WO2024009619A1 - 油圧バルブ装置 - Google Patents

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WO2024009619A1
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pump
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traveling
spools
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佑一 菱沼
祐介 宮本
Original Assignee
株式会社小松製作所
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic valve device, and more specifically, a hydraulic valve equipped with a traveling spool provided corresponding to a traveling hydraulic device and a working machine spool provided corresponding to a working machine hydraulic device. It is related to the device.
  • a work machine is equipped with a hydraulic motor, which is a hydraulic device for traveling, and a hydraulic cylinder, which is a hydraulic device for the work machine, and these hydraulic devices are operated appropriately to perform a desired work.
  • a hydraulic valve device is provided between each hydraulic device and a hydraulic pump serving as an oil supply source, which controls the supply of oil from the hydraulic pump to the hydraulic device. That is, the hydraulic valve device is equipped with individual spools provided in the valve body corresponding to each hydraulic device, and by operating the spools, it is possible to control the supply of oil to the hydraulic devices ( For example, see Patent Document 1).
  • running devices such as tracks are provided on the left and right sides of the vehicle body, and two hydraulic motors are also provided to drive these running devices. Therefore, by independently driving the left and right traveling devices, it is possible to not only move forward or backward, but also change the traveling direction of the work machine as appropriate to travel along a desired trajectory.
  • the above-mentioned hydraulic valve device even when the two traveling spools are operated so that the oil supply flow rate to the left and right hydraulic motors is the same, the actual pressure and flow rate of the oil supplied to the hydraulic motors may vary. The reality is that a difference may occur and a situation may arise where the working machine does not move straight.
  • an object of the present invention is to provide a hydraulic valve device that can improve straight-line performance when applied to a working machine equipped with two traveling hydraulic devices.
  • a hydraulic valve device is provided between a hydraulic device and a hydraulic pump, and by operating a spool provided in a valve body, the hydraulic valve device is provided with respect to the hydraulic device.
  • a hydraulic valve device for controlling the supply of oil from the valve body the valve body having separate traveling spools provided corresponding to two traveling hydraulic devices, and one provided corresponding to a working machine hydraulic device.
  • the two travel spools are provided with a working machine spool and two pump oil passages connected to a hydraulic pump via a pump port, and the two travel spools are connected to each other at positions where the distances from the pump port are equal to each other. It is characterized by being connected to an individual pump oil path without going through a spool.
  • the traveling spool since the distances of the two running spools from the pump port are the same, problems caused by differences in oil passage path length do not occur. Moreover, since no other spool is interposed in the middle, problems caused by differences in pressure loss do not occur. As a result, if the traveling spool is operated so that the oil supply flow rate to the two traveling hydraulic devices is the same, the oil supply pressure and supply flow rate to the two traveling hydraulic devices can actually be made equal. This makes it possible to improve the straightness of the working machine to which it is applied.
  • FIG. 1 is a transparent perspective view conceptually showing the inside of a hydraulic valve device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a transparent perspective view conceptually showing the inside of the hydraulic valve device shown in FIG. 1 from another angle.
  • FIG. 3A is a transparent perspective view corresponding to FIG. 1 showing only the configuration of the working machine spool in the hydraulic valve device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3B is a transparent perspective view corresponding to FIG. 2 showing only the configuration of the working machine spool in the hydraulic valve device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 4A is a perspective view corresponding to FIG. 1 showing only the configuration of the traveling spool in the hydraulic valve device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 4B is a perspective view corresponding to FIG.
  • FIG. 5A is a transparent perspective view corresponding to FIG. 1 showing only the configuration of the turning spool in the hydraulic valve device shown in FIG. 1.
  • FIG. 5B is a transparent perspective view corresponding to FIG. 2 showing only the configuration of the turning spool in the hydraulic valve device shown in FIG. 1.
  • FIG. 6A is a side view showing a working machine to which the hydraulic valve device shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 6B is a rear view of a working machine to which the hydraulic valve device shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 6C is a plan view showing a working machine to which the hydraulic valve device shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing a hydraulic circuit of a working machine to which the hydraulic valve device shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 8 is a front view of the hydraulic valve device shown in FIG. 1, viewed from the front.
  • FIG. 9 is a left side view of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a right side view of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a rear view of FIG. 8.
  • FIG. 12 is a plan view of FIG. 8.
  • FIG. 13 is a bottom view of FIG. 8.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line X1-X1 in FIG.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the line X2-X2 in FIG.
  • FIG. 16 is a sectional view taken along the line X3-X3 in FIG.
  • FIG. 17 is a sectional view taken along the line X4-X4 in FIG.
  • FIGS. 6A, 6B, 6C, and 7. This is the target.
  • the lower traveling body 2 is equipped with crawler tracks 6 on both sides, and is equipped with an individual traveling hydraulic motor (travel hydraulic equipment) 7 corresponding to each crawler track 6. It is possible to travel by driving it.
  • the upper revolving body 3 is supported by the lower traveling body 2 so as to be rotatable around a vertically extending pivot axis.
  • a turning hydraulic motor 8 is provided between the lower traveling body 2 and the upper rotating body 3 so that the upper rotating body 3 can be rotated with respect to the lower traveling body 2.
  • the travel hydraulic motor 7 and the swing hydraulic motor 8 each have two supply ports 7a and 8a, and can rotate in both forward and reverse directions by changing the oil supply direction.
  • a hydraulic pump 9 is mounted on the upper revolving body 3.
  • the hydraulic pumps 9 are driven by an engine 10, and two pumps having the same maximum discharge flow rate are provided in the upper revolving structure 3.
  • an engine 10 is mounted on the left side of the rear part of the revolving upper structure 3, and two hydraulic pumps 9 are installed adjacent to the engine 10 on the right side of the rear part of the upper revolving structure 3. It is installed.
