JP7149140B2

JP7149140B2 - マルチコントロールバルブユニット及び油圧ショベル用油圧駆動装置

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Publication number: JP7149140B2
Application number: JP2018173914A
Authority: JP
Inventors: 哲弘近藤; 直希畑
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2022-10-06
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Description

本発明は、複数のコントロールバルブを有するマルチコントロールバルブユニット及び油圧ショベル用油圧駆動装置に関する。

従来、油圧ポンプから吐出された圧油の流量を制御しつつアクチュエータの駆動方向を切換えるマルチコントロールバルブを有する油圧駆動装置が用いられている。このような油圧駆動装置において、異なるコントロールバルブのパイロット室同士を接続し、これらのパイロット室に共通して接続された圧力調整弁を有する油圧駆動装置が特許文献１に開示されている。また、複数のコントロールバルブを用いたマルチコントロールバルブユニットについて特許文献２に開示されている。

特開２０１７－１１０６７２号公報特開２０１５－１４８３００号公報

しかしながら、特許文献１に開示された油圧駆動装置では、コントロールバルブを収納する形式については開示されていない。また、特許文献２に開示された油圧駆動装置では、各油圧制御弁（コントロールバルブ）のパイロット室同士を連通させる形式については開示されていない。そのため、あるパイロット室と別のパイロット室を接続し、これらのパイロット室に共通して接続された圧力調整弁を備えた構成をマルチコントロールバルブユニットに適用すると、一方のコントロールバルブのパイロット室から他方のコントロールバルブのパイロット室へ延びる流路が、複数のコントロールバルブの間でそれぞれ互いに関係なく配置され、流路の構成が複雑になる可能性がある。また、パイロット室同士を接続するための外部配管を行う場合、接続部材と配管が必要で、配管接続作業も必要となる。そのため、マルチコントロールバルブユニットが大型化し、コストが上昇する可能性がある。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、圧油の流路の構成が簡易なマルチコントロールバルブユニット及び油圧ショベル用油圧駆動装置を提供することを目的とする。

本発明のマルチコントロールバルブユニットは、第１弁室及び第２弁室を内部に備え、前記第１弁室の軸方向と前記第２弁室の軸方向とが互いに平行となるように前記第１弁室及び前記第２弁室が配置されたハウジングと、前記第１弁室の内部に軸方向に移動可能に配置された第１スプールと、前記第２弁室の内部に軸方向に移動可能に配置された第２スプールと、前記第１スプールのパイロット圧受圧部へパイロット圧を導くための第１パイロット室と、前記第２スプールのパイロット圧受圧部へパイロット圧を導くための第２パイロット室とを内部に備え、かつ、前記ハウジングに取り付けられたパイロット室形成部材と、前記第１パイロット室と、前記第２パイロット室との両方へ所定の圧油を供給可能であり、かつ前記パイロット室形成部材に設けられた、電磁比例減圧弁とを備え、前記第１スプールは、前記第１パイロット圧に応じて、前記第１弁室の内部で軸方向に移動することにより前記第１弁室の内部で複数のポートの間の接続状態を切換えると共に前記第１弁室の内部の複数のポートの間の開口面積を調整し、前記第２スプールは、前記第２パイロット圧に応じて、前記第２弁室の内部で軸方向に移動することにより前記第２弁室の内部の複数のポートの間の接続状態を切換えると共に前記第２弁室の内部の複数のポートの間の開口面積を調整することを特徴とする。

上記構成のマルチコントロールバルブユニットでは、第１パイロット室及び第２パイロット室が一つのパイロット室形成部材に設けられると共に、電磁比例減圧弁がパイロット室形成部材に設けられているので、第１パイロット室と第２パイロット室との間の流路及び電磁比例減圧弁が１つの部材にまとめられて、マルチコントロールバルブがコンパクトに形成される。そのため、圧油の流路の構成が簡易になり、マルチコントロールバルブの構成を小型化させることができる。また、複数のパイロット室を接続する配管部品が不要となるだけでなく、配管を接続する作業も低減できる。

また、前記電磁比例減圧弁は、前記第１スプールの軸と前記第２スプールの軸を含む平面に垂直な方向に沿って見たときに、前記第１スプールの軸と、前記第２スプールの軸との間の位置に設けられていてもよい。

電磁比例減圧弁が、第１スプールの軸と、第２スプールの軸との間の位置に設けられるので、電磁比例減圧弁の配置のためのスペースを第１スプール及び第２スプールの配置のためのスペースとスプールの軸方向で重複させることができ、マルチコントロールバルブユニットを小型化させることができる。

また、前記第１スプール及び前記第２スプールは、それぞれ異なる油圧ポンプによって供給される圧油についてのポートの間の接続状態切換と開口面積の調整を行ってもよい。

第１スプール及び第２スプールは、それぞれ異なる油圧ポンプによって供給される圧油についてのポートの間の接続状態の切換と開口面積の調整を行うので、異なる油圧ポンプによって圧油が供給されるコントロールバルブの間で電磁比例減圧弁を共通化させることができる。

また、上記構成のマルチコントロールバルブユニットを用いてアクチュエータの駆動を制御する油圧ショベル用油圧駆動装置であって、前記アクチュエータは、アームに押し動作及び引き動作を実行させるアームシリンダを備え、前記第１スプール及び前記第２スプールを移動させることによって、前記アームシリンダの駆動を制御して、アームの動作を制御することを特徴とする。

第１スプール及び第２スプールが移動することによってアームシリンダの駆動を制御して、アームの動作を制御するので、アームの動作の制御のための構成を簡易にすることができる。

