油圧作業機の油圧駆動装置
【課題】大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも、第２内部再生油路を設けることができる油圧作業機の油圧駆動装置の提供。
【解決手段】第１内部再生油路３１を、ブーム用方向制御弁３０のスプール内に、スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、第２アーム用方向制御弁５０のスプール内に、スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路６３を設け、ブーム用第１方向制御弁３０に、第１内部再生油路３１と油路１４１を接続する第１接続油路と、第１内部再生油路３１と油路１５１を接続する第２接続油路とを設け、第２アーム用方向制御弁５０に、常時第２内部再生油路６３と油路１４１を接続する第３接続油路と、常時第２内部再生油路６３と油路１５１を接続する第４接続油路とを設けた。
【解決手段】第１内部再生油路３１を、ブーム用方向制御弁３０のスプール内に、スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、第２アーム用方向制御弁５０のスプール内に、スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路６３を設け、ブーム用第１方向制御弁３０に、第１内部再生油路３１と油路１４１を接続する第１接続油路と、第１内部再生油路３１と油路１５１を接続する第２接続油路とを設け、第２アーム用方向制御弁５０に、常時第２内部再生油路６３と油路１４１を接続する第３接続油路と、常時第２内部再生油路６３と油路１５１を接続する第４接続油路とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッド室及びボトム室を有する油圧シリンダの作動を介して作業を行なう油圧ショベル等の油圧作業機に設けられ、油圧シリンダを制御する方向制御弁が内部再生油路を有する油圧作業機の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、油圧作業機の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【０００３】
この図７に示す油圧ショベルは、左右一対の走行装置１，２を備えた走行体３と、この走行体３上に取り付けられた旋回体４と、一端が旋回体４に回動自在にピン結合されたブーム５と、一端がブーム５に回動自在にピン結合されたアーム６と、一端がアーム６に回動自在にピン結合されたバケット７とを備えている。また、旋回体４上に設けられた運転室８、機械室９、カウンタウエイト１０と、走行装置１，２を駆動する走行モータ１１，１２と、旋回体４を駆動する旋回モータ１３と、ブーム５を駆動するブームシリンダ１４，１５と、アーム６を駆動するアームシリンダ１６と、バケット７を駆動するバケットシリンダ１７を備えている。油圧シリンダ、例えば前述したブームシリンダ１４，１５側は、後述のロッド室１４ａ（１５ａ）側をブーム５に連結され、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）側を旋回体４側に連結されている。また、アームシリンダ１６は、後述のロッド室１６ａ側をアーム６に連結され、ボトム室１６ｂ側をブーム５に連結されている。
【０００４】
図８は従来の油圧作業機の油圧駆動装置の構成の一例を示す油圧回路図である。この図８に示す従来の油圧駆動装置は、前述したブームシリンダ１４（１５）、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７、旋回モータ１３、及び走行モータ１１，１２の駆動源である第１油圧ポンプ１８、及び第２油圧ポンプ１９と、これらの第１，第２油圧ポンプ１８，１９のどちらかが所定の圧力以上となるとタンク２０へ圧油を逃がすリリーフ弁２１とを備えている。また、ブームシリンダ１４（１５）に供給される圧油の流れを制御し、内部にボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）への圧油の再生が可能な内部再生油路３１を有する第１方向制御弁、すなわちブーム用方向制御弁３０と、ブームシリンダ１４（１５）とは別に設けられる油圧アクチュエータ、例えば前述したアームシリンダ１６へ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわち第１アーム用方向制御弁２２及び第２アーム用方向制御弁５０と、バケットシリンダ１７へ供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁２３と、旋回モータ１３へ供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁２４と、走行モータ１１，１２へ供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁２５，２６とを備えている。
【０００５】
また、操作手段として、ブーム用方向制御弁３０、及びバケット用方向制御弁２３の切換位置をそれぞれパイロット信号圧で制御する第１操作レバー７０と、第１，第２アーム用方向制御弁２２，５０、及び旋回用方向制御弁２４の切換位置をそれぞれのパイロット信号圧で制御する第２操作レバー７１と、走行用方向制御弁２５の切換位置をパイロット信号圧で制御する第３操作レバー７２と、走行用方向制御弁２６の切換位置をパイロット信号圧で制御する第４操作レバー７３とを備えている。
【０００６】
以下にあっては、第１方向制御弁を構成するブーム用方向制御弁３０と、第２方向制御弁を構成する第２アーム用方向制御弁５０に関連する要素を中心に説明する。
【０００７】
ブーム用方向制御弁３０は、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）を油路８９，９１を介して接続するポート３２と、ロッド室１４ａ（１５ａ）を油路８８，９０を介して接続するポート３３と、第１油圧ポンプ１８と油路７７，８１を介して接続するポート３４と、タンク２０側と接続するポート３５と、第１油圧ポンプ１８を油路７７，７４を介して接続するポート３６と、タンク２０に油路７４を介して接続するポート３７とを備えている。
【０００８】
このブーム用方向制御弁３０の油路構成は、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁３８と、内部再生油路３１をポート３２へ接続可能な油路３９と、この油路３９をポート３５へ接続可能な油路４０と、ポート３３側と内部再生油路３１を接続する油路４２と、ポート３４側と内部再生油路３１側を接続可能な油路４３と、ポート３４とポート３２を接続する油路４４と、ポート３３とポート３５を接続する油路４５から成っている。さらに、油路４０に、タンク２０への油の移動量を抑制する絞り４１が設置され、ブーム用方向制御弁３０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート４６，４７がそれぞれ設けられている。
【０００９】
また、第２アーム用方向制御弁５０は、アームシリンダ１６のボトム室１６ｂを油路９７を介して接続するポート５１と、ロッド室１６ａを油路９６を介して接続するポート５２と、油圧ポンプ１８を油路７７，８０を介して接続するポート５３と、タンク２０側と接続するポート５４と、第１油圧ポンプ１８を油路７７，７４を介して接続するポート５５と、タンク２０を油路７４を介して接続するポート５６とを備えている。
【００１０】
この第２アーム用方向制御弁５０の油路構成は、ポート５２とポート５４を接続可能な油路５８と、ポート５３とポート５１を接続可能な油路５７と、ポート５１とポート５４を接続可能な油路５９と、ポート５３とポート５２を接続可能な油路６０とから成っている。さらに、第２アーム用方向制御弁５０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート６１，６２がそれぞれ設けられている。
【００１１】
図９は図８に示す従来の油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【００１２】
この図９には、ハウジング１３０、第１キャップ１４０、及び第２キャップ１５０を合せて示してある。
【００１３】
図９に基づいてブーム用方向制御弁３０の構造について説明する。このブーム用方向制御弁３０のスプールには、内部再生油路３１がブーム用方向制御弁３０のスプールと同軸に形成され、内部再生油路３１とブーム用方向制御弁３０のスプールの外周面とを連通する油路３９，４０，４２が形成され、スプールには油路４３，４４，４５に相応する切欠き部１１０，１１２，１１１が形成されている。また、チェック弁３８は内部再生油路３１内に設置され、絞り４１は油路４０の断面積を小さくすることによって形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１１３，１１４、及びばね１１５がブーム用方向制御弁３０のスプールと同軸に挿入されている。
【００１４】
一方、第２アーム用方向制御弁５０のスプールには、油路５７，５８，５９，６０に相応する切欠き部１１８，１１９，１２０，１２１がそれぞれ形成され、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１２２，１２３、及びばね１２４がアーム用方向制御弁５０のスプールと同軸に挿入されている。
【００１５】
ハウジング１３０には、ブーム用方向制御弁３０のポート３４に相当する空洞１３１、ポート３３に相当する空洞１３２、ポート３２に相当する空洞１３３が、スプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。また、第２アーム用方向制御弁５０のポート５３に相当する空洞１３４、ポート５２に相当する空洞１３５、ポート５１に相当する空洞１３６がスプールの外周面を囲むように形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のポート３５、第２アーム用方向制御弁５０のポート５４に相当し、かつハウジング１３０内で１つに交わる２つの空洞１３７，１３８が、ブーム用方向制御弁３０のスプールと第２アーム用方向制御弁５０のスプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。
【００１６】
第１キャップ１４０には、パイロット信号油路１６０，１６６を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４７、第２アーム用方向制御弁５０のポート６２が形成されている。また、この第１キャップ１４０は、ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一端の受圧面１１６側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一端の受圧面１２５側を保持している。
【００１７】
第２キャップ１５０は、パイロット信号油路１６１，１６７を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４６、第２アーム用方向制御弁５０のポート６１が形成されている。また、この第２キャップ１５０は、ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの他端の受圧面１１７側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの他端の受圧面１２６側を保持している。
【００１８】
次に、図７に示すブーム５の下方向への回動操作、すなわちブーム下げ単独操作をする場合の動作原理について説明する。
【００１９】
運転室８のオペレータが図９に示す第１操作レバー７０でブーム下げ操作を行なうと、第１操作レバー７０と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６０を介してブーム用方向制御弁３０のポート４７に伝達される。すると、受圧面１１６から受圧面１１７方向へ移動する力がブーム用方向制御弁３０のスプールに発生し、このブーム用方向制御弁３０のスプールは受圧面１１７側へ移動する。これと同時に、油路３９は空洞１３３と、油路４０は空洞１３７と、空洞１３２は切欠き部１１０を介して空洞１３１とそれぞれ接続される。なお、このとき、油路４２は空洞１３２との接続を維持している。
【００２０】
これにより、ブーム５等の重量を保持しているブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）側から排出された圧油は油路３９へ移動可能となり、その一部の圧油は内部再生油路３１、チェック弁３８、及び油路４２を通過することでロッド室１４ａ（１５ａ）へ圧油が再生供給され、残りの圧油は油路４０、絞り４１を通過してタンク２０へ排出される。また、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もロッド室１４ａ（１５ａ）へ供給される。その結果、ブームシリンダ１４（１５）はロッド室１４ａ（１５ａ）からボトム室１４ｂ（１５ｂ）方向に駆動力が発生し、ブーム６が下方向へ回動する。すなわち、速やかにブーム下げが行われる。
【００２１】
ブーム下げを停止する場合は次のようになる。オペレータが第１操作レバー７０の操作を中立位置に戻すと、受圧面１１６に作用していたパイロット信号圧が０となる。これにより、ばね１１５の復元力によってブーム用方向制御弁３０のスプールは中立位置に戻り、接続していた油路３９と空洞１３３、油路４０と空洞１３７、空洞１３１と空洞１３２は再び遮断される。その結果、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は逃げられなくなり、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もロッド室１４ａ（１５ａ）に供給できなくなり、ブーム下げは停止される。
【００２２】
次に、図７に示すアーム６を単独操作する場合について説明する。
【００２３】
はじめに、アーム６を運転室８側へ引き寄せるアームイン操作（アームクラウド）の場合について説明する。オペレータが図９に示す第２操作レバー７１でアームイン操作を行なうと、第２操作レバー７１と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６７を介してポート６１へ伝達される。これにより、受圧面１２６から受圧面１２５方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。これ同時に、空洞１３４は切欠き部１１８を介して空洞１３６と、空洞１３５は切欠き部１１９を介して空洞１３８と接続される。
【００２４】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はボトム室１６ｂへ供給され、ロッド室１６ａの油はタンク２０へ排出されて、アームイン操作を行なうことができる。
【００２５】
また、オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すと、受圧面１２６に作用していたパイロット信号圧は０となり、ばね１２４の復元力により第２アーム用方向制御弁５０のスプールは中立位置に戻る。これと同時に、空洞１３４と空洞１３６、空洞１３５と空洞１３８とは再び遮断され、アームイン操作は停止される。
【００２６】
一方、アーム６を運転室８側とは反対方向へ押すアームアウト操作（アームダンプ）の場合は以下のようになる。オペレータが図９に示す第２操作レバー７１でアームアウト操作を行なうと、パイロット信号油路１６６を介してポート６２にパイロット信号圧が伝達される。これにより、受圧面１２５から受圧面１２６方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２６方向へ移動する。これと同時に、切欠き部１２１を介して空洞１３４と空洞１３５、及び切欠き部１２０を介して空洞１３６と空洞１３７はそれぞれ接続される。
【００２７】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はロッド室１６ａへ供給され、ボトム室１６ｂの圧油はタンク２０へ排出され、アームアウト操作を行なうことができる。オペレータが第２操作レバー７１を中立に戻すとアームアウト操作が停止される。
【００２８】
前述した従来技術は、１本の内部再生油路３１をブーム用方向制御弁３０に設けたものであるが、従来、特許文献１に開示される技術も提案されている。この特許文献１に開示された従来技術は、アームシリンダの駆動を制御する第１アーム用方向制御弁のスプールと第２アーム用方向制御弁のスプールのそれぞれに１本ずつ、合計２本の内部再生油路を備えたものであり、設置スペースを増大させることなく油の再生流量を増大させるようにしたものである。なお、この特許文献１に開示された従来技術は、第１アーム用方向制御弁のスプールに１本目の内部再生油路、すなわち第１内部再生油路を有している既存の技術にあって、第２アーム用方向制御弁のスプールに２本目の内部再生油路、すなわち第２内部再生油路を新たに設けた構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００１−３０４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
前述した図８，９に示す従来技術は、内部再生油路をブーム用方向制御弁３０のスプールに１本だけ設けた構成にしてあることから、大きな再生流量を確保しようとすると、内部再生油路の径寸法を大きく設定することなどが必要になる。このように内部再生油路の径寸法を大きく設定しようとすると、強度面を考慮してブーム用方向制御弁３０のスプールの外径を大きく設定しなければならない。これに伴って、ハウジング１３０の形状寸法が大きくなってしまう問題がある。
【００３１】
これに対し、特許文献１に開示された従来技術は、第１アーム用方向制御弁のスプールに第１内部再生油路を設け、第２アーム用方向制御弁のスプールに第２内部再生油路を設けた構成にしてあることから、大きな再生流量を確保することができる。しかしながら、この従来技術は、アームシリンダという同一のアクチュエータを制御する複数の方向制御弁に限って内部再生油路を設けなければならない。このことから、内部再生油路の配置設計に制約を受ける問題がある。
【００３２】
本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも、第２内部再生油路を設けることができる油圧作業機の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
