KR20080098060A - 작업 차량 - Google Patents

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KR20080098060A
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겐스케 후타하시
야스타카 후케
히데키 하시모토
마사타카 가와구치
기요미츠 오가와
히로유키 스기우라
히로유키 가나자와
고이치 야마다
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

구동 부분을 컴팩트하게 할 수 있는 작업 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다. 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되고, 배터리로 구동되는 전동 모터와, 엔진 출력축에 접속된 트랜스미션 및 트랜스미션에 의해 차륜을 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 엔진 출력축에 의해 선택적으로 작업을 실행하는 작업 구동부와, 배터리를 충전하는 발전기와, 주행 구동부의 회생 에너지를 발전기로 전달하는 주행 회생부와, 포크 구동부의 회생 에너지를 발전기에 전달하는 작업 회생부와, 주행 회생부 및 작업 회생부에 각각 구비되고 발전기로부터의 동력 전달을 억제하는 주행용 단방향 클러치 및 작업용 단방향 클러치가 구비되어 있다.

Description

작업 차량{WORKING VEHICLE}
본 발명은 구동원으로서 엔진을 구비하고, 하역, 토목 등의 작업을 실행하는 작업 차량에 관한 것이다.
엔진 지게차에서는, 1대의 엔진이 하역계 및 주행계의 구동원이 되므로, 엔진 출력이 높은 엔진이 사용되고 있다.
이 때문에, 엔진이 저회전수에 있는 경우에는 연료의 효율이 악화하고, 배기 가스량이 증가하는 등의 문제가 있었다.
이를 개선하도록 출력이 작은 엔진을 사용하면, 고부하 시에는, 주행계 혹은 하역계를 엔진으로부터 떼어버릴 필요가 있는 등 사용 방법에 제한을 받게 된다.
이를 해결하는 것으로서, 예컨대, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되는 것과 같이 엔진과 전동 발전기를 복합하여 구동원으로 하는 이른바 하이브리드 방식이 제안되어 있다.
특허문헌 1에 개시되는 것은 주행계 및 하역계를 각각 독립한 전동 모터에 의해 구동하게 되어 있다. 엔진은 발전기를 구동하여 발전하는 동시에 배터리를 충전하게 된다. 주행계 및 하역계의 각 전동 모터는, 발전기에서 생성되는 전력 및 배터리로부터 방전된 전력에 의해 구동된다.
특허문헌 2에 개시되는 것은 주행계를 전동 모터로 구동하고, 하역계를 엔진 및 전동 발전기로 구동하게 되어 있다. 전동 모터는 배터리로부터 방전되는 전력에 의해 구동된다. 배터리는 엔진으로 구동되는 전동 발전기의 여유 전력 및 전동 모터로부터의 회생 전력에 의해 충전된다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 것은 어느 것이나 저부하 시에는, 엔진은 배터리의 충전을 실행하게 되므로, 회전수를 저하시킬 필요가 적어지고, 연료의 효율 및 배기 가스량을 개선할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제 2003-250203 호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 제 2000-313600 호 공보
그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 것은 주행계를 전동 모터만으로 구동하므로, 큰 전동 모터가 필요하게 된다.
또한, 엔진과 배터리로 최대 구동 출력을 조달하므로, 배터리의 출력이 크게 할 수 없는 만큼 엔진의 출력을 크게 할 필요가 있다. 이 때문에, 엔진도 어느 정도 커진다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 것에서는, 하역계를 구동하는 전동 모터도 대형으로 된다. 이와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 것은 주행계 및 하역계를 구동하는 구동 부분이 대형화된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점에 비추어, 주행계 및 하역계를 구동하는 구동 부분을 컴팩트하게 할 수 있는 작업 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 채용한다.
즉, 본 발명의 제 1 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 해당 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되고, 배터리로 구동되는 전동 모터와, 상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 해당 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 엔진 출력축에 의해 선택적으로 작업을 실행하는 작업 구동부와, 상기 배터리를 충전하는 발전기와, 상기 주행 구동부의 회생 에너지를 상기 발전기로 전달하는 주행 회생부와, 상기 작업 구동부의 회생 에너지를 상기 발전기에 전달하는 작업 회생부와, 상기 주행 회생부 및 상기 작업 회생부에 각각 구비되고, 상기 발전기로부터의 동력 전달을 억제하는 전달 억제 장치가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 배터리로 구동되는 전동 모터가 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되므로, 엔진 출력축은 엔진 및/또는 전동 모터에 의해 구동되게 된다.
엔진 출력축은 주행 구동부 및 작업 구동부에 접속되어 있으므로, 주행부를 구동하는 주행 구동부 및 작업부를 구동하는 작업 구동부는 엔진 및/또는 전동 모터에 의해 구동되는 것으로 된다.
이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및/또는 전동 모터에 의해 구동되므로, 전동 모터는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 적당한 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 전동 모터는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대 저 구동 출력 시에는 전동 모터를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 또한 구동력이 필요하게 되면 엔진 및 전동 모터로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는 주행 회생부로부터 발전기에 전달되는 한편, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는 작업 회생부로부터 발전기에 전달되어, 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이때, 전달 억제 장치가 발전기로부터의 동력 전달을 억제하므로, 주행부와 작업부와의 간섭을 방지, 예컨대, 주행부의 회생 에너지가 발전기를 거쳐서 작업부를 구동하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 주행부와 작업부와의 간섭을 방지할 수 있으므로, 발전기가 1대라도 회생 에너지를 회수할 수 있고, 그 만큼 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 이 경우, 주행 구동축으로부터 변속 장치에 회생 에너지가 흐르지 않도록 해 두는 것이 에너지 효율 면으로부터 보아 바람직하다.
또한, 상기 제 1 태양에서는, 상기 엔진 출력축과 상기 작업 구동부 사이는, 단접 가능하게 접속되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 작업부를 구동하지 않을 경우에는 엔진 출력축과 작업 구동부와의 단접을 끊으면, 작업 구동부에는 엔진 출력축으로부터의 구동이 전달되지 않으므로, 에너지의 손실을 방지할 수 있다.
또한, 상기 태양에서는, 상기 작업 구동부에는, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 작업부를 구동하지 않을 경우에는, 변환 밸브를 전환하여 유체의 탱크로의 반환을 선택하면, 작업부에는 엔진 출력축으로부터의 구동이 전달되지 않으므로, 에너지의 손실을 방지할 수 있다.
또한, 상기 태양에서는, 상기 주행 회생부의 상기 주행 구동축과의 접속은 상기 주행 회생부측이 증속되는 증속 기어로 되어 있어도 좋다.
이와 같이, 주행 회생부의 주행 구동축과의 접속은 주행 회생부측이 증속되는 증속 기어로 되어 있으므로, 주행 구동축의 회전수를 증가시켜서 발전기를 회전할 수 있다.
이로써, 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 태양에서는 상기 전달 억제 장치가 단방향 클러치인 구성으로도 좋다.
이와 같이, 전달 억제 장치가, 단방향 클러치이므로 주행부 및 작업부에서의 회생 에너지는 각각 발전기에 전달된다.
한편, 주행부 및 작업부에서의 회생 에너지 중 어느 한편에서 회전되는 발전기의 회전은 다른 쪽에 전달되지 않게 되므로, 주행부와 작업부와의 간섭을 방지, 예컨대, 주행부의 회생 에너지가 발전기를 거쳐서 작업부를 구동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 양쪽의 회생 에너지가 입력되었을 경우, 회전수가 큰 쪽의 회전수로 발전기는 자동적으로 회전되게 되므로 그 조정을 위한 제어를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 상기 구성에서는 상기 전달 억제 장치 중 어느 한 쪽이, 단접 클러치인 구성으로서도 좋다.
이와 같이, 전달 억제 장치 중 어느 한 쪽이, 단접 클러치이므로, 한쪽의 회생 에너지에 의한 발전기의 회전수가, 다른 쪽의 회전수보다 클 경우에, 단접 클러치를 끊음으로써, 다른 쪽의 회생 에너지가 한쪽에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
회전수의 관계가 반대일 경우에는, 단방향 클러치가 자동적으로 다른 쪽에의 영향을 방지할 수 있으므로, 주행부와 작업부의 간섭을 방지, 예컨대, 주행부의 회생 에너지가 발전기를 거쳐서 작업부를 구동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 구성으로는, 상기 단접 클러치와 상기 발전기 사이에 무단 변속기를 개재해도 좋다.
이와 같이, 단접 클러치와 발전기 사이에 무단 변속기를 개재하고 있으므로, 무단 변속기를 조절해서 한쪽의 회전수를 다른 쪽의 회전수에 맞출 수 있다.
한편, 다른 쪽과의 회전수를 맞출 수 있으면, 발전기는 주행부 및 작업부의 양쪽으로부터 항상 구동되게 되므로, 양쪽으로부터 회생 에너지를 얻을 수 있게 되고, 연료의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 해당 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되고, 배터리로 구동되는 주 전동 발전기와, 상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 해당 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 엔진 출력축과 단접 가능하게 접속된 작업 구동축을 갖는 작업 구동부와, 상기 배터리와 접속되는 동시에, 전동 출력축이 상기 작업 구동축과 단방향 클러치를 거쳐서 구동적으로 접속되어 있는 보조 전동 발전기가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 배터리로 구동되는 전동 모터가 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되므로, 엔진 출력축은 엔진 및/또는 주 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
엔진 출력축은 주행 구동부 및 작업 구동부에 접속되어 있으므로, 주행부를 구동하는 주행 구동부 및 작업부를 구동하는 작업 구동부는 엔진 및/또는 주 전동 발전기에 의해 구동되는 것으로 된다.
또한, 보조 전동 발전기가 단방향 클러치를 거쳐서 작업 구동축을 구동할 수 있기 때문에, 작동 구동부는 보조 전동 발전기에 의해도 어시스트되게 된다.
이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및/또는 주 전동 발전기에 의해 구동되므로, 전동 모터는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 주 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 주 전동 발전기를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 또한 구동력이 필요하게 되면 엔진 및 주 전동 발전기로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있어서, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는 주행 구동부에서 주 전동 발전기에 전달되는 한편, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는 작업 구동부에서 보조 전동 발전기에 전달되어, 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이 경우, 주행부의 회생 에너지는 변속 장치에서 소비되므로, 에너지 소비율이 낮은 것을 이용하는 것이, 에너지 효율의 측면에서 보아 바람직하다.
이와 같이, 주행부의 회생 에너지와 작업부의 회생 에너지는, 별개로 회수되므로, 양자의 간섭을 확실하게 방지, 예컨대, 주행부의 회생 에너지가 작업부를 구동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 해당 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축을 갖는 작업 구동부와, 해당 작업 구동부에 구비되고, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브와, 상기 작업용 구동축에 접속되어, 배터리에 의해 구동되는 제 1 전동 발전기와, 상기 작업 구동부의 회생 에너지를 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 상기 엔진 출력축 기어로 전달하는 작업 회생부와, 상기 주행 구동축과 기어 연결되어, 상기 배터리로 구동되는 제 2 전동 발전기가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 제 1 전동 발전기가 작동하면, 작업 구동축 및 엔진 출력축 기어를 거쳐서 엔진 출력축이 구동된다. 이에 엔진의 구동력이 가해져서 변속 장치를 거쳐서 주행 구동축이 구동된다. 또한, 주행 구동축은 제 2 전동 발전기에 의해도 구동된다.
따라서, 주행부는 엔진, 제 1 전동 발전기 및 제 2 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
한편, 작업 구동축은 엔진 출력축 기어를 거쳐서 엔진으로 구동되며, 또한, 제 1 전동 발전기로도 구동되게 된다.
이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진, 제 1 전동 발전기(및 제 2 전동 발전기)에 의해 구동되므로, 각 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 각 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 전동 발전기를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 또한 구동력이 필요하게 되면 엔진 및 전동 발전기로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는 주행 구동축으로부터 제 2 전동 발전기에 전달되어, 제 2 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 이 경우, 주행 구동축으로부터 변속 장치에 회생 에너지가 흐르지 않도록 해 두는 것이 에너지 효율의 측면에서 보아 바람직하다.
또한, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 제 2 단방향 클러치, 엔진 출력축 기어 및 작업 구동축을 거쳐서 제 1 전동 발전기에 전달되어, 제 1 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이와 같이, 주행부의 회생 에너지와 작업부의 회생 에너지는, 별개로 회수되므로, 양자의 간섭을 확실하게 방지, 예컨대, 주행부의 회생 에너지가 발전기를 거쳐서 작업부를 구동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 4 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 해당 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 제 1 단방향 클러치와 반대측에 연장하는 상기 엔진 출력축과 단접 가능하게 접속된 작업 구동축을 갖는 작업 구동부와, 해당 작업 구동축에 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 기어 연결되어, 배터리에 의해 구동되는 제 1 전동 발전기와, 상기 주행 구동축과 기어 연결되어, 상기 배터리로 구동되는 제 2 전동 발전기가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 엔진의 구동력이 제 1 단방향 클러치 및 변속 장치를 거쳐서 주행 구동축에 전달되며, 또한 제 2 전동 발전기의 구동력이 주행 구동축에 전달된다.
