JPH0592769A - リーチ型フオークリフトの走行操作方法 - Google Patents

リーチ型フオークリフトの走行操作方法

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JPH0592769A
JPH0592769A JP28216091A JP28216091A JPH0592769A JP H0592769 A JPH0592769 A JP H0592769A JP 28216091 A JP28216091 A JP 28216091A JP 28216091 A JP28216091 A JP 28216091A JP H0592769 A JPH0592769 A JP H0592769A
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郁也 刀谷
Shigeru Hirooka
茂 広岡
Koji Oda
耕治 織田
Shinobu Tanaka
忍 田中
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 通常のリーチ型フォークリフトの運転フィー
リングを基調とし、一方の手でハンドル操作を行い、他
方の手でアクセル指令及び車両の進行方向の進行角指令
を同時に行い得るリーチ型フォークリフトの走行操作方
法を提供する事。 [構成] 左右のストラドルアーム各々にロードホイー
ルを操舵可能に支持すると共に、ハンドルにて操舵可能
なドライブホイールを備えたリーチ型フォークリフトに
おいて、該リーチ型フォークリフトに二次元ジョイステ
ィツクからなる走行操作レバー8を設け、該走行操作レ
バー8の前後方向の変位量をアクセル指令とし、左右方
向の変位量は、前記リーチ型フォークリフトの進行角の
角速度指令とし、走行操作の容易化を図ったものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロードホイールの操舵
が可能なリーチ型フォークリフトの走行操作方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、特公昭58−15342号に示さ
れる多方向走行車両が提案されている。この車両aは、
図15に示す如く、進行方向をAとする際には、キャス
タ輪c、fを旋回固定すると共に、キャスタ輪dを旋回
可能となるよう各シリンダを油圧制御し、操向兼駆動輪
bを操向することによりアッカーマン操向しうるもので
ある。
【0003】また、図16に示す如く、進行方向をBと
する際には、これに沿ってキャスタ輪d、fを旋回固定
すると共に、キャスタ輪cを旋回可能となるよう各シリ
ンダを油圧制御し、操向兼駆動輪bを操向することによ
り上記同様アッカーマン操向しうるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、進行方
向をA、B間で切り換える際には、車両aを停止させた
後、切換レバーにて前述のキャスタ輪d、fを操舵した
り、ボタンスイッチ等を押すといった個々の動作、いわ
ゆるモード切換が必要であり、しかも操向兼駆動輪b
は、ハンドルにより操舵される。従って、ハンドル操作
中は、アクセルレバーを操作すると、前記切換レバーと
アクセルレバーを同時操作できないという問題があっ
た。また、運転操作が、通常のリーチ型フォークリフト
に比べて困難であるという問題もある。本発明は上記問
題点に鑑み案出されたもので、その目的は通常のリーチ
型フォークリフトの運転フィーリングを基調とし、一方
の手でハンドル操作を行い、他方の手でアクセル指令及
び車両の進行方向の進行角指令を同時に行い得るリーチ
型フォークリフトの走行操作方法を提供する事にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、左右のストラ
ドルアーム各々にロードホイールを操舵可能に支持する
と共に、該左右のロードホイールの操舵角を検出する手
段を備え、ハンドルにて操舵可能なドライブホイール及
びこのドライブホイールの操舵角を検出し得る手段を備
