(57)【要約】  本発明は、マストトラックのマスト構造体における振動を減衰するための方法および構成に関する。この方法では、マスト構造体および／または振動の必要となる特性値が測定および計算され、あるいは、これらの特性値の少なくとも一部が前もって計算システムに入力され、さらに、マスト構造体の最も低い固有振動数（ωｎ）および／または振動の位相が、収集されたデータから計算され、あるいは、マスト構造体より直接に決定され、さらに、ドライバーシステムまたはマスターシステムによって運動状態が得られ、さらに、必要となる特性値が計算システムに入力され、さらに、振動の上述した特性値から、速度制御装置に対しての運動の指示が生成され、さらに、運動状態が少なくとも２つのパート（衝撃Ｉ）に分割され、さらに、アクチュエータが、トラックまたはトラックの積荷を動かすために、速度制御装置により運動状態に応じて制御される。この構成は、説明した方法を実施するための手段を有する。
2009542555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マストトラックのマスト構造体の振動を減衰または防止するための方法であって、
前記マスト構造体および／または前記振動の必要となる特性値が測定および計算され、あるいは、前記特性値の任意選択の一部が前もって計算システムに入力され、
前記マスト構造体の最も低い固有振動数（ωｎ）、および／または前記振動の位相が、収集したデータから計算され、あるいは前記マスト構造体から直接的に決定され、
ドライバーシステムまたはマスターシステムから運動状態が得られ、
前記必要となる特性値が前記計算システムに入力され、
前記振動の上述した特性値から、速度制御装置に対しての運動の指示が生成され、
前記運動状態が少なくとも２つのパート（衝撃Ｉ）に分割され、
前記トラックまたは前記トラックの積荷を動かすために、速度制御装置を用いて、前記運動状態に応じてアクチュエータが制御される、
方法。
【請求項２】
前記衝撃の分割比率、前記衝撃の作用時間、前記衝撃のインパクト間の時間差が、前記計算または測定された固有振動数（ωｎ）および／または前記振動の位相からさらには前記運動状態から決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記衝撃の計算および前記速度制御装置への指示が連続的なプロセスであり、ここでは、前記作用する衝撃が、所定の時間ごとに、前記運動状態、前記固有振動数（ωｎ）および／または前記振動の位相から、連続的なプロセスで計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マスト構造体の前記必要となる特性値が、歪みゲージ（複数可）、加速度センサ（複数可）、速度センサ（複数可）および／または位置センサ（複数可）を用いて測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記マスト構造体の前記必要となる特性値が、圧力センサ（複数可）を用いた油圧システムによって測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記マスト構造体の前記振動の前記位相が、前記積荷の高さ、前記積荷の大きさ、および、前記積荷によって発生する固有振動数の変化からの計算によって得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記マスト構造体の前記振動の前記位相が、歪みゲージ（複数可）、加速度センサ（複数可）、速度センサ（複数可）および／または位置センサ（複数可）を使用することにより、前記構造体から直接に得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記マスト構造体の前記固有振動数（ωｎ）が、前記積荷の高さ、前記積荷の大きさ、および、前記積荷によって発生する固有振動数の変化から計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記マスト構造体の前記固有振動数（ωｎ）が、歪みゲージ（複数可）、加速度センサ（複数可）、速度センサ（複数可）および／または位置センサ（複数可）を使用して前記振動を測定することによって得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記速度制御装置への前記指示が、所定の時間ごとに連続的に計算され、さらに、所望の減衰率の影響も受ける、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
マストトラックのマスト構造体の振動を減衰または防止するための構成であって、
固有振動数（ωｎ）または前記振動の位相を直接に決定する手段、あるいは、前記マスト構造体の前記固有振動数（ωｎ）または前記振動の位相を計算するために特性値を決定する手段と、
ドライバーシステムまたはマスターシステムから運動状態を決定する手段と、
前記振動の様々な位相における運動状態の値を計算する手段と、
速度制御装置に対しての運動の指示を計算しさらにアクチュエータに前記指示を送る手段と
を有する構成。
【請求項１２】
