JPH04303396A - フォークリフトの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁油圧式で荷役作業
を操作できるフォークリフトの制御装置に関し、フォー
クを上昇させていき、あらかじめ設定した位置で自動停
止させるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁油圧式に操作できるフォーク
リフトの制御装置としては、例えば図１１に示すものが
知られている（実開昭６０−１０７４０５公報）。同図
に示すように油圧ポンプ０１からの圧油は、電磁比例制
御弁０２と、管路０７を介してパワーステアリング用の
制御弁（図示省略）とに分流されている。電磁比例制御
弁０２には、パイロット操作用の油室０２ａが形成され
、この油室０２ａにはパイロットピストン０２ｂが摺動
自在に嵌合されている。このパイロットピストン０２ｂ
は、油路を切り換えるスプール０２ｃと連結している。 パイロットピストン０２ｂ及びスプール０２ｃはそれぞ
れスプリング０３ａ，０３ｂに連結し、油圧のない状態
で中立位置に保持されている。パイロットピストン０２
ｂの両側には、パイロット流入管路０２ｄ，０２ｅがそ
れぞれ設けられている。パイロット流入管路０２ｄ，０
２ｅは、電磁開閉弁０２ｆ，０２ｇを介してパワーステ
アリング用の油圧系と接続している。従って、電磁開閉
弁０２ｆ，０２ｇを開閉することにより、パイロットピ
ストン０２ｂ及びスプール０２ｃが図中左右に移動する
。スプール０２ｃが移動すると、このスプール０２ｃを
介して作業機シリンダ０４に圧油が給排され、作業機シ
リンダ０４が伸縮する。スプール０２ｃの移動位置によ
り、作業機シリンダ０４に給排される圧油の流量が調整
され、その昇降速度が調整される。作業機シリンダ０４
としては、フォーク（図示省略）を昇降させるもの、傾
斜させるもの等の各種のものが使用できる。

【０００３】一方、電磁開閉弁０２ｆ，０２ｇはコント
ローラ０５からの流量制御信号により、開閉が制御され
る。コントローラ０５は、作業機レバー０６からのレバ
ー操作信号により流量制御信号を出力する。作業機レバ
ー０６は、ポテンショメータを備えており、傾き角度及
び傾き方向に応じたレバー操作信号を出力する。作業機
レバー０６は、中立位置では出力を出さない。従って、
作業機レバー０６を操作することで、電磁開閉弁０２ｆ
，０２ｇを開閉して電磁比例制御弁０２から作業機シリ
ンダ０４に圧油が給排され、作業機シリンダ０４が伸縮
してフォークの昇降、傾斜等が行われると共に作業機レ
バー０６の傾き角度を調整すると、作業機シリンダ０４
への圧油の流量が調整され昇降速度等を自在に制御する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フォークリフトで荷役
作業をするときには、オペレータは作業機レバー０６を
操作して１つ１つの荷物を持ち上げたり持ち下げたりす
る。このような荷役作業の中には、多くの荷物を同じ高
さにまで繰り返し持ち上げる作業がある。従来では持ち
上げる高さが同じであっても、オペレータは、各荷物を
持ち上げ作業するたびに、作業機レバー０６を同じよう
に傾動させなければならなかった。よって、まったく同
じ動作をオペレータが何回も行わなければならず、肩が
痛くなったりして疲労しやすく、また、作業能率が低下
することもあった。

