(57)【要約】  【課題】フォークのティルト状態を検出することでオペレータの作業の負担を軽減し、しかも昇降キャリッジの小型化を達成できるティルト構造を提供する。  【解決手段】ティルト構造２０は、ローテート用直立軸１に支持されたティルト用水平軸２と、この水平軸２に後端３１を回動自在に支持され先端３２を水平に延出したフォーク３と、水平軸２を支点にしてフォーク３をその先端３２が上下する方向にティルトさせるティルト駆動手段４と、昇降ナット１３と共に昇降し直立軸１の外部へ突出した円弧状板１３２と、円弧状板１３２の高さを検出する一対の検出手段１４，１５とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端及び下端を有し駆動源により回転するローテート用直立軸と、該直立軸に接続され該直立軸から水平方向へ両端を突出したティルト用水平軸と、該水平軸に後端を回動自在に支持され先端を水平に延出したフォークと、前記水平軸から下方へ離間する位置にて前記直立軸に結合され前記水平軸を支点にして前記フォークをその先端が上下する方向に回動させるティルト駆動手段とを備える、昇降キャリッジのティルト構造であって、
前記ティルト駆動手段は、回転力が入力される入力軸と、前記直立軸に内装され前記入力軸と共に回転するネジ棒と、前記直立軸に結合され前記入力軸の回転を減速して前記直立軸の下端から突出した出力軸へ出力する減速機と、該減速機の出力軸の出力を前記フォークに伝達することにより前記フォークを前記水平軸を支点にして回動させる伝達手段と、前記ネジ棒に螺合され前記ネジ棒の回転に従って前記直立軸の内部を上下方向に変位する昇降ナットと、前記直立軸の外部に設けられ前記昇降ナットと共に昇降する被検出片と、該被検出片の高さを検出する検出手段とを備えることを特徴とする昇降キャリッジのティルト構造。
【請求項２】
前記検出手段を、前記直立軸の近傍に上下に隔たるよう対にして設け、前記フォークの先端が下限に達した状態で、前記一対の検出手段の一方が前記被検出片を検出し、前記フォークの先端が上限に達した状態で、前記一対の検出手段の他方が前記被検出片を検出することを特徴とする請求項１に記載の昇降キャリッジのティルト構造。
【請求項３】
前記直立軸の上端と下端の間に、上下方向に延びる長孔を設け、該長孔を経て前記被検出片を前記昇降ナットに連結していることを特徴とする請求項２に記載の昇降キャリッジのティルト構造。
【請求項４】
前記被検出片は、前記直立軸の周方向に沿って湾曲した円弧状板を備えることを特徴とする請求項３に記載の昇降キャリッジのティルト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三方向スタッキングトラックの昇降キャリッジに搭載され、フォークがティルトした状態を検出するティルト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォークが車両の進行方向及びその両側に対して向き、荷の積付けができるフォークリフト、いわゆる三方向スタッキングトラックが知られている。この三方向スタッキングトラックによると、車体に立設されたマストに対して昇降キャリッジが昇降可能に設けられ、この昇降キャリッジに旋回（ローテート）可能なフォークが設けられている。そして、昇降キャリッジに、フォークの後端を支持し、フォークをその先端が上下する方向に回動（ティルト）させるティルト構造が下記の特許文献に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭５５−１７２２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来より、フォークが上記のようにティルトする過程で、フォークの先端が上限又は下限に達したことをオペレータが視認するという雑作を避けるために、フォークの状態をセンサ等で検出することが望まれている。
【０００５】
しかしながら、上記のティルト構造を三方向スタッキングトラックに適用する場合、フォークは、昇降キャリッジに直立して設けた支軸の周りに旋回（ローテート）するので、センサ等の検出信号をオペレータ側へ送出するための電線が、フォークの旋回に伴って捩じられて断線する恐れが有る。また、このような電線を通すためのスペースを、昇降キリャッジ内に確保するのも困難である。
【０００６】
