JP5267888B2 - リフトシリンダ及びそれを備えたフォークリフト - Google Patents

Description

本発明は、例えばフォークリフトにおけるフォークを昇降するときに用いるリフトシリンダ、及びそれを備えたフォークリフトに関するものである。

リーチ式フォークリフトは、荷役を昇降するためのフォークを備えており（特許文献１等参照）、フォークを昇降するためのリフトシリンダと、フォークを進退可能とするためのリーチシリンダと、フォークを傾倒可能にするためのティルトシリンダとを備える。

それぞれのシリンダは、作動油を給排するための作動油管が接続され、油圧回路によって制御される。フォークを昇降するリフトシリンダは、上下方向に延設されており、内部にピストン部が設けられている。リフトシリンダは、ピストン部を介して上室と下室とに分けられる。この下室には、ポート部を介して作動油管が接続され、下室に作動油を給排することで、ピストン部を昇降する。

リフトシリンダは、ピストン部の昇降に応じてフォークを昇降する。フォークは、常に同じ速度で下降すると最下点での衝撃が大きくなるので、最下点付近で衝撃を緩和する必要がある。そこで、リフトシリンダは、クッション装置を備えて（例えば特許文献２参照）、最下点付近でフォークの衝撃を緩和する。

また、リフトシリンダは作動油の給排で昇降するので、作動油管が破損して作動油の制御ができなくなると、フォークの自重によって急落下する危険性がある。そこで、リフトシリンダは、落下防止弁装置を備えて（例えば特許文献３参照）、作動油管が破損してもフォークが急落下しないようになっている。

しかし、従来のリフトシリンダは、クッション装置と落下防止弁装置とをそれぞれ別々に設置する必要があるので、部品点数が増加してメンテナンス性、生産性及び経済性に劣る。また、落下防止弁装置は、リフトシリンダから大きく突出して設けられるので、設計の自由度を阻害する。

特開平１０−１４７４９９号公報 特開２００５−２２６７０２号公報 特開平８−４２７４０号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記した問題点に鑑みて、クッション機能と落下防止弁機能とを兼ね備えたリフトシリンダ、及びそれを備えたフォークリフトを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係るリフトシリンダは、
作動油で昇降するピストン部と、
作動油を給排するポート部と、
ポート部に接続された作動油管と、
作動油を流通するためのメイン流路及び複数のオリフィス部を有するスプール部と、
スプール部を突出方向に付勢するスプリング部と、
スプール部と同一軸上に設けられた蓋部と、
スプール部を案内する案内部と、を備え、
スプール部は、筒形状に構成され、上端に一方開口及び下端に他方開口を有するメイン流路を構成し、周囲に複数のオリフィス部を備え、
ピストン部は一方開口を閉じ、蓋部は他方開口を閉じ、
案内部は、スプール部の周囲に間隙を置き、
一方開口は、他方開口に比べて開口面積が大きく、
蓋部は、円筒状に構成され、上方に突出し、
スプリング部は、蓋部に嵌め込まれており、
ピストン部が下降するとき、最下点付近で、ピストン部は、スプール部の一方開口を塞いでメイン流路を閉じ、その状態でスプール部を押下げてオリフィス部の流路を絞り、作動油は、オリフィス部から、スプール部の他方開口を通じてポート部へ排出し、
作動油管が破損するとき、スプール部は、作動油の圧力によって、スプリング部の付勢力に対抗して没して、スプール部の他方開口が蓋部で塞がれてメイン流路を閉じて、作動油は、スプール部の一方開口から、オリフィス部及び間隙を通じてポート部へ排出する。

