JP4301031B2

JP4301031B2 - 荷役装置

Info

Publication number: JP4301031B2
Application number: JP2004040513A
Authority: JP
Inventors: 仁美飯泉
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: JP2005231425A

Description

本発明は、車載リフト装置、車載ウィングゲート装置等に適用可能な荷役装置に関する。

貨物等の積み込みを行う際に用いられる既知の車載用荷役装置（例えば、下記特許文献を参照）は、貨物等を載置し得る荷受台及びこの荷受台を昇降させる油圧シリンダ、油圧ポンプ、電動モータ等を主要な構成要素とする。荷受台を上昇させる場合には、電動モータが出力する駆動力により油圧ポンプを駆動し、油圧シリンダに作動油を供給して荷受台を持ち上げる。荷受台を下降させる場合には、下降切り替えバルブを開放して、荷受台及び荷受台上に載置された貨物等の自重で油圧シリンダ内の作動油を押し出す。

かつての荷役装置では、荷受台の移動速度を制御する制御機構が設けられておらず、荷受台の動作が急に起動する（荷受台の移動速度が急増する）ために、衝撃で荷受台上の貨物等が損傷したり落下したりする危険があった。上記の問題を解消するべく、パワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを用いたＰＷＭ制御を通じて、あるいは電磁比例弁等の可変絞りにより作動油の流量を変化させて、荷受台の移動速度を制御し荷受台を緩起動する（荷役台の移動速度を緩やかに増加させる）ようにしていることが多い。
特開２００３−０４００２６号公報

ところで、近時の荷役装置では、荷受台の上昇／下降のみならず、その角度を変化させるチルト動作が可能となっている。最下位置にある荷受台を傾斜させて一端を地面に接地させれば、貨物等を荷受台に載せる作業がより容易となる。このような態様の荷役装置において、荷受台をリフトアップするときには、チルト動作により接地している荷受台の一端を持ち上げて略水平姿勢とし、しかる後に荷受台を上昇させる。

しかしながら、リフトアップの際の荷受台の速度制御は、チルト動作が開始されてから所定時間経過後に荷受台の上昇動作を緩起動するという単純な手順で行われることが専らであった。言い換えるならば、荷受台の速度制御にあたり、チルト動作と上昇動作という二種類の動作が存在することへの配慮がなされていなかった。そして、チルト動作が開始されてから完了するまでに要する時間は、荷受台に載置されている貨物等の重量に応じて増減する。従って、チルト動作の完了前に緩起動動作が終了してしまい、実質的に上昇動作が急に起動するのと同じになって貨物等の損傷や落下を引き起こすことがあった。

以上の課題に初めて着目してなされた本発明は、荷受台のリフトアップを過大な衝撃を伴うことなく安定的に実行できるような荷役装置を提供しようとするものである。

本発明では、アクチュエータにより駆動され地面に接地した傾斜姿勢と地面から浮上した略水平姿勢との間で角度を変化させるチルト動作、及び高さ位置を上方に変位させる上昇動作を連続して行う荷受台と、前記傾斜姿勢から前記略水平姿勢へと至るチルト動作の終期を感知するセンサと、前記傾斜姿勢から前記略水平姿勢へと至るチルト動作を緩起動し、かつ前記センサを介して前記チルト動作の終期を感知した後に前記上昇動作を緩起動する制御機構とを具備する荷役装置を構成した。

即ち、制御機構が、荷受台のリフトアップの際に連続的に行われるチルト動作、上昇動作のそれぞれを緩起動するものとした上で、チルト動作の終期をセンサで感知し、チルト動作の完了を確認してはじめて上昇動作を緩起動するようにしたのである。このようなものであれば、過大な衝撃を伴うことなく好適に荷受台のリフトアップを実行することができ、荷受台上の貨物等の損傷、落下の危険を低減ないし回避し得る。

本発明によれば、過大な衝撃を伴うことなく荷受台のリフトアップを安定的に実行できるものとなる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の荷役装置は、トラック等の車両の後部に装備されるもので、チルト及び上下動が可能であるように支持された荷受台１と、荷受台１を駆動するアクチュエータ２と、荷受台１の姿勢や位置を検知するセンサデバイス３、４と、荷受台１の移動速度を制御する制御機構とを具備する。

