JP5353371B2 - 多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置 - Google Patents

Description

本発明は多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置に関する。

フォークリフトはマスト装置を備えている。マスト装置には、マストに沿ってリフトブラケットを上昇させるリフトシリンダが設けられている。フォークリフトにおいて、リフトブラケットに取り付けられたフォーク等で荷物を持ち上げる場合、その荷物の荷重をそのまま計測したいという要望がある。また、フォークリフトがフォーク等で荷物を高く持ち上げたまま走行する場合、車両の安定性のため、荷重に基づいて各種の制御が行われることもある。このための公知の荷重計測装置が特許文献１、２に開示されている。

特許文献１、２開示の荷重計測装置はマスト装置も備えている。図１４及び図１５に示すように、このマスト装置１００の複数段のマストは、車体フレームに支持されたアウタマスト９０と、このアウタマスト９０に上下動可能に案内され、リフトブラケット９１を上下動可能に案内するインナマスト９２とからなる。また、このマスト装置１００は左右一対のリフトシリンダ９３、９４を有している。リフトシリンダ９３、９４は、図１６に示すように、アウタマスト９０に固定されたシリンダ本体９３ａ、９４ａと、このシリンダ本体９３ａ、９４ａ内に形成された油室９３ｂ、９４ｂと、シリンダ本体９３ａ、９４ａから伸長し、インナマスト９２に固定されたピストンロッド９３ｃ、９４ｃとを有する。図１４及び図１５に示すように、インナマスト９２の上方にはチェーンホイール９５が設けられている。そして、チェーンホイール９５には、アウタマスト９０に一端が固定され、リフトブラケット９１に他端が固定されたチェーン９６が巻き掛けられている。

このマスト装置１００では、図１６に示すように、リフトシリンダ９３、９４の油室９３ｂ、９４ｂは油路９７によって接続されており、油路９７は作動油の最大流量を制限するフローレギュレータバルブ９８に接続されている。油路９７には、作動油の圧力を検出する圧力センサ９９が設けられている。なお、８０は油圧ポンプ、８１はオイルコントロールバルブ、８２はドレン路、８３はオイルタンク、８４はセーフティダウンバルブである。

また、フォークリフトにはコントローラが設けられており、コントローラは荷重計測装置の一部をなす記憶部及び算出部を具備している。このフォークリフトのマスト装置１００はリフトシリンダ９３、９４が１段であるため、記憶部は１段に関するパラメータのみを予め記憶している。

この荷重計測装置を具備したフォークリフトでは、運転者の操作により、マスト装置１００のリフトシリンダ９３、９４がピストンロッド９３ｃ、９４ｃを伸長すれば、インナマスト９２がアウタマスト９０に案内されて上方に持ち上げられる。これにより、リフトブラケット９１が２倍の速度でインナマスト９２に案内されて上方に持ち上げられる。リフトブラケット９１に作用する荷重はリフトシリンダ９３、９４の油室９３ｂ、９４ｂ内の作動油に伝達され、油室９３ｂ、９４ｂ内の圧力が圧力センサ９９によって検出される。算出部は圧力センサ９９の出力信号とパラメータとに基づいてリフトブラケット９１に作用する荷重を算出する。算出された荷重は、表示装置に表示されたり、設定値を超える警告に用いられたり、マスト装置１００の前傾角度や走行速度の運転制限等に供される。

特開２０００−１６７９５号公報 特開平１０−２６５１９４号公報

しかし、上記従来の荷重計測装置は、マスト装置のリフトシリンダが１段だけであり、マスト装置のリフトシリンダが２段以上の複数段であるフォークリフトでこの荷重計測装置を用いる場合には、正しい荷重の計測を常には行えない。

すなわち、マスト装置には、マストが２段、リフトシリンダが１段のものの他、マストが２段、リフトシリンダが２段のもの、マストが３段、リフトシリンダが２段のもの等がある。例えば、マストが２段、リフトシリンダが２段のマスト装置において、両段のリフトシリンダの各油室がフローレギュレータバルブから下流に向かって各段で直列に接続され、かつ第２段の油室をもつリフトシリンダが最優先でピストンロッドを伸長するように構成されている場合、そのマスト装置はいわゆるフルフリーマスト装置と呼ばれる。このフルフリーマスト装置は、第２段のマストであるインナマストが第１段のマストであるアウタマストに対して上昇していない状態のまま、リフトブラケットがインナマストの最上部まで上昇し、次にインナマストがアウタマストの最上部まで上昇する。このようなフルフリーマスト装置を備えたフォークリフトは、天井が十分に高くない場合でも、その天井にマストを衝突させることなく荷役作業を行うことができるという利点を有する。このようなフルフリーマスト装置を備えたフォークリフトでこの荷重計測装置を用いる場合、インナマストがアウタマストに対して上昇しておらず、リフトブラケットがインナマストに対して上昇している低揚高の状態では、第１段に関するパラメータに基づいてリフトブラケットに作用する荷重を算出することが可能ではある。しかしながら、インナマストがアウタマストに対して上昇した高揚高の状態では、第１段に関するパラメータがもはや正確でないことから、正しい荷重を算出することが不可能になってしまう。このため、この状態では、表示装置に正しい荷重を表示できなかったり、誤った警告が行われたり、不適切な運転制限等が行われることとなってしまう。マストが３段、リフトシリンダが２段のマスト装置も同様である。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、マスト装置のリフトシリンダが複数段であるフォークリフトにおいて、正しい荷重の計測を常に行うことが可能な多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置は、マストに沿ってリフトブラケットを上昇させるリフトシリンダが設けられたマスト装置と、該リフトシリンダの油室と主油路により接続され、作動油の最大流量を制限するフローレギュレータバルブと、該主油路内の該作動油の圧力を検出する圧力センサと、パラメータを予め記憶する記憶部と、該圧力センサの出力信号と該パラメータとに基づいて該リフトブラケットに作用する荷重を算出する算出部とを備え、
前記マスト装置は前記リフトシリンダが複数段で構成され、
前記記憶部には各段に関する前記パラメータが予め記憶され、
いずれの段の前記リフトシリンダが前記リフトブラケットを上昇させているかを検知する検知部と、該検知部の検知信号に基づいて前記算出部で用いる前記パラメータを切り替える切替部とを備えていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の荷重計測装置は、リフトシリンダが複数段で構成されたマスト装置を採用していても、リフトブラケットを上昇させているリフトシリンダの段を検知部によって把握し、切替部が算出部で用いるパラメータを切り替えるため、算出部がその段のパラメータで荷重の算出を行うことができる。

