JP3805669B2 - 油圧機械の配管破断制御弁装置及びオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧機械に設けられ、シリンダ用ホースの破断時に負荷の落下を防止する配管破断制御弁装置（ホールディングバルブ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧機械、例えば油圧ショベルにおいては、ブーム等の負荷を駆動するアクチュエータである油圧シリンダに圧油を輸送するホース又は鋼管が万一破損した場合でも、負荷の落下を防止できるようにしたいというニーズがあり、このようなニーズに対してホールディングバルブと呼ばれる配管破断制御弁装置が設けられている。従来の配管破断制御弁装置を図８に油圧回路で示す。この配管破断制御弁装置は、特開平１１−３０３８１０号公報に記載されているものである。
【０００３】
図８において、２００は従来の配管破断制御弁装置であり、この弁装置２００は、２つの入出力ポート２０１，２０２を備えたハウジング２０３を有し、入出力ポート２０１は油圧シリンダ１０２のボトムポートに直接取り付けられ、入出力ポート２０２はアクチュエータライン１０５を介してコントロールバルブ１０３のアクチュエータポートの１つに接続されている。ハウジング２０３内には、主弁としてのポペット弁体２５５と、外部信号である操作レバー装置１０８からのパイロット圧によって作動しポペット弁体２５５を作動させるスプール弁体２６０と、小リリーフバルブ２０７を有し、小リリーフバルブ２０７のドレン通路２１５ｄに圧力発生手段である絞り２３４が設けられている。また、スプール弁体２６０はパイロット圧（外部信号）が導かれる受圧部２１７に加え、受圧部２１７と同じ側にこれと並列にもう１つの受圧部２３５を有し、この受圧部２３５に絞り２３４の上流側を信号通路２３６を介して接続し、絞り２３４で発生した圧力を外部信号であるパイロット圧と同じ側の駆動力として作用させる構造となっている。
【０００４】
操作レバー装置１０８からのパイロット圧（外部信号）は配管である信号ライン１７０を介してスプール弁体２６０の受圧部２１７に導かれ、スプール弁体２６０のバネ室側の漏れ油は、絞り２３４を通過した小リリーフバルブ２０７からの圧油と共にドレンライン１７１を介してタンク１０９に戻される。
【０００５】
アクチュエータライン１０５が破断していない通常時、配管破断制御弁装置２００は次のように動作する。
【０００６】
油圧シリンダ１０２のボトム側へ圧油を供給するときは、操作レバー装置１０８の操作レバーを図示Ａ方向に操作し、コントロールバルブ１０３を図示右側の位置に切り換えると、油圧ポンプ１０１の圧油がコントロールバルブ１０３及びアクチュエータライン１０５を介して弁装置２００の配管接続室２０９に供給され、この配管接続室２０９の圧力が上昇する。このとき、弁装置２００のシリンダ接続室２０８の圧力は油圧シリンダ１０２のボトム側の負荷圧になっており、配管接続室２０９の圧力が負荷圧より高くなるとポペット弁体２５５は図示上方へ移動し、シリンダ接続室２０８に圧油が流入し、油圧ポンプ１０１の圧油は油圧シリンダ１０２のボトム側に供給される。
【０００７】
油圧シリンダ１０２のボトム側から圧油をコントロールバルブ１０３ヘ排出するときは、操作レバー装置１０８の操作レバーを図示Ｂ方向に操作し、コントロールバルブ１０３を図示左側の位置に切り換えると、油圧ポンプ１０１の圧油がコントロールバルブ１０３及びアクチュエータライン１０６を介して油圧シリンダ１０２のロッド側に供給され、これと同時に操作レバー装置１０８からのパイロット圧がスプール弁体２６０の受圧部２１７に導かれ、パイロット圧によりスプール弁体２６０が開弁するため、シリンダ接続室２０８から、フィードバックスリット２１１、パイロットライン２１５ａ、可変絞り部２６０ａ、パイロットライン２１５ｂを通り、アクチュエータライン１０５へ至るパイロット流れが形成され、可変絞り部２６０ａ及びフィードバックスリット２１１の作用により背圧室２１０の圧力が低下し、可変絞り部２６０ａの開度に比例した開度でポペット弁体２５５が開弁する。このため、油圧シリンダ１０２のボトム側の圧油は流量制御されながらコントロールバルブ１０３へと排出され、更にタンク１０９に排出される。
【０００８】
コントロールバルブ１０３の中立位置で吊り荷を保持する場合のように、油圧シリンダ１０２のボトム側の負荷圧が高圧となる状態では、遮断位置にあるポペット弁体２５５が従来のホールディングバルブと同様に負荷圧を保持し、リーク量を減少させる機能（ホールディングバルブ機能）を果たす。
【０００９】
油圧シリンダ１０２に過大な外力が作用し、シリンダ接続室２０８が高圧になると、小リリーフバルブ２０７の入力側の圧力が上昇して小リリーフバルブ２０７が開き、絞り２３４を設けたドレン通路２１５ｄに圧油が流れ込むため、信号通路２３６の圧力が上昇し、スプール弁体２６０を開弁し、シリンダ接続室２０８から、フィードバックスリット２１１、背圧室２１０、パイロットライン２１５ａ，２１５ｂを通り、アクチュエータライン１０５へと至るパイロット流れが形成され、ポペット弁体２５５も開弁し、外力により生じた高圧の圧油をアクチュエータライン１０５に接続されたオーバーロードリリーフバルブ１０７ａによりタンク１０９ヘと排出し、機器の破損を防止する。
【００１０】
万一、アクチュエータライン１０５が破断したとき、油圧シリンダ１０２が例えば油圧ショベルを上下動するブームシリンダである場合、もし配管破断制御弁装置２００が設けられていないと、油圧シリンダ１０２のボトム側の圧油が破断したアクチュエータライン１０５から流出し、ブームが落下するため安全上好ましくない。配管破断制御弁装置２００はそのような事態に安全性を確保するものであり、上述した吊り荷を保持する場合と同様に、遮断位置にあるポペット弁体２５５がホールディングバルブとして機能し、油圧シリンダ１０２のボトム側の圧油の流出を阻止し、ブームの落下を防止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【００１２】
上記従来技術では、油圧シリンダ１０２として、例えばブームシリンダのように吊り荷の保持時にボトム側の負荷圧が高圧となるアクチュエータを想定しており、配管破断制御弁装置１００は油圧シリンダ１０２のボトムポートに接続されている。しかし、油圧機械、特に油圧ショベルのような建設機械に用いられる油圧シリンダには、作業機の姿勢によって負荷圧が高圧となる側がボトム側とロッド側で入れ替わるものがあり、その一例として、オフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダがある。
【００１３】
オフセット式油圧ショベルとは、一般的な油圧ショベルのフロント作業機に備えられるブームをロアブームとアッパーブームとに分割し、アッパーブームをロアブームに左右方向に回動可能に取り付け、アッパーブームの先端にシリンダステーを介してアームを上下方向に回動可能に取り付けたものである。シリンダステーはアッパーブームに対して左右方向に回動可能であり、かつリンク機構によりロアブームに対して平行移動する。アッパーブームはオフセットシリンダによりロアブームに対して左右に駆動される。
【００１４】
このようなオフセット式油圧ショベルにおいては、フロント作業機により吊り荷を保持するとき、アッパーブームが水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体の右側に回動するとき、或いは、アッパーブームが水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体の左側に回動したときは、オフセットシリンダのボトム側が高負荷圧側となるのに対して、アッパーブームが水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体８１の左側に回動するとき、或いは、アッパーブームが水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体の右側に回動するときは、オフセットシリンダのロッド側が高負荷圧側となる。このため、オフセットシリンダに圧油を供給するボトム側のアクチュエータライン１０５、ロッド側のアクチュエータライン１０６のいずれが破損した場合でも、圧油が流出し、吊り荷やバケットが斜め下方に移動（落下）する可能性があり、それを防止するためにオフセットシリンダのボトム側とロッド側の両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある。
【００１５】
しかし、配管破断制御弁装置には、図８を用いて説明したように、入出力ポート２０２をコントロールバルブ１０３に接続するアクチュエータライン１０５に加えて、信号ライン１７０及びドレンライン１７１が接続されており、これらアクチュエータライン１０５、信号ライン１７０及びドレンライン１７１は配管（ホース）で構成される。このため、１つの油圧シリンダに２つの配管破断制御弁装置を設ける場合は、シリンダまわりの配管が複雑となり、オフセットシリンダなど、配管やバルブの配置に制約が多い場合は、設計が困難になる場合がある。
【００１６】
本発明の目的は、油圧シリンダのボトム側とロッド側に２つの配管破断制御弁装置を配置する場合に、シリンダまわりの配管を簡素化し、かつコストの低減及び小型化を図れる油圧機械の配管破断制御弁装置及びオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧シリンダのボトムポートとボトム側油圧配管の間に設けられ、前記ボトムポートに接続されるシリンダ接続室、前記ボトム側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたボトム側配管破断制御弁装置を備えた油圧機械の配管破断制御弁装置において、前記油圧シリンダのロッドポートとロッド側油圧配管の間に設けられ、前記ロッドポートに接続されるシリンダ接続室、前記ロッド側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、前記外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたロッド側配管破断制御弁装置を更に備え、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体及び前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体は、それぞれ、開方向作動側端部に設けられた受圧部と、閉方向作動側端部に設けられたバネ室とを有し、前記ボトム側配管破断制御弁装置のハウジングと前記ロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、前記ボトム側配管破断制御弁装置の各構成要素と前記ロッド側配管破断制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、前記単一のハウジングに信号ライン用の単一の配管とドレンライン用の単一の配管を接続し、前記単一のハウジング内に、前記ハウジングに接続される信号ライン用の単一の配管に接続され、この単一の配管に導かれる前記外部信号としてのパイロット圧を分配して前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体の受圧部と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体の受圧部とのそれぞれに導く信号ラインと、前記ハウジングに接続されるドレンライン用の単一の配管に接続され、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体のバネ室と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体のバネ室とに漏れたそれぞれの圧油を集合して前記ドレンライン用の単一の配管に導くドレンラインとを形成するものとする。
【００１８】
