JPH072498A - 荷役用油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォークにかかる負荷等に応じた位置からフォ
ークを減速させることにより、フォークに衝撃を与える
ことなく確実にフォークを停止させる。 【構成】フォークリフトの運転席に設けられた荷役レバ
ー１にはその操作量を検出するポテンショメータ２が接
続され、該ポテンショメータ２はコントローラ３に接続
されている。又、フォークリフトにはフォーク５が油圧
シリンダ６により昇降可能に設けられている。このと
き、フォーク５の揚高位置を検出する揚高センサ７及び
油圧シリンダ６にかかる圧力を検出する圧力センサ１２
コントローラ３に接続されている。即ち、コントローラ
３は油圧シリンダ６の検出信号に基づきフォーク５にか
かる荷の重量を演算するとともに、予め定められたフォ
ーク５の停止位置に対するショックレス開始位置を、該
フォーク５にかかる荷の重量に基づいて設定し、その設
定されたショックレス開始位置からショックレス制御を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は荷役用油圧制御装置に係
り、詳しくはフォークが移動中に急停止することにより
発生する衝撃を軽減させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォークリフト等の産業車両には
コントロールバルブが設けられ、このコントロールバル
ブのスプールの移動量及びその方向を調整することによ
り、油圧シリンダに供給される作動油の供給量及び供給
方向が決定される荷役用油圧制御装置が提案されてい
る。

【０００３】この荷役用油圧制御装置によれば、荷役レ
バーの操作量に基づいてコントローラはスプールの移動
量及び方向を調整し、そのスプールの移動量に基づいて
フォークの昇降速度が決定されるとともに、該スプール
の移動方向によりフォークの上昇及び下降が制御され
る。又、スプールが中立位置となるとき、油圧シリンダ
には作動油が供給されず、フォークは停止した状態とな
る。

【０００４】このとき、ピストンが油圧シリンダ内部上
面と当接したときのフォークの位置が上方ストロークエ
ンド位置となり、ピストンが油圧シリンダ内部下面と当
接したときのフォークの位置が下方ストロークエンド位
置となる。

【０００５】ところで、フォークがある速度で昇降中に
上方又は下方のストロークエンド位置に到達すると、油
圧シリンダのピストンが該油圧シリンダの内部上面又は
下面に衝突し突然フォークが停止する。その結果、フォ
ークが上方又は下方のストロークエンド位置にて停止す
る場合に衝撃が生じるという問題がある。

【０００６】同様に、例えば、フォークの昇降を自動で
制御して、フォークのストローク範囲内の所定の位置に
て該フォークを停止させる場合にも、その所定位置に到
達すると同時にフォークを急停止させるため、衝撃が生
じるという問題がある。

【０００７】そこで、ストロークエンド等のフォークを
停止させる位置より一定距離だけ離れた位置にリミット
スイッチ等を配設し、その位置からフォークの昇降速度
を減速させる技術が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォー
クに荷等が載置され、ある負荷がかかっている場合に
は、その位置から減速を開始しても、フォーク及び荷等
の負荷によるイナーシャ（慣性）によりすぐには減速せ
ず、前記フォークを停止させる位置で、大きな衝撃が生
じたり、フォークが行き過ぎたりするという問題があ
る。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的はフォークにかかる負荷等
に応じた位置からフォークを減速させることにより、フ
ォークに衝撃を与えることなく確実にフォークを停止さ
せる荷役用油圧制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、第１の発明は、シリンダの伸縮により昇降されるフ
ォークの揚高位置を検出する揚高位置検出手段と、フォ
ークにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、予め定め
られたフォークの停止位置に対するショックレス開始位
置を前記フォークにかかる負荷に基づいて設定するとと
もに、フォークがショクレス位置を通過した後、フォー
クの移動速度を減速させ、前記フォークの停止位置に該
フォークを停止させる速度制御手段とを備えたことをそ
の要旨とする。

【００１１】第２の発明は、第１の発明において、前記
停止位置はシリンダのストロークエンドであることをそ
の要旨とする。

【００１２】

【作用】従って、第１の発明によれば、まず、負荷検出
手段はフォークにかかる負荷を検出する。このとき、速
度制御手段は予め定められたフォークの停止位置に対す
るショックレス開始位置を前記フォークにかかる負荷に
基づいて設定するとともに、フォークの移動時におい
て、フォークがショクレス開始位置を通過した後、フォ
ークの速度を減速させ、前記フォークの停止位置に該フ
ォークを停止させる。