更に、油圧シリンダを原動機としてフォークをティルトさせる構成では、油圧シリンダのストロークを十分に確保する必要性から、油圧シリンダ自体を小型化することは困難であり、昇降キャリッジ全体の小型化が妨げられる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、フォークのティルト状態を検出することでオペレータの作業の負担を軽減し、しかも昇降キャリッジの小型化を達成できるティルト構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上端及び下端を有し駆動源により回転するローテート用直立軸と、該直立軸に接続され該直立軸から水平方向へ両端を突出したティルト用水平軸と、該水平軸に後端を回動自在に支持され先端を水平に延出したフォークと、前記水平軸から下方へ離間する位置にて前記直立軸に結合され前記水平軸を支点にして前記フォークをその先端が上下する方向に回動させるティルト駆動手段とを備える、昇降キャリッジのティルト構造に係るものであって、前記ティルト駆動手段は、回転力が入力される入力軸と、前記直立軸に内装され前記入力軸と共に回転するネジ棒と、前記直立軸に結合され前記入力軸の回転を減速して前記直立軸の下端から突出した出力軸へ出力する減速機と、該減速機の出力軸の出力を前記フォークに伝達することにより前記フォークを前記水平軸を支点にして回動させる伝達手段と、前記ネジ棒に螺合され前記ネジ棒の回転に従って前記直立軸の内部を上下方向に変位する昇降ナットと、前記直立軸の外部に設けられ前記昇降ナットと共に昇降する被検出片と、該被検出片の高さを検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
更に、昇降キャリッジのティルト構造は、前記検出手段を、前記直立軸の近傍に上下に隔たるよう対にして設け、前記フォークの先端が下限に達した状態で、前記一対の検出手段の一方が前記被検出片を検出し、前記フォークの先端が上限に達した状態で、前記一対の検出手段の他方が前記被検出片を検出することを特徴とする。
【００１０】
更に、昇降キャリッジのティルト構造は、前記直立軸の上端と下端の間に、上下方向に延びる長孔を設け、該長孔を経て前記被検出片を前記昇降ナットに連結していることを特徴とする。
【００１１】
更に、昇降キャリッジのティルト構造は、前記被検出片が、前記直立軸の周方向に沿って湾曲した円弧状板を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る昇降キャリッジのティルト構造によれば、駆動源により回転するローテート用直立軸にティルト用水平軸を接続し、この水平軸を支点にしてティルト駆動手段がフォークを回動（ティルト）させる構成において、例えば直立軸の下端からプーリ等を介して回転力が入力軸に入力されると、この入力軸と共に、直立軸の内部にてネジ棒が回転（以下「高速回転」と記す。）する。この高速回転は、減速機によって減速され低速回転に変換されて出力軸から出力される。そして、出力軸の回転力が、伝達手段を介してフォークに伝達されることにより、フォークが、その先端を上下に移動するように、水平軸を支点として回動（ティルト）する。
【００１３】
一方、入力軸と共に回転するネジ棒に、昇降ナットを螺合しているので、上記のようにフォークがその先端を上下に移動するよう回動（ティルト）する過程で、フォークが回動（ティルト）する角度に対応して、昇降ナット及び被検出片が、ネジ棒に沿って上方又は下方へ変位する。
【００１４】
従って、被検出片の位置を、直立軸の外部に設けた検出手段によって検出し、これを、例えばフォークの状態を示唆する情報として、モニターディスプレ等を用いてオペレータに表示すれば、荷役作業の途中でオペレータが逐次にフォークの状態を視認するという雑作を省き、荷役作業を効率良く行なうことができる。
【００１５】
しかも、検出手段は、上記のように昇降ナットと共に上方又は下方へ変位する被検出片を、直立軸の外部から検出できるので、検出手段として、例えば被検出片を検出したことに基づき電気信号を送出する近接センサを適用した場合に、電気信号を伝達するための電線を、直立軸に配線する必要が無い。また、フォークを旋回（ローテート）させることにより直立軸が回転しても、検出手段を直立軸と共に回転させなくて済む。つまり、検出手段を昇降キャリッジに固定できるので、上記電線が捩じれることがなく、同電線が断線する恐れも無い。
【００１６】
更に、本発明に係る昇降キャリッジのティルト構造によれば、検出手段を直立軸の近傍に上下に隔たるよう対にして配置するだけで、フォークの先端が上限又は下限に位置することを検出できる。従って、フォークの回動（ティルト）する角度を、例えばロータリーエンコーダ等を用いてモニタする場合に比較して、製造コストを大幅に削減することができる。また、フォークの先端が上限又は下限に位置することさえ検出できれば、オペレータは、フォークを視認しなくてもその状態を容易に予測できるので、荷役作業を効率良く行なえるという上記の効果を達成することもできる。
