JP5327803B2 - フォークリフト - Google Patents

Description

本発明は、地上の前方障害物を検出するフォークリフトに関する。

従来からあるフォークリフトでは、周辺の作業者や障害物とフォークリフトとが接触して、事故が起こらないようにするため、センサやカメラなどによりフォークリフト周辺の障害物を検出するものがある。

例えば、特許文献１の無人フォークリフトでは、フォークの先端に前方検出センサとして、光電スイッチを備え、人がフォーク前方に入り込んだことを光電スイッチが検出したときに、フォークリフトの非常停止を行い、事故防止を図っている。また、特許文献２のフォークリフトでは、フォークに障害物を検出する光電センサを備え、フォーク先端近傍の障害物を検出したときに、フォークリフトに設けたランプを点灯させることによって、オペレータに障害物の存在を報知している。

フォークリフトの走行中に地上の前方障害物を検出するため、特許文献１や特許文献２のようにフォークに障害物検出センサを設ける構成にした場合、フォークを下降させた状態で走行しているときは、地上の障害物を検出することは可能である。

しかし、フォークを上昇させた状態で走行しているときは、障害物センサの検出領域が、地上の障害物よりも高い位置にあるため、地上の前方障害物を検出することができなかった。さらに、作業場にあるラック等の建屋構造物を障害物として検出し、不要なものに障害物センサが反応することがあった。

そこで、フォークの先端ではなく、マストの下方に障害物センサを設けて、地上の障害物を検出する構成が考えられる。

しかしながら、この構成では、フォークを下降させた状態で走行しているときには、バックレストやリフトブラケット等のフォークリフトの構造物が、障害物センサの前方に位置する。このため、障害物センサがフォークリフトの構造物に反応し、地上の前方障害物を検出することができなかった。

上記のように、フォークリフトにおける地上の前方障害物の検出は、フォークの揚高により制限を受けていた。

特開昭６２−２６９８９８号公報 特開２００２−０８７７９４号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、フォークの揚高にかかわらず、走行中に常に地上の前方障害物を検出できるフォークリフトを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るフォークリフトは、車体の前方に立設されたマストと、マストに昇降可能に設けられるリフトブラケットと、リフトブラケットに支持され、荷役のためにリフトブラケットを介してマストに沿って昇降するフォークと、を備え、
フォークが所定の高さにあることを検出する揚高センサと、マストよりも後方に位置するように車体の下部に設けられ、前方障害物を検出し、フォークが所定の高さ未満にあるときにリフトブラケットで前方がさえぎられるように設けられた車体下部センサと、フォークの先端に設けられ、前方障害物を検出するフォーク先端センサと、揚高センサに基づき、車体下部センサおよびフォーク先端センサを制御する制御手段と、作業者に警告を行う警告手段と、を備え、
制御手段は、揚高センサにより、フォークが所定の高さ以上にあることを検出しているときは、車体下部センサを作動し、フォーク先端センサを非作動とし、揚高センサにより、フォークが所定の高さ未満にあることを検出しているときは、車体下部センサを非作動とし、フォーク先端センサを作動し、フォークの高さに応じて、車体下部センサおよびフォーク先端センサのいずれか一方が作動するように切り替え、
さらに、車体下部センサおよびフォーク先端センサのうち作動しているセンサの検出信号に基づき、警告手段を作動する。

好ましくは、車体下部センサは長距離センサであり、フォーク先端センサは短距離センサである。

好ましくは、フォーク先端センサは、左右一対のフォークの先端にそれぞれ設けられ、左側に設けられたフォーク先端センサの障害物検出領域と、右側に設けられたフォーク先端センサの障害物検出領域とが交差している。

