JP2722913B2 - 三輪バッテリ式フォークリフト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，１つの後輪を操舵輪と
する三輪バッテリ式フォークリフト，特に該操舵輪の操
舵装置の機構に関する。

【０００２】

【従来技術】図９及び図１０に示すごとく，三輪バッテ
リ式フォークリフト７は，車台７５の前部に２つの前輪
７１，７２を，後部に１つの操舵輪７３を有する。そし
て，ステアリングホイール８６を操作することにより，
次に示すごとく，操舵輪７３を左右方向に回動操作し
て，所望の進行方向へ旋回するよう構成されている。な
お，両図において，符号７６はフォーク，７７はバッテ
リーケースである。

【０００３】次に，上記ステアリングホイール８６と操
舵輪７３との間の操舵機構につき，図６〜図８を用いて
説明する。まず，図６に示すごとく，操舵輪７３の上部
に設けたスプロケットホイール９７にはチェーン９５を
介してシリンダチューブ９４を連結する。該シリンダチ
ューブ９４には，油圧ホース８１，８２を介してステア
リングコントロールバルブ８５が連結されている。そし
て，ステアリングホイール８６を操作することにより，
油圧によりシリンダチューブ９４を左右に移動させ，チ
ェーン９５，スプロケットホイール９７を介して操舵輪
７３を操舵する。以下，これを詳述する。

【０００４】即ち，図７，図８に示すごとく，操舵輪７
３の上部には舵取り軸７４を介してスプロケットホイー
ル９７を設ける。一方，シリンダチューブ９４は，その
内部にピストン９３を有し，該ピストン９３の両側にピ
ストンロッド９１，９２を連結している。該ピストンロ
ッド９１，９２の基端部９１１，９２１は車台７５に固
定されている（図６，図８）。また，ピストンロッド９
１，９２は，一端を上記シリンダチューブ９４の右油圧
室９４１又は左油圧室９４２に開口する油路９１０，９
２０を有する。また，該油路９１０，９２０は，前記油
圧ホース８１，８２に接続されている（図６）。

【０００５】また，シリンダチューブ９４の下側には，
図８に示すごとく，ブラケット９４５，９４６を設け
る。また，車台７５には，軸ピン９６，９６を介して，
アイドルスプロケットホイール９６１，９６２を設け
る。そして，上記スプロケットホイール９７と，上記シ
リンダチューブ９４の左右のブラケット９４５，９４６
の間には，アイドルスプロケットホイール９６１，９６
２を介して，チェーン９５を介設する。また，図６に示
すごとく，上記油圧ホース８１，８２には，ステアリン
グコントロールバルブ８５を介して，オイルタンク８
３，パワーステアリングポンプ８４が連結されている。

【０００６】次に，ステアリングホイール８６により，
操舵輪７３を操舵するに当たっては，該ステアリングホ
イール８６を，右方向又は左方向の所望進行方向に回動
する。ここで，バッテリ式フォークリフトを右方向へ進
行する場合を示せば，ステアリングホイール８６を右方
向へ回すと，ステアリングコントロールバルブ８５の作
動により，油圧ホース８１側が加圧される。そのため，
図８に示すごとく，ピストンロッド９１の油路９１０よ
り，シリンダチューブ９４の右油圧室９４１に圧油８０
が入る。

【０００７】そのため，該右油圧室９４１の圧力が上昇
し，固定されたピストンロッド９１，９２に沿ってシリ
ンダチューブ９４が右方向へ移動する。そして，チェー
ン９５が，アイドルスプロケットホイール９６１を介し
て右方向へ引張られる。その結果，スプロケットホイー
ル９７が左方向へ回動し，これに連結した操舵輪７３が
左方向へ回動する。そのためバッテリ式フォークリフト
７は右方向へ旋回する。一方，バッテリ式フォークリフ
ト７を左方向へ旋回させる場合には，上記と逆の作動を
行う。

【０００８】

【解決しようとする課題】しかしながら，従来の三輪バ
ッテリ式フォークリフトの操舵装置９は，シリンダチュ
ーブ９４を左右方向に移動させる形式のものであるた
め，次の問題がある。即ち，バッテリ式フォークリフト
は，上記のごとく，車台７５にバッテリーケース７７，
オイルタンク８３，パワーステアリングポンプ８４，該
ポンプ作動用のモータ８４３等の各種の付属機器を搭載
しなければならない。しかし，上記従来の操舵装置９
は，シリンダチューブ９４を左右移動させる形式である
ため，シリンダチューブ９４の左右側，及び上方には，
上記付属機器を配置することができない。特に，近年
は，各種の付属機器が多くなっており，その配置スペー
スの獲得が要求され，操舵装置は成るべくコンパクトで
あることが要望されている。

