JPS61206797A - フオ−クリフトのフオ−ク自動反転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ｇ業上の利用分野） 本発明はラック倉庫において荷役の昇降操作を行うラッ
クフォークのフォーク駆動装置に係り、特に限定された
エリア内でフォークのローディ１〜どシフトの両作動を
行う自動反転装置に関１゛る。

（従来技術） フォークの基部中火部を旋回中心としてフォークのロー
ディ１〜（旋回）　Ｊ３よびシフト（左右水平移動）機
能を持ったフォークリフト、いわゆるラックフォークと
称ぜられる装置において、ラック倉庫等の限定されたエ
リア内、例えば通路幅でツーオークを反転させるために
、従来では、ローティトとシフトを手動にてそれぞれ独
立して操作するものが大部分であった。ところが、この
ように手動にてフォークの反転を限定エリア内で行うこ
とは非常に操作が困難で、運転者の高度（２熟練技術を
必要としていた。

そこで、その改良として実開昭５１−１５３９７８号公
報に示されるごとく、フォークのシフトとローティトと
を寸断交互に動作させるようにしたものがある。すなわ
ち、これは、限定エリア内において確実にフォークの反
転が行えるよう、シフト位置検出ヒンサーとローアイト
位置検出センリ゛−とを備え、シフトとローテイトのそ
れぞれの相対位置により、第８図（１）〜（１３）に示
すごとくシフトとローティトの寸断交互動作を行わせる
ものである。

１８図のそれぞれは、運転席から前方を見た場合の平面
図を示し、シフトキャリッジ２がシフトキレリッジレー
ル３上を左右にシフトし、フォーク４がシフトキャリッ
ジ２にＯ−テイトシｔ１フト５でもって回転支持されて
いる。シフトキレリッジレール３上に示した１１〜１７
はシフト信号を検出する位ｎを示し、フォーク４の先端
部に示した２１〜２７はフォーク４の０−ディト信号を
検出する位置を示す。第８図において、（１）はフォー
ク４が右方を向いた右原点状態を示し、この状態からシ
フトキャリッジ２が右方にシフト移動し、（２）の状態
になる。この状態から今度はシフトキャリッジ２のシフ
トは停止し、フォーク３が左ａ−ティトし、（３）の状
態になる。次に、この状態からフォーク４のローティト
は停止し、シフトキャリッジ２が右方にシフトし、（４
）の状態となる。以下、このようにシフトと［１−ディ
トを寸断交互に動作し、（７）で示す中立原点の状態を
経て最終的に（１３）で示すフ４−り４が左方を向いた
左原点の状態になる。このように右原点から左原点まで
フォークはシフトとローテイトを交互に行い、フォーク
の反転が限定エリア内で実現できる。

ところが、このように動作するフォーク反転装置におい
ては、ローティト時間とシフト特開が重貸して加算され
、反転に要する時間が大幅にｊｔ！太し、また寸断停止
を繰り返すため、フォーク上の荷が荷くずれするといっ
た問題があった。特に、ローテイト停止による荷くずれ
は、慣性モーメントが大きいため、顕著に生じるもので
あった゛。

（発明の目的） 本発明は上記従来の問題点をＷ消するものであって、限
定されたエリア内で自動的にフォークを反転させるため
の反転時間を大幅に短縮し、また荷くずれ沿の大幅な減
少が図れ、作業効率の向、Ｆと作業の安全性を高めたフ
ォークリフトのフォーク自動反転装置を提供することを
目的とする。

（発明の構成） 本発明は、フォークの基部中央部を旋回中心としてフォ
ークをローティトさＵるローテイト駆動機構と、フォー
クをシフトさせるシフト駆動機構とを備えたフォークリ
フトのフォーク自動反転装置において、フォークのロー
ティト位置およびシフト位置をそれぞれ検出する検出手
段と、これら検出手段からの信号に基づき、Ｌ記ローテ
イト駆動機構とシフト駆１１Ｊ　Ｉｍ構を駆動制御する
制御手段とを有し、かつ上記制御手段はフォークのロー
ティトとシフトの相対位置関係が設定記憶された記憶部
と、上記各検出手段により検出したローテイトとシフ！
−のそれぞれの絶対位置と上記記憶された相対位ｌ関係
とを比較する判別部と、この判別結果に基づき、ローテ
ィト駆動を略定速制御し、シフト駆動を少なくとも起動
直後と停止直前に低速ＩＩＩ御し、その中間時にｌＸ３
！ｌｌ制御するよう出力を発生する出力部とからなるも
のである。