【００１７】
更に、本発明に係る昇降キャリッジのティルト構造によれば、直立軸の上端と下端の間に設けた長孔を経て、被検出片を昇降ナットに連結しているので、検出手段を直立軸の長手方向の途中に近づけて配置することができる。従って、直立軸の上端又は下端付近に検出手段を配置するスペースを確保しなくて済み、その分、昇降キャリッジの高さ寸法を低く抑えることができる。
【００１８】
更に、被検出片が、直立軸の周方向に沿って湾曲した円弧状板を備える場合、昇降キャリッジに固定された検出手段に対して、フォークを旋回（ローテート）させるために直立軸が回動しても、互いに上下に隔たる一対の検出手段の間に、円弧状板は常に位置することになる。従って、上記のように昇降ナットの変位に伴い円弧状板が所定の高さに達すれば、このような円弧状板を、一対の検出手段の何れか一方が確実に検出し、上記の効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１乃至図９を参照しながら、本発明の実施形態に係る昇降キャリッジ１０のティルト構造２０について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る昇降キャリッジ１０を搭載したフォークリフトｖの側面図であり、図２はその平面図である。フォークリフトｖは、車体に立設されたマストに対して昇降キャリッジ１０が昇降可能に設けられ、この昇降キャリッジ１０に旋回（ローテート）可能なフォークが設けられている。そして、昇降キャリッジに、フォーク３の後端を支持し、フォーク３をその先端が上下する方向に回動（ティルト）させるティルト構造２０が設けられている。先ず、図３に基づいて、このティルト構造２０の概要を説明する。
【００２０】
ティルト構造２０は、上端１１及び下端１２を有するローテート用直立軸１と、この直立軸１に後述の支持体を介して水平姿勢で接続されたティルト用水平軸２と、この水平軸２に後端３１を回動自在に支持され先端３２を水平に延出したフォーク３と、水平軸２から下方へ離間する位置にて直立軸１に結合され水平軸２を支点にしてフォーク３をその先端３２が上下する方向に回動（ティルト）させるティルト駆動手段４とから概ね構成されている。
【００２１】
ティルト駆動手段４は、直立軸１の下端１２付近に配置した駆動源Ｍから回転力が入力される入力軸５と、直立軸１に内装され入力軸５と一体に回転するネジ棒６と、入力軸５の高速回転を減速して直立軸１の下端１２から突出した出力軸７へ出力する減速機８と、出力軸７の回転力をフォーク３に伝達することによりフォーク３を上記のように回動させる伝達手段９とを備える。入力軸５は出力軸７を貫通し、入力軸５の周りを出力軸７は自由に回転できる。駆動源Ｍは、減速機Ｇと摩擦ブレーキＢを具備した電動機を主体とし、その出力軸に設けたプーリ５１に発生する回転力を、無端状ベルト５２を介して、入力軸５に設けたプーリ５３に伝達するものである。
【００２２】
更に、ティルト構造２０は、ネジ棒６に螺合した昇降ナット１３と、直立軸１の外部に配置された昇降ナット１３と共に昇降可能な円弧状板１３２と、円弧状板１３２の高さを検出する一対の検出手段１４，１５とを備える。検出手段１４，１５としては、互いに上下に隔てて直立軸１の外部に配置される近接センサーを適用しても良い。詳しくは次の通りである。
【００２３】
図４は、ティルト構造２０が適用される昇降キャリッジ１０の全体を表している。昇降キャリッジ１０は、図１及び図２に例示したフォークリフトｖの車台に立ち上げたマストｍに、図４に示した複数のローラ１０１，１０２を介して鉛直方向に昇降自在にベース部１０３を係合している。ベース部１０３は、車幅方向へ延びる一対の水平レール１０４を固定し、更に、一対の水平レール１０４に、車幅方向へ延びる２本のラックギア１０５を各々固定している。
【００２４】
一方、一対の水平レール１０４に溝部１０６を各々形成し、これらの溝部１０６内にローラ（同符号）が係合し、このローラを介してヘッド部１０７が車幅方向に移動自在にベース部１０３に取付けられている。ヘッド部１０７は、２本のラックギア１０５に各々噛み合う一対のピニオン１０８を設けた主軸１０９と、一対のピニオン１０８の片方に出力ピニオン１１９を噛み合わせたシフト用ギア付きモータ１１０と、直立軸１にギヤ列１１１を介して回転力を付与するローテート用モータ１１２とを備える。
【００２５】
図３乃至図７に示すように、フォーク３は、その後端３１を立ち上げて上端部（軸受孔）３３を有する直立片３４を形成し、先端３２を水平又は水平に対して僅かに傾斜するよう延出している。水平軸２は、直立軸１に支持体３０を介して接続され、直立軸１から水平方向へ両方の端部２１を突出し、この両方の端部２１の間に、フォーク３の直立片３４の上端部３３を回動自在に支持している。
