JP2017133596A - パイロット式切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】リリーフ流量を確保しつつ大型化することを抑制できるパイロット式切換弁を提供する。【解決手段】パイロット式切換弁５０は、バルブボディ５２に形成された開口端５３ａを有する収容穴５３と、収容穴５３に摺動自在に収容され、第１リリーフ弁６０への作動油の流れを許容または遮断するスプール５４と、スプール５４を開弁方向に付勢するパイロット圧が導かれるパイロット室５１と、スプール５４を閉弁方向に付勢するばね５５と、を備え、スプール５４は、スプール５４を開弁方向に付勢するようにパイロット圧が作用する受圧面（底面５４ｂ）を有し、受圧面（底面５４ｂ）の面積は、収容穴５３の断面積よりも小さいことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、パイロット式切換弁に関するものである。

特許文献１には、油圧ポンプと集合切換弁とを連絡する管路から分岐する管路上に油圧パイロット式切換弁を介してリリーフ弁を設けた油圧回路が記載されている。

特開平１−１０２１３１号公報

この種の油圧回路では、パイロット式切換弁として、円柱状に形成された弁体の一方の端面にパイロット室を設け、他方の端面に付勢ばねを設けた構造のものが用いられる。

特許文献１に記載の油圧回路において、リリーフ弁のリリーフ流量を確保するためには、油圧パイロット式切換弁の流量を大きくする必要がある。そこで、上述の構造のパイロット式切換弁を用いて流量を確保しようとすると、弁体の径を大きくすることになる。しかしながら、弁体の径を大きくすると、パイロット室における弁体の受圧面積が大きくなるため、パイロット室内の圧力による付勢力も大きくなってしまう。これにより、弁体の他方の端面に設けられる付勢ばねの付勢力もこれに合わせて大きくする必要があるため、パイロット式切換弁が大型化してしまうおそれがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リリーフ流量を確保しつつ大型化することを抑制できるパイロット式切換弁を提供することを目的とする。

第１の発明は、ポンプに接続された供給流路の圧力が所定値に達した際に開弁して作動流体をタンクに排出するリリーフ弁の上流側に設けられるパイロット式切換弁であって、バルブボディと、バルブボディに形成された開口端を有する収容穴と、収容穴に摺動自在に収容され、リリーフ弁への作動流体の流れを許容または遮断する弁体と、弁体を開弁方向に付勢するパイロット圧が導かれるパイロット室と、弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、を備え、弁体は、弁体を開弁方向に付勢するようにパイロット圧が作用する受圧面を有し、受圧面の面積は、収容穴の断面積よりも小さいことを特徴とする。

第１の発明では、弁体を開弁方向に付勢するようにパイロット圧を受圧する受圧面の面積が収容穴の断面積よりも小さくなるように形成される。これにより、パイロット圧による付勢力が大きくなることを抑制できるので、弁体を閉弁方向に付勢するための付勢部材が大きくなることを抑制できる。

第２の発明は、リリーフ弁は、バルブボディに設けられることを特徴する。

第２の発明では、リリーフ弁がバルブボディに一体に設けられるので、パイロット式切換弁とリリーフ弁との配管作業を不要にすることができるとともに、装置をコンパクトにすることができる。

第３の発明は、弁体は、端面に開口する挿入孔を有し、挿入孔内には、ピストンが摺動自在に挿入され、パイロット室は、前記挿入孔の底面と前記ピストンの端面との間に形成されることを特徴する。

第３の発明では、ピストンを用いることにより弁体に挿入孔を形成するだけでよいので、簡単な加工で製作することができる。

第４の発明は、開口端を閉塞しバルブボディに固定されるプラグをさらに備え、弁体は、端面に開口する挿入孔を有し、プラグは、挿入孔内に挿入される挿入部を有し、パイロット室は、挿入孔の底面と挿入部の端面との間に形成されることを特徴する。

第５の発明は、開口端を閉塞し前記バルブボディに固定されるプラグをさらに備え、弁体は、収容穴と摺動する本体部と、本体部より小径で本体部の端面から突出して形成された突出部と、を有し、プラグは、突出部が挿入される凹部を有し、パイロット室は、突出部の端面と凹部の底面との間に形成されることを特徴する。

第４、５の発明では、ピストンを用いる場合に比べて部品点数を少なくできる。

本発明によれば、リリーフ流量を確保しつつ大型化することを抑制できるパイロット式切換弁を提供できる。

本発明の第１実施形態に係るパイロット式切換弁を用いた油圧回路図である。 本発明の第１実施形態に係るパイロット式切換弁の構造断面図である。 本発明の第１実施形態に係るパイロット式切換弁の変形例における部分拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るパイロット式切換弁の部分断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るパイロット式切換弁５０について説明する。ここでは、パイロット式切換弁５０がフォークリフトに搭載される流体圧制御装置１００に適用される例について説明するが、本発明はフォークリフト以外の各種装置に適用可能である。

