JP2006132680A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オペレートチェック弁の機能と排出流量を調整するフローレギュレータの機能とを実現するとともに、構造が複雑になってしまうことを抑制してコンパクトな構造の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】 開閉調整弁１２は、弁体１４と、弁体１４が変位可能な領域を形成するとともに弁体１４の変位量に応じて弁体１４との間でシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間の連通開度を変更する絞りを形成する流体室１５とを有する。弁制御手段１３は、方向切換弁１１が中立位置及び供給位置のときはシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間を遮断することとなる方向に向かって弁体１４を付勢するようシリンダ側流路３２の流体圧力を開閉調整弁１２の背圧室１７に作用させ、方向切換弁１１が排出位置のときはシリンダ側流路３２の流体圧力よりも低いパイロット圧力を背圧室１７に作用させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、単動シリンダへの流体の給排を制御するための方向切換弁を有し、この方向切換弁が、ポンプからの流体を単動シリンダに供給する供給位置と単動シリンダからタンクに流体を排出する排出位置と単動シリンダに対して流体を給排しない中立位置とに切り換えられる油圧制御装置に関する。

従来、単動シリンダへの流体の給排を制御するための方向切換弁を有しこの方向切換弁が供給位置と排出位置と中立位置とに切り換えられる油圧制御装置として、例えばフォークリフトにおいてフォーク昇降動作用のリフトシリンダを作動させるための油圧制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の油圧制御装置は、昇降レバーによって操作されるリフトコントロールバルブとリフトシリンダとを連通する主流路上にオペレートチェック弁とフローレギュレータとを設け、また、リフトコントロールバルブのスプールに可変絞りを設けたものである。そして、この油圧制御装置では、スプールが中立ポジション又は上昇ポジションに配置されているときには、リフトコントロールバルブによって背圧室を封止されたオペレートチェック弁が主流路を遮断する向きに付勢される。また、フローレギュレータの第２圧力室にポンプの油圧が導入され、その弁体が全開位置に保持される。一方、スプールが下降ポジションに配置されているときには、背圧室にタンクの油圧が導入されたオペレートチェック弁が、リフトシリンダの油圧によって主流路を開通させる。また、フローレギュレータの第２圧力室にタンク圧が導入され、可変絞りの前後差圧が一定値以下となるように弁体が変位してリフトシリンダから流出する作動油の流量を調整するようになっている。

特開２００２−３２７７０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている油圧制御装置は、オペレートチェック弁とフローレギュレータとがそれぞれ独立した要素として別体に形成されており、また、構成部品も多く複雑な構造になっている。そして、オペレートチェック弁とフローレギュレータとをそれぞれ配設するスペースが必要となるので、油圧制御装置としての寸法が大きくなってしまうという問題もある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、オペレートチェック弁の機能と排出流量を調整するフローレギュレータの機能とを実現するとともに、構造が複雑になってしまうことを抑制してコンパクトな構造の油圧制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び効果

本発明は、単動シリンダへの流体の給排を制御するための方向切換弁を有し、当該方向切換弁が、ポンプからの流体を前記単動シリンダに供給する供給位置と前記単動シリンダからタンクに流体を排出する排出位置と前記単動シリンダに対して流体を給排しない中立位置とに切り換えられる油圧制御装置に関する。
そして、本発明による油圧制御装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有しており、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明の油圧制御装置における第１の特徴は、前記単動シリンダに連通するシリンダ側流路と前記方向切換弁に連通する切換弁側流路との間に配置されて当該シリンダ側流路と当該切換弁側流路との間を連通及び遮断可能な開閉調整弁と、前記開閉調整弁の作動を制御する弁制御手段と、を備え、前記開閉調整弁は、変位可能に支持される弁体と、当該弁体が変位可能な領域を形成するとともに当該弁体の変位量に応じて当該弁体との間で前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間の連通開度を変更する絞りを形成する流体室と、を有し、前記弁制御手段は、前記方向切換弁が前記中立位置及び前記供給位置のときは前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間を遮断することとなる方向に向かって前記弁体を付勢するよう前記シリンダ側流路の流体圧力を前記開閉調整弁の背圧室に作用させ、前記方向切換弁が前記排出位置のときは前記シリンダ側流路の流体圧力よりも低いパイロット圧力を前記背圧室に作用させることである。

この構成によると、方向切換弁が中立位置のときには、シリンダ側流路と切換弁側流路との間を遮断することとなる方向に向かって弁体を付勢するようシリンダ側流路の流体圧力が開閉調整弁の背圧室に作用する。このため、方向切換弁が中立位置のときは、シリンダ側流路と切換弁側流路との間を遮断する閉弁状態に開閉調整弁を保持することができ、単動シリンダからの流体の排出を規制して単動シリンダの没入動作（自然降下動作）を規制することができるオペレートチェック弁の機能が果たされることになる。
また、方向切換弁が中立位置から排出位置に切り換えられると、シリンダ側流路の流体圧力よりも低いパイロット圧力が開閉調整弁の背圧室に作用する。このため、背圧室からの弁体の付勢力を弱めて開閉調整弁の状態を閉弁状態から開弁状態へと（シリンダ側流路と切換弁側流路とを連通させる状態へと）移行させることができ、単動シリンダからタンクに流体を排出することができる。そして、方向切換弁が排出位置のときには、切換弁側流路の流体圧力の変動に伴って開閉調整弁の弁体が流体室内で変位することにより、その弁体の変位量に応じてシリンダ側流路と切換弁側流路との間の連通開度を変更する絞りが形成されることになる。このため、単動シリンダからの排出流量を調整するフローレギュレータの機能も果たされることになる。
そして、開閉調整弁は、上述のように、オペレートチェック弁の機能とフローレギュレータの機能とをいずれも果たすことができる一体的な要素として構成されている。このため、オペレータチェック弁とフローレギュレータとをそれぞれ独立した部品として構成する必要もなく、構成部品の削減を図ることができ、構造の簡素化を図ることもできる。また、それにより、配設スペースの効率化を図ることもできる。従って、オペレートチェック弁の機能とフローレギュレータの機能とを実現するとともに、構造が複雑になってしまうことを抑制してコンパクトな油圧制御装置を得ることができる。

