(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
一般的には、フォークリフト等の荷役車両が備える昇降装置は、油圧シリンダおよびオイルポンプ等を含む油圧システムで構成されている。こうした中、電動機の出力の向上に伴い、上記油圧システムを使用しない荷役車両が開発されている。下記特許文献1には、フォークリフト等の荷役車両に適用される荷役装置が記載されており、当該荷役装置は、油圧システムに代えて、チェーンおよびスプロケットで構成されるチェーン・スプロケット機構を備えている。
【0003】
また、フォークリフトに設けられる昇降装置として、二段マストを備える昇降装置が一般的に知られている。二段マストは、固定マストと、固定マストに対して昇降可能に設けられた移動マストとで構成され、移動マストには、当該移動マストに対して昇降可能な昇降体が設けられる。昇降体にフォークが設けられることによって、フォークは固定マストおよび移動マストに対して昇降する。
【0004】
ところで、チェーンで移動マストおよび昇降体を吊り上げる構成では、下方に作用する荷重を昇降体が受けたとき、移動マストが下降する。移動マストが下降すると、移動マストで吊り上げられたチェーンの一部分である被吊上げ部が弛み、チェーンとスプロケットとが適切に噛み合わなくなるおそれがあった。すなわち、昇降体が荷重を受けたときにチェーンの被吊上げ部が弛むという問題があった。しかし、特許文献1では、チェーンの弛みを抑制することについて考慮されていない。また、チェーン全体の張力を高めることによってチェーンの弛みを抑制することは可能であるが、チェーンを駆動するために必要な電力が増大するという不都合や、チェーンの寿命が短くなるという不都合が生じる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図面を参照しながら、本発明に係る昇降装置の一実施形態を説明する。なお、図面において、矢印Xで示す前後方向Xと、矢印Yで示す左右方向Yと、矢印Zで示す上下方向Zとは、互いに直交する方向である。
【0013】
図1に示すように、リーチ式のフォークリフト1は、車両本体10、走行装置20、および荷役装置30等を備えた荷役車両である。
車両本体10には、走行装置20および荷役装置30の動力源であるバッテリー(図示略)を収納するバッテリー収納部11と、フォークリフト1を運転するオペレータ(図示略)が搭乗する搭乗部12とが設けられている。また、車両本体10には、前方に向けて張り出したストラドルレッグ13と、搭乗部12の上方に配置されたヘッドガード14とが設けられている。ストラドルレッグ13は、荷役装置30の右方および左方に設けられている。
【0014】
走行装置20は、ストラドルレッグ13に設けられた前輪21と、前輪21に対して後方に設けられた後輪22と、後輪22を駆動させる走行用モーター(図示略)と、後輪22の向きを変える転舵装置(図示略)等により構成されている。
【0015】
荷役装置30は、車両本体10の前方に設けられ、荷が積まれたパレット(不図示)を支持するフォーク31と、チルト装置(図示略)と、リーチ装置(図示略)と、フォーク31を昇降させる昇降装置40とを備える。チルト装置は、水平面に対するフォーク31の角度であるチルト角を調整する。リーチ装置は、昇降装置40とともにフォーク31を前後方向Xに移動させる。
図1は、リーチ装置が昇降装置40およびフォーク31を前方に移動させたときのフォークリフト1を示している。
【0016】
昇降装置40は、電動機41、マスト50、キャリッジ60、および動力伝達機構70,80を備える。電動機41は、キャリッジ60が昇降するための動力を発生させる動力発生装置であって、電動機41の動力は、動力伝達機構70,80によってキャリッジ60に伝達される。
【0017】
図2〜6を参照して、マスト50、キャリッジ60、および動力伝達機構70,80を説明する。なお、昇降装置40は、左右一対に設けられた2つの動力伝達機構70,80を備えている。右方および左方のうち一方に配置された動力伝達機構70,80と他方に配置された動力伝達機構70,80とは同様の構成を有しているため、以下においては、右方に配置された動力伝達機構70,80に係る構成について説明し、左方に配置された動力伝達機構70,80に係る構成の説明については省略する。
