JP4798658B2 - 産業車両の油圧システム - Google Patents

Description

本発明は、操舵用アクチュエータを油圧により作動させる産業車両の油圧システムに関し、特に操舵用アクチュエータへ作動油を供給するポンプから他の油圧アクチュエータへも作動油を供給できるようにしたものに関する。

従来から、油圧式操舵装置を備える車両では、操舵装置が備える操舵用アクチュエータへ作動油を供給するポンプを利用して他の油圧装置のアクチュエータにも作動油を供給し、その装置を作動させることが行われており、こうすることでシステムの簡素化や軽量化が図られている。例えば特許文献１の技術では、ステアリング用のポンプからパワーステアリングシステム、昇降機、及び車高調整システムに作動油を供給することができ、操作に応じて切換バルブを切換えて何れかに供給するようにしている。又、特許文献２の技術では、ステアリング用のポンプからステアリングシリンダと、作業用アクチュエータとに作動油を供給することができ、パイロット圧操作型の切換バルブを切換えて何れかに供給するようにしている。

特開平１０−４４７３９号公報 特開２０００−８５５９８号公報

さて、プライオリティバルブなどの切換バルブによってポンプからの作動油を操舵用アクチュエータへ供給するか他のアクチュエータへ供給するかを切換えるようにすると、両アクチュエータへ作動油を同時に供給しようとする場合には、切換バルブを頻繁に切換えることになる。そのため、効率が悪くなり、又、切換えに際してショックが生じるという問題がある。かといって、単純に両アクチュエータへ充分な量の作動油を常に供給するようにすると、切換えよるショックはなくなるものの、アクチュエータを作動させない場合には作動油をそのままタンクに戻すことになるので決して効率的ではない。

本発明は、操舵用アクチュエータと他のアクチュエータとに同時に、且つ良好に作動油を供給でき、又、各アクチュエータに効率良く作動油を供給できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、ハンドル操作に応じて作動する操舵用アクチュエータへ作動油を供給するポンプにより、他のアクチュエータへ作動油を供給するようにした産業車両の油圧システムであって、上記操舵用アクチュエータ及び上記他のアクチュエータとそれぞれ油圧配管で接続され、上記ポンプから上記何れかのアクチュエータへの作動油の流れを許容する状態に切換可能なプライオリティバルブと、該プライオリティバルブと上記ポンプとの間に設けられ、上記操舵用アクチュエータ及び上記他のアクチュエータとそれぞれ油圧配管で接続される電磁バルブと、該電磁バルブを制御する制御装置とを備え、上記電磁バルブは、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを許容し、上記各アクチュエータへの流れを阻止する第１の状態、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを阻止し、上記操舵用アクチュエータへの流れを許容する第２の状態、及び上記ポンプから上記プライオリティバルブへの流れを阻止し、上記他のアクチュエータへの作動油の流れを許容する第３の状態に切換可能なものであることを特徴とする構成としている。

このような本発明によれば、両アクチュエータへ作動油を供給する場合には、電磁バルブを第１の状態に切換えた上で、プライオリティバルブを切換えることで両アクチュエータを同時に作動させることができる。又、例えば、操舵用アクチュエータへのみ作動油を供給する場合には第２の状態に切換え、他のアクチュエータへのみ作動油を供給する場合には第３の状態に切換えることができ、こうすることで第２の状態及び第３の状態では、プライオリティバルブを通すことなく、プライオリティバルブを切換えることなく操舵用アクチュエータ又は他のアクチュエータへ作動油を供給することができる。

上記の構成においては、上記電磁バルブは、上記第２の状態において、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを阻止すると共に、主に上記操舵用アクチュエータへの流れを許容し、上記第３の状態において、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを阻止すると共に、主に上記他のアクチュエータへの流れを許容するものとすることができる。

