JP7213429B2 - 産業車両のブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、産業車両のブレーキシステムに関する。

産業車両のブレーキシステムとしては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載のブレーキシステムは、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、ブレーキ操作部の操作に応じてブレーキユニットに供給される作動油を制御するブレーキバルブと、作動油を蓄圧するアキュムレータとを備えている。ブレーキ時には、アキュムレータがブレーキバルブへ作動油を供給する。

特開２００６－２６４４１７号

ところで、上記のようなブレーキシステムにおいては、エンジンの停止中に、アキュムレータに蓄圧された作動油がブレーキバルブ側へリークする場合がある。このとき、アキュムレータの圧力がエンジンの始動時に低下してしまう。そのため、エンジン始動時に、油圧ポンプがただちにアキュムレータへ作動油を供給する必要性が生じてしまい、エンジンにかかる負荷が大きくなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、エンジンの始動時におけるエンジンの負荷を低減することができる産業車両のブレーキシステムを提供することである。

本発明の一態様は、ブレーキ操作部と、作動油により駆動されるブレーキユニットと、エンジンにより駆動され、作動油を吐出する油圧ポンプと、ブレーキ操作部の操作に応じてブレーキユニットに供給される作動油を制御するブレーキバルブと、油圧ポンプから吐出される作動油を冷却する作動油クーラと、作動油クーラにより冷却された作動油をブレーキユニットに供給することにより、ブレーキユニットを冷却する冷却用流路と、油圧ポンプから吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブへ供給する第１のアキュムレータと、第１のアキュムレータとブレーキバルブとを接続する第１のブレーキ用流路と、エンジンの始動時に開状態となることで、油圧ポンプから作動油クーラへ作動油を供給する第１の弁と、油圧ポンプから吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブへ供給する第２のアキュムレータと、第２のアキュムレータとブレーキバルブとを接続する第２のブレーキ用流路と、第２のブレーキ用流路に設けられ、少なくともエンジンの停止時に閉状態となり、少なくともエンジンの始動時に開状態となる第２の弁と、を備える。

このようなブレーキシステムにおいては、第１の弁が、エンジンの始動時に開状態となることで、油圧ポンプから作動油クーラへ作動油を供給する。従って、仮に運転始動時に第１のアキュムレータの圧力が低下していた場合であっても、油圧ポンプからの作動油は、第１のアキュムレータへ向かうことなく、作動油クーラへ供給される。このため、エンジンの始動時に圧力の低下した第１のアキュムレータへ作動油を供給することが回避されるため、エンジンの負荷を低減できる。その一方、第２のアキュムレータとブレーキバルブとを接続する第２のブレーキ用流路には、第２の弁が設けられている。この第２の弁は、少なくともエンジンの停止時に閉状態となるため、エンジン停止中に第２のアキュムレータの作動油がブレーキバルブ側へリークすることで、圧力が低下することが抑制される。第２のアキュムレータのエンジン停止中の圧力低下が抑制された状態にて、第２の弁は、少なくともエンジンの始動時に開状態となる。このため、エンジンの始動時には、第２のアキュムレータが、十分な圧力にてブレーキバルブへ作動油を供給することができる。そのため、エンジンの始動直後において、第１のアキュムレータの圧力が低下しており、且つ、油圧ポンプからの作動油の供給を遅らせた状態であっても、第２のアキュムレータにより十分なブレーキ性能を確保することができる。以上により、エンジンの始動時におけるエンジンの負荷を低減することができる。

第１の弁は、エンジンが始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わってよい。これにより、油圧ポンプは、安定した状態で作動油を供給可能となった状態にて、第１のアキュムレータへ作動油を供給することができる。

第２の弁は、エンジンが停止したタイミングで開状態から閉状態へ切り替わってよい。この場合、エンジンが運転している状態では、第２のアキュムレータがブレーキバルブへ作動油を供給することが可能となる。そのため、エンジンの通常運転時には、第１のアキュムレータ及び第２のアキュムレータの両方が、作動油をブレーキバルブへ供給することができる。この場合、ブレーキバルブに対するアキュムレータの容量を実質的に増加させることができる。このため、油圧ポンプが、第１のアキュムレータ及び第２のアキュムレータへ作動油を供給する回数を低減することができる。

ブレーキシステムは、作動油を貯留するタンクの温度を検出する温度検出部を更に備えてよい。気温が低いとき、タンク中の作動油の粘度が高くなる。このとき、エンジンの始動時にエンジンにかかる負荷が大きくなると、作動油が流れにくくなってエンジンがかかりにくくなる。そのため、温度検出部でタンクの作動油の温度を検出することで、作動油の温度に応じて、第１の弁の開閉制御の態様を調整することが可能となる。

