JPWO2008015752A1

JPWO2008015752A1 - 流体制御弁

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Publication number: JPWO2008015752A1
Application number: JP2008527623A
Authority: JP
Inventors: 裕己西口
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2009-12-17
Also published as: WO2008015752A1

Abstract

作動液を吸入する吸入ポート、作動液を排出する排出ポート、及びシリンダへ作動液を送出するシリンダポートが接続されるスリーブ、及び前記シリンダポートと排出ポートとの間の流路を開閉する電磁ソレノイド弁を有する弁本体と、前記スリーブに進退可能に組み込まれシリンダポートと吸入ポートを連通させて作動液の流路を形成する上昇位置、シリンダポートと排出ポートを連通させて作動液の流路を形成する下降位置、及びこれらポート間の流路を遮断する中立位置を選択的にとることが可能なスプールとを具備するとともに、前記スリーブと前記シリンダポートとの間に設けてなりこれらの間の流路を開閉するリフトロックポペットをさらに具備し、このリフトロックポペットが、内部に設けてなる背圧室と、この背圧室の内外を連通するオリフィスとを有する流体制御弁において、前記リフトロックポペットを遮断位置側に付勢する緩衝手段をさらに具備させ、前記オリフィスを大径にしてリフトロックポペットの遮断動作を速やかに行えるようにしつつ、開放動作の際に緩衝手段を機能させて大きな衝突音が発生することを防ぐようにした。

Description

本発明は、弁本体内でスプールを変位させることにより流体の流路を変化させてリフトシリンダへの流体の供給及び排出を制御する流体制御弁に関する。

従来、弁本体内でスプールを変位させることにより流体の流路を変化させてリフトシリンダへの流体の供給及び排出を制御する流体制御弁は、図４に側面断面図、図５に前記図４におけるＸ−Ｘ断面図をそれぞれ示すような構成を有する。

すなわち、この流体制御弁ＢＢは、作動液を吸入する吸入ポート３、作動液を排出する排出ポート４、及びリフトシリンダＣへ作動液を送出するシリンダポート５が接続されるスリーブ６、前記シリンダポート５と排出ポート４との間の流路を開閉する電磁ソレノイド弁７、及び前記スリーブ６と前記シリンダポート５との間に設けられこれらの間の流路を開閉するリフトロックポペット９を内部に備えたオペレートチェック弁８を有する弁本体１と、前記スリーブ６に進退可能に組み込まれシリンダポート５と吸入ポート３とを連通させて作動液の流路を形成する上昇位置、シリンダポート５と排出ポート４とを連通させて作動液の流路を形成する下降位置、及びこれらポート間の流路を遮断する中立位置を選択的にとることが可能なスプール２とを具備する。

前記スプール２には、第１〜第３の環状溝２ａ〜２ｃを形成しているとともに、このスプール２を、図示しない操作レバーに図示しないリンク機構を介して接続し、上述したように、前記上昇位置、前記下降位置、及び前記中立位置を選択的にとることができるようにしている。

一方、弁本体１のスリーブ６の周囲には、前記吸入ポート３に接続した高圧通路１１と、前記排出ポート４に接続したタンク通路１２と、前記スプール２が上昇位置をとった際に第１の環状溝２ａを介して前記高圧通路１１と連通するとともに前記スプール２が下降位置をとった際に第１の環状溝２ａを介して前記タンク通路１２と連通する作動液送出通路１３と、前記スプール２が下降位置をとった際に第３の環状溝２ｃを介して前記タンク通路１２とを連通する作動液排出通路１４とを形成している。なお、前記電磁ソレノイド弁７はこの作動液排出通路１４上に設けられていて、作業時には常時開放されている。また、前記作動液排出通路１４は、前記オペレートチェック弁８から前記スリーブ６まで延伸している。

さらに、前記オペレートチェック弁８は、前記リフトロックポペット９と、このリフトロックポペット９を収納するプラグ８ａとを具備する。前記リフトロックポペット９は、前記シリンダポート５と前記作動液送出通路１３とを連通させる開放位置と、これら前記シリンダポート５と前記作動液送出通路１３との間を遮断する遮断位置との間で移動可能である。また、このリフトロックポペット９は、内部に背圧室９ａを有するとともにこの背圧室９ａと外部とを連通するオリフィス９ｂを外周に設けてなる。この背圧室９ａは前記作動液排出通路１４に連通している。そして、このオペレートチェック弁８と前記シリンダポート５との間にシリンダ通路１５を設けている。すなわち、前記リフトロックポペット９が開放位置であればこのシリンダ通路１５と前記作動液送出通路１３とが連通し、前記リフトロックポペット９が遮断位置であればこのシリンダ通路１５と前記作動液送出通路１３との間が遮断される。