したがって、この荷重計測装置は、マスト装置のリフトシリンダが複数段であるフォークリフトにおいて、正しい荷重の計測を常に行うことが可能である。このため、この荷重計測装置によれば、どの段のリフトシリンダでリフトブラケットを上昇させていても、表示装置に正しい荷重を表示可能であり、正確な警告を行うことができ、適切な運転制限等も行い得る。

本発明に係るマスト装置は、複数段のリフトシリンダの各油室がフローレギュレータバルブから下流に向かって各段で直列に接続され、かつ最下流段の油室をもつリフトシリンダが最優先でピストンロッドを伸長するように構成され得る（請求項２）。

この場合、マスト装置はフルフリーマスト装置となる。このマスト装置を備えたフォークリフトは、低揚高の状態でリフトブラケットに作用する荷重を算出することが可能である他、高揚高の状態でもリフトブラケットに作用する荷重を算出することが可能であり、本発明の荷重計測装置は特に有効である。

複数段のマストは、車体フレームに支持されたアウタマストと、このアウタマストに上下動可能に案内され、リフトブラケットを上下動可能に案内するインナマストとからなり得る。また、複数段のリフトシリンダは、第１リフトシリンダと第２リフトシリンダとからなり得る。第１リフトシリンダは、アウタマストに固定された第１シリンダ本体と、第１シリンダ本体内に形成され、フローレギュレータバルブと主油路によって接続された第１油室と、第１シリンダ本体から伸長し、インナマストに固定された第１ピストンロッドとを有し得る。第２リフトシリンダは、インナマストに固定された第２シリンダ本体と、第２シリンダ本体内に形成され、第１油室の下流に位置し、第１油室と副油路によって接続された第２油室と、第２シリンダ本体から伸長し、チェーンホイールが設けられた第２ピストンロッドとを有し得る。そして、チェーンホイールには、インナマスト又は第２シリンダ本体に一端が固定され、リフトブラケットに他端が固定されたチェーンが巻き掛けられ得る（請求項３）。

このマスト装置はいわゆるＦＶマスト装置又はＦＷマスト装置と呼ばれるフルフリーマスト装置である。表１に示すように、第１リフトシリンダが２本、第２リフトシリンダが１本であれば、ＦＶマスト装置である。第１リフトシリンダが２本、第２リフトシリンダが２本であれば、ＦＷマスト装置である。

複数段のマストは、車体フレームに支持されたアウタマストと、アウタマストに上下動可能に案内されるミドルマストと、ミドルマストに上下動可能に案内され、リフトブラケットを上下動可能に案内するインナマストとからなり得る。また、複数段のリフトシリンダは、第１リフトシリンダと第２リフトシリンダとからなり得る。第１リフトシリンダは、アウタマストに固定された第１シリンダ本体と、第１シリンダ本体内に形成され、フローレギュレータバルブと主油路によって接続された第１油室と、第１シリンダ本体から伸長し、ミドルマストに固定されているとともに第１チェーンホイールが設けられた第１ピストンロッドとを有し得る。第２リフトシリンダは、インナマストに固定された第２シリンダ本体と、第２シリンダ本体内に形成され、第１油室の下流に位置し、第１油室と副油路によって接続された第２油室と、第２シリンダ本体から伸長し、第２チェーンホイールが設けられた第２ピストンロッドとを有し得る。そして、第１チェーンホイールには、アウタマスト又は第１シリンダ本体に一端が固定され、インナマストに他端が固定された第１チェーンが巻き掛けられ得る。また、第２チェーンホイールには、インナマスト又は第２シリンダ本体に一端が固定され、リフトブラケットに他端が固定された第２チェーンが巻き掛けられ得る（請求項４）。

このマスト装置はいわゆるＦＳＶマスト装置又はＦＳＷマスト装置と呼ばれるフルフリーマスト装置である。表１に示すように、第１リフトシリンダが２本、第２リフトシリンダが１本であれば、ＦＳＶマスト装置である。第１リフトシリンダが２本、第２リフトシリンダが２本であれば、ＦＳＷマスト装置である。

