JP7159954B2

JP7159954B2 - 制動力回生システム

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Publication number: JP7159954B2
Application number: JP2019074844A
Authority: JP
Inventors: 直己小島
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2039-04-10
Also published as: JP2020172973A

Description

本発明は、制動力回生システムに関する。

従来、特許文献１に記載されるような産業車両が知られている。
上記の産業車両は、フォークリフトであり、フォークに載置された荷物をフォークとともに昇降するための荷役油圧機構と、車輪を操舵するためのステアリング油圧機構とが搭載されている。荷役油圧機構及びステアリング油圧機構は、油圧により動作する負荷機構の一例である。

また、上記の産業車両は、ドラム式ブレーキを有している。一般的にドラム式ブレーキは、車輪に連結される車軸に連結されている円筒状のブレーキドラムと、ブレーキドラムの内部に配置されているブレーキシューとを有している。ドラム式ブレーキでは、車輪へ制動力を発生させるとき、ブレーキシューをブレーキドラムの内周面に接触させることによりブレーキドラムとブレーキシューとを摩擦させる。すなわち、ドラム式ブレーキでは、ブレーキドラムの回転による運動エネルギーをブレーキドラムとブレーキシューとの摩擦により発生する熱エネルギーに変換することにより車輪へ制動力を発生させている。

国際公開第２００９／１１８９２４号

ところで、産業車両において制動力を発生させるとき、ドラム式ブレーキにて発生する熱エネルギーは大気中に放出され、産業車両の動作に対して有効な仕事をしない。このことに鑑みて、産業車両の制動時に発生するエネルギーを例えば上記負荷機構の動作の補助として使用する検討がなされている。

本発明の目的は、車両の制動時に発生するエネルギーにより車両に搭載される負荷機構の動作を補助できる制動力回生システムを提供することである。

上記課題を解決する制動力回生システムは、油圧により動作する負荷機構に接続されるとともに作動油が流れる油路と、前記負荷機構が前記油路の下流に設けられているとして、前記油路において前記負荷機構と反対側である前記油路の上流に設けられ、前記作動油が貯留されているタンクと、前記油路の下流に設けられ、前記負荷機構と前記タンクとの間に設けられているアキュムレータと、車輪に連結される駆動軸に対して連結されている状態において前記駆動軸の回転に応じて動作するとともに前記タンクに貯留されている前記作動油を前記油路の下流に向けて吐出するポンプを含み、且つ前記油路において前記タンクと前記アキュムレータとの間に設けられるとともに車輪へ制動力を発生させるときに前記アキュムレータに向けて流れる前記作動油の流量を、車輪へ制動力を発生させないときに前記アキュムレータに向けて流れる前記作動油の流量よりも増大させる流量調整部と、前記油路において前記流量調整部と前記アキュムレータとの間に設けられ、前記アキュムレータから前記流量調整部に向けての前記作動油の逆流を防止する逆止弁と、を備える。

これによれば、車輪へ制動力を発生させるときに流量調整部によりアキュムレータに向けての作動油の流量が増大する。そして、アキュムレータには、作動油の油圧が蓄積され、流量調整部とアキュムレータとの間の油路を流れる作動油の油圧が高くなる。そのため、流量調整部のポンプは、作動油の油圧により動作し難くなる。車輪へ制動力を発生させるときにポンプと駆動軸とは連結されている状態であることから、作動油の油圧によりポンプが動作し難くなることで駆動軸が回転し難くなる。すなわち、流量調整部とアキュムレータとの間の油路に流れる作動油の油圧が高くなることで車輪へ制動力を発生させることができる。

また、車輪へ制動力を発生させている状態から当該制動力を発生させない状態に移行したとき、アキュムレータに蓄積された作動油の油圧が流量調整部に向けて逆流する虞がある。しかし、流量調整部とアキュムレータとの間には、アキュムレータから流量調整部に向けての作動油の逆流を防止する逆止弁が設けられている。そのため、車輪へ制動力を発生させない状態においてポンプに向けて作動油が逆流してしまい、当該制動力を発生させない状態であるのに関わらず、当該制動力が発生してしまうことを防止できる。そして、アキュムレータは、車両の制動時に蓄積された油圧を維持することができる。すなわち、車両の制動時に発生する油圧エネルギーを蓄積した状態に維持できる。そして、油路の下流に設けられている例えば荷役油圧機構やステアリング油圧機構のように油圧により動作する負荷機構が動作するとき、アキュムレータに蓄積された作動油の油圧を負荷機構に放出することができる。したがって、車両の制動時に発生するエネルギーにより車両に搭載される負荷機構の動作を補助できる。

上記の制動力回生システムにおいて、前記流量調整部は、前記駆動軸に連結されていることにより前記駆動軸の回転に応じて動作する前記ポンプとしての固定容量ポンプと、前記固定容量ポンプから吐出された前記作動油の油圧に応じて前記作動油を前記タンクに返送するリリーフ弁と、を備え、前記油路は、前記タンク、前記固定容量ポンプ、前記逆止弁、前記アキュムレータ、及び前記負荷機構の順に前記作動油が流れるための送出油路と、前記送出油路における前記固定容量ポンプと前記逆止弁との間の中間油路、及び前記タンクの間を接続するとともに前記リリーフ弁が設けられる返送油路と、を有し、前記リリーフ弁は、車輪へ制動力を発生させないときに前記返送油路を流れる前記作動油が前記タンクに返送されるように設定された第１設定圧と、車輪へ制動力を発生させないときと比較して前記返送油路を流れる前記作動油が前記タンクに返送され難くなるように前記第１設定圧よりも高い圧力で設定された第２設定圧とを切り替え可能に構成されているとよい。

