JP2001032804A

JP2001032804A - シリンダ制御装置

Info

Publication number: JP2001032804A
Application number: JP11209344A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Goto; 哲也後藤; Kazuo Kobayashi; 和雄小林; Yasuhiro Maeda; 康博前田
Original assignee: Nishina Industrial Co Ltd; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Nishina Industrial Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】誤操作によるシリンダ動作防止機能を備えた
シリンダ制御装置において、電磁オン・オフ弁の異常を
認識することができ、しかも製作コストの低減を可能と
する。【解決手段】リフトシリンダに連通される主通路１２
をポンプ又はタンクに連通するための切換操作可能なス
プール弁１１と、主通路１２のシリンダポート側に設け
られてシリンダへの流通のみを可能とするオペレートチ
ェック弁２１と、そのオペレートチェック弁２１の開放
操作用としての電磁オン・オフ弁３２とを備えたシリン
ダ制御装置において、電磁オン・オフ弁３２が設けられ
るパイロット通路３１を、一端がオペレートチェック弁
２１のパイロット室２４に、他端がスプール弁１１とオ
ペレートチェック弁２１との間の主通路１２に連通する
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば、フォークリフ
トのような産業車両において、誤操作によるフォークの
下降を防止するためのシリンダの下降動作防止機能を備
えたシリンダ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のシリンダ制御装置は、例えば実
公平７−３０４３号公報に記載されている。公報記載の
下降動作防止機能を備えたシリンダ制御装置は、フォー
クリフトのリフトシリンダを制御するものであって、リ
フトシリンダのボトム室とリフトシリンダ操作用のスプ
ール弁とを連通する主通路に、リフトシリンダへの流通
のみを許容するオペレートチェック弁を設ける一方、パ
イロット通路にはオペレートチェック弁の開放操作用と
しての電磁オン・オフ弁を設け、該電磁オン・オフ弁を
通電して開放しない限り、オペレートチェック弁が開放
しないようにし、その状態ではスプール弁を誤操作して
もリフトシリンダが下降しない構成としたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報記載のシ
リンダ制御装置は、フォークの下降時に、リフトシリン
ダの作動油は、オペレートチェック弁からスプール弁を
経てタンクに連通する主通路と、オペレートチェック弁
のパイロット室及びパイロット通路を経由後、電磁オン
・オフ弁からスプール弁を介してタンクへ連通する別通
路との、２つの通路を通って流出する構成となってい
る。このため、電磁オン・オフ弁が「開」状態で固着
（故障）した場合であっても、リフトシリンダの上昇及
び下降動作を通常操作時と違和感なく行うことが可能な
ことから、オペレータが電磁オン・オフ弁の作動不良を
認識することが困難である。その結果、電磁オン・オフ
弁が故障のまま放置されることとなって、リフトシリン
ダの下降動作防止機能が正常に働かないといった問題が
生ずる。また、リフトシリンダの下降動作時におけるタ
ンクへの作動油の流出通路が２箇所であることから、特
に低速時の速度調整に重要な通路の微少開度調整部位、
即ち、加工精度を要求される部位が２箇所に及ぶことに
なり、しかもスプール弁、バルブボデーに対する加工箇
所も必然的に増加し、その結果、製作コストが高くつく
という問題がある。

【０００４】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、誤操作
によるシリンダ動作防止機能を備えたシリンダ制御装置
において、電磁オン・オフ弁の異常を認識することがで
き、しかも製作コストの低減を可能とすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明に係るシリンダ制御装置は、特許請求の範囲
の各請求項に記載の通りの構成を備えた。従って、請求
項１記載の発明によれば、電磁オン・オフ弁を開かない
と、オペレートチェック弁にパイロット圧が付加された
状態が保持され、ポペットが開かないため、スプール弁
をどのように誤操作してもシリンダが作動することを防
止できる。そして、請求項１の発明では、パイロット通
路が主通路に連通する構成であるため、スプール弁を操
作してシリンダをタンクに連通したとき、作動油がタン
クへ流出する通路面積は、スプール弁に設けられた一箇
所の通路によって決定される。このため、高精度が要求
される速度調整に重要な通路の微少開度調整部位の加工
が一箇所で済むことになり、また従来の下降動作防止機
能を有する装置に比べて、バルブボデー及びスプール弁
に対する通路の加工箇所が低減されることから、製作コ
ストを低減することが可能となる。

【０００６】また、請求項１の発明においては、電磁オ
ン・オフ弁が開状態で固着した場合、スプール弁を操作
してシリンダをポンプに連通したとき、スプール弁を介
して送り込まれる作動油がパイロット通路を経てオペレ
ートチェック弁のパイロット室に作用するので、ポペッ
トが開弁しない。このため、シリンダはパイロット室か
らオリフィスを通って送る込まれる少量の作動油のみに
よる遅い速度で作動することになり、このことによって
オペレータに電磁オン・オフ弁の異常を認識させること
ができる。