このようにボトム側配管破断制御弁装置のハウジングとロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、それぞれの制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、信号ラインとドレンラインをそれぞれ単一の配管で構成することにより、ボトム側油圧配管及びロッド側油圧配管以外の配管は信号ライン用とドレンライン用の２本となり、シリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図ることができる。
【００１９】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、油圧シリンダのボトムポートとボトム側油圧配管の間に設けられ、前記ボトムポートに接続されるシリンダ接続室、前記ボトム側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたボトム側配管破断制御弁装置を備えた油圧機械の配管破断制御弁装置において、前記油圧シリンダのロッドポートとロッド側油圧配管の間に設けられ、前記ロッドポートに接続されるシリンダ接続室、前記ロッド側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、前記外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたロッド側配管破断制御弁装置を更に備え、前記ボトム側配管破断制御弁装置のハウジングと前記ロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、前記ボトム側配管破断制御弁装置の各構成要素と前記ロッド側配管破断制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、前記単一のハウジングに信号ライン用の単一の配管とドレンライン用の単一の配管を接続し、前記信号ライン用の単一の配管により前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体とロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体に前記外部信号を導き、前記ドレンライン用の単一の配管により前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体とロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体から余分の圧油をタンクに戻す構成とし、更に、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体とを単一のスプール弁体で構成し、前記外部信号を前記単一の信号ラインにより前記単一のスプール弁体に導くものとする。
【００２０】
これによりハウジング内の部品数及び油通路が更に少なくなり、バルブを更に小型化することができる。
【００２１】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、アッパーブームをロアブームに対して左右に回転駆動するオフセットシリンダを備えたオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置において、前記オフセットシリンダに上記（１）又は（２）の配管破断制御弁装置を取り付け、前記ボトム側配管破断制御弁装置のボトム側シリンダ接続室を前記オフセットシリンダのボトムポートに接続し、前記ロッド側配管破断制御弁装置のロッド側シリンダ接続室を前記オフセットシリンダのロッドポートに接続したものとする。
【００２２】
これにより配管やバルブの配置に制約が多いオフセットシリンダにおいて、上記（１）で述べたようにシリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施形態による配管破断制御弁装置を油圧回路で示す図である。
【００２５】
図１において、１は油圧シリンダであり、油圧シリンダ１は油圧ポンプ２から吐出された圧油により駆動される。油圧ポンプ２から油圧シリンダ１に供給される圧油の流れはコントロールバルブ３により制御され、コントロールバルブ３は操作レバー装置４により切り換え操作される。コントロールバルブ３はメインスプール３ａと受圧部３ｂ，３ｃを有し、操作レバー装置４はパイロットライン５，６を介してコントロールバルブ３の受圧部３ａ，３ｂに接続されている。また、コントロールバルブ３は配管（ホース）であるアクチュエータライン７，８に接続される２つのアクチュエータポート３ｄ，３ｅを有し、油圧シリンダ１には配管破断制御弁装置１０が設けられている。アクチュエータライン７は配管破断制御弁装置１０を介して油圧シリンダ１のボトム側１ａに接続され、アクチュエータライン８は配管破断制御弁装置１０及び配管（鋼管）１１を介して油圧シリンダ１のロッド側１ｂに接続されている。
【００２６】
配管破断制御弁装置１０はボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２との複合体であり、次のように構成されている。
【００２７】
配管破断制御弁装置１０はボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２とに共通の単一のハウジング２３を備えている。
【００２８】
また、配管破断制御弁装置１０は、ボトム側配管破断制御弁装置２１の構成要素として、ハウジング２３に形成された２つの入出力ポート２４，２５と、入出力ポート２４に接続されるシリンダ接続室２６と、入出力ポート２５に接続される配管接続室２７と、背圧室２８とを有し、かつハウジング２３内には背圧室２８の圧力を背面で受け、配管接続室２７とシリンダ接続室２８との間を遮断及び連通しかつ移動量に応じて開口面積を変化させるよう、主弁としてのポペット弁体３０が摺動自在に配置されている。入出力ポート２４は油圧シリンダ１のボトムポート１ｃに直接接続され、入出力ポート２５はアクチュエータライン７に接続されている。ポペット弁体３０内には、シリンダ接続室２６と背圧室２８を連通させる通路３１が形成され、通路３１に固定絞り部３２が設けられている。背圧室２８内にはポペット弁体３０を図示の遮断位置に保持するバネ３３が配設されている。
【００２９】
また、ハウジング２３には、背圧室２８と配管接続室２７とを接続するパイロットライン３５，３６が形成され、かつパイロット弁としてのスプール弁体３７がこれらパイロットライン３５，３６間を連通及び遮断するように設けられている。スプール弁体３７は外部信号である操作レバー装置４からのパイロット圧によって作動しポペット弁体３０を作動させるものであり、開方向作動側端部にパイロット圧の受圧部３８を備え、閉方向作動側端部にバネ３９を収納したバネ室４０を備えている。スプール弁体３７の下流側のパイロットライン３６には配管接続室から背圧室への圧油の流れを遮断する逆止弁４１が配置されている。
【００３０】
また、配管破断制御弁装置１０は、ロッド側配管破断制御弁装置２２の構成要素として、ボトム側配管破断制御弁装置２１と同様に、ハウジング２３内に入出力ポート１２４，１２５、シリンダ接続室１２６、配管接続室１２７、背圧室１２８、主弁としてのポペット弁体１３０、通路１３１、固定絞り部１３２、バネ１３３、パイロットライン１３５，１３６、パイロット弁としてのスプール弁体１３７、スプール弁体１３７の受圧部１３８、バネ１３９及びバネ室１４０、逆止弁１４１を備えている。シリンダ接続室１２６の入出力ポート１２４は配管（鋼管）１１を介して油圧シリンダ１のロッドポート１ｄに接続されている。
【００３１】
更に、ハウジング２３内には、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８にパイロット圧を導く信号ライン４５，１４５，４６と、バネ３９，１３９を収納するバネ室４０，１４０に漏れた余分の圧油をタンク９に戻しスプール弁体３７，１３７の動きをスムーズにするためのドレンライン４７，１４７，４８とが形成され、ハウジング２３には１本の配管（ホース）からなる信号ライン５０と１本の配管（ホース）からなるドレンライン５１を接続し、信号ライン４６は１本の配管（ホース）からなる信号ライン５０に接続され、ドレンライン４８は１本の配管（ホース）からなるドレンライン５１に接続されている。操作レバー装置４のパイロットライン５，６には操作レバー装置４により生成されたパイロット圧を検出するためのシャトル弁５３が接続され、信号ライン５０はシャトル弁５３の出力ポートに接続されている。
【００３２】
油圧シリンダ１は、本実施の形態では、オフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダとして用いられる。図２及び図３にオフセット式油圧ショベルの外観を示す。これらの図ではオフセットシリンダに油圧シリンダ１と同じ符号１を付している。
【００３３】
図２及び図３において、オフセット式油圧ショベルは、ショベル本体８１と、ショベル本体８１の前端部に支持されたオフセット式フロント作業機８２とを有し、オフセット式フロント作業機８２は、ショベル本体８１に上下方向に回動可能に取り付けられたロアブーム８３と、ロアブーム８３に左右方向に回動可能に取り付けられたアッパーブーム８４と、アッパーブーム８４に左右方向に回動可能に取り付けられたシリンダステー８５と、シリンダステー８５に上下方向に回動可能に取り付けられたアーム８６と、アーム８６に上下方向に回動可能に取り付けられたアタッチメント例えばバケット８７と、ロアブーム８３とシリンダステー８５とをリンク結合するロッド８８とで構成されている。ロアブーム８３はブームシリンダ８９により駆動され、アッパーブーム８４は上記のオフセットシリンダ１により駆動され、アーム８６はアームシリンダ９１（図３参照）により駆動され、バケット８７はバケットシリンダ９２により駆動される。
【００３４】
ショベル本体８１は走行体８１ａと旋回体８１ｂとからなり、旋回体８１ｂには運転室８１ｃが備えられている。旋回体８１ｂは図示しない旋回モータにより駆動される。
【００３５】
このようなオフセット式油圧ショベルでは、オフセットシリンダ１を伸縮することによりオフセット式フロント作業機８２のオフセット位置が変わり、作業範囲を変更することができる。つまり、図３において、オフセットシリンダ１を伸び方向に駆動するとアッパーブーム８４が図示Ａ方向に回動し、図中（ａ）のようにフロント作業機８２のアーム８６とバケット８７部分がショベル本体８１の右側（図示上側）に平行移動し、ショベル本体８１を移動させることなくショベル本体８１の右側を掘削することができる。逆にオフセットシリンダ１を縮み方向に駆動するとアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動し、図中（ｂ）のようにフロント作業機８２のアーム８６とバケット８７部分がショベル本体８１の左側（図示下側）に平行移動し、ショベル本体８１を移動させることなくショベル本体８１の左側を掘削することができる。
【００３６】
また、オフセット式油圧ショベルにおいては、フロント作業機８２の先端（バケット８７）の吊り荷を保持するとき、アッパーブーム８４が図２に示すように水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ａ）のようにアッパーブーム８４が図示Ａ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の右側にあるとき、或いは、アッパーブーム８４が水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ｂ）のようにアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の左側にあるときは、オフセットシリンダ１のボトム側１ａが高負荷圧側となるのに対して、アッパーブーム８４が図２に示すように水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ｂ）のようにアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の左側にあるとき、或いは、アッパーブーム８４が水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ａ）のようにアッパーブーム８４が図示Ａ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の右側にあるときは、オフセットシリンダ１のロッド側１ｂが高負荷圧側となる。このため、オフセットシリンダ１に圧油を供給するアクチュエータライン７，８（図１参照）のいずれが破損した場合でも、圧油が流出し、吊り荷やバケット８７が斜め下方に移動（落下）する可能性があり、それを防止するためにオフセットシリンダ１のボトム側１ａとロッド側１ｂの両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある。
