WO2000068134A1

WO2000068134A1 - Hydraulic-driven fork lift

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Publication number: WO2000068134A1
Application number: PCT/JP2000/002944
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Enmeiji
Original assignee: Tcm Corporation
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2000-11-16
Also published as: CN1126707C; CN1313831A; EP1118581A1; US6554084B1

Description

明細書油圧駆動式のフォークリフト技術分野

本発明は、油圧駆動システムを採用したエンジン式のフォークリフ卜に関するものである。背景技術

従来、一般的なエンジン式フォークリフトの動力伝達装置としては、クラッチ式やトルクコンバータ式が主流であるが、その他には油圧駆動システムを採用したエンジン式フォークリフトもある。この油圧駆動システムを採用したエンジン式フォークリフトは 1 ボンプ 1 モー夕形式や 1 ポンプ 2モー夕形式などであり、その特徴としては、高効率化、フロントデフ不要などがあるが、旋回システムとしては後輪換向となっている。

さらに従来の一般的なフォークリフ卜は、乗用車に比べて重心位置が高く、またクレイドルを有しているため、旋回時の安定性が悪く、高速で急旋回を行えば横転する恐れもあり、この対策の一例として、クレイドル量を速度に応じて制御している。また旋回時の横転は、走行速度が速いほど、また急旋回ほど起りやすいことから、旋回時の走行速度を遅くすればよいが、この場合に運転者（ォペレ —夕）の意志（アクセルペダルの踏み代）が関係することで、操作ミスも生じ易い。そこで、自動的に走行速度を制御するシステムとして、ハンドルの切れ角をフィードバックし、電子ガバナなどを使つてエンジンの回転数を変更させる方式が提供されている。

しかし、上記した従来構成によると、駆動輪である左右の前車輪に対して共通のポンプが使用されることにより、機動性が悪く、旋回半径も大きいものになる。また旋回時の走行速度を、エンジンの回転数を変更させて制御する方式によると、構造が複雑になるとともに、走行速度を任意に設定できなかった。

さらに、ブレーキシステムは、通常のフォークリフトと同様にフロントクヽブにドラムブレーキを取り付けるタイプであり、コスト的やスペース的に問題があった。また前車輪に油圧モー夕をダイレク卜に取り付ける形式では不可能であった。発明の開示

そこで本発明の第 1の目的とするところは、 2ポンプ 2モー夕形式の採用により、機動性を向上できるとともに、旋回半径を小さくできる油圧駆動式フォークリフトを提供することにある。

また本発明の第 2の目的とするところは、油圧駆動システムの持つ油圧ブレーキを常用ブレーキに用いることのできる油圧駆動式フオークリフトを提供することにある。

前述した第 1 の目的を達成するために、本発明の油圧駆動式のフォ一クリフトは、車体に左右一対の前車輪と左右一対の後車輪が設けられるとともに、車体の前端側にはマス卜とフォークとが設けられた油圧駆動式のフォークリフトであって、各前車輪は、それぞれ車体に取り付けた油圧モー夕側の駆動軸に連動連結され、車体側にはエンジンにより駆動される複数の油圧ポンプが設けられるとともに、一個の油圧モー夕に一個の油圧ポンプが対応されて接続され、各後車輪は、車体側に対して縦軸心の周りに旋回自在に設けられていることを特徴としたものである。

上記の本発明の構成によると、前後進走行におけるスピードのコントロールは、チェンジレバーにより両油圧ポンプの油の流れの方向を切り換え、各油圧モ一夕の回転方向を変えるとともに、ァクセルペダルによりエンジンの回転数、および油圧ポンプの油の流量を制御し、以て油圧モー夕の回転数を変えて行うことができる。そして旋回のコントロールは、ハンドル切れ角や後車輪切れ角（回転角 ) などに基づいて、左右の前車輪に対して、各回転数の制御（同数や差）や各回転方向の制御（同方向や逆方向）行うことで可能となる o

