JP2002068696A - 産業車両用電磁制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーケンス弁内を通過する作動油に圧力損失
を生じたり、リフト下降状態で一時的にリフト下降の速
度が遅くなってフォークの安定した迅速操作を妨げる場
合がある。 【解決手段】 バイパス通路３にリフトシリンダ用コン
トロール弁５とティルトシリンダ用コントロール弁６
を、中立位置でバイパス通路３を連通状態とするように
設け、このバイパス通路３のティルトシリンダ用コント
ロール弁６の下流側で、タンク通路８とバイパス通路３
の合流点２５の上流側に１次圧発生弁１６を設けて、両
コントロール弁５，６を制御するためのパイロット圧の
１次圧を発生させ、両コントロール弁５，６の操作時で
あっても１次圧発生弁１６による圧力損失を受けること
なく、また操作変更時の作動遅れを生じないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、バッテリフォー
クリフト等の産業車両における各種アクチュエータを制
御する電磁制御弁のパイロット圧を安定して発生させる
ことができる機構を具備した電磁制御弁に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電気−油圧制御のバッテリー
フォークリフトには電磁比例制御弁が設けられており、
バッテリー駆動の油圧モータによって供給される作動油
でフロントフォークの上下動作やティルト動作が駆動制
御されている。

【０００３】図３は、この種のバッテリフォークリフト
の電磁比例制御弁を示す油圧回路図である。図示するよ
うに、電磁比例制御弁７０には、油圧ポンプ５１によっ
て、タンク５２内の作動油がシーケンス弁５３の一次側
に供給されている。シーケンス弁５３の一次側には、並
列に減圧弁５４の一次側が接続され、二次側には、リフ
トシリンダ用コントロール弁５５およびティルトシリン
ダ用コントロール弁５６が直列に接続されている。リフ
トシリンダ用コントロール弁５５からの出力で、リフト
シリンダ５７が駆動されており、このリフトシリンダ５
７でフォークリフトのフォークが上昇または下降させら
れる。上昇時には、負荷５８が油圧ポンプ５１からの作
動油によって押上げられ、下降時には、負荷５８の自重
によってリフトシリンダ５７内の作動油がタンク５２へ
排出させられる。ティルトシリンダ用コントロール弁５
６は、ティルトシリンダ５９を駆動しており、このティ
ルトシリンダ５９でフォークリフトのフォークが上向き
または下向きにティルトさせられる。ティルト時には、
油圧ポンプ５１からの作動油がティルトシリンダ５９の
一方に供給され、他方の油はタンク５２へ排出させられ
る。これらリフトシリンダ用コントロール弁５５および
ティルトシリンダ用コントロール弁５６は、それぞれ中
立位置で油圧ポンプ５１からの作動油を、バイパス通路
６０を介してタンク５２へ戻して出力をアンロードする
ように構成されている。このバイパス通路６０の油圧ポ
ンプ５１側をＰポート、タンク５２側をＴポートとい
う。なお、６９は、油圧ポンプ５１の出力が過大になる
のを防止するためのリリーフ弁である。

【０００４】そして、リフトシリンダ用コントロール弁
５５の油圧ポンプ５１側に設けられたシーケンス弁５３
によって減圧弁５４の一次側圧力が確保され、減圧弁５
４によって一定圧に減圧された油で、リフトシリンダ用
コントロール弁５５およびティルトシリンダ用コントロ
ール弁５６を電磁比例制御弁として動作させるためのパ
イロット圧を確保している。リフトシリンダ用コントロ
ール弁５５には、電磁比例減圧弁６１，６２が設けられ
ており、電磁比例減圧弁６１および電磁比例減圧弁６２
のコイルをそれぞれ励磁することにより、リフトシリン
ダ制御用主スプール６５が中立位置からストロークさせ
られる。電磁比例減圧弁６１，６２のコイルを励磁しな
い中立時には、リフトシリンダ主スプール６５はリフト
シリンダポート６６をブロックし、負荷５８を保持した
状態でリフトシリンダ５７が保持される。ティルトシリ
ンダ用コントロール弁５６には、電磁比例減圧弁６３，
６４が設けられており、電磁比例減圧弁６３および電磁
比例減圧弁６４のコイルをそれぞれ励磁することによ
り、ティルトシリンダ制御用主スプール６７が中立位置
からストロークさせられ、シリンダポート６８へ作動油
が供給される。

