JP4907974B2

JP4907974B2 - 産業機械用制御装置

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Publication number: JP4907974B2
Application number: JP2005355425A
Authority: JP
Inventors: 一監大嶋
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: JP2007155109A

Description

この発明は、リフトシリンダおよびチルトシリンダを備えたフォークリフトに最適な産業機械用制御装置に関する。

図３は、フォークリフト用の制御装置を示したもので、この図３に示した制御装置は、本出願人がすでに特許出願している特許文献１に記載された装置に、リフトシリンダ用のリリーフ弁３１と、チルトシリンダ用のリリーフ弁３２，３３とを新たなに追加したもので、以下に、この制御装置を詳細に説明する。

制御装置は、定吐出量形ポンプＰにポンプ通路１を接続するとともに、このポンプ通路１は優先弁２の流入ポート３に連通させている。このようにした優先弁２は、その制御流ポート４をステアリング系回路５に接続し、余剰流ポート６を作業機系回路７に接続している。

そして、優先弁２はステアリング系回路５に制御流量Ｑ1を優先的に供給し、この制御流量Ｑ1以上の余剰流量Ｑ2を作業機系回路７に供給するが、制御流量Ｑ1は制御オリフィス８とスプリング９とによって決められる。すなわち、優先弁２は、その一方のパイロット室２ａに制御オリフィス８の上流側の圧力を導き、他方のパイロット室２ｂに制御オリフィス８の下流側の圧力を導く構成にするとともに、他方のパイロット室２ｂにスプリング９を設けている。

このようにした優先弁２は、制御オリフィス８前後の差圧が、スプリング９のバネ力に等しくなるように作動する。言い換えると、制御オリフィス８前後の差圧を一定に保って、ステアリング系回路５に供給される制御流量Ｑ1を常に一定に保つようにしている。そして、制御流量Ｑ1以上の余剰流量Ｑ2が流入ポート３に流入したときには、その余剰流量Ｑ2を余剰流ポート６から流出するものである。
なお、図中符号１０はダンパーオリフィスである。

さらに、優先弁２の余剰流ポート６に接続した作業機系回路７の供給通路１１は、中立流路１２とパラレル通路１３とに分岐されている。このようにした作業機系回路７の最上流には、リフトシリンダ１４を制御するリフト用制御弁１５を接続し、このリフト用制御弁１５の下流側に、チルトシリンダ１６を制御するチルト用制御弁１７を接続し、さらに、このチルト用制御弁１７の下流側に、図示していないアタッチメント用アクチュエータを制御するアタッチメント用制御弁１８を接続している。

そして、各制御弁１５，１７，１８のそれぞれは、それらが図示の中立位置にあるとき、余剰流ポート６から流出した作動流体を、中立流路１２を介してタンクＴに還流させる。

上記のようにした中立流路１２であって、リフト用制御弁１５とチルト用制御弁１７との間に、言い換えると、チルト用制御弁１７の上流側に第１制御絞り１９を設け、この第１制御絞り１９の上流側であってリフト用制御弁１５の下流側における中立流路１２に、ブリードオフ通路ａを接続し、このブリードオフ通路ａに第１流量制御弁２０を設けている。

第１流量制御弁２０は、その一方のパイロット室２０ａを第１制御絞り１９の上流側に接続し、他方のパイロット室２０ｂを第１制御絞り１９の下流側に接続するとともに、他方のパイロット室２０ｂには、スプリング２１を設けている。このようにした第１流量制御弁２０は、それが開くことによって、中立流路１２を、タンク通路２２を介してタンクＴに連通させる。

上記のようにした第１流量制御弁２０は、第１制御絞り１９の開口径で決まる制御流量を一定に保ち、その制御流量以上の流量を、タンクＴに還流させるものである。すなわち、第１制御絞り１９に制御流量以上の流量が流れようとすると、それにともなって第１制御絞り１９前後の差圧が大きくなる。そのために、第１流量制御弁２０における一方のパイロット室２０ａの圧力が、他方のパイロット室２０ｂの圧力よりも高くなるので、第１流量制御弁２０は、スプリング２１のばね力に抗して開弁し、第１制御絞り１９を流れる流量を、常に、設定流量以下に保つ。
なお、第１制御絞り１９を通過できる最大流量は、第１制御絞り１９の開口径と、第１流量制御弁２０のパイロット室２０ａ，２０ｂの受圧面積と、スプリング２１のバネ力とを任意に設定することで、調整することができる。

