(57)【要約】【課題】荷役作業時間を延ばすことができるフォークリフトの提供。【解決手段】  フォークリフトＡは、略無負荷時における鉛蓄電池３の端子電圧が下限値（例えば３８Ｖ）未満に低下したことを蓄電残量算出手段５２が検知すると、制御器５がリレー７に通電してリレーを作動させ、電力源を主電源（鉛蓄電池３）から予備電源（リチウムイオン電池６）に切り替える。これにより、荷役作業が中断されないとともに、フォークリフトＡの稼働可能な１日当たりの荷役作業時間を延ばすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の車輪を回動させるための移動用の交流モータと、
フォークの昇降を行うための荷役用の交流モータと、
大きな蓄電量を有する低い電圧の鉛蓄電池と、
低い電池電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバーターと、
該ＤＣ−ＤＣコンバーターの直流出力を交流に変換して各モータへ給電する２つのインバーターと、
操作器の操作に基づいて、前記ＤＣ−ＤＣコンバーターおよび各インバーターを制御する制御器とを車体に組み付けたフォークリフトにおいて、
大きな蓄電量を有し前記鉛蓄電池と略同じ電圧のリチウムイオン電池と、該リチウムイオン電池を充電するための充電器とを車載させ、
荷役作業により前記鉛蓄電池の蓄電量が低下すると、前記ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧を前記鉛蓄電池から前記リチウムイオン電池に切り替えることを特徴とするフォークリフト。
【請求項２】
走行用の車輪を回動させるための移動用の交流モータと、
フォークの昇降を行うための荷役用の交流モータと、
大きな蓄電量を有する低い電圧の鉛蓄電池と、
低い電池電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバーターと、
該ＤＣ−ＤＣコンバーターの直流出力を交流に変換して各モータへ給電する２つのインバーターと、
操作器の操作に基づいて前記ＤＣ−ＤＣコンバーターおよび各インバーターを制御するとともに、蓄電残算出手段により前記鉛蓄電池の端子電圧を監視する制御器とを車体に組み付けたフォークリフトにおいて、
大きな蓄電量を有し前記鉛蓄電池と略同じ電圧のリチウムイオン電池と、
商用電源により前記リチウムイオン電池の充電が可能な充電器と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧を前記鉛蓄電池から前記リチウムイオン電池に切り替える電力切替器とを車載させ、
前記鉛蓄電池の端子電圧が閾値を下回ったことを前記蓄電残算出手段が検出すると、前記制御器が前記電力切替器に切り替えを指示することを特徴とするフォークリフト。
【請求項３】
前記制御器には、前記電力切替器の切り替え後も、前記鉛蓄電池から作動用電力が供給されることを特徴とする請求項２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、搭載した鉛蓄電池で荷役作業を行うフォークリフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バッテリを搭載したフォークリフトが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０７９２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車体に搭載される鉛蓄電池の電力は、車輪を回動させたりフォークを動かすモータに使われる。この鉛蓄電池への充電は、鉛蓄電池用の充電器を使い、商用電源に繋いで夜間に行う。
しかし、荷役作業を長時間、行うと、鉛蓄電池の蓄電量が少なくなってモータが動かなくなってしまう。
本発明の目的は、荷役作業時間を延ばすことができるフォークリフトの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１について）
フォークリフトは、移動・荷役用の交流モータと、鉛蓄電池と、ＤＣ−ＤＣコンバーターと、２つのインバーターと、制御器とを車体に組み付けている。また、リチウムイオン電池と、充電器とを車載させている。
【０００６】
低い電圧の鉛蓄電池は、大きな蓄電量を有する。
