JPH0632600A - リーチ式フォークリフトの発進時における荷役制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーク上に荷役物が載置され、かつ荷役物
がフォークとともにリーチシリンダにより前進位置に保
持された状態においてフォークリフトを発進動作する場
合に、フォークを荷役物とともに後退動作させ、駆動輪
の走行路面に対する押圧力を増大して、駆動輪のスリッ
プを防止し、確実に走行動作する。 【構成】 油ポンプ２２の主油路の途中にリーチ用コン
トロールバルブ２４を介在しリーチシリンダ５のピスト
ン５ａを前進又は後退動作可能にする。又、前記主油路
の途中には電磁バルブ２７を介在し、前記リーチシリン
ダ５の後退動作を行なう回路ポートと中立ポートとの切
り換えをソレノイドコイル２８への通電により行なうよ
うにする。さらに、前記リーチシリンダ５の後退動作を
フォークリフトの前進動作と同期して行い、フォーク上
に載置した荷役物の後退動作により駆動輪に作用する走
行路面の押圧力を高めてスリップを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はリーチ式フォークリフ
トの発進時における荷役制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リーチ式フォークリフトは車体フレーム
の前側に左右一対のリーチレッグを設け、該リーチレッ
グに沿ってフォークを装着したアウタマストを前後動す
るリーチシリンダを備えている。又、リーチレッグの前
端部には従動（前）輪が設けられ、車体フレームの下部
には駆動（後）輪が設けられている。さらに、前記アウ
タマストにはインナマストがリフトシリンダによって昇
降動作可能に装着され、該インナマストにはリフトブラ
ケットを介してフォークが昇降動作可能に装着されてい
る。

【０００３】このリーチ式フォークリフトは後輪駆動で
あるため、フォークに荷役物が積載され、かつリーチシ
リンダによりフォークがアウタマストとともに前進位置
に押し出された条件下においては、荷役物の荷重が従動
輪の路面での支持点を中心にあたかもシーソの如く車体
フレームを持ち上げる方向に作用する。従って、駆動輪
の路面に対する荷重が最低となり特に走行路面の摩擦係
数が下がった状況下では、駆動輪がスリップするという
問題があった。

【０００４】この問題を解消するため、車体フレームに
設置したメインウエイトの他に駆動輪の荷重を増大する
ためのサブウエイトをバッテリの下方あるいは車体フレ
ームの後方に設置し、フォークリフトの前進開始時にお
ける駆動輪の路面でのスリップを防止するようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
リーチ式フォークリフトでは、サブウエイトを装着して
いるので、車体フレームの全重量が増大し、走行に要す
るエネルギー量、つまりバッテリーの放電電流が常に大
きなる。このため、フォークリフトの走行（稼動）時間
が短くなるばかりでなく、加速性が低下し、単位時間当
たりの作業量が低下するという問題があった。

【０００６】又、リーチシリンダが後退した状態におい
ては、駆動輪の荷重が過大となるため、駆動輪のタイヤ
寿命が短くなるとともに、走行路面が損傷し易くなる。
さらに、パワーステアリング機構の操舵に要する操作力
が増加するとともに、操舵性能が低下する場合もあっ
た。

【０００７】この発明の目的は前記従来の技術に存する
問題点を解消して、リーチ式フォークリフトの発進時に
おける駆動輪と走行路面とのスリップを防止することが
できるとともに、ウエイトを増加する必要を無くして、
稼動時間を延長することができ、加速性を維持し、駆動
輪の寿命を長くし、さらにパワーステアリング機構等の
能力アップを図る必要がないリーチ式フォークリフトの
発進時における荷役制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するため、フォークを装着したマストをリーチレッグ
に沿って前後動するリーチシリンダと、前記リーチシリ
ンダに作動油を油圧回路を介して供給する油圧ポンプ
と、前記油圧回路に設けられ、前記リーチシリンダのピ
ストンロッド室又はボトム室への圧油の供給を切り換え
るリーチ用コントロールバルブと、駆動輪を回転駆動す
る走行機構を制御する走行制御回路と、前記走行制御回
路の発進動作を指示する発進動作指示手段とにより構成
されたリーチ式フォークリフトにおいて、前記油圧回路
に対しリーチシリンダを後退動作させる後退動作ポート
と中立ポートとに切換可能に接続された電磁切換バルブ
と、前記発進動作指示手段から動作指示が出力された場
合に、前記電磁切換バルブを中立ポートから後退動作ポ
ートに切換制御するバルブ制御回路とを備えている。

