(57)【要約】【課題】フォークリフトの小型化、低床化、低重心化。【解決手段】フォークリフト１のすべての車輪２、３を推進させるモータ１０−１〜２、１２−１〜２を制御するコントローラ５、７により、フォークリフト１のすべての車輪２、３の駆動状態を制御することを特徴とする。コントローラ５、７は、その弱め界磁制御が必要である運転領域を低減する。この結果、モジュール４、６は、磁石モータを効果的に利用することができ、小型化することができ、フォークリフト１は、さらに、モジュール４、６を床９の下に配置するときに、低床化、低重心化することができる。【選択図】図１
2004120882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を回転動力に変換する複数のモータと、
前記回転動力が伝達されて当該電気駆動フォークリフトのすべての車輪を推進させ、前記モータを制御して、当該電気駆動フォークリフトのすべての車輪の駆動状態を制御するコントローラ
とを具備する電気駆動フォークリフト。
【請求項２】
請求項１において、
前記コントローラは、当該電気駆動フォークリフトのすべての車輪の駆動状態を独立に制御する
ことを特徴とする電気駆動フォークリフト。
【請求項３】
請求項１または２において、
当該電気駆動フォークリフトの低速度域でトルクが必要な場合のみ駆動して高速域では従動する車輪と、全域で駆動する車輪とを具備する
ことを特徴とする電気駆動フォークリフト。
【請求項４】
請求項３において、
前記モータは、界磁に永久磁石を用いる
ことを特徴とする電気駆動フォークリフト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前輪駆動用のモータは、左右独立に具備し、それぞれを車軸方向に平行に配置し、形状を半径方向を抑え、軸長方向をのばすことにより、モータ自体を車体の強度部材のモジュールとした
ことを特徴とする電気駆動フォークリフト。
【請求項６】
請求項５において、
前記コントローラを前記モータのモジュールに組み込んだ
ことを特徴とする電気駆動フォークリフト。
【請求項７】
請求項１または２において、
当該電気駆動フォークリフトの出力特性のうちベーストルクを供給する永久磁石モータ駆動の車輪と、定出力特性を供給する誘導電動機駆動の車輪とを具備する
ことを特徴とする電気駆動フォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気駆動フォークリフト及び電気駆動フォークリフト制御装置に関し、特に、電動機を用いて推進する電気駆動フォークリフトと、その電動機を制御する電気駆動フォークリフト制御装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力により駆動する電気駆動フォークリフトが広く使用されている。その電気駆動フォークリフトは、１つのモータにより生成される回転動力で推進している。電気駆動フォークリフトは、より小さいことが望まれている。電気駆動フォークリフトは、さらに、運転者の乗降がより容易なように床がより低いことが望まれ、より安定して走行することができるように重心がより低いことが望まれている。
【０００３】
電力を回転動力に変換するモータは、一般的に、回転数が大きいときに、弱め界磁制御して高速域まで駆動することができる。磁石モータは弱め界磁のために余分に電流を流す必要があり、通常巻線型直流モータや誘導モータが使用される。
【０００４】
特開平１０−１１９５９６号公報には、構成部品の数がより少なく、構造および製作のコストを減らした駆動車軸が開示されている。特開２００１−３９１７４号公報には、電動機の回転出力を伝達する伝達機構を含むドライブユニットに関し、特に部品点数を減らすとともに、装置をより小型化することができる電動機の出力ドライブユニットが開示されている。特開２００１−６３９８４号公報には、４輪車タイプでありながら、通常走行時の換向を可能とし、後輪回動手段を簡素化した横行システムを持ったフォークリフトが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１９５９６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３９１７４号公報
【特許文献３】
特開２００１−６３９８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、小型化が可能である電気駆動フォークリフト及び電気駆動フォークリフト制御装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、小型化、低床化、低重心化が可能である電気駆動フォークリフト及び電気駆動フォークリフト制御装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、運転効率がより良い電気駆動フォークリフト及び電気駆動フォークリフト制御装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より強固である電気駆動フォークリフトを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明による電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、複数のモータ（１０−１〜２、１２−１〜２）（２２−１〜２、１２−１〜２）と、コントローラ（５、７）とを備えている。複数のモータ（１０−１〜２、１２−１〜２）（２２−１〜２、１２−１〜２）は、電力を回転動力に変換する。複数のモータ（１０−１〜２、１２−１〜２）（２２−１〜２、１２−１〜２）は、当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）のすべての車輪（２、３）に回転動力を伝達する。コントローラ（５、７）は、モータ（１０−１〜２、１２−１〜２）（２２−１〜２、１２−１〜２）を制御して、当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）のすべての車輪（２、３）の駆動状態を制御する。