  • the boom 4 is rotatably supported by the upper revolving structure 3 via a base end by a support shaft extending in the horizontal direction.
  • the arm 5 is rotatably supported at the distal end of the boom 4 via its base end by a support shaft extending in the horizontal direction.
  • a boom hydraulic cylinder (hydraulic equipment for working equipment) 11 is provided between the upper revolving body 3 and the boom 4, and an arm hydraulic cylinder (hydraulic equipment for working equipment) is provided between the boom 4 and the arm 5. 12 are provided.
  • the boom hydraulic cylinder 11 and the arm hydraulic cylinder 12 are of a single-rod double-acting type each having a single piston rod.
  • the boom hydraulic cylinder 11 is supported by the upper revolving structure 3 via a cylinder body 11a, and is also supported by the boom 4 via a piston rod 11b.
  • the arm hydraulic cylinder 12 is supported by the boom 4 via a cylinder body 12a, and is also supported by the arm 5 via a piston rod 12b.
  • the hydraulic valve device 1 includes the above-described travel hydraulic motor 7, swing hydraulic motor 8, boom hydraulic cylinder 11, arm hydraulic cylinder 12 (hereinafter, these may be collectively referred to as hydraulic equipment), and a hydraulic pump 9. It is interposed between the two valves and controls the supply of oil from the hydraulic pump 9 to the hydraulic devices 7, 8, 11, and 12, and includes a valve body 20 as shown in FIG.
  • the valve body 20 has a rectangular parallelepiped shape that is vertically elongated in the vertical direction in FIG. 1 .
  • the surface located diagonally to the right of the valve body 20 in FIG. It is called.
  • the surface located above is referred to as an upper surface 20e
  • the surface located below is referred to as a lower surface 20f.
  • the valve body 20 is provided with two pump oil passages 21A and 21B inside.
  • the pump oil passages 21A and 21B each extend linearly along the vertical direction of the valve body 20, and are formed to have the same inner diameter.
  • two pump oil passages 21A and 21B are arranged parallel to each other in a symmetrical position in a portion that is biased toward the rear surface 20b.
  • the lower ends of the two pump oil passages 21A and 21B are both closed. When closing the lower ends of the pump oil passages 21A and 21B, a plug may be attached after the oil passages are once formed.
  • each pump oil passage 21A, 21B is connected to an individual hydraulic pump 9 via pump ports 22A, 22B.
  • the pump ports 22A, 22B extend linearly rearward from the pump oil passages 21A, 21B, and are open to the rear surface 20b of the valve body 20. Although not clearly shown in the figure, the distances from the pump ports 22A, 22B to the hydraulic pump 9 are equal to each other.
  • each of the pump oil passages 21A and 21B two cylinder spool holes 23 are provided, one above the other, in a portion located above the connection portion with the pump ports 22A and 22B. Further, each of the pump oil passages 21A, 21B is provided with one running spool hole 24 at a portion located below the connection portion with the pump ports 22A, 22B. Further, in the pump oil passage 21A disposed on the left side when viewed from the front surface 20a of the valve body 20, one turning spool hole 25 is provided in a portion located below the travel spool hole 24.
  • the cylinder spool hole 23, the travel spool hole 24, and the swing spool hole 25 extend linearly along the front-rear direction of the valve body 20, and extend through the corresponding pump oil passages 21A and 21B. It communicates with the respective pump oil passages 21A and 21B. Both ends of each spool hole 23, 24, 25 are closed.
  • the cylinder spool holes 23 are each provided with a cylinder port 23a in a portion close to the front surface 20a of the valve body 20.
  • the cylinder ports 23a extend from side portions of each cylinder spool hole 23 facing the side surfaces 20c and 20d of the valve body 20 toward the side surfaces 20c and 20d, respectively, and then are bent toward the front surface 20a.
  • the valve body 20 has an opening at the front surface 20a.
  • a boom rod oil passage 11Ha that communicates with the rod chamber 11H of the boom hydraulic cylinder 11 is connected to a cylinder port 23a that opens to the upper right when viewed from the front surface 20a of the valve body 20.
  • a boom bottom oil passage 11Ba that communicates with the bottom chamber 11B of the boom hydraulic cylinder 11 is connected to a cylinder port 23a that opens to the lower right when viewed from the front surface 20a of the valve body 20.
  • an arm bottom oil passage 12Ba that communicates with the bottom chamber 12B of the arm hydraulic cylinder 12 is connected to a cylinder port 23a that opens to the upper left when viewed from the front surface 20a of the valve body 20.
  • An arm rod oil passage 12Ha communicating with the rod chamber 12H of the arm hydraulic cylinder 12 is connected to a cylinder port 23a that opens at the lower left when viewed from the front surface 20a of the valve body 20.
  • the traveling spool hole 24 is provided with traveling motor ports 24a1 and 24a2 at the intermediate portion and at a portion close to the front surface 20a of the valve body 20, respectively.
  • the traveling motor ports 24a1 provided in the intermediate portions of the traveling spool holes 24 extend from the upper portions facing the upper surface 20e of the valve body 20 toward the upper surface 20e, and then are bent toward the front surface 20a. , is open to the front surface 20a of the valve body 20.
  • the travel motor port 24a2 provided in a portion close to the front surface 20a of the valve body 20 extends from the side portions facing the side surfaces 20c and 20d of the valve body 20 toward the side surfaces 20c and 20d, and then extends toward the front surface 20a side.
  • the two traveling motor ports 24a1 and 24a2 which open on the left side when viewed from the front surface 20a of the valve body 20, communicate with the supply port 7a of the traveling hydraulic motor 7 disposed on the right side of the lower traveling body 2, respectively. It is connected to travel hydraulic motor oil passages 24MA1 and 24MA2.
