JP7364319B2 - フォークリフト - Google Patents

Description

本発明は、チルト装置を備えたフォークリフトに関するものである。

一般に、荷役を行うフォークリフトは、荷物を持ち上げるためのフォークと、フォークを上下方向に移動させるリフト装置とを備えている。また、フォークの上面を傾動させるチルト装置を備えたフォークリフトが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、フォークの上面を、路面に対して平行な状態である基準状態と、基準状態から後傾した状態である後傾状態と、基準状態から前傾した状態である前傾状態とに切り替えるためのシリンダを備えたチルト装置が記載されている。当該シリンダは、最も収縮した状態である最短状態と、最も伸長した状態である最長状態と、最短状態および最長状態の一方から他方へ移行する際に停止した状態である中間停止状態とに切り替わるように伸縮する。シリンダが中間停止状態にあるとき、フォークの上面が基準状態になり、シリンダが最長状態にあるとき、フォークの上面が後傾状態になり、シリンダが最短状態にあるとき、フォークの上面が前傾状態になるように構成されている。

しかしながら、シリンダを最も収縮および伸長させる場合を除いて、簡単な構成でシリンダの長さを精度良く制御することは難しい。したがって、特許文献１の構成では、シリンダを所定の中間停止状態に精度良く切り替えることが難しく、フォークの上面の傾斜態様を精度良く制御できないという問題があった。

特開２０１０－０３０７７１号公報（図４参照）

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成でフォークの上面の傾斜態様を精度良く制御できるフォークリフトを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本願発明のフォークリフトは、路面上を走行する車両本体と、荷物を持ち上げるためのフォークと、前記フォークを上下方向に移動させるリフト装置と、前記フォークの上面を前後方向に傾動させるチルト装置とを備え、前記チルト装置は、同一方向に伸縮するように連結された第１シリンダおよび第２シリンダを備え、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの各々は、最も収縮した状態である最短状態と最も伸長した状態である最長状態とに切り替わるように伸縮することを特徴とする。

また、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダのうち一方が最短状態で他方が最長状態にあるとき、前記フォークの上面が前記路面に対して平行な状態である基準状態になるように構成され、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最長状態にあるとき、前記フォークの上面が前記基準状態から後傾した状態である後傾状態になるように構成され、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最短状態にあるとき、前記フォークの上面が前記基準状態から前傾した状態である前傾状態になるように構成されていることが好ましい。

また、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダは、上下方向に延びるように配置され、前記チルト装置は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの伸縮に応じて左右方向に平行な軸を中心に揺動するレバーを備え、前記レバーは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの少なくとも一方が伸長するときに前記フォークを前方に押すように構成されていることが好ましい。

また、前記レバーは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最短状態にあるとき、前記フォークを押さないように構成され、前記チルト装置は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最短状態にあるとき、前記フォークの揺動を規制するストッパーを備えていることが好ましい。

また、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダにより構成されるシリンダ装置が、左右方向に間隔を空けて左右一対で設けられていることが好ましい。

また、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの各々は、複動式の油圧シリンダにより構成されていることが好ましい。

本発明によれば、簡単な構成でフォークの上面の傾斜態様を精度良く制御できるフォークリフトを提供することができる。

（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るフォークリフトの側面図であり、（Ｂ）は、同実施形態に係るフォークリフトが備える昇降体およびチルト装置等の背面図である。 同実施形態に係るチルト装置およびフォーク等の側面図である。 （Ａ）は、同実施形態に係るフォークリフトの側面図であり、（Ｂ）は、同実施形態に係るフォークリフトが備えるチルト装置およびフォーク等の側面図である。 （Ａ）は、同実施形態に係るフォークリフトの側面図であり、（Ｂ）は、同実施形態に係るフォークリフトが備えるチルト装置およびフォーク等の側面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、同実施形態に係るフォークリフトが荷物を持ち上げる工程を説明するための概要図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、比較例に係るフォークリフトの側面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、同比較例に係るフォークリフトの問題点を説明するための概要図である。

図１～５を参照して、本発明を具体化した一実施形態に係るフォークリフト１を説明する。なお、図中の矢印で示す前後方向Ｘ、左右方向Ｙ、および、上下方向Ｚは、互いに直交する方向である。

図１（Ａ）は、フォークリフト１の概略構成を示しており、フォークリフト１を右方から見た図である。また、図１（Ｂ）は、フォークリフト１の一部を、後方から見た図である。また、図２は、フォークリフト１の一部を、右方から見た図である。

