JP5464999B2

JP5464999B2 - リーチ式フォークリフト

Info

Publication number: JP5464999B2
Application number: JP2009293611A
Authority: JP
Inventors: 均木村; 豪西川
Original assignee: ユニキャリア株式会社
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: JP2011131754A

Description

本発明は、リーチ式フォークリフトに関するものである。

リーチ式フォークリフトは、小回りが利くために、倉庫や工場内など屋内の比較的狭い場所での使用に適している。また、頻繁にハンドル操作を行うので、パワーステアリング方式が適しており、実際に多くのリーチ式フォークリフトで採用されている。しかし、旋回半径が小さいことにより、走行速度および換向角によっては、車両本体が横転するおそれがある。このため、換向角を大きくするにつれて走行速度を制限する必要があり、このような制御を行うためには、駆動用車輪の換向角またはハンドルの回転角を、制御装置に正確に認識させることが必要となる。

従来、リーチ式フォークリフトには、ハンドル回転角の検出用に検出器が設けられており、具体的にはポテンショメータを有するものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−４３８６８号公報

しかし、上記した特許文献１に記載の構成では、検出器としてポテンショメータが用いられるため、高価になるという問題があった。また、上記構成では、ハンドルの軸部の大歯車にトルク検出装置の小歯車を噛合させており、ハンドルの操作性が低下するという問題があった。なお、他のリーチ式フォークリフトでは、当該大歯車と小歯車に掛け渡されたチェーンにハンドル角検出センサを押し付けて、チェーンの移動量によりハンドル回転角を検出する構成もあるが、この構成においても、同様にハンドルの操作性が低下し、さらにチェーンの張り具合の調整など別途調整が必要となっていた。

この問題を解決するために、ポテンショメータより安価なエンコーダをハンドルの軸部に設けることで、歯車を介さずに当該軸部の回転角を検出し、ハンドルの操作性を向上させることも考えられる。しかし、相対値出力型のエンコーダを用いるのであれば、原点を検出するための機器が別途必要になる。また、仮に、これらの機器を別途設けても、メンテナンス時など主電源をオフにすれば、検出した原点がずれるという問題があった。

そこで、本発明は、安価でハンドルの操作性が良く、別途機器を設けることなくハンドル回転角の原点を正確に検出できるリーチ式フォークリフトを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るリーチ式フォークリフトは、運転席が設けられた後方の本体部およびこの本体部から前方に突出された左右一対のアウトリガー部を有する車両本体と、この車両本体のアウトリガー部に前後方向で設けられたガイド溝に移動可能に案内される荷役装置と、上記本体部に設けられて車両本体の走行および換向を行う駆動用車輪と、この駆動用車輪の換向を操作する操舵装置および操舵制御装置と、走行速度を制御するアクセルペダルと、上記駆動用車輪を走行駆動させる走行電動機とを有するリーチ式フォークリフトであって、
上記荷役装置に、両側面に上記ガイド溝に案内される前後一対のガイドローラがそれぞれ設けられた移動体と、この移動体に、リフト用シリンダ装置を介して少なくとも昇降自在に設けられた荷物保持用のフォーク部とを具備させ、
上記操舵装置に、運転席に設けられたハンドルと、このハンドルの軸部に設けられた軸受の回転側と非回転側とに亘って設けられて当該ハンドルの回転変位量を検出するエンコーダと、上記ハンドルのトルクを検出するトルク検出器と、ハンドルにより回転されて下部に上記駆動用車輪が設けられた換向ギアと、上記駆動用車輪が最大換向角以上に換向することを制限する位置決め用のストッパーと、上記換向ギアの回転を補助する換向補助電動機とを具備させ、
さらに上記操舵制御装置に、上記エンコーダで検出された回転変位量に基づいてハンドルの回転角を算出するハンドル角演算部と、換向補助電動機からの電流が所定値以上の時にハンドル角演算部での回転角を補正するハンドル角補正部と、上記回転変位量に基づいて駆動用車輪の必要な換向変位量を算出する換向変位量演算部と、この換向変位量演算部で算出された換向変位量および上記トルク検出器で検出されたトルクに基づいて換向補助電動機を駆動させる換向補助指示部とを具備させ、
上記ハンドル角補正部による補正が、上記ハンドル角演算部での回転角を、予め設定された、上記駆動用車輪の最大換向角に対応する上記ハンドルの回転角へ変更するものであり、
上記ハンドル角演算部での回転角および上記アクセルペダルの踏込量に応じて上記走行電動機の回転数を制御する走行制御装置を具備させたものである。