さらに、リフト用制御弁１５に通じる分岐通路２３よりも下流側におけるパラレル通路１３には、第２制御絞り２４を設けるとともに、供給通路１１に接続したブリードオフ通路ｂに第２流量制御弁２５を設けている。この第２流量制御弁２５は、その一方のパイロット室２５ａを第２制御絞り２４の上流側に接続し、他方のパイロット室２５ｂを第２制御絞り２４の下流側に接続している。しかも、この他方のパイロット室２５ｂには、スプリング２６を設けている。このようにした第２流量制御弁２５は、それが開くことによって、供給通路１１を、タンク通路２２を介してタンクＴに連通させる。なお、スプリング２６のばね力は、第１流量制御弁２０に設けたスプリング２１のばね力よりも弱くしている。

さらに、第２流量制御弁２５の上流側にパイロット通路２７を接続している。このパイロット通路２７は、上記した各制御弁１５，１７，１８が図示の中立位置にあるとき、各制御弁１５，１７，１８に設けられた通路を介してタンクＴに連通する。しかも、各制御弁１５，１７，１８が中立位置以外の位置に少しでも切り換えられると、このパイロット通路２７は、即座に、タンクＴとの連通が遮断される構成にしている。

また、リフト用制御弁１５の上流側におけるパイロット通路２７に第１オリフィス２８を設け、この第１オリフィス２８の下流側を、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに連通している。言い換えると、他方のパイロット室２５ｂは、第１オリフィス２８の下流側において、パイロット通路２７に連通している。さらに、この他方のパイロット室２５ｂには第２制御絞り２４の下流側に連通するパイロット分岐路２９を接続し、このパイロット分岐路２９に第２オリフィス３０を設けている。したがって、この他方のパイロット室２５ｂは、上記のようにパイロット通路２７にも連通するし、第２制御絞り２４の下流側におけるパラレル通路１３にも連通することになる。

上記のようにした作業機系回路７の供給通路１１には第１リリーフ弁３１を接続するとともに、チルトシリンダ１６のポート側に第２リリーフ弁３２，３３を接続している。そして、第１リリーフ弁３１の設定圧を、第２リリーフ弁３２，３３の設定圧よりも高くしている。そして、第１リリーフ弁３１は、リフトシリンダ１４の最高圧を制御し、第２リリーフ弁３２，３３は、チルトシリンダ１６の最高圧を制御するものである。

なお、アタッチメント用制御弁１８側にも、第２リリーフ弁３２，３３と同様のリリーフ弁を設けてもよいもので、それを設けるか否かは、アタッチメント用のアクチュエータに求められる特性による。また、図中符号３４はステアリング系回路５の最高圧を制御するＰＳ用リリーフ弁である。

次に、上記従来の装置の作用を説明する。
今、定吐出量形ポンプＰが回転してポンプ通路１に作動流体が供給されると、優先弁２が機能して、一定の制御流量Ｑ１を、ステアリング系回路５に供給し、その制御流量Ｑ１以上の余剰流量Ｑ２を作業機系回路７に分流させる。

上記のように優先弁２から作業機系回路７に分流された作動流体は、供給通路１１に供給されるが、各制御弁１５，１７，１８が図示の中立位置にあると、この作動流体は中立流路１２を流れる。中立流路１２を流れる作動流体は、第１制御絞り１９を経由してタンクＴに導かれる。一方、各制御弁１５，１７，１８が図示の中立位置にあると、上記したようにパイロット通路２７がタンクＴに連通するので、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂには、第１オリフィス２８の下流側の圧力すなわちタンク圧が作用することになる。このときの第２流量制御弁２５の設定圧は、スプリング２６のばね力だけで決まることになり、他方のパイロット室２５ｂにパイロット圧が作用しているときよりも、その設定圧が低くなる。したがって、このときには、第２流量制御弁２５が、第１制御絞り１９の圧力損失分の圧力で開弁するアンロード弁として機能することになる。なお、このときに、供給通路１１の圧力が、第１流量制御弁２０の一方のパイロット室２０ａにも作用するが、上記したようにスプリング２６のばね力の方が弱いので、第１流量制御弁２０は閉弁状態を保つ。

また、リフト用制御弁１５をわずかに切り換えるインチング制御をするときには、中立流路１２と分岐通路２３との両方に作動流体が流れることになる。ただし、上記のようにリフト用制御弁１５をわずかとはいえ、それを切り換えれば、リフト用制御弁１５でパイロット通路２７が閉じられるので、他方のパイロット室２５ｂには、リフトシリンダ１４の負荷圧が作用する。したがって、第２流量制御弁２５の両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が等しくなる。このように両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が等しくなれば、第２流量制御弁２５はスプリング２６のばね力の作用で開弁しなくなり、アンロード弁として機能しなくなる。そして、このときのリフトシリンダ１４の最高圧は、第１リリーフ弁３１の設定圧ということになる。

