JP2013166604A - 油圧システムおよび該油圧システムを備えたフォークリフト - Google Patents

Abstract

【課題】ボトム室からロッド室への作動油のリークを早期に発見することができる油圧システムおよび該油圧システムを備えたフォークリフトを提供する。
【解決手段】内部ドレン型の油圧シリンダ２と、油圧シリンダ２のボトム室２ｄに作動油を供給する油圧装置１０Ａとを備えた油圧システム１Ａであって、油圧装置１０Ａは、ピストン２ｂの摺動量を検出する摺動量検出手段１５と、ロッド室２ｅの圧力を所定周期で検出する圧力検出手段１６と、摺動量検出手段１５および圧力検出手段１６の検出結果に基づいて、ボトム室２ｄからロッド室２ｅへの作動油のリークの有無を判定するリーク判定手段１７と、リーク判定手段１７でリークがあると判定された場合に警告を発する警告手段１８とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部ドレン型のシリンダを有する油圧システムおよび該油圧システムを備えたフォークリフトに関する。

図５（Ａ）に示すように、従来から、フォークリフト等の車体前部に取り付けられたアウタマスト３、ミドルマスト２０およびインナマスト４からなる３段式のマストに設けられた油圧システム１Ｃが知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる油圧システム１Ｃでは、フォーク８付きのリフトブラケット７を昇降させるための内部ドレン型の第１油圧シリンダ５がインナマスト４に設けられており、インナマスト４およびミドルマスト２０を昇降させるための左右一対の第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂがアウタマスト３に設けられている。

図６に示すように、第１油圧シリンダ５は、シリンダチューブ５ａと、該シリンダチューブ５ａ内を上下に摺動するピストン５ｂと、該ピストン５ｂ上面に延設されたロッド５ｃとを有している。また、第１油圧シリンダ５には、シリンダチューブ５ａ内のピストン５ｂ下方にボトム室５ｄが形成され、ピストン５ｂ上方にロッド室５ｅが形成され、ロッド５ｃ内部に内部室５ｆが形成されている。

ロッド室５ｅには、クッション油５ｇが入れられている。該クッション油５ｇは、ピストン５ｂが上方に摺動しきる直前（ストロークエンド直前）に、ピストン５ｂ上面とシリンダチューブ５ａの上端とで挟まれることにより圧縮されて、ロッド室５ｅから内部室５ｆに所定の流速で流入し始める。これにより、ピストン５ｂの摺動速度が下がるので、ピストン５ｂ上面がシリンダチューブ５ａの上端にあたる際に生じる衝撃を和らげることができる。

第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂは、第１油圧シリンダ５と同様に、シリンダチューブ６ａ、ピストン６ｂ、ロッド６ｃ、ボトム室６ｄおよびロッド室６ｅを有している。第２油圧シリンダ６Ａのロッド６ｃには、作動油を通流させる流路６ｈが形成されている。

第１油圧シリンダ５および第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂは、第１配管１９ａおよび第２配管１９ｂを介して相互に接続されている。具体的には、第１油圧シリンダ５のボトム室５ｄが、第１配管１９ａを介して第２油圧シリンダ６Ａのロッド６ｃに接続されており、第２油圧シリンダ６Ａのボトム室６ｄが、第２配管１９ｂを介して第２油圧シリンダ６Ｂのボトム室６ｄおよび油圧装置１０Ｃに接続されている。

油圧装置１０Ｃは、第１油圧シリンダ５および第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂの各ボトム室５ｄ、６ｄに作動油を供給するためのものであり、作動油の流れを制御するコントロールバルブ１１と、作動油が貯留された作動油タンク１２と、該作動油タンク１２の作動油を吸引して吐出する油圧ポンプ１３と、該油圧ポンプ１３を駆動する油圧モータ１４とを有している。

この油圧システム１Ｃでは、第１油圧シリンダ５のピストン５ｂを上方に摺動させるために必要な圧力（以下、第１動作圧力）Ｐ₁が、第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂのピストン６ｂを上方に摺動させるために必要な圧力（以下、第２動作圧力）Ｐ₂よりも小さくなるように設定されている。
具体的には、シリンダチューブ５ａの内径をシリンダチューブ６ａの内径よりも大きくして、ピストン５ｂの受圧面積をピストン６ｂの受圧面積よりも大きくしている。