この目的を達成するために、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動しロッド室及びボトム室を有する油圧シリンダと、前記油圧ポンプもしくは別の油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御し、内部に前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの一方の室から他方の室への圧油の再生が可能な第１内部再生油路を有する第１方向制御弁と、前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁が収容されるハウジングと、前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの一端側を保持する第１キャップと、前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの他端側を保持する第２キャップと、前記第１方向制御弁と前記第２方向制御弁を切換操作する操作手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、前記第１内部再生油路を、前記第１方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、前記第２方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路を設け、前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第１連通油路と、前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第２連通油路と、前記第１連通油路及び前記第２連通油路の少なくとも一方に連通し、前記第１連通油路及び前記第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、前記油圧シリンダの前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの該当する室へ供給可能な供給油路と、前記供給油路、前記第１連通油路、及び前記第２連通油路の少なくとも１つに設けられ、前記油圧シリンダ方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁とを備え、前記第１方向制御弁に、前記第１内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第１接続油路と、前記第１内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第２接続油路とを設け、前記第２方向制御弁に、常時前記第２内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第３接続油路と、常時前記第２内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第４接続油路とを設けたことを特徴としている。
【００３４】
このように構成した本発明は、第１方向制御弁を切換操作して油圧シリンダのボトム室及びロッド室のうちの一方の室から他方の室へ圧油を再生させる際には、油圧シリンダの一方の室から排出された圧油である再生油が、第１方向制御弁のスプールの第１内部再生油路に導かれ、この第１内部再生油路に導かれた再生油が，第１接続油路、第３接続油路、及び第１連通油路を介して、あるいは第２接続油路、第４接続油路、及び第２連通油路を介して、第２方向制御弁のスプールの第２内部再生油路に導かれ、さらに第２連通油路あるいは第１連通油路を介して、これらの第１連通油路及び第２連通油路の少なくとも一方に連通する供給油路に導かれる。したがって、油圧シリンダの一方の室から排出された再生油は、チェック弁及び供給油路を介して、油圧シリンダの他方の室に導かれ、再生が行われる。
【００３５】
このように本発明は、油圧シリンダの単独操作時に、油圧シリンダのボトム室及びロッド室のうちの一方の室から他方の室へ圧油を供給する際には、第１方向制御弁に設けた第１内部再生油路と第２方向制御弁に設けた第２内部再生油路の双方を介して再生することができる。これによって大きな再生流量を確保することができる。また、このように大きな再生流量の確保に際して、第２内部再生油路が設けられる第２方向制御弁は、第１方向制御弁が制御する油圧シリンダと同じ油圧シリンダを制御する方向制御弁であってもよく、また、第１方向制御弁が制御する油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する方向制御弁であってもよい。すなわち本発明は、大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも第２内部再生油路を設けることができる。
【００３６】
また、本発明は、第２内部再生油路を、第３接続油路を介して常時第１連通油路に接続し、第４接続油路を介して常時第２連通油路に接続したことから、第２方向制御弁が切換操作されても、第２内部再生油路に支障なく圧油を導くことができ、この第２内部再生油路に導かれる再生油を供給油路を介して油圧シリンダの他方の室に導いて再生を行なわせることができる。したがって、第２方向制御弁で制御される油圧アクチュエータが、再生油が供給される油圧シリンダとは異なるものである場合には、第１方向制御弁と第２方向制御弁とを切換操作して行われる油圧シリンダと油圧アクチュエータの複合操作時にあっても、油圧アクチュエータの作動に影響を与えることなく油圧シリンダの再生を実現させることができる。
【００３７】
また、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、前記発明において、前記第１接続油路は、当該第１方向制御弁に備えられ、前記第１内部再生油路に連通する第１ばね室と、この第１ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第１ばね室と前記第１連通油路を連通させる第１油路とを含み、前記第２接続油路は、前記第１方向制御弁の前記スプールに前記第１内部再生油路と連通するように形成され、前記第１方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第２油路から成り、前記第３接続油路は、前記第２方向制御弁に備えられ、前記第２内部再生油路に連通する第２ばね室と、この第２ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第２ばね室と前記第１連通油路を連通させる第３油路とを含み、前記第４接続油路は、前記第２方向制御弁の前記スプールに前記第２内部再生油路と連通するように形成され、前記第２方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第４油路から成ることを特徴としている。
【００３８】
また、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、前記発明において、前記第１接続油路は、前記第１ばね室の内面にあって当該第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１油路に連通する溝を含み、前記第３接続油路は、前記第２ばね室の内面にあって当該第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第３油路に連通する溝を含むことを特徴としている。
【００３９】
また、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、前記発明において、前記第１ばね室に収容され、前記第１方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第１ばね室の壁部に、前記第１ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設け、前記第２ばね室に収容され、前記第２方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第２ばね室の壁部に、前記第２ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第２ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、前述したように、第１内部再生油路を、第１方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、第２方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路を設け、第１内部再生油路と第２内部再生油路の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第１連通油路と、第１内部再生油路と第２内部再生油路の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第２連通油路と、第１連通油路及び第２連通油路の少なくとも一方に連通し、第１連通油路及び第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、油圧シリンダのボトム室及びロッド室のうちの該当する室へ供給可能な供給油路と、この供給油路、第１連通油路、及び第２連通油路の少なくとも１つに設けられ、油圧シリンダ方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁とを備え、第１方向制御弁に、第１内部再生油路と第１連通油路を接続する第１接続油路と、第１内部再生油路と第２連通油路を接続する第２接続油路とを設け、第２方向制御弁に、常時第２内部再生油路と第１連通油路を接続する第３接続油路と、常時第２内部再生油路と第２連通油路を接続する第４接続油路とを設けた構成にしてある。
【００４１】
この構成によって本発明は、大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも、第２内部再生油路を設けることができる。これにより、第２内部再生油路を設ける第２方向制御弁の選定に対する自由度を従来よりも大きくすることができ、大きな再生流量を確保するための内部再生油路の製作が容易になり、すぐれた実用性を確保することができる。また、第２方向制御弁で制御される油圧アクチュエータが第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なるものである場合、第１方向制御弁と第２方向制御弁の双方を切換操作して行われる油圧シリンダと油圧アクチュエータの複合操作に際しても、油圧シリンダの再生動作を油圧アクチュエータの作動に影響を与えることなく、油圧シリンダの単独操作時と同様に支障なく実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置の一実施形態に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【図２】本実施形態に備えられるブーム用方向制御弁の一端部側の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態の動作の一例を示す要部断面図である。
【図４】本発明者が先に出願した油圧作業機の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図５】図４に示す油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【図６】図５に対応させて描いた図であり、図４に示す油圧駆動装置における複合操作時の動作の一例を示す要部断面図である。
【図７】油圧作業機の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図８】従来の油圧作業機の油圧駆動装置の構成の一例を示す油圧回路図である。
【図９】図８に示す従来の油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００４４】
後述する本発明者が先に出願した油圧駆動装置（平成２１年１０月１５日出願、出願番号：特願２００９−２３８３０６号）、及び後述する本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置も、油圧作業機例えば前述した図７に示す油圧ショベルに備えられている。この油圧ショベルの構成については前述したとおりであり、説明を省略する。
【００４５】
［本発明者が先に出願した油圧駆動装置］
図４は本発明者が先に出願した油圧作業機の油圧駆動装置を示す油圧回路図、図５は図４に示す油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【００４６】
これらの図４，５に示すように本発明者が先に出願した油圧駆動装置の基本構成は、前述した図８，９に示すものと同等である。前述と説明が重複するがこの基本構成について説明すると、図４に示すように、本発明者が先に出願した油圧駆動装置も、油圧シリンダ例えばブームシリンダ１４（１５）と、ブームシリンダ１４（１５）と異なるアクチュエータ、例えばアームシリンダ１６とを備えている。また、これらのブームシリンダ１４（１５）、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７、旋回モータ１３、及び走行モータ１１，１２の駆動源である第１油圧ポンプ１８、及び第２油圧ポンプ１９と、これらの第１，第２油圧ポンプ１８，１９のどちらかが所定の圧力以上となるとタンク２０へ圧油を逃がすリリーフ弁２１とを備えている。また、ブームシリンダ１４（１５）に供給される圧油の流れを制御し、内部にボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）への圧油の再生が可能な内部再生油路３１（以下、「第１内部再生油路３１」と記載する。）を有する第１方向制御弁、すなわちブーム用方向制御弁３０と、アームシリンダ１６へ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわち第１アーム用方向制御弁２２及び第２アーム用方向制御弁５０とを備えている。また、バケットシリンダ１７へ供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁２３と、旋回モータ１３へ供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁２４と、走行モータ１１，１２へ供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁２５，２６とを備えている。
【００４７】
また、操作手段として、ブーム用方向制御弁３０、及びバケット用方向制御弁２３の切換位置をそれぞれパイロット信号圧で制御する第１操作レバー７０と、第１，第２アーム用方向制御弁２２，５０、及び旋回用方向制御弁２４の切換位置をそれぞれのパイロット信号圧で制御する第２操作レバー７１と、走行用方向制御弁２５の切換位置をパイロット信号圧で制御する第３操作レバー７２と、走行用方向制御弁２６の切換位置をパイロット信号圧で制御する第４操作レバー７３とを備えている。
【００４８】
ブーム用方向制御弁３０は、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）を油路８９，９１を介して接続するポート３２と、ロッド室１４ａ（１５ａ）を油路８８，９０を介して接続するポート３３と、第１油圧ポンプ１８と油路７７，８１を介して接続するポート３４と、タンク２０側と接続するポート３５と、第１油圧ポンプ１８とを油路７７，７４を介して接続するポート３６と、タンク２０を油路７４を介して接続するポート３７とを備えている。
【００４９】
このブーム用方向制御弁３０の油路構成は、内部再生油路３１をポート３２へ接続可能な油路３９と、この油路３９をポート３５へ接続可能な油路４０と、ポート３４側と内部再生油路３１側を接続可能な油路４３と、ポート３４とポート３２を接続する油路４４と、ポート３３とポート３５を接続する油路４５から成っている。さらに、油路４０に、タンク２０への油の移動量を抑制する絞り４１が設置され、ブーム用方向制御弁３０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート４６，４７がそれぞれ設けられている。
【００５０】
また、第２アーム用方向制御弁５０は、例えばブーム用方向制御弁３０に隣接させて設けてあり、アームシリンダ１６のボトム室１６ｂを油路９７を介して接続するポート５１と、ロッド室１６ａを油路９６を介して接続するポート５２と、油圧ポンプ１８を油路７７，８０を介して接続するポート５３と、タンク２０側と接続するポート５４と、第１油圧ポンプ１８を油路７７，７４を介して接続するポート５５と、タンク２０を油路７４を介して接続するポート５６とを備えている。
【００５１】
この第２アーム用方向制御弁５０の油路構成は、ポート５２とポート５４を接続可能な油路５８と、ポート５３とポート５１を接続可能な油路５７と、ポート５１とポート５４を接続可能な油路５９と、ポート５３とポート５２を接続可能な油路６０とから成っている。さらに、第２アーム用方向制御弁５０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート６１，６２がそれぞれ設けられている。以上の各構成要素については、前述した図８，９に示したものと同等である。
【００５２】
図５に示すように、本発明者が先に出願した油圧駆動装置は、ブーム用方向制御弁３０に形成される第１内部再生油路３１が、このブーム用方向制御弁３０のスプールの両端部を貫通するように設けてある。この第１内部再生油路３１とブーム用方向制御弁３０のスプールの外周面とを連通する油路３９，４０が形成され、スプールには油路４３，４４，４５に相応する切欠き部１１０，１１２，１１１が形成されている。また、絞り４１は油路４０の断面積を小さくすることによって形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１１３，１１４、及びばね１１５がブーム用方向制御弁３０のスプールと同軸に挿入されている。
【００５３】
一方、第２アーム用方向制御弁５０のスプールには、スプールの両端部を貫通するように、第２内部再生油路６３を設けてある。また、油路５７，５８，５９，６０に相応する切欠き部１１８，１１９，１２０，１２１がそれぞれ形成され、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１２２，１２３、及びばね１２４がアーム用方向制御弁５０のスプールと同軸に挿入されている。
【００５４】
ハウジング１３０には、ブーム用方向制御弁３０のポート３４に相当する空洞１３１、ポート３３に相当する空洞１３２、ポート３２に相当する空洞１３３が、スプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。また、第２アーム用方向制御弁５０のポート５３に相当する空洞１３４、ポート５２に相当する空洞１３５、ポート５１に相当する空洞１３６がスプールの外周面を囲むように形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のポート３５、第２アーム用方向制御弁５０のポート５４に相当し、かつハウジング３０内で１つに交わる２つの空洞１３７，１３８が、ブーム用方向制御弁３０のスプールと第２アーム用方向制御弁５０のスプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。
【００５５】