本発明の油圧制御装置における第２の特徴は、前記開閉調整弁は、前記切換弁側流路の流体圧力が高くなると当該切換弁側流路の流体圧力に応じて前記弁体が変位することで前記連通開度が小さくなることである。

この構成によると、方向切換弁が排出位置に切り換えられて流体の排出が行われているときに、切換弁側流路の流体圧力が高くなると開閉調整弁の連通開度が絞られて、その流体圧力が低減されることになる。このため、単動シリンダから排出する流量を所定の範囲に調整することができる。また、この油圧制御装置をフォークリフトにおけるフォーク昇降動作用のリフトシリンダを作動させるために適用した場合は、フォークの下降速度を調整できる下降圧力補償機能を実現することができる。

本発明の油圧制御装置における第３の特徴は、前記背圧室には、前記開閉調整弁が前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間を遮断することとなる方向に向かって前記弁体を付勢するバネが配設されていることである。

この構成によると、方向切換弁が中立位置のときにシリンダ流路と切換弁側流路との間をより確実に遮断することができる開閉調整弁を容易に構成することができる。

本発明の油圧制御装置における第４の特徴は、前記流体室は、前記弁体が当接して着座することで前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間を遮断することとなる弁座を形成していることである。

この構成によると、弁体が着座する弁座を流体室に一体的に形成することで、開閉調整弁の構造をより簡素化することができる。

本発明の油圧制御装置における第５の特徴は、前記流体室は、前記シリンダ側流路への開口部分が前記弁体との間で前記絞りを形成し、前記切換弁側流路への開口部分が前記弁座を形成していることである。

この構成によると、流体室のシリンダ側の開口部分で絞りを形成し切換弁側の開口部分で弁座を形成するため、絞り機能と弁座部分とを流体室にて一体的に実現でき、開閉調整弁の構造をより簡素化することができる。また、弁体が弁座から離座した直後の状態、即ち開閉調整弁が開き始めた初期の状態（わずかしか開閉調整弁が開いていない状態）において弁体を介して弁座と反対側で絞りを形成する部分が十分に開いた状態となるように流体室を形成することができるため、シリンダ側流路の流体圧力が低くても速やかにシリンダ側流路から流体を排出することができる。このため、この油圧制御装置をフォークリフトのリフトシリンダを作動させるために適用した場合は、方向切換弁を排出位置に切り換えた当初の下降操作開始時において、シリンダ側流路の圧力が非常に低い場合（例えば、無負荷やそれに近い状態の場合）であっても、フォークの下降速度を速くすることができる。

本発明の油圧制御装置における第６の特徴は、前記弁体には、当該弁体内部に形成されて、前記シリンダ側流路と前記背圧室とを連通する導圧路が形成されていることである。

この構成によると、方向切換弁が中立位置及び供給位置のときにシリンダ側流路の流体圧力を開閉調整弁の背圧室に作用させることを簡素な構成で実現することができる。

本発明の油圧制御装置における第７の特徴は、前記弁制御手段は、前記シリンダ側流路の流体圧力よりも低い前記パイロット圧力を生成するパイロット圧生成手段と、前記方向切換弁が前記中立位置及び前記供給位置のときは前記シリンダ側流路の流体圧力を前記背圧室に作用させ、前記方向切換弁が前記排出位置のときは前記パイロット圧力を前記背圧室に作用させるように切り換える切換手段と、を備えていることである。

この構成によると、それぞれ独立して構成されるパイロット圧生成手段と切換手段とが協働して作動することで弁制御手段が実現されることになる。そして、パイロット圧生成手段によってパイロット圧力が生成している状態で切換手段を切り換えることで、切換手段による切り換えタイミングで速やかにパイロット圧力を開閉調整弁の背圧室に作用させることができる。このため、開閉調整弁の応答特性を高めることができる。

本発明の油圧制御装置における第８の特徴は、前記パイロット圧生成手段は、前記切換手段の切り換えに伴って前記背圧室とタンクとを連通可能なパイロット流路であることである。

この構成によると、開閉調整弁の背圧室とタンクとを連通可能なパイロット流路を設けるという簡素な構成で、シリンダ側流路の流体圧力よりも低いパイロット圧力を生成するパイロット圧生成手段を容易に実現することができる。そして、方向切換弁通過前の切換弁側流路の流体圧力と方向切換弁通過後のタンクの流体圧力との圧力差を所定の範囲に保つように開閉調整弁を作動させることができる。このため、この油圧制御装置をフォークリフトのリフトシリンダを作動させるために適用した場合は、負荷圧力の大きさによらず、方向切換弁の操作量に応じてフォークの下降速度を調整できる下降圧力補償機能を実現することができる。

