JP2022018177A - 産業車両の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータに対する能動的な流量制御であって、レバーの往き操作と戻し操作とにおける操作性の差異を低減できる産業車両の油圧制御装置の提供にある。【解決手段】エンジン１６により駆動される油圧ポンプ３１と、作動油により作動するアクチュエータと、アクチュエータに対して作動油を給排するコントロールバルブと、コントロールバルブを制御するコントローラ２７と、コントロールバルブを操作するレバーと、レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、を備え、コントローラは、レバー操作量検出器の検出に基づいてコントロールバルブを制御する産業車両の油圧制御装置３０において、作動油流路における油圧ポンプ３１とコントロールバルブとの間に設けた分流弁８５と、分流弁８５から分岐され、作動油タンク３６と連通するリターン流路と、を備え、コントローラ２７は、レバーの操作量に応じて分流弁８５の開度を制御する。【選択図】 図２

Description

この発明は、産業車両の油圧制御装置に関する。

産業車両としてのフォークリフトは、バッテリの電力を動力源とするバッテリフォークリフトと、エンジンを動力源とするエンジンフォークリフトと、が存在する。バッテリフォークリフトでは、荷役装置を作動させるため作動油を送り出す油圧ポンプが電動モータによって駆動される。一方、エンジンフォークリフトでは、荷役装置を作動させるため作動油を送り出す油圧ポンプはエンジンによって駆動される。

バッテリフォークリフトの場合、例えば、リフトシリンダを操作するためのリフトレバーを操作すると、レバー操作量に応じた回転をするように指令がコントローラから油圧ポンプを駆動する電動モータへ出される。このため、油圧ポンプはレバー操作量に応じて作動油の流量を調整する。バッテリフォークリフトでは、例えば、リフトレバーを中立位置から上昇位置に操作するとき（往き操作）の操作性と、リフトレバーを上昇位置から中立位置へ操作するとき（戻し操作）の操作性と、は同じである。

エンジンフォークリフトでは、油圧ポンプが送り出す作動油は、エンジンの回転数を制御するアクセル開度に依存する。リフトレバーを中立位置から上昇位置へ操作（往き操作）と、リフトレバーを上昇位置から中立位置へ戻す操作（戻し操作）とでは、リフトシリンダへ流入する作動油量が異なるヒステリシス現象が生じる。つまり、コントロールバルブにおけるスプールの位置が往き操作と戻し操作において同じであっても、リフトシリンダへ流入する作動油量が異なる。その結果、レバーの往き操作と戻し操作において操作性が異なることになり、オペレータにとってはレバーの操作時に違和感を覚えることになる。具体的には、オペレータには、レバーの往き操作の操作感と比べて、レバーの戻し操作の操作感が早く感じられることにある。ヒステリシス現象の原因は、例えば、コントロールバルブが備えるソレノイド固有のヒステリシス、作動油圧、スプールの摺動抵抗である。

一方、産業車両の油圧制御装置の従来技術として、例えば、特許文献１に開示されたティルトシリンダの速度制御装置が知られている。このティルトシリンダの速度制御装置では、フォークリフトにおけるマスト傾動用のティルトシリンダと油圧ポンプとの間に、マストの傾動時にティルトシリンダに対する圧油の送り量又は戻り量を調整する電磁式流量調整弁が設けられている。そして、ティルトシリンダがシリンダストローク途中の所定の減速制御開始点に到達したときにティルトシリンダに対する圧油の流量は予め設定した一定流量まで絞られる。ティルトシリンダがストロークエンドに接近し、予め定めた減速制御開始点に到達したときは、ストロークセンサによって検出してコントローラに入力し、コントローラはこの検出信号に基づいて電磁式流量調整弁に減速信号を出力する。

特開平１０－２７３２９４号公報

特許文献１に開示されたティルトシリンダの速度制御装置は、マストの傾動操作時において、ストロークエンドに接近したときにティルトシリンダの速度を自動的に減速させることによりストロークエンドでの衝撃を低減することを目的とする技術に過ぎない。そして、特許文献１に開示されたティルトシリンダの速度制御装置は、ティルトシリンダがストロークエンドに接近したことをストロークセンサによって検出してから作動油の流量を調整するため、受動的な流量制御であるという問題がある。