本発明者が先に出願した油圧駆動装置は、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１と、第２アーム用方向制御弁５０のスプールに設けた第２内部再生油路６３の例えば一方の端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第１連通油路すなわち油路１４１と、第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３の他方の端部側に設けられ、第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第２連通油路すなわち油路１５１とを備えている。また、油路１４１と油路１５１の少なくとも一方に、例えば油路１５１に連通し、油路１５１に導かれた再生油を、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）へ供給可能な供給油路すなわち油路１５２，１３９と、この供給油路である油路１５２，１３９、前述した第１連通油路である油路１４１、第２連通油路である油路１５１の少なくとも１つ、例えば油路１５２に設けられ、ブームシリンダ３０方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁３８を備えている。
【００５６】
第１キャップ１４０には、パイロット信号油路１６０，１６６を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４７、第２アーム用方向制御弁５０のポート６２が形成されている。また、この第１キャップ１４０には、前述した第１連通油路すなわち油路１４１が形成されている。この第１キャップ１４０は、ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一端側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一端側を保持している。なお、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一方の端部は、受圧面１１６よりも突出形成させてあり、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一方の端部は、受圧面１２５よりも突出形成させてある。
【００５７】
第２キャップ１５０は、パイロット信号油路１６１，１６７を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４６、第２アーム用方向制御弁５０のポート６１が形成されている。また、この第２キャップ１５０には、前述した第２連通油路すなわち油路１５１と、供給油路を構成する油路１５２、及びチェック弁３８が形成されている。油路１５２に連通する供給油路を構成する油路１３９は、ハウジング１３０に形成されている。第２キャップ１５０は，ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの他端側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの他端側を保持している。なお、ブーム用方向制御弁３０のスプールの他方の端部は、受圧面１１７よりも突出形成させてあり、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの他方の端部は、受圧面１２６よりも突出形成させてある。
【００５８】
以上の構成の本発明者が先に出願した油圧駆動装置における動作について説明する。
【００５９】
図７に示すブーム５を下方に回動させるブーム下げ単独操作に際して、運転室８のオペレータが図５に示す第１操作レバー７０を操作すると、この第１操作レバー７０と連動して生成されるパイロット信号圧が、図５に示すパイロット信号油路１６０を介してブーム用方向制御弁３０のポート４７に伝達される。これにより受圧面１１６から受圧面１１７方向へ移動する力がスプールに伝えられ、このブーム用方向制御弁３０のスプールが受圧面１１７方向へ移動する。これと同時に油路３９は空洞１３３と、油路４０は空洞１３７と、空洞１３２は切欠き部１１０を介して空洞１３１にそれぞれ接続される。
【００６０】
このような動作によりブーム５等の重量を保持しているブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は、油路３９へ排出され、その圧油の一部は第１内部再生油路３１へ導かれ、残りは油路４０、絞り４１を介してタンク２０へ導かれる。第１内部再生油路３１に導かれた再生油は，油路１４１あるいは油路１５１を介して第２アーム用方向制御弁５０のスプールの両端部を連通する第２内部再生油路６３に導かれ、さらに油路１５１を介して供給油路である油路１５２，１３９に導かれる。したがって、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油は、チェック弁３８及び油路１５２，１３９を介して、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に導かれ、再生が行われる。また、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に供給される。これらによってブームシリンダ１４（１５）はロッド室１４ａ（１５ａ）からボトム室１４ｂ（１５ｂ）方向に駆動力が発生し、ブーム５が下方向へ回動し、速やかなブーム下げを実現させることができる。
【００６１】
このような状態からオペレータが第１操作レバー７０の操作を停止して中立位置に戻すと、受圧面１１６に作用していたパイロット信号圧が０となる。これにより、ばね１１５の復元力によってブーム用方向制御弁３０のスプールは中立位置に戻り、接続していた油路３９と空洞１３３、油路４０と空洞１３７、空洞１３１と空洞１３２は再び遮断される。その結果、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は逃げられなくなり、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もロッド室１４ａ（１５ａ）に供給できなくなり、ブーム下げは停止される。
【００６２】
図７に示すアーム６の単独操作については、前述と同様である。すなわち第２アーム用方向制御弁５０に関連する動作については、アーム６を運転室８側へ引き寄せるアームイン操作（アームクラウド）に際し、オペレータが図５に示す第２操作レバー７１を操作すると、第２操作レバー７１と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６７を介してポート６１へ伝達される。これにより、受圧面１２６から受圧面１２５方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。これ同時に、空洞１３４は切欠き部１１８を介して空洞１３６と、空洞１３５は切欠き部１１９を介して空洞１３８と接続される。
【００６３】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はボトム室１６ｂへ供給され、ロッド室１６ａの油はタンク２０へ排出されて、アームイン操作を行なうことができる。
【００６４】
また、オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すと、受圧面１２６に作用していたパイロット信号圧は０となり、ばね１２４の復元力により第２アーム用方向制御弁５０は中立位置に戻る。これと同時に、空洞１３４と空洞１３６、空洞１３５と空洞１３８とは再び遮断され、アームイン操作は停止される。
【００６５】
一方、アーム６を運転室８側とは反対方向へ押すアームアウト操作（アームダンプ）の場合は以下のようになる。オペレータが図５に示す第２操作レバー７１を操作すると、パイロット信号油路１６６を介してポート６２にパイロット信号圧が伝達される。これにより、受圧面１２５から受圧面１２６方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２６方向へ移動する。これと同時に、切欠き部１２１を介して空洞１３４と空洞１３５、及び切欠き部１２０を介して空洞１３６と空洞１３７はそれぞれ接続される。
【００６６】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はロッド室１６ａへ供給され、ボトム室１６ｂの圧油はタンク２０へ排出され、アームアウト操作を行なうことができる。オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すとアームアウト操作が停止される。
【００６７】
次に、図６は図５に対応させて描いた図であり、図４に示す油圧駆動装置における複合操作時の動作の一例を示す要部断面図である。この図６に基づいて、例えばアームイン操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作について説明する。
【００６８】
オペレータがブーム下げ操作のために第１操作レバー７０を操作するとともに、アームイン操作のために第２操作レバー７１を操作すると、第１操作レバー７０と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６０を介してポート４７に伝達され、同時に、第２操作レバー７１と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６７を介してポート６１に伝達される。これにより、ブーム用方向制御弁３０のスプールに受圧面１１６から受圧面１１７方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールに受圧面１２６から受圧面１２５方向へ移動する力が発生する。
【００６９】
したがって、ブーム用方向制御弁３０のスプールは受圧面１１７方向へ移動し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。これらの動作により、ブーム用方向制御弁３０の油路３９は空洞１３３と、油路４０は空洞１３７と、空洞１３２は切欠き部１１０を介して空洞１３１にそれぞれ接続される。また、第２アーム用方向制御弁５０側の空洞１３４は切欠き部１１８を介して空洞１３６と、空洞１３５は切欠き部１１９を介して空洞１３８とそれぞれ接続される。ここまでの動作は、前述したブーム下げ単独操作、アームイン単独操作と同様である。
【００７０】
前述の動作の間、第２アーム用方向制御弁５０の切換位置は受圧面１２５側となっているが、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１は油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００７１】
アームアウト操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作時であっても同様であり、第２アーム用方向制御弁５０が受圧面１２６側に切換えられても、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた内部再生油路３１は油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００７２】
［本発明に係る油圧駆動装置］
図１は本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置の一実施形態に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図、図２は本実施形態に備えられるブーム用方向制御弁の一端部側の構成を示す分解斜視図、図３は本実施形態の動作の一例を示す要部断面図である。
【００７３】
図１に示すように、本実施形態に係る油圧駆動装置の基本構成は、前述した本発明者が先に出願した油圧駆動装置におけるものと同等である。すなわち、本実施形態にあっても、第１方向制御弁を構成するブーム用方向制御弁のスプールに設けた第１内部再生油路３１と、第２方向制御弁を構成する第２アーム用方向制御弁５０のスプールに設けた第２内部再生油路６３の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第１連通油路を構成する油路１４１を備えている。また、第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第２連通油路を構成する油路１５１を備えている。
【００７４】
また、第１連通油路及び第２連通油路の少なくとも一方、例えば第２連通油路である油路１５１に連通し、第１連通油路及び第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）、及びロッド室１４ａ（１５ａ）のうちの該当する室へ供給可能な供給油路、すなわち油路１５２，１３９を備えている。さらに、前述した供給油路、第１連通油路、及び第２連通油路の少なくとも１つに、例えば供給油路に含まれる油路１５２に設けられ、ブームシリンダ１４（１５）方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁１５２を備えている。
【００７５】
前述と説明が重複するので、以下にあっては主に、本発明者が先に出願した油圧駆動装置と異なる本実施形態の構成要素について説明する。
【００７６】
図１に示すように、本実施形態は、第１内部再生油路３１を、第１方向制御弁、例えばブーム用方向制御弁３０のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、第２方向制御弁、例えば第２アーム用方向制御弁５０のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けた構成にしてある。
【００７７】
また、本実施形態は、ブーム用方向制御弁３０に、第１内部再生油路３１と第１連通油路である油路１４１を接続する第１接続油路と、第１内部再生油路３１と第２連通油路である油路１５１を接続する第２接続油路とを設けてあり、第２アーム用方向制御弁５０に、常時第２内部再生油路６３と前述の第１連通油路である油路１４１を接続する第３接続油路と、常時第２内部再生油路６３と前述の第２連通油路である油路１５１を接続する第４接続油路とを設けた構成にしてある。
【００７８】
前述の第１接続油路は、図２にも示すように、ブーム用方向制御弁３０に備えられ、第１内部再生油路３１に連通する第１ばね室１７２と、この第１ばね室１７２と第１連通油路である油路１４１を連通させる第１油路１７５，１７６と、第１ばね室１７２の内面にあって当該ブーム用方向制御弁３０のスプールの伸長方向に沿って形成され、第１油路１７５，１７６にそれぞれ連通する溝１７３，１７４を有している。
【００７９】
第２接続油路は、図１に示すように、ブーム用方向制御弁のスプールに第１内部再生油路３１と連通するように形成され、第１内部再生油路３１の伸長方向と直交する方向に延設されてブーム用方向制御弁３０のスプールの外周面に開口する第２油路１７７，１７８から成っている。
【００８０】
第３接続油路は、図１に示すように、第２アーム用方向制御弁５０に備えられ、第２内部再生油路６３に連通する第２ばね室１８２と、この第２ばね室１８２の壁部を貫通するように形成され、第２ばね室１８２と第１連通油路である油路１４１を連通させる第３油路１８５，１８６と、第２ばね室１８２の内面にあって当該第２アーム用方向制御弁５０のスプールの伸長方向に沿って形成され、第３油路１８５，１８６にそれぞれ連通する溝１８９，１９０を有している。
【００８１】
第４接続油路は、図１に示すように、第２アーム用方向制御弁５０のスプールに第２内部再生油路６３と連通するように形成され、第２内部再生油路６３の伸長方向と直交する方向に延設されて第２アーム用方向制御弁５０のスプールの外周面に開口する第４油路１８７，１８８から成っている。
【００８２】
また、本実施形態は、図１，２に示すように、ブーム用方向制御弁３０の第１ばね室１７２に収容され、ブーム用方向制御弁３０のスプールを付勢可能なばね１１５の両端部を保持する受け部材１１３ａ，１１４ａをそれぞれ有するキャップ１１３，１１４を備えている。第１ばね室１７２の壁部には、第１ばね室１７２のスプールの伸長方向に沿って形成され、第１ばね室１７２に備えられたキャップ１１３，１１４の受け部材１１３ａ，１１４ａが移動可能に収容されるスリット状の切り込み１８０，１８１を設けてある。
【００８３】
キャップ１１４の上側には、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一部を構成する端部３０ａを配置してあり、この端部３０ａはスプール本体の端面に図示しない固定手段によって固定されている。
【００８４】
前述と同様にして、図１に示すように、第２アーム用方向制御弁５０の第２ばね室１８２に収容され、第２アーム用方向制御弁５０のスプールを付勢可能なばね１２４の両端部を保持する受け部材をそれぞれ有するキャップ１２２，１２３を備えている。第２ばね室１８２の壁部には、第２ばね室１８２の内部と外部とを連通させ、且つ、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの伸長方向に沿って形成され、第２ばね室１８２に備えられたキャップ１２２，１２３の受け部材のそれぞれが移動可能に収容されるスリット状の切り込み１８３，１８４を設けてある。
【００８５】
キャップ１２３の上側には、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一部を構成する端部５０ａを配置してあり、この端部５０ａはスプール本体に図示しない固定手段によって固定されている。
【００８６】
以上のように構成した本実施形態における動作について説明する。
【００８７】
図７に示すブーム５を下方に回動させるブーム下げ単独操作に際して、運転室８のオペレータが図１に示す第１操作レバー７０を操作すると、前述のように、ブーム用方向制御弁３０のスプールが受圧面１１７方向へ移動する。これにより、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は、油路３９へ排出され、その圧油の一部は第１内部再生油路３１へ導かれ、残りは油路４０、絞り４１を介してタンク２０へ導かれる。第１内部再生油路３１に導かれた再生油は，第１ばね室１７２、溝１７３，１７４、第１油路１７５，１７６、及び油路１４１を介して、あるいは第２油路１７７，１７８、及び油路１５１を介して第２アーム用方向制御弁５０のスプールの第２内部再生油路６３に導かれ、さらに油路１５１を介して供給油路である油路１５２，１３９に導かれる。したがって、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油は、チェック弁３８及び油路１５２，１３９を介して、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に導かれ、再生が行われる。また、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に供給される。これらによってブームシリンダ１４（１５）はロッド室１４ａ（１５ａ）からボトム室１４ｂ（１５ｂ）方向に駆動力が発生し、ブーム５が下方向へ回動し、速やかなブーム下げを実現させることができる。
【００８８】
このような状態からオペレータが第１操作レバー７０の操作を停止して中立位置に戻すと、ブーム用方向制御弁３０のスプールは中立位置に戻り、ブーム下げは停止される。
【００８９】