ＤＣ−ＤＣコンバーターは、鉛蓄電池の低い電池電圧またはリチウムイオン電池の低い電池電圧を昇圧する。
２つのインバーターは、ＤＣ−ＤＣコンバーターの直流出力を交流に変換して、移動用の交流モータまたは荷役用の交流モータへ給電する。
【０００７】
移動用の交流モータには、１つ目のインバーターが出力する交流が給電され、走行用の車輪が回動する。
荷役用の交流モータには、２つ目のインバーターが出力する交流が給電され、フォークが昇降する。
制御器は、操作器の操作に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーターおよび各インバーターを制御する。
【０００８】
リチウムイオン電池は、大きな蓄電量を有し、鉛蓄電池と略同じ電圧である。このリチウムイオン電池は、フォークリフトを使用しない夜間に、商用電源に繋いだリチウムイオン電池用の充電器で充電する。
荷役作業により鉛蓄電池の蓄電量が所定値まで低下すると、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧を鉛蓄電池からリチウムイオン電池に切り替える（手動や自動）。
【０００９】
フォークリフトは、大きな蓄電量を有する鉛蓄電池と、鉛蓄電池の電圧と略同じ電圧で大きな蓄電量のリチウムイオン電池とを車載し、荷役作業により鉛蓄電池の蓄電量が所定値まで低下すると、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧を手動や自動で、鉛蓄電池からリチウムイオン電池に切り替える構成である。
つまり、荷役作業により鉛蓄電池の蓄電量が所定値まで低下した際に、鉛蓄電池からリチウムイオン電池に、手動や自動で切り替える構成であるため、荷役作業が中断されないとともに、フォークリフトが稼働可能な１日当たりの荷役作業時間を長くすることができる。
【００１０】
また、予備の電力源にリチウムイオン電池を用いているので、引火や発火の虞が低いとともに、有害な排気ガスを排出しないので荷役作業者の労働環境を保全できる。また、リチウムイオン電池は、メンテナンスに手間がかからない。                              
【００１１】
（請求項２について）
フォークリフトは、移動・荷役用の交流モータと、鉛蓄電池と、ＤＣ−ＤＣコンバーターと、２つのインバーターと、制御器とを車体に組み付けている。また、リチウムイオン電池と、充電器と、電力切替器とを車載させている。
【００１２】
低い電圧の鉛蓄電池は、大きな蓄電量を有する。
ＤＣ−ＤＣコンバーターは、鉛蓄電池の低い電池電圧またはリチウムイオン電池の低い電池電圧を昇圧する。
２つのインバーターは、ＤＣ−ＤＣコンバーターの直流出力を交流に変換して、移動用の交流モータまたは荷役用の交流モータへ給電する。
【００１３】
移動用の交流モータには、１つ目のインバーターが出力する交流が給電され、走行用の車輪が回動する。
荷役用の交流モータには、２つ目のインバーターが出力する交流が給電され、フォークが昇降する。
制御器は、操作器の操作に基づいてＤＣ−ＤＣコンバーターおよび各インバーターを制御するとともに、鉛蓄電池の端子電圧を蓄電残算出手段が監視する。そして、制御器は、鉛蓄電池の端子電圧が閾値を下回ったことを、制御器内の蓄電残算出手段が検出すると、電力切替器に切り替えを指示する。
【００１４】
リチウムイオン電池は、大きな蓄電量を有し、鉛蓄電池と略同じ電圧である。このリチウムイオン電池は、フォークリフトを使用しない夜間に、商用電源に繋いだリチウムイオン電池用の充電器で充電する。
電力切替器は、制御器から切り替えの指示が来ると、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧を鉛蓄電池からリチウムイオン電池に切り替える。
【００１５】
フォークリフトは、大きな蓄電量を有する鉛蓄電池と、鉛蓄電池の電圧と略同じ電圧で大きな蓄電量のリチウムイオン電池とを車載している。そして、荷役作業により鉛蓄電池の端子電圧が閾値を下回ったことを蓄電残算出手段が検出すると、制御器が電力切替器へ切り替えを指示するので、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧を、鉛蓄電池からリチウムイオン電池に切り替わる。
【００１６】
