JP6285344B2 - 荷役作業用車両 - Google Patents

Description

本発明は、フォークリフト等の荷役作業用車両に関する。

例えば、特許文献１に記載の電動式フォークリフトでは、同一種類からなる複数のバッテリを上下方向に積層している。

特開２０１２−２１４２６１号公報

本願は、異種類からなる複数のバッテリが搭載された荷役作業用車両において、整備（メンテナンス）性が高い荷役作業用車両を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、駆動力を発生する電動機を備える荷役作業用車両において、電動機に電力を供給する第１電池ユニット（４１）と、第１電池ユニット（４１）の上方側に配置された第２電池ユニット（４２）であって、電動機に電力を供給するとともに、第１電池ユニット（４１）に比べてバッテリ液の補充を必要とする第２電池ユニット（４２）とを備えることを特徴とする。

これにより、本発明では、バッテリ液の補充作業を必要とする第２電池ユニット（４２）が第１電池ユニット（４１）の上方側に配設された構成となる。このため、第２電池ユニット（４２）が第１電池ユニット（４１）の下方側に配設された構成に比べてバッテリ液の補充作業を容易に行うことが可能となる。したがって、整備（メンテナンス）性が高い荷役作業用車両を得ることができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るフォークリフトの側面図である。 本発明の実施形態に係るフォークリフトの斜視図である。 本発明の実施形態に係る電池ユニット４の斜視図である。 本発明の実施形態に係るフォークリフトにおいて、電池ユニット４を取り外した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る支持フレーム５及び第１電池ユニット４１を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る支持フレーム５及び第１電池ユニット４１を示す側面図である。 第１壁部６Ａ及びハーネスカバー７の部分の拡大図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許
請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

本実施形態は、電動式のフォークリフトに本発明を適用したものである。各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「複数」や「２つ以上」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。

（第１実施形態）
１．フォークリフトの概略構成
図１に示すように、フォークリフト１は車体部２及び荷役部３を有している。荷役部３は、貨物の荷役を行う作動部であって車体部２の前面側に設けられている。荷役部３には、昇降機構３Ａ及びキャリッジ３Ｂ等が設けられている。

昇降機構３Ａはキャリッジ３Ｂを昇降させる。本実施形態に係る昇降機構３Ａは、チェーン、滑車及び当該滑車を昇降させる油圧シリンダ等を有して構成されている。キャリッジ３Ｂには、図２に示すように、荷役対象物を支持する一対のフォーク３Ｃが着脱自在に組み付けられている。

車体部２には、電動モータ等の電動機（図示せず。）及び電池ユニット４を有する動力部が設けられている。電動機は、昇降機構３Ａに駆動力を供給するとともに、フォークリフト１を移動させる（自走用）駆動力を発生する。

電池ユニット４は、電動機に電力を供給する二次電池であって、第１電池ユニット４１及び第２電池ユニット４２を有している。つまり、電動機には、第１電池ユニット４１及び第２電池ユニット４２から電力が供給される。

なお、第１電池ユニット４１と第２電池ユニット４２との電気的接続は、並列接続及び直接接続のうちいずれの接続方法であってもよい。作業者に情報を表示する表示部（図示せず。）には、電池ユニット４の電力残量及びエラー情報等が第１電池ユニット４１及び第２電池ユニット４２毎に個別表示される。

第２電池ユニット４２は、第１電池ユニット４１の上方側に配置された二次電池であって、第１電池ユニット４１に比べてバッテリ液の補充を必要とする二次電池である。なお、本実施形態では、第１電池ユニット４１はリチウムイオン電池であり、第２電池ユニット４２は鉛蓄電池である。

第１電池ユニット４１は、金属製のケーシング内に複数のリチウムイオン電池が収納されたものである。当該ケーシングは密封されている。そして、第１電池ユニット４１、つまりケーシングに収納された複数のリチウムイオン電池は、バッテリ液の補充を必要としない。

第２電池ユニット４２は、図３に示すように、金属製の電池ボックス４２Ａ及び複数の電池本体４２Ｂを有している。電池ボックス４２Ａは、上方側が開放された箱状の部材であって、複数の電池本体４２Ｂを収納する。

各電池本体４２Ｂは、上方側にバッテリ液を補充するための補充口を有する鉛蓄電池で
ある。電池ボックス４２Ａの底部、つまり第２電池ユニット４２の下部には、図６に示すように、ドレンポート４２Ｃが設けられている。ドレンポート４２Ｃは、電池ボックス４２Ａ内に溜まった液体（例えば、バッテリ液）を排出するめの開口である。