【００３７】
例えば、アッパーブーム８４が水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ｂ）のようにアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の左側にあるときは、上記のようにオフセットシリンダ１のボトム側１ａが高負荷圧側となり、このとき、万一、アクチュエータライン７が破損すると、オフセットシリンダ１のボトム側１ａの圧油が流出してオフセットシリンダ１が縮み、オフセットシリンダ１がボトム側１ａのストロークエンドに達するまでアッパーブーム８４が図３（ｂ）のＢ方向に回動し、アーム８６及びバケット８７が本体左側で斜め下方に移動し、吊り荷も同様に斜め下方に移動する。オフセットシリンダ１のロッド側１ｂが高負荷圧側であるときに、万一、アクチュエータライン８が破損した場合も同様であり、オフセットシリンダ１のロッド側１ｂの圧油が流出してオフセットシリンダ１が伸び、オフセットシリンダ１がロッド側１ｂのストロークエンドに達するまでアッパーブーム８４が図３（ｂ）のＡ方向に回動し、アーム８６及びバケット８７が本体右側で斜め下方に移動し、吊り荷も同様に斜め下方に移動する。
【００３８】
このように吊り荷やバケット８７が移動（落下）すると、周囲にある器物に接触し破損事項等を起こす可能性がある。よって、このような配管破断時の吊り荷やバケット８７の移動は極力防止しなければならない。
【００３９】
本実施の形態に係わる配管破断制御弁装置１０はそのような現象を防止するためオフセットシリンダ１に備えられるものであり、アクチュエータライン７，８のいずれが破損した場合でも圧油の流出を防止し、吊り荷の落下を防止できるようにするためにボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２とを備えている。
【００４０】
図４に本実施の形態に係わる配管破断制御弁装置１０を装着したオフセットシリンダ装置の外観を示す。オフセットシリンダ１のシリンダ本体外周面のボトム側エンド付近には配管破断制御弁装置１０のハウジング２３が溶接或いはボルト止めでなどにより取り付けられている。ハウジング２３内に形成されたボトム側配管破断制御弁装置２１のシリンダ接続室側入出力ポート２４（図１参照）はオフセットシリンダ１のボトムポート１ｃに直接接続され、ロッド側配管破断制御弁装置２２のシリンダ接続室側入出力ポート１２４（図１参照）は、鋼管からなる配管１１を介してオフセットシリンダ１のロッドポート１ｄに接続されている。配管１１は邪魔にならないようにシリンダ本体外周面にはわせている。また、図示はしないが、ハウジング２３からはアクチュエータライン７，８の配管（ホース）及び信号ライン５０及びドレンライン５１の配管（ホース）が伸びている。
【００４１】
図５は、配管破断制御弁装置１０の取り付け位置の変更例である。配管破断制御弁装置１０のハウジング２３はオフセットシリンダ１のシリンダ本体外周面の軸方向中央付近に溶接或いはボルト止めなどにより取り付けられ、ハウジング２３内に形成されたボトム側配管破断制御弁装置２１のシリンダ接続室側入出力ポート２４（図１参照）及びロッド側配管破断制御弁装置２２のシリンダ接続室側入出力ポート１２４（図１参照）は、共に、オフセットシリンダ１のボトムポート１ｃ及びロッドポート１ｄに鋼管からなる配管１１ａ，１１ｂを介して接続されている。
【００４２】
次に、以上のように構成した配管破断制御弁装置１０の動作を説明する。
【００４３】
１）油圧シリンダ１のボトム側１ａへの圧油供給時（伸び方向作動時）
アクチュエータライン７，８が破断していない通常時、操作レバー装置４の操作レバーを図示Ａ方向に操作すると、パイロット圧がコントロールバルブ３の受圧部３ｂに導かれ、メインスプール３ａを図示右側の位置に切り換え、油圧ポンプ２の吐出油がコントロールバルブ３及びアクチュエータライン７を介してボトム側配管破断制御弁装置２１の配管接続室２７に供給される。これと同時に操作レバー装置４により生成されたパイロット圧がシャトル弁５３により検出され、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８に導かれ、スプール弁体３７，１３７を開弁する。このとき、シリンダ接続室２６には油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧が導かれており、この負荷圧は通路３１及び固定絞り部３２を介して背圧室２８に伝えられ、更にパイロットライン３５，３６を介して配管接続室２７に伝えられる。このため、油圧ポンプ２の吐出圧が油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧より高くなるまでの間は、配管接続室２７の圧力はシリンダ接続室２６及び背圧室２８の圧力より低いかそれと同圧であり、ポペット弁体３０はバネ３３により図示の遮断位置に保たれる。油圧ポンプ２の吐出圧が油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧とバネ３３の圧力換算値との合計より高くなると、ポペット弁体３０は図示上方へ移動して開弁し、油圧ポンプ２の吐出油は配管接続室２７からシリンダ接続室２６に流入し、更に油圧シリンダ１のボトム側１ａに供給される。
【００４４】
一方、ロッド側配管破断制御弁装置２２では、上記のようにスプール弁体１３７が開弁しているので、油圧シリンダ１のロッド側１ｂからの圧油が配管１１を介してシリンダ接続室１２６に導かれると、シリンダ接続室１２６から通路１３１及び固定絞り部１３２、背圧室１２８、パイロットライン１３５，１３６を通り、アクチュエータライン８へと至るパイロット流れが形成され、固定絞り部１３２の絞り作用により背圧室１２８の圧力が低下し、ポペット弁体１３０が開弁する。このため、油圧シリンダ１のロッド側１ｂの圧油はコントロールバルブ３へと排出され、更にタンク９に排出される。これにより油圧シリンダ１は伸び方向に動作する。
【００４５】
２）油圧シリンダ１のボトム側１ｂへの圧油供給時（縮み方向作動時）
操作レバー装置４の操作レバーを図示Ｂ方向に操作すると、パイロット圧がコントロールバルブ３の受圧部３ｃに導かれ、メインスプール３ａを図示左側の位置に切り換え、油圧ポンプ２の吐出油がコントロールバルブ３及びアクチュエータライン８を介してボトム側配管破断制御弁装置２２の配管接続室１２７に供給される。これと同時に操作レバー装置４により生成されたパイロット圧がシャトル弁５３により検出され、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８に導かれ、スプール弁体３７，１３７を開弁する。このため、油圧シリンダ１のボトム側１ａへの圧油供給時（伸び方向作動時）と同様に、油圧ポンプ２の吐出圧が油圧シリンダ１のロッド側１ｂの負荷圧とバネ１３３の圧力換算値との合計より高くなると、ポペット弁体１３０が開弁し、油圧ポンプ２の吐出油が油圧シリンダ１のロッド側１ｂに供給されるとともに、ボトム側配管破断制御弁装置２１では固定絞り部３２、背圧室２８、パイロットライン３５，３６を通るパイロット流れが形成され、固定絞り部３２の絞り作用によりポペット弁体３０が開弁し、油圧シリンダ１のボトム側１ａの圧油はコントロールバルブ３を介してタンク９に排出される。これにより油圧シリンダ１は縮み方向に動作する。
【００４６】
３）油圧シリンダ１の負荷圧を保持する場合
フロント作業機８２を空中で停止させておくときは、フロント作業機８２の自重（アッパーブーム８４，シリンダステー８５，アーム８６，バケット８７の重量）により、吊り荷がある場合と同様にオフセットシリンダ１のボトム側１ａかロッド側１ｂのいずれかが高負荷圧側となる。
【００４７】
油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧が高圧となるときは、ボトム側配管破断制御弁装置２１の遮断位置にあるポペット弁体３０が従来のホールディングバルブと同様に負荷圧を保持し、リーク量を減少させる機能（ホールディングバルブ機能）を果たす。
【００４８】
油圧シリンダ１のロッド側１ｂの負荷圧が高圧となるときは、ロッド側配管破断制御弁装置２２の遮断位置にあるポペット弁体１３０が従来のホールディングバルブと同様に負荷圧を保持し、リーク量を減少させる機能（ホールディングバルブ機能）を果たす。
【００４９】
フロント作業機８２を空中で停止させておく例として、オフセット式油圧ショベルを夜間駐機させておく場合がある。オフセット式油圧ショベルを市街地等の狭所スペースで駐機させるとき、もしオフセットシリンダ１の高負荷圧側の圧油の漏れを防止できないと、オフセットシリンダ１が少しづつ動き、アッパーブーム８４回動しアーム８６及びバケット８７が移動して近隣の塀、家屋の壁、或いは他の機械などに接触し、破損事故を起こす可能性がある。
【００５０】
上記のように配管破断制御弁装置１０がホールディングバルブ機能を果たすことにより、オフセット式フロント作業機８２のアッパーブーム８４がどのような姿勢にあってもオフセットシリンダ１の高負荷圧側の圧油のリークを防止でき、接触破損事故を起こすことを防止することができる。
【００５１】
４）アクチュエータラインが破損した場合
オフセットシリンダ１のボトム側１ａが高負荷圧側となる作業時に、万一、アクチュエータライン７が破断したときは、上述したオフセットシリンダ１の負荷圧を保持する場合と同様に、ボトム側配管破断制御弁装置２１の遮断位置にあるポペット弁体３０がホールディングバルブとして機能し、オフセットシリンダ１のボトム側１ａの圧油の流出が阻止され、オフセットシリンダ１の縮み動作を防止する。これによりアッパーブーム８４がオフセットシリンダ１のストロークエンド位置まで回動しアーム８６及びバケット８７が斜め下方に移動することを防止し、吊り荷やバケット８７が下方或いは側方に位置するものに接触し、破損事項等を起こすことを防止することができる。
【００５２】
オフセットシリンダ１のロッド側１ｂが高負荷圧側となる作業時に、万一、アクチュエータライン８が破断したときも同様であり、ロッド側配管破断制御弁装置２２によりオフセットシリンダ１のロッド側１ｂの圧油の流出が阻止され、オフセットシリンダ１の伸び動作を防止し、吊り荷やバケット８７が下方或いは側方に位置するものに接触し、破損事項等を起こすことを防止することができる。
【００５３】
５）逆止弁４１，１４１の作用
アクチュエータライン７又は８が破断していない通常の操作時に、アッパーブームの回転方向を逆方向に急に変えるため、操作レバー装置４の操作レバーを逆方向に急操作することがある。このような急な逆操作をした場合、スプール弁体３０又は１３０が閉弁する前にアクチュエータライン７又は８からの油圧ポンプ２の吐出油が配管破断制御弁装置２１又は２２の配管接続室２７又は１２７へと導かれ、もし逆止弁４１，１４１がない場合は、更にその吐出油の一部がパイロットライン３５，３６又は１３５，１３６を介してポペット弁体３０又は１３０の背圧室２８又は１２８へと押し込み圧として導かれ、ポペット弁体３０又は１３０が開弁できなくなり、開弁遅れが生じる可能性がある。
【００５４】
パイロットライン３６，１３６に逆止弁４１，１４０を設けることにより、スプール弁体３７又は１３７が閉弁する前に油圧ポンプ２の吐出油が配管接続室２７又は１２７に導かれても、逆上弁４１又は１４１により背圧室２８又は１２８にはその押し込み圧が導かれないため、ポペット弁体３０又は１３０は確実に開弁し、アッパーブームの起動が遅れることなくスムーズに操作できる。
【００５５】
次に、本実施の形態における配管の簡素化について説明する。
【００５６】
