JP7248131B2

JP7248131B2 - 多連バルブ装置およびその多連バルブ装置を備えた荷役装置

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Publication number: JP7248131B2
Application number: JP2021543846A
Authority: JP
Inventors: 雅文垣尾
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2023-03-29
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: JPWO2021044526A1; WO2021044526A1

Description

本発明は、多連バルブ装置およびその多連バルブ装置を備えた荷役装置に関するものである。

従来、フォークリフトなどの荷役作業をおこなう荷役装置は多連バルブ装置を備える。フォークリフトに使用される多連バルブ装置は、ステアリングおよびフォークを操作するシリンダにつなげられており、多連バルブ装置は各装置への作動液（作動油）の供給量を切り換える。

荷役装置は工場および倉庫などで多く使用される。多連バルブ装置の作動液の中に金属粉および紙粉などの異物が混入する場合がある。多連バルブ装置の作動液の中に混入した異物の量が増えたり、大きな異物が混入したりすると、多連バルブ装置に異常が生じ、荷役装置が停止するおそれがある。そのため、多連バルブ装置の異常を早期に発見することが重要になる。

国際公開番号ＷＯ２０１８／０１１９９９

たとえば、特許文献１は車両の異常を遠隔で検出するシステムを開示している。しかし、特許文献１は多連バルブ装置の作動液の中に混入された異物を検出していない。特許文献１は多連バルブ装置の作動液の中に混入した異物によって荷役装置が停止するおそれがある。

本発明の目的は、作動液の中に混入された異物を発見できる多連バルブ装置およびその多連バルブ装置を備えた荷役装置を提供することにある。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る多連バルブ装置および荷役装置は、以下に述べるような構成を有する。

本発明に係る多連バルブ装置の一態様は、作動液を優先流と余剰流に分流して吐出する優先分流弁と、前記優先流が流れる第１ラインと、前記余剰流が流れる第２ラインと、前記第１ラインおよび第２ラインの少なくとも一方に設けられた絞り部と、前記第１ラインおよび第２ラインにおいて、前記絞り部の上流側における作動液の圧力を計測する第１圧力計と、前記第１圧力計の圧力値から作動液の中に異物が混入していることを判断する制御部とを備える。

本発明によれば、絞り部を設け、異物が絞り部に引っかかった場合に絞り部の上流と下流の圧力差が大きくなることを利用して、作動油の中に異物が入っていることを判断できる。従来と異なり、作動油の中の異物を検知できる。早期に異常を発見して解消できるため、荷役装置を停止させることが少なくなる。

本願の多連バルブ装置の構成を示す図である。荷役装置を示す図である。第２ラインの口径を狭めた絞り部の図である。第２ラインの中に板体を備えた絞り部の図である。第２ラインに絞り部を設け多連バルブ装置を示す図である。第１ラインと第２ラインに絞り部を設けた多連バルブ装置を示す図である。第２圧力計を省略した多連バルブ装置を示す図である。通信部を備えた多連バルブ装置を示す図である。

本発明の実施形態に係る多連バルブ装置および荷役装置について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

[実施形態１]
図１に示す多連バルブ装置１０は、優先分流弁１２と方向制御弁１４、１６とが一体になっている。方向制御弁１４、１６は複数備えられているが、方向制御弁１４、１６の数は限定されない。たとえば、多連バルブ装置１０が図２に示すフォークリフト（荷役装置）１８に使用された場合、方向制御弁１４、１６はリフトシリンダＬＳおよびチルトシリンダＴＳへの作動液（作動油）の供給、排出および停止を切り換える。フォークリフト１８の構成によって方向制御弁１４、１６の数が変更されたり、方向制御弁１４、１６の内部構成が変更されたりする。

多連バルブ装置１０は、優先分流弁１２、第１ラインＬ１、第２ラインＬ２、第１ラインＬ１に設けられた絞り部２０、第１ラインＬ１における絞り部２０の上流側の圧力を計測する第１圧力計２２、第１ラインＬ１における絞り部２０の下流側の圧力を計測する第２圧力計２４、および異常を判断する制御部２６を備える。図１において、符号Ｐはポンプから吐出された作動液（作動油）の導入口となるポートであり、符号Ｔは作動液を貯留するタンクへの排出口となるポートである。