なお、このような動作が行われる間、第１操作レバー７０の操作によってブーム用方向制御弁３０の受圧面１１６、すなわちスプールの端部３０ａに与えられるパイロット信号圧によりキャップ１１４が端部３０ａによって押圧されて、キャップ１１４の受け部材１１４ａが第１ばね室１７２に形成された切り込み１８０，１８１内をスプールの移動方向に移動する。これにより、第１ばね室１７２に収容されたばね１１５が圧縮状態となりながらブーム用方向制御弁３０のスプールが受圧面１１７方向に移動する。また、第１操作レバー７０を中立位置に戻すことによって、ブーム用方向制御弁３０の受圧面１１６、すなわち端部３０ａに与えられていたパイロット信号圧が０となり、ばね１１５の付勢力によってキャップ１１４の受け部材１１４ａが第１ばね室１７２の切り込み１８０，１８１内を前述とは逆方向に移動する。これにより、キャップ１１４と一体的にブーム用方向制御弁３０のスプールが移動して、このブーム用方向制御弁３０は中立位置に復帰する。
【００９０】
図７に示すアーム６の単独操作については前述と同様である。例えば、アーム６を運転室８側へ引き寄せるアームイン操作（アームクラウド）に際し、オペレータが第２操作レバー７１を操作すると、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。この動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はボトム室１６ｂへ供給され、ロッド室１６ａの油はタンク２０へ排出されて、アームイン操作を行なうことができる。
【００９１】
また、アーム６を運転室８側とは反対方向へ押すアームアウト操作（アームダンプ）に際して、オペレータが第２操作レバー７１を操作すると、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２６方向へ移動する。これにより、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はロッド室１６ａへ供給され、ボトム室１６ｂの圧油はタンク２０へ排出され、アームアウト操作を行なうことができる。オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すとアームアウト操作が停止される。
【００９２】
また、例えばアームイン操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作時には、ブーム下げ操作のために第１操作レバー７０が操作されるとともに、アームイン操作のために第２操作レバー７１が操作されるが、これに伴って図３に示すように、ブーム用方向制御弁３０のスプールは受圧面１１７方向へ移動し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。
【００９３】
前述の動作の間、第２アーム用方向制御弁５０の切換位置は受圧面１２５側となっているが、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１は、第１ばね室１７２、溝１７３，１７４、第１油路１７５，１７６を含む第１接続油路を介して、また、第２油路１７７，１７８から成る第２接続油路を介して油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００９４】
アームアウト操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作時であっても同様であり、第２アーム用方向制御弁５０が受圧面１２６側に切換えられても、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１は、第１ばね室１７２、溝１３，１７４、第１油路１７５，１７６を含む第１接続油路を介して、また、第２油路１７７，１７８から成る第２接続油路を介して油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００９５】
以上のように構成した本実施形態に係る油圧駆動装置によれば、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）へ圧油を供給する際には、ブーム用方向制御弁３０に設けた第１内部再生油路３１、第１ばね室１７２、溝１７３，１７４、第１油路１７５，１７６等を介して、また、第２アーム用方向制御弁５０に設けた第２内部再生油路６３、第２ばね室１８２、溝１８９，１９０、第３油路１８５，１８６等を介して、すなわち第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３の双方を介して再生することができる。これによって大きな再生流量を確保することができる。また、このように大きな再生流量の確保に際して、第２内部再生油路６３が設けられる第２アーム用方向制御弁５０は、ブームシリンダ１４（１５）とは異なる油圧アクチュエータであるアームシリンダ１６を制御する方向制御弁を構成している。すなわち、この油圧駆動装置は、大きな再生流量を確保するにあたって、ブーム用方向制御弁３０で制御されるブームシリンダ１４（１５）とは異なるアームシリンダ１６を制御する第２アーム用方向制御弁５０、つまり第２方向制御弁に第２内部再生油路６３を設けることができる。これにより、第２内部再生油路６３を設ける第２方向制御弁の選定に対する自由度を大きくすることができ、大きな再生流量を確保するための内部再生油路３１，６３の製作が容易になり、すぐれた実用性を確保することができる。また、この油圧駆動装置におけるように、第２アーム用方向制御弁５０で制御されるアームシリンダ１６がブーム用方向制御弁３０で制御されるブームシリンダ１４（１５）とは異なるものである場合、ブーム用方向制御弁３０と第２アーム用方向制御弁５０の双方を切換操作して行われるブーム下げ操作とアームシリンダ１６のアームイン操作あるいはアームアウト操作との複合操作に際しても、ブームシリンダ１４（１５）の再生動作をブームシリンダ１４（１５）の単独操作時と同様に支障なく実現させることができる。
【００９６】
ところで、前述した本発明者が先に出願した油圧駆動装置にあっては、ブーム用方向制御弁のスプールの両端部で貫通するように第１内部再生油路３１を設け、第２アーム用方向制御弁のスプールの両端部で貫通するように第２内部再生油路６３を設けてあることから、再生流量が大きくなって、第１内部再生油路３１、第２内部再生油路６３のそれぞれの入口側圧力と出口側圧力との差圧が大きくなったときに、ブーム用方向制御弁３０のスプールの両端部側の大きな受圧面積、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの両端部側の大きな受圧面積のそれぞれ応じた力がブーム用方向制御弁３０のスプール、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールに与えられて、これらのスプールに予期しない動きが発生して、ブーム５及びアーム６の操作性が低下する懸念がある。これに対して、本実施形態にあっては、ブーム用方向制御弁３０のスプール内に、このスプールの両端部で貫通しないように第１内部再生油路３１を設け、また、第２アーム用方向制御弁５０のスプール内に、このスプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路６３を設けたことから、第１内部再生油路３１の入口側受圧面積、及び出口側受圧面積、第２内部再生油路６３の入口側受圧面積、及び出口側受圧面積を小さくすることができる。したがって、前述したような力がブーム用方向制御弁３０のスプール、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールに与えられる状態となっても、その力を小さくすることができる。これにより、本実施形態に係る油圧駆動装置は、本発明者が先に出願した油圧駆動装置に比べて、ブーム用方向制御弁３０及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの動きの安定化を実現させることができ、ブーム５及びアーム６に対する優れた操作性を確保することができる。
【００９７】
また、本実施形態に係る油圧駆動装置は、本発明者が先に出願した油圧駆動装置におけるのと同等の以下の作用効果が得られる。
【００９８】
すなわち、本実施形態は、ハウジング１３０に比べて取扱いやすい形状の小さな第１キャップ１４０、第２キャップ１５０に第１連通油路である油路１４１、第２連通油路である油路１５１のそれぞれを形成することから、これらの油路１４１，１５１の形成が容易であり、これに伴ってハウジング１３０の油路形成が単純化され、このハウジング１３０を容易に製作することができる。
【００９９】
また、本実施形態は、供給油路の一部、すなわち油路１５２を第２キャップ１５０に含ませることができるのでハウジング１３０に対する油路形成が単純化され、ハウジング１３０を容易に製作することができる。また、チェック弁３８を第２キャップ１５０に設けることから、この点でもハウジング１３０にチェック弁３８を設ける必要がなく、ハウジング１３０の製作を容易にすることができる。
【０１００】
なお、上記では、油圧シリンダとしてブームシリンダ１４（１５）を挙げ、油圧アクチュエータとしてアームシリンダ１６を挙げ、第１内部再生油路３１をブーム用方向制御弁３０に設け、第２内部再生油路６３を第２アーム用方向制御弁５０に設けた構成にしてあるが、このように構成することには限られない。油圧シリンダとしてアームシリンダ１６等のブームシリンダとは異なる油圧アクチュエータを設け、このアームシリンダ１６等を制御するアーム用方向制御弁すなわち第１方向制御弁に第１内部再生油路３１を設け、アームシリンダ１６等とは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁に第２内部再生油路を設けた構成にすることもできる。
【０１０１】
また、このような構成の場合に、第１方向制御弁と第２方向制御弁とが同じアームシリンダ１６等の油圧アクチュエータを制御する構成とすることもできる。
【０１０２】
また、上記では、ブーム下げ時の再生を考慮して、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）へ再生油を供給する構成にしてあるが、アームシリンダ１６等の他の油圧シリンダなどにあって再生油を供給する場合には、必要に応じてボトム室からロッド室へ再生油を供給する構成にしてもよく、また逆にロッド室からボトム室に再生油を供給する構成とすることもできる。
【０１０３】
また、上記では、再生油をブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に供給する供給油路、すなわち油路１５２，１３９を、第２キャップ１５０に設けた第２連通油路を形成する油路１５１に連通させた構成にしてあるが、ハウジング１３０の油路形成に支障を生じない場合等にあっては、供給油路の一部を第１キャップ１４０に設けてもよく、また、第１キャップ１４０と第２キャップ１５０の双方に設けた構成としてもよい。さらに、ハウジング１３０の油路形成に支障を生じない場合等にあっては、第１連通油路と、第２連通油路と、供給油路とをハウジング１３０に設け、第１キャップ１４０及び第２キャップ１５０にこれらを設けない構成としてもよい。
【０１０４】
また、上記では、互いに隣接するブーム用方向制御弁３０に第１内部再生油路３１を設け、第２アーム用方向制御弁５０に第２内部再生油路６３を設けた構成にしてあるが、ハウジング１３０の形状寸法に余裕がある場合などにあっては、ブーム用方向制御弁３０とは隣接しない別の方向制御弁である第２方向制御弁に第２内部再生油路６３を設ける構成としてもよい。
【０１０５】
また、本実施形態は、ブーム用方向制御弁３０の第１ばね室１７２に溝１７３，１７４を設け、第２アーム用方向制御弁５０の第２ばね室１８２に溝１８９，１９０を設けた構成にしてあるが、第１ばね室１７２に収容されるばね１１５、及び第２ばね室１８２に収容されるばね１２４のそれぞれが、最圧縮時にあっても巻き線間に隙間を形成するように形状寸法が設定されるような場合には、前述のばね１１５，１２４の巻き線間の隙間を通して再生油を第１ばね室１７２に形成した第１油路１７５，１７６、第２ばね室１８２に形成した第３油路１８５，１８６のそれぞれに供給することができるので、第１ばね室１７２に溝１７３，１７４を設けず、また、第２ばね室１８２に溝１８９，１９０を設けない構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
５ ブーム
６ アーム
１４，１５ ブームシリンダ（油圧シリンダ）
１４ａ，１５ａ ロッド室
１４ｂ，１５ｂ ボトム室
１６ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１８ 第１油圧ポンプ
１９ 第２油圧ポンプ
３０ ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
３０ａ 端部
３１ 内部再生油路（第１内部再生油路）
３８ チェック弁
５０ 第２アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
５０ａ 端部
６３ 第２内部再生油路
７０ 第１操作レバー（操作手段）
７１ 第２操作レバー（操作手段）
１１３ キャップ
１１３ａ 受け部材
１１４ キャップ
１１４ａ 受け部材
１１５ ばね
１２２ キャップ
１２３ キャップ
１２４ ばね
１３０ ハウジング
１３２ 空洞
１３９ 油路（供給油路）
１４０ 第１キャップ
１４１ 油路（第１連通油路）
１５０ 第２キャップ
１５１ 油路（第２連通油路）
１５２ 油路（供給油路）
１７２ 第１ばね室（第１接続油路）
１７３ 溝（第１接続油路）
１７４ 溝（第１接続油路）
１７５ 第１油路（第１接続油路）
１７６ 第１油路（第１接続油路）
１７７ 第２油路（第２接続油路）
１７８ 第２油路（第２接続油路）
１８０ 切り込み
１８１ 切り込み
１８２ 第２ばね室（第３接続油路）
１８３ 切り込み
１８４ 切り込み
１８５ 第３油路（第３接続油路）
１８６ 第３油路（第３接続油路）
１８７ 第４油路（第４接続油路）
１８８ 第４油路（第４接続油路）
１８９ 溝（第３接続油路）
１９０ 溝（第３接続油路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッド室及びボトム室を有する油圧シリンダの作動を介して作業を行なう油圧ショベル等の油圧作業機に設けられ、油圧シリンダを制御する方向制御弁が内部再生油路を有する油圧作業機の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、油圧作業機の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【０００３】
この図７に示す油圧ショベルは、左右一対の走行装置１，２を備えた走行体３と、この走行体３上に取り付けられた旋回体４と、一端が旋回体４に回動自在にピン結合されたブーム５と、一端がブーム５に回動自在にピン結合されたアーム６と、一端がアーム６に回動自在にピン結合されたバケット７とを備えている。また、旋回体４上に設けられた運転室８、機械室９、カウンタウエイト１０と、走行装置１，２を駆動する走行モータ１１，１２と、旋回体４を駆動する旋回モータ１３と、ブーム５を駆動するブームシリンダ１４，１５と、アーム６を駆動するアームシリンダ１６と、バケット７を駆動するバケットシリンダ１７を備えている。油圧シリンダ、例えば前述したブームシリンダ１４，１５側は、後述のロッド室１４ａ（１５ａ）側をブーム５に連結され、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）側を旋回体４側に連結されている。また、アームシリンダ１６は、後述のロッド室１６ａ側をアーム６に連結され、ボトム室１６ｂ側をブーム５に連結されている。
【０００４】
図８は従来の油圧作業機の油圧駆動装置の構成の一例を示す油圧回路図である。この図８に示す従来の油圧駆動装置は、前述したブームシリンダ１４（１５）、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７、旋回モータ１３、及び走行モータ１１，１２の駆動源である第１油圧ポンプ１８、及び第２油圧ポンプ１９と、これらの第１，第２油圧ポンプ１８，１９のどちらかが所定の圧力以上となるとタンク２０へ圧油を逃がすリリーフ弁２１とを備えている。また、ブームシリンダ１４（１５）に供給される圧油の流れを制御し、内部にボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）への圧油の再生が可能な内部再生油路３１を有する第１方向制御弁、すなわちブーム用方向制御弁３０と、ブームシリンダ１４（１５）とは別に設けられる油圧アクチュエータ、例えば前述したアームシリンダ１６へ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわち第１アーム用方向制御弁２２及び第２アーム用方向制御弁５０と、バケットシリンダ１７へ供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁２３と、旋回モータ１３へ供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁２４と、走行モータ１１，１２へ供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁２５，２６とを備えている。
【０００５】
また、操作手段として、ブーム用方向制御弁３０、及びバケット用方向制御弁２３の切換位置をそれぞれパイロット信号圧で制御する第１操作レバー７０と、第１，第２アーム用方向制御弁２２，５０、及び旋回用方向制御弁２４の切換位置をそれぞれのパイロット信号圧で制御する第２操作レバー７１と、走行用方向制御弁２５の切換位置をパイロット信号圧で制御する第３操作レバー７２と、走行用方向制御弁２６の切換位置をパイロット信号圧で制御する第４操作レバー７３とを備えている。
【０００６】
以下にあっては、第１方向制御弁を構成するブーム用方向制御弁３０と、第２方向制御弁を構成する第２アーム用方向制御弁５０に関連する要素を中心に説明する。
【０００７】
ブーム用方向制御弁３０は、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）を油路８９，９１を介して接続するポート３２と、ロッド室１４ａ（１５ａ）を油路８８，９０を介して接続するポート３３と、第１油圧ポンプ１８と油路７７，８１を介して接続するポート３４と、タンク２０側と接続するポート３５と、第１油圧ポンプ１８を油路７７，７４を介して接続するポート３６と、タンク２０に油路７４を介して接続するポート３７とを備えている。
【０００８】
このブーム用方向制御弁３０の油路構成は、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁３８と、内部再生油路３１をポート３２へ接続可能な油路３９と、この油路３９をポート３５へ接続可能な油路４０と、ポート３３側と内部再生油路３１を接続する油路４２と、ポート３４側と内部再生油路３１側を接続可能な油路４３と、ポート３４とポート３２を接続する油路４４と、ポート３３とポート３５を接続する油路４５から成っている。さらに、油路４０に、タンク２０への油の移動量を抑制する絞り４１が設置され、ブーム用方向制御弁３０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート４６，４７がそれぞれ設けられている。