【０００９】また，上記従来の操舵装置９は，シリンダ
チューブ９４の直線運動を舵取り軸７４の回転運動に変
えるために，アイドルスプロケットホイール９６１，９
６２，チェーン９５，スプロケットホイール９７が必要
であり，装置が大きい。また，駆動源であるシリンダチ
ューブ９４と舵取り軸７４との間が離れている。そのた
め，操舵装置の機構が複雑である。また，チェーン９５
に緩みを生ずると，操舵の伝達が緩慢，かつ不正確とな
る。本発明はかかる従来の問題点に鑑み，付属機器の配
置スペースを大きく取ることができ，コンパクトで，機
構簡単な，耐久性に優れた操舵装置を有する，三輪バッ
テリ式フォークリフトを提供しようとするものである。

【００１０】

【課題の解決手段】本発明は，前部に２つの前輪を，後
部に１つの操舵輪を有し，該操舵輪の舵取り軸には操舵
装置を連結してなる三輪バッテリ式フォークリフトにお
いて，該操舵装置は，操舵輪の舵取り軸に設けられたピ
ニオンと，車台側に設けられ該ピニオンと噛合するラッ
クと，該ラックをその軸方向に移動させる油圧シリンダ
とを有し，また上記ラックの左右両端部は油圧シリンダ
内に挿入されたピストンの非受圧面に連結されており，
かつ上記油圧シリンダの内周面とラックとの間にはリン
グ状の樹脂ブッシュが介設してあり，また該樹脂ブッシ
ュはピニオンとラックとが噛み合う噛合部分と上記ピス
トンとの間に配置されていることを特徴とする三輪バッ
テリ式フォークリフトにある。

【００１１】本発明において最も注目すべきことは，上
記操舵輪は油圧シリンダによって駆動されるラックによ
り，ピニオンを介して旋回させるよう構成したこと，及
び油圧シリンダの内周面とラックとの間には上記樹脂ブ
ッシュを介設したことにある。そしてラックの左右両端
部は上記油圧シリンダのピストンの非受圧面に連結され
ており一方の油圧シリンダに油圧を作動させることによ
り対応する一方のピストンが運動しラックは右または左
の方向に移動する。 また，上記樹脂ブッシュは，リング
状を有しており，その内周面にはラックの外周部分が摺
接する。樹脂ブッシュの外周部分は，油圧シリンダの内
周面に固定しておくことが好ましい。かかる固定手段と
しては，実施例に示すごとく，油圧シリンダの内周面に
リング状の凹部を設け，該凹部に樹脂ブッシュの外周部
分を嵌入固定する手段がある。

【００１２】また，樹脂ブッシュには，その軸方向に沿
ってスリットを形成しておくことが好ましい（図３参
照）。これにより，樹脂ブッシュを油圧シリンダの内周
面に固定する際に，その操作が容易である。また，上記
固定操作時に樹脂ブッシュの外径を小さくして挿入でき
るため，油圧シリンダの内周面に傷が付かない。また，
樹脂ブッシュはラックの外周部分が，摺接するため，５
〜２０ｍｍ程度の幅を有することが好ましい。樹脂ブッ
シュの材料としてはポリアミド，ポリアセタール，シリ
コーン樹脂など耐摩耗性に優れた合成樹脂を用いること
が好ましい。

【００１３】次に，樹脂ブッシュは上記噛合部分とピス
トンとの間に配置する。また，その配置場所は，上記噛
合部分にできるだけ近い場所が良い。これにより，後述
するピニオンからの反力を効果的に支承することができ
る。本発明において，上記油圧シリンダは，ラックをそ
の軸方向に移動させて，ピニオンを介して操舵輪を旋回
させるための装置である。また，該油圧シリンダは，ス
テアリングホイールの操作と連動して作動するよう構成
する（実施例参照）。

【００１４】

【作用及び効果】本発明の三輪バッテリ式フォークリフ
トにおいては，オペレータが所望する進行方向に応じて
ステアリングホイールを回動させると，該ステアリング
ホイールの回動操作に連動して油圧シリンダが作動す
る。そのため，ラックに設けたピストンが押され，ラッ
クがその軸方向に左右移動し，該ラックに噛合している
ピニオンが回動する。それ故，該ピニオンに連結した舵
取り軸が回動し，操舵輪が旋回し，バッテリ式フォーク
リフトは所望する右又は左方向に進行する。