【００１３】第２の発明によれば、前記フォークの停止
位置はシリンダのストロークエンドにて規定される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に従って説明する。図１に示すように、荷役操作手
段としての荷役レバー１は図示しないフォークリフトの
運転席に設けられている。荷役レバー１には、その操作
量（角度）を検出する荷役操作量検出手段としてのポテ
ンショメータ２が接続されている。そして、ポテンショ
メータ２は速度制御手段としてのコントローラ３に接続
されている。

【００１５】又、フォークリフトにはマスト装置４が設
けられ、マスト装置４にはフォーク５が昇降可能に装備
されている。更に、該フォークリフトにはフォーク５を
昇降させる油圧シリンダ６が設けられている。このと
き、フォーク５の揚高位置はマスト装置４に設けられた
揚高位置検出センサとしての揚高センサ７にて検出され
る。

【００１６】前記油圧シリンダ６はコントロールバルブ
８に接続されている。このコントロールバルブ８には荷
役用ポンプモータ９によって回転駆動される油圧ポンプ
１０により作動油が供給される。更に、このコントロー
ルバルブ８には、スプール１１が設けられている。この
スプール１１を上下方向に摺動させることにより、油圧
ポンプ１０から供給される作動油が油圧シリンダ６に供
給され、フォーク５が昇降するようになっている。

【００１７】即ち、油圧シリンダ６にはスプール１１の
移動位置に応じた量の作動油が供給されるようになって
いる。このとき、スプール１１が中立位置にある時、油
圧シリンダ６には作動油は供給されず、フォーク５はそ
の位置に保持される。又、油圧シリンダ６にはスプール
１１の移動位置に応じた量の作動油が供給され、その量
に応じてフォーク５の移動速度としての昇降速度が設定
される。即ち、スプール１１の移動位置によりコントロ
ールバルブ８の開度が設定され、その開度に応じてフォ
ーク５の昇降速度が設定される。

【００１８】このとき、油圧シリンダ６とコントロール
バルブ８を連結する管路Ｖには、油圧シリンダ６にかか
る圧力を検出する負荷検出手段としての圧力センサ１２
が設けられている。つまり、圧力センサ１２はフォーク
５にかかる負荷としての荷の重量を検出するようになっ
ている。

【００１９】又、前記スプール１１にはステッピングモ
ータ１３がリンク機構１４を介して連結されている。即
ち、スプール１１の移動制御はステッピングモータ１３
が回動することによりリンク機構１４を介して行われ、
該ステッピングモータ１３はコントローラ３によって駆
動制御される。

【００２０】このとき、フォーク５は油圧シリンダ６の
ピストン（図示せず）が該油圧シリンダ６内の移動に伴
って所定の範囲内で昇降するようになっている。即ち、
フォーク５の上方におけるストロークエンド（上方スト
ロークエンド）は前記ピストンが油圧シリンダ６の上部
内面と当接する位置であり、下方におけるストロークエ
ンド（下方ストロークエンド）は前記ピストンが油圧シ
リンダ６の下部内面と当接する位置である。つまり、フ
ォーク５は上方ストロークエンドと下方ストロークエン
ドとの間で昇降可能となっている。

【００２１】次に、上記のように構成した荷役用油圧制
御装置の電気的構成について説明する。コントローラ３
は中央処理装置１５（以下、ＣＰＵという）、読み出し
専用メモリ１６（以下、ＲＯＭという）、読み出し及び
書き込み可能なメモリ１７（以下、ＲＡＭ）という）、
Ａ／Ｄコンバータ１８，１９，２０及びモータ駆動回路
２１から構成されている。

【００２２】Ａ／Ｄコンバータ１８には、荷役レバー１
に設けられたポテンショメータ２が接続されている。Ａ
／Ｄコンバータ１８はポテンショメータ２にて検出され
た荷役レバー１の操作量として操作方向及び操作角度を
所定の分解能でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１５に出力する。

【００２３】Ａ／Ｄコンバータ１９には、揚高センサ７
が接続されている。Ａ／Ｄコンバータ１９は揚高センサ
７が検出した揚高位置に応じた電圧を所定の分解能でＡ
／Ｄ変換してＣＰＵ１５に出力する。このとき、ＣＰＵ
１５は揚高センサ７からの検出信号に基づいて、その時
のフォーク５の揚高位置を演算するとともに、フォーク
５の揚高位置の時間的変化の割合を演算することによ
り、該フォーク５の上昇速度及び下降速度を演算するよ
うになっている。

