JP5675075B2 - リーチスタッカの荷役作業用安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、リーチスタッカの荷役作業用安全装置に関する。

たとえば特許文献１には、フォークリフトにおいて、荷重の左右の偏心荷重を検出してサイドシフト量を制限するサイドシフト装置が開示されている。

特許第２５６３２１９号公報

しかしながら、車体から起伏自在でかつ伸縮自在に支持されたブームの先端部に、荷保持具であるスプレッダを設けたリーチスタッカについて、偏心荷重に対する安全性を提案したものは見当たらない。

本発明は、リーチスタッカの荷の偏心荷重に対処することができるリーチスタッカの荷役作業用安全装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、車体に、水平軸心周りに起伏自在に支持されて伸縮自在なブームと、当該ブームの先端部にサイドシフト装置を介してサイドシフト位置を調整自在に設けられた荷保持具と、当該ブームを起伏する昇降シリンダと、当該ブームを伸縮する伸縮シリンダと、前記サイドシフト装置を駆動するシフト駆動装置と、を具備したリーチスタッカの荷役作業用安全装置であって、
ブームの傾斜角を検出するブーム角検出器と、
ブームの長さを検出するブーム長さ検出器と、
昇降シリンダの伸展側油室の油圧を検出するシリンダ油圧検出器と、
荷保持具がサイドシフトされた距離を検出するサイドシフト検出器と、
昇降シリンダおよび伸縮シリンダならびにシフト駆動装置の操作を規制可能なインターロックコントローラと、を具備し、
前記インターロックコントローラは、前記ブーム角検出器により検出されたブームの傾斜角、および前記ブーム長さ検出器により検出されたブームの長さ、ならびに前記シリンダ油圧検出器により検出された昇降シリンダの伸展側油室の油圧から荷の実荷重を演算し、当該荷の実荷重が許容荷重に達すると、偏心荷重が大きくなる側へのブームの上昇、下降と伸展とをそれぞれ規制し、かつ前記サイドシフト検出器により荷保持具がサイドシフト限に達したのが検出されると、偏心荷重が大きくなる側へのブームの上昇、下降と伸展とをそれぞれ規制するように構成され、
荷保持具のサイドシフト限を複数設定するとともに、これらサイドシフト限までの荷保持具のサイドシフト量にそれぞれ対応して複数の許容荷重を設定し、前記荷の実荷重が小さいほど、サイドシフト限までの荷保持具のサイドシフト量を長くしたものである。

請求項２記載の発明は、請求項２記載の構成において、
インターロックコントローラは、
荷の実荷重およびブームの実傾斜角ならびに荷保持具の実揚高の何れかがそれぞれのシフト設定値に達すると、シフト駆動装置による荷の偏心荷重が増大する側への移動を規制するように構成されたものである。

請求項１記載の発明によれば、ブーム角検出器とブーム長さ検出器とシリンダ油圧検出器のそれぞれの検出値から演算された荷の実荷重が、予め設定された許容荷重に達すると、インターロックコントローラにより、ブームの上昇、下降と伸展とを規制してブームの収縮のみを可能するとともに、さらに荷保持具がサイドシフト限に達すると、ブームの上昇、下降と伸展とをそれぞれ規制して、ブームの収縮のみを可能とすることにより、サイドシフトにより荷保持具に保持された荷に偏心荷重が生じた場合でも、安全に荷役作業を行うことができる。またサイドシフト検出器により、荷保持具のサイドシフト量を検出し、複数の荷保持具のサイドシフト限に対応して複数の許容荷重を設定したので、荷の実荷重が小さいほど、荷保持具のサイドシフト量を長くすることができ、効率よく荷役作業を行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、荷の実荷重がシフト設定荷重を越えたり、またはブームの傾斜角度がシフト設定傾斜角度を越えたり、あるいは荷保持具の揚高がシフト設定揚高を越えると、インターロックコントローラによりサイドシフト装置を規制して荷の偏心量が増大側にシフトするのを規制することができ、荷の偏心荷重に対する安全性をさらに高めることができる。

