(57)【要約】【課題】クローズドセンタ回路で合流回路と優先回路とを簡単な構成で実現することができかつ複合操作での優先度合いとメータリング特性とを独立して制御できる油圧システムにおいて、複数のアクチュエータのそれぞれの負荷特性に応じた流量制御が行え、しかも弁構造がコンパクトである方向切換弁装置を提供する。【解決手段】ハウジング２０７内に第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２がほぼ同じ高さ位置に互いに平行に並んで形成され、方向切換弁スプール３３１〜３３７が第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２から隔てられた高さ位置に配置され、第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２を横切る位置に補助弁ポペット弁４４２ａ，４４２ｂ〜４４７ａ，４４７ｂが配置され、ブリード弁スプール８１１〜８１４及び８２１〜８２４が方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対し千鳥に配置されている。【選択図】　　　　　　　　図１４
2004019810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ同じ高さ位置に並んで配置された第１及び第２のポンプ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路から隔てられた高さ位置にこれらポンプ通路を横切る方向に並んで配置された第１及び第２の方向切換弁スプールと、前記第１及び第２のポンプ通路を前記第１の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第１及び第２のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第１及び第２のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第１及び第２の補助弁ポペット弁と、前記第１のポンプ通路を前記第２の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第３のフィーダ通路と、前記第１のポンプ通路を横切る方向に配置され、第１のポンプ通路から前記第３のフィーダ通路に供給される圧油の流れを補助的に制御する第３の補助弁ポペット弁とを備えた方向切換弁装置において、
前記第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで前記第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で前記第１及び第２のポンプ通路と同方向に並んで配置され、一端側を前記第１及び第２のポンプ通路に連絡し、他端側をタンク通路に連絡した第１及び第２のバイパス通路と、
前記第１のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記第１及び第２の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第１及び第２のブリード弁スプールと、
前記第２のバイパス通路を横切る方向に配置され、前記第１の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第３のブリード弁スプールとを備え、
前記第１及び第２のブリード弁スプール前記第１のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、前記第３のブリード弁スプールを前記第２のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置したことを特徴とする方向切換弁装置。
【請求項２】
請求項１記載の方向切換弁装置において、前記第１〜第３のブリード弁スプールは、それらの両端部分に、対応する方向切換弁スプールをストロークさせるパイロット圧力信号が導かれる受圧部を備え、そのパイロット圧力信号により作動することを特徴とする方向切換弁装置。
【請求項３】
請求項１項記載の方向切換弁装置において、前記第１及び第２のポンプ通路を挟んで前記第１の方向切換弁スプールと反対側の高さ位置で前記第１及び第２の補助弁ポペット弁と同方向に配置された第１及び第２の補助弁パイロットスプールと、前記第１及び第２のポンプ通路を挟んで前記第２の方向切換弁スプールと反対側の高さ位置で前記第３の補助弁ポペット弁と同方向に配置された第３の補助弁パイロットスプールとを更に備えることを特徴とする方向切換弁装置。
【請求項４】
請求項１項記載の方向切換弁装置において、前記第１及び第２のバイパス通路とほぼ同じ高さ位置で前記第１及び第２のバイパス通路の下流側にそれぞれ配置された第１及び第２のポンプコントロール弁を更に備えることを特徴とする方向切換弁装置。
【請求項５】
ほぼ同じ高さ位置に並んで配置された第１及び第２のポンプ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路から隔てられた高さ位置にこれらポンプ通路を横切る方向に並んで配置された第１及び第２の方向切換弁スプールと、前記第１及び第２のポンプ通路を前記第１の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第１及び第２のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第１及び第２のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第１及び第２の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記第２の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第３及び第４のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第３及び第４のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第３及び第４の補助弁ポペット弁とを備えた方向切換弁装置において、
前記第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで前記第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で前記第１及び第２のポンプ通路と同方向に並んで配置され、一端側を前記第１及び第２のポンプ通路に連絡し、他端側をタンク通路に連絡した第１及び第２のバイパス通路と、
前記第１のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記第１及び第２の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第１及び第２のブリード弁スプールと、
前記第２のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記第１及び第２の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第３及び第４のブリード弁スプールとを備え、
前記第１及び第２のブリード弁スプールを前記第１のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、前記第３及び第４のブリード弁スプールを前記第２のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置したことを特徴とする方向切換弁装置。
【請求項６】
ほぼ同じ高さ位置に並んで配置された第１及び第２のポンプ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路から隔てられた高さ位置にこれらポンプ通路を横切る方向に並んで配置された右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールを含む複数の方向切換弁スプールと、前記第１のポンプ通路を前記右走行用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第１のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記左走行用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第２及び第３のフィーダ通路と、前記第２のポンプ通路を前記旋回用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第４のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記バケット用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第５及び第６のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記ブーム用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第７及び第８もフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記アーム用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第９及び第１０のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第２及び第３のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第１及び第２の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第５及び第６のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第３及び第４の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第７及び第８のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第５及び第６の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第９及び第１０のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第７及び第８の補助弁ポペット弁とを備えた方向切換弁装置において、
前記第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで前記第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で前記第１及び第２のポンプ通路と同方向に並んで配置され、一端側を前記第１及び第２のポンプ通路に連絡し、他端側をタンク通路に連絡した第１及び第２のバイパス通路と、
前記第１のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの少なくとも右走行用の方向切換弁を含む４つの方向切換弁スプールについて、各方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第１〜第４のブリード弁スプールと、
