JP4120053B2 - Fluid pressure cylinder, moving body position detection device, industrial vehicle and forklift - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧シリンダ、移動体の位置検出装置、同位置検出装置を備えた産業車両及びフォークリフトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フォークリフトとして、フォークを予め設定した揚高位置まで自動的に昇降動作させる自動制御装置を備えたものが提案されている。この種の自動制御装置では、フォークの揚高位置を連続的に検出する揚高検出センサが必要である。
【0003】
従来、揚高を連続的に検出可能な揚高検出センサとしては、ワイヤ巻き取り方式のリール式センサが知られている。リール式センサは、先端がインナマストに接続されたワイヤを巻き取る回転方向に付勢されたリールの回転変位量を、ポテンショメータ等の回転変位センサにて検出するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リール式センサは、構造上ワイヤ等の機能部分が外部に露出する。従って、荷役作業においてワイヤに障害物が当たったりし易く、ポテンショメータが損傷したり、ワイヤが切断されるといった可能性があり、信頼性が十分でない。
【0005】
そこで、このような問題を解消するため、本出願人は、リフトシリンダに内蔵した超音波センサを用いてピストン位置を検出し、その検出値から揚高位置を求める揚高検出装置を提案している。つまり、リフトシリンダのシリンダボディの下端内部に設けた超音波素子から超音波をピストンの端面に向かって送信し、ピストンの端面で反射した超音波を再び同じ超音波素子で受信する。そして、図5に示すように、超音波素子から超音波を送信した時点から反射波が受信された時点までの経過時間から、ピストンまでの距離、すなわち、ピストン位置を求める。さらに、求めたピストン位置からフォークの揚高位置を求める。このような揚高検出装置によれば、リール式センサと違って機能部分が損傷し難くなり、信頼性が向上する。
【0006】
ところで、超音波センサから超音波を送信するために、超音波センサの超音波振動子に発振信号を印加して超音波振動させると、発振信号の印加を停止した後にも超音波振動子の超音波振動が即座に停止せず、超音波振動が減衰しながら所定時間継続する残響があることが知られている。
【0007】
図5に示すように、超音波振動子に残響がある間は、その超音波振動による電圧信号が発生する。従って、もし超音波振動子から送信された超音波の反射波が、超音波振動子に残響がある間に受信されると、残響と反射波との区別ができないため、検出値の信頼性が乏しくなる。
【0008】
そして、このような超音波素子を用いた揚高検出装置をフォークリフトに使用する場合、フォークを下限まで降ろしたときの極めて近いときの極めて低い揚高位置を検出することができないことが考えられる。
【0009】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、ピストンの位置を連続的に検出することができ、しかも、ピストンの全移動範囲でピストンの位置を検出することが可能な流体圧シリンダを提供することにある。
【0010】
又、第2の目的は、流体圧シリンダにて移動される移動体の位置を連続的に検出することができ、しかも、流体圧シリンダの全作動範囲において移動体の位置を検出することができる移動体の位置検出装置を提供することにある。
【0011】
又、第3の目的は、流体圧シリンダの全作動範囲で連続的に検出する移動体の位置に基づいて制御を行うことができる産業車両を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項1に記載の発明は、流体圧シリンダのピストンに向かって作動流体を介して超音波を送信するように設けられた超音波送信子と、前記超音波送信子が送信した超音波の前記ピストンからの反射波を作動流体を介して受信するように設けられた超音波受信子とをそれぞれ別々に備えた流体圧シリンダであって、前記流体圧シリンダのシリンダボディのボトムブロックにはセンサボディが固定され、該センサボディは、前記ピストンに向かってシリンダボディ内に突出する送信側部及び受信側部を備え、該送信側部及び受信側部は互いに離間して設けられ、前記超音波送信子は前記送信側部の前記ピストン側の端に設けられるとともに、前記超音波受信子は前記受信側部の前記ピストン側の端に設けられており、前記超音波送信子及び送信側部を備える超音波送信部と、前記超音波受信子及び受信側部を備える超音波受信部との間には作動流体が介在された。