【０００９】
たとえば、本発明による電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、電力を回転動力に変換するモジュール（４、６）（２７、６）と、回転動力が伝達されて当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）を推進させる車輪（２、３）と、回転動力の回転数や回転角を測定するセンサ（１５−１、１５−２）（２５−１、２５−２）と、モジュール（４、６）（２７、６）が出力するトルクが回転数の関数である最大トルク（３０）より大きくならないようにモジュール（４、６）（２７、６）を制御するコントローラ（５、７）とを備えている。回転数は、低速域（３５）または高速域（３７）（３７′）に値を取り得る。高速域（３７）（３７′）に属する値は、低速域（３５）に属する値より大きい。最大トルク（３０）のうちの高速域（３７）（３７′）で定義される高速域最大トルク（３０−２）は、最大トルク（３０）のうちの低速域（３５）で定義される低速域最大トルク（３０−１）より小さい。
【００１０】
電力を回転動力に変換するモータは、一般的に、回転数が大きい回転動力を生成するときに、弱め界磁制御する必要がある。このとき、本発明による電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、その弱め界磁制御が必要である運転領域をより低減することができ、または、弱め界磁制御をする必要がない。この結果、モジュール（４、６）（２７、６）は、小型化することができる。電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、さらに、モジュール（４、６）（２７、６）を床（９）の下に配置するときに、低床化、低重心化することができる。
【００１１】
コントローラ（５、７）は、当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）のすべての車輪（２、３）の駆動状態を独立に制御することが好ましい。さらに、車輪（２、３）は、当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）の低速度域（３５）でトルクが必要な場合のみ駆動して高速域（３７）（３７′）では従動する車輪（３）と、全域で駆動する車輪（２）とを備えていることが好ましい。
【００１２】
たとえば、車輪（２、３）は、当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）の進行方向の後側に配置される後輪（３）を含んでいる。モジュール（４、６）（２７、６）のうちの後輪（３）に回転動力を伝達する後輪モジュール（６）は、高速域（３７′）で回転動力を生成しない。もしくは、ベーストルクのみを生成する。駆動モジュール（４、６）は、運転領域を限定することで小型化することができる。この結果、電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、さらに、小型化することができる。
【００１３】
車輪（２、３）は、進行方向の前側に配置される前輪（２）を更に含んでいる。モジュール（４、６）（２７、６）は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して当該電気駆動フォークリフト（１）（２０）を制動する、すなわち、回生に利用される。電気駆動フォークリフト（１）（２０）の制動時に、モジュール（４、６）（２７、６）のうちの前輪（２）に回転動力を伝達する前輪モジュール（４）（２７）により変換された運動エネルギーと、後輪モジュール（６）により変換された運動エネルギーとを適切に制御できる。このような電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、加減速時のスリップや制動時の転倒を防止する。
【００１４】
モータ（１０−１〜２、１２−１〜２）（２２−１〜２、１２−１〜２）は、界磁に永久磁石を用いることが好ましい。
【００１５】
複数のモータ（２２−１〜２、１２−１〜２）のうちの前輪駆動用のモータ（２２−１〜２）は、左右独立に備えられ、それぞれを車軸方向に平行に配置し、形状を半径方向を抑え、軸長方向をのばすことにより、モータ自体を車体の強度部材のモジュールとしている。
【００１６】
