JP4053176B2 - 非常停止ブレーキ装置およびそれを搭載したフォークリフト - Google Patents
非常停止ブレーキ装置およびそれを搭載したフォークリフト Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は非常停止ブレーキ装置に関し、特に、電気系統に故障が発生した場合に、ディスクブレーキを自動的に作動させて走行用のモータを停止させる非常停止ブレーキ装置に関するものである。また、そのような非常停止ブレーキ装置を搭載したフォークリフトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7はリーチ型フォークリフトの概略構成を示す斜視図である。図において、1は荷物を保持するフォーク、2はフォーク1を昇降させるためのマスト、3は車体100の進行方向を操作するハンドル、4はフォーク1を上昇・下降させたり前傾・後傾させたりするレバー、5は走行用モータ15やこのモータ15に対して制動をかけるブレーキ装置16などを搭載した車体100のボディフレーム、6は車体100の前輪、7は車体100の後輪、8は運転席、9は落下物から運転者を保護するためのヘッドガード、10は運転席8に設けられたシート、11はパーキングブレーキ用の操作レバーである。
【0003】
上述したフォークリフトにおいて、ブレーキ装置16はオペレータ(運転者)の操作によって作動される。たとえば、オペレータがパーキングブレーキ用の操作レバー11を手で操作すると、その操作力がワイヤを介してブレーキ装置16に伝達され、ブレーキ装置16が作動してモータ15に制動がかかり、また、オペレータが図示しないフットブレーキ用のペダルを足で操作すると、その操作力が油圧系統を介してブレーキ装置16に伝達され、ブレーキ装置16が作動してモータ15に制動がかかり、車体100が停止するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記フォークリフトが全電動パワーステアリングシステムを持つフォークリフトである場合には、車体100の電気系統に異常が発生した際に安全のためにバッテリーからの電力供給を断ち、かつ車体100も自動的に停止させる必要がある。しかし、従来のものでは、ブレーキ装置16はオペレータの操作によってのみ作動されるため、オペレータがレバーやペダル等を操作しない限り、ブレーキ装置16を作動させることはできない。このため、非常時にブレーキ装置16を作動させてフォークリフトを自動的に停止させることができなかった。
【0005】
本発明は上記のような問題点を解決するものであって、電気系統に異常が発生した場合に、ブレーキ装置を自動的に作動させることができる非常停止ブレーキ装置を提供することを課題としている。また、電気系統の異常発生時に自動的に停止することが可能なフォークリフトを提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる非常停止ブレーキ装置は、走行用のモータに対して制動を加えるディスクブレーキと、このディスクブレーキを開放状態にするための付勢力を与える第1の付勢手段とを有するブレーキ装置において、電気系統に異常が生じたときにディスクブレーキを作動させる非常停止ブレーキ装置であって、ディスクブレーキを作動状態にするための付勢力を与えるスプリングのような第2の付勢手段と、ディスクブレーキを開放状態にするための駆動力を与えるロータリソレノイドのような駆動手段とを備える。
【0007】
ここでディスクブレーキは、走行用のモータの回転軸に取り付けられるディスクと、このディスクを挟着して制動をかけるキャリパーとからなるものを用い、キャリパーの開閉機構部を伝達機構部およびリンク機構を介して駆動手段と連結するとともに、伝達機構部に第2の付勢手段を連結する構成を採用する。また、ディスクブレーキは、フットブレーキやパーキングブレーキの機能を併有したものを用い、パーキングブレーキ用操作レバーからの操作力がワイヤを介して伝達されることにより、またフットブレーキ用のペダルからの操作力が油圧系統を介して伝達されることにより、第1の付勢手段の付勢力に抗してキャリパーが閉じられディスクブレーキが作動状態とされるものを用いる。