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記超音波送信子及び超音波受信子を備えた前記センサボディが前記流体圧シリンダのボトムブロックに脱着可能に設けられることにより、前記超音波送信子及び超音波受信子は前記流体圧シリンダに対して一体で脱着可能に構成される。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の流体圧シリンダと、前記超音波送信子に超音波を送信させるとともに、該超音波送信子に超音波を送信させた送信タイミングから、前記超音波受信子が反射波を受信した受信タイミングまでの経過時間に対応する距離検出値を求める距離演算手段とを備えた。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記流体圧シリンダは、荷役用アタッチメントを前記移動体として備えたフォークリフトのリフトシリンダであって、前記距離検出値は、前記荷役用アタッチメントの揚高位置に対応付けされている。
【0016】
請求項5に記載の発明は、産業車両は、請求項3に記載の移動体の位置検出装置を備え、前記移動体の位置に対応付けされている前記距離検出値に基づいて該移動体の位置制御を行う。
【0017】
請求項6に記載の発明は、フォークリフトは、請求項4に記載の移動体の位置検出装置を備え、前記荷役用アタッチメントの揚高位置に対応付けされている前記距離検出値に基づいて該荷役用アタッチメントの揚高制御を行う。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、超音波送信子から送信された超音波はピストンで反射され、超音波送信子とは別に設けられた超音波受信子に、ピストンの位置に応じた時間だけ遅れて受信される。従って、ピストンの位置が超音波送信子及び超音波受信子に極めて近い場合であっても、超音波振動後の残響の影響なく反射波が受信される。
【0018】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、超音波送信子及び超音波受信子が一体で流体圧シリンダに対して脱着されるので、一度に両超音波素子を脱着することが可能となる。
【0019】
請求項3に記載の発明によれば、超音波送信子から超音波がピストンに送信されてからピストンで反射された超音波が超音波受信子に受信されるまでの経過時間に対応する距離検出値が距離演算手段により求められる。
【0020】
請求項4に記載の発明によれば、フォークリフトにおいてリフトシリンダによって昇降する荷役用アタッチメントの揚高位置が検出される。
請求項5に記載の発明によれば、産業車両において流体圧シリンダによって移動される移動体の位置が、請求項3に記載の作用をなす位置検出装置によって検出される。
【0021】
請求項6に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の作用に加えて、リフトシリンダにて移動される全揚高範囲でフォークの揚高位置が連続的に検出される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をフォークリフトの揚高位置検出装置に具体化した一実施の形態を図1〜図4に従って説明する。
【0023】
図3に示すように、産業車両としてのフォークリフト10は、車体11の前部にマスト12を備えている。マスト12は、車体11に支持される左右アウタマスト13と、アウタマスト13の内側で昇降可能に支持されるインナマスト14とを備える。インナマスト14の内側にはリフトブラケット16が昇降可能に取り付けられ、リフトブラケット16には移動体及び荷役用アタッチメントとしてのフォーク15が支持されている。リフトブラケット16には、アウタマスト13のクロスビーム17に一端が接続されインナマスト14の上端のスプロケット18に掛装されたチェーン19により吊り下げられている。
【0024】
マスト12の後方には流体圧シリンダとしての油圧式のリフトシリンダ20が設けられている。リフトシリンダ20は、シリンダボディ21がアウタマスト13に固定され、ピストンロッド22の先端がインナマスト14の上端に連結されている。
【0025】
図1に示すように、リフトシリンダ20のシリンダボディ21は、シリンダチューブ23、ボトムブロック24及びロッドカバー25を備え、シリンダチューブ23内にはピストンロッド22の下端が連結されたピストン26を備えている。
【0026】
シリンダボディ21内には、ピストン26の上側に空気室27が形成され、ピストン26の下側に油室28が形成されている。空気室27には外部に連通する排気孔27aが設けられている。
【0027】
