JP4907098B2

JP4907098B2 - フォークリフト用制御回路

Info

Publication number: JP4907098B2
Application number: JP2005127330A
Authority: JP
Inventors: 健一西海; 一監大嶋
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: JP2006306507A

Description

この発明は、少なくともリフトシリンダおよびチルトシリンダを備えたフォークリフト用制御回路に関する。

この種のものとして特許文献１に記載された制御回路が従来から知られているが、この従来の制御回路は、上流側のリフト用制御弁を中立位置に保ってリフトシリンダを作動させない状態で、下流側のチルト用制御弁あるいはチルト用制御弁の下流側に設けたアタッチメント用制御弁を切り換えて、チルトシリンダあるいはアタッチメント用アクチュエータを作動させると、ポンプ吐出量の全量が上記チルトシリンダあるいはアタッチメント用アクチュエータに供給される。

ところが、フォークリフトにおいては、チルトシリンダやアタッチメント用アクチュエータの容量が、リフトシリンダの半分あるいはそれ以下というのが一般的である。しかし、定吐出量形ポンプの最大吐出量は、容量の大きいリフトシリンダを基準に設定される。そのために、チルト用制御弁あるいはアタッチメント用制御弁も、大容量に対応するために、リフト用制御弁と同じ大きさのものを用いざるを得ないというのが現状である。
特開平８−９１７９３号公報

上記のように従来のフォークリフト用制御回路では、チルト用制御弁あるいはアタッチメント用制御弁を大型化せざるを得ないので、その分、コストアップにつながるという問題があった。また、上記チルト用制御弁あるいはアタッチメント用制御弁のそれぞれを小型化する手段として、リフトシリンダ専用のポンプと、チルトシリンダあるいはアタッチメント用アクチュエータ専用のポンプとを別々に設けるということも従来から行われているが、これらもコストアップという問題を解決することができなかった。

この発明の目的は、チルト用制御弁等を小型化できるフォークリフト用制御回路を提供することである。

この発明は、定吐出量形ポンプと、この定吐出量形ポンプに接続した供給通路と、この供給通路に接続した作業機系回路とを備え、この作業機系回路には、リフトシリンダを制御するリフト用制御弁と、このリフト用制御弁の下流側にあってチルトシリンダを制御するチルト用制御弁とを接続し、これらリフト用制御弁およびチルト用制御弁が中立位置にあるとき、定吐出量形ポンプからの吐出流体は、上記両制御弁を通ってこれら制御弁に接続した中立流路を経由してタンクに導かれ、これらリフト用制御弁およびチルト用制御弁が中立位置にある状態から、上記リフト用制御弁を、上記リフトシリンダを上げるための上げポジションに切り換えるか、上記チルト用制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記定吐出量形ポンプからの吐出流体がパラレル通路を介して上記上げポジションに切り換えたリフト用制御弁あるいは中立位置以外の位置に切り換えた上記チルト用制御弁に導かれ、上記リフト用制御弁を上記上げポジションに切り換え、かつ上記チルト用制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記定吐出量形ポンプからの吐出流体がパラレル通路を介して上記リフト用制御弁及び上記チルト用制御弁の双方に導かれる構成にしたフォークリフト用制御回路を前提にする。

上記の制御回路を前提にしつつ、第１の発明は、上記リフト用制御弁とチルト用制御弁との間における上記中立流路に第１制御絞りを設けるとともに、この第１制御絞り前後の差圧を一定に保って、上記中立流路を流れる流量のうち、第１制御絞りを流れる設定流量以上の余剰流量をタンクに戻す第１圧力補償弁を設ける一方、上記パラレル通路であって、リフト用制御弁に通じる分岐通路よりも下流側に第２制御絞りを設け、この第２制御絞り前後の差圧を一定に保って、上記パラレル通路を流れる流量のうち、第２制御絞りを流れる設定流量以上の余剰流量をタンクに戻す第２圧力補償弁を設けた点に特徴を有する。

