JP2006193269A - フォークリフトの荷位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォークリフトが備える荷位置検出装置において、荷を傷つけることなくその荷の位置検出を行えるようにする。
【解決手段】 荷位置検出レバー２１、２２がそれぞれ左右のフォーク２に対して回転可能に取り付けられる。パイプ２３は、円筒形状であり、荷位置検出レバー２１と荷位置検出レバー２２とを連結する。パイプ２３は、荷位置検出レバー２１、２２に対して回転可能な状態で取り付けられる。フォークリフトが搬送すべき荷を取り上げる際に、その荷がパイプ２３に接触して押圧することで荷位置検出レバー２１、２２が所定角度まで回転すると、機台に対する荷の位置が検出される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、荷位置を検出する機能を備えたフォークリフト、特に、同機能を備えた無人フォークリフトに係わる。

フォークリフトによる荷役作業においては、荷をパレット上に置いた状態でそのパレットにフォークを差し込んで昇降させることが一般的である。ところが、荷がパレットからはみ出している場合等には、フォークをパレットに挿入する際に、フォークリフトの機台が荷に接触または衝突してしまうおそれがある。特に、無人フォークリフトにおいては、この問題が発生しやすい。このため、フォークリフトのなかには、機台に対する荷の位置を検出する機能を備えたものがある（例えば、特許文献１）。また、荷が置かれている位置を検出する機能を備えたフォークリフトも知られている（例えば、特許文献２）。

機台に対する荷の位置を検出する装置としては、フォークの根元近くにスプリング等を利用して回転可能に取り付けられたレバーと、そのレバーが荷に接触しながら押されることによる回転を検出するセンサで構成されたものが一般的である。そして、この検出装置は、レバーが所定角度まで回転したことを検出すると、荷が機台に接近しすぎていると判断する。これにより、機台の走行を停止し、荷に機台が衝突することが回避される。
特開平８−３０１５９８号公報（図１、明細書の段落００１１〜００１３、要約） 特開平６−３４０４００号公報（図１、図２、明細書の段落０００８〜０００９）

ところが、荷が変形しやすい材質（例えば、紙やペットボトル等）である場合は、その荷がレバーに押圧されることによって接触部分が凹んでしまい、荷を傷つけてしまうか、或いはレバーが回転せずに荷位置を検出できないことがある。また、荷取り時または荷降し時には、レバーが荷に接触したままフォークが上昇または下降するので、その接触部分を傷つけてしまうおそれがある。

なお、特許文献１に記載の構成では、レバーと荷との接触面積を大きくする工夫がなされているので、押圧によって荷が傷つく可能性は低くなるものと思われるが、レバーが荷に接触したままフォークを上昇または下降させたときにその接触部分を傷つけてしまうおそれがあることには変わりがない。また、特許文献２に記載の装置は、検出棒の先端にローラが設けられているが、荷と機台との衝突を回避する目的で提案されているものではなく、パレットを含めた荷の置かれている位置を検出するものである。

本発明の目的は、フォークリフトが備える荷位置検出装置において、荷を傷つけることなく位置検出を行えるようにすることである。

本発明の荷位置検出装置は、フォークリフトに設けられ、一対のフォークのうちの一方のフォークに回転可能に取り付けられた第１のレバーと、上記一対のフォークのうちの他方のフォークに回転可能に取り付けられた第２のレバーと、上記第１および第２のレバーを連結するパイプと、上記第１または第２のレバーが所定角度まで回転したことを検出するセンサ、を有する。

この構成によれば、荷を取り上げるためにフォークリフトを前進させたとき、その荷はパイプに接触する。そして、その荷がパイプを押圧することにより第１または第２のレバーが所定角度まで回転すると、そのことをもって上記センサにより荷位置が検出される。このとき、荷とパイプとの間の接触面積は大きいので、荷への接触圧は低くなる。

