JPH11227625A - 全方向移動車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平行移動と旋回移動とを行える全方向移動車
両の操舵操作を容易に行えるようにすると共に、その操
作を平行移動を行わない通常の車両に慣れたオペレータ
が熟練を要することなく簡単に行えるようにすること。 【構成】 車両の操作盤に、平行移動の方向を指示する
手段と旋回移動の方向を指示する手段とを互いに独立さ
せて設けると共に、これら両指示手段からの指示値に基
づいて各走行ホイールの操舵角を演算する手段と、これ
で演算された操舵角に基づいて上記各ホイールを操舵す
る手段とを設け、上記両指示手段によって進行方向と旋
回方向とを個別に操作可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はフォークリフト等に採
用される全方向移動車両において、該車両の移動方向を
制御するための操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記全方向移動車両は一般に、その走行
ホイールを同一方向に保持して移動する平行移動モード
と、各ホイールを異なった方向に設定して旋回移動する
旋回移動モードとを有し、これら両モードを適宜切替え
又は組合せることにより、車両の向きおよび進行方向を
全方向に自在に設定操作することができる。

【０００３】このような全方向移動車両の操舵装置とし
て多く採用されているものは、通常の円形のハンドル即
ちステアリングホイールの他に、上記した平行移動モー
ドと旋回移動モードとを切替えるスイッチを車両の操作
盤上に備えたものである。この装置によれば、上記スイ
ッチの切替えにより走行モードが平行か旋回かの何れか
一方に固定的に設定され、上記ハンドルの操作は設定さ
れた走行モードにおける走行ホイールの操舵角を設定す
るに過ぎない。この車両で直線走行から旋回走行へと移
行するには、まず上記スイッチを操作して平行移動モー
ドから旋回移動モードへと切替え、と同時にハンドルを
旋回方向に合わせて修正制御する操作を行う。この２つ
の操作を走行中にほぼ同時に行うため、車両の円滑な走
行制御を行うには相当な熟練を必要とする。

【０００４】このような問題を解決するため、各種の提
案がなされている。その代表的な例は、全方向に傾倒可
能でかつ軸中心に回転可能なレバーを操作盤上に備えた
ものである。この装置によれば、レバーの倒れ方向に応
じて車両の進行方向が定まり、またレバーの軸中心の回
転角に応じて車両の旋回方向が設定される。平行移動を
行う場合にはレバーを非回転のままで進行方向へと傾斜
させ、旋回移動する場合にはそのままレバーを回転（自
転）させる操作を行う。従ってこの車両で直線走行から
旋回走行へと移行するには、レバーの傾斜方向を変える
ことなく、単に旋回方向に応じた分だけレバーを回転さ
せる操作を行うことになる。このような改善された装置
の特徴は、平行移動および旋回移動の両モードの走行を
ただ１つの装置（レバー）で制御操作することであり、
また走行の切替えに際し１つの操作（レバーの回転）を
行うのみで足りることである。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】上記の改善された装置の問題点は、車両操
舵のための装置が特殊であり、通常の車両とは異なる、
この車両特有の特殊な操作を行う必要があることであ
る。平行移動の不可能な通常の車両では上記した円形の
ハンドルのみによって操舵操作を行うため、これに慣れ
たオペレータにとっては、このような特殊な操作は好ま
しいものでない。

【０００６】従って本発明の第１の目的は、全方向移動
車両における、操作が容易な操舵装置を提供することで
あり、第２の目的は、平行移動の不可能な通常の車両に
比べ操作上違和感のない、より好ましい操舵装置を提供
することである。

【課題を解決するための手段】

【０００７】本願における第１の発明は、少なくとも２
つの操舵可能な走行用のホイールを有し、各ホイールの
方向を同一に保持しつつ移動する平行移動と、各ホイー
ルの方向を非同一として移動する旋回移動とをなしうる
全方向移動車両の操舵装置であって、該車両の操作盤上
に、上記平行移動の進行方向を指示する進行方向指示手
段と、上記旋回移動の旋回方向を指示する旋回方向指示
手段とが互いに独立して設けられると共に、これら両指
示手段により指示された上記進行方向および旋回方向に
基づいて各ホイールの操舵角をそれぞれ演算する操舵角
演算手段と、該演算手段により求められた各操舵角に基
づいて各ホイールを操舵するホイール操舵手段とを備え
たことを特徴とする全方向移動車両の操舵装置に関す
る。