更に、開閉機構部が備える軸が下方へ移動することでキャリパーが閉じられるようにし、軸は、伝達機構部が備えるジョイントに形成された長穴に挿通され、駆動手段を駆動した状態で長穴の上端に位置し、パーキングブレーキ用操作レバーからの操作力、またはフットブレーキ用のペダルからの操作力が開閉機構部に伝達されると、長穴に沿って下方へ移動するようにし、ジョイントは、駆動手段を駆動するとその駆動力によって第2の付勢手段の付勢力に抗して上方へ移動し、駆動手段を停止すると第2の付勢手段の付勢力によって下方へ移動するようにする。そして、通常状態においては、駆動手段を駆動してジョイントを上方へ 移動させ、軸に第2の付勢手段による付勢力が働かないようにして第1の付勢手段の付勢力に従いディスクブレーキを開放し、電気系統に異常が生じたときは、駆動手段を停止して第2の付勢手段の付勢力に従ってジョイントを下方へ移動させ、軸を押し下げて第1の付勢手段による付勢力に抗しディスクブレーキを作動させるようにしている。
【0008】
このような本発明においては、電気系統に異常が生じた場合に駆動手段が停止し、ディスクブレーキを開放する駆動力がなくなるため、ディスクブレーキは第2の付勢手段の付勢力によって自動的に作動状態となる。また、フットブレーキやパーキングブレーキの機能を併有したディスクブレーキを用いることで、既存のディスクブレーキをそのまま非常用のブレーキ装置に利用することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図を参照しながら説明する。図1は本発明に係る非常停止ブレーキ装置の実施形態を示す平面図、図2は図1のA−A側面図、図3および図4は図1のB−B側面図である。なお、この非常停止ブレーキ装置を用いたリーチ型フォークリフトの全体構成は、図7のものと同様であるので説明は省略し、以下では図7の符号を引用して説明することとする。
【0010】
図1および図2において、15は図7に示した走行用のモータ、20はこのモータ15に対して制動をかけるディスクブレーキである。ディスクブレーキ20は、ディスク21とキャリパー22とからなり、ディスク21は回転体であるモータ15の回転軸24に取り付けられていて、モータ15の回転によって回転軸24とともに回転するようになっている。キャリパー22は上側キャリパー22aと下側キャリパー22bとを備え、それぞれの先端部にはディスク21を上下から挟む挟着部材27,28が設けられており、ブレーキが作動したときに、これらの挟着部材27,28がディスク21を挟着してその摩擦力によってディスク21の回転に制動をかけ、モータ15を停止するようになっている。
【0011】
キャリパー22の中間部は軸26に支持されており、この軸26を中心として上側キャリパー22aと下側キャリパー22bが回動することにより、挟着部材27,28がディスク21と接したり離れたりするようになっている(後述する図5および図6参照)。また、上側キャリパー22aの後端部には軸33が、下側キャリパー22bの後端部には軸34がそれぞれ設けられており、軸33と軸34との間には弾性部材であるスプリング35が懸架されている。
【0012】
軸33にはレバー31の一端が支持されているとともに、このレバー31の他端は軸30に係合している。また、軸34にはL形のレバー32の中間部が支持されているとともに、このレバー32の一端は上記軸30に係合しており、他端には軸36が設けられている。これらのレバー31、レバー32、軸30、軸33、軸34および軸36によってトグル機構からなる開閉機構部29が構成されている。
【0013】
38はく字形に形成されたジョイントであり、このジョイント38には図2に示すように長穴37が形成されており、この長穴37に上述した軸36が挿通されている。また、この軸36にはパーキングブレーキワイヤ42の先端が係合しており(図2では図示省略)、パーキングブレーキの操作に連動して軸36が長穴37内を移動するようになっている。なお、図2において、39はキャリパー22をモータ15に固定するボルト、40はスペーサ、41は後述するフットブレーキ用の油圧シリンダである。また、図1において、43はフットブレーキ用の油圧チューブである。
【0014】