好ましくは、警告手段は、車体の走行制御を行うことにより警告を行う。

好ましくは、警告手段は、音または光により警告を行う。

本発明によれば、フォークが所定の高さ未満にあるときは、車体下部センサを非作動とし、フォーク先端センサを作動させ、地上の前方障害物を検出する。したがって、車体下部センサが、リフトブラケット等のフォークリフトの構造物を障害物として検出することなく、フォーク先端センサで地上の前方障害物を検出することができる。そして、フォークが所定の高さ以上にあるときは、フォーク先端センサを非作動とし、車体下部センサを作動させ、地上の前方障害物を検出する。したがって、フォーク先端センサが、ラック等の建屋構造物を障害物として検出せず、車体下部センサで地上の前方障害物を検出することができる。結果、フォークの揚高によらず、不必要なものにセンサが反応することなく、常に地上の前方障害物のみを検出することができる。

本発明に係るフォークリフトを示す図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは側面図である。 地上の前方障害物を検出する様子を示す図であって、図２Ａは車体下部センサにより障害物を検出し、図２Ｂはフォーク先端センサにより障害物を検出する様子を示す図である。 障害物検出手段の構成を示すブロック図である。 フォークの揚高に伴い作動するセンサを切り替えて地上の前方障害物を検出する様子を示す図であり、図４Ａはフォークが所定の高さ未満の場合、図４Ｂはフォークが所定の高さ以上の場合の障害物検出の様子を示す。

以下、図面に基づいて、本発明に係るフォークリフトの実施形態を説明する。

図１の通り、フォークリフトは、車体１を備える。フォークリフトは、荷役を行うため左右一対のフォーク２Ｌ、２Ｒを備える（図１Ａ）。車体１の前方には、フォーク２Ｌ、２Ｒを昇降するためのマスト３が立設される。リフトブラケット４が、マスト３に昇降可能に設けられる。フォーク２Ｌ、２Ｒは、リフトブラケット４に支持され、リフトブラケット４を介してマスト３に沿って昇降する。

フォークリフトは、車体１の前方にある障害物を検出するため、車体１の正面下部に車体下部センサ５を備える（図１Ｂ）。車体下部センサ５は、前方に立設されたマスト３を障害物として誤検出しないために、マスト３に検出領域５０（図２Ａ）が重ならないように、車体１の正面下部の真中に設けられ、図２Ａのように地上の前方障害物Ｏを検出する。

フォークリフトは、車体１の前方にある障害物を検出するため、左右一対のフォーク２Ｌ、２Ｒの先端のそれぞれに、フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒを備える（図１Ａ）。フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは、荷役の際に障害とならないように、フォーク先端の下部に設けられることが好ましい。

フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは、図２Ｂに示されるように、左側のフォーク先端センサ６Ｌの検出領域６０Ｌと、右側のフォーク先端センサ６Ｒの検出領域６０Ｒとを内側に向けて傾斜させて、フォーク２Ｌ、２Ｒの前方で互いの検出領域６０Ｌ、６０Ｒを交差するように設けられる。このようにして、左右一対のフォーク２Ｌ、２Ｒの間隔が大きいことによって、フォーク２Ｌ、２Ｒの間にある障害物を見落とすことなく、確実に地上の前方障害物Ｏを検出できるようにする。

車体下部センサ５およびフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは、例えば、光電センサのような非接触センサである。光電センサの投光素子から投光される光が、障害物に照射されて反射し、その反射光を光電センサの受光素子が受光することによって障害物の有無を検出する。車体下部センサ５およびフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは、前方の障害物を検出できる距離を設定できるものであることが好ましい。また、車体下部センサ５およびフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは、光電センサに代えて、超音波センサであってもよい。

図３の通り、フォーリフトは、フォーク２Ｌ、２Ｒが所定の高さにあることを検出する揚高センサ７を備える。

揚高センサ７には、例えば、エンコーダを用いる。フォーク２Ｌ、２Ｒが昇降することによるエンコーダからの出力信号により、フォーク２Ｌ、２Ｒの地上からの高さを連続的に検出する。このように、フォーク２Ｌ、２Ｒの高さを連続的に検出できる場合、作業者は、所定の高さを、作業場に応じて自由に設定することが可能となる。

