JP2003054895A - 荷役装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷役作業性やフォークの強度を何ら損なうこ
となく、フォークの変形量を確実に検出できるようにし
て、荷物の荷重の大小に影響されずに常に安定した荷役
作業を行うことができ、さらに、定格荷重以上の荷物を
吊り上げるといったことのない荷役装置を提供する。 【解決手段】 荷役装置１は、フォーク８を備え、この
フォーク８には当該フォーク８の歪みを検出する歪ゲー
ジ１６が取り付けられている。また、歪ゲージ１６の検
出出力に基づいてフォーク８のティルト角を変更するテ
ィルト角変更手段２４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォークを備えた
荷役装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、フォークリフトやスタッカーク
レーン等の荷役装置においては、荷物の積み降ろしのた
めにフォークが使用される。このような荷役装置に設け
られているフォークは、荷物の重量に耐え得るように予
め強度設計がなされているものの、フォークは鋼等の金
属でできているので、特に重量の大きい荷物をフォーク
に載せたときには、フォークが歪んで僅かに変形する。

【０００３】すなわち、図７に示すように、フォーク５
０に荷物が載置されていないときには、フォーク５０の
アーム部５０ａは地面に平行な状態になっているが（同
図（ａ））、重い荷物Ｗをフォーク５０で吊り上げたと
きには、バックレスト部５０ｂは地面等に対して略垂直
に保たれた状態になっているときでも、荷重が直接に加
わるアーム部５０ａが湾曲し（同図（ｂ））、その結
果、荷物Ｗの底面がラック載置面や地面に対してある角
度θだけ傾斜する。なお、５２はマスト、５３はリフト
ブラケット、５４は荷物載置用のパレットである。

【０００４】しかし、従来技術では、このようにフォー
ク５０の変形に起因して荷物Ｗが傾斜した場合でも、荷
物Ｗの傾斜がどの程度であるかを検出するための手段が
何ら設けられていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、フォーク５
０の変形に起因して荷物Ｗが傾斜すると、次に、この荷
物Ｗをたとえばラック上に荷下ろしするときには、荷と
ラックとが接触するタイミングが場所によって異なって
しまい、安定した荷置きをするのが難しくなっていた。

【０００６】このような不具合に対処するには、たとえ
ば、有人操作のフォークリフトなどでは、作業者が目視
等で観察しながら、荷物Ｗがラックの載置面や地面等に
対して水平状態になるようにティルトシリンダを操作し
てフォーク５０のティルト角を調整し直すことが可能で
あるが、マスト５２やリフトブラケット５３が視界の妨
げになって、荷物Ｗが実際にどの程度傾斜しているのか
分からないことも多く、ティルト角の調整に余分な手間
がかかることがある。

【０００７】一方、無人フォークリフトや、自動倉庫に
使用されるスタッカークレーンのような荷役装置は、遠
隔操作されるものであるから、有人の装置のように、荷
物Ｗの傾斜の有無を直接監視していない。そのため、フ
ォーク５０の変形に起因して荷物Ｗが傾斜状態でラック
上に荷下ろしするときには、安定した荷置きをするのが
一層難しくなる。しかも、定格重量以上の荷物を吊り上
げるとフォーク５０やラックが永久変形したりするなど
の不都合が生じる。

【０００８】さらに、図７（ｂ）に示したように、フォ
ーク５０の変形は主として直接に荷重が加わるアーム部
５０ａに発生するため、アーム部５０ａの先端にたとえ
ば光電式の角度検出センサを取り付けてアーム部５０ａ
の湾曲の程度を検出することが考えられる。しかし、荷
物Ｗの積み降ろしの際の作業性の確保や、フォーク５０
の強度を維持する上では、このようなセンサをアーム部
５０先端に取り付けるスペースを確保することが難し
い。

【０００９】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、荷役作業性やフォークの強度を何ら損
なうことなく、フォークの変形量を確実に検出できるよ
うにして、荷物の荷重の大小に影響されずに常に安定し
た荷役作業を行うことができ、さらに、定格荷重以上の
荷物を吊り上げるといったことのない荷役装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【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、フォークを備えた荷役装置において、
次のようにしている。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明に係る荷役
装置は、フォークに当該フォークの歪みを検出する歪ゲ
ージが取り付けられる一方、この歪ゲージの検出出力に
基づいてフォークのティルト角を変更するティルト角変
更手段を備えることを特徴としている。