次に図1および図3において、51および52はプレート75に取り付けられたロータリソレノイドであって、本発明における駆動手段の一実施形態を構成するものである。図3はロータリソレノイド51、52が動作していないときの状態を示している。ロータリソレノイド51はその回転軸53にアーム54がピン76によって取り付けられており、ロータリソレノイド52はその回転軸55にアーム56がピン77によって取り付けられている。そして、上記2つのアーム54、56はリンク機構57によって連結されており、アーム56はさらにリンク機構58によって伝達機構部63に連結されている。
【0015】
リンク機構57は、図3に示すように、アーム54にロッドエンド65により取り付けられたリンク棒66と、アーム56にロッドエンド69により取り付けられたリンク棒68とがターンバックル67によって結合されて構成されている。また、リンク機構58はアーム56にロッドエンド70により取り付けられたリンク棒71と、伝達機構部63のレバー60にロッドエンド74により取り付けられたリンク棒73とがターンバックル72によって結合されて構成されている。
【0016】
伝達機構部63は、上述したレバー60と、このレバー60と軸59により連結されたレバー62と、このレバー62をジョイント38に連結する軸61と、ジョイント38とで構成されており、ロータリソレノイド51、52の駆動によるリンク機構57、58の動きをキャリパー22に伝達するものである。
【0017】
64は弾性部材であるスプリングであり、本発明における第2の付勢手段の一実施形態を構成するものである。スプリング64の上端部は伝達機構部63の軸61に係止されているとともに、下端部は取付金具78の取付片79に固定されたフック80に係止されており、軸61はこのスプリング64によって図3の下方向への付勢力を付与されている。
【0018】
次に、以上のような構成からなる非常停止ブレーキ装置の動作について説明する。上述した非常停止ブレーキ装置は図7のフォークリフトに搭載され、同図におけるブレーキ装置16として用いられる。フォークリフトの通常運転時においては、ロータリソレノイド51および52にバッテリーから通電がされており、これらのソレノイド51、52が動作状態にある。図4はこの状態を示している。図4において、ソレノイド51の動作により回転軸53は反時計回り方向に回動し、これに応じてアーム54は左方向へ変位している。また、ソレノイド52の動作により、回転軸55も反時計回り方向に回動して、アーム56は左方向へ変位している。
【0019】
アーム54とアーム56とはリンク機構57によって連結されているので、アーム54、56の変位によりリンク機構58は図4の左方向へ牽引されている。このため、リンク機構58に連結されたレバー60は、軸59を中心として反時計回り方向への回動力を受け、これとともにレバー60に連結されているレバー62も軸59を中心として反時計回り方向への回動力を受ける。その結果、レバー62とジョイント38とを連結している軸61は、スプリング64の下方向への付勢力に抗して上方へ移動し、ジョイント38も軸61と一体に上方へ移動している。
【0020】
この状態では、図2において軸36はジョイント38の長穴37の上端に位置しており、軸36にはジョイント38の力は働いていない。一方、軸33と軸34にはスプリング35の付勢力が作用しており、軸33が受ける下向きの付勢力によって上側キャリパー22aには軸26を中心とする時計回り方向の回動力が働き、軸34が受ける上向きの付勢力によって下側キャリパー22bには軸26を中心とする反時計回り方向の回動力が働く。この結果、キャリパー22はその先端部が図5に示すように開いて、挟着部材27,28をディスク21から離間させる(なお、図5は模式図であり誇張して描いてある)。したがって、通常時においてディスクブレーキ20は作動せず、モータ15には制動がかからないので、フォークリフトの走行に支障がないようになっている。
【0021】
一方、非常時、すなわち車体の電気系統に異常が発生した場合には、前述したようにバッテリーからの電力供給が断たれるため、ソレノイド51、52がオフ状態となる。図3はこの状態を示している。ソレノイド51、52がオフになると、スプリング64の下方向への付勢力に抗する力がなくなるため、軸61はスプリング64によって引っ張られて図4の位置から図3の位置まで下方へ移動する。したがって、軸61に連結されたレバー60およびレバー62は軸59を中心に時計回り方向に回動し、リンク機構58を図4の位置から図3の位置まで右方向へ移動させる。リンク機構58の右方向への移動によって、アーム54、56も図4の位置から図3の位置へ変位する。