【０００５】なお、この種の従来技術として、実用新案
登録第２５９００３０号公報記載の考案があるが、この
考案では、リフトシリンダ下降時にポンプを回転させる
必要をなくしたり、クリアランスからのリークによる負
荷の自然降下を防止しようとするものであり、本願発明
のように、電磁比例減圧弁の１次圧を発生させる機構に
関するものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
磁比例制御弁７０の場合、電磁比例減圧弁６１〜６４の
１次圧を確保するシーケンス弁５３が、リフトシリンダ
用コントロール弁５５およびティルトシリンダ用コント
ロール弁５６の上流側のバイパス通路６０上に設けられ
ているため、以下のような課題を有する。

【０００７】まず、コントロール弁の切換状態におい
て、油圧ポンプ５１側のＰポートから流入した作動油
は、シーケンス弁５３を経由して両コントロール弁５
５，５６のシリンダポート６６，６８へ至るため、シー
ケンス弁５３通過時に圧力損失を生じてしまう。そのた
め、ポンプを駆動する電動機容量に余裕がない場合、こ
の圧力損失によるポンプ圧上昇により電動機回転数が低
下し、規定のポンプ吐出流量が得られないことがあり、
正規のシリンダ速度を得ることができない場合がある。
また、仮に、この課題を回避するために電動機を大きく
すると、必要以上の装備となって非常に不経済となる。

【０００８】図４(a),(b),(c) は図３のフォークリフト
用電磁比例制御弁を作動させた状態の油圧回路図を示
す。前記電磁比例制御弁７０の場合、リフト上昇時に
は、電磁比例減圧弁６１を作動させ、リフトシリンダ５
７へ作動油を供給して負荷５８を上昇させ(a) 、リフト
下降時には、電磁比例減圧弁６２を作動させて、リフト
シリンダ５７の圧油をタンクに抜くことにより、負荷を
下降させる(b) 。いずれの場合も、Ｐポートから流入し
た作動油は、シーケンス弁５３を経てリフトシリンダ５
７へ(a) 、またはタンク５２へ(b) 流出するため、シー
ケンス弁５３の上流には電磁比例減圧弁を駆動するのに
必要なパイロット圧が発生する。ところが、(c) に示す
リフト下降とティルトの同時操作から、(b) のリフト下
降の単独操作に移る場合を考えると、ティルトシリンダ
５９の駆動圧力がシーケンス弁５３の設定圧力より高い
場合は、(c) の状態において、シーケンス弁５３が全開
状態となる。この状態からティルトシリンダ用コントロ
ール弁５６を中立に戻すと、シーケンス弁５３が全開状
態から調圧状態に戻るのに作動遅れを生じて一時的にポ
ンプ５１からタンク５２までのバイパス通路６０が連通
した状態となってしまい、１次圧が一時的に低下してし
まう。そのため、このシーケンス弁５３が全開状態から
調圧状態へ戻るまでの間に、リフト下降用パイロット比
例弁の１次圧も一時的に低下し、リフト下降の速度が一
時的に遅くなる息付き現象を生じてしまう。この息付き
現象によって、フォークの安定した迅速な操作を妨げる
場合がある。