図１（Ａ）に示すように、フォークリフト１は、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）である無人フォークリフトである。フォークリフト１は、車両本体１０と、フォーク２１と、バックレスト２２と、昇降体３０と、リフト装置４０と、チルト装置５０と、制御装置９０とを備えている。

車両本体１０は、自律制御プログラムに従って路面上を走行する。フォーク２１がパレットＰおよび荷物Ｌ（いずれも図５参照）を持ち上げている状態で車両本体１０が走行することで、フォークリフト１は荷物Ｌを搬送する。

フォーク２１は、左右方向Ｙに間隔を空けて左右一対で設けられ、前後方向Ｘに延びている。バックレスト２２は、フォーク２１で持ち上げた荷物Ｌが後方に落下することを防止する。フォーク２１およびバックレスト２２は、昇降体３０とともに昇降可能（すなわち上下方向Ｚに移動可能）に構成されるとともに、左右方向Ｙに平行なチルト軸Ａを中心に揺動可能に構成されており、一体となって動作する。フォーク２１がチルト軸Ａを中心に揺動することで、フォーク２１の上面は前後方向Ｘに傾動する。

昇降体３０は、後述するマスト４１に沿って昇降可能に構成されており、フォーク２１、バックレスト２２、および、チルト装置５０を支持している。昇降体３０の詳しい構成は、図１（Ｂ）を参照して説明する。

リフト装置４０は、上下方向Ｚに伸縮可能に構成されたマスト４１と、マスト４１を伸縮させるリフトシリンダ（図示略）と、マスト４１の伸縮に伴って昇降体３０を引き上げるリフトチェーン（図示略）とを備えている。マスト４１は、左右方向Ｙに間隔を空けて左右一対で設けられ、上下方向Ｚに延びている。リフト装置４０は、リフトシリンダを伸縮させることで、昇降体３０とともにフォーク２１等を昇降させる。

チルト装置５０は、チルト軸Ａを中心に、昇降体３０およびリフト装置４０を傾動させることなく、フォーク２１の上面を前後方向Ｘに傾動させる（すなわちチルト軸Ａを中心にフォーク２１を揺動させる）。チルト装置５０の詳しい構成は、図１（Ｂ）および図２を参照して説明する。

制御装置９０は、リフト装置４０を制御することで、フォーク２１の高さを制御するとともに、チルト装置５０を制御することで、前後方向Ｘに対するフォーク２１の傾動態様を制御する。

図１（Ｂ）は、バックレスト２２、昇降体３０、および、チルト装置５０の概略構成を示しており、図２は、フォーク２１、バックレスト２２、昇降体３０、および、チルト装置５０の概略構成を示している。なお、図２において、昇降体３０は二点鎖線で図示されている。

図１（Ｂ）に示すように、昇降体３０は、リフトブラケット３１と、リフトローラー３２と、シリンダ支持プレート３３と、レバー支持プレート３４とを備えている。リフトブラケット３１は、左右一対のマスト４１間に設けられている。リフトローラー３２は、リフトブラケット３１の側面に設けられており、マスト４１に沿って転動する。シリンダ支持プレート３３およびレバー支持プレート３４は、リフトブラケット３１と一体に設けられており、シリンダ支持プレート３３は、後述するシリンダブラケット５３を支持し、レバー支持プレート３４は、後述するレバーブラケット５４を支持している。

図１（Ｂ）および図２に示すように、チルト装置５０は、第１シリンダ６１および第２シリンダ６２と、レバー５１と、ローラー５２と、シリンダブラケット５３と、レバーブラケット５４と、チルト材５５と、ストッパー５６とを備えている。

シリンダ６１，６２は、同一方向に伸縮するように連結されており、シリンダ装置６０を構成している。シリンダ６１，６２の各々は、最も収縮した状態である最短状態と、最も伸長した状態である最長状態とに切り替わるように伸縮する複動式の油圧シリンダである。シリンダ６１，６２は、上下方向Ｚに延びるように配置されており、シリンダ装置６０の上端部を構成する第１シリンダ６１は、シリンダブラケット５３に接続され、シリンダ装置６０の下端部を構成する第２シリンダ６２は、レバー５１に接続されている。したがって、シリンダ装置６０は、レバー５１を揺動させるアクチュエータとして機能する。シリンダ装置６０は、左右方向Ｙに間隔を空けて左右一対で設けられている。