なお、この発明において、リフトシリンダを制御するリフト用制御弁と、チルトシリンダを制御するチルト用制御弁とは必須の構成要素であるが、上記チルト用制御弁の下流側に、アタッチメント用アクチュエータを制御するアタッチメント用制御弁を、必要に応じて設けてもよいが、このアタッチメント用制御弁は必ずしも絶対的な構成要素ではない。

第２の発明は、最上流のリフト用制御弁よりも上流側における供給通路に、タンク通路に連通するブリードオフ通路を接続し、このブリードオフ通路に上記第２圧力補償弁を設けるとともに、上記ブリードオフ通路であって上記第２圧力補償弁よりも上流側を、中立位置にあるリフト用制御弁およびチルト用制御弁を介してタンクに連通するパイロット通路に第１オリフィスを介して接続する一方、上記第２圧力補償弁は第２制御絞りの上流側の圧力が導かれる一方のパイロット室を上記供給通路側に接続し、第２制御絞りの下流側の圧力が導かれる他方のパイロット室にはスプリングを設けるとともに、このスプリングを設けた他方のパロット室を、上記第１オリフィスの下流側に接続し、かつ、第２制御絞りの下流側と第２オリフィスを介して連通させた点に特徴を有する。

第１の発明によれば、チルト用制御弁あるいはチルト用制御弁よりも下流側には、第１，２圧力補償弁で設定された設定流量以上の流量が供給されない。したがって、この設定流量をチルトシリンダあるいはアタッチメント用アクチュエータが必要とする最小限の流量に設定しておけば、それらチルトシリンダあるいはアタッチメント用アクチュエータを制御するチルト用制御弁等を小型化できる。

第２の発明によれば、各制御弁を中立位置に保っているとき、最上流のリフト用制御弁のさらに上流側から、ポンプ吐出量をブリードオフできるので、ブリードオフ時の圧力損失を最小限に抑えることができる。また、第２圧力補償弁は、ブリードオフ弁としても機能させられるので、ひとつの圧力補償弁を多機能弁として使用でき、その分、コストダウンにつながることになる。

この発明の実施形態を示す図１において、定吐出量形ポンプＰには、ポンプ通路１を接続するとともに、このポンプ通路１は優先弁２の流入ポート３に連通させている。このようにした優先弁２は、その制御流ポート４をステアリング系回路５に接続し、余剰流ポート６を作業機系回路７に接続している。

そして、上記優先弁２はステアリング系回路５に制御流量Ｑ1を優先的に供給し、この制御流量Ｑ1以上の余剰流量Ｑ2を作業機系回路７に供給するが、上記制御流量Ｑ1は制御オリフィス８とスプリング９とによって決められる。すなわち、上記優先弁２は、その一方のパイロット室２ａに制御オリフィス８の上流側の圧力を導き、他方のパイロット室２ｂに制御オリフィス８の下流側の圧力を導く構成にするとともに、上記他方のパイロット室２ｂにスプリング９を設けている。

このようにした優先弁２は、制御オリフィス８前後の差圧が、スプリング９のバネ力に等しくなるように作動する。言い換えると、制御オリフィス８前後の差圧を一定に保って、ステアリング系回路５に供給される制御流量Ｑ1を常に一定に保つようにしている。そして、上記制御流量Ｑ1以上の余剰流量Ｑ2が流入ポート３に流入したときには、その余剰流量Ｑ2を余剰流ポート６から流出するものである。
なお、図中符号１０はダンパーオリフィスである。

さらに、作業機系回路７には、優先弁２の余剰流ポート６に接続した供給通路１１を設けるとともに、この供給通路１１は、中立流路１２とパラレル通路１３とに分岐させている。このようにした中立流路１２およびパラレル通路１３のそれぞれには、その最上流にリフトシリンダ１４を制御するリフト用制御弁１５を接続し、このリフト用制御弁１５の下流側に、チルトシリンダ１６を制御するチルト用制御弁１７を接続し、さらに、このチルト用制御弁１７の下流側に、図示していないアタッチメント用アクチュエータを制御するアタッチメント用制御弁１８を接続している。

