JPS61257896A - 積荷位置検出機能付き無人フオ−クリフトトラツク - 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】 技術分野 本発明は、積荷を支持するフォークを備えて無人走行可
能なフォークリフトトラック（以下、フォークリフトと
いう）に関するものであり、特にフォークに対する積荷
の位置を検出する機能を備えたフォークリフトに関する
ものである。

従来技術 近年、荷の運搬や荷役作業の省人化を目的として、無人
走行可能なフォークリフト、所謂無人フォークリフトが
開発されている。この無人フォークリフトは、所定の無
人誘導システムにより無人走行させられるものであり、
例えばコンテナ内に順次荷を積み込む場合等に使用され
るものである。

発明が解決しようとする問題点 上記のように無人フォークリフトにより順次荷の積込み
を行なう場合、前に位置する荷に密着させて次の荷を位
置させることが望まれるのであるが、前の荷を何らかの
検出装置で検出し、フォークリフトの走行を止めて荷を
降ろすようにしても、前の荷との間にある程度の隙間が
生じることは通学道は得ない問題がある。また、前の荷
にフォーク上の積荷を当てて隙間が生じないようにする
ことも考えられるが、そうすると荷が破損するおそれが
ある。

問題を解決するための手段 本発明はこのような問題を解決するために為されたもの
であり、本発明に係るフォークリフトは、（ａ）フォー
クの積荷に対する差込み時にその積荷がフォーク上に位
置したことをその積荷がフォーク上を更に一定距離後方
へ移動できる状態において検出する第一積荷位置検出手
段と、（ｂ）その状態でフォーク上に積荷を載せての無
人走行時に、その積荷が前方の静止物に接触してフォー
ク上を後方へ押し戻されたことを検出する第二積荷位置
検出手段と、（ｃ）それら第一積荷位置検出手段および
第二積荷位置検出手段の作動に基づいてフォークリフト
の走行をそれぞれ停止させる走行停止手段とを含むよう
に構成される。

発明の効果 このように構成されたフォークリフトでは、積荷がフォ
ーク上の安定位置に載置されたことが、第一積荷位置検
出手段によって検出され、そのとき積荷はフォーク上を
更に一定距離後方へ移動できる状態にある。その状態で
フォーク上に載せられて搬送される積荷が前方の静止物
、例えばコンテナ内に既に搬入されている荷に接触する
と、フォーク上を後方へ押し戻されて第二積荷検出手段
を作動させ、走行停止手段によってフォークリフトが停
止させられる。したがって、前に位置する荷に密着させ
て、つまり隙間を生じることなく後の荷を順次積み込む
ことができ、しかもフォーク上の荷が前の荷に接触した
際に後方へ下がることが許容されるため、その接触時の
ショックが極く小さく抑えられて荷が破損するおそれが
ない。また、フォーク上の積荷が前方の障害物に衝突し
た場合にも第二積荷位置検出手段の作動により自動停止
させられるため、障害物から荷を保護する役割をも果た
させることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図は、本発明をカウンタバランス式フ
ォークリフトに適用した場合の一例を示すものである。

図において２は車体であり、前輪が駆動輪４、後輪がか
じ取り輪６とされている。

車体２には、その後方にバランスウェイト８が、また上
方にヘッドガード１０が設けられている。

車体２の前方には、良く知られているように、フォーク
１２やアウタマスト１４およびインナマスト１６を始め
とする荷役装置が設けられている。

インナマスト１６はアウタマスト１４によりローラを介
して上下方向に案内されるものであり、このインナマス
ト１６が更にリフトブラケット１８を案内するようにな
っている。リフトブラケット１８にはサイドシフトアタ
ッチメント１９を介してフィンガバー２０が取り付けら
れ、そのフィンガバー２０に一対のフォーク１２が取り
付けられている。そして、リフトシリンダ２２の作動に
よりインナマスト１６が上昇させられると、図示しない
チェーンによりリフトブラケット１８．フィンガバー２
０およびフォーク１２が一体的に上昇させられる。アウ
タマスト１４の下端部は車体２に対して１軸線周りに回
動可能に取り付けられ、チルトシリンダ２４の作動によ
り、アウタマスト１４を始めとする荷役装置が前傾ある
いは後傾さセラレル。また、サイドシフトシリンダ２６
の作動によって、フィンガバー２０およびフォーク１２
がリフトブラケット１８に対して車体２の左右方向にサ
イドシフトさせられる。