上述したように、オフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダのように作業機の姿勢によって高負荷圧となる側がボトム側とロッド側とで入れ替わる油圧シリンダでは、油圧シリンダのボトム側とロッド側の両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある。この場合、一般的に考える構成は、油圧シリンダのボトム側とロッド側の両方に個別に配管破断制御弁装置を設けることである。図６はそのような構成を油圧回路で示すものである。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
図６において、油圧シリンダ１にはボトム側配管破断制御弁装置１２１とロッド側配管破断制御弁装置１２２とが個別に設けられている。ボトム側配管破断制御弁装置１２１とロッド側配管破断制御弁装置１２２は、それぞれ、独立したハウジング５５，１５５を有し、ハウジング５５内にボトム側配管破断制御弁装置１２１の各構成要素が形成、配置され、ハウジング１５５内にロッド側配管破断制御弁装置１２２の各構成要素が形成、配置されている。
【００５８】
また、ハウジング５５，１５５内には、それぞれ、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８にパイロット圧を導く信号ライン６０，１６０と、スプール弁体３７，１３７の動きをスムーズにするためバネ３９，１３９を収納するバネ室４０，１４０をタンク９に接続するドレンライン６１，１６１とが形成されている。信号ライン６０，１６０はそれぞれ配管（ホース）である信号ライン６２，１６２に接続され、信号ライン６２，１６２は更に配管である信号ライン６３を介してシャトル弁５３の出力ポートに接続されている。ドレンライン６１，１６１はそれぞれ配管（ホース）であるドレンライン６６，１６６に接続され、ドレンライン６６，１６６は更に配管である信号ライン６７を介してタンク９に接続されている。
【００５９】
このように１つの油圧シリンダに２つの配管破断制御弁装置１２１，１２２を設ける場合は、アクチュエータライン７，８の配管に加え、信号ライン６２，１６２とドレンライン６６，１６６の４本の配管が必要となり、シリンダまわりの配管が複雑となり、オフセットシリンダなど、配管やバルブの配置に制約が多い場合は、設計が困難になる場合がある。
【００６０】
これに比べて、本実施の形態では、単一のハウジング２３で２つの配管破断制御弁装置２１，２２を構成したので、ハウジング２３の外側に伸びる信号ライン５０及びドレンライン５１もそれぞれ１本の配管で構成することができ、アクチュエータライン７，８以外の配管は信号ライン５０及びドレンライン５１の２本となり、シリンダまわりの配管を簡素化でき、コストの低減及びバルブの小型化も図れる。
【００６１】
本発明の第２の実施の形態を図７により説明する。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、ハウジングに加えパイロット弁としてのスプール弁体もボトム側とロッド側で共用にし、更に配管の簡素化を図るものである。
【００６２】
図７において、本実施の形態に係わる配管破断制御弁装置１０Ａは、第１の実施の形態のものと同様、ボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２との複合体として構成され、単一のハウジング２３を有している。ハウジング２３内には、第１の実施の形態にあったボトム側及びロッドのパイロット弁としてのスプール弁３７，１３７の代わりに、ボトム側のパイロットライン３５，３６間及びロッド側のパイロットライン１３５，１３６間を同時に連通及び遮断する単一のスプール弁７０が配置されている。スプール弁体７０は外部信号である操作レバー装置４からのパイロット圧によって作動しボトム側とロッド側の両方のポペット弁体３０，１３０を作動させるものであり、開方向作動側端部にパイロット圧の受圧部７１を備え、閉方向作動側端部にバネ７２を収納したバネ室７３を備えている。
【００６３】
また、ハウジング２３内には、スプール弁体７０の受圧部７１にパイロット圧を導く単一の信号ライン７４と、スプール弁体７０の動きをスムーズにするためバネ７２を収納するバネ室７３をタンク９に接続する単一のドレンライン７５とが形成され、信号ライン７４は１本の配管（ホース）からなる信号ライン５０に接続され、ドレンライン７５は１本の配管（ホース）からなるドレンライン５１に接続されている。
【００６４】
このように構成した第２の実施の形態では、第１の実施形態と比べスプール弁体の数が１つ減り、かつハウジング２３内の信号ライン７４及びドレンライン７５も簡素化する。このため、ハウジング２３内の部品数及び油通路が更に少なくなり、バルブを更に小型化することができる。
【００６５】
なお、以上の実施の形態においては、パイロット弁としてのスプール弁体をパイロットラインを連通及び遮断する開閉弁として構成し、ポペット弁体に固定絞り部を設け、ポペット弁体を開閉弁として構成したが、図８或いは特開平１１−３０３８１０号公報に記載のようにスプール弁体に可変絞り部を設け、ポペット弁体に、ポペット弁体の移動量に応じて開口面積を増大させ、その開口面積に応じてシリンダ接続室から背圧室へ流出するパイロット流量の通過量を制御するフィードハックスリットを設け、スプール弁体及びポペット弁体を操作レバー装置からのパイロット圧（外部信号）に応じて通過流量を制御する可変絞り弁として構成してもよく、このような配管破断制御弁装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記実施の形態では、本発明をオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダに適用した場合について説明したが、オフセットシリンダ以外にも、ボトム側とロッド側の両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある他の油圧シリンダに本発明を適用し同様の効果が得られるものである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、ボトム配管破断制御弁装置とロッド配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、信号ラインとドレンラインを単一配管で構成することにより、シリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図することができる。
【００６８】
また、ボトム配管破断制御弁装置とロッド配管破断制御弁装置のスプール弁体をを単一のスプール弁体で構成することにより、ハウジング内の部品数及び油通路が更に少なくなり、バルブを更に小型化することができる。
【００６９】
更に、配管やバルブの配置に制約が多いオフセットシリンダにおいて、シリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による配管破断制御弁装置を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【図２】図１に示した配管破断制御弁装置が装着されるオフセットシリンダを備えたオフセット式油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】オフセット式油圧ショベルのフロント作業機のオフセット動作を示す図である。
【図４】配管破断制御弁装置を装着した本発明の一実施の形態による油圧シリンダ装置の外観を示す図である。
【図５】配管破断制御弁装置を装着した本発明の他の実施の形態による油圧シリンダ装置の外観を示す図である。
【図６】配管破断制御弁装置を油圧シリンダのボトム側とロッド側の両方に個別に設けた場合の構成を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による配管破断制御弁装置を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【図８】従来の配管破断制御弁装置を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【符号の説明】
１ 油圧シリンダ（オフセットシリンダ）
２ 油圧ポンプ
３ コントロールバルブ
４ 操作レバー装置
５，６ パイロットライン
７，８ アクチュエータライン
９ タンク
１０ 配管破断制御弁装置
１１ 配管（鋼管）
１１ａ，１１ｂ 配管（鋼管）
２１ ボトム側配管制御弁装置
２２ ロッド側配管制御弁装置
２３ （単一の）ハウジング
２４，２５ 入出力ポート
２６ シリンダ接続室
２７ 配管接続室
２８ 背圧室
３０ ポペット弁体
３１ 通路
３２ 固定絞り部
３５，３６ パイロットライン
３７ スプール弁体
３８ 受圧部
３９ バネ
４０ バネ室
４１ 逆止弁
４５，４６ 信号ライン
４７，４８ ドレンライン
５０ 信号ライン（単一の配管）
５１ ドレンライン（単一の配管）
５３ シャトル弁
８１ ショベル本体
８２ オフセット式フロント作業機
８３ ロアブーム
８４ アッパーブーム
８５ シリンダステー
８６ アーム
８７ バケット
８８ ロッド
８９ ブームシリンダ
９１ アームシリンダ
９２ バケットシリンダ
１２４，１２５ 入出力ポート
１２６ シリンダ接続室
１２７ 配管接続室
１２８ 背圧室
１３０ ポペット弁体
１３１ 通路
１３２ 固定絞り部
１３５，１３６ パイロットライン
１３７ スプール弁体
１３８ 受圧部
１３９ バネ
１４０ バネ室
１４１ 逆止弁
１４５ 信号ライン
１４７ ドレンライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧機械に設けられ、シリンダ用ホースの破断時に負荷の落下を防止する配管破断制御弁装置（ホールディングバルブ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧機械、例えば油圧ショベルにおいては、ブーム等の負荷を駆動するアクチュエータである油圧シリンダに圧油を輸送するホース又は鋼管が万一破損した場合でも、負荷の落下を防止できるようにしたいというニーズがあり、このようなニーズに対してホールディングバルブと呼ばれる配管破断制御弁装置が設けられている。従来の配管破断制御弁装置を図８に油圧回路で示す。この配管破断制御弁装置は、特開平１１−３０３８１０号公報に記載されているものである。
【０００３】
図８において、２００は従来の配管破断制御弁装置であり、この弁装置２００は、２つの入出力ポート２０１，２０２を備えたハウジング２０３を有し、入出力ポート２０１は油圧シリンダ１０２のボトムポートに直接取り付けられ、入出力ポート２０２はアクチュエータライン１０５を介してコントロールバルブ１０３のアクチュエータポートの１つに接続されている。ハウジング２０３内には、主弁としてのポペット弁体２５５と、外部信号である操作レバー装置１０８からのパイロット圧によって作動しポペット弁体２５５を作動させるスプール弁体２６０と、小リリーフバルブ２０７を有し、小リリーフバルブ２０７のドレン通路２１５ｄに圧力発生手段である絞り２３４が設けられている。また、スプール弁体２６０はパイロット圧（外部信号）が導かれる受圧部２１７に加え、受圧部２１７と同じ側にこれと並列にもう１つの受圧部２３５を有し、この受圧部２３５に絞り２３４の上流側を信号通路２３６を介して接続し、絞り２３４で発生した圧力を外部信号であるパイロット圧と同じ側の駆動力として作用させる構造となっている。
【０００４】
操作レバー装置１０８からのパイロット圧（外部信号）は配管である信号ライン１７０を介してスプール弁体２６０の受圧部２１７に導かれ、スプール弁体２６０のバネ室側の漏れ油は、絞り２３４を通過した小リリーフバルブ２０７からの圧油と共にドレンライン１７１を介してタンク１０９に戻される。
【０００５】
アクチュエータライン１０５が破断していない通常時、配管破断制御弁装置２００は次のように動作する。
【０００６】