【０００９】この課題を回避するためにはシーケンス弁
５３の全開時開度を小さくすればよいが、全開時開度を
小さくすると上述した圧力損失が大きくなってしまう。
逆に、圧力損失を避けるために全開時開度を大きくする
と、前記息付き現象が大きくなり、両課題を解決できる
電磁比例制御弁が切望されている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、ポンプポートとタンクポート
をつなぐバイパス通路上に、１つまたは複数のコントロ
ール弁を配置し、それぞれのコントロール弁の中立位置
でバイパス通路を連通状態とするように構成し、第１の
コントロール弁の上流側のバイパス通路から、それぞれ
のコントロール弁を制御する電磁パイロット弁の１次側
に接続されるパイロット通路を設け、それぞれのコント
ロール弁の制御ポートに接続されたアクチュエータから
の戻り油を最後のコントロール弁の下流側バイパス通路
に合流させるタンク通路を設けたアクチュエータ制御装
置において、最後のコントロール弁の下流側バイパス通
路上で、前記タンク通路とバイパス通路との合流点より
上流側に、作動油が流れることによりその上流側にコン
トロール弁制御用の電磁パイロット弁の１次圧を発生さ
せる１次圧発生弁を設けている。このように、１次圧発
生弁を、バイパス通路のティルトシリンダ用コントロー
ル弁の下流側でそれぞれのコントロール弁のタンク通路
とバイパス通路の合流点より上流側に設けることによ
り、それぞれのコントロール弁の操作時に、１次圧発生
弁による圧力損失を受けることなく操作することがで
き、また、それぞれのコントロール弁の下流側でこれら
を操作する１次圧を発生させるので、操作変更時に作動
遅れを生じることなく操作することができる。

【００１１】前記パイロット通路に減圧弁を設け、該減
圧弁の２次側からそれぞれのコントロール弁を制御する
電磁パイロット弁の１次圧を導くようにすれば、それぞ
れのコントロール弁のパイロット圧が作動状態によって
変化するポンプポート圧力の影響を受けることなく、安
定した制御を行えるようにできる。

【００１２】また、減圧弁の２次圧力を１次圧発生弁の
スプリング室に導き、該２次圧力とスプリング力により
１次圧発生弁の上流側圧力を調整するようにすれば、比
較的小さなスプリング力で減圧弁の設定圧以上の１次圧
を確保することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態を
示すフォークリフト用電磁比例制御弁の油圧回路図であ
る。

【００１４】図示するように、電磁比例制御弁２４に
は、タンク２内の作動油が油圧ポンプ１によってＰポー
トからバイパス通路３へ供給される。バイパス通路３に
は、リフトシリンダ用コントロール弁５とティルトシリ
ンダ用コントロール弁６とが直列に接続され、リフトシ
リンダ用コントロール弁５の上流側には、両コントロー
ル弁５，６のパイロット圧を一定にする減圧弁４の一次
側が接続されている。また、このリフトシリンダ用コン
トロール弁５の上流側には、バイパス通路３内の圧力が
上昇した場合に作動油をタンク通路８へ逃がすリリーフ
弁７が設けられている。この実施形態では、減圧弁４を
設けることによってコントロール弁５，６を操作するパ
イロット圧の安定化を図っている。

【００１５】また、リフトシリンダ用コントロール弁５
の上流にあるバイパス通路３上の分岐点よりパラレル通
路２６が分岐しており、このパラレル通路２６は、チェ
ック弁２９を経てリフトシリンダ用コントロール弁５の
入口ポート２７と、チェック弁３０を経てティルトシリ
ンダ用コントロール弁６の入口ポート２８とを接続して
いる。

【００１６】リフトシリンダ用コントロール弁５はリフ
トシリンダ９を駆動しており、このリフトシリンダ９で
フォークリフトの負荷１０（フォーク自重や荷物等）が
上昇または下降させられる。上昇時には、負荷１０が油
圧ポンプ１からの作動油によって押し上げられ、下降時
には、負荷１０の自重によってリフトシリンダ９内の作
動油がタンク通路８からタンク２へ排出させられる。

