JP4354419B2 - 圧力補償弁を備えた流量制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、流量制御弁に関し、特に、油圧アクチュエータに与える油圧を制御する流量制御弁に関する。

油圧を用いて荷物を掬うフォークを駆動するフォークリフトが知られている。そのフォークリフトは、荷物を掬うフォークを駆動するリフトシリンダが流量制御弁とともに設けられている。図５は、公知の流量制御弁を示している。その流量制御弁１０１は、方向切換弁１０２とチェック弁１０３とを備えている。流量制御弁１０１は、さらに、作動油を導いて油圧を伝達する複数の管路を備えている。その複数の管路は、ポンプ圧管路１１１とポンプ圧管路１１２と負荷圧管路１１３とドレン管路１１５とから形成される。

ポンプ圧管路１１１は、方向切換弁１０２と図示されていないポンプとを接続し、そのポンプにより供給される作動油を導いている。ポンプ圧管路１１２は、方向切換弁１０２とチェック弁１０３とを接続している。負荷圧管路１１３は、チェック弁１０３とリフトシリンダ１０４と方向切換弁１０２とを接続している。ドレン管路１１５は、方向切換弁１０２とタンク１０６とを接続し、ドレン管路１１５の油圧は、概ね０である。

チェック弁１０３は、負荷圧管路１１３からポンプ圧管路１１２に作動油が流れることを防止している。すなわち、チェック弁１０３は、ポンプ圧管路１１２の油圧が負荷圧管路１１３の油圧より大きいときにポンプ圧管路１１２を負荷圧管路１１３に接続し、負荷圧管路１１３の油圧がポンプ圧管路１１２の油圧より大きいときにポンプ圧管路１１２を負荷圧管路１１３に接続しない。

リフトシリンダ１０４は、フォークリフトのフォークを昇降させるアクチュエータである。すなわち、リフトシリンダ１０４は、作動油が負荷圧管路１１３から供給されるときにフォークリフトのフォークを上昇させ、作動油が負荷圧管路１１３に排出されるときにフォークリフトのフォークを下降させる。このとき、負荷圧管路１１３の油圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。

方向切換弁１０２は、中立位置とメータイン側位置とメータアウト側位置とのうちの１つの位置をとることができる。すなわち、方向切換弁１０２は、ユーザに操作されて、中立位置からメータイン側位置に切り換えられ、中立位置からメータアウト側位置に切り換えられ、メータイン側位置から中立位置に切り換えられ、メータアウト側位置から中立位置に切り換えられる。

方向切換弁１０２は、メータイン側位置のときに、ポンプ圧管路１１１をポンプ圧管路１１２に接続し、負荷圧管路１１３を閉じ、ドレン管路１１５を閉じる。方向切換弁１０２は、メータアウト側位置のときに、ポンプ圧管路１１１を閉じ、ポンプ圧管路１１２を閉じ、負荷圧管路１１３をドレン管路１１５に接続する。方向切換弁１０２は、中立位置のときに、ポンプ圧管路１１１を閉じ、ポンプ圧管路１１２を閉じ、負荷圧管路１１３を閉じ、ドレン管路１１５を閉じる。

タンク１０６は、ドレン管路１１５を流れる作動油を貯留している。タンク１０６に貯留される作動油は、図示されていないポンプによりポンプ圧管路１１１に供給される。

流量制御弁１０１の動作は、メータイン動作と中立動作とメータアウト動作とを備えている。メータイン動作は、ユーザの操作により方向切換弁１０２が中立位置からメータイン位置に切り換えられたときの動作である。中立動作は、ユーザの操作により方向切換弁１０２がメータイン位置またはメータアウト位置から中立位置に切り換えられたときの動作である。メータアウト動作は、ユーザの操作により方向切換弁１０２が中立位置からメータアウト位置に切り換えられたときの動作である。

メータイン動作では、作動油がポンプ圧管路１１１から方向切換弁１０２とポンプ圧管路１１２とチェック弁１０３と負荷圧管路１１３とを介してリフトシリンダ１０４に供給される。リフトシリンダ１０４は、作動油が供給されたときに、フォークを上昇させる。

中立動作では、切換弁１０２がポンプ圧管路１１１とポンプ圧管路１１２の接続を閉じ、負荷圧管路１１３とドレン管路１１５の接続を閉じるので、リフトシリンダ１０４の作動油は供給も排出もされないのでフォークの昇降は停止する。このとき、負荷圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。

メータアウト動作では、作動油がリフトシリンダ１０４から負荷圧管路１１３と方向切換弁１０２とを介してドレン管路１１５に排出される。リフトシリンダ１０４は、作動油が排出されたときに、フォークを下降させる。

作動油は、方向切換弁１０２の操作量が同じでも、負荷圧管路１１３の油圧が高いほど速く負荷圧管路１１３からドレン管路１１５に流れる。すなわち、流量制御弁１０１が適用されるフォークリフトは、操作量が同じでも、掬われている荷物が重いほどフォークが速く下降する。フォークの操作性がよりよいフォークリフトが望まれている。