【0018】
図2では、右方から見て互いに重なる物体を明瞭に図示するために、マスト50、キャリッジ60、および動力伝達機構70,80は互いに分離した状態で図示されている。なお、
図2では、電動機41の図示は省略されている。
【0019】
図2に示すように、マスト50は、上下方向Zに伸縮する二段マストであって、上下方向Zに延びた左右一対のアウターマスト51およびインナーマスト52で構成される。アウターマスト51は、上下方向Zに移動しない固定マストである。一方、インナーマスト52は、アウターマスト51に対して昇降可能に設けられた移動マストである。インナーマスト52は、アウターマスト51の内側に嵌めこまれる。
【0020】
インナーマスト52には、チェーン接続部91,92が設けられており、チェーン接続部91,92には、動力伝達機構70を構成するチェーン73が接続される。チェーン接続部91,92は、インナーマスト52から後方に突出している。チェーン接続部91の構成は、
図3を用いて後述する。チェーン接続部92は、チェーン73が連結される連結軸92Aと、連結軸92Aを支持する支持部92Bとで構成されている。連結軸92Aは、ナット92Cによって支持部92Bに対して固定される。連結軸92Aは、連結軸92Aに嵌められたナット92Cを緩めることで、支持部92Bに対して上下方向Zに移動可能に構成されている。
【0021】
一方、アウターマスト51には、チェーン接続部93が設けられており、チェーン接続部93には、動力伝達機構80を構成するチェーン82が接続される。チェーン接続部93は、アウターマスト51から後方に突出している。チェーン接続部93は、チェーン82が連結される連結軸93Aと、連結軸93Aを支持する支持部93Bとで構成されている。連結軸93Aは、ナット93Cによって支持部93Bに対して固定される。連結軸93Aは、連結軸93Aに嵌められたナット93Cを緩めることで、支持部93Bに対して上下方向Zに移動可能に構成されている。
【0022】
キャリッジ60は、左右一対のインナーマスト52の間に設けられ、アウターマスト51およびインナーマスト52に対して昇降可能に設けられた昇降体である。キャリッジ60は、インナーマスト52に対して昇降可能に設けられたリフトブラケット61と、フォーク31が固定されたフィンガーバー(図示略)とを含む。キャリッジ60には、チェーン接続部94が設けられており、チェーン接続部94には、動力伝達機構80を構成するチェーン82が接続される。チェーン接続部94は、キャリッジ60から後方に突出している。
【0023】
動力伝達機構70は、スプロケット71,72と、チェーン73とで構成されている。スプロケット71,72は、チェーン73と噛み合って回転する回転体である。スプロケット71は、アウターマスト51の下端部の近傍に設けられ、電動機41の動力によって回転する駆動軸(図示略)の端部に設けられている。スプロケット71は、チェーン73を駆動する駆動スプロケットであって、電動機41の動力によって回転する。スプロケット72は、アウターマスト51の上端部の近傍に設けられており、スプロケット71の上方に設けられている。スプロケット72は、チェーン73の駆動に伴って回転する従動スプロケットである。チェーン73は、2つのスプロケット71,72の間に架け渡された索状体であって、スプロケット71,72と噛み合うローラーチェーンである。チェーン73は、スプロケット71,72に架け渡された架設部73Aと、スプロケット71から上方に吊り上げられた被吊上げ部73Bと、スプロケット72から下方に垂れ下がった下垂部73Cと、一端部73Dと、他端部73Eとを有している。チェーン73の一端部73D(第1端部)は、被吊上げ部73Bの末端部であって、チェーン接続部91に連結されることによってインナーマスト52に接続される。一方、チェーン73の他端部73E(第2端部)は、下垂部73Cの末端部であって、チェーン接続部92に連結されることによってインナーマスト52に接続される。