ボトムブロック24の上側にはピストン26の下側に当接して下方への移動を規制する規制段差部24aが形成され、規制段差部24aの下側には、超音波距離検出器29が収容された室30が形成されている。ボトムブロック24の側方には、油室28に対して作動油を給排するためのポート31が設けられている。ポート31は、図示しないフローレギュレータバルブを介して、車体側に設けられた図示しない作動油制御弁に接続されている。
【0028】
図2に示すように、超音波距離検出器29は、超音波送信部32と超音波受信部33とを備えている。超音波距離検出器29は、ボトムブロック24に固定されるセンサボディ34を備えている。センサボディ34は、送信側部35と受信側部36とを備えている。送信側部35の上端にはバッキング材37が設けられ、バッキング材37の上面には超音波送信子38が固定されている。同様に、受信側部36の上端にはバッキング材39が設けられ、バッキング材39の上面には超音波受信子40が固定されている。送信側部35、バッキング材37及び超音波送信子38と、受信側部36、バッキング材39及び超音波受信子40とは、それぞれキャップ41によって独立した状態で覆われている。超音波送信部32は、送信側部35、バッキング材37及び超音波送信子38によって構成され、超音波受信部33は、受信側部36、バッキング材39及び超音波受信子40によって構成されている。
【0029】
センサボディ34は、ボトムブロック24の底壁に螺合によって取り外し可能に固定されている。超音波送信子38には、センサボディ34の下面から一対の信号線42が接続され、超音波受信子40には、センサボディ34の下面から一対の信号線43が接続されている。
【0030】
超音波送信子38は送信面がピストン26の下面に相対向され、超音波受信子40は受信面がピストン26の下面に相対向されている。超音波送信子38は信号線42を介して所定周波数の発振信号が供給されると超音波振動し、送信面からピストン26の下面に向けて超音波を送信する。超音波受信子40はピストン26の下面からの反射波を受信面で受信し、受信した反射波の強さに応じた受信信号を信号線43を介して出力する。
【0031】
図1に示すように、各信号線42,43は、車体側に設けられた制御ユニット44に接続されている。そして、リフトシリンダ20及び制御ユニット44にて揚高検出装置が構成されている。
【0032】
制御ユニット44は、送受信回路45及びマイクロコンピュータ46を備えている。このマイクロコンピュータ46は、本実施の形態では、フォーク15の揚高の自動制御を行うために設けられたものである。各信号線42,43は送受信回路45に接続され、送受信回路45にはマイクロコンピュータ46が接続されている。本実施の形態では、送受信回路45及びマイクロコンピュータ46にて距離検出手段が構成されている。
【0033】
送受信回路45は公知の回路構成であって、送信側が、発振回路、超音波駆動回路等で構成され、受信側が、増幅回路、バンドパス回路、検波回路、比較回路等で構成されている。送受信回路45の送信側には信号線42によって超音波送信子38が接続され、その受信側には信号線43によって超音波受信子40が接続されている。
【0034】
送受信回路45は、マイクロコンピュータ47が出力する制御信号が入力される間だけ、超音波距離検出器29の超音波送信子38を所定の発振周波数で超音波振動させるための発振信号を出力する。一方、送受信回路45は、超音波受信子40から所定レベル以上の受信信号を入力するときには、パルス信号からなる検知信号をマイクロコンピュータ46に出力する。
【0035】
マイクロコンピュータ46は、中央処理装置(CPU)47、読み込み専用メモリ(ROM)48、書き込み及び読み出し可能なメモリ(RAM)49、カウンタ50等を備えている。ROM48には、CPU47が実行する制御処理のプログラム等の各種データが記憶されている。
【0036】
CPU47は、超音波送信子38に所定の送信周期毎に所定時間継続して超音波を送信させるように、送受信回路45に制御信号を出力する。この送信周期は、リフトシリンダ20のストロークが最大のときに、超音波送信子38から送信された超音波がピストン26の下面で反射して超音波受信子40にて受信されるまでに要する時間よりも長い時間に設定されている。
【0037】
また、CPU47は、各送信周期毎に、超音波を送信した送信タイミングから、送受信回路45が出力する検知信号を入力した受信タイミングまでの経過時間を、カウンタ50を用いて計時する。
【0038】
CPU47は、カウンタ50の計数値から、経過時間に対応する距離検出値を求める。さらに、CPU47は、距離検出値をフォーク15の揚高位置に対応付けする。距離検出値の揚高位置の対応付けは、距離検出値をそのまま使用してもよく、あるいは、所定の関係式を用いて揚高位置に対応した揚高検出値を求めるようにしてもよい。