また、上記構成のマルチコントロールバルブユニットを用いてアクチュエータの駆動を制御する油圧ショベル用油圧駆動装置であって、前記アクチュエータは、ブームの上げ動作及び下げ動作を実行させるブームシリンダを備え、前記第１スプール及び前記第２スプールを移動させることによって、前記ブームシリンダの駆動を制御して、ブームの動作を制御してもよい。

第１スプール及び第２スプールが移動することによってブームシリンダの駆動を制御して、ブームの動作を制御するので、ブームの動作の制御のための構成を簡易にすることができる。

本発明によれば、第１パイロット室、第２パイロット室及び電磁比例減圧弁がパイロット室形成部材に設けられるので、第１パイロット室と第２パイロット室との間の流路及び電磁比例減圧弁をパイロット室形成部材にまとめることができる。そのため、マルチコントロールバルブユニットの構成を小型化させることができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベル用油圧駆動装置についての回路図である。図１の回路図においてアームシリンダに接続されたコントロールバルブの周辺部分についてより詳細に示した回路図である。図１の油圧ショベル用油圧駆動装置で用いられるマルチコントロールバルブユニットについての斜視図である。図１のマルチコントロールバルブユニットにおいて、２つのコントロールバルブのそれぞれにおけるパイロット室形成部材に形成されたパイロット室と、電磁比例減圧弁について示した断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るマルチコントロールバルブユニットの用いられた油圧ショベル用油圧駆動装置について、添付図面を参照して説明する。

図１に、油圧ショベル用油圧駆動装置についての回路図を示す。本実施形態の油圧ショベル用油圧駆動装置２０００では、２つの油圧ポンプ２００ａ、２００ｂが用いられている。また、油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、タンク３００を備えている。油圧ポンプ２００ａ、２００ｂは、斜板ポンプであってもよいし斜軸ポンプであってもよい。

油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、複数のコントロールバルブを備えている。複数のコントロールバルブは、２列に並べられて配置されている。すなわち、２つの油圧ポンプ２００ａ、２００ｂのうち、一方の油圧ポンプ２００ａから圧油が供給される方向に沿って並べられたコントロールバルブの列と、他方の油圧ポンプ２００ｂから圧油が供給される方向に沿って並べられたコントロールバルブの列との２列に並べられている。それぞれのコントロールバルブの列は、スプールの軸方向が平行となるように並べられている。

油圧ポンプ２００ａ側には、油圧ポンプ２００ａに近い方から順に、バケットを駆動するためのコントロールバルブ５１０、アームを駆動するためのコントロールバルブ５２０、ブームを駆動するためのコントロールバルブ５３０、一方の履帯を駆動するためのコントロールバルブ５４０が設けられている。ただし、これらのコントロールバルブの並び順については変更可能である。

また、油圧ポンプ２００ｂ側には、油圧ポンプ２００ｂに近い方から順に、旋回モータを駆動するためのコントロールバルブ５５０、アームを駆動するためのコントロールバルブ５６０、ブームを駆動するためのコントロールバルブ５７０、他方の履帯を駆動するためのコントロールバルブ５８０が設けられている。ただし、これらのコントロールバルブの並び順については変更可能である。

本実施形態では、油圧ポンプ２００ａ、２００ｂから供給される圧油の流路である供給ライン３１０、３２０を各コントロールバルブの位置で分岐させ、分岐された圧油の流路を各コントロールバルブのポートに接続している。これにより、各コントロールバルブに対して油圧ポンプ２００ａ、２００ｂからの圧油が供給されている。

本実施形態の油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、油圧アクチュエータとして、油圧ショベルにおけるバケットの駆動を制御するためのバケットシリンダ６１０を備えている。バケットシリンダ６１０には、バケットシリンダ６１０のヘッド側とロッド側の何れか一方へ圧油を供給すると共に、同いずれか他方から排出される圧油の流量を調整するとともに、供給・排出の方向を切換えるコントロールバルブ５１０が接続されている。

また、油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、油圧ショベルにおけるアームの動作の駆動を制御するためのアームシリンダ６２０を備えている。アームシリンダ６２０には、アームシリンダ６２０のヘッド側とロッド側の何れか一方へ圧油を供給すると共に、同いずれか他方から排出される圧油の流量を調整するコントロールバルブ５２０、５６０が接続されている。アームシリンダ６２０は、アームに押し動作及び引き動作を実行させる。アームシリンダ６２０の駆動を制御することにより、アームの動作を制御することができる。

また、油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、油圧ショベルにおけるブームの動作の駆動を制御するブームシリンダ６３０を備えている。ブームシリンダ６３０には、ブームシリンダ６３０のヘッド側とロッド側の何れか一方へ圧油を供給すると共に、同いずれか他方から排出される圧油の流量を調整するコントロールバルブ５３０、５７０が接続されている。ブームシリンダ６３０は、ブームの上げ動作及び下げ動作を実行させる。ブームシリンダ６３０の駆動を制御することにより、ブームの動作を制御することができる。

また、油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、油圧ショベルにおける一方の履帯の駆動を制御する油圧モータ６４０を備えている。油圧モータ６４０には、油圧モータ６４０に給排する圧油の流量を調整するコントロールバルブ５４０が接続されている。

また、油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、油圧ショベルにおける旋回体を駆動する油圧モータ６５０を備えている。油圧モータ６５０には、油圧モータ６５０に給排する圧油の流量を調整するコントロールバルブ５５０が接続されている。