本発明の油圧制御装置における第９の特徴は、前記方向切換弁は、スプールの変位に伴って切り換えられるスプール弁であって、前記パイロット流路は、前記スプールが変位可能に配置されるスプール孔に開口するとともに、前記方向切換弁が前記排出位置へと切り換えられる際の前記スプールの変位に伴って前記背圧室とタンクとを連通することである。

この構成によると、方向切換弁が排出位置へと切り換えられる際におけるスプール孔内でのスプールの変位に伴ってスプール孔への開口部分を介して背圧室とタンクとの連通状態を徐々に変更する構成を実現することができる。これにより、方向切換弁を排出位置に切り換え始めた初期段階において、開閉調整弁を徐々に開く状態になるように作動させる構成を実現でき、微操作性を向上させることができる。また、この油圧制御装置をフォークリフトのリフトシリンダを作動させるために適用した場合は、フォーク下降時の微操作性を向上させることができることになる。

本発明の油圧制御装置における第１０の特徴は、前記パイロット流路における前記スプール孔への開口は、前記スプールに形成されたランド部を介して、前記スプールの変位とともに開口面積を変更可能であることである。

この構成によると、ランド部が形成されたスプールの変位とともにパイロット流路のスプール孔への開口面積が変更されるため、方向切換弁を排出位置に切り換え始めた初期段階における微操作性を向上させることを簡素な構成で実現することができる。

本発明の油圧制御装置における第１１の特徴は、前記切換手段は、前記背圧室と前記パイロット流路との間を連通及び遮断するよう切り換え可能な電磁切換弁であることである。

この構成によると、背圧室とパイロット流路との間にリーク量の少ない電磁切換弁を配設することで切換手段が構成されているため、タンクへの流体の漏れを抑制することができる。また、この油圧制御装置をフォークリフトのリフトシリンダを作動させるために適用した場合は、方向切換弁が中立位置のときにおけるフォークの没入動作量（自然降下動作量）を小さくすることができる。

本発明の油圧制御装置における第１２の特徴は、前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間は、前記開閉調整弁を経由する経路とは異なる他の経路として形成された他の流路を介しても接続され、前記方向切換弁が前記供給位置に切り換えられたときにポンプからの流体が前記他の流路を介して前記シリンダ側流路へと供給されることである。

この構成によると、方向切換弁が供給位置に切り換えられたときは、開閉調整弁を通過せずに他の流路を通過して流体がシリンダ側流路へと供給される。このため、他の流路を単純な流路構成にすることで、単動シリンダに流体を供給する際の圧力損失を低減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る油圧制御装置は、単動シリンダへの流体の給排を制御するための方向切換弁を有しこの方向切換弁がポンプからの流体を単動シリンダに供給する供給位置と単動シリンダからタンクに流体を排出する排出位置と単動シリンダに対して流体を給排しない中立位置とに切り換えられる油圧制御装置として広く適用することができるものである。なお、本実施形態の説明においては、フォークリフトにおけるフォーク昇降動作用リフトシリンダを作動させるために適用される油圧制御装置の場合を例にとって説明する。

図１は、本実施形態に係る油圧制御装置を例示した断面図である。図１に示す油圧制御装置１は、フォークリフトにおけるフォーク昇降用のリフトシリンダ（図示せず）を含む油圧回路であるリフトシリンダ制御回路において、その制御回路の一部を構成する油圧制御装置として適用されるものである。なお、リフトシリンダ制御回路が搭載されるフォークリフトには、油圧ポンプ（図示せず）とともに、例えば、ティルトシリンダ制御回路、パワーステアリング系油圧回路等の他の油圧回路（図示せず）も搭載されている。そして、油圧ポンプから供給される圧油（流体）が、リフトシリンダ制御回路等の各回路に供給されるようになっている。また、それらの各回路に供給された圧油は、フォークリフトに搭載されているタンク（図示せず）に回収されて再び油圧ポンプにより昇圧されて各回路に供給される。

図１に示すように、油圧制御装置１は、バルブハウジング１０、方向切換弁１１、開閉調整弁１２、弁制御手段１３などを備えて構成されている。バルブハウジング１０には、種々のポートや流路などが形成されるとともに、上記の方向切換弁１１、開閉調整弁１２、弁制御手段１３等が組み込まれている。

バルブハウジング１０に形成されているシリンダポート３１は、単動シリンダである前述のリフトシリンダ（図示せず）に対して接続され、リフトシリンダへの圧油の給排口を構成している。そして、バルブハウジング１０には、油圧ポンプに連通して圧油が供給される供給流路３６や、タンクにそれぞれ連通する第１タンク流路３７及び第２タンク流路３８が設けられている。また、バルブハウジング１０には、シリンダ側流路３２、切換弁側流路３３、流路３４などの種々の流路が形成されている。シリンダ側流路３２は、リフトシリンダに連通するようにシリンダポート３１と連続的に形成されている。切換弁側流路３３は、シリンダ側流路３２に対して開閉調整弁１２を介して連通可能であるとともに、方向切換弁１１に連通するように形成されている。流路３４は、シリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間を連通可能に形成されているとともに、開閉調整弁１２を経由する圧油の経路とは異なる経路としてシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３とを接続する他の流路を構成している。なお、流路３４と切換弁側流路３３との間には逆止弁３５が配置されている。

