JP2001354397A - フォークリフトの荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーク荷重を検出するための圧力センサの
設置位置に関する制約を解消すること。 【解決手段】 フォーク昇降用のリフトシリンダ１０
と、リフトシリンダを制御するためのコントロールバル
ブ１６と、リフトシリンダとコントロールバルブとの間
に設けられた流量制御弁１４とを備えるフォークリフト
で用いられる荷重検出装置において、圧力センサ４８を
流量制御弁とコントロールバルブとの間における管路１
８中に設け、フォーク下降検出手段ＳＷ１，ＳＷ２によ
りフォークの下降が検出された場合に、フォーク下降開
始直前に圧力センサにより検出された圧力を荷重信号と
して扱うことを特徴とする。圧力センサの検出値をこの
ように扱うことで、圧力センサの設置位置がリフトシリ
ンダ間に制限されることがなくなり、機台内に配置する
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォークリフトの
荷役用油圧回路に関し、特に、フォークに積載された荷
の荷重を検出する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】フォークリフトにおいては、フォーク上
の積荷の荷重を検出し、その検出情報に基づいて荷役制
御や走行制御等の各種制御を行うものがある。かかるフ
ォークリフトでは、通常、リフトシリンダの圧力を圧力
センサにより検出して積荷の荷重を間接的に検出する手
段が採られている。

【０００３】ところで、従来一般の荷役用油圧回路は、
図４に示すように、フォークを昇降させる左右１対のリ
フトシリンダ１と、これらのリフトシリンダ１の伸縮動
作を制御するコントロールバルブ２とを備えている。ま
た、リフトシリンダ１とコントロールバルブ２との間に
は流量制御弁３が設置されている。この流量制御弁３
は、フォーク下降時に流量を制御し、積荷の荷重の大き
さに拘わらずフォークの下降速度をほぼ一定とするもの
である。このため、圧力センサ４を流量制御弁３とコン
トロールバルブ２との間の管路５に取り付けると、フォ
ーク下降時にはリフトシリンダ１の実際の圧力よりも低
い圧力が検出されるという不具合がある。すなわち、荷
が実際には重いにも拘わらず、荷が軽いと判断してしま
う場合がある。かかる不具合は、圧力センサ４を流量制
御弁３よりもリフトシリンダ１の側に設置することによ
り解消される。一方、流量制御弁３は、通常、左右いず
れか一方のリフトシリンダ１の下部のポートに設置され
ている。このため、従来では、特開２０００−５３３９
４号公報に記載されているように、左右のリフトシリン
ダ１間を相互に接続する連絡管路６中に圧力センサを設
置していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来構成においては、圧力センサが左右のアウ
タマスト間の下部に配置されるため、フォークからの落
下物に対して圧力センサ及び圧力センサに接続されるハ
ーネス等を保護しなければならなかった。特に、リーチ
フォークリフトにあっては、マスト装置が機台に対して
前後に移動するため、落下物が生ずる可能性が高く、圧
力センサ等の保護を十分に図る必要があった。

【０００５】更に、リーチフォークリフトにおいては、
マスト装置が前後動するため、圧力センサから機台内の
コントローラに延びるハーネスを相当に長くする必要が
あり、その取り回しも複雑で手間がかかるという問題が
ある。

【０００６】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、その主目的は、フォークに対する
荷重を検出するために用いられる圧力センサの設置位置
に関する制約を解消することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは種々検討した結果、フォークの下降中
においては、フォークに作用する荷重が減少することは
あっても、荷重が増加することは極めて希であることを
見出した。すなわち、フォークが上昇又は停止している
状態から下降に切り換えた場合には、フォークが停止す
るまで、荷下ろしを行わない限り、下降直前における荷
重がそのまま維持される。そして、荷下ろしを行う際に
は、必ずフォークは停止することから、フォーク下降中
に荷重の増減を検出する必要性は極めて薄いことを見出
した。