２．電池ユニットの搭載構造
電池ユニット４（第１電池ユニット４１及び第２電池ユニット４２）は、図１に示すように、車体部２のうち座席２２の下方側に搭載される。座席２２には作業者が着座可能である。車体部２のうち電池ユニット４が搭載される部位には、図４に示すように、一対の車体フレーム２１が設けられている。

各車体フレーム２１は、車体部２の幅方向（左右方向）両側それぞれに設けられた強度部材であって、車両前後方向に延びた梁状の強度部材である。以下、幅方向一端側（図４では左側）の車体フレーム２１を第１車体フレーム２１という。幅方向他端側（図４では右側）の車体フレーム２１を第２車体フレーム２１という。

図５に示すように、第１電池ユニット４１は、一対の車体フレーム２１により幅方向両端側が支持されている。なお、本実施形態に係る第１電池ユニット４１は、ボルト４１Ａ等の締結具により車体フレーム２１に固定されている。

第２電池ユニット４２は、図６に示すように、支持フレーム５を介して車体部２に搭載されている。支持フレーム５は、複数の脚座５１及びブリッジフレーム５２等を有して構成されている。

脚座５１は、各車体フレーム２１に設けられた柱材であって、第２電池ユニット４２の重量を受ける柱材である。そして、各脚座５１は、車体フレーム２１から上方側（第２電池ユニット４２側）に延びているとともに、その下端側は、溶接又は締結具により車体フレーム２１に固定されている。

ブリッジフレーム５２は、図５に示すように、第１車体フレーム２１に設けられた脚座５１と第２車体フレーム２１に設けられた脚座５１とを連結するとともに、左側の脚座５１と右側の脚座５１との間を渡すように延びている。

ブリッジフレーム５２は、少なくとも１つ（本実施形態では５つ）の補強フレーム５２Ａ、及び板状のトレイフレーム５２Ｂ等を有している。補強フレーム５２Ａは梁状に延びる補強材である。なお、本実施形態に係る補強フレーム５２Ａは、帯板状の部材であって、少なくとも１つの補強フレーム５２Ａは、左側の脚座５１と右側の脚座５１との間を渡すように延びている。

トレイフレーム５２Ｂは、第１電池ユニット４１側と第２電池ユニット４２側との間に位置する。そして、トレイフレーム５２Ｂは、第１電池ユニット４１の上面側を覆うとともに、第１電池ユニット４１側と第２電池ユニット４２側とを区画する補強材である。

複数の補強フレーム５２Ａは、トレイフレーム５２Ｂの上面に配設され、かつ、溶接又は締結具等の結合方法（本実施形態では溶接）によりトレイフレーム５２Ｂに一体化されている。各脚座５１は、溶接又は締結具等の結合方法（本実施形態ではネジ）によりトレイフレーム５２Ｂに一体化されている。

第２電池ユニット４２（電池ボックス４２Ａ）は、図６に示すように、補強フレーム５２Ａに接触した状態で支持フレーム５に載置されている。このため、第２電池ユニット４２の自重による荷重は、第１電池ユニット４１に作用することなく、支持フレーム５を介
して一対の車体フレーム２１で受ける。

そして、ブリッジフレーム５２と第１電池ユニット４１との間には、空隙部４１Ｂが設けられている。空隙部４１Ｂの上下寸法及び支持フレーム５の剛性は、第２電池ユニット４２の自重による荷重が支持フレーム５に作用している場合であっても、空隙部４１Ｂが存在可能な寸法及び剛性に設定されている。

支持フレーム５を挟んで前後方向両側それぞれには、図１に示すように、第１壁部６Ａ、第２壁部６Ｂが設けられている。第１壁部６Ａは、第２電池ユニット４２が後方側に変位することを規制するための規制壁である。第２壁部６Ｂは、第２電池ユニット４２が前方側に変位することを規制するための規制壁である。

図５に示すように、第１壁部６Ａ側には、第１電池ユニット４１に接続されるハーネス（電気配線）４１Ｃが配設される。そして、第１電池ユニット４１には、それらハーネス４１Ｃが挿入される貫通穴（図示せず。）が設けられている。

各貫通穴には、ハーネス４１Ｃを第１電池ユニット４１に固定するブッシング５２Ｃが設けられている。各ブッシング５２Ｃは、ハーネス４１Ｃと貫通穴との隙間を液密に密閉するパッキンを備えている。なお、トレイフレーム５２Ｂのうとブッシング５２Ｃに対応する部位には、ハーネス４１Ｃを貫通する切り欠き状の貫通部が設けられている。