また、フォークリフトの駆動形式として、 2ポンプ 2モー夕タイプの油圧駆動システム（ H S Tシステム）を採用し、駆動輪である左右の前車輪を別々に制御することにより、機動性を向上でき、旋回半径も小さくできる。そして各前車輪を、それぞれ車体に取り付けた油圧モー夕側にダイレクトに取り付けることにより、動力伝達部を簡素化できるとともに、レイアウト上の自由度を広げることができる。さらに油圧駆動システムの特徴である高効率化、フロントデフ不要のほか、エンジン最適制御による低燃費も期待できる。本発明における好適な実施態様では、旋回時の走行速度の変更が、ハンドルの切れ角に応じて油圧モー夕の回転数を制御して行われることを特徴としたものである。

この好適な実施態様によると、旋回時の走行速度は、エンジンの回転数を変えずに、ハンドルの切れ角に応じて油圧モー夕の回転数を制御して自動的に変更することができ、構造を簡単にできるとともに、旋回時の走行速度をアクセルペダルに関係なく任意に設定できる。

本発明における好適な実施態様では、旋回時の走行速度の変更が、後車輪の切れ角に応じて油圧モー夕の回転数を制御して行われることを特徴としたものである。

この好適な実施態様によると、旋回時の走行速度は、エンジンの回転数を変えずに、後車輪の切れ角に応じて油圧モー夕の回転数を制御して自動的に変更することができ、構造を簡単にできるとともに、旋回時の走行速度をアクセルペダルに関係なく任意に設定できる。

前述した第 2の目的を達成するために、本発明における別の実施態様では、油圧ポンプは、コントローラからの走行指令信号により斜板角が制御される電気コントロール式に構成され、ブレーキぺダルの踏み込み量を検出する検出手段からの検出信号をコントローラに入れることで、このコントローラから油圧ポンプに走行指令信号が出されることを特徴としたものである。

この別の実施態様によると、ブレーキペダルを踏み込むことで、検出手段により踏み込み量を検出して検出信号をコントローラに入れ、そして検出信号に応じてコントローラから油圧ポンプに走行指令信号を出し、以て油圧ポンプの斜板角を制御できる。すなわち、ブレーキペダルの踏み代に応じて、油圧ポンプの斜板角を 0 ° に戻す速度を制御してプレーキングを行える。その際に、ブレーキぺダルのストロークェンドの少し前で油圧ポンプの斜板角が 0 。になるように設定し、ス卜口一クェンドには油圧モ一夕に内蔵しているノ、' 一キングブレーキも作動できる。したがって、油圧駆動システムの持っている油圧ブレーキを常用ブレーキに有効に使うことができて、コスト的ゃスペース的に好適にできるとともに、前車輪に油圧モー夕をダイレク卜に取り付けた形式でも可能にできる。さらに、通常のトルクコンバータ式のフォ一クリフト車と同様に、ブレーキペダルによるインチング操作も行うことができる。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の第一の実施例を示し、油圧駆動式フオークリフトの側面図である。

図 2は油圧駆動式フォークリフトの車輪部分の一部切り欠き平面図である。

図 3は油圧駆動式フォークリフ卜のシステム構成図である。

図 4は同油圧駆動式フォークリフ卜の操縦状態を説明する概略平面図である。

図 5は発明の第二の実施例を示し、油圧駆動式フォークリフトのシステム構成図である。

図 6は油圧駆動式フォークリフ卜の制御説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の第一の実施例を、図 1 〜図 4に基づいて説明する。

フォークリフト 1 は、その車体 2の前部に左右一対の前車輪（駆動輪） 3 A , 3 Bが設けられるとともに、後部に左右一対の後車輪 (換向輪） 4 A , 4 Bが設けられている。そして車体 2の前部で上方には運転席 5が設けられる。前記車体 2の前端部には上下方向で伸縮自在なマスト 6が、車幅方向の連結軸 7を介して前後方向に回動自在に取り付けられるとともに、前後方向の回動を行わせるティルトシリンダー 8が、車体 2 とマスト 6 との間に設けられる。

前記マスト 6は、車体 2側の左右一対の外枠 9 と、この外枠 9に案内されて昇降自在な左右一対の内枠 1 0 とからなり、そして外枠 9 と内枠 1 0 との間にリフトシリンダ一 1 1が設けられている。また内枠 1 0側に案内されて昇降自在なリフトブラケット 1 2が設けられるとともに、このリフトブラケット 1 2に上下一対のフィンガ —バを介して、左右一対のフォーク 1 3が設けられている。

