(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-19
(45)【発行日】2023-01-27
(54)【発明の名称】産業車両のブレーキシステム
(51)【国際特許分類】
B60T 13/18 20060101AFI20230120BHJP
B60T 13/68 20060101ALI20230120BHJP
B60T 17/22 20060101ALI20230120BHJP
【FI】
B60T13/18
B60T13/68
B60T17/22 Z
(21)【出願番号】P 2019204032
(22)【出願日】2019-11-11
【審査請求日】2022-02-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【氏名又は名称】三上 敬史
(74)【代理人】
【識別番号】100148013
【氏名又は名称】中山 浩光
(74)【代理人】
【識別番号】100162640
【氏名又は名称】柳 康樹
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 朋哉
【審査官】羽鳥 公一
(56)【参考文献】
【文献】特開2002-089506(JP,A)
【文献】実開平06-075938(JP,U)
【文献】特開2017-008737(JP,A)
【文献】国際公開第2013/108445(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60T 7/12-8/1769
B60T 8/32-8/96
B60T 13/00-17/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブレーキ操作部と、
作動油により駆動されるブレーキユニットと、
エンジンにより駆動され、作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記ブレーキ操作部の操作に応じて前記ブレーキユニットに供給される作動油を制御するブレーキバルブと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油を冷却する作動油クーラと、
前記作動油クーラにより冷却された作動油を前記ブレーキユニットに供給することにより、前記ブレーキユニットを冷却する冷却用流路と、
前記油圧ポンプから吐出される前記作動油を蓄圧し、前記作動油を前記ブレーキバルブへ供給する第1のアキュムレータと、
前記第1のアキュムレータと前記ブレーキバルブとを接続する第1のブレーキ用流路と、
前記エンジンの始動時に開状態となることで、前記油圧ポンプから前記作動油クーラへ前記作動油を供給する第1の弁と、
前記油圧ポンプから吐出される前記作動油を蓄圧し、前記作動油を前記ブレーキバルブへ供給する第2のアキュムレータと、
前記第2のアキュムレータと前記ブレーキバルブとを接続する第2のブレーキ用流路と、
前記第2のブレーキ用流路に設けられ、少なくとも前記エンジンの停止時に閉状態となり、少なくとも前記エンジンの始動時に開状態となる第2の弁と、を備える産業車両のブレーキシステム。
【請求項2】
前記第1の弁は、前記エンジンが始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わる、請求項1に記載の産業車両のブレーキシステム。
【請求項3】
前記第2の弁は、前記エンジンが停止したタイミングで前記開状態から前記閉状態へ切り替わる、請求項1又は2に記載の産業車両のブレーキシステム。
【請求項4】
前記作動油を貯留するタンクの温度を検出する温度検出部を更に備える、請求項1~3の何れか一項に記載の産業車両のブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、産業車両のブレーキシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