えたリーチ型フォークリフトであって、該リーチ型フォ
ークリフトに二次元ジョイスティツクを設け、該二次元
ジョイスティツクの前後方向の変位量をアクセル指令と
し、左右方向の変位量は、前記リーチ型フォークリフト
の進行角の角速度指令としたものである。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を以下、図面に基づき説明す
る。図1に示す如く、リーチ型フォークリフト(以下、
単にフォークリフトという)1は、本体部2と、該本体
部2から突出する左右のストラドルアーム10、10各
々にロードホイール12L、12Rを操舵可能に支持す
ると共に、前記本体部2にハンドル6にて操舵可能なド
ライブホイール11を備えている。
【0007】また、前記ストラドルアーム10、10間
には、前後にスライドしうると共に、リフトシリンダ5
にて昇降動可能にフォーク或いは種々のアタッチメント
等の荷役具4を係止するマスト3が設けられる。
【0008】尚、前記本体部2には、前記荷役具4を操
作する油圧操作レバー7、ドライブホイール11を回転
駆動する走行モータへのアクセル指令と、フォークリフ
ト1の進行角を指示しうる走行操作レバー8(後述)が
設けられている。
【0009】次に、ロードホイールのステアリング機構
について図2乃至図4に基づき詳述する。左側のロード
ホイール12Lは、支承軸14に軸受を介して回動自在
に支承され、該支承軸14は、ブラケット13に固着さ
れている。また、該ブラケット13の上面には、ステア
リング軸16Lが軸受21を介して回動自在にストラド
ルアーム10に支承されている。
【0010】また、前記ブラケット13の内側端部に
は、扇形平歯車20が、ボルト23にて固着され、該扇
形平歯車20に噛み合う平歯車19が駆動軸17に嵌入
されている。駆動軸17は、前記ステアリング軸16と
並設され、ボス22に回動自在に支承されると共に、そ
の上端にはタイミングプーリ18が固着される。
【0011】前記ストラドルアーム10内には、ステア
リングモータ34Lが固定され、そのピニオン33には
一段減速ギア31、これに同軸形成されたアイドルギア
32及び二段減速ギア30を介して回動軸29を回動さ
せ得る。また、前記回動軸29の上部には平歯車26が
固着され、これにはポテンショメータ28の検出ギア2
7が噛み合うよう構成され、ロードホイール12Lの操
舵角を検出しうる。
【0012】前記回動軸29の更に上端には、タイミン
グプーリ25が固着され、タイミングベルト35を介し
て前記駆動軸17のタイミングプーリ18にステアリン
グモータ34Lのトルクが伝達され、ロードホイール1
2Lを操舵する事ができる。なお、図2に示す如く、ロ
ードホイール12Lの中心線と、ステアリング軸16の
旋回中心とは、距離eだけ偏心させてあり、操舵時の駆
動トルクの軽減を図り得るものである。また、他方のロ
ードホイール12Rについても同様の構成を有している
もので、フォークリフト1の車体中心線を中心として、
左右対称に構成される。
【0013】次に本発明に係る走行操作レバー8につい
て図5に基づき説明する。走行操作レバー8は、フォー
クリフト1の本体部2の一隅に設けられており、前後方
向、左右方向及び斜め方向のいずれにも傾動させうる、
2次元ジョイスティックを用いている。該走行操作レバ
ー8の前後方向の変位成分は、走行速度を指示するアク
セル指令となる。すなわち、前方へ倒すと前進、後方に
倒すと後進となり、その倒し角が大きくなると、指示速
度が増すものである。
【0014】また、走行操作レバー8の左右方向の変位
成分は、フォークリフト1の進行角の角速度指令として
取り出される。ここで、右側に倒すと、その倒し角に応
じた右回転の進行角の角速度指令となる。同様に、左側
に倒すと左回転の進行角の角速度指令となり、後述の制
御に供される。従って、任意の斜め方向に走行操作レバ
ーを傾動させると、該動作のみで、アクセル指令と、進
行角の角速度指令が同時に指示できることになる。
【0015】前述のドライブホイール11は、図6に示
すように、ハンドル6に加えられた操舵トルクがチェー
ン45を介してスプロケット46からスプロケット44