これによれば、車輪へ制動力を発生させないとき、リリーフ弁は第１設定圧に設定されている。そのため、駆動軸の回転に応じて固定容量ポンプから吐出される作動油は、送出油路における中間油路を介して返送油路に流れる。返送油路に流れる作動油は、リリーフ弁を通じてタンクに返送される。すなわち、車輪へ制動力を発生させないときには固定容量ポンプから吐出された作動油は、タンク、固定容量ポンプ、送出油路の中間油路、及び返送油路を循環する。

車輪へ制動力を発生させるとき、リリーフ弁は第１設定圧から第２設定圧に切り替えられる。これにより、返送油路に流れる作動油がリリーフ弁を介してタンクに返送されるために必要な作動油の油圧が高くなる。そのため、固定容量ポンプから吐出された作動油は、送出油路から逆止弁及びアキュムレータに向けて流れやすくなる。すなわち、アキュムレータに向けて流れる作動油の流量を、車輪へ制動力を発生させないときにアキュムレータに向けて流れる作動油の流量よりも増大させることができる。そして、固定容量ポンプ、アキュムレータ、及びリリーフ弁の間の油路を流れる作動油の油圧が高くなることで固定容量ポンプが動作し難くなるため、車輪へ制動力を発生させることができる。また、逆止弁により車両の制動時に発生する油圧エネルギーをアキュムレータに蓄積した状態に維持できる。そして、油路の下流に設けられている例えば荷役油圧機構やステアリング油圧機構のように油圧により動作する負荷機構が動作するとき、アキュムレータに蓄積された作動油の油圧を負荷機構に放出することができる。したがって、車両の制動時に発生するエネルギーにより車両に搭載される負荷機構の動作を補助できる。

上記の制動力回生システムにおいて、前記流量調整部は、前記駆動軸に連結されていることにより前記駆動軸の回転に応じて動作する前記ポンプとしての可変容量ポンプにより構成され、前記可変容量ポンプは、車輪へ制動力を発生させないときに前記タンクに貯留されている前記作動油を前記油路の下流に向けて吐出させず、車輪へ制動力を発生させるときに前記タンクに貯留されている前記作動油を前記油路の下流に向けて吐出させるとよい。

これによれば、車輪へ制動力を発生させないときに可変容量ポンプからは作動油が吐出されず、車輪へ制動力を発生させるときに可変容量ポンプからは作動油が吐出される。すなわち、アキュムレータに向けて流れる作動油の流量を、車輪へ制動力を発生させないときにアキュムレータに向けて流れる作動油の流量よりも増大させることができる。そして、可変容量ポンプ及びアキュムレータの間の油路を流れる作動油の油圧が高くなることで可変容量ポンプが動作し難くなるため、車輪へ制動力を発生させることができる。また、逆止弁により車両の制動時に発生する油圧エネルギーをアキュムレータに蓄積した状態に維持できる。そして、油路の下流に設けられている例えば荷役油圧機構やステアリング油圧機構のように油圧により動作する負荷機構が動作するとき、アキュムレータに蓄積された作動油の油圧を負荷機構に放出することができる。したがって、車両の制動時に発生するエネルギーにより車両に搭載される負荷機構の動作を補助できる。

上記の制動力回生システムにおいて、前記流量調整部は、前記ポンプとしての固定容量ポンプと、車輪へ制動力を発生させないときに前記固定容量ポンプと前記駆動軸とを分離させる分離状態と、車輪へ制動力を発生させるときに前記固定容量ポンプと前記駆動軸とを連結させる連結状態とを切り替えるクラッチと、を備えるとよい。

これによれば、車輪へ制動力を発生させないとき、クラッチにより固定容量ポンプと駆動軸とを分離させる分離状態となる。すなわち、車輪へ制動力を発生させないとき、固定容量ポンプからは作動油が吐出されない。車輪へ制動力を発生させるとき、クラッチにより固定容量ポンプと駆動軸とを連結させる連結状態となる。すなわち、車輪へ制動力を発生させるとき、固定容量ポンプからは作動油が吐出される。よって、アキュムレータに向けて流れる作動油の流量を、車輪へ制動力を発生させないときにアキュムレータに向けて流れる作動油の流量よりも増大させることができる。そして、固定容量ポンプ及びアキュムレータの間の油路を流れる作動油の油圧が高くなることで固定容量ポンプが動作し難くなるため、車輪へ制動力を発生させることができる。また、逆止弁により車両の制動時に発生する油圧エネルギーをアキュムレータに蓄積した状態に維持できる。そして、油路の下流に設けられている例えば荷役油圧機構やステアリング油圧機構のように油圧により動作する負荷機構が動作するとき、アキュムレータに蓄積された作動油の油圧を負荷機構に放出することができる。したがって、車両の制動時に発生するエネルギーにより車両に搭載される負荷機構の動作を補助できる。

