JPH11147697A - 産業車両の車軸揺動角検出装置及び産業車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業車両において、走行輪を支持する車軸の
揺動角を精度よく検出する。 【解決手段】 フォークリフトの後輪１１を支持するリ
アアクスル１０は、車体フレーム１ａに対してセンタピ
ン１０ａを中心に上下方向に揺動可能に支持されてい
る。車体フレーム１ａにブラケット２９により支持され
たカバー３１には、ポテンショメータ２６が取付けられ
ている。ポテンショメータ２６の入力軸２６ａはリアア
クスル１０の上面に固定されたブラケット３５に対し、
リンク機構２７を介して連結されている。リンク機構２
７はブラケット３５に一端が連結された第１リンク３７
と、入力軸２６ａに一端が連結された第２リンク３８と
を備える。センタピン１０ａの中心Ｏから第１リンク３
７の固定端までの距離Ａと、第２リンク３８の腕の長さ
Ｂとの比はＡ／Ｂ≒４に設定されている。入力軸２６ａ
の回動角は、リアアクスル１０の変位角のＡ／Ｂ（約
４）倍に拡大される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行輪を支持する
車軸が車体に対して揺動可能に設けられた産業車両にお
いて、車軸の揺動角を検出する産業車両の車軸揺動角検
出装置及び産業車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォークリフト等の産業車両で
は、走行時における車体姿勢の安定を図るため、後輪を
支持する車軸が車体に対して揺動可能に取付けられてい
る。しかし、フォークリフトの旋回時には、遠心力によ
る横向きの力が働くため、車軸が揺動すると却って車体
を横方向に傾かせることになり、その走行安定性が低下
する。

【０００３】そこで、特開昭５８−２１１９０３号公報
には、フォークリフトに遠心力を検出する旋回検出手段
を設け、車両に働く遠心力の検出値が所定値以上になる
と、車軸を車軸固定機構にて固定する技術が開示されて
いる。このフォークリフトでは、車軸が旋回時に固定さ
れて車体の左右の傾きが小さく抑えられるため、安定な
車体姿勢で旋回することができる。

【０００４】また、特開昭５８−１６７２１５号公報に
は、フォークに積載された荷の荷重とフォークの揚高を
検出し、車両重心が高くなった高揚高・高荷重のとき
に、車軸固定機構を作動させて車軸を固定する技術が開
示されている。

【０００５】ところで、本願出願人は、車軸の揺動規制
装置を図１２に示すような簡単な構成にすることを提案
している。同図に示すように、左右の後輪９１を支持す
る車軸としてのリアアクスルビーム（以下、単にリアア
クスルという））９２はフレーム９３に対してセンタピ
ン９４を中心に回動可能に支持されている。リアアクス
ル９２とフレーム９３との間に油圧式のダンパ９５を介
装し、コントローラ（図示せず）により電磁弁９６のソ
レノイドを励消磁させて、ダンパ９５の伸縮動をロック
・アンロックに切替制御する。この構成によれば、ダン
パ９５を、リアアクスル９２のショックアブソーバ機能
と、リアアクスル９２のロック制御機能の両方の目的の
ために使用するので、部品の共通化が図られ、装置の構
造を簡単にすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、後輪９１の片
方が段差や突起などに乗り上げた状態で、例えばフォー
クを上昇させて高揚高・高荷重の荷役ロック条件が成立
すると、リアアクスル９２はフレーム９３に対して傾斜
した状態でロックされる。その後、段差や突起がなくな
るところまで移動したとき、リアアクスル９２が傾斜し
てロックされているため、後輪９１の片方が路面から浮
き上がった状態になる。つまり、荷の積載時は車両の前
後方向における重心が前輪寄りにあるため、乗り上げて
いた後輪９１がそのまま浮き上がった状態となり、前側
２輪と後側１輪の３点で車体は支持される。このような
後輪９１の片方が浮き上がった状態では、車体が不安定
で走行安定性が得られ難い。

【０００７】また、後輪９１の片方が浮き上がった状態
からリアアクスル９２のロックが解除されると、浮き上
がった後輪９１が路面に落下することになるため、大き
な衝撃が伴なうという問題があった。このような大きな
衝撃は荷崩れの原因にもなる。

【０００８】特開昭５８−１６７２１５号公報に開示さ
れた装置では、車体（フレーム）と車軸との隙間に左右
２つのブロックを挿入させて車軸を固定する機構であっ
た。このため、電磁弁がロック状態に作動されても、車
軸が車体に傾斜した状態ではブロックが挿入できず、車
軸が機械的に固定されないようになっていた。よって、
上記の問題が起こることはない。

【０００９】しかしながら、本願出願人が提案している
ダンパ９５を制御してリアアクスル９２のロック制御を
行う構成では、例えば高揚高・高荷重の荷役状態となっ
て電磁弁９６がロック状態に作動されれば、リアアクス
ル９２がフレーム９３に対して傾斜する状態でもリアア
クスル９２がロックされる。このため、上記の問題が発
生することになる。

【００１０】そこで、本願出願人は、車軸の揺動角を検
出し、高揚高・高荷重のときは車軸が傾斜していないと
きにだけリアアクスル９２をロックすることを提案して
いる。車軸の揺動角の検出方法としては、例えばセンタ
ピン９４にポテンショメータを設けるなどしてリアアク
スル９５の中心での回転を検出する構成が考えられる。
ところが、リアアクスルがフレームに対して揺動できる
角度範囲は非常に小さい（例えば５°以下）ため、この
ような検出方法では高い検出精度を得ることができな
い。

