JP6940251B1 - フォークリフト - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブ輪が浮いて走行および旋回に支障が生じるのを防止できるフォークリフトを提供する。【解決手段】車体２と、第１ロード輪６と、第２ロード輪６’と、ドライブ輪７ａと、キャスタ輪８ａと、キャスタ輪８ａを上下動させるサスペンション機構１２と、サスペンション機構１２の揺動動作を禁止するロック状態と許容するロック解除状態とに切り替えるロック手段１３と、制御装置２０とを備え、制御装置２０は、第１ロード輪６および第２ロード輪６’の少なくとも一方のロード輪の回転速度とドライブ輪７ａの回転速度とに基づいてドライブ輪７ａがスリップ状態であるか否かを判定し、ドライブ輪７ａがスリップ状態の場合に、ロック手段１３をロック状態からロック解除状態に切り替えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、サスペンション機構を備えるフォークリフトに関する。

従来から、サスペンション機構を備えるフォークリフトは、サスペンション機構の揺動動作により、車体の後部に設けられたキャスタ輪を上下動させることができる。このようなフォークリフトは、サスペンション機構の揺動動作を禁止（ロック）するロック手段も備えており、ロック手段をロック状態にすることでサスペンション機構の揺動動作が禁止される（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、ロック手段をロック状態にしたフォークリフトは、図５に示すように水平面から傾斜面へ（または傾斜面から水平面へ）走行すると、キャスタ輪が上下動しないため、キャスタ輪と左右一対のロード輪との三輪で車体を支持する状態になり、ドライブ輪が走行面から浮いてしまう場合がある。ドライブ輪は操舵輪を兼ねているため、ドライブ輪が浮いた状態のフォークリフトは、走行および旋回に支障が生じる。

特開２０１４−２３４２９７号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ドライブ輪が浮いて走行および旋回に支障が生じるのを防止できるフォークリフトを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るフォークリフトは、
車体と、
前記車体の前部に設けられた第１ロード輪および第２ロード輪と、
前記車体の後部に設けられたドライブ輪およびキャスタ輪と、
揺動動作を行うことで前記キャスタ輪を上下動させるサスペンション機構と、
前記揺動動作を禁止するロック状態と前記揺動動作を許容するロック解除状態とに切り替わるロック手段と、
前記ロック手段を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１ロード輪および前記第２ロード輪の少なくとも一方のロード輪の回転速度と前記ドライブ輪の回転速度とに基づいて前記ドライブ輪がスリップ状態であるか否かを判定し、前記ドライブ輪が前記スリップ状態の場合に、前記ロック手段を前記ロック状態から前記ロック解除状態に切り替えることを特徴とする。

この構成によれば、ロック手段をロック状態にしているときにドライブ輪が浮いた場合、制御装置は、ドライブ輪が浮いていること、すなわちドライブ輪がスリップ状態であることを特定し、ロック手段をロック解除状態にして、ドライブ輪を接地状態にする。したがって、この構成によれば、ドライブ輪が浮いた場合に走行および旋回に支障が生じるのを防止できる。

上記フォークリフトにおいて、
前記制御装置は、
前記ロード輪の回転速度と前記ドライブ輪の旋回角度とに基づいて前記ドライブ輪の理論回転速度を算出する処理と、
前記理論回転速度と前記ドライブ輪の回転速度との差分に基づいて前記ドライブ輪のスリップ率を算出する処理と、
前記スリップ率が所定の閾値以上の場合に前記ドライブ輪が前記スリップ状態であると判定する処理と、
を行うよう構成できる。

上記フォークリフトは、
前記車体の後部に設けられ、走行面までの距離を取得する距離センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記距離センサで検出した前記距離が所定値以上の場合に、前記ドライブ輪がスリップ状態であると判定するよう構成できる。

本発明によれば、ドライブ輪が浮いて走行および旋回に支障が生じるのを防止できるフォークリフトを提供することができる。

本発明に係るフォークリフトを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明に係るフォークリフトのドライブユニットおよびキャスタユニットの周辺の構成を示す図である。 本発明に係るフォークリフトの制御装置および各種センサを示す図である。 本発明における理論回転速度を説明するための図である。 従来のフォークリフトの問題点を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るフォークリフトの実施形態について説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係るリーチ型フォークリフト（以下、フォークリフト）１を示す。フォークリフト１は、左右一対のストラドルレッグを有する車体２と、ストラドルレッグ間に設けられた荷役装置とを備える。