この構成により、フォークのローティトを仝体内にほぼ
定速駆動し、シフトを高低２速駆動制御させ、かつロー
ティトとジノ１−の各動作を寸断停止することなく、並
行運転ができ、短時間に確実に限定エリア内にてフォー
クの自動反転ができるものである。

（実施例） 本発明の一実施倒について、第１図から第４図に基づき
説明する。第１図、第２図はラックフォークの全体構成
を示し、ラックフォーク本体１にシフトキャリッジ２が
シフ！・キャリッジレール３を介して本体前方に対し、
左右方向にシフト可能に設【ノられ、またフォーク４の
基部中央部がローティトシャフト５でもってシフトキャ
リッジ２にＯ−ディト可能に設けられている。またこの
ラックツオーク本体１はラック倉庫等におけるラック６
ａ　、６ｂに挾まれた限定エリア内で主として用いられ
るものである。なお、フォーク４は左方あるいは右方を
向いた状態からそれぞれ本体の左方あるいは右方へ延出
さばたり、さらには、仝休を１下方向に移動させたりで
さるようになっている。

第３図、第４図は本発明装置にお【プるフォークの自動
反転動作を説明するもので、第３図においてシフトキＶ
リッジレール３；二に示した３１〜３５はシフト位置信
号を示し、フォーク４の先端部に示した４１〜４３はフ
ォーク４のローテイト位置信号を示す。第３図において
、（１）はシフト位置信号３１とローティト位置信号４
１が検出された状態で、右原点状態を示す。この状態か
ら（２）で示すシフト位置信号３２が検出されるまで、
シフトキレリッジ２は低速ＶＬで右方にシフトし、同時
にフォーク４は角速度ωでもって左方向にローティトす
る。このシフト位置信号３１〜３２までの間は、フォー
ク４がその基部中央部を旋回中心として回転した場合に
、フォーク４の右先端部が描く軌跡が、右方に突出する
領域であって、この領域においては、シフト速度を低速
としている。次に、この（２）の状態からシフト速度が
高速ＶＨになり、シフト位置信号３３Ｊ３よびローティ
ト位置信号４２が検出される中立原点状態に至る。なお
、フォーク４のＯ−ディト速度は角速度ωで連続的に一
定である。さらに、この中立原点の状態を軽で連続して
高速ｖＨでシフトし、かつ一定角速度ωでもって左ロー
ティトとし、（４）で示すシフト位置信＠３４が検出さ
れた時点からシフト速度は低速■Ｌになり、最終的に（
５）で示すシフト位置信号３５および［１−ティ１−位
′？Ｉ信号４３が検出される状態になる。このように、
フォーク４が反転動作する際に、ローティト駆動は定速
制御され、同時にシフト駆動は起動直後ならびに停止直
前において低速制御され、その中間領域においては、高
速制御される。しかも、ローテイトとシフトの各動作は
寸断停止が無く、かつローテイトとシフトの各動作が同
時にスタートし、同時に終了するものであって、両者は
同時に同一期間内に並行して運転されている。　上記の
ごとく、フォークをシフトおよびローティトさせ自動反
転動作をさせたときの）Ａ−りの動ぎを模式化したもの
が第４図（ａ　）　　（ｂ　）である。同図において、
（ａ）は左ローテイトの動き、（ｂ　）は右シフトの動
きを示す。このように並行運動することにより自動反転
に要する時門は大幅に短縮され、しかも途中でのローテ
ィト停止がないため、荷の荷くずれ量が大幅に低減され
る。この理由については後で詳述する。

