JP6802766B2 - 産業車両の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業車両の油圧駆動装置に関する。

産業車両の油圧駆動装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の油圧駆動装置は、第１ポンプ及び第２ポンプと、第１ポンプ及び第２ポンプの吐出口と接続されたメインコントロール弁と、メインコントロール弁とブーム第１シリンダ及びブーム第２シリンダとの間に配置された回生制御用弁ブロックと、回生制御用弁ブロックと接続されたエネルギ蓄積用のアキュムレータとを備えている。回生制御用弁ブロックは、上昇状態のブームが有する位置エネルギをブームの下降時にブーム第１シリンダからアキュムレータに蓄圧して回生すると共に、ブームの上昇時にアキュムレータの蓄圧油をブーム第１シリンダ及びブーム第２シリンダに放出する。回生制御用弁ブロックは、パイロット操作式比例動作形のメインスプールと、メインスプールの両端にパイロット通路を介してそれぞれ接続され、メインスプールの操作量をそれぞれ調整する２つの電磁比例弁とを有している。

特開２０１２−１３１２３号公報

しかしながら、上記従来技術においては、メインスプールを制御する２つの電磁比例弁がメインスプールの外部に配置されているため、回生制御用弁ブロックの体格の増大及びコストアップを招く。

本発明の目的は、省スペース化及び低コスト化を図ることができる産業車両の油圧駆動装置を提供することである。

本発明の一態様に係る産業車両の油圧駆動装置は、作動油を貯留するタンクと、作動油を吸い込む吸込口と作動油を吐出する吐出口とを有する油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出口から吐出される作動油により駆動される油圧シリンダと、油圧ポンプ及びタンクと油圧シリンダとの間に配置され、油圧シリンダを駆動するための操作手段の操作状態に応じて作動油が流れる方向を切り換える方向切換弁と、油圧シリンダと方向切換弁とを接続し、油圧シリンダと方向切換弁との間で作動油が双方向に流れる共通作動油流路と、油圧ポンプの吐出口と方向切換弁とを接続し、油圧ポンプから方向切換弁に作動油が流れる第１作動油流路と、タンクと方向切換弁とを接続し、方向切換弁からタンクに作動油が流れる第２作動油流路とを備え、方向切換弁は、操作手段の操作状態に応じて移動するメインスプールと、メインスプールの内部に配置され、油圧シリンダからタンクに流れる作動油の流量を制御するフローレギュレータとを有することを特徴とする。

このような油圧駆動装置においては、油圧シリンダからタンクに流れる作動油の流量を制御するフローレギュレータが、操作手段の操作状態に応じて移動するメインスプールの内部に配置されている。このため、メインスプールを制御するパイロット用の電磁比例弁等をメインスプールの外部に配置しなくて済む。これにより、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。

油圧駆動装置は、油圧ポンプの吸込口と方向切換弁とを接続し、方向切換弁から油圧ポンプに作動油が流れる第３作動油流路を更に備え、フローレギュレータは、メインスプールに対してメインスプールの移動方向に移動可能なフローレギュレータスプールを有し、方向切換弁は、フローレギュレータスプールを閉じる側に作用する圧力を与える第１パイロット通路と、フローレギュレータスプールを開く側に作用する圧力を与える第２パイロット通路とを有してもよい。このような構成では、作動油が第３作動油流路を通って油圧ポンプの吸込口に供給されることで油圧ポンプが回転する、いわゆる油圧ポンプの荷役回生を実施することができる。

方向切換弁は、共通作動油流路から第３作動油流路に流れる作動油に圧力損失を発生させる抵抗要素を有してもよい。このような構成では、抵抗要素によって共通作動油流路から第３作動油流路に流れる作動油の流量に応じた圧力損失が発生する。このとき、共通作動油流路から第３作動油流路に流れる作動油の流量が増えるほど、フローレギュレータスプールを開く側に作用する圧力が低下し、フローレギュレータスプールが閉じやすくなる。このため、第３作動油流路を流れる作動油の流量が増えても、第２作動油流路を流れる作動油の流量が減ることになる。従って、第２作動油流路を流れる作動油の流量と第３作動油流路を流れる作動油の流量との合計である共通作動油流路を流れる作動油の流量を一定に保つことができる。これにより、油圧シリンダの動作速度を一定に保つことができる。

フローレギュレータスプールは、メインスプールに対して摺動する摺動部と、摺動部からメインスプールの移動方向に延びるロッド部とを有し、抵抗要素は、ロッド部の周面に突設された鍔状抵抗要素であってもよい。このような構成では、フローレギュレータスプールに鍔状抵抗要素が設けられているため、メインスプールに抵抗要素を設ける必要がなく、既存のメインスプールに余計な加工を施さなくて済む。

フローレギュレータは、フローレギュレータスプールを開く方向に付勢するスプリングを有し、鍔状抵抗要素は、スプリングを受けてもよい。このような構成では、鍔状抵抗要素は、共通作動油流路から第３作動油流路に流れる作動油に圧力損失を発生させる機能に加え、スプリングを受ける機能を有する。このため、スプリングの受け部をフローレギュレータスプールに別途設けなくて済む。これにより、フローレギュレータの構造を簡単化することができる。