上記リーチ式フォークリフトによると、ハンドルの回転変位量をエンコーダで検出し、ハンドルの回転角の検出用に別途ギアなどを設けていないので、ハンドルの操作性を向上させることができる。また、換向補助電動機の電流が所定値以上の時に、操舵制御装置で認識されるハンドルの回転角を補正するため、別途機器を設けることなくハンドルの回転角の原点を正確に検出でき、安価な構造にすることができる。

本発明の実施例１に係るリーチ式フォークリフトの概略構成を示す斜視図である。同リーチ式フォークリフトの操舵装置および操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。

以下に、本発明の実施例１に係るリーチ式フォークリフトについて図１および図２に基づき説明する。
このリーチ式フォークリフトは、図１に示すように、大きく分けて、運転席４が設けられた後方の本体部３およびこの本体部３から前方に突出された左右一対のアウトリガー部７を有する車両本体２と、この車両本体２のアウトリガー部７に設けられて断面が溝型状にされたガイド部材の溝部に前後方向で移動可能（出退可能）に案内される荷役装置９とから構成されている。なお、本体部３に駆動用車輪５およびガイド輪６が、また左右のアウトリガー部７に案内用車輪１０がそれぞれ設けられており、この駆動用車輪５の換向は、本体部３に具備された操舵装置３１および操舵制御装置５１により行われる。

また、上記荷役装置９は、両側面にガイド部材の溝部内に移動可能に案内される前後一対のガイドローラがそれぞれ設けられた移動体１１と、この移動体１１と本体部３とに亘って配置されて当該移動体１１を前後方向で移動（出退）させるリーチ用シリンダ装置と、昇降用シリンダ装置１９およびチルト用シリンダ装置を介して昇降自在および前後方向で傾動自在に設けられた荷物保持用のフォーク部１４とから構成されている。

上記移動体１１は、マスト体１５と、このマスト体１５の両側面に固定されて側面視が略直角三角形状にされたマスト支持部材と、上記マスト体１５に上下方向で案内される昇降部材１７とから構成されるとともに、この昇降部材１７にフォーク部１４が鉛直面内で揺動可能に保持されている。この昇降部材１７とフォーク部１４とに亘ってチルト用シリンダ装置が配置されている。

なお、マスト体１５は、マスト支持部材が取り付けられる固定側マストと、この固定側マストに昇降可能に設けられる昇降側マストと、固定側マストおよび昇降部材１７に設けられて上記昇降部材１７の高さを検出する揚高検出装置とから構成されている。そして、昇降部材１７は固定側マストに昇降可能に案内されるとともにチェーン１８を介して固定側マストに連結され、このチェーン１８は昇降側マストに設けられたスプロケット１６に噛合されている。つまり、昇降側マストが昇降用シリンダ装置１９により昇降されると、スプロケット１６およびチェーン１８を介して昇降部材１７は固定側マストに対して昇降することになる。

一方、上記操舵装置３１は、図２に示すように、運転席４に設けられたハンドル３２と、このハンドル３２の軸部に設けられてハンドル３２の回転変位量（相対値）を検出するセンサベアリング３３と、当該ハンドル３２の軸部の先端に設けられてハンドル３２のトルクを伝達するスプロケット３６と、先端にスプロケット３８が設けられた入力軸を有するとともに当該スプロケット３８とハンドル３２の軸部のスプロケット３６にチェーン３７が掛け渡されて伝達されたトルクを検出するトルク検出器３９と、このトルク検出器３９の出力軸４０の先端に一端部が接続されてハンドル３２のトルクを伝達するユニバーサルジョイント４１と、このユニバーサルジョイント４１の他端部に接続された駆動ギア４２と、上記駆動用車輪５を換向させるとともに回転自在に支持する取付部４４と、この取付部４４の上端で水平に設けられて上記駆動ギア４２に噛合された換向ギア４３と、当該取付部４４の旋回半径内に位置するように本体部３に設けられて駆動用車輪５が所定の角度（以下、最大換向角という）以上に換向することを制限する位置決め用のストッパー４５と、出力軸に設けられたピニオンに噛合して換向ギア４３の回転を補助する換向補助電動機４６とから構成される。なお、上記センサベアリング３３は、上記ハンドル３２の軸部を受ける軸受３４と、この軸受３４の回転側と非回転側とに亘って設けられて磁気力を介して当該軸部の回転変位量を検出する磁気式エンコーダ（エンコーダの一例である）３５とから構成される。例えば、この回転側は、軸受３４の内輪であって、外周に多極磁石が鋸歯状に設けられており、非回転側は、軸受３４の外輪であって、内周に上記多極磁石を検知する磁気センサが設けられている。

