JPH0323199A - バッテリ式産業車両における油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はバッテリ式産業車両における電力回生用油圧
装置に関するものである。

［従来の技術］ 荷役用油圧装置のポンプを駆動する電動機を備えたバッ
テリ駆動式産業車両、例えばバソテリフォークリフトに
おいては、リフトシリンダからの戻り油によりモータと
して機能する油圧ポンプを使用し、電動機を発電機とし
て作用させてバソテリの回生を行わせるものがある。

前記ような回生式油圧装置として、本願出廟人は特願平
１−３４６２７号において第１１図に示すものを提案し
ている。即ち、リフｌ・レバー４０及びティルトレバ−
４ｌの操作方向を検出したリミットスイッチＬＳＩ，Ｌ
Ｓ２及び両レバー４０４ｌの操作量を検出したボテンシ
ョメータＰｌ．Ｐ２の信号に基いてコントローラＣが誘
導電動機４９を回転駆動し、油圧ボンプ４２が駆動され
て、オイルタンクＴから回生用逆止弁５１を介して作動
油が吸上げられる。そして、ティルトレバー４ｌの操作
に基きティルト用制御弁４７が切換制御されて、ティル
トシリンダ４８に作動油が供給されてこれが伸縮され、
フォークのティルト動作が行われる。

また、リフトレバー４０の上昇操作に基きａ位置に保持
されるリフト用制御弁４４を介して油圧ボンプ４２とリ
フト用管路５２とが連通され、同リフト用管路５２から
リフトシリンダ４５に作動油が供給され、フォークが上
昇される．さらに、リフトレバー４０の下降操作に基き
、リフト用制御弁４４がＣ位直に切換えられると、フォ
ークの負荷によりリフトシリンダ４５からの戻り油が前
記リフト用制御弁４４を経て帰還用管路４６に圧送され
る。

前記帰還用管路４６の下流にはバイロソト方式の切換弁
５３が配設され、戻り油圧がボンプ４２をモータとして
機能させ得る時（戻り油圧がパイロット設定圧を超えた
時）はリフト用管路５２よリパイロット管路５４の逆止
弁５５を経て供給されるパイロソト圧により切換弁５３
がａ位置に保持される。そして、帰還用管路４６からボ
ンプ４２に供給される戻り油の圧力によりボンプ４２は
油圧モータとして機能して電動機４９を回生駆動する。

これにより、電動機４９は発電機として機能して、コン
トローラＣを介してバソテリ５０を充電させるようにな
っている。

また、戻り油圧が小さくてボンプ４２をモータとして機
能させ得ない時は、リフト用管路５２からパイロット管
路５４を介して切換弁５３にパイロット圧が働くことは
なく、同切換弁５３はホームポジションであるｂ位置に
保持され、帰還用管路４６からタンクＴ内に戻り油が回
収される。このため、低圧の戻り油によりポンプ４２が
無駄に回転され、これに伴って回転する電動機４９によ
ってバソテリ５０のエネルギーが消費されることを防止
する。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、フォークは軽負荷であっても上昇時には、リ
フトシリンダ４５からリフト用管路５２を介してボンプ
４２に大きな負荷が働き、リフト用管路５２内の油圧値
が上昇する。この結果、リフト用管路５２内の作動油の
圧力がパイロット設定圧に近づくこととなる。そして、
上昇中のフォークを急激に下降させると、この衝撃によ
りリフトシリンダ４５内に作動油の踊りが発生し、リフ
ト用管路５２内に滞留する上昇された作動油の圧力がパ
イロット設定圧を超え、パイロソト管路５４内にパイロ
ソト圧が発生して切換弁５３はａ位置に切換えられる。

そして、リフト用管路５２内の圧力が低下しても、この
パイロット圧は切換弁５３からオリフィス５６を介して
解除されるため、切換弁５３がａ位置に復帰するには時
間を要し、この間に帰還用管路４６からポンプ４２内に
流入した低圧の戻り油がポンプ４２を回転させる。