また、本発明に係るフォークリフトは、上記のリフトシリンダを備え、リフトシリンダでフォークを昇降する。

本発明に係るリフトシリンダは、上記のように構成される。通常では、作動油は、メイン流路を通って、ピストン部を昇降する。
ピストン部が下降して最下点に近づくと、ピストン部は、突出するスプール部に設けられたメイン流路を閉じる。メイン流路を閉じた状態で、ピストン部は、スプリング部の付勢力に対抗してスプール部を徐々に没する。ピストン部が没する間、オリフィス部の開口面積は徐々に減少する。作動油は、オリフィス部を通じて、少量ずつポート部から排出する。そのため、ピストン部は、最下点付近から、ゆっくり下降して衝撃が緩衝される。
作動油管が破損すると、作動油管における作動油の負圧力によって、突出するスプール部が、スプリング部の付勢力に対抗して没して、メイン流路を閉じる。これにより、作動油は、オリフィス部を通じて、少量ずつポート部から排出する。そのため、ピストン部は急落下しない。

従って、リフトシリンダは、メイン流路と複数のオリフィス部とを有するスプール部を設けることにより、クッション機能と落下防止弁機能とを兼ね備える。これにより、本発明のリフトシリンダは、部品点数を少なくできると共に、突出した装置を設置しないため、メンテナンス性、生産性、経済性及び設計性に優れる。

リーチ式フォークリフトを示す斜視図。 それぞれのシリンダを説明するための斜視図。 それぞれのシリンダに関する油圧回路図。 リフトシリンダを示す断面図。 リフトシリンダのボトム側を拡大して示す断面図。 リフトシリンダのクッション機能及び落下防止機能を説明するための断面図。

以下、図面に基づいて、本発明に係るリフトシリンダ、及びそれを備えたフォークリフトについて説明する。

図１の通り、リーチ式フォークリフトは、車体１に、前側に延出された左右のストラドルアーム２を備える。リーチ式フォークリフトは、左右のストラドルアーム２に沿って前後に進退可能なキャリッジ４を備える。キャリッジ４には、マスト３が上下方向に立設されている。リーチ式フォークリフトは、マスト３に沿って昇降案内されるリフトブラケット５を備える。リフトブラケット５には左右一対のフォーク６が傾倒可能に支持されている。キャリッジ４には、マスト３に沿ってリフトシリンダ７が立設されており、リフトシリンダ７が伸縮動作することで、リフトブラケット５と共にフォーク６が昇降する。また、リフトブラケット５には、ティルトシリンダ８が設けられ（図２）、ティルトシリンダ８が伸縮動作することで、フォーク６の傾倒がなされる。そして、車体１とキャリッジ４とにわたってリーチシリンダ９が設けられ（図２）、リーチシリンダ９が伸縮動作することで、キャリッジ４の進退がなされる。

車体１の左後部は、開閉可能なドアにより閉塞される機器収納室１０となっており、この機器収納室１０内に後述する作動油タンク２０、作動油ポンプ２１、モータ２２などが搭載されている。車体１の右後部は、後方に開放されて形成された運転席１１となっており、機器収納室１０の上部から運転席１１の前方にかけてトップカバー１２により覆われている。このトップカバー１２上には、運転席１１の左方位置に、操舵をなすためのハンドル１３が設けられ、運転席１１の前方位置に、荷役操作やアクセル操作をなすための各種操作レバー１４が設けられている。また、車体１の上方には、ヘッドガード１５が設けられている。

図２の通り、キャリッジ４は、左右のサイドプレートと、これらの下縁部を連結するボトムプレートとを備える。キャリッジ４の各サイドプレートの外側に回転自在に支持させたガイドローラ（図示せず）をストラドルアーム２の内側に形成されたコ字形のガイドレールに転接させることで、キャリッジ４がストラドルアーム２に案内されて進退するようになっている。また、キャリッジ４のサイドプレートの前端部にマスト３が固定され、このマスト３の後側のボトムプレート上にリフトシリンダ７が支持されている。

図３の通り、油圧回路は、作動油タンク２０、作動油ポンプ２１及びリフト用制御弁２７等を備えている。リフト用制御弁２７は、作動油管２８を介してリフトシリンダ７に接続されている。油圧回路は、フォークを上げるとき、作動油ポンプ２１で作動油タンク２０からの作動油をリフトシリンダ７へ供給し、フォークを下げるとき、フォーク等の自重でリフトシリンダ７の作動油を作動油タンク２０へ排出する。

