(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御装置は、前記アキュムレータに所定圧が蓄圧された場合、前記電磁弁を第1位置に切り換えるとともに前記電動機を停止させる請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の産業車両。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近時においては、荷役装置を作動させる際に積荷がない状態と最大積載荷重の積荷がある場合とで速度の変化量を小さくするために、油圧機構をクローズドセンタ方式のコントロール弁を採用して構成することが行われ始めている。クローズドセンタ方式のコントロール弁は、荷役装置の作動が指示されていないときに油圧ポンプと荷役装置とを非連通とする構成である。また、クローズドセンタ方式のコントロール弁を採用した油圧機構は、圧力補償弁を有する。圧力補償弁は、荷役装置を作動させる油圧シリンダの作動圧を補償しているとともに、回路内の圧力がリリーフ圧を越えると、その圧力を油タンクへ解放させるようになっている。このため、クローズドセンタ方式のコントロール弁を採用した油圧機構では、荷役装置の作動が指示されていないときに油圧ポンプを駆動させても、圧力補償弁を介して回路内の圧力が油タンクに解放されることから、アキュムレータへ蓄圧することができない。したがって、クローズドセンタ方式のコントロール弁を採用した油圧機構においては、アキュムレータを蓄圧させる構成について検討する必要がある。
【0005】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、アキュムレータの蓄圧状態を良好に維持できる産業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する産業車両は、油圧式の制動装置と油圧式の荷役装置と、を備えた産業車両において、前記制動装置の油圧源となるアキュムレータと、当該アキュムレータの蓄圧状態を検出するために用いる検出手段と、を有する第1の油圧回路と、前記第1の油圧回路と油圧ポンプとを繋ぐ第1油路と、荷役操作手段が操作されていないときには油圧ポンプと前記荷役装置とを非連通とするクローズドセンタ式のコントロール弁を有し、当該コントロール弁によって圧油の給排を切り換えることで前記荷役装置を駆動させる第2の油圧回路と、前記第2の油圧回路と前記油圧ポンプとを繋ぐ第2油路と、前記第2の油圧回路を介さずに前記油圧ポンプと油タンクとを繋ぐ第3油路に位置する圧力補償弁と、前記油圧ポンプと前記圧力補償弁とを繋ぐ第4油路に位置する電磁弁と、を有する圧力補償回路と、制御装置と、を備え、前記電磁弁は、前記制御装置の制御により、前記油圧ポンプと前記圧力補償弁とを連通させない第1位置と、前記油圧ポンプと前記圧力補償弁とを連通させる第2位置と、に切り換えられ、前記制御装置は、前記荷役装置の作動時において前記電磁弁を前記第1位置とし、前記検出手段の検出結果をもとに前記アキュムレータを蓄圧させる必要があると判定した場合には前記電磁弁を第2位置とするとともに電動機を制御して前記油圧ポンプを駆動させ、前記電磁弁が前記第2位置のときには前記油圧ポンプの駆動で発生した油圧が、前記油圧ポンプと前記油タンクとを連通させない方向への力として前記圧力補償弁に加えられることにより、前記アキュムレータを蓄圧させるための油圧が前記第1油路に生じるように構成されている。
【0007】
この構成によれば、圧力補償弁と電磁弁とを有し、アキュムレータを蓄圧させる必要がある場合には、電磁弁を切り換えることによって油圧ポンプと圧力補償弁とを連通させることができる。このため、油圧ポンプの駆動で発生した油圧は、油圧ポンプと油タンクとを連通させない方向への力として圧力補償弁に加えられることにより、圧力補償弁を通じて油圧が油タンクに解放されない。その結果、油圧ポンプとアキュムレータを含む第1の油圧回路とを繋ぐ第1油路に油圧が生じ、その油圧を利用してアキュムレータを蓄圧することができる。したがって、アキュムレータの蓄圧状態を良好に維持できる。
【0008】
上記産業車両において、前記