特開平０８−１００８０４号公報には、ピストン等を交換せずにリリーフ弁のセット圧力を変化するのみで良い圧力補償弁が開示されている。その圧力補償弁は、入口ポートと出口ポートを開閉するバルブと、受圧室内の負荷圧力でバルブを閉じ方向に押すピストンと、前記入口ポートに細孔を介して連通してバルブを閉じ方向に押す中間受圧室と、前記中間受圧室内の圧油を細孔を経て出口ポートにリリーフ作動するセット圧力可変式のリリーフ弁より構成としたことを特徴としている。

特開平０８−１００８０４号公報

本発明の課題は、油圧アクチュエータの操作性の向上を図る流量制御弁を提供することにある。
本発明の他の課題は、油圧アクチュエータの負荷による影響を低減する流量制御弁を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、油圧アクチュエータの動作のハンチングを低減する流量制御弁を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、油圧アクチュエータの動作のショックを低減する流量制御弁を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、フォークの操作性の向上を図るフォークリフトを提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による流量制御弁（１）（６１）（８１）は、圧力補償弁（５）（６５）（８５）と切換弁（２）（６２）（８２）とを備えている。圧力補償弁（５）（６５）（８５）は、補償圧管路（１４）（７４）（９４）の圧力が設定圧より小さいときに負荷圧管路（１３）（７３）（９３）と補償圧管路（１４）（７４）（９４）との間の可変オリフィスを広げ、補償圧管路（１４）（７４）（９４）の圧力が設定圧より大きいときにその可変オリフィスを絞る。切換弁（２）（６２）（８２）は、補償圧管路（１４）（７４）（９４）の作動流体をドレンするメータアウト側動作と、補償圧管路（１４）（７４）（９４）の作動流体をドレンしない中立動作とに外部操作により切り換えられる。負荷圧管路（１３）（７３）（９３）は、アクチュエータ（４）（６４）（８４）に供給される作動流体を導いている。

このとき、負荷圧管路（１３）（７３）（９３）の圧力は、アクチュエータ（４）（６４）（８４）にかかる負荷に応じて変化し、その負荷が大きいほど大きい。流量制御弁（１）（６１）（８１）は、補償圧管路（１４）（７４）（９４）の圧力をほぼ一定に制御することができる。このような流量制御弁（１）（６１）（８１）によれば、補償圧管路（１４）（７４）（９４）からドレンされる作動流体の流量がアクチュエータ（４）（６４）（８４）にかかる負荷により増減されることが低減され、アクチュエータ（４）（６４）（８４）の動作速度がアクチュエータ（４）（６４）（８４）にかかる負荷により増減されることが低減される。

本発明による流量制御弁（１）（６１）は、リリーフバルブ（２１）（６８）を更に備えている。リリーフバルブ（２１）（６８）は、補償圧管路（１４）（７４）の圧力がこのリリーフバルブ（２１）（６８）の設定圧より大きいときに補償圧管路（１４）（７４）の作動流体をドレンし、補償圧管路（１４）（７４）の圧力がその設定圧より小さいときに補償圧管路（１４）（７４））の作動流体をドレンしない。圧力補償弁（５）（６５）は、負荷圧管路（１３）（７３）と補償圧管路（１４）（７４）との接続を閉じているときでも、その意図に反して作動流体を負荷圧管路（１３）（７３）から補償圧管路（１４）（７４）に時間と共に徐々にリークしてしまう。このため、補償圧管路（１４）（７４）の圧力は、時間と共に徐々に昇圧する。リリーフバルブ（２１）（６８）は、このような昇圧を防止する。このため、このような流量制御弁（１）（６１）によれば、切換弁（２）（６２）が中立動作からメータアウト側動作に切り換えられるときに、作動流体が補償圧管路（１４）（７４）からドレン管路に急激に流れることが防止され、アクチュエータ（４）（６４）の動作にショックやハンチングが発生することが防止される。

切換弁（２）（６２）（８２）は、アクチュエータ（４）（６４）（８４）を駆動するためにポンプ圧管路（１１）（７１）（９１）からの作動流体を負荷圧管路（１３）（７３）（９３）に供給するメータイン側動作に更に外部操作により切り換えられる方向切換弁（２）（６２）（８２）であることが好ましい。

リリーフバルブ（２１）（６８）は、切換弁（２）（６２）がメータイン側動作のときに、補償圧管路（１４）（７４）に接続されない。

切換弁（２）は、第１スプール室（３１）と第１スプール室（３１）に摺動可能に挿入される第１スプール（３２）とから形成され、リリーフバルブ（２１）は、第１スプール（３２）に形成される第２スプール室（４１）と第２スプール室（４１）に摺動可能に挿入される第２スプール（４２）とから形成される。このような切換弁（２）とリリーフバルブ（２１）とは、構造が簡単であり、省スペースな点で好ましい。

本発明による流量制御弁（６１）は、他の切換弁（６７）を更に備えている。その切換弁（６７）は、切換弁（６２）が中立動作およびメータアウト側動作のときに補償圧管路（７４）をリリーフバルブ（６８）に接続し、切換弁（６２）がメータイン側動作のときに補償圧管路（７４）をリリーフバルブ（６８）に接続しない。

本発明によるフォークリフトは、本発明による流量制御弁（１）（６１）（８１）と、荷物を掬うフォークとを備えていることが好ましい。そのフォークは、アクチュエータ（４）（６４）（８４）により駆動する。