本発明に係るリーチスタッカの荷役作業用安全装置の実施例を示し、リーチスタッカの構成を示す側面図である。 リーチスタッカのスプレッダを示す斜視図である。 安全装置を示すブロック図である。 安全装置を示す回路図である。 安全装置の動作を示すフロー図である。 定格荷重曲線とサイドシフト量との関係を説明するグラフである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、走行用の左右の前輪１２および左右の後輪１３を有する自走式の車体１１には、エンジン１４と、エンジン１４により駆動される走行装置および作業用の油圧ユニットと、荷役作業装置１５とが搭載されている。

［荷役作業装置］
荷役作業装置１５は、車体１１の後部に設置されたブーム支持部１６に、車幅方向（水平方向）の支軸１７を介して上下方向に起伏、傾動自在に支持されかつ伸縮自在な作業用のブーム２１と、このブーム２１の先端部に水平軸心周りに揺動自在で旋回自在に設けられた吊下架台１８に、サイドシフト装置１９を介してサイドシフト位置を調整自在に支持されてコンテナ（荷）２０を保持可能なスプレッダ（荷保持具）２２とを具備している。そして、車体１１の左右両側部にブーム２１を上下方向に傾動起伏させる左右一対の昇降シリンダ２３が設置され、またブーム２１内にブーム２１を伸縮させる伸縮シリンダ２４が内装されている。

前記ブーム２１は、基端側のリアブーム３１と、リアブーム３１から先端側に出退自在に内嵌されたトップブーム３２とで伸縮自在に構成されている。また吊下架台１８は、トップブーム３２の先端部に設けられた吊下部材３３に幅方向の水平ピン３４を介して揺動自在に支持された基台部３５と、この基台部３５に旋回装置３６を介して垂直軸心周りに旋回自在に支持されたシフト支持台３７とを具備し、吊下部材３３と基台部３５との間に連結されたダンピングシリンダ３８により基台部３５の姿勢を調整することができる。旋回装置３６は、シフト支持台３７に取り付けられたリングギヤ３６ａと、リングギヤ３６ａに噛合されるピニオン３６ｂと、基台部３５に設けられてピニオン３６ｂを回転駆動する旋回モータ３６ｂとで構成されている。

スプレッダ２２は、角パイプ形のスプレッダ本体４１内に右ビーム材４２Ｒおよび左ビーム材４２Ｌがそれぞれ所定範囲でスライド自在に内嵌され、右ビーム材４２Ｒおよび左ビーム材４２Ｌの先端部に前後ビーム材４３，４３を介して前後一対のツイストロック装置４４，４４がそれぞれ設けられている。またスプレッダ本体４１内に右ビーム材４２Ｒおよび左ビーム材４２Ｌをそれぞれ出退させるシリンダ（図示せず）が内装されており、これによりコンテナの大きさに対応させるためのツイストロック装置４４の位置調整が行われる。

スプレッダ２２を左右にスライドさせるサイドシフト装置１９は、シフト支持台３７がスプレッダ本体４１の上面と前後側面に外嵌される門形断面に形成され、一方、プレッダ本体４１の前後面に、幅方向に沿うシフトレール４５がそれぞれ取り付けられている。そしてシフト支持台３７にシフトレール４５を下方からそれぞれ支持するスライドプレート（図示せず）が設けられて、シフト支持台３７にスプレッダ２２が車幅方向に移動自在に支持されている。さらに、スプレッダ本体４１の前面および後面に、ピストンロッドがシフト支持台３７に連結されたサイドシフトシリンダ（サイドシフト駆動装置）４７がそれぞれ設けられて、スプレッダ２２を車幅方向にサイドシフトすることができる。