すなわち、本発明による電気駆動フォークリフト（２０）は、右側強度部材（２８−１）と、左側強度部材（２８−２）とを更に具備している。前輪（２）は、進行方向の右側に配置される右側前輪（２−１）と、進行方向の左側に配置される左側前輪（２−２）とを含んでいる。右側強度部材（２８−１）は、右側前輪（２−１）を回転可能に支持し、左側強度部材（２８−２）は、左側前輪（２−２）を回転可能に支持し、右側強度部材（２８−１）と左側強度部材（２８−２）とは、対向して配置され、前輪モジュール（２７）は、右側前輪（２−１）に回転動力を伝達する右側前輪モジュール（２７−１）と左側前輪（２−２）に回転動力を伝達する左側前輪モジュール（２７−２）とを含んでいる。右側前輪モジュール（２７−１）と左側前輪モジュール（２７−２）とは、進行方向に並べられて配置されている。右側前輪モジュール（２７−１）と左側前輪モジュール（２７−２）とは、さらに、それぞれ、右側強度部材（２８−１）と左側強度部材（２８−２）とに接合されている。このような配置は、右側強度部材（２８−１）と左側強度部材（２８−２）との接合をより強固にする点で好ましい。さらに、右側強度部材（２８−１）と左側強度部材（２８−２）との間にバッテリ（２９）が密に充填されることができる。このような充填は、右側強度部材（２８−１）と左側強度部材（２８−２）との接合をさらに強固にする点で好ましい。
【００１７】
本発明による電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、コントローラ（５、７）をモータのモジュール（４、６）（２７、６）に組み込んでいることが好ましい。
【００１８】
本発明による電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、出力特性のうちベーストルクを供給する永久磁石モータ駆動の車輪（３）と、定出力特性を供給する誘導電動機駆動の車輪（２）とを備えていることが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、弱め界磁制御が必要である運転領域をより低減することができ、または、弱め界磁制御をする必要がない。この結果、電気駆動フォークリフト（１）（２０）のモジュール（４、６）（２７、６）は、効率の良い磁石モータを効果的に利用することが可能になり、負荷の分散と相乗効果で小型化することができる。電気駆動フォークリフト（１）（２０）は、さらに、モジュール（４、６）（２７、６）を床（９）の下に配置するときに、低床化、低重心化することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明によるフォークリフトの実施の形態を説明する。そのフォークリフト１は、図１に示されているように、前輪２と後輪３とを備えている。フォークリフト１は、さらに、前輪駆動モジュール４、前輪走行コントローラ５および図示されていない操作部を更に備えている。その操作部は、フォークリフト１のかじ取りのためのハンドル、フォークリフト１の加速操作に用いるアクセルペダル、フォークリフト１の推進を減速または停止させるブレーキペダルを備えている。前輪駆動モジュール４は、フォークリフト１の運転者が搭乗する床９の下に配置されている。
【００２１】
前輪走行コントローラ５は、運転者がその操作部にする操作内容と前輪駆動モジュール４の状態とに基づいて、前輪駆動モジュール４の動作を制御する。前輪駆動モジュール４は、前輪走行コントローラ５の指示により、前輪２に回転動力を伝達して前輪２を回転させてフォークリフト１を推進させる。
【００２２】
フォークリフト１は、さらに、後輪駆動モジュール６、後輪走行コントローラ７および操舵装置８とを備えている。後輪駆動モジュール６は、運転者が操作部にする操作内容と後輪駆動モジュール６の状態とに基づいて、後輪駆動モジュール６の動作を制御する。後輪駆動モジュール６は、後輪走行コントローラ７の指示により、後輪３に回転動力を伝達して後輪３を回転させてフォークリフト１を推進させる。操舵装置８は、運転者が操作部にする操作内容に基づいて、後輪３の回転軸を鉛直方向に概ね平行な軸を中心に回転させて、フォークリフト１が推進する方向を定める。
【００２３】
図２は、前輪２、前輪駆動モジュール４および前輪走行コントローラ５を詳細に示している。前輪２は、フォークリフト１の進行方向の右側に配置される右側前輪２−１と左側に配置される左側前輪２−２とから形成されている。前輪駆動モジュール４は、右側前輪駆動モジュール４−１と左側前輪駆動モジュール４−２とから形成されている。右側前輪駆動モジュール４−１は、左側前輪駆動モジュール４−２の右側に配置される。前輪走行コントローラ５は、右側前輪走行コントローラ５−１と左側前輪走行コントローラ５−２とから形成されている。
【００２４】
右側前輪走行コントローラ５−１は、情報処理装置（コンピュータ）であり、運転者が操作部にする操作内容と右側前輪駆動モジュール４−１の状態とに基づいて、右側前輪駆動モジュール４−１の動作を制御する。右側前輪駆動モジュール４−１は、右側前輪走行コントローラ５−１の指示により、右側前輪２−１に回転動力を伝達して右側前輪２−１を回転させる。
【００２５】
左側前輪走行コントローラ５−２は、情報処理装置（コンピュータ）であり、運転者が操作部にする操作内容と左側前輪駆動モジュール４−２の状態とに基づいて、左側前輪駆動モジュール４−２の動作を制御する。左側前輪駆動モジュール４−２は、左側前輪走行コントローラ５−２の指示により、左側前輪２−２に回転動力を伝達して左側前輪２−２を回転させる。
【００２６】
図３は、後輪３、後輪駆動モジュール６および後輪走行コントローラ７を詳細に示している。後輪３は、右側後輪３−１と左側後輪３−２とから形成されている。後輪駆動モジュール６は、右側後輪駆動モジュール６−１と左側後輪駆動モジュール６−２とから形成されている。後輪走行コントローラ７は、右側後輪走行コントローラ７−１と左側後輪走行コントローラ７−２とから形成されている。右側後輪駆動モジュール６−１は、右側後輪モータ１０−１を備えている。左側後輪駆動モジュール６−２は、左側後輪モータ１０−２を備えている。
