JP2923975B2 - 制御弁の操作検出構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、制御弁の操作検出構造に係り、とくに、
電動フォークリフト等に使用され、作動流体の流れ方向
を制御する切換弁に対して行われる操作を電気的に検出
するための構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、制御弁の操作検出構造としては、第10,11図に
示す構成のものが知られている。このものは、例えば電
動フォークリフトに使用されるものである。

第10図において、１は、４ポート，スプリングセンタ
形の手動切換弁を示す。この切換弁１のポンプポート，
タンクポートは流体圧源を形成する油圧ポンプ2,タンク
３に接続され、２つのシリンダポートはアクチュエータ
としての複動シリンダ４に接続されている。油圧ポンプ
２は電動モータ５で駆動される。

前記切換弁１は、周知の如く、その弁ハウジング1A内
部の挿通孔をスプール７が移動して各ポートを開閉でき
るようになっており、スプール７の一方の端部は第２図
（ａ）〜（ｃ）に示すように、弁ハウジング1Aの下端に
取り付けたスプリングケース1B内に延出させている。こ
のスプリングケース1B内のスプール７の端部には、図示
の如く上下２枚のスプリングシート8U,8Lが取付ボルト
９により取り付けられるとともに、シート8U,8L間には
リターンスプリング10が介装されている。図中、11はケ
ース取付ボルトである。

一方、前記スプール７の他方の端部は、第10図の如く
弁ハウジング1Aの上方にも延出させ、この延出部分に
は、マイクロスイッチ操作用ドグ12を一体形成してあ
る。このドグ12に対しては、取付ブラケット13を介して
ローラープランジャー形マイクロスイッチ14を対向・配
設している。そして、ドグ12の上端部，即ちスプール７
の上端部はリンク機構15を介して操作用レバー16に連結
されている。

さらに、前記モータ5,マイクロスイッチ14間には第12
図に示すモータ駆動回路が形成してある。つまり、バッ
テリ18,キースイッチ19,マイクロスイッチ14,及び常開
（N.O.）接点20Aを有するリレー20との回路が形成さ
れ、マイクロスイッチ14及びリレー20の直列回路に、リ
レー接点20A及びモータ５の直列回路を並列に接続して
いる。

そこで、キースイッチ19をオンにしたとする。この状
態でレバー16を操作しないときは、マイクロスイッチ14
がオフを維持してリレー20には通電せず、したがってリ
レー接点20Aも開（オフ）を維持し、これによりモータ
５も停止している。また、スプリングケース1B内のリタ
ーンスプリング10が伸長し（第11図（ａ）参照）、その
バネ力によりスプール７が弁ハウジング1A内で所定中立
位置に付勢されており、これにより、シリンダ４は作動
しない。

この状態からレバー16を例えば第10図中のＡ方向の操
作すると、スプール７がスプリング10のばね力に抗して
上方に引き上げられて（第11図（ｂ）参照）、ドグ12に
よりマイクロスイッチ14がオンとなる。このため、第12
図のモータ駆動回路ではリレー20に通電され、そのリレ
ー接点20Aが閉じてモータ５が回転し、油圧ポンプ２が
作動する。このとき、切換弁１ではスプール７の移動に
伴って所定方向の流路が形成され、油圧ポンプ２からシ
リンダ４のオイルが供給されて、シリンダが作動する。
反対に、レバー16を第10図のＢ方向に操作すると、スプ
ール７がスプリング10のばね力に抗して押し込まれる
（第11図（ｃ）参照）とともに、切換弁１では前述とは
反対向きの流路が形成される。このとき、マイクロスイ
ッチ14はドグ12の下方への移動によりオンになっている
から、油圧ポンプ５が駆動し、シリンダ４の逆方向の作
動が得られる。

