JP5717157B1 - リアアクスルフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】車体の前後方向に対してコンパクトなリアアクスルフレームを提供する。【解決手段】リアアクスルフレーム１は、車体の左右方向５ｂに延設する上板部１０と、上板部１０の長さ方向の中央に設けられると共に、車体の前後方向５ａに水平に延設し、リアアクスルフレーム１が揺動可能なように車体に軸支される揺動軸１３と、車体の左右方向５ｂに延設する下板部１１と、上板部１０と下板部１１とを連結すると共に、車体の上下方向５ｃに垂直に延設し、リアアクスル３０、ラックピニオン機構、操舵モーター３２及び伝達ギヤを支持する中間壁部１２と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、フォークリフトの車体の後方に設けられ、後輪のリアアクスル等を支持するためのリアアクスルフレームに関する。

カウンタバランス型フォークリフト（以下、「フォークリフト」という）は、特許文献１に開示されている。特許文献１の通り、フォークリフトは、走行用の一対の前輪と、操舵用の一対の後輪と、操舵ハンドルの回転に基づいて、後輪の方向を変更するためのステアリング機構と、を備える。そして、ステアリング機構は、車体の左右方向に延設され、後輪を支持するリアアクスルと、リアアクスルを軸方向に移動するラックピニオン機構と、ラックピニオン機構を駆動する操舵モーターと、操舵モーターの出力をラックピニオン機構に伝達する伝達ギヤと、を備える。

そして、リアアクスルフレームは、リアアクスル、ラックピニオン機構、操舵モーター及び伝達ギヤを支持する。特許文献１の通り、従来のリアアクスルフレームは、略ひし形の底板部と、その周囲を囲むリブ部材とからなるバケット形状からなり、さらに、リブ部材に車体の前後方向に突出する揺動軸を備え、揺動軸が車体に軸支されることによって、路面に対する後輪の上下運動に応じてリアアクスルフレームが揺動するように構成されている（特許文献１の段落００１１、図７、図９等に記載されたリアアクスルフレーム１９の説明を参照）。

そのため、従来のリアアクスルフレームは、車体の前後方向に対してコンパクトな構造となっていないので、フォークリフトの車体の前後方向の長さが長くなり、フォークリフトの旋回半径を小さくできないという問題があった。

特開平８−２１６８９８号

そこで、本発明が解決しようとする課題は、車体の前後方向に対してコンパクトなリアアクスルフレームを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係るリアアクスルフレームは、
フォークリフトに設けられるリアアクスルフレームであって、
フォークリフトは、
走行用の一対の前輪と、操舵用の一対の後輪と、操舵ハンドルの回転を伝達することで、後輪の方向を変更するステアリング機構と、を備え、
ステアリング機構は、
車体の左右方向に延設すると共に、後輪を支持するリアアクスルと、リアアクスルを軸方向に移動するラックピニオン機構と、ラックピニオン機構を駆動する操舵モーターと、操舵モーターの出力をラックピニオン機構に伝達する伝達ギヤと、を備え、
リアアクスルフレームは、
車体の左右方向を長さ方向として延設する上板部と、
上板部の長さ方向の中央に設けられると共に、車体の前後方向に水平に延設し、リアアクスルフレームが揺動可能なように車体に軸支される揺動軸と、
車体の左右方向に延設する下板部と、
上板部と下板部とを連結すると共に、車体の上下方向に垂直に延設し、リアアクスル、ラックピニオン機構、操舵モーター及び伝達ギヤを支持する中間壁部と、を備え、
上板部は、
上板部の長さ方向の中央と上板部の長さ方向の一方端との間に配置されると共に、中央から一方端に向けて車体の下方向に傾斜する第１板部と、
上板部の長さ方向の中央と上板部の長さ方向の他方端との間に配置されると共に、中央から他方端に向けて車体の下方向に傾斜する第２板部と、で構成されており、
フォークリフトは、さらに、
第１及び第２板部の上方に配置され、リアアクスルフレームの揺動を制限するためのストッパを備える。

