5 is formed in a flat plate, and the circumference of the rotor 1 is arranged so that the outer plate surface is close to the outer peripheral surface 6 of the rotor 1.
  • a plurality are arranged at predetermined intervals along the direction.
  • the permanent magnet 5 may be a circular arc plate whose outer surface is substantially parallel to the outer peripheral surface 6 of the rotor 1.
  • 3 is a stator
  • 3 A is a yoke part of the stator 3 formed in an annular shape
  • 3 B is a plurality along the circumferential direction from the yoke part 3 A in the inner circumferential direction (the rotor 1 side).
  • This is a tooth portion of the stator 3 provided in a projecting manner, and the outer peripheral portion 3 A and the plurality of tooth portions 3 B constitute an iron core of the stator 3.
  • Reference numeral 2 denotes slots as many as the tooth portions 3B formed between the tooth portions 3B of the stator, and coils 4 are installed in each slot 2 by concentrated winding.
  • the coil 4 is configured by concentrated winding, the coil end dimension can be reduced compared to the distributed winding, and the apparatus can be downsized.
  • the permanent magnet type motor as the cargo handling work motor 30
  • a rotating magnetic field is generated by energizing the coil 4 on the stator 3 side, and by the magnetic attraction force with the permanent magnet 5 on the rotor 1 side.
  • Rotor 1 is driven to rotate and generates rotational force.
  • the number of permanent magnets 5 embedded in the rotor 1 is 10, that is, the number of poles is 10 poles, and the number of slots 2 in which the coils 4 are installed is 9 A slot (that is, the number of teeth of the stator teeth 3B is 9) is formed.
  • FIG. 2 is a block diagram corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
  • the number of permanent magnets 5 embedded in the rotor 1 is 10 as in the first embodiment, that is, the number of poles is set to 10 poles, and the coil 4 is installed.
  • the number of slots 2 to be formed is 15 slots (that is, the number of teeth of the stator teeth 3B is 15).
  • FIG. 3 is a block diagram corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
  • the number of permanent magnets 5 embedded in the rotor 1 is set to 8, that is, the number of poles is set to 8 poles, and the number of slots 2 in which the coils 4 are installed is set to 9 slots ( That is, the number of teeth of the stator tooth portion 3B is 9).
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 4 is a block diagram corresponding to FIG. 1 and showing a fourth embodiment of the present invention.
  • the number of permanent magnets 5 embedded in the rotor 1 is eight, that is, the number of poles is eight as in the third embodiment, and the coil 4 is installed.
  • the number of slots 2 is configured to be 12 slots (that is, the number of teeth of the teeth 3B of the stator is 1 2).
  • FIG. 10 shows the motor speed (including both the traveling motor 35 and the cargo handling motor 30) and torque in the battery-type forklift shown in FIGS. 5 (A) to 6. This is the NT output characteristic that shows the relationship.
  • A is the relationship between the motor speed and travel drive torque during forklift travel
  • B is the relationship between the motor speed and the hydraulic pump drive torque for cargo handling work during loading and unloading work
  • C is The relationship between the motor speed and power steering drive torque is shown below.
  • the maximum number of rotations N 2 used during traveling is about 5 00 RPM
  • the maximum number of rotations N 1 used during loading and unloading work is about 3 00 RPM
  • the maximum number of rotations N 3 used in power steering is 5 0. It is about 0 RPM.
  • the maximum rotational speed N 2 used is about 300,000 RPM
  • the cargo handling work motor 30 used in the middle and low rotational range is used, and the maximum rotational speed N 2 used is about 500,000 RPM.
  • a permanent magnet type electric motor provided separately from the traveling motor 35 which is frequently used in high speed and high rotation range, and configured as the cargo handling work motor 30 as in the first to fourth embodiments. Is applied.
  • a permanent magnet type synchronous motor In such a permanent magnet type synchronous motor, a plurality of permanent magnets 5 are arranged on the rotor 1 along the circumferential direction of the rotor 1 as described above, so that a high speed rotation region is achieved. As a result, a counter electromotive force that is larger than the motor input voltage is generated. The counter electromotive force increases as the motor speed increases.
  • the counter electromotive force is suppressed when the maximum rotation speed is increased, so that the motor circuit does not contribute to torque and a current that weakens the magnetic flux. Field weakening control is performed to suppress the counter electromotive force voltage.
  • the maximum rotational speed used is as high as about 5 0 0 0 RPM.
  • the maximum operating rotational speed is about 300,000 RPM, and it is permanent as a cargo handling work motor 30 having a lower rotational speed range than the traveling motor 35. Since the magnet type motor is provided, the maximum operating speed N 1 (about 3 0 00 RPM) of the loading / unloading motor 30 to the maximum operating speed N 2 (5 0 0 0 In the high speed range between about RPM), the operation of the cargo handling motor 30 consisting of the permanent magnet type synchronous motor is not required.
  • the cargo handling work motor 30 comprising the permanent magnet type motor is also used for driving a power steering.
  • the maximum rotation speed of the power steering drive is about 500 RPM, and as shown in Fig. 10, the NT output characteristic C of the power steering drive motor is within the range of the NT output characteristic B of the cargo handling work 30 Therefore, the permanent magnet type synchronous motor as the cargo handling work mode 30 can be used as a power steering drive mode without any problem.
  • FIG. 7 (A) shows that when the number of permanent magnets 5 of the permanent magnet type synchronous motor applied to the cargo handling work motor 30 is six, that is, the number of poles is six, (B) The figure shows the flow of magnetic flux 50 when the number of poles is 8 (the number of slots 2 is 8 slots for both).
