ここでは 機械設備 の設置や移動でに使われる 「フォークリフトの爪寸法」 をメモしています。
私自身、機械設計者としてキャリアを始めた頃、重量物を搬入するためのフォークリフトについて、その爪の寸法が分からず、機械架台の設計で手が止まってしまったことがあります。 フォークリフトの定格荷重によって爪の寸法や規格が異なることは知っていても、具体的な数値が不明では、設計のしようがありません。
機械設計の実際では、設計した機械の設置する場所にあるフォークリフトを確認したり、機械設備メーカーなどでは基本とするフォークリフトの爪寸法を設計標準化し、そのマニュアルを見て設計する機械のフォークポケットを設計するなどの対応をしています。
この記事では、まさにその時の私のような悩みを抱える設計者の方に向けて、まずフォークリフトの爪寸法を理解する上で欠かせない国際規格の基本から解説します。 次に、市場で広く使われている定格荷重ごとに、具体的なフォーク寸法を詳しく見ていくことで、数値に基づいた設計の土台を固めます。 さらに、その知識を実際の業務に活かすため、機械の架台設計に不可欠なフォークポケットの考え方へと話を進め、最後に、安全な荷役計画に必須となる荷重中心と荷重曲線の知識まで網羅的に掘り下げていくことで、自信を持って設計判断ができる状態を目指します。
フォークリフトの爪寸法の基本と国際規格
フォークリフトの定格荷重とは
フォークリフトの定格荷重とは、そのフォークリフトが安全に持ち上げることができる最大の重さを示す基本的な性能指標 です。 この数値は、フォークの根元から特定の距離にある「荷重中心」に荷物の重心があることを前提として算出されています。 例えば、「定格荷重2.5トン」と記載されている場合、基準となる荷重中心に重心がある2.5トンまでの荷物を持ち上げられることを意味 します。
機械設計者は、設計する機械の重量が、使用を想定しているフォークリフトの定格荷重の範囲内であるかを確認する必要があります。 ただし、注意点として、機械の重心が荷重中心よりも前方にある場合は、てこの原理でフォークリフトが転倒するリスクが高まるため、実際に持ち上げられる重量は定格荷重よりも小さくなります。 このため、定格荷重の数値を鵜呑みにせず、後述する荷重曲線を必ず確認することが大切です。
国際的なITA規格を理解する
フォークリフトの爪の寸法は、メーカーが独自に決めているわけではありません。 多くのメーカーは、ITA(Industrial Truck Association)によって定められた国際的な規格に準拠してフォークリフトを製造しています。 この規格が存在する理由は、フォークやその他のアタッチメントの互換性を確保し、世界中のどこでも安全に作業ができるようにするためです。
ITA規格では、フォークリフト本体の「フィンガーボード(キャリッジ)」と呼ばれる、爪を引っ掛けるプレート部分の高さに基づいてクラス分けがされています。 定格荷重が大きくなるほど、より頑丈な爪が必要となり、それに伴ってフィンガーボードも高くなります。 このクラスを理解することで、フォークリフトの定格荷重からおおよその爪の断面寸法を推測することが可能になり、設計の初期段階で非常に役立ちます。
フィンガーボードの高さで決まる
前述の通り、ITA規格のクラスはフィンガーボードの高さによって分類されます。 フィンガーボードとは、マストに沿って上下する、爪が取り付けられているプレート部分のことです。 この高さを基準にすることで、異なるメーカー間でも爪の取り付け部分の互換性が保たれます。
例えば、ITAクラスIIのフィンガーボードの高さは約407mm(16インチ)と定められており、この高さのフィンガーボードを持つフォークリフトには、クラスIIに対応した爪を取り付けることができます。 同様に、クラスIIIのフィンガーボードは約508mm(20インチ)です。 機械設計者が現場でフォークリフトを確認する際、メジャーでこのフィンガーボードの高さを測ることで、どのクラスの爪が装着されているかを特定する手がかり になります。
主流となるクラスIIフォーク
ITAクラスIIは、フォークリフト市場で最も広く利用されている規格の一つです。 このクラスは、一般的に約0.7トンから2.5トンまでの定格荷重を持つフォークリフトに適用されます。 倉庫でのパレット作業や、比較的小型の機械・部品の運搬など、多岐にわたる用途で活躍しているため、機械設計者が最も頻繁に遭遇するクラスと言えるでしょう。