なお、上記従来例において、スプール16の引き作動
（レバー16のＡ方向の操作）のときのみ、モータ５を起
動させる場合、マイクロスイッチ操作用ドグ12の形状
は、第13図のようであればよい。つまり、同図のドグ12
では、下方のみにテーパ面を形成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような切換弁の操作検出構造にあ
っては、切換弁のスプールにマイクロスイッチ操作用ド
グを設けること、切換弁の外部にマイクロスイッチ取付
用ブラケットを取り付けること、及び切換弁の外部，即
ち搭載機械内にマイクロスイッチ取付スペースを確保す
ることを必須の要件としていたため、構造全体が大形化
し、省スペース化の要請に反する一方、小スペースの車
両等に搭載するときには、組立作業能率の悪化を招くと
ともに、マイクロスイッチのローラーとスプールドグの
隙間の調整作業が非常に行い難いものになるという問題
があった。

この発明は、このような従来の操作検出構造の有する
問題に着目してなされたもので、操作検出構造全体を著
しく小形化し、省スペース化を図るとともに、組立作業
の能率向上を期し、さらには組立後のスイッチ機構の作
動調整を必要としないようにすることを、その解決しよ
うとする課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、この発明は、操作時にスプ
ールの移動によって流体圧源からアクチュエータに流れ
る作動流体の方向を制御する弁であって、非操作時に前
記スプールを中立位置に戻すリターンスプリングを収容
するスプリング収容部を備えた制御弁において、前記ス
プールの前記スプリング収容部内に延長する延長部に一
対のスプリングシートを所定間隔を保って摺動可能に配
設し、該一対のスプリングシート間に前記リターンスプ
リングを配設すると共に、当該一対のスプリングシート
の前記リターンスプリングとは反対側とこれに対向する
スプリング収容部との間に電気的に開閉する開閉スイッ
チを設けている。

〔作用〕

この発明の制御弁では、スプールに操作力が作用しな
いとき、リターンスプリングによって一対のスプリング
シートが押し広げられて、これらのリターンスプリング
とは反対側がスプリング収容部に当接することにより、
所定の中立位置をとる。このとき、スプリングシートと
スプリング収容部との間に設けられた開閉スイッチが閉
状態（又は開状態）となる。

この中立状態から、スプールに操作力が作用したとき
には、その作用方向に対応したオフセット位置をとり、
これにより作用方向側のスプリングシートがリターンス
プリングに抗して摺動し、開閉スイッチが開状態（又は
閉状態）となる。

この開閉スイッチの開閉状況は制御部に対する操作状
況を反映しているので、この開閉スイッチの端子に、ア
クチュエータを駆動する駆動回路を接続することによ
り、スプールの移動，即ち操作状況に応じて駆動回路を
働かせることができる。このため、従来のように制御弁
の外部に、マイクロスイッチ等を設ける必要が無くな
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図乃至第７図に基づ
き説明する。

第１図は、電動フォークリフトについて実施した状態
を示す図である。同図において、31は、制御弁としての
４ポート，スプリングセンタ形の手動切換弁を示す。こ
の切換弁31のポンプポート，タンクポートは流体圧源を
形成する油圧ポンプ32,タンク33に接続され、２つのシ
リンダポートはアクチュエータとしての複動シリンダ34
に接続されている。油圧ポンプ32は電動モータ35で駆動
される。

前記切換弁31は、その弁ハウジング31A内部の挿通孔
をスプール37が移動して各ポートを開閉できるようにな
っており、スプール37の一方の端部は第１図に示すよう
に、弁ハウジング31Aの下端に取り付けられ、合成樹脂
等の絶縁体で成る略円柱状のスプリングケース31B内に
延出させている。

このスプリングケース31Bの弁ハウジング31Aに当接す
る側は、スプール37を貫通させる絶縁性のシールプレー
ト31Baにより覆われている。また、スプリングケース31
Bの略円柱状の内部に延出されたスプール37の端部に
は、図示の如く上下２枚のスプリングシート38U,38Lが
取付ボルト39により取り付けられるとともに、シート38
U,38L間にはリターンスプリング40が介装されている。
第１図中、41はケース取付ボルトである。本実施例で
は、第１図における上側，下側を、以後「上側」，「下
側」と称している。

