JP2596254B2 - 三輪産業車両の旋回駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三輪産業車両の旋回駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フォークリフト，農耕用トラクタ，建設
車両等の産業車両において三輪走行方式を採る従来の三
輪産業車両は、フロント車輪駆動に二モータを使用し、
旋回時は片側モータを非駆動から逆転駆動へと変化させ
て旋回している。上記二モータ式三輪産業車両の旋回駆
動装置を、フォークリフトを例にした図７及び図８によ
って説明する。

【０００３】左フロント駆動輪１は、機台４を車幅方向
の左右で支持したフロントアクスル５に軸架され、駆動
ギヤ７から上記フロントアクスル５を介して伝達される
動力で回転駆動されるようになっている。右フロント駆
動輪２も、同様に機台４を支持したフロントアクスル６
に軸架され、駆動ギヤ８からフロントアクスル６を介し
て伝達される動力で回転駆動されるようになっている。
駆動ギヤ７は変速用のギヤトレーン９を介して左駆動モ
ータ１２の出力軸１１と結合している。駆動ギヤ８も、
同様に変速用のギヤトレーン１３を介して右駆動モータ
１６の出力軸１４と結合している。なお、駆動モータ１
２，１６には、それそれブレーキディスク２３，２３が
出力軸１１，１４に取付けられている。

【０００４】リヤ操舵輪３は、機台４に対し支持軸１７
を中心に回転自在なリヤアクスル（図示略）に軸架さ
れ、該支持軸１７を中心に操舵される。ステアリングホ
イール１８（図７参照）とリヤアクスル間は油圧機構に
よって連動されている。すなわち、上記支持軸１７に
は、旋回プーリ１９が水平状に軸架される一方、圧油通
路（図示略）を有するピストンロッド２１が機台４の両
サイドフレームに固着され、該ピストンロッド２１は油
圧シリンダチューブ２０を貫通している。ピストンロッ
ド２１の圧油通路には、両端にステアリング操作に応じ
た圧油が送られるようになっており、油圧シリンダチュ
ーブ２０は、上記ピストンロッド２１の圧油通路からの
圧油によって、ピストンロッド２１上を移動可能になっ
ている。また、油圧シリンダチューブ２０の両端部に
は、上記旋回プーリ１９を周回したチエン２２の各両端
がガイドプーリ２４を介して接続されており、前期チエ
ン２２はその中央が旋回プーリ１９に車軸線Ｃ上で固定
されている。

【０００５】次に、リヤ操舵輪３の操舵角を検出して駆
動モータ１２，１６を制御するための検出機構について
説明する。この検出機構は、上記油圧シリンダチューブ
２０の側面に突設されたドッグ２０ａの位置を検出する
ことでスイッチング動作するリミットスイッチを用いて
いる。二モータの場合、上記リミットスイッチは、８個
（ＬＳ１〜ＬＳ８）必要になる。８個のうちわけは、左
旋回時に片側駆動に切換える操舵角検出用（ＬＳ１，Ｌ
Ｓ５）と、左旋回時に片側逆転駆動に切換える操舵角検
出用（ＬＳ３，ＬＳ７）と、右旋回時に片側駆動へ切換
える操舵角検出用（ＬＳ２、ＬＳ６）と、右旋回時に片
側逆転駆動へ切換える操舵角検出用（ＬＳ４，ＬＳ８）
の合計８個である。これらのリミットスイッチは、それ
ぞれピストンロッド２１に近接して直線状に配列されて
いる。

【０００６】ここで、本明細書では、操舵角として、車
軸線Ｃとリヤ操舵輪の操舵方向との成す角度θαをいう
ものとして以下説明する。上記旋回駆動装置は、直線走
行時は、各駆動モータ１２，１６が左右フロント駆動輪
１，２をそれぞれ前進駆動する。旋回時、例えば左旋回
のときは、ステアリングホイール１８の操作に応動した
油圧シリンダチューブ２０の移動（矢印Ｌ２方向）によ
って、リヤアクスルがリア操舵輪３を矢印Ｌ１方向に操
舵される如く回転される。そして、その操舵角によりド
ッグ２０ａがリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ５を導通
（ＯＮ）動作させる位置にまで達すると、ＬＳ１の動作
によって駆動モータ１２の励磁が停止され、内輪となる
左フロント駆動輪１をフリー状態とするとともに、ＬＳ
５の動作によって駆動モータ１６が制御され、右フロン
ト駆動輪２を駆動して、機台１は旋回する。さらに、操
舵角を増すと、ドッグ２０ａがリミットスイッチＬＳ
３，ＬＳ７の位置に達し、これによるＬＳ３の動作によ
って、駆動モータ１２は逆励磁されて左フロント駆動輪
１を後進方向に逆転駆動する。また、右フロント駆動輪
２はＬＳ７の動作によって制御される駆動モータ１６の
下に外輪としての駆動を受ける。