鍔状抵抗要素の外周縁は、ナイフエッジ形状を呈していてもよい。このような構成では、作動油の温度低下によって作動油の粘度が高くなっても、鍔状抵抗要素とメインスプールとの間を作動油が流れにくくなることが抑制される。従って、作動油の温度変化によって共通作動油流路を流れる作動油の流量特性が変化してしまうことが抑制される。

鍔状抵抗要素には、メインスプールの移動方向に貫通する貫通孔が設けられていてもよい。このような構成では、貫通孔の数または寸法を変えると、鍔状抵抗要素を通過する作動油の流量が変化するため、フローレギュレータスプールを開く側に作用する圧力が変化し、フローレギュレータスプールの閉じ状態が変化する。従って、貫通孔の数または寸法を調整することにより、共通作動油流路を流れる作動油の流量特性を調整することができる。これにより、共通作動油流路を流れる作動油の流量を確実に一定に保つことができる。

メインスプールにおける鍔状抵抗要素に対応する領域の内径は、メインスプールにおける摺動部に対応する領域の内径よりも大きくてもよい。このような構成では、メインスプールにおける鍔状抵抗要素に対応する領域の内径がメインスプールにおける摺動部に対応する領域の内径よりも大きい分だけ、鍔状抵抗要素の径を大きくすることができる。鍔状抵抗要素の径を大きくすることにより、鍔状抵抗要素に必要な圧力損失が小さくなる。これにより、油圧シリンダからの作動油が油圧ポンプに供給されて油圧ポンプが回転させられる、いわゆる回生動作を行う際に、回生効率を向上させることができる。

本発明によれば、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る産業車両の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。 図１に示されたリフトバルブの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る産業車両の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。 図３に示されたリフトバルブの断面図である。 回生流量とシリンダ流量との関係を表すグラフである。 図４に示されたリフトバルブの変形例を示す断面図であり、図４に対応する図である。 図４に示されたリフトバルブの他の変形例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る産業車両の油圧駆動装置におけるリフトバルブを示す断面図である。 シリンダ圧力とシリンダ流量との関係を表すグラフである。 回生流量とシリンダ流量との関係を表すグラフである。 フローレギュレータスプールのストロークとフローレギュレータスプールの開口面積との関係を表すグラフである。 図１に示された油圧駆動装置の変形例を示す油圧回路図である。 図１に示された油圧駆動装置の他の変形例を示す油圧回路図である。 図１３に示されたリフトバルブの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る産業車両の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図１において、本実施形態の油圧駆動装置１は、産業車両であるフォークリフト２に搭載されている。

油圧駆動装置１は、タンク３と、油圧ポンプ４と、パワーステアリングシリンダ（ＰＳシリンダ）５と、パワーステアリングバルブ（ＰＳバルブ）６と、リフトシリンダ７と、ティルトシリンダ８と、アタッチメントシリンダ９と、荷役用バルブユニット１０とを備えている。

タンク３は、作動油を貯留する。油圧ポンプ４は、作動油を吸い込む吸込口４ａと、作動油を吐出する吐出口４ｂとを有している。吸込口４ａは、作動油流路１１を介してタンク３と接続されている。作動油流路１１には、タンク３側から油圧ポンプ４側への作動油の流れのみを許容する逆止弁１２が配設されている。油圧ポンプ４は、電動機１３により駆動される。

ＰＳシリンダ５は、油圧ポンプ４の吐出口４ｂから吐出される作動油により駆動される両ロッド式の油圧シリンダである。ＰＳバルブ６は、油圧ポンプ４及びタンク３とＰＳシリンダ５との間に配置され、ステアリングホイール（図示せず）の操作状態に応じて作動油が流れる方向を切り換える方向切換弁である。

リフトシリンダ７は、油圧ポンプ４の吐出口４ｂから吐出される作動油により駆動され、フォーク１４を昇降させる油圧シリンダである。ティルトシリンダ８は、油圧ポンプ４の吐出口４ｂから吐出される作動油により駆動され、マスト（図示せず）を傾動させる油圧シリンダである。アタッチメントシリンダ９は、油圧ポンプ４の吐出口４ｂから吐出される作動油により駆動され、アタッチメント（図示せず）を動作させる油圧シリンダである。

荷役用バルブユニット１０は、油圧ポンプ４及びタンク３とリフトシリンダ７との間に配置されたリフトバルブ１５と、油圧ポンプ４及びタンク３とティルトシリンダ８との間に配置されたティルトバルブ１６と、油圧ポンプ４及びタンク３とアタッチメントシリンダ９との間に配置されたアタッチメントバルブ１７とを有している。

リフトバルブ１５は、リフト操作レバー１８の操作状態に応じて作動油が流れる方向を切り換える方向切換弁である。リフト操作レバー１８は、リフトシリンダ７を伸縮動作させることでフォーク１４を昇降させるための操作手段である。リフトバルブ１５については、後で詳述する。