これにより、油圧システム１Ｃでは、油圧装置１０Ｃから作動油が供給されると、第１油圧シリンダ５のロッド５ｃが先に伸長して（図５（Ｂ）参照）、ロッド５ｃが伸長しきった（ピストン５ｂがストロークエンドまで摺動した）後に、第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂのロッド６ｃが伸長する（図５（Ｃ）参照）といった所定の順序動作を確保することができる。

特開平１１−２２８０９４号公報

ところで、第１油圧シリンダ５におけるピストン５ｂの摺動面には、ゴム製のシール部材（不図示）が設けられているが、シリンダチューブ５ａとの摩擦により該シール部材が損傷してしまうと、ボトム室５ｄに供給された作動油が、摺動面を伝ってロッド室５ｅにリークしてしまう（図７参照）。作動油がリークしてロッド室５ｅに溜まると、ピストン５ｂがストロークエンドまで摺動できなくなり、ストロークの途中でロッド６ｃが伸長し始めるといった順序動作不良が発生し、事故に至るおそれがある。

順序動作不良による事故は、作動油のリークを早期に発見してシール部材を交換することで未然に防ぐことができるが、従来の油圧システム１Ｃでは、作動油のリークを早期に発見するための手段が何ら設けられていないので、順序動作不良が発生するまで作動油のリークを発見することができなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ボトム室からロッド室への作動油のリークを早期に発見することができる油圧システムおよび該油圧システムを備えたフォークリフトを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る油圧システムは、シリンダチューブと、シリンダチューブ内を上下に摺動するピストンと、ピストンの上面に延設されたロッドとを有し、シリンダチューブ内のピストン下方にボトム室が形成され、ピストン上方にロッド室が形成されるとともに該ロッド室内にクッション油が入れられた内部ドレン型の第１油圧シリンダと、ボトム室に作動油を供給する油圧装置とを備えた油圧システムであって、油圧装置は、ピストンの摺動量を検出する摺動量検出手段と、ロッド室の圧力を所定周期で検出する圧力検出手段と、摺動量検出手段および圧力検出手段の検出結果に基づいて、ボトム室からロッド室への作動油のリークの有無を判定するリーク判定手段と、リーク判定手段でリークがあると判定された場合に警告を発する警告手段と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、ボトム室からロッド室への作動油のリークの有無を判定するリーク判定手段と、リーク判定手段でリークがあると判定された場合に警告を発する警告手段とを有しているため、作動油のリークを早期に発見することができる。

上記油圧システムのリーク判定手段は、例えば、圧力検出手段で検出された圧力が上昇し始めた際に、摺動量検出手段で検出された摺動量が、リークがない場合においてクッション油が圧縮されることによりロッド室内の圧力が上昇し始めるときの摺動量に達していない場合、リークがあると判定するよう構成できる。

この構成によれば、圧力検出手段で検出された圧力が上昇し始めた際のピストンの摺動量から、圧縮されているクッション油に作動油が混ざっているかどうかを間接的に検出することができるので、作動油のリークを早期かつ確実に発見することができる。

上記油圧システムは、第１油圧シリンダよりも動作圧力が高い第２油圧シリンダをさらに備え、油圧装置は、第２油圧シリンダを介して第１油圧シリンダのボトム室に作動油を供給することを特徴とする。

この構成によれば、第１油圧シリンダにおける作動油のリークを早期に発見することで、第１油圧シリンダおよび第２油圧シリンダの順序動作不良の発生を防ぐことができる。

上記油圧システムの警告手段は、例えば、リーク判定手段でリークがあると判定された場合に警告のメッセージを表示するディスプレイや、リーク判定手段でリークがあると判定された場合に発光状態が変化する発光灯とすることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るフォークリフトは、上記いずれかの油圧システムを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ボトム室からロッド室への作動油のリークを早期に発見することができる油圧システムおよび該油圧システムを備えたフォークリフトを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧システムの概略構成図である。 ピストンの摺動量とロッド室内の圧力との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧システムの概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧システムを備えたフォークリフトの側面図である。 （Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に行われる、従来の油圧システムの順序動作を示す概略側面図である。 従来の油圧システムの概略構成図である。 作動油がリークした状態を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る油圧システムおよび該油圧システムを備えたフォークリフトの好ましい実施形態について説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る油圧システムについて説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る油圧システム１Ａは、内部ドレン型の油圧シリンダ２と、該油圧シリンダ２に作動油を供給する油圧装置１０Ａとを備えている。

