JP2018179215A - 流体圧制御装置及びこれを備える作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】アンロード装置の圧力損失に起因するアクチュエータの誤作動を防止する。【解決手段】流体圧制御装置１００は、ポンプ１１から吐出される作動油をアクチュエータ（１５，１６）に供給する供給通路２１と、作動流体が貯留されるタンク１２に接続される排出通路２２と、アクチュエータ（１５，１６）に給排される作動油の流れを制御する制御弁（３０，４０）と、供給通路２１から制御弁（３０，４０）への作動油の流れを遮断するスプール弁１１０と、スプール弁１１０の上流側の供給通路（２１ａ）に接続され、ポンプ１１から吐出される作動油を排出通路２２へ逃がすことによりポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態とするアンロード装置１２０と、を備える。スプール弁１１０は、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、制御弁（３０，４０）への作動油の流れを遮断する。【選択図】図１

Description

本発明は、流体圧制御装置及びこれを備える作業機に関する。

特許文献１には、作業者が運転席に着座していない場合、レバー操作によりアクチュエータが駆動しないように、アンロード弁を開いて油をタンクに戻す機械制御装置が記載されている（特許文献１の段落[００４０]参照）。

特開２００４−３５２４６６号公報

作動流体がアンロード弁（アンロード装置）を通過する際、その通過抵抗に起因した圧力損失が生じる。このため、アンロード弁を通過する作動流体の流量が大きいと、アンロード弁の前後差圧が大きくなり、その差圧分だけ作動流体圧が高くなってしまう。したがって、特許文献１に記載の機械制御装置では、アンロード弁の圧力損失が大きい場合に、アンロード状態であってもレバーが誤操作されてしまったときには、アクチュエータが意図せずに動作してしまうおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、アンロード装置の圧力損失に起因するアクチュエータの誤作動を防止することを目的とする。

第１の発明は、流体圧制御装置であって、供給通路からアクチュエータ制御弁への作動流体の流れを遮断するスプール弁と、スプール弁の上流側の供給通路に接続され、作動流体供給源から吐出される作動流体を排出通路へ逃がすことにより作動流体供給源からの作動流体圧をアンロード状態とするアンロード装置と、を備え、スプール弁は、アンロード装置により作動流体供給源からの作動流体圧がアンロード状態とされているときに、アクチュエータ制御弁への作動流体の流れを遮断することを特徴とする。

第１の発明では、作動流体供給源からの作動流体圧がアンロード状態とされているときには、アクチュエータ制御弁への作動流体の流れがスプール弁により遮断される。

第２の発明は、アンロード装置が、供給通路と排出通路とを接続する通路を開閉する開閉弁体と、開閉弁体の背面に画成され開閉弁体の上流側の作動流体が導かれる背圧室と、を有するポペット弁と、ポペット弁の背圧室と排出通路とを連通する開位置と、背圧室と排出通路との連通を遮断する閉位置と、に切り換え可能なノーマルオープン型の電磁切換弁と、を有することを特徴とする。

第２の発明では、電磁切換弁によりポペット弁を制御して、ポペット弁により大量の作動流体を排出通路に逃がすことができるので、電磁切換弁のみでアンロード装置を構成する場合に比べて電磁切換弁の小型化を図ることができる。また、電磁切換弁は、ノーマルオープン型なので、エンジン停止時及び故障等により電磁切換弁を制御する信号が途絶えてしまった場合、作動流体供給源からの作動流体圧をアンロード状態にすることができる。

第３の発明は、スプール弁が、スプールと、供給通路を遮断する方向にスプールを付勢する付勢部材と、スプール弁の上流側における供給通路の作動流体が導かれる圧力室と、を有し、圧力室の圧力が付勢部材の設定圧以上になると、スプールが付勢部材の付勢力に抗して移動することにより、作動流体供給源とアクチュエータ制御弁とが連通することを特徴とする。

第３の発明では、作動流体供給源からの作動流体圧がアンロード状態とされているときに、スプールを付勢部材により付勢してアクチュエータ制御弁への作動流体の流れを遮断することができる。また、スプール弁は、スプール弁の上流側における供給通路の作動流体圧によって制御される構成であるので、電気的に制御する場合に比べて部品点数を低減できる。

第４の発明は、アクチュエータ制御弁が、スプール弁の上流側における供給通路の作動流体が導かれるパイロット圧室を有し、スプール弁が、供給通路を遮断する遮断ポジションと、供給通路を開放する開放ポジションと、通過する作動流体の流れを絞る絞りポジションと、を有し、圧力室の圧力が付勢部材の設定圧未満である場合、遮断ポジションに切り換えられ、圧力室の圧力が付勢部材の設定圧よりも大きい開放圧以上である場合、開放ポジションに切り換えられ、圧力室の圧力が付勢部材の設定圧以上開放圧未満である場合、絞りポジションに切り換えられることを特徴とする。

第４の発明では、スプール弁が開放ポジションに切り換えられている状態においてスプール弁の上流側における作動流体圧が低下した場合に、スプール弁が絞りポジションに切り換えられる。このため、アクチュエータ制御弁に対する十分なパイロット圧を確保することができ、流体圧制御装置の安定性を向上させることができる。

第５の発明は、作動流体供給源が、可変容量ポンプであり、スプール弁の下流側の圧力と、複数のアクチュエータのうちの最も高い負荷圧と、が可変容量ポンプをロードセンシング制御するために用いられることを特徴とする。

第５の発明では、ロードセンシング制御するために、スプール弁の下流側の圧力を用いるので、スプール弁の上流側の圧力を用いる場合に比べて、より正確にポンプの吐出圧の制御を行うことができる。