【００２７】
右側後輪走行コントローラ７−１は、情報処理装置（コンピュータ）であり、運転者が操作部にする操作内容と右側後輪モータ１０−１が生成する回転動力の単位時間当たりの回転数または回転角（以下、「回転数」と略記される）とに基づいて、右側後輪駆動モジュール６−１の動作を制御する。右側後輪駆動モジュール６−１は、右側後輪走行コントローラ７−１の指示により、右側後輪モータ１０−１により生成される回転動力を右側後輪３−１に伝達して右側後輪３−１を回転させる。右側後輪モータ１０−１は、電力から回転動力を生成し、または、右側後輪３−１の回転負荷から電力を生成する。
【００２８】
左側後輪走行コントローラ７−２は、情報処理装置（コンピュータ）であり、運転者が操作部にする操作内容と左側後輪モータ１０−２が生成する回転動力の回転数とに基づいて、左側後輪駆動モジュール６−２の動作を制御する。左側後輪駆動モジュール６−２は、左側後輪走行コントローラ７−２の指示により、左側後輪モータ１０−２により生成される回転動力を左側後輪３−２に伝達して左側後輪３−２を回転させる。左側後輪モータ１０−２は、電力から回転動力を生成し、または、左側後輪３−２の回転負荷から電力を生成する。
【００２９】
操舵装置８は、運転者が操作部にする操作内容に基づいて、右側後輪３−１の回転軸を鉛直方向に概ね平行な軸を中心に回転させ、左側後輪３−２の回転軸を鉛直方向に概ね平行な軸を中心に回転させる。このように駆動する後輪３の向きを変える機構は、公知として複数存在する。
【００３０】
図４は、前輪駆動モジュール４を詳細に示している。前輪駆動モジュール４は、右側前輪駆動モジュール４−１と左側前輪駆動モジュール４−２とから形成されている。右側前輪駆動モジュール４−１は、フォークリフト１の進行方向の右側に配置されている。左側前輪駆動モジュール４−２は、右側前輪駆動モジュール４−１の左側に配置されている。右側前輪駆動モジュール４−１は、右側前輪回転軸１１−１、右側前輪モータ１２−１、右側前輪減速器１３−１、右側前輪ブレーキ１４−１および右側前輪センサ１５−１から形成されている。左側前輪駆動モジュール４−２は、左側前輪回転軸１１−２、左側前輪モータ１２−２、左側前輪減速器１３−２、左側前輪ブレーキ１４−２および左側前輪センサ１５−２から形成されている。
【００３１】
右側前輪モータ１２−１は、右側前輪走行コントローラ５−１の指示により、回転動力を生成する。その回転動力の軸心線は、右側前輪２−１の軸心線に概ね一致している。右側前輪減速器１３−１は、回転動力の回転数を減速するギアである。右側前輪回転軸１１−１は、右側前輪減速器１３−１により減速された回転動力を右側前輪２−１に伝達する。右側前輪ブレーキ１４−１は、右側前輪走行コントローラ５−１の指示により、右側前輪モータ１２−１の回転動力の回転数を減速して、フォークリフト１の推進を制動する。右側前輪センサ１５−１は、右側前輪モータ１２−１の回転動力の回転数を測定して右側前輪走行コントローラ５−１に通知する。
【００３２】
左側前輪モータ１２−２は、左側前輪走行コントローラ５−２の指示により、回転動力を生成する。その回転動力の軸心線は、左側前輪２−２の軸心線に概ね一致している。左側前輪減速器１３−２は、回転動力の回転数を減速するギアである。左側前輪回転軸１１−２は、左側前輪減速器１３−２により減速された回転動力を左側前輪２−２に伝達する。左側前輪ブレーキ１４−２は、左側前輪走行コントローラ５−２の指示により、左側前輪モータ１２−２の回転動力の回転数を減速して、フォークリフト１の推進を制動する。左側前輪センサ１５−２は、左側前輪モータ１２−２の回転動力の回転数を測定して左側前輪走行コントローラ５−２に通知する。
【００３３】
フォークリフト１は、さらに、２つの強度部材１８−１、１８−２とバッテリ１９とを備えている。強度部材１８−１、１８−２は、板状に形成され、図示されていない梁により互いに対向した位置に支持されている。強度部材１８−１は、右側前輪回転軸１１−１を支持し、強度部材１８−２は、左側前輪回転軸１１−２を支持している。強度部材１８−１、１８−２は、さらに、間に前輪駆動モジュール４を配置している。すなわち、強度部材１８−１、１８−２は、フォークリフト１のシャシーを形成している。強度部材１８−１、１８−２は、さらに、その間に空洞を形成し、その空洞にバッテリ１９を着脱可能に充填している。バッテリ１９は、前輪駆動モジュール４と後輪駆動モジュール６とに電力を供給する。
【００３４】
一般に、電力から回転動力を生成するモータのトルクＴは、モータ径Ｄ、モータ長さＬおよび適当な定数ｋを用いて、次式：
Ｔ＝ｋＤ２Ｌ
により表現される。フォークリフト１の推進力は、右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２に分担されて生成される。このため、各モータに要求されるトルクＴは、フォークリフトに１つだけ搭載されるモータに要求されるトルクＴより小さくすることができ、各モータは、フォークリフトに１つだけ搭載されるモータより、モータ径Ｄまたはモータ長さＬを小さくすることができる。この結果、フォークリフト１を小型化することができる。さらに、フォークリフト１は、通常の１つだけ搭載されるモータに用いられるデファレンシャルギアが無いため、右側前輪モータ１２−１のモータ径Ｄと左側前輪モータ１２−２のモータ径Ｄとを小さくし、モータ長さＬを大きくすることにより、同程度の出力特性を維持しながら床９を低くすることができ、運転者の乗降を容易にする。
