JP3703308B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フォークリフトなどに用いる油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフトに用いられる油圧制御装置としては、例えば、図３に示すものがある。
図３に示した従来の油圧制御装置は、図示していないリフトおよびチルトシリンダを制御する切換弁１、２を、制御流路３に対してパラレルに接続している。そして、この制御流路３を、コンペンセータバルブ４および供給流路５を介してポンプＰに接続している。
【０００３】
上記コンペンセータバルブ４は、第１、２パイロット室４ａ、４ｂを備えるとともに、第１パイロット室４ａ側にスプリング４ｃを設けている。
また、このコンペンセータバルブ４には、余剰流路６を接続するとともに、この余剰流路６にアタッチメント用のアクチュエータを制御する切換弁７を接続している。そして、この余剰流路６も、コンペンセータバルブ４および供給流路５を介してポンプＰに接続している。
なお、上記切換弁１、２は、中立位置で閉じて制御流路３を遮断するが、切換弁７は、中立位置で開いて余剰流路６とタンク流路ｔとを連通する。
【０００４】
上記のコンペンセータバルブ４は、その切り換え位置によってポンプＰの吐出量のうち、制御流路３側に振り分けられる流量と、余剰流路６側に振り分けられる流量とを決める。そして、このコンペンセータバルブ４の切り換え位置は、第１、２パイロット室４ａ、４ｂの圧力作用とスプリング４ｃのバネ力とのバランスによって決まるが、第１、２パイロット室４ａ、４ｂに導かれるパイロット圧については、後で詳しく説明する。
【０００５】
上記コンペンセータバルブ４の上流側には、第１パイロット流路８を接続している。この第１パイロット流路８には、流量制御弁９を接続するとともに、その下流に絞り１０を設けている。そして、この絞り１０の下流側の圧力を流量制御弁９の第１パイロット室９ａに導き、上流側の圧力を第２パイロット室９ｂに導くようにしている。
また、流量制御弁９は、その第１パイロット室９ａ側にスプリング９ｃを設けていて、絞り１０の前後の差圧を、このスプリング９ｃのバネ力に相当する圧力に保つことによって、そこを通過する流量を一定に保つ制御機能を発揮する。
なお、図中符号１１は、第２パイロット室９ｂに通じる流路に設けたダンパオリフィスである。
【０００６】
上記第１パイロット流路８の絞り１０よりも下流側には、パイロット圧設定用のリリーフ弁１２を接続している。そして、このリリーフ弁１２の上流側から分岐した流路１３に第１シャトル弁１４を接続し、この第１シャトル弁１４にリリーフ弁１２で設定されたパイロット圧を導くようにしている。
また、上記第１シャトル弁１４には、第２シャトル弁１５を接続している。この第２シャトル弁１５には、切換弁１に接続した第１負荷圧流路１６と、切換弁２に接続した第２負荷圧流路１７とを接続している。そして、これら第１、２負荷圧流路１６、１７によって、切換弁１、２にそれぞれ接続した図示していないリフトおよびチルトシリンダの負荷圧を第２シャトル弁１５に導くようにしている。
【０００７】
第２シャトル弁１５は、第１、２負荷圧流路１６、１７からの負荷圧のうち、高い方の負荷圧を選択して、その圧力を第１シャトル弁１４に導く。
したがって、第１シャトル弁１４は、この第２シャトル弁１５で選択した圧力と、上記リリーフ弁１２で設定した圧力とのうち、高い方の圧力を選択して、その選択した圧力を第１パイロット圧供給流路１８を介してコンペンセータバルブ４の第１パイロット室４ａに導く。
また、コンペンセータバルブ４の第２パイロット室４ｂには、切換弁１、２の上流側の圧力を第２パイロット圧供給流路１９を介して導くようにしている。
したがって、コンペンセータバルブ４は、切換弁１、２の上流側の圧力とリリーフ弁１２で設定されたパイロット圧とのバランスで動作する場合と、同じく切換弁１、２の上流側の圧力とその下流側の圧力とのバランスで動作する場合とがある。