【００１７】ティルトシリンダ用コントロール弁６はテ
ィルトシリンダ１１を駆動しており、このティルトシリ
ンダ１１でフォークリフトのフォークがティルトさせら
れる。ティルト時には、油圧ポンプ１からの作動油がテ
ィルトシリンダ１１の一方に供給され、他方の油はタン
ク通路８からタンク２へ排出させられる。

【００１８】このリフトシリンダ用コントロール弁５の
主スプール１２、およびティルトシリンダ用コントロー
ル弁６の主スプール１３は、それぞれ中立位置でバイパ
ス通路３を連通状態として油圧ポンプ１からの作動油を
タンク２へ戻し、出力をアンロードするように構成され
ている。この時、両コントロール弁５，６のシリンダポ
ート１４，１５はブロックされる。

【００１９】そして、バイパス通路３の、ティルトシリ
ンダ用コントロール弁６の下流側で、両コントロール弁
５，６からタンク２へ抜けるタンク通路８とバイパス通
路３との合流点２５の上流側に１次圧発生弁１６が設け
られている。この１次圧発生弁１６でバイパス通路３の
作動油の流れを制御することにより、減圧弁４の１次側
に所定の圧力を発生させている。この減圧弁４で減圧さ
れた油によって、リフトシリンダ用コントロール弁５お
よびティルトシリンダ用コントロール弁６を電磁比例制
御弁として動作させるためのパイロット圧を確保してい
る。

【００２０】このパイロット圧で制御するリフトシリン
ダ用コントロール弁５には、電磁比例減圧弁１７，１８
が設けられており、減圧弁４に接続されたパイロット通
路２１からの圧力を１次圧とし、電磁比例減圧弁１７ま
たは電磁比例減圧弁１８のコイルを励磁することによ
り、電磁比例減圧弁１７または電磁比例減圧弁１８に２
次圧力が発生し、リフトシリンダ主スプール１２が中立
位置からストロークする。電磁比例減圧弁１７，１８の
コイルを励磁しない中立時には、リフトシリンダ主スプ
ール１２はリフトシリンダポート１４をブロックし、負
荷１０を保持した状態でリフトシリンダ９が保持され
る。ティルトシリンダ用コントロール弁６には、電磁比
例減圧弁１９，２０が設けられており、減圧弁４に接続
されたパイロット通路２１からの圧力を１次圧とし、電
磁比例減圧弁１９または電磁比例減圧弁２０のコイルを
励磁することにより、ティルトシリンダ主スプール１３
が中立位置からストロークする。

【００２１】図２は上述したフォークリフト用電磁比例
制御弁を作動させた状態を示す油圧回路図であり、(a)
はリフト上昇時の油圧回路図、(b) はリフト下降時の油
圧回路図、(c) はリフト下降とティルト後傾の同時操作
時の油圧回路図である。上述した図１とこの図２に基づ
いて、以上のように構成された電磁比例制御弁２４の作
動を以下に説明する。

【００２２】まず、図１に示すように、リフトシリンダ
用コントロール弁５とティルトシリンダ用コントロール
弁６が中立の時には、各コントロール弁５，６のスプー
ル１２，１３が中立状態でバイパス通路３を連通させた
状態でポンプ１が回転するため、Ｐポートより流入した
作動油は、バイパス通路３を経由して１次圧発生弁１６
に到達する。この時、１次圧発生弁１６は閉鎖された状
態であるため、１次圧発生弁１６の上流側におけるバイ
パス通路３内の圧力が上昇する。

【００２３】この状態でバイパス通路３内の圧力が１次
圧発生弁１６の設定圧（例えば、１次圧発生弁１６のス
プリング力相当圧力＋減圧弁４の２次圧力）よりも高く
なると、１次圧発生弁１６のスプールがストロークして
Ｐポート側とＴポート側とを連通させるので、Ｐポート
より流入した作動油はＴポートからタンク２へと戻され
る。この状態では、バイパス通路３内の圧力が１次圧発
生弁１６の設定圧以上であるため、減圧弁４の１次側圧
力は常に確保される。