油圧シリンダ２は、シリンダチューブ２ａと、該シリンダチューブ２ａ内を上下に摺動するピストン２ｂと、該ピストン２ｂの上面に延設されたロッド２ｃとを有している。
また、油圧シリンダ２には、シリンダチューブ２ａ内のピストン２ｂ下方にボトム室２ｄが形成され、ピストン２ｂ上方に位置するシリンダチューブ２ａとロッド２ｃとの間にロッド室２ｅが形成され、ロッド２ｃ内部に内部室２ｆが形成されている。ロッド室２ｅには、クッション油２ｇが入れられている。

油圧装置１０Ａは、作動油の流れを制御するコントロールバルブ１１と、作動油が貯留された作動油タンク１２と、該作動油タンク１２の作動油を吸引して吐出する油圧ポンプ１３と、該油圧ポンプ１３を駆動する油圧モータ１４とに加えて、さらに、摺動量検出手段１５、圧力検出手段１６、リーク判定手段１７および警告手段１８を有している。

摺動量検出手段１５は、ピストン２ｂの摺動量を所定周期で検出するためのエンコーダであり、シリンダチューブ２ａ上端のロッド２ｃ近傍に設けられている。摺動量検出手段１５は、ロッド２ｃの動作量（伸長量）を検出することで、ピストン２ｂの摺動量を検出している。ロッド２ｃの動作量は、ロッド２ｃが最も縮んだ状態（ピストン２ｂの摺動量がゼロの状態）を基準値としたときの、該基準値からの変化量である。摺動量検出手段１５で検出された摺動量は、リーク判定手段１７に出力される。

圧力検出手段１６は、ロッド室２ｅ内の圧力を所定周期で検出する圧力センサであり、シリンダチューブ２ａ上端のロッド室２ｅ側に設けられている。圧力検出手段１６は、シリンダチューブ２ａ上端にかかる圧力を検出することで、ロッド室２ｅ内の圧力を検出している。圧力検出手段１６で検出された圧力は、摺動量検出手段１５で検出された摺動量と同様に、リーク判定手段１７に出力される。

図２に、ピストン２ｂの摺動量とロッド室２ｅ内の圧力との関係を示す。
同図に示すように、ボトム室２ｄからロッド室２ｅへの作動油のリークがない場合、ピストン２ｂのストロークエンド直前（ピストン２ｂの摺動量がｘ₁に達した時点）でクッション油２ｇが圧縮され始めるため、ロッド室２ｅ内の圧力は、ピストン２ｂの摺動量がｘ₁に達した時点から上昇し始める。なお、ロッド室２ｅ内の空気は、ピストン２ｂの摺動に応じて内部室２ｆに抜けていくため、ロッド室２ｅ内の圧力に大きな影響を与えることはない。
これに対して、作動油のリークがある場合、クッション油２ｇに加えてリークした作動油も圧縮されるので、ロッド室２ｅ内の圧力は、ピストン２ｂの摺動量がｘ₁に達する前（摺動量がｘ’₁に達した時点）から上昇し始める。

リーク判定手段１７は、圧力検出手段１６で検出された圧力が上昇し始めた際に、摺動量検出手段１５で検出された摺動量が、リークがない場合においてロッド室２ｅ内の圧力が上昇し始めるときの摺動量ｘ₁に達しているか否かにより、作動油のリークの有無を判定する。すなわち、リーク判定手段１７は、摺動量検出手段１５で検出された摺動量が、ｘ₁に達していなければリークがあると判定し、ｘ₁に達していればリークがないと判定する。
この摺動量ｘ₁は、リーク判定手段１７に設けられたメモリに予め記憶されている。
なお、作動油のリークをある程度許容できる場合は、本来の摺動量ｘ₁よりも少し低い値をメモリに記憶させてもよい。この場合、リーク判定手段１７は、メモリに記憶された低い値に基づいて作動油のリークの有無を判定する。

