(57)【要約】【課題】突入電流の防止を簡素な電気回路で実現できる産業用車両を提供する。【解決手段】荷役動作用電源にＬｉイオン二次電池（以下、電源）４９を使用し、モータコントローラ５１に電源４９から駆動電力を供給する駆動回路４１を備え、突入電流防止用のプリチャージ回路６１と、モータコントローラ５１放電用のディスチャージ回路７１とを設け（以下、Ｐ回路とＤ回路）、駆動回路４１に、電源４９、Ｐ回路６１、Ｄ回路７１を夫々接続／切断する第１〜第３リレー１１〜１３を設け、放電完了後に制御電力を停止するタイマーリレーを有し、起動時に第１リレー１１で駆動回路４１と電源４９を接続し其の所定時間後第２リレー１２で駆動回路４１とＰ回路６１を切断する様に構成され、終了時に第１リレー１１で駆動回路４１と電源４９を切断すると共に第３リレー１３で駆動回路４１とＤ回路７１を接続する様に構成された。【選択図】図３
2015208068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷役動作用の電源としてリチウムイオン二次電池などの高電圧の電池が使用されるとともに、上記荷役動作用のアクチュエータにおけるモータコントローラに上記高電圧の電池からの駆動電力を供給し得る駆動回路と、起動スイッチとが備えられた産業用車両であって、
上記駆動回路に、上記起動スイッチをオフからオンに切り換えることによる上記モータコントローラへの突入電流を防止するプリチャージ回路と、上記モータコントローラを放電させるディスチャージ回路とが設けられ、
上記駆動回路と高電圧の電池との接続／切断を行う第１リレーと、上記駆動回路とプリチャージ回路との切断／接続を行う第２リレーと、上記駆動回路とディスチャージ回路との接続／切断を行う第３リレーとが設けられ、
上記起動スイッチがオフの状態において、上記駆動回路と高電圧の電池およびディスチャージ回路とが切断された状態にされるとともに、上記駆動回路とプリチャージ回路とが接続された状態にされ、
上記第１リレー、第２リレーおよび第３リレーを制御電力の供給により制御する制御装置が備えられ、
この制御装置が、起動時制御部および終了時制御部を有するとともに、上記モータコントローラの放電が完了した後に上記制御電力の供給を停止するタイマーリレーを有し、
上記起動時制御部が、上記起動スイッチをオフからオンに切り換えることにより、上記第１リレーで上記駆動回路と高電圧の電池とを接続するとともに、その所定時間経過後に上記第２リレーで上記駆動回路とプリチャージ回路とを切断するように構成され、
上記終了時制御部が、上記起動スイッチをオンからオフに切り換えることにより、上記第１リレーで上記駆動回路と高電圧の電池とを切断するとともに、上記第３リレーで上記駆動回路とディスチャージ回路とを接続するように構成されたことを特徴とする産業用車両。
【請求項２】
高電圧の電池を充電可能な充電回路が備えられ、
上記高電圧の電池と充電回路との接続／切断が接続器の着脱により行われ得るように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の産業用車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用車両、特にその荷役動作用の電気回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリー式フォークリフトとして、リチウムイオン二次電池と鉛蓄電池とを併用するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の電気回路は、その特許文献１の図４において非水系二次電池群１（リチウム二次電池）および水溶液系二次電池群２（鉛蓄電池）が示されているように、上記２種類の電池が必要である。このように、上記電気回路は、リチウムイオン二次電池を有する以上、リチウムイオン二次電池用の安全回路も必要であるから、非常に複雑になるという問題がある。
【０００５】
さらに、上記電気回路は、上記２種類の電池からの突入電流を防止する構成を追加すると、より複雑化するという問題もある。