また、油圧ショベル用油圧駆動装置２０００は、油圧ショベルにおける他方の履帯の駆動を制御する油圧モータ６６０を備えている。油圧モータ６６０には、油圧モータ６６０の各パイロット室に給排する圧油の流量を調整するコントロールバルブ５８０が接続されている。

コントロールバルブ５１０は、そこからの流路がバケットシリンダ６１０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５１０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、バケットシリンダ６１０に対する作動油の供給、排出を制御する。本実施形態では、スプールは、パイロット室に供給されるパイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動する。具体的には、パイロット圧力に応じた推力と、図示しないリターンスプリング力とが釣り合う位置までコントロールバルブ５１０内部のスプールが移動する。コントロールバルブ５１０によってバケットシリンダ６１０のヘッド側、ロッド側の一方のポートとポンプポートとが、スプールの移動量に応じた開口面積で連通される。このようにして、作動油が適切な流量でバケットシリンダ６１０のヘッド側、ロッド側の一方へ供給される。同時に、バケットシリンダ６１０のヘッド側、ロッド側の他方のポートとタンク通路のポートとが、スプールのストロークに応じて定まる開口面積で連通され作動油が排出される。

また、コントロールバルブ５２０は、そこからの流路がアームシリンダ６２０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５２０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、アームシリンダ６２０に対する作動油の供給、排出を制御する。コントロールバルブ５１０と同様に、コントロールバルブ５２０においても、スプールは、パイロット室に供給されるパイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動する。具体的には、パイロット圧力に応じた推力と、図示しないリターンスプリング力とが釣り合う位置までコントロールバルブ５２０が移動する。コントロールバルブ５２０によって作動油がアームシリンダ６２０のヘッド側、ロッド側の一方のポートとポンプポートとが、スプールの移動量に応じた開口面積で連通される。このようにして、作動油が適切な流量でアームシリンダ６２０のヘッド側、ロッド側の一方へ供給される。これにより、コントロールバルブ５２０が複数のポートの間の接続状態を切換える。また、アームシリンダ６２０のヘッド側、ロッド側の他方のポートとタンク通路のポートとが、スプールのストロークに応じて定まる開口面積で連通され作動油が排出される。すなわち、アームシリンダ６２０内の作動油がタンク３００に向けて流れるようにコントロールバルブ５２０が複数のポートの間の接続状態を切換えてタンク３００に作動油を排出させる。

また、コントロールバルブ５３０は、そこからの流路がブームシリンダ６３０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５３０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、ブームシリンダ６３０に対する作動油の供給、排出を制御する。コントロールバルブ５１０、５２０と同様に、コントロールバルブ５３０においても、スプールは、パイロット室に供給されるパイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動する。具体的には、パイロット圧力に応じた推力と、図示しないリターンスプリング力とが釣り合う位置までコントロールバルブ５３０が移動する。コントロールバルブ５３０によって作動油がブームシリンダ６３０のヘッド側、ロッド側の一方のポートとポンプポートとが、スプールの移動量に応じた開口面積で連通される。このようにして、作動油が適切な流量でブームシリンダ６３０のヘッド側、ロッド側の一方のポートへ供給される。このように、コントロールバルブ５３０が複数のポートの間の接続状態を切換える。同時に、ブームシリンダ６３０のヘッド側、ロッド側の他方のポートとタンク通路のポートとが、スプールのストロークに応じて定まる開口面積で連通されブームシリンダ６３０から作動油が排出される。ブームシリンダ６３０内の作動油がタンク３００に向けて流れるようにコントロールバルブ５３０が複数のポートの間の接続状態を切換えてタンク３００に作動油を排出させる。

コントロールバルブ５４０は、そこからの流路が油圧モータ６４０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５４０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、一方の履帯を駆動させる油圧モータ６４０の駆動を制御するように構成されている。本実施形態では、スプールは、パイロット室に供給されるパイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動する。具体的には、パイロット圧力に応じた推力と、図示しないリターンスプリング力とが釣り合う位置までコントロールバルブが移動する。コントロールバルブ５４０によって油圧モータ６４０のポートの一方とポンプポートとが、スプールの移動量に応じた開口面積で連通される。このようにして、作動油が適切な流量で油圧モータの一方のポートへ供給される。同時に、油圧モータ６４０の他方のポートとタンク通路のポートとが、スプールのストロークに応じて定まる開口面積で連通され、作動油がタンク３００に向けて排出される。

コントロールバルブ５５０は、そこからの流路が旋回体を旋回させるための油圧モータ６５０に接続され、油圧モータ６５０の駆動を制御するように構成されている。コントロールバルブ５５０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、油圧モータ６５０の駆動を制御するように構成されている。

コントロールバルブ５６０は、そこからの流路がアームシリンダ６２０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５６０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、アームシリンダ６２０に対する作動油の供給、排出を制御する。本実施形態では、スプールは、パイロット室に供給されるパイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動する。具体的には、パイロット圧力に応じた推力と、図示しないリターンスプリング力とが釣り合う位置までコントロールバルブ５６０内部のスプールが移動する。コントロールバルブ５６０によってアームシリンダ６２０のヘッド側、ロッド側の一方のポートとポンプポートとが、スプールの移動量に応じた開口面積で連通される。このようにして、作動油が適切な流量でアームシリンダ６２０のヘッド側、ロッド側の一方へ供給される。同時に、アームシリンダ６２０のヘッド側、ロッド側の他方のポートとタンク通路のポートとが、スプールのストロークに応じて定まる開口面積で連通され作動油が排出される。

