JP2009040553A - フォークリフト用フォーク昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】荷物の高さに応じてフォークを目標高さに停止させることができるフォークリフト用フォーク昇降制御装置を提供する。
【解決手段】フォークリフトのフォーク１４を昇降させる昇降器１３を制御するフォークリフト用フォーク昇降制御装置１であって、フォーク１４に載置された荷物２０の高さを検出する荷物検出器３と、フォークの高さを検出する揚高センサ４と、昇降器１３を制御するコントローラ２とを有している。そしてコントローラ２は、荷物検出器３からの検出信号と記憶手段に記憶された荷物収納領域の天井高さに関するデータとに基づいて、荷物２０の上面高さが荷物収納領域の天井高さよりも低い高さである目標停止高さにおけるフォーク１４の高さを算出し、揚高センサ４からの検知信号に基づいてフォーク１４が前記算出した高さになったことを判断してフォーク１４を停止させるように昇降器１３を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォークリフトのフォークを昇降させる昇降器を制御するフォーク昇降制御装置に関する。

従来のフォーク昇降制御装置は、例えばフォークを昇降する油圧シリンダ（昇降器）の油圧を測定する油圧センサと、フォークの高さを検出する揚高センサを有している（特許文献１参照）。そしてコントローラが油圧センサによってフォークに載置される荷物の重さを検出し、荷物の重さによってフォークリフトのタイヤが潰れる量を算出する。そして予め記憶回路に記憶されていたフォークの目標停止高さにタイヤの潰れ量を加算してフォークの目標停止高さを補正している。したがってフォークを正確に目標停止高さに停止させることができる。
特開昭５８−１００１００号公報

しかし荷物の高さによってフォークの停止高さを変えなければならない場合がある。例えば、荷物を棚に搬入したり棚から搬出したりする場合、荷物が棚に当たらないようにフォークの停止高さを変える必要がある。そのため作業者が目視で荷物を確認しつつフォークの高さを調整する必要がある。そこで本発明は、荷物の高さに応じてフォークを目標高さに停止させることができるフォークリフト用フォーク昇降制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備えるフォークリフト用フォーク昇降制御装置であることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、フォークに載置された荷物の高さを検出する荷物検出器と、フォークの高さを検出する揚高センサと、昇降器を制御するコントローラとを有している。そしてコントローラは、荷物検出器からの検出信号と記憶手段に記憶された荷物収納領域の天井高さに関するデータとに基づいて、荷物の上面高さが荷物収納領域の天井高さよりも低い高さである目標停止高さにおけるフォークの高さを算出し、揚高センサからの検知信号に基づいてフォークが前記算出した高さになったことを判断してフォークを停止させるように昇降器を制御する。

したがってフォーク昇降制御装置は、荷物が荷物収納領域の天井高さよりも低い高さである目標停止高さにてフォークを自動停止させることができる。そのため作業者は、荷物の高さを目視で確認しつつフォークの高さを調整する必要がなくなり、操作が容易になる。そして荷物を荷物収納領域の天井面に接触させてしまうことを防止することができる。

請求項２に記載の発明によると、コントローラは、荷物検出器からの検出信号に基づいて荷物自身の高さを検出し、記憶手段に記憶された荷物収納領域の高さと荷物自身の高さとを比較して、荷物収納領域に荷物を搬入できるか否かを判断し、搬入できないと判断した際に警報器に警報信号を出力する。したがって作業者は、荷物を荷物収納領域に搬入する前に、その荷物を荷物収納領域に搬入できるか否かを判断することがでできる。そのため荷物を荷物収納領域の天井面などに誤って接触させてしまうことを防止できる。

請求項３に記載の発明によると、荷物検出器は、荷物の上面を検知する赤外線反射式センサである。したがって荷物検出器を比較的小さくすることができる。

請求項４に記載の発明によると、荷物検出器は、荷物の少なくとも上面形状を三次元的に検出する装置である。したがって荷物の上面が荷物収納領域の天井面等に接触することを確実かつ正確に防止することができる。

請求項５に記載の発明によると、フォークに載置された荷物の重さを検出する重さセンサを有している。そしてコントローラは、重さセンサからの検出信号に基づいて荷物の重さによるフォークリフトのタイヤの潰れ量を算出して、目標停止高さを潰れ量に基づいて補正する。したがってフォーク昇降制御装置は、タイヤの潰れ量によらずに目標停止高さをほぼ一定に得るようにフォークの高さを制御することができる。

