(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前進用油圧クラッチ及び後進用油圧クラッチと、前記両油圧クラッチのうちの走行側の油圧クラッチに油圧を供給する前後進切換バルブとを有するトランスミッションを含む車輌に設けられた補助ブレーキシステムであって、
前記車輌が所定の速度以上で走行中であることを検出する走行検出手段と、
車輌のアクセルペダルが踏み込まれているか否かを検出するアクセル開度検出手段と、
前記走行検出手段及びアクセル開度検出手段の検出結果により、前記車輌が前記所定速度以上で走行中でかつアクセルペダルが踏み込まれていない時に、前記前後進切換バルブを介して走行側の油圧クラッチとは逆側の油圧クラッチにブレーキ油圧を供給して走行方向と逆側の油圧クラッチを連結させるブレーキクラッチ連結手段と、
を備えた車輌の補助ブレーキシステム。
【請求項２】
前進用油圧クラッチ及び後進用油圧クラッチと、前記両油圧クラッチのうちの走行側の油圧クラッチに油圧を供給する前後進切換バルブとを有するトランスミッションを含む車輌に設けられた補助ブレーキシステムであって、
前記車輌が所定の速度以上で走行中であることを検出する走行検出手段と、
車輌のアクセルペダルの開度が所定の開度以下であることを検出するアクセル開度検出手段と、
前記走行検出手段及びアクセル開度検出手段の検出結果により、前記車輌が前記所定速度以上で走行中でかつアクセル開度が前記所定開度以下の時に、前記前後進切換バルブを介して走行側の油圧クラッチとは逆側の油圧クラッチにブレーキ油圧を供給して走行方向と逆側の油圧クラッチを連結させるものであり、前記前進用油圧クラッチ及び後進用油圧クラッチに供給するブレーキ油圧を調整するためのレギュレータバルブを有している、ブレーキクラッチ連結手段と、
を備えた車輌の補助ブレーキシステム。
【請求項３】
前記アクセル開度検出手段は、アクセルペダルが踏み込まれているか否かを検出するものである、請求項２に記載の車輌の補助ブレーキシステム。
【請求項４】
前記走行検出手段は、
前記車輌の出力軸の回転に伴って遠心力を受ける遠心子と、
前記遠心子を内周側に付勢するスプリングと、
前記遠心子が前記スプリングにより内周側に移動させられたときに前記ブレーキクラッチ連結手段の前記前進用クラッチ及び後進用クラッチへの作動油をドレンさせる走行検出用油圧回路とを備えている、
請求項１から３のいずれかに記載の車輌の補助ブレーキシステム。
【請求項５】
前記ブレーキクラッチ連結手段は、前記前進用クラッチ及び後進用クラッチに供給するブレーキ油圧を調整するためのレギュレータバルブをさらに有している、請求項１に記載の車輌の補助ブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補助ブレーキシステム、特に、前進用クラッチ及び後進用クラッチを有するトランスミッションを含む車輌の補助ブレーキシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用車輌、たとえばフォークリフト等は、エンジン側のトルクが伝達されるトルクコンバータと、トルクコンバータからさらにトルクが伝達されるトランスミッションとを備えている。トランスミッションは前進用クラッチ及び後進用クラッチを有しており、いずれかのクラッチを連結してトルクを出力軸に出力する。また、このようなフォークリフトにおいて制動をかける場合はフットブレーキが操作され、これによりドラムブレーキが作動して車輌の走行が制動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、フォークリフトのような産業用車輌ではブレーキ操作の頻度が一般車輌に比べて高い。また、フォークリフトのドラムブレーキは前輪のみに作用する構成であるために、ドラムブレーキに加わる負荷が大きい。以上に述べたような理由により、ドラムブレーキのライニングの磨耗が激しくなり、ブレーキの寿命が短くなる。
【０００４】
しかも、産業用車輌の多くはトルクコンバータを用いているために、アクセルペダルの踏み込みを解除してアクセルをオフしても、エンジンブレーキが効きにくく、フットブレーキの操作頻度は高くなる。特に、トルクコンバータとして分割ステータタイプのトルクコンバータを採用している場合は、ステータが分割されていないトルクコンバータに比較してギヤ比（速度比）が小さく、エンジンブレーキがさらに効きにくくなる。
【０００５】