【００３５】
さらに、このような構成は、フォークリフトの他の産業車両に適用することができる。その産業車両としては、製造工場または倉庫で貨物を運搬するクレーン車、トラック、スケートリンクの氷面の傷を修復する氷上整備車が例示される。
【００３６】
図５は、本発明によるフォークリフトの実施の他の形態を示している。そのフォークリフト２０は、既述のフォークリフト１に備えられている前輪駆動モジュール４の実施の形態が異なっている。すなわち、フォークリフト２０は、前輪２、前輪駆動モジュール４、前輪走行コントローラ５および図示されていない操作部を更に備えている。前輪走行コントローラ５は、運転者がその操作部にする操作内容と前輪駆動モジュール４の状態とに基づいて、前輪駆動モジュール４の動作を制御する。前輪駆動モジュール４は、前輪走行コントローラ５の指示により、前輪２に回転動力を伝達して前輪２を回転させてフォークリフト２０を推進させる。
【００３７】
フォークリフト２０は、さらに、後輪３、後輪駆動モジュール６、後輪走行コントローラ７および操舵装置８とを備えている。後輪駆動モジュール６は、運転者が操作部にする操作内容と後輪駆動モジュール６の状態とに基づいて、後輪駆動モジュール６の動作を制御する。後輪駆動モジュール６は、後輪走行コントローラ７の指示により、後輪３に回転動力を伝達して後輪３を回転させてフォークリフト２０を推進させる。操舵装置８は、運転者が操作部にする操作内容に基づいて、後輪３の回転軸を鉛直方向に概ね平行な軸を中心に回転させて、フォークリフト２０が推進する方向を定める。
【００３８】
図６は、前輪２、前輪駆動モジュール２７および前輪走行コントローラ５を詳細に示している。前輪２は、フォークリフト２０の進行方向の右側に配置される右側前輪２−１と左側に配置される左側前輪２−２とから形成されている。前輪駆動モジュール２７は、右側前輪駆動モジュール２７−１と左側前輪駆動モジュール２７−２とから形成されている。右側前輪駆動モジュール２７−１は、左側前輪駆動モジュール２７−２よりフォークリフト２０の進行方向の後側に配置されている。前輪走行コントローラ５は、右側前輪走行コントローラ５−１と左側前輪走行コントローラ５−２とから形成されている。
【００３９】
右側前輪走行コントローラ５−１は、運転者が操作部にする操作内容と右側前輪駆動モジュール２７−１の状態とに基づいて、右側前輪駆動モジュール２７−１の動作を制御する。右側前輪駆動モジュール２７−１は、右側前輪走行コントローラ５−１の指示により、右側前輪２−１に回転動力を伝達して右側前輪２−１を回転させる。
【００４０】
左側前輪走行コントローラ５−２は、運転者が操作部にする操作内容と左側前輪駆動モジュール２７−２の状態とに基づいて、左側前輪駆動モジュール２７−２の動作を制御する。左側前輪駆動モジュール２７−２は、左側前輪走行コントローラ５−２の指示により、左側前輪２−２に回転動力を伝達して左側前輪２−２を回転させる。
【００４１】
図７は、前輪駆動モジュール２７をさらに詳細に示している。前輪駆動モジュール２７は、右側前輪駆動モジュール２７−１と左側前輪駆動モジュール２７−２とから形成されている。右側前輪駆動モジュール２７−１は、左側前輪駆動モジュール２７−２よりフォークリフト２０の進行方向の後側に配置されている。右側前輪駆動モジュール２７−１は、右側前輪回転軸２１−１、右側前輪モータ２２−１、右側前輪減速器２３−１、右側前輪ブレーキ２４−１および右側前輪センサ２５−１から形成されている。左側前輪駆動モジュール２７−２は、左側前輪回転軸２１−２、左側前輪モータ２２−２、左側前輪減速器２３−２、左側前輪ブレーキ２４−２および左側前輪センサ２５−２から形成されている。
【００４２】
右側前輪モータ２２−１は、右側前輪走行コントローラ５−１の指示により、回転動力を生成する。その回転動力の軸心線は、右側前輪２−１の軸心線よりフォークリフト２０の進行方向の後側に配置されている。右側前輪減速器２３−１は、右側前輪モータ２２−１により生成された回転動力を右側前輪回転軸２１−１に回転数を減速して伝達するギアである。右側前輪回転軸２１−１は、右側前輪減速器２３−１により伝達された回転動力を右側前輪２−１に伝達するギアである。右側前輪ブレーキ２４−１は、右側前輪走行コントローラ５−１の指示により、右側前輪モータ２２−１の回転動力の回転数を減速して、フォークリフト２０の推進を制動する。右側前輪センサ２５−１は、右側前輪モータ２２−１の回転動力の回転数を測定して右側前輪走行コントローラ５−１に通知する。
【００４３】
左側前輪モータ２２−２は、左側前輪走行コントローラ５−２の指示により、回転動力を生成する。その回転動力の軸心線は、左側前輪２−２の軸心線に概ね一致している。左側前輪減速器２３−２は、回転動力の回転数を減速する。左側前輪回転軸２１−２は、左側前輪減速器２３−２により減速された回転動力を左側前輪２−２に伝達する。左側前輪ブレーキ２４−２は、左側前輪走行コントローラ５−２の指示により、左側前輪モータ２２−２の回転動力の回転数を減速して、フォークリフト２０の推進を制動する。左側前輪センサ２５−２は、左側前輪モータ２２−２の回転動力の回転数を測定して左側前輪走行コントローラ５−２に通知する。
【００４４】
