(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと発電電動機と蓄電手段と荷役手段とを有する荷役装置と、走行手段とを有する荷役作業用産業車両であって、
前記発電電動機は、前記エンジンにより駆動されて発電を行い前記蓄電手段に蓄電する発電機モードと、前記蓄電手段から駆動電力の供給を受けて電動機となる電動機モードのいずれかとされ、
前記荷役手段は、荷役作業に高出力を要するか否かの判断によって、前記エンジンによって駆動されて荷役作業を行う第１の駆動モードと、前記エンジンと前記電動機モードの発電電動機とによって駆動されて荷役作業を行う第２の駆動モードとの間で切り換え可能とされ、
前記走行手段は、前記第１の駆動モードまたは前記第２の駆動モードのいずれの駆動モードにかかわらず、前記蓄電手段から供給される駆動電力によって駆動されることを特徴とする荷役作業用産業車両。
【請求項２】
請求項１に記載した荷役作業用産業車両であって、
荷役手段は、アクセルポジションセンサーと荷役レバーポジションセンサーからの情報により荷役駆動要求が高いか否かに基づいて、荷役作業に高出力を要するか否かの判断を行うことを特徴とする荷役作業用産業車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷役作業に供される荷役装置および荷役作業用産業車両の構成技術に関する発明であり、詳しくは、荷役装置および荷役作業用産業車両において、荷役作業に要する出力を十分に確保しつつ全体の構成を合理化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷役作業に供される荷役装置および該荷役装置を搭載した荷役作業用産業車両としては、例えば図２に示すように、エンジン１１，発電機１３，バッテリー１５，荷役モータ１６，荷役ポンプ１７，フォーク１８，走行モータ２１，走行ユニット２３，インバータアッセンブリ３１，ＥＣＵ３５を有するフォークリフト１の構成が知られている。
エンジン１１は専ら発電機１３の駆動源として設けられている。換言すれば、エンジン１１は発電機１３以外の駆動源には利用されない構成とされている。このようにエンジンを専ら発電機の駆動源として利用する形態は「シリーズ型ハイブリッド方式」として知られている。バッテリー１５は、発電機１３によって発電された電気を蓄電するとともに、フォークリフト１の走行動作や荷役作業に供するため必要に応じて適宜駆動電力を供給する。バッテリー１５への蓄電およびバッテリー１５からの放電は、ＥＣＵ３５に接続されたインバータアセンブリ３１を介して制御される。
フォーク１８は荷役ポンプ１７を介して荷役作業を行うものであり、荷役ポンプ１７は荷役モータ１６によって駆動される。また走行ユニット２３は走行モータ２１によって駆動される。荷役モータ１６および走行モータ２１はいずれもバッテリー１５から供給される駆動電力によって駆動される。荷役モータ１６および走行モータ２１の駆動は、ＥＣＵ３５およびＥＣＵ３５に接続されたインバータアセンブリ３１によって適宜制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく従来のフォークリフト１では、専らフォーク１８に荷役作業を行わせるための荷役モータ１６と、専ら走行ユニット２３に走行動作をさせるための走行モータ２１とがそれぞれ別個に設けられており、また各モータ１６，２１の駆動電力を得るための発電機１３と、専ら当該発電機１３を駆動するためのエンジン１１とがそれぞれ設けられている。
かかる構成においては、各部材がそれぞれ割り当てられた各役割を分担し、それぞれ予定された機能を奏するものであるが、一方において、省資源型・環境配慮型技術提唱の見地より、できるだけ部材構成を合理化することによって、スペース効率の向上、製造コストの削減、全体重量の軽減、廃棄時における廃棄パーツ数の削減による環境配慮等の要請が強い。部材構成の合理化を図るには、上記フォークリフト１において荷役モータ１６または走行モータ２１の一方を削除して、フォーク１８と走行ユニット２３の双方の駆動を一台のモータで受け持たせるという構成も考えられる。しかしこのような構成では、荷役作業と走行動作を同時に駆動することができない排他択一的な駆動構成となるため、フォークリフト１が走行しつつ荷役作業を行うことができないという不都合が生じる。
