JP7488015B2 - フォークリフト - Google Patents

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Description

本発明は、フォークにパレットが接触したことを検知するためのセンサを備えたフォークリフトに関するものである。
一般に、オペレータが操作することなく荷役および走行を行うフォークリフト(いわゆる無人フォークリフト)は、フォークに物体が接触したことを検知するためのセンサを備えている(例えば特許文献1および2参照)。
特許文献1に記載のフォークリフトは、全体外形のより小さな断面視矩形状を有する直方体状の先端部が設けられたフォークと、フォークの先端部の外周に嵌められた接触部材と、接触部材の前後方向への移動を検知することによりフォークとパレットとの接触を検知する接触検知センサとを備えている。
また、特許文献2に記載のフォークリフトは、上面および下面および両側面に前後方向に延びる溝が形成されたフォークと、各溝の内部に当該溝に沿って設けられた当接位置検出部とを備えている。当接位置検出部は、レーザー光を投受光する光軸センサを備えており、フォークにフォーク当接物が当接すると、当接した位置に対応する光軸センサがレーザー光の反射光を受光することで、フォーク当接物の当接を検出する。
しかしながら、特許文献1の構成では、フォークにパレットが接触したことを検知する際には、フォークの先端部に設けられた接触部材が前後方向に動くことが必要であるため、フォークに対してパレットが側方から接触したことを検知することは難しいという問題があった。
また、特許文献2の構成では、光軸センサが荷役の支障とならない雨や雪等を検知することがあるため、フォークに対してパレットが接触したことを精確に検知できないという問題があった。
特開2003-63793号公報 特開2018-177514号公報
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、フォークに対してパレットが側方から接触したことを精確に検知できるフォークリフトを提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明のフォークリフトは、荷物を持ち上げるためのフォークと、当該フォークを左右方向に移動させるサイドシフト装置とを備えたフォークリフトにおいて、前記フォークは、前後方向に延びるフォーク本体と、前記フォーク本体の上面および少なくとも一側面を覆うフォークカバーと、前記フォーク本体に対して前記フォークカバーを支持する支持機構とを備えており、前記フォークカバーは、前記フォーク本体の外面である右側面および左側面のうち少なくとも一方の側面と左右方向に間隔を空けて対向する側板部を有しており、前記支持機構は、前記フォーク本体に対して前記フォークカバーを水平方向に変位可能に支持するよう構成され、前記フォークリフトは、前記フォーク本体に対する前記フォークカバーの変位を検出するセンサを備え、前記センサは、前記フォークカバーの側板部の内面および当該内面と対向する前記フォーク本体の外面のうち少なくとも一方の面に設けられていることを特徴とする。
また、前記センサとして、前後方向に間隔を空けて設けられた複数のセンサを備えていることが好ましい。
また、前記センサは、近接センサであって、前記フォークカバーの側板部の内面および当該内面と対向する前記フォーク本体の外面のうち一方の面には、センサ保護部材が設けられ、前記センサ保護部材は、前記フォークカバーの側板部の内面および当該内面と対向する前記フォーク本体の外面のうち一方の面に設けられた前記センサが、他方の面に接触することを防ぐことが好ましい。
また、前記センサは、前記フォークカバーの側板部の内面に設けられていることが好ましい。
また、前記支持機構は、前記フォーク本体および前記フォークカバーを接続する弾性部材を備え、前記弾性部材は、前記フォーク本体の上部に設けられた上側凹部に設けられ、フォーク本体とフォークカバーとが上下方向に間隔を空けて設けられるように前記フォークカバーを支持することが好ましい。
また、前記フォークは、前記支持機構として、前後方向に間隔を空けて設けられた複数の支持機構を備えていることが好ましい。