そして、上記各制御弁１５，１７，１８のそれぞれは、それらが図示の中立位置にあるとき、余剰流ポート６から流出した作動流体を、中立流路１２を介してタンクＴに還流させる。

上記のようにした中立流路１２であって、リフト用制御弁１５とチルト用制御弁１７との間に、言い換えると、チルト用制御弁１７の上流側に第１制御絞り１９を設けるとともに、この第１制御絞り１９の上流側であってリフト用制御弁１５の下流側における中立流路１２に接続したブリードオフ通路ａを接続するとともに、このブリードオフ通路ａに第１圧力補償弁２０を設けている。

上記第１圧力補償弁２０は、その一方のパイロット室２０ａを上記第１制御絞り１９の上流側に接続し、他方のパイロット室２０ｂを第１制御絞り１９の下流側に接続している。しかも、この他方のパイロット室２０ｂには、スプリング２１を設けている。このようにした第１圧力補償弁２０は、それが開くことによって、上記中立流路１２を、タンク通路２２を介してタンクＴに連通させる。

上記のようにした第１圧力補償弁２０は、第１制御絞り１９前後の差圧が、スプリング２１のバネ力に等しくなるように、その制御機能を発揮するとともに、上記差圧が必要以上に大きくなるときには、余剰流量を、タンク通路２２を介してタンクＴに還流させる。そして、上記第１制御絞り１９前後の差圧の大きさによって、この第１制御絞り１９を通過する流量が決められるが、第１制御絞り１９を通過できる最大流量は、第１制御絞り１９の開口径と、第１圧力補償弁２０のパイロット室２０ａ，２０ｂの受圧面積と、スプリング２１のバネ力とを調整することによって、あらかじめ設定することができる。

今、第１制御絞り１９に上記最大流量以上の流量が流れようとすると、第１圧力補償弁２０は次のように機能する。すなわち、第１制御絞り１９を通過する最大流量以上の流量に応じて、第１制御絞り１９前後の差圧が大きくなる。このように差圧が大きくなれば、第１圧力補償弁２０は、その差圧を上記スプリング２１のバネ力に等しくなるまで、上記最大流量以上の流量を介してタンクＴに還流させて、上記差圧を小さくする。したがって、第１制御絞り１９の下流側には、上記最大流量である設定流量以下の流量のみが流れることになる。

さらに、前記パラレル通路１３であって、リフト用制御弁１５に通じる分岐通路２３よりも下流側に第２制御絞り２４を設けるとともに、上記供給通路１１に接続したブリードオフ通路ｂに第２圧力補償弁２５を設けている。この第２圧力補償弁２５は、その一方のパイロット室２５ａを上記第２制御絞り２４の上流側に接続し、他方のパイロット室２５ｂを第２制御絞り２４の下流側に接続している。しかも、この他方のパイロット室２５ｂには、スプリング２６を設けている。このようにした第２圧力補償弁２５は、それが開くことによって、上記供給通路１１を、タンク通路２２を介してタンクＴに連通させる。

さらに、上記ブリードオフ通路ｂであって、第２圧力補償弁２５の上流側にパイロット通路２７を接続している。そして、このパイロット通路２７は、前記した各制御弁１５，１７，１８が図示の中立位置にあるとき、各制御弁１５，１７，１８に設けられた通路を介してタンクＴに連通する。しかも、上記各制御弁１５，１７，１８を中立位置以外の位置に少しでも切り換えられたとき、このパイロット通路２７はタンクＴとの連通が即座に遮断される関係にしている。

そして、このパイロット通路２７であって、リフト用制御弁１５の上流側に第１オリフィス２８を設けている。また、上記第２制御絞り２４の下流側と、第２圧力補償弁２５の他方のパイロット室２５ｂとを連通させる通路２９に第２オリフィス３０を設けるとともに、上記第１オリフィス２８の下流側でリフト用制御弁１５の上流側におけるパイロット通路２７を、第２オリフィス３０の下流側における通路２９に接続している。

