JP2002020093A - 荷物昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の装置をそのまま流用するかたちで昇降
される荷物の重さを検出し、荷重の大きさに伴う種々の
特性変化に対して適切な運転制御を行うことができる荷
物昇降装置を提供する。 【解決手段】 荷物の昇降速度を検出する速度検出手段
１５，２１と、荷物の重さとその荷重下での昇降速度と
の関係を示すデータが予め記憶されている記憶手段２０
と、速度検出手段１５，２１で検出された荷物の昇降速
度と記憶手段２０に記憶されているデータとに基づいて
荷物の重さを判断する荷重判断手段２１とを備え、荷物
の昇降速度の違いから荷物の重さを検出し、その荷重の
大きさに応じた運転制御を行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の荷物を昇降
運搬するフォークリフトや、ラックに保管されている荷
物の積み降ろしをするスタッカークレーンなどの荷物昇
降装置に係り、特には荷物の重さを検出して、その荷重
に応じた適切な運転制御を行うための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、荷物昇降装置、たとえばフォー
クリフトにおいては、フォークに荷物を載置しない無負
荷時と荷物を載置した負荷時とでは、たとえば、走行時
のステアリング能力や制動能力などといった種々の特性
が変化する。

【０００３】したがって、従来のものでは、フォークの
荷物載置箇所にリミットスイッチなどの在荷センサを設
けて荷物の有無を検知し、これによって無負荷時と負荷
時の特性の変化に応じた運転制御を行うようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
走行時のステアリング能力や制動能力などといった種々
の特性変化は、荷物の有無のみならず、荷物の重さによ
る影響も大きい。したがって、従来のように、荷物の有
無を検知するための在荷センサを設けただけでは、荷重
の大きさまでは検知することができず、種々の特性の変
化に対して十分に対応した運転制御を行うことが難し
い。

【０００５】その対策として、たとえばフォークの荷物
載置箇所に圧力センサを設けて直接に荷重の大きさを検
知することが考えられる。しかしながら、圧力センサを
設けるのは、余分な部品や機器の追加となるため、コス
トアップを招来するなどして得策でない。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、既存の装置をそのまま流用するかたち
で昇降される荷物の重さを検出し、荷重の大小に応じた
適切な運転制御を行うことが可能な荷物昇降装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次のようにしている。

【０００８】すなわち、請求項１記載の荷物昇降装置
は、荷物の昇降速度を検出する速度検出手段と、荷物の
重さとその荷重下での昇降速度との関係を示すデータが
予め記憶されている記憶手段と、前記速度検出手段で検
出された荷物の昇降速度と前記記憶手段に記憶されてい
るデータとに基づいて荷物の重さを判断する荷重判断手
段とを備えることを特徴としている。

【０００９】これにより、フォークに載置した荷物を昇
降する際、荷重が大きいときには上昇時の速度は遅くな
り、逆に、下降時には速度が速くなるので、荷重の大小
による昇降速度の違いから、荷重の大きさを判断するこ
とができ、その判断結果に基づいて荷重の大小に伴う種
々の特性変化に適合した運転制御を行うことが可能とな
る。

【００１０】通常、荷物昇降装置には、荷物を載置した
フォークの昇降高さを検出するために、フォークの昇降
距離に応じた個数のパルス列を発生する昇降エンコーダ
が設けられているので、請求項２記載のように、この既
存の昇降エンコーダを速度検出手段の一部として利用す
れば、特に、圧力センサ等を設けなくても荷重の大きさ
を検出できるために都合がよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、荷物昇降装置として無人フォークリフトを例にとっ
て説明する。

【００１２】図１は本発明の実施の形態に係る無人フォ
ークリフトの全体構成を示す側面図である。同図におい
て、１は無人フォークリフトの全体を示し、２は車体、
３は車体２の前方側において上下に立設された２段式の
マスト、４はマスト３に取り付けられたリフトブラケッ
ト、５はリフトブラケット４に固定されたフォーク、６
はフォーク５上に載置された荷物である。

【００１３】また、７は車体２の前方側の左右に設けら
れた走行輪、８は車体２の後方に設けられた単一の駆動
操舵輪、９は駆動操舵輪８を駆動する走行駆動装置、１
０は駆動操舵輪８を操舵するためのステアリング装置で
ある。なお、１１は無人フォークリフト１を自動走行す
るために車体２に設けられた磁気センサ、１２は無人フ
ォークリフト１の自動走行のために路面に埋め込まれた
金属製の磁気棒である。

【００１４】さらに、上記の車体２には、フォーク５を
昇降駆動する昇降モータ１４が設けられるともに、フォ
ーク５の昇降高さを検出するための昇降エンコーダ１５
が設けられており、この昇降エンコーダ１５とフォーク
５との間がワイヤ１６で連結されるとともに、ワイヤ１
６の中間部分がガイドローラ１７で案内されるようにな
っている。また、車体２には、上記の各部９，１０，１
４，…を制御するコントローラ１３が設けられている。