第６の発明は、作業機であって、運転席に作業者が着座しているか否かを検出する着座検出装置と、着座検出装置による検出結果に基づいて、アンロード装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、運転席に作業者が着座していない場合に作動流体供給源からの作動流体圧をアンロード状態とし、運転席に作業者が着座している場合に作動流体供給源からの作動流体圧をオンロード状態とするようにアンロード装置を制御することを特徴とする。

第６の発明では、運転席に作業者が着座していない場合に、アンロード装置により作動流体供給源からの作動流体圧をアンロード状態とするとともにスプール弁によりアクチュエータ制御弁への作動流体の流れを遮断することができる。

本発明によれば、アンロード装置の圧力損失に起因するアクチュエータの誤作動を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る作業機の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る作業機の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る流体圧制御装置１００及びこれを備える作業機１０Ａの構成について説明する。以下では、作業機１０Ａがフォークリフトである場合を例に説明する。

作業機１０Ａは、図示しないエンジンまたはモータによって駆動されタンク１２に貯留された作動油を吐出する作動流体供給源としてのポンプ１１と、フォークを昇降させる高負荷アクチュエータとしてのリフトシリンダ１５と、マストの傾斜角を変化させる低負荷アクチュエータとしてのチルトシリンダ１６と、リフトシリンダ１５及びチルトシリンダ１６の動作を制御する流体圧制御装置１００と、作業者の操作入力に応じて流体圧制御装置１００を制御し、リフトシリンダ１５及びチルトシリンダ１６の作動状態を制御するコントローラ１５０と、を備える。

リフトシリンダ１５は、シリンダチューブの内部をロッド側室１５ａと反ロッド側室１５ｂとに区画するピストンを有する単動形シリンダである。リフトシリンダ１５は、反ロッド側室１５ｂに作動油が供給されることにより伸長しフォークを上昇させ、フォークの自重により反ロッド側室１５ｂの作動油が排出されることで収縮しフォークを下降させる。

チルトシリンダ１６は、シリンダチューブの内部をロッド側室１６ａと反ロッド側室１６ｂとに区画するピストンを有する複動形シリンダである。チルトシリンダ１６は、反ロッド側室１６ｂに作動油が供給されロッド側室１６ａから作動油が排出されることにより、伸長してマストを前傾させる。チルトシリンダ１６は、ロッド側室１６ａに作動油が供給され反ロッド側室１６ｂから作動油が排出されることにより、収縮してマストを後傾させる。

ポンプ１１は、斜板式の可変容量ピストンポンプであり、レギュレータ１３により斜板１１ａの傾きが変更されることで吐出容量が変化する。具体的には、レギュレータ１３に導かれるポンプ１１の吐出圧と後述の最高負荷圧との差圧が所定の値となるように、いわゆるロードセンシング制御によってポンプ１１は制御される。

流体圧制御装置１００は、ポンプ１１の吐出口に接続されポンプ１１から吐出される作動油を各アクチュエータ（１５，１６）に供給する供給通路２１と、タンク１２に接続される排出通路２２と、供給通路２１に第１分岐通路２４ａを介して接続されリフトシリンダ１５に対して給排される作動油の流れを制御する高負荷制御弁としての第１制御弁３０と、第１制御弁３０よりも下流側において第２分岐通路２４ｂを介して供給通路２１に接続されチルトシリンダ１６に対して給排される作動油の流れを制御する低負荷制御弁としての第２制御弁４０と、供給通路２１から第１分岐通路２４ａが分岐する分岐部よりも上流側の供給通路２１に設けられ供給通路２１から各制御弁（３０，４０）への作動油の流れを遮断するスプール弁１１０と、スプール弁１１０の上流側において供給通路２１と排出通路２２とを接続する接続通路５１に設けられるリリーフ弁２７と、スプール弁１１０の上流側において供給通路２１から分岐するパイロット通路６１と、スプール弁１１０の上流側において供給通路２１から分岐するアンロード通路５２に設けられるアンロード装置１２０と、を備える。供給通路２１は、スプール弁１１０よりも上流側の上流側供給通路２１ａと、スプール弁１１０よりも下流側の下流側供給通路２１ｂと、を有する。

第１制御弁３０は、４ポート３ポジションの切換弁である。第１制御弁３０は、リフトシリンダ１５への作動油の給排を遮断する中立ポジション３０ａと、ポンプ１１から吐出される作動油をリフトシリンダ１５の反ロッド側室１５ｂに導く供給ポジション３０ｂと、リフトシリンダ１５の反ロッド側室１５ｂから排出される作動油をタンク１２へ導く排出ポジション３０ｃと、を有する。

供給ポジション３０ｂでは、反ロッド側室１５ｂに接続される反ロッド側通路３８から分岐された反ロッド側供給通路３６と下流側供給通路２１ｂから分岐された第１分岐通路２４ａとが連通する。このため、供給ポジション３０ｂでは、反ロッド側室１５ｂに作動油が供給されることにより、リフトシリンダ１５が伸長する。一方、排出ポジション３０ｃでは、排出通路２２に接続される第１排出通路２５ａと反ロッド側通路３８から分岐された反ロッド側排出通路３７とが連通する。このため、排出ポジション３０ｃでは、反ロッド側室１５ｂ内の作動油が排出通路２２へと排出されることにより、リフトシリンダ１５が収縮する。

