JP2006124130A - フォークリフトの荷役装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 専用のパレットを用いることなくボビン形状の荷物を確実に移載できるフォークリフトの荷役装置を提供する。
【解決手段】 一対のフォーク３には、ボビンの孔に挿入されるべきピン４が設けられている。そのピン４の近傍には投受光センサ１１が設けられ、さらにその一対のフォークの内側にリミットスイッチ１２が設けられている。一対のフォーク３の間にボビンを収容するようにしてフォークリフトを前進させると、投受光センサ１１の光ビームはいったんそのボビンにより遮断された後、そのボビンの孔を通過するようになる。フォーク３を閉じることによりピン４がボビンの孔に挿入される。リミットスイッチ１２がボビンによる押圧を検出すると、フォーク３のスライドを停止する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、フォークリフトの荷役装置に係わり、特に、ボビン形状の荷物を横方向から把持して昇降させるフォークリフトの荷役装置に係わる。

フォークリフトを利用してボビン形状の荷物（糸巻き形状で内側の円筒面に線材が巻かれるもの、或いは巻かれているもの。以下、単に「ボビン」と呼ぶ。）を搬送する際、一般に、そのボビンの円筒面が地面または床面に対して平行となるような向きを保持したまま搬送する形態が便利である。そして、このような形態でボビンを搬送する場合は、例えば、ボビンが転がらないようにするために専用のパレットの上にボビンを載せ、その状態でパレットごとボビンを昇降させる方式がとられている。

しかし、この方式では、ボビンの形状ごとにそれぞれ対応するパレットを用意する必要があり、また、パレットに載せた状態でボビンを収納する場合には、そのために無駄なスペースが発生してしまう。

特許文献１には、上述の問題を解決する技術が記載されている。特許文献１に記載のフォークリフトの荷役装置は、一対のフォークにそのフォーク間方向に互いに対向するように突起状部材を備えており、その突起状部材をボビンを貫通するように形成されている孔に挿入しながらそのボビンを把持して昇降させる。この構成により、専用パレットを利用することなく地面または床面に直接的に置かれているボビンをそのまま移載することができる。
実公平６−１５９８８号公報（図１、第２ページ）

特許文献１に記載の技術を無人フォークリフトに適用すると、一対のフォークでボビンを確実にあるいは適切に把持できなくなるおそれがある。また、この問題は、無人フォークリフトに限ったものではなく、作業者が運転するフォークリフトであっても、荷役作業の確実性あるいは安全性を向上させることは重要である。

本発明の目的は、専用のパレットを用いることなくボビン形状の荷物を確実に移載できるフォークリフトの荷役装置を提供することである。

本発明のフォークリフトの荷役装置は、ボビン形状の荷物をその横方向から把持して昇降させる構成であって、一対のフォークと、互いに対向するように上記一対のフォークに設けられた一対の突起状部材と、上記一対の突起状部材の近傍に設けられた荷物検出用投受光手段と、上記荷物検出用投受光手段により検出された上記ボビンと上記フォークとの位置関係に応じて、上記フォークリフトの走行および上記フォークの動作を制御する制御手段、を有する。

上記構成の荷役装置は、上記荷物に形成されている孔に一対の突起状部材を挿入しながら一対のフォークでその荷物を把持する。このとき、荷物検出用投受光手段により荷物とフォークとの位置関係を検出できるので、荷物を確実に把持できる。

上記荷役装置において、上記荷物検出用投受光手段は、上記一対の突起状部材の上側に設けられる第１の投受光センサおよび上記一対の突起状部材の下側に設けられる第２の投受光センサから構成されるようにしてもよい。この構成によれば、第１および第２の投受光センサが突起状部材の上側および下側に設けられているので、フォークを昇降させる際に荷物とフォークとの縦方向に位置関係を検出できる。

また、上記荷役装置において、上記一対のフォークの内側に互いに対向するように一対の押圧検出手段を設けるようにしてもよい。この場合、上記制御手段は、上記一対の押圧検出手段の出力に応じて、上記一対のフォークの開閉および昇降を制御する。この構成によれば、フォークが荷物をしっかりと把持しているか否かを判断できる。

