JP2706375B2 - フォークリフトの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁油圧式で荷役作業
を操作できるフォークリフトの制御装置に関し、フォー
クの上昇を簡単に操作できるよう工夫したものである。
また、断線故障時には、自動上昇を禁止するようにした
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁油圧式に操作できるフォーク
リフトの制御装置としては、例えば図１０に示すものが
知られている（実開昭６０−１０７４０５公報）。同図
に示すように油圧ポンプ０１からの圧油は、電磁比例制
御弁０２と、管路０７を介して図示しないパワーステア
リング用の制御弁（図示省略）とに分流されている。電
磁比例制御弁０２には、パイロット操作用の油室０２ａ
が形成され、この油室０２ａにはパイロットピストン０
２ｂが摺動自在に嵌合されている。このパイロットピス
トン０２ｂは、油路を切り換えるスプール０２ｃと連結
している。パイロットピストン０２ｂ及びスプール０２
ｃはそれぞれスプリング０３ａ，０３ｂに連結し、油圧
のない状態で中立位置に保持されている。パイロットピ
ストン０２ｂの両側には、パイロット流入管路０２ｄ，
０２ｅがそれぞれ設けられている。パイロット流入管路
０２ｄ，０２ｅは、電磁開閉弁０２ｆ，０２ｇを介して
パワーステアリング用の油圧系と接続している。従っ
て、電磁開閉弁０２ｆ，０２ｇを開閉することにより、
パイロットピストン０２ｂ及びスプール０２ｃが図中左
右に移動する。スプール０２ｃが移動すると、このスプ
ール０２ｃを介して作業機シリンダ０４に圧油が給排さ
れ、作業機シリンダ０４が伸縮する。スプール０２ｃの
移動位置により、作業機シリンダ０４に給排される圧油
の流量が調整され、その昇降速度が調整される。作業機
シリンダ０４としては、フォーク（図示省略）を昇降さ
せるもの、傾斜させるもの等の各種のものが使用でき
る。

【０００３】一方、電磁開閉弁０２ｆ，０２ｇはコント
ローラ０５からの流量制御信号により、開閉が制御され
る。コントローラ０５は、作業機レバー０６からのレバ
ー操作信号により流量制御信号を出力する。作業機レバ
ー０６は、ポテンショメータを備えており、傾き角度及
び傾き方向に応じたレバー操作信号を出力する。作業機
レバー０６は、中立位置では出力を出さない。従って、
作業機レバー０６を操作することで、電磁開閉弁０２
ｆ，０２ｇを開閉して電磁比例制御弁０２から作業機シ
リンダ０４に圧油が給排され、作業機シリンダ０４が伸
縮してフォークの昇降、傾斜等が行われると共に作業機
レバー０６の傾き角度を調整すると、作業機シリンダ０
４への圧油の流量が調整され昇降速度等を自在に制御す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来のフォー
クリフトでは、フォークを上昇させながら走行操作（ハ
ンドル操作）をすることは、きわめて難かしい操作であ
った。つまり両操作を同時に行うには、作業機レバーを
傾けながらハンドルを操作しなければならなかったから
である。

【０００５】またフォークを長揚程にわたり上昇させる
には、作業機レバーを長時間、傾けておかなければなら
ないので、オペレータの腕が疲れていた。このことはマ
スト高の高いフォークリフト（２段フルフリ型、３段フ
ルフリ型、高マスト型等）において特に問題であった。

【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、簡単な操
作でフォークを上昇させることのできるフォークリフト
の制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、傾き角に応じた値のレバー操作信号を出力
する作業機レバーと、レバー操作信号の値に応じた値の
流量制御信号を出力するコントローラと、流量制御信号
の値に応じた量の圧油を給排する電磁比例制御弁と、電
磁比例制御弁により圧油が給排されて伸縮してフォーク
を昇降するリフトシリンダと、を有するフォークリフト
において、自動上昇スイッチと、フォークの上昇上限位
置よりもやや低いセンサ検出位置にフォークが達したこ
とを検出する位置センサと、位置センサ用の信号線の断
線を検出する断線検出手段と、前記リフトシリンダへ圧
油を給排する管路に配設されて、この管路内の圧油の圧
力を検出する油圧センサを備えるとともに、前記コント
ローラは、油圧センサで検出した圧力を基にフォークに
積んだ荷物の荷重を求め、更にレバー操作信号の値が零
であるときに自動上昇スイッチが投入されると、荷重が
異なっていても、上昇初期ではフォークの上昇スピード
が徐々に増加し、上昇中期ではフォークの上昇スピード
が一定となり、フォークがセンサ検出位置を通り過ぎた
ことを前記位置センサが検出した以降の上昇後期ではフ
ォークの上昇スピードが徐々に減少して停止するようあ
らかじめ設定した特性に沿いフォークが上昇するよう
に、荷重を加味して流量制御信号の値をコントロールす
る機能を有するとともに、前記断線検出手段が位置セン
サ用の信号線の断線を検出したときには、自動上昇スイ
ッチが投入されてもフォークの上昇を禁止する機能を有
することを特徴とする。

