JP2008008384A - 油圧装置、及びこれを備えた産業車両の車輪懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的簡単な構成で、適切にシリンダの動作を規制、規制解除できるようにする。
【解決手段】 バルブにおいて、シリンダの一方の油室に連通された第１油室と他方の油室に連通された第２油室との間に、第１油室と第２油室とを連通する中央油路の開口面積を調節するスプールを摺動可能に設け、該スプールを中央油路の開口面積が最大となる中立状態に保持するよう付勢する保持手段を設ける。
中央油路は、シリンダの両油室と第１油室及び第２油室とをそれぞれ結ぶ油路よりも狭く形成され、スプールは、第１油室と第２油室とのうちの一方の油室における圧力が他方の油室における圧力に対して高くなると、保持手段による付勢力に抗して圧力が低い方の油室側へ摺動すると共に中央油路の開口面積を小さくする。
【選択図】 図５Ａ

Description

本発明は、シリンダとバルブとを備えた油圧装置、及びこれを備えた車輪懸架装置に関する。

従来、フォークリフトなどの産業車両では、例えば特許文献１に示すように、車体と車輪を支持するリアアクスルとの間をシリンダで連結し、シリンダの両油室間の作動油の流れを電磁制御弁を介して制御し、走行時の安定性や良好な乗り心地の確保を図っている。又、例えば特許文献２に示すように、車体と車輪を支持するサスペンションアームとの間にシリンダを介設し、シリンダの両油室間に減衰機構を設けることも考えられている。

特開平１１−３７２０４号公報 特開平９−１５１９８０号公報

さて、急な旋回走行を行うなどすると、車輪及び車輪懸架装置にかなりの負荷がかかって急に、且つ大きく動作することが考えられるので、安定性を確保するためにはシリンダの動作を速やかに規制できることが望まれる。一方、安定性が確保できれば、シリンダに対する規制は早いうちに解除した方が乗り心地にとって良いと考えられるが、急に規制を解除するとそれに伴う衝撃が発生して反って乗り心地を悪くするおそれがある。

そこで本発明は、比較的簡単な構成で、適切にシリンダの動作を規制、規制解除できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る油圧装置は、複動形シリンダと、該シリンダと油圧回路をなすよう連結されたバルブとを備えた油圧装置であって、上記バルブは、上記シリンダの一方の油室に連通された第１油室と、他方の油室に連通された第２油室と、上記第１油室と上記第２油室とを連通する中央油路と、上記第１油室と上記第２油室との間に摺動可能に設けられ、摺動に伴って上記中央油路の開口面積を調節するスプールと、該スプールを上記中央油路の開口面積が最大となる中立状態に保持するよう付勢する保持手段とを備えており、上記中央油路は、上記シリンダの両油室と上記第１油室及び第２油室とをそれぞれ結ぶ油路よりも狭くなるよう形成され、上記スプールは、上記第１油室と上記第２油室とにおける圧力が略同じであると上記中立状態で保持され、上記第１油室と上記第２油室とのうちの一方の油室における圧力が他方の油室における圧力に対して高くなると、上記保持手段による付勢力に抗して圧力が低い方の油室側へ摺動すると共に上記中央油路の開口面積を小さくし、圧力が低い方の油室側への摺動量が大きくなるほど上記中央油路の開口面積をより小さくすることを特徴とする構成としている。

このような油圧装置によれば、中央油路の許容量を超えて作動油が流れようとしてシリンダの一方の油室内の圧力が上昇すると、バルブの第１油室内の圧力も上昇し、スプールが摺動して中央油路の開口面積を小さくする。圧力の上昇が大きいほど摺動量が大きくなり、中央油路の開口面積がより小さくされるので、シリンダの動きもより小さなものに抑制される。
この状態から、シリンダの他方の油室内の圧力が上昇すると、バルブの第２油室内の圧力も上昇し、スプールが摺動して中央油路の開口面積を大きくするので、次第にシリンダの動きに対する抑制が緩和されて行く。又、上記のように中立状態に比べ開口面積が小さくなった状態でも、中央油路を通して作動油が流れることで両油室内の圧力差が小さくなって行き、これに伴ってスプールが摺動して中央油路の開口面積を大きくするので、次第にシリンダの動きに対する抑制が緩和されて行く。もちろん、シリンダが逆方向に動くなどして上昇していた圧力が下降すれば、スプールが摺動して中立状態へと近づいて行くことになるので、シリンダの動きに対する抑制が緩和される。