なお、右側前輪駆動モジュール２７−１と左側前輪駆動モジュール２７−２とは、配置を交換することもでき、右側前輪モータ２２−１の回転動力の軸心線を右側前輪２−１の軸心線に概ね一致させ、左側前輪モータ２２−２の回転動力の軸心線を左側前輪２−２の軸心線からずらすこともできる。さらに、右側前輪モータ２２−１の回転動力の軸心線を右側前輪２−１の軸心線からずらし、かつ、左側前輪モータ２２−２の回転動力の軸心線を左側前輪２−２の軸心線からずらすこともできる。
【００４５】
前輪駆動モジュール２７によれば、右側前輪モータ２２−１と左側前輪モータ２２−２とは、モータ長さＬを長くすることができ、モータ長さＬを長くした分だけモータ径Ｄを小さくすることができる。この結果、フォークリフト２０は、床９をさらに低くすることができ、運転者の乗降をさらに容易にする。
【００４６】
フォークリフト２０は、さらに、２つの強度部材２８−１、２８−２とバッテリ２９とを備えている。強度部材２８−１、２８−２は、板状に形成され、図示されていない梁により互いに対向した位置に支持されて、その間に空洞を形成している。強度部材２８−１は、右側前輪回転軸２１−１を支持し、強度部材２８−２は、左側前輪回転軸２１−２を支持している。強度部材２８−１、２８−２は、既述の実施の形態と同様に、その間の空洞にバッテリ２９を着脱可能に充填している。バッテリ２９は、前輪駆動モジュール２７と後輪駆動モジュール６とに電力を供給する。
【００４７】
強度部材２８−１、２８−２は、さらに、間に前輪駆動モジュール２７を配置し、前輪駆動モジュール２７と同体に接合されている。このような強度部材２８−１、２８−２は、前輪駆動モジュール２７とバッテリ２９とが強度部材２８−１、２８−２をより強固に支持する強度部材として働き、互いに対向した位置により強固に接合されることができる。このとき、前輪駆動モジュール２７は、既述の実施の形態における前輪駆動モジュール４よりフォークリフト２０の進行方向の長さが大きく、強度部材２８−１、２８−２は、既述の実施の形態における強度部材１８−１、１８−２より強固に同体に接合されることができる。強度部材１８−１、１８−２を互いに支持する梁の強度を低減させることもできる。フォークリフト１は、重量、大きさを増すことなく、ねじれや曲げに対して強度が大きく好ましい。
【００４８】
フォークリフト１（２０）の運転方法の実施の形態は、フォークリフト１（２０）に搭載される前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とにより協調して実行される。そのフォークリフト運転方法は、右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２の運転領域を制御する動作を備えている。
【００４９】
前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、まず、前輪駆動モジュール４から右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）の回転数を収集し、後輪駆動モジュール６から右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２の回転数を収集し、操作部から運転者の操作内容を収集する。その操作内容は、アクセルペダルの動き量、ブレーキペダルの動き量、ハンドルの回転量を含んでいる。
【００５０】
前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、そのアクセルペダルの動き量に基づいて、回転動力のトルクを算出する。前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、さらに、収集された回転数に基づいて、回転動力の最大トルクを算出する。前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、アクセルペダルの動き量に基づいて算出されたトルクが最大トルクより小さいときに、右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２がアクセルペダルの動き量に基づいて算出されたトルクを生成するように、制御する。前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、アクセルペダルの動き量に基づいて算出されたトルクが最大トルクより大きいときに、右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２が最大トルクを生成するように、制御する。すなわち、前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２が生成する回転動力のトルクが最大トルクより大きくならないように、制御している。
【００５１】
前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、さらに、そのブレーキペダルの動きに基づいて、右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２を発電機として動作させてフォークリフトの推進力を電力に変換して、フォークリフト１（２０）を減速し、または、制動する。このとき、右側前輪モータ１２−１（２２−１）と左側前輪モータ１２−２（２２−２）とによる制動力と、右側後輪モータ１０−１と左側後輪モータ１０−２とによる制動力とを適切に制御する。このような制御によれば、フォークリフト１は、加減速時に車輪をスリップさせることなく、つんのめらないで安定して減速し、または、制動することができる。
【００５２】