まず、図１を参照して、パイロット式切換弁５０が適用される流体圧制御装置１００について説明する。

流体圧制御装置１００は、フォークを昇降させるリフトシリンダ１０、マストの傾斜角を変化させるチルトシリンダ２０、及び他の付属装置を動かす付属装置用アクチュエータ３０，４０の作動を制御する。他の付属装置としては、フォークの間隔を調節するフォークポジショナーが挙げられる。

リフトシリンダ１０、チルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０にはそれぞれ圧力上限値が設定されており、圧力上限値よりも高い圧力をこれらのシリンダ１０，２０，３０，４０に作用させないことが望まれる。リフトシリンダ１０は、フォーク及び荷物を持ち上げることから、チルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０の圧力上限値よりも高い圧力上限値を有する。本明細書の説明において、リフトシリンダ１０を高圧アクチュエータとも称し、チルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０を低圧アクチュエータとも称する。

図１に示すように、流体圧制御装置１００は、供給流路３と、供給流路３に設けられた第１制御弁１６と、供給流路３に設けられた複数の第２制御弁２６，３６，４６と、を備える。供給流路３は、ポンプ１から吐出された作動流体としての作動油をリフトシリンダ１０、チルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０に導く。第１制御弁１６は、リフトシリンダ１０の作動を制御する。複数の第２制御弁２６，３６，４６はチルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０の作動をそれぞれ制御する。

また、流体圧制御装置１００は、供給流路３における第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６の上流側に連通するバイパス路４を備える。バイパス路４は、第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６の全てが中立位置にある場合に、ポンプ１から吐出された作動油を第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６及び排出路６を通じてタンク２へ導く。

リフトシリンダ１０は、シリンダチューブ１１の内部をボトム側室１２とヘッド側室１３とに区画するピストン１４を有する単動形シリンダである。ピストン１４にはロッド１５が取り付けられている。第１制御弁１６は、リフトシリンダ１０の作動を停止する中立位置１６ａ、ロッド１５を上昇させる上昇位置１６ｂ、及びロッド１５を下降させる下降位置１６ｃを有する５ポート３位置切換弁である。以下において、上昇位置１６ｂを作動位置とも称する。

第１制御弁１６は、中立位置１６ａにある場合には、供給流路３における作動油の流れを遮断し、バイパス路４における作動油の流れを許容する。この場合、リフトシリンダ１０は作動しない。

第１制御弁１６は、上昇位置１６ｂにある場合には、供給流路３における作動油の流れを許容し、バイパス路４における作動油の流れを遮断する。この場合、ボトム側室１２は供給流路３と連通し、作動油がポンプ１からボトム側室１２に供給される。その結果、ロッド１５が上昇する。

第１制御弁１６は、下降位置１６ｃにある場合には、供給流路３における作動油の流れを遮断し、バイパス路４における作動油の流れを許容する。この場合、ボトム側室１２は第１制御弁１６を通じて排出路６と連通し、ボトム側室１２内の作動油は第１制御弁１６及び排出路６を通ってタンク２へ導かれる。その結果、ロッド１５はピストン１４、ロッド１５及びフォークに作用する重力によって下降する。

チルトシリンダ２０は、シリンダチューブ２１の内部をボトム側室２２とヘッド側室２３とに区画するピストン２４を有する複動形シリンダである。ピストン２４にはロッド２５が取り付けられている。第２制御弁２６は、チルトシリンダ２０の作動を停止する中立位置２６ａ、マストを前傾させるようにチルトシリンダ２０を作動させる前傾位置２６ｂ、及びマストを後傾させるようにチルトシリンダ２０を作動させる後傾位置２６ｃを有する８ポート３位置切換弁である。以下において、前傾位置２６ｂ及び後傾位置２６ｃを作動位置とも称する。

第２制御弁２６は、中立位置２６ａにある場合、供給流路３における作動油の流れを遮断し、バイパス路４における作動油の流れを許容する。この場合、チルトシリンダ２０は作動しない。

第２制御弁２６は、前傾位置２６ｂにある場合、供給流路３における作動油の流れを許容し、バイパス路４における作動油の流れを制限する。この場合、ボトム側室２２は供給流路３と連通し、ヘッド側室２３は第２制御弁２６を通じて排出路６と連通する。ポンプ１からボトム側室２２に作動油が供給されるとともにヘッド側室２３の作動油がタンク２に排出される。その結果、ロッド２５がシリンダチューブ２１に対して移動し、チルトシリンダ２０に連結されたマストが前傾する。

