JPH0549800U - フォーク昇降用の油圧モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーク下降時に油圧モータを回生動作させ
る機能を有したフォークリフトの油圧モータ制御装置に
おいて、必要以上に回生機能を損なうことなく、積載物
が軽い場合であってもフォーク下降時に該フォークを適
正な速度で下降させることができるフォーク昇降用の油
圧モータ制御装置を提供する。 【構成】 フォーク下降時において、積載物の重さが適
当な場合は、油圧モータを回生動作させながら該フォー
クを下降させ、一方、積載物が軽く、該下降速度が遅い
場合には、油圧モータを逆回転作動させてオイルの移送
を促すように制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フォークリフトにおけるフォーク昇降用の油圧モータ制御装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、フォーク昇降用の油圧モータを装備したフォークリフトにおいては、フ ォークを下降させる際に、該油圧モータの回生動作を利用してフォークの位置エ ネルギーを電気エネルギーに変換して、該フォークリフトの消費電力を節約して いるものがある。すなわち、油圧によって上昇させたフォークを下降させる際に 、下降指令入力直後に油圧回路内の流路開閉弁（ソレノイドバルブ）を開動作さ せ、フォーク、および、積載物の荷重により上昇時とは逆方向へ流れるオイルに よって該油圧モータを逆転させて電力の回生動作を行わせることにより、該フォ ークリフトに具備したバッテリを充電する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述のようなフォークリフトにおいては、フォーク下降時に、 フォークとそのフォークを支持するマストとの間に摩擦損傷等による抵抗が生じ るため、積載物の重さによっては該フォークの下降速度が低下する、もしくは全 く下降しないことがある。 本考案は、上述した問題点を解決するもので、フォークリフトにおいて積載物 の軽重に拘らず、しかも回生機能を損なうことなしに該フォークを適正な速度で 下降させるフォーク昇降用の油圧モータ制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案のフォーク昇降用の油圧モータ制御装置は、 フォークを支持するピストンをオイルの油圧により昇降させるリフトシリンダと 、オイルを貯蔵するオイルタンクと、このオイルタンクと前記リフトシリンダと を接続するオイル通路の経路上にあって油圧モータにより駆動されオイルを移送 する油圧ポンプと、オイル通路内にあって油圧ポンプとリフトシリンダとの間に オイルの移送を許容し、あるいは遮断する流路開閉弁と、フォークの上昇指令と 下降指令とが入力され、前記油圧モータと流路開閉弁を駆動制御する制御手段と を備え、前記制御手段は前記油圧モータの回転数を検出して、フォーク下降指令 の入力時に、前記油圧モータを所定の加減速パターンで回転制御するものである 。

【０００５】

【作用】

上記の構成によれば、フォークの下降時において、通常時は、油圧モータの界 磁コイルにのみ正方向の励磁電流を通電することにより、油圧モータを回生動作 させつつフォークを下降させる。一方、積載物の荷重が軽い時は、該界磁コイル に正方向の励磁電流を通電するとともに、油圧モータの電機子コイルに逆方向の 励磁電流を通電することにより該油圧モータを逆回転させてフォークを下降させ るように制御する。このように制御することにより、フォーク下降時に、積載物 の軽重に拘らず、適正な速度でフォークを下降させることができる。

【０００６】

【実施例】

本考案の一実施例について、図面を参照して説明する。図１は本実施例による 昇降用フォークの油圧モータ制御装置が搭載されたフォークリフトを示す。制御 装置１を搭載した車体２の前部にマスト３が固着され、そのマスト３の前面に、 積載物４を載せるためのフォーク５が昇降可能に装備されている。また、マスト ３の背面に設置されたリフトシリンダ６にはピストン７が挿通し、リフトシリン ダ６内に充填されるオイルによってピストン７が上下に動作し、それに連動して フォーク５が昇降する。さらに、車体２には、運転者がフォーク昇降指令を入力 するスイッチ８が具備されている。

【０００７】 図２はフォークを昇降動作させる油圧回路を示す。オイルタンク２１には、油 圧回路内を流れて動力を伝達するオイルが貯蔵されている。オイルタンク２１と リフトシリンダ６とは、オイル通路２２ａ，２２ｂなどからなる流路により接続 され、これらのオイル通路２２ａとオイル通路２２ｂとの間には、オイルタンク ２１とリフトシリンダ６との間のオイルの移送を許容、あるいは遮断する流路開 閉弁（ソレノイドバルブ）２７が配設されている。また、オイル通路２２ａには 、油圧モータ２３により駆動される油圧ポンプ２４が装備され、その油圧ポンプ ２４の供給する圧力によって該オイルが移送される。さらに、オイル通路２２ｂ には逆止弁２５が配設され、リフトシリンダ６へ移送されるオイルの逆流を防止 する。逆止弁２５と並列のオイル通路２２ｃ内には、リフトシリンダ６からオイ ルタンク２１へ返送されるオイルの単位時間当りの流量を制限する絞り弁２６が 配設されている。

