JPWO2008023516A1 - ファン駆動システム - Google Patents

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Abstract

容量制御装置（２）によって斜板角が制御される可変容量ポンプ（１）からの油を油圧モータ（３５）に供給する油路に、クーラント温度に基づいて制御される流量制御弁（３７）を配設する。油圧モータ（３５）の負荷圧を検出するパイロット油路（８３）を、負荷圧分離弁（４５）を介してシャトル弁（２９）に接続する。また、シャトル弁（２９）には、作業機回路（３３）における最高負荷圧とパイロット油路（８０）の負荷圧とが導かれており、シャトル弁（２９）で選択した高圧側の負荷圧はパイロット油路（８５）を介して容量制御装置（２）に導かれている。負荷圧分離弁（４５）はパイロット油路（７９）からの負荷圧により制御され、作業機に負荷圧が立っているときにはパイロット油路（８３）とシャトル弁（２９）との連通を遮断して、シャトル弁（２９）にタンク圧を供給する。

Description

本発明は、作業機械である、例えば、フォークリフト、スキッドステアローダ（SSL）、クローラダンプなどに搭載されている、エンジン冷却ファンを駆動するファン駆動システムに関するものである。
従来から、作業機械では、水冷式の冷却装置を用いてエンジンの冷却を行っている。即ち、エンジン本体に設けられたウォータジャケットに、クーラント（冷却水）を循環させることで、エンジンの冷却を行っている。ウォータジャケット内で熱くなったクーラントは、ラジエータに導かれて冷却され、冷やされたクーラントは再びウォータジャケットに戻される構成となっている。
ラジエータの前方には、冷却ファンが配設されており、冷却ファンによって発生する風によって、ラジエータ内を通るクーラントが冷やされる構造となっている。一般に冷却ファンは、エンジンによってベルト駆動される構成になっている。このため、冷却ファンの回転数としては、エンジン回転数に応じた回転数になる。
冷却ファンがエンジンによって直接駆動される構成にすると、冷却ファンの配設部位が限定されてしまい、ラジエータ、その他機器に対するレイアウトの自由度が制限されることになる。このため、エンジンによって冷却ファンが直接駆動される構成の代わりに、油圧ポンプを駆動源にして、この油圧ポンプからの吐出流量で冷却ファン用の油圧モータを駆動する構成も採用されている。
冷却ファン専用の油圧ポンプを用いると、油圧モータ、冷却ファン、ラジエータ、その他の機器に対するレイアウトの自由度は増大する。しかし、新たに冷却ファン専用の油圧ポンプを配設することが必要となるため、全体として油圧ポンプの個数が増加してしまうことになる。
しかも、油圧ポンプを新たに配設するためには、レイアウト構造が複雑となり、多くの設置スペースを必要とする。また、コストも高くなるとともに、部品点数が増加してしまうという問題が生じる。
この問題を解決するため、アクチュエータに油を供給する可変容量型ポンプを、冷却ファンを駆動する油圧モータ用の油圧ポンプとしても兼用させたファン駆動システムが提案されている。
この油圧ポンプを兼用させたファン駆動システムとしては、特許文献１の駆動装置などが提案されており、特許文献１の駆動装置には、兼用させた油圧ポンプで冷却ファンを油圧駆動している冷却ファン装置が開示されている。特許文献１に記載されている駆動装置は、パワーショベルのような走行中に作業機を頻繁に使う作業機械向きの装置であって、走行装置と作業機との両方に油を同時に供給することができるように、大容量の油圧ポンプが用いられている。
ところが、作業機械といっても、走行中に作業機を頻繁に使う作業機械以外にも、作業機械が主に走行用に用いられ、走行中に作業機が使われたとしても作業機が使われ時間が短時間だけである作業機械も広く用いられている。このような主に走行用に用いられている作業機械としては、例えば、フォークリフト、スキッドステアローダ（SSL）、クローラダンプなどの作業機械がある。
本発明は、上述したフォークリフトのような作業機械におけるファン駆動システムに関するものであるのに対して、特許文献１の冷却ファン装置は、フォークリフトのような作業機械を対象としたものではない。しかし、特許文献１の冷却ファン装置には、油圧ポンプからの吐出流量を、アクチュエータと冷却ファンを駆動する油圧モータとに供給する構成が開示されている。そこで、本発明における従来例１として、次に特許文献１の駆動装置についての説明を行うことにする。
図９には、特許文献１の駆動装置の油圧回路図を示している。図９で示すように、主油圧ポンプ92はエンジン91によって駆動される可変容量ポンプとして構成されている。主油圧ポンプ92からの吐出流量は、操作弁93を介して作業機用の油圧シリンダ94に供給される。また、主油圧ポンプ92からの吐出流量の一部は、流量制御弁108を介して冷却ファン96を駆動する油圧モータ95に供給される。
主油圧ポンプ92は、油圧シリンダ94における負荷圧と油圧モータ95における負荷圧との内で、高圧側の負荷圧に応じて斜板102の角度が制御される負荷圧感応型の油圧ポンプとして構成されている。油圧シリンダ94における負荷圧は、ロードセンシング油路99（以下、ロードセンシング油路をLS油路と略記する。）を介して取り出されるとともに、チェック弁100によって油圧モータ95における負荷圧と油圧シリンダ94における負荷圧との内で高圧側の負荷圧が、ロードセンシング弁101に導かれる構成となっている。
また、油圧モータ95に供給する油の流量を補充できるようにするため、固定容量型油圧ポンプ104が設けられている。固定容量型油圧ポンプ104からチェック弁105を介して油圧モータ95に供給される油の流量は、リリーフ弁106とアンロード弁107とによって制御されている。
固定容量型油圧ポンプ104のポンプ圧が高くなり過ぎると、リリーフ弁106が開位置側に作動して、固定容量型油圧ポンプ104からの吐出流量は、リリーフ弁106を介してタンク97に排出されることになる。また、主油圧ポンプ92のポンプ圧が高くなると、アンロード弁107は開位置に切り換えられる。これにより、固定容量型油圧ポンプ104からの吐出流量は、アンロード弁107を介してタンク97に排出されることになる。
コントローラ98には、温度センサで検出したタンク97内の作動油の温度やファン回転数センサ103で検出したファン回転数等が入力されている。コントローラ98は入力されたこれらの検出信号を用いて、流量制御弁108の開口面積を制御している。流量制御弁108が制御されて、油圧モータ95への供給流量が制御されることで、油圧モータ95の吸収トルクを予め設定した吸収トルクとなるように制御できる。
これにより、特許文献１に記載された冷却ファンの駆動装置では、油圧モータ95の吸収トルクが変動した場合でも、冷却ファン96の回転数の変動を抑制することができ、冷却ファン96の回転を安定させることができる。また、油圧モータ95の負荷が変動した場合であっても、冷却ファン96の回転数が変動するのを抑制することができ、冷却ファン96の回転を安定させることができるなどといった効果を奏することができる。
特開２０００−１６１０６０号公報
特許文献１に記載されている冷却ファンの駆動装置は、パワーショベルのように走行中においても作業機を頻繁に使う作業機械向きの装置である。このため、走行装置と作業機と冷却ファン96用の油圧モータ95との全てに同時に油が供給できるように、主油圧ポンプ92としては大容量の油圧ポンプが用いられている。それでも、冷却ファン96を回転させる油圧モータ95に供給する油の流量が足りなくなったときには、流量の補充が行えるように、固定容量型油圧ポンプ104が設けられている。
そこで、例えば、フォークリフト、スキッドステアローダ（SSL）、クローラダンプなどのように、作業機械が主に走行用に用いられ、走行中に作業機が使われたとしても作業機を使っている時間が短時間だけである作業機械においては、一つの油圧ポンプから吐出できる最大吐出流量としては、特許文献１に記載されている装置のように大容量の油圧ポンプを用いなくてもすむのではないかと、本願発明の発明者は考えた。
熟考して検討を重ねた末、油圧ポンプとしては、流量を最も多く必要とする作業機に供給できる吐出流量が確保できるポンプ容量を備えていればよいとの考えに至ることができた。そして、作業機を作動させるのに必要な最大流量に合わせて、油圧ポンプのポンプ容量を調整することができ、しかも、ポンプ容量が小さな小型の可変容量型ポンプを使えるファン駆動システムを提供するために、次のような解決手段を創案した。
まず、(１)油圧ポンプのポンプ容量を制御する負荷圧として、作業機の負荷圧と冷却ファンを駆動する油圧モータの負荷圧とを分離して捉えることにし、条件に応じて前記どちらかの負荷圧を用いて油圧ポンプのポンプ容量を制御する。
(２)作業機を作動させているときには、作業機の負荷圧を優先させ、優先させた作業機の負荷圧に応じて油圧ポンプのポンプ容量を制御する。(３)作業機を作動させるのが作業機械の走行中であった場合には、冷却ファンを駆動する油圧モータには、十分な流量の油を供給することができなくなるが、走行中に作業機を作動している時間は短時間である。このため、ラジエータに供給する風量が一時的に低下したとしても、ラジエータにおける温度上昇は低く抑えておくことができる。
(４)作業機を作動させていないときには、冷却ファンを駆動している油圧モータの負荷圧に応じて、油圧ポンプのポンプ容量を制御する。これにより、一時的にラジエータにおける温度上昇があったとしても、冷却ファンが正常回転を行えば、上昇した温度を下げることができる。(５)油圧ポンプの最大ポンプ容量としては、作業機を作動している時間が短時間であったとしても、作業機を作動させるのに必要な最大流量に合わせたポンプ容量としておく。これにより、作業機の操作を安定させる。(６)従って、油圧ポンプのポンプ容量を小さくすることができる。
