JP2005329814A - ブレーキ解除機構を備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】パーキングブレーキを備える車両において、パーキングブレーキを解除するための手間のかかっていた作業をより簡単にして、車両の移動性や運搬効率を格段に向上させた車両を提供する。
【解決手段】ホイル、パーキングブレーキ、パーキングブレーキ解除のためのバルブ装置、油圧供給装置、油供給用管路および主制御装置、を備えた車両であって、バルブ装置は、油の供給を調節するために、単純開閉型のストップバルブと、圧力差に応じて開閉するチェックバルブとを有し、パーキングブレーキに対して、ストップバルブとチェックバルブとを管路を通して並列に配置して接続し、パーキングブレーキをかけるときは、ストップバルブを開放して油圧を下げることによりパーキングブレーキを作動させ、その後フリーホイルにする時は、ストップバルブを閉鎖して、主制御装置を介して油圧供給装置を駆動することにより、パーキングブレーキに高い油圧を供給してパーキングブレーキを解除するブレーキ解除機構を備える車両とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、高所作業車、運搬車、特定産業用車両などのような、特定の作業や業務を行うための作業用車両にかかり、より詳細には、パーキングブレーキが掛けられて停止状態に置かれた車両について、そのブレーキを解除する技術に関するものである。

従来の作業用車両としては、例えば、ホイル式油圧ショベルやホイルローダなどの荷役を行う作業用車両、また作業者を高所に配置して作業を行うための高所作業車がある。このような作業用車両では、停止（駐車）時やエンジン停止時における自己保持のためのブレーキとして、パーキングブレーキ（駐車用ブレーキ、ハンドブレーキなど）を有している。

このようなパーキングブレーキが掛けられて停車させられている車両について、作業員らがこの車両を移動または運搬しようとすれば、この車両の走行装置をフリーにしなければならず、このためには、ハンドポンプや専用の工具などを使用して、この車両のパーキングブレーキを解除することが必要となる。

図５は、作業車Ａ１０を移動または運搬のために、移送用車両(トラック)Ｂ１０の荷台Ｂ１１に積み込むときの様子を示す概観図である。この移送用車両Ｂ１０の荷台Ｂ１１の側面部および／または後端面部は、荷物などの積み込みのために下方に倒して開放することが可能である。また、移送用車両Ｂ１０の最後部にあたる荷台Ｂ１１の後端面部Ｂ１１’には、車両Ｂ１０と地面Ｄとの間でスムーズに通過させて移送するため、作業車Ａ１０を通すための平板な登坂用具Ｃ１が張り渡している。

この図５では、移送用車両Ｂ１０の荷台Ｂ１１に積み込まれる作業車Ａ１０は、パーキングブレーキが外されて走行装置がフリーとなっており、フリーの状態のままの作業車Ａ１０に対してロープＣ２を引っ掛けて連結し、他端にあるウインチＣ３によってこのロープＣ２を巻き上げて作業車Ａ１０を移動させ、登坂用具Ｃ１を経由して徐々に引き上げていって、移送用車両Ｂ１０の荷台Ｂ１１に作業車Ａ１０を積み込む。

図６は、従来のパーキングブレーキを備える作業車両においてパーキングブレーキを解除する構成の一例を示す説明図であって、図６(１)は従来の作業車両で用いられているパーキングブレーキを解除するための回路構成を示す図であり、また、図６(２)はそのブレーキ解除機構８３の具体例を示す説明図であり、そして、図６(３)はそのブレーキ解除のための回路構成部材である車輪のホイル８０、ロッド係止用円板８１、油圧シリンダ８６、車軸８２らの関係を説明するための分解斜視図である。

まず図６(１)および(３)を参照して、従来の車両におけるパーキングブレーキ解除のための回路構成について説明する。ここでの作業車両は、車輪であるホイル(８０，８０’)とこれら両輪の回転中心を軸心固定する車軸８２とを有し、この車軸８２上には、ホイル８０と同心円板状のロッド係止用円板８１が一体的に固着され、ホイル(８０，８０’)−ロッド係止用円板８１−車軸８２の各部材は一体的に結合されて、車軸８２を軸心として同一の回動または回転動作を行う。

