JPH03112774A - 産業車両の油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フォークリフト等産業車両の油圧装置に係り
、詳しくは荷役及びパワーステアリング用油圧ポンプの
容量制御を行うようにした油圧装置に関する。

［従来の技術］ フォークリフトに装備されている一般的な油圧装置は、
第４図に例示するように、エンジン１によって駆動され
る定容屋形油圧ポンプ２の吐出管路３に分流弁４が設け
られ、圧力油は該分流弁４によってパワーステアリング
回路５の所要流量と残余の荷役回路用流量とに分流され
るとともに、荷役回路６に送給された圧力油は、荷役制
御弁７の操作を介して必要の都度リフトシリンダ８又は
ティルトシリンダ９に供給される。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように従来の油圧装置は、定容量油圧ポンプ２
から吐出された圧力油のうち、パワーステアリング回路
５用として確保される所要流層以外はすべて荷役回路６
へ送給されるため、実際に荷役操作が行なわれていない
状態では、かかる圧力油は単に荷役制御弁７を経由する
余剰油として油槽に還流されてしまう。しかも油圧ポン
プ２の吐出油量はエンジン回転数の上昇につれて比例的
に増大し、無用な余剰油の循環は一層助長される結果と
なる。したがって、このような圧力油の無駄な循環の繰
返しは動力損失に加えて油温の上昇を招き、シール部材
などの早期劣化を誘発して油圧装置に重大な欠陥を生じ
させる素因となる。

本発明は、エンジンに従動するポンプの回転変動と荷役
操作の有無とを感知して、機に応じたポンプの容量制御
を遂行することを解決すべき技術課題とするものである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題解決のため、エンジンにより駆動され
る可変容量形油圧ポンプと、該ポンプの吐出管路に設け
られ、圧力油をパワーステアリング回路の所要流量と残
余の荷役回路用流量とに分流する分流弁と、該分流弁に
至る吐出管路中に配設され、開度の異なる絞り部を有し
て上記荷役回路の圧力によりパイロット操作される流量
切換弁と、上記各校り部前後の差圧によってパイロット
操作され、上記ポンプの容量可変機構を制御する容量制
御弁とからなり、開度の小さい絞り部前後の差圧によっ
て安定制御される非荷役時の送給油量は、上記パワース
テアリング回路の所要流量をやや上回る程度に設定され
、かつ上記ポンプの押のけ容積は開度の大きい絞り部前
後の差圧によって同様に安定制御される荷役時の所要流
量が、エンジンの高性能回転領域から選択可能に設定し
た新規な構成を採用している。

［作用］ 本発明装置において、荷役操作が行われず荷役アクチュ
エータの動作負荷がない状態では、流量切換弁を操作す
る荷役回路のパイロット圧は至って低く、流量切換弁は
開度の小さい絞り部をもつノーマル位置が保持されてい
る。したがって、この絞り部前後の差圧がパイロット圧
として容量制御弁に対抗する形で負荷され、該対抗圧力
とばね力との均衡によって該容量制御弁のポジションも
保持される。このとき流量切換弁による絞り後の流量は
パワーステアリング回路の所要流量をやや上回る程度に
設定されており、エンジンの回転変動に基づいたポンプ
の吐出油量の増減は、上記差圧の変化を伴って直ちに容
量制御弁から可変容量機構へと作用し、ポンプ１回転当
りの吐出油量が自動的に調節されて上記、絞り後の流量
は安定的に維持される。

かかる状態から荷役操作が開始され、アクチュエータの
動作負荷によって荷役回路のパイロット圧が上昇すると
、上記流量切換弁は強制的に操作されて開度の大きい絞
り部をもつ切換位置へと転移され、増勢された絞り後の
圧力が代替する形で容量制御弁に負荷される。したがっ
て、容量制御弁をパイロット操作する差圧の減少が該容
量制御弁の変位を通じて可変容量機構へと作用し、ポン
プ１回転当りの吐出油量を最大限に増加させる。

なお、このときの荷役回路の所要流量は産業車両の荷投
機能（積載能力）によって異なるものの、エンジンの高
性能回転領域から選択的に得られるように、ポンプの押
しのけ容積が余裕をもって設定されており、しかも荷役
回路へ送給される圧力油が所要流量に達した時、上記開
度の大きい絞り部前後の差圧が非荷役時と同様に容量制
御弁を介したポンプの容量制御を開始するので、更なる
エンジン回転数の上昇によっても所要流量は安定的に維
持される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する
。