【０００８】
一方、上記リリーフ弁１２の上流側に発生したパイロット圧は、流路１３から分岐した第２パイロット流路２０を介して各切換弁１、２、７のパイロット室１ａ、２ａ、７ａにパイロット元圧として導かれる。そして、このパイロット元圧を比例電磁式減圧弁１ｂ、２ｂ、７ｂで制御して、各切換弁１、２、７のスプールに作用させるようにしている。
また、上記切換弁１、２は、その中立位置において、第１、２負荷圧流路１６、１７をタンクＴ側に連通させる連通流路２１、２２をそれぞれ備えている。したがって、切換弁１、２を中立位置に戻せば、第１、２負荷圧流路１６、１７がタンク圧になる。
【０００９】
これら連通流路２１、２２を設けたのは、コンペンセータバルブ４を正常に制御して、ポンプ圧が異常に高くなったりしないようにするためである。
例えば、切換弁１に接続した図示していないリフトシリンダを所定のストローク位置に保つ場合、この切換弁１を中立位置に保持するが、このように中立位置に保持していても、リフトシリンダのストローク位置を保つ保持圧がこの切換弁１に作用すると、スプールとスリーブとの僅かな隙間を介してその下流側の第１負荷圧流路１６に流れ込んでしまう。
このような場合に、もし、切換弁１の連通流路２１がないとしたら、第２シャトル弁１５および第１シャトル弁１４を介してコンペンセータバルブ４の第１パイロット室４ａにこの保持圧が供給される。そして、この保持圧が第１パイロット室４ａにこもってしまう。このように保持圧が第１パイロット室４ａにこもってしまうと、コンペンセータバルブ４を正常に制御できなくなる。そして、コンペンセータバルブ４が図示する左側位置に保たれたまま切換弁１、２を中立位置にすると、ポンプ圧が異常に高くなるという問題があった。
【００１０】
そこで、この従来の装置では、切換弁１を中立位置に戻したときに、第１負荷圧流路１６を連通流路２１にタンクＴ側に連通して、リフトシリンダの保持圧が第１パイロット室４ａにこもらないようにした。したがって、コンペンセータバルブ４を正常に制御することができ、ポンプ圧が異常に高くなったりしない。
なお、図中符号２３はメインリリーフ弁、符号２４はコンペンセータバルブ４のダンパオリフィスである。
また、符号２５は切換弁１、２、７の各パイロット室１ａ、２ａ、７ａ内のパイロット圧を、タンク流路ｔに排出するための排出流路である。
【００１１】
次に、この従来の油圧制御装置の作用を説明する。
切換弁１、２を図示の中立位置に保ってポンプＰを駆動すると、切換弁１、２が閉じているため、制御流路３には流れが生じずに、この切換弁１、２の上流側の圧力が第２パイロット圧供給流路１９を介してコンペンセータバルブ４の第２パイロット室４ｂに導かれる。
また、コンペンセータバルブ４の上流側に設けた流量制御弁９には、一定流量の圧油が通過し、その下流に設けたリリーフ弁１２の上流側に、このリリーフ弁１２の設定圧に相当するパイロット圧が発生する。そして、このパイロット圧が流路１３を介して第１シャトル弁１４に導かれる。
【００１２】
一方、この第１シャトル弁１４には、切換弁１、２で制御する図示していないリフトおよびチルトシリンダの負荷圧も導かれるようになっているが、このとき切換弁１、２が閉じているので、リフトおよびチルトシリンダの負荷圧は発生しない。したがって、第１シャトル弁１４は、上記パイロット圧を高圧選択して、その圧油を第１パイロット圧供給流路１８を介してコンペンセータバルブ４の第１パイロット室４ａに導く。
したがって、コンペンセータバルブ４は、第１パイロット室４ａのパイロット圧による作用力およびスプリング４ｃのバネ力と、第２パイロット室４ｂのパイロット圧の作用力とがバランスした位置を保つ。
そして、上記のバランスした状態から、ポンプＰの吐出圧が上昇すれば、コンペンセータバルブ４の第２パイロット室４ｂの作用力が打ち勝つので、コンペンセータバルブ４が図中右側の位置に切り換わり、ポンプＰの吐出油を余剰流路６側に流す。この余剰流路６に導かれた圧油は、切換弁７の中立流路およびタンク流路ｔを介してタンクＴに排出される。