上記の制動力回生システムにおいて、前記油路は、前記タンク、前記ポンプ、前記逆止弁、前記アキュムレータ、及び前記負荷機構の順に前記作動油が流れる送出油路と、前記送出油路における前記ポンプと前記逆止弁との間の中間油路、及び前記タンクの間を接続する返送油路と、を有し、前記返送油路には、オリフィス又はリリーフ弁が設けられているとよい。

油路のおける返送油路が割愛され、車輪へ制動力を発生させるときを考える。ポンプから吐出される作動油によりポンプ及びアキュムレータの間の油路を流れる作動油の油圧を高くすることで車輪へ制動力を発生させると、ポンプとアキュムレータとの間の油路を流れる作動油の油圧が、アキュムレータが蓄積できる作動油の油圧より大きくなる。そして、アキュムレータに過剰な油圧が作用する虞がある。

その点、これによれば、油路は返送油路を有している。返送油路には、オリフィス又はリリーフ弁が設けられている。そのため、ポンプとアキュムレータとの間の送出油路を流れる作動油の油圧が高くなり、アキュムレータに過剰な油圧が作用する状態になったとしても返送油路のオリフィス又はリリーフ弁によりタンクに作動油を逃がすことができる。よって、アキュムレータに過剰な油圧が発生することを抑制できる。

この発明によれば、車両の制動時に発生するエネルギーにより車両に搭載される負荷機構の動作を補助できる。

フォークリフトの概略図。制動力回生システムの第１の実施形態の概略図。制動力回生システムの第２の実施形態の概略図。制動力回生システムの第３の実施形態の概略図。

＜第１の実施形態＞
以下、制動力回生システムを具体化した第１の実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。本実施形態は、荷役油圧機構を有する産業車両に搭載されている。以下、先に産業車両の構成を説明した後に制動力回生システムの構成について説明する。

図１に示すように、産業車両１００は、フォークリフトである。産業車両１００の車体１５０には、荷役油圧機構１０１が装備されている。荷役油圧機構１０１は、マスト１０２を前後方向に前傾動作又は後傾動作させる機能と、フォーク１０６に載置される荷物をフォーク１０６とともに昇降させる機能とを有している。荷役油圧機構１０１のマスト１０２は、左右一対のアウタマスト１０２ａとインナマスト１０２ｂを備えている。アウタマスト１０２ａには油圧式のティルトシリンダ１０３が連結され、インナマスト１０２ｂには油圧式のリフトシリンダ１０４が連結されている。マスト１０２は、ティルトシリンダ１０３に対する作動油の給排によって車体１５０の前後方向に前傾動作又は後傾動作を行う。インナマスト１０２ｂは、リフトシリンダ１０４に対する作動油の給排によって車体１５０の上下方向に昇降動作を行う。また、インナマスト１０２ｂには、リフトブラケット１０５を介してフォーク１０６が設けられている。フォーク１０６は、リフトシリンダ１０４の作動によってインナマスト１０２ｂがアウタマスト１０２ａに沿って昇降動作を行うことにより、リフトブラケット１０５とともに昇降動作を行う。

車体１５０には、パワートレイン１０７が搭載されている。パワートレイン１０７は、例えばエンジンやモータである。パワートレイン１０７の駆動力によりパワートレイン１０７に連結されている駆動軸としての車軸１０８が回転する。これに伴い、車軸１０８に連結されている車輪としての前輪１０９が回転するため、産業車両１００が走行する。

荷役油圧機構１０１は、各シリンダ１０３，１０４への作動油の給排を制御する図示しないコントロールバルブと、当該コントロールバルブに作動油を供給する図示しない荷役ポンプ等とを有している。当該コントロールバルブは、各シリンダ１０３，１０４に図示しない油路を介して接続されており、各シリンダ１０３，１０４への作動油の供給量を調整している。荷役油圧機構１０１の荷役ポンプ及びコントロールバルブにより各シリンダ１０３，１０４に対して作動油が給排されることで、各シリンダ１０３，１０４の内部の作動油の油圧が変化するため、各シリンダ１０３，１０４が伸縮動作する。なお、荷役油圧機構１０１は、油圧により動作する負荷機構の一例である。

図２に示すように、産業車両１００は、制動力回生システム１０を備えている。
制動力回生システム１０は、産業車両１００のブレーキペダル１１１が踏まれたときに前輪１０９へ制動力を発生させる機能を有している。また、制動力回生システム１０は、ブレーキペダル１１１が踏まれ、前輪１０９へ制動力を発生させるときに発生するエネルギーを蓄積し、荷役油圧機構１０１の動作を補助する機能を有している。

制動力回生システム１０は、荷役油圧機構１０１に接続されるとともに作動油が流れる油路２０を備えている。また、制動力回生システム１０は、作動油が貯留されているタンク３０と、アキュムレータ４０と、流量調整部５０と、逆止弁６０とを備えている。タンク３０は、荷役油圧機構１０１が油路２０の下流に設けられているとして、油路２０において荷役油圧機構１０１と反対側である油路２０の上流に設けられている。アキュムレータ４０は、油路２０の下流に設けられている。アキュムレータ４０は、荷役油圧機構１０１とタンク３０との間に設けられている。流量調整部５０は、油路２０においてタンク３０とアキュムレータ４０との間に設けられている。流量調整部５０は、タンク３０に貯留されている作動油を油路２０の下流に向けて吐出するポンプとしての固定容量ポンプ５１を含んでいる。固定容量ポンプ５１は、変換機構１１０を介して車軸１０８に連結されている。変換機構１１０は、車軸１０８の回転を固定容量ポンプ５１の回転に変換するための機構である。そのため、固定容量ポンプ５１は、車軸１０８に連結されている状態において車軸１０８の回転に応じて動作する。なお、本実施形態の固定容量ポンプ５１は、変換機構１１０によって車軸１０８の回転方向に関わらず常に一定の方向に回転するように構成されている。