本発明による流量制御弁は、油圧アクチュエータの操作性の向上を図ることができる。

図面を参照して、本発明によるフォークリフトの実施の形態を記載する。そのフォークリフトは、荷物を掬うフォークを駆動するリフトシリンダが流量制御弁とともに設けられている。その流量制御弁１は、図１に示されているように、方向切換弁２とチェック弁３と圧力補償弁５とを備えている。流量制御弁１は、さらに、作動油を導いて油圧を伝達する複数の管路を備えている。その複数の管路は、ポンプ圧管路１１とポンプ圧管路１２と負荷圧管路１３と補償圧管路１４とドレン管路１５とから形成される。

ポンプ圧管路１１は、方向切換弁２と図示されていないポンプとを接続し、そのポンプにより供給される作動油を導いている。ポンプ圧管路１２は、方向切換弁２とチェック弁３とを接続している。負荷圧管路１３は、チェック弁３とリフトシリンダ４と圧力補償弁５とを接続している。補償圧管路１４は、圧力補償弁５と方向切換弁２とを接続している。ドレン管路１５は、方向切換弁２とタンク６とを接続し、ドレン管路１５の油圧は、概ね０である。

チェック弁３は、負荷圧管路１３からポンプ圧管路１２に作動油が流れることを防止している。すなわち、チェック弁３は、ポンプ圧管路１２の油圧が負荷圧管路１３の油圧より大きいときにポンプ圧管路１２を負荷圧管路１３に接続し、負荷圧管路１３の油圧がポンプ圧管路１２の油圧より大きいときにポンプ圧管路１２を負荷圧管路１３に接続しない。なお、チェック弁３は、流量制御弁１から省略することもできる。

リフトシリンダ４は、本発明によるフォークリフトのフォークを昇降させるアクチュエータである。すなわち、リフトシリンダ４は、作動油が負荷圧管路１３から供給されるときにフォークリフトのフォークを上昇させ、作動油が負荷圧管路１３に排出されるときにフォークリフトのフォークを下降させる。このとき、負荷圧管路１３の油圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。

圧力補償弁５は、設定圧が設定され、補償圧管路１４の油圧をその設定圧になるように制御している。すなわち、圧力補償弁５は、補償圧管路１４の油圧がその設定圧より小さいときに負荷圧管路１３と補償圧管路１４の間の可変オリフィスの開口面積を広げ、補償圧管路１４の油圧がその設定圧より大きいときにその可変オリフィスの開口面積を絞る。

方向切換弁２は、リリーフバルブ２１と入口側管路２２と出口側管路２３とを備えている。リリーフバルブ２１は、設定圧が設定され、管路２２の油圧がその設定圧より大きくならないように制御している。リリーフバルブ２１の設定圧は、圧力補償弁５の設定圧より大きい。すなわち、リリーフバルブ２１は、入口側管路２２の油圧がその設定圧より大きいときに管路２２を出口側管路２３に接続し、入口側管路２２の油圧がその設定圧より小さいときに管路２２を出口側管路２３に接続しない。

方向切換弁２は、中立位置とメータイン側位置とメータアウト側位置とのうちの１つの位置をとることができる。すなわち、方向切換弁２は、ユーザに操作されて、中立位置からメータイン側位置に切り換えられ、中立位置からメータアウト側位置に切り換えられ、メータイン側位置から中立位置に切り換えられ、メータアウト側位置から中立位置に切り換えられる。

方向切換弁２は、メータイン側位置のときに、ポンプ圧管路１１をポンプ圧管路１２に接続し、補償圧管路１４を閉じ、ドレン管路１５を閉じる。方向切換弁２は、メータアウト側位置のときに、ポンプ圧管路１１を閉じ、ポンプ圧管路１２を閉じ、補償圧管路１４をドレン管路１５に接続する。

方向切換弁２は、中立位置のときに、ポンプ圧管路１１を閉じ、ポンプ圧管路１２を閉じ、補償圧管路１４を入口側管路２２に接続し、管路２３をドレン管路１５に接続する。すなわち、方向切換弁２は、中立位置のときに、補償圧管路１４の油圧をリリーフバルブ２１に設定される設定圧より大きくならないように制御している。

なお、方向切換弁２は、メータアウト側位置のときに、補償圧管路１４を入口側管路２２に接続し、管路２３をドレン管路１５に接続することもできる。すなわち、方向切換弁２は、メータアウト側位置のときに、補償圧管路１４の油圧をリリーフバルブ２１に設定される設定圧より大きくならないように制御することもできる。

タンク６は、ドレン管路１５を流れる作動油を貯留している。タンク６に貯留される作動油は、図示されていないポンプによりポンプ圧管路１１に供給される。

図２は、流量制御弁１を備える流量制御弁本体を示している。その流量制御弁本体３０は、方向切換弁２を形成するスプール室３１とスプール３２とを備えている。すなわち、スプール室３１は、円筒形の滑り面を形成している。スプール３２は、スプール室３１の滑り面に内接するように配置され、方向Ａと平行な方向に滑り運動可能に挿入されている。流量制御弁本体３０は、スプール室３１に、ポンプ圧室３３と負荷圧室３４と補償圧室３５とドレン室３６とが形成されている。ポンプ圧室３３は、ポンプ圧管路１１に接続されている。ドレン室３６は、ドレン管路１５に接続されている。

