(57)【要約】【課題】  エネルギーロスが極端に少ない上に、必要な作業機には必要な流量を供給できるようにした産業機械用ネガティブ制御回路を提供することである。【解決手段】  可変吐出ポンプ機構Ｐに優先弁５を接続し、優先弁５にステアリング系回路８と作業機系回路１０とを接続している。そして、作業機系回路に接続した切換弁１８，２０，２１にパイロット流路２６〜２８を形成し、切換弁１８のパイロット流路２６は中継通路１５を介して優先弁５の上流側に接続し、切換弁２１のパイロット流路２８は絞り３３を介してタンクに連通する一方、絞り３３とパイロット流路２８との間を、パイロットライン３を介してレギュレータ２に連通してなり、上流側の切換弁のパイロット流路は下流側の切換弁のパイロット流路に連通し、パイロット流路２６〜２８は切換弁１８，２０，２１を切り換えたときに全閉するかあるいは開度が絞られる構成にした。【選択図】  図１
2006103893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レギュレータを備えた可変吐出ポンプ機構と、この可変吐出ポンプ機構に接続された優先弁と、この優先弁の制御流ポートに接続したステアリング系回路と、優先弁の余剰流ポートに接続するとともに複数の切換弁を設けた作業機系回路とを備え、作業機系回路に接続した各切換弁には、中立位置において全開するパイロット流路を形成し、最上流の切換弁のパイロット流路は中継通路を介して上記優先弁の上流側に接続し、最下流の切換弁のパイロット流路は絞りを介してタンクに連通する一方、この絞りと最下流のパイロット流路との間を、パイロットラインを介して上記レギュレータに連通してなり、しかも、上流側の切換弁のパイロット流路は下流側の切換弁のパイロット流路に連通するとともに、上記パイロット流路はその切換弁を切り換えたときに全閉するかあるいは開度が絞られる構成にした産業機械用ネガティブ制御回路。
【請求項２】
優先弁の上流側に接続した中継通路には上記切換弁のパイロット流路を経由せずにパイロットラインに連通するバイパス通路を設けるとともに、このバイパス通路にセキュリティバルブを設け、このセキュリティバルブを開閉可能にした請求項１記載の産業機械用ネガティブ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばフォークリフト等の産業機械に用いる産業機械用ネガティブ制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御回路として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この従来の制御回路は、固定吐出ポンプに優先弁を接続するとともに、この優先弁の制御流ポートをステアリング系回路に接続し、余剰流ポートを作業機系回路に接続している。
そして、固定吐出ポンプから吐出された流量のうち、一定流量すなわち制御流量は上記制御流ポートを介してステアリング系回路に優先的に供給され、固定吐出ポンプの吐出容量から上記制御流量を差し引いた余剰流量が、常に作業機系回路に供給される。
【０００３】
また、上記作業機系回路にはアクチュエータに対応した複数の切換弁を設けるとともに、それら各切換弁はセンタオープンタイプとしている。したがって、各切換弁を中立位置に保っているときには、ポンプの吐出油が各切換弁のセンタオープン通路を経由してタンクに戻される。
【特許文献１】特開２０００−００７３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにした従来の制御回路では、固定吐出ポンプの吐出容量から上記制御流量を差し引いた余剰流量が、常に作業機系回路に供給される。しかし、作業機系回路に接続した切換弁を中立位置に保っているときには、言い換えると、作業機系回路に接続したアクチュエータを作動していないときには、上記余剰流量の全量が作業機系回路を通りタンクに戻されるが、その間で圧力損失が発生し、その分、作動油が発熱し、エネルギーロスが大きくなるという問題があった。
【０００５】
さらに、上記のようにエネルギーロスが発生して発熱量が大きくなれば、それを冷却するための装置などが必要になるので、当該回路の製造コストが上昇するという問題もあった。
