JP2020093863A

JP2020093863A - フォークリフトの油圧駆動装置

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Publication number: JP2020093863A
Application number: JP2018231303A
Authority: JP
Inventors: 顕一萩野; Kenichi Hagino; 陽仁二瓶; Haruhito Nihei
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-06-18

Abstract

【課題】油圧ポンプを作動させることなく荷役装置を変位させる位置に切換弁を切り換えでき、エネルギー消費を抑制することが可能なフォークリフトの油圧駆動装置の提供にある。【解決手段】第１作動油流路における油圧シリンダと切換弁との間から分岐され、パイロット室に接続されるポンプ側パイロット流路５２と、ポンプ側パイロット流路５２に設けられ、変位操作部の操作に応じて開閉される電磁開閉弁と、を備え、電磁開閉弁が開くとき、荷役装置の自重により油圧シリンダを作動させ、油圧シリンダから排出される作動油をパイロット室へ通すことにより切換弁を切り換える。【選択図】図２

Description

この発明は、フォークリフトの油圧駆動装置に関する。

従来、フォークリフトでは、フォークやマストなどの荷役用部材を動作させる機構として、油圧シリンダが採用されている。例えば、特許文献１に開示されたシリンダの制御装置では、フォークリフトのシリンダを制御するが、スプール弁のシリンダポートをシリンダのボトム側室に接続するとともに、シリンダポート側にはオペレートチェック弁を内装している。オペレートチェック弁のポペットをパイロット室に臨ませるととともに、このパイロット室に設けたスプリングの作用で、このポペットをシート部に圧接している。またポペットがシート部に圧接しているときには、シリンダポート内をシート部を境にしてスプール弁側とシリンダ側とに分ける。このポペットには、オリフィスを形成するとともに、シリンダ側とパイロット室とをオリフィスを介して連通している。

パイロット室は、パイロット通路を介してパイロットポートに連通しているが、このパイロットポートには電磁オン・オフ弁を設けている。さらに上記スプールの第２環状溝にはノッチを形成している。ノッチはスプールが中立位置にあるとき、パイロットポートとの連通を遮断する一方、スプールを一方へ移動したとき、パイロットポート側に開くようにしている。また、スプールの第１環状溝には、流出孔を形成し、この流出孔の一端は、第１環状溝に常時開口する一方、他端は、スプールを一方へ移動したとき戻り通路に連通する。

特許文献１に開示されたシリンダの制御装置によれば、スプールを他方へ移動すると、供給通路とシリンダポートとが連通するので、圧力流体がオペレートチェック弁を開いてシリンダのボトム側室に連通し、フォークを上昇させる。そして、スプールを中立位置に戻すと、ボトム側室がオペレートチェック弁で閉じられるので、フォークを保持することができる。また、スプールを一方へ移動するとともに、電磁オン・オフ弁を開くと、シリンダ側の流体が戻り通路に流れる。従って、ポペットがスプリングに抗して移動し、シート部を開く。シート部が開くとボトム室側の流体がシリンダポートのシリンダ側、スプール側、流出孔を介して戻り通路に流出し、フォークをその自重により下降させる。

実開平１−９１１０３号公報

特許文献１に開示されたシリンダの制御装置では、フォークリフトのオペレータのレバー操作が機械的にスプールに伝達され、スプールの移動に反映される。一方、フォークリフトのリフトシリンダを制御するコントロールバルブには、電磁弁によって制御されるパイロット圧の作動油を用いてスプールを移動させる電磁パイロット式コントロールバルブが知られている。電磁パイロット式コントロールバルブでは、オペレータのレバー操作に応じて電磁弁が制御され、パイロット圧の作動油がスプールを移動する。スプールの移動のためのパイロット圧は油圧ポンプを作動させることにより得られるため、例えば、フォークを下降させる度に油圧ポンプを作動させる必要があり、エネルギー消費が大きいという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、油圧ポンプを作動させることなく荷役装置を変位させる位置に切換弁を切り換えでき、エネルギー消費を抑制することが可能なフォークリフトの油圧駆動装置の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、作動油の給排により荷役装置を変位させる油圧シリンダと、前記作動油を貯留するタンクと、前記作動油を前記タンクから吸い込んで前記油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとを接続し、前記油圧シリンダに供給する作動油を通す第１作動油流路と、前記第１作動油流路に設けられ、前記荷役装置を変位させる変位操作部の操作量に応じて前記作動油の流れを制御する切換弁と、前記油圧シリンダと前記タンクと前記切換弁を接続し、前記油圧シリンダからの前記作動油が前記タンクに向けて流れる第２作動油流路と、前記第１作動油流路における前記油圧ポンプと前記切換弁との間から分岐され、前記切換弁に設けたパイロット室に接続されるポンプ側パイロット流路と、前記ポンプ側パイロット流路に設けられ、前記第１作動油流路における作動油を減圧することにより前記切換弁を切り換えるためのパイロット圧を生成する減圧弁と、を備えるフォークリフトの油圧駆動装置において、前記第１作動油流路における前記油圧シリンダと前記切換弁との間から分岐され、前記パイロット室に接続されるシリンダ側パイロット流路と、前記シリンダ側パイロット流路に設けられ、前記変位操作部の操作に応じて開閉される電磁弁と、を備え、前記電磁弁が開くとき、前記荷役装置の自重により前記油圧シリンダを作動させ、前記油圧シリンダから排出される作動油を前記パイロット室へ通すことにより前記切換弁を切り換えることを特徴とする。

本発明では、変位操作部の操作に応じて電磁弁が開くので、荷役装置の自重によって得られる圧力を有する油圧シリンダの作動油は、シリンダ側パイロット流路を流れて切換弁のパイロット室へ導入される。シリンダ側パイロット流路から導入されたパイロット圧の作動油が切換弁を切り換える。切換弁の切り換えにより、油圧シリンダからタンクへ作動油を排出する状態に切り換わる。従って、荷役装置の自重を利用した変位時に油圧ポンプを作動させる必要がなく、荷役装置の自重を利用した変位時に油圧ポンプを作動させる場合と比較してエナルギー消費を低減することができる。