前記マスト構造体の振動の特性値を決定する前記手段が、歪みゲージ（複数可）、加速度センサ（複数可）、速度センサ（複数可）、位置センサ（複数可）および／または圧力センサ（複数可）である、請求項１１に記載の構成。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のマスト構造体の振動を減衰するための構成を有するマストトラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスト構造体の振動を減衰するための方法および構成に関する。より具体的には、本発明は、マストトラックでの振動の能動的減衰に関する。
【背景技術】
【０００２】
マストトラックは人または積荷を持ち上げるのに使用される。マストトラックは、トラック本体および伸縮式昇降装置（マスト）の、２つの主要な構成要素を有する。マストは、その下側部分のところでトラック本体に連結されている。積荷を例えばシェルフまで移動させる必要がある場合、積荷は所望の方向に移動されなければならない。積荷をシェルフまで移動させるのに３つの実行可能な手法がある。第１の選択肢は、トラック全体を前方へ移動させる手法である。第２の選択肢は、マストを前方へ傾ける手法である。第３の選択肢は、シェルフまで到達するように設計された特別な装置（スレッジ）を使用する手法である。言及したいずれのケースにおいても、積荷はトラックの移動方向において後方または前方に移動される。また、積荷は、フォークの位置を変えるかるいはスレッジを横向きに動かすことによって横方向に移動されてもよい。
【０００３】
トラックが移動するときあるいは積荷が移動されるとき、これらの動きによりマスト構造内に振動が発生する。この振動はマストの連結点と積荷との距離が増加するとより強くなる。この距離は１０メートルを優に超える場合もある。この振動は、質量および剛性などのマストの構造的な特性値によって特徴づけられる。これらの特性値によりマスト構造体の固有振動数が定められる。
【０００４】
マストの上端部のところで積荷が移動する場合（衝撃の発生）、最も重要な振動数は最も低い固有振動数である。積荷がマストに乗せられおり、さらに、マストの中心位置からそれておりかつ固定されていない場合、その積荷は、質量およびばね定数によって特徴づけられる振動数で振動し始める。減衰係数によりどのくらいの速さでこの振動が停止するのかが決定される。
【０００５】
マスト内の振動は、積荷が重くさらに積荷が非常に高い位置に持ち上げられた場合に最も安定性がない。このことは、このようなケースでは、固有振動数が非常に小さくなり、通常は約０．３Ｈｚとなることを意味する。このタイプの振動は明確に目に見えるものであり、さらにその動きはマストの上端部のところで大きく、さらに、このタイプの振動は停止するのが非常に遅い。というのは、減衰係数は、構造体自体の減衰特性および空気抵抗のみに影響を受けるからである。
【０００６】
従来より、マストトラック内の振動は、構造的な付加機能および解決策によって制御されるように試みられてきた。使用された手法は、例えば、マスト構造体を補強すること、運動の最大速度を制限すること、または、急な加速および減速を回避することである。
【０００７】
また、マスト構造体の振動を減衰するための種々の受動的システムが開発されてきた。これらのケースでは、振動している構造体が、ダンパまたは減衰材料を用いてトラック本体から分離される。このタイプの解決策は、発生した衝撃の影響を軽減する手段によってあるいは構造体から振動エネルギーを排除することによって効果を生じる。さらに別の受動的な解決策にはダイナミックマスダンパがあり、構造体自体ではなくこのダイナミックマスダンパが振動の逆位相で振動する。このマスダンパは常に特定の振動数で作用するように調整されることから、構造体の固有振動数が変化したとき（トラックのマスト端部の質量が変化したとき）、このマスダンパの効果は弱まる。最も悪い仮定では、マスダンパは、振動の振幅を実際に増大させるような装置となる場合がある。
【０００８】
欧州特許出願０４２７００１（Ａ１）、独国特許出願４０１９０７５（Ａ１）および英国特許第２３７９４３４（Ａ）号明細書の文書には上述した解決策が示されている。
【０００９】
欧州特許出願０４２７００１（Ａ１）および独国特許出願４０１９０７５（Ａ１）には、トラックのマストとトラック本体との間に組み立てられる分離型ダンパを用いた受動的な減衰システムが示されている。これらのシステムは非常に類似しているが、ダンパシステムの位置のみが異なっている。英国特許第２３７９４３４（Ａ）号明細書には、構造体の振動を制御するためのマスダンパシステムが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願０４２７００１（Ａ１）
【特許文献２】独国特許出願４０１９０７５（Ａ１）
【特許文献３】英国特許第２３７９４３４（Ａ）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、マストトラックの振動を効果的に減衰するあるいはさらには振動の発生を防止する方法および構成を生み出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、独立請求項１に記載されている特徴を有する能動的減衰のための構成と、独立請求項７に記載されている特徴を有する方法とを用いて達成される。
【００１３】
