(57)【要約】      （修正有）【課題】設置に手間がかかり、メンテナンスを要する機械的に可動の付加的構成部品を必要とするケーブルを用いない、フォークリフトのリフト高さを決定するための方法および装置を提供する。【解決手段】フォークリフト１０は、リフトフレーム１２に沿って、マストを介して昇降可能なフォークを備え、マストの位置によりリフト高さを決定し、少なくとも１つの磁界センサ１８によって、変向ローラ１４やチェーン１６の測定を行うことにより、マストの位置が決定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフトフレーム（１２）に沿って、マストを介して昇降可能なフォークを備えるフォークリフト（１０）のリフト高さを決定するための方法において、マストの位置によりリフト高さを決定し、少なくとも１つの磁界センサ（１８，１５２）によってマストの位置を決定する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの磁界センサ（１８，１５２）によって、前記マストの移動によって回転する変向ローラ（１４，３２，６２，８２，１５６）の測定を行う方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記変向ローラ（１４，３２，６２，８２，１５６）が、磁気式測定標準器（３５）またはセンサ構造体を備える方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
少なくとも１つの磁界センサ（１８，１５２）が、マストを昇降させるチェーン（１６，３４，６４，８４，１５４）の測定を行う方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
前記少なくとも１つの磁界センサ（１８，１５２）を、前記チェーン（１６，３４，６４，８４）に対して接線方向に位置決めする方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法において、
前記少なくとも１つの磁界センサ（１８，１５２）を、前記チェーン（１６，３４，６４，８４）に対して半径方向に位置決めする方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
前記磁界センサ（１８，１５２）としてホールセンサ（１００）を使用する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記ホールセンサ（１００）として、付属のバックバイアス磁石（７２，１０４）を備えるホール‐ＡＳＩＣ（１０２）を使用する方法。
【請求項９】
リフトフレーム（１２）に沿って、マストを介して昇降可能なフォークを備えるフォークリフト（１０）のリフト高さを決定するための装置において、
マストの位置を決定するように設定され、位置決めされた少なくとも１つの磁界センサ（１８，１５２）によって、マストの位置によりリフト高さを決定するための装置。
【請求項１０】
リフトフレーム（１２）と、マストを介して昇降可能なフォークとを備えるフォークリフトにおいて、
前記フォークが請求項９に記載のリフト高さを決定するための装置（３０，６０，８０，１５０）を含むフォークリフト。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフォークリフトにおいて、
前記フォークが、変向ローラ（１４，３２，６２，８２，１５６）を介してガイドされるチェーン（１６，３４，６４，８４）によって移動され、前記装置（３０，６０，８０，１５０）が、前記変向ローラ（１４，３２，６２，８２，１５６）および／または前記チェーン（１６，３４，６４，８４，１５４）の測定を行うように配置されているフォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォークリフトにおけるリフト高さを測定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフトは、リフトフレームに沿ってマストによって昇降可能なフォークを有し、モータにより駆動される産業車両である。多くの場合には前側に取り付けられているフォークは、荷物収容手段として用いられる。フォークリフトは、構内における商品移動および商品運搬のために用いられ、特に梱包商品を積み重ねる作業に適している。
【０００３】
このために、フォークリフトは、種々異なる環境、特に高さ制限された領域にある構内を走行する。同様に、フォークリフトは、高さを制限された通路を横断する必要がある。事故を防止するためには、スペース高さもしくは通路高さにフォークリフトマストの高さを合わせることが望ましい。既知のシステムは、高さ情報を提供するためにケーブルを用いる。しかしながら、このようなケーブルは設置に手間がかかり、メンテナンスを要する機械的に可動の付加的構成部品を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような背景のもとで、請求項１に記載の特徴を備える方法および請求項９に記載の特徴を備える装置が提案される。さらに、請求項１０に記載のフォークリフトが提案される。その他の実施形態が従属請求項および明細書により明らかである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記方法および装置は、機械的に可動の付加的部品なしで済み、十分な精度を可能にする安価な代替案である。この場合、磁界センサによる測定に基づいた測定原理が使用される。磁界センサとしては、例えばホールセンサが用いられる。ホールセンサは、いわゆる「バイアス磁石」の構成を有しており、バイアス磁石はセンサの後面に設けられていることが多く、この場合には「バックバイアス磁石」と呼ばれる。センサは、例えば、構造化された強磁性部品によって周期的または非周期的に変化するバックバイアス磁石の磁界を前面で走査する。