また、上記のフォークリフトの油圧駆動装置において、前記油圧シリンダは、前記作動油の給排により前記荷役装置が備える昇降部を昇降させる単動式のリフトシリンダであり、前記変位操作部は、前記昇降部を昇降させるリフト操作レバーであり、前記切換弁は、前記リフト操作レバーの操作量に応じて前記作動油の流れを制御するリフト切換弁であり、前記電磁弁は、前記リフト操作レバーが昇降部下降の位置に操作されることにより開き、前記昇降部の自重による下降により前記リフトシリンダを作動させ、前記リフトシリンダから排出される作動油を前記パイロット室へ通すことにより前記リフト切換弁を切り換える構成としてもよい。

この場合、リフト操作レバーの操作に応じて電磁弁が開くので、昇降部の自重によって得られる圧力を有するリフトシリンダの作動油は、シリンダ側パイロット流路を流れてリフト切換弁のパイロット室へ導入される。シリンダ側パイロット流路から導入されたパイロット圧の作動油がリフト切換弁を切り換える。リフト切換弁の切り換えにより、リフトシリンダからタンクへ作動油を排出する状態に切り換わる。従って、昇降部の自重を利用した昇降部の下降時に油圧ポンプを作動させる必要がなく、昇降部の下降時に油圧ポンプを作動させる場合と比較してエナルギー消費を低減することができる。

また、上記のフォークリフトの油圧駆動装置において、前記油圧シリンダは、前記作動油の給排により前記荷役装置を前後に傾動させる復動式のティルトシリンダであり、前記変位操作部は、前記荷役装置を前後に傾動させるティルト操作レバーであり、前記切換弁は、前記ティルト操作レバーの操作量に応じて前記作動油の流れを制御するティルト切換弁であり、前記電磁弁は、前記ティルト操作レバーが前記荷役装置を前傾する位置に操作されることにより開き、前記荷役装置の自重による前傾により前記ティルトシリンダを作動させ、前記ティルトシリンダから排出される作動油を前記パイロット室へ通すことにより前記ティルト切換弁を切り換える構成としてもよい。

この場合、ティルト操作レバーの操作に応じて電磁弁が開くので、荷役装置の自重によって得られる圧力を有するティルトシリンダの作動油は、シリンダ側パイロット流路を流れてティルト切換弁のパイロット室へ導入される。シリンダ側パイロット流路から導入されたパイロット圧の作動油がティルト切換弁を切り換える。ティルト切換弁の切り換えにより、ティルトシリンダからタンクへ作動油を排出する状態に切り換わる。従って、荷役装置の自重を利用した荷役装置の前傾時に油圧ポンプを作動させる必要がなく、荷役装置の前傾時に油圧ポンプを作動させる場合と比較してエナルギー消費を低減することができる。

本発明によれば、油圧ポンプを作動させることなく荷役装置を変位させる位置に切換弁を切り換えでき、エネルギー消費を抑制することが可能なフォークリフトの油圧駆動装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るフォークリフトの概要を示す側面図である。本発明の実施形態に係るフォークリフトの油圧駆動装置を示す油圧回路図である。

以下、本発明の実施形態に係るフォークリフトの油圧駆動装置（以下、「油圧駆動装置」と表記する）について、図面を参照して説明する。本実施形態の油圧駆動装置が適用されるフォークリフトはバッテリフォークリフトである。

図１に示すように、フォークリフト１０は、車体１１の前部に荷役装置１２を備えている。車体１１の中央付近には運転席１３が設けられている。車体１１の前部には前輪としての駆動輪１４が設けられ、車体１１の後部には後輪としての操舵輪１５が設けられている。車体１１の後部にはカウンタウエイト１６が備えられており、カウンタウエイト１６は車両重量の調整と車体１１における重量バランスを図るためのものである。車体１１には、運転席１３の上部を覆うヘッドガード１７が設けられている。

荷役装置１２はアウタマスト１８およびインナマスト１９を有するマスト２０を備えている。左右一対のアウタマスト１８には、アウタマスト１８の内側にてスライド可能なインナマスト１９が備えられている。マスト２０には作動油により作動する単動式のリフトシリンダ２１が設けられている。リフトシリンダ２１の作動により、インナマスト１９がアウタマスト１８内でスライドして昇降する。マスト２０には左右一対のフォーク２２がリフトブラケット２３を介して設けられ、リフトブラケット２３はインナマスト１９に対して昇降するように設けられている。車体１１とアウタマスト１８との間には、作動油により作動する復動式のティルトシリンダ２４が設置されている。マスト２０はティルトシリンダ２４の作動によりマスト２０の下端部を支点として前後方向に傾動する。

運転席１３の前部には、リフトシリンダ２１を作動させてフォーク２２を昇降させるためのリフト操作レバー２５と、ティルトシリンダ２４を作動させてマスト２０を傾動させるためのティルト操作レバー２６とが設けられている。リフト操作レバー２５は、第１の変位操作部に相当し、リフト操作レバー２５の前傾による上昇位置、後傾による下降位置および上昇位置および下降位置の中間の中立位置が設定されている。また、ティルト操作レバー２６は、第２の変位操作部に相当し、ティルト操作レバー２６を前傾するとマスト２０は前傾し、ティルト操作レバー２６を後傾するとマスト２０は後傾する。図２に示すように、リフト操作レバー２５およびティルト操作レバー２６の操作量は電気信号に変換されてコントローラ２７に入力される。コントローラはフォークリフトの各部を制御する。

図２に示すように、本実施形態の油圧駆動装置３０は、リフトシリンダ２１およびティルトシリンダ２４を駆動する装置である。油圧駆動装置３０は、油圧ポンプ３１と油圧ポンプ３１を駆動する電動モータ３２を備えている。油圧ポンプ３１は、作動油を吸い込むための吸込口３３と、作動油を吐出するための吐出口３４とを有している。油圧ポンプ３１は一方向に回転する。