【００１１】また、フレーム９３に対するリアアクスル
９２の組付け位置には機台間でばらつきがある。このた
め、リアアクスル９２の揺動角の検出精度を高めるに
は、検出精度の高いセンサを使用したり、センサの組付
精度を高くする必要が生じる。このことは、検出精度の
高い高価なセンサを使用することを意味し、部品コスト
の上昇を招くとともに、センサの組付精度を高める必要
から組付作業を面倒なものにする。このため、比較的安
価なセンサを使用し、しかもリアアクスル９２の組付け
のばらつきも考慮せずにセンサなどの組付作業を簡単に
済ませられてリアアクスル９２の揺動角の検出精度を向
上できる揺動角検出装置が要望される。

【００１２】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、産業車両において、走
行輪を支持する車軸の揺動角を精度よく検出することが
できる産業車両の車軸揺動角検出装置及び産業車両を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明では、走行輪を支持する車軸が車
体に対して揺動可能に設けられた産業車両において、車
軸揺動角検出装置は、前記車体と前記車軸のいずれか一
方に前記車軸の揺動中心から所定距離を離した位置に支
持した検出器と、前記車体に対する車軸の揺動変位を回
転変位または直線変位に変換して前記検出器の入力軸に
出力する機構とを備えている。

【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記機構は、前記車軸の揺動変位を
その揺動中心における回動角が拡大された回転変位に変
換するリンク機構である。

【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記リンク機構は、前記車体または
前記車軸に対して一端が固定端として連結された第１リ
ンクと、前記検出器の入力軸に連結された第２リンクと
を備え、前記第２リンクの腕の長さに対する、前記車軸
の揺動中心から前記第１リンクの固定端までの距離の比
が、少なくとも「１」を超えるように設定されている。

【００１６】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３に記載の発明において、前記所定距離は、前記車
軸の揺動中心から前記走行輪までの距離の半分以上であ
る。請求項５に記載の発明では、産業車両には、請求項
１〜請求項４のいずれか一項に記載の前記車軸揺動角検
出装置が備えらている。

【００１７】（作用）従って、請求項１に記載の発明に
よれば、走行輪を支持する車軸が車体に対して揺動する
ことで、産業車両の車体姿勢が安定する。車体と車軸と
のいずれか一方に支持された検出器の入力軸には、車軸
の揺動変位が機構により変換された回転変位または直線
変位が入力される。揺動時の車軸の変位は、その揺動中
心から離れる部位ほど大きい。従って、車軸の揺動中心
における回動角が小さくても、車軸の揺動中心から所定
距離だけ離れた検出器には、車軸の揺動端寄りの変位が
変換された、車軸の揺動中心での回動角や変位に比べて
大きな変位が入力される。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、リンク機
構により車軸の揺動変位が回転変位に変換され、その回
転変位に変換された回動量だけ検出器の入力軸は回動す
る。入力軸の回動量（回動角）は、車軸の揺動中心にお
ける回動角が拡大された値となる。よって、検出器の位
置を単に車軸の揺動中心から所定距離を離しただけの構
成に比べ、その拡大倍率を高くすることが可能になる。
また、検出器としてポテンショメータ等の構造の簡単な
回転検出器を用いることが可能になる。

【００１９】請求項３に記載の発明によれば、検出器の
入力軸に連結された第２リンクの腕の長さに対する、車
軸の揺動中心から第１リンクの固定端までの距離の比
が、少なくとも「１」を超えるため、車軸の揺動中心に
おける回動角がリンク機構を介して拡大され、その拡大
された回転量だけ入力軸が回動する。

【００２０】請求項４に記載の発明によれば、検出器
は、車軸の揺動中心と走行輪までの距離の半分以上は揺
動中心から離れているので、検出器の入力軸に入力され
る変位を、車軸の揺動中心における回動角あるいは変位
に比べて大きくすることが可能になる。

【００２１】請求項５に記載の発明によれば、産業車両
には、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車軸
揺動角検出装置が備えらているため、請求項１〜請求項
４のいずれか一項に記載の発明と同様の作用が得られ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図１〜図８に従って説明す
る。

【００２３】本実施形態における産業車両としてのフォ
ークリフト１は、前輪駆動・後輪操舵の四輪車である。
図６に示すように、左右一対のアウタマスト２間に昇降
可能に設けられたインナマスト３には、その上部のスプ
ロケットに掛装されたチェーン（いずれも図示せず）を
介してフォーク４が昇降可能に吊下されている。アウタ
マスト２は車体としての車体フレーム１ａに対してティ
ルトシリンダ５を介して傾動可能に連結されている。イ
ンナマスト３の上端部にピストンロッド６ａを連結する
リフトシリンダ６が駆動されることにより、フォーク４
が昇降する。

【００２４】左右の前輪７はデフリングギア８（図４に
示す）及び変速機（図示せず）を介してエンジン９と作
動連結され、エンジン９の動力によって駆動される。図
４，図５に示すように、車体フレーム１ａの後下部に
は、車軸としてのリアアクスル１０が車幅方向へ延びた
状態でセンタピン１０ａを中心に上下方向に揺動（回
動）可能に支持されている。走行輪としての左右の後輪
１１は、リアアクスル１０に配設されたステアリングシ
リンダ（図示せず）の左右一対のピストンロッドに操向
可能に作動連結され、ハンドル１２の操作に基づいてス
テアリングシリンダが駆動されることにより操舵され
る。

