JP4657004B2 - Hydraulic circuit of work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、フォークリフト等の作業車両の油圧回路に関する。 The present invention relates to a hydraulic circuit of a work vehicle such as a forklift.
従来、サブリリーフ弁を用いてリリーフ圧を低下させる技術が知られている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、このような油圧回路ではリリーフ圧を低く設定したに過ぎず、リリーフすることに変わりがない。また、上記特許文献1では、圧力補償弁を用いて2つのアクチュエータの同時作動中に一方のアクチュエータがストロークエンドに達しても、他方が作動中はポンプ斜板が流量減少方向に傾転しないように構成されている。
しかしながら、上述の従来の技術では、2つのアクチュエータの一方が作動していない中立時は、他方がストロークエンドになるとリリーフする。ポンプ斜板が流量減少方向に傾転するが、リリーフすることに変わりがなく、エンジン負荷が増大し、燃料を無駄使いし、さらに、リリーフによる作動油温上昇の問題も生じる。 However, in the above-described conventional technology, when one of the two actuators is neutral and the other is at the stroke end, the relief is performed. Although the pump swash plate is tilted in the direction of decreasing the flow rate, there is no change in relief, the engine load increases, fuel is wasted, and the problem of increased hydraulic oil temperature due to relief also occurs.
本発明の目的は、上述した従来の問題点を解決し、シリンダ(アクチュエータ)がストロークエンドになってもメインリリーフ弁が開放せず、エンジン出力の無駄を省くと共に、リリーフによる作動油の上昇を防止する油圧回路を提供する点にある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the main relief valve does not open even when the cylinder (actuator) reaches the stroke end, and waste of engine output is eliminated, and the hydraulic oil is raised by the relief. It is the point which provides the hydraulic circuit which prevents.
本発明に係る作業車両の油圧回路は、複数のアクチュエータと、油圧ポンプと、該油圧ポンプと流路を介して接続されるリリーフ弁と、該油圧ポンプと上記各アクチュエータとを接続する流路に介装された切換弁とを、有し、上記油圧ポンプは制御シリンダによって吐出量を増減させる可変吐出ポンプを用いると共に、上記各切換弁には絞りを設け、該絞りの下流側の圧力をカットオフ弁及びシャトル弁を介してパイロット圧としてレギュレータ弁に加わるように接続し、複数の上記アクチュエータの同時作動状態下にて複数の該アクチュエータの全部がストロークエンドに達するまで上記カットオフ弁及びシャトル弁 を介して上記パイロット圧を上記レギュレータ弁に加えることによって上記油圧ポンプの吐出量を確保して作動状態下のアクチュエータへの流量を維持するように構成し、かつ、複数の上記アクチュエータの全部がストロークエンドに達することによって上記リリーフ弁に接続される上記流路内の圧力がリリーフ圧に達する直前の所定高圧に上昇した際の上記絞りの下流側の圧力にて上記カットオフ弁がシャットオフ状態に切換わって、上記パイロット圧をタンク圧まで低下させて上記レギュレータ弁を切換え、上記制御シリンダを作動させて上記リリーフ弁を開放せずに上記油圧ポンプの吐出量をロードセンシングシステム用パイロットの漏れ流量まで減少させるように構成した。 A hydraulic circuit for a work vehicle according to the present invention includes a plurality of actuators, a hydraulic pump, a relief valve connected to the hydraulic pump via a flow path, and a flow path connecting the hydraulic pump and each of the actuators. The hydraulic pump uses a variable discharge pump that increases and decreases the discharge amount by a control cylinder, and each of the switching valves is provided with a throttle to cut the pressure downstream of the throttle. Connected to the regulator valve as a pilot pressure via the OFF valve and the shuttle valve, and the cut off valve and the shuttle valve until all of the plurality of actuators reach the stroke end under the simultaneous operation state of the plurality of the actuators. a under operating conditions to ensure the discharge amount of the hydraulic pump by adding the pilot pressure to the regulator valve via the The flow rate to the actuator is configured to be maintained, and when all of the plurality of actuators reach the stroke end, the pressure in the flow path connected to the relief valve reaches a predetermined high pressure just before reaching the relief pressure. elevated above the cutoff valve at the downstream side pressure of the diaphragm when the are switched to the shut-off state, switching the regulator valve by reducing the pilot pressure to tank pressure, by actuating the control cylinder The discharge amount of the hydraulic pump is reduced to the leakage flow rate of the load sensing system pilot without opening the relief valve .