本願発明の課題は請求の範囲第１項〜第５項に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願第１発明におけるファン駆動システムでは、負荷圧感応型の可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプからの吐出流量が供給される作業機回路及び流量制御弁と、前記作業機回路における最高負荷圧により制御される負荷圧分離弁と、冷却ファンを駆動する油圧モータと、
前記可変容量ポンプと前記作業機回路とを接続する第１吐出油路と、前記第１吐出油路から分岐し、前記流量制御弁に接続する第２吐出油路と、前記流量制御弁と前記油圧モータとを接続する供給油路と、前記作業機回路における最高負荷圧を取り出す第１パイロット油路と、前記油圧モータを駆動する負荷圧を取り出す第２パイロット油路と、前記第１パイロット油路における最高負荷圧と前記第２パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択するシャトル弁と、を備え、
前記可変容量ポンプのポンプ容量が、前記シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記可変容量ポンプのポンプ圧との差圧に応じて制御されてなり、前記負荷圧分離弁が、前記第２パイロット油路に配設され、前記第１パイロット油路で取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、
前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路を前記シャトル弁に連通させる位置からタンクに連通する位置に切換わり、前記シャトル弁にタンク圧を導いてなり、前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路をタンクに連通させる位置から前記シャトル弁に連通する位置に切換わり、前記シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを最も主要な特徴となしている。
また、本願第２発明におけるファン駆動システムでは、上述した第１発明の構成において、負荷圧分離弁を第２パイロット油路に配設する構成の代わりに、第２パイロット油路に絞りを配設し、前記第２パイロット油路が、前記絞りの下流において二つの油路に分岐してなり、前記分岐した一方の油路が前記シャトル弁に接続し、他方の油路が途中に前記負荷圧分離弁を配してタンクに接続してなり、
前記負荷圧分離弁が、前記第１パイロット油路から取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置に切換わり、前記シャトル弁にタンク圧を導いてなり、
前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置から遮断する位置に切換わり、前記シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを他の最も主要な特徴となしている。
更に、本願第３発明におけるファン駆動システムでは、負荷圧感応型の可変容量ポンプと、前記可変容量ポンプからの吐出流量が供給されるステアリング回路、作業機回路及び流量制御弁と、前記作業機回路に対して前記ステアリング回路を優先回路として、前記可変容量ポンプからの吐出流量を前記ステアリング回路に優先的に供給する優先弁と、前記作業機回路における最高負荷圧により制御される負荷圧分離弁と、冷却ファンを駆動する油圧モータと、
前記可変容量ポンプと前記優先弁とを接続する第３吐出油路と、前記優先弁と前記ステアリング回路とを接続する第４吐出油路と、前記優先弁と前記作業機回路とを接続する第５吐出油路と、前記第３吐出油路から分岐し、前記流量制御弁に接続する第６吐出油路と、前記流量制御弁と前記油圧モータとを接続する供給油路と、
前記作業機回路における最高負荷圧を取り出す第１パイロット油路と、前記油圧モータを駆動する負荷圧を取り出す第２パイロット油路と、前記ステアリング回路における負荷圧を取り出す第３パイロット油路と、
前記第１パイロット油路における最高負荷圧と前記第３パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択する第１シャトル弁と、前記第１シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記第２パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択する第２シャトル弁と、を備え、
前記可変容量ポンプのポンプ容量が、前記第２シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記可変容量ポンプのポンプ圧との差圧に応じて制御されてなり、前記負荷圧分離弁が、前記第２パイロット油路に配設され、前記第１パイロット油路から取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、
前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路を前記第２シャトル弁に連通させる位置からタンクに連通する位置に切換わり、前記第２シャトル弁にタンク圧を導いてなり、前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路をタンクに連通させる位置から前記第２シャトル弁に連通する位置に切換わり、前記第２シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを別の最も主要な特徴となしている。
更にまた、本願第４発明におけるファン駆動システムでは、上述した第３発明の構成において、負荷圧分離弁を第２パイロット油路に配設する構成の代わりに、第２パイロット油路に絞りを配設し、前記第２パイロット油路が、前記絞りの下流において二つの油路に分岐してなり、前記分岐した一方の油路が前記第２シャトル弁に接続し、他方の油路が途中に前記負荷圧分離弁を配してタンクに接続してなり、
前記負荷圧分離弁が、前記第１パイロット油路から取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置に切換わり、前記第２シャトル弁にタンク圧を導いてなり、
前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置から遮断する位置に切換わり、前記第２シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを更に別の最も主要な特徴となしている。
また、本発明の第５発明におけるファン駆動システムでは、第１発明から第４発明における流量制御弁の制御構成を特定したことを主要な特徴となしている。
本願発明によって、作業機回路に作業機の負荷圧が立っているときには、作業機回路の負荷圧のなかで最高負荷圧を用いて、可変容量ポンプの容量を制御することができる。しかも、可変容量ポンプのポンプ容量を制御する負荷圧が、作業機を操作中に変動してしまうような事態が発生するのを防止でき、作業機を安定した状態で操作することができる。
その上、可変容量ポンプからの吐出流量が、作業機の操作に使われずに無駄に消費されてしまうことを防止できる。また、油圧ポンプの容量としては、作業機を作動させるのに必要な容量としておくことができるので、油圧ポンプの容量を小さくすることができる。
図１は、単純化した油圧回路図である。（実施例１） 図２は、油圧回路図である。（実施例１） 図３は、単純化した油圧回路図である。（実施例２） 図４は、油圧回路図である。（実施例２） 図５は、優先弁を用いていない場合の油圧回路図である。（実施例３） 図６は、優先弁を用いた場合の油圧回路図である。（実施例３） 図７は、油圧回路図である。（実施例４） 図８は、油圧回路図である。（実施例５） 図９は、油圧回路図である。（従来例１）
符号の説明
１ 可変容量ポンプ
２ 容量制御装置
３ 優先弁
４ 電磁切換制御弁
８ 第１方向切換弁
１３Ａ、１３Ｂ リフトシリンダ
１７ 第２方向切換弁
２０Ａ、２０Ｂ チルトシリンダ
２７〜２９ シャトル弁
３０ ステアリング駆動装置
３１ アクチュエータ
３３ 作業機回路
３４ ステアリング回路
３５ 油圧モータ
３６ 冷却ファン
３７ 流量制御弁
３８ サーモ・モジュール
３９ 可変絞り弁
４０ 正逆転用切換弁
４１ 正逆転用電磁弁
４２ 圧力補償弁
４３ 減圧弁
４５ 負荷圧分離弁
４６ 負荷圧分離弁
９２ 主油圧ポンプ
９５ 油圧モータ
９６ 冷却ファン
９８ コントローラ
１０１ ＬＳ弁
１０４ 固定容量型油圧ポンプ
１０６ リリーフ弁
１０７ アンロード弁
１０８ 流量制御弁
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明のフォークリフト用のファン駆動システムの構成としては、以下で説明を行うファン駆動システムを備えた油圧回路構成に限定されるものではなく、本願発明の技術思想を満たすことのできる油圧回路構成であれば、他の油圧回路構成とすることができるものである。