前記運転席 5には、座席 1 5や、この座席 1 5の前方に位置されるハンドル 1 6などが配設されている。そして運転席 5の上方には、本体 2側から立設されたフロントパイプ 1 7ゃリャパイプ 1 8を介してへッドガ一ド 1 9が配設されている。さらに座席 1 5の後方で本体 2上にはカウン夕一ウェイト 2 0が設けられている。

左右一対の前車輪 3 A， 3 Bは、そのリム 3 aがそれぞれ油圧モ一夕 2 1 A , 2 1 Bの回転フランジ（駆動軸の一例） 2 2 A， 2 2 Bに連結具 2 3 A , 2 3 Bを介して直接に取り付けることで、油圧モー夕 2 1 A , 2 I B側に連動連結されている。そして、油圧モー夕 2 1 A , 2 1 Bのマウントは、車体 2側、すなわちフロントフレームに固定されている。

前記車体 2側にはエンジン 2 5が設けられ、このエンジン 2 5には一対（複数）の油圧ポンプ（ H S Tタンデムポンプ） 2 6 A， 2 6 Bが直接に取り付けられている。その際にマウント方法は、ェンジン 2 5 とフレームでラバーマウントしている。そして、一個の油圧モー夕 2 1 A , 2 1 Bに一個の油圧ポンプ 2 6 A， 2 6 Bが対応するように、すなわち、 2ポンプ 2モ一夕タイプの油圧駆動システム（ H S Tシステム）になるように、対応する油圧ポンプ 2 6 A， 2 6 8と油圧モ一夕 2 1 八， 2 1 Bとが配管（油圧ホースなど） 2 7 A , 2 7 Bを介して接続されている。

左右一対の後車輪 4 A , 4 Bは、それぞれ車体 2に対して縦軸心 2 9 A , 2 9 Bの周りに旋回自在に設けられている。 3 0は電気式のチェンジレバ一、 3 1 はコントローラ、 3 2は電気式のアクセルペダル、 3 3は電気式のブレーキペダルをそれぞれ示している。以下に、上記した第一の実施例における作用を説明する。

図 1、図 2、ならびに図 4の（A) は通常の前後進走行時を示している。このとき左右の前車輪 3 A , 3 Bならびに左右の後車輪 4 A , 4 Bは前後方向に向いている。そして前後進走行はチェンジレバ一 3 0で行い、前後進信号 5 1 をコントローラ 3 1に入れ、このコントローラ 3 1 を通じての走行指令 5 2， 5 3により油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bの油の流れの方向を切り換え、油圧モー夕 2 1 A， 2 1 Bの回転方向を変える。

さらにァクセルペダル 3 2にて車速指令信号 5 4をコントローラ 3 1 に入れることで、エンジン 2 5の回転数 5 5、および油圧ボンプ 2 6 A , 2 6 Bからの油圧（油の流量） 5 6， 5 7の流量を制御し、以て油圧モー夕 2 1 A , 2 1 Bの回転数 5 8 ， 5 9を変えてスピードのコントロールを行う。なお停止などは、ブレーキペダル 3 3によりブレーキ信号 6 0をコントローラ 3 1 に入れることで行える。

旋回のコントロールは、運転席 5の座席 1 5に座った作業者がハンドル 1 6などを操作することで行い、その際に走行速度の変更は、ハンドル 1 6の切れ角（回転角）による位置信号 6 1によって、油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bの斜板をコントロールし、油圧モー夕 2 1 A , 2 1 Bの回転数 5 8， 5 9や回転方向を制御することで行える。