このようにすれば、第２の状態においてプライオリティバルブへ作動油が供給されることはないが、他のアクチュエータへ幾分作動油が供給されることで、次にプライオリティバルブを通して他のアクチュエータへ作動油を供給する際、及び第３の状態に切換えて他のアクチュエータへ作動油を供給する際に、急に作動油が流れ始めてショックが生じることを抑えることができる。又、同様に、第３の状態においてプライオリティバルブへ作動油が供給されることはないが、操舵用アクチュエータへ幾分作動油が供給されることで、次にプライオリティバルブを通して操舵用アクチュエータへ作動油を供給する際、及び第２の状態に切換えて操舵用アクチュエータへ作動油を供給する際に、急に作動油が流れ始めてショックが生じることを抑えることができる。

尚、第２の状態における他のアクチュエータへ供給される油量が多すぎると操舵用アクチュエータの動作に影響し、第３の状態における操舵用アクチュエータへ供給される油量が多すぎると他のアクチュエータの動作に影響するので、必要以上に供給しないことが肝要である。

上記の構成に加え、当該車両への運転者の搭乗の有無を検出する運転者検出手段を備えるものでは、上記制御装置は、運転者が搭乗していない場合は、上記電磁バルブを上記第３の状態に切換えるよう制御するものとすることができる。

このようにすれば、運転者が搭乗していなければ、電磁バルブが第３の状態に切換えられることで他のアクチュエータへ優先的に作動油を供給することができ、又、プライオリティバルブを通すことなく効率的に作動油を供給することができる。

又、上記の構成に加え、上記ハンドルの操作の有無を検出するハンドル検出手段を備えるものでは、上記制御装置は、上記ハンドルが操作されていない場合は、上記電磁バルブを上記第３の状態に切換えるよう制御するものとすることができる。

このようにすれば、ハンドルが操作されていなければ、電磁バルブが第３の状態に切換えられることで他のアクチュエータへ優先的に作動油を供給することができ、又、プライオリティバルブを通すことなく効率的に作動油を供給することができる。

更に、上記の構成に加え、上記他のアクチュエータを作動させるために運転者が操作する操作具の操作の有無を検出する操作具検出手段を備えるものでは、上記制御装置は、上記操作具が操作されていない場合は、上記電磁バルブを上記第２の状態に切換えるよう制御するものとすることができる。

このようにすれば、操作具が操作されていなければ、電磁バルブが第２の状態に切換えられることで操舵用アクチュエータへ優先的に作動油を供給することができ、又、プライオリティバルブを通すことなく効率的に作動油を供給することができる。

上記の構成においては、上記制御装置は、上記ハンドルが操作され、且つ上記操作具が操作されている場合は、上記電磁バルブを上記第１の状態に切換えるよう制御するものとすることができる。

このようにすれば、ハンドルが操作され、操作具が操作されていれば、電磁バルブが第１の状態に切換えられるので、ポンプからの作動油は全てプライオリティバルブへ流れるようになる。そして、このときプライオリティバルブを切換えることによって作動油を分流し、両アクチュエータを同時に作動させることができる。

尚、上記の構成において、上記他のアクチュエータが、作動油が供給されて伸長し、作動油が回収されて短縮する単動式油圧シリンダからなるものでは、上記制御装置は、上記ハンドルが操作され、且つ上記操作具が上記他のアクチュエータへ作動油を供給するように操作されている場合は、上記電磁バルブを上記第１の状態に切換えるよう制御し、上記操作具が上記他のアクチュエータへ作動油を供給するように操作されていない場合は、上記電磁バルブを上記第２の状態に切換えるよう制御し、上記ハンドルが操作されず、且つ上記操作具が上記他のアクチュエータへ作動油を供給するように操作されている場合は、上記電磁バルブを上記第３の状態に切換えるよう制御するものとすることができる。

このようにすれば、ハンドルが操作され、且つ操作具が他のアクチュエータへ作動油を供給するように操作されている場合は、電磁バルブが第１の状態に切換えられるので、プライオリティバルブの切換えによって作動油を分流し両アクチュエータを同時に作動させることができる。又、操作具が他のアクチュエータへ作動油を供給するように操作されていない場合は、電磁バルブが第２の状態に切換えられるので、操舵用アクチュエータへ優先的に作動油を供給することができ、更に、ハンドルが操作されず、且つ操作具が他のアクチュエータへ作動油を供給するように操作されている場合は、電磁バルブが第３の状態に切換えられるので、他のアクチュエータへ優先的に作動油を供給することができる。