に伝達され、該スプロケット44に固着される入力軸4
7、操舵トルク検出器43を介して出力軸48、ユニバ
ーサルジョイント42、駆動軸39、駆動ギア38へと
伝達され旋回ギア37を回転させることにより操舵を行
い得る。
【0016】該旋回ギア37には、ドライブホイール1
1を枢支する旋回ギアケース36が固着されている。ま
た、前記操舵トルク検出器43は、入力軸47と、出力
軸48との相対ねじれを検出し、これに応じてパワース
テアリングモータ41を回転駆動し、減速機構を内蔵す
るギアケース40を介してアシストトルクが駆動軸39
に与えられ、操舵トルクの軽減が図られている。また、
前記旋回ギア37には、ポテンショメータ50の検出ギ
ア51が噛み合っており、ドライブホイール11の操舵
角を検出する事ができるよう構成される。尚、前記走行
操作レバー8のアクセル指令に基づき、走行モータ49
が回転駆動され、旋回ギアケース36内に内蔵されてい
る減速機(不図示)を介してドライブホイール11を回
転駆動させる事ができる。
【0017】次に、本発明の走行操作レバー8にて指示
される進行角の角速度指令と、ドライブホイール11の
操舵角の関係について、図9乃至図13に基づき説明す
る。図9において、ドライブホイール11の操舵中心を
O、左右のロードホイール12L、12Rの操舵中心
M、Nを結んだ旋回中心が並ぶ軸をGとする。尚、左右
のロードホイール12L、12Rの操舵中心M、Nは、
前述のステアリング軸16L、16Rの中心と考えれば
良い。
【0018】ここで、フォークリフト1が進んでいく方
向を進行方向といい、進行角とは、該進行方向と車体中
心線CLとのなす角をいうものと定義する。また、左右
のロードホイール12L、12Rの操舵角θL 、θR
は、それぞれ軸Gと、ロードホイール12L、12Rの
操舵中心M、Nから各ホイールの中心に引いた軸(図9
においてH、I)とのなす角をいう。さらに、ドライブ
ホイール11の操舵角θ1 は、x軸と、操舵中心Oから
ホイール中心に引いた軸(図9においてF)とのなす角
をいう。さらに、進行角θ0 は、ドライブホイール11
の操舵中心Oから、車体中心線CLに平行に引いたy軸
に沿う場合が零の状態として説明する。尚、走行操作レ
バー8から入力されるのは、進行角の角速度であるが、
これを積分することにより進行角を得ることができる。
【0019】図10に示す状態は、左右のロードホイー
ル12L、12R及びドライブホイール11のそれぞれ
の操舵角が零、フォークリフト1の進行角も零の初期状
態を示している。
【0020】次に、前述の走行操作レバー8により入力
される進行角だけ、前記旋回中心が並ぶ軸Gを、ドライ
ブホイール11の操舵中心Oを中心として、回転移動さ
せるのであるが、本例の場合は進行角は零であるため、
そのままの状態となる。
【0021】さらに、前記ドライブホイール11の操舵
中心Oから、該ドライブホイール11の操舵角に沿って
引いた軸Fと、前記旋回中心が並ぶ軸Gとの交点を旋回
中心P(不図示)として決定する。この場合、ドライブ
ホイール11の操舵角は零であるため、旋回中心P(不
図示)は、理論的には旋回中心が並ぶ軸G上の無限遠方
の点となる。また、前記旋回中心Pと、左右のロードホ
イール12L、12Rの操舵中心M、N各々とを結ぶ軸
H、Iが、前記回転移動前の旋回中心が並ぶ軸Gとなす
角を左右のロードホイール12L、12Rの操舵角とし
て操舵するのであるが、この場合には左右のロードホイ
ール12L、12Rの操舵角は共に零となり、走行操作
レバー8よりアクセル指令が出されると直進するのであ
る。
【0022】次に、進行角が零、ドライブホイールの操
舵角がθ1 である場合について図11に基づき説明す
る。上述の場合と同様に、進行角は零であるため、旋回
中心が並ぶ軸Gは変化しない。また、ドライブホイール
11の操舵中心Oから、該ドライブホイール11の操舵
角θ1 に沿って引いた軸Fと、旋回中心が並ぶ軸Gとの
交点を求め、この点が旋回中心Pとなる。
【0023】ここで、上記同様前記旋回中心Pと、左右
のロードホイール12L、12Rの操舵中心M、N各々