逆止弁６０は、油路２０において流量調整部５０とアキュムレータ４０との間に設けられている。逆止弁６０は、アキュムレータ４０から流量調整部５０に向けての作動油の逆流を防止する機能を有している。

次に、油路２０及び流量調整部５０の構成について詳細に説明する。
油路２０は、固定容量ポンプ５１の動作によりタンク３０、固定容量ポンプ５１、逆止弁６０、アキュムレータ４０、及び荷役油圧機構１０１の順に作動油が流れるための送出油路２０ａと、送出油路２０ａにおける固定容量ポンプ５１と逆止弁６０との間の中間油路２０ｃ及びタンク３０を接続する返送油路２０ｂと、を有している。なお、送出油路２０ａは、荷役油圧機構１０１の例えばコントロールバルブと各シリンダ１０３，１０４とを接続する油路に接続されている。

流量調整部５０は、リリーフ弁５２を備えている。リリーフ弁５２は、電磁切替弁付きリリーフ弁である。リリーフ弁５２は、返送油路２０ｂに設けられている。リリーフ弁５２は、固定容量ポンプ５１から吐出された作動油の油圧に応じて作動油をタンク３０に返送する機能を有している。リリーフ弁５２には、産業車両１００のブレーキペダル１１１が踏まれたときにブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力される。リリーフ弁５２は、ブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているか否かに応じて返送油路２０ｂを介してタンク３０に返送されるときの作動油の油圧を調整している。具体的には、リリーフ弁５２は、ブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているか否かに応じて第１設定圧Ｐ１と第２設定圧Ｐ２とを切り替え可能に構成されている。第１設定圧Ｐ１は、リリーフ弁５２にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されていないとき、いわゆる前輪１０９へ制動力を発生させないときに設定される。第１設定圧Ｐ１は、前輪１０９へ制動力を発生させないときに返送油路２０ｂを流れる作動油がタンク３０に返送されるように設定されたリリーフ弁５２の作動圧力である。第２設定圧Ｐ２は、リリーフ弁５２にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているとき、いわゆる前輪１０９へ制動力を発生させるときに設定される。第２設定圧Ｐ２は、第１設定圧Ｐ１よりも高い圧力である。そのため、第２設定圧Ｐ２は、前輪１０９を停止させるときに返送油路２０ｂを流れる作動油が、前輪１０９へ制動力を発生させないときと比較してタンク３０に返送され難くなるように設定されている。本実施形態のリリーフ弁５２の第１設定圧Ｐ１は、送出油路２０ａを流れる作動油が逆止弁６０を通過するときの作動油の油圧よりも小さく設定されている。そのため、産業車両１００が走行中であり、且つ前輪１０９へ制動力を発生させないとき、固定容量ポンプ５１によりタンク３０から送出された作動油は、送出油路２０ａを通じて逆止弁６０、アキュムレータ４０、及び荷役油圧機構１０１に向けて流れるよりも優先的にリリーフ弁５２を介してタンク３０に返送される。すなわち、産業車両１００が走行中であり、且つ前輪１０９へ制動力を発生させないとき、作動油は、タンク３０、固定容量ポンプ５１、送出油路２０ａの中間油路２０ｃ、及び返送油路２０ｂを循環する。

このように構成された流量調整部５０は、前輪１０９へ制動力を発生させるときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量を、前輪１０９へ制動力を発生させないときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量よりも増大させる機能があるといえる。

本実施形態の作用を説明する。
産業車両１００が走行中であり、且つ制動力回生システム１０が前輪１０９へ制動力を発生させないとき、上記したように作動油は、タンク３０、固定容量ポンプ５１、送出油路２０ａの中間油路２０ｃ、及び返送油路２０ｂを循環する。

また、制動力回生システム１０が前輪１０９へ制動力を発生させるとき、リリーフ弁５２にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されることによりリリーフ弁５２で設定される作動油の油圧が第１設定圧Ｐ１から第２設定圧Ｐ２に切り替えられる。これにより、固定容量ポンプ５１から吐出された作動油は、送出油路２０ａを通じて逆止弁６０、アキュムレータ４０、荷役油圧機構１０１に向けて優先的に流れる。ここで、アキュムレータ４０は、一般的に図示しない給排油弁を有している。送出油路２０ａを通じてアキュムレータ４０に流れる作動油は、給排油弁を介してアキュムレータ４０に蓄積される。すなわち、アキュムレータ４０には、送出油路２０ａを流れる作動油の油圧エネルギーが蓄積される。このとき、アキュムレータ４０は、アキュムレータ４０の内部に蓄積される作動油の油圧がリリーフ弁５２の第２設定圧Ｐ２と同じ大きさとなるまで油圧エネルギーを蓄積する。アキュムレータ４０に油圧エネルギーが蓄積されていくにつれて、固定容量ポンプ５１、アキュムレータ４０、及びリリーフ弁５２の間の油路２０を流れる作動油の油圧が徐々に高くなる。これに伴い、固定容量ポンプ５１が逆止弁６０及びアキュムレータ４０に向けて作動油を吐出し難くなる。そして、固定容量ポンプ５１が回転し難くなり、且つ変換機構１１０を介して接続されている車軸１０８が回転し難くなる。すなわち、前輪１０９へ制動力が発生する。よって、アキュムレータ４０に油圧エネルギーが蓄積されるにつれて前輪１０９へ制動力が強くなり、アキュムレータ４０に蓄積された作動油の油圧がリリーフ弁５２の第２設定圧Ｐ２と同じになったときに前輪１０９へ制動力が最大となる。