【０００７】また、請求項２の発明によれば、スプール
弁を操作してシリンダをポンプに連通したとき、オペレ
ートチェック弁が開き始めると、パイロット室の油圧
と、オリフィスを通してポペットのコーン部に作用する
油圧が差別化される。そして、シリンダの作動速度が増
すに連れて前記油圧の差が大きくなり、オペレートチェ
ック弁の作動応答性が早くなるため、シリンダの作動速
度を滑らかに変化させることが可能になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係るフォー
クリフトのフォーク昇降用リフトシリンダの作動を司る
オイルコントロールバルブの断面図、図２はフォーク昇
降用リフトシリンダ及びマスト傾動用ティルトシリンダ
の油圧回路図、図３はオペレートチェック弁のポペット
部詳細図である。

【０００９】本実施の形態に係るシリンダ制御装置は、
バッテリー式フォークリフトを対象としたものであっ
て、マスト１に沿ってフォーク２を昇降させるリフトシ
リンダ３を操作するための手動式リフト用スプール弁１
１を備えている。バルブボデー１０には、スプール弁１
１とリフトシリンダ３とを連通するための主通路１２が
設けられており、この主通路１２は、一端がシリンダポ
ート１５に連通され、他端がバルブボデー１０に摺動操
作可能に組付けられたスプール１１ａの操作によってポ
ンプ１３に通じるポンプ通路１３ａ又はタンク１４に通
じるタンク通路１４ａに連通される。

【００１０】そして、主通路１２のシリンダポート１５
側には、作動油のシリンダ側への流通のみを許容するオ
ペレートチェック弁２１が設けられている。オペレート
チェック弁２１は、ポペット２２と、該ポペット２２に
形成されたオリフィス２３（以下、第１のオリフィスと
いう）と、該オリフィス２３を介して主通路１２に連通
するパイロット室２４と、ポペット２２を主通路１２の
シート１２ａに押圧するバネ２５とを備えている。従っ
て、常にはパイロット室２４にはリフトシリンダ３のボ
トム室内の圧力が第１のオリフィス２３を通して作用し
ており、ポペット２２がそのパイロット圧とバネ力でシ
ート１２ａに押付けられて閉状態に保持されている。

【００１１】また、バルブボデー１０にはパイロット通
路３１が形成され、そのパイロット通路３１には、リフ
トシリンダ３の下降動作時に前記オペレートチェック弁
２１を開放操作するための電磁オン・オフ弁（以下、単
に電磁弁という）３２が設けられている。パイロット通
路３１はその一端がオペレートチェック弁２１のパイロ
ット室２４に連通され、他端が主通路１２におけるスプ
ール弁１１とオペレートチェック弁２１との間に連通さ
れている。電磁弁３２は、ソレノイド３２ａを励磁した
ときにボール弁３２ｂがシートから離れて開き、非励磁
のときにボール弁３２ｂがバネ３２ｃにてシートに押付
けられて閉じる構成とされ、そして、キースイッチのオ
ン状態で、かつスプール弁１１が下降位置へ操作された
ときのみ励磁され、キースイッチのオフ状態を含めたそ
れ以外の条件では非励磁となるように設定されている。
また、主通路１２には、パイロット通路３１との連通部
位と、オペレートチェック弁２１との間に、前記第１の
オリフィス２３よりも通路面積の大きい別のオリフィス
２６（以下、第２のオリフィスという）が形成されてい
る。

【００１２】なお、バッテリ式フォークリフトを対象と
した本実施の形態においては、ポンプ１３を駆動する電
動機（図示省略）は、スプール１１ａの図示中立位置か
ら上昇位置又は下降位置への操作を検出するスプール位
置検出用リミットスイッチ１６Ｕ，１６Ｄの検出信号に
基づいて起動されるように構成されている。

【００１３】従って、スプール１１ａが上昇位置に操作
されて主通路１２がポンプ通路１３ａに連通されると、
油圧ポンプ１３から送られた作動油の圧力がポペット２
２のコーン部２２ａに作用する。このとき、電磁弁３２
が閉じているため、前記圧力でパイロット室２４内の作
動油が第１のオリフィス２３から主通路１２を通ってリ
フトシリンダ３のボトム室に流出し、ポペット２２が開
弁される。開弁後は第１のオリフィス２３があること
で、パイロット室２４の圧力がポンプ圧には至らず、ポ
ペット２２の開状態が保持される。従って、リフトシリ
ンダ３と共にフォーク２が上昇される。なお、上昇後、
スプール１１ａを中立位置に戻すと、オペレートチェッ
ク弁２１が閉じられ、フォーク２は上昇位置に保持され
る。また、電磁弁３２が励磁されて開弁される。