さらに、上記荷役装置において、上記一対の突起状部材よりも上記フォークリフトの機台側において上記一対のフォークに衝突検出用投受光手段を設けるようにしてもよい。この場合、上記制御手段は、上記衝突検出用投受光手段の光軸が遮断されると、上記フォークリフトの走行を停止する。この構成によれば、荷物がフォークリフトの機台に衝突することを防止できる。

さらに、上記荷役装置において、上記一対のフォークの先端またはその近傍に衝突防止手段を設けるようにしてもよい。この場合、上記制御手段は、上記衝突防止手段が衝突を検知すると、上記フォークリフトの走行を停止する。この構成によれば、荷物がフォークまたは突起状部材に衝突することを防止できる。

本発明によれば、地面または床面に直接的に置かれているボビン形状の荷物を確実に移載できるので、そのような荷物のために専用のパレットを用意する必要はない。また、無人フォークリフトであっても、荷物の置いてある位置等を検出できるので、その荷物の位置ずれの影響を受けることなく、確実に移載できる。

図１は、本発明に係わるフォークリフトの使用形態について説明する図である。フォークリフト１は、機台（フォークリフトの本体部分）２およびその機台２のマストに昇降可能に取り付けられた一対のフォーク３を備えた無人フォークリフトであり、ボビン形状の荷物（以下、ボビン５）を搬送する。ここで、ボビン５は、図１（ａ）の紙面垂直方向に貫通する孔６を有している。フォークリフト１のフォーク３には、図１（ｂ）に示すように、互いに対向するように一対の突起状部材４が取り付けられている。なお、フォーク３は、不図示の油圧系により、互いに近づく方向／遠ざかる方向にスライドすることができる（開閉動作）。

フォークリフト１は、ボビン５を搬送する際には、図１（ｂ）に示すように、一対のフォーク３でボビン５をその横方向から把持する。このとき、一対のピン（突起状部材）４がボビン５の孔６に挿入される。そして、フォークリフト１は、その状態でボビン５を持ち上げて走行する。

図２は、本発明の実施形態の荷役装置の機能ブロック図である。荷役装置１０は、各種センサあるいはスイッチからの信号を利用して、フォーク３の動作を制御する。
投受光センサ（荷物検出用投受光手段）１１は、発光素子および受光素子を含み、その発光素子からの光ビームを受光素子が受光できるか否かを表す信号を出力する。これにより、投受光センサ１１は、フォーク３とボビン５との位置関係を検出する。リミットスイッチ１２は、それ自身が荷物により押圧されているか否かを表す信号を出力する。これにより、リミットスイッチ１２は、フォーク３がボビン５を適切に把持しているか否かを検出する。投受光センサ（衝突検出用投受光手段）１３は、投受光センサ１１と同様に発光素子および受光素子を含み、その発光素子からの光ビームを受光素子が受光できるか否かを表す信号を出力する。ただし、投受光センサ１３は、ボビン５がフォークリフト１の機台２に衝突する危険性を検出する。リミットスイッチ（衝突防止手段）１４およびバンパ（衝突防止手段）１５は、フォーク３の先端部あるいはその近傍に設けられ、そこに何らかの物体が触れると、その旨を表す信号を出力する。これにより、リミットスイッチ１４またはバンパ１５は、フォークリフト１が適切にボビン５にアプローチできていないことを検出できる。

制御（制御手段）部１６は、投受光センサ１１、リミットスイッチ１２、投受光センサ１３、リミットスイッチ１４、バンパ１５からの信号に従って、フォーク３の動作およびフォークリフト１の走行を制御する。ここで、制御部１６は、フォーク３を開閉および昇降させるための油圧系１７に信号を与えることによりフォーク３を操作する。また、フォークリフト１は、走行用モータ１８に信号を与えることにより走行／停止が制御される。なお、制御部１６は、予め記述されたプログラムを実行するマイコンおよびそのマイコンが使用するメモリ等により実現される。

図３は、荷役装置１０の構成を示す図である。図３（ａ）は、荷役装置１０を上方から見た図であり、図３（ｂ）は、荷役装置１０を横から見たときの各部の配置関係を模式的に示した図である。