[優先分流弁]
優先分流弁１２の入力側は上記ポートＰにつなげられていて、出力側は第１ラインＬ１と第２ラインＬ２につなげられている。ポンプから送られた作動液は優先分流弁１２で優先流と余剰流とに分流して吐出される。優先分流弁１２はステアリング２８下部のステアリング用バルブと組み合わされており、普段は内部のスプリングで図１の状態になるようになっていて、優先流のポートが第１ラインＬ１に接続されている。ステアリング２８が操作されているとき、優先分流弁１２は図１の状態であり、優先流のポートが第１ラインＬ１に接続され、余剰流のポートが第２ラインＬ２に接続される。第１ラインＬ１に優先流が流され、第２ラインＬ２に余剰流が流される。ステアリング２８が操作されずにレバーＬＬ、ＴＬが操作されば、優先分流弁１２の状態が図１の状態から切り換えられ、第２ラインＬ２の作動液の流量が多くなる。この場合、第１ラインＬ１に流れる作動液の流量は図１の状態よりも減る。

[第１ライン]
第１ラインＬ１はフォークリフト１８のステアリング２８への作動液の流路である。第１ラインＬ１はステアリング２８につながるポートＰＦにつなげられている。ステアリング操作されているときにステアリング２８に優先流が流れる。フォークリフト１８における運転作業と荷役作業の内、運転作業を優先させることで事故防止につなげる。

[第２ライン]
第２ラインＬ２は方向制御弁１４、１６への作動液の流路である。第２ラインＬ２は方向制御弁１４、１６を介してポートＴにつなげられている。方向制御弁１４、１６はフォークリフト１８の作業装置を制御するための弁であり、フォークＮＬを上下動させるための方向制御弁１４とマストＭＴの角度を変更するための方向制御弁１６を含む。方向制御弁１４、１６はフォークリフト１８のレバーＬＬ、ＴＬによって操作される。レバーＬＬが操作されると方向制御弁１４が操作される。方向制御弁１４はリフトシリンダＬＳにつながるポートＡ１への流れを制御できる。なお、ポートＸは不使用であり、方向制御弁１４はポートＸへ作動液が流れないようになっている。レバーＴＬが操作されると方向制御弁１６が操作される。方向制御弁１６はチルトシリンダＴＳにつながるポートA2、A3への流れを制御できる。

優先分流弁１２によって第１ラインＬ１に優先的に作動液が供給されるため、ステアリング操作されているときは、第２ラインＬ２へは優先分流弁１２に供給される作動液全量から優先流分を差し引いた分（余剰流）が流れる。ステアリング操作が停止された状態でレバーＬＬ、ＴＬが操作されれば、第１ラインＬ１への作動液の流量が絞られるため、第２ラインＬ２への作動液の流量が増え、各シリンダＬＳ、ＴＳの動きが速くなり、フォークＮＬおよびマストＭＴの動きが速くなる。

[絞り部]
第１ラインＬ１の優先分流弁１２とポートＰＦの間に絞り部２０が設けられている。絞り部２０は作動液の流量を減らす。絞り部２０は絞り弁を用いる。絞り弁の開閉度を調整することで、作動液の流量を減らす。作動液に異物が混入されていなければ、絞り部２０の上流と下流の圧力差は一定範囲に入る。作動液に異物が入り、異物が絞り部２０に引っかかると、絞り部２０の上流の圧力が高まり、絞り部の下流の圧力が低下する。絞り部２０の上流と下流との圧力差が一定範囲よりも大きくなれば、絞り部２０に異物が引っかかっていることがわかる。

絞り部２０は作動液の流量を減流できれば絞り弁に限定されない。たとえば、図３のように第１ラインＬ１の口径を狭めて絞り部２０としてもよいし、図４のように第１ラインＬ１の中に設けられた板体３０などで口径を狭めて絞り部２０としてもよい。

[圧力計]
第１ラインＬ１における絞り部２０の上流の作動液の圧力が第１圧力計２２で測定される。絞り部２０の上流は、第１ラインＬ１における絞り部２０よりも優先分流弁１２側である。第１ラインＬ１における絞り部２０の下流の作動液の圧力が第２圧力計２４で測定する。絞り部２０の下流は、第１ラインＬ１における絞り部２０よりもポートＰＦ側である。第１圧力計２２および第２圧力計２４はブルドン管圧力計またはダイアフラム式圧力計などを使用できるが、作動油の圧力が計測できれば第１圧力計２２および第２圧力計２４は特に限定されない。

[制御部]
制御部２６に第１圧力計２２の圧力値および第２圧力計２４の圧力値が入力され、制御部２６はそれらの圧力値を用いて作動液に異物が混入されていることを判断する。制御部２６はＩＣなどの小型のコンピュータを用いる。フォークリフト１８に搭載されたコンピュータが制御部２６として利用されても良い。制御部２６は第１圧力計２２と第２圧力計２４で測定された圧力値の差を取り、その差が上記一定範囲内であれば作動液に異常がなく、一定範囲を超えれば作動液に異常（異物の混入）があると判断する。