【０００８】 上記油圧回路において、フォーク５上昇時には、油圧モータ２３により油圧ポ ンプ２４を駆動させ、さらにソレノイドバルブ２７を図示で左方向へ移動させ開 動作させることにより、オイルがオイル通路２２ａ，２２ｂを経てリフトシリン ダ６ヘ移送され、そのリフトシリンダ６内に充填されたオイルの圧力によりフォ ーク５を支持するピストン７が押し揚げられる。一方、フォーク５下降時には、 ソレノイドバルブ２７を同様に開動作させることにより、リフトシリンダ６内に 充填されたオイルが、ピストン７から伝達された荷重による圧力でオイル通路２ ２ｂへ押し出され、途中にオイル通路２２ｂとは分岐されたオイル通路２２ｃ、 絞り弁２６を経由し，オイル通路２２ａ、油圧ポンプ２４を通ってオイルタンク ２１まで戻される。

【０００９】 該フォーク５の上昇時には、流路開閉弁２７によってオイル通路２２ａとオイ ル通路２２ｂ、オイル通路２２ｄとオイル通路２２ｅとをそれぞれ連通させるこ とにより、オイルタンク２１から送り出されたオイルがオイル通路２２ａ，２２ ｂを経路としてリフトシリンダ６へ移送される。一方、フォーク５の停止時には 、ソレノイドバルブ２７を図示で右方向へ移動させ閉動作させて、オイル通路に よる経路上の上流側（オイルタンク側）と下流側（リフトシリンダ側）とを遮断 することにより、下流側の油圧を所定に維持する。また、フォーク５下降時には 、上昇時と同様にオイル通路２２ａとオイル通路２２ｂ、オイル通路２２ｄとオ イル通路２２ｅとをそれぞれ連通させることにより、リフトシリンダ６からオイ ルタンク２１へオイルが移送される経路を形成する。

【００１０】 上記フォーク５下降時の動作は回生動作を行わせるものであり、オイル通路２ ２ａ内を上昇時とは逆方向に流れるオイルにより油圧モータ２３を逆転させ、電 力の回生動作を行わせ、バッテリを充電する。これにより消費電力を節約するこ とができる。なお、油圧モータ２３には、電機子コイルと界磁コイルとからなる 直流分巻モータを用いている。

【００１１】 図３は制御装置のブロック構成を示す。運転者がフォーク５の昇降操作を行う ためのアップスイッチ３１ａとダウンスイッチ３１ｂ、流路開閉弁作動回路３３ 、油圧モータ２３の回転数を検知するための回転数検知回路３４、油圧モータ駆 動回路３５が制御回路３２に接続されている。さらに、流路開閉弁作動回路３３ には流路開閉弁２７が、油圧モータ駆動回路３５には油圧モータ２３がそれぞれ 接続されている。また、前記回転数検知回路３４は油圧モータ２３と接続されて いる。

【００１２】 図４はフォーク５上昇時の制御手順のフローチャートを示し、図５はフォーク ５下降時の制御手順のフローチャートを示す。始めに、図４に従って、フォーク ５を上昇させる場合について説明する。上昇指令の入力前すなわち、フォーク５ 停止時には流路開閉弁２７は閉じられている。アップスイッチ３１ａの入力（＃ ４１）によってフォーク上昇指令が制御回路３２へ入力されると、制御回路３２ から油圧モータ駆動回路３５へモータ駆動指令が出力され、油圧モータ２３の界 磁コイルと電機子コイルへそれぞれ正方向に通電して油圧モータ２３を正方向へ 回転作動させる（＃４２，＃４３）。前述のモータ駆動指令の出力と同時に、制 御回路３２から流路開閉弁作動回路３３へ流路開通指令が出力され、流路開閉弁 ２７が開かれる（＃４４）。該開動作によりオイル通路２２ａとオイル通路２２ ｂとが連通されることにより、オイルタンク２１からリフトシリンダ６へオイル が移送される経路が形成される。作動した油圧モータ２３が油圧ポンプ２４を駆 動することにより、オイルタンク２１からリフトシリンダ６へオイルが移送され 、充填したオイルの油圧によりフォーク５を上昇させる（＃４５）。

【００１３】 所望の位置までフォーク５が上昇しアップスイッチ３１ａの入力が停止される と（＃４１）、制御回路３２から流路開閉弁作動回路３３ヘ流路遮断指令が出力 され、流路開閉弁２７を閉じる（＃４６）。前記流路遮断指令の出力と同時に油 圧モータ駆動回路３５へはモータ停止指令が出力され、油圧モータ２３の界磁コ イルと電機子コイルへの通電を止めて油圧モータ２３を停止させる（＃４７）と それに連動する油圧ポンプ２４が停止し、フォーク５が停止する（＃４８）。