これにより、電動機４９が無駄に回転され、バソテリ５
０の消耗につながることになる。

この発明は上記した問題点を解消するためになされたも
のであり、その目的は軽負荷の荷役部材を上昇から下降
に切換えた時、電動機が無駄に回転することを回避して
、バッテリエネルギーの無駄な放出を防止し得るバッテ
リ式産業車両における油圧装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記した目的を達成するために、荷役部材を
昇降させるリフトシリンダと、前記リフトシリンダを作
動させるために駆動され、リフトシリンダに作動油を供
給するとともに、リフトシリンダが収縮されたとき、所
定値を越えた戻り油の圧力にて回転駆動され、油圧モー
タとして機能する油圧ポンプと、前記リフトシリンダと
油圧ポンプとの間に介装されたリフト用制御弁と、前記
油圧ポンプに作動連結され、かつバッテリから供袷され
る電力にて駆動されて前記油圧ポンプを回転させるとと
もに、油圧モータとして機能する油圧ポンプにより回転
されてバッテリの電力回生を行う電動機と、前記リフト
シリンダの収縮時において、戻り油圧が所定値を超えた
時、同戻り油の帰還路を油圧ポンプ側に、また前記戻り
油圧が所定値に至らない時、帰還路をドレイン側に切換
える帰還路切換手段と、前記所定値を超えた戻り油圧に
従う拍動力を前記帰還路切換手段に伝達する始動力伝達
路と、前記始動力伝達路内において、前記戻り油圧の脈
動に基く不良始動力を吸収する不良拍動力吸収手段とを
設けたことをその要旨とする。

［作用］ この発明においては、戻り油の脈動に基いて始動力伝達
路に不良始動力が発生すると、この不良始動力が不良始
動力吸収手段によって吸収され、帰還路切換手段が戻り
油の帰還路を切換えることが防止される。

［実施例］ 以下、この発明をバソテリ式フォークリフトに具体化し
た第１の実施例を第１〜５図に従って詳述する。

第１図において、油圧ポンプ１はオイルタンクＴ内に貯
留された作動油を供給用管路−２の回生用逆止弁３を介
して吸上げたのち、フォーク駆動用油圧回路Ｈ内の主管
路４に吐出する。前記主管路４にはリフト用制御弁５が
配設され、同リフト用制御弁５はフォークの昇降及び停
止を指示するりフトレバ−６の上昇、中立及び下降操作
位置に対応して、ａ，ｂ，ｃの３つの位置に切換可能に
なっている。

前記リフト用制御弁５は位置切換えによりリフトシリン
ダ７のボトム室７ａ内の作動油の量を制御して同シリン
ダ７を伸縮させるものであり、リフトレバー６の上昇操
作位置に基くａ位置（第２図〉において、主管路４とリ
フト用管路８とを連通させ、油圧ポンプｌからリフトシ
ンダ７のボトム室７ａに作動油を供給させることにより
同リフトシンダ７を伸長させる。

さらに、前記リフト用制御弁５はリフトレバー６の中立
位置に基くｂ位置（第１図）では、リフト用管路８を主
管路４及び帰還用管路９から遮断し、リフトシリンダ７
内の作動油の流量の変動を防止して、これを収縮させる
ことなく保持するとともに、主管路４を下流側に開放す
るようになっている。

また、前記リフト用制御弁５はリフトレバー６の下降操
作位置に基くｃ位置（第３．４図）において、リフト用
管路８と帰還用管路９とを連通させる。前記帰還用管路
９にはリフトシリンダ７からリフト用制御弁５を経て帰
還する戻り油の通過流量を制限する流量制御井ｌＯが配
設されている。

前記流量制御弁１０は戻り油の流量を調整し、リフトシ
リンダ７の急激な収縮を防止してフォークを適正な速度
で下降させる。

さらに、前記帰還用管路９には、流量制御弁１０の下流
において迂回管路Ｄが分岐され、この迂回管路Ｄにはａ
，ｂ位置に切換可能な帰還路切換手段としてのパイロッ
ト制御式切換弁１１が設けられている。この切換弁１１
はホームポジションをｂ位置とし、前記迂回管路Ｄを常
には開放している。