前記シールプレート31Baは、中心軸を介して対象な内
面側の所定域に、第３図に示す如く略扇状に形成され導
電体で成る第1,第２接触プレート45A,45Bが埋設されて
いる。この接触プレート45A,45Bに当接可能な前記上側
のスプリングシート38Uの位置には、第1,4図に示すよう
に、リング状に形成され導電体で成る上側接片46Uが埋
設されている。同様に、下側のスプリングシート38Lの
ケース底部に接する面には、上側接片と同様に形成され
た下側接片46Lが埋設されている。

さらにスプリングケース31Bの胴部には、第5,6図に示
すように、内周面側から所定深さ及び幅の第１溝48A,第
２溝48Bが内周面側から長手方向（ケースの軸方向）に
穿設され、この各溝48A,48Bに導電体で形成した第1,第
２リード板49A,49Bが配設されている。この各リード板4
9A,49Bは、夫々、ケース31Bの底面に当接する位置で略
直角に折り曲げられ、この折り曲げ位置において該折り
曲げ部が配線用の第1,第２接続端子50A,50Bに接続され
ている。この各端子50A,50Bは、ケース内側から外側に
貫通・立設させている。また、これと同時に、ケース底
部には配線用の第３接続端子50Cを第4,6図に示す如く設
けている。

ここで、各端子50A〜50Cの取付位置は、スプリングケ
ース31Bを下方（底面側）からみたとき、第２図に示す
ように、第１接続端子50Aを頂点とする２等辺三角形を
描く位置であって、下側接片46Lに当接できる位置（但
し、第２接続端子50Bの頭部は他の端子50A,50Cに比べて
低く形成されているので、実際には接片46Lに当接しな
い）に設定されており、これに応じて前述した第1,第２
溝48A,48Bの位置決めがなされている。第１接続端子50A
は第2,第３接続端子50B,50Cに対する共通端子として機
能するものである。

さらに、前記第1,第２リード板49A,49Bの上側端部も
内側に若干折り曲げられ、この折り曲げによる弾力性を
持たせた状態で、その端部が前記シールプレート31Baの
第1,第２接触プレート45A,45Bに夫々接触させている。

一方、前記スプール７の他方の端部は、第１図の如く
弁ハウジング31Aの上方にも延出され、この延出端部は
リンク機構52を介して操作用レバー53に連結されてい
る。

したがって、本実施例におけるスプリングケース31B
内には、第１接続端子（共通端子）50A〜第１リード板4
9A〜第１接触プレート45A〜上側接片46U〜第２接触プレ
ート45B〜第２リード板49B〜第２接続端子50Bを介する
経路であって、この内の上側接片46Uを開閉点とする第
１の開閉スイッチ56Aが形成されるとともに、第１接続
端子（共通端子）50A〜下側接片46L〜第３接続端子50C
を介する経路であって、この内の下側接片46Lを開閉点
とする第２の開閉スイッチ56Bが形成されている（第７
図参照）。

さらに、前記モータ35,第1,第２の開閉スイッチ56A,5
6B間には第７図に示すモータ駆動回路が形成してある。
つまり、バッテリ58,キースイッチ59,第１の開閉スイッ
チ56A,第２の開閉スイッチ56B,及び常閉（N.C.）接点60
Aを有するリレー60とが順次接続され、第１の開閉スイ
ッチ56A〜リレー60の直列回路に、リレー接点60A及びモ
ータ35から成る直列回路を並列に接続している。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、キースイッチ59をオンにしたとする。この状態
でレバー53を操作しないときは、リターンスプリング40
に付勢力が作用しないから、上側，下側のスプリングシ
ート38U,38Lが夫々上限，下限まで移動し、上側及び下
側接片46U,46Lが夫々第1,第２接触プレート45A,45B及び
第1,第３接続端子50A,50Cに当接しており（第１図の状
態参照）、第1,第２の開閉スイッチ56A,56Bの両方共オ
ン状態にある。そこで、バッテリ58及びリレー60を通る
閉回路が構成されるので、リレー60が励磁され、その接
点が開（オフ）となり、モータ５はその給電回路が断た
れて停止状態を維持する。