【０００６】
代替的に、ＡＭＲ‐（異方性磁気抵抗）、ＧＭＲ‐（巨大磁気抵抗）センサまたは磁気抵抗器を使用することができる。ホールセンサにおいて磁石構造体がエンコーダとして使用された場合、バックバイアス磁石は不要である。これに対して、強磁性構造体がエンコーダとして使用された場合には、バックバイアス磁石が必要である。
【０００７】
一実施形態では、この強磁性構造体は、引っ張り手段として用いることのできるチェーンであり、チェーンにはフォークが懸吊されている。評価方式に応じて、高度に補間された信号、多くの場合には複数のセンサチップを用いた差分測定による極めて高い精度、または特に簡単な評価によりチェーンリンクの長さ領域における典型的な解像度を実現することができる。チェーンリンクは、増分式エンコーダと比較可能にカウントアップおよびカウントダウンされる。目盛較正のためのゼロ位置は、地面に降下されたリフトのフォークである。
【０００８】
他の実施形態では、スリップしない限りは引っ張り手段、例えばチェーンの変向ローラが直接に使用される。変向ローラが歯車として形成されており、チェーンに係合する場合には、変向ローラの歯をカウントアップおよびカウントダウンすることができる。代替的または補足的に、ローラ自体に、半径方向または接線方向に測定標準器を取り付けることもでき、これにより、精度が高められ、組付けが容易になる。測定標準器は、強磁性構造体または磁気テープもしくは磁気回路であってもよい。後者の場合、バックバイアス磁石は不要である。軸に磁石を使用してもよい。この場合、２軸式に磁界を測定し、ＡＴａｎ２（ｙ，ｘ）‐関数によって回転角度を決定することが好ましい。
【０００９】
ＡＴａｎ２（ｘ，ｙ）‐関数は、ｘ軸と、ｘおよびｙによって規定された方向に示される線との間の円弧寸法（ラジアン）の角度を計算する。この角度は、２次元の線間の角度を計算するため、または直交座標を極座標に変換するために用いることができる。この関数は、ｘおよびｙの符号も調べるので、したがって一義的である。
【００１０】
他の原理を用いることもできる。したがって、変向ローラの回転角度を決定するための装置を使用することもできる。この場合、変向ローラの歯を直接に検出することもできる。これは、補間、例えば、高精度を可能にするアナログセンサ信号の評価によって、または歯間の領域の精度を可能にするデジタル式の評価によって行うことができる。同様に、それぞれアナログ式またはデジタル式に測定するセンサのために別個の測定標準器を設けることもできる。これは、強磁性構造体または磁気テープによって行うことができる。さらに、変向ローラの端面に磁石を設けてもよい。この場合、測定は２軸式に、規則的にアナログ式に行うこともできる。
【００１１】
代替的または補足的に、チェーンリンクを検出するための装置を使用してもよい。この場合、例えば、高精度を可能にする補間、すなわち、アナログ式のセンサ信号の評価によって、またはチェーンリンクの長さ領域における精度を確保するデジタル式の評価によって決定を行う。
【００１２】
自明ながら、上記装置および測定原理の任意の組合せも可能である。特に、チェーンおよび変向ローラで同時に測定を行うことも可能である。このようにして、位置精度を高めることもできる。
【００１３】
上記フォークリフトは、荷物を昇降させるためのフォークを備え、フォークは、リフトフレームに沿ってガイドされるマストを介して昇降される。フォークもしくはマストの位置によって、リフト高さが決定される。これらの位置は、少なくとも１つの磁界センサによって直接的または間接的に決定される。直接的な決定のためには、変向ローラおよび／または変向ローラを介して少なくとも１つの磁界センサをガイドするチェーンにおいて測定を行う。チェーンによってフォークが移動されるので、チェーンの位置もしくはチェーンの移動は、フォークの位置を示すことができる。したがって、磁界センサによって検出される変向ローラの位置もしくは角度位置または変向ローラの移動は、リフト高さを示すことを可能にする。
【００１４】
本発明の他の利点および構成が以下の記述および添付の図面により明らかである。
【００１５】
上記の特徴および以下にさらに説明する特徴は、それぞれに述べた組合せのみならず、本発明の範囲を逸脱することなしに他の組合せで用いることも、単独で用いることもできることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】チェーンガイドおよび変向ローラを示す図である。
【図２】本発明による装置の第１実施形態を示す図である。
【図３】本発明による装置の別の実施形態を示す図である。
【図４】本発明による装置の別の実施形態を示す図である。
【図５】図４に示した実施形態の側面図である。
【図６】信号経過を示す図である。
【図７】別の実施形態を示す前面図である。
【図８】図７に示した実施形態の側面図である。
【図９】座標系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施形態に基づいて図面に概略的に示し、以下に図面を参照して詳述する。
【００１８】
図１には、フォークリフト１０の一部、すなわち、リフトフレーム１２、変向ローラ１４およびチェーン１６が示されている。チェーン１６は変向ローラ１４を介してガイドされている。フォーク（図示しない）に接続されたマスト（図示しない）が、リフトフレーム１２に沿って上下に移動される。位置を決定するためには磁界センサ１８が設けられており、磁界センサ１８の位置および構成は、使用される実施形態に応じて選択される。