警告手段１８は、リーク判定手段１７でリークがあると判定された場合に、警告のメッセージを表示するディスプレイである。これにより、ユーザはリークが発生したことを視覚的に認識することができる。

本実施形態に係る油圧システム１Ａによれば、摺動量検出手段１５および圧力検出手段１６の検出結果に基づいて作動油のリークの有無を判定するリーク判定手段１７と、該リーク判定手段１７でリークがあると判定された場合に警告を発する警告手段１８とを有しているので、ボトム室２ｄからロッド室２ｅへの作動油のリークを早期に発見することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る油圧システムについて説明する。
図３に示すように、本実施形態に係る油圧システム１Ｂは、第１油圧シリンダ５（第１実施形態における油圧シリンダ２に相当）の第１動作圧力Ｐ₁よりも低い第２動作圧力Ｐ₂を有する左右一対の第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂをさらに備えた点において、第１実施形態に係る油圧システム１Ａと相違している。
なお、第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂの構成および第１油圧シリンダ５と第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂとの接続関係は、図６に示す従来の油圧システム１Ｃと同様であるため、ここでは説明を省略する。

油圧装置１０Ｂは、第１実施形態における油圧装置１０Ａと同様の構成であり、本実施形態における摺動量検出手段１５および圧力検出手段１６は、それぞれ第１油圧シリンダ５におけるピストン５ｂの摺動量およびロッド室５ｅ内の圧力を検出している。

図４に、本実施形態に係る油圧システム１Ｂを備えたフォークリフト１００の側面図を示す。同図に示すように、フォークリフト１００は、車体１０１の前部に取り付けられたアウタマスト３と、アウタマスト３の内側に設けられたインナマスト４とからなる２段式のマストを備えている。

インナマスト４には、フォーク８付きのリフトブラケット７を昇降させるために第１油圧シリンダ５が設けられており、アウタマスト３には、インナマスト４を昇降させるために第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂが設けられている。

かかる２段式のマストを備えたフォークリフト１００において、第１油圧シリンダ５のボトム室５ｄからロッド室５ｅへの作動油のリークが発生した場合、ボトム室５ｄ、６ｄに作動油が供給されてロッド室５ｅ内のクッション油５ｇおよび作動油が圧縮され始めると、ピストン５ｂの摺動量がｘ₁に達する前に、ロッド室５ｅおよびボトム室５ｄ、６ｄ内の圧力が上昇する。さらにボトム室５ｄ、６ｄに作動油が供給され続けると、ボトム室６ｄ内の圧力が第２動作圧力Ｐ₂に達した時点でロッド６ｃが伸長し始めるといった順序動作不良が発生する。

油圧システム１Ｂでは、第１実施形態に係る油圧システム１Ａと同様に、リーク判定手段１７および警告手段１８とを有しているので、圧力検出手段１６で検出されたロッド室５ｅ内の圧力が上昇し始めた時点、換言すれば、ボトム室５ｄ、６ｄ内の圧力が上昇し始めた時点で作動油のリークを発見することができる。

したがって、本実施形態に係る油圧システム１Ｂを備えたフォークリフト１００では、ボトム室６ｄ内の圧力が第２動作圧力Ｐ₂に達する前に作動油のリークを発見することができるので、第１油圧シリンダ５および第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂの順序動作不良の発生を確実に防ぐことができ、順序動作不良による事故を未然に防ぐことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。

上記各実施形態では、警告手段１８として、リーク判定手段１７でリークがあると判定された場合に警告のメッセージを表示するディスプレイを用いているが、これに替えて任意の警告手段を用いることができ、例えば、リーク判定手段１７でリークがあると判定された場合に発光状態が変化する発光灯を用いることができる。