또한, 엔진 출력축과 작업 출력축을 접속하면, 제 1 전동 발전기의 구동력이 엔진 출력축으로 전달되므로, 주행부는 엔진, 제 1 전동 발전기 및 제 2 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
한편, 작업 구동축은 엔진 출력축과 접속되어서 엔진으로 구동되며, 또한, 제 1 전동 발전기로도 구동되게 된다.
이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진, 제 1 전동 발전기(및 제 2 전동 발전기)에 의해 구동되므로, 각 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 각 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 전동 모터를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 또한 구동력이 필요하게 되면 엔진 및 전동 모터로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 주행 구동축으로부터 제 2 전동 발전기에 전달되어, 제 2 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 이 경우, 주행 구동축으로부터 변속 장치에 회생 에너지가 흐르지 않도록 해 두는 것이 에너지 효율의 측면으로 보아 바람직하다.
또한, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 작업 구동축 및 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 제 1 전동 발전기에 전달되어, 제 1 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이와 같이, 주행부의 회생 에너지와 작업부의 회생 에너지는, 별개로 회수되므로, 양자의 간섭을 확실하게 방지, 예컨대, 주행부의 회생 에너지가 발전기를 거쳐서 작업부를 구동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 3 태양 및 제 4 태양에서는, 상기 배터리는, 상기 제 1 전동 발전기 및 상기 제 2 전동 발전기에 대하여 각각 별개로 구비되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 배터리는, 제 1 전동 발전기 및 제 2 전동 발전기에 대하여 각각 별개로 구비되어 있으므로, 각각 최적 용량의 배터리로 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 제 5 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 상기 엔진 출력축에 접속되어, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 해당 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축을 갖는 작업 구동부와, 해당 작업 구동부에 구비되고, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브와, 상기 작업용 구동축에 접속되어, 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와, 상기 작업 구동부의 회생 에너지를 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 상기 엔진 출력축 기어로 전달하는 작업 회생부가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 보조 전동 발전기가 작동하면, 작업 구동축 및 엔진 출력축 기어를 거쳐서 엔진 출력축이 구동된다. 이에 엔진의 구동력이 가해져서 유체 변속 장치를 거쳐서 주행 구동축이 구동된다.
따라서, 주행부는 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
한편, 작업 구동축은 엔진 출력축 기어를 거쳐서 엔진으로 구동되며, 또한, 보조 전동 발전기로도 구동되게 된다.
이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되므로, 보조 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 보조 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 보조 전동 발전기를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진 및 보조 전동 발전기로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 주행 구동축으로부터 유체 변속 장치에 전달된다. 유체 변속 장치에서는, 유체의 상태가 역변환되어 엔진 출력축을 역방향으로 회전시킨다. 이 엔진 출력축의 회전이 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축에 전달되어 보조 전동 발전기를 구동해서 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 제 2 단방향 클러치, 엔진 출력축 기어 및 작업 구동축을 거쳐서 보조 전동 발전기에 전달되어, 제 1 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이때, 엔진 출력축의 역회전은 제 1 단방향 클러치에 의해 엔진으로 전달되는 일은 없다.
이와 같이, 에너지의 전달이 가역이 되는 유체 변속 장치를 채용하고 있으므로, 에너지 회생의 간소화할 수 있다. 또한, 기계식의 변속 장치에 비교해서 부품수를 줄일 수 있으므로, 손실이 적어지는 만큼, 효율이 향상된다.
또한, 구조의 간소화에 의해 전체 중량이 경량화되므로, 연료의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 6 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 상기 엔진 출력축에 접속되어, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 해당 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 유체 변속 장치의 유체 유로에 작업용 변환 밸브를 거쳐서 접속된 상기 작업부를 구동하는 작업 구동부와, 상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 구동축을 갖고, 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와, 상기 작업 구동부의 회생 에너지를 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 상기 엔진 출력축 기어로 전달하는 작업 회생부가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 보조 전동 발전기가 작동하면, 구동축 및 엔진 출력축 기어를 거쳐서 엔진 출력축이 구동된다. 이에 엔진의 구동력이 가해져서 유체 변속 장치를 거쳐서 주행 구동축이 구동된다.
따라서, 주행부는 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
한편, 작업 구동 수단은 작업용 변환 밸브를 전환하여 유체 변속 장치의 유로에 접속되는 것에 따라 작동된다. 바꿔 말하면, 작업부는, 주행부와 같은 구동원, 즉, 엔진 및 보조 전동 발전기로 구동되게 된다.
따라서, 작업 구동부가 각별히 간소화되어, 경량화를 한층 도모할 수 있다. 이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되므로, 보조 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 보조 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 보조 전동 발전기를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진 및 보조 전동 발전기로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 주행 구동축으로부터 유체 변속 장치에 전달된다. 유체 변속 장치에서는, 유체의 상태가 역변환되어 엔진 출력축을 역방향으로 회전시킨다. 이 엔진 출력축의 회전이 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축에 전달되어 보조 전동 발전기를 구동해서 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 제 2 단방향 클러치, 엔진 출력축 기어 및 작업 구동축을 거쳐서 보조 전동 발전기에 전달되어, 보조 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이때, 엔진 출력축의 역회전은 제 1 단방향 클러치에 의해 엔진으로 전달되는 일은 없다.
이와 같이, 에너지의 전달이 가역이 되는 유체 변속 장치를 채용하고 있으므로, 에너지 회생의 기구를 간소화할 수 있다. 또한, 기계식의 변속 장치에 비교해서 부품수를 줄일 수 있으므로, 손실이 적어질 수록 효율이 향상된다.
또한, 구조의 간소화에 의해 전체의 중량이 경량화되므로, 연료의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 7 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 상기 엔진 출력축에 접속되어, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 해당 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 유체 변속 장치의 유체 유로에 작업용 변환 밸브를 거쳐서 접속된 상기 작업부를 구동하는 작업 구동부와, 상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 구동축을 갖고, 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와, 상기 작업 구동부의 회생 에너지를 선택적으로 상기 유체 변속 장치에 공급해서 상기 주행 구동축을 구동하는 작업 회생부와, 상기 주행 구동축에 개재된 주행 단접 클러치와, 해당 주행 단접 클러치의 상류측에서 상기 주행 구동축과 기어 연결된 회생용 전동 발전기가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 보조 전동 발전기가 작동하면, 구동축 및 엔진 출력축 기어를 거쳐서 엔진 출력축이 구동된다. 이에 엔진의 구동력이 가해져서 유체 변속 장치를 거쳐서 주행 구동축이 구동된다.
따라서, 주행부는 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
한편, 작업 구동 수단은 작업용 변환 밸브를 전환하여 유체 변속 장치의 유로에 접속되는 것에 따라 작동된다. 바꿔 말하면, 작업부는, 주행부와 같은 구동원, 즉, 엔진 및 보조 전동 발전기로 구동되게 된다.
따라서, 작업 구동부가 각별히 간소화되어, 경량화를 한층 도모할 수 있다. 이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되므로, 보조 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 보조 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 보조 전동 발전기를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진 및 보조 전동 발전기로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 주행 구동축으로부터 그것과 기어 연결된 회생용 전동 발전기에 전달되어, 회생용 전동 발전기를 구동해서 전기로 변환되어, 회수된다.
또한, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 유체 변속 장치에 공급된다. 이때, 유체 변환 장치의 통상의 에너지 전달을 시키지 않게 하면, 주행 구동축은 작업부에서의 회생 에너지에 의해 구동되게 된다. 이 주행 구동축의 회전이, 기어 연결된 회생용 전동 발전기에 전달되어, 전기 에너지로 변환되어 회수된다.
이와 같이, 작업부에서의 회생 에너지의 회수에 유체 변속 장치를 활용하고 있으므로, 작업 회생부의 구조가 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8 태양은 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량으로서, 엔진 출력축을 갖는 엔진과, 상기 엔진 출력축에 접속되어, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 해당 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와, 상기 주행 구동축에 고정된 주행 구동축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축을 갖는 작업 구동부와, 해당 작업 구동부에 구비되고, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브와, 상기 작업용 구동축에 접속되어, 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와, 상기 작업 구동부의 회생 에너지를 작업 단방향 클러치를 거쳐서 상기 주행 구동축 기어로 전달하는 작업 회생부가 구비되어 있는 작업 차량이다.
본 태양에 의하면, 엔진이 작동하면, 유체 변속 장치를 거쳐서 주행 구동축이 구동된다. 그리고, 보조 전동 발전기가 작동하면, 작업 구동축 및 주행 구동축 기어를 거쳐서 주행 구동축이 구동된다. 따라서, 주행부는 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되게 된다.
한편, 작업 구동축은 주행 구동축 기어를 거쳐서 엔진으로 구동되고, 또한, 보조 전동 발전기로도 구동되게 된다.
이와 같이, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및 보조 전동 발전기에 의해 구동되므로, 보조 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 보조 전동 발전기는 주행부 혹은 작업부를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 보조 전동 발전기를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진 및 보조 전동 발전기로 구동할 수 있으므로, 엔진을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
그리고, 주행부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 주행 구동축으로부터 주행 구동축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축에 전달되어 보조 전동 발전기를 구동해서 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 작업부가 감속중에 있어서의 회생 에너지는, 작업 단방향 클러치, 주행 구동축 기어 및 작업 구동축을 거쳐서 보조 전동 발전기에 전달되어, 보조 전동 발전기에 의해 전기로 변환되어, 배터리를 충전할 수 있다.
이때, 주행 구동축의 역회전은 유체 변속 장치의 에너지 변환을 정지시켜 두는 것에 의해 엔진으로 전달되는 것을 저지할 수 있다.
이 때문에, 회생 에너지가 엔진으로전달되는 것을 저지하는데도 진동에 대하여 감도가 높은 단방향 클러치를 채용할 필요가 없어지므로, 장치 전체의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 유체 변속 장치는 기계식의 변속 장치에 비교해서 부품수를 줄일 수 있으므로, 손실이 적어지는 만큼 효율이 향상된다.
또한, 구조의 간소화에 의해 전체의 중량이 경량화되므로, 연료의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 5 태양 내지 제 8 태양에서는, 상기 유체 변속 장치는 경사판식 유압 펌프와 유압 모터의 조합으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 변환 효율이 좋은 유체 변속 장치를 구성할 수 있기 때문에, 주행시 및 작업시의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 주행부 및 작업부는, 각각 소요 동력에 따라 엔진 및/또는 전동 모터 혹은 전동 발전기에 의해 구동되므로, 전동 모터 및 전동 발전기는 엔진과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋고, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 엔진을 효율적으로 구동시키고, 또한 주행부 및 작업부에서 회생 에너지를 얻을 수 있으므로, 연료의 효율을 향상시킬 수 있고, 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 3은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 4는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 5는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분의 다른 실시 형태를 도시하는 블록도,
도 6은 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블 록도,
도 7은 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 8은 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 9는 본 발명의 제 7 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 10은 본 발명의 제 8 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 11은 본 발명의 제 9 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도,
도 12는 본 발명의 제 10 실시 형태에 따른 지게차의 구동 부분을 도시하는 블록도.
부호의 설명
1: 지게차 3: 차륜 5: 차륜 구동부 7: 포크 구동부 9: 엔진
11: 전동 모타 12: 전동 발전기 13: 밧테리 15: 발전기
17: 주행 회생부 19: 작업 회생부 21: 엔진 출력축 23: 토크 컨버터
25: 트랜스미션 27: 주행 구동축 37: 작업 구동축 43: 증속 기어
47: 주행용 단방향 클러치 51: 작업용 단방향 클러치
53: 변환 밸브 57: 주행 회생 클러치 59: 무단 변속기
63: 작업 보조 전동 발전기 65: 작업 보조 단방향 클러치
67: 작업 보조축 77: 어큘레이터 81: 엔진 출력축 단방향 클러치
83: 엔진 출력축 기어 87: 작업 보조 전동 발전기 91: 배터리
93: 주행 보조 전동 발전기 97: 액압 모터 단방향 클러치 101: 배터리
103: 배터리 107: 회전축 단방향 클러치 111: 유압식 변속 장치
123: 어시스트 전동 발전기 125: 구동 삼방 밸브
129: 회생 삼방 밸브 137: 회생용 전동 발전기
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조해서 설명한다.