第１図及び第２図は本発明をフォークリフトに適用した
油圧装置の要部を示すもので、エンジン１０によって駆
動される可変容量形油圧ポンプ１１には、周知の斜板式
アキシアルピストンポンプ（以下、単にポンプという）
が用いられており、該ポンプ１１に接続される吐出管路
１２には、圧力油をパワーステアリング回路１３の所要
流量と残余の荷役回路用流量とに分流する分流弁１４が
設けられ、荷役回路１５は第４図に示した従来装置と同
様、荷役制御弁を介してリフトシリンダ、ティルトシリ
ンダ等の荷役アクチュエータと接続されている。なお、
上記ポンプ１１は常時確保されるパワーステアリング回
路１３の所要流量及び荷役時とくにリフト操作に必要な
最大流量が、エンジン１０の軸トルクが安定した高性能
回転領域（例えば２０００〜４００Ｏｒｐｍ＞から選択
的に得られるように、その押しのけ容積が予め余裕をも
って設定せられている。

上記分流弁１４に至る吐出管路１２中には荷役回路１５
の圧力Ｐ３によってパイロット操作される流量切換弁２
０が設けられ、該流量切換弁２０はノーマル位置ａに開
度の小さい絞り部２１が形成され、切換位置すにはこれ
よりも開度の大きい絞り部２２が形成されている。した
がって、該絞り部２１．２２の前後つまり流量切換弁２
０の入口圧力Ｐ１と出口圧力Ｐ２との間には差圧を生じ
、これら肉圧力Ｐ１、Ｐ２はそれぞれパイロット管路２
８．２６によって導出せられている。

３０はパイロット管路２８を介した入口圧力Ｐ１と上記
パイロット管路２６を介した出口圧力Ｐ２との差圧によ
って操作される容量制御弁であって、該容量制御弁３０
の詳細な構成は第２図に示されている。すなわち、弁主
体３１にはパイロット管路２８．２６を介した差圧とば
ね３２の付勢力との均衡によって制御されるスプール３
３が内装され、該スプール３３にはパイロット管路２８
を経由した入口圧力Ｐ１をボート３５を介して可変容量
機構４０の制御シリンダ４１に導く切欠３４ａと、該ボ
ート３５をドレンボート３６に接続させるための切欠３
４ｂとが設けられている。そして可変容量機構４０は、
上記制御シリンダ４１に導入された入口圧力Ｐ１によっ
てピストンロッド４２が動作し、復帰ばね１１ａの付勢
力と均衡してポンプ１１の斜板傾角を変化させるもので
ある。

ここで上記開度の異なる絞り部２１．２２の設定に関し
、ざらに詳しく説明する。

一般に絞り部における圧力流量特性の基礎式は次の形で
表される。

Ｑ＝ＣｄＡＥΣＫ「７７ ここにＱ、絞りを通過する流量 ｃｄ、絞り部の流量係数 Ａ：絞り部の開口面積 △Ｐ二絞り前後の差圧（Ｐｌ　−Ｐ２　）ρ：油の密度 そして非荷役時の送給流量を左右する開度の小さい絞り
部２１の開口面積は、絞り前後の差圧が設定圧に達した
とき、容量制御弁３０を介したポンプ１１の容量制御に
基づいて得られる絞り俊の流量が、パワーステアリング
回路１３の所要流量をやや上回る程度となるように設定
される。

一方、荷役時の送給流量も同一の設定差圧によってポン
プ１１の容量制御が行われるため、非荷役時の送給流量
に対して当該産業車両の荷役操作に必要な流量が確保さ
れるよう、開度の大きい絞り部２２の開口面積が設定さ
れる。例えば絞り部２１．２２の開口面積をＡｌ　、Ａ
２とすれば、非荷役時の流量Ｑｌ　＝ｃｄｔ　Ａｔ　（
Σに百）万荷役時の流量Ｑ２　＝Ｃｄ２　Ａ２　（Ｗ５
タ下弓７〃−したがって、Ｑ２を０１の７倍とする場合
を仮定すれば、Ａ２はＡ１の（７ｃｄ”　／ｃｄ２）倍
ニＷＱ定される。