因みに、マストが２段、リフトシリンダが１段のマスト装置は、図１４〜１６に示すように、フルフリーマスト装置ではないＶマスト装置と呼ばれる。

パラメータは、リフトシリンダの内径又はロッド径φ（ｃｍ）と、圧力センサの０点電圧Ｖ0（Ｖ）と、受圧面積倍数Ｎcylと、実負荷の何倍の荷重を受けるかの補正値Ｎpと、圧力センサの感度Ｓ（ｋｇ／ｃｍ²／Ｖ）とからなり得る。そして、算出部は、リフトシリンダ１本当りの荷重をＷcyl（ｋｇ）、圧力センサの出力電圧をＶp（Ｖ）として、式（１）及び式（２）により荷重算出値Ｗp（ｋｇ）を算出し得る（請求項５）。
式（１）…Ｗcyl＝Ｓ×π（φ／２）²×（Ｖp−Ｖ0）
式（２）…Ｗp＝Ｗcyl×Ｎcyl÷Ｎp

この場合、ＦＳＶ、ＦＳＷ、ＦＶ、ＦＷ及びＶのマスト装置に共通して、リフトブラケットがインナマストに対して上昇している低揚高の状態におけるパラメータと、リフトブラケットが低揚高を超えて上昇している高揚高の状態におけるパラメータとを記憶部に記憶させることができる。また、ＦＳＶ、ＦＳＷ、ＦＶ、ＦＷ及びＶのマスト装置に共通して、算出部が式（１）及び式（２）により荷重算出値Ｗpを算出するようにできる。そして、切替部が検知部の検知信号に基づいて算出部で用いるパラメータを切り替えることにより、ＦＳＶ、ＦＳＷ、ＦＶ、ＦＷ及びＶのマスト装置に適した正しい荷重の計測を行うことが可能になる。これにより、マスト装置毎に記憶部及び算出部を準備する必要がなくなり、汎用性が上がる。

実施例１のフォークリフトの側面図である。 実施例１のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 実施例１のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 実施例１のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 実施例１のフォークリフトに係り、リフトシリンダ等の模式構造図である。 実施例１のフォークリフトに係り、コントローラ等の模式ブロック図である。 実施例１のフォークリフトに係り、フローチャートである。 実施例１のフォークリフトに係り、荷重と圧力センサの出力電圧との関係を示すグラフである。 実施例２のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 実施例２のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 実施例２のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 実施例２のフォークリフトに係り、リフトシリンダ等の模式構造図である。 実施例２のフォークリフトに係り、荷重と圧力センサの出力電圧との関係を示すグラフである。 従来のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 従来のフォークリフトに係り、マスト装置の模式側面図である。 従来のフォークリフトに係り、リフトシリンダ等の模式構造図である。

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
図１に示すように、実施例１のフォークリフト１は、車体フレーム２の前部にＦＶマスト装置３が立設されている。ＦＶマスト装置３のマストは、図２〜４に示すように、車体フレーム２に対して前後に傾動可能に支持された左右一対のアウタマスト３ａと、これらのアウタマスト３ａに上下動可能に案内される左右一対のインナマスト３ｂとからなる。両インナマスト３ｂにはリフトブラケット６が上下動可能に案内されており、リフトブラケット６には左右一対のフォーク８が設けられている。

図４に示すように、各アウタマスト３ａの下端には、左右一対の第１リフトシリンダ４ａ、４ｂが配設されている。第１リフトシリンダ４ａ、４ｂは、ロアタイビーム５ａを介してアウタマスト３ａに固定された第１シリンダ本体４１ａ、４１ｂと、第１シリンダ本体４１ａ、４１ｂ内に形成された第１油室４２ａ、４２ｂと、第１シリンダ本体４１ａ、４１ｂから伸長し、図２〜４に示すように、アッパータイビーム５ｂを介してインナマスト３ｂに上端が固定された第１ピストンロッド４３ａ、４３ｂとを有している。

各インナマスト３ｂの下端の中央には、第２リフトシリンダ７が配設されている。図４に示すように、第２リフトシリンダ７はミドルタイビーム５ｃを介してインナマスト３ｂに固定された第２シリンダ本体７ａと、第２シリンダ本体７ａ内に形成された第２油室７ｂと、第２シリンダ本体７ａから伸長する第２ピストンロッド７ｃとを有している。第２ピストンロッド７ｃの上端には、図２〜４に示すように、チェーンホイール９が設けられている。

チェーンホイール９には、第２シリンダ本体７ａに一端が固され、リフトブラケット６に他端が固定されたチェーン１４が巻き掛けられている。また、アウタマスト３ａとインナマスト３ｂとの間には、両者が離れることを検知する揚高スイッチ２８が設けられている。揚高スイッチ２８が検知部である。

図５に示すように、油圧ポンプ１５の吐出口には高圧ホース１６が接続され、高圧ホース１６は油圧ポンプ１５側からオイルコントロールバルブ１７及びフローレギュレータバルブ１８を介して第１リフトシリンダ４ａの第１油室４２ａに接続されている。オイルコントロールバルブ１７にはドレンホース１９が設けられている。油圧ポンプ１５は、図１に示すエンジンＥによって駆動され、図５に示すオイルタンク２０から作動油を吸引するようになっている。オイルコントロールバルブ１７は、ＦＶマスト装置３と、図示しないパワーステアリング用の油圧シリンダと、図１に示すチルト用の油圧シリンダ２１とのどれに作動油を供給するかを制御できるようになっている。フローレギュレータバルブ１８は作動油の最大流量を制限するようになっている。