本発明の概念は、ダンパなどを用いてエネルギーを減少させようとする従来技術のシステムとは違って、異なる位相で振動するシステムに追加のエネルギーを与えて振動を平滑化することである。
【００１４】
以下では、本発明の例示的な実施形態を図面を参照しながらより具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】衝撃の発生の様々な可能性を示す図である。
【図１ｂ】衝撃の発生の様々な可能性を示す図である。
【図２】マスト構造体で生じる可能性のある最も低い３つの固有振動数を示す図である。
【図３ａ】従来技術による、受動的なシステムのための２つの方法を示す図である。
【図３ｂ】従来技術による、受動的なシステムのための２つの方法を示す図である。
【図４】時間−位置を基準とした衝撃および反対の衝撃を示すグラフである。
【図５】本発明による、振動を減衰するための方法を示した流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１ａ〜ｂには、衝撃の発生の様々な可能性が示されている（自由度１）。図１ａには、マストトラック２のマスト構造体１に振動を発生させる可能性がある４つの異なる運動が示されている。これら運動はすべてトラック２の移動方向におけるものである。矢印３はトラック２の移動方向を示している。この移動は前進または後進のどちらかであってよい。矢印４はトラック本体５に対してのマスト構造体１の運動を示している。この運動もやはり前方または後方へのどちらかであってよい。矢印６はトラック本体５に対してのマスト構造体１の傾斜運動を示している。マスト構造体１もやはり前方または後方のどちらかへ傾けられてよい。矢印７は、積荷９を担持しているフォーク８またはスレッジの運動を示している。
【００１７】
図１ｂには、構造体に振動を発生させる別の可能性が示されている。ここでは、積荷９が、トラック２の移動方向から見て、矢印１０で示された横方向に運動する。この運動は移動するフォーク８またはスレッジによって引き起こされる。
【００１８】
図２に、マスト構造体で生じる可能性のある最も低い３つの固有振動数（ωｎ）を示す。質量（荷重）がマスト１２の上端のところで正方形１１として示されている。また、マスト１２の質量は構造体の固有振動数の計算に含まれる必要がある。固有振動数に影響を及ぼす別の特性値は、マスト構造体の剛度（ばね定数＝ｋ）および減衰係数（ｃ）（部分的には構造体によって決定されるが、空気抵抗も含まれる）である。最も重要な振動数は、最も低い振動数である（左に示す）。
【００１９】
図３ａ〜ｂに、振動を制御するための従来技術による２つの受動的な方法を示す。図３ａでは、マスト構造体１２が独立しており、振動はダンパ１３によって減衰される。荷重１１がマスト１２の上端に置かれている。図３ｂにはダイナミックマスダンパシステムが概略的に示されている。釣り合い位置の質量（ｍ）１４およびダンパ１４もマストの上端に配置される。この解決策は、特定の質量（Ｍ）およびマスト１２の特定の高さに限定される。両方の図において、Ｍは質量、ｃは減衰率、ｋはばね定数である。
【００２０】
また、半能動的な方法も知られており、ここでは、システムの特定の１つの特性値が調整されてよい。このような特性値は、例えば、ダンパの粘性率、接続部の剛性、または摩擦力である。
【００２１】
図４には、構造体の振動を制御するための能動的な方法が示されている。Ｘ軸は時間（秒）を示しており、Ｙ軸は位置（センチメートル）を示している。０．０秒では、構造体が、構造体を曲線１５に沿って振動させるように作用するインパクトタイプの衝撃Ｉ１を受ける。構造体の測定点の位置は０．２秒後には約３センチメートル移動し、その後、測定点は開始点（移動ゼロ）に戻るように移動し始める。半波長時間（ここでは０．４秒）後、構造体は再び元の位置に達し、別の衝撃Ｉ２（反対の衝撃）を受ける。衝撃Ｉ２の速度および半波長が正確に計算されている場合、第２の衝撃Ｉ２により構造体の振動が停止する。破線１６および１７は、衝撃（Ｉ１およびＩ２）のみが構造体内に影響を及ぼす場合のこれらの衝撃によって生み出される運動を表している。この実施例では、衝撃の作用時間は非常に短い（ヒットタイプの衝撃）。
【００２２】
図５には、本発明による、振動を減衰するための方法および構成の流れ図が示されている。本発明の基本概念は、運動状態を、マスト構造体に影響を及ぼす少なくとも２つの衝撃に分割することである。第１の衝撃はマスト構造体を振動させ、第２の衝撃（その後さらに別の衝撃があってもよい）は発生した振動を減衰する。衝撃の大きさ、衝撃の作用時間、および、これらの衝撃の時間差を計算する式を作るための実現可能な数学的解法は多く存在する。この計算は次のように行われてよい。運動状態の１つのパートが受け入れられるとその後すぐにその運動状態が実行されさらに計算された時間後に運動状態の別のパートが実行される。次の瞬間に対してのならびにその先に対してのこのような指示は連続的に計算される。別の可能性としては、次の瞬間に作用する衝撃が所定の時間ごとに計算されて、例えばマスト先端の運動に関するフィードバックデータが得られるように、連続的なプロセスとして計算が行われてもよい。所与の運動状態および固有振動数が既知であるまたは測定される場合、マスト先端の位置を計算することができ、あるいは、位置センサを用いてもマストの先端の位置を計算することができる。
【００２３】