本発明によれば、フォークに対してパレットが側方から接触したことを精確に検知できるフォークリフトを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るフォークリフトの側面図である。 同実施形態に係るフォークリフトが備えるフォークの全体図である。 (A)は同実施形態に係るフォークの断面図であり、(B)および(C)は一部拡大図である。 同実施形態に係るフォークの断面図である。 (A)は同実施形態に係るフォークの下面図であり、(B)~(E)は一部拡大図である。 同実施形態に係るフォークリフトの概略構成を示すブロック図である。 変形例に係るフォークの断面図である。
図面を参照して、本発明を具体化した一実施形態に係るフォークリフトFを説明する。なお、図中の矢印で示す前後方向X、左右方向Y、および上下方向Zは、互いに直交する直線方向である。
図1に示すように、フォークリフトFは、走行および荷役を自律的に行う無人フォークリフトである。フォークリフトFは、路面上を走行する車両本体1Aと、フォーク2を含む荷役装置1Bとを備えている。フォーク2は、荷物(図示略)を持ち上げるための爪であって、昇降可能(すなわち上下方向Zに移動可能)に構成されている。
図2に示すように、フォークリフトFは、フォーク2として、左右方向Yに間隔を空けて設けられた左右一対のフォーク2R,2Lを備えている。以下、フォーク2R,2Lは同様の構成を有しているため、フォーク2R,2Lで共通する構成の説明は簡略化する。
フォーク2は、前後方向Xに延びるフォーク本体10と、フォーク本体10の上面11T、右側面11R、および、左側面11L(いずれも図4参照)を覆うフォークカバー20と、フォーク本体10に対してフォークカバー20を支持する支持機構30(図4参照)とを備えている。
図3(A)および図4は、フォーク2の断面図であり、図5(A)は、フォーク2の下面図である。図3(A)は、図4および図5(A)中のS1-S1部分の断面図であり、図4は、図3(A)および図5(A)中のS2-S2部分の断面図である。また、図3(B)および(C)は、図3(A)の一部拡大図であり、図5(B)~(E)は、図5(A)の一部拡大図である。
図3(A)に示すように、フォーク本体10は、前後方向Xに延びたブレード10Aと、上下方向Zに延びたシャンク10Bとを有している。ブレード10Aは、シャンク10Bの下端部から前方に向けて延びている。
図4に示すように、フォーク本体10のブレード10Aは、フォーク本体10の外面として、上面11Tと、右側面11Rと、左側面11Lと、下面11Bとを有している。また、フォーク本体10は、ブレード10Aの上部に設けられた上側凹部12Tと、ブレード10Aの下部に設けられた下側凹部12Bと、上側凹部12Tと下側凹部12Bとが連通する貫通孔13とを有している。図3(A)~(C)に示すように、上側凹部12T、下側凹部12B、および、貫通孔13は、それぞれ、前後方向Xに間隔を空けて2箇所に設けられている。
図4に示すように、フォークカバー20は、フォーク本体10の上面11Tと対向する上板部21Tと、フォーク本体10の右側面11Rと対向する右側板部21Rと、フォーク本体10の左側面11Lと対向する左側板部21Lとを有している。上板部21Tの下面、右側板部21Rの左側面、および、左側板部21Lの右側面は、フォークカバー20の内面を構成している。また、フォークカバー20は、上板部21Tに設けられた貫通孔22を有している。図3(A)~(C)に示すように、貫通孔22は、フォーク本体10の貫通孔13と同様に、前後方向Xに間隔を空けて2箇所に設けられている。
図3(A)~(C)に示すように、フォーク2は、支持機構30として、前後方向Xに間隔を空けて設けられた前後一対の支持機構30F,30Rを備えている。本実施形態では、前側に配置された支持機構30Fは、後述するセンサ4RF,4LFと並ぶように設けられ、後側に配置された支持機構30Rは、後述するセンサ4RR,4LRよりも前方に設けられている。以下、支持機構30F,30Rは同様の構成を有しているため、支持機構30F,30Rで共通する構成の説明を簡略化する。
支持機構30は、フォーク本体10に対してフォークカバー20を水平方向に変位可能に支持するよう構成されている。支持機構30は、弾性部材31と、ボルト32と、ナット33と、おねじ34とを備えている。本実施形態では、弾性部材31およびボルト32は、クッションゴム付きボルトにより構成されている。
