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(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】P2023155660
(43)【公開日】2023-10-23
(54)【発明の名称】フォークリフト
(51)【国際特許分類】
   B66F 9/24 20060101AFI20231016BHJP
【FI】
B66F9/24 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022065118
(22)【出願日】2022-04-11
(71)【出願人】
【識別番号】503002732
【氏名又は名称】住友重機械搬送システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105887
【弁理士】
【氏名又は名称】来山 幹雄
(72)【発明者】
【氏名】小島 宏志
【テーマコード(参考)】
3F333
【Fターム(参考)】
3F333AA02
3F333AB13
3F333AE02
3F333FA11
3F333FA27
3F333FD03
3F333FD14
3F333FE05
(57)【要約】
【課題】パレットの差込空間内の天面または底面へのフォークの接触を回避することが可能なフォークリフトを提供する。
【解決手段】昇降機構がフォークを昇降させる。チルト機構がフォークをチルトさせる。フォークの先端にセンサが取り付けられている。制御部が、センサの検出結果に基づいて昇降機構及びチルト機構を制御する。センサは、フォークを延長した直線に対して斜め下方及び斜め上方の障害物を検出する。制御部は、フォークをパレットの差込口から差し込む動作中に、斜め下方に障害物を検出すると、フォークを上向きにチルトさせ、斜め上方に障害物を検出すると、フォークを下向きにチルトさせる。
【選択図】図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォークと、
前記フォークを昇降させる昇降機構と、
前記フォークをチルトさせるチルト機構と、
前記フォークの先端に取り付けられたセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて前記昇降機構及び前記チルト機構を制御する制御部と
を備え、
前記センサは、前記フォークを延長した直線に対して斜め下方及び斜め上方の障害物を検出し、
前記制御部は、前記フォークをパレットの差込口に差し込んでいるときに、斜め下方に障害物を検出すると、前記フォークを上向きにチルトさせ、斜め上方に障害物を検出すると、前記フォークを下向きにチルトさせるフォークリフト。
【請求項2】
前記センサは、さらに前記フォークを延長した直線上の障害物を検出し、
前記フォークをパレットに対向させ、前記フォークをパレットの差込口の高さまで上昇させるときに、
前記制御部は、
前記フォークの上昇を開始させ、
前記センサが、斜め上方に障害物を検出したこと、またはその後、障害物が検出されなくなったことを契機として、前記フォークの上昇速度を低下させ、
前記フォークを延長した直線上に障害物を検出したこと、またはその後、障害物が検出されなくなったことを契機として、前記フォークの上昇を停止させる請求項1に記載のフォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フォークリフトに関する。
【背景技術】
【0002】
作業エリア内での荷役作業に、自動搬送フォークリフト(AGF)が用いられる。自動搬送フォークリフトは、パレットの差込口にフォークを差し込むことにより、荷役作業を行う。フォークをパレットの差込口に差し込むために、フォークの高さをパレットの差込口の高さに合わせなければならない。下記の特許文献1に、パレットの差込口の位置を検出することができるフォークリフトが開示されている。
【0003】
特許文献1に開示されたフォークリフトは、フォークの先端に取り付けられた水平方向センサ、上方向センサ、及び下方向センサを有している。水平方向センサ、上方向センサ、及び下方向センサは、それぞれフォーク前方の水平方向、斜め上方、及び斜め下方の障害物を検知する。以下、パレットの差込口を検出する方法について説明する。
【0004】