【００１３】
上記の状態から切換弁１、２のうちのいずれか一方の切換弁、例えば切換弁１を切り換えたとすると、この切換弁１が、その切り換え量に応じた絞り開度を保つ。そして、この切換弁１による絞りの上流側の圧力がコンペンセータバルブ４の第２パイロット室４ｂに導かれ、下流側の圧力が第２シャトル弁１５を経由して第１シャトル弁１４に導かれる。
上記の状態から切換弁１に接続した図示していないリフトシリンダの負荷圧がリリーフ弁１２の設定圧以上になると、第１シャトル弁１４が切り換わり、この負荷圧が第１パイロット室４ａに導かれる。したがって、コンペンセータバルブ４が、切換弁１に接続したリフトシリンダに対してロードセンシング機能を発揮する。すなわち、切換弁１の開度によって決まる絞り前後の差圧が、一定になるように制御する。したがって、リフトシリンダには、その負荷変動に係りなく、一定の流量が供給される。
【００１４】
なお、制御流路３に供給される制御流量以上の余剰流量は、余剰流路６からアタッチメント用のアクチュエータを制御する切換弁７に供給される。したがって、切換弁７を切り換えれば、余剰流量でアタッチメント用のアクチュエータを動かすことができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では、切換弁１、２を切り換えたときに、コンペンセータバルブ４の下流側に非常に高いサージ圧が発生し、それによってタンク通路ｔとタンクＴとを接続するホースが抜けたり、切換弁１、２、７に設けた比例電磁式減圧弁１ｂ、２ｂ、７ｂが外れたりするという問題があった。これら問題点を以下に詳しく説明する。
【００１６】
例えば、切換弁１のみを図中右側の切り換えている状態から、この切換弁１を中立状態に戻すと、連通通路２１によって第１負荷圧流路１６とタンクＴ側とが連通する。そのため、第１負荷圧流路１６内の圧力がタンク圧となり、この第１負荷圧流路１６に連通する第１パイロット室４ａの圧力が急激に低下する。
ただし、上記第１負荷圧流路１６と第１パイロット室４ａとの間には第１、２シャトル弁１４、１５があり、これら第１、２シャトル弁１４、１５が完全に切り換われば、第１パイロット室４ａにはリリーフ弁１２の設定圧で決まるパイロット圧が供給されることになるが、これら第１、２シャトル弁１４、１５が完全に切り換わる前に、第１パイロット室４ａの圧力が急激に低下する。
【００１７】
一方、このコンペンセータバルブ４の第２パイロット室４ｂには、第２パイロット圧供給流路１９を介して切換弁１の負荷圧が導かれているので、その両パイロット室４ａ、４ｂの圧力差が大きくなる。そのため、このコンペンセータバルブ４は、図中右側の位置に急激に切り換わる。
このようにコンペンセータバルブ４が急激に切り換わると、非常に高いサージ圧が発生する。そして、この高いサージ圧が余剰流路６から切換弁７を介してタンク流路ｔに伝わる。
【００１８】
このタンク流路ｔ側は、通常タンク圧なので、それほど高い圧力が作用することが考慮されてなく、例えば、このタンク流路ｔとタンクＴとを実際に接続するホースなどは、ホースバンドで簡単に固定されているだけである。このようなホースに、上記のような高いサージ圧が何度も作用すると、その度にホースが徐々に抜けていき、最終的にホースが外れてしまうという問題があった。
【００１９】
また、サージ圧は、タンク流路ｔに接続した排出流路２５を介して切換弁１、２、７のパイロット室１ａ、２ａ、７ａにも伝わるが、これらパイロット室１ａ、２ａ、７ａも、それほど高い圧力に対する構造になっていないので、上記サージ圧による予想以上の高圧が作用すると、これらパイロット室１ａ、２ａ、７ａに設けた比例電磁式減圧弁１ｂ、２ｂ、７ｂが故障したり、これら比例電磁式減圧弁１ｂ、２ｂ、７ｂが切換弁１、２、７から外れたりするという問題があった。
【００２０】