【0024】
動力伝達機構80は、スプロケット81と、チェーン82とで構成されている。スプロケット81は、チェーン82と噛み合って回転する回転体である。スプロケット81は、インナーマスト52の上端部の近傍に設けられ、アウターマスト51に対してインナーマスト52とともに昇降する。チェーン82は、スプロケット81に掛けられた索状体であって、スプロケット81と噛み合うローラーチェーンである。チェーン82は、スプロケット81から下方に垂れ下がった一端側下垂部82Aおよび他端側下垂部82Bと、一端部82Cと、他端部82Dとを有している。チェーン82の一端部82C(第3端部)は、一端側下垂部82Aの末端部であって、チェーン接続部93に連結されることによってアウターマスト51に接続される。一方、チェーン82の他端部82D(第4端部)は、他端側下垂部82Bの末端部であって、チェーン接続部94に連結されることによってキャリッジ60に接続される。
【0025】
本実施形態では、アウターマスト51に対するインナーマスト52の移動量が大きくなるように、スプロケット71の外径は、スプロケット72の外径に比べて小さく、かつ、チェーン接続部92の支持部92Bは、チェーン接続部91の下方に設けられている。スプロケット71の外径をスプロケット72の外径に比べて小さくすることによって、チェーン73の被吊上げ部73Bおよび下垂部73Cを平行に延ばすことができ、かつ、下垂部73Cを避ける位置にスプロケット71を設けることができる。また、チェーン接続部92の支持部92Bをチェーン接続部91の下方に設けることによって、チェーン73の下垂部73Cを長くすることができる。したがって、アウターマスト51に対するインナーマスト52の昇降量を大きくすることができ、アウターマスト51の寸法を大きくすることなくキャリッジ60の最大揚高を高くすることができる。
【0026】
図3を参照して、チェーン接続部91に係る構成を説明する。
図3(A)は、チェーン73の被吊上げ部73Bの張力が所定以上であるときのチェーン接続部91を示し、
図3(B)は、被吊上げ部73Bの張力が所定未満であるときのチェーン接続部91を示している。
【0027】
図3に示すように、チェーン接続部91は、チェーン73の被吊上げ部73Bの張力を調整する張力調整機構であって、連結軸91A、圧縮コイルばね91B、および支持部91Cで構成される。連結軸91Aは、チェーン73の一端部73Dに連結されるチェーン連結部材であって、上下方向Zに延びている。連結軸91Aの下端部は、支持部91Cの下方に設けられ、連結軸91Aの上端部は、支持部91Cの上方に設けられている。連結軸91Aの下端部には、チェーン73の一端部73Dに挿通されるピン(図示略)が挿し込まれる貫通孔91Dが設けられている。また、連結軸91Aの上端部には、圧縮コイルばね91Bの上端が当接するためのフランジ部91Eが設けられている。圧縮コイルばね91Bは、連結軸91Aを上方に押し上げる力を付与する弾性体である。圧縮コイルばね91Bのばね定数は、キャリッジ60(
図1参照)が受ける荷重に基づいて適宜選定される。圧縮コイルばね91Bは、支持部91Cとフランジ部91Eとの間に設けられている。支持部91Cは、インナーマスト52(
図2参照)に設けられるとともに圧縮コイルばね91Bを支持する弾性体支持部である。支持部91Cは、溶接によってインナーマスト52に固定されている。支持部91Cには、連結軸91Aが挿し込まれる貫通孔91Fが設けられており、連結軸91Aは、支持部91Cに対して上下方向Zに移動可能に設けられている。
【0028】
チェーン73の被吊上げ部73Bが弛もうとするとき、被吊上げ部73Bが連結軸91Aを下方に引っ張る力が低下する。このとき、
図3(A)に示す圧縮コイルばね91Bが伸びることによって、
図3(B)に示すように、支持部91Cに対して連結軸91Aとともにチェーン73の一端部73Dが上方に移動する。これによって、被吊上げ部73Bの弛みの発生が抑制される。
【0029】
図4および
図5を参照して、インナーマスト52およびキャリッジ60の昇降に係る動作を説明する。