本発明の第１実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路について、図１及び図２を用いて説明する。図１には、単純化した油圧回路図を示し、図２には詳細な油圧回路図を示している。最初に、図１を用いて、本発明の第１実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路に関する概略的な説明を行い、次に図２を用いて本発明の第１実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路に関する説明を行うこととする。尚、図１及び図２において共通する部材番号は、同じ部材番号を用いて説明を行う。
図１で示すように、図示せぬエンジンによって駆動される負荷圧感応型の可変容量ポンプ1からの吐出流量は、第１吐出油路としての吐出油路51に吐出される。吐出油路51は第２吐出油路としての油路57とに分岐している。吐出油路51は、作業機回路33に接続しており、油路57は、流量制御弁37に接続している。流量制御弁37によって制御された可変容量ポンプ1からの吐出流量は、供給油路としての油路58を介して油圧モータ35を駆動する作動流量として供給される。
可変容量ポンプ1からの吐出流量は、容量制御装置2によって制御され、容量制御装置2を操作することによって、可変容量ポンプ1のポンプ容量が制御される。容量制御装置2に対する操作は、作業機回路33における最高負荷圧及び油圧モータ35の負荷圧の内で高圧側の負荷圧と、吐出油路51におけるポンプ圧との差圧に応じて行うことができる。
作業機回路33における最高負荷圧は、第１パイロット油路としてのパイロット油路77によって取り出される。パイロット油路77は、シャトル弁29の一方側に接続しているパイロット油路78と、負荷圧分離弁45に接続しているパイロット油路79とに分岐している。
油圧モータ35の負荷圧は、第２パイロット油路としてのパイロット油路83によって取り出される。パイロット油路83には負荷圧分離弁45が配設されており、負荷圧分離弁45によってパイロット油路83は、シャトル弁29の他方側に接続したパイロット油路80への接続又はタンク50への接続に切換えられる。
負荷圧分離弁45には、パイロット油路77によって取り出された作業機回路33における最高負荷圧がパイロット油路79を介して導かれており、作業機回路33における最高負荷圧が導かれている端面とは反対の端面にはバネのバネ力が作用している。作業機回路33に負荷圧が立っているときには、負荷圧分離弁45はバネのバネ力に抗して切換えられ、パイロット油路83をタンク50に接続させるとともに、パイロット油路80の負荷圧をタンク圧にする。作業機回路33に負荷圧が立っていないときには、負荷圧分離弁45はバネのバネ力によって切換えられ、パイロット油路83をパイロット油路80に接続させるとともに、油圧モータ35の負荷圧をパイロット油路80の負荷圧にする。
尚、作業機回路33に複数の作業機が配設されていて、作業機回路33内に複数の負荷圧が存在しているときには、存在している複数の負荷圧のうちで、最も高圧の負荷圧がパイロット油路77によって取り出されることになる。また、作業機回路33に複数の作業機が配設されていたとしても、作業機回路33内には１つの作業機における負荷圧しか存在していないときには、その負荷圧がパイロット油路77によって取り出されることになる。
シャトル弁29によって取り出された高圧側の負荷圧は、パイロット油路85を介して容量制御装置2に導かれている。容量制御装置2には、吐出油路51におけるポンプ圧が導かれており、シャトル弁29によって取り出された高圧側の負荷圧とポンプ圧との差圧に応じて、容量制御装置2が操作され、可変容量ポンプ1のポンプ容量が制御されることになる。
流量制御弁37における開口面積は、図示せぬラジエータで冷却されたクーラント温度に応じて変位するサーモ・モジュール38によって調整される構成となっている。サーモ・モジュール38の構成についての説明は、後述する図２についての説明で行うこととする。
このように構成されているので、作業機回路33に負荷圧が立っていないときには、可変容量ポンプ1のポンプ容量は、油圧モータ35の負荷圧に応じて制御することができる。また、作業機回路33に負荷圧が立っているときには、可変容量ポンプ1のポンプ容量は、作業機回路33の最高負荷圧に応じて制御することができる。
次に、図２を用いて第１実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路について詳述する。図１と図２とにおいて同じ構成部材については、同じ部材符号を用いている。図２で示すように、エンジンMによって駆動される負荷圧感応型の可変容量ポンプ1からの吐出流量は、吐出油路51に供給される。
吐出油路51は、チェック弁48を介して第１方向切換弁8のポンプポート24Eに接続するとともに、チェック弁49を介して第２方向切換弁17のポンプポート25Dに接続している。
方向制御弁8は、油路54を介して一対のリフトシリンダ13A，13Bのボトム側に接続している。油路54には、パイロットチェック弁12が配設されており、パイロットチェック弁12は電磁切換弁15によって制御される。一対のリフトシリンダ13A，13Bにおけるヘッド側からの戻り油は、ドレーン油路69を介してタンク50に排出され、一対のリフトシリンダ13A，13Bにおけるボトム側からの戻り油は、油路54を介して排出制御される。
方向切換弁17は、油路55，56を介して一対のチルトシリンダ20A，20Bに接続している。
一対のリフトシリンダ13A，13Bのボトム側における負荷圧は、パイロット油路74によって取り出され、シャトル弁27の一端側に導かれている。一対のチルトシリンダ20A，20Bにおける負荷圧は、パイロット油路76によって取り出され、シャトル弁27の他端側に導かれている。
シャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧は、パイロット油路77によって取り出され、パイロット油路78を介してシャトル弁29の一端側に導かれるとともに、パイロット油路79を介して、負荷圧分離弁45に導かれている。
第１方向切換弁8は、操作レバー9の操作により切換えることができ、７ポート24A〜24Gを有する切換弁として構成されている。また、第１方向切換弁8は、第１スプール8Aと第２スプール8Bとに２分割されたスプール構成を有している。第１スプール8Aは、操作レバー9の操作によってVII位置からIX位置に切換わることができる。第２スプール8Bは、バネ10aの付勢力によって第１スプール8Aの動きに追従して、IV位置からVI位置に切換わることができる。バネ10bは、第１方向切換弁8を中立位置であるV，VIII位置に復帰させる中立バネとして構成されている。
ポート24C，24Dは、チェック弁12を介して油路54を通り、リフトシリンダ13A、13Bのボトム側に接続している。ポート24Aは、図示せぬフォークを昇降動させるリフトシリンダ13A、13Bのボトム側における負荷圧を検出するポートとして構成され、リフトシリンダ13A、13Bのボトム側における負荷圧を、パイロット油路74を介してシャトル弁27に供給するポートとなっている。ポート24Bは、パイロットチェック弁12の油圧室に対して電磁切換弁15を介して接続している。
ポンプポート24Eは、油路52を通った可変容量ポンプ1の吐出流量が、チェック弁48を介して供給されるポートとして構成されている。タンクポート24F、24Gは、リフトシリンダ13A、13Bのボトム側から排出される流量を、ドレーン油路63を介してタンク50に排出するポートとして構成されている。ドレーン油路63には絞り86が配設されており、絞り86の上流側の圧力は、パイロット圧として前記第２スプール8Bに作用している。そして、絞り86の上流側の圧力とタンク圧との差圧に応じて、第２スプール8Bは第１スプール8Aとは独立して制御されることになる。
第１方向切換弁8のVIII位置は、第１方向切換弁8の中立位置であり、第１方向切換弁8が中立位置にいるときには、第２スプール8Bは、中立位置であるV位置に切換えられている。第１方向切換弁8は、操作レバー9の操作によってIX位置に切換えられると、油路52からの油を、ポート24Cからチェック弁12を通り、油路54を介してリフトシリンダ13A、13Bのボトム側に供給することができる。このとき、第２スプール8Bは、第１方向切換弁8からの押圧力によって、VI位置に切換えられることになる。
これにより、図示せぬフォークを上昇させることができる。このとき、第２スプール8Bは第１スプール8Aの作動によってVI位置側に切換わっているので、ポート24Dは遮断された状態となっている。また、リフトシリンダ13A、13Bのヘッド側の油は、ドレーン油路69を介してタンク50に排出される。
操作レバー9の操作によって第１方向切換弁8がVII位置に切換えられると、油路52からの油が遮断され、リフトシリンダ13A、13Bのボトム側への供給が遮断される。このとき、電磁切換制御弁15を制御してパイロット油路75を連通させると、リフトシリンダ13A、13Bのボトム側から排出される油は、ポート24Cからタンクポート24Fを通り、ドレーン油路63を介してタンク50に排出することができる。
このとき、第２スプール8Bは、バネ10aの付勢力によって第１方向切換弁8のVII位置側への切換えに追従して、IV位置側に切換わることになる。同時に、リフトシリンダ13A、13Bのボトム側から排出される油は、ポート24Dからタンクポート24Gを通り、ドレーン油路63を介してタンク50に排出することができる。これにより、図示せぬフォークを降下させることができる。
またこのとき、第２スプール8Bは、ドレーン油路63における絞り86の上流側における圧力とタンク圧との差圧に応じて、V位置側に切換わることになる。即ち、ポート24Dから排出される油の流量は、第２スプール8Bに作用するドレーン油路63における絞り86の上流側における圧力とタンク圧との差圧に応じて、制御されることになる。