また従来のフォークリフト１においては、バッテリー１５から供給される駆動電力を利用して荷役モータ１６および走行モータ２１を駆動しているところ、特に荷役モータ１６について見れば、比較的低出力の荷役作業を行う場合にはバッテリー１５の供給電力で十分に駆動できるが、例えば荷役作業に相当の高出力を要するような場合や、走行モータ１５を駆動しながら同時に荷役作業を行う場合には、駆動電力の増大に対応して発電機１３の発電量を増す必要がある。つまり、比較的低出力の荷役作業のみを想定した発電量では実用上差し支えることがある。このため、発電機１３を駆動するためのエンジン１１を低出力の小型タイプにすることが困難であるが、そのようなエンジンはコスト、重量等の見地において上記構成合理化の要請に相反することになる。
【０００４】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、荷役装置または当該荷役装置を有する荷役作業用産業車両につき、荷役作業に要する出力を十分に確保しつつも全体構成を合理化することが可能な技術を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は各請求項記載の発明によって解決されることになる。
請求項１記載の荷役作業用産業車両における荷役手段は、荷役作業に高出力を要するか否かの判断によって、エンジンによって駆動される第１の駆動モードと、エンジンおよび電動機モードの発電電動機によって駆動される第２の駆動モードのいずれかにて駆動される。
荷役作業にそれ程の高出力を必要としない場合には、第１の駆動モードを選択してエンジンのみによって荷役手段を駆動し、荷役作業に応じた比較的低位の出力を得ることとする。一方、荷役作業に比較的高出力を必要とする場合には、第２の駆動モードを選択して、蓄電手段から発電電動機に駆動電力を供給することによって当該発電電動機を電動機モードとし、エンジンおよび電動機モードの発電電動機を併用して駆動することによって荷役作業に応じた高い出力を得ることが可能となる。
これを荷役作業用産業車両全体の構成としてみれば、従来において専ら発電機を駆動するために設けられていたエンジンを荷役手段駆動用に併用することで、荷役手段駆動のための荷役モータを省略することが可能となり、装置構成の合理化が図られることとなる。しかも荷役作業に高出力を要する場合には、発電電動機を電動機モードにしてエンジンによる荷役手段の駆動をアシストさせることができるので、エンジンは低出力の省資源型のもので足りることになり、装置の重量低減、省資源化等を達成することが可能となる。
走行手段は、専ら蓄電手段から供給される駆動電力によって駆動される構成とされている。このように走行手段と荷役手段はそれぞれ別個の駆動系により駆動されるので、走行動作をしつつ荷役作業を行うことが可能である。また、単に荷役モータを省略し、一個のモータで荷役作業と走行動作を兼用させるような構成と異なり、構成の合理化を達成しつつも荷役作業と走行動作をそれぞれ別個の駆動系で遂行でき、フォークによる荷役作業とフォークリフトの走行動作を同時に行うことが可能な構成とされている。
【０００６】
請求項２記載の荷役作業用産業車両は、請求項１に記載した荷役作業用産業車両であって、荷役手段は、アクセルポジションセンサーと荷役レバーポジションセンサーからの情報により荷役駆動要求が高いか否かに基づいて、荷役作業に高出力を要するか否かの判断を行うことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態であるフォークリフト１０１および該フォークリフト１０１に設けられた荷役装置１０３について図１を参照しつつ説明していく。このフォークリフト１０１は、概括的に見て、エンジン１１１，発電電動機１１３，バッテリー１１５，荷役ポンプ１１７，荷役バルブ１１９，フォーク１１８，走行モータ１２１，走行ユニット１２３，インバータアッセンブリ１３１，ＥＣＵ１３５によって構成されている。
【０００８】