本発明によれば、エンジンの始動時におけるエンジンの負荷を低減することができる。

本発明の実施形態に係る産業車両のブレーキシステムを示す概略構成図である。 本発明の変形例に係る産業車両のブレーキシステムを示す概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る産業車両のブレーキシステムを示す概略構成図である。図１において、本実施形態のブレーキシステム１は、産業車両であるフォークリフト２に搭載されている。フォークリフト２は、エンジン３と、このエンジン３の出力軸に連結された駆動装置４とを具備している。

ブレーキシステム１は、ブレーキペダル６と、湿式ブレーキユニット７と、油圧ポンプ８と、チャージバルブ９と、作動油クーラ１１と、ブレーキバルブ１２と、第１のアキュムレータ２１と、第２のアキュムレータ２２と、第１の電磁弁２３（第１の弁）と、第２の電磁弁２４（第２の弁）と、を備えている。

ブレーキペダル６は、作業者により操作されるブレーキ操作部である。ブレーキペダル６には、当該ブレーキペダルの操作によってＯＮとなるペダルスイッチ６ａが設けられる。ブレーキペダル６の操作によって、ブレーキバルブ１２の開閉が切り替えられる。

湿式ブレーキユニット７は、フォークリフト２の車輪（図示せず）を制動させる湿式ブレーキディスクと、この湿式ブレーキディスクを作動させるブレーキピストンとを有している。ブレーキピストンは、流路Ｌ１を介してブレーキバルブ１２と接続される。ブレーキピストンは、ブレーキバルブ１２及び流路Ｌ１を介して、第１のアキュムレータ２１及び第２のアキュムレータ２２から供給される作動油により駆動される。

油圧ポンプ８は、エンジン３により駆動装置４を介して駆動される。油圧ポンプ８は、流路Ｌ２を介してオイルタンク１６内に貯留された作動油を吸い込んで吐出する。油圧ポンプ８は、流路Ｌ３，Ｌ４を介してチャージバルブ９と接続されている。

チャージバルブ９は、油圧ポンプ８、作動油クーラ１１、及び第１のアキュムレータ２１間に配置されている。チャージバルブ９は、油圧ポンプ８からの作動油の供給先を、第１のアキュムレータ２１と作動油クーラ１１との間で切り替える切替バルブである。チャージバルブ９は、流路Ｌ６，Ｌ７を介して第１のアキュムレータ２１と接続されている。チャージバルブ９は、流路Ｌ８，Ｌ９を介して作動油クーラ１１と接続されている。

作動油クーラ１１は、油圧ポンプ８から吐出される作動油を冷却する。作動油クーラ１１は、冷却用流路Ｌ１０と接続されている。冷却用流路Ｌ１０は、作動油クーラ１１により冷却された作動油を湿式ブレーキユニット７に供給することにより、湿式ブレーキユニット７を冷却する流路である。冷却用流路Ｌ１０は、湿式ブレーキユニット７を冷却した後の作動油をオイルタンク１６へ戻す。

ブレーキバルブ１２は、第１のアキュムレータ２１と湿式ブレーキユニット７との間に配置されている。ブレーキバルブ１２は、ブレーキペダル６の操作に応じて、湿式ブレーキユニット７に供給される作動油を制御する。ブレーキバルブ１２は、ブレーキペダル６の操作量に応じて湿式ブレーキユニット７のブレーキピストンに供給される作動油の流量を調整する。

ブレーキバルブ１２は、流路Ｌ１１，Ｌ７を介して第１のアキュムレータ２１と接続されている。流路Ｌ１１は、分岐点Ｐ１にて、流路Ｌ６，Ｌ７と接続されている。流路Ｌ１１には、逆止弁１７が設けられている。逆止弁１７は、第１のアキュムレータ２１からブレーキバルブ１２へ向かう作動油の流れを許容し、ブレーキバルブ１２から第１のアキュムレータ２１へ向かう作動油の流れを許容しない。流路Ｌ１１，Ｌ７によって、第１のアキュムレータ２１とブレーキバルブ１２とを接続する第１のブレーキ用流路Ｌ２０が構成される。

また、ブレーキバルブ１２は、第２のブレーキ用流路Ｌ１２を介して第２のアキュムレータ２２と接続されている。第２のブレーキ用流路Ｌ１２は、第２のアキュムレータ２２とブレーキバルブ１２とを接続する流路である。ブレーキバルブ１２内では、流路Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２が、分岐点Ｐ２にて互いに接続されている。なお、ブレーキバルブ１２は、流路Ｌ１３を介してオイルタンク１６へ作動油を戻す。

