JP2010127457A - 液圧ユニットの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の切替弁をスタックさせてなり、中立状態にある前記複数の切替弁を貫通し液圧供給源からの作動液をタンクに導く高圧流路を有する液圧ユニットにおいて、簡単な構成により中立時圧力損失性能の向上を図る。
【解決手段】複数の切替弁たる流体制御弁５〜７と、中立状態にある前記流体制御弁５〜７を貫通し液圧供給源たるポンプ１からの作動液をタンク９に導く高圧流路３１と、この高圧流路３１から分岐させてなり前記各流体制御弁５〜７に作動液を導くためのパラレル流路３２とを具備し、前記流体制御弁５〜７が前記高圧流路３１及び前記パラレル流路３２を共通に使用する液圧ユニット３に、高圧流路３１を経て最下流の流体制御弁７を通過する流量を検出するための流量検出手段たる絞り８１と、この絞り８１の前後の差圧が所定値を上回る場合にパラレル流路３２をタンク９に開放する制御弁８２とを具備させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の切替弁を有し、中立状態にある前記複数の切替弁を貫通し液圧供給源からの作動液をタンクに導く高圧流路と、この高圧流路から分岐させてなるパラレル流路とを使用する液圧ユニットの構造に関する。

従来、複数の切替弁を有し、中立状態にある前記複数の切替弁を貫通し液圧供給源からの作動液をタンクに導く高圧流路と、この高圧流路から分岐させてなるパラレル流路とを使用する液圧ユニットが種々知られている。具体的には、このような液圧ユニットは、高圧流路が前記複数の切替弁を貫通し、非操作時には高圧流路がいずれの切替弁にも遮蔽されることなくタンクに接続している（例えば、特許文献１を参照）。この高圧流路の圧力損失はこの液圧ユニットの中立時圧力損失性能となるので、この圧力損失はできるだけ小さい方が望ましい。この圧力損失を小さくする方法として、従来、前記高圧流路の径を大きくすることが考えられてきている。
特願２００１−９９１０８号公報

ところが、前記高圧流路の径を大きくすると、必然的に液圧ユニットの設置に必要なスペースや液圧ユニットは大型のものとなり、質量が大きくなる不具合や、機器配置の自由度が小さくなる不具合が発生する。

本発明はこのような課題を解決することを目的とする。

本発明に係る液圧ユニットの構造は、以上に述べた課題を解決すべく、複数の切替弁と、中立状態にある前記複数の切替弁を貫通し液圧供給源からの作動液をタンクに導く高圧流路と、この高圧流路から分岐させてなり前記各切替弁に作動液を導くためのパラレル流路とを具備し、前記複数の切替弁が前記高圧流路及び前記パラレル流路を共通に使用する型液圧ユニットの構造であって、高圧流路を経て最下流の切替弁を通過する流量を検出するための流量検出手段と、この流量検出手段が検出した前記流量が所定値を上回る場合にパラレル流路をタンクに開放する制御弁とをさらに具備することを特徴とする。

このようなものであれば、高圧流路の流量が大きくなった際には、パラレル流路がタンクに開放されるので、作動液をタンクに導く経路として高圧流路を経る経路だけでなくパラレル流路を経る経路も利用される。従って高圧流路の径を大きくした場合と同様の効果を得ることができる。また、流量検出手段により高圧流路を経て中立状態にある最下流の切替弁を通過する流量を検出するようにしているので、各切替弁にパイロット通路を接続する等の複雑な構成を採用することなく、簡単な構成及び少ない部品点数で前記効果を得ることができる。

本発明に係る液圧ユニットの構造によれば、高圧流路を経て中立状態にある最下流の切替弁を通過する流量を検出する流量検出手段を設け、この流量検出手段が検出した流量が大きくなった際にパラレル流路をタンクに開放するので、パラレル流路を高圧流路として使用し、高圧流路の径を大きくすることなく高圧流路の圧力損失を小さくすること、すなわち液圧ユニットの中立時圧力損失性能の向上を簡単な構成によって図ることができる。