上述の構成において、荷役操作が行われず荷役アクチュ
エータの動作負荷がない状態では、流量切換弁２０を操
作する荷役回路１５のパイロット圧Ｐ３は２０ｋｇｆ／
ｃｍｔに達しない程度と至って低く、流量切換弁２０は
ばねの付勢力によってノーマル壺位置ａに保持されてい
る。したがって、吐出管路１２を流れる圧力油は絞り部
２１による絞り作用をうけて該流量切換弁２０の出口側
流量が規制され、同時に入口圧力Ｐ１と出口圧力Ｐ２と
の間には差圧が生じる。また、このときの出口側流量は
分流弁１４によって確保されるパワーステアリング回路
１３の所要流量をやや上回る程度に設定されており、荷
役回路１５に対する余剰圧力油の送給はごく僅少に制限
されている。

ところがポンプ１１の回転はエンジン１０に支配されて
随時変動するため、例えばエンジン１０の回転が上昇す
ると吐出管路１２の流量が増加し、同時に入口圧力Ｐｉ
、出口圧力Ｐ２及び出口側流量は共に増大することにな
る。しかし入口圧力Ｐ１の上昇は、パイロット管路２８
から上記した差圧によって均衡状態を保持している容量
制御弁３０のポート３５を経由して直ちに制御シリンダ
４１の油室圧力に反映されるので、ピストンロッド４２
は復帰ばね１１ａの付勢力に抗して斜板傾角を縮小側へ
変化させる。勿論、エンジン１０の回転が低下した場合
には、上記説明とは全く逆作用的な動作を辿ってポンプ
１１の１回転当りの吐出油量が調節されるので、流量制
御弁２０の出口側流量はほぼ一定に保たれる。

かかる状態から荷役操作が開始され、荷役アクチュエー
タの動作負荷によって荷役回路１５のパイロット圧Ｐ３
が２０ｋｇｆ／Ｃｍ２以上に上昇すると、流量切換弁２
０はばねの付勢力に抗して開度の大きい絞り部２２をも
つ切換位置すへと転移され、増勢された絞り後の出口圧
力Ｐ２がパイロット管路２６を介して容量制御弁３０に
負荷される。これによりスプール３３を操作する入口圧
力Ｐ１と出口圧力Ｐ２との差圧が減少して該スプール３
３は図示右方へ移動し、制御シリンダ４１と連通するポ
ート３５を切欠３４ｂを介してドレンポート３６に連通
させる。その結果、制御シリンダ４１内の圧力降下と復
帰ばね１１ａの付勢力とによりピストンロッド４２は退
勤し、斜板頭角の拡大側への変化を通じてポンプ１１の
１回転当りの吐出油量が増加される。勿論、荷役時には
エンジン１０を介してポンプ１１の回転は急速に上昇せ
しめられるので、実質的なポンプ１１の吐出油量もこれ
に追随する。

上述したようにポンプ１１の押しのけ容積は、荷投機能
を異にする機種にも共通的に適用しうるよう十分余裕を
もって設定されており、エンジン１０の回転が高性能領
域に存する間に、流儀切換弁２０の出口側流量はリフト
操作に必要な最大油量に達する。そしてこのときの絞り
前後の差圧（Ｐｌ　−Ｐ２　）が設定圧となるよう絞り
部２２の開度が予め設定されているため、それ以上の回
転上昇に基づいて上記差圧が設定圧を超えれば、容量制
御弁３０のスプール３３はこれに感応して図示左方へ微
動し、ポート３５はドレンポート３６と絶縁されると同
時に再び入力圧力Ｐ１を受入れることとなるので、制御
シリンダ４１内の回復圧力が復帰ばね１１ａの付勢力に
抗してピストンロッド４２を進動させ、斜板傾角の縮小
側への変化を通じて上記流量切換弁２０の出口側流量は
ほぼ一定に保たれる。