すなわち、以下のように、ノヽンドル 1 6の切れ角に応じて両油圧モ一夕 2 1 A， 2 I Bの回転数 5 8， 5 9や回転方向を制御することで行える。

a ：ノヽンドル 1 6がニュートラルの場合図 4の（ A ) に示されるように、左右の油圧モー夕 2 1 A , 2 1 Bの回転数 5 8 , 5 9は同じとなり、直進を行う。

b ：ハンドル切れ角（位置信号 6 1 ) が小さい場合図 4の

( B ) に示されるように、左右同方向の回転で、左右の回転数 5 8 , 5 9に差を持たせる（たとえば、 5 8 > 5 9 ) 。

c ：ハンドル切れ角（位置信号 6 1 ) が中間の場合図 4の

( C ) に示されるように、片側の前車輪のみ回転させる（たとえば、左側の前車輪 3 Aのみ回転させる）。

d ：ハンドル切れ角（位置信号 6 1 ) が中間よりも大きい場合… 図 4の（ D ) に示されるように、左右逆方向の回転で、左右の回転数 5 8， 5 9に差を持たせる（たとえば、 5 8 > 5 9 ) 。

e ：ハンドル切れ角（位置信号 6 1 ) が最大（ハンドルロック）の場合図 4の（ E ) に示されるように、左右逆方向の回転で

、左右の回転数 5 8 , 5 9は同じとする。この場合には、旋回半径を極小化し得る。

上記において、図 4の（ B ) 〜図 4の（ E ) は右旋回の場合を示しているが、ノヽンドル 1 6の切れ方向を逆にすることで、左旋回も同様に行われるものである。また前進の場合を示しているが、後進の場合も同様に行われるものである。そして左右の旋回の際に、旋回キャス夕形式である左右の後車輪 4 A, 4 Bは追従換向される。また、ノヽンドル 1 6の切れ角と左右の油圧モー夕 2 1 A , 2 I Bの回転数 5 8， 5 9との関係は、コントローラ 3 1の設定で任意に変えることができる。

さらに、ハンドル 1 6の切れ角が一定（たとえば、片輪のみ回転するピボットターン）以上の急旋回になれば、アクセルペダル 3 2 に関係なく油圧モ一夕 2 1 A, 2 1 Bの回転数 5 8， 5 9の上限を自動的に制御している。すなわち、急旋回時に設定された油圧モ一夕 2 1 A， 2 I Bの回転数 5 8， 5 9まではアクセルペダル 3 2により制御することができるが、設定値以上にならないようにしている。その方法としては、

1速固定モ一夕の場合：コントローラ 3 1によりノヽンドル 1 6の切れ角、油圧モー夕 2 1 A， 2 I Bの回転数 5 8， 5 9を入力し、油圧モ一夕 2 1 A, 2 1 Bの斜板を制御する。

2速容量切換モー夕の場合：ハンドル 1 6の切れ角が一定以上になると、油圧モ一夕 2 1 A, 2 1 Bの容量切換えを制御して、 1速のみで回転させ、回転数 5 8， 5 9を制限する。

などがある。

上述したようにフォークリフト 1の駆動形式として、 2ポンプ 2 モー夕タイプの油圧駆動システム（H S Tシステム）を採用していることで、旋回は前車輪 3 A， 3 Bで行うことができ、後車輪 4 A ， 4 Bでステアする必要はない。ただし、リゼットであれば旋回時にタイヤの滑りが発生するが、この場合、旋回キャス夕形式を用いたことで前車輪 3 A， 3 Bによる前後進、旋回に追従させ得る。また、フォークリフト 1 の駆動形式として、 2ポンプ 2モ一夕夕イブの油圧駆動システム（ H S Tシステム）を採用し、駆動輪である左右の前車輪 3 A， 3 Bを別々に制御することにより、機動性を向上でき、旋回半径も小さくできる。そして各前車輪 3 A， 3 Bを、それぞれ車体 2 に取り付けた油圧モー夕 2 1 A , 2 1 B側にダイレクトに取り付けることにより、動力伝達部を簡素化できるとともに、レイアウト上の自由度を広げ得る。さらに油圧駆動システムの特徴である高効率化、フロントデフ不要のほか、エンジン最適制御による低燃費も期待できる。

このようなフォ一クリフト 1 は、運転席 5の座席 1 5 に座った作業者が、たとえば、リフト用レバ一を操作しリフトシリンダ一 1 1 を作動させることで、リフトブラケット 1 2などを介してフォーク 1 3 を、マスト 6 に沿って昇降動させ得、以て所期のフォーク作業を行える。また、ティルト用レバーを操作してティルトシリンダ一 8 を作動させることで、マス卜 6 を連結軸 7の周りで回動（傾倒）させ得、以てリフトブラケヅト 1 2などを介してフォーク 1 3の姿勢を変化させ得る。