【０００８】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
ものであり、フォークの昇降用のリフトシリンダと、リ
フトシリンダを制御するためのコントロールバルブと、
リフトシリンダとコントロールバルブとの間の管路中に
設けられたフォーク下降速度制御用の流量制御弁とを備
えるフォークリフトにおいて用いられる、フォークに作
用する荷重を検出するための荷重検出装置であって、流
量制御弁とコントロールバルブとの間における管路中に
設けられ、該管路の圧力をフォークに対する荷重の荷重
信号として検出する圧力センサと、フォークの下降を検
出するフォーク下降検出手段とを備え、フォーク下降検
出手段によりフォークの下降が検出された場合に、フォ
ーク下降開始直前に圧力センサにより検出された圧力を
荷重信号として扱うことを特徴としている。

【０００９】ここで、「フォーク下降開始直前に圧力セ
ンサにより検出された圧力」とは、フォークの下降が開
始される前であって、フォーク下降開始時に最も近い時
期に圧力センサにより検出された圧力を意味する。

【００１０】上記構成においては、フォーク下降中にお
ける圧力センサによる検出圧力は読み飛ばされ、フォー
ク下降開始直前の圧力センサによる検出圧力が荷重信号
として扱われる。フォーク下降中に検出圧力を読み飛ば
す扱いをしても何ら問題がないことは上述した通りであ
り、荷が実際には重いにも拘わらず軽いと判断すること
がなくなるので、サスペンションロックが解除されると
いう不具合が生じない。また、このような取扱いをする
ことで、圧力センサの設置位置がリフトシリンダ間に制
限されることがなくなり、機台内に配置することが可能
となる。機台内に圧力センサを配置した場合、落下物や
塵埃からの保護対策が容易となり、また、機台内のコン
トローラとの間のハーネス取り回しも容易となる。

【００１１】更に、前記フォークリフトが、電動モータ
により荷役用油圧ポンプを駆動するタイプのフォークリ
フトであり、フォーク昇降用操作レバーのフォーク上昇
側への傾動量に応じて前記電動モータの回転量を変化さ
せるために前記操作レバーと連動するレバー傾動検出手
段を備えているものである場合においては、フォーク下
降検出手段は前記レバー傾動検出手段を利用すること
が、部品点数の増加を避けるためにも、有効である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明による荷重検出装置が適用
されたフォークリフトの荷役用油圧回路を概略的に示す
油圧回路図である。なお、この実施形態におけるフォー
クリフトはバッテリ式のリーチフォークリフトとする。

【００１４】リーチフォークリフトは、図示しないが、
マスト装置が機台に対して前後に移動可能となってい
る。マスト装置にはフォーク昇降用のリフトシリンダが
左右１対設けられており、図１に示すように、これらの
リフトシリンダ１０はその下部にて連絡管路としての高
圧ホース１２によって相互に接続されている。また、左
右いずれか一方のリフトシリンダ１０の下部には、流量
制御弁１４を介して、リフトシリンダ制御用のコントロ
ールバルブ１６が主管路としての高圧ホース１８により
接続されている。流量制御弁１４は、フォークを下降さ
せる際にリフトシリンダ１０から流出される作動油の流
量を制御してフォーク下降速度を略一定とするためのも
のであり、一方のリフトシリンダ１０の下部ポートに組
み込まれている。コントロールバルブ１６は機台内に配
置されたスプール型の流量制御・方向切換え弁であり、
スプールポジションをフォーク昇降用の操作レバー２０
により変更することで、荷役用油圧ポンプ２２により供
給される作動油の流れ方向及び流量が適宜調整されるよ
うになっている。