ブレーキシリンダ８６は、内部に封入されたばね体８６''に対して、油路８７を通して導入される油の圧力(油圧)を高低させることによって、その突出と後退とを繰り返し動作することができるピストン型のシリンダロッド部８６’を有する。このシリンダロッド部８６’は、油路８７を介して油圧が下げられてロッド部が突出されたときには、ロッド係止用円板８１の円周端側に開口して設けられた多数の凹部８１’のいずれかの位置で係止されて、その両者の係止状態が保持され、パーキングブレーキがかかるように設定されている。

図６(１)は、従来のパーキングブレーキ回路機構に基づき、ブレーキシリンダ８６のシリンダロッド部８６’が突出して円板８１の外周にある凹部８１’に係止され、パーキングブレーキがかけられている状態を示した図である。このシリンダロッド部８６’の突出によってロッド係止用円板８１の回動動作が停止させられるので、これに一体的に連結結合されて連動するホイル(８０，８０’)と車軸８２とは、共に回動動作を行うことができなくなっている状態にあることを示す。

また、図６(１)において、パーキングブレーキを解除するためのブレーキ解除機構８３は、接続される油路(８７'−８７)に流れる油圧の高低を調整して、ピストンシリンダ８６内のシリンダロッド部８６’の突出と後退を行わせるために、流量調整バルブ８４とブレーキ解除用ポンプ８５とを備え、これらの構成部材は油路(８７，８７’)に対してそれぞれが並列にして設置されている。

図６(２)は、図６(１)のパーキングブレーキ解除機構８３の一具体例を示す装置図である。従来のブレーキ解除方法によれば、流量調整バルブ８４のハンドル８４ａを回すことによって先ず流量調整バルブ８４を閉じておき、その後、パーキングブレーキが解除されるまで、ブレーキ解除用ポンプ８５のハンドポンプ部８５ａを押し続けて油圧を高め、シリンダロッド部８６’を図の下方に後退させてロッド係止用円板８１の束縛から開放することにより、パーキングブレーキを解除させる機構である。

そして、作業車両のパーキングブレーキを解除する技術に関する従来特許文献としては例えば次のようなものがある。
特開平０８−２４０２ 特開２００２−７９９３１

しかしながら、上記したような従来の回路機構によってパーキングブレーキを解除するにあたり、図６に示したようなハンドポンプが搭載された車両では、ハンドポンプの駆動などに手間や時間が相当多く費やされるため、作業性やコスト性に難がある。
また、パーキングブレーキを解除するために、その作業車両に付属する専用工具を用いないと解除できない車両もあるが、そのような車両では同じ専用工具を準備または付帯していないと、全く解除することはできないという不都合がある。
そして、上記した従来の特許文献に記載されたものについては、解除機構が複雑であって、ブレーキ解除機構の大型化やコスト負担につながるという問題点がある。

本発明は、ブレーキ解除に関する従来の問題点に鑑みてなされたものであり、これまでのパーキングブレーキを解除するための手間のかかっていた作業をより簡単にして、停車中の車両の移動性や運搬効率を格段に向上させ、また、解除機構が簡明であってそれほどのコスト負担にならないというブレーキ解除機構を備える車両を提供することをその目的としている。

(１)本発明のブレーキ解除機構を備える車両は、
ホイル１０、パーキングブレーキＰＢ、パーキングブレーキＰＢを解除するためのバルブ装置３０、油圧供給装置６０、油供給用管路(６２，６３，６４)および主制御装置７０、を備えた車両であって、
バルブ装置３０は、油の供給を調節するために、単純開閉型のストップバルブ３１と、圧力差に応じて開閉するチェックバルブ３２とを有し、
パーキングブレーキＰＢに対して、ストップバルブ３１とチェックバルブ３２とを管路(６３，６４)を通して並列に配置して接続し、
パーキングブレーキＰＢをかけるときは、ストップバルブ３１を開放して油圧を下げることによりパーキングブレーキＰＢを作動させ、
その後フリーホイルにする時は、ストップバルブ３１を閉鎖して、主制御装置７０を介して油圧供給装置６０を駆動することにより、パーキングブレーキＰＢに油圧を供給してパーキングブレーキＰＢを解除するように構成する。