荷役装置は、ストラドルレッグに沿って前後方向に移動するキャリッジ３と、キャリッジ３に立設された左右一対のマスト４と、マスト４に昇降可能に取り付けられた左右一対のフォーク５とを含む。

車体２の前部には、左右一対の前輪（ロード輪）が回転自在に設けられている。具体的には、右側のストラドルレッグに右前輪としての第１ロード輪６が設けられており、左側のストラドルレッグに左前輪としての第２ロード輪６’が設けられている。車体２の後部には、左側に、操舵輪を兼ねたドライブ輪７ａが設けられており、右側に、車体２の走行に従動して回転するキャスタ輪８ａが設けられている。

車体２には、ドライブ輪７ａを駆動させるためのアクセルレバー９ａ、操舵用のステアリングハンドル９ｂ、荷役装置を動作させるための操作レバー９ｃ（リフトレバー、リーチレバー、ティルトレバー）が設けられている。また、車体２の右後部には、起立した状態で乗降できる運転席が設けられており、運転席の床部には、ブレーキ９ｄ（例えば、デッドマンブレーキ）が設けられている。運転席の上方には、落下物からオペレータを保護するためのヘッドガードが設けられているが、図１（Ａ）では省略している。

図２に、ドライブ輪７ａを含むドライブユニット７およびキャスタ輪８ａを含むキャスタユニット８の周辺の構成を示す。同図に示すように、ドライブユニット７にはドライブ輪７ａを駆動させる走行モータ１０および操舵トルクを軽減させるステアリングモータ（電動式パワーステアリングモータ）１１が接続されている。ドライブユニット７とキャスタユニット８との間にサスペンション機構１２およびロック手段１３が設けられている。

ドライブユニット７は、ドライブ輪７ａと、ドライブ輪７ａを旋回可能に支持するギアケース７ｂと、ギアケース７ｂの上部に設けられた旋回ギア部７ｃと、旋回ギア部７ｃを介してギアケース７ｂに接続されるドライブサポート７ｄとを含む。

キャスタユニット８は、キャスタ輪８ａと、キャスタ輪８ａを水平方向に旋回させる鉛直軸部８ｂとを含む。鉛直軸部８ｂは、サスペンション機構１２に接続されている。

サスペンション機構１２は、揺動動作を行うことでキャスタ輪８ａを上下動させるように構成されている。サスペンション機構１２は、アッパーリンク１２ａと、アンダーリンク１２ｂと、キャスタリンク１２ｃと、スプリング部材１２ｄとを含む。

アッパーリンク１２ａは、一端側がドライブユニット７のドライブサポート７ｄに接続され、他端側が車体２の運転席近傍のフレームに接続されている。アンダーリンク１２ｂは、アッパーリンク１２ａの下方に配置され、一端側がドライブサポート７ｄおよびスプリング部材１２ｄの下端に接続され、他端側がキャスタリンク１２ｃ上に配置されている。キャスタリンク１２ｃは、一端側がスプリング部材１２ｄの上端に接続され、他端側がキャスタユニット８の鉛直軸部８ｂに接続されている。

アンダーリンク１２ｂの中央部分には開口部が形成されており、当該開口部にキャスタリンク１２ｃの中央部分が収容される。アンダーリンク１２ｂとキャスタリンク１２ｃは、中央部分が重なった状態で回動ピンＰを介して車体２のフレームに固定される。

スプリング部材１２ｄは、少なくとも１つのバネで構成されている。スプリング部材１２ｄの上端は、キャスタリンク１２ｃの一端側に接続され、スプリング部材１２ｄの下端は、アンダーリンク１２ｂの一端側に接続されている。スプリング部材１２ｄは、回動ピンＰを支軸として回動するキャスタリンク１２ｃがキャスタ輪８ａを走行面に押し付けるように、斜め方向に付勢する。これにより、キャスタリンク１２ｃは揺動動作が可能となり、キャスタリンク１２ｃに接続されたキャスタ輪８ａは上下動が可能となる。

ロック手段１３は、サスペンション機構１２の揺動動作を禁止するロック状態とサスペンション機構１２の揺動動作を許容するロック解除状態とに切り替わるよう構成されている。ロック手段１３は、ロックシリンダ１３ａとロックバルブ１３ｂとを含む。