また、上記のようにリフト用制御弁１５のインチング制御時には、中立流路１２に制御流量以上の流量が流れることもある。このような場合には、上記したように第１制御絞り１９前後の差圧が大きくなるので、第１流量制御弁２０が開弁して、制御流量を超えた流量をタンクＴに戻す。したがって、チルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８には、常に制御流量以下の流量しか流れない。

さらに、リフト用制御弁１５を、図面左側位置である下げのポジションに切り換えると、リフトシリンダ１４がタンクＴに連通して自重で下降する。このときには、供給通路１１が中立流路１２に連通した状態を保つとともに、パイロット通路２７もタンクＴに連通した状態を保つので、すべての制御弁１５，１７，１８を中立位置に保っている場合と同様に、第２流量制御弁２５はアンロード弁として機能する。

また、チルト用制御弁１７およびアタッチメント用制御弁１８のそれぞれを中立位置に保持し、リフト用制御弁１５を図面右側位置である上げポジションに切り換えれば、パイロット通路２７とタンクＴとの連通が遮断され、第２流量制御弁２５の両パイロット室２５ａ，２５ｂには、リフトシリンダ１４の負荷圧が作用することになる。したがって、第２流量制御弁２５は、上記したと同様に、スプリング２６のばね力によって閉弁状態を保つとともに、第１リリーフ弁３１がリフトシリンダ１４の最高圧を制御することになる。

一方、リフト用制御弁１５を中立位置に保って、チルト用制御弁１７とアタッチメント用制御弁１８との双方、あるいはいずれか一方を、中立位置から切り換え位置に切り換えれば、それら制御弁１７あるいは１８によって、パイロット通路２７が閉じられ、パイロット通路２７とタンクＴとの連通が遮断される。したがって、供給通路１１に供給された作動流体は、第２制御絞り２４を経由して、チルト用制御弁１７あるいはアタッチメント用制御弁１８に供給される。なお、上記のようにパイロット通路２７が閉じられるので、第１，２オリフィス２８，３０に流れる流体は、第２制御絞り２４の下流側にて合流する。このとき、第２オリフィス３０を流れる流体の圧力損失分の圧力が、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに作用し、第２流量制御弁２５の設定圧を高くする。

したがって、第２制御絞り２４の上流側の圧力が、第２流量制御弁２５の一方のパイロット室２５ａに作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室２５ｂに作用する。第２流量制御弁２５の両パイロット室２５ａ，２５ｂに上記のようなパイロット圧が作用すれば、第２流量制御弁２５は、第２制御絞り２４前後の差圧が一定になるように制御する。言い換えると、制御流量以上の流量が第２制御絞り２４を流れようとすると、その制御流量以上の流量を、余剰流量としてタンクＴに戻す。したがって、このときには、第２流量制御弁２５が、アンロード弁としてではなく、ブリードオフ弁として機能することになる。

なお、上記の場合に、チルトシリンダ１６の最高圧は、第２リリーフ弁３２，３３によって制御されることになる。
特願２００５−１２７３３０号に係わる明細書

上記のようにした従来の装置では、リフトシリンダ１４の最高圧を制御する第１リリーフ弁３１と、チルトシリンダ１６の最高圧を制御する第２リリーフ弁３２，３３とを別々に設けなければならなかったので、それらリリーフ弁の分だけ、装置全体としてコスト高になるという問題がった。

この発明の目的は、流量制御弁に、次の４つの機能、すなわち、アンロード弁としての機能、ブリードオフ弁としての機能、第１リリーフ弁としての機能および第２リリーフ弁としての機能を持たせて、装置の簡略化を図った装置を提供することである。

この発明は、次の構成を前提にするものである。すなわち、定吐出量形ポンプＰと、この定吐出量形ポンプに接続した供給通路１１と、この供給通路に接続した作業機系回路７とを備えている。そして、この作業機系回路７には、第１アクチュエータ用制御弁１５と、この第１アクチュエータ用制御弁１５の下流側に設けた第２アクチュエータ用制御弁１７とを設ける。さらに、作業機系回路の各制御弁１５，１７が中立位置を保っているとき、定吐出量形ポンプＰからの吐出流体が、各制御弁およびそれら制御弁１５，１７を接続する中立流路１２を経由してタンクＴに導かれる。第１アクチュエータ用制御弁１５を中立位置以外の位置に切り換えたとき、定吐出量形ポンプＰからの吐出流体が第１アクチュエータ用制御弁１５および第２アクチュエータ用制御弁１７に供給される構成にした産業機械用制御装置を前提にする。