そして、前輪１０９へ制動力を発生させている状態から、再び前輪１０９へ制動力を発生させない状態に移行したとき、アキュムレータ４０の給排油弁によりアキュムレータ４０には油圧エネルギーが蓄積された状態で維持される。また、送出油路２０ａにおける逆止弁６０よりも下流寄りにある作動油が流量調整部５０に向けて逆流しようとしても逆止弁６０により逆流が防止される。

また、前輪１０９へ制動力を発生させない状態となると、リリーフ弁５２にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されないため、リリーフ弁５２で設定される作動油の油圧が第２設定圧Ｐ２から第１設定圧Ｐ１に切り替えられる。そのため、送出油路２０ａの中間油路２０ｃ及び返送油路２０ｂに残留していた作動油がリリーフ弁５２を介してタンク３０に返送される。よって、固定容量ポンプ５１が回転しやすくなるため、前輪１０９へ制動力が解除される。

ここで、荷役油圧機構１０１を動作させる場合を考える。この場合、荷役油圧機構１０１の各シリンダ１０３，１０４に作動油を供給したときに各シリンダ１０３，１０４の内部の油圧が足りないことがある。このような事象が発生したとき、本実施形態のアキュムレータ４０には、油圧エネルギーが蓄積されているため、アキュムレータ４０の給排油弁を開放して、内部に蓄積されている作動油を放出する。そして、放出された作動油は、荷役油圧機構１０１のコントロールバルブと各シリンダ１０３，１０４との間の油路に送出することができる。よって、荷役油圧機構１０１の動作を補助することができる。なお、前輪１０９へ制動力を発生させている状態において、送出油路２０ａを通じて荷役油圧機構１０１に向けても作動油が送出されているが、本実施形態で荷役油圧機構１０１に送出される作動油の油圧は、あくまで荷役油圧機構１０１を補助する程度の油圧である。そのため、本実施形態において荷役油圧機構１０１に流れる作動油の油圧は、荷役油圧機構１０１を制動力回生システム１０単体で動作させることができない程度の油圧となっている。

本実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１－１）本実施形態では、前輪１０９へ制動力を発生させるときに流量調整部５０によりアキュムレータ４０に向けての作動油の流量が増大する。そして、アキュムレータ４０には、作動油の油圧が蓄積され、流量調整部５０（固定容量ポンプ５１）とアキュムレータ４０との間の油路２０（中間油路２０ｃ）を流れる作動油の油圧が高くなる。そのため、流量調整部５０の固定容量ポンプ５１は、作動油の油圧により動作し難くなる。前輪１０９へ制動力を発生させるときに固定容量ポンプ５１と車軸１０８とは、連結されている状態であることから、作動油の油圧により固定容量ポンプ５１が動作し難くなることで車軸１０８が回転し難くなる。すなわち、流量調整部５０（固定容量ポンプ５１）とアキュムレータ４０との間の油路２０（中間油路２０ｃ）に流れる作動油の油圧が高くなることで前輪１０９へ制動力を発生させることができる。

また、前輪１０９へ制動力を発生させている状態から当該制動力を発生させない状態に移行したとき、アキュムレータ４０に蓄積された作動油の油圧が流量調整部５０に向けて逆流する虞がある。しかし、流量調整部５０とアキュムレータ４０との間には、アキュムレータ４０から流量調整部５０に向けての作動油の逆流を防止する逆止弁６０が設けられている。そのため、アキュムレータ４０は、産業車両１００の制動時に蓄積された作動油の油圧が流量調整部に向けて逆流する虞がある。しかし、流量調整部５０とアキュムレータ４０との間には、アキュムレータ４０から流量調整部に向けての作動油の逆流を防止する逆止弁６０が設けられている。そのため、前輪１０９へ制動力を発生させない状態であるのに関わらず、当該制動力が発生してしまうことを防止できる。そして、アキュムレータ４０は、産業車両１００の制動時に蓄積された油圧を維持することができる。すなわち、産業車両１００の制動時に発生する油圧エネルギーを蓄積した状態に維持できる。そして、油路２０の下流に設けられている例えば荷役油圧機構１０１が動作するとき、アキュムレータ４０に蓄積された作動油の油圧を荷役油圧機構１０１に放出することができる。したがって、産業車両１００の制動時に発生するエネルギーにより産業車両１００に搭載される荷役油圧機構１０１の動作を補助できる。

（１－２）本実施形態では、前輪１０９へ制動力を発生させないとき、リリーフ弁５２は第１設定圧Ｐ１に設定されている。そのため、車軸１０８の回転に応じて固定容量ポンプ５１から吐出される作動油は、送出油路２０ａにおける中間油路２０ｃを介して返送油路２０ｂに流れる。返送油路２０ｂに流れる作動油は、リリーフ弁５２を通じてタンク３０に返送される。すなわち、前輪１０９へ制動力を発生させないときには固定容量ポンプ５１から吐出された作動油は、タンク３０、固定容量ポンプ５１、送出油路２０ａの中間油路２０ｃ、及び返送油路２０ｂを循環するように流れる。

