JP2007217071A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブの異常の有無を正確に判断できるようにし、又、バルブに異常があるときでも昇降具を安全に下降させることができるようにする。
【解決手段】 制御装置５は、下降指示が与えられていない（下降スイッチ１５が操作されていない）ときに、回転検出器２３の検出結果に基づきモータ２２が運転台９の下降方向へ回転していると判断すると、バルブ２４に異常ありとする。そして、制御装置５はモータ２２を回生制御すると共に、ディスプレイ１７にエラー表示をする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、昇降具を上下に昇降させて作業を行う昇降装置に関し、特に油圧により作動するものに関する。

従来、フォークリフトのような産業車両では、昇降具（フォークや作業台など）を上下に昇降させる昇降装置を作動させるのに油圧が用いられており、昇降装置の油圧回路にバルブを設け、このバルブにより作動油の流れを制御することが行われている。バルブを使用することで、例えば容易に昇降具の動きを変えることが可能となるが、作動油中のゴミ（配管の摩耗粉など）がバルブに詰まるなどするとバルブが正常に動作しなくなり、昇降具が昇降できなくなったり異常な動きをしたりするおそれがある。従って、バルブを使用する場合にはバルブが故障する可能性を考慮する必要があり、故障をいち早く発見し対処できることが重要である。

そこで、例えば特許文献１に記載されているように、バルブのスプールの位置を検出し、検出された実位置が目標位置に対してずれているときに、バルブに異常ありとして油圧の供給を停止する技術が考えられている。又、特許文献２に記載されているように、電磁バルブに対し電流値に基づいて異常の有無を判断し、異常があれば警報を作動させる技術もある。更に、バルブに異常が発生した場合に、例えば特許文献３に記載されているように、別個に設けた補助バルブで作動油の流れを制御する技術も考えられている。

実開平５−６４１９９号公報 特開２００２−３７６００号公報 特開２００３−１０４６９９号公報

異常を検出するためにバルブにセンサを取り付けるという構成では、バルブの数だけセンサを用意しておけば異常の有無を個別に判断することができるようになるという利点がある。しかしながら、センサの誤検出、特にバルブの異常に伴う誤検出が起こることを考慮しなければならず、例えばセンサが誤検出をしても異常の有無の判断を誤らないようにする必要がある。又、特許文献３に記載されているように、補助バルブを設けるようにすれば、バルブに異常が発生した場合でも作業者が高所に取り残されるといったことがなくなるが、その一方で補助バルブが故障する可能性も考える必要が出てくる。

本発明は、バルブにおける異常の有無を正確に判断できるようにし、又、バルブに異常があるときでも昇降具を安全に下降させることができるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、昇降具を支持するシリンダとモータに連結されたポンプとを油圧配管で結び、上昇指示が与えられると、タンクに貯溜されている作動油を上記ポンプを介して供給することで上記シリンダを伸長させて上記昇降具を上昇させ、下降指示が与えられると、上記シリンダの短縮に伴い上記シリンダから出される作動油を上記ポンプを介して上記タンクに戻して上記昇降具を下降させるようにした昇降装置において、上記モータの回転方向及び回転速度を検出する回転検出器と、上記シリンダと上記ポンプとを結ぶ油圧配管に設けられ、上記シリンダから上記ポンプへの作動油の流れを遮断する閉状態と流れを許容する開状態とに切換え可能なバルブと、上記上昇指示又は上記下降指示と上記回転検出器による検出結果とに従って上記モータ及び上記バルブを制御する制御装置とを備え、上記制御装置は、上記下降指示が与えられたときには上記バルブを上記開状態へ切換えるようにし、上記下降指示が与えられないときには上記バルブを上記閉状態へ切換えるようにすると共に、上記回転検出器により検出される回転方向が上記昇降具を下降させる方向であるか否かを判断し、下降させる方向に回転している場合には上記バルブに異常ありと判断するものであることを特徴とする構成としている。

このような本発明によれば、バルブの状態を切換えることで昇降具の下降と停止とを容易に切換えることができ、仮にこのバルブが開状態のまま閉状態へ切換え不能となってしまったとしても、その異常を確実に認識することができる。すなわち、下降指示が与えられていないときはバルブは閉状態であるべきであるが、モータが昇降具を下降させる方向に回転していると判断される場合にはバルブが開状態であることになるので、間違いなくバルブに異常ありと判断することができる。従って、この判断結果に基づいて、作業者に対し警告するなど必要な措置を速やかに行うことができるようになる。更に、モータの制御のために設けてある回転検出器を本発明における回転検出器として兼用することができ、このようにすればコストを抑えつつ安全性を確保することができる。

上記の構成においては、上記制御装置は、上記下降指示が与えられないときに、検出される上記回転方向が上記昇降具を下降させる方向であり、且つ検出される上記回転速度が所定値以上であれば、上記モータを回生制御するものとすることができる。

