JP4578859B2 - フォークの揺動防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、３方向スタッキングトラック等のフォークが水平方向に旋回する荷役車両に関する。

図５に示す荷役車両は、その車台に立ち上げたマストｍに、昇降キャリッジｃを取付けて成るフォークリフトｖである。昇降キャリッジｃは、ローテート用直立軸ａに、この直立軸ａの両側に突出する支持体ｓを接合し、水平方向に延出する２本のフォークｆの後端を、支持体ｓに各々支持させている。図示を省略しているが、直立軸ａは、ギア列等の減速機構を介して、昇降キャリッジｃの内部に収納されたローテート用油圧モータに接続している。

昇降キャリッジｃは、オペレータの指令に基づき、マストｍに案内されつつ昇降し、フォークｆがフォークリフトｖに対して横向きになるように、フォークｆを直立軸ａの周りに旋回（ローテート）できる。更に、昇降キャリッジｃは、これ自体がフォークリフトｖの車幅方向へ水平移動することにより、２本のフォークｆをシフトできる。以上の技術は下記の特許文献に開示されている。
特開２００１−９７６９１号公報

図６は、上記のように横向きにしたフォークｆの平面図を表している。この状態で、フォークリフトｖはラック棚ｒの間の通路ｎを走行できる。しかしながら、フォークｆに荷物ｐを積載したままフォークリフトｖを走行させる場合、同フォークリフトｖの加速、又は制動に伴う慣性力が上記の荷物ｐに作用し、フォークｆを直立軸ａの周りに旋回させようとするトルクが発生する。

一方、上記のローテート用油圧モータへの作動油の出入りを方向制御弁により遮断すれば、この油圧モータをロックできるが、荷物ｐが重量物でこれに作用するトルクが強大な場合には、僅かながら作動油が圧縮され、又は油圧配管が膨張する分、油圧モータは無理に回転させられる。これにより、荷物ｐと共にフォークｆが図６中に矢印Ｒで示す方向に旋回するので、フォークリフトｖの側方へ突き出た荷物ｐがラック棚ｒに衝突し、両者が損傷する恐れがある。

また、フォークが旋回しないように、フック等の機械的手段により固定することも検討したが、慣性力が非常に大きい場合、該フックが破損する恐れも有り、現実的でない。

本発明は、以上に述べた技術的課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ローテート機構の直立軸の不用意な旋回を予防するフォークの揺動防止装置を提供することにある。

本発明に係るフォークの揺動防止装置は、３方向スタッキングトラック（左右及び前方の荷役をさせるために、シフト、ローテート機構を備えたフォーク部を有するフォークリフト）において、前記ローテート機構に、フォークの旋回範囲で該フォークの旋回角度を検出する手段と、前記フォークリフトの走行時に前記フォークが向けられるべき角度を走行可能角度として記録する記録手段と、前記フォークを旋回制御させる制御手段と、前記フォークを旋回駆動させる駆動手段とを設け、前記フォークの向きが左又は右の所定角度（１）（例えば、前方を０°とすると、−８０°〜−９０°又は＋８０°〜＋９０°）の範囲内にある時を走行可能角度（図４に示す）とし、前記フォークの旋回角度を検出する手段により検出した角度を現在旋回角度として、該現在旋回角度が前記走行可能角度の範囲内にある時は前記フォークリフトを走行可能とし、前記フォークリフトが走行して、前記走行可能角度を逸脱しない角度である前記フォークの向きが左又は右の所定角度（２）（例えば、前方を０°とすると、−８５°〜−９０°又は＋８５°〜＋９０°）の範囲外（図４に示す）になった時に、前記フォークの向きを該所定角度（２）の範囲内に戻す動作を行わせ、安定して走行できるように制御することを特徴とする。

更に、本発明に係るフォークの揺動防止装置は、前記走行可能角度が、前記フォークを機械的に位置決めできるフォークの旋回範囲の限界（例えば、前方を０°とすると、−９０°又は＋９０°）から一定の範囲（例えば、前方を０°とすると、−８０°〜−９０°又は＋８０°〜＋９０°）に割り当てられ、前記フォークの向きを戻す動作を、前記フォークの旋回範囲の限界まで行わせることを特徴とする。