油圧ポンプ３１の吸込口３３は、第１油圧配管３５を介してタンク３６と接続されている。タンク３６は作動油を貯留する機能を有する。第１油圧配管３５には、タンク３６から油圧ポンプ３１へ向かう方向のみ作動油を通す逆止弁３７が設けられている。油圧ポンプ３１は、リフト操作レバー２５による上昇操作時にはリフトシリンダ２１に作動油を供給するポンプとして機能する。

油圧ポンプ３１の吐出口３４は、第２油圧配管３８を介してフローディバイダ３９と接続されている。フローディバイダ３９は、第３油圧配管４０を介してリフト切換弁４１と接続されているほか、パワーステアリング系油圧回路（図示せず）に作動油を供給する第４油圧配管４２と接続されている。フローディバイダ３９は、第４油圧配管４２を通じて油圧ポンプ３１から供給される作動油から一定量の作動油をパワーステアリング系油圧回路に供給し、パワーステアリング系油圧回路に供給する作動油を除く余剰の作動油をリフトシリンダ２１およびティルトシリンダ２４へ供給する。

フローディバイダ３９とリフト切換弁４１とを接続する第３油圧配管４０には、フローディバイダ３９からリフト切換弁４１へ向かう方向のみ作動油を通す逆止弁４３が設けられている。リフト切換弁４１は第５油圧配管４４を介してリフトシリンダ２１の油室４５と接続されている。リフト切換弁４１は第６油圧配管４６を介してタンク３６と接続されている。第３油圧配管４０から分岐され、後述するティルト切換弁７１と接続される第７油圧配管５１が設けられている。油圧ポンプ３１とリフトシリンダ２１とを接続し、リフトシリンダ２１に供給する作動油を通す第１作動油流路は、第２油圧配管３８、第３油圧配管４０、第５油圧配管４４により構成される。

リフト切換弁４１は、リフト操作レバー２５の操作に応じて移動可能なスプール（図示せず）を備えている。このスプールはリフト操作レバー２５の操作によって切換可能な第１位置４１Ａ、第２位置４１Ｂおよび第３位置４１Ｃのいずれかを取り得る。第１位置４１Ａは作動油の流通を許容しない閉状態である。第２位置４１Ｂは、開度を任意に変更可能な開状態である。第３位置４１Ｃは、開度を任意に変更可能な開状態である。リフト切換弁４１は、フォーク２２を昇降させる場合に油室４５へ流通する作動油の流量を調整するために開度が制御される。リフト切換弁４１が第２位置４１Ｂの場合は、油室４５へ作動油が流入することにより、リフトシリンダ２１が伸長してフォーク２２が上昇する。リフト切換弁４１が第３位置４１Ｃの場合は、油室４５から作動油が排出されることにより、リフトシリンダ２１が収縮してフォーク２２が下降する。したがって、第３位置４１Ｃは昇降部下降の位置に相当する。

本実施形態のリフト切換弁４１が備えるスプールは、パイロット圧によって移動される。従って、リフト切換弁４１は、パイロット圧の作動油が導入される一対のパイロット室４７、４８と、一対のパイロット室４７、４８における作動油のパイロット圧をそれぞれ制御する一対の電磁操作部４９、５０と、を有する。つまり、本実施形態のリフト切換弁４１は、電磁操作部４９、５０により制御されるパイロット圧がスプールを移動させる電磁パイロット式の切換弁である。第７油圧配管５１から分岐され、リフト切換弁４１のパイロット室４７、４８と接続されるポンプ側パイロット流路５２が設けられている。つまり、ポンプ側パイロット流路５２は、第１作動油流路における油圧ポンプ３１とリフト切換弁４１との間から分岐され、リフト切換弁４１に設けたパイロット室４７、４８に接続される。ポンプ側パイロット流路５２には、第３油圧配管４０からの作動油をパイロット圧に減圧する減圧弁５３が設けられている。減圧弁５３は第３油圧配管４０からの作動油を減圧することによりリフト切換弁４１を切り換えるためのパイロット圧を生成する。

電磁操作部４９は、パイロット室４７における作動油のパイロット圧を制御し、電磁操作部５０は、パイロット室４８における作動油のパイロット圧を制御する。リフト操作レバー２５の操作量に応じて変換された電気信号に応じた電流が電磁操作部４９、５０に入力されると、電磁操作部４９、５０は入力された電流値に応じて励磁される。励磁される電磁操作部４９、５０は、入力される電流値に応じてパイロット室４７、４８における作動油のパイロット圧を制御する。

具体的には、電磁操作部４９が励磁されるとパイロット室４７のパイロット圧が制御され、スプールが第２位置４１Ｂに移動する。パイロット室４７のパイロット圧が高くなるほど、スプールはリフト切換弁４１を流れて油室４５へ供給される作動油の量を多くする位置に移動され、リフトシリンダ２１の上昇速度が速くなる。また、電磁操作部５０が励磁されると、パイロット室４８のパイロット圧が制御され、スプールが第３位置４１Ｃに移動する。パイロット室４８のパイロット圧が高くなるほど、スプールは油室４５から排出されてリフト切換弁４１を流れる作動油の量を多くする位置に移動され、リフトシリンダ２１の下降速度が速くなる。つまり、リフト切換弁４１は、電磁操作部４９、５０を励磁する電流値に比例して作動油の流量が変動される比例制御弁である。

ところで、第５油圧配管４４には、リフト切換弁４１からリフトシリンダ２１へ向かう方向のみ作動油を通す逆止弁５４が設けられている。第５油圧配管４４において逆止弁５４をバイパスするように分岐されて合流する第８油圧配管５５が設けられている。リフト切換弁４１とタンク３６を接続し、リフトシリンダ２１からの作動油がタンク３６に向けて流れる第２作動油流路は、第５油圧配管４４、第８油圧配管５５、第６油圧配管４６により構成される。第８油圧配管５５には、流量制御弁５６およびパイロットチェック弁５７が備えられている。

