JP2006016202A - 「フォークの眼」装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォークリフトのフォークの先端が貨物、物体や人に接触する事故を未然に防止できる装置の提供。
【解決手段】自動距離測定装置を用いてセンサーから前方の物体までの距離（Ｎ）を測定し、演算装置に予め設定した距離（Ｌ＋Ａ）より物体までの距離（Ｎ）が小さくなった時に、フォークリフト本体やフォークの前進機能を制御（制動）する事により、物体（人を含む）との接触事故を未然に防止する。また、フォークの根本から物体までの仰角θ３を持つ距離（Ｎ１）を測定する事により、水平距離Ｎ１×ＣＯＳθ３＝Ｚを求めることが出来る。物体の長さ（Ｖ）−Ｚ＝Ｂとなり、演算装置に距離（Ｂ）と距離（Ｖ）を入力しておき、指定点（Ｚ）で本体やリーチの前進を停止することにより、フォークの先端が物体より先に飛び出す事を防止出来る為、物体２に接触し、破損することを防止出来る。このときＶ≧Ｂでなければ、フォークの先端は飛び出してしまう。
【選択図】図５

Description

本発明は、フォークリフトのフォークの根本部分に距離測定センサーを施して、フォークリフトのフォークの先端が、予め設定した距離以内に近づいた場合に、制動装置を自動的に作動させる事により、物体や人等にフォークの先端が接触し、物体が破損する事故を未然に防止すること、並びに、荷物を持ち上げる為に、フォークの差込過ぎによる、奥側の物体等への接触による破損事故を防止する「フォークリフトの目」装置に関する。

現在この接触による破損事故対策として、フォークリフトのフォークの方向と光を連動させて、物体に光を当て、運転者が目視確認する装置はある。（特許文献１参照。）

自動的に制動、前進を停止する機能を持ったものはなく、相変わらず事故が発生しているのが現状である。
特許公開２０００−１１８９９６

以上に述べたように本装置が発明される以前は、破損事故を少なく出来るのが熟練した運転者であるとされてきた。しかし、運転者の疲労等から発生する事故、未熟練者による事故やヒュマンエラー等による事故は後を絶たず、生産の場から消費者までの流通過程で発生する事故は、日本国内だけでも、膨大な金額であるのみならず、事故による納期の遅延等による、社会的損失や信頼の失墜は、社会的にも大きな問題でる。

また、運転者が運転席から目視確認が困難な場所の物体の下に、フォークを挿入する場合、助手を配置するか、運転席を離れて確認の必要があった。

未然に接触事故を自動的に防止する機能を持ったフォークリフトはなく、相変わらず事故を起こしているのが現状である。

本発明は、フォークリフトのフォークの先端が物体や人等に接触する前に、フォークリフトの制動装置を作動させ、フォークリフト本体やフォークの前移動を停止させる事により、接触事故を未然に防止すること、及び、移動される物体が高所等の為、目視確認が困難な場合にも本装置の使用により、フォークを安全確実に移動物体の下の空間に挿入できること、また、移動予定の物体の奥側の物体にフォークの先端が接触して発生する事故を未然に防止することの出来る安全なフォークリフトを実現することを目的とするものである。

従来型のフォークリフトのフォークの根本部分に距離測定が出来るセンサー（光式、音波式、電磁波式、レーザー式等）を設置し、物体迄の距離（Ｎ）を測定する。フォークリフト本体に演算装置、表示装置、入力装置を取り付け、予め測定器からフォークの先端までの距離（Ｌ）と保安距離（Ａ）を記憶させ、センサーから物体までの距離（Ｎ）が物体迄の距離（Ｌ＋Ａ）より小さくなった時、前進の制動装置を自動的に作動させること（停止）により、フォークの先端が物体や人に接触する事故を防止する。

また、フォークの高さ、角度、横移動（スライド）操作により、Ｎが（Ｌ＋Ａ）より大きくなった時（前方に空間が出来た時）、前進が可能となり、目視確認が困難状況下でも、物体の下の空間にフォークを挿入する事が可能となる。

フォークの先端が物体の下方の空間に挿入されたとき、すなわち、物体との距離（Ｎ）がフォークの全長（Ｌ）より小さくなったとき（Ｎ＜Ｌ）に制御装置を開放する。

その他、第２センサーを取り付ける（若しくは、上記センサーの角度を変更する。）ことにより、フォークの挿入距離を測定し、指定距離に達したときにフォークリフト本体の前進やフォークの前移動を停止することにより、フォーク先端の飛び出しを防止し、奥側の物体との接触事故をなくす。