投受光センサ１１は、２セットのセンサから構成される。一方のセンサ（第１の投受光センサ）は、発光素子２１Ｔおよび受光素子２１Ｒから構成されており、一対のピン４の上側に設けられている。ここで、発光素子２１Ｔは、受光素子２１Ｒに向かう光ビームを出力する。そして、受光素子２１Ｒは、発光素子２１Ｔから出力される光ビームを受光できるか、あるいは何らかの物体により遮断されるのかを検出する。他方のセンサ（第２の投受光センサ）は、一対のピン４の下側に設けられる発光素子２２Ｔおよび受光素子２２Ｒから構成され、同様の機能を提供する。

投受光センサ１１を構成する発光素子２１Ｔ、２２Ｔ及び受光素子２１Ｒ、２２Ｒは、それぞれピン４の近傍に設けられる。ここで、「近傍に設けられる」とは、例えば、ピン４の中心から各素子２１Ｔ、２２Ｔ、２１Ｒ、２２Ｒまでの距離が、それぞれ、ボビン５に形成されている孔６の半径よりも小さくなるような配置をいう。

一対のリミットスイッチ１２は、一対のフォーク３の内側に互いに対向して設けられている。投受光センサ１３は、発光素子１３Ｔおよび受光素子１３Ｒから構成されており、一対のピン４よりも機台２に近接する位置に設けられている。一対のリミットスイッチ１４は、各フォーク３の先端の近傍においてそれら一対のフォーク３の内側に設けられている。ここで、「フォーク３の先端の近傍」とは、ピン４よりもフォーク３の先端側という意味である。また、各リミットスイッチ１４が一対のフォーク３の内側方向において障害物を検知できる距離は、例えば、ピン４の長さと同程度である。一対のバンパ１５は、各フォーク３の先端部に設けられている。リミットスイッチ１４およびバンパ１５は、いずれも、そこに何らかの物体が接触すると、その旨を通知するための信号を出力する。

図４は、荷取り作業の手順を説明する図である。ここで、荷取り作業とは、フォークリフト１が地面または床面におかれているボビン５を持ち上げる作業を意味する。なお、ここでは、図面を見やすくするために、リミットスイッチ１２、１４、投受光センサ１３、バンパ１５は省略されている。

フォークリフト１は、ボビン５の荷取りを行う際には、まず図４（ａ）に示すように、フォーク３に設けられているピン４の高さ位置を、ボビン５が有する孔６の中心の高さ位置に設定する。このとき、投受光センサ１１の発光素子（２１Ｔ、２２Ｔ）から出力される光ビームは、遮断されることなく、対応する受光素子（２１Ｒ、２２Ｒ）により受信される。

続いて、フォークリフト１は、フォーク３の高さ位置を保持したまま前進する。そうすると、図４（ｂ）に示すように、投受光センサ１１の発光素子（２１Ｔ、２２Ｔ）から出力される光ビームはボビン５により遮断され、対応する受光素子（２１Ｒ、２２Ｒ）はその光ビームを受信できない状態となる。

フォークリフト１がさらに前進すると、図４（ｃ）に示すように、投受光センサ１１の光ビームがボビン５の孔６を通過するようになる。すなわち、投受光センサ１１の発光素子（２１Ｔ、２２Ｔ）から出力される光ビームが対応する受光素子（２１Ｒ、２２Ｒ）により受光されるようになる。

制御部１６は、投受光センサ１１の出力に基づいて上述の一連の動作を検出すると、フォーク３に設けられているピン４がボビン５の孔６に挿入可能な位置に達したものと判断する。そして、フォークリフト１の走行を停止し、ボビン５を把持する動作を開始する。

図５は、フォークリフト１がボビン５を把持して持ち上げる動作を説明する図である。ここでは、図面を見やすくするために、リミットスイッチ１４、投受光センサ１３、バンパ１５は省略されている。また、リミットスイッチ１２は、図５（ａ）のみに描かれている。

図４に示した手順により、ピン４がボビン５の孔６に挿入可能な位置に達しているものとする。このとき、図５（ａ）に示すように、発光素子２１Ｔおよび２２Ｔから出力される光ビームは、それぞれ、ボビン５の孔６を貫通し、受光素子２１Ｒおよび２２Ｒにより受光される。