ロックシリンダ１３ａは、アッパーリンク１２ａとキャスタリンク１２ｃとの間に配置されている。具体的には、ロックシリンダ１３ａは、ピストンロッドが下向きの状態で配置され、ピストンロッドの先端がキャスタリンク１２ｃに固定されている。

ロックバルブ１３ｂは、第１油路および第２油路を介してロックシリンダ１３ａの油室に接続されている。具体的には、ロックバルブ１３ｂの一端側は、第１油路を介してロックシリンダ１３ａのボトム側の油室に接続され、ロックバルブ１３ｂの他端側は、第２油路を介してロックシリンダ１３ａのヘッド側の油室に接続されている。

ロックバルブ１３ｂは、後述する制御装置２０の制御下で、閉状態と開状態とが切り替わる。ロックバルブ１３ｂの閉状態のときは、ロックシリンダ１３ａのピストンロッドの上下動が禁止され、ロック手段１３はロック状態となる。一方、ロックバルブ１３ｂの開状態のときは、ロックシリンダ１３ａのピストンロッドの上下動が許容され、ロック手段１３はロック解除状態となる。

図３に、フォークリフト１が備える制御装置２０および各種センサを示す。同図に示すように、フォークリフト１は、ドライブ輪７ａの旋回角度を検出する第１センサ２１（角度センサ）と、アクセルレバー９ａの倒し角（アクセル角度）を検出する第２センサ２２と、走行モータ１０の回転速度を検出する第３センサ２３（第１回転センサ）と、ブレーキ９ｄのＯＮ／ＯＦＦを検出する第４センサ２４と、操作レバー９ｃによる油圧操作の有無を検出する第５センサ２５と、フォーク５の高揚高を検出する第６センサ２６と、第１ロード輪６の回転速度を検出する第７センサ２７（第２回転センサ）と、第２ロード輪６’の回転速度を検出する第８センサ２８（第３回転センサ）とを備える。

第１センサ２１および第２センサ２２として、ポテンショメータを用いることができる。第３センサ２３として、ロータリエンコーダを用いることができる。第４センサ２４として、マイクロスイッチを用いることができる。第５センサ２５として、操作レバー９ｃであるリフトレバー、リーチレバー、ティルトレバーにそれぞれ設けられたマイクロスイッチを用いることができる。第６センサ２６として、磁気センサを用いることができ、磁気センサはマスト４に貼り付けられた磁石を検出する。第７センサ２７および第８センサ２８として、ピックアップセンサを用いることができる。

制御装置２０は、例えば、マイコンで構成され、車体２の内部に設けられる。制御装置２０は、第１センサ２１〜第８センサ２８の検出結果に基づいて、下記の表１に示すロック条件（１）〜（８）およびロック解除条件（１）、（２）を満たすか否かの判定を所定の周期で行う。ロック解除条件（１）、（２）を満たすか否かの判定は、ロック手段１３がロック状態の場合にのみ行われてもよい。

制御装置２０は、ロック条件（１）〜（８）の少なくとも１つ条件を満たす場合、ロック手段１３をロック状態にする一方、ロック解除条件（１）、（２）の少なくとも一方の条件を満たす場合、ロック手段１３をロック解除状態にする。

ロック条件（１）について、制御装置２０は、第１センサ２１の検出結果に基づいて旋回中か否かを判定し、第２センサ２２の検出結果に基づいてアクセルレバー９ａの倒し角の大きさが第１閾値以上か否かを判定する。本実施形態では、直進走行状態におけるドライブ輪７ａの旋回角度を０°とし、アクセルレバー９ａの中立時（未操作時）の倒し角を０°とする。

ロック条件（２）について、制御装置２０は、第１センサ２１の検出結果に基づいて旋回中か否かを判定し、第３センサ２３の検出結果に基づいて走行速度が第２閾値以上か否かを判定する。制御装置２０は、ドライブ輪７ａの径、走行モータ１０の回転速度およびギア比により、フォークリフト１の走行速度を算出できる。

ロック条件（３）について、制御装置２０は、第３センサ２３の検出結果に基づいて後進走行速度が第３閾値以上か否かを判定し、第４センサ２４の検出結果に基づいてブレーキ９ｄがＯＮ状態（ブレーキがかかっている状態）か否か判定する。後進走行時にブレーキ９ｄがＯＮ状態になると慣性力により車体２が傾くおそれがあり、その傾きを抑えるためにロック手段１３をロック状態にする。