レバー５１は、左右方向Ｙに平行な軸Ｒを中心に揺動可能に構成されており、シリンダ６１，６２の伸縮に応じて揺動する。レバー５１の一端部には、シリンダ装置６０が接続され、レバー５１の他端部である先端部には、ローラー５２が設けられている。レバー５１は、シリンダ６１，６２の少なくとも一方が伸長するときに、ローラー５２およびチルト材５５を介してフォーク２１を押すように構成されている。

シリンダブラケット５３は、シリンダ装置６０（すなわちシリンダ６１，６２）を揺動可能に支持する支持具であり、シリンダ支持プレート３３の下部に固定されている。レバーブラケット５４は、レバー５１を揺動可能に支持する支持具であり、レバー支持プレート３４の下部に固定されている。

チルト材５５は、チルト軸Ａを中心に揺動可能に構成されている。チルト材５５には、フォーク２１およびバックレスト２２が取り付けられており、フォーク２１は、チルト材５５とともに揺動する。ストッパー５６は、リフトブラケット３１に固定されており、チルト材５５に接触することで、チルト材５５およびフォーク２１の揺動を規制する。

次に、チルト装置５０によるフォーク２１の傾斜態様の変化について説明する。
図１（Ａ）および図２は、フォーク２１の上面が路面に平行な状態である基準状態をとっているときのフォークリフト１の概略構成を示している。
図１（Ａ）および図２に示すように、第１シリンダ６１が最短状態で第２シリンダ６２が最長状態にあるとき、フォーク２１の上面が基準状態になるように構成されている。このとき、ローラー５２がチルト材５５に接触しているため、フォーク２１の揺動が規制され、フォーク２１の上面の基準状態が維持される。フォーク２１の上面が基準状態にあるときに、第１シリンダ６１を最長状態に切り替えると、ローラー５２を前方に移動させ、フォーク２１の上面を後述する後傾状態（図３参照）にすることができる。また、フォーク２１の上面が基準状態にあるときに、第２シリンダ６２を最短状態に切り替えると、ローラー５２を後方に移動させ、フォーク２１の上面を後述する前傾状態（図４参照）にすることができる。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、フォーク２１の上面が基準状態から後傾した状態である後傾状態をとっているときのフォークリフト１の概略構成を示している。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、シリンダ６１，６２の双方が最長状態にあるとき、フォーク２１の上面が後傾状態になるように構成されている。このとき、基準状態と同様に、ローラー５２がチルト材５５に接触しているため、フォーク２１の揺動が規制され、フォーク２１の上面の後傾状態が維持される。フォーク２１の上面が後傾状態にあるときに、第１シリンダ６１のみを最短状態に切り替えると、ローラー５２を後方に移動させ、フォーク２１の上面を基準状態にすることができる。フォーク２１の上面が後傾状態にあるとき、フォークリフト１は、フォーク２１で持ち上げた荷物Ｌ（図５参照）の安定性を高めることが可能となる。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、フォーク２１の上面が基準状態から前傾した状態である前傾状態をとっているときのフォークリフト１の概略構成を示している。
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、シリンダ６１，６２の双方が最短状態にあるとき、フォーク２１の上面が前傾状態になるように構成されている。本実施形態では、シリンダ６１，６２の双方が最短状態にあるとき、レバー５１がフォーク２１を押さないように（すなわちローラー５２がチルト材５５に接触しないように）構成されており、ローラー５２に代えてストッパー５６がチルト材５５に接触することで、フォーク２１の揺動が規制され、フォーク２１の上面の前傾状態が維持される。フォーク２１の上面が前傾状態にあるときに、第２シリンダ６２のみを最長状態に切り替えると、ローラー５２を前方に移動させ、フォーク２１の上面を基準状態にすることができる。フォーク２１の上面が前傾状態にあるとき、フォークリフト１は、傾斜面の登坂時に水平面上の荷物Ｌ（図５参照）をフォーク２１で持ち上げることが可能となる。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、傾斜面の登坂時に水平面上の荷物Ｌを持ち上げるフォークリフト１の動作について説明する。
図５（Ａ）に示すように、フォークリフト１が傾斜面を登坂するとき、フォーク２１の上面が前傾状態にある場合は、フォーク２１の上面が基準状態および後傾状態にある場合に比べて、フォーク２１の上面と水平面とのなす角度が０度に近くなる。このため、フォーク２１は、水平に延びたパレットＰのフォーク差込口Ｐ１が可能となり、車両本体１０を前進させながらフォーク２１を下降させることで、図５（Ｂ）に示すように、フォーク差込口Ｐ１にフォーク２１が十分に差し込まれる。そして、フォーク２１を上昇させることで、パレットＰおよび荷物Ｌをフォーク２１で持ち上げる。