また、前記切換弁ｌ１には前記リフト用制御弁５の切換
用ボー｝５ａから始動力伝達路としての切換用パイロソ
ト管路１２が絞り弁１３を介して接続可能になっており
、さらに切換弁１１に設けた逃がし穴が切換弁１１の下
流側に連通されている。なお、リリーフ管路Ｒは絞り弁
１３とともに不良拍動力吸収手段を構成するものであり
、ＩＪ　リーフ管路Ｒはパイロット管路１２よりも管路
内抵抗が大きく設計されている。

そして、特に第３図に示すように、リフトレハ−６の下
降操作に基きリフト用制御弁５がＣ位置に保持され、前
記リフト用管路８の内部圧力がパイロット設定圧を上回
るとき、リフト用管路８よりリフト用制御弁５の下降通
路５ｂから切換用ボ｝５ａを介してパイロット管路ｌ２
にパイロット流体が流れる。このパイロフト流体は絞り
弁１３にて流量及び流速が制御されながら切換弁１１側
に流入し、その圧力を始動力として切換弁１ｌをｂ位置
からａ位置に切換える。

即ち、下降されるフォークの負荷に従うリフト用管路８
内の戻り油圧がパイロソト設定圧以下のときには、パイ
ロット圧が切換弁１１に働くことはなく、この切換弁１
ｌはｂ位置（第４図）に保持され、また戻り油圧がパイ
ロソト設定圧を上回ったときには切換弁１１がａ位Ｎ（
第３図）に保持されて閉鎖される。そして、この切換弁
１１はａ位置にある時、迂回管路Ｄを閉鎖するため、リ
フトシリンダ７からの戻り油を制御弁１０を介して供給
用管路２の回生用逆止弁３及び油圧ポンプｌ間に帰還さ
せ、供給用管路２内において回生用逆止弁３にてタンク
Ｔへの流通が遮断された戻り油は油圧ボンプｌ内に流入
して同ポンプ１を駆動する。

前記主管路４にはリフト用制御弁５の下流側においてテ
ィルト用制御弁ｌ４が配設され、フォークの前後傾動作
を指示するティルトレバー１５の前傾、中立及び後傾操
作位置に対応してテイルト用制御弁１４がａ，ｂ，ｃの
３位置に切換駆動されるようになっている。

前記ティルト用制御弁１４は位置切換えによりティルト
シリンダ１６の前室１６ａ及び後室１６ｂに連通ずる後
傾用管路１７及び前傾用管路１８とティルト用管路１９
及びドレイン用管路２０とを選択的に接続させ、ティル
トシリンダ１６の伸縮を行い、フォークを前後傾を行う
。なお、フォークは上昇時及び下降時にティルト動作を
行い、フォークのリフト及びティルトの同時操作を行う
ことができるようになっている。

さて、上記した油圧回路を駆動する電気的構戒について
説明する。

前記リフトレバー６の上昇、中立及び下降の操作位置は
りξソトスイッチよりなるリフト操作位置センサ２１に
て検出されるとともに、同リフトレバー６の上昇位置及
び下降位置における操作量はボテンショメー夕よりなる
リフト操作量センサ２２にて検出され、その検出信号は
コントローラ２３に出力される。また、ティルトレバ−
１５の前傾、中立及び後傾位置はりξットスイッチより
なるティルト操作位置センサ２４にて検出されるととも
に、同レバー１５の前傾位置及び後傾位置における操作
量はボテンショメー夕よりなるテイルト操作量センサ２
５にて検出され、各検出信号をコントローラ２３に出力
する。

前記コントローラ２３はバソテリＢの駆動電源を制御し
て誘導電動機２６に電力を供給し、さらに同電動機２６
は油圧ボンプｌに作動連結されている。

前記コントローラ２３はリフト操作量、センサ２２及び
ティルト操作量センサ２５の各検出値に対する電動機２
６の回転速度を演算する。即ち、リフトレバー６のみが
操作されたときには、リフトレバー６の操作量に対する
回転速度指令値が、ティルトレバ−１５のみが操作され
たときにはティルトレバー１５の操作量に対する回転速
度指令値が予め定められたプログラムデータに基いて演
算される．また、同時にリフトレバー６及びティルトレ
バ−１５が操作されたときにはコントローラ２３は各操
作量に対する回転数指令値を演算し、これら２つの指令
値の中で大きい方の回転速度指令値を電動機２６の回転
数として設定するようになっている。