【００２５】図５に示すように、車体フレーム１ａとリ
アアクスル１０との間には、１個の油圧式のダンパ（油
圧シリンダ）１３が両者を連結する状態で配設されてい
る。ダンパ１３は、シリンダ１３ａを車体フレーム１ａ
に連結するとともに、ピストン１３ｂから延びるピスト
ンロッド１３ｃをリアアクスル１０に連結する状態にあ
る。

【００２６】ダンパ１３は、第１管路Ｐ１および第２管
路Ｐ２を介して電磁切換弁１４と接続されている。各管
路Ｐ１，Ｐ２は、シリンダ１３ａ内においてピストン１
３ｂにより区画された第１室Ｒ１と第２室Ｒ２のそれぞ
れに連通している。電磁切換弁１４は、ノーマルクロー
ズタイプの２ポート２位置切換弁であって、そのスプー
ルには止弁部１５と流弁部１６が形成されている。第２
管路Ｐ２から分岐した第３管路Ｐ３の末端には、作動油
が貯溜されたアキュムレータ１７がチェック弁１８を介
して接続されている。ダンパ１３内で漏れ等のために不
足した作動油は、アキュムレータ１７から補給される。
また、第２管路Ｐ２上には絞り弁１９が設けられてい
る。

【００２７】電磁切換弁１４のスプールが図５に示す遮
断位置に配置されると、ダンパ１３の両室Ｒ１，Ｒ２間
での作動油の流出・流入が不能になって、リアアクスル
１０がロックされる。一方、電磁切換弁１４のスプール
が連通位置（図５の状態からスプールが反対位置に切換
えられた位置）に配置されると、ダンパ１３の両室Ｒ
１，Ｒ２間での作動油の流出・流入が可能になって、リ
アアクスル１０が自由に揺動できるフリー状態になる。
リアアクスル１０は車体フレーム１ａの下部に形成され
た一対のストッパ１ｂに当接することで、その揺動範囲
が最大±４°に規制されるようになっている。電磁切換
弁１４は図６に示すように車体前部に組付けられたコン
トローラ２０により切換制御される。

【００２８】図４に示すように、フォークリフト１に
は、ヨーレートセンサ２１、車速センサ２２、揚高セン
サ２３，２４、圧力センサ２５および検出器としての揺
動角センサ（ポテンショメータ）２６が設けられてい
る。各センサ２１〜２６は、リアアクスル１０の揺動を
規制（ロック）するスウィング制御に使用されるもので
ある。各センサ２１〜２６は、いずれもコントローラ２
０に接続されている。

【００２９】ヨーレートセンサ２１は例えばジャイロス
コープからなり、車体のヨーレート（角速度）Ｙ（ rad
／sec ）を検出可能な所定の向きに保持され、コントロ
ーラ２０と共に車体前部に組付けられている。ジャイロ
スコープは圧電式ジャイロスコープ、ガスレート式ジャ
イロスコープ、光学式ジャイロスコープ等のどの方式の
ものを使用してもよい。

【００３０】車速センサ２２は、デフリングギヤ８の回
転速度を検出してフォークリフト１の車速Ｖを間接的に
検出する。車速センサ２２の検出値はコントローラ２０
に出力される。

【００３１】２個の揚高センサ２３，２４は、アウタマ
スト２の所定高さにそれぞれ取付けられている。揚高セ
ンサ２３，２４は例えばリミットスイッチからなる。フ
ォーク４の最大揚高Ｈmax は５ｍまたは６ｍである。揚
高センサ２３はフォーク４の揚高が２ｍ未満でオフ、２
ｍ以上でオンし、揚高センサ２４はフォーク４の揚高が
４ｍ未満でオフ、４ｍ以上でオンする。よって、２個の
揚高センサ２３，２４のオン・オフの組合わせをみるこ
とで、コントローラ２０はフォーク４の揚高が、低揚高
（０〜２ｍ）、中揚高（２〜４ｍ）、高揚高（４ｍ以
上）の３つの高さ範囲のうちどの範囲に属するのかを検
出する。

【００３２】圧力センサ２５は、リフトシリンダ６の底
部に取付けられ、そのシリンダ内の油圧を検出する。リ
フトシリンダ６の油圧とフォーク４に積載された荷の荷
重ｗが比例関係にあることから、圧力センサ２５により
荷重ｗを間接的に検出している。圧力センサ２５の検出
値はコントローラ２０に出力される。コントローラ２０
は、圧力センサ２５の検出値に基づいて低荷重（ｗ≦ｗ
o ）と高荷重（ｗ＞ｗo ）を判別する。

【００３３】揺動角センサ（ポテンショメータ）２６
は、図４，図５に示すように車体フレーム１ａの側面に
支持され、リアアクスル１０の揺動角θを検出するため
のものである。ポテンショメータ２６は、リアアクスル
１０の揺動変位が機構としてのリンク機構２７を介して
回転変位に変換された回転量を検出する。ポテンショメ
ータ２６の検出値はコントローラ２０に出力される。こ
こで、揺動角θは、車体フレーム１ａの水平線を基準の
０°としたときのリアアクスル１０の基準に対する傾斜
角で表わされ、−４°≦θ≦４°の範囲の値をとる。な
お、揺動角θを検出するためのポテンショメータ２６お
よびリンク機構２７などによって揺動角検出装置２８が
構成されている。

