(57)【要約】【課題】圧力損失を最小限に抑えることにより、油圧ユニット全体の小型化及び作業性の向上を達成する、荷役フォークの駆動装置を提供する。【解決手段】荷役フォークの駆動装置１は、昇降用キャリッジ２に、荷役フォーク３を駆動する油圧モータ４と、油圧モータ４に油圧を供給する油圧ポンプ５と、油圧ポンプ５を駆動する電動機６とを各々設けている。油圧モータ４と油圧ポンプ５との工程の途中に、油圧モータ４内の油圧の上限を規定するブレーキ弁回路７と、油圧モータ４から油圧ポンプ５に戻る作動油の圧力の下限を規定するとパイロットチェック回路８とを各々設けている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マストに昇降自在に支持される昇降用キャリッジに、荷役フォークを旋回及びシフト駆動する油圧モータと、該油圧モータに油圧を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動機とを各々設けたことを特徴とする荷役フォークの駆動装置。
【請求項２】
前記油圧ポンプは、前記電動機の正逆転切替えにより正逆転切替えが成され、該油圧ポンプの正逆転切替えにより前記油圧モータの正逆方向を切換えて回転させることを特徴とする請求項１に記載の荷役フォークの駆動装置。
【請求項３】
前記油圧モータと前記油圧ポンプとの工程の途中に、前記油圧モータに供給される油圧の上限を規定するブレーキ弁回路を設けた請求項１に記載の荷役フォークの駆動装置。
【請求項４】
前記油圧モータと前記油圧ポンプとの工程の途中に、前記油圧ポンプから前記油圧モータへ圧送される作動油からパイロット圧力を受けて、前記作動油が前記油圧モータから前記油圧ポンプに戻ることを許容するパイロット操作逆止め弁を設けた請求項１又は２に記載の荷役フォークの駆動装置。
【請求項５】
前記電動機から前記油圧モータに伝達される回転数の減速比を、前記油圧モータと前記油圧ポンプとの容量比を違えることにより設定した請求項１，２又は３に記載の荷役フォークの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷物の入出庫等に使用されるフォークリフト等の荷役車両に搭載される荷役フォークの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車台に立設したマストで荷役フォークを支持した３方向スタッキングトラックが周知である。このような荷役フォークは、昇降（リフト）、車幅方向にスライド（シフト）、及び旋回（ローテート）の動作ができる。図３に、従来例の荷役フォークの駆動装置１０１を構成する昇降用キャリッジ１０２及びターレットヘッド１０３を表している。図４に、当該駆動装置１０１を装備したフォークリフト２０１の全体を表している。
【０００３】
昇降用キャリッジ１０２は、フォークリフト２０１に立ち上げたマスト２００に支持部材１０４を連結し、支持部材１０４に、車幅方向に延びるガイドレール１０５を上下に２本固定し、更に、これらのガイドレール１０５に沿って水平ラック１０６を各々固定している。支持部材１０４はマスト２００の伸縮動作に伴って昇降する。ガイドレール１０５には、ガイドローラ１０７を介してキャリッジ本体１０８を車幅方向に滑動自在に係合している。
【０００４】
キャリッジ本体１０８は、２本の水平ラック１０６に各々噛み合うギア１０９を上下に固定したシフト用主軸１１０と、シフト用主軸１１０の一方のギア１０９に噛み合うピニオン１１１を主軸に設けた一の油圧モータ１１２とを備える。一の油圧モータ１１２を起動すると、荷役フォーク１１３がキャリッジ本体１０８と共に車幅方向にスライドする。
【０００５】
更に、キャリッジ本体１０８はターレットヘッド１０３を一体に組み込んでいる。ターレットヘッド１０３は、荷役フォーク１１３の後端を固定したローテート用主軸１１４と、他の油圧モータ１１５と、これら間に回転力を伝達するギア列１１６とを備える。ギア列１１６は、ローテート用主軸１１４に固定したギア１１７、他の油圧モータ１１５の出力軸に設けたピニオン１１８、及びこれらの間に介在するギア群１１９から成る。他の油圧モータ１１５を起動すると、荷役フォーク１１３がローテート用主軸１１４の周りに旋回する。
【０００６】
