JP3377330B2 - リーチ型フォークリフトトラック - Google Patents

リーチ型フォークリフトトラック

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JP3377330B2
JP3377330B2 JP08740195A JP8740195A JP3377330B2 JP 3377330 B2 JP3377330 B2 JP 3377330B2 JP 08740195 A JP08740195 A JP 08740195A JP 8740195 A JP8740195 A JP 8740195A JP 3377330 B2 JP3377330 B2 JP 3377330B2
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road
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drive
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郁也 刀谷
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日本輸送機株式会社
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Motor Power Transmission Devices (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、滑り易い路面などにお
いて発生しがちな発進、逆転、制動時を含む走行時にお
けるドライブホイールのスリップを、左右の2つのロー
ドホイールを駆動可能とし、しかもこの2つのロードホ
イールと1つのドライブホイールとのトルク出力を相互
にバランスよく調整することによって防止しうる作業性
に優れるリーチ型フォークリフトトラックに関する。
【0002】
【従来の技術】図7に示すように、従来、リーチ型フォ
ークリフトトラック(以下、単にフォークリフトとい
う)Fは、本体部2には、ハンドル6にて操舵可能な1
つのドライブホイール11を設けるとともに、2つのロ
ードホイール12L、12Rを回動自在に支持するスト
ラドルアーム10、10間に、リフトシリンダ5にて昇
降動可能なフォークなどの荷役具4、4を係止するマス
ト3が前後動可能に設けられる。
【0003】なお前記本体部2には、各種の油圧操作レ
バー7、ドライブホイール11を回転駆動するアクセル
レバー8、バッテリ9が設けられ、さらに前記ドライブ
ホイール11は、歯車減速機を介して走行用電動機(共
に図示せず)と連係することとによって、前記アクセル
レバー8の操作量に応じて回転駆動される。
【0004】ところで、前記荷役具4に荷を積載した状
態でマスト3を前方へ繰り出すと、重心が車両の前方へ
移動し、前記ドライブホイール11に作用する軸重量が
低下する。かかる状態で、摩擦係数の低い路面、例えば
濡れたコンクリート、凍結した冷凍倉庫の床面等におい
てフォークリフトFを走行させようとしても、ドライブ
ホイール11がスリップし、特にひどい場合には走行不
可能となる。
【0005】このため、走行発進時にはアクセルレバー
8の倒し角の有無に拘らず、走行用電動機への電流を低
下させ、電動機が発生するトルクを抑えることにより、
急発進によるスリップを防止するスリップ対策が提案さ
れている。
【0006】しかしながら、走行用電動機への電流を低
下させるときには、スリップ防止においては、ある程度
の効果は期待できるものの、フォークリフトの発進に時
間を要し、荷役作業のサイクルタイムを低下させ、作業
性を損なうという問題がある。また、登り坂等において
はトルク不足のために、フォークリフトが発進できず、
立ち往生してしまうという問題がある。
【0007】前記問題点の一端を解決すべく、2つのロ
ードホイールにそれぞれ補助電動機を係合させかつこの
2つの補助電動機をシリースに接続することによって、
電気デフを形成し1つの電動機であるかのように制御す
る方法も提案されている。