産業車両のブレーキシステムとしては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載のブレーキシステムは、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、ブレーキ操作部の操作に応じてブレーキユニットに供給される作動油を制御するブレーキバルブと、作動油を蓄圧するアキュムレータとを備えている。ブレーキ時には、アキュムレータがブレーキバルブへ作動油を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記のようなブレーキシステムにおいては、エンジンの停止中に、アキュムレータに蓄圧された作動油がブレーキバルブ側へリークする場合がある。このとき、アキュムレータの圧力がエンジンの始動時に低下してしまう。そのため、エンジン始動時に、油圧ポンプがただちにアキュムレータへ作動油を供給する必要性が生じてしまい、エンジンにかかる負荷が大きくなってしまうという問題がある。
【0005】
本発明の目的は、エンジンの始動時におけるエンジンの負荷を低減することができる産業車両のブレーキシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、ブレーキ操作部と、作動油により駆動されるブレーキユニットと、エンジンにより駆動され、作動油を吐出する油圧ポンプと、ブレーキ操作部の操作に応じてブレーキユニットに供給される作動油を制御するブレーキバルブと、油圧ポンプから吐出される作動油を冷却する作動油クーラと、作動油クーラにより冷却された作動油をブレーキユニットに供給することにより、ブレーキユニットを冷却する冷却用流路と、油圧ポンプから吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブへ供給する第1のアキュムレータと、第1のアキュムレータとブレーキバルブとを接続する第1のブレーキ用流路と、エンジンの始動時に開状態となることで、油圧ポンプから作動油クーラへ作動油を供給する第1の弁と、油圧ポンプから吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブへ供給する第2のアキュムレータと、第2のアキュムレータとブレーキバルブとを接続する第2のブレーキ用流路と、第2のブレーキ用流路に設けられ、少なくともエンジンの停止時に閉状態となり、少なくともエンジンの始動時に開状態となる第2の弁と、を備える。
【0007】
このようなブレーキシステムにおいては、第1の弁が、エンジンの始動時に開状態となることで、油圧ポンプから作動油クーラへ作動油を供給する。従って、仮に運転始動時に第1のアキュムレータの圧力が低下していた場合であっても、油圧ポンプからの作動油は、第1のアキュムレータへ向かうことなく、作動油クーラへ供給される。このため、エンジンの始動時に圧力の低下した第1のアキュムレータへ作動油を供給することが回避されるため、エンジンの負荷を低減できる。その一方、第2のアキュムレータとブレーキバルブとを接続する第2のブレーキ用流路には、第2の弁が設けられている。この第2の弁は、少なくともエンジンの停止時に閉状態となるため、エンジン停止中に第2のアキュムレータの作動油がブレーキバルブ側へリークすることで、圧力が低下することが抑制される。第2のアキュムレータのエンジン停止中の圧力低下が抑制された状態にて、第2の弁は、少なくともエンジンの始動時に開状態となる。このため、エンジンの始動時には、第2のアキュムレータが、十分な圧力にてブレーキバルブへ作動油を供給することができる。そのため、エンジンの始動直後において、第1のアキュムレータの圧力が低下しており、且つ、油圧ポンプからの作動油の供給を遅らせた状態であっても、第2のアキュムレータにより十分なブレーキ性能を確保することができる。以上により、エンジンの始動時におけるエンジンの負荷を低減することができる。
【0008】
第1の弁は、エンジンが始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わってよい。これにより、油圧ポンプは、安定した状態で作動油を供給可能となった状態にて、第1のアキュムレータへ作動油を供給することができる。
【0009】
第2の弁は、エンジンが停止したタイミングで開状態から閉状態へ切り替わってよい。この場合、エンジンが運転している状態では、第2のアキュムレータがブレーキバルブへ作動油を供給することが可能となる。そのため、エンジンの通常運転時には、第1のアキュムレータ及び第2のアキュムレータの両方が、作動油をブレーキバルブへ供給することができる。この場合、ブレーキバルブに対するアキュムレータの容量を実質的に増加させることができる。このため、油圧ポンプが、第1のアキュムレータ及び第2のアキュムレータへ作動油を供給する回数を低減することができる。