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、アクチュエータに対する能動的な流量制御であって、レバーの往き操作と戻し操作とにおける操作性の差異を低減できる産業車両の油圧制御装置の提供にある。

上記の課題を解決するために、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから送出される作動油の給排により作動するアクチュエータと、前記油圧ポンプと前記アクチュエータとを接続する作動油流路に設けられ、前記アクチュエータに対して作動油を給排するコントロールバルブと、前記コントロールバルブを制御するコントローラと、前記コントロールバルブを操作するためのレバーと、前記レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、を備え、前記コントローラは、前記レバー操作量検出器の検出に基づいて前記コントロールバルブを制御する産業車両の油圧制御装置において、前記作動油流路における前記油圧ポンプと前記コントロールバルブとの間に設けた分流弁と、前記分流弁から分岐され、作動油タンクと連通するリターン流路と、を備え、前記コントローラは、前記レバーの操作量に応じて前記分流弁の開度を制御することを特徴とする。

本発明では、作動油流路における油圧ポンプとコントロールバルブとの間に設けた分流弁が油圧ポンプからコントロールバルブへ供給される作動油の流量を調整する。レバーの戻し操作のときには、油圧ポンプからコントロールバルブへ供給される作動油の一部を分流弁から作動油タンクへ戻すことで、コントロールバルブへ供給される作動油は低減する。その結果、レバーの戻し操作のとき、コントロールバルブにおける開度に対応する作動油の流量がレバーの往き操作のときと近似する。このため、オペレータにとってレバーの操作時の違和感が小さく感じられる。

また、上記の産業車両の油圧制御装置において、前記分流弁の開度は、前記レバーの戻し操作における前記レバーの操作量が大きくなるにつれて前記リターン流路への作動油量を増大するとともに前記コントロールバルブへの流量が減少するように制御される構成としてもよい。
この場合、レバーの戻し操作では、アクチュエータに供給される作動油量は、コントロールバルブへ流入される作動油量の減少に追従して減少する。その結果、レバーの戻し操作では、アクチュエータへ供給される作動油量がコントロールバルブへ流入する作動油量と異なるヒステリシスは小さくなり、フォークリフトのオペレータにとっては、レバーの操作時の違和感が小さく感じられる。

また、上記の産業車両の油圧制御装置において、前記分流弁は、前記コントロールバルブと一体化されている構成としてもよい。
この場合、分流弁がコントロールバルブと一体化されているので、分流弁とコントロールバルブとの間の作動油の流路が短縮化される。その結果、分流弁の開度変更による作動油の流量の調整がコントロールバルブに直ちに反映され易くなる。

本発明によれば、アクチュエータに対する能動的な流量制御であって、レバーの往き操作と戻し操作とにおける操作性の差異を低減できる産業車両の油圧制御装置を提供できる。

第１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。 第１の実施形態に係るフォークリフトの油圧制御装置を示す油圧回路図である。 （ａ）は第１の実施形態に係るレバー操作量と各作動油量との関係を示す図であり、（ｂ）は比較例に係るリフト切換弁のレバー操作量と各作動油量との関係を示す図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る分流弁の開度およびリフトシリンダへの作動油流量と時間との関係を示す図であり、（ｂ）は比較例に係る分流弁の開度およびリフトシリンダへの作動油流量と時間との関係を示す図である。 第２の実施形態に係るフォークリフトの油圧制御装置を示す油圧回路図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る産業車両の油圧制御装置（以下「油圧制御装置」と表記する）について図面を参照して説明する。本実施形態の油圧制御装置が適用される産業車両はエンジン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には駆動源としてのエンジン１６が搭載されている。エンジン１６は、ディーゼルエンジン、あるいはガソリンエンジンといった内燃機関である。運転席１３の床にはアクセルペダル１７が備えられており、エンジン１６の回転数はアクセルペダル１７の開度に応じて制御される。

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。リフトシリンダ２１およびティルトシリンダ２４はアクチュエータに相当し、油圧ポンプ３１から送出される作動油の給排により作動する。

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レバー２６とが設けられている。リフトレバー２５は、リフトレバー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、ティルトレバー２６は、ティルトレバー２６を前傾するとマスト２０は前傾し、ティルトレバー２６を後傾するとマスト２０は後傾する。