【0008】しかしこの制御の方法では、2つの電動機
には同量の電流が作用し、例えば旋回走行時において走
行していない側のモータトルクが少ないのにもかかわら
ず2つの電動機には同じトルクが発生するため、電力が
浪費されるとともに効率の低い運行となり、前記問題点
の完全な解決には至っていない。
【0009】本発明は、2つのロードホイールのそれぞ
れを補助電動機によって個別に駆動可能とするととも
に、ドライブホイールの旋回角度、回転数及びロードホ
イールの回転数を検知し、その検知出力によって、ドラ
イブホイールがスリップしていると判断しうるときのみ
前記2つのロードホイールを駆動し、かつこのロードホ
イールが出力するトルクの総和をドライブホイールのト
ルクから差し引くことにより、凍結路面などであっても
発進、登坂旋回、及び制動時において前記ドライブホイ
ールのスリップを防止でき、前記問題点を解決しうるリ
ーチ型フォークリフトトラックの提供を目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、左右のストラ
ドルアームの先端部に取り付けられロードホイール駆動
用の電動機により各々独立して回転駆動可能な左右の第
1、第2のロードホイールと本体部にステアリングハン
ドルにより操縦可能に支持されかつ走行用電動機に連結
された一つのドライブホイールとを具えるリーチ型フォ
ークリフトトラックであって、前記第1、第2のロード
ホイールの各回転数を検知する第1、第2のロードホイ
ール回転数センサ、各ロードホイール駆動用の電動機の
トルク出力を調整する第1、第2のロードホイール出力
制御器、ステアリングにより与えられ、前進方向に対す
るドライブホイールの旋回角度を検知するドライブホイ
ール旋回センサー、ドライブホイールの回転数を検知す
るドライブホイール回転数センサ、およびこれらを制御
しうる制御装置を具えるとともに、前記制御装置は、ド
ライブホイール旋回センサの旋回角信号とドライブホイ
ール回転数センサのドライブホイール回転数信号とによ
り、ドライブホイールがスリップすることなく走行する
際の前記第1、第2のロードホイールの回転数である予
測回転数及び回転方向の正逆の予測回転の向きを算出す
るロードホイール走行予測部と、第1、第2のロードホ
イールにおいて、第1、第2のロードホイール回転数セ
ンサから得られた回転数及び回転の向きと、前記ロード
ホイール走行予測部で算出された予測回転数及び予測回
転の向きとの差を求めるすべり量計算部と、前記すべり
量計算部により求められた前記差が予め定められた基準
値をこえて大であるときのみ前記第1、第2のロードホ
イール駆動用の各電動機のトルク出力及び各ロードホイ
ール駆動用の各電動機の回転の向きを指示する一対のロ
ードホイール駆動電動機指示部と、前記各ロードホイー
ル駆動用の電動機に生じるトルク和をドライブホイール
のトルク出力から差引くドライブホイールトルク制御部
とを具えてなるリーチ型フォークリフトトラックであ
る。
【0011】なお、前記「回転数」とは、この回転数と
比例関係にある「速度」をも含む概念として本明細書に
おいて定義する。
【0012】
【作用】すべり量計算部によって計算された差が予め定
められた基準値をこえて大きくなった場合には、ドライ
ブホイールはスリップしている状態と判断することがで
き、かかる場合のみ、ロードホイールと連係したロード
ホイール駆動用の電動機を駆動しうる結果、通常の非ス
リップ状態においては前記電動機を駆動させることがな
く、省電力化を図りうる。
【0013】又、ドライブホイールにスリップが生じた
場合、ロードホイールを駆動し、かつこのロードホイー
ルが出力するトルクをドライブホイールのトルクから差
し引くことにより、殊に冷凍室内のような冷凍路面にお
ける走行にあってもドライブホイールのスリップを抑制
して安全に運行でき、かつ荷役作業が可能となる。
【0014】
【実施例】本発明は、一実施例を以下、図面に基づき説
明する。リーチ型フォークリフトトラック1は、本体部
2の前部両側に左右のストラドルアーム15、15を設
け、その先端部に第1、第2の各ロードホイール16
L、16Rを軸支するとともに、これらをそれぞれ独立