【0010】
ブレーキシステムは、作動油を貯留するタンクの温度を検出する温度検出部を更に備えてよい。気温が低いとき、タンク中の作動油の粘度が高くなる。このとき、エンジンの始動時にエンジンにかかる負荷が大きくなると、作動油が流れにくくなってエンジンがかかりにくくなる。そのため、温度検出部でタンクの作動油の温度を検出することで、作動油の温度に応じて、第1の弁の開閉制御の態様を調整することが可能となる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、エンジンの始動時におけるエンジンの負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】本発明の実施形態に係る産業車両のブレーキシステムを示す概略構成図である。
【
図2】本発明の変形例に係る産業車両のブレーキシステムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係る産業車両のブレーキシステムを示す概略構成図である。
図1において、本実施形態のブレーキシステム1は、産業車両であるフォークリフト2に搭載されている。フォークリフト2は、エンジン3と、このエンジン3の出力軸に連結された駆動装置4とを具備している。
【0015】
ブレーキシステム1は、ブレーキペダル6と、湿式ブレーキユニット7と、油圧ポンプ8と、チャージバルブ9と、作動油クーラ11と、ブレーキバルブ12と、第1のアキュムレータ21と、第2のアキュムレータ22と、第1の電磁弁23(第1の弁)と、第2の電磁弁24(第2の弁)と、を備えている。
【0016】
ブレーキペダル6は、作業者により操作されるブレーキ操作部である。ブレーキペダル6には、当該ブレーキペダルの操作によってONとなるペダルスイッチ6aが設けられる。ブレーキペダル6の操作によって、ブレーキバルブ12の開閉が切り替えられる。
【0017】
湿式ブレーキユニット7は、フォークリフト2の車輪(図示せず)を制動させる湿式ブレーキディスクと、この湿式ブレーキディスクを作動させるブレーキピストンとを有している。ブレーキピストンは、流路L1を介してブレーキバルブ12と接続される。ブレーキピストンは、ブレーキバルブ12及び流路L1を介して、第1のアキュムレータ21及び第2のアキュムレータ22から供給される作動油により駆動される。
【0018】
油圧ポンプ8は、エンジン3により駆動装置4を介して駆動される。油圧ポンプ8は、流路L2を介してオイルタンク16内に貯留された作動油を吸い込んで吐出する。油圧ポンプ8は、流路L3,L4を介してチャージバルブ9と接続されている。
【0019】
チャージバルブ9は、油圧ポンプ8、作動油クーラ11、及び第1のアキュムレータ21間に配置されている。チャージバルブ9は、油圧ポンプ8からの作動油の供給先を、第1のアキュムレータ21と作動油クーラ11との間で切り替える切替バルブである。チャージバルブ9は、流路L6,L7を介して第1のアキュムレータ21と接続されている。チャージバルブ9は、流路L8,L9を介して作動油クーラ11と接続されている。
【0020】
作動油クーラ11は、油圧ポンプ8から吐出される作動油を冷却する。作動油クーラ11は、冷却用流路L10と接続されている。冷却用流路L10は、作動油クーラ11により冷却された作動油を湿式ブレーキユニット7に供給することにより、湿式ブレーキユニット7を冷却する流路である。冷却用流路L10は、湿式ブレーキユニット7を冷却した後の作動油をオイルタンク16へ戻す。
【0021】
ブレーキバルブ12は、第1のアキュムレータ21と湿式ブレーキユニット7との間に配置されている。ブレーキバルブ12は、ブレーキペダル6の操作に応じて、湿式ブレーキユニット7に供給される作動油を制御する。ブレーキバルブ12は、ブレーキペダル6の操作量に応じて湿式ブレーキユニット7のブレーキピストンに供給される作動油の流量を調整する。
【0022】
