JP2004338546A - 産業車両のブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】故障発生などの非常時でも、通常時と同様に安全に減速・停車することができる産業車両のブレーキシステムを提供する。
【解決手段】運転者が操作するブレーキ操作具と、該ブレーキ操作具の操作量を検出するセンサと、車輪に制動をかける第１のブレーキ装置と、該第１のブレーキ装置による制動力を上記センサにより検出されるブレーキ操作量に応じて制御する制御装置とからなる産業車両のブレーキシステムにおいて、上記ブレーキ操作具の操作量が所定量以上であるときに作動して、車輪に制動をかける第２のブレーキ装置を備える。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトなどの産業車両のブレーキシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フォークリフトなどの産業車両には、走行速度を増速させるためのアクセルと、走行速度を減速させる或いは停車させるためのブレーキとが備えられている。ブレーキとしては、例えば、走行モータによる回生ブレーキといった電気的ブレーキや機械的ブレーキが採用され、これらが例えばブレーキペダルを操作して作動させるフットブレーキやパーキングレバーを操作して作動させるパーキングブレーキとして使用される。
【０００３】
さて、例えばフォークリフトが走行中に故障した際には、運転者は速やかに停車させて、安全を確保する必要がある。そこで、運転者が非常停止スイッチを操作することで作動する非常用のブレーキを設けたり、故障を検出して自動的にブレーキを作動させたりすることが行われている（下記文献参照）。
【０００４】
又、フォークリフトではないが、下記文献に示すように、乗用ゴルフカートにおいて、駆動モータの回生ブレーキ、ドラムブレーキ、電磁ブレーキの３系統のブレーキを備え、駐車時には電磁ブレーキで制動し、運転時には回生ブレーキとドラムブレーキとで制動し、運転時に回生ブレーキやドラムブレーキが故障した時には、電磁ブレーキでも制動するようにしたものが開発されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２９１６９９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０１５０１号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１２７３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に記載のように、故障を検出して自動的にブレーキを作動させるようにすれば、故障検出時には確実にブレーキが作動し車輪が制動されるので、安全に減速・停車することができる。しかし、故障検出の確実性や故障検出用の装置類の信頼性により安全性が左右されるので、故障の検出のための構成が複雑化したり、故障の検出のために多くのコストがかかったりするという欠点がある。
【０００７】
上記文献に記載のように、例えば運転者が非常停止スイッチを操作することでブレーキを作動させるようにすれば、運転者が故障発生時などブレーキを作動させる必要があると判断したときに、ブレーキを作動させて車輪に制動をかけ、安全に減速・停車することができる。しかし、故障発生時には運転者が戸惑ったり取り乱したりすることが考えられ、とっさに非常停止スイッチを操作するという行動をとることができない場合もあり得る。
【０００８】
そこで本発明は、故障発生などの非常時でも、通常時と同様に安全に減速・停車することができる産業車両のブレーキシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、運転者が操作するブレーキ操作具と、該ブレーキ操作具の操作量を検出するセンサと、車輪に制動をかける第１のブレーキ装置と、該第１のブレーキ装置による制動力を上記センサにより検出されるブレーキ操作量に応じて制御する制御装置とを備える産業車両のブレーキシステムにおいて、上記ブレーキ操作具の操作量が所定量以上であるときに作動して、車輪に制動をかける第２のブレーキ装置を備えることを特徴とする構成としている。
【００１０】
これにより、ブレーキ操作具の操作量が所定量未満であるときには、第２のブレーキ装置は非作動状態、つまり車輪に制動をかけない状態とされ、ブレーキ操作具の操作量が所定量以上となるときには、第２のブレーキ装置は作動し、車輪に制動がかかる。このとき、第１のブレーキ装置が作動していれば、第１のブレーキ装置と第２のブレーキ装置とにより車輪が制動され、作動していなければ、第２のブレーキ装置により車輪が制動される。従って、このような構成によれば、仮に第１のブレーキ装置が故障しているとしても、ブレーキ操作具を所定量以上に操作すれば第２のブレーキ装置により車輪に制動がかかるので、当該産業車両を減速・停車させることができる。又、第１のブレーキ装置、第２のブレーキ装置ともをブレーキ操作具の操作にて作動させることができるので使い勝手がよく、仮にブレーキ操作具の操作中に第１のブレーキ装置が故障したとしてもそのまま操作を続けて第２のブレーキ装置を作動させることができる。