【０００８】上記第１の発明において、オペレータが直
接操舵操作を行うのは進行方向指示手段と旋回方向指示
手段との２つであり、一方の進行方向指示手段は車両の
平行移動の進行方向のみを指示し、他方の旋回方向指示
手段は旋回移動の旋回方向のみを指示するために用いら
れる。これら両指示手段は操作盤上に互いに独立して、
即ち別個に分離して設けられる。

【０００９】上記両指示手段により入力された操舵方向
の信号は操舵角演算手段によって演算され、各走行ホイ
ールの操舵角信号として出力される。この演算手段は一
般的にはコンピュータが用いられ、各走行ホイールの必
要な操舵角が求められる。

【００１０】オペレータは平行移動を行う場合は進行方
向指示手段のみを操作し、旋回方向指示手段は操作しな
い。逆に、旋回移動を行う場合は旋回方向指示手段のみ
を操作し、進行方向指示手段は操作しない。平行移動か
ら旋回移動に移行する場合は旋回方向指示手段の操作を
加えれば良い。逆に、旋回移動から平行移動に移行する
場合は旋回方向指示手段を旋回運動のない中立位置に戻
し、進行方向指示手段を操作すれば良い。

【００１１】従って平行移動のみあるいは旋回移動のみ
を行う場合は、オペレータは１つの指示手段のみを操作
すれば良く、両者を同時に操作する必要はない。両指示
手段は互いに分離独立しているため、一方の操作が他方
の操作に影響を及ぼすこと、あるいは影響を及ぼすおそ
れは全くない。また両指示手段を同時に操作することに
より、複雑な複合走行が実現できる。なお、上記した旋
回方向とは車両が円弧上を走行する場合の該円弧の旋回
中心位置または旋回半径と置換えて考えることも出来
る。

【００１２】第２の発明は、上記第１の発明において、
前記旋回方向指示手段が、オペレータにより回転操作さ
れる円形の操舵用ハンドルと、該ハンドルの回転角を検
出して前記演算手段に前記旋回方向指示の信号を出力す
る検出器とを備えていることを特徴としている。即ちこ
の場合の旋回方向指示手段は、平行移動が不可能な通常
の車両において一般的に用いられている円形ハンドルを
有しており、このハンドルの回転角に応じて車両の旋回
方向が指示されるため、旋回移動のみを行う場合は従来
通常の車両と同じ操作を行うことになる。

【００１３】第３の発明は、上記第１および第２の発明
において、前記進行方向指示手段が、オペレータにより
回転操作される操舵用レバーと、該レバーの回転角を検
出して前記演算手段に前記進行方向指示の信号を出力す
る検出器とを備えていることを特徴としている。即ちこ
の場合の進行方向指示手段によれば、上記レバーの回転
角に応じて車両の進行方向が指示されるため、平行移動
を行う際は該レバーの回転操作のみを行うことになる。

【００１４】第４の発明は、上記した第３の発明におい
て、前記操舵用レバーがオペレータにより傾倒可能であ
り、かつ該レバーの傾斜角を検出して前記車両の走行駆
動力を指示する信号を出力する検出器を備えていること
を特徴としている。この場合、操舵用レバーはその回転
角に応じて車両の進行方向が指示され、また傾斜角に応
じて車両の走行駆動力が指示される。従って平行移動を
行わない場合、オペレータはこのレバーで走行駆動力を
設定し、上記旋回方向指示手段で旋回方向を設定するこ
とになり、上記通常の車両と同様の操舵操作を行う。