更に、本発明に係るフォークの揺動防止装置は、前記駆動手段が、前記ローテート機構の直立軸に回転力を供給する電動機と、該電動機の回転を制動可能な制動装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係るフォークの揺動防止装置によれば、フォークの現在旋回角度を検出手段によって検出する一方、荷役車両を走行させる時にフォークが向けられるべき角度を、走行可能角度として記録手段が記録しているので、荷役車両が走行している間、制御手段は、現在旋回角度と走行可能角度との角度差を算出できる。このため、荷役車両の加速又は制動に起因する慣性力によってフォークが不用意に旋回すると、この旋回した角度を制御手段が数量的に認識し、直ちに駆動源を起動させて、角度差を打ち消す方向にフォークを旋回させられる。

従って、荷物を積載したフォークが不用意に旋回し、同荷物が荷役車両に近接するラック棚等に衝突して両者が損傷するような事態を未然に防止することができる。

更に、フォークの揺動防止装置によれば、走行可能角度をフォークの旋回範囲の限界から一定の範囲（例えば、前方を０°とすると、−８０°〜−９０°又は＋８０°〜＋９０°）に割り当てているので、フォークを旋回範囲の限界に突き当てることにより、フォークを機械的に位置決めできる。従って、荷役作業を終えたオペレータが、荷役車両を走行させる直前に、マニュアル操作でフォークを走行可能角度に向ける過程で、同オペレータはフォークの向きを監視しなくて済むという利点が得られる。

更に、駆動源として電動機を適用すれば、従来のような油圧モータに方向制御弁を経て油圧を供給する場合に比較して、作動油の圧縮又は油圧配管の膨張に伴う応答の遅れを解消できるので、その分、小刻みに且つ精密にフォークを旋回させられる。従って、荷役車両の加速又は制動に起因するフォークの旋回が僅かであっても、これを逐次に修正できるので、以上に述べた効果を確実に達成することができる。

更に、制動装置が、駆動源の停止時に駆動源を制動することによりフォークを固定し、駆動源の起動時に制動を解除するよう構成すれば、フォークが走行可能角度に向けられた状態、又はオペレータがマニュアル操作でフォークを所望の向きで停止させる場合に、フォークをロックすることができる。また、走行可能角度で停止しているフォークが不用意に旋回して制御手段が駆動源を起動させた状態、又は、オペレータがマニュアル操作でフォークを所望の向きになるまで旋回させる過程で、フォークを駆動源が旋回させることを許容できる。

本発明の実施形態に係るフォークの揺動防止装置を図面を参照しながら説明する。以下で述べるプログラムの実行に不可欠なハードウェア資源の他、周知の技術については、その詳細な説明又は図示を省略する。

図１は、フォークの揺動防止装置１の概略図であって、駆動源２により回転するローテート用直立軸３、及び直立軸３に水平方向へ先端４を突出する姿勢でバックプレート等の支持体３１に後端４１を支持されたフォーク５を表している。図２（ａ），（ｂ）は、フォーク５が旋回する動作を例示した平面図である。図３は、フォークの揺動防止装置１の制御ステップを表したフローチャートである。図４は、ローテート用直立軸３を中心に旋回するフォーク５が前方を向いた姿勢でその旋回角度を０°と定め、フォーク５が時計回りに旋回する方向を正の角度で表記し、反時計回りに旋回する方向を負の角度で表記した概念図である。

フォークの揺動防止装置１は、図１及び図２に示すように、直立軸３の回転に伴って旋回するフォーク５の旋回角度θを検出する検出手段６と、フォークリフト７の走行時にフォーク５が向けられるべき角度を走行可能角度として記録する記録手段８と、上記の旋回角度θと走行可能角度との角度差を算出し、この角度差を打ち消す方向にフォーク５が旋回するよう駆動源２を起動させる制御手段９とを備える。