ストロークエンドになっても(メインの)リリーフ弁が開放せず、エンジン出力の無駄を省き、リリーフによる作動油の上昇を防ぐことができる。
また、同時操作中に、2個以上のアクチュエータの内の1個がストロークエンドに達したとしても、残りの作動状態下のアクチュエータは通常通り作動を続けることができる。
Even when the stroke end without opening it (main) relief valve, eliminating waste of engine output, it is possible to prevent an increase of the hydraulic oil by the relief.
Further, even if one of the two or more actuators reaches the stroke end during the simultaneous operation, the actuators in the remaining operating states can continue to operate normally.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図1と図2と図3は、作業車両として例えばフォークリフトの油圧回路についての実施の一形態を示す。図1は全体の油圧回路図、図2と図3は図1の要部の拡大図を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
1, 2, and 3 show an embodiment of a hydraulic circuit of a forklift, for example, as a work vehicle. FIG. 1 is an overall hydraulic circuit diagram, and FIGS. 2 and 3 are enlarged views of essential parts of FIG.
図1〜図3に於て、A1 は第1のアクチュエータであって、2本のリフトシリンダ1,1から成り、また、A2 は第2のアクチュエータであって、2本のティルトシリンダ2,2から成る。3はタンク、4は油圧ポンプであり、タンク3からサクションフィルタ5を介して作動油をポンプ4にて吸って、吐出配管6を経由して圧力油を吐出し、一点鎖線にて囲って示すプライオリティバルブ7へ送り出す。
このプライオリティバルブ7のスプール部7aは、操向装置(オービットロール)8と、荷役油圧装置9に、上記油圧ポンプ4の吐出油を分配(分流)する。
10はステアシリンダであり、操向装置8の一部を構成している。プライオリティバルブ7のスプール部7aの図の右側のブロックでは、チェック弁11を有する高圧側配管12によってオービットロール(操向装置)8に接続されている。
In FIG. 1 to FIG. 3, A 1 is a first actuator comprising two lift cylinders 1, 1, and A 2 is a second actuator comprising two
The
A steer cylinder 10 constitutes a part of the
ロードセンシングシステムSは、上記プライオリティバルブ7とオービットロール8とを組合せて構成される。なお、13はステアリング油圧回路専用リリーフ弁であって、上記プライオリティバルブ7の一部として設けた場合を図示する。14はリターン配管であって、リターンフィルタ15を介して、上記ステアリング油圧回路専用リリーフ弁13からリリーフした油をタンク3へ還流させる。
上記ロードセンシングシステムSでは、メインの油圧ポンプ4の吐出量の内、操向操作に必要な流量だけをオービットロール8に送り、操向操作に不要な油はすべて荷役油圧装置9側に流すことができる。例えば、ハンドホイールが中立状態では、プライオリティバルブ7のスプール部7aは、図例の左側に切換わって、油圧ポンプ4の吐出油は、ほとんど全てが、荷役(作業)油圧装置9の駆動に使われる。
そして、上記油圧ポンプ4は制御シリンダ16によって吐出量を増減させる可変吐出ポンプを用いる。また、油圧ポンプ4と(第1)アクチュエータA1 とを接続する高圧供給側の流路31に(第1)切換弁21を介装し、他方、油圧ポンプ4と(第2)アクチュエータA2 とを接続する高圧供給側の流路32に(第2)切換弁22を介装する。
The load sensing system S is configured by combining the