流量制御弁５６は、作動油の流通を許容する開位置と、作動油の流通を遮断する閉位置と、作動油の流通量を調整する絞り位置との間で切り換えられる。パイロットチェック弁５７は、作動油を油室４５からタンク３６に戻る方向にのみ通過させる機能を有している。パイロットチェック弁５７と第５油圧配管４４における流量制御弁５６のリフト切換弁４１側とは、パイロット流路６２を介して接続されている。パイロット流路６２には、パイロット用電磁切換弁６３が配設されている。パイロット用電磁切換弁６３は、開位置または閉位置に切り換えられる開閉弁である。パイロット用電磁切換弁６３は、通常は閉位置にあり、ソレノイド操作部にＯＮ信号が入力されると開位置に切り換わる。

パイロットチェック弁５７は、リフトシリンダ２１と流量制御弁５６との間の流路を開閉させるプランジャと、リフトシリンダ２１と流量制御弁５６との間の流路を閉じる方向にプランジャを付勢するばねとを有している。プランジャには、リフトシリンダ２１からの作動油をパイロット流路６２に供給するためのオリフィスが形成されている。

フォーク２２の下降動作（リフト下降動作）を行うときは、パイロット用電磁切換弁６３を閉位置から開位置に切り換える。フォーク２２の下降動作のときはフォーク２２を含む荷役装置１２の自重によりフォーク２２が下降し、リフトシリンダ２１が収縮する。このとき、パイロット用電磁切換弁６３を開いた直後は、リフトシリンダ２１からの作動油がパイロット流路６２およびリフト切換弁４１を通ってタンク３６に戻る。

そして、パイロットチェック弁５７のオリフィスを通過する作動油の流量が増えると、オリフィスの上流側の圧力とオリフィスの下流側の圧力との圧力差（差圧）によってばねの付勢力に抗してプランジャが押し上げられることで、リフトシリンダ２１と流量制御弁５６との間の流路が開くようになる。これにより、リフトシリンダ２１からの作動油がパイロットチェック弁５７、流量制御弁５６およびリフト切換弁４１を通過してタンク３６に戻る。このようにパイロットチェック弁５７の開度は、オリフィスの上流側（第８油圧配管５５におけるパイロットチェック弁５７の上流側）の圧力とオリフィスの下流側（パイロット流路６２）の圧力との差圧（流量制御弁５６の前後差圧）によって決まる。

ところで、本実施形態の油圧駆動装置３０は、リフトシリンダ２１の油室４５に生じている圧力をフォーク下降用のパイロット圧として利用し、このパイロット圧によりリフト切換弁４１のスプールを第３位置４１Ｃに切り換える構成を有している。

図２に示すように、第５油圧配管４４とパイロット室４８を接続するシリンダ側パイロット流路６７が設けられている。シリンダ側パイロット流路６７は、パイロット室４８と接続されるポンプ側パイロット流路５２と接続されない。シリンダ側パイロット流路６７には、下降用電磁弁６８が配設されている。下降用電磁弁６８は、開位置６８Ａまたは閉位置６８Ｂに切り換えられる開閉弁である。下降用電磁弁６８は、通常は閉位置６８Ｂにあり、ソレノイド操作部６８ＣにＯＮ信号が入力されると、開位置６８Ａに切り換わる。

フォーク２２の下降動作（リフト下降動作）を行うときは、リフト切換弁４１の電磁操作部５０を励磁するとともに、下降用電磁弁６８を閉位置６８Ｂから開位置６８Ａに切り換える。スプールが第１位置４１Ａに位置するとき、油室４５における作動油は、フォーク２２を含む昇降部の自重による圧力が生じている。このため、下降用電磁弁６８が閉位置６８Ｂから開位置６８Ａに切り換わると、油室４５の作動油は、パイロット室４８へ導入され、パイロット室４８に導入されたパイロット圧の作動油によってスプールが第３位置４１Ｃに切り換わる。スプールが第３位置４１Ｃに切り換わることにより、油室４５の作動油はリフト切換弁４１および第６油圧配管４６を通じてタンク３６へ排出され、フォーク２２が下降する。

本実施形態の油圧駆動装置３０はティルトシリンダ２４を駆動する構成を有している。第３油圧配管４０におけるフローディバイダ３９とリフト切換弁４１との分岐点には、第７油圧配管５１を介してティルト切換弁７１が接続されている。第７油圧配管５１には、油圧ポンプ３１からティルト切換弁７１への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁７３が設けられている。ティルト切換弁７１とティルトシリンダ２４の第１油室（ボトム室）７４および第２油室（シリンダ室）７５とは、第９油圧配管７６、第１０油圧配管７７を介してそれぞれ接続されている。ティルト切換弁７２は第１１油圧配管７８を介してタンク３６と接続されている。油圧ポンプ３１とティルトシリンダ２４とを接続し、ティルトシリンダ２４に供給する作動油を通す第１作動油流路は、第２油圧配管３８、第７油圧配管５１、第９油圧配管７６により構成される。ティルトシリンダ２４からの作動油がタンク３６に向けて流れる第２作動油流路は、第１０油圧配管７７、第１１油圧配管７８、第６油圧配管４６により構成される。

ティルト切換弁７１は、ティルト操作レバー２６の操作量に応じて移動可能なスプール（図示せず）を備えている。このスプールはティルト操作レバー２６の操作によって切換可能な第１位置７１Ａ、第２位置７１Ｂおよび第３位置７１Ｃのいずれかを取り得る。第１位置７１Ａは作動油の流通を許容しない閉状態である。第２位置７１Ｂは、開度を任意に変更可能な開状態である。第３位置７１Ｃは、開度を任意に変更可能な開状態である。ティルト切換弁７１は、マスト２０を前後に傾動させる場合に第１油室７４、第２油室７５へ流通する作動油の流量を調整するために開度が制御される。ティルト切換弁７１が第２位置７１Ｂの場合は、第２油室７５へ作動油が流入するとともに第１油室７４から作動油が排出されることにより、ティルトシリンダ２４が収縮してマスト２０が後傾する。ティルト切換弁７１が第３位置７１Ｃの場合は、第１油室７４へ作動油が流入するとともに第２油室７５の作動油を排出することにより、ティルトシリンダ２４が伸長してマスト２０が前傾する。