【００３４】この揺動角検出装置２８の詳しい構造につ
いて、図１〜図３に基づいて以下に説明する。図１，図
２に示すように、車体フレーム１ａの右側面には、ブラ
ケット２９がリアアクスル１０の上面に対向するように
下方に斜めに延出する状態でボルト３０により固定され
ている。ブラケット２９には、コ字状のカバー３１が後
輪１１からの泥や飛び石等から保護できる向きでボルト
３２により固定されている。ポテンショメータ２６は、
カバー３１に外側から貫通させた状態で支持板３３を介
してネジ３４により固定されている。ポテンショメータ
２６の入力軸２６ａは、カバー３１のコ字状内側に配置
されている。

【００３５】リアアクスル１０の上面にはカバー３１の
ほぼ真下の位置に、ブラケット３５がボルト３６により
固定されている。ブラケット３５は上方に延出する延出
部３５ａを有する。リンク機構２７は、長さの異なる２
本のリンク３７，３８を備える。短い方の第１リンク３
７の一端はジョイント３８を介して延出部３５ａに回動
可能に連結されている。第１リンク３７の他端はジョイ
ント３９を介して長い方の第２リンク３８の一端と回動
可能に連結されている。第２リンク３８の他端はポテン
ショメータ２６の入力軸２６ａに固定されている。リア
アクスル１０の揺動変位はリンク機構２７を介してポテ
ンショメータ２６の入力軸２６ａの回転変位に変換され
る。

【００３６】つまり、センタピン１０ａにおけるリアア
クスル１０の中心の回転を検出するのではなく、リアア
クスル１０の揺動変位が相対的に大きくなるセンタピン
１０ａから所定距離だけ離れた位置での揺動変位を検出
することで、検出変位を大きくとれるようにしている。
但し、ポテンショメータ２６を後輪１１に近づけ過ぎる
と、後輪１１が巻き込んだ異物によりポテンショメータ
２６が損傷する恐れがあるため、ポテンショメータ２６
を後輪１１より少し内側に控えて配置させている。ま
た、カバー３１によりポテンショメータ２６を保護した
のもそのような理由があるためである。

【００３７】ここで、図１に示すように、センタピン１
０ａの中心Ｏから第１リンク３７の固定端（ジョイント
３９の軸心点）までの距離をＡ、第２リンク３８の腕の
長さ（入力軸２６ａとジョイント４０との各軸心点間距
離）をＢとする。リアアクスル１０が回動するときの変
位角Δθが入力軸２６ａの回転角（回転量）に変換され
る際の倍率Ｋは、比Ａ／Ｂで示される（Ｋ＝Ａ／Ｂ）。
そして、本実施形態では、倍率Ｋ（＝Ａ／Ｂ）を大きく
できるように第１リンク３７の固定端の位置をセンタピ
ン１０ａの中心から十分距離がとれるように、前述した
ようにできる限り後輪１１に近づけるとともに、第２リ
ンク３８をなるべく短くしている。つまり、図３に示す
ように、リアアクスル１０の変位角Δθが倍率Ｋ（＝Ａ
／Ｂ）に拡大された回転角Ｋ・Δθ（但しＫ＞１）だけ
入力軸２６ａが回転する。本実施形態では、Ａ／Ｂ≒４
に設定され、リアアクスル１０の変位角Δθが約４倍
（Ｋ≒４）の角度の回転量に変換されて入力軸２６ａに
入力されるようになっている。なお、比Ａ／Ｂは「１」
を超えれば、Δθを拡大することはできる。

【００３８】次に、コントローラ２０によるスウィング
制御について説明する。コントローラ２０内のマイクロ
コンピュータは、予めＲＯＭ（いずれも図示せず）に記
憶したスウィング制御処理のプログラムデータを例えば
数１０ミリ秒毎に実行する。ここで、スウィング制御と
は、走行状態や荷役状態を逐次検出し、その検出値が予
め定められた条件を満たした時にリアアクスル１０をロ
ックする制御である。センサ２１，２２は走行状態を検
出するために用いられ、センサ２３，２３，２５は荷役
状態を検出するために用いられる。

【００３９】本実施形態では、走行状態を判定するため
の物理量として、車両に働く横Ｇ（旋回時に機台横方向
に働く遠心加速度）Ｇs と、ヨーレートＹの時間変化率
であるヨーレート変化率ΔＹ／ΔＴとを採用している。
横Ｇの値Ｇs は、ヨーレートＹと車速Ｖを用いて、式
Ｇs ＝Ｖ・Ｙ より算出される。また、ヨーレート変化
率ΔＹ／ΔＴは、前回と今回のヨーレートＹの差分から
求められる。Ｇs 値とΔＹ／ΔＴ値のいずれか一方が各
々の設定値（しきい値）ｇo ，ｙo 以上になるとリアア
クスル１０をロックさせるように制御する。

【００４０】また、荷役状態については、車両重心が高
くなる高揚高・高荷重のときを、リアアクスル１０をロ
ックする荷役ロック条件とする。荷役ロック条件の成立
時は基本的には常時ロックさせるようにしている。但
し、ポテンショメータ２６により検出された揺動角θ
が、リアアクスル１０の車体フレーム１ａに対する傾斜
角が２°を超える角度範囲（θ＞２°またはθ＜−２
°）（図８におけるフリー領域）にあるときには、荷役
ロック条件が成立しても、リアアクスル１０をロックさ
せないようにしている。これは、高揚高・高荷重のと
き、後輪１１の片方が段差や突起に乗り上げた状態でリ
アアクスル１０をロックすることを防ぐためである。