図５に示すように、電動機１２０を原動機とする油圧モータ１２１、作動油を貯留するリザーバタンク１２２、及び方向制御弁１２３から成る油圧ユニット１２４を、車台（図示省略）に搭載する一方、油圧ユニット１２４で発生した油圧は、耐圧ホースから成る油圧配管１２５を介して油圧モータ１１２，１１５に各々供給される。以上の技術は下記文献に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
実開平２−７２３００号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、従来から長年使用されていた荷役フォークの駆動装置について、機械効率向上の観点から模索してみた結果、以下の課題に気付いた。即ち、油圧配管１２５は、その途中をマスト２００の上端に設けたプーリ１２６に巻掛けされている。これは、マスト２００の昇降に伴ってキャリッジ本体１０８も上昇するので、油圧配管１２５をマスト２００の上方から迂回させると共に、油圧配管１２５に適度な張力を付与することにより、キャリッジ本体１０８と油圧ユニット１２４との間における油圧配管１２５の弛みを防止するためである。
【０００９】
しかしながら、マスト２００の昇降ストロークを大きく設定すると、油圧配管１２５の長さが例えば１本で１０ｍ以上にも及ぶことがある。このような場合は、油圧配管１２５内を油を通すことに起因する圧力損失が著しく、電動機１２０の出力が有効に運動エネルギーに変わらず非効率である。
【００１０】
また、油圧ユニット１２４の電動機１２０を起動しても、実際に荷役フォーク１１３が作動するのは、油圧配管１２５の膨張が起こった後になるので、その分、オペレータ等が指令してから荷役フォーク１１３が応答し動作するまでの間に時間差が生じ、荷役フォーク１１３の自在な操作が妨げられる。また、オペレータ等がマスト２００に多数かけられた油圧配管によって前方の視界を妨げられるという問題がある。
【００１１】
また、油圧モータ１１２，１１５に代えて、電動機を適用することが試みられたが、以下のような技術的課題が新たに生じて、昇降用キャリッジ１０２及びターレットヘッド１０３を不要に大型化することになる。
【００１２】
即ち、電動機を停止した状態で、この出力軸は外力を受ける等すると容易に回転する。このため、荷役フォーク１１３を外力に抗して一定の姿勢又は位置に保持するには、停止した電動機の出力軸を固定するための摩擦ブレーキ等を付加しなければならない。
【００１３】
更に、ローテート用主軸１１４の回転速度は２〜３ｒｐｍ程度に設定するのが好ましいが、通常の電動機の実動回転数は2000〜3000ｒｐｍ程度であるから、ギア列１１６に１／1000程度の減速比が必要となる。また、荷役フォーク１１３に加わった外力でギア列１１６が破損しないようにギア列１１６を強化（例えば安全率を５〜１０に）するために、ギア列１１６は高減速比かつ大型ギアを使用するため、大きな空間を要し、ターレットヘッド１０３が大型化してしまう。
【００１４】
本発明の目的は、圧力損失を最小限に抑えることにより、高効率かつターレットヘッドの小型化及び作業性の向上を達成する、荷役フォークの駆動装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る荷役フォークの駆動装置は、マストに昇降自在に支持される昇降用キャリッジに、荷役フォークを旋回及びシフト駆動する油圧モータと、該油圧モータに油圧を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動機とを各々設けたものである。
【００１６】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置は、前記油圧ポンプが、前記電動機の正逆転切替えにより正逆転切替えが成され、該油圧ポンプの正逆転切替えにより前記油圧モータの正逆方向を切換えて回転させるものである。
【００１７】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置は、前記油圧モータと前記油圧ポンプとの工程の途中に、前記油圧モータに供給される油圧の上限を規定するブレーキ弁回路を設けたものである。