つまり、荷役作業により鉛蓄電池の端子電圧が閾値を下回ると、電力源が鉛蓄電池からリチウムイオン電池に自動で切り替わるため、作業中であっても、荷役作業が中断されないとともに、フォークリフトが稼働可能な１日当たりの荷役作業時間を長くすることができる。
【００１７】
また、予備の電力源にリチウムイオン電池を用いているので、引火や発火の虞が低いとともに、有害な排気ガスを排出しないので荷役作業者の労働環境を保全できる。また、リチウムイオン電池は、メンテナンスに手間がかからない。                              
【００１８】
（請求項３について）
制御器には、電力切替器の切り替え後（切り替え中も）も、鉛蓄電池から作動用電力が供給される。
このため、電力源が鉛蓄電池からリチウムイオン電池に自動で切り替わる際に、制御器による、インバーターおよびＤＣ−ＤＣコンバーターの制御が中断しない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係るフォークリフトの電気系統のブロック図である。
【図２】実施例２に係るフォークリフトの電気系統のブロック図である。
【図３】実施例１、２に係るフォークリフトの横面図である。
【実施例１】
【００２０】
図１、図３は、本発明の実施例１（請求項２、３に対応）のフォークリフトを示す。
フォークリフトＡは、移動用の三相交流モータ１と、荷役用の三相交流モータ２と、
鉛蓄電池３と、ＤＣ−ＤＣコンバーター４と、インバーター１１、２１と、制御器５と、リチウムイオン電池６と、電力切替器であるリレー７と、充電器３１、６１とを車体８に組み付けている。なお、鉛蓄電池３、ＤＣ−ＤＣコンバーター４、インバーター１１、２１、制御器５、および充電器３１は、車体８の電源室８０に、配設または格納されている。
【００２１】
移動用の三相交流モータ１は、走行用の車輪である１対の前輪１０、１０を回動させるためのものである。
荷役用の三相交流モータ２は、フォーク２０の昇降を行うためのものである。
【００２２】
鉛蓄電池３は、比較的低い電圧（ＤＣ−４８Ｖ）で大きな蓄電量（４００Ａｈ）を有する。この鉛蓄電池３は、三相２００Ｖ電源から、夜間に約８時間かけて、鉛蓄電池充電用の充電器３１により充電される。
ＤＣ−ＤＣコンバーター４は、鉛蓄電池３またはリチウムイオン電池６の比較的低い電圧を、インバーター１１、２１が効率良く作動する電圧に昇圧するためのものである。
【００２３】
インバーター１１は、ＤＣ−ＤＣコンバーター４の出力（昇圧された直流）を、移動用の三相交流モータ１を駆動させるための三相交流に変換する。
インバーター２１は、ＤＣ−ＤＣコンバーター４の出力（昇圧された直流）を、荷役用の三相交流モータ２を駆動させるための三相交流に変換する。
操作器５１は、荷役作業者が、アクセルペダルの踏込操作、前進・停止・後退操作、フォーク２０の昇降操作を行うと、各種操作信号を制御器５へ出力する。
【００２４】
マイクロコンピュータを有する制御器５は、操作器５１が出力する操作信号に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーター４およびインバーター１１、２１を制御する。なお、制御器５の作動用電力は、鉛蓄電池３から供給される。
この制御器５４は、略無負荷時（フォーク＆走行停止）における鉛蓄電池３の端子電圧の計測値に基づいて、鉛蓄電池３の蓄電残量を算出する蓄電残量算出手段５２を有する。  
【００２５】
そして、蓄電残量算出手段５２が略無負荷時における鉛蓄電池３の端子電圧が下限値（例えば３８Ｖ）未満に低下したことを検知すると、制御器５は、リレー７に通電してリレーを作動させる。
リレー７が作動すると、電力源が主電源から予備電源に切り替わり、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧が、鉛蓄電池３からリチウムイオン電池６に替わる。なお、一旦、電力源が主電源（鉛蓄電池３）から予備電源（リチウムイオン電池６）に切り替わると、自己保持回路（図示せず）によりリレー７が自己保持する。
【００２６】
リチウムイオン電池６は、鉛蓄電池３と略同じ電圧（ＤＣ−４８Ｖ）で大きな蓄電量（２００Ａｈ）を有する、このリチウムイオン電池６は、リチウムイオン電池充電用の充電器６１とともに、車体後部８１に固定されている。
【００２７】
本実施例のフォークリフトＡは、以下の様に使用する。