このフォークリフト２８は、運転者の操縦によ　・・り
有人走行させることができるが、第１図に示すようなガ
イド壁３０を利用した無人誘導によって無人走行させる
ことが可能である。

車体２の側部には、ガイド壁３０に接触して車体２のガ
イド壁３０に対する距離および走行姿勢を検出する横変
位センサ３２および３４が取り付けられている。横変位
センサ３２は、第３図に示すように車体２に固定された
ボックス３６を備え、このボックス３６内に出入り部材
３８が設けられている。出入り部材３８は長手状の本体
部４０と、その本体部４０の一端部および中間部上面に
それぞれ直角な姿勢で固定されたクロスパー４２および
４３と、本体部４０の中間部下面に固定されたスライダ
４４とを備え、スライダ４４がボックス３６に固定のガ
イドレール４５によってガイド壁３０の壁面４６　（以
下、ガイド壁面４６と称する）に対して直角な向きに移
動可能に支持されている。この出入り部材３８は、２個
のスプリング４７によってガイド壁面４６側へ常時付勢
され、ボックス３６からの出入り量はリニアポテンショ
メータ４８によって検出されるようになっている。

出入り部材３８の本体部４０の先端部には、コ字形の断
面形状を有する接触プレート５２が中間部において垂直
方向の軸５０の軸心周りに回動可能に取り付けられてい
る。この接触プレート５２は、対称的に配置された２個
のスプリング５４によって、通常は本体部４０に直角な
中立位置に保持されている。接触プレー１〜５２の両端
部は、何れもガイド壁面４６から遠ざかる向きに丸く湾
曲させられており、その各湾曲面から切欠を介して外側
に若干露出する位置にそれぞれローラ５６が回転自在に
取り付けられていて、ガイド壁面４６に凸部等の障害部
が存在する場合に、接触プレート５２が軸５０の軸心周
りに回動してそれを乗り越えることを助ける。接触プレ
ート５２の軸５０の軸心周りの回動角度は、前記中立位
置を基準として第４図に示す回転ポテンショメータ５８
によって検出されるようになっている。なお、上記各ロ
ーラ５６間にゴム等の可撓性材料からなる覆帯（周回ベ
ル日を巻き掛け、その覆帯がガイド壁面４６に接しつつ
回り動くようにすれば、ガイド壁面４６との擦れ合いが
回避されて追従性が向上する。

他方の横変位センサ３４も同様の構成であり、それら双
方の横変位センサ３２および３４のリニアポテンショメ
ータ４８の出力信号によって、車体２とガイド壁面４６
との距離、ひいては一対のフォーク１２で支持される荷
Ｗとガイド壁面４６との距離が検出される。また、双方
のリニアポテンショメータ４８の出力差によって車体２
のガイド壁面４６に対する走行姿勢が検出され、更に双
方の回転ポテンショメータ５８の出力によってガイド壁
面４６上の凸部等の障害部が精度良く検出されることと
なる。