請求項６に記載の発明によると、自動モードと手動モードを選択するためのモード選択スイッチと、昇降器を操作する際に操作されるリフトレバーの操作を検出するレバー操作検出センサとを有している。そしてコントローラは、モード選択スイッチとレバー操作検出センサからの検知信号に基づいて、自動モードが選択されかつフォークを下降させることを判断した場合に、フォークを地面から所定の高さである走行時の目標停止高さに停止させるように昇降器を制御し、自動モードが選択されかつフォークを上昇させることを判断した場合に、フォークに載置された荷物の上面高さが荷物収納領域の天井高さよりも低い収納領域対応の目標停止高さにフォークを停止させるように昇降器を制御する。したがって自動モードにおいてフォークを下降させるとフォークが走行時の目標停止高さで自動停止する。そして自動モードにおいてフォークを上昇させるとフォークが収納領域対応の目標停止高さで自動停止する。

（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜４にしたがって説明する。フォークリフト１０は、車体１１の前端に立設されたマスト１２と、マスト１２に昇降可能に取付けられたフォーク１４と、フォーク１４を昇降させる昇降器１３と、昇降器１３を制御するフォーク昇降制御装置１を有している。マスト１２は、車体１１に固定された一対のアウタマスト１２ａと、アウタマスト１２ａに上下移動可能に設けられた一対のインナマスト１２ｂと、インナマスト１２ｂに上下移動可能に設けられたブラケット１２ｃを有しており、ブラケット１２ｃに一対のフォーク１４が取付けられている。

昇降器１３は、図１、２に示すように油圧シリンダ１３ａとチェーン１３ｂを有している。油圧シリンダ１３ａは、アウタマスト１２ａとインナマスト１２ｂの間に設けられている。チェーン１３ｂは、一端がアウタマスト１２ａに係止され、途中部分がインナマスト１２ｂに懸架され、他端部がブラケット１２ｃに係止されている。油圧シリンダ１３ａは、配管によってオイルタンク１９と連通されており、オイルタンク１９内のオイルは、原動機１８によって駆動したポンプ１７によって汲み上げられ、制御弁８を経由して油圧シリンダ１３ａに供給される。そして油圧シリンダ１３ａが油圧によって伸縮することで、チェーン１３ｂを介してブラケット１２ｃとフォーク１４が昇降する。

図２に示すようにフォーク昇降制御装置１は、制御弁８を制御するコントローラ２と、複数の検出器（荷物検出器３、揚高センサ４、重さセンサ５、レバー操作検出センサ６）と、モード選択スイッチ７と、警報器９を有している。制御弁８は、例えば電磁比例弁であって、コントローラ２から出力された電流に比例して開閉量が調整される。そして制御弁８は、コントローラ２によって制御されることで油圧シリンダ１３ａへのオイルの供給量と排出量を調整する。

荷物検出器３は、荷物２０の上面高さと大きさを測定するエリアセンサまたはライトカーテンであって、図１に示すようにマスト１２の側面に取付けられる。エリアセンサは、赤外線反射式センサまたはマイクロ波反射式センサであって、フォーク１４に載置された荷物２０に近赤外線やマイクロ波などの不可視光線を照射して反射した不可視光線の量を検知する。そしてコントローラ２は、荷物検出器３からの検知信号に基づいて荷物２０の上面高さと、荷物２０自身の大きさ検出する。なお荷物検出器３として赤外線反射式センサを採用した場合には、荷物検出器３を比較的小さくすることができる。

揚高センサ４は、フォーク１４の高さを測定するリール式ポテンショメータ、レーザ変位センサ、超音波センサなどであって、検出信号をコントローラ２に出力する。重さセンサ５は、油圧シリンダ１３ａに供給したオイルの油圧を検知して検知信号をコントローラ２に出力する圧力センサである。油圧シリンダ１３ａに供給されたオイルの油圧は、フォーク１４に載置した荷物２０が重いほど大きくなる。そして荷物２０が重くなるほどフォークリフト１０のタイヤが潰れる。そのためコントローラ２は、重さセンサ５からの検知信号に基づいて荷物２０の重さと、荷物２０の重さによってタイヤ１５が潰れる量とを算出することができる。

レバー操作検出センサ６は、リフトレバー１６の角度を検出する角度センサ、ポテンショメータであって、リフトレバー１６の操作量に応じた検知信号をコントローラ２に出力する。そしてコントローラ２は、レバー操作検出センサ６からの検知信号に基づいて制御弁８を制御してフォーク１４の昇降速度を制御する。モード選択スイッチ７は、自動モードと手動モードを選択するためのスイッチであって、運転席から操作できる位置、例えばリフトレバー１６に取付けられる。