以上のように、従来のフォークリフト等の産業用車輌では、エンジンブレーキが効きにくいために、フットブレーキの寿命が短くなるとともに、作業のサイクルタイムの短縮が困難で作業効率が悪い。
【０００６】
ここで、産業用車輌の駆動系として、油圧ポンプと油圧モータを用いたハイドロ・スタティック・トランスミッション（ＨＳＴ）が既に提供されている。このＨＳＴを用いた場合は、油圧モータに作用する油圧を制御することによってエンジンブレーキと同等のブレーキ作用を行わせることが可能である。しかし、このＨＳＴシステムはコスト的に高く、効率も比較的低いために実際の使用においては解決すべき課題が残っている。
【０００７】
本発明の目的は、低コストでエンジンブレーキと同様のブレーキ作用を実現し、ブレーキに作用する負荷を軽減してブレーキの寿命を延ばすとともに、作業サイクルタイムを短縮して作業の効率を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る補助ブレーキシステムは、前進用油圧クラッチ及び後進用油圧クラッチと、両油圧クラッチのうちの走行側の油圧クラッチに油圧を供給する前後進切換バルブとを有するトランスミッションを含む車輌に設けられ、走行検出手段と、アクセル開度検出手段と、ブレーキクラッチ連結手段とを備えている。走行検出手段は車輌が所定の速度以上で走行中であることを検出する。アクセル開度検出手段は車輌のアクセルペダルが踏み込まれているか否かを検出する。ブレーキクラッチ連結手段は、走行検出手段及びアクセル開度検出手段の検出結果により、車輌が所定速度以上で走行中でかつアクセルペダルが踏み込まれていない時に、前後進切換バルブを介して走行側の油圧クラッチとは逆側の油圧クラッチにブレーキ油圧を供給して走行方向と逆側の油圧クラッチを連結させる。
【０００９】
この装置では、車輌走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除されると、走行検出手段とアクセル開度検出手段の検出結果に基づいて、ブレーキクラッチ連結手段が走行方向と逆側のクラッチを連結させる。このため、エンジンブレーキと同様のブレーキ作用が期待できる。この結果、主ブレーキの負荷が軽減され、主ブレーキの寿命が長くなる。また、惰性による走行が抑えられるので、作業のサイクルタイムを短縮することができ、作業効率が向上する。さらに、特にブレーキライニング等のブレーキ用の部材を追加することなく実現できるので、低コストで実現が可能である。
【００１０】
また、ここでは、クラッチが油圧クラッチであるので、油圧を制御することによってブレーキ力のコントロールが容易になる。また、潤滑油量を十分に確保することによって、ブレーキ時の発熱を容易に抑えることができる。
【００１１】
請求項２に係る補助ブレーキシステムは、前進用油圧クラッチ及び後進用油圧クラッチと、両油圧クラッチのうちの走行側の油圧クラッチに油圧を供給する前後進切換バルブとを有するトランスミッションを含む車輌に設けられ、走行検出手段と、アクセル開度検出手段と、ブレーキクラッチ連結手段と、を備えている。走行検出手段は車輌が所定の速度以上で走行中であることを検出する。アクセル開度検出手段は車輌のアクセルペダルの開度が所定の開度以下であることを検出する。ブレーキクラッチ連結手段は、走行検出手段及びアクセル開度検出手段の検出結果により、車輌が所定速度以上で走行中でかつアクセル開度が所定開度以下の時に、前後進切換バルブを介して走行側の油圧クラッチとは逆側の油圧クラッチにブレーキ油圧を供給して走行方向と逆側の油圧クラッチを連結させるものであり、前進用油圧クラッチ及び後進用油圧クラッチに供給するブレーキ油圧を調整するためのレギュレータバルブを有している。
【００１２】
請求項３に係る補助ブレーキシステムは、請求項２のシステムにおいて、アクセル開度検出手段はアクセルペダルが踏み込まれているか否かを検出するものである。
【００１３】
ここでは、運転者がアクセルペダルから足を離せばエンジンブレーキが効くので、作業効率がより向上する。
【００１４】
請求項４に係る補助ブレーキシステムは、請求項１から３のいずれかのシステムにおいて、走行検出手段は、車輌の出力軸の回転に伴って遠心力を受ける遠心子と、遠心子を内周側に付勢するスプリングと、遠心子がスプリングにより内周側に移動させられたときにブレーキクラッチ連結手段の前進用クラッチ及び後進用クラッチへの作動油をドレンさせる走行検出用油圧回路とを備えている。
【００１５】
ここでは、車輌が走行しているか否かを機械的に検出しているので、マイクロコンピュータ等を用いて検出、制御する場合に比較して安価に構成することが可能となる。