第１リフトシリンダ４ａ、４ｂの第１油室４２ａ、４２ｂは高圧ホース２２により連通されており、第１リフトシリンダ４ｂの第１油室４２ｂ内にはセーフティダウンバルブ２３が設けられている。また、第１リフトシリンダ４ｂの第１油室４２ｂには高圧ホース２４が接続されており、高圧ホース２４の先端に圧力センサ２５が設けられている。高圧ホース１６、２２、２４が主油路を構成している。

第１リフトシリンダ４ｂの第１油室４２ｂには高圧ホース２６が接続されており、高圧ホース２６は第２リフトシリンダ７の第２油室７ｂに接続されている。第２油室７ｂ内にはセーフティダウンバルブ２７が設けられている。高圧ホース２６が副油路を構成している。

こうして、第１段の第１リフトシリンダ４ａ、４ｂの各第１油室４２ａ、４２ｂと、第２段の第２リフトシリンダ７の第２油室７ｂとは、フローレギュレータバルブ１８から下流に向かって直列に接続されている。

また、第１リフトシリンダ４ａ、４ｂのロッド径、つまり第１シリンダ本体４１ａ、４１ｂのロッド径はφhigh（ｃｍ）であり、第２リフトシリンダ７の内径、つまり第２シリンダ本体７ａの内径はφlow（ｃｍ）であり、それぞれのリフトシリンダにかかる積載負荷の荷重とインナーマストやリフトブラケット等の自重に対し、先に第２リフトシリンダ７が動作するように、ロッド径や内径が設定されている。このため、オイルコントロールバルブ１７がＦＶマスト装置３に作動油を供給すれば、最下流段である第２段の第２油室７ｂをもつ第２リフトシリンダ７が最優先で第２ピストンロッド７ｃを伸長するように構成されている。

また、図１に示すように、運転室１０の前方には、ハンドル１１、リフトレバー１２及びチルトレバー１３が装備されている。また、車体フレーム２にはコントローラ２９が固定されている。このコントローラ２９は、図６に示すように、ＡＤ変換回路３０、入力インターフェース３１、ＣＰＵ３２、記憶部３３及び出力インターフェース３４を有している。

コントローラ２９には積載荷重測定スイッチ３５、揚高スイッチ２８、圧力センサ２５、マルチディスプレイ３６及びその他の機器３７が接続されている。積載荷重測定スイッチ３５及び揚高スイッチ２８は入力インターフェース３１に接続され、圧力センサ２５はＡＤ変換回路３０を介して入力インターフェース３１に接続されている。ＣＰＵ３２には、入力インターフェース３１、記憶部３３及び出力インターフェース３４が接続され、出力インターフェース３４にマルチディスプレイ３６及びその他の機器３７が接続されている。その他の機器３７は、オイルコントロールバルブ８１、エンジンＥ等である。積載荷重測定スイッチ３５及びマルチディスプレイ３６は運転室１０に装備されている。

記憶部３３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、メモリ等からなり、圧力センサ２５の感度Ｓ（ｋｇ／ｃｍ²／Ｖ）と、表２及び表３に示すパラメータと、次の式（１）及び式（２）とが記憶されている。表２及び表３のパラメータと、式（１）及び式（２）とは、ＦＳＶ、ＦＳＷ、ＦＶ、ＦＷ及びＶのマスト装置に共通している。

式（１）…Ｗcyl＝Ｓ×π（φ／２）²×（Ｖp−Ｖ0）

式（２）…Ｗp＝Ｗcyl×Ｎcyl÷Ｎp

表２はリフトブラケット６がインナマスト３ｂに対して上昇している低揚高の状態におけるパラメータを示し、表３はリフトブラケット６が低揚高を超えて上昇している高揚高の状態におけるパラメータを示す。ここで、Ｖ0（Ｖ）は圧力センサ２５の０点電圧であり、Ｖ0lowは低揚高の状態における０点電圧を示し、Ｖ0highは高揚高の状態における０点電圧を示す。また、φ（ｃｍ）は第１、２リフトシリンダ４ａ、４ｂ、７の内径又はロッド径であり、φhighが第１シリンダ本体４１ａ、４１ｂのロッド径を示し、φlowが第２シリンダ本体７ａの内径を示す。Ｎcylは受圧面積倍数を示し、１本のリフトシリンダで荷重を支える場合にはＮcyl＝１、２本のリフトシリンダで荷重を支える場合にはＮcyl＝２である。また、Ｎpは実負荷の何倍の荷重を受けるかの補正値を示し、ＦＶマスト装置やＦＷマスト装置で高揚高の場合にはＷの荷重をリフトシリンダで支えるのでＮｐ＝１、ＦＳＶマスト装置やＦＳＷマスト装置やＶマスト装置で高揚高の場合には２Ｗの荷重をリフトシリンダで支えるのでＮｐ＝２である。