コントロールバルブ５７０は、そこからの流路がブームシリンダ６３０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５７０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、ブームシリンダ６３０に対する作動油の供給を制御する。本実施形態では、スプールは、パイロット室に供給されるパイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動する。具体的には、パイロット圧力に応じた推力と、図示しないリターンスプリング力とが釣り合う位置までコントロールバルブ６３０内部のスプールが移動する。コントロールバルブ６３０によってブームシリンダ６３０のヘッド側ポートとポンプポートとが、スプールの移動量に応じた開口面積で連通される。このようにして、作動油が適切な流量でブームシリンダ６３０のヘッド側へ供給される。本実施形態では、コントロールバルブ５７０には、タンク３００に接続される流路は形成されていない。そのため、コントロールバルブ５７０を通してブームシリンダ６３０から圧油を排出することはできない。ブームシリンダ６３０からの圧油の排出は、コントロールバルブ５３０を通してのみ行われる。従って、コントロールバルブ５７０は、ブームの上げ動作について駆動させることができ、ブームの下げ動作のときには駆動に関与しない。コントロールバルブ５７０によって作動油がブームシリンダ６３０に供給される際には、作動油が適切な流量でブームシリンダ６３０へ供給されるように、コントロールバルブ５７０がポートの間の接続状態を切換える。ただし、タンクに接続されたコントロールバルブが代わりに用いられ、コントロールバルブを通してブームシリンダからの圧油の排出を行うことができるように構成されてもよい。これにより、ブームの下げ動作にも適応したコントロールバルブがコントロールバルブ５７０の代わりに用いられてもよい。つまり、コントロールバルブ５７０の代わりに、コントロールバルブ５３０と同じ形式のコントロールバルブが適用されてもよい。

コントロールバルブ５８０は、そこからの流路が油圧モータ６６０に接続されて構成されている。コントロールバルブ５８０における弁室の内部でスプールがスライド移動を行うことによって、他方の履帯を駆動させる油圧モータ６６０の駆動を切換えるように構成されている。

上述のように、それぞれのコントロールバルブは、弁室と、弁室の内部でスライド移動可能なスプールとを備えている。スプールが、パイロット圧に応じて、弁室の内部で軸方向に移動可能に構成されている。それぞれのコントロールバルブで、スプールが移動を行うことにより、コントロールバルブ内で連通するポート同士の接続先を切換え、開口面積も調整してそれぞれの油圧アクチュエータの駆動を切換えている。

油圧ショベル用油圧駆動装置２０００においては、それぞれの弁室の軸方向が互いに平行となるように、複数の弁室が配置されている。また、弁室の内部のスプールの軸方向が互いに平行となるように、弁室の内部にスプールが配置されている。

図１に示されるコントロールバルブ５１０～５８０のうち、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０についてのより詳細な油圧システムの回路図について、図２に示す。

図２に示されるように、コントロールバルブ５２０は、パイロット室５２１、５２２を備えている。また、コントロールバルブ５６０は、パイロット室５６１、５６２を備えている。パイロット室（第１パイロット室）５２１とパイロット室（第２パイロット室）５６１とが接続されて圧油の流路９００が形成されている。また、流路９００には、電磁比例減圧弁８００が取り付けられている。本実施形態では、パイロット室５２１とパイロット室５６１との間の位置に電磁比例減圧弁８００が配置されている。電磁比例減圧弁８００は、流路９００の内部の圧油の圧力を調整することが可能に構成されている。

パイロット室５２１及びパイロット室５６１は、パイロット室形成部材１３０ａの内部に形成されている。電磁比例減圧弁８００は、パイロット室５２１とパイロット室５６１とを接続する流路９００に設けられている。従って、電磁比例減圧弁８００は、パイロット室５２１の圧油の圧力とパイロット室５６１の圧油の圧力との両方を同時に調整することが可能に構成されている。

本実施形態では、パイロット室５２１、５６１とは反対側のパイロット室５２２と、パイロット室５６２とが接続されている。パイロット室５２２と、パイロット室５６２とが接続されて形成された流路９１０に、電磁比例減圧弁８１０が配置されている。

操作レバーが運転者によって倒されたときに、操作レバーの傾斜角に応じた電気信号が制御装置（不図示）に出力される。操作レバーが運転者によって倒されたことを制御装置が検出すると、流路９００、９１０内部の圧油の圧力が操作レバーの傾斜角に応じた圧力となるように、制御装置が電磁比例減圧弁８００、８１０に供給する電流を制御する。これにより、電磁比例減圧弁８００、８１０を介して、流路９００、９１０内部の圧油の圧力が操作レバーの傾斜角に応じた圧力となるように流路９００、９１０に圧油が流入する。その結果、パイロット室５２１、５６１内部のパイロット圧受圧部におけるパイロット圧が操作レバーの傾斜角に応じたパイロット圧となるように、パイロット圧が制御される。

コントロールバルブ５２０におけるパイロット室５２１と、コントロールバルブ５６０におけるパイロット室５６１とが、流路を介して接続されているので、パイロット室５２１の圧油の圧力とパイロット室５６１の圧油の圧力とが同じになる。同様に、コントロールバルブ５２０におけるパイロット室５２２と、コントロールバルブ５６０におけるパイロット室５６２とが、流路を介して接続されているので、パイロット室５２２の圧油の圧力とパイロット室５６２の圧油の圧力とが同じになる。