具体的には、フィンガーボードの高さが約407mm(16インチ)に規定されています。 このクラスに準拠するフォークの標準的な幅は、約100mm(4インチ)とされていますが、2.5トンクラスなどではより安定性を高めるために幅広のものが採用されることもあります。 本記事で詳しく解説する1.5トンクラスや2.5トンクラスのフォークリフトは、ほぼこのクラスIIに該当します。
重量物に対応するクラスIIIフォーク
定格荷重が大きくなり、より重量のある機械などを扱う場面では、ITAクラスIIIのフォークリフトが必要となります。 このクラスは、約2.7トンから5.0トンまでの荷重に対応できるように設計されています。 4.0トンクラスのフォークリフトは、このクラスIIIに準拠するのが一般的です。
クラスIIIでは、フィンガーボードの高さが約508mm(20インチ)となり、クラスIIよりも一回り大きくなります。これに伴い、装着される爪もより頑丈なものになります。 標準的なフォーク幅は約125mm(5インチ)となり、厚さも増します。 大型の工作機械やプレス機といった、機械設計者が直接関わる重量物の搬入・設置計画においては、このクラスIIIの寸法を基準に検討することが多くなります。
定格荷重から見るフォークリフトの爪寸法
標準的なフォーク長さの選び方
フォークの長さが「オプション項目」であるという点は、機械設計者が理解しておくべき重要なポイントです。 これは、フォークの長さが定格荷重によって一律に決まるのではなく、フォークリフトの購入者や使用者が、その用途に合わせて様々な長さの中から選択できることを意味 します。
具体的に「オプション」とは、主に以下の三つのケースを指します。 一つ目は、新品のフォークリフトを購入する際の選択肢です。 メーカーは標準仕様として最も一般的な長さ(例えば1070mm)を設定していますが、それ以外にも短いものから2400mmに及ぶ長尺なものまで、豊富な長さのバリエーションをオプションとして用意しています。 購入者は自社の作業内容、例えば扱う荷物の奥行きや JISパレットのサイズ に合わせて、最適な長さを指定して発注することが可能です。
二つ目は、爪自体の交換です。 爪はフィンガーボードから取り外して交換できる部品です。 そのため、既に所有しているフォークリフトでも、作業内容の変更に応じて、異なる長さの爪を別途購入して付け替えることができます。 これにより、一台のフォークリフトで多様な荷役作業に対応する柔軟性が生まれます。
三つ目は、レンタル利用時の指定です。 フォークリフトをレンタルする際にも、多くの場合、希望する爪の長さを指定することが可能です。 運送会社やレンタル会社は、様々な長さの爪を備えたフォークリフトを保有しており、顧客の要望に応じた機種を提供しています。
このように、フォークの長さは固定的ではなく、選択の幅がある要素 です。 ただし、爪が長くなると最小回転半径が大きくなり、狭い場所での取り回しが難しくなるというデメリットも存在します。 そのため、設計段階では、搬入経路や作業スペースを考慮した上で、現実的な爪の長さを想定することが大切になります。
最も重要なフォーク幅の寸法
フォークの幅は、荷物を面で支えるための重要な寸法であり、ITA規格クラスと密接に関連しています。 機械の架台に設けるフォークポケットの幅を決定する上で、基準となる数値です。
1.5トンクラス(ITAクラスII)のフォークリフトでは、幅100mmが標準的な寸法です。一方、同じクラスIIでも、より重い荷物を扱う2.5トンクラスになると、安定性を高めるために幅122mmといった、より幅広の爪が採用される傾向にあります。そして、4.0トンクラス(ITAクラスIII)になると、規格が一段階上がり、幅は約125mmが基準となります。これらの数値を把握しておくことで、各荷重クラスに応じた適切なフォークポケットの幅を設計することが可能になります。
荷重を支えるフォーク厚さの基準
フォークの厚さは、曲げ強度に直接関わる寸法であり、定格荷重が大きくなるにつれて厚くなります。 この寸法は、フォークポケットの高さを設計する際の基準となります。