【００２４】次に、(a) に示すリフト上昇操作時は、電
磁比例減圧弁１７のコイルを励磁すると、主スプール１
２がストロークし、バイパス通路３が主スプール１２に
より全閉となり、パラレル通路２６とシリンダポート１
４とを連通させ、リフトシリンダ９が上昇駆動される。
中立状態から(a) の状態に至る過渡状態で、バイパス通
路３が主スプール１２で全閉となるまでは、Ｐポートよ
り流入した作動油の一部がバイパス通路３を経て１次圧
発生弁を通過するため、中立状態と同様に減圧弁４の１
次側には減圧弁４の設定圧力以上の圧力が確保される。
バイパス通路３が主スプール１２で全閉となった後は、
Ｐポートより流入した作動油の全部がリフトシリンダ９
に導かれるため、必ずリフトシリンダ９は上昇し、その
ために必要な圧力がＰポートに発生するが、通常この圧
力は減圧弁４の設定圧力以上となる。このようにして、
主スプール１２が中立から上昇作動側のどの位置にあっ
ても、常に電磁比例減圧弁１７を正常に作動させるため
に必要なパイロット圧力が確保される。さらに、Ｐポー
トからシリンダポート１４に至る通路には従来技術（図
３）のシーケンス弁の様なパイロット圧発生機構がない
ため、この間の圧力損失は油通路で発生する最小限の値
にすることができる。これによって、最小限の電動機容
量で所定のリフト上昇速度を得ることができる。

【００２５】また、(b) に示すリフト下降操作時には、
電磁比例減圧弁１８のコイルを励磁すると、主スプール
１２が図示方向にストロークし、リフトシリンダ９の保
持側をタンク通路８と連通させ、負荷１０を下降させ
る。この状態では、バイパス通路３は主スプール１２に
より遮断されないため、Ｐポートより流入した作動油は
常時１次圧発生弁１６に導かれ、１次圧発生弁１６の作
動によりＰポート圧が上昇し、電磁比例減圧弁１８を正
常に作動させるために必要なパイロット圧が確保され
る。

【００２６】さらに、タンク通路８とバイパス通路３の
合流点２５は１次圧発生弁１６より下流側に設置されて
いるため、リフトシリンダ９よりの戻り油は、タンク通
路８から１次圧発生弁１６を経由することなくＴポート
に流出する。このため、リフトシリンダ９からＴポート
までの圧力損失を最小限にすることができ、軽負荷時の
リフト下降操作でも下降速度が遅くなることはない。

【００２７】(c) はリフト下降とティルト後傾の同時操
作時の状態を示す。この状態では、ティルトシリンダ用
コントロール弁６の主スプール１３でバイパス通路３が
閉じられているため、１次圧発生弁１６には作動油の流
れはなく、この１次圧発生弁１６の圧力調整部は全閉と
なっている。ティルト用シリンダ１１の作動によりＰポ
ート圧力が上昇し、この圧力が、リフトシリンダ用コン
トロール弁５およびティルトシリンダ用コントロール弁
６のパイロット圧の圧源となっている。この状態から電
磁比例減圧弁２０のコイルの励磁を解除し、ティルト用
コントロール弁６を中立状態に戻してリフト下降の単独
操作(b) に移行すると、バイパス通路３は主スプール１
３が中立位置に戻ることにより下流側に連通するから１
次圧発生弁１６に作動油が流れ、１次圧発生弁１６は全
閉の状態から調圧状態に移行する。この間、１次圧発生
弁１６の圧力調整部は全閉から作動油の流れにより開方
向に作動し調圧状態となるので、設定圧力に圧力低下す
ることなく安定して減圧弁４の１次圧、つまりコントロ
ール弁５，６のパイロット圧を確保することができる。

【００２８】また、この実施形態では、減圧弁４の圧力
を圧力検出経路２３で１次圧発生弁１６へ導くことによ
り、この１次圧発生弁１６を減圧弁４の設定圧に応じて
調圧できるように構成しているが、この圧力検出経路２
３は必ずしも設ける必要はなく、減圧弁４の設定圧以上
の１次圧をスプリングのみで発生させる弁を設けるよう
にしてもよい。