第１図および第２図から明らかなように、フォーク１２
上に載置される積荷Ｗの背後に位置して、前記フィンガ
バー２０が固定された枠の一端部には積荷位置検出装置
６０が設けられている。この積荷位置検出装置６０は、
第５図および第６図から明らかなようにセンサボックス
６２を備えており、このセンサボックス６２は一方の側
壁に形成された２個の取付穴６４においてフィンガバー
２０に固定の枠にボルトにより固定されている。センサ
ボックス６２には、その前壁と後壁とに跨がって前後方
向（第６図における左右方向）に延びる円筒状のガイド
筒６６が固定されている。このガイド筒６６の後端開口
部はセンサボックス６２の後壁によって塞がれているが
、前端開口部はセンサボックス６２の前壁に形成された
穴６８に嵌められることにより前方に開口している。ガ
イド筒６６の前端開口部からは、前記積荷Ｗの背面に接
触可能な丸棒状の接触ロッド７０が前後方向に摺動可能
に挿し入れられ、接触部材として機能するようにされて
いる。この接触ロフト７０の後端側の部分には、直径方
向に２本の金属製のボルト７２および７４が互いの脚部
を突き合わせた状態でねじ込まれ、接触ロッド７０の外
周面からその中心線に関して対称に突き出た状態で固定
されている。

上記ガイド筒６６にはその筒壁を貫通して２個の長穴７
６および７８が前後方向に沿って互いに対向する位置に
形成されており、これら長穴７６および７８を貫いて２
個のボルト７２および７４がガイド筒６６の外側へ突き
出されている。ボルト７２および７４は長穴７６および
７８内において前後方向に移動可能であり、その結果、
接触ロンドア０の前後方向における移動限度が規定され
るとともに、接触ロッド７０の中心線周りの回転が防止
されている。接触ロッド７０のボルト７２および７４が
固定された部分より更に後端側の部分には、小径部８０
が一体に設けられており、その結果形成された肩面と上
記センサボックス６２の後壁との間に、予圧縮された状
態でスプリング８２が付勢手段として配設されている。

接触ロンドア０は、通常はこのスプリング８２によって
ボルト７２および７４が長穴７６および７８の前端に当
接した前進端位置に付勢されている。

センサボックス６２にはボルト７２と直角にブラケット
８４が前後方向に延びるように固定されており、このブ
ラケット８４には、ボルト７２の移動軌跡上に位置して
３個の近接スイッチ８６゜８８および９０が前後方向に
隣合って設けられている。これらの近接スイッチ８６．
８８および９０は、ボルト７２の頭部端面と小さな隙間
を隔てて対向し得る検出ヘッド９２．９４および９６を
それぞれ備えており、第６図に示すように接触ロンドア
０が前進端位置にあれば、ボルト７２が検出ヘッド９２
と隙間を隔てて相対向し、その場合には近接スイッチ８
６が出力信号を発する。また、接触ロンドア０が第７図
に示す第一作動位置まで後方へ押し戻されると、ボルト
７２と検出ヘッド９４とが相対向し、この状態では近接
スイッチ８８が作動して出力信号を発し、検出ロッド７
０がその第一作動位置より更に後方の第二作動位置へ第
８図に示すように押し戻されると、ボルト７２が検出ヘ
ッド９６と相対向して近接スイッチ９０が作動すること
となる。この実施例においては、近接スイッチ８８が接
触ロンドア０等とともに第一積荷位置検出手段を構成し
、また、近接スイッチ９０が同様に第二積荷位置検出手
段を構成しているのである。

次に、以上のようなフォークリフト２８の無人状態での
走行を制御する制御回路を第９図に示す。

この図において１２０はマイクロプロセッサ（ＣＰＵ：
中央処理装置）であり、メモリ１２２と共にＩ１０イン
タフェース１２４に接続されている。

Ｉ１０インタフェース１２４には上述の近接スイッチ８
６．８８および９０をはじめ、前記横変位センサ３２お
よび３４のリニアポテンショメータ４８および回転ポテ
ンショメータ５８の他、フォークリフト２８を無人で駆
動するために必要な各種センサ類が接続されている。