上記の装置を前提にしつつ、第１の発明は、次の構成要素を備えた点に特徴を有する。すなわち、第１アクチュエータ用制御弁１５を介して第１アクチュエータ１４に連通する分岐通路２３と、
この分岐通路２３よりも上流側における供給通路１１に接続し、かつ、各制御弁１５，１７が中立位置にあるとき、それら各制御弁１５、１７を介してタンクＴに連通し、それら各制御弁１５、１７の切換位置に応じてタンクＴとの連通が遮断されるパイロット通路２７と、
パラレル通路１３に設けた制御絞り２４と、
第１アクチュエータ用制御弁１５の上流側においてパイロット通路２７から分岐し、制御絞り２４の下流側におけるパラレル通路１３に連通するパイロット分岐路２９と、
パイロット通路２７に設けた第１オリフィス２８と、
この第１オリフィス２８よりも下流側におけるパイロット分岐路２９に設けた第２オリフィス３０と、
供給通路１１をタンクＴに導く通路過程に設けるとともに、一対のパイロット室２５ａ，２５ｂを設け、一方のパイロット室２５ａを供給通路１１に接続し、他方のパイロット室２５ｂにスプリング２６を設けるとともにこの他方のパイロット室２５bを第１，２オリフィス間に連通させた第２流量制御弁２５と、
第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに連通させた第１パイロット弁部３５と、
第１，２アクチュエータ用制御弁間におけるパイロット通路を介して他方のパイロット室２５ｂに連通させた第２パイロット弁部３６と、を備えてなる産業機械用制御装置。

第２の発明は、上記の産業機械制御装置を前提にしつつ、第２流量制御弁２５は、ボディにアウターポペットを組み込むとともに、このアウターポペットにインナーポペットを摺動可能に組み込み、これら両ポペットの一方の端面を第２流量制御弁２５の一方のパイロット室２５ａに臨ませ、他方の端面を第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに臨ませ、この他方のパイロット室２５ｂに、第１，２パイロット弁部３５、３６を接続し、これら両パイロット弁部３５、３６の設定圧を異にした点に特徴を有する。

なお、この発明においては、第１，２アクチュエータ用制御弁以外に、他のアクチュエータ用制御弁を設けてもよい。要するに、作業機系回路の最上流に第１アクチュエータ用制御弁が接続され、この第１アクチュエータ用制御弁の下流側に第２アクチュエータ用制御弁が接続されている構成であれば、アクチュエータ用制御弁の数は問わない。

第１および第２の発明によれば、流量制御弁が多機能弁として機能する。すなわち、アンロード弁としての機能、ブリードオフ弁としての機能、第１リリーフ弁としての機能および第２リリーフ弁としての機能を発揮する。したがって、それらの機能を有する各バルブを個別に設ける場合よりも、コストを大幅に低減できる。

図１および図２に示した実施形態は、従来の第１リリーフ弁３１および第２リリーフ弁３２，３３を省略して、第２流量制御弁２５にそれらのリリーフ機能を持たせた点に最大の特徴を有する。すなわち、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに、第１パイロット弁部３５を直接接続し、第２パイロット弁部３６は、この発明の第１アクチュエータ用制御弁であるリフト用制御弁１５を介して他方のパイロット室２５ｂに連通させている。そして、第１パイロット弁部３５の設定圧を、第２パイロット弁部３６の設定圧よりも高くしている。したがって、両パイロット弁部３５，３６が、他方のパイロット室２５ｂに同時に連通したときには、第２流量制御弁２５は、設定圧が低い第２パイロット弁部３６によって、リリーフ圧が制御されることになる。

上記のように第１，２パイロット弁部３５，３６が同時に他方のパイロット室２５ｂに連通する場合とは、リフト用制御弁１５を中立位置に保ち、この発明の第２アクチュエータ用制御弁であるチルト用制御弁１７を中立位置以外の位置に切り換えた場合である。この場合には、パイロット通路２７が、チルト用制御弁１７によって、タンクＴとの連通が断たれるので、チルト用制御弁１７の上流側における両パイロット弁部３５，３６が、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに同時に連通することになる。

一方、リフト用制御弁１５を切り換えた場合には、このリフト用制御弁１５でパイロット通路２７とタンクＴとの連通が断たれるので、第１パイロット弁部３５だけが他方のパイロット室２５ｂに連通することになる。したがって、この場合に、第２流量制御弁２５は、設定圧が高い第１パイロット弁部３５によって、リリーフ圧が制御されることになる。