次に、上記動作を行わせるための制御装置の一実施例を
第５図に示す。第５図において、５１はシフト位ｎ検出
エンコーダ、５２はローティト位置検出１ンコーダ、５
３．５／ｌはぞれぞれの位置検出器、５５はローティト
およびシフトの相対位置確認回路、５６は予め［１−テ
ィトおよびシフトの相対位Ｎ関係を設定記憶させたテー
ブル、５７は原点検出回路、５８は自動運転スタート位
置確認回路、５９はシフト位置（３２〜３４）内栓出回
路（３２〜３４は第３図に対応するもの）、６０はＯ−
ディト単独回転指示入力、６１はフォーク右指令入力、
６２はフォーク左指令入力、６３は中立原点停止指令入
力、６４はｆ　ａのシフト左指令入力、６５は手動の右
指令入力を示す。また、６６はローティ１〜右出力、６
７はローティト左出力、６８はシフ１へ高速出力、６９
はシフト低速出力、７０はシフト左出力、７１はシフト
右出力を示す。さらに、７２．７３，７４，７５．７６
゜７７．７８．７９はＡＮＤゲート、８０．８１゜８２
．８３．８４はＯＲゲート、８５．８６．８７．８８．
８９はインバータ、９０はＮＡＮＤゲートを示す。

上記相対位置確認回路５５には位置検出器５３゜５４か
らシフトおよびローティトの現在位置が入力され、また
テーブル５６からローティトおよびシフトの相対位置が
入力され、ライン９１にはローティト先行ぎみの場合に
Ｈ信号が出力され、正常な場合はＬ信号が出力される。

ライン９２にはシフト先行ぎみの場合にＨ信号が出力さ
れ、正常な場合にはＬ信号が出力される。また、ライン
９３には原点検出回路５７によりフォークが右原点状態
の時に１−１信号が出力され、そうでない時にＬ信号が
出力される。ライン９４には中立原点の時にＨ信号が出
力され、そうでない時にＬ信号が出力される。ライン９
５には左原点の時にＨ信号が出力され、そうでない時に
Ｌ信号が出力される。

またライン９６．９７には位置確認回路５８から全ての
条件が整ってフォーク右指令あるいはフォーク左指令を
実行して良い時にト１信号がそれぞれ出力され、また、
全ての条件が整わず各指令を実行してはならない時にし
信号が出力される。

上記シフト位貿検出エンコーダ５１、ローティト位置検
出エンコーダ５２、および位置検出器５３．５４はそれ
ぞれシフト位置およびローテイト位置を検出する検出手
段を構成している。また、テーブル５６はフォークのロ
ーティトとシフトの相対位置関係が設定記憶された記憶
部を構成し、相対位置確認回路５５、原点検出回路５７
、自動運転スタート位置確認回路５８等は、上記各検出
手段により検出したローティトとシフトのそれぞれの絶
対位置と、上記記憶された相対位置関係とを比較する判
別部を構成し、この判別部の出力を受ける６秤のゲート
からなる論理回路はＤ−ディト・駆動ならびにシフ１−
駆動のための出力を発生する出力部を構成している。

いま、フォークが右原点状態にあるときフォーク左指令
信号を人力６２に与えたときを考えてみる。このとき、
ＡＮＤゲート７５の各入力ａ、ｂ。

ｃ、ｄを見ると、ライン９１にはローティトが正常な場
合、し信号が出力されており、インバータ８５の出力は
Ｈである。ライン９４は中立原点状態ではないのでして
あり、中立原点停止指令６３が入力されていないときは
ＮΔＮＤゲート９０の出力はＨである。またライン９５
は左原点状態ではないのでＬであり、インバータ８８の
出力はＨである。さらに、ライン９７は条件が整って左
指示となった場合、Ｈとなる。したがってＡＮＤゲート
７５の各入力は全てト１となり、その出力がＨとなり、
ＯＲゲート８１の出力がＨとなる。ずなわち、ローティ
ト左出力６７はＩ］となる。