【００２９】なお、上述した実施形態は一実施形態であ
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。

【００３０】

【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。

【００３１】ポンプで供給された作動油が各アクチュエ
ータポートへ至るまでの圧力損失を小さくできるととも
に、例えば、リフト下降操作のような単動シリンダの負
荷による自重下降操作とその他のアクチュエータの同時
操作から、自重下降の単独操作に移る時の自重下降の息
付き現象を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態を示すフォークリフト用
電磁比例制御弁の油圧回路図である。

【図２】図１に示すフォークリフト用電磁比例制御弁を
作動させた状態を示す油圧回路図であり、(a) はリフト
上昇時の油圧回路図、(b) はリフト下降時の油圧回路
図、(c) はリフト下降とティルト後傾の同時操作時の油
圧回路図である。

【図３】従来からのフォークリフト用電磁比例制御弁の
油圧回路図である。

【図４】図３に示すフォークリフト用電磁比例制御弁を
作動させた状態を示す油圧回路図であり、(a) はリフト
上昇時の油圧回路図、(b) はリフト下降時の油圧回路
図、(c) はリフト下降とティルト後傾の同時操作時の油
圧回路図である。

【符号の説明】

１…油圧ポンプ ２…タンク ３…バイパス通路 ４…減圧弁 ５…リフトシリンダ用コントロール弁 ６…ティルトシリンダ用コントロール弁 ７…リリーフ弁 ８…タンク通路 ９…リフトシリンダ １０…負荷（フォーク） １１…ティルトシリンダ １２…リフトシリンダ主スプール １３…ティルトシリンダ主スプール １４…リフトシリンダポート １５…ティルトシリンダポート １６…１次圧発生弁 １７，１８…電磁比例減圧弁 １９，２０…電磁比例減圧弁 ２１…パイロット通路 ２２…ドレン通路 ２３…圧力検出経路 ２４…電磁比例制御弁 ２５…合流点 ２６…パラレル通路 ２７，２８…入口ポート ２９，３０…チェック弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藪本 靖之 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内 Ｆターム(参考） 3F333 AA02 AB13 DB02 FH05 FH08 3H089 AA60 AA71 BB02 BB10 CC11 DB03 DB47 DB49 DB55 EE05 EE31 GG02 JJ09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプポートとタンクポートをつなぐバ
   イパス通路上に、１つまたは複数のコントロール弁を配
   置し、それぞれのコントロール弁の中立位置でバイパス
   通路を連通状態とするように構成し、第１のコントロー
   ル弁の上流側のバイパス通路から、それぞれのコントロ
   ール弁を制御する電磁パイロット弁の１次側に接続され
   るパイロット通路を設け、それぞれのコントロール弁の
   制御ポートに接続されたアクチュエータからの戻り油を
   最後のコントロール弁の下流側バイパス通路に合流させ
   るタンク通路を設けたアクチュエータ制御装置におい
   て、最後のコントロール弁の下流側バイパス通路上で、
   前記タンク通路とバイパス通路との合流点より上流側
   に、作動油が流れることによりその上流側にコントロー
   ル弁制御用の電磁パイロット弁の１次圧を発生させる１
   次圧発生弁を設けたことを特徴とする産業車両用電磁制
   御弁。
2. 【請求項２】 パイロット通路に減圧弁を設け、該減圧
   弁の２次側からそれぞれのコントロール弁を制御する電
   磁パイロット弁の１次圧を導くことを特徴とする請求項
   １記載の産業車両用電磁制御弁。
3. 【請求項３】 減圧弁の２次圧力を１次圧発生弁のスプ
   リング室に導き、該２次圧力とスプリング力により１次
   圧発生弁の上流側圧力を調整するようにしたことを特徴
   とする請求項２記載の産業車両用電磁制御弁。