【０００９】

【作用】この発明においてはリーチ式フォークリフトの
発進動作指示手段から動作指示が出力された場合に、電
磁切換バルブが中立ポートから後退動作ポートに切り換
えられるので、油圧ポンプから吐出された圧油が回路を
通してリーチシリンダのピストンロッド室に供給され
る。このためリーチシリンダのピストンロッドによりア
ウタマストがインナマスト及びフォーク等とともに後退
動作される。

【００１０】又、前記発進動作指示手段により走行制御
回路が動作されて走行機構により駆動輪が回転され、フ
ォークリフトが発進される。この時フォーク上に載置さ
れた荷役物の後退動作と車体フレームの前進動作が同期
して行われる場合には、荷役物の後退動作により、駆動
輪が走行路面に押しつけられ、駆動輪と走行路面の摩擦
係数が増大され、駆動輪のスリップが防止される。

【００１１】さらに、電磁切換バルブが車体フレームの
発進動作以前に行われ、荷役物がリーチレッグに沿って
最後端位値に移動された後、あるいはその移動途中に駆
動輪が回転されて車体フレームの発進動作が行われた場
合には、荷役物による駆動輪荷重の減少方向への影響が
最低あるいは低減された状態となる。そして、駆動輪と
路面との摩擦係数が増大されているので、発進開始時に
駆動輪と路面がスリップすることはない。

【００１２】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図１
〜図５に基づいて説明する。図２に示すように、リーチ
式フォークリフト１の車体フレーム２にはその前面下部
に前後方向に延びる一対のリーチレッグ３が左右に設け
られている。このリーチレッグ３には同レッグ３に沿っ
て前後方向に案内移動可能なアウタマスト４が立設支持
されている。又、リーチシリンダ５はその基端部が車体
フレーム２に固定され、同リーチシリンダ５のピストン
ロッド５ａの先端は前記アウタマスト４に連結されてい
る。従って、運転席のリーチレバー６の操作によりピス
トンロッド５ａが伸縮動し、アウタマスト４がリーチレ
ッグ３に沿って前後方向に移動される。

【００１３】リフトシリンダ７は前記アウタマスト４の
後側部に上向きに固設され、そのピストンロッド７ａの
先端はアウタマスト４の内側に昇降可能に装着されたイ
ンナマスト８の後面上部に連結されている。インナマス
ト８の内側にはリフトブラケット９がインナマスト８に
沿って昇降可能に装着され、このリフトブラケット９に
荷役物Ｗを載置するフォーク１０が取着されている。

【００１４】又、前記インナマスト８の上部にはチェー
ンホイール（図示略）が回転可能に支持され、同チェー
ンホイールには一端を前記リフトシリンダ７のシリンダ
本体上部に、他端を前記リフトブラケット９に連結した
チェーン（図示略）が掛装されている。そして、運転席
のリフトレバー１１の操作によって前記リフトシリンダ
７のピストンロッド７ａが上下方向へ伸縮動されると、
インナマスト８、チェーン及びリフトブラケット９等を
介してフォーク１０が上下動される。

【００１５】前記車体フレーム２の下部には駆動輪１４
が、リーチレッグ３の前端部には従動輪１５が設けられ
ている。前記駆動輪１４は車体フレーム２内に収容した
走行用モータ１６及び減速機１７を介して回転駆動され
るようになっている。又、車体フレーム２内にはバッテ
リ１８が収容されて、前記走行用モータ１６を回転する
ようになっている。前記車体フレーム２の運転席には発
進動作指示手段としての前後進・中立位置切換レバー１
９が設けられるとともに、前記走行用モータ１６の回転
数を制御するアクセルペダル２０が設けられている。そ
して、前記切換レバー１９を中立位置から前進又は後進
位置に切換配置した状態で、アクセルペダル２０を操作
すると、走行用モータ１６がアクセルペダル２０の踏み
込み量に応じて正転又は逆転されて駆動輪１４が回転さ
れフォークリフト１が前進又は後退動作される。