Ｉ１０インタフェース１２４には更に、走行制御回路１
４０．ステアリング制御回路１４２．ブレーキ制御回路
１４４および荷役制御回路１４６が接続されており、走
行制御回路１４０には駆動輪４を駆動するドライブモー
タ１４８が接続され、ステアリング制御回路１４２には
かじ取り輪６を操舵するステアリングモータ１５０が接
続されている。またブレーキ制御回路１４４には、ドラ
イブモータ１４８のモータ軸を制動する電磁ブレーキ１
５２が接続されるとともに、各駆動軸４を制動する油圧
ブレーキ１５４への油圧を制御する電磁バルブ１５６が
接続されている。本実施例では、上記ブレーキ制御回路
１４４．電磁ブレーキ１５２、油圧ブレーキ１５４等が
ＣＰＵＩ　２０とともに走行停止手段を構成している。

荷役制御回路１４６には、前記リフトシリンダ２２．チ
ルトシリンダ２４．サイドシフトシリンダ２６等への油
圧の供給を制御する電磁バルブ１５８が接続されており
、その電磁バルブ１５８の作動が制御されることにより
、前記フォーク１２やリフトブラケット１８を始めとす
る荷役装置１６０の作動が制御されることとなる。

以上のように構成されたフォークリフト２８においては
、前述の横変位センサ３２，３４等をはじめとする各種
センサやスイッチ類の作動信号をＣＰＵ１２０がメモリ
１２２に予め記憶されているプログラムに従って処理し
、フォークリフト２８の操舵、加減速、停止、−特待機
、自動移載等を目動制御する。

いま、このようなフォークリフト２８の運行の一例を第
１０図および第１１図に基づいて説明する。この例はプ
ラットフォーム１６２に敷設されたチェーンコンベア１
６４で送られてくる荷Ｗを、そのプラットフォーム１６
２に渡し板１６６を介して後付けされたコンテナ１６８
内に順次積み込む場合を示すものである。まず、フォー
クリフト２８はチェーンコンベア１６４により荷Ｗが送
られてくるまでは、荷受はステーションＳＴ、より後方
の待機ステーションＳＴ０に待機させられているが、荷
Ｗが荷受はステーションＳＴ、へ送られてきたことが所
定のセンサ等によって検知されると、待機ステーション
Ｓ　Ｔ　ｏから荷受はステーションＳＴ、へ空荷走行さ
せられる。この空荷走行中においては第６図に示す接触
ロンドアｏが前進端位置にあって近接スイッチ８６がＯ
Ｎ状態となっているはずであり、第１２図に示すフロー
チャートから明らかなように、ステップｓ１において近
接スイッチ８６がＯＮ状態であるが否がが判断され、Ｏ
Ｎ状態であればフォークリフト２８が更に走行させられ
るが、積荷がないのにも拘わらず近接スイッチ８６がＯ
ＦＦ状態となった場合には、接触ロンドア０が何らかの
理由で障害物に当たったものと判断されて、ステップｓ
２が実行され、ＣＰＵ１２０が走行制御回路１４０を介
してドライブモータ１４８を停止させ、また、ブレーキ
制御回路１４４を介して電磁ブレーキ１５２および油圧
ブレーキ１５４を作動させてフォークリフト２８を非常
停止させる。

一方、近接スイッチ８６がＯＮ状態のままフォークリフ
ト２８が荷受はステーションＳＴ、に至り、荷Ｗのフォ
ーク差込み溝またはパレットへフォーク１２を差し込む
べく前進させられる過程においては、第１３図に示すよ
うにステップＳｌｌで近接スイッチ８６がＯＮ状態か否
かが判断され、ＯＮ状態でなくなれば接触ロッド７ｏが
荷Ｗによりスプリング８２の付勢力に抗して後ろ側へ押
し戻されたことを意味し、続くステップｓ１２で２番目
の近接スイッチ８８がＯＮ状態かどうかが判断される。

この近接スイッチ８８がＯＮになったと判断されれば、
つまり第７図に示すように検出ヘッド９４とボルト７２
とが相対向したと判断されれば、荷Ｗがフォーク１２上
の安定位置に位置させられたことを意味し、続くステッ
プＳ１３によりＣＰＵ１２０が近接スイッチ８８からの
信号に基づき、ドライブモータ１４８を停止させるとと
もに電磁ブレーキ１５２および油圧ブレーキ１５４を作
動させてフォークリフト２８を停止させる。