【００１２】これにより、荷役作業性やフォークの強度
を何ら損なうことなく、極めて簡単な構成でもってフォ
ークの変形に伴って荷物がどの程度傾斜しているかを検
出することができる。しかも、同時にオーバーロードの
有無を検出することが可能になる。そして、歪ゲージの
検出出力に基づいてフォークの姿勢が適正になるように
変更されるので、荷役作業を常に安全に行うことができ
る。

【００１３】請求項２記載の発明に係る荷役装置は、請
求項１記載の構成において、前記ティルト角変更手段
は、歪ゲージの検出出力と荷物の傾斜角度とを対応付け
た情報が予め記憶されたメモリを備えることを特徴とし
ている。これにより、余分な演算が不要で、短時間の内
に荷物が傾斜しないように姿勢を直すことができる。

【００１４】請求項３記載の発明に係る荷役装置は、請
求項１または請求項２に記載の発明の構成において、前
記歪ゲージの検出出力が予め設定した基準値を越えてい
る場合には、オーバーロードを示す警報信号を出力する
手段を備えることを特徴としている。これにより、定格
重量以上の荷物を吊り上げたために、フォークやラック
が永久変形するなどの不都合を未然に防止することがで
きる。

【００１５】請求項４記載の発明に係る荷役装置は、請
求項１記載の発明の構成において、前記ティルト角変更
手段は、前記フォークのティルト角を水平になるように
変更するものであることを特徴としている。これによ
り、常にフォーク上に載置される荷物をラック棚の上に
適切に荷下ろしすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実
施の形態に係る荷役装置としての無人フォークリフトの
側面図である。

【００１７】この実施の形態の無人フォークリフト１
は、車体２の左右にストラドルアーム６が設けられ、こ
のストラドルアーム６の前端にそれぞれ走行輪３が、ま
た、車体２の後方側に駆動操舵輪４がそれぞれ設けられ
ている。各ストラドルアーム６にはマスト５が立設され
るとともに、各マスト５はこれらのストラドルアーム６
に沿って前後に移動可能に設けられている。さらに、こ
のマスト５に沿ってフォーク８がリフトブラケット９を
介して昇降可能に設けられている。そして、マスト５と
フォーク８との間には、フォーク８のティルト角を変化
させるための油圧式のティルトシリンダ１０が配置され
ている。

【００１８】さらに、車体２に設けた車体カバー１１内
には、図示しないが、駆動操舵輪駆動用の走行駆動装置
や駆動操舵輪操舵用のステアリング装置、ティルトシリ
ンダ１０やリフトシリンダ、リーチシリンダなどを駆動
する油圧モータ、これらの各部を制御するマイクロコン
ピュータ等が設けられている。なお、Ｗは荷物、１２は
荷物載置用のパレットである。

【００１９】また、この実施の形態において、図２に示
すように、フォーク８は、アーム部８ａと起立部８ｂと
からなり、起立部８ｂがリフトブラケット９に設けられ
た支軸１４に揺動可能に掛止されている。そして、この
支軸１４にはフォーク８のティルト角を検出するための
エンコーダ１５が取り付けられている。さらに、フォー
ク８のアーム部８ａと起立部８ｂとの根元側角部の側面
に、フォーク８の歪みを検出する歪ゲージ１６が固着さ
れている。この歪ゲージ１６は、特に半導体の場合、薄
肉軽量かつ小型であり、したがって、フォーク８の所定
箇所に容易に取り付けることができる。

【００２０】なお、歪ゲージ１６の取り付け位置は、図
２に示す箇所に限らず、たとえば、図３に示すように、
フォーク８の根元側角部に近接したアーム部８ａの箇所
に浅底の凹部８ｃを設け、この凹部８ｃ内に配置しても
よい。このように取り付けた場合、歪ゲージにパレット
や荷物が当たることを防止することができる。また、ア
ーム部８ａの底部、あるいは起立部８ｂの裏面側に配置
することも可能である。