して回転駆動しうるロードホイール駆動用の電動機17
L、17Rを具える。なおロードホイール16L、16
Rは首振りはなくストラドルアーム15の長手方向の向
きに走行可能に軸支される。
【0015】また本体部2には、ステアリングハンドル
にて旋回でき、かつアクセルレバー8の倒し角及び向き
に応じて回転駆動しうる走行用電動機18を連係する1
つのドライブホイール11と、これら前記各電動機17
L、17R、18を制御する制御装置19とを設けてい
る。
【0016】なお各ロードホイール駆動用の電動機17
L、17R及び走行用電動機18は、本実施例ではとも
に本体部2に搭載されたバッテリーBAを電源とする直
流直巻電動機として形成される。又これらの電動機17
L、17R及び走行電動機18は、図3に示す如く何れ
もチョッパ回路からなるロードホイール出力制御器37
L、37R及びドライブホイール出力制御器38によっ
てそれぞれ個別に制御される。
【0017】なおこのロードホイール出力制御器37
L、37Rは、チョッパー比を制御でき、その制御によ
って前記電動機17L、17Rのトルク出力を変化させ
うる。又、前記ロードホイール12R、12Lは、電動
機17L、17Rに通電のないオフ状態では、空転で
き、フリー輪として作用する。
【0018】図1において左側に位置する第1のロード
ホイール16Lにおける駆動機構は、図2に示すように
(右側のロードホイール16Rも同様の構成を有す
る)、ストラドルアーム15に、一枚のプレート20を
用いて歯車減速機構を内蔵支持するギアボックス21を
一体に固着させ、これによりストラドルアーム15の幅
の増大を抑制している。
【0019】前記ギアボックス21には、電動機17L
の出力軸22に固着されたピニオンギヤ23と噛合する
アイドルギヤ24を有する伝達軸25を配し、該伝達軸
25の他端のベベルピニオンギヤ26を、アイドル軸体
29のベベルギヤ部27に噛合させる。
【0020】又アイドル軸体29の他端のスパーギヤ部
28を、中間スパーギヤ30を介して、駆動軸32のフ
ァイナルギヤ31に噛み合わせる。なお駆動軸32は、
ギヤボックス21の円筒部33に、背面組みした円錐こ
ろ軸受B、Bによって支承されている。なおギヤボック
ス21にはギヤオイルが充填されると共に、前記プレー
ト20との間は油密される。
【0021】前記各スライドルアーム15、15には、
前記第1、第2の各ロードホイール16L、16Rのそ
れぞれの回転数を検知する第1、第2のロードホイール
回転数センサ41L、41Rが配され、本例では更に前
記第1、第2の電動機17L、17Rの駆動電流を検知
しうる第1、第2の電流センサ42L、42Rが配され
る。
【0022】他方、本体部2には、ステアリングに与え
られこのリーチ型フォークリフトトラック1の前進方向
に対するドライブホイール11の回転軸の傾き角度であ
る旋回角度θを検知するドライブホイール旋回センサー
43、ドライブホイール11の回転数を検知するドライ
ブホイール回転数センサ44、およびこれらのセンサを
制御する前記制御装置19を設けている。
【0023】さらに本例では図3の制御ブロック図を示
すように、アクセルレバー8にはその操作量を検出しう
るアクセルレバー操作量検出手段が設けられる。この手
段は、本実施例では、例えば前記アクセルレバー8と共
に回動するカム片8Aの回転量を検出するポテンショメ
ータ34からなり、その検出信号SKは、所定の関数に
よって走行用電動機18の駆動信号を定め得る駆動信号
決定回路35を経て、制御装置19に送られる。
【0024】制御装置19には、ロードホイール走行予
測部51と、その下流側に順次配されるすべり量計算部
52、2つのロードホイール駆動用の電動機17L、1
7Rに対して駆動、速度指示を発する電動機指示部53
L、53R及びドライブホイールドライブホイールトル
ク制御部54とが設けられる。
【0025】前記ロードホイール走行予測部51は、前
記アクセルレバー8の操作による前進、後退の指示信号
SKに加えて、ドライブホイール旋回センサ43からの
旋回角信号STとドライブホイール回転数センサ44か
らのドライブホイール回転信号SHとが演算回路に投入