第２制御弁２６は、後傾位置２６ｃにある場合、供給流路３における作動油の流れを許容し、バイパス路４における作動油の流れを制限する。この場合、ボトム側室２２は第２制御弁２６を通じて排出路６と連通し、ヘッド側室２３は供給流路３と連通する。ポンプ１からヘッド側室２３に作動油が供給されるとともにボトム側室２２の作動油がタンク２に排出される。その結果、ロッド２５がシリンダチューブ２１に対して移動し、チルトシリンダ２０に連結されたマストが後傾する。

付属装置用アクチュエータ３０，４０は複動形シリンダであり、第２制御弁３６，４６は８ポート３位置切換弁である。付属装置用アクチュエータ３０，４０及び第２制御弁３６，４６の構造は、チルトシリンダ２０及び第２制御弁２６と同じであるため、ここではその説明を省略する。

逆止弁１７は、第１制御弁１６が作動位置１６ｂにある場合にリフトシリンダ１０の作動油が供給流路３に逆流することを防ぐ。逆止弁２７，３７，４７は、逆止弁１７と同様に、第２制御弁２６，３６，４６が作動位置２６ｂ，２６ｃ，３６ｂ，３６ｃ，４６ｂ，４６ｃにある場合にチルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０の作動油が供給流路３に逆流することをそれぞれ防ぐ。

本実施形態では、リフトシリンダ１０として単動形シリンダを用い、チルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０として複動形シリンダを用いているが、本発明はこの形態に限られない。リフトシリンダ１０は複動形シリンダ又は他の形式の流体圧アクチュエータであってもよい。チルトシリンダ２０及び付属装置用アクチュエータ３０，４０は単動形シリンダ又は他の形式の流体圧アクチュエータであってもよい。

第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６は、５ポート３位置切換弁及び８ポート３位置切換弁にそれぞれ限られず、他の形式の弁であってもよい。

また、流体圧制御装置１００は、供給流路３における第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６の上流側から分岐する分岐路５と、分岐路５に設けられたパイロット式切換弁５０と、分岐路５におけるパイロット式切換弁５０の下流側に設けられた第１リリーフ弁６０と、を備える。

分岐路５は、第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６を迂回してバイパス路４とともに排出路６に接続される。したがって、第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６の少なくとも１つがバイパス路４における作動油の流れを遮断する場合、ポンプ１から吐出された作動油は分岐路５を通じてパイロット式切換弁５０へ導かれる。

パイロット式切換弁５０は、分岐路５における作動油の流れを遮断する遮断位置５０ａと、分岐路５における作動油の流れを許容する連通位置５０ｂと、を有する２ポート２位置切換弁である。パイロット式切換弁５０はパイロット室５１を有し、パイロット室５１への作動油の供給に応じて、遮断位置５０ａと連通位置５０ｂとが切り換えられる。パイロット室５１と第２制御弁２６，３６，４６とはそれぞれパイロット通路２８，３８，４８によって接続される。パイロット室５１には、パイロット圧として供給流路３の圧力が第２制御弁２６，３６，４６を通じて供給される。

本実施形態では、第２制御弁２６，３６，４６は、中立位置２６ａ，３６ａ，４６ａにある場合、パイロット通路２８，３８，４８を供給流路３から切り離し、パイロット通路２８，３８，４８をバイパス路４に接続する。つまり、第２制御弁２６，３６，４６は、中立位置２６ａ，３６ａ，４６ａにある場合、供給流路３からパイロット室５１への作動油の供給を遮断し、パイロット室５１からバイパス路４への作動油の流れを許容する。

第２制御弁２６，３６，４６は、作動位置２６ｂ，２６ｃ，３６ｂ，３６ｃ，４６ｂ，４６ｃにある場合、パイロット通路２８，３８，４８を供給流路３に接続し、パイロット通路２８，３８，４８をバイパス路４から切り離す。つまり、第２制御弁２６，３６，４６は、作動位置２６ｂ，２６ｃ，３６ｂ，３６ｃ，４６ｂ，４６ｃにある場合、供給流路３からパイロット室５１への作動油の供給を許容し、パイロット室５１からバイパス路４への作動油の流れを遮断する。

逆止弁３９はパイロット室５１から第２制御弁３６への作動油の流れを遮断し、逆止弁４９はパイロット室５１から第２制御弁４６への作動油の流れを遮断する。逆止弁３９，４９をパイロット通路３８，４８に設ける代わりに、パイロット通路３８，４８を予めバイパス路４から切り離しておいてもよい。