加えて、前記高圧通路１１には、荷台上昇操作の開始直後及び終了直後において、リフトシリンダＣから高圧ポンプに作動液が逆流し荷台が沈み込むことを防ぐべくロードチェックポペット２０及びバネ２１を設けている。（例えば特許文献１参照。）
リフトの昇降の際のこのような流体制御弁ＢＢの各部の作用について以下に述べる。

リフトを上昇させるには、前記スプール２を図面位置（中立位置）より右方向に移動させる。すると、第１の環状溝２ａが右方に移動することによって、高圧通路１１と作動液送出通路１３が該第１の環状溝２ａを介して連通し、高圧ポンプからの作動液がロードチェックポペット２０を押し開けて高圧通路１１から作動液送出通路１３に導入され、高圧の作動液圧がリフトロックポペット９に印加される。この作動液圧によりリフトロックポペット９が図面上方に移動すると、作動液送出通路１１とシリンダ通路１５とが連通し、前記シリンダ通路１５を介して前記シリンダポート５へ作動液が供給される(作動液流れｈ)。これによりリフトシリンダＣのボトム室Ｃ１に高圧の作動液が供給され、リフトが上昇する。この状態で、スプール２を中立位置に戻すと、作動液送出通路１３と高圧通路１１及びタンク通路１２とが遮断されるとともに、作動液排出通路１４とタンク通路１２とが遮断されているので、リフトシリンダＣはその状態を保持する。そして、リフトロックポペット９が図面下方に移動して作動液送出通路１３とシリンダ通路１５との間が遮断される。

一方、リフトを下降させるには、スプール２を左方向に移動させる。これにより作動液排出通路１４が、スプール２の第３の環状溝２ｃを介してタンク通路１２及び排出ポート４と連通する。すなわち、オペレートチェック弁９のポペット背圧室９ａがタンク通路１２と連通され、一次作動液流れｉが生じる。この作動液流れｉによって前記シリンダ通路１５と前記ポペット背圧室９ａ内との間に差圧が発生する。その差圧によってリフトロックポペット９が上方へ移動して開き、前記リフトシリンダＣのボトム室Ｃ１内の作動液圧が、作動液送出通路１３及びスプール２の第１の環状溝２ａを介してタンク通路１２へ流れる二次作動液流れｊが生じ、リフトシリンダＣが下がる。この状態からスプール２を中立位置に戻すと、作動液排出通路１４とタンク通路１２との間が遮断されるため、シリンダ通路１５と背圧室９ａ内との間の差圧はなくなり、リフトロックポペット９がバネ９ｄによって遮断位置に移動し、前記シリンダ通路１５と作動液送出通路１３との間も遮断される。

なおフォークリフトトラックの休止時には、電磁ソレノイド弁７はソレノイドに電圧が印加されておらず閉じているため、スプール２を左方向に移動させても一次作動液流れｉが発生しないため、リフトロックポペット９は開かず、リフトも下降しない。
登録実用新案公報第３１１５６０５号公報

ところで、特許文献１記載のような構成では、吸入ポート３から作動液を導入する際に作動液がロードチェックポペット２０を押し開けるようにしているので、そのさいに圧力損失が発生するが、最近では、この圧力損失をなくして、エネルギ効率を向上させる要望が存在する。このような要望を実現するには、ロードチェックポペット２０を省略してリフトロックポペット９にロードチェックポペットとしての機能も備えさせることが考えられる。

しかし、従来の構成の流体制御弁ＢＢの構成で単にロードチェックポペット２０を省略しても、以下の理由で不都合が生じる。
リフトロックポペット９は、その外周に小径のオリフィス９ｂを設けていて、シリンダ通路１５とポペット背圧室９ａとの間に差圧を発生させるようにしているので、荷台下降動作の終了後のスプール２の中立位置復帰時には、リフトロックポペット９のオリフィス９ｂが抵抗となり、リフトロックポペット９の移動ひいてはシリンダポート５とスプール２との間を遮断するのに時間を要する。このような構成で荷台下降動作終了の直後に荷台上昇操作を行うと、吸入ポート３側の圧力が上がりきっていない状態で、かつシリンダポート５とスプール２との間が遮断されていないので、シリンダポート５から吸入ポート３に作動液が逆流して荷台の沈み込みが発生する。しかし、この課題を解決すべく前記オリフィス９ｂを大径にすると、リフトロックポペット９の開放動作の速度も上昇し、リフトロックポペット９を収納するプラグ８ａに激しく衝突して大きな衝突音が発生する別の不具合が発生する。