  • the conditions for supplying oil to the respective travel hydraulic motors 7 are the same on the left and right sides.
  • the path length of the travel hydraulic motor oil passages 24MA1+24MA2 connected to one of the travel hydraulic motors 7 is equal to the path length of the travel hydraulic motor oil passages 24MB1+24MB2 connected to the other travel hydraulic motor 7.
  • the inner diameters of the hydraulic motor oil passages 24MA1, 24MA2, 24MB1, and 24MB2 are also the same.
  • the turning spool hole 25 is provided with turning motor ports 25a1 and 25a2 at an intermediate portion and a portion close to the front surface 20a of the valve body 20, respectively.
  • the turning motor port 25a1 provided in the middle part of the turning spool hole 25 extends from a side portion facing the right side surface 20d when viewed from the front surface 20a of the valve body 20 toward the side surface 20d, and then extends from the side portion facing the right side surface 20d when viewed from the front surface 20a of the valve body 20. It is bent toward the front surface 20a of the valve body 20 and opens at the front surface 20a of the valve body 20.
  • the swing motor port 25a2 provided in a portion close to the front surface 20a of the valve body 20 extends from a side portion facing the left side surface 20c when viewed from the front surface 20a of the valve body 20 toward the side surface 20c, and then extends toward the side surface 20c. It is bent toward the front surface 20a of the main body 20 and opens at the front surface 20a of the valve main body 20.
  • the two swing motor ports 25a1 and 25a2 are connected to a swing hydraulic motor oil passage 25M that communicates with the supply port 8a of the swing hydraulic motor 8, respectively.
  • spools are provided in the cylinder spool hole 23, traveling spool hole 24, and turning spool hole 25 described above.
  • the spool moves along the axial direction when pilot pressure is applied from an individual EPC valve (electromagnetic proportional control valve).
  • the cylinder spool (working machine spool) 33 disposed in the cylinder spool hole 23 moves in the axial direction to connect the pump oil passages 21A, 21B and the cylinder port 23a.
  • the cylinder spool hole 23 constitutes a cylinder direction switching valve 33V.
  • the traveling spool 34 disposed in the traveling spool hole 24 switches the disconnection state between the pump oil passages 21A, 21B and the traveling motor ports 24a1, 24a2 by moving along the axial direction.
  • the traveling spool hole 24 constitutes a traveling direction switching valve 34V.
  • the turning spool 35 disposed in the turning spool hole 25 switches the disconnection state between the pump oil passage 21A and the turning motor ports 25a1 and 25a2 by moving along the axial direction.
  • the hole 25 constitutes a turning direction switching valve 35V.
  • a plurality of EPC valves corresponding to the respective spools 33, 34, and 35 are housed in a housing box EPCB provided on the rear surface 20b of the valve body 20.
  • a unit block 41 of the merging/separating flow switching unit 40 is arranged on the upper surface 20e of the valve body 20, a unit block 41 of the merging/separating flow switching unit 40 is arranged.
  • the unit block 41 has a size that can simultaneously cover the openings of the two pump oil passages 21A and 21B opened on the upper surface 20e of the valve body 20, and has a merging oil passage 42 and a valve spool hole 43 inside. have.
  • the merging/diverging oil passage 42 extends in the left-right direction inside the unit block 41, and then each end thereof is bent downward and opens at the lower surface of the unit block 41.
  • the merging and branching oil passages 42 are connected to the upper ends of the pump oil passages 21A and 21B, respectively, via lower end openings.
  • the valve spool hole 43 extends linearly along the front-rear direction, and communicates with the joining/diverging oil passage 42 by passing through an intermediate portion of the portion extending left and right in the joining/diverging oil passage 42. . Both ends of the valve spool hole 43 are closed.
  • This valve spool hole 43 is provided with a spool 44 for merging and dividing.
  • the merging/diverging spool 44 switches the connecting/disconnecting state of the merging/diverging oil passage 42 by moving along the axial direction when pilot pressure is applied from the EPC valve. It constitutes a switching valve 44V.
  • the above-mentioned hydraulic valve device 1 is installed in the upper revolving structure 3, in front of the engine 10 and approximately at the center in the left-right direction, with the front surface 20a of the valve body 20 facing forward of the working machine and the upper surface 20e facing upward. It is mounted in a certain position.
  • an operation lever not shown
  • the corresponding spools 33, 34, 35, 44 are operated as appropriate via the EPC valve, and the hydraulic equipment 7, 8,
  • the state of oil supply from the hydraulic pump 9 to the oil pumps 11 and 12 is changed.
  • the hydraulic pump 9 When the pump oil passage 21B and the cylinder port 23a are brought into communication by the operation of the cylinder spool 33 disposed in the upper right portion of the valve body 20 when viewed from the front surface 20a, the hydraulic pump 9 The oil is supplied to the rod chamber 11H of the boom hydraulic cylinder 11 via the pump oil passage 21B, the cylinder port 23a, and the boom rod oil passage 11Ha. As a result, the boom hydraulic cylinder 11 retracts, making it possible to cause the working machine to move the tip of the boom 4 downward.
  • the hydraulic pump 9 When the pump oil passage 21A and the cylinder port 23a are brought into communication by the operation of the cylinder spool 33 disposed in the upper left part of the valve body 20 when viewed from the front surface 20a, the hydraulic pump 9 The oil is supplied to the bottom chamber 12B of the arm hydraulic cylinder 12 via the pump oil passage 21A, the cylinder port 23a, and the arm bottom oil passage 12Ba. As a result, the arm hydraulic cylinder 12 is extended, and it becomes possible to cause the working machine to perform an operation of drawing the tip of the arm 5 toward the upper revolving structure 3.