【００１５】昇降エンコーダ１５としては、たとえばロ
ータリ式エンコーダが適用され、フォーク５の上昇に伴
ってワイヤ１６が昇降エンコーダ１５から引き出され、
また、フォーク５の下降に伴ってワイヤ１６が昇降エン
コーダ１５に巻き取られることにより、各動作に応じて
昇降エンコーダ１５が回転し、これに応じて、昇降エン
コーダ１５からはフォーク５の昇降距離に応じた個数の
パルス列が発生されるようになっている。

【００１６】図２は無人フォークリフト１における運転
制御を行う制御系統の概略を示すブロック図である。

【００１７】同図において、９は走行駆動装置、１０は
ステアリング装置、１４は昇降モータ、１５は昇降エン
コーダであり、これらの構成は図１の場合と同様であ
る。

【００１８】コントローラ１３は、メモリ２０と演算制
御部２１とを含む。メモリ２０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、あ
るいは外部記憶装置などで構成される記憶手段であっ
て、このメモリ２０には、図３に示すように、荷物６の
重さとその荷重下でのフォーク５の昇降速度との関係を
示すデータが予め記憶されている。すなわち、フォーク
５に載置された荷物６を昇降する際、フォーク５に大き
な荷重がかかるとき、上昇時の速度は遅くなり、逆に、
下降時の速度は速くなる。したがって、メモリ２０に
は、荷物６が上昇される場合に対応して同図の実線で示
す右下がりの荷重と昇降速度との関係を示す特性曲線
が、また、荷物６が下降される場合に対応して同図の破
線で示すような右上がりの荷重と昇降速度との関係を示
す特性曲線がそれぞれ記憶されている。

【００１９】上記の演算制御部２１は、昇降エンコーダ
１５からの検出出力およびメモリ２０に記憶されている
データに基づいて荷物６の重さを判断して走行駆動装置
９とステアリング装置１０とを制御するものであって、
この演算制御部２１は、特許請求の範囲における速度検
出手段の一部を構成するともに、荷重判断手段としての
役目も果たしている。

【００２０】次に、上記構成を有する無人フォークリフ
ト１において、荷物６の重さの検出およびこれに伴う運
転制御動作について、図５に示すフローチャートを参照
して説明する。なお、符号Ｓはステップを意味する。

【００２１】演算制御部２１は、昇降モータ１４を駆動
してフォーク５を昇降する際には、昇降エンコーダ１５
の検出出力と昇降モータ１４の駆動時間とから荷物６が
載置されたフォーク５の昇降高さを検出する。

【００２２】一方、演算制御部２１は、フォーク５に載
置された荷物６の重さを検出する際には、昇降モータ１
４の駆動制御によって荷物６が載置されたフォーク５を
上昇または下降する（Ｓ１）。すると、これに伴って昇
降エンコーダ１５が回転し、これに応じて昇降エンコー
ダ１５からは図４に示すように、フォーク５の昇降距離
に応じた個数のパルス列が発生される。この場合、たと
えば、図４（ａ）に示すように、単位時間Ｔ当たりのパ
ルス数が多ければフォーク５の昇降速度が速く、図４
（ｂ）パルス数が少ないとフォーク５の昇降速度は遅く
なっている。

【００２３】そして、このパルス列が演算制御部２１に
取り込まれるので（Ｓ２）、演算制御部２１は、昇降エ
ンコーダ１５から出力される単位時間Ｔ当たりのパルス
数Ｎをカウントして、次式に基づいて荷物６の昇降速度
Ｖを算出する（Ｓ３）。 Ｖ＝ｋ・Ｎ／Ｔ （ただし、ｋは１パルス当たりに対応するフォークの移
動距離）

【００２４】引き続いて、演算制御部２１は、上記式
に基づいて得られた昇降速度Ｖの値と、メモリ２０に記
憶されている図３のデータとに基づいて荷物６の重さを
判断する（Ｓ４，５）。すなわち、演算制御部２１は、
昇降モータ１４で荷物６を上昇させるときには、図３の
実線で示す荷重と速度との関係を示す特性曲線を利用し
て、式で得られた昇降速度Ｖに対応した荷重の値を決
定する。また、逆に、昇降モータ１４で荷物６を下降さ
せるときには、図３の破線で示す荷重と速度との関係を
示す特性曲線を利用して式で得られた昇降速度Ｖに対
応した荷重の値を決定する。

【００２５】演算制御部２１は、このようにして荷物６
の重さが決定されると、その荷重の大小に適応した運転
となるように走行駆動装置９およびステアリング装置１
０を制御する。たとえば、上記のようにして算出された
荷重が、フォーク５で昇降可能な最大荷重の所定の割合
（たとえば７０％）以内か否かを判断し（Ｓ６）、所定
の割合以内であれば、比較的危険性が少ないものと判断
して、通常の最高速度での走行を許容する（Ｓ７）。こ
れに対して、Ｓ６で、所定の割合を越えている場合に
は、危険性が高いと判断して、最高走行速度の制限値を
設定し（たとえば通常走行の最高速度の８０％に設定）
（Ｓ８）、それ以上の速度で走行できないように制限す
る。