バルブハウジング１０に組み込まれる方向切換弁１１は、リフトシリンダへの圧油の給排を制御するために設けられている。そして、この方向切換弁１１は、スプール２２、スプール２２が変位可能に配置されるスプール孔２３、及びスプール２２を中立位置に保持するためのスプリング室２４等を備えており、図示しないリフトレバーが操作されることで、スプール２２の変位に伴って供給位置と中立位置と排出位置とに切り換えられるスプール弁として構成されている。図１では、方向切換弁１１が中立位置にある状態を示しており、この中立位置ではリフトシリンダに対して圧油の給排が行われない。この中立位置の状態からスプール２２が図中矢印ａで示す方向に変位することで供給位置に切り換えられ、後述のように、油圧ポンプからの圧油がリフトシリンダに供給されることになる（図２参照）。一方、図１に示す中立位置の状態からスプール２２が図中矢印ｂで示す方向に変位することで排出位置に切り換えられ、リフトシリンダからタンクに圧油が排出されることになる（図３参照）。なお、スプール２２には、その中途の２箇所において縮径するように第１ランド部２２ａ及び第２ランド部２２ｂが形成されている。

開閉調整弁１２は、図１に示すように、弁体１４と流体室１５とバネ１６と背圧室１７とを備えて構成されており、シリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間に配置されている。そして、この開閉調整弁１２が作動することで、シリンダ側流路３２と切換弁側流路３３と間を連通及び遮断可能になっている。

開閉調整弁１２の弁体１４は、シリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間に形成された領域において前後動するよう変位可能に支持されている。そして、この弁体１４は、弁部分１４ａと鍔部１４ｂと導圧路１４ｃとプランジャ部分１４ｄとを備えて構成されている。弁部分１４ａは、弁体１４の先端部分であって、後述の流体室１５により区画されて形成される弁座１８と当接可能に配置される部分となる。鍔部１４ｂは、弁部分１４ａの周囲における縁部として形成されており、弁部分１４ａが弁座１８と当接する側とは反対側に形成されている。導圧路１４ｃは、弁体１４の内部に貫通孔として形成されており、流体室１５と背圧室１７とに開口し、シリンダ側流路３２と背圧室１７とを連通可能なように形成されている。プランジャ部分１４ｄは、弁体１４をバルブハウジング１０に対してスライド移動自在となるように支持等するための部分として形成されている。このプランジャ部分１４ｄには、内部に中空部分が形成されており、この中空部分が背圧室１７の一部を構成している。

流体室１５は、弁体１４の弁部分１４ａが変位可能な領域となる油室を形成している。そして、この流体室１５は、切換弁側流路３３への開口部分１８が、弁体１４が当接して着座することでシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間を遮断することとなる弁座１８を形成している。一方、流体室１５のシリンダ側流路３２への開口部分１９は、弁体１４との間でシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間の連通開度を変更する絞りを形成している。即ち、弁体１４が弁座１８から離座して開閉調整弁１２が開弁している状態においては、弁体１４の鍔部１４ｂと流体室１５の開口部分１９との隙間にて、弁体１４（鍔部１４ｂ）の変位量に応じて流路３２・３３間の連通開度を変更する絞りが形成される。

バネ１６は、背圧室１７に配設されており、開閉調整弁１２がシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間を遮断することとなる方向（即ち、弁部分１４ａが弁座１８に着座する方向）に向かって弁体１４を付勢するように設けられている。背圧室１７は、弁体１４のプランジャ部分１４ｄ内の中空部分とバルブハウジング１０内で区画された領域とによって形成されており、前述したように、弁体１４内部の導圧路１４ｃを介してシリンダ側流路３２に連通している。また、背圧室１７内の圧油圧力（油圧）は、後述の弁制御手段１３によって制御されるようになっている。

なお、上述した構成を備える開閉調整弁１２は、バネ１６と背圧室１７に作用する油圧とによって弁体１４に生じる付勢力と、弁部分１４ａ及び鍔部１４ｂに作用する油圧（即ち、切換弁側流路３３の油圧）によって弁体１４に生じる付勢力とに基づいて作動する。従って、バネ１６及び背圧室１７の油圧による付勢力が弁部分１４ａ等に作用する油圧による付勢力より大きければ、弁体１４が弁座１８に着座した状態に保たれる。一方、弁部分１４ａ等に作用する油圧による付勢力の方がバネ１６及び背圧室１７の油圧による付勢力よりも大きければ、開弁状態へと移行し、弁体１４の位置は、それらの付勢力が釣り合う位置に保たれることになる。また、開閉調整弁１２が開弁した状態において、切換弁側流路３３の油圧が高くなると、弁体１４の付勢力が高まるため、その切換弁側流路３３の油圧に応じて弁体１４が変位することになり、鍔部１４ｂと流体室１５の開口部分１９との間の絞りにおける連通開度が小さくなるように変更されることになる。