  • the minimum value of the number of poles is configured to 8 poles, so when the number of poles as shown in Fig. 7 (B) is 8 poles or more, Since the magnetic flux 50 is distributed to each pole, the amount of magnetic flux per pole is reduced, and the magnetic flux 50 to the stator 3 side is dispersed to suppress magnetic saturation. Torque) By increasing the size, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to magnetic saturation as described above.
  • FIGS. 8 (A) to 8 (B) show comparisons of simulation efficiency calculations of permanent magnet synchronous motors according to the above-described embodiments.
  • Fig. 8 (B) shows the relationship between the number of poles and the efficiency of the motor
  • Fig. 8 (C) shows the relationship between the number of poles and the current value.
  • the number of poles is configured to be 8 poles and 10 poles as in the first to fourth embodiments, the number of poles is 6 poles or less and 12 poles or more, as indicated by Z in FIG. 8 (B). As shown in the Y part of Fig. 8 (C), the current efficiency is lower than when the number of poles is 6 or less and 12 or more. Will be backed up.
  • the number of poles is set to a large number of poles of 12 or more, it is necessary to increase the number of slots 2 to 18 slots or more accordingly, and the teeth of the stator 3 for forming the slots 2 3 Since the tooth width of B becomes smaller, the magnetic flux density increases, which increases the iron loss and lowers the motor efficiency.
  • the maximum number of poles is set to 10 poles, so the number of slots 2 is also 15 slots or less, specifically, the first to fourth When the number of poles is 8 as in the example, it is configured as 1 2 slots, and when the number of poles is 10 poles, it is configured as 15 slots. It is possible to maintain the tooth width to avoid the increase of the iron, and to prevent the efficiency of the motor from being reduced due to the increase of the iron loss accompanying the increase of the magnetic flux density.
  • the permanent magnet synchronous motor applied to the cargo handling work motor 30 is configured to have either 8 poles or 10 poles, and the number of slots suitable for the number of poles, that is, The motor efficiency can be kept high by setting the slot to 12 slots when the number of poles is 8 and 15 slots when the number of poles is 10 poles.
  • FIGS. 9 (A) and 9 (B) are comparative views showing the relationship between the permanent magnet arrangement and the torque in each of the above embodiments, wherein A shows magnet torque and B shows reluctance torque.
  • FIG. 9 (A) shows the structure of the present invention.
  • the permanent magnet 5 embedded in the rotor 1 is formed into a flat plate (or arc-shaped plate), and the outer plate A plurality of surfaces are arranged at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor 1 so that the surfaces are close to the outer circumferential surface 6 of the rotor 1, and between the permanent magnet 5 and the outer circumferential surface 6 of the rotor 1.
  • Magnetic material Part (iron part) 1 It is configured not to form b.
  • the permanent magnet 5 is embedded in the rotor 1, and a magnetic part (iron part) 1b is formed between the permanent magnet 5 and the outer peripheral surface 6 of the rotor 1.
  • the reluctance torque B is slightly reduced by reducing the magnetic part 1b as compared with the permanent magnet buried type shown in FIG. 9 (B). Since the surface area of the permanent magnet 5 is increased, the increase amount of the magnet torque A by the permanent magnet 5 becomes larger than the decrease amount of the reluctance torque B. As a result, the load handling work mode comprising the permanent magnet type synchronous motor is achieved. 30 torque can be increased.
  • the permanent magnet type synchronous motor applied to the cargo handling motor 30 is configured with either 8 poles or 10 poles, and the number of slots conforming to the number of poles.
  • the slot is set to 12 slots
  • the slot efficiency is set to 15 slots, so that the efficiency of the morning can be kept high.
  • FIGS. 1 1 (A) to 1 1 (C) are comparative explanatory diagrams of the number of magnetizations of the permanent magnets in each of the above embodiments, and FIG. 1 1 (A) is a comparison table of the number of magnetizations.
  • Fig. 1 1 (B) is an explanatory diagram of the magnetization procedure for 10 poles, and
  • Fig. 1 1 (C) is an explanatory diagram of the magnetization procedure for 8 poles.
  • the number of poles is 10 and the number of slots 2 is 9 slots as shown in Fig. 1 1 (B), the number of poles is between the number of slots. Because there is no symmetry, it requires 5 times for N-pole magnetization (left figure) and 5 times for S-pole magnetization (right figure), a total of 10 times. ) If the number of poles is 10 and the number of slots 2 is 15 slots as shown in the figure, the relationship between the number of poles and the number of slots is symmetric with 5 times the 2 poles and 3 slots. The total number of times of magnetization is two times, once for N pole magnetization (left figure) and once for S pole magnetization (right figure).
  • the number of times of magnetization is two times in total, once for N-pole magnetization and once for S-pole magnetization. Therefore, in the first to fourth embodiments, when the number of poles is 8, the slot is set to 12 slots, and when the number of poles is 10 poles, the slot is set to 15 slots. The number of times of magnetization can be reduced, and the number of magnetizing steps when installing the permanent magnet 5 can be reduced.
  • a battery-type forklift that uses a permanent magnet type synchronous motor
  • field-weakening control is not required when the permanent magnet type synchronous motor is operated, and the efficiency of the motor is improved during cargo handling and steering.
  • Battery-powered forklift can be provided.