そして、リフトシリンダ13A，13Bのボトム側から排出される戻り油の総排出流量としては、第２スプール8Bによる排出流量と、第１スプール8Aによる排出流量との合計流量となっている。
これにより、第１方向切換弁8内にポート24Dに対する流量制御特性を持たせることが可能となり、リフトシリンダ13A、13Bの下降速度を第１方向制御弁8にて制御することができる。
尚、図２においては、リフトシリンダ13A、13Bの下降速度を制御する流量制御弁機能を第１方向制御弁8に持たせた例を示しているが、油路54に流量制御弁を配設する構成とすることもできる。油路54に流量制御弁を配設することにより、リフトシリンダ13A、13Bの負荷圧が大きな状態において、前記フォークを下降させるときにフォークの下降速度が過大となるのを防止させることもできる。
油路54を介してリフトシリンダ13A、13Bのボトム側に接続しているチェック弁12は、電磁切換制御弁15によって制御される。電磁切換制御弁15は安全装置として作動し、運転者が運転席に着座しているときには、電磁切換制御弁15に設けたソレノイドが作動して連通位置に切換えることができる。また、運転者が運転席に着座していないときには、ソレノイドが作動せずに電磁切換制御弁15は、バネの付勢力によって遮断位置に切換えられている。
方向制御弁8が切換位置（IV），（VII）にあって電磁切換制御弁15が遮断位置にあるときには、リフトシリンダ13A，13Bを下降させようとしてもパイロットチェック弁12のリフトシリンダ13A，13B側の圧力、即ち、パイロット油路75の圧力、が落ちないため、パイロットチェック弁12が開かない。
このため、リフトシリンダ13A，13Bからの戻り油は、パイロットチェック弁12において止められることになる。
方向制御弁8が切換位置（IV），（VII）にあって電磁切換制御弁15が連通位置に切換わっているときには、パイロット油路75の圧力は、ポート24Bからタンクポート24Fを通ってタンク50に通じる圧力になる。これにより、パイロットチェック弁12を連通状態としておくことができる。即ち、リフトシリンダ13A，13Bのボトム側からの戻り油は、パイロットチェック弁12を通ってアクチュエータポート24C，24Dに戻されることになる。
リフトシリンダ13Aとリフトシリンダ13Bとの間には、下降セフティ弁14が配設されている。下降セフティ弁14は、例えば、油路54等が破損してリフトシリンダ13Aのボトム側における圧力が急激に低下した場合であっても、リフトシリンダ13Bのボトム側における圧力が急激に低下してしまうのを防止する機能を有している。これにより、例えば、油路54の破損等によって、フォークが急激に下降してしまうのを防止できる。
第２方向切換弁17は、操作レバー18の操作により３位置に切換えることができ、５ポート25A〜25Eを有する切換弁として構成されている。第２方向切換弁17に作用しているバネ17aは、第２方向切換弁17を中立位置であるXI位置に復帰させる中立バネとして構成されている。
ポート25Aは、油路56を介してチルトシリンダ20A、20Bの各ヘッド側に接続し、ポート25Cは、油路55を介してチルトシリンダ20A、20Bの各ボトム側に接続している。
ポート25Bは、チルトシリンダ20A、20Bの負荷圧を検知するポートとして構成されており、パイロット油路76を介して、シャトル弁27に接続している。ポンプポート25Dは、油路52を通った可変容量ポンプ1の吐出流量が、チェック弁49を介して供給されるポートとして構成されている。また、タンクポート25Eは、チルトシリンダ20A、20Bから排出される油を、ドレーン油路64を介してタンク50に排出するポートとして構成されている。
また、第２方向切換弁17には、エンジンの停止時、即ち、油路52に油が流れていない時、スプールが操作されてXII位置に切換えられたとしても、チルトシリンダ20A、20Bのヘッド側の油がタンクに流れ込まないようにする機構が設けられている。
チルトシリンダ20A、20Bへの油の供給制御は、油路52から供給された油を、第２方向切換弁17におけるポンプポート25Dからポート25A又はポート25Cを介してチルトシリンダ20A、20Bに供給することにより行える。また、チルトシリンダ20A、20Bから排出される油は、油路55又は油路56を通り、ドレーン油路64からタンク50に戻すことができる。
可変容量ポンプ1から吐出油路51に吐出した油は、吐出油路51の途中から分岐した油路57を通って、冷却ファン36を駆動する油圧モータ35に供給される。油路57には、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する流量制御弁37が配設されている。また、油路57における圧力が所定の圧力以上となるのを防止するため、油路57から分岐したドレーン油路68にはリリーフ弁44が配設されている。
流量制御弁37は、流量制御弁37の前後差圧と、バネ37aのバネ力とによってその開口面積が制御される。また、バネ37aのバネ力は、図示せぬラジエータで冷却されたクーラント温度に応じて変位するサーモ・モジュール38によって調整されている。
サーモ・モジュール38は、クーラント温度が高いときにはバネ37aのバネ力を高めるように作動し、クーラント温度が低いときにはバネ37aのバネ力を弱めるように作動する。従って、クーラント温度が高いときには、流量制御弁37の開口面積を大きくして、油圧モータ35に供給する油の流量を増大させることができる。これにより、冷却ファン36を高速で回転させることができ、ラジエータに供給する風量を増大してクーラント温度を下げることができる。
また、クーラント温度が低いときにはサーモ・モジュール38は、バネ37aのバネ力を弱めるように作動して、流量制御弁37の開口面積を小さくして、油圧モータ35に供給する油の流量を減少させることになる。これにより、冷却ファン36の回転を減速させ、ラジエータに供給する風量を減少させてクーラント温度を上げることができる。
流量制御弁37と油圧モータ35との間には、油圧モータ35の回転方向を制御する正逆転用切換弁40が配設されている。正逆転用切換弁40を切換えることにより、油圧モータ35に接続した油路58又は油路59を選択して、油路57からの油を選択した油路58又は油路59に供給することができる。このとき、油圧モータ35から排出した油は、油路59又は油路58を通ってドレーン油路67に排出されることになる。
正逆転用切換弁40の切換制御は、正逆転用電磁弁41の作動によって制御される。正逆転用電磁弁41は、油圧モータ35に接続したドレーン油路81におけるタンク圧と油路57から分岐した油路60における圧力とを選択して、一方の圧力を正逆転用切換弁40に作用させることができる。正逆転用切換弁40に作用させた圧力を、タンク圧とするか油路60における圧力とするかによって、正逆転用切換弁40は油圧モータ35を正転させる位置と逆転させる位置とに切換えられることになる。
流量制御弁37の下流側における油圧は、油圧モータ35に作用する負荷圧としてパイロット油路83によって取り出される。パイロット油路83は、負荷圧分離弁45に接続されている。負荷圧分離弁45は２位置３ポート弁として構成されている。負荷圧分離弁45に作用しているバネとしては、例えば、０．５MPaの強度を有するバネを用いることができる。
このように、負荷圧分離弁45に作用させるバネとして、作業機を使用した場合には直ちに作業機回路の最高負荷圧によって、負荷圧分離弁45が切換わる強度を有したバネを用いておくことができる。このような強度のバネを用いておくことによって、作業機を使用した場合には、直ちに負荷圧分離弁45を、負荷圧分離弁45に作用しているバネの付勢力に抗して切換えることができる。
これにより、作業機の操作中には、可変容量ポンプ1のポンプ容量は操作している作業機の負荷圧によって制御されることになる。
このため、作業機の操作中に可変容量ポンプ1のポンプ容量を制御する負荷圧が、作業機の負荷圧から油圧モータ35の負荷圧に変わってしまったりすることが防止でき、作業機に対する操作性を安定させることができる。
負荷圧分離弁45が切換えられることによって、パイロット油路80からシャトル弁29に供給する負荷圧を、油圧モータ35の負荷圧とするかタンク圧とするかの選択を行うことができる。負荷圧分離弁45の切換えによって選択された一方の圧力は、パイロット油路80を介して負荷圧選択手段としてのシャトル弁29に導くことができる。
負荷圧分離弁45の切換制御を行うため、シャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧は、パイロット油路77によって取り出され，パイロット油路77から分岐したパイロット油路79を介して負荷圧分離弁45に導かれている。リフトシリンダ13A、13Bまたはチルトシリンダ20A、20Bが作動しているときには、作業機回路に立った作業機の最高負荷圧が、パイロット油路79を介して負荷圧分離弁45に作用することになる。
このとき、負荷圧分離弁45はバネの付勢力に抗して切換えられ、パイロット油路83をタンク50に接続して、パイロット油路80における負荷圧をタンク圧にする位置に切換わる。また、作業機回路に作業機の負荷圧が立っていないときには、負荷圧分離弁45はバネの付勢力によって、パイロット油路83の負荷圧をシャトル弁29に供給する位置に切換わることになる。
リフトシリンダ13A、13Bのボトム側における負荷圧とチルトシリンダ20A、20Bにおける負荷圧との内で、高圧側の負荷圧がシャトル弁27で選択され、パイロット油路77に出力されることになる。即ち、シャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧は、作業機回路に立った作業機の負荷圧として作用することになる。