従って、圧力の変化に伴ってシリンダの動きを速やかに規制したり、緩やかに規制を解除したりすることができ、又、スムーズにシリンダの動きを反転させることができる。尚、本発明において中央油路の開口面積とは、中央油路と第１油室とが通じる部分、及び中央油路と第２油室とが通じる部分の面積のことである。

上記の構成において、バルブをシリンダに固定し、バルブの両油室及びシリンダの両油室の一方同士、他方同士をそれぞれ連通させる構成とすれば、バルブとシリンダとを結ぶのにホースなどを用いる必要がなくなり、取り付け作業を比較的簡単に行うことができるようになる。

又、上記の目的を達成するため、本発明に係る産業車両の車輪懸架装置は、上記の本発明に係る油圧装置と、車輪を回転自在に支持するアクスル装置とを備えた産業車両の車輪懸架装置であって、上記アクスル装置は、当該産業車両の車体に上下動可能に支持され、上記シリンダは、上記アクスル装置と上記車体とに架設され、上記アクスル装置の上下動に伴って上記シリンダのロッドが往復動作するように配置されることを特徴とする構成としている。

このような車輪懸架装置によれば、悪路走行などで車体に対し車輪及びアクスル装置が上下動するようなときは、上下動が比較的小さいことから、シリンダの油室内、及びバルブの油室内における圧力の変化も比較的小さなものとなる。従って、スプールの揺動量は小さく、中央油路において作動油の流れが比較的緩やかに絞られる状態となるので、車輪及びアクスル装置からの振動が車体へ伝わるのが緩和され、良好な乗り心地が実現される。
一方、急旋回走行などで車体に対し車輪と共にアクスル装置が上下動するようなときは、上下動が比較的大きく、又、急激であることから、シリンダの油室内、及びバルブの油室内における圧力の変化も比較的大きなものとなる。従って、スプールが大きく摺動して、中央油路において作動油の流れが極端に少なく制限される状態となり、それ以上車輪及びアクスル装置が上下動しないようにして車体の安定が保たれる。又、更なる車輪及びアクスル装置の上下動がなければ、このような状態から中央油路を通して作動油が流れるのに伴って圧力差が減少し、次第にシリンダの動きに対する抑制が緩和されて行くので、乗り心地の悪化を招くことなく元の状態へ戻ることになる。

以上に説明したように、本発明に係る油圧装置によれば、バルブの第１油室内と第２油室内とで圧力差が生じると、スプールが摺動して中央油路の開口面積を小さくするので、これによりシリンダの動きを抑制することができる。又、このような状態から中央油路を通して作動油の流れることで圧力差が減少するので、次第にシリンダの動きに対する抑制を緩和することができる。
本発明に係る産業車両の車輪懸架装置によれば、走行中の車輪及びアクスル装置の上下動によりバルブの第１油室内と第２油室内とで圧力差が生じた際に、圧力差が大きく、急激に生じると、スプールが大きく摺動して中央油路の開口面積を小さくし、これによりシリンダの動きが極端に小さく抑制されるので、車体の安定が保つことができる。又、このような状態から中央油路を通して作動油が流れるに伴って圧力差が減少し、次第にシリンダの抑制が緩和されて行くので、乗り心地の悪化を招くことなく車輪及びアクスル装置の上下動に対する抑制を緩和することができる。

以下、本発明をフォークリフトに適用した実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、この実施例のカウンタバランス型フォークリフトは、車体１の前部にマスト２が支持されており、このマスト２にフォーク３が昇降可能に支持されている。車体１の前部下方位置には前輪４が、後部下方位置には後輪５がそれぞれ左右一対で備えられ、車体１の後部にはウエイト６が支持されている。ここで、前輪４は駆動輪として機能し、後輪５は操舵輪として機能する。車体１の中央部には運転席７が設けられ、この運転席７と対向する車体１の前部に、操舵をなすためのハンドル８や走行速度を調節するためのペダル９などの操作装置が設けられている。

図２に示すように、後輪５は後輪懸架装置１０を介して車体１に支持されており、後輪懸架装置１０は主に、左右の後輪５を支持するアクスル装置２０と、車体１とアクスル装置２０とに架設される複動形両ロッド式シリンダ３０と、シリンダ３０に付設され、シリンダ３０の挙動を制御するバルブ４０とからなっている。

アクスル装置２０は、車体１に支持されたフレーム２１と、フレーム２１の左右両端部にそれぞれ縦軸回りに回転可能に支持されたナックル２２と、ナックル２２に連結され、後輪５を横軸回りに回転可能に支持するハブ２３と、両ナックル２２に連結されたシリンダ２４とを備えている。そして、ハンドル８の回転操作に応じてシリンダ２４が作動することでナックル２２が回転し、これに伴ってハブ２３及び後輪５も回転し、後輪５の向きが変えられる。