バイパス路４における第２制御弁３６，４６の上流側に連通するパイロット通路２８には、逆止弁が設けられていない。これは、パイロット室５１に圧力がこもってパイロット式切換弁５０が連通位置５０ｂに保たれるのを防ぐためである。パイロット通路２８に逆止弁を設けなくても、例えば第２制御弁３６が作動位置３６ｂ，３６ｃにあればバイパス路４が遮断されるので、パイロット室５１内の作動油はパイロット通路２８を通じてタンク２へ排出されることはない。

第１リリーフ弁６０は、第１リリーフ弁６０の入口ポート６１における圧力が第１圧力限界値以下のときに閉じ、入口ポート６１における圧力が第１圧力限界値に達したときに開く。第１リリーフ弁６０が開くと、作動油は分岐路５から第１リリーフ弁６０を通じて排出路６へと導かれる。したがって、分岐路５内の圧力は第１圧力限界値以下に制限される。つまり、第１リリーフ弁６０は、第１リリーフ弁６０への作動油の流れが許容された場合に分岐路５内の圧力を第１圧力限界値以下に制限する。

本実施形態では、第１リリーフ弁６０が分岐路５に設けられているので、第２制御弁２６，３６，４６のそれぞれに供給流路３から第１リリーフ弁６０までの流路を形成する必要がない。供給流路３から第２制御弁２６，３６，４６を通りパイロット室５１に至る流路（パイロット通路２８，３８，４８）は、パイロット室５１の容積に対応する量の作動油を流せれば足りるので、流路面積が小さくてもよく、第２制御弁２６，３６，４６を小型化することができる。したがって、流体圧制御装置１００をより小型化することができる。

流体圧制御装置１００は、パイロット式切換弁５０の上流側に設けられた第２リリーフ弁７０をさらに備える。第２リリーフ弁７０は、供給流路３内の圧力を第１圧力限界値よりも高い第２圧力限界値以下に制限する。

より具体的には、第２リリーフ弁７０は、第２リリーフ弁７０の入口ポート７１における圧力が第２圧力限界値以下のときに閉じ、入口ポート７１における圧力が第２圧力限界値に達したときに開く。第２リリーフ弁７０が開くと、作動油は供給流路３から第２リリーフ弁７０を通じて排出路６へと導かれる。したがって、供給流路３内の圧力は第２圧力限界値以下に制限される。

図１に示される実施形態では、第２リリーフ弁７０は供給流路３から分岐する流路に設けられているが、第２リリーフ弁７０は、分岐路５におけるパイロット式切換弁５０の上流側から分岐する流路に設けられていてもよい。

次に、図２を参照して、パイロット式切換弁５０の具体的な構成について説明する。

パイロット式切換弁５０は、バルブボディ５２と、バルブボディ５２に形成された開口端５３ａを有する収容穴５３と、収容穴５３に摺動自在に収容され、第１リリーフ弁６０への作動油の流れを許容または遮断する弁体としてのスプール５４と、スプール５４を開弁方向に付勢するパイロット圧が導かれるパイロット室５１と、スプール５４を閉弁方向に付勢する付勢部材としてばね５５と、開口端５３ａを閉塞しバルブボディ５２に固定されるプラグ５６と、を備える。

スプール５４は、プラグ５６に対向する端面に開口しスプール５４の軸方向に延びるように形成された挿入孔５４ａと、分岐路５における作動油の流れを遮断または許容するランド部５４ｃと、を備える。挿入孔５４ａ内には、ピストン５７が摺動自在に挿入され、挿入孔５４ａの底面５４ｂとピストン５７の端面５７ａとの間にパイロット室５１が形成される。スプール５４には、パイロット室５１とパイロット通路２８，３８，４８とを連通する連通路５４ｄが形成される。

パイロット室５１に流入した作動油（パイロット圧）は、挿入孔５４ａの底面５４ｂとピストン５７の端面５７ａとに作用する。このため、挿入孔５４ａの底面５４ｂは、スプール５４を開弁方向に付勢するようにパイロット圧が作用する受圧面として機能する。挿入孔５４ａの底面５４ｂにパイロット圧が作用すると、スプール５４がばね５５を圧縮しながら図２における右方向に移動し、ランド部５４ｃは分岐路５における作動油の流れを許容する。

ピストン５７は、端面５７ａに作用するパイロット圧によって、図２における左方向に移動しようとするが、プラグ５６に当接することでその移動が規制される。

挿入孔５４ａの底面５４ｂが受圧面として機能することにより、例えば、スプール５４が中実（挿入孔５４ａが設けられていないスプール）であって、そのスプール５４の端面全体（収容穴５３の断面積にほぼ等しい面積を有した端面）にパイロット圧が作用する場合に比べて、パイロット圧の受圧面積を小さくすることができる。