【0022】
この状態においては、軸61に連結されたジョイント38も軸61と一体に下方へ移動するため、図2において軸36は、ジョイント38の長穴37の上端に押されて下方に下がる。軸36が下方に下がると、レバー32が軸34を中心として時計回り方向に回動するため、軸30が右方向へ変位しようとする力によって、軸33、34はスプリング35の引張力に抗して上下方向に変位する。すなわち、軸33はレバー31を介して上方へ変位し、軸34はレバー32を介して下方へ変位する。したがって、上側キャリパー22aは軸26を中心に反時計回り方向の回動力を受け、下側キャリパー22bは軸26を中心に時計回り方向に回動力を受ける。この結果、キャリパー22はその先端部が図6に示すように閉じて、挟着部材27,28がディスク21を挟着し、モータ15の回転に制動をかける(なお、図6も模式図であり誇張して描いてある)。
【0023】
このようにして、フォークリフトの電気系統に異常が生じた非常時には、ロータリソレノイド51、52がオフになることによってディスクブレーキ20が作動し、モータ15に制動がかかるので、全電動パワーステアリングシステムを持つフォークリフトを自動的に停止させることができる。
【0024】
なお、オペレータが操作レバー11を操作すると、パーキングブレーキワイヤ42によって軸36が図2の下方向へ引かれ、軸36はジョイント38の長穴37に沿って下方へ移動する。この場合、ジョイント38は動かない。軸36が下方に下がると、上記非常時の場合と同様に、レバー32が軸34を中心として時計回り方向に回動し、軸33、34がスプリング35の引張力に抗して上下方向に変位するので、キャリパー22の先端部が図6のように閉じてブレーキが作動する。
【0025】
また、オペレータがフットペダル(図示省略)を足で操作すると、フットブレーキ用の油圧チューブ43(図1)を介して油圧シリンダ41(図2)が作動し、この油圧シリンダ41によって軸30が右方向に押される。したがって、上述した原理と同様の原理により、軸33、34がスプリング35の引張力に抗して上下方向に変位し、キャリパー22の先端部が図6のように閉じてブレーキが作動する。
【0026】
このように本実施形態においては、ディスクブレーキ20はもともとフォークリフトに装備されているフットブレーキおよびパーキングブレーキ用のディスクブレーキであり、これを非常停止用のブレーキとして兼用したものである。そして、既存のブレーキの開閉機構部29に伝達機構部63を連結するとともに、ロータリソレノイド51、52およびリンク機構57、58を付加することで、ディスクブレーキそのものの構造を改変することなく、容易に実現できるようにしている。また、既存のブレーキを改変しないことで、フットブレーキやパーキングブレーキの性能や操作感覚が損なわれることもない。
【0027】
また、本実施形態においては、横方向に2つ並べて配置された2つのロータリソレノイド51、52と、リンク機構57、58を用いているため、駆動力を確保できるとともに、構造がシンプルとなって全体をコンパクトに構成することができ、既存のブレーキへの付設が容易となる。さらに、スプリング64のばね力を調整することによってキャリパー22の挟着力を可変でき、適切な制動力を得ることができる。
【0028】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、他にも種々の形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では駆動手段としてロータリソレノイドを2つ設けているが、ロータリソレノイドは1個でもよい。また、ロータリソレノイドに代えて直線型ソレノイドを用いることも可能である。さらに、本発明に係る非常停止ブレーキ装置は、フォークリフト以外の車両にも適用することができるものである。
【0029】
【発明の効果】
本発明の非常停止ブレーキ装置によれば、電気系統に異常が発生した場合に駆動手段の動作を停止して、第2の付勢手段の付勢力によってディスクブレーキを作動させるようにしたので、非常時には自動的にブレーキを作動させて走行用のモータに制動をかけることができる。また、フットブレーキやパーキングブレーキの機能を併有したディスクブレーキを用いることで、既存のディスクブレーキに駆動手段や第2の付勢手段、伝達機構部およびリンク機構を付加するだけで非常停止用のブレーキを構成することができる。