【００１４】 次に、図５に従って、フォーク５を下降させる場合について説明する。下降指 令の入力前、すなわちフォーク５停止時には流路開閉弁２７は閉じられている。 ダウンスイッチ３１ｂの入力によってフォーク下降指令が制御回路３２へ入力さ れると（＃５１）、制御回路３２から流路開閉弁作動回路３３へ流路開通指令が 出力され、流路開閉弁２７が開かれて（＃５２）、オイル通路２２ａとオイル通 路２２ｂとが連通され、リフトシリンダ６からオイルタンク２１へオイルが移送 される経路が形成される。続いて、制御回路３２からモータ駆動回路３５へ界磁 コイル通電指令が出力されることにより、油圧モータ２３の界磁コイルへ正方向 に通電し（＃５３）、電機子コイルへの通電は停止される（＃５４）。

【００１５】 前記流路開閉弁２７の開動作によりオイルの移送経路が形成されると、適当な 重さの積載物４を載せた場合（以下、通常時という）には、フォーク５とその積 載物４の荷重により下方へ加圧されたリフトシリンダ６内のオイルが該圧力によ りリフトシリンダ６からオイルタンク２１へ移送され、フォーク５の下降が開始 される（＃５６）。さらに、上昇時には油圧ポンプ２４を駆動していた油圧モー タ２３を、上昇時とは逆方向に流れるオイルによって逆回転させることにより回 生動作させる（＃５７）。

【００１６】 ところが、フォーク５下降時において、フォーク５とそのフォーク５を昇降可 能に支持するマスト３との間に摩擦損傷等による抵抗が生じるため、積載物４が 軽い場合、もしくは積載物４を載せていない場合（以下、軽荷重時という）には 、該フォーク５の下降速度が低下する、あるいは全く下降しないことがある。そ こで、前記逆方向に流れるオイルによって逆回転される油圧モータ２３の単位時 間当たりの回転数を回転数検知回路３４によって測定し、該回転数検知回路３４ からの出力信号を制御回路３２において受け、該回転数が所定値より少ない場合 は（＃５５）、通電を停止していた油圧モータの電機子コイルへ逆方向に通電し て（＃５８）、油圧モータ２３を逆回転させる（＃５９）ことにより、該油圧モ ータ２３と連動する油圧ポンプ２４を上昇時と逆方向に作動させてオイルをオイ ルタンク２１へ移送し、フォーク５を下降させる（＃６０）。

【００１７】 所望の位置までフォーク５が下降しダウンスイッチ３１ｂの入力が停止される と（＃５１）、制御回路３２から流路開閉弁作動回路３３ヘ流路遮断指令が出力 され、流路開閉弁２７を閉じて（＃６１）、オイルタンク２１へのオイルの移送 を遮断する。続いて、制御回路３２から油圧モータ駆動回路３５へ通電停止指令 が出力されて界磁コイルと電機子コイルへの通電が停止されることにより、油圧 モータ２３の、通常時における回生動作、もしくは軽荷重時における逆回転動作 が停止されて（＃６２）、フォーク５の下降を停止させる（＃６３）。

【００１８】 図６は、本実施例におけるタイムチャートである。Ｔ１，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ８， Ｔ９は、アップスイッチ３１ａとアップスイッチ３１ｂがＯＦＦされてフォーク 昇降指令が入力されていない期間を、Ｔ２，Ｔ３は、アップスイッチ３１ａがＯ Ｎされて上昇指令が入力されている期間を、Ｔ６，Ｔ７は、ダウンスイッチ３１ ｂがＯＮされて下降指令が入力されている期間をそれぞれ表わしている。フォー ク５の停止期間Ｔ１，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ９においては、油圧モータ２３は停 止されており、しかも逆回転による回生動作も行われないので、界磁コイルと電 機子コイルへは通電されない。

【００１９】 上昇指令入力が開始された初期の期間Ｔ２においては，油圧モータ２３の界磁 コイルと電機子コイルへ正方向の励磁電流を通電することにより、油圧モータ２ ３の正方向の回転を加速する。油圧モータ２３の該回転数が所定値に至れば、期 間Ｔ３において示すように界磁コイルと電機子コイルへの通電を維持してフォー ク５を上昇させる。フォーク５が所望の位置まで上昇した期間Ｔ４では、界磁コ イルと電機子コイルへの通電を止めることにより、油圧モータ２３の正方向への 回転数が徐々に減少し、やがてフォーク５が停止する。