図３に示すように、荷役作業装置１５には、昇降シリンダ２３および伸縮シリンダ２４ならびにサイドシフトシリンダ４７にそれぞれ油圧を供給、排出して操作する作業用油圧装置５１が設けられている。また車体１１の運転席には、両荷役シリンダ２３，２４を操作する作業操作レバー（ジョイスティックレバー）２５と、サイドシフトシリンダ４７を操作するサイドシフトスイッチ２６とが設けられている。また荷役作業装置１５には、ダンピングシリンダ３８、旋回モータ３６ｂ、微調整シリンダ、ツイストロック装置４４の駆動シリンダが具備されているが、図３では省略している。

［作業用油圧装置］
図３，図４に示すように、作業用油圧装置５１には、作業操作レバー２５の操作により、油圧ポンプＰ１から送られてきた圧油を昇降シリンダ２３に供給、排出する油圧パイロット式の昇降用コントロールバルブ５２と、作業操作レバー２５の操作により、油圧ポンプＰ１から送られてきた圧油を伸縮シリンダ２４に供給、排出する油圧パイロット式の伸縮用コントロールバルブ５３と、サイドシフトスイッチ２６の操作により、油圧ポンプＰ２から送られてきた圧油をサイドシフトシリンダ２３に供給、排出する電磁式のシフト用コントロールバルブ（比例制御弁）５４とが設けられている。

そして、作業操作レバー２５により操作される上昇用パイロットバルブ５５Ｕから昇降用コントロールバルブ５２の上昇操作部にパイロット圧を供給するパイロット配管に電磁時の上昇用ロックバルブ５６Ｕが介在され、また下降用パイロットバルブ５５Ｄから昇降用コントロールバルブ５２の下降操作部にパイロット圧を供給するパイロット配管に電磁時の下降用ロックバルブ５６Ｄが介在されている。さらに作業操作レバー２５により操作される伸展用パイロットバルブ５５Ｆから伸縮用コントロールバルブ５３の伸展操作部にパイロット圧を供給するパイロット配管に電磁式の伸展用ロックバルブ５６Ｆが介在され、また収縮用パイロットバルブ５５Ｒから伸縮用コントロールバルブ５３の収縮操作部にパイロット圧を供給するパイロット配管に電磁時の収縮用ロックバルブ５６Ｒが介在されている。

またサイドシフスイッチ２６からシフト用コントロールバルブ５４の操作部にそれぞれ操作信号を送る電気回路にシフトロック用リレー（ｂ接点）５８Ｒ，５８Ｌが介在されている。

作業用油圧装置５１には、ブーム２１の傾斜角を検出するブーム角度検出器２７と、ブーム２１の長さを検出するブーム長さ検出器２８と、昇降シリンダ２３の伸展室の油圧を検出するシリンダ油圧検出器２９と、スプレッダ２２のサイドシフト量を検出するサイドシフト検出器３０が設けられている。

このサイドシフト検出器３０の第１例は、図２に実線で示すように、予め設定された左右のサイドシフト限にそれぞれ設置される左右の検出片４９Ｒ，４９Ｌと、シフト支持台３７の左右両側に取り付けられて左右の検出片４９Ｒ，４９Ｌをそれぞれ検出可能な左、右シフト限近接スイッチ４８Ｒ，４８Ｌにより構成されている。

サイドシフト検出器３０の第２例は、図２に仮想線で示すように、サイドシフトされた距離を検出可能なシフト距離検出器５０を設けて構成される。このシフト距離検出器５０はスプレッダ本体４１に取り付けられ、シフト支持台３７に連結された検出索を繰り出し自在に巻き取るドラムと、このドラムの回転角を検出するロータリエンコーダとで構成されている。もちろん、シフト距離検出器として、サイドシフトシリンダ４７に設けられてピストンロッドの出退量を検出するポテンショメータを使用することもできる。