【００２１】図４はフォーク８に吊り上げられる荷物Ｗ
の姿勢が常に適正になるように補正するための制御系統
の概略を示すブロック図である。同図において、１５は
エンコーダ、１６は歪ゲージ、１８はコントローラであ
る。コントローラ１８は、マイクロコンピュータなどで
構成されており、車体２の走行制御やフォーク８の昇降
制御を行うとともに、歪ゲージ１６およびエンコーダ１
５の検出出力に基づいてフォーク８の姿勢が適正になる
ように制御するようになっている。

【００２２】さらに、コントローラ１８は、歪ゲージ１
６の検出出力が予め設定した基準値を越えている場合に
は、オーバーロードを示す警報信号を図外の管理センタ
等に出力して管理者に通報するようになっている。ま
た、車体に取り付けた警報装置にオーバーロードを示す
警報信号を出力して管理者に知らせることも考えられ
る。警報装置としては、音や音声を発する音声発声装置
が考えられる。また、有人フォークリフトの場合は、上
記警報装置として音声発声装置の他に、オペレータが直
接に目視で確認できる表示装置が考えられる。この表示
装置はたとえば光の点滅や点灯、メッセージの表示が考
えられる。

【００２３】１９はメモリであり、このメモリ１９に
は、図５に示すように、歪ゲージ１６の検出出力と荷物
Ｗの傾斜角度θとを対応付けた情報が予め記憶されてい
る。すなわち、フォーク８で荷物Ｗを吊り上げたとき、
アーム部８ａに加わる荷重が大きい程、アーム部８ａの
変形が大きくなって歪ゲージ１６の検出出力が増加する
とともに、荷物Ｗの傾斜角度θも増加するので、両者の
関係を示すデータを予め作成してメモリ１９に記憶して
いる。このようなメモリ１９を設けることにより、歪ゲ
ージ１６の出力に基づく荷物Ｗの傾斜角度θを決定する
ための余分な演算処理が不要となり、短時間の内に荷物
Ｗが傾斜しないように姿勢を変更できるようになる。

【００２４】２２は油圧モータ、２３は油圧経路の切換
弁で、この切換弁２３がコントローラ１８で切り換え制
御されることにより、ティルトシリンダ１０やリフトシ
リンダ、リーチシリンダ等が個別に駆動される。そし
て、上記のコントローラ１８、ティルトシリンダ１０、
エンコーダ１５によって特許請求の範囲におけるティル
ト角変更手段２４が構成されている。

【００２５】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Ｗの重さに応じて適切な荷置き作業
を行うための制御動作について、図６に示すフローチャ
ートを参照して説明する。

【００２６】いま、地上に置かれたパレット１２に載せ
られている荷物Ｗをラックのある所定高さの棚まで運搬
するとする。まず、フォーク８を水平にする。このフォ
ーク８の水平は、予めフォーク８が水平となる位置をコ
ンコーダ１５のゼロ点として予め決めておき、エンコー
ダ１５の検出値がゼロ点となればフォーク８が水平であ
ると見なして停止させるものである。次に、パレット１
２にフォーク８を差し込んでから、リフトシリンダ２０
を作動してフォーク８をマスト５に沿って若干上昇させ
て、パレット１２が地上から僅かに浮き上がるようにす
る。

【００２７】この状態で、コントローラ１８は、歪ゲー
ジ１６からの検出出力を取り込み（ステップ１）、ま
ず、歪ゲージ１６の検出出力が予め設定した基準値を越
えているか否かを判断する（ステップ２）。歪ゲージ１
６の検出出力が基準値を越えている場合には、定格重量
以上の荷物Ｗと想定されるため、コントローラ１８は、
フォーク８を元の位置まで下降させるとともに（ステッ
プ６）、オーバーロードを示す警報信号を図外の管理セ
ンタ等に出力する。これにより、定格重量以上の荷物Ｗ
を吊り上げたためにフォーク８やラックが永久変形する
などの不都合を未然に防止することができる。

【００２８】また、歪ゲージ１６の検出出力が基準値を
越えていない場合には、荷物定格重量以下の荷物なの
で、コントローラ１８は、この歪ゲージ１６検出出力に
基づいて、図５に示す関係から、荷物Ｗの傾斜角度θを
決定する（ステップ３）。続いて、コントローラ１８
は、エンコーダ１５の検出出力を取り込んで、荷物Ｗの
底面がラックの載置面や地面等に対して水平状態になる
までティルトシリンダ１０を駆動してフォーク８のティ
ルト角を変更する（ステップ４，５）。

