特開 2023-178565 荷役機

(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】P2023178565

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】荷役機

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20231211BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091322

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】河村 昂希

【テーマコード（参考）】

3F333

【Ｆターム（参考）】

3F333AA02

3F333AB13

3F333AE02

3F333BD02

3F333FD06

3F333FE04

3F333FE05

(57)【要約】

【課題】休止中に索状体に加わる張力を弱めることのできる荷役機を提供することを目的とする。
【解決手段】索状体（１１３）を介してフォーク（１０４）に昇降用の動力が伝達される荷役機（１００）である。そして、フォーク（１０４）が接地した休止姿勢において索状体（１１３）の張力が閾値以下になるようにフォーク（１０４）を下降させる運転制御あるいは運転支援制御を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

索状体を介してフォークに昇降用の動力が伝達される荷役機であって、
前記フォークが接地した休止姿勢において前記索状体の張力が閾値以下になるように前記フォークを下降させる運転制御あるいは運転支援制御を行う荷役機。

【請求項2】

前記運転支援制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記索状体の張力が前記閾値を超えている場合に警告を出力する、
請求項１記載の荷役機。

【請求項3】

前記運転制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、指令に基づき前記索状体の張力が前記閾値以下になるように前記フォークを下降運転する、
請求項１記載の荷役機。

【請求項4】

前記制御部は、前記索状体の張力が前記閾値以下になったことに基づいて前記フォークの下降運転を停止する、
請求項３記載の荷役機。

【請求項5】

前記索状体の張力を検出する検出部を備え、
前記検出部は、前記索状体の張力を測定する張力センサ、前記索状体の外観を撮影するカメラ、前記フォークを昇降する液圧機構の液圧センサ、回転動力を出力して前記フォークを昇降する機構のトルクセンサの少なくともいずれか１つを含む、
請求項１記載の荷役機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷役機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フォークの下降位置の検出結果と、チルト角の検出結果とに基づいてフォークの接地制御を行う荷役機について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１８６１１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のフォークの接地制御ではフォークの接地が不十分となる場合があった。接地が不十分であると、荷役機の休止中にフォークを昇降するための索状体（チェーン等）に大きな張力がずっと生じてしまうという課題が生じる。

【0005】

本発明は、休止中に索状体に加わる張力を弱めることのできる荷役機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】

本発明に係る荷役機は、
索状体を介してフォークに昇降用の動力が伝達される荷役機であって、
前記フォークが接地した休止姿勢において前記索状体の張力が閾値以下になるように前記フォークを下降させる運転制御あるいは運転支援制御を行う。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、休止中に索状体に加わる張力を弱めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る荷役機を示す側面図である。

【図2】図１の荷役機においてフォークが上昇している状態を示す側面図である。

【図3】実施形態に係る荷役機の制御構成を示すブロック図である。

【図4】張力を検出する検出部の第１例（Ａ）と第２例（Ｂ）とを示す図である。

【図5】張力を検出する検出部の第３例（Ａ）と第４例（Ｂ）とを示す図である。

【図6】制御部が実行する運転支援制御の一例を示すフローチャートである。

【図7】制御部が実行する運転制御の一例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】

【0009】

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係る荷役機を示す側面図である。図２は、図１の荷役機においてフォークが上昇している状態を示す側面図である。

【0011】

実施形態の荷役機１００は、フォーク１０４に荷を積んで荷役（荷の昇降及び荷の搬送）を行うフォークリフトである。荷役機１００は、車輪１０１及び運転席１０３が含まれる車体１０２と、車体１０２の前方に延びる左右一対の爪を有するフォーク１０４と、フォーク１０４の背後に位置するバックレスト１０５と、フォーク１０４を駆動するフォーク駆動機構１１０とを備える。運転席１０３には、車体１０２の走行運転操作を行う走行操作部１０６ａと、フォーク１０４の運転操作を行うフォーク操作部１０６ｂと、運転の支援情報を報知する報知部１０７と、エンジン１２６（図３）並びに荷役機１００のシステムの始動と停止とを切り替えるためのスイッチ（キーシリンダ等）１０８とが設けられている。

【0012】

報知部１０７は画像出力が可能な表示器である。報知部１０７は、その他、ランプであってもよいし、音声出力が可能なスピーカであってもよい。

【0013】

フォーク駆動機構１１０は、フォーク１０４及びバックレスト１０５の昇降、並びに、前後の傾斜角の変更とが可能な機構である。加えて、フォーク駆動機構１１０は、フォーク１０４及びバックレスト１０５を横方向にスライドさせることが可能な機構を含んでもよい。

