JPH11105731A - リーチ型フォークリフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車感覚で操縦しうるリーチ型フォークリ
フトを提供する。 【解決手段】 車体本体部２に設けられたドライブホー
ル６と、左右のストラドルアームに操舵自在に取り付け
られたロードホイール４、５と、このロードホイール
４、５の操舵角を制御する制御手段とを具えたリーチ型
フォークリフト１であって、ドライブホイール６を、車
体中心線と平行な直進方向に固定し、かつハンドルＨの
操作に基づいて前記左右のロードホイール４、５を操舵
することにより車体の向きを変えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車感覚で操縦
しうるリーチ型フォークリフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリーチ型フォークリフトは、図８
に示すように、車体本体部ａに設けられ例えば電気モー
タ等により回転駆動しうるドライブホイールｅと、前記
車体本体部ａから突出する左右のストラドルアームｂ、
ｂに操舵不能に取り付けられたロードホイールｃ、ｃと
を具えている。前記ドライブホイールｅは、ハンドルｈ
の操作によって操舵自在とされる。

【０００３】このようなリーチ型フォークリフトは、前
記ハンドルｈを操作すると、ドライブホイールｅを操舵
でき、このドライブホイールｅの回転軸の延長線ｅ１
と、左右のロードホイールｃ、ｃの回転軸の延長線ｃ１
との交点が旋回中心点ｄとなり、この旋回中心点ｄの回
りで車体の向きを変えることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の操
縦に際しては、図９に示すように、ハンドル操作により
前輪ｉを操舵するとともに、後輪ｊの回転軸の延長線ｊ
１上と、前輪ｉの回転軸の延長線ｉ１、ｉ２とが交わる
点である旋回中心点Ｐで車体の向き換えを行う。このた
め、旋回中心点ｄがロードホイールｃ（前輪）の回転軸
ｃ１上に並ぶリーチ型フォークリフトは、自動車の運転
フィーリングとは全く異なるものとなり、車体の向き換
えなどその操縦が難しく、特別の技能を必要とする他、
特に自動車の運転に慣れた者では、リーチ型フォークリ
フトの運転フィーリングを体得するまでには多くの時間
を必要とするなどの問題があった。

【０００５】本発明は以上のような問題に鑑み案出され
たもので、自動車感覚で操縦しうるリーチ型フォークリ
フトを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、車体本体部に設けられかつ原動機により回
転駆動しうるドライブホイールと、前記車体本体部から
突出する左右のストラドルアームを有しこのストラドル
アームに操舵自在に取り付けられたロードホイールと、
前記ロードホイールの操舵角を制御する制御手段とを具
えたリーチ型フォークリフトであって、前記ドライブホ
イールを、車体中心線と平行な直進方向に固定し、かつ
ハンドルの操作に基づいて前記左右のロードホイールを
操舵することにより車体の向きを変えることを特徴とす
る。

【０００７】また請求項２記載の発明は、前記ハンドル
は、前記ドライブホイールと機械的に切り離された非連
係状態を有し、かつこのハンドルの操作に対応した操舵
指令値を出力するハンドルセンサを具えるとともに、前
記制御手段は、この操舵指令値に基づいて前記左右のロ
ードホイールを操舵することを特徴とする請求項１記載
のリーチ型フォークリフトである。

【０００８】また請求項３記載の発明は、前記制御手段
は、リーチ型フォークリフト上に固定された仮想の平面
座標の任意の位置に予め設定された仮想の操舵輪を前記
ハンドルの操作に基づいて操舵させる仮想操舵処理と、
前記操舵された仮想の操舵輪の回転軸の延長線と前記ド
ライブホイールの回転軸の延長線とが交わる旋回中心点
を演算する旋回中心点演算処理と、この旋回中心点に前
記左右のロードホイールの回転軸の延長線が交わる左右
のロードホイールの目標操舵角を演算する処理と、前記
左右のロードホイールをこの目標操舵角に操舵するロー
ドホイール操舵処理とを行うことを特徴とする請求項１
又は２記載のリーチ型フォークリフトである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づき説明する。図１に示すように、本実施形態の
リーチ型フォークリフト１は、車体本体部２から前方に
突出する左右のストラドルアーム３Ｌ、３Ｒに操舵角を
制御可能に取り付けられた操舵自在な左右のロードホイ
ール４、５と、前記車体本体部２に設けられたドライブ
ホイール６と、前記ストラドルアーム３Ｌ、３Ｒに沿っ
て前後に移動しかつ本例では荷役具としてのフォークＦ
を有するマスト装置Ｍとを具えている。