図２に示すように、リフトレバー２５には、リフトレバー２５の操作量を検出するリフトレバーセンサ２８が備えられている。ティルトレバー２６には、ティルトレバー２６の操作量を検出するティルトレバーセンサ２９が備えられている。リフトレバー２５の操作量はリフトレバーセンサ２８により電気信号に変換されてコントローラ２７に入力され、ティルトレバー２６の操作量はティルトレバーセンサ２９により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２７はフォークリフト１０の各部を制御する。リフトレバー２５およびティルトレバー２６はレバーに相当し、リフトレバーセンサ２８およびティルトレバーセンサ２９は、レバー操作量検出器に相当する。リフトレバーセンサ２８およびティルトレバーセンサ２９がポテンショメータの場合、レバー操作量は電流値としてコントローラ２７に伝達される。

図２に示すように、本実施形態の油圧制御装置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。油圧制御装置３０は、エンジン１６により駆動される油圧ポンプ３１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を介して作動油タンク３６と接続されている。作動油タンク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、作動油タンク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を介してプライオリティバルブ３９と接続されている。プライオリティバルブ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。プライオリティバルブ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。

プライオリティバルブ３９とリフト切換弁４１とを接続する第３油圧配管４０には、プライオリティバルブ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を介して作動油タンク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６１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の作動油流路は、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。

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と接続される第１パイロット流路５２が設けられている。つまり、第１パイロット流路５２は、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。第１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電磁比例制御弁であり、コントロールバルブに相当する。

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と作動油タンク３６を接続し、リフトシリンダ２１からの作動油が作動油タンク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から作動油タンク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、第２パイロット流路５８を介して接続されている。第２パイロット流路５８には、パイロット用電磁切換弁５９が配設されている。パイロット用電磁切換弁５９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５９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からの作動油を第２パイロット流路５８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５９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５９を開いた直後は、リフトシリンダ２１からの作動油が第２パイロット流路５８およびリフト切換弁４１を通って作動油タンク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を通過して作動油タンク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（第２パイロット流路５８）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。

本実施形態の油圧制御装置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におけるプライオリティバルブ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６１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６１への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁６３が設けられている。ティルト切換弁６１とティルトシリンダ２４の第１油室（ボトム室）６４および第２油室（シリンダ室）６５とは、第９油圧配管６６、第１０油圧配管６７を介してそれぞれ接続されている。ティルト切換弁６１は第１１油圧配管６８を介して作動油タンク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２の作動油流路は、第２油圧配管３８、第７油圧配管５１、第９油圧配管６６により構成される。

ティルト切換弁６１は、ティルトレバー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レバー２６の操作によって切換可能な第１位置６１Ａ、第２位置６１Ｂおよび第３位置６１Ｃ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６１Ｂは、開度を任意に変更可能な開状態である。第３位置６１Ｃ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６１は、マスト２０を前後に傾動させる場合に第１油室６４、第２油室６５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６１が第３位置６１Ｃの場合は、第２油室６５へ作動油が流入するとともに第１油室６４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６１が第２位置６１Ｂの場合は、第１油室６４へ作動油が流入するとともに第２油室６５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６１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６１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６９、７０と、一対のパイロット室６９、７０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７１、７２と、を有する。つまり、本実施形態のティルト切換弁６１は、電磁操作部７１、７２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６９、７０は第１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６９、７０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７１は、パイロット室６９における作動油のパイロット圧を制御し、電磁操作部７２は、パイロット室７０における作動油のパイロット圧を制御する。ティルトレバー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７１、７２に入力されると、電磁操作部７１、７２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７１、７２は、入力される電流値に応じてパイロット室６９、７０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７１が励磁されるとパイロット室６９のパイロット圧が制御され、スプールが第３位置６１Ｃに移動する。パイロット室６９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６１を流れて第１油室６４へ供給される作動油の量を多くし、第２油室６５から排出されてティルト切換弁６１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７２が励磁されると、パイロット室７０のパイロット圧が制御され、スプールが第２位置６１Ｂに移動する。パイロット室７０のパイロット圧が高くなるほど、スプールは第２油室６５への流入する作動油の量を多くし、第１油室６４から排出されてティルト切換弁６１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６１は、電磁操作部７１、７２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電磁比例制御弁であり、コントロールバルブに相当する。