油圧シリンダ１０２のボトム側へ圧油を供給するときは、操作レバー装置１０８の操作レバーを図示Ａ方向に操作し、コントロールバルブ１０３を図示右側の位置に切り換えると、油圧ポンプ１０１の圧油がコントロールバルブ１０３及びアクチュエータライン１０５を介して弁装置２００の配管接続室２０９に供給され、この配管接続室２０９の圧力が上昇する。このとき、弁装置２００のシリンダ接続室２０８の圧力は油圧シリンダ１０２のボトム側の負荷圧になっており、配管接続室２０９の圧力が負荷圧より高くなるとポペット弁体２５５は図示上方へ移動し、シリンダ接続室２０８に圧油が流入し、油圧ポンプ１０１の圧油は油圧シリンダ１０２のボトム側に供給される。
【０００７】
油圧シリンダ１０２のボトム側から圧油をコントロールバルブ１０３ヘ排出するときは、操作レバー装置１０８の操作レバーを図示Ｂ方向に操作し、コントロールバルブ１０３を図示左側の位置に切り換えると、油圧ポンプ１０１の圧油がコントロールバルブ１０３及びアクチュエータライン１０６を介して油圧シリンダ１０２のロッド側に供給され、これと同時に操作レバー装置１０８からのパイロット圧がスプール弁体２６０の受圧部２１７に導かれ、パイロット圧によりスプール弁体２６０が開弁するため、シリンダ接続室２０８から、フィードバックスリット２１１、パイロットライン２１５ａ、可変絞り部２６０ａ、パイロットライン２１５ｂを通り、アクチュエータライン１０５へ至るパイロット流れが形成され、可変絞り部２６０ａ及びフィードバックスリット２１１の作用により背圧室２１０の圧力が低下し、可変絞り部２６０ａの開度に比例した開度でポペット弁体２５５が開弁する。このため、油圧シリンダ１０２のボトム側の圧油は流量制御されながらコントロールバルブ１０３へと排出され、更にタンク１０９に排出される。
【０００８】
コントロールバルブ１０３の中立位置で吊り荷を保持する場合のように、油圧シリンダ１０２のボトム側の負荷圧が高圧となる状態では、遮断位置にあるポペット弁体２５５が従来のホールディングバルブと同様に負荷圧を保持し、リーク量を減少させる機能（ホールディングバルブ機能）を果たす。
【０００９】
油圧シリンダ１０２に過大な外力が作用し、シリンダ接続室２０８が高圧になると、小リリーフバルブ２０７の入力側の圧力が上昇して小リリーフバルブ２０７が開き、絞り２３４を設けたドレン通路２１５ｄに圧油が流れ込むため、信号通路２３６の圧力が上昇し、スプール弁体２６０を開弁し、シリンダ接続室２０８から、フィードバックスリット２１１、背圧室２１０、パイロットライン２１５ａ，２１５ｂを通り、アクチュエータライン１０５へと至るパイロット流れが形成され、ポペット弁体２５５も開弁し、外力により生じた高圧の圧油をアクチュエータライン１０５に接続されたオーバーロードリリーフバルブ１０７ａによりタンク１０９ヘと排出し、機器の破損を防止する。
【００１０】
万一、アクチュエータライン１０５が破断したとき、油圧シリンダ１０２が例えば油圧ショベルを上下動するブームシリンダである場合、もし配管破断制御弁装置２００が設けられていないと、油圧シリンダ１０２のボトム側の圧油が破断したアクチュエータライン１０５から流出し、ブームが落下するため安全上好ましくない。配管破断制御弁装置２００はそのような事態に安全性を確保するものであり、上述した吊り荷を保持する場合と同様に、遮断位置にあるポペット弁体２５５がホールディングバルブとして機能し、油圧シリンダ１０２のボトム側の圧油の流出を阻止し、ブームの落下を防止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【００１２】
上記従来技術では、油圧シリンダ１０２として、例えばブームシリンダのように吊り荷の保持時にボトム側の負荷圧が高圧となるアクチュエータを想定しており、配管破断制御弁装置１００は油圧シリンダ１０２のボトムポートに接続されている。しかし、油圧機械、特に油圧ショベルのような建設機械に用いられる油圧シリンダには、作業機の姿勢によって負荷圧が高圧となる側がボトム側とロッド側で入れ替わるものがあり、その一例として、オフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダがある。
【００１３】
オフセット式油圧ショベルとは、一般的な油圧ショベルのフロント作業機に備えられるブームをロアブームとアッパーブームとに分割し、アッパーブームをロアブームに左右方向に回動可能に取り付け、アッパーブームの先端にシリンダステーを介してアームを上下方向に回動可能に取り付けたものである。シリンダステーはアッパーブームに対して左右方向に回動可能であり、かつリンク機構によりロアブームに対して平行移動する。アッパーブームはオフセットシリンダによりロアブームに対して左右に駆動される。
【００１４】
このようなオフセット式油圧ショベルにおいては、フロント作業機により吊り荷を保持するとき、アッパーブームが水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体の右側に回動するとき、或いは、アッパーブームが水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体の左側に回動したときは、オフセットシリンダのボトム側が高負荷圧側となるのに対して、アッパーブームが水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体８１の左側に回動するとき、或いは、アッパーブームが水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつアッパーブームがショベル本体の右側に回動するときは、オフセットシリンダのロッド側が高負荷圧側となる。このため、オフセットシリンダに圧油を供給するボトム側のアクチュエータライン１０５、ロッド側のアクチュエータライン１０６のいずれが破損した場合でも、圧油が流出し、吊り荷やバケットが斜め下方に移動（落下）する可能性があり、それを防止するためにオフセットシリンダのボトム側とロッド側の両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある。
【００１５】
しかし、配管破断制御弁装置には、図８を用いて説明したように、入出力ポート２０２をコントロールバルブ１０３に接続するアクチュエータライン１０５に加えて、信号ライン１７０及びドレンライン１７１が接続されており、これらアクチュエータライン１０５、信号ライン１７０及びドレンライン１７１は配管（ホース）で構成される。このため、１つの油圧シリンダに２つの配管破断制御弁装置を設ける場合は、シリンダまわりの配管が複雑となり、オフセットシリンダなど、配管やバルブの配置に制約が多い場合は、設計が困難になる場合がある。
【００１６】
本発明の目的は、油圧シリンダのボトム側とロッド側に２つの配管破断制御弁装置を配置する場合に、シリンダまわりの配管を簡素化し、かつコストの低減及び小型化を図れる油圧機械の配管破断制御弁装置及びオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧シリンダのボトムポートとボトム側油圧配管の間に設けられ、前記ボトムポートに接続されるシリンダ接続室、前記ボトム側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたボトム側配管破断制御弁装置を備えた油圧機械の配管破断制御弁装置において、前記油圧シリンダのロッドポートとロッド側油圧配管の間に設けられ、前記ロッドポートに接続されるシリンダ接続室、前記ロッド側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、前記外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたロッド側配管破断制御弁装置を更に備え、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体及び前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体は、それぞれ、開方向作動側端部に設けられた受圧部と、閉方向作動側端部に設けられたバネ室とを有し、前記ボトム側配管破断制御弁装置のハウジングと前記ロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、前記ボトム側配管破断制御弁装置の各構成要素と前記ロッド側配管破断制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、前記単一のハウジングに信号ライン用の単一の配管とドレンライン用の単一の配管を接続し、前記単一のハウジング内に、前記ハウジングに接続される信号ライン用の単一の配管に接続され、この単一の配管に導かれる前記外部信号としてのパイロット圧を分配して前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体の受圧部と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体の受圧部とのそれぞれに導く信号ラインと、前記ハウジングに接続されるドレンライン用の単一の配管に接続され、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体のバネ室と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体のバネ室とに漏れたそれぞれの圧油を集合して前記ドレンライン用の単一の配管に導くドレンラインとを形成するものとする。
【００１８】
このようにボトム側配管破断制御弁装置のハウジングとロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、それぞれの制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、信号ラインとドレンラインをそれぞれ単一の配管で構成することにより、ボトム側油圧配管及びロッド側油圧配管以外の配管は信号ライン用とドレンライン用の２本となり、シリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図ることができる。
【００１９】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、油圧シリンダのボトムポートとボトム側油圧配管の間に設けられ、前記ボトムポートに接続されるシリンダ接続室、前記ボトム側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたボトム側配管破断制御弁装置を備えた油圧機械の配管破断制御弁装置において、前記油圧シリンダのロッドポートとロッド側油圧配管の間に設けられ、前記ロッドポートに接続されるシリンダ接続室、前記ロッド側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、前記外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたロッド側配管破断制御弁装置を更に備え、前記ボトム側配管破断制御弁装置のハウジングと前記ロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、前記ボトム側配管破断制御弁装置の各構成要素と前記ロッド側配管破断制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、前記単一のハウジングに信号ライン用の単一の配管とドレンライン用の単一の配管を接続し、前記信号ライン用の単一の配管により前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体とロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体に前記外部信号を導き、前記ドレンライン用の単一の配管により前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体とロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体から余分の圧油をタンクに戻す構成とし、更に、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体とを単一のスプール弁体で構成し、前記外部信号を前記単一の信号ラインにより前記単一のスプール弁体に導くものとする。