ティルトバルブ１６は、ティルト操作レバー（図示せず）の操作状態に応じて作動油が流れる方向を切り換える方向切換弁である。アタッチメントバルブ１７は、アタッチメント操作レバー（図示せず）の操作状態に応じて作動油が流れる方向を切り換える方向切換弁である。

リフトシリンダ７のボトム室とリフトバルブ１５とは、作動油流路１９を介して接続されている。作動油流路１９は、リフトバルブ１５とリフトシリンダ７との間で作動油が双方向に流れる共通作動油流路を構成する。作動油流路１９には、自然落下防止弁２０が配設されている。自然落下防止弁２０は、リフトシリンダ７が自然に収縮することでフォーク１４が自然に落下することを防止するバルブである。

油圧ポンプ４の吐出口４ｂとリフトバルブ１５とは、作動油流路２１を介して接続されている。作動油流路２１は、油圧ポンプ４からリフトバルブ１５に作動油が流れる第１作動油流路を構成する。作動油流路２１には、油圧ポンプ４側からリフトバルブ１５側への作動油の流れのみを許容する逆止弁２２が配設されている。作動油流路２１における油圧ポンプ４と逆止弁２２との間には、分流弁２３が配設されている。分流弁２３は、油圧ポンプ４からの作動油をＰＳ側と荷役側とに分流するバルブである。

作動油流路２１における逆止弁２２と分流弁２３との間の部分は、作動油流路２４を介してタンク３と接続されている。作動油流路２４には、作動油流路２４の圧力が設定圧以上になると開くリリーフ弁２５が配設されている。

リフトバルブ１５とタンク３とは、作動油流路２６を介して接続されている。作動油流路２６は、リフトバルブ１５からタンク３に作動油が流れる第２作動油流路を構成する。リフトバルブ１５と作動油流路１１とは、作動油流路２７を介して接続されている。作動油流路２７の一端は、作動油流路１１における油圧ポンプ４と逆止弁１２との間に接続されている。作動油流路２７と作動油流路１１の油圧ポンプ４側の部分とは、リフトバルブ１５から油圧ポンプ４に作動油が流れる第３作動油流路を構成する。

ティルトシリンダ８のボトム室及びロッド室とティルトバルブ１６とは、作動油流路２８，２９を介してそれぞれ接続されている。作動油流路２１における逆止弁２２と分流弁２３との間の部分は、作動油流路３０を介してティルトバルブ１６と接続されている。作動油流路３０には、分流弁２３側からティルトバルブ１６側への作動油の流れのみを許容する逆止弁３１が配設されている。ティルトバルブ１６は、作動油流路３２，２４を介してタンク３と接続されている。

アタッチメントシリンダ９のボトム室及びロッド室とアタッチメントバルブ１７とは、作動油流路３３，３４を介してそれぞれ接続されている。作動油流路２１における逆止弁２２と分流弁２３との間の部分は、作動油流路３５を介してアタッチメントバルブ１７と接続されている。作動油流路３５には、分流弁２３側からアタッチメントバルブ１７側への作動油の流れのみを許容する逆止弁３６が配設されている。アタッチメントバルブ１７は、作動油流路３７，２４を介してタンク３と接続されている。

図２は、リフトバルブ１５の断面図である。図１及び図２において、リフトバルブ１５は、手動式の方向切換弁である。リフトバルブ１５は、ボデー３８と、このボデー３８に対して移動可能に配置されたメインスプール３９と、このメインスプール３９の内部に配置されたフローレギュレータ４０とを有している。

ボデー３８には、上記の作動油流路１９，２１，２６，２７の一部と、作動油流路１９と接続された通路４１とが設けられている。作動油流路２１，２６，２７は、メインスプール３９を挟んで作動油流路１９の反対側に配置されている。ボデー３８とメインスプール３９との間には、２つのシールリング４２が介在されている。

メインスプール３９は、円柱状のベース部４３と、このベース部４３から軸方向（図２のＧ方向）に延びる筒状部４４とを有している。筒状部４４の先端部は、プラグ４５で塞がれている。メインスプール３９には、上記のリフト操作レバー１８が機械的に連結されている（図１参照）。メインスプール３９は、リフト操作レバー１８の操作状態に応じて軸方向に移動する。

ベース部４３の周面には、作動油流路２１と通路４１とを連通させる連通溝４６が設けられている。筒状部４４には、通路４１とメインスプール３９の内部とを連通させる連通口４７と、作動油流路１９とメインスプール３９の内部とを連通させる連通口４８と、作動油流路２６とメインスプール３９の内部とを連通させる連通口４９と、作動油流路２７とメインスプール３９の内部とを連通させる連通口５０とが設けられている。連通口４８は、絞り部５１を構成している（図１参照）。

メインスプール３９は、図１に示されるように、作動油流路１９と作動油流路２１とを連通すると共に作動油流路１９と作動油流路２６，２７とを遮断する全開位置３９ａと、作動油流路１９と作動油流路２６，２７とを連通すると共に作動油流路１９と作動油流路２１とを遮断する全開位置３９ｂとの間で移動可能である。全開位置３９ａ，３９ｂ間には、作動油流路１９と作動油流路２１，２６，２７とを遮断する中立位置（全閉位置）３９ｃが存在する。