【００１５】第５の発明は、上記した第１ないし第４の
発明において、前記ホイール操舵手段が、操舵可能な前
記走行ホイールの全てに個別に配設され前記演算手段か
らの信号に基づいてそれぞれが各ホイールの操舵角相当
分だけ回転駆動される操舵用モータを備えていることを
特徴としている。この場合、各走行ホイールは上記指示
手段により機械的に操舵されるのではなく、上記モータ
により個別に操舵されるので自在な操舵制御が可能とな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例を通じて詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】図は本発明をフォークリフトに適用した場合
の例を示している。図１において、１はバッテリにより
駆動されるリーチ型のフォークリフト本体であり、前方
に前後進可能なマスト２を備え、該マスト２に沿って側
面Ｌ字形の１対のフォーク３が昇降可能に設けられる。
４はオペレータのための操作盤である。

【００１８】図２において、本フォークリフトはその前
方に上記フォーク３を引き込むための２つのストラドル
アーム５，５を有し、その各先端付近にロードホイール
ＬＷ１，ＬＷ２を備えている。またフォークリフト本体
即ち車体１の後部にはその一側にドライブホイールＤＷ
が、他側には補助輪としてのキャスタホイールＣＷが設
けられている。上記ロードホイールＬＷ１，ＬＷ２は車
体中心線Ｌに関して左右対称位置に、またドライブホイ
ールＤＷは左寄り、キャスタホイールＣＷは右寄り位置
にそれぞれ配設される。

【００１９】ロードホイールＬＷ１，ＬＷ２は駆動源を
有しない自由輪であり、車体に直交する軸６，６を中心
にその方向が自在に変更可能であって、各ストラドルア
ーム５，５に設けられたステアリングモータＳＭ１，Ｓ
Ｍ２により、その操舵角をそれぞれ個別に変更制御され
る。

【００２０】ドライブホイールＤＷはこれを回転駆動す
るドライブモータＤＭを備え、車体１は該ドライブホイ
ールＤＷの回転によって走行駆動力を与えられる。該ド
ライブホイールＤＷは別に設けられたステアリングモー
タＳＭ３によって、軸７を中心にその操舵角を変更制御
される。

【００２１】上記した各ホイールＬＷ１，ＬＷ２，ＤＷ
にはそれぞれ実際の操舵角を検出するためのポテンショ
メータ即ち検出器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が配設される。キャ
スタホイールＣＷは他のホイールＬＷ１，ＬＷ２，ＤＷ
と同様にその垂直の支持軸８がホイールＣＷに対し偏心
して設けられているため、車体の走行に伴い、軸８を中
心にして操舵角が自在に追従変化する。

【００２２】９は操作盤４に設けられた旋回方向指示手
段としてのステアリングホイール、即ち円形の操舵用ハ
ンドル装置であり、１０は同じく操作盤４上に配設され
た進行方向指示手段としての操舵用レバー装置である。
これら両装置９，１０は操作盤４上で互いに所定距離を
あけて配設され、本実施例ではオペレータが左手でハン
ドル装置９を、右手でレバー装置１０をそれぞれ操作で
きるよう配置される。

【００２３】上記ハンドル装置９は軸１１を中心に回転
自在であり、オペレータの回転操作により本フォークリ
フトの旋回方向が入力される一般的な形式のものであ
る。レバー装置１０は操作盤４に沿った平面に対し全方
向に回転自在であり、同時に傾倒自在な構成となってい
る。該レバー装置１０はその回転方向によって車両の進
行方向が出力され、また傾斜角度によってドライブモー
タＤＭの回転駆動力即ち車体１の走行駆動力が出力され
る。

【００２４】ハンドル装置９による旋回方向およびレバ
ー装置１０による進行方向の各指示は、フォークリフト
本体内に設けられた制御装置１２に入力される。制御装
置１２は演算装置１３と駆動装置１４とから主に構成さ
れ、上記各入力は演算装置１３に入力され演算された
後、駆動装置１４を経て各ステアリングモータＳＭ１，
ＳＭ２，ＳＭ３にそれぞれ出力される。上記演算装置１
３は入力された信号に基づいて各ホイールＬＷ１，ＬＷ
２，ＤＷの操舵角に相当する信号に変換し、駆動装置１
４はその信号をモータ駆動可能な大きさの信号に電力変
換して出力する。またレバー装置１０の傾倒による車体
駆動力の指示は別の駆動装置１５を経てドライブモータ
ＤＭに出力される。