つまり、この従来の装置では、非常に高いサージ圧が発生するため、タンク流路ｔなど高い圧力に対してほとんど考慮されていない部分に悪影響を与えるという問題があった。
この発明の目的は、切換弁１、２を切り換えたときに発生するサージ圧を、低く抑えることができる油圧制御装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ポンプと、このポンプに接続した供給流路と、この供給流路に接続するとともにその切り換え位置に応じてポンプからの圧油を制御流路側と余剰流路側とに振り分けるコンペンセータバルブと、このコンペンセータバルブの上流側から一定流量を分流する流量制御弁と、この流量制御弁の下流側に接続したパイロット圧設定用のリリーフ弁と、上記制御流路に接続するとともにアクチュエータを制御する切換弁と、上記アクチュエータの負荷圧が導かれる負荷圧流路と、この負荷圧流路で導いた負荷圧と上記リリーフ弁の上流側に発生するパイロット圧とを高圧選択する選択弁と、この選択弁で選択した圧油をコンペンセータバルブの第１パイロット室に導く第１パイロット圧供給流路と、切換弁の上流側の圧力をコンペンセータバルブの第２パイロット室に導く第２パイロット圧供給流路とを備え、上記切換弁は、中立状態で負荷圧流路とタンクとを連通させる構成にした油圧制御装置を前提とする。
【００２２】
第１の発明は、上記装置を前提としつつ、コンペンセータバルブの第１パイロット室と供給流路とを接続するリリーフ弁と、第１パイロット圧供給流路に設けた第１オリフィスとを備え、リリーフ弁が開くと、供給流路から第１パイロット室に圧油が供給される構成にしたことを特徴とする。
第２の発明は、上記装置を前提としつつ、コンペンセータバルブの第１パイロット室と第２パイロット室とを接続するリリーフ弁と、第１パイロット圧供給流路に設けた第１オリフィスと、第２パイロット圧供給流路に設けた第２オリフィスとを備え、リリーフ弁が開くと、第２パイロット室から第１パイロット室に圧油が供給される構成にしたことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に示した第１実施例は、第１パイロット圧供給流路１８と供給流路５とをリリーフ弁２６を介して接続し、第１パイロット圧供給流路１８に第１オリフィス２７を設けている。ただし、上記第１オリフィス２７は、第１パイロット圧供給流路１８のリリーフ弁２６を接続した部分よりも第１シャトル弁１４側に設けている。そして、その他の構成は、上記従来の装置と同じなので、同じ構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図１に示すように、コンペンセータバルブ４の第１パイロット圧供給流路１８と供給流路５とをリリーフ弁２６を介して接続している。このように接続したので、リリーフ弁２６が開けば、供給流路５と第１パイロット室４ａとが連通し、供給流路５の圧油がコンペンセータバルブ４の第１パイロット室４ａに供給される。
ただし、上記リリーフ弁２６の設定圧は、コンペンセータバルブ４をロードセンシング制御する圧力の範囲、すなわち、スプリング４ｃのバネ力に相当する差圧分よりも大きくしている。このようにすれば、コンペンセータバルブ４がロードセンシング機能を発揮しているときに、リリーフ弁２６が開いたりしないので、コンペンセータバルブ４の制御に悪影響を与えたりしない。
【００２５】
また、第１パイロット圧供給流路１８には、第１オリフィス２７を設けているが、この第１オリフィス２７は、上記リリーフ弁２６を接続した位置よりも第１シャトル弁１４側に位置させている。このように第１パイロット圧供給流路１８に第１オリフィス２７を設けたのは、第１パイロット室４ａから第１シャトル弁１４側に流れる流量を規制するためである。
【００２６】
次に、この第１実施例の装置の作用を説明する。
例えば図示していないリフトシリンダを作動させている状態から切換弁１を切り換えてそれを中立位置に戻すと、連通流路２１によって第１負荷圧流路１６がタンクＴに連通する。そのため、この第１負荷圧流路１６がタンク圧になり、この第１負荷圧流路１６に連通するコンペンセータバルブ４の第１パイロット室４ａの圧力が低下する。