この発明の目的は、エネルギーロスが極端に少ない上に、必要な作業機には必要な流量を供給できるようにした産業機械用ネガティブ制御回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、レギュレータを備えた可変吐出ポンプ機構と、この可変吐出ポンプ機構に接続された優先弁と、この優先弁の制御流ポートに接続したステアリング系回路と、優先弁の余剰流ポートに接続するとともに複数の切換弁を設けた作業機系回路とを備え、作業機系回路に接続した各切換弁には、中立位置において全開するパイロット流路を形成し、最上流の切換弁のパイロット流路は中継通路を介して上記優先弁の上流側に接続し、最下流の切換弁のパイロット流路は絞りを介してタンクに連通する一方、この絞りと最下流のパイロット流路との間を、パイロットラインを介して上記レギュレータに連通してなり、しかも、上流側の切換弁のパイロット流路は下流側の切換弁のパイロット流路に連通するとともに、上記パイロット流路はその切換弁を切り換えたときに全閉するかあるいは開度が絞られる構成にした点に特徴を有する。
【０００７】
第１の発明は、上記のように構成したので、作業機系回路の切換弁を中立位置に保っているときには、言い換えると、作業機系回路に接続したアクチュエータを作動していないときには、可変ポンプ機構の吐出量が最少に保たれる。また、各切換弁を切り換えたときのパイロット流路の開度すなわち絞りの開度を必要に応じて定めることによって、その切換弁に接続したアクチュエータに合った流量を供給できることになる。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明によれば、作業機系回路に接続したアクチュエータを作動していないとき、可変ポンプ機構の吐出量を最少に保つことができるので、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。このようにエネルギーロスが少ないので、回路の発熱も少なくなり、冷却機構も小型なもので足りるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、フォークリフトにこの発明の産業機械用ネガティブ制御回路を用いたときの実施形態を示すもので、可変吐出ポンプ機構Ｐは、可変吐出ポンプ１とレギュレータ２とを備えている。そして、レギュレータ２にはパイロットライン３を接続しているが、このパイロットライン３の圧力が設定圧以上に保たれているとき、レギュレータ２が可変吐出ポンプ１の吐出量を、あらかじめ設定した最少流量に設定する。パイロットライン３の圧力がタンク圧になれば、レギュレータ２が可変吐出ポンプ１の吐出量を増大させる。
【００１０】
上記のようにした可変吐出ポンプ１には供給通路４を接続するとともに、この供給通路４は優先弁５の流入ポート６に連通させている。このようにした優先弁５は、その制御流ポート７をステアリング系回路８に接続し、余剰流ポート９を作業機系回路１０に接続している。
【００１１】
そして、上記優先弁５はステアリング系回路８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１０に供給するが、上記制御流量Ｑ1は制御オリフィス１１とスプリング１２とによって決められる。すなわち、上記優先弁５は、その一方のパイロット室５ａに制御オリフィス１１の上流側の圧力を導き、他方のパイロット室５ｂに制御オリフィス１１の下流側の圧力を導く構成にするとともに、上記他方のパイロット室５ｂにスプリング１２を設けている。
【００１２】
このようにした優先弁５は、制御オリフィス１１前後の差圧が、スプリング１２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１１前後の差圧を一定に保って、ステアリング系回路８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。
【００１３】
そして、上記制御流量Ｑ1以上の余剰流量Ｑ2が流入ポート６に流入したときには、その余剰流量Ｑ2を余剰流ポート９から流出するものである。したがって、流入ポート６に流入する流量が制御流量Ｑ1以下であれば、余剰流ポート９から流出される余剰流量Ｑ2はゼロということになる。
なお、図中符号１３，１４はダンパーオリフィスである。
【００１４】
また、上記供給通路４であって、優先弁５の上流側には中継通路１５を接続している。そして、この中継通路１５は、供給通路４と前記パイロットライン３とを連通するが、この中継通路１５には流量制御弁１６を接続している。この流量制御弁１６は、供給通路４に供給された流量のうち、レギュレータ２に対するパイロット圧を発生させるために必要な最少流量をパイロット流量Ｑ3として中継通路１５に導くものである。そして、前記レギュレータ２は、そこに供給されるパイロット圧がゼロのとき、可変吐出ポンプ１の吐出量を最大に保ち、パイロット圧が設定圧に維持されているとき、最少吐出流量を確保するが、その最少吐出流量は、制御流量Ｑ1＋パイロット流量Ｑ3となるようにあらかじめ設定されている。