好ましくは、
操舵モーターは、
その出力軸が突出する一方端と、一方端に対向する他方端と、を備え、
車体の前後方向に延設すると共に、揺動軸の下方に配置され、さらに、一方端が中間壁部の近くに設けられ、一方端から他方端に向けて車体の上方向に傾斜する。

上記の通り、本発明に係るリアアクスルフレームは、揺動軸が上板部に設けられるように構成されているので、従来のリアアクスルフレームに比べて、車体の前後方向の長さがコンパクトになる。その結果、フォークリフトの車体の前後方向の長さがコンパクトになるので、フォークリフトの旋回半径を小さくすることができる。

フォークリフトを示す側面図。 ステアリング機構を説明するための側面図。 リアアクスルフレームの後側を示す斜視図。 リアアクスルフレームの前側を示す斜視図。 リアアクスルフレームの後側を示す背面図。 図５のＡ−Ａ線断面図。

以下、図面に基づいて、本発明に係るリアアクスルフレームを説明する。

図１の通り、フォークリフトは、メインフレームにより構成される車体５を備える。フォークリフトは、車体５の前部に走行用の一対の前輪５０と、車体５の後部に操舵用の一対の後輪５１と、を備える。フォークリフトは、走行制御および油圧制御をするための制御部（不図示）と、運転者が座るための運転席５７と、運転席５７の下部に設けられた大型のバッテリー５８と、を備える。

フォークリフトは、車体５の前部に立設されたマスト５３と、マスト５３に沿って昇降可能に支持された荷役用のフォーク５４と、油圧装置により供給される作動油により伸縮してフォーク５４を昇降するリフトシリンダ５５と、を備える。また、フォークリフトは、車体５の後部に、フォーク５４による荷役の際に車体５の重量バランスをとるためのカウンタウエイト５６を備える。

フォークリフトは、車体５の前部に駆動モーター（不図示）を備えており、駆動モーターによって前輪５０を駆動して、車体５を前進及び後進する。フォークリフトは、運転席５７の前方に操舵ハンドル５２を備えており、操舵ハンドル５２の回転に基づいて後輪５１の方向を変更して、車体５の進行方向を変更する。

図２の通り、フォークリフトは、操舵ハンドル５２の回転を伝達して、後輪５１の方向を変更するステアリング機構３を備える。ステアリング機構３は、操舵ハンドル５２に連結されたハンドルシャフト３４を備えており、ハンドルシャフト３４は、操舵ハンドル５２の回転に同期して回転する。

ステアリング機構３は、第１ジョイント３５及び第１スプロケットホイール３６を備えており、ハンドルシャフト３４の回転が、第１ジョイント３５を介して第１スプロケットホイール３６に伝達される。ステアリング機構３は、チェーン３７及び第２スプロケットホイール３８を備えており、第１スプロケットホイール３６の回転が、チェーン３７を介して第２スプロケットホイール３８に伝達される。

ステアリング機構３は、操舵トルク検出器３９を備えており、操舵トルク検出器３９の入力軸が、第２スプロケットホイール３８と一体となっている。ステアリング機構３は、第２ジョイント４０及びベベルギヤ４１を備えており、操舵トルク検出器３９に伝達された回転が、第２ジョイント４０を介してベベルギヤ４１に伝達されることで、回転軸の方向が垂直方向から水平方向へ変換される。ステアリング機構３は、水平方向に延設した第３ジョイント４２を備えており、ベベルギヤ４１に伝達された回転が、第３ジョイント４２に伝達される。第３ジョイント４２は、車体の前後方向５ａに延設しており、バッテリー５８の下方に配置される。