上記した点が、図３に示した従来の装置とこの実施形態との相違点であるが、以下には、従来と重複する部分も含めて、さらに詳細に説明する。

図１に示したこの実施形態の制御装置は、定吐出量形ポンプＰにポンプ通路１を接続するとともに、このポンプ通路１は優先弁２を設けているが、この優先弁２の構成およびその機能は、従来とまったく同様なので、その詳細な説明は省略する。

優先弁２の余剰流ポート６に接続した作業機系回路７の供給通路１１は、中立流路１２とパラレル通路１３とに分岐されている。このようにした作業機系回路７の最上流には、リフトシリンダ１４を制御するリフト用制御弁１５を接続し、このリフト用制御弁１５の下流側に、チルトシリンダ１６を制御するチルト用制御弁１７を接続し、さらに、このチルト用制御弁１７の下流側に、図示していないアタッチメント用アクチュエータを制御するアタッチメント用制御弁１８を接続している。

なお、リフト用制御弁１５が、この発明の第１アクチュエータ用制御弁に相当し、チルト用制御弁１７がこの発明の第２アクチュエータ用制御弁に相当する。そして、アタッチメント用制御弁１８は、この発明において必須の構成要素ではないが、この発明においてそれらアタッチメント用制御弁を設けてもよいこと当然である。

上記のようにした第１流量制御弁２０は、第１制御絞り１９の開口径で決まる制御流量を一定に保ち、その制御流量以上の流量を、タンクＴに還流させるものである。すなわち、第１制御絞り１９に制御流量以上の流量が流れようとすると、それにともなって第１制御絞り１９前後の差圧が大きくなる。そのために、第１流量制御弁２０における一方のパイロット室２０ａの圧力が、他方のパイロット室２０ｂの圧力よりも高くなり、第１流量制御弁２０は、スプリング２１のばね力に抗して開弁し、第１制御絞り１９を流れる流量を、常に、設定流量以下に保つ。
なお、第１制御絞り１９を通過できる最大流量は、第１制御絞り１９の開口径と、第１流量制御弁２０のパイロット室２０ａ，２０ｂの受圧面積と、スプリング２１のバネ力とを任意に設定することによって、調整することができる。

さらに、リフト用制御弁１５に通じる分岐通路２３よりも下流側におけるパラレル通路１３には、この発明の制御絞りである第２制御絞り２４を設けるとともに、供給通路１１に接続したブリードオフ通路ｂに、この発明の流量制御弁である第２流量制御弁２５を設けている。この第２流量制御弁２５は、その一方のパイロット室２５ａを第２制御絞り２４の上流側に接続し、他方のパイロット室２５ｂを第２制御絞り２４の下流側に接続している。しかも、この他方のパイロット室２５ｂには、スプリング２６を設けている。このようにした第２流量制御弁２５は、それが開くことによって、供給通路１１を、タンク通路２２を介してタンクＴに連通させる。

なお、以上の構成の下における作用は、従来とまったく同じなので、この実施形態においては、従来と同様の作用の説明は省略する。

第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂには、第１パイロット弁部３５を直接接続している。この第１パイロット弁部３５は、パイロット通路２７すなわち他方のパイロット室２５ｂの圧力を制御するもので、他方のパイロット室２５ｂの圧力が設定圧以上になったときに開弁して、その他方のパイロット室２５ｂを、タンク通路２２を介してタンクＴに連通させるものである。したがって、他方のパイロット室２５ｂの圧力が、第１パイロット弁部３５で設定した圧力以上になると、第１パイロット弁部３５が開いて、他方のパイロット室２５ｂの圧力を下げ、第２流量制御弁２５を開く。

また、リフト用制御弁１５とチルト用制御弁１７との間におけるパイロット通路２７には、第２パイロット弁部３６を接続している。そして、リフト用制御弁１５を中立位置に保つか、下げ位置に切り換え、チルト用制御弁１７を中立位置以外に切り換えると、パイロット通路２７がチルト用制御弁１７によって閉じられる。したがって、この状態では、第１，２パイロット弁部３５，３６の両方が、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに連通することになる。

そして、第１パイロット弁部３５の設定圧を第２パイロット弁部３６の設定圧よりも高くしている。言い換えると、第２パイロット弁部３６の設定圧の方が低いので、両パイロット弁部３５，３６が第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに連通したときには、第２パイロット弁部３６の方が開いて、他方のパイロット室２５ｂの圧力を下げ、第２流量制御弁２５を開くことになる。

なお、図１の回路図における第１，２パイロット弁部３５，３６は、リリーフ弁と同じ記号で表現されているが、これら第１，２パイロット弁部３５，３６は、あくまでもパイロット通路２７あるいはパイロット分岐通路２９の圧力に応じて開弁するもので、パイロットリリーフ弁として機能するものである。

上記のようにした第２流量制御弁２５および優先弁２の構成を具体的に示したのが、図２である。この図２からも明らかなように、バルブボディ３７に優先弁２のスプール３８を組み込んでいるが、このスプール３８の一端を一方のパイロット室２ａに臨ませ、他端を他方のパイロット室２ｂに臨ませている。そして、ポンプ通路１から流入した作動流体は、連通孔３９からダンパーオリフィス１０を経由して一方のパイロット室２ａに導かれるとともに、制御オリフィス８を経由して他方のパイロット室２ｂにも導かれる。この他方のパイロット室２ｂに導かれた作動流体は、ステアリング系回路５に供給されるが、このときに制御オリフィス８前後に差圧が発生する。

そして、制御オリフィス８の上流側の圧力が一方のパイロット室２ａに導かれ、下流側の圧力が他方のパイロット室２ｂに導かれる。したがって、スプール３８が圧力バランスする位置まで移動し、ステアリング系回路５に常に一定の制御流量を供給する。一方、上記の制御流量以上の余剰流量は、スプール３８に形成した環状凹部４０を経由して供給通路１１側に供給されることになる。

この供給通路１１には、第２流量制御弁２５を設けているが、この第２流量制御弁２５の具体的な構成は次の通りである。すなわち、バルブボディ３７に、筒状のアウターポペット４１を摺動可能に組み込むとともに、このアウターポペット４１にインナーポペット４２を摺動可能に組み込んでいる。そして、両ポペット４１，４２の一端を一方のパイロット室２５ａに臨ませ、他端を他方のパイロット室２５ｂに臨ませるとともに、この他方のパイロット室２５ｂに設けたスプリング２６のばね力をインナーポペット４２に作用させている。このバネ力の作用で、インナーポペット４２は、その弁部４２ａを、通常は、アウターポペット４１の内面に形成したシート部４１ｂに圧接させる。

上記のようにインナーポペット４２の弁部４２ａが、アウターポペット４１のシート部４１ｂに圧接しているときには、スプリング２６のばね力がインナーポペット４２を介してアウターポペット４１にも作用するが、このバネ力の作用で、アウターポペット４１は、その弁部４１ａをバルブボディ３７に形成したシート部４３に圧接する。

そして、インナーポペット４２の弁部４２ａがシート部４１ｂを閉じるとともに、アウターポペット４１の弁部４１ａもシート部４３を閉じている状態では、供給通路１１とタンク通路２２との連通が遮断される。そして、アウターポペット４１がシート部４３を開くと、供給通路１１がタンク通路２２に連通する。ただし、アウターポペット４１でシート部４３が閉じられていても、インナーポペット４２がシート部４１を開けば、供給通路１１は、アウターポペット４１に形成した通孔４４を介して、タンク通路２２に連通する。

さらに、シート部４３の開口径は、他方のパイロット室２５ｂにおけるアウターポペット４１の直径よりも小さくしている。したがって、両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が等しければ、アウターポペット４１は、その受圧面積差によって閉弁状態を保つ。また、シート部４１ｂの開口径は、他方のパイロット室２５ｂにおけるインナーポペット４２の直径よりも小さくしている。したがって、両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が等しければ、インナーポペット４２は、その受圧面積差とスプリング２６のばね力とによって閉弁状態を保つ。そして、アウターポペット４１の受圧面積差を、インナーポペット４２の受圧面積差よりも大きくしている。さらに、インナーポペット４２には第１オリフィス２８を形成し、アウターポペット４１には第２オリフィス３０を形成している。

なお、図２に示すように第１パイロット弁部３５は、他方のパイロット室２５ｂに直接接続する一方、第２パイロット弁部３６は、リフト用制御弁１５を介して他方のパイロット室２５ｂに連通している。

次に、第２流量制御弁２５の４つの機能を詳しく説明するが、最初に、第２流量制御弁２５がアンロード弁として機能する場合について説明する。第２流量制御弁２５がアンロード弁として機能する場合には、上記した従来の場合とまったく同様である。すなわち、第２流量制御弁２５がアンロード弁として機能するときには、各制御弁１５、１７，１８のそれぞれが、中立位置にあるときである。各制御弁１５、１７，１８のそれぞれが、中立位置にあるときには、パイロット通路２７がタンクＴに連通しているので、他方のパイロット室２５ｂには圧力が立たない。したがって、スプリング２６のばね力だけがアウターポペット４１を閉じる力になる。

この状態で中立流路１２に作動流体が流れれば、第１制御絞り１９と第１オリフィス２８とに流れが発生し、それらの圧力損失分の圧力が、一方のパイロット室２５ａに作用する。そして、この一方のパイロット室２５ａにおける作用力がスプリング２６のばね力に打ち勝って、インナーポペット４２とともにアウターポペット４１を押し上げ、シート部４３を開く。したがって、供給通路１１の作動流体は、タンク通路２２にアンロードされる。つまり、この場合には、第２流量制御弁２５がアンロード弁として機能する。

一方、リフト用制御弁１５を中立位置に保つか、あるいは下げ位置に切り換えるとともに、チルト用制御弁１７を中立位置以外の位置に切り換えると、第２流量制御弁２５は、チルトシリンダ１６に対するブリードオフ弁として機能する。すなわち、チルト制御弁１７を中立位置以外の位置に切り換えると、先ず、パイロット通路２７とタンクＴとの連通が遮断される。このようにパイロット通路２７が閉じられるので、第１，２オリフィス２８，３０に流れる流体は、第２制御絞り２４の下流側にて合流する。このとき、第２オリフィス３０を流れる流体の圧力損失分の圧力が、第２流量制御弁２５の他方のパイロット室２５ｂに作用し、第２流量制御弁２５の設定圧を高くする。しかも、このときには、供給通路１１に供給された作動流体がチルトシリンダ１６に供給される過程で、その作動流体が第２制御絞り２４を通るので、この第２制御絞り２４前後に差圧が発生する。

このようにして発生した差圧のうち、その上流側の圧力が一方のパイロット室２５ａに作用し、下流側の圧力が他方のパイロット室２５ｂに作用する。したがって、このときには、第２流量制御弁２５は、第２制御絞り２４の前後の差圧を一定に保ちながら、チルトシリンダ１６に供給される流量を一定に保つ制御をすることになる。つまり、この場合には、第２流量制御弁２５がチルトシリンダ１６に対するブリードオフ弁として機能する。なお、上記の場合に、アタッチメント用のアクチュエータに対してもブリードオフ弁として機能することになる。

次に、第２流量制御弁２５が、リフトシリンダ１４のリリーフ弁として機能する場合について説明する。先ず、リフト用制御弁１５を上げ位置に切り換えると、パイロット通路２７が閉じられ、供給通路１１内のリフトシリンダ１４の負荷圧が、一方のパイロット室２５ａに導かれるとともに、第１オリフィス２８を介して他方のパイロット室２５ｂにも導かれる。そして、他方のパイロット室２５ｂに導かれた圧力は、第１パイロット弁部３５にも作用することになる。

したがって、リフトシリンダ１４の負荷圧が、第１パイロット弁部３５の設定圧以下の場合には、第１パイロット弁部３５が開弁しない。第１パイロット弁部３５が開弁しなければ、図２に示す第１オリフィス２８にも流れが発生しないので、両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が、リフトシリンダ１４の負荷圧に保たれる。言い換えると、両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が等しくなる。このように両パイロット室２５ａ，２５ｂの圧力が等しければ、上記した受圧面積差とスプリング２６とによって、第２流量制御弁２５は閉弁状態を保つ。

上記の状態で、リフトシリンダ１４の負荷圧が、第１パイロット弁部３５で設定した圧力以上になると、第１パイロット弁部３５が開いて、他方のパイロット室２５ｂをタンクＴに連通させる。したがって、このときには、第１オリフィス２８に流れが発生して、その前後に圧力差が生じる。その結果、一方のパイロット室２５ａの圧力作用が、他方のパイロット室２５ｂの圧力作用に打ち勝って、インナーポペット４２をスプリング２６に抗して移動し、シート部４１ｂを開く。なお、このときには、他方のパイロット室２５ｂの圧力が、第１パイロット弁部３５の設定圧に保たれるが、この圧力作用とアウターポペット４１の受圧面積差とによって、アウターポペット４１は移動しない。言い換えると、この場合には、シート部４１ｂのみが開いて、供給通路１１側の作動流体をタンクＴに戻すことになる。

そして、リフトシリンダ１４の負荷圧が設定圧以下になれば、第１パイロット弁部３５が再び閉じるので、シート部４１ｂが閉じられる。したがって、この場合には、第２流量制御弁２５が、リフトシリンダ１４に対するリリーフ弁として機能することになる。

最後に、第２流量制御弁２５が、チルトシリンダ１６に対するリリーフ弁として機能する場合について説明する。なお、この場合には、リフト用制御弁１５を、中立位置に保つか、あるいは下げ位置に切り換えていることが前提になる。このようにリフト用制御弁１５を中立位置あるいは下げ位置に保って、チルト用制御弁１７を中立位置以外の位置に切り換えると、パイロット通路２７は、チルト用制御弁１７の上流側において閉じられる。したがって、第２パイロット弁部３６には、パイロット通路２７を介して供給通路１１側の圧力が作用する。

ただし、このときには、第１パイロット弁部３５にも、供給通路１１側の圧力が作用する。しかし、この場合には、第１，２パイロット弁部３５，３６がパラレルに接続された状態になるので、設定圧の低い第２パイロット弁部３６が優先的に開弁することになり、チルトシリンダ１６の負荷圧は、第２パイロット弁部３６で設定した圧力以下に制御されることになる。言い換えると、この場合には、第２流量制御弁２５がチルトシリンダ１６の最高圧を制御するリリーフ弁として機能することになる。

なお、リフト用制御弁１５とチルト用制御弁１７とを同時に切り換えたときには、第２パイロット弁部３６に通じるパイロット通路２７が閉じられるので、第１パイロット弁部３５で作業機系回路７の最高圧が制御されることになる。

いずれにしても、この実施形態によれば、第２流量制御弁２５に、４つの機能を果たさせることができるので、それぞれの機能を備えたバルブを個別に設ける場合よりも、大幅なコストダウンを図ることができる。

この発明の実施形態を示す回路図である。この発明の第２流量制御弁の実施形態を示す断面図である。従来の産業機械用制御装置の回路図である。

Ｐ定吐出量形ポンプ
７作業機系回路
１１供給通路
１２中立流路
１３パラレル通路
１５第１アクチュエータ用制御弁であるリフト用制御弁
１７第２アクチュエータ用制御弁であるチルト用制御弁
１９第１制御絞り
Ｔタンク
２４第２制御絞り
２５第２流量制御弁
２５ａ一方のパイロット室
２５ｂ他方のパイロット室
２７パイロット通路
２８第１オリフィス
３０パイロット分岐路
３５第１パイロット弁部
３６第２パイロット弁部
４１アウターポペット
４２インナーポペット

Claims

定吐出量形ポンプと、上記定吐出量形ポンプに接続した供給通路と、上記供給通路に接続した作業機系回路とを備え、上記作業機系回路には、第１アクチュエータ用制御弁と、上記第１アクチュエータ用制御弁の下流側に設けた第２アクチュエータ用制御弁とを設け、上記作業機系回路の各制御弁が中立位置を保っているとき、上記定吐出量形ポンプからの吐出流体が、上記各制御弁およびそれら制御弁を接続する中立流路を経由してタンクに導かれ、上記第１アクチュエータ用制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記定吐出量形ポンプからの吐出流体が上記第１アクチュエータ用制御弁および上記第２アクチュエータ用制御弁に供給される構成にした産業機械用制御装置において、
上記第１アクチュエータ用制御弁を介して第１アクチュエータに連通する分岐通路と、
上記分岐通路よりも上流側における上記供給通路に接続し、かつ、上記各制御弁が中立位置にあるとき、上記各制御弁を介して上記タンクに連通し、上記各制御弁の切換位置に応じて上記タンクとの連通が遮断されるパイロット通路と、
パラレル通路に設けた制御絞りと、
上記第１アクチュエータ用制御弁の上流側において上記パイロット通路から分岐し、制御絞りの下流側における上記パラレル通路に連通するパイロット分岐路と、
上記パイロット通路に設けた第１オリフィスと、
この第１オリフィスよりも下流側における上記パイロット分岐路に設けた第２オリフィスと、
上記供給通路を上記タンクに導く通路過程に設けるとともに、一対のパイロット室を設け、上記一対のパイロット室のうち一方のパイロット室を上記供給通路に接続し、他方のパイロット室にスプリングを設けるとともに上記他方のパイロット室を第１，２オリフィス間に連通させた流量制御弁と、
上記流量制御弁の上記他方のパイロット室に連通させた第１パイロット弁部と、
第１，２アクチュエータ用制御弁間におけるパイロット通路を介して上記他方のパイロット室に連通させた第２パイロット弁部と、を備えてなる産業機械用制御装置。
上記流量制御弁は、ボディにアウターポペットを組み込むとともに、上記アウターポペットにインナーポペットを摺動可能に組み込み、上記両ポペットの一方の端面を上記流量制御弁の上記一方のパイロット室に臨ませ、他方の端面を上記流量制御弁の上記他方のパイロット室に臨ませ、上記他方のパイロット室に、上記第１，２パイロット弁部を接続し、上記両パイロット弁部の設定圧を異にした請求項１記載の産業機械用制御装置。