1.5トンクラスでは、厚さ35mmが一般的な仕様です。これが2.5トンクラスになると、厚さ40mm程度に増します。さらに、ITAクラスIIIに準拠する4.0トンクラスでは、より大きな荷重に耐えるため、厚さは約50mmへと増加します。フォークポケットの高さを設計する際は、この厚さに対してスムーズに爪を挿入できるよう、10mmから20mm程度のクリアランスを設けるのが一般的です。
フォーク調整間隔の最小と最大
フォーク調整間隔は、左右2本の爪の間隔をどれだけ広げたり狭めたりできるかを示す数値で、「スライド外幅」とも呼ばれます。 この範囲は、機械に設けるフォークポケットの中心間距離を決定する上で、極めて重要な制約条件となります。 ここでは、市場で主流となる各クラスの具体的な寸法を、国内主要メーカーの代表的なモデルを例に見ていきます。
1.5トンクラス フォーク寸法
このクラスはITAクラスIIに準拠しており、倉庫内作業で最も広く使われています。
メーカー | 代表モデル例 | 定格荷重 (t) | ITAクラス(推定) | フォーク長さ (mm) | フォーク幅 (mm) | フォーク厚さ (mm) | フォーク調整間隔 (外-外, mm) |
トヨタL&F | 8FBE15 | 1.5 | Class II | 920 / 1070 (標準例) | 約 100 | 約 35 | 要確認 (参考: 200~920) |
三菱ロジスネクスト | ALESIS (FB15P) | 1.5 | Class II | 770 / 920 | 100 | 35 | 要確認 (参考: 200~920) |
コマツ | FE15 | 1.5 | Class II | 920 / 1070 (標準例) | 約 100 | 約 35 | 要確認 (参考: 200~920) |
住友ナコ | QuaPro-B | 1.5 | Class II | 920 / 1070 (標準例) | 約 100 | 約 35 | 要確認 (参考: 200~920) |
2.5トンクラス フォーク寸法
汎用性が非常に高く、物流から生産現場まで幅広く対応する主力クラスです。 こちらもITAクラスIIに準拠しますが、1.5トンクラスより頑丈な仕様になっています。
メーカー | 代表モデル例 | 定格荷重 (t) | ITAクラス(推定) | フォーク長さ (mm) | フォーク幅 (mm) | フォーク厚さ (mm) | フォーク調整間隔 (外-外, mm) |
トヨタL&F | 8FB25 | 2.5 | Class II | 1070 (標準) | 約 122 | 約 40 | 約 260~1000 |
三菱ロジスネクスト | ALESIS (FB25P) | 2.5 | Class II | 1070 | 122 | 40 | 260~995 |
コマツ | FE25 | 2.5 | Class II | 1070 (標準) | 約 122 | 約 40 | 約 260~1000 |
住友ナコ | QuaPro-B | 2.5 | Class II | 1070 (標準) | 約 122 | 約 40 | 約 260~1000 |
4.0トンクラス フォーク寸法
大型の工作機械などの搬入に不可欠なクラスで、ITAクラスIIIへと移行します。 これにより、爪の断面寸法が顕著に大きくなります。
メーカー | 代表モデル例 | 定格荷重 (t) | ITAクラス(推定) | フォーク長さ (mm) | フォーク幅 (mm) | フォーク厚さ (mm) | フォーク調整間隔 (外-外, mm) |
トヨタL&F | 8FD40 | 4.0 | Class III | 1200 (標準例) | 約 125 (推定値) | 約 50 (推定値) | 要確認 (参考: 250~1100) |
三菱ロジスネクスト | GRENDiA | 4.0 | Class III | 1200 (標準例) | 約 125 (推定値) | 約 50 (推定値) | 要確認 (参考: 250~1100) |
コマツ | FH40 | 4.0 | Class III | 1200 (標準例) | 約 125 (推定値) | 約 50 (推定値) | 要確認 (参考: 250~1100) |