図７に示すように、第１壁部６Ａには、第２電池ユニット４２側からハーネス４１Ｃを覆うハーネスカバー７が組み付けられている。ハーネスカバー７は、ハーネス４１Ｃの配設空間（以下、ハーネス空間という。）を第１壁部６Ａと第２電池ユニット４２との間に確保するスペーサとして機能する。

つまり、ハーネスカバー７は、第１壁部６Ａと第２電池ユニット４２との間に配設される。そして、ハーネスカバー７が第１壁部６Ａ及び第２電池ユニット４２に接触することにより、第２電池ユニット４２が後方側に変位することが規制されるとともに、ハーネス空間が確保される。

図６に示すように、各車体フレーム２１には排水管８が設けられている。各排水管８は、ブリッジフレーム５２側から車体フレーム２１側に延びる管であって、ドレンポート４２Ｃから排出された排水を車体下部に導く。

排水管８の入口部８Ａ、つまり排水管８のブリッジフレーム５２側の開口部は、ドレンポート４２Ｃに対応する位置にて開口している。換言すれば、入口部８Ａは、ドレンポート４２Ｃの直下に開口している。そして、本実施形態に係る入口部８Ａの開口直径は、ドレンポート４２Ｃの開口直径より大きな寸法に設定されている。

３．本実施形態に係るフォークリフトの特徴
本実施形態は、第１電池ユニット４１に比べてバッテリ液の補充を必要としている第２電池ユニット４２が、第１電池ユニット４１より上方側に配設されていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、第２電池ユニット４２が第１電池ユニット４１の下方側に配設された構成に比べてバッテリ液の補充作業を容易に行うことが可能となる。したがって、整備（メンテナンス）性が高い荷役作業用車両を得ることができる。

本実施形態では、脚座５１及びブリッジフレーム５２を有する支持フレーム５を備え、
第２電池ユニット４２が支持フレーム５を介して車体フレーム２１に支持されていることを特徴としている。

つまり、本実施形態では、第２電池ユニット４２は、脚座５１を介して車体フレーム２１に支持された構成となる。このため、第１電池ユニット４１には、第２電池ユニット４２の重量による荷重が作用しない。

そして、一方側の脚座５１と他方側の脚座５１とがブリッジフレーム５２を介して連結されているので、脚座５１及びブリッジフレーム５２を有する支持フレーム５の剛性を高めることが可能となる。

本実施形態では、ブリッジフレーム５２は、梁状に延びる補強フレーム５２Ａ、及び補強フレーム５２Ａと一体化された板状のトレイフレーム５２Ｂを有して構成されていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、トレイフレーム５２Ｂにより第１電池ユニット４１が覆われた構成となる。このため、バッテリ液の補充作業時に誤ってバッテリ液が第１電池ユニット４１に飛散してしまうことを抑制できる。

本実施形態では、ブリッジフレーム５２のうちドレンポート４２Ｃに対応する位置には、ドレンポート４２Ｃから排出された排水を車体下部に導く排水管８の入口部８Ａが設けられていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、第２電池ユニット４２からの排水が、第１電池ユニット４１側に飛散することなく車体下部から排出される。したがって、第１電池ユニット４１をバッテリ液等の排水から保護しながら、バッテリ液の補充作業を容易に行うことが可能となる。

本実施形態では、ブリッジフレーム５２と第１電池ユニット４１との間には、空隙部４１Ｂが設けられていることを特徴としている。これにより、本実施形態では、空隙部４１Ｂを断熱部として機能させることができる。

特に、本実施形態では、第２電池ユニット４２が鉛蓄電池であるため、第１電池ユニット（リチウムイオン電池）４１に比べて第２電池ユニット４２での発熱量が大きくなる。しかも、第１電池ユニット（リチウムイオン電池）４１は、第２電池ユニット４２よりも熱障害が発生し易い。

したがって、本実施形態のごとく、発熱量が大きい第２電池ユニット４２を第１電池ユニット４１の上方側に配設し、かつ、第１電池ユニット４１と第２電池ユニット４２との間に空隙部４１Ｂを設けた構成とすれば、第１電池ユニット４１を確実に熱障害から保護でき得る。

さらに、何らかの原因によりブリッジフレーム５２が第１電池ユニット４１側に大きく撓み変形した場合であっても、空隙部４１Ｂが設けられているので、第１電池ユニット４１に大きな荷重が作用してしまうことを抑制できる。

