JP2001199698A - フォークリフトの制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、後進中の制動時のフォークリフト
の前方への転倒を防止できるフォークリフトの制動装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 車輪に連結された電動モータを制御する
インバータ22と、フォークに支持された荷物重量を検出
するロードセル９およびブリッジ回路43と、フォークの
マスト高さ位置を検出するパルスエンコーダ８およびカ
ウンタ42と、マストの傾斜を検出する傾斜センサ11と、
検出された荷物の重量、揚高、マストの傾斜によりフォ
ークリフトの重心位置を演算する重心位置演算部44と、
演算された重心位置により制動パターンを設定する入力
関数選択部45と、ブレーキペダルの操作により入力関数
選択部45において設定された制動パターンを発生し制動
信号としてインバータ22へ出力する関数発生器46を備
え、インバータ22は前記制動信号のパターンに基づいて
前記モータを制動する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォークリフトの
制動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりフォークリフトは、制動装置に
よる制動時に、特に高揚高のとき転倒する可能性があっ
た。

【０００３】すなわち、前進中の制動時には、図７に示
すように、制動加速度によってフォークリフトＬの前輪
１が撓み、全体の重心位置Ｇが前軸（前輪の車軸位置）
1Aより前方にでると、前方に転倒し、後進中の制動時に
は、図８に示すように、制動加速度によってフォークリ
フトＬの後輪２が撓み、反発エネルギーが蓄積され、こ
の後輪２の反発エネルギーによって車両全体が前軸1Aを
軸に回転し、全体の重心位置Ｇが前軸1Aより前方にでる
と、前方に転倒する。

【０００４】図７，図８において、３は荷物、４はマス
トである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記フォークリフトＬ
の負荷時前進中の急制動による転倒の危険性はよく知ら
れており、オペレータも注意深く運転している。しか
し、後進中の制動時の「前方」への転倒については転倒
の可能性に注意しているものの、前進中の制動時程理解
されてなく、後進中に急制動を行ってしまい、前方に転
倒してしまう恐れがあった。

【０００６】そこで本発明は、後進中の制動時のフォー
クリフトの前方への転倒を防止できるフォークリフトの
制動装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載のフォークリフトの
制動装置は、車輪が電動モータにより駆動される電気駆
動式のフォークリフトの制動装置であって、前記モータ
を制御するモータ制御手段と、フォークに支持された荷
物の重量を検出する重量検出手段と、前記フォークのマ
スト高さ位置を検出する揚高検出手段と、前記マストの
傾斜を検出する傾斜検出手段と、前記重量検出手段によ
り検出された荷物の重量、前記揚高検出手段により検出
された揚高、前記傾斜検出手段により検出されたマスト
の傾斜によりフォークリフトの重心位置を演算する重心
位置演算手段と、前記重心位置演算手段により演算され
た重心位置により、制動パターンを設定する制動パター
ン設定手段と、ブレーキペダルの操作により、前記制動
パターン設定手段により設定された制動パターンを発生
し、制動信号として前記モータ制御手段へ出力する作動
手段を備え、前記モータ制御手段は、前記制動信号の制
動パターンに基づいて前記モータを制動することを特徴
とするものである。

【０００８】上記構成によれば、フォークリフトの重心
位置に基づいて制動パターンが設定され、ブレーキペダ
ルの操作によりこの制動パターンが発生され、制動信号
としてモータ制御手段へ出力され、この制動信号の制動
パターンに基づいてモータ制御手段により電気的な制動
がモータに加えられ、車輪の回転が抑制される。よっ
て、重心位置により設定される転倒領域を避けて制動さ
れ、フォークリフトの転倒が防止される。

【０００９】また請求項２記載のフォークリフトの制動
装置は、上記請求項１記載のフォークリフトの制動装置
であって、制動パターン設定手段による制動パターンの
形状を選択する選択手段を設け、制動パターン設定手段
は、この選択手段により選択されたパターン形状により
制動パターンを設定することを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、選択手段により選択さ
れたパターン形状により制動パターンが設定される。