ところで、第１０油圧配管６７にはパイロットチェック弁７３が備えられている。パイロットチェック弁７３と第１０油圧配管６７におけるパイロットチェック弁７３のティルト切換弁６１側とは、第３パイロット流路７４を介して接続されている。パイロットチェック弁７３は、第１０油圧配管６７を開閉させるプランジャと、第１０油圧配管６７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からの作動油を第３パイロット流路７４に供給するためのオリフィスが形成されている。

第３パイロット流路７４には、パイロット用電磁切換弁７５が配設されている。パイロット用電磁切換弁７５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７５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７５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７５を開いた直後は、ティルトシリンダ２４からの作動油が第３パイロット流路７４およびティルト切換弁６１を通って作動油タンク３６に戻る。

そして、パイロットチェック弁７３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６７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７３およびティルト切換弁６１を通過して作動油タンク３６に戻る。

このようにパイロットチェック弁７３の開度は、オリフィスの上流側（第１０油圧配管６７におけるパイロットチェック弁７３の上流側）の圧力とオリフィスの下流側（第３パイロット流路７４）の圧力との差圧（パイロットチェック弁７３の前後差圧）によって決まる。

第３油圧配管４０と第６油圧配管４６とを接続する第１２油圧配管７６が設けられている。第１２油圧配管７６にはリリーフ弁７７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７７が作動して、第１２油圧配管７６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。

第１パイロット流路５２から分岐され、第６油圧配管４６と接続される第４パイロット流路７８が備えられている。また、リフト切換弁４１およびティルト切換弁６１と接続され、第４パイロット流路７８に合流する第５パイロット流路７９が備えられている。また、第４パイロット流路７８から分岐され、第６油圧配管４６と接続される第６パイロット流路８０が備えられている。

第４パイロット流路７８には、リリーフ弁８１が設けられている。リリーフ弁８１は、第４パイロット流路７８に一定の圧力が発生すると、第６油圧配管４６へ作動油を逃がす機能を有している。第６パイロット流路８０には、リリーフ弁８１に付設されているアキュムレータ８２が設けられている。アキュムレータ８２はリリーフ弁８１が開弁するときの衝撃を緩和する機能を有している。

ところで、油圧制御装置３０は、第２油圧配管３８において油圧ポンプ３１とプライオリティバルブ３９の間に分流弁８５が設けられている。分流弁８５は、リフトレバー２５およびティルトレバー２６の往き操作と戻し操作とにおける操作性の差異を低減するために設けられている。分流弁８５と作動油タンク３６とを接続するリターン流路としての分岐配管８６が備えられている。

分流弁８５は、コントローラ２７からの指令によっ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、第１位置８５Ａ、第２位置８５Ｂおよび第３位置８５Ｃのいずれかを取り得る。第１位置８５Ａは、プライオリティバルブ３９へ通じる流路に絞りを設けており、分岐配管８６に通じる流路には絞りは設けられていない。第１位置８５Ａでは、一定量の作動油がプライオリティバルブ３９へ供給されるが、それ以外の殆どの作動油は分岐配管８６に通される。

第２位置８５Ｂは、プライオリティバルブ３９へ通じる流路に絞りはなく、分岐配管８６に通じる流路には絞りが設けられている。第２位置８５Ｂでは、作動油の大部分がプライオリティバルブ３９へ送り出され、一定量の作動油が分岐配管８６に通される。

第３位置８５Ｃは、プライオリティバルブ３９へ通じる流路のみとなり、分岐配管８６とは連通されない。第３位置８５Ｃでは、油圧ポンプ３１により送り出される作動油の全てがプライオリティバルブ３９へ供給され、分岐配管８６には作動油が流れない。従って、第１位置８５Ａにあるスプールが、第２位置８５Ｂへ移動すると、分流弁８５から作動油タンク３６へ流れる作動油が減少して、プライオリティバルブ３９へ流れる作動油が増大する。さらにスプールが第３位置８５Ｃへ移動すると、分流弁８５から作動油タンク３６へ流れる作動油は無くなり、全ての作動油がプライオリティバルブ３９に供給される。