【００１６】
請求項５に係る補助ブレーキシステムは、請求項１のシステムにおいて、ブレーキクラッチ連結手段は前進用クラッチ及び後進用クラッチに供給するブレーキ油圧を調整するためのレギュレータバルブをさらに有している。
【００１７】
ここでは、レギュレータバルブによってブレーキ油圧を調整し、ブレーキ力を容易に調整することができ、種々の仕様に対して最も効率の良いブレーキ力を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［全体構成］
図１に示すフォークリフトは、主に、本体１と、本体１の前面に設けられたフォーク部２とから構成されている。本体１には、フォークリフトの走行及びフォーク部２の操作のための各種装置が設けられている。本体１には、操舵のためのハンドル３、フォークリフトの前後進切り換え及びフォーク部２の操作の切り換えを行うためのシフト４、ブレーキペダル５及びアクセルペダル６（図２参照）等が設けられている。
【００１９】
図２に、本体１内に設けられた補助ブレーキシステム１０の概略ブロック図を示す。本体１内には、エンジン１１と、エンジン１１に装着された動力伝達装置１２とが設けられている。動力伝達装置１２は、エンジン１１側に配置されたトルクコンバータ１３と、パワーシフトトランスミッション１４とから構成されている。パワーシフトトランスミッション１４は、前進用の油圧クラッチ１５と、後進用の油圧クラッチ１６とを有している。
【００２０】
［補助ブレーキシステムの構成］
補助ブレーキシステム１０は、トランスミッション１４の出力軸１７に設けられた車輌の走行状態を検出するための遠心式センサ２０と、アクセルのオン、オフ、すなわちアクセルペダル６が踏まれているか否かを検出するためのアクセルセンサ２１と、これらのセンサ２０，２１の検出結果によってブレーキ用のクラッチを作動させるための制動用油圧回路２２とを有している。
【００２１】
図３に、各センサ２０，２１及び制動用油圧回路２２を含む回路図を示す。
【００２２】
まず、各油圧クラッチ１５，１６に作動油圧を供給するためのメイン回路について説明する。このメイン回路は、オイルタンク２５からオイルストレーナ２６を介して作動油を汲み上げるためのオイルポンプ２７と、オイルポンプ２７の出口側に設けられたメインレギュレータバルブ２８と、メインレギュレータバルブ２８とトルクコンバータ１３との間に設けられたトルクコンバータ入口圧リリーフバルブ２９とを有している。なお、トルクコンバータ１３からの作動油はオイルフィルタ３０及びオイルクーラー３１を介して各油圧クラッチ１５，１６に潤滑油として供給される。
【００２３】
また、オイルポンプ２７と各油圧クラッチ１５，１６との間には、オイルポンプ２７から油路Ｐ１を介して作動油が供給されるアキュムレータ３２、インチングバルブ３３及び前後進切換バルブ３４が設けられている。前後進切換バルブ３４は、前進用スプール３４ｆ及び後進用スプール３４ｒを有し、シフト４の操作により制御される走行用ソレノイドバルブ３５によって切換制御されるようになっている。なお、前進用スプール３４ｆと後進用スプール３４ｒの対向する面の間にはスプリング３４ｐが設けられており、両スプール３４ｆ，３４ｒはスプリング３４ｐによって互いに遠ざかる方向に付勢されている。そして、前後進切換バルブ３４の出口は、前進用油路ＰＦを介して前進用油圧クラッチ１５に連結されるとともに、後進用油路ＰＲを介して後進用油圧クラッチ１６に連結されている。また、走行用ソレノイドバルブ３５は内部に切換用スプール３５ａを有しており、このスプール３５ａの移動によって、油路Ｐ４（後述）と前進用パイロット油路Ｐｆあるいは後進用パイロット油路Ｐｒとが連結されるようになっている。
【００２４】
一方、制動用油圧回路２２は、前述のメイン回路に対して並列に設けられており、オイルポンプ２７から油路Ｐ２を介してブレーキ用の油圧（作動油）が供給されるブレーキ用ソレノイドバルブ３６と、油路Ｐ２の途中に設けられブレーキ用の油圧、すなわちブレーキ力を調整するためのブレーキ用レギュレータバルブ３７とを有している。ブレーキ用ソレノイドバルブ３６は、アクセルペダルのオン、オフにより制御されて、ブレーキ用油圧を油路Ｐ３を介して前後進切換バルブ３４に供給するか否かを制御するためのバルブである。ここで、油路Ｐ３は前後進切換バルブ３４の前進用スプール３４ｆと後進用スプール３４ｒとの間にブレーキ用の作動油を導くための油路である。また、ブレーキ用レギュレータバルブ３７は、スプール３７ａと、スプール３７ａを一方向に付勢するスプリング３７ｂとを有しており、外部からスプリング３７ｂのセット長を変えてレギュレータ圧、すなわちブレーキ用油圧を調整可能となっている。なお、ブレーキ用ソレノイドバルブ３６の上流側にはフィルタ３８が設けられている。また、油路Ｐ２は、ブレーキ用レギュレータバルブ３７の上流側で油路Ｐ４と分岐し、油路Ｐ４は走行用ソレノイドバルブ３５に連結されている。