以下、本発明の一実施形態について述べる。

本実施形態に係る液圧回路Ｃは、図１に示すように、作動液を溜めておくためのタンク９と、このタンク９から作動液を送り出す液圧ポンプ１と、この液圧ポンプ１から作動液の供給を受ける優先弁機構２と、この優先弁機構２にスタックしてなるとともに、この優先弁機構２の余剰流出力口２ａから作動液の供給を受けるポンプ側ポート３ａ、及び作動液を吐出するタンク側ポート３ｂを有する液圧ユニット３とを具備する。

前記優先弁機構２は、フォークリフト等に用いられ、ステアリング機構と、複数の切替弁をスタックして形成した液圧ユニットとに作動液を供給するこの種の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、内部に優先弁本体２１等の種々のバルブを一体的に組み込んでなるもので、供給された作動液を優先流と余剰流とに分流するという優先分流機能を有し、前記液圧ポンプ１から吐出された高圧作動油の導入口たるポートＰと、タンク９に連通するタンクポートＴ１、Ｔ２と、図示しないステアリング操作補助回路に連通し、ステアリング操作された際に必要な作動液を優先して吐出するポートＰＦと、余剰の作動液を吐出する余剰流出力口２ａとを具備する。

前記液圧ユニット３は、前記余剰流出力口２ａに接続したポンプ側ポート３ａと、アンロード弁４と、第１、第２、及び第３の流体制御弁５、６、７と、前記ポンプ側ポート３ａから供給される作動液を受ける高圧流路３１と、この高圧流路３１から分岐してなり第１〜第３の流体制御弁５〜７に作動液を供給するパラレル流路３２と、前記高圧流路３１を経て第３の流体制御弁７を通過した作動液、第１〜第３の流体制御弁５〜７から吐出された作動液、及び前記パラレル流路３２を通過した作動液を受ける戻り流路３３と、前記タンク側ポート３ｂとを有する。ここで、前記高圧流路３１と前記パラレル流路３２とは、パラレル流路分岐部３ｘにおいて分岐させてなる。また、前記高圧流路３１は前記ポンプ側ポート３ａから第３の流体制御弁７を通過し終わるまでの部位に設けている。そして、前記高圧流路３１が第３の流体制御弁７を通過し終わるまでの部位において、この高圧流路３１を前記戻り流路３３に断面形状を保ちつつ連通させている。なお、第１、第２、及び第３の流体制御弁５、６、７は、いずれも本発明の切替弁として機能する。

前記アンロード弁４は、図示しない着座センサに接続してなり、着座センサが運転席に操作者が着座していることを検知していない場合にのみ高圧流路３１を戻り流路３３に連通する。

前記第１の流体制御弁５は、前記パラレル流路３２に接続される流入ポート５ａ、前記戻り流路３３に接続される吐出ポート５ｂ、及びリフトシリンダＬＳに接続される第１及び第２の出力ポート５ｃ、５ｄを有する。また、この第１の流体制御弁５は、前記高圧流路３１を連通させる中立位置と、前記流入ポート５ａと前記第１の出力ポート５ａとを連通させる上昇位置と、前記吐出ポート５ｂと前記第２の出力ポート５ｄとを連通させるとともに前記高圧流路３１を連通させる下降位置との３つの位置を選択的にとることができる。この第１の流体制御弁５は、第１の操作レバー５１に接続していて、この第１の操作レバー５１に対する操作を受けて前記３つの位置の間の切替を行うようにしている。また、第１の出力ポート５ｃとリフトシリンダＬＳとの間には、ロジック弁５２を設けている。このロジック弁５２の背圧室には、電磁弁５３を設けておりこの操作により前記リフトシリンダＬＳからの作動液の逆流によりリフトシリンダＬＳが下降することを抑止している。そして、リフトシリンダＬＳと第２の出力ポート５ｄとの間には、リフトシリンダＬＳから作動液が急激に戻り流路３に向けて流れてリフトシリンダＬＳが急下降することを防ぐべく、絞り弁５４を設けている。この絞り弁５４は、該絞り弁５４の前後の差圧が所定以上となった際に閉止する。前記リフトシリンダＬＳは、上述したように前記第１及び第２の出力ポート５ｃ、５ｄを介して前記第１の流体制御弁５に接続していて、作動液の供給を受けてこのリフトシリンダＬＳに接続したフォーク（図示略）を上昇させるとともに、作動液を吐出してこのリフトシリンダＬＳに接続したフォーク（図示略）を下降させる。