弾性部材31は、フォーク本体10の上側凹部12Tに設けられるとともに、フォーク本体10の上面11Tから上方に突出させて設けられている。弾性部材31は、ボルト32の上部に固定されており、フォーク本体10に対してフォークカバー20が水平方向に変位可能となるようにフォーク本体10およびフォークカバー20を接続する。こうして、弾性部材31は、フォーク本体10とフォークカバー20とが上下方向Zに間隔を空けて設けられるようにフォークカバー20を支持している。
ボルト32は、フォーク本体10の貫通孔13に差し込まれており、ナット33に嵌め込まれている。ナット33は、フォーク本体10の下側凹部12Bに設けられており、クッションゴム付きボルト(弾性部材31およびボルト32)とフォーク本体10とを締結することで、弾性部材31をフォーク本体10に固定している。
おねじ34は、フォークカバー20の貫通孔22に差し込まれており、弾性部材31にねじ込まれている。おねじ34は、クッションゴム付きボルト(弾性部材31およびボルト32)とフォークカバー20とを締結することで、弾性部材31をフォークカバー20に固定している。
以上の構成により、図4に示すように、フォーク本体10の上面11Tとフォークカバー20の上板部21Tとは、上下方向Zに間隔を空けて設けられている。また、フォーク本体10の右側面11Rとフォークカバー20の右側板部21Rとは、左右方向Yに間隔を空けて設けられている。同様に、フォーク本体10の左側面11Lとフォークカバー20の左側板部21Lとは、左右方向Yに間隔を空けて設けられている。
そして、フォーク2を構成するフォークカバー20に外力が作用することで、弾性部材31が変形し、フォーク本体10に対してフォークカバー20が変位するように構成されている。具体的には、フォーク2に対してパレットが左右方向Yの一方から接触したときは、フォーク本体10に対してフォークカバー20が左右方向Yの他方に変位し、フォーク2に対してパレットが上下方向Zの一方から接触したときは、フォーク本体10に対してフォークカバー20が上下方向Zの他方に変位するように構成されている。
また、図5(A)~(E)に示すように、フォークリフトFは、フォーク2R,2Lの各々に設けられる構成として、フォーク本体10に対するフォークカバー20の変位を検出するセンサ4と、センサ4を保護するセンサ保護部材5とを備えている。
本実施形態では、1つのフォーク2には、センサ4として、4つのセンサ4RF,4RR,4LF,4LRが設けられている。以下、4つのセンサ4RF,4RR,4LF,4LRは同様の構成を有しているため、センサ4RF,4RR,4LF,4LRで共通する構成の説明を簡略化する。
センサ4は、フォーク本体10とフォークカバー20との間隔の変化を検出する。本実施形態では、センサ4は、フォーク本体10に反応する近接センサであり、フォークカバー20の内面に設けられている。
センサ4RF,4RRは、右側板部21Rの左側面に設けられ、かつ、前後方向Xに間隔を空けて設けられている。これらのセンサ4RF,4RRは、フォーク本体10の右側面11Rまでの距離を検出する。センサ4RF,4RRは、フォーク本体10に対してフォークカバー20が左方に変位し、フォーク本体10の右側面11Rまでの距離が所定量未満になったときに、信号を出力するように構成されている。
センサ4LF,4LRは、左側板部21Lの右側面に設けられ、かつ、前後方向Xに間隔を空けて設けられている。これらのセンサ4LF,4LRは、フォーク本体10の左側面11Lまでの距離を検出する。センサ4LF,4LRは、フォーク本体10に対してフォークカバー20が右方に変位し、フォーク本体10の左側面11Lまでの距離が所定量未満になったときに、信号を出力するように構成されている。
センサ保護部材5は、センサ4の近傍に設けられており、センサ4とフォーク本体10との衝突を防ぐことでセンサ4を保護する。本実施形態では、センサ保護部材5は、フォークカバー20の内面(すなわち右側板部21Rの左側面および左側板部21Lの右側面面)に設けられている。
また、図6に示すように、フォークリフトFは、サイドシフト装置6と、接触箇所判定部7と、制御部8とを備えている。接触箇所判定部7および制御部8は、1つ以上の集積回路により構成されている。
サイドシフト装置6は、フォーク2を左右方向Yに移動させる。サイドシフト装置6は、フォーク2R,2Lの間隔を変えることなくフォーク2R,2Lを移動させることで、車両本体1Aの走行停止時にパレットに対するフォーク2の位置を調整する。