第３図は同一のポンプであっても荷投機能（必要最大流
量）の異なる機種に適用可能であることを示す線図であ
って、図中、破線で表されているのは、ポンプ（エンジ
ン）回転ｌ’ＲＮの上限時において必要最大流ＩＱ１が
得られるように、ポンプの押しのけ容積をＶ＝０１／Ｎ
ｍａｘに選定した比較例を示し、この場合は０１以上の
要求流量には対応しえないことを物語っている。

これに対し本発明は、ポンプの押しのけ容積に余裕を持
たぜてＶ＝Ｑｏ　／Ｎｍａｘに選定し、必要最大流量が
０１の場合は、ポンプ１回転当りの吐出油量を変化させ
て中間回転域から０１を安定的に保持させており、また
Ｑｌを超える流ｍＱ２が必要な機種に対しては、絞り部
２２の開度を変更することによって同様な対応が可能と
なるものである。

このようにポンプの最大所要動力がエンジンの中間回転
領域つまり軸トルク及び燃料消費率が共に良好な高性能
領域で負荷されることとなるので、各種荷役作業を極め
て効率よく遂行することができる。

なお、上述の実施例は開度の大きい絞り部２２を流量切
換弁２０の切換位置すに設けた形態について説明したが
、同絞り部２２を流量切換弁２０の直前又は直後の吐出
管路１２中に移転させるように構成しても、実質的に同
様な容量制御を行うことが可能である。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明によれば、吐出管路に設け
た絞り付き流量切換弁によって非荷役時に荷役回路へ送
給される余剰油量を極力制限し、エンジン回転の変動に
対しては容量制御弁との協同により可変容量形油圧ポン
プの吐出油量を調節して回路流用を安定的に保持すると
ともに、一方、荷役時には荷役回路にかかる荷役アクチ
ュエータの動作負荷によってこれを判別し、８弁の変位
を介したポンプ能力の増勢とエンジンの回転の上昇とに
より、荷役操作を行うに十分な間の圧力油が荷役回路へ
送給される。また、荷役操作に必要な最大流量はエンジ
ンの高性能回転領域から得られるように、ポンプの押し
のけ容積は余裕をもって設定されており、必要最大流量
時の回転数を超える回転上昇には再度ポンプの容量制御
が発動されて回路流量を安定的に保持するものである。

したがって、荷役時、非荷役時を問わずエンジン回転の
変動に巧みに対応して余剰油量をきわめて合理的に削減
しうるので、単に動力の損失防止、燃費の向上のみにと
どまらず、油温の上昇がきわめて効果的に抑制されるこ
ととなり、各シール部材は熱劣化から解放されて、油圧
装置の長期安定化に著しく貢献しうるちのである。

しかも同一容量のポンプ、かつ１個の容量制御弁で必要
最大流層の異なる機種にも直ちに適用可能であり、汎用
性及び簡潔性の観点からも格段と優れた効果を発揮する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧装置の一実施例を示す油圧回
路図、第２図は同実施例の容量制御弁を示す断面図、第
３図はポンプ（エンジン）の回転数と流量との関係を示
す線図、第４図は従来の油圧装置を示す油圧回路図であ
る。 １０・・・エンジン　１１・・・可変容量形油圧ポンプ
１２・・・吐出管路 １３・・・パワーステアリング回路 １４・・・分流弁　　　　１５・・・荷役回路２０・・
・流量切換弁　　３０・・・容量制御弁４０・・・可変
容量機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンにより駆動される可変容量形油圧ポンプと、該
   ポンプの吐出管路に設けられ、圧力油をパワーステアリ
   ング回路の所要流量と残余の荷役回路用流量とに分流す
   る分流弁と、該分流弁に至る吐出管路中に配設され、開
   度の異なる絞り部を有して上記荷役回路の圧力によりパ
   イロット操作される流量切換弁と、上記各絞り部前後の
   差圧によつてパイロット操作され、上記ポンプの容量可
   変機構を制御する容量制御弁とからなり、開度の小さい
   絞り部前後の差圧によって安定制御される非荷役時の送
   給油量は、上記パワーステアリング回路の所要流量をや
   や上回る程度に設定され、かつ上記ポンプの押のけ容積
   は開度の大きい絞り部前後の差圧によつて同様に安定制
   御される荷役時の所要流量が、エンジンの高性能回転領
   域から選択可能に設定されていることを特徴とする産業
   車両の油圧装置。