JP5543127B2 - フォークリフト用油圧回路制御システム - Google Patents

Description

本発明は、フォークリフト用油圧回路制御システムに関する。

一般に、フォークリフトは、油圧シリンダ等のアクチュエータの作動によって、荷物を持ち上げ、トラックや船等の大型輸送機や倉庫等へ運搬している。
例えば、アクチュエータと連結されたフォークで運搬するものや、荷物を吊り持ち状に保持するスプレッダによって運搬するもの（特許文献１参照）があった。

特許第３１４１６１６号公報

しかし、これらのフォークリフトは、フォークやスプレッダ等の荷物保持部に保持した荷物を走行中に上昇させると、急な重心の変化と走行による慣性力及び遠心力の相互作用によって、フォークリフトが転倒してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、フォークリフトの状態に応じてアクチュエータの作動速度を調整して、転倒を防止するフォークリフト用油圧回路制御システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のフォークリフト用油圧回路制御システムは、リフト用のアクチュエータに作動油を供給する第１ポンプと第２ポンプとを設け、上記第１ポンプと上記アクチュエータの間に介設されるメインバルブと、上記第２ポンプと上記アクチュエータの間に介設される調整バルブと、該調整バルブのパイロット圧を切換える制御バルブと、を備え、さらに、フォークリフトが荷物を保持しているか否かを検知するための荷物検知手段と、上記フォークリフトが走行中か否かを検知するための走行検知手段と、上記荷物検知手段からの荷物信号と上記走行検知手段からの走行信号とに基づいて上記制御バルブを操作する制御部と、を具備し、上記制御部は、上記フォークリフトが荷物を保持していない場合は、走行中か否かに関わらず、上記第２ポンプからの作動油を上記アクチュエータへ供給するように上記制御バルブを切換え、上記制御部は、上記フォークリフトが荷物を保持し、かつ、走行していない場合は、上記第２ポンプからの作動油を上記アクチュエータへ供給するように上記制御バルブを切換え、上記制御部は、上記フォークリフトが荷物を保持して走行している場合は、上記第２ポンプからの作動油を上記アクチュエータへ供給させないように上記制御バルブを切換えるものである。

本発明に係るフォークリフト用油圧回路制御システムによれば、荷物を保持しているか否か、走行中か否か、といったフォークリフトの状態に応じて、アクチュエータへの作動油の時間あたりの供給量を調整し、作動速度を調整できる。走行中の急激な重心の変化を防止し、フォークリフトと荷物のバランスを見極め易くして転倒を防止できる。作業効率を低減させずに安全性を向上できる。また、フォークリフトの状態に応じて、供給負荷がかかるポンプの数を調整でき、大きなトルクが必要な大型の原動機を用いる必要がなくなり、原動機を小型化できる。

本発明の実施の形態を示す側面図である。 本発明の実施の形態を示す回路図である。 制御処理を説明するフローチャート図である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
本発明のフォークリフト用油圧回路制御システムは、図１及び図２に示すように、荷物を昇降させるための油圧シリンダから成るアクチュエータ４に、作動油を供給する第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２とを設けている。第１・第２ポンプＰ１，Ｐ２は、フォークリフト20を走行させるエンジンやモータ等の原動機29によって駆動される。また、フォークリフト20は、アクチュエータ４の作動に伴って昇降するスプレッダから成る荷物保持部21を有している。

そして、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２に汲み上げられる作動油を貯めるタンク５と、第１ポンプＰ１からの作動油をメインバルブＶ１を介してアクチュエータ４へ供給する第１供給路11と、第２ポンプＰ２からの作動油を調整バルブＶ２を介してアクチュエータ４へ供給する第２供給路12と、を備えている。第１供給路11と第２供給路12とは、メインバルブＶ１及び調整バルブＶ２からアクチュエータ４までの間に設けられた供給合流部13にて合流している。

また、メインバルブＶ１の切換わりに対応して作動油をタンク５へ戻す第１返送路15と、調整バルブＶ２の切換わりに対応して作動油を貯油タンク５へ戻す第２返送路16と、を備えている。第１返送路15と第２返送路16とは、メインバルブＶ１及び調整バルブＶ２から貯油タンク５までの間に設けられた返送合流部17にて合流している。