また、中立ポジション３０ａでは、反ロッド側供給通路３６と第１排出通路２５ａとが部分的に連通する。反ロッド側供給通路３６には、反ロッド側室１５ｂに向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁３６ａが設けられているため、中立ポジション３０ａにおいて反ロッド側室１５ｂ内の作動油が排出通路２２へと排出されることが阻止される。通路３９は、後述する第１負荷圧通路７１の圧抜き用の通路である。

第１制御弁３０は、スプールの両端に臨む一対のパイロット圧室３２ａ,３２ｂと、パイロット通路６１を通じて導かれる作動油を減圧して一対のパイロット圧室３２ａ,３２ｂにそれぞれ導く比例ソレノイド式の減圧弁３３ａ，３３ｂと、スプールの両端に設けられる一対のセンタリングスプリング３４ａ，３４ｂと、を有する。

操作レバー（不図示）を介して作業者によりフォークの昇降操作が行われると、操作に応じて第１制御弁３０のいずれか一方の減圧弁３３ａ，３３ｂが駆動され、一方のパイロット圧室３２ａ,３２ｂに減圧されたパイロット圧が導かれる。これにより、第１制御弁３０は、作業者の操作に応じた位置に切り換えられる。

作業者によりフォークの昇降操作が行われていないときには、一対のパイロット圧室３２ａ,３２ｂへのパイロット圧の供給が減圧弁３３ａ，３３ｂによって遮断される。その結果、第１制御弁３０は、センタリングスプリング３４ａ，３４ｂの付勢力によって中立ポジション３０ａに保持される。

第２制御弁４０は、６ポート３ポジションの切換弁である。第２制御弁４０は、チルトシリンダ１６への作動油の給排を遮断する中立ポジション４０ａと、ポンプ１１から吐出される作動油をチルトシリンダ１６に導いてチルトシリンダ１６を伸縮作動させる作動ポジションと、を有する。作動ポジションには、チルトシリンダ１６を伸長させる伸長ポジション４０ｂと、チルトシリンダ１６を収縮させる収縮ポジション４０ｃと、が含まれる。

伸長ポジション４０ｂでは、反ロッド側室１６ｂに接続される反ロッド側通路４６と下流側供給通路２１ｂから分岐された第２分岐通路２４ｂとが連通するとともに、ロッド側室１６ａに接続されるロッド側通路４７と排出通路２２に接続される第２排出通路２５ｂとが連通する。このため、伸長ポジション４０ｂでは、反ロッド側室１６ｂに作動油が供給されるとともに、ロッド側室１６ａ内の作動油が排出通路２２へと排出されることにより、チルトシリンダ１６が伸長する。

一方、収縮ポジション４０ｃでは、反ロッド側通路４６と第２排出通路２５ｂとが連通するとともに、ロッド側通路４７と第２分岐通路２４ｂとが連通する。このため、収縮ポジション４０ｃでは、ロッド側室１６ａ内に作動油が供給されるとともに、反ロッド側室１６ｂ内の作動油が排出通路２２へと排出されることにより、チルトシリンダ１６が収縮する。

第２制御弁４０は、第１制御弁３０と同様に、スプールの両端に臨む一対のパイロット圧室４２ａ，４２ｂと、パイロット通路６１を通じて導かれる作動油を減圧してパイロット圧室４２ａ，４２ｂに導く比例ソレノイド式の減圧弁４３ａ，４３ｂと、スプールの両端に設けられる一対のセンタリングスプリング４４ａ，４４ｂと、を有する。

操作レバー（不図示）を介して作業者によりフォークのチルト操作が行われると、操作に応じて第２制御弁４０のいずれか一方の減圧弁４３ａ，４３ｂが駆動され、一方のパイロット圧室４２ａ,４２ｂに減圧されたパイロット圧が導かれる。これにより、第２制御弁４０は、作業者の操作に応じた位置に切り換えられる。

作業者によりフォークのチルト操作が行われていないときには、一対のパイロット圧室４２ａ,４２ｂへのパイロット圧の供給が減圧弁４３ａ，４３ｂによって遮断される。その結果、第２制御弁４０は、センタリングスプリング４４ａ，４４ｂの付勢力によって中立ポジション４０ａに保持される。

スプール弁１１０は、供給通路２１を開放する開放ポジション１１０ａと、供給通路２１を遮断する遮断ポジション１１０ｃと、通過する作動油の流れを絞る絞りポジション１１０ｂと、を有する切換弁である。

スプール弁１１０は、スプール１１０ｄと、供給通路２１を遮断する方向にスプール１１０ｄを付勢するばね（付勢部材）１１０ｅと、上流側供給通路２１ａの作動油が導入通路５５を通じて導かれる圧力室１１０ｆと、を有する。

スプール弁１１０は、圧力室１１０ｆに導かれる作動油の圧力（すなわち圧力室１１０ｆの圧力）Ｐが第１圧力Ｐ１未満（たとえば、タンク圧Ｐ０）である場合、ばね１１０ｅの付勢力により遮断ポジション１１０ｃに切り換えられ、供給通路２１が遮断される。

スプール弁１１０は、圧力室１１０ｆの圧力Ｐが増加し、第１圧力Ｐ１以上になると、スプール１１０ｄがばね１１０ｅの付勢力に抗して移動することにより、ポンプ１１と各制御弁（３０，４０）とが連通する。供給通路２１が開かれることにより、ポンプ１１から吐出される作動油が各制御弁（３０，４０）に導かれる。

第１圧力Ｐ１は、ばね１１０ｅにより設定される設定圧である。第１圧力（ばね１１０ｅの設定圧）Ｐ１は、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態になっているときにおける圧力室１１０ｆの圧力Ｐよりも大きくなるように設定される。