図６，７を参照して、比較例に係るフォークリフト１０１について説明する。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、フォークリフト１０１の概略構成を示している。また、図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、フォークリフト１０１の登坂時の様子を示している。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、比較例に係るフォークリフト１０１の概略構成を示している。このフォークリフト１０１は、車両本体１１０と、フォーク１２１と、フォーク１２１を支持する昇降体１３０と、フォーク１２１および昇降体１３０を昇降させるリフト装置１４０と、フォーク１２１の上面を前後方向に傾動させるチルト装置１５０とを備えている。フォーク１２１は、チルト軸Ａを中心に揺動可能に構成されている。チルト装置１５０は、最短状態と最長状態とに切り替わるように収縮する単一のシリンダにより構成されており、シリンダが最短状態にあるとき、図６（Ａ）に示すように、フォーク１２１の上面が基準状態になるように構成されている。また、シリンダが最長状態にあるとき、図６（Ｂ）に示すように、フォーク１２１の上面が後傾状態になるように構成されている。

図７（Ａ）に示すように、フォークリフト１０１が傾斜面を登坂するとき、フォーク１２１の上面が基準状態にある場合は、フォーク１２１の上面は路面である傾斜面に対して平行に延びる。このため、図７（Ｂ）に示すように、フォークリフト１０１が傾斜面を登坂するときに、水平面に置かれたパレットＰのフォーク差込口Ｐ１、すなわち水平に延びるフォーク差込口Ｐ１にフォーク１２１を十分に差し込むことができない。したがって、フォークリフト１０１は、水平面上のパレットＰおよび荷物Ｌをフォーク１２１で持ち上げることができないという問題を有する。

本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）チルト装置５０は、同一方向に伸縮するように連結された第１シリンダ６１および第２シリンダ６２を備え、シリンダ６１，６２の各々は、最も収縮した状態である最短状態と最も伸長した状態である最長状態とに切り替わるように伸縮する。このため、シリンダ６１，６２のうち一方が最短状態で他方が最長状態にあるとき、フォーク２１の上面が路面に対して平行な基準状態になり、シリンダ６１，６２の双方が最長状態にあるとき、フォーク２１の上面が基準状態から後傾した後傾状態になり、シリンダ６１，６２の双方が最短状態にあるとき、フォーク２１の上面が基準状態から前傾した前傾状態になるように構成できる。このように、シリンダ６１，６２を中間停止状態にすることなく、フォーク２１の上面を基準状態、後傾状態、および、前傾状態に切り替えることができるため、簡単な構成でフォーク２１の上面の傾斜態様を精度良く制御できる。また、傾斜面の登坂時に、フォーク２１の上面を前傾状態にすることで、水平に延びたフォーク差込口Ｐ１にフォーク２１を十分に差し込んで、水平面上のパレットＰおよび荷物Ｌをフォーク２１で持ち上げることができる。

（２）シリンダ６１，６２は、上下方向Ｚに延びるように配置され、チルト装置５０は、シリンダ６１，６２の伸縮に応じて左右方向Ｙに平行な軸Ｒを中心に揺動するレバー５１を備え、レバー５１は、シリンダ６１，６２の少なくとも一方が伸長するときにフォーク２１を前方に押すように構成されている。この構成によれば、レバー５１が、シリンダ６１，６２の上下方向Ｚの運動を、チルト軸Ａを中心とするフォーク２１の運動に変換することがき、シリンダ６１，６２が前後方向Ｘに延びるように配置されている場合に比べて、前後方向Ｘにおいてチルト装置５０を小型化できる。

（３）レバー５１は、シリンダ６１，６２の双方が最短状態にあるとき、フォーク２１を押さないように構成され、チルト装置５０は、シリンダ６１，６２の双方が最短状態にあるとき、フォーク２１の揺動を規制するストッパー５６を備えている。このため、ストッパー５６の位置（ストッパー５６がチルト材５５と接触する位置）を調整することで、前傾状態におけるフォーク２１の上面の角度を調整することができる。

（４）シリンダ６１，６２により構成されるシリンダ装置６０が、左右方向Ｙに間隔を空けて左右一対で設けられているため、１つのシリンダ装置６０が昇降体３０の左右中央部のみに設けられている場合に比べて、耐荷重性を高めることができる。