次ぎにＡＮＤゲート７９の各人力ｅ、ｆ、ｇ。

ｈを見ると、ライン９２はシフトが正常な場合、Ｌであ
り、インバータ８６の出力はＨである。ＮＡＮＤゲート
９０の出力は上述と同様１］、インバータ８８の出力も
同様にト（、ライン９７も同様に１１であり、かくして
ＡＮＤゲート７９の全ての入力はト１なり、その出力は
Ｈとなり、ＯＲグー！・８３の出力はＨ，すなわち、シ
フト石川カフ１は１１となる。かくして、フォーク左指
令信号が入力されたときにフォークの右原点の状態から
ローティト左、シフト右の駆動出力が得られる。

また、シフト速度に関しては、シフト位置検出回路５つ
によりシフト位置が３２〜３４の外にある場合には、そ
の出力はＬであり、インバータ８９の出力は１−１で、
またＯＲゲート８４の入力の一端がｌ（であるため、そ
の出力は［１で、したがってＡＮＤゲート７アの出力は
ト１、すなわら、シフト低速出力６９は１」となる。寸
なわら、シフト位置が３２〜３４の外にある場合にはシ
フトは低速駆動される。またシフト位ｌが３２〜３４の
内にあると場合には、シフト位置検出回路５９の出力は
１−１となり、今度はＡＮＤゲート７６の出力がト１、
すなわちシフト高速出力６８がＨとなる。このようにシ
フト位置が３２〜３４の外にある時にはシフトは低速で
、シフト位置が３２〜３４の内にある時にはシフトは高
速で駆動される。

また、何らかの異常でローティトが先行ぎみの場合には
、ライン９１がＨとなり、したがってインバータ８５の
出力はＬとなり、したがってＡＮＤゲート７５の全ての
入力のＡＮＤ条件が整わなくなり、ＡＮＤゲート７５の
出力はＬとなり、ＯＲゲート８１の他の入力にローティ
ト単独回転支持の指令が入らない限りＯＲゲート８１の
出力はＬとなり、したがってローティト左出力６７はＬ
となる。すなわち、ローティトが先行ぎみの場合にはロ
ーテイト左出力６７を一時的に停止する。

シフト先行ぎみの場合にも上述と同様にしてシフト駆動
を一時的に停止する。

また、中立原点停止指令人力６３が与えられたときはフ
ォークが駆動され、中立原点状態になった時、ライン９
４がＨとなり、ＮＡＮＤゲート９０の出力はＬとなり、
したがってローティトならびにシフトの各ＡＮＤゲー１
−のＡＮＤ条件を解除し、ローティトおよびシフトの駆
動出力はＬ　ｔなわら解除される。したがってフォーク
が中立原点の状態に移動した時、その状態で停止させる
ことができる。

次に上述のごとくシフト速度を高低２速度にすることに
よって限定されたエリア内で確実にフォークを自動及転
覆ることができる要因について第６図、第７図を用いて
説明する。第６図においてフォーク４の各部点Ｐｏ　、
Ｐ＋　、Ｐ２はスタートしてｄｔ（秒）後にＰａ’　、
Ｐ１’　、Ｐ２’　に移動する。ｄｔ（秒）後の各部点
のＸ座標Ｘ（１，Ｘｌ。

ｘ２は Ｘｏ＝ｆＶｓｄｔ Ｘ　１＝　ｆ　Ｖ　ｓ　ｄｔ＋　Ｑ　ｔ　ＣＯ３（ｆω
ｄｔ−α）Ｘ　２　＝ｆ　Ｖｓ　ｄｔ＋Ｑ２　ｃｏｓ　
　（ｆωｄｔ＋β）で示される。なお、基準座標はｘ＝
Ｑとし、Ｖｓはシフｉ・速度、ωはフォークのローティ
ト角速度、ＱｌはＰｏからＰｌまでの長さ、Ｑ２はＰｏ
がらＰ２までの長ざ、αは線分Ω１と中心線とのなす角
爪、βは線分Ｑ２と甲心線とのくにツ角度である。