【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、あらかじ
め停止位置を設定しておけば、その後は自動スイッチを
押すとフォークが上昇し停止位置に達したところでフォ
ークが自動停止するフォークリフトの制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、傾き角に応じた値のレバー操作信号を出力
する作業機レバーと、レバー操作信号の値に応じた値の
流量制御信号を出力するコントローラと、エンジンに連
結されて回転することにより圧油を送出する油圧ポンプ
と、前記エンジン回転数及び流量制御信号の値に応じた
量の圧油を給排する電磁比例制御弁と、電磁比例制御弁
により圧油が給排されて伸縮してフォークを昇降するリ
フトシリンダと、を有するフォークリフトにおいて、自
動スイッチと、リフト上げ位置記憶スイッチと、フォー
クの高さを検出する揚高センサと、エンジンの回転数を
検出するエンジン回転数センサとを備え、前記コントロ
ーラは、リフト上げ位置記憶スイッチが投入されたとき
に揚高センサで検出したフォークの位置を停止位置とし
て記憶し、更にエンジン回転数センサで検出したエンジ
ン回転数が高くなると、停止位置より下方に設定する減
速開始位置と停止位置との間隔を長くするように減速開
始位置を設定し、自動スイッチが投入されると、フォー
クを自動上昇させフォークが減速開始位置を過ぎると上
昇速度を徐々に減速させフォークが停止位置に達したら
フォークを停止させるように、流量制御信号の値をコン
トロールすることを特徴とする。

【０００７】

【作用】自動スイッチが投入されるとフォークが自動上
昇し、フォークが停止位置に達したらフォークが自動停
止する。フォークは、停止位置よりも手前位置で減速を
開始する。減速開始位置と停止位置との間隔は、エンジ
ン回転数が高くてフォーク上昇速度が早いほど長くする
。

【０００８】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１〜図１０に本発明の一実
施例を示す。図３は、本実施例に適用するフォークリフ
トの一例を示す斜視図である。同図に示すようにリフト
シリンダ１は左右一対のアウターマスト２に固定され、
ピストンロッド１ａの伸縮に伴いアウターマスト２をガ
イドとして左右一対のインナーマスト３を昇降するよう
になっている。この時、アウターマスト２は車体７の前
方で車体７に固定してある。この結果、インナーマスト
３の昇降に伴いチェーンに懸架してあるブラケット５及
び直接荷物を積載するフォーク４からなる昇降部が昇降
する。チルトシリンダ８は、アウターマスト２及びイン
ナーマスト３と共に昇降部を前方（反車体７側）及び後
方（車体７側）に傾動する為のものである。即ち、荷降
ろしの場合には前方に傾動すると共に荷上げの場合及び
荷物の運搬時には後方に傾動し、夫々の作業性を良好に
保つとともに安全性も確保するようになっている。

【０００９】作業機レバー９ａ，９ｂは、これらをオペ
レータが操作することにより、コントローラ１０及び電
磁比例制御弁１１を介してリフトシリンダ１及びチルト
シリンダ８の動作を制御するものであり、緊急停止を行
う為の安全スイッチ１２とともにジョイスティックボッ
クス１３に収納してある。作業機レバー９ａの頂部には
自動スイッチＳＷ１を備えている（図１参照）。更にジ
ョイスティックボックス１３にはリフト上げ位置記憶ス
イッチＳＷ２及びリフト下げ位置記憶スイッチＳＷ３を
備えている。作業機レバー９ｃ，９ｄ，９ｅは各種のア
タッチメント、例えば、ロールクランプ、ベールクラン
プ等を取り付けた場合に対処するものである。シートス
イッチ１４は運転席１５にオペレータが座った時に動作
するスイッチで、その出力信号はコントローラ１０に出
力する。

【００１０】図１は上記フォークリフトの制御装置の一
例を示すブロックである。同図に示すように、作業機レ
バー９ａはポテンショメータで形成されており、電流値
が操作量に比例するレバー操作信号Ｓ１　をコントロー
ラ１０に送出する。コントローラ１０は、レバー操作信
号Ｓ１　に基づき電磁比例制御弁１１のスプールの開度
を調整する流量制御信号Ｓ２　を送出する。電磁比例制
御弁１１は流量制御信号Ｓ２　の大きさに比例してスプ
ールを移動させて、油圧管路１６を流れる圧油の流量を
制御してリフトシリンダ１の動作速度を作業機レバー９
ａの操作量に対応するように制御する。またリフトシリ
ンダ１には、フォーク４の高さを検出する、巻き取り式
の揚高センサ２５が備えられており、揚高センサ２５か
らは揚高信号Ｓ４　がコントローラ１０へ送られる。