流体圧制御装置１００では、第１リリーフ弁６０のリリーフ流量を確保したいという要求がある。その対策として、第１リリーフ弁６０の上流側に設けられたパイロット式切換弁５０の流路面積を大きくするために、パイロット式切換弁５０において、スプール５４の径を大きくすることが考えられる。しかし、スプール５４の径を大きくすると、それに応じてパイロット室における受圧面積が大きくなるため、パイロット室内の作動油から受ける開弁方向への付勢力も大きくなってしまい、それに伴って閉弁方向に付勢するばね５５も大型化することになり、結果として装置全体が大型化してしまう。そこで、本実施形態では、スプール５４を開弁方向に付勢するようにパイロット圧を受圧する受圧面の面積を収容穴５３の断面積よりも小さくするために、スプール５４の内部にパイロット室５１が形成される。つまり、挿入孔５４ａの底面５４ｂとピストン５７の端面５７ａとの間にパイロット室５１が形成される。このように、スプール５４の内部にパイロット室５１が形成されることで、上述のようなスプール５４の端面全体（収容穴５３の断面積にほぼ等しい面積を有した端面）にパイロット圧が作用する構成に比べてスプール５４のパイロット圧の受圧面積を小さくすることができ、スプール５４を開弁方向に付勢する付勢力を小さくすることができる。これにより、この開弁方向への付勢力に対抗するように設定される閉弁方向への付勢力も小さくできる。つまり、スプール５４を閉弁方向に付勢するばね５５を小さくできる。したがって、第１リリーフ弁６０のリリーフ流量を確保するためにスプール５４の径を大きくしても、それに応じてばね５５を大きくする必要がない。よって、パイロット室５１の受圧面（底面５４ｂ）の面積を収容穴５３の断面積よりも小さくすることで、第１リリーフ弁６０のリリーフ流量を確保しつつパイロット式切換弁５０の大型化を抑制することができる。

次に、図１を参照して流体圧制御装置１００の動作について説明する。

まず、第２制御弁２６，３６，４６の少なくとも１つが作動位置２６ｂ，２６ｃ，３６ｂ，３６ｃ，４６ｂ，４６ｃにある場合について説明する。

第２制御弁２６は、前傾位置２６ｂにある場合すなわちチルトシリンダ２０への作動油の流れを許容する場合、供給流路３からパイロット室５１への作動油の供給を許容する。逆止弁３９，４９がパイロット通路３８、４８から第２制御弁３６，４６への作動油の流れを遮断するので、供給流路３からパイロット通路２８を通じてバルブボディ５２に流入した作動油は、連通路５４ｄを通じてパイロット室５１へ供給され（図２参照）、パイロット式切換弁５０は連通位置５０ｂに切り換えられる。これにより、パイロット式切換弁５０は、分岐路５における作動油の流れを許容し、その結果、第１リリーフ弁６０への作動油の流れが許容される。

分岐路５は供給流路３に連通しているので、第１リリーフ弁６０は、分岐路５及び供給流路３内の圧力を第１限界値以下に制限する。したがって、チルトシリンダ２０が供給流路３と連通していても第１圧力限界値を超える圧力がチルトシリンダ２０に作用するのを防ぐことができる。

第１圧力限界値をチルトシリンダ２０の圧力上限値以下に設定することによって、チルトシリンダ２０にチルトシリンダ２０の圧力上限値を超える圧力が作用しなくなる。これにより、チルトシリンダ２０の破損を防止することができる。

このように、本実施形態では、第２制御弁２６がチルトシリンダ２０への作動油の流れを許容する場合には、第２制御弁２６がパイロット室５１への作動油の供給を許容するので、作動油はパイロット室５１へ供給される。その結果、パイロット式切換弁５０は第１リリーフ弁６０への作動油の流れを許容し、第１リリーフ弁６０が分岐路５内の圧力を第１圧力限界値以下に制限する。分岐路５は供給流路３に連通しているので、供給流路３内の圧力は第１リリーフ弁６０により第１圧力限界値以下に制限される。したがって、第１圧力限界値を越える圧力がチルトシリンダ２０に作用するのを防ぐことができる。

第２制御弁３６，４６が作動位置３６ｂ，３６ｃ，４６ｂ，４６ｃにある場合、第２制御弁２６が作動位置２６ｂ，２６ｃにある場合と同様に、付属装置用アクチュエータ３０，４０に第１圧力限界値を超える圧力が作用するのを防ぐことができる。したがって、付属装置用アクチュエータ３０，４０の破損を防止することができる。

供給流路３内の圧力は、第１制御弁１６の位置に関わらず第１圧力限界値以下に制限される。したがって、高圧アクチュエータ１０と、低圧アクチュエータ２０，３０，４０の少なくとも１つと、を作動させる場合であっても、低圧アクチュエータ２０，３０，４０に第１圧力限界値を超える圧力が作用するのを防ぐことができる。