【００１５】また、バッテリ式のリーチフォークリフト
にあっては、通常、油圧ポンプ２２は電動モータ２４に
より駆動され、電動モータ２４はフォークを上昇させる
際にのみに駆動される。このため、バッテリ式フォーク
リフトには、昇降操作レバー２０がフォーク上昇側に傾
動された場合に、その状態を検出するレバー傾動検出手
段２６が設けられている。このレバー傾動検出手段２６
はポテンショメータやエンコーダを用いたもの等、種々
の型式があるが、本実施形態では２個のリミットスイッ
チが用いられている。

【００１６】図２に示すように、レバー傾動検出手段で
ある２個のリミットスイットＳＷ１，ＳＷ２はコントロ
ールバルブ１６のケーシング２８の外面にブラケット３
０を介して取り付けられており、ケーシング２８から突
出するスプール３２の端部及びそこに連結部材３４を介
して連結された昇降操作レバー２０を挟む形で配置され
ている。各リミットスイッチＳＷ１，ＳＷ２のプッシュ
ロッド３６，３８は、昇降操作レバー２０のレバーボス
４０の外面に形成されたカム面により押動されるよう位
置決めされている。カム面には２つの凸部４２，４４が
形成されており、昇降操作レバー２０を中立位置から上
昇側に傾動させた瞬間に凸部４２がリミットスイッチＳ
Ｗ１のプッシュロッド３６を押し、更に昇降操作レバー
２０を所定の角度以上に傾動した場合に凸部４４がリミ
ットスイッチＳＷ２のプッュロッド３８を押すようにな
っている。

【００１７】各リミットスイッチＳＷ１，ＳＷ２は機台
内のコントローラ４６（図１参照）に接続されており、
コントローラ４６はリミットスイッチＳＷ１，ＳＷ２か
らのオン・オフ信号に基づいて電動モータ２４の駆動を
制御するようになっている。図示実施形態では、リミッ
トスイッチＳＷ１のみがオンとなっている場合には、電
動モータ２４を起動するが、その回転数が少なくなるよ
う制御する。そして、リミットスイッチＳＷ１に続きリ
ミットスイッチＳＷ２がオンとなった場合には、電動モ
ータ２４の回転数を多くする。この制御方法では、昇降
操作レバー２０の傾動量が少ない場合には、油圧ポンプ
２２からの吐出量が少なくなるので、フォーク上昇の微
調整が容易となる。また、昇降操作レバー２０が大きく
傾動された場合には、油圧ポンプ２２からは多量の作動
油が吐出されるので、充分なフォーク上昇速度が確保さ
れる。このようにして作業効率の向上が図られている。

【００１８】本実施形態の荷重検出装置は、以上の構成
のフォークリフトにおいて用いられるものであり、リフ
トシリンダ１０の圧力をフォークに作用する荷重の信号
として検出する圧力センサ４８を有している。圧力セン
サ４８は、コントロールバルブ１６と流量制御弁１４と
の間の管路であって、機台内に配置されている部分に取
り付けられている。図示実施形態では、圧力センサ４８
はコントロールバルブ１６のポートと高圧ホース１８と
を接続している管継手５０に取り付けられている。圧力
センサ４８の出力信号はハーネス５２を経てコントロー
ラ４６に入力される。

【００１９】このような圧力センサ４８の配置構成で
は、圧力センサ４８は機台の内部で保護されているの
で、マスト装置の下部に配置していた従来構成において
必要であった保護カバー等は不要となる。また、リーチ
フォークリフトはマスト装置が前後に移動するが、圧力
センサ４８とコントローラ４６とは機台内に配置されて
いるので、ハーネス５２は短くてよく、その取り回しも
極めて容易となる。

【００２０】この荷重検出装置は、更に、フォークの下
降を検出するための手段を備えている。図示実施形態で
は、フォーク下降検出手段はリミットスイッチＳＷ２を
利用しており、昇降操作レバー２０を下降側に傾動させ
た際、リミットスイッチＳＷ２のみがオンとなるよう構
成されている。すなわち、図２において符号５４で示す
ようにレバーボス４０のカム面に凸部が形成され、昇降
操作レバー２０が下降側に傾動された場合に、この凸部
５４がリミットスイッチＳＷ２のプッシャロッド３８を
押し込むようになっている。