そして、コントローラ２３は演算された回転速度指令値
に基いていバッテリＢから電動機２６に供給される電力
を制御して、前記回転速度指令値に従う回転速度で電動
機２６を駆動して油圧ボンプ１の吐出量を調整する。即
ち、リフトレバー６及びティルトレバ−１５の各操作量
に応じてフォークの昇降速度及びマストの傾動速度を制
御する。

さて、前記のように構戒した油圧装置の作用について以
下に説明する。

今、第３図に示すように、フォークの重負荷時にリフト
レバー６が下降操作されると、リフトシリンダ７からの
リフト用管路８を介してリフト用制御弁５の下降通路５
ｂ内に流入する戻り油圧はパイロット設定圧を超える。

すると、下降通路５ｂに連通ずる切換用ボート５ａから
パイ口・ノト管路１２内を連続的に流されるパイロフト
流体の圧力が切換弁１ｌに伝達され、このバイロソト圧
により切換弁１１はａ位置に保持される。このため、戻
り油がボンプ１内に圧送され、リフトレバー６の操作量
に従う回転速度指令値でコントローラ２３が電動機２６
、即ちボンプ１を回転させる。

そして、これに追従して回転する電動機２６が発電機と
して機能し、コントローラ２３を介してバッテリＢが充
電される。

また、フォークが無負荷、または軽負荷の状態で下降さ
れると、戻り油圧はパイロソト設定圧に達することはな
く、第４図に示すように、ｂ位直にある切換弁１１は切
換えられることはない。このため、低圧の戻り油は大部
分が迂回管路Ｄ内に流入する。なお、この戻り油は切換
弁ｌ１を通過する前に、その流量が制御弁ｌαにて一定
に制限されてタンクＴ内に回収される。従って、下降す
るフォークの速度が一定の値を超えることはなく安定し
た下降が行われる。

さらに、フォークが軽負荷で上昇される時、リフト用管
路８内の圧力が上がり、パイロット設定圧に近づくこと
がある。この時、リフトレバー６を急激に下降操作に切
換えると、この衝撃によって車両に振動が発生し、リフ
トシリンダ７内の作動油に踊りが生じて戻り油圧が一時
的にパイロソト設定圧を超えることがある。すると、リ
フト用管路８を介してリフト用制御弁５の下降通路５ｂ
内が昇圧され、切換用ボー｝５ａからパイロット管路１
２にパイロット流体が流れる。そして、このパイロソト
流体は絞り弁１３にて流量及び流速が制御されながら進
み、切換弁ｌｌ内においてリリーフ管路Ｒを経て迂回管
路Ｄの制御弁１１の下流に逃がされる。

このため、リフトシリンダ７内に発生した作動油の踊り
に暴くリフト用管路Ｂ内の一時的な昇圧に従いパイロソ
ト管路１２内に誤って生じたパイロット圧はリリーフ管
路Ｒにて吸収され、切換弁１１がａ位置に切換えられる
には至らない。よって、低圧の戻り油は迂回管路Ｄから
タンクＴに回収され、ボンプｌ内に流入することが確実
に回避される．従って、低圧の戻り油によってポンプｌ
が回転され、電動機２６が不要の回転を行ってバソテリ
Ｂを消耗させることはない。

なお、上記した実施例における不良始動力吸収手段は第
５図に示すように、リリーフ管路Ｒに代えてアキューム
レータ２７を絞り弁ｌ３と切換弁ｔｔとの間に配置して
、パイロソト管路ｌ２内で誤って一時的に発生したパイ
ロット圧を吸収する構戒とすることも可能である。