第１のアキュムレータ２１は、油圧ポンプ８から吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブ１２へ供給する。第１のアキュムレータ２１が所定の圧力以下になると、油圧ポンプ８からの作動油が、チャージバルブ１３及び流路Ｌ３，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ７を介して第１のアキュムレータ２１へ供給されて蓄圧される。また、第１のアキュムレータ２１は、ブレーキペダル６の操作に基づき、ブレーキバルブ１２及び流路Ｌ７，Ｌ１１，Ｌ１を介して湿式ブレーキユニット７へ作動油を供給する。

第２のアキュムレータ２２は、油圧ポンプ８から吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブ１２へ供給する。第２のアキュムレータ２２は、通常運転時に加え、エンジン３の始動直後においても、湿式ブレーキユニット７へ作動油を供給可能である。第２のアキュムレータ２２が所定の圧力以下になると、油圧ポンプ８からの作動油が、チャージバルブ１３及び流路Ｌ３，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ１１，Ｌ１２を介して第２のアキュムレータ２２へ供給されて蓄圧される。また、第２のアキュムレータ２２は、ブレーキペダル６の操作に基づき、ブレーキバルブ１２及び流路Ｌ１２，Ｌ１を介して湿式ブレーキユニット７へ作動油を供給する。

第１の電磁弁２３は、エンジン３の始動時に開状態となることで、第１のアキュムレータ２１をバイパスして油圧ポンプ８から作動油クーラ１１へ作動油を供給する弁である。第１の電磁弁２３は、通常運転時においては閉状態となる。第１の電磁弁２３は、エンジン３が始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わる。第１の電磁弁２３は、油圧ポンプ８とチャージバルブ１３との間に接続されると共に、チャージバルブ１３と作動油クーラ１１との間に接続される。具体的には、バイパス流路Ｌ１４は、分岐点Ｐ３にて流路Ｌ３，Ｌ４と接続されており、分岐点Ｐ４にて流路Ｌ８，Ｌ９と接続されている。そして、第１の電磁弁２３は、バイパス流路Ｌ１４に設けられている。

第２の電磁弁２４は、第２のブレーキ用流路Ｌ１２に設けられる。また、第２の電磁弁２４は、少なくともエンジンの停止時に閉状態となり、少なくともエンジンの始動時に開状態となる。第２の電磁弁２４は、エンジン３が停止したタイミングで開状態から閉状態へ切り替わる。

コントローラ４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ４０は、エンジン３を制御する制御部を構成する。コントローラ４０は、ブレーキペダル６のペダルスイッチ６ａ、及びキースイッチ１４と電気的に接続されている。これにより、コントローラ４０は、ペダルスイッチ６ａ及びキースイッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ状態を検知する。コントローラ４０は、第１の電磁弁２３及び第２の電磁弁２４と電気的に接続されている。これにより、コントローラ４０は、第１の電磁弁２３及び第２の電磁弁２４の開閉状態を切り替える。

次に、ブレーキシステム１における作動油の流れについて説明する。まず、通常運転時における作動油の流れについて説明する。この状態では、コントローラ４０は、第１の電磁弁２３を閉状態とし、第２の電磁弁２４を開状態とする。第１のアキュムレータ２１及び第２のアキュムレータ２２の圧力が所定の圧力以下である場合、チャージバルブ１３は、油圧ポンプ８からの作動油を第１のアキュムレータ２１側へ供給する。これにより、油圧ポンプ８からの作動油は、流路Ｌ４，Ｌ６，Ｌ７を介して第１のアキュムレータ２１に蓄圧される。また、分岐点Ｐ１で分岐した作動油は、流路Ｌ１１，Ｌ１２を介して第２のアキュムレータ２２へ蓄圧される。

第１のアキュムレータ２１及び第２のアキュムレータ２２が所定の圧力まで蓄圧された後では、チャージバルブ１３は、油圧ポンプ８からの作動油を作動油クーラ１１側へ供給する。これにより、油圧ポンプ８からの作動油は、流路Ｌ３，Ｌ４，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０を介して湿式ブレーキユニット７へ流れる。その一方、ブレーキペダル６の操作が行われた場合、第１のアキュムレータ２１に蓄圧された作動油が流路Ｌ７，Ｌ１１，Ｌ１を介して湿式ブレーキユニット７に供給されると共に、第２のアキュムレータ２２に蓄圧された作動油が流路Ｌ１２，Ｌ１を介して湿式ブレーキユニット７に供給される。