  • the merging/diverging flow switching valve 44V constituted by the merging/diverging spool 44 is provided in the merging/diverging oil passage 42 that connects the upper ends of the respective pump oil passages 21A, 21B.
  • a cylinder spool 33 is connected to a portion of each of the pump oil passages 21A, 21B located above the connection portion with the pump ports 22A, 22B.
  • the oil that has passed through the merging/dividing flow switching valve 44V passes through the running spool 34 and the turning spool 35, which are disposed below the connection with the pump ports 22A and 22B, before reaching the target cylinder spool 33. There's nothing to do. Furthermore, since the oil that has passed through the merging/dividing flow switching valve 44V does not merge with the oil supplied from the other hydraulic pump 9 before reaching the target cylinder spool 33, pressure loss in the oil path can be suppressed. It becomes possible. As a result, more oil can be efficiently supplied to the target cylinder spool 33 while minimizing pressure loss.
  • the running spool 34 is provided in each of the pump oil passages 21A, 21B at a portion located below the connection portion with the pump ports 22A, 22B.
  • the oil paths from the pump ports 22A, 22B to the respective travel spools 34 are the same.
  • the spool for the work machine is illustrated as having four cylinder spools 33 provided corresponding to the boom 4 and arm 5 of the work machine, but other work machines may be used. It is also possible to configure a hydraulic valve device by providing a spool for use.
  • a hydraulic valve device may be configured in which a bucket spool is provided corresponding to a bucket hydraulic cylinder for operating the bucket 13 provided at the tip of the arm 5.
  • the working machine spool (cylinder spool 33) is provided in the upper part of the pump oil passages 21A, 21B on one side of the connection portion with the pump ports 22A, 22B;
  • the traveling spool 34 is provided in a lower portion on the other side of the connecting portions 22A and 22B, the present invention is not limited thereto. That is, if the two running spools 34 are connected to the individual pump oil passages 21A, 21B without going through the other spools 33, 35 at positions where the distances from the pump ports 22A, 22B are equal to each other.
  • the two running spools 34 may be provided above the connection with the pump ports 22A, 22B, or one of the running spools 34 may be provided above the connection with the pump ports and the other
  • the traveling spool 34 may be provided below the connection portion with the pump port.
  • the two pump oil passages 21A and 21B are connected to each other via the combination flow oil passage 42 having the combination flow switching valve 44V, but the present invention does not necessarily apply to the combination flow switching valve 44V. It is not necessary to have the oil passage 42.
  • Hydraulic valve device 7 Hydraulic motor for travel 9 Hydraulic pump 11 Hydraulic cylinder for boom 12 Hydraulic cylinder for arm 20 Valve body 21A, 21B Pump oil path 22A, 22B Pump port 33 Spool for cylinder 34 Spool for travel 42 Combined flow oil path 44V Combined/divided flow switching valve