とを結ぶ軸H、Iが、前記回転移動前の旋回中心が並ぶ
軸Gとなす角は共に零であり、左右のロードホイール1
2L、12Rは共に操舵されない。
【0024】以上から、明らかなように、進行角が零で
ある場合には、左右のロードホイール12L、12Rは
共に操舵されず、直進状態を保つことになり、ロードホ
イールが固定された通常のリーチ型フォークリフトと同
様のステアリング動作となる。
【0025】次に、図11に示す状態から右回りにθ0
だけ進行角を与えた場合には、図12に示す状態にな
る。この場合には、旋回中心が並ぶ軸Gを、進行角θ0
だけO点を中心として回転移動させて、回転移動後の旋
回中心が並ぶ軸Dを求め、該旋回中心が並ぶ軸Dとドラ
イブホイール11の操舵中心Oから、該ドライブホイー
ル11の操舵角θ1 に沿って引いた軸Fとの交点が旋回
中心Pとなる。
【0026】また、前記旋回中心Pと、左右のロードホ
イール12L、12Rの操舵中心M、N各々とを結ぶ軸
H、Iが、前記回転移動前の旋回中心が並ぶ軸Gとなす
角θL 及びθR を左右のロードホイール12L、12R
の操舵角として決定し、制御するものである。
【0027】次に、図13に示すように、進行角をドラ
イブホイール11の操舵角と等しくした場合、すなわち
θ0 =θ1 とした場合には、旋回中心が並ぶ軸Gを上記
同様進行角θ0 だけ回転移動させて、回転移動後の旋回
中心が並ぶ軸Dを求め、該旋回中心が並ぶ軸Dと、ドラ
イブホイール11の操舵中心から、該ドライブホイール
11の操舵角θ1 に沿って引いた軸Fとの交点が旋回中
心Pとなるのであるが、本例では、旋回中心が並ぶ軸D
と、ドライブホイール11の操舵中心から該ドライブホ
イール11の操舵角θ1 に沿って引いた軸Fとは平行と
なり、旋回中心P(不図示)は、理論的には旋回中心が
並ぶ軸Dの無限遠方となる。
【0028】従って、前記旋回中心Pと、左右のロード
ホイール12L、12Rの操舵中心M、N各々とを結ぶ
軸H、Iが、前記回転移動前の旋回中心が並ぶ軸Gとな
す角θL 及びθR は、共に進行角θ0 及びドライブホイ
ールの操舵角θ1 と等しくなる。このような状態では、
フォークリフト1の車体の姿勢は変化せずに、そのまま
の状態で進行角θ0 に沿って走行するいわゆる斜行走行
が行えるのである。
【0029】以上が、本発明を用いたフォークリフトの
制御方法であるが、上述のような制御を行うことによ
り、すべての走行状態において、アッカーマン操向が可
能となる。また、進行角の指令を与える事により、例え
ば図12に示した状態では、フォークリフト1の車体中
心線CLは、図において垂直であるが、あたかも車体中
心線CLが、進行角θ0 に沿っている状態を想定して、
ドライブホイール11による操舵が行えることとなるの
である。従って、現実にフォークリフト1の車体中心線
CLがどの方向にあろうとも、任意の進行角を与え、こ
の進行角を基準としてフォークリフト1の姿勢の修正が
行えるのである。
【0030】次に、上述のフォークリフトの制御概念を
具現化するための手段について、図7に示す制御ブロッ
ク図に基づき詳述する。
【0031】前述の走行操作レバー8からは、前後方向
の変位成分であるアクセル信号と、左右方向の変位であ
る進行角の角速度信号が分離して取り出され、A/Dコ
ンバータ53に入力される。同様に、ドライブホイール
11の操舵角信号及び左右のロードホイール12L、1
2Rの操舵角信号が、各ポテンショメータ50、28
R、28Lから、A/Dコンバータ53に入力される。
A/Dコンバータ53では、入力された信号をアナログ
信号からデジタル信号に変換し、このうちアクセル信号
はバスラインを経てMPUから、例えばチョッパ回路等
の走行モータ駆動回路60に出力され、走行モータ49
を駆動させる。
【0032】また、進行角の角速度信号は、デジタル信
号に変換された後、ドライブホイール11の操舵角信号
とに基づき、左右のロードホイール12L、12Rの操
舵角の演算に供される。尚、この演算処理手順はROM
にメモリされており、これについては後述する。
【0033】また、前述のMPUにて演算されたロード
ホイール11の操舵角の演算結果は、該演算結果と、現