又、本発明における他のアクチュエータは、１つである場合に限らず複数ある場合であってもよく、又、その用途（アクチュエータによって作動させる装置）も１つである場合に限られない。

以上に説明したように、本発明によれば、両アクチュエータへ作動油を供給する場合には、電磁バルブを第１の状態に切換えた上でプライオリティバルブを切換えればよく、又、何れかのアクチュエータのみに作動油を供給する場合には、電磁バルブを第２の状態又は第３の状態に切換えることで、プライオリティバルブを通すことなく作動油を供給することができる。

以下、本発明をフォークリフトに適用した実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、この実施例に係るフォークリフトは、車体１の前部に駆動輪としての前輪２を備えており、又、車体１の後部に転舵輪としての後輪３を備える。後輪３は車体１に設けられた操舵装置に取り付けられており、この操舵装置には後輪３を旋回させてその向きを変えるステアリングシリンダ４が備えられている。ここで、ステアリングシリンダ４は複動式両ロッド形シリンダであり、ロッドの移動に伴って後輪３が旋回するようになっている。更に、車体１の前後中央部にはバッテリ５が搭載され、このバッテリ５を覆うカバー上に運転者が座乗するシート６が設けられている。尚、シート６には、運転者が着席するとオンとなり、離席するとオフとなるシートスイッチ６ａが付設されている。

又、車体１の前部には、シート６に座った運転者と対向するように、後輪３を旋回させるためのステアリングハンドル７や、後述するフォーク１１を昇降させるためのリフトレバー８、マスト１０を傾動させるためのティルトレバー９が設けられている。
ステアリングハンドル７は所定の操作範囲内で回転可能に設けられており、ステアリングハンドル７にはその操作トルクを検出するステアリングセンサ７ａが付設されている。又、リフトレバー８、ティルトレバー９は何れも前後に傾動可能に設けられており、リフトレバー８には操作に応じてオン／オフが切換わるリフトスイッチ８ａが付設され、ティルトレバー９には操作に応じてオン／オフが切換わるティルトスイッチ９ａが付設されている。ここで、リフトスイッチ８ａは、リフトレバー８が後方（運転者から見て手前）へ操作されたときにオンとなり、前方（運転者から見て奥）へ操作されたとき、及び操作されないときにオフとなるように設けられている。ティルトスイッチ９ａは、ティルトレバー９が前方（運転者から見て奥）又は後方（運転者から見て手前）へ操作されたときにオンとなり、操作されないときにオフとなるように設けられている。

更に、図１に示すように、車体１の前部には、マスト１０が傾動可能に支持されており、このマスト１０にフォーク１１が昇降可能に支持されている。マスト１０には単動式片ロッド形シリンダからなるリフトシリンダ１２が並設されており、リフトシリンダ１２が伸長するとフォーク１１が上昇し、リフトシリンダ１２が短縮すると下降するようになっている。又、車体１とマスト１０にかけては複動式片ロッド形シリンダからなるティルトシリンダ１３が設けられており、ティルトシリンダ１３が伸長するとマスト１０がフォーク１１やリフトシリンダ１２と共に前傾し、ティルトシリンダ１３が短縮すると後傾するようになっている。

さて、車体１には、各シリンダへ供給する作動油を貯溜したタンク１４が設けられ、更に、このタンク１４から吸入した作動油を加圧して吐出するポンプ１５、及びポンプ１５を駆動するモータ１６が設けられている。尚、モータ１６にはその回転速度を検出するモータセンサ１６ａが付設されている。