スプール弁１１０は、圧力室１１０ｆの圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満である場合、ばね１１０ｅの付勢力に抗して絞りポジション１１０ｂに切り換えられ、作動油の流れが絞り部により絞られる。スプール弁１１０は、圧力室１１０ｆの圧力Ｐが第２圧力Ｐ２以上である場合、ばね１１０ｅの付勢力に抗して開放ポジション１１０ａに切り換えられ、供給通路２１が開放される。第２圧力Ｐ２は、スプール弁１１０の開口面積を全開とするための圧力（開放圧）であり、第１圧力Ｐ１よりも大きい圧力である（Ｐ１＜Ｐ２）。

導入通路５５には作動油の流れを絞る絞り５５ａが設けられ、絞り５５ａによって導入通路５５における作動油の流れが制限される。したがって、圧力室１１０ｆ内の圧力の急な変化を軽減することができる。つまり、スプール弁１１０が高速で切り換えられるのを防ぐことができる。

供給通路２１からパイロット通路６１が分岐する分岐部よりも下流側にスプール弁１１０が設けられることで、ポンプ１１が始動される際に、直ちにパイロット通路６１内の圧力が上昇することになる。このように、パイロット圧を供給するパイロットポンプをポンプ１１とは別に備えていない場合であっても、始動時において十分なパイロット圧が確保されるため、各制御弁（３０，４０）を常に安定して作動させることができる。なお、パイロット通路６１には図示しない減圧弁が設けられており、パイロット通路６１には、上流側供給通路２１ａの圧力が減圧され所定の圧力となった作動油が供給される。

リリーフ弁２７は、弁体の一方に上流側供給通路２１ａ内の圧力による付勢力が作用し、他方に圧力調整ばね２７ａの付勢力が作用する圧力調整弁である。リリーフ弁２７は、上流側供給通路２１ａ内の圧力が所定の圧力に達した場合、すなわち、上流側供給通路２１ａ内の圧力による付勢力が圧力調整ばね２７ａの設定荷重を超えた場合に接続通路５１を開放することで上流側供給通路２１ａ内の圧力が所定の圧力以下となるように作動する。

流体圧制御装置１００は、リフトシリンダ１５の負荷圧が導かれる第１負荷圧通路７１と、チルトシリンダ１６の負荷圧が導かれる第２負荷圧通路７２と、第１負荷圧通路７１に導かれる負荷圧及び第２負荷圧通路７２に導かれる負荷圧の高い方の負荷圧を選択するシャトル弁７３と、シャトル弁７３で選択された負荷圧が導かれる最高負荷圧通路７８と、を備える。シャトル弁７３は、いわゆる高圧選択弁であり、一対の流入口にそれぞれ接続される第１負荷圧通路７１と第２負荷圧通路７２とのうち圧力が高い方の通路を、流出口に接続される最高負荷圧通路７８と連通させる。

最高負荷圧通路７８は、下流側供給通路２１ｂの圧力を外部へと導く吐出圧通路２８とともに、流体圧制御装置１００の外部に設けられたレギュレータ１３に接続される。最高負荷圧通路７８を通じてレギュレータ１３に導かれたアクチュエータ（１５，１６）の最高負荷圧と、吐出圧通路２８を通じてレギュレータ１３に導かれたスプール弁１１０の下流側の圧力とは、ポンプ１１をロードセンシング制御するために用いられる。

アンロード装置１２０は、ポンプ１１とスプール弁１１０との間の供給通路２１、すなわち上流側供給通路２１ａにアンロード通路５２の入口側通路５２ａを介して接続され、ポンプ１１から吐出される作動油をアンロード通路５２の出口側通路５２ｂを通じて排出通路２２へ逃がすことによりポンプ１１から供給された作動油の圧力をアンロード状態とする。

アンロード装置１２０は、ポペット弁１２１と電磁切換弁１２９とを有する。ポペット弁１２１は、入口側通路５２ａを介して上流側供給通路２１ａに接続され、出口側通路５２ｂを介して排出通路２２に接続される。

ポペット弁１２１は、上流側供給通路２１ａと排出通路２２とを接続するアンロード通路５２を開閉する開閉弁体１２４と、開閉弁体１２４が着座するシート部１２８と、開閉弁体１２４の背面に画成された背圧室１２５と、開閉弁体１２４に形成され開閉弁体１２４の上流側の作動油を背圧室１２５へと常時導く通路１２６と、を備える。通路１２６には絞り１２６ａが設けられる。

背圧室１２５には、開閉弁体１２４を閉弁方向に付勢する付勢部材としてのばね１２７が収容される。背圧室１２５の圧力とばね１２７の付勢力とは、開閉弁体１２４をシート部１２８に着座させる方向に作用する。

背圧室１２５には、排出通路２２に接続される背圧通路５４が接続される。背圧通路５４には、電磁切換弁１２９が設けられる。

電磁切換弁１２９は、ポペット弁１２１の背圧室１２５と排出通路２２とを連通する開位置（Ｏ）と、背圧室１２５と排出通路２２との連通を遮断する閉位置（Ｃ）とに切り換え可能なノーマルオープン型の電磁切換弁である。電磁切換弁１２９は、コントローラ１５０からオン信号が入力されると、ソレノイドが励磁されて閉位置（Ｃ）に切り換えられ、コントローラ１５０からオフ信号が入力されると、ソレノイドが消磁されて開位置（Ｏ）に切り換えられる。