この状態において、レバー53を例えば第１図中のＡ方
向に操作すると、スプール37がスプリング40のばね力に
抗して上方に引き上げられる（第11図（ｂ）と同様の状
態）。これに付勢されて、下側のスプリングシート38L
も引き上げられるので、下側接片46Lが第1,第３接続端
子50A,50Cから離間し、これによって、第１の開閉スイ
ッチ56Aのオン状態は維持されたまま、第２の開閉スイ
ッチ56Bのみがオフとなる。これによりリレー60が非励
磁となるから、その接点60Aが閉（オン）となり、モー
タ35の給電回路が形成されてモータ35が回転し、油圧ポ
ンプ32が作動する。このとき、切換弁31ではスプール37
の移動に伴って所定方向の流路が形成され、油圧ポンプ
32からシリンダ34にオイルが供給されて、シリンダが作
動し、所定の仕事をさせることができる。

この状態からレバー53のＡ方向への操作を中止する
と、第２の開閉スイッチ56Bがオンに戻るから、リレー6
0が励磁状態となり、再びその接点60Aが開（オフ）とな
り、モータ35の回転が停止する。これととともに、切換
弁31では切換流路が遮断されるから、シリンダ34の作動
も中止される。

反対に、上記停止状態からレバー53を第１図のＢ方向
に操作すると、スプール37がスプリング40のばね力に抗
して押し込まれる（第11図（ｃ）と同様の状態）。これ
に付勢されて、上側のスプリングシート38Uも押し下げ
られるので、上側接片46Uが第1,第２接触プレート45A,4
5Bから離間し、結局、第２の開閉スイッチ56Bのオン状
態を維持したまま、第１の開閉スイッチ56Aがオフとな
る。これにより前述と同様にリレー60が非励磁となるか
ら、その接点60Aが閉（オン）となってモータ35が回転
し、油圧ポンプ32が作動する。このとき、切換弁31では
スプール37の移動に伴って流路切換がなされ、これによ
りシリンダが逆方向に作動して、所定の仕事をさせるこ
とができる。

このように本実施例によれば、切換弁の外部に設ける
マイクロスイッチ等が無くなるので、小形化され、組立
が非常に容易であり、異物による故障等も非常に少なく
なる。また従来例にみられた、組立後のマイクロスイッ
チのローラとドグの隙間調整の必要も無く、保守も容易
になる。

次に、上記実施例に係る制御弁の操作検出構造に関す
る、その他の使用例を第８図，第９図に夫々示す。両図
において、前記実施例と同一の構成要素については同一
符号を用いる。

この内、第９図のものは、電動フォークリフトのポン
プモータ35の回転数をチョッパ制御する回路である。同
図に示すように、切換弁31の第１接続端子50Aはキース
イッチ59を介してバッテリ58に至るとともに、第２接続
端子50Bは常閉接点62を有する第１のリレー62を介し
て、且つ、第３接続端子50Cは常閉接点63を有する第２
のリレー63を介して共にバッテリ58に至る。また、キー
スイッチ59の負荷側は、モータ35,チョッパ増幅器64を
介してバッテリ58に至るとともに、可変抵抗器65,66に
も個別に接続され、この両抵抗器65,66の出力端がリレ
ー接点62A,63Aを個別に介して位相器67に至り、この位
相器67の出力がチョップ増幅器の制御入力となってい
る。

このため、レバー53を第１図のＡ方向に引き操作して
切換弁31のスプール37を引き上げ作動（ティルト後傾作
動）させると、第２の開閉スイッチ56Bのみが開（オ
フ）となり、リレー63がオフとなり、ポンプモータ35は
可変抵抗器66で設定される回転数で回転する。反対に操
作して、スプール37を押し込み作動（ティルト前傾作
動）させると、第１の開閉スイッチ56Aのみが開（オ
フ）となって、今度は他方のリレー62がオフとなり、ポ
ンプモータ35は可変抵抗器65で設定される回転数で回転
する。このように、ティルト前傾，後傾作動においてポ
ンプモータ35の回転数を別々に制御できる。これによ
り、ティルト前傾時とティルト後傾時で別々のポンプモ
ータ回転数で駆動させ、省エネルギを容易に達成でき
る。