前記第２のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの少なくとも旋回用の方向切換弁と前記４つの方向切換弁スプールに含まれない残りの方向切換弁スプールとを含む４つの方向切換弁スプールについて、各方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第５〜第８のブリード弁スプールとを備え、
前記第１〜第４のブリード弁スプールを前記第１のバイパス通路側で前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの３つの方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、前記第５〜第８のブリード弁スプールを前記第２のバイパス通路側で前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの３つの方向切換弁スプールに対し千鳥に配置したことを特徴とする方向切換弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に搭載され、複数の油圧ポンプで複数のアクチュエータを駆動する油圧システムに用いる方向切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の建設機械で複数の油圧ポンプで複数のアクチュエータを駆動する油圧システムには、特公平２−１６４１６号公報に記載のようなオープンセンタ回路と呼ばれるものと、特開平４−１９４４０５号公報に記載のようなクローズドセンタ回路と呼ばれるものがある。
【０００３】
オープンセンタ回路は油圧ポンプ毎に油圧ポンプの吐出ラインをタンクに接続するセンタバイパスラインを有し、このセンタバイパスラインに複数の方向切換弁を直列に配置し、各方向切換弁の中立時、油圧ポンプの吐出油をセンタバイパスライン及び方向切換弁のセンタバイパス絞りを通してタンクに還流し、各方向切換弁が操作されるとその操作量に応じてセンタバイパス絞りを絞り（ブリード流量制御）、油圧ポンプの吐出圧を上昇させて各アクチュエータに圧油を供給するものである。
【０００４】
オープンセンタ回路ではタンデム接続と呼ばれる優先回路や、複数の油圧ポンプの吐出油を合流させる合流回路を設けることで、複数のアクチュエータを同時に駆動するときの複合操作性や独立性を維持している。また、各方向切換弁の操作時に、方向切換弁のストローク（操作量）に応じてメータイン絞りの開口面積を増加させるともに、センタバイパス絞りの開口面積を減じ、ブリード流量制御により油圧ポンプの吐出圧を上昇させることでアクチュエータの負荷特性に応じた流量制御を行い、かつアクチュエータの起動時にブリード流量制御により油圧変動に対するクッション作用を得、急激な圧力上昇を防止している。
【０００５】
クローズドセンタ回路はセンタバイパスラインを有しない回路であって、特開平４−１９４４０５号公報に記載のように各方向切換弁を油圧ポンプに対してパラレルに接続し、ポンプ圧と負荷圧との差圧を一定に制御するロードセンシングシステムなどを併用することにより各方向切換弁の中立時にポンプ吐出流量を減らしたり、各方向切換弁の操作時にポンプ吐出流量を増やし各アクチュエータに圧油を供給している。
【０００６】
また、各方向切換弁の上流側或いは下流側に圧力補償弁を設け、この圧力補償弁により各方向切換弁のメータイン絞りの前後差圧を維持することで、複合操作性やそのときの各アクチュエータの独立性を維持したり、アクチュエータ毎の流量特性（メータリング特性）を確保している。
【０００７】
また、クローズドセンタ回路の油圧システムとして、特開平９−７９２１２号公報に提案されているものがある。この油圧システムは、複数のクローズドセンタ型の方向切換弁の少なくとも１つ（第１の方向切換弁）を第１及び第２の２つの油圧ポンプに接続し、他の１つ（第２の方向切換弁）を少なくとも第１油圧ポンプに接続し、第１の方向切換弁の第１油圧ポンプ側のフィーダラインに第１の補助弁を配置し、第２油圧ポンプ側のフィーダラインに第２の補助弁を配置し、第１及び第２の補助弁の開閉を制御したり絞り具合（開口面積）を変えることで合流回路と優先回路の機能を持たせたものである。また、第１油圧ポンプの吐出ラインを第１のブリード弁を配置したバイパスラインを介してタンクに接続し、第２油圧ポンプの吐出ラインを第２のブリード弁を配置したバイパスラインを介してタンクに接続し、これらブリード弁を関連する方向切換弁の操作に連動して電気油圧的に操作することでオープンセンタ回路における各方向切換弁のセンタバイパス絞りと同様のブリード流量制御を行えるようにしている。
【０００８】
ここで、第１及び第２のブリード弁の制御手段としては、第１及び第２の方向切換弁の操作パイロット圧の検出手段、コントローラ、比例電磁弁が設けられ、コントローラには、第１及び第２の方向切換弁の操作量（操作パイロット圧）に対する第１のブリード弁の開口面積特性と第２のブリード弁の開口面積特性が設定されている。第１及び第２の方向切換弁の操作レバーが操作され、操作パイロット圧が検出されると、コントローラはその操作パイロット圧に対応する第１又は第２のブリード弁の開口面積を求め、その開口面積が得られるよう対応する比例電磁弁を駆動する。比例電磁弁の出力圧力は第１又は第２のブリード弁に与えられ、第１又は第２のブリード弁を駆動する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【００１０】
従来のオープンセンタ回路は、上記のように優先回路や合流回路を設けることで、複合操作性や各アクチュエータの独立性を維持するとともに、方向切換弁のセンタバイパス絞りによるブリード流量制御によりアクチュエータの負荷特性に応じた流量制御機能と油圧変動に対するクッション作用を得ており、現在製品として広く実用化されている。
【００１１】
しかし、オープンセンタ回路では、各方向切換弁にはセンタバイパスラインの通路（センタバイパス絞り）が必要であり、かつ１つのアクチュエータに複数の方向切換弁を設ける必要があり、方向切換弁弁装置の構造が複雑で大がかりとなる問題がある。また、センタバイパスラインで優先回路を構成するため、複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作時に優先度合いとメータリング特性と独立して調整することができず、制御性に限界がある。
【００１２】
クローズドセンタ回路はセンタバイパスラインを必要とせず、かつ通常は１つのアクチュエータに１つの方向切換弁を設ければよいので、オープンセンタ回路に比べて弁構造は大がかりにならない。しかし、基本的にはパラレル回路であるので、複数の油圧ポンプを使用し、アクチュエータの高出力化に対応しようとした場合、優先回路や合流回路を組み込むのが難しく、複合操作性や独立性を維持することが難しいという問題がある。また、クローズドセンタ回路ではオープンセンタ回路のような油圧変動に対するクッション性能は得られず、油圧ポンプの吐出圧が大きく変化し易く、操作性に問題がある。
【００１３】
特開平９−７９２１２号公報に記載の油圧システムは、クローズドセンタ回路の油圧システムで合流回路と優先回路を簡単な構造で実現し、しかも補助弁とブリード弁を個別に制御することにより複合操作時に優先度合いとメータリング特性と独立して調整することができる。また、第１及び第２のブリード弁をオープンセンタ回路における各方向切換弁のセンタバイパス絞りのように作動させることで、アクチュエータの負荷特性に応じた流量制御機能と油圧変動に対するクッション作用を得ている。
【００１４】
しかし、特開平９−７９２１２号公報に記載の油圧システムでは、複数の方向切換弁に対して１つのブリード弁を設け、オープンセンタ回路の方向切換弁毎のセンタバイパス絞りに近い機能を持たせようとするものであり、複数の方向切換弁に係わるアクチュエータのそれぞれの負荷特性に応じてブリード弁の制御量を変えなければならない。この場合、コントローラでの計算が複雑になり過ぎること、製品毎の性能のばらつき、電気油圧制御の応答遅れなどの理由により、実際に複数のアクチュエータのそれぞれの負荷特性に適合するようブリード弁を制御することは極めて難しく、当該油圧システムは未だ実用化に至っていない。
【００１５】
本発明の目的は、クローズドセンタ回路で合流回路と優先回路とを簡単な構成で実現することができかつ複合操作での優先度合いとメータリング特性とを独立して制御できる油圧システムにおいて、複数のアクチュエータのそれぞれの負荷特性に応じた流量制御が行え、しかも弁構造が大かがりとならずコンパクトである方向切換弁装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ほぼ同じ高さ位置に並んで配置された第１及び第２のポンプ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路から隔てられた高さ位置にこれらポンプ通路を横切る方向に並んで配置された第１及び第２の方向切換弁スプールと、前記第１及び第２のポンプ通路を前記第１の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第１及び第２のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第１及び第２のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第１及び第２の補助弁ポペット弁と、前記第１のポンプ通路を前記第２の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第３のフィーダ通路と、前記第１のポンプ通路を横切る方向に配置され、第１のポンプ通路から前記第３のフィーダ通路に供給される圧油の流れを補助的に制御する第３の補助弁ポペット弁とを備えた方向切換弁装置において、前記第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで前記第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で前記第１及び第２のポンプ通路と同方向に並んで配置され、一端側を前記第１及び第２のポンプ通路に連絡し、他端側をタンク通路に連絡した第１及び第２のバイパス通路と、前記第１のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記第１及び第２の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第１及び第２のブリード弁スプールと、前記第２のバイパス通路を横切る方向に配置され、前記第１の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第３のブリード弁スプールとを備え、前記第１及び第２のブリード弁スプール前記第１のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、前記第３のブリード弁スプールを前記第２のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置したものとする。
【００１７】
このように第１及び第２のポンプ通路、第１及び第方向切換弁スプール、第１〜第３のフィーダ通路、第１〜第３の補助弁ポペット弁を設けることにより、特開平９−７９２１２号公報に記載のようにクローズドセンタ回路で合流回路と優先回路とを簡単な構成で実現することができかつ複合操作での優先度合いとメータリング特性とを独立して制御することができる。
【００１８】
また、第１のバイパス通路に第１及び第２のブリード弁スプールを配置し、第２のバイパス通路に第３のブリード弁スプールを配置することにより、第１の方向切換弁スプールの操作時に第１及び第２のブリード弁スプールを操作し、第２の方向切換弁スプールの操作時に第３のブリード弁を操作することで、第１及び第２の方向切換弁スプールのそれぞれに対し個別にブリード流量制御を行えるものとなり、アクチュエータの負荷特性に応じた流量制御が行えかつ油圧変動に対するクッション作用が得られる。