また、記憶部３３は図７に示すフローチャートを実行するためのプログラムも記憶している。ＣＰＵ３２はこのプログラムを実行する。

上記のように構成されたフォークリフト１では、図２に示す状態において、運転者が図１に示すリフトレバー１２を操作すれば、図５に示す油圧ポンプ１５から吐出される作動油がオイルコントロールバルブ１７及びフローレギュレータバルブ１８に供給される。作動油は、第１リフトシリンダ４ａの第１油室４２ａ、高圧ホース２２、第１リフトシリンダ４ｂの第１油室４２ｂ、高圧ホース２６を経て第２リフトシリンダ７の第２油室７ｂに供給される。ここで、ロッド径や内径の設定により、第２リフトシリンダ７の第２ピストンロッド７ｃが第１リフトシリンダ４ａ、４ｂの第１ピストンロッド４３ａ、４３ｂより先に伸長する。

このため、図３に示すように、インナマスト３ｂがアウタマスト３ａに対して上昇していない状態のまま、リフトブラケット６がインナマスト３ｂの最上部まで上昇する。この低揚高の状態では、フォークリフト１は、天井が十分に高くない場合でも、その天井にＦＶマスト装置３を衝突させることなく荷役作業を行うことができる。

さらに、作動油が供給されれば、図４に示すように、第１リフトシリンダ４ａ、４ｂの第１ピストンロッド４３ａ、４３ｂが伸長し、インナマスト３ｂがアウタマスト３ａの最上部まで上昇し、高揚高の状態となる。低揚高の状態から高揚高の状態に移行する際、アウタマスト３ａとインナマスト３ｂとが離れるため、揚高スイッチ２８の検知信号がコントローラ２９に入力される。

低揚高の状態又は高揚高の状態において、図５に示すように、リフトブラケット６に作用する荷重は第２リフトシリンダ７の第２油室７ｂを介して第１リフトシリンダ４ａ、４ｂの第１油室４２ａ、４２ｂ内の作動油に伝達され、高圧ホース２４内の圧力は圧力センサ２５に作用している。

この間、このフォークリフト１では、コントローラ２９が以下の処理を行う。図７に示すように、ＣＰＵ３２は、イグニッションキーの入力により、ステップＳ１０で初期化を行い、ステップＳ１１で揚高スイッチ２８、圧力センサ２５等の入力を待つ。揚高スイッチ２８の検知信号により、ステップＳ１２でＦＶマスト装置３が低揚高であるか否かが判断される。

ステップＳ１２において、ＦＶマスト装置３が低揚高であると判断されれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ＦＶマスト装置３が低揚高の状態である場合のパラメータを記憶部３３のＲＯＭからメモリに呼び出す。逆に、ＦＶマスト装置３が低揚高でないと判断されれば（ＮＯ）、ステップＳ１４において、ＦＶマスト装置３が高揚高の状態である場合のパラメータを記憶部３３のＲＯＭからメモリに呼び出す。ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４が切替部である。

そして、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１５において、メモリに呼び出されたパラメータにより、リフトシリンダ１本当りの荷重をＷcyl（ｋｇ）、圧力センサ２５の出力電圧をＶp（Ｖ）とし、式（１）及び式（２）により荷重算出値Ｗp（ｋｇ）を算出する。ステップ１５が算出部である。

ステップＳ１６では、算出された荷重がその他の機器３７に出力され、設定値を超える警告に用いられたり、ＦＶマスト装置３の前傾角度や走行速度の運転制限等に供される。ステップ１７では、運転者が積載荷重測定スイッチ３６をＯＮしたか否かが判断され、ＹＥＳであれば、ステップＳ１８で荷重がマルチディスプレイ３７に表示される。ＮＯであれば、ステップＳ１１にリターンし、上記の処理が繰り返される。

例えば、低揚高の状態における０点電圧Ｖ0lowを０．８Ｖ、高揚高の状態における０点電圧Ｖ0highを１．０Ｖ、第２シリンダ本体７ａの内径φlowを７ｃｍ、第１シリンダ本体４１ａ、４１ｂのロッド径φhighを３．２ｃｍとする。すると、圧力センサ２５の出力電圧Ｖp（Ｖ）と荷重（ｋｇ）とは、低揚高の状態と高揚高の状態とで以下のように相違がある。

（低揚高の状態）
Ｗcyl ≒５０×３．１４×（７／２）²×（Ｖp−０．８）（式（１））
≒１９２４Ｖp−１５４０
Ｗp ＝（１９２４Ｖp−１５４０）×１÷２（式（２））
＝９６２Ｖp−７７０
よって、Ｖp≒Ｗp／９６２＋０．８

（高揚高の状態）
Ｗcyl ≒５０×３．１４×（３．２／２）²×（Ｖp−１．０）（式（１））
≒４０２Ｖp−４０２
Ｗp ＝（４０２Ｖp−４０２）×２÷１（式（２））
＝８０４Ｖp−８０４
よって、Ｖp≒Ｗp／８０４＋１．０

低揚高の状態と高揚高の状態とにおける出力電圧Ｖp（Ｖ）と荷重（ｋｇ）とのこの相違は図８で示される。図８からも、実際はＦＶマスト装置３が高揚高の状態であるにもかかわらず、低揚高の状態として出力電圧Ｖpから荷重を算出すると、その算出値は正確でないことがわかる。逆に、実際にＦＶマスト装置３が高揚高の状態であれば、高揚高の状態として出力電圧Ｖpから荷重を算出することにより、その算出値は正確になる。