【００１９】
図２は、本発明による方法を実施するために用いられる装置３０の実施形態を示す。図２は、チェーン３４をガイドする変向ローラ３２を示す。チェーン３４は、多数のチェーンリンクを含み、金属材料により作製されている。変向ローラ３２は、磁気式測定標準器３５、すなわち、磁極が入れ替わる磁気回路を備える。したがって、Ｓ極区画３８およびＮ極区画４０が交互に隣接して、変向ローラ３２の周にわたって分配されて位置している。
【００２０】
変向ローラ３２の位置もしくは角度位置を検出するためにはホールセンサが設けられており、ホールセンサは、第１位置４２または第２位置４４に配置されていてもよい。当然ながら、２つの位置４２および４４に２つのホールセンサを使用してもよい。第１位置４２では、ホールセンサは接線方向に配置されている。第２位置４４では、ホールセンサは半径方向の位置に配置されている。
【００２１】
図２に示した実施形態に対応して、磁気式測定標準器３５を備える変向ローラ３２における測定によってリフト高さの検出が行われる。
【００２２】
図３には、上記装置（全体に符号６０を付す）の別の実施形態が示されている。図３は、チェーン６４をガイドする変向ローラ６２を示す。変向ローラ６２はエンコーダ構造体６６、例えば、金属材料からなる構造体を備える。エンコーダ構造体６６は、半径方向に溝として設けられる、または接線方向に歯車構造体として設けられる。
【００２３】
さらに、第１位置６８および／または第２位置７０に配置されたホールセンサが設けられている。２つの位置６８および７０では、ホールセンサは、バックバイアス磁石７２を備えるホール‐ＡＳＩＣとして構成されている。歯車として形成された変向ローラによって装置６０を適宜に構成することも可能である。
【００２４】
したがって、図３に示した装置６０は図示の機械的な測定標準器を備える変向ローラ６２において測定するために適している。この測定標準器は、半径方向の構造体または接線方向もしくは歯車状の構造体を有していてもよい。磁気式測定標準器が設けられている図２の実施形態とは反対に、この実施形態ではバックバイアス磁石７２を備えるホールセンサが設けられている。
【００２５】
図４には、リフト高さを決定するための方法を実施するための装置８０の別の実施形態が示されている。図４は、変向ローラ８２、および多数のチェーンリンク８６を備えるチェーン８４を示している。ホールセンサは、第１位置８８、第２位置９０および／または第３位置９２に配置されていてもよい。第１位置８８および第２位置９０は、等価とみなすことができる。これらの位置では、例えばチェーンリンク８６を走査することができる。
【００２６】
第３位置９２は、この第３位置９２から観察した場合にはチェーン８４の構造が信号を発生するためにより適しているので有利である。この場合、ピン９４、およびチェーンリンク８６の間の中間スペース９６をカウントしてもよい。この実施形態では、ホールセンサは、ホール‐ＡＳＩＣおよびバックバイアス磁石を含む。
【００２７】
図４の矢印９８は、図５における観察方向を示す。図５は、チェーン８４、図４の第３位置９２におけるホール‐ＡＳＩＣ１０２を備えるホールセンサ１００およびバックバイアス磁石１０４を示す。ピン９４および中間スペース９６を備える図示のチェーン８４の構造をホールセンサ１００によって検出することができる。
【００２８】
図６には、センサ出力部における前処理後の信号経過が第１グラフ１２０および第２グラフ１２２に示されている。第１グラフ１２０の横軸１２４にはチェーン位置、縦軸１２６には信号強度が割り当てられている。経過１２８は、ピン９４（図４）の影響１３０および中間スペース９６（図４）のさらなる影響１３２が見られる極めて概略的な信号経過を示す。二重矢印１３４は、チェーンリンク８６（図４）に対応する周期のための基準を示している。
【００２９】
第２グラフ１２２には、再び横軸１４０にはチェーン位置、縦軸１４２には信号強度が割り当てられている。したがって、二重矢印１４４の長さは、チェーンリンク８６（図４）の長さに対応している。第２グラフ１２２に示した経過１５０は、ピン９４のみがカウントされた場合の信号経過を示す。
【００３０】
したがって、図４に示した装置８０により、チェーン８４において両方向に測定を行うことが可能である。実施形態に応じて生じた信号経過１２８または１５０は、単純にリフト高さ決定のために評価することができる。このために、例えば、ピン８６によって生じた影響１３０のみを信号経過１２８または１５０で考慮する必要がある。
【００３１】
図７は、装置（全体に符号１５０を付す）の別の実施形態を示す。図７は、磁界センサ１５２、チェーン１５４、変向ローラ１５６、およびＮ極１６０とＳ極１６２とを備える磁石１５８を示す。この実施形態では、磁石１５８は、変向ローラ１５６の中心に配置されている。この場合、磁界センサ１５２は、信号を受信するためのバックバイアス磁石なしの２軸式磁界センサである。
【００３２】
装置１５０は、図８に側面図で示されている。さらに、横軸Ｂｘ１７２および縦軸Ｂｙ１７４を有する座標系１７０が示されている。
【００３３】
この座標系１７０は、磁石１５８と共に図９に個別に示されている。ＢｘおよびＢｙのための値の測定ならびに関数ＡＴａｎ２により、磁石１５８と磁界センサ１５２との間の回転角度を決定することができる。測定範囲は、−１８０°〜＋１８０°、すなわち、−ＰＩ〜＋ＰＩである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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