【００１５】
さらに、優先弁５の余剰流ポート９に接続した作業機系回路１０の最上流には、リフトシリンダ１７を制御する第１切換弁１８を接続し、この第１切換弁１８の下流側には、チルトシリンダ１９を制御する第２切換弁２０を接続し、最下流には、アタッチメント用のアクチュエータを制御する第３切換弁２１を接続している。これら第１，２，３切換弁１８，２０，２１のそれぞれは、それらが中立位置にあるときセンタオープン通路２２〜２４が開き、余剰流ポート９から作業機系回路１０に流入した作動流体を、タンク通路２５を介してタンクＴに環流させる。
【００１６】
上記のようにした第１〜３切換弁１８，２０，２１のそれぞれには、上記センタオープン通路２２〜２４とは別のパイロット流路２６〜２８を設けている。これらパイロット流路２６〜２８は、第１〜３切換弁１８，２０，２１が中立位置にあるとき全開する。そして、パイロット流路２６と２７とが連通し、パイロット流路２７と２８とが連通するとともに、最上流の第１切換弁１８のパイロット流路２６を中継通路１５に接続している。したがって、流量制御弁１６を通過した流量Ｑ3は、このパイロット流路２６に流入することになる。
【００１７】
さらに、最上流の第１切換弁１８のパイロット流路２６は、第１切換弁１８を図面右側位置に切り換えてリフトシリンダ１７を上昇させるときには全閉する。また、第２，３切換弁２０，２１のパイロット流路２７，２８は、第２，３切換弁２０，２１を中立位置から左右いずれかに切り換えたとき、オリフィス２９，３０として機能するようにしている。そして、最下流の第３切換弁２１におけるパイロット流路２８の下流側は絞り３３を介してタンク通路２５に連通させるとともに、この絞り３３の上流側をパイロットライン３に接続している。
【００１８】
一方、上記中継通路１５はバイパス通路３１を介してパイロットライン３に連通するとともに、バイパス通路３１には電磁弁であるセキュリティバルブ３２を設けている。このセキュリティバルブ３２は、それが非励磁のときに図示の開位置を保ち、励磁したときには閉位置を保つようにしている。そして、作業機系回路１０のシリンダ１７，１９等を通常に作動させるときには、上記セキュリティバルブ３２を閉位置に保っておく。
【００１９】
次に、この実施形態の作用を説明する。
セキュリティバルブ３２を閉位置に保つとともに、作業機系回路１０の第１〜３切換弁１８，２０，２１を中立位置に保った状態で可変吐出ポンプ１を駆動すると、その吐出量のうちパイロット流量Ｑ3が流量制御弁１６→中継通路１５→第１切換弁１８のパイロット流路２６→第２切換弁２０のパイロット流路２７→第３切換弁２１のパイロット流路２８→絞り３３→タンク通路２５を経由してタンクＴに流れる。このようにして絞り３３に流れが生じると、この絞り３３前後に差圧が発生し、その上流側の圧力がパイロットライン３を介してレギュレータ２に導かれる。
【００２０】
このようにしてレギュレータ２に導かれたパイロット圧は、設定圧を保つようにしている。したがって、レギュレータ２はそのパイロット圧の作用で、可変吐出ポンプ１の吐出量を最少に保つ。すなわち、その吐出量を（制御流量Ｑ1＋パイロット流量Ｑ3）に保つ。このとき、優先弁５は、制御流量Ｑ1をステアリング系回路８に優先的に供給するので、作業機系回路１０には作動流体が供給されない。つまり、作業機系回路１０のセンタオープン通路２２〜２４には作動流体が流れないので、そこでの圧力損失は一切なく、発熱もしない。
【００２１】
上記の状態で、例えば、最上流の第１切換弁１８を図面右側位置に切り換えてリフトシリンダ１７を上昇させると、この第１切換弁１８のパイロット流路２６が閉じられる。このようにパイロット流路２６が閉じられると、絞り３３に流れが生じないので、その前後には差圧も発生しない。したがって、レギュレータ２に導かれるべきパイロット圧が発生しないことになる。このようにパイロット圧が発生しなければ、レギュレータ２は、可変吐出ポンプ１の吐出量を増大させ、余剰流量Ｑ2が最大になるように（制御流量Ｑ1＋余剰流量Ｑ2＋パイロット流量Ｑ3）を制御する。すなわち、リフトシリンダ１７を上昇させるのに必要な流量を余剰流量として確保できるようにする。したがって、この状態では、リフトシリンダ１７を上昇させるのに必要な流量が確保されることになる。
【００２２】