図２に示すように、ポンプ１５からの作動油は、そのまま電磁バルブ１７へ供給されるようになっており、電磁バルブ１７に供給路Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１が接続されている。供給路Ｘ１はプライオリティバルブ１８に接続されており、プライオリティバルブ１８には供給路Ｙ２、Ｚ２が接続されている。尚、プライオリティバルブ１８は供給路Ｙ２からパイロット圧を得るようになされており、そのため供給路Ｙ２に制御流が流れ、供給路Ｚ２に余剰流が流れるようになっている。供給路Ｙ１、Ｙ２は合流してステアリングバルブ１９に接続されており、ステアリングバルブ１９からの作動油は回収路Ｙ３によってタンク１４へ回収される。又、供給路Ｚ１、Ｚ２は合流してリフトバルブ２０及びティルトバルブ２１に接続されており、両バルブからの作動油は回収路Ｚ３によってタンク１４へ回収される。

電磁バルブ１７は、電気的に位置を切換可能なものであり、図２に示すように、ポンプ１５から供給路Ｘ１への流れを許容し、供給路Ｙ１、Ｚ１への流れを遮断する第１位置（図２では中央の位置）と、ポンプ１５から供給路Ｘ１への流れを遮断し、供給路Ｙ１への流れを許容し、供給路Ｚ１への制限された流れを許容する第２位置（図２では右側の位置）と、ポンプ１５から供給路Ｘ１への流れを遮断し、供給路Ｙ１への制限された流れを許容し、供給路Ｚ１への流れを許容する第３位置（図２では左側の位置）とに切換えられる。尚、第２位置におけるポンプ１５から供給路Ｚ１への流れ、第３位置におけるポンプ１５から供給路Ｙ１への流れは、何れも電磁バルブ１７のスプールに設けられたオリフィスを通してなされるため、その流量は少なく制限されている。電磁バルブ１７には、スプールを駆動するためのソレノイドとスプリングとが内蔵されており、内蔵されたソレノイドのうち、第２位置へ駆動するソレノイド（以下、右動ソレノイド）が励磁されると第２位置に切換えられ、第３位置へ駆動するソレノイド（以下、左動ソレノイド）が励磁されると第３位置に切換えられ、何れのソレノイドも励磁されないとスプリングによって第１位置に戻される。

ステアリングバルブ１９は、ステアリングハンドル７に機械的に連結された、メータリング機構を備える手動式切換弁であり、ステアリングハンドル７の操作に応じてメータリング機構によりステアリングシリンダ４へ供給される作動油の量が調節され、又、その位置が切換えられる。すなわち、ステアリングハンドル７が右回転に操作されると、ステアリングシリンダ４が備える一方の油室（左油室）に作動油を供給し他方の油室（右油室）から作動油を回収する右旋回位置に切換えられる。又、ステアリングハンドル７が左回転に操作されると、一方の油室（左油室）から作動油を回収し他方の油室（右油室）に作動油を供給する左旋回位置に切換えられる。ステアリングハンドル７の操作が止められると、内蔵されたスプリングによってステアリングシリンダ４との間の作動油の流れを遮断する中立位置に戻される。

リフトバルブ２０は、リフトシリンダ１２と油圧配管により接続され、又、リフトレバー８に機械的に連結された手動式切換弁である。リフトレバー８が前方（運転者から見て奥）へ操作されると下降位置に切換わり、後方（運転者から見て手前）へ操作されると上昇位置に切換わり、操作されないと内蔵されたスプリングによって中立位置に戻されるようになっている。
ティルトバルブ２１は、ティルトシリンダ１３と油圧配管により接続され、又、ティルトレバー９に機械的に連結された手動式切換弁である。ティルトレバー９が前方（運転者から見て奥）へ操作されると前傾位置に切換わり、後方（運転者から見て手前）へ操作されると後傾位置に切換わり、操作されないと内蔵されたスプリングによって中立位置に戻されるようになっている。

又、この車体１には、前述のモータ１６や電磁バルブ１７を制御する制御装置２２が設けられている。図３に示すように、制御装置２２にはシートスイッチ６ａ、ステアリングセンサ７ａ、リフトスイッチ８ａ、及びティルトスイッチ９ａからの信号が入力され、制御装置２２はこれらの信号に応じてモータ１６の回転速度を制御し、電磁バルブ１７の切換制御を行う。