揚高センサ７は、エンコーダに代えて、マスト３の所定の高さの位置に設けられるリミットスイッチであってもよい。フォーク２Ｌ、２Ｒを支持するリフトブラケット４が、マスト３に沿って上昇し、所定の高さに達したときにリミットスイッチがオンに切り替わり、また、リフトブラケット４が下降して所定の高さにまで達したときには、リミットスイッチがオフに切り替わるように構成される。リミットスイッチのオン、オフの切り替えにより、フォーク２Ｌ、２Ｒが所定の高さ以上あるか否かを検出する。また、リミットスイッチをマストに沿って複数個所に設けることにより、作業場に応じて所定の高さを自由に設定することもできる。

フォークリフトは、揚高センサ７からの検出信号に基づいて、車体下部センサ５およびフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒの制御を行う制御手段８を備える。

フォークリフトは、作業者に障害物の存在を警告する警告手段９を備える。警告手段９は、例えば、ブザーである。車体下部センサ５またはフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒにより障害物を検出したとき、制御手段８がブザー音を鳴らすことで、音により作業者に障害物の存在を警告する。また、警告手段９には、ブザーの代わりにまたはこれと併用して、回転灯を用いてもよい。障害物を検出したときに制御手段８が、回転灯を作動させ、光により作業者に障害物の存在を警告する。作業者は、警告手段９により障害物の存在を知ることで、ハンドル、ブレーキを操作して、フォークリフトと障害物との接触を防止する。

この他に、警告手段９は、フォークリフトの走行制御を行うものであってもよい。車体下部センサ５またはフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒにより障害物を検出した場合に、走行速度を一定速度以下に制御するものや、急ブレーキである。このように、作業者のハンドル、ブレーキ操作にかかわらず、強制的に走行制御を行うことで、フォークリフトと障害物との接触を未然に防止してもよい。

次に、フォーク２Ｌ、２Ｒの高さに応じて、作動させるセンサを切り替えて地上の障害物のみを検出する方法について、図４を参照して説明する。

揚高センサ７がフォーク２Ｌ、２Ｒの高さを検出し、フォーク２Ｌ、２Ｒが所定の高さＨ未満であるとき、制御手段８は、車体下部センサ５を非作動状態に、フォーク先端センサ６を作動状態にし、フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒによって、地上の前方障害物Ｏの検出を行う（図４Ａ）。車体下部センサ５は、非作動であるため、フォーク２Ｌ、２Ｒやリフトブラケット４を障害物として検出することはないので、地上の前方障害物Ｏのみを検出できる。なお、制御手段８は、左側のフォーク先端センサ６Ｌまたは右側のフォーク先端センサ６Ｒのいずれか一方が、地上の前方障害物Ｏを検出したときに、警告手段９を作動させる。

一方、フォーク２Ｌ、２Ｒが上昇し、フォーク２Ｌ、２Ｒが所定の高さＨ以上にあることを揚高センサ７が検出したとき、制御手段８は、非作動状態にある車体下部センサ５を作動し、作動状態にあるフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒを非作動とし、作動させるセンサを切り替え、車体下部センサ５により地上の前方障害物Ｏを検出する（図４Ｂ）。このとき、フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒでは地上の前方障害物Ｏを検出できないが、車体下部センサ５は、フォーク２Ｌ、２Ｒやリフトブラケット４に干渉されずに、地上の前方障害物Ｏを検出することができる。そして、フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは非作動のため、ラック等の建屋構造物を障害物として検出することがないため、地上の前方障害物Ｏのみを検出できる。

所定の高さＨを車体下部センサ５の検出領域５０の高さ以下に設定した場合、フォーク２Ｌ、２Ｒの位置が所定の高さＨと検出領域５０の高さとの間であれば、作動状態の車体下部センサ５が前方のフォーク２Ｌ、２Ｒ、リフトブラケット４等を障害物として検出するため、地上の前方障害物Ｏを検出することができない。また、所定の高さＨを地上の前方障害物Ｏより高く設定した場合、フォーク２Ｌ、２Ｒの位置が地上の前方障害物Ｏと所定の高さＨとの間であれば、作動状態のフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒの検出領域６０Ｌ、６０Ｒが、地上の前方障害物Ｏより高い位置に存在するため、地上の前方障害物Ｏを検出することができない。