スプール３２は、方向Ａと平行な方向に滑り運動することにより、中立位置とメータイン位置とメータアウト位置とのうちのいずれかに配置される。すなわち、スプール３２は、中立位置から方向Ａに移動することによりメータイン位置に配置され、中立位置から方向Ａの反対方向に移動することによりメータアウト位置に配置される。スプール３２は、作業者により操作されるレバーにリンク機構などを介して機械的に接合され、そのレバーの操作量に比例して方向Ａと平行な方向に移動する。
なお、スプール３２は、他の移動機構により移動する他のスプールに置換されることもできる。そのスプールの移動機構としては、電気油圧パイロット式機構が例示される。その電気油圧パイロット式機構は、ポテンショとソレノイドバルブとをさらに備えている。そのポテンショは、作業者が操作するレバーの操作量を検知して、その操作量に応じた電流を直接そのソレノイドバルブに出力し、または、その電流を図示されていない制御装置を介してそのソレノイドバルブに出力する。そのソレノイドバルブは、その電流に応じたパイロット圧の作動油を発生させる。方向切換弁２のスプール３２は、そのパイロット圧の作動油により押されて直接操作される。

スプール室３１とスプール３２とは、可変オリフィス３７と可変オリフィス３８とが形成されている。可変オリフィス３７は、スプール３２が中立位置またはメータアウト位置に配置されるときに、ポンプ圧室３３と負荷圧室３４との接続を閉じ、スプール３２がメータイン位置に配置されるときにポンプ圧室３３を負荷圧室３４に接続する。可変オリフィス３７のオリフィス面積は、スプール３２がメータイン位置に配置されるときに、スプール３２が方向Ａに移動するほど大きくなる。

可変オリフィス３８は、スプール３２が中立位置またはメータイン位置に配置されるときに補償圧室３５とドレン室３６との接続を閉じ、スプール３２がメータアウト位置に配置されるときに、補償圧室３５をドレン室３６に接続する。可変オリフィス３８のオリフィス面積は、スプール３２がメータアウト位置に配置されるときに、スプール３２が方向Ａの反対方向に移動するほど大きくなる。

スプール３２は、リリーフバルブ２１を形成するスプール室４１とスプール４２とスプリング４３とを備えている。スプール室４１は、円筒形の滑り面を形成している。スプール４２は、スプール室４１の滑り面に内接するように配置され、方向Ａと平行な方向に滑り運動可能に挿入されている。スプリング４３は、スプール４２を方向Ａの反対方向に押している。スプール３２は、スプール４２とスプール室４１との間に圧力室４４が形成されている。
圧力室４４の作動油は、その油圧でスプール４２を方向Ａに押している。すなわち、スプール４２は、圧力室４４の油圧がスプリング４３により設定される設定圧より大きいときに、方向Ａに移動する。

スプール３２は、さらに、穴４５と穴４６とが形成されている。穴４５は、圧力室４４に接続されている。穴４５は、さらに、スプール３２がメータイン位置に配置されるときに補償圧室３５に接続されないで、スプール３２が中立位置またはメータアウト位置に配置されるときに、補償圧室３５に接続される。

穴４６は、ドレン室３６に接続されている。穴４６は、さらに、スプール４２が方向Ａに移動するときに、すなわち、圧力室４４の油圧が設定圧より大きいときに圧力室４４に接続され、スプール４２が移動しないときに、すなわち、圧力室４４の油圧が設定圧より小さいときに圧力室４４に接続されない。

流量制御弁本体３０は、さらに、圧力補償弁５を形成するスプール室５２とスプール５１とスプリング５３とを備えている。すなわち、スプール室５２は、円筒形の滑り面を形成している。スプール５１は、スプール室５２の滑り面に内接するように配置され、方向Ａと平行な方向に滑り運動可能に挿入されている。スプリング５３は、スプール５２を方向Ａの反対方向に押している。

流量制御弁本体３０は、スプール室５２に負荷圧室５４と補償圧室５５と圧力室５６とが形成されている。負荷圧室５４は、負荷圧管路１３に接続されている。補償圧室５５は、補償圧室３５に接続されている。スプール５１は、穴５７が形成されている。穴５７は、補償圧室５５と圧力室５６とを接続している。圧力室５６の作動油は、その油圧でスプール５２を方向Ａに押している。

スプール室５２とスプール５１とは、可変オリフィス５８が形成されている。可変オリフィス５８は、スプール５２が方向Ａに移動したときに負荷圧室５４と補償圧室５５との間の開口面積を絞るかもしくは閉じ、スプール５２が方向Ａの反対方向に移動したときにその開口面積を広げる。

流量制御弁１の動作は、メータイン動作と中立動作とメータアウト動作とを備えている。メータイン動作は、ユーザの操作により方向切換弁２が中立位置からメータイン位置に切り換えられたときの動作である。中立動作は、ユーザの操作により方向切換弁２がメータイン位置またはメータアウト位置から中立位置に切り換えられたときの動作である。メータアウト動作は、ユーザの操作により方向切換弁２が中立位置からメータアウト位置に切り換えられたときの動作である。

メータイン動作では、作動油がポンプ圧管路１１から方向切換弁２とポンプ圧管路１２とチェック弁３と負荷圧管路１３とを介してリフトシリンダ４に供給される。リフトシリンダ４は、作動油が供給されたときに、フォークを上昇させる。