【００１４】スプール１１ａが下降位置へ操作されたと
きは、主通路１２がタンク通路１４ａに連通される。こ
のときは電磁弁３２が開状態にあるため、パイロット通
路３１が主通路１２に連通される。従って、リフトシリ
ンダ３内の作動油は、第１のオリフィス２３からパイロ
ット室２４、パイロット通路３１、電磁弁３２を通って
主通路１２へ流出するが、そのとき、第１オリフィス２
３の前後で圧力差が発生する。即ち、主通路１２側の圧
力がパイロット室２４よりも高圧となる。このため、図
３に示すように、ポペット２２は、シート面１２ａより
も外周のコーン部２２ａに作用する圧力によってバネ２
５に抗して押し開けられる。かくして、ポペット２２が
開弁され、リフトシリンダ３内の作動油がタンク１４に
流出されてリフトシリンダ３と共にフォーク２が下降さ
れる。

【００１５】一方、キースイッチのオフ状態では、電磁
弁３２が閉状態に保持される。従って、この状態では、
スプール１１ａを下降位置に操作してもオペレートチェ
ック弁２１のパイロット室２４内の圧力が低下せず、オ
ペレートチェック弁２１の閉状態が保持される。即ち、
電磁弁３２を開かない限り、下降動作防止機能が働くこ
とになり、スプール弁１１をどのように誤操作してもフ
ォーク２が下降される虞はない。

【００１６】上記の下降動作時において、リフトシリン
ダ３から流出した作動油は、主通路１２とパイロット通
路３１とを通った後、スプール弁１１の手前で合流す
る。即ち、本実施の形態においては、一端がオペレート
チェック弁２１のパイロット室２４に連通されるパイロ
ット通路３１の他端を主通路１２に連通する構成として
あるため、リフトシリンダ３の下降動作時に、作動油が
タンク１４へ流出する通路面積は、スプール１１ａに形
成される一箇所の通路、即ち、環状溝１１ｂによって決
定される。このため、下降動作防止機能を持たない装置
と同様に、高精度が要求される加工箇所である、低速時
の速度調整に重要な通路の微少開度調整部位の加工が一
箇所で済み、しかも従来の下降動作防止機能を有する装
置に比べて、バルブボデー１０及びスプール１１ａに対
する通路形成のための加工箇所が減少されることから、
製作コストを低減することが可能となる。

【００１７】ところで、何らかの原因によって電磁弁３
２が開状態で固着（故障）した場合は、リフトシリンダ
３の上昇操作時に、スプール弁１１を介して送り込まれ
る作動油がパイロット通路３１を経てオペレートチェッ
ク弁２１のパイロット室２４に作用するので、ポペット
２２が開弁しない。このため、リフトシリンダ３はパイ
ロット室２４から第１のオリフィス２３を通って送る込
まれる少量の作動油のみによる遅い速度で上昇すること
になり、オペレータに異常を認識させることができる。
なお、このことは、下降後、最上昇する場合も同様であ
る。従って、このときの上昇速度を通常作業ができない
ような低速に設定しておくことによって、電磁弁３２の
修理を促し、下降動作防止機能を維持して安全性を確保
できる。

【００１８】また、本実施の形態によれば、主通路１２
における、オペレートチェック弁２１と、パイロット通
路３１の連通部位との間に、第２のオリフィス２６を設
けたので、リフトシリンダ３が下降動作する際に、オペ
レートチェック弁２１のポペット２２が開き始めると、
パイロット室２４の油圧Ｐｐと、第２のオリフィス２６
を通してポペット２２のコーン部２２ａに作用する油圧
Ｐｏが差別化される。そして、リフトシリンダ３の下降
速度が増すに連れて前記油圧の差が大きくなり（Ｐｐ＞
Ｐｏ）、オペレートチェック弁２１の作動応答性が早く
なるため、下降速度を滑らかに変化させることが可能に
なる。

【００１９】なお、上記のスプール弁１２の下降位置へ
の操作時にも、ポンプ１３用の電動機が駆動されるが、
これは、図２に示すように、リフト用スプール弁１１の
下流側に設置されているティルト用スプール弁４１（マ
スト１を傾動するティルトシリンダ４操作用）の同時操
作を可能とするためである。