【００２６】
直立軸１は、その上端１１及び下端１２がヘッド部１０７に各々軸受けされ、長手方向の途中（上端１１と下端１２の間）まで達する挿通孔１１５を形成し、挿通孔１１５の上端付近に、上下方向に延びる長孔１１６を開放している。挿通孔１１５は、上記のネジ棒６と昇降ナット１３を直立軸１に内装するための空間である。
【００２７】
円弧状板１３２は、その三面図を図８（ａ）乃至（ｃ）に示すように、直立軸１の周方向に沿って湾曲した円弧状板１３１を主体とし、円弧状板１３１の裏面を、長孔１１６を通過する支持片１３３を介して昇降ナット１３に接続している。符号１３４は、円弧状板１３１、支持片１３３、及び昇降ナット１３を一体に接合する２本のボルトを指している。
【００２８】
図９は、直立軸１の下端１２に減速機８を取付けた例を表している。直立軸１の周面におけるフォーク３へ向けられる箇所には、４つのネジ孔を形成した平面部３５が設けられている。支持体３０は、直立軸１の平面部３５に、上記４つのネジ孔に各々螺合するボルト３６により固定される本体部３７と、その両側へ延出した形状の水平延出部３８と、水平延出部３８の両端に各々設けられ水平軸２の両方の端部２１を各々固定する一対の固定部３９とを備える。
【００２９】
ティルト駆動手段４は、減速機８と、伝達手段９と、水平軸２の両方の端部２１に回転自在に各々支持される一対の軸受部（孔）１６１を有するティルトバー１６とを備える。ティルトバー１６は、水平軸２から自重で垂れ下がった状態でフォーク３の直立片３４に近接する。
【００３０】
図９に例示した減速機８は周知のサイクロ減速機（登録商標）を主体とする。この他、入力軸５によって回転するサンギアの周囲に、プラネタリギアを回転させ、このプラネタリギアの回転力を出力軸に伝える遊星歯車機構もしくは差動歯車機構等を主体とする減速機を適用しても良い。伝達手段９は、減速機８の出力軸７に対して偏心するよう位置決めされた球面滑り軸受を主体とする偏心ピン１７と、ティルトバー１６の下部に取付けた球面滑り軸受を主体とするピン１８と、出力軸７に一端を偏心ピン１７を介して接合し他端をピン１８を介してティルトバー１６に接合した連結ロッド１９とを備える。
【００３１】
以上に述べたティルト構造２０によれば、駆動源Ｍの回転力が入力軸５に入力されると、入力軸５と共に、ネジ棒６も高速回転する。この高速回転は、減速機８によって低速回転に変換されて出力軸７から出力される。入力軸５と出力軸７の回転比率は９０対１前後が好ましい。これは、駆動源Ｍの回転力を良好に増大させられることに加え、直立軸１が例えば約１８０°の範囲で回転（ローテート）し、その分、駆動源Ｍに対して減速機８の入力軸５が回転することになっても、上記の回転比率に設定しておけば、直立軸１の回転がフォーク３のティルト動作、及び昇降ナット１３の変位に殆ど影響することがないからである。
【００３２】
更に、出力軸７の回転が偏心ピン１７によって連結ロッド１９の往復運動に変換される。このような往復運動は、フォーク３の直立片３４に向かって連結ロッド１９が進退する動きとして、ティルトバー１６まで伝達される。同時に、連結ロッド１９と共にティルトバー１６も進退動する。このティルトバー１６に、フォーク３の直立片３４が従動することになり、フォーク３は、その先端３２が上下に移動（上昇又は下降）するように、水平軸２を支点として回動（ティルト）する。
【００３３】
また、フォーク３の上端部３３を、水平軸２の両方の端部２１の間の何処に位置させても、図６から明らかなように、ティルトバー１６はフォーク３の直立片３４に近接する。このため、フォーク３の位置をオペレータが荷物の大きさに応じて調整しても、フォーク３を上記のように確実に回動させることができる。
【００３４】
上記のようにフォーク３が回動する過程で、ネジ棒６が高速回転するので、これに螺合する昇降ナット１３は、フォーク３が上記のように回動する角度に対応して変位し、これに伴って円弧状板１３２も変位する。例えば、フォーク３の先端３２が下限に達した状態で、一対の検出手段１４，１５の一方が円弧状板１３２を検出し、フォーク３の先端３２が上限に達した状態で、一対の検出手段１４，１５の他方が円弧状板１３２を検出するように、一対の検出手段１４，１５を各々配置しても良い。
【００３５】
ここで「一方」又は「他方」と区別したのは、フォーク３の先端３２が上下に移動する過程で、昇降ナット１３も同様に上下に変位するのか、或いはフォーク３の先端３２の移動する方向とは逆の向きに昇降ナット１３が変位するかは、本実施例に適用する減速機８の仕様によって決まるからである。