本実施形態では、ハーネスカバー７を備えることを特徴としている。これにより、本実施形態では、第２電池ユニット４２によりハーネス４１Ｃが押し潰される等の不具合が発生することを抑制できる。

（第２実施形態）
本実施形態に係る電池ユニット４は、第１電池ユニット４１と第２電池ユニット４２とが電気的に並列接続されているとともに、電池ユニット４全体のエネルギ容量Ｚに対する第１電池ユニット４１のエネルギ容量Ａの比（＝Ａ／Ｚ）が、以下の（１）〜（３）のうちいずれかとなっている。電池ユニット４全体のエネルギ容量Ｚとは、第１電池ユニット４１のエネルギ容量Ａと第２電池ユニット４２のエネルギ容量Ｂとの和である。

（１）Ａ／Ｚ＝０．２以上、０．４８以下
（２）Ａ／Ｚ＝０．２５以上、０．３９以下
（３）Ａ／Ｚ＝０．２８以上、０．３７以下
本実施形態は、電池ユニット４全体のエネルギ容量Ｚに対する第１電池ユニット４１のエネルギ容量Ａの比（以下、「組み合わせ比」）という。）の最適化を図った例である。このため、上記の組み合わせ比は、第１電池ユニット４１が第２電池ユニット４２の上方側に配設された場合、第１電池ユニット４１と第２電池ユニット４２とが水平方向にずれて並列的に配設された場合、及び第２電池ユニット４２が第１電池ユニット４１の上方側に配設された場合のいずれであっても適用可能である。

上記（１）〜（３）のうちいずれの組み合わせ比を採用するかは、例えば（ａ）フォークリフト１の重量バランス、安定度及び軽量化、（ｂ）電池ユニット４への充電制約、並びに（ｃ）電池ユニット４及びフォークリフト１のコスト等の観点から決定され得る。

なお、特に上記（３）の組み合わせ比を採用する場合には、上記（ａ）及び（ｃ）の観点から、第１実施形態で説明した第２電池ユニット４２を第１電池ユニット４１の上方側に配置するのが有効である。

通常のフォークリフト１は、荷役対象物の重量とのバランスを取るために、その重量に応じて車体部２の適切な重量を及び重心位置を確保することが必要である。本実施形態によれば、第１電池ユニット４１であるリチウムイオン電池は、第２電池ユニット４２である鉛蓄電池に比べて体積あたりの重量が小さい。

したがって、第１電池ユニット４１の比率が増加すれば車体部２の重量が減少することになるので、フォークリフト１の安定度を維持するために、新たにウェイトを追加する必要が生じる。

そのため、新たにウェイトを追加するための余分なコストが必要となるとともに、車体部２の寸法が大きくなるので、鉛蓄電池である第２電池ユニット４２のエネルギ容量を過度に小さくすることは得策ではない。したがって、上記（３）の組み合わせ比を採用すれれば、第２電池ユニット４２の重量が十分確保できるので、追加ウェイトが不要もしくは最小限に留めることができ、得策である。

第２電池ユニット４２である鉛蓄電池の電池本体４２Ｂは市場に多く流通している。そして、市場に流通している鉛蓄電池の寸法等は規格化されている。このため、当該規格化された鉛蓄電池を使用することがコスト面で有利である。

また、上記組み合わせ比のいずれを採用しても、電池本体４２Ｂの寸法が自ずと決定される。そして、電池本体４２Ｂと第１電池ユニット４１とをフォークリフト１の車体に収める場合において、車体部２の寸法（特に、前後寸法）を可能な限り増大させないためには、第１実施形態と同様に、第１電池ユニット及び第２電池ユニットを上下方向に並べた状態で座席２２の下方側に配置することが最も有利である。

さらに、第１実施形態で説明したように、バッテリ液の補充作業等の点も考慮すると、第２電池ユニット４２を第１電池ユニット４１の上方側に配置するのが最も適切である。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、カウンターウェイト方式のフォークリフトに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リーチ式にもフォークリフト車両に適用できる。

上述の実施形態では、フォークリフトに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の荷役作業用車両にも適用できる。
上述の実施形態に係る電動機は電動モータであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の電動機であってもよい。

上述の実施形態に係る電動機は、昇降機構３Ａに駆動力を供給するとともに、自走用駆動力を発生するものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、いずれか一方に駆動力を供給する電動機、パワーステアリングに駆動力を供給する電動機、又は昇降機構３Ａ及びパワーステアリングに駆動力を供給する電動機等、その他の電動機であってもよい。