接触箇所判定部7は、センサ4の出力に基づいてフォーク2に対するパレットの接触箇所を判定する。具体的には、接触箇所判定部7は、例えば、センサ4RFからフォーク本体10の右側面11Rまでの距離が所定量未満であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の右側板部21Rの前端部に対してパレットが右方から接触していると判定し、センサ4RRからフォーク本体10の右側面11Rまでの距離が所定量未満であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の右側板部21Rの後端部に対してパレットが右方から接触していると判定する。
また、接触箇所判定部7は、例えば、センサ4LFからフォーク本体10の左側面11Lまでの距離が所定量未満であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の左側板部21Lの前端部に対してパレットが左方から接触していると判定し、センサ4LRからフォーク本体10の左側面11Lまでの距離が所定量未満であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の左側板部21Lの後端部に対してパレットが左方から接触していると判定する。
制御部8は、フォーク2がパレットに差し込まれる際に、接触箇所判定部7による判定結果に基づいて、フォーク2の側面にパレットが接触しないようにサイドシフト装置6を制御する。具体的には、制御部8は、フォーク2に対してパレットが右方から接触していると接触箇所判定部7が判定した場合は、フォーク2を左方に移動させるようにサイドシフト装置6を制御し、フォーク2に対してパレットが左方から接触していると接触箇所判定部7が判定した場合は、フォーク2を右方に移動させるようにサイドシフト装置6を制御する。
本実施形態では以下の効果が得られる。
(1)センサ4が、フォーク本体10に対するフォークカバー20の変位を検出することで、フォーク2に対してパレットが右方または左方(側方)から接触したことを検知できる。フォーク本体10に対するフォークカバー20の変位は、フォーク本体10の外面とフォークカバー20の内面とが向かい合う閉鎖的な空間で検出できるため、雨や雪等に起因する誤検出を抑止できる。したがって、フォーク2に対してパレットが側方から接触したことを精確に検知できる。
(2)フォークリフトFは、センサ4として、前後方向Xに間隔を空けて設けられた複数のセンサ4RF,4RR,4LF,4LRを備えている。この構成によれば、センサ4RF,4RR,4LF,4LRの検出結果に基づいて、前後方向Xにおいてパレットがフォーク2に接触した箇所が判定可能となる。
(3)フォークリフトFは、センサ4がフォーク本体10の外面である右側面11Rまたは左側面11Lに接触することを防ぐセンサ保護部材5を備えている。この構成によれば、センサ4がフォーク本体10の外面に衝突して故障することを防止できる。
(4)センサ4は、フォークカバー20の内面である右側板部21Rの左側面および左側板部21Lの右側面に設けられている。この構成によれば、フォーク本体10にセンサ4を設ける加工を不要とすることで、フォーク本体10の強度低下を抑止できる。
(5)フォーク2は、支持機構30として、前後方向Xに間隔を空けて設けられた複数の支持機構30F,30Rを備えている。この構成によれば、フォーク本体10がフォークカバー20から受ける荷重を分散できる。
(6)複数の支持機構30のうち後方に配置された支持機構30Rは、複数のセンサ4のうち後方に配置されたセンサ4RR,4LRに比べて、前方に配置されている。この構成によれば、センサ4RR,4LRに対して支持機構30Rをフォーク2の先端寄りに配置することで、フォーク本体10の強度低下を抑止できる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記構成を変更することもできる。例えば、以下のように変更して実施することもでき、以下の変更を組み合わせて実施することもできる。
・図7に示すように、フォークリフトFは、センサ4として、フォーク本体10に対する上下方向Zのフォークカバー20の変位を検出するセンサ4Bをさらに備えていてもよい(変形例1)。この変形例1に係るフォークカバー20は、フォーク本体10の下面11Bと対向する下板部21Bを有しており、センサ4Bは、フォークカバー20の内面である下板部21Bの上面に設けられている。センサ4Bは、例えば、フォーク本体10に対してフォークカバー20が上方に変位し、フォーク本体10の下面11Bまでの距離が所定量未満になったときに、信号を出力するように構成されている。