여기에서는, 본 발명을 지게차(작업 차량)에 적용한 실시 형태에 대해서 설명하고 있지만, 작업 차량으로서는, 지게차에 한정되지 않고, 예컨대, 컨테이너 반송 차량 등의 하역 차량 혹은 불도저, 유압 셔블 카(shovel car) 등의 토목 차량 등, 주행하여 작업을 실행하는 것이면 본 발명을 적용할 수 있다.
[제 1 실시 형태]
본 발명의 제 1 실시 형태에 대해서, 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은 지게차(작업 차량)(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
지게차(1)에는, 주행을 실행하는 차륜(주행부)(3)과, 차륜(3)을 회전 구동하는 차륜 구동부(주행 구동부)(5)와, 하역 작업을 실행하는 도시하지 않은 포크(작업부)와, 포크를 구동하는 포크 구동부(작업 구동부)(7)와, 엔진(9)과, 전동 모터(전동 모터)(11)와, 배터리(13)와, 발전기(15)와, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지를 전달하는 주행 회생부(17)와, 포크 구동부(7)의 회생 에너지를 전달하는 작업 회생부(19)가 구비되어 있다.
엔진(9)은 예컨대, 디젤 엔진 혹은 가솔린 엔진 등의 내연 기관이며, 그 출력을 전달하는 엔진 출력축(21)을 구비하고 있다.
전동 모터(11)는 내측에 중공의 출력축을 구비하고 있다. 전동 모터(11)는, 이 출력축이 엔진 출력축(21)을 덮도록 배치되어, 엔진 출력축(11)에 스플라인(또는 키)에 의해 일체적으로 회전하도록 장착되어 있다.
차륜 구동부(5)에는, 토크 컨버터(23)와, 트랜스미션(25)과, 주행 구동축(27)과, 차동 기어(29)와, 프런트 액슬(31)이 구비되어 있다.
토크 컨버터(23)는 유체를 채용한 변속기이며, 엔진 출력축(21)으로부터의 회전을 변속하는 동시에 구동력(토크)을 증폭하는 기능을 갖는다.
트랜스미션(23)은 전후진 클러치를 내장한 기계식의 변속기이며, 전후진 클러치를 중립으로 하면 구동력을 전달하지 않도록 구성되어 있다.
차동 기어(29)는 트랜스미션(23)으로부터 주행 구동축(27)을 거쳐서 전달된 구동력을 프런트 액슬(31)에 전달하는 것으로, 지게차(1)가 방향을 바꿀 때 좌우의 차륜(3)을 다른 속도로, 원활하게 회전시키는 기능을 갖는다.
또한, 프런트 액슬(31)에는, 차륜(3)을 정지시키는 브레이크가 구비되어 있다.
포크 구동부(7)에는, 포크를 구동하는, 예를 들어 유압 실린더 등의 유압 액추에이터 작동유를 공급하는 고정 용량식의 유압 펌프 모터(33)와, 유압 액추에이 터로부터의 작동유로 구동되는 유압 모터(35)와, 유압 펌프(33)를 작동하는 작업 구동축(37)이 구비되어 있다.
작업 구동축(37)은 클러치(39)에 의해 엔진 출력축(21)과 단접 가능하게 접속되어 있다.
발전기(15)는 교류 전력을 생성하는 기능을 갖는 것이며, 인버터(41)를 거쳐서 배터리(13)와 접속되어 있다. 인버터(41)는 직류 교류 변환 기능과 교류 주파수의 변환 기능을 갖고 있다.
발전기(15)에서 생성한 교류 전력은 인버터(41)에 의해 직류로 변환되어, 배터리(13)에 축전 된다.
전동 모터(11)는 인버터(41)를 거쳐서 배터리(13)와 접속되어 있다. 배터리(13)로부터의 직류 전기가 인버터(41)에 의해 조정된 주파수의 교류 전기로 변환되어, 전동 모터(11)에 공급되면, 전동 모터(11)는 회전 구동력을 발생한다.
주행 회생부(17)에는, 증속 기어(43)와, 주행 회생축(45)과, 주행용 단방향 클러치(전달 억제 장치)(47)가 구비되어 있다.
증속 기어(43)는 주행 구동축(27)과 주행 회생축(45)을 연결하고, 주행 구동축(27)의 회전수를 증가해서 주행 회생축(45)에 전달하는 것이다.
주행 회생축(45)은 발전기(15)의 입력축을 구성하고 있다.
주행용 단방향 클러치(47)는 주행 회전축(45)에 설치되어, 증속 기어(43)의 일방향의 회전은 발전기(15) 측에 전달되고, 타방향의 회전은 전달되지 않는다. 또한, 발전기(15)의 일방향의 회전은 증속 기어(43)에 전달되지 않지만 타방향의 회전은 전달된다.
작업 회생부(19)에는, 작업 회생축(49)과, 작업용 단방향 클러치(전달 억제 장치)(51)가 구비되어 있다.
작업 회생축(49)은 유압 모터(35)와 발전기(15)를 연결하고, 발전기(15)의 입력축을 구성하고 있다.
작업용 단방향 클러치(51)는 작업 회전축(49)에 설치되어, 유압 모터(35)의 일방향의 회전은 발전기(15) 측에 전달되고, 타방향의 회전은 전달되지 않는다. 또한, 발전기(15)의 일방향의 회전은 유압 모터에 전달되지 않지만 타방향의 회전은 전달된다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 대해 설명한다.
지게차(1)의 하역 작업은 예컨대, 포크를 내린 상태로 짐이 있는 곳까지 주행하고, 포크를 짐 밑에 집어 넣고 정지한다.
이어서, 포크를 올려(리프트 상승), 짐을 들어 올린다.
이 상태에서, 주행을 시작하고, 짐을 원하는 장소에 반송한다.
목적한 장소에 이르면, 정지하고, 포크를 내려(리프트 하강), 짐을 적재한다.
그리고, 지게차(1)를 이동시키고, 포크를 짐 아래로부터 뽑아 내고, 다음 작업으로 향한다.
지게차(1)의 하역 작업에서는, 차륜(3)은 시동, 가속, 정속 주행, 감속 및 정지를 반복하고, 포크는 정지, 리프트 상승 및 리프트 하강을 반복하게 된다.
지게차(1)의 하역 작업은 이들 동작이 조합되어 행하여진다. 이하, 이 동작의 일예를 설명한다.
차륜(3)의 주행(시동, 가속, 정속, 감속, 정지)시에, 작업을 실행하지 않을 경우에는, 클러치(39)를 끊고, 엔진 출력축(21)과 작업 구동축(37)과의 접속을 끊는다.
엔진(9) 및/또는 전동 모터(11)를 구동하면, 엔진 출력축(21)은 이들에 의해 회전 구동된다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 토크 컨버터(23)에 의해 토크가 증폭되어, 트랜스미션(25)에서 변속되어, 주행 구동축(27)에 전달된다.
주행 구동축(27)에 전달된 회전 구동력은 차동 기어(29) 및 프런트 액슬(31)을 경유해서 차륜(3)에 전달되어, 차륜이 회전하고, 이에 의해 지게차(1)가 주행한다.
이와 같이, 클러치(39)를 끊으면, 포크 구동부(7)에는 엔진 출력축(21)으로부터의 구동이 전달되지 않으므로, 에너지의 손실을 방지할 수 있다.
동시에 하역 작업의 리프트 상승을 실행할 경우에는, 클러치(39)를 접속한다. 이로써, 작업 구동축(37)은 엔진 출력축(21)에 접속되므로, 유압 펌프(33)는 엔진(9) 및/또는 전동 모터(11)에 의해 구동되어, 도시하지 않은 유압 액추에이터에 작동유를 공급하고, 리프트 상승이 행하여진다.
엔진(9) 및/또는 전동 모터(11)는 주행 및 하역 작업에 따른 부하에 따라 구동력을 분담하게 된다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9) 및/또는 전동 모터(11)에 의해 구동되므로, 전동 모터(11)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(13)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 전동 모터(11)는 차륜(3) 혹은 유압 펌프(33)를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 전동 모터(11)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9) 및 전동 모터(11)로 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 차륜(3)에 브레이크를 건 (제동한) 경우의, 차륜 구동부(5)의 에너지 회생 동작에 대해서 설명한다.
트랜스미션(25) 전후진 클러치를 중립하고, 주행 구동축(27)에 의해 엔진 출력축(21)이 구동되지 않도록 한다. 또한, 인버터(41)를 서보 온하고, 발전기(15)를 작동할 수 있게 한다.
차동 기어(29)로부터의 동력은 주행 구동축(27)을 경유하고, 증속 기어(43)로 회전수가 증가되어 주행 회생축(45)에 전달된다.
주행 회생축(45)에 전달된 동력은 주행용 단방향 클러치(47)을 거쳐서 발전기(15)를 구동한다.
발전기(15)는 회전에 의해 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(41)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(13)에 충전된다.
또한, 주행 중에는, 인버터(41)를 서보 오프하고, 발전기(15)가 작동하지 않도록 하고, 주행 회생부(17)에서의 소비 동력을 최소로 해서 대부분의 구동력이 차동 기어(29)로 가도록 하고 있다.
또한, 필요에 따라서, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지를 엔진 출력축(21)에 도입하고, 전동 모터(11)에 의해 발전하고, 인버터(41)를 경유해서 배터리(13)를 충전하도록 해도 좋다.
다음으로, 포크 구동부(7)의 에너지 회생 동작에 대해서 설명한다.
리프트 하강의 경우에는, 작동유가 유압 모터(35)를 회전 구동한다. 유압 모터(35)의 회전에 의해 작업 회생축(49)이 회전하고, 작업용 단방향 클러치(51)를 거쳐서 발전기(15)를 구동한다.
이때, 작업 회생축(49)은 주행 회생축(45)과 연동하고, 같은 방향으로 회전하도록 되어 있다.
발전기(15)는 회전에 의해 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(41)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(13)에 충전된다.
또한, 발전기(15)는 주행 회생축(45) 및 작업 회생축(49) 중, 회전수가 높은 쪽에 의해 자동적으로 구동되므로, 그 조정을 위한 제어가 불필요할 수 있다.
증속 기어(43)의 회전수가 유압 모터(35)의 회전수보다도 작은, 즉 차동 기어(29)가 정지 또는 저회전의 경우에는, 발전기(15)는 작업 회생축(49)에 의해 구동된다.
이때, 발전기(15)의 회전이 주행 회생축(45)에 전달되지만, 주행용 단방향 클러치(47)가, 증속 기어(43)로의 전달을 저지한다.
이 때문에, 발전기(15)의 회전이, 차륜 구동부(5)에 전달되지 않으므로, 주행 상태에의 간섭을 방지할 수 있다.
한편, 증속 기어(43)의 회전수가 유압 모터(35)의 회전수보다도 큰, 즉 차동 기어(29)가 고회전의 경우에는, 발전기(15)는 주행 회생축(45)에 의해 구동된다.
이때, 발전기(15)의 회전이 작업 회생축(49)에 전달되지만, 작업용 단방향 클러치(51)가 유압 모터(45)로의 전달을 저지한다.
이 때문에, 발전기(15)의 회전이, 작업 구동부(5)에 전달되지 않으므로, 하역 상태에의 간섭을 방지할 수 있다.
이와 같이, 차륜 구동부(5)와 포크 구동부(7)와의 간섭을 방지할 수 있으므로, 발전기(15)가 1대라도 회생 에너지를 회수할 수 있고, 그만큼 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.
[제 2 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해서, 도 2를 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 1 실시 형태와 기본적 구성은 동일하며, 포크 구동부(7) 및 주행 회생부(17)의 구성이 다르다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 이러한 상이점에 대해서 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태에서는, 유압 펌프(33)는 엔진 출력축(21)에 직결되어, 엔진 구동축(21)에 의해 상시 작동되도록 구성되어 있다.
유압 펌프(33)의 작동유 전송 경로에 변환 밸브(53)가 구비되어 있다. 변환 밸브(53)는 작동유 탱크(55)와 접속되는 포트(A)와, 유압 액추에이터에 접속되는 포트(B)를 변환하도록 구성되어 있다.
주행 회생부(17)에는, 제 1 실시 형태의 주행용 단방향 클러치(47) 대신에 주행 회생 클러치(단접 클러치)(57)가 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 대해서 설명한다.
기본적인 동작에 대해서는, 제 1 실시 형태와 같으므로 중복 설명을 생략하고, 포크 구동부(7) 및 주행 회생부(17)의 동작에 대해서 설명한다.
엔진(9) 및/또는 전동 모터(11)가 구동되어, 엔진 출력축(21)이 회전하고 있을 경우에는, 유압 펌프(33)는 항상 엔진 출력축(21)에 의해 구동되고, 작동유를 공급하고 있다.