上述の実施形態では、第１電池ユニット４１はリチウムイオン電池であり、第２電池ユニット４２は鉛蓄電池であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１電池ユニット４１をバッテリ液の補充を必要としない密閉式の鉛蓄電池としてもよい。

上述の実施形態に係る第２電池ユニット４２は、支持フレーム５を介して車体フレーム２１に支持されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、支持フレーム５を廃止して車体フレーム２１にて第２電池ユニット４２を直接的に支持してもよい。

上述の実施形態に係る脚座５１は、車体フレーム２１に取り外し不可の状態で固定されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、車体フレーム２１及び脚座５１のうちいずれか一方に凸部を設け、他方に当該凸部が嵌り込む凹部又は穴を設けることにより、脚座５１（支持フレーム５）を係止固定してもよい。

上述の実施形態では、第１電池ユニット４１は車体フレーム２１に固定され、第２電池ユニット４２は支持フレーム５に載置されているのみであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２電池ユニット４２を車体フレーム２１又は支持フレーム５に固定してもよい。

上述の実施形態では、ハーネスカバー７が第１壁部６Ａに組み付けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ハーネスカバー７を電池ボックス４２Ａに組み付けた構成、及びハーネスカバー７を第２壁部６Ｂ側に配置した構成のうちいずれかの構成であってもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１… フォークリフト
２… 車体部
３… 荷役部
３Ａ… 昇降機構
３Ｂ… キャリッジ
３Ｃ… フォーク
４… 電池ユニット
５… 支持フレーム
６Ａ… 第１壁部
６Ｂ… 第２壁部
７… ハーネスカバー
８… 排水管
８Ａ… 入口部
２１… 車体フレーム
４１… 第１電池ユニット
４１Ｂ… 空隙部
４１Ｃ… ハーネス
４２… 第２電池ユニット
４２Ａ… 電池ボックス
４２Ｂ… 電池本体
４２Ｃ… ドレンポート
５１… 脚座
５２… ブリッジフレーム
５２Ａ… 補強フレーム
５２Ｂ… トレイフレーム
５２Ｃ… ブッシング

Claims (5)

1. 駆動力を発生する電動機を備える荷役作業用車両において、
   前記電動機に電力を供給する第１電池ユニットと、
   前記第１電池ユニットの上方側に配置された第２電池ユニットであって、前記電動機に電力を供給するとともに、前記第１電池ユニットに比べてバッテリ液の補充を必要とする第２電池ユニットと、
   車体の幅方向両側に設けられた一対の車体フレームと、
   前記一対の車体フレームそれぞれに設けられた脚座であって、前記第２電池ユニットの重量を受ける脚座と、
   一方側の前記車体フレームに設けられた前記脚座、及び他方側の前記車体フレームに設けられた前記脚座を連結するブリッジフレームであって、前記一方側の脚座と前記他方側の脚座との間を渡すように延びるブリッジフレームとを備え、
   前記ブリッジフレームは、前記第１電池ユニットと前記第２電池ユニットとの間に位置しており、
   さらに、前記ブリッジフレームと前記第１電池ユニットとの間には、空隙部が設けられていることを特徴とする荷役作業用車両。
2. 前記ブリッジフレームは、梁状に延びる補強フレーム、及び前記補強フレームと一体化された板状のトレイフレームを有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷役作業用車両。
3. 前記第２電池ユニットの下部には、排水用のドレンポートが設けられており、
   さらに、前記ブリッジフレームのうち前記ドレンポートに対応する位置には、前記ドレンポートから排出された排水を車体下部に導く排水管の入口部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷役作業用車両。
4. 駆動力を発生する電動機を備える荷役作業用車両において、
   前記電動機に電力を供給する第１電池ユニットと、
   前記第１電池ユニットの上方側に配置された第２電池ユニットであって、前記電動機に電力を供給するとともに、前記第１電池ユニットに比べてバッテリ液の補充を必要とする第２電池ユニットと、
   前方側及び後方側のうちいずれか一方側に設けられた壁部であって、前記第２電池ユニットが変位することを規制する壁部と、
   前記第１電池ユニットに接続されたハーネスの配設空間を前記壁部と前記第２電池ユニットとの間に確保するスペーサであって、前記壁部と前記第２電池ユニットとの間に配設されて前記壁部及び前記第２電池ユニットに接触するスペーサと
   を備えることを特徴とする荷役作業用車両。
5. 前記第１電池ユニットはリチウムイオン電池であり、
   前記第２電池ユニットは鉛蓄電池であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の役作作業用車両。

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