したがって、この荷重計測装置は、ＦＶマスト装置３を備えたフォークリフト１において、正しい荷重の計測を常に行うことが可能である。このため、この荷重計測装置によれば、揚高の相違にかかわらず、マルチディスプレイ３７に正しい荷重を表示可能であり、かつ正確な警告を行うことができ、適切な運転制限等も行い得る。

（実施例２）
実施例２のフォークリフトは、車体フレームの前部にＦＳＶマスト装置５０が立設されている。ＦＳＶマスト装置５０のマストは、図９〜１１に示すように、車体フレームに対して前後に傾動可能に支持された左右一対のアウタマスト５０ａと、これらアウタマスト５０ａに上下動可能に案内される左右一対のミドルマスト５０ｂと、これらミドルマスト５０ｂに上下動可能に案内される左右一対のインナマスト５０ｃとからなる。両インナマスト５０ｃにはリフトブラケット５１が上下動可能に案内されており、リフトブラケット５１には左右一対のフォーク５２が設けられている。

図１２に示すように、各アウタマスト５０ａの下端には、左右一対の第１リフトシリンダ５３、５４が配設されている。第１リフトシリンダ５３、５４は、ロアタイビーム５５ａを介してアウタマスト５０ａに固定された第１シリンダ本体５３ａ、５４ａと、第１シリンダ本体５３ａ、５４ａ内に形成された第１油室５３ｂ、５４ｂと、第１シリンダ本体５３ａ、５４ａから伸長し、図９〜１１に示すように、ミドルタイビーム５５ｂを介してミドルマスト５０ｂに上端が固定された第１ピストンロッド５３ｃ、５４ｃとを有している。ミドルタイビーム５５ｂには第１チェーンホイール５６（一方のみを図示）が吊り下げられるように取り付けられている。

第１チェーンホイール５６には、第１シリンダ本体５３ａ、５４ａにそれぞれ一端が固され、インナーマストロアービーム５５ｃにそれぞれ他端が固定された第１チェーン５７（一方のみを図示）が巻き掛けられている。また、アウタマスト５０ａとインナマスト５０ｂとの間には、両者が離れることを検知する揚高スイッチ６１が設けられている。揚高スイッチ６１が検知部である。

各インナマスト５０ｃの下端の中央には、第２リフトシリンダ５８が配設されている。図１２に示すように、第２リフトシリンダ５８はインナーマストロアービーム５５ｃを介してインナマスト５０ｃに固定された第２シリンダ本体５８ａと、第２シリンダ本体５８ａ内に形成された第２油室５８ｂと、第２シリンダ本体５８ａから伸長する第２ピストンロッド５８ｃとを有している。第２ピストンロッド５８ｃの上端には、図９〜１１に示すように、第２チェーンホイール５９が設けられている。

第２チェーンホイール５９には、第２シリンダ本体５８ａに一端が固され、リフトブラケット５１に他端が固定された第２チェーン６０が巻き掛けられている。

図１２に示すように、油圧ポンプ６２の吐出口には高圧ホース６３が接続され、高圧ホース６３は油圧ポンプ６２側からオイルコントロールバルブ６４及びフローレギュレータバルブ６５を介して第１リフトシリンダ５３の第１油室５３ｂに接続されている。オイルコントロールバルブ６４にはドレンホース６６が設けられている。油圧ポンプ６２は、図１に示すエンジンＥによって駆動され、図１２に示すオイルタンク６７から作動油を吸引するようになっている。

第１リフトシリンダ５３、５４の第１油室５３ｂ、５４ｂは高圧ホース６８により連通されており、第１リフトシリンダ５４の第１油室５４ｂ内にはセーフティダウンバルブ６９が設けられている。また、第１リフトシリンダ５４の第１油室５４ｂには高圧ホース７０が接続されており、高圧ホース７０の先端に圧力センサ７１が設けられている。高圧ホース６３、６８、７０が主油路を構成している。

高圧ホース６８には高圧ホース７２が分岐されており、高圧ホース７２は第２リフトシリンダ５８の第２油室５８ｂに接続されている。第２油室５８ｂ内にはセーフティダウンバルブ７３が設けられている。高圧ホース７２が副油路を構成している。

こうして、第１段の第１リフトシリンダ５３、５４の各第１油室５３ｂ、５４ｂと、第２段の第２リフトシリンダ５８の第２油室５８ｂとは、フローレギュレータバルブ６５から下流に向かって直列に接続されている。

また、第１リフトシリンダ５３、５４のロッド径、つまり第１シリンダ本体５３ａ、５４ａのロッド径はφhigh（ｃｍ）であり、第２リフトシリンダ５８の内径、つまり第２シリンダ本体５８ａの内径はφlow（ｃｍ）であり、それぞれのリフトシリンダにかかる積載負荷の荷重とインナーマストやリフトブラケット等の自重に対し、先に第２リフトシリンダ５８が動作するように、ロッド径や内径が設定されている。このため、オイルコントロールバルブ６４がＦＳＶマスト装置５０に作動油を供給すれば、最下流段である第２段の第２油室５８ｂをもつ第２リフトシリンダ５８が最優先で第２ピストンロッド５８ｃを伸長するように構成されている。ＣＰＵが実行するプログラムを除き、他の構成は実施例１と同様である。