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Abstract

永久磁石式同期モータを使用したバッテリー式フォークリフトにおいて、車輪を駆動する走行用モータとは別個に荷役作業用の永久磁石式同期モータを設けるとともに、前記荷役作業用モータの最高回転数を、前記走行用モータの最高回転数よりも低く設定し、高速回転域における弱め界磁制御を不要として、荷役作業時のモータの効率を上昇したバッテリー式フォークリフトを提供する。

Description

明 細 書 バッテリー式フォークリフト 技術分野
本発明は、 複数のスロットにコイルを巻回してなる固定子の内側に、 外周内部 に周方向に沿って複数の永久磁石を埋設してなる回転子をそなえた永久磁石式モ —夕を、 荷役作業用モー夕に適用したバッテリー式フォークリフトに関する。 背景技術
近年、 フォークリフトにおいては、 エンジン駆動のフォークリフトよりも省ェ ネルギー、 低公害のバッテリー式フォークリフトが、 多く採用されるようになつ てきた。
かかるバッテリー式フォークリフトの駆動源であるモータには、 直流モータ、 誘導モータ、 及び特開 2 0 0 2 - 1 6 5 4 2 8号に開示されているような永久磁 石式同期モータがあるが、 直流モー夕はメインテナンス性が良好でなくかつ効率 が低くてバッテリ一消費が多く、 誘導モー夕は効率が低くてバッテリ一消費が多 いという課題があることから、 前記直流モータ及び誘導モータよりも効率が高く てバッテリー消費が少なくメインテナンス性も良好である永久磁石式同期モー夕 が、 バッテリー式フォークリフトの駆動源として多く用いられている。
前記永久磁石式同期モータをバッテリー式フォークリフトの駆動源として用い た技術の一つに特開 2 0 0 2— 1 6 5 4 2 8号がある。
かかる技術においては、 フォークリフ卜における、 フォークを昇降させる昇降 部及び該フォークを傾けるチルト部等の荷役装置、 該フォークリフトを走行させ る走行装置、 及びフォークリフ卜の走行方向を制御するステアリング装置を前記 永久磁石式同期モータで駆動し、 前記各装置の何れかがエネルギーを発生する場 合には、 前記永久磁石式同期モータのエネルギーで回生せしめるように構成して いる。
第 1 0図には、 前記バッテリー式フォークリフトにおける N T出力特性 （モー 夕回転数とトルクとの関係線図） が示されている。 図において、 Aは走行時の N T出力特性、 Bはフォークの昇降、 チルト等の荷役作業時の N T出力特性、 Cは ステアリング時の N T出力特性を示す。 第 1 0図において、 一般にバッテリー式 フォークリフトにおいては、 走行時の最高回転数 N 2が 5 0 0 0 R P M程度、 荷 役作業時の最高回転数 N 1が 3 0 0 0 R P M程度、 ステアリング時の最高回転数 N 3が 5 0 0 R P M程度となっている。
然るに、 前記永久磁石式同期モー夕においては、 回転子に複数個の永久磁石を 該回転子の円周方向に沿って配設しているため、 高速回転域になるとモータ入力 電圧よりも大きくなる逆起電力が発生する。 該逆起電力は回転数の上昇に従い増 大する。
このため前記永久磁石式同期モータをバッテリー式フォークリフトに使用する 際には、 最高回転数 N 2が 5 0 0 0 R P M程度と高くなる走行時には、 前記逆起 電力を抑制するため、 モ一夕トルクに寄与せず、 磁石磁束を弱める電流を流して 前記逆起電力の電圧を抑制する弱め界磁制御を行っている。
しかしながら、 前記高速回転域における弱め界磁制御を行う場合は、 トルクに 寄与しない電流を流しているため、 銅損が増大してモー夕の効率が低下する。 従って、 ノ ッテリ一式フォークリフトにおいて、 前記特開 2 0 0 3 _ 1 9 2 2 9 9号のように、一つの永久磁石式同期モータで、走行駆動動作、荷役作業動作、 及びステアリング駆動動作を合わせ行うように構成すると、 第 1 0図の荷役作業 時の最高回転数 N 1が 3 0 0 0 R P Mから走行時の最高回転数 N 2が 5 0 0 0 R P M程度の間の高速回転域に発生する逆起電力の電圧を抑制するための前記弱め 界磁制御を行う必要があり、 かかる高速回転域における弱め界磁制御によってモ 一夕の効率が低下し、 バッテリ一消費電力が増大する。
等の問題点を有している。 発明の開示
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、 永久磁石式同期モータを使用したバッ テリ一式フォークリフトにおいて、 該永久磁石式同期モータ作動時における弱め 界磁制御を不要として、 荷役作業時及びステアリング時のモー夕の効率を上昇し たバッテリー式フォークリフトを提供することを目的とする。
本発明はかかる目的を達成するもので、 複数のスロットにコイルを設けてなる 固定子の内側に、 外周内部に周方向に沿って複数の永久磁石を埋設してなる回転 子をそなえた永久磁石式モータを搭載したバッテリー式フォークリフトにおいて、 前記フォークリフ卜の車輪を駆動する走行用モータとは別個に前記永久磁石式モ 一夕を設けて、 該永久磁石式モータを荷役用油圧シリンダへの作動油供給用の油 圧ポンプを駆動する荷役作業用モータに構成するとともに、 前記荷役作業用モー 夕の最高回転数を、 前記走行用モ一夕の最高回転数よりも低く設定したことを特 徵とする。