【００２４】Ａ／Ｄコンバータ２０には、圧力センサ１
２が接続されている。Ａ／Ｄコンバータ２０は圧力セン
サ１２が検出した圧力に応じた電圧を所定の分解能でＡ
／Ｄ変換してＣＰＵ１５に出力する。このとき、ＣＰＵ
１５は圧力センサ１２からの検出信号に基づいてフォー
ク５にかかる負荷の状態、即ち、荷の重量の状態を判断
するようになっている。

【００２５】又、ＣＰＵ１５はフォーク５の上昇時にお
いて、上方ストロークエンド付近で、フォーク５にかか
る荷の重量に応じてフォーク５の上昇速度を徐々に減少
させ、ピストンがシリンダ上部内面に機械的に衝突して
ピストンが急停止することにより発生する衝撃（ショッ
ク）を緩和させる制御（ショックレス制御）を行うよう
になっている。同様に、ＣＰＵ１５はフォーク５の下降
時において、下方ストロークエンド付近で、フォーク５
にかかる荷の重量に応じてフォーク５の下降速度を徐々
に減少させ、ピストンがシリンダ上部内面に機械的に衝
突してピストンが急停止することにより発生するショッ
クを緩和させるショックレス制御を行うようになってい
る。

【００２６】このとき、ＣＰＵ１５はフォーク５にかか
る荷の重量に応じてショックレス制御を開始するそれぞ
れの上方又は下方ストロークエンド位置から離間した揚
高位置（ショックレス開始位置）を演算するようになっ
ている。即ち、このショックレス開始位置は、フォーク
５の上昇時においては、上方ストロークエンドからみて
下方にある位置であり、フォーク５の下降時において
は、下方ストロークエンドからみて上方にある位置とな
っている。

【００２７】ＲＯＭ１６には、図２に示すように、フォ
ーク５にかかる負荷、即ち、荷の重量に対応したショッ
クレス開始位置を示すマップが記憶されている。即ち、
フォーク５にかかる荷の重量とショックレス開始位置と
は比例関係にあり、該フォーク５にかかる荷の重量に応
じてショックレス開始位置が一義的に決定されるように
なっている。このとき、フォーク５に荷等が載置されて
いない状態、つまり、フォーク５の無負荷状態時のショ
ックレス開始位置を基準として、荷の重量が重くなるに
従ってショックレス開始位置は該ストロークエンドから
離れた位置に設定され、荷の重量が軽くなるに従って前
記無負荷状態時のショックレス開始位置（以下、基準シ
ョックレス開始位置という）に近い位置に設定されるよ
うになっている。

【００２８】更に、ＲＯＭ１６には、図３に示すよう
に、フォーク５の昇降時において、ショックレス開始位
置後におけるコントロールバルブ８の開度を示すマップ
が記憶されている。

【００２９】例えば、コントロールバルブ８が最大開度
の状態でフォーク９が昇降している場合について説明す
る。このとき、フォーク５が無負荷の状態であれば、基
準ショックレス開始位置よりショックレス制御が開始さ
れ、スプール１１を徐々に閉じることにより、コントロ
ールバルブ８の開度が徐々に小さくなるよう制御され
る。このため、フォーク５の昇降速度は徐々に減速され
る。そして、コントロールバルブ８の開度はストローク
エンド近傍にて微開状態となるよう制御され、フォーク
５は極低速状態となり、ストロークエンドにおいてはピ
ストンが油圧シリンダ６の内部上面又は下面に衝突する
ときのショックが緩和される。このとき、コントロール
バルブ８はスプール１１により閉じられる。

【００３０】又、フォーク５にある重量の荷が載置され
ている場合には、図３の破線に示すように、その荷の重
量の重さに応じて基準ショックレス開始位置よりも、ス
トロークエンドから離れた位置にショックレス開始位置
が設定される。このため、フォーク５の昇降時におい
て、無負荷時よりも早くショックレス制御が開始され
る。

【００３１】そして、ショックレス制御が開始される
と、前記無負荷時と同様に、スプール１１は徐々に閉じ
られることにより、コントロールバルブ８の開度が徐々
に小さくなるよう制御される。このため、フォーク５の
昇降速度は徐々に減速される。このとき、コントロール
バルブ８を徐々に小としていく割合、即ち、フォーク５
の減速の割合は前記無負荷時と同様の割合で制御され
る。