前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とは、さらに、右側前輪モータ１２−１（２２−１）、左側前輪モータ１２−２（２２−２）、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２のうちの一部のモータが生成する回転動力の回転数が他のモータの回転数より十分に大きいときに、その一部のモータが生成する回転動力のトルクを減少させる。このような制御は、フォークリフト１（２０）の一部の車輪がスリップしたときに、走行性能を劣化させることなく走行を継続することができ、好ましい。
【００５３】
図８は、前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とにより制限される最大トルクと、回転動力の回転数との関係を示している。その最大トルク３０は、その回転数の関数である。回転数の値の取り得る範囲は、互いに素である低速域３５と中速域３６と高速域３７とから形成されている。高速域３７に属する回転数の値は、中速域３６に属する回転数の値より大きく、中速域３６に属する回転数の値は、低速域３５に属する値より大きい。最大トルク３０は、低速域３５で概ね一定であり、中速域３６および高速域３７で回転数が大きくなるにつれて単純に減少している。
【００５４】
その最大トルク３０は、右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２がそれぞれ制限される最大トルクの和である。図８のグラフは、さらに、領域３１、領域３２、領域３３および領域３４を示している。右側前輪モータ１２−１が制限される最大トルクは、領域３１をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。左側前輪モータ１２−２が制限される最大トルクは、領域３２をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。右側後輪モータ１０−１が制限される最大トルクは、領域３３をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。左側後輪モータ１０−２が制限される最大トルクは、領域３４をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。
【００５５】
すなわち、右側前輪モータ１２−１と左側前輪モータ１２−２とが制限される最大トルクは、低速域３５と中速域３６とで概ね一定であり、高速域３７で単純に減少している。右側後輪モータ１０−１と左側後輪モータ１０−２とが制限される最大トルクは、低速域３５で概ね一定であり、中速域３６で単純に減少し、高速域３７で０である。さらに、右側後輪モータ１０−１と左側後輪モータ１０−２とが低速域３５で要求される最大トルクは、それぞれ右側前輪モータ１２−１または左側前輪モータ１２−２が低速域３５で要求される最大トルクより小さい。
【００５６】
フォークリフト１の運転方法は、フォークリフト１が低速で走行する低速域３５で右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２のすべてが駆動し、フォークリフト１が高速で走行する高速域３７で右側前輪モータ１２−１と左側前輪モータ１２−２とのみが駆動することにより、弱め界磁制御を用いる領域を減らしたり、全く用いることなく駆動できるため、高効率な磁石モータを適用することが出来、弱め界磁を減らすことでより効率よくモータを使用することができ、右側後輪モータ１０−１と左側後輪モータ１０−２とを小型化することができる。
【００５７】
図９は、右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１または左側後輪モータ１０−２のそれぞれのトルク出力特性を示している。それらのモータが生成する回転動力の回転数とトルクとから形成される領域は、弱め界磁制御が必要でない領域５１と弱め界磁制御が必要である領域５２とを含んでいる。領域５２は、領域５１より、回転数の絶対値が大きく、かつ、トルクの絶対値が大きい位置に配置されている。このように、電力を回転動力に変換するモータは、一般に回転数が大きくなると、界磁を弱めてトルクを低減する弱め界磁制御することが必要になり、このとき、効率および力率が低下する。
【００５８】
このようなフォークリフト運転方法によれば、低速域で大きいトルクが要求され、高速域まで駆動することを要求されるフォークリフトの運転において、それぞれのモータに対して負荷分担されているために、右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１または左側後輪モータ１０−２は、弱め界磁制御を少なく使用することができ、または、弱め界磁制御する必要がなく、好ましい。このとき、右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１または左側後輪モータ１０−２は、界磁に永久磁石を用いる永久磁石モータを適用することができ好ましい。
【００５９】
図１０は、前輪走行コントローラ５と後輪走行コントローラ７とにより制限される最大トルクと、回転動力の回転数との関係の実施の他の形態を示している。その最大トルク３０は、図８に示される最大トルクと同様に、その回転数の関数である。回転数の値の取り得る範囲は、低速域３５と高速域３７′とから形成されている。高速域３７′に属する回転数の値は、低速域３５に属する値より大きい。最大トルク３０は、低速域３５で概ね一定であり、高速域３７′で回転数が大きくなるにつれて単純に減少している。