本実施形態のティルト切換弁７１が備えるスプールは、パイロット圧によって移動される。従って、ティルト切換弁７１は、パイロット圧の作動油が導入される一対のパイロット室７９、８０と、一対のパイロット室７９、８０における作動油のパイロット圧をそれぞれ制御する一対の電磁操作部８１、８２と、を有する。つまり、本実施形態のティルト切換弁７１は、電磁操作部８１、８２により制御されるパイロット圧がスプールを移動させる電磁パイロット式の切換弁である。パイロット室７９、８０はポンプ側パイロット流路５２と接続されている。従って、パイロット室７９、８０には、減圧弁５３により減圧されたパイロット圧の作動油の導入が可能である。

電磁操作部８１は、パイロット室７９における作動油のパイロット圧を制御し、電磁操作部８２は、パイロット室８０における作動油のパイロット圧を制御する。ティルト操作レバー２６の操作量に応じて変換された電気信号に応じた電流が電磁操作部８１、８２に入力されると、電磁操作部８１、８２は入力された電流値に応じて励磁される。励磁される電磁操作部８１、８２は、入力される電流値に応じてパイロット室７９、８０における作動油のパイロット圧を制御する。

具体的には、電磁操作部８１が励磁されるとパイロット室７９のパイロット圧が制御され、スプールが第２位置７１Ｂに移動する。パイロット室７９のパイロット圧が高くなるほど、スプールはティルト切換弁７１を流れて第１油室７４へ供給される作動油の量を多くし、第２油室７５から排出されてティルト切換弁７１を流れる作動油の量を多くする位置に移動され、ティルトシリンダ２４の伸長速度が速くなる。また、電磁操作部８２が励磁されると、パイロット室８０のパイロット圧が制御され、スプールが第３位置７１Ｃに移動する。パイロット室８０のパイロット圧が高くなるほど、スプールは第２油室７５への流入する作動油の量を多くし、第１油室７４から排出されてティルト切換弁７１を流れる作動油の量を多くする位置に移動され、ティルトシリンダ２４の収縮速度が速くなる。つまり、ティルト切換弁７１は、電磁操作部８１、８２を励磁する電流値に比例して作動油の流量が変動され比例制御弁である。

ところで、第１０油圧配管７７にはパイロットチェック弁８３が備えられている。パイロットチェック弁８３と第１０油圧配管７７におけるパイロットチェック弁８３のティルト切換弁７１側とは、パイロット流路８４を介して接続されている。パイロットチェック弁８３は、第１０油圧配管７７を開閉させるプランジャと、第１０油圧配管７７を閉じる方向にプランジャを付勢するばねとを有している。プランジャには、ティルトシリンダ２４からの作動油をパイロット流路８４に供給するためのオリフィスが形成されている。

パイロット流路８４には、パイロット用電磁切換弁８７が配設されている。パイロット用電磁切換弁８７は、開位置または閉位置に切り換えられる開閉弁である。パイロット用電磁切換弁６３は通常は閉位置にあり、ソレノイド操作部にＯＮ信号が入力されると、開位置に切り換わる。

マスト２０の前傾動作（ティルト前傾動作）を行うときは、パイロット用電磁切換弁８７を閉位置から開位置に切り換える。マスト２０の前傾時には、マスト２０の自重によりマスト２０が前傾し、ティルトシリンダ２４が伸長する。このとき、パイロット用電磁切換弁８７を開いた直後は、ティルトシリンダ２４からの作動油がパイロット流路８４およびティルト切換弁７１を通ってタンク３６に戻る。

そして、パイロットチェック弁８３のオリフィスを通過する作動油の流量が増えると、オリフィスの上流側の圧力とオリフィスの下流側の圧力との圧力差（差圧）によってばねの付勢力に抗してプランジャが押し上げられることで、第１０油圧配管７７が開くようになる。これにより、ティルトシリンダ２４からの作動油がパイロットチェック弁８３およびティルト切換弁７１を通過してタンク３６に戻る。

このようにパイロットチェック弁８３の開度は、オリフィスの上流側（第１０油圧配管７７におけるパイロットチェック弁８３の上流側）の圧力とオリフィスの下流側（パイロット流路６２）の圧力との差圧（パイロットチェック弁８３の前後差圧）によって決まる。

ところで、本実施形態の油圧駆動装置３０は、ティルトシリンダ２４の第２油室７５に生じている圧力をマスト前傾用のパイロット圧として利用し、このパイロット圧によりティルト切換弁７１のスプールを第２位置７１Ｂに切り換える構成を有している。

図２に示すように、第１０油圧配管７７とパイロット室７９を接続するシリンダ側パイロット流路８８が設けられている。シリンダ側パイロット流路８８は、パイロット室７９と接続される第７油圧配管５１と接続されない。シリンダ側パイロット流路８８には、前傾用電磁弁８９が配設されている。前傾用電磁弁８９は、開位置８９Ａまたは閉位置８９Ｂに切り換えられる開閉弁である。前傾用電磁弁８９は、図２に示すように通常は閉位置８９Ｂにあり、ソレノイド操作部８９ＣにＯＮ信号が入力されると、開位置８９Ａに切り換わる。

マスト２０の前傾動作（ティルト前傾動作）を行うときは、ティルト切換弁７１の電磁操作部８１を励磁するとともに、前傾用電磁弁８９を閉位置８９Ｂから開位置８９Ａに切り換える。スプールが第１位置７１Ａに位置するとき、第２油室７５における作動油は、マスト２０の自重による圧力が生じている。このため、前傾用電磁弁８９が閉位置８９Ｂから開位置８９Ａに切り換わると、第２油室７５の作動油は、パイロット室７９へ導入され、パイロット室７９に導入されたパイロット圧の作動油によってスプールが第３位置７１Ｃに切り換わる。スプールが第３位置７１Ｃに切り換わることにより、第２油室７５の作動油はリフト切換弁４１および第６油圧配管４６を通じてタンク３６へ排出され、マスト２０は自重によって前傾する。