本発明は、上記問題を解決するために、リフトロックポペットの応答性を高くできるようにしつつ、作動端に達した際の衝突音を抑えるようにするものである。

すなわち、本発明に係る流体制御弁は、作動液を吸入する吸入ポート、作動液を排出する排出ポート、及びシリンダへ作動液を送出するシリンダポートが接続されるスリーブ、前記シリンダポートと排出ポートとの間の流路を開閉する電磁ソレノイド弁、及び前記スリーブと前記シリンダポートとの間に設けられこれらの間の流路を開閉するリフトロックポペットを有する弁本体と、前記スリーブに進退可能に組み込まれシリンダポートと吸入ポートを連通させて作動液の流路を形成する上昇位置、シリンダポートと排出ポートを連通させて作動液の流路を形成する下降位置、及びこれらポート間の流路を遮断する中立位置を選択的にとることが可能なスプールとを具備し、前記リフトロックポペットが、内部に設けてなる背圧室と、この背圧室の内外を連通するオリフィスとを有するものであって、前記リフトロックポペットを遮断位置側に付勢する緩衝手段をさらに具備することを特徴とする。

このようなものであれば、前記オリフィスを大径のものとして下降動作終了時にリフトロックポペットによる流路の遮断を素早く行えるようにしてロードチェックポペットとしての機能をも備えさせるようにしつつ、前記ポペットを遮断位置側に付勢する緩衝手段を設けていることにより、リフトロックポペットの開放動作はこの緩衝手段の付勢力に抗して行われるので該開放動作の速度を低下させ、作動端に達した際の大きな衝突音の発生を防ぐことができる。すなわち、ロードチェックポペットを省略して圧力損失を抑え、リフトロックポペットの遮断動作を素早く行えるようにしてこのリフトロックポペットにロードチェックポペットとしての機能を備えさせつつ、リフトロックポペットが作動端に達した際の大きな衝突音の発生を抑えることができる。

本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。

すなわち、本発明によれば、前記リフトロックポペット外周のオリフィスを大径のものとして下降動作終了時にリフトロックポペットによる流路の遮断を素早く行えるようにしつつ、前記リフトロックポペットと前記弁本体との間にリフトロックポペットを遮断側に付勢する緩衝手段を設けていることにより、シリンダポートの開放動作の速度を低下させ、リフトロックポペットと弁本体とが激しく衝突することによる大きな衝突音の発生を抑えることができる。

本発明の一実施形態における流体制御弁を示す側面断面図。図１におけるＡ−Ａ断面図。同実施形態における流体制御弁のリフトロックポペットを示す概略図。従来の流体制御弁を示す側面断面図。図４におけるＸ−Ｘ断面図。

本発明の好ましい実施形態を図１〜図３を参照して以下に説明する。ここで、上述した従来の流体制御弁に対応する部位には、同一の名称及び符号を付している。

本実施形態に係る流体制御弁Ｂは、フォークリフトトラックに装備され、図１に側面断面図、図２に図１におけるＡ−Ａ断面図を示すような構成を有する。

具体的には、この流体制御弁Ｂは、上述した従来の流体制御弁ＢＢと比較して、ロードチェックポペット２０を省略していることと、オペレートチェック弁８の構成が異なること以外はほぼ同様の構成を有する。すなわち、この流体制御弁Ｂは、弁本体１と、スプール２とを具備する。

前記弁本体１は、作動液を吸入する吸入ポート３、作動液を排出する排出ポート４、及びリフトシリンダＣへ作動液を送出するシリンダポート５が接続されるスリーブ６と、前記シリンダポート５と排出ポート４との間の流路を開閉する電磁ソレノイド弁７と、前記スリーブ６と前記シリンダポート５との間に設けられこれらの間の流路を開閉するリフトロックポペット９を内部に備えたオペレートチェック弁８とを具備する。

前記スプール２は、前記スリーブ６に進退可能に組み込まれシリンダポート５と吸入ポート３とを連通させて作動液の流路を形成する上昇位置、シリンダポート５と排出ポート４とを連通させて作動液の流路を形成する下降位置、及びこれらポート間の流路を遮断する中立位置を選択的にとる。また、このスプール２には、第１〜第３の環状溝２ａ〜２ｃを形成しているとともに、このスプール２を、図示しない操作レバーに図示しないリンク機構を介して接続している。