そして、パイロット油路77によって取り出されるシャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧は、パイロット油路77から分岐したパイロット油路78を介してシャトル弁29に導かれる。尚、シャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧が、所定の負荷圧以上とならないように、シャトル弁27の出力側のパイロット油路78にはリリーフ弁32が配されている。リリーフ弁32は、ドレーン油路66を介してタンク50に接続している。
即ち、シャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧は、作業機回路の最高負荷圧となってシャトル弁29に供給される。そして、シャトル弁29では、作業機回路の最高負荷圧と、負荷圧分離弁45で選択された負荷圧とのうちで、高圧側の負荷圧がパイロット油路85に出力される。負荷圧分離弁45で選択された負荷圧としては、油圧ポンプ35の負荷圧かタンク圧のどちらかである。シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧は、パイロット油路85を介して可変容量ポンプ1の容量を制御する容量制御装置2に導かれる。
容量制御装置2は、３位置３ポートの切換弁として構成されている切換弁5と、可変容量ポンプ1の斜板1aの斜板角を制御する駆動シリンダ6とによって構成されている。切換弁5は、シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧と可変容量ポンプ1からのポンプ圧との差圧に応じて切換えられる。切換弁5の切換作動によって、可変容量ポンプ1の斜板1aの斜板角を制御する駆動シリンダ6を作動させることができる。
即ち、シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧及び切換弁5に作用しているバネのバネ圧と、可変容量ポンプ1からのポンプ圧とがバランスしているときには、切換弁5は図２で示している中立位置となり駆動シリンダ6は斜板1aの斜板角を現行の状態に維持することになる。
シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧と可変容量ポンプ1からのポンプ圧との差圧が大きくなると、切換弁5は図２に対して向かって左側の位置に切換わり、可変容量ポンプ1のポンプ容量を大きくして、可変容量ポンプ1からの吐出流量を増大させる。シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧と可変容量ポンプ1からのポンプ圧との差圧が小さくなると、切換弁5は図２に対して向かって右側の位置に切換わり、可変容量ポンプ1の吐出容量を小さくして、可変容量ポンプ1からの吐出流量を減少させる。
これにより、シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧と油路51におけるポンプ圧との差圧に応じて、容量制御装置2が操作されて、前記差圧に応じて可変容量ポンプ1の吐出流量が制御されることになる。
即ち、リフトシリンダ13A、13Bまたはチルトシリンダ20A、20Bが作動されて、リフトシリンダ13A、13Bまたはチルトシリンダ20A、20Bに負荷圧が立っているときには、同負荷圧によって負荷圧分離弁45は、遮断位置に切換えられる。これにより、パイロット油路80はタンク50に連通することになり、パイロット油路80を介してシャトル弁29に作用する圧力は、タンク圧になる。
このように、作業機回路に作業機の負荷圧が立っているときには、冷却ファン36を駆動する油圧モータ35の負荷圧を強制的にタンク圧状態のものとして取り扱うことができるので、作業機回路における最高負荷圧と、タンク圧状態として扱った油圧モータ35の負荷圧と、の圧力比較をシャトル弁29において行うことができる。
これによって、可変容量ポンプ１から吐出する吐出量は、作業機回路の最高負荷圧に基づいて制御されることになる。言い換えると、リフトシリンダ13A、13Bまたはチルトシリンダ20A、20Bに負荷圧が立っているときには、可変容量ポンプ1からの吐出流量は油圧モータ35の負荷圧によっては制御されない。
このように、油圧モータ35における負荷圧が、リフトシリンダ13A、13Bの負荷圧あるいはチルトシリンダ20A、20Bの負荷圧よりも高圧であったとしても、作業機回路に負荷圧が立っているときには、可変容量ポンプ1のポンプ容量としては、油圧モータ35の負荷圧によって制御されずに、作業機回路の最高負荷圧に基づいて制御されることになる。従って、作業機回路に負荷圧が立っているときには、作業機を安定した状態で操作することができる。
このように、作業機回路に作業機の負荷圧が立っているときであれば、例えば、走行中に空荷状態でフォークを上下動させる操作を行っても、可変容量ポンプ1のポンプ容量としては、作業機回路における最高負荷圧に応じたポンプ容量となるように制御される。
従ってこの場合、冷却ファン36を駆動する油圧モータ35の負荷圧が、作業機回路における最高負荷圧よりも高圧であったとしても、可変容量ポンプ1の斜板角制御は、冷却ファン36を駆動する油圧モータ35の負荷圧に応じた制御とはならず、作業機回路における最高負荷圧に応じた制御となる。これにより、可変容量ポンプ1からは、作業機回路における最高負荷圧に応じた流量を吐出することになり、作業機を安定した状態で操作することができる。
例えば、走行中に空荷状態でフォークの昇降作業等を行っているときには、冷却ファン36を駆動する油圧モータ35に対して、冷却ファン36を回転させて十分な風量を得るのに必要な流量は供給されない。しかし、空荷状態でフォークを上下動させる作業時間は短時間であるため、ラジエータに供給する風量が一時的に低下したとしても、ラジエータにおける温度上昇は低く抑えておくことができる。
しかも、走行中での空荷状態でフォークを上下動させる作業時間が終了した後には、冷却ファン36を駆動する油圧モータ35の負荷圧に応じて、可変容量ポンプ1のポンプ容量が制御されることになる。
図３及び図４を用いて、本発明の第２実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路図の説明を行う。実施例２では、実施例１の油圧回路構成に加えてステアリング駆動回路を追加した回路構成となっている。そして、シャトル弁29に導かれる第１パイロット油路としてのパイロット油路78における負荷圧として、ステアリング駆動装置30とリフトシリンダ13A、13Bとチルトシリンダ20A、20Bとにおける各負荷圧のうちで最高負荷圧を用いている。この構成において、実施例２は、実施例１とは異なった構成となっているが、他の構成は、実施例１における構成と同様の構成となっている。
そのため、実施例２における構成のうち実施例１と同様の構成については、実施例１において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その説明を省略する。そして、実施例１とは異なっている構成を中心に説明を行っていくことにする。尚、シャトル弁29に接続しているパイロット油路78は、実施例１ではパイロット油路77に接続したパイロット油路として構成されているが、実施例２では、シャトル弁28で選択された高圧側の負荷圧を取り出すパイロット油路として構成されている。
図３は図１と同様に、実施例２における単純化した油圧回路図を示し、図４は図２と同様に、実施例２における詳細な油圧回路図を示している。
図３で示すように、図示せぬエンジンによって駆動される負荷圧感応型の可変容量ポンプ1から吐出した油は、第３吐出油路としての吐出油路51を通って負荷圧感応型の優先弁3に供給される。優先弁3から出力された油は、作業機及びステアリングを操作する作動油として使用される。
即ち、優先弁3から出力された油は、第４吐出油路としての油路53を介して、ステアリング回路34とに供給され、また、第５吐出油路としての油路52を介して作業機回路33に供給される。
また、優先弁3の上流側において、吐出油路51から分岐した第６吐出油路としての油路57を流れる油は、流量制御弁37を介して供給油路としての油路58を通り、油圧モータ35を駆動する作動油として使用される。
可変容量ポンプ1からの吐出流量は、容量制御装置2によって制御され、容量制御装置2の操作は、作業機回路33における最高負荷圧とステアリング回路34における最高負荷圧と油圧モータ35の負荷圧の内で、最も高圧の負荷圧と、ポンプ圧との差圧に応じて制御することができる。
作業機回路33における最高負荷圧は、第１パイロット油路としてのパイロット油路77によって取り出され、ステアリング回路34における負荷圧は第３パイロット油路としてのパイロット油路71によって取り出される。パイロット油路77とパイロット油路71とは、高圧側の負荷圧を選択するシャトル弁28にそれぞれ接続されている。作業機回路33における最高負荷圧とステアリング回路34における負荷圧との内で高圧側の負荷圧は、第１シャトル弁としてのシャトル弁28で選択されて、パイロット油路78に取り出される。
パイロット油路78において取り出されるシャトル弁28で選択された高圧側の負荷圧は、第２シャトル弁としてのシャトル弁29に導かれることになる。また、パイロット油路77によって取り出された作業機回路33における最高負荷圧は、パイロット油路79を介して負荷圧分離弁45に導かれている。