この状態を検出すると、制御部１６は、一対のフォーク３を互いに近接する方向にスライドさせる。これにより、一対のリミットスイッチ１２は、ボビン５の側面により押圧されることになる。制御部１６は、一対のリミットスイッチ１２が押圧されていることを検出すると、ピン４がボビン５の孔６に十分に挿入されており、ボビン５を持ち上げることが出来る状態になったと判断する。そうすると、制御部１６は、フォーク３をスライドさせる動作を停止する。

続いて、フォーク３を上昇させると、ピン４がボビン５の孔６の内壁の上端部に当接する。そして、さらにフォーク３を上昇させると、ボビン５を持ち上げることができる。このとき、図５（ｂ）に示すように、ピン４の下側に設けられている発光素子２２Ｔから出力される光ビームは対応する受光素子２２Ｒにより受光されるが、ピン４の上側に設けられている発光素子２１Ｔから出力される光ビームはボビン５により遮断される。したがって、制御部１６は、投受光センサ１１の状態をモニタすることにより、在荷確認（フォークリフト１が荷物を積載しているか否かの確認）を行うことができる。

一方、ボビン５を地面または床面に荷置きする際には、図５を参照しながら説明した手順を逆の順序に実行する。すなわち、フォーク３を下降させることによりボビン５が地面または床面に達すると、発光素子２１Ｔおよび２２Ｔから出力される光ビームは、それぞれ、ボビン５の孔６を貫通して受光素子２１Ｒおよび２２Ｒにより受光される。これにより、制御部１６は、ピン４がボビン５の孔６の内壁面から離れたことを認識すると、フォーク３の下降を停止し、さらに、一対のフォーク３を互いに遠ざける方向にスライドさせる。そして、リミットスイッチ１２が押圧されない状態になると、制御部１６は、フォーク３のスライドを停止する。

なお、上述の実施例では、リミットスイッチ１２を利用してピン４がボビン５の孔６に挿入されているか否かを判断しているが、リミットスイッチ１２の代わりに、あるいはリミットスイッチ１２と併用しながら、リミットスイッチ１４を利用して同様の判断を行うようにしてもよい。

図６は、機台２にボビン５が衝突することを防止する機能について説明する図である。ここでは、ボビン５が、フォークリフト１の走行方向に対して斜めに配置されているものとする。また、図６では、図面を見やすくするために、リミットスイッチ１２、１４、バンパ１５は省略されている。

フォークリフト１の走行方向に対してボビン５が適切な角度で置かれていれば、図４を参照しながら説明したように、投受光センサ１１の光軸がボビン５の孔６を通過したタイミングで、フォークリフト１は自動的に停止する。しかし、図６に示すようにボビン５が斜めに配置されていると、投受光センサ１１の光軸がボビン５の孔６を通過できず、フォークリフト１は前進を続ける。このため、この場合、機台２にボビン５が衝突してしまうおそれがある。

そこで、実施形態の荷役装置１０は、このような衝突を防止するために投受光センサ１３を有している。そして、制御部１６は、ボビン５が機台２に接近し、投受光センサ１３の光ビームが遮断されると、フォークリフト１の走行を停止する。

図７は、フォーク３とボビン５との衝突を防止する機能について説明する図である。ここでは、図面を見やすく説明するために、投受光センサ１１、１３、リミットスイッチ１２は省略されている。

図７（ａ）に示す例では、ボビン５は、フォークリフト１を前進させたときに一対のフォーク３間に収まるものの、ピン４に衝突してしまうような位置に置かれている。この場合、ボビン５は、ピン４に衝突する前にリミットスイッチ１４に接触することになる。そうすると、制御部１６は、リミットスイッチ１４から受信する信号に従って、フォークリフト１の走行を停止する。すなわち、ボビン５がピン４に衝突することが防止される。

図７（ｂ）に示す例では、ボビン５は、フォークリフト１を前進させたときにフォーク３の先端に衝突してしまうような位置に置かれている。この場合、ボビン５は、フォーク３の先端部に設けられているバンパ１５に接触することになる。そうすると、制御部１６は、バンパ１５から受信する信号に従って、フォークリフト１の走行を停止する。