하역 작업을 실행하지 않을 경우, 변환 밸브(53)를 포트(A)로 바꾼다. 이와 같이 하면, 유압 펌프(33)로부터 공급되는 작동유는 작동유 탱크(55)로 반환된다.
이 때문에, 유압 펌프(33)에는 부하가 거의 걸리지 않으므로, 엔진 출력축(21)의 에너지 손실은 최소한으로 그칠 수 있다.
한편, 하역 작업을 실행할 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(B)로 바꾸고, 유압 액추에이터에 작동유를 공급한다.
차륜 구동부(5)의 에너지를 회생할 경우는, 주행 회생 클러치(57)를 접속해 서 주행 구동축(27)으로부터 증속 기어(43) 및 주행 회생축(45)을 거쳐서 발전기(15)를 구동하여 실행한다.
회생하지 않을 경우에는, 주행 회생 클러치(57)를 단절하면 좋다. 이와 같이 하면, 주행중에 주행 회생부(17)로부터 발전기(15)에 구동력이 공급되지 않으므로, 주행 구동력의 손실이 그만큼 저감할 수 있고, 유압 모터(35)에의 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 주행 회생 클러치(57)는 주행 회생부(17) 및 작업 회생부(19)가 작동하고 있는 상태에서, 증속 기어(43)의 회전수와 유압 모터(35)의 회전수를 계측하고, 그 결과 증속 기어(43)의 회전수가 클 경우에는, 주행 회생 클러치(57)를 접속하고, 주행 회생축(45)에서 발전기(15)를 구동한다.
증속 기어(43)의 회전수가 작을 경우에는, 주행 회생 클러치(57)를 단절하고, 주행 회생축(45)에서 발전기(15)를 구동하지 않도록 하고, 작업 회생축(49)에 의해 발전기(15)를 구동하도록 제어된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 주행 회생 클러치(57)를 단접함으로써, 차륜 구동부(5)와 포크 구동부(7)와의 간섭을 방지할 수 있으므로, 발전기(15)가 1대라도 회생 에너지를 회수할 수 있고, 그만큼 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 주행 회생부(17)에 주행 회생 클러치(57), 작업 회생부(19)에 작업용 단방향 클러치(51)를 구비하도록 하고 있지만, 반대로, 작업 회생부(19)에 단접 클러치를, 주행 회생부(17)에 단방향 클러치를 마련하도록 해도 좋다.
또한, 필요에 따라서, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지를 엔진 출력축(21)에 도입하고, 전동 모터(11)에 의해 발전하고, 인버터(41)를 경유해서 배터리(13)를 충전하도록 해도 좋다.
[제 3 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 3 실시 형태에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 1 실시 형태와 기본적 구성은 같고, 주행 회생부(17)의 구성이 다르다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 이 상이점에 대해서 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태의 주행 회생부(17)에서는, 제 1 실시 형태의 주행용 단방향 클러치(47) 대신에 주행 회생 클러치(57) 및 무단 변속기(59)가 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 본 실시형태에 따른 지게차(1)에서는, 주행 회생 클러치(57)의 작용 효과는 제 2 실시 형태와 같으므로, 중복 설명을 생략한다.
차륜 구동부(5) 및 포크 구동부(7) 양자로부터 에너지를 회생할 경우, 무단 변속기(59)를 제어해서 주행 회생축(45)의 회전수를 작업 회생축(49)의 회전수에 맞출 수 있다.
주행 회생축(45)의 회전수와 작업 회생축(49)의 회전수를 맞출 수 있으면, 발전기(15)는 주행 회생축(45) 및 작업 회생축(49) 양자로부터 항상 구동되게 되므 로, 양자로부터 회생 에너지를 얻을 수 있게 되어, 연료의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생할 경우, 예컨대, 무단 변속기(59)에 의해 주행 회생축(45)의 회전수를 증가시킬 수 있고, 회생 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 주행 회생부(17)에 주행 회생 클러치(57) 및 무단 변속기(59)를, 작업 회생부(19)에 작업용 단방향 클러치(51)를 구비하도록 하고 있지만, 반대로, 작업 회생부(19)에 단접 클러치 및 무단 변속기를, 주행 회생부(17)에 단방향 클러치를 마련하도록 해도 좋다.
또한, 필요에 따라서, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지를 엔진 출력축(21)에 도입하고, 전동 모터(11)에 의해 발전하고, 인버터(41)를 경유해서 배터리(13)를 충전하도록 해도 좋다.
[제 4 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 4 실시 형태에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 1 실시 형태와 기본적 구성은 같고, 차륜 구동부(5)의 구성, 포크 구동부(7)의 구성 및 회생 수단의 구성이 다르다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 이 상이점에 대해서 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
차륜 구동부(5)에서는, 토크 컨버터(23)가 사용되고 있지 않다. 이 때문에, 토크 컨버터(23)에서의 토크 증배 기능이 없어지므로, 전동 발전기(주 전동 발전기)(12)는 제 1 실시 형태의 전동 모터(11)에 비해 고 토크 타입을 사용하는 것이 바람직하다.
그 반면, 에너지 손실이 큰 토크 컨버터(23)를 이용하고 있지 않기 때문에, 차동 기어(29)로부터의 회전이 트랜스미션(25)을 거쳐서 엔진 출력축(21), 즉, 전동 발전기(12)에 효율적으로 회생할 수 있다.
이 때문에, 전동 발전기(12)를 그대로 차륜 구동부(5)의 에너지의 회생에 사용하게 되어, 제 1 실시 형태에 있어서의 주행 회생부(17)를 생략하고 있다.
포크 구동부(7)에는, 유압 펌프 모터(33)와, 유압 펌프(33)를 작동하는 작업 구동축(37)과, 클러치(39)와, 변환 밸브(53)와, 작업 보조 구동부(61)가 구비되어 있다.
유압 펌프(33)는 포크 강하시, 변환 밸브(53)의 포트(B)로부터 작동유를 받아 들이고, 작동유 공급시와 반대 방향으로 회전하도록 구성되어 있다.
작업 보조 구동부(61)에는, 작업 보조 전동 발전기(보조 전동 발전기)(63)와, 작업 보조 단방향 클러치(단방향 클러치)(65)와, 작업 보조축(전동 출력축)(67)과, 작업 보조 기어(69)와, 작업 구동축 기어(71)가 구비되어 있다.
작업 구동축 기어(71)는 작업 구동축(37)의 유압 펌프(33)와 클러치(39) 사이에 장착되어 있다. 작업 보조축(67)은 작업 보조 전동 발전기(63)의 출력축이 며, 단부에 작업 구동축 기어(71)와 교합하는 작업 보조 기어(69)가 장착되어 있다.
작업 보조 단방향 클러치(65)는 작업 보조 전동 발전기(63)의 구동을 작업 보조 기어(69)에 전달하고, 작업 보조 기어(69)를 유압 펌프(33)가 구동하는 방향으로 회전하며, 한편, 작업 보조 기어(69)가 상기와 반대 방향으로 회전하는 즉, 유압 펌프(33)가 반대 방향으로 회전할 경우에는, 그 구동을 작업 보조 전동 발전기(63)에 전달하는 기능을 갖는다. 작업 보조 전동 발전기(63)는 인버터(73)를 거쳐서 배터리(13)와 접속되어 있다. 이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 대해 설명한다.
차륜(3)의 주행(시동, 가속, 정속, 감속, 정지) 시에, 하역 작업을 실행하지 않을 경우에는, 클러치(39)를 끊고, 엔진 출력축(21)과 작업 구동축(37)과의 접속을 끊는다.
엔진(9) 및/또는 전동 발전기(12)를 구동하면, 엔진 출력축(21)은 이들에 의해 회전 구동된다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 트랜스미션(25)에서 변속되어, 주행 구동축(27)에 전달된다.
주행 구동축(27)에 전달된 회전 구동력은 차동 기어(29) 및 프런트 액슬(31)을 경유해서 차륜(3)에 전달되어, 차륜이 회전하고, 이로써 지게차(1)가 주행한다.
이와 같이, 클러치(39)를 끊으면, 포크 구동부(7)에는 엔진 출력축(21)으로부터의 구동이 전달되지 않으므로, 에너지의 손실을 방지할 수 있다.
동시에 하역 작업의 저동력으로 행할 수 있는 리프트 상승을 실행할 경우에는, 작업 보조 전동 발전기(63)를 구동하고, 작업 보조축(67), 작업 보조 기어(69) 및 작업 구동축 기어(71)를 거쳐서 작업 보조축(37)을 구동한다. 이로써, 유압 펌프(33)는 구동되고, 변환 밸브(53)를 B포트로 하면, 도시하지 않은 유압 액추에이터에 작동유를 공급하고, 리프트 상승이 행하여진다.
리프트 상승에 고동력이 필요할 경우에는, 클러치(39)를 접속한다. 이로써, 작업 구동축(37)은 엔진 출력축(21)에 접속되므로, 유압 펌프(33)는 엔진(9) 및/또는 전동 발전기(12) 및 작업 보조 전동 발전기(63)에 의해 구동되어, 도시하지 않은 유압 액추에이터에 작동유를 공급하고, 리프트 상승이 행하여진다.
이 경우, 변환 밸브(53)를 A포트로 하면, 유압 펌프(33)로부터의 작동유는 작동유 탱크(57)로 복귀되므로, 유압 펌프(33)의 부하는 작아지고, 차륜 구동부(5)에 최대의 구동력을 공급할 수 있다.
엔진(9) 및/또는 전동 발전기(12) 및 작업 보조 전동 발전기(63)는 주행 및 하역 작업에 따른 부하에 따라 구동력을 분담하게 된다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9) 및/또는 전동 발전기(12) 및 작업 보조 전동 발전기(63)에 의해 구동되므로, 전동 발전기(12) 및 작업 보조 전동 발전기(63)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(13)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 전동 발전기(12)는 차륜(3) 혹은 유압 펌프(33)를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 전동 발전기(12)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9) 및 전동 발전기(12)로 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 차륜(3)에 브레이크를 건(제동한) 경우, 차륜 구동부(5)의 에너지 회생 동작에 대해서 설명한다.
차동 기어(29)로부터의 동력은 주행 구동축(27)으로부터 트랜스미션(25)에 전달되어, 엔진 출력축(21)을 회전시킨다. 엔진 출력축(21)에 계합하고 있는 출력축이 회전하므로, 전동 발전기(12)는 발전하고, 인버터(41)를 거쳐서 배터리(13)를 충전한다.
다음으로, 포크 구동부(7)의 에너지 회생 동작에 대해서 설명한다. 클러치(39)의 접속을 끊은 상태에서, 변환 밸브(53)는 B포트로 되어 있다.
이 상태에서 리프트 하강의 경우에는, 작동유가 유압 펌프(33)로 역류하고, 그것을 반대 방향으로 회전 구동한다. 이 역회전이, 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(71) 및 작업 보조축 기어(69)를 경유하고, 작업 보조 단방향 클러치(65)를 거쳐서 작업 보조 전동 발전기(63)를 구동한다.
작업 보조 전동 발전기(63)는 회전에 의해 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(73)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(13)에 충전된다.
이와 같이, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지와 포크 구동부(7)의 회생 에너지는, 별개로 회수되므로, 양자의 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.
본 실시형태에서는, 포크 구동부(7)의 에너지를 회생하는데도, 작업 보조 전동 발전기(63)를 이용하여 전기로 변환하도록 하고 있지만, 예컨대, 도 5에 도시하는 바와 같이 작동유의 상태에서 회생하도록 해도 좋다.
도 5에 표시되는 것은 유압 펌프(33)로부터의 작동유 공급 경로에 역지 밸브(75), 어큐물레이터(77) 및 개폐 밸브(79)를 구비하고, 리프트 하강에서 유압 펌프(33)로 반환되는 작동유를 어큐물레이터(77)에 인도하고, 유압의 형태로 보존하는 것이다.
이와 같이, 유압의 형태로 회생하면, 전기로 변환할 경우의 변환 손실이 없어지므로, 에너지 효율이 좋다.
[제 5 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 5 실시 형태에 대해서, 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 1 실시 형태와 유사한 구성이므로, 본 실시형태에 있어서는, 이와 서로 다른 점에 대해서 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7은 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태에서는, 엔진 출력축(21)과 작업 구동축(37)은 간격을 두고 대략 평행하게 마련되어 있다.
엔진 출력축(21)에는, 엔진(9)측에 엔진 출력축 단방향 클러치(제 1 단방향 클러치)(81)가 마련되어 있다. 엔진 출력축(21)에는, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)와 토크 컨버터(23) 사이에 엔진 출력축 기어(83)가 고정되어 장착되어 있다.
포크 구동부(7)에는, 유압 펌프(33)와, 작업 구동축(37)과, 변환 밸브(53)가 구비되어 있다.