メインスプール３９が中立位置３９ｃにある状態（図２の状態）では、油圧ポンプ４及びタンク３とリフトシリンダ７との間で作動油の流れは生じない。メインスプール３９が中立位置３９ｃにある状態から、リフト操作レバー１８によりメインスプール３９を全開位置３９ａ側（図２の右側）に移動させると、油圧ポンプ４の吐出口４ｂから吐出された作動油が作動油流路２１、連通溝４６、通路４１及び作動油流路１９を流れてリフトシリンダ７に供給される。このため、リフトシリンダ７が伸長することで、フォーク１４が上昇する。このとき、連通溝４６及び通路４１は、油圧ポンプ４側からリフトシリンダ７側に作動油が流れる作動油流路５２（図１参照）となる。また、メインスプール３９のストロークに応じて作動油流路２１の流路面積が変化する。

メインスプール３９が中立位置３９ｃにある状態から、リフト操作レバー１８によりメインスプール３９を全開位置３９ｂ側（図２の左側）に移動させると、フォーク１４の自重により収縮したリフトシリンダ７から出た作動油が作動油流路１９及び連通口４８を流れてメインスプール３９の内部に入り込む。そして、その作動油は、連通口４９及び作動油流路２６を流れてタンク３に排出されると共に、連通口５０及び作動油流路２７を流れて油圧ポンプ４の吸込口４ａに供給される。このとき、メインスプール３９のストロークに応じて作動油流路２６，２７の流路面積が変化する。作動油が油圧ポンプ４の吸込口４ａに供給されると、作動油により油圧ポンプ４が回転させられる、いわゆる油圧ポンプ４の荷役回生が行われる。

フローレギュレータ４０は、リフトシリンダ７からタンク３に流れる作動油の流量を制御する。フローレギュレータ４０は、メインスプール３９に対してメインスプール３９の移動方向（Ｇ方向）に移動可能なフローレギュレータスプール５３と、このフローレギュレータスプール５３とプラグ４５との間に配置されたスプリング５４とを有している。

フローレギュレータスプール５３は、メインスプール３９に対して摺動する円柱状の摺動部５５，５６と、これらの摺動部５５，５６同士を連結する円柱状のロッド部５７とを有している。摺動部５５は、ベース部４３側に配置されている。摺動部５６は、プラグ４５側に配置されている。摺動部５６には、作動油が通る通路５６ａが設けられている。ロッド部５７は、メインスプール３９の移動方向に延びている。連通口４８〜５０は、摺動部５５，５６間に配置されている。

摺動部５５の周面には、連通口４７と連通する環状の切欠部５８が設けられている。通路４１、連通口４７及び切欠部５８は、リフトシリンダ７からタンク３に作動油が流れるときに、フローレギュレータスプール５３を閉じる側（図２の右側）に作用する圧力を与える第１パイロット通路であるパイロット通路５９（図１参照）を構成している。つまり、パイロット通路５９は、メインスプール３９の連通口４９を閉じる側に作用する圧力を与える。パイロット通路５９は、絞り部５１の上流側に接続されている。

メインスプール３９の内部における摺動部５５，５６間の空間は、リフトシリンダ７からタンク３に作動油が流れるときに、フローレギュレータスプール５３を開く側（図２の左側）に作用する圧力を与える第２パイロット通路であるパイロット通路６０（図１参照）を構成している。つまり、パイロット通路６０は、メインスプール３９の連通口４９を開く側に作用する圧力を与える。パイロット通路６０は、絞り部５１の下流側に接続されている。

スプリング５４は、摺動部５６とプラグ４５との間に配置されている。スプリング５４は、フローレギュレータスプール５３を開く方向に付勢する。摺動部５６は、スプリング５４を受ける。

このようなフローレギュレータ４０は、メインスプール３９で生じる圧力差、具体的にはメインスプール３９の連通口４８（絞り部５１）の上流側及び下流側の圧力差により駆動され、その圧力差を一定に保つように作動油流路２６を流れる作動油の流量（バイパス流量）が制御される。

以上のように本実施形態にあっては、リフトシリンダ７からタンク３に流れる作動油の流量を制御するフローレギュレータ４０が、リフト操作レバー１８の操作状態に応じて移動するメインスプール３９の内部に配置されている。このため、メインスプール３９を制御するパイロット用の電磁比例弁等をメインスプール３９の外部に配置しなくて済む。これにより、リフトバルブ１５を含む荷役用バルブユニット１０の体格を小型化し、荷役用バルブユニット１０の省スペース化を図ることができる。また、荷役用バルブユニット１０の低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態では、作動油が作動油流路２７，１１を通って油圧ポンプ４の吸込口４ａに供給されることで油圧ポンプ４が回転する、いわゆる油圧ポンプ４の荷役回生を実施することができる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る産業車両の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図３において、本実施形態の油圧駆動装置１は、上記の第１実施形態におけるリフトバルブ１５に代えて、リフトバルブ７０を備えている。

図４は、リフトバルブ７０の断面図である。図３及び図４において、リフトバルブ７０は、上記のボデー３８及びメインスプール３９と、このメインスプール３９の内部に配置されたフローレギュレータ７１とを有している。フローレギュレータ７１は、メインスプール３９に対してメインスプール３９の移動方向に移動可能なフローレギュレータスプール７２と、上記のスプリング５４とを有している。