ステアリング機構３は、互いに噛み合った複数のギヤからなる伝達ギヤ３３を備えており、第３ジョイント４２に伝達された回転が、伝達ギヤ３３に接続された入力軸４３に伝達される。ステアリング機構３は、リアアクスル３０を備え、リアアクスル３０は、車体の左右方向５ｂに延設すると共に、一対の後輪５１を両端で支持する。ステアリング機構３は、リアアクスル３０を軸方向（車体の左右方向５ｂ）に移動するラックピニオン機構３１と、ラックピニオン機構３１を駆動する操舵モーター３２と、を備える。

ラックピニオン機構３１は、ピニオン部３１０と、リアアクスル３０に設けられたラック部３１１と、を備える（図６）。入力軸４３に伝達された回転は、ピニオン部３１０に伝達される。ピニオン部３１０の回転は、ラック部３１１へ出力されて、リアアクスル３０を軸方向（車体の左右方向５ｂ）に移動する。さらに、操舵トルク検出器３９によって検出された回転トルクに応じて、操舵モーター３２が駆動する。そして、操舵モーター３２の出力が、伝達ギヤ３３を介してピニオン部３１０に伝達される。その結果、操舵モーター３２の出力が、入力軸４３の回転をアシストして、リアアクスル３０を軸方向（車体の左右方向５ｂ）に移動する。

図３及び図４の通り、フォークリフトは、車体５の後部にリアアクスルフレーム１を備える。リアアクスルフレーム１は、リアアクスル３０と、ラックピニオン機構３１と、操舵モーター３２と、伝達ギヤ３３と、を支持する。また、リアアクスルフレーム１は、その両端にタイロッド６０及びナックルアーム６１を備える。リアアクスル３０は、タイロッド６０及びナックルアーム６１を介して後輪５１に連結しており、リアアクスル３０の軸方向（車体の左右方向５ｂ）の移動によって、後輪５１の方向が変更する。

リアアクスルフレーム１は、車体の左右方向５ｂに延設する上板部１０を備える。また、リアアクスルフレーム１は、車体の前後方向５ａに延設する揺動軸１３を備える。揺動軸１３は、上板部１０の長さ方向の中央に設けられる。揺動軸１３は、路面に対する後輪５１の上下運動に応じてリアアクスルフレーム１が揺動できるように、車体５に軸支されている。また、リアアクスルフレーム１は、車体の上下方向５ｃに上板部１０から所定間隔を置いて、車体の左右方向５ｂに延設する下板部１１を備える。

さらに、リアアクスルフレーム１は、車体の上下方向５ｃに延設する中間壁部１２を備える。中間壁部１２は、上板部１０と下板部１１とを連結する。リアアクスル３０の中央部分、ラックピニオン機構３１及び伝達ギヤ３３は、ハウジング３００に収納されている。操舵モーター３２は、ハウジング３００の上部に支持されると共に、ハウジング３００内の伝達ギヤ３３に係合する。

上記の通り、揺動軸１３は、上板部１０に設けられているので、従来のリアアクスルフレームに比べて、リアアクスルフレーム１の車体の前後方向５ａの長さをコンパクトにできる。その結果、フォークリフトの車体の前後方向５ａの長さが短くなり、フォークリフトの旋回半径を小さくすることができる。

図４の通り、中間壁部１２は、車体の左右方向５ｂの中央に、車体の前方向に向けて膨らむ第１膨出部１２ｂを備える。中間壁部１２は、車体の前後方向５ａに貫通する第１開口部１２ａを備える。第１開口部１２ａは、第１膨出部１２ｂに設けられる。ハウジング３００から突出する入力軸４３は、第１開口部１２ａを通じて第３ジョイント４２に連結される。

また、下板部１１は、車体の左右方向５ｂの中央に、車体の前方向に向けて膨らむ第２膨出部１１ｂを備える。下板部１１は、車体の上下方向５ｃに貫通する第２開口部１１ａを備える。第２開口部１１ａは、第２膨出部１１ｂの後方に設けられ、第１開口部１２ａに対して車体の上下方向５ｃに整列する。ハウジング３００内には伝達ギヤ３３及びラックピニオン機構３１のための潤滑油が充填されており、この潤滑油を交換する際に、第２開口部１１ａを通じてハウジング３００の下端から潤滑油を排出できる。