【００１９】
また、第１及び第２のバイパス通路を、第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で第１及び第２のポンプ通路と同方向に並べて配置し、これら第１及び第２のバイパス通路を横切る方向に第１〜第３のブリード弁スプールを並べて配置し、第１及び第２のブリード弁スプール第１のバイパス通路側で第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、第３のブリード弁スプールを前記バイパス通路側で第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置することにより、方向切換弁スプールとブリード弁スプールの高さ方向の距離が短くなるため、ブリード弁スプールの数が増えてもハウジングの限られた容積内に種々の弁要素を無駄なく合理的に配置することができ、弁構造をコンパクトにすることができる。
【００２０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１〜第３のブリード弁スプールは、それらの両端部分に、対応する方向切換弁スプールをストロークさせるパイロット圧力信号が導かれる受圧部を備え、そのパイロット圧力信号により作動する。
【００２１】
これにより第１〜第３のブリード弁スプールは、対応する方向切換弁スプールを操作するのと同じパイロット圧力信号により直接油圧駆動されるため、第１〜第３のブリード弁を応答遅れなく操作することができ、良好な流量制御機能が得られる。
【００２２】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２のポンプ通路を挟んで前記第１の方向切換弁スプールと反対側の高さ位置で前記第１及び第２の補助弁ポペット弁と同方向に配置された第１及び第２の補助弁パイロットスプールと、前記第１及び第２のポンプ通路を挟んで前記第２の方向切換弁スプールと反対側の高さ位置で前記第３の補助弁ポペット弁と同方向に配置された第３の補助弁パイロットスプールとを更に備える。
【００２３】
これにより補助弁パイロットスプールも同じハウジング内に無駄なく合理的に配置することができ、弁構造をコンパクトにすることができる。
【００２４】
（４）更に、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２のバイパス通路とほぼ同じ高さ位置で前記第１及び第２のバイパス通路の下流側にそれぞれ配置された第１及び第２のポンプコントロール弁を更に備える。
【００２５】
これにより第１及び第２のポンプコントロール弁も同じハウジング内に無駄なく合理的に配置することができ、弁構造をコンパクトにすることができる。
【００２６】
（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、ほぼ同じ高さ位置に並んで配置された第１及び第２のポンプ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路から隔てられた高さ位置にこれらポンプ通路を横切る方向に並んで配置された第１及び第２の方向切換弁スプールと、前記第１及び第２のポンプ通路を前記第１の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第１及び第２のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第１及び第２のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第１及び第２の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記第２の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第３及び第４のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第３及び第４のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第３及び第４の補助弁ポペット弁とを備えた方向切換弁装置において、前記第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで前記第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で前記第１及び第２のポンプ通路と同方向に並んで配置され、一端側を前記第１及び第２のポンプ通路に連絡し、他端側をタンク通路に連絡した第１及び第２のバイパス通路と、前記第１のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記第１及び第２の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第１及び第２のブリード弁スプールと、前記第２のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記第１及び第２の方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第３及び第４のブリード弁スプールとを備え、前記第１及び第２のブリード弁スプールを前記第１のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、前記第３及び第４のブリード弁スプールを前記第２のバイパス通路側で前記第１及び第２の方向切換弁スプールに対し千鳥に配置したものとする。
【００２７】
これにより特開平９−７９２１２号公報に記載のように、クローズドセンタ回路で第２の方向切換弁スプールも含めて合流回路と優先回路とを簡単な構成で実現することができかつ複合操作での優先度合いとメータリング特性とを独立して制御することができる。
【００２８】
また、上記（１）で述べたように、そのような油圧システムで複数のアクチュエータのそれぞれの負荷特性に応じた流量制御が行え、しかも弁構造をコンパクトにすることができる。
【００２９】
（６）更に、上記目的を達成するために、本発明は、ほぼ同じ高さ位置に並んで配置された第１及び第２のポンプ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路から隔てられた高さ位置にこれらポンプ通路を横切る方向に並んで配置された右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールを含む複数の方向切換弁スプールと、前記第１のポンプ通路を前記右走行用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第１のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記左走行用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第２及び第３のフィーダ通路と、前記第２のポンプ通路を前記旋回用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第４のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記バケット用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第５及び第６のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記ブーム用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第７及び第８もフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を前記アーム用の方向切換弁スプールのポンプポートに連絡する第９及び第１０のフィーダ通路と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第２及び第３のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第１及び第２の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第５及び第６のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第３及び第４の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第７及び第８のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第５及び第６の補助弁ポペット弁と、前記第１及び第２のポンプ通路を横切る方向にそれぞれ配置され、第１及び第２のポンプ通路から前記第９及び第１０のフィーダ通路に供給される圧油の流れをそれぞれ補助的に制御する第７及び第８の補助弁ポペット弁とを備えた方向切換弁装置において、前記第１及び第２の方向切換弁スプールを挟んで前記第１及び第２のポンプ通路の反対側の高さ位置で前記第１及び第２のポンプ通路と同方向に並んで配置され、一端側を前記第１及び第２のポンプ通路に連絡し、他端側をタンク通路に連絡した第１及び第２のバイパス通路と、前記第１のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの少なくとも右走行用の方向切換弁を含む４つの方向切換弁スプールについて、各方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第１〜第４のブリード弁スプールと、前記第２のバイパス通路を横切る方向に並んで配置され、前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの少なくとも旋回用の方向切換弁と前記４つの方向切換弁スプールに含まれない残りの方向切換弁スプールとを含む４つの方向切換弁スプールについて、各方向切換弁スプールの操作ストロークが増加するに従い開口面積を減少させる第５〜第８のブリード弁スプールとを備え、前記第１〜第４のブリード弁スプールを前記第１のバイパス通路側で前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの３つの方向切換弁スプールに対し千鳥に配置し、前記第５〜第８のブリード弁スプールを前記第２のバイパス通路側で前記右走行用、左走行用、旋回用、バケット用、ブーム用、アーム用の方向切換弁スプールのうちの３つの方向切換弁スプールに対し千鳥に配置したものとする。
【００３０】
これにより特開平９−７９２１２号公報に記載のように、油圧ショベルの油圧システムに用いるクローズドセンタ回路で合流回路と優先回路とを簡単な構成で実現することができかつ複合操作での優先度合いとメータリング特性とを独立して制御することができる。
【００３１】
また、上記（１）で述べたように、そのような油圧システムで複数のアクチュエータのそれぞれの負荷特性に応じた流量制御が行え、しかも弁構造をコンパクトにすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施の形態に係わる方向切換弁装置を用いた油圧システムを示す油圧回路図であり、本発明を油圧ショベルに適用した場合のものである。
【００３４】