そして限定エリアをＩＸＩとし、基準座Ｉｆｊ、ｘ＝０
の右側と左側をＸｌ、Ｘ２としたとさ、限定エリア内で
確実にフォークが回（するためには、上記各部点のＸ座
標ＸＯ、Ｘｌ　、Ｘ２について、Ｘ２　　＜ＸＯ＜Ｘｌ Ｘ２　　＜ＸＩ　　＜Ｘｌ Ｘ２　　＜Ｘ２　　（Ｘｌ の関係が満足されるように、シフト速度Ｖｓとローティ
ト角速度ωの値が適正に設定され、かつ、両者の同期が
とられなければならない。なお、ａｌ、Ｑ２とも限定エ
リアＩＸＩよりｂ小さくなければならない。通常、この
限定エリアＩＸＩはうックフォークの車体幅×１．０〜
１．２程度であり、相当に狭い。これはこの限定エリア
ＩＸＩが大きいと通路幅に対する収納スペース幅の比が
大となり、倉庫の収納効率が低下するためである。

第７図（１）、（２）、（３）によりシフト速度Ｖｓを
変えた場合のフォーク先端が描く軌跡について説明ηる
。第７図（１）は、シフト速度ＶＳが人の場合で、ｆｄ
ｔが比較的小さい時にフォーク先ＯＨＰ　１が限定エリ
アＩＸＩを（イ）部分で越え、また、第７図（２）は、
シフトＶｓが小の場合で、ｆｄｔが比較的大の時にフォ
ーク基部の端部が描く軌跡Ｐ２’が限定エリアＩＸＩを
（ロ）部分で越え、いずれも限定エリアＩＸ＋を越えて
しまう。そこで第７図（３）に示すごとくシフト速度Ｖ
ｓを２速にした場合、すなわち、フォーク基部の中央部
Ｐｏがスタート後一定距離移動するまで、もしくはｆｄ
ｔが一定時間経過するまではシフト速度Ｖｓを低速とし
、その後はシフト速度Ｖｓを高速とすれば、Ｐａ’　、
Ｐ１’　、Ｐ２’　は全て限定エリアＩＸＩ内に収める
ことができる。この第７図（３）の場合が本発明に該当
する。

また、ローティトとシフトの相対位置関係が設定された
テーブル５６（第５図）からの信号とローティトとシフ
トの現在の絶対位置を比較している理由は、ローティト
とシフトの相対位置関係が大きくずれると限定エリア内
での反転ができなくなるからである。そこで、ローティ
ト角ｅ＝／ωｄｔと、シフト変位ｘ＝ｆｖｓｄｔとの相
対位置関係をテーブルにしておき、ローテイト位置検出
値とシフト位置検出値をチェックさせるようにしている
。フォークが上記テーブルに沿った動きをしていれば問
題ないが、たとえばシフト変位相が０−ディト変位量よ
り遥かに大きくなったとぎには、上述したシフト先行ぎ
みの場合であって、シフトをテーブルに沿うまで一時停
止させる。一方、〇−ディト変位量がシフト変位量より
遥かに大きくなったときは上述したローティト先行ぎみ
の場合であり、ローティトをテーブルに沿うまで一時停
止させるようにしている。

なお、上記実施例では、シフ］−とローティトの位置検
出手段どしてエンコーダを用いたものを示したが、これ
に限られず、ポテンショメータあるいは位置検出センサ
ーを用いてもよい。また１、Ｌ記実施例で（、（、Ｏ−
ディト駆動を定速制御し、シフト駆動を低速と高速の２
速制御するものを示したが、例えば、上記ｆｌｔ　、　
Ｉ１２が限定エリアＩＸ１に比べ、かなり小さい場合に
は、フォークの反転動作に若干の余裕があるため、シフ
ト速度のうち低速を極端に遅くすることにより、実質的
にシフトのスタートの遅延化を図るようにすることもで
きる。

また、ローティト駆動は実質的に定速制御すればよく、
例えば、スタート直後と停止直前において、若干低速に
するようなことも可能である。なお、上記のローティト
およびシフト駆動機構とについてはここでは詳細説明は
省略するが、油圧あるいは？ｌ？？　＠’Ｅ−夕を用い
ればよい。ただローティト駆動については起動、停止に
大きなトルクを要することから、経流的設計のためには
油圧モータを用いた方がよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、フォークのローテイトと
シフトの相対位置関係を実際の絶対位置とを比較判別し
ながらローティト駆動を略定速制御し、シフト駆動を少
なくとも起動直後と停止直前に低速制御し、その中間時
に高速制御するようにしているので、次のような効果が
得られる。