前記第２の流体制御弁６は、前記パラレル流路３２に接続される流入ポート６ａ、前記戻り流路３３に接続される吐出ポート６ｂ、チルトシリンダＴＳのシリンダ室ＴＳ１側に接続される第１の出力ポート６ｃ、及びチルトシリンダＴＳのピストンＴＳ２側に接続される第２の出力ポート６ｄを有する。また、この第２の流体制御弁６は、前記高圧流路３１を連通させる中立位置と、前記流入ポート６ａと第１の出力ポート６ｃとを、また、前記吐出ポート６ｂと第２の出力ポート６ｄとを連通させる傾斜位置と、前記流入ポート６ａと第２の出力ポート６ｄとを、また、前記吐出ポート６ｂと第１の出力ポート６ｃとを連通させる起立位置との３つの位置を選択的にとることができる。この第２の流体制御弁６は、第２の操作レバー６１に接続していて、この第２の操作レバー６１に対する操作を受けて前記３つの位置の間の切替を行うようにしている。そして、この第２の流体制御弁６には、前記フォークを支持するマスト（図示略）を前傾させた姿勢で停止させた際に作動液の逆流によりこマストが前傾することを防ぐべく、チルトロックバルブ６Ｚが設けられている。前記チルトシリンダＴＳは、シリンダ室ＴＳ１及びピストンＴＳ２を備えていて、上述したように、前記シリンダ室ＴＳ１は前記第２の流体制御弁の第１出力ポート６ｃ、前記ピストンＴＳ２側は前記第２の流体制御弁の第２出力ポート６ｄに連通している。そして、前記シリンダ室ＴＳ１側に作動液の供給を受け、このチルタシリンダＴＳに接続しているとともに前記フォーク（図示略）を支持するマスト（図示略）を前傾させる。一方、前記ピストンＴＳ２側に作動液の供給を受けた際には、前記マスト（図示略）を前傾させた状態から起立状態に戻す。

前記第３の流体制御弁７は、前記パラレル流路３２に接続される流入ポート７ａ、前記戻り流路３３に接続される吐出ポート７ｂ、回転機構Ｒの第１の流体導入口Ｒ１ａに接続される第１の出力ポート７ｃ、及び回転機構Ｒの第２の流体導入口Ｒ１ｂに接続される第２の出力ポート７ｄを有する。また、この第３の流体制御弁７は、前記高圧流路３１を連通させる中立位置と、前記流入ポート７ａと第１の出力ポート７ｃとを、また、前記吐出ポート７ｂと第２の出力ポート７ｄとを連通させる正回転位置と、前記流入ポート７ａと第２の出力ポート７ｄとを、また、前記吐出ポート７ｂと第１の出力ポート７ｃとを連通させる逆回転位置との３つの位置を選択的にとることができる。また、この第３の流体制御弁７は、第３の操作レバー７１に接続していて、この第３の操作レバー７１に対する操作を受けて前記３つの位置の間の切替を行うようにしている。前記回転機構Ｒは、第１及び第２の流体導入口Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを有する油圧モータＲ１を利用して構成していて、この油圧モータＲ１に出力軸を介して接続した回転フォーク等の回転アタッチメント（図示略）を駆動する。具体的には、第１の流体導入口Ｒ１ａから作動液の供給を受けて回転アタッチメントを正方向に回転させ第２の流体導入口のＲ１ｂから作動液を吐出するとともに、第２の流体導入口Ｒ１ｂから作動液の供給を受けて回転アタッチメントを正方向に回転させ第１の流体導入口のＲ１ａから作動液を吐出する構成を有する。すなわち、この回転機構Ｒにより駆動される回転フォーク等の回転アタッチメントは、正逆両方向に回転可能である。