そこで、本発明は、突入電流の防止を簡素な電気回路で実現できる産業用車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る産業用車両は、荷役動作用の電源としてリチウムイオン二次電池などの高電圧の電池が使用されるとともに、上記荷役動作用のアクチュエータにおけるモータコントローラに上記リチウムイオン二次電池からの駆動電力を供給し得る駆動回路と、起動スイッチとが備えられた産業用車両であって、
上記駆動回路に、上記起動スイッチをオンにした時の駆動回路に流れる突入電流を防止するプリチャージ回路と、上記モータコントローラを放電させるディスチャージ回路とが設けられ、
上記駆動回路と高電圧の電池との接続／切断およびプリチャージ回路を作動させる第１リレーと、上記駆動回路とプリチャージ回路との切断／接続を行うメイン（主回路）リレーとしての第２リレーと、上記駆動回路とディスチャージ回路との接続／切断を行う第３リレーとが設けられ、
上記起動スイッチがオフの状態において、上記駆動回路と高電圧の電池およびディスチャージ回路とが切断された状態にされるとともに、上記駆動回路とプリチャージ回路とが接続された状態にされ、
上記第１リレー、第２リレーおよび第３リレーを制御電力の供給により制御する制御装置が備えられ、
この制御装置が、起動時制御部および終了時制御部を有するとともに、上記モータコントローラの放電が完了した後に上記制御電力の供給を停止するタイマーリレーを有し、
上記起動時制御部が、上記起動スイッチをオフからオンに切り換えることにより、上記第１リレーで上記駆動回路と高電圧の電池とを接続するとともに、その所定時間経過後に上記第２リレーで上記駆動回路とモータコントローラとを接続するように構成され、
上記終了時制御部が、上記起動スイッチをオンからオフに切り換えることにより、上記第１リレーで上記駆動回路と高電圧の電池とを切断するとともに、上記第３リレーで上記駆動回路とディスチャージ回路とを接続するように構成されたものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る産業用車両は、請求項１に記載の産業用車両において、高電圧の電池を充電可能な充電回路が備えられ、
上記高電圧の電池と充電回路との接続／切断が接続器の着脱により行われ得るように構成されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記産業用車両によると、突入電流の防止を簡素な電気回路で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係るリーチ式フォークリフトの概略側面図である。
【図２】同リーチ式フォークリフトにおけるシステム構成を示すブロック図である。
【図３】同リーチ式フォークリフトにおける荷役動作用の電気回路（キースイッチがオフの状態）を示す回路図である。
【図４】同システム構成に具備されるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図５】図３の回路図において、キースイッチをオフからオンに切り換えたときの状態を示す。
【図６】図３の回路図において、図５から所定時間経過後の状態を示す。
【図７】図３の回路図において、キースイッチをオンからオフに切り換えたときの状態を示す。
【図８】図３の回路図において、充電している状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る産業用車両について図面に基づき説明する。
まず、上記産業用車両の一例として、リーチ式フォークリフトについて説明する。
このリーチ式フォークリフトは、図１に示すように、大きく分けて、運転席４が設けられた後方の本体部３およびこの本体部３から前方に突出された左右一対のアウトリガー部（リーチ部ともいう）７を有する車両本体２と、この車両本体２のアウトリガー部７に設けられて断面が溝型状にされたガイド部材８の溝部に前後方向で移動可能（出退可能）に案内される荷役装置９とを具備している。なお、本体部３に駆動用車輪５およびガイド輪が、また左右のアウトリガー部７に案内用車輪６がそれぞれ設けられている。
【００１１】