（１）限定されたエリア内でのフォークの自動反転が可
能である。通常、限定エリアはラックフォークの車体幅
よりも若干広い（Ｖ／４えば５０ｍ１）程度で、このエ
リアを越えるとフォークがラック等の収納棚に衝突する
恐れが多分にあるが、本発明によれば、ローティト駆動
とシフＩ・駆動とが適正な相関関係をもって行なわれる
ため、その様な問題はなく、確実にフォークの自動反転
が可能となる。

（２）フォークの反転時間を大幅に短縮することができ
る。ローティトとシフトが同時にスター１−シ、同時に
終了するので、反転時間はローティト時間のみ、あるい
はシフ！・時間のみであり、大幅に反転時間を短縮する
ことができる。

（３）荷くずれ口を減少することができる。フォーク上
の荷の荷くずれは通常ローティト停止Ｅによる方がシフ
！・停止による方より大である。これは、慣性モーメン
トがローティト移動の時の方がシフト移動の時より大で
あるためである。本発明によれば、このローティト停止
【よフォークの反転終了停止時のみとなるから荷くずれ
の回数は少なくなり、したがって荷くずれ量を減少する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるフォークリフトの側面
図、第２図は同フォークリフトの上面図、第３図（１）
〜（５）は本発明のフォークリフトのフォーク自動反転
装置におけるフォークの動作を示す説明図、第４図（ａ
　）　　（ｂ　）は同装置におけるフォークのローティ
トとシフトの動きを模式化した説明図、第５図は同装置
における制御回路の一例を示ず構成図、第６図は同装置
におけるフォークの動きを示す説明図、第７図（１）、
（２）、（３）はフォーク自動反転装置におけるフォー
クのシフト速度を変えた場合の動作の説明図、第８ｖ４
（１）〜（１３）は従来のフォーク反転装置におけるフ
ォークの動作を示す説明図である。 ４・・・フォーク、３１〜３５・・・シフト位置信号、
４１〜４３・・・ローティト位置信号、５１・・・シフ
ト位置検出、、［ンコーダ、５２・・・ローティト位置
検出エンコーダ、５３．５４・・・位置検出器、５５・
・・ローテイトシフト相対位置確認回路、５６・・・ロ
ーティトシフト相対位置関係設定テーブル〈記憶部〉、
５７・・・原点検出回路、５８・・・自動運転スタート
位置確認回路、５９・・・シフト位＠３２〜３４内検出
回路、６６・・・ローテイト右出力、６７・・・ローテ
ィト左出力、６８・・・シフト高速出力、６９・・・シ
フト低速出力、７０・・・シフト左出力、７１・・・シ
フト右出力。 特許出願人　　　日本輸送橢株式会社 代　理　人　　　弁理士　小書　悦司 同　　　　　弁理士　長１）　正 同　　　　　弁理士　板書　康夫 第６図 第　　７　１Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．フォークの基部中央部を旋回中心としてフォークを
   ローテイトさせるローテイト駆動機構と、フォークをシ
   フトさせるシフト駆動機構とを備えたフォークリフトの
   フォーク自動反転装置において、フォークのローテイト
   位置およびシフト位置をそれぞれ検出する検出手段と、
   これら検出手段からの信号に基づき上記ローテイト駆動
   機構とシフト駆動機構を駆動制御する制御手段とを有し
   、かつ上記制御手段はフォークのローテイトとシフトの
   相対位置関係が設定記憶された記憶部と、上記各検出手
   段により検出したローテイトとシフトのそれぞれの絶対
   位置と上記記憶された相対位置関係とを比較する判別部
   と、この判別結果に基づき、ローテイト駆動を略定速制
   御し、シフト駆動を少なくとも起動直後と停止直前に低
   速制御し、その中間時に高速制御するよう出力を発生す
   る出力部とからなることを特徴としたフォークリフトの
   フォーク自動反転装置。