さらに、上記各実施形態にける摺動量検出手段１５は、所定周期でピストン２ｂ、５ｂの摺動量を検出しているが、圧力検出手段１６で検出された圧力が上昇し始めたときのみピストン２ｂ、５ｂの摺動量を検出してもよい。

また、上記各実施形態では、摺動量検出手段１５としてエンコーダを用いているが、ピストン２ｂ、５ｂの摺動量を検出できるものであれば、任意の摺動量検出手段を用いることができる。例えば、所定の摺動量に達したかどうかを検出することができるセンサを用いてもよい。

さらに、摺動量検出手段１５や圧力検出手段１６を設ける位置は、任意に変更することができる。

また、上記第２実施形態における第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂは、内部ドレン型の油圧シリンダであってもよい。第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂとして内部ドレン型の油圧シリンダを用いた場合、第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂにおけるピストン６ｂの摺動量を検出する摺動量検出手段およびロッド室６ｅ内の圧力を検出する圧力検出手段をさらに設け、リーク判定手段１７で第２油圧シリンダ６Ａ、６Ｂにおける作動油のリークの有無を判定することが好ましい。

さらに、上記第２実施形態では、油圧システム１Ｂを設けたフォークリフトとして、アウタマスト３およびインナマスト４からなる２段式のマストを備えたフォークリフト１００を例に挙げて説明したが、図５に示すような３段式のマストを備えたフォークリフトに油圧システム１Ｂを設けてもよい。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 油圧システム
２ 油圧シリンダ
２ａ、５ａ、６ａ シリンダチューブ
２ｂ、５ｂ、６ｂ ピストン
２ｃ、５ｃ、６ｃ ロッド
２ｄ、５ｄ、６ｄ ボトム室
２ｅ、５ｅ、６ｅ ロッド室
２ｆ、５ｆ 内部室
２ｇ、５ｇ クッション油
３ アウタマスト
４ インナマスト
５ 第１油圧シリンダ
６Ａ、６Ｂ 第２油圧シリンダ
６ｈ 流路
７ リフトブラケット
８ フォーク
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 油圧装置
１１ コントロールバルブ
１２ 作動油タンク
１３ 油圧ポンプ
１４ 油圧モータ
１５ 摺動量検出手段
１６ 圧力検出手段
１７ リーク判定手段
１８ 警告手段
１９ａ 第１配管
１９ｂ 第２配管
２０ ミドルマスト

Claims (6)

1. シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内を上下に摺動するピストンと、前記ピストンの上面に延設されたロッドとを有し、前記シリンダチューブ内の前記ピストン下方にボトム室が形成され、前記ピストン上方にロッド室が形成されるとともに該ロッド室内にクッション油が入れられた内部ドレン型の第１油圧シリンダと、
   前記ボトム室に作動油を供給する油圧装置とを備えた油圧システムであって、
   前記油圧装置は、
   前記ピストンの摺動量を検出する摺動量検出手段と、
   前記ロッド室の圧力を所定周期で検出する圧力検出手段と、
   前記摺動量検出手段および前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記ボトム室から前記ロッド室への前記作動油のリークの有無を判定するリーク判定手段と、
   前記リーク判定手段でリークがあると判定された場合に警告を発する警告手段と、
   を有することを特徴とする油圧システム。
2. 前記リーク判定手段は、前記圧力検出手段で検出された圧力が上昇し始めた際に、前記摺動量検出手段で検出された摺動量が、リークがない場合において前記クッション油が圧縮されることにより前記ロッド室内の圧力が上昇し始めるときの摺動量に達していない場合、リークがあると判定することを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
3. 前記第１油圧シリンダよりも動作圧力が高い第２油圧シリンダをさらに備え、
   前記油圧装置は、前記第２油圧シリンダを介して前記第１油圧シリンダの前記ボトム室に作動油を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の油圧システム。
4. 前記警告手段は、前記リーク判定手段でリークがあると判定された場合に、警告のメッセージを表示するディスプレイであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の油圧システム。
5. 前記警告手段は、前記リーク判定手段でリークがあると判定された場合に、発光状態が変化する発光灯であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の油圧システム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の油圧システムを備えたことを特徴とするフォークリフト。

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