【００１０】前記左右のロードホイール４、５は、それ
ぞれ旋回ギヤケース８Ｂ、８Ｃに支持されるとともに、
これらの各旋回ギヤケース８Ｂ、８Ｃには、ベルトなど
の伝導具７を介してサーボモータ９Ｌ、９Ｒが連係して
いる。したがって、左右の各ロードホイール４、５は、
サーボモータ９Ｌ、９Ｒを駆動することによりそれぞれ
個別に操舵角を制御できかつその位置を保持しうる。ま
た各ロードホイール４、５の操舵中心点は、本例ではホ
イールの巾方向及び周方向の中央位置Ｌ、Ｒに設定した
ものを例示している。

【００１１】前記ドライブホイール６は、バッテリを駆
動源とする原動機としての電気モータＭ（図３に示す）
と連係している。このドライブホイール６の回転駆動力
は、運転席に設けられたアクセル装置ＡＣの操作により
調節しうる。

【００１２】また、ドライブホイール６は、本実施形態
ではハンドルＨの操作により操舵することができる。前
記ハンドルＨは、本例では、図３に示すように、ドライ
ブホイール６と機械的に切り離された非連係状態を有
し、いわゆるフライ・バイ・ワイヤ方式によって前記ド
ライブホイール６を操舵するものを例示している。すな
わち前記ハンドルＨは、このハンドルＨの操作に対応し
た操舵指令値を出力するハンドルセンサ１６を有し、こ
のハンドルセンサ１６のに出力に応じてドライブホイー
ル６を操舵するサーボモータ９Ｄを回転駆動することに
より、ドライブホイール６を操舵することができる。な
お、本例ではドライブホイール６の操舵中心点が図１に
示すようにＤであるものを例示している。

【００１３】また前記ドライブホイール６は、図３に示
すように、本例では、車体本体部２に旋回自在に取り付
けられかつその上部に回転駆動用の電気モータＭが直結
された旋回ギヤケース８Ａに枢支されている。この旋回
ギヤケース８Ａには、操舵用のサーボモータ９Ｄが減速
機Ｇを介して取り付けられる。またサーボモータ９Ｄ
は、制御装置１７からの駆動信号によって駆動される。
なおこの駆動信号は、前記ハンドルの操作に基づく操舵
指令値に基づき定めうる。

【００１４】なお前記ハンドルセンサ１６は、例えばハ
ンドルＨの回転角を検知しうるポテンショメータなどを
用いることができ、また、単位時間内のハンドルＨの回
転角の変化を検出して、ハンドルＨの角速度ωをも操舵
指令値に含ませることができる。なお本例のように、ハ
ンドルＨとドライブホイール６との機械的な非連係状態
を有する場合には、ハンドルＨまたはドライブホイール
６の回転角を所定範囲に制限するストッパなどを機械的
に又は電気的に付設することが望ましい。

【００１５】また前記各ホイール４、５、６を支持する
旋回ギヤケース８Ａ、８Ｂ、８Ｃには、各ホイール４、
５、６の操舵角をそれぞれ検知しうるポテンショメータ
１０Ｌ、１０Ｒ、１０Ｄが取り付くことにより、常に現
在の操舵角を検知しうるよう構成されている。

【００１６】次に、図２にはこのようなリーチ型フォー
クリフトの制御装置１７の一例を示している。図におい
て制御装置１７は、中央演算装置であるＣＰＵと、ＣＰ
Ｕの処理手順や既知データなどが予め記憶される記憶手
段としてのＲＯＭと、作業用の一時記憶メモリであるＲ
ＡＭと、入、出力ポートＩ／Ｏと、これらを適宜結ぶデ
ータバスと、前記左右のロードホイール４、５に取り付
くサーボモータ９Ｌ、９Ｒ及びドライブホイール６を操
舵するサーボモータ９Ｄを駆動制御するモータコントロ
ーラ２０Ｌ、２０Ｒ、２０Ｄとから構成されているもの
を例示している。

【００１７】前記入力用のＩ／Ｏポートには、前記各ポ
テンショメータ１０Ｄ、１０Ｌ、１０Ｒの操舵角θＤ、
θＬ、θＲの信号と、前記ハンドルセンサ１６の操舵指
令値θＨが、また本例ではモード切換装置１９からの切
換信号ｍｄなどが入力される（モード切換装置１９につ
いては後述する）。またＣＰＵでは、前記各信号をＲＯ
Ｍに記憶されている処理手順に従って用いることによ
り、本例では左右の各ロードホイール４、５及びドライ
ブホイール６の目標操舵角θＬＯ、θＲＯ、θＤＯなど
を演算し、この目標操舵角などを出力ポートＩ／Ｏを介
してモータコントローラ２０Ｌ、２０Ｒ、２０Ｄへと出
力するように構成されている。