【００１１】
ここで、第２のブレーキ装置としては、例えば、ブレーキ操作具の操作量が所定量未満であるときには、電力供給がなされて非作動状態、つまり車輪に制動をかけない状態とされ、ブレーキ操作具の操作量が所定量以上となるときには、電力供給が遮断されて作動する無励磁作動型のものを採用することができる。又、ブレーキ操作具の操作量が所定量以上であるか否かは、ブレーキ操作具の操作量が所定量未満であるときにはオンとなり、操作量が所定量以上であるときにはオフとなるスイッチ手段により検知することができる。この際、第２のブレーキ装置として無励磁作動型のものを採用していれば、スイッチ手段がオフとなることで該第２のブレーキ装置への電力供給が遮断されて作動する構成とすることができる。
【００１２】
このようにすれば、操作量自体を検出することなく、スイッチ手段のオン・オフにより操作量が所定値以上であるか否かを検知することができ、スイッチ手段がオフとなると、これにより第２のブレーキ装置への電力供給が遮断されて第２のブレーキ装置が作動し、車輪に制動がかかる。又、スイッチ手段がオン状態でなければ、ブレーキ操作具の操作量が所定量以上であるとみなされるので、例えば走行中にスイッチ手段が故障してオン状態からオフ状態となる場合にも、第２のブレーキ装置が作動して車輪に制動がかかる。従って、簡単な構成でありながら、より安全なブレーキシステムとすることができる。
【００１３】
ところで、本発明において、上記所定量は適宜設定することができるが、ブレーキ操作具の操作量の最大値又は最大値付近の値に設定されることが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、上記所定量以上最大値以下の範囲でブレーキ操作具を操作すると、第２のブレーキ装置が作動することになるが、上記所定量未満の範囲では第２のブレーキ装置は作動しないので、ブレーキ操作具の操作量が上記所定量未満の範囲において第１のブレーキ装置を効果的に使用して車輪に制動をかけることができる。
【００１５】
又、本発明において、上記制御装置は、ブレーキ操作具の操作量が所定量未満であるときには、該操作量が大であるほど、第１のブレーキ装置による制動力を大とする制御を行い、操作量が所定量以上であるときには、第１のブレーキ装置による制動力を頭打ちにして予め設定された値とすることを特徴とする構成とすることができる。
【００１６】
このようにすれば、ブレーキ操作具の操作量が所定量以上であるときには、第２のブレーキ装置が作動し制動力が作用するので、第１のブレーキ装置による制動力を頭打ちにして予め設定された値とすることで必要以上に大きな制動力が作用することが防止され、急制動されて車体が揺れたり運転者の乗り心地が悪化したりするといったことが避けられる。
【００１７】
尚、本発明において、上記第１のブレーキ装置は、車輪に制動をかけるものであれば特に限定されず、ディスクブレーキやドラムブレーキなどの機械的ブレーキであってもよく、上記車輪を駆動する走行モータを回生制御することで実現される電気的ブレーキであってもよい。又、上記第２のブレーキ装置は、上記第１のブレーキ装置が制動をかける車輪と同じ車輪に制動をかけるものに限定されない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を産業車両の一種であるフォークリフトに適用した実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態のフォークリフト１は、車体２の後部端に左右一対のストラドルアーム３が後方に突設固定され、これら両ストラドルアーム３間に、フォーク４を昇降自在に案内するマスト５が車体２の前後方向に移動可能に設立されている。両ストラドルアーム３にはそれぞれ従動輪６が回転自在に取り付けられ、車体２の前部下方には１個の駆動輪７が取り付けられている。車体２の前部上方は運転席とされており、操舵用のステアリングハンドル８やフォーク４の昇降やマスト５の前後動を操作するための各種のレバー９が配設されると共に、運転席の床１２には、走行速度調整用のアクセルペダル１０とブレーキペダル１１とが配設される。
【００２０】
図２に示すように、ブレーキペダル１１は、そのアーム部１１ａが床１２よりも下方位置で、ブラケット１３を介して傾動可能に設けられている。ブラケット１３には、この他にもブレーキペダル１１を当接支持するゴム製のストッパ１４、ブレーキペダル１１を元の位置に戻すためのスプリング１５、ブレーキペダル１１の踏込量を検出するポテンショメータ１６、及びリミットスイッチ１７が設けられている。
【００２１】