【0014】

フォーク駆動機構１１０は、車体１０２に対して前後の傾斜角が可変に取り付けられたベースマスト１１１と、ベースマスト１１１の前後の傾斜角を変更する傾斜シリンダ１１６と、ベースマスト１１１に対して昇降可能に取り付けられた昇降マスト１１２と、昇降マスト１１２を昇降させる昇降シリンダ１１７と、昇降マスト１１２の昇降に連動させてフォーク１０４及びバックレスト１０５を昇降させる索状体１１３及びマストローラ１１４と、索状体１１３の張力を検出する検出部１１８とを備える。

【0015】

フォーク１０４及びバックレスト１０５は昇降枠１１５に連結され、昇降枠１１５は昇降可能に昇降マスト１１２にガイドされている。マストローラ１１４は、昇降マスト１１２に取り付けられ、索状体１１３が掛けられている。索状体１１３の一端はベースマスト１１１等の基部に固定され、他端は昇降枠１１５に固定されている。

【0016】

索状体１１３は、チェーンであるが、ワイヤーであってもよい。

【0017】

傾斜シリンダ１１６及び昇降シリンダ１１７は、液圧（例えば油圧）によって駆動されるピストンシリンダである。

【0018】

図１及び図２に示すように、昇降シリンダ１１７に作動液が送られることで、ピストンロッド１１７ａが押し出され、昇降マスト１１２及びマストローラ１１４が上昇する。そして、当該上昇により、マストローラ１１４に掛けられた索状体１１３に張力が加わって昇降枠１１５が引き上げられる。このような作用によりフォーク１０４及びバックレスト１０５が上昇する。

【0019】

逆に、昇降シリンダ１１７から作動液が抜かれると、ピストンロッド１１７ａが引き戻され、昇降マスト１１２及びマストローラ１１４が下降する。そして、索状体１１３に吊られた昇降枠１１５が引き下げられる。このような作用によりフォーク１０４及びバックレスト１０５が下降する。

【0020】

フォーク１０４が地面から離間しているとき、索状体１１３には、少なくともフォーク１０４、バックレスト１０５及び昇降枠１１５の重量分の張力が加わる。一方、フォーク１０４が完全に接地すれば、索状体１１３の張力は小さくなる。

【0021】

図３は、実施形態に係る荷役機の制御構成を示すブロック図である。

【0022】

荷役機１００は、更に、傾斜シリンダ１１６及び昇降シリンダ１１７へ作動液を出し入れ可能な液圧回路１２４と、液圧回路１２４の作動液に圧力を加えるエンジン１２６と、少なくとも荷役機１００を休止状態へ移行させる際の運転制御又は運転支援制御を行う制御部１２２と、自動運転又は遠隔運転を行うための運転システム１２８とを備える。

【0023】

エンジン１２６は、内燃機関であるが、電気的に駆動されるモータに代替されてもよい。

【0024】

液圧回路１２４は、複数の制御弁を有し、制御弁が開閉制御されることで、傾斜シリンダ１１６及び昇降シリンダ１１７への作動液の出し入れと、作動液の圧力制御を行うことができる。液圧回路１２４の制御弁はフォーク操作部１０６ｂからの操作信号、並びに、制御部１２２からの制御信号に基づいて制御される。

【0025】

運転システム１２８は、予め定められた運転スケジュールに従ってエンジン１２６の始動及び停止、図示略の走行機構の運転制御、フォーク操作部１０６ｂを介したフォーク１０４の運転制御を、自動的に（運転者の操作なしに）行う。運転システム１２８は、荷役機１００に設けられた障害物センサ（図示略）の検出出力を入力し、当該検出出力に基づき障害物に近接しないように自動運転を行ってもよい。

【0026】

運転システム１２８は、さらに、外部から運転信号（無線信号等）を受け、当該運転信号に基づいてエンジン１２６の始動及び停止、図示略の走行機構の運転制御、フォーク操作部１０６ｂを介したフォーク１０４の運転を行う構成であってもよい。このような構成の場合、荷役機１００は、カメラを備え、カメラを介して撮影された前方及び周囲の映像を遠隔運転元へ送り、運転者が当該映像を見ながら遠隔運転を行うように構成されてもよい。