【００２１】前述したように、リミットスイッチＳＷ
１，ＳＷ２はコントローラ４６に接続されている。コン
トローラ４６は、基本的にはＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ
からなるマイクロコンピュータであり、リミットスイッ
チＳＷ１，ＳＷ２からのオン・オフ信号と圧力センサ４
８からの信号とに基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラ
ムに従ってフォークに作用する荷重を検出する。

【００２２】コントローラ４６のＲＯＭに書き込まれて
いるプログラムをフローチャートで示すと図３のように
なる。ここで、この図３に沿って本発明による荷重検出
装置の作用について説明する。

【００２３】バッテリ式リーチフォークリフトを起動
し、プログラムがスタートすると、まず、コントローラ
４６は圧力センサ４８からの信号を読み込む（ステップ
１００）。

【００２４】次いで、リミットスイッチＳＷ２のみオン
されているか否かを判断する（ステップ１０２）。

【００２５】否の場合、リミットスイッチＳＷ１，ＳＷ
２からの信号が共にオフである場合には、昇降操作レバ
ー２０が中立位置にあると判断することができる。ま
た、同じく否の場合で、リミットスイッチＳＷ１からの
信号のみがオン又はリミットスイッチＳＷ１，ＳＷ２か
らの信号が共にオンとなっていれば、昇降操作レバー２
０がフォーク上昇側に傾動されていると判断することが
できる。

【００２６】このように昇降操作レバー２０が中立位置
又はフォーク上昇側に傾動されている場合には、流量制
御弁１４は全開状態にあるので、圧力センサ４８により
検出された管継手５０（主管路）の圧力はリフトシリン
ダ１０の圧力と一致する。よって、この圧力センサ４８
からの圧力信号を荷重信号の情報としてＲＡＭに保存す
ると共に、所定の演算式の変数に代入して、フォークに
作用している荷重を算出する（ステップ１０４，１０
６）。なお、起動時には、昇降操作レバー２０は中立位
置となっているので、ＲＡＭには圧力センサ４８からの
検出圧力が必ず記憶される。

【００２７】一方、リミットスイッチＳＷ２からの信号
がオンであり、リミットスイッチＳＷ１からの信号がオ
フである場合、コントローラ４６は昇降操作レバー２０
がフォーク下降側に傾動されていると判断する。

【００２８】フォークの下降時、流量制御弁１４は絞ら
れるため、流量制御弁１４とコントロールバルブ１６と
の間の主管路における圧力はリフトシリンダ１０の圧力
とは不一致となる。このため、圧力センサ４８により検
出された圧力をフォークに作用する荷重に換算すること
はできない。前述した通り、フォークの下降時には荷重
が増えることはない。また、荷下ろし作業の場合等には
フォークの下降中に荷重が減少することはあるが、下降
直前の荷重が保たれているとみなしても支障はない。

【００２９】そこで、フォーク下降時には、ＲＡＭに記
憶された圧力情報を書き換えず、そのままステップ１０
６の演算処理を行う。すなわち、フォーク下降中に得ら
れた圧力センサ４８の検出値を読み飛ばし、フォーク下
降開始直前に検出された圧力を実際の圧力として荷重を
換算することとしている。

【００３０】このようにして算出した荷重に基づき、コ
ントローラ４８は荷役や走行等の各種制御を行うことに
なる。この場合、フォーク下降中に実際の荷重よりも荷
重が小さいと判断されることがなくなり、例えばサスペ
ンションロックが解除されてしまうという事態が防止さ
れる。