次に、第２制御弁２６，３６，４６の全てが中立位置２６ａ，３６ａ，４６ａにある場合について説明する。

第２制御弁２６は、中立位置２６ａにある場合すなわちチルトシリンダ２０への作動油の流れを遮断する場合、供給流路３からパイロット室５１への作動油の供給を遮断する。この場合、第２制御弁２６はパイロット室５１からバイパス路４への作動油の流れを許容する。第２制御弁３６，４６は、中立位置３６ａ，４６ａにある場合、第２制御弁２６と同様に、供給流路３からパイロット室５１への作動油の供給を遮断する。

第２制御弁２６，３６，４６の全てが中立位置２６ａ，３６ａ，４６ａにある場合、パイロット室５１はバイパス路４及び排出路６を通じてタンク２と連通する。したがって、パイロット室５１に作動油が供給されず、パイロット式切換弁５０は遮断位置５０ａに切り換わる。遮断位置５０ａでは、分岐路５における作動油の流れが遮断され、その結果、第１リリーフ弁６０への作動油の流れが遮断される。

第１リリーフ弁６０へ作動油が流れなくなることによって、供給流路３内の圧力は第１圧力限界値に制限されなくなる。つまり、供給流路３の圧力を第１圧力限界値よりも高くすることが可能になる。したがって、第１制御弁１６を上昇位置１６ｂに切り換えてリフトシリンダ１０を伸長作動させる際に、リフトシリンダ１０に第１圧力限界値を超える圧力を作用させることができる。

供給流路３から第２リリーフ弁７０への作動油の流れは、第１及び第２制御弁１６，２６，３６，４６の位置に関わらず、遮断されない。したがって、供給流路３内の圧力は第２圧力限界値以下に制限され、リフトシリンダ１０が供給流路３と連通していても第２圧力限界値を超える圧力がリフトシリンダ１０に作用するのを防ぐことができる。

このように、第２リリーフ弁７０がパイロット式切換弁５０の上流側に設けられているので、供給流路３内の圧力は第２リリーフ弁７０により第２圧力限界値以下に制限される。したがって、第１リリーフ弁６０が供給流路３内の圧力を制限しない場合であっても、リフトシリンダ１０に第２圧力限界値以上の圧力が作用することを防ぐことができる。

第２圧力限界値をリフトシリンダ１０の圧力上限値以下に設定することによって、リフトシリンダ１０にリフトシリンダ１０の圧力上限値を超える圧力が作用しなくなる。その結果、リフトシリンダ１０の破損を防止することができる。

なお、本実施形態に係る流体圧制御装置１００は、１つの高圧アクチュエータ１０の作動を制御する１つの第１制御弁１６を備えるが、流体圧制御装置１００はこの形態に限られない。流体圧制御装置１００は、複数の高圧アクチュエータの作動をそれぞれ制御する複数の第１制御弁を備えていてもよい。

また、流体圧制御装置１００は、複数の低圧アクチュエータ２０，３０，４０の作動をそれぞれ制御する複数の第２制御弁２６，３６，４６を備えているが、１つの低圧アクチュエータの作動を制御する１つの第２制御弁２６を備える形態であってもよい。

さらに、分岐路５は、供給流路３における第１制御弁１６の下流側かつ第２制御弁２６，３６，４６の上流側から分岐し第２制御弁２６，３６，４６を迂回する形態であってもよい。

また、ピストン５７は、図３に示すように、プラグ５６と一体に形成されていてもよい。この場合には、プラグ５６に挿入孔５４ａ内に挿入される挿入部５６ａが形成され、パイロット室５１は、挿入孔５４ａの底面５４ｂと挿入部５６ａの端面５６ｂとの間に形成される。このように構成されたパイロット式切換弁５０は、ピストン５７を用いる場合に比べて部品点数を少なくできる。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

パイロット式切換弁５０では、スプール５４を開弁方向に付勢するようにパイロット圧を受圧する受圧面（底面５４ｂ）の面積が収容穴５３の断面積よりも小さくなるように形成される。これにより、パイロット圧による付勢力が大きくなることを抑制できるので、スプール５４を閉弁方向に付勢するためのばね５５が大きくなることを抑制できる。

また、第１リリーフ弁６０のリリーフ流量を確保するために、スプール５４の径を大きくしても、挿入孔５４ａの底面５４ｂとピストン５７の端面５７ａとの間にパイロット室５１が形成されるため、つまり、スプール５４内にパイロット室５１が形成されるため、スプール５４に開弁方向に作用するパイロット圧の受圧面積を小さくすることができる。これにより、スプール５４を閉弁方向に付勢するばね５５を小さくできるので、大きなリリーフ流量を確保しつつパイロット式切換弁５０の大型化を抑制することができる。