電磁切換弁１２９が開位置（Ｏ）に切り換えられると、背圧室１２５の作動油が背圧通路５４を通じて排出通路２２に排出される。このため、絞り１２６ａの前後差圧によって、開閉弁体１２４がばね１２７の付勢力に抗して移動し、開閉弁体１２４がシート部１２８から離間して開状態に切り換わる。

電磁切換弁１２９が閉位置（Ｃ）に切り換えられると、背圧室１２５から排出通路２２への作動油の排出が停止し、上流側供給通路２１ａから入口側通路５２ａを通じてポペット弁１２１に供給される作動油は、通路１２６を通じて背圧室１２５に導かれる。このため、背圧室１２５の圧力とばね１２７の付勢力とによって開閉弁体１２４が移動し、開閉弁体１２４がシート部１２８に着座して閉状態に切り換わる。

コントローラ１５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出しメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１５０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

コントローラ１５０には、運転席１６１に作業者が着座しているか否かを検出するシートスイッチ１６０が接続される。シートスイッチ１６０は、作業機１０Ａの運転席１６１に設けられるリミットスイッチである。シートスイッチ１６０は、作業者が運転席１６１に着座していない状態ではオフ状態となり、離座信号（オフ信号）をコントローラ１５０に出力する。シートスイッチ１６０は、作業者が運転席１６１に着座している状態では、作業者の体重が作用することによりオン状態となり、着席信号（オン信号）をコントローラ１５０に出力する。

コントローラ１５０は、シートスイッチ１６０からの信号に基づいて、運転席１６１に作業者が着座しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて、電磁切換弁１２９を切り換える。コントローラ１５０は、シートスイッチ１６０から着座信号（オン信号）が入力されると、運転席１６１に作業者が着座していると判定し、電磁切換弁１２９のソレノイドにオン信号を出力する。これにより、電磁切換弁１２９は閉位置（Ｃ）となってポペット弁１２１が閉状態となり、ポンプ１１からの作動油圧がオンロード状態、すなわちポンプ１１から供給される作動油の圧力が保持される状態となる。コントローラ１５０は、シートスイッチ１６０から離座信号（オフ信号）が入力されると、運転席１６１に作業者が着座していないと判定し、電磁切換弁１２９のソレノイドにオフ信号を出力する。これにより、電磁切換弁１２９は開位置（Ｏ）となってポペット弁１２１が開状態となり、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態、すなわちポンプ１１から供給される作動油の圧力を低下させる状態となる。

流体圧制御装置１００の動作について説明する。

作業者が運転席１６１に着座し、イグニッションスイッチ（不図示）をオンすると、作業機１０Ａが起動する。このとき、作業者は運転席１６１に着座しているので、電磁切換弁１２９が閉位置（Ｃ）に切り換えられる。ポペット弁１２１は閉状態に維持されるので、ポンプ１１からの作動油圧はオンロード状態となる。

作業者が操作レバー（不図示）を操作すると、操作レバーの操作に応じて各制御弁（３０，４０）が切り換えられ、リフトシリンダ１５及びチルトシリンダ１６が駆動される。スプール弁１１０の上流側の圧力が十分に高い場合、スプール弁１１０は開放ポジション１１０ａに切り換えられるので、スプール弁１１０での圧力損失は最小に抑えられる。

ポンプ１１からの作動油圧がオンロード状態とされているときには、各制御弁（３０，４０）の動作等に起因して上流側供給通路２１ａの圧力が一時的に低下した場合、スプール弁１１０が絞りポジション１１０ｂに切り換えられる。これにより、各制御弁（３０，４０）に対する十分なパイロット圧を確保することができるので、各制御弁（３０，４０）及び各アクチュエータ（１５，１６）を安定して動作させることができる。

作業を終了した後、作業者が運転席１６１から離れると、電磁切換弁１２９が開位置（Ｏ）に切り換えられる。これにより、ポペット弁１２１が開状態に切り換えられるので、ポンプ１１から吐出された作動油はポペット弁１２１を通じてタンク１２に排出され、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態となる。

ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態になると、スプール弁１１０の圧力室１１０ｆの圧力が第１圧力Ｐ１未満になり、スプール弁１１０が遮断ポジション１１０ｃに切り換わる。つまり、スプール弁１１０は、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、各制御弁（３０，４０）への作動油の流れを遮断する。したがって、作業者が運転席１６１に座っていない状態で、万一、操作レバー（不図示）が誤操作されてしまったとしても、アクチュエータ（１５，１６）が動作することが防止される。

上述した第１実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）流体圧制御装置１００は、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、各制御弁（３０，４０）への作動流体の流れを遮断するスプール弁１１０を備えている。このため、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときには、各制御弁（３０，４０）への作動油の流れがスプール弁１１０により遮断される。したがって、本実施形態によれば、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、万一、操作レバー（不図示）が誤操作されてしまったとしても、アンロード装置１２０の圧力損失に起因するアクチュエータ（１５，１６）の誤作動を防止することができる。

（２）アンロード装置１２０は、ポペット弁１２１と、ポペット弁１２１の開閉状態を制御する電磁切換弁１２９と、を有する。コントローラ１５０が電磁切換弁１２９の開閉を切り換えることによりポペット弁１２１を制御して、ポペット弁１２１により大量の作動油をタンク１２に逃がすことができる。このため、本実施形態によれば、電磁切換弁のみでアンロード装置を構成する場合に比べて電磁切換弁１２９の小型化を図ることができる。また、電磁切換弁１２９は、ノーマルオープン型なので、エンジン停止時及び故障等により電磁切換弁１２９を制御する信号が途絶えてしまった場合、ポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態にするとともにスプール弁１１０により各制御弁（３０，４０）への作動油の流れを遮断することができる。

