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

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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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