続いて、この発明の第２の実施例を第６図に従って説明
する。

この実施例では、パイロット管路１２の絞り弁を省略す
るとともに、リフト用管路８においてシリンダ７の作動
油人出口近傍に戻り油圧低下用の流量制御井２８を設け
たものである。そして、軽負荷のフォークが最上昇位置
にまで上昇された後に下降された時等、リフトシリンダ
７内の作動油に踊りが生じても、戻り油圧が極端に上昇
することを抑え、その値がバイロソト設定圧を確実に下
回るように配慮したものである。このように構或すれば
、リフトシリンダ７内の作動油の踊りに基く一時的な戻
り油圧の上昇によりパイロット圧が発生することが回避
される。従って、切換弁１１の誤動作により、低圧の戻
り油にてボンプ１が回転されて電動機２６が無駄に回転
され、バッテリＢが消耗することが防止される。

なお、この実施例における流量制御弁２８は帰還用管路
．９の流量制御弁１０よりも絞り量が小さく設定され、
リフト用管路８内の通過ｉｔが大きく制限されることは
なく、フォーク上昇時における流量や圧力に大きな影響
を与えるものではない．次に、この発明の第３の実施例
を第７図に従って説明する。

この実施例ではパイロット管路１２内にパイロソト圧で
制御される常開の第１開閉弁２９を介在させ、この第１
開閉弁２９のパイロットボートとリフト用管路８とを第
２のパイロット管路３０を介して接続し、同第２のパイ
ロソト管路３０内に介在させた常開の第２開閉弁３１に
より第１開閉弁２９を切換制御するものである。

そして、第２開閉弁３ｌを第ｌ開閉弁２９よりも大幅に
小さな圧力で切換わるように設定し、フォークが軽負荷
にて上昇された後に、下降開始されると、リフト用管路
８内に生ずる一時的は昇圧により、第２のパイロソト管
路３ｏ内に発生するパイロット流体が第２開閉弁３ｌを
通過して第ｌ開閉弁２９に圧力を加え、これを閉鎖させ
る。

また、第２のパイロソト管路３０には第２開閉弁３１の
上流側において分岐バイロソト管路３２が分岐され、リ
フト用管路８内の昇圧に基くパイロソト流体は第２のパ
イロソト管路３ｏを経てこの分岐パイロソト管路３２内
にも流入する。この分岐パイロソト管路３２内でパイロ
ット流体はオリフィス３３にて流量が規制された後、第
２開閉弁３１のパイロットボート及びアキュームレータ
３４内に供給される。

即ち、リフト用管路８内の一時的界圧に基き発生したバ
イロノト圧は第２のパイロフト管路３ｏ内おいて開放位
置にある第２開閉弁３ｌを経て第ｌ開閉弁２９に付与さ
れてこれを開放する。このパイロソト圧は、同時に第２
のパイロット管路３０から分岐パイロット管路３２内に
流入するが、オリフィス３３の抵抗を受け、さらにはア
キュームレータ３４にて吸収されるところから、第１開
閉弁２９の閉鎖後に第２開閉弁３１に付与される。

従って、第１開閉弁２９が閉鎖された後に第２開閉弁３
１が閉鎖され、第１開閉弁２９が閉鎖状態に保持される
。このあと、リフト用制御弁５が完全にＣ位置に移動し
て、戻り油の一時的昇圧に基き切換用ボーＬ　５　ａか
らパイロソト管路１２内を流れるパイロフト流体は第１
開閉弁２９にて進路が遮断される。従って、切換弁１ｌ
が切換えられることはなく、戻り油は迂回管路Ｄを経て
タンクＴに回収される。

そして、リフト用管路８内の降圧に従い第２パイロット
管路３０内の圧力が低下すると、第２開閉弁３３からパ
イロット圧がオリフィス３３を介して解除され、第２開
閉弁３３が開放される。これにより、第１開閉弁２９か
らもパイロット圧が第２開閉弁３３を経て解除されるが
、戻り油が低圧であるところからパイロット管路１２か
らパイロット圧が供袷されることはなく、切換弁１１は
開放状態に保持されて戻り油をタンクＴに通過させる。

この実施例においても、前記第ｌ及び第２実施例と同様
に切換弁１１の誤動作により、低圧の戻り油にてポンブ
ｌが回転されて電動機２６が無駄に回転され、バソテリ
Ｂが消耗することが防止される。