フォークをパレットに正対させた状態で、パレットの下方からフォークを上昇させる。まず、上方向センサでパレットの下端が検知される。さらにフォークを上昇させ、上方向センサの検知範囲がパレットの差込口に達すると、上方向センサで障害物が検出されなくなる。このように、上方向センサによる検出結果の変化に基づいて、差込口が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】実開昭58-147997号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
年々、パレットの差込口の上下方向の寸法が小さくなっている。フォークの高さを差込口の高さに合わせた後、自動搬送フォークリフトがパレットに向かって前進することにより、フォークが差込口からパレット内の差込空間内へ差し込まれる。差込空間の天面及び底面に対してフォークの移動方向が平行関係からずれていると、差込動作中に、フォークの先端が差込空間の天面または底面に接触する場合がある。フォークが、差込空間の天面または底面に接触すると、荷崩れを起こしかねない。
【0007】
本発明の目的は、パレットの差込空間内の天面または底面へのフォークの接触を回避することが可能なフォークリフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一観点によると、
フォークと、
前記フォークを昇降させる昇降機構と、
前記フォークをチルトさせるチルト機構と、
前記フォークの先端に取り付けられたセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて前記昇降機構及び前記チルト機構を制御する制御部と
を備え、
前記センサは、前記フォークを延長した直線に対して斜め下方及び斜め上方の障害物を検出し、
前記制御部は、前記フォークをパレットの差込口に差し込んでいるときに、斜め下方に障害物を検出すると、前記フォークを上向きにチルトさせ、斜め上方に障害物を検出すると、前記フォークを下向きにチルトさせるフォークリフトが提供される。
【発明の効果】
【0009】
フォークの先端の斜め上方または斜め下方に障害物を検出した場合に、フォークをチルトさせることにより、パレットの差込空間の天面または底面でのフォークの接触を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1は、一実施例による自動搬送フォークリフトの概略側面図である。
図2図2は、センサが取り付けられたフォークの先端の概略斜視図である。
図3図3は、荷役対象のパレットとフォークとの位置関係を示す斜視図である。
図4図4は、パレットの差込口へのフォークの差し込み開始時点の概略断面図である。
図5図5A図5Cは、フォークの差し込み開始から差し込み中におけるパレットとフォーク11との位置関係を示す概略断面図である。
図6図6A図6Eは、フォークの差し込み開始から差し込み中におけるパレットとフォークとの位置関係を示す概略断面図である。
図7図7は、フォークの差し込み動作中に制御部が実行する制御の手順を示すフローチャートである。
図8図8A図8Eは、他の実施例による自動搬送フォークリフトがフォークを上昇させるときのフォークと差込口との位置関係を示す概略断面図である。
図9図9は、図8A図8Eに示した実施例による自動搬送フォークリフトがフォークを上昇させるときの制御の手順を示すフローチャートである。
図10図10は、図8A図8Eに示した実施例の変形例による自動搬送フォークリフトがフォークを上昇させるときの制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1図7を参照して、一実施例によるフォークリフトについて説明する。本実施例によるフォークリフトは、自動搬送フォークリフトである。
【0012】
図1は、本実施例による自動搬送フォークリフト10の概略側面図である。車体19に、マスト15及び車輪18が取り付けられている。モータ17が車輪18を駆動する。2本のフォーク11がマスト15に対して昇降可能に支持されている。昇降機構12がフォーク11を昇降させる。フォーク11は、L字型の部材の一部で構成されており、L字型の部材は、折れ曲がり箇所から前方に向かってほぼ水平に延びる部分と、上方に向かってほぼ鉛直に延びる部分とを含む。フォーク11は、折れ曲がり部分から前方に向かって延びる部分で構成される。L字状の部材は、折れ曲がり部分から上方に向かって延びる部分の上端に位置する支点14において、昇降機構12に対してチルト可能に支持されている。