このようにすれば、バルブが開状態のままとなってしまった異常時にモータが回生制御されることで、制御された安全な下降速度で昇降具を下降させることができるようになり、昇降具の急降下を確実に防止することができる。

尚、本発明において、昇降装置に対する上昇指示及び下降指示は、昇降装置に備えられる操作装置を作業者が操作することで指示する方法や、昇降装置に備えられる通信機へ外部から指示を表す信号を送信する方法などを採用して与えるようにすればよい。
又、異常を判断する際には、回転検出器により検出される回転方向が昇降具を下降させる方向であるか否かを判断するだけでなく、回転方向が昇降具を下降させる方向である状態が所定時間以上継続しているか否かや、回転方向が昇降具を下降させる方向である状態での回転速度が所定値以上であるか否かも併せて判断するようにすることができる。このようにすれば、回転検出器における検出誤差や外乱などによって誤判断することを防止でき、より正確にバルブにおける異常の有無を判断できるようになる。

以上に説明したように、本発明によれば、バルブの状態を切換えることで昇降具の下降と停止とを確実に切換えることができ、仮にバルブが閉状態へ切換え不能となっても、その異常を間違いなく認識することができる。更に、本発明においてバルブの異常時にモータを回生制御することにより、安全に昇降具を下降させることができる。

以下、本発明をバッテリフォークリフトに適用した実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、この実施例に係るバッテリフォークリフトは、車体１の後部に後方へ延設された左右一対のストラドルレッグ２を備え、各ストラドルレッグ２の先端部に後輪３が設けられている。図１と図２に示すように、車体１の前部中央には前輪４が設けられ、その右方に後述する各種油圧装置が、左方に制御装置５が搭載されている。尚、この制御装置５とは一体的にインバータ６が搭載されており、インバータ６が制御装置５により制御されることで後述するモータ２２の制御がなされるようになっている。又、図２に示すように、車体１の後部にはバッテリ７が搭載され、バッテリ７がこのバッテリフォークリフトの駆動源とされる。

図１と図２に示すように、車体１の後部にはマスト８が立設され、このマスト８に作業者が搭乗する運転台９が昇降可能に設けられる。マスト８には左右一対のリフトシリンダ１０が並設されており、リフトシリンダ１０が伸長すると運転台９が上昇し、逆にリフトシリンダ１０が短縮すると運転台９が下降する。運転台９はマスト８及びリフトシリンダ１０により支持されるが、この実施例に係る荷役用昇降装置は、これらに加えて、車体１に設けられる各種油圧装置並びに制御装置５、インバータ６、バッテリ７により構成されている。

運転台９は、その床部に後方へ延設された左右一対のフォーク１１を備え、又、図１に示すように、前壁部には、前輪４を操舵輪として回転させその向きを変えるためのハンドル１２と、運転台９を昇降させるための操作ボックス１３とを備える。操作ボックス１３は、運転台９を上昇させる指示を行う上昇スイッチ１４と、下降させる指示を行う下降スイッチ１５とを備えており、作業者がスイッチ操作を行うと上昇指示又は下降指示が信号として制御装置５へ伝えられる。更に、運転台９の前壁部には、前輪４を駆動輪として回転させ走行速度を調節するためのアクセル１６と、運転台９上の作業者が視認可能な表示を行うディスプレイ１７とが備えられている。このような運転台９と、運転台９に備えられるフォーク１１をはじめとする各種装置とが本発明における昇降具に相当する。

車体１に設けられる油圧装置は、主に、作動油を貯溜するタンク２０と、ポンプ２１と、ポンプ２１に連結されたモータ２２と、モータ２２に付設された回転センサ２３と、作動油の流れを制御するバルブ２４と、各装置を結ぶ油圧配管とからなる。図３に示すように、タンク２０とポンプ２１、ポンプ２１とバルブ２４、バルブ２４とリフトシリンダ１０がそれぞれ油圧配管により結ばれている。この実施例では、タンク２０からリフトシリンダ１０へ作動油を供給する油圧配管と、リフトシリンダ１０からタンク２０へ作動油を戻す油圧配管とは共用されている。

回転センサ２３は、モータ２２の回転方向及び回転速度を検出し、検出結果を信号として制御装置５へ伝える。バルブ２４は上昇位置と下降位置とに切換え可能な電磁弁であり、制御装置５によって制御される。すなわち、制御装置５により内蔵のソレノイドが励磁されるとバルブ２４は下降位置となり、リフトシリンダ１０からポンプ２１への作動油の流れのみを許容する状態となる。制御装置５により励磁を止められると内蔵のスプリングによりバルブ２４は上昇位置に戻り、ポンプ２１からリフトシリンダ１０への作動油の流れを許容し、リフトシリンダ１０からポンプ２１への流れを遮断する状態となる。