上記のように構成されたフォークリフトでは、図９に示す状態において、運転者がリフトレバーを操作すれば、図１２に示す油圧ポンプ６２から吐出される作動油がオイルコントロールバルブ６４及びフローレギュレータバルブ６５に供給される。作動油は、第１リフトシリンダ５３の第１油室５３ｂ、高圧ホース６８、第１リフトシリンダ５４の第１油室５４ｂに供給されるとともに、高圧ホース７２を経て第２リフトシリンダ５８の第２油室５８ｂに供給される。ここで、ロッド径や内径の設定により、第２リフトシリンダ５８の第２ピストンロッド５８ｃが第１リフトシリンダ５３、５４の第１ピストンロッド５３ｃ、５４ｃより先に伸長する。

このため、図１０に示すように、インナマスト５０ｃがミドルマスト５０ｂに対して上昇していない状態のまま、リフトブラケット５１がインナマスト５０ｃの最上部まで上昇する。

さらに、作動油が供給されれば、図１１に示すように、第１リフトシリンダ５３、５４の第１ピストンロッド５３ｃ、５４ｃが伸長し、インナマスト５０ｃがミドルマスト５０ｂの最上部へと上昇し、ミドルマスト５０ｂがアウタマスト５０ａの最上部へと上昇し、高揚高の状態となる。低揚高の状態から高揚高の状態に移行する際、アウタマスト５０ａとインナマスト５０ｂとが離れるため、揚高スイッチ６１の入力信号がコントローラに入力される。

低揚高の状態又は高揚高の状態において、図１２に示すように、リフトブラケット５１に作用する荷重は第２リフトシリンダ５８の第２油室５８ｂを介して第１リフトシリンダ５３、５４の第１油室５３ｂ、５４ｂ内の作動油に伝達され、高圧ホース７０内の圧力は圧力センサ７１に作用している。

コントローラは、ＦＳＶマスト装置５０が低揚高であると判断されれば、ＦＳＶマスト装置５０が低揚高の状態である場合のパラメータを呼び出す。逆に、ＦＳＶマスト装置５０が低揚高でないと判断されれば、ＦＳＶマスト装置５０が高揚高の状態である場合のパラメータを呼び出す。

このため、実施例１と同様、リフトブラケット５１に作用する荷重が算出され、マルチディスプレイに表示される。また、算出された荷重は、設定値を超える警告に用いられたり、ＦＳＶマスト装置５０の前傾角度や走行速度の運転制限等に供される。

このフォークリフトにおいて、実施例１と同様の仮定の下、圧力センサ７１の出力電圧Ｖp（Ｖ）と荷重（ｋｇ）とを求める。

（低揚高の状態）
Ｗcyl ≒５０×３．１４×（７／２）²×（Ｖp−０．８）（式（１））
≒１９２４Ｖp−１５４０
Ｗp ＝（１９２４Ｖp−１５４０）×１÷２（式（２））
＝９６２Ｖp−７７０
よって、Ｖp≒Ｗp／９６２＋０．８

（高揚高の状態）
Ｗcyl ≒５０×３．１４×（３．２／２）²×（Ｖp−１．０）（式（１））
≒４０２Ｖp−４０２
Ｗp ＝（４０２Ｖp−４０２）×２÷２（式（２））
＝４０２Ｖp−４０２
よって、Ｖp≒Ｗp／４０２＋１．０

出力電圧Ｖp（Ｖ）と荷重（ｋｇ）との関係を図１３に示す。図１３から、実施例１と同様、低揚高の状態と高揚高の状態とにおける出力電圧Ｖp（Ｖ）と荷重（ｋｇ）との相違がわかる。

したがって、実施例２の荷重計測装置においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。特に、実施例１と比較すれば、実施例２の荷重計測装置は、ＣＰＵが実行するプログラムに僅かな変更を加えるだけで、記憶部に記憶させるデータを共通化することができる。このため、マスト装置毎に記憶部及び算出部を準備する必要がなくなり、汎用性が上がる。

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、上記実施例１、２の荷重計測装置はマスト装置がフルフリーマスト装置であるが、本発明はマスト装置がフルフリーマスト装置である場合に限られない。例えば、図１４〜１６に示すＶマスト装置を本発明の荷重計測装置に適用することも可能である。この場合でも、データの共通化による汎用性の向上を実現できる。