【0027】

制御部１２２は、報知部１０７に警告等の運転支援の情報を出力させる指令と、液圧回路１２４の駆動制御とを行うことができる。制御部１２２には、検出部１１８から索状体１１３の張力に関する検出値と、スイッチ（キーシリンダ等）１０８の切り替え信号とが入力される。さらに、制御部１２２は、運転システム１２８から休止姿勢に移行する指令を受信可能である。

【0028】

制御部１２２は、コンピュータであり、記憶媒体に格納された運転支援制御プログラム１２２ａ又は運転制御プログラム１２２ｂに従って、次のような運転支援制御並びに運転制御を実行する。

【0029】

運転支援制御では、有人運転の際、フォーク１０４が接地した休止姿勢において索状体１１３の張力が閾値以下となるように制御部１２２が動作する。より具体的には、運転者がフォーク１０４を下降させて荷役機１００のシステムを停止させる際、制御部１２２は、検出部１１８の出力を受け、索状体１１３の張力が閾値を超えるか否か判定する。そして、張力が閾値を超える場合に、制御部１２２は、よりフォークを下降させるように報知部１０７から警告を出力する。このような運転支援制御により、索状体１１３に大きな張力が加わったまま荷役機１００が休止することが低減され、索状体１１３の寿命を延ばすことができる。

【0030】

ここで、「休止」とは、荷役機１００が荷役や走行を行わずに、停車を続ける状態を意味し、例えばエンジン１２６が停止され、荷役機１００のシステムのメイン電源が切られる状態を意味してもよい。荷役機１００の休止は、荷役機１００の待機状態と呼んでもよい。

【0031】

「システムを停止させる際」とは、運転者がスイッチ（キーシリンダ等）１０８のキーをシステム停止側に切り替えた際などである。あるいは、「システムを停止させる際」とは、荷役機１００の運転席にシステムの停止を予告する別のスイッチが設けられ、当該スイッチが操作された場合であってもよい。

【0032】

「閾値」は、荷を積んでいない状態のフォーク１０４が地面から浮いているときに索状体１１３に加わる張力よりも低い値に設定される。より好ましくは、上記の閾値は、フォーク１０４が地面にベタ付きしたときに索状体１１３に加わる張力よりも少し大きな値に設定されてもよい。閾値は、固定値であってもよいし、環境条件に基づいて変化する値であってもよい。

【0033】

上記の運転制御では、自動運転又は遠隔運転の際に、フォーク１０４が接地した荷役機１００の休止姿勢において索状体１１３の張力が閾値以下となるように制御部１２２が動作する。具体的には、運転システム１２８が、荷役機１００を休止姿勢に移行させる際に、制御部１２２へ休止姿勢へ移行する指令を送信する。制御部１２２は、当該指令に基づき、液圧回路１２４を制御して昇降シリンダ１１７を縮む方向に駆動させ、かつ、検出部１１８の出力を監視する。そして、制御部１２２は、索状体１１３の張力が閾値以下となったか判定する。そして、閾値以下となった場合に、制御部１２２は、昇降シリンダ１１７の駆動を停止させ、その後、エンジン１２６及び荷役機１００のシステムを停止させて、荷役機１００が休止する。このような運転制御により、索状体１１３に大きな張力が加わったまま荷役機１００が休止してしまうことが低減され、索状体１１３の寿命を延ばすことができる。

【0034】

なお、荷役機１００の運転席に、休止姿勢へ移行する指令を出力するスイッチ（ボタン等）を設け、運転者が当該スイッチを操作したことに基づいて、制御部１２２が上記の運転制御を実行してもよい。

【0035】

＜検出部＞
図４は、張力を検出する検出部の第１例（Ａ）と第２例（Ｂ）とを示す。図５は、張力を検出する検出部の第３例（Ａ）と第４例（Ｂ）とを示す。検出部１１８は、直接的あるいは間接的に索状体１１３の張力を検出する。

【0036】

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、直接的に索状体１１３の張力を測定する張力センサの例である。検出部１１８は、図４（Ａ）に示すように、３つのローラ１５１～１５３の間に索状体１１３を通しておき、ローラ１５１～１５３に生じる変位又は応力等から索状体１１３の張力を測定する構成であってもよい。また、検出部１１８は、図４（Ｂ）に示すように、索状体１１３の一端と固定部１５５との間に介在し、索状体１１３の引っ張り力を測定する構成であってもよい。その他、検出部１１８として様々な構成の張力センサを適用可能である。

