JPH05116898A - フオークリフトの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォークリフトのフォークを、走行姿勢の位
置（地上高２０cm程度）にまで自動的に下降させる。 【構成】 作業機レバー９ａが中立位置にあるときに自
動下降スイッチ２４を投入すると、下降を指示する流量
制御信号Ｓ₂ が出力され、リフトシリンダ１が縮みフォ
ークが下がる。フォーク荷重は油圧センサ１７により検
出され、この荷重に応じて流量制御信号Ｓ₂ の値が選ば
れるため、荷重が異なってもほぼ同じ特性に沿いフォー
クが下降する。位置センサ２５がフォークを検出した後
にフォークが止まる。フォークは下降初期では下降速度
が漸増し下降後期では下降速度が漸減して止まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁油圧式で荷役作業
を操作できるフォークリフトの制御装置に関し、走行姿
勢の位置までフォークを自動的かつショック無く下降さ
せるように改良したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁油圧式に操作できるフォーク
リフトの制御装置としては、例えば図１０に示すものが
知られている（実開昭６０−１０７４０５公報）。同図
に示すように油圧ポンプ１０１からの圧油は、電磁比例
制御弁１０２と、管路１０７を介して図示しないパワー
ステアリング用の制御弁（図示省略）とに分流されてい
る。電磁比例制御弁１０２には、パイロット操作用の油
室１０２ａが形成され、この油室１０２ａにはパイロッ
トピストン１０２ｂが摺動自在に嵌合されている。この
パイロットピストン１０２ｂは、油路を切り換えるスプ
ール１０２ｃと連結している。パイロットピストン１０
２ｂ及びスプール１０２ｃはそれぞれスプリング１０３
ａ，１０３ｂに連結し、油圧のない状態で中立位置に保
持されている。パイロットピストン１０２ｂの両側に
は、パイロット流入管路１０２ｄ，１０２ｅがそれぞれ
設けられている。パイロット流入管路１０２ｄ，１０２
ｅは、電磁開閉弁１０２ｆ，１０２ｇを介してパワース
テアリング用の油圧系と接続している。従って、電磁開
閉弁１０２ｆ，１０２ｇを開閉することにより、パイロ
ットピストン１０２ｂ及びスプール１０２ｃが図中左右
に移動する。スプール１０２ｃが移動すると、このスプ
ール１０２ｃを介して作業機シリンダ１０４に圧油が給
排され、作業機シリンダ１０４が伸縮する。スプール１
０２ｃの移動位置により、作業機シリンダ１０４に給排
される圧油の流量が調整され、その昇降速度が調整され
る。作業機シリンダ１０４としては、フォーク（図示省
略）を昇降させるもの、傾斜させるもの等の各種のもの
が使用できる。

【０００３】一方、電磁開閉弁１０２ｆ，１０２ｇはコ
ントローラ１０５からの流量制御信号により、開閉が制
御される。コントローラ１０５は、作業機レバー１０６
からのレバー操作信号により流量制御信号を出力する。
作業機レバー１０６は、ポテンションメータを備えてお
り、傾き角度及び傾き方向に応じたレバー操作信号を出
力する。作業機レバー１０６は、中立位置では出力を出
さない。従って、作業機レバー１０６を操作すること
で、電磁開閉弁１０２ｆ，１０２ｇを開閉して電磁比例
制御弁１０２から作業機シリンダ１０４に圧油が給排さ
れ、作業機シリンダ１０４が伸縮してフォークの昇降、
傾斜等が行われると共に作業機レバー１０６の傾き角度
を調整すると、作業機シリンダ１０４への圧油の流量が
調整され昇降速度等を自在に制御することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フォークリフトが走行
するときには、フォークを地上高２０cm程度のあらかじ
め決めた位置（この位置を「走行姿勢の位置」と称す）
にセットしてから、走行を開始していた。ところがフォ
ークに大きな荷物を積むと、フォークリフトのオペレー
タは、フォークと地上との位置関係がわからず、フォー
クを下げていってこれを走行姿勢の位置で止めようとし
ていても、あやまって地面に接触するまでフォークを下
降させてしまうことがあった。このようにフォークが地
面に接触すると積み荷にショックが加わり問題である。