図4は、フォーク31が最も低い位置に下降している状態を示し、
図5は、フォーク31が最も高い位置に上昇している状態を示している。なお、
図4および
図5では、アウターマスト51とインナーマスト52とキャリッジ60とは互いに分離した状態で図示されている。
【0030】
図4に示すフォーク31を上昇させる場合は、電動機41が、チェーン73の下垂部73Cが短くなるように、スプロケット71を回転させる。下垂部73Cが短くなることによって、アウターマスト51に対してインナーマスト52が上昇するとともに、チェーン82の一端側下垂部82Aが長くなる。そして、一端側下垂部82Aが長くなることによって、チェーン82の他端側下垂部82Bが短くなるとともに、インナーマスト52に対してキャリッジ60が上昇する。このようにして、昇降装置40は、チェーン接続部91がスプロケット72に接触するまでインナーマスト52を上昇させることができ、キャリッジ60に設けられたフォーク31は、
図5に示す位置まで上昇させることができる。
図5に示すフォーク31を下降させる場合は、電動機41は、チェーン73の下垂部73Cが長くなるように、スプロケット71を回転させる。以上のように、チェーン73,82が駆動することによって、昇降体であるインナーマスト52およびキャリッジ60およびフォーク31が昇降する。
【0031】
図6を参照して、チェーン接続部91の作用について説明する。
図6に示すように、フォーク31で重い荷物Pを取り上げたとき、キャリッジ60が大きな荷重を受けることによって、アウターマスト51に対してインナーマスト52が下降する。すなわち、キャリッジ60が荷重を受けていない場合に比べて、チェーン73の下垂部73Cが伸びる。このとき、下垂部73Cの張力が大きくなるのに対して、被吊上げ部73Bの張力が低下する。被吊上げ部73Bの張力の低下に伴って、被吊上げ部73Bが連結軸91A(
図3参照)を下方に引っ張る力が低下し、チェーン接続部91の圧縮コイルばね91Bが伸びる。したがって、インナーマスト52を下降させる荷重をキャリッジ60が受けたとき、圧縮コイルばね91Bが伸びることによって、インナーマスト52に対してチェーン73の一端部73Dが相対的に上昇する。
【0032】
図7を参照して、比較例に係る昇降装置140の構成を説明する。なお、上記実施例と同じ構成については、その説明を省略する。
比較例の昇降装置140は、マスト150を備えている。マスト150は、アウターマスト51と、チェーン接続部191が設けられたインナーマスト152とで構成されている。チェーン接続部191は、インナーマスト152とともに昇降する。比較例のチェーン73の一端部73Dは、チェーン接続部191に連結されることによってインナーマスト152に接続されている。
【0033】
上記比較例では、フォーク31で重い荷物Pを取り上げたとき、キャリッジ60が大きな荷重を受けることによって、キャリッジ60が小さな荷重を受ける場合と比べて、アウターマスト51に対してインナーマスト52が下降する。このとき、インナーマスト52とともにチェーン接続部191が下降することによって、被吊下げ部73Bの長さは変わらないままチェーン73の一端部73Dの位置が低くなる。したがって、
図7に示すように、インナーマスト52を下降させる荷重をキャリッジ60が受けたとき、チェーン73の被吊上げ部73Bが弛む。
【0034】
本発明の上記実施形態では以下の効果が得られる。
(1)昇降装置40は、固定マスト(アウターマスト51)、移動マスト(インナーマスト52)、昇降体(キャリッジ60)、電動機41、スプロケット71、第1回転体(スプロケット72)、第2回転体(スプロケット81)、チェーン73、および索状体(チェーン82)を備えている。チェーン73は、被吊上げ部73Bと、下垂部73Cと、第1端部(一端部73D)と、第2端部(他端部73E)とを有し、索状体は、一端側下垂部82Aおよび他端側下垂部82Bと、第3端部(一端部82C)と、第4端部(他端部82D)とを有している。このため、電動機41の動力がチェーン73に伝達されることによって固定マストに対して移動マストが昇降し、移動マストとともに第2回転体が昇降することによって移動マストに対して昇降体が昇降する。