In the load sensing system S, only the flow rate required for the steering operation among the discharge amount of the main hydraulic pump 4 is sent to the
The hydraulic pump 4 uses a variable discharge pump that increases or decreases the discharge amount by the
図1〜図3では、スプール部7aからの高圧供給側の共通流路30を、分岐部33にて2本の流路31, 32に分岐し、チェック弁34a,34bを各々介して、第1・第2切換弁21, 22に接続されている。
そして、17はメインのリリーフ弁であり、共通流路30から分岐部33にて分岐した流路18と、リターン配管14に通じるリターン流路19との間に介装される。ところで、前記第1・第2切換弁21, 22としては、共通の弁体(バルブボディ)の2本のスプール孔部内に独立的に操作される2本のスプールを挿入して、外観上1個のコントロールバルブを構成するも自由であり、図1と図2では、1点鎖線のブロック20にて、そのように2個の切換弁21, 22を外観上1個にした場合を例示する。また、このようなコントロールバルブ内に、チェック弁34a,34bをも内蔵するも自由である。
In FIG. 1 to FIG. 3, the
そして、各切換弁21, 22には、絞り23, 24が設けられる。この絞り23, 24は可変絞りが望ましい。つまり、スプールの移動位置によって油の流れる絞り開孔面積が変わる絞りとする。図4に於て、図1の要部拡大図を示すと共に第1切換弁21は右側ブロックへ切換えられて、リフトシリンダとしての第1アクチュエータA1 を上昇(伸長)させるように油圧ポンプ4からの圧力油を第1アクチュエータA1 へ送るが、その際、第1切換弁21の圧力油送り流路の一部に上記絞り23を介装し、かつ、その絞り23の下流部26から分岐して、第1カットオフ弁27へ接続されるパイロット圧流路28へ連通連結状態とする。つまり、第1切換弁21の絞り23の下流側の圧力は、第1アクチュエータA1 の上昇(伸長)作動中は、パイロット圧流路28にて第1カットオフ弁27へ伝達されている。
The
なお、図1に於て、29はフローレギュレータ弁であり、単動シリンダとしての第1アクチュエータA1 の下降(短縮)作動時のスピードを遅くなるように流路制御してコントロールする。 Incidentally, At a 1, 29 is a flow regulator valve, a first descent of the actuator A 1 (Dim) as single-acting cylinders controlled by the channel control to be slower speeds during operation.
また、図4に於て、図1の第2切換弁22は右側ブロックへ切換えられて、ティルトシリンダとしての第2アクチュエータA2 を短縮させるように油圧ポンプ4からの圧力油を第2アクチュエータA2 へ送るが、その際、第2切換弁22の圧力油送り流路の一部に絞り24を介装し、かつ、その絞り24の下流部35から分岐して、第2カットオフ弁36へ接続されるパイロット圧流路37へ連通連結状態とする。つまり、第2切換弁22の絞り24の下流側の圧力は、第2アクチュエータA2 の短縮作動中は、パイロット圧流路37にて第2カットオフ弁36へ伝達される。
Further, in FIG. 4, the
ティルトシリンダとしての第2アクチュエータA2 は、複動シリンダであり、図5に示すように、第2切換弁22を左側のブロックへ切換えても、同様に第2切換弁22の絞り24の下流側の圧力は、第2アクチュエータA2 の伸長作動中、パイロット圧流路37にて第2カットオフ弁36へ伝達される。即ち、図1の第2切換弁22が左側ブロックへ切換えられると、第2切換弁22の圧力油送り流路の一部に絞り24が介装され、その絞り24の下流部35から分岐して、上記パイロット圧流路37へ連通連結状態となる。なお、図5に於て、第2切換弁22の左側のブロックにて、リターン流路19へは所定背圧が掛かってはじめて還流する副バルブ部38が介装され、ティルトシリンダとしての第2アクチュエータA2 が急激に外力にて作動しないように背圧を掛けている。
The second actuator A 2 as a tilt cylinder is a double-acting cylinder. As shown in FIG. 5, even if the