次に、キースイッチ１４がＯＦＦとされ、エンジン３が停止する際のブレーキシステム１の動作について説明する。キースイッチ１４がＯＦＦとされると、コントローラ４０は、第２の電磁弁２４を開状態から閉状態へ切り替える。このとき、コントローラ４０は、第１の電磁弁２３の閉状態を維持してもよいし、開状態としてもよい。第２の電磁弁２４が閉状態となることで、第２のアキュムレータ２２の作動油がブレーキバルブ１２側へリークすることが防止される。一方、第１のアキュムレータ２１とブレーキバルブ１２との間は弁などで閉状態となっていないため、エンジンの停止中にブレーキペダル６が操作された場合には、第１のアキュムレータ２１は、ブレーキバルブ１２を介して湿式ブレーキユニット７に作動油を供給する。

次に、キースイッチ１４がＯＮとされ、エンジン３が始動する際のブレーキシステム１の動作について説明する。キースイッチ１４がＯＮとされると、コントローラ４０は、第１の電磁弁２３を閉状態から開状態とする。ただし、エンジン３の停止中に第１の電磁弁２３が開状態となっていた場合は、コントローラ４０は、第１の電磁弁２３の開状態を維持する。これにより、チャージバルブ１３が第１のアキュムレータ２１側に開となっていた場合でも、油圧ポンプ８からの作動油は、チャージバルブ１３及び第１のアキュムレータ２１をバイパスして、作動油クーラ１１へ流れる。具体的には、作動油は、流路Ｌ３，Ｌ１４，Ｌ９，Ｌ１０を介して湿式ブレーキユニット７へ流れてオイルタンク１６へ戻される。また、キースイッチ１４がＯＮとされると、コントローラ４０は、第１の電磁弁２３を閉状態から開状態とする。これにより、エンジン３の始動直後から、第２のアキュムレータ２２は、ブレーキバルブ１２へ作動油を供給可能な状態となる。

コントローラ４０は、エンジン３が始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ第１の電磁弁２３を切り替える。これにより、エンジン３の回転数が安定して、作動油の粘度によらず第１のアキュムレータ２１へ油圧ポンプ８から作動油を供給可能となったら、作動油は、チャージバルブ１３を介して第１のアキュムレータ２１へ供給される。

次に、本実施形態に係るブレーキシステム１の作用・効果について説明する。

ブレーキシステム１においては、第１の電磁弁２３が、エンジン３の始動時に開状態となることで、油圧ポンプ８から作動油クーラ１１へ作動油を供給する。従って、仮に運転始動時に第１のアキュムレータ２１の圧力が低下していた場合であっても、油圧ポンプ８からの作動油は、第１のアキュムレータ２１へ向かうことなく、作動油クーラ１１へ供給される。このため、エンジン３の始動時に圧力の低下した第１のアキュムレータ２１へ作動油を供給することが回避されるため、エンジン３の負荷を低減できる。その一方、第２のアキュムレータ２２とブレーキバルブ１２とを接続する第２のブレーキ用流路Ｌ１２には、第２の電磁弁２４が設けられている。この第２の電磁弁２４は、少なくともエンジン３の停止時に閉状態となるため、エンジン停止中に第２のアキュムレータ２２の作動油がブレーキバルブ１２側へリークすることで、圧力が低下することが抑制される。第２のアキュムレータ２２のエンジン停止中の圧力低下が抑制された状態にて、第２の電磁弁２４は、少なくともエンジン３の始動時に開状態となる。このため、エンジン３の始動時には、第２のアキュムレータ２２が、十分な圧力にてブレーキバルブ１２へ作動油を供給することができる。そのため、エンジン３の始動直後において、第１のアキュムレータ２１の圧力が低下しており、且つ、油圧ポンプ８からの作動油の供給を遅らせた状態であっても、第２のアキュムレータ２２により十分なブレーキ性能を確保することができる。以上により、エンジン３の始動時におけるエンジン３の負荷を低減することができる。

第１の電磁弁２３は、エンジン３が始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わる。これにより、油圧ポンプ８は、安定した状態で作動油を供給可能となった状態にて、第１のアキュムレータ２１へ作動油を供給することができる。