작업 구동축(37)에는, 엔진 출력축 기어(83)와 교합하는 작업 구동축 기어(85)가 고정되어 장착되어 있다.
작업 구동축(37)의 유압 펌프(33)에 대하여 반대측에는, 작업 보조 전동 발전기(제 1 전동 발전기)(87)가 계합되어 있다.
작업 보조 전동 발전기(87)는 인버터(89)를 거쳐서 배터리(91)에 접속되어 있다.
증속 기어(43)의 피동측 기어에는, 주행 보조 전동 발전기(제 2 전동 발전기)(93)가 계합되어 있다. 주행 보조 전동 발전기(93)는 주행 구동축(27)과 증속 기어(43)에 의해 기어 연결되어 있다.
주행 보조 전동 발전기(93)는 인버터(95)를 거쳐서 배터리(91)에 접속되어 있다.
주행 보조 전동 발전기(93)는 증속 기어(43)를 거쳐서 주행 구동축(27)을 구동하고, 또는 주행 구동축(27)으로부터 증속 기어를 거쳐서 회전되어 발전하도록 구성되어 있다.
유압 모터(35)의 회전축에는 유압 모터 단방향 클러치(제 2 단방향 클러치)(97)를 거쳐서 유압 모터 출력축 기어(99)가 고정되어 장착되어 있다.
유압 모터 출력축 기어(99)는 엔진 출력축 기어(83)와 교합한다.
유압 모터 단방향 클러치(97) 및 유압 모터 출력축 기어(99)는 작업 회생부(19)를 구성하고 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 있어서 설명한다.
지게차(1)의 하역 작업은 예컨대, 포크를 내린 상태에서 짐이 있는 곳까지 주행하고, 포크를 짐 밑에 집어 넣고 정지한다.
이어서, 포크를 올러(리프트 상승), 짐을 들어 올린다.
이 상태에서, 주행을 시작하고, 짐을 원하는 장소에 반송한다.
원하는 장소에 이르면, 정지하고, 포크를 내려(리프트 하강), 짐을 얹어 적재한다.
그리고, 지게차(1)를 이동시키고, 포크(7)를 짐 아래로부터 뽑아 내고, 다음 작업으로 향한다.
지게차(1)의 하역 작업에서는, 차륜(3)은 시동, 가속, 정속 주행, 감속 및 정지를 반복하고, 포크는 정지, 리프트 상승 및 리프트 하강을 반복하게 된다.
지게차(1)의 하역 작업은 이들의 동작이 조합되어 실행된다. 이하, 이 동작의 일예를 설명한다.
주행의 개시 시에는, 차륜(3)의 회전수가 낮으므로, 저회전수이더라도 에너지 효율이 변하지 않는 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87) 에 의해 차륜 구동부(5)를 구동한다.
배터리(91)로부터 인버터(89)를 거쳐서 작업 보조 전동 발전기(87)에 교류 전기를 공급하면, 작업 보조 전동 발전기(87)가 회전 구동된다. 이것이, 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(85) 및 엔진 출력축 기어(83)을 경유해서 엔진 출력축(21)을 회전 구동한다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 트랜스미션(25)에서 변속되어, 주행 구동축(27)에 전달된다.
이때, 작업 구동축(37)의 회전에 따라 유압 펌프(33)가 구동되지만, 하역 작업을 실행하지 않을 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(A)로 하여 두면, 유압 펌프(33)가 구동되어도 작동유는 작동유 탱크(55)로 반환되는 것에 지나지 않으므로, 큰 손실이 안 된다.
또한, 엔진(9)과의 사이에 엔진 출력축 단방향 클러치(81)가 있어서, 작업 보조 전동 발전기(87)[엔진 출력축(21)]가 회전해도 엔진(9)을 회전 구동하는 것으로는 안되다. 예를 들면, 엔진(9)을 구동하지 않고, 작업 보조 전동 발전기(87)에 의해 구동하고 있을 경우에, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)는 엔진(9)이 작업 보조 전동 발전기(87)의 구동의 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 엔진 출력축 기어(83)로부터 유압 모터 출력축 기어(99)가 구동되지만, 유압 모터 단방향 클러치(97)가 있기 때문에, 유압 모터(35)에 회전 구동력이 전달되는 일은 없다.
배터리(91)로부터 인버터(95)를 거쳐서 주행 보조 전동 발전기(93)에 교류 전기를 공급하면, 주행 보조 전동 발전기(93)가 회전 구동된다. 이것이, 증속 기어(43)를 거쳐서 주행 구동축(27)을 회전 구동한다.
이와 같이, 회전수가 낮을 경우에는, 엔진(9)을 구동하지 않아도 좋으므로, 엔진(9)의 운전 효율을 저하시킬 일은 없다.
다음으로, 가속 주행 시에는, 회전수가 높게 되고, 또한, 큰 구동력이 필요하게 되므로, 엔진(9)을 구동한다.
이 경우, 엔진(9)을 구동하고, 회전수를 조속히 증가시킨다. 엔진(9)의 회전수가, 작업 보조 전동 발전기(87)에 의한 엔진 출력축(21)의 회전수보다도 커지면, 엔진(9)의 구동력이 엔진 출력축 단방향 클러치(81)을 통해서 엔진 출력축(21)에 추가된다 된다.
이와 같이, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)에 의해, 엔진(9)의 회전이 엔진 출력축(21)으로 매끄럽게 이어지므로, 주행 속도의 급변을 방지할 수 있고, 조작성을 양호하게 유지할 수 있다.
다음으로, 하역 작업을 실행할 경우에는, 도 7에 도시되는 것 같이, 변환 밸브(53)를 포트(B)로 바꾼다.
유압 펌프(33)는 작업 구동축(37)에 의해 구동되므로, 작업 보조 전동 발전기(87) 및 엔진(9)에 의해 구동되게 된다. 작업 보조 전동 발전기(87)는 직결되고, 엔진(9)은 엔진 회전축(21), 엔진 출력축 기어(83) 및 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 접속되어 있다.
또한, 엔진 출력축(21)이 회전되고 있으므로, 차량 구동부(5)에도 동력이 전 달되어, 하역 작업과 동시에 주행시킬 수 있다.
유압 펌프(33)가 구동되면, 작동유가 도시하지 않은 유압 액추에이터로 공급되어, 예컨대, 리프트 상승을 실행하는 것이 된다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9), 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)에 의해 구동되므로, 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(91)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)는 차륜(3) 혹은 유압 펌프(33)를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9), 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)에서 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 제동을 걸어서 감속 주행할 경우, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생한다.
트랜스미션(25) 전후진 클러치를 중립으로 하고, 주행 구동축(27)으로부터의 구동력이 트랜스미션(25)에 도입되지 않도록 한다. 이와 같이 하면, 동력 손실이 큰 토크 컨버터(23)를 구동하지 않아서 좋으므로, 차륜 구동부(5)의 에너지가 많이 회생할 수 있다.
주행 구동축(27)의 구동력은 증속 기어(43)를 경유해서 주행 보조 전동 발전기(93)에 전달되어, 주행 보조 전동 발전기(93)의 출력축을 회전 구동한다. 출력축이 회전되면, 주행 보조 전동 발전기(93)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(95)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
다음으로, 예컨대, 리프트 하강의 경우, 유압 액추에이터로부터 반환되는 작동유에 의해 유압 모터(35)가 회전 구동된다.
유압 모터(35)의 회전은 유압 모터 출력축 기어(99), 엔진 출력축 기어(83) 및 작업 구동축 기어(85)를 경유해서 작업 구동축(37)에 전달되어, 작업 보조 전동 발전기(87)의 출력축을 회전 구동한다.
출력축이 회전되면, 작업 보조 전동 발전기(87)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
또한, 이 경우, 유압 모터(35)로부터의 전달 경로에 엔진 출력축 기어(83)가 있어서, 예컨대, 유압 모터(35)가 감속하고, 엔진(9)의 회전수를 하회하면, 엔진(9)이 작업 보조 전동 발전기(87)를 회전하는 것으로 되고, 유압 모터(35)로부터의 회생은 종료한다.
주행을 주행 보조 전동 발전기(93)의 구동력으로 실행하고 있는 경우에는, 이러한 사태가 안되므로, 주행과 동시에 유압 모터(35)로부터 회생을 실행할 수 있다.
또한, 엔진(9)으로부터 엔진 출력축 기어(83), 작업 구동축 기어(85) 및 작업 구동축(37)을 경유해서 작업 보조 전동 발전기(87)를 구동할 수 있으므로, 예컨대, 트랜스미션(25) 전후진 클러치를 중립으로 해서 엔진(9)으로부터 차량 구동부(5)에 동력이 전달되지 않도록 하고, 엔진(9)을 구동하면, 작업 보조 전동 발전기(87)를 회전 구동해서 발전시켜, 인버터(89)를 거쳐서 배터리(91)를 충전할 수 있다.
이와 같이, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지는 주행 보조 전동 발전기(93)에, 포크 구동부(7)의 회생 에너지는 작업 보조 전동 발전기(87)에, 각각 별개로 회수되므로, 양자의 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)는 공동의 1개의 배터리(91)로 구동되지만, 이것은 각각 전용의 배터리를 구비하도록 해도 좋다.
[제 6 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 6 실시 형태에 대해서, 도 8 을 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 5 실시 형태와 기본적 구성은 같으며, 포크 구동부(7) 및 작업 회생부(19)의 구성이 다르다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 이 상이점에 대해서 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 5 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8은 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
주행 회생부(17)에는, 주행 보조 전동 발전기(93)를 구동하는 주행 배터리(101)가 구비되어 있다.
엔진 출력축(21)은 엔진(9)을 관통해서 양측으로 연장하여 설치되어 있다. 포크 구동부(7)는 제 4 실시 형태와 대략 같은 구성이다.
작업 구동축(37)은 엔진 출력축(21)의 연장부를 구성하도록 배치되고 있어, 양자는 클러치(39)에 의해 단접 가능하게 접속되어 있다.
작업 구동축(37)의 클러치(39)측에는, 작업 구동축 기어(71)가 장착되어 있다. 작업 보조 전동 발전기(87)는 작업 배터리(103)에 의해 구동되고 있다.
작업 보조 전동 발전기(87)의 회전축(105)은 회전축 단방향 클러치(제 2 단방향 클러치)(107)를 경유해서 작업 구동축 기어(71)와 교합하는 회전축 기어(109)를 구동하도록 구성되어 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 있어서 설명한다.
주행의 개시 시에는, 차륜(3)의 회전수가 낮으므로, 저회전수라도 에너지 효율이 변하지 않는 주행 보조 전동 발전기(93)에 의해 차륜 구동부(5)를 구동한다.
배터리(101)로부터 인버터(95)를 거쳐서 주행 보조 전동 발전기(93)에 교류 전기를 공급하면, 주행 보조 전동 발전기(93)가 회전 구동된다. 이것이, 증속 기어(43)를 거쳐서 주행 구동축(27)을 회전 구동한다.
이때, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)가 있어서, 주행 보조 전동 발전기(93)가 엔진(9)을 구동하는 일은 없다.
이것으로서 구동력이 부족될 경우, 클러치(39)를 엔진 출력축(21)과 작업 구 동축(37)을 접속하고, 작업 보조 전동 발전기(87)의 구동력을 엔진 출력축(21)에 도입할 수 있게 한다. 배터리(103)로부터 인버터(89)를 거쳐서 작업 보조 전동 발전기(87)에 교류 전기를 공급하면, 작업 보조 전동 발전기(87)가 회전 구동된다. 이것이, 출력축 기어(109), 작업 구동축 기어(71), 작업 구동축(37) 및 클러치(39)를 경유해서 엔진 출력축(21)을 회전 구동한다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 트랜스미션(25)에서 변속되어, 주행 구동축(27)에 전달된다.
이때, 작업 구동축(37)의 회전에 따라 유압 펌프(33)가 구동되지만, 하역 작업을 실행하지 않을 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(A)로 해 놓으면, 유압 펌프(33)가 구동되어도 작동유는 작동유 탱크(55)로 반환되는 것뿐이므로, 큰 손실이 안 된다.
이와 같이, 회전수가 낮을 경우에는, 엔진(9)을 구동하지 않아도 좋으므로, 엔진(9)의 운전 효율을 저하시킬 일은 없다.
다음으로, 가속 주행 시에는, 회전수가 높게 되고, 또한, 큰 구동력이 필요하게 되므로, 엔진(9)을 구동하고, 엔진 출력축(21)의 구동력을 증가시킨다.
이 상태에서, 포크에 의한 하역 작업을 실행할 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(B)로 바꾼다.