【０００５】ベテランのオペレータであれば、今までの
経験により目視しなくてもいわゆる「カン」により、フ
ォークを走行姿勢の位置にまで下げることはできるが、
停止位置は正確であるとは言えなかった。しかも、積載
荷重が異なると、たとえ作業機レバーの傾き角が同じで
あっても、フォークの下降速度が違ってくる。つまり、
作業機レバーの傾き角が同じであっても、大荷重のとき
には下降速度が速くなり、軽荷重のときには下降速度が
遅くなる。したがって荷重の異なる荷物を扱うときに
は、フォークを走行姿勢の位置に正確に且つ短時間で位
置させるのは、きわめて難しくなる。

【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、自動的に
フォークを下降させていき走行姿勢の位置に正確に停止
させることのできるフォークリフトの制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、傾き角に応じた値のレバー操作信号を出力
する作業機レバーと、レバー操作信号の値に応じた値の
流量制御信号を出力するコントローラと、流量制御信号
の値に応じた量の圧油を給排する電磁比例制御弁と、電
磁比例制御弁により圧油が給排されて伸縮してフォーク
を昇降するリフトシリンダと、を有するフォークリフト
において、自動下降スイッチと、走行姿勢の位置よりも
やや高いセンサ検出位置にフォークが達したことを検出
する位置センサと、前記リフトシリンダへ圧油を給排す
る管路に配設されて、この管路内の圧油の圧力を検出す
る圧油センサを備えるとともに、前記コントローラは、
油圧センサで検出した圧力を基にフォークに積んだ荷物
の荷重を求め、更にレバー操作信号の値が零であるとき
に自動下降スイッチが投入されると、荷重が異なってい
ても、下降初期ではフォークの下降スピードが徐々に増
加し、下降中期ではフォークの下降スピードが一定とな
り、フォークがセンサ検出位置を通り過ぎる下降後期で
はフォークの下降スピードが徐々に減少して停止するよ
うあらかじめ設定した特性に沿いフォークが下降するよ
うに、荷重を加味して流量制御信号の値をコントロール
する機能を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】作業機レバーが中立位置にあるときに自動下降
スイッチを投入すると、フォークに積んだ荷物の荷重が
異なっていても、ほぼ同じような下降特性に沿いスムー
ズに降下して、フォークが、走行姿勢の位置で停止す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１〜図９に本発明の一実施
例を示す。図８は、本実施例に適用するフォークリフト
の一例を示す斜視図である。同図に示すようにリフトシ
リンダ１は左右一対のアウターマスト２に固定され、ピ
ストンロッド１ａの伸縮に伴いアウターマスト２をガイ
ドとして左右一対のインナーマスト３を昇降するように
なっている。この時、アウターマスト２は車体７の前方
で車体７に固定してある。この結果、インナーマスト３
の昇降に伴いチェーンに懸架してあるブラケット５及び
直接荷物を積載するフォーク４からなる昇降部が昇降す
る。チルトシリンダ８は、アウターマスト２及びインナ
ーマスト３と共に昇降部を前方（反車体７側）及び後方
（車体７側）に傾動する為のものである。即ち、荷降ろ
しの場合には前方に傾動すると共に荷上げの場合及び荷
物の運搬時には後方に傾動し、夫々の作業性を良好に保
つとともに安全性も確保するようになっている。

【００１０】作業機レバー９ａ，９ｂは、これらをオペ
レータが操作することにより、コントローラ１０及び電
磁比例制御弁１１を介してリフトシリンダ１及びチルト
シリンダ８の動作を制御するものであり、緊急停止を行
う為の安全スイッチ１２とともにジョイスティックボッ
クス１３に収納してある。更にジョイスティックボック
ス１３には自動下降スイッチ２４を備えている。作業機
レバー９ｃ，９ｄ，９ｅは各種のアタッチメント、例え
ば、ロールクランプ、ベールクランプ等を取り付けた場
合に対処するものである。シートスイッチ１４は運転席
１５にオペレータが座った時に動作するスイッチで、そ
の出力信号はコントローラ１０に出力する。