【０００７】このように、二モータ式のフォークリフト
では、操舵角に応じて駆動モータ１２，１６の駆動方法
を切換えており、操舵角が大きくなるに比例して旋回半
径が小さくなることによる内輪と外輪の走行距離の相違
を調整している。なお、図８では、内輪をフリー状態に
するときの旋回中心として、例えば内輪より外側にＡ点
を設定し、内輪を逆転駆動するときの旋回中心として、
フロントアクスル中心点Ｏと内輪との間のＯ点寄りにＢ
点を設定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記二モータ式旋回駆
動装置は、操舵角が小さい間はフロント駆動輪がそれぞ
れのモータによって駆動されるが、操舵角がある角度を
超えると片側駆動としているため、旋回動力が低下する
という欠点があった。このような駆動力の低下は、坂路
や悪路での動力低下となる。

【０００９】また、操舵角がさらに大きくなると、片側
車輪を逆転駆動にするが、このとき機台４にショックを
受けるという弱点があった。また、操舵角の検出機構が
リミットスイッチを８個も使っており、配線等が複雑化
していた。本発明は、上記課題を解決し、フロント２輪
を駆動するモータを一つで構成し、旋回時に動力が減じ
られることがないようにした三輪産業車両の旋回駆動装
置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、左右の駆動輪
及び１つの操舵輪と、単一ロータにて回転される出力軸
を二方向に取出した一つの駆動モータと、該駆動モータ
の各出力軸からクラッチ機構及びギヤトレーンを介して
前記左右の駆動輪の各アクスルに結合するようにした左
右の動力伝達手段と、旋回時、前記操舵輪が所定角度を
超えて操舵されたか否かを検出し、その検出情報に基づ
いて、内輪となる前記駆動輪の一つがフリーとなるよう
に前記クラッチ機構を断状態に切り換え、外輪となる駆
動輪の一つは前記駆動モータの出力軸からの動力で回転
駆動せしめる手段とを具備している。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、左右の駆動輪は、単一駆動
モータの出力軸からの動力にてそれぞれ共通に回転駆動
されることになる。そして、旋回時は、ある角度を超え
て操舵輪が操舵されると、クラッチ機構が遮断され、そ
れまで左右両輪に供給されていた一モータの駆動力が外
輪のみに供給されるようになる。このとき内輪となる駆
動輪はモータからの動力が伝達されなくなり、フリー状
態で回転する。

【００１２】また、本発明は内輪が逆転を始める操舵角
を超えても、内輪のフリー状態をそのまま維持し、内輪
を自然に逆転させ、外輪の駆動力で旋回する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をフォークリフトに適用した実
施例について図１から図４を用いて説明する。なお、従
来と共通の構成要素には同一の符号を付す。図１に示す
ように、本実施例における左右フロント駆動輪１，２
は、単一ロータにて構成された一つの駆動モータ３１に
て駆動されるようになっている。駆動モータ３１は二方
向に出力軸（図示せず）を取出し、左出力軸には、左フ
ロント駆動輪１に対応する電磁クラッチ３２が軸架さ
れ、右出力軸には、右フロント駆動輪２に対応する電磁
クラッチ３３が軸架されている。電磁クラッチ３２は変
速ギヤトレーン３４を介し、駆動ギヤ３６を介して左フ
ロント駆動輪１のアクスル５に結合され、電磁クラッチ
３３は変速ギヤトレーン３７を介し、駆動ギヤ３９を介
して右フロント駆動輪２のアクスル６に結合されてい
る。

【００１４】また、左出力軸には、ブレーキディスク４
０が軸架されている。ブレーキディスク４０には、ブレ
ーキ操作によって、該ブレーキディスク４０を拘束する
パッド４１が設けられている。右操舵輪出力軸も同様で
あり、４２はブレーキディスク、４３はパッドである。
リヤ操舵輪３は、従来と同様の構成の油圧機構（ピスト
ンロッド２１，油圧シリンダチューブ２０，旋回プーリ
１９，チエン２２及びガイドプーリ２４）にて、リヤア
クスルを支持した支持軸１７を中心に操舵される。