【0039】
CPU47は、距離検出値あるいは揚高検出値に基づいて、所定の制御内容でリフトシリンダ20を制御し、フォーク15の揚高位置を制御する。
次に、以上のように構成されたリフトシリンダ及び揚高検出装置の作用について説明する。
【0040】
フォークリフト10を始動すると、制御ユニット44のマイクロコンピュータ46が起動する。リフトレバーを上昇操作すると、作動油制御弁によりリフトシリンダ20の油室28に作動油が供給あるいは油室28から作動油が排出され、ピストン26が上昇あるいは下降する。すると、リフトシリンダ20によりインナマスト14が上昇あるいは下降され、フォーク15の揚高位置が高くあるいは低くなる。
【0041】
CPU47が超音波送信子38に超音波を送信させると、超音波送信子38から送信された超音波は、油室28内の作動油中を伝達してピストン26の下面に達し、同下面で反射され再び作動油中を伝達して超音波受信子40に受信される。このとき、超音波は、ピストン26の位置、すなわち、フォーク15の揚高位置に応じた時間遅れで超音波受信子40に受信される。超音波受信子40は、反射波を受信すると受信信号を送受信回路45に出力し、送受信回路45は受信信号に基づいて検知信号をマイクロコンピュータ46に出力する。CPU47は、超音波送信子38に超音波を送信させた送信タイミングから、検知信号を入力した受信タイミングまでの経過時間をカウンタ50によって計時する。そして、CPU47は、経過時間からピストン26までの距離検出値を求める。
【0042】
フォーク15の揚高位置を下限にすると、ピストン26の位置が超音波送信部32及び超音波受信部33に極めて近くなる。この状態で、超音波送信子38から超音波が送信されると、ピストン26からの反射波は、超音波送信子38に超音波振動後の残響がある状態で超音波受信子40に受信される。そして、図4に示すように、超音波送信子38に残響による電圧信号が発生するタイミングに、超音波受信子40に反射波により受信信号が発生するタイミングが重なる。しかし、ピストン26からの反射波は、超音波送信子38とは別に設けられた超音波受信子40にて受信されるので、送受信回路45には、残響に基づく電圧信号が入らない、ピストン26からの反射波だけに基づく受信信号が出力される。従って、超音波送信子38に残響がある時点で反射波が返ってくるような極めて超音波距離検出器29に近い位置にピストン26があっても、その位置が確実に検出される。
【0043】
以上詳述したように、本実施の形態のリフトシリンダ及び揚高検出装置によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)超音波送信子38から送信された超音波のピストン26からの反射波が、超音波送信子38とは別に設けられた超音波受信子40にて受信されるようにした。従って、ピストン26が超音波距離検出器29に極めて近い位置にある場合でも、超音波送信子38の残響の影響を受けることなく、正しい距離検出値を得ることができる。その結果、リフトシリンダ20にて移動されるフォーク15の揚高位置を連続的に検出することができ、しかも、リフトシリンダ20の全作動範囲においてフォーク15の揚高位置を正しく検出することができる。
【0044】
(2)超音波送信子38と超音波受信子40とを、リフトシリンダ20に一体で脱着可能に設けたので、両超音波素子38,40を一度に脱着することができる。従って、リフトシリンダ20への脱着を簡便に行うことができる。
【0045】
尚、実施の形態は上記実施の形態に限らず、以下のように変更してもよい。
○ 超音波送信子38及び超音波受信子40をそれぞれ別のセンサボディに設け、各超音波素子38,40をそれぞれ別個にリフトシリンダ20に脱着するようにする。
【0046】
○ 超音波距離検出器29に、送受信回路及びマイクロコンピュータを一体的に設ける。そして、超音波距離検出器センサから、距離検出値が直接に出力されるようにする。この構成では、車体に設けられ、距離検出値に基づいて揚高の自動制御を行う制御ユニットのマイクロコンピュータの負担を軽減することができる。
【0047】
○ フォークリフト10におけるフォーク15の揚高検出装置に限らず、マスト12の傾動角検出装置に実施する。この場合、距離検出値をマスト12の傾動角に対応付けする。この構成では、マスト12の傾動角を連続的に検出することができ、しかも、ティルトシリンダの全作動範囲においてマスト12の傾動角を検出することができる。また、マスト12の傾動角をティルトシリンダの外部に設けたポテンショメータで検出する場合に比較して損傷し難くすることができ、信頼性を高くすることができる。
【0048】