유압 펌프(33)는 작업 구동축(37)에 의해 구동되므로, 작업 보조 전동 발전기(87) 및 엔진(9)에 의해 구동되게 된다.
또한, 엔진 출력축(21)이 회전되고 있으므로, 차량 구동부(5)에도 동력이 전 달되어, 하역 작업과 동시에 주행시킬 수 있다.
유압 펌프(33)가 구동되면, 작동유가 변환 밸브(53)의 포트(B)를 통해 도시하지 않은 유압 액추에이터로 공급되고, 예컨대, 리프트 상승을 실행하는 것으로 된다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9), 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)에 의해 구동되므로, 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(13)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)는 차륜(3) 혹은 유압 펌프(33)를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9), 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)로 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 제동을 걸어서 감속 주행할 경우, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생한다.
트랜스미션(25) 전후진 클러치를 중립으로 하고, 주행 구동축(27)으로부터의 구동력이 트랜스미션(25)에 도입되지 않도록 한다. 이와 같이 하면, 동력 손실이 큰 토크 컨버터(23)를 구동하지 않아서 좋으므로, 차륜 구동부(5)의 에너지가 많이 회생할 수 있다.
주행 구동축(27)의 구동력은 증속 기어(43)를 경유해서 주행 보조 전동 발전기(93)에 전달되어, 주행 보조 전동 발전기(93)의 출력축을 회전 구동한다. 출력축이 회전되면, 주행 보조 전동 발전기(93)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(95)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(101)에 충전된다.
다음으로, 예컨대, 리프트 하강의 경우, 유압 액추에이터로부터 변환 밸브(53)를 경유해서 반환되는 작동유에 의해 유압 펌프(33)가 회전 구동된다. 클러치(39)의 접속을 차단한다.
유압 펌프(33)의 회전은 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(71), 출력축 기어(109)를 경유해서 전달되어, 작업 보조 전동 발전기(87)의 출력축을 회전 구동한다.
출력축이 회전되면, 작업 보조 전동 발전기(87)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(103)에 충전된다.
클러치(39)가 차단되어 있으므로, 엔진(9) 및 주행 보조 전동 발전기(93)에 의해 차륜 구동부(5)를 구동해서 주행을 실행할 수 있다.
또한, 클러치(39)를 접속하면 엔진(9)으로부터 작업 보조 전동 발전기(87)를 구동할 수 있으므로, 변환 밸브(53)를 포트(A)로 하면, 손실 없이 배터리(91)를 충전할 수 있다.
이와 같이, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지는 주행 보조 전동 발전기(93)로, 포크 구동부(7)의 회생 에너지는 작업 보조 전동 발전기(87)로, 각각 별개로 회수되므로, 양자의 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 주행 보조 전동 발전기(93) 및 작업 보조 전동 발전기(87)는 공동의 1개의 배터리로 구동되도록 해도 좋다.
[제 7 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 7 실시 형태에 대해서, 도 9를 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 5 실시 형태와 유사한 구성이며, 차량 구동부(5)의 구성 및 주행 회생부(17)의 구성이 다르다. 본 실시형태에 있어서는, 이 상이점을 중점으로 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 5 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태에서는, 차량 구동부(5)에 유압식 변속 장치(유체 변속 장치)(111)가 사용되고 있다.
유압식 변속 장치(111)에는, 엔진 출력축(21)에 의해 작동되는 경사판식의 유압 펌프(113)와, 유압 펌프(113)에 의해 구동되는 유압 모터(115)와, 유압 펌프(113) 및 유압 모터(115)를 접속하는 유압 배관(117, 119)이 구비되어 있다.
주행 구동축(27)은 유압 모터(115)의 출력부에 접속되어, 유압 모터(115)의 회전과 일체로 회전하도록 되어 있다.
유압 펌프(113)에는 경사판(121)을 구비되어 있으며, 이 경사판(121)의 경사에 의해 유압 펌프(113)의 거동이 달라지도록 구성되어 있다.
즉, 경사판(121)의 경사가 경사(A), 즉, 중립(뉴트럴) 시, 유압 펌프(113)는 펌프 작용을 실행하지 않고, 유압 모터(115)에 기름이 흐르지 않는다. 이 때문에, 유압 모터(115)는 회전되지 않고 주행 구동축(27)은 구동되지 않는다.
경사판(121)의 경사가 경사(B)일 때, 유압 펌프(113)는 유압 배관(117)을 향해서 기름을 흘려보내고, 유압 배관(119)으로부터 회수하는 순환 흐름을 형성한다.
이 경우, 경사(B)의 경사(A)에 대한 경사 각도가 커진다. 바꿔 말하면, 경사가 큰 만큼, 기름의 유량이 많아지고, 유압 모터(115)의 회전 속도가 커진다.
경사판(121)의 경사가 경사(C)일 때, 유압 펌프(113)는 유압 배관(119)을 향해서 기름을 흘려보내고, 유압 배관(117)으로부터 회수하는 순환 흐름을 형성한다. 따라서, 주행 구동축(27)은 경사(B)일 때와 반대 방향으로 회전하게 된다.
이 경우, 경사(C)의 경사(A)에 대한 경사 각도가 커진다. 바꿔 말하면, 경사가 큰 만큼, 기름의 유량이 많아지고, 유압 모터(115)의 회전 속도가 커진다.
이와 같이, 엔진 출력축이 일방향으로 회전하더라도, 유압식 변속 장치(111)는 경사판(121)의 경사에 의해, 주행 구동축의 회전을 정지(뉴트럴), 전진 회전, 후진 회전으로 할 수 있다.
또한, 경사판(121)의 경사각을 조절하는 것으로, 회전수, 회전 토크를 조절 할 수 있다.
이와 같이, 유압 펌프(113)와 유압 모터(115)로 구성된 유압식 변속 장 치(111)에 의해, 제 5 실시 형태에 개시되는 토크 컨버터(23)의 기능 및 트랜스미션(25)의 기능을 실행할 수 있으므로, 부품수를 감소시킬 수 있다.
또한, 토크 컨버터(23) 및 트랜스미션(25)과 같이 다수의 전달부가 존재하는 것에 비해 전달 손실이 감소하는 만큼, 구동력의 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 주행 구동축(27)에 의해 유압 모터(115)를 작동시키면, 유압 모터(115)가 유압 펌프로서 기능하고, 순환 흐름을 형성한다. 이것에 의해, 유압 펌프(113)가 유압 모터로서 기능해 회전시킬 수 있어, 엔진 출력축(21)을 회전시키게 된다.
이와 같이 엔진 출력축(21)이 회전되지만, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)가 있어서, 엔진(9)에는 전달되는 일은 없다.
한편, 엔진 출력 기어(83)는 회전되므로, 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 보조 전동 발전기(보조 전동 발전기)(123)가 회전되게 된다.
따라서, 차륜 구동부(5)의 회생 에너지로 주행 구동축이 회전되었을 경우, 유압식 변속 장치(111)를 거쳐서 보조 전동 발전기(123)에서 회수 가능하게 되므로, 제 5 실시 형태에 구비되어 있었던 주행 회생부(17)에 관한 증속 기어(43), 주행 보조 전동 발전기(93) 및 인버터(95)는 본 실시형태에서는 생략하고 있다.
이와 같이, 에너지의 전달을 가역으로 할 수 있는 유압식 변속 장치(111)를 사용하고 있으므로, 주행 회생부의 구성을 현저하게 간소화할 수 있으므로, 전체의 중량을 경량화할 수 있다. 이 때문에, 연료의 효율을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 대해서 설명한다.
지게차(1)의 하역 작업은 예컨대, 포크를 내린 상태에서 짐이 있는 곳까지 주행하고, 포크를 짐 밑에 집어 넣고 정지한다.
이어서, 포크를 올려(리프트 상승), 짐을 들어 올린다.
이 상태에서, 주행을 시작하고, 짐을 원하는 장소로 반송한다.
원하는 장소에 이르면, 정지하고, 포크를 내려(리프트 하강), 짐을 적재한다.
그리고, 지게차(1)를 이동시키고, 포크(7)를 짐 아래로부터 뽑아 내고, 다음 작업으로 향한다.
지게차(1)의 하역 작업에서는, 차륜(3)은 시동, 가속, 정속 주행, 감속 및 정지를 반복하고, 포크는 정지, 리프트 상승 및 리프트 하강을 반복하게 된다.
지게차(1)의 하역 작업은 이것들의 동작이 조합되어 실행된다. 이하, 이 동작의 일예를 설명한다.
주행의 개시 시에는, 차륜(3)의 회전수가 낮으므로, 저회전수라도 에너지 효율이 변하지 않는 보조 전동 발전기(123)에 의해 차륜 구동부(5)를 구동한다.
배터리(91)로부터 인버터(89)를 거쳐서 보조 전동 발전기(123)에 교류 전기를 공급하면, 보조 전동 발전기(123)가 회전 구동된다. 이것이, 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(85) 및 엔진 출력축 기어(83)을 경유해서 엔진 출력축(21)을 회전 구동한다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 유압식 변속 장치(111)에서 변속 혹은 조정되어, 주행 구동축(27)에 전달된다.
이와 같이, 회전수가 낮을 경우에는, 엔진(9)을 구동하지 않아도 좋으므로, 엔진(9)의 운전 효율을 저하시키는 일은 없다.
이때, 작업 구동축(37)의 회전에 따라 유압 펌프(33)가 구동되지만, 하역 작업을 실행하지 않을 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(A)로 해 놓으면, 유압 펌프(33)가 구동되어도 작동유는 작동유 탱크(55)로 반환될 뿐이므로, 큰 손실이 안된다.
또한, 엔진(9)과의 사이에 엔진 출력축 단방향 클러치(81)이 있어서, 보조 전동 발전기(123)[엔진 출력축(21)]가 회전해도 엔진(9)을 회전 구동하는 것으로는 안되다. 예를 들면, 엔진(9)을 구동하지 않고, 보조 전동 발전기(123)에 의해 구동하고 있을 경우에, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)는 엔진(9)이 보조 전동 발전기(123)의 구동의 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 엔진 출력축 기어(83)로부터 유압 모터 출력축 기어(99)가 구동되지만, 유압 모터 단방향 클러치(97)가 있어서, 유압 모터(35)에 회전 구동력이 전달되는 일은 없다.
다음으로, 가속 주행 시에는, 회전수가 높게 되고, 또한, 큰 구동력이 필요가 되므로, 엔진(9)을 구동한다.
이 경우, 엔진(9)을 구동하고, 회전수를 조속히 증가시킨다. 엔진(9)의 회전수가, 보조 전동 발전기(123)에 의한 엔진 출력축(21)의 회전수보다도 커지면, 엔진(9)의 구동력이 엔진 출력축 단방향 클러치(81)을 통해서 엔진 출력축(21)에 더하여지게 된다.
이와 같이, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)에 의해, 엔진(9)의 회전이 엔진 출력축(21)에 매끄럽게 이어지므로, 주행속도의 급변을 방지할 수 있고, 조작성을 양호하게 유지할 수 있다.
다음으로, 하역 작업을 실행할 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(B)로 바꾼다.
유압 펌프(33)는 작업 구동축(37)에 의해 구동되므로, 보조 전동 발전기(123) 및 엔진(9)에 의해 구동되게 된다. 보조 전동 발전기(123)는 유압 펌프(33)에 직결되어, 엔진(9)은 엔진 회전축(21), 엔진 출력축 기어(83) 및 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 접속되어 있다.
또한, 엔진 출력축(21)이 회전되고 있으므로, 차량 구동부(5)에도 동력이 전달되어, 하역 작업과 동시에 주행시킬 수 있다.
유압 펌프(33)가 구동되면, 작동유가 도시하지 않은 유압 액추에이터에 공급되어, 예컨대, 리프트 상승을 실행하는 것으로 된다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9), 보조 전동 발전기(123)에 의해 구동되므로, 보조 전동 발전기(123)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(91)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 보조 전동 발전기(123)는 차륜(3) 혹은 유압 펌프(33)를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 보조 전동 발전기(123)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9), 보조 전동 발전기(123)에서 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 제동을 걸어서 감속 주행할 경우, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생한다. 주행 구동축(27)의 구동력은 유압 모터(115)를 작동시킨다. 유압 모터(115)가 회전하면, 유압 배관(117) 혹은 유압 배관(119)에 기름이 흘러, 유압 펌프(113)을 회전시키므로, 엔진 출력축(21)이 회전된다.
엔진 출력축(21)이 회전하면, 엔진 출력 기어(83), 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 보조 전동 발전기(123)가 회전 구동되므로, 보조 전동 발전기(123)는 교류 전기를 발전하는 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
다음으로, 예컨대, 리프트 하강의 경우, 유압 액추에이터로부터 되돌아오는 작동유에 의해 유압 모터(35)가 회전 구동된다.