在の操舵角の検出値との偏差に基づいて、左右のロード
ホイール12L、12Rの旋回速度が決定され、D/A
コンバータ58にてアナログ変換された後、論理回路5
9を経て左右のステアリングモータ34L、34R各々
に出力される。
【0034】また、A/Dコンバータ53には、前述の
操舵トルク検出器43の操舵トルク信号が入力され、デ
ジタル信号に変換された後、MPUにてこれに応じたア
シストトルクが決定され、論理回路59を経てパワース
テアリングモータ41を回転駆動するものである。尚、
論理回路59には、MPUから制御信号が入力され、ス
テアリングモータ34L、34R及びパワーステアリン
グモータ41の正転、逆転、強制ロック等のコントロー
ルが行われる。
【0035】次に、MPUの処理手順を、図8に示すフ
ローチャートに基づき説明する。先ず、メモリやI/O
等のハードをイニシアルし(S1、S2)、フォークリ
フト1の進行角を零とする初期化を行う(S3)。
【0036】次に、ドライブホイール11の操舵角及び
走行操作レバー8から入力されるフォークリフト1の進
行角を読み込む(S4、S5)。また、アクセル指令を
読み込み、走行モータ駆動回路60へと出力する(S
6、S7)。
【0037】次に、進行角及びドライブホイール11の
操舵角にて決定される左右のロードホイール12L、1
2Rの操舵角を演算する(S8)。また、操舵トルク信
号を読み込み、これに基づきハンドル6のアシストトル
クを演算し出力する(S9、S10、S11)。
【0038】次に、現在の左側のロードホイール12L
の操舵角をA/Dコンバータ53を介して読み込み(S
12)、前述のステップS8にて演算された左側のロー
ドホイール12Lの操舵角演算値の偏差に基づき、ロー
ドホイール12Lを操舵させる速度を演算し(S1
3)、該操舵速度をD/Aコンバータ58へと出力する
(S14)。
【0039】右側のロードホイール12Rについても、
上述の左側の場合と同様に旋回速度が出力され(S15
〜S17)、再び現在のドライブホイール11の操舵角
を読み込むループ処理を行う(S4)。尚、この処理手
順は、ROMにメモリされているものである。
【0040】つぎに、MPUの処理手順の内、ステップ
S8で行われる左右のロードホイールの操舵角の演算手
順について、図9に基づき詳述する。いま、図に示す如
く、フォークリフト1の進行角をθ0 、ドライブホイー
ル11の操舵角をθ1 とする。また、ドライブホイール
11の操舵中心Oを原点とし、y軸が車体中心線CLに
沿う直交座標軸(x−y)を考える。さらに、左右のロ
ードホイール12L、12Rの操舵中心M、Nを結んだ
旋回中心が並ぶ軸をGとし、前述したように旋回中心が
並ぶ軸Gを原点Oを中心として進行角θ0 だけ回転移動
させて、回転移動後の旋回中心が並ぶ軸Dを求め、該旋
回中心が並ぶ軸Dと、ドライブホイール11の操舵中心
Oから、該ドライブホイール11の操舵角θ1 に沿って
引いた軸Fとの交点を旋回中心Pとする。
【0041】先ず、上述の直交座標軸(x−y)を、進
行角θ0 だけ回転移動させた変換座標軸(X−Y)を考
え、この変換座標軸(X−Y)における左右のロードホ
イール12L、12Rの操舵中心M、Nの座標を求め
る。左側のロードホイール12Lの操舵中心Mの座標
(XL、YL)は、数1及び数2にて求めることができ
る。
【数1】
【数2】
【0042】同様に、右側のロードホイール12Rの操
舵中心Nの座標(XR、YR)は、数3及び数4にて求め
ることができる。
【数3】
【数4】
【0043】但し、Lはフォークリフトのホイールベー
ス、W1は左側のロードホイール12Lの操舵中心Mか
らx軸に下ろした垂線の足、W2は右側のロードホイー
ル12Rの操舵中心からx軸に下ろした垂線の足であ
る。
【0044】次に、変換座標軸(X−Y)における旋回
中心Pの座標(XP、YP)を演算するが、YPについて
は、YP=Lであることが明らかであり、XP は数5に
て演算する。
【数5】
【0045】また、θL と、θ0 との差の正接をとると
数6のようになる。
【数6】
【0046】数6より、左側のロードホイール12Lの