フローレギュレータスプール７２は、上記の摺動部５５と、この摺動部５５からプラグ４５側に延びる円柱状のロッド部７３とを有している。ロッド部７３の周面には、鍔状抵抗要素７４が突設されている。鍔状抵抗要素７４は、メインスプール３９の内部を作動油流路１９から作動油流路２７に流れる作動油に圧力損失を発生させる。鍔状抵抗要素７４は、連通口４８，５０間に配置されている。スプリング５４は、鍔状抵抗要素７４とプラグ４５との間に配置されている。鍔状抵抗要素７４は、スプリング５４を受ける。このため、鍔状抵抗要素７４の径は、スプリング５４の径よりも大きい。

メインスプール３９の内部における摺動部５５と鍔状抵抗要素７４との間の空間、つまりメインスプール３９の内部における鍔状抵抗要素７４の上流側の空間は、リフトシリンダ７からタンク３に作動油が流れるときに、フローレギュレータスプール７２を開く側（図４の左側）に作用する圧力を与える第２パイロット通路であるパイロット通路７５（図３参照）を構成している。メインスプール３９の内部における鍔状抵抗要素７４とプラグ４５との間の空間、つまりメインスプール３９の内部における鍔状抵抗要素７４の下流側の空間は、リフトシリンダ７からタンク３に作動油が流れるときに、フローレギュレータスプール７２を開く側に作用する圧力を与える第２パイロット通路であるパイロット通路７６（図３参照）を構成している。

ところで、上記の第１実施形態では、リフト操作レバー１８によりメインスプール３９を全開位置３９ｂ側（図２の左側）に移動させることで、作動油流路２７を流れる作動油の流量（回生流量）が増えたときに、フローレギュレータスプール５３を開く側に作用する圧力が低下しないため、フローレギュレータスプール５３が閉じにくい。このため、回生流量が増えても、作動油流路２６を流れる作動油の流量（バイパス流量）が減りにくい。従って、図５の破線Ｑで示されるように、回生流量とバイパス流量との合計であるシリンダ流量（作動油流路１９を流れる作動油の流量）は、回生流量が増えるに従って増加する。なお、図５は、回生流量とシリンダ流量との関係を表すグラフである。

一方、本実施形態では、鍔状抵抗要素７４によって作動油流路１９から作動油流路２７に流れる作動油の流量に応じた圧力損失が発生する。従って、作動油流路１９から作動油流路２７に流れる作動油の流量が増えるほど、鍔状抵抗要素７４によってパイロット通路７６の圧力が低下し、フローレギュレータスプール７２を開く側に作用するトータル圧力が低下するため、フローレギュレータスプール７２が閉じやすくなる。このため、図５の実線Ｐで示されるように、油圧ポンプ４の使用回転数範囲においては、回生流量が増えても、バイパス流量が減るため、回生流量とバイパス流量との合計であるシリンダ流量を一定に保つことができる。これにより、例えばフォーク１４の下降中にティルトシリンダ８を動作させるために、油圧ポンプ４の回転数を変化させるような制御を行った場合でも、リフトシリンダ７の収縮速度を一定に保つことができるため、フォーク１４の下降速度を一定に保つことができる。

また、本実施形態では、フローレギュレータスプール７２に鍔状抵抗要素７４が設けられているため、メインスプール３９に抵抗要素を設ける必要がなく、既存のメインスプール３９に余計な加工を施さなくて済む。

また、本実施形態では、鍔状抵抗要素７４は、作動油流路１９から作動油流路２７に流れる作動油に圧力損失を発生させる機能に加え、スプリング５４を受ける機能を有する。このため、スプリング５４の受け部をフローレギュレータスプール７２に別途設けなくて済む。これにより、フローレギュレータ７１の構造を簡単化することができる。

図６は、図４に示されたリフトバルブ７０の変形例を示す断面図であり、図４に対応する図である。図６において、本変形例のリフトバルブ７０は、フローレギュレータスプール７２の鍔状抵抗要素７４の構造のみが上記の第２実施形態と異なっている。鍔状抵抗要素７４の外周縁７４ａは、摺動部５５側からスプリング５４側に向けて先細りとなるようなナイフエッジ形状を呈している。なお、鍔状抵抗要素７４の外周縁７４ａのナイフエッジ形状としては、特にそれには限られない。

本変形例においては、作動油の温度低下によって作動油の粘度が高くなっても、鍔状抵抗要素７４とメインスプール３９との間を作動油が流れにくくなることが抑制される。従って、作動油の温度変化によって作動油流路１９を流れる作動油の流量特性（シリンダ流量特性）が変化してしまうことが抑制される。

図７は、図４に示されたリフトバルブ７０の他の変形例を示す断面図である。図７は、フローレギュレータスプール７２をプラグ４５側から見たときの断面図である。なお、図７では、ボデー３８及びスプリング５４を省略している。図７において、本変形例のリフトバルブ７０も、フローレギュレータスプール７２の鍔状抵抗要素７４の構造のみが上記の第２実施形態と異なっている。