【００３２】次に、上記のように構成した荷役用油圧制
御装置の作用及び効果を図４に示すフローチャトに従っ
て説明する。まず、作業者は荷役レバー１を操作して、
スプール１１を中立位置から、該荷役レバー１の操作量
に応じて移動させ、コントロールバルブ８を開き、フォ
ーク５を該コントロールバルブ８の開度に基づいた速度
で昇降させる。このとき、揚高センサ７はフォーク５の
揚高位置を検出し、その検出信号をＡ／Ｄコンバータ１
９を介してＣＰＵ１５に出力する。又、圧力センサ１２
は油圧シリンダ６にかかる圧力を検出し、その検出信号
をＡ／Ｄコンバータ２０を介してＣＰＵ１５に出力す
る。

【００３３】すると、ステップ１０１にて、ＣＰＵ１５
はその検出信号に基づいてフォーク５に荷の重量がかか
っているか否かを判断する。このとき、フォーク５に荷
の重量がかかっているならば、ＣＰＵ１５はステップ１
０２にて、その荷の重量に応じたショックレス開始位置
を図２に示すマップに基づいて求める。又、フォーク５
に荷の重量がかかっていいない場合には、ステップ１０
３にて、ＣＰＵ１５は予め定められた基準ショックレス
開始位置とする。

【００３４】続いて、ＣＰＵ１５はステップ１０４に
て、揚高センサ７からの検出信号に基づいてフォーク５
がショックレス開始位置に達したか否かを判断する。そ
して、フォーク５がショックレス開始位置に達したとＣ
ＰＵ１５が判断すると、ステップ１０５にて、ＣＰＵ１
５はショックレス制御を行う。即ち、スプール１１を徐
々に閉じることにより、コントロールバルブ８の開度を
徐々に小さくしてフォーク５の昇降速度を徐々に減速さ
せ停止させる。

【００３５】又、ステップ１０４にて、ＣＰＵ１５はフ
ォーク５がショックレス開始位置に達していないと判断
すると、ステップ１０６にて、ＣＰＵ１５は現状の荷役
レバー１の操作量に基づいたコントロールバルブ８の開
度を保持した状態で、再びステップ１０１へと移行す
る。即ち、フォーク５は該コントロールバルブ８の開度
に基づいた速度で昇降し続ける。

【００３６】従って、ショックレス開始位置をフォーク
５にかかる荷の重量に基づいて変化させ、フォーク５に
かかる荷の重量が重い程ショックレス開始位置はストロ
ークエンドから離れた位置に設定され、該荷の重量が軽
い程ショックレス開始位置はストロークエンドに近い位
置に設定されている。このため、フォーク５に重量のあ
る荷等が載置された状態でフォークが昇降されている場
合には、ストロークエンドから離れた位置からショック
レス制御を開始することになり、フォーク５を確実にシ
ョックを和らげた状態で確実に停止させることができ
る。このため、例えばショックレス制御時において、該
フォーク５の荷等によるイナーシャによりフォーク５が
ストロークエンドにて徐々に停止することができず急停
止し、該荷にショックがかかることを防止できる。又、
フォーク５に軽量の荷等が載置されている場合には、比
較的ストロークエンドに近い位置からショックレス制御
が開始されるため、荷役作業時間を短縮することがで
き、作業の効率を上げることができる。

【００３７】このように、フォーク５にかかる荷の重量
に応じた位置からフォーク５をショックレス制御して徐
々に減速させることにより、フォーク５にショックを与
えることなく確実にフォークをストロークエンドに停止
させることができる。

【００３８】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の一部
を適宜い変更して次のように実施することもできる。 （１）上記実施例では、下方ストロークエンドを油圧シ
リンダ６のピストンが該油圧シリンダ６の内部下面に当
接した状態におけるフォーク５の位置に設定したがフォ
ーク５が地面上に当接された位置に設定してもよい。

【００３９】（２）上記実施例では、上方又は下方スト
ロークエンド時におけるフォーク５の急停止により発生
するショックを防止した。これを、例えばフォーク５の
昇降時において、フォーク５が予め設定された揚高位置
に自動で停止する場合に適用してもよい。このとき、ス
プール１１が急に中立位置に位置決めされることにより
フォーク５が急停止するために発生するショックを軽減
でき、例えばフォーク５に載置された荷にかかるショッ
クを軽減できる。

【００４０】（３）上記実施例において、パレット上に
載置された荷をフォーク５にて昇降させ、該パレット上
の荷を地面等の所定の場所に載置する場合には、その負
荷に応じて設定されたショックレス開始位置からそのパ
レットの厚みの分だけオフセットし、そのオフセットし
た位置からショックレス制御を開始してもよい。