詳述すると、荷受台１は、支持アーム６の先端部に回転軸１１を介して支持されるもので、この回転軸１１回りに揺動可能である。支持アーム６の基端部は車両に水平支軸６１を介して支持され、やはりこの水平支軸６１回りに揺動可能となっている。荷受台１は、チルト動作及び上昇／下降動作が可能である。即ち、支持アーム６に対して回動することでその姿勢を変化させるチルト動作（図１参照）を行い、支持アーム６が車両に対して回動することで荷受台１全体の高さ位置を変位させる上昇／下降動作（図２参照）を行う。

アクチュエータ２は、図１ないし図３に示すように、荷受台１を駆動する複数の油圧シリンダ２１、２２と、これら油圧シリンダ２１、２２に作動油を供給する油圧ポンプ２３と、油圧ポンプ２３の動力源となる電動モータ２４と、作動油の供給先となる油圧シリンダ２１、２２を選択するための供給バルブ２５、２６と、油圧シリンダ２１、２２内の作動油を排出させる下降切り替えバルブ２７、２８とを要素としてなる。そして、車載バッテリ等の直流電源で駆動される電動モータ２４が出力する駆動力で油圧ポンプ２３を運転し油圧タンク２９に蓄えられた作動油を油圧シリンダ２１、２２に注入することで、あるいは逆に、下降切り替えバルブ２７、２８を開放して油圧シリンダ２１、２２内の作動油を油圧タンク２９に戻すことで、荷受台１を駆動する。なお、供給バルブ２５、２６、下降切り替えバルブ２７、２８はその流量をソレノイドにより制御可能としてある。

油圧シリンダ２１、２２には、荷受台１のチルト動作を惹起するチルトシリンダ２１と、荷受台１の上昇／下降動作を惹起するリフトシリンダ２２とが存在する。チルトシリンダ２１は、ピン２１１、２１２を介して荷受台１及び車両後部の各々に軸着され、リフトシリンダ２２は、ピン２２１、２２２を介して車両後部及び支持アーム６の各々に軸着される。チルトシリンダ２１を所定長に保ち、ピン２１１、２１２、回転軸１１及び水平支軸６１を頂点とする平行四辺形の四節リンク機構を形成した状態で、荷受台１は略水平姿勢をとる。この状態でリフトシリンダ２２を伸縮させることにより、荷受台１が上昇／下降する。また、リフトシリンダ２２を所定長に保ち、チルトシリンダ２１を伸縮させることにより、荷受台１の角度が変化する。

本実施形態では、荷受台１、支持アーム６のそれぞれに、センサデバイスとして傾斜センサ３、４を取り付けてある。荷受台１に取り付けられた傾斜センサ３は、荷受台１の姿勢即ち傾斜角度を検知する。他方、支持アーム６に取り付けられた傾斜センサ４は、荷受台１の高さ位置を検知する。但し、センサデバイス３、４の種類は、荷受台１の姿勢や高さ位置を検知可能なものであれば傾斜センサには限られない。よって、例えば、ある基準位置から荷受台１までの距離を測る測距センサ等を採用することも考えられる。

制御機構の主体となる制御ユニット５は、図４に示すように、プロセッサ５ａ、プロセッサ５ａによって実行されるべきプログラムを格納しているＲＯＭ５ｂ、一時記憶として用いられるＲＡＭ５ｃ、荷受台１の移動速度を制御する際に参照される制御パラメータ等を記憶するフラッシュＲＯＭ５ｄ（または、ＥＥＰＲＯＭ）、及び、Ｉ／Ｏインタフェース５ｅを介して接続しているＰＷＭ制御回路５ｆ、ユーザによって操作される操作入力デバイス５ｇ、等のハードウェア資源を有する。ＰＷＭ制御回路５ｆは、パワーＭＯＳＦＥＴに代表される半導体スイッチに信号を入力してこれをＯＮ／ＯＦＦする。該半導体スイッチは、電動モータ２４に電力を供給する電気回路上に配置されており、そのＯＮ／ＯＦＦを通じて電動モータ２４への供給電力ひいては電動モータ２４の回転数を制御することが可能である。また、ＰＷＭ制御回路５ｆは、供給バルブ２５、２６、下降切り替えバルブ２７、２８の流量を制御するソレノイドに電気信号を入力できるものとしてある。操作入力デバイス５ｇは、例えば上昇ボタン、下降ボタンを備えており、ユーザが何れかのボタンを押下することで荷受台１を上昇または下降させるべき旨を指示できる。さらに、荷受台１、支持アーム６に取り付けられたセンサデバイス３、４も、Ｉ／Ｏインタフェース５ｅに接続している。しかして、プロセッサ５ａがＲＯＭ５ｂに格納された所定のプログラムを読み込んで解読し、該プログラムに従って上記のハードウェア資源を作動する。