アキュムレータの蓄圧状態を検出するために用いる検出手段は、前記アキュムレータの圧力を検出する手段であるとよい。この構成によれば、アキュムレータの蓄圧状態として圧力を直接的に検出することができるので、適正なタイミングでアキュムレータへ蓄圧することができる。
【0009】
上記産業車両において、前記第1の油圧回路は、前記アキュムレータに蓄圧された圧力を保持するチェック弁をさらに有するとよい。この構成によれば、アキュムレータの蓄圧状態を適切に保持することができる。
【0010】
上記産業車両において、前記制御装置は、前記アキュムレータに所定圧が蓄圧された場合、前記電磁弁を第1位置に切り換えるとともに前記電動機を停止させるとよい。この構成によれば、アキュムレータに所定圧が蓄圧された場合に電動機を停止させることで、必要以上に電力を消費させることを抑制できる。
【0011】
上記産業車両において、前記制動装置は、リーチ型フォークリフトの前輪ブレーキ装置としてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、アキュムレータの蓄圧状態を良好に維持できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、産業車両を具体化した一実施形態を
図1〜
図5にしたがって説明する。
図1に示す産業車両としてのフォークリフト10は、前二輪従動・後一輪駆動の三輪車タイプであり、車体11の前部に収容されたバッテリ12を駆動源(電源)として走行するリーチ型フォークリフトである。車体11からは左右一対のリーチレグ13が前方へ延出しており、左右の前輪14は左右のリーチレグ13を構成する各リーチレールの先端部にそれぞれ回転可能に支持されている。後一輪である後輪15は操舵輪を兼ねた駆動輪であり、車幅方向左寄りにオフセットして位置しており、その右隣には所定距離離れた位置に補助輪(キャスタ)が設けられている。
【0015】
車体11の後部は立席タイプの運転室16となっており、運転室16の前側にあるインストルメントパネル17には荷役操作のための荷役操作手段としての荷役操作レバー18や、前後進操作のためのアクセル操作レバー19が設けられている。また、運転室16には、ステアリングホイール20が設けられている。
【0016】
車体11の前側には油圧式の荷役装置(マスト装置)21が装備されている。荷役装置21は、2段式のマスト22及びフォーク23を備えている。そして、車体11には、荷役装置21に所定の動作を行わせる複数の油圧シリンダが設けられている。油圧シリンダには、マスト22を上下方向に動作させるリフトシリンダ24と、マスト22を所定ストローク範囲内で前後方向に動作させるリーチシリンダ25と、マスト22を前後方向に傾動させるティルトシリンダ26(
図2に示す)と、を含む。
【0017】
図2に示すように、車体11には、荷役動作の駆動源となる電動機としての荷役用モータ30と、荷役用モータ30によって駆動される油圧ポンプ31と、油圧ポンプ31から吐出された作動油が供給される油圧機構32と、が設けられている。油圧機構32は、各シリンダ24,25,26への作動油の給排を制御する。また、油圧ポンプ31には、油タンク33から汲み上げた作動油を油圧機構32に供給する油路34が接続されている。油路34は、油圧ポンプ31の吐出口に接続されている。また、油圧機構32には、油タンク33へ排出される作動油が通る油路35が接続されている。
【0018】
また、車体11には、制御装置としてのコントローラ36が設けられている。コントローラ36は、荷役用モータ30を始動及び停止させる制御により、油圧ポンプ31の駆動を制御する。また、コントローラ36には、荷役操作レバー18の操作状態を検出するセンサが電気的に接続されている。当該センサには、リフト操作レバー18aの操作状態を検出するリフトセンサ37と、リーチ操作レバー18bの操作状態を検出するリーチセンサ38と、ティルト操作レバー18cの操作状態を検出するティルトセンサ39と、を含む。リフト操作レバー18aは、リフト動作(マスト22の上下動作)を指示する。また、リーチ操作レバー18bは、リーチ動作(マスト22の前後動作)を指示する。ティルト操作レバー18cは、ティルト動作(マスト22の傾動動作)を指示する。また、コントローラ36には、アクセル操作レバー19の操作量(アクセル開度)を検出するアクセルセンサ40が電気的に接続されている。