【００１１】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。なお、従来例の図７，図８の構成と同一
の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【００１２】図１は本発明の実施の形態におけるフォー
クリフトの制動装置の構成図、図２は同フォークリフト
の制動装置のセンサ取付け図である。図２において、５
はリフトシリンダ、６はティルトシリンダであり、ティ
ルトシリンダ６の駆動によりマスト４が傾斜され、リフ
トシリンダ５の駆動により、リフトチェーン（図示せ
ず）を介してバックレスト７が昇降されることによりフ
ォーク10の昇降が行われる。前記リフトチェーンのスプ
ロケットの軸にパルスエンコーダ８が連結されている。
またバックレスト７とフォーク10の間にはロードセル
（起歪体）９が取付けられている。

【００１３】前記パルスエンコーダ８の出力パルスをカ
ウントすることにより、フォーク10のマスト４上の高さ
位置が検出され、またロードセル９のストレン・ゲージ
をブリッジ回路に接続することにより、荷物３の重量が
検出される（たとえば、特開平４−９４３９８号公報参
照）。

【００１４】またマスト４の傾斜（ティルト角）を検出
する傾斜センサ11（たとえば特公昭５９−５３４８５号
公報参照）がマスト４に取付けられている。本発明の制
動装置は、前輪１，後輪２それぞれのホイールブレーキ
21と、後輪２に電気的制動を加えるインバータ22により
構成されている。

【００１５】ホイールブレーキ21は、ブレーキペダル23
の操作によりブレーキマスタシリンダ24が作動し、ホイ
ルシリンダ25にエアが供給されることによって作動す
る。また、ホイールブレーキ21へ供給されるエアの圧力
（ブレーキエア圧）を検出する圧力センサ26が設けら
れ、さらにブレーキペダル23の操作を検出するリミット
スイッチ27が設けられている。

【００１６】上記インバータ22は、バッテリ（電源装置
の一例）31より給電され、後輪２それぞれの車軸32に連
結された電動モータ33へ通電する電流を制御してそのト
ルクを制御するものであり、後輪２を駆動し、また制動
することができる。また前記車軸32の回転数によりフォ
ークリフトＬの走行速度を検出する速度検出器34が設け
られている。

【００１７】また各インバータ22へは速度制御装置35よ
り走行制御用の速度信号（トルク指令値）が入力されて
おり、各インバータ22はこの正転あるいは逆転の速度信
号に応じてモータ33を駆動してフォークリフトＬの走行
を制御している。

【００１８】速度制御装置35には、フォークリフトＬの
運転席に設けられた前後進レバー36とシフトレバー37の
操作位置と、アクセルペダル角度検出器38により検出さ
れたアクセルペダル角度の信号が入力されており、シフ
トレバー37の操作位置毎に予め設定されたアクセルペダ
ル角度とトルクのカーブ（トルクカーブ）にしたがっ
て、入力したアクセルペダル角度によりトルク指令値を
求め、前後進レバー36の前進／後進位置に応じて正転あ
るいは逆転の速度信号としてインバータ22へ出力してい
る。

【００１９】またフォークリフトＬの運転席には、前後
進レバー36が後進位置に操作されていることを検出する
リミットスイッチ39と、パターン形状選択スイッチ40
（後述する）が設けられている。

【００２０】またインバータ22による電気的制動を行う
制動パターンを設定するブレーキ制御装置41が設けら
れ、このブレーキ制御装置41に、上記パルスエンコーダ
８、ロードセル９、傾斜センサ11、圧力センサ26、リミ
ットスイッチ27，39、速度検出器34、およびパターン形
状選択スイッチ40、さらに２台のインバータ22が接続さ
れている。