【００１１】油圧センサ１７は油圧管路１６に配設して
あり、この油圧管路１６の油圧を表す油圧信号Ｓ３　を
送出する。コントローラ１０は油圧信号Ｓ３　を処理し
てリフトシリンダ１に作用する負荷荷重を演算する。更
に、コントローラ１０は、警告灯１８とともにコンソー
ルボックス１９に収めてあるスタータスイッチ２０の投
入により、バッテリ２１から電力を供給されて動作する
と共に、安全スイッチ１２を操作したとき及びシートス
イッチ１４が動作せず離席状態のときには流量制御信号
Ｓ２　の電流値を零として電磁比例制御弁１１の開度が
零となるように制御する。

【００１２】油圧ポンプ２２は、フォークのエンジンに
連結されて作動し、作動油源２３の油を電磁比例制御弁
１１に送る。よって、電磁比例制御弁１１からリフトシ
リンダ１へ送る圧油の圧力は、電磁弁開度を決める流量
制御信号Ｓ２の値と、油圧ポンプ２２からの吐出油圧を
決めるエンジンの回転数と、に対応する。エンジンの回
転数はエンジン回転数センサ２６で検出され、このセン
サ２６からはエンジン回転数信号Ｓ５　がコントローラ
１０へ送られる。

【００１３】ここでコントローラ１０を中心として行う
、自動停止制御について、図２を基に説明する。コント
ローラ１０のＣＰＵ１２０は、クロック発生部１２１の
クロックに同期して各種の演算処理をするものであり、
メモリ１２２に記憶したソフトウエアを用いて演算処理
する。一方、作業機レバー９ａから出力されるレバー操
作信号Ｓ１　，油圧センサ１７から出力される油圧信号
Ｓ３　，揚高センサ２５から出力される揚高信号Ｓ４　
，エンジン回転数センサ２６から出力されるエンジン回
転数信号Ｓ５　は、Ａ／Ｄコンバータ１２３によりデジ
タル信号に変換されてからＣＰＵ１２０へ送られる。自
動スイッチＳＷ１（これは作業機レバー９ａの頂部に備
えられている）からのスイッチ信号Ｐ１　，位置記憶ス
イッチＳＷ２，ＳＷ３（これはジョイスティックボック
ス１３に備えられている）からのスイッチ信号Ｐ２　，
Ｐ３　は、インターフェース１２４を介してＣＰＵ１２
０へ送られる。流量制御信号Ｓ２　は、ＣＰＵ１２０の
制御に基づき、電磁弁駆動回路１２５から電磁比例制御
弁１１へ送られる。

【００１４】まずフォーク４を上昇させるときに、自動
停止させる動作概要を説明する。まずはじめにフォーク
４を停止させる位置を決めるため、作業機レバー９ａを
上昇側に倒し、フォーク４が上昇してきて目的とする位
置にきたら作業機レバー９ａを中立位置にもどし、フォ
ーク４を停止させる。このときリフト上げ位置記憶スイ
ッチＳＷ２を投入すると、このときのフォーク４の高さ
を示す揚高信号Ｓ４　が取り込まれ、このときのフォー
ク４の高さが停止位置としてメモリ１２２に記憶される
。

【００１５】上述したプリセットが完了してから実作業
に移る。そしてフォーク４が停止位置より下方にあると
きに、自動スイッチＳＷ１を押しつつ作業機レバー９ａ
を上昇側に倒すと、その後にオペレータが手を放し自動
スイッチＳＷ１が開放し作業機レバー９ａが中立位置に
もどっても、フォーク４が上昇しつづけフォーク４が停
止位置に達したらフォーク４を停止させるような流量制
御信号Ｓ２　が、コントローラ１０から電磁比例制御弁
１１へ送られる。かくて、フォーク４が自動的に上昇し
、あらかじめ決めた停止位置で止まる。