その後、フォークエ２により荷Ｗを持ち上げた状態で、
フォークリフト２８が前記ガイド壁３゜およびそれに連
続するコンテナ１６８の側壁１７０に沿って無人走行す
る。すなわち、前記横変位センサ３２および３４による
検出信号がＩ１０インタフェース１２４を介してＣＰＵ
１２０に送られ、ＣＰＵ１２０は車体２とガイド壁３０
あるいはコンテナ側壁１７０とが予め定められた距離に
保たれるように、且つ車体２の走行姿勢がガイド壁３０
等と平行になるようにステアリング制御回路１４２を制
御し、ガイド壁３０ならびにコンテナ側壁１７０に沿っ
て無人誘導を行なうのである。

この荷積走行中においては、第１４図に示すようにステ
ップＳ２１において近接スイッチ８８がＯＮ状態か否か
が判断され、その判断結果がＮｏであれば、積荷Ｗが前
方の障害物、例えばコンテナ１６８の後端等に突き当た
ったか、あるいは積荷Ｗがフォーク１２上の安定位置か
らずれたことを意味し、その場合にはステップＳ２２に
おいてフォークリフト２８が非常停止させられる。

そのようなことがなく、フォークリフト２日が適正に無
人走行してコンテナ１６８内の荷卸し位置付近を走行す
る過程では、第１５図に示すようにステップ３３１にお
いて近接スイッチ８８がＯＮ状態か否かが判断され、続
くステップＳ３２で３番目の近接スイッチ９０がＯＮ状
態となったか否かが判断される。ここで、フォーク１２
上の積・荷Ｗがコンテナ１６８内に既に積み込まれてい
る前の荷Ｗに突き当たると、フォーク１２上を相対的に
後方へ押し戻され、第８図に示すように接触ロッド７０
を更に後退させて近接スイッチ９０を作動させる。それ
によりステップＳ３２の判断結果がＹＥＳとなれば、ス
テップＳ３３において前述のようにＣＰＵ１２０の指令
信号に基づきフォークリフト２８が停止させられる。し
たがって、その状態でフォーク１２上の積荷Ｗが卸され
れば、その荷Ｗは前に位置する荷Ｗと隙間な（密着させ
られるのである。このように、フォーク１２上の積荷Ｗ
が前の荷Ｗと接触したとき、フォーク１２に対して相対
的に後ろ側へ小距離移動することが許容されるため、車
体２の衝撃が小さく、また荷Ｗが損傷され難い効果があ
る。

コンテナ１６８内において積荷Ｗを卸したフォークリフ
ト２８は、コンテナ側壁１７０および前記ガイド壁３０
に沿いつつ後退して再び待機ステーションＳ　Ｔ　ｏに
待機し、以下同様のことが繰り返されて、順次荷Ｗがコ
ンテナ１６８内へ隙間なく積み込まれることとなるので
ある。

なお、フォークリフト２８が荷受はステーションＳＴ、
で荷Ｗを積んでからの実際の前進距離は、図示はしない
が駆動輪４の回転数を検出する回転数センサに基づいて
検出される一方、その荷受はステーションＳＴ、からコ
ンテナ１６８内の荷卸し位置までの必要走行距離はメモ
リ１２２に予め記憶されており、フォークリフト２８が
前述の荷積走行中であるか、荷卸し位置付近走行中であ
るかは、ＣＰＵ１２０が上記回転数センサの検出値から
求めた実際の走行距離とメモリ１２２に記憶されている
必要走行距離とを比較することによって判断される。ま
た、その必要走行距離は、コンテナ１６８内に積荷Ｗが
搬入されるごとに、前回の距離から積荷Ｗの前後方向の
荷長さを差し引いた値としてＣＰＵＩ　２０が演算し、
メモリ１２２に新たに記憶されることとなる。