次に、本発明の第二の実施例を、図 5、図 6に基づいて説明するこの第二の実施例において、全体構成などは上述した第一の実施例（図 1、図 2、図 4 ) と同様である。この第二の実施例では、電気式のブレーキペダル 3 3の回転中心に回転センサ一 3 4が取り付けられている。そして油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bは、コントローラ 3 1 からの走行指令信号 5 2 , 5 3 により斜板角が制御される電気コントロール式に構成されている。

前記回転センサー 3 4は、ブレーキペダル 3 3の踏み込み量を検出する検出手段の一例であり、この検出手段としてはストロークセンサ一などを採用してもよい。そして、回転センサ一 3 4からのブレーキ信号（検出信号） 6 2 をコントローラ 3 1 に入れることで、このコントローラ 3 1 から油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bに走行指令信号 5 2 , 5 3 が出されるように構成されている。

この第二の実施例において、停止などは、ブレーキペダル 3 3の踏み込み量（踏み代）に応じてブレーキ信号 6 2 をコントロ一ラ 3 1 に入れることで行える。

すなわち油圧駆動システムの油圧ブレーキは、油圧ポンプの斜板角を ◦ ° にすればブレーキが効く。そこで電気式コントロールの油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bを使い、ブレーキペダル 3 3 と電気的に連動させ、このブレーキペダル 3 3 を踏み込むと油圧ポンプ 2 6 A， 2 6 Bの斜板角が 0 ° になるように制御する。ただし、ブレーキぺダル 3 3 を踏むと直ぐに油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bの斜板角が 0 ° になると、急制動となって通常のフォークリフトとフィーリングが大きく異なることになる。

そこで、通常のフォークリフトと同様のフィーリングとなるように、次のようなシステムで制御が行われる。すなわち、ブレーキぺダル 3 3が踏み込まれることで、回転センサー 3 4により踏み込み量が検出され、以てブレーキ信号 6 2がコントローラ 3 1 に入れられる。このブレーキ信号 6 2 に応じて、コントローラ 3 1 から両油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bにそれぞれ走行指令信号 5 2， 5 3 が出され、以て油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bの斜板角が制御される。すなわち、ブレーキペダル 3 3の踏み代に応じて、斜板角を 0 ° に戻す速度を制御してブレーキングを行う。

その際に、ブレーキペダル 3 3のストロークェンドの少し前で油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bの斜板角が 0 ° になるように設定し、ストロークエンドには油圧モー夕 2 1 A , 2 I Bに内蔵されているパ一キングブレーキも作動させる。そしてォートモ一ティブ夕ィプの油圧駆動システムにより、アクセルペダル 3 2の踏み込みに応じて油圧ポンプ 2 6 A， 2 6 Bの斜板角を変えるが、アクセルペダル 3 2 を放した時にはゆっくり斜板角が 0 ° に戻るように設定されている。なお、ブレーキ回路は最優先とされている。

以上により、油圧駆動式のフォークリフトにおいて、油圧駆動システムの持っている油圧ブレーキを常用ブレーキに有効に使えて、コスト的ゃスペース的に好適に構成できるとともに、前車輪 3 A， 3 Bに油圧モー夕 2 1 A， 2 1 Bをダイレクトに取り付けた形式でも可能となる。さらに、通常のトルクコンバータ式のフォークリフト車と同様に、ブレーキぺダル 3 3によるインチング操作も行えることになる。

なお、図 6は制御例（ブレーキ特性）の説明図である。すなわち、図 6の（ A ) には、ブレーキポテンショメータ出力範囲が示されている。ここで、ブレーキは 1 . 5 Vから効きはじめ、 3. 5 Vで M A Xの減速にとなること。ブレーキ電圧が 3. 5〜 4. 5 Vの間は、 3. 5 Vの時と同じ特性とする。ブレーキ電圧が 0. 5 V以下、または 4. 5 V以上の時は、異常（断線）と判断し、速やかに停車すること。キースィッチのオン時でブレーキ電圧が 1 . 5 V以上のときは、ブレーキ戻り不良と判断し、ブレーキ電圧が 1 . 5 V未満になるまでは走行できないこと。