さて、図３に示すように、制御装置５には、上昇スイッチ１４及び下降スイッチ１５からの信号と共に、回転センサ２３からの信号が入力され、制御装置５はこれらの信号に基づきインバータ６及びバルブ２４を制御する。又、これらの信号は、制御装置５において後述するバルブ２４の異常判断に用いられる。

作業者により上昇スイッチ１４が操作されると、制御装置５はバルブ２４を励磁させずにモータ２２が所定の回転速度で正転（運転台９を上昇させる方向に回転）するようにインバータ６を制御し、モータ２２によりポンプ２１を駆動させる。こうしてモータ２２が力行制御されると、ポンプ２１がタンク２０から吸入した作動油をバルブ２４へ向けて吐出し、吐出された作動油がバルブ２４を通してリフトシリンダ１０に供給される。これによりリフトシリンダ１０が伸長し、運転台９がモータ２２の回転速度に対応した上昇速度で上昇する。上昇スイッチ１４の操作が止められると、制御装置５はモータ２２を停止させる。バルブ２４が正常に上昇位置にあれば、これでリフトシリンダ１０の伸長が止まり運転台９が停止する。

一方、作業者により下降スイッチ１５が操作されると、制御装置５はバルブ２４の励磁を行う。これによりバルブ２４が下降位置となると、運転台９や荷物などの重量による短縮に伴うリフトシリンダ１０からの作動油がバルブ２４を通してポンプ２１へ流入し、ポンプ２１が逆転（運転台９を下降させる方向に回転）する。これに伴ってモータ２２も逆転するが、制御装置５はインバータ６を介してモータ２２の回生制御を行い、モータ２２で発電された電力でバッテリ７を充電する。その結果、運転台９がモータ２２の回転速度に対応した下降速度で下降する。下降スイッチ１５の操作が止められると、制御装置５はモータ２２の回生制御を止め、又、バルブ２４の励磁を止める。バルブ２４が正常に上昇位置に戻れば、リフトシリンダ１０の短縮が止まり運転台９が停止する。
尚、後述するように、制御装置５は、バルブ２４に異常があり、運転台９が下降している場合にもモータ２２の回生制御を行う。

又、制御装置５は、入力される信号に基づいてバルブ２４の異常の有無、つまりバルブ２４が下降位置から上昇位置へ切換え不能となっているかどうかを判断する。そして、バルブ２４に異常ありと判断すると、その旨の表示をディスプレイ１７に表示させる。尚、制御装置５は、バルブ２４の異常以外にも作業者にとって有用な各種情報をディスプレイ１７に表示させる。

以下、この実施例における制御の流れについて更に説明する。

図４に示すように、制御装置５に回転センサ２３からモータ２２の回転方向及び回転速度が取り込まれると（Ｓ１）、制御装置５は上昇スイッチ１４が操作されているかどうかを判断する（Ｓ２）。上昇スイッチ１４が操作されていれば（Ｓ２のＹＥＳ）、制御装置５はモータ２２を力行制御して運転台９を上昇させる（Ｓ３）。上昇スイッチ１４が操作されていなければ（Ｓ２のＮＯ）、制御装置５は次に下降スイッチ１５が操作されているかどうかを判断する（Ｓ４）。下降スイッチ１５が操作されていれば（Ｓ４のＹＥＳ）、制御装置５はバルブ２４を励磁させ（Ｓ５）、モータ２２を回生制御して運転台９を下降させる（Ｓ６）。

下降スイッチ１５が操作されていなければ（Ｓ４のＮＯ）、図４に示すように、制御装置５はモータ２２の回転方向が逆転方向かどうかを判断する（Ｓ７）。モータ２２の回転方向が逆転方向であれば（Ｓ７のＹＥＳ）、制御装置５は逆転方向である状態の継続時間をカウントし、この継続時間が所定の閾値（例えば、１ｓ）以上であるかどうかを判断する（Ｓ８）。継続時間が閾値以上であれば（Ｓ８のＹＥＳ）、制御装置５はバルブ２４に異常ありと判断してエラーフラグをセットする（Ｓ９）。すなわち、バルブ２４が励磁されていないのにモータ２２が逆転し続けているということは、バルブ２４が上昇位置へ切換え不能となり、バルブ２４を通してリフトシリンダ１０からポンプ２１へ作動油が流れていることになるので、制御装置５はバルブ２４に異常ありと判断する。
尚、モータ２２の回転方向が正転方向である場合（Ｓ７のＮＯ）、及びモータ２２の回転方向が逆転方向である状態の継続時間が閾値未満である場合（Ｓ８のＮＯ）は、制御装置５はエラーフラグをセットしない。