充電器３１を三相２００Ｖ電源に接続して、夜間に約８時間かけて鉛蓄電池３を満充電にしておく。
また、充電器６１をＡＣ−１００Ｖ電源に接続して、夜間に約８時間かけてリチウムイオン電池６を満充電にしておく。
荷役作業を開始する際には、各プラグを抜いて、充電器３１と三相２００Ｖ電源との接続を絶ち、充電器６１とＡＣ−１００Ｖ電源との接続を絶つ。
【００２８】
フォークリフトＡに乗った荷役作業者が操作器５１により、アクセルペダルの踏込操作、前進・停止・後退操作、フォーク２０の昇降操作を行うと、各種操作信号が制御器５へ出力される。
制御器５は、操作器５１が出力する操作信号に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーター４およびインバーター１１、２１を制御する。
【００２９】
アクセルペダルの踏込度合いに応じて移動用の三相交流モータ１へ通電されフォークリフトＡが移動する。また、昇降操作に応じて荷役用の三相交流モータ２へ通電されフォーク２０が昇降する。
【００３０】
蓄電残量算出手段５２が略無負荷時（フォーク＆走行停止）における鉛蓄電池３の端子電圧の計測値に基づいて、鉛蓄電池３の蓄電残量を算出する。
そして、略無負荷時の端子電圧が下限値（例えば３８Ｖ）未満であることを蓄電残量算出手段５２が検知すると、鉛蓄電池３の蓄電残量が少ないと判断して、制御器５がリレー７に通電してリレーを作動させる。
【００３１】
リレー７が作動すると、電力源が主電源から予備電源に切り替わり、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる昇圧が、鉛蓄電池３からリチウムイオン電池６に代わる。
【００３２】
本実施例のフォークリフトＡは、以下の利点を有する。
略無負荷時における鉛蓄電池３の端子電圧が下限値（例えば３８Ｖ）未満に低下したことを蓄電残量算出手段５２が検知すると、制御器５がリレー７に通電してリレー７を作動させ、電源を鉛蓄電池３からリチウムイオン電池６に切り替えている。
このため、荷役作業が中断されないとともに、フォークリフトが稼働可能な１日当たりの荷役作業時間（５時間〜６時間）を、２時間〜２．５時間、延ばすことができる。
【００３３】
略無負荷時（フォーク＆走行停止）における鉛蓄電池３の端子電圧の計測値に基づいて、蓄電残量算出手段５２が鉛蓄電池３の蓄電残量を算出しているので、蓄電残量を正確に算出できるので、適切なタイミングで主電源から予備電源へ切り替えることができる。
また、走行中やフォーク上下中には、電源が切り替わらないので、切り替えによるショックが起きない。
【００３４】
予備の電力源にリチウムイオン電池６を用いているので、引火や発火の虞が低いとともに、有害な排気ガスを排出しないので荷役作業者の労働環境を保全できる。また、リチウムイオン電池６は、メンテナンスに手間がかからない。                        
【実施例２】
【００３５】
図２、図３は、本発明の実施例２（請求項１に対応）のフォークリフトを示す。
フォークリフトＢは、移動用の三相交流モータ１と、荷役用の三相交流モータ２と、
鉛蓄電池３と、ＤＣ−ＤＣコンバーター４と、インバーター１１、２１と、制御器５と、リチウムイオン電池６と、スイッチ７１と、充電器３１、６１とを車体８に組み付けている。なお、鉛蓄電池３、ＤＣ−ＤＣコンバーター４、インバーター１１、２１、制御器５、および充電器３１は、車体８の電源室８０に、配設または格納されている。
【００３６】
移動用の三相交流モータ１は、走行用の車輪である１対の前輪１０、１０を回動させるためのものである。
荷役用の三相交流モータ２は、フォーク２０の昇降を行うためのものである。
【００３７】
鉛蓄電池３は、比較的低い電圧（ＤＣ−４８Ｖ）で大きな蓄電量（４００Ａｈ）を有する。この鉛蓄電池３は、三相２００Ｖ電源から、夜間に約８時間かけて、鉛蓄電池充電用の充電器３１により充電される。
ＤＣ−ＤＣコンバーター４は、鉛蓄電池３またはリチウムイオン電池６の比較的低い電圧を、インバーター１１、２１が効率良く作動する電圧に昇圧するためのものである。
【００３８】
インバーター１１は、ＤＣ−ＤＣコンバーター４の出力（昇圧された直流）を、移動用の三相交流モータ１を駆動させるための三相交流に変換する。
インバーター２１は、ＤＣ−ＤＣコンバーター４の出力（昇圧された直流）を、荷役用の三相交流モータ２を駆動させるための三相交流に変換する。
