特開 2022-85157 荷積み状態検知システム及びそれを備えるフォークリフト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022085157

(43)【公開日】2022-06-08

(54)【発明の名称】荷積み状態検知システム及びそれを備えるフォークリフト

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20220601BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020196681

(22)【出願日】2020-11-27

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 翔太

【テーマコード（参考）】

3F333

【Ｆターム（参考）】

3F333AA02

3F333AB13

3F333AE02

3F333DA02

3F333DB05

3F333FA36

3F333FD14

3F333FD15

3F333FE05

(57)【要約】

【課題】メンテナンスが容易な荷積み状態検知システム及びそれを備えるフォークリフトを提供する。
【解決手段】実施形態の荷積み状態検知システムは、先端と、根元と、荷物と対面する荷積み面２３と、を有する複数のフォーク１４、１５を有するフォークリフトに用いられる荷積み状態検知システムであって、フォーク１４、１５上の荷積みの状態を検出するセンサ３２とセンサ３２の検出結果を無線で送信する送信部と、センサ３２及び送信部を収容し、フォーク１４、１５に配置される下ケース３６及び上ケース３７と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端と、根元と、荷物と対面する荷積み面と、を有する複数のフォークを有するフォークリフトに用いられる荷積み状態検知システムであって、
前記フォーク上の荷積みの状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果を無線で送信する送信部と、
前記検出部及び前記送信部を収容し、前記フォークに配置されるケースと、を備える、荷積み状態検知システム。

【請求項2】

前記ケースは、前記荷積み面又は前記荷積み面と反対の面に形成される凹部に配置される、請求項１記載の荷積み状態検知システム。

【請求項3】

受信した前記検出結果に基づいて前記荷物が適切に積まれているか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記ケースは、各前記フォークの中心に対し前記先端側及び前記根元側にそれぞれ配置され、
前記検出部は、各前記検出部上の前記荷物の有無を検出する、請求項１記載の荷積み状態検知システム。

【請求項4】

前記ケースは、前記荷積み面又は前記荷積み面と反対の面に配置され、
前記検出部は、各前記検出部と前記荷物との距離を検出する、請求項１記載の荷積み状態検知システム。

【請求項5】

先端と、根元と、荷物と対面する荷積み面と、を有する複数のフォークを有するフォークリフトであって、
前記請求項１から４のいずれか一項記載の前記荷積み状態検知システムを備える、フォークリフト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フォークリフトの荷積み状態を検知する荷積み状態検知システム及びそれを備えるフォークリフトに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、フォークにカメラや距離を検知するセンサを備えるフォークリフトが知られている。このようなフォークリフトは、センサ等により得られる情報に基づいて、運転者等に荷積み状態等に関する情報を供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４２７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

カメラやセンサに故障が発生する等してメンテナンスが必要になった場合、これらを修理や交換する必要がある。しかしながら、カメラやセンサのフォークへの取付方法によっては、容易に交換することができず、フォークその物を交換する必要が生じる場合もある。

【0005】

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、メンテナンスが容易な荷積み状態検知システム及びそれを備えるフォークリフトを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の荷積み状態検知システムは、上述した課題を解決するために、先端と、根元と、荷物と対面する荷積み面と、を有する複数のフォークを有するフォークリフトに用いられる荷積み状態検知システムであって、前記フォーク上の荷積みの状態を検出する検出部と、前記検出部の検出結果を無線で送信する送信部と、前記検出部及び前記送信部を収容し、前記フォークに配置されるケースと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一例としてのフォークリフトの外観を示す説明図。

【図2】特にフォークを示す拡大図。

【図3】フォークリフトに搭載される荷積み状態検知システムの機能ブロック図。

【図4】フォークに配置される検出ユニットを上方から示す説明図。

【図5】図４のフォーク及び検出ユニットの上下方向に沿う断面図。

【図6】荷積み状態検知システムにより実行される状態検知処理を説明するフローチャート。

【図7】荷物が適切に積まれている場合の一例を示す説明図。

【図8】荷物が適切に積まれていない場合の一例を示す説明図。

【図9】変形例としてのフォークリフトを示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の荷積み状態検知システム及びそれを備えるフォークリフトの実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0009】

図１は、一例としてのフォークリフト１の外観を示す説明図である。

【0010】

図２は、特にフォーク１４、１５を示す拡大図である。

【0011】

図３は、フォークリフト１に搭載される荷積み状態検知システム３０の機能ブロック図である。

【0012】

以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１、図２、図７及び図８における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。尚、フォークリフト１の進行方向を「前」とする。