鍔状抵抗要素７４には、メインスプール３９の移動方向に貫通する複数（ここでは４つ）の断面円形状の貫通孔７７が鍔状抵抗要素７４の周方向に沿って等間隔に設けられている。なお、貫通孔７７の数、寸法及び形状等については、特に限定されない。

本変形例においては、貫通孔７７の数または寸法を変えると、鍔状抵抗要素７４を通過する作動油の流量が変化するため、フローレギュレータスプール７２を開く側に作用する圧力が変化し、フローレギュレータスプール７２の閉じ状態が変化する。従って、貫通孔７７の数または寸法を調整することにより、シリンダ流量特性を調整することができる。これにより、シリンダ流量を確実に一定に保つことができる。

図８は、本発明の第３実施形態に係る産業車両の油圧駆動装置におけるリフトバルブを示す断面図である。図８において、本実施形態の油圧駆動装置１は、上記の第２実施形態におけるリフトバルブ７０に代えて、リフトバルブ８０を備えている。リフトバルブ８０は、上記の第２実施形態と同様に、メインスプール３９及びフローレギュレータ７１を有している。

メインスプール３９は、上記のベース部４３と、このベース部４３から軸方向（Ｇ方向）に延びる筒状部８１とを有している。筒状部８１の先端部は、プラグ４５で塞がれている。筒状部８１は、ベース部４３側に位置し、フローレギュレータスプール７２の摺動部５５に対応する摺動部領域８１ａと、プラグ４５側に位置し、フローレギュレータスプール７２の鍔状抵抗要素７４に対応する抵抗要素領域８１ｂとを有している。

抵抗要素領域８１ｂの厚さは、摺動部領域８１ａの厚さよりも小さい。このため、抵抗要素領域８１ｂの内径Ａ_３は、摺動部領域８１ａの内径Ａ_１よりも大きい。これに伴い、鍔状抵抗要素７４の径Ａ_２は、上記の第２実施形態に比べて大きくなっている。例えば、鍔状抵抗要素７４の径Ａ_２は、摺動部領域の内径Ａ_１よりも大きくてもよい。

ここで、荷役用バルブユニット１０に必要な特性は、以下の通りである。即ち、まずフォーク１４に積荷が無い（ノーロード）状態でも、フォーク１４の十分な下降速度が確保可能である必要がある。図９は、リフトシリンダ７のボトム室の圧力（シリンダ圧力）とシリンダ流量との関係を表すグラフである。具体的には、ノーロード時には、図９における動作点ＮＬで表されるシリンダ流量が必要である。

また、フォーク１４に最大荷重の積荷があり（フルロード）かつ油圧ポンプ４が停止している状態でも、フォーク１４の十分な下降速度が確保可能である必要がある。図１０は、回生流量とシリンダ流量との関係を表すグラフであり、図５に対応している。フルロードかつ油圧ポンプ４の停止時には、図１０における動作点ＦＬ１で表されるシリンダ流量が必要である。

さらに、フルロードかつ油圧ポンプ４を回転させた状態でも、上記の動作点ＦＬ１と同程度の下降速度が確保可能である必要がある。フルロードかつ油圧ポンプ４の回転時には、図１０における動作点ＦＬ２で表されるシリンダ流量が必要である。

以上の要件を満たすために必要なフローレギュレータスプール７２の開口面積は、図１１で示される通りとなる。図１１は、フローレギュレータスプール７２のストロークとフローレギュレータスプール７２の開口面積との関係を表すグラフである。なお、フローレギュレータスプール７２の開口面積は、具体的にはメインスプール３９の連通口４９の開口面積である。

ノーロード時には、シリンダ圧力が低いため、フローレギュレータスプール７２のストロークＸを少なくすることで、フローレギュレータスプール７２の開口面積Ｓを大きくする必要がある（図１１中のＳ_ＮＬ）。フルロードかつ油圧ポンプ４の停止時には、シリンダ圧力が高いため、フローレギュレータスプール７２のストロークＸを多くすることで、フローレギュレータスプール７２の開口面積Ｓを小さくしてもよい（図１１中のＳ_ＦＬ１）。フルロードかつ油圧ポンプ４の回転時には、フローレギュレータスプール７２のストロークＸを多くすることで、フローレギュレータスプール７２を全閉してもよい（図１１中のＳ_ＦＬ２）。

ところで、フローレギュレータスプール７２に鍔状抵抗要素７４が設けられていない場合には、上述したように、回生流量が増えてもバイパス流量が減りにくいため、回生流量が増えるに従ってシリンダ流量が増加する。その結果、図１０に示されるように、シリンダ流量偏差ΔＱ_ｃ１が生じる。この場合には、フォーク１４の下降中に他の荷役動作を行うために油圧ポンプ４の回転数を変化させると、フォーク１４の下降速度が変動するため、操作者が違和感を感じてしまう。