【００１５】そして，本発明の操舵装置においては，ラ
ックが左右方向に移動するものの，該ラックは舵取り軸
に設けたピニオンに噛合させ，隣接配置してある。その
ため，操舵装置全体がコンパクトで，前記従来の操舵装
置のごとく大きなスペースを必要としない。それ故，付
属機器の配置スペースを大きく取ることができる。

【００１６】また，従来は駆動源であるシリンダチュー
ブの直線運動を舵取り軸の回転運動に変えるため，その
間をアイドルスプロケットホイール，チェーン，スプロ
ケットホイールで連結していたが，本発明ではピニオン
とラックとを噛合させるのみであるから，操舵機構が極
めて簡単である。また，本発明においては，油圧シリン
ダとラックとの間に樹脂ブッシュを介設しており，該樹
脂ブッシュは噛合部分とピストンとの間に配置されてい
る。そのため，油圧シリンダとピストンとの摺動部分に
摩耗を生ずることがなく，耐久性に優れている。

【００１７】即ち，実施例において詳説するごとく，操
舵輪を旋回させる際には，油圧シリンダによりラックを
押す。このとき，ピニオンからは反力を受け，ラック
は，ピニオンとは反対側へ，大きな押圧力を受けること
になる。そのため，ピストンは，油圧シリンダとの間に
強い摩擦力を生じ，両者間に摩擦傷が生じ，油圧シリン
ダ内の作動油が洩れることがある。上記反力は，操舵輪
の旋回の都度生じるので，上記の油洩れ発生のおそれが
ある。

【００１８】これに対して，本発明においては，上記樹
脂ブッシュが上記位置に介在させてあるため，上記反力
に基づく押圧力は，上記樹脂ブッシュにより受け止めら
れる。それ故，ピストンと油圧シリンダとの間に上記摩
擦傷の発生がなく，耐久性に優れている。また，ラック
の左右両端部は，油圧シリンダ内に挿入されたピストン
の非受圧面に連結されている。そのため油圧シリンダに
挿入したピストンはその全直径を受圧面積とすることが
でき，同じシリンダ径で大きな推進力が得られ或いはシ
リンダを小型化することができる。したがって，本発明
によれば，付属機器の配置スペースを大きく取ることが
でき，コンパクトで，機構簡単な，耐久性に優れた操舵
装置を有する，三輪バッテリ式フォークリフトを提供す
ることができる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例にかかる三輪バッテリ式フォ
ークリフトにつき，図１〜図５を用いて説明する。本例
の三輪バッテリ式フォークリフトにおける操舵装置は，
操舵輪７３の舵取り軸６１に設けられたピニオン１と，
車台のブラケット７７０に設けられ該ピニオン１と噛合
するラック２と，該ラック２をその軸方向（車台の左右
方向）に移動させる油圧シリンダ２３１，２３２とより
なる。

【００２０】上記ラック２は，その端部に油圧シリンダ
２３１，２３２内に挿入されたピストン２１０，２２０
を有する。油圧シリンダの内周面とラック２との間に
は，リング状の樹脂ブッシュ３，３を介設してある。ま
た，該樹脂ブッシュ３は，ピニオン１とラック２とが噛
み合う噛合部分２８と上記ピストン２１０，２２０との
間に配置されている。上記舵取り軸６１は，図５に示す
ごとく，その下部の車軸６２に，操舵輪７３を回転可能
に軸支している。また，舵取り軸６１は，その上部に支
点軸６３を有し，該支点軸６３には上記ピニオン１が同
軸的に固定されている。また，該支点軸６３は，ベアリ
ング６５を介して，車台に設けたサポートビーム７７に
軸支されている。

【００２１】一方，ラック２は，図１，図２に示すごと
く，上記ピニオン１の歯部１０と噛合する歯部２０を有
する。また，ラック２の両端部２１，２２は，それぞれ
油圧シリンダ２３１，２３２内に装着したピストン２１
０，２２０に連結されている。ピストン２１０，２２０
と油圧シリンダ２３１，２３２との間にはオイルシール
２１５，２２５が介設してある。上記樹脂ブッシュ３
は，図３に示すごとく，リング状の帯板で，その軸方向
に沿って斜方向に切断されている。また，切断面には若
干の間隙を有するスリット３５が形成されている。該樹
脂ブッシュ３は，図２に示すごとく，油圧シリンダ２３
１，２３２の内周面に設けた，リング状の凹部２３９に
嵌入されている。