【００２１】ブレーキ制御装置41には、図３に示すよう
に、パルスエンコーダ８のパルスをカウントするカウン
タ42が設けられ、このカウンタ42のカウント値により、
フォーク10の高さ、すなわち揚高が検出され、またロー
ドセル９に接続される上記ブリッジ回路43が設けられ、
荷物３の重量が検出される。これら検出された揚高と荷
物３の重量、および傾斜センサ11により検出されるティ
ルト角は重心位置演算部44へ入力される。

【００２２】この重心位置演算部44では、予め設定され
たフォークリフトＬの車両データによるマスト４（荷役
装置）以外のフォークリフトＬの重心位置と、揚高，テ
ィルト角により変化するマスト４の重心位置と、荷物３
の重量，揚高，ティルト角により変化する荷物３の重心
位置が演算され、これら重心位置により全体の重心位置
が求められ、さらに荷物３の重量にフォークリフトＬの
重量を加算して総重量が求められ、入力関数設定部45へ
出力される。

【００２３】入力関数設定部45は、上記重心位置と総重
量、パターン形状選択スイッチ40の選択情報、圧力セン
サ26にて検出されたブレーキエア圧、および速度検出器
34にて検出された走行速度により、インバータ22を制御
する制動パターン（以下、入力関数と称す）を設定す
る。

【００２４】入力関数のパターンは、入力関数データ部
46に予め格納された図４に示す時間−制動力のパターン
形状、および図５に示す入力間隔により設定される。パ
ターン形状は、制動力の効きにより、「ノーマルパター
ン」と、「ソフトパターン」と、「ハードパターン」が
あり、上記パターン形状選択スイッチ40により選択され
る。入力間隔は、圧力センサ26により検出されるブレー
キペダル23の踏込み時間が長くなると、上記パターン形
状を繰り返す間隔として設定される。

【００２５】また図６に示すように、重心位置と総重
量、および予め設定されたフォークリフトＬのホイルベ
ース、前後輪１，２のタイヤのばね定数により、制動時
間と減速度による転倒領域（斜線で示す）が設定され、
この転倒領域に実際の制動時の制動時間と減速度が入り
込むことがないように、ホイールブレーキ21およびイン
バータ22による全体の制動パターンを求め、この全体制
動パターンからホイールブレーキ21による制動力を減算
して上記入力関数を設定し、すなわち車両状態とブレー
キペダル23の踏込みの大きさによって最適に入力関数
（制動減速度、制動時間、選択制動パターン）を設定
し、さらに速度検出器34により検出された走行速度によ
り入力関数を補正し、たとえば走行速度が遅いとインバ
ータ22による制動力が弱くなるため、制動力を強めるな
どの補正を行い、関数発生器47へ出力する。

【００２６】この関数発生器47は、リミットスイッチ2
7，39が共にオンとなったときに、入力した入力関数に
応じた制動パターンを発生し、制動信号としてインバー
タ22へ出力する。

【００２７】インバータ22は、このブレーキ制御装置41
の関数発生器47から制動信号を入力すると、この制動信
号のパターンに応じてフォークリフトＬの走行方向とは
逆方向（前進方向）のトルクを発生するようにモータ33
へ通電し、後輪２と連結されたモータ33の回転子に電気
的制動をかける。これにより、後進中の後輪２へ制動が
かけられる。

【００２８】上記構成により、常時、重心位置と総重量
が演算され、この重心位置と総重量により転倒領域が設
定され、この転倒領域に基づいて入力関数が設定されて
おり、前後進レバー36により後進位置が選択され、かつ
ブレーキペダル23が踏み込まれる（操作される）と、関
数発生器47が駆動されて、入力関数に応じた制動信号が
インバータ22へ出力され、この制動信号の制動パターン
に応じてモータ33が制動される。

【００２９】このモータ33の制動の効きにより、図６に
示すフォークリフトの転倒領域を避けた制動が実行さ
れ、後進中の制動によりフォークリフトＬが前方へ転倒
する事態を回避することができる。

【００３０】また選択スイッチ40によりパターン形状が
選択されることにより、インバータ22による電気的制動
力を、ソフトにもハードにも変化させることができ、道
路の状況に応じた最適な制動を行うことができる。