第２の電磁弁２４は、エンジン３が停止したタイミングで開状態から閉状態へ切り替わる。この場合、エンジン３が運転している状態では、第２のアキュムレータ２２がブレーキバルブ１２へ作動油を供給することが可能となる。そのため、エンジン３の通常運転時には、第１のアキュムレータ２１及び第２のアキュムレータ２２の両方が、作動油をブレーキバルブ１２へ供給することができる。この場合、ブレーキバルブ１２に対するアキュムレータの容量を実質的に増加させることができる。このため、油圧ポンプ８が、第１のアキュムレータ２１及び第２のアキュムレータ２２へ作動油を供給する回数を低減することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、図２に示すように、ブレーキシステム１は、作動油を貯留するオイルタンク１６の温度を検出する温度センサ（温度検出部）を更に備えてよい。気温が低いとき、オイルタンク１６中の作動油の粘度が高くなる。このとき、エンジン３の始動時にエンジン３にかかる負荷が大きくなると、作動油が流れにくくなってエンジン３がかかりにくくなる。そのため、温度センサ５０でオイルタンク１６の作動油の温度を検出することで、作動油の温度に応じて、第１の電磁弁２３の開閉制御の態様を調整することが可能となる。例えば、作動油の温度が所定の温度よりも高く、十分な粘度を有しているときは、エンジン３の始動時に油圧ポンプ８から第１のアキュムレータ２１に作動油を供給しても、エンジンがかかりにくくなることは回避できる。従って、温度センサ５０によって検出される温度が閾値以上の場合、コントローラ４０は、エンジン３の始動時に第１の電磁弁２３を開状態とする制御を行わなくてよい。一方、温度センサ５０によって検出される温度が閾値より低い場合、コントローラ４０は、エンジン３の始動時に第１の電磁弁２３を開状態とする制御を行う。

第１の電磁弁２３及び第２の電磁弁２４の開閉状態を切り替えるタイミングは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。例えば、エンジン３の始動後に回転数が安定した後、エンジン３の通常運転時には第２の電磁弁２４を閉状態としてもよい。この場合、エンジン３の通常運転時には第１のアキュムレータ２１のみがブレーキバルブ１２へ作動油を供給する。また、エンジン３の始動時に第１の電磁弁２３を開状態とした後、どのようなタイミングで閉状態とするかは特に限定されず、例えば、エンジン３の回転数によらずにキースイッチ１４をＯＮとして所定時間が経過した後に閉状態としてもよい。

また、上記実施形態のブレーキシステム１は、フォークリフト２に搭載されているが、本発明は、駆動源としてのエンジンが具備されていれば、フォークリフト以外の産業車両にも適用可能である。

１…ブレーキシステム、２…フォークリフト（産業車両）、３…エンジン、６…ブレーキペダル（ブレーキ操作部）、７…湿式ブレーキユニット（ブレーキユニット）、８…油圧ポンプ、１１…作動油クーラ、１２…ブレーキバルブ、２１…第１のアキュムレータ、２２…第２のアキュムレータ、２３…第１の電磁弁（第１の弁）、２４…第２の電磁弁（第２の弁）、５０…温度センサ（温度検出部）、Ｌ１０…冷却用流路、Ｌ１２…第２のブレーキ用流路、Ｌ２０…第１のブレーキ用流路。

Claims (4)

1. ブレーキ操作部と、
   作動油により駆動されるブレーキユニットと、
   エンジンにより駆動され、作動油を吐出する油圧ポンプと、
   前記ブレーキ操作部の操作に応じて前記ブレーキユニットに供給される作動油を制御するブレーキバルブと、
   前記油圧ポンプから吐出される作動油を冷却する作動油クーラと、
   前記作動油クーラにより冷却された作動油を前記ブレーキユニットに供給することにより、前記ブレーキユニットを冷却する冷却用流路と、
   前記油圧ポンプから吐出される前記作動油を蓄圧し、前記作動油を前記ブレーキバルブへ供給する第１のアキュムレータと、
   前記第１のアキュムレータと前記ブレーキバルブとを接続する第１のブレーキ用流路と、
   前記エンジンの始動時に開状態となることで、前記油圧ポンプから前記作動油クーラへ前記作動油を供給する第１の弁と、
   前記油圧ポンプから吐出される前記作動油を蓄圧し、前記作動油を前記ブレーキバルブへ供給する第２のアキュムレータと、
   前記第２のアキュムレータと前記ブレーキバルブとを接続する第２のブレーキ用流路と、
   前記第２のブレーキ用流路に設けられ、少なくとも前記エンジンの停止時に閉状態となり、少なくとも前記エンジンの始動時に開状態となる第２の弁と、を備える産業車両のブレーキシステム。
2. 前記第１の弁は、前記エンジンが始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わる、請求項１に記載の産業車両のブレーキシステム。
3. 前記第２の弁は、前記エンジンが停止したタイミングで前記開状態から前記閉状態へ切り替わる、請求項１又は２に記載の産業車両のブレーキシステム。
4. 前記作動油を貯留するタンクの温度を検出する温度検出部を更に備える、請求項１～３の何れか一項に記載の産業車両のブレーキシステム。
   

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