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Abstract

２つの走行用油圧機器を備えた作業機械の直進性を向上させるため、油圧機器と油圧ポンプとの間に介在し、バルブ本体２０に設けられたスプールを動作させることにより、油圧機器に対して油圧ポンプからの油の供給制御を行う油圧バルブ装置１であって、バルブ本体２０は、２つの走行用油圧モータ７に対応して設けられた個別の走行用スプール３４と、油圧シリンダ１１，１２に対応して設けられたシリンダ用スプール３３と、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂを介して油圧ポンプに接続される２つのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂとを備え、２つの走行用スプール３４は、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂからの距離が互いに等しくなる位置においてそれぞれ他のスプール３３，３５を経由することなく個別のポンプ油路２１Ａ，２１Ｂに接続されている。

Description

油圧バルブ装置
　本発明は、油圧バルブ装置に関するもので、詳細には走行用油圧機器に対応して設けられた走行用スプール及び作業機用油圧機器に対応して設けられた作業機用スプールを備えた油圧バルブ装置に関するものである。
　例えば、作業機械においては、走行用油圧機器である油圧モータ及び作業機用油圧機器である油圧シリンダが設けられており、これらの油圧機器を適宜動作させることによって所望の作業を行うようにしている。それぞれの油圧機器と、油の供給源となる油圧ポンプとの間には、油圧機器に対する油圧ポンプからの油の供給制御を行う油圧バルブ装置が設けられている。すなわち、油圧バルブ装置は、バルブ本体にそれぞれの油圧機器に対応して設けられた個別のスプールを備えており、スプールを動作させることによって油圧機器に対する油の供給制御を行うことが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－１１３８０９号公報
　一般的な作業機械では、履帯等の走行装置が車体の左右にそれぞれ設けてあり、これらの走行装置を駆動するための油圧モータも２つ設けられている。このため、左右の走行装置を独立して駆動することにより、前進や後進の他、作業機械の進行方向を適宜変更して所望の軌道に沿って走行することが可能となっている。しかしながら、上述の油圧バルブ装置では、左右の油圧モータに対する油の供給流量が同じとなるように２つの走行用スプールを操作した場合にも、実際の油圧モータに供給される油の圧力や流量に差が生じ、作業機械が直進しない事態が生じ得るのが実情である。
　本発明は、上記実情に鑑みて、２つの走行用油圧機器を備えた作業機械に適用した場合にその直進性を向上させることのできる油圧バルブ装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る油圧バルブ装置は、油圧機器と油圧ポンプとの間に介在し、バルブ本体に設けられたスプールを動作させることにより、前記油圧機器に対して前記油圧ポンプからの油の供給制御を行う油圧バルブ装置であって、前記バルブ本体は、２つの走行用油圧機器に対応して設けられた個別の走行用スプールと、作業機用油圧機器に対応して設けられた作業機用スプールと、ポンプポートを介して油圧ポンプに接続される２つのポンプ油路とを備え、２つの走行用スプールは、前記ポンプポートからの距離が互いに等しくなる位置においてそれぞれ他のスプールを経由することなく個別のポンプ油路に接続されていることを特徴とする。
　本発明によれば、ポンプポートから２つの走行用スプールの距離が同一であるため、油の通過経路長の相違に起因する問題が生じない。しかも、途中に他のスプールが介在しないため、圧力損失の相違に起因する問題も生じない。これらの結果、２つの走行用油圧機器に対して油の供給流量が同じとなるように走行用スプールを操作すれば、実際に２つの走行用油圧機器に対する油の供給圧力及び供給流量を等しくすることができ、適用する作業機械の直進性を向上させることが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態である油圧バルブ装置の内部を概念的に示す透視斜視図である。 図２は、図１に示した油圧バルブ装置の内部を別の角度から概念的に示す透視斜視図である。 図３Ａは、図１に示した油圧バルブ装置において作業機用スプールの構成についてのみ示す図１に対応した透視斜視図である。 図３Ｂは、図１に示した油圧バルブ装置において作業機用スプールの構成についてのみ示す図２に対応した透視斜視図である。 図４Ａは、図１に示した油圧バルブ装置において走行用スプールの構成についてのみ示す図１に対応した透視斜視図である。 図４Ｂは、図１に示した油圧バルブ装置において走行用スプールの構成についてのみ示す図２に対応した透視斜視図である。 図５Ａは、図１に示した油圧バルブ装置において旋回用スプールの構成についてのみ示す図１に対応した透視斜視図である。 図５Ｂは、図１に示した油圧バルブ装置において旋回用スプールの構成についてのみ示す図２に対応した透視斜視図である。 図６Ａは、図１に示した油圧バルブ装置の適用対象となる作業機械を示す側面図である。 図６Ｂは、図１に示した油圧バルブ装置の適用対象となる作業機械を示す後面図である。 図６Ｃは、図１に示した油圧バルブ装置の適用対象となる作業機械を示す平面図である。 図７は、図１に示した油圧バルブ装置を適用した作業機械の油圧回路を模式的に示した平面図である。 図８は、図１に示した油圧バルブ装置を前面から見た正面図である。 図９は、図８の左側面図である。 図１０は、図８の右側面図である。 図１１は、図８の背面図である。 図１２は、図８の平面図である。 図１３は、図８の底面図である。 図１４は、図８におけるＸ１－Ｘ１線断面図である。 図１５は、図８におけるＸ２－Ｘ２線断面図である。 図１６は、図８におけるＸ３－Ｘ３線断面図である。 図１７は、図８におけるＸ４－Ｘ４線断面図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧バルブ装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
