(57)【要約】【課題】高圧化による油漏れ等の危険性がなく、作動油ポンプの消費電力を減少する。【解決手段】荷役を昇降するためのフォーク６と、フォーク６を作動油で昇降するために上下方向に延設され、ピストン部によって上室と下室とに分けられ、上室及び下室に作動油が収容されたリフトシリンダ７と、フォーク６を昇降するために下室に作動油を給排する作動油ポンプ２１及び作動油タンク２０と、上室と下室とを連通及び非連通に切り換える切換弁２８と、フォーク６を上昇する際に、フォーク６に荷役が有るときは切換弁２８を非連通とし、フォーク６に荷役が無いときは切換弁２８を連通とする制御機構１９とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷役を昇降するためのフォークと、前記フォークを作動油で昇降するために上下方向に延設され、ピストン部によって上室と下室とに分けられ、前記上室及び前記下室に前記作動油が収容されたリフトシリンダと、前記フォークを昇降するために前記下室に前記作動油を給排する作動油ポンプ及び作動油タンクと、前記上室と前記下室とを連通及び非連通に切り換える切換弁と、前記フォークを上昇する際に、前記フォークに前記荷役が有るときは前記切換弁を非連通とし、前記フォークに前記荷役が無いときは前記切換弁を連通とする制御機構とを備えることを特徴とするフォークリフト。
【請求項２】
前記制御機構は、前記下室における前記作動油の圧力を検出する圧力センサーと、前記圧力センサーからの検出値と予め設定した閾値とを比較することで、前記フォークにおける前記荷役の有無を判別する判別部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のフォークリフト。
【請求項３】
前記油圧回路は、前記フォークを下降する際に、前記下室から排出される前記作動油を前記上室へ供給し、前記作動油の余りを前記作動油タンクへ排出することを特徴とする請求項１又は２に記載のフォークリフト。
【請求項４】
前記切換弁は、前記ピストン部に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷役を昇降するためのフォークを備えたフォークリフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
リーチ式フォークリフトは、荷役を昇降するためのフォークを備えており（特許文献１等参照）、図８に示す通り、フォークを進退可能とするためのリーチシリンダ９と、フォークを傾倒可能にするためのティルトシリンダ８と、フォークを昇降するためのリフトシリンダ７とを備える。
【０００３】
図７に示す通り、リフトシリンダ７は、上下方向に延設されており、内部にロッド部７０及びピストン部７１が設けられている。従来のリフトシリンダ７は、ピストン部７１を介して上室７ａと下室７ｂとに分けられ、ボトム側に設けられたポート７２を通じて下室７ｂに作動油が給排されるようになっている。
【０００４】
図８に示す通り、従来の油圧回路は、作動油タンク２０、作動油ポンプ２１及びリフト用制御弁２７等を備えており、フォークを上げるときは、作動油ポンプ２１で作動油タンク２０からの作動油をリフトシリンダ７の下室７ｂへ供給し、その油圧によってピストン部７１を介してフォークを押し上げる。そして、フォークを下げるときは、フォーク等の自重でピストン部７１を押し下げて、リフトシリンダ７の下室７ｂの作動油を作動油タンク２０へ排出する。
【０００５】
上記の通り、リフトシリンダ７の下室７ｂに作動油を供給して、ピストン部７１を押し上げることでフォークを上昇させるので、リフトシリンダ７の径が大きいと必要な作動油の流量が多くなり、作動油ポンプ２１の作動時間も長くなるため消費電力が多い。そこで、リフトシリンダ７の径を小さくすることで、必要な作動油の流量を少なくすることもできるが、荷役を上昇させる際（負荷時）に、油圧回路の管路や制御弁における作動油の圧力が非常に高くなり（高圧化）、油漏れ等の危険性が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、高圧化による油漏れ等の危険性がなく、作動油ポンプの消費電力を少なくできるフォークリフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明に係るフォークリフトは、