（３）スプール弁１１０は、圧力室１１０ｆの圧力Ｐがばね１１０ｅの設定圧（第１圧力Ｐ１）以上になると、スプール１１０ｄがばね１１０ｅの付勢力に抗して移動することにより、ポンプ１１と各制御弁（３０，４０）とが連通する構成である。これにより、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときには、スプール１１０ｄをばね１１０ｅにより付勢して各制御弁（３０，４０）への作動油の流れを遮断することができる。また、スプール弁１１０は、スプール弁１１０の上流側における供給通路（上流側供給通路２１ａ）の作動流体圧によって制御される構成であるので、電気的に制御する場合に比べて部品点数を低減できる。

（４）第１制御弁３０及び第２制御弁４０は、油圧パイロット式の切換弁である。各制御弁（３０，４０）のパイロット圧室３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂには、上流側供給通路２１ａの作動油がパイロット通路６１を通じて導かれる。スプール弁１１０は、圧力室１１０ｆの圧力Ｐがばね１１０ｅの設定圧（第１圧力Ｐ１）以上開放圧（第２圧力Ｐ２）未満である場合、絞りポジション１１０ｂに切り換えられる。

したがって、スプール弁１１０が、開放ポジション１１０ａに切り換えられている状態において、スプール弁１１０の上流側における作動油の圧力Ｐが低下した場合に、スプール弁１１０が絞りポジション１１０ｂに切り換えられる。このため、各制御弁（３０，４０）のパイロット圧室３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂと上流側供給通路２１ａとを接続するパイロット通路６１において、十分な圧力（パイロット元圧）を確保することができる。その結果、流体圧制御装置１００の安定性を向上させることができる。

（５）コントローラ１５０は、運転席１６１に作業者が着座していない場合にポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態とし、運転席１６１に作業者が着座している場合にポンプ１１からの作動油圧をオンロード状態とするようにアンロード装置１２０を制御する。運転席１６１に作業者が着座していない場合に、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされるので、燃費の低減を図ることができる。また、運転席１６１に作業者が着座していない場合に、万一、操作レバー（不図示）が誤操作されてしまったとしても、アクチュエータ（１５，１６）が動作することが防止される。

（６）スプール弁１１０の下流側の圧力と、複数のアクチュエータ（１５，１６）のうちの最も高い負荷圧と、がポンプ１１をロードセンシング制御するために用いられる。ロードセンシング制御するために、スプール弁１１０の下流側の圧力を用いるので、スプール弁１１０の上流側の圧力を用いる場合に比べて、制御弁（３０，４０）に近いところでのポンプ１１の吐出圧とアクチュエータ（１５，１６）の最高負荷圧との差圧によりポンプ１１の吐出圧を制御できる。このため、スプール弁１１０の上流側の圧力を用いてロードセンシング制御を行う場合に比べて、より正確にポンプ１１の吐出圧の制御を行うことができる。

＜第２実施形態＞
図２を参照して、本発明の第２実施形態に係る流体圧制御装置２００及びこれを備える作業機１０Ｂの構成について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態では、第１制御弁３０及び第２制御弁４０が、それぞれ油圧パイロット式の切換弁である例について説明した。これに対して、第２実施形態では、第１制御弁２３０及び第２制御弁２４０が、それぞれ手動式の切換弁である。このため、第２実施形態では、第１実施形態で説明したパイロット通路６１が設けられていない。

第２実施形態では、スプール弁２１０は、開放ポジション１１０ａと遮断ポジション１１０ｃとを有する切換弁である。圧力室１１０ｆの圧力Ｐが、第１圧力Ｐ１以上になると、スプール１１０ｄがばね１１０ｅの付勢力に抗して移動することにより、開放ポジション１１０ａに切り換えられ、ポンプ１１と各制御弁（２３０，２４０）とが連通する。

このような第２実施形態によれば、第１実施形態で説明した（１）〜（３），（５），（６）と同様の作用効果を奏する。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

（変形例１）
第１実施形態では、スプール弁１１０に可変絞りを設けてもよい。この場合、圧力室１１０ｆの圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満の範囲にあるとき（絞りポジション１１０ｂにあるとき）に、可変絞りが、圧力室１１０ｆの圧力Ｐが増加するほど開口面積を大きくする、すなわち作動油の圧力Ｐが増加するほど絞り量を減少させる。

（変形例２）
上記実施形態では、スプール弁１１０，２１０がスプール弁１１０の上流側の作動油の圧力に基づいて作動する油圧式の制御弁である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。スプール弁１１０，２１０は、コントローラ１５０からの制御信号に基づいて切り換えられる電気式の制御弁で構成してもよい。

（変形例３）
上記実施形態では、アンロード装置１２０が、ポペット弁１２１と電磁切換弁１２９とを備える例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、開口面積を十分に確保できる大型の電磁切換弁によりアンロード装置を構成し、ポペット弁１２１を省略してもよい。

（変形例４）
上記実施形態では、運転席１６１に作業者が着座しているか否かを検出する着座検出装置として、シートスイッチ１６０を採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。赤外線、超音波等を用いた非接触式の人感センサを着座検出装置として採用してもよい。撮像装置を着座検出装置として採用し、コントローラ１５０が撮像画像に基づき、運転席１６１に作業者が着座しているか否かを判定してもよい。

（変形例５）
上記実施形態では、作業機１０Ａ，１０Ｂがフォークリフトである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。テレハンドラー、ホイールローダなど、種々の作業機に本発明を適用できる。