また、図示省略の第３ポンプによって発生するパイロット圧を、伝達路30を介してメインバルブＶ１と調整バルブＶ２とに作用させるリフトレバーバルブＬＶを備えている。
リフトレバーバルブＬＶからのパイロット圧を受けた場合に、メインバルブＶ１を、第１ポンプＰ１からの作動油をアクチュエータ４へ供給するように設けている。調整バルブＶ２を、第２ポンプＰ２からの作動油をアクチュエータ４へ供給するように設けている。リフトレバーバルブＬＶは、荷物保持部21を昇降させるための操作レバー27に対応してパイロット圧を作用させるものである。

伝達路30は、分岐部30Ａにて、メインバルブＶ１のパイロット圧受け部へ接続される第１伝達路31と、調整バルブＶ２のパイロット圧受け部へ接続される第２伝達路32と、に分岐している。
そして、第２伝達路32に、調整バルブＶ２に作用するパイロット圧を切換える制御バルブＳＶを設けている。制御バルブＳＶは、パイロット圧を切り換えることで、調整バルブＶ２を、「アクチュエータ４へ作動油を供給する」と、「供給しない（タンク５に返送する）」と、に切換え作動させるソレノイドバルブである。

さらに、制御バルブＳＶを制御信号Ｆによって制御する制御部３を設けている。
制御部３は、フォークリフト20が荷物を保持しているか否かを検知するための荷物検知手段１からの荷物信号Ｎと、フォークリフト20（の車両部）が走行中か否かを検知するための走行検知手段２からの走行信号Ｒと、に基づいて制御信号Ｆを制御バルブＳＶへ送信するものである。なお、制御部３は、リレー回路やシーケンサ、ＲＡＭやＲＯＭ及びＣＰＵ等を有するコンピュータ等自由である。

制御部３は、荷物信号Ｎの、荷物を保持しているという荷物信号Ｎ１と、荷物を保持していないという荷物信号Ｎ２と、に基づいて（のいずれかを受信して）、荷物を保持しているか否かを判定する。アクチュエータ４へ荷物からの負荷がかかるか否かを判定する。
また、走行信号Ｒの、走行中という走行信号Ｒ１と、走行していない（停車中）という走行信号Ｒ２と、に基づいて（のいずれかを受信して）、走行中か否かを判定する。

制御部３は、操作レバー27の操作に伴って、図３に示すように制御処理（ステップ）を開始する。先ず、荷物信号Ｎを受信してステップＳ１に於て荷物を保持しているか否かを判別する。
保持していない場合は、ステップＳ11に進んで、荷物によるアクチュエータ４への負荷はないと判定し、次のステップＳ12に於て、パイロット圧を調整バルブＶ２に作用させる制御信号Ｆ１を、制御バルブＳＶへ送信する。
保持している場合は、ステップＳ２に進んで、荷物によるアクチュエータ４への負荷があると判定する。その後ステップＳ３に進み、走行信号Ｒを受信して走行中か否かを判定する。
走行していない場合は、保持していない場合と同様にステップＳ12に進む。
走行中の場合は、ステップＳ４に進んで、パイロット圧を調整バルブＶ２に作用させない制御信号Ｆ２を、制御バルブＳＶへ送信する。
つまり、荷物を保持しているという荷物信号Ｎ１と、走行中という信号Ｒ１と、の同時受信（両方を受信した状態）で、ステップＳ４に進む。

ここで、荷物検知手段１及び走行検知手段２についてさらに、具体的に説明する。
図１に於て、フォークリフト20は、アクチュエータ４によって昇降可能なリフトブラケット24に、荷物保持部21であるスプレッダを装着したものである。スプレッダのツイストロックピン22が回転し荷物（コンテナ）をロックしたことを確認する近接スイッチを、荷物検知手段１としている。
また、原動機29に連結される減速機28のオートミッションコントローラを、走行検知手段２としている。走行速度０．１ｋｍ／ｈ以上の際に走行中という走行信号Ｒ１を制御部３へ送信するようにしている。そして、走行中という走行信号Ｒ１が無いことを、走行していない（停車中）という走行信号Ｒ２としている。つまり、走行していないと（停車中）は、走行速度が０．１ｋｍ／ｈ未満の場合と定義している。