荷役を昇降するためのフォークと、フォークを作動油で昇降するために上下方向に延設され、ピストン部によって上室と下室とに分けられ、上室及び下室に作動油が収容されたリフトシリンダと、フォークを昇降するために下室に作動油を給排する作動油ポンプ及び作動油タンクと、上室と下室とを連通及び非連通に切り換える切換弁と、フォークを上昇する際に、フォークに荷役が有るときは切換弁を非連通とし、フォークに荷役が無いときは切換弁を連通とする制御機構とを備える。
【０００９】
好ましくは、制御機構は、下室における作動油の圧力を検出する圧力センサーと、圧力センサーからの検出値と予め設定した閾値とを比較することで、フォークにおける荷役の有無を判別する判別部とを備える。
【００１０】
好ましくは、油圧回路は、フォークを下降する際に、下室から排出される作動油を上室へ供給し、作動油の余りを作動油タンクへ排出する。
【００１１】
好ましくは、切換弁は、ピストン部に設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
上記の通り、本発明に係るフォークリフトでは、リフトシリンダは、ピストン部によって上室と下室とに分けられている。リフトシリンダは、上室と下室とに作動油が収容されており、上室と下室とが、切換弁によって連通及び非連通に切り換えられる。そして、切換弁は、フォークを上昇する際に、フォークに荷役が有るとき非連通になり、フォークに荷役が無いとき連通になる。
【００１３】
これにより、フォークに荷役が有るとき（負荷時）は、上昇時に、切換弁によって上室と下室とを非連通にして、従来と同様にシリンダの内径分の作動油を下室に給排するので、高圧化による油漏れ等の危険性がない。さらに、フォークに荷役が無いとき（無負荷時）は、切換弁によって上室と下室とを連通するので、上昇時に、上室の作動油が下室へ移動すると共に、不足するロッド分の作動油だけを下室へ供給する。従って、従来よりも少ない量の作動油を下室に供給するだけでよいので、作動油ポンプの消費電力を少なくできるし、フォークの昇降速度も増加できる。このように、高圧化すると油漏れの危険性がある負荷時では従来と同様の量の作動油を給排して、高圧化しても油漏れの危険性がない無負荷時では従来よりも少量の作動油を給排するので、作動油ポンプの消費電力を少なくできると共に、油漏れの危険性を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】リーチ式フォークリフトを示す斜視図である。
【図２】リフトシリンダ、リーチシリンダ及びティルトシリンダを説明するための斜視図である。
【図３】本発明のリフトシリンダを示す断面図である。
【図４】フォークに荷役が有るとき（負荷時）におけるリフトシリンダに関する油圧回路図であり、（ａ）はフォークを上昇するとき（リフトアップ）、（ｂ）はフォークを下降するとき（リフトダウン）である。
【図５】フォークに荷役が無いとき（無負荷時）におけるリフトシリンダに関する油圧回路図であり、（ａ）はフォークを上昇するとき（リフトアップ）、（ｂ）はフォークを下降するとき（リフトダウン）である。
【図６】本発明の第二実施形態のリフトシリンダを示す一部拡大断面図である。
【図７】従来のリフトシリンダを示す断面図である。
【図８】従来のリフトシリンダ、リーチシリンダ及びティルトシリンダに関する油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明に係るフォークリフトの実施形態について説明する。
【００１６】
図１の通り、リーチ式フォークリフトは、車体１に、前側に延出された左右のストラドルアーム２を備える。リーチ式フォークリフトは、左右のストラドルアーム２に沿って前後に進退可能なキャリッジ４を備える。キャリッジ４には、マスト３が上下方向に立設されている。リーチ式フォークリフトは、マスト３に沿って昇降案内されるリフトブラケット５を備える。リフトブラケット５には左右一対のフォーク６が傾倒可能に支持されている。キャリッジ４には、マスト３に沿ってリフトシリンダ７が立設されており、リフトシリンダ７が伸縮動作することで、リフトブラケット５と共にフォーク６が昇降する。また、リフトブラケット５には、ティルトシリンダ８が設けられ（図２）、ティルトシリンダ８が伸縮動作することで、フォーク６の傾倒がなされる。そして、車体１とキャリッジ４とにわたってリーチシリンダ９が設けられ（図２）、リーチシリンダ９が伸縮動作することで、キャリッジ４の進退がなされる。