負荷圧分離弁45は、パイロット油路79における負荷圧と負荷圧分離弁45に作用しているバネのバネ力との差圧に応じて、制御されることになる。即ち、負荷圧分離弁45は、パイロット油路80における負荷圧を、作業機回路33に負荷圧が立っているときには、タンク圧とし、作業機回路33に負荷圧が立っていないときには、油圧モータ35の負荷圧とすることができる。
この構成により、可変容量ポンプ1の吐出容量は、シャトル弁29で選択されたパイロット油路85の負荷圧と、吐出油路51におけるポンプ圧との差圧に応じて操作されることになる。しかも、作業機回路33に負荷圧が立っているときには、作業機回路33の最高負荷圧とステアリング回路34の負荷圧とのうちで高圧側の負荷圧と、ポンプ圧との差圧に応じて、可変容量ポンプ1の吐出容量が制御されることになる。
次に、図４を用いて、ファン駆動システムを備えた油圧回路を詳述する。図４と図１〜図３においては、同じ構成部材については、同じ部材符号を用いている。図４で示すように、エンジンMによって駆動される負荷圧感応型の可変容量ポンプ1からの吐出流量は、油路51を通って負荷圧感応型の優先弁3に供給される。優先弁3は、３位置３ポートの切換弁として構成されている。
優先弁3のポンプポート23Cは、吐出油路51を介して可変容量ポンプ1に接続している。ポート23Aは、油路52を通りチェック弁48を介して第１方向切換弁8のポート24Eに接続するとともに、チェック弁49を介して第２方向制御弁17のポート25Dに接続している。ポート23Bは、油路53を介してステアリング駆動装置30に接続している。
ステアリング駆動装置30は、ステアリング操作用のアクチュエータ31を操作することができる。また、ステアリング駆動装置30からの排出流量は、ドレーン油路65を介してタンク50に排出することができる。
優先弁3は、ステアリング駆動装置30に油を供給する油路53の油圧と、電磁切換制御弁4を介してパイロット油路71から取り出したアクチュエータ31の負荷圧との差圧に応じて、位置が切換えられる構成となっている。
優先弁3は、I位置からIII位置までの３位置に切換えることができる。III位置では、リフトシリンダ13A、13B及びチルトシリンダ20A、20Bへの供給油路である油路52に対して可変容量ポンプ1からの吐出流量の供給を停止し、かつ優先されるステアリング駆動装置30への供給油路である油路53に可変容量ポンプ1からの吐出流量を供給することができる。
II位置では、油路52及び油路53に対して、共に可変容量ポンプ1からの吐出流量を供給することができる。I位置では、油路52に対して可変容量ポンプ1からの吐出流量の供給を行えるとともに、油路53に対しては絞りを介して可変容量ポンプ1からの吐出流量を供給することができる。
優先弁3から油路53に出力された出力圧は、パイロット油路72によって取り出すことができる。また、油路53は、油路62及び油路62に配設した絞りを介してパイロット油路71に連通している。
パイロット油路72の一部は、パイロット油路71から分岐したパイロット油路73と合流し、絞りを介して優先弁3の一端に接続している。パイロット油路72及びパイロット油路73からの油は、第１検知圧となってバネ3aの付勢力とともに優先弁3に作用する。第１検知圧とバネ3aの付勢力とが第１作動圧力となり、優先弁3をIII位置側に切換えることができる。パイロット油路72の他方は、バネ3aが配されていない優先弁3の他端側に導かれており、優先弁3をI位置側に切換える第２検知圧として作用している。
パイロット油路73には電磁切換制御弁4が配設され、電磁切換制御弁4のソレノイド4aを励磁又は非励磁することで、開弁状態と閉弁状態とに切り換えることができる。図４では、ソレノイド4aが非励磁状態となり、電磁切換制御弁4がパイロット油路73を閉じた状態を示している。
電磁切換制御弁4が開弁状態にあるときには、パイロット油路73の圧力は、パイロット油路71内の負荷圧と等しくなる。
このとき、優先弁3をIII位置側に切換える第１作動圧力としては、パイロット油路71内の圧力とバネ3aの付勢力とが作用している。第２作動圧力と第１作動圧力との差圧が、ステアリング操作用のアクチュエータ31を駆動するために予め設定した差圧以上になると、同差圧に応じて優先弁3は第２作動圧によってIII位置からII位置あるいはI位置に切換わる。
これにより、ステアリング駆動装置30のアクチュエータ31を駆動するに必要な流量は、常に油路53に出力させておくことができる。また、可変容量ポンプ1からの吐出流量のうちで、アクチュエータ31を駆動するに必要な流量を超えた分の流量は、油路52からリフトシリンダ13A、13B及び／又はチルトシリンダ20A、20Bに供給することができる。
この状態から電磁切換制御弁4を切り換えて閉弁状態、即ち、パイロット油路73とパイロット油路71とを遮断状態にすると、第１検知圧及び第２検知圧は共に油路53内のパイロット圧となり、等しい圧力となる。
これにより、優先弁3は、バネ3aの付勢力によりIII位置に切換わり、切換わったIII位置の状態が維持されることになる。従って、優先弁3は、リフトシリンダ13A、13B及び／又はチルトシリンダ20A、20Bへの給油を停止した状態となる。即ち、優先弁3は、優先されるステアリング駆動装置30に対してのみ給油することになり、油路53のみと連通した状態が維持される。
電磁切換制御弁4の切換制御としては、例えば、運転席に設置した着座確認スイッチにより切換制御を行わせることができる。即ち、運転者が運転席に着座していることを前記着座確認スイッチにより検出しているときには、電磁切換制御弁4のソレノイド4aは励磁されて電磁切換制御弁4は導通状態を維持する。
これにより、パイロット油路73によって優先弁3に導かれる圧力として、パイロット油路71におけるステアリング駆動装置30の負荷圧を利用することができ、ステアリング駆動装置30の負荷圧とステアリング駆動装置30に供給するポンプ圧との差圧に応じて、優先弁3が制御されることになる。
また、運転者が運転席から離れたことを前記着座確認スイッチにより検出したときには、図４に示すように電磁切換制御弁4のソレノイド4aは非励磁状態となり、パイロット油路71とパイロット油路73とは遮断状態となる。これにより、パイロット油路72を介してそれぞれ優先弁3に導かれる圧力は、略等圧状態となる。
従って、優先弁3は、バネ3aの付勢力によりIII位置に切換わり、このIII位置状態が維持されることになる。このとき、優先弁3は、リフトシリンダ13A，13B及び／又はチルトシリンダ20A，20Bに対する油の供給を停止した状態となる。即ち、運転者が運転席から離れた状態では、作業機を作動できない状態にしておくことができる。
パイロット油路71とパイロット油路73とを導通状態及び遮断状態とする切換制御弁としては、電磁切換制御弁に限定されるものではなく、他の切換制御弁を使用することもできる。また、ＯＮ信号により切換制御弁を導通状態とする構成にすることも、ＯＦＦ信号により切換制御弁を導通状態とする構成にすることもできる。
また、電磁切換制御弁4を制御する制御信号は、運転席に配した着座確認スイッチによるものに限定されるものではなく、他の検出スイッチによる検出信号を電磁切換制御弁用の制御信号として使用することも、他の制御信号を用いて電磁切換制御弁用の制御を行わせることもできる。
パイロット油路71で検出したリフトシリンダ13A，13Bの負荷圧とパイロット油路76で検出したチルトシリンダ20A，20Bの負荷圧とは、それぞれシャトル弁27に導かれている。シャトル弁27で選択した高圧側の負荷圧は、パイロット油路77を介してシャトル弁28に導かれている。また、パイロット油路77における負荷圧は、作業機回路33（図１参照）における最高負荷圧として、負荷圧分離弁45に導かれている。
パイロット油路71で検出したステアリング駆動装置30の負荷圧は、シャトル弁28に導かれており、シャトル弁28では作業機回路における最高負荷圧とステアリング駆動装置30の負荷圧とのうちで、高圧側の負荷圧を選択してパイロット油路78に出力する。パイロット油路78は、シャトル弁29に接続している。シャトル弁29では、シャトル弁28で選択された高圧側の負荷圧と、パイロット油路80における負荷圧とのうちで高圧側の負荷圧をパイロット油路85に出力する。
パイロット油路80における負荷圧としては、負荷圧分離弁45が制御されることによって、油圧モータ35の負荷圧又はタンク圧のいずれかの負荷圧が、選択されることになる。シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧とポンプ圧との差圧に応じて、可変容量ポンプ1のポンプ容量が制御されることになる。
これにより、作業機回路に負荷圧が立っているときには、作業機回路における最高負荷圧とステアリング駆動装置30における負荷圧とのうちで高圧側の負荷圧と、ポンプ圧との差圧に応じて、可変容量ポンプ1のポンプ容量が制御されることになる。また、作業機回路に負荷圧が立っていないときには、ステアリング駆動装置30における負荷圧と油圧モータ35の負荷圧とのうちで、シャトル弁29で選択された高圧側の負荷圧と、ポンプ圧との差圧に応じて、可変容量ポンプ1のポンプ容量が制御されることになる。
図５、図６は、ともに本願発明の第３実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路図を示している。実施例３と実施例１又は実施例２とは、パイロット油路80に負荷圧を導く回路構成が、実施例３における回路構成と実施例１及び実施例２における回路構成とでは異なっている。他の構成は、図５では実施例１の回路構成である図２と同様の回路構成となっており、図６では実施例２の回路構成である図４と同様の回路構成となっている。