유압 모터(35)의 회전은 유압 모터 출력축 기어(99), 엔진 출력축 기어(83) 및 작업 구동축 기어(85)를 경유해서 작업 구동축(37)에 전달되어, 보조 전동 발전기(123)의 출력축을 회전 구동한다.
출력축이 회전되면, 보조 전동 발전기(123)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
[제 8 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 8 실시 형태에 대해서, 도 10을 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 7 실시 형태와 유사한 구성이며, 포크 구동부(7)의 구성이 다르다. 본 실시형태에 있어서는, 이 서로 다른 점을 중점으로 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 7 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 10은 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태에서는, 유압 배관(117)에 삼방 밸브(작업용 변환 밸브)(125)를 구비하고 있다.
구동 삼방 밸브(125)는, 제 1 방향은 포크를 구동하는, 예를 들면 유압 실린더 등의 유압 액추에이터 작동유를 공급하는 유압 배관(127)과 연통하고 있으며, 변환에 따라 유압 펌프(113)로부터의 기름을 유압 모터(115)에 도통시킬지, 포크를 구동하는 유압 액추에이터로 보내는 유압 배관(127)에 도통시킬지를 선택하게 된다.
이와 같이, 포크의 작동에 유압식 변속 장치(111)에 있어서의 기름의 흐름을 사용하고 있으므로, 제 7 실시 형태에 구비되어 있던 유압 펌프(33), 변환 밸브(53)를 생략하고 있다.
따라서, 포크 구동부(7)가 각별히 간소화되므로, 전체의 중량을 한층 경량화할 수 있다. 이 때문에, 연료의 효율을 한층 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 있어서 일예를 설명한다.
주행의 개시 시에는, 차륜(3)의 회전수가 낮으므로, 저회전수라도 에너지 효 율이 변하지 않는 보조 전동 발전기(123)에 의해 차륜 구동부(5)를 구동한다.
배터리(91)로부터 인버터(89)를 거쳐서 보조 전동 발전기(123)에 교류 전기를 공급하면, 보조 전동 발전기(123)가 회전 구동된다. 이것이, 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(85) 및 엔진 출력축 기어(83)을 경유해서 엔진 출력축(21)을 회전 구동한다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 유압식 변속 장치(111)에서 변속 혹은 조정되어, 주행 구동축(27)에 전달된다.
이때, 구동 삼방 밸브(125)는 유압 펌프(113)와 유압 모터(115)를 연통하는 포트 접속으로 되어 있다.
이와 같이, 회전수가 낮을 경우에는, 엔진(9)을 구동하지 않아도 좋으므로, 엔진(9)의 운전 효율을 저하시킬 일은 없다.
이때, 엔진(9)과의 사이에 엔진 출력축 단방향 클러치(81)가 있어서, 보조 전동 발전기(123)[엔진 출력축(21)]가 회전해도 엔진(9)을 회전 구동하는 것으로는 안된다. 예를 들면, 엔진(9)을 구동하지 않고, 보조 전동 발전기(123)에 의해 구동하고 있을 경우에, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)는 엔진(9)이 어시스트 전동 발전기(123)의 구동의 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 엔진 출력축 기어(83)로부터 유압 모터 출력축 기어(99)가 구동되지만, 유압 모터 단방향 클러치(97)가 있어서, 유압 모터(35)에 회전 구동력이 전달되는 일은 없다.
다음으로, 가속 주행 시에는, 회전수가 높게 되고, 또한, 큰 구동력이 요구 되므로, 엔진(9)을 구동한다.
이 경우, 엔진(9)을 구동하고, 회전수를 조속히 증가시킨다. 엔진(9)의 회전수가, 어시스트 전동 발전기(123)에 의한 엔진 출력축(21)의 회전수보다도 커지면, 엔진(9)의 구동력이 엔진 출력축 단방향 클러치(81)를 통해서 엔진 출력축(21)에 더하여지게 된다.
이와 같이, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)에 의해, 엔진(9)의 회전이 엔진 출력축(21)에 매끄럽게 이어지므로, 주행 속도의 급변을 방지할 수 있고, 조작성을 양호하게 유지할 수 있다.
다음으로, 하역 작업을 실행할 경우에는, 구동 삼방 밸브(125)를 변환하여, 유압 배관(127)에 도통하도록 하는 동시에 경사판(121)을 기울어 B측에 위치시킨다.
엔진 출력축(21)의 회전에 의해 유압 펌프(113)가 회전하면, 유압 펌프(113)로부터의 기름이 유압 배관(117), 구동 삼방 밸브(125)를 통해 유압 배관(127)에 흘러, 포크를 들어 올린다(리프트 상승).
이때, 엔진 출력축(21)은 어시스트 전동 발전기(123) 및/또는 엔진(9)에 의해 구동되고 있다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9), 어시스트 전동 발전기(123)에 의해 구동되므로, 어시스트 전동 발전기(123)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(91)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 어시스트 전동 발전기(123)는 차륜(3) 혹은 포크를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 어시스트 전동 발전기(123)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9), 어시스트 전동 발전기(123)에서 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 제동을 걸어서 감속 주행할 경우, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생한다. 주행 구동축(27)의 구동력은 유압 모터(115)를 작동시킨다. 유압 모ㅌ터15)가 회전하면, 유압 배관(117) 혹은 유압 배관(119)에 기름이 흘러, 유압 펌프(113)를 회전시키므로, 엔진 출력축(21)이 회전된다.
엔진 출력축(21)이 회전하면, 엔진 출력 기어(83), 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 어시스트 전동 발전기(123)가 회전 구동되므로, 어시스트 전동 발전기(123)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
다음으로, 예컨대, 리프트 하강의 경우, 유압 액추에이터로부터 되돌아오는 작동유에 의해 유압 모터(35)가 회전 구동된다.
유압 모터(35)의 회전은 유압 모터 출력축 기어(99), 엔진 출력축 기어(83) 및 작업 구동축 기어(85)를 경유해서 작업 구동축(37)에 전달되어, 어시스트 전동 발전기(123)의 출력축을 회전 구동한다.
출력축이 회전되면, 어시스트 전동 발전기(123)은 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
[제 9 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 9 실시 형태에 대해서, 도 11을 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 8 실시 형태와 유사한 구성이며, 작업 회생부(19)의 구성이 다르다. 본 실시형태에 있어서는, 이 서로 다른 점을 중점으로 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 8 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다. 본 실시형태에 있어서의 작업 회생부(19)에 대해서 설명한다.
유압 배관(117)에 구동 삼방 밸브(125)의 유압 모터(115)측에 회생 삼방 밸브(129)가 구비되어 있다.
회생 삼방 밸브(129)는, 제 1 방향은 포크를 구동하는 예를 들면 유압 실린더 등의 유압 액추에이터로부터 반환되는 작동유의 유압 배관(131)과 연통하고 있으며, 변환에 따라 유압 펌프(113)와 유압 모터(115)를 도통시킬지, 포크를 구동하는 유압 액추에이터로부터의 반환인 유압 배관(131)에 도통시킬지를 선택하는 것이다.
주행 구동축(27)에는, 접속을 단접하는 클러치(133)와, 클러치(133)의 유압 모터(115)측에 장착된 주행 구동축 기어(135)가 구비되어 있다.
회생용 전동 발전기(137)는 그 출력축에 장착된 회생 기어(139)가 주행 구동축 기어(135)와 교합하는 방법으로 마련되어 있다. 회생용 전동 발전기(137)는 인버터(141)를 거쳐서 배터리(91)에 접속되어 있다.
또한, 본 실시형태의 유압 모터(115)에는, 전후진을 바꾸는 경사판(143)이 구비되어 있다.
이와 같이, 작업 회생에 유압식 변속 장치(111)에 있어서의 기름의 흐름을 사용하고 있으므로, 제 8 실시 형태에 구비되어 있었던 유압 모터(35), 유압 모터 단방향 클러치(97) 및 유압 모터 출력축 기어(99)을 생략하고 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 있어서 일예를 설명한다.
주행의 개시 시에는, 차륜(3)의 회전수가 낮으므로, 저회전수라도 에너지 효율이 변하지 않는 어시스트 전동 발전기(123)에 의해 차륜 구동부(5)를 구동한다.
배터리(91)로부터 인버터(89)를 거쳐서 어시스트 전동 발전기(123)에 교류 전기를 공급하면, 어시스트 전동 발전기(123)가 회전 구동된다. 이것이, 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(85) 및 엔진 출력축 기어(83)을 경유해서 엔진 출력축(21)을 회전 구동한다.
엔진 출력축(21)의 회전 구동은 유압식 변속 장치(111)로 변속 혹은 조정되어, 클러치(133)가 접속되어 있는 주행 구동축(27)에 전달된다.
이때, 구동 삼방 밸브(125) 및 회생 삼방 밸브(129)는 유압 펌프(113)와 유압 모터(115)를 연통하는 포트 접속으로 되어 있다.
이와 같이, 회전수가 낮을 경우에는, 엔진(9)을 구동하지 않아도 좋으므로, 엔진(9)의 운전 효율을 저하시킬 일은 없다.
이때, 엔진(9)과의 사이에 엔진 출력축 단방향 클러치(81)이 있어서, 어시스트 전동 발전기(123)[엔진 출력축(21)]가 회전해도 엔진(9)을 회전 구동하는 것으로는 안되다. 예를 들면, 엔진(9)을 구동하지 않고, 어시스트 전동 발전기(123)에 의해 구동하고 있을 경우에, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)는 엔진(9)이 어시스트 전동 발전기(123)의 구동의 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 가속 주행 시에는, 회전수가 높게 되고, 또한, 큰 구동력이 필요하게 되므로, 엔진(9)을 구동한다.
이 경우, 엔진(9)을 구동하고, 회전수를 조속히 증가시킨다. 엔진(9)의 회전수가, 어시스트 전동 발전기(123)에 의한 엔진 출력축(21)의 회전수보다도 커지면, 엔진(9)의 구동력이 엔진 출력축 단방향 클러치(81)를 통해서 엔진 출력축(21)에 더하여지게 된다.
이와 같이, 엔진 출력축 단방향 클러치(81)에 의해, 엔진(9)의 회전이 엔진 출력축(21)에 매끄럽게 이어지므로, 주행속도의 급변을 방지할 수 있고, 조작성을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 더욱 큰 구동력이 필요할 경우에는, 회생용 전동 발전기(137)를 회전 구동시켜, 개정 기어(139) 및 주행 구동축 기어(135)를 거쳐서 주행 구동축(27)을 회전 구동시키도록 해도 좋다.
다음으로, 하역 작업을 실행할 경우에는, 구동 삼방 밸브(125)를 변환하고, 유압 배관(127)에 도통하도록 하는 동시에 경사판(121)을 기울어 B측에 위치시킨다.
엔진 출력축(21)의 회전에 의해 유압 펌프(113)가 회전하면, 유압 펌프(113)로부터의 기름이 유압 배관(117), 구동 삼방 밸브(125)를 통해 유압 배관(127)에 흘러, 포크를 들어 올린다(리프트 상승).
이때, 엔진 출력축(21)은 어시스트 전동 발전기(123) 및/또는 엔진(9)에 의해 구동되어 있다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9), 어시스트 전동 발전기(123), 회생용 전동 발전기(137)에 의해 구동되므로, 어시스트 전동 발전기(123) 및 회생용 전동 발전기(137)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(91)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 어시스트 전동 발전기(123) 및 회생용 전동 발전기(137)는 차륜(3) 혹은 포크를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 어시스트 전동 발전기(123)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9), 어시스트 전동 발전기(123)에서 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 제동을 걸어서 감속 주행할 경우, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생한다. 주행 구동축(27)의 구동력은 주행 구동축 기어(135), 회생 기어(139)를 경유해서 회생용 전동 발전기(137)을 회전시키므로, 회생용 전동 발전기(137)는 교류 전기를 발전한다.
발전된 교류 전기는 인버터(141)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
제 8 실시 형태와 같이 유압식 변속 장치(111)를 경유해서 어시스트 전동 발전기(123)를 회전 구동해서 회수하도록 해도 좋다.
다음으로, 예컨대, 리프트 하강의 경우 등의 작업 에너지의 회생에 대해서 설명한다.
유압 펌프(113)의 경사판(121)은 뉴트럴(neutral)[경사(A)]로 하고, 펌프 작용을 실행하지 않도록 한다. 클러치(133)를 단절하고, 유압 모터(115)와 차륜 구동부(5)와의 접속을 끊는다. 유압 모터(115)의 경사판(143)을 후진측으로 기울인다.
회생 삼방 밸브(129)를 변환하고, 유압 회로(131)와 연통하도록 한다.