【0019】
以下、油圧機構32の構成を詳しく説明する。
油圧機構32は、第2の油圧回路としての荷役系回路41と、第1の油圧回路としてのブレーキ系回路42と、圧力補償回路43と、を有する。
【0020】
荷役系回路41は、荷役装置21を駆動させるための油圧を制御する油圧回路である。荷役系回路41は、リフトシリンダ24の油室に油路44を介して接続されているリフト動作用のコントロール弁45と、リーチシリンダ25の油室に油路46を介して接続されているリーチ動作用のコントロール弁47と、ティルトシリンダ26の油室に油路48を介して接続されているティルト動作用のコントロール弁49と、を有する。各コントロール弁45,47,49は、油圧ポンプ31に接続されている油路34と、油タンク33に接続されている油路35と、のそれぞれに接続されている。油路34は、油圧ポンプ31と荷役系回路41とを繋ぐ第2油路として機能する。
【0021】
コントロール弁45には、リフト操作レバー18aが機械的に連結されており、リフト操作レバー18aの操作によってコントロール弁45の開閉状態が切り換わる。コントロール弁47には、リーチ操作レバー18bが機械的に連結されており、リーチ操作レバー18bの操作によってコントロール弁47の開閉状態が切り換わる。コントロール弁49には、ティルト操作レバー18cが機械的に連結されており、ティルト操作レバー18cの操作によってコントロール弁49の開閉状態が切り換わる。
【0022】
この実施形態において各コントロール弁45,47,49は、全ての荷役操作レバー18が操作されていないときには油圧ポンプ31と荷役装置21とを非連通とするクローズドセンタ方式の切換弁である。そして、荷役系回路41では、荷役操作レバー18が操作されたときには各コントロール弁45,47,49によって油圧ポンプ31からの圧油の給排が切り換えられることで、荷役装置21を駆動させる。例えば、リーチ操作レバー18bが操作されたときには、油圧ポンプ31からの圧油がコントロール弁47に接続されている油路46を通じてリーチシリンダ25の油室に供給される。
【0023】
ブレーキ系回路42は、左右の前輪14に取り付けられている油圧式の制動装置としての補助ブレーキ装置50,51(
図3に示す)を駆動させるための油圧を制御する油圧回路である。なお、フォークリフト10には、補助ブレーキ装置50,51とは別に図示しない主ブレーキ装置が設けられている。主ブレーキ装置は、後輪15に制動力を付与する後輪ブレーキ装置であり、補助ブレーキ装置50,51は、前輪14に制動力を付与する前輪ブレーキ装置である。フォークリフト10では、後輪15に対して主ブレーキ装置による制動力がかけられた際、補助ブレーキ装置50,51による制動力が必要であるか判断し、必要なときには補助ブレーキ装置50,51が作動する。また、圧力補償回路43は、油圧機構32内の油圧を制御する回路である。
【0024】
以下、
図3にしたがって、ブレーキ系回路42と圧力補償回路43の構成を詳しく説明する。
ブレーキ系回路42について説明する。
【0025】
ブレーキ系回路42は、補助ブレーキ装置50,51に接続されている油路53を有する。油路53は、油圧ポンプ31に接続されており、油圧ポンプ31とブレーキ系回路42とを繋ぐ第1油路として機能する。油路53には、油圧ポンプ31に近い側から順に、減圧弁54と、フィルタ55と、チェック弁56と、フィルタ57と、切換弁58と、減圧弁59と、が位置している。また、チェック弁56の下流側の油路53には、アキュムレータ60が接続されている。アキュムレータ60は、補助ブレーキ装置50,51の油圧源であり、補助ブレーキ装置50,51を作動させる油圧を蓄える。また、油路53においてアキュムレータ60の接続部分よりも下流側の位置にはリリーフ弁61が接続されている。減圧弁54,59とリリーフ弁61は、それぞれ油タンク33に繋がる油路62に接続されており、減圧弁54,59並びにリリーフ弁61を通じた圧力は油タンク33に解放されるようになっている。
【0026】