かかる発明において好ましくは、 前記永久磁石式モー夕からなる前記荷役作業 用モー夕を、 前記油圧ポンプ駆動用及びパワーステアリング駆動用に兼用する。 かかる発明によれば、 使用最高回転数が 5 0 0 0 R P M程度という高回転数の 走行用モー夕とは別個に、 使用最高回転数が 3 0 0 0 R P M程度の荷役作業用モ —夕として永久磁石式モー夕を設けたので、 該荷役作業用モー夕の使用最高回転 数 （3 0 0 0 R P M程度） から走行用モー夕の使用最高回転数 （5 0 0 0 R P M 程度） の間の高回転数域における永久磁石式同期モー夕の運転が不要となって、 該永久磁石式同期モー夕をかかる高回転数域で運転する際の逆起電力の発生を制 御できる。
従って該逆起電力を抑制するための弱め界磁制御が不要となって、 該弱め界磁 制御に伴うモー夕効率の低下を回避でき、 バッテリー消費電力を抑制できる。 また、 パワーステアリング駆動の最高回転数は 5 0 0 R P M程度で、 第 1 0図 のように、 パワーステアリング駆動モー夕の N T出力特性は荷役作業用モー夕の トルク特性の範囲内であるので、 前記荷役作業用モータとしての永久磁石式同期 モータをパワーステアリング駆動モ一夕として問題なく兼用できる。
また本発明は、 前記荷役作業用モータは、 その極数を 8極あるいは 1 0極のい ずれか一方に構成したことを特徴とする。
かかる発明において好ましくは、 前記荷役作業用モー夕の極数が 8極のときは 1 2スロットに、 極数が 1 0極のときは 1 5スロッ卜にそれぞれ構成する。
永久磁石式同期モータにおいて、 極数を 6極以下の少ない極数にすると、 磁束 が集中して磁気飽和が発生し、 トルク定数が低下して亀流の増加、 銅損の増加に よりモー夕の効率が低下するのに対し、 かかる発明のように極数を 8極以上にす ると、 磁束が分散するため固定子を通る 1極当たりの磁束が小さくなつて前記の ような磁気飽和の発生を回避できモータの効率の低下を防止できる。
一方、 極数を 1 2極以上の多い極数にすると、 これに伴いスロット数が 1 8ス ロット以上と多くなつて、 該スロットを形成する固定子の歯の歯幅が小さくなる ため磁束密度が増加し、 これにより鉄損が大きくなつてモータの効率が低下する のに対し、 かかる発明のように極数を 1 0極以下にすると、 スロット数も 1 5ス ロット以下に抑えられて、 固定子の歯幅を小さくなつて磁束密度が増加するのを 回避でき、 モー夕の効率低下を防止できる。
従って、 荷役作業用モ一夕に適用される永久磁石式同期モー夕は、 かかる発明 のように、 その極数を 8極あるいは 1 0極のいずれか一方に構成し、 かかる極数 に適合するスロット数、 即ち極数が 8極のときは 1 2スロットに、 極数が 1 0極 のときは 1 5スロットに設定することによって、 モータの効率を高効率に保持で さる。
また、 かかる発明において好ましくは、 前記荷役作業用モータの永久磁石は、 平板あるいは円弧状板のいずれか一方または両者が併設され、 前記平板あるいは 円弧状板の外側板面が前記回転子の外周面に近接するように該回転子の円周方向 に沿って所定間隔で複数個配設されてなる。
このように構成すれば、 平板あるいは円弧状板の永久磁石を外側板面が回転子 の外周面に近接するように設けて該永久磁石と回転子表面との間に磁性体部 （鉄 部分） を形成しないように構成したので、 平板あるいは円弧状板の永久磁石を回 転子の内部に埋設して該永久磁石と回転子表面との間に磁性体部 （鉄部分） を形 成した構成に比べて、 該磁性体部が少なくなることによりリラクタンストルクは 若干小さくなるが、 永久磁石の表面積が大きくなるため該永久磁石によるマグネ ットトルクが大きくなり、 結果として、 本発明のかかる構成により、 永久磁石式 同期モータからなる荷役作業用モータのトルクを大きくできる。
またかかる発明において、 前記複数のスロッ卜に設ける前記コイルを集中巻に て構成すれば、 分布巻に比べてコイルエンド寸法を小さくできて、 装置を小型化 できる。
本発明によれば、 使用最高回転数が高回転数の走行用モータとは別個に、 使用 最高回転数が前記走行用モータよりも低い荷役作業用モー夕として永久磁石式モ 一夕を設けたので、 該荷役作業用モー夕の使用最高回転数から走行用モータの使 用最高回転数の間の高回転数域における永久磁石式同期モー夕の運転が不要とな つて、 該永久磁石式同期モータをかかる高回転数域で運転する際の逆起電力の発 生を制御でき、 これによつて該逆起電力を抑制するための弱め界磁制御が不要と なって、 該弱め界磁制御に伴うモー夕の効率低下を防止し、 バッテリー消費電力 を抑制することができる。
また本発明によれば、 前記荷役作業用モータの極数を 8極あるいは 1 0極のい ずれか一方に構成したので、 極数を 8極以上に保持することにより、 磁束が分散 して固定子を通る 1極当たりの磁束が小さくなって磁気飽和の発生を回避可能と なるとともに、 極数を 1 0極以下に保持することにより、 スロット数を 1 5スロ ット以下に抑えて固定子の歯幅を小さくできて磁束密度が増加するのを回避可能 となり、 結果として前記荷役作業用モー夕の極数を 8極あるいは 1 0極に設定す ることにより、 モー夕の効率を高効率に保持できる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1実施例に係るバッテリー式フォークリフト用永久磁石 式モータにおける回転子及び固定子の構成を示す回転軸に直角な模式図である。 第 2図は、 本発明の第 2実施例を示す図 1対応図である。