本実施形態の油圧駆動装置３０は、ティルトシリンダ２４の第２油室７５に生じている圧力をマスト前傾用のパイロット圧として利用するとき、第１油室７４および第９油圧配管７６における負圧発生を防止する負圧防止機構を備えている。負圧防止機構は、第９油圧配管７６と第６油圧配管４６とを接続する第１２油圧配管９１と、第１２油圧配管９１に設けられた逆止弁９２と、を有している。逆止弁９２は、第６油圧配管４６から第１２油圧配管９１への方向にのみ作動油の流通を許容する。従って、ティルトシリンダ２４の第２油室７５の排出により、ティルトシリンダ２４が伸長してマスト２０が前傾し、第１油室７４および第９油圧配管７６に負圧が生じようとしても、第６油圧配管４６から第９油圧配管７６への方向にのみ作動油が導入される。このため、マスト２０の前傾時に、第１油室７４および第９油圧配管７６に負圧は殆ど発生することはない。

第３油圧配管４０と第６油圧配管４６とを接続する第１３油圧配管９３が設けられている。第１３油圧配管９３にはリリーフ弁９４が設けられている。第３油圧配管４０の作動油が設定圧以上の圧力になったとき、リリーフ弁９４が作動して、第１３油圧配管９３において第３油圧配管４０から第６油圧配管４６への作動油の流通が許容される。

次に、本実施形態に係る油圧駆動装置３０の作用について説明する。まず、フォーク２２の昇降停止時について説明する。リフト操作レバー２５が中立位置にあるとき、リフト切換弁４１のスプールは閉状態の第１位置４１Ａに位置する。このため、リフトシリンダ２１の油室４５に対する作動油の給排は行われず、フォーク２２は昇降せず所定の位置に保たれる。

次に、フォーク２２を上昇させる場合について説明する。リフト操作レバー２５がオペレータによって中立位置から上昇位置へ後傾されると、電動モータ３２によって油圧ポンプ３１が駆動されるとともに、リフト切換弁４１では、リフト操作レバー２５の後傾量に応じた電流が電磁操作部４９に通電されて励磁される。電磁操作部４９が励磁されると、減圧弁５３を通じてパイロット圧に減圧された作動油がパイロット室４７に導入され、パイロット圧の作動油によりリフト切換弁４１のスプールが第２位置４１Ｂに位置する。

リフト切換弁４１が閉状態である第１位置４１Ａから開状態である第２位置４１Ｂに切り換えられると、油圧ポンプ３１から汲み上げられた作動油が、第２油圧配管３８、フローディバイダ３９、第３油圧配管４０、リフト切換弁４１、第５油圧配管４４を通じて油室４５に導入される。油室４５に作動油が導入されることにより、リフトシリンダ２１は伸長してフォーク２２は上昇する。なお、フォーク２２の上昇速度は、油室４５へ導入される流量によって変動するが、リフト切換弁４１から油室４５へ導入される作動油の流量は、電磁操作部４９に入力される電流値によって変動する。

次に、フォーク２２を下降させる場合について説明する。リフト操作レバー２５がオペレータによって中立位置から下降位置へ前傾されると、下降用電磁弁６８が開くように通電されるとともに、リフト操作レバー２５の前傾量に応じた電流が電磁操作部５０に通電されて励磁される。油室４５の作動油は、リフト切換弁４１が中立位置にあるときフォーク２２を含む昇降部の自重により一定以上の圧力を受けているので、下降用電磁弁６８が開くと、油室４５の作動油がシリンダ側パイロット流路６７を通じてパイロット室４８へ導入される。パイロット室４８に導入された作動油は、パイロット圧の作動油によりリフト切換弁４１のスプールが第３位置４１Ｃに位置する。なお、パイロット圧は電磁操作部５０に通電される電流に応じて調整され、スプールは電流に応じた開度に位置する。

リフト切換弁４１が閉状態である第１位置４１Ａから開状態である第３位置４１Ｃに切り換えられると、リフトシリンダ２１の油室４５の作動油が、第５油圧配管４４の一部と、第８油圧配管５５と、第６油圧配管４６と、を通じてタンク３６に排出される。油室４５の作動油が排出されることにより、リフトシリンダ２１は収縮してフォーク２２は下降する。なお、フォーク２２の下降速度は、油室４５からタンク３６へ排出される作動油の流量によって変動するが、リフト切換弁４１からタンク３６へ排出される作動油の流量は、電磁操作部５０に入力される電流値によって変動する。また、流量制御弁５６およびパイロットチェック弁５７が設けられているため、フォーク２２が急激に下降することはない。このように、本実施形態では、フォーク２２を含む昇降部の下降時に油圧ポンプ３１を作動させることなく、リフト切換弁４１は第１位置４１Ａから第３位置４１Ｃに切り換えられる。

次に、荷役装置１２のティルト動作について説明する。まず、荷役装置１２が前傾および後傾されない中立時について説明する。ティルト操作レバー２６が中立位置にあるとき、ティルト切換弁７１のスプールは閉状態の第１位置７１Ａに位置する。このため、ティルトシリンダ２４の第１油室７４および第２油室７５に対する作動油の給排は行われず、荷役装置１２は前後に傾動されない状態に保たれる。

次に、荷役装置１２を後傾させる場合について説明する。ティルト操作レバー２６がオペレータによって中立位置から後傾位置へ後傾されると、電動モータ３２によって油圧ポンプ３１が駆動されるとともに、ティルト切換弁７１では、ティルト操作レバー２６の後傾量に応じた電流が電磁操作部８２に通電されて励磁される。電磁操作部８２が励磁されると、減圧弁５３を通じてパイロット圧に減圧された作動油がパイロット室８０に導入され、パイロット圧の作動油によりティルト切換弁７１のスプールが第２位置７１Ｂに位置する。