【0030】
また、本発明のフォークリフトによれば、上述した非常停止ブレーキ装置と、この非常停止ブレーキ装置により制動される走行用のモータとを搭載したことにより、電気系統に異常が発生した場合に自動的にモータに制動がかかるので、全電動パワーステアリングシステムを持つフォークリフトを自動的に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る非常停止ブレーキ装置の実施形態を示す平面図である。
【図2】 図1のA−A側面図である。
【図3】 ブレーキ作動状態における図1のB−B平面図である。
【図4】 ブレーキ開放状態における図1のB−B平面図である。
【図5】 ブレーキの動作を説明する模式図(ブレーキ開放状態)である。
【図6】 ブレーキの動作を説明する模式図(ブレーキ作動状態)である。
【図7】 リーチ型フォークリフトの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
15 モータ
20 ディスクブレーキ
21 ディスク
22 キャリパー
24 回転軸
29 開閉機構部
51 ロータリソレノイド(駆動手段)
52 ロータリソレノイド(駆動手段)
57 リンク機構
58 リンク機構
63 伝達機構部
64 スプリング(第2の付勢手段)
Claims (2)
- 走行用のモータ(15)の回転軸に取り付けられるディスク(21)とこのディスク(21)を挟着して制動をかけるキャリパー(22)とからなるディスクブレーキ(20)と、前記キャリパー(22)を開いて該ディスクブレーキ(20)を開放状態にするための付勢力を与える第1の付勢手段(35)とを有し、パーキングブレーキ用操作レバー(11)からの操作力がワイヤ(42)を介して伝達されることにより、またフットブレーキ用のペダルからの操作力が油圧系統を介して伝達されることにより、前記第1の付勢手段(35)の付勢力に抗して前記キャリパー(22)が閉じられ前記ディスクブレーキ(20)が作動状態とされるブレーキ装置(16)において、電気系統に異常が生じたときに前記ディスクブレーキ(20)を作動させる非常停止ブレーキ装置であって、
前記ディスクブレーキ(20)を作動状態にするための付勢力を与える第2の付勢手段(64)と、前記ディスクブレーキ(20)を開放状態にするための駆動力を与える駆動手段(51,52)とを備え、さらに、前記キャリパー(22)の開閉機構部(29)を伝達機構部(63)およびリンク機構(57,58)を介して前記駆動手段(51,52)と連結するとともに、前記伝達機構部(63)に前記第2の付勢手段(64)を連結し、前記開閉機構部(29)が備える軸(36)が下方へ移動することで前記キャリパー(22)が閉じられるようになっており、
前記軸(36)は、前記伝達機構部(63)が備えるジョイント(38)に形成された長穴(37)に挿通され、前記駆動手段(51,52)を駆動した状態で前記長穴(37)の上端に位置し、パーキングブレーキ用操作レバー(11)からの操作力、またはフットブレーキ用のペダルからの操作力が前記開閉機構部(29)に伝達されると、前記長穴(37)に沿って下方へ移動するよう設けられたものであり、
前記ジョイント(38)は、前記駆動手段(51,52)を駆動するとその駆動力によって前記第2の付勢手段(64)の付勢力に抗して上方へ移動し、前記駆動手段(51,52)を停止すると前記第2の付勢手段(64)の付勢力によって下方へ移動するよう設けられたものであり、
通常状態においては、前記駆動手段(51,52)を駆動して前記ジョイント(38)を上方へ移動させ、軸(36)に前記第2の付勢手段(64)による付勢力が働かないようにして前記第1の付勢手段(35)の付勢力に従い前記ディスクブレーキ(20)を開放し、電気系統に異常が生じたときは、前記駆動手段(51,52)を停止して前記第2の付勢手段(64)の付勢力に従って前記ジョイント(38)を下方へ移動させ、軸(36)を押し下げて前記第1の付勢手段(35)による付勢力に抗し前記ディスクブレーキ(20)を作動させるようにしたことを特徴とする非常停止ブレーキ装置。 - 請求項1に記載の非常停止ブレーキ装置を搭載したフォークリフト。
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