【００１８】また、本実施形態のリーチ型フォークリフ
ト１は、運転席近傍に配されたモード切換装置１９によ
り２以上の走行モードから１つを選択して切換えでき
る。本例では図７（ａ）に示すように、左右のロードホ
イール４、５の操舵角θＬ、θＲをドライブホイール６
の操舵角θＤに一致させ車体の向きを一定に保持したま
ま縦横斜めに移動する平行移動走行モードや、図７
（ｂ）に示すように、左右のロードホイール４、５を直
進状態に操舵固定し、ドライブホイール６のみを操舵す
ることにより車体の向きを変化させるノーマルモード、
さらには図７（ｃ）に示すように、各ホイールを最小の
旋回半径で旋回しうる角度とするその場旋回モードなど
の複数種類の走行モードで走行できる。

【００１９】そして、本例のリーチ型フォークリフト１
においては、前記各走行モードの他、図４に示すよう
に、前記ドライブホイール６を、車体中心線ＣＬと平行
な直進方向に固定し、かつハンドルＨの操作に基づいて
前記左右のロードホイール４、５を操舵することにより
車体の向きを変えること（以下、単に「自動車走行モー
ド」ということがある。）を特徴としている。

【００２０】これによって、リーチ型フォークリフト１
の前進走行、後進走行での車体の向き換えが、自動車と
同一のフィーリングによって行うことができるため、自
動車の運転に慣れた者であれば、運転操作性が格段に向
上し、短時間で運転技術を習得できる。

【００２１】このような、リーチ型フォークリフト１の
制御方法の一例について図５に示すフローチャートに基
づき説明する。先ず、自動車走行モードが選択される
と、ＣＰＵは、サーボモータ９Ｄを駆動し、ドライブホ
イールを車体中心線と平行な直進方向、つまりドライブ
ホイールの目標操舵角θＤＯを０としてモータコントロ
ーラ２０Ｄへ出力し、操舵固定する（ステップＳ１）。

【００２２】次に、ＣＰＵは、ハンドルセンサ１６から
操舵指令値θＨをＲＡＭに読み込むとともに（ステップ
Ｓ２）、図４に示すようにリーチ型フォークリフト上に
固定された仮想の平面座標Ｘ−Ｙの任意の位置に予め設
定された仮想の操舵輪Ｖを前記ハンドルＨの操作に基づ
いて操舵させる仮想操舵処理を行う（ステップＳ３）。
本例では、ハンドルセンサ１６の操舵指令値θＨで仮想
操舵輪Ｖを操舵するものを例示している。なおこのと
き、ハンドルセンサ１６の出力に各種のゲインを与えて
も良いことは言うまでもない。

【００２３】このように、本実施形態では、前記ハンド
ルＨがドライブホイール６と機械的に非連係状態を有し
ているため、自動車走行モードにおいては、このハンド
ルＨの操舵指令値θＨを仮想線舵論Ｖ、ひいては後述す
る左右のロードホイール４、５を操舵するための情報と
して用いている。他方、このハンドルＨの操舵指令値θ
Ｈは、例えば前記ノーマルモードなどにおいては、ドラ
イブホイール６の操舵するための情報として用いること
ができるから、一つのハンドルＨにて、ドライブホイー
ル６又は左右のロードホイール４、５に操舵指令を与え
ることができ、操舵指令手段を共用しうる点で好まし
い。

【００２４】本実施形態では、前記平面座標Ｘ−Ｙは、
リーチ型フォークリフト１の車体中心線ＣＬを通るＹ
軸、ドライブホイール６の操舵中心点Ｄを通るＸ軸とに
より構成されるとともに、前記仮想操舵輪ＶをこのＹ軸
上かつ前記左右のロードホイール４、５の操舵中心点
Ｌ、Ｒを結ぶ直線Ｎ上に操舵中心点Ｃを有するものとし
て設けるものを例示している。

【００２５】ここで、仮想操舵輪Ｖとは、前記ハンドル
Ｈの操舵指令値θＨを与えてやることによりリーチ型フ
ォークリフトの旋回中心点Ｐを仮想的に決定するために
設定される操舵輪であってリーチ型フォークリフト上に
固定された仮想の平面座標Ｘ−Ｙの任意の位置に設ける
ことができる。なお仮想操舵輪Ｖの操舵中心点Ｃを車体
中心線上に設けたときには、同じハンドル操作量であれ
ば、左、右の旋回において操舵フィーリングが同一とな
り、さらに操縦性が向上する。また平面座標Ｘ−Ｙの原
点０から仮想操舵輪の操舵中心点Ｃまでの距離Ｂを種々
設定することにより、いわゆるハンドル切れ感を鋭く又
は鈍くしうる。