エンジン１１１は、後述するＥＣＵ１３５からスロットルアクチュエータ１５１に与えられる回転制御信号を介して駆動されるとともに、その駆動軸（図示しない）は、発電電動機１１３の駆動軸と荷役ポンプ１１７の駆動軸と同軸で連結される。なお、このフォークリフト１０１では、発電電動機１１３はエンジン１１１のフライホイール側にダンパーを介して直列に結合されている（その詳細な構造は便宜上図示しない）。
発電電動機１１３は、エンジン１１１によって駆動されて発電を行い、バッテリー１１５に蓄電する発電機モードと、バッテリー１１５から駆動電力の供給を受けて電動機となる電動機モードとの間で適宜切り換えが可能とされている。この切り換え制御はインバータアッセンブリ１３１を介してＥＣＵ１３５の制御指令に基づいて行われる。
【０００９】
発電電動機１１３が発電機モードにある場合には、エンジン１１１は同軸上に配置された発電電動機１１３と荷役ポンプ１１７の駆動源となり、発電電動機１１３が電動機モードにある場合には、エンジン１１１と発電電動機１１３が同軸上に配置された荷役ポンプ１１７の駆動源となる。
なお特に図示しないものの、エンジン１１１，発電電動機１１３及び荷役ポンプ１１７の各駆動軸の回転数を同調させるための同調手段が適宜配設されている。
以下、エンジン１１１が発電機モードの発電電動機１１３と荷役ポンプ１１７の駆動源となる駆動形態を「第１の駆動モード」と定義し、エンジン１１１と電動機モードの発電電動機１１３が荷役ポンプ１１７の駆動源となる駆動形態を「第２の駆動モード」と定義する。
なおエンジン１１１の駆動軸には、更にブレーキエアコンプレッサ１５２やエアコン用コンプレッサ等の補機が連結されており、ブレーキエアコンプレッサ１５２はブレーキバルブ１５３に連結されている。
【００１０】
バッテリー１１５は、発電機モードの発電電動機１１３によって発電された電気を蓄電するとともに、フォークリフト１０１の走行動作や荷役作業のため必要に応じて適宜駆動電力を供給する。バッテリー１１５への蓄電およびバッテリー１１５からの放電は、ＥＣＵ１３５に接続されたインバータアセンブリ１３１を介して制御される。
【００１１】
フォークリフト１０１の走行動作は、走行モータ１２１、および走行モータ１２１によって駆動される走行ユニット１２３を介して行われる。走行モータ１２１は、インバータアッセンブリ１３１を介しバッテリー１１５から駆動電力を供給されて駆動される。
またフォークリフト１０１の荷役作業は、荷役ポンプ１１７と、フォーク１１８と、荷役ポンプ１１７から作動用流体をフォーク１１８に適宜分配するための荷役バルブ１１９とを介して行われる。荷役ポンプ１１７は、既に述べたように第１および第２の駆動モードのいずれか一方の駆動モードにて駆動される。
荷役ポンプ１１７は、更に分流弁１５４（図１ではＦ／Ｄで示される）を介してパワーステアリング用バルブ１５５（図１ではＰＳバルブで示される）に接続されている。
【００１２】
ＥＣＵ１３５は、フォークリフト１０１全体のシステム制御を司るＨＶ−ＥＣＵ１３５ａおよびバッテリーの蓄電・放電制御を司るＥＶ−ＥＣＵ１３５ｂとによって構成される総合監視システム用制御手段である。
ＥＣＵ１３５には、シフトポジションセンサー１４１からのシフト位置情報，アクセルスイッチ１４２からのアクセルＯＮ／ＯＦＦ情報，アクセルポジションセンサ１４３からのアクセル開度情報，荷役レバースイッチ１４４からの荷役レバーＯＮ／ＯＦＦ情報，荷役レバーポジションセンサ１４５からの荷役レバー開度情報，イグニッションスイッチ１４６からのＯＮ／ＯＦＦ情報，エンジン１１１からの回転数・温度・フェイルの有無等の情報，バッテリー１１５からの電圧・温度情報，発電電動機１１３からの出力・回転数等の情報，走行モータ１２１からの出力・回転数・温度等の情報，チャージャーコネクタ１５８からの電流情報が適宜入力される。
ＥＣＵ１３５からは、上記各入力情報に基づいて、エンジン１１１の制御信号をスロットルアクチュエータ１５１に出力し、発電電動機１１３のモード切換信号，バッテリー１１５の蓄電制御信号，バッテリ−１１５から各部材への放電制御信号，走行モータ制御信号、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御信号といった各種の制御信号をインバータアッセンブリ１３１に出力し、フォークリフト１０１のシステム制御を遂行する。
【００１３】
次に本実施の形態における作用について説明する。