図1と図3に示すように、本油圧回路では第1シャトル弁39と第2シャトル弁40を設けている。第1シャトル弁39は、開状態の第1・第2カットオフ弁27,36を通過して伝達されるパイロット圧流路28,37の圧力が相圧方向から作用し、圧力の高い側が、流路41を介して第2シャトル弁40の一方に伝達される。第2シャトル弁40の他方には流路42を介してオービットロール8の圧力が伝達され、第2シャトル弁40によって、圧力の高い側がパイロット圧流路43を介して、レギュレータ弁44のパイロット受圧部に伝達される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the hydraulic circuit is provided with a
例えば、図4に示した状態下では、2個の切換弁21,22の各絞り23,24の下流側の圧力は、カットオフ弁27,36及びシャトル弁39,40を介して、パイロット圧Pp として、レギュレータ弁44に加わる。
For example, in the state shown in FIG. 4, the pressure downstream of the
上記カットオフ弁27,36は、図4(又は図5)に示した切換弁21,22の切換位置で複数(2つ)のアクチュエータA1 ,A2 の同時作動状態下にて、ストロークエンドに到達しない場合、図1と図3に示す状態にカットオフ弁27,36がある。つまり、各アクチュエータA1 ,A2 が通常作動時には、カットオフ弁27,36のスプールにパイロット圧として通常作動圧力が作用したとしても、スプリング45,46の押圧力がパイロット圧に打ち勝っており、「開」状態を保ち、パイロット圧流路28,37の圧力は、そのまま、第1シャトル弁39に作用している。そして、第2シャトル弁40及びパイロット圧流路43を介して、パイロット圧Pp はレギュレータ弁44に作用して、図1と図3のブロック位置を保っている。
The cut-off
その後、2つのアクチュエータA1 ,A2 の内の1つのみがストロークエンドに達した場合、例えば、第1アクチュエータA1 のみがストロークエンドに達した場合について、説明する。アクチュエータA1 がストロークエンドに達すると、流路31には油が流れなくなって、絞り23の前後での圧力差が発生しなくなり、パイロット流路28から高圧が第1カットオフ弁27に作用して、この第1カットオフ弁27は左側ブロックに切換わり、第1シャトル弁39へ連通する流路47内の圧力はタンク圧に低下する。しかし、他方の第2アクチュエータA2 へは引続き油が流れていて絞り24の前後で(圧力損失による)圧力低下が生じているので、パイロット圧流路37を介して第2カットオフ弁36は図1と図3のブロックの位置にあり、第1シャトル弁39及び第2シャトル弁40、及びパイロット圧流路43を介して、レギュレータ弁44にパイロット圧が作用し、図1と図4の状態に、レギュレータ弁44及び制御シリンダ16とポンプ4の位置を維持し続ける。
第2アクチュエータA2 のみがストロークエンドに到達しても、同様の結果となる。
Thereafter, a case where only one of the two actuators A 1 and A 2 has reached the stroke end, for example, a case where only the first actuator A 1 has reached the stroke end will be described. When the actuator A 1 reaches the stroke end, oil does not flow in the
Even if only the second actuator A 2 reaches the stroke end, the same result is obtained.
このように、2つのアクチュエータA1 ,A2 の内の一方のみがストロークエンドに達したとしても、油圧ポンプ4の吐出量を確保して残り(他方)のアクチュエータへの流量を維持するように、回路が構成されている。 In this way, even when only one of the two actuators A 1 and A 2 reaches the stroke end, the discharge amount of the hydraulic pump 4 is secured and the flow rate to the remaining (the other) actuator is maintained. The circuit is configured.