第 3図は、 本発明の第 3実施例を示す図 1対応図である。
第 4図は、 本発明の第 4実施例を示す図 1対応図である。
第 5 (A) 図は本発明が適用されるバッテリー式フォークリフトの概略構成の 側面図、 第 5 (B ) は平面図である。
第 6図は、 本発明が適用されるバッテリー式フォークリフトの荷役作業作動系 の構成を示すブロック図である。
第 7 (A)図及び第 7 (B)図は、前記各実施例における磁束流の説明図である。 第 8 (A) 図〜第 8 (C)図は前記各実施例におけるモー夕効率の比較を示し、 第 8 (A) 図は説明図、 第 8 (B) 図及び第 8 ( C) 図はモータ効率の比較線図 である。
第 9 (A) 図及び第 9 (B) 図は、 前記各実施例における永久磁石配置とトル クとの関係を示す比較図である。
第 1 0図は、 前記各実施例におけるバッテリー式フォークリフトの N T出力特 性線図である。
第 1 1 (A) 図〜第 1 1 (C) 図は前記各実施例における永久磁石の着磁回数 の比較説明図で、 第 1 1 (A) 図は着磁回数比較表、 第 1 1 (B) 図は 1 0極の 場合の着磁要領説明図、 第 1 1 ( C) 図は 8極の場合の着磁要領説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。 但し、 この実施例 に記載されている構成部品の寸法、 材質、 形状、 その相対配置などは特に特定的 な記載がない限り、 この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、 単なる 説明例にすぎない。
第 5 (A) 図は本発明が適用されるバッテリー式フォークリフトの概略構成 の側面図、 第 5 (B) 図は平面図である。
第 5 (A) 図、 第 5 (B) 図において、 2 1はフォークリフトの車体、 2 2は 該車体 2 1の前部に立設されたマスト、 2 3は荷物を積載して該マスト 2 2を上 下動するフォーク、 2 5は運転席、 2 8は前輪、 2 9は後輪である。
3 2は前輪の駆動機構が設けられたフロントアクスル、 3 5は前記フロントァ クスル 3 2の駆動部に連結される走行用モー夕、 3 3は荷役作業用動力源である 油圧ポンプ、 3 4はオイルタンク、 3 0は該油圧ポンプ 3 3を駆動する荷役作業 用モー夕、 2 4は前記走行用電動モー夕 3 5及び荷役作業用モー夕 3 0に駆動電 力を供給するバッテリー、 3 1は前記走行用電動モータ 3 5及び荷役作業用モー 夕 3 0の作動を制御するコントローラである。
第 6図は前記バッテリー式フォークリフト （第 5 (A) 図） の荷役作業作動系 の構成を示すブロック図である。
第 5 (A) 図に示されるバッテリー式フォークリフトの荷役作業時において、 永久磁石式モ一夕（以下 I P Mモ一夕という）からなる荷役作業用モー夕 3 0は、 モ一夕コントローラ 3 O Aで設定された制御信号によって回転駆動される。 該荷 役作業用モータ 3 0の回転力は油圧ポンプ 3 3に伝達されて該油圧ポンプ 3 3が 駆動される。
2 6は前記フォーク 2 3の昇降、 マスト 2 2のチルトの切り換えを行うコント ロールバルブで、 前記油圧ポンプ 3 3からの作動油は、 該コントロールバルブ 2 6において昇降作業へ切り換えられることにより、 昇降油圧シリンダ 2 7に送ら れて前記フォーク 2 3の昇降が行われる。 シリンダの昇降速度は、 油圧系コント ローラ 3 3 Aによって制御される。
本発明は、 以上のように構成されたバッテリー式フォークリフトにおける荷役 作業用モー夕 3 0の改良に係るものである。
第 1図は、 本発明の第 1実施例に係るバッテリー式フォークリフトの荷役作業 用モータとしての永久磁石式モータにおける回転子及び固定子の構成を示す回転 軸に直角な模式図である。
図において、 1は回転子、 1 Aは該回転子 1の鉄心、 7は該回転子 1の回転軸 挿入穴で、 該回転軸挿入穴 7に前記油圧ポンプ 3 3を駆動するための回転軸 （図 示省略） が連結されている。 5は前記回転子 1に埋設された永久磁石で、 該永久 磁石 5は平板に形成されて、 その外側板面が前記回転子 1の外周面 6に近接する ように該回転子 1の円周方向に沿って所定間隔で複数個配設されている。 尚、 前 記永久磁石 5は、 外面が回転子 1の外周面 6にほぼ平行な円弧状板であってもよ い。
3は固定子、 3 Aは環状に形成された該固定子 3の継鉄部、 3 Bは該継鉄部 3 Aから内周方向 （前記回転子 1側） に円周方向に沿って複数個突設された固定子 3の歯部であり、 該外周部 3 Aと複数個の歯部 3 Bとにより該固定子 3の鉄心を 構成している。
2は前記固定子の歯部 3 Bの間に形成された該歯部 3 Bと同数のスロッ卜で、 各スロット 2にはコイル 4が集中巻にて設置されている。 このように、 前記コィ ル 4を集中巻にて構成すれば、分布巻に比べてコイルエンド寸法を小さくできて、 装置を小型化できる。 かかる荷役作業用モータ 3 0としての永久磁石式モー夕においては、 前記固定 子 3側のコイル 4に通電することにより回転磁界を発生させ、 回転子 1側の永久 磁石 5との磁気吸引力により回転子 1が回転駆動されて、 回転力を発生する。 この第 1実施例においては、 前記回転子 1に埋設された永久磁石 5の数を 1 0 個つまり極数を 1 0極に構成するとともに、 前記コイル 4が設置されるスロット 2の数を 9スロット（つまり前記固定子の歯部 3 Bの歯数を 9 )に構成している。 【実施例 2】