【0013】
チルト機構13がフォーク11をチルトさせる。ここで、「チルト」とは、フォーク11を、水平面に対して上方向または下方向に傾ける動作を意味する。例えば、チルト機構13がL字状の部材の折れ曲がり部分を前方に押すと、フォーク11が上方向にチルトし、後方に引き込むと、フォーク11が下方向にチルトする。車体19に搭載された制御部50が昇降機構12を制御することにより、フォーク11を昇降させる。制御部50がチルト機構13を制御することにより、フォーク11をチルトさせる。
【0014】
フォーク11の先端に複数のセンサ20が取り付けられている。以下、図2を参照してセンサ20について説明する。
【0015】
図2は、センサ20が取り付けられたフォーク11の先端の概略斜視図である。フォーク11の先端に、正面方向センサ20M、下方向センサ20L、及び上方向センサ20Uが取り付けられている。正面方向センサ20Mは、フォーク11の正面方向21Mの検出距離SD以内の障害物を検出する。下方向センサ20Lは、フォーク11の延長線30に対して角度θを成して斜め下方に向かう斜め下方向21Lの検出距離SD以内の障害物を検出する。上方向センサ20Uは、フォーク11の延長線30に対して角度θを成して斜め上方に向かう斜め上方向21Uの検出距離SD以内の障害物を検出する。検出距離SDは、例えば、70mm~100mm程度である。
【0016】
正面方向センサ20M、上方向センサ20U、及び下方向センサ20Lとして、例えば障害物に光を照射し、障害物からの反射光を検出する光電センサを用いることができる。なお、障害物に照射する光を上下方向に走査するセンサを用い、1つのセンサで正面方向、斜め上方向及び斜め下方向の障害物を検出するようにしてもよい。
【0017】
センサ20が障害物を検出すると、検出信号を出力する。検出信号は、制御部50(図1)に入力される。制御部50は、センサ20の検出信号に基づいて、昇降機構12、チルト機構13、及びモータ17を制御する。
【0018】
図3は、荷役対象のパレット60とフォーク11との位置関係を示す斜視図である。パレット60は、複数の天板61、複数の底板62、及び天板61と底板62とを間隔を隔てて接続する複数の桁63を含む。天板61、底板62、及び桁63によって囲まれた2つの差込口65が設けられている。2本のフォーク11を、それぞれ2つの差込口65からパレット60内の空間に差し込み、荷役作業を行う。
【0019】
次に、図4図7を参照して、パレット60の差込口65からフォーク11を差し込む動作中における制御について説明する。
【0020】
図4は、パレット60の差込口65へのフォーク11の差し込み開始時点の概略断面図である。フォーク11を上昇させて、その先端を、差込口65の高さ方向の中心に位置合わせする。その後、車体19を前進させることにより、フォーク11の差し込みを行う。このとき、センサ20の斜め上方向21U、正面方向21M、及び斜め下方向21Lのいずれにも、検出距離SD以内に障害物は検出されない。パレット60の天板61と底板62との相互に対向する面を、それぞれ天面61A及び底面62Aということとする。
【0021】
天面61A及び底面62Aが、フォーク11の差し込み中におけるフォーク11の移動方向と平行である場合、フォーク11の差し込み長さを長くしても、フォーク11は天面61A及び底面62Aに接触しない。ところが、天面61A及び底面62Aが、フォーク11の移動方向に対して傾斜していると、差し込み動作中にフォーク11の先端が天面61Aまたは底面62Aに接触する可能性がある。
【0022】
次に、図5A図5Cを参照して、天面61A及び底面62Aが、フォーク11の移動方向に対して傾斜している場合のフォーク11の制御について説明する。図5A図5Cは、フォーク11の差し込み開始から差し込み動作中におけるパレット60とフォーク11との位置関係を示す概略断面図である。
【0023】
図5Aに示すように、フォーク11の移動方向に向かって、天面61A及び底面62Aが持ち上がる方向にパレット60が傾斜している。差し込み開始時点では、フォーク11の先端から斜め上方向21U、正面方向21M、及び斜め下方向21Lの検出距離SD以内に障害物は検出されていない。