され、かつ演算することにより、ドライブホイール11
の進退方向、その速度V3 及びドライブホイール11の
旋回角度θを把握するとともに、本例では第1、第2の
ロードホイール17L、17Rについて、ドライブホイ
ール11が非スリップ状態にあると仮定したとき、この
ドライブホイールの実際の速度V3 からロードホイール
16L、16Rが持つべき予測回転数、本例ではこの予
測回転数に比例する予測速度Vo1 、Vo2 とその正逆
の向きを算出する。
【0026】その算出に際しては、前記ドライブホイー
ル11の旋回角度θから車体の旋回中心点を演算すると
共に、この旋回中心点Pからドライブホイール11まで
の旋回半径及び第1、第2のロードホイール16L、1
6Rの各々の旋回半径を演算する。
【0027】さらに、サンプリング周期毎に、前記ドラ
イブホイール旋回センサ43にて得られる旋回角度θか
ら、現在のフォークリフトトラック1の旋回中心点Pを
演算する。旋回中心点Pは、図4に示すように、第1、
第2のロードホイール16L、16Rがストラドルアー
ム15、15の長さ方向のみ回動自在に軸支されている
ため、第1、第2のロードホイール16L、16Rの回
転中心を結ぶ軸線R上に位置するのであり、従って、ド
ライブホイール11の回転中心線Fと、前記軸線Rとの
交点が旋回中心点Pとなる。
【0028】ここで、ドライブホイール11の操舵中心
Oを原点とする直交座標系を想定し、フォークリフト1
のドライブホイール11の旋回角度がθ、第1、第2の
ロードホイール16L、16RのY軸までの距離をそれ
ぞれWL、LR、及びホイールベースをLとすると前記
旋回半径L1、L2は、 L1=Lcot θ+WL … L2=Lcot θ−WR … 又、ドライブホイール11から前記旋回中心点Pまでの
旋回半径L3は L3=L/sin θ … となる。
【0029】次に、上述の演算により求めた第1、第2
のロードホイール16L、16R及びドライブホイール
11の旋回半径L1、L2、L3と、これらの旋回半径
L1、L2、L3から導かれる第1、第2のロードホイ
ール16L、16Rの各予測速度Vo1 、Vo2 及び現
実のドライブホイールの速度V3 とは式に示す比例関
係になる。
【0030】 L1:L2:L3=Vo1 :Vo2 :V3
【0031】このような比例関係から、(L1/L3)
・V3 、(L2/L3)・V3 により算出されたロード
ホイール予測回転速度Vo1 、Vo2 及びその向きは、
予測信号SRによりすべり量計算部52に送る。
【0032】すべり量計算部52は、第1、第2のロー
ドホイール17L、17Rのそれぞれにおいて、第1、
第2のロードホイール回転数センサ41L、41Rから
得られた実際のロードホイールの速度V1 、V2 及び走
行の向きの信号SNL、SNRと前記予測信号SRから
得られたロードホイールの予測速度Vo1 、Vo2 及び
その走行の向きとによりその差、即ちすべり量S=|V
1 −V1 |又は|Vo2 −V2 |を演算し、その信号
SSL、SSRを各ロードホイール駆動電動機指示部5
3L、53Rに送る。
【0033】ロードホイール駆動指示部53L、53R
は、前記すべり量S=|Vo1 −V1 |又は|Vo2
2 |が基準値Kをこえて大となった場合のみロードホ
イール16L、16Rの走行を指示する。
【0034】ロードホイール駆動指示部53L、53R
には、本実施例では図5に示すグラフのように例えば発
進時(速度0のときには基準値Kの値を±0.5km/
H、又各ロードホイールの速度V1 (又はV2 )が15
km/Hのときには基準値Kの値を±2.0kmとしてお
り、このようにロードホイールの速度V1 (又はV2
の速度V1 (又はV2 )が速くなるほど前記基準値Kが
大となる。従って、低速時、例えば発進時のスリップを
正確に検知しうるとともに、高速時には、多少のスリッ
プを許容してドライブホイールによる加速性を高めう
る。
【0035】なお前記基準値Kの値はフォークリフトト
ラックの種類及びその使用条件に応じて適宜選定しう
る。又フォークリフトトラックの前、後進又は旋回など
における各ロードホイールの進行の向き(図5に示す+
側、−側)によって変化させうる。