図８は、ボビン５の落下を防止するための機能について説明する図である。ここでは、図面を見やすく説明するために、投受光センサ１３、リミットスイッチ１４は省略されている。

荷役装置１０によってボビン５が持ち上げられているときは、基本的には、図５を参照しながら説明したように、投受光センサ１１の発光素子２１Ｔの光ビームが遮断され、且つ発光素子２２Ｔの光ビームが受光素子２２Ｒにより受光されている状態となっている。そして、この状態が保持されている期間は、制御部１６は、フォーク３のスライドを禁止する。

荷役装置１０がボビン５を持ち上げて保持している期間に、何らかの理由でフォーク３が開いてしまったときは、一対のリミットスイッチ１２の少なくとも一方が押圧されない状態になる。図８に示す例では、紙面上の左側のフォーク３とボビン５との間の隙間がやや大きくなっており、そのフォークに取り付けられているリミットスイッチ１２が押圧されない状態になっている。そうすると、制御部１６は、フォーク開きによりボビン５が落下する可能性があると判断し、フォークリフト１の走行を停止する。これにより、作業者が荷物の状態を確認できる。

このように、荷役装置１０は、各種センサ（投受光センサ１１、１３、リミットスイッチ１２、１４、バンパ１５）からの信号を利用して、フォークリフト１の動作（フォーク３の開閉および昇降、フォークリフト１の走行）を制御する。

なお、上述の実施例では、フォークリフト１が無人フォークリフトであるものとした説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明を作業者が運転するフォークリフトに適用すれば、荷役作業の確実性あるいは安全性の向上に寄与する。

本発明に係わるフォークリフトの使用形態について説明する図である。 本発明の実施形態の荷役装置の機能ブロック図である。 荷役装置の構成を示す図である。 荷取り作業の手順を説明する図である。 フォークリフトがボビンを把持して持ち上げる動作を説明する図である。 機台にボビンが衝突することを防止する機能について説明する図である。 フォークとボビンとの衝突を防止する機能について説明する図である。 ボビンの落下を防止するための機能について説明する図である。

符号の説明

１ フォークリフト
２ 機台
３ フォーク
４ ピン
５ ボビン
６ 孔
１０ 荷役装置
１１、１３ 投受光センサ
１２、１４ リミットスイッチ
１５ バンパ
１６ 制御部
１７ 油圧系
１８ 走行用モータ
２１Ｔ、２２Ｔ 発光素子
２１Ｒ、２２Ｒ 受光素子

Claims (5)

1. ボビン形状の荷物をその横方向から把持して昇降させるフォークリフトの荷役装置であって、
   一対のフォークと、
   互いに対向するように上記一対のフォークに設けられた一対の突起状部材と、
   上記一対の突起状部材の近傍に設けられた荷物検出用投受光手段と、
   上記荷物検出用投受光手段により検出された上記ボビンと上記フォークとの位置関係に応じて、上記フォークリフトの走行および上記フォークの動作を制御する制御手段、
   を有するフォークリフトの荷役装置。
2. 上記荷物検出用投受光手段は、上記一対の突起状部材の上側に設けられる第１の投受光センサおよび上記一対の突起状部材の下側に設けられる第２の投受光センサから構成される
   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役装置。
3. 上記一対のフォークの内側に互いに対向して設けられた一対の押圧検出手段をさらに備え、
   上記制御手段は、上記一対の押圧検出手段の出力に応じて、上記一対のフォークの開閉および昇降を制御する
   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役装置。
4. 上記一対の突起状部材よりも上記フォークリフトの機台側において上記一対のフォークに設けられた衝突検出用投受光手段をさらに備え、
   上記制御手段は、上記衝突検出用投受光手段の光軸が遮断されると、上記フォークリフトの走行を停止する
   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役装置。
5. 上記一対のフォークの先端またはその近傍に設けられた衝突防止手段をさらに備え、
   上記制御手段は、上記衝突防止手段が衝突を検知すると、上記フォークリフトの走行を停止する
   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役装置。
   
   
   

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