上記パイプは、上記第１および第２のレバーのそれぞれに対して回転可能にそれら第１および第２のレバーに取り付けられるようにしてもよい。この構成によれば、荷がパイプに押圧された状態でフォークを昇降させても、そのパイプは荷の表面を転がるので、荷を傷つけることはない。

また、上記パイプは、その長手方向が地面または床面に平行に伸びるように設けられるようにしてもよい。この構成によれば、荷とパイプとの接触面積が大きいので、荷に加わる接触圧が小さくなる。

本発明の他の実施形態の荷位置検出装置は、一対のフォークのうちの一方のフォークに回転可能に取り付けられた第１のレバーと、上記一対のフォークのうちの他方のフォークに回転可能に取り付けられた第２のレバーと、上記第１のレバーに接続された第１のパイプと、上記第２のレバーに接続された第２のパイプと、上記第１のレバーが所定角度まで回転したことを検出する第１のセンサと、上記第２のレバーが所定角度まで回転したことを検出する第２のセンサ、を有する。そして、上記第１のパイプの長手方向および上記第２のパイプの長手方向が同一直線上に設けられる。この構成によれば、第１および第２のレバーが１つのパイプにより連結された構成と同様の作用により同様の効果が得られるとともに、フォークに対して荷が左右非対称にずれたことを検出できる。

本発明によれば、荷に対する接触圧が低くなるので、荷を傷つけてしまうことがなくなると共に、荷が柔らかい材質であっても荷位置検出用のレバーを十分に回転させることができ、正しく荷位置検出を行える。

図１は、本発明に係わるフォークリフトの荷役作業について説明する図である。図１において、フォークリフト１は、特に限定されるものではないが、例えば無人フォークリフトであり、フォーク２、およびフォーク２を昇降させるためのマスト３を備える。

荷１１は、パレット１２に載せられた状態で搬送される。すなわち、フォークリフト１は、荷１１を取り上げる際には、フォーク２をパレット１２の高さ位置に合わせて前進してゆき、フォーク２をパレット１２に挿入した状態でそのフォーク２を上昇させる。そして、所望の位置へ荷１１を搬送する。

このとき、図１に示すように、荷１１がパレット１２からはみ出しているような場合には、フォーク２をパレット１２に挿入する際に、荷１１にフォークリフト１の機台（マスト３を含む）が衝突してしまうおそれがある。このため、フォークリフト１は、その機台に対する荷１１の位置を検出するための荷位置検出装置４を備え、荷１１と機台との距離が所定値以下になることを回避するようにしている。すなわち、例えば、荷１１が荷位置検出装置４に接触すると、フォークリフト１はその走行を停止するように制御される。

ここで、荷１１が変形しやすい材質（たとえば、紙やペットボトル等）で出来ている場合は、荷１１が荷位置検出装置４に押圧されることにより傷ついてしまうおそれがある。そこで、本発明に係る荷位置検出装置４は、荷１１に傷をつけることがないような構成を導入している。

なお、図１は、フォークリフトの荷役作業について説明する図であり、荷位置検出装置４については、従来の形態のものが描かれている。
図２（ａ）は、荷位置検出装置４の分解構成図であり、図２（ｂ）は、組付けられた状態を示す図である。荷位置検出装置４は、荷位置検出レバー（第１のレバーおよび第２のレバー）２１、２２を備える。ここで、荷位置検出レバー２１は、一対のフォーク２のうちの一方のフォークに取り付けられ、荷位置検出レバー２２は、他方のフォークに取り付けられている。

パイプ２３は、円筒形状であり、荷位置検出レバー２１と荷位置検出レバー２２とを連結する。ここで、パイプ２３は、その内径が荷位置検出レバー２１、２２の先端部の外径よりも大きく形成されており、荷位置検出レバー２１、２２に対して回転可能な状態で取り付けられる。また、パイプ２３は、荷に接触したときにそれを傷つけないようにするために、その表面がゴム等の柔らかい材質で形成されている。