【0024】
図5Bに示すように、フォーク11の差し込み長さが長くなると、フォーク11の先端から斜め下方向21Lの検出距離SD以内に、底面62Aが入り込み、底面62Aが障害物として検出される。フォーク11をこのまま前進させると、フォーク11の先端が底面62Aに接触してしまう可能性がある。斜め下方向21Lに障害物が検出されると、制御部50は、チルト機構13を制御することにより、図5Cに示すようにフォーク11を上方にチルトさせる。図5Cにおいて、チルト前のフォーク11の位置を破線で表している。チルトさせる角度は、天面61Aと底面62Aとの間隔、フォーク11の長さと厚さ、センサ20の検出距離SD等に基づいて、チルト後のフォーク11の先端が、天面61Aと底面62Aとの間の空間のほぼ中央に位置するように、予め設定しておくとよい。
【0025】
フォーク11が上方にチルトすると、フォーク11の先端から斜め下方向21Lに障害物が検出されなくなる。これにより、フォーク11の底面62Aへの接触を回避することができる。
【0026】
次に、図6A図6Eを参照して、天面61A及び底面62Aが、フォーク11の移動方向に対して逆方向に傾斜している場合のフォーク11の制御について説明する。図6A図6Eは、フォーク11の差し込み開始から差し込み中におけるパレット60とフォーク11との位置関係を示す概略断面図である。
【0027】
図6Aに示すように、フォーク11の移動方向に向かって、天面61A及び底面62Aが、下がる方向に傾斜している。差し込み開始時点では、フォーク11の先端から斜め上方向21U、正面方向21M、及び斜め下方向21Lの検出距離SD以内に障害物は検出されていない。
【0028】
図6Bに示すように、フォーク11の差し込み長さが長くなると、フォーク11の先端から斜め上方向21Uの検出距離SD以内に、天面61Aが入り込み、天面61Aが障害物として検出される。フォーク11をこのまま前進させると、フォーク11の先端が天面61Aに接触してしまう可能性がある。斜め上方向21Uに障害物が検出されると、制御部50は、チルト機構13を制御することにより、図6Cに示すようにフォーク11を下方にチルトさせる。図6Cにおいて、チルト前のフォーク11の位置を破線で示している。
【0029】
この状態でフォーク11をさらに前進させると、図6Dに示すように、フォーク11の先端から斜め上方向21Uの検出距離SD以内に、天面61Aが再度入り込み、天面61Aが障害物として再検出される。図6Dにおいて、前進前のフォーク11の位置を破線で示している。斜め上方向21Uに障害物が再検出されると、制御部50は、チルト機構13を制御することにより、図6Eに示すように、フォーク11をさらに下方にチルトさせる。図6Eにおいて、再チルト前のフォーク11の位置を破線で示している。このようにフォーク11をチルトさせることにより、フォーク11の先端の、天面61Aへの接触を回避することができる。
【0030】
次に、図7を参照して、制御部50(図1)が実行する制御について説明する。図7は、フォーク11の差し込み動作中に制御部50が実行する制御の手順を示すフローチャートである。
【0031】
制御部50は、昇降機構12(図1)を制御することにより、フォーク11の高さをパレット60(図3)の差込口65の高さに合わせる(ステップSA1)。フォーク11の高さを差込口65の高さにわせた状態で、制御部50はモータ17を制御して前進を開始(フォーク11の差し込み動作を開始)する(ステップSA2)。
【0032】
フォーク11の先端の斜め下方向21Lに障害物が検出されたら(ステップSA3、図5B)、制御部50はチルト機構13(図1)を制御することにより、フォーク11を上向きにチルトさせる(ステップSA4、図5C)。フォーク11の先端の斜め上方向21Uに障害物が検出されたら(ステップSA5、図6B図6D)、制御部50はチルト機構13(図1)を制御することにより、フォーク11を下向きにチルトさせる(ステップSA6、図6C図6E)。
【0033】
フォーク11の差し込み長さが目標差し込み長さに達するまで前進(差し込み動作)を継続する(ステップSA7)。前進中は、障害物の検出とフォーク11のチルト制御を行う。フォーク11の差し込み長さが目標差し込み長さに達すると、制御部50はモータ17を制御することにより、前進を停止させる(ステップSA8)。