【0036】このように、すべり量Sが基準値をこえて
大となった場合には、ドライブホイール11がスリップ
していると判断し、この場合のみ、前記ロードホイール
出力制御器37L、37に対して信号SUL、SURを
送り、ロードホイール駆動用の電動機17L、17Rを
駆動する。
【0037】なお前記すべり量Sが基準値K未満のとき
には、ドライブホイールがスリップしていないと判断し
ても差支えなく、この間はロードホイール駆動用の電動
機は通電されることなく、従ってロードホイール16
R、16Lは、フリー輪となりバッテリの省電力化に寄
与しうる。
【0038】前記ロードホイール出力制御器37L、3
7Rは、チョッパ比を前記信号SUL、SURに応じて
設定することができ、従って2つの前記電動機17L、
17Rは、チョッパ比に応じたトルク出力によってそれ
ぞれのロードホイール16L、16Rを駆動し、いわゆ
る3輪駆動として路面とのトラクションを高め、フォー
クリフトトラック1をスリップから脱出させて走行させ
うる。
【0039】又、ドライブホイール11が旋回角度θを
有して走行する場合であっても、ロードホイール16
L、17Rは直進方向の向きに常に固定されているた
め、該フォークリフトトラック1が旋回動作を行う時に
は、すべり量計算部52から2つのロードホイール駆動
電動機指示部53L、53Rに発するそれぞれの信号S
SL、SSRは互いに異なる信号であり、これによって
第1、第2の前記2つの電動機17L、17Rは異なる
速度で回転する。従って、ロードホイール16L、16
R間においてもスリップが生じることなく円滑な旋回が
なしうるのである。
【0040】又ドライブホイールトルク制御部54は、
第1、第2の電流センサ42L、42Rによって検知さ
れた各ドライブホイール駆動用電動機17L、17Rに
流れる駆動電力をそれぞれトルク信号SPL、SPRと
して受け、前記駆動信号決定回路35より送られた検出
信号SKと演算することにより、ドライブホイール11
が必要とするトルク出力から前記ロードホイール16
L、16Rに費された出力トルクの総和を差引くことに
よってドライブホイール11の出力トルクの低減を図
り、前記ロードホイール16L、16Rの駆動と相まっ
てドライブホイール11に発生したスリップの度合いを
小としうる。なお制御装置19による前述した一連の動
作を機能ブロック図として表わせば図6の如くなる。
【0041】このようにドライブホイール11の出力ト
ルクを低減させることにより、ドライブホイールスリッ
プ時の各ホイール11、16L、16R間の出力トルク
分担が均等化でき、発進、登坂、制動時に生じがちであ
ったドライブホイール11のスリップを一層確実に防止
しうる。
【0042】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えばロードホーイルの駆動機構には、ギ
ヤの組み合わせ以外にも、ベルト若しくはチェーンによ
る伝達等を採用でき、又ハードウェアで前記各制御部を
構成する以外にもソフトウェアなどにより実現するな
ど、種々変形しうる。
【0043】
【発明の効果】叙上の如く本発明のリーチ型フォークリ
フトトラックは、ドライブホイールのみではなく、スト
ラドルアーム先端部に枢支されているロードホイールを
も必要に応じて駆動しているため、荷の積載の有無、マ
ストの繰り出し、繰り入れ等による重心の変化が生じた
場合でも、十分なトラクションを得ることができる。又
すべり量計算部による計算結果が予め定めた基準値をこ
えた場合のみロードホイールを駆動する電動機を設ける
ことによって、ロードホイール駆動用の電動機への通電
時間が短縮され、より小定格の、即ち小型の電動機の採
用が可能となり、フォークリフトトラックの小型化を促
進できかつコストダウンを図りうる。
【0044】しかも、ロードホイール、ドライブホイー
ルの走行を制御する制御装置に、前記構成のロードホイ
ール駆動電動機指示部と、ドライブホイールトルク制御
部とを具えているため、スリップが発生しているドライ
ブホイールの出力トルクを減じて、これをロードホイー
ルに負担させることができ、ドライブ、ロード各ホイー