また、ブレーキ系回路42は、アキュムレータ60の蓄圧状態を検出するために用いる検出手段としてのスイッチ63を有する。スイッチ63は、アキュムレータ60の蓄圧状態に応じて第1状態と第2状態を取り得る圧力検出用のスイッチであり、スイッチ63の状態はコントローラ36に入力されている。この実施形態においてスイッチ63は、アキュムレータ60に所定圧が蓄圧されている場合に第1状態(例えばOFF状態)となり、アキュムレータ60に所定圧が蓄圧されていない場合に第2状態(例えばON状態)となるように設定されている。なお、所定圧は、油圧式の補助ブレーキ装置50,51を作動させるために必要な圧力である。
【0027】
圧力補償回路43について説明する。
圧力補償回路43は、油タンク33に接続されている油路65を有する。油路65は、油圧ポンプ31に接続されており、荷役系回路41を介さずに油圧ポンプ31と油タンク33とを繋ぐ第3油路として機能する。油路65には、圧力補償弁66が位置している。圧力補償弁66は、油圧ポンプ31から荷役系回路41へ入力される圧力よりも高めの圧力を発生させることにより、荷役系回路41内の圧力が荷役装置21の作動に必要な作動圧となるように補償する弁である。なお、圧力補償弁66は、回路内の圧力が予め定めたリリーフ圧を越えた場合、油圧ポンプ31と油タンク33とを連通させ、圧力を油タンク33へ解放させる。
【0028】
また、圧力補償回路43は、油圧ポンプ31と圧力補償弁66とを繋ぐ第4油路としての油路67を有する。油路67には、油圧ポンプ31と圧力補償弁66との間に電磁弁68が位置している。電磁弁68は、コントローラ36の制御により、第1位置と第2位置に切り換えられる。第1位置は、油圧ポンプ31と圧力補償弁66とを連通させない位置である。また、第2位置は、油圧ポンプ31と圧力補償弁66とを連通させる位置である。電磁弁68を第1位置とした場合、油圧ポンプ31の駆動に伴う油圧は油路67を通じて圧力補償弁66へは伝わらない。一方、電磁弁68を第2位置とした場合、油圧ポンプ31の駆動に伴う油圧は油路67を通じて圧力補償弁66へ伝えられる。この実施形態において電磁弁68を第2位置とした場合、油圧ポンプ31の駆動に伴う油圧は、圧力補償弁66によって油路65を開放させないように作用する。つまり、前記油圧は、油圧ポンプ31と油タンク33とを連通させない方向への力として圧力補償弁66に加えられる。
【0029】
また、油路67には、電磁弁68の下流側と上流側のそれぞれにフィルタ69,70が位置している。また、油路67において電磁弁68と圧力補償弁66との間には、油路35に繋がる油路71が接続されており、その油路71にはフィルタ72と、オリフィス73と、リリーフ弁74と、が位置している。また、油路67において圧力補償弁66の接続部分よりも荷役系回路41寄りには、オリフィス75が位置している。
【0030】
以下、
図3〜
図5にしたがって、この実施形態のフォークリフト10に搭載された油圧機構32の作用、特にブレーキ系回路42と圧力補償回路43の作用について説明する。
荷役装置21を作動させる場合、コントローラ36は、荷役操作レバー18の操作量に応じた速度で荷役装置21を作動させるように荷役用モータ30を制御し、油圧ポンプ31を駆動させる。これにより、油圧ポンプ31の駆動で発生した油圧が荷役系回路41へ加わり、各コントロール弁45,47,49によって圧油の給排が切り換えられることで荷役装置21が所望の荷役動作を行う。また、油圧ポンプ31の駆動で発生した油圧は、油路53を通じてブレーキ系回路42にも加わり、アキュムレータ60に蓄圧される。アキュムレータ60に蓄えられた圧力は、チェック弁56の作用により、油路53を通じて油圧ポンプ31へ逆流しないように保持される。また、圧力補償回路43の電磁弁68は、常には第1位置とされており、前述した荷役装置21の作動時などは油路67を通じて圧力を圧力補償弁66へ加えないように制御されている。
【0031】