○ 荷役用アタッチメントは、リフトシリンダ20によって昇降されるものであればフォーク15に限らない。例えば、サイドシフトフォーク、ヒンジドフォーク、回転フォーク等のフォーク装置、ベールクランプ、ロールクランプ等のクランプ装置、ラム装置等のいずれであってもよい。
【0049】
○ 産業車両は、流体圧シリンダと、この流体圧シリンダによって移動される移動体を備えたものであればよく、フォークリフト10に限らない。その他、例えば、シリンダによってバケットが制御されるトラクタショベル、テレスコシリンダによってブームの仰角が制御される高所作業車等の位置検出装置に実施することができる。
【0050】
○ 油圧シリンダ以外の液圧シリンダにて移動される移動体の位置検出装置に実施する。
また、気圧シリンダにて移動される移動体の位置検出装置に実施する。
【0051】
以下、前述した各実施の形態及び別例から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
(1)請求項3に記載の発明において、前記流体圧シリンダは、マストを前記移動体として備えたフォークリフトのティルトシリンダであって、前記距離検出値は、前記マストの傾動角に対応付けされている。このような構成によれば、フォークリフトにおいてマストの傾動角を連続的に検出することができ、しかも、リフトシリンダの全作動範囲においてマストの傾動角を検出することができる。また、マストの傾動角をティルトシリンダの外部に設けたポテンショメータで検出する場合に比較して損傷し難くすることができ、信頼性を高くすることができる。
【0052】
(2)上記(1)に記載の移動体の位置検出装置を備え、前記マストの傾動角に対応付けされている前記距離検出値に基づいて該マストの傾動角制御を行うフォークリフト。このような構成によれば、ティルトシリンダの全作動範囲でフォークの揚高を連続的に検出し、検出した揚高位置に基づいてフォークの揚高を制御することができる。
【0053】
(3)移動体を移動させる流体圧シリンダのピストンに向かって超音波を送信する超音波送信子と、前記ピストンからの反射波を受信する超音波受信子と、前記超音波送信子に超音波を送信させるとともに、該超音波送信子に超音波を送信させた送信タイミングから、前記超音波受信子が反射波を受信した受信タイミングまでの経過時間に対応する距離検出値を求める距離演算手段とを備えた移動体の位置検出装置。このような構成によれば、流体圧シリンダにて移動される移動体の位置を連続的に検出することができ、しかも、流体圧シリンダの全作動範囲において移動体の位置を検出することができる。
【0054】
【発明の効果】
請求項1及び請求項2に記載の発明によれば、超音波振動の残響に関係なく反射波を受信することができるので、ピストン位置を連続的に検出することができ、しかも、ピストンの全移動範囲でピストンの位置を検出することが可能となる。
【0055】
請求項2に記載の発明によれば、一度に両超音波素子を脱着することができ、流体圧シリンダ本体への脱着を簡便に行うことができる。
請求項3、請求項4及び請求項5に記載の発明によれば、流体圧シリンダにて移動される移動体の位置を連続的に検出することができ、しかも、流体圧シリンダの全作動範囲において移動体の位置を検出することができる。産業車両においては、移動体の位置に基づく制御を流体圧シリンダの全作動範囲で正しく行うことができる。
【0056】
請求項4及び請求項6に記載の発明によれば、フォークリフトにおいて荷役用アタッチメントの揚高位置を連続的に検出することができ、しかも、リフトシリンダの全作動範囲において荷役用アタッチメントの揚高位置を検出することができる。フォークリフトにおいては、荷役用アタッチメントの揚高位置に基づく制御を、リフトシリンダの全作動範囲で正しく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 揚高検出装置の模式構成図。
【図2】 リフトシリンダの要部模式断面図。
【図3】 フォークリフトの概略側面図。
【図4】 超音波送信子及び受信子に発生する電圧信号のグラフ。
【図5】 超音波送受信子に発生する電圧信号のグラフ。
【符号の説明】
10…産業車両としてのフォークリフト、15…移動体及び荷役用アタッチメントとしてのフォーク、20…流体圧シリンダとしてのリフトシリンダ、26…ピストン、38…超音波送信子、40…超音波受信子、45…距離演算手段を構成する送受信回路、46…同じくマイクロコンピュータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid pressure cylinder, a moving body position detection device, an industrial vehicle equipped with the position detection device, and a forklift.