したがって、油圧システムを用いずに移動マストおよび昇降体を昇降させることができる。また、第1端部は、被吊上げ部73Bの張力を調整する張力調整機構(チェーン接続部91)を介して移動マストに接続されている。このため、張力調整機構によってチェーン73の被吊上げ部73Bの張力を予め高くしておくことによって、移動マストが下降して被吊上げ部73Bの張力が低下する場合であっても、チェーン73の被吊上げ部73Bが弛まない張力を維持することができる。すなわち、張力調整機構によってチェーン73の被吊上げ部73Bの張力を調整することによって、チェーン73全体の張力を高めることなく、昇降体が荷重を受けたときにチェーン73の被吊上げ部73Bが弛むことを抑制することができる。
【0035】
(2)張力調整機構(チェーン接続部91)は、第1端部(一端部73D)に連結されるチェーン連結部材(連結軸91A)と、チェーン連結部材に対して上方に押し上げる力を付与する弾性体(圧縮コイルばね91B)と、移動マスト(インナーマスト52)に設けられるとともに弾性体を支持する弾性体支持部(支持部91C)とで構成されている。このため、電動の機構を用いることなく張力調整機構を構成することができ、張力調整機構の簡素化を図ることが可能である。
【0036】
(3)荷役車両(フォークリフト1)は、チェーン73の被吊上げ部73Bの弛みを抑制することができる昇降装置40を備えるため、荷役車両は、チェーン73とスプロケット71とが適切に噛み合わなくなることを防ぎながら重い荷物を扱うことができる。
【0037】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態の構成を適宜変更することもできる。例えば、上記構成を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ることもできる。
【0038】
・インナーマスト52に対してキャリッジ60を昇降させることができるのであれば、動力伝達機構80の構成を適宜変更してもよい。例えば、スプロケット81およびチェーン82に代えて、ローラ等の回転体およびワイヤ等の索状体を用いることもできる。
【0039】
・アウターマスト51に対してインナーマスト52を昇降させることができるのであれば、動力伝達機構70の構成を適宜変更してもよい。例えば、スプロケット72に代えて、ローラ等の回転体を用いることもできる。
【0040】
・スプロケット72の外径を、スプロケット71の外径に比べて小さくしてもよい。この場合、チェーン73の被吊上げ部73Bおよび下垂部73Cを、平行に延ばすことができ、被吊上げ部73Bを避ける位置に、スプロケット72を設けることができる。また、スプロケット71の外径およびスプロケット72の外径は同じであってもよい。なお、下垂部73Cを長くする観点からは、スプロケット71の外径が、スプロケット72の外径に比べて小さいことが好ましい。
【0041】
・チェーン73の被吊上げ部73Bの張力を調整することができるのであれば、張力調整機構であるチェーン接続部91の構成を適宜変更してもよい。例えば、連結軸91Aに対して上方に押し上げる力を付与する弾性体として、圧縮コイルばね91B以外の弾性体を用いることもできる。また、張力調整機構を電動の機構によって構成してもよい。
【0042】
・本発明を、3段以上の多段マストを備える昇降装置に適用することもできる。すなわち、固定マストと移動マストとを備える構成であれば、昇降装置が備えるマストは二段マストでなくてもよい。一般的に、三段マストを備える昇降装置は、アウターマスト(固定マスト)と、アウターマストに対して昇降可能に設けられたミドルマスト(移動マスト)と、ミドルマストに対して昇降可能に設けられたインナーマストおよびキャリッジ(昇降体)とを備え、キャリッジは、インナーマストに対して昇降可能に設けられている。
【0043】
・本発明を、リーチ式のフォークリフト1以外の荷役車両に適用することもできる。例えば、本発明を、カウンターバランス式のフォークリフトに適用することもでき、昇降する運転台を備えたピッキングリフトに適用することもできる。