図１において、本実施の形態が係わる油圧システムは、第１及び第２の２つの可変容量型の油圧ポンプ１ａ，１ｂと、油圧ポンプ１ａ，１ｂの容量をそれぞれ制御するレギュレータ２ａ，２ｂと、ブームシリンダ３、アームシリンダ４、予備のアクチュエータ６９、バケットシリンダ５、旋回モータ６及び第１、第２の走行モータ７，８を含む複数のアクチュエータと、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、ブームシリンダ３、アームシリンダ４、予備のアクチュエータ６９、バケットシリンダ５に供給される圧油の流量をそれぞれ制御するクローズドセンタ式のブーム用方向切換弁９、アーム用方向切換弁１０、バケット用方向切換弁１１と、予備用の方向切換弁７０と、第２の油圧ポンプ１ｂに接続され、旋回モータ６に供給される圧油の流量を制御するクローズドセンタ式の旋回用方向切換弁１２と、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、第１の走行モータ７に供給される圧油の流量を制御するクローズドセンタ式の第１の走行用方向切換弁１３と、第１の油圧ポンプ１ａに接続され、第２の走行モータ８に供給される圧油の流量を制御するクローズドセンタ式の第２の走行用方向切換弁１４とを備えている。
【００３５】
ブーム用、アーム用、バケット用、旋回用、第１及び第２の走行用、予備用の各方向切換弁９〜１４，７０はそれぞれスプール両端にパイロット油圧駆動部９ｄａ，９ｄｂ；１０ｄａ，１０ｄｂ；１１ｄａ，１１ｄｂ；１２ｄａ，１２ｄｂ；１３ｄａ，１３ｄｂ；１４ｄａ，１４ｄｂ；７０ｄａ，７０ｄｂを有するパイロット操作弁であり、それぞれパイロット圧力信号９２ａ，９２ｂ；１０２ａ，１０２ｂ；１１２ａ，１１２ｂ；１２２ａ，１２２ｂ；１３２ａ，１３２ｂ；１４２ａ，１４２ｂ；７０２ａ，７０２ｂにより切り換え操作される。
【００３６】
ブーム用、アーム用、バケット用、旋回用、第１及び第２の走行用、予備用の各方向切換弁９〜１４，７０はそれぞれポンプポート９ｐ，１０ｐ，１１ｐ，１２ｐ，１３ｐ，１４ｐ，７０ｐ、タンクポート９ｔ，１０ｔ，１１ｔ，１２ｔ，１３ｔ，１４ｔ，７０ｔ、２つのアクチュエータポート９ａ，９ｂ；１０ａ，１０ｂ；１１ａ，１１ｂ；１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ；７０ａ，７０ｂを有し、タンクポートはタンク２９に接続され、アクチュエータポートは対応する油圧アクチュエータに接続されている。第１及び第２の走行用方向切換弁１３，１４のポンプポート１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂと第１及び第２の走行モータ７，８との間にはそれぞれカウンターバランス弁２７，２８が設けられている。
【００３７】
また、ブーム用方向切換弁９のポンプポート９ｐは第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂ及び第１及び第２のブーム用フィーダライン９３ａ，９３ｂを介して第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、アーム用方向切換弁１０のポンプポート１０ｐは第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂ及び第１及び第２のアーム用フィーダライン１０３ａ，１０３ｂを介して第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、バケット用方向切換弁１１のポンプポート１１ｐは第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂ及び第１及び第２のバケット用フィーダライン１１３ａ，１１３ｂを介して第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、予備用方向切換弁７０のポンプポート７０ｐは第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂ及び第１及び第２の予備用フィーダライン７０３ａ，７０３ｂを介して第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、旋回用方向切換弁１２のポンプポート１２ｐは第２のポンプライン３０ｂ及び旋回用フィーダライン１２３ｂを介して第２の油圧ポンプ１ｂに接続され、第１の走行用方向切換弁１３のポンプポート１３ｐは第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂ及び第１及び第２の走行用フィーダライン１３３ａ，１３３ｂを介して第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに接続され、第２の走行用方向切換弁１４のポンプポート１４ｐは第１のポンプライン３０ａ及び走行用フィーダライン１４３ａを介して第１の油圧ポンプ１ａに接続されている。
【００３８】
第１及び第２のブーム用フィーダライン９３ａ，９３ｂには、第１及び第２のブーム用補助弁９１ａ，９１ｂが設置され、第１及び第２のアーム用フィーダライン１０３ａ，１０３ｂ、第１及び第２のバケット用フィーダライン１１３ａ，１１３ｂ、第１及び第２の予備用フィーダライン７０３ａ，７０３ｂ、第１及び第２の走行用フィーダライン１３３ａ，１３３ｂにも同様な第１及び第２のアーム用補助弁１０１ａ，１０１ｂ、第１及び第２のバケット用補助弁１１１ａ，１１１ｂ、第１及び第２のアーム用補助弁７０１ａ，７０１ｂ、第１及び第２の走行用補助弁１３１ａ，１３１ｂが設置されている。これら補助弁はそれぞれ比例電磁弁３１ａ，３１ｂ；３２ａ，３２ｂ；３３ａ，３３ｂ；３４ａ，３４ｂ；３５ａ，３５ｂが発生する制御圧力により駆動される。
【００３９】
補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂはポペット弁タイプのバルブであり、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに圧油が逆流するのを防止する逆流防止機能と第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂから供給される圧油の流れを補助的に制御する可変抵抗機能とを有し、可変抵抗機能には、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂからの圧油の流れを選択的に遮断する流れ遮断機能が含まれる。可変抵抗機能を有するポペット弁の原理は公知であり（例えば特表昭５８−５０１７８１号公報参照）、本実施形態の補助弁はこのポペット弁を応用したものである。補助弁の詳細は後述する。
【００４０】
旋回用フィーダライン１２３ｂには旋回モータ６の負荷が高いときに旋回モータ６から第２の油圧ポンプ１ｂに圧油が逆流するのを防止するロードチェック弁１６が設けられ、第２のバケット用フィーダライン１１３ｂの第２の補助弁１１１ｂの上流側にはバケット速度を制限するための固定絞り１７が設けられている。
【００４１】
第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂからはそれぞれリリーフライン７２ａ，７２ｂが分岐し、リリーフライン７２ａ，７２ｂにはチェック弁７３ａ，７３ｂが設けられ、チェック弁７３ａ，７３ｂの下流側はライン７４を介してタンク２９に接続され、ライン７４には第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出油の最高圧力を規制するメインリリーフ弁７５が設けられている。
【００４２】
また、第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂからはそれぞれ第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂをタンク２９に接続する第１及び第２のバイパスライン２５ａ，２５ｂが分岐し、第１のバイパスライン２５ａには第１〜第４のブリード弁８１〜８４が設置され、第２のバイパスライン２５ｂには第５〜第８のブリード弁８５〜８８が設置されている。また、第１のバイパスライン２５ａにおいて第１〜第４のブリード弁８１〜８４の下流側にはポンプコントロール弁７７が設けられ、第２のバイパスライン２５ｂにおいて第５〜第８のブリード弁８５〜８８の下流側にはポンプコントロール弁７８が設けられている。ブリード弁８１〜８８及びポンプコントロール弁７７，７８の詳細は後述する。
【００４３】
図２に油圧ショベルの操作系を示す。油圧ショベルには、ブーム及びバケットの操作手段として操作レバー装置１９が設けられ、アーム及び旋回の操作手段として操作レバー装置２０が設けられ、走行の操作手段として左走行及び右走行の操作ペダル装置２１，２２が設けられ、予備用の操作手段として操作レバー装置２３が設けられている。
【００４４】
操作レバー装置１９は前後、左右を含むユニバーサル方向に操作可能な操作レバー１９ａを有し、操作レバー１９ａを前後方向に操作するとその操作方向と操作量に応じてブーム上げのパイロット圧力信号９２ａ及びブーム下げのパイロット圧力信号９２ｂを生成し、操作レバー１９ａを左右方向に操作するとその操作方向と操作量に応じてバケットクラウドのパイロット圧力信号１１２ａ及びバケットダンプのパイロット圧力信号１１２ｂを生成する。操作レバー装置２０も前後、左右を含むユニバーサル方向に操作可能な操作レバー２０ａを有し、操作レバー２０ａを左右方向に操作するとその操作方向と操作量に応じてアームクラウドのパイロット圧力信号１０２ａ及びアームダンプのパイロット圧力信号１０２ｂを生成し、操作レバー２０ａを前後方向に操作するとその操作方向と操作量に応じて旋回右のパイロット圧力信号１２２ａ及び旋回左のパイロット圧力信号１２２ｂを生成する。
【００４５】
左走行の操作ペダル装置２１は、操作ペダル２１ａを前後に踏み込むと、その踏み込み方向と踏み込み量に応じて左走行前進のパイロット圧力信号１３２ａ及び左走行後進のパイロット圧力信号１３２ｂを生成し、右走行の操作ペダル装置２２は、操作ペダル２２ａを前後に踏み込むと、その踏み込み方向と踏み込み量に応じて右走行前進のパイロット圧力信号１４２ａ及び右走行後進のパイロット圧力信号１４２ｂを生成する。予備用の操作レバー装置２３は、操作レバー２３ａを操作すると、その操作方向と操作量に応じてパイロット圧力信号７０２ａ，７０２ｂを生成する。
【００４６】
また、アームクラウドのパイロット圧力信号１０２ａと予備用のパイロット圧力信号７０２ａの高圧側がシャトル弁２４ａにより選択され、パイロット圧力信号７１１ａとして出力され、アームダンプのパイロット圧力信号１０２ｂと予備用のパイロット圧力信号７０２ｂの高圧側がシャトル弁２４ｂにより選択され、パイロット圧力信号７１１ｂとして出力され、旋回右のパイロット圧力信号１２２ａと予備用のパイロット圧力信号７０２ａの高圧側がシャトル弁２４ｃにより選択され、パイロット圧力信号７１２ａとして出力され、旋回左のパイロット圧力信号１２２ｂと予備用のパイロット圧力信号７０２ｂの高圧側がシャトル弁２４ｄにより選択され、パイロット圧力信号７１２ｂとして出力され、ブーム上げのパイロット圧力信号９２ａとバケットクラウドのパイロット圧力信号１１２ａの高圧側がシャトル弁２４ｅにより選択され、パイロット圧力信号７１３ａとして出力される。
【００４７】
図３に、補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂの駆動手段である比例電磁弁３１ａ，３１ｂ；３２ａ，３２ｂ；３３ａ，３３ｂ；３４ａ，３４ｂ；３５ａ，３５ｂの制御系を示す。
【００４８】