フレーム２１の左右方向中央部には前後方向へ円柱状のシャフトが形成されており、このシャフトが車体１に軸受支持されることで、フレーム２１、延いてはアクスル装置２０全体としてシャフトの中心軸回りに上下動可能とされている。つまり、車体１から見て、フレーム２１の左半部と右半部とで上下逆の動きをするようになっており、左半部が上方へ移動すると右半部は下方へ移動し、左半部が下方へ移動すると右半部は上方へ移動する。

図３に示すように、シリンダ３０は、中空円筒状に形成されたチューブ３１と、チューブ３１内で軸方向へ摺動可能に設けられたピストン３２と、ピストン３２に固定され、その左右両端部をチューブ３１から突出させて設けられたロッド３３とを備えており、チューブ３１は車体１に支持され、ロッド３３の一端部はアクスル装置２０のフレーム２１と連結されている。
ピストン３２はチューブ３１に形成された穴３１Ａに嵌め合わされており、穴３１Ａにピストン３２を嵌め合わすことで、チューブ３１内でピストン３２を挟んで２つの油室ＣＡ、ＣＢが区画形成される。又、チューブ３１には穴３１Ａに連通させて油路３１Ｂ、３１Ｃが形成されており、ここでは油室ＣＡに油路３１Ｂが、油室ＣＢに油路３１Ｃが連通している。更に、チューブ３１の外周部にはバルブ４０をボルト止めするための取付座が形成され、この取付座において油路３１Ｂ、３１Ｃは開口させてある。尚、油路３１Ｂと油路３１Ｃとは断面積が同じとなるよう形成されている。

図４に示すように、バルブ４０は、このバルブ４０の本体となるブロック４１内でスプール４２が軸方向へ摺動可能に設けられ、スプール４２の軸方向両側にストッパ４３、４４が設けられている。スプール４２とストッパ４３、４４との間にはそれぞれスプリング４５、４６が設けられ、ストッパ４３、４４の位置はボルト４７、４８によりそれぞれ押圧調整できるようになっている。

ブロック４１には、スプール４２などを内蔵するための穴４１Ａが形成されており、穴４１Ａに連通させて油路４１Ｂ、４１Ｃが形成されている。そして、穴４１Ａにスプール４２を嵌め合わすことで、ブロック４１内でスプール４２を挟んで２つの油室ＶＡ、ＶＢが区画形成され、ここでは油室ＶＡに油路４１Ｂが、油室ＶＢに油路４１Ｃが連通されている。油路４１Ｂ、４１Ｃはブロック４１の取付面において開口させてあり、ブロック４１の取付面をチューブ３１の取付座に当接させ、ボルトで固定することで、油路３１Ｂと油路４１Ｂ、油路３１Ｃと油路４１Ｃがそれぞれ連通する。尚、油路４１Ｂと油路４１Ｃとは断面積が同じとなるよう形成されている。

図４に示すように、スプール４２の軸方向の両端部にはそれぞれ外向きに開口した穴４２Ａ、４２Ｂが形成され、軸方向中央の外周部には軸方向へ所定の幅で溝４２Ｃが形成されている。このスプール４２を穴４１Ａに嵌め合わすことで、穴４１Ａと溝４２Ｃとの間に中央油路ＶＮが区画形成され、穴４２Ａは油室ＶＡと連通し、穴４２Ｂは油室ＶＢと連通する。
尚、穴４１Ａ、及び溝４２Ｃは、中央油路ＶＮの断面積がシリンダ３０の油路３１Ｂ、３１Ｃ及びバルブ４０の油路４１Ｂ、４１Ｃの断面積よりも小さくなるよう形成される。つまり、油室ＶＡ、ＶＢ間の作動油の流れは、油路３１Ｂ、３１Ｃ、４１Ｂ、４１Ｃにおける作動油の流れに比べ抑制されたものとなる。又、中央油路ＶＮは油室ＶＡ、ＶＢにそれぞれ連通しており、スプール４２の摺動に伴って、中央油路ＶＮと油室ＶＡが通じる部分、中央油路ＶＮと油室ＶＢが通じる部分における穴４１Ａと溝４２Ｃとの隙間の開口面積はそれぞれに変化する。