【０００９】
また、第２アーム用方向制御弁５０は、アームシリンダ１６のボトム室１６ｂを油路９７を介して接続するポート５１と、ロッド室１６ａを油路９６を介して接続するポート５２と、油圧ポンプ１８を油路７７，８０を介して接続するポート５３と、タンク２０側と接続するポート５４と、第１油圧ポンプ１８を油路７７，７４を介して接続するポート５５と、タンク２０を油路７４を介して接続するポート５６とを備えている。
【００１０】
この第２アーム用方向制御弁５０の油路構成は、ポート５２とポート５４を接続可能な油路５８と、ポート５３とポート５１を接続可能な油路５７と、ポート５１とポート５４を接続可能な油路５９と、ポート５３とポート５２を接続可能な油路６０とから成っている。さらに、第２アーム用方向制御弁５０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート６１，６２がそれぞれ設けられている。
【００１１】
図９は図８に示す従来の油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【００１２】
この図９には、ハウジング１３０、第１キャップ１４０、及び第２キャップ１５０を合せて示してある。
【００１３】
図９に基づいてブーム用方向制御弁３０の構造について説明する。このブーム用方向制御弁３０のスプールには、内部再生油路３１がブーム用方向制御弁３０のスプールと同軸に形成され、内部再生油路３１とブーム用方向制御弁３０のスプールの外周面とを連通する油路３９，４０，４２が形成され、スプールには油路４３，４４，４５に相応する切欠き部１１０，１１２，１１１が形成されている。また、チェック弁３８は内部再生油路３１内に設置され、絞り４１は油路４０の断面積を小さくすることによって形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１１３，１１４、及びばね１１５がブーム用方向制御弁３０のスプールと同軸に挿入されている。
【００１４】
一方、第２アーム用方向制御弁５０のスプールには、油路５７，５８，５９，６０に相応する切欠き部１１８，１１９，１２０，１２１がそれぞれ形成され、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１２２，１２３、及びばね１２４がアーム用方向制御弁５０のスプールと同軸に挿入されている。
【００１５】
ハウジング１３０には、ブーム用方向制御弁３０のポート３４に相当する空洞１３１、ポート３３に相当する空洞１３２、ポート３２に相当する空洞１３３が、スプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。また、第２アーム用方向制御弁５０のポート５３に相当する空洞１３４、ポート５２に相当する空洞１３５、ポート５１に相当する空洞１３６がスプールの外周面を囲むように形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のポート３５、第２アーム用方向制御弁５０のポート５４に相当し、かつハウジング１３０内で１つに交わる２つの空洞１３７，１３８が、ブーム用方向制御弁３０のスプールと第２アーム用方向制御弁５０のスプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。
【００１６】
第１キャップ１４０には、パイロット信号油路１６０，１６６を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４７、第２アーム用方向制御弁５０のポート６２が形成されている。また、この第１キャップ１４０は、ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一端の受圧面１１６側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一端の受圧面１２５側を保持している。
【００１７】
第２キャップ１５０は、パイロット信号油路１６１，１６７を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４６、第２アーム用方向制御弁５０のポート６１が形成されている。また、この第２キャップ１５０は、ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの他端の受圧面１１７側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの他端の受圧面１２６側を保持している。
【００１８】
次に、図７に示すブーム５の下方向への回動操作、すなわちブーム下げ単独操作をする場合の動作原理について説明する。
【００１９】
運転室８のオペレータが図９に示す第１操作レバー７０でブーム下げ操作を行なうと、第１操作レバー７０と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６０を介してブーム用方向制御弁３０のポート４７に伝達される。すると、受圧面１１６から受圧面１１７方向へ移動する力がブーム用方向制御弁３０のスプールに発生し、このブーム用方向制御弁３０のスプールは受圧面１１７側へ移動する。これと同時に、油路３９は空洞１３３と、油路４０は空洞１３７と、空洞１３２は切欠き部１１０を介して空洞１３１とそれぞれ接続される。なお、このとき、油路４２は空洞１３２との接続を維持している。
【００２０】
これにより、ブーム５等の重量を保持しているブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）側から排出された圧油は油路３９へ移動可能となり、その一部の圧油は内部再生油路３１、チェック弁３８、及び油路４２を通過することでロッド室１４ａ（１５ａ）へ圧油が再生供給され、残りの圧油は油路４０、絞り４１を通過してタンク２０へ排出される。また、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もロッド室１４ａ（１５ａ）へ供給される。その結果、ブームシリンダ１４（１５）はロッド室１４ａ（１５ａ）からボトム室１４ｂ（１５ｂ）方向に駆動力が発生し、ブーム６が下方向へ回動する。すなわち、速やかにブーム下げが行われる。
【００２１】
ブーム下げを停止する場合は次のようになる。オペレータが第１操作レバー７０の操作を中立位置に戻すと、受圧面１１６に作用していたパイロット信号圧が０となる。これにより、ばね１１５の復元力によってブーム用方向制御弁３０のスプールは中立位置に戻り、接続していた油路３９と空洞１３３、油路４０と空洞１３７、空洞１３１と空洞１３２は再び遮断される。その結果、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は逃げられなくなり、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もロッド室１４ａ（１５ａ）に供給できなくなり、ブーム下げは停止される。
【００２２】
次に、図７に示すアーム６を単独操作する場合について説明する。
【００２３】
はじめに、アーム６を運転室８側へ引き寄せるアームイン操作（アームクラウド）の場合について説明する。オペレータが図９に示す第２操作レバー７１でアームイン操作を行なうと、第２操作レバー７１と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６７を介してポート６１へ伝達される。これにより、受圧面１２６から受圧面１２５方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。これ同時に、空洞１３４は切欠き部１１８を介して空洞１３６と、空洞１３５は切欠き部１１９を介して空洞１３８と接続される。
【００２４】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はボトム室１６ｂへ供給され、ロッド室１６ａの油はタンク２０へ排出されて、アームイン操作を行なうことができる。
【００２５】
また、オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すと、受圧面１２６に作用していたパイロット信号圧は０となり、ばね１２４の復元力により第２アーム用方向制御弁５０のスプールは中立位置に戻る。これと同時に、空洞１３４と空洞１３６、空洞１３５と空洞１３８とは再び遮断され、アームイン操作は停止される。
【００２６】
一方、アーム６を運転室８側とは反対方向へ押すアームアウト操作（アームダンプ）の場合は以下のようになる。オペレータが図９に示す第２操作レバー７１でアームアウト操作を行なうと、パイロット信号油路１６６を介してポート６２にパイロット信号圧が伝達される。これにより、受圧面１２５から受圧面１２６方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２６方向へ移動する。これと同時に、切欠き部１２１を介して空洞１３４と空洞１３５、及び切欠き部１２０を介して空洞１３６と空洞１３７はそれぞれ接続される。
【００２７】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はロッド室１６ａへ供給され、ボトム室１６ｂの圧油はタンク２０へ排出され、アームアウト操作を行なうことができる。オペレータが第２操作レバー７１を中立に戻すとアームアウト操作が停止される。
【００２８】
前述した従来技術は、１本の内部再生油路３１をブーム用方向制御弁３０に設けたものであるが、従来、特許文献１に開示される技術も提案されている。この特許文献１に開示された従来技術は、アームシリンダの駆動を制御する第１アーム用方向制御弁のスプールと第２アーム用方向制御弁のスプールのそれぞれに１本ずつ、合計２本の内部再生油路を備えたものであり、設置スペースを増大させることなく油の再生流量を増大させるようにしたものである。なお、この特許文献１に開示された従来技術は、第１アーム用方向制御弁のスプールに１本目の内部再生油路、すなわち第１内部再生油路を有している既存の技術にあって、第２アーム用方向制御弁のスプールに２本目の内部再生油路、すなわち第２内部再生油路を新たに設けた構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００１−３０４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
前述した図８，９に示す従来技術は、内部再生油路をブーム用方向制御弁３０のスプールに１本だけ設けた構成にしてあることから、大きな再生流量を確保しようとすると、内部再生油路の径寸法を大きく設定することなどが必要になる。このように内部再生油路の径寸法を大きく設定しようとすると、強度面を考慮してブーム用方向制御弁３０のスプールの外径を大きく設定しなければならない。これに伴って、ハウジング１３０の形状寸法が大きくなってしまう問題がある。
【００３１】
これに対し、特許文献１に開示された従来技術は、第１アーム用方向制御弁のスプールに第１内部再生油路を設け、第２アーム用方向制御弁のスプールに第２内部再生油路を設けた構成にしてあることから、大きな再生流量を確保することができる。しかしながら、この従来技術は、アームシリンダという同一のアクチュエータを制御する複数の方向制御弁に限って内部再生油路を設けなければならない。このことから、内部再生油路の配置設計に制約を受ける問題がある。
【００３２】
本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも、第２内部再生油路を設けることができる油圧作業機の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
この目的を達成するために、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動しロッド室及びボトム室を有する油圧シリンダと、前記油圧ポンプもしくは別の油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御し、内部に前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの一方の室から他方の室への圧油の再生が可能な第１内部再生油路を有する第１方向制御弁と、前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁が収容されるハウジングと、前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの一端側を保持する第１キャップと、前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの他端側を保持する第２キャップと、前記第１方向制御弁と前記第２方向制御弁を切換操作する操作手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、前記第１内部再生油路を、前記第１方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、前記第２方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路を設け、前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第１連通油路と、前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第２連通油路と、前記第１連通油路及び前記第２連通油路の少なくとも一方に連通し、前記第１連通油路及び前記第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、前記油圧シリンダの前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの該当する室へ供給可能な供給油路と、前記供給油路、前記第１連通油路、及び前記第２連通油路の少なくとも１つに設けられ、前記油圧シリンダ方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁とを備え、前記第１方向制御弁に、前記第１内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第１接続油路と、前記第１内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第２接続油路とを設け、前記第２方向制御弁に、常時前記第２内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第３接続油路と、常時前記第２内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第４接続油路とを設けたことを特徴としている。
【００３４】
このように構成した本発明は、第１方向制御弁を切換操作して油圧シリンダのボトム室及びロッド室のうちの一方の室から他方の室へ圧油を再生させる際には、油圧シリンダの一方の室から排出された圧油である再生油が、第１方向制御弁のスプールの第１内部再生油路に導かれ、この第１内部再生油路に導かれた再生油が，第１接続油路、第３接続油路、及び第１連通油路を介して、あるいは第２接続油路、第４接続油路、及び第２連通油路を介して、第２方向制御弁のスプールの第２内部再生油路に導かれ、さらに第２連通油路あるいは第１連通油路を介して、これらの第１連通油路及び第２連通油路の少なくとも一方に連通する供給油路に導かれる。したがって、油圧シリンダの一方の室から排出された再生油は、チェック弁及び供給油路を介して、油圧シリンダの他方の室に導かれ、再生が行われる。
【００３５】
このように本発明は、油圧シリンダの単独操作時に、油圧シリンダのボトム室及びロッド室のうちの一方の室から他方の室へ圧油を供給する際には、第１方向制御弁に設けた第１内部再生油路と第２方向制御弁に設けた第２内部再生油路の双方を介して再生することができる。これによって大きな再生流量を確保することができる。また、このように大きな再生流量の確保に際して、第２内部再生油路が設けられる第２方向制御弁は、第１方向制御弁が制御する油圧シリンダと同じ油圧シリンダを制御する方向制御弁であってもよく、また、第１方向制御弁が制御する油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する方向制御弁であってもよい。すなわち本発明は、大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも第２内部再生油路を設けることができる。
【００３６】
また、本発明は、第２内部再生油路を、第３接続油路を介して常時第１連通油路に接続し、第４接続油路を介して常時第２連通油路に接続したことから、第２方向制御弁が切換操作されても、第２内部再生油路に支障なく圧油を導くことができ、この第２内部再生油路に導かれる再生油を供給油路を介して油圧シリンダの他方の室に導いて再生を行なわせることができる。したがって、第２方向制御弁で制御される油圧アクチュエータが、再生油が供給される油圧シリンダとは異なるものである場合には、第１方向制御弁と第２方向制御弁とを切換操作して行われる油圧シリンダと油圧アクチュエータの複合操作時にあっても、油圧アクチュエータの作動に影響を与えることなく油圧シリンダの再生を実現させることができる。
【００３７】
また、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、前記発明において、前記第１接続油路は、当該第１方向制御弁に備えられ、前記第１内部再生油路に連通する第１ばね室と、この第１ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第１ばね室と前記第１連通油路を連通させる第１油路とを含み、前記第２接続油路は、前記第１方向制御弁の前記スプールに前記第１内部再生油路と連通するように形成され、前記第１方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第２油路から成り、前記第３接続油路は、前記第２方向制御弁に備えられ、前記第２内部再生油路に連通する第２ばね室と、この第２ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第２ばね室と前記第１連通油路を連通させる第３油路とを含み、前記第４接続油路は、前記第２方向制御弁の前記スプールに前記第２内部再生油路と連通するように形成され、前記第２方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第４油路から成ることを特徴としている。
【００３８】
また、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、前記発明において、前記第１接続油路は、前記第１ばね室の内面にあって当該第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１油路に連通する溝を含み、前記第３接続油路は、前記第２ばね室の内面にあって当該第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第３油路に連通する溝を含むことを特徴としている。