【００４１】荷役ロック条件が成立か否かの判定と、設
定値（しきい位置）ｇo の選定は、図７に示すマップＭ
を参照して、荷重ｗと揚高Ｈの各検出値に基づいて行わ
れる。高揚高（Ｈ＞４ｍ）かつ高荷重（ｗ＞ｗo ）のと
きに荷役ロックの判定がなされる。横Ｇのしきい値ｇo
には、２通りの値が設定されている。すなわち、低揚高
（０〜２ｍ）のときは例えば０．１８（Ｎ）が設定さ
れ、中揚高（２〜４ｍ）のときと、高揚高（４ｍ以上）
かつ低荷重（ｗ≦ｗo ）のときは、例えば０．０８
（Ｎ）が設定されている。各設定値ｇo ，ｙo は、走行
安定性を図るべく走行実験もしくは理論計算から求めら
れており、その具体的な数値は機種や車両の使用条件等
によって適宜変更できる。

【００４２】フォークリフト１の運転中、コントローラ
２０内のマイクロコンピュータはスウィング制御処理を
実行し、ヨーレートＹ、車速Ｖ、揚高Ｈ、荷重ｗ、揺動
角θを読み込み、走行状態と荷役状態を調べる。走行状
態については検出値Ｙ，Ｖを用いて、ヨーレート変化率
ΔＹ／ΔＴと、横ＧをＧs ＝Ｖ・Ｙを演算する。

【００４３】ヨーレート変化率ΔＹ／ΔＴが設定値ｙo
以上か、横Ｇの値Ｇs がその時の荷役状態から決まるし
きい値ｇo （＝０．０８または０．１８）以上であると
きに、リアアクスル１０はロックされる。

【００４４】フォークリフト１が直進走行から旋回し始
めたとき、ΔＹ／ΔＴ≧ｙo になった時点でリアアクス
ル１０はロックされる。このため、横Ｇがしきい値ｇo
に達する前に早めにリアアクスル１０は水平状態でロッ
クされる。また、旋回方向を切換えるとき、その切返し
途中で横Ｇの値が「０」を通るが、ハンドル１２の回転
中のこのときにはΔＹ／ΔＴ≧ｙo に保たれるので、旋
回方向を切換える間はリアアクスル１０のロックが継続
される。このため、車体の姿勢が安定する。

【００４５】また、荷役作業時には高揚高・高荷重のと
きは、揺動角θが−２°≦θ≦２°の範囲にあれば、リ
アアクスル１０はロックされる。このため、リアアクス
ル１０の車体フレーム１ａに対する傾斜角θが２°以下
である大抵の場合は、高揚高・高荷重になると、常にリ
アアクスル１０がロックされる。このため、このように
車体重心が高いときでも、車体が左右に傾き難く、安定
な車体姿勢で荷役作業が行われる。

【００４６】そして、荷役作業のとき、左右の後輪１１
の片方が段差や突起に乗り上げるなどして、リアアクス
ル１０が車体フレーム１ａに対して２°を超えて傾いて
いるとき（つまり、θ＞２°またはθ＜−２°のとき）
は、高揚高・高荷重になっても、リアアクスル１０はロ
ックされない。つまり、リアアクスル１０はフリー状態
に保持される。このため、その後、段差や突起がなくな
るところまで移動すると、リアアクスル１０が揺動する
ことで乗り上げていた後輪１１が路面に接地する。従っ
て、後輪１１の片方が浮き上がった状態で走行すること
がなくなる。つまり、左右の後輪１１が共に路面に接地
し、前側二輪と後側二輪の四点で車体が支持されるた
め、車体の安定性が確保される。また、乗り上げていた
後輪１１は路面に接地する際、徐々に路面に接地するこ
とになるので、衝撃はさほど伴なわない。

【００４７】揺動角｜θ｜が２°を超えているときにリ
アアクスル１０がフリー状態となるものの、リアアクス
ル１０がストッパ１ｂに当たって車体の左右の傾きが最
大４°で止まるので特に問題はない。なお、高揚高・高
荷重のときで揺動角｜θ｜が２°を超えたときでも、Ｇ
s ≧ｇo とΔＹ／ΔＴ≧ｙo のうちいずれか一方が成立
すれば、走行状態のロック条件の方が優先されてリアア
クスル１０はロックされる。 そして、ポテンショメー
タ２６の入力軸２６ａは、リアアクスル１０の変位角Δ
θがリンク機構２７を介して約４倍に拡大された回転角
（回転量）４Δθだけ回転することになるので、揺動角
θは高い精度で検出される。このため、揺動角θに基づ
いて行われるスウィング制御は、精度の高い信頼性のよ
いものとなる。 以上詳述したように本実施形態によれ
ば、以下の効果が得られる。

【００４８】（ａ）ポテンショメータ２６をセンタピン
１０ａから所定距離だけ離れた位置で車体フレーム１ａ
に支持するとともに、リンク機構２７を介してリアアク
スル１０の変位角Δθを拡大することで入力軸２６ａの
回転量を大きくしたので、揺動角θの検出精度を高める
ことができる。リアアクスル１０の揺動角θが小さく、
リアアクスル１０の組付位置のばらつきが無視できない
ほどであっても、そのばらつきによる検出誤差が小さな
ものとなる。よって、ポテンショメータ２６のような決
して高精度とはいえないごく普通の検出器を使用するこ
とができる。そして、ポテンショメータ２６を組付ける
ときもその組付精度を特に気にしなくても、所望の高い
検出精度を得ることができる。従って、揺動角θに応じ
たリアアクスル１０のロック制御の精度を高めることが
できる。また、ポテンショメータ２６の使用によりセン
サの部品コストを低く抑えられる。