（変形例６）
上記実施形態では、アクチュエータを駆動する作動流体が、作動油である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、作動流体は、水、または水溶液等の非圧縮性流体であってもよい。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

流体圧制御装置１００，２００は、アクチュエータ（１５，１６）の動作を制御する流体圧制御装置１００，２００であって、ポンプ１１から吐出される作動油をアクチュエータ（１５，１６）に供給する供給通路２１と、作動油が貯留されるタンク１２に接続される排出通路２２と、アクチュエータ（１５，１６）に給排される作動油の流れを制御するアクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）と、供給通路２１からアクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）への作動油の流れを遮断するスプール弁１１０，２１０と、スプール弁１１０，２１０の上流側の供給通路（２１ａ）に接続され、ポンプ１１から吐出される作動油を排出通路２２へ逃がすことによりポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態とするアンロード装置１２０と、を備え、スプール弁１１０，２１０は、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、アクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）への作動油の流れを遮断する。

この構成では、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときには、アクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）への作動油の流れがスプール弁１１０，２１０により遮断される。このため、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、万一、操作レバー（不図示）が誤操作されてしまったとしても、アンロード装置１２０の圧力損失に起因するアクチュエータ（１５，１６）の誤作動を防止することができる。

流体圧制御装置１００，２００は、アンロード装置１２０が、供給通路２１と排出通路２２とを接続するアンロード通路５２を開閉する開閉弁体１２４と、開閉弁体１２４の背面に画成され開閉弁体１２４の上流側の作動油が導かれる背圧室１２５と、を有するポペット弁１２１と、ポペット弁１２１の背圧室１２５と排出通路２２とを連通する開位置（Ｏ）と、背圧室１２５と排出通路２２との連通を遮断する閉位置（Ｃ）と、に切り換え可能なノーマルオープン型の電磁切換弁１２９と、を有する。

この構成では、電磁切換弁１２９によりポペット弁１２１を制御して、ポペット弁１２１により大量の作動油を排出通路２２に逃がすことができるので、電磁切換弁のみでアンロード装置１２０を構成する場合に比べて電磁切換弁１２９の小型化を図ることができる。また、電磁切換弁１２９は、ノーマルオープン型なので、エンジン停止時及び故障等により電磁切換弁１２９を制御する信号が途絶えてしまった場合、ポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態にすることができる。

流体圧制御装置１００，２００は、スプール弁１１０，２１０が、スプール１１０ｄと、供給通路２１を遮断する方向にスプール１１０ｄを付勢するばね１１０ｅと、スプール弁１１０，２１０の上流側における供給通路（２１ａ）の作動油が導かれる圧力室１１０ｆと、を有し、圧力室１１０ｆの圧力Ｐがばね１１０ｅの設定圧（第１圧力Ｐ１）以上になると、スプール１１０ｄがばね１１０ｅの付勢力に抗して移動することにより、ポンプ１１とアクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）とが連通する。

この構成では、ポンプ１１からの作動油圧がアンロード状態とされているときに、スプール１１０ｄをばね１１０ｅにより付勢してアクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）への作動油の流れを遮断することができる。また、スプール弁１１０，２１０は、スプール弁１１０，２１０の上流側における供給通路（２１ａ）の作動油の圧力Ｐによって制御される構成であるので、電気的に制御する場合に比べて部品点数を低減できる。

流体圧制御装置１００は、アクチュエータ制御弁（３０，４０）が、スプール弁１１０の上流側における供給通路（２１ａ）の作動油が導かれるパイロット圧室３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂを有し、スプール弁１１０が、供給通路２１を遮断する遮断ポジション１１０ｃと、供給通路２１を開放する開放ポジション１１０ａと、通過する作動油の流れを絞る絞りポジション１１０ｂと、を有し、圧力室１１０ｆの圧力Ｐがばね１１０ｅの設定圧（第１圧力Ｐ１）未満である場合、遮断ポジション１１０ｃに切り換えられ、圧力室１１０ｆの圧力Ｐがばね１１０ｅの設定圧（第１圧力Ｐ１）よりも大きい開放圧（第２圧力Ｐ２）以上である場合、開放ポジション１１０ａに切り換えられ、圧力室１１０ｆの圧力Ｐがばね１１０ｅの設定圧（第１圧力Ｐ１）以上開放圧（第２圧力Ｐ２）未満である場合、絞りポジション１１０ｂに切り換えられる。

この構成では、スプール弁１１０が開放ポジション１１０ａに切り換えられている状態においてスプール弁１１０の上流側における作動油の圧力Ｐが低下した場合に、スプール弁１１０が絞りポジション１１０ｂに切り換えられる。このため、アクチュエータ制御弁（３０，４０）に対する十分なパイロット圧を確保することができ、流体圧制御装置１００の安定性を向上させることができる。

流体圧制御装置１００，２００は、ポンプ１１が、可変容量ポンプであり、スプール弁１１０，２１０の下流側の圧力と、複数のアクチュエータ（１５，１６）のうちの最も高い負荷圧と、がポンプ１１をロードセンシング制御するために用いられる。

この構成では、ロードセンシング制御するために、スプール弁１１０，２１０の下流側の圧力を用いるので、スプール弁１１０，２１０の上流側の圧力を用いる場合に比べて、より正確にポンプ１１の吐出圧の制御を行うことができる。

作業機１０Ａ，１０Ｂは、流体圧制御装置１００，２００と、運転席１６１に作業者が着座しているか否かを検出するシートスイッチ１６０と、シートスイッチ１６０による検出結果に基づいて、アンロード装置１２０を制御するコントローラ１５０と、を備え、コントローラ１５０は、運転席１６１に作業者が着座していない場合にポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態とし、運転席１６１に作業者が着座している場合にポンプ１１からの作動油圧をオンロード状態とするようにアンロード装置１２０を制御する。