次に、第１切換弁１８および第３切換弁２１を中立位置に保って、第２切換弁２０を左右いずれかに切り換えると、この第２切換弁２０のパイロット流路２７はオリフィス２９として機能する。したがって、このオリフィス２９で減圧された圧力流体が絞り３３を通過することになるので、パイロット流量Ｑ3のすべてが流通するときよりも、言い換えると、第１切換弁１８を右側位置に切り換えたときよりもその差圧が小さくなる。このように絞り３３前後の差圧が小さくなるので、その分、レギュレータ２に作用する圧力も相対的に低くなる。
【００２３】
上記のようにレギュレータ２に作用する圧力も相対的に低くなれば、レギュレータ２は、パイロット流量Ｑ3の全量が絞り３３を通過したときの可変吐出ポンプ１の吐出量よりもその流量を少なくするように制御する。つまり、（制御流量Ｑ1＋余剰流量Ｑ2＋パイロット流量Ｑ3）のうち、余剰流量分を少なくする。したがって、（制御流量Ｑ1＋余剰流量Ｑ2＋パイロット流量Ｑ3）の流量を確保しながら、その余剰流量Ｑ2はチルトシリンダ１９が必要とするだけの必要流量に制御する。このように、余剰流量Ｑ2はチルトシリンダ１９が必要とする流量分に制御されるので、作業機系回路１０に必要以上の流量が供給されない。したがって、その分、エネルギーロスも少なくできる。
【００２４】
なお、第１，２切換弁１８，２０を中立位置に保ちつつ、第３切換弁２１を左右いずれかに切り換えた場合にも、第２切換弁２０を左右いずれかに切り換えた場合と同様である。結局、この実施形態によれば、各切換弁におけるパイロット流路の開度を目的に応じて設定すれば、当該切換弁に接続したアクチュエータに対して、適正流量以上の流量を供給しなくてすむので、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【００２５】
また、第１〜３切換弁１８，２０，２１の切り換えいかんにかかわらず、セキュリティバルブ３２を開位置に保てば、パイロット流量Ｑ3の全量をレギュレータ２に導くことができる。このようにパイロット流量Ｑ3の全量をレギュレータ２に導くことによって、可変吐出ポンプ１の吐出量を最少流量すなわち制御流量Ｑ1＋パイロット流量Ｑ3に保つことができる。
【００２６】
上記のように可変吐出ポンプ１の吐出量を制御流量Ｑ1＋パイロット流量Ｑ3である最少流量に保つことができるので、優先弁５は作業機系回路１０に流体を供給しなくなる。つまり、作業機系回路１０への供給流量をゼロに保つことができる。このように作業機系回路１０への供給流量をゼロに保つことによって、セキュリティバルブ３２を、安全を維持するためのバルブとして機能させることができる。
【００２７】
例えば、このセキュリティバルブ３２を、オペレータが運転席に着座しているとき閉位置を保ち、オペレータが運転席を離れたときに開位置を保つようにしておけば、オペレータが運転席を離れている状態で、第１〜３切換弁１８，２０，２１のいずれかが何らかの力を受けて切り換わったとしても、アクチュエータが不用意に作動するという危険を回避できる。
【００２８】
また、上記セキュリティバルブ３２は、着座確認用だけでなく、いろいろなセキュリティ用に使えることもちろんである。例えば、フォークリフトなどで、制限重量以上の重量を持ち上げようとしたとき、その重量を電気的に感知してこのセキュリティバルブ３２を開位置に切り換えるようにしてもよい。
さらに、セキュリティバルブ３２は、正常時に開位置に保ち、異常時に閉位置を保つようにしてもよい。
なお、上記実施形態では、第１〜３切換弁１８，２０，２１をセンターオープンタイプにしたが、それらをセンタークローズドタイプにしてもよいこと当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明における実施形態の回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｐ        可変ポンプ機構
２        レギュレータ
３        パイロットライン
５        優先弁
７        制御流ポート
８        ステアリング系回路
９        余剰流ポート
１０        作業機系回路
１５        中継通路
１７        アクチュエータであるリフトシリンダ
１８        第１切換弁
１９        アクチュエータであるチルトシリンダ
２０        第２切換弁
２１        第３切換弁
２２〜２４  センタオープン通路
Ｔ        タンク
２６〜２８  パイロット流路
２９      オリフィス
３０      オリフィス
３１        バイパス通路
３２        セキュリティバルブ
３３        絞り
【図１】
2006103893.tif 000003