なお、アクチュエータA1 ,A2 が3個以上の場合も、同様に、その内の少なくとも1個がストロークエンドに達するまでの間、パイロット圧Pp はレギュレータ弁44に作用し続けて、油圧ポンプ4を(図1と図3のように)十分な吐出量を維持することができる。
Even when there are three or more actuators A 1 and A 2 , similarly, the pilot pressure P p continues to act on the
次に、図1〜図3に示した2個の上記アクチュエータA1 ,A2 が全てストロークエンドに達すると、油圧ポンプ4の吐出圧力───つまり、配管6,流路30,31,32,18内の圧力───が、メインのリリーフ弁17のリリーフ圧に達する直前の所定高圧に上昇するので、パイロット圧流路28,37を介してパイロット圧が第1・第2カットオフ弁27,36に作用し、図1と図3の状態から(スプリング45,46に抗してスプールを切換えて)左側のブロックの位置に切換わって、(シャットオフ状態となり、)図6に示す状態となる。
Next, when all of the two actuators A 1 and A 2 shown in FIGS. 1 to 3 reach the stroke end, the discharge pressure of the hydraulic pump 4—that is, the
即ち、図6に示したように、第1・第2カットオフ弁27,36が切換わると、第1・第2シャトル弁39,40を介してパイロット圧流路43内のパイロット圧Pp を、タンク圧(ゼロ圧近く)まで低下させ、これに伴って、レギュレータ弁44は、図3から図6のように切換わる。それによって、ポンプ4からの高圧が矢印a,b,c,dの如く流れて、制御シリンダ16を(伸長)作動させ、可変油圧ポンプ4の吐出量をロードセンシングシステム用パイロットの漏れ流量まで減少させる。
That is, as shown in FIG. 6, when the first and second cut-off
なお、図3と図6等に示したレギュレータ弁44について説明すると、スプールの一端には、ポンプ吐出圧が矢印eのようにパイロット圧として作用し、スプールの他端には、前述のパイロット圧流路43を介して、第1・第2シャトル弁39,40からのパイロット圧Pp が、可変スプリング48と共に、作用する。
The
また、流路49によって、ポンプ吐出配管6とレギュレータ弁44が接続され、図3の状態では、流路49は閉状態として、制御シリンダ16へ圧力伝達は「断」となり、他方、図6の状態では、流路49は開状態として、矢印a,b,c,dのように、制御シリンダ16へポンプ吐出圧力が伝達され、制御シリンダ16は油圧ポンプ4の吐出量を減少させる方向へ変化させる。
Further, the
なお、アクチュエータA1 ,A2 が3個以上の場合(図示省略)に於ても、全部のアクチュエータがストロークエンドに到達すれば、上述と同様のように、図6の如く切換わる。 Even when there are three or more actuators A 1 and A 2 (not shown), if all the actuators reach the stroke end, they are switched as shown in FIG. 6 as described above.