また、変形例1に係る接触箇所判定部7は、例えば、センサ4Bからフォーク本体10の下面11Bまでの距離が所定量未満であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の下板部21Bに対してパレットが下方から接触していると判定する。そして、制御部8は、フォーク2に対してパレットが下方から接触していると接触箇所判定部7が判定した場合は、フォーク2の上面を後方に傾動させてパレットと接触させないように、フォークリフトFが備えるチルト装置およびリフト装置(いずれも不図示)を制御する。
変形例1に係る構成によれば、センサ4Bが、フォーク本体10に対するフォークカバー20の変位を検出することで、フォーク2に対してパレットが下方から接触したことを検知できる。
・変形例1と同様に、フォークカバー20の内面である上板部21Tの下面に、フォーク本体10に対する上下方向Zのフォークカバー20の変位を検出するセンサを設け、フォーク2に対してパレットが上方から接触したことを検知できるように構成してもよい。
・フォーク2に対してパレットが側方から接触したことを検知できるのであれば、センサ4の配置を適宜変更してもよい。例えば、センサ4を、フォークカバー20の内面に代えて、フォーク本体10の外面に設けてもよい。具体的には、センサ4を、ブレード10Aの右側面11Rおよび左側面11Lに設けてもよい。この場合、センサ4は、フォークカバー20の内面までの距離を検出し、その距離が所定量未満になったときに信号を出力するように構成される。この構成を採用した場合は、センサ4からフォークカバー20の内面までの距離が所定量未満である場合に、フォーク2に対してパレットが接触していると判定される。
・フォーク2に対してパレットが側方から接触したことを検知できるのであれば、センサ4の構成を適宜変更してもよい。例えば、センサ4RF,4RRが、フォーク本体10に対してフォークカバー20が右方に変位し、フォーク本体10の右側面11Rまでの距離が所定量以上になったときに、信号を出力するように構成してもよい。この場合、接触箇所判定部7は、センサ4RF,4RRからフォーク本体10の右側面11Rまでの距離が所定量以上であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の左側板部21Lに対してパレットが左方から接触していると判定する。
また、センサ4LF,4LRが、フォーク本体10に対してフォークカバー20が左方に変位し、フォーク本体10の左側面11Lまでの距離が所定量以上になったときに、信号を出力するように構成してもよい。この場合、接触箇所判定部7は、センサ4LF,4LRからフォーク本体10の左側面11Lまでの距離が所定量以上であることを示す信号を受信した場合は、フォーク2の右側板部21Rに対してパレットが右方から接触していると判定する。
・フォーク2に対してパレットが側方から接触したことを検知できるのであれば、センサ4の個数を適宜変更してもよい。例えば、2つのセンサ4LF,4LR、または、2つのセンサ4RF,4RRを省いて、センサ4の個数を半分にしてもよい。センサ4LF,4LR、または、センサ4RF,4RRを省いた場合は、フォークカバー20は、フォーク本体10の両側面(右側面11Rおよび左側面11Lの双方)を覆う必要はなく、一側面(右側面11Rおよび左側面11Lの一方)のみを覆うように構成されていればよい。
・フォーク本体10に対するフォークカバー20の変位を検出できるのであれば、センサ保護部材5を省き、非接触式のセンサ4に代えて、接触式のセンサ(例えばテープセンサ)を採用してもよい。また、センサは、フォーク本体10に対するフォークカバー20の変位量を出力するアナログセンサであってもよい。
・フォークカバー20は、右側板部21Rおよび左側板部21Lの一方のみを有するように構成してもよい。すなわち、フォークカバー20は、フォーク本体10の右側面11Rおよび左側面11Lの少なくとも一方を覆うように構成されていればよい。