本実施形態では、フローレギュレータスプール７２に鍔状抵抗要素７４が設けられている。このため、鍔状抵抗要素７４によってメインスプール３９の内部を流れる作動油に圧力損失が生じることで、フローレギュレータスプール７２に作用する圧力が適正化され、シリンダ流量偏差ΔＱ_ｃ１が低減される。しかし、鍔状抵抗要素７４に必要な圧力損失が大きいと、油圧ポンプ４の回生効率が低下してしまう。

そこで、フローレギュレータスプール７２の受圧面積とスプリング５４のバネ力との力の釣り合いから、鍔状抵抗要素７４に必要な圧力損失ΔＰ_Ｒｏｒｉを導出すると、下記式で表される。

ｋ：スプリングのバネ定数
ｘ_０：スプリングの初期たわみ
ｘ_ＮＬ：ノーロード時におけるフローレギュレータスプールのストローク
ｘ_ＦＬ１：フルロードかつ油圧ポンプ停止時におけるフローレギュレータスプールのストローク
ｘ_ＦＬ２：フルロードかつ油圧ポンプ回転時におけるフローレギュレータスプールのストローク
Ａ_１：フローレギュレータスプールの受圧面積１（メインスプールの摺動部領域の内径）
Ａ_２：フローレギュレータスプールの受圧面積２（フローレギュレータスプールの鍔状抵抗要素の径）
ΔＰ_{ｍａｉｎＮＬ}：ノーロード時におけるメインスプールの圧力損失
ΔＰ_{ｍａｉｎＦＬ１}：フルロードかつ油圧ポンプ停止時におけるメインスプールの圧力損失
ΔＰ_{ｍａｉｎＦＬ２}：フルロードかつ油圧ポンプ回転時におけるメインスプールの圧力損失
Ｆ_{ｊｅｔＮＬ}：ノーロード時におけるフローレギュレータの流体力
Ｆ_{ｊｅｔＦＬ１}：フルロードかつ油圧ポンプ停止時におけるフローレギュレータの流体力

本実施形態においては、メインスプール３９の筒状部８１において抵抗要素領域８１ｂの内径Ａ_３は摺動部領域８１ａの内径Ａ_１よりも大きいため、その分だけ鍔状抵抗要素７４の径Ａ_２を大きくすることができる。鍔状抵抗要素７４の径Ａ_２を大きくすることにより、上記式によって鍔状抵抗要素７４に必要な圧力損失ΔＰ_Ｒｏｒｉが小さくなるため、油圧ポンプ４の回生効率を向上させつつ、シリンダ流量偏差ΔＱ_ｃ１を小さくすることができる。これにより、フォーク１４の下降中に他の荷役動作を行うために油圧ポンプ４の回転数を変化させても、フォーク１４の下降速度を一定に保つことができる。その結果、操作者が違和感を感じることを抑制できる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記の第２及び第３実施形態では、フローレギュレータスプール７２に設けられた鍔状抵抗要素７４は、作動油流路１９から作動油流路２７に流れる作動油に圧力損失を発生させる機能と、スプリング５４のバネ力を受ける機能とを有しているが、特にその形態には限られない。例えば、フローレギュレータスプールは、２つの摺動部と、これらの摺動部同士を連結するロッド部とを有し、スプリングのバネ力を一方の摺動部で受けると共に、ロッド部の周面に鍔状抵抗要素を設けてもよい。

また、上記の第２及び第３実施形態では、フローレギュレータスプール７２に鍔状抵抗要素７４が設けられているが、作動油流路１９から作動油流路２７に流れる作動油に圧力損失を発生させる抵抗要素としては、特にその形態には限られず、例えばメインスプール３９の内周面に設けられた突起等であってもよい。

また、上記実施形態では、リフトバルブは、リフト操作レバー１８がメインスプール３９に機械的に連結された手動式の方向切換弁であるが、リフトバルブとしては、特にその形態には限られず、例えば電磁パイロット式の方向切換弁であってもよい。

図１２は、図１に示された油圧駆動装置の変形例として、電磁パイロット式のリフトバルブを備えた油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図１２において、本変形例の油圧駆動装置１の荷役用バルブユニット１０は、電磁パイロット式のリフトバルブ９０と、減圧弁９１とを有している。

リフトバルブ９０は、メインスプール３９の全開位置３９ａ，３９ｂ側にそれぞれ設けられた電磁パイロット操作部９２ａ，９２ｂを有している。電磁パイロット操作部９２ａ，９２ｂには、コントローラ（図示せず）からのリフト操作レバー（図示せず）の操作状態に応じた電気信号が入力される。

減圧弁９１は、作動油流路９３を介して作動油流路２１と接続されている。減圧弁９１は、作動油流路２１を流れる作動油の圧力を減圧して一定の圧力を作るバルブである。減圧弁９１は、パイロット通路９４ａ，９４ｂを介して電磁パイロット操作部９２ａ，９２ｂとそれぞれ接続されている。メインスプール３９には、リフト操作レバー（図示せず）の操作状態に応じたパイロット圧が与えられる。