【0013】

フォークリフト１は、本体１０と、運転台１１と、マスト１２と、フィンガバー１３と、１対のフォーク１４、１５と、ヘッドガード１６と、出力部１８と、カメラ１９と、を有する。

【0014】

運転台１１は、本体１０内に配置され、運転者が座り、フォークリフト１を操縦する。マスト１２は、本体１０の前方に配置され、上下方向に伸縮する。マスト１２は、チェーンとホイールを介してフィンガバー１３と連結され、フィンガバー１３を上下方向に移動する。フィンガバー１３は、フォーク１４、１５をマスト１２と連結する。これにより、フォーク１４、１５は、運転者の操作に基づいて上下方向に移動（昇降）する。また、フォーク１４、１５は、マスト１２に連結された油圧シリンダー（図示せず）により、地面（走行面）に対する傾斜角度（チルト）を所定範囲以内で変更する。

【0015】

フォーク１４、１５は、先端２１と、根元２２と、荷積み面２３と、を有する。荷積み面２３は、荷物２と対面する側の面である。荷物２は、例えばパレット３に搭載された上で、荷積み面２３に搭載される。荷積み面２３は、荷積み面２３から凹んで形成された先端側凹部２５と、根元側凹部２６と、を有する。先端側凹部２５は、荷積み面２３の中心より先端側に配置される。根元側凹部２６は、荷積み面２３の中心より根元側（運転台１１側）に配置される。先端側凹部２５及び根元側凹部２６は、略中心位置にフォーク側ネジ孔２７（図５）を有する。

【0016】

出力部１８は、運転台１１に配置され、運転者に運転に必要な情報を出力する。出力部１８は、例えばディスプレイやスピーカである。カメラ１９は、例えばフィンガバー１３上に配置され、フォーク１４、１５の根元２２側から先端２１側に向けて、主にフォーク１４、１５と荷物２との関係を撮影する。撮影された画像は、例えばディスプレイに表示される。尚、カメラ１９は、直接、出力部１８としてのディスプレイに接続されていてもよい。

【0017】

フォークリフト１は、荷積み状態検知システム３０を搭載する。荷積み状態検知システム３０は、検出ユニット３１と、制御ユニット４１と、を有する。

【0018】

検出ユニット３１は、フォーク１４、１５の先端側凹部２５及び根元側凹部２６に嵌まり合って配置される。ここで、図４は、フォーク１４、１５に配置される検出ユニット３１を上方から示す説明図である。図５は、図４のフォーク１４、１５及び検出ユニット３１の上下方向に沿う断面図である。検出ユニット３１は、センサ３２と、電源３３と、送信部３４と、下ケース３６と、上ケース３７と、を有する。

【0019】

センサ３２（検出部）は、フォーク１４、１５の荷積み面２３上の荷積み状態を検出する。センサ３２は、センサ３２上の荷物２の有無を検出することが可能なセンサであり、例えば光センサ、赤外線センサである。電源３３は、センサ３２が検出を行うための所要の電源を供給する。電源３３は、例えば太陽電池やボタン電池である。

【0020】

送信部３４は、センサ３２の検出結果を無線で送信する。送信部３４は、例えばBluetooth（登録商標）や無線LANなどの規格に準じて送信する。尚、送信部３４は、電源３３より所要の電源３３が供給されてもよい。

【0021】

下ケース３６及び上ケース３７（ケース）は、組み合わされて外形が略円柱形（上方視略円形）のケースとなる。下ケース３６及び上ケース３７は、センサ３２、電源３３及び送信部３４を収容する空間を形成する。下ケース３６は、合成樹脂（例えば黒色のABS樹脂）からなり、外周面から突出する爪３６ａを有する。上ケース３７は、センサ３２が荷物２の有無を検出可能なように透明の部材（例えば透明のPMMA樹脂）からなる。上ケース３７は、爪３６ａと嵌まり合う孔３７ａを有し、これにより下ケース３６及び上ケース３７は組み合わされる。また、下ケース３６及び上ケース３７は、中心位置にケース側ネジ孔３８を有する。下ケース３６及び上ケース３７は、ケース側ネジ孔３８及びフォーク側ネジ孔２７でネジ３９によりネジ止めされることにより、フォーク１４、１５に固定される。

【0022】

尚、検出ユニット３１の不使用時等、先端側凹部２５又は根元側凹部２６に検出ユニット３１が配置されない場合には、先端側凹部２５又は根元側凹部２６を荷積み面２３と段差を形成することなく埋めるブロック状の部材を嵌め込むことにより、フォーク１４、１５を通常通り使用できる。