第 2図は本発明の第 2実施例を示す第 1図対応図である。
この第 2実施例においては、 前記回転子 1に埋設された永久磁石 5の数は前記 第 1実施例と同様に 1 0個つまり極数を 1 0極に構成するとともに、 前記コイル 4が設置されるスロット 2の数を 1 5スロット （つまり前記固定子の歯部 3 Bの 歯数を 1 5 ) に構成している。
その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
【実施例 3】
第 3図は本発明の第 3実施例を示す第 1図対応図である。
この第 3実施例においては、 前記回転子 1に埋設された永久磁石 5の数を 8個 つまり極数を 8極に構成するとともに、 前記コイル 4が設置されるスロット 2の 数を 9スロット （つまり前記固定子の歯部 3 Bの歯数を 9 ) に構成している。 その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。
【実施例 4】
第 4図は本発明の第 4実施例を示す第 1図対応図である。
この第 4実施例においては、 前記回転子 1に埋設された永久磁石 5の数は前記 第 3実施例と同様に 8個つまり極数を 8極に構成するとともに、 前記コイル 4が 設置されるスロット 2の数を 1 2スロット （つまり前記固定子の歯部 3 Bの歯数 を 1 2 ) に構成している。
その他の構成は前記第 1実施例と同様であり、 これと同一の部材は同一の符号 で示す。 次に、前記第 1〜第 4実施例のように構成された永久磁石式モータを、第 5 (A) 図ないし第 6図に示されるバッテリー式フォークリフトに適用したときの動作に ついて説明する。
第 1 0図は、 第 5 (A) 図ないし第 6図に示されるバッテリー式フォークリフ トにおけるモータ回転数 （前記走行用モータ 3 5及び荷役作業用モータ 3 0の双 方を含む） とトルクとの関係を示す N T出力特性である。
この N T出力特性において、 Aはフォークリフトの走行時におけるモー夕回転 数と走行駆動トルクとの関係、 Bは荷役作業時におけるモー夕回転数と荷役作業 用の油圧ポンプ駆動トルクとの関係、 Cはモ一夕回転数とパワーステアリング駆 動トルクとの関係をそれぞれ示す。 図において、 走行時における使用最高回転数 N 2は 5 0 0 0 R P M程度、 荷役作業時における使用最高回転数 N 1は 3 0 0 0 R P M程度、 パワーステアリングにおける使用最高回転数 N 3は 5 0 0 R P M程 度である。
本発明においては、 使用最高回転数 N 2が 3 0 0 0 R P M程度と中、 低回転域 で使用される荷役作業用モー夕 3 0を、 使用最高回転数 N 2が 5 0 0 0 R P M程 度と高回転域での使用が多い走行用モー夕 3 5とは別個に設けて、 該荷役作業用 モータ 3 0に前記第 1〜第 4実施例のように構成された永久磁石式電動モータを 適用している。
かかる永久磁石式同期モー夕においては、 前記のように、 回転子 1に複数個の 永久磁石 5を該回転子 1の円周方向に沿って配設しているため、 高速回転域にな るとモータ入力電圧よりも大きくなる逆起電力が発生する。 該逆起電力はモータ 回転数の上昇に従い増大する。 かかる永久磁石式同期モータをバッテリ一式フォ ークリフ卜に使用する際には、 使用最高回転数が高くなると前記逆起電力を抑制 するため、 モータ回路にトルクに寄与せず、 磁石磁束を弱める電流を流して前記 逆起電力の電圧を抑制する弱め界磁制御を行っている。
バッテリー式フォークリフト用永久磁石式モータにおいて、 前記高速回転域に おける弱め界磁制御を行う場合は、 トルクに寄与しない電流を流しているため、 銅損が増大してバッテリ一消費電力が増大し、 モー夕の効率が低下する。
然るにかかる実施例によれば、 使用最高回転数が 5 0 0 0 R PM程度という高 回転数の走行用モータ 3 5とは別個に、使用最高回転数が 3 0 0 0 R P M程度と、 前記走行用モー夕 3 5よりも使用回転数域が低い荷役作業用モータ 3 0として永 久磁石式モー夕を設けたので、該荷役作業用モータ 3 0の使用最高回転数 N 1 ( 3 0 0 0 R P M程度） から走行用モー夕 3 5の使用最高回転数 N 2 ( 5 0 0 0 R P M程度） の間の高回転数域においては永久磁石式同期モー夕からなる荷役作業用 モータ 3 0の運転は不要となる。
これにより、 前記のような、 該永久磁石式同期電動モー夕をかかる高回転数域 で運転する際の逆起電力の発生を制御できる。 従って該逆起電力を抑制するため の弱め界磁制御が不要となって、 該弱め界磁制御に伴うモータの効率低下を回避 でき、 バッテリー 2 4の消費電力を抑制することができる。
また本発明においては、 前記永久磁石式モー夕からなる前記荷役作業用モータ 3 0を、 パワーステアリング駆動用に兼用する。