制御装置２２は、ステアリングセンサ７ａにより検出される操作トルクに基づいてステアリングハンドル７が操作されているか否かを判断し、ステアリングハンドル７が操作されていれば、モータ１６を所定速度で回転させる。これによりポンプ１５が駆動され、電磁バルブ１７へ向けて作動油が吐出される。又、ステアリングハンドル７が操作されていなくとも、制御装置２２は、リフトレバー８が上昇操作されリフトスイッチ８ａがオンであるか、ティルトレバー９が操作されティルトスイッチ９ａがオンであれば、モータ１６を所定速度で回転させる。

更に、制御装置２２は、図４に示すように、シートスイッチ６ａがオフか否かを判定し（Ｓ１）、シートスイッチ６ａがオフ、つまりシート６上に運転者が居なければ（Ｓ１のＹＥＳ）、左動ソレノイドを励磁して電磁バルブ１７を第３位置に切換える（Ｓ２）。又、制御装置２２はステアリングセンサ７ａにより検出される操作トルクが所定の閾値未満であるか否を判定し（Ｓ３）、操作トルクが閾値未満、つまり運転者がステアリングハンドル７を握っていないのであれば（Ｓ３のＹＥＳ）、左動ソレノイドを励磁して電磁バルブ１７を第３位置に切換える（Ｓ２）。
これにより、ポンプ１５からの作動油は、主に供給路Ｚ１によってリフトバルブ２０及びティルトバルブ２１へ流れ、一部が供給路Ｙ１によってステアリングバルブ１９へ流れる。このとき、ステアリングシリンダ４へ作動油を供給する必要はないので、作動油はそのまま回収路Ｙ３によってタンク１４へ回収される。

シート６上に運転者が居り（Ｓ１のＮＯ）、運転者がステアリングハンドル７を握っていれば（Ｓ３のＮＯ）、制御装置２２はリフトスイッチ８ａ及びティルトスイッチ９ａが何れもオフであるか否かを判定する（Ｓ４）。そして、両スイッチともオフ、つまりリフトレバー８が下降操作されているか全く操作されていないかであり、ティルトレバー９が操作されていないのであれば（Ｓ４のＹＥＳ）、制御装置２２は右動ソレノイドを励磁して電磁バルブ１７を第２位置に切換える（Ｓ５）。
これにより、ポンプ１５からの作動油は、主に供給路Ｙ１によってステアリングバルブ１９へ流れ、一部が供給路Ｚ１によってリフトバルブ２０及びティルトバルブ２１へ流れる。このとき、リフトシリンダ１２及びティルトシリンダ１３へ作動油を供給する必要はないので、作動油はそのまま回収路Ｚ３によってタンク１４へ回収される。

少なくとも何れかのスイッチがオン、つまりリフトレバー８が上昇操作されているか、ティルトレバー９が操作されているかであれば（Ｓ４のＮＯ）、制御装置２２は両ソレノイドを励磁せず、これにより電磁バルブ１７は第１位置に切換えられる。
これにより、ポンプ１５からの作動油は、供給路Ｘ１によってプライオリティバルブ１８へ流れ、プライオリティバルブ１８において供給路Ｙ２の流れと供給路Ｚ２の流れとに分流される。従って、作動油がステアリングバルブ１９を通してステアリングシリンダ４へ供給され、又、リフトバルブ２０を通してリフトシリンダ１２へ（又はティルトバルブ２１を通してティルトシリンダ１３へ）供給される。

このような実施例によれば、ステアリングハンドル７が操作され、リフトレバー８が上昇操作されるかティルトレバー９が操作されるかしていれば、電磁バルブ１７が第１位置に切換えられるので、プライオリティバルブ１８の切換わりによりステアリングシリンダ４、リフトシリンダ１２及びティルトシリンダ１３へ作動油を供給し同時に作動させることができる。
又、リフトレバー８が上昇操作されておらず、ティルトレバー９も操作されていなければ、電磁バルブ１７が第２位置に切換えられるので、ステアリングシリンダ４へ優先的に、且つ効率的に作動油を供給することができる。尚、第２位置において、リフトバルブ２０及びティルトバルブ２１へ向けて幾分作動油を流してるので、次に電磁バルブ１７を第１位置や第３位置へ切換え、リフトシリンダ１２及びティルトシリンダ１３へ作動油を供給する際に、急に作動油が流れ始めてショックが生じることを抑えることができる。
更に、運転者がシート６に搭乗していないか、運転者がステアリングハンドル７を握っていないかであれば、電磁バルブ１７が第３位置に切換えられるので、リフトシリンダ１２及びティルトシリンダ１３へ優先的に、且つ効率的に作動油を供給することができる。尚、第３位置において、ステアリングバルブ１９へ向けて幾分作動油を流してるので、次に電磁バルブ１７を第１位置や第２位置へ切換え、ステアリングシリンダ４へ作動油を供給する際に、急に作動油が流れ始めてショックが生じることを抑えることができる。