【0034】
次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、図5A図6Aに示したように、フォーク11の進行方向に対してパレット60の天面61A及び底面62Aが傾斜している場合でも、フォーク11の差し込み動作中にフォーク11の先端が天面61A及び底面62Aに接触することを回避することができる。これにより、荷崩れ等を抑制することができる。
【0035】
次に、図8A図9を参照して、他の実施例による自動搬送フォークリフトについて説明する。以下、図1図7を参照して説明した実施例による自動搬送フォークリフトと共通の構成については説明を省略する。図1図7を参照して説明した実施例では、フォーク11の差し込み動作中に、フォーク11とパレット60との接触が回避される。これ対して本実施例では、図7に示したステップSA1でフォーク11の高さをパレット60の差込口65の高さに合わせる手順の時間を短くする。
【0036】
図8A図8Eは、本実施例による自動搬送フォークリフトがフォーク11を上昇させるときのフォーク11とパレット60の差込口65との位置関係を示す概略断面図である。図9は、本実施例による自動搬送フォークリフトがフォークを上昇させるときの制御の手順を示すフローチャートである。
【0037】
図8Aに示すように、初期状態では、フォーク11がパレット60に正対し、フォーク11がパレット60の差込口65より低い位置に配置されている。制御部50は、この状態からフォーク11の上昇を開始させる(ステップSB1)。フォーク11を上昇させると、図8Bに示すように、フォーク11の先端から斜め上方向21Uの検出距離SD以内にパレット60の底板62が検出される(ステップSB2)。すなわち、上方向センサ20U(図2)が障害物検出状態になる。上方向センサ20Uが障害物検出状態になると、制御部50はフォーク11の上昇速度を低下させる(ステップSB3)。さらに、正面方向センサ20Mの障害物検出処理を起動する(ステップSB4)。上昇速度を低下させてフォーク11をさらに上昇させると、図8Cに示すように、フォーク11の先端から斜め上方向21Uの検出距離SD以内の領域から底板62が外れ、上方向センサ20U(図2)が障害物非検出状態になる。
【0038】
さらにフォーク11を上昇させると、図8Dに示すように、フォーク11の先端の正面方向21Mの検出距離SD以内に底板62が検出される(ステップSB5)。すなわち、正面方向センサ20M(図2)が障害物検出状態になる。なお、上方向センサ20Uが障害物非検出状態になる前に、正面方向センサ20Mが障害物検出状態になる場合もある。さらにフォーク11を上昇させると、図8Eに示すように、フォーク11の正面方向21Mの検出距離SD以内の領域から底板62が外れ、正面方向センサ20Mが障害物非検出状態になる(ステップSB6)。
【0039】
正面方向センサ20Mが障害物検出状態になった後、障害物非検出状態になった時点は、フォーク11の高さが底板62の上面(差込口65の底面)の高さに一致した状態に相当する。制御部50は、正面方向センサ20Mが障害物検出状態になった後、障害物非検出状態になった時点から、フォーク11を規定量だけ上昇させて(ステップSB7)、停止させる(ステップSB8)。
【0040】
規定量は、フォーク11がパレット60の底板62と干渉しない高さになるように設定されている。例えば、フォーク11を差込口65に差し込んだ状態で、フォーク11の底面と底板62の上面(差込口65の底面)との間に、一定量の隙間、例えば10mmの隙間が形成されるように、規定量を設定しておくとよい。パレット60が既定の仕様を満たしている場合、正面方向センサ20Mが障害物非検出状態になった時点からフォーク11を規定量だけ上昇させると、フォーク11がパレット60の天板61及び底板62と干渉することなく、差込口65にフォーク11を差し込むことができる状態になる。
【0041】
次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、斜め上方向21Uに障害物が検出されなくなったら(図8C)、フォーク11の上昇速度を低下させる(ステップSB3)。このため、フォーク11の高さの位置合わせの精度を高めることができる。逆に、斜め上方向21Uに障害物が検出されるまで、相対的に速い速度でフォーク11を上昇させるため、フォーク11の高さを差込口65の高さに合わせるための動作時間を短縮することができる。これにより、荷役作業の効率を高めることができる。