［インターロックコントローラ］
荷役作業中に過大な負荷による機器の故障や車体１１の転倒を防止するために、ブーム２１の上昇、下降と伸展を規制するとともに、スプレッダ２２のサイドシフトを規制するインターロックコントローラ（ＰＬＣ）６１が設けられている。このインターロックコントローラ６１には、入力器６２から記憶部６３に、ブーム２１の長さと傾斜角度に対応してスプレッダ２２が保持可能な最大荷重となる許容荷重と、サイドシフト限までサイドシフト可能なサイドシフト設定荷重（シフト設定値）と、サイドシフト限までサイドシフト可能なブーム２１のサイドシフト設定ブーム長さ（シフト設定値）と、サイドシフト限までサイドシフト可能なサイドシフト設定揚高（シフト設定値）とが入力されて記憶されている。

このインターロックコントローラ５２では、ブーム角度検出器２７により検出されたブーム２１の傾斜角と、ブーム長さ検出器２８により検出されたブーム２１の長さと、シリンダ油圧検出器２９により検出された油圧とに基づいて、スプレッダ２２に保持されたコンテナ２０の実荷重を演算する。そして、実荷重が許容荷重に達すると、各インターロック用リレー（ａ接点）５７Ｕ，５７Ｄ，５７Ｆを操作して上昇用、下降用、伸展用の各ロックバルブ５６Ｕ，５６Ｄ，５６Ｆをそれぞれオン（遮断）し、作業操作レバー２５によるブーム２１の上昇、下降と伸展動作を規制し、収縮動作のみを可能とする。さらに実荷重が許容荷重に達し、かつスプレッダ２２が左右のシフト限近接スイッチ４８Ｒ，４８Ｌにより検出されるサイドシフト限に達すると、各インターロック用リレー５７Ｕ，５７Ｄ，５７Ｆを操作して上昇用、下降用、伸展用の各ロックバルブ５６Ｕ，５６Ｄ，５６Ｆをそれぞれオン（遮断）し、作業操作レバー２５によるブーム２１の上昇、下降と伸展とを規制して、収縮動作のみを可能とする。

なお、シフト距離検出器５０を設けた場合には、図６に示すように、サイドシフト装置１９においてスプレッダ２２のサイドシフトを規制するサイドシフト限を、コンテナ２０の実荷重に対応して複数位置で設定することができる。

またインターロックコントローラ５２では、実荷重がサイドシフト設定荷重に達したり、またはブーム２１の長さがサイドシフト設定ブーム長さに達したり、あるいはスプレッダ２２の高さがサイドシフト設定揚高となると、偏心荷重が大きくなる側のシフトロック用リレー（ｂ接点）５８Ｒまたは５８Ｌをオンして、偏心荷重が大きくなる側へのブーム２１の上昇、下降と伸展とを規制するように構成されている。

［インターロックコントローラの動作］
図４を参照して、インターロックコントローラ６１の動作を説明する。
１）ブーム角度検出器２７によりブーム２１の傾斜角を検出するとともに、ブーム長さ検出器２８によりブーム２１の長さを検出する（STEP.11）。ブーム２１の傾斜角と長さから現在の許容荷重を求める（STEP.12）。さらにシリンダ油圧検出器２９により昇降シリンダ２３の伸展室の油圧を検出し（STEP.13）、昇降シリンダ２３の油圧とブーム２１の傾斜角および長さからコンテナ２０の実荷重を演算する（STEP.14）。

２）コンテナ２０の実荷重と許容荷重とを比較し（STEP.15）、実荷重が許容荷重より大きい場合には、インターロック用リレー５７Ｕ，５７Ｄを操作（オン）して上昇用、下降用ロックバルブ５６Ｕ，５６ＤをそれぞれII位置（オフ側）に操作し（STEP.17）、昇降用コントロールバルブ５２を中立位置に保持して昇降シリンダ２３への油圧の供給を停止するとともに、インターロック用リレー５７Ｆを操作（オン）して伸展用ロックバルブ５６ＦをII位置（オフ側）に操作する（STEP.16）。これにより、作業操作レバー２５が伸展側に操作されても伸縮用コントロールバルブ５３が操作されず、収縮側に操作された時にのみ伸縮用コントロールバルブ５３が収縮位置に操作されて伸縮シリンダ２３の収縮室にのみ油圧を供給し、ブーム２１が収縮される（STEP.17）。