ユーザが荷役装置を利用して貨物等を車両に積み込もうとする際、荷受台１は最下位置に下ろされ、かつその後端部が接地している傾斜姿勢とされる（図１の実線で示す）。貨物等を荷受台１上に載せた後、ユーザが操作入力デバイス５ｇを操作してこの荷受台１を上昇させるべき旨を指示すると、荷受台１の後端部が浮上して略水平姿勢となるチルト動作が行われ（図１の鎖線、図２の実線で示す）、しかる後その姿勢を保ちながら荷受台１が上方に変位する上昇動作が行われる（図２の鎖線で示す）。このときの動作の手順について、図５及び図６を参照して述べる。荷受台１を上昇させるべき旨の指示入力を操作入力デバイス５ｇを介して受け付けた場合（ステップＳ１）、プロセッサ５ａは、プログラムに従い、チルト動作を緩起動する（ステップＳ２）。より具体的には、プロセッサ５ａが、ソレノイドに制御信号を入力してチルトシリンダ２１に作動油を注入するように供給バルブ２５を開放する。そして、ＰＷＭ制御回路５ｆを介して電動モータ２４を駆動する。既に述べたように、電動モータ２４は油圧ポンプ２３を駆動し、油圧ポンプ２３はチルトシリンダ２１またはリフトシリンダ２２に作動油を供給する。ステップＳ２では、チルトシリンダ２１に作動油が注入され、該チルトシリンダ２１が伸長して荷受台１の後端部を浮上させる。

その上で、このチルト動作において、荷受台１の傾斜角度が変化する速度の立ち上がりを緩やかにする速度制御を実施する。即ち、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、フラッシュＲＯＭ５ｄに記憶されている制御パラメータを参照し、ＰＭＷ制御を実行して電動モータ２４の回転数を緩やかに増加させる。つまり、図６に示すように、電動モータ２４に印可される電圧のＤｕｔｙ比を徐々に変化させる（立ち上がりを緩やかにする）。制御パラメータは、その際のＤｕｔｙ比の変化率の態様を規定する。本実施形態では、荷受台１のチルト動作を開始してから所定時間ｔ₁が経過するまでにＤｕｔｙ比を１００％に増大させるものとしている。総じて言えば、制御ユニット５を主体とする制御機構が、速度制御の具体的内容を規定する制御パラメータを参照し、これに基づいてチルト動作における荷受台１の移動速度を緩やかに増加させる緩起動を実行する。

チルト動作の最中、荷受台１の傾斜角度を傾斜センサ３を介して観測し、チルト動作の終期を感知する。即ち、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、荷受台１の傾斜角度のデータを傾斜センサ３を介して取得し（ステップＳ３）、その値が予め定められている閾値に達したか否かを判断する（ステップＳ４）。荷受台１の傾斜角度が閾値に達した場合、荷受台１が略水平姿勢となったと見なし、チルト動作を完了して上昇動作を緩起動する（ステップＳ５）。より具体的には、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、ソレノイドに制御信号を入力して、チルトシリンダ２１への作動油の注入を止めるべく供給バルブ２５を閉止する一方、リフトシリンダ２２に作動油を注入するように供給バルブ２６を開放する。そして、ＰＷＭ制御回路５ｆを介して電動モータ２４を駆動する。ステップＳ５では、リフトシリンダ２２に作動油が注入され、該リフトシリンダ２２が伸長して支持アーム６の先端部及び荷受台１を上方に変位させる。

その上で、この上昇動作において、荷受台１の上昇速度（支持アーム６の角度が変化する速度）の立ち上がりを緩やかにする速度制御を実施する。即ち、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、フラッシュＲＯＭ５ｄに記憶されている制御パラメータを参照し、ＰＭＷ制御を実行して電動モータ２４の回転数を緩やかに増加させる。つまり、図６に示すように、電動モータ２４に印可される電圧のＤｕｔｙ比を徐々に変化させる（立ち上がりを緩やかにする）。本実施形態では、荷受台１の上昇動作を開始してから所定時間（ｔ₃−ｔ₂）が経過するまでにＤｕｔｙ比を１００％に増大させるものとしている。総じて言えば、制御ユニット５を主体とする制御機構が、速度制御の具体的内容を規定する制御パラメータを参照し、これに基づいて上昇動作における荷受台１の移動速度を緩やかに増加させる緩起動を実行する。