なお、本発明は設計変更可能であって、例えば、アクチュエータ４を１本の油圧シリンダとしているが、２本以上であっても良い。また、フォークリフト20の荷物保持部21は、荷物を運搬可能であれば、フォークとしたものやクレーンアーム、クランプアーム等とするも自由である。また、荷物検知手段１は、荷物を保持中か否かが検知可能な箇所に設ければよく、近接センサや光電センサ、圧力センサ等のセンサ類や、リミットスイッチ等、自由である。また、減速機28や車軸、車輪等の走行用回転部材の近傍に付設した回転センサを走行検知手段２として、回転センサからの走行信号Ｒを制御部３が演算し、演算結果が走行速度０．１ｋｍ／ｈ未満の際に停車中と判定し、走行速度０．１ｋｍ／ｈ以上の際に走行中と判定するも良い。この場合、走行中という演算結果の基になった走行信号Ｒが、走行中という走行信号Ｒ１である。また、停車中という演算結果の基になった走行信号Ｒが、停車中という走行信号Ｒ２である。また、オートミッションコントローラから０ｋｍ／ｈの際に、停車中という走行信号Ｒ２を制御部３へ送信するようにして、完全に走行が停止した状態をもって停車中と判定し、その停車中という走行信号Ｒ２が無いことを走行中という走行信号Ｒ１としても良い。

上述した本発明のフォークリフト用油圧回路制御システムの使用方法（作用）について説明する。
操作レバー27を操作すると、常に、メインバルブＶ１にはリフトレバーバルブＬＶからのパイロット圧が作用される。メインバルブＶ１は、アクチュエータ４に第１ポンプＰ１からの作動油を供給する。

また、操作レバー27の操作に伴って、制御部３の処理が開始される。
制御部３は、フォークリフト20が荷物を保持していない場合に、上述の処理により、走行中か否かに関わらず、パイロット圧を作用させる制御信号Ｆ１を送信する。制御バルブＳＶはパイロット圧を調整バルブＶ２に作用させる。調整バルブＶ２はアクチュエータ４に第２ポンプＰ２からの作動油を供給する。アクチュエータ４には、第１・第２ポンプＰ１，Ｐ２の両方から作動油が供給され作動する。荷物保持部21と共に荷物が上昇する。
停車中の場合は、荷物を保持していない場合と同様であって、アクチュエータ４には、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２から作動油が供給される。

荷物を保持して走行している場合に、操作レバー27を操作すると、制御部３からパイロット圧を作用させない制御信号Ｆ２が制御バルブＳＶに送信される。制御バルブＳＶは調整バルブＶ２にパイロット圧を作用させない。調整バルブＶ２は第２ポンプＰ２からの作動油をアクチュエータ４に供給せずタンク５に返送する。作動油のアクチュエータ４への供給がメインバルブＶ１からだけとなって（作動油の時間あたりの供給量が減少し）、アクチュエータ４の作動速度（荷物の上昇速度）が他の場合よりも減速される。

荷物を上昇させると、全体（荷物及びフォークリフト20）の重心は、荷物保持部21だけを上昇させた場合に比べて、かなり高くなる。また、走行中は、慣性力や遠心力が作用している。つまり、走行中の荷物の上昇は、フォークリフト20に作用する重心の変化や、慣性力や遠心力を運転者が見極めて操作しなければ転倒する虞れがある。
ところが、本発明は、走行中に荷物を上昇させる場合は、停車中よりも遅い速度で上昇させるため、走行中の急な重心の変化を防止し転倒を防止する。

つまり、制御部３は、荷物を保持しているか否か、走行中か否かといったフォークリフト20の状態に応じて、アクチュエータ４の作動速度を調整するように制御バルブＳＶを介して、調整バルブＶ２を制御している。言い換えると、停車中の場合や荷物を保持していない場合よりもアクチュエータ４の作動速度を遅くすべきか否かを判定しているとも言える。さらに言い換えると、停車中の場合や荷物を保持していない場合の作動速度で、アクチュエータ４を作動させて安全か否かを判定しているとも言える。

また、走行中に荷物を上昇させる場合に、第２ポンプＰ２からの作動油をアクチュエータ４に供給しない（タンク５に返送される）ため、作動油を供給するために発生する負荷を小さくし、原動機29にかかる負荷のほとんどを、第１ポンプＰ１の供給負荷と走行による負荷としている。走行と荷物上昇という２つの動作を同時に行なわせる際に、原動機29にかかる負荷を軽減しエンジンストールを防止している。又は、アクチュエータ４への作動油の供給に使用していた第２ポンプＰ２を作動させる力を走行に割り当てて走行速度の低下や走行速度が上がらなくなるといった不具合を防止している。つまり、制御部３はフォークリフト20の状態に応じて、原動機29に過負荷がかからないように、制御バルブＳＶを介して調整バルブＶ２を制御している。