そして、本実施形態では、最下流の切替弁すなわち前記第３の流体制御弁７の下流側に、前記高圧流路３１を経て中立位置にある前記第３の流体制御弁７を通過し戻り流路３３を流れる作動液の流量を検出するための流量検出手段たる絞り８１と、前記流量が所定値を上回る場合、すなわちこの絞り８１の前後の差圧が所定以上である場合にパラレル流路３２をタンク９に開放する制御弁８２とを有するパラレル流路開放部８をさらに具備する。

前記絞り８１は、戻り流路３３中に設けられ、前記高圧流路３１を経て中立位置にある前記第３の流体制御弁７を通過してこの絞り８１に達する作動液の流量をこの絞り８１の前後の差圧に変換する。

前記制御弁８２は、本実施形態は、前記絞り８１の前後の差圧が所定以上である場合に開成するパイロット弁８２ａと、このパイロット弁８２ａの開閉に連動して開閉するロジック弁８２ｂとを組み合わせてなる。

前記パイロット弁８２ａは、パイロット通路８２ａ１を介して前記絞り８１の上流側及び下流側にそれぞれ接続している。そして、このパイロット通路８２ａ１により伝達される前記差圧が所定以上である場合に開成する。

一方、前記ロジック弁８２ｂは、パラレル流路３２の開閉を行う弁本体８２ｂ１と、パラレル流路３２から液圧の供給を受けるとともに内部に弁本体８２ｂ１を閉止方向に付勢する付勢手段を有する背圧室８２ｂ２とを具備する。前記背圧室８２ｂ２は、前記パイロット弁８２ａに接続している。

ここで、運転席に操作者が着座している際において前記第１〜第３の流体制御弁５〜７が全て中立位置にある場合、及び前記第１の流体制御弁５が上昇位置にあり第２、第３の流体制御弁が中立位置にある場合の作動液の流れについて以下に述べる。

前記余剰流吐出口２ａからポンプ側ポート３ａに達した作動液は、まず、高圧流路３１内を流れる。ここで、運転席に操作者が着座しているので、前記アンロード弁４は閉止状態にあり、従って作動液は高圧流路３１内を第１の流体制御弁５に向けて流れる。次いで、作動液の流れがパラレル流路分岐部３ｘにより分岐し、一部はパラレル流路３２内を流れる。一方、パラレル流路３２を経ずに高圧流路３１内を流れた作動液は、高圧流路３１内を貫通してパラレル流路開放部８の絞り８１に達する。ここで、この絞り８１の前後に、流量に比例して差圧が発生する。この絞り８１の前後に発生した差圧は、前記パイロット通路８２ａ１を経てパイロット弁８２ａに導入される。この差圧が所定以上であればパイロット弁８２ａが開成する。前記パイロット弁８２ａが開成すると、前記ロジック弁８２ｂの背圧室８２ｂ２が戻り流路３３を経てタンク９に連通するので、パラレル流路３２内の液圧が背圧室８２ｂ２内の付勢手段の付勢力に打ち勝ち、ロジック弁８２ｂの弁本体８２ｂが開成側に移動する。すなわち、パラレル流路３２が戻り流路３３を経てタンク９に開放される。従って、パラレル流路３２を経ずに高圧流路３１を貫通した作動液、及びパラレル流路３２内を流れた作動液は、ともにタンク９に向けて流れる。