中立動作では、リフトシリンダ４への作動油が供給されることも排出されることもないので、フォークの昇降が停止する。その負荷圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。負荷圧管路１３の作動油は、圧力補償弁５を介して補償圧管路１４に供給される。圧力補償弁５は、補償圧管路１４の油圧が圧力補償弁５の設定圧まで昇圧されたときに、負荷圧管路１３と補償圧管路１４との接続を閉じて補償圧管路１４の油圧を設定圧以上になることを防止する。

圧力補償弁５は、その負荷圧がその設定圧より大きいときに、負荷圧管路１３と補償圧管路１４との接続を閉じているときでもスプール室５２とスプール５１の隙間から作動油を負荷圧管路１３から補償圧管路１４に時間と共に徐々にリークしてしまい、補償圧管路１４の油圧を昇圧する。リリーフバルブ２２は、補償圧管路１４の油圧がリリーフバルブ２２の設定圧まで昇圧されたときに、補償圧管路１４をドレン管路１５に接続して補償圧管路１４の作動油をドレン管路１５に流して、補償圧管路１４の油圧をその設定圧まで低下させる。

メータアウト動作では、作動油がリフトシリンダ４から負荷圧管路１３と圧力補償弁５と方向切換弁２とを介してドレン管路１５に排出される。リフトシリンダ４は、作動油が排出されたときに、フォークを下降させる。このとき、補償圧管路１４の油圧は、フォークが掬う荷物の重量に関わらず、圧力補償弁５により設定圧に制御される。このため、流量制御弁１は、メータアウト動作で、フォークが掬う荷物の重量に関わらず、リフトシリンダ４からドレン管路１５に排出される作動油の流量を方向切換弁２の操作量に１対１に対応させることができる。すなわち、本発明によるフォークリフトは、そのフォークの下降速度を方向切換弁２の操作量に１対１に対応させることができ、そのフォークの操作性を向上させることができる。

作動油は、補償圧管路１４の圧力が設定圧に比べて高すぎるときに、補償圧管路１４をドレン管路１５に接続すると、補償圧管路１４からドレン管路１５に急激に流れる。その急激な流れは、リフトシリンダ４の動作にショックやハンチングを発生させる。流量制御弁１は、中立動作時の補償圧管路１４の油圧をリリーフバルブ２１の設定圧より高くならないように制御している。このため、流量制御弁１は、方向切換弁２が中立位置からメータアウト位置に切り換えられたときに、作動油が補償圧管路１４からドレン管路１５に急激に流れることを防止することができ、リフトシリンダ４の動作にショックやハンチングが発生することを防止することができる。すなわち、本発明によるフォークリフトは、そのフォークを下げるときに、そのフォークにショックやハンチングが発生することを防止することができる。

図３は、本発明による流量制御弁の実施の他の形態を示している。その流量制御弁６１は、方向切換弁６２とチェック弁６３と圧力補償弁６５と方向切換弁６７とリリーフバルブ６８とを備えている。流量制御弁６１は、さらに、作動油を導いて油圧を伝達する複数の管路を備えている。その複数の管路は、ポンプ圧管路７１とポンプ圧管路７２と負荷圧管路７３と補償圧管路７４とドレン管路７５と補償圧管路７７とドレン管路７８とから形成される。

ポンプ圧管路７１は、方向切換弁６２と図示されていないポンプとを接続し、そのポンプにより供給される作動油を導いている。ポンプ圧管路７２は、方向切換弁６２とチェック弁６３とを接続している。負荷圧管路７３は、チェック弁６３とリフトシリンダ６４と圧力補償弁６５とを接続している。補償圧管路７４は、圧力補償弁６５と方向切換弁６２と方向切換弁６７とを接続している。補償圧管路７７は、方向切換弁６７とリリーフバルブ６８とを接続している。ドレン管路７５は、方向切換弁６２とタンク６６とを接続している。ドレン管路７５の油圧は、概ね０である。ドレン管路７８は、リリーフバルブ６８とタンク６６とを接続している。ドレン管路７８の油圧は、概ね０である。

チェック弁６３は、負荷圧管路７３からポンプ圧管路７２に作動油が流れることを防止している。すなわち、チェック弁６３は、ポンプ圧管路７２の油圧が負荷圧管路７３の油圧より大きいときにポンプ圧管路７２を負荷圧管路７３に接続し、負荷圧管路７３の油圧がポンプ圧管路７２の油圧より大きいときにポンプ圧管路７２を負荷圧管路７３に接続しない。

リフトシリンダ６４は、本発明によるフォークリフトのフォークを昇降させるアクチュエータである。すなわち、リフトシリンダ６４は、作動油が負荷圧管路７３から供給されるときにフォークリフトのフォークを上昇させ、作動油が負荷圧管路７３に排出されるときにフォークリフトのフォークを下降させる。このとき、負荷圧管路７３の油圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。

圧力補償弁６５は、設定圧が設定され、補償圧管路７４の油圧をその設定圧になるように制御している。すなわち、圧力補償弁６５は、補償圧管路７４の油圧がその設定圧より小さいときに負荷圧管路７３と補償圧管路７４の間の可変オリフィスの開口面積を広げ、補償圧管路７４の油圧がその設定圧より大きいときにその可変オリフィスの開口面積を絞る。