図５の通り、上板部１０は、第１板部１４と第２板部１５とで構成される。第１板部１４は、上板部１０の長さ方向の中央と上板部１０の長さ方向の一方端１０ａとの間に配置されると共に、中央から一方端１０ａに向けて車体の下方向に傾斜する。また、第２板部１５は、上板部１０の長さ方向の中央と上板部１０の長さ方向の他方端１０ｂとの間に配置されると共に、中央から他方端１０ｂに向けて車体の下方向に傾斜する。

また、第１板部１４及び第２板部１５の上方のそれぞれに、リアアクスルフレーム１の揺動を制限するためのストッパ６２が配置される。ストッパ６２は、第１板部１４及び第２板部１５から所定間隔を置いて、車体のメインフレーム６３に固定されており、リアアクスルフレーム１がストッパ６２に当接することで、リアアクスルフレーム１の揺動を制限し、その結果、後輪５１がメインフレーム６３等に衝突することを防止する。

第１板部１４及び第２板部１５は、車体の下方向に傾斜しているので、第１板部１４及び第２板部１５の上方に大きな空間を形成でき、この空間にストッパ６２を配置できる。仮に上板部１０が傾斜せずに水平に延設していると、上板部１０の上方に大きな空間を形成できないので、ストッパ６２の高さだけ車体５の全体の高さが大きくなる。しかし、本発明のリアアクスルフレーム１では、上板部１０の上方に大きな空間を形成できるので、車体５の全体の高さを小さくすることができる。

図６の通り、操舵モーター３２は、車体の前後方向５ａに延設すると共に、揺動軸１３の下方に配置される。操舵モーター３２は、出力軸３２０が突出する一方端３２ａと、一方端３２ａに対向する他方端３２ｂと、を備える。操舵モーター３２は、一方端３２ａが中間壁部１２の近くに設けられ、一方端３２ａから他方端３２ｂに向けて車体の上方向に傾斜する。そして、揺動軸１３は、車体の前後方向５ａに水平に延設する。これによって、操舵モーター３２と揺動軸１３との間に大きな空間３２ｃを形成できる。その結果、空間３２ｃが操舵モーター３２と大気との熱交換を促進して、操舵モーター３２の放熱性を向上できる。

伝達ギヤ３３及びラックピニオン機構３１のピニオン３１０の軸方向は、操舵モーター３２の延設方向と平行であって、車体の上下方向５ｃに傾斜している。ハウジング３００は、中間壁部１２の第１膨出部１２ｂ及び下板部１１の第２膨出部１１ｂに嵌るように配置される。そして、ハウジング３００は、その下端が下板部１１の下面から突出しないように配置されている。さらに、ハウジング３００は、入力軸４３が中間壁部１２から突出しないように配置されている。すなわち、ハウジング３００及び入力軸４３が中間壁部１２及び下板部１１から突出しないように、第１および第２膨出部１１ｂ，１２ｂが前方に膨らんでいる。

上板部１０及び下板部１１は、中間壁部１２から車体の後方向に向けて突出している。ハウジング３００は、連結部３１０ａを介して中間壁部１２に連結されている（図３）。そして、ハウジング３００及び操舵モーター３２は、中間壁部１２から突出する上板部１０と下板部１１との間に配置されると共に、揺動軸１３の下方に配置される。従って、ハウジング３００、入力軸４３及び操舵モーター３２は、上板部１０、中間壁部１２及び下板部１１に囲まれるので、走行時や運搬時に、ラックピニオン機構３１、操舵モーター３２及び伝達ギヤ３３が破損し難いようになっている。