図−３の位置に距離測定センサーを取り付けることにより、物体や人等迄の距離（Ｎ）と（Ｎ１）を測定する事が可能となる。その信号を演算装置に送る。演算装置には予め距離測定センサーからフォークの先端までの距離（Ｌ）と運転者の希望する保安距離（Ａ）を入力しておく。演算装置は、距離測定センサー（▲９▼）からの距離信号を比較し、Ｎ≦（Ｌ＋Ａ）の時、制動装置に対して、制動信号を送る。制動装置はフォークリフト本体の前進機能を停止させる。（この時、Ｎ１＞Ｎであるが、Ｎ１の信号は利用しない。）

距離測定センサー▲９▼は、前方にある物体を感知して、距離を測定するが、フォークリフトで移動する物体は、パレットや角材等の上にあるため、当物体の下部には空間があり、前方に障害物（物体）がなければ、その距離は∞となり、前進は可能となる。

また、障害物（物体）がフォークの先端方向にあったとしても、フォークの上下、左右、角度を調整することにより、空間を測定ビームが通過する点にて、前進は可能となる。

この為、フォークリフト本体の後進、フォークの上下移動、角度の操作、左右の移動（スライド）機能は制御しない。また、一般的にリーチフォークと呼ばれるタイプのフォークリフトの場合、フォークの前後移動機能の内、前移動のみ制御し、後退については操作可能とする。

フォークの先端の飛び出しに対しては、上記Ｎの距離がＬの距離より小さくなった時点で制御を解放する。

センサーはＮ１の距離を計測し、センサーに信号を送り、予め設定したフォークの挿入距離（Ｂ）と物体の奥行き（Ｖ）からＺを割り出し、Ｚ≧（Ｎ１×ＣＯＳθ３）の時、本体制動やフォークの前進を停止させる事により、先端の飛び出しを防止出来る。

発明の効果

この装置を取り付けることによる効果は、計り知れないものがあります。現在の各商品の販売価格には、当然の事として、破損による損失分相当の金額も含まれます。破損、損失が無くなることによって、次のような効果が期待できます。

１．一連の流通過程の製品（原材料も含む）の破損、損失の減少による資源の有効利用が図れます。
２．廃棄物の減少による地球環境の保護に役立ちます。
３．破損による配達の遅れが無くなり、社会的信頼が高くなります。
４．商品原価の低廉化により、競争力（他社や国際間）が強化されます。
５．ストック品が無い場合に、再輸送が無くなり、地球環境に優しくなります。
６．未熟な運転手による安全確実な作業が可能となります。
７．熟練運転手の疲労による事故が無くなります。
８．パレットや容器等の損傷が無くなり、機材の寿命が延長されます。
９．本装置の為の作動停止機能を付加した場合でも、従来の作動は確保可能です。
１０．移動する物体の奥側の物体をフォークの先端で損傷させる事故が防止が可能です。
１１．高所や暗がりで、目視確認が難しい様な場合でも、確実、安全に作業することが可能です。
１２．誤って壁等にフォークの先端を接触させてしまう事故の防止が可能です。
１３．フォーク先端による人身事故（接触）を防止出来ます。
１１．フォークリフト作業の中で、運転手が最も注意を払うのが、フォークの挿入時とトラック等に積み付けを行う時の荷物の破損事故です。運転手の疲労を軽減することが可能です。
１５．センサーの取り付け位置や測定点の設定によっては、フォークの先端とパレット等の機材の接触による破損を防止することが可能である。
１６．その他、無理、無駄、むら等考えれば大きな観点から小さな観点に至るまできりがないような効果があることをお判り頂けると思います。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。

図１は、代表的なフォークリフトを示す。図１の品番▲１▼の根本にセンサー▲９▼を取り付ける。その詳細を図２と図３に示す。

上記センサーの数については、単数若しくは必要に応じて複数取り付ける。

図４は、一般的な物体の積み付け図を示し、図中の空間部分にフォーク▲１▼を差し込み、物体の移動を目的とする。

上記積み付け図意外にも、枕木のみの場合もある。ただし、枕木やパレットが使用されていない（べた置き状態）場合は、本発明は使用できない。（本発明の機能停止スイッチをＯＦＦにすることによって、通常のフォークリフトとし、作業可能な場合もある。）