【００２６】次に、制御装置１７は、前記操舵された仮
想の操舵輪Ｖの回転軸の延長線Ｖ１と前記ドライブホイ
ールの回転軸の延長線、即ち前記平面座標のＸ軸とが交
わる旋回中心点Ｐを演算する旋回中心点演算処理を行う
（ステップＳ４）。

【００２７】本実施形態の場合、自動車走行モードで
は、旋回中心点Ｐは前記Ｘ軸上に並ぶこととなるため、
その旋回中心点Ｐ（Ｘｐ、０）のＸ座標値を演算すれば
良い。ここで、前記旋回中心点ＰのＸ座標値Ｘｐは、前
記仮想操舵輪Ｖの操舵角をθＨ、前記仮想操舵輪Ｖの操
舵中心点Ｃから原点までのＹ方向距離をＢとすると、こ
れらの幾何学的関係により下記式で求めることができ
る。 Ｘｐ＝Ｂ／ｔａｎ^-1（θＨ） …

【００２８】次に、旋回中心点Ｐが求まると、この旋回
中心点Ｐに前記左右のロードホイール４、５の回転軸の
延長線Ｌ１、Ｒ１が夫々交わる左右のロードホイール
４、５の目標操舵角θＬＯ、θＲＯを演算する処理を行
う（ステップＳ５）。これらの左右のロードホイール
４、５の目標操舵角θＬＯ、θＲＯは、この左右のロー
ドホイール４、５の操舵中心点Ｌ、Ｒ間のＸ方向距離を
Ａとすると、下記式、から求めることができる。な
お左右のロードホイール４、５の操舵中心点Ｌ、Ｒの位
置は、Ｙ軸について対称位置に設けられている。 θＬＯ＝ｔａｎ^-1｛Ｂ／（Ｘｐ−０．５Ａ）｝ … θＲＯ＝ｔａｎ^-1｛Ｂ／（Ｘｐ＋０．５Ａ）｝ …

【００２９】次に、前記左右のロードホイール４、５を
この目標操舵角θＬＯ、θＲＯに操舵するロードホイー
ル操舵処理を行う（ステップＳ６）。この処理では、上
記式、により求まった左右のロードホイール４、５
の各目標操舵角θＬＯ、θＲＯが前記モータコントロー
ラ２０Ｌ、２０Ｒへと出力され、該モータコントローラ
２０Ｌ、２０Ｒが現在の操舵角θＬ、θＲと前記目標操
舵角θＬＯ、θＲＯとの偏差をゼロとなるように前記サ
ーボモータ９Ｌ、９Ｒを駆動しうる。

【００３０】このような制御手順を行うことにより、リ
ーチ型フォークリフト１は、ドライブホイール６及び左
右のロードホイール４、５の回転軸の延長線が一つの旋
回中心点Ｐに交わって旋回するいわゆるアッカーマンジ
ャントの理論を満たしうるため、各ホイールのスリップ
を最小とし、円滑な旋回動作を実現しうる利点がある。

【００３１】図６には本発明の他の実施形態を示してい
る。本例では、前記ハンドルＨと、ドライブホイール６
との間を機械的に係脱しうるクラッチ手段２４を設けた
ものを例示している。前記クラッチ手段２４の入力側２
４ｉには、ハンドルＨの回転がチェーン２５を介して伝
達される入力軸２７が接続されている。なおハンドルセ
ンサ１６は、例えばチェーン２５に連係させる。またク
ラッチ手段２４の出力側２４ｏには、自在継手Ｕを介し
て減速機Ｇの出力軸２９に連結される。なお減速機Ｇに
は、前記実施形態同様、フライ・バイ・ワイヤ操舵時の
操舵用のサーボモータ９Ｄが取り付く。

【００３２】そして、前記自動車走行モードにおいて
は、このクラッチ手段２４を切ることにより、ハンドル
Ｈとドライブホイール６とが機械的に切り離された非連
係状態を形成し、前記のようにハンドルＨの操作量に応
じた操舵指令値ＤＨをドライブホイール６を操舵するこ
となく仮想操舵輪Ｖへの出力値として用いることができ
る。他方、通常のノーマルモードなどドライブホイール
を操舵する必要があるときには、前記クラッチ手段２４
を噛み合わすことにより、ハンドルＨとドライブホイー
ル６とを機械的に連係するようにも構成しうる。