図３及び図５の通り、リアアクスルフレーム１は、一対の上防護壁１６０と一対の下防護壁１６１とを備える。
上防護壁１６０，１６０は、車体の上下方向５ｃに延設すると共に、操舵モーター３２の両側に配置される。下防護壁１６１，１６１は、車体の上下方向５ｃに延設すると共に、ハウジング３００の下部の両側に配置される。

上防護壁１６０はリアアクスル３０の上方に配置され、下防護壁１６１はリアアクスル３０の下方に配置される。上防護壁１６０と下防護壁１６１とが一体に構成されており、上板部１０と下板部１１との間に延設し、リアアクスル３０が配置される部分で切り欠かれている。これによって、操舵モーター３２は、上防護壁１６０、上板部１０及び中間壁部１２に囲まれ、さらに、ハウジング３００の下部は、下防護壁１６１、下板部１１及び中間壁部１２に囲まれるので、走行時などに、後輪５１からの泥や小石などがラックピニオン機構３１、操舵モーター３２及び伝達ギヤ３３に侵入し難いようになっている。

１ リアアクスルフレーム
１０ 上板部
１０ａ 上板部の一方端
１０ｂ 上板部の他方端
１１ 下板部
１２ 中間壁部
１３ 揺動軸
１４ 第１板部
１５ 第２板部
３ ステアリング機構
３０ リアアクスル
３１ ラックピニオン機構
３２ 操舵モーター
３２０ 操舵モーターの出力軸
３２ａ 操舵モーターの一方端
３２ｂ 操舵モーターの他方端
３３ 伝達ギヤ
５ 車体
５ａ 車体の前後方向
５ｂ 車体の左右方向
５ｃ 車体の上下方向
５０ 前輪
５１ 後輪
５２ ハンドル
６２ ストッパ

Claims (2)

1. フォークリフトに設けられるリアアクスルフレームであって、
   前記フォークリフトは、
   走行用の一対の前輪と、操舵用の一対の後輪と、操舵ハンドルの回転を伝達することで、前記後輪の方向を変更するステアリング機構と、を備え、
   前記ステアリング機構は、
   車体の左右方向に延設すると共に、前記後輪を支持するリアアクスルと、前記リアアクスルを軸方向に移動するラックピニオン機構と、前記ラックピニオン機構を駆動する操舵モーターと、前記操舵モーターの出力を前記ラックピニオン機構に伝達する伝達ギヤと、を備え、
   前記リアアクスルフレームは、
   前記車体の左右方向を長さ方向として延設する上板部と、
   前記上板部の長さ方向の中央に設けられると共に、前記車体の前後方向に水平に延設し、前記リアアクスルフレームが揺動可能なように前記車体に軸支される揺動軸と、
   前記車体の左右方向に延設する下板部と、
   前記上板部と前記下板部とを連結すると共に、前記車体の上下方向に垂直に延設し、前記リアアクスル、前記ラックピニオン機構、前記操舵モーター及び前記伝達ギヤを支持する中間壁部と、を備え、
   前記上板部は、
   前記上板部の長さ方向の中央と前記上板部の長さ方向の一方端との間に配置されると共に、前記中央から前記一方端に向けて前記車体の下方向に傾斜する第１板部と、
   前記上板部の長さ方向の中央と前記上板部の長さ方向の他方端との間に配置されると共に、前記中央から前記他方端に向けて前記車体の下方向に傾斜する第２板部と、で構成されており、
   前記フォークリフトは、さらに、
   前記第１及び第２板部の上方に配置され、前記リアアクスルフレームの揺動を制限するためのストッパを備える
   ことを特徴とするリアアクスルフレーム。
2. 前記操舵モーターは、
   その出力軸が突出する一方端と、前記一方端に対向する他方端と、を備え、
   前記車体の前後方向に延設すると共に、前記揺動軸の下方に配置され、さらに、前記一方端が前記中間壁部の近くに設けられ、前記一方端から前記他方端に向けて前記車体の上方向に傾斜する
   ことを特徴とする請求項１に記載のリアアクスルフレーム。

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