前輪１０９へ制動力を発生させるとき、リリーフ弁５２は第１設定圧Ｐ１から第２設定圧Ｐ２に切り替えられる。これにより、返送油路２０ｂに流れる作動油がリリーフ弁５２を介してタンク３０に返送されるために必要な作動油の油圧が高くなる。そのため、固定容量ポンプ５１から吐出された作動油は、送出油路２０ａから逆止弁６０及びアキュムレータ４０に向けて流れやすくなる。すなわち、アキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量を、前輪１０９へ制動力を発生させないときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量よりも増大させることができる。そして、固定容量ポンプ５１、アキュムレータ４０、及びリリーフ弁５２の間の油路２０を流れる作動油の油圧が高くなることで固定容量ポンプ５１が動作し難くなるため、前輪１０９へ制動力を発生させることができる。また、逆止弁６０により産業車両１００の制動時に発生する油圧エネルギーをアキュムレータ４０に蓄積した状態に維持できる。そして、油路２０の下流に設けられている荷役油圧機構１０１が動作するとき、アキュムレータ４０に蓄積された作動油の油圧を荷役油圧機構１０１に放出することができる。したがって、産業車両１００の制動時に発生するエネルギーにより産業車両１００に搭載される荷役油圧機構１０１の動作を補助できる。

（１－３）本実施形態では、前輪１０９へ制動力を発生させるときに、背景技術に記載したドラム式ブレーキのように熱エネルギーが発生せず、固定容量ポンプ５１を油圧エネルギーにより動作し難い状態にすることで制動力を発生させている。よって、油圧により動作する荷役油圧機構１０１の動作を補助するための油圧エネルギーを、当該制動力を発生させるために用いられた油圧エネルギーから直接取り込むことができる。したがって、荷役油圧機構１０１の動作を補助する油圧エネルギーを取り込むためにエネルギー変換をすることがないため、エネルギー効率を向上させることができる。

＜第２の実施形態＞
以下、制動力回生システムを具体化した第２の実施形態を図３にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し詳細な説明は割愛する。

図３に示すように、制動力回生システム１０の流量調整部は、可変容量ポンプ７０により構成されている。可変容量ポンプ７０は、タンク３０に貯留されている作動油を油路２０の下流に向けて吐出するポンプの一例である。可変容量ポンプ７０は、変換機構１１０を介して車軸１０８に連結されている。そのため、可変容量ポンプ７０は、車軸１０８に連結されている状態において車軸１０８の回転に応じて動作する。なお、本実施形態の可変容量ポンプ７０は、車軸１０８の回転方向に関わらず常に一定の方向に回転するように構成されている。また、可変容量ポンプ７０には、産業車両１００のブレーキペダル１１１が踏まれたときにブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力される。可変容量ポンプ７０は、ブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているか否かに応じて油路２０の下流に向けて吐出する作動油の吐出量を調整している。具体的には、可変容量ポンプ７０は、可変容量ポンプ７０にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されていないとき、いわゆる前輪１０９へ制動力を発生させないときにタンク３０に貯留されている作動油を油路２０の下流に向けて作動油を吐出させない。また、可変容量ポンプ７０は、可変容量ポンプ７０にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているとき、いわゆる前輪１０９へ制動力を発生させるときにタンク３０に貯留されている作動油を油路２０の下流に向けて作動油を吐出させる。

このように構成された流量調整部（可変容量ポンプ７０）は、前輪１０９へ制動力を発生させるときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量を、前輪１０９へ制動力を発生させないときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量よりも増大させる機能があるといえる。なお、タンク３０に貯留されている作動油は、油路２０の下流に向けて、すなわちアキュムレータ４０及び荷役油圧機構１０１に向けて流れるが、タンク３０から荷役油圧機構１０１に到達した作動油は、図示しない油路によりタンク３０に戻される。

本実施形態によれば以下の作用及び効果を得ることができる。
（２－１）本実施形態では、前輪１０９へ制動力を発生させないときに可変容量ポンプ７０からは作動油が吐出されず、前輪１０９へ制動力を発生させるときに可変容量ポンプ７０からは作動油が吐出される。すなわち、アキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量を、前輪１０９へ制動力を発生させないときにアキュムレータに向けて流れる作動油の流量よりも増大させることができる。そして、可変容量ポンプ７０及びアキュムレータ４０の間の油路２０を流れる作動油の油圧が高くなることで可変容量ポンプ７０が動作し難くなるため、前輪を停止させる制動力を発生させることができる。また、逆止弁６０により産業車両１００の制動時に発生する油圧エネルギーをアキュムレータ４０に蓄積した状態に維持できる。そして、油路２０の下流に設けられている荷役油圧機構１０１が動作するとき、アキュムレータ４０に蓄積された作動油の油圧を荷役油圧機構１０１に放出することができる。したがって、産業車両１００の制動時に発生するエネルギーにより産業車両１００に搭載される荷役油圧機構１０１の動作を補助できる。

＜第３の実施形態＞
以下、制動力回生システムを具体化した第３の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し詳細な説明は割愛する。