【０００８】

【作用】作業機レバーが中立位置にあるときに自動上昇
スイッチを押すとフォークが自動的に上昇し、フォーク
が上限近くに達するとフォークが停止する。また、断線
検出手段が位置センサ用の信号線の断線を検出すると、
自動上昇は禁止される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１〜図９に本発明の一実施
例を示す。図７は、本実施例に適用するフォークリフト
の一例を示す斜視図である。同図に示すようにリフトシ
リンダ１は左右一対のアウターマスト２に固定され、ピ
ストンロッド１ａの伸縮に伴いアウターマスト２をガイ
ドとして左右一対のインナーマスト３を昇降するように
なっている。この時、アウターマスト２は車体７の前方
で車体７に固定してある。この結果、インナーマスト３
の昇降に伴いチェーンに懸架してあるブラケット５及び
直接荷物を積載するフォーク４からなる昇降部が昇降す
る。チルトシリンダ８は、アウターマスト２及びインナ
ーマスト３と共に昇降部を前方（反車体７側）及び後方
（車体７側）に傾動する為のものである。即ち、荷降ろ
しの場合には前方に傾動すると共に荷上げの場合及び荷
物の運搬時には後方に傾動し、夫々の作業性を良好に保
つとともに安全性も確保するようになっている。

【００１０】作業機レバー９ａ，９ｂは、これらをオペ
レータが操作することにより、コントローラ１０及び電
磁比例制御弁１１を介してリフトシリンダ１及びチルト
シリンダ８の動作を制御するものであり、緊急停止を行
う為の安全スイッチ１２とともにジョイスティックボッ
クス１３に収納してある。更にジョイスティックボック
ス１３には自動上昇スイッチ２４及びマニュアルスイッ
チ２６を備えている。作業機レバー９ｃ，９ｄ，９ｅは
各種のアタッチメント、例えば、ロールクランプ、ベー
ルクランプ等を取り付けた場合に対処するものである。
シートスイッチ１４は運転席１５にオペレータが座った
時に動作するスイッチで、その出力信号はコントローラ
１０に出力する。

【００１１】図８は上記フォークリフトの制御装置の一
例を示すブロックである。同図に示すように、作業機レ
バー９ａはポテンショメータで形成されており、電流値
が操作量に比例するレバー操作信号Ｓ₁ をコントローラ
１０に送出する。コントローラ１０は、レバー操作信号
Ｓ₁ に基づき電磁比例制御弁１１のスプールの開度を調
整する流量制御信号Ｓ₂ を送出する。電磁比例制御弁１
１は流量制御信号Ｓ₂の大きさに比例してスプールを移
動させて、油圧管路１６を流れる圧油の流量を制御して
リフトシリンダ１の動作速度を作業機レバー９ａの操作
量に対応するように制御する。またリフトシリンダ１の
近傍にはリフトシリンダの位置を検出する位置センサ２
５が備えられている。この位置センサ２５は、フォーク
４がフォークの上限位置よりやや低いセンサ検出位置に
きたときに、検出信号を出力する。

【００１２】油圧センサ１７は油圧管路１６に配設して
あり、この油圧管路１６の油圧を表す油圧信号Ｓ₃ を送
出する。コントローラ１０は油圧信号Ｓ₃ を処理してリ
フトシリンダ１に作用する負荷荷重を演算する。更に、
コントローラ１０は、警告灯１８とともにコンソールボ
ックス１９に収めてあるスタータスイッチ２０の投入に
より、バッテリ２１から電力を供給されて動作すると共
に、安全スイッチ１２を操作したとき及びシートスイッ
チ１４が動作せず離席状態のときには流量制御信号Ｓ₂
の電流値を零として電磁比例制御弁１１の開度が零とな
るように制御する。尚、図中、２２は油圧ポンプ、２３
は作動油源である。