　図１～図５Ｂは、本発明の実施の形態である油圧バルブ装置を概念的に示したものである。ここで例示する油圧バルブ装置１は、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７に示すように、下部走行体２の上部に上部旋回体３、ブーム４、アーム５を備えた作業機械を適用対象とするものである。下部走行体２は、両側に履帯６を備えるとともに、それぞれの履帯６に対応した個別の走行用油圧モータ（走行用油圧機器）７を備えるもので、走行用油圧モータ７を介して履帯６を駆動することにより走行することが可能である。上部旋回体３は、下部走行体２に対して上下に沿った旋回軸回りに回転可能に支持させたものである。下部走行体２と上部旋回体３との間には、下部走行体２に対して上部旋回体３を旋回させることができるように旋回用油圧モータ８が設けてある。走行用油圧モータ７及び旋回用油圧モータ８は、それぞれ２つの供給ポート７ａ，８ａを有したもので、油の供給方向を変更することにより正逆双方向に回転することが可能である。上部旋回体３には、油圧ポンプ９が搭載してある。油圧ポンプ９は、エンジン１０によって駆動されるもので、最大吐出流量が同一となるものが上部旋回体３に２つ用意してある。図示の例では、上部旋回体３の後方部において左側にエンジン１０が搭載してあり、このエンジン１０に隣接する状態で上部旋回体３の後方部において右側となる部分に２つの油圧ポンプ９が搭載してある。ブーム４は、水平方向に沿った支持軸により、基端部を介して上部旋回体３に回転可能に支持させてある。アーム５は、水平方向に沿った支持軸により、基端部を介してブーム４の先端部に回転可能に支持させてある。上部旋回体３とブーム４との間にはブーム用油圧シリンダ（作業機用油圧機器）１１が設けてあり、ブーム４とアーム５との間にはアーム用油圧シリンダ（作業機用油圧機器）１２が設けてある。ブーム用油圧シリンダ１１及びアーム用油圧シリンダ１２は、それぞれ単一のピストンロッドを備えた片ロッド複動型のものである。ブーム用油圧シリンダ１１は、シリンダ本体１１ａを介して上部旋回体３に支持してあり、かつピストンロッド１１ｂを介してブーム４に支持してある。アーム用油圧シリンダ１２は、シリンダ本体１２ａを介してブーム４に支持してあり、かつピストンロッド１２ｂを介してアーム５に支持してある。
　油圧バルブ装置１は、上述した走行用油圧モータ７、旋回用油圧モータ８、ブーム用油圧シリンダ１１、アーム用油圧シリンダ１２（以下、これらを油圧機器と総称する場合がある）と油圧ポンプ９との間に介在し、油圧機器７，８，１１，１２に対して油圧ポンプ９からの油の供給制御を行うもので、図１に示すように、バルブ本体２０を備えている。バルブ本体２０は、図１において上下方向に沿って縦長となる直方体状に構成したものである。以下の説明においては便宜上、図１においてバルブ本体２０の右斜め手前に位置する面を前面２０ａと称し、前面２０ａに平行となる面を後面２０ｂ、両側に位置する２つの面を側面２０ｃ，２０ｄと称する。また、図１において上方に位置する面を上面２０ｅ、下方に位置する面を下面２０ｆと称する。
　図１～図５Ｂ、図８～図１７に示すように、バルブ本体２０には、内部に２本のポンプ油路２１Ａ，２１Ｂが設けてある。ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂは、それぞれがバルブ本体２０の上下方向に沿って直線状に延在するもので、互いに同一の内径を有するように形成してある。図示の例では、後面２０ｂ側に片寄った部分に互いに平行となる状態で２つのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂが左右対称となる位置に並設してある。図には明示していないが、２つのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの下端は、いずれも閉塞してある。ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの下端を閉塞する場合には、一旦油路を形成した後にプラグを装着するようにしても良い。２つのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの上端は、それぞれバルブ本体２０の上面２０ｅに開口している。本実施の形態では、それぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂがポンプポート２２Ａ，２２Ｂを介して個別の油圧ポンプ９に接続してある。ポンプポート２２Ａ，２２Ｂは、ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂから後方に向けて直線状に延在したもので、バルブ本体２０の後面２０ｂに開口している。図には明示していないが、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂから油圧ポンプ９までの距離は互いに等しい。
　それぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂには、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも上方に位置する部分にシリンダ用スプール孔２３が上下に２つずつ設けてある。また、それぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂには、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも下方に位置する部分に走行用スプール孔２４が１つずつ設けてある。さらにバルブ本体２０の前面２０ａから見て左側に配置されたポンプ油路２１Ａには、走行用スプール孔２４よりも下方に位置する部分に旋回用スプール孔２５が１つ設けてある。シリンダ用スプール孔２３、走行用スプール孔２４、旋回用スプール孔２５は、それぞれバルブ本体２０の前後方向に沿って直線状に延在するもので、対応するポンプ油路２１Ａ，２１Ｂを貫通することによってそれぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂに連通している。それぞれのスプール孔２３，２４，２５の両端は、いずれも閉塞してある。
　シリンダ用スプール孔２３には、バルブ本体２０の前面２０ａ側に近接した部分にそれぞれシリンダポート２３ａが設けてある。シリンダポート２３ａは、個々のシリンダ用スプール孔２３においてバルブ本体２０の側面２０ｃ，２０ｄに対向する側方部分からそれぞれ側面２０ｃ，２０ｄに向けて延在した後、前面２０ａ側に向けて屈曲したもので、バルブ本体２０の前面２０ａに開口している。バルブ本体２０の前面２０ａから見て右上に開口するシリンダポート２３ａには、ブーム用油圧シリンダ１１のロッド室１１Ｈとの間を連通するブーム用ロッド油路１１Ｈａが接続してある。バルブ本体２０の前面２０ａから見て右下に開口するシリンダポート２３ａには、ブーム用油圧シリンダ１１のボトム室１１Ｂとの間を連通するブーム用ボトム油路１１Ｂａが接続してある。同様に、バルブ本体２０の前面２０ａから見て左上に開口するシリンダポート２３ａには、アーム用油圧シリンダ１２のボトム室１２Ｂとの間を連通するアーム用ボトム油路１２Ｂａが接続してある。バルブ本体２０の前面２０ａから見て左下に開口するシリンダポート２３ａには、アーム用油圧シリンダ１２のロッド室１２Ｈとの間を連通するアーム用ロッド油路１２Ｈａが接続してある。