つまり、従来例に係る操作検出構造はマイクロスイッ
チを１個しか装備していないため、第８図のような回路
を組むことができないという問題があったが、本発明を
用いると、接続を変えるだけで容易に組むことができ、
切換弁31の汎用性が増大し、組立作業の能率も向上す
る。従来例に係る第10図の構成においても、相互に反対
動作を行うマイクロスイッチを２個設けると、第８図と
同様の回路を組めるが、この場合には装置が非常に大掛
かりになり、前述した従来の問題を助長してしまうので
ある。

さらに、第９図のものは、電動フォークリフトの操作
レバー53を引き作動（第１図のＡ方向）したときのみ、
ポンプモータ35を駆動させる回路である。この回路は、
第７図のものから第１の開閉スイッチ56Aを除去したも
ので、その作動も同様（スプール37が押し込まれたとき
は、モータ停止）である。この回路を組むにも、端子50
A〜50Cの接続を変えるだけの簡単な作業で済む。

なお、本発明における操作検出構造では必ずしも、前
述したように第1,第２の２つの開閉スイッチを設ける必
要が無く、必要に応じて何れか一方であってもよい。ま
た、作動流体としては、オイルの他に、空気を用いるも
のであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、スプールのスプリング収容部内
に延長する延長部に一対のスプリングシートを所定間隔
を保って摺動可能に配設し、該一対のスプリングシート
間に前記リターンスプリングを配設すると共に、当該一
対のスプリングシートの前記リターンスプリングとは反
対側とスプリング収容部との間に電気的に開閉する開閉
スイッチを設けたので、１つのリターンスプリングによ
ってスプールの中立位置を設定することができるうえ、
開閉スイッチの接触圧を確保することができ、接触不良
を防止することができ、操作検出構造全体のを著しく小
型化でき、省スペース化を達成できる共に、組立作業の
効率も格段に向上し、さらには組立後の保守の手間が著
しく軽減されるという効果が得られる。

また、リターンスプリングによって付勢されるスプリ
ングシートとこれに対抗するスプリング収容部との間に
開閉スイッチが設けられているので、スプールの移動時
に動作抵抗となることがなく、スプールの円滑な移動を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は第２図中のＡ−Ａ線に沿った断面図を要部
とする全体構成図、第２図は第１図中の切換弁の底面
図、第３図は第１図中のＣ−Ｃ線に沿った断面図、第４
図は第２図中のＢ−Ｂ線に沿った断面図、第５図は第１
図中のＤ−Ｄ線に沿った断面図、第６図は第１図中のＥ
−Ｅ線に沿った断面図、第７図は上記実施例を適用した
ポンプモータ駆動回路を示す回路図、第８図及び第９図
は夫々上記実施例を使用したポンプモータ駆動回路のそ
の他の例を示す回路図、第10図は従来例を示す全体構成
図、第11図（ａ）〜（ｃ）は第10図中の従来例における
リターンスプリングの動きを示す断面図、第12図は第10
図の従来例に係るポンプモータ駆動回路を示す回路図、
第13図はマイクロスイッチ操作用ドグのその他の従来例
を示す側面図である。 図中、31は制御弁として切換弁、31Bはスプリング収容
部としてのスプリングケース、32は油圧ポンプ、33はタ
ンク、34はアクチュエータとしてのシリンダ、35は電動
モータ、37はスプール、38U,38Lは上側，下側スプリン
グシート、40はリターンスプリング、50A〜50Cは第１〜
第３接続端子、56A,56Bは開閉スイッチとしての第1,第
２の開閉スイッチである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作時にスプールの移動によって流体圧源
   からアクチュエータに流れる作動流体の方向を制御する
   弁であって、非操作時に前記スプールを中立位置に戻す
   リターンスプリングを収容するスプリング収容部を備え
   た制御弁において、前記スプールの前記スプリング収容
   部内に延長する延長部に一対のスプリングシートを所定
   間隔を保って摺動可能に配設し、該一対のスプリングシ
   ート間に前記リターンスプリングを配設すると共に、当
   該一対のスプリングシートの前記リターンスプリングと
   は反対側とこれに対向するスプリング収容部との間に電
   気的に開閉する開閉スイッチを設けたことを特徴とする
   制御弁の操作検出構造。