ブレーキバルブ12は、流路L11,L7を介して第1のアキュムレータ21と接続されている。流路L11は、分岐点P1にて、流路L6,L7と接続されている。流路L11には、逆止弁17が設けられている。逆止弁17は、第1のアキュムレータ21からブレーキバルブ12へ向かう作動油の流れを許容し、ブレーキバルブ12から第1のアキュムレータ21へ向かう作動油の流れを許容しない。流路L11,L7によって、第1のアキュムレータ21とブレーキバルブ12とを接続する第1のブレーキ用流路L20が構成される。
【0023】
また、ブレーキバルブ12は、第2のブレーキ用流路L12を介して第2のアキュムレータ22と接続されている。第2のブレーキ用流路L12は、第2のアキュムレータ22とブレーキバルブ12とを接続する流路である。ブレーキバルブ12内では、流路L1,L11,L12が、分岐点P2にて互いに接続されている。なお、ブレーキバルブ12は、流路L13を介してオイルタンク16へ作動油を戻す。
【0024】
第1のアキュムレータ21は、油圧ポンプ8から吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブ12へ供給する。第1のアキュムレータ21が所定の圧力以下になると、油圧ポンプ8からの作動油が、チャージバルブ13及び流路L3,L4,L6,L7を介して第1のアキュムレータ21へ供給されて蓄圧される。また、第1のアキュムレータ21は、ブレーキペダル6の操作に基づき、ブレーキバルブ12及び流路L7,L11,L1を介して湿式ブレーキユニット7へ作動油を供給する。
【0025】
第2のアキュムレータ22は、油圧ポンプ8から吐出される作動油を蓄圧し、作動油をブレーキバルブ12へ供給する。第2のアキュムレータ22は、通常運転時に加え、エンジン3の始動直後においても、湿式ブレーキユニット7へ作動油を供給可能である。第2のアキュムレータ22が所定の圧力以下になると、油圧ポンプ8からの作動油が、チャージバルブ13及び流路L3,L4,L6,L11,L12を介して第2のアキュムレータ22へ供給されて蓄圧される。また、第2のアキュムレータ22は、ブレーキペダル6の操作に基づき、ブレーキバルブ12及び流路L12,L1を介して湿式ブレーキユニット7へ作動油を供給する。
【0026】
第1の電磁弁23は、エンジン3の始動時に開状態となることで、第1のアキュムレータ21をバイパスして油圧ポンプ8から作動油クーラ11へ作動油を供給する弁である。第1の電磁弁23は、通常運転時においては閉状態となる。第1の電磁弁23は、エンジン3が始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わる。第1の電磁弁23は、油圧ポンプ8とチャージバルブ13との間に接続されると共に、チャージバルブ13と作動油クーラ11との間に接続される。具体的には、バイパス流路L14は、分岐点P3にて流路L3,L4と接続されており、分岐点P4にて流路L8,L9と接続されている。そして、第1の電磁弁23は、バイパス流路L14に設けられている。
【0027】
第2の電磁弁24は、第2のブレーキ用流路L12に設けられる。また、第2の電磁弁24は、少なくともエンジンの停止時に閉状態となり、少なくともエンジンの始動時に開状態となる。第2の電磁弁24は、エンジン3が停止したタイミングで開状態から閉状態へ切り替わる。
【0028】
コントローラ40は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ40は、エンジン3を制御する制御部を構成する。コントローラ40は、ブレーキペダル6のペダルスイッチ6a、及びキースイッチ14と電気的に接続されている。これにより、コントローラ40は、ペダルスイッチ6a及びキースイッチ14のON/OFF状態を検知する。コントローラ40は、第1の電磁弁23及び第2の電磁弁24と電気的に接続されている。これにより、コントローラ40は、第1の電磁弁23及び第2の電磁弁24の開閉状態を切り替える。
【0029】
次に、ブレーキシステム1における作動油の流れについて説明する。まず、通常運転時における作動油の流れについて説明する。この状態では、コントローラ40は、第1の電磁弁23を閉状態とし、第2の電磁弁24を開状態とする。第1のアキュムレータ21及び第2のアキュムレータ22の圧力が所定の圧力以下である場合、チャージバルブ13は、油圧ポンプ8からの作動油を第1のアキュムレータ21側へ供給する。これにより、油圧ポンプ8からの作動油は、流路L4,L6,L7を介して第1のアキュムレータ21に蓄圧される。また、分岐点P1で分岐した作動油は、流路L11,L12を介して第2のアキュムレータ22へ蓄圧される。