また、上記操舵制御装置５１は、センサベアリング３３で検出したハンドル３２の回転変位量が入力されるハンドル変位量入力部５２と、このハンドル変位量入力部５２に入力された当該回転変位量により現状のハンドル３２の回転角（絶対値）を算出して記憶するハンドル角演算部５３と、当該回転変位量により駆動用車輪５の必要な換向変位量を算出する換向変位量演算部５４と、トルク検出器３９で検出したハンドル３２のトルクが入力されるトルク入力部５５と、上記換向変位量演算部５４で算出された換向変位量およびトルク入力部５５に入力されたトルクに基づいて換向補助電動機４６を駆動させる換向補助指示部５６とから構成される。さらに、上記操舵制御装置５１には、換向補助電動機４６の電流を計測して当該電流が所定値以上であればハンドル角補正部（後述する）５８に指示を行う電流判断部（具体的には、電流を計測する電流計と、計測された電流が所定値以上であるかを判断する判断部と、指示を行う指示部とからなる）５７と、電流判断部５７からの指示を受けてハンドル角演算部５３に記憶された回転角を補正するハンドル角補正部５８とが具備される。このハンドル角補正部５８は、具体的には、駆動用車輪５が最大換向角での位置に対応するハンドル３２の回転角が予め設定されており、電流判断部５７からの指示を受けた時に、ハンドル角演算部５３で算出されて記憶させる回転角を、上記の設定された回転角へ変更する補正を行うものである。例えば、ハンドル３２の回転と駆動用車輪５の換向の比率が１４：１であり、最大換向角が９０度である場合、予めハンドル角補正部５８には９０×１４＝１２６０度（３．５回転）が設定されている。そして、駆動用車輪５が最大換向角（９０度）の位置の時に、ハンドル角演算部５３で算出された回転角が正確な角度（１２６０度）でなくても、予め設定された角度（１２６０度）に補正される。

なお、本体部３には、運転席４に設けられて走行速度を制御するアクセルペダル６１と、換向ギア４３の上方に設けられて駆動用車輪５を走行駆動させる走行電動機６２と、この走行電動機６２の回転数を制御するとともに最大回転数を制限する走行制御装置６３とが具備されている。すなわち、この走行制御装置６３は、アクセルペダル６１の踏込量に応じて走行電動機６２の回転数を制御するとともに、上記ハンドル角演算部５３で算出された回転角が大きくなるにつれて走行電動機６２の回転数の上限を抑える制御を行う。

この構成において、ハンドル３２を回転させれば、ハンドル３２の操作トルクは、ハンドル３２の軸部からスプロケット３６およびチェーン３７を介してトルク検出器３９に伝達される。そして、トルク検出器３９の出力軸４０からユニバーサルジョイント４１を介して駆動ギア４２までトルクが伝達される。この駆動ギア４２で換向ギア４３を回転させることにより、換向ギア４３の下部に設けられた駆動用車輪５の換向が行われる。すなわち、駆動用車輪５の換向は、ハンドル３２の操作トルクが直接伝達されて行われるものである。

また、トルク検出器３９で検出されたトルクは、操舵制御装置５１のトルク入力部５５に入力される。同様に、ハンドル３２の回転変位量は、センサベアリング３３により検出されて、操舵制御装置５１のハンドル変位量入力部５２に入力される。さらに、換向変位量演算部５４では、この回転変位量に基づいて必要な駆動用車輪５の換向変位量が算出される。そして、換向補助指示部５６は、この換向変位量およびトルクに基づいて、換向補助電動機４６を駆動させる。すなわち、駆動用車輪５の換向は、換向補助電動機４６により補助されるので、ハンドル３２の操作負担が軽減される。

一方、ハンドル角演算部５３では、記憶されているハンドル３２の回転角に、ハンドル変位量入力部５２に入力された回転変位量が加えられて、新たなハンドル３２の回転角が算出されて記憶される。