【００４１】（４）上記実施例では、負荷検出手段とし
て圧力センサ１２を管路Ｖに設けたが、油圧シリンダ６
内に設けてもよい。又、フォーク５上に圧力センサを設
け、フォーク５に載置された荷等の重量からフォーク５
にかかる負荷を求めるよう構成してもよい。

【００４２】（５）上記実施例では、フォーク５の上昇
時及び下降時にそれぞれショックレス制御を行ったが、
上昇時のみ又は下降時のみにショックレス制御を行って
もよい。

【００４３】（６）上記実施例では、フォーク５の上昇
時又は下降時に、フォーク５にかかる荷の重量が同一で
あれば、上昇時又は下降時におけるそれぞれのショック
レス開始位置はそれぞれのストロークエンドから同一の
距離だけ離れた位置に設定されている。これを、フォー
ク５の上昇時又は下降時に、フォーク５にかかる負荷が
同一であっても、上昇時と下降時とでは、それぞれのシ
ョックレス開始位置をそれぞれのストロークエンドから
異なった距離離れた位置に設定してもよい。

【００４４】（７）上記実施例では、図２に示すよう
に、フォーク５に載置された荷の重量が重くなる程ショ
ックレス開始位置は該ストロークエンドから離れた位置
に設定され、重量が軽くなる程基準ショックレス開始位
置に近い位置に設定されるようになている。これを、図
５に示すように、所定の負荷（所定の荷の重量）まで
は、基準ショックレス開始位置よりショックレス制御を
開始し、該所定の負荷以上となった場合には、負荷時に
おけるショックレス開始位置（負荷時ショックレス開始
位置）よりショックレス制御を開始してもよい。

【００４５】（８）上記実施例では、図３に示すよう
に、ショックレス制御時において、コントロールバルブ
８を微開状態に設けたが、特に設けることなく、フォー
ク５を徐々に減速させながら停止させてもよい。

【００４６】（９）上記実施例において、ショックレス
制御時におけるコントロールバルブ８を徐々に小として
いく割合、即ち、フォーク５の減速の割合は、負荷の大
きさに応じて適宜に変更させてもよい。

【００４７】（１０）上記実施例では、油圧シリンダ６
にてフォーク５を昇降させるフォークリフトに適用した
が、電動シリンダにてフォーク５を昇降させるフォーク
リフトに応用してもよい。

【００４８】（１１）上記実施例において、本発明をフ
ォーク５の昇降速度によりショックレス開始位置が変化
する荷役用油圧制御装置に適用してもよい。即ち、本発
明をフォーク５の昇降速度が速い程ショックレス開始位
置をストロークエンドから遠い位置に設定し、昇降速度
が遅い程ショックレス開始位置をストロークエンドから
近い位置に設定するよう変化させた荷役用油圧制御装置
に適用してもよい。

【００４９】このとき、フォーク５の昇降速度が速く該
フォーク５に載置された荷の重量が重い程ショックレス
開始位置はストロークエンドから遠い位置に設定され、
フォーク５の昇降速度が遅く該フォーク５に載置された
荷の重量が軽い程ショックレス開始位置はストロークエ
ンドから近い位置に設定される。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、フ
ォークにかかる負荷等に応じた位置からフォークを減速
させることにより、フォークに衝撃を与えることなく確
実にフォークを停止させることができる優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例における荷役用油
圧制御装置を示す構成図である。

【図２】一実施例において、フォークにかかる負荷とシ
ョックレス開始位置との関係を示す特性図である。

【図３】一実施例において、コントロールバルブの開度
とフォークの揚高位置との関係を示す特性図である。

【図４】一実施例においてコントローラが行う制御を示
すフローチャートである。

【図５】別例において、フォークにかかる負荷とショッ
クレス開始位置との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

３…速度制御手段としてのコントローラ、５…フォー
ク、７…揚高位置検出手段としての揚高センサ、１２…
負荷検出手段としての圧力センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 浩昭 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダの伸縮により昇降されるフォー
   クの揚高位置を検出する揚高位置検出手段と、 フォークにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、 予め定められたフォークの停止位置に対するショックレ
   ス開始位置を前記フォークにかかる負荷に基づいて設定
   するとともに、フォークがショクレス位置を通過した
   後、フォークの移動速度を減速させ、前記フォークの停
   止位置に該フォークを停止させる速度制御手段とを備え
   た荷役用油圧制御装置。
2. 【請求項２】 前記停止位置はシリンダのストロークエ
   ンドである請求項１記載の荷役用油圧制御装置。