３）スプレッダ２２がサイドシフト限に達して、左右のシフト限近接スイッチ４８Ｒ，４８Ｌの一方が検出片４９Ｒまたは４９Ｌを検出した時には（STEP.18）、STEP.16,17を行う。

４）実荷重と、予め設定されたサイドシフト設定荷重とを比較し（STEP.19）、実荷重がサイドシフト設定荷重より大きい場合には、偏心荷重が増大する側のシフトロックリレー５８Ｒまたは５８Ｌをオンして（STEP.20）、シフト用コントロールバルブ５４の偏心荷重が増大する側の伸展操作または収縮操作を規制する。ここで、先の許容荷重とサイドシフト設定荷重とを同一に設定することもできる。これにより、サイドシフトスイッチ２６を、偏心荷重が増大する側にスプレッダ２２がシフトするように操作しても、シフト用コントロールバルブ５４がインターロックされてシフトされることがない。またサイドシフトスイッチ２６を偏心荷重が減少される側に操作した時にのみシフト用コントロールバルブ５４が操作されて、サイドシフトシリンダ４７が伸展または収縮され、スプレッダ２２の偏心荷重が小さくなる方向にシフトされる（STEP.21）。

５）ブーム長さ検出器２８により検出されたブーム２１の長さと、予め設定されたブーム２１のシフト設定ブーム長さとを比較し（STEP.22）、ブーム２１がシフト設定ブーム長さより長い場合には、STEP.20，21が行われる。

６）ブーム２１の傾斜角度と長さから求められたスプレッダ２２の揚高と、予め設定されたスプレッダ２２のシフト設定揚高とを比較し（STEP.23）、求められた揚高がシフト設定揚高より高い場合には、STEP.22，23が行われる。

７）作業用操作レバー２５が操作されてブーム２１が昇降されるとともに、ブーム２１が伸縮されて荷役作業が行われ（STEP.24）、さらにサイドシフトスイッチ２６によりスプレッダ２２のサイドシフトが行われて（STEP.25）、コンテナ２０の段積み作業や段ばらし作業、中抜き、落とし込み作業が行われる。

[サイドシフト検出器の第２例]
サイドシフト検出器３０にシフト距離検出器５０を設けた場合には、図６に示すように、実荷重に対応して、複数のサイドシフト限を設定することができる。すなわち、実荷重が最大荷重と荷重Ａの範囲では、サイドシフト限ａを設定し、また実荷重が荷重Ａと荷重Ｂの範囲では、サイドシフト限ｂを設定し、実荷重が荷重Ｂと荷重Ｃの範囲では、サイドシフト限ｃを設定する。これにより、スプレッダ２２をサイドシフト可能な範囲が広がり、安全かつ効率よく荷役作業を行うことができる。

［実施例の効果］
上記実施例によれば、ブーム２１の傾斜角およびブーム２１の長さと、昇降シリンダ２３の伸展側油室の油圧から演算された荷の実荷重が、許容荷重を越えると、インターロックコントローラ６１によりブーム２１の上昇、下降および伸展を規制して、ブーム２１の収縮のみを可能するとともに、スプレッダ２２がサイドシフト限を越えると、ブーム２１の上昇、下降と伸展とをそれぞれ規制して、ブーム２１の収縮のみを可能とすることにより、スプレッダに保持されたコンテナ２０に偏心荷重が生じるような場合でも、安全に荷役作業を行うことができる。