ところで、駆動用車輪５が最大換向角まで換向されると、換向ギア４３の回転がストッパー４５で制限されるため、換向補助電動機４６の電流が上昇し、所定値以上となる。この時、電流判断部５７から指示が行われて、ハンドル角補正部５８により、ハンドル角演算部５３に記憶された回転角を、予め設定された正確な回転角（駆動用車輪５が最大換向角での位置に対応するハンドル３２の回転角）へ変更する補正が行われる。したがって、駆動用車輪５が最大換向角まで換向される度に、操舵制御装置５１で認識されるハンドル３２の回転角が補正されるので、ハンドル３２の正確な回転角を制御操舵装置３１で認識することができ、さらに、ハンドル３２の回転角の原点を検出するための機器を別途設けることが不要になる。

また、走行制御装置６３では、ハンドル角演算部５３に記憶された回転角と、アクセルペダル６１の踏込量に応じて、走行電動機６２の回転数を制御する。したがって、アクセルペダル６１の踏込量に応じて車両本体２の走行速度が制御されるとともに、ハンドル３２の回転角に応じて当該走行速度の最大値が制限される。

このように、上記リーチ式フォークリフト１は、高価なポテンショメータ等や、ハンドル３２の回転角の原点を検出するための機器を設ける必要がないので、安価にすることができる。また、ハンドル３２の回転角の検出用に別途ギア等が設けられておらず、ハンドル３２の操作性を向上させることができる。さらに、操舵制御装置５１で認識されるハンドル３２の回転角は、メンテナンス時など主電源をオフにするとずれるものであるが、駆動用車輪５が最大換向角まで換向される度に補正されるため、ハンドル３２の正確な回転角を認識させることができる。また、ハンドル３２の正確な回転角を認識できることにより、走行速度の制御を精度良く行い、車両本体２の転倒を防止することができる。

ところで、上記実施例１では、エンコーダとして磁気式エンコーダ３５を用いたものについて説明したが、磁気式に限定されるものではなく、光学式など他の方式によるエンコーダであってもよい。

４運転席
５駆動用車輪
３１操舵装置
３３センサベアリング
３９トルク検出器
４３換向ギア
４５ストッパー
４６換向補助電動機
５７電流判断部
５８ハンドル角補正部
６２走行電動機

Claims

運転席が設けられた後方の本体部およびこの本体部から前方に突出された左右一対のアウトリガー部を有する車両本体と、この車両本体のアウトリガー部に前後方向で設けられたガイド溝に移動可能に案内される荷役装置と、上記本体部に設けられて車両本体の走行および換向を行う駆動用車輪と、この駆動用車輪の換向を操作する操舵装置および操舵制御装置と、走行速度を制御するアクセルペダルと、上記駆動用車輪を走行駆動させる走行電動機とを有するリーチ式フォークリフトであって、
上記荷役装置に、両側面に上記ガイド溝に案内される前後一対のガイドローラがそれぞれ設けられた移動体と、この移動体に、リフト用シリンダ装置を介して少なくとも昇降自在に設けられた荷物保持用のフォーク部とを具備させ、
上記操舵装置に、運転席に設けられたハンドルと、このハンドルの軸部に設けられた軸受の回転側と非回転側とに亘って設けられて当該ハンドルの回転変位量を検出するエンコーダと、上記ハンドルのトルクを検出するトルク検出器と、ハンドルにより回転されて下部に上記駆動用車輪が設けられた換向ギアと、上記駆動用車輪が最大換向角以上に換向することを制限する位置決め用のストッパーと、上記換向ギアの回転を補助する換向補助電動機とを具備させ、
さらに上記操舵制御装置に、上記エンコーダで検出された回転変位量に基づいてハンドルの回転角を算出するハンドル角演算部と、換向補助電動機からの電流が所定値以上の時にハンドル角演算部での回転角を補正するハンドル角補正部と、上記回転変位量に基づいて駆動用車輪の必要な換向変位量を算出する換向変位量演算部と、この換向変位量演算部で算出された換向変位量および上記トルク検出器で検出されたトルクに基づいて換向補助電動機を駆動させる換向補助指示部とを具備させ、
上記ハンドル角補正部による補正が、上記ハンドル角演算部での回転角を、予め設定された、上記駆動用車輪の最大換向角に対応する上記ハンドルの回転角へ変更するものであり、
上記ハンドル角演算部での回転角および上記アクセルペダルの踏込量に応じて上記走行電動機の回転数を制御する走行制御装置を具備させたことを特徴とするリーチ式フォークリフト。