【００１５】上記油圧機構へは図２に示す系統でステア
リング操作に応じた圧油が供給される。ステアリング操
作機構５１はフロントプロテクタ５２に取り付けられて
いる。フロントプロテクタ５２は下ブラケット５３と上
ブラケット５４にてステアリングポスト５５を支持して
いる。ステアリングポスト５５の上端にはステアリング
ホイール５６を有するステアリングシャフト５７が嵌挿
され、ステアリングポスト５５の下端にはステアリング
コントロールバルブ５８が取付けられている。

【００１６】上記ステアリングコントロールバルブ５８
は、ホース５９を介してモータ６０と一体となったパワ
ーステアリングポンプ６１に接続されるとともに、ホー
ス６２を介してオイルタンク６３に接続されている。パ
ワーステアリングポンプ６１とオイルタンク６３とはホ
ース６４を介して接続されている。そして、上記ステア
リングコントロールバルブ５８は、ホース６５，６６を
介してピストンロッド２１に接続されている。

【００１７】ところで、旋回プーリ１９の上方には、図
３に拡大して示すように、上下二枚の半円カム板７１，
７２が、その各直径線が所定の角度で交差するように支
持軸１７に軸架されている。そしてこれら半円カム板７
１，７２に近接して、同じく上下に位置したリミットス
イッチＬＳ１１，ＬＳ１２が設けられている。半円カム
板７１とリミットスイッチＬＳ１１の組は、左方向に旋
回されるときの操舵角が、ある角度θを超えたか否かを
検出しており、半円カム板７２とリミットスイッチＬＳ
１２の組は、右方向に旋回されるときの操舵角が、ある
角度θを超えたか否かを検出している。リミットスイッ
チＬＳ１１，ＬＳ１２の可動部は車軸線Ｃ上に位置さ
れ、操舵角が０°の直進走行時には、車軸線Ｃとそれぞ
れ半円カム板７１，７２の直径線との成す角度がそれぞ
れある角度θとなるように設定されている。ここに、あ
る角度θとは、既述した電磁クラッチ３２，３３の動作
時期に相当する操舵角のことである。

【００１８】上記リミットスイッチＬＳ１１，ＬＳ１２
からの検出情報は、図４に示す回路手段によって電磁ク
ラッチ３２，３３を遮断状態と接続状態に切り換えるよ
うになっている。図４において、リミットスイッチＬＳ
１１，ＬＳ１２は、電磁クラッチ３２，３３の電磁コン
タクタＭＣ１，ＭＣ２にそれぞれ直列に接続され、これ
らの直列接続の両端には、操作スイッチＳＷ及びヒュー
ズＦを介してバッテリＶからの電源電圧が印加されるよ
うになっている。また、上記バッテリＶからの電源電圧
は、電磁コンタクタＭＣ１，ＭＣ２と負荷側ロータＣ
１，Ｃ２との直列接続に印加されている。

【００１９】本旋回駆動装置は以上のように構成され、
次にその動作を旋回時について図５及び図６を参照して
説明する。始めに、直進状態の時には電磁コンタクタＭ
Ｃ１，ＭＣ２は導通しておらず、クラッチは接続された
状態になっている。例えば左旋回の場合、ステアリング
ホイール５６を左旋回操作すると、油圧シリンダチュー
ブ２１が矢印Ｌ２方向に移動され、チエン２２が同移動
に従って旋回プーリ１９を駆動し矢印Ｌ１方向に回動さ
せる。すると、リヤアクスルも同方向に旋回して、リヤ
側操舵輪３がＬ１方向に操舵し、左旋回状態に移行す
る。図５は、上記のように旋回角度が小さい旋回初期段
階での旋回動作を示しており、旋回中心はリヤ操舵輪３
の操舵方向（円線７５）に対する法線と、フロントアク
スル５，６を結ぶ線の延長線７６との交点となる。

【００２０】さて、左旋回操作がさらに進められると、
リヤ操舵輪３の操舵角が増加し、ついに左操舵検出用の
半円カム板７１が図６に示すように、リミットスイッチ
ＬＳ１１の可動部を円弧面で押圧するようになると、リ
ミットスイッチＬＳ１１が導通状態となる。リミットス
イッチＬＳ１１が導通すると、電磁コンタクタＭＣ１が
導通状態となり、負荷側ロータＣ１が励磁されてクラッ
チ遮断の状態になる。こうして左フロント駆動輪１はフ
リーの状態となり、右フロント駆動輪２の駆動力にて、
旋回が進むことになる。