以上のように、リフト用のアクチュエータ４に作動油を供給する第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２とを設け、第１ポンプＰ１とアクチュエータ４の間に介設されるメインバルブＶ１と、第２ポンプＰ２とアクチュエータ４の間に介設される調整バルブＶ２と、調整バルブＶ２のパイロット圧を切換える制御バルブＳＶと、を備え、さらに、フォークリフト20が荷物を保持しているか否かを検知するための荷物検知手段１と、フォークリフト20が走行中か否かを検知するための走行検知手段２と、荷物検知手段１からの荷物信号Ｎと走行検知手段２からの走行信号Ｒとに基づいて制御バルブＳＶを操作する制御部３と、を具備するので、フォークリフト20の状態に応じてアクチュエータ４への作動油の供給量を調整し、適切なアクチュエータ４の作動速度を得ることができる。走行中の重心の急激な変化を防止し転倒を防止できる。走行中のフォークリフト20と荷物上昇のバランスを運転手
が見極め易くできる。作業効率を低減させずに安全性を向上できる。また、フォークリフト20の状態に応じて供給負荷がかかるポンプの数を調整でき、大型のエンジン等を用いる必要がなくなり、原動機29を小型化できる。

また、制御部３は、荷物検知手段１からの荷物を保持しているという荷物信号Ｎ１と、走行検知手段２からの走行中という走行信号Ｒ１と、の同時受信で、第２ポンプＰ２からの作動油をアクチュエータ４へ供給させないように制御バルブＳＶを操作するので、走行中の重心の急な変化による転倒を防止できる。走行と荷物上昇という２つの作業を同時に行なわせる際に、原動機29にかかる負荷を軽減しエンジンストールを防止できる。又は、第２ポンプＰ２を作動させる力を走行に割り当てて走行速度の低下や走行速度が上がらなくなるといった不具合を防止できる。つまり、原動機29に過負荷がかからないようにできる。

１ 荷物検知手段
２ 走行検知手段
３ 制御部
４ アクチュエータ
20 フォークリフト
Ｎ 荷物信号
Ｎ１ 荷物を保持しているという荷物信号
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Ｒ 走行信号
Ｒ１ 走行中という走行信号
ＳＶ 制御バルブ
Ｖ１ メインバルブ
Ｖ２ 調整バルブ

Claims (1)

1. リフト用のアクチュエータ（４）に作動油を供給する第１ポンプ（Ｐ１）と第２ポンプ（Ｐ２）とを設け、
   上記第１ポンプ（Ｐ１）と上記アクチュエータ（４）の間に介設されるメインバルブ（Ｖ１）と、上記第２ポンプ（Ｐ２）と上記アクチュエータ（４）の間に介設される調整バルブ（Ｖ２）と、該調整バルブ（Ｖ２）のパイロット圧を切換える制御バルブ（ＳＶ）と、を備え、
   さらに、フォークリフト（20）が荷物を保持しているか否かを検知するための荷物検知手段（１）と、上記フォークリフト（20）が走行中か否かを検知するための走行検知手段（２）と、上記荷物検知手段（１）からの荷物信号（Ｎ）と上記走行検知手段（２）からの走行信号（Ｒ）とに基づいて上記制御バルブ（ＳＶ）を操作する制御部（３）と、を具備し、
   上記制御部（３）は、上記フォークリフト（20）が荷物を保持していない場合は、走行中か否かに関わらず、上記第２ポンプ（Ｐ２）からの作動油を上記アクチュエータ（４）へ供給するように上記制御バルブ（ＳＶ）を切換え、
   上記制御部（３）は、上記フォークリフト（20）が荷物を保持し、かつ、走行していない場合は、上記第２ポンプ（Ｐ２）からの作動油を上記アクチュエータ（４）へ供給するように上記制御バルブ（ＳＶ）を切換え、
   上記制御部（３）は、上記フォークリフト（20）が荷物を保持して走行している場合は、上記第２ポンプ（Ｐ２）からの作動油を上記アクチュエータ（４）へ供給させないように上記制御バルブ（ＳＶ）を切換えることを特徴とするフォークリフト用油圧回路制御システム。

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