また、上記荷役装置９は、両側面にガイド部材８の溝部内に移動可能に案内される前後一対のガイドローラ１７がそれぞれ設けられた移動体１６と、この移動体１６と本体部３とに亘って配置されて当該移動体１６を前後方向で移動（出退）させるリーチ用モータ（図示省略）と、昇降用モータおよびティルト用モータ（いずれも図示省略）を介して昇降自在および前後方向で傾動自在に設けられた荷物保持用のフォーク部１８とを具備している。また、上記車両本体２には、鉛蓄電池を電源とした走行用の電気回路（図示省略）と、リチウムイオン二次電池（図２に詳しく示すが高電圧の電池の一例である）４９を電源とした荷役動作用の電気回路（図３に詳しく示す）１０とが設けられている。これらのシステム構成を起動／停止するためのキースイッチ（起動スイッチの一例で図２に示す）２１も、上記車両本体２に設けられている。
【００１２】
以下、本発明の要旨である荷役動作用の電気回路１０について説明する。
まず、この電気回路１０を具備したシステム構成の全体について図２に基づき説明する。
【００１３】
このシステム構成は、図２に示すように、その起動／停止をオン／オフにより切り換え可能な上記キースイッチ２１と、荷役動作用の電源となるリチウムイオン二次電池４９を備えた上記荷役動作用の電気回路１０と、この電気回路１０により駆動される荷役用モータ５２（上述したリーチ用モータ、昇降用モータ、ティルト用モータである）と、上記キースイッチ２１に接続されて上記電気回路１０を制御するコントローラ（制御装置である）２２と、このコントローラ２２にＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）で接続されて上記リチウムイオン二次電池４９を監視および制御するバッテリーコントロールユニット２３（以下ではＢＣＵ２３と略す）とを具備している。また、このシステム構成は、図示しないが、コントローラ２２により制御される走行用の電気回路なども具備している。
【００１４】
次に、上記荷役動作用の電気回路１０について図２および図３に基づき詳細に説明する。
この電気回路１０は、図２および図３に示すように、荷役動作用の電源となる上記リチウムイオン二次電池４９と、このリチウムイオン二次電池４９に接続されるとともに当該リチウムイオン二次電池４９からの駆動電力をモータコントローラ５１に供給し得る駆動回路４１と、この駆動回路４１によるモータコントローラ５１への駆動電力の供給を制御し得る制御回路３１と、上記駆動回路４１を介して上記リチウムイオン二次電池４９を充電し得る充電回路８１とを備えている。
【００１５】
上記駆動回路４１には、上記駆動電力を消費させて上記キースイッチ２１をオフからオンに切り換えることによる上記モータコントローラ５１への突入電流を防止するためのプリチャージ回路６１と、上記モータコントローラ５１を放電させて感電を防止するためのディスチャージ回路７１とが設けられている。図３に詳しく示すように、上記プリチャージ回路６１は上記リチウムイオン二次電池４９に対して直列に配置されており、上記ディスチャージ回路７１は上記モータコントローラ５１に対して並列に配置されている。当然ながら、上記プリチャージ回路６１およびディスチャージ回路７１は、いずれも電力を消費させるためのプリチャージ用抵抗６２およびディスチャージ用抵抗７２をそれぞれ有する。
【００１６】
また、上記駆動回路４１には、上記リチウムイオン二次電池４９との接続／切断を行う第１リレー１１と、上記プリチャージ回路６１との切断／接続を行うメイン（主回路）リレーとしての第２リレー１２と、上記ディスチャージ回路７１との接続／切断を行う第３リレー１３とが設けられている。ここで、例えば「第２リレー１２で上記駆動回路４１とプリチャージ回路６１とを切断する」とは、物理的に両回路を非接触にすることのみを指すのではなく、実質的に電流が一方の回路から他方の回路に流れないようにすることも含める。上記第１リレー１１は、駆動回路４１において、上記リチウムイオン二次電池４９の正極側および負極側にそれぞれ配置されている。正極側の第１リレー１１が配置されている箇所は、リチウムイオン二次電池４９とプリチャージ回路６１との間であり、負極側の第１リレー１１が配置されている箇所は、リチウムイオン二次電池４９とモータコントローラ５１との間である。また、上記第２リレー１２は、プリチャージ回路６１に対して並列に配置されている。さらに、上記第３リレー１３は、ディスチャージ回路７１に対して直列に配置されている。