運転者がブレーキペダル１１を踏込むと、その踏込力によりストッパ１４が押し縮められると共に、スプリング１５が引き伸ばされ、このときのポテンショメータ１６の出力がブレーキペダル１１の踏込量として後述するコントローラ２７へ入力される。運転者がブレーキペダル１１を踏込みを弱めると、ストッパ１４、及びスプリング１５の弾性復元力によりブレーキペダル１１が戻され、踏込みを止めブレーキペダル１１から足を離すと、ブレーキペダル１１は元の位置に戻される。ブレーキペダル１１を機械的な限界位置まで踏込んだ状態で検出される踏込量が、本実施の形態におけるブレーキペダル１１の最大踏込量であるが、リミットスイッチ１７は、ポテンショメータ１６により検出される踏込量が予め設定された所定値Ｂ（以下、踏込量Ｂ）以上となる位置にまでブレーキペダル１１が踏込まれるとオフとなり、この踏込量Ｂ未満に対応する位置でブレーキペダル１１が操作されているとき、及びブレーキペダル１１が操作されていないときにはオンとなるように配設されている。
【００２２】
又、図１及び図２には示していないが、車体２には、このフォークリフト１の駆動源としてのバッテリ２０、バッテリ２０からの電力供給により作動する各種電気機器を制御するコントローラ２７、及び駆動輪７を回転駆動する走行モータ２９などが搭載されている。尚、走行モータ２９には、無励磁作動型の電磁ブレーキ２６が付設されており、この電磁ブレーキ２６にバッテリ２０から電力が供給されていない状態では、電磁ブレーキ２６が作動して、すなわち制動力が作用して走行モータ２９が回転不能とされ、駆動輪７も回転不能となる。電磁ブレーキ２６に電力が供給されている状態では、電磁ブレーキ２６による制動力が作用しなくなり、これにより走行モータ２９は開放されて回転可能となる。
【００２３】
図３は、本実施の形態におけるブレーキシステムの要部を示している。ブレーキペダル１１が踏込まれると、ポテンショメータ１６（図３では図示省略）にて検出された踏込量がコントローラ２７に入力される。すると、コントローラ２７は、この踏込量に応じた回生制動力が走行モータ２９において発生するようにインバータ２８を駆動する。これにより、駆動輪７に制動力が作用し、フォークリフト１は減速することになる。尚、回生制動により走行モータ２９にて発生した電力は、バッテリ２０に送られ蓄積される。
【００２４】
コントローラ２７には、図４の上図に示すように、踏込量と回生制動力との関係を定めたデータが予め記憶されており、コントローラ２７は、このデータに従って踏込量に応じた回生制動力を決定する。すなわち、ポテンショメータ１６により検出される踏込量が踏込量Ｂ未満であるときには、回生制動力を踏込量Ｂに正比例して増減する値とし、検出される踏込量が踏込量Ｂ以上であるときには、回生制動力を最大回生制動力とする。尚、ここでいう最大回生制動力とは、本実施の形態において実現される回生制動力のうち最大値ということであり、走行モータ２９において発生可能な回生制動力の限界値のことではない。又、上記の通り、ポテンショメータ１６により検出される踏込量が踏込量Ｂ未満であるときには、リミットスイッチ１７がオンとなり、検出される踏込量が踏込量Ｂ以上であるときには、リミットスイッチ１７がオフとなる（図４の下図を参照）。尚、踏込量Ｂは、例えば最大踏込量の８０％といった具合に最大踏込量付近に設定される。
【００２５】
一方、アクセルペダル１０には図示しないポテンショメータが付設されており、このポテンショメータによりアクセルペダル１０の踏込量が検出される。検出されたアクセルペダル１０の踏込量はコントローラ２７に入力され、コントローラ２７は、入力された踏込量に基づいて走行速度を決定し、この走行速度に対応する回転数で走行モータ２９が回転するようにインバータ２８を駆動する。インバータ２８を介してバッテリ２０から電力が供給されて走行モータ２９は回転し、これにより、駆動輪７が回転駆動されてフォークリフト１は走行する。
【００２６】
いま、運転者が荷役作業を始めるに当たりキースイッチ２１をオン操作すると、ソレノイド２２に通電されて接点２３が閉じバッテリ２０から各部への電力供給がなされる。と同時に、このときブレーキペダル１１は未だ操作されておらずリミットスイッチ１７はオン状態であるから、リレーコイル２４に通電されてリレー接点２５が閉じ、電磁ブレーキ２６に電力が供給される。電磁ブレーキ２６内のコイルに電力が供給され励磁されると、電磁ブレーキ２６は走行モータ２９を開放し、これにより走行モータ２９は回転可能な状態とされる。そして、例えば走行中にブレーキペダル１１が踏み込まれると、その踏込量に応じてコントローラ２７がインバータ２８を介して走行モータ２９に回生制動をかけ減速するのであるが、更にブレーキペダル１１が踏み込まれ、リミットスイッチ１７がオフとなると、リレーコイル２４への通電が遮断されてリレー接点２５が開き、電磁ブレーキ２６への電力供給が遮断される。電磁ブレーキ２６内のコイルに電力が供給されなくなると、電磁ブレーキ２６は走行モータ２９に制動をかけ、これにより駆動輪７が制動されてフォークリフト１は減速・停車する。
【００２７】