言及した解決策は両方とも、マスト構造体に少なくとも２つの衝撃を与える。
【００２４】
この方法は以下のステップを含む：
−マスト構造体１２および／または振動の必要となる特性値を測定および計算する、あるいは、これらの特性値の少なくとも一部を前もって計算システムに入力するステップと、
−マスト構造体１２の最も低い固有振動数（ωｎ）、および／または振動を、収集したデータから計算するあるいはマスト構造体より直接に決定するステップと、
−ドライバーシステム（ｄｒｉｖｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ）またはマスターシステム（自動化されたトラックにおいて記憶装置が自動化されている場合）から運動状態を得るステップと、
−必要となる特性値を計算システムに入力するステップと、
−振動の上述した特性値から、速度制御装置に対する運動の指示を生成するステップと、
−運動状態を少なくとも２つのパート（衝撃Ｉ）に分割するステップと、
−トラックまたはトラックの積荷を動かすために、速度制御装置を用いて、運動状態に応じてアクチュエータを制御するステップ。
【００２５】
本発明による構成は以下の特徴を有する：
−固有振動数または振動の位相を直接に決定する手段、あるいは、マスト構造体の固有振動数（ωｎ）または振動の位相を計算するために特性値を決定する手段と、
−ドライバーシステムまたはマスターシステムから運動状態を決定する手段と、
−分割の比率、および、衝撃のインパクト間の時間差、ならびに／または、運動状態によって発生する振動の位相を計算する手段と、
−速度制御装置に対しての運動の指示を計算しさらにアクチュエータに指示を送る手段。
【００２６】
マスト構造体の必要となる特性値を測定するステップは、持ち上げられる積荷の量および積荷の高さ（マストの長さ）を測定するセンサによって実施されてよい。これらの特性値のいくつかは測定値から計算されてよく、さらに、マスト構造体の質量分布およびマストの剛性などの、これらの特性値の一部は、前もって計算システムに入力されていてもよい。
【００２７】
構造体から直接的に振動の位相を測定するステップは、歪みゲージ、加速度センサ、速度センサまたは位置センサなどの、種々のタイプのセンサを用いて実施されてよい。この実施形態では計算プロセスは最小のものとなっている。振動の位相を測定するステップは、圧力センサを用いた油圧システムによって実施されてもよい。
【００２８】
別の可能性として、質量（積荷）の量および質量の高さ（持ち上げ高さ）が測定され、さらにその後、固有振動数の変化に関する情報に基づいて振動の位相が計算される。
【００２９】
マスト構造体における振動（構造体の最も低い固有振動数）の能動的な減衰は、トラックまたは積荷を運動させるための所与のコマンドを修正することによって実施される。このことは、実際には、所与の速度コマンドがそのまま単純には実行されず、それにより運動が振動の正しい位相において減速または加速されず、その結果振動が減衰する、ことを意味している。
【００３０】
考えられる１つ解決策は、衝撃（加速）を２つのパートに分割し、さらに、衝撃（加速）の第２（後半）のパートを振動とは逆に運動する位相で実行し、それにより、構造体に第２の衝撃（反対の衝撃）を加えることである。この構成を用いると、図４に示すように振動が停止する。これら２つの衝撃の間の時間は固有振動数の波長から計算される。衝撃の大きさ（分割の比率）、ならびに、衝撃の実行時間および作用時間は、振動している構造体の特性値および運動状態から決定される。
【００３１】
別の可能性として、衝撃（加速）は複数のパートに分割され、それにより、加速（トラックまたは積荷の運動）が平滑化され、振動のその後のパートがその影響を受ける。時間の長さにより運動の滑らかさに影響を与えることができ、時間が長くなると運動はより平滑化される。
【００３２】
さらに別の可能性として、後に続く所定の時間ごとに新しい指示用パラメータが計算される。コンピュータには、マスト先端の運動ならびに運動の速度状態を求めるための式が入っている。一気に振動全体を停止させようとするのではなく、この式には、例えば、７０％といったような所望される減衰率が入力されてよい（減衰されないマスト構造体では減衰率は約２％である）。また、マスト先端の運動は位置センサを用いて直接的に決定されさらに所望の減衰率が入力されてもよい。
【００３３】
この場合、アクチュエータへの命令は、後に続く所定の時間ごとに計算される。式は、振動を減衰するための反対の衝撃を構造体に与えるように作られるが、一方で、指示項目の１つが減衰率（７０％）であることから、平滑化に向かうための命令も与えていることになる。
【００３４】
本発明は、本発明の精神または本質的特質から逸脱することなく他の特定の形態で具体化されてもよい。説明した実施形態は、すべての点で、単に例示的なものであるとみなされるべきであり、限定的であるとみなされるべきではない。したがって、本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と等価である趣旨および範囲内にあるあらゆる変更形態は、本発明の範囲内に含まれる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2009542555.tif 000010
2009542555.tif 000011