制御部２６で作動油に異常があると判断した場合にフォークリフト１８の任意の場所で表示したり、音声出力したりすることが好ましい。フォークリフト１８の操作者に異常を知らせる。

[その他]
第２ラインＬ２と並列に第３ラインＬ３が設けられている。第３ラインＬ３は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに圧力制御弁３２、３４を介して接続されている。第１ラインＬ１と第２ラインＬ２は、そのラインＬ１、Ｌ２の作動液の圧力が一定以上になると、圧力制御弁３２、３４が開けられ、作動液が第３ラインＬ３に流される。第１ラインＬ１と第２ラインＬ２の作動液の圧力が一定値を下回るようになっている。優先分流弁１２と圧力制御弁３２との間に絞り弁３６を設け、圧力制御弁３２への作動液の流量を調整してもよい。

[異常判断方法]
ステアリング２８が操作されているときは優先分流弁１２によって作動液の優先流が第１ラインＬ１に流され、余剰流が第２ラインＬ２に流される。絞り部２０の上流の作動液の圧力が第１圧力計２２で計測され、絞り部２０の下流の作動液の圧力が第２圧力計２４で計測される。計測された圧力値の差が一定範囲に入っていれば、制御部２６は多連バルブ装置１０の中に異物が混入していないと判断する。制御部２６は計測された圧力値の差が一定範囲よりも大きくなれば多連バルブ装置１０の中に異物が混入していると判断する。早期に作動液を交換し、フォークリフト１８が異常停止しないようにする。

以上のように、本願は優先的に作動液が流れている第１ラインＬ１に絞り部２０を設けることで、異物が絞り部２０に引っかかった場合に絞り部２０の上流と下流の圧力差が大きくなることを利用して、作動油の中に異物が入っていることを判断できる。従来と異なり、作動油の中の異物を検知できる。早期に異常を発見して解消できるため、フォークリフト１８を停止させることが少なくなる。絞り部２０はステアリング２８への作動液の流れを止めることはなく、ステアリング操作に影響はない。

[実施形態２]
図５の多連バルブ装置５０のように、第２ラインＬ２に絞り部２０、第１圧力計２２および第２圧力計２４を設けても良い。第２ラインＬ２における優先分流弁１２と方向制御弁１４との間に絞り部２０を設ける。第１圧力計２２は第２ラインＬ２における絞り部２０の上流の作動液の圧力、第２圧力計２４は第２ラインＬ２における絞り部２０の下流の作動液の圧力を計測する。制御部２６は、上記実施形態と同様に第１圧力計２２と第２圧力計２４で計測された圧力値の差を利用して異常を判断する。

図６の多連バルブ装置６０のように、絞り部２０が第１ラインＬ１と第２ラインＬ２の両方に設けられ、それぞれの上流と下流の作動油の圧力が第１圧力計２２と第２圧力計２４で計測されてもよい。各ラインＬ１、Ｌ２の絞り部２０の上流と下流の圧力差を利用して異常を判断する。絞り部２０が多くなることで異常を検出しやすい。

[実施形態３]
図７の多連バルブ装置７０のように、第１圧力計２２のみを使用して異物を検知しても良い。この場合、制御部２６はステアリング２８を制御するステアリング制御装置７２からステアリング２８の情報を得るようにする。ステアリング２８の情報はステアリング２８の角度を含む。ステアリング２８の角度によって絞り部２０の下流の作動液の圧力がわかる。制御部２６はステアリング２８の角度に応じた絞り部２０の下流の圧力を記憶部（図示省略）に記憶しておく。制御部２６は第１圧力計２２から得られた圧力とステアリング２８の角度に応じた圧力の差をとって異常を判断する。

[実施形態４]
図８のように通信部８２が備えられた多連バルブ装置８０であってもよい。制御部２６で取得した圧力値をネットワーク８４を介してホストコンピュータ８６に送信する。通信部８２はネットワーク８４を介して移動体通信をおこなえる装置、ＷｉＦｉなどの無線通信する装置などが挙げられる。測定した値を通信部８２によって送信し、ホストコンピュータ８６の記憶手段で記憶する。また、制御部２６がおこなう異常の判断をホストコンピュータ８６で行ってもよい。ホストコンピュータ８６で判断された結果をネットワーク８４を介して操作者が使用するフォークリフト１８で表示してもよい。図５から図７の多連バルブ装置５０、６０、７０においても図８と同じように通信部８２、ネットワーク８４、ホストコンピュータ８６を備えた構成であってもよい。