制御手段９は、演算制御部９１、入力部９２、図示を省略した出力部、及び入出力インターフェースから構成されるプログラマブル・コントローラ（ＰＣ）である。入力部９２には、フォークリフト７を運転するオペレータが、駆動源２をマニュアル操作によって起動、停止、又は反転させるレバーやスイッチ類が含まれる。駆動源２は、制動装置である摩擦ブレーキ２１を備える電動機であり、昇降キャリッジ１０に内装されたギヤ列等の減速機構２２を介して直立軸３に回転力を供給する。直立軸３は、その上下部のジャーナルを昇降キャリッジ１０の内側に各々軸受けされている。

摩擦ブレーキ２１は、駆動源２の停止時に駆動源２を制動することにより直立軸３を固定し、フォーク５が走行可能角度を向いた状態、又はオペレータがマニュアル操作でフォーク５を所望の向きに停止させた状態で、フォーク５をロックすることができる。また、摩擦ブレーキ２１は、制御手段９が駆動源２を起動させた状態、又はオペレータがマニュアル操作でフォーク５を所望の向きになるまで旋回させる過程で上記ロックを解除し、フォーク５が駆動源２によって旋回されることを許容する。

フォーク５の旋回範囲とは、フォーク５が、その先端４を矢印Ｗで指したフォークリフト７の車幅方向の一方（図２中の右）へ向けた姿勢から、直立軸３の周りに反時計回りに旋回し、先端４を車幅方向の他方（図２中の左）へ向けた姿勢に方向転換するまでの１８０°の範囲を意味し、同図のθは１８０°以内の任意の角度を代表する。

また、上記の走行可能角度を、フォーク５の旋回範囲の限界から一定の範囲内に一致するように、１８０°の旋回範囲に割り付けても良い。例えば、図４に示すように、フォーク５の旋回角度が、前方を０°とすると、−８０°〜−９０°又は＋８０°〜＋９０°の範囲、つまりフォーク５がその先端４を車幅方向の一方から１０°の範囲内へ向けた姿勢を走行可能角度として定めても良い。このような走行可能角度は、記録手段８の記録内容を書き換えることによって自由に設定、又は変更することができる。

検出手段６としては、ロータリーエンコーダを適用しても良い。この場合、直接には直立軸３の回転する角度を符号化して出力するが、この角度を制御手段９はフォーク５の旋回角度として認識する。記録手段８としてはメモリーチップなどを適用しても良い。更に、上記の走行可能角度の他、図３のフローチャートで表した演算ステップを演算制御部９１が実行するために適時読み込み可能なプログラムを記録できるメモリー領域を、記録手段８に設けても良い。

次に、フォークの揺動防止装置１の動作について説明する。以下のＳ１〜Ｓ９は、図３の各ステップに対応している。

オペレータは、フォークリフト７を操作して、図２（ａ），（ｂ）に示すようにフォーク５に荷物１１を積載し、フォーク５が走行可能角度を向いているか否かを確認する。そして、フォーク５が走行可能角度を向いていなければ、オペレータは、マニュアル操作にてフォーク５を走行可能角度に向けても良い（Ｓ１）。

この場合、フォーク５の走行可能角度を既述の通りフォーク５の旋回範囲の限界から一定の範囲（例えば、図４に示すように、前方を０°とすると−８０°〜−９０°又は＋８０°〜＋９０°の範囲）に一致させておけば、フォーク５を旋回範囲の限界に突き当てるだけで機械的に位置決めできる。従って、オペレータはフォーク５を走行可能角度に向ける過程で、フォーク５の向きを小刻みに監視しなくても良い。以上の動作が完了したところで、オペレータはフォークリフト７を走行させても良い（Ｓ２）。Ｓ３のステップは、フォーク５が走行可能角度に到達するまでは、演算制御部９１が演算処理を実行しないことを表している。

フォークリフト７が走行すると、その加速又は制動に起因して荷物１１を積載したフォーク５を旋回させようとするトルクが発生する（Ｓ４）。このトルクが摩擦ブレーキ２１の制動力よりも小さければ、フォーク５は走行可能角度にて静止を保てるが（Ｓ５）、同トルクが摩擦ブレーキ２１の制動力を超える程強大である場合には、フォーク５が無理に旋回させられることになる（Ｓ６）。この無理に旋回させられた角度は、検出手段６によって旋回角度θとして検出され、制御手段９によって数量的に認識される。