そのため、優先弁3が配されていない図５に関しては、実施例１と同様の構成については、実施例１において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。また、優先弁3が用いられている図６に関しては、実施例２と同様の構成については、実施例２において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
図５、図６で示すように実施例３では、負荷圧分離弁46の構成が実施例１、実施例２における負荷圧分離弁45の構成とは異なっている。即ち、図５、図６で示すように実施例３における負荷圧分離弁46は、２位置２ポートの切換弁として構成されている。また、流量制御弁37の下流側で接続したパイロット油路83には、絞り87が配設されている。
この絞り87の下流側において、パイロット油路83は、二又に分岐し、一方に分岐したパイロット油路80はシャトル弁29に接続している。また、他方に分岐したパイロット流路は、途中に配設した負荷圧分離弁46を介してタンク50に接続している。
リフトシリンダ13A、13B又はチルトシリンダ20A、20Bに負荷圧が立っているときには、パイロット油路79を介して作業機回路における負荷圧が負荷圧分離弁46に作用する。これにより、負荷圧分離弁46は、パイロット油路83をタンク50に連通させる切換位置に切換わることになる。このとき、シャトル弁29に供給されるパイロット油路80の圧力もタンク圧となり、シャトル弁29に供給される負荷圧としてはタンク圧が供給されることになる。
即ち、パイロット油路80からシャトル弁29に供給される負荷圧としては、タンク圧が供給されることなる。また、パイロット油路80の上流側には、絞り87が設けられているので、油圧モータ35の負荷圧は、絞り87によって保持されることになる。
従って、このときには、図５で示す油圧回路においては、シャトル弁29からは、シャトル弁27で選択された高圧側の負荷圧がパイロット油路85に出力されることになる。また、図６で示す油圧回路においては、シャトル弁29からは、シャトル弁28で選択された高圧側の負荷圧がパイロット油路85に出力されることになる。
即ち、シャトル弁29からパイロット油路85に出力される高圧側の負荷圧としては、図５で示す油圧回路においては、作業機回路の最高負荷圧であり、図６で示す油圧回路においては、作業機回路の最高負荷圧とステアリング駆動装置30における負荷圧とのうちで、高圧側の負荷圧である。そして、可変容量ポンプ1のポンプ容量は、パイロット油路85に出力された高圧側の負荷圧と可変容量ポンプ1のポンプ圧との差圧に応じて制御されることになる。
また、リフトシリンダ13A、13B又はチルトシリンダ20A、20Bにおける作業機の負荷圧が立っていないときには、負荷圧分離弁46は、パイロット油路83とタンク50との連通状態を遮断した切換位置に切換わる。このときには、図５で示す油圧回路では、シャトル弁29からは、油圧モータ35の負荷圧がパイロット油路85に出力されることになる。また、図６で示す油圧回路では、シャトル弁29からは、シャトル弁28で選択された高圧側の負荷圧と油圧モータ35の負荷圧との内で高圧側の負荷圧が、パイロット油路85に出力されることになる。そして、容量制御装置2は、パイロット油路85に出力された高圧側の負荷圧と可変容量ポンプ1のポンプ圧との差圧に応じて制御されることになる。
図７は、本願発明の第４実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路図を示している。実施例４における構成のうち実施例２と同様の構成については、実施例２において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。実施例４においては、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成が、実施例２における、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成とは異なっている。
他の構成は実施例２における構成と同様の構成となっている。このため、実施例４における構成のうち実施例２と同様の構成については、実施例２において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
尚、実施例４における負荷圧分離弁45の構成として、実施例２で説明した負荷圧分離弁45の構成を用いた例を示しているが、実施例３で説明した絞り87と負荷圧分離弁46とを用いた構成を、実施例４における負荷圧分離弁45の代わりの構成とすることもできる。また、実施例４における、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成を、図２、図５で示した、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成に代わる構成として適用することもできる。
流量制御弁37の上流側において油路57から分岐した油路61は、減圧弁43に接続している。減圧弁43は、サーモ・モジュール38によって制御される。サーモ・モジュール38は、クーラント温度が高いときにはバネ43aのバネ力を高めるように作動し、クーラント温度が低いときにはバネ43aのバネ力を弱めるように作動する。
従って、クーラント温度が高いときには、減圧弁43からは高圧の油が流量制御弁37に作用する。これにより、流量制御弁37は、その開口面積が大きくなるように制御されて、油圧モータ35に供給する油の流量を増大させることができる。従って、冷却ファン36を高速で回転させることができ、ラジエータに供給する風量を増大してクーラント温度を下げることができる。
また、クーラント温度が低いときにはサーモ・モジュール38は、バネ43aのバネ力を弱めるように作動して、減圧弁43からは減圧された油が流量制御弁37に作用する。流量制御弁37は、その開口面積が小さくなるように制御されて、油圧モータ35に供給する油の流量を減少させることになる。これにより、冷却ファン36の回転を減速させ、ラジエータに供給する風量を減少させてクーラント温度を上げることができる。
図８は、本願発明の第５実施形態に係わるファン駆動システムを備えた油圧回路図を示している。実施例５における構成のうち実施例２と同様の構成については、実施例２において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。実施例５においては、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成として、可変絞り弁39を用いた構成となっている。また、可変絞り弁39の下流側には圧力補償弁42を配設し、圧力補償弁42の下流側の油圧を検出する第２パイロット油路としてのパイロット油路84が負荷圧分離弁45に接続した構成となっている。これらの構成において、実施例５は実施例２とは異なった構成となっている。
他の構成は実施例１における構成と同様の構成となっている。このため、実施例４における構成のうち実施例２と同様の構成については、実施例２において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
尚、実施例５における負荷圧分離弁の構成として、実施例２で説明した負荷圧分離弁45の構成を用いた例を示しているが、実施例３で説明した絞り87と負荷圧分離弁46とを用いた構成を、実施例５における負荷圧分離弁45の代わりの構成とすることもできる。また、実施例５における、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成を、図２、図５で示した、油圧モータ35に供給する油の流量を制御する制御構成に代わる構成として適用することもできる。
可変絞り弁39は、サーモ・モジュール38によって制御される。サーモ・モジュール38は、クーラント温度が高いときにはバネ39aのバネ力に抗して、可変絞り弁39を全通状態側に制御する。また、クーラント温度が低いときには、サーモ・モジュール38で検出したクーラント温度に応じて可変絞り弁39の可変絞り量を制御する。
従って、クーラント温度が高いときには、可変絞り弁39からは油路57の油を大量に圧力補償弁42に供給することができる。また、クーラント温度が低いときには、可変絞り弁39からは油路57の油を絞った状態で圧力補償弁42に供給することができる。
圧力補償弁42は、パイロット油路78における圧力、即ち、リフトシリンダ13A、13Bにおける負荷圧、チルトシリンダ20A、20Bにおける負荷圧及びステアリング駆動装置30におけるそれぞれの負荷圧の内で最高の負荷圧と、パイロット油路82で取り出した可変絞り弁39の下流側における油圧との差圧に応じて切換制御される。
パイロット油路78における圧力が、油路57における圧力よりも高いときには、圧力補償弁42は油路57の油を、油圧モータ35に供給するのを遮断する。即ち、パイロット油路78における圧力が可変容量ポンプ1におけるポンプ圧よりも高いときには、作業機であるリフトシリンダ13A、13Bやチルトシリンダ20A、20Bに可変容量ポンプ1からの吐出流量が全て供給できるようにして、油圧モータ35の作動を一時的に停止する。これにより、作業機では大量の油を使用することができるようになる。
パイロット油路78における圧力が油路57における圧力に略等しくなるか、あるいは油路57における圧力のほうがパイロット油路78における圧力よりも高くなったときには、圧力補償弁42は油路57の油を油圧モータ35に供給することができる。
冷却ファンを駆動する油圧モータにおける負荷圧を考慮した制御を、ロードセンシングタイプの可変容量ポンプに対して行うことが必要な油圧システムに、本願発明の技術思想を適用することができる。

Claims (5)

