JPH07195903A - 複輪式駆動車軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外輪を内輪に対して切断および接続させて必
要にして十分な駆動力および制動力を得る。 【構成】 本体４１が直進のときステアリングハンドル
４８は中立位置にあり、軽負荷時には油圧センサ７５か
らの出力信号および角度センサ７４からの出力信号によ
りクラッチピストン７０がクラッチ板６９を押圧する。
内輪用ハブ５１と外輪用ハブ５２とが同期して回転す
る。重負荷時にステアリングハンドル４８を換向して本
体４１を旋回させると、油圧センサ７５からの出力信号
および角度センサ７４からの出力信号によりクラッチピ
ストン７０がクラッチ板６９から離間する。内輪４６が
主導して本体４１が換向され、外輪４７はスリップしな
い回転数で回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォークリフト等の荷
役車両において、駆動車軸に複数の車輪が取付けられた
駆動車軸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォークリフト等の荷役車両は、
フォーク等が車両の外側に張り出したカウンタバランス
タイプであるため、荷役作業が行いやすく重宝がられて
いる。そのために次の要件を満たすようにされている。

【０００３】（１）前輪（駆動輪）は極力小径にし、オ
ーバーハングを短くする。

【０００４】（２）全負荷時（最大荷重の荷物が乗って
いる状態）に荷重と自重との合計の約９０％の高負荷を
前輪に受けても走行できる。

【０００５】（３）自重は荷重より大きく、無負荷時
（荷物が乗っていない状態）は前輪および後輪に自重の
約半分ずつの荷重がかかる。

【０００６】（４）稼働率の高い場合には加速性が要求
されるので、エンジン式においては、登板能力を無負荷
時１／４（スリップ限界）、全負荷時１／５程度にする
（実際には登板を伴う作業は少ない）。

【０００７】そして、近年は作業効率、耐久性向上のた
め、作業場の路面は改良され、高圧タイヤを使用してい
るとはいえ、トルクコンバータを使用しているので、タ
イヤの粘着係数を０．６以上確保でき、スリップしない
発進、十分な制動能力を発揮するようになっている。

【０００８】これらを、最大荷重１５ｔ、自重２３ｔの
フォークリフトについてまとめると、下記のようにな
る。

【０００９】前輪に加わる荷重は、無負荷時１１．５
ｔ、全負荷時３４ｔ。後輪に加わる荷重は、無負荷時１
１．５ｔ、全負荷時４ｔ。舗装路面上のタイヤ粘着係数
をμ＝０．６とすると、スリップ限界は、無負荷時６．
９ｔ、全負荷時２０．４ｔとなる。

【００１０】また、最大けん引力（ストール時）は、１
０．３ｔあるが、無負荷時はスリップし、全負荷時はエ
ンジンの出力に制限されてスリップ限界の半分である。

【００１１】そして、上記要件を満たすために、特に大
型のフォークリフトでは、前輪を複輪式（４輪あるいは
６輪）にして、オーバーハングを短くするとともに、前
後輪のサイズを共通にしてタイヤ交換等のサービス性を
よくしている。実開昭５６−１６３００１号公報では、
図５の如く、前輪１が６輪式とされたフォークリフトが
開示されている。このフォークリフトは、エンジンから
の駆動力がデファレンシャル２を介して駆動車軸３に伝
達され、該駆動車軸３の両端に取付けられた車輪用ハブ
４が回転する。そして、両側の車輪用ハブ４には内側か
ら内輪５、中間輪６、最外輪７の順に３個ずつ合計６個
の車輪が取付けられており、駆動車軸３により６個の車
輪を同期して回転させる。フォークリフトの換向は、後
輪を換向させて行う。なお、図５中、８はベアリング、
９はブレーキ、１０はプラネタリ式減速装置、１１は車
軸管である。

【００１２】一般にフォークリフトは、小旋回できるよ
うに後輪の換向角度を大きくしているため、換向時に生
じる前輪１の左右車輪の回転差が大きくなるが、この左
右車輪の回転差はデファレンシャル２により吸収してス
リップするのを避けている。しかし、このとき車輪用ハ
ブ４に取付けられた個々の車輪５，６，７を見ると、そ
れぞれの車輪５，６，７に回転差が求められ、特に内側
の内外輪５，７は、中間輪６に対して求められる回転差
が大きいと同回転する。路面に対してスリップすること
になる。