フォークリフト１が荷１１を取り上げる際に、フォーク２をパレット１２に挿入するようにして前進してゆくと、やがて荷１１がパイプ２３に接触する。そして、フォークリフト１がさらに前進すると、パイプ２３が荷１１により押圧され、不図示のセンサがその押圧を検知することによって、荷１１が機台に対して適切な位置に到達したこと（或いは、機台に接近したこと）を検出する。

図３は、荷位置検出装置４のセンサ部の構成を示す図であり、（ａ）はフォークリフト１の正面側から見た図であり、（ｂ）は側面方向から見た図である。なお、センサ部は、左右のフォークにそれぞれ設けられており、互いに同一の構造である。

荷位置検出レバー２１、２２は、スプリング２４を利用して、フォーク２に対して回転可能に取り付けられる。そして、上述のようにしてパイプ２３が荷１１により押圧されると、フォーク２に対して図３（ｂ）に示す角度φが小さくなる方向に荷位置検出レバー２１、２２が回転する。なお、この回転には、スプリング２４による負荷がかかる。また、荷１１がパイプ２３から離れると、スプリング２４の復元力によって、荷位置検出レバー２１、２２は元の位置に戻る。

角度φが小さくなる方向に荷位置検出レバー２１、２２が回転すると、それに伴ってカム２５が図３（ｂ）において反時計回り方向に回転し、リミットスイッチ２６のプランジャーが押し上げられてリミットスイッチ２６がＯＮとなる。これにより、荷１１が機台に対して所定の位置に達したことが検出される。そして、このようにして荷位置が検出されると、それに応じて機台が制御（例えば、フォークリフト１の走行の停止）される。

荷位置検出装置は、一般には、例えば、以下のようにして設計される。すなわち、スプリング２４のバネ定数を「ｋ」、荷位置検出レバーの取付け状態のねじれ角（初期ねじれ角）を「θ₀ 」、初期ねじれ角から荷位置検出までの角度を「θ」、荷位置検出レバーの回転中心から荷との接触部分までの距離を「Ｒ」、荷との接触部分の長さを「Ｌ」、荷に加わる接触圧を「Ｐ」とすると、下記（１）式が得られる。
Ｐ＝ｋ（θ＋θ₀ ）／（Ｒ×Ｌ） ・・・（１）
したがって、荷を傷つけないようにするためには、荷位置検出装置は、上記（１）式の接触圧Ｐが、荷の剛性よりも小さくなるように設計される必要がある。

本発明の実施形態の荷位置検出装置４においては、パイプ２３を設けることにより、荷１１との接触面積を大きく（接触長さを長く）している。これにより、荷位置検出装置４から荷１１に加わる接触圧が小さくなり、変形しやすい材質の荷であっても、その荷を傷つけることはない。また、荷が変形しやすい材質であっても、その荷を傷つけることなく荷位置検出レバー２１、２２を十分に回転させることができるので、正しく荷位置検出を行える。

ここで、パイプ２３の長さ（または、荷１１と接触するパイプ２３の長さ）を「Ｌ₁ 」、荷に加わる接触圧を「Ｐ₁ 」とすると、下記（２）式が得られる。
Ｐ₁ ＝２ｋ（θ＋θ₀ ）／（Ｒ×Ｌ₁ ） ・・・（２）
なお、（１）式と比較して（２）式において「２」が乗算されている理由は、荷位置検出レバー２１、２２が連結しており、２個のスプリング２４による復元力が発生するためである。また、従来の荷位置検出装置では、レバーが直接的に荷に接触したため、その接触長Ｌは小さかったが、本発明に係る荷位置検出装置４においては、パイプ２３が荷１１に接触するので、接触長Ｌ₁ は、従来の接触長Ｌと比較して十分に大きな値となる。ここで、Ｌ₁ ＝ＮＬ（Ｎは、例えば、１０以上の正の値）とすれば、下記（３）式に示すように、本発明に係る荷位置検出装置４によって、荷１１の接触圧を「２／Ｎ」に低下させることができる。
Ｐ₁ ＝２ｋ（θ＋θ₀ ）／（Ｒ×Ｌ×Ｎ）＝２Ｐ／Ｎ ・・・（３）
図４は、荷取り時または荷降し時の動作を説明する図である。荷取り時は、上述したように、フォーク２をパレット１２に挿入してゆき、パイプ２３が荷１１により押圧されて荷位置検出レバー２１、２２が所定角度まで回転したことが検出されると、フォークリフト１は停止する。そして、パイプ２３が荷１１に押圧接触された状態のまま、フォーク２を上昇させる。ここで、パイプ２３は、荷位置検出レバー２１、２２に対して回転可能に取り付けられているので、フォーク２を上昇させたときに、パイプ２３は、荷１１の表面を転がるようして移動することとなる。このことは、荷降し時のフォーク２を下降させる際も同様である。よって、フォーク２の昇降時に荷１１に傷をつけることはない。