次に、本実施形態の油圧制御装置３０の作用について説明する。オペレータはリフトレバー２５を中立位置から上昇位置へ操作（往き操作）し、逆に、リフトレバー２５を上昇位置から中立位置へ戻す操作（戻し操作）をする場合がある。往き操作によって、リフト切換弁４１のスプールは第１位置４１Ａから第２位置４１Ｂへ移動するが、リフトシリンダ２１へ供給される作動油量はリフト切換弁４１の開度に応じて調整される。往き操作では、第１位置４１Ａのスプールを基準にすると、リフトレバー２５が中立位置から上昇位置に近づくにつれてスプールストロークが大きくなり、リフト切換弁４１の開度は大きくなる。戻し操作では、第１位置４１Ａのスプールを基準にすると、リフトレバー２５が上昇位置から中立位置に近づくにつれてスプールストロークが小さくなり、リフト切換弁４１の開度は小さくなる。

図３（ａ）に示すように、コントローラ２７はリフトレバー２５のレバー操作量に応じて分流弁８５を制御する。具体的には、コントローラ２７は、リフトレバー２５の往き操作では、中立位置におけるレバー操作量を０とすると、上昇位置へ向けてレバー操作量が大きくなるにつれて、分流弁８５の分岐配管３６へ通じる流路の開度を小さくする。図３（ａ）では、油圧ポンプ３１により送り出される作動油量Ｑ１は、一点鎖線により示され、リフト切換弁４１に流入する作動油量Ｑ２は点線により示されている。また、図３（ａ）では、リフトレバー２５の往き操作においてリフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ３は実線により示され、リフトレバー２５の戻し操作においてリフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ４は破線により示されている。なお、作動油量Ｑ１は、エンジン１６が一定のアクセル開度で運転されている場合の作動油量である。

図３（ａ）に示すように、コントローラ２７は、中立位置におけるレバー操作量が０のとき、油圧ポンプ３１から送出される作動油量Ｑ１であっても、リフト切換弁４１に流入する作動油量Ｑ２に抑制するように、分流弁８５を第１位置８５Ａとする。リフトレバー２５の往き操作において、リフト切換弁４１の開度を大きくするようにスプールストロークが増大すると、リフト切換弁４１に流入する作動油量Ｑ２は増大する。

コントローラ２７は、レバー操作量が所定のレバー操作量Ｓ１になると、分流弁８５を第１位置８５Ａから第２位置８５Ｂへ切り換える。このため、分流弁８５では、分流弁８５から分岐配管８６を流れる作動油が減少し、その結果、リフト切換弁４１へ供給される作動油量Ｑ２はレバー操作量の増大に応じて増大する。さらに、レバー操作量が増大して、所定のレバー操作量Ｓ２になると、コントローラ２７は、分流弁８５を第２位置８５Ｂから第３位置８５Ｃへ切り換える。このため、分流弁８５は、分岐配管８６への流路を遮断し、その結果、リフト切換弁４１へ供給される作動油量Ｑ３は、油圧ポンプ３１から送出される作動油量Ｑ１からプライオリティバルブ３９によってパワーステアリング系油圧回路に供給される作動油を減じた量となる。

リフトレバー２５の往き操作では、レバー操作量の増大に伴い、リフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ３は、図３（ａ）に示すように増大する。レバー操作量が最大となると、リフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ３は、リフト切換弁４１に流入する作動油量Ｑ２と同じとなる。

リフトレバー２５の戻し操作では、コントローラ２７は、中立位置でのレバー操作量を０とすると、第２位置４１Ｂから第１位置４１Ａへ向けてレバー操作量が小さくなるにつれて、分流弁８５の開度を大きくする。

レバー操作量が最大のとき、分流弁８５が第３位置８５Ｃであり、図３（ａ）に示すように、作動油量Ｑ３は、油圧ポンプ３１から送出される作動油量Ｑ１からプライオリティバルブ３９によってパワーステアリング系油圧回路に供給される作動油を減じた量と同じである。コントローラ２７は、油圧ポンプ３１から送出される作動油量Ｑ１であっても、レバー操作量が所定のレバー操作量Ｓ２になると、リフト切換弁４１に流入する作動油量Ｑ２に抑制するように、分流弁８５を第２位置８５Ｂとする。リフトレバー２５の戻し操作において、リフト切換弁４１の開度を小さくするようにレバー操作量が減少すると、リフト切換弁４１に流入する作動油量Ｑ２は減少する。