図4(a)は、圧力補償回路43の電磁弁68が第1位置のときの圧力補償弁66の動作を模式的に図示している。電磁弁68を第1位置としたときの圧力補償弁66は、油路65を通じて実線の矢示Y1のように圧力が加わる。そして、圧力補償弁66は、リリーフ圧を越えてない場合、図示しない油路を通じて入力される油圧シリンダからの圧力とバネ力により、荷役系回路41へ入力される圧力よりも高めの圧力を発生させる。一方、圧力補償弁66は、リリーフ圧を越える圧力が油路65を通じて加えられると、油圧ポンプ31と油タンク33とを連通、つまり油路65を開放させる。油路65を開放させるにあたって圧力補償弁66では、油圧ポンプ31と油タンク33とを非連通とするように位置していたピストン(図中の実線)が連通させる方向に動く(図において上方へ動く)。これにより、油路65を通じて圧力補償弁66に加えられた圧力は、二点鎖線の矢示Y2のように油タンク33へ解放される。
【0032】
また、フォークリフト10に制動力を付加する場合、主に後輪ブレーキ装置によって制動力を付与するが、後輪15のスリップなどが検出されたときには補助ブレーキ装置50,51も作動して制動力が付与される。このとき、コントローラ36は、切換弁58を制御してアキュムレータ60に蓄圧されている圧力を解放させる。これにより、アキュムレータ60からの圧力が補助ブレーキ装置50,51に加わり、補助ブレーキ装置50,51による制動力が生じる。
【0033】
ところで、例えば荷役装置21が作動していない場合に補助ブレーキ装置50,51を連続作動させると、アキュムレータ60の蓄圧量が不足する。このため、コントローラ36は、次に説明する制御を行い、アキュムレータ60を蓄圧させる。
【0034】
アキュムレータ60の蓄圧量が所定圧に低下すると、スイッチ63が第1状態から第2状態へ遷移することで信号がコントローラ36に入力される。これにより、コントローラ36は、スイッチ63の検出結果をもとにアキュムレータ60を蓄圧させる必要があることを判定する。この判定により、コントローラ36は、電磁弁68を第1位置から第2位置に切り換える。このように電磁弁68を第2位置に切り換えると、油圧ポンプ31と圧力補償弁66とが連通、つまり油路67が開放される。そして、コントローラ36は、荷役操作レバー18が操作されていない状態において荷役用モータ30を制御して油圧ポンプ31を駆動させる。これにより、油圧ポンプ31の駆動で発生した油圧は、油路67を通じて圧力補償弁66へ加わる。
【0035】
図4(b)は、圧力補償回路43の電磁弁68が第2位置のときの圧力補償弁66の動作を模式的に図示している。電磁弁68を第2位置としたときの圧力補償弁66は、油路65を通じて実線の矢示Y1のように圧力が加わるとともに、油路67を通じて実線の矢示Y3のようにも圧力が加わる。つまり、矢示Y3のように加わる圧力は、油圧ポンプ31と油タンク33を連通させない方向への力、つまり油路65を閉鎖させる力として圧力補償弁66に加えられる。このため、油圧ポンプ31の駆動で発生した油圧は、油タンク33へ解放されない。これにより油圧機構32においては、油圧ポンプ31の駆動によって発生した油圧が油タンク33へ解放されず、油路34内の油圧が高まる。その結果、油圧機構32においては、圧力補償回路43の作用により、ブレーキ系回路42へ繋がる油路53に油圧が生じる。そして、この油圧は、アキュムレータ60を蓄圧させるための油圧となり、荷役装置21が作動していない状態においてアキュムレータ60に蓄圧される。つまり、補助ブレーキ装置50,51を作動させるために必要な圧力がアキュムレータ60に蓄えられる。
【0036】
図5は、アキュムレータ60の蓄圧状態の変遷の一例を示す。
図5に示すように、補助ブレーキ装置50,51を作動させるために必要な圧力が蓄圧されている状態で補助ブレーキ装置50,51を作動させると、アキュムレータ60の圧力は解放される(時間t1)。その結果、アキュムレータ60に蓄圧されている圧力が低下する。そして、アキュムレータ60に蓄圧されている圧力が低下し、所定圧(図中の「X」)を下回ると、その蓄圧状態がスイッチ63によって検出される。これにより、コントローラ36は、図中の時間t2において荷役用モータ30を作動させ(図中のモータON)、その後に図中の時間t3において電磁弁68を第2位置に切り換える(図中の弁ON)。すると、前述したようにブレーキ系回路42へ繋がる油路53に圧力が生じ、アキュムレータ60に蓄圧される。その後、アキュムレータ60に蓄圧されている圧力が所定圧に達すると、その蓄圧状態がスイッチ63によって検出される。これにより、コントローラ36は、荷役用モータ30を停止させるとともに(図中のモータOFF)、電磁弁68を第1位置に切り換える(図中の弁OFF)。