【００２０】
これによりハウジング内の部品数及び油通路が更に少なくなり、バルブを更に小型化することができる。
【００２１】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、アッパーブームをロアブームに対して左右に回転駆動するオフセットシリンダを備えたオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置において、前記オフセットシリンダに上記（１）又は（２）の配管破断制御弁装置を取り付け、前記ボトム側配管破断制御弁装置のボトム側シリンダ接続室を前記オフセットシリンダのボトムポートに接続し、前記ロッド側配管破断制御弁装置のロッド側シリンダ接続室を前記オフセットシリンダのロッドポートに接続したものとする。
【００２２】
これにより配管やバルブの配置に制約が多いオフセットシリンダにおいて、上記（１）で述べたようにシリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施形態による配管破断制御弁装置を油圧回路で示す図である。
【００２５】
図１において、１は油圧シリンダであり、油圧シリンダ１は油圧ポンプ２から吐出された圧油により駆動される。油圧ポンプ２から油圧シリンダ１に供給される圧油の流れはコントロールバルブ３により制御され、コントロールバルブ３は操作レバー装置４により切り換え操作される。コントロールバルブ３はメインスプール３ａと受圧部３ｂ，３ｃを有し、操作レバー装置４はパイロットライン５，６を介してコントロールバルブ３の受圧部３ａ，３ｂに接続されている。また、コントロールバルブ３は配管（ホース）であるアクチュエータライン７，８に接続される２つのアクチュエータポート３ｄ，３ｅを有し、油圧シリンダ１には配管破断制御弁装置１０が設けられている。アクチュエータライン７は配管破断制御弁装置１０を介して油圧シリンダ１のボトム側１ａに接続され、アクチュエータライン８は配管破断制御弁装置１０及び配管（鋼管）１１を介して油圧シリンダ１のロッド側１ｂに接続されている。
【００２６】
配管破断制御弁装置１０はボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２との複合体であり、次のように構成されている。
【００２７】
配管破断制御弁装置１０はボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２とに共通の単一のハウジング２３を備えている。
【００２８】
また、配管破断制御弁装置１０は、ボトム側配管破断制御弁装置２１の構成要素として、ハウジング２３に形成された２つの入出力ポート２４，２５と、入出力ポート２４に接続されるシリンダ接続室２６と、入出力ポート２５に接続される配管接続室２７と、背圧室２８とを有し、かつハウジング２３内には背圧室２８の圧力を背面で受け、配管接続室２７とシリンダ接続室２８との間を遮断及び連通しかつ移動量に応じて開口面積を変化させるよう、主弁としてのポペット弁体３０が摺動自在に配置されている。入出力ポート２４は油圧シリンダ１のボトムポート１ｃに直接接続され、入出力ポート２５はアクチュエータライン７に接続されている。ポペット弁体３０内には、シリンダ接続室２６と背圧室２８を連通させる通路３１が形成され、通路３１に固定絞り部３２が設けられている。背圧室２８内にはポペット弁体３０を図示の遮断位置に保持するバネ３３が配設されている。
【００２９】
また、ハウジング２３には、背圧室２８と配管接続室２７とを接続するパイロットライン３５，３６が形成され、かつパイロット弁としてのスプール弁体３７がこれらパイロットライン３５，３６間を連通及び遮断するように設けられている。スプール弁体３７は外部信号である操作レバー装置４からのパイロット圧によって作動しポペット弁体３０を作動させるものであり、開方向作動側端部にパイロット圧の受圧部３８を備え、閉方向作動側端部にバネ３９を収納したバネ室４０を備えている。スプール弁体３７の下流側のパイロットライン３６には配管接続室から背圧室への圧油の流れを遮断する逆止弁４１が配置されている。
【００３０】
また、配管破断制御弁装置１０は、ロッド側配管破断制御弁装置２２の構成要素として、ボトム側配管破断制御弁装置２１と同様に、ハウジング２３内に入出力ポート１２４，１２５、シリンダ接続室１２６、配管接続室１２７、背圧室１２８、主弁としてのポペット弁体１３０、通路１３１、固定絞り部１３２、バネ１３３、パイロットライン１３５，１３６、パイロット弁としてのスプール弁体１３７、スプール弁体１３７の受圧部１３８、バネ１３９及びバネ室１４０、逆止弁１４１を備えている。シリンダ接続室１２６の入出力ポート１２４は配管（鋼管）１１を介して油圧シリンダ１のロッドポート１ｄに接続されている。
【００３１】
更に、ハウジング２３内には、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８にパイロット圧を導く信号ライン４５，１４５，４６と、バネ３９，１３９を収納するバネ室４０，１４０に漏れた余分の圧油をタンク９に戻しスプール弁体３７，１３７の動きをスムーズにするためのドレンライン４７，１４７，４８とが形成され、ハウジング２３には１本の配管（ホース）からなる信号ライン５０と１本の配管（ホース）からなるドレンライン５１を接続し、信号ライン４６は１本の配管（ホース）からなる信号ライン５０に接続され、ドレンライン４８は１本の配管（ホース）からなるドレンライン５１に接続されている。操作レバー装置４のパイロットライン５，６には操作レバー装置４により生成されたパイロット圧を検出するためのシャトル弁５３が接続され、信号ライン５０はシャトル弁５３の出力ポートに接続されている。
【００３２】
油圧シリンダ１は、本実施の形態では、オフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダとして用いられる。図２及び図３にオフセット式油圧ショベルの外観を示す。これらの図ではオフセットシリンダに油圧シリンダ１と同じ符号１を付している。
【００３３】
図２及び図３において、オフセット式油圧ショベルは、ショベル本体８１と、ショベル本体８１の前端部に支持されたオフセット式フロント作業機８２とを有し、オフセット式フロント作業機８２は、ショベル本体８１に上下方向に回動可能に取り付けられたロアブーム８３と、ロアブーム８３に左右方向に回動可能に取り付けられたアッパーブーム８４と、アッパーブーム８４に左右方向に回動可能に取り付けられたシリンダステー８５と、シリンダステー８５に上下方向に回動可能に取り付けられたアーム８６と、アーム８６に上下方向に回動可能に取り付けられたアタッチメント例えばバケット８７と、ロアブーム８３とシリンダステー８５とをリンク結合するロッド８８とで構成されている。ロアブーム８３はブームシリンダ８９により駆動され、アッパーブーム８４は上記のオフセットシリンダ１により駆動され、アーム８６はアームシリンダ９１（図３参照）により駆動され、バケット８７はバケットシリンダ９２により駆動される。
【００３４】
ショベル本体８１は走行体８１ａと旋回体８１ｂとからなり、旋回体８１ｂには運転室８１ｃが備えられている。旋回体８１ｂは図示しない旋回モータにより駆動される。
【００３５】
このようなオフセット式油圧ショベルでは、オフセットシリンダ１を伸縮することによりオフセット式フロント作業機８２のオフセット位置が変わり、作業範囲を変更することができる。つまり、図３において、オフセットシリンダ１を伸び方向に駆動するとアッパーブーム８４が図示Ａ方向に回動し、図中（ａ）のようにフロント作業機８２のアーム８６とバケット８７部分がショベル本体８１の右側（図示上側）に平行移動し、ショベル本体８１を移動させることなくショベル本体８１の右側を掘削することができる。逆にオフセットシリンダ１を縮み方向に駆動するとアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動し、図中（ｂ）のようにフロント作業機８２のアーム８６とバケット８７部分がショベル本体８１の左側（図示下側）に平行移動し、ショベル本体８１を移動させることなくショベル本体８１の左側を掘削することができる。
【００３６】
また、オフセット式油圧ショベルにおいては、フロント作業機８２の先端（バケット８７）の吊り荷を保持するとき、アッパーブーム８４が図２に示すように水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ａ）のようにアッパーブーム８４が図示Ａ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の右側にあるとき、或いは、アッパーブーム８４が水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ｂ）のようにアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の左側にあるときは、オフセットシリンダ１のボトム側１ａが高負荷圧側となるのに対して、アッパーブーム８４が図２に示すように水平よりも下向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ｂ）のようにアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の左側にあるとき、或いは、アッパーブーム８４が水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ａ）のようにアッパーブーム８４が図示Ａ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の右側にあるときは、オフセットシリンダ１のロッド側１ｂが高負荷圧側となる。このため、オフセットシリンダ１に圧油を供給するアクチュエータライン７，８（図１参照）のいずれが破損した場合でも、圧油が流出し、吊り荷やバケット８７が斜め下方に移動（落下）する可能性があり、それを防止するためにオフセットシリンダ１のボトム側１ａとロッド側１ｂの両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある。
【００３７】
例えば、アッパーブーム８４が水平よりも上向きに傾いた姿勢にありかつ図３の（ｂ）のようにアッパーブーム８４が図示Ｂ方向に回動しアーム８６がショベル本体８１の左側にあるときは、上記のようにオフセットシリンダ１のボトム側１ａが高負荷圧側となり、このとき、万一、アクチュエータライン７が破損すると、オフセットシリンダ１のボトム側１ａの圧油が流出してオフセットシリンダ１が縮み、オフセットシリンダ１がボトム側１ａのストロークエンドに達するまでアッパーブーム８４が図３（ｂ）のＢ方向に回動し、アーム８６及びバケット８７が本体左側で斜め下方に移動し、吊り荷も同様に斜め下方に移動する。オフセットシリンダ１のロッド側１ｂが高負荷圧側であるときに、万一、アクチュエータライン８が破損した場合も同様であり、オフセットシリンダ１のロッド側１ｂの圧油が流出してオフセットシリンダ１が伸び、オフセットシリンダ１がロッド側１ｂのストロークエンドに達するまでアッパーブーム８４が図３（ｂ）のＡ方向に回動し、アーム８６及びバケット８７が本体右側で斜め下方に移動し、吊り荷も同様に斜め下方に移動する。
【００３８】
このように吊り荷やバケット８７が移動（落下）すると、周囲にある器物に接触し破損事項等を起こす可能性がある。よって、このような配管破断時の吊り荷やバケット８７の移動は極力防止しなければならない。
【００３９】
本実施の形態に係わる配管破断制御弁装置１０はそのような現象を防止するためオフセットシリンダ１に備えられるものであり、アクチュエータライン７，８のいずれが破損した場合でも圧油の流出を防止し、吊り荷の落下を防止できるようにするためにボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２とを備えている。
【００４０】