【0030】
第1のアキュムレータ21及び第2のアキュムレータ22が所定の圧力まで蓄圧された後では、チャージバルブ13は、油圧ポンプ8からの作動油を作動油クーラ11側へ供給する。これにより、油圧ポンプ8からの作動油は、流路L3,L4,L8,L9,L10を介して湿式ブレーキユニット7へ流れる。その一方、ブレーキペダル6の操作が行われた場合、第1のアキュムレータ21に蓄圧された作動油が流路L7,L11,L1を介して湿式ブレーキユニット7に供給されると共に、第2のアキュムレータ22に蓄圧された作動油が流路L12,L1を介して湿式ブレーキユニット7に供給される。
【0031】
次に、キースイッチ14がOFFとされ、エンジン3が停止する際のブレーキシステム1の動作について説明する。キースイッチ14がOFFとされると、コントローラ40は、第2の電磁弁24を開状態から閉状態へ切り替える。このとき、コントローラ40は、第1の電磁弁23の閉状態を維持してもよいし、開状態としてもよい。第2の電磁弁24が閉状態となることで、第2のアキュムレータ22の作動油がブレーキバルブ12側へリークすることが防止される。一方、第1のアキュムレータ21とブレーキバルブ12との間は弁などで閉状態となっていないため、エンジンの停止中にブレーキペダル6が操作された場合には、第1のアキュムレータ21は、ブレーキバルブ12を介して湿式ブレーキユニット7に作動油を供給する。
【0032】
次に、キースイッチ14がONとされ、エンジン3が始動する際のブレーキシステム1の動作について説明する。キースイッチ14がONとされると、コントローラ40は、第1の電磁弁23を閉状態から開状態とする。ただし、エンジン3の停止中に第1の電磁弁23が開状態となっていた場合は、コントローラ40は、第1の電磁弁23の開状態を維持する。これにより、チャージバルブ13が第1のアキュムレータ21側に開となっていた場合でも、油圧ポンプ8からの作動油は、チャージバルブ13及び第1のアキュムレータ21をバイパスして、作動油クーラ11へ流れる。具体的には、作動油は、流路L3,L14,L9,L10を介して湿式ブレーキユニット7へ流れてオイルタンク16へ戻される。また、キースイッチ14がONとされると、コントローラ40は、第1の電磁弁23を閉状態から開状態とする。これにより、エンジン3の始動直後から、第2のアキュムレータ22は、ブレーキバルブ12へ作動油を供給可能な状態となる。
【0033】
コントローラ40は、エンジン3が始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ第1の電磁弁23を切り替える。これにより、エンジン3の回転数が安定して、作動油の粘度によらず第1のアキュムレータ21へ油圧ポンプ8から作動油を供給可能となったら、作動油は、チャージバルブ13を介して第1のアキュムレータ21へ供給される。
【0034】
次に、本実施形態に係るブレーキシステム1の作用・効果について説明する。
【0035】
ブレーキシステム1においては、第1の電磁弁23が、エンジン3の始動時に開状態となることで、油圧ポンプ8から作動油クーラ11へ作動油を供給する。従って、仮に運転始動時に第1のアキュムレータ21の圧力が低下していた場合であっても、油圧ポンプ8からの作動油は、第1のアキュムレータ21へ向かうことなく、作動油クーラ11へ供給される。このため、エンジン3の始動時に圧力の低下した第1のアキュムレータ21へ作動油を供給することが回避されるため、エンジン3の負荷を低減できる。その一方、第2のアキュムレータ22とブレーキバルブ12とを接続する第2のブレーキ用流路L12には、第2の電磁弁24が設けられている。この第2の電磁弁24は、少なくともエンジン3の停止時に閉状態となるため、エンジン停止中に第2のアキュムレータ22の作動油がブレーキバルブ12側へリークすることで、圧力が低下することが抑制される。第2のアキュムレータ22のエンジン停止中の圧力低下が抑制された状態にて、第2の電磁弁24は、少なくともエンジン3の始動時に開状態となる。このため、エンジン3の始動時には、第2のアキュムレータ22が、十分な圧力にてブレーキバルブ12へ作動油を供給することができる。そのため、エンジン3の始動直後において、第1のアキュムレータ21の圧力が低下しており、且つ、油圧ポンプ8からの作動油の供給を遅らせた状態であっても、第2のアキュムレータ22により十分なブレーキ性能を確保することができる。以上により、エンジン3の始動時におけるエンジン3の負荷を低減することができる。