리프트 하강에 따라, 유압 배관(131)으로부터 회생 삼방 밸브(129)를 통해 유압 모터(115)로 기름이 유입한다. 이에 따라 유압 모터(115)가 회전 구동되어, 유압 모터(115)측의 주행 구동축(27)이 회전한다.
주행 구동축(27)이 회전하면, 주행 구동축 기어(135), 회생 기어(139)를 거쳐서 회생용 전동 발전기(137)가 회전시키므로, 회생용 전동 발전기(137)는 교류 전기를 발전한다.
발전된 교류 전기는 인버터(141)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
[제 10 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 10 실시 형태에 대해서, 도 12를 이용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 제 7 실시 형태와 유사한 구성이며, 유압식 변속 장치(111)의 설치 위치가 다르다. 본 실시형태에 있어서는, 이 서로 다른 점을 중점으로 설명하고, 그 밖의 부분에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
또한, 제 7 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 12는 지게차(1)의 구동 부분을 도시하는 블록도이다.
본 실시형태에서는, 유압식 변속 장치(111)의 유압 펌프(113)는 엔진(9)과의 사이에 개재하는 것이 없는 상태에서 엔진 출력축(21)에 접속되어 있다.
주행 구동축(27)에는, 주행 구동축 기어(135)가 구비되어 있다.
제 7 실시 형태에서는, 엔진 출력축 기어(83)에 계합하고 있던 작업 회생부(19), 포크 구동부(7) 및 어시스트 전동 발전기(123)가, 본 실시형태에서는, 주행 구동축 기어(135)에 계합하도록 되어 있다.
이것은 유압식 변속 장치(111)에서는, 경사판(121) 등을 중립으로 하면 동력의 전달을 차단할 수 있기 때문에, 유압식 변속 장치(111)는 제 7 실시 형태로 사용된 엔진 출력축 단방향 클러치(81)의 기능을 갖추고 있게 된다.
이 때문에, 진동에 대한 감도가 높은 엔진 출력축 단방향 클러치(81)의 기능 을 유압식 변속 장치(111)로 대체시킨 것이며, 진동에 대한 감도가 높은 단방향 클러치를 사용할 필요가 없어지므로, 장치 전체의 안정성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 지게차(1)의 동작에 있어서 일예를 설명한다.
주행의 개시 시에는, 차륜(3)의 회전수가 낮으므로, 저회전수라도 에너지 효율이 변하지 않는 어시스트 전동 발전기(123)에 의해 차륜 구동부(5)를 구동한다.
배터리(91)로부터 인버터(89)를 거쳐서 어시스트 전동 발전기(123)에 교류 전기를 공급하면, 어시스트 전동 발전기(123)가 회전 구동된다. 이것이, 작업 구동축(37), 작업 구동축 기어(85) 및 주행 구동축 기어(135)를 경유해서 주행 구동축(27)을 회전 구동한다.
이와 같이, 회전수가 낮을 경우에는, 엔진(9)을 구동하지 않아도 좋으므로, 엔진(9)의 운전 효율을 저하시킬 일은 없다.
이때, 주행 구동축(27)과 엔진(9)과의 사이에 유압식 변속 장치(111)가 있어서, 경사판(121) 등을 중립으로 해 두면, 어시스트 전동 발전기(123)[주행 구동축(135)]가 회전해도 엔진(9)을 회전 구동하는 것으로는 안되다.
또한, 주행 구동축 기어(135)로부터 유압 모터 출력축 기어(99)가 구동되지만, 유압 모터 단방향 클러치(97)가 있어서, 유압 모터(35)에 회전 구동력이 전달되는 일은 없다.
다음으로, 가속 주행 시에는, 회전수가 높게 되고, 또한, 큰 구동력이 필요하게 되므로, 엔진(9)을 구동한다.
이 경우, 엔진(9)을 구동하고, 회전수를 조속히 증가시킨다. 엔진(9)의 회전수가, 충분히 커지면, 유압식 변속 장치(111)의 경사판(121) 등의 경사를 조정해서 엔진(9)의 구동력을 주행 구동축(135)에 가한다.
다음으로, 하역 작업을 실행할 경우에는, 변환 밸브(53)를 포트(B)로 변환한다.
유압 펌프(33)는 작업 구동축(37)에 의해 구동되므로, 어시스트 전동 발전기(123) 및 엔진(9)에 의해 구동되게 된다. 어시스트 전동 발전기(123)는 유압 펌프(33)에 직결되고, 엔진(9)은 엔진 회전축(21), 유압식 변속 장치(111), 주행 구동축(27), 주행 구동축 기어(135) 및 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 접속되어 있다.
또한, 엔진 출력축(21)이 회전되고 있으므로, 차량 구동부(5)에도 동력이 전달되어, 하역 작업과 동시에 주행시킬 수 있다.
유압 펌프(33)가 구동되면, 작동유가 도시하지 않은 유압 액추에이터에 공급되어, 예컨대, 리프트 상승을 실행하는 것이 된다.
주행 구동축(135)은 어시스트 전동 발전기(123) 및 엔진(9)에 의해 구동되게 된다.
이와 같이, 주행 및 하역 작업은 각각 소요 동력에 따라 엔진(9), 어시스트 전동 발전기(123)에 의해 구동되므로, 어시스트 전동 발전기(123)는 엔진(9)과 합쳐서 최대 구동 출력을 형성하는 배터리(91)의 출력에 걸맞는 출력을 갖고 있으면 좋다.
이 때문에, 어시스트 전동 발전기(123)는 차륜(3) 혹은 포크를 단독 구동하는 것에 비해 구동력을 작게 할 수 있으므로, 구조를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 예컨대, 저 구동 출력 시에는 어시스트 전동 발전기(123)를 사용하고, 구동력이 상승하면 엔진(9)에 의해 구동하고, 구동력이 더 필요하게 되면 엔진(9), 어시스트 전동 발전기(123)에서 구동할 수 있으므로, 엔진(9)을 연료 효율이 좋은 회전수 영역에서 사용할 수 있으며, 엔진(9) 자체를 컴팩트하게 할 수 있다.
다음으로, 제동을 걸어서 감속 주행할 경우, 차륜 구동부(5)로부터 에너지를 회생한다.
주행 구동축(27)의 구동력은 주행 구동축 기어(135), 작업 구동축 기어(85)를 거쳐서 어시스트 전동 발전기(123)를 회전 구동하므로, 어시스트 전동 발전기(123)는 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.
다음으로, 예컨대, 리프트 하강의 경우, 유압 액추에이터로부터 되돌아오는 작동유에 의해 유압 모터(35)가 회전 구동된다.
유압 모터(35)의 회전은 유압 모터 출력축 기어(99), 주행 구동축 기어(135) 및 작업 구동축 기어(85)를 경유해서 작업 구동축(37)에 전달되어, 어시스트 전동 발전기(123)의 출력축을 회전 구동한다.
출력축이 회전되면, 어시스트 전동 발전기(123)은 교류 전기를 발전한다. 발전된 교류 전기는 인버터(89)에서 직류 전기로 변환되어, 배터리(91)에 충전된다.

Claims (16)

  1. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되고, 배터리로 구동되는 전동 모터와,
    상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 상기 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 엔진 출력축에 의해 선택적으로 작업을 실행하는 작업 구동부와,
    상기 배터리를 충전하는 발전기와,
    상기 주행 구동부의 회생 에너지를 상기 발전기에 전달하는 주행 회생부와,
    상기 작업 구동부의 회생 에너지를 상기 발전기에 전달하는 작업 회생부와,
    상기 주행 회생부 및 상기 작업 회생부에 각각 구비되고, 상기 발전기로부터의 동력 전달을 억제하는 전달 억제 장치가 구비되어 있는
    작업 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 출력축과 상기 작업 구동부 사이는, 단접 가능하게 접속되어 있는
    작업 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 구동부에는 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브가 구비되어 있는
    작업 차량.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주행 회생부의 상기 주행 구동축과의 접속은 상기 주행 회생부측이 증속되는 증속 기어로 되어 있는
    작업 차량.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 억제 장치가 단방향 클러치인
    작업 차량.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전달 억제 장치 중 어느 한쪽이 단접 클러치인
    작업 차량.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단접 클러치와 상기 발전기 사이에 무단 변속기를 개재하고 있는
    작업 차량.
  8. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축을 일체적으로 구동하도록 장착되고, 배터리로 구동되는 주 전동 발전기와,
    상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 상기 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 엔진 출력축과 단접 가능하게 접속된 작업 구동축을 갖는 작업 구동부와,
    상기 배터리와 접속되는 동시에, 전동 출력축이 상기 작업 구동축과 단방향 클러치를 거쳐서 구동적으로 접속되어 있는 보조 전동 발전기가 구비되어 있는
    작업 차량.
  9. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 상기 변속 장치에 의해 상기 주행 부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축을 갖는 작업 구동부와,
    상기 작업 구동부에 구비되고, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브와,
    상기 작업용 구동축에 접속되고, 배터리에 의해 구동되는 제 1 전동 발전기와,
    상기 작업 구동부의 회생 에너지를 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 상기 엔진 출력축 기어로 전달하는 작업 회생부와,
    상기 주행 구동축과 기어 연결되고, 상기 배터리로 구동되는 제 2 전동 발전기가 구비되어 있는
    작업 차량.
  10. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축에 접속된 변속 장치 및 상기 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 제 1 단방향 클러치와 반대측으로 연장하는 상기 엔진 출력축과 단접 가능하게 접속된 작업 구동축을 갖는 작업 구동부와,
    상기 작업 구동축에 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 기어 연결되고, 배터리에 의해 구동되는 제 1 전동 발전기와,
    상기 주행 구동축과 기어 연결되고, 상기 배터리로 구동되는 제 2 전동 발전기가 구비되어 있는
    작업 차량.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 제 1 전동 발전기 및 상기 제 2 전동 발전기에 대해 각각 별개로 구비되어 있는
    작업 차량.
  12. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축에 접속되고, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 상기 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축을 갖는 작업 구동부와,
    상기 작업 구동부에 구비되고, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크 로의 반환을 선택하는 변환 밸브와,
    상기 작업용 구동축에 접속되고, 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와,
    상기 작업 구동부의 회생 에너지를 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 상기 엔진 출력축 기어로 전달하는 작업 회생부가 구비되어 있는
    작업 차량.
  13. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축에 접속되고, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 상기 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 유체 변속 장치의 유체 유로에 작업용 변환 밸브를 거쳐서 접속된 상기 작업부를 구동하는 작업 구동부와,
    상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 구동축을 갖고 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와,
    상기 작업 구동부의 회생 에너지를 제 2 단방향 클러치를 거쳐서 상기 엔진 출력축 기어로 전달하는 작업 회생부가 구비되어 있는
    작업 차량.
  14. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    제 1 단방향 클러치가 개재된 엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축에 접속되고, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 상기 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 유체 변속 장치의 유체 유로에 작업용 변환 밸브를 거쳐서 접속된 상기 작업부를 구동하는 작업 구동부와,
    상기 엔진 출력축에 있어서의 상기 제 1 단방향 클러치의 하류측에 고정된 엔진 출력축 기어와 기어 연결된 구동축을 갖고 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와,
    상기 작업 구동부의 회생 에너지를 선택적으로 상기 유체 변속 장치에 공급해서 상기 주행 구동축을 구동하는 작업 회생부와,
    상기 주행 구동축에 개재된 주행 단접 클러치와,
    상기 주행 단접 클러치의 상류측에서 상기 주행 구동축과 기어 연결된 회생용 전동 발전기가 구비되어 있는
    작업 차량.
  15. 주행을 실행하는 주행부 및 유체압에 의해 작업을 실행하는 작업부를 갖는 작업 차량에 있어서,
    엔진 출력축을 갖는 엔진과,
    상기 엔진 출력축에 접속되고, 유체를 매개로 하여 에너지를 전달하는 동시에 유체의 상태를 조정하는 유체 변속 장치 및 상기 유체 변속 장치에 의해 상기 주행부를 작동시키는 주행 구동축을 갖는 주행 구동부와,
    상기 주행 구동축에 고정된 주행 구동축 기어와 기어 연결된 작업용 구동축을 갖는 작업 구동부와,
    상기 작업 구동부에 구비되고, 상기 작업부로의 유체의 공급과 유체의 탱크로의 반환을 선택하는 변환 밸브와,
    상기 작업용 구동축에 접속되고, 배터리에 의해 구동되는 보조 전동 발전기와,
    상기 작업 구동부의 회생 에너지를 작업 단방향 클러치를 거쳐서 상기 주행 구동축 기어로 전달하는 작업 회생부가 구비되어 있는
    작업 차량.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 변속 장치는 경사판식 유압 펌프와 유압 모터의 조합으로 구성되어 있는
    작업 차량.
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