図４に本実施の形態に係わる配管破断制御弁装置１０を装着したオフセットシリンダ装置の外観を示す。オフセットシリンダ１のシリンダ本体外周面のボトム側エンド付近には配管破断制御弁装置１０のハウジング２３が溶接或いはボルト止めでなどにより取り付けられている。ハウジング２３内に形成されたボトム側配管破断制御弁装置２１のシリンダ接続室側入出力ポート２４（図１参照）はオフセットシリンダ１のボトムポート１ｃに直接接続され、ロッド側配管破断制御弁装置２２のシリンダ接続室側入出力ポート１２４（図１参照）は、鋼管からなる配管１１を介してオフセットシリンダ１のロッドポート１ｄに接続されている。配管１１は邪魔にならないようにシリンダ本体外周面にはわせている。また、図示はしないが、ハウジング２３からはアクチュエータライン７，８の配管（ホース）及び信号ライン５０及びドレンライン５１の配管（ホース）が伸びている。
【００４１】
図５は、配管破断制御弁装置１０の取り付け位置の変更例である。配管破断制御弁装置１０のハウジング２３はオフセットシリンダ１のシリンダ本体外周面の軸方向中央付近に溶接或いはボルト止めなどにより取り付けられ、ハウジング２３内に形成されたボトム側配管破断制御弁装置２１のシリンダ接続室側入出力ポート２４（図１参照）及びロッド側配管破断制御弁装置２２のシリンダ接続室側入出力ポート１２４（図１参照）は、共に、オフセットシリンダ１のボトムポート１ｃ及びロッドポート１ｄに鋼管からなる配管１１ａ，１１ｂを介して接続されている。
【００４２】
次に、以上のように構成した配管破断制御弁装置１０の動作を説明する。
【００４３】
１）油圧シリンダ１のボトム側１ａへの圧油供給時（伸び方向作動時）
アクチュエータライン７，８が破断していない通常時、操作レバー装置４の操作レバーを図示Ａ方向に操作すると、パイロット圧がコントロールバルブ３の受圧部３ｂに導かれ、メインスプール３ａを図示右側の位置に切り換え、油圧ポンプ２の吐出油がコントロールバルブ３及びアクチュエータライン７を介してボトム側配管破断制御弁装置２１の配管接続室２７に供給される。これと同時に操作レバー装置４により生成されたパイロット圧がシャトル弁５３により検出され、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８に導かれ、スプール弁体３７，１３７を開弁する。このとき、シリンダ接続室２６には油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧が導かれており、この負荷圧は通路３１及び固定絞り部３２を介して背圧室２８に伝えられ、更にパイロットライン３５，３６を介して配管接続室２７に伝えられる。このため、油圧ポンプ２の吐出圧が油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧より高くなるまでの間は、配管接続室２７の圧力はシリンダ接続室２６及び背圧室２８の圧力より低いかそれと同圧であり、ポペット弁体３０はバネ３３により図示の遮断位置に保たれる。油圧ポンプ２の吐出圧が油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧とバネ３３の圧力換算値との合計より高くなると、ポペット弁体３０は図示上方へ移動して開弁し、油圧ポンプ２の吐出油は配管接続室２７からシリンダ接続室２６に流入し、更に油圧シリンダ１のボトム側１ａに供給される。
【００４４】
一方、ロッド側配管破断制御弁装置２２では、上記のようにスプール弁体１３７が開弁しているので、油圧シリンダ１のロッド側１ｂからの圧油が配管１１を介してシリンダ接続室１２６に導かれると、シリンダ接続室１２６から通路１３１及び固定絞り部１３２、背圧室１２８、パイロットライン１３５，１３６を通り、アクチュエータライン８へと至るパイロット流れが形成され、固定絞り部１３２の絞り作用により背圧室１２８の圧力が低下し、ポペット弁体１３０が開弁する。このため、油圧シリンダ１のロッド側１ｂの圧油はコントロールバルブ３へと排出され、更にタンク９に排出される。これにより油圧シリンダ１は伸び方向に動作する。
【００４５】
２）油圧シリンダ１のボトム側１ｂへの圧油供給時（縮み方向作動時）
操作レバー装置４の操作レバーを図示Ｂ方向に操作すると、パイロット圧がコントロールバルブ３の受圧部３ｃに導かれ、メインスプール３ａを図示左側の位置に切り換え、油圧ポンプ２の吐出油がコントロールバルブ３及びアクチュエータライン８を介してボトム側配管破断制御弁装置２２の配管接続室１２７に供給される。これと同時に操作レバー装置４により生成されたパイロット圧がシャトル弁５３により検出され、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８に導かれ、スプール弁体３７，１３７を開弁する。このため、油圧シリンダ１のボトム側１ａへの圧油供給時（伸び方向作動時）と同様に、油圧ポンプ２の吐出圧が油圧シリンダ１のロッド側１ｂの負荷圧とバネ１３３の圧力換算値との合計より高くなると、ポペット弁体１３０が開弁し、油圧ポンプ２の吐出油が油圧シリンダ１のロッド側１ｂに供給されるとともに、ボトム側配管破断制御弁装置２１では固定絞り部３２、背圧室２８、パイロットライン３５，３６を通るパイロット流れが形成され、固定絞り部３２の絞り作用によりポペット弁体３０が開弁し、油圧シリンダ１のボトム側１ａの圧油はコントロールバルブ３を介してタンク９に排出される。これにより油圧シリンダ１は縮み方向に動作する。
【００４６】
３）油圧シリンダ１の負荷圧を保持する場合
フロント作業機８２を空中で停止させておくときは、フロント作業機８２の自重（アッパーブーム８４，シリンダステー８５，アーム８６，バケット８７の重量）により、吊り荷がある場合と同様にオフセットシリンダ１のボトム側１ａかロッド側１ｂのいずれかが高負荷圧側となる。
【００４７】
油圧シリンダ１のボトム側１ａの負荷圧が高圧となるときは、ボトム側配管破断制御弁装置２１の遮断位置にあるポペット弁体３０が従来のホールディングバルブと同様に負荷圧を保持し、リーク量を減少させる機能（ホールディングバルブ機能）を果たす。
【００４８】
油圧シリンダ１のロッド側１ｂの負荷圧が高圧となるときは、ロッド側配管破断制御弁装置２２の遮断位置にあるポペット弁体１３０が従来のホールディングバルブと同様に負荷圧を保持し、リーク量を減少させる機能（ホールディングバルブ機能）を果たす。
【００４９】
フロント作業機８２を空中で停止させておく例として、オフセット式油圧ショベルを夜間駐機させておく場合がある。オフセット式油圧ショベルを市街地等の狭所スペースで駐機させるとき、もしオフセットシリンダ１の高負荷圧側の圧油の漏れを防止できないと、オフセットシリンダ１が少しづつ動き、アッパーブーム８４回動しアーム８６及びバケット８７が移動して近隣の塀、家屋の壁、或いは他の機械などに接触し、破損事故を起こす可能性がある。
【００５０】
上記のように配管破断制御弁装置１０がホールディングバルブ機能を果たすことにより、オフセット式フロント作業機８２のアッパーブーム８４がどのような姿勢にあってもオフセットシリンダ１の高負荷圧側の圧油のリークを防止でき、接触破損事故を起こすことを防止することができる。
【００５１】
４）アクチュエータラインが破損した場合
オフセットシリンダ１のボトム側１ａが高負荷圧側となる作業時に、万一、アクチュエータライン７が破断したときは、上述したオフセットシリンダ１の負荷圧を保持する場合と同様に、ボトム側配管破断制御弁装置２１の遮断位置にあるポペット弁体３０がホールディングバルブとして機能し、オフセットシリンダ１のボトム側１ａの圧油の流出が阻止され、オフセットシリンダ１の縮み動作を防止する。これによりアッパーブーム８４がオフセットシリンダ１のストロークエンド位置まで回動しアーム８６及びバケット８７が斜め下方に移動することを防止し、吊り荷やバケット８７が下方或いは側方に位置するものに接触し、破損事項等を起こすことを防止することができる。
【００５２】
オフセットシリンダ１のロッド側１ｂが高負荷圧側となる作業時に、万一、アクチュエータライン８が破断したときも同様であり、ロッド側配管破断制御弁装置２２によりオフセットシリンダ１のロッド側１ｂの圧油の流出が阻止され、オフセットシリンダ１の伸び動作を防止し、吊り荷やバケット８７が下方或いは側方に位置するものに接触し、破損事項等を起こすことを防止することができる。
【００５３】
５）逆止弁４１，１４１の作用
アクチュエータライン７又は８が破断していない通常の操作時に、アッパーブームの回転方向を逆方向に急に変えるため、操作レバー装置４の操作レバーを逆方向に急操作することがある。このような急な逆操作をした場合、スプール弁体３０又は１３０が閉弁する前にアクチュエータライン７又は８からの油圧ポンプ２の吐出油が配管破断制御弁装置２１又は２２の配管接続室２７又は１２７へと導かれ、もし逆止弁４１，１４１がない場合は、更にその吐出油の一部がパイロットライン３５，３６又は１３５，１３６を介してポペット弁体３０又は１３０の背圧室２８又は１２８へと押し込み圧として導かれ、ポペット弁体３０又は１３０が開弁できなくなり、開弁遅れが生じる可能性がある。
【００５４】
パイロットライン３６，１３６に逆止弁４１，１４０を設けることにより、スプール弁体３７又は１３７が閉弁する前に油圧ポンプ２の吐出油が配管接続室２７又は１２７に導かれても、逆上弁４１又は１４１により背圧室２８又は１２８にはその押し込み圧が導かれないため、ポペット弁体３０又は１３０は確実に開弁し、アッパーブームの起動が遅れることなくスムーズに操作できる。
【００５５】
次に、本実施の形態における配管の簡素化について説明する。
【００５６】
上述したように、オフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダのように作業機の姿勢によって高負荷圧となる側がボトム側とロッド側とで入れ替わる油圧シリンダでは、油圧シリンダのボトム側とロッド側の両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある。この場合、一般的に考える構成は、油圧シリンダのボトム側とロッド側の両方に個別に配管破断制御弁装置を設けることである。図６はそのような構成を油圧回路で示すものである。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
図６において、油圧シリンダ１にはボトム側配管破断制御弁装置１２１とロッド側配管破断制御弁装置１２２とが個別に設けられている。ボトム側配管破断制御弁装置１２１とロッド側配管破断制御弁装置１２２は、それぞれ、独立したハウジング５５，１５５を有し、ハウジング５５内にボトム側配管破断制御弁装置１２１の各構成要素が形成、配置され、ハウジング１５５内にロッド側配管破断制御弁装置１２２の各構成要素が形成、配置されている。
【００５８】
また、ハウジング５５，１５５内には、それぞれ、スプール弁体３７，１３７の受圧部３８，１３８にパイロット圧を導く信号ライン６０，１６０と、スプール弁体３７，１３７の動きをスムーズにするためバネ３９，１３９を収納するバネ室４０，１４０をタンク９に接続するドレンライン６１，１６１とが形成されている。信号ライン６０，１６０はそれぞれ配管（ホース）である信号ライン６２，１６２に接続され、信号ライン６２，１６２は更に配管である信号ライン６３を介してシャトル弁５３の出力ポートに接続されている。ドレンライン６１，１６１はそれぞれ配管（ホース）であるドレンライン６６，１６６に接続され、ドレンライン６６，１６６は更に配管である信号ライン６７を介してタンク９に接続されている。
【００５９】
このように１つの油圧シリンダに２つの配管破断制御弁装置１２１，１２２を設ける場合は、アクチュエータライン７，８の配管に加え、信号ライン６２，１６２とドレンライン６６，１６６の４本の配管が必要となり、シリンダまわりの配管が複雑となり、オフセットシリンダなど、配管やバルブの配置に制約が多い場合は、設計が困難になる場合がある。
【００６０】
これに比べて、本実施の形態では、単一のハウジング２３で２つの配管破断制御弁装置２１，２２を構成したので、ハウジング２３の外側に伸びる信号ライン５０及びドレンライン５１もそれぞれ１本の配管で構成することができ、アクチュエータライン７，８以外の配管は信号ライン５０及びドレンライン５１の２本となり、シリンダまわりの配管を簡素化でき、コストの低減及びバルブの小型化も図れる。
【００６１】