【0036】
第1の電磁弁23は、エンジン3が始動して回転数が安定したときに開状態から閉状態へ切り替わる。これにより、油圧ポンプ8は、安定した状態で作動油を供給可能となった状態にて、第1のアキュムレータ21へ作動油を供給することができる。
【0037】
第2の電磁弁24は、エンジン3が停止したタイミングで開状態から閉状態へ切り替わる。この場合、エンジン3が運転している状態では、第2のアキュムレータ22がブレーキバルブ12へ作動油を供給することが可能となる。そのため、エンジン3の通常運転時には、第1のアキュムレータ21及び第2のアキュムレータ22の両方が、作動油をブレーキバルブ12へ供給することができる。この場合、ブレーキバルブ12に対するアキュムレータの容量を実質的に増加させることができる。このため、油圧ポンプ8が、第1のアキュムレータ21及び第2のアキュムレータ22へ作動油を供給する回数を低減することができる。
【0038】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【0039】
例えば、
図2に示すように、ブレーキシステム1は、作動油を貯留するオイルタンク16の温度を検出する温度センサ(温度検出部)を更に備えてよい。気温が低いとき、オイルタンク16中の作動油の粘度が高くなる。このとき、エンジン3の始動時にエンジン3にかかる負荷が大きくなると、作動油が流れにくくなってエンジン3がかかりにくくなる。そのため、温度センサ50でオイルタンク16の作動油の温度を検出することで、作動油の温度に応じて、第1の電磁弁23の開閉制御の態様を調整することが可能となる。例えば、作動油の温度が所定の温度よりも高く、十分な粘度を有しているときは、エンジン3の始動時に油圧ポンプ8から第1のアキュムレータ21に作動油を供給しても、エンジンがかかりにくくなることは回避できる。従って、温度センサ50によって検出される温度が閾値以上の場合、コントローラ40は、エンジン3の始動時に第1の電磁弁23を開状態とする制御を行わなくてよい。一方、温度センサ50によって検出される温度が閾値より低い場合、コントローラ40は、エンジン3の始動時に第1の電磁弁23を開状態とする制御を行う。
【0040】
第1の電磁弁23及び第2の電磁弁24の開閉状態を切り替えるタイミングは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。例えば、エンジン3の始動後に回転数が安定した後、エンジン3の通常運転時には第2の電磁弁24を閉状態としてもよい。この場合、エンジン3の通常運転時には第1のアキュムレータ21のみがブレーキバルブ12へ作動油を供給する。また、エンジン3の始動時に第1の電磁弁23を開状態とした後、どのようなタイミングで閉状態とするかは特に限定されず、例えば、エンジン3の回転数によらずにキースイッチ14をONとして所定時間が経過した後に閉状態としてもよい。
【0041】
また、上記実施形態のブレーキシステム1は、フォークリフト2に搭載されているが、本発明は、駆動源としてのエンジンが具備されていれば、フォークリフト以外の産業車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【0042】
1…ブレーキシステム、2…フォークリフト(産業車両)、3…エンジン、6…ブレーキペダル(ブレーキ操作部)、7…湿式ブレーキユニット(ブレーキユニット)、8…油圧ポンプ、11…作動油クーラ、12…ブレーキバルブ、21…第1のアキュムレータ、22…第2のアキュムレータ、23…第1の電磁弁(第1の弁)、24…第2の電磁弁(第2の弁)、50…温度センサ(温度検出部)、L10…冷却用流路、L12…第2のブレーキ用流路、L20…第1のブレーキ用流路。