【００２２】即ち，樹脂ブッシュ３の外周部分３１は，
上記凹部２３９に嵌合し，樹脂ブッシュ３の内周面３２
にはラック２の外周部分が摺接している。また，樹脂ブ
ッシュ３はポリアミド樹脂により作製されている。上記
樹脂ブッシュ３を，油圧シリンダの凹部２３９に嵌合す
るに当たっては，図３に矢印で示すごとく，樹脂ブッシ
ュ３を直径方向に押圧する。これにより，スリット３５
の間隙が縮まり，樹脂ブッシュ３の直径が小さくなる。
そこで，その状態のまま，油圧シリンダ２３１，２３２
の内周面に樹脂ブッシュ３を入れ，凹部２３９の位置ま
で押し入れる。そして，樹脂ブッシュ３の外周部分を凹
部２３９内に嵌入する。

【００２３】また，上記油圧シリンダ２３１，２３２に
は，油圧ホース８１，８２が連結されている。該油圧シ
リンダ２３１，２３２は，フレーム２５，２５にそれぞ
れ固定されている。両フレーム２５は，車台の上記ブラ
ケット７７０に固定するための取付穴２５１を有する。
また，油圧ホース８１，８２は，前記図６に示したごと
く，ステアリングホイール８６に連動するステアリング
コントロールバルブ８５に接続されている。その他は，
前記従来例と同様である。

【００２４】次に，作用効果につき説明する。本例の三
輪バッテリ式フォークリフトにおいては，所望する進行
方向に対してステアリングホイール８６を回動させる。
ここで，右方向に進行する場合を例示すれば，ステアリ
ングホイール８６を右方向へ回動させると，前記従来例
と同様にステアリングコントロールバルブ８５を介して
油圧ホース８２に圧油が流れる（図６参照）。そして，
図１，図２に示すごとく，該圧油８０は，左側の油圧シ
リンダ２３２内に流入し，ピストン２２０を押す。

【００２５】そのため，ラック２は右方向に押される。
このとき，ラック２の右側のピストン２１０は，油圧シ
リンダ２３１内の圧油８０を油圧ホース８１，ステアリ
ングコントロールバルブを介してオイルタンクへ戻す
（図６参照）。そして，上記ラック２の右方向への移動
に伴って，該ラック２と噛合しているピニオン１が左方
向へ回動する。そのため，図１，図５に示すごとく，該
ピニオン１に固定された舵取り軸６１が同方向へ回動
し，操舵輪６１は左方向へ旋回する。そのため，バッテ
リ式フォークリフトは右方向へ進行する。

【００２６】そして，本例の操舵装置においては，ラッ
ク２が左右方向に移動するものの，該ラック２は舵取り
軸６１に設けたピニオン１に噛合させて，隣接配置して
ある。そのため，操舵装置全体をコンパクトに構成で
き，前記従来の操舵装置のごとく，大きなスペースを必
要としない。それ故，付属機器の配置スペースを大きく
とることができる。

【００２７】また，駆動源であるラック２は，ピニオン
と噛合させるのみであるから，操舵機構が極めて簡単で
ある。この点，従来装置はシリンダチューブの直線運動
を舵取り軸の回転運動に変えるため，この間をアイドル
スプロケットホイール，チェーン，スプロケットホイー
ルで連結していたため，操舵機構が大型となり，かつ複
雑であった。また，本例においては，油圧シリンダ２３
１，２３２を，フレーム２５，２５を介して車台のブラ
ケット７７０に取付けてある。そして，各フレーム２５
にはボルト挿入用の取付穴２５１を設けてある。

【００２８】そのため，油圧シリンダ２３１，２３２に
装着したラック２と，ピニオン１との噛合調整が容易と
なる。即ちラックとピニオン間のバックラッシュの調整
ができ，操舵の応答性が向上する。また，油圧シリンダ
２３１，２３２の取り外しも可能となり，ラックのメン
テナンスも容易となる。また，油圧シリンダ２３２（２
３１も同様）とラック２との間には，樹脂ブッシュ３を
介設しており，該樹脂ブッシュ３は噛合部分２８とピス
トン２２０（２１０も同じ）との間に配置されている。
そのため，油圧シリンダ２３２とピストン２２０との摺
動部分に摩耗を生ずることがなく，耐久性に優れてい
る。