【００１１】図９は上記フォークリフトの制御装置の一
例を示すブロックである。同図に示すように、作業機レ
バー９ａはポテンショメータで形成されており、電流値
が操作量に比例するレバー操作信号Ｓ₁ をコントローラ
１０に送出する。コントローラ１０は、レバー操作信号
Ｓ₁ に基づき電磁比例制御弁１１のスプールの開度を調
整する流量制御信号Ｓ₂ を送出する。電磁比例制御弁１
１は流量制御信号Ｓ₂ の大きさに比例してスプールを移
動させて、油圧管路１６を流れる圧油の流量を制御して
リフトシリンダ１の動作速度を作業機レバー９ａの操作
量に対応するように制御する。またリフトシリンダ１の
近傍にはリフトシリンダの位置を検出する位置センサ２
５が備えられている。この位置センサ２５は、フォーク
４がセンサ検出位置（これは走行姿勢の位置よりやや上
方に位置している）にきたときに、検出信号を出力す
る。

【００１２】圧油センサ１７は油圧管路１６に配設して
あり、この油圧管路１６の油圧を表す油圧信号Ｓ₃ を送
出する。コントローラ１０は油圧信号Ｓ₃ を処理してリ
フトシリンダ１に作用する負荷荷重を演算する。更に、
コントローラ１０は、警告灯１８とともにコンソールボ
ックス１９に収めてあるスタータスイッチ２０の投入に
より、バッテリ２１から電力を供給されて動作すると共
に、安全スイッチ１２を操作したとき及びシートスイッ
チ１４が動作せず離席状態のときには流量制御信号Ｓ₂
の電流値を零として電磁比例制御弁１１の開度が零とな
るように制御する。尚、図中、２２は油圧ポンプ、２３
は作動油源である。

【００１３】図１は本実施例の主要部を抽出した制御装
置を示すブロック図である。同図中、図８及び図９と同
一部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。

【００１４】図１の制御装置による制御の概要を先に説
明し、詳細動作はその後にする。本制御では作業機レバ
ー９ａが中立位置にあるときに自動下降スイッチ２４を
投入すると（図１参照）、フォーク４が図２に示す特性
に沿い自動的に下降して停止するようにしている。つま
り図２において、高さＨにあったフォーク４は期間Ｉで
は下降速度が徐々に増しながら下降し、期間IIでは一定
速度で下降し、フォーク４がセンサ検出位置Ｈ_S になっ
たことを位置センサ２５（図１，図９参照）が検出した
ら、期間III の状態に移行して下降速度が徐々に減じ走
行姿勢の位置Ｈ₀ （地上高２０cm程度）になったところ
でフォーク４を停止させている。

【００１５】本制御では荷重が異なっても図２に示す特
性に沿いフォーク４を下降させるため、図３に特性α，
βで示すように、荷重が小さいときには流量制御信号Ｓ
₂ の値を大きくして電磁比例制御弁１１の排油開口を広
くし、荷重が大きいときには流量制御信号Ｓ₂ の値を小
さくして電磁比例制御弁１１の排油開口を小さくしてい
る。大荷重のときには排油開口を狭めても、荷物の自重
によりリフトシリンダ１を押し下げる力が作用して排出
油圧が高くなるため、図３の制御をすることにより、荷
重が異なってもほぼ図２に示す特性に沿いフォーク４の
下降を行うことができるのである。