【0023】

制御ユニット４１は、フォークリフト１の本体１０に配置される。制御ユニット４１は、検出ユニット３１と配線等で接続されることなく無線接続される。制御ユニット４１は、受信部４２と、判定部４３と、出力制御部４４と、を有する。

【0024】

受信部４２は、送信部３４から送信される検出結果を受信する。判定部４３は、受信部４２が受信した検出結果を受け取り、この検出結果に基づいて荷物２が適切に積まれているか否かを判定する。具体的には、判定部４３は、４箇所のセンサ３２上における荷物２の検出の有無に基づいて判定する。判定部４３は、例えば、各センサ３２の検出結果の組み合わせのパターンに対する荷積み状態の適否に関する情報を予め記憶しておき、この情報に基づいて荷積み状態の適否を判定する。

【0025】

出力制御部４４は、判定部４３の判定結果を受け取り、この判定結果を出力部１８から出力する。出力制御部４４は、例えばディスプレイに荷積みが適切である旨、又は適切でない旨を表示する。また、出力制御部４４は、スピーカより荷積みが適切である旨、又は適切でない旨を音声で出力する。

【0026】

次に、荷積み状態検知システム３０が実行する処理について具体的に説明する。図６は、荷積み状態検知システム３０により実行される状態検知処理を説明するフローチャートである。

【0027】

この状態検知処理は、例えば、運転者によりフォーク１４、１５の操作が開始された時や、センサ３２の検出結果が変化した時等に開始される。ステップＳ１において、各センサ３２は、荷物２の有無を検出する。ステップＳ２において、送信部３４は、センサ３２より得られた検出結果を制御ユニット４１に送信する。送信された検出結果は、受信部４２で受信される。ステップＳ３において、判定部４３は、受信部４２が受信した検出結果に基づいて、荷積み状態の適否を判定する。判定部４３は、各センサ３２の検出結果の組み合わせのパターンに対する荷積み状態の適否を予め記憶しておき、これを参照することで荷積み状態の適否を判定する。

【0028】

ここで、図７は、荷物２が適切に積まれている場合の一例を示す説明図である。図８は、荷物２が適切に積まれていない場合の一例を示す説明図である。

【0029】

図７に示すように、フォーク１４、１５が十分に差し込まれ、荷物２（パレット３）が適切な姿勢で積まれている場合、先端２１側の各センサ３２及び根元２２側の各センサ３２の上方に荷物２が配置され、先端２１側の各センサ３２及び根元側の各センサ３２はセンサ上に荷物２があることを検出する。判定部４３は、このように先端２１側及び根元２２側の各センサ３２に荷物２がある旨の検出結果を受け取った場合、荷物２が適切に積まれていると判定する。

【0030】

一方、図８に示すように、荷物２の左方側が前方に傾いており、荷物２が適切な姿勢で積まれていない場合、左側のフォーク１５の根元２２側に配置されたセンサ３２のみ荷物２があることを検出しない。判定部４３は、このように左側のフォーク１５の根元２２側に配置されたセンサ３２以外のセンサ３２より荷物２がある旨の検出結果を受け取った場合には、荷物２が適切に積まれていないと判定する。

【0031】

荷物２が適切な姿勢で積まれていない場合には、例えば、フォーク１４、１５の差し込みが不十分であり、左右のフォーク１４、１５の先端２１側に配置されたセンサ３２のみが荷物２があることを検出する場合や、片側のフォーク１４、１５のみが荷物２を搭載し、片側のフォーク１４、１５に配置されたセンサ３２のみが荷物２があることを検出する場合、フォーク１４、１５の差し込みすぎにより先端２１が荷物２から突出し、先端２１側の各センサ３２が荷物２があることを検出しない（ないことを検出する）場合等を含む。

【0032】

以上を踏まえ、先端２１側の検出ユニット３１は、フォーク１４、１５が荷物２に対して差し込みすぎか否か、すなわち先端２１が荷物２よりも前方に突出したか否かを素早く判定するため、可能な限り先端２１側に配置されるのが好ましい。また、根元２２側の検出ユニット３１は、荷物２が適切に搭載された場合の荷物２の後端２ａが位置すべき箇所よりも中心よりに配置されるのが好ましい。判定部４３は、得られた判定結果を出力制御部４４に供給する。