【００３１】以上述べたように、本発明による荷重検出
装置においては、フォーク下降開始直前の荷重をフォー
ク下降時の実際の荷重として扱うことで、圧力センサ４
８を流量制御弁１４とコントロールバルブ１６との間の
管路に配置することを可能とした。その結果、圧力セン
サ４８の保護手段が不要ないしは簡略化が可能となり、
ハーネス５２の短縮化、取付も容易となる。

【００３２】また、フォークが下降状態にあるか否かを
検出する手段も、従来一般のバッテリ式リーチフォーク
リフトに取り付けられているリミットスイッチＳＷ１，
ＳＷ２を利用し、カムの形状を僅かに変更するのみで達
成しているため、本発明を適用するに際して部品点数が
増えることはなく、フォークリフトの製造コストや手間
が増大することもない。

【００３３】なお、このフォーク下降検出手段として
は、昇降操作レバー２０に適当なスイッチやポテンショ
メータ、エンコーダを別個に設ける等、種々考えられ
る。また、荷重検出のためのプログラムも上記実施形態
のものに限られない。更に、本発明が適用されるフォー
クリフトはバッテリ式やリーチ式に限られず、通常のエ
ンジン式フォークリフトであってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ォーク上の荷の荷重を検出するための圧力センサの設置
位置を機台内とすることが可能となる。従って、圧力セ
ンサを塵埃やフォークからの落下物に対する保護対策を
簡略化することができる。また、機台内に配置されたコ
ントローラと圧力センサとの間のハーネスも短くてす
み、その取り回しも容易となる。この効果は、マスト装
置が前後動するリーチフォークリフトにおいて特に顕著
となる。

【００３５】また、フォーク下降中に荷重が実際の大き
さよりも小さいと判断することがないため、各種制御に
おいて不具合が生ずることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による荷重検出装置が適用されるバッテ
リ式リーチフォークリフトの荷役用油圧回路を示す回路
図である。

【図２】フォーク昇降用の操作レバー及びコントロール
バルブの近傍の構成を示す図である。

【図３】本発明による荷重検出装置において実施される
荷重検出のためのプログラムの一例を示すフローチャー
トである。

【図４】従来の荷役検出装置が適用されたフォークリフ
トの荷役用油圧回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１０…リフトシリンダ、１４…流量制御弁、１６…コン
トロールバルブ、１８…高圧ホース（主管路）、２０…
フォーク昇降用操作レバー、２２…荷役用油圧ポンプ、
２４…電動モータ、２６…レバー傾動検出手段、４６…
コントローラ、４８…圧力センサ、５２…ハーネス、Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２…リミットスイッチ（レバー傾動検出手
段，フォーク下降検出手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォークの昇降用のリフトシリンダと、
   該リフトシリンダを制御するためのコントロールバルブ
   と、前記リフトシリンダと前記コントロールバルブとの
   間の管路中に設けられたフォーク下降速度制御用の流量
   制御弁とを備えるフォークリフトにおいて、 前記流量制御弁と前記コントロールバルブとの間におけ
   る前記管路中に設けられ、該管路の圧力を前記フォーク
   に作用している荷重の荷重信号として検出する圧力セン
   サと、 前記フォークの下降を検出するフォーク下降検出手段と
   を備え、前記フォーク下降検出手段により前記フォーク
   の下降が検出された場合に、フォーク下降開始直前に前
   記圧力センサにより検出された圧力を前記荷重信号とし
   て扱うことを特徴とするフォークリフトの荷重検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記圧力センサが機台内に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のフォークリフトの
   荷重検出装置。
3. 【請求項３】 前記フォークリフトが、荷役用油圧ポン
   プが電動モータにより駆動されるフォークリフトであ
   り、フォーク昇降用操作レバーのフォーク上昇側への傾
   動量に応じて前記電動モータの回転量を変化させるため
   に前記操作レバーと連動するレバー傾動検出手段を備え
   ているものである場合において、 前記フォーク下降検出手段が前記レバー傾動検出手段を
   利用していることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   フォークリフトの荷重検出装置。