本発明の実施例に係るフォークリフトの側面図である。 本発明の実施例の油圧回路図である。 本発明の実施例の機能ブロック図である。 本発明の実施例の制御フロー図である。

符号の説明

１ 車体
３ 後輪
４ ステアリングシリンダ
６ シート
６ａ シートスイッチ
７ ステアリングハンドル
７ａ ステアリングセンサ
８ リフトレバー
８ａ リフトスイッチ
９ ティルトレバー
９ａ ティルトスイッチ
１０ マスト
１１ フォーク
１２ リフトシリンダ
１３ ティルトシリンダ
１５ ポンプ
１７ 電磁バルブ
１８ プライオリティバルブ
１９ ステアリングバルブ
２０ リフトバルブ
２１ ティルトバルブ
２２ 制御装置
Ｘ１ 供給路
Ｙ１ 供給路
Ｙ２ 供給路
Ｚ１ 供給路
Ｚ２ 供給路

Claims (6)

1. ハンドル操作に応じて作動する操舵用アクチュエータへ作動油を供給するポンプにより、他のアクチュエータへ作動油を供給するようにした産業車両の油圧システムであって、
   上記操舵用アクチュエータ及び上記他のアクチュエータとそれぞれ油圧配管で接続され、上記ポンプから上記何れかのアクチュエータへの作動油の流れを許容する状態に切換可能なプライオリティバルブと、該プライオリティバルブと上記ポンプとの間に設けられ、上記操舵用アクチュエータ及び上記他のアクチュエータとそれぞれ油圧配管で接続される電磁バルブと、該電磁バルブを制御する制御装置とを備え、
   上記電磁バルブは、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを許容し、上記各アクチュエータへの流れを阻止する第１の状態、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを阻止し、上記操舵用アクチュエータへの流れを許容する第２の状態、及び上記ポンプから上記プライオリティバルブへの流れを阻止し、上記他のアクチュエータへの作動油の流れを許容する第３の状態に切換可能なものであることを特徴とする産業車両の油圧システム。
2. 上記電磁バルブは、上記第２の状態において、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを阻止すると共に、主に上記操舵用アクチュエータへの流れを許容し、上記第３の状態において、上記ポンプから上記プライオリティバルブへの作動油の流れを阻止すると共に、主に上記他のアクチュエータへの流れを許容するものであることを特徴とする請求項１に記載の産業車両の油圧システム。
3. 当該車両への運転者の搭乗の有無を検出する運転者検出手段を備え、
   上記制御装置は、運転者が搭乗していない場合は、上記電磁バルブを上記第３の状態に切換えるよう制御するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業車両の油圧システム。
4. 上記ハンドルの操作の有無を検出するハンドル検出手段を備え、
   上記制御装置は、上記ハンドルが操作されていない場合は、上記電磁バルブを上記第３の状態に切換えるよう制御するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の産業車両の油圧システム。
5. 上記他のアクチュエータを作動させるために運転者が操作する操作具の操作の有無を検出する操作具検出手段を備え、
   上記制御装置は、上記操作具が操作されていない場合は、上記電磁バルブを上記第２の状態に切換えるよう制御するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の産業車両の油圧システム。
6. 上記制御装置は、上記ハンドルが操作され、且つ上記操作具が操作されている場合は、上記電磁バルブを上記第１の状態に切換えるよう制御するものであることを特徴とする請求項５に記載の産業車両の油圧システム。

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