さらに、前記オペレートチェック弁８は、図３に構成を示すように、前記リフトロックポペット９と、このリフトロックポペット９を収納するプラグ８ａとを具備する。前記リフトロックポペット９は、前記シリンダポート５と前記作動液送出通路１３とを連通させる開放位置と、これら前記シリンダポート５と前記作動液送出通路１３との間を遮断する遮断位置との間で移動可能である。このリフトロックポペット９は、内部に背圧室９ａを有するとともにこの背圧室９ａと外部とを連通するオリフィス９ｂを外周に設けてなる。この背圧室９ａは前記作動液排出通路１４に連通している。そして、このオペレートチェック弁８と前記シリンダポート５との間にシリンダ通路１５を設けている。すなわち、前記リフトロックポペット９が開放位置であればこのシリンダ通路１５と前記作動液送出通路１３とが連通し、前記リフトロックポペット９が遮断位置であればこのシリンダ通路１５と前記作動液送出通路１３との間が遮断される。さらに詳述すると、前記リフトロックポペット９は、前記スプール２を中立位置に配した場合には、弁本体１のポペット当接部１ａに当接し、前記作動液送出通路１３と前記シリンダ通路１５との間を遮断する。その一方で、上述したように内部に背圧室９ａを有し、外周にはこの背圧室９ａ内部と前記シリンダ通路１５とを連通するオリフィス９ｂを設けている。このオリフィス９ｂは、従来の流体制御弁ＢＢにおけるものと比較して大径に設けている。また、前記電磁ソレノイド弁７を通過する作動液の流量は、シリンダ通路１５と背圧室９ａとの差圧を従来通り確保すべく、従来の流体制御弁ＢＢにおけるものと比較して大きく設定している。

しかして本実施形態では、前記プラグ８ａと前記リフトロックポペット９との間に、緩衝手段９ｃを具備させている。この緩衝手段９ｃは、前記リフトロックポペット９を遮断側に付勢する第１の付勢手段たるポペットバネ９ｄと、前記ポペット背圧室９ａ内部に配されるとともに中空で長手方向中間部にオリフィス９ｆを有するダンパバー９ｅと、このダンパバー９ｅと前記プラグ８ａとの間に設けられる第２の付勢手段たるダンパバネ９ｇとを備えている。

以下にリフトの昇降の際のこの流体制御弁Ｂ各部の作用を前記図１、図２、及び図３を参照しつつ述べる。リフトを上昇させるには、前記スプール２を図面位置（中立位置）より右方向に上昇位置まで移動させる。すると、第１の環状溝２ａが右方に移動することによって、高圧通路１１と作動液送出通路１３が該第１の環状溝２ａを介して連通し、作動液送出通路１３から高圧の作動液圧がリフトロックポペット９に印加される。この作動液圧によりリフトロックポペット９が図面上方に移動すると、作動液送出通路１３とシリンダ通路１５とが連通し、前記シリンダ通路１５を介して前記シリンダポート５へ作動液が供給される。これによりリフトシリンダＣのボトム室Ｃ１に高圧の作動液が供給され、リフトが上昇する。この状態で、スプール２を中立位置に戻すと、作動液送出通路１３と高圧通路１１との間が遮断されるとともに、作動液排出通路１４とタンク通路１２とが遮断されているので、リフトシリンダＣはその状態を保持する。そして、リフトロックポペット９が図面下方に移動して作動液送出通路１３とシリンダ通路１５との間が遮断される。すなわち、前記リフトロックポペット９及び前記電磁ソレノイド弁７は、リフトを上昇させた状態で放置した場合に作動液の逆流によりリフトが下降するのを防ぐリフトロック機構を構成している。

一方、リフトを下降させるには、前記スプール２を左方向に下降位置まで移動させる。これにより作動液排出通路１４がスプール２の第３の環状溝２ｃを介してタンク通路１２と連通する。すなわち、背圧室９ａがタンク通路１２と連通する。他方、リフトシリンダＣのボトム室Ｃ１には、負荷ＷとピストンＣ２の自重による圧力がシリンダポート５及びシリンダ通路１５を介して、リフトロックポペット９の下部に作用する。その際、シリンダポート５からの作動液がシリンダ通路１５に供給され、供給された作動液は前記リフトロックポペット９のオリフィス９ｂを介して前記背圧室９ａ内に導入される。このとき、前記シリンダ通路１５と前記背圧室９ａ内との間に差圧が発生する。この差圧によりポペット９が図面上方へ移動して開放位置に移動し、前記リフトシリンダＣのボトム室Ｃ１内の作動液が、作動液送出通路１３及びスプール２の第１の環状溝２ａを介してタンク通路１２へ流れ、リフトシリンダＣが下がる。この状態からスプール２を中立位置に戻すと作動液排出通路１４とタンク通路１２との間が遮断されるため、シリンダ通路１５と背圧室９ａ内との間の差圧はなくなり、リフトロックポペット９がバネ９ｄによって遮断位置に移動し、前記シリンダ通路１５と作動液送出通路１３との間も遮断される。その際、前記ポペット背圧室９ａと前記シリンダ通路１５との間を連通させる前記オリフィス９ｂは、従来のものと比較して大径にしているので移動の際の抵抗が少なく、リフトロックポペット９の図面下方への移動速度すなわち遮断位置への移動速度が従来のものよりも速く、より速やかにシリンダ通路１５と作動液送出通路１３との間を遮断する。従って、その直後にスプール２を上昇位置に移動させた場合であっても、作動液送出通路１３からの作動液圧が十分高くなるまでシリンダ通路１５と作動液送出通路１３との間を遮断し、作動液の逆流に伴うリフトの沈み込みを防ぐ。このように、このリフトロックポペット９はロードチェックポペットとしての機能も兼ね備えている。