(２）(１)のブレーキ解除機構を備える車両において、
主制御装置７０を介して油圧供給装置６０を停止してパーキングブレーキＰＢへの油圧の供給を絶つことにより、パーキングブレーキＰＢ側と油圧供給装置６０側とに圧力差を生じてチェックバルブ３２が閉じられて、パーキングブレーキの解除を保持するよう構成する。

本発明によるブレーキ解除機構を備える車両は、これまでのようなパーキングブレーキの解除しようとすると、解除のための作業に多くの手間や時間が費やされていたものであるが、これをより簡便で作業効率の高いものにすることができ、これによりパーキングブレーキが掛けられたまま停止している車両の移動性や運搬効率の面でも格段に向上させることができ、ブレーキ解除機構が簡明であってコスト負担につながらない、という優れた効果がある。

つぎに、本発明によるブレーキ解除機構を備える車両の実施の形態について、図１および図２〜４を用いて詳細に説明する。図１は、本発明によるパーキングブレーキ解除機構を備える車両の基本的構成図の一例である。また、図２〜４は、本発明によるパーキングブレーキ解除機構を備える車両において、油圧系回路を含むパーキングブレーキ解除機構の動作を説明する図であり、その中で図２は車両のパーキングブレーキがかけられる前の状態すなわち走行時にある状態、図３はパーキングブレーキがかけられて車両が停止している状態、図４はパーキングブレーキが解除されたままそれを保持している状態、をそれぞれ示す。これらの図２〜４中には油供給用の多数の管路が記載されているが、これらの管路の中でも油圧供給に用いられている管路については、それらをより太い線の管路として区別して示した。

まず図１では、本発明によるパーキングブレーキ解除機構を備える車両における基本的構成図の一例としてのパーキングブレーキ解除機構１００を示す。ここでのパーキングブレーキ解除機構１００は、車両のパーキングブレーキをかける側のホイル１０−車軸１２−ロッド係止用円板１４、ロッド部２４を突出して車両ホイルの回動を止めてパーキングブレーキをかけるためのブレーキシリンダ２０、パーキングブレーキ解除用のバルブ装置３０、操作レバー５０／機構制御装置５１／制御バルブ部４０を含む主制御装置７０、油圧供給装置６０、油供給用の管路(６２，６３，６４)を備える。

図１において、ブレーキ解除のために直接作動するのはブレーキシリンダ２０であり、車両のホイル１０に対して直にパーキングブレーキの制動力を作動させることができる。このブレーキシリンダ２０は、スプリング体(弾性体)内蔵の単動シリンダであり、構成される部材の要素として、ピストン２２、スプリング体２１、油室２３、シリンダロッド部２４を有する。そして、油圧供給装置６０の作動油タンクからは油圧ポンプを介して油が送られ、油圧供給装置６０−管路６２−主制御装置７０(制御バルブ部４０)−管路６３−バルブ装置３０−管路６４−ブレーキシリンダ２０のように経由して、最終的にはブレーキシリンダ２０の油室２３内に高められた油圧が供給される。

このブレーキシリンダ２０のスプリング体２１は、ピストン２２を制動方向である図１の左方向へ移動させるための付勢力を常時持っており、油室２３内に管路６４を介して高圧で油が供給されると、そのスプリング体２１の付勢力に抗して、ピストン２２を非制動方向への力を与えて図１の右方向へ移動させるようになり、その結果、ピストン２２に連結されているロッド部２４は左側に突出することなく、図１の右方向へ移動されて後退する。この図１は、車両のパーキングブレーキがかけられる前の状態すなわち走行時の状態であるので、ブレーキシリンダ２０のロッド部２４は後退して引っ込められた状態となっており、ロッド係止用円板１４に係止または係合することはない。

本発明に適用されるバルブ装置３０は、ブレーキシリンダ２０を解除するために用いられる装置であり、前後して接続される油圧用の管路６４と管路６３とに直列して接続されている。このバルブ装置３０は、内部に並列して配置される２種類のバルブとして、単純開閉を行うストップバルブ３１と圧力差に応じて開閉するチェックバルブ３２とを有し、これらによって油の供給や圧力、またその流れを調整することができる。