【００１７】
車体１の左後部は、開閉可能なドアにより閉塞される機器収納室１０となっており、この機器収納室１０内に後述する作動油タンク２０、作動油ポンプ２１、モータ２２などが搭載されている。車体１の右後部は、後方に開放されて形成された運転席１１となっており、機器収納室１０の上部から運転席１１の前方にかけてトップカバー１２により覆われている。このトップカバー１２上には、運転席１１の左方位置に、操舵をなすためのハンドル１３が設けられ、運転席１１の前方位置に、荷役操作やアクセル操作をなすための各種操作レバー１４が設けられている。また、車体１の上方には、ヘッドガード１５が設けられている。
【００１８】
図２の通り、キャリッジ４は、左右のサイドプレートと、これらの下縁部を連結するボトムプレートとを備える。キャリッジ４の各サイドプレートの外側に回転自在に支持させたガイドローラ（図示せず）をストラドルアーム２の内側に形成されたコ字形のガイドレールに転接させることで、キャリッジ４がストラドルアーム２に案内されて進退するようになっている。また、キャリッジ４のサイドプレートの前端部にマスト３が固定され、このマスト３の後側のボトムプレート上にリフトシリンダ７が支持されている。
【００１９】
図３の通り、リフトシリンダ７は、その内部に、軸方向に延設されたロッド部７０と、ロッド部７０の下端に設けられたピストン部７１とを備える。リフトシリンダ７は、その内部に、ピストン部７１を介して上室７ａと下室７ｂとが形成されている。そして、リフトシリンダ７は、上室７ａと下室７ｂとに作動油が収容される。なお、好ましくは、作動油は、上室７ａと下室７ｂとに充満されるように収容される。リフトシリンダ７は、上端側に設けられたトップポート７２と、下端側に設けられたボトムポート７３とを備え、トップポート７２には、上室７ａに作動油を給排するための管路３０が接続され、ボトムポート７３には、下室７ｂに作動油を給排するための管路３１が接続される。
【００２０】
図４及び図５の通り、リーチ式フォークリフトの油圧回路は、作動油を貯留する作動油タンク２０と、作動油タンク２０からの作動油を吐出する作動油ポンプ２１と、作動油ポンプ２１を回転駆動するモータ２２とを備える。油圧回路は、リフトシリンダ７への作動油の給排を制御するリフト用制御弁２７を備える。そして、油圧回路は、リフトシリンダ７の上室７ａと下室７ｂとに接続された管路３０と管路３１とを連通及び非連通に切り換える切換弁２８を備える。本実施形態では、切換弁２８は、リフトシリンダ７の外側に設けられている。さらに、油圧回路は、切換弁２８の切り換えを制御する制御機構１９を備える。
【００２１】
制御機構１９は、リフトシリンダ７の下室７ｂにおける作動油の圧力を検知する圧力センサー１７と、圧力センサー１７からの検出値を演算処理可能な判別部１８とを備える。圧力センサー１７は、管路３１に流れる作動油の圧力を検知することで、管路３１に接続された下室７ｂの圧力を検知する。判別部１８は、圧力センサー１７で検知した下室７ｂの作動油の圧力に基づいて、フォーク６に荷役が有るか無いかを判別する。判別部１８には、閾値Ｐｔが予め設定されて記憶される。そして、判別部１８は、圧力センサー１７で検出した検出値Ｐが入力されて、(ｉ)Ｐ＞Ｐｔのとき荷役有りと判別し、(ｉｉ)Ｐ＜Ｐｔのとき荷役無しと判別する。即ち、フォーク６で荷役を昇降する場合は、荷役による下方向の負荷によって、リフトシリンダ７の下室７ｂにおける作動油の圧力Ｐは大きくなる。これより、圧力Ｐが所定の閾値Ｐｔより大きいと、フォーク６に荷役が有ると判別できる。また、フォーク６だけを昇降する場合は、荷役による負荷がない（無負荷）ので、リフトシリンダ７の下室７ｂにおける作動油の圧力Ｐは小さくなる。これにより、圧力Ｐが所定の閾値Ｐｔより小さいと、フォーク６に荷役が無いと判別できる。判別部１８は、上記の判別結果に基づいて、切換弁２８を切り換えるようになっている。
【００２２】