リフト切換弁４１が閉状態である第１位置７１Ａから開状態である第２位置７１Ｂに切り換えられると、油圧ポンプ３１から汲み上げられた作動油が、第２油圧配管３８、フローディバイダ３９、第３油圧配管４０の一部、第７油圧配管５１、ティルト切換弁７１、第１０油圧配管７７を通じて第２油室７５に導入される。第２油室７５に作動油が導入されるとともに、第１油室７４の作動油が第９油圧配管７６、ティルト切換弁７１、第１１油圧配管７８、第６油圧配管４６を通じて排出される。第２油室７５への作動油の導入および第１油室７４の作動油の排出により、ティルトシリンダ２４は収縮して荷役装置１２は後傾する。なお、荷役装置１２の後傾速度は、第２油室７５へ導入される流量および第１油室７４から排出される作動油の流量によって変動するが、ティルト切換弁７１を通過する作動油の流量は、電磁操作部８２に入力される電流値によって変動する。

次に、荷役装置１２を前傾させる場合について説明する。ティルト操作レバー２６がオペレータによって中立位置から前傾位置へ前傾されると、前傾用電磁弁８９が開くように通電されるとともに、ティルト操作レバー２６の前傾量に応じた電流が電磁操作部８１に通電されて励磁される。第２油室７５の作動油は、ティルト切換弁７１が中立位置にあるとき荷役装置１２の自重により一定以上の圧力を受けているので、前傾用電磁弁８９が開くと、第２油室７５の作動油がシリンダ側パイロット流路６７を通じてパイロット室７９へ導入される。パイロット室７９に導入された作動油は、パイロット圧の作動油によりティルト切換弁７１のスプールが第３位置７１Ｃに位置する。なお、パイロット圧は電磁操作部８１に通電される電流に応じて調整され、スプールは電流に応じた開度に位置する。

ティルト切換弁７１が閉状態である第１位置７１Ａから開状態である第３位置７１Ｃに切り換えられると、ティルトシリンダ２４の第２油室７５の作動油が、第１０油圧配管７７と、第１１油圧配管７８と、第６油圧配管４６と、を通じてタンク３６に排出される。
油圧ポンプ３１の作動油は第７油圧配管５１に供給されないため、第２油室７５の作動油の排出に伴い第１油室７４は負圧が発生する。第１油室７４が所定の負圧になると、逆止弁９２により第６油圧配管４６から第９油圧配管７６への方向にのみ作動油が導入され、過度な負圧の発生は防止される。

第２油室７５の作動油が排出されることにより、ティルトシリンダ２４は収縮して荷役装置１２は前傾する。なお、荷役装置１２の前傾速度は、第２油室７５からタンク３６へ排出される作動油の流量によって変動するが、ティルト切換弁７１からタンク３６へ排出される作動油の流量は、電磁操作部８１に入力される電流値によって変動する。また、パイロットチェック弁８３が設けられているため、荷役装置１２が急激に前傾することはない。このように、本実施形態では、荷役装置１２の前傾時に油圧ポンプ３１を作動させることなく、ティルト切換弁７１は第１位置７１Ａから第３位置７１Ｃに切り換えられる。

本実施形態の油圧駆動装置３０は以下の作用効果を奏する。
（１）リフト操作レバー２５の操作に応じて下降用電磁弁６８が開くので、フォーク２２を含む昇降部の自重によって得られる圧力を有するリフトシリンダ２１の作動油は、シリンダ側パイロット流路６７を流れてリフト切換弁４１のパイロット室４８へ導入される。シリンダ側パイロット流路６７から導入されたパイロット圧の作動油がリフト切換弁４１を切り換える。リフト切換弁４１の切り換えにより、リフトシリンダ２１からタンク３６へ作動油を排出する状態に切り換わる。従って、フォーク２２を含む昇降部の自重を利用したフォーク２２の下降時に、リフト切換弁４１の切り換えのために油圧ポンプ３１を作動させる必要がなく、フォーク２２の下降時に油圧ポンプ３１を作動させる場合と比較してエナルギー消費を低減することができる。

（２）ティルト操作レバー２６の操作に応じて前傾用電磁弁８９が開く。前傾用電磁弁８９が開くと、荷役装置１２の自重によって得られる圧力を有するティルトシリンダ２４の作動油は、第１０油圧配管７７からシリンダ側パイロット流路８８を流れてティルト切換弁７１のパイロット室７９へ導入される。導入されたパイロット圧の作動油がティルト切換弁７１を切り換える。ティルト切換弁７１の切り換えにより、ティルトシリンダ２４からタンク３６へ作動油を排出する状態に切り換わる。従って、荷役装置１２の自重を利用した荷役装置１２の前傾時に、ティルト切換弁７１の切り換えのために油圧ポンプ３１を作動させる必要がなく、荷役装置１２の前傾時に油圧ポンプ３１を作動させる場合と比較してエナルギー消費を低減することができる。

（３）荷役装置１２の自重によって得られる圧力を有するティルトシリンダ２４の第２油室７５の作動油がティルト切換弁７１のパイロット室７９へ導入され、第１油室７４が所定の負圧になっても、逆止弁９２により第６油圧配管４６から第９油圧配管７６への方向にのみ作動油が導入され、過度な負圧の発生を防止することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