【0037】

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、間接的に索状体１１３の張力を検出する構成の例を示す。図５（Ａ）に示すように、張力を検出する検出部１１８Ａは、索状体１１３の外観を撮影するカメラ１１８Ｂと、撮影映像から索状体１１３の張力を推定する画像解析部１１８Ｃとを含む構成であってもよい。画像解析部１１８Ｃは、複数の張力のデータと当該張力が加わったときの索状体１１３の画像とが対応づけられて格納されたデータベースを有し、撮影映像中の索状体１１３の画像とデータベースの画像とを比較することで、索状体１１３の張力を推定する構成としてもよい。あるいは、画像解析部１１８Ｃとして、索状体１１３の画像と張力との関係が機械学習された人口知能が適用されてもよい。

【0038】

図５（Ｂ）に示すように、張力を検出する検出部１１８Ｄは、昇降シリンダ１１７を駆動する作動液の液圧を検出する液圧センサであってもよい。昇降シリンダ１１７は昇降マスト１１２を昇降することでマストローラ１１４を介して索状体１１３に動力を作用させ、当該作用によりフォーク１０４を昇降する液圧機構の一例に相当する。昇降シリンダ１１７の作動液の液圧は索状体１１３の張力と相関する。したがって、検出された液圧から索状体１１３の張力を推定することができる。

【0039】

その他、荷役機１００が、例えば電動モータ、油圧モータ、あるいは、内燃機関のクランク機構等の回転動力を出力する機構を備え、昇降マスト１１２が当該回転動力により昇降される構成を有する場合、あるいは、回転動力により索状体１１３の巻き取りと繰り出しが行われてフォーク１０４が昇降する構成を有する場合には、検出部１１８として、回転動力を出力する機構のトルクセンサが採用されてもよい。上記構成を有する場合、回転動力を出力する機構のトルクは索状体１１３の張力と相関する。したがって、検出されたトルクから索状体１１３の張力を推定することができる。

【0040】

＜運転支援制御＞
続いて、制御部１２２が実行する運転支援制御及び運転制御の詳細な一例について説明する。

【0041】

図６は、制御部が実行する運転支援制御の一例を示すフローチャートである。運転者が荷役機１００を休止（例えば停車）させるためにスイッチ（キーシリンダ等）１０８を停止側に操作すると、制御部１２２は、それを判別し（ステップＳ１）、処理を次に進める。

【0042】

処理が進むと、制御部１２２は、検出部１１８の検出結果を受け取り（ステップＳ２）、索状体１１３の張力が閾値以下か判別する（ステップＳ３）。閾値とは、前述したように、荷を積んでいない状態のフォーク１０４が地面から浮いているときに索状体１１３に加わる張力よりも低い値に設定されている。

【0043】

ステップＳ３の判別の結果、閾値以下であれば、制御部１２２は、荷役機１００のシステムを停止させ（ステップＳ４）、荷役機１００が休止し、運転支援制御が終了する。

【0044】

一方、ステップＳ３の判別の結果、張力が閾値を超えていれば、制御部１２２は、報知部１０７を介してフォーク１０４の下降を促す警告出力を行う（ステップＳ５）。そして、制御部１２２は、処理をステップＳ２に戻す。

【0045】

ステップＳ５の警告出力により、運転者は警告が出力されなくなるまでフォーク１０４を下降させる運転操作を行い、それにより索状体１１３の張力が閾値以下にされる。そして、この状態で、荷役機１００を休止させることができる。

【0046】

なお、運転支援制御は上記の例に限られない。例えば、ステップＳ５の警告出力の代わりに、制御部１２２は、自動運転する旨の報知出力を行い、かつ、張力が閾値以下となるまで自動運転によりフォーク１０４を下降させてもよい。このような処理であっても、索状体１１３の張力を閾値以下にして荷役機１００を休止させることができる。

【0047】

図７は、制御部が実行する運転制御の一例を示すフローチャートである。運転制御において、制御部１２２は、自動運転又は遠隔運転を行うための運転システム１２８から、休止姿勢に移行する指令の入力が有るか無いかを判別する（ステップＳ１１）。そして、上記の指令の入力があれば、制御部１２２は処理を次に進める。