【００１６】次に本実施例の制御の詳細を、図１，図４
〜図７を基に説明する。なお、図４の動作ステップは、
符号「Ｓ」を用いて示している。

【００１７】まず、イニシアライズ後に作業機レバー９
ａが中立位置にあるかどうかを判断する（Ｓ１）。作業
機レバー９ａが上げ方向に投入されているときには、リ
フトシリンダ１のピストンロッド１ａを上昇させるよう
指示する流量制御信号Ｓ₂ を電磁比例制御弁１１に送っ
てフォーク上昇制御をし（Ｓ２）、下げ方向に投入され
ているときには下降させるよう指示する流量制御信号Ｓ
₂ を電磁比例制御弁１１に送ってフォーク下降制御（Ｓ
３）をする。作業機レバー９ａが中立位置にあり、か
つ、自動下降制御モードでなく自動下降スイッチ２４が
投入されていないとき（Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５）には、流量
制御信号Ｓ₂ の値を零にしてフォーク４をその位置に停
止させる中立制御をする（Ｓ６）。

【００１８】図１に示す荷重／増速制御量対応テーブル
１０２には図５に示す増速値計算特性が記憶され、荷重
／リミット制御量対応テーブル１０４には図６に示す荷
重リミット計算特性が記憶され、荷重／減速制御量対応
テーブル１０６には図７に示す減速値計算特性が記憶さ
れている。一方、増速制御量抽出手段１０１，リミット
制御量抽出手段１０３，減速制御量抽出手段１０５は、
油圧センサ１７から送られてくる油圧信号Ｓ₃ から、フ
ォーク４に積載されている荷物の荷重を演算する。そし
て自動下降スイッチ２４が投入されると、増速制御量抽
出手段１０１は、演算した荷重と対応テーブル１０２の
特性からそのときの荷重に応じた増速値を求め、リミッ
ト制御量抽出手段１０３は、演算した荷重と対応テーブ
ル１０４の特性からそのときの荷重に応じた荷重リミッ
ト値を求め、減速制御量抽出手段１０５は、演算した荷
重と対応テーブル１０６の特性からそのときの荷重に応
じた減速値を求める（Ｓ７）。更に自動制御フラグ及び
増速フラグをセットし、求めた増速値を初期値として出
力する（Ｓ７）。

【００１９】制御量出力手段１０８は、増速制御量抽出
手段１０１から初回の増速値を受けると増速モード（Ｓ
８）に入り、増速値で示す速度でリフトシリンダ１のピ
ストンロッド１ａが下降するよう指示する流量制御信号
Ｓ₂ を出力する。このためピストンロッド１ａが下降し
はじめる。増速制御抽出手段１０１の増速値は、一旦、
記憶手段１０９に記憶されてから、再び増速制御量抽出
手段１０１に戻される。そして１制御サイクル経過する
と、増速制御量抽出手段１０１から出力される出力値
は、前回値に増速値を加えたものとなる（Ｓ９）。この
ため制御量出力手段１０８から出力される流量制御信号
Ｓ₂ の値は徐々に増加し、ピストンロッド１ａの降下速
度、つまりフォーク４の降下速度は徐々に増加してい
く。この状態は図２の期間Ｉに対応する。

【００２０】比較手段１０７は、増速制御量抽出手段１
０１の出力値と、リミット制御量抽出手段１０３で求め
たリミット値とを比較しており（Ｓ１０）、出力値がリ
ミット値よりも大きくなったら、リミット値を制御量出
力手段１０８に送る。そして増速フラグをクリアし、保
持フラグをセットする（Ｓ１１）。このような保持モー
ド（Ｓ１２）になると制御量出力手段１０８は、リミッ
ト値で示す速度でピストンロッド１ａが下降するよう指
示する流量制御信号Ｓ₂ を出力する（Ｓ１３）。このた
めピストンロッド１ａひいてはフォーク４は一定速度で
下降する。この状態は図２の期間IIに対応する。