補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂの制御手段として方向切換弁９〜１４，７０に与えられるパイロット圧力信号の圧力を検出するパイロット圧センサ４１ａ，４１ｂ；４２ａ，４２ｂ；４３ａ，４３ｂ；４４ａ，４４ｂ；４５ａ，４５ｂ；４６ａ，４６ｂ；４７ａ、４７ｂと、コントローラ２５とが設けられ、コントローラ２５でそれらパイロット圧センサからの信号に基づき所定の演算を行い、各比例電磁弁３１ａ，３１ｂ〜３５ａ，３５ｂに指令信号を出力する。比例電磁弁３１ａ，３１ｂ〜３５ａ，３５ｂはその指令信号により作動し、補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂを制御する。
【００４９】
コントローラ２５は、パイロット圧センサ４１ａ，４１ｂ〜４７ａ，４７ｂの検出信号をＡ／Ｄ変換し入力する入力部２５ａと、予め設定された特性を記憶した記憶部２５ｂと、この記憶部２５ｂから前記特性を読み出して所定の演算を行い比例電磁弁３１ａ，３１ｂ〜３５ａ，３５ｂの指令信号を算出する演算部２５ｃと、この演算部２５ｃで算出した指令信号を駆動信号に変換して出力する出力部２５ｄとを備えている。
【００５０】
図４に、上述した油圧システムが搭載される油圧ショベルの外観を示す。油圧ショベルはブームシリンダ３により駆動されるブーム５０と、アームシリンダ４により駆動されるアーム５１と、バケットシリンダ５により駆動されるバケット５２と、旋回モータ６により駆動される上部旋回体５３と、第１及び第２の走行モータ７，８により駆動される左右の走行装置５４，５５とを備え、ブーム５０、アーム５１、バケット５２は上部旋回体５３の前部で作業を行うフロント作業機５６を構成し、左右の走行装置５４，５５は下部走行体５７を構成している。また、例えば破砕作業等、バケット以外のアタッチメントを使用する作業を行う場合は、バケット５２を取り外し、予備のアクチュエータ６９を備えたアタッチメントを取り付け、作業を行う。
【００５１】
コントローラ２５は、補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂの制御に際して、パイロット圧センサ４１ａ，４１ｂ〜４７ａ，４７ｂの検出信号から走行装置５４，５５、旋回体５３、ブーム５０、アーム５１、バケット５２の操作状態を判別し、その操作状態に応じて補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂの動作状態（全開か、全閉か、絞りか、絞る場合は絞り具合をどの位にするか）を決定し、比例電磁弁３１ａ，３１ｂ〜３５ａ，３５ｂに指令信号を出力する。
【００５２】
図５〜図９に、コントローラ２５による補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂの動作状態を示す。
【００５３】
図５は単独操作での補助弁の動作状態を、図６は走行２複合、走行３複合での補助弁の動作状態を、図７は旋回２複合、旋回３複合での補助弁の動作状態を、図８はフロント２複合での補助弁の動作状態を、図９はフロント３複合での補助弁の動作状態をそれぞれ示す。図中、○は全開、×は全閉、△は絞りを意味する。また、（　）は待機状態での動作状態である。
【００５４】
補助弁の絞り（△印）は、複合操作時のものであり、その絞り量は相手方方向切換弁の操作量（パイロット圧力信号）に応じて決められる。
【００５５】
図１０に補助弁が絞られるときの相手方方向切換弁の操作量と補助弁の開口面積との関係（以下、開口曲線という）を示す。図１０は、一例として、ブーム上げ・アームクラウド複合操作時のアーム用の第１の油圧ポンプ１ａ側の補助弁１０１ａの開口曲線を示すものである。横軸はブーム用の方向切換弁９の操作量であり、縦軸はブーム用の方向切換弁９と補助弁１０１ａの開口面積である。ブーム上げ・アームクラウド複合操作のため、パイロット圧力信号９２ａ，１０１ａによりブーム用及びアーム用の方向切換弁９，１０を操作したとき、ブーム用の方向切換弁９のメータイン絞りの開口面積は方向切換弁９の操作量に応じて図１０のＸ０に示すように全閉から全開まで変化する。一方、このとき、アーム用の第１の油圧ポンプ１ａ側の補助弁１０１ａの開口面積はブーム用の方向切換弁９の操作量に応じて図１０のＸ１に示すように全開から全閉まで変化する。
【００５６】
複合操作時の他の補助弁の絞り動作における開口曲線も同様である。
【００５７】
前述したように補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂには逆流防止機能がある。このように補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂに逆流防止機能を持たせた上、これら補助弁を開閉したり（流れ遮断機能）、上述した絞り機能（可変抵抗機能）を持たせることにより、クローズドセンタ式の弁を用いた回路で合流回路、ロードチェック、優先回路の機能を実現することができる。なお、この点は特開平９−７９２１２号公報に詳しい。
【００５８】
図１１にブリード弁８１〜８８及びポンプコントロール弁７７，７８の詳細を示す。
【００５９】
第１のブリード弁８１は右走行用であり、第２のブリード弁８２はバケット１用であり、第３のブリード弁８３はブーム１用であり、第４ブリード弁８４はアーム２及び予備２用であり、第５ブリード弁８５は旋回及び予備２用であり、第６ブリード弁８６はアーム１用であり、第７ブリード弁８７はブーム２及びバケット２用であり、第８ブリード弁８８は左走行用である。ここで、例えば「バケット１用」の「１」はバケット操作時に最初（１段目）に動作するの意味であり、「バケット２用」の「２」はバケット操作時にその次（２段目）に動作するの意味であり、これによりバケットシリンダ５には最初に第１の油圧ポンプ１ａの吐出油が供給され、次に第２の油圧ポンプ１ｂの吐出油が合流して供給される（後述）。他のアクチュエータの「１」及び「２」も同様である。
【００６０】
第１〜第８ブリード弁８１〜８８は、それぞれ、図示中央の中立位置と左右の動作位置を有する２ポート３位置切換弁であり、図示中央の中立位置にあるときはブリード絞りを全開させ、左右動作位置に操作されその操作量が増えるに従いそれぞれのブリード絞りの開口面積を全開から全閉へと減少させる。また、第１〜第８ブリード弁８１〜８８はそれぞれスプール両端に油圧駆動部８１ａ，８１ｂ〜８８ａ，８８ｂを有するパイロット操作弁であり、それぞれパイロット圧力信号１４２ａ，１４２ｂ；１１２ａ，１１２ｂ；９２ａ，９２ｂ；７１１ａ，７１１ｂ；７１２ａ，７１２ｂ；１０２ａ，１０２ｂ；７１３ａ，１１２ｂ；１３２ａ，１３２ｂにより切り換え操作される。
【００６１】
ポンプコントロール弁７７は、バイパスライン２５ａを流れる圧油の流量が減少するに従って高くなるポンプ制御圧力を生成するバルブであり、バイパスライン２５ａに設けられた絞り７７ａと、可変リリーフ弁７７ｂと、絞り７７ａの上流側の圧力に応じて可変リリーフ弁７７ｂのバネ７７ｃの力（リリーフ設定圧）を調節する油圧駆動部７７ｄとで構成されている。可変リリーフ弁７７ｂとパイロット油圧源７９との間には絞り７７ｅが設けられ、絞り７７ｅと可変リリーフ弁７７ｂの間の圧力がポンプ制御圧力として油圧ポンプ１ａのレギュレータ２ａに導かれる。第１〜第４ブリード弁８１〜８４が図示の全開状態にあるとき、バイパスライン２５ａを流れる流量は最大となり、絞り７７ａの上流の圧力は最高となる。この圧力により油圧駆動部７７ｄはバネ７７ｃの力（リリーフ設定圧）を最小にするよう動作し、絞り７７ｅと可変リリーフ弁７７ｂの間の圧力（ポンプ制御圧力）が最低となるよう制御される。レギュレータ２ａはポジティブ制御方式であり、ポンプ制御圧力が最低のときレギュレータ２ａは油圧ポンプ１ａの傾転（吐出容量）を最小にし、油圧ポンプ１ａの吐出流量を最少に制御する。第１〜第４ブリード弁８１〜８４のいずれかが操作され、開口面積が絞られるに従い、バイパスライン２５ａを流れる流量は減少し、絞り７７ａの上流の圧力は低下する。これに伴い油圧駆動部７７ｄはバネ７７ｃの力（リリーフ設定圧）を大きくするよう動作し、絞り７７ｅと可変リリーフ弁７７ｂの間の圧力（ポンプ制御圧力）を上昇させる。これによりレギュレータ２ａは油圧ポンプ１ａの傾転（吐出容量）を増大させ、油圧ポンプ１ａの吐出流量を増大するよう制御する。
【００６２】
ポンプコントロール弁７８も同様であり、絞り７８ａと、可変リリーフ弁７８ｂと、可変リリーフ弁７８ｂのバネ７８ｃの力（リリーフ設定圧）を調節する油圧駆動部７８ｄとで構成され、絞り７８ｅと可変リリーフ弁７８ｂの間の圧力がポンプ制御圧力として油圧ポンプ１ｂのレギュレータ２ｂに導かれる。
【００６３】
図１２及び図１３に、ブリード弁の操作量とブリード絞りの開口面積の関係（以下、開口曲線という）を示す。
【００６４】
図１２は、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出油が合流して供給されるアクチュエータの動作方向に係わるブリード弁のブリード絞りの開口曲線を示し、一例として、ブーム上げ方向に係わるブリード弁８３，８７の図示右側の動作位置におけるブリード絞りの開口曲線を示すものである。横軸はブリード弁８３，８７の操作量であり、縦軸はブリード絞りの開口面積である。比較のため、ブーム用の方向切換弁９をブーム上げ方向のメータイン絞りの開口曲線も示している。パイロット圧力信号９２ａによりブーム用の方向切換弁９をブーム上げ方向に操作したとき、方向切換弁９のメータイン絞りの開口面積はその操作量に応じて図１２のＸ０に示すように全閉から全開まで変化する。一方、このとき、パイロット圧力信号９２ａ（パイロット圧力信号７１３ａ）により第１の油圧ポンプ１ａ側のブリード弁８３及び第２の油圧ポンプ１ｂ側のブリード弁８７も図示左方に操作され、ブリード弁８３の図示右側の動作位置におけるブリード絞りの開口面積はその操作量に応じて図１２のＸ２に示すように全開から全閉まで変化し、ブリード弁８７の図示右側の動作位置におけるブリード絞りの開口面積は、ブリード弁８３より遅れて、その操作量に応じて図１２のＸ３に示すように全開から全閉まで変化する。
【００６５】
このようにブーム用の方向切換弁９をブーム上げ方向に操作したとき、方向切換弁９の操作に連動してブリード弁８３，８７を順次絞ることにより（ブリード流量制御）、まず、第１の油圧ポンプ１ａの吐出圧を徐々に高め、第１の油圧ポンプ１ａの吐出油がブームムシリンダ３に供給され、次に第２の油圧ポンプ１ｂの吐出圧を徐々に高め、第２の油圧ポンプ１ｂの吐出油がブームシリンダ３に供給される。このときの流量特性（メータリング特性）は、ブーム用の方向切換弁９のメータイン絞りの開口曲線の特性とブリード弁８３，８７のブリード絞りの開口曲線の特性（ブリード流量特性）の組み合わせに依存したものとなり、それらを適切に設定することによりブームシリンダ３の負荷特性に応じたメータリング特性が得られ、適切な流量制御を行うことができる。また、ブームシリンダ３の起動は、ブリード弁８３，８７により圧油の一部を抜きながら行うので、油圧変動に対するクッション作用が得られ、油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出圧を徐々に高めることでブームシリンダ３の急激な速度変化を防止することができる。
【００６６】
アームクラウドに係わるブリード弁８６，８４の図示右側の動作位置におけるブリード絞り、アームダンプに係わるブリード弁８６，８４の図示左側の動作位置におけるブリード絞り、バケットクラウドに係わるブリード弁８２，８７の図示右側の動作位置におけるブリード絞り、バケットダンプに係わるブリード弁８２，８７の図示左側の動作位置におけるブリード絞り、予備用の一方向動作に係わるブリード弁８５，８４の図示右側の動作位置におけるブリード絞り、予備用の反対方向動作に係わるブリード弁８５，８４の図示左側の動作位置におけるブリード絞りも、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出油が合流して供給される他のアクチュエータの動作方向に係わるブリード弁のブリード絞りに該当し、これらブリード絞りの開口曲線についても、その概略は同様である。ただし、動作の順序は前述した「１」及び「２」の順である。また、それらブリード絞りの開口曲線の特性は、アクチュエータのそれぞれの動作方向での負荷特性に応じたメータリング特性が得られるように微妙に変えられている。