（５）シリンダ６１，６２の各々は、複動式の油圧シリンダにより構成されているため、シリンダ６１，６２が単動式の油圧シリンダにより構成されている場合に比べて、フォーク２１の上面を基準状態と後傾状態と前傾状態に切り替える速度を容易に制御できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記構成を変更することもできる。例えば、以下のように変更して実施することもでき、以下の変更を組み合わせて実施することもできる。

・チルト装置５０の構成を適宜変更することもできる。例えば、レバー５１の先端部にローラー５２を設けず、レバー５１がローラー５２を介さずにチルト材５５を押すように構成することもできる。また、レバー５１を用いずに、シリンダ６１，６２の伸縮に伴ってフォーク２１を揺動させるように構成してもよい。また、レバー５１とチルト材５５とが機械的に接続されるように構成してもよい。

・シリンダ装置６０の構成を適宜変更することもできる。例えば、シリンダ６１，６２が、単動式の油圧シリンダにより構成されていてもよい。また、シリンダ６１，６２の配置を変更してもよい。また、第１シリンダ６１が最長状態で第２シリンダ６２が最短状態にあるとき、フォーク２１の上面が基準状態になるように構成することもできる。すなわち、シリンダ６１，６２のうち一方が最短状態で他方が最長状態にあるとき、フォーク２１の上面が基準状態になるように構成されていればよい。

・また、本発明は、無人フォークリフトに限られず、有人フォークリフトまたは有人兼無人フォークリフトに適用することもできる。

１ フォークリフト
１０ 車両本体
２１ フォーク
２２ バックレスト
３０ 昇降体
４０ リフト装置
５０ チルト装置
５１ レバー
５２ ローラー
５５ チルト材
５６ ストッパー
６０ シリンダ装置
６１ 第１シリンダ
６２ 第２シリンダ
Ａ チルト軸
Ｌ 荷物
Ｐ パレット
Ｐ１ フォーク差込口
Ｘ 前後方向
Ｙ 左右方向
Ｚ 上下方向

Claims (4)

1. 路面上を走行する車両本体と、
   荷物を持ち上げるためのフォークと、
   前記フォークを上下方向に移動させるリフト装置と、
   前記フォークの上面を前後方向に傾動させるチルト装置とを備え、
   前記チルト装置は、同一方向に伸縮するように連結された第１シリンダおよび第２シリンダを備え、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの各々は、最も収縮した状態である最短状態と最も伸長した状態である最長状態とに切り替わるように伸縮し、
   前記第１シリンダおよび前記第２シリンダのうち一方が最短状態で他方が最長状態にあるとき、前記フォークの上面が前記路面に対して平行な状態である基準状態になるように構成され、
   前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最長状態にあるとき、前記フォークの上面が前記基準状態から後傾した状態である後傾状態になるように構成され、
   前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最短状態にあるとき、前記フォークの上面が前記基準状態から前傾した状態である前傾状態になるように構成されている
   ことを特徴とするフォークリフト。
2. 路面上を走行する車両本体と、
   荷物を持ち上げるためのフォークと、
   前記フォークを上下方向に移動させるリフト装置と、
   前記フォークの上面を前後方向に傾動させるチルト装置とを備え、
   前記チルト装置は、同一方向に伸縮するように連結された第１シリンダおよび第２シリンダを備え、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの各々は、最も収縮した状態である最短状態と最も伸長した状態である最長状態とに切り替わるように伸縮し、
   前記第１シリンダおよび前記第２シリンダは、上下方向に延びるように配置され、
   前記チルト装置は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの伸縮に応じて左右方向に平行な軸を中心に揺動するレバーを備え、
   前記レバーは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの少なくとも一方が伸長するときに前記フォークを前方に押すように構成されている
   ことを特徴とするフォークリフト。
3. 前記レバーは、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最短状態にあるとき、前記フォークを押さないように構成され、
   前記チルト装置は、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの双方が最短状態にあるとき、前記フォークの揺動を規制するストッパーを備えている
   ことを特徴とする請求項２に記載のフォークリフト。
4. 路面上を走行する車両本体と、
   荷物を持ち上げるためのフォークと、
   前記フォークを上下方向に移動させるリフト装置と、
   前記フォークの上面を前後方向に傾動させるチルト装置とを備え、
   前記チルト装置は、同一方向に伸縮するように連結された第１シリンダおよび第２シリンダを備え、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダの各々は、最も収縮した状態である最短状態と最も伸長した状態である最長状態とに切り替わるように伸縮し、
   前記第１シリンダおよび前記第２シリンダにより構成されるシリンダ装置が、左右方向に間隔を空けて左右一対で設けられている
   ことを特徴とするフォークリフト。

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