特に荷役作業に高出力を要さない場合、発電電動機１１３は発電機モードとされている。すなわちエンジン１１１は、発電機モードの発電電動機１１３と荷役ポンプ１１７の双方の駆動源とされる。
なお、荷役作業に高出力を要するか否かの判断は、アクセルポジションセンサー１４３と荷役レバーポジションセンサー１４５からの情報により、荷役駆動要求が高いか否かをＥＣＵ１３５が適宜チェックすることによって行われる。
さて、発電機モードの発電電動機１１３が発電した電気はバッテリー１１５に逐次蓄電される。また荷役ポンプ１１７は、エンジン１１１の駆動軸の回動に伴って常時駆動されており、荷役バルブ１１９およびパワーステアリングバルブ１５５に作動流体を送る。荷役作業を行う場合には、荷役バルブ１１９を介して作動流体をフォーク１１８に送って所定の荷役動作を行わせる。荷役作業を行わない場合には、作動流体を図示しないタンクに還流させる。パワーステアリングバルブ１５５についても同様である。
【００１４】
フォークリフト１０１を走行させる場合、ＥＣＵ１３５はインバータアッセンブリ１３１を介してバッテリー１１５を放電させて、走行モータ１２１に駆動電力を供給する。走行モータ１２１が駆動されることによって、走行モータ１２１に連結された走行ユニット１２３が走行動作を行う。
【００１５】
荷役作業に高出力を要する場合、すなわちアクセルポジションセンサー１４３と荷役レバーポジションセンサー１４５からの情報により荷役駆動要求が高いとＥＣＵ１３５が判断した場合、ＥＣＵ１３５は制御信号を発して、発電電動機１１３を電動機モードに切り換える。これにより、荷役ポンプ１１７は、エンジン１１１および電動機モードの発電電動機１１３双方によって駆動される。すなわち第２の駆動モードが選択され、エンジン１１１による荷役ポンプ１１７の駆動を電動機モードの発電電動機１１３がアシストすることにより、低出力タイプのエンジン１１１であっても高出力の荷役作業を十分に遂行することができる。
【００１６】
なお、第２の駆動モードが選択されている場合であっても、フォークリフト１０１を走行させる際の走行モータ１２１は、バッテリー１１５からの駆動電力によって駆動される。
【００１７】
本実施の形態によれば、エンジン１１１によって、単に発電機モードの発電電動機１１３を駆動させるのみならず、荷役ポンプ１１７を駆動させる構成としたので、荷役作業専用の荷役モータを省略することが可能となり、装置構成の合理化が図られることとなる。しかも荷役作業に高出力を要する場合には、発電電動機１１３を電動機モードにすることによってエンジン１１１による荷役ポンプ１１７の駆動をアシストさせることができるので、エンジン１１１は低出力の省資源型のもので足りることになり、装置の重量低減、省資源化等を達成することが可能となる。
また、単に荷役モータを省略し、一個のモータで荷役作業と走行動作を兼用させるような構成と異なり、構成の合理化を達成しつつも荷役作業と走行動作をそれぞれ別個の駆動系で遂行でき、フォーク１１８による荷役作業とフォークリフト１０１の走行動作を同時に行うことが可能な構成とされている。
【００１８】
なお、上記の実施の形態では、図１に示すように「エンジン１１１−発電電動機１１３−荷役ポンプ１１７」の順で同軸に配置していたが、これを「荷役ポンプ１１７−エンジン１１１−発電電動機１１３」の順に配置したり、「エンジン１１１−荷役ポンプ１１７−発電電動機１１３」の順に配置してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、荷役作業用産業車両につき、荷役作業に要する出力を十分に確保しつつも全体構成を合理化することが可能な技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態であるフォークリフトの構成を示すシステム図である。
【図２】従来のフォークリフトの構成を示すシステム図である。
【符号の説明】
１０１  フォークリフト
１１１  エンジン
１１３  発電電動機
１１５  バッテリー
１１７  荷役ポンプ
１１８  フォーク
１１９  荷役バルブ
１２１  走行モータ
１２３  走行ユニット
１３１  インバータアッセンブリ
１３５  ＥＣＵ
【図１】
0003692828.tif 000002
【図２】
0003692828.tif 000003