図４に示すように、制動力回生システム１０の流量調整部８０は、ポンプとしての固定容量ポンプ５１と、固定容量ポンプ５１と車軸１０８とを分離させる分離状態と、固定容量ポンプ５１と車軸１０８とを連結させる連結状態とを切り替えるクラッチ８２とを備えている。クラッチ８２は、固定容量ポンプ５１と変換機構１１０との間に設けられている。クラッチ８２は、産業車両１００のブレーキペダル１１１が踏まれたときにブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力される。クラッチ８２は、ブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているか否かに応じて分離状態と連結状態とを切り替える。具体的には、クラッチ８２は、クラッチ８２にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されていないとき、いわゆる前輪１０９へ制動力を発生させないときにクラッチ８２を分離状態とする。また、クラッチ８２は、クラッチ８２にブレーキセンサ１１２から送信される信号が入力されているとき、いわゆる前輪１０９へ制動力を発生させるときにクラッチ８２を連結状態とする。そのため、固定容量ポンプ５１は、クラッチ８２が連結状態となり車軸１０８に連結されている状態において車軸１０８の回転に応じて動作する。そして、固定容量ポンプ５１は、クラッチ８２が分離状態となり車軸１０８に連結されていない状態において車軸１０８の回転に応じて動作することができない。

このように構成された流量調整部８０は、前輪１０９へ制動力を発生させるときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量を、前輪１０９へ制動力を発生させないときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量よりも増大させる機能があるといえる。

また、第１の実施形態と同様に、油路２０は、送出油路２０ａと返送油路２０ｂとを有している。そして、制動力回生システム１０は、返送油路２０ｂにオリフィス９０が設けられている。

本実施形態では以下の作用及び効果が得られる。
（３－１）本実施形態では、前輪１０９へ制動力を発生させないとき、クラッチ８２により固定容量ポンプ５１と車軸１０８とを分離させる分離状態となる。すなわち、前輪１０９へ制動力を発生させないとき、固定容量ポンプ５１からは作動油が吐出されない。前輪１０９へ制動力を発生させるとき、クラッチ８２により固定容量ポンプ５１と車軸１０８とを連結させる連結状態となる。すなわち、前輪１０９へ制動力を発生させるとき、固定容量ポンプ５１からは作動油が吐出される。よって、車輪へ制動力を発生させるときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量を、車輪へ制動力を発生させないときにアキュムレータ４０に向けて流れる作動油の流量よりも増大させることができる。そして、固定容量ポンプ５１及びアキュムレータ４０の間の油路２０（中間油路２０ｃ）を流れる作動油の油圧が高くなることで固定容量ポンプ５１が動作し難くなるため、前輪１０９へ制動力を発生させることができる。また、逆止弁６０により産業車両１００の制動時に発生する油圧エネルギーをアキュムレータ４０に蓄積した状態に維持できる。そして、油路２０の下流に設けられている荷役油圧機構１０１が動作するとき、アキュムレータ４０に蓄積された作動油の油圧を荷役油圧機構１０１に放出することができる。したがって、産業車両１００の制動時に発生するエネルギーにより産業車両１００に搭載される荷役油圧機構１０１の動作を補助できる。

（３－２）油路２０のおける返送油路２０ｂが割愛され、前輪１０９へ制動力を発生させるときを考える。ポンプ（固定容量ポンプ５１）から吐出される作動油によりポンプ及びアキュムレータ４０の間の油路２０を流れる作動油の油圧を高くすることで前輪１０９へ制動力を発生させると、ポンプとアキュムレータ４０との間の油路２０を流れる作動油の油圧が、アキュムレータ４０が蓄積できる作動油の油圧より大きくなる。そして、アキュムレータ４０に過剰な油圧が作用する虞がある。

その点、本実施形態では、油路２０は返送油路２０ｂを有している。返送油路２０ｂには、オリフィス９０が設けられている。そのため、固定容量ポンプ５１とアキュムレータ４０との間の送出油路２０ａを流れる作動油の油圧が高くなり、アキュムレータ４０に過剰な油圧が作用する状態になったとしても返送油路２０ｂのオリフィス９０によりタンク３０に作動油を逃がすことができる。よって、アキュムレータ４０に過剰な油圧が発生することを抑制できる。

（３－３）また、固定容量ポンプ５１とアキュムレータ４０との間の送出油路２０ａを流れる作動油の油圧が高くなり過ぎると、前輪１０９を停止させる制動力が強くなり過ぎてしまう虞があるが、オリフィス９０により作動油をタンク３０に逃がすことができる。よって、前輪１０９を停止させる制動力が大きくなり過ぎることを抑制できる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
〇第３の実施形態において、オリフィス９０を割愛してもよい。この場合、例えば第２の実施形態と同様に、タンク３０から荷役油圧機構１０１に到達した作動油は、図示しない油路によりタンク３０に戻されるように変更することが好ましい。また、第３の実施形態において、オリフィス９０をリリーフ弁に変更してもよい。

〇第２の実施形態において、第３の実施形態のオリフィス９０や、第１の実施形態のリリーフ弁を設けるように変更してもよい。この場合、油路２０に返送油路２０ｂを設けるように変更するとよい。

〇第１の実施形態において、リリーフ弁５２の第２設定圧Ｐ２は、前輪１０９へ制動力を発生させるときにリリーフ弁５２から作動油がタンク３０に返送されないように設定されていてもよい。このようにすることで、アキュムレータ４０に蓄積される作動油の油圧（油圧エネルギー）をより蓄積することができる。