本発明の第２の実施の形態を図７により説明する。図中、図１に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、ハウジングに加えパイロット弁としてのスプール弁体もボトム側とロッド側で共用にし、更に配管の簡素化を図るものである。
【００６２】
図７において、本実施の形態に係わる配管破断制御弁装置１０Ａは、第１の実施の形態のものと同様、ボトム側配管破断制御弁装置２１とロッド側配管破断制御弁装置２２との複合体として構成され、単一のハウジング２３を有している。ハウジング２３内には、第１の実施の形態にあったボトム側及びロッドのパイロット弁としてのスプール弁３７，１３７の代わりに、ボトム側のパイロットライン３５，３６間及びロッド側のパイロットライン１３５，１３６間を同時に連通及び遮断する単一のスプール弁７０が配置されている。スプール弁体７０は外部信号である操作レバー装置４からのパイロット圧によって作動しボトム側とロッド側の両方のポペット弁体３０，１３０を作動させるものであり、開方向作動側端部にパイロット圧の受圧部７１を備え、閉方向作動側端部にバネ７２を収納したバネ室７３を備えている。
【００６３】
また、ハウジング２３内には、スプール弁体７０の受圧部７１にパイロット圧を導く単一の信号ライン７４と、スプール弁体７０の動きをスムーズにするためバネ７２を収納するバネ室７３をタンク９に接続する単一のドレンライン７５とが形成され、信号ライン７４は１本の配管（ホース）からなる信号ライン５０に接続され、ドレンライン７５は１本の配管（ホース）からなるドレンライン５１に接続されている。
【００６４】
このように構成した第２の実施の形態では、第１の実施形態と比べスプール弁体の数が１つ減り、かつハウジング２３内の信号ライン７４及びドレンライン７５も簡素化する。このため、ハウジング２３内の部品数及び油通路が更に少なくなり、バルブを更に小型化することができる。
【００６５】
なお、以上の実施の形態においては、パイロット弁としてのスプール弁体をパイロットラインを連通及び遮断する開閉弁として構成し、ポペット弁体に固定絞り部を設け、ポペット弁体を開閉弁として構成したが、図８或いは特開平１１−３０３８１０号公報に記載のようにスプール弁体に可変絞り部を設け、ポペット弁体に、ポペット弁体の移動量に応じて開口面積を増大させ、その開口面積に応じてシリンダ接続室から背圧室へ流出するパイロット流量の通過量を制御するフィードハックスリットを設け、スプール弁体及びポペット弁体を操作レバー装置からのパイロット圧（外部信号）に応じて通過流量を制御する可変絞り弁として構成してもよく、このような配管破断制御弁装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記実施の形態では、本発明をオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダに適用した場合について説明したが、オフセットシリンダ以外にも、ボトム側とロッド側の両方に配管破断制御弁装置を設ける必要がある他の油圧シリンダに本発明を適用し同様の効果が得られるものである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、ボトム配管破断制御弁装置とロッド配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、信号ラインとドレンラインを単一配管で構成することにより、シリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図することができる。
【００６８】
また、ボトム配管破断制御弁装置とロッド配管破断制御弁装置のスプール弁体をを単一のスプール弁体で構成することにより、ハウジング内の部品数及び油通路が更に少なくなり、バルブを更に小型化することができる。
【００６９】
更に、配管やバルブの配置に制約が多いオフセットシリンダにおいて、シリンダまわりの配管を簡素化することができ、かつコストの低減及びバルブの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による配管破断制御弁装置を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【図２】図１に示した配管破断制御弁装置が装着されるオフセットシリンダを備えたオフセット式油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】オフセット式油圧ショベルのフロント作業機のオフセット動作を示す図である。
【図４】配管破断制御弁装置を装着した本発明の一実施の形態による油圧シリンダ装置の外観を示す図である。
【図５】配管破断制御弁装置を装着した本発明の他の実施の形態による油圧シリンダ装置の外観を示す図である。
【図６】配管破断制御弁装置を油圧シリンダのボトム側とロッド側の両方に個別に設けた場合の構成を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による配管破断制御弁装置を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【図８】従来の配管破断制御弁装置を油圧駆動装置とともに油圧回路で示す図である。
【符号の説明】
１ 油圧シリンダ（オフセットシリンダ）
２ 油圧ポンプ
３ コントロールバルブ
４ 操作レバー装置
５，６ パイロットライン
７，８ アクチュエータライン
９ タンク
１０ 配管破断制御弁装置
１１ 配管（鋼管）
１１ａ，１１ｂ 配管（鋼管）
２１ ボトム側配管制御弁装置
２２ ロッド側配管制御弁装置
２３ （単一の）ハウジング
２４，２５ 入出力ポート
２６ シリンダ接続室
２７ 配管接続室
２８ 背圧室
３０ ポペット弁体
３１ 通路
３２ 固定絞り部
３５，３６ パイロットライン
３７ スプール弁体
３８ 受圧部
３９ バネ
４０ バネ室
４１ 逆止弁
４５，４６ 信号ライン
４７，４８ ドレンライン
５０ 信号ライン（単一の配管）
５１ ドレンライン（単一の配管）
５３ シャトル弁
８１ ショベル本体
８２ オフセット式フロント作業機
８３ ロアブーム
８４ アッパーブーム
８５ シリンダステー
８６ アーム
８７ バケット
８８ ロッド
８９ ブームシリンダ
９１ アームシリンダ
９２ バケットシリンダ
１２４，１２５ 入出力ポート
１２６ シリンダ接続室
１２７ 配管接続室
１２８ 背圧室
１３０ ポペット弁体
１３１ 通路
１３２ 固定絞り部
１３５，１３６ パイロットライン
１３７ スプール弁体
１３８ 受圧部
１３９ バネ
１４０ バネ室
１４１ 逆止弁
１４５ 信号ライン
１４７ ドレンライン
Claims (3)
- 油圧シリンダのボトムポートとボトム側油圧配管の間に設けられ、前記ボトムポートに接続されるシリンダ接続室、前記ボトム側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたボトム側配管破断制御弁装置を備えた油圧機械の配管破断制御弁装置において、
前記油圧シリンダのロッドポートとロッド側油圧配管の間に設けられ、前記ロッドポートに接続されるシリンダ接続室、前記ロッド側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、前記外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたロッド側配管破断制御弁装置を更に備え、
前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体及び前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体は、それぞれ、開方向作動側端部に設けられた受圧部と、閉方向作動側端部に設けられたバネ室とを有し、
前記ボトム側配管破断制御弁装置のハウジングと前記ロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、前記ボトム側配管破断制御弁装置の各構成要素と前記ロッド側配管破断制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し、
前記単一のハウジングに信号ライン用の単一の配管とドレンライン用の単一の配管を接続し、前記単一のハウジング内に、前記ハウジングに接続される信号ライン用の単一の配管に接続され、この単一の配管に導かれる前記外部信号としてのパイロット圧を分配して前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体の受圧部と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体の受圧部とのそれぞれに導く信号ラインと、前記ハウジングに接続されるドレンライン用の単一の配管に接続され、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体のバネ室と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体のバネ室とに漏れたそれぞれの圧油を集合して前記ドレンライン用の単一の配管に導くドレンラインとを形成したことを特徴とする油圧機械の配管破断制御弁装置。 - 油圧シリンダのボトムポートとボトム側油圧配管の間に設けられ、前記ボトムポートに接続されるシリンダ接続室、前記ボトム側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたボトム側配管破断制御弁装置を備えた油圧機械の配管破断制御弁装置において、
前記油圧シリンダのロッドポートとロッド側油圧配管の間に設けられ、前記ロッドポートに接続されるシリンダ接続室、前記ロッド側油圧配管に接続される配管接続室及び背圧室を形成したハウジングと、このハウジングに摺動自在に配置され、前記シリンダ接続室と前記配管接続室との間を遮断及び連通させる主弁としてのポペット弁体と、前記背圧室と前記配管接続室との間を接続するパイロットラインと、このパイロットラインに設けられ、前記外部信号で作動し前記パイロットラインを遮断及び連通させるスプール弁体とを備えたロッド側配管破断制御弁装置を更に備え、
前記ボトム側配管破断制御弁装置のハウジングと前記ロッド側配管破断制御弁装置のハウジングを単一のハウジングで構成し、前記ボトム側配管破断制御弁装置の各構成要素と前記ロッド側配管破断制御弁装置の各構成要素をその単一のハウジング内に配置、形成し 、
前記単一のハウジングに信号ライン用の単一の配管とドレンライン用の単一の配管を接続し、前記信号ライン用の単一の配管により前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体とロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体に前記外部信号を導き、前記ドレンライン用の単一の配管により前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体とロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体から余分の圧油をタンクに戻す構成とし、
更に、前記ボトム側配管破断制御弁装置のスプール弁体と前記ロッド側配管破断制御弁装置のスプール弁体とを単一のスプール弁体で構成し、前記外部信号を前記単一の信号ラインにより前記単一のスプール弁体に導くことを特徴とする油圧機械の配管破断制御弁装置。 - アッパーブームをロアブームに対して左右に回転駆動するオフセットシリンダを備えたオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置において、前記オフセットシリンダに請求項１又は２記載の配管破断制御弁装置を取り付け、前記ボトム側配管破断制御弁装置のボトム側シリンダ接続室を前記オフセットシリンダのボトムポートに接続し、前記ロッド側配管破断制御弁装置のロッド側シリンダ接続室を前記オフセットシリンダのロッドポートに接続したことを特徴とするオフセット式油圧ショベルのオフセットシリンダ装置。
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