また荷の実荷重がシフト設定荷重を越えたり、またはブームの傾斜角度がシフト設定角度を越えたり、あるいはスプレッダの実揚高がシフト設定揚高を越えると、インターロックコントローラ６１によりサイドシフトシリンダ４７が偏心荷重の増大側にサイドシフトさせるのを規制することができ、さらに荷の偏心荷重が増大するのを防止することができるので、荷の偏心荷重に対する安全性をさらに高めることができる。

１１ 車体
１５ 荷役作業装置
１９ サイドシフト装置
２０ コンテナ
２１ ブーム
２２ スプレッダ
２３ 昇降シリンダ
２４ 伸縮シリンダ
２５ 作業操作レバー
２６ サイドシフトスイッチ
２７ ブーム角度検出器
２８ ブーム長さ検出器
２９ シリンダ油圧検出器
３０ サイドシフト検出器
３６ 旋回装置
３７ シフト支持台
４４ ツイストロック装置
４５ シフトレール
４７ サイドシフトシリンダ
４８Ｒ，４８Ｌ シフト限近接スイッチ
４９Ｒ，４９Ｌ 検出片
５０ シフト距離検出器
５１ 作業用油圧装置
５２ 昇降用コントロールバルブ
５３ 伸縮用コントロールバルブ
５４ シフト用コントロールバルブ
５６Ｕ 上昇用ロックバルブ
５６Ｄ 下降用ロックバルブ
５６Ｆ 伸展用ロックバルブ
５６Ｒ 収縮用ロックバルブ
５７Ｕ インターロック用リレー
５７Ｄ インターロック用リレー
５７Ｆ インターロック用リレー
５７Ｒ インターロック用リレー
５８Ｒ シフトロック用リレー
５８Ｌ シフトロック用リレー
６１ インターロックコントローラ

Claims (2)

1. 車体に、水平軸心周りに起伏自在に支持されて伸縮自在なブームと、当該ブームの先端部にサイドシフト装置を介してサイドシフト位置を調整自在に設けられた荷保持具と、当該ブームを起伏する昇降シリンダと、当該ブームを伸縮する伸縮シリンダと、前記サイドシフト装置を駆動するシフト駆動装置と、を具備したリーチスタッカの荷役作業用安全装置であって、
   ブームの傾斜角を検出するブーム角検出器と、
   ブームの長さを検出するブーム長さ検出器と、
   昇降シリンダの伸展側油室の油圧を検出するシリンダ油圧検出器と、
   荷保持具がサイドシフトされた距離を検出するサイドシフト検出器と、
   昇降シリンダおよび伸縮シリンダならびにシフト駆動装置の操作を規制可能なインターロックコントローラと、を具備し、
   前記インターロックコントローラは、前記ブーム角検出器により検出されたブームの傾斜角、および前記ブーム長さ検出器により検出されたブームの長さ、ならびに前記シリンダ油圧検出器により検出された昇降シリンダの伸展側油室の油圧から荷の実荷重を演算し、当該荷の実荷重が許容荷重に達すると、偏心荷重が大きくなる側へのブームの上昇、下降と伸展とをそれぞれ規制し、かつ前記サイドシフト検出器により荷保持具がサイドシフト限に達したのが検出されると、偏心荷重が大きくなる側へのブームの上昇、下降と伸展とをそれぞれ規制するように構成され、
   荷保持具のサイドシフト限を複数設定するとともに、これらサイドシフト限までの荷保持具のサイドシフト量にそれぞれ対応して複数の許容荷重を設定し、前記荷の実荷重が小さいほど、サイドシフト限までの荷保持具のサイドシフト量を長くした
   ことを特徴とするリーチスタッカの荷役作業用安全装置。
2. インターロックコントローラは、
   荷の実荷重およびブームの実傾斜角ならびに荷保持具の実揚高の何れかがそれぞれのシフト設定値に達すると、シフト駆動装置による荷の偏心荷重が増大する側への移動を規制するように構成された
   ことを特徴とする請求項１記載のリーチスタッカの荷役作業用安全装置。

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