このように第１パイロット室４ａの圧力が低下すると、この第１パイロット室４ａに第１パイロット圧供給流路１８を介して接続したリリーフ弁２６の上流側と下流側との差圧が大きくなる。そして、この差圧がリリーフ弁２６の設定圧以上になると開き、供給流路５から第１パイロット室４ａに圧油が供給される。
【００２７】
このように第１パイロット室４ａに供給流路５から圧油が供給されれば、この第１パイロット室４ａの圧力が緩やかに低下する。そのため、コンペンセータバルブ４が急激に切り換わったりしない。
一般に、サージ圧は、流路を急激に切り換えることによって生じるが、このようにコンペンセータバルブ４の急激な切り換え作動を防止すれば、発生するサージ圧を低く抑えることができる。
したがって、タンク流路ｔとタンクＴとの間を接続する図示していないホースが外れたり、切換弁１、２、７に設けた比例電磁式減圧弁１ｂ、２ｂ、７ｂが外れたりしない。
【００２８】
図２に示した第２実施例は、上記第１実施例のリリーフ弁２６の上流側を、コンペンセータバルブ４の第２パイロット室４ｂに接続したものであり、その他の構成は第１実施例と全く同じである。
ただし、この実施例のダンパオリフィス２４がこの発明の第２オリフィスに相当する。
この第２実施例の装置によれば、リリーフ弁２６が開くと、第２パイロット室４ｂの圧油が第１パイロット室４ａに供給される。そのため、上記第１実施例と同様に第１パイロット室４ａ内の圧力が緩やかに低下する。
【００２９】
また、第２パイロット室４ｂの圧油を第１パイロット室４ａに導く構成にしているので、この第２パイロット室４ｂには、第２パイロット圧供給流路１９から圧油が供給されることになる。そのため、第２パイロット圧供給流路１９に流れが生じるが、この第２パイロット圧供給流路１９には、ダンパオリフィス２４を設けているので、このダンパオリフィス２４を通過する際に圧力損失が生じる。したがって、この圧力損失分、第２パイロット室４ｂに供給される圧油の圧力が低下する。このように第２パイロット室４ｂの圧力が低下すれば、コンペンセータバルブ４のスプールを図中左方向に押す力が小さくなる。
【００３０】
つまり、この第２実施例の装置では、第１パイロット室４ａの圧力を緩やかに低下させるとともに、コンペンセータバルブ４のスプールを図中左方向に押す第２パイロット室４ｂ側の作用力も小さくしているので、コンペンセータバルブ４の切り換え速度をさらに緩やかにすることができる。
したがって、この第２実施例によれば、第１実施例よりも発生するサージ圧をさらに低く抑えることができる。
なお、上記第１、２実施例において、第１シャトル弁１４がこの発明の選択弁に相当する。
【００３１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、コンペンセータバルブの第１パイロット室と供給流路との差圧が、リリーフ弁の設定圧以上になると、それが開いて供給流路から第１パイロット室に圧油が供給される構成にした。そのため、切換弁を切り換えてそれを中立位置に戻したときに、第１パイロット室がタンクに連通したとしても、第１パイロット室の圧力が急にタンク圧になったりせず、その圧力は緩やかに低下する。したがって、コンペンセータバルブが急に切り換わったりしない。このようにコンペンセータバルブが急に切り換わらないようにしたので、発生するサージ圧を低く抑えることができる。
【００３１】
第２の発明によれば、コンペンセータバルブ４の第１パイロット室と第２パイロット室との差圧がリリーフ弁の設定圧以上になると、それが開いて第２パイロット室から第１パイロット室に圧油が供給される構成にした。そのため、切換弁を切り換えてそれを中立位置に戻したときに、第１パイロット室がタンクに連通したとしても、第１パイロット室が急にタンク圧になったりせず、その圧力は緩やかに低下する。したがって、コンペンセータバルブが急に切り換わるのを防止できる。