弁制御手段１３は、開閉調整弁１２の作動を制御するものであり、図１に示すように、パイロット流路２０と電磁切換弁２１とを備えて構成されている。

パイロット流路２０は、後述の電磁切換弁２１の切り換えに伴って開閉調整弁１２の背圧室１７とタンクとを連通可能な流路としてバルブハウジング１０内に形成されており、シリンダ側流路３２の油圧よりも低いパイロット圧力を背圧室１７に生成可能なパイロット圧生成手段を構成している。即ち、パイロット流路２０は、方向切換弁１１のスプール孔２３に開口２０ａにて開口するよう形成されるとともに、方向切換弁１１が排出位置へと切り換えられる際のスプールの変位（図中矢印ｂ方向への変位）に伴って背圧室１７と第２タンク流路３８とを連通可能なように形成されている。なお、パイロット流路２０におけるスプール孔２３への開口２０ａは、第２ランド部２２ｂが対向するように位置している部分のみが開口した面積として機能して第２タンク流路３８と連通されることになる。即ち、パイロット流路２０の開口２０ａは、スプール２２に形成された第２ランド部２２ｂを介して、スプール２２の図中矢印ｂ方向への変位とともに開口面積を変更可能となっている。

電磁切換弁２１は、開閉調整弁１２の背圧室１７とパイロット流路２０との間を連通及び遮断するように切り換え可能な電磁弁として構成されている。この電磁切換弁２１は、バルブハウジング１０に組みつけられたリミットスイッチ２５の作動状態を検知する図示しない制御装置によって励磁・消磁の状態が制御される。そして、方向切換弁１１が中立位置及び供給位置のときには背圧室１７とパイロット流路２０との間を遮断し（図１、図２参照）、一方、方向切換弁１１が排出位置のときには背圧室１７とパイロット流路２０との間を連通させる（図３参照）。背圧室１７とパイロット流路２０との間が遮断された状態では、弁体１４の導圧路１４ｃを介して誘導されたシリンダ側流路３２の油圧が背圧室１７に作用することになる。一方、背圧室１７とパイロット流路２０との間が連通された状態では、シリンダ側流路３２の油圧よりも低い前述のパイロット圧力である第２タンク流路３８の油圧がパイロット流路２０を介して背圧室１７に作用することになる。この構成により、電磁切換弁２１は、方向切換弁１１が中立位置及び供給位置のときはシリンダ側流路３２の油圧を背圧室１７に作用させ、方向切換弁１１が排出位置のときは上記パイロット圧力を背圧室１７に作用させるよう切り換える切換手段を構成している。

弁制御手段１３は、上述したパイロット流路２０と電磁切換弁２１とを備えることで、方向切換弁１１が中立位置及び供給位置のときはシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間を遮断することとなる方向に向かって（弁座１８側に向かって）弁体１４を付勢するようシリンダ側流路３２の油圧を背圧室１７に作用させるように作動することになる。一方、方向切換弁１１が排出位置のときはシリンダ側流路３２の油圧よりもよりも低い前述のパイロット圧力を背圧室１７に作用させるように作動することになり、弁体１４が弁座１８から離座して開弁状態となる。そして、切換弁側流路３３の油圧に応じて弁体１４が変位することで、前述したように、流体室１５の開口部分１９と弁体１４との間で形成される絞りが調整されることになる。

次に、上述した油圧制御装置１の作動について説明する。図１に示すように方向切換弁１１が中立位置の状態のときは、供給流路３６及び切換弁側流路３３の間と、第１タンク流路３７及び切換弁側流路３３の間とをそれぞれ遮断するようにスプール２２が位置している。このため切換弁側流路３３への圧油の供給も切換弁側流路３３からの圧油の排出もいずれも行われない状態になっている。また、このとき、電磁切換弁２１は開閉調整弁２１の背圧室１７とパイロット流路２０との間を遮断しているため、シリンダ側流路３２の油圧が導圧路１４ｃを介して背圧室１７に作用する。このシリンダ側流路３２の油圧とバネ１６とによって生じる付勢力が切換弁側流路３３の油圧による付勢力よりも上回るため、弁体１４の弁部分１４ａが弁座１８に当接して閉弁した状態で保持される。これにより、リフトシリンダから圧油が流出する方向における流れが開閉調整弁１２にて遮断されているため、リフトシリンダの没入動作が抑制され、フォークが所定の高さに保持されることになる。なお、流路３４から切換弁側流路３３へと至る経路についても逆止弁３５により遮断されている。

次に、上述の中立位置から供給位置に方向切換弁１１を切り換える場合の作動について説明する。図２は、方向切換弁１１が供給位置の状態における油圧制御装置１の断面図である。中立位置から供給位置に方向切換弁１１が切り換えられると、スプール２２が図１の矢印ａ方向に変位する。このため、供給流路３６から供給されるポンプからの圧油は、図２において矢印で示すように、連通路３６ａを経て、スプール２２の第１ランド部２２ａとスプール孔２３との間に形成される流路を介して切換弁側流路３３へと供給される（なお、第１タンク流路３７と切換弁側流路３３とは遮断されたままである）。そして、切換弁側流路３３の油圧が高くなることで、バネとシリンダ側流路３２の油圧とにより逆止弁３５に作用している付勢力よりも切換弁側流路３３の油圧による付勢力が上回り、逆止弁３５が開弁される。これにより、切換弁側流路３３とシリンダ側流路３２とが流路３４を介して連通されてシリンダ側流路３２に圧油が供給される。そして、リフトシリンダへと圧油が供給されてフォークの上昇動作が行われることになる。なお、このとき、電磁切換弁２１はパイロット流路２０と背圧室１７とを遮断した状態のままであるため、背圧室１７に作用する油圧とバネ１６とによる付勢力の方が切換弁側流路３３の油圧による付勢力よりも大きく、開閉調整弁１２は、閉弁状態に保たれている。