[0002]
[Prior art]
As a forklift, there has been proposed a forklift provided with an automatic control device that automatically moves the fork up and down to a preset lifting position. This type of automatic control device requires a lift detection sensor that continuously detects the lift position of the fork.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, a wire take-up reel type sensor is known as a lift detection sensor that can continuously detect a lift. The reel type sensor detects a rotational displacement amount of a reel biased in a rotational direction for winding a wire having a tip connected to an inner mast by a rotational displacement sensor such as a potentiometer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the reel type sensor has a functional part such as a wire exposed to the outside due to its structure. Therefore, it is easy for an obstacle to hit the wire in the cargo handling operation, the potentiometer may be damaged, or the wire may be cut, and the reliability is not sufficient.
[0005]
In order to solve such a problem, the present applicant has proposed a lift detection device that detects a piston position using an ultrasonic sensor built in a lift cylinder and obtains a lift position from the detected value. Yes. That is, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic element provided in the lower end of the cylinder body of the lift cylinder toward the end face of the piston, and the ultrasonic waves reflected by the end face of the piston are received again by the same ultrasonic element. Then, as shown in FIG. 5, the distance to the piston, that is, the piston position, is obtained from the elapsed time from the time when the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic element to the time when the reflected wave is received. Further, the lift position of the fork is obtained from the obtained piston position. According to such an elevation detection device, unlike the reel type sensor, the functional part is hardly damaged, and the reliability is improved.
[0006]
By the way, in order to transmit ultrasonic waves from the ultrasonic sensor, if an oscillation signal is applied to the ultrasonic transducer of the ultrasonic sensor to cause ultrasonic vibration, the ultrasonic transducer's ultrasonic wave can be transmitted even after the application of the oscillation signal is stopped. It is known that the sonic vibration does not stop immediately and there is reverberation that continues for a predetermined time while the ultrasonic vibration is attenuated.
[0007]
As shown in FIG. 5, while the reverberation is present in the ultrasonic vibrator, a voltage signal is generated by the ultrasonic vibration. Therefore, if the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer is received while the ultrasonic transducer is in the reverberation, the reverberation and the reflected wave cannot be distinguished from each other. Become scarce.
[0008]
And when using the lift detection apparatus using such an ultrasonic element for a forklift, it is possible that the very low lift position when it is very near when a fork is lowered to a minimum cannot be detected.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The first object of the present invention is to continuously detect the position of the piston, and to determine the position of the piston in the entire movement range of the piston. The object is to provide a fluid pressure cylinder that can be detected.
[0010]
The second object is to continuously detect the position of the moving body moved by the fluid pressure cylinder, and to detect the position of the moving body in the entire operating range of the fluid pressure cylinder. An object of the present invention is to provide a position detection device for a moving body.
[0011]
A third object is to provide an industrial vehicle capable of performing control based on the position of a moving body that is continuously detected over the entire operating range of a fluid pressure cylinder.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to an ultrasonic transmitter provided to transmit an ultrasonic wave via a working fluid toward a piston of a fluid pressure cylinder, and the ultrasonic transmission. a fluid pressure cylinder reflected wave and ultrasonic receiver arranged to receive via a working fluid each with separately from the ultrasound of the piston child sent, the cylinder of the hydraulic cylinder A sensor body is fixed to the bottom block of the body, and the sensor body includes a transmission side portion and a reception side portion that project into the cylinder body toward the piston, and the transmission side portion and the reception side portion are separated from each other. The ultrasonic transmitter is provided at the piston side end of the transmission side portion, and the ultrasonic receiver is provided at the piston side end of the reception side portion. Wherein the ultrasonic wave transmitting unit having an ultrasonic transmission element and the transmission side, the working fluid is interposed between the ultrasonic wave receiver comprising the ultrasonic receiver and a receiving side.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the sensor body including the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver is detachably provided on a bottom block of the fluid pressure cylinder. the ultrasonic transmission transducer and ultrasound the receivers is Ru is constructed detachably integrally against the fluid pressure cylinder.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the fluid pressure cylinder according to the first or second aspect, the ultrasonic transmitter is transmitted to the ultrasonic transmitter, and the ultrasonic transmitter is transmitted to the ultrasonic transmitter. Distance calculating means for obtaining a distance detection value corresponding to an elapsed time from the timing to the reception timing at which the ultrasonic wave receiver receives the reflected wave.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the fluid pressure cylinder is a lift cylinder of a forklift provided with a cargo handling attachment as the moving body, and the distance detection value is the load handling value. It is associated with the lift position of the attachment.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, an industrial vehicle includes the movable body position detection device according to the third aspect, and based on the distance detection value associated with the position of the movable body, Perform position control.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, the forklift includes the movable body position detection device according to the fourth aspect of the present invention, and is based on the distance detection value associated with the lifted position of the cargo handling attachment. The height of the attachment is controlled.