住友ナコ | QuaPro | 4.0 | Class III | 1200 (標準例) | 約 125 (推定値) | 約 50 (推定値) | 要確認 (参考: 250~1100) |
注:上記表の数値は、公開されているデータとITA規格に基づく代表的な値です。実際の設計にあたっては、必ず使用予定の機種のカタログ等で正確な数値を確認してください。
設計に活かすフォークリフトの爪寸法
安全なフォークポケットの設計
機械の架台やベースフレームにフォークポケットを設けることは、安全かつ効率的な搬入・設置作業の鍵 となります。 このフォークポケットを設計する際には、これまで述べてきた爪の寸法が直接的な基準となります。
まず、ポケットの内寸は、爪の幅と厚さに対して十分なクリアランスを確保することが求められます。 一般的には、幅・高さともに10mmから20mm程度(状況でもっと確保しても良いです)の余裕を持たせることで、現場でのスムーズな爪の挿入が可能になります。 クリアランスが小さすぎると、少しの角度のズレで爪が入らなくなる恐れがあります。
次に、左右のポケットの中心間距離は、使用するフォークリフトの「フォーク調整間隔」の範囲内に必ず収める必要があります。 この範囲から外れた設計をしてしまうと、そもそも爪をポケットに合わせることができません。特に、最小調整間隔よりも狭い設計は致命的なので、注意が必要です。
フォーク調整間隔の最大値と設計
大型の機械を設計する場合、搬送時の安定性を高めるために、フォークポケットの間隔をできるだけ広く取りたいと考えるのが自然 です。 このとき、設計上の上限となるのがフォーク調整間隔の最大値です。この最大値を超えてポケットを配置してしまうと、爪が届かなくなってしまいます。
以下の表は、各定格荷重クラスにおけるフォーク調整間隔の最大値の目安です。
定格荷重クラス | フォーク調整間隔(中心-中心)の最大値(目安) |
1.5トン | 約 920 mm |
2.5トン | 約 1000 mm |
4.0トン | 約 1100 mm |
設計する機械の幅と安定性を考慮しつつ、この最大値を超えない範囲でフォークポケットの中心間距離を決定することが、現実的で安全な設計につながります。
荷重中心と吊り上げ能力の関係
フォークリフトの「定格荷重」は、あくまで「基準荷重中心」に荷物の重心がある場合の数値 です。 基準荷重中心は、 一般的にフォークの垂直面(根元)から500mmまたは600mmの位置に設定されています。
機械設計者は、設計する機械全体の重心位置を正確に算出し、その位置を把握しておく必要があります。 もし、機械の重心がフォークリフトの基準荷重中心よりも前方(爪の先端側)にずれてしまうと、てこの原理が働き、フォークリフトにかかる負荷が増大します。
これにより、たとえ機械の重量が定格荷重以下であっても、後輪が浮き上がってしまい、最悪の場合は転倒に至る危険性があります。 したがって、機械の重量だけでなく、その重心位置も考慮した上で荷役計画を立てることが不可欠です。
荷重曲線を必ず確認する理由
前述の通り、荷物の重心位置が基準荷重中心からずれると、フォークリフトが安全に持ち上げられる重量は低下します。 この「重心位置と許容荷重の関係」を示したものが「荷重曲線図(または荷重許容曲線)」です。 この図は、通常、フォークリフトの車体や運転席付近にステッカーで表示されており、カタログにも必ず記載されていますので使用予定のフォークリフトのカタログで確認してください。
参考として、どのような形式で記載されているかご理解いただくために、厚生労働省が公開しているフォークリフトに関する安全教育資料を共有します。この資料の中に、荷重曲線の具体的な例が図で示されています 。
荷重曲線図は、横軸にフォーク根元からの重心位置、縦軸にその位置で持ち上げ可能な最大重量を示しています。 設計した機械の重心位置を横軸で確認し、その時の許容荷重が機械の総重量を上回っているかを必ず確認しなくてはなりません。この確認を怠ると、定格荷重の範囲内だからと安心していたにもかかわらず、現場で持ち上げられなかったり、重大な事故につながったりする可能性があります。荷重曲線の確認は、安全な設計と作業計画における必須事項です。
アタッチメント装着時の注意点