コントローラ２は、演算処理装置（ＣＰＵ）と記憶手段（メモリ）を有している。記憶手段には、フォーク１４の二つの目標停止高さと、荷物収納領域２３の高さ２３ａと天井高さ２３ｂが記憶されている。これら高さのデータは、予め記憶手段に記憶、またはコントローラ２と電気的に接続されている入力手段から入力されて記憶される。目標停止高さは、図３に示すようにフォーク１４が地面からＡの距離（１０〜３０ｃｍ）を有する走行時の目標停止高さと、フォーク１４に載置された荷物２０の上面高さが荷物収納領域２３の天井高さから下方にＢの距離（５〜２０ｃｍ）を有する収納領域対応の目標停止高さである。

以下、フォーク昇降制御装置１の制御フローを図４にしたがって説明する。先ず、モード選択スイッチ７が自動モードであるか否かをコントローラ２が判断する（ステップＳ１）。自動モードが選択さている場合、コントローラ２が荷物検出器３もしくは重さセンサ５からの検知信号に基づいて荷物２０がフォーク１４に載置されているか否かを判断する（ステップＳ２）。荷物２０がフォーク１４に載置されていると判断した場合は、荷物検出器３からの検知信号に基づいて荷物２０自体の高さ２０ａをコントローラ２が算出する（ステップＳ３）。例えば、荷物２０の上面と下面を検知した荷物検出器３からの検知信号に基づいてコントローラ２が荷物２０の高さ２０ａを算出する。あるいは荷物２０の上面を検知した荷物検出器３からの検知信号と、フォーク１４の高さを検知した揚高センサ４からの検知信号に基づいてコントローラ２が荷物２０の高さ２０ａを算出する。

次に、コントローラ２は、荷物２０の高さ２０ａと記憶手段に記憶されている荷物収納領域２３の高さ２３ａとを比較して、荷物２０を荷物収納領域２３に搬入できるか否かを判断する（ステップＳ４）。詳しくは荷物２０の高さ２０ａとフォーク１４の厚み（高さ）と荷物２０を持ち上げるために必要なスペースとの和が、荷物収納領域２３の高さ２３ａよりも小さいと判断した場合に、荷物２０を荷物収納領域２３に搬入できると判断する。搬入できないと判断した場合には、コントローラ２が警報器９に警報信号を出力し（ステップＳ５）、警報器９が警報表示または警報音を出力する。したがって作業者は、荷物２０を荷物収納領域２３に搬入する前に、その荷物２０を荷物収納領域２３に搬入できるか否かを判断することがでできる。そのため荷物２０を荷物収納領域２３の天井面などに誤ってぶつけてしまうことを防止できる。

次にコントローラ２は、荷物検出器３からの検出信号に基づいて収納領域対応の目標停止高さにおけるフォーク１４の高さを算出する（ステップＳ６）。具体的には、荷物収納領域２３の天井高さ２３ｂから荷物検出器３の検出信号から得られた荷物２０の高さを引くことで収納領域対応の目標停止高さにおけるフォーク１４の高さを算出する。次にコントローラ２は、重さセンサ５からの検出信号に基づいて荷物２０の重さを検出し、荷物２０の重さによってタイヤが潰れる量を算出する（ステップＳ７）。そしてコントローラ２は、記憶手段に記憶している目標停止高さからタイヤの潰れを引くことで目標停止高さを補正する（ステップＳ８）。

そしてリフトレバー１６の操作が操作されると、レバー操作検出センサ６からの検知信号に基づいてコントローラ２が制御弁８を制御し、これによってフォーク１４が上昇または下降する（ステップＳ９）。そしてフォーク１４が走行時の目標停止高さもしくは荷物収納領域対応の目標停止高さに達すると、揚高センサ４からの検知信号に基づいてコントローラ２が制御弁８を制御してフォーク１４を停止させる（ステップＳ１０）。したがって自動モードにおいてフォーク１４を下降させるとフォーク１４が走行時の目標停止高さで自動停止する。そして自動モードにおいてフォーク１４を上昇させるとフォーク１４が収納領域対応の目標停止高さで自動停止する。