図１に示されるコントロールバルブ５１０～５８０は、ハウジング１００（図３、４参照）の内部に収められてマルチコントロールバルブユニット１０００を構成している。

図３に、マルチコントロールバルブユニット１０００の斜視図を示す。図３では、マルチコントロールバルブユニット１０００において、図１に示されるコントロールバルブ５１０～５８０のそれぞれの位置している領域が、破線で区分けされ、符号によって示されている。

マルチコントロールバルブユニット１０００は、ハウジング１００を備えている。ハウジング１００は、直方体の箱状の形状を有している。ハウジング１００の内部には、各種のアクチュエータをコントロールするためのコントロールバルブ５１０～５８０における弁室が複数収められている。

ハウジング１００には、油圧ポンプ２００ａ、２００ｂからの圧油を通すポンプポート１１０ａ、１１０ｂが形成されている。本実施形態のマルチコントロールバルブユニット１０００では、ハウジング１００に２つのポンプポート１１０ａ、１１０ｂが形成されている。そのため、２つの油圧ポンプから供給される圧油を、２つのポンプポート１１０ａ、１１０ｂに連通する圧油の流路を通じてそれぞれ別系統でハウジング１００の内部に導くことができる。

ハウジング１００の内部には、一方の油圧ポンプ２００ａからの圧油がポンプポート１１０ａを通って供給される方向に沿って並べられたコントロールバルブの列と、他方の油圧ポンプ２００ｂからポンプポート１１０ｂを通って圧油が供給される方向に沿って並べられたコントロールバルブの列とが形成されている。従って、本実施形態では、コントロールバルブは、ハウジング１００の内部で２列に並べられている。

それぞれのコントロールバルブにおいて、ハウジング１００の内部には、コントロールバルブのうち、弁室のみが配置されている。ハウジング１００の内部には、パイロット室は形成されていない。ハウジング１００の内部において、弁室は、それぞれ軸方向が互いに平行となるように配置されている。

ハウジング１００の内部に配置されたコントロールバルブの弁室からハウジング１００の外側に延び、対応するコントロールバルブについてのパイロット室が内部に形成されたパイロット室形成部材１２０、１３０がハウジング１００に取り付けられている。パイロット室形成部材１２０、１３０の内部には、対応するコントロールバルブのパイロット室が形成されている。パイロット室形成部材１２０、１３０の先端部がハウジング１００の外側に突出するように、それぞれのパイロット室形成部材１２０、１３０がハウジング１００に取り付けられている。

パイロット室形成部材１２０、１３０は、１つのコントロールバルブに対応したパイロット室形成部材１２０と、２つのコントロールバルブに跨いで取り付けられたパイロット室形成部材１３０とを備えている。コントロールバルブ５１０に対応してパイロット室形成部材１２０ａが取り付けられ、コントロールバルブ５５０に対応してパイロット室形成部材１２０ｂが取り付けられている。コントロールバルブ５２０、５６０に跨いでパイロット室形成部材１３０ａが取り付けられ、コントロールバルブ５３０、５７０に跨いでパイロット室形成部材１３０ｂが取り付けられている。コントロールバルブ５４０に対応してパイロット室形成部材１２０ｃが取り付けられ、コントロールバルブ５８０に対応してパイロット室形成部材１２０ｄが取り付けられている。

１つのコントロールバルブに対応したパイロット室形成部材１２０については、ポンプポート１１０ａ、１１０ｂに比較的近い位置にパイロット室形成部材１２０ａ、１２０ｂが設けられ、ポンプポート１１０ａ、１１０ｂから比較的遠い位置にパイロット室形成部材１２０ｃ、１２０ｄが設けられている。また、油圧ポンプ２００ａ、２００ｂからの圧油がポンプポート１１０ａ、１１０ｂを通ってハウジング１００内部に供給される方向に沿って、パイロット室形成部材１２０ａ、１２０ｂと、パイロット室形成部材１２０ｃ、１２０ｄとの間の位置に、パイロット室形成部材１３０ａ、１３０ｂが配置されている。パイロット室形成部材１３０ａは、パイロット室形成部材１３０ｂよりもポンプポート１１０ａ、１１０ｂに近い位置に配置されている。本実施形態では、これらのパイロット室形成部材１２０、１３０の内部に、それぞれのコントロールバルブのパイロット室が形成されている。

パイロット室形成部材１３０ａ、１３０ｂは、対応する２つのコントロールバルブについてのパイロット室を内部に備えている。本実施形態では、アームシリンダ６２０のポートに供給される圧油の流量を調整する２つのコントロールバルブ５２０、５６０についてのパイロット室を備えたパイロット室形成部材１３０ａがハウジング１００に取り付けられている。また、ブームシリンダ６３０のポートに供給される圧油の流量を調整するコントロールバルブ５３０、５７０についてのパイロット室を備えたパイロット室形成部材１３０ｂがハウジング１００に取り付けられている。

アームシリンダ６２０のポートに供給される圧油の流量を調整するコントロールバルブ５２０は、ポンプポート１１０ａからの流路に対応して形成され、コントロールバルブ５６０は、ポンプポート１１０ｂからの流路に対応して形成されている。アームシリンダ６２０についてのコントロールバルブ５２０、５６０に対応するパイロット室形成部材１３０ａは、２つのコントロールバルブ５２０、５６０についてのパイロット室の両方を有するように、２つのコントロールバルブ５２０、５６０を跨いで取り付けられている。