【００１３】このスリップ発生について、図６に示す前
輪４輪式フォークリフトに基づいて説明すると、まず、
フォークリフト本体２０を左側に換向させると、換向側
である左側の車輪用ハブ２１の外輪２１ａの旋回半径ｒ
_ｉｉが、内輪２１ｂの旋回半径ｒ_ｉｏよりも小さくな
り、外輪２１ａの移動距離が短くなるので、同回転する
内外輪２１ａ，２１ｂはそれぞれスリップせざるを得な
くなる。また、右側の車輪用ハブ２２においても、外輪
２２ａの旋回半径ｒ_ｏｏは、内輪２２ｂの旋回半径ｒ
_ｏｉよりも大きくなり、外輪２２ａの移動距離が長くな
るので、同回転する内外輪２２ａ，２２ｂもスリップし
ながら回転することとなる。特にコンクリート路面で走
行することの多い作業で使用したり、また、全負荷時に
換向が多い場合は各車輪の接地面積が拡がるので、車輪
の摩耗が早くなってしまう。なお、図６中、２３は後
輪、２４はフォークである。

【００１４】このことは前輪６輪式のフォークリフトに
おいても同様で、特に最外輪７の摩耗が大きくなる。そ
こで、この最外輪７の摩耗を防止するために、実開昭５
３−７２３０４号公報では、図７の如く、６輪式フォー
クリフトの前輪３０の最外輪３１を、駆動車軸３２に対
して空回りするよう取付けられた遊動輪式のフォークリ
フトが開示されている。このフォークリフトは、駆動車
軸３２の両端に内輪３３および中間輪３４を備えた車輪
用ハブ３５が回転自在に取付けられ、その先端に取付け
られた延長筒３６にベアリング３７を介して最外輪３１
が回転自在に取付けられている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記遊
輪式フォークリフトでは、換向時における最外輪３１の
スリップがなくなって車輪の摩耗は防止できるが、直進
時における車輪の駆動力および制動力は、車輪が６輪で
あるにも拘わらず４輪で駆動および制動が行われるの
で、２／３の力しか発揮できないといった問題がある。
また、前輪４輪式フォークリフトに採用すると、１／２
の駆動力および制動力になってしまう。

【００１６】しかも、前輪６輪式および４輪式フォーク
リフトは、大きな荷重を積載する目的で大型のフォーク
リフトに採用されているので、十分な駆動力、制動力が
発揮できないと、積載荷重を少なくしなければならなく
なる。したがって、駆動および制動に関係のない最外輪
３１を設けている分だけ、フォークリフト本体が無駄に
大きいものとなっていた。

【００１７】本発明は、上記に鑑み、遊動外輪を内輪に
対して断続させて駆動力および制動力を十分に発揮する
とともに車輪の摩耗を防止する複輪式駆動車軸の提供を
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、駆動車軸５０に、内輪用ハブ５１と外輪用ハブ５
２とが取付けられ、あるいは内輪用ハブ５１に外輪用ハ
ブ５２が回転自在に外嵌され、前記駆動車軸５０に対し
て前記外輪用ハブ５２を、あるいは前記内輪用ハブ５１
に対して前記外輪用ハブ５２を切り離しあるいは接続さ
せる断続手段であるクラッチ６７と、換向角度と負荷重
量に応じてクラッチ６７を作動させるクラッチ制御手段
６８とが設けられたものである。

【００１９】

【作用】上記課題解決手段において、軽負荷でステアリ
ングハンドル４８が中立位置にあるとき、クラッチ制御
手段６８によってクラッチ６７が作動され、内輪用ハブ
５１と外輪用ハブ５２とが接続される。そして、駆動車
軸５０により内輪用ハブ５１と外輪用ハブ５２とが同期
して回転駆動され、十分な駆動力が得られる。