コントローラ２７は、レバー操作量が所定のレバー操作量Ｓ１になると、分流弁８５を第２位置８５Ｂから第１位置８５Ａへ切り換える。このため、分流弁８５では、分流弁８５から分岐配管８６を流れる作動油が増大し、その結果、リフト切換弁４１へ供給される作動油量Ｑ２はレバー操作量が小さくなるにつれて減少する。さらに、レバー操作量が０になると、分流弁８５では、油圧ポンプ３１から送出される作動油のうち、一部の作動油がプライオリティバルブ３９へ流れ、残りは分岐配管８６を通じて作動油タンク３６に戻される。

リフトレバー２５の戻し操作では、レバー操作量が小さくなることに伴い、リフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ４は、図３（ａ）に示すように減少する。作動油量Ｑ４は、減少し始めるとき、作動油量Ｑ２の減少と一致するように減少する。つまり、リフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ４は、リフト切換弁４１へ供給される作動油量Ｑ２の減少に追従して減少する。そして、レバー操作量がＳ１になってしばらくは、作動油量Ｑ４は、リフト切換弁４１へ供給される作動油量Ｑ２の減少に追従する。リフトレバー２５の戻し操作において作動油量Ｑ４が作動油量Ｑ２の減少に追従する区間では、図３（ａ）に示すように、作動油量Ｑ２は往き操作における作動油量Ｑ３に接近した位置で減少する。さらに、レバー操作量が小さくなると、作動油量Ｑ４は、作動油量Ｑ２よりも減少する。

図３（ｂ）は、比較例に係る油圧制御装置におけるレバー操作量と各作動油量との関係を示す図である。比較例に係る油圧制御装置は、分流弁８５を備えない以外は、本実施形態の油圧制御装置と同じ構成である。図３（ｂ）に示すように、比較例では、リフトレバー２５の往き操作では、リフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ５は、本実施形態の作動油量Ｑ３と同じである。リフトレバー２５の戻し操作では、リフトシリンダ２１に供給される作動油量Ｑ６は、リフトレバー２５の往き操作の作動油量Ｑ５から大きく離れた位置で減少する。なお、図３（ｂ）では、説明の便宜上、作動油量Ｑ２を示している。

図３（ｂ）に示す比較例では、リフトレバー２５を中立位置から上昇位置へ操作（往き操作）をするときと、リフトレバー２５を上昇位置から中立位置へ戻す操作（戻し操作）をするとき、作動油量Ｑ５、Ｑ６のヒステリシスＨ２が大きい。比較例に対して、本実施形態では、リフトレバー２５を中立位置から上昇位置へ操作（往き操作）をするときと、リフトレバー２５を上昇位置から中立位置へ戻す操作（戻し操作）をするとき、作動油量Ｑ３、Ｑ４のヒステリシスＨ１は小さい。このため、フォークリフト１０のオペレータにとっては、比較例と比べると、リフトレバー２５の操作時の違和感が小さく感じられる。

ところで、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、リフトレバー２５の往き操作では、リフトレバー２５を中立から上昇位置の最大に操作しても、分流弁８５の開度に合わせてリフト切換弁４１からリフトシリンダ２１へ供給される作動油量は緩やかに増大する（Ｔ１とＴ２との間）。一方、図４（ｂ）に示す比較例の場合では、分流弁８５がないため、リフトシリンダへの作動油量は急激に増大する（Ｔ１とＴ３との間）。本実施形態では、リフトシリンダ２１への供給される作動油量が緩やかに増大するため、リフトシリンダ２１によって上昇されるフォーク２２は、比較例と比べると、リフトレバー２５の操作による衝撃を受け難くなる。また、リフトレバー２５の上昇位置から中立位置への戻し操作においても、実施形態では作動油量の減少が緩やかとなり、リフトシリンダ２１によって下降されるフォーク２２は、比較例と比べると、リフトレバー２５の操作による衝撃を受け難くなる。

なお、リフトレバー２５の往き操作および戻し操作におけるヒステリシスの低減を説明したが、リフトレバー２５と同様に、ティルトシリンダ２４を操作するティルトレバー２６の往き操作および戻し操作においてヒステリシスが低減される。また、リフトレバー２５の往き操作（戻し操作）においてリフトシリンダ２１への供給される作動油量が緩やかに増大（減少）するとしたが、リフトレバー２５と同様に、ティルトシリンダ２４を操作するティルトレバー２６の往き操作（戻し操作）においてもティルトシリンダ２４への供給される作動油量が緩やかに増大（減少）する。