続いて、この発明の第４の実施例を第８〜ｌＯ図に従っ
て説明する。

この実施例においては、主管路４からリフト用制御弁５
に至る管路３５内にパイロソト制御方式の圧力開放弁３
６を設けたものである。そして、フォークが軽負荷にて
上昇される時には、圧力開放弁３６の逆止弁３７ａを介
してａ位置にあるリフト用制御弁５からリフト用管路８
に作動油を圧送する。この時、リフト用制御弁５は第９
図に示す状態にあり、そのスプール３８にて主管路４を
閉鎖してリフト用管路８とタンクＴとの連通を遣断して
いる。

前記フォークが最上昇位置に達すると、リフトシリンダ
５内の負荷がリフト用管路８を介して主管路４に伝達さ
れ、同主管路４から分岐されたパイロット管路３９を経
て圧力開放弁３６が切換えられる。そして、フォークを
最上昇位置から下降させる時、即ちリフト用制御弁５が
ａ位置からＣ位置に移行される時、スブール３８は瞬間
的に第１０図に示すように、リフト用管路８を主管路４
を介してタンクＴに連通させる。この瞬間に、圧力開放
弁３６の排出路３７ｂを経て、リフト用管路８内におい
て一時的に昇圧した戻り油がタンクＴに逃がされる。こ
のため、リフト用制御弁５がＣ位直に切換わった時点で
は、リフト用管路８内にはもはや昇圧した戻り油が滞留
することはなく、切換用ボート５からパイロソト管路ｌ
２を介して切換弁１１にパイロット圧が付与されること
はない。従って、フォークが軽負荷で下降する時には、
戻り油は常にｂ位直にある切換弁１ｌを介してタンクＴ
に回収され、第１〜第３実施例と同様に切換弁１１の誤
動作により、低圧の戻り油にてポンプ１が回転されて電
動機２６が無駄に回転され、バソテリＢが消耗すること
が防止される。

なお、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく、例えば、 ■誘導電動機２６に代えて直流電動機を採用したり、 ■フォークリフト以外にも産業車両をはじめとする各種
エンジン車両に応用する、 等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて任意の変更
は無論可能である。

［効果コ 以上詳述したように、この発明よれば、軽負荷の荷役部
材を上昇から下降に切換えた時、電動機が無駄に回転す
ることを回避して、バッテリエネルギーの無駄な放出を
防止し得るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におけるフォークリフトの油圧的及び
電気的構戒を示す回路図、第２図はフォーク上昇時にお
ける油圧的及び電気的構成を示す回路図、第３図及び第
４図はフォークの重負荷及び軽負荷下降時における油圧
的及び電気的構或を示す回路図、第５図は不良始動力吸
収手段の別例を示す油圧回路図、第６図はこの発明の第
２の実施例を示す油圧回路図、第７図はこの発明の第３
の実施例を示す油圧回路図、第８図はこの発明の第４の
実施例を示す油圧回路図、第９．１０図は同じく第４の
実施例におけるリフト用制御弁のスプールの切換位置を
示す断面図、第１１図は従来例における油圧的及び電気
的構成を示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷役部材を昇降させるリフトシリンダと、前記リフ
   トシリンダを作動させるために駆動され、リフトシリン
   ダに作動油を供給するとともに、リフトシリンダが収縮
   されたとき、所定値を越えた戻り油の圧力にて回転駆動
   され、油圧モータとして機能する油圧ポンプと、 前記リフトシリンダと油圧ポンプとの間に介装されたリ
   フト用制御弁と、 前記油圧ポンプに作動連結され、かつバッテリから供給
   される電力にて駆動されて前記油圧ポンプを回転させる
   とともに、油圧モータとして機能する油圧ポンプにより
   回転されてバッテリの電力回生を行う電動機と、 前記リフトシリンダの収縮時において、戻り油圧が所定
   値を超えた時、同戻り油の帰還路を油圧ポンプ側に、ま
   た前記戻り油圧が所定値に至らない時、帰還路をドレイ
   ン側に切換える帰還路切換手段と、 前記所定値を超えた戻り油圧に従う始動力を前記帰還路
   切換手段に伝達する始動力伝達路と、前記戻り油圧の脈
   動に基く不良始動力を吸収する不良始動力吸収手段と を設けてなるバッテリ式産業車両における油圧装置。