【００４９】（ｂ）第２リンク３８の腕の長さＢに対す
る、センタピン１０ａの中心Ｏから第１リンク３７の固
定端まで距離Ａの比Ａ／Ｂを「１」を超える値とし、本
実施形態では特にＡ／Ｂ≒４としたので、揺動角θの検
出倍率を約４倍にでき、揺動角θの検出精度を十分高く
することができる。

【００５０】（ｃ）揺動角検出装置２８を後輪１１の少
しセンタピン１０ａ寄りに控えた位置に配置したので、
揺動角検出装置２８の構成部品が後輪１１の巻き込み物
と干渉して損傷する不具合を防ぐことができる。また、
入力軸２６ａおよびリンク機構２７をカバー３１で覆っ
たので、泥や飛び石からこれらを保護することができ
る。このため、例えばポテンショメータ２６が故障し難
くなる。

【００５１】（ｄ）ポテンショメータ２６をコントロー
ラ２０と同じ車体フレーム１ａ側に支持したので、リア
アクスル１０が揺動することを考慮せずポテンショメー
タ２６への配線を行うことができる。

【００５２】（ｅ）高揚高・高荷重のときでも、リアア
クスル１０の揺動角｜θ｜が２°を超えているときには
リアアクスル１０をフリー状態に保持するので、後輪１
１の片方が段差や突起に乗り上げた状態で、リアアクス
ル１０がロックされることを回避できる。このため、そ
の後、段差や突起がなくなるところまで移動した際、フ
リー状態にあるリアアクスル１０が揺動して乗り上げて
いた後輪１１が路面に接地することになるため、車体が
安定した状態で荷役作業をすることができる。

【００５３】（ｆ）高揚高・高荷重のときは、車体に対
するリアアクスル１０の傾きが２°以下となる大抵の場
合は、リアアクスル１０がロックされるので、高揚高・
高荷重の車両重心の高いときには、車体が左右に傾き難
く、荷役作業を安定に行うことができる。

【００５４】（第２実施形態）次に、本発明を具体化し
た第２実施形態を図９に従って説明する。なお、揺動角
検出装置の構成が異なるだけなので、前記第１実施形態
と共通の部分については同じ符号を付してその説明は省
略する。

【００５５】図９に示すように、リアアクスル１０の上
面に、ブラケット５１はセンタピン１０ａから所定距離
だけ離れた位置において上方に延びる状態でボルト５２
により固定されている。ブラケット５１の上端部には検
出器としてのストロークセンサ５３が、リアアクスル１
０と平行な姿勢でその入力軸５３ａを内側に向けた状態
で支持されている。車体フレーム１ａの側面には、スト
ロークセンサ５３の入力軸５３ａと対面する位置に被検
出プレート５４がボルト５５により固定されている。入
力軸５３ａは突出方向に付勢され、その先端に設けられ
た接触部５３ｂが被検出プレート５４に当接している。
ストロークセンサ５３のセンタピン１０ａからの距離
は、センタピン１０ａの中心から後輪１１の連結部まで
の距離の半分以上に設定されている。但し、ストローク
センサ５３の配置位置は、後輪１１の巻き込み物と干渉
しない程度には内側に控えている。

【００５６】この揺動角検出装置５６では、ストローク
センサ５３をセンタピン１０ａから所定距離だけ離れた
リアアクスル１０の揺動端側にて支持しているので、リ
アアクスル１０の揺動時におけるストロークセンサ５３
の変位量を大きく確保できる。このため、リアアクスル
１０の変位角Δθの割りに、入力軸５３ａの変位を長く
確保できる。よって、揺動角θを高い検出精度で検出す
ることができる。なお、ストロークセンサ５３が変位す
る際に描く円弧に対してその接線方向と平行になるよう
に入力軸５３ａの向きを定めれば、リアアクスル１０の
変位角Δθの割りに、入力軸５３ａの変位をより長く確
保することができる。その他、第１実施形態で述べた
（ａ），（ｅ），（ｆ）と同様の効果が得られる。

【００５７】（第３実施形態）次に、本発明を具体化し
た第３実施形態を図１０，図１１に従って説明する。な
お、揺動角検出装置の構成が異なるだけなので、前記第
１実施形態と共通の部分については同じ符号を付してそ
の説明は省略する。

【００５８】図１０に示すように、リアアクスル１０の
上面にはセンタピン１０ａから所定距離だけ離れた位置
に、支持部材６１がボルト６２により固定されている。
支持部材６１は四角状の箱の一部を切欠いた形状のカバ
ー部６１ａを有する。検出器としてのポテンショメータ
６３はカバー部６１ａの側部に外側から貫通され、支持
板６４を介してボルト６５により固定されている。

【００５９】入力軸６３ａの先端部には略Ｌ字状のレバ
ー６６が一体回転可能に固定され、レバー６６の基部は
支持部６１ｂに支持された円筒６７に挿通されている。
円筒６７内には、レバー６６の基部に形成された鍔部６
６ａと、円筒６７の一端側部とのそれぞれに両端が係止
された状態でコイルバネ６８が挿着されている。レバー
６６はコイルバネ６８によって一方向に回動付勢されて
いる。揺動角検出装置６９がリアアクスル１０に組付け
られた状態では、図１０に示すようにレバー６６は車体
フレーム１ａの側面に当接するように付勢される。