本実施形態に係る油圧制御装置３０は以下の作用効果を奏する。
（１）作動油流路における油圧ポンプ３１とリフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）との間に設けた分流弁８５が油圧ポンプ３１からリフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）へ供給される作動油の流量を調整する。リフトレバー２５（ティルトレバー２６）の戻し操作のときには、油圧ポンプ３１からリフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）へ供給される作動油の一部を分流弁８５から作動油タンク３６へ戻すことで、リフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）へ供給される作動油量は低減する。その結果、リフトレバー２５（ティルトレバー２６）の戻し操作のとき、リフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）における開度に対応する作動油の流量がリフトレバー２５（ティルトレバー２６）の往き操作のときと近似する。このため、オペレータにとってリフトレバー２５の操作時の違和感が小さく感じられる。

（２）分流弁８５の開度は、リフトレバー２５（ティルトレバー２６）の戻し操作におけるリフトレバー２５（ティルトレバー２６）の操作量が大きくなるにつれて分岐配管８６への作動油量を増大するとともにリフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）への流量が減少するように制御される。このため、リフトレバー２５（ティルトレバー２６）の戻し操作では、リフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）に供給される作動油量Ｑ４は、リフト切換弁４１（ティルト切換弁６１）へ供給される作動油量Ｑ２の減少に追従して減少する。その結果、リフトレバー２５（ティルトレバー２６）の戻し操作では、リフト切換弁４１へ流入する作動油量Ｑ４が作動油量Ｑ３と異なるヒステリシスＨ１は小さくなり、フォークリフト１０のオペレータにとっては、比較例と比べると、リフトレバー２５（ティルトレバー２６）の操作時の違和感が小さく感じられる。

（３）リフトレバー２５の往き操作では、リフトレバー２５を中立から上昇位置の最大に操作しても、分流弁８５の開度に合わせてリフト切換弁４１からリフトシリンダ２１へ供給される作動油量は緩やかに増大する。このため、リフトシリンダ２１によって上昇されるフォーク２２は、リフトレバー２５の操作による衝撃を受け難くなる。また、リフトレバー２５の上昇位置から中立位置への戻し操作においても、実施形態では作動油量の減少が緩やかとなり、リフトシリンダ２１によって下降されるフォーク２２は、リフトレバー２５の操作による衝撃を受け難くなる。

（４）リフトレバー２５と同様に、ティルトレバー２６の往き操作および戻し操作では、分流弁８５の開度に合わせてティルト切換弁６１からティルトシリンダ２４へ供給される作動油量は緩やかに増大する。このため、ティルトシリンダ２４によって傾動されるマスト２０は、ティルトレバー２６の操作による衝撃を受け難くなる。また、ティルトレバー２６の前傾位置（後傾位置）から中立位置への戻し操作においても、実施形態では作動油量の減少が緩やかとなり、ティルトシリンダ２４によって傾動されるマスト２０は、ティルトレバー２６の操作による衝撃を受け難くなる。

（５）リフト切換弁４１およびティルト切換弁６１に対して分流弁８５が別に設けられているので、分流弁８５はリフトシリンダ２１およびティルトシリンダ２４に対する作動油量を調整することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る油圧制御装置について説明する。第２の実施形態では分流弁がリフト切換弁と一体化されている点で、第１の実施形態と異なる。本実施形態では、第１の実施形態と同じ構成については、第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。

図５に示すように、油圧制御装置９０では、分流弁８５がリフト切換弁４１と一体化されている。図示はされないが、分流弁８５がリフト切換弁４１と一体化されることで分流弁８５付きのバルブユニット９１を構成する。バルブユニット９１として、分流弁８５がリフト切換弁４１と一体化されているので、油圧制御装置９０では、分流弁８５とリフト切換弁４１との間にプライオリティバルブが設けられない。なお、説明の便宜上、図５では、ティルトシリンダ２４およびティルト切換弁６１について図示を省略している。また、図５では、一部のパイロット圧の配管の図示を省略している。