このストップバルブ３１の開閉動作を含むバルブ装置３０の制御については、図１に示す操作レバー５０を用いて作業者が手動により制御できる構成としているが、これに限らず、主制御装置７０を介して機構制御装置５１にバルブ開閉等の動作信号を送る手段などによっても自動的に制御することができる。また、チェックバルブ３２については、適切な圧力差で開閉動作するよう設定されたバルブを用いることにより、自動的に開閉動作を行わせることができる。

図１の本発明によるパーキングブレーキ解除機構１００において、パーキングブレーキ解除機構を制御するための主制御装置７０は、操作レバー(車両走行レバー)５０／機構制御装置５１／制御バルブ部４０を備えており、図１は、作業者がこの操作レバー５０およびストップバルブ３１によって手動でパーキングブレーキ解除機構を動作させることができる構成例を示したものである。操作レバー５０は、「入（前進または後進)」、「切（中立)」の２段階の切り換え状態を設定し、ストップバルブ３１は「全開」から「全閉」まで油の流れを制御する。

(１)車両を通常走行させる場合
図１の本発明によるパーキングブレーキ解除機構１００では、油圧を与えるため油圧ポンプを含む油圧供給装置６０、ソレノイド通電によって動作して管路の切り換えを行う電磁切換え弁を含む制御バルブ部４０、これを制御する機構制御装置５１を備えている。
通常時、ストップバルブ３１は「全開」にしておき、操作レバー５０を「入」にすると、主制御装置７０内の制御バルブ部４０において電磁切り換え弁による管路の切り換えが行われ、パーキングブレーキＰＢのブレーキシリンダ２０のピストン２２には作動圧(Ｐ)の蓄圧がなされており、ピストン２２とシリンダロッド２４は図１の右側に寄った位置にあり、このときパーキングブレーキＰＢは働かなくなり、車両が走行可能な状態となる。

(２)車両を駐車させる場合
操作レバー５０を「切（中立)」にすると、制御バルブ部４０内の電磁切換え弁による管路の切り換えが行われ、ストップバルブ３１が開放されているのでパーキングブレーキＰＢのピストン２２の作動圧(Ｐ)は蓄圧が解かれるために、パーキングブレーキＰＢのピストン２２とシリンダロッド２４は図１の左側に移動してきて、シリンダロッド２４はロッド係止用円板１４に係止されることとなり、これにより両者の相互的な移動はできなくなり、パーキングブレーキが働く状態となる。

(３)フリーホイルにする場合
ストップバルブ３１を「全閉」した状態で、車両の操作レバー５０を「入（前進または後進)」にすると、油圧供給装置６０から制御バルブ部４０内の電磁切換え弁を介して油圧の作動圧(Ｐ)をパーキングブレーキＰＢに与えることにより、パーキングブレーキＰＢのピストン２２は図１の右方向へ移動して、パーキングブレーキの開放(解除)を行う。この状態で車両の操作レバー５０を「切（中立)」にすると、主制御装置７０を介して、油圧供給装置６０が停止してパーキングブレーキＰＢへの油圧の供給が絶たれるようになると、パーキングブレーキ側と油圧源側との圧力差によってチェックバルブ３２が閉じることとなり、パーキングブレーキの解除は保持(持続)されフリーホイルとなる。

つぎに図２〜４を参照して、本発明によるパーキングブレーキ解除機構を備える車両における油圧系回路を含むパーキングブレーキ解除機構の動作について、さらに詳しく説明する。なお、図２〜４におけるパーキングブレーキ解除機構(１００ａ，１００ｂ，１００ｃ)は、基本的な構成としては図１のパーキングブレーキ解除機構１００と同じものであるので、図１に記載されていない構成については説明を行うが、重複する構成等の説明は省略する。

図２に示したパーキングブレーキ解除機構１００ａは、車両のパーキングブレーキがかけられる前の状態、すなわち走行時にある状態の説明図であり、このとき作業者(運転者、ユーザー)は車両の操作レバーを「入（前進または後進)」としている。
この図２において、本発明によるパーキングブレーキ解除機構１００ａは、車両のパーキングブレーキをかける側のホイル(１０−１０’)−車軸１２−ロッド係止用円板１４、ロッド部２４を突出して車両ホイルの回動を止めてパーキングブレーキをかけるためのブレーキシリンダ２０、パーキングブレーキ解除用のバルブ装置３０、主制御装置７０内の制御バルブ部４０、油圧供給装置６０（作動油タンク６０ａ，油圧ポンプ６０ｂ，電動モータ６０ｃ）、油供給用の管路(６２，６３，６４，６５，６６，６７)を備える。