【0037】
したがって、この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)アキュムレータ60を蓄圧させる必要がある場合には、電磁弁68を切り換えることによって油圧ポンプ31と圧力補償弁66とを連通させることができる。このため、油圧ポンプ31の駆動で発生した油圧は、油圧ポンプ31と油タンク33とを連通させない方向への力として圧力補償弁66に加えられることにより、圧力補償弁66を通じて油圧が油タンク33に解放されない。その結果、油圧ポンプ31とアキュムレータ60を含むブレーキ系回路42とを繋ぐ油路53に油圧が生じ、その油圧を利用してアキュムレータ60を蓄圧することができる。したがって、アキュムレータ60の蓄圧状態を良好に維持できる。
【0038】
(2)つまり、クローズドセンタ方式のコントロール弁45,47,49と圧力補償弁66と、を備える油圧機構32であっても、アキュムレータ60の蓄圧状態が良好に維持でき、補助ブレーキ装置50,51を良好に作動できる。
【0039】
(3)特に、荷役装置21の非作動時においても、アキュムレータ60の蓄圧状態を良好に維持でき、補助ブレーキ装置50,51を良好に作動できる。
(4)スイッチ63によってアキュムレータ60の圧力を直接的に検出するので、適正なタイミングでアキュムレータ60へ蓄圧することができる。
【0040】
(5)ブレーキ系回路42はアキュムレータ60の接続部分の上流側にチェック弁56を有するので、アキュムレータ60の蓄圧状態を適切に保持することができる。
(6)アキュムレータ60に所定圧が蓄圧された場合に荷役用モータ30を停止させることで、必要以上に電力を消費させることを抑制できる。つまり、省エネルギー効果を生じさせることができる。
【0041】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ アキュムレータ60の蓄圧状態を検出するために用いる検出手段は、補助ブレーキ装置50,51が作動したかを検出する手段であってもよい。このように補助ブレーキ装置50,51が作動したかを検出すれば、アキュムレータ60の蓄圧量が不足していることを間接的に判断することができる。このため、コントローラ36は、補助ブレーキ装置50,51が作動した場合には、実施形態と同様の制御を行い、アキュムレータ60に蓄圧させてもよい。
【0042】
○ アキュムレータ60の蓄圧状態を検出するために用いる検出手段は、スイッチ63に代えて、圧力センサとしてもよい。圧力センサの検出結果はコントローラ36に入力され、コントローラ36はアキュムレータ60に所定圧が蓄圧されているかを検出し、その結果をもとに荷役用モータ30と電磁弁68とを制御する。
【0043】
○ アキュムレータ60に所定圧が蓄圧された場合、電磁弁68を第1位置に切り換えるが、荷役用モータ30の動作は継続させてもよい。また、電磁弁68を第1位置に切り換えた後に、荷役用モータ30の動作を停止させてもよい。
【0044】
○ コントローラ36の制御としてアキュムレータ60を蓄圧させる場合に、荷役用モータ30を動作させることと、電磁弁68を第2位置に切り換えることと、を同時又はほぼ同時に行わせてもよい。
【0045】
○ 荷役装置21の作動時においてアキュムレータ60を蓄圧させる必要が生じた場合にも、電磁弁68を第1位置から第2位置に切り換え、アキュムレータ60を蓄圧させてもよい。
【0046】
○ コントローラ36は、アキュムレータ60を蓄圧させる必要が生じたときに荷役装置21が非作動であることを条件として、荷役用モータ30と電磁弁68とを制御し、アキュムレータ60を蓄圧させてもよい。
【0047】
○ 荷役装置には、アタッチメントが含まれていてもよい。
○ 荷役系回路41に含まれるコントロール弁45,47,49として電磁式の弁を採用してもよい。
【0048】
○ 荷役操作を指示する指示部材は、荷役操作レバー18のようにレバー式に限らず、他の構造でも良い。例えば、ボタン式でも良い。
○ 油圧式の制動装置を備えるフォークリフトであれば、リーチ型のフォークリフトに限らず、実施形態の制御を採用してもよい。