【００３２】
しかも、このとき、第１パイロット室には、第２パイロット室から圧油が供給されるので、第２パイロット室には第２パイロット圧供給流路から圧油が供給される。そして、この供給される圧油、第２パイロット圧供給流路に設けた第２オリフィスを通過する際に圧力損失で低下するので、コンペンセータバルブのスプールを押す力が小さくなる。つまり、コンペンセータバルブを切り換える作用力が小さくなる。したがって、コンペンセータバルブの急激な切り換え作動をより防止でき、発生するサージ圧をより低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の回路図である。
【図２】第２実施例の回路図である。
【図３】従来の装置の回路図である。
【符号の説明】
１、２ 切換弁
３ 制御流路
４ コンペンセータバルブ
４ａ 第１パイロット室
４ｂ 第２パイロット室
５ 供給流路
６ 余剰流路
９ 流量制御弁
１２ リリーフ弁
１４ この発明の選択弁に相当する第１シャトル弁
１６ 第１負荷圧流路
１７ 第２負荷圧流路
１８ 第１パイロット圧供給流路
１９ 第２パイロット圧供給流路
２４ この発明の第２オリフィスに相当するダンパオリフィス
２６ リリーフ弁
２７ 第１オリフィス
Ｔ タンク
Ｐ ポンプ

Claims (2)

1. ポンプと、このポンプに接続した供給流路と、この供給流路に接続するとともにその切り換え位置に応じてポンプからの圧油を制御流路側と余剰流路側とに振り分けるコンペンセータバルブと、このコンペンセータバルブの上流側から一定流量を分流する流量制御弁と、この流量制御弁の下流側に接続したパイロット圧設定用のリリーフ弁と、上記制御流路に接続するとともにアクチュエータを制御する切換弁と、上記アクチュエータの負荷圧が導かれる負荷圧流路と、この負荷圧流路で導いた負荷圧と上記リリーフ弁の上流側に発生するパイロット圧とを高圧選択する選択弁と、この選択弁で選択した圧油をコンペンセータバルブの第１パイロット室に導く第１パイロット圧供給流路と、切換弁の上流側の圧力をコンペンセータバルブの第２パイロット室に導く第２パイロット圧供給流路とを備え、上記切換弁は、中立状態で負荷圧流路とタンクとを連通させる構成にした油圧制御装置において、上記コンペンセータバルブの第１パイロット室と供給流路とを接続するリリーフ弁と、第１パイロット圧供給流路に設けた第１オリフィスとを備え、リリーフ弁が開くと、供給流路から第１パイロット室に圧油が供給される構成にしたことを特徴とする油圧制御装置。
2. ポンプと、このポンプに接続した供給流路と、この供給流路に接続するとともにその切り換え位置に応じてポンプからの圧油を制御流路側と余剰流路側とに振り分けるコンペンセータバルブと、このコンペンセータバルブの上流側から一定流量を分流する流量制御弁と、この流量制御弁の下流側に接続したパイロット圧設定用のリリーフ弁と、上記制御流路に接続するとともにアクチュエータを制御する切換弁と、上記アクチュエータの負荷圧が導かれる負荷圧流路と、この負荷圧流路で導いた負荷圧と上記リリーフ弁の上流側に発生するパイロット圧とを高圧選択する選択弁と、この選択弁で選択した圧油をコンペンセータバルブの第１パイロット室に導く第１パイロット圧供給流路と、切換弁の上流側の圧力をコンペンセータバルブの第２パイロット室に導く第２パイロット圧供給流路とを備え、上記切換弁は、中立状態で負荷圧流路とタンクとを連通させる構成にした油圧制御装置において、上記コンペンセータバルブの第１パイロット室と第２パイロット室とを接続するリリーフ弁と、第１パイロット圧供給流路に設けた第１オリフィスと、第２パイロット圧供給流路に設けた第２オリフィスとを備え、リリーフ弁が開くと、第２パイロット室から第１パイロット室に圧油が供給される構成にしたことを特徴とする油圧制御装置。

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