【００２０】そして、ある程度以上の負荷時に限り、ス
テアリングハンドル４８を換向させてある角度に達する
と、クラッチ制御手段６８によってクラッチ６７が作動
されて内輪用ハブ５１と外輪用ハブ５２とが切り離され
る。したがって、駆動車軸５０によって内輪用ハブ５１
だけ回転駆動され、外輪用ハブ５２はスリップしない回
転数で回転する。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例における複輪式駆動
車軸装置の断面図、図２は本実施例の前輪４輪式フォー
クリフトの斜視図、図３は駆動車軸装置のクラッチ制御
手段の構成図である。

【００２２】本実施例の前輪４輪式フォークリフトは、
図２の如く、フォークリフト本体４１の下部に配された
前輪４２および後輪４３と、本体４１の前部に立設され
たマスト４４と、該マスト４４に昇降自在に支持された
フォーク４５と、該フォーク４５を昇降させるリフトシ
リンダ４５ａとを備えている。

【００２３】前記前輪４２は、左右に内輪４６および外
輪４７の２個ずつの車輪を有しており、エンジンからの
駆動力により駆動車軸装置を介して回転駆動される。前
記後輪４３は、左右に１個ずつの車輪を有しており、ス
テアリングハンドル４８を回転することによって換向さ
れて本体４１を旋回させる。

【００２４】前記駆動車軸装置は、図１の如く、本体４
１の下部に取付けられた車軸管４９と、該車軸管４９内
に挿通され回転自在に支持された駆動車軸５０と、前記
車軸管４９に回転自在に外嵌された内輪用ハブ５１と、
該内輪用ハブ５１に回転自在に外嵌された外輪用ハブ５
２とを備えている。

【００２５】前記駆動車軸５０は、車軸管４９の本体中
央部分に内装された図示しないデファレンシャルに連結
されており、該デファレンシャルを介してエンジンから
の駆動力により回転される。駆動車軸５０の先端には、
駆動車軸５０の回転を減速させて前記内輪用ハブ５１に
伝達する減速装置５３が設けられている。

【００２６】該減速装置５３は、プラネタリ式減速装置
で、駆動車軸５０の先端に固定された駆動ギア５４と、
内輪用ハブ５１に固定された内歯ギア５５と、前記駆動
ギア５４と内歯ギア５５との間に噛合された遊星ギア５
６とからなる。該遊星ギア５６は、車軸管４９に嵌合固
定された延長筒５７の支軸５８に回転自在に支持され、
前記駆動ギア５４からの回転駆動力を前記内歯ギア５５
へ伝達する。

【００２７】前記内輪用ハブ５１は、その外周が外側へ
向かうほど小径となる段々状の円筒形に形成され、前記
車軸管４９にベアリング５９を介して回転自在に外嵌さ
れている。内輪用ハブ５１の外端面には前記内歯ギア５
５がボルト６０により締結されている。また、大径部の
外周にはリム６１に装着された内輪４６が固定され、リ
ム６１の内面側にはブレーキ６２が介装されている。そ
して、内輪用ハブ５１の小径部の外周には、前記外輪用
ハブ５２がベアリング６３を介して回転自在に外嵌され
ている。

【００２８】前記外輪用ハブ５２は、その内側端に段状
の鍔部６４が形成されており、該鍔部６４が内輪用ハブ
５１の中径部の外周面にベアリング６５を介して回転自
在に配置され、内輪用ハブ５１に対して空回りする。外
輪用ハブ５２の外周にはリム６６に装着された外輪４７
が固定されている。

【００２９】そして、本実施例では、前記内輪用ハブ５
１に対して外輪用ハブ５２を切り離しあるいは接続させ
るクラッチ６７と、換向角度と負荷重量に応じてクラッ
チ６７を作動させるクラッチ制御手段６８とが設けられ
ている。

【００３０】前記クラッチ６７は、油圧式クラッチとさ
れ、外輪用ハブ５２の鍔部６４の内側に装着されたクラ
ッチ板６９と、内輪用ハブ５１の中径部に埋設されクラ
ッチ板６９を押圧するクラッチピストン７０と、該クラ
ッチピストン７０をクラッチ板６９から離間させる方向
へ付勢するコイルバネ７１とから構成されている。そし
て、車軸管４９および内輪用ハブ５１には、本体４１か
らクラッチ６７へ至る油供給路７２が形成されており、
本体４１の油圧ポンプ７３からの圧油が油供給路７２を
介してクラッチ６７に供給され、クラッチピストン７０
がクラッチ板６９に離接自在に移動する。