〇車輪の一例として前輪１０９を挙げて説明したが、車輪の一例は後輪であってもよい。また、車輪の一例として前輪１０９及び後輪の双方であってもよい。
〇駆動軸の一例として前輪１０９に連結されている車軸１０８を挙げていたが、これに限らない。例えば、駆動軸はプロペラシャフトであってもよい。すなわち、車輪に連結されている駆動軸とは、車輪の回転に伴って同時に回転するように連結されているものを含む。

〇負荷機構として荷役油圧機構１０１を挙げていたが、例えば油圧により産業車両１００のステアリングの操作を補助するステアリング油圧機構であってもよい。
〇制動力回生システム１０は、産業車両１００に適用されていたが、これに限らない。例えば、荷役油圧機構１０１及びステアリング油圧機構のように油圧により動作する負荷機構を搭載している車両であれば適用してもよい。

１０…制動力回生システム、２０…油路、２０ａ…送出油路、２０ｂ…返送油路、２０ｃ…中間油路、３０…タンク、４０…アキュムレータ、５０，８０…流量調整部、５１…固定容量ポンプ、５２…リリーフ弁、６０…逆止弁、７０…流量調整部としての可変容量ポンプ、８２…クラッチ、９０…オリフィス、１０１…負荷機構としての荷役油圧機構、１０８…駆動軸としての車軸、１０９…車輪としての前輪、Ｐ１…第１設定圧、Ｐ２…第２設定圧。

Claims

油圧により動作する負荷機構に接続されるとともに作動油が流れる油路と、
前記負荷機構が前記油路の下流に設けられているとして、前記油路において前記負荷機構と反対側である前記油路の上流に設けられ、前記作動油が貯留されているタンクと、
前記油路の下流に設けられ、前記負荷機構と前記タンクとの間に設けられているアキュムレータと、
車輪に連結される駆動軸に対して連結されている状態において前記駆動軸の回転に応じて動作するとともに前記タンクに貯留されている前記作動油を前記油路の下流に向けて吐出するポンプを含み、且つ前記油路において前記タンクと前記アキュムレータとの間に設けられるとともに車輪へ制動力を発生させるときに前記アキュムレータに向けて流れる前記作動油の流量を、車輪へ制動力を発生させないときに前記アキュムレータに向けて流れる前記作動油の流量よりも増大させる流量調整部と、
前記油路において前記流量調整部と前記アキュムレータとの間に設けられ、前記アキュムレータから前記流量調整部に向けての前記作動油の逆流を防止する逆止弁と、を備え、
前記流量調整部が前記アキュムレータに向けて流れる前記作動油の流量を増大させたとき、前記油路における前記流量調整部と前記アキュムレータとの間を流れる前記作動油の油圧が高くなり、前記ポンプが動作し難くなることに伴って前記駆動軸が回転し難くなることにより車輪へ制動力を発生させることを特徴とする制動力回生システム。
前記流量調整部は、
前記駆動軸に連結されていることにより前記駆動軸の回転に応じて動作する前記ポンプとしての固定容量ポンプと、
前記固定容量ポンプから吐出された前記作動油の油圧に応じて前記作動油を前記タンクに返送するリリーフ弁と、を備え、
前記油路は、
前記タンク、前記固定容量ポンプ、前記逆止弁、前記アキュムレータ、及び前記負荷機構の順に前記作動油が流れるための送出油路と、
前記送出油路における前記固定容量ポンプと前記逆止弁との間の中間油路、及び前記タンクの間を接続するとともに前記リリーフ弁が設けられる返送油路と、を有し、
前記リリーフ弁は、
車輪へ制動力を発生させないときに前記返送油路を流れる前記作動油が前記タンクに返送されるように設定された第１設定圧と、車輪へ制動力を発生させないときと比較して前記返送油路を流れる前記作動油が前記タンクに返送され難くなるように前記第１設定圧よりも高い圧力で設定された第２設定圧とを切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制動力回生システム。
前記流量調整部は、
前記駆動軸に連結されていることにより前記駆動軸の回転に応じて動作する前記ポンプとしての可変容量ポンプにより構成され、
前記可変容量ポンプは、車輪へ制動力を発生させないときに前記タンクに貯留されている前記作動油を前記油路の下流に向けて吐出させず、車輪へ制動力を発生させるときに前記タンクに貯留されている前記作動油を前記油路の下流に向けて吐出させることを特徴とする請求項１に記載の制動力回生システム。
前記流量調整部は、
前記ポンプとしての固定容量ポンプと、
車輪へ制動力を発生させないときに前記固定容量ポンプと前記駆動軸とを分離させる分離状態と、車輪へ制動力を発生させるときに前記固定容量ポンプと前記駆動軸とを連結させる連結状態とを切り替えるクラッチと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の制動力回生システム。
前記油路は、
前記タンク、前記ポンプ、前記逆止弁、前記アキュムレータ、及び前記負荷機構の順に前記作動油が流れる送出油路と、
前記送出油路における前記ポンプと前記逆止弁との間の中間油路、及び前記タンクの間を接続する返送油路と、を有し、
前記返送油路には、オリフィス又はリリーフ弁が設けられている請求項３又は請求項４に記載の制動力回生システム。