【００２５】
また、遠心式センサ２０は、遠心力によって外周側に移動する遠心子４０と、遠心子４０を常に内周側に付勢するスプリング４１と、出力軸の回転が停止して遠心子４０がスプリング４１により内周側に移動させられたときにブレーキ用の油圧をドレンするための走行検出用油圧回路４２とを有している。走行検出用油圧回路４２は、ブレーキ用ソレノイドバルブ３６の下流側から遠心子４０が収納された室に作動油を導く油路Ｐ５と、油路Ｐ５をドレンさせるための油路Ｐ６とを有している。
【００２６】
なお、アキュムレータ３２、インチングバルブ３３、前後進切換バルブ３４、走行用ソレノイドバルブ３５、ブレーキ用レギュレータバルブ３６及びブレーキ用ソレノイドバルブ３７は、１つのコントロールバルブアッセンブリとして構成されている。
【００２７】
［動作］
＜通常走行＞
通常の前進又は後進時の動作について説明する。
【００２８】
車輌のエンジンが回転している状態では、オイルポンプ２７が駆動されて、作動油はトルクコンバータ１３に供給されるとともに、油路Ｐ１を介してアキュムレータ３２、インチングバルブ３３及び前後進切換バルブ３４に供給されている。また、油路Ｐ２を介して制動用油圧回路２２にも供給されている。
【００２９】
このような状態でシフト４が前進又は後進に操作されると、このシフト操作による電気的信号によって走行用ソレノイドバルブ３５が駆動される。走行用ソレノイドバルブ３５が前進側又は後進側に駆動されると、バルブ内のスプール３５ａの移動によって、油路Ｐ４と前進用パイロット油路Ｐｆあるいは後進用パイロット油路Ｐｒとが連結される。なお、図３はニュートラル状態を示している。
【００３０】
例えばシフト４が前進側に操作されると、走行用ソレノイドバルブ３５のスプール３５ａは図３の左側に移動する。すると、油路Ｐ４と前進用パイロット油路Ｐｆとが連結される。これにより、前後進切換バルブ３４では、前進用スプール３４ｆの端部（図３の左端部）に油圧が供給され、前進用スプール３４ｆはスプリング３４ｐの付勢力に抗して右側に移動する。すると、ニュートラル状態では互いに遮断されていた油路Ｐ１と前進用油路ＰＦとが連結され、作動油は前進用油圧クラッチ１５に供給される。
【００３１】
逆にシフト４が後進側に操作されると、走行用ソレノイドバルブ３５のスプール３５ａは図３の右側に移動し、油路Ｐ４と後進用パイロット油路Ｐｒとが連結される。これにより、前後進切換バルブ３４では、後進用スプール３４ｒの端部（図３の右端部）に油圧が供給され、後進用スプール３４ｒはスプリング３４ｐの付勢力に抗して左側に移動する。すると、ニュートラル状態では互いに遮断されていた油路Ｐ１と後進用油路ＰＲとが連結され、作動油は後進用油圧クラッチ１６に供給される。
【００３２】
以上のような通常走行時では、アクセルペダル６が踏まれてアクセルがオンの状態となっているので、ブレーキ用ソレノイドバルブ３６はオフとなっている。この場合は、制動用油圧回路２２の油路Ｐ２と油路Ｐ３とは遮断されており、したがって前後進切換バルブ３４にはブレーキ用の作動油は供給されない。
【００３３】
＜制動時＞
次に、制動時の補助ブレーキシステムの動作を、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
まず、シフト４の位置がニュートラルの場合は、この検出結果が電気信号としてブレーキ用ソレノイドバルブ３６に与えられ、ブレーキ用ソレノイドバルブ３６はオフとなる。したがってこのブレーキ用ソレノイドバルブ３６によって制動用油圧回路２２の油路Ｐ２と油路Ｐ３とは遮断され、ブレーキ油圧はクラッチ側に供給されない。すなわち、クラッチブレーキは作動しない。
【００３５】
一方、シフト４が前進側又は後進側に操作されている場合は、アクセル開度及び出力軸１７の回転速度によって制動用油圧回路２２によってクラッチブレーキが作動するか否かが決定される。すなわち、アクセル開度が０以上１／１０未満であり、かつ出力軸１７の回転速度が４６０rpm以上最高回転速度以下（車速が４km/h以上に相当）の場合は、クラッチブレーキが作動する。具体的には、アクセル開度が０以上１／１０未満の場合は、ブレーキ用ソレノイドバルブ３６がオンとなり、油路Ｐ２と油路Ｐ３とが連通する。また、出力軸１７の回転速度が前記速度の範囲の場合は、遠心式センサ２０の遠心子４０がスプリング４１の付勢力に抗して外周側に移動し、油路Ｐ５とドレン用の油路Ｐ６とが遮断される。したがって、制動用油圧回路２２からは、ブレーキ用レギュレータバルブ３７によって調圧されたブレーキ油圧が前後進切換バルブ３４に供給される。