【００３１】前記クラッチ制御手段６８は、負荷重量が
ある重量を越えたときに限り、本体換向時のステアリン
グハンドル４８の切れ角に応じてクラッチ６７を作動さ
せるもので、図３の如く、ステアリングハンドル４８の
切れ角を検出する角度センサ７４と、前記リフトシリン
ダ４５ａの油圧を検出する油圧センサ７５と、前記角度
センサ７４および前記油圧センサ７５の出力信号に基づ
いてクラッチ６７を制御するコントロール部７６と、該
コントロール部７６によってクラッチ６７へ圧油を供給
する油圧ポンプ７３とからなる。なお、図３中、７７は
エンジン、７８はポンプ、７９はバルブ、８０はタンク
である。

【００３２】前記角度センサ７４は、ステアリングハン
ドル軸４８ａに固定されたプーリ８１にチェーン８２を
介して連結されたセンサプーリ８３と、該センサプーリ
８３の回転を検出するセンサ本体８４とを備えている。
センサ本体８４内には、センサプーリ８３のセンサ軸８
５の回転を電磁コイル等を使用して電圧変化により回転
位置を検出する一般的な回転位置センサが内装されてい
る。また、前記油圧センサ７５は、リフトシリンダ４５
ａの油圧の変化を電圧の変化に変換させるものである。

【００３３】前記コントロール部７６は、前記角度セン
サ７４と油圧センサ７５からの出力信号に応じてソレノ
イドバルブ等を作動させる電気回路８６と、ソレノイド
バルブ等の作動により油圧ポンプ７３からクラッチ６７
へ圧油供給を行う油圧回路８７とから構成されている。
そして、図４の如く、駆動力、制動力を十分に発揮でき
る駆動車軸負荷になるリフトシリンダ油圧Ｐｏに達した
場合で、ステアリングハンドル４８の切れ角が一定値θ
ｏ以上になると角度センサ７４の電圧がＳｏ以上とな
り、コントロール部７６へ出力信号が送られ、ソレノイ
ドバルブが切換えられてクラッチ６７が切り離される。
また、角度センサ７４の電圧がＳｏ以下のときは、ステ
アリングハンドル４８が中立位置状態と判断されてクラ
ッチ６７が接続される。なお、図４において、θｅは、
ステアリングハンドル４８を一杯に切った時の切れ角
で、このとき得られるセンサ電圧はＳｍとなり、これ以
上の信号は得られない。

【００３４】上記構成において、エンジンからの駆動力
により駆動車軸５０が回転される。このとき、本体４１
を直進させるのであればステアリングハンドル４８は中
立位置にあるので、角度センサ７４の電圧はＳｏ以下と
なり、コントロール部７６ではその出力信号を受けてソ
レノイドバルブが切換えられ、油圧ポンプ７３からの圧
油がクラッチ６７へ供給されてクラッチピストン７０が
クラッチ板６９を押圧する。そして、内輪用ハブ５１と
外輪用ハブ５２とが同期して回転し、エンジンからの駆
動力が４輪すべてに伝達されて直進する。また、この直
進状態からブレーキ６２を掛けると、４輪すべてが制動
されて停止する。

【００３５】次に、駆動車軸に負荷重量が加わってリフ
トシリンダ油圧がＰｏ以上になったとき、車両の駆動
力、制動力を十分に発揮できる状態にある。そのとき、
ステアリングハンドル４８を換向して本体４１を旋回さ
せると、ステアリングハンドル４８の切れ角がθｏ以上
になり、角度センサ７４の電圧がＳｏ以上となる。その
出力信号をコントロール部７６が受けるとソレノイドバ
ルブが切換えられ、油圧ポンプ７３からクラッチ６７へ
の圧油供給が途絶えてクラッチピストン７０がクラッチ
板６９から離間する。そして、内輪４６の２輪が主導し
て本体４１が換向され、外輪４７はスリップしない回転
数に変化する。本体４１が左旋回の場合、右側の外輪４
７は内輪４６より速く回転し、左側の外輪４７は内輪４
６より遅く回転する。