操作器５１は、荷役作業者が、アクセルペダルの踏込操作、前進・停止・後退操作、フォーク２０の昇降操作を行うと、各種操作信号を制御器５へ出力する。
【００３９】
マイクロコンピュータを有する制御器５は、操作器５１が出力する操作信号に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーター４およびインバーター１１、２１を制御する。
なお、制御器５の作動用電源は、鉛蓄電池３またはリチウムイオン電池６から供給される。また、操作器５１の近傍に、電池電圧を計るための電圧計５３が配設されている。
【００４０】
リチウムイオン電池６は、鉛蓄電池３と略同じ電圧（ＤＣ−４８Ｖ）で大きな蓄電量（２００Ａｈ）を有する、このリチウムイオン電池６は、リチウムイオン電池充電用の充電器６１とともに、車体後部に固定されている。
【００４１】
スイッチ７１は、車体後部８１に、リチウムイオン電池６とともに固定され、フォークリフトＢの荷役作業休止時（フォーク停止＆走行停止）に、鉛蓄電池３とリチウムイオン電池６とを手動で切り替えるためのものである。
【００４２】
本実施例のフォークリフトＢは、以下の様に使用する。
充電器３１を三相２００Ｖ電源に接続して、夜間に約８時間かけて鉛蓄電池３を満充電にしておく。
また、充電器６１をＡＣ−１００Ｖ電源に接続して、夜間に約８時間かけてリチウムイオン電池６を満充電にしておく。
荷役作業を開始する際には、各プラグを抜いて、充電器３１と三相２００Ｖ電源との接続を絶ち、充電器６１とＡＣ−１００Ｖ電源との接続を絶つ。
【００４３】
フォークリフトＢに乗った荷役作業者が操作器５１により、アクセルペダルの踏込操作、前進・停止・後退操作、フォーク２０の昇降操作を行うと、各種操作信号が制御器５へ出力される。
制御器５は、操作器５１が出力する操作信号に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーター４およびインバーター１１、２１を制御する。
【００４４】
アクセルペダルの踏込度合いに応じて移動用の三相交流モータ１へ通電されフォークリフトＢが移動する。また、昇降操作に応じて荷役用の三相交流モータ２へ通電されフォーク２０が昇降する。
【００４５】
フォークリフトＢの荷役作業休止時（フォーク停止＆走行停止）に、電池電圧が下限値（例えば３８Ｖ）未満に低下していることを荷役作業者が電圧計５３で視認すると、一旦、降りて、スイッチ７１を切り替え、電源を鉛蓄電池３からリチウムイオン電池６に変更する。
【００４６】
本実施例のフォークリフトＢは、以下の利点を有する。
電池電圧が下限値未満に低下して場合にスイッチ７１を切り替えれば、電源が鉛蓄電池３からリチウムイオン電池６に変更される。
このため、荷役作業が中断されないとともに、フォークリフトが稼働可能な１日当たりの荷役作業時間（５時間〜６時間）を、２時間〜２．５時間、延ばすことができる。
【００４７】
また、予備の電力源にリチウムイオン電池６を用いているので、引火や発火の虞が低いとともに、有害な排気ガスを排出しないので荷役作業者の労働環境を保全できる。また、リチウムイオン電池６は、メンテナンスに手間がかからない。                          
【００４８】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．リチウムイオン電池６と充電器６１の固定場所は、車体後部８１以外に、ガード枠後部８２、ガード枠の天板下側８３、ガード枠の天板上側８４であっても良い。
ｂ．鉛蓄電池３およびリチウムイオン電池６の電圧は、２４Ｖであっても良い。
ｃ．リチウムイオン電池６および充電器６１は、車体から着脱可能であっても良い。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ、Ｂ  フォークリフト
１、２  三相交流モータ（交流モータ）
３  鉛蓄電池
４  ＤＣ−ＤＣコンバーター
５  制御器
６  リチウムイオン電池
７  リレー（電力切替器）
１１、２１  インバーター
３５  降圧形のＤＣ−ＤＣコンバーター
５１  操作器
５２  蓄電残量算出手段
６１  充電器
【図１】
2016094297.tif 000003
【図２】
2016094297.tif 000004
【図３】
2016094297.tif 000005