○ 上記の実施形態では、フォークリフトの油圧駆動装置は、油圧ポンプを駆動することなく昇降部を下降させる構成と、油圧ポンプを駆動することなく荷役装置を前傾する構成と、を備えるとしたがこの限りではない。フォークリフトの油圧駆動装置は、例えば、油圧ポンプを駆動することなく昇降部を下降させる構成を備え、油圧ポンプを駆動することなく荷役装置を前傾する構成を備えないとしてもよい。あるいは、フォークリフトの油圧駆動装置は、油圧ポンプを駆動することなく荷役装置を前傾する構成を備え、油圧ポンプを駆動することなく昇降部を下降させる構成を備えないとしてもよい。
○ 上記の実施形態では、油圧シリンダとしてリフトシリンダおよびティルトシリンダを例示して説明したが、これに限らない。油圧シリンダは、例えば、フォークリフトのアタッチメントに用いられる油圧シリンダでもよく、油圧シリンダにより変位される可動部の自重によって油圧シリンダの油室に圧力を発生させることができる油圧シリンダであればよい。
○ 上記の実施形態では、変位操作部としてリフト操作レバーおよびティルト操作レバーについて説明したが、この限りではない。変位操作部は、例えば、リフトシリンダおよびティルトシリンダの双方を制御することが可能なジョイスティックレバーであってもよい。
○ 上記の実施形態では、フォークリフトとしてバッテリフォークリフトについて例示したが、フォークリフトはバッテリフォークリフトに限定されず、エンジンフォークリフトであってもよい。エンジンフォークリフトではポンプはエンジンの動力により駆動される。この場合、ポンプが可変容量ポンプであれば、荷役装置の自重により油圧シリンダを作動させ、油圧シリンダから排出される作動油をパイロット室へ通すとき、可変容量ポンプのポンプトルクを０にすることが可能となる。よってエンジンの動力消費を低減できる。

１０フォークリフト
１１車体
１２荷役装置
２０マスト
２１リフトシリンダ（第１の油圧シリンダ）
２２フォーク
２４ティルトシリンダ（第２の油圧シリンダ）
２５リフト操作レバー（第１の変位操作部）
２６ティルト操作レバー（第２の変位操作部）
３０油圧駆動装置
３１油圧ポンプ
３３吸込口
３４吐出口
３６タンク
３７、４３、５４、７３逆止弁
３８第２油圧配管
４０第３油圧配管
４１リフト切換弁（第１の切換弁）
４１Ａ第１位置（閉）
４１Ｂ第２位置（開：上昇）
４１Ｃ第３位置（開：下降）
４４第５油圧配管
４５油室（リフトシリンダ）
４６第６油圧配管
４７パイロット室（リフト切換弁）
４８パイロット室（リフト切換弁）
４９電磁操作部（リフト切換弁）
５０電磁操作部（リフト切換弁）
５１第７油圧配管
５２ポンプ側パイロット流路
５３減圧弁
６７シリンダ側パイロット流路（リフト用）
６８下降用電磁弁（第１の電磁弁）
７０第９油圧配管
７１ティルト切換弁（第２の切換弁）
７１Ａ第１位置（閉）
７１Ｂ第２位置（開：前傾）
７２Ｃ第３位置（開：後傾）
７４第１油室（ティルトシリンダ）
７５第２油室（ティルトシリンダ）
７６第１０油圧配管
７７第１１油圧配管
７８第１２油圧配管
７９パイロット室（ティルト切換弁）
８０パイロット室（ティルト切換弁）
８１電磁操作部（ティルト切換弁）
８２電磁操作部（ティルト切換弁）
８８シリンダ側パイロット流路（ティルト用）
８９前傾用電磁弁（第２の電磁弁）
９０第１４油圧配管
９１リリーフ弁

Claims

作動油の給排により荷役装置を変位させる油圧シリンダと、
前記作動油を貯留するタンクと、
前記作動油を前記タンクから吸い込んで前記油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとを接続し、前記油圧シリンダに供給する作動油を通す第１作動油流路と、
前記第１作動油流路に設けられ、前記荷役装置を変位させる変位操作部の操作量に応じて前記作動油の流れを制御する切換弁と、
前記油圧シリンダと前記タンクと前記切換弁を接続し、前記油圧シリンダからの前記作動油が前記タンクに向けて流れる第２作動油流路と、
前記第１作動油流路における前記油圧ポンプと前記切換弁との間から分岐され、前記切換弁に設けたパイロット室に接続されるポンプ側パイロット流路と、
前記ポンプ側パイロット流路に設けられ、前記第１作動油流路における作動油を減圧することにより前記切換弁を切り換えるためのパイロット圧を生成する減圧弁と、を備えるフォークリフトの油圧駆動装置において、
前記第１作動油流路における前記油圧シリンダと前記切換弁との間から分岐され、前記パイロット室に接続されるシリンダ側パイロット流路と、
前記シリンダ側パイロット流路に設けられ、前記変位操作部の操作に応じて開閉される電磁弁と、を備え、
前記電磁弁が開くとき、前記荷役装置の自重により前記油圧シリンダを作動させ、前記油圧シリンダから排出される作動油を前記パイロット室へ通すことにより前記切換弁を切り換えることを特徴とするフォークリフトの油圧駆動装置。
前記油圧シリンダは、前記作動油の給排により前記荷役装置が備える昇降部を昇降させる単動式のリフトシリンダであり、
前記変位操作部は、前記昇降部を昇降させるリフト操作レバーであり、
前記切換弁は、前記リフト操作レバーの操作量に応じて前記作動油の流れを制御するリフト切換弁であり、
前記電磁弁は、前記リフト操作レバーが昇降部下降の位置に操作されることにより開き、
前記昇降部の自重による下降により前記リフトシリンダを作動させ、前記リフトシリンダから排出される作動油を前記パイロット室へ通すことにより前記リフト切換弁を切り換えることを特徴とする請求項１記載のフォークリフトの油圧駆動装置。
前記油圧シリンダは、前記作動油の給排により前記荷役装置を前後に傾動させる復動式のティルトシリンダであり、
前記変位操作部は、前記荷役装置を前後に傾動させるティルト操作レバーであり、
前記切換弁は、前記ティルト操作レバーの操作量に応じて前記作動油の流れを制御するティルト切換弁であり、
前記電磁弁は、前記ティルト操作レバーが前記荷役装置を前傾する位置に操作されることにより開き、
前記荷役装置の自重による前傾により前記ティルトシリンダを作動させ、前記ティルトシリンダから排出される作動油を前記パイロット室へ通すことにより前記ティルト切換弁を切り換えることを特徴とする請求項１記載のフォークリフトの油圧駆動装置。