この構成では、運転席１６１に作業者が着座していない場合に、アンロード装置１２０によりポンプ１１からの作動油圧をアンロード状態とするとともにスプール弁１１０，２１０によりアクチュエータ制御弁（３０，４０，２３０，２４０）への作動油の流れを遮断することができる。したがって、運転席１６１に作業者が着座していない場合に、万一、操作レバーが誤操作されてしまったとしても、アンロード装置１２０の圧力損失に起因するアクチュエータ（１５，１６）の誤作動を防止できる信頼性の高い作業機１０Ａ，１０Ｂを提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１０Ａ，１０Ｂ・・・作業機、１１・・・ポンプ（作動流体供給源）、１２・・・タンク、１５・・・リフトシリンダ（アクチュエータ）、１６・・・チルトシリンダ（アクチュエータ）、２１・・・供給通路、２２・・・排出通路、３０，２３０・・・第１制御弁（アクチュエータ制御弁）、３２ａ，３２ｂ・・・パイロット圧室、４０，２４０・・・第２制御弁（アクチュエータ制御弁）、４２ａ，４２ｂ・・・パイロット圧室、１００，２００・・・流体圧制御装置、１１０，２１０・・・スプール弁、１１０ａ・・・開放ポジション、１１０ｂ・・・絞りポジション、１１０ｃ・・・遮断ポジション、１１０ｄ・・・スプール、１１０ｅ・・・ばね（付勢部材）、１１０ｆ・・・圧力室、１２０・・・アンロード装置、１２１・・・ポペット弁、１２４・・・開閉弁体、１２５・・・背圧室、１２６・・・通路、１２９・・・電磁切換弁、１５０・・・コントローラ（制御装置）、１６０・・・シートスイッチ（着座検出装置）、１６１・・・運転席

Claims (6)

1. アクチュエータの動作を制御する流体圧制御装置であって、
   作動流体供給源から吐出される作動流体を前記アクチュエータに供給する供給通路と、
   作動流体が貯留されるタンクに接続される排出通路と、
   前記アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御するアクチュエータ制御弁と、
   前記供給通路から前記アクチュエータ制御弁への作動流体の流れを遮断するスプール弁と、
   前記スプール弁の上流側の前記供給通路に接続され、前記作動流体供給源から吐出される作動流体を前記排出通路へ逃がすことにより前記作動流体供給源からの作動流体圧をアンロード状態とするアンロード装置と、を備え、
   前記スプール弁は、前記アンロード装置により前記作動流体供給源からの作動流体圧がアンロード状態とされているときに、前記アクチュエータ制御弁への作動流体の流れを遮断する
   ことを特徴とする流体圧制御装置。
2. 請求項１に記載の流体圧制御装置において、
   前記アンロード装置は、
   前記供給通路と前記排出通路とを接続する通路を開閉する開閉弁体と、前記開閉弁体の背面に画成され前記開閉弁体の上流側の作動流体が導かれる背圧室と、を有するポペット弁と、
   前記ポペット弁の前記背圧室と前記排出通路とを連通する開位置と、前記背圧室と前記排出通路との連通を遮断する閉位置と、に切り換え可能なノーマルオープン型の電磁切換弁と、を有する
   ことを特徴とする流体圧制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の流体圧制御装置において、
   前記スプール弁は、
   スプールと、
   前記供給通路を遮断する方向に前記スプールを付勢する付勢部材と、
   前記スプール弁の上流側における前記供給通路の作動流体が導かれる圧力室と、を有し、
   前記圧力室の圧力が前記付勢部材の設定圧以上になると、前記スプールが前記付勢部材の付勢力に抗して移動することにより、前記作動流体供給源と前記アクチュエータ制御弁とが連通する
   ことを特徴とする流体圧制御装置。
4. 請求項３に記載の流体圧制御装置において、
   前記アクチュエータ制御弁は、前記スプール弁の上流側における前記供給通路の作動流体が導かれるパイロット圧室を有し、
   前記スプール弁は、
   前記供給通路を遮断する遮断ポジションと、
   前記供給通路を開放する開放ポジションと、
   通過する作動流体の流れを絞る絞りポジションと、を有し、
   前記圧力室の圧力が前記付勢部材の設定圧未満である場合、前記遮断ポジションに切り換えられ、
   前記圧力室の圧力が前記付勢部材の設定圧よりも大きい開放圧以上である場合、前記開放ポジションに切り換えられ、
   前記圧力室の圧力が前記付勢部材の設定圧以上前記開放圧未満である場合、前記絞りポジションに切り換えられる
   ことを特徴とする流体圧制御装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の流体圧制御装置において、
   前記作動流体供給源は、可変容量ポンプであり、
   前記スプール弁の下流側の圧力と、複数の前記アクチュエータのうちの最も高い負荷圧と、が前記可変容量ポンプをロードセンシング制御するために用いられる
   ことを特徴とする流体圧制御装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の流体圧制御装置と、
   運転席に作業者が着座しているか否かを検出する着座検出装置と、
   前記着座検出装置による検出結果に基づいて、前記アンロード装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記運転席に作業者が着座していない場合に前記作動流体供給源からの作動流体圧をアンロード状態とし、前記運転席に作業者が着座している場合に前記作動流体供給源からの作動流体圧をオンロード状態とするように前記アンロード装置を制御する
   ことを特徴とする作業機。

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