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitter is reflected by the piston, and the ultrasonic receiver provided separately from the ultrasonic transmitter has a time corresponding to the position of the piston. Only received late. Therefore, even when the position of the piston is very close to the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver, the reflected wave is received without the influence of reverberation after ultrasonic vibration.
[0018]
According to the second aspect of the invention, in addition to the operation of the first aspect of the invention, the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver are integrally attached to and detached from the fluid pressure cylinder. The ultrasonic element can be detached.
[0019]
According to the invention described in claim 3, distance detection corresponding to an elapsed time from when the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic wave transmitter to the piston until the ultrasonic wave reflected by the piston is received by the ultrasonic wave receiver. The value is obtained by the distance calculation means.
[0020]
According to the fourth aspect of the present invention, the lift position of the cargo handling attachment that is lifted and lowered by the lift cylinder in the forklift is detected.
According to the fifth aspect of the present invention, the position of the moving body that is moved by the fluid pressure cylinder in the industrial vehicle is detected by the position detection device that performs the operation according to the third aspect.
[0021]
According to the invention described in claim 6, in addition to the operation of the invention described in claim 4, the lift position of the fork is continuously detected in the entire lift range moved by the lift cylinder.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a lift height detection device for a forklift will be described with reference to FIGS.
[0023]
As shown in FIG. 3, a
[0024]
A
[0025]
As shown in FIG. 1, the
[0026]
In the
[0027]
On the upper side of the
[0028]
As shown in FIG. 2, the
[0029]
The
[0030]
The transmission surface of the
[0031]
As shown in FIG. 1, the
[0032]
The
[0033]
The transmission /
[0034]
The transmission /
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
Further, the
[0038]
The
[0039]
The
Next, the operation of the lift cylinder and the lift detection device configured as described above will be described.
[0040]
When the
[0041]
When the
[0042]
When the lifting height position of the
[0043]
As described above in detail, according to the lift cylinder and the lift detection device of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The reflected wave from the
[0044]
(2) Since the
[0045]
The embodiment is not limited to the above embodiment, and may be modified as follows.
The
[0046]
○ A transmission / reception circuit and a microcomputer are integrally provided in the
[0047]
The present invention is not limited to the lift height detection device for the
[0048]
The cargo handling attachment is not limited to the
[0049]
The industrial vehicle is not limited to the
[0050]
○ Implemented in a position detection device for moving objects that are moved by hydraulic cylinders other than hydraulic cylinders.
Moreover, it implements to the position detection apparatus of the moving body moved with a pneumatic cylinder.
[0051]
Hereinafter, the technical idea grasped from the embodiment and another example of the embodiment to which previous mentioned described along with the effects.
(1) In the invention according to claim 3, the fluid pressure cylinder is a tilt cylinder of a forklift provided with a mast as the moving body, and the distance detection value is associated with a tilt angle of the mast. Yes. According to such a configuration, the tilt angle of the mast can be continuously detected in the forklift, and the tilt angle of the mast can be detected in the entire operating range of the lift cylinder. Further, it is possible to make the mast tilt angle harder to be damaged than in the case where the mast tilt angle is detected by a potentiometer provided outside the tilt cylinder, and the reliability can be increased.
[0052]
(2) A forklift that includes the movable body position detection device according to (1) and performs tilt angle control of the mast based on the distance detection value associated with the tilt angle of the mast. According to such a configuration, the lift height of the fork can be continuously detected over the entire operating range of the tilt cylinder, and the lift height of the fork can be controlled based on the detected lift position.
[0053]
(3) An ultrasonic transmitter that transmits ultrasonic waves toward the piston of the fluid pressure cylinder that moves the moving body, an ultrasonic receiver that receives reflected waves from the piston, and an ultrasonic wave to the ultrasonic transmitter A distance calculation means for obtaining a distance detection value corresponding to an elapsed time from a transmission timing at which the ultrasonic transmitter transmits an ultrasonic wave to a reception timing at which the ultrasonic receiver receives a reflected wave; The position detection apparatus of the moving body provided with. According to such a configuration, the position of the moving body moved by the fluid pressure cylinder can be continuously detected, and the position of the moving body can be detected in the entire operating range of the fluid pressure cylinder. .