また、ブームシリンダ６３０のポートに供給される圧油の流量を調整するコントロールバルブ５３０は、ポンプポート１１０ａからの流路に対応して形成され、コントロールバルブ５７０は、ポンプポート１１０ｂからの流路に対応して形成されている。ブームシリンダ６３０についてのコントロールバルブ５３０、５７０に対応するパイロット室形成部材１３０ｂは、２つのコントロールバルブ５３０、５７０についてのパイロット室の両方を有するように、２つのコントロールバルブ５３０、５７０を跨いで取り付けられている。

パイロット室形成部材１３０ａ、１３０ｂには、パイロット室形成部材１３０ａ、１３０ｂから外側に向けて突出するように、電磁比例減圧弁８００ａ、８００ｂが設けられている。本実施形態では、２つのパイロット室形成部材１３０ａ、１３０ｂのうち、ポンプポート１１０ａ、１１０ｂに比較的近い位置に設けられたパイロット室形成部材１３０ａから電磁比例減圧弁８００ａが外側に突出して設けられている。また、ポンプポート１１０ａ、１１０ｂから比較的遠い位置に設けられたパイロット室形成部材１３０ｂから外側に突出して電磁比例減圧弁８００ｂが設けられている。

このように、本実施形態では、２つのパイロット室形成部材１３０ａ、１３０ｂのうち、ポンプポート１１０ａ、１１０ｂに比較的近い位置に設けられたパイロット室形成部材１３０ａが、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０のパイロット室を形成する。また、ポンプポート１１０ａ、１１０ｂから比較的遠い位置に設けられたパイロット室形成部材１３０ｂが、ブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブ５３０、５７０のパイロット室を形成する。

図４に、コントロールバルブ５２０におけるパイロット室形成部材１３０ａに形成されたパイロット室５２１と、コントロールバルブ５６０におけるパイロット室形成部材１３０ａに形成されたパイロット室５６１と、これらを接続する流路９００の周辺部分について示した断面図を示す。図４に示されるように、パイロット室５２１と、パイロット室５６１との間の流路９００に、電磁比例減圧弁８００ａが配置されている。

電磁比例減圧弁８００ａは、コントロールバルブ５２０の弁室（第１弁室）５２４の内部のスプール（第１スプール）５２５及びコントロールバルブ５６０の弁室（第２弁室）５６４の内部のスプール（第２スプール）５６５の軸方向に沿って見たときに、パイロット室５２１と、パイロット室５６１との間の位置に設けられている。つまり、コントロールバルブ５２０及びコントロールバルブ５６０を、スプール５２５の軸とスプール５６５の軸を含む平面に垂直な方向に見たときに、電磁比例減圧弁８００ａは、スプール５２５の軸と、スプール５６５の軸との間の位置に設けられている。パイロット室５２１は、パイロット室形成部材１３０ａにおいて、コントロールバルブ５２０における弁室５２４内部に配置されたスプール５２５の軸方向の延長線上の位置に形成されている。パイロット室５６１は、パイロット室形成部材１３０ａにおいて、コントロールバルブ５６０における弁室５６４内部に配置されたスプール５６５の軸方向の延長線上の位置に形成されている。電磁比例減圧弁８００ａは、パイロット室形成部材１３０ａに設けられている。

パイロット室形成部材１３０ａは、コントロールバルブ５２０に対応する位置に、バネ室５２３を備えている。バネ室５２３には、バネ５２３ａが設けられている。本実施形態では、バネ５２３ａはスプール５２５がパイロット室５２１側にストロークするときに付勢すると共に、スプール５２５がパイロット室５２１とは反対側にストロークするときにも付勢する。また、コントロールバルブ５６０についても同様に、パイロット室形成部材１３０ａが、コントロールバルブ５６０に対応する位置に、バネ室５６３を備えている。バネ室５６３には、バネ５６３ａが設けられている。本実施形態では、バネ５６３ａはスプール５６５がパイロット室５６１側にストロークするときに付勢すると共に、スプール５６５がパイロット室５６１とは反対側にストロークするときにも付勢する。

このように、ハウジング１００の内部には、複数の弁室が形成されると共に、それぞれの弁室の内部にスプールが配置されている。ハウジング１００には、パイロット室形成部材１２０、１３０が取り付けられる。パイロット室形成部材１２０、１３０には、それぞれのコントロールバルブのパイロット室が形成されている。ハウジング１００にパイロット室形成部材１３０が取り付けられたときに、弁室に対向する位置にパイロット室形成部材１２０、１３０内部のパイロット室が配置されて、コントロールバルブが形成される。

このように構成された油圧ショベル用油圧駆動装置２０００において、操作レバーが運転者によって倒されると、操作レバーの倒された量に応じて、圧油が、コントロールバルブ５２０のパイロット室５２１と、コントロールバルブ５６０のパイロット室５６１に供給される。

流路９００を介して、パイロット室５２１とパイロット室５６１とが接続されているので、パイロット室５２１の圧油の圧力（第１パイロット圧）とパイロット室５６１の圧油の圧力（第２パイロット圧）とは、同じになる。従って、パイロット室５２１及びパイロット室５６１の圧油の圧力に応じて、コントロールバルブ５２０のスプール５２５と、コントロールバルブ５６０のスプール５６５とが移動する。コントロールバルブ５２０のスプール５２５と、コントロールバルブ５６０のスプール５６５とは、同様に移動する。