前記パワーステアリング駆動の最高回転数は 5 0 0 R P M程度で、 第 1 0図の ように、 パワーステアリング駆動モータの N T出力特性 Cは、 荷役作業用モー夕 3 0の N T出力特性 Bの範囲内であるので、 前記荷役作業用モー夕 3 0としての 永久磁石式同期モータをパワーステアリング駆動モー夕として問題なく兼用でき る。
次に、 第 7 (A) 図は、 前記荷役作業用モー夕 3 0に適用される永久磁石式同 期モータの永久磁石 5の数を 6個つまり極数を 6極にした場合、 第 7 (B) 図は 前記極数を 8極にした場合 （スロット 2の数は双方とも 8スロット） における磁 束 5 0の流れを示す。
前記永久磁石式同期電動モー夕において、 第 7 (A) 図のような極数が 6極以 下の少ない極数になると、 1つの極当たりの磁束 5 0の集中度が大きくなつて磁 気飽和が発生し、 モータのトルク定数が低下して電流の増加、 銅損の増加により モー夕の効率が低下する。
これに対して、 前記第 1〜第 4実施例においては前記極数の最小値を 8極に構 成しているので、 第 7 (B) 図のような極数が 8極以上になると、 磁束 5 0が各 極に分散し、 1個の極当たりの磁束量が少なくなり、 固定子 3側への磁束 5 0が 分散して磁気飽和が抑制されることから、 トルク定数 （電流当たりのトルク） が 大きくなつて、 前記のような磁気飽和によるモー夕効率の低下を防止できる。 第 8 (A) 図〜第 8 (B) 図は前記各実施例に係る永久磁石式同期モー夕おけ るモー夕効率のシュミレーシヨン計算による比較を示す。 第 8 (B) 図は極数と モー夕効率の関係、 第 8 (C) 図は極数と電流値の関係を示す。
前記第 1〜第 4実施例のように、極数を 8極及び 1 0極に構成すれば、第 8 ( B ) 図の Z部のように、 極数を 6極以下及び 1 2極以上とした場合よりも高いモー夕 効率となるとともに、 第 8 ( C) 図の Y部のように、 極数を 6極以下及び 1 2極 以上とした場合よりも少ない電流値で済み、前記効果が裏付けられることとなる。 一方、 前記極数を 1 2極以上の多い極数にすると、 これに伴いスロット 2の数 が 1 8スロット以上と多くする必要があり、 該スロット 2を形成するための固定 子 3の歯部 3 Bの歯幅が小さくなるため、 磁束密度が増加し、 これにより鉄損が 大きくなってモータの効率が低下する。
従って、 前記第 1〜第 4実施例においては、 前記極数の最大値を 1 0極に構成 しているので、 スロット 2の数も 1 5スロット以下、 具体的には前記第 1〜第 4 実施例のように極数が 8極のときは 1 2スロットに、 極数が 1 0極のときは 1 5 スロットにそれぞれ構成して、 固定子 3の歯部 3 Bの歯幅を磁束密度が増加する のを回避できる歯幅に保持することが可能となり、 磁束密度の増加に伴なう鉄損 の増大によるモー夕の効率低下を防止できる。
以上により、 荷役作業用モータ 3 0に適用される永久磁石式同期モータは、 そ の極数を 8極あるいは 1 0極のいずれか一方に構成し、 かかる極数に適合するス ロット数、 即ち極数が 8極のときは 1 2スロットに、 極数が 1 0極のときは 1 5 スロッ卜に設定することによって、 モータの効率を高効率に保持できる。
また、 第 9 (A) 図、 第 9 (B ) 図は前記各実施例における永久磁石配置とト ルクとの関係を示す比較図で、 Aはマグネットトルク、 Bはリラクタンストルク を示す。
第 9 (A) 図は本発明の構成で、 前記第 1〜第 4実施例において、 前記回転子 1に埋設された永久磁石 5が平板 （あるいは円弧状板） に形成されて、 その外側 板面が前記回転子 1の外周面 6に近接するように該回転子 1の円周方向に沿って 所定間隔で複数個配設され、 該永久磁石 5と回転子 1の外周面 6との間に磁性体 部 （鉄部分） 1 bを形成しないように構成されている。
第 9 (B ) 図は前記永久磁石 5を回転子 1の内部に埋設して、 該永久磁石 5と 回転子 1の外周面 6との間に磁性体部 （鉄部分） 1 bを形成した場合である。 第 9 (A) 図の本発明の構成の場合は、 第 9 (B) 図の永久磁石埋設型に比べ て、 磁性体部 1 bが少なくなることによりリラクタンストルク Bは若干小さくな るが、 永久磁石 5の表面積が大きくなるため、 該永久磁石 5によるマグネットト ルク Aの増加量がリラクタンストルク Bの減少量よりも大きくなり、結果として、 永久磁石式同期モー夕からなる荷役作業用モ一タ 3 0のトルクを大きくできる。 以上により、 荷役作業用モータ 3 0に適用される永久磁石式同期モ一夕は、 そ の極数を 8極あるいは 1 0極のいずれか一方に構成し、 かかる極数に適合するス ロット数、 即ち極数が 8極のときは 1 2スロットに、 極数が 1 0極のときは 1 5 スロッ卜に設定することによって、 モー夕の効率を高効率に保持できる。
また、 第 1 1 (A) 図〜第 1 1 ( C) 図は、 前記各実施例における永久磁石の 着磁回数の比較説明図で、 第 1 1 (A) 図は着磁回数比較表、 第 1 1 (B ) 図は 1 0極の場合の着磁要領説明図、 第 1 1 (C) 図は 8極の場合の着磁要領説明図 である。
前記永久磁石 5に着磁する際には、 固定子 3側に直流電圧を印加して瞬時に大 電流を流し、 該大電流により発生する固定子 3の磁力によって、 回転子 1側に埋 設されている磁石 5に着磁する。 かかる着磁時には、 前記回転子 1側の磁石 5の 磁極と固定子 3の磁極の位置を合わせることを要する。