・センサ保護部材5を、フォークカバー20の内面に代えて、フォーク本体10の外面に設けてもよい。すなわち、フォークカバー20の内面およびフォーク本体10の外面のうち、一方に設けられたセンサ4が、他方に接触することを防ぐことができるのであれば、センサ保護部材5の配置を適宜変更してもよい。
・フォーク本体10に対してフォークカバー20を支持できるのであれば、支持機構30の構成を適宜変更してもよい。また、支持機構30の配置および数量を適宜変更してもよい。
・フォークリフトFは、オペレータの操作により走行および荷役可能に構成された有人フォークリフトであっても、動作モードを切り替えることで有人フォークリフトとしても無人フォークリフトとしても動作する有人無人兼用フォークリフトであってもよい。
1A 車両本体
1B 荷役装置
2,2R,2L フォーク
4,4RF,4RR,4LF,4LR センサ
5 センサ保護部材
10 フォーク本体
11T 上面
11R 右側面
11L 左側面
11B 下面
12T 上側凹部
12B 下側凹部
13 貫通孔
20 フォークカバー
21T 上板部
21R 右側板部
21L 左側板部
22 貫通孔
30,30R,30L 支持機構
31 弾性部材
32 ボルト
33 ナット
34 おねじ
F フォークリフト
X 前後方向
Y 左右方向
Z 上下方向

Claims (6)

  1. 荷物を持ち上げるためのフォークと、当該フォークを左右方向に移動させるサイドシフト装置とを備えたフォークリフトにおいて、
    前記フォークは、前後方向に延びるフォーク本体と、前記フォーク本体の上面および少なくとも一側面を覆うフォークカバーと、前記フォーク本体に対して前記フォークカバーを支持する支持機構とを備えており、
    前記フォークカバーは、前記フォーク本体の外面である右側面および左側面のうち少なくとも一方の側面と左右方向に間隔を空けて対向する側板部を有しており、
    前記支持機構は、前記フォーク本体に対して前記フォークカバーを水平方向に変位可能に支持するよう構成され、
    前記フォークリフトは、前記フォーク本体に対する前記フォークカバーの変位を検出するセンサを備え
    前記センサは、前記フォークカバーの側板部の内面および当該内面と対向する前記フォーク本体の外面のうち少なくとも一方の面に設けられている
    ことを特徴とするフォークリフト。
  2. 前記センサとして、前後方向に間隔を空けて設けられた複数のセンサを備えている
    ことを特徴とする請求項1に記載のフォークリフト。
  3. 前記センサは、近接センサであって、
    前記フォークカバーの側板部の内面および当該内面と対向する前記フォーク本体の外面のうち一方の面には、センサ保護部材が設けられ、
    前記センサ保護部材は、前記フォークカバーの側板部の内面および当該内面と対向する前記フォーク本体の外面のうち一方の面に設けられた前記センサが、他方の面に接触することを防ぐ
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のフォークリフト。
  4. 前記センサは、前記フォークカバーの側板部の内面に設けられている
    ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のフォークリフト。
  5. 前記支持機構は、前記フォーク本体および前記フォークカバーを接続する弾性部材を備え、
    前記弾性部材は、前記フォーク本体の上部に設けられた上側凹部に設けられ、フォーク本体とフォークカバーとが上下方向に間隔を空けて設けられるように前記フォークカバーを支持する
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のフォークリフト。
  6. 前記フォークは、前記支持機構として、前後方向に間隔を空けて設けられた複数の支持機構を備えている
    ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のフォークリフト。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020500798A (ja) 2016-12-06 2020-01-16 カスケード コーポレイションCascade Corporation 自己補償荷重感知フォークブレードアセンブリ

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