【００３３】以上詳述したが、本発明は上記の実施形態
に限定されるものではなく、例えばハンドルＨとして、
第１のハンドル、第２のハンドルを設け、第１のハンド
ルにてドライブホイール６を操舵するとともに、第２の
ハンドルを仮想操舵輪Ｖへの操舵角指令用として用いる
ことができ、この場合には、既存のフォークリフトに少
ない改造で自動車走行モードを実現しうる利点があるな
ど、本発明は種々の態様に変形しうる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、リーチ型フォークリフトにおいてドライブホイ
ールを、車体中心線と平行な直進方向に固定し、かつハ
ンドルの操作に基づいて左右のロードホイールを操舵し
て車体の向きを変えることにより、リーチ型フォークリ
フトの前進走行、後進走行での車体の向き換えが、自動
車の向き換えと同一のフィーリングによって行うことが
できる。そのため、自動車の運転をすることができる者
であれば、従来難しいとされていたリーチ型フォークリ
フトを容易に操縦することができ、また運転技能の向上
が短期間で行えるなど操縦性を飛躍的に高めうる。

【００３５】また請求項２記載の発明では、ハンドル
は、ドライブホイールと機械的に切り離された非連係状
態を有し、かつこのハンドルの回転量に対応した信号を
出力する操舵指令値を出力するハンドルセンサを具える
ことにより、ドライブホイールを直進状態に固定したま
まハンドルを操作できるから、この操舵角指令値を左右
のロードホイールを操舵する際の信号として好適に用い
ることができる。

【００３６】また請求項３記載の発明では、リーチ型フ
ォークリフトのドライブホイール及び左右のロードホイ
ールの回転軸の延長線が一つの旋回中心点に交わって旋
回するいわゆるアッカーマンジャントの理論を満たしう
るため、各ホイールのスリップを最小とし、円滑な旋回
動作を実現しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すリーチ型フォークリフ
トの概略平面図である。

【図２】制御装置の一例を説明するブロック図である。

【図３】ドライブホイールとハンドルとの連係状態の一
例を示す概念図である。

【図４】リーチ型フォークリフトの自動車走行モードを
説明する平面図である。

【図５】本実施形態の制御手順を説明するフローチャー
トである。

【図６】ドライブホイールとハンドルとの連係状態の他
の例を示す概念図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は、リーチ型フォークリフトの
走行モードを説明するための平面図である。

【図８】従来のリーチ型フォークリフトの旋回を説明す
るための平面図である。

【図９】自動車の旋回を説明するための平面図である。

【符号の説明】

１ リーチ型フォークリフト ２ 車体本体部 ３Ｌ、３Ｒ ストラドルレッグ ４、５ ロードホイール ６ ドライブホイール １６ ハンドルセンサ １７ 制御装置 Ｈ ハンドル Ｐ 最小旋回中心点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体本体部に設けられかつ原動機により回
   転駆動しうるドライブホイールと、前記車体本体部から
   突出する左右のストラドルアームを有しこのストラドル
   アームに操舵自在に取り付けられたロードホイールと、
   前記ロードホイールの操舵角を制御する制御手段とを具
   えたリーチ型フォークリフトであって、 前記ドライブホイールを、車体中心線と平行な直進方向
   に固定し、かつハンドルの操作に基づいて前記左右のロ
   ードホイールを操舵することにより車体の向きを変える
   ことを特徴とするリーチ型フォークリフト。
2. 【請求項２】前記ハンドルは、前記ドライブホイールと
   機械的に切り離された非連係状態を有し、かつこのハン
   ドルの操作に対応した操舵指令値を出力するハンドルセ
   ンサを具えるとともに、 前記制御手段は、この操舵指令値に基づいて前記左右の
   ロードホイールを操舵することを特徴とする請求項１記
   載のリーチ型フォークリフト。
3. 【請求項３】前記制御手段は、リーチ型フォークリフト
   上に固定された仮想の平面座標の任意の位置に予め設定
   された仮想の操舵輪を前記ハンドルの操作に基づいて操
   舵させる仮想操舵処理と、 前記操舵された仮想の操舵輪の回転軸の延長線と前記ド
   ライブホイールの回転軸の延長線とが交わる旋回中心点
   を演算する旋回中心点演算処理と、 この旋回中心点に前記左右のロードホイールの回転軸の
   延長線が交わる左右のロードホイールの目標操舵角を演
   算する処理と、 前記左右のロードホイールをこの目標操舵角に操舵する
   ロードホイール操舵処理とを行うことを特徴とする請求
   項１又は２記載のリーチ型フォークリフト。