【００１６】次に、前記リーチシリンダ５及びリフトシ
リンダ７の駆動のための油圧回路を図１に基づいて説明
する。リーチシリンダ５及びリフトシリンダ７に油タン
ク２１の作動油を供給する油圧ポンプ２２は、荷役用電
動モータ２３の回転により駆動される。この油圧ポンプ
２２とリーチシリンダ５の間には６ポート３位置手動切
換用のリーチ用コントロールバルブ２４が設けられてい
る。そして、前記リーチレバー６の操作によりこのリー
チ用コントロールバルブ２４が切り換えられ、同バルブ
２４のスプールを開閉して作動油の流量調整を行い、ア
ウタマスト４の前後方向の移動速度が調整されるように
なっている。すなわち、作動油をリーチシリンダ５のシ
リンダロッド室５ｂあるいはシリンダボトム室５ｃに供
給することによりピストンロッド５ａが伸縮動される。

【００１７】又、同様に油圧ポンプ２２とリフトシリン
ダ７との間には６ポート３位置手動切換用のリフト用コ
ントロールバルブ２５が設けられている。そして、リフ
トレバー１１の操作にてリフト用コントロールバルブ２
５が切り換えられると、同バルブ２５のスプールが開閉
され作動油の流量調整が行われる。又、作動油がリフト
シリンダ７のシリンダボトム室７ｂに給排油されてフォ
ーク１０を所定の揚高位置に上下動可能である。このリ
フト用コントロールバルブ２５とリフトシリンダ７との
配管途中には荷役物検出手段としての油圧検出用リミッ
トスイッチよりなるリフト圧力センサ２６が設けられて
いる。同スイッチ２６はリフトシリンダ７に加わる油圧
を検知し所定値以上の油圧になるとオン動作するように
なっている。すなわち、同スイッチ２６はフォーク１０
に荷役物Ｗが載置されて、リフトシリンダ７のシリンダ
ボトム室７ｂの油圧が所定圧力以上になると、荷役物Ｗ
を検出しオン動作する。

【００１８】前記リーチ用コントロールバルブ２４とリ
フト用コントロールバルブ２５との間には前記リーチシ
リンダ５のピストンロッド５ａを後退動作させるための
電磁バルブ２７が介在されている。この電磁バルブ２７
はスプール２７ａが常にはバネ２７ｂによりロックポー
ト２７ｃに保持され、ソレイドコイル２８に通電される
と、スプール２７ａがロックポート２７ｃから後退動作
ポート２７ｄに切り換えられるようにしている。

【００１９】前記リーチシリンダ５のピストンロッド５
ａにはロータリーエンコーダよりなるリーチストローク
センサ２９が設けられていて、ピストンロッド５ａの直
線的移動量、つまりフォーク１０上の荷役物Ｗの前後方
向の位置が回転量に変換されて検出されるようにしてい
る。

【００２０】次に、前記のように構成されたリーチ式フ
ォークリフト１の走行及び荷役制御装置の電気的構成を
説明する。図３に示すように、前記バッテリ１８に対し
キースイッチ３１及びヒューズ３２，３３，３４を介し
て前記走行用モータ１６、荷役用モータ２３及び電磁バ
ルブ２７がそれぞれ並列に接続されている。

【００２１】前記バッテリ１８にはヒューズ３５を介し
てモータ１６の回転方向及び回転数を制御する走行制御
回路３６が接続されている。又、前記荷役用モータ２３
は荷役制御回路３７によってその回転数が制御されるよ
うになっている。さらに前記電磁バルブ２７の制御回路
３８は、電磁バルブ２７のソレノイドコイル２８に対す
る電流の開閉を行い、リーチシリンダ５のピストンロッ
ド５ａを後退動作するようになっている。