最後に、図１に示す中立位置から排出位置に方向切換弁１１を切り換える場合の作動について説明する。図３は、方向切換弁１１が排出位置の状態における油圧制御装置１の断面図である。中立位置から排出位置に方向切換弁１１が切り換えられると、スプール２２が図１の矢印ｂ方向に変位する。このため、切換弁側流路３３と第１タンク流路３７とがスプール２２の第１ランド部２２ａとスプール孔２３との間に形成される流路を介して連通されることになる。

また、方向切換弁１１が排出位置に切り換えられると、電磁切換弁２１がパイロット流路２０と背圧室１７との間を連通するように切り換えられるため、背圧室１７内の圧油は、パイロット流路２０へと流出することになる。そして、スプール２２の移動に伴って第２ランド部２２ｂがパイロット流路２０のスプール孔２３への開口２０ａに対応する位置に到達する。到達すると、さらにスプール２２が変位することで、開口２０ａにおいてスプール２２によって遮断されることなくスプール孔２３に連通した状態になった開口面積がスプール２２の変位とともに徐々に大きくなるように変更されることになる。このようにスプール２２の変位に応じて開口２０ａの開口面積が変更されることで、パイロット流路２０からは、その開口面積に応じた流量の圧油が第２タンク流路３８へと排出されることになる。なお、スプール２２が十分に変位してパイロット流路２０の開口２０ａが全て開口した状態になると、パイロット流路２０と第２タンク流路３８との連通状態は変化しないことになる。

方向切換弁１１が排出位置に切り換えられると、上述のように、背圧室１７の圧油は図３に矢印で示すようにパイロット流路２０を介して第２タンク流路３８へと排出されるため、背圧室１７の圧力が低下することになる。そして、シリンダ側流路３２の油圧よりも低い前述のパイロット圧力が背圧室１７に作用することになる。このため、背圧室１７の油圧とバネ１６とによる付勢力よりも切換弁側流路３３の油圧による付勢力の方が大きくなり弁体１４が弁座１８から離座して開閉調整弁１２が開弁することになる。開閉調整弁１２が開弁すると、リフトシリンダからの圧油がシリンダ側流路３２及び流体室１５を経て切換弁側流路３３へと排出され、さらに、第１タンク流路３７からタンクへと排出されることになる。これにより、フォークが下降動作が行われることになる。

また、方向切換弁弁１１が排出位置にあってリフトシリンダから圧油が排出されている状態のとき（フォークの下降動作中）に、切換弁側流路３３の油圧が変動すると、背圧室１７の油圧及びバネ１６による付勢力と切換弁側流路３３の油圧による付勢力とのバランスが瞬間的に崩れてしまうため、弁体１４が変位することになる。そして、その弁体１４の変位に応じて、鍔部１４ｂと流体室１５の開口部分１９との間の絞りにおける連通開度が変更されることで、シリンダ側流路３２から切換弁側流路３３への流量が変更され、切換弁側流路３３の油圧が調整されることになる。これにより、フォークの下降速度を調整できる下降圧力補償機能が発揮されることになる。

以上説明したように、本実施形態の油圧制御装置１によると、方向切換弁１１が中立位置のときには、シリンダ側流路３２と切換弁側流路３２との間を遮断することとなる方向に向かって弁体１４を付勢するようシリンダ側流路３２の油圧が開閉調整弁１２の背圧室１７に作用する。このため、方向切換弁１１が中立位置のときは、シリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間を遮断する閉弁状態に開閉調整弁１２を保持することができ、リフトシリンダからの圧油の排出を規制してリフトシリンダの没入動作（自然降下動作）を規制することができるオペレートチェック弁の機能が果たされることになる。

また、方向切換弁１１が中立位置から排出位置に切り換えられると、シリンダ側流路３２の油圧よりも低いパイロット圧力が開閉調整弁１２の背圧室１７に作用する。このため、背圧室１７からの弁体１４の付勢力を弱めて開閉調整弁１２の状態を閉弁状態から開弁状態へと（シリンダ側流路３２と切換弁側流路３３とを連通させる状態へと）移行させることができ、リフトシリンダからタンクに圧油を排出することができる。そして、方向切換弁１１が排出位置のときには、切換弁側流路３３の油圧の変動に伴って開閉調整弁１２の弁体１４が流体室１５内で変位することにより、その弁体１４の変位量に応じてシリンダ側流路３２と切換弁側流路３３との間の連通開度を変更する絞りが形成されることになる。このため、リフトシリンダからの排出流量を調整するフローレギュレータの機能も果たされることになる。

そして、開閉調整弁１２は、オペレートチェック弁の機能とフローレギュレータの機能とをいずれも果たすことができる一体的な要素として構成されている。このため、オペレータチェック弁とフローレギュレータとをそれぞれ独立した部品として構成する必要もなく、構成部品の削減を図ることができ、構造の簡素化を図ることもでき、配設スペースの効率化を図ることもできる。従って、オペレートチェック弁の機能とフローレギュレータの機能とを実現するとともに、構造が複雑になってしまうことを抑制してコンパクトな油圧制御装置を得ることができる。

また、油圧制御装置１によると、方向切換弁１１が排出位置に切り換えられて圧油の排出が行われているときに、切換弁側流路３３の油圧が高くなると開閉調整弁１２の連通開度が絞られて、その油圧が低減されることになる。このため、リフトシリンダから排出する流量を所定の範囲に調整することができる。これにより、フォークの下降速度を調整できる下降圧力補償機能を実現することができる。