その一方、リフトロックポペット９が遮断位置から図面上方、すなわち開放位置に向けて移動する際には、このリフトロックポペット９は緩衝手段９ｃからの付勢力に抗して移動する。まず、前記ポペットバネ９ｄ及びダンパバネ９ｇは、上述したようにこのリフトロックポペット９を遮断位置に向けて付勢している。さらに、前記ダンパバー９ｅ内部には作動液が充填されているが、このダンパバー９ｅの中空部には上述したようにオリフィス９ｆが設けられているので、リフトロックポペット９に押圧されてこのダンパバー９ｅが移動する際、このオリフィス９ｆの部位でダンパバー９ｅと作動液との間に抵抗が発生し、この抵抗に伴う抵抗力が遮断位置に向かう方向に作用する。このようにしてリフトロックポペット９が遮断位置から開放位置に向けて移動する際に、緩衝手段９ｃにより該リフトロックポペット９は遮断位置に向けて付勢されるので、移動速度が低下し、リフトロックポペット９がプラグ８ａに衝突したさいの衝突音が小さくなる。

従って、本実施形態に係る流体制御弁Ｂの構成を採用すれば、ロードチェックポペットを省略して圧力損失の低下を図りつつ、リフトロックポペット９に形成したオリフィス９ｂを従来のものより大径に構成してリフト下降操作終了後のシリンダ通路１５と作動液送出通路１３との間の遮断を速やかに行いその直後に上昇操作が行われた場合の作動液の逆流に起因するリフトの沈み込みを防ぐロードチェックポペットの機能をリフトロックポペット９に備えさせることができる。しかもリフトロックポペット９とプラグ８ａとの間に緩衝手段９ｃを設けることによりリフトロックポペット９の急な開放動作に伴いプラグ８ａと急激に衝突して大きな衝撃音が生じる不具合の発生を防ぐこともできる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限らない。

例えば、緩衝手段は、ダンパバーとバネとを利用したものでなく、液圧ダンパなど開放側に向かうリフトロックポペットを遮断位置側に付勢可能なものであればよい。

また、ダンパバー内部には必ずしもオリフィスを設ける必要はなく、ダンパバーとこのダンパバーを収納するプラグ等との間の隙間を介して作動液をダンパバー内部に導入する構成を採用してもよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してもよい。

本発明を活用すれば、リフトロックポペット外周のオリフィスを大径のものとして下降動作終了時にリフトロックポペットによる流路の遮断を素早く行えるようにしつつ、前記リフトロックポペットを遮断側に付勢する緩衝手段を設けていることにより、シリンダポートの開放動作の速度を低下させ、リフトロックポペットが作動端に達した際の大きな衝突音の発生を抑えることができる。

Claims

作動液を吸入する吸入ポート、作動液を排出する排出ポート、及びシリンダへ作動液を送出するシリンダポートが接続されるスリーブ、前記シリンダポートと排出ポートとの間の流路を開閉する電磁ソレノイド弁、及び前記スリーブと前記シリンダポートとの間に設けられこれらの間の流路を開閉するリフトロックポペットを有する弁本体と、前記スリーブに進退可能に組み込まれシリンダポートと吸入ポートを連通させて作動液の流路を形成する上昇位置、シリンダポートと排出ポートを連通させて作動液の流路を形成する下降位置、及びこれらポート間の流路を遮断する中立位置を選択的にとることが可能なスプールとを具備し、前記リフトロックポペットが、内部に設けてなる背圧室と、この背圧室の内外を連通するオリフィスとを有するものであって、
前記リフトロックポペットを遮断位置側に付勢する緩衝手段をさらに具備することを特徴とする流体制御弁。