【００２２】図４に示すように前記走行用モータ１６は
その界磁巻線３９に接続された前進用コンタクタ４０及
び後進用コンタクタ４１の切換動作に基づいて正逆回転
される。前記走行制御回路３６はパルス発生回路３６
ａ、該回路から出力されたデューティ信号によりオン・
オフ制御されるトランジスタ等のパワー素子ＴＲ等にて
構成され、該走行制御回路３６及びバイパスコンタクタ
４２がモータ１６に接続されている。前記走行制御回路
３６はバイパスコンタクタ４２の開路時に、前述したア
クセルペダル２０に連動して設けたポテンショメータよ
りなるアクセル操作量センサ４３（図５参照）の検出信
号に応じた公知のデューティ信号に従ってオン・オフさ
れる。そして、そのデューティ比に基づく回転速度でモ
ータ１６を駆動制御し、デューティ比が例えば８０〜１
００％の範囲で設定した値になると、バイパスコンタク
タ４２が閉路してモータ１６が最高速で回転される。

【００２３】次に、図５に基づいて前記走行制御回路３
６、荷役制御回路３７及びバルブ制御回路３８を制御す
るための電気的構成について説明する。中央演算処理回
路ＣＰＵ４４は、記憶手段としての読み出し専用メモリ
ＲＯＭ４５に記憶された制御プログラムに従って動作さ
れ、その演算結果は読み出し・書き込み可能なメモリＲ
ＡＭ４６に一時的に格納される。又、このＣＰＵ４４に
は前後進・中立位置切換レバー１９により動作される前
進又は後進を検出する後進センサ４７及び前記アクセル
操作量センサ４３が接続されている。

【００２４】前記ＣＰＵ４４には前記リフト圧力センサ
２６及びリーチストロークセンサ２９が接続されるとと
もに、駆動輪１４の回転数を検出するための回転センサ
４８及び従動輪１５の回転数を検出するための回転セン
サ４９が接続されている。

【００２５】前記ＣＰＵ４４には前述した走行制御回路
３６、荷役制御回路３７、バルブ制御回路３８及びバイ
パスコンタクタ４２が接続されている。これらはＣＰＵ
４４により演算された各種の出力信号に基づいて、走行
用モータ１６、荷役用モータ２３及び電磁バルブ２７の
制御をそれぞれ行うようにしている。

【００２６】次に、前記のように構成したリーチ式フォ
ークリフト１について、その作用を説明する。最初に、
図５の制御回路によりフォークリフト１が走行する路面
Ｇの摩擦係数μを測定する動作は次のように行われる。

【００２７】フォークリフト１が発進した場合、アクセ
ルペダル２０を操作したときに駆動輪１４の回転数ｎ_d
を回転センサ４８の検出信号に基づいてＣＰＵ４４によ
り算出する。又、従動輪１５の回転数ｎ_l は回転センサ
４９からの検出信号に基づいてＣＰＵ４４により算出さ
れる。ここで駆動輪１４の動的有効半径をｒ_d 、従動輪
１５の動的有効半径をｒ_l とすると、これらは予めＲＯ
Ｍ４５にデータとして記憶されている。フォークリフト
１の加速走行時の駆動輪１４の走行路面上での滑り率Ｓ
は次式（１）により算出される。

【００２８】

【数１】１−Ｓ＝ｒ_d ・ｎ_d ／ｒ_l ・ｎ_l …（１） 上式により求められた滑り率Ｓが予め設定された限界滑
り率Ｓ_o （例えば、０．２）より大きくなったとき、低
い摩擦係数μの路面であると判断する。

【００２９】又、フォークリフト１の減速走行時は滑り
率Ｓは次の（２）式で求められる。

【００３０】

【数２】１−Ｓ＝ｒ_l ・ｎ_l ／ｒ_d ・ｎ_d …（２） フォークリフト１の発進時に滑り率Ｓを計測する場合に
は、一端スリップしてから次に述べる荷役制御を行うこ
とになるので、減速走行時に測定した滑り率ＳをＲＡＭ
４６に記憶しておく。これを読み出して使用することに
より、発進時のスリップを防止する動作を選択して行う
ことが望ましい。