また、油圧制御装置１によると、弁体１４が着座する弁座１８を流体室１５に一体的に形成することで、開閉調整弁１２の構造をより簡素化することができる。また、流体室１５のシリンダ側の開口部分１９で絞りを形成し切換弁側の開口部分で弁座１８を形成するため、絞り機能と弁座部分とを流体室１５にて一体的に実現でき、開閉調整弁１２の構造をより簡素化することができる。また、弁体１４が弁座１８から離座した直後の状態、即ち開閉調整弁１２が開き始めた初期の状態（わずかしか開閉調整弁１２が開いていない状態）において、弁体１４を介して弁座１８と反対側で絞りを形成する部分は、十分に開いた状態になっているため、シリンダ側流路３２の油圧が低くても速やかにシリンダ側流路３２から圧油を排出することができる。このため、方向切換弁１１を排出位置に切り換えた当初の下降操作開始時において、シリンダ側流路３２の油圧が非常に低い場合（例えば、無負荷やそれに近い状態の場合）であっても、フォークの下降速度を速くすることができる。

また、油圧制御装置１によると、弁体１４の内部に導圧路１４ｃを形成しているため、方向切換弁１１が中立位置及び供給位置のときにシリンダ側流路３２の油圧を背圧室１７に作用させることを簡素な構成で実現することができる。

また、油圧制御装置１によると、それぞれ独立して構成されるパイロット流路（パイロット圧生成手段）２０と電磁切換弁（切換手段）２１とが協働して作動することで弁制御手段１３が実現されることになる。そして、パイロット流路２０によってパイロット圧力が生成している状態で電磁切換弁２１を切り換えることで、電磁切換弁２１による切り換えタイミングで速やかにパイロット圧力を背圧室１７に作用させることができる。このため、開閉調整弁１２の応答特性を高めることができる。

また、油圧制御装置１によると、背圧室１７とタンクとを連通可能なパイロット流路２０を設けるという簡素な構成で、シリンダ側流路３２の油圧よりも低いパイロット圧力を生成するパイロット圧生成手段を容易に実現することができる。そして、方向切換弁１１通過前の切換弁側流路３３の油圧と方向切換弁１１通過後の第２タンク流路３８の油圧（タンクの油圧）との圧力差を所定の範囲に保つように開閉調整弁１２を作動させることができる。このため、フォークに作用する負荷圧力の大きさによらず、方向切換弁１１の操作量に応じてフォークの下降速度を調整できる下降圧力補償機能を実現することができる。

また、油圧制御装置１によると、方向切換弁１１が排出位置へと切り換えられる際におけるスプール孔２３内でのスプール２２の変位に伴ってスプール孔２３へのパイロット流路２０の開口している部分を介して背圧室１７とタンクとの連通状態を徐々に変更することができる。これにより、方向切換弁１１を排出位置に切り換え始めた初期段階において、開閉調整弁１２を徐々に開く状態になるように作動させる構成を実現でき、微操作性を向上させることができる。即ち、フォーク下降時の微操作性を向上させることができる。また、ランド部（第２ランド部２２ｂ）が形成されたスプール２２の変位とともにパイロット流路２０のスプール孔２３への開口面積が変更されるものであるため、方向切換弁１１を排出位置に切り換え始めた初期段階における微操作性を向上させることを簡素な構成で実現することができる。

また、油圧制御装置１によると、背圧室１７とパイロット流路２０との間にリーク量の少ない電磁切換弁２１を配設することで切換手段が構成されているため、タンクへの圧油の漏れを抑制することができる。また、これにより、方向切換弁１１が中立位置のときにおけるフォークの没入動作量（自然降下動作量）を小さくすることができる。

また、油圧制御装置１によると、方向切換弁１１が供給位置に切り換えられたときは、開閉調整弁１２を通過しない経路である流路３４を通過して圧油がシリンダ側流路３２へと供給される。このため、流路３４を単純な流路構成にすることで、リフトシリンダに圧油を供給する際の圧力損失を低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。また、本発明は、例えば、次のように変更して実施してもよい。

（１）本実施形態においては、フォークリフトにおけるフォーク昇降動作用のリフトシリンダを作動させるために適用した場合について説明したが、他の用途にも本発明を適用することができる。

（２）開閉調整弁における弁体や流体室の形状については、必ずしも本実施形態の通りでなくてもよく、適宜変更して実施することができる。

（３）弁制御手段のパイロット圧調整手段については、必ずしもタンクの流体圧力を背圧室に誘導するパイロット流路でなくても、本発明を適用することができる。また、弁制御手段の切換手段についても、必ずしも電磁切換弁によるものでなくても本発明を適用することができる。