【００１７】
また、上記駆動回路４１には、リチウムイオン二次電池４９と正極側の第１リレー１１との間にヒューズ４２が設けられている。さらに、上記駆動回路４１には、正極側の第１リレー１１とプリチャージ回路６１との間にＢＣＵ２３の正極側が接続されるとともに、負極側の第１リレー１１とモータコントローラ５１との間にＢＣＵ２３の負極側が接続されている。
【００１８】
上記制御回路３１は、並列に、第１リレー１１を構成する電源開閉部１１ａと、第２リレー１２を構成するプリチャージ部１２ａと、第３リレー１３を構成するディスチャージ部１３ｂとを具備している。また、制御回路３１の上流端には制御用電源２９が接続されており、制御回路３１の下流端にはグランド部３７が接続されている。上記電源開閉部１１ａは、第１リレー１１のオン／オフを制御するａ接点である。上記プリチャージ部１２ａは、第２リレー１２のオン／オフを制御するａ接点である。上記ディスチャージ部１３ｂは、第３リレー１３のオフ／オンを制御するｂ接点である。なお、このディスチャージ部１３ｂのｂ接点は、制御回路３１の安全性を向上させるために、上記リレー１１およびリレー１２のｂ接点を直列に２つ配置されたものである。
【００１９】
上記充電回路８１は、リチウムイオン二次電池４９に充電用の電力を供給するための充電器８９を備えている。また、上記充電回路８１は、コネクタ（着脱器である）の着脱により、上記駆動回路４１との接続／切断を行い得るようにされている。上記充電回路８１と上記駆動回路４１との接続／切断を行い得るようにされている箇所（以下では着脱部４８という）は、駆動回路４１において、ＢＣＵ２３の正極側および負極側が接続された箇所とモータコントローラ５１の間である。
【００２０】
次に、上記コントローラ２２について図４に基づき説明する。
このコントローラ２２は、図４に示すように、キースイッチ２１をオフからオンに切り換えた後に作動する起動時制御部２５と、キースイッチ２１をオンからオフに切り換えた後に作動する終了時制御部２６とを具備している。
【００２１】
上記起動時制御部２５は、上記キースイッチ２１がオフからオンに切り換えられると、制御用電源２９から電源開閉部１１ａに制御電力を供給し、第１リレー１１で上記駆動回路４１とリチウムイオン二次電池４９とを接続するものである。また、上記起動時制御部２５は、第１リレー１１で上記駆動回路４１とリチウムイオン二次電池４９とを接続してから所定時間経過後に、制御用電源２９からプリチャージ部１２ａに制御電力を供給し、第２リレー１２で上記駆動回路４１とプリチャージ回路６１とを切断するものである。この所定時間は、リチウムイオン二次電池４９からの駆動電力がプリチャージ回路６１により消費されることで、モータコントローラ５１への突入電流が発生しなくなる時間である。
【００２２】
上記終了時制御部２６は、上記キースイッチ２１がオンからオフに切り換えられると、制御用電源２９から電源開閉部１１ａ、プリチャージ部１２ａおよびディスチャージ部１３ｂに制御電力の供給を停止し、第１リレー１１で駆動回路４１とリチウムイオン二次電池４９とを切断するとともに、第２リレー１２および第３リレー１３で駆動回路４１とプリチャージ回路６１およびディスチャージ回路７１とを接続するものである。また、上記終了時制御部２６は、駆動回路４１とプリチャージ回路６１およびディスチャージ回路７１とを接続してから他の所定時間経過後に、第３リレー１３で駆動回路４１とディスチャージ回路７１とを切断するものである。この他の所定時間は、モータコントローラ５１の電力がディスチャージ回路７１により消費されることで、モータコントローラ５１の放電が完了する時間である。
【００２３】
また、上記コントローラ２２は、駆動回路４１とプリチャージ回路６１およびディスチャージ回路７１とを接続してから他の所定時間経過後に、制御用電源２９をオフにするタイマーリレー２７も具備している。すなわち、このタイマーリレー２７は、モータコントローラ５１の放電の完了と殆ど同時に制御用電源２９をオフにするものである。