又、図４に示すように、ストッパ４３、４４はスプール４２を挟むようにスプール４２と一軸上で穴４１Ａに嵌め合わされ、ストッパ４３が油室ＶＡの側壁を成し、ストッパ４４が油室ＶＢの側壁を成している。ストッパ４３、４４のスプール４２とは反対側の面にはボルト４７、４８の端部が当接させてあり、ボルト４７、４８の締め込み具合でストッパ４３、４４の位置を軸方向へ調節可能である。そして、ストッパ４３、４４の位置を調節することで、スプール４２とストッパ４３、４４との距離が変化し、スプリング４５、４６の縮み具合、つまり弾性による付勢力の強さが調節される。
尚、ストッパ４３、４４の位置は、油室ＶＡ内と油室ＶＢ内の圧力が同じときに、スプール４２が中立状態、つまり、油室ＶＡ側での中央油路ＶＮの開口面積と、油室ＶＢ側での中央油路ＶＮの開口面積とが同じ状態に保持されるように調節される。こうして、スプリング４５、４６によりスプール４２が保持され、走行中の慣性力などにより無用にスプール４２が摺動しないようになされている。

スプール４２の摺動に伴って、穴４１Ａと溝４２Ｃとの間の隙間は、一方が広がると同時に他方は狭まるので、作動油の流れは両者のうち開口面積が狭い方によって規定される。従って、スプール４２が中立状態から油室ＶＡ側へ摺動するほど、油室ＶＡ側での中央油路ＶＮの開口面積は中立状態に比べ大きくなるが、油室ＶＢ側での中央油路ＶＮの開口面積が中立状態に比べ小さくなるので、油室ＶＡ、ＶＢ間の作動油の流れがより一層抑制される。同様に、スプール４２が中立状態から油室ＶＢ側へ摺動するほど、油室ＶＢ側での中央油路ＶＮの開口面積は中立状態に比べ大きくなるが、油室ＶＡ側での中央油路ＶＮの開口面積が中立状態に比べ小さくなるので、油室ＶＡ、ＶＢ間の作動油の流れがより一層抑制される。つまり、スプール４２が中立状態にあるときに、狭い方の開口面積が最大（広い方と狭い方の開口面積が同じ）となるので、作動油が中央油路ＶＮを最も流れやすくなる。

さて、アクスル装置２０の左半部が上方へ移動し右半部が下方へ移動すると、図５Ａに示すように、ロッド３３が押し上げられ、ピストン３２が油室ＣＡ側へ摺動する。これに伴って、油室ＣＡからバルブ４０を経由して油室ＣＢへ作動油が流れる。ここで、中央油路ＶＮの断面積、及びそのときの開口面積で許容される量を超えて作動油が流れようとすると、油室ＣＡ内の圧力が上昇し、油室ＶＡ内の圧力も上昇する。上昇した圧力によりスプール４２を油室ＶＢ側へ押す力がスプリング４５、４６の付勢力を超えると、スプール４２が油室ＶＢ側へ摺動し、作動油の流れがより一層抑制される。これにより、ピストン３２及びロッド３３の動きが抑制され、延いてはアクスル装置２０の動きが抑制される。
このような抑制状態であっても、中央油路ＶＮを通して作動油が流れることで油室ＣＡ、ＶＡ内の圧力が次第に低下し、スプール４２が中立状態へと戻って行く。これにより、アクスル装置２０の動きの抑制は緩やかに緩和され、緩和が進むことで中央油路ＶＮを通して作動油が流れやすくなる。そして、油室ＣＡ、ＶＡ内の圧力と油室ＣＢ、ＶＢ内の圧力とが同じになると、スプール４２が中立状態となる。

又、アクスル装置２０の左半部が下方へ移動し右半部が上方へ移動すると、図５Ｂに示すように、ロッド３３が引き下げられ、ピストン３２が油室ＣＢ側へ摺動する。これに伴って、油室ＣＢからバルブ４０を経由して油室ＣＡへ作動油が流れる。ここで、中央油路ＶＮの断面積、及びそのときの開口面積で許容される量を超えて作動油が流れようとすると、油室ＣＢ内の圧力が上昇し、油室ＶＢ内の圧力も上昇する。上昇した圧力によりスプール４２を油室ＶＡ側へ押す力がスプリング４５、４６の付勢力を超えると、スプール４２が油室ＶＡ側へ摺動し、作動油の流れがより一層抑制される。これにより、ピストン３２及びロッド３３の動きが抑制され、延いてはアクスル装置２０の動きが抑制される。
このような抑制状態であっても、中央油路ＶＮを通して作動油が流れることで油室ＣＢ、ＶＢ内の圧力が次第に下降しスプール４２が中立状態へと戻って行く。これにより、アクスル装置２０の動きの抑制は緩やかに緩和され、緩和が進むことで中央油路ＶＮを通して作動油が流れやすくなる。そして、油室ＣＡ、ＶＡ内の圧力と油室ＣＢ、ＶＢ内の圧力とが同じになると、スプール４２が中立状態となる。