実際の作業現場では、標準の爪だけでなく、様々なアタッチメントを装着したフォークリフトが使用されることが頻繁にあります。 例えば、左右の爪の間隔を油圧で自由に調整できる「フォークポジショナー」や、ドラム缶を掴むための「ドラムクリッパー」、回転機能を持つものなど、多種多様です。
これらのアタッチメントは作業効率を大幅に向上させる一方で、機械設計者が注意すべき点があります。 それは、アタッチメント自体の重量と厚み(フォーク根元からのオフセット量)です。 アタッチメントの重量分、フォークリフトが持ち上げられる荷物の重量(許容荷重)は減少します。
また、アタッチメントの厚み分、荷物の重心が前方に移動するため、前述の荷重曲線の影響をより大きく受けることになります。 搬入計画の段階でアタッチメントの使用が想定される場合は、その仕様を事前に確認し、許容荷重への影響を設計に織り込む必要があります。
便利なサイドシフト機能とは
サイドシフトは、多くのフォークリフトに標準装備、あるいはオプションで装着されている非常に便利なアタッチメントの一つです。 この機能は、マスト全体を動かすことなく、フィンガーボードと爪だけを左右にスライドさせることができます。
例えば、トラックの荷台から荷物を降ろす際や、倉庫の棚に荷物を格納する際に、フォークリフト本体を何度も切り返すことなく、爪の位置を微調整することが可能です。 これにより、作業時間が大幅に短縮され、オペレーターの負担も軽減されます。 機械設計の観点からは、この機能があることで、設置場所に対して多少の位置ズレがあっても現場で吸収しやすくなるというメリットが考えられます。 ただし、これもアタッチメントの一種であるため、前述の通り、重量や重心への影響を考慮することが望ましいです。
正確なフォークリフトの爪寸法で設計(まとめ)
この記事で解説している「フォークリフトの爪寸法」について、より専門的な情報を提供している公式サイトを3つご紹介します。
- 株式会社豊田自動織機(トヨタL&F)
- URL: https://www.toyota-lf.com/
- 説明: 国内シェアNo.1のフォークリフトメーカーです 。同社の製品仕様は業界の基準となることが多く、公式サイトから製品カタログを請求することで、各モデルの正確な爪の寸法や仕様を確認できます。最も信頼性の高い情報源の一つです。
- 三菱ロジスネクスト株式会社
- URL: https://www.logisnext.com/
- 説明: 国内シェア第2位を誇る大手メーカーです 。ニチユやTCMなど複数の歴史あるメーカーが統合して誕生した背景があり、多種多様なフォークリフトの技術情報が集約されています。公式サイトは、詳細な製品スペックを知るための重要な窓口となります。
- 株式会社小松製作所(コマツ)
- URL: https://kcsj.komatsu/
- 説明: 建設機械で培った高い技術力を持つ、国内シェア第3位のメーカーです 。公式サイト(コマツカスタマーサポート)では、製品情報や資料ダウンロードのページが設けられており、特定のシリーズのカタログを入手することで、爪の寸法を含む詳細な諸元を確認することが可能です。
最後に、この記事を通じて、フォークリフトの爪寸法が国際規格に基づいて標準化されていること、そして定格荷重ごとに具体的な寸法が異なることを解説しました。安全で効率的な機械設計と搬入計画のため、以下のポイントを確実に押さえていただければと思います。
- フォークリフトの爪寸法は定格荷重によって異なる
- 国際的なITA規格が寸法の基準となっている
- ITAクラスはフィンガーボードの高さで決まる
- 1.5トンや2.5トンクラスは主にITAクラスIIに準拠
- 4.0トンクラスはITAクラスIIIへと移行する
- フォーク幅と厚さはITAクラスに強く依存する
- フォーク長は荷物に応じて選択されるオプション
- フォーク調整間隔は設計上重要なパラメータ
- フォークポケット設計には十分なクリアランスが必要
- ポケット間隔はフォーク調整範囲内に収める
- 機械の重心位置と荷重中心を必ず確認する
- 荷重曲線を見て実質的な吊り上げ能力を把握する
- アタッチメントは有効荷重と有効長に影響する
- ウェブ情報は予備調査とし最終判断には使わない
- 正確な寸法はカタログや業者への確認が必須
以上です。