  1. 負荷圧感応型の可変容量ポンプと、
    前記可変容量ポンプからの吐出流量が供給される作業機回路及び流量制御弁と、
    前記作業機回路における最高負荷圧により制御される負荷圧分離弁と、
    冷却ファンを駆動する油圧モータと、
    前記可変容量ポンプと前記作業機回路とを接続する第１吐出油路と、
    前記第１吐出油路から分岐し、前記流量制御弁に接続する第２吐出油路と、
    前記流量制御弁と前記油圧モータとを接続する供給油路と、
    前記作業機回路における最高負荷圧を取り出す第１パイロット油路と、
    前記油圧モータを駆動する負荷圧を取り出す第２パイロット油路と、
    前記第１パイロット油路における最高負荷圧と前記第２パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択するシャトル弁と、
    を備え、
    前記可変容量ポンプのポンプ容量が、前記シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記可変容量ポンプのポンプ圧との差圧に応じて制御されてなり、
    前記負荷圧分離弁が、前記第２パイロット油路に配設され、前記第１パイロット油路で取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路を前記シャトル弁に連通させる位置からタンクに連通する位置に切換わり、前記シャトル弁にタンク圧を導いてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路をタンクに連通させる位置から前記シャトル弁に連通する位置に切換わり、前記シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを特徴とするファン駆動システム。
  2. 負荷圧感応型の可変容量ポンプと、
    前記可変容量ポンプからの吐出流量が供給される作業機回路及び流量制御弁と、
    前記作業機回路における最高負荷圧により制御される負荷圧分離弁と、
    冷却ファンを駆動する油圧モータと、
    前記可変容量ポンプと前記作業機回路とを接続する第１吐出油路と、
    前記第１吐出油路から分岐し、前記流量制御弁に接続する第２吐出油路と、
    前記流量制御弁と前記油圧モータとを接続する供給油路と、
    前記作業機回路における最高負荷圧を取り出す第１パイロット油路と、
    前記油圧モータを駆動する負荷圧を取り出す第２パイロット油路と、
    前記第２パイロット油路に配設された絞りと、
    前記第１パイロット油路における最高負荷圧と前記第２パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択するシャトル弁と、
    を備え、
    前記可変容量ポンプのポンプ容量が、前記シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記可変容量ポンプのポンプ圧との差圧に応じて制御されてなり、
    前記第２パイロット油路が、前記絞りの下流において二つの油路に分岐してなり、
    前記分岐した一方の油路が前記シャトル弁に接続し、他方の油路が途中に前記負荷圧分離弁を配してタンクに接続してなり、
    前記負荷圧分離弁が、前記第１パイロット油路から取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置に切換わり、前記シャトル弁にタンク圧を導いてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置から遮断する位置に切換わり、前記シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを特徴とするファン駆動システム。
  3. 負荷圧感応型の可変容量ポンプと、
    前記可変容量ポンプからの吐出流量が供給されるステアリング回路、作業機回路及び流量制御弁と、
    前記作業機回路に対して前記ステアリング回路を優先回路として、前記可変容量ポンプからの吐出流量を前記ステアリング回路に優先的に供給する優先弁と、
    前記作業機回路における最高負荷圧により制御される負荷圧分離弁と、
    冷却ファンを駆動する油圧モータと、
    前記可変容量ポンプと前記優先弁とを接続する第３吐出油路と、
    前記優先弁と前記ステアリング回路とを接続する第４吐出油路と、
    前記優先弁と前記作業機回路とを接続する第５吐出油路と、
    前記第３吐出油路から分岐し、前記流量制御弁に接続する第６吐出油路と、
    前記流量制御弁と前記油圧モータとを接続する供給油路と、
    前記作業機回路における最高負荷圧を取り出す第１パイロット油路と、
    前記油圧モータを駆動する負荷圧を取り出す第２パイロット油路と、
    前記ステアリング回路における負荷圧を取り出す第３パイロット油路と、
    前記第１パイロット油路における最高負荷圧と前記第３パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択する第１シャトル弁と、
    前記第１シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記第２パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択する第２シャトル弁と、
    を備え、
    前記可変容量ポンプのポンプ容量が、前記第２シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記可変容量ポンプのポンプ圧との差圧に応じて制御されてなり、
    前記負荷圧分離弁が、前記第２パイロット油路に配設され、前記第１パイロット油路から取り出した前記最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路を前記第２シャトル弁に連通させる位置からタンクに連通する位置に切換わり、前記第２シャトル弁にタンク圧を導いてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記第２パイロット油路をタンクに連通させる位置から前記第２シャトル弁に連通する位置に切換わり、前記第２シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを特徴とするファン駆動システム。
  4. 負荷圧感応型の可変容量ポンプと、
    前記可変容量ポンプからの吐出流量が供給されるステアリング回路、作業機回路及び流量制御弁と、
    前記作業機回路に対して前記ステアリング回路を優先回路として、前記可変容量ポンプからの吐出流量を前記ステアリング回路に優先的に供給する優先弁と、
    前記作業機回路における最高負荷圧により制御される負荷圧分離弁と、
    冷却ファンを駆動する油圧モータと、
    前記可変容量ポンプと前記優先弁とを接続する第３吐出油路と、
    前記優先弁と前記ステアリング回路とを接続する第４吐出油路と、
    前記優先弁と前記作業機回路とを接続する第５吐出油路と、
    前記第３吐出油路から分岐し、前記流量制御弁に接続する第６吐出油路と、
    前記流量制御弁と前記油圧モータとを接続する供給油路と、
    前記作業機回路における最高負荷圧を取り出す第１パイロット油路と、
    前記油圧モータを駆動する負荷圧を取り出す第２パイロット油路と、
    前記ステアリング回路における負荷圧を取り出す第３パイロット油路と、
    前記第２パイロット油路に配設された絞りと、
    前記第１パイロット油路における最高負荷圧と前記第３パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択する第１シャトル弁と、
    前記第１シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記第２パイロット油路における負荷圧との内で高圧側の負荷圧を選択する第２シャトル弁と、
    を備え、
    前記可変容量ポンプのポンプ容量が、前記第２シャトル弁で選択された高圧側の負荷圧と前記可変容量ポンプのポンプ圧との差圧に応じて制御されてなり、
    前記第２パイロット油路が、前記絞りの下流において二つの油路に分岐してなり、
    前記分岐した一方の油路が前記第２シャトル弁に接続し、他方の油路が途中に前記負荷圧分離弁を配してタンクに接続してなり、
    前記負荷圧分離弁が、前記第１パイロット油路から取り出した最高負荷圧による押圧力と、前記負荷圧分離弁に作用するバネの付勢力との差圧に応じて制御されてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも大きいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置に切換わり、前記第２シャトル弁にタンク圧を導いてなり、
    前記最高負荷圧による押圧力が、前記バネの付勢力よりも小さいときには、前記負荷圧分離弁は、前記他方の油路をタンクに連通させる位置から遮断する位置に切換わり、前記第２シャトル弁に前記油圧モータを駆動する負荷圧を導いてなることを特徴とするファン駆動システム。
  5. 前記流量制御弁は、クーラントの温度に応じて制御されてなることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれかに記載のファン駆動システム。
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