【００１８】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置は、前記油圧モータと前記油圧ポンプとの工程の途中に、前記油圧ポンプから前記油圧モータへ圧送される作動油からパイロット圧力を受けて、前記作動油が前記油圧モータから前記油圧ポンプに戻ることを許容するパイロット操作逆止め弁を設けたものである。
【００１９】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置は、前記電動機から前記油圧モータに伝達される回転数の減速比を、前記油圧モータと前記油圧ポンプとの容量比を違えることにより設定したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る荷役フォークの駆動装置について説明する。以下で、従来と同様の構成には同符号を付し、その図示又は説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る荷役フォークの駆動装置１は、昇降用キャリッジ２に、荷役フォーク３を駆動する油圧モータ４，４０と、油圧モータ４，４０に油圧を供給する油圧ポンプ５，５０と、油圧ポンプ５，５０を駆動する電動機６，６０とを各々設けている。一方、車台は、図示を省略しているが、電動機６，６０を制御するスイッチ類を備え、このスイッチ類を車台に乗り込んだオペレータ等が操作することにより、電動機６，６０を正転、逆転、又は停止させられる。
【００２２】
油圧モータ４、４０として、２方向回転形（２方向流れ）の歯車、ベーン、又はネジ・モータを適用するのが好ましいが、往復式のピストン・モータを適用しても良い。油圧ポンプ５，５０として、２方向回転形（２方向流れ）の歯車、ベーン、又はネジ・ポンプを適用するのが好ましいが、往復式のピストン・ポンプを適用しても良く、可変容量形又は定容量形の何れでも良い。
【００２３】
図２に示すように、油圧モータ４と油圧ポンプ５は、それぞれのポートＡ，Ｂを２本の主管路ａ，ｂで接続されている。油圧モータ４と油圧ポンプ５との工程の途中には、ブレーキ弁回路７と、パイロットチェック回路８とを各々設けている。更に、油圧モータ４とブレーキ弁回路７との間に、油圧モータ４の回転速度を調節する２個の絞り弁９を設け、油圧ポンプ５とパイロットチェック回路８との間にチェック弁１０を設けている。
【００２４】
以上の回路及び弁はマニホールド１１に納められている。チェック弁１０は、油圧回路の全体に必要量の作動油をタンク１２（図１）から導入するものである。同様の回路が、油圧モータ４０と油圧ポンプ５０との工程の途中にも設けられている。また、油圧モータ４がギア列１１６を介してローテート用主軸１１４に接続され、油圧モータ４０がシフト用主軸１１０に接続される点を除いて、油圧モータ４，４０の間に構成の差異は特にない。また、油圧ポンプ５，５０の間、及び電動機６，６０の間にも構成の差異は特にない。従って、以下には油圧モータ４に係る部分の説明のみ記し他は省略する。
【００２５】
電動機６は、直流モータや交流モータ等が考えられる。電動機６から油圧モータ４に伝達される回転数の減速比は、油圧モータ４と油圧ポンプ５との容量（押しのけ容積：cc/rev）比を違えることにより設定されている。例えば、電動機６の実動回転数が2400ｒｐｍのとき、ローテート用主軸１１４の回転速度が２ｒｐｍになるよう設定する場合、油圧モータ４と圧ポンプ５との容量比を１５９：１とすれば、ギア列１１６の減速比は約７．５：１で済むことになる。これによりギア列１１６の小型化が可能となる。
【００２６】
ブレーキ弁回路７は、管路ａ，ｂの間に平行に配した２個の内部パイロット式のリリーフ弁７０，７１から成る。パイロットチェック回路８は、ブレーキ弁回路７よりも油圧ポンプ５寄り（下流）において管路ａ，ｂの間に並列に配した２個のパイロット操作逆止め弁８０，８１から成る。パイロット操作逆止め弁８０は、そのパイロット操作管路が管路ｂのパイロット操作逆止め弁８１の下流に接続している。パイロット操作逆止め弁８１は、そのパイロット操作管路が管路ａのパイロット操作逆止め弁８０の下流に接続している。
【００２７】