【００６０】ポテンショメータ６３のセンタピン１０ａ
からの距離は、センタピン１０ａの中心から後輪１１の
連結部までの距離の半分以上に設定されている。但し、
ポテンショメータ６３の配置位置は、後輪１１の巻き込
み物と干渉しない程度には内側に控えている。また、カ
バー部６１ａは右側の後輪１１からの泥や飛び石からポ
テンショメータ６３の入力軸６３ａの周辺部分を保護し
ている。

【００６１】この構成においても、ポテンショメータ６
３がセンタピン１０ａから所定距離だけ離れたリアアク
スル１０の揺動端部に配置されているため、リアアクス
ル１０の揺動時におけるポテンショメータ６３の変位が
大きく確保される。このため、リアアクスル１０の変位
角Δθの割りに、レバー６６の回動角（回動量）を大き
く確保できる。よって、揺動角θの検出精度を高めるこ
とができる。その他、第１実施形態で述べた（ａ），
（ｅ），（ｆ）と同様の効果が得られる。

【００６２】尚、本発明は上記各実施形態に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更
し、例えば次のように実施することもできる。 ○ 車体と車軸との相対変位を検出できる構成であれ
ば、検出器を車軸と車体のどちらに取付けても構わな
い。例えば第１実施形態において、揺動角センサ２６を
リアアクスル１０に支持させてもよい。また、第２実施
形態において、車体フレーム１ａにストロークセンサ５
３を取付け、リアアクスル１０に被検出プレートを取付
けてもよい。さらに、第３実施形態において、揺動角検
出装置６９を車体フレーム１ａ側に取付け、レバー６６
をリアアクスル１０の上面に当接させた状態で構成とし
てもよい。これらの第２および第３実施形態の変更例に
よれば、センサ５３，６３がコントローラ２０と同じ車
体フレーム１ａ側に支持されるので、センサ５３，６３
への配線をリアアクスル１０の揺動を考慮せず行うこと
ができ、配線構造を面倒にしない。

【００６３】○ 検出器は、回転変位または直線変位を
検出できるものであればよい。また、検出器は変位の連
続変化を検出できるものに限定されない。例えば複数の
リミットスイッチを支持し、リアアクスルの揺動角に応
じてリミットスイッチのオンする個数が異なるようにド
グ等の被検出部を設定して、リミットスイッチのオン・
オフの組合わせからリアアクスルの揺動角を検出する構
成であっても構わない。なお、本明細書でいう直線変位
とは、変位の軌跡が直線であることに限定されず、変位
の軌跡が線状であれば足りる。例えば検出器の入力軸が
揺動する構造の場合における揺動変位は、その変位の軌
跡が円弧を描くが、本明細書でいう直線変位に含まれ
る。

【００６４】○ 走行状態を検出するためのセンサは、
ヨーレートセンサと車速センサに限定されない。横Ｇと
ヨーレート変化率ΔＹ／ΔＴを算出するのに必要な検出
値を得ることができるセンサであればよい。例えばヨー
レートセンサに替えて後輪１１の操舵角（タイヤ角）を
検出するタイヤ角検出器を採用し、タイヤ角と車速Ｖの
２つの検出値を使って、横Ｇの値Ｇs （＝Ｖ² ／ｒ）や
ヨーレート変化率ΔＹ／ΔＴ（＝Ｖ・Δ（１／ｒ）／Δ
Ｔ）を計算するようにしてもよい。なお、ここで「ｒ」
はタイヤ角から決まる旋回半径である。また、加速セン
サとヨーレートセンサの組合わせで、横Ｇの検出値Ｇs
やヨーレート変化率ΔＹ/ ΔＴを計算してもよい。

【００６５】○ 走行状態を検出するための物理量は、
横Ｇだけとしてもよい。ヨーレート変化率は必ずしも必
要ではない。また、ヨーレート変化率ΔＹ／ΔＴを使用
する代わりに、横Ｇ変化率ΔＧ／ΔＴを使用してもよ
い。

【００６６】○ 荷役状態だけをみてスウィング制御を
するようにしてもよい。すなわち、走行状態によるロッ
ク条件を無くし、荷役状態だけからリアアクスルをロッ
クする装置において、車軸揺動角検出装置を採用しても
よい。

【００６７】○ スウィング制御のような車軸を揺動規
制制御以外の制御を目的とした装置において、検出値と
して揺動角を検出するために車軸揺動角検出装置を使用
してもよい。

【００６８】明細書中に記載した技術用語を以下のよう
に定義する。 「車軸の揺動の規制：車軸の揺動範囲を少なくとも小さ
く制限すること。車軸を完全に固定することに限定され
ない。」 「産業車両：オペレータが操作する作業用移動体を装備
する産業用の車両である。その作業は荷役作業に限定さ
れない。フォークリフト以外に、パワーショベル，高所
作業車等の建機を含む概念をいう。」 上記各実施形態から把握され、特許請求の範囲に記載し
ていない技術思想（発明）を、その効果とともに以下に
記載する。

【００６９】（イ）請求項１〜請求項５のいずれか一項
において、前記揺動角検出装置は、車軸の揺動規制制御
を行う装置を備える産業車両において、車軸の揺動規制
制御をするうえで検出値の一つとして使用される車軸の
揺動角を検出するために設けられたものである。この構
成によれば、車軸の揺動規制制御において、車軸の揺動
角の検出精度が高まり、その制御の信頼性を高めること
ができる。

【００７０】（ロ）請求項３において、前記比は「２」
以上である。この構成によれば、車軸の揺動角を２倍以
上に拡大でき、検出器による車軸の揺動角の検出精度を
高めることができる。