【００３１】次に、図１及び図３に示すようにアウタマ
スト４、インナマスト８及びフォーク１０が荷役物Ｗと
ともにリーチシリンダ５により前方位置に移動停止さ
れ、かつフォークリフト１が停止された状態において、
フォークリフト１を前進動作させる場合の動作を説明す
る。

【００３２】このフォークリフト停止状態においては、
図１においてリーチ用コントロールバルブ２４及びリフ
ト用コントロールバルブ２５の各スプールが中立位置に
切り換えられるとともに、電磁バルブ２７がロックポー
ト２７ｃに切り換え保持されている。

【００３３】ここで、図４においてキースイッチ３１が
オンされるとともに、図５において前後進・中立位置切
換レバー１９が中立位置から前進位置に切り換えられる
と、前後進センサ４７から前進信号が出力される。又、
ＣＰＵ４４から走行制御回路３６を経てモータ１６の前
進用コンタクタ４０がオンされて、駆動輪１４を回転す
る走行用モータ１６が正回転可能となる。

【００３４】その後、アクセルペダル２０を踏み込み操
作すると、それに連動した操作量センサ４３からの検出
信号が図５においてＣＰＵ４４に入力される。該ＣＰＵ
４４から通常の出力よりも低い出力、すなわち駆動輪１
４の回転センサ４８からの検出信号ｎ_d をフィードバッ
クしながら立ち上がりの一定時間（例えば５００ｍ
ｓ）、指定回転数ｎ_c （ｒｐｓ）で駆動輪１４が回転す
るように走行制御回路３６のデューティ比が制御され
る。

【００３５】又、荷役制御回路３７への制御信号は次の
ようにして出力される。油圧の遅延動作を補償するため
前述した走行制御回路３６への出力開始時期よりも一定
時間（例えば５０ｍｓ）以前に所定の指定デューティ
比、つまり後述の電磁バルブ２７を開放した状態におい
て、負荷状態のリーチシリンダ５がある一定速度ｖ（ｍ
ｍ／ｓ）で後退動作するのに必要なデューティ比を出力
する。

【００３６】さらに、前述した走行制御回路３６への動
作信号の出力と同期して、一定時間（５００ｍｓ）、電
磁バルブ２７のソレノイドコイル２８に通電を行う。そ
して、該バルブ２７をロックポート２７ｃから後退動作
ポート２７ｄに切換動作し、リーチシリンダ５のロッド
５ａによりアウタマスト４及び荷役物Ｗを後退動作す
る。

【００３７】前述した立ち上がりの一定時間の指定回転
数ｎ_c に対し、駆動輪１４の円周（２πｒ_d ）を掛け算
したものがリーチシリンダ５の前記一定速度ｖと等しく
なるように設定されている。

【００３８】

【数３】ｖ＝２πｒ_d ・ｎ_s …（３） 以上述べたようにフォークリフト１の前進速度と同速度
でリーチシリンダ５が短時間だけ後退動作されることに
なる。つまり、アウタマスト４と荷役物Ｗは最初の停止
位置と同じ位置に静止していることとなり、駆動輪１４
で駆動する際に抵抗になるのはアウタマスト４と荷役物
Ｗを除いた慣性分のみとなり、駆動輪１４のスリップを
防止することができる。

【００３９】次に、この発明の別の実施例を図６に基づ
いて説明する。前記駆動輪１４を支持するドライブユニ
ット５０には支持機構５１を介してキャスタ輪５２が装
着されている。又、前記支持機構５１の端部に位置する
サスペンションスプリング５３のバネ受けにはポテンシ
ョメータ５４が取着されている。そして、作動片５５に
よってサスペンションスプリング５３の長さの変化をポ
テンショメータ５４で検出することにより、間接的に駆
動輪１４の走行路面に対する圧力を計測するようにして
いる。

【００４０】前記ポテンショメータ５４を用いた場合に
は駆動輪１４の荷重を検出することができるため、リー
チシリンダ５のストロークセンサ２９の代わりにリーチ
シリンダ５が最も後退した状態でオンするスイッチで代
用することもできる。