【００２９】即ち，操舵輪７３を旋回させる際には，図
４に示すごとく，油圧シリンダの圧油８０によりピスト
ン２２０を押し（矢印Ｓ），ラック２及びピニオン１を
介して，舵取り軸６１を回動させる。このとき，ラック
２は，ピニオン１を，噛合部分２８において旋回方向へ
押すことになるが，逆にピニオン１からは反力Ｐを受け
る。そのため，ラック２は，ピニオン１とは反対側，即
ちラックの軸方向と直径方向へ，大きな押圧力Ｑを受け
ることになる。

【００３０】そして，上記押圧力Ｑは，ラック２の端部
に設けたピストン２２０に伝わり，油圧シリンダ２３２
の内周面が押圧力Ｒを受ける。そのため，ピストン２２
０と油圧シリンダ２３２との間に強い摩擦力を生じる。
その結果，ピストン２２０及び油圧シリンダ２３２の間
に摩擦傷が生じ，油圧シリンダ２３２内の圧油８０が洩
れることになる。これに対して，本例においては，図２
に示すごとく，上記樹脂ブッシュ３が上記位置に介在さ
せてある。そのため，上記反力Ｐに基づく押圧力Ｑ，Ｒ
は，上記樹脂ブッシュ３により受け止められる。それ
故，ピストン２２０と油圧シリンダ２３２との間に上記
摩擦傷の発生がない。したがって，長期使用においても
圧油８０の洩れがなく，耐久性に優れている。

【００３１】なお，上記押圧力Ｑに関しては，例えばピ
ニオン１の歯の圧力角が２０度，圧油８０による推力が
１７００ｋｇｆとすると，押圧力Ｑは１７００ｋｇｆ×
ｓｉｎ２０°＝５８１ｋｇｆにも達する。そして，この
大きな押圧力Ｑは，操舵輪７３の旋回時に，その都度発
生する。本例においては，上記押圧力Ｑを上記樹脂ブッ
シュ３により受け止め，油圧シリンダとピストンとの間
に生ずる前記摩擦力を防止している。このように，樹脂
ブッシュ３による効果は著しく大きい。

【００３２】また，従来のシリンダチューブでは，その
内部にピストンを挿入しその両側にピストンロッドを設
けていたため，ピストンが油圧から受ける受圧面積は，
ピストンロッドの直径の面積分だけ小さい。そのため，
スプロケットホイールの形を大きくする必要があった。
しかし，本例では油圧シリンダ２３１，２３２に挿入し
たピストン２１０，２２０はその全直径が受圧面積とな
るため，同じシリンダ径で大きな推進力が得られ，また
ピニオン径がスプロケットホイール径に比べ小さくても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の三輪バッテリ式フォークリフトにおけ
る，操舵装置の平面図。

【図２】実施例における操舵装置の要部拡大平面図。

【図３】実施例における樹脂ブッシュの斜視図。

【図４】実施例における反力発生等の説明図。

【図５】実施例における操舵装置及び操舵輪の側面図。

【図６】従来例における操舵装置の全体説明図。

【図７】従来例における操舵装置の側面概念図。

【図８】従来例における操舵装置の作動部の説明図。

【図９】従来例の三輪バッテリ式フォークリフトの平面
図。

【図１０】従来例の三輪バッテリ式フォークリフトの側
面図。

【符号の説明】

１．．．ピニオン， ２．．．ラック， ３．．．樹脂ブッシュ， ２１０，２２０．．．ピストン， ２３１，２３２．．．油圧シリンダ， ６１．．．舵取り軸， ７３．．．操舵輪， ８１，８２．．．油圧ホース， ８５．．．ステアリングコントロールバルブ， ８６．．．ステアリングホイール，

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前部に２つの前輪を，後部に１つの操舵
   輪を有し，該操舵輪の舵取り軸には操舵装置を連結して
   なる三輪バッテリ式フォークリフトにおいて， 該操舵装置は，操舵輪の舵取り軸に設けられたピニオン
   と，車台側に設けられ該ピニオンと噛合するラックと，
   該ラックをその軸方向に移動させる油圧シリンダとを有
   し， また上記ラックの左右両端部は油圧シリンダ内に挿入さ
   れたピストンの非受圧面に連結されており，かつ上記油
   圧シリンダの内周面とラックとの間にはリング状の樹脂
   ブッシュが介設してあり，また該樹脂ブッシュはピニオ
   ンとラックとが噛み合う噛合部分と上記ピストンとの間
   に配置されていることを特徴とする三輪バッテリ式フォ
   ークリフト。