図４に基づいて、フォーク６に荷役が有るとき（負荷時）の油圧回路について説明する。図４（ａ）の通り、フォーク６を上昇（リフトアップ）するとき、操作レバー１４を操作して、リンク機構等（図示せず）を介してリフト用制御弁２７を切り換える。リフト用制御弁２７は、作動油ポンプ２１に接続された管路３２と、リフトシリンダ７の下室７ｂに接続された管路３１とを連通する。さらに、判別部１８による荷役有りの判別結果に基づいて、切換弁２８は、リフトシリンダ７の上室７ａに接続された管路３０と、下室７ｂに接続された管路３１とを非連通とする。さらに、切換弁２８は、管路３０と管路３３とを連通する。管路３３は、作動油タンク２０に通じる管路３４に接続している。そして、作動油ポンプ２１によって、作動油タンク２０からの作動油が、管路３２及び管路３１を通じてリフトシリンダ７の下室７ｂへ送られる。リフトシリンダ７の下室７ｂに作動油を供給することで、ピストン部７１が押し上げられてリフトアップする。これにより、リフトシリンダ７の上室７ａに収容される作動油が、管路３０を通じて押し出されて排出し、さらに、切換弁２８を通じて管路３３を流れ、そして、管路３４を通じて油圧タンク２０に戻る。
【００２３】
図４（ｂ）の通り、フォーク６を下降（リフトダウン）するとき、操作レバー１４を操作して、リンク機構等を介してリフト用制御弁２７を切り換える。リフト用制御弁２７は、リフトシリンダ７の下室７ｂに接続された管路３１と、管路３３及び管路３４とを連通する。さらに、判別部１８による荷役有りの判別結果に基づいて、切換弁２８は、管路３０と管路３１とを非連通とし、管路３０と管路３３とを連通する。管路３３は管路３４に接続している。そして、フォーク６及び荷役等の自重によって、リフトシリンダ７の下室７ｂに収容される作動油が、管路３１を通じて押し出されて排出して、さらに、管路３３に流れる。この作動油は、管路３３から管路３０を通じてリフトシリンダ７の上室７ａに供給される。ここで、下室７ｂから排出される作動油は、その全量が上室７ａに供給されるわけではなく、上室７ａと下室７ｂとの容積差（＝ピストン部７１の移動距離×ロッド部７０の面積）による余分量が管路３４を通じて作動油タンク２０に戻る。
【００２４】
図５に基づいて、フォーク６に荷役が無いとき（無負荷時）の油圧回路について説明する。図５（ａ）の通り、フォーク６を上昇（リフトアップ）するとき、操作レバー１４を操作して、リンク機構等を介してリフト用制御弁２７を切り換える。リフト用制御弁２７は、管路３２と管路３１とを連通する。さらに、判別部１８による荷役無しの判別結果に基づいて、切換弁２８は、管路３０と管路３１とを連通する。そして、作動油ポンプ２１によって、作動油タンク２０からの作動油が、管路３２及び管路３１を通じてリフトシリンダ７の下室７ｂへ送られる。さらに、管路３０と管路３１とが切換弁２８を介して連通しているので、リフトシリンダ７の上室７ａに収容された作動油が、管路３０から押し出されて排出して、切換弁２８及び管路３１を通じて下室７ｂへ供給される。ここで、上室７ａと下室７ｂとの容積差によって、上室７ａから排出される作動油が下室７ｂに供給されるだけでは足りずにリフトアップしない。従って、容積差による不足量の作動油が、作動油タンク２０から管路３２及び管路３１を通じてリフトシリンダ７の下室７ｂに供給されることでリフトアップする。
【００２５】
図５（ｂ）の通り、フォーク６を下降（リフトダウン）するとき、操作レバー１４を操作して、リンク機構等を介してリフト用制御弁２７を切り換える。リフト用制御弁２７は、管路３１と管路３４とを連通する。さらに、判別部１８による荷役無しの判別結果に基づいて、切換弁２８は、管路３０と管路３１とを連通する。そして、フォーク６及び荷役等の自重によって、リフトシリンダ７の下室７ｂに収容される作動油が、管路３１を通じて押し出されて排出して、さらに、切換弁２８を通じて管路３０に流れる。この作動油は、管路３０を通じてリフトシリンダ７の上室７ａに供給される。ここで、下室７ｂから排出された作動油は、その全量が上室７ａに供給されるわけではなく、上室７ａと下室７ｂとの容積差による余分量が、管路３１及び管路３４を通じて作動油タンク２０に戻る。
【００２６】
上記の通り、フォーク６に荷役が有るとき（負荷時）には、従来と同様に、リフトシリンダ７の上室７ａと下室７ｂとが非連通となる（図４）。そのため、リフトアップ時には、リフトシリンダ７の下室７ｂに供給される作動油は、従来と同様の圧力となるので、従来よりも高圧化にならず、特別な構成の管路や制御弁などは不要である。また、リフトダウン時には、リフトシリンダ７の下室７ｂから排出される作動油が、リフトシリンダ７の上室７ａに供給されるので、非常に効率よく作動油をリフトシリンダ７に収容（充満）することができる。