【００２４】
以下、上記リーチ式フォークリフト１の動作について説明する。
このリーチ式フォークリフト１は、使用されていない状態、つまりキースイッチ２１がオフの状態において、図３に示すように、上記駆動回路４１とリチウムイオン二次電池４９およびディスチャージ回路７１とが切断された状態にされるとともに、上記駆動回路４１とプリチャージ回路６１とが接続された状態にされている。
【００２５】
そして、上記リーチ式フォークリフト１の運転席４に作業者が入ってキースイッチ２１をオフからオンに切り換えると、制御用電源２９の電源がオンになる。その後、起動時制御部２５が作動して、図５に示すように、第１リレー１１で駆動回路４１とリチウムイオン二次電池４９とが接続される。これにより、リチウムイオン二次電池４９からの駆動電力がプリチャージ回路６１に流れて消費される。この接続から所定時間が経過すると、起動時制御部２５がさらに作動して、図６に示すように、第２リレー１２で駆動回路４１とプリチャージ回路６１とが切断される。これにより、リチウムイオン二次電池４９からの駆動電力が、突入電流を発生させることなく、モータコントローラ５１に供給される。
【００２６】
上記リーチ式フォークリフト１による作業が終わり、作業者がキースイッチ２１をオンからオフに切り換えると、終了時制御部２６が作動して、図７に示すように、第１リレー１１で駆動装置とリチウムイオン二次電池４９とが切断されるとともに、第２リレー１２および第３リレー１３で駆動装置とプリチャージ回路６１およびディスチャージ回路７１とが接続される。これにより、モータコントローラ５１からの電力がディスチャージ回路７１に流れて消費されて、モータコントローラ５１が放電される。この接続から他の所定時間が経過すると、モータコントローラ５１の放電が完了して、駆動回路４１とディスチャージ回路７１とが切断されるとともに、タイマーリレー２７により制御用電源２９がオフにされる。
【００２７】
上記リーチ式フォークリフト１を充電するには、図８に示すように、着脱部４８にコネクタを取り付けることにより、駆動回路４１と充電回路８１とを接続する。そして、第１リレー１１で駆動回路４１とリチウムイオン二次電池４９とを接続する。これにより、充電器８９から駆動回路４１を介してリチウムイオン二次電池４９の充電が開始される。リチウムイオン二次電池４９の充電が完了すると、コネクタを取り外すことにより、駆動回路４１と充電回路８１とを切断する。
【００２８】
このように、上記リーチ式フォークリフト１によると、モータコントローラ５１の放電が完了してから制御用電源２９がオフにされるので、制御用電源２９をオフにすることなくモータコントローラ５１を放電することができる。
【００２９】
また、荷役動作用にリチウムイオン二次電池４９が使用されて電気回路が複雑になりがちなリーチ式フォークリフト１であっても、起動時制御部２５と第２リレー１２およびプリチャージ回路６１との協働により、簡素な電気回路１０で突入電流の防止を実現することができる。
【００３０】
さらに、コネクタの着脱によりリチウムイオン二次電池４９の充電が開始／停止されるので、容易にリチウムイオン二次電池４９を充電することができる。
ところで、上記実施の形態では、産業用車両の一例としてリーチ式フォークリフト１について説明したが、これに限定されるものではなく、荷役動作を行う車両であればよい。
【符号の説明】
【００３１】
１    リーチ式フォークリフト
１０    電気回路（荷役動作用）
１１    第１リレー
１２    第２リレー
１３    第３リレー
２７    タイマーリレー
３１    制御回路
４１    駆動回路
５１    モータコントローラ
６１    プリチャージ回路
７１    ディスチャージ回路
８１    充電回路
【図１】
2015208068.tif 000003
【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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