【００１６】このように自動上昇して自動停止をする場
合、停止の際のショックを緩和するため、停止位置より
手前位置からフォーク４の上昇速度を徐々に減速させて
いって、停止位置で停止させるようにしている。このた
め、メモリ１２２には図４に示す特性及び図５に示す特
性が記憶されており、ＣＰＵ１２０は両特性を用いて自
動上昇・停止させる指令を出す。

【００１７】例えば停止位置がＨ１　（図６参照）であ
り、エンジン回転数がＮ１　であるときには、上げ停止
制動距離としてｌ１　、減速値としてＶ１　を求める。 そして図６に示すようにフォーク４がＨ１　−ｌ１　の
位置にきたときに上昇速度の減速を開始し、所定時間ご
とにフォーク４の上昇速度をＶ１　だけ減じていって、
フォーク４がＨ１　に達したところでフォーク４を停止
させるようにしている。

【００１８】図４，図５の特性は、エンジン回転数が高
くフォーク４の上昇速度が速いときには、制動距離を長
くして減速値を小さくしてショックの発生を防いでおり
、エンジン回転数が低くフォークの上昇速度が遅いとき
には、制動距離を短くして減速値を大きくして迅速な停
止を行なわせるようにしている。

【００１９】次にフォーク４を下降させるときに、自動
停止させる動作概要を説明する。まずはじめにフォーク
４を停止させる位置を決めるため、作業機レバー９ａを
下降側に倒し、フォーク４が下降してきて目的とする位
置にきたら作業機レバー９ａを中立位置にもどし、フォ
ーク４を停止させる。このときリフト下げ位置記憶スイ
ッチＳＷ３を投入すると、このときのフォーク４の高さ
を示す揚高信号Ｓ４　が取り込まれ、このときのフォー
ク４の高さが停止位置としてメモリ１２２に記憶される
。

【００２０】上述したプリセットが完了してから実作業
に移る。そしてフォーク４が停止位置より上方にあると
きに、自動スイッチＳＷ１を押しつつ作業機レバー９ａ
を下降側に倒すと、その後にオペレータが手を放し自動
スイッチＳＷ１が開放し作業機レバー９ａが中立位置に
もどっても、フォーク４が下降しつづけフォーク４が停
止位置に達したらフォーク４を停止させるような流量制
御信号Ｓ２　が、コントローラ１０から電磁比例制御弁
１１へ送られる。かくて、フォーク４が自動的に下降し
、あらかじめ決めた停止位置で止まる。

【００２１】このように自動下降して自動停止をする場
合、停止の後のショックを緩和するため、停止位置より
手前位置からフォーク４の下降速度を徐々に減速させて
いって、停止位置で停止させるようにしている。このた
め、メモリ１２２には図７に示す特性及び図８に示す特
性が記憶されており、ＣＰＵ１２０は両特性を用いて自
動下降・停止させる指令を出す。

【００２２】例えば停止位置がＨ２　（図９参照）であ
り、荷重がＷ１　であるときには、下げ停止制動距離と
してｌ２　、減速値としてＶ２　を求める。そして図９
に示すようにフォーク４がＨ２　＋ｌ２　の位置にきた
ときに下降速度の減速を開始し、所定時間ごとにフォー
ク４の下降速度をＶ２　だけ減じていって、フォーク４
がＨ２　に達したところでフォーク４を停止させるよう
にしている。

【００２３】図７，図８の特性は、荷重が重くフォーク
４の下降速度が速いときには、制動距離を長くして減速
値を小さくしてショックの発生を防いでおり、荷重が軽
くフォークの下降速度が遅いときには、制動距離を短く
して減速値を大きくして迅速な停止を行なわせるように
している。