以上のようにして実施の形態１が形成されている。すなわちフォーク昇降制御装置１は、図２に示すように荷物２０の上面高さを検出する荷物検出器３と、荷物検出器３からの検出信号を利用してフォーク１４を目標停止高さに停止すように昇降器１３を制御するコントローラ２とを有している。したがってフォーク昇降制御装置１は、フォーク１４を荷物２０の高さに応じた目標停止高さに自動停止させることができる。そのため作業者は、荷物２０の高さを目視で確認しつつフォーク１４の高さを調整する必要がなくなり、操作が容易になる。

またフォーク昇降制御装置１は、フォーク１４の高さを検出する揚高センサ４を有している。そしてコントローラ２は、荷物検出器３からの検出信号と記憶手段に記憶された荷物収納領域の天井高さに関するデータとに基づいて、荷物２０の上面高さが荷物収納領域２３の天井高さ２３ｂよりも低い高さである目標停止高さにおけるフォーク１４の高さを算出し、揚高センサ４からの検知信号に基づいてフォーク１４が算出した高さになったことを判断してフォーク１４を停止させるように昇降器１３を制御する。したがってフォーク１４の昇降は、荷物２０が荷物収納領域２３の天井高さよりも低い高さである目標停止高さにて停止する。そのため荷物２０を荷物収納領域２３の天井面に接触させてしまうことを防止することができる。

またフォーク昇降制御装置１は、荷物２０の重さによるフォークリフト１０のタイヤ１５の潰れ量を算出して、目標停止高さを潰れ量に基づいて補正する。したがってフォーク昇降制御装置１は、タイヤ１５の潰れ量によらずに目標停止高さをほぼ一定に得るようにフォーク１４の高さを制御することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２を図５にしたがって説明する。実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、荷物検出器３に代えて荷物検出器２１を有している点において実施の形態１と相違している。荷物検出器２１は、画像認識装置であって、カメラ２１ａとデータ処理装置２１ｂを有している。カメラ２１ａは、例えばＣＣＤカメラであってマスト１２の上方外側に取付けられており、荷物２０の画像を上方から得て、データ処理装置２１ｂに検知信号を出力する。データ処理装置２１ｂは、カメラ２１ａからの検出信号に基づいて荷物２０を三次元的に解析する。

したがって荷物検出器２１は、荷物２０の少なくとも上面形状を三次元的に検出する。そのため荷物２０の上面が荷物収納領域２３の天井面等に接触することを確実かつ正確に防止することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３を図６にしたがって説明する。実施の形態３は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、荷物検出器３に代えて荷物検出器２２を有している点において実施の形態１と相違している。荷物検出器２２は、レーザ２２ａとデータ処理装置２２ｂを有している。レーザ２２ａは、マスト１２の上方の左右両側に取付けられており、荷物２０の画像を上方から得て、データ処理装置２２ｂに検知信号を出力する。データ処理装置２２ｂは、レーザ２２ａからの検出信号に基づいて荷物２０を三次元的に解析する。

（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１〜３に限定されず、以下の形態などであっても良い。
（１）例えば実施の形態１〜３では、荷物検出器３，２１，２２によって荷物２０の高さを検出し、図４のステップＳ６において荷物収納領域対応の目標停止高さにおけるフォーク１４の高さを算出していた。しかしアウタマストには、赤外線反射式センサなどのテープ式のセンサ（荷物検出器）が取付けられており、そのセンサによって地面からの荷物の上面高さすなわち地面からの客観的高さを検出し、センサからの検出信号に基づいて地面からの荷物の上面高さが、記憶手段に記憶されている荷物収納領域対応の目標停止高さになったことをコントローラが判断し、フォークの昇降を停止させる形態であっても良い。この形態によるとフォークの上昇量が少ない場合、例えばトラックの荷室内にて荷物を持ち上げ、荷物と荷室の天井面が最初から近い場合等に有効である。そしてこの形態によると、荷物収納領域対応の目標停止高さにおけるフォークの高さを算出する必要がなくなり、揚高センサからの検出信号も必要としなくなる。つまり本発明は、「フォークリフトのフォークを昇降させる昇降器を制御するフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、前記フォークに載置された荷物の上面高さの地面からの高さを検出する荷物検出器と、前記昇降器を制御するコントローラとを有しており、前記コントローラは、荷物検出器からの検出信号に基づいてフォークに載置された荷物の上面高さが荷物収納領域の天井高さよりも低い高さである目標停止高さになったことを判断し、その高さにおいてフォークを停止させるように昇降器を制御することを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置」である。
（２）また実施の形態１〜３では、荷物収納領域の天井高さに関するデータとして、荷物収納領域２３の高さ２３ａと天井高さ２３ｂのデータがコントローラの記憶手段に予め記憶、もしくは入力手段から記憶手段に入力されて記憶されていた。しかし荷物収納領域の天井高さに関するデータとして、目標停止高さ、すなわち荷物収納領域２３の天井高さ２３ｂよりも下方にＢの距離を有する目標停止高さが記憶手段に予め記憶、もしくは入力されて記憶されている形態であっても良い。
（３）また実施の形態１〜３では、荷物収納領域２３の高さ２３ａと天井高さ２３ｂがコントローラの記憶手段に予め記憶、もしくは入力手段から記憶手段に入力されて記憶されていた。しかし荷物検出器３，２１，２２によって荷物収納領域の高さまたは天井高さを測定して記憶手段で記憶する形態であっても良い。
（４）また実施の形態１〜３では、コントローラ２が荷物２０を荷物収納領域２３に搬入できないと判断した場合に、コントローラ２が警報器９に警報信号を発する形態であった。しかし警報器９に警報信号を発するのに代えて、コントローラがフォークの昇降を不能にする形態であっても良い。
（５）実施の形態１〜３の荷物検出器は、マストに取付けられていた。しかし荷物検出器がフォークリフトの車体などに取付けられる形態であっても良い。
（６）実施の形態１〜３の荷物収納領域は、棚であっても良いし、トラックの荷室などであっても良い。