【００２５】図３ａ，図３ｂ，図３ｃはレバー装置６の
構造を示す。図において２０は前記操作盤４に固定され
たブロック、２１，２１はその上面に固定されたプレー
トである。該プレート２１，２１の間にはスペーサ２
２，２２が介在され、これにより両プレート２１，２１
間に室２３が形成されている。

【００２６】上記ブロック２０およびプレート２１，２
１の中央にはシャフト２４が操作盤４に対し垂直となる
よう挿着され、該シャフト２４はベアリング２５により
軸中心に回転自在とされると共に、ブロック２０下端に
固定されたポテンショメータ２６によりその回転角度を
検出されるようになっている。該ポテンショメータ２６
により得られた回転角度、即ち進行方向指示の信号は前
記演算装置１３に入力される。

【００２７】更にシャフト２４の外周には、図３ｃに示
すように、上記室２３内に位置するギヤ２７が固定され
る。２８は軸２９によってプレート２１，２１間に旋回
自在に軸支されたアームであり、その略中央には上記ギ
ヤ２７に係合する突起３０が形成され、その先端にはス
ペーサ２２に固定のピン３１から張設されたスプリング
３２が係合している。従ってシャフト２４の回転に際し
上記突起３０がギヤ２７の歯に沿って滑動し、該シャフ
ト２７の回転に一定の負荷を与えることにより不測の回
動を防止する。

【００２８】シャフト２４の上端は二股状に形成され、
その間に環状の把持部３４を有するレバー３５の下端が
挿入される。シャフト２４上端およびレバー３５下端は
共に軸３６によって側方から貫通され、該軸３６はレバ
ー３５に固定されると共にベアリング３７によってシャ
フト２４に対し回転自在とされる。更に軸３６の一端に
はポテンショメータ３８が設けられて該軸３６の回転角
度が検出され、また他端にはレバー３５を常に操作盤４
に対し直立付勢するためのスプリング３９が設けられ
る。該ポテンショメータ３８により得られたレバー３５
の傾斜角度、即ちドライブモータＤＭの駆動信号は前記
駆動装置１５に入力される。４０，４０はシャフトに固
定されたストッパであり、レバー３５の最大傾斜角を規
定する。

【００２９】前記ハンドル装置９は従来一般の円形の操
舵用ハンドルと類似しているため詳細構造は図示しない
が、図２に示すようにその軸１１には該軸１１の回転角
を検出するためのポテンショメータ４１が設けられてお
り、該ポテンショメータ４１により得られたハンドル４
２の回転角度、即ち車体の旋回方向指示の信号は前記演
算装置１３に入力され変換された後、駆動装置１４を経
て各走行ホイールＬＷ１，ＬＷ２，ＤＷの操舵角をそれ
ぞれ設定する。

【００３０】以上説明した本発明装置の作用について、
図４，図５，図６，図７を借りて次に説明する。各図に
おいて、［ａ］は前記ハンドル装置９を、［ｂ］は前記
レバー装置１０を、［ｃ］はフォークリフトの車体１
を、それぞれ上方から見た状態を模式的に示す図であ
る。

【００３１】各図の［ａ］における３角形のマーク４１
はハンドル４２の回転方向を示すために設けてある。従
って図４の［ａ］の場合は該マーク４１が車体前方を向
いており、回転角が０、つまり旋回指示が出されていな
い状態を示している。また同［ｂ］はレバー３５を車体
前方に向けて回転および傾斜させた状態を示しており、
平行移動の角度が０、つまり進行方向が車体前方に向け
て定められていることを意味している。

【００３２】図４の場合、つまりハンドル４２が
［ａ］，レバー３５が［ｂ］の状態にあるとき、車体１
の各走行ホイールは［ｃ］に示す通り、車体中心線Ｌと
平行な方向をそれぞれ向いており、車体１は直進状態に
ある。

【００３３】図５はハンドル４２が図４と同じ方向を向
いており、レバー３５が右前方α度まで回転しかつ傾斜
している状態を示している。このとき車体１は［ｃ］に
示す如く全てのホイールがレバー３５と同じ右前方α度
を向き、その方向に直線走行する。このαの値が９０度
であれば車体１は横方向に、即ち直線Ｌに対し直角に走
行する。