操舵角θL は数7で求め得る。
【数7】
【0047】同様に、右側のロードホイール12Rの操
舵角θR は数8で求め得る。
【数8】
【0048】上述の演算で求められた左右のロードホイ
ール12L、12Rの操舵角θL 、θR が出力され、各
ロードホイールが操舵されるのである。
【0049】但し、数7、数8において、(θ1 −θ0
)がπ/2となると、正接が無限大となり、MPUで
の演算上不都合となるため、予め、ドライブホイールの
操舵角θ1 を、例えば数9に示す範囲に制限するように
構成しても良い。
【数9】
【0050】すなわち、走行操作レバー8により指示さ
れた進行角θ0 によって、ドライブホイールの操舵可能
な操舵角θ1 の範囲を制限してやればよく、前記数9を
展開整理すると、数10の如く、(θ1 −θ0 )は常に
π/2の値を取ることはない。
【数10】
【0051】以上、詳述したが、本発明を上記実施例に
限定して解釈してはならない。例えば、ロードホイール
の操舵機構には、タイミングベルト以外にも、各種ギ
ア、リンク等の伝達手段を用いて構成することもでき
る。
【0052】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用した結果、
走行操作レバー一本の操作で、アクセルと、進行角の角
速度指令が同時に行えるため、従来のようなモード切換
や、複雑な操作を皆無にし、全方向に走行可能なリーチ
型フォークリフトに好適な走行操作装置を提供すること
ができる。また、通常のリーチ型フォークリフトの走行
操作にきわめて近い運転感覚で操作が行えるという利点
があり、熟練運転者以外でも、容易に運転が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いられるリーチ型フォークリフトの
側面図である。
【図2】ロードホイールを説明する正面図である。
【図3】ロードホイールを説明する側面図である。
【図4】ロードホイールを説明する平面図である。
【図5】走行操作レバーを説明するための斜視図であ
る。
【図6】ドライブホイールの操舵機構を説明するための
図である。
【図7】本発明の制御ブロック図である。
【図8】本発明のフローチャートである。
【図9】ロードホイールの操舵角の演算方法を説明する
ための図である。
【図10】本発明の基本概念を説明するための図であ
る。
【図11】本発明の基本概念を説明するための図であ
る。
【図12】本発明の基本概念を説明するための図であ
る。
【図13】本発明の基本概念を説明するための図であ
る。
【図14】従来の多方向走行車両を説明するための平面
図である。
【図15】従来の多方向走行車両を説明するための平面
図である。
【符号の説明】
1 リーチ型フォークリフト 6 ハンドル 8 走行操作レバー 10 ストラドルアーム 11 ドライブホイール 12L ロードホイール 12R ロードホイール 28L ポテンショメータ 28R ポテンショメータ 34L ステアリングモータ 34R ステアリングモータ 50 ポテンショメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 忍 京都府長岡京市東神足2丁目1番1号 日 本輸送機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右のストラドルアーム各々にロードホ
    イールを操舵可能に支持すると共に、該左右のロードホ
    イールの操舵角を検出する手段を備え、ハンドルにて操
    舵可能なドライブホイール及びこのドライブホイールの
    操舵角を検出し得る手段を備えたリーチ型フォークリフ
    トであって、該リーチ型フォークリフトに二次元ジョイ
    スティツクを設け、該二次元ジョイスティツクの前後方
    向の変位量をアクセル指令とし、左右方向の変位量は、
    前記リーチ型フォークリフトの進行角の角速度指令とす
    る事を特徴とするリーチ型フォークリフトの走行操作方
    法。
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