【００６７】
図１３は、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの一方だけの吐出油が供給されるアクチュエータの動作方向に係わるブリード弁のブリード絞りの開口曲線を示し、一例として、右走行モータ７の前進方向に係わるブリード弁８１の図示右側の動作位置におけるブリード絞りの開口曲線を示すものである。横軸はブリード弁８１の操作量であり、縦軸はブリード絞りの開口面積である。比較のため、右走行用の方向切換弁１４を前進方向のメータイン絞りの開口曲線も示している。パイロット圧力信号１４２ａにより右走行用の方向切換弁１４を前進方向に操作したとき、方向切換弁１４のメータイン絞りの開口面積はその操作量に応じて図１３のＸ４に示すように全閉から全開まで変化する。一方、このとき、パイロット圧力信号１４２ａによりブリード弁８１も図示左方に操作され、ブリード弁８１の図示右側の動作位置におけるブリード絞りの開口面積はその操作量に応じて図１３のＸ５に示すように全開から全閉まで変化する。
【００６８】
このように右走行用の方向切換弁１４を前進方向に操作したとき、方向切換弁１４の操作に連動してブリード弁８１を絞ることにより（ブリード流量制御）、第１の油圧ポンプ１ａの吐出圧を徐々に高め、第１の油圧ポンプ１ａの吐出油が右走行モータ８に供給される。このときの流量特性（メータリング特性）は、右走行用の方向切換弁１４のメータイン絞りの開口曲線の特性とブリード弁８１のブリード絞りの開口曲線の特性（ブリード流量特性）の組み合わせに依存するものとなり、それらを適切に設定することにより右走行モータ８の負荷特性に応じたメータリング特性が得られ、適切な流量制御を行うことができる。また、右走行モータ８の起動は、ブリード弁８１により圧油の一部を抜きながら行うので、油圧変動に対するクッション作用が得られ、油圧ポンプ１ａの吐出圧を徐々に高めることで右走行モータ８の急激な駆動を防止することができる。
【００６９】
右走行の後進に係わるブリード弁８１の図示左側の動作位置におけるブリード絞り、左走行の前進に係わるブリード弁８８の図示右側の動作位置におけるブリード絞り、左走行の後進に係わるブリード弁８８の図示左側の動作位置におけるブリード絞り、旋回右に係わるブリード弁８５の図示右側の動作位置におけるブリード絞り、旋回左に係わるブリード弁８５の図示左側の動作位置におけるブリード絞りも、第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの一方だけの吐出油が供給されるアクチュエータの動作方向に係わるブリード弁のブリード絞りに該当し、これらブリード絞りの開口曲線についても、その概略は同様である。ただし、それらブリード絞りの開口曲線の特性は、アクチュエータのそれぞれの動作方向での負荷特性に応じたメータリング特性が得られるように微妙に変えられている。
【００７０】
なお、アーム２と予備２用、旋回と予備１用、ブーム２とバケット２用のブリード制御は要求されている流量特性が近似している点を考慮し、ブリード弁８４，８５，８７は、それぞれ、アーム２と予備２用、旋回と予備１用、ブーム２とバケット２用を兼用している。これによりブリード弁の数を可能な限り減らし、方向切換弁装置の簡素化が図れる。
【００７１】
以上のようにブリード弁８１〜８８を設けこれらを制御することにより、特開平９−７９２１２号公報に記載のように、従来のオープンセンタ回路に対して補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂが構成する優先回路とブリード弁８１〜８８が構成するブリード回路とが分離され、優先度合いとメータリング特性とを独立して制御することができる。
【００７２】
また、特開平９−７９２１２号公報に記載の油圧システムでは、図１に示した第１及び第２のバイパスライン２５ａ，２５ｂにブリード弁を１つづつ設け、第１のバイパスライン２５ａ側のブリード弁を第１の油圧ポンプに係わる全ての方向切換弁に共用し、第２のバイパスライン２５ｂ側のブリード弁を第２の油圧ポンプに係わる全ての方向切換弁に共用し、方向切換弁の操作時にそれらブリード弁を電気油圧的に制御することにより従来のオープンセンタ回路における各方向切換弁のセンタバイパス絞りと同等の機能を得ようとしている。しかし、１つのブリード弁で１つの油圧ポンプに係わる全ての方向切換弁に対しブリード弁を適切に動作させ、適切な流量制御を行うことは極めて困難である。
【００７３】
図１に示す油圧システムでは、上記のように第１のバイパスライン２５ａに第１〜第４のブリード弁８１〜８４を設け、第２のバイパスライン２５ｂに第５〜第８のブリード弁８５〜８８を設け、図１２及び図１３に示すようにアクチュエータ１〜８，６９のそれぞれの動作方向での負荷特性に応じた開口曲線を設定することにより、従来のオープンセンタ回路における各方向切換弁のセンタバイパス絞りと同様、方向切換弁の全てに対し個別にブリード流量制御を行えるものとなり、アクチュエータの負荷特性に応じた流量制御が行えかつ油圧変動に対するクッション作用が得られる。
【００７４】
次に、本発明の一実施の形態に係わる方向切換弁装置の詳細を説明する。本実施の形態に係わる方向切換弁装置は、方向切換弁９〜１４，７０、補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂ、リリーフ弁７５、ブリード弁８１〜８８、ポンプコントロール弁７７，７８等を含むものである。
【００７５】
図１４は、本実施の形態に係わる方向切換弁装置の左右の側面を展開して示すものであり、図１５は方向切換弁装置の上面図、図１６は方向切換弁装置の右側面図、図１７は方向切換弁装置の左側面図である。また、以下の説明において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」とは図１４に示す状態を基準として表現したものである。
【００７６】
本実施の形態に係わる方向切換弁装置は、上面２０１及び下面２０２、右側面２０３、左側面２０４、前端面２０５、後端面２０６を有するほぼ矩形のハウジング２０７を有している。
【００７７】
ハウジング２０７の上面２０１には第１及び第２のポンプポート２１１ａ，２１１ｂ、右走行用のアクチュエータポート２１２ａ，２１２ｂ、左走行用のアクチュエータポート２１３ａ，２１３ｂ、旋回用のアクチュエータポート２１４ａ，２１４ｂ、予備用のアクチュエータポート２１５ａ，２１５ｂ、バケット用のアクチュエータポート２１６ａ，２１６ｂ、ブーム用のアクチュエータポート２１７ａ，２１７ｂ、アーム用のアクチュエータポート２１８ａ，２１８ｂ、ドレンポート２１９，２２０が形成されている。第１及び第２のポンプポート２１１ａ，２１１ｂはそれぞれ第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂに油圧配管により接続され、右走行用のアクチュエータポート２１２ａ，２１２ｂ、左走行用のアクチュエータポート２１３ａ，２１３ｂ、旋回用のアクチュエータポート２１４ａ，２１４ｂ、予備用のアクチュエータポート２１５ａ，２１５ｂ、バケット用のアクチュエータポート２１６ａ，２１６ｂ、ブーム用のアクチュエータポート２１７ａ，２１７ｂ、アーム用のアクチュエータポート２１８ａ，２１８ｂは、それぞれ、右走行モータ８、左走行モータ７、旋回モータ６、予備用のアクチュエータ６９、バケットシリンダ５、ブームシリンダ３、アームシリンダ４に油圧配管により接続され、ドレンポート２１９，２２０はタンク２９に油圧配管により接続されている。
【００７８】
ハウジング２０７の右側面２０３には、第１サイドブロック２２５がボルト（図示せず）により固設され、左側面２０４には第２サイドブロック２２６がボルト（図示せず）により固設されている。第１サイドブロック２２５には方向切換弁用のパイロットポート２３１ａ〜２３７ａと、補助弁用のパイロットポート２４１ａ〜２４５ａと、ブリード弁用のパイロットポート２５１ａ〜２５４ａ及び２５１ｂ〜２５４ｂと、ポンプ制御ポート２５６ａとが設けられ、第２サイドブロック２２６にも同様に方向切換弁用のパイロットポート２３１ｂ〜２３７ｂと、補助弁用のパイロットポート２４１ｂ〜２４５ｂと、ブリード弁用のパイロットポート２６１ａ〜２６４ａ及び２６１ｂ〜２６４ｂと、ポンプ制御ポート２５６ｂと、ドレンポート２２１とが設けられている。また、第１及び第２サイドブロック２２５，２２６には絞り付き接続プラグ２５８ａ，２５８ｂが装着され、絞り付き接続プラグ２５８ａ，２５８ｂにはパイロット油圧源ポート２５７ａ，２５７ｂが設けられている。
【００７９】
方向切換弁用のパイロットポート２３１ａ，２３１ｂは右走行用（方向切換弁１４用）であり、右走行用のパイロット圧力信号１４２ａ，１４２ｂが導かれるよう右走行用の操作ペダル装置２２の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２３２ａ，２３２ｂは左走行用（方向切換弁１３用）であり、左走行用のパイロット圧力信号１３２ａ，１３２ｂが導かれるよう左走行用の操作ペダル装置２１の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２３３ａ，２３３ｂは旋回用（方向切換弁１２用）であり、旋回用のパイロット圧力信号１２２ａ，１２２ｂが導かれるよう操作レバー装置２０の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２３４ａ，２３４ｂは予備用（方向切換弁７０用）であり、予備用のパイロット圧力信号７０２ａ，７０２ｂが導かれるよう操作レバー装置２３の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２３５ａ，２３５ｂはバケット用（方向切換弁１１用）であり、バケット用のパイロット圧力信号１１２ａ，１１２ｂが導かれるよう操作レバー装置１９の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２３６ａ，２３６ｂはブーム用（方向切換弁１０用）であり、ブーム用のパイロット圧力信号９２ａ，９２ｂが導かれるよう操作レバー装置１９の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２３７ａ，２３７ｂはアーム用（方向切換弁９用）でり、アーム用パイロット圧力信号１０２ａ，１０２ｂが導かれるよう操作レバー装置２０の出力ポートに油圧配管により接続されている。
【００８０】
補助弁用のパイロットポート２４１ａ，２４１ｂは左走行用（補助弁１３１ａ，１３１ｂ用）であり、比例電磁弁３４ａ，３４ｂの出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２４２ａ，２４２ｂは予備用（補助弁７０１，７０２用）であり、比例電磁弁３５ａ，３５ｂの出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２４３ａ，２４３ｂはバケット用（補助弁１１１ａ，１１１ｂ用）であり、比例電磁弁３３ａ，３３ｂの出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２４４ａ，２４４ｂはブーム用（補助弁９１ａ，９１ｂ用）であり、比例電磁弁３１ａ，３１ｂの出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２４５ａ，２４５ｂはアーム用（補助弁１０１ａ，１０１ｂ用）であり、比例電磁弁３２ａ，３２ｂの出力ポートに油圧配管により接続されている。