【００３４】図６および図７はハンドル４２を右前方に
β度だけ回転させた場合を示し、図６はレバー３５が図
４の例と同じく車体前方を向き、図７は該レバー３５が
図５の例と同じく右前方α度を向いた場合を示してい
る。

【００３５】図６の場合、車体１の各ホイールＬＷ１，
ＬＷ２，ＤＷ，ＣＷはそれぞれ前記演算装置１３で演算
された操舵角に従って個別につまり非同一に方向が設定
され、車体は点Ｃ１を中心に右方へ旋回する。図４の状
態から図６の状態に移行した場合、つまりハンドル装置
９のみが右前方にβ度だけ回転した場合は、矢印４３か
ら矢印４４へと車体走行方向が変化する。

【００３６】図７の場合、図６の例と同様に各ホイール
は非同一に設定され、車体は点Ｃ２を中心に旋回する。
図５の状態から図７の状態に移行した場合、つまりハン
ドル装置９のみが右前方にβ度だけ回転した場合は、矢
印４５から矢印４６へと車体走行方向が変化する。

【００３７】即ち演算装置１３はハンドル装置９又はレ
バー装置１０から方向を変化させる指示があった場合、
それまでの各ホイールの方向を前記ポテンショメータＳ
１，Ｓ２，Ｓ３からそれぞれ読込み、その値と新たに指
示された方向の値とから、所定のマップによって各ホイ
ールの必要操舵角を求め、これを前記駆動装置１４に出
力する。

【００３８】図８および図９は、図６および図７に比
べ、ハンドル４２の回転角が十分に大きい場合の例を示
している。一般に全方向移動車両では旋回角を大きくす
ればするほどその旋回中心が車体中心に接近することが
知られているが、本発明実施例の場合も同様であり、図
８および図９はハンドル回転角γが所定角度より大であ
るため旋回中心が車体中心に重なった場合を示してい
る。

【００３９】この場合、それまでの走行方向４７，４９
が異なっていても、車体１の旋回指示を受けた時点で旋
回中心が車体中心に移り、矢印４８，５０で示す如くそ
の場にて旋回する。

【００４０】上述したように、本実施例装置によれば、
車体の旋回方向を指示するハンドル装置９と、車体の平
行移動方向を指示するレバー装置１０とは互いに分離独
立しており、その操作が互いに影響しあうことによる誤
操作、または操作の困難性を招くおそれがない。

【００４１】従って、旋回操作のみを行うときにはハン
ドル装置９のみを回転操作すれば良く、その操作は通常
のフォークリフトと全く変わるところがないから極めて
容易である。しかもレバー装置１０を操作すれば平行移
動も自在に可能であるから狭い倉庫内での入出庫作業に
便利であり、平行移動のみを行うときは該レバー装置１
０のみの簡単な操作で済む。

【００４２】平行移動から旋回移動に移行する場合は、
ハンドル装置９を回転操作するのみで済み、平行から旋
回への切替え自体のための特別な操作を要しない。しか
もこの移行後の旋回方向はそれまでの平行移動の方向を
基準にして設定されるから、オペレータは常に車体１の
走行方向に基づいてハンドル操作すれば良く、違和感の
ない運転が可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本出願の第１の発明
によれば、車体の平行移動の方向と旋回移動の方向とを
互いに独立した手段から指示するため、両操作が影響し
合うことによる操作の困難性を招くことがなく、また両
平行移動と旋回移動とを切替えるための操作を要しない
から、操舵操作が極めて容易である。また平行移動を行
わない場合は旋回方向指示手段のみ、旋回移動を行わな
い場合は進行方向指示手段のみをそれぞれ操舵操作する
のみで良いから、運転に熟練を要しないという利点があ
る。

【００４５】また第２の発明によれば、上記旋回方向指
示手段が円形のハンドルを備えたものであるから、通常
の車両の運転操作に比べて違和感がないという利点があ
る。

【００４６】また第３の発明によれば、車体平行移動の
指示もレバーの回転により行うことができ、車体の進行
方向に向けてレバーを回転させるのみで良いから、平行
移動の操舵操作も極めて容易である。