図４の通り、リフトシリンダ７は、上下方向に延設されており、内部にロッド部７０及びピストン部７１が設けられている。リフトシリンダ７は、ピストン部７１を介して上室７ａと下室７ｂとに分けられ、ボトム側にポート部７２を備える。ポート部７２は、作動油管２８が接続され、ポート部７２を通じて下室７ｂに作動油が給排される。フォークを上げるときは、作動油ポンプ２１で作動油タンク２０からの作動油をリフトシリンダ７の下室７ｂへ供給し、その油圧によってピストン部７１を介してフォークを押し上げる。フォークを下げるときは、フォーク等の自重でピストン部７１を押し下げて、リフトシリンダ７の下室７ｂの作動油を作動油タンク２０へ排出する。

図５の通り、リフトシリンダ７は、ボトム側にクッション機能及び落下防止機能を備える。リフトシリンダ７は、スプール部７４を備える。スプール部７４は、筒状に構成される。スプール部７４は、上側に設けられた一方開口７４ａと、下側に設けられた他方開口７４ｂとを備える。スプール部７４は、その内部に軸線上に延設されたメイン流路７４０を備え、メイン流路７４０は、一方開口７４ａと他方開口７４ｂとを通じる。

スプール部７４は、周囲に複数のオリフィス部７４１が設けられている。オリフィス部７４１は、スプール部７４の軸方向（上下方向）に複数個設けられている。下記で詳述するが、作動油が、スプール部７４の複数のオリフィス部７４０を通じて排出することで、クッション機能及び落下防止機能を発揮する。従って、スプール部７４は、クッション機能と落下防止機能との双方を有する。

リフトシリンダ７は、スプール部７４を上下方向にスライドするように案内する案内部７３を備える。下室７ｂは、ピストン部７１の下面７１ａと案内部７３の上面７３ｃとによって区画される。スプール部７４は、案内部７３の上面７３ｃから出没する。案内部７３は、スプール部７４側に突出する突起部７３ａを備える。突起部７３ａは、スプール部７４の周囲に当接し、スプール部７４を上下にスライドするように案内する。案内部７３は、突起部７３ａの下部で、スプール部７４の周囲から離れて間隙７３ｂを置いている。

突起部７３ａの先端とスプール部７４の外周面とは、その間で作動油が通過しないようにＯリング等で密閉されている。従って、ピストン部７１が上昇するとき、作動油は、ポート部７２からメイン流路７４０を通じて下室７ｂに供給される（図５に示す矢印）。また、ピストン部７１が下降するとき、作動油は、下室７ｂからメイン流路７４０を通じてポート部７２から排出される（図５に示す矢印）。

リフトシリンダ７は、スプール部７４と同一軸線に延設された蓋部７５を備える。蓋部７５は、スプール部７４の下側に設けられる。蓋部７５は、円柱状に構成される。リフトシリンダ７は、スプール部７４を上方向に付勢するスプリング部７６を備える。スプール部７４は、スプリング部７６の付勢力によって、案内部７３の上面７３ｃから突出する。スプリング部７６は、円柱状の蓋部７５に嵌め込まれて位置固定される。

図６（ａ）に基づいて、リフトシリンダ７のクッション機能について説明する。ピストン部７１が下降して、最下点に近づくと、ピストン部７１の下面７１ａがスプール部７４の上端に当接して、一方開口７４ａを閉じる（図６（ａ））。この状態で、ピストン部７１がさらに下降する。下室７ｂの作動油は、スプール部７４の複数のオリフィス部７４１のみを通じて、他方開口７４ｂからポート部７２へ排出される。複数のオリフィス部７４１は、一方開口７４ａに比べて開口面積が非常に小さい。そして、複数のオリフィス部７４１は、スプール部７４の軸方向に並んで設けられているので、スプール部７４が案内部の上面７３ｃから没するに従って、案内部の上面７３ｃより上にあるオリフィス部７４１の数が減少する。これに伴って、案内部の上面７３ｃよりも上の下室７ｂにあるオリフィス部７４１の開口面積が減少して、オリフィス部７４１の流路が徐々に絞られる。よって、ピストン部７１が下がるつれて、スプール部７４を押下げて、下室７ｂの作動油の排出量が徐々に減少していき、ピストン部７１はゆっくりと下降する。そして、ピストン部７１の下面７１ａが、案内部７３の上面７３ｃに当接して、ピストン部７１が最下点に達する（図６（ｂ））。