なお、上述の実施例では、安定した位置検出を行うために左右のフォークにそれぞれリミットスイッチ２５を含むセンサ部を設けているが、一方のフォークのみにセンサ部を設けるようにしても、同様の荷位置検出を行うことができる。このような構成とすれば、荷位置検出装置の低コスト化が図れる。

また、上述の実施例では、パイプ２３が荷位置検出レバー２１、２２を連結する構成であるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図５に示すように、荷位置検出レバー２１にパイプ２３ａが取り付けられ、荷位置検出レバー２２にパイプ２３ｂが取り付けられた構成であってもよい。この場合、パイプ２３ａ、２３ｂは、それぞれ荷位置検出レバー２１、２２に対して回転可能に取り付けられる。また、パイプ２３ａ、２３ｂは、それらの長手方向が同一直線上に整列されるように設けられる。このような構成とすれば、左右の荷位置検出を独立して行うことができるので、パレット上での荷ずれを検出したり、フォークシフタ（油圧にてフォークが左右にスライドする構造）への応用も可能である。

本発明に係わるフォークリフトの荷役作業について説明する図である。 （ａ）は、荷位置検出装置の分解構成図であり、（ｂ）は、組付けられた状態を示す図である。 荷位置検出装置のセンサ部の構成を示す図である。 荷取り時または荷降し時の動作を説明する図である。 他の実施形態の荷位置検出装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ フォークリフト
２ フォーク
３ マスト
４ 荷位置検出装置
１１ 荷
１２ パレット
２１、２２ 荷位置検出レバー
２３ パイプ
２３ａ、２３ｂ パイプ
２４ スプリング
２５ カム
２６ リミットスイッチ

Claims (4)

1. フォークリフトが備える荷位置検出装置であって、
   一対のフォークのうちの一方のフォークに回転可能に取り付けられた第１のレバーと、
   上記一対のフォークのうちの他方のフォークに回転可能に取り付けられた第２のレバーと、
   上記第１および第２のレバーを連結するパイプと、
   上記第１または第２のレバーが所定角度まで回転したことを検出するセンサ、
   を有する荷位置検出装置。
2. 上記パイプは、上記第１および第２のレバーのそれぞれに対して回転可能にそれら第１および第２のレバーに取り付けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の荷位置検出装置。
3. 上記パイプは、その長手方向が地面または床面に平行に伸びるように設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の荷位置検出装置。
4. フォークリフトが備える荷位置検出装置であって、
   一対のフォークのうちの一方のフォークに回転可能に取り付けられた第１のレバーと、
   上記一対のフォークのうちの他方のフォークに回転可能に取り付けられた第２のレバーと、
   上記第１のレバーに接続された第１のパイプと、
   上記第２のレバーに接続された第２のパイプと、
   上記第１のレバーが所定角度まで回転したことを検出する第１のセンサと、
   上記第２のレバーが所定角度まで回転したことを検出する第２のセンサ、を有し、
   上記第１のパイプの長手方向および上記第２のパイプの長手方向が同一直線上に設けられることを特徴とする荷位置検出装置。
   
   
   
   

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