【００４７】更に第４の発明によれば、車体の走行駆動
力も上記レバーの傾倒により操作できるから、作業者は
上記旋回方向指示手段と進行方向指示手段の２つの手段
を操作すれば良く、方向指示および駆動力指示の２つの
操作を同時に容易に行うことができる。

【００４８】また更に第５の発明によれば、各走行用の
ホイールは上記両指示手段で制御される電動モータによ
って操舵されるので、複雑な構成を要せず、しかも円滑
な運転が保証される利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明を適用したフォークリフトの全体を示
す側面図である。

【図２】は上記フォークリフトの構造を模式的に示す平
面図である。

【図３ａ】は本発明に係る進行方向指示手段を示す正面
図である。

【図３ｂ】は本発明に係る進行方向指示手段を示す側面
図である。

【図３ｃ】は図３ａにおけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】は本発明装置の作用を説明するための模式図で
ある。

【図５】は本発明装置の作用を説明するための模式図で
ある。

【図６】は本発明装置の作用を説明するための模式図で
ある。

【図７】は本発明装置の作用を説明するための模式図で
ある。

【図８】は本発明装置の作用を説明するための模式図で
ある。

【図９】は本発明装置の作用を説明するための模式図で
ある。

【符号の説明】

１：フォークリフト本体 ４：操作盤 ９：ハンドル装置（旋回方向指示手段） １０：レバー装置（進行方向指示手段） １３：演算装置（演算手段） ２６：ポテンショメータ（検出器） ３５：レバー ３８：ポテンショメータ（検出器） ４１：ポテンショメータ（検出器） ４２：ハンドル ＬＷ１：ロードホイール ＬＷ２：ロードホイール ＤＷ：ドライブホイール ＣＷ：キャスタホイール ＳＭ１：ステアリングモータ（ホイール操舵手段） ＳＭ２：ステアリングモータ（ホイール操舵手段） ＳＭ３：ステアリングモータ（ホイール操舵手段） ＤＭ：ドライブモータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２つの操舵可能な走行用のホイ
   ールを有し、各ホイールの方向を同一に保持しつつ移動
   する平行移動と、各ホイールの方向を非同一として移動
   する旋回移動とをなしうる全方向移動車両の操舵装置で
   あって、該車両の操作盤上に、上記平行移動の進行方向
   を指示する進行方向指示手段と、上記旋回移動の旋回方
   向を指示する旋回方向指示手段とが互いに独立して設け
   られると共に、これら両指示手段により指示された上記
   進行方向および旋回方向に基づいて各ホイールの操舵角
   をそれぞれ演算する操舵角演算手段と、該演算手段によ
   り求められた各操舵角に基づいて各ホイールを操舵する
   ホイール操舵手段とを備えたことを特徴とする全方向移
   動車両の操舵装置。
2. 【請求項２】前記旋回方向指示手段は、オペレータによ
   り回転操作される円形の操舵用ハンドルと、該ハンドル
   の回転角を検出して前記演算手段に前記旋回方向指示の
   信号を出力する検出器とを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の全方向移動車両の操舵装
   置。
3. 【請求項３】前記進行方向指示手段は、オペレータによ
   り回転操作される操舵用レバーと、該レバーの回転角を
   検出して前記演算手段に前記進行方向指示の信号を出力
   する検出器とを備えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の全方向移動車両の操舵装
   置。
4. 【請求項４】前記操舵用レバーはオペレータにより傾倒
   可能であり、かつ該レバーの傾斜角を検出して前記車両
   の走行駆動力を指示する信号を出力する検出器を備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の全
   方向移動車両の操舵装置。
5. 【請求項５】前記ホイール操舵手段は、操舵可能な前記
   走行ホイールの全てに個別に配設され前記演算手段から
   の信号に基づいてそれぞれが各ホイールの操舵角相当分
   だけ回転駆動される操舵用モータを備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項に記載の全
   方向移動車両の操舵装置。