上昇動作の最中、支持アーム６の傾斜角度を傾斜センサ４を介して観測し、上昇動作の終期を感知する。即ち、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、支持アーム６の傾斜角度のデータを傾斜センサ４を介して取得し（ステップＳ６）、その値が予め定められている閾値に達したか否かを判断する（ステップＳ７）。荷受台１の傾斜角度が閾値に達した場合、荷受台１が最上位置まで上昇したと見なし、上昇動作を完了する（ステップＳ８）。より具体的には、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、ソレノイドに制御信号を入力して供給バルブ２６を閉止し、かつ、ＰＷＭ制御回路５ｆを介して電動モータ２４を停止する。

逆に、荷受台１が最上位置にある状態で、ユーザが操作入力デバイス５ｇを操作してこの荷受台１を降下させるべき旨を指示すると、荷受台１が略水平姿勢を保ちながら下方に変位する下降動作が行われ、しかる後荷受台１の後端部が沈降して接地するチルト動作が行われる。荷受台１を降下させるべき旨の指示入力を操作入力デバイス５ｇを介して受け付けた場合、プロセッサ５ａは、プログラムに従い、下降動作を緩起動する。より具体的には、ソレノイドに制御信号を入力してリフトシリンダ２２に付帯する下降切り替えバルブ２８を徐々に開放する。リフトシリンダ２２内の作動油は、荷受台１（及び、荷受台１に載置された貨物等）の自重により排出される。すると、リフトシリンダ２２が収縮し、支持アーム６の先端部及び荷受台１が下方に変位する。このときの荷受台１の下降速度（支持アーム６の角度が変化する速度）は、徐々に増大する。

下降動作の最中、支持アーム６の傾斜角度を傾斜センサ４を介して観測し、下降動作の終期を感知する。即ち、プロセッサ５ａが、プログラムに従い、支持アーム６の傾斜角度のデータを取得し、その値が予め定められている閾値に達したか否かを判断する。支持アーム６の傾斜角度が閾値に達した場合、荷受台１が最下位置まで下降したと見なし、下降動作を完了してチルト動作を緩起動する。より具体的には、プロセッサ５ａが、ソレノイドに制御信号を入力してチルトシリンダ２１に付帯する下降切り替えバルブ２７を徐々に開放する。チルトシリンダ２１内の作動油が排出され、チルトシリンダ２１が収縮すると、荷受台１が傾きその後端部が沈降する。荷受台１の傾斜角度が変化する速度は、徐々に増大する。荷受台１の後端部が接地することで、チルト動作が終了する。

以上に詳述した本実施形態によれば、アクチュエータ２により駆動されてチルト動作と上昇動作とを連続して行う荷受台１と、チルト動作の終期を感知するセンサ３と、チルト動作を緩起動しかつセンサ３を介してチルト動作の終期を感知した後に上昇動作を緩起動する制御機構５とを具備する荷役装置を構成したため、連続的に行われるチルト動作、上昇動作のそれぞれが個別に緩起動され、しかもチルト動作の完了を確認してはじめて上昇動作が緩起動される。従って、過大な衝撃を伴うことなく好適に荷受台１のリフトアップを実行でき、荷受台１上の貨物等の損傷、落下の危険を低減ないし回避し得る。

同様に、アクチュエータ２により駆動されて下降動作とチルト動作とを連続して行う荷受台１と、下降動作の終期を感知するセンサ４と、下降動作を緩起動しかつセンサ４を介して下降動作の終期を感知した後にチルト動作を緩起動する制御機構５とを具備する荷役装置を構成したため、過大な衝撃を伴うことなく好適に荷受台１のリフトダウンを実行でき、荷受台１上の貨物等の損傷、落下の危険を低減ないし回避し得る。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態における荷役装置の要部側面図。同要部側面図。同実施形態のアクチュエータの概略構成図。同実施形態における制御ユニットのハードウェア資源構成図。制御ユニットが実行する動作の手順を説明するフローチャート。同実施形態における速度制御の態様を説明する図。

符号の説明

１…荷受台
２…アクチュエータ
３…センサ
５…制御ユニット

Claims

アクチュエータにより駆動され、地面に接地した傾斜姿勢と地面から浮上した略水平姿勢との間で角度を変化させるチルト動作、及び高さ位置を上方に変位させる上昇動作を連続して行う荷受台と、
前記傾斜姿勢から前記略水平姿勢へと至るチルト動作の終期を感知するセンサと、
前記傾斜姿勢から前記略水平姿勢へと至るチルト動作を緩起動し、かつ前記センサを介して前記チルト動作の終期を感知した後に前記上昇動作を緩起動する制御機構と
を具備する荷役装置。