【００８１】
ブリード弁用のパイロットポート２５１ａ，２５１ｂは右走行用（ブリード弁８１用）であり、右走行用のパイロット圧力信号１４２ａ，１４２ｂが導かれるよう右走行用の操作ペダル装置２２の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２５２ａ，２５２ｂはバケット１用（ブリード弁８２用）であり、バケット用のパイロット圧力信号１１２ａ，１１２ｂが導かれるよう操作レバー装置１９の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２５３ａ，２５３ｂはブーム１用（ブリード弁８３用）であり、ブーム用パイロット圧力信号９２ａ，９２ｂが導かれるよう操作レバー装置１９の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２５４ａ，２５４ｂはアーム２及び予備２用（ブリード弁８４用）であり、アーム用パイロット圧力信号１０２ａ，１０２ｂ又は予備用のパイロット圧力信号７０２ａ，７０２ｂが導かれるようシャトル弁２４ａ，２４ｂの出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２６１ａ，２６１ｂは旋回及び予備１用（ブリード弁８５用）であり、旋回用のパイロット圧力信号１２２ａ，１２２ｂ又は予備用のパイロット圧力信号７０２ａ，７０２ｂが導かれるようシャトル弁２４ｃ，２４ｄの出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２６２ａ，２６２ｂはアーム１用（ブリード弁８６用）であり、アーム用パイロット圧力信号１０２ａ，１０２ｂが導かれるよう操作レバー装置２０の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２６３ａ，２６３ｂはブーム２及びバケット２用（ブリード弁８７用）であり、バケットクラウド用のパイロット圧力信号１１２ａ又はブーム上げ用のパイロット圧力信号９２ａ及びバケットダンプ用のパイロット圧力信号１１２ｂが導かれるようシャトル弁２４ｅ及び操作レバー装置１９の出力ポートに油圧配管により接続され、パイロットポート２６４ａ，２６４ｂは左走行用（ブリード弁８８用）であり、左走行用のパイロット圧力信号１３２ａ，１３２ｂが導かれるよう左走行用の操作ペダル装置２１の出力ポートに油圧配管により接続されている。
【００８２】
ポンプ制御ポート２５６ａ，２５６ｂは油圧ポンプ１ａ，１ｂのレギュレータ２ａ，２ｂに油圧配管により接続され、絞り付き接続プラグ２５８ａ，２５８ｂのパイロット油圧源ポート２５７ａ，２５７ｂはパイロット油圧源７９に油圧配管により接続され、ドレンポート２２１はタンク２９に油圧配管により接続されている。
【００８３】
図１８〜図２６は、それぞれ、図１６及び図１７のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線、Ｇ−Ｇ線、Ｈ−Ｈ線、Ｉ−Ｉ線の各断面図である。
【００８４】
図１８〜図２６において、ハウジング２０７内には、第１及び第２の２つのポンプ通路３０１，３０２（第１及び第２のポンプライン３０ａ，３０ｂに相当）がほぼ同じ高さ位置に互いに平行に並んで前後方向に伸びるよう形成され、かつ第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２の上側でそれから隔てられた高さ位置に、第１及び第２の２つのタンク通路３０３，３０４がほぼ同じ高さ位置に互いに平行に並んで前後方向に伸びるよう形成されている。
【００８５】
第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２は、図１８に示すように、その前端部分においてそれぞれ通路３０５，３０６を介して第１及び第２のポンプポート２１１ａ，２１１ｂに連絡している。また、通路３０５，３０６からは通路３０７，３０８が分岐し、これら通路３０７，３０８は更に１つの通路３０９につなり、通路３０７，３０８には通路３０５，３０６から通路３０９への圧油の流れを許すチェック弁７３ａ，７３ｂが配置されている。通路３０９にはメインリリーフ弁７５が装着され、メインリリーフ弁７５の排出側は通路３１０を介して第１のタンク通路３０３に連絡している。
【００８６】
第１及び第２のタンク通路３０３，３０４は、図２６に示すように、その後端部分において空洞３１２により互いにつながり、かつ第１のタンク通路３０３はドレン通路２２１につながり、第２のタンク通路３０４は通路３１３を介してドレンポート２１９に連絡している。
【００８７】
また、ハウジング２０７内には、図１９〜図２５に示すように、方向切換弁用のスプールボア３２１，３２２，３２３，３２４，３２５，３２６，３２７が第１及び第２のタンクポート３０３，３０４を貫通するように、互いに所定間隔をおいて平行に形成されている。
【００８８】
図１９に示すスプールボア３２１には右走行用の方向切換弁１４を構成する方向切換弁スプール３３１が摺動自在に挿入され、図２０に示すスプールボア３２２には左走行用の方向切換弁１３を構成する方向切換弁スプール３３２が摺動自在に挿入され、図２１に示すスプールボア３２３には旋回用の方向切換弁１２を構成する方向切換弁スプール３３３が摺動自在に挿入され、図２２に示すスプールボア３２４には予備用の方向切換弁７０を構成する方向切換弁スプール３３４が摺動自在に挿入され、図２３に示すスプールボア３２５にはバケット用の方向切換弁１１を構成する方向切換弁スプール３３５が摺動自在に挿入され、図２４に示すスプールボア３２６にはブーム用の方向切換弁９を構成する方向切換弁スプール３３６が摺動自在に挿入され、図２５に示すスプールボア３２７にはアーム用の方向切換弁１０を構成する方向切換弁スプール３３７が摺動自在に挿入されている。
【００８９】
方向切換弁用のスプールボア３２１，３２２，３２３，３２４，３２５，３２６，３２７および方向切換弁スプール３３１〜３３７は、第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２から隔てられた高さ位置で第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２を横切る方向に互いに平行に並んで配置形成されている。
【００９０】
スプールボア３２１〜３２７の中央部にはそれぞれ環状のポンプポート３４１〜３４７が形成され、その両側にそれぞれ環状のアクチュエータポート３５１ａ，３５１ｂ〜３５７ａ，３５７ｂが形成されている。図１９のポンプポート３４１はフィーダ通路３６１，３７１（走行用フィーダライン１４３ａに相当）を介して第１のポンプ通路３０１に連絡し、図２０のポンプポート３４２はフィーダ通路３６２及びフィーダ通路３７２ａ，３７２ｂ（第１及び第２の走行用フィーダライン１３３ａ，１３３ｂに相当）を介して第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２に連絡可能であり、図２１に示すポンプポート３４３はフィーダ通路３６３，３７３（旋回用フィーダライン１２３ｂに相当）を介して第２のポンプ通路３０２に連絡可能であり、図２２のポンプポート３４４はフィーダ通路３６４及びフィーダ通路３７４ａ，３７４ｂ（第１及び第２の予備用フィーダライン７０３ａ，７０３ｂに相当）を介して第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２に連絡可能であり、図２３、図２４及び図２５のポンプポート３４５，３４６，３４７も、それぞれ、フィーダ通路３６５及びフィーダ通路３７５ａ，３７５ｂ（第１及び第２のバケット用フィーダライン１１３ａ，１１３ｂに相当）、フィーダ通路３６６及びフィーダ通路３７６ａ，３７６ｂ（第１及び第２のアーム用フィーダライン１０３ａ，１０３ｂに相当）及びフィーダ通路３６７及びフィーダ通路３７７ａ，３７７ｂ（第１及び第２のブーム用フィーダライン９３ａ，９３ｂに相当）を介して第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２に連絡可能である。アクチュエータポート３５１ａ，３５１ｂ〜３５７ａ，３５７ｂは、それぞれ、ハウジング上面２０１に開口する右走行用のアクチュエータポート２１２ａ，２１２ｂ、左走行用のアクチュエータポート２１３ａ，２１３ｂ、旋回用のアクチュエータポート２１４ａ，２１４ｂ、予備用のアクチュエータポート２１５ａ，２１５ｂ、バケット用のアクチュエータポート２１６ａ，２１６ｂ、ブーム用のアクチュエータポート２１７ａ，２１７ｂ、アーム用のアクチュエータポート２１８ａ，２１８ｂに通路３８１ａ，３８１ｂ〜３８７ａ，３８７ｂを介して連絡している。
【００９１】
方向切換弁スプール３３１〜３３７には、それぞれ、流入側ノッチ３９１ａ，３９１ｂ〜３９７ａ，３９７ｂ及び流出側ノッチ４０１ａ，４０１ｂ〜４０７ａ，４０７ｂが形成されている。図１９の流入側ノッチ３９１ａ，３９１ｂは、方向切換弁スプール３３１の移動方向に応じてポンプポート３４１をアクチュエータポート３５１ａ，３５１ｂに連通させるメータインの可変絞りを形成し、流出側ノッチ４０１ａ，４０１ｂは、方向切換弁スプール３３１の移動方向に応じてアクチュエータポート３５１ａ，３５１ｂをタンク通路３０３，３０４に連通させるメータアウトの可変絞りを形成する。図２０〜図２５の流入側ノッチ３９２ａ，３９２ｂ〜３９７ａ，３９７ｂも同様に、それぞれ、方向切換弁スプール３３２〜３３７の移動方向に応じてポンプポート３４２〜３４７をアクチュエータポート３５２ａ，３５２ｂ〜３５７ａ，３５７ｂに連通させるメータインの可変絞りを形成し、流出側ノッチ４０２ａ，４０２ｂ〜４０７ａ，４０７ｂも、それぞれ、方向切換弁スプール３３２〜３３７の移動方向に応じてアクチュエータポート３５２ａ，３５２ｂ〜３５７ａ，３５７ｂをタンク通路３０３，３０４に連通させるメータアウトの可変絞りを形成する。
【００９２】
スプールボア３２１〜３２７はハウジング２０７の左右の側面２０３，２０４に開口し、第１サイドブロック２２５の対応する箇所にはバネ室兼受圧室４１１ａ〜４１７ａが形成され、第２サイドブロック２２６の対応する箇所には受圧室４１１ｂ〜４１７ｂが形成され、バネ室兼受圧室４１１ａ〜４１７ａはパイロットポート２３１ａ〜２３７ａに連絡し、受圧室４１１ｂ〜４１７ｂはパイロットポート２３１ｂ〜２３７ｂに連絡している。また、バネ室兼受圧室４１１ａ〜４１７ａには方向切換弁スプール３３１〜３３７を中立位置に保持するバネ機構４２１〜４２７が配置されている。
【００９３】
図２０において、ハウジング２０７内にはフィーダ通路３７２ａ，３７２ｂと整合しかつ第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２に開口するよう、方向切換弁用のスプールボア３２２と平行にバルブボア４３２ａ，４３２ｂが形成され、バルブボア４３２ａ，４３２ｂ内に左走行用補助弁１３１ａ，１３１ｂのポペット弁４４２ａ，４４２ｂが配置されている。また、ポペット弁４４２ａ，４４２ｂの下側には互いに整合するようバルブボア４３２ａ，４３２ｂと平行に小スプールボア４５２ａ，４５２ｂが形成され、小スプールボア４５２ａ，４５２ｂには左走行用補助弁１３１ａ，１３１ｂのパイロットスプール４６２ａ，４６２ｂが挿入されている。
【００９４】
図２７に左走行用補助弁１３１ａのポペット弁４４２ａ及びパイロットスプール４６２ａ部分の拡大図を示す。
【００９５】