図５は、一般的なフォークの挿入前と挿入後を示す。フォーク▲１▼が高い状態で侵入してきた場合距離（Ｎ）が距離（Ｌ＋Ａ）と等しくなった場合制動がかかり停止する。フォークの位置を空間の上限と下限の間に降下したとき表示ランプと共に制動を開放し、前進しフォークを挿入する。

フォークの芯が角度θ１、θ２を持って進入してきたとき（図７）においても、上記と同様に制動がかかり、角度とフォークの高さを調節することにより、フォーク▲１▼の挿入が出来る。

挿入されたフォーク（Ｌ）が、物体の幅（Ｖ）より長い場合、フォークの先端は物体の前まで出てしまう可能性がある。（先端の飛び出し。）、そして、その飛び出した先端は奥の物体２に接触し、損傷事故やリフトした場合に、損傷を与えてしまう。（図６）

上記事故を防止するには、距離測定値（Ｎ１）×ＣＯＳθ３≧（Ｌ−Ｖ）＝Ｚより大きくする必要がある。

フォークの挿入距離（Ｂ）は予め、入力装置により入力し、（Ｌ−Ｂ）≧（Ｌ−Ｖ）の状態とし、その時の値Ｚの位置で自動的に停止させる。

上記の基本的な状態から外れる状態、すなはち、パレット上の物体の出っ張りや凹みの状態により、設定値（Ｂ）は、状態に応じて調節する必要がある。

図８は、本発明の基本的な装置信号のフローチャートを示す。

上記図に示す自動距離測定装置は、フォークと平行な距離（Ｎ）とフォークに対して仰角 ３の距離（Ｎ１）を交互測定する。

その信号（Ｎ、Ｎ１）を受け取り、予め入力装置から入力された数値を含めたプログラムに沿って、演算装置で処理し、制動装置と表示装置に信号を送り、各種動作を制御する。

一般的フォークリフト（カウンター式）を示す フォークリフトのマストから前部分の平面図 フォークの側面図と部分拡大図（側面図）） 一般的なパレット、貨物の積み付け状態図と空間（フォーク挿入部）を示す図 フォーク挿入前のフォーク、移動物体１と物体２の配置関係を示す。（側面図） フォーク挿入後のフォーク、移動物体１と物体２の配置関係を示す。（側面図） フォークの挿入角度と測定距離の関係を示す（側面図） 本発明のフローを示す。

符号の説明

▲１▼ フォーク
▲２▼ マスト
▲３▼ 前輪
▲４▼ 後輪
▲５▼ ヘッドガード
▲６▼ 操作ハンドル
▲７▼ 運転座席
▲８▼ カウンターウエイト
▲９▼ センサー
センサーの取り付け位置と方向を示す
Ａ フォークの先端と物体までの保安距離（入力装置にて希望距離を入力）
Ｂ フォークの先端からの挿入希望距離（入力装置にて希望距離を入力）
Ｃ 距離測定ビームを示す
Ｄ フォークの上面から距離測定発射ビーム（光等）までの距離（実状に沿って調整する）センサーをフォーク上面より上部に取付けた場合
Ｅ フォークの上面から距離測定発射ビーム（光等）までの距離（実状に沿って調整する）センサーをフォーク上面より下に取付けた場合若しくは同じ高さにした場合（Ｅ＝Ｏ）
Ｌ フォークの全長を示す
Ｎ センサーから物体までの測定距離を示す
Ｎ１ センサーから仰角 ３の物体までの測定距離を示す
Ｖ 物体の（パレット）の奥行き（距離）
Ｚ フォークの根本から物体までの距離
Ａ１ フォークが角度を持った場合の先端からの距離
Ａ２ フォークが角度を持った場合の先端からの距離
θ１ フォークが角度を持った場合の角度を示す
θ２ フォークが角度を持った場合の角度を示す
θ３ センサーのフォークに対する仰角（測定角度）

Claims (2)

1. 各種タイプのフォークリフトのフォークの根本付近に取り付けたセンサーから物体までの距離を測定し、予め設定した任意の単数若しくは複数の設定距離で、本体制動をかけることにより、物体や人等と衝突、接触を防止することを目的とする装置。
2. リーチ型フォークリフトのフォークの根本付近に取り付けたセンサーから物体や人等までの距離を測定し、予め設定した任意の単数若しくは複数の設定距離で本体制動とフォークの前進機能に制動をかけることにより、物体や人等と衝突、接触を防止することを目的とする装置。

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