【００３９】
また、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置は、前記発明において、前記第１ばね室に収容され、前記第１方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第１ばね室の壁部に、前記第１ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設け、前記第２ばね室に収容され、前記第２方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第２ばね室の壁部に、前記第２ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第２ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、前述したように、第１内部再生油路を、第１方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、第２方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路を設け、第１内部再生油路と第２内部再生油路の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第１連通油路と、第１内部再生油路と第２内部再生油路の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第２連通油路と、第１連通油路及び第２連通油路の少なくとも一方に連通し、第１連通油路及び第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、油圧シリンダのボトム室及びロッド室のうちの該当する室へ供給可能な供給油路と、この供給油路、第１連通油路、及び第２連通油路の少なくとも１つに設けられ、油圧シリンダ方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁とを備え、第１方向制御弁に、第１内部再生油路と第１連通油路を接続する第１接続油路と、第１内部再生油路と第２連通油路を接続する第２接続油路とを設け、第２方向制御弁に、常時第２内部再生油路と第１連通油路を接続する第３接続油路と、常時第２内部再生油路と第２連通油路を接続する第４接続油路とを設けた構成にしてある。
【００４１】
この構成によって本発明は、大きな再生流量を確保するにあたって、第１内部再生油路が設けられる第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁にも、第２内部再生油路を設けることができる。これにより、第２内部再生油路を設ける第２方向制御弁の選定に対する自由度を従来よりも大きくすることができ、大きな再生流量を確保するための内部再生油路の製作が容易になり、すぐれた実用性を確保することができる。また、第２方向制御弁で制御される油圧アクチュエータが第１方向制御弁で制御される油圧シリンダとは異なるものである場合、第１方向制御弁と第２方向制御弁の双方を切換操作して行われる油圧シリンダと油圧アクチュエータの複合操作に際しても、油圧シリンダの再生動作を油圧アクチュエータの作動に影響を与えることなく、油圧シリンダの単独操作時と同様に支障なく実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置の一実施形態に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【図２】本実施形態に備えられるブーム用方向制御弁の一端部側の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態の動作の一例を示す要部断面図である。
【図４】本発明者が先に出願した油圧作業機の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図５】図４に示す油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【図６】図５に対応させて描いた図であり、図４に示す油圧駆動装置における複合操作時の動作の一例を示す要部断面図である。
【図７】油圧作業機の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図８】従来の油圧作業機の油圧駆動装置の構成の一例を示す油圧回路図である。
【図９】図８に示す従来の油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００４４】
後述する本発明者が先に出願した油圧駆動装置（平成２１年１０月１５日出願、出願番号：特願２００９−２３８３０６号）、及び後述する本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置も、油圧作業機例えば前述した図７に示す油圧ショベルに備えられている。この油圧ショベルの構成については前述したとおりであり、説明を省略する。
【００４５】
［本発明者が先に出願した油圧駆動装置］
図４は本発明者が先に出願した油圧作業機の油圧駆動装置を示す油圧回路図、図５は図４に示す油圧駆動装置に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図である。
【００４６】
これらの図４，５に示すように本発明者が先に出願した油圧駆動装置の基本構成は、前述した図８，９に示すものと同等である。前述と説明が重複するがこの基本構成について説明すると、図４に示すように、本発明者が先に出願した油圧駆動装置も、油圧シリンダ例えばブームシリンダ１４（１５）と、ブームシリンダ１４（１５）と異なるアクチュエータ、例えばアームシリンダ１６とを備えている。また、これらのブームシリンダ１４（１５）、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７、旋回モータ１３、及び走行モータ１１，１２の駆動源である第１油圧ポンプ１８、及び第２油圧ポンプ１９と、これらの第１，第２油圧ポンプ１８，１９のどちらかが所定の圧力以上となるとタンク２０へ圧油を逃がすリリーフ弁２１とを備えている。また、ブームシリンダ１４（１５）に供給される圧油の流れを制御し、内部にボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）への圧油の再生が可能な内部再生油路３１（以下、「第１内部再生油路３１」と記載する。）を有する第１方向制御弁、すなわちブーム用方向制御弁３０と、アームシリンダ１６へ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわち第１アーム用方向制御弁２２及び第２アーム用方向制御弁５０とを備えている。また、バケットシリンダ１７へ供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁２３と、旋回モータ１３へ供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁２４と、走行モータ１１，１２へ供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁２５，２６とを備えている。
【００４７】
また、操作手段として、ブーム用方向制御弁３０、及びバケット用方向制御弁２３の切換位置をそれぞれパイロット信号圧で制御する第１操作レバー７０と、第１，第２アーム用方向制御弁２２，５０、及び旋回用方向制御弁２４の切換位置をそれぞれのパイロット信号圧で制御する第２操作レバー７１と、走行用方向制御弁２５の切換位置をパイロット信号圧で制御する第３操作レバー７２と、走行用方向制御弁２６の切換位置をパイロット信号圧で制御する第４操作レバー７３とを備えている。
【００４８】
ブーム用方向制御弁３０は、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）を油路８９，９１を介して接続するポート３２と、ロッド室１４ａ（１５ａ）を油路８８，９０を介して接続するポート３３と、第１油圧ポンプ１８と油路７７，８１を介して接続するポート３４と、タンク２０側と接続するポート３５と、第１油圧ポンプ１８とを油路７７，７４を介して接続するポート３６と、タンク２０を油路７４を介して接続するポート３７とを備えている。
【００４９】
このブーム用方向制御弁３０の油路構成は、内部再生油路３１をポート３２へ接続可能な油路３９と、この油路３９をポート３５へ接続可能な油路４０と、ポート３４側と内部再生油路３１側を接続可能な油路４３と、ポート３４とポート３２を接続する油路４４と、ポート３３とポート３５を接続する油路４５から成っている。さらに、油路４０に、タンク２０への油の移動量を抑制する絞り４１が設置され、ブーム用方向制御弁３０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート４６，４７がそれぞれ設けられている。
【００５０】
また、第２アーム用方向制御弁５０は、例えばブーム用方向制御弁３０に隣接させて設けてあり、アームシリンダ１６のボトム室１６ｂを油路９７を介して接続するポート５１と、ロッド室１６ａを油路９６を介して接続するポート５２と、油圧ポンプ１８を油路７７，８０を介して接続するポート５３と、タンク２０側と接続するポート５４と、第１油圧ポンプ１８を油路７７，７４を介して接続するポート５５と、タンク２０を油路７４を介して接続するポート５６とを備えている。
【００５１】
この第２アーム用方向制御弁５０の油路構成は、ポート５２とポート５４を接続可能な油路５８と、ポート５３とポート５１を接続可能な油路５７と、ポート５１とポート５４を接続可能な油路５９と、ポート５３とポート５２を接続可能な油路６０とから成っている。さらに、第２アーム用方向制御弁５０の左右端には、パイロット信号圧を受けるポート６１，６２がそれぞれ設けられている。以上の各構成要素については、前述した図８，９に示したものと同等である。
【００５２】
図５に示すように、本発明者が先に出願した油圧駆動装置は、ブーム用方向制御弁３０に形成される第１内部再生油路３１が、このブーム用方向制御弁３０のスプールの両端部を貫通するように設けてある。この第１内部再生油路３１とブーム用方向制御弁３０のスプールの外周面とを連通する油路３９，４０が形成され、スプールには油路４３，４４，４５に相応する切欠き部１１０，１１２，１１１が形成されている。また、絞り４１は油路４０の断面積を小さくすることによって形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１１３，１１４、及びばね１１５がブーム用方向制御弁３０のスプールと同軸に挿入されている。
【００５３】
一方、第２アーム用方向制御弁５０のスプールには、スプールの両端部を貫通するように、第２内部再生油路６３を設けてある。また、油路５７，５８，５９，６０に相応する切欠き部１１８，１１９，１２０，１２１がそれぞれ形成され、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの片側一端には、軸方向に移動可能なキャップ１２２，１２３、及びばね１２４がアーム用方向制御弁５０のスプールと同軸に挿入されている。
【００５４】
ハウジング１３０には、ブーム用方向制御弁３０のポート３４に相当する空洞１３１、ポート３３に相当する空洞１３２、ポート３２に相当する空洞１３３が、スプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。また、第２アーム用方向制御弁５０のポート５３に相当する空洞１３４、ポート５２に相当する空洞１３５、ポート５１に相当する空洞１３６がスプールの外周面を囲むように形成されている。さらに、ブーム用方向制御弁３０のポート３５、第２アーム用方向制御弁５０のポート５４に相当し、かつハウジング３０内で１つに交わる２つの空洞１３７，１３８が、ブーム用方向制御弁３０のスプールと第２アーム用方向制御弁５０のスプールの外周面を囲むようにそれぞれ形成されている。
【００５５】
本発明者が先に出願した油圧駆動装置は、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１と、第２アーム用方向制御弁５０のスプールに設けた第２内部再生油路６３の例えば一方の端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第１連通油路すなわち油路１４１と、第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３の他方の端部側に設けられ、第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第２連通油路すなわち油路１５１とを備えている。また、油路１４１と油路１５１の少なくとも一方に、例えば油路１５１に連通し、油路１５１に導かれた再生油を、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）へ供給可能な供給油路すなわち油路１５２，１３９と、この供給油路である油路１５２，１３９、前述した第１連通油路である油路１４１、第２連通油路である油路１５１の少なくとも１つ、例えば油路１５２に設けられ、ブームシリンダ３０方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁３８を備えている。
【００５６】
第１キャップ１４０には、パイロット信号油路１６０，１６６を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４７、第２アーム用方向制御弁５０のポート６２が形成されている。また、この第１キャップ１４０には、前述した第１連通油路すなわち油路１４１が形成されている。この第１キャップ１４０は、ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一端側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一端側を保持している。なお、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一方の端部は、受圧面１１６よりも突出形成させてあり、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一方の端部は、受圧面１２５よりも突出形成させてある。
【００５７】
第２キャップ１５０は、パイロット信号油路１６１，１６７を介して伝達されるそれぞれのパイロット信号圧を受けるブーム用方向制御弁３０のポート４６、第２アーム用方向制御弁５０のポート６１が形成されている。また、この第２キャップ１５０には、前述した第２連通油路すなわち油路１５１と、供給油路を構成する油路１５２、及びチェック弁３８が形成されている。油路１５２に連通する供給油路を構成する油路１３９は、ハウジング１３０に形成されている。第２キャップ１５０は，ボルト等の締結手段によりハウジング１３０に固定され、ブーム用方向制御弁３０のスプールの他端側、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの他端側を保持している。なお、ブーム用方向制御弁３０のスプールの他方の端部は、受圧面１１７よりも突出形成させてあり、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの他方の端部は、受圧面１２６よりも突出形成させてある。
【００５８】
以上の構成の本発明者が先に出願した油圧駆動装置における動作について説明する。
【００５９】
図７に示すブーム５を下方に回動させるブーム下げ単独操作に際して、運転室８のオペレータが図５に示す第１操作レバー７０を操作すると、この第１操作レバー７０と連動して生成されるパイロット信号圧が、図５に示すパイロット信号油路１６０を介してブーム用方向制御弁３０のポート４７に伝達される。これにより受圧面１１６から受圧面１１７方向へ移動する力がスプールに伝えられ、このブーム用方向制御弁３０のスプールが受圧面１１７方向へ移動する。これと同時に油路３９は空洞１３３と、油路４０は空洞１３７と、空洞１３２は切欠き部１１０を介して空洞１３１にそれぞれ接続される。
【００６０】
このような動作によりブーム５等の重量を保持しているブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は、油路３９へ排出され、その圧油の一部は第１内部再生油路３１へ導かれ、残りは油路４０、絞り４１を介してタンク２０へ導かれる。第１内部再生油路３１に導かれた再生油は，油路１４１あるいは油路１５１を介して第２アーム用方向制御弁５０のスプールの両端部を連通する第２内部再生油路６３に導かれ、さらに油路１５１を介して供給油路である油路１５２，１３９に導かれる。したがって、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油は、チェック弁３８及び油路１５２，１３９を介して、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に導かれ、再生が行われる。また、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に供給される。これらによってブームシリンダ１４（１５）はロッド室１４ａ（１５ａ）からボトム室１４ｂ（１５ｂ）方向に駆動力が発生し、ブーム５が下方向へ回動し、速やかなブーム下げを実現させることができる。
【００６１】
このような状態からオペレータが第１操作レバー７０の操作を停止して中立位置に戻すと、受圧面１１６に作用していたパイロット信号圧が０となる。これにより、ばね１１５の復元力によってブーム用方向制御弁３０のスプールは中立位置に戻り、接続していた油路３９と空洞１３３、油路４０と空洞１３７、空洞１３１と空洞１３２は再び遮断される。その結果、ボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は逃げられなくなり、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もロッド室１４ａ（１５ａ）に供給できなくなり、ブーム下げは停止される。
【００６２】
図７に示すアーム６の単独操作については、前述と同様である。すなわち第２アーム用方向制御弁５０に関連する動作については、アーム６を運転室８側へ引き寄せるアームイン操作（アームクラウド）に際し、オペレータが図５に示す第２操作レバー７１を操作すると、第２操作レバー７１と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６７を介してポート６１へ伝達される。これにより、受圧面１２６から受圧面１２５方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。これ同時に、空洞１３４は切欠き部１１８を介して空洞１３６と、空洞１３５は切欠き部１１９を介して空洞１３８と接続される。
【００６３】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はボトム室１６ｂへ供給され、ロッド室１６ａの油はタンク２０へ排出されて、アームイン操作を行なうことができる。
【００６４】