（４）方向切換弁が電磁比例制御弁で構成されているものであってもよい。この場合、電磁油圧制御システムを構成することができる。

（５）開閉調整弁の弁体については、その先端側にダンパが構成されているものであってもよい。図４は弁体の先端側にダンパが構成されている変形例を説明する油圧制御装置の部分断面図である。なお、図４において、本実施形態の油圧制御装置１と同様の要素については、同一の符号を付している。図４に示す変形例に係る油圧制御装置においては、弁体１４の弁部分１４ａのさらに先端側にダンパ１４ｅが弁体１４に一体的に形成されている。ダンパ１４ｅは、弁体１４の変位とともに、バルブハウジング１０内に形成された油室４２において変位するように配置されている。そして、ダンパ１４ｅの内部は、弁体１４に形成されている油路４０を介して切換弁側流路３３と連通可能に形成されているとともに、ダンパ１４ｅに形成されているオリフィス４１を介しても切換弁側流路３３と連通するよう形成されている。なお、ダンパ１４ｅの内部は、逆止弁として構成されている。この構成により、弁体１４が変位すると、油路４０を介してダンパ１４ｅ内部に流入した圧油はオリフィス４１を介して絞られて切換弁側流路３３へと流出することになる。これにより、方向切換弁１１が排出位置へと切り換えられて弁制御手段１３の作動に基づいて弁体１４が変位したときに発生してしまい易い油圧脈動をこのダンパ１４ｅによって減衰させることができる。このため、フォークに荷を積載した状態でそのフォークの下降操作を行っている際に、積載している荷に上記油圧脈動に伴う振動が発生することを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る油圧制御装置を例示した断面図である。 図１に示す油圧制御装置の作動を説明する断面図である。 図１に示す油圧制御装置の作動を説明する断面図である。 変形例に係る油圧制御装置を説明する部分断面図である。

符号の説明

１ 油圧制御装置
１０ バルブハウジング
１１ 方向切換弁
１２ 開閉調整弁
１３ 弁制御手段
１４ 弁体
１４ａ 弁部分
１５ 流体室
１６ バネ
１７ 背圧室
１８ 弁座
２０ パイロット流路（パイロット圧生成手段）
２１ 電磁切換弁（切換手段）
２２ スプール
３２ シリンダ側流路
３３ 切換弁側流路
３６ 供給流路
３７ 第１タンク流路
３８ 第２タンク流路

Claims (12)

1. 単動シリンダへの流体の給排を制御するための方向切換弁を有し、当該方向切換弁が、ポンプからの流体を前記単動シリンダに供給する供給位置と前記単動シリンダからタンクに流体を排出する排出位置と前記単動シリンダに対して流体を給排しない中立位置とに切り換えられる油圧制御装置であって、
   前記単動シリンダに連通するシリンダ側流路と前記方向切換弁に連通する切換弁側流路との間に配置されて当該シリンダ側流路と当該切換弁側流路との間を連通及び遮断可能な開閉調整弁と、
   前記開閉調整弁の作動を制御する弁制御手段と、
   を備え、
   前記開閉調整弁は、変位可能に支持される弁体と、当該弁体が変位可能な領域を形成するとともに当該弁体の変位量に応じて当該弁体との間で前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間の連通開度を変更する絞りを形成する流体室と、を有し、
   前記弁制御手段は、前記方向切換弁が前記中立位置及び前記供給位置のときは前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間を遮断することとなる方向に向かって前記弁体を付勢するよう前記シリンダ側流路の流体圧力を前記開閉調整弁の背圧室に作用させ、前記方向切換弁が前記排出位置のときは前記シリンダ側流路の流体圧力よりも低いパイロット圧力を前記背圧室に作用させることを特徴とする油圧制御装置。
2. 前記開閉調整弁は、前記切換弁側流路の流体圧力が高くなると当該切換弁側流路の流体圧力に応じて前記弁体が変位することで前記連通開度が小さくなることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
3. 前記背圧室には、前記開閉調整弁が前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間を遮断することとなる方向に向かって前記弁体を付勢するバネが配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧制御装置。
4. 前記流体室は、前記弁体が当接して着座することで前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間を遮断することとなる弁座を形成していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
5. 前記流体室は、前記シリンダ側流路への開口部分が前記弁体との間で前記絞りを形成し、前記切換弁側流路への開口部分が前記弁座を形成していることを特徴とする請求項４に記載の油圧制御装置。
6. 前記弁体には、当該弁体内部に形成されて、前記シリンダ側流路と前記背圧室とを連通する導圧路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
7. 前記弁制御手段は、
   前記シリンダ側流路の流体圧力よりも低い前記パイロット圧力を生成するパイロット圧生成手段と、
   前記方向切換弁が前記中立位置及び前記供給位置のときは前記シリンダ側流路の流体圧力を前記背圧室に作用させ、前記方向切換弁が前記排出位置のときは前記パイロット圧力を前記背圧室に作用させるよう切り換える切換手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
8. 前記パイロット圧生成手段は、前記切換手段の切り換えに伴って前記背圧室とタンクとを連通可能なパイロット流路であることを特徴とする請求項７に記載の油圧制御装置。
9. 前記方向切換弁は、スプールの変位に伴って切り換えられるスプール弁であって、
   前記パイロット流路は、前記スプールが変位可能に配置されるスプール孔に開口するとともに、前記方向切換弁が前記排出位置へと切り換えられる際の前記スプールの変位に伴って前記背圧室とタンクとを連通することを特徴とする請求項８に記載の油圧制御装置。
10. 前記パイロット流路における前記スプール孔への開口は、前記スプールに形成されたランド部を介して、前記スプールの変位とともに開口面積を変更可能であることを特徴とする請求項９に記載の油圧制御装置。
11. 前記切換手段は、前記背圧室と前記パイロット流路との間を連通及び遮断するよう切り換え可能な電磁切換弁であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
12. 前記シリンダ側流路と前記切換弁側流路との間は、前記開閉調整弁を経由する経路とは異なる経路として形成された他の流路を介しても接続され、
    前記方向切換弁が前記供給位置に切り換えられたときにポンプからの流体が前記他の流路を介して前記シリンダ側流路へと供給されることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の油圧制御装置。
    
    

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