図２のパーキングブレーキ解除機構１００ａでは、車両油圧供給装置６０の作動油タンク６０ａからは油圧ポンプ６０ｂを介して油圧がかけられた油が送られて、機構内部を循環させられるが、図２に示すように、作動油タンク６０ａ−油圧ポンプ６０ｂ−管路６２−主制御装置７０内の制御バルブ部４０−管路６３−バルブ装置３０−管路６４−ブレーキシリンダ２０のように経由して、最終的にはブレーキシリンダ２０の油室２３内に高められた油圧が供給される。

図２において、主制御装置７０(図１参照)は、制御バルブ部４０として、機能切換えバルブ４１、シーケンスバルブ４２、前進／後進切換えバルブ４３の電磁式切換え型の各バルブを備えており、機構制御装置５１(図１参照)によって、油圧供給装置６０から管路 (６２，６６，６３，６５等)を通して供給される油の油路および圧力を切換えて油圧供給を制御することができる。そして、主制御装置７０は、制御バルブ部４０において、機能切換えバルブ４１によってパーキングブレーキおよび走行モータ側とその他のアクチュエーター側との機能切換えを行い、また、シーケンスバルブ４２をパーキングブレーキの開放圧力確保用に用い、前進／後進切換えバルブ４３を走行モータ側への油圧の切換えに用いて、各種の制御を行う。

図２のパーキングブレーキ解除機構１００ａは、作業者は車両の操作レバーを「入（前進または後進)」としている状態、すなわち主制御装置７０の走行信号が「入」となっている車両走行時の状態を示しており、バルブ装置３０のストップバルブ３１の方は開放されており、油の通路(油路)となっている。ここで必要な油圧は油圧ポンプ６０ｂを介して送られ、作動油タンク６０ａ−油圧ポンプ６０ｂ−管路６２−制御バルブ部４０(機能切換えバルブ４１−管路６６)−管路６３−バルブ装置３０−管路６４−ブレーキシリンダ２０のように経由して、最終的にはブレーキシリンダ２０の油室２３内に高められた油圧が供給される。また、この図１は車両走行時の状態であるので、走行モータ側へもシーケンスバルブ４２−前進／後進切換えバルブ４３−管路６５を経由して、高い油圧が供給されている。

次の図３は、パーキングブレーキがＯＮとなって停止している状態の車両における油圧系回路を含むパーキングブレーキ機構１００ｂの構成図である。
本発明の車両において、通常の車両使用(走行)時において、作業者が車両にパーキングブレーキＰＢをかけたい場合には、操作レバーを「切(中立)」とすればよい。ストップバルブ３１は開放されており、ブレーキシリンダ２０内の油圧は、管路６４−ストップバルブ３１−管路６３−制御バルブ部４０の管路６７−作動油タンク６０ａに送られて、シリンダ内の油圧は低下してピストン２２を図３上方向に移動させると、シリンダロッド２４とロッド係止用円板１４とは係止または係合して相互に移動することができなくなり、パーキングブレーキＰＢを作動させるようなブレーキ力を働かせる。なお、図３中のシーケンスバルブ４２は、パーキングブレーキ開放圧力確保用として用いられる。

その次の図４は、パーキングブレーキが解除されたままそれを保持している状態にある車両における油圧系回路を含むパーキングブレーキ機構の構成図である。
図３に示したパーキングブレーキ解除機構１００ｂの状態にあるパーキングブレーキがかかったままの車両について、それを運搬または移動をさせたい場合では、作業者らはその車両のホイルをフリーホイルにしたいと考える。そのために、作業者はパーキングブレーキ解除機構３０内のストップバルブ３１を「全閉」にし、操作レバーを「入」にする。すると作動油タンク６０ａからは油圧ポンプ６０ｂを介して油が送られ、ブレーキシリンダ２０内の油圧が供給されてロッド部２４が図の下方に後退してパーキングブレーキＰＢが解除される。