スプール５７の挿入孔５４ａの加工は、ピストン５７との摺動性を確保できる精度であればよく、収容穴５３との同軸度などを必要としない。このため、挿入孔５４ａを簡単な加工で製作できる。これにより、パイロット式切換弁５０では、簡単な加工でパイロット室５１を製作することができる。

＜第２実施形態＞
図４を参照しながら、本発明の第２実施形態に係るパイロット式切換弁１５０について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態のパイロット式切換弁と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、パイロット室１５１付近の部分拡大図である。図４に示す第２実施形態では、パイロット室１５１がプラグ１５６に形成された凹部１５６ａ内に設けられる点で、第１実施形態と相違する。以下に、具体的に説明する。

スプール１５４は、収容穴５３と摺動する本体部１５４ａと、本体部１５４ａより小径で本体部１５４ａの端面から突出して形成された突出部１５４ｂと、を備える。本体部１５４ａは、挿入孔５４ａが設けられていない点を除いて、第１実施形態のスプール５４と同様に構成される。

プラグ１５６には、突出部１５４ｂが摺動可能に挿入される凹部１５６ａが形成される。突出部１５４ｂの先端面１５４ｃと凹部１５６ａの底面１５６ｂとの間には、パイロット室１５１が形成される。パイロット室１５１は、連通路５４ｄを通じてパイロット通路２８，３８，４８と連通する。これにより、突出部１５４ｂの先端面１５４ｃは、スプール５４を開弁方向に付勢するようにパイロット圧が作用する受圧面として機能する。

パイロット式切換弁１５０では、突出部１５４ｂの径が本体部１５４ａの径よりも小さいため、受圧面（先端面１５４ｃ）の面積が小さくなる。つまり、スプール１５４のパイロット圧の受圧面積（先端面１５４ｃの面積）が、上述のようなスプール１５４の端面全体（収容穴５３の断面積にほぼ等しい面積を有した端面）にパイロット圧が作用する構成に比べて小さくなる。このように構成されたパイロット式切換弁１５０は、第１実施形態のパイロット式切換弁５０と同様に機能するので、その説明を省略する。

以上の第２実施形態によれば、パイロット室１５１の受圧面（先端面５４ｃ）の面積を収容穴５３の断面積よりも小さくすることで、第１リリーフ弁６０のリリーフ流量を確保しつつパイロット式切換弁１５０の大型化を抑制することができる。さらに、パイロット式切換弁１５０は、ピストン５７を用いていないので部品点数を少なくできる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

パイロット式切換弁５０，１５０は、バルブボディ５２と、バルブボディ５２に形成された開口端５３ａを有する収容穴５３と、収容穴５３に摺動自在に収容され、リリーフ弁（第１リリーフ弁６０）への作動油の流れを許容または遮断する弁体（スプール５４，１５４）と、弁体（スプール５４，１５４）を開弁方向に付勢するパイロット圧が導かれるパイロット室５１，１５１と、弁体（スプール５４，１５４）を閉弁方向に付勢する付勢部材（ばね５５）と、を備え、弁体（スプール５４，１５４）は、弁体（スプール５４，１５４）を開弁方向に付勢するようにパイロット圧が作用する受圧面（底面５４ｂ、先端面１５４ｃ）を有し、受圧面（底面５４ｂ，先端面１５４ｃ）の面積は、収容穴５３の断面積よりも小さいことを特徴とする。

この構成によれば、弁体（スプール５４，１５４）を開弁方向に付勢するようにパイロット圧を受圧する受圧面（底面５４ｂ，先端面１５４ｃ）の面積が収容穴５３の断面積よりも小さくなるように形成される。これにより、パイロット圧による付勢力が大きくなることを抑制できるので、弁体（スプール５４，１５４）を閉弁方向に付勢するための付勢部材（ばね５５）が大きくなることを抑制できる。したがって、リリーフ流量を確保するために弁体（スプール５４，１５４）の径を大きくしても、受圧面（底面５４ｂ，先端面１５４ｃ）の面積を小さくすることができるので、リリーフ流量を確保しつつ大型化することを抑制できる。

パイロット式切換弁５０，１５０は、リリーフ弁（第１リリーフ弁６０）は、バルブボディ５２に設けられることを特徴する。

この構成によれば、リリーフ弁（第１リリーフ弁６０）がバルブボディ５２に一体に設けられるので、パイロット式切換弁５０，１５０とリリーフ弁（第１リリーフ弁６０）との配管作業を不要にすることができるとともに、装置をコンパクトにすることができる。