【００２０】 下降指令入力が開始された初期の期間Ｔ６においては，通常時の場合は、フォ ーク５上昇時とは逆方向へ流れるオイルにより油圧モータ２３の逆回転が徐々に 加速され、さらに、油圧モータ２３の界磁コイルにのみ正方向の励磁電流を通電 することにより、該油圧モータ２３を回生動作させる。そして、逆回転数が所定 値に至った期間Ｔ７には、該界磁コイルへの通電を維持し、油圧モータ２３を回 生動作させつつフォーク５を下降させる。一方、軽荷重時の場合は、油圧モータ ２３の界磁コイルに正方向の励磁電流を通電するとともに、電機子コイルに逆方 向の励磁電流を通電することにより油圧モータ２３を逆回転させてフォーク５を 下降させる。フォーク５が所望の位置まで下降した期間Ｔ８では、流路開閉弁２ ７を閉じ、界磁コイルと電機子コイルへの通電を止めることにより、油圧モータ ２３の逆方向への回転数が徐々に減少し、やがてフォーク５が停止する。

【００２１】 本考案は上記実施例の構成に限られず種々の変形が可能である。例えばフォー ク５の昇降動作中に所定の間隔で回転数検知回路３４を用いて回転数を測定し、 その測定値に応じて、油圧モータ２３の界磁コイルと電機子コイルのそれぞれへ 通電するタイミングと励磁方向と通流率とを制御して該モータの正方向回転と逆 方向回転とを制御することにより、軽負荷時のフォーク５下降の場合だけでなく 、通常時のフォーク５昇降動作において油圧モータ２３を停止制御する際にも油 圧モータ２３の逆回転を利用することができ、該停止制御により、さらに精度よ く該油圧モータ２３の制御を行うことができるので、入力された昇降指令に対し て高速に反応するフォーク５の昇降動作が実現できる。また、上記実施例では、 フォーク５が下降する速度を検知するために、回転数検知回路３４によって油圧 モータ２３の回転数を測定したが、他の方法としては、例えば、油圧回路内を移 送されるオイルの単位時間当たりの流量を測定する、あるいは、リフトシリンダ ６内を下降するピストン７の下降速度を測定する、あるいは回生動作の発電電圧 を検知することによっても、前記回転数の検知と同様にフォーク５の下降速度を 検知する機能が得られる。

【００２２】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、フォークの下降時において、通常時は、油圧モ ータの界磁コイルにのみ正方向の励磁電流を通電することにより、油圧モータを 回生動作させつつフォークを下降させ、一方、積載物の荷重が軽い時は、該界磁 コイルに正方向の励磁電流を通電するとともに、電機子コイルに逆方向の励磁電 流を通電することにより油圧モータを逆回転させてフォークを下降させるように することで、フォーク下降時に、積載物の軽重に拘らず、しかも必要以上に回生 動作を損なわずに、適正な速度でフォークを下降させることができる。これによ り、従来は積載物の重量を考慮しながらフォークの昇降操作をしていた運転者の 心理的な負担を軽減し、フォークリフトを安定して操作することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるフォークリフトの側面
図である。

【図２】本考案の一実施例によるフォークリフトの油圧
回路図である。

【図３】同油圧回路を制御する装置のブロック構成図で
ある。

【図４】フォーク上昇時の制御手順を示すフローチャー
トである。

【図５】フォーク下降時の制御手順を示すフローチャー
トである。

【図６】フォーク上昇、下降動作時のタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 油圧モータ制御装置 ６ リフトシリンダ ７ ピストン ２１ オイルタンク ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ オイル通路 ２３ 油圧モータ ２４ 油圧ポンプ ２７ 流路開閉弁 ３１ａ アップスイッチ ３１ｂ ダウンスイッチ ３２ 制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーク下降時に油圧モータを回生動作
   させる機能を有したフォークリフトの油圧モータ制御装
   置において、フォークを支持するピストンをオイルの油
   圧により昇降させるリフトシリンダと、オイルを貯蔵す
   るオイルタンクと、このオイルタンクと前記リフトシリ
   ンダとを接続するオイル通路の経路上にあって油圧モー
   タにより駆動されオイルを移送する油圧ポンプと、オイ
   ル通路内にあって油圧ポンプとリフトシリンダとの間に
   オイルの移送を許容し、あるいは遮断する流路開閉弁
   と、フォークの上昇指令と下降指令とが入力され、前記
   油圧モータと流路開閉弁を駆動制御する制御手段とを備
   え、前記制御手段は前記油圧モータの回転数を検出し
   て、フォーク下降指令の入力時に、前記油圧モータを所
   定の加減速パターンで回転制御することを特徴としたフ
   ォーク昇降用の油圧モータ制御装置。