なお、図中符号３１はポンプ通路１に接続したメインリリーフ弁、３２はステアリング系回路５の圧力を制御するリリーフ弁である。

次に、この実施形態の作用を説明する。
今、定吐出量形ポンプＰが回転してポンプ通路１に作動流体が供給されると、優先弁２が機能して、一定の制御流量Ｑ１を、常に、ステアリング系回路５に供給し、その制御流量Ｑ１以上の余剰流量Ｑ２を作業機系回路７に分流させる。

上記のように優先弁２から作業機系回路７に分流された作動流体は、供給通路１１に供給されるが、各制御弁１５，１７，１８が図示の中立位置にあると、前記したようにパイロット通路２７がタンクＴに連通するので、第２圧力補償弁２５の他方のパイロット室２５ｂには、第１オリフィス２８の下流側の圧力すなわちタンク圧が作用することになる。したがって、第２圧力補償弁２５における他方のパイロット室２５ｂ側の作用力はスプリング２６のバネ力だけになる。また、第２圧力補償弁２５の一方のパイロット室２５ａには第１オリフィス２８の上流側の圧力が作用することになる。

したがって、第２圧力補償弁２５は、第１オリフィス２８の上流側の圧力が上記スプリング２６のバネ力に打ち勝つことによって、開弁して供給通路１１に供給された作動流体を、ブリードオフ通路ｂからタンクＴにブリードオフさせる。そして、ブリードオフ通路ｂは、前記したようにリフト用制御弁１５の上流側に接続しているので、作業機系回路７の最上流から作動流体がブリードオフされることになり、それだけ圧力損失を最少に押さえ、エネルギーロスを少なくできる。

なお、上記の状態で、例えば、チルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８を中立位置に保持したまま、リフト用制御弁１５を、図面左側位置である下げのポジションに切り換えると、リフトシリンダ１４はタンクＴに連通されて自重で下降するが、供給通路１１は中立流路１２に連通した状態を保ち、かつ、パイロット通路２７もタンクＴに連通した状態を保つので、すべての制御弁１５，１７，１８を中立位置に保っている場合と同様に、供給通路１１に供給された作動流体は、第２圧力補償弁２５を介してブリードオフされる。

さらに、上記の状態からリフト用制御弁１５を図面右側位置である上げポジションに切り換えれば、パイロット通路２７とタンクＴとの連通が即座に遮断される。このようにパイロット通路２７が遮断されると、第２圧力補償弁２５の他方のパイロット室２５ｂには、第２制御絞り２４の下流側の圧力が作用する。ただし、チルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８を、図示の中立位置に保った状態では、パラレル通路１３が閉塞状態を保つので、第２制御絞り２４の下流側の圧力は、リフトシリンダ１４の上昇時の負荷圧ということになる。

上記のように他方のパイロット室２５ｂにリフトシリンダ１４の上昇時の負荷圧が作用するので、第２圧力補償弁２５は、一方のパイロット室２５ａに対する作用力、すなわち供給通路１１の圧力による作用力が、上記リフトシリンダ１４の上昇時の負荷圧による作用力と、スプリング２６のバネ力による作用力とを合計した作用力以上にならない限り開弁しなくなる。言い換えると、リフトシリンダ１４を上昇させているときには、第２圧力補償弁２５の設定圧が高くなり、リフトシリンダ１４の上昇に影響を及ぼさない。

また、上記のようにチルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８を中立位置に保持したまま、リフト用制御弁１５を、図面右側位置である上げのポジションに切り換えたとき、リフト用制御弁１５の中立ポートが完全にふさがれるとは限らない。例えば、リフトシリンダ１４をインチング制御するときには、リフト用制御弁１５の中立流路がかなり大きく開いたままになる。したがって、この場合には、供給通路１１に供給された作動流体のほとんどが中立流路１２に流出する。