以上に述べた荷役フォークの駆動装置１によれば、電動機６を正転させると、油圧ポンプ５のポートＡから吐出された作動油は、管路ａを経て油圧モータ４のポートＡへ流入して油圧モータ４を正転させる仕事に供した後、油圧モータ４のポートＢから流出する。この過程で、油圧ポンプ５のポートＡから吐出された作動油に対して順方向に配されたパイロット操作逆止め弁８０が開放するのと同時に、パイロット操作逆止め弁８１は、管路ａのパイロット操作逆止め弁８０の下流の圧力が所定値まで達したことを感知して開放する。これにより、油圧モータ４のポートＢから流出した作動油が管路ｂのパイロット操作逆止め弁８１を逆方向に流れ、油圧ポンプ５のポートＢまで循環することができる。
【００２８】
電動機６を逆転させると、油圧ポンプ５のポートＢから吐出された作動油は、管路ａを経て油圧モータ４のポートＢへ流入して油圧モータ４を逆転させる仕事に供した後、油圧モータ４のポートＡから流出する。この過程で、油圧ポンプ５のポートＢから吐出された作動油に対して順方向に配されたパイロット操作逆止め弁８１が開放するのと同時に、パイロット操作逆止め弁８０は、管路ａのパイロット操作逆止め弁８１の下流の圧力が所定値まで達したことを感知して開放する。これにより、油圧モータ４のポートＡから流出した作動油が管路ａのパイロット操作逆止め弁８０を逆方向に流れ、油圧ポンプ５のポートＡまで循環することができる。
【００２９】
荷役フォーク３に外力が加わった場合、外力が荷役フォーク３を逆転（又は正転）させる程に過大であれば、パイロット操作逆止め弁８０（又は８１）の上流の圧力が所定値を超えたところで、ブレーキ弁回路７のリリーフ弁７０（又は７１）が開放する。これにより、パイロット操作逆止め弁８０（又は８１）の上流の作動油は管路ｂ（又はａ）へ流入する。従って、荷役フォーク３が過大な外力に従って逆転（又は正転）する。つまり、ブレーキ弁回路７が、油圧回路及びギア列１１６等を過大な負荷から保護するトルクリミッターの役割を果している。
【００３０】
電動機６を停止させると、油圧ポンプ５から油圧モータ４への油圧の供給も停止するので、荷役フォーク３が停止する。この状態で、パイロット操作逆止め弁８０，８１の下流の圧力は所定値を下回り、パイロット操作逆止め弁８０，８１の両方が逆方向の流れを規制するので、パイロット操作逆止め弁８０，８１より上流の作動油は油圧ポンプ５に戻ることはできない。従って、停止した荷役フォーク３が何らかの規定値内の外力を受けても、パイロット操作逆止め弁８０，８１より上流の作動油の圧力が上昇するだけで、荷役フォーク３が不用意に動くことはない。つまり、パイロットチェック回路８が、荷役フォーク３を固定するブレーキの役割を果たしている。
【００３１】
更に、停止させた役フォーク３に、これを無理に正転（又は逆転）させる方向に動かす程の過大な外力が加わった場合は、ブレーキ弁回路７のリリーフ弁７０（又は７１）が開放する。このため、荷役フォーク３が無理に正転（又は逆転）することで油圧モータ４のポートＡ（又はＢ）から作動油が押し出されると、その分、パイロット操作逆止め弁８０（又は８１）の上流の作動油は、管路ｂ（又はａ）へ流入し、油圧モータ４のポートＢ（又はＡ）へ流入する。そして、荷役フォーク３がある程度動いてパイロット操作逆止め弁８０（又は８１）の上流の油圧が所定値よりも降下すれば、リリーフ弁７０（又は７１）が閉じるので、再び荷役フォーク３は固定される。つまり、トルクリミッターとして働く。
【００３２】
尚、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を加えた態様で実施できるものである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る荷役フォークの駆動装置によれば、荷役フォークを旋回及びシフト駆動する油圧モータと、該油圧モータに油圧を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動機とを、総て昇降用キャリッジに設けることにより、油圧モータと油圧ポンプとを近接して配置できるので、油圧モータと油圧ポンプとを接続する油圧配管を可能な限り短くし、電動機及び油圧配管の圧力損失を最小限に抑えることができる。
【００３４】
従って、油圧ポンプの流量や電動機の出力を増大する目的でこれらを従来のように大型化することが不要なので、当該荷役フォークの駆動装置の全体を小型化することができる。更には、電動機の消費電力を抑え、電動機に電力を供給する蓄電池等の負担を軽減できるという利点も得られる。
【００３５】