更に、図４に示すように、制御装置５はモータ２２の回転速度が所定の閾値（例えば、５００ｒｐｍ）以上であるかどうかを判断し（Ｓ１０）、モータ２２の回転速度が閾値以上であれば（Ｓ１０のＹＥＳ）、モータ２２を回生制御する（Ｓ１１）。これにより運転台９は制御された下降速度で下降する。ここで、回生制御によりモータ２２の回転速度を低速にしておけば、運転台９をゆっくりとした下降速度で下降させることができる。
尚、モータ２２の回転速度が閾値未満である場合（Ｓ１０のＮＯ）は、制御装置５はモータ２２の回生制御を行わない。

続いて、図４に示すように、制御装置５はエラーフラグがセットされているかどうかを判断し（Ｓ１２）、エラーフラグがセットされていれば（Ｓ１２のＹＥＳ）、ディスプレイ１７にバルブ２４に異常がある旨のエラー表示を行う（Ｓ１３）。上昇スイッチ１４又は下降スイッチ１５が操作され運転台９が昇降している場合であっても、何れのスイッチも操作されずモータ２２が停止している場合であっても、既にエラーフラグがセットされているのであれば、ディスプレイ１７にエラー表示がなされるので、運転台９上の作業者はこれを見てバルブ２４の異常を知ることができる。
尚、エラーフラグは、例えばバルブ２４が修理される際や、バルブ２４の修理後、このバッテリフォークリフトが起動される際にクリアされるようにしておけばよい。

このような実施例によれば、バルブ２４が正常であれば、バルブ２４の状態を切換えることで運転台９の上昇及び下降と運転台９の停止とを確実に切換えることができる。仮に、作動油中のゴミが詰まったりスプリングが破損したりしてバルブ２４が下降位置のままとなり正常でなくなったとしても、制御装置５によりモータ２２が回生制御されるので、運転台９を安全に下降させることができる。又、バルブ２４に異常があることを間違いなく判断することができ、ディスプレイ１７のエラー表示によって作業者にその旨を知らせることができる。加えて、モータ２２の制御のために設けてある回転センサ２３において検出される回転方向及び回転速度を用いているので、異常判断のために別個にセンサを設けずに済み、コストを抑えることができる。

尚、上記の実施例では、制御装置５でのエラーフラグに基づいてディスプレイ１７でのエラー表示を行っているが、この他にも、例えば運転台９に設けられるブザーを作動させることなどにエラーフラグを利用することができる。
又、上記の実施例では、モータ２２の回転方向が逆転方向である状態の継続時間に応じてエラーフラグをセットしているが、これに代えて、又はこれに加えて、モータ２２の回転方向が逆転方向である状態での回転速度が閾値以上の場合にエラーフラグをセットするようにすることができる。このようにすれば、より正確にバルブ２４における異常の有無を判断できるようになる。

本発明の実施例に係るバッテリフォークリフトの後方斜視図である。 本発明の実施例に係るバッテリフォークリフトの前方斜視図である。 本発明の実施例に係る荷役用昇降装置のシステム図である。 本発明の実施例の制御フロー図である。

符号の説明

５ 制御装置
６ インバータ
７ バッテリ
８ マスト
９ 運転台
１０ リフトシリンダ
１３ 操作ボックス
１４ 上昇スイッチ
１５ 下降スイッチ
１７ ディスプレイ
２０ タンク
２１ ポンプ
２２ モータ
２３ 回転センサ
２４ バルブ

Claims (2)

1. 昇降具を支持するシリンダとモータに連結されたポンプとを油圧配管で結び、上昇指示が与えられると、タンクに貯溜されている作動油を上記ポンプを介して供給することで上記シリンダを伸長させて上記昇降具を上昇させ、下降指示が与えられると、上記シリンダの短縮に伴い上記シリンダから出される作動油を上記ポンプを介して上記タンクに戻して上記昇降具を下降させるようにした昇降装置において、
   上記モータの回転方向及び回転速度を検出する回転検出器と、上記シリンダと上記ポンプとを結ぶ油圧配管に設けられ、上記シリンダから上記ポンプへの作動油の流れを遮断する閉状態と流れを許容する開状態とに切換え可能なバルブと、上記上昇指示又は上記下降指示と上記回転検出器による検出結果とに従って上記モータ及び上記バルブを制御する制御装置とを備え、
   上記制御装置は、上記下降指示が与えられたときには上記バルブを上記開状態へ切換えるようにし、上記下降指示が与えられないときには上記バルブを上記閉状態へ切換えるようにすると共に、上記回転検出器により検出される回転方向が上記昇降具を下降させる方向であるか否かを判断し、下降させる方向に回転している場合には上記バルブに異常ありと判断するものであることを特徴とする昇降装置。
2. 上記制御装置は、上記下降指示が与えられないときに、検出される上記回転方向が上記昇降具を下降させる方向であり、且つ検出される上記回転速度が所定値以上であれば、上記モータを回生制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。

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