ただし、前記したようにパイロット通路２７は、リフト用制御弁１５等をわずかに切り換えただけでも、タンクＴとの連通を遮断されるので、第２圧力補償弁２５は、高圧設定のブリードオフ機能を発揮した状態に保たれる。したがって、リフトシリンダ１４の上昇には影響を及ぼさない。

しかし、上記のようにリフトシリンダ１４の上昇時にインチング制御をした場合には、供給通路１１に供給された作動流体が中立流路に流れ、第１制御絞り１９を通過する。このように第１制御絞り１９に作動流体が流れれば、第１圧力補償弁２０が、前記したようにリフトシリンダ１４の負荷圧の変動にかかわらず第１制御絞り１９前後の差圧を一定に保つための制御機能を発揮する。したがって、第１圧力補償弁２０は、前記した設定流量以上の流量をタンクＴに還流させる。言い換えると、第１制御絞り１９の下流側には、上記設定流量以下の流量しか流さないので、チルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８のそれぞれは、上記設定流量を最大流量とした容量に対応できれば足りることになる。

一方、チルト用制御弁１７あるいはアタッチメント用制御弁１８のいずれかあるいは双方を、図示の中立位置以外に切り換えると、供給通路１１に供給された作動流体は、パラレル通路１３および上記制御弁１７，１８を介してチルトシリンダ１６あるいはアタッチメント用アクチュエータに供給される。したがって、第２制御絞り２４に流れが生じ、その前後に圧力差が発生する。なお、このときには、パイロット通路２７とタンクＴとの連通が遮断されていること前記したとおりである。

上記のように第２制御絞り２４前後に差圧が発生すれば、その上流側の圧力が第２圧力補償弁２５の一方のパイロット室２５ａに作用し、第２制御絞り２４の下流側の圧力が他方のパイロット室２５ｂに作用する。

このとき、第２圧力補償弁２５は、第２制御絞り２４前後の差圧が、スプリング２６のバネ力に等しくなるように、その制御機能を発揮するとともに、上記差圧が必要以上に大きくなるときには、余剰流量を、タンク通路２２を介してタンクＴに還流させる。そして、上記第２制御絞り２４前後の差圧の大きさによって、この第２制御絞り２４を通過する流量が決められるが、第２制御絞り２４を通過できる最大流量は、前記第１圧力補償弁２０と同様に、第２制御絞り２４の開口径と、第２圧力補償弁２５のパイロット室２５ａ，２５ｂの受圧面積と、スプリング２６のバネ力とを調整することによって、あらかじめ設定することができる。

したがって、第２制御絞り２４に上記最大流量以上の流量が流れようとすると、第２圧力補償弁２５は、第１圧力補償弁２０と同様に機能する。すなわち、第２制御絞り２４を通過する最大流量以上の流量に応じて、第２制御絞り２４前後の差圧が大きくなる。このように差圧が大きくなれば、第２圧力補償弁２５は、その差圧を上記スプリング２６のバネ力に等しくなるまで、上記最大流量以上の流量を介してタンクＴに還流させて、上記差圧を小さくする。したがって、第２制御絞り２４の下流側には、上記最大流量である設定流量以下の流量のみが流れることになる。

上記のようにして第２圧力補償弁２５が機能すれば、チルトシリンダ１６あるいはアタッチメント用アクチュエータの負荷圧の変化に影響されずに常に設定流量以下の流量を供給することになる。したがって、チルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８のいずれも、上記設定流量を最大流量とした容量に対応できれば足りることになる。

いずれにしても、上記した実施形態によれば、リフト用制御弁１５の下流側に設けたチルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８には、設定流量以上の流量が流れないので、それら制御弁１７，１８は、その設定流量を最大流量とした容量に対応できれば足りることになり、その分、それら制御弁１７，１８を小型化できる。