【００７１】（ハ）請求項１〜請求項５のいずれかにお
いて、前記検出器はその入力軸が、少なくとも近い方の
走行輪に対面する側においてカバーにより覆われてい
る。この構成によれば、検出器の比較的弱い部分である
入力軸を、カバーにより走行輪の巻き上げ物等から保護
できる。

【００７２】（ニ）請求項１において、前記検出器はス
トロークセンサであり、前記機構は、前記車体と前記車
軸のうち前記ストロークセンサが設けられた側でない方
に支持された被検出部に当接した前記入力軸に、前記車
軸の揺動変位が変換された直線変位が入力されるように
設定されている。この構成によれば、車軸の変位角の割
りにストロークセンサの入力軸の直線変位を大きくで
き、ストロークセンサによる検出精度を高くすることが
できる。

【００７３】（ホ）請求項１において、前記検出器は回
転変位を検出するものであって、前記機構は、前記車体
または前記車軸に当接した状態で前記車軸の揺動変位に
伴なって回動するレバーが、前記入力軸に連結されてい
る。この構成によれば、車軸の揺動端部における揺動変
位に応じて回転するレバーの回転を検出器は検出する。
この構成の場合も、検出器の入力軸の回転角（回転量）
を車軸の揺動中心での回動角に比べて大きくでき、検出
器の検出精度を向上させることができる。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１及び請求項
５に記載の発明によれば、車体と車軸のいずれか一方に
車軸の揺動中心から所定距離を離した位置に検出器を支
持し、車軸の揺動端での変位が回転変位または直線変位
に変換された大きな変位が検出器の入力軸に入力される
ようにしたので、車軸の揺動角がいかに小さくしても、
その検出精度を高めることができる。

【００７５】請求項２及び請求項５に記載の発明によれ
ば、機構は、車軸の揺動中心での回動角を拡大した回転
に変換するリンク機構であるので、単に検出器を車軸の
揺動中心から所定距離だけ離して支持しただけの構成に
比べ、その検出倍率を高くすることができる。

【００７６】請求項３及び請求項５に記載の発明によれ
ば、検出器の入力軸に連結された第２リンクの腕の長さ
に対する、車軸の揺動中心から第１リンクの固定端まで
の距離の比を、「１」を超えるように設定したので、検
出器の入力軸の回転量を車軸の回動角が拡大されたもの
とすることができる。

【００７７】請求項４及び請求項５に記載の発明によれ
ば、検出器を車軸の揺動中心から走行輪までの距離の半
分以上は揺動中心から離したので、入力軸に入力される
変位量を、車軸の揺動中心における回動角や変位が拡大
されたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における車軸揺動角検出装置の背
面図。

【図２】同じく平面図。

【図３】同じく背面図。

【図４】フォークリフトにおける車軸揺動規制装置の摸
式図。

【図５】フォークリフトの摸式背面図。

【図６】フォークリフトの側面図。

【図７】スウィング制御に使用するマップ図。

【図８】リアアクスルの揺動角に基づくロック条件を説
明する線図。

【図９】第２実施形態の車軸揺動角検出装置の背面図。

【図１０】第３実施形態の車軸揺動角検出装置の背面
図。

【図１１】同じく側断面図。

【図１２】従来の車軸揺動機構を備える産業車両の部分
背面図。

【符号の説明】

１…産業車両としてのフォークリフト、１ａ…車体とし
ての車体フレーム、１０…車軸としてのリアアクスル、
１１…走行輪としての後輪、１３…車軸規制機構を構成
するダンパ、１４…電磁切換弁、２０…コントローラ、
２６…検出器としてのポテンショメータ（揺動角セン
サ）、２６ａ…入力軸、２７…機構としてのリンク機
構、２８…車軸揺動角検出装置としての揺動角検出装
置、３７…第１リンク、３８…第２リンク、５３…検出
器としてのストロークセンサ、５３ａ…入力軸、５４…
機構を構成する被検出プレート、５６…車軸揺動角検出
装置としての揺動角検出装置、６３…検出器としてのポ
テンショメータ、６３ａ…入力軸、６９…車軸揺動角検
出装置としての揺動角検出装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森 和雄 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 小川 隆希 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行輪を支持する車軸が車体に対して揺
   動可能に設けられた産業車両において、 前記車体と前記車軸のいずれか一方に前記車軸の揺動中
   心から所定距離を離した位置に支持した検出器と、前記
   車軸の揺動変位を回転変位または直線変位に変換して前
   記検出器の入力軸に出力する機構とを備えている産業車
   両の車軸揺動角検出装置。
2. 【請求項２】 前記機構は、前記車軸の揺動変位をその
   揺動中心における回動角が拡大された回転変位に変換す
   るリンク機構である請求項１に記載の産業車両の車軸揺
   動角検出装置。
3. 【請求項３】 前記リンク機構は、前記車体または前記
   車軸に対して一端が固定端として連結された第１リンク
   と、前記検出器の入力軸に連結された第２リンクとを備
   え、前記第２リンクの腕の長さに対する、前記車軸の揺
   動中心から前記第１リンクの固定端までの距離の比が、
   少なくとも「１」を超えるように設定されている請求項
   ２に記載の産業車両の車軸揺動角検出装置。
4. 【請求項４】 前記所定距離は、前記車軸の揺動中心か
   ら前記走行輪までの距離の半分以上である請求項１〜請
   求項３に記載の産業車両の車軸揺動角検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記
   載の前記車軸揺動角検出装置を備えている産業車両。