【００３６】このように、内輪用ハブ５１と外輪用ハブ
５２とをクラッチ６７により断続させるので、クラッチ
６７を接続すると４輪すべてに駆動力が伝達され、クラ
ッチ６７を切り離すと外輪用ハブ５２が空回りする。そ
して、ステアリングハンドル４８の切れ角を検出してク
ラッチ６７を作動させるので、ステアリングハンドル４
８を換向させるだけの簡単な操作でクラッチ６７の断続
が行える。

【００３７】したがって、本体４１の直進あるいは換向
等の状況に応じて、外輪用ハブ５２に対して駆動力を与
えたり与えなかったりできるので、直進時には駆動力お
よび制動力が十分に発揮でき、重負荷時に限り、換向時
に外輪用ハブ５２がスリップしない回転数で回転して車
輪寿命の延命効果が向上する。

【００３８】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００３９】例えば、上記実施例では、外輪用ハブ５２
を内輪用ハブ５１に回転自在に取付け、内輪用ハブ５１
に対して切り離したりあるいは接続させたが、外輪用ハ
ブ５２を直接駆動車軸５０に回転自在に取付け、駆動車
軸５０に対して切り離しあるいは接続させるクラッチ等
の断続手段を設けてもよい。

【００４０】また、上記実施例では、前輪４輪式フォー
クリフトについて述べたが、前輪６輪式のフォークリフ
トでも適用できる。

【００４１】さらに、ステアリングハンドル４８の切れ
角の検出は、角度センサ７４を用いて回転位置を検出し
ていたが、リミットスイッチ等のオンオフスイッチを用
いてタイロッドの移動位置を検出してもよい。また、ク
ラッチ６７に油圧式クラッチを用いたが、電気式の電磁
クラッチ等でもよい。

【００４２】さらにまた、上記実施例では、ステアリン
グハンドル４８によって本体４１を旋回させるフォーク
リフトについて述べたが、レバーによって左右の駆動輪
の回転数を可変して本体を旋回させる車両でもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、駆動車軸と外輪用ハブとを断続手段により切り
離しあるいは接続させるので、接続時には内輪用ハブと
外輪用ハブとに駆動力が伝達され、切断時には外輪用ハ
ブが空回りする。そして、本体の直進あるいは換向等の
状況に応じて、クラッチを断続させて外輪用ハブに対し
て駆動力を与えたり与えなかったりできる。

【００４４】したがって、直進時および軽負荷での換向
は駆動力および制動力が十分に発揮でき、重負荷換向時
には外輪用ハブのスリップが防止されて車輪寿命の延命
効果が向上するといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における複輪式駆動車軸装置
の断面図

【図２】本実施例の前輪４輪式フォークリフトの斜視図

【図３】駆動車軸装置のクラッチ制御手段の構成図

【図４】（Ａ）はステアリングハンドル切れ角に対する
角度センサの出力特性を示す図、（Ｂ）は負荷重量に対
する油圧センサの出力特性を示す図

【図５】従来の前輪６輪式フォークリフトの駆動車軸装
置の断面図

【図６】従来の前輪４輪式フォークリフトの平面図

【図７】従来の遊動輪式フォークリフトの駆動車軸装置
の断面図

【符号の説明】

５０ 駆動車軸 ５１ 内輪用ハブ ５２ 外輪用ハブ ６７ クラッチ ６８ クラッチ制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動車軸に、内輪用ハブと外輪用ハブと
   が取付けられ、前記駆動車軸に対して前記外輪用ハブを
   切り離しあるいは接続させる断続手段が設けられたこと
   を特徴とする複輪式駆動車軸装置。
2. 【請求項２】 駆動車軸に内輪用ハブが取付けられ、該
   内輪用ハブに外輪用ハブが回転自在に外嵌され、前記内
   輪用ハブに対して前記外輪用ハブを断続させるクラッチ
   と、換向角度と負荷重量に応じて前記クラッチを作動さ
   せるクラッチ制御手段とが設けられたことを特徴とする
   複輪式駆動車軸装置。