【００２１】フォーク４が下降してセンサ検出位置Ｈ_S
に達したことを位置センサ２５が検出したら（Ｓ１
４）、制御量出力手段１０８は、前回値から減速制御量
抽出手段１０５で求めた値に応じた流量制御信号Ｓ₂ を
出力するとともに、保持フラグをクリアして減速モード
に入る（Ｓ１５）。このためフォーク４の下降速度が減
速しはじめる。減速制御量抽出手段１０５の減速値は、
一旦、記憶手段１０９に記憶されてから、再び減速制御
量抽出手段１０５に戻される。そして１制御サイクル経
過すると、減速制御量抽出手段１０５から出力される出
力値は、前回値から減速値を引いたものとなる（Ｓ１
６）。このため制御量出力手段１０８から出力される流
量制御信号Ｓ₂ の値は徐々に減少し、ピストンロッド１
ａの降下速度、つまりフォーク４の降下速度は徐々に減
速していく。減速制御量抽出手段１０５の出力値が、あ
らかじめ設定した停止値よりも小さくなったら（Ｓ１
７）、自動下降制御フラグをクリアし（Ｓ１８）、流量
制御信号Ｓ₂ の値を零にして、リフトシリンダ１のピス
トンロッド１ａを停止させてフォーク４を止める。この
場合、フォーク４の停止位置が走行姿勢の位置Ｈ₀ （地
上高２０cm程度）となるように、停止値の大きさを設定
しておく。このようにフォーク４が徐々に減速して走行
姿勢の位置で停止する状態は、図２の期間III に対応す
る。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、荷重が異なっていてもフォークを
走行姿勢の位置にまで自動的かつスムーズに下降させる
ことができる。このためオペレータはフォーク下降に関
しては自動下降スイッチを投入するだけでよく、フォー
ク下降時には運転だけに注意をしていればよく、荷役作
業の効率化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の主要部を抽出した制御装置を
示すブロック図である。

【図２】本実施例によるフォークの下降状態を示す特性
図である。

【図３】流量制御信号の調整状態を示す特性図である。

【図４】実施例の制御状態を示す制御フロー図である。

【図５】増速値計算特性を示す特性図である。

【図６】荷重リミット計算特性を示す特性図である。

【図７】減速値計算特性を示す特性図である。

【図８】本発明を適用するフォークリフトを示す斜視図
である。

【図９】本発明の実施例に係る制御装置の全体を示すブ
ロック図である。

【図１０】電磁油圧式のフォークリフトの従来の制御装
置を示す油圧回路である。

【符号の説明】

１ リフトシリンダ １ａ ピストンロッド ４ フォーク ９ａ 作業機レバー １０ コントローラ １１ 電磁比例制御弁 １６ 油圧管路 １７ 油圧センサ ２４ 自動下降スイッチ ２５ 位置センサ Ｓ₁ レバー操作信号 Ｓ₂ 流量制御信号 Ｓ₃ 油圧信号

フロントページの続き (72)発明者 宮崎 修一 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内 (72)発明者 緑川 利幸 神奈川県相模原市田名3000番地 エム・エ イチ・アイさがみハイテツク株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾き角に応じた値のレバー操作信号を出
   力する作業機レバーと、レバー操作信号の値に応じた値
   の流量制御信号を出力するコントローラと、流量制御信
   号の値に応じた量の圧油を給排する電磁比例制御弁と、
   電磁比例制御弁により圧油が給排されて伸縮してフォー
   クを昇降するリフトシリンダと、を有するフォークリフ
   トにおいて、 自動下降スイッチと、 走行姿勢の位置よりもやや高いセンサ検出位置にフォー
   クが達したことを検出する位置センサと、 前記リフトシリンダへ圧油を給排する管路に配設され
   て、この管路内の圧油の圧力を検出する圧油センサを備
   えるとともに、 前記コントローラは、油圧センサで検出した圧力を基に
   フォークに積んだ荷物の荷重を求め、更にレバー操作信
   号の値が零であるときに自動下降スイッチが投入される
   と、荷重が異なっていても、下降初期ではフォークの下
   降スピードが徐々に増加し、下降中期ではフォークの下
   降スピードが一定となり、フォークがセンサ検出位置を
   通り過ぎる下降後期ではフォークの下降スピードが徐々
   に減少して停止するようあらかじめ設定した特性に沿い
   フォークが下降するように、荷重を加味して流量制御信
   号の値をコントロールする機能を有することを特徴とす
   るフォークリフトの制御装置。