【００３１】なお、本実施の形態では、前後進レバー36
の選択が後進位置の場合にのみ、入力関数にしたがった
制動を行っているが、前進位置の場合にも同様に入力関
数にしたがった制動を行ってもよい。

【００３２】また本実施の形態では、パターン形状とし
て、図４に示す形状の他に、図４に示すパターン形状を
組み合わせたものなど他の形状を設定することもでき
る。また本実施の形態では、インバータ22へはバッテリ
31から給電しているが、エンジンに発電機を連結し、こ
の発電機から給電するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、フォークリフトの重心位置に基づいて制動パ
ターンが設定され、この制動パターンに基づいて車輪が
制動されることにより、重心位置による転倒領域を避け
て制動でき、フォークリフトの転倒を防止することがで
きる。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、選択手段に
よりパターン形状が選択されることにより、制動の効き
を、ソフトにもハードにも変化させることができ、道路
の状況に応じた最適な制動を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるフォークリフトの
制動装置の構成図である。

【図２】同フォークリフトの制動装置のセンサ取付け図
である。

【図３】同フォークリフトの制動装置の制御ブロック図
である。

【図４】同フォークリフトの制動装置の制動パターン形
状図である。

【図５】同フォークリフトの制動装置の制動パターン間
隔図である。

【図６】同フォークリフトの制動装置の制動時の転倒領
域を示す図である。

【図７】フォークリフトの前進中の制動による前方への
転倒を説明する図である。

【図８】フォークリフトの後進中の制動による前方への
転倒を説明する図である。

【符号の説明】

Ｌ フォークリフト １ 前輪 ２ 後輪 ３ 荷物 ４ マスト ５ リフトシリンダ ６ ティルトシリンダ ７ バックレスト ８ パルスエンコーダ（揚高検出手段） ９ ロードセル（重量検出手段） 10 フォーク 11 傾斜センサ（傾斜検出手段） 21 ホイールブレーキ 22 インバータ（モータ制御手段） 23 ブレーキペダル 24 マスタシリンダ 25 ホイールシリンダ 26 圧力センサ 27，39 リミットスイッチ 31 バッテリ 32 車軸 33 電動モータ 34 速度検出器 35 速度制御装置 36 前後進レバー 37 シフトレバー 40 パターン形状選択スイッチ（選択手段） 41 ブレーキ制御装置 42 カウンタ（揚高検出手段） 43 ブリッジ回路（重量検出手段） 44 重心位置演算部（重心位置演算手段） 45 入力関数設定部（制動パターン設定手段） 46 入力関数データ部 47 関数発生部（作動手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪が電動モータにより駆動される電気
   駆動式のフォークリフトの制動装置であって、 前記モータを制御するモータ制御手段と、 フォークに支持された荷物の重量を検出する重量検出手
   段と、 前記フォークのマスト高さ位置を検出する揚高検出手段
   と、 前記マストの傾斜を検出する傾斜検出手段と、 前記重量検出手段により検出された荷物の重量、前記揚
   高検出手段により検出された揚高、前記傾斜検出手段に
   より検出されたマストの傾斜によりフォークリフトの重
   心位置を演算する重心位置演算手段と、 前記重心位置演算手段により演算された重心位置によ
   り、制動パターンを設定する制動パターン設定手段と、 ブレーキペダルの操作により、前記制動パターン設定手
   段により設定された制動パターンを発生し、制動信号と
   して前記モータ制御手段へ出力する作動手段を備え、 前記モータ制御手段は、前記制動信号の制動パターンに
   基づいて前記モータを制動することを特徴とするフォー
   クリフトの制動装置。
2. 【請求項２】 制動パターン設定手段による制動パター
   ンの形状を選択する選択手段を設け、 制動パターン設定手段は、この選択手段により選択され
   たパターン形状により制動パターンを設定することを特
   徴とする請求項１記載のフォークリフトの制動装置。