【００２９】このようにして、荷物Ｗの底面がラックの
載置面や地面等に対して水平状態になるようにフォーク
８のティルト角が変更されるため、フォーク８がラック
の所定高さの棚まで上昇されて荷下ろし処理が行われ、
荷物が水平状態を保ちながらラック棚に置かれる。した
がって、荷物とラック棚との接触のタイミングが場所に
よって異なることもなくなり、荷役作業を常に安定して
行うことができる。

【００３０】上記の実施の形態では、無人フォークリフ
ト１を例にとって説明したが、本発明はこれに限定され
るものでなく、たとえば、有人のフォークリフトやスタ
ッカークレーン等など、要するにフォーク８を備えた荷
役装置であれば、本発明を広く適用することが可能であ
る。

【００３１】また、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
適宜に変更して実施することが可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明の荷役装置によれば、次の効果を
奏する。 （１） 請求項１記載の発明では、フォークに歪ゲージ
を取り付けたので、荷役作業性やフォークの強度を何ら
損なうことなく、かつ、極めて簡単な構成でもって荷物
がどの程度傾斜しているかを検出することができる。し
かも、同時にオーバーロードの有無を検出することが可
能になる。そして、ティルト角変更手段は、歪ゲージの
検出出力に基づいてフォークのティルト角を変更するの
で、荷物の底面がラックの載置面や地面等に対して水平
状態になるようにフォークの姿勢が変更されるため、荷
役作業を常に安定して行うことができる。

【００３３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の効果に加えて、歪ゲージの検出出力と荷物の傾斜
角度とを対応付けた情報が予め記憶されたメモリを備え
るので、余分な演算が不要で、短時間の内に荷物が傾斜
しないように姿勢を直することができる。

【００３４】請求項３記載の発明に係る荷役装置は、請
求項１または請求項２の効果に加えて、歪ゲージの検出
出力が予め設定した基準値を越えている場合には、オー
バーロードを示す警報信号を出力するので、定格重量以
上の荷物を吊り上げたために、フォークやラックが永久
変形するなどの不都合を未然に防止することができる。

【００３５】請求項４記載の発明に係る荷役装置は、請
求項１記載の発明の効果に加えて、ティルト角変更手段
は、フォークのティルト角を水平になるように変更する
ので、常にフォーク上に載置される荷物をラック棚の上
に適切に荷下ろしすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る荷役装置としての無
人フォークリフトの側面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る無人フォークリフト
のフォークの部分を拡大して示す斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る歪ゲージのその他の
取り付け状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る無人フォークリフト
においてフォークのティルト角を変更するための制御系
統の概略を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態において、メモリに予め記
憶されている歪ゲージの検出出力と荷物の傾斜角度の関
係の特性データを示す説明図である。

【図６】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、荷物の重さに応じて適切な荷置き作業を行う
ための制御動作の説明に供するフローチャートである。

【図７】フォークで荷物を吊り上げる場合のフォークの
変形状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 無人フォークリフト（荷役車両） ８ フォーク ８ａ アーム部 ８ｂ 起立部 １０ ティルトシリンダ １５ エンコーダ １８ コントローラ １９ メモリ ２４ ティルト角変更手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォークを備えた荷役装置において、 前記フォークには、当該フォークの歪みを検出する歪ゲ
   ージが取り付けられる一方、この歪ゲージの検出出力に
   基づいて前記フォークのティルト角を変更するティルト
   角変更手段を備えることを特徴とする荷役装置。
2. 【請求項２】 前記ティルト角変更手段は、歪ゲージの
   検出出力と荷物の傾斜角度とを対応付けた情報が予め記
   憶されたメモリを備えることを特徴とする請求項１記載
   の荷役装置。
3. 【請求項３】 前記歪ゲージの検出出力が予め設定した
   基準値を越えている場合には、オーバーロードを示す警
   報信号を出力する手段を備えることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の荷役装置。
4. 【請求項４】 前記ティルト角変更手段は、前記フォー
   クのティルト角を水平になるように変更するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の荷役装置。