ロック条件（４）について、制御装置２０は、第２センサ２２の検出結果に基づいてアクセルレバー９ａの倒し角が０°か否かを判定し、第５センサ２５の検出結果に基づいて油圧操作中か否かを判定する。

ロック条件（５）について、制御装置２０は、第３センサ２３の検出結果に基づいて走行速度第４閾値未満の状態が所定時間（例えば、数秒間）継続しているか否かを判定する。第４閾値は、第３閾値と同じ値でもよい。

ロック条件（６）について、制御装置２０は、第６センサ２６の検出結果に基づいてフォーク５の揚高が所定値以上か否か、すなわち高揚高であるか否かを判定する。

ロック条件（７）について、制御装置２０は、第１センサ２１の検出結果に基づいて旋回角速度を算出し、旋回角速度が所定値以上か否かにより旋回動作中か否かを判定する。また、制御装置２０は、第３センサ２３の検出結果に基づいて走行速度が第５閾値以上か否かを判定する。

ロック条件（８）について、制御装置２０は、第１センサ２１の検出結果に基づいて旋回中か否かを判定し、第４センサ２４の検出結果に基づいてブレーキ９ｄがＯＮ状態か否か判定する。

ロック解除条件（１）について、制御装置２０は、ロック条件（１）〜（８）がすべて非該当であるか否を判定し、ロック条件（１）〜（８）がすべて非該当である場合に、ロック手段１３をロック解除状態にする。

ロック解除条件（２）について、制御装置２０は、ドライブ輪７ａの旋回角度を検出する第１センサ２１の検出結果と、走行モータ１０の回転速度を検出する第３センサ２３の検出結果と、第１ロード輪６の回転速度を検出する第７センサ２７および第２ロード輪６’の回転速度を検出する第８センサ２８の少なくとも一方の検出結果とに基づいて、ドライブ輪７ａがスリップ状態か否かを判定する。

具体的には、制御装置２０は、第１ロード輪６および第２ロード輪６’の回転速度とドライブ輪７ａの旋回角度とに基づいて、ドライブ輪７ａの回転速度の理論値（本発明の「理論回転速度」に相当）を算出する。例えば、図４に示すように、第１ロード輪６、第２ロード輪６’およびドライブ輪７ａにおける配置寸法Ａｒ、Ａｌ、Ｂは既知であるから、制御装置２０は、上記のとおり、第１ロード輪６の回転速度Ｖｒ、第２ロード輪６’の回転速度Ｖｌ、ドライブ輪７ａの旋回角度θに基づいて、ドライブ輪７ａの回転速度Ｖｄの理論値を算出することができる。なお、図４のＣｔは、ドライブ輪７ａの中心Ｃｄを原点としたときの車体２の旋回中心である。

また、制御装置２０は、走行モータ１０の回転速度とギア比とに基づいて、ドライブ輪７ａの回転速度の実測値を算出する。

ドライブ輪７ａの回転速度の実測値および理論値を算出した制御装置２０は、両者の差分に基づいて、ドライブ輪７ａのスリップ率を算出する。例えば、理論値をＡ、実測値をＢ、スリップ率をλとした場合、スリップ率λは、下記（１）式のように表すことができる。

制御装置２０は、理論値Ａと実測値Ｂの差分の絶対値を、理論値Ａと実測値Ｂの大きい方の値で割ることにより、スリップ率λを算出する。スリップ率λを算出した制御装置２０は、スリップ率λが所定の閾値（例えば、０．８や０．９）以上の場合にドライブ輪７ａがスリップ状態であると判定する。ドライブ輪７ａがスリップ状態であると判定した制御装置２０は、ロック手段１３をロック解除状態にする。

本実施形態に係るフォークリフト１は、ロック手段１３をロック状態にしたまま水平面から傾斜面へ（または傾斜面から水平面へ）走行した場合、ドライブ輪７ａが走行面から浮いてしまうことがある。しかしながら、制御装置２０は、ロック解除条件（２）の判定により、ドライブ輪７ａがスリップ状態であること、すなわちドライブ輪７ａが浮いていることを特定する。