【００２４】次に図１０を参照してコントローラ１０の
指令動作を詳細に説明する。なお各動作ステップには「
ＳＴ」という符号を付す。制御をスタートしイニシアラ
イズをした（ＳＴ１，ＳＴ２）後に、リフト上げ位置記
憶スイッチＳＷ２が投入されると（ＳＴ３）、揚高セン
サ２５の信号がコントローラ１０に取り込まれこのとき
のフォーク４の位置が上げ位置として記憶される（ＳＴ
４）。一方、リフト下げ位置記憶スイッチＳＷ３が投入
されると（ＳＴ５）、揚高センサ２５の信号がコントロ
ーラ１０に取り込まれこのときのフォーク４の位置が下
げ位置として記憶される（ＳＴ６）。

【００２５】ステップ（ＳＴ７）では、作業機レバー９
ａの投入方向により、即ちレバー操作信号Ｓ１　の極性
により、リフト上げかリフト下げかリフト停止かを判定
する。リフト上げと判定されたとき、上げ制御モードで
なく（ＳＴ８）、自動スイッチＳＷ１が投入されていな
いとき（ＳＴ９）には、レバー操作信号Ｓ１　に応じた
流量制御信号Ｓ２　を出力してリフト上昇制御をする（
ＳＴ１０）。

【００２６】ステップ（ＳＴ９）にて自動マッチＳＷ１
が投入されると、ステップ（ＳＴ１１）にて、上げ制御
モードがセットされるとともに、図４，図５の特性を利
用して減速開始位置及び減速値が計算され、更に流量制
御信号Ｓ２　の値はレバー操作信号Ｓ１　の値に対応さ
せている。

【００２７】ステップ（ＳＴ８）にて上げ制御と判定さ
れた後、減速モードにならず（ＳＴ１２）、且つ揚高が
減速位置に達しないとき（ＳＴ１３）には、そのまま上
昇が続く。ステップ（ＳＴ１３）にて揚高が減速位置よ
り高くなると、減速モードがセットされる（ＳＴ１４）
。

【００２８】減速モードがセットされると（ＳＴ１２，
ＳＴ１４）、流量制御信号Ｓ２　の値（出力値）は、前
回値から減速値を引いたものとなる（ＳＴ１５）。この
演算は制御サイクル毎に行なわれていく。そして出力値
が停止値よりも大きいとき（ＳＴ１６）はこの演算制御
サイクルが繰り返されフォークは減速しつつ上昇する。 出力値が停止値よりも小さくなったら（ＳＴ１６）、上
げ制御モード及び減速モードをクリアし（ＳＴ１７）、
フォークを停止させる。

【００２９】ステップ（ＳＴ７）においてリフト下げと
判定されたとき、下げ制御モードでなく（ＳＴ１８）、
自動スイッチＳＷ１が投入されていないとき（ＳＴ１９
）には、レバー操作信号Ｓ１　に応じた流量制御信号Ｓ
２　を出力してリフト下降制御をする（ＳＴ２０）。

【００３０】ステップ（ＳＴ１９）にて自動スイッチＳ
Ｗ１が投入されると、ステップ（ＳＷ２１）にて、下げ
制御モードがセットされるとともに、図７，図８の特性
を利用して減速開始位置及び減速値が計算され、更に流
量制御信号Ｓ２　の値はレバー操作信号Ｓ１　の値に対
応させている。

【００３１】ステップ（ＳＴ１８）にて下げ制御と判定
された後、減速モードにならず（ＳＴ２２）、且つ揚高
が減速位置に達しないとき（ＳＴ２３）には、そのまま
下降が続く。ステップ（ＳＴ２３）にて揚高が減速位置
より低くなると、減速モードがセットされる（ＳＴ２４
）。