【００６０】
その最大トルク３０は、右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２が制限される最大トルクの和である。図１０のグラフは、さらに、領域３１′、領域３２′、領域３３′および領域３４′を示している。右側前輪モータ１２−１が制限される最大トルクは、領域３１′をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。左側前輪モータ１２−２が制限される最大トルクは、領域３２′をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。右側後輪モータ１０−１が制限される最大トルクは、領域３３′をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。左側後輪モータ１０−２が制限される最大トルクは、領域３４′をトルク軸に平行な直線で切断した長さに対応している。
【００６１】
すなわち、すべてのモータが制限される最大トルクは、低速域３５で概ね一定であり、高速域３７′で単純に減少している。右側後輪モータ１０−１と左側後輪モータ１０−２とが低速域３５で要求される最大トルクは、それぞれ右側前輪モータ１２−１または左側前輪モータ１２−２が低速域３５で要求される最大トルクより小さい。
【００６２】
このようなフォークリフト運転方法では、フォークリフト１が低速で走行する低速域３５で右側前輪モータ１２−１、左側前輪モータ１２−２、右側後輪モータ１０−１および左側後輪モータ１０−２のすべてが駆動する。このため、低速域で極端な大トルクを必要としなくなるため、弱め界磁を押さえたモータ設計が可能となり、より効率よくモータを使用することができ、右側後輪モータ１０−１と左側後輪モータ１０−２とを小型化することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明による電気駆動フォークリフト及び電気駆動フォークリフト制御装置によれば、フォークリフトの大きさをより小型化する、もしくは同体格で出力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるフォークリフトの実施の形態を示す図である。
【図２】図２は、本発明によるフォークリフトの実施の形態を示す図である。
【図３】図３は、本発明によるフォークリフトの実施の形態を示す図である。
【図４】図４は、前輪駆動モジュールの実施の形態を示す図である。
【図５】図５は、本発明によるフォークリフトの実施の他の形態を示す図である。
【図６】図６は、本発明によるフォークリフトの実施の他の形態を示す図である。
【図７】図７は、前輪駆動モジュールの実施の他の形態を示す断面図である。
【図８】図８は、最大トルクと回転動力の回転数との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、モータのトルク出力特性を示すグラフである。
【図１０】図１０は、最大トルクと回転動力の回転数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：フォークリフト
２：前輪
３：後輪
４：前輪駆動モジュール
５：前輪走行コントローラ
６：後輪駆動モジュール
７：後輪走行コントローラ
８：操舵装置
９：床
２−１：右側前輪
２−２：左側前輪
４−１：右側前輪駆動モジュール
４−２：左側前輪駆動モジュール
５−１：右側前輪走行コントローラ
５−２：左側前輪走行コントローラ
３−１：右側後輪
３−２：左側後輪
６−１：右側後輪駆動モジュール
６−２：左側後輪駆動モジュール
７−１：右側後輪走行コントローラ
７−２：左側後輪走行コントローラ
１０−１：右側後輪モータ
１０−２：左側後輪モータ
１１−１：右側前輪回転軸
１１−２：左側前輪回転軸
１２−１：右側前輪モータ
１２−２：左側前輪モータ
１３−１：右側前輪減速器
１３−２：左側前輪減速器
１４−１：右側前輪ブレーキ
１４−２：左側前輪ブレーキ
１５−１：右側前輪センサ
１５−２：左側前輪センサ
１８−１：右側強度部材
１８−２：左側強度部材
１９：バッテリ
２０：フォークリフト
２７：前輪駆動モジュール
２７−１：右側前輪駆動モジュール
２７−２：左側前輪駆動モジュール
２２−１：右側前輪モータ
２２−２：左側前輪モータ
２３−１：右側前輪減速器
２３−２：左側前輪減速器
２４−１：右側前輪ブレーキ
２４−２：左側前輪ブレーキ
２５−１：右側前輪センサ
２５−２：左側前輪センサ
２８−１：右側強度部材
２８−２：左側強度部材
２９：バッテリ
３０：曲線
３１：右側前輪モータ運転領域
３２：左側前輪モータ運転領域
３３：右側後輪モータ運転領域
３４：左側後輪モータ運転領域
３５：低速域
３６：中速域
３７：高速域
５１、５２：領域
【図１】
2004120882.tif 000003
【図２】
2004120882.tif 000004
【図３】
2004120882.tif 000005
【図４】
2004120882.tif 000006
【図５】
2004120882.tif 000007
【図６】
2004120882.tif 000008
【図７】
2004120882.tif 000009
【図８】
2004120882.tif 000010
【図９】
2004120882.tif 000011
【図１０】
2004120882.tif 000012