【００３６】
このとき、シフト位置が前進側の場合は、前後進切換バルブ３４においては、前進用スプール３４ｆは図３における右側に移動して油路Ｐ１と前進用油路ＰＦとを連結している。そして、その右端部が後進用スプール３４ｒの左端部に当接して停止している。もちろん、後進用スプール３４ｒは移動していない。
【００３７】
このような状態では、制動用油圧回路２２から供給されてきたブレーキ用の作動油は、油路Ｐ３を介して前後進切換バルブ３４の両スプール３４ｆ，３４ｒの間に供給され、さらに後進用油路ＰＲを介して後進側油圧クラッチ１６に供給される。したがって、後進用油圧クラッチ１６がブレーキ油圧の分だけオンとなり、これが前進走行のブレーキとして作用する。
【００３８】
シフト位置が後進側の場合は、制動用油圧回路２２の作用は前記と全く同じで、前後進切換バルブ３４での作用は全く逆となる。したがって、後進走行時には前進側油圧クラッチ１５がブレーキとして作用する。
【００３９】
また、アクセル開度が１／１０以上１０／１０以下の場合は、ブレーキ用ソレノイドバルブ３６がオフとなって油路Ｐ２と油路Ｐ３とが遮断されてクラッチブレーキは作動しない。さらに、出力軸１７の回転速度が０以上４６０rpm未満（車速が０〜３km/hに相当）の場合は、遠心式センサ２０部分で油路Ｐ５と油路Ｐ６とが連結されてブレーキ用作動油はドレンされ、クラッチブレーキは作動しない。
【００４０】
＜インチング動作＞
インチング動作について簡単に説明する。
【００４１】
インチングバルブ３３の内部にはスプール３３ａが設けられており、このスプール３３ａはブレーキペダル５に連結されている。ブレーキペダル５が踏まれていない状態では、インチングバルブ３３の上流側と下流側とが連通しており、作動油は正常に前後進切換バルブ３４に供給される。
【００４２】
一方、ブレーキペダル５が踏まれると、スプール３３ａが移動して作動油がドレンされる。すなわち、ブレーキペダル５が踏まれた状態では、油路Ｐ１内の作動油はドレンされるために前後進切換バルブ３４に供給されない。そのため、前進用クラッチ１５及び後進用クラッチ１６は連結されず、出力軸１７に動力が伝達されなくなる。
【００４３】
このような実施形態では、アクセルペダル６から足を離せば、あるいはペダルの足を載せていたとしてもほとんど踏み込んでいない場合は、走行方向と逆側の油圧クラッチによってブレーキが作用する。すなわち、エンジンブレーキと同様の効果が得られるので、惰性による走行を抑えることができ、作業のサイクルタイムを短縮して作業効率を高めることができる。また、フットブレーキの使用頻度を少なくできるので、ブレーキ寿命を延ばすことができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る補助ブレーキシステムでは、車輌走行中にアクセル開度が所定の開度以下になると、ブレーキクラッチ連結手段が走行方向と逆側のクラッチを連結させて車輌を制動する。このため、主ブレーキの負担が軽減され、寿命が長くなり、しかも惰性による走行を抑えて作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による補助ブレーキシステムが採用されたフォークリフトの外観斜視図。
【図２】  補助ブレーキシステムの概略構成図。
【図３】  補助ブレーキシステムの油圧回路図。
【図４】  補助ブレーキシステムの動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
４    シフト
６    アクセルペダル
１２    トランスミッション
１５    前進側油圧クラッチ
１６    後進側油圧クラッチ
２０    遠心式センサ
２２    制動用油圧回路
３６    ブレーキ用ソレノイドバルブ
３７    ブレーキ用レギュレータバルブ
４０    遠心子
４２    走行検出用油圧回路
【図１】
0004060537.tif 000002
【図２】
0004060537.tif 000003
【図３】
0004060537.tif 000004
【図４】
0004060537.tif 000005