【００１３】図１は本実施例の主要部を抽出した制御装
置を示すブロック図である。同図中、図７及び図８と同
一部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。ま
た図１のコントローラ１０の内部は、機能ブロックで示
している。

【００１４】図１の制御装置による制御の概要を先に説
明し、詳細動作はその後にする。本制御では作業機レバ
ー９ａが中立位置にあるときに自動上昇スイッチ２４を
投入すると（図１参照）、フォーク４が図２に示す特性
に沿い自動的に上昇し、フォーク４がセンサ検出位置Ｈ
_S を通過すると停止するようにしている。つまり図２に
おいて、フォーク４は期間Ｉでは上昇速度が徐々に増し
ながら上昇し、期間IIでは一定速度で上昇し、フォーク
４がセンサ検出位置Ｈ_S になったことを位置センサ２５
（図１，図８参照）が検出したときに、期間III の状態
に移行して上昇速度が徐々に減じフォーク４を停止させ
ている。また詳細は図９を参照して説明するが、位置セ
ンサ２５用の信号線が断線したときには、自動上昇スイ
ッチ２４を投入しても、フォーク４の自動上昇は禁止さ
れる。

【００１５】本制御では荷重が異なっても図２に示す特
性に沿いフォーク４を上昇させるため、図３に特性α，
βで示すように、上昇の初期及び後期においては、荷重
が小さいときには流量制御信号Ｓ₂ の値を小さくして電
磁比例制御弁１１の給油開口を狭くし、荷重が大きいと
きには流量制御信号Ｓ₂ の値を大きくして電磁比例制御
弁１１の給油開口を大きくしている。このため、荷重が
異なってもほぼ図２に示す特性に沿いフォーク４の上昇
を行うことができるのである。

【００１６】次に本発明の実施例の正常時（非断線時）
の制御の詳細を、図１，図４〜図６を基に説明する。な
お、図４の動作ステップは、符号「Ｓ」を用いて示して
いる。

【００１７】まず、イニシアライズ後に作業機レバー９
ａが中立位置にあるかどうかを判断する（Ｓ１）。作業
機レバー９ａが上げ方向に投入されているときには、リ
フトシリンダ１のピストンロッド１ａを上昇させるよう
指示する流量制御信号Ｓ₂ を電磁比例制御弁１１に送っ
てフォーク上昇制御をし（Ｓ２）、下げ方向に投入され
ているときには下降させるよう指示する流量制御信号Ｓ
₂ を電磁比例制御弁１１に送ってフォーク下降制御（Ｓ
３）をする。作業機レバー９ａが中立位置にあり、か
つ、自動上昇制御モードでなく自動上昇スイッチ２４が
投入されていないとき（Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５）には、流量
制御信号Ｓ₂ の値を零にしてフォーク４をその位置に停
止させる中立制御をする（Ｓ６）。

【００１８】図１に示す荷重／増速制御量対応テーブル
１０２には図５に示す増速値計算特性が記憶され、荷重
／減速制御量対応テーブル１０５には図６に示す減速値
計算特性が記憶されている。一方、増速制御量抽出手段
１０１、減速制御量抽出手段１０４は、油圧センサ１７
から送られてくる油圧信号Ｓ₃ から、フォーク４に積載
されている荷物の荷重を演算する。そして自動上昇スイ
ッチ２４が投入されると、増速制御量抽出手段１０１
は、演算した荷重と対応テーブル１０２の特性からその
ときの荷重に応じた増速値を求め、上限値出力手段１０
３は、エンジン回転数に応じた上限値を出力し、減速制
御量抽出手段１０４は、演算した荷重と対応テーブル１
０５の特性からそのときの荷重に応じた減速値を求める
（Ｓ７）。更に自動制御フラグ及び増速フラグをセット
し、求めた増速値を初期値として出力する（Ｓ７）。

【００１９】制御量出力手段１０７は、増速制御量抽出
手段１０１から初回の増速値を受けると増速モード（Ｓ
８）に入り、増速値で示す速度でリフトシリンダ１のピ
ストンロッド１ａが上昇するよう指示する流量制御信号
Ｓ₂ を出力する。このためピストンロッド１ａが上昇し
はじめる。増速制御量抽出手段１０１の増速値は、一
旦、記憶手段１０８に記憶されてから、再び増速制御量
抽出手段１０１に戻される。そして１制御サイクル経過
すると、増速制御量抽出手段１０１から出力される出力
値は、前回値に増速値を加えたものとなる（Ｓ９）。こ
のため制御量出力手段１０７から出力される流量制御信
号Ｓ₂ の値は徐々に増加し、ピストンロッド１ａの上昇
速度、つまりフォーク４の上昇速度は徐々に増加してい
く。この状態は図２の期間Ｉに対応する。