一方、前記第１の流体制御弁５が上昇位置にある場合は、高圧流路３１は第１の流体制御弁５の位置で閉塞される。また、第２、第３の流体制御弁６、７のうちいずれかが中立位置以外にある場合は、高圧流路３１は中立位置にない流体制御弁の位置で閉塞される。その際、前記絞り８１を通過する流量は減少するので、この絞り８１の前後の差圧が所定値を下回ると前記パイロット弁８２ａは閉止する。すると、ロジック弁８２ｂの背圧室８２ｂ２内の液圧はパラレル流路３２内の液圧と等しくなるまで上昇するので、ロジック弁８２ｂの弁本体８２ｂ１は背圧室８２ｂ２内の付勢手段により付勢されて閉止側に移動し、パラレル流路３２とタンク９に開放された状態は解消する。従って、例えば第２の流体制御弁６が中立位置以外の位置にあれば、優先弁機構２の余剰流出力口２ａから液圧ユニット３に供給される作動液のほぼ全量は、チルトシリンダＴＳに供給される。

以上に述べたように、本実施形態に係る液圧ユニット３の構成によれば、第１〜第３の流体制御弁５〜７がいずれも中立位置にあること等により、高圧流路３１の流量が大きくなった際には、パラレル流路３２がタンク９に開放されるので、高圧流路３１を経る経路だけでなくパラレル流路３２を経る経路も利用して作動液がタンク９に導かれる。従って、従来の構成において、高圧流路３１の断面積を、本実施形態における高圧流路３１の断面積とパラレル流路３２の断面積の和と同一にした場合と同様に、高圧流路の圧力損失を小さくすること、すなわち液圧ユニットの中立時圧力損失性能を向上させることができる。また、絞り８１により高圧流路３１を経て中立状態にある第３の流体制御弁７を通過する流量を検出し、この絞り８１の前後の差圧によりパイロット弁８２ａ及びロジック弁８２ｂを開閉するようにしているので、各流体制御弁にパイロット通路を接続する等の複雑な構成を採用することなく、簡単な構成及び少ない部品点数で前記効果を得ることができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、切替弁の個数は３個に限らず、切替弁を１個のみ設けたものや、２個の切替弁のみをスタックさせたものや４個以上の切替弁をスタックさせたものであってもよい。また、上述した実施形態において、第３の流体制御弁７には、回転機構Ｒでなく、他の機構、例えばマストを左右に傾斜させるためのシリンダ等を接続してもよい。さらに、優先弁機構と複数の切替弁とを積層させてなるマルチスタック型液圧ユニットに限らず、複数の切替弁を全て一体に形成したものでもよく、また、優先弁機構と１又は複数の切替弁とを一体に形成したものであってもよい。

また、制御弁の構成は、上述した実施形態に係るものに限らず、例えば、前記パイロット弁を単独で用いるもの等が考えられる。

さらに、流量検出手段としては、上述した実施形態に係る絞りに限らず、例えば、高圧流路を経て最下流の切替弁を通過する流量を直接検出する流量センサを用いてもよい。この場合、前記制御弁を、流量センサが検出した前記流量が所定以上であることを示す信号を受けて開成し、流量センサが検出した前記流量が所定未満であることを示す信号を受けて閉止する電磁弁を利用して構成するとよい。

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。

本発明の一実施形態に係る液圧ユニットを含む液圧回路を示す図。

符号の説明

３…液圧ユニット
３１…高圧流路
３２…パラレル流路
５〜７…第１〜第３の流体制御弁（切替弁）
８１…絞り（流量検出手段）
８２…制御弁

Claims (1)

1. 複数の切替弁と、中立状態にある前記複数の切替弁を貫通し液圧供給源からの作動液をタンクに導く高圧流路と、この高圧流路から分岐させてなり前記各切替弁に作動液を導くためのパラレル流路とを具備し、前記複数の切替弁が前記高圧流路及び前記パラレル流路を共通に使用する液圧ユニットの構造であって、高圧流路を経て最下流の切替弁を通過する流量を検出するための流量検出手段と、この流量検出手段が検出した前記流量が所定値を上回る場合にパラレル流路をタンクに開放する制御弁とをさらに具備することを特徴とする液圧ユニットの構造。

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