【0048】

処理が進むと、制御部１２２は、液圧回路１２４を制御して昇降シリンダ１１７を縮む方向へ駆動することで、フォーク１０４の下降運転を開始させる（ステップＳ１２）。さらに、制御部１２２は、検出部１１８から索状体１１３の張力の検出結果を受け取り（ステップＳ１３）、張力が閾値以下であるか判別する（ステップＳ１４）。そして、張力が閾値を超えていれば、制御部１２２は、処理をステップＳ１３に戻す。閾値は、前述した通りである。

【0049】

一方、ステップＳ１４の判別の結果、張力が閾値以下であれば、制御部１２２は、昇降シリンダ１１７の駆動を停止することで、フォーク１０４の下降運転を停止させる（ステップＳ１５）。そして、制御部１２２は、運転システム１２８へ、休止姿勢への移行完了を通知し（ステップＳ１６）、運転制御が終了する。運転システム１２８は、その後、エンジン１２６、並びに、荷役機１００のシステムを停止させることで、荷役機１００が休止する。

【0050】

以上のように、本実施形態の荷役機１００によれば、フォーク１０４が接地した休止姿勢において索状体１１３の張力が閾値以下になるようにフォーク１０４を下降させる運転制御あるいは運転支援制御が行われる。したがって、荷役機１００の休止中において索状体１１３に大きな張力が残ってしまうことが低減され、索状体１１３の寿命を延ばすことができる。

【0051】

さらに、本実施形態の荷役機１００によれば、制御部１２２は、荷役機１００を休止させる際の運転支援制御において、索状体１１３の張力が閾値を超えている場合に、報知部１０７を介して下降を促す警告を出力させる。したがって、運転者は警告の出力に基づき、索状体１１３の張力か閾値以下にしてから荷役機１００を休止させることができる。

【0052】

さらに、本実施形態の荷役機１００によれば、制御部１２２は、荷役機１００を休止姿勢にする指令に基づいて、索状体１１３の張力が閾値以下になるようにフォーク１０４を下降運転する。そして、索状体１１３の張力が閾値以下になったことに基づいてフォーク１０４の下降運転を停止する。したがって、索状体１１３に大きな張力が残らないように容易に荷役機１００を休止姿勢にすることができる。

【0053】

さらに、本実施形態の荷役機１００によれば、索状体１１３の張力を検出する検出部１１８を備える。そして、検出部１１８は、張力センサ（図４（Ａ）及び図４（Ｂ））、索状体１１３の外観を撮影するカメラ１１８Ｂ（図５（Ａ））、昇降シリンダ１１７の作動液の液圧を測定する液圧センサ（図５（Ｂ）の検出部１１８Ｄ）、回転動力でフォーク１０４を昇降する構成である場合には回転動力を出力する機構のトルクセンサのいずれか１つのを含む。このような検出部１１８の構成により、索状体１１３の張力が閾値以下になったか否かを容易に判別できる。

【0054】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、荷役機１００としてフォークリフトを一例にとって説明した。しかし、索状体を介してフォークに昇降用の動力が伝達される構成を有すれば、荷役機はどのような構成であってもよい。また、上記実施形態では、有人運転と、自動運転又は遠隔運転との両方が可能な荷役機１００を示した。しかし、本発明に係る荷役機は、有人運転のみ可能な構成であってもよいし、自動運転又は遠隔運転のみが可能な構成であってもよい。また、上記実施形態では、運転制御と運転支援制御との両方を実行可能な制御部１２２を有する荷役機１００について説明した。しかし、本発明に係る荷役機の制御部は、運転制御と運転支援制御のうちいずれか一方のみを実行可能な構成であってもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0055】

１００ 荷役機
１０３ 運転席
１０４ フォーク
１０６ｂ フォーク操作部
１０７ 報知部
１０８ スイッチ
１１０ フォーク駆動機構
１１１ ベースマスト
１１２ 昇降マスト
１１３ 索状体
１１４ マストローラ
１１７ 昇降シリンダ
１１８、１１８Ａ、１１８Ｄ 検出部
１１８Ｂ カメラ
１１８Ｃ 画像解析部
１２２ 制御部
１２２ａ 運転支援制御プログラム
１２２ｂ 運転制御プログラム
１２４ 液圧回路
１２６エンジン
１２８ 運転システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】