方向切換弁６２のスプールは、中立位置とメータイン側位置とメータアウト側位置とのうちの１つの位置をとることができる。すなわち、方向切換弁６２は、図示されていないポテンショとソレノイドバルブとを備えている。そのポテンショは、作業者が操作するレバーの操作量を検知して、その操作量に応じた電流を直接そのソレノイドバルブに出力し、または、その電流を図示されていない制御装置を介してそのソレノイドバルブに出力する。そのソレノイドバルブは、その電流に応じたパイロット圧の作動油を発生させる。その作動油は、方向切換弁６２のスプールを右から左へ押す作動油と方向切換弁６２のスプールを左から右へ押す作動油との２つの作動油から形成されている。方向切換弁６２のスプールは、そのパイロット圧の作動油に押されて移動し、中立位置からメータイン側位置に切り換えられ、中立位置からメータアウト側位置に切り換えられる。

方向切換弁６２は、メータイン側位置のときに、ポンプ圧管路７１をポンプ圧管路７２に接続し、補償圧管路７４を閉じ、ドレン管路７５を閉じる。方向切換弁６２は、メータアウト側位置のときに、ポンプ圧管路７１を閉じ、ポンプ圧管路７２を閉じ、補償圧管路７４をドレン管路７５に接続する。方向切換弁６２は、中立位置のときに、ポンプ圧管路７１を閉じ、ポンプ圧管路７２を閉じ、補償圧管路７４を閉じ、ドレン管路７５を閉じる。

流量制御弁６１は、さらに、パイロット圧管路７９とをさらに備えている。パイロット圧管路７９は、方向切換弁６７のスプールを左から右へ押して中立位置からメータイン側位置に移動するための作動油のパイロット圧を方向切換弁６７に伝達している。そのパイロット圧は、方向切換弁６７のスプールを中立位置からメータイン側位置に移動させるときに昇圧され、方向切換弁６７のスプールを中立位置またはメータアウト側位置に移動させるときに昇圧されない。

方向切換弁６７は、そのパイロット圧が昇圧するときに、そのパイロット圧より方向切換弁６７のスプールが押されて補償圧管路７４と補償圧管路７７との接続を閉じる。方向切換弁６７は、そのパイロット圧が昇圧しないときに、そのパイロット圧より方向切換弁６７のスプールが押されて補償圧管路７４と補償圧管路７７とを接続する。すなわち、方向切換弁６７は、方向切換弁６７のスプールがメータイン側位置にあるときに補償圧管路７４と補償圧管路７７との接続を閉じ、方向切換弁６７のスプールが中立位置またはメータアウト側位置にあるときに補償圧管路７４と補償圧管路７７とを接続する。

リリーフバルブ６８は、設定圧が設定され、補償圧管路７７の油圧がその設定圧より大きくならないように制御している。リリーフバルブ６８の設定圧は、圧力補償弁６５の設定圧より大きい。すなわち、リリーフバルブ６８は、補償圧管路７７の油圧がその設定圧より大きいときに補償圧管路７７をドレン管路７８に接続し、補償圧管路７７の油圧がその設定圧より小さいときに補償圧管路７７をドレン管路７８に接続しない。

タンク６６は、ドレン管路７５とドレン管路７８とを流れる作動油を貯留している。タンク６６に貯留される作動油は、図示されていないポンプによりポンプ圧管路７１に供給される。

流量制御弁６１の動作は、メータイン動作と中立動作とメータアウト動作とを備えている。メータイン動作は、ユーザの操作により方向切換弁６２が中立位置からメータイン位置に切り換えられたときの動作である。中立動作は、ユーザの操作により方向切換弁６２がメータイン位置またはメータアウト位置から中立位置に切り換えられたときの動作である。メータアウト動作は、ユーザの操作により方向切換弁６２が中立位置からメータアウト位置に切り換えられたときの動作である。

メータイン動作では、ポンプから供給される作動油がポンプ圧管路７１から方向切換弁６２とポンプ圧管路７２とチェック弁６３と負荷圧管路７３とを介してリフトシリンダ６４に供給される。リフトシリンダ６４は、作動油が供給されたときに、フォークを上昇させる。

中立動作では、リフトシリンダ６４と負荷圧管路７３の間で作動油が供給も排出もされないのでフォークの昇降が停止する。その負荷圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。負荷圧管路７３の作動油は、圧力補償弁６５を介して補償圧管路７４に供給される。圧力補償弁６５は、補償圧管路７４の油圧が圧力補償弁６５の設定圧まで昇圧されたときに、負荷圧管路７３と補償圧管路７４との接続を閉じて補償圧管路７４の油圧を設定圧以上になることを防止する。方向切換弁６７は、補償圧管路７４と補償圧管路７７とを接続する。

圧力補償弁６５は、その負荷圧がその設定圧より大きいときに、負荷圧管路７３と補償圧管路７４との接続を閉じているときでも作動油をそのスプール室とスプールの隙間を通して負荷圧管路７３から補償圧管路７４に時間と共に徐々にリークしてしまい、補償圧管路７４の油圧を昇圧する。リリーフバルブ６８は、補償圧管路７７の油圧がリリーフバルブ６８の設定圧まで昇圧されたときに、補償圧管路７７をドレン管路７８に接続して補償圧管路７７の作動油をドレン管路７８に流して、補償圧管路７７の油圧をその設定圧まで低下させる。