また、オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すと、受圧面１２６に作用していたパイロット信号圧は０となり、ばね１２４の復元力により第２アーム用方向制御弁５０は中立位置に戻る。これと同時に、空洞１３４と空洞１３６、空洞１３５と空洞１３８とは再び遮断され、アームイン操作は停止される。
【００６５】
一方、アーム６を運転室８側とは反対方向へ押すアームアウト操作（アームダンプ）の場合は以下のようになる。オペレータが図５に示す第２操作レバー７１を操作すると、パイロット信号油路１６６を介してポート６２にパイロット信号圧が伝達される。これにより、受圧面１２５から受圧面１２６方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２６方向へ移動する。これと同時に、切欠き部１２１を介して空洞１３４と空洞１３５、及び切欠き部１２０を介して空洞１３６と空洞１３７はそれぞれ接続される。
【００６６】
これらの動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はロッド室１６ａへ供給され、ボトム室１６ｂの圧油はタンク２０へ排出され、アームアウト操作を行なうことができる。オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すとアームアウト操作が停止される。
【００６７】
次に、図６は図５に対応させて描いた図であり、図４に示す油圧駆動装置における複合操作時の動作の一例を示す要部断面図である。この図６に基づいて、例えばアームイン操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作について説明する。
【００６８】
オペレータがブーム下げ操作のために第１操作レバー７０を操作するとともに、アームイン操作のために第２操作レバー７１を操作すると、第１操作レバー７０と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６０を介してポート４７に伝達され、同時に、第２操作レバー７１と連動して生成されるパイロット信号圧がパイロット信号油路１６７を介してポート６１に伝達される。これにより、ブーム用方向制御弁３０のスプールに受圧面１１６から受圧面１１７方向へ移動する力が発生し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールに受圧面１２６から受圧面１２５方向へ移動する力が発生する。
【００６９】
したがって、ブーム用方向制御弁３０のスプールは受圧面１１７方向へ移動し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。これらの動作により、ブーム用方向制御弁３０の油路３９は空洞１３３と、油路４０は空洞１３７と、空洞１３２は切欠き部１１０を介して空洞１３１にそれぞれ接続される。また、第２アーム用方向制御弁５０側の空洞１３４は切欠き部１１８を介して空洞１３６と、空洞１３５は切欠き部１１９を介して空洞１３８とそれぞれ接続される。ここまでの動作は、前述したブーム下げ単独操作、アームイン単独操作と同様である。
【００７０】
前述の動作の間、第２アーム用方向制御弁５０の切換位置は受圧面１２５側となっているが、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１は油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００７１】
アームアウト操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作時であっても同様であり、第２アーム用方向制御弁５０が受圧面１２６側に切換えられても、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた内部再生油路３１は油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００７２】
［本発明に係る油圧駆動装置］
図１は本発明に係る油圧作業機の油圧駆動装置の一実施形態に備えられる第１方向制御弁例えばブーム用方向制御弁と、このブーム用方向制御弁に隣接して配置される第２方向制御弁例えば第２アーム用方向制御弁の配設構造を拡大して示した要部断面図、図２は本実施形態に備えられるブーム用方向制御弁の一端部側の構成を示す分解斜視図、図３は本実施形態の動作の一例を示す要部断面図である。
【００７３】
図１に示すように、本実施形態に係る油圧駆動装置の基本構成は、前述した本発明者が先に出願した油圧駆動装置におけるものと同等である。すなわち、本実施形態にあっても、第１方向制御弁を構成するブーム用方向制御弁のスプールに設けた第１内部再生油路３１と、第２方向制御弁を構成する第２アーム用方向制御弁５０のスプールに設けた第２内部再生油路６３の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第１連通油路を構成する油路１４１を備えている。また、第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３とを連通させる第２連通油路を構成する油路１５１を備えている。
【００７４】
また、第１連通油路及び第２連通油路の少なくとも一方、例えば第２連通油路である油路１５１に連通し、第１連通油路及び第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）、及びロッド室１４ａ（１５ａ）のうちの該当する室へ供給可能な供給油路、すなわち油路１５２，１３９を備えている。さらに、前述した供給油路、第１連通油路、及び第２連通油路の少なくとも１つに、例えば供給油路に含まれる油路１５２に設けられ、ブームシリンダ１４（１５）方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁１５２を備えている。
【００７５】
前述と説明が重複するので、以下にあっては主に、本発明者が先に出願した油圧駆動装置と異なる本実施形態の構成要素について説明する。
【００７６】
図１に示すように、本実施形態は、第１内部再生油路３１を、第１方向制御弁、例えばブーム用方向制御弁３０のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、第２方向制御弁、例えば第２アーム用方向制御弁５０のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けた構成にしてある。
【００７７】
また、本実施形態は、ブーム用方向制御弁３０に、第１内部再生油路３１と第１連通油路である油路１４１を接続する第１接続油路と、第１内部再生油路３１と第２連通油路である油路１５１を接続する第２接続油路とを設けてあり、第２アーム用方向制御弁５０に、常時第２内部再生油路６３と前述の第１連通油路である油路１４１を接続する第３接続油路と、常時第２内部再生油路６３と前述の第２連通油路である油路１５１を接続する第４接続油路とを設けた構成にしてある。
【００７８】
前述の第１接続油路は、図２にも示すように、ブーム用方向制御弁３０に備えられ、第１内部再生油路３１に連通する第１ばね室１７２と、この第１ばね室１７２と第１連通油路である油路１４１を連通させる第１油路１７５，１７６と、第１ばね室１７２の内面にあって当該ブーム用方向制御弁３０のスプールの伸長方向に沿って形成され、第１油路１７５，１７６にそれぞれ連通する溝１７３，１７４を有している。
【００７９】
第２接続油路は、図１に示すように、ブーム用方向制御弁のスプールに第１内部再生油路３１と連通するように形成され、第１内部再生油路３１の伸長方向と直交する方向に延設されてブーム用方向制御弁３０のスプールの外周面に開口する第２油路１７７，１７８から成っている。
【００８０】
第３接続油路は、図１に示すように、第２アーム用方向制御弁５０に備えられ、第２内部再生油路６３に連通する第２ばね室１８２と、この第２ばね室１８２の壁部を貫通するように形成され、第２ばね室１８２と第１連通油路である油路１４１を連通させる第３油路１８５，１８６と、第２ばね室１８２の内面にあって当該第２アーム用方向制御弁５０のスプールの伸長方向に沿って形成され、第３油路１８５，１８６にそれぞれ連通する溝１８９，１９０を有している。
【００８１】
第４接続油路は、図１に示すように、第２アーム用方向制御弁５０のスプールに第２内部再生油路６３と連通するように形成され、第２内部再生油路６３の伸長方向と直交する方向に延設されて第２アーム用方向制御弁５０のスプールの外周面に開口する第４油路１８７，１８８から成っている。
【００８２】
また、本実施形態は、図１，２に示すように、ブーム用方向制御弁３０の第１ばね室１７２に収容され、ブーム用方向制御弁３０のスプールを付勢可能なばね１１５の両端部を保持する受け部材１１３ａ，１１４ａをそれぞれ有するキャップ１１３，１１４を備えている。第１ばね室１７２の壁部には、第１ばね室１７２のスプールの伸長方向に沿って形成され、第１ばね室１７２に備えられたキャップ１１３，１１４の受け部材１１３ａ，１１４ａが移動可能に収容されるスリット状の切り込み１８０，１８１を設けてある。
【００８３】
キャップ１１４の上側には、ブーム用方向制御弁３０のスプールの一部を構成する端部３０ａを配置してあり、この端部３０ａはスプール本体の端面に図示しない固定手段によって固定されている。
【００８４】
前述と同様にして、図１に示すように、第２アーム用方向制御弁５０の第２ばね室１８２に収容され、第２アーム用方向制御弁５０のスプールを付勢可能なばね１２４の両端部を保持する受け部材をそれぞれ有するキャップ１２２，１２３を備えている。第２ばね室１８２の壁部には、第２ばね室１８２の内部と外部とを連通させ、且つ、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの伸長方向に沿って形成され、第２ばね室１８２に備えられたキャップ１２２，１２３の受け部材のそれぞれが移動可能に収容されるスリット状の切り込み１８３，１８４を設けてある。
【００８５】
キャップ１２３の上側には、第２アーム用方向制御弁５０のスプールの一部を構成する端部５０ａを配置してあり、この端部５０ａはスプール本体に図示しない固定手段によって固定されている。
【００８６】
以上のように構成した本実施形態における動作について説明する。
【００８７】
図７に示すブーム５を下方に回動させるブーム下げ単独操作に際して、運転室８のオペレータが図１に示す第１操作レバー７０を操作すると、前述のように、ブーム用方向制御弁３０のスプールが受圧面１１７方向へ移動する。これにより、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）の圧油は、油路３９へ排出され、その圧油の一部は第１内部再生油路３１へ導かれ、残りは油路４０、絞り４１を介してタンク２０へ導かれる。第１内部再生油路３１に導かれた再生油は，第１ばね室１７２、溝１７３，１７４、第１油路１７５，１７６、及び油路１４１を介して、あるいは第２油路１７７，１７８、及び油路１５１を介して第２アーム用方向制御弁５０のスプールの第２内部再生油路６３に導かれ、さらに油路１５１を介して供給油路である油路１５２，１３９に導かれる。したがって、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油は、チェック弁３８及び油路１５２，１３９を介して、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に導かれ、再生が行われる。また、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油もブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に供給される。これらによってブームシリンダ１４（１５）はロッド室１４ａ（１５ａ）からボトム室１４ｂ（１５ｂ）方向に駆動力が発生し、ブーム５が下方向へ回動し、速やかなブーム下げを実現させることができる。
【００８８】
このような状態からオペレータが第１操作レバー７０の操作を停止して中立位置に戻すと、ブーム用方向制御弁３０のスプールは中立位置に戻り、ブーム下げは停止される。
【００８９】
なお、このような動作が行われる間、第１操作レバー７０の操作によってブーム用方向制御弁３０の受圧面１１６、すなわちスプールの端部３０ａに与えられるパイロット信号圧によりキャップ１１４が端部３０ａによって押圧されて、キャップ１１４の受け部材１１４ａが第１ばね室１７２に形成された切り込み１８０，１８１内をスプールの移動方向に移動する。これにより、第１ばね室１７２に収容されたばね１１５が圧縮状態となりながらブーム用方向制御弁３０のスプールが受圧面１１７方向に移動する。また、第１操作レバー７０を中立位置に戻すことによって、ブーム用方向制御弁３０の受圧面１１６、すなわち端部３０ａに与えられていたパイロット信号圧が０となり、ばね１１５の付勢力によってキャップ１１４の受け部材１１４ａが第１ばね室１７２の切り込み１８０，１８１内を前述とは逆方向に移動する。これにより、キャップ１１４と一体的にブーム用方向制御弁３０のスプールが移動して、このブーム用方向制御弁３０は中立位置に復帰する。
【００９０】
図７に示すアーム６の単独操作については前述と同様である。例えば、アーム６を運転室８側へ引き寄せるアームイン操作（アームクラウド）に際し、オペレータが第２操作レバー７１を操作すると、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。この動作により、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はボトム室１６ｂへ供給され、ロッド室１６ａの油はタンク２０へ排出されて、アームイン操作を行なうことができる。
【００９１】
また、アーム６を運転室８側とは反対方向へ押すアームアウト操作（アームダンプ）に際して、オペレータが第２操作レバー７１を操作すると、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２６方向へ移動する。これにより、第１油圧ポンプ１８から吐出される圧油はロッド室１６ａへ供給され、ボトム室１６ｂの圧油はタンク２０へ排出され、アームアウト操作を行なうことができる。オペレータが第２操作レバー７１を中立位置に戻すとアームアウト操作が停止される。
【００９２】
また、例えばアームイン操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作時には、ブーム下げ操作のために第１操作レバー７０が操作されるとともに、アームイン操作のために第２操作レバー７１が操作されるが、これに伴って図３に示すように、ブーム用方向制御弁３０のスプールは受圧面１１７方向へ移動し、第２アーム用方向制御弁５０のスプールは受圧面１２５方向へ移動する。
【００９３】
前述の動作の間、第２アーム用方向制御弁５０の切換位置は受圧面１２５側となっているが、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１は、第１ばね室１７２、溝１７３，１７４、第１油路１７５，１７６を含む第１接続油路を介して、また、第２油路１７７，１７８から成る第２接続油路を介して油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００９４】
アームアウト操作を行いながらブーム下げ操作を行なう複合操作時であっても同様であり、第２アーム用方向制御弁５０が受圧面１２６側に切換えられても、ブーム用方向制御弁３０のスプールに設けた第１内部再生油路３１は、第１ばね室１７２、溝１３，１７４、第１油路１７５，１７６を含む第１接続油路を介して、また、第２油路１７７，１７８から成る第２接続油路を介して油路１４１，１５１に連通した状態に保たれている。したがって、ブーム下げ単独操作時と同様に、このような複合操作時にあっても、ブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）にボトム室１４ｂ（１５ｂ）から排出された再生油を供給することができる。
【００９５】
以上のように構成した本実施形態に係る油圧駆動装置によれば、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）へ圧油を供給する際には、ブーム用方向制御弁３０に設けた第１内部再生油路３１、第１ばね室１７２、溝１７３，１７４、第１油路１７５，１７６等を介して、また、第２アーム用方向制御弁５０に設けた第２内部再生油路６３、第２ばね室１８２、溝１８９，１９０、第３油路１８５，１８６等を介して、すなわち第１内部再生油路３１と第２内部再生油路６３の双方を介して再生することができる。これによって大きな再生流量を確保することができる。また、このように大きな再生流量の確保に際して、第２内部再生油路６３が設けられる第２アーム用方向制御弁５０は、ブームシリンダ１４（１５）とは異なる油圧アクチュエータであるアームシリンダ１６を制御する方向制御弁を構成している。すなわち、この油圧駆動装置は、大きな再生流量を確保するにあたって、ブーム用方向制御弁３０で制御されるブームシリンダ１４（１５）とは異なるアームシリンダ１６を制御する第２アーム用方向制御弁５０、つまり第２方向制御弁に第２内部再生油路６３を設けることができる。これにより、第２内部再生油路６３を設ける第２方向制御弁の選定に対する自由度を大きくすることができ、大きな再生流量を確保するための内部再生油路３１，６３の製作が容易になり、すぐれた実用性を確保することができる。また、この油圧駆動装置におけるように、第２アーム用方向制御弁５０で制御されるアームシリンダ１６がブーム用方向制御弁３０で制御されるブームシリンダ１４（１５）とは異なるものである場合、ブーム用方向制御弁３０と第２アーム用方向制御弁５０の双方を切換操作して行われるブーム下げ操作とアームシリンダ１６のアームイン操作あるいはアームアウト操作との複合操作に際しても、ブームシリンダ１４（１５）の再生動作をブームシリンダ１４（１５）の単独操作時と同様に支障なく実現させることができる。
【００９６】
ところで、前述した本発明者が先に出願した油圧駆動装置にあっては、ブーム用方向制御弁のスプールの両端部で貫通するように第１内部再生油路３１を設け、第２アーム用方向制御弁のスプールの両端部で貫通するように第２内部再生油路６３を設けてあることから、再生流量が大きくなって、第１内部再生油路３１、第２内部再生油路６３のそれぞれの入口側圧力と出口側圧力との差圧が大きくなったときに、ブーム用方向制御弁３０のスプールの両端部側の大きな受圧面積、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの両端部側の大きな受圧面積のそれぞれ応じた力がブーム用方向制御弁３０のスプール、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールに与えられて、これらのスプールに予期しない動きが発生して、ブーム５及びアーム６の操作性が低下する懸念がある。これに対して、本実施形態にあっては、ブーム用方向制御弁３０のスプール内に、このスプールの両端部で貫通しないように第１内部再生油路３１を設け、また、第２アーム用方向制御弁５０のスプール内に、このスプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路６３を設けたことから、第１内部再生油路３１の入口側受圧面積、及び出口側受圧面積、第２内部再生油路６３の入口側受圧面積、及び出口側受圧面積を小さくすることができる。したがって、前述したような力がブーム用方向制御弁３０のスプール、及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールに与えられる状態となっても、その力を小さくすることができる。これにより、本実施形態に係る油圧駆動装置は、本発明者が先に出願した油圧駆動装置に比べて、ブーム用方向制御弁３０及び第２アーム用方向制御弁５０のスプールの動きの安定化を実現させることができ、ブーム５及びアーム６に対する優れた操作性を確保することができる。