パイロット式切換弁５０は、弁体（スプール５４）は、端面に開口する挿入孔５４ａを有し、挿入孔５４ａ内には、ピストン５７が摺動自在に挿入され、パイロット室５１は、挿入孔５４ａの底面５４ｂとピストン５７の端面５７ａとの間に形成されることを特徴する。

この構成によれば、ピストン５７を用いることにより弁体（スプール５４）に挿入孔５４ａを形成するだけでよいので、簡単な加工で製作することができる。

パイロット式切換弁５０は、開口端５３ａを閉塞しバルブボディ５２に固定されるプラグ５６をさらに備え、弁体（スプール５４）は、端面に開口する挿入孔５４ａを有し、プラグ５６は、挿入孔５４ａ内に挿入される挿入部５６ａを有し、パイロット室５１は、挿入孔５４ａの底面５４ｂと挿入部５６ａの端面５６ｂとの間に形成されることを特徴する。

パイロット式切換弁１５０は、開口端５３ａを閉塞しバルブボディ５２に固定されるプラグ１５６をさらに備え、弁体（スプール１５４）は、収容穴５３と摺動する本体部１５４ａと、本体部１５４ａより小径で本体部１５４ａの一端面から突出するように形成された突出部１５４ｂと、を有し、プラグ１５６は、突出部１５４ｂが挿入される凹部１５６ａを有し、パイロット室１５１は、突出部１５４ｂの端面（先端面１５４ｃ）と凹部１５６ａの底面１５６ｂとの間に形成されることを特徴する。

これらの構成によれば、ピストン５７を用いる場合に比べて部品点数を少なくできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、パイロット式切換弁５０、１５０のスプール５４、１５４によって、第１リリーフ弁６０と第２リリーフ弁７０とを切り換えるように構成してもよい。この場合、スプール５４、１５４には、第２リリーフ弁７０に連通する流路を開放又は遮断するためのランド部が追加される。

５０，１５０・・・パイロット式切換弁、１・・・ポンプ、２・・・タンク、３・・・供給流路、４・・・バイパス路、５・・・分岐路、５１，１５１・・・パイロット室、５２・・・バルブボディ、５３・・・収容穴、５３ａ・・・開口端、５４，１５４・・・スプール（弁体）、５４ａ・・・挿入孔、５４ｂ・・・底面（受圧面）、５５・・・ばね（付勢部材）、５６，１５６・・・プラグ、５６ａ・・・挿入部、５６ｂ・・・端面、５７・・・ピストン、５７ａ・・・端面、６０・・・第１リリーフ弁（リリーフ弁）、 １００・・・流体圧制御装置、１５４ａ・・・本体部、１５４ｂ・・・突出部、１５４ｃ・・・先端面（受圧面）、１５６ａ・・・凹部、１５６ｂ・・・底面

Claims (5)

1. ポンプに接続された供給流路の圧力が所定値に達した際に開弁して作動流体をタンクに排出するリリーフ弁の上流側に設けられるパイロット式切換弁であって、
   バルブボディと、
   前記バルブボディに形成された開口端を有する収容穴と、
   前記収容穴に摺動自在に収容され、前記リリーフ弁への作動流体の流れを許容または遮断する弁体と、
   前記弁体を開弁方向に付勢するパイロット圧が導かれるパイロット室と、
   前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記弁体は、前記弁体を開弁方向に付勢するように前記パイロット圧が作用する受圧面を有し、
   前記受圧面の面積は、前記収容穴の断面積よりも小さいことを特徴とするパイロット式切換弁。
2. 前記リリーフ弁は、前記バルブボディに設けられることを特徴とする請求項１に記載のパイロット式切換弁。
3. 前記弁体は、端面に開口する挿入孔を有し、
   前記挿入孔内には、ピストンが摺動自在に挿入され、
   前記パイロット室は、前記挿入孔の底面と前記ピストンの端面との間に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のパイロット式切換弁。
4. 前記開口端を閉塞し前記バルブボディに固定されるプラグをさらに備え、
   前記弁体は、端面に開口する挿入孔を有し、
   前記プラグは、前記挿入孔内に挿入される挿入部を有し、
   前記パイロット室は、前記挿入孔の底面と前記挿入部の端面との間に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のパイロット式切換弁。
5. 前記開口端を閉塞し前記バルブボディに固定されるプラグをさらに備え、
   前記弁体は、
   前記収容穴と摺動する本体部と、
   前記本体部より小径で前記本体部の端面から突出して形成された突出部と、を有し、
   前記プラグは、前記突出部が挿入される凹部を有し、
   前記パイロット室は、前記突出部の端面と前記凹部の底面との間に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のパイロット式切換弁。

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