荷役作業が終わり、運転者がフォークリフト１を停車させてキースイッチ２１をオフ操作すると、ソレノイド２２への通電が遮断されて接点２３が開き電磁ブレーキ２６への電力供給が遮断されるので、電磁ブレーキ２６は走行モータ２９に制動をかけ、停車状態を保持する。このとき、仮にソレノイド２２又は接点２３が故障し接点２３が開かないとしても、キースイッチ２１をオフ操作すればリレー接点２５が開き電磁ブレーキ２６への電力供給が遮断されるので、電磁ブレーキ２６により走行モータ２９に制動がかかる。
【００２８】
このように、本実施の形態では、ポテンショメータ１６やコントローラ２７、インバータ２８、走行モータ２９の状態に拘わらず、電磁ブレーキ２６は走行モータ２９に制動をかけることができ、これによってフォークリフト１を減速・停車させることができる。従って、ポテンショメータ１６、コントローラ２７、インバータ２８、及び走行モータ２９のいずれかが故障し、ブレーキペダル１１を踏んでも走行モータ２９の回生制動が正常に作用しない場合であっても、運転者は、ブレーキペダル１１を更に強く踏込んで電磁ブレーキ２６にてフォークリフト１の走行速度を落とすことができるので、本実施の形態によれば、荷役作業中の安全を確保することができる。
【００２９】
又、ブレーキの故障といった非常時、特にブレーキペダル１１を操作中にブレーキが故障した時には、運転者はとっさに非常停止スイッチを操作するという行動をとることができないことが考えられるが、本実施の形態によれば、走行モータ２９の回生制動が正常に作用しない時にもブレーキペダル１１を踏込むという操作により危険を回避することができるので、運転者が操作に戸惑ったり操作のタイミングが遅れたりすることがなく、より一層安全確保の確実性が向上する。
【００３０】
更に、本実施の形態では、電磁ブレーキ２６が停車状態を保持する、いわゆるパーキングブレーキを兼ねたものであるので、電磁ブレーキ２６とは別体のパーキングブレーキを備える場合に比べてブレーキシステム全体の構成を簡素化でき、容易に実施することができる。加えて、ブレーキペダル１１の踏込量が上記踏込量Ｂ未満の範囲においては、走行モータ２９の回生制動のみを使用するので、制動のためにバッテリ２０の電力を消耗することがなくフォークリフト１の作動効率を高めることができる。又、ブレーキペダル１１の踏込量が上記踏込量Ｂ以上の範囲においては、電磁ブレーキ２６が作動するが、このとき走行モータ２９の回生制動による制動力は頭打ちにされるので、必要以上に大きな制動力が作用し急制動されることが防止される。
【００３１】
尚、上記の実施の形態では、本発明をフォークリフトに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、フォークリフト以外の他の産業車両にも適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、仮に第１のブレーキ装置が故障しているとしても、運転者は、ブレーキ操作具を所定量以上に操作して第２のブレーキ装置により車輪を制動かけ当該産業車両を減速・停車させることができるので、作業の安全が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォークリフトの外観図。
【図２】ブレーキペダル周辺の詳細図。
【図３】ブレーキシステムの要部を示す構成図。
【図４】ブレーキペダル踏込量と回生制動力、並びにリミットスイッチの動作との関係図。
【符号の説明】
１ フォークリフト
１１ ブレーキペダル
１６ ポテンショメータ
１７ リミットスイッチ
２４ リレーコイル
２５ リレー接点
２６ 無励磁作動型電磁ブレーキ
２７ コントローラ
２９ 走行モータ

Claims (3)

1. 運転者が操作するブレーキ操作具と、該ブレーキ操作具の操作量を検出するセンサと、車輪に制動をかける第１のブレーキ装置と、該第１のブレーキ装置による制動力を上記センサにより検出されるブレーキ操作量に応じて制御する制御装置とを備える産業車両のブレーキシステムにおいて、
   上記ブレーキ操作具の操作量が所定量以上であるときに作動して、車輪に制動をかける第２のブレーキ装置を備えることを特徴とする産業車両のブレーキシステム。
2. 上記所定量が、上記ブレーキ操作具の操作量の最大値又は最大値付近の値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の産業車両のブレーキシステム。
3. 上記制御装置は、上記ブレーキ操作具の操作量が上記所定量未満であるときには、該操作量が大であるほど上記第１のブレーキ装置による制動力を大とする制御を行い、上記操作量が上記所定量以上であるときには、上記第１のブレーキ装置による制動力を頭打ちにして予め設定された値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の産業車両のブレーキシステム。

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