また、車台に乗り込んだオペレータ等が、電動機を起動すると油圧ポンプで発生した油圧が直ちに油圧モータに供給されるので、オペレータ等の指令に即応して荷役フォークが作動する。従って、オペレータ等が電動機の起動を指令してから、これに荷役フォークが従うまでに時間差が殆ど無く、荷役フォークをオペレータ等の意のままに自在に操作することができる。
【００３６】
また、電動機に電力を供給する電線等は、油圧配管に比較して細く束ねられ、しかもマスト等に沿って目立たないよう配線できるので、オペレータ等の視界の邪魔にならないという利点が有る。また、エネルギーの伝達を１０ｍ近くにも及ぶ距離で行う場合、油圧配管による油圧の伝達に比較して電線等を介して電導を行う方が著しくエネルギー損失が少なくて済むので、省エネ化に貢献する。
【００３７】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置によれば、油圧ポンプは、電動機の正逆転切替えにより正逆転切替えが成され、該油圧ポンプの正逆転切替えにより油圧モータの正逆方向を切換えて回転させることにより、油圧モータと油圧ポンプとの間に方向切替弁を設ける必要がなく、油圧回路の構成をシンプルにすることができる。
【００３８】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置によれば、例えば、荷役フォークに油圧モータが逆転する程の過大な外力が加わる等した場合に、油圧モータと油圧ポンプとの工程の途中に設けたブレーキ弁回路により、油圧ポンプに供給される油圧の上限を規定できるので、油圧モータと油圧ポンプとを接続する油圧配管や油圧モータ自体が異常な高圧により破損するのを防止することができる。このため、トルクリミッター等を設けなくても、油圧回路及びギア列等を過大な負荷から保護できるので、当該荷役フォークの駆動装置の小型化及び簡素化を達成することができる。
【００３９】
また、本発明に係る荷役フォークの駆動装置によれば、油圧モータを起動すると、パイロット操作逆止め弁が、油圧ポンプから油圧モータへ圧送される作動油からパイロット圧力を受けて、油圧モータから油圧ポンプへ作動油が戻る方向（逆方向）の流れを許容する。油圧モータを停止すると、荷役フォークが停止すると同時に、パイロット操作逆止め弁が閉じるので、作動油は油圧モータから油圧ポンプへ戻れなくなる。このため、停止した荷役フォークは、外力を受けても不用意に動くことがない。
【００４０】
従って、電動機を停止させても、そのまま荷役フォークを固定できるので、例えば荷物を所望の位置に静止させたまま保持するような場合に、電動機の出力軸を固定するための摩擦ブレーキ等が不要である。このため、当該荷役フォークの駆動装置の小型化及び簡素化を達成することができる。
【００４１】
更に、本発明に係る荷役フォークの駆動装置によれば、電動機から油圧モータに伝達される回転数の減速比を、油圧モータと油圧ポンプとの容量比を違えることにより設定しているので、従来のように油圧モータと電動機との間に介在するギア列だけに依存して大きな減速比を得ることが避けられる。従って、ギア列を特に強化することが不要であり、ギア等の伝達機構を含めた当該荷役フォークの駆動装置の小型化及び簡素化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る荷役フォークの駆動装置の実装状態の側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る荷役フォークの駆動装置の回路図。
【図３】従来例の荷役フォークの駆動装置の駆動装置の実装状態の側面図。
【図４】従来例の荷役フォークの駆動装置を装備したフォークリフトの全体斜視図。
【図５】従来例の荷役フォークの駆動装置の概略を示す斜視図。
【符号の説明】
１：荷役フォークの駆動装置
２：昇降用キャリッジ
４，４０：油圧モータ
５，５０：油圧ポンプ
６，６０：電動機
７：ブレーキ弁回路
８０，８１：パイロット操作逆止め弁
２００：マスト
【図１】
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【図２】
2004203576.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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