【００４１】又、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、次のように具体化することも可能である。 （１）前記実施例では走行開始と同時にリーチシリンダ
５の後退を行うようにしたが、これに代えて前後進セン
サ４７からの前進信号又は後進信号が検出された時、又
はこの検出動作から実際に走行が開始されるアクセルペ
ダル２０の踏み込み開始（走行用モータ１６起動時）ま
での中間において、リーチシリンダ５を後退動作するよ
うにすること。

【００４２】（２）前記実施例ではリフト圧力センサ２
６及びストロークセンサ２９からの検出信号に基づいて
フォーク１０が前進位置に、かつ荷役物Ｗがフォーク１
０上にあり、しかも駆動輪１４と路面の摩擦係数μが設
定値以下になった場合のみに、電磁バルブ２７を動作し
てリーチシリンダ５のロッド５ａを後退動作するように
した。しかし、これらのセンサ２６，２９を省略した
り、摩擦係数μと無関係にロッド５ａを後退動作するよ
うにしたりすることもできる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明はフォー
ク上に荷役物が載置され、かつ荷役物がフォークととも
にリーチシリンダにより前進位置に保持された状態にお
いてフォークリフトを発進動作する場合に、フォークを
荷役物とともに後退動作させることができる。このため
駆動輪の走行路面に対する押圧力を増大して、駆動輪の
スリップを防止し、確実に走行動作することができる効
果がある。

【００４４】又、この発明は車体フレームに駆動輪の路
面に対する圧力を増大させるためのサブウエイトを使用
する必要がなくなるので、走行時間の延長を図ることが
できる。さらに、消費動力を節減し、パワーステアリン
グ機構等の能力アップを防止し、加速性を向上し、駆動
輪の寿命を向上することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化したリーチ式フォークリフト
のリーチシリンダ及びリフトシリンダの油圧回路図であ
る。

【図２】リーチ式フォークリフトの正面図である。

【図３】走行用モータ、荷役用モータ及び電磁バルブの
略体制御回路図である。

【図４】走行用モータの制御回路図である。

【図５】走行用モータ、荷役用モータ及び電磁バルブの
制御回路図である。

【図６】駆動輪の圧力を検出する別の機構を示す正面図
である。

【符号の説明】

１ リーチ式フォークリフト、２ 車体フレーム、３
リーチレッグ、４ アウタマスト、５ リーチシリン
ダ、５ａ ピストンロッド、５ｂ ロッド室、５ｃ ボ
トム室、６ リーチレバー、１０ フォーク、１４ 駆
動輪、１５ 従動輪、１６ 走行用モータ、１９ 発進
動作指示手段としての前後進・中立位置切換レバー、２
０ アクセルペダル、２３ 荷役用電動モータ、２４
リーチ用コントロールバルブ、２５ リフト用コントロ
ールバルブ、２６ 荷役物検出手段としてのリフト圧力
センサ、２７ 電磁バルブ、２８ ソレノイドコイル、
２９ リーチストロークセンサ、３６ 走行制御回路、
３７ 荷役制御回路、３８ バルブ制御回路、４３ ア
クセル操作量センサ、４４ ＣＰＵ、４７ 前後進セン
サ、４８ 駆動輪の回転センサ、４９ 従動輪の回転セ
ンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォークを装着したマストをリーチレッ
   グに沿って前後動するリーチシリンダと、 前記リーチシリンダに作動油を油圧回路を介して供給す
   る油圧ポンプと、 前記油圧回路に設けられ、前記リーチシリンダのピスト
   ンロッド室又はボトム室への圧油の供給を切り換えるリ
   ーチ用コントロールバルブと、 駆動輪を回転駆動する走行機構を制御する走行制御回路
   と、 前記走行制御回路の発進動作を指示する発進動作指示手
   段とにより構成されたリーチ式フォークリフトにおい
   て、 前記油圧回路に対しリーチシリンダを後退動作させる後
   退動作ポートと中立ポートとに切換可能に接続された電
   磁切換バルブと、 前記発進動作指示手段から動作指示が出力された場合
   に、前記電磁切換バルブを中立ポートから後退動作ポー
   トに切換制御するバルブ制御回路とを備えているリーチ
   式フォークリフトの発進時における荷役制御装置。