【００２０】そして、本実施の形態においては、マスト
１の傾動に用いられるティルトシリンダ４のロッド側油
室４ａに関して、上述したリフトシリンダ３の下降動作
防止機能と同等の機能である前傾動作防止機能を備えた
構成とされている。即ち、図２の油圧回路図に示すよう
に、ティルト用スプール弁４１と、ティルトシリンダ４
のロッド側油室４ａとを連通するロッド側主通路４２
に、シリンダへの流通のみを許容するオペレートチェッ
ク弁４３が設けられ、またそのオペレートチェック弁４
３のパイロット室に連通するパイロット通路４５には、
オペレートチェック弁４３の開放操作用としての電磁弁
４４を備えるとともに、パイロット通路４５がロッド側
主通路４２に連通されている。但し、リフト系の第１の
オリフィス２３に相当するオリフィス４６は備えている
が、第２のオリフィス２６に相当するオリフィスは備え
ていない。これは、マスト前傾操作時の前傾速度につい
ては、元々がスプール弁４１の作動油流出通路中に設け
られている絞り弁４１ａによって制御できるからであ
る。

【００２１】従って、ティルトシリンダ４の制御系に関
して、上記のような構成を備えたときは、スプール操作
位置検出スイッチ４７Ｆ，４７Ｒと、ティルト角度セン
サー４８とを併用することによって、マスト前傾時に
は、フォーク２が水平位置に達した時点で電磁弁４４を
非励磁とし、オペレートチェック弁４３を閉じることで
水平出しを行うことができる。また、マスト後傾時に
は、フォーク２が水平位置に達した時点で電磁弁４４を
励磁し、オペレートチェック弁４３を閉じることで（こ
の場合は、リフト系で説明したように、オリフィス４６
によって規制された少量の作動油がロッド側油室４ａに
供給され、減速される）水平出しを行うことができる。

【００２２】また、上記のスプール操作位置検出スイッ
チ４７Ｆ，４７Ｒ、ティルト角度センサー４８の他に、
マスト揚高センサー、負荷センサー（共に図示省略）を
併用したときは、高揚高、高負荷状態でのマスト前傾時
に、マスト１が適正な角度まで前傾したときに、電磁弁
４４を非励磁とし、オペレートチェック弁４３を閉じる
ことによってマスト１の前傾動作を停止させる、所謂前
傾角度規制が可能となるものである。

【００２３】なお、上述した実施の形態は、バッテリ式
フォークリフトの場合、即ちポンプ１３を電動機で駆動
する形式の場合で説明しているが、ポンプ１３の駆動を
エンジンにて行うエンジン車に適用できることは勿論で
ある。また、フォークリフトに限らず、パワーショベル
や高所作業車のような他の産業車両に適用してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
誤操作によるシリンダ動作防止機能を備えたシリンダ制
御装置において、電磁オン・オフ弁の異常を認識するこ
とができるとともに、製作コストを低減することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォークリフトのフォーク昇降用リフトシリン
ダの作動を司るオイルコントロールバルブの断面図であ
る。

【図２】フォーク昇降用リフトシリンダ及びマスト傾動
用ティルトシリンダの油圧回路図である。

【図３】オペレートチェック弁のポペット部詳細図であ
る。

【符号の説明】

３…リフトシリンダ１１…リフト用スプール弁１２…主通路２１…オペレートチェック弁２２…ポペット２３…第１のオリフィス２４…パイロット室２６…第２のオリフィス３１…パイロット通路３２…電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林和雄長野県上水内郡豊野町浅野1671番地仁科工業株式会社内 (72)発明者前田康博長野県上水内郡豊野町浅野1671番地仁科工業株式会社内Ｆターム(参考） 3F333 AA02 AB13 BA02 BD02 FA12 FA13 FA15 FH05 FH08 3H082 AA03 AA19 BB12 CC02 DA06 DA14 DA23 DA37 DA48 DB22 DE04 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダに連通される主通路をポンプ又
はタンクに連通するための切換操作可能なスプール弁
と、前記主通路のシリンダポート側に設けられて前記シ
リンダへの流通のみを許容するオペレートチェック弁
と、そのオペレートチェック弁の開放操作用の電磁オン
・オフ弁が設けられたパイロット通路とを備えており、前記オペレートチェック弁は、ポペットと、そのポペッ
トに形成されたオリフィスと、そのオリフィスを介して
前記主通路のシリンダポート側と連通されるパイロット
室とを備えた構成とされ、前記パイロット通路は、その一端が前記パイロット室に
連通され、他端が前記スプール弁と前記オペレートチェ
ック弁との間の主通路に連通されたシリンダ制御装置。
【請求項２】請求項１記載のシリンダ制御装置であっ
て、前記主通路には、前記オペレートチェック弁と、前
記パイロット通路の前記主通路に対する連通部位との間
に、前記オリフィスよりも流路面積の大きい別のオリフ
ィスが形成されたシリンダ制御装置。