ル間のトルクバランスを最適化して、凍結路面などであ
っても発進、登坂、旋回及び制動時におけるドライブホ
イールのスリップを防止でき、冷凍室内での使用等その
用途の拡大を図りうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を例示する平面図である。
【図2】ドライブ、及びロード各ホイールの駆動機構を
説明する断面図である。
【図3】本発明の制御ブロック図である。
【図4】演算内容を説明するための平面図である。
【図5】ロードホイールの駆動域とフリー域との領域を
略示するグラフである。
【図6】演算の手順を示す機能ブロック図である。
【図7】従来のリーチ型のフォークリフトトラックを説
明するための側面図である。
【符号の説明】
1 リーチ型フォークリフトトラック 2 本体部 11 ドライブホイール 15 ストラドルアーム 16L 第1のロードホイール 16R 第2のロードホイール 17L 第1のロードホイール駆動用の電動機 17R 第2のロードホイール駆動用の電動機 18 走行用電動機 19 制御装置 41L 第1のロードホイール回転数センサ 41R 第2のロードホイール回転数センサ 43 ドライブホイール旋回センサ 44 ドライブホイール回転センサ 51 ロードホイール走行予測部 52 すべり量計算部 53L、53R ロードホイール電動機指示部 54 ドライブホイールトルク制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 15/20 B66F 9/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】左右のストラドルアームの先端部に取り付
    けられロードホイール駆動用の電動機により各々独立し
    て回転駆動可能な左右の第1、第2のロードホイールと
    本体部にステアリングハンドルにより操縦可能に支持さ
    れかつ走行用電動機に連結された一つのドライブホイー
    ルとを具えるリーチ型フォークリフトトラックであっ
    て、 前記第1、第2のロードホイールの各回転数を検知する
    第1、第2のロードホイール回転数センサ、各ロードホ
    イール駆動用の電動機のトルク出力を調整する第1、第
    2のロードホイール出力制御器、ステアリングにより与
    えられ、前進方向に対するドライブホイールの旋回角度
    を検知するドライブホイール旋回センサー、ドライブホ
    イールの回転数を検知するドライブホイール回転数セン
    サ、およびこれらを制御しうる制御装置を具えるととも
    に、 前記制御装置は、 ドライブホイール旋回センサの旋回角信号とドライブホ
    イール回転数センサのドライブホイール回転数信号とに
    より、ドライブホイールがスリップすることなく走行す
    る際の前記第1、第2のロードホイールの回転数である
    予測回転数及び回転方向の正逆の予測回転の向きを算出
    するロードホイール走行予測部と、 第1、第2のロードホイールにおいて、第1、第2のロ
    ードホイール回転数センサから得られた回転数及び回転
    の向きと、前記ロードホイール走行予測部で算出された
    予測回転数及び予測回転の向きとの差を求めるすべり量
    計算部と、 前記すべり量計算部により求められた前記差が予め定め
    られた基準値をこえて大であるときのみ前記第1、第2
    のロードホイール駆動用の各電動機のトルク出力及び各
    ロードホイール駆動用の各電動機の回転の向きを指示す
    る一対のロードホイール駆動電動機指示部と、 前記各ロードホイール駆動用の電動機に生じるトルク和
    をドライブホイールのトルク出力から差引くドライブホ
    イールトルク制御部とを具えてなるリーチ型フォークリ
    フトトラック。
  2. 【請求項2】前記差の基準値は、ロードホイールの速度
    が速くなるほど大となることを特徴とする請求項1記載
    のリーチ型フォークリフトトラック。
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