【００２１】そして、さらに操舵角が大きくされると、
旋回走行における内輪と外輪の性質により左フロント駆
動輪１は、自然に後進回転するようになる。このときの
旋回中心は、図８で示したＢ点に相当する。旋回から直
線走行に戻る場合は、半円カム板７１の円弧面がリミッ
トスイッチＬＳ１１の可動部を摺動する状態より直線面
に戻ることによって、リミットスイッチＬＳ１１が遮断
状態に変わり、電磁コンタクタＭＣ１が非導通状態とな
り、負荷側ロータＣ１が復帰してクラッチ接続の状態に
なる。

【００２２】なお、右旋回時は、操舵角が反対となるだ
けで、右フロント駆動輪２をフリーとする操舵角は同じ
である。また、いわゆるその場旋回では、旋回中心が前
記延長線７６と車軸線Ｃとの交点であるＯ点となり、左
右のフロント駆動輪１，２の走行軌跡はＯ点を中心とし
た円を描く。このように本実施例は、ある操舵角を超え
クラッチ機構が遮断されると、今まで一モータの駆動力
が左右に配分されていたものが、外輪のみに一モータの
駆動力が伝達されることになり、二モータから一モータ
に切換える従来に比し、駆動力が低下することがない。

【００２３】また、操舵角をさらに大きくした場合、従
来では内輪を逆転駆動していたが、本実施例では逆転駆
動を行わないのでモータを逆転駆動させる際のショック
がなく、旋回時の安定性が増す。さらに、本実施例は、
逆転駆動の時期を検出する必要がないことと、操舵角の
検出を油圧機構の部分で行っていないことから、操舵角
検出手段の構成が極めて簡素になるとともに、旋回の制
御も容易となる。

【００２４】さらにまた、二モータより一モータの方が
機械効率、電気エネルギー効率がよく、さらには電流回
生を容易に行うことができる。なお、上記実施例は一例
であり、例えば操舵角検出機構や電磁クラッチの位置を
限定するものでもなく、要は、駆動輪の駆動モータを一
つにしたことに意義がある。また、電磁クラッチの断接
時期をマイコンによって制御することは容易である。さ
らに、クラッチ機構としては、電磁クラッチに拘泥され
るものでない。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたようにように本発明によれ
ば、旋回時の駆動力が或る操舵角以上で減じられること
がなく、逆転切り換え時もショックがかからないため、
旋回途中での駆動力低下がなくなり、坂道、悪路等でも
操作性が良好となる効果がある。また、操舵角検出機構
が簡素となり、制御が容易になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る三輪産業車両の旋回駆動装置を
示す構成図

【図２】 同上装置のステアリング機構と油圧機構の関
係を示す説明図

【図３】 同上装置の操舵角検出機構を詳述する説明図

【図４】 同上装置に用いた電磁クラッチの制御手段の
一例を示す回路図

【図５】 本発明の動作を示す説明図

【図６】 本発明の操舵角検出動作を示す説明図

【図７】 フォークリフトを例にした従来の旋回駆動装
置を示す構成図

【図８】 図７を詳解した構成図

【符号の説明】

１，２─駆動輪、３─操舵輪、５，６─アクスル、１７
─支持軸、１９─旋回プーリ、２０─油圧シリンダチュ
ーブ、２１─ピストンロッド、２２─チエン、２４─ガ
イドプーリ、３１─駆動モータ、３１Ｌ，３１Ｒ─出力
軸、３２，３３─電磁クラッチ、３４，３７─減速機
構、３６，３９─駆動ギヤ、ＬＳ１１，ＬＳ１２─リミ
ットスイッチ、ＭＣ１，ＭＣ２─電磁コンタクタ、Ｃ
１，Ｃ２─負荷側ロータ、７１，７２─半円カム板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車幅左右で機台を支持する両アクスルに
   軸架された二つの駆動輪及び機台に対し支持軸中心に回
   転自在なアクスルに軸架された一つの操舵輪と、単一ロ
   ータにて回転される出力軸を二方向に取出した一つの駆
   動モータと、該駆動モータの各出力軸からクラッチ機構
   及びギヤトレーンを介して前記左右の駆動輪の各アクス
   ルに結合するようにした左右の動力伝達手段と、旋回
   時、前記操舵輪が所定角度を超えて操舵されたか否かを
   検出し、その検出情報に基づいて、内輪となる前記駆動
   輪の一つがフリーとなるように前記クラッチ機構を断状
   態に切り換え、外輪となる駆動輪の一つを前記駆動モー
   タの出力軸からの動力で回転駆動せしめる手段とを、具
   備したことを特徴とする三輪産業車両の旋回駆動装置。