【００２６】なお、上記の走行制御の他に、重い荷物６
を積んだ状態のときには、走行駆動装置９による制動開
始のタイミングを軽い荷物６の場合よりも早めたり、ス
テアリング装置１０による駆動操舵輪８の旋回開始のタ
イミングを早めたりするなど、荷重の大小に伴う種々の
特性変化に適合した運転制御を行う。

【００２７】さらに、図６に示すような運転制御を行う
ようにしてもよい。すなわち、Ｓ１〜Ｓ５までは図５の
場合と同じ手順で演算制御部２１で荷重を算出すると、
次に、予め設定した許容荷重以内か否かを判断し（Ｓ１
０）、許容荷重以内であれば、比較的危険性が少ないも
のと判断して、作業継続を許容する（Ｓ１１）。これに
対して、ステップ６で、許容荷重を越えている場合に
は、過積載の状態で危険性が高いと判断して、非常停止
する（Ｓ１２）。

【００２８】上記の実施の形態に対して、次のような変
形例や応用例を考えることができる。 上記の実施の形態では、荷物昇降装置として、無人
フォークリフト１を例にとって説明したが、これに限定
されるものではなく、有人のフォークリフトについても
本発明を適用することができる。その場合には、たとえ
ば、図７に示すように、Ｓ１〜Ｓ５までは図５および図
６の場合と同じ手順で演算制御部２１で荷重を算出する
と、その算出した荷重の値を運転席に設けたＬＣＤなど
の表示器に表示して（Ｓ２１）、作業者に現在の荷重を
認識できるようにしてもよい。また、ラックに保管され
ている荷物の積み降ろしをするスタッカークレーンやピ
ッキグリフトなどの装置にも本発明を適用することが可
能である。

【００２９】 上記の実施の形態では、昇降エンコー
ダ１５によって単位時間Ｔ内のパルス数を検出すること
で昇降速度Ｖを検出するようにしているが、フォーク５
が一定距離Ｌを移動する時間を計測することで、昇降速
度Ｖを検出することも可能である。このような場合に
は、上記のような昇降エンコーダ１５を使用する代わり
に、マスト３に対して上下一対のリミットスイッチやフ
ォトカプラなどを一定距離Ｌだけ離して取り付けること
で速度検出手段を構成することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 （１） 荷物昇降装置において、フォークに載置した荷
物を昇降する際の荷物の重さの大小による昇降速度の違
いから、荷物の重さを判断することができ、その判断結
果に基づいて荷重の違いによる種々の特性変化に適合し
た適切な運転制御を行うことが可能となる。

【００３１】（２） 特に、通常、荷物を載置したフォ
ークの昇降高さを検出するために設けられている既存の
昇降エンコーダを速度検出手段の一部として利用すれ
ば、荷重を直接に検出する圧力センサ等を設ける必要が
なく、余分なコストアップになるのを回避することがで
きる。

【００３２】（３） また、荷重を検出することによ
り、荷物が落下していないかどうかといった判断や、さ
らには、フォークに載置されている荷物が適正なものか
否かといったように、昇降する荷物の異常の有無を判断
することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る無人フォークリフト
の全体構成を示す側面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る無人フォークリフト
において、運転制御を行う制御系統の概略を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の実施の形態において、フォークに載置
された荷物の重さと、そのときのフォークの昇降速度と
の関係を示す特性図である。

【図４】本発明の実施の形態において、昇降エンコーダ
から出力されるパルス列の一例を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態における荷物昇降装置の運
転制御を行う場合の動作説明に供するフローチャートで
ある。

【図６】本発明の荷物昇降装置において、他の運転制御
を行う場合の動作説明に供するフローチャートである。

【図７】本発明の荷物昇降装置において、さらに他の動
作説明に供するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 無人フォークリフト ２ 車体 ５ フォーク ６ 荷物 ９ 走行駆動装置 １０ ステアリング装置 １４ 昇降モータ １５ 昇降エンコーダ ２０ メモリ（記憶手段） ２１ 演算制御部（荷重判断手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷物の昇降速度を検出する速度検出手段
   と、 荷物の重さとその荷重下での昇降速度との関係を示すデ
   ータが予め記憶されている記憶手段と、 前記速度検出手段で検出された荷物の昇降速度と前記記
   憶手段に記憶されているデータとに基づいて荷物の重さ
   を判断する荷重判断手段と、 を備えることを特徴とする荷物昇降装置。
2. 【請求項２】 前記速度検出手段は、荷物の昇降距離に
   応じた個数のパルス列を発生する昇降エンコーダを含む
   ことを特徴とする請求項１記載の荷物昇降装置。