【００９７】
また、本実施形態に係る油圧駆動装置は、本発明者が先に出願した油圧駆動装置におけるのと同等の以下の作用効果が得られる。
【００９８】
すなわち、本実施形態は、ハウジング１３０に比べて取扱いやすい形状の小さな第１キャップ１４０、第２キャップ１５０に第１連通油路である油路１４１、第２連通油路である油路１５１のそれぞれを形成することから、これらの油路１４１，１５１の形成が容易であり、これに伴ってハウジング１３０の油路形成が単純化され、このハウジング１３０を容易に製作することができる。
【００９９】
また、本実施形態は、供給油路の一部、すなわち油路１５２を第２キャップ１５０に含ませることができるのでハウジング１３０に対する油路形成が単純化され、ハウジング１３０を容易に製作することができる。また、チェック弁３８を第２キャップ１５０に設けることから、この点でもハウジング１３０にチェック弁３８を設ける必要がなく、ハウジング１３０の製作を容易にすることができる。
【０１００】
なお、上記では、油圧シリンダとしてブームシリンダ１４（１５）を挙げ、油圧アクチュエータとしてアームシリンダ１６を挙げ、第１内部再生油路３１をブーム用方向制御弁３０に設け、第２内部再生油路６３を第２アーム用方向制御弁５０に設けた構成にしてあるが、このように構成することには限られない。油圧シリンダとしてアームシリンダ１６等のブームシリンダとは異なる油圧アクチュエータを設け、このアームシリンダ１６等を制御するアーム用方向制御弁すなわち第１方向制御弁に第１内部再生油路３１を設け、アームシリンダ１６等とは異なる油圧アクチュエータを制御する第２方向制御弁に第２内部再生油路を設けた構成にすることもできる。
【０１０１】
また、このような構成の場合に、第１方向制御弁と第２方向制御弁とが同じアームシリンダ１６等の油圧アクチュエータを制御する構成とすることもできる。
【０１０２】
また、上記では、ブーム下げ時の再生を考慮して、ブームシリンダ１４（１５）のボトム室１４ｂ（１５ｂ）からロッド室１４ａ（１５ａ）へ再生油を供給する構成にしてあるが、アームシリンダ１６等の他の油圧シリンダなどにあって再生油を供給する場合には、必要に応じてボトム室からロッド室へ再生油を供給する構成にしてもよく、また逆にロッド室からボトム室に再生油を供給する構成とすることもできる。
【０１０３】
また、上記では、再生油をブームシリンダ１４（１５）のロッド室１４ａ（１５ａ）に供給する供給油路、すなわち油路１５２，１３９を、第２キャップ１５０に設けた第２連通油路を形成する油路１５１に連通させた構成にしてあるが、ハウジング１３０の油路形成に支障を生じない場合等にあっては、供給油路の一部を第１キャップ１４０に設けてもよく、また、第１キャップ１４０と第２キャップ１５０の双方に設けた構成としてもよい。さらに、ハウジング１３０の油路形成に支障を生じない場合等にあっては、第１連通油路と、第２連通油路と、供給油路とをハウジング１３０に設け、第１キャップ１４０及び第２キャップ１５０にこれらを設けない構成としてもよい。
【０１０４】
また、上記では、互いに隣接するブーム用方向制御弁３０に第１内部再生油路３１を設け、第２アーム用方向制御弁５０に第２内部再生油路６３を設けた構成にしてあるが、ハウジング１３０の形状寸法に余裕がある場合などにあっては、ブーム用方向制御弁３０とは隣接しない別の方向制御弁である第２方向制御弁に第２内部再生油路６３を設ける構成としてもよい。
【０１０５】
また、本実施形態は、ブーム用方向制御弁３０の第１ばね室１７２に溝１７３，１７４を設け、第２アーム用方向制御弁５０の第２ばね室１８２に溝１８９，１９０を設けた構成にしてあるが、第１ばね室１７２に収容されるばね１１５、及び第２ばね室１８２に収容されるばね１２４のそれぞれが、最圧縮時にあっても巻き線間に隙間を形成するように形状寸法が設定されるような場合には、前述のばね１１５，１２４の巻き線間の隙間を通して再生油を第１ばね室１７２に形成した第１油路１７５，１７６、第２ばね室１８２に形成した第３油路１８５，１８６のそれぞれに供給することができるので、第１ばね室１７２に溝１７３，１７４を設けず、また、第２ばね室１８２に溝１８９，１９０を設けない構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
５ ブーム
６ アーム
１４，１５ ブームシリンダ（油圧シリンダ）
１４ａ，１５ａ ロッド室
１４ｂ，１５ｂ ボトム室
１６ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１８ 第１油圧ポンプ
１９ 第２油圧ポンプ
３０ ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
３０ａ 端部
３１ 内部再生油路（第１内部再生油路）
３８ チェック弁
５０ 第２アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
５０ａ 端部
６３ 第２内部再生油路
７０ 第１操作レバー（操作手段）
７１ 第２操作レバー（操作手段）
１１３ キャップ
１１３ａ 受け部材
１１４ キャップ
１１４ａ 受け部材
１１５ ばね
１２２ キャップ
１２３ キャップ
１２４ ばね
１３０ ハウジング
１３２ 空洞
１３９ 油路（供給油路）
１４０ 第１キャップ
１４１ 油路（第１連通油路）
１５０ 第２キャップ
１５１ 油路（第２連通油路）
１５２ 油路（供給油路）
１７２ 第１ばね室（第１接続油路）
１７３ 溝（第１接続油路）
１７４ 溝（第１接続油路）
１７５ 第１油路（第１接続油路）
１７６ 第１油路（第１接続油路）
１７７ 第２油路（第２接続油路）
１７８ 第２油路（第２接続油路）
１８０ 切り込み
１８１ 切り込み
１８２ 第２ばね室（第３接続油路）
１８３ 切り込み
１８４ 切り込み
１８５ 第３油路（第３接続油路）
１８６ 第３油路（第３接続油路）
１８７ 第４油路（第４接続油路）
１８８ 第４油路（第４接続油路）
１８９ 溝（第３接続油路）
１９０ 溝（第３接続油路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、
この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動しロッド室及びボトム室を有する油圧シリンダと、
前記油圧ポンプもしくは別の油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、
前記油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御し、内部に前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの一方の室から他方の室への圧油の再生が可能な第１内部再生油路を有する第１方向制御弁と、
前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、
前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁が収容されるハウジングと、
前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの一端側を保持する第１キャップと、
前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの他端側を保持する第２キャップと、
前記第１方向制御弁と前記第２方向制御弁を切換操作する操作手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１内部再生油路を、前記第１方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、前記第２方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路を設け、
前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第１連通油路と、
前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第２連通油路と、
前記第１連通油路及び前記第２連通油路の少なくとも一方に連通し、前記第１連通油路及び前記第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、前記油圧シリンダの前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの該当する室へ供給可能な供給油路と、
前記供給油路、前記第１連通油路、及び前記第２連通油路の少なくとも１つに設けられ、前記油圧シリンダ方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁とを備え、
前記第１方向制御弁に、前記第１内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第１接続油路と、前記第１内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第２接続油路とを設け、
前記第２方向制御弁に、常時前記第２内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第３接続油路と、常時前記第２内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第４接続油路とを設けたことを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１接続油路は、当該第１方向制御弁に備えられ、前記第１内部再生油路に連通する第１ばね室と、この第１ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第１ばね室と前記第１連通油路を連通させる第１油路とを含み、
前記第２接続油路は、前記第１方向制御弁の前記スプールに前記第１内部再生油路と連通するように形成され、前記第１方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第２油路から成り、
前記第３接続油路は、前記第２方向制御弁に備えられ、前記第２内部再生油路に連通する第２ばね室と、この第２ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第２ばね室と前記第１連通油路を連通させる第３油路とを含み、
前記第４接続油路は、前記第２方向制御弁の前記スプールに前記第２内部再生油路と連通するように形成され、前記第２方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第４油路から成ることを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１接続油路は、前記第１ばね室の内面にあって当該第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１油路に連通する溝を含み、
前記第３接続油路は、前記第２ばね室の内面にあって当該第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第３油路に連通する溝を含むことを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１ばね室に収容され、前記第１方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第１ばね室の壁部に、前記第１ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設け、
前記第２ばね室に収容され、前記第２方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第２ばね室の壁部に、前記第２ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第２ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設けたことを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項１】
油圧ポンプと、
この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動しロッド室及びボトム室を有する油圧シリンダと、
前記油圧ポンプもしくは別の油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、
前記油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御し、内部に前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの一方の室から他方の室への圧油の再生が可能な第１内部再生油路を有する第１方向制御弁と、
前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、
前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁が収容されるハウジングと、
前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの一端側を保持する第１キャップと、
前記第１方向制御弁、及び前記第２方向制御弁の両端部のうちの他端側を保持する第２キャップと、
前記第１方向制御弁と前記第２方向制御弁を切換操作する操作手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１内部再生油路を、前記第１方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように設けるとともに、前記第２方向制御弁のスプール内に、当該スプールの両端部で貫通しないように第２内部再生油路を設け、
前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の一端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第１連通油路と、
前記第１内部再生油路と前記第２内部再生油路の他端部側に設けられ、これらの第１内部再生油路と第２内部再生油路とを連通させる第２連通油路と、
前記第１連通油路及び前記第２連通油路の少なくとも一方に連通し、前記第１連通油路及び前記第２連通油路のうちの該当する連通油路に導かれた圧油である再生油を、前記油圧シリンダの前記ボトム室及び前記ロッド室のうちの該当する室へ供給可能な供給油路と、
前記供給油路、前記第１連通油路、及び前記第２連通油路の少なくとも１つに設けられ、前記油圧シリンダ方向への圧油の流れのみを許容するチェック弁とを備え、
前記第１方向制御弁に、前記第１内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第１接続油路と、前記第１内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第２接続油路とを設け、
前記第２方向制御弁に、常時前記第２内部再生油路と前記第１連通油路を接続する第３接続油路と、常時前記第２内部再生油路と前記第２連通油路を接続する第４接続油路とを設けたことを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１接続油路は、当該第１方向制御弁に備えられ、前記第１内部再生油路に連通する第１ばね室と、この第１ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第１ばね室と前記第１連通油路を連通させる第１油路とを含み、
前記第２接続油路は、前記第１方向制御弁の前記スプールに前記第１内部再生油路と連通するように形成され、前記第１方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第２油路から成り、
前記第３接続油路は、前記第２方向制御弁に備えられ、前記第２内部再生油路に連通する第２ばね室と、この第２ばね室の壁部を貫通するように形成され、前記第２ばね室と前記第１連通油路を連通させる第３油路とを含み、
前記第４接続油路は、前記第２方向制御弁の前記スプールに前記第２内部再生油路と連通するように形成され、前記第２方向制御弁の前記スプールの外周面に開口する第４油路から成ることを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１接続油路は、前記第１ばね室の内面にあって当該第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１油路に連通する溝を含み、
前記第３接続油路は、前記第２ばね室の内面にあって当該第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第３油路に連通する溝を含むことを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の油圧作業機の油圧駆動装置において、
前記第１ばね室に収容され、前記第１方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第１ばね室の壁部に、前記第１ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第１方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第１ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設け、
前記第２ばね室に収容され、前記第２方向制御弁の前記スプールを付勢可能なばねに対する受け部材を有するキャップを備え、前記第２ばね室の壁部に、前記第２ばね室の内部と外部とを連通させ、且つ、前記第２方向制御弁の前記スプールの伸長方向に沿って形成され、前記第２ばね室に備えられた前記キャップの前記受け部材が移動可能に収容される切り込みを設けたことを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３１６９（Ｐ２０１２−１３１６９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１２６５（Ｐ２０１０−１５１２６５）
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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