従って、作動させるセンサを切り替える基準となる所定の高さＨは、車体下部センサ５の検出領域５０の高さより高く、地上の前方障害物Ｏの高さ未満で設定する。例えば、所定の高さＨは、車体下部センサ５０の高さとほぼ同じくらい（若干高い程度）の高さに設定されることが好ましい（図４参照）。

上記のように、所定の高さＨを設定し、フォーク２Ｌ、２Ｒの高さに応じて、車体下部センサ５およびフォーク下部センサ６Ｌ、６Ｒのいずれかが作動するように切り替えることで、フォー２Ｌ、２Ｒの高さによらず、不要なもの対する反応を避け、常に地上の前方障害物Ｏのみを検出することができる。

なお、車体下部センサ５は長距離センサであり、フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒは短距離センサであることが好ましい。車体下部センサ５およびフォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒが、障害物を検出できる距離を設定できるセンサである場合、長距離センサの障害物を検出できる距離は、フォーク２Ｌ、２Ｒの長さと、フォーク先端センサ６Ｌ、６Ｒの障害物を検出できる距離とを合わせた距離に設定する。このようにすることで、フォーク２Ｌ、２Ｒの高さに応じて、作動するセンサを切り替えても、常に車体１の正面から一定の距離内にある地上の前方障害物Ｏを検出することができる（図４参照）。

１ 車体
２Ｌ 左側のフォーク
２Ｒ 右側のフォーク
５ 車体下部センサ
５０ 車体下部センサの検出領域
６Ｌ 左側フォーク先端センサ
６Ｒ 右側フォーク先端センサ
６０Ｌ 左側フォーク先端センサの検出領域
６０Ｒ 右側フォーク先端センサの検出領域
７ 揚高センサ
８ 制御手段
９ 警告手段
Ｈ 所定の高さ
Ｏ 地上の前方障害物

Claims (5)

1. 車体の前方に立設されたマストと、前記マストに昇降可能に設けられるリフトブラケットと、前記リフトブラケットに支持され、荷役のために前記リフトブラケットを介して前記マストに沿って昇降するフォークと、を備えたフォークリフトにおいて、
   前記フォークが所定の高さにあることを検出する揚高センサと、
   前記マストよりも後方に位置するように前記車体の下部に設けられ、前方障害物を検出し、前記フォークが前記所定の高さ未満にあるときに前記リフトブラケットで前方がさえぎられるように設けられた車体下部センサと、
   前記フォークの先端に設けられ、前方障害物を検出するフォーク先端センサと、
   前記揚高センサに基づき、前記車体下部センサおよび前記フォーク先端センサを制御する制御手段と、
   作業者に警告を行う警告手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記揚高センサにより、前記フォークが前記所定の高さ以上にあることを検出しているときは、前記車体下部センサを作動し、前記フォーク先端センサを非作動とし、前記揚高センサにより、前記フォークが前記所定の高さ未満にあることを検出しているときは、前記車体下部センサを非作動とし、前記フォーク先端センサを作動し、前記フォークの高さに応じて、前記車体下部センサおよび前記フォーク先端センサのいずれか一方が作動するように切り替え、
   さらに、前記車体下部センサおよび前記フォーク先端センサのうち作動しているセンサの検出信号に基づき、前記警告手段を作動することを特徴とするフォークリフト。
2. 前記車体下部センサは長距離センサであり、前記フォーク先端センサは短距離センサであることを特徴とする請求項１記載のフォークリフト。
3. 前記フォーク先端センサは、左右一対の前記フォークの先端にそれぞれ設けられ、左側に設けられた前記フォーク先端センサの障害物検出領域と、右側に設けられた前記フォーク先端センサの障害物検出領域とが交差していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォークリフト。
4. 前記警告手段は、前記車体の走行制御を行うことにより警告を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のフォークリフト。
5. 前記警告手段は、音または光により警告を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のフォークリフト。

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