以上説明した実施例では、近接スイッチ８６゜８８およ
び９０を備えた積荷位置検出装置６０がフィンガバー２
０の片側に１個設けられていたが、これを両側に２個設
けることもでき、また、フィンガバー２０の中央部に１
個設けることもできる。

また、その積荷位置検出装置６０内の１番目の近接スイ
ッチ８６は、不可欠ではなく省略することもできる。

更に、第一積荷位置検出手段および第二積荷位置検出手
段としては、接触ロッド７０を備えた接触式のものに限
らず、例えば反射形の光センサ等の非接触式のものを積
荷の後端近傍に設けることも可能である。

その他、−々詳述はしないが、当業者の知識に基づいて
種々の変更、改良を施した態様で本発明を実施し得るこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるフォークリフトを簡
略に示す平面図であり、第２図はその側面図である。第
３図は第１図の一部を取り出して示す拡大断面図であり
、第４図は第３図におけるＩ’／−ＩＶ断面図である。 第５図は第１図および第２図に示す積荷位置検出装置を
取り出して示す正面図であり、第６図は第５図における
ＶＩ−ＶＩ断面図である。第７図および第８図はそれぞ
れ第６図とは異なる作動状態を示す断面図である。第９
図は第１図等に示すフォークリフトの制御回路を簡略に
示すブロック図である。第１０図はそのフォークリフト
の使用形態の一例を簡略に示す平面図であり、第１Ｉ図
はその側面図である。第１２図乃至第１５図は、上記フ
ォークリフトの空荷走行中。 フォーク差込み走行中、荷積走行中および荷卸し位置付
近走行中のプログラムをそれぞれ取り出して示すフロー
チャートである。 ２：車体　　　　　　　　１２：フォーク１４：アウタ
マスト　　　１６：インナマスト１８：リフトブラケッ
ト　２０：フィンガバー３０ニガイド壁　　３２，３４
：横変位センサ４４：リニアポテンショメータ ５８：回転ポテンショメータ ６０：積荷位置検出装置 ６２：センサボックス　　６６：ガイド筒７０：接触ロ
ッド（接触部材） ７２，７４：ボルト　　　７６．７８：長穴８２ニスプ
リング（付勢手段） ８６：近接スイッチ ８８：近接スイッチ（第一積荷位置検出手段）９０：近
接スイッチ（第二積荷位置検出手段）９２．９４，９６
：検出ヘッド 出願人　株式会社　豊田自動織機製作所第５図　　　　
　　　第６図 ■ 第７図　　　　　　　第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）積荷を支持するフォークを備えて無人走行可能な
   フォークリフトトラックであって、 前記フォークの前記積荷に対する差込み時にその積荷が
   フォーク上に位置したことをその積荷がフォーク上を更
   に一定距離後方へ移動できる状態において検出する第一
   積荷位置検出手段と、 その状態でフォーク上に積荷を載せての無人走行時にそ
   の積荷が前方の静止物に接触して前記フォーク上を後方
   へ押し戻されたことを検出する第二積荷位置検出手段と
   、 前記第一積荷位置検出手段および前記第二積荷位置検出
   手段の作動に基づいて前記フォークリフトトラックの走
   行をそれぞれ停止させる走行停止手段と を含む積荷位置検出機能付き無人フォークリフトトラッ
   ク。
2. （２）前記第一積荷位置検出手段および第二積荷位置検
   出手段が、前記フォークまたはフォークとともに昇降さ
   せられる部材により前記積荷の背後において前後方向に
   移動可能に支持された接触部材を共有するものであり、
   その接触部材が付勢手段によって常時前方へ付勢される
   とともに前記積荷と接触して第一作動位置へ押し戻され
   ることにより前記第一積荷位置検出手段が作動し、前記
   第一作動位置より更に後方の第二作動位置へ押し戻され
   ることにより前記第二積荷位置検出手段が作動する特許
   請求の範囲第１項記載の無人フォークリフトトラック。