【００３６】
以上のように、円弧状板１３２の位置を検出手段１４，１５によって検出し、これを、例えばフォーク３の先端３２が上限又は下限に達し、つまり、フォーク３のティルト量（回動できる角度）が最大となったことを示唆する情報として、モニターディスプレ等を用いてオペレータに表示すれば、荷役作業の途中でオペレータが逐次にフォーク３の状態を視認するという雑作を省き、荷役作業を効率良く行なうことができる。
【００３７】
更に、上記のように、円弧状板１３２を、直立軸１の長手方向の途中に形成した長孔１１６を経て、直立軸１の外部へ突出するよう構成しているので、直立軸１の上端１１又は下端１２付近に検出手段１４，１５を配置するスペースを確保しなくて済み、その分、昇降キャリッジ１０の高さ寸法を低く抑えることができる。
【００３８】
更に、図８に例示したように、円弧状板１３２の一側縁１３５と他側縁１３６の間を１８０°以上湾曲させることが望ましい。これは次の理由による。即ち、フォーク３をローテートさせるために直立軸１を１８０°以内の範囲で回動させても、互いに上下に一直線に並ぶ検出手段１４，１５の間に、一側縁１３５と他側縁１３６の間の何処かの部分が挟まれて位置することになる。従って、上記のように昇降ナット１３の変位に伴い円弧状板１３１が所定の高さに達すれば、一対の検出手段１４，１５の一方が、円弧状板１３１を確実に検出し、上記の効果を達成することができる。
【００３９】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様で実施できるものである。例えば、検出手段１４，１５によってフォーク３の先端３２の上限と下限を検出することに加え、駆動源Ｍ又はネジ棒６にロータリーエンコーダを接続して、上限と下限の間にてフォーク３のティルト量を検出できるように構成しても良い。また、以上の説明では、ティルトバー１６と連結ロッド１９をピン接合しているが、この接合をティルトバー１６と、偏心ピン１７との単なる接触にする等しても良い。これにより、構成部品点数を少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、三方向スタッキングトラックに最適な構成であり、この他にオペレータが乗り込む運転台が昇降するオーダピッキングトラックの運転台に昇降キャリッジを取り付ける状態で本発明を採用しても良く、また、自動倉庫のスタッカクレーンの昇降するキャリッジに本発明を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る昇降キャリッジを搭載したフォークリフトの側面図。
【図２】本発明の実施形態に係る昇降キャリッジを搭載したフォークリフトの平面図。
【図３】本発明の実施形態に係る昇降キャリッジのティルト構造を示す概略図。
【図４】本発明の実施形態に係る昇降キャリッジの側面図。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る昇降キャリッジの要部の側面図、（ｂ）はその連結構造を示す断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る昇降キャリッジに適用したティルトバーの正面図。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態に係る昇降キャリッジに適用したローテート用直立軸の正面図、（ｂ）はその断面図。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態に係る昇降キャリッジに適用した被検出片の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図。
【図９】本発明の実施形態に係る昇降キャリッジに適用した減速機の断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１：直立軸
２：水平軸
３：フォーク
４：ティルト駆動手段
５：入力軸
６：ネジ棒
７：出力軸
８：減速機
９：伝達手段
１０：昇降キャリッジ
１１：上端
１２：下端
１３：昇降ナット
１４，１５：検出手段
２０：ティルト構造
２１：端部
３１：後端
３２：先端
３３：上端部
３４：直立片
３２：先端
１１６：長孔
１３１：被検出片
１３２：円弧状板
１３３：支持片
【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】
2005255401.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2005255401.tif 000011