以上、簡単に要約すれば、本発明では、油圧ポンプ4として制御シリンダ16によって吐出量を増減させる可変吐出ポンプを用いると共に、メインのリリーフ弁17がリリーフ圧に達する直前の所定高圧を、(可変)絞り23, 24とカットオフ弁27, 36とシャトル弁39, 40とレギュレータ弁44から構成した検知手段によって、検知すると、制御シリンダ16を作動させて油圧ポンプ4の吐出量をロードセンシングシステム用パイロットの漏れ流量まで減少させ、作業車両のエンジン負荷を低減し、燃料を節約し、作動油温の上昇を抑制するものである。そして、アクチュエータA1 ,A2 が2個以上(複数)設けられていて、同時作動状態下にて、複数のアクチュエータA1 ,A2 の全部がストロークエンドに達するまで、(残りの)作動状態下のアクチュエータへの流量を自動的に維持することができる。
In summary, in the present invention, a variable discharge pump that increases or decreases the discharge amount by the
本発明は以上述べたように、アクチュエータA1 ,A2 と油圧ポンプ4とリリーフ弁17とを有し、上記油圧ポンプ4は制御シリンダ16によって吐出量を増減させる可変吐出ポンプを用いると共に、上記リリーフ弁17がリリーフ圧に達する直前の所定高圧を検知すると上記制御シリンダ16を作動させて上記油圧ポンプ4の吐出量をロードセンシングシステム用パイロットの漏れ流量にまで減少させるように構成した油圧回路であり、メインのリリーフ弁17が全くリリーフせず、油温上昇を防ぎ、動力を節減でき、省エネに寄与できる。
また、上記アクチュエータA1 ,A2 が複数設けられ、同時作動状態下にて複数の該アクチュエータA1 ,A2 の全部がストロークエンドに達するまで、残りの作動状態下のアクチュエータへの流量を維持するように構成したので、全てのアクチュエータがストロークエンドに達するまで、作動状態下のアクチュエータは確実に作動可能であって、作業車両として極めて好都合であるといえる。
As described above, the present invention includes the actuators A 1 and A 2 , the hydraulic pump 4, and the
Also, a plurality of the actuators A 1 and A 2 are provided, and the flow rate to the actuators in the remaining operating state is maintained until all of the plurality of actuators A 1 and A 2 reach the stroke end in the simultaneous operating state. Thus, until all the actuators have reached the stroke end, the actuators in the operating state can be reliably operated, which can be said to be extremely convenient as a work vehicle.
また、複数のアクチュエータA1 ,A2 と、油圧ポンプ4と、リリーフ弁17と、該油圧ポンプ4と上記各アクチュエータA1 ,A2 とを接続する流路31, 32に介装された切換弁21, 22とを、有し、上記油圧ポンプ4は制御シリンダ16によって吐出量を増減させる可変吐出ポンプを用いると共に、上記各切換弁21, 22には絞り23, 24を設け、該絞り23, 24の下流側の圧力をカットオフ弁27, 36及びシャトル弁39, 40を介してパイロット圧Pp としてレギュレータ弁44に加わるように接続し、複数の上記アクチュエータA1 ,A2 の同時作動状態下にて複数の該アクチュエータA1 ,A2 の全部がストロークエンドに達するまで上記カットオフ弁27, 36及びシャトル弁39, 40を介して上記パイロット圧Pp をレギュレータ弁44に加えることによって上記油圧ポンプ4の吐出量を確保して作動状態下のアクチュエータへの流量を維持するように構成し、かつ、複数の上記アクチュエータA1 ,A2 の全部がストロークエンドに達することによってリリーフ圧に達する直前の所定高圧に上昇して上記カットオフ弁27, 36が切換わって、上記パイロット圧Pp をタンク圧まで低下させてレギュレータ弁44を切換え、上記制御シリンダ16を作動させて上記油圧ポンプ4の吐出量をロードセンシングシステム用パイロットの漏れ流量まで減少させるように構成した油圧回路であるので、回路構成が簡素であり、確実な作動を期待でき、さらに、各切換弁21, 22の絞り23, 24の前後の圧力差によって、アクチュエータへの流れの有無(ストロークエンドへ達したか否か)を検知できる。そして、メインのリリーフ弁17が全くリリーフせず、油温上昇を防止し、動力を節減して省エネに寄与できる。
Further, a plurality of actuators A 1 and A 2 , a hydraulic pump 4, a
4 ポンプ
16 制御シリンダ
17 リリーフ弁
18 流路
21, 22 切換弁
23, 24 (可変)絞り
27, 36 カットオフ弁
31, 32 流路
39, 40 シャトル弁
44 レギュレータ弁
A1 ,A2 アクチュエータ
Pp パイロット圧
4 Pump
16 Control cylinder
17 Relief valve
18 channels
21, 22 Switching valve
23, 24 (variable) aperture
27, 36 Cut-off valve
31, 32 flow path
39, 40 Shuttle valve
44 Regulator valve A 1 , A 2 actuator P p Pilot pressure
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