【００３２】減速モードがセットされると（ＳＴ２２，
ＳＴ２４）、流量制御信号Ｓ２　の値（出力値）は、前
回値から減速値を引いたものとなる（ＳＴ２５）。この
演算は制御サイクル毎に行なわれていく。そして出力値
が停止値よりも大きいとき（ＳＴ２６）はこの演算制御
サイクルが繰り返されフォークは減速しつつ上昇する。 出力値が停止値よりも小さくなったら（ＳＴ２６）、下
げ制御モード及び減速モードをクリアし（ＳＴ２７）、
フォークを停止させる。

【００３３】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、フォークの停止位置を任意の高さ
に設定でき、フォークを上昇動作させるときには、自動
スイッチを投入すればフォークは自動的に上昇し、停止
位置に達したら自動的に停止するので、多くの荷物を同
じ高さにまで何回も持ち上げる作業をしても、自動スイ
ッチの投入という簡単な動作で作業が遂行できる。かく
て、オペレータの疲労感も軽減する。

【００３４】更に、停止位置よりも手前の位置からフォ
ークの上昇速度を徐々に減速していくので、ショックな
くフォークの停止ができる。しかも、エンジン回転数か
らフォークの上昇速度を求め、上昇速度が速いほどフォ
ークの減速開始を早めてスムーズな停止ができるように
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明を適用したフォークリフトを示す斜視図
である。

【図４】エンジン回転数と上げ停止制動距離との関係を
示す特性図である。

【図５】エンジン回転数と減速値との関係を示す特性図
である。

【図６】フォークの上昇・停止の状態を示す特性図であ
る。

【図７】荷重と下げ停止制動距離との関係を示す特性図
である。

【図８】荷重と減速値との関係を示す特性図である。

【図９】フォークの下降・停止の状態を示す特性図であ
る。

【図１０】本発明の動作を示すフロー図である。

【図１１】電磁油圧式のフォークリフトの従来の制御装
置を示す油圧回路である。

【符号の説明】

１　　リフトシリンダ １ａ　　ピストンロッド ４　　フォーク ９ａ　　作業機レバー １０　　コントローラ １１　　電磁比例制御弁 １６　　油圧管路 １７　　油圧センサ ２４　　自動下降スイッチ ２５　　揚高センサ ２６　　エンジン回転数センサ １２０　　ＣＰＵ Ｓ１　　　レバー操作信号 Ｓ２　　　流量制御信号 Ｓ３　　　油圧信号 Ｓ４　　　揚高信号 Ｓ５　　　エンジン回転数信号 ＳＷ１　　自動スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　傾き角に応じた値のレバー操作信号を
   出力する作業機レバーと、レバー操作信号の値に応じた
   値の流量制御信号を出力するコントローラと、エンジン
   に連結されて回転することにより圧油を送出する油圧ポ
   ンプと、前記エンジン回転数及び流量制御信号の値に応
   じた量の圧油を給排する電磁比例制御弁と、電磁比例制
   御弁により圧油が給排されて伸縮してフォークを昇降す
   るリフトシリンダと、を有するフォークリフトにおいて
   、自動スイッチと、リフト上げ位置記憶スイッチと、フ
   ォークの高さを検出する揚高センサと、エンジンの回転
   数を検出するエンジン回転数センサとを備え、前記コン
   トローラは、リフト上げ位置記憶スイッチが投入された
   ときに揚高センサで検出したフォークの位置を停止位置
   として記憶し、更にエンジン回転数センサで検出したエ
   ンジン回転数が高くなると、停止位置より下方に設定す
   る減速開始位置と停止位置との間隔を長くするように減
   速開始位置を設定し、自動スイッチが投入されると、フ
   ォークを自動上昇させフォークが減速開始位置を過ぎる
   と上昇速度を徐々に減速させフォークが停止位置に達し
   たらフォークを停止させるように、流量制御信号の値を
   コントロールすることを特徴とするフォークリフトの制
   御装置。