そして、制御手段９は、θが一定の範囲（例えば、フォーク５がその先端４を車幅方向の一方０°〜１０°の範囲に向けた姿勢を走行可能角度とすると、０°〜５°のような走行可能角度を逸脱しない余裕を持った値）を外れた場合、直ちに駆動源２を起動させて、角度差（θ−０°）を打ち消す方向（−θ）にフォーク５を旋回範囲の限界まで旋回させる（Ｓ７）。

この場合、駆動源２として電動機を適用しているので、従来のような油圧モータに方向制御弁を経て油圧を供給する場合に比較して、作動油の圧縮又は油圧配管の膨張に伴う応答の遅れを解消し、その分、小刻みに且つ精密にフォーク５を旋回させられる。従って、フォークリフト７の加速又は制動に起因するフォーク５の旋回が例え僅かであっても、フォーク５が走行可能角度を向くように小刻みに修正することができる。

従って、フォークの揺動防止装置１によれば、荷物１１を積載したフォーク５が不用意に旋回し、荷物１１がフォークリフト７に近接するラック棚等に衝突して両者が損傷するような事態を未然に防止することができる。

但し、オペレータによるマニュアル操作は、フォークの揺動防止装置１の以上に述べた動作に優先するので、オペレータが入力部９２を操作すると（Ｓ８）、この操作にのみ従いフォーク５は旋回することになる。

本発明は、３方向スタッキングトラック等のようなフォークが水平方向に旋回（ローテート）するあらゆる荷役車両に適用することができる。

本発明の実施例に係るフォークの揺動防止装置の構成を示すブロック図。 （ａ）は本発明の実施例に係るフォークの揺動防止装置を適用した荷役車両の平面図、（ｂ）はその動作例を示す平面図。 本発明の実施例に係るフォークの揺動防止装置の制御ステップを説明するフローチャート。 本発明の実施例に係るフォークの揺動防止装置の動作を概念的に表した平面図。 荷役車両の一例の斜視図。 荷役車両の従来の動作例を示す平面図。

符号の説明

１：揺動防止装置
２：駆動源
３：直立軸
４：先端
５：フォーク
６：検出手段
７：フォークリフト（荷役車両）
８：記録手段
９：制御手段
１０：昇降キャリッジ
２１：摩擦ブレーキ（制動装置）
θ：旋回角度

Claims (2)

1. 左右及び前方の荷役をさせるために、シフト、ローテート機構を備えたフォーク部を有するフォークリフトにおいて、
   前記ローテート機構に、フォークの旋回範囲で該フォークの旋回角度を検出する手段と、
   前記フォークリフトの走行時に前記フォークが向けられるべき角度を走行可能角度として記録する記録手段と、
   前記フォークを旋回制御させる制御手段と、
   前記フォークを旋回駆動させる駆動手段とを設け、
   前記フォークの向きが左又は右の所定角度の範囲内にある時を走行可能角度とし、
   前記フォークの旋回角度を検出する手段により検出した角度を現在旋回角度として、該現在旋回角度が前記走行可能角度の範囲内にある時は前記フォークリフトを走行可能とし、
   前記フォークリフトが走行して、前記走行可能角度を逸脱しない角度である前記フォークの向きが左又は右の所定角度の範囲外になった時に、前記フォークの向きを該所定角度の範囲内に戻す動作を行わせるように制御し、
   前記走行可能角度が、前記フォークを機械的に位置決めできるフォークの旋回範囲の限界から一定の範囲に割り当てられ、前記フォークの向きを戻す動作を、前記フォークの旋回範囲の限界まで行わせることを特徴とするフォークの揺動防止装置。
2. 前記駆動手段は、前記ローテート機構の直立軸に回転力を供給する電動機と、該電動機の回転を制動可能な制動装置とを備えることを特徴とする請求項１に記載のフォークの揺動防止装置。

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