ドライブ輪７ａが浮いていることを特定した制御装置２０は、ロック手段１３をロック解除状態にして、ドライブ輪７ａを接地状態にする。したがって、本実施形態に係るフォークリフト１によれば、ドライブ輪７ａが浮いた場合に走行および旋回に支障が生じるのを防止できる。

以上、本発明に係るフォークリフトの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本発明に係るフォークリフトは、車体と、第１ロード輪と、第２ロード輪と、ドライブ輪と、キャスタ輪と、揺動動作を行うことでキャスタ輪を上下動させるサスペンション機構と、揺動動作を禁止するロック状態と揺動動作を許容するロック解除状態とに切り替わるロック手段と、ロック手段を制御する制御装置とを備え、制御装置は、第１ロード輪および第２ロード輪の少なくとも一方のロード輪の回転速度とドライブ輪の回転速度とに基づいてドライブ輪がスリップ状態であるか否かを判定し、ドライブ輪がスリップ状態の場合に、ロック手段をロック状態からロック解除状態に切り替えるのであれば、適宜構成を変更できる。

本発明に係るフォークリフトは、車体の後部（例えば、ドライブユニット近傍の車体のフレーム）に設けられ、走行面までの距離を取得する距離センサをさらに備えてもよい。この場合、制御装置は、距離センサで検出した距離が所定値以上の場合に、ドライブ輪がスリップ状態であると判定するよう構成できる。この構成によれば、ドライブ輪が走行面から浮いているにもかかわらず、ドライブ輪の回転速度が理論回転速度とほぼ同じである場合に、ドライブ輪がスリップ状態であると判定することができる。

本発明は、リーチ型フォークリフト以外のフォークリフトにも適用可能である。

１ フォークリフト
２ 車体
３ キャリッジ
４ マスト
５ フォーク
６ 第１ロード輪
６’ 第２ロード輪
７ ドライブユニット
７ａ ドライブ輪
７ｂ ギアケース
７ｃ 旋回ギア部
７ｄ ドライブサポート
８ キャスタユニット
８ａ キャスタ輪
８ｂ 鉛直軸部
９ａ アクセルレバー
９ｂ ステアリングハンドル
９ｃ 操作レバー
９ｄ ブレーキ
１０ 走行モータ
１２ サスペンション機構
１２ａ アッパーリンク
１２ｂ アンダーリンク
１２ｃ キャスタリンク
１２ｄ スプリング部材
１３ ロック手段
１３ａ ロックシリンダ
１３ｂ ロックバルブ
２０ 制御装置
２１〜２８ 第１〜第８センサ

Claims (1)

1. 車体と、
   前記車体の前部に設けられた第１ロード輪および第２ロード輪と、
   前記車体の後部に設けられたドライブ輪およびキャスタ輪と、
   揺動動作を行うことで前記キャスタ輪を上下動させるサスペンション機構と、
   前記揺動動作を禁止するロック状態と前記揺動動作を許容するロック解除状態とに切り替わるロック手段と、
   前記ロック手段を制御する制御装置と、
   前記車体の後部に設けられ、走行面までの距離を取得する距離センサと、
   を備え、
   前記制御装置は、
   予め設定された複数のロック条件の少なくとも１つを満たす場合に、前記ロック手段を前記ロック状態にする一方で、
   前記複数のロック条件のすべてが非該当である場合、または、
   前記第１ロード輪および前記第２ロード輪の少なくとも一方のロード輪の回転速度と前記ドライブ輪の回転速度とに基づいて前記ドライブ輪がスリップ状態であるか否かを判定し、さらに前記距離センサで検出した前記距離に基づいて前記ドライブ輪が前記スリップ状態であるか否かを判定し、前記ドライブ輪が前記スリップ状態の場合に、前記ロック手段を前記ロック状態から前記ロック解除状態に切り替え、
   前記制御装置は、
   前記ロード輪の回転速度と前記ドライブ輪の旋回角度とに基づいて前記ドライブ輪の理論回転速度を算出する処理と、
   前記理論回転速度と前記ドライブ輪の回転速度との差分に基づいて前記ドライブ輪のスリップ率を算出する処理と、
   前記スリップ率が所定の閾値以上の場合に前記ドライブ輪が前記スリップ状態であると判定する処理と、
   前記距離センサで検出した前記距離が所定値以上の場合に、前記ドライブ輪が前記スリップ状態であると判定する処理と、
   を前記ロック手段が前記ロック状態の場合にのみ行うことを特徴とするフォークリフト。

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