さらに、パーキングブレーキの解除を保持しておきたい場合においては、作業者は車両の操作レバーを「中立(切)」に戻し、主制御装置７０を介して油圧供給装置６０を停止させパーキングブレーキＰＢへの油圧の供給を絶つようにすればよい。すなわち、油圧の供給が絶たれたときには、パーキングブレーキ側と油圧源との圧力差によって、チェックバルブ３２が閉じられることになり、パーキングブレーキの解除は保持（持続）されることとなる。

なお、本発明のブレーキ解除機構を備える車両については、これまでの図１〜４に関する説明のように、作業者が手動によりストップバルブ３１を用いて油の流れを制御し、また、操作レバー５０を操作し、機構制御装置５１から制御バルブ部４０に指令を出してブレーキ機構を制御する、という構成を中心に説明を行ってきた。しかしこれに限らず、無線信号、ボタン操作、スイッチなどの別の手段を適宜に適用して、主制御装置７０及びストップバルブ３１を自動的に作動させることにより本発明のブレーキ解除機構を制御することは、当業者ならきわめて容易に可能である。

本発明によるブレーキ解除機構を備える車両は、高所作業車、運搬車、特定産業用車両などのような特定の作業や業務を行うための作業用車両を用いる分野において、より簡単にパーキングブレーキを解除させる機構として適用することができ、またそのパーキングブレーキ解除を保持することも容易であり、フリーホイルが必要となる車両を用いる産業上で、その利用可能性は大変大きい。

本発明によるブレーキ解除機構を備える車両において、ブレーキ解除機構の一例を示す基本的構成の概略図である。 本発明によるブレーキ解除機構を備える車両において、車両走行時(走行信号入の時)における油圧系回路を含むパーキングブレーキ機構の構成図である。 本発明によるブレーキ解除機構を備える車両において、車両パーキングブレーキＯＮ時における油圧系回路を含むパーキングブレーキ機構の構成図である。 本発明によるブレーキ解除機構を備える車両において、車両パーキングブレーキ解除時(保持)時における油圧系回路を含むパーキングブレーキ機構の構成図である。 作業車Ａ１０を移送用車両Ｂ１０の荷台Ｂ１１に積み込むときの状況を示す概観図である。 従来のパーキングブレーキを備える作業車両において、パーキングブレーキを解除するための構成部材を示す説明図である。

符号の説明

１０，１０’ 車両のホイル
１２ 車軸
１４ ロッド係止用円板
ＰＢ パーキングブレーキ
２０ ブレーキシリンダ
２１ スプリング
２２ ピストン
２３ 油室
２４ シリンダロッド
３０ バルブ装置（パーキングブレーキ解除装置）
３１ ストップバルブ
３２ チェックバルブ
７０ 主制御装置
５０ 操作レバー
５１ 機構制御装置
４０ 制御バルブ部
４１，４２，４３ 電磁式切換え弁
６０ 油圧供給装置
６０ａ 作動油タンク
６０ｂ 油圧ポンプ
６０ｃ 電動モータ
６２，６３，６４，６５，６６，６７ 管路（油路）
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ パーキングブレーキ解除機構

Claims (2)

1. ホイル、パーキングブレーキ、パーキングブレーキ解除のためのバルブ装置、油圧供給装置、油供給用管路および主制御装置、を備えた車両であって、
   前記バルブ装置は、油の供給を調節するために、単純開閉型のストップバルブと、圧力差に応じて開閉するチェックバルブとを有し、
   前記パーキングブレーキに対して、前記ストップバルブとチェックバルブとを管路を通して並列に配置して接続し、
   前記パーキングブレーキをかけるときは、前記ストップバルブを開放して油圧を下げることによりパーキングブレーキを作動させ、
   その後フリーホイルにする時は、前記ストップバルブを閉鎖して、前記主制御装置を介して油圧供給装置を駆動することにより、前記パーキングブレーキに高い油圧を供給してパーキングブレーキを解除する、ことを特徴とするブレーキ解除機構を備える車両。
2. 請求項１に記載のブレーキ解除機構を備える車両において、
   前記主制御装置を介して前記油圧供給装置を停止して前記パーキングブレーキへの油圧の供給を絶つことにより、前記パーキングブレーキ側と油圧供給装置側とに圧力差を生じて前記チェックバルブが閉じ、前記パーキングブレーキの解除を保持する、ことを特徴とするブレーキ解除機構を備える車両。

Images