【００２０】比較手段１０６は、増速制御量抽出手段１
０１の出力値と、上限値出力手段１０３で求めた上限値
とを比較しており（Ｓ１０）、出力値が上限値よりも大
きくなったら、上限値を制御量出力手段１０７に送る。
そして増速フラグをクリアし、保持フラグをセットする
（Ｓ１１）。このような保持モード（Ｓ１２）になると
制御量出力手段１０７は、上限値で示す速度でピストン
ロッド１ａが上昇するよう指示する流量制御信号Ｓ₂ を
出力する（Ｓ１３）。このためピストンロッド１ａひい
てはフォーク４は一定速度で上昇する。この状態は図２
の期間IIに対応する。

【００２１】フォーク４が上昇してセンサ検出位置Ｈ_S
に達したことを位置センサ２５が検出したら（Ｓ１
４）、制御量出力手段１０７は、前回値から減速制御量
抽出手段１０４で求めた値に応じて流量制御信号Ｓ₂ を
出力するとともに、保持フラグをクリアして減速モード
に入る（Ｓ１５）。このためフォーク４の上昇速度が減
速しはじめる。減速制御量抽出手段１０４の減速値は、
一旦、記憶手段１０８に記憶されてから、再び減速制御
量抽出手段１０４に戻される。そして１制御サイクル経
過すると、減速制御量抽出手段１０４から出力される出
力値は、前回値から減速値を引いたものとなる（Ｓ１
６）。このため制御量出力手段１０７から出力される流
量制御信号Ｓ₂ の値は徐々に減少し、ピストンロッド１
ａの上昇速度、つまりフォーク４の上昇速度は徐々に減
少していく。減速制御量抽出手段１０４の出力値が、あ
らかじめ設定した停止値よりも小さくなったら（Ｓ１
７）、自動上昇制御フラグをクリアし（Ｓ１８）、流量
制御信号Ｓ₂ の値を零にして、リフトシリンダ１のピス
トンロッド１ａを停止させてフォーク４を止める。この
ようにフォーク４が徐々に減速して停止する状態は、図
２の期間III に対応する。なお、断線検出手段１１０
は、位置センサ２５の信号線の断線を検出するものであ
り、その具体構成及び機能は次に述べる。

【００２２】ここで本実施例の断線時の制御を、図９を
基に説明する。図９のコントローラ１０の内部は、ハー
ド構成ブロックで示している。コントローラ１０のＣＰ
Ｕ１２０は、クロック発生部１２１のクロックに同期し
て各種の演算処理をするものであり、メモリ１２２に記
憶したソフトウエアを用いて演算処理する。一方、作業
機レバー９ａから出力されるレバー操作信号Ｓ ₁ 及び位
置センサ２５から出力される検出信号は、Ａ／Ｄコンバ
ータ１２３によりデジタル信号に変換されてからＣＰＵ
１２０へ送られる。自動上昇スイッチ２４及びマニュア
ルスイッチ２６の投入信号は、インターフェース１２４
を介してＣＰＵ１２０へ送られる。流量制御信号Ｓ
₂ は、ＣＰＵ１２０の制御に基づき、電磁弁駆動回路１
２５から電磁比例制御弁１１へ送られる。

【００２３】更に、位置センサ２５には抵抗Ｒ１が備え
られており、コントローラ１０には抵抗Ｒ２が備えられ
ており、抵抗Ｒ１（抵抗値ｒ１）及び抵抗Ｒ２（抵抗値
ｒ２）が接続された位置センサ２５用の信号線２５ａに
は、信号電圧Ｖが印加されている。そして抵抗Ｒ１，Ｒ
２並びにＣＰＵ１２０により断線検出手段が構成されて
いる。なお図９において、１２６は電源回路、５０はバ
ッテリ、５１は断線表示部である。

【００２４】位置センサ２５用の信号線２５ａが正常で
断線していないときには、位置センサ２５がＯＦＦにな
っていれば、Ａ／Ｄコンバータ１２３を介して入力され
る電圧Ｖ₁ は次のようになる。 Ｖ₁ ＝Ｖ・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２） そして、正常時に自動上昇スイッチ２４が投入される
と、前述したような自動上昇が実行される。