また、図 6の（ B ) には、アクセルペダルを離してブレーキぺダルを踏んだときの減速時間が示されている。そして、図 6の（ C ) には、アクセルペダルを離して 2秒後にブレーキペダルを 2 . 5 V の位置まで踏み込み、さらに 2秒後にブレーキペダルを離した場合が示されている。

さらに、図 6の（ D ) には、アクセルペダルを踏みながらブレーキペダルを踏んだときの特性が示され、ここではブレーキペダルを踏んでいない時を 1 0 0 %としている。また、図 6の（ E ) には、アクセルペダルを離した時の減速時間が示されている。

上記した実施の形態では、左右一対の後車輪 4 A， 4 B として、追従換向される旋回キャス夕形式が採用されているが、これは左右一対の後車輪 4 A , 4 Bのうち、一方の後車輪 4をハンドルホイ一ルによりシリンダ一などによって強制的に換向させるステア形式、他方の後車輪 4 を旋回キャス夕形式としてもよい。この場合、一方の後車輪 4のステア角をフィードバックして油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bを制御し、以て油圧モー夕 2 1 A， 2 I Bの回転数 5 8 , 5 9 を制御して直進、旋回を行うものである。

なお上記した実施の形態では、旋回時の走行速度の変更が、ハンドル 1 6の切れ角に応じて油圧モー夕 2 1 A , 2 I Bの回転数 5 8 ， 5 9 を制御して行われているが、本発明の請求項 1 を遂行するに際しては、たとえば旋回時の走行速度は、ハンドル 1 6の切れ角に関係なく、アクセルペダル 3 2 により油圧モ一夕 2 1 A , 2 1 Bの回転数 5 8 ， 5 9 を制御して行ってもよい。上記した両実施例においては、走行速度の変更を、ハンドル 1 6 の切れ角（回転角）による位置信号 6 1に基づいて行っているが、これは通常のフォークリフトと同様に、後車輪 4 A, 4 Bにステアリング機構を用いた形式においては、この後車輪 4 A， 4 Bの切れ角に基づいて行ってもよい。

すなわち、後車輪 4 A， 4 Bの切れ角（ハンドル 1 6の切れ角）による検出信号によって、油圧ポンプ 2 6 A , 2 6 Bの斜板をコントロールし、油圧モ一夕 2 1 A， 2 I Bの回転数 5 8， 5 9や回転方向を制御することで行える。この場合、後車輪 4 A， 4 Bの切れ角により旋回中心位置が決まり、それに合うようにコントローラ 3 1で制御を行う。

Claims

請求の範囲

1 . 車体に左右一対の前車輪と左右一対の後車輪が設けられるとともに、車体の前端側にはマス卜とフォークとが設けられた油圧駆動式のフォークリフトであって、各前車輪は、それぞれ車体に取り付けた油圧モ一夕側の駆動軸に連動連結され、車体側にはエンジンにより駆動される複数の油圧ポンプが設けられるとともに、一個の油圧モー夕に一個の油圧ポンプが対応されて接続され、各後車輪は、車体側に対して縦軸心の周りに旋回自在に設けられていることを特徴とする。

2 . 請求項 1記載の油圧駆動式のフォークリフトであって、旋回時の走行速度の変更が、ハンドルの切れ角に応じて油圧モー夕の回転数を制御して行われることを特徴とする。

3 . 請求項 1記載の油圧駆動式のフォークリフトであって、旋回時の走行速度の変更が、後車輪の切れ角に応じて油圧モー夕の回転数を制御して行われることを特徴とする。

4 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載の油圧駆動式のフォークリフ卜であって、油圧ポンプは、コントローラからの走行指令信号により斜板角が制御される電気コントロール式に構成され、プレーキぺダルの踏み込み量を検出する検出手段からの検出信号をコントローラに入れることで、このコントローラから油圧ポンプに走行指令信号が出されることを特徴とする。