かかる永久磁石 5の着磁時において、 第 1 1 (B ) 図のような、 極数が 1 0極 でスロット 2の数が 9スロッ卜の場合には、 極数とスロット数との間に対称性が 無いため、 N極着磁に 5回 （左図）、 S極着磁に 5回 （右図） の、 計 1 0回の着磁 回数を必要とするが、 第 1 1 ( C) 図のような、 極数が 1 0極でスロット 2の数 が 1 5スロッ卜の場合には、 極数とスロット数との関係が 2極 3スロッ卜の 5倍 と対称性があるため、 N極着磁に 1回 （左図）、 S極着磁に 1回 （右図） の、 計 2 回の着磁回数で済む。
同様に、 極数が 8極でスロット 2の数が 9スロットの場合 （図示省略） には、 極数とスロット数との間に対称性が無いため、 N極着磁に 5回、 S極着磁に 5回 の、 計 1 0回の着磁回数を必要とするが、 極数が 8極でスロット 2の数が 1 2ス ロットの場合には、 極数とスロット数との関係が 2極 3スロッ卜の 5倍と対称性 があるため、 N極着磁に 1回、 S極着磁に 1回の、 計 2回の着磁回数で済む。 従って、 前記第 1〜第 4実施例においては、 極数が 8極のときは 1 2スロット に、極数が 1 0極のときは 1 5スロットに設定することによって、前記のように、 2回の着磁回数で済み、 永久磁石 5の組み込み時の着磁工数を低減できる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 永久磁石式同期モー夕を使用したバッテリー式フォークリフ トにおいて、該永久磁石式同期モータ作動時における弱め界磁制御が不要となり、 荷役作業時及びステアリング時のモー夕の効率を上昇したバッテリー式フォーク リフトを提供できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 複数のスロットにコイルを設けてなる固定子の内側に、 外周内部に周方向 に沿って複数の永久磁石を埋設してなる回転子をそなえた永久磁石式モー夕を搭 載したバッテリー式フォークリフトにおいて、 前記フォークリフトの車輪を駆動 する走行用モータとは別個に前記永久磁石式モ一夕を設けて、 該永久磁石式モ一 夕を荷役作業用油圧シリンダへの作動油供給用の油圧ポンプを駆動する荷役作業 用モータに構成するとともに、 前記荷役作業用モータの最高回転数を、 前記走行 用モータの最高回転数よりも低く設定したことを特徴とするバッテリー式フォー クリフ卜。
2 . 前記永久磁石式モー夕からなる前記荷役作業用モータを、 前記油圧ポンプ 駆動用及びパワーステアリング駆動用に兼用したことを特徴とする請求項 1記載 のバッテリー式フォークリフト。
3 . 前記荷役作業用モー夕は、 その極数を 8極あるいは 1 0極のいずれか一方 に構成したことを特徴とする請求項 1あるいは 2のいずれかの項に記載のバッテ リー式フォークリフ卜。
4. 前記荷役作業用モー夕の極数が 8極のときは 1 2スロッ卜に、 極数が 1 0 極のときは 1 5スロッ卜にそれぞれ構成したことを特徴とする請求項 3記載のバ ッテリー式フォークリフト。
5 . 前記荷役作業用モー夕の永久磁石は、 平板あるいは円弧状板のいずれか一 方または両者が併設され、 前記平板あるいは円弧状板の外側板面が前記回転子の 外周面に近接するように該回転子の円周方向に沿って所定間隔で複数個配設され てなることを特徴とする請求項 1あるいは 2のいずれかの項に記載のバッテリー 式フォークリフト。
6 . 前記荷役作業用モー夕は、 前記複数のスロットに設けた前記コイルを集中 巻にて構成したことを特徴とする請求項 1あるいは 2のいずれかの項に記載のバ ッテリ一式フォークリフト。
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
FIG.5(B) フロン
Figure imgf000019_0003
FIG.6
30 33 26 27
荷役作業用 コン 卜口一ル
油圧ポンプ 昇降油圧
モータ バルブ シリンダ
Ϊ "~~ 皋
Figure imgf000020_0001
—タ
コン 油圧系
卜ローラ コン 卜ローラ
30a 33a
()PB7 FI)(〇7AI. F
6/9
Sl7Z0Z0/S00Zdf/X3d LLL9 0/900Z OAV 〔雲^〕
FIG.8(A)
Figure imgf000022_0003
FIG.8(B) FIG.8(C)
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0002
6極 8極 10極 12極 6極 8極 10極 12極
ルクト
Figure imgf000023_0001
FIG.10
Figure imgf000024_0001
Ν1 Ν2 モータ回転数
FIG.1 1 (A)
着磁回数 直流電圧印加法
10回
0極 9スロッ 卜 U→V
対称性がないため、 極数と着磁回数が等しい。
2回
0極 15スロッ 卜 2極 3スロッ卜の 5—倍と対称性があるため、
1回の着磁で 5極の着磁可能
8回
極 9スロッ 卜 u→v 対称性がないため、 極数と着磁回数が等しい。
2回
極 12スロッ 卜 2極 3ス口ッ卜の 4倍と対称性があるため、 u→v
1回の着磁で 4極の着磁可能
Figure imgf000025_0001
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