【0033】

ステップＳ４において、出力制御部４４は、荷積み状態が適切であるか否かを判定する。荷積み状態が適切であると判定された場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ５において、出力制御部４４は、荷積み状態が適切である旨を出力部１８に出力させる。一方、荷積み状態が適切でないと判定された場合（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ６において、出力制御部４４は、荷積み状態が適切でない旨を出力部１８に出力させる。出力ステップＳ５及びＳ６においては、出力制御部４４は、荷積み状態を運転者に直感的に伝えるため、例えば図７及び図８に示すようにフォーク１４、１５と荷物２の関係を画像化してディスプレイに表示してもよい。このように出力部１８に荷積み状態が表示されることにより、荷物２の転倒防止が抑制され、運転者は安全に作業できる。

【0034】

ステップＳ５及びステップＳ６の後、処理は再びステップＳ１に戻り、例えばフォーク１４、１５の操作が終了するまで繰り返される。

【0035】

このような荷積み状態検知システム３０及びそれを備えるフォークリフト１は、外部へ配線されない一体型に形成された検出ユニット３１を有することにより、故障時や電池交換時等のメンテナンスが容易である。すなわち、メンテナンス時には、故障等した検出ユニット３１のみ先端側凹部２５又は根元側凹部２６から取り出し、新しいものに交換すればよい。このため、例えば、電源３３や通信のために制御ユニット４１との間で配線されている場合や、フォークリフト１と一体化され取り外しができない場合と比べて、荷積み状態検知システム３０はメンテナンスが容易である。

【0036】

また、荷積み状態検知システム３０は、検出ユニット３１と制御ユニット４１とが無線接続されており、また検出ユニット３１への外部からの電源供給のための配線もなく独立しているため、配線がフォーク１４、１５等のフォークリフト１や荷物２等に絡む虞がなく、作業時の安全性も向上できる。

【0037】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0038】

例えば、検出ユニット３１は、荷積み面２３のみならず、荷積み面２３と反対の面２４（図１）のみ、又は荷積み面２３及び荷積み面２３と反対の面２４の両方に配置されていてもよい。荷積み面２３と反対の面２４に検出ユニット３１が配置される場合には、配置される箇所に同様にそれぞれ凹部が設けられる。

【0039】

センサ３２の種類は、荷物２の有無を検出できれば、光センサや赤外線センサに限定されず、例えば距離センサや歪みセンサであってもよい。センサ３２が距離センサである場合には、判定部４３は、センサ３２（荷積み面２３）と荷物２との距離に基づいて荷物２がフォーク１４、１５に対して適切な位置にあるかどうかを判定する。例えば、運転者にとって目視が困難な高所にある荷物２を搭載する場合、荷物２（パレット３）と荷積み面２３（又は荷積み面２３と反対の面２４）との距離を検出することにより、荷積み状態検出ユニットはフォーク１４、１５を荷物２に差し込む際に、フォーク１４、１５の角度が適切か否かに関する情報を運転者に提供できる。

【0040】

先端側凹部２５及び根元側凹部２６と、これに嵌まり合う検出ユニット３１とは、上方視で略円形である例を説明したが、他の形状であってもよい。例えば、図９に示すように、上方視で略四角形であってもよい。このとき、先端側凹部１２５及び根元側凹部１２６に対する検出ユニット１３１の配置の方向が決まっている場合には、先端側凹部１２５及び根元側凹部１２６と、検出ユニット１３１との角の一部に切り欠き１２８を形成することが好ましい。これにより、先端側凹部１２５及び根元側凹部１２６に対する検出ユニット３１の配置が１通りに固定され、検出ユニット１３１が誤った向きで先端側凹部１２５及び根元側凹部１２６に配置されることが防止できる。

【符号の説明】

【0041】

１ フォークリフト
２ 荷物
２ａ 後端
３ パレット
１０ 本体
１１ 運転台
１２ マスト
１３ フィンガバー
１４、１５ フォーク
１６ ヘッドガード
１８ 出力部
１９ カメラ
２１ 先端
２２ 根元
２３ 荷積み面
２４ 荷積み面と反対の面
２５、１２５ 先端側凹部
２６、１２６ 根元側凹部
２７ フォーク側ネジ孔
３０ 荷積み状態検知システム
３１、１３１ 検出ユニット
３２ センサ
３３ 電源
３４ 送信部
３６ 下ケース
３６ａ 爪
３７ 上ケース
３７ａ 孔
３８ ケース側ネジ孔
３９ ネジ
４１ 制御ユニット
４２ 受信部
４３ 判定部
４４ 出力制御部
１２８ 切り欠き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】