本実施形態によれば、パイロット室形成部材１３０ａに、パイロット室５２１と、パイロット室５６１と、電磁比例減圧弁８００ａとが設けられて、マルチコントロールバルブユニット１０００が構成される。１つのパイロット室形成部材１３０ａにパイロット室５２１と、パイロット室５６１と、電磁比例減圧弁８００ａとが設けられるので、部品点数が少なくなり、その分マルチコントロールバルブユニット１０００の構成が簡易になる。また、パイロット室５２１と、パイロット室５６１とに接続される流路が１つのパイロット室形成部材１３０ａにまとめられて形成されるので、流路の構成が簡易になる。従って、マルチコントロールバルブユニット１０００の流路の構成が簡易になる。このように、マルチコントロールバルブユニット１０００の構成が簡易になるので、マルチコントロールバルブユニット１０００の製造コストを少なく抑えることができる。

また、このようにコントロールバルブ５２０におけるパイロット室形成部材１３０ａに形成されたパイロット室５２１と、コントロールバルブ５６０におけるパイロット室形成部材１３０ａに形成されたパイロット室５６１とが接続され、これらの間の圧油の流路９００に電磁比例減圧弁８００ａが設けられている。つまり、コントロールバルブ５２０及びコントロールバルブ５６０において、パイロット室５２１、５６１の間で電磁比例減圧弁８００ａを共通化させている。従って、パイロット室５２１とパイロット室５６１とのそれぞれに、別々に電磁比例減圧弁が設けられた構成と比べ、電磁比例減圧弁の数を減少させることができる。従って、マルチコントロールバルブユニット１０００の構成を簡易にすることができ、マルチコントロールバルブユニット１０００の製造コストを低く抑えることができる。

また、電磁比例減圧弁の個数を少なくすることができるので、その分マルチコントロールバルブユニット１０００を小型化することができる。従って、マルチコントロールバルブユニット１０００の取り付けのためのスペースが限られたスペースであっても、そのスペースの内部にマルチコントロールバルブユニット１０００を取り付けることができる。また、スペース上の制限が少ないので、マルチコントロールバルブユニット１０００を広く適用させることができる。

また、電磁比例減圧弁の個数を少なくすることができるので、圧油をそれぞれの電磁比例減圧弁に導くための圧油の流路の構成を簡易にすることができる。圧油の流路の構成が簡易になるので、マルチコントロールバルブユニット１０００の製造コストを低く抑えることができる。

また、スプール５２５及びスプール５６５の軸方向に沿って見たときに、電磁比例減圧弁８００ａがパイロット室５２１とパイロット室５６１との間の位置に設けられるので、電磁比例減圧弁８００ａの配置のためのスペースと、弁室５２４、５６４及びスプール５２５、５６５の配置のためのスペースとをスプール５２５、５６５の軸方向で重複させることができる。従って、スプール５２５、５６５の軸方向に交差する方向に対し、マルチコントロールバルブユニット１０００を小型化させることができる。

また、本実施形態では、それぞれ異なる油圧ポンプ２００ａ、２００ｂによって供給される圧油についての流路の間の接続状態の切換を行うコントロールバルブ５２０、５６０の間で、電磁比例減圧弁８００ａを共通化させている。従って、異なる油圧ポンプ２００ａ、２００ｂによって圧油が供給されるコントロールバルブ５２０、５６０における、パイロット室５２１、５６１について、電磁比例減圧弁８００ａを共通化させることができる。

また、本実施形態では、アームシリンダ６２０についての駆動を制御するコントロールバルブ５２０及びコントロールバルブ５６０において、パイロット室５２１、５６１の間で電磁比例減圧弁８００ａを共通化させている。従って、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０において、電磁比例減圧弁８００ａが共通化され、構成が簡易になっている。また、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０において、パイロット室５２１、５６１の間の流路の構成が簡易になっている。

また、ブームの動作を制御するブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブ５３０及びコントロールバルブ５７０においても、それぞれのコントロールバルブ５３０、５７０の間で、１つのパイロット室形成部材にお互いのパイロット室と電磁比例減圧弁を設けるように構成されている。図１に示されるように、マルチコントロールバルブユニット１０００においては、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０のパイロット室５２１、５６１が形成されたパイロット室形成部材１３０ａだけでなく、ブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブ５３０、５７０のパイロット室と電磁比例減圧弁が、これらのコントロールバルブ５３０、５７０に対応したパイロット室形成部材１３０ｂに形成されている。このように、アームシリンダ６２０だけでなく、ブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブ５３０、５７０についても、パイロット室及び電磁比例減圧弁が１つのパイロット室形成部材にまとめて設けられるように構成されている。１つのパイロット室形成部材にパイロット室と電磁比例減圧弁をまとめるコントロールバルブの組の数を増加させることにより、マルチコントロールバルブユニットをより簡易な構成にすると共に、小型化させることができる。