尚、アクスル装置２０の動きが反転すると、圧力が高い方の油室では圧力が下降し、圧力が低い方の油室では圧力が上昇するので、スプール４２が中立状態へと戻される。これにより中央油路ＶＮの開口面積は大きくなるので、作動油が流れやすくなり、スムーズにシリンダ３０の動きが反転し、アクスル装置２０の動きに追従する。

このような実施例によれば、悪路を走行して車体１に対し後輪５及びアクスル装置２０が上下動するようなときは、上下動が比較的小さいことから、シリンダ３０の一方の油室から他方の油室へ流れようとする作動油の量が中央油路ＶＮでの許容量を超えたとしても、シリンダ３０の油室ＣＡ、ＣＢ内、及びバルブ４０の油室ＶＡ、ＶＢ内における圧力の変化は比較的小さなものとなる。従って、スプール４２の揺動量は小さく、中央油路ＶＮにおいて作動油の流れが比較的緩やかに絞られる状態となるので、後輪５及びアクスル装置２０からの振動が車体１へ伝わるのが緩和され、良好な乗り心地が実現される。
一方、急旋回走行により車体１に対し後輪５と共にアクスル装置２０が上下動するようなときは、上下動が比較的大きく、急激であることから、シリンダ３０の一方の油室から他方の油室へ流れようとする作動油の量が中央油路ＶＮでの許容量を大きく超えて、シリンダ３０の油室ＣＡ、ＣＢ内、及びバルブ４０の油室ＶＡ、ＶＢ内における圧力の変化が比較的大きなものとなる。従って、スプール４２が大きく摺動して、中央油路ＶＮにおいて作動油の流れが極端に少なく制限される状態となり、それ以上後輪５及びアクスル装置２０が車体１に対し上下動しないようにして車体１の安定が保たれる。更なる後輪５及びアクスル装置２０の上下動がなければ、このような抑制状態から中央油路ＶＮを通して作動油が流れるのに伴って圧力差が減少し、次第にシリンダ３０の動きに対する抑制が緩和されて行くので、乗り心地の悪化を招くことなく元の状態へ戻ることになる。

本発明の実施例に係るフォークリフトの側面図である。 本発明の実施例に係る後輪懸架装置の背面図である。 本発明の実施例に係るシリンダ及びバルブの断面図である。 本発明の実施例に係るバルブの断面図である。 本発明の実施例の説明図である。 本発明の実施例の説明図である。

符号の説明

１ 車体
５ 後輪
１０ 後輪懸架装置
２０ アクスル装置
２１ フレーム
３０ シリンダ
３１ チューブ
３２ ピストン
３３ ロッド
４０ バルブ
４１ ブロック
４１Ａ 穴
４２ スプール
４２Ｂ 溝
４５ スプリング
４６ スプリング
ＣＡ 油室
ＣＢ 油室
ＶＡ 油室
ＶＢ 油室
ＶＮ 中央油路

Claims (2)

1. 複動形シリンダと、該シリンダと油圧回路をなすよう連結されたバルブとを備えた油圧装置であって、
   上記バルブは、上記シリンダの一方の油室に連通された第１油室と、他方の油室に連通された第２油室と、上記第１油室と上記第２油室とを連通する中央油路と、上記第１油室と上記第２油室との間に摺動可能に設けられ、摺動に伴って上記中央油路の開口面積を調節するスプールと、該スプールを上記中央油路の開口面積が最大となる中立状態に保持するよう付勢する保持手段とを備えており、
   上記中央油路は、上記シリンダの両油室と上記第１油室及び第２油室とをそれぞれ結ぶ油路よりも狭くなるよう形成され、
   上記スプールは、上記第１油室と上記第２油室とにおける圧力が略同じであると上記中立状態で保持され、上記第１油室と上記第２油室とのうちの一方の油室における圧力が他方の油室における圧力に対して高くなると、上記保持手段による付勢力に抗して圧力が低い方の油室側へ摺動すると共に上記中央油路の開口面積を小さくし、圧力が低い方の油室側への摺動量が大きくなるほど上記中央油路の開口面積をより小さくすることを特徴とする油圧装置。
2. 請求項１に記載の油圧装置と、車輪を回転自在に支持するアクスル装置とを備えた産業車両の車輪懸架装置であって、
   上記アクスル装置は、当該産業車両の車体に上下動可能に支持され、
   上記シリンダは、上記アクスル装置と上記車体とに架設され、上記アクスル装置の上下動に伴って上記シリンダのロッドが往復動作するように配置されることを特徴とする産業車両の車輪懸架装置。

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