フォークリフトの斜視図である。 フォーク昇降制御装置のブロック図である。 フォークリフトの左側面図である。 フォーク昇降制御装置の制御フロー図である。 実施の形態２のフォークリフトの斜視図である。 実施の形態３のフォークリフトの斜視図である。

符号の説明

１…フォーク昇降制御装置
２…コントローラ
３，２１，２２…荷物検出器
４…揚高センサ
５…重さセンサ
６…レバー操作検出センサ
７…モード選択スイッチ
８…制御弁
９…警報器
１０…フォークリフト
１２…マスト
１３…昇降器
１４…フォーク
２０…荷物
２３…荷物収納領域

Claims (6)

1. フォークリフトのフォークを昇降させる昇降器を制御するフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、
   前記フォークに載置された荷物の高さを検出する荷物検出器と、前記フォークの高さを検出する揚高センサと、前記昇降器を制御するコントローラとを有しており、
   前記コントローラは、前記荷物検出器からの検出信号と記憶手段に記憶された荷物収納領域の天井高さに関するデータとに基づいて、荷物の上面高さが前記荷物収納領域の天井高さよりも低い高さである目標停止高さにおけるフォークの高さを算出し、前記揚高センサからの検知信号に基づいて前記フォークが前記算出した高さになったことを判断して前記フォークを停止させるように前記昇降器を制御することを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置。
2. 請求項１に記載のフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、
   コントローラは、荷物検出器からの検出信号に基づいて荷物自身の高さを検出し、記憶手段に記憶された荷物収納領域の高さと前記荷物自身の高さとを比較して、前記荷物収納領域に前記荷物を搬入できるか否かを判断し、搬入できないと判断した際に警報器に警報信号を出力することを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置。
3. 請求項１または２に記載のフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、
   荷物検出器は、荷物の上面を検知する赤外線反射式センサであることを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、
   荷物検出器は、荷物の少なくとも上面形状を三次元的に検出する装置であることを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、
   フォークに載置された荷物の重さを検出する重さセンサを有し、
   コントローラは、前記重さセンサからの検出信号に基づいて前記荷物の重さによるフォークリフトのタイヤの潰れ量を算出して、目標停止高さを前記潰れ量に基づいて補正することを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のフォークリフト用フォーク昇降制御装置であって、
   自動モードと手動モードを選択するためのモード選択スイッチと、昇降器を操作する際に操作されるリフトレバーの操作を検出するレバー操作検出センサとを有し、
   コントローラは、前記モード選択スイッチと前記レバー操作検出センサからの検知信号に基づいて、自動モードが選択されかつフォークを下降させることを判断した場合に、前記フォークを地面から所定の高さである走行時の目標停止高さに停止させるように昇降器を制御し、自動モードが選択されかつフォークを上昇させることを判断した場合に、フォークに載置された荷物の上面高さが荷物収納領域の天井高さよりも低い収納領域対応の目標停止高さにフォークを停止させるように昇降器を制御することを特徴とするフォークリフト用フォーク昇降制御装置。

Images