メータアウト動作では、作動油がリフトシリンダ６４から負荷圧管路７３と圧力補償弁６５と方向切換弁６２とを介してドレン管路１５に排出される。リフトシリンダ６４は、作動油が排出されたときに、フォークを下降させる。このとき、補償圧管路７４の油圧は、フォークが掬う荷物の重量に関わらず、圧力補償弁６５により設定圧に制御される。このため、流量制御弁６１は、メータアウト動作で、フォークが掬う荷物の重量に関わらず、リフトシリンダ６４からドレン管路７５に排出される作動油の流量を方向切換弁６２の操作量に１対１に対応させることができる。すなわち、本発明によるフォークリフトは、そのフォークの下降速度を方向切換弁６２の操作量に１対１に対応させることができ、そのフォークの操作性を向上させることができる。

流量制御弁６１は、既述の実施の形態における流量制御弁１と同様にして、中立動作時の補償圧管路７４の油圧をリリーフバルブ６８の設定圧より小さい油圧に制御している。流量制御弁６１は、既述の実施の形態における流量制御弁１より方向切換弁６７を設置する分だけ構造が複雑になるが、既述の実施の形態における流量制御弁１と同様にして、リフトシリンダ６４の動作にショックやハンチングが発生することを防止することができる。すなわち、中立動作時の補償圧管路７４の油圧を設定圧以上にならないように制御するリリーフバルブは、作業者に操作される方向切換弁の内側または外側に設置されることができ、設置される位置が頓着されない。

図４は、本発明による流量制御弁の実施のさらに他の形態を示している。その流量制御弁８１は、方向切換弁８２とチェック弁８３と圧力補償弁８５とを備えている。流量制御弁８１は、さらに、作動油を導いて油圧を伝達する複数の管路を備えている。その複数の管路は、ポンプ圧管路９１とポンプ圧管路９２と負荷圧管路９３と補償圧管路９４とドレン管路９５とから形成される。

ポンプ圧管路９１は、方向切換弁８２と図示されていないポンプとを接続し、そのポンプにより供給される作動油を導いている。ポンプ圧管路９２は、方向切換弁８２とチェック弁８３とを接続している。負荷圧管路９３は、チェック弁８３とリフトシリンダ８４と圧力補償弁８５とを接続している。補償圧管路９４は、圧力補償弁８５と方向切換弁８２とを接続している。ドレン管路９５は、方向切換弁８２とタンク８６とを接続し、ドレン管路９５の油圧は、概ね０である。

チェック弁８３は、負荷圧管路９３からポンプ圧管路９２に作動油が流れることを防止している。すなわち、チェック弁８３は、ポンプ圧管路９２の油圧が負荷圧管路９３の油圧より大きいときにポンプ圧管路９２を負荷圧管路９３に接続し、負荷圧管路９３の油圧がポンプ圧管路９２の油圧より大きいときにポンプ圧管路９２を負荷圧管路９３に接続しない。

リフトシリンダ８４は、本発明によるフォークリフトのフォークを昇降させるアクチュエータである。すなわち、リフトシリンダ８４は、作動油が負荷圧管路９３から供給されるときにフォークリフトのフォークを上昇させ、作動油が負荷圧管路９３に排出されるときにフォークリフトのフォークを下降させる。このとき、負荷圧管路９３の油圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。

圧力補償弁８５は、設定圧が設定され、補償圧管路９４の油圧をその設定圧になるように制御している。すなわち、圧力補償弁８５は、補償圧管路９４の油圧がその設定圧より小さいときに負荷圧管路９３と補償圧管路９４との間の可変オリフィスの開口面積を広げ、補償圧管路９４の油圧がその設定圧より大きいときにその可変オリフィスの開口面積を絞る。

方向切換弁８２は、中立位置とメータイン側位置とメータアウト側位置とのうちの１つの位置をとることができる。すなわち、方向切換弁８２は、ユーザに操作されて、中立位置からメータイン側位置に切り換えられ、中立位置からメータアウト側位置に切り換えられ、メータイン側位置から中立位置に切り換えられ、メータアウト側位置から中立位置に切り換えられる。

方向切換弁８２は、メータイン側位置のときに、ポンプ圧管路９１をポンプ圧管路９２に接続し、補償圧管路９４を閉じ、ドレン管路９５を閉じる。方向切換弁８２は、メータアウト側位置のときに、ポンプ圧管路９１を閉じ、ポンプ圧管路９２を閉じ、補償圧管路９４をドレン管路９５に接続する。方向切換弁８２は、中立位置のときに、ポンプ圧管路９１を閉じ、ポンプ圧管路９２を閉じ、補償圧管路９４を閉じ、ドレン管路９５を閉じる。

タンク８６は、ドレン管路９５を流れる作動油を貯留している。タンク８６に貯留される作動油は、図示されていないポンプによりポンプ圧管路９１に供給される。

流量制御弁８１の動作は、メータイン動作と中立動作とメータアウト動作とを備えている。メータイン動作は、ユーザの操作により方向切換弁８２が中立位置からメータイン位置に切り換えられたときの動作である。中立動作は、ユーザの操作により方向切換弁８２がメータイン位置またはメータアウト位置から中立位置に切り換えられたときの動作である。メータアウト動作は、ユーザの操作により方向切換弁８２が中立位置からメータアウト位置に切り換えられたときの動作である。