[実施形態５]
多連バルブ装置はフォークリフト１８の構成によって種々に変更されてもよく、上記した実施形態の多連バルブ装置に限定されない。たとえば、方向制御弁１４、１６の数は３つ以上になってもよい。たとえば、フォークＮＬを左右に動かすためのシリンダを備えれば、そのシリンダに作動液を供給するための方向制御弁を追加する。

荷役装置としてフォークリフト１８を用いて説明したが、説明した多連バルブ装置が使用される荷役装置であればフォークリフト１８に限定されない。

（第１項）本願の多連バルブ装置は、作動液を優先流と余剰流に分流して吐出する優先分流弁と、前記優先流が流れる第１ラインと、前記余剰流が流れる第２ラインと、前記第１ラインおよび第２ラインの少なくとも一方に設けられた絞り部と、前記第１ラインおよび第２ラインにおいて、前記絞り部の上流側における作動液の圧力を計測する第１圧力計と、前記第１圧力計の圧力値から作動液の中に異物が混入していることを判断する制御部とを備える。

第１項に記載する多連バルブ装置によると、絞り部に異物が引っかかることで第１圧力計の圧力値が上昇し、制御部が異常を判断できる。従来できなかった油圧回路の中の異常を判断でき、荷役装置の停止を防止できる。

（第２項）前記第１ラインおよび第２ラインにおいて、前記絞り部の下流側における作動液の圧力を計測する第２圧力計を備え、前記制御部が第１圧力計の圧力値と第２圧力計の圧力値から作動液の中に異物が混入していることを判断する。

第２項に記載する多連バルブ装置によると、絞り部に異物が引っかかることで絞り部の上流と下流の作動液の圧力差が大きくなることを利用して異常を判断できる。

（第３項）前記制御部は、第１圧力計の圧力値と第２圧力計の圧力値との差が一定範囲よりも大きくなった場合、異物が作動液に混入されていると判断する。

第３項に記載する多連バルブ装置によると、作動液中の異物が多くなってくると徐々に圧力値の差が大きくなってくるため、異物によって多連バルブ装置が停止する前に、多連バルブ装置を修理できる。

（第４項）本願の荷役装置は、第１項から第３項に記載する多連バルブ装置を備える。

第４項に記載する荷役装置は、上記の多連バルブ装置を使用しているため、多連バルブ装置の停止を予防できるため、荷役装置の停止を予防できる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０、５０、６０、７０、８０：多連バルブ装置
１２：優先分流弁
１４、１６：方向制御弁
１８：フォークリフト（荷役装置）
２０：絞り部
２２、２４：圧力計
２６：制御部
２８：ステアリング
３０：板体
３２、３４：圧力制御弁
３６：絞り弁
７２：ステアリング制御装置
８２：通信部
８４：ネットワーク
８６：ホストコンピュータ
ＰＦ、Ｘ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｐ、Ｔ：ポート
Ｌ１、L2、Ｌ３：ライン
ＬＬ、ＴＬ：レバー
ＬＳ、ＴＳ：シリンダ
ＮＦ：フォーク
ＭＴ：マスト

Claims

作動液を優先流と余剰流に分流して吐出する優先分流弁と、
前記優先流が流れる第１ラインと、
前記余剰流が流れる第２ラインと、
前記第１ラインおよび第２ラインの少なくとも一方に設けられた絞り部と、
前記第１ラインおよび第２ラインにおいて、前記絞り部の上流側における作動液の圧力を計測する第１圧力計と、
前記第１圧力計の圧力値から作動液の中に異物が混入していることを判断する制御部と、
を備えた多連バルブ装置。
前記第１ラインおよび第２ラインにおいて、前記絞り部の下流側における作動液の圧力を計測する第２圧力計を備え、
前記制御部が第１圧力計の圧力値と第２圧力計の圧力値から作動液の中に異物が混入していることを判断する請求項１の多連バルブ装置。
前記制御部は、第１圧力計の圧力値と第２圧力計の圧力値との差が一定範囲よりも大きくなった場合、異物が作動液に混入されていると判断する請求項２の多連バルブ装置。
前記絞り部は、作動液に異物が混入している場合に、前記絞り部に異物がひっかかるよう構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の多連バルブ装置。
請求項１から４のいずれかに記載の多連バルブ装置を備えた荷役装置。