【００２７】
また、上記の通り、フォーク６に荷役が無いとき（無負荷時）には、リフトシリンダ７の上室７ａと下室７ｂとが連通する（図５）。そのため、リフトアップ時には、リフトシリンダ７の下室７ｂに供給される作動油は、上室７ａと下室７ｂとの容積差分だけの流量となり、ロッド部７０の面積が受圧面積となって従来よりも高圧になるが、荷役による負荷が無いので、負荷時による圧力で考慮した管路や制御弁などの構成でよく、特別な構成の管路や制御弁などは不要である。また、従来よりも少量の作動油を供給すればよいので、作動油ポンプ２１を小さく、モータ２２の消費電力を少なくすることができる。また、給排する作動油が少量になるので、リフトアップ・ダウンを高速化できる。
【００２８】
図６に基づいて、第二実施形態のフォークリフトについて説明する。上記した実施形態と異なる構成について詳細に説明する。本実施形態では、リフトシリンダ７のピストン部７１に切換弁２８が組み込まれている。リフトシリンダ７の上室７ａと切換弁２８とが管路４０で接続され、下室７ｂと切換弁２８とが管路４１で接続されている。そして、制御機構１９が、上記した通り、荷役の有無を判別して、切換弁２８を切り換える。フォーク６に荷役が有るとき（負荷時）には、リフトシリンダ７の上室７ａと下室７ｂとが非連通となり、フォーク６に荷役が無いとき（無負荷時）には、リフトシリンダ７の上室７ａと下室７ｂとが連通する。
【００２９】
別の実施形態として、制御機構１９は、各フォーク６の間に、超音波もしくは赤外線を発信する送信手段と、フォーク６の荷役から反射してきた超音波もしくは赤外線を受信する受信手段とからなる荷役センサーを備え、この荷役センサーによる検知結果に基づいて荷役の有無を判別してもよい。また、上記した各実施形態では、フォーク６に荷役が無い（無負荷）時では、リフトアップとリフトダウンの双方において、上室７ａ及び下室７ｂが連通しているが、少なくともリフトアップのときだけ上室７ａと下室７ｂとを連通して、リフトダウンのときは上室７ａと下室７ｂとを非連通にしてもよい。このとき、図４及び図５では、切換弁２８における上室７ａと下室７ｂとを連通するポジション（図５）では、双方向で両通可能となっているが、上室７ａから下室７ｂにのみ作動油が流れるチェック弁でもよく、このチェック弁にすると、上室７ａが作動油で充満されておらず空気が混在していて、上室７ａと下室７ｂに圧力差がある場合でも逆流を防止できる。
【００３０】
上記の通り、フォーク６に荷役が有るとき（負荷時）は、切換弁２８によって上室７ａと下室７ｂとを非連通にして、従来と同様にシリンダ７の内径分の作動油を下室７ｂに給排するので、高圧化による油漏れ等の危険性がない。さらに、フォーク６に荷役が無いとき（無負荷時）は、切換弁２８によって上室７ａと下室７ｂとを連通するので、リフトアップ時には、上室７ａの作動油が下室７ｂへ移動すると共に、不足する作動油だけを下室７ｂへ供給し、また、リフトダウン時には、下室７ｂの作動油が上室７ａへ移動すると共に、余分な作動油だけを作動油タンク２０へ排出する。従って、従来よりも少量の作動油を下室７ｂに給排するだけでよいので、作動油ポンプ２１のモータ２２の消費電力を減少できるし、フォーク６の昇降速度も増加できる。このように、高圧化すると油漏れの危険性がある負荷時では、従来と同様の量の作動油を給排し、高圧化しても油漏れの危険性がない無負荷時では、従来よりも少量の作動油を給排するので、作動油ポンプ２１のモータ２２の消費電力を減少できると共に、油漏れの危険性を回避できる。
【符号の説明】
【００３１】
６  フォーク
７  リフトシリンダ
７ａ  上室
７ｂ  下室
７０  ロッド部
７１  ピストン部
７２  トップポート
７３  ボトムポート
１７  圧力センサー
１８  判別部
１９  制御機構
２７  リフト用制御弁
２８  切換弁
２０  作動油タンク
２１  作動油ポンプ
２２  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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