また、本発明においてフルフリーマスト装置を採用するとしても、ＦＶマスト装置、ＦＳＶマスト装置に限定されず、ＦＷマスト装置、ＦＳＷマスト装置等であってもよい。

本発明はフォークリフトに利用可能である。

３、５０…マスト装置
１６、２２、２４、６３、６８、７０…主油路（高圧ホース）
１８、６５…フローレギュレータバルブ
２５、７１…圧力センサ
３３…記憶部
３２、Ｓ１５…算出部
２８、６１…検知部（揚高スイッチ）
Ｓ１３、Ｓ１４…切替部
２…車体フレーム
３ａ、５０ａ…アウタマスト
６、５１…リフトブラケット
３ｂ、５０ｃ…インナマスト
４ａ、４ｂ、５３、５４…第１リフトシリンダ
４１ａ、４１ｂ、５３ａ、５４ａ…第１シリンダ本体
４２ａ、４２ｂ、５３ｂ、５４ｂ…第１油室
４３ａ、４３ｂ、５３ｃ、５４ｃ…第１ピストンロッド
７、５８…第２リフトシリンダ
７ａ、５８ａ…第２シリンダ本体
２６、７２…副油路
７ｂ、５８ｂ…第２油室
９…チェーンホイール
７ｃ、５８ｃ…第２ピストンロッド
１４…チェーン
５０ｂ…ミドルマスト
５６…第１チェーンホイール
５９…第２チェーンホイール
５７…第１チェーン
６０…第２チェーン
φ…内径又はロッド径
Ｖ0…０点電圧
Ｎcyl…受圧面積倍数
Ｎp…実負荷の何倍の荷重を受けるかの補正値
Ｓ…圧力センサの感度
Ｗcyl…リフトシリンダ１本当りの荷重
Ｖp…圧力センサの出力電圧
Ｗp…荷重算出値

Claims (5)

1. マストに沿ってリフトブラケットを上昇させるリフトシリンダが設けられたマスト装置と、該リフトシリンダの油室と主油路により接続され、作動油の最大流量を制限するフローレギュレータバルブと、該主油路内の該作動油の圧力を検出する圧力センサと、パラメータを予め記憶する記憶部と、該圧力センサの出力信号と該パラメータとに基づいて該リフトブラケットに作用する荷重を算出する算出部とを備え、
   前記マスト装置は前記リフトシリンダが複数段で構成され、
   前記記憶部には各段に関する前記パラメータが予め記憶され、
   いずれの段の前記リフトシリンダが前記リフトブラケットを上昇させているかを検知する検知部と、該検知部の検知信号に基づいて前記算出部で用いる前記パラメータを切り替える切替部とを備えていることを特徴とする多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置。
2. 前記マスト装置は、複数段の前記リフトシリンダの各前記油室が前記フローレギュレータバルブから下流に向かって各段で直列に接続され、かつ最下流段の該油室をもつ該リフトシリンダが最優先でピストンロッドを伸長するように構成されている請求項１記載の多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置。
3. 複数段の前記マストは、車体フレームに支持されたアウタマストと、該アウタマストに上下動可能に案内され、前記リフトブラケットを上下動可能に案内するインナマストとからなり、
   複数段の前記リフトシリンダは、該アウタマストに固定された第１シリンダ本体と、該第１シリンダ本体内に形成され、前記フローレギュレータバルブと前記主油路によって接続された第１油室と、該第１シリンダ本体から伸長し、該インナマストに固定された第１ピストンロッドとを有する第１リフトシリンダと、
   該インナマストに固定された第２シリンダ本体と、該第２シリンダ本体内に形成され、該第１油室の下流に位置し、該第１油室と副油路によって接続された第２油室と、該第２シリンダ本体から伸長し、チェーンホイールが設けられた第２ピストンロッドとを有する第２リフトシリンダとからなり、
   該チェーンホイールには、該インナマスト又は該第２シリンダ本体に一端が固定され、該リフトブラケットに他端が固定されたチェーンが巻き掛けられている請求項２記載の多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置。
4. 複数段の前記マストは、車体フレームに支持されたアウタマストと、該アウタマストに上下動可能に案内されるミドルマストと、該ミドルマストに上下動可能に案内され、前記リフトブラケットを上下動可能に案内するインナマストとからなり、
   複数段の前記リフトシリンダは、該アウタマストに固定された第１シリンダ本体と、該第１シリンダ本体内に形成され、前記フローレギュレータバルブと前記主油路によって接続された第１油室と、該第１シリンダ本体から伸長し、該ミドルマストに固定されているとともに第１チェーンホイールが設けられた第１ピストンロッドとを有する第１リフトシリンダと、
   該インナマストに固定された第２シリンダ本体と、該第２シリンダ本体内に形成され、該第１油室の下流に位置し、該第１油室と副油路によって接続された第２油室と、該第２シリンダ本体から伸長し、第２チェーンホイールが設けられた第２ピストンロッドとを有する第２リフトシリンダとからなり、
   該第１チェーンホイールには、該アウタマスト又は該第１シリンダ本体に一端が固定され、該インナマストに他端が固定された第１チェーンが巻き掛けられ、
   該第２チェーンホイールには、該インナマスト又は該第２シリンダ本体に一端が固定され、該リフトブラケットに他端が固定された第２チェーンが巻き掛けられている請求項２記載の多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置。
5. 前記パラメータは、前記リフトシリンダの内径又はロッド径φ（ｃｍ）と、前記圧力センサの０点電圧Ｖ0（Ｖ）と、受圧面積倍数Ｎcylと、実負荷の何倍の荷重を受けるかの補正値Ｎpと、該圧力センサの感度Ｓ（ｋｇ／ｃｍ²／Ｖ）とからなり、
   前記算出部は、該リフトシリンダ１本当りの荷重をＷcyl（ｋｇ）、該圧力センサの出力電圧をＶp（Ｖ）として、式（１）及び式（２）により荷重算出値Ｗp（ｋｇ）を算出する請求項３又は４記載の多段マスト式フォークリフトの荷重計測装置。
   式（１）…Ｗcyl＝Ｓ×π（φ／２）²×（Ｖp−Ｖ0）
   式（２）…Ｗp＝Ｗcyl×Ｎcyl÷Ｎp

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