メータイン動作では、作動油がポンプ圧管路９１から方向切換弁８２とポンプ圧管路９２とチェック弁８３と負荷圧管路９３とを介してリフトシリンダ８４に供給される。リフトシリンダ８４は、作動油が供給されたときに、フォークを上昇させる。

中立動作では、リフトシリンダ８４と負荷圧管路９３との間で作動油の供給や排出を止めてフォークの昇降を停止する。負荷圧管路９３の作動油の負荷圧は、フォークリフトのフォークに掬われている荷物の重量に応じて変化し、その荷物が重いほど大きい。負荷圧管路９３の作動油は、圧力補償弁８５を介して補償圧管路９４に供給される。圧力補償弁８５は、補償圧管路９４の油圧が圧力補償弁８５の設定圧まで昇圧されたときに、負荷圧管路９３と補償圧管路９４との接続を閉じて補償圧管路９４の油圧を設定圧以上になることを防止する。

メータアウト動作では、作動油がリフトシリンダ８４から負荷圧管路９３と圧力補償弁８５と方向切換弁８２とを介してドレン管路９５に排出される。リフトシリンダ８４は、作動油が排出されたときに、フォークを下降させる。このとき、補償圧管路９４の油圧は、フォークが掬う荷物の重量に関わらず、圧力補償弁８５により設定圧に制御される。このとき、流量制御弁８１は、メータアウト動作で、フォークが掬う荷物の重量に関わらず、リフトシリンダ８４からドレン管路９５に排出される作動油の流量を方向切換弁８２の操作量に１対１に対応させることができる。すなわち、本発明によるフォークリフトは、そのフォークの下降速度を方向切換弁８２の操作量に１対１に対応させることができ、そのフォークの操作性を向上させることができる。

作動油は、補償圧管路９４の圧力が高いときに、補償圧管路９４をドレン管路９５に接続すると、補償圧管路９４からドレン管路９５に急激に流れる。その急激な流れは、リフトシリンダ８４の動作にショックやハンチングを発生させる。流量制御弁８１は、中立動作時の補償圧管路９４の油圧を制御していないで、方向切換弁８２が中立位置からメータアウト位置に切り換えられたときに、作動油が補償圧管路９４からドレン管路９５に急激に流れることを防止することができない。流量制御弁８１が適用されたフォークリフトは、そのフォークを下げるときに、そのフォークにショックやハンチングが発生することを防止することができないが、そのフォークの下降速度を方向切換弁８２の操作量に１対１に対応させることができないよりましである。

図１は、本発明による流量制御弁の実施の形態を示す油圧回路図である。 図２は、本発明による流量制御弁を備える流量制御弁本体を示す断面図である。 図３は、本発明による流量制御弁の実施の他の形態を示す油圧回路図である。 図４は、本発明による流量制御弁の実施のさらに他の形態を示す油圧回路図である。 図５は、公知の流量制御弁を示す油圧回路図である。

符号の説明

１ ：流量制御弁
２ ：方向切換弁
３ ：チェック弁
４ ：リフトシリンダ
５ ：圧力補償弁
６ ：タンク
１１：ポンプ圧管路
１２：ポンプ圧管路１２
１３：負荷圧管路
１４：補償圧管路１４
１５：ドレン管路
２１：リリーフバルブ
２２：入口側管路２２
２３：出口側管路２３

Claims (4)

1. 補償圧管路の圧力が設定圧より小さいときに負荷圧管路と前記補償圧管路とをつなぐ可変オリフィスの開口面積を広げ、前記補償圧管路の圧力が前記設定圧より大きいときに前記可変オリフィスの開口面積を絞る圧力補償弁と、
   前記補償圧管路の作動流体をドレンするメータアウト側動作と、前記補償圧管路の作動流体をドレンしない中立動作とに外部操作により切り換えられる切換弁と、
   前記補償圧管路の圧力が他の設定圧より大きいときに前記補償圧管路の作動流体をドレンし、前記補償圧管路の圧力が前記他の設定圧より小さいときに前記補償圧管路の作動流体をドレンしないリリーフバルブとを具備し、
   前記負荷圧管路は、アクチュエータに供給される作動流体を導き、
   前記切換弁は、前記アクチュエータを駆動するために作動流体を前記負荷圧管路に供給するメータイン側動作に更に前記外部操作により切り換えられ、
   前記リリーフバルブは、前記切換弁が前記メータイン側動作のときに、前記補償圧管路に接続されない
   流量制御弁。
2. 請求項１において、
   前記切換弁は、第１スプール室と前記第１スプール室に摺動可能に挿入される第１スプールとから形成され、
   前記リリーフバルブは、前記第１スプールに形成される第２スプール室と前記第２スプール室に摺動可能に挿入される第２スプールとから形成される
   流量制御弁。
3. 請求項１において、
   前記切換弁が前記中立動作および前記メータアウト側動作のときに前記補償圧管路を前記リリーフバルブに接続し、前記切換弁が前記メータイン側動作のときに前記補償圧管路を前記リリーフバルブに接続しない他の切換弁
   を更に具備する流量制御弁。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の流量制御弁と、
   前記アクチュエータ
   とを具備するフォークリフト。

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