また、上記実施形態では、油圧ポンプ４の荷役回生が行われるが、本発明は、荷役回生機能が無い荷役制御用バルブユニットにも適用可能である。

図１３は、図１に示された油圧駆動装置の他の変形例として、荷役回生機能が無い荷役制御用バルブユニットを備えた油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図１３において、本変形例の油圧駆動装置１の荷役用バルブユニット１０は、リフトバルブ９９を有している。リフトバルブ９９と油圧ポンプ４の吸込口４ａとは、上記の作動油流路２７を介して接続されていない。リフトバルブ９９のメインスプール３９には、図１４に示されるように、連通口４７〜４９は設けられているが、作動油流路２７とメインスプール３９の内部とを連通させる上記の連通口５０は設けられていない。この場合でも、フローレギュレータ４０がメインスプール３９に内蔵されているため、荷役用バルブユニット１０の省スペース化及び低コスト化を図ることができる。

また、上記実施形態では、油圧ポンプ４及びタンク３とリフトシリンダ７との間に、メインスプール及びフローレギュレータを有するリフトバルブが配置されているが、本発明は、油圧ポンプ及びタンクと油圧シリンダとの間に方向切換弁が配置されているフォークリフト以外の産業車両にも適用可能である。

１…油圧駆動装置、２…フォークリフト（産業車両）、３…タンク、４…油圧ポンプ、４ａ…吸込口、４ｂ…吐出口、７…リフトシリンダ（油圧シリンダ）、１１…作動油流路（第３作動油流路）、１５…リフトバルブ（方向切換弁）、１８…リフト操作レバー（操作手段）、１９…作動油流路（共通作動油流路）、２１…作動油流路（第１作動油流路）、２６…作動油流路（第２作動油流路）、２７…作動油流路（第３作動油流路）、３９…メインスプール、４０…フローレギュレータ、５４…スプリング、５５…摺動部、５９…パイロット通路（第１パイロット通路）、６０…パイロット通路（第２パイロット通路）、７０…リフトバルブ、７１…フローレギュレータ、７２…フローレギュレータスプール、７３…ロッド部、７４…鍔状抵抗要素（抵抗要素）、７４ａ…外周縁、７５，７６…パイロット通路（第２パイロット通路）、７７…貫通孔、８０…リフトバルブ、８１ａ…摺動部領域、８１ｂ…抵抗要素領域、９０…リフトバルブ、９９…リフトバルブ。

Claims (6)

1. 作動油を貯留するタンクと、
   作動油を吸い込む吸込口と作動油を吐出する吐出口とを有する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプの前記吐出口から吐出される作動油により駆動される油圧シリンダと、
   前記油圧ポンプ及び前記タンクと前記油圧シリンダとの間に配置され、前記油圧シリンダを駆動するための操作手段の操作状態に応じて作動油が流れる方向を切り換える方向切換弁と、
   前記油圧シリンダと前記方向切換弁とを接続し、前記油圧シリンダと前記方向切換弁との間で作動油が双方向に流れる共通作動油流路と、
   前記油圧ポンプの前記吐出口と前記方向切換弁とを接続し、前記油圧ポンプから前記方向切換弁に作動油が流れる第１作動油流路と、
   前記タンクと前記方向切換弁とを接続し、前記方向切換弁から前記タンクに作動油が流れる第２作動油流路と、
   前記油圧ポンプの前記吸込口と前記方向切換弁とを接続し、前記方向切換弁から前記油圧ポンプに作動油が流れる第３作動油流路とを備え、
   前記方向切換弁は、前記操作手段の操作状態に応じて移動するメインスプールと、前記メインスプールの内部に配置され、前記油圧シリンダから前記タンクに流れる作動油の流量を制御するフローレギュレータと、前記共通作動油流路から前記第３作動油流路に流れる作動油に圧力損失を発生させる抵抗要素とを有し、
   前記フローレギュレータは、前記メインスプールに対して前記メインスプールの移動方向に移動可能なフローレギュレータスプールを有し、
   前記方向切換弁は、前記フローレギュレータスプールを閉じる側に作用する圧力を与える第１パイロット通路と、前記フローレギュレータスプールを開く側に作用する圧力を与える第２パイロット通路とを有することを特徴とする産業車両の油圧駆動装置。
2. 前記フローレギュレータスプールは、前記メインスプールに対して摺動する摺動部と、前記摺動部から前記メインスプールの移動方向に延びるロッド部とを有し、
   前記抵抗要素は、前記ロッド部の周面に突設された鍔状抵抗要素であることを特徴とする請求項１記載の産業車両の油圧駆動装置。
3. 前記フローレギュレータは、前記フローレギュレータスプールを開く方向に付勢するスプリングを有し、
   前記鍔状抵抗要素は、前記スプリングを受けることを特徴とする請求項２記載の産業車両の油圧駆動装置。
4. 前記鍔状抵抗要素の外周縁は、ナイフエッジ形状を呈していることを特徴とする請求項２または３記載の産業車両の油圧駆動装置。
5. 前記鍔状抵抗要素には、前記メインスプールの移動方向に貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項記載の産業車両の油圧駆動装置。
6. 前記メインスプールにおける前記鍔状抵抗要素に対応する領域の内径は、前記メインスプールにおける前記摺動部に対応する領域の内径よりも大きいことを特徴とする請求項２〜５の何れか一項記載の産業車両の油圧駆動装置。