次に、図６（ｃ）に基づいて、リフトシリンダの落下防止機能について説明する。ポート部７２に接続された作動油管２８が破損（一部欠損等）すると、作動油の圧力によって、スプール部７４は、スプリング部７６の付勢力に対抗して没する。そして、スプール部７４は蓋部７５に当接して、他方開口７４ｂを閉じる（図６（ｃ））。これにより、下室７ｂの作動油は、スプール部７４の一方開口７４ａを通じて、複数のオリフィス部７４１からポート部７２へ排出される。複数のオリフィス部７４１は、他方開口７４ｂに比べて開口面積が非常に小さいので、下室７ｂの作動油の排出量は減少する。また、オリフィス部を通じる作動油は、比較的狭い間隙７３ｂを通じて排出されるので、ピストン部７１はゆっくりと下降する。そして、ピストン部７１の下面７１ａが、案内部７３の上面７３ｃに当接して、ピストン部７１が最下点に達する（図６（ｂ））。

７ リフトシリンダ
７１ ピストン部
７２ ポート部
７３ 案内部
７３ａ 突起部
７３ｂ 間隙
７４ スプール部
７４ａ 一方開口
７４ｂ 他方開口
７４０ メイン流路
７４１ オリフィス部
７５ 蓋部
７６ スプリング部
２８ 作動油管

Claims (2)

1. 作動油で昇降するピストン部（７１）と、
   前記作動油を給排するポート部（７２）と、
   前記ポート部（７２）に接続された作動油管（２８）と、
   前記作動油を流通するためのメイン流路（７４０）及び複数のオリフィス部（７４１）を有するスプール部（７４）と、
   前記スプール部（７４）を突出方向に付勢するスプリング部（７６）と、
   前記スプール部（７４）と同一軸上に設けられた蓋部（７５）と、
   前記スプール部（７４）を案内する案内部（７３）と、を備え、
   前記スプール部（７４）は、筒形状に構成され、上端に一方開口（７４ａ）及び下端に他方開口（７４ｂ）を有する前記メイン流路（７４０）を構成し、周囲に前記複数のオリフィス部（７４１）を備え、
   前記ピストン部（７１）は前記一方開口（７４ａ）を閉じ、前記蓋部（７５）は前記他方開口（７４ｂ）を閉じ、
   前記案内部（７３）は、前記スプール部の周囲に間隙（７３ｂ）を置き、
   前記一方開口（７４ａ）は、前記他方開口（７４ｂ）に比べて開口面積が大きく、
   前記蓋部（７５）は、円筒状に構成され、上方に突出し、
   前記スプリング部（７６）は、前記蓋部（７５）に嵌め込まれており、
   前記ピストン部（７１）が下降するとき、最下点付近で、前記ピストン部（７１）は、前記スプール部（７４）の一方開口（７４ａ）を塞いで前記メイン流路（７４０）を閉じ、その状態で前記スプール部（７４）を押下げて前記オリフィス部（７４１）の流路を絞り、前記作動油は、前記オリフィス部（７４１）から、前記スプール部（７４）の他方開口（７４ｂ）を通じて前記ポート部（７２）へ排出し、
   前記作動油管（２８）が破損するとき、前記スプール部（７４）は、前記作動油の圧力によって、前記スプリング部（７６）の付勢力に対抗して没して、前記スプール部（７４）の他方開口（７４ｂ）が前記蓋部（７５）で塞がれて前記メイン流路（７４０）を閉じて、前記作動油は、前記スプール部（７４）の一方開口（７４ａ）から、前記オリフィス部（７４１）及び前記間隙（７３ｂ）を通じて前記ポート部（７２）へ排出する
   ことを特徴とするリフトシリンダ。
2. 請求項１に記載のリフトシリンダを備え、前記リフトシリンダでフォークを昇降することを特徴とするフォークリフト。

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