本実施形態では、分流弁８５がリフト切換弁４１と一体化されることから、分流弁８５とリフト切換弁４１との油圧配管が省略又は短縮化され、リフト切換弁４１は分流弁８５からの作動油を直ちに受給できる。その結果、分流弁８５の開度変更による作動油の流量の調整がリフト切換弁４１に直ちに反映され易くなる。また、分流弁８５とリフト切換弁４１との一体化により、部品点数を一体化しない場合よりも削減することができる。

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、分流弁はスプールが３位置に切り換え可能としたが、実施形態の分流弁に限定されない。分流弁は、油圧ポンプからアクチュエータへ供給する作動油量を変更できるように開度を制御可能とする分流弁であればよい。また、分岐配管へ通す作動油の供給を遮断できるほか、アクチュエータへの作動油の供給を遮断できるようにしてもよい。
○ 上記の実施形態では、アクチュエータとして荷役装置が有するリフトシリンダおよびティルトシリンダを例示したが、アクチュエータはリフトシリンダおよびティルトシリンダに制限されない。アクチュエータは、例えば、フォークリフトのアタッチメントに備えられるフォークシフタやサイドフォークシフタ等の油圧シリンダであってもよい。また、フォークリフトに限らず、高所作業車やトラクターショベルに搭載される油圧シリンダであってもよい。
○ 上記の実施形態では、コントロールバルブはパイロット圧を用いた電磁比例制御弁としたが、これに限定されない。コントロールバルブはレバーと機械的に接続され、レバー操作によってスプールが移動するコントロールバルブであってもよい。
○ 上記の実施形態では、産業車両としてのエンジンフォークリフトについて例示したが、産業車両はエンジンフォークリフトに限定されない。産業車両はエンジンによって駆動される油圧ポンプを搭載する産業車両であればよい。

１０ フォークリフト
１１ 車体
１２ 荷役装置
１３ 運転席
１６ エンジン
２０ マスト
２１ リフトシリンダ（アクチュエータ）
２２ フォーク
２４ ティルトシリンダ（アクチュエータ）
２５ リフトレバー（レバー）
２６ ティルトレバー（レバー）
２７ コントローラ
２８ リフトレバーセンサ（レバー操作量検出器）
２９ ティルトレバーセンサ（レバー操作量検出器）
３０、９０ 油圧制御装置
３１ 油圧ポンプ
３６ 作動油タンク
４１、９１ リフト切換弁（コントロールバルブ）
５２ ポンプ側パイロット流路
５３ 減圧弁
６１ ティルト切換弁（コントロールバルブ）
８５、９２ 分流弁
８６ 分岐配管
Ｈ１、Ｈ２ ヒステリシス
Ｑ１ 油圧ポンプから送出される作動油量
Ｑ２ リフト切換弁へ流入する作動油量
Ｑ３ 往き操作のリフトシリンダへの流入作動油量
Ｑ４ 戻し操作のリフトシリンダへの流入作動油量
Ｑ５ 比較例における往き操作のリフトシリンダへの流入作動油量
Ｑ６ 比較例における戻し操作のリフトシリンダへの流入作動油量

Claims (3)

1. エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから送出される作動油の給排により作動するアクチュエータと、
   前記油圧ポンプと前記アクチュエータとを接続する作動油流路に設けられ、前記アクチュエータに対して作動油を給排するコントロールバルブと、
   前記コントロールバルブを制御するコントローラと、
   前記コントロールバルブを操作するためのレバーと、
   前記レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、を備え、
   前記コントローラは、前記レバー操作量検出器の検出に基づいて前記コントロールバルブを制御する産業車両の油圧制御装置において、
   前記作動油流路における前記油圧ポンプと前記コントロールバルブとの間に設けた分流弁と、
   前記分流弁から分岐され、作動油タンクと連通するリターン流路と、を備え、
   前記コントローラは、前記レバーの操作量に応じて前記分流弁の開度を制御することを特徴とする産業車両の油圧制御装置。
2. 前記分流弁の開度は、前記レバーの戻し操作における前記レバーの操作量が大きくなるにつれて前記リターン流路への作動油量を増大するとともに前記コントロールバルブへの流量が減少するように制御されることを特徴とする請求項１記載の産業車両の油圧制御装置。
3. 前記分流弁は、前記コントロールバルブと一体化されていることを特徴とする請求項１又は２記載の産業車両の油圧制御装置。

Images