走行用補助弁１３１ａのポペット弁４４２ａは、図２７に拡大して示すように、フィーダ通路３７２ａのポンプ通路３０１への開口部分とバルブボア４３２ａのポンプ通路３０１への開口部分とに摺動可能に挿入されたポペット５０１ａを有し、ポペット５０１ａのフィーダ通路３７２ａへの挿入部分にはポペット５０１ａの移動ストロークに応じてポンプ通路３０１からフィーダ通路３７２ａへの開口面積を変化させる流量制御用の開口部５０３ａが形成され、ポペット５０１ａの反対側には背圧室５０５ａが形成されている。背圧室５０５ａにはポペット５０１を閉位置に保持するバネ５０６ａが配置されている。また、ポペット５０１ａはフィーダ通路３７２ａの圧力を受ける受圧部５０７ａと、ポンプ通路３０１の圧力を受ける受圧部５０９ａと、背圧室５０５ａの圧力を受ける受圧部５１１ａとを有し、受圧部５０７ａの有効受圧面積をＡｐ、受圧部５０９ａの有効受圧面積をＡｚ、受圧部５１１ａの有効受圧面積をＡｃとすると、Ａｃ＝Ａｚ＋Ａｐの関係になっている。更に、ポペット５０１ａのバルブボア４３２ａへの挿入部分にはポペット５０１ａの移動ストロークに応じて背圧室５０５ａへの開口面積を変化させるフィードバックスリット５１３ａが形成されている。また、ポペット５０１ａにはポンプ通路３０１をフィードバックスリット５１３ａに連通させる内部通路５１５ａが形成され、内部通路５１５ａにはフィードバックスリット５１３ａ側からポンプ通路３０１側への圧油の逆流を防止するロードチェック弁５１７ａが設けられている。
【００９６】
パイロットスプール４６２ａにはノッチ５２２ａが形成され、このノッチ５２２ａによりパイロットスプール４６２ａの移動ストロークに応じて開口面積を変化させるパイロット可変絞りを形成している。また、ハウジング２０７には背圧室５０５ａを小スプールボア４５２ａのノッチ５２２ａの入側部分に連絡する通路５３２ａと、小スプールボア４５２ａのノッチ５２２ａの出側部分をフィーダ通路３７２ａに連絡する通路５４２ａとが形成され、ノッチ５２２ａ（パイロット可変絞り）の開口面積を変えることによりポペット５０１の内部通路５１５ａ、フィードバックスリット５１３ａ、背圧室５０５ａと、通路５３２ａ，５４２ａとにより構成されるパイロットラインを流れるパイロット流量が変化する。
【００９７】
パイロットスプール４６２ａの一端側は第１サイドブロック２２５に形成されたバネ室兼受圧室５５２ａに突出し、バネ室兼受圧室５５２ａはパイロットポート２４１ａに連絡し、パイロットポート２４１ａより比例電磁弁３４ａの出力圧が導かれ、その圧力に応じてパイロットスプール４６２ａが動かされる。また、バネ室兼受圧室５５２ａにはパイロットスプール４６２ａを中立位置に保持するバネ機構５５３ａが配置されている。
【００９８】
以上のように構成したポペットタイプの補助弁１３１ａの動作原理は公知であり、ポペット５０１ａの背圧室５０５ａ側の受圧部５１１ａの有効受圧面積Ａｃとポンプ通路３０１側の受圧部５０９ａの有効受圧面積Ａｐとの比をＫとし、ポンプ通路３０１の圧力（ポンプ圧力）をＰｐ、フィーダ通路３７２ａの圧力（メータイン可変絞りの入側の圧力）をＰｚとすると、背圧室５０５ａの圧力ＰｃがＫ，Ｐｐ，Ｐｚの関数となり、フィードバックスリット５１３ａの作る開口面積がパイロットスプール４６２ａのノッチ５２２ａが作る開口面積に対してＫにより定まる所定の関係となるようにポペット５０１ａが動く。例えば、Ａｃ：Ａｐ＝２：１でＫ＝１／２とすると、Ｐｃ＝（Ｐｐ＋Ｐｚ）／２で、フィードバックスリット５１３ａの作る開口面積がパイロットスプール４６２ａのノッチ５２２ａが作る開口面積と等しくなるようにポペット５０１ａが動く。この時、開口部５０３ａの大きさを適切に選んでおけば、ポンプ通路３０１からフィーダ通路３７２ａへの開口面積をパイロットスプール４６２ａを動かすことによって自由に制御可能である。パイロットスプール４６２ａは比例電磁弁３４ａで制御されるので、結局、ポンプ通路３０１からフィーダ通路３７２ａへの開口面積をコントローラ２５により制御できる（可変抵抗機能）。
【００９９】
また、フィーダ通路３７２ａにポンプ通路３０１よりも高い圧力が負荷されたときには、ポペット５０１のフィーダ通路３７２ａ側の受圧部５０７ａに圧力がかかると同時に、通路５４２ａ、小スプールボア４５２ａ、ノッチ５２２ａ、通路５３２ａを通してポペット５０１の背圧室５０５ａ側の受圧部５１１ａにも同じ圧力が作用する。ここで、ポペット５０１の受圧部５１１ａは受圧部５０７ａより有効受圧面積が大きい。このためポペット５０１はフィーダ通路３７２ａの方に押し付けられ、ポペット５０１はロードチェック弁として作用する（逆流防止機能）。
【０１００】
左走行用補助弁１３１ｂのポペット弁４４２ｂとパイロットスプール４６２ｂも同様に構成されており、ポペット弁４４２ａ及びパイロットスプール４６２ａに関する部分と同じ部分には同じ符号に添え字ｂを付して示している。小スプールボア４５２ａ，４５２ｂの内端側はドレン通路５３１に連絡している。
【０１０１】
図２２、図２３、図２４、図２５において、ハウジング２０７内にはフィーダ通路３７４ａ，３７４ｂ〜３７７ａ，３７７ｂと整合しかつ第１及び第２のポンプ通路３０１，３０２に開口するよう、方向切換弁用のスプールボア３２４〜３２７と平行にバルブボア４３４ａ，４３４ｂ〜４３７ａ，４３７ｂが形成され、バルブボア４３４ａ，４３４ｂ〜４３７ａ，４３７ｂ内に予備用補助弁７０１ａ，７０１ｂのポペット弁４４４ａ，４４４ｂ、バケット用補助弁１１１ａ，１１１ｂのポペット弁４４５ａ，４４５ｂ、ブーム用補助弁９１ａ，９１ｂのポペット弁４４６ａ，４４６ｂ、アーム用補助弁１０１ａ，１０１ｂのポペット弁４４７ａ，４４７ｂが配置されている。また、ポペット弁４４４ａ，４４４ｂ〜４４７ａ，４４７ｂの下側には互いに整合するようバルブボア４３４ａ，４３４ｂ〜４３７ａ，４３７ｂと平行に小スプールボア４５４ａ，４５４ｂ〜４５７ａ，４５７ｂが形成され、小スプールボア４５４ａ，４５４ｂ〜４５７ａ，４５７ｂには予備用補助弁７０１ａ，７０１ｂのパイロットスプール４６４ａ，４６４ｂ、バケット用補助弁１１１ａ，１１１ｂのパイロットスプール４６５ａ，４６５ｂ、ブーム用補助弁９１ａ，９１ｂのパイロットスプール４６６ａ，４６６ｂ、アーム用補助弁１０１ａ，１０１ｂのパイロットスプール４６７ａ，４６７ｂが挿入されている。
【０１０２】
予備用補助弁７０１ａ，７０１ｂのポペット弁４４４ａ，４４４ｂとパイロットスプール４６４ａ，４６４ｂ、バケット用補助弁１１１ａ，１１１ｂのポペット弁４４５ａ，４４５ｂとパイロットスプール４６５ａ，４６５ｂ、ブーム用補助弁９１ａ，９１ｂのポペット弁４４６ａ，４４６ｂとパイロットスプール４６６ａ，４６６ｂ、アーム用補助弁１０１ａ，１０１ｂのポペット弁４４７ａ，４４７ｂとパイロットスプール４６７ａ，４６７ｂも、左走行用補助弁１３１ａ，１３１ｂのポペット弁４４２ａ，４４２ｂ及びパイロットスプール４６２ａ，４６２ｂと同様に構成され、パイロットスプール４６４ａ，４６４ｂ〜４６７ａ，４６７ｂにはノッチ５２４ａ，５３４ｂ〜５２７ａ，５２７ｂが形成され、ハウジング２０７には通路５３４ａ，５３４ｂ〜５３７ａ，５３７ｂ、通路５４４ａ，５４４ｂ〜５４７ａ，５４７ｂが形成され、第１及び第２サイドブロック２２５，２２６にはバネ室兼受圧室５５４ａ，５５４ｂ〜５５７ａ，５５７ｂが形成されている。
【０１０３】
ただし、図２３に示すバケット用補助弁１１１ｂのポペット５０１ｂに形成される流量制御用の開口部５０３ｂは開口面積を小さく形成され、固定絞り１７（図１参照）として機能するように構成されている。
【０１０４】
図２１において、フィーダ通路３７３の第２のポンプ通路３０２への開口部にポンプ通路３０２からフィーダ通路３７３への圧油の流れを許すチェック弁１６が配置されている。
【０１０５】
図２２において、ハウジング２０７内にはアクチュエータポート２１５ａ，２１５ｂの通路３８４ａ，３８４ｂに開口するボア５６０ａ，５６０ｂと、ボア５６０ａ，５６０ｂをタンクポート３０３，３０４に連絡する通路５６１ａ，５６１ｂが形成され、ボア５６０ａ，５６０ｂに閉鎖プラグ５６２ａ，５６２ｂが装着されている。必要に応じ、閉鎖プラグに代え予備用のオーバロードリリーフ弁を装着してもよい。図２３においては、アクチュエータポート２１６ａ，２１６ｂの通路３８５ａ，３８５ｂに開口するボア５６３ａ，５６３ｂと、ボア５６３ａ，５６３ｂをタンクポート３０３，３０４に連絡する通路５６４ａ，５６４ｂが形成され、ボア５６３ａ，５６３ｂにバケット用のオーバロードリリーフ弁５６５ａ，５６５ｂが装着されている。
【０１０６】
図２４において、ハウジング２０７内にはアクチュエータポート２１７ａの通路３８６ａに開口するボア５７１が形成され、第１サイドブロック２２５にはボア５７１と整合するボア５７２が形成され、これらボア５７１，５７２にアンチドリフト弁（ノンリーク弁）５７３が装着されている。また、ハウジング２０７内にはアクチュエータポート２１７ｂの通路３８６ｂに開口するボア５７４と、このボア５７４をタンクポート３０４に連絡する通路５７５が形成され、ボア５７４にブーム用のオーバロードリリーフ弁５７６ｂが装着されている。更に、ハウジング２０７内には通路３８６ａのアクチュエータポート２１７ａ付近から分岐する通路５７７と、図２４に示す断面部分において通路５７７に連絡し、図２４に示す断面部分から図２６に示す断面部分まで前後方向に伸びる通路５７８と、図２６に示す断面部分においてドレンポート２１９に連絡する通路５７９と、通路５７９に開口しかつ通路５７８が開口するボア５８０とが形成され、ボア５８０にブーム用のもう１つのオーバロードリリーフ弁５７６ａが装着されている。
【０１０７】
図２５において、ハウジング２０７内には同様にアクチュエータポート２１８ａの通路３８７ａに開口するボア５９１が形成され、第１サイドブロック２２５にはボア５７９と整合するボア５９２が形成され、これらボア５９１，５９２にアンチドリフト弁（ノンリーク弁）５９３が装着されている。また、ハウジング２０７内にはアクチュエータポート２１８ｂの通路３８７ｂに開口するボア５９４と、このボア５９４をタンクポート３０４に連絡する通路５９５が形成され、ボア５９４にブーム用のオーバロードリリーフ弁５９６ｂが装着されている。更に、ハウジング２０７内にはアクチュエータポート２１８ａの通路３８７ａのアンチドリフト弁部分から図２６に示す断面部分まで前後方向に伸びる通路５９８と、図２６に示す断面部分において通路５７９に開口しかつ通路５９８が開口するボア５９９とが形成され、ボア５９９にブーム用のもう１つのオーバロードリリーフ弁５９６ａが装着されている。
【０１０８】
図２８にブーム用方向切換弁９に係わるアンチドリフト弁５７３の詳細を示す。
【０１０９】
図２８において、アンチドリフト弁５７３は、通路３８６ａを開閉するポペット弁６１０と、ポペット弁６１０を閉弁方向に付勢するバネ６１１を保持するバネ受け６１２と、バネ受け６１２が固定されるスリーブ６１３とを有し、ポペット弁６１０とバネ受け６１２との間には背圧室６１４が形成され、バネ受け６１２とスリーブ６１３間にはドレン室６１５が形成されている。また、スリーブ６１３内にはパイロット弁６１６とパイロットピストン６１７が一体となったピストンバルブ６１８が摺動可能に挿入され、パイロット弁６１６とパイロットピストン６１７間に制御室６１９が形成され、パイロットピストン６１７の背面部にパイロット室６２０が形成されている。制御室６１９はスリーブ６１３に形成された通路６２１及びハウジング２０７及び第１サイドブロック２２５に形成された通路６２２，６２３を介して通路３８６ａのパイロットポート２１７ａ側に連通するとともに、スリーブ６１３に形成された通路６２４及び外周溝６２５を介して背圧室６１４に連通している。通路６２１には絞り６２６が設けられている。また、第１サイドブロック２２５にはドレン通路６２７が形成され、ドレン室６１５はスリーブ６１３に形成された通路６２８及びスリーