JP5896041B2

JP5896041B2 - 液圧回路及び荷役車両

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Publication number: JP5896041B2
Application number: JP2014552813A
Authority: JP
Inventors: 信雄向井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: TW201425740A; TWI486529B; JPWO2014097423A1; WO2014097423A1; CN104870832A; CN104870832B

Description

本発明は、主として荷役装置を備えたフォークリフト等の産業車両、特に荷役車両に用いられる液圧回路、及びこのような液圧回路を備えた荷役車両に関する。

従来より、荷役装置を備えたフォークリフト等の産業車両、特に荷役車両において、図４に示すように、液圧供給源である液圧ポンプａ２と、液圧ポンプａ２からの作動液を優先的にステアリングａ５に供給するとともに余剰の作動液を荷役用アクチュエータａ８に供給するための分流弁ａ４と、この分流弁ａ４と荷役用アクチュエータａ８との間に設けられる流量調整弁ａ６と、作動液を貯蔵するためのタンクａ７から前記液圧ポンプａ２、前記分流弁ａ４及び前記流量調整弁ａ６を経て前記荷役用アクチュエータａ８までを接続する通路ａ９とを備えた液圧回路ａ１が広く用いられている。

ところで、液圧ポンプからの作動液の流量は液圧ポンプの回転速度に比例する。また、荷役操作を行わない場合には、余剰の作動液は流量調整弁を経てタンクに戻される。このとき、液圧ポンプを１つのみ有する液圧回路を用いた場合、図５に示すように、ポンプから吐出される作動液の全量がステアリングに供給される液圧で分流弁ａ４内を流通することとなる。すなわち、荷役操作を行わない場合には、図５の斜線に示す領域に相当する量の作動液が不必要に分流弁ａ４内を流通し、圧力損失に伴う動力損失が大きくなる。すなわちエネルギーの無駄が大きくなる。

このような無駄を削減するための構成として、複数の液圧ポンプ、例えば図６に示すように第１の液圧ポンプｂ２と第２の液圧ポンプｂ３とを有し、以下のような構成を有する液圧回路ｂ１が考えられている。この液圧回路ｂ１は、液圧供給源である前記第１の液圧ポンプｂ２及び第２の液圧ポンプｂ３と、これら液圧ポンプｂ２、ｂ３からの作動液を優先的にステアリングｂ５に供給するとともに余剰の作動液を荷役用アクチュエータｂ８に供給するための分流弁ｂ４と、この分流弁ｂ４と荷役用アクチュエータｂ８との間に設けられる流量調整弁ｂ６と、作動液を貯蔵するためのタンクｂ７から前記第１の液圧ポンプｂ２、前記分流弁ｂ４及び前記流量調整弁ｂ６を経て前記荷役用アクチュエータｂ８までを接続する主通路ｂ９と、前記主通路ｂ９の前記タンクｂ７と前記第１の液圧ポンプｂ２との間から分岐し前記第２の液圧ポンプｂ３を経て前記分流弁ｂ４と前記流量調節弁ｂ６の間で再び主通路ｂ９に合流する副通路ｂ１０とを具備する。このような液圧回路ｂ１では、第１及び第２の液圧ポンプｂ２、ｂ３が最低回転数ｎ_minで回転している場合にステアリングｂ５に最低限必要な量の作動液を供給できるようにすべく第１の液圧ポンプｂ２の容量を設定し、分流弁ｂ４内を通過する液量を前段で述べた構成のものと比較して削減することはできる。

しかし、このような構成であっても、回転速度が高い場合には前記第１の液圧ポンプｂ２から吐出され分流弁ｂ４を通過する作動液の量は大きく、前述した荷役操作を行わない場合には図５の斜線に示す領域に相当する量の作動液が不必要に分流弁ｂ４内を流通し、圧力損失に伴う動力損失は依然として大きく、エネルギーの無駄が大きくなる。

特開２０１０−７６９３７号公報

本発明は以上の点に着目し、荷役装置を備えたフォークリフト等の産業車両、特に荷役車両に用いられる液圧回路において、荷役作業を行わない場合の圧力損失に伴う動力損失の大幅な削減を図ることを目的とする。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る液圧回路は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る液圧回路は、液圧供給源である複数の液圧ポンプと、これら液圧ポンプからの作動液を優先的にステアリングに供給するとともに余剰の作動液を荷役用アクチュエータに供給するための分流弁と、この分流弁と荷役用アクチュエータとの間に設けられる流量調整弁とを備えている液圧回路であって、前記複数の液圧ポンプとして、１つのメインポンプ及び少なくとも１つのサブポンプを有し、さらに、前記サブポンプと分流弁との間に設けられ前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を下回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を下回る場合には前記サブポンプからの作動液を分流弁の上流側に導く第１の状態をとるとともに前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を上回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を上回る場合には前記サブポンプからの作動液を分流弁の下流側かつ流量調整弁の上流側で合流するバイパス通路に導く第２の状態をとる切替弁を備えている。

また、上述した課題を解決すべく、本発明に係る荷役車両は、前段に述べた液圧回路を備えている。

このようなものであれば、前記メインポンプからの作動液のみでステアリングに必要な作動液の所定流量を確保できるメインポンプの回転速度を前記所定回転速度に設定し、前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を下回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を下回る場合には切替弁を第１の状態とすることで、前記バイパス通路に接続していない液圧ポンプすなわち前記メインポンプの容量を小さくしても、ステアリングに供給する作動液の流量は確保できる。その一方で、前記メインポンプの容量を小さくできるので、荷役操作が行われず液圧ポンプの回転速度が高い場合には切替弁を第２の状態とすることで、従来のものと比較して分流弁を通過する作動液の量を大幅に削減でき、従って荷役作業を行わない場合の圧力損失に伴う動力損失の大幅な削減を図ることができる。

本発明によれば、荷役装置を備えたフォークリフト等の産業車両、特に荷役車両に用いられる液圧回路において、荷役作業を行わない場合の圧力損失に伴う動力損失の大幅な削減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る液圧回路を示す回路図。同実施形態に係る液圧ポンプの回転速度と液圧回路の分流弁を示す作動液の流量との関係を示す図。本発明の他の実施形態に係る液圧回路を示す回路図。従来の液圧回路を示す回路図。図４に示す液圧回路における液圧ポンプの回転速度と液圧回路の分流弁を示す作動液の流量との関係を示す図。従来の液圧回路を示す回路図。図６に示す液圧回路における液圧ポンプの回転速度と液圧回路の分流弁を示す作動液の流量との関係を示す図。

本発明の一実施形態を図１及び図２を参照しつつ以下に示す。

本実施形態の液圧回路１は、荷役車両に搭載されるものであり、図１に示すように、液圧供給源である２つの液圧ポンプ、すなわちメインポンプ２及びサブポンプ３と、これら液圧ポンプすなわちメインポンプ２及びサブポンプ３からの作動液を優先的にステアリング５に供給するとともに余剰の作動液を荷役用アクチュエータ８に供給するための分流弁４と、この分流弁４と荷役用アクチュエータ８との間に設けられる流量調整弁６と、作動液を貯蔵するためのタンク７から前記メインポンプ２、前記分流弁４及び前記流量調整弁６を経て前記荷役用アクチュエータ８までを接続する主通路９と、前記主通路９の前記タンク７と前記メインポンプ２との間から分岐し前記サブポンプ３を経て前記主通路９の前記メインポンプ２と前記分流弁４との間で再び主通路９に合流する第１の副通路１０と、前記第１の副通路１０の前記サブポンプ３と分流弁４との間から分岐し前記主通路９の前記分流弁４と前記流量調整弁６との間で前記主通路９に合流する第２の副通路１１と、前記第２の副通路１１が前記第１の副通路１０と分岐する箇所に設けられメインポンプ２の回転速度が所定回転速度ｎ₁を下回る場合には前記サブポンプ３からの作動液を分流弁４の上流側に導く第１の状態をとるとともにメインポンプ２の回転速度が所定回転速度ｎ₁を上回る場合には前記サブポンプ３からの作動液を前記第２の副通路１１に導く第２の状態をとる切替弁１２とを備えている。ここで、前記第２の副通路１１が、請求項中のバイパス通路である。

前記メインポンプ２及びサブポンプ３は、ともに図示しない動力源である車両の駆動用エンジン又はモータに接続されており、同一の回転速度で連動して回転する周知の構成の固定容量ポンプである。ここで、これらメインポンプ２及びサブポンプ３の回転速度は、最低回転速度ｎ_minと最高回転速度ｎ_maxとの間である。

前記分流弁４は、フォークリフト等に用いられ、ステアリング５と、荷役用アクチュエータ８とに作動液を供給する優先弁機構として周知のものと同様の構成を有する。すなわち、この分流弁４は、前記メインポンプ２及びサブポンプ３から吐出された高圧作動液の導入口たる入力ポート４ａと、ステアリング５の作動に必要な作動液を優先してステアリング５に向けて吐出する優先流出力口４ｂと、余剰の作動液を荷役用アクチュエータ８に向けて吐出する余剰流出力口４ｃとを具備する。前記余剰流出力口４ｃから吐出された作動液は、前記流量調整弁６を経て荷役用アクチュエータ８に導かれる。

前記流量調整弁６は、図示しない操作レバーが受け付けた操作を受けて開度を変更することにより、荷役用アクチュエータ８に導かれる作動液の量を調節する機能を有する。

そして、前記切替弁１２は、上述したように、前記サブポンプ３と分流弁４との間に設けられ、メインポンプ２の回転速度が所定回転速度ｎ₁を下回る場合、すなわちメインポンプ２からの吐出流量がステアリング５を作動させるために必要な最低限の流量である所定吐出流量ｆ_minを下回る場合には前記サブポンプ３からの作動液を第１の副通路１０を経て分流弁４の上流側に導く第１の状態をとり、メインポンプ２の回転速度が所定回転速度ｎ₁を上回る場合には前記サブポンプ３からの作動液を第２の副通路１１を経て分流弁４の下流側かつ流量調整弁６の上流側に導く第２の状態をとる。ここで、メインポンプ２からの作動液の吐出流量は、メインポンプ２の回転速度に略比例する。すなわち、前記所定回転速度ｎ₁では、メインポンプ２から吐出される作動液の流量が、前記所定吐出流量ｆ_minと略等しくなる。そして、この切替弁１２は、第１の状態をとるように付勢するための付勢手段であるコイルばね１２ａと、電力が供給された際に前記コイルばね１２ａの付勢力に抗して第２の状態とするためのソレノイド１２ｂとを内蔵しており、このソレノイド１２ｂは後述する図示しない制御装置に接続されている。この制御装置は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力インタフェースを備えたマイクロコンピュータシステムと、エンジン又はモータの回転速度を検知する回転数センサとを接続して形成したものであり、前記回転数センサの出力信号が示す回転速度が前記所定回転速度ｎ₁を上回った場合には前記ソレノイド１２ｂに通電し、切替弁１２を第２の状態とする制御を行う。

ここで、メインポンプ２の回転速度と分流弁４を通過する流量との関係について図２を参照しつつ述べると、回転速度が前記所定回転速度ｎ₁を下回る際には、上述したように切替弁１２は第１の状態をとるので、メインポンプ２及びサブポンプ３から吐出される作動液はいずれも分流弁４を通過する。従って、分流弁４を通過する流量は図２の実線Ｄ１＋Ｄ２に示すようなものとなる。一方、回転速度が前記所定回転速度ｎ₁を上回る際には、上述したように切替弁１２は第２の状態をとるので、メインポンプ２から吐出される作動液のみが分流弁４を通過する。従って、分流弁４を通過する流量は図２の破線Ｄ１に示すようなものとなる。その際にメインポンプ２から吐出される作動液の流量はステアリング５を作動させるために必要な最低限の流量すなわち前記所定吐出流量ｆ_minを上回っている。

すなわち本実施形態によれば、図４及び図５を参照しつつ説明した１つの液圧ポンプａ２のみを利用する従来の液圧回路ａ１と比較して、回転数が高い領域においては、分流弁４を通過する作動液の流量を大幅に削減できる。より具体的には、荷役操作を行わない場合に分流弁４を不必要に流通する作動液の量は図２の斜線に示す領域に相当する量であり、回転速度が前記所定回転速度ｎ₁を上回る領域すなわちメインポンプ２から吐出される作動液の流量が、前記所定吐出流量ｆ_minを上回る領域では、図２において前記図２の実線Ｄ１＋Ｄ２の延長部分と前記破線Ｄ１との間の領域Ｘに相当する量だけ、分流弁４を不必要に流通する作動液の量を削減できる。また、図６及び図７を参照しつつ説明した従来の液圧回路１と比較しても、最低回転数ｎ_min近傍ではメインポンプ２及びサブポンプ３を利用するので、メインポンプ２からの作動液のみでステアリング５を作動させるために必要な最低限の流量ｆ_minを確保する必要がなく、メインポンプ２の容量を小さくできることから、回転数が高い領域において分流弁４を通過する作動液の流量を大幅に削減できる。すなわち、従来の液圧回路１と比較して、分流弁４を通過する作動液の流量を大幅に削減することにより作動液が分流弁４を通過する圧力損失に伴う動力損失を抑制できる。そして、この動力損失によるエネルギーの無駄も大幅に削減できる。

なお、本発明は上述した実施例に限らない。

例えば、図３に示すように、バイパス通路すなわち第２の副流路１１中に、サブポンプ３を通過した作動液をタンク通路１４を経てタンク７に導く第１の状態とサブポンプ３を通過した作動液を流量調整弁６の上流側に導く第２の状態とをとることが可能な第２の切替弁１３を設けてもよい。この第２の切替弁１３は、第１の状態をとるように付勢するための付勢手段であるコイルばね１３ａと、電力が供給された際に前記コイルばね１３ａの付勢力に抗して第２の状態とするためのソレノイド１３ｂとを内蔵しており、このソレノイドは後述する制御装置に接続されている。この制御装置は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力インタフェースを備えたマイクロコンピュータシステムと、エンジン又はモータの回転速度を検知する図示しない回転数センサとを接続して形成したものであり、荷役作業が行われている場合には前記ソレノイド１３ｂに通電し、切替弁１３を第２の状態とする制御を行う。なお、図３に示す液圧回路１は、その他の点では図１及び図２に示す液圧回路１と同様の構成を有するので、対応する箇所には同一の名称及び符号を付し、詳細な説明は省略している。

このような構成であれば、荷役作業が行われていない場合にはサブポンプ３を通過した作動液を無負荷でタンク７に導くことができるので、作動液が流量調整弁６を通過する圧力損失に伴う動力損失をも抑制できる。そして、この動力損失によるエネルギーの無駄をさらに削減できる。

また、複数のサブポンプを有する液圧回路に本発明を適用してもよい。

加えて、上述した実施形態では、メインポンプ及びサブポンプとして固定容量ポンプを利用し、回転速度と吐出流量とが略比例することに着目し、回転速度が所定回転速度を下回る場合に切替弁が前記サブポンプからの作動液を分流弁の上流側に導く第１の状態をとるようにしているとともに、回転速度が所定回転速度を上回る場合に切替弁が前記サブポンプからの作動液をバイパス通路に導く第２の状態をとるようにしているが、メインポンプからの作動液の吐出流量を流量センサ等の流量検知手段を用いて直接検知し、検知した作動液の吐出流量が所定吐出流量を下回る場合に切替弁が前記サブポンプからの作動液を分流弁の上流側に導く第１の状態をとるようにするとともに、検知した作動液の吐出流量が所定吐出流量を上回る場合に切替弁が前記サブポンプからの作動液をバイパス通路に導く第２の状態をとるようにする構成を採用してもよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

本発明の構成を採用すれば、荷役装置を備えたフォークリフト等の産業車両、特に荷役車両に用いられる液圧回路において、荷役作業を行わない場合の圧力損失に伴う動力損失の大幅な削減を図ることができる。

１…液圧回路
２…メインポンプ（液圧ポンプ）
３…サブポンプ（液圧ポンプ）
４…分流弁
６…流量調整弁
１１…バイパス通路（第２の副通路）
１２…切替弁

Claims

液圧供給源である複数の液圧ポンプと、これら液圧ポンプからの作動液を優先的にステアリングに供給するとともに余剰の作動液を荷役用アクチュエータに供給するための分流弁と、この分流弁と荷役用アクチュエータとの間に設けられる流量調整弁とを備えている液圧回路であって、前記複数の液圧ポンプとして、１つのメインポンプ及び少なくとも１つのサブポンプを有し、さらに、前記サブポンプと分流弁との間に設けられ前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を下回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を下回る場合には前記サブポンプからの作動液を分流弁の上流側に導く第１の状態をとるとともに前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を上回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を上回る場合には前記サブポンプからの作動液を分流弁の下流側かつ流量調整弁の上流側で合流するバイパス通路に導く第２の状態をとる切替弁を備えていることを特徴とする液圧回路。
液圧供給源である複数の液圧ポンプと、これら液圧ポンプからの作動液を優先的にステアリングに供給するとともに余剰の作動液を荷役用アクチュエータに供給するための分流弁と、この分流弁と荷役用アクチュエータとの間に設けられる流量調整弁とを備えている液圧回路を搭載した荷役車両であって、前記複数の液圧ポンプとして、１つのメインポンプ及び少なくとも１つのサブポンプを有し、さらに、前記サブポンプと分流弁との間に設けられ前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を下回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を下回る場合には前記サブポンプからの作動液を分流弁の上流側に導く第１の状態をとるとともに前記メインポンプの吐出流量が所定吐出流量を上回る場合又は前記メインポンプの回転速度が所定回転速度を上回る場合には前記サブポンプからの作動液を分流弁の下流側かつ流量調整弁の上流側で合流するバイパス通路に導く第２の状態をとる切替弁を備えていることを特徴とする荷役車両。