なお、上記実施形態では、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０のパイロット室５２１、５６１がパイロット室形成部材１３０ａに形成され、ブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブ５３０、５７０のパイロット室が、パイロット室形成部材１３０ｂに形成されている形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブ５２０、５６０のパイロット室５２１、５６１と、ブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブ５３０、５７０のパイロット室とのうち、いずれか一方のみについて、２つのコントロールバルブに形成されたパイロット室が１つのパイロット室形成部材に形成されるように構成されてもよい。その際、アームシリンダ６２０に接続されたコントロールバルブと、ブームシリンダ６３０に接続されたコントロールバルブとの間で、どちらのコントロールバルブに形成されたパイロット室が１つのパイロット室形成部材に形成されるように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、油圧ポンプが２つ設けられ、異なる油圧ポンプに接続されたコントロールバルブ同士の間で、電磁比例減圧弁が共通化されて構成されている。しかしながら、油圧ポンプの数は２つに限定されない。３つ以上の油圧ポンプが用いられた油圧システムにおいて、そのうち２つの油圧ポンプについて、それぞれ異なる油圧ポンプに接続されたコントロールバルブ同士の間で、電磁比例減圧弁が共通化されて構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、油圧ポンプ２００ａ、２００ｂからの圧油が供給ライン３１０、３２０を通って供給されると共に、供給ライン３１０、３２０が各コントロールバルブの位置で分岐され、分岐した圧油の流路を各コントロールバルブのポートに接続することにより、各コントロールバルブに圧油が供給されている。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、油圧ポンプ２００ａ、２００ｂから供給される圧油が、供給ライン３１０、３２０以外の流路を通って各コントロールバルブに供給されるように構成されてもよい。例えば、油圧ポンプ２００ａ、２００ｂから各コントロールバルブに直接的に圧油が供給されるセンターバイパスラインを通して、各コントロールバルブに圧油が供給されてもよい。油圧ポンプ２００ａから、コントロールバルブ５１０～５４０を順に通って、各コントロールバルブに圧油を供給するように、センターバイパスラインとしての圧油の流路が構成されてもよい。また、油圧ポンプ２００ｂから、コントロールバルブ５５０～５８０を順に通って、各コントロールバルブに圧油を供給するように、センターバイパスラインとしての圧油の流路が構成されてもよい。

また、上記実施形態では、ハウジング１００の内部に、ブーム、アーム及びバケットの駆動を制御するためのコントロールバルブや、キャビンの旋回操作及び走行駆動のための油圧モータの駆動の制御を行うコントロールバルブが、それぞれ設けられている構成について説明した。しかしながら本発明は上記実施形態に限定されない。コントロールバルブによって駆動を制御されるアクチュエータは、他の構成であってもよい。例えば、上記のアクチュエータのうち、一部のアクチュエータのみの駆動を制御するために、一部の種類のコントロールバルブを有するマルチコントロールバルブユニットが用いられてもよい。また、本実施形態で用いられていない種類のアクチュエータを駆動するコントロールバルブを有するマルチコントロールバルブユニットが用いられてもよい。

１００ハウジング
１３０ａ、１３０ｂパイロット室形成部材
２００ａ、２００ｂ油圧ポンプ
５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０コントロールバルブ
５２１パイロット室（第１パイロット室）
５２４弁室（第１弁室）
５２５スプール（第１スプール）
５６１パイロット室（第２パイロット室）
５６４弁室（第２弁室）
５６５スプール（第２スプール）
６２０アームシリンダ
６３０ブームシリンダ
８００ａ、８００ｂ電磁比例減圧弁
１０００マルチコントロールバルブユニット

Claims

第１弁室及び第２弁室を内部に備え、前記第１弁室の軸方向と前記第２弁室の軸方向とが互いに平行となるように前記第１弁室及び前記第２弁室が配置されたハウジングと、
前記第１弁室の内部に軸方向に移動可能に配置された第１スプールと、
前記第２弁室の内部に軸方向に移動可能に配置された第２スプールと、
前記第１スプールのパイロット圧受圧部へパイロット圧を導くための第１パイロット室と、前記第２スプールのパイロット圧受圧部へパイロット圧を導くための第２パイロット室とを内部に備え、かつ、前記ハウジングに取り付けられたパイロット室形成部材と、
前記第１パイロット室と、前記第２パイロット室との両方へ所定の圧油を供給可能であり、かつ前記パイロット室形成部材に設けられた、電磁比例減圧弁とを備え、
前記第１スプールは、前記第１パイロット室における前記パイロット圧である第１パイロット圧に応じて、前記第１弁室の内部で軸方向に移動することにより前記第１弁室の内部で複数のポートの間の接続状態を切換えると共に前記第１弁室の内部の複数のポートの間の開口面積を調整し、
前記第２スプールは、前記第２パイロット室における前記パイロット圧である第２パイロット圧に応じて、前記第２弁室の内部で軸方向に移動することにより前記第２弁室の内部で複数のポートの間の接続状態を切換えると共に前記第２弁室の内部の複数のポートの間の開口面積を調整することを特徴とするマルチコントロールバルブユニット。
前記電磁比例減圧弁は、前記第１スプールの軸と前記第２スプールの軸を含む平面に垂直な方向に見たときに、前記第１スプールの軸と、前記第２スプールの軸との間の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチコントロールバルブユニット。
前記第１スプール及び前記第２スプールは、それぞれ異なる油圧ポンプによって供給される圧油についてのポートの間の接続状態の切換と開口面積の調整を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチコントロールバルブユニット。
請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコントロールバルブユニットを用いてアクチュエータの駆動を制御する油圧ショベル用油圧駆動装置であって、
前記アクチュエータは、アームに押し動作及び引き動作を実行させるアームシリンダを備え、
前記第１スプール及び前記第２スプールを移動させることによって、前記アームシリンダの駆動を制御して、アームの動作を制御することを特徴とする油圧ショベル用油圧駆動装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコントロールバルブユニットを用いてアクチュエータの駆動を制御する油圧ショベル用油圧駆動装置であって、
前記アクチュエータは、ブームの上げ動作及び下げ動作を実行させるブームシリンダを備え、
前記第１スプール及び前記第２スプールを移動させることによって、前記ブームシリンダの駆動を制御して、ブームの動作を制御することを特徴とする油圧ショベル用油圧駆動装置。