　走行用スプール孔２４には、それぞれ中間部及びバルブ本体２０の前面２０ａ側に近接した部分に走行モータポート２４ａ１，２４ａ２が設けてある。走行用スプール孔２４の中間部に設けた走行モータポート２４ａ１は、それぞれバルブ本体２０の上面２０ｅに対向する上方部分から上面２０ｅに向けて延在した後、前面２０ａ側に向けて屈曲したもので、バルブ本体２０の前面２０ａに開口している。バルブ本体２０の前面２０ａに近接した部分に設けた走行モータポート２４ａ２は、それぞれバルブ本体２０の側面２０ｃ，２０ｄに対向する側方部分から側面２０ｃ，２０ｄに向けて延在した後、前面２０ａ側に向けて屈曲したもので、バルブ本体２０の前面２０ａに開口している。バルブ本体２０の前面２０ａから見て左側に開口する２つの走行モータポート２４ａ１，２４ａ２には、それぞれ下部走行体２の右側に配置された走行用油圧モータ７の供給ポート７ａとの間を連通する走行用油圧モータ油路２４ＭＡ１，２４ＭＡ２に接続してある。バルブ本体２０の前面２０ａから見て右側に開口する２つの走行モータポート２４ａ１，２４ａ２には、それぞれ下部走行体２の左側に配置された走行用油圧モータ７の供給ポート７ａとの間を連通する走行用油圧モータ油路２４ＭＢ１，２４ＭＢ２に接続してある。それぞれの走行用油圧モータ７に対する油の供給条件は左右で同一である。つまり一方の走行用油圧モータ７に接続した走行用油圧モータ油路２４ＭＡ１＋２４ＭＡ２の経路長と、もう一方の走行用油圧モータ７に接続した走行用油圧モータ油路２４ＭＢ１＋２４ＭＢ２の経路長とは互いに等しく、走行用油圧モータ油路２４ＭＡ１，２４ＭＡ２，２４ＭＢ１，２４ＭＢ２の内径も互いに同一である。
　旋回用スプール孔２５には、それぞれ中間部及びバルブ本体２０の前面２０ａ側に近接した部分に旋回モータポート２５ａ１，２５ａ２が設けてある。旋回用スプール孔２５の中間部に設けた旋回モータポート２５ａ１は、バルブ本体２０の前面２０ａから見て右側の側面２０ｄに対向する側方部分から側面２０ｄに向けて延在した後、前面２０ａ側に向けて屈曲したもので、バルブ本体２０の前面２０ａに開口している。バルブ本体２０の前面２０ａに近接した部分に設けた旋回モータポート２５ａ２は、バルブ本体２０の前面２０ａから見て左側の側面２０ｃに対向する側方部分から側面２０ｃに向けて延在した後、バルブ本体２０の前面２０ａ側に向けて屈曲したもので、バルブ本体２０の前面２０ａに開口している。２つの旋回モータポート２５ａ１，２５ａ２には、それぞれ旋回用油圧モータ８の供給ポート８ａとの間を連通する旋回用油圧モータ油路２５Ｍに接続してある。
　上述したシリンダ用スプール孔２３、走行用スプール孔２４、旋回用スプール孔２５には、それぞれ個別のスプールが配設してある。スプールは、図には明示していないが、個別のＥＰＣバルブ（電磁比例制御バルブ）からパイロット圧が与えられた場合に軸心方向に沿って移動するものである。より具体的に説明すると、シリンダ用スプール孔２３に配設したシリンダ用スプール（作業機用スプール）３３は、軸方向に沿って移動することにより、ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂとシリンダポート２３ａとの間の断続状態を切り替えるもので、シリンダ用スプール孔２３とによってシリンダ用方向切換バルブ３３Ｖを構成している。同様に、走行用スプール孔２４に配設した走行用スプール３４は、軸方向に沿って移動することにより、ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂと走行モータポート２４ａ１，２４ａ２との間の断続状態を切り替えるものであり、走行用スプール孔２４とによって走行用方向切換バルブ３４Ｖを構成している。旋回用スプール孔２５に配設した旋回用スプール３５は、軸方向に沿って移動することにより、ポンプ油路２１Ａと旋回モータポート２５ａ１，２５ａ２との間の断続状態を切り替えるもので、旋回用スプール孔２５とによって旋回用方向切換バルブ３５Ｖを構成している。図には明示していないが、それぞれのスプール３３，３４，３５に対応した複数のＥＰＣバルブは、バルブ本体２０の後面２０ｂに設けた収容ボックスＥＰＣＢに収容してある。
　また、バルブ本体２０の上面２０ｅには、合分流切換ユニット４０のユニットブロック４１が配設してある。ユニットブロック４１は、バルブ本体２０の上面２０ｅに開口した２つのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの開口を同時に覆うことのできる大きさを有したもので、内部に合分流油路４２及びバルブスプール孔４３を有している。合分流油路４２は、ユニットブロック４１の内部において左右方向に延在した後、それぞれの端部が下方に向けて屈曲し、ユニットブロック４１の下面に開口したものである。この合分流油路４２は、下端開口を介してそれぞれポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの上端に接続してある。バルブスプール孔４３は、前後方向に沿って直線状に延在するもので、合分流油路４２において左右に延在する部分の中間部を貫通することによって合分流油路４２に連通している。バルブスプール孔４３の両端部は、いずれも閉塞してある。このバルブスプール孔４３には、合分流用スプール４４が配設してある。合分流用スプール４４は、ＥＰＣバルブからパイロット圧が与えられた場合に軸心方向に沿って移動することにより、合分流油路４２の断続状態を切り替えるもので、バルブスプール孔４３とによって合分流切換バルブ４４Ｖを構成している。
　上述の油圧バルブ装置１は、バルブ本体２０の前面２０ａを作業機械の前方に向け、かつ上面２０ｅが上方となる状態で、上部旋回体３においてエンジン１０よりも前方、かつ左右方向のほぼ中央となる位置に搭載してある。この油圧バルブ装置１を備えた作業機械では、図示せぬ操作レバーを操作すると、ＥＰＣバルブを介して対応するスプール３３，３４，３５，４４が適宜動作することになり、油圧機器７，８，１１，１２に対する油圧ポンプ９からの油の供給状態が変更される。例えば、バルブ本体２０の前面２０ａから見て右上に位置する部分に配設したシリンダ用スプール３３の動作によってポンプ油路２１Ｂとシリンダポート２３ａとの間が連通された場合には、油圧ポンプ９からの油がポンプ油路２１Ｂ、シリンダポート２３ａ、ブーム用ロッド油路１１Ｈａを介してブーム用油圧シリンダ１１のロッド室１１Ｈに供給されることになる。この結果、ブーム用油圧シリンダ１１が縮退することになり、作業機械に対してブーム４の先端を下方に移動する動作を実施させることが可能となる。同様に、バルブ本体２０の前面２０ａから見て左上に位置する部分に配設したシリンダ用スプール３３の動作によってポンプ油路２１Ａとシリンダポート２３ａとの間が連通された場合には、油圧ポンプ９からの油がポンプ油路２１Ａ、シリンダポート２３ａ、アーム用ボトム油路１２Ｂａを介してアーム用油圧シリンダ１２のボトム室１２Ｂに供給されることになる。この結果、アーム用油圧シリンダ１２が伸長することになり、作業機に対してアーム５の先端を上部旋回体３に引き寄せる動作を実施させることが可能となる。