さらに、各制御弁１５，１７，１８を中立位置に保っているとき、最上流のリフト用制御弁１５のさらに上流側から、ポンプ吐出量をブリードオフできるので、ブリードオフ時の圧力損失を最小限に抑えることができる。また、第２圧力補償弁２５は、ブリードオフ弁としても機能させられるので、ひとつの圧力補償弁を多機能弁として使用でき、その分、コストダウンにつながることになる。
なお、上記実施形態では、チルト用制御弁１７とアタッチメント用制御弁１８とを、パラレル通路１３を介して接続したが、これら両制御弁１７，１８をタンデムに接続してもよいこと当然である。

この発明の実施形態を示す回路図である。

符号の説明

Ｐ定吐出量形ポンプ
７作業機系回路
１１供給通路
１２中立流路
１３パラレル通路
１４リフトシリンダ
１５リフト用制御弁
１６チルトシリンダ
１７チルト用制御弁
１９第１制御絞り
２０第１圧力補償弁
Ｔタンク
２３分岐通路
２４第２制御絞り
２５第２圧力補償弁
２６スプリング
ｂブリードオフ通路
２７パイロット通路
２８第１オリフィス
３０第２オリフィス

Claims

定吐出量形ポンプと、この定吐出量形ポンプに接続した供給通路と、この供給通路に接続した作業機系回路とを備え、この作業機系回路には、リフトシリンダを制御するリフト用制御弁と、このリフト用制御弁の下流側にあってチルトシリンダを制御するチルト用制御弁とを接続し、これらリフト用制御弁およびチルト用制御弁が中立位置にあるとき、定吐出量形ポンプからの吐出流体は、上記両制御弁を通ってこれら制御弁に接続した中立流路を経由してタンクに導かれ、これらリフト用制御弁およびチルト用制御弁が中立位置にある状態から、上記リフト用制御弁を、上記リフトシリンダを上げるための上げポジションに切り換えるか、上記チルト用制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記定吐出量形ポンプからの吐出流体がパラレル通路を介して上記上げポジションに切り換えたリフト用制御弁あるいは中立位置以外の位置に切り換えた上記チルト用制御弁に導かれ、上記リフト用制御弁を上記上げポジションに切り換え、かつ上記チルト用制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記定吐出量形ポンプからの吐出流体がパラレル通路を介して上記リフト用制御弁及び上記チルト用制御弁の双方に導かれる構成にしたフォークリフト用制御回路において、上記リフト用制御弁とチルト用制御弁との間における上記中立流路に第１制御絞りを設けるとともに、この第１制御絞り前後の差圧を一定に保って、上記中立流路を流れる流量のうち、第１制御絞りを流れる設定流量以上の余剰流量をタンクに戻す第１圧力補償弁を設ける一方、上記パラレル通路であって、リフト用制御弁に通じる分岐通路よりも下流側に第２制御絞りを設け、この第２制御絞り前後の差圧を一定に保って、上記パラレル通路を流れる流量のうち、第２制御絞りを流れる設定流量以上の余剰流量をタンクに戻す第２圧力補償弁を設けたフォークリフト用制御回路。
最上流のリフト用制御弁よりも上流側における供給通路に、タンク通路に連通するブリードオフ通路を接続し、このブリードオフ通路に上記第２圧力補償弁を設けるとともに、上記ブリードオフ通路であって上記第２圧力補償弁よりも上流側を、中立位置にあるリフト用制御弁およびチルト用制御弁を介してタンクに連通するパイロット通路に第１オリフィスを介して接続する一方、上記第２圧力補償弁は第２制御絞りの上流側の圧力が導かれる一方のパイロット室を上記供給通路側に接続し、第２制御絞りの下流側の圧力が導かれる他方のパイロット室にはスプリングを設けるとともに、このスプリングを設けた他方のパロット室を、上記第１オリフィスの下流側に接続し、かつ、第２制御絞りの下流側と第２オリフィスを介して連通させた請求項１記載のフォークリフト用制御回路。