【００２５】位置センサ２５用の信号線２５ａが断線し
たときには、Ａ／Ｄコンバータ１２３を介して入力され
る電圧Ｖ₁ はアース電位となる。このためＣＰＵ１２０
は、信号線２５ａが断線したことを検出する。この断線
時に自動上昇スイッチ２４が投入されても、ＣＰＵ１２
０はフォーク４の上昇を禁止するような流量制御信号Ｓ
₂ を出力し、フォーク４は上昇することなくそのときの
位置のまま保持される。仮に、断線時にフォーク４の自
動上昇を禁止しないとしたならば、フォーク４は自動上
昇スイッチ２４の投入により上昇を開始するが、位置セ
ンサ２５による検出ができないため、フォーク上端に衝
突してしまう不具合がある。本発明では、信号線２５ａ
が断線したときには、自動上昇を禁止するので、かかる
不具合は生じない。

【００２６】また、断線を検出したときには、断線表示
部５１に断線が生じたことが表示される。なお断線が生
じたと判定されたときに、マニュアルスイッチ２６を投
入すれば、作業機レバー９ａの上昇指令によりフォーク
４の上昇ができるようにしている。

【００２７】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、自動上昇スイッチを投入するだけ
でリフトがスムーズに上昇し始める。リフト上昇中には
オペレータはハンドル操作に専念するか、エンジンのア
クセルコントロールをしてリフト上昇速度を調整でき
る。リフトはセンサ検出位置を通過するとショックなく
停止する。このように簡単な操作にてリフトの上昇がで
き作業効率が向上する。更に本発明では、位置センサ用
の信号線が断線したときには自動上昇を禁止するため、
安全性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の主要部を抽出した制御装置を
示すブロック図である。

【図２】本実施例によるフォークの上昇状態を示す特性
図である。

【図３】流量制御信号の調整状態を示す特性図である。

【図４】実施例の制御状態を示す制御フロー図である。

【図５】増速値計算特性を示す特性図である。

【図６】減速値計算特性を示す特性図である。

【図７】本発明を適用するフォークリフトを示す斜視図
である。

【図８】本発明の実施例に係る制御装置の全体を示すブ
ロック図である。

【図９】本発明の実施例の主要部を抽出した制御装置を
示すブロック図である。

【図１０】従来の電磁油圧式フォークリフトの油圧系を
示す油圧回路である。

【符号の説明】

１ リフトシリンダ １ａ ピストンロッド ４ フォーク ９ａ 作業機レバー １０ コントローラ １１ 電磁比例制御弁 １６ 油圧管路 １７ 油圧センサ ２４ 自動上昇スイッチ ２５ 位置センサ ２５ａ 信号線 ２６ マニュアルスイッチ １２０ ＣＰＵ Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｓ₁ レバー操作信号 Ｓ₂ 流量制御信号 Ｓ₃ 油圧信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緑川 利幸 神奈川県相模原市田名3000番地 エム・ エイチ・アイさがみハイテック株式会社 内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾き角に応じた値のレバー操作信号を出
   力する作業機レバーと、レバー操作信号の値に応じた値
   の流量制御信号を出力するコントローラと、流量制御信
   号の値に応じた量の圧油を給排する電磁比例制御弁と、
   電磁比例制御弁により圧油が給排されて伸縮してフォー
   クを昇降するリフトシリンダと、を有するフォークリフ
   トにおいて、 自動上昇スイッチと、 フォークの上昇上限位置よりもやや低いセンサ検出位置
   にフォークが達したことを検出する位置センサと、 位置センサ用の信号線の断線を検出する断線検出手段
   と、 前記リフトシリンダへ圧油を給排する管路に配設され
   て、この管路内の圧油の圧力を検出する油圧センサを備
   えるとともに、 前記コントローラは、油圧センサで検出した圧力を基に
   フォークに積んだ荷物の荷重を求め、更にレバー操作信
   号の値が零であるときに自動上昇スイッチが投入される
   と、荷重が異なっていても、上昇初期ではフォークの上
   昇スピードが徐々に増加し、上昇中期ではフォークの上
   昇スピードが一定となり、フォークがセンサ検出位置を
   通り過ぎたことを前記位置センサが検出した以降の上昇
   後期ではフォークの上昇スピードが徐々に減少して停止
   するようあらかじめ設定した特性に沿いフォークが上昇
   するように、荷重を加味して流量制御信号の値をコント
   ロールする機能を有するとともに、前記断線検出手段が
   位置センサ用の信号線の断線を検出したときには、自動
   上昇スイッチが投入されてもフォークの上昇を禁止する
   機能を有することを特徴とするフォークリフトの制御装
   置。