【0042】
次に、図10を参照して、図8A図9に示した実施例の変形例について説明する。図10は、図8A図9に示した実施例の変形例による自動搬送フォークリフトがフォークを上昇させるときの制御の手順を示すフローチャートである。
【0043】
ステップSB1~ステップSB6までの手順は、図9に示したステップSB1~ステップSB6までの手順と同一である。本変形例では、正面方向センサ20Mが障害物非検出状態になると、制御部50(図1)は、差込口65の底面の高さ、すなわち、正面方向センサ20Mが障害物非検出状態になった時点のフォーク11の高さを記憶する(ステップSC7)。
【0044】
フォーク11の上昇を続けると、正面方向センサ20Mがパレット60の天板61を検出し、障害物検出状態になる(ステップSC8)。正面方向センサ20Mが障害物検出状態になった時点で、制御部50は、差込口65の天井の高さ、すなわち、正面方向センサ20Mが障害物検出状態になった時点のフォーク11の高さを記憶する(ステップSC9)。
【0045】
差込口65の底面の高さ及び天井の高さから、フォーク11の目標高さを計算する(ステップSC10)。目標高さは、差込口65の底面の高さと天井の高さとの平均値とするとよい。言い換えると、差込口65の中心の高さを、フォーク11の目標高さとするとよい。その後、制御部50は、フォーク11を目標高さまで移動させる(ステップSC11)。
【0046】
次に、図10に示した変形例の優れた効果について説明する。
図9に示した実施例では、差込口65の底面の高さのみから、フォーク11の目標高さを設定する。これに対して図10に示した変形例では、差込口65の底面及び天井の両方の高さから、フォーク11の目標高さを設定する。このため、フォーク11が差込口65の底面及び天井と干渉する事態を回避する効果が高まる。
【0047】
さらに、差込口65の底面及び天井の両方の高さから、差込口65の高さ方向の寸法を計算することができる。差込口65の高さ方向の寸法から、パレット60が仕様を満たしているか否かの判定を行うことができる。パレット60が仕様を満たしていない場合、制御部50は、フォーク11の差し込み動作を中止するとよい。これにより、フォーク11の差し込み動作前に、フォーク11が差込口65の底面または天井と干渉することを未然に回避することができる。
【0048】
次に、図8A図9に示した実施例の他の変形例について説明する。上記実施例では、斜め上方向21Uに障害物が検出されたこと(ステップSB2)を契機として、上昇速度を低下させる(ステップSB3)。その他の方法として、斜め上方向21Uに障害物が検出され(ステップSB2)、その後斜め上方21Uに障害物が検出されなくなったこと(図8C)を契機として、フォーク11の上昇速度を低下させてもよい。
【0049】
また、上記実施例では、正面方向21Mに障害物が検出され(ステップSC1)、その後、正面方向21Mに障害物が検出されなくなったこと(ステップSC2)を契機として、フォーク11の上昇を停止させる(ステップSC3)。その他の方法として、正面方向21Mに障害物が検出されたこと(ステップSC1)を契機として、フォーク11の上昇を停止させてもよい。この場合には、正面方向21Mに障害物が検出された時点からのフォーク11の上昇距離を、差込口65の高さ方向の寸法の1/2に、パレット60の底板62の厚さを加えた長さに設定するとよい。
【0050】
上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【0051】
10 自動搬送フォークリフト(AGF)
11 フォーク
12 昇降機構
13 チルト機構
14 支点
15 マスト
17 モータ
18 車輪
19 車体
20 センサ
20L 下方向センサ
20M 正面方向センサ
20U 上方向センサ
21L 斜め下方向
21M 正面方向
21U 斜め上方向
30 フォークの延長線
50 制御部
60 パレット
61 天板
61A 天面
62 底板
62A 底面
63 桁
65 差込口
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10