　この間、合分流用スプール４４によって合分流油路４２を遮断している状態では、いずれか一方のポンプ油路２１Ａ，２１Ｂを通じて油圧シリンダ１１，１２に油が供給されることになる。これに対して、合分流用スプール４４によって合分流油路４２を連通状態とすると、バルブ本体２０において一方の油圧ポンプ９から一方のポンプ油路２１Ａに供給された油と、他方の油圧ポンプ９から他方のポンプ油路２１Ｂに供給された油とを合流させることが可能となる。これにより、一方のポンプ油路２１Ａに接続されたシリンダポート２３ａに対して他方のポンプ油路２１Ｂからも油を供給することができ、油圧シリンダ１１，１２の動作を高速化することができるようになる。しかも、上述の油圧バルブ装置１によれば、合分流用スプール４４によって構成される合分流切換バルブ４４Ｖが、それぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの上端部を接続する合分流油路４２に設けてあるとともに、それぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂにおいてポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも上方に位置する部分にシリンダ用スプール３３が接続してある。従って、合分流切換バルブ４４Ｖを通過した油が目的のシリンダ用スプール３３に至るまでに、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも下方に配設した走行用スプール３４や旋回用スプール３５を通過することがない。さらに、合分流切換バルブ４４Ｖを通過した油が目的のシリンダ用スプール３３に至るまでに他方の油圧ポンプ９から供給された油と合流することがないため、油路での圧力損失を抑えることが可能となる。これらの結果、圧力損失を最小限に抑えた状態で目的のシリンダ用スプール３３に対してより多くの油を効率良く供給することが可能となる。
　一方、操作レバーを操作して走行用油圧モータ７に油を供給すれば、履帯６を介して作業機械を走行させることができ、また旋回用油圧モータ８に油を供給すれば下部走行体２に対して上部旋回体３を旋回させることが可能となる。ここで、上述の油圧バルブ装置１によれば、それぞれのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂにはポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも下方に位置する部分に走行用スプール３４が設けてある。ポンプポート２２Ａ，２２Ｂからそれぞれの走行用スプール３４までの油の経路は互いに同一である。しかも、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂよりも下方に位置する部分においてはいずれも最初に走行用スプール３４が接続してあり、他のスプール３３，３５は介在していない。つまり、上述の油圧バルブ装置１によれば、２つの走行用スプール３４に対して油の通過経路長の相違に起因する問題が生じることはなく、また、圧力損失の相違に起因する問題も生じることがない。これらの結果、操作レバーによって直進操作を行えば、２つの走行用スプール３４に対して油の供給圧力及び供給流量を等しくすることができ、適用する作業機械の直進性を向上させることが可能となる。
　なお、上述した実施の形態では、作業機用スプールとして、作業機械のブーム４及びアーム５に対応して設けられた４つのシリンダ用スプール３３を備えるものを例示しているが、その他の作業機用スプールを設けて油圧バルブ装置を構成することも可能である。例えば、上述の作業機械であれば、アーム５の先端部に設けられたバケット１３を動作させるためのバケット用油圧シリンダに対応してバケット用スプールを設けた油圧バルブ装置を構成しても良い。
　また、上述した実施の形態では、ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂにおいてポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも一方側となる上方部分に作業機用スプール（シリンダ用スプール３３）を設ける一方、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも他方側となる下方部分に走行用スプール３４を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、２つの走行用スプール３４が、ポンプポート２２Ａ，２２Ｂからの距離が互いに等しくなる位置においてそれぞれ他のスプール３３，３５を経由することなく個別のポンプ油路２１Ａ，２１Ｂに接続されていれば、２つの走行用スプール３４がポンプポート２２Ａ，２２Ｂとの接続部よりも上方部に設けてあっても良いし、一方の走行用スプール３４がポンプポートとの接続部よりも上方で、他方の走行用スプール３４がポンプポートとの接続部よりも下方に設けてあっても構わない。なお、ポンプ油路２１Ａ，２１Ｂに対応して個別の油圧ポンプ９を接続するようにしているが、単一の油圧ポンプからの油をポンプ油路に供給するようにしても良い。
　さらに、上述した実施の形態では、２つのポンプ油路２１Ａ，２１Ｂの間を、合分流切換バルブ４４Ｖを有した合分流油路４２を介して互いに接続しているが、本発明は必ずしも合分流油路４２を有している必要はない。
　　１　　　油圧バルブ装置
　　７　　　走行用油圧モータ
　　９　　　油圧ポンプ
　１１　　　ブーム用油圧シリンダ
　１２　　　アーム用油圧シリンダ
　２０　　　バルブ本体
　２１Ａ，２１Ｂ　　　ポンプ油路
　２２Ａ，２２Ｂ　　　ポンプポート
　３３　　　シリンダ用スプール
　３４　　　走行用スプール
　４２　　　合分流油路
　４４Ｖ　　　合分流切換バルブ

Claims (3)

  1. 　油圧機器と油圧ポンプとの間に介在し、バルブ本体に設けられたスプールを動作させることにより、前記油圧機器に対して前記油圧ポンプからの油の供給制御を行う油圧バルブ装置であって、
    　前記バルブ本体は、
    　２つの走行用油圧機器に対応して設けられた個別の走行用スプールと、
    　作業機用油圧機器に対応して設けられた作業機用スプールと、
    　ポンプポートを介して油圧ポンプに接続される２つのポンプ油路と
    　を備え、
    　２つの走行用スプールは、前記ポンプポートからの距離が互いに等しくなる位置においてそれぞれ他のスプールを経由することなく個別のポンプ油路に接続されていることを特徴とする油圧バルブ装置。
  2. 　前記２つのポンプ油路は、互いに平行となるように前記バルブ本体に設けられ、
    　前記ポンプポートは、それぞれのポンプ油路の中間部に設けられ、
    　前記作業機用スプールは、前記ポンプ油路において前記ポンプポートよりも一方側に位置する部分に接続され、前記走行用スプールは、前記ポンプ油路において前記ポンプポートよりも他方側に位置する部分に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧バルブ装置。
  3. 　前記２つのポンプ油路は、いずれか一方の端部の間が合分流切換バルブを有した合分流油路を介して互いに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧バルブ装置。
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