[0054]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the invention, the reflected wave can be received regardless of the reverberation of the ultrasonic vibration, so that the piston position can be continuously detected, and the entire piston can be detected. It is possible to detect the position of the piston within the moving range.
[0055]
According to the second aspect of the present invention, both the ultrasonic elements can be detached and attached to the fluid pressure cylinder body easily.
According to the third, fourth, and fifth aspects of the invention, the position of the moving body moved by the fluid pressure cylinder can be continuously detected, and the entire operating range of the fluid pressure cylinder can be detected. The position of the moving body can be detected at. In the industrial vehicle, the control based on the position of the moving body can be correctly performed in the entire operation range of the fluid pressure cylinder.
[0056]
According to the fourth and sixth aspects of the present invention, the lift position of the cargo handling attachment can be continuously detected in the forklift, and the lift position of the cargo handling attachment can be detected in the entire operating range of the lift cylinder. Can be detected. In a forklift, control based on the lifted position of the cargo handling attachment can be correctly performed over the entire operating range of the lift cylinder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a lift detection device.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a lift cylinder.
FIG. 3 is a schematic side view of a forklift.
FIG. 4 is a graph of voltage signals generated in an ultrasonic transmitter and a receiver.
FIG. 5 is a graph of a voltage signal generated in an ultrasonic transceiver.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記超音波送信子が送信した超音波の前記ピストンからの反射波を作動流体を介して受信するように設けられた超音波受信子と
をそれぞれ別々に備えた流体圧シリンダであって、
前記流体圧シリンダのシリンダボディのボトムブロックにはセンサボディが固定され、該センサボディは、前記ピストンに向かってシリンダボディ内に突出する送信側部及び受信側部を備え、該送信側部及び受信側部は互いに離間して設けられ、
前記超音波送信子は前記送信側部の前記ピストン側の端に設けられるとともに、前記超音波受信子は前記受信側部の前記ピストン側の端に設けられており、
前記超音波送信子及び送信側部を備える超音波送信部と、前記超音波受信子及び受信側部を備える超音波受信部との間には作動流体が介在された流体圧シリンダ。 An ultrasonic transmitter provided to transmit ultrasonic waves through the working fluid toward the piston of the fluid pressure cylinder ;
Wherein a fluid pressure cylinder ultrasonic transmitter transducer is separately provided, respectively and ultrasonic receiver arranged to receive via the working fluid reflected waves from the piston of the ultrasonic wave transmitted,
A sensor body is fixed to a bottom block of a cylinder body of the fluid pressure cylinder, and the sensor body includes a transmission side portion and a reception side portion that project into the cylinder body toward the piston, and the transmission side portion and the reception side portion. The sides are provided apart from each other,
The ultrasonic transmitter is provided at the piston side end of the transmission side portion, and the ultrasonic receiver is provided at the piston side end of the reception side portion,
A fluid pressure cylinder in which a working fluid is interposed between an ultrasonic transmission unit including the ultrasonic transmitter and a transmission side part and an ultrasonic reception unit including the ultrasonic receiver and a reception side part .
前記超音波送信子に超音波を送信させるとともに、該超音波送信子に超音波を送信させた送信タイミングから、前記超音波受信子が反射波を受信した受信タイミングまでの経過時間に対応する距離検出値を求める距離演算手段と
を備えた移動体の位置検出装置。The fluid pressure cylinder according to claim 1 or 2,
A distance corresponding to an elapsed time from a transmission timing at which the ultrasonic transmitter transmits ultrasonic waves to the ultrasonic transmitter to a reception timing at which the ultrasonic receiver receives a reflected wave. A position detection apparatus for a moving body, comprising: distance calculation means for obtaining a detection value.
前記距離検出値は、前記荷役用アタッチメントの揚高位置に対応付けされている請求項3に記載の移動体の位置検出装置。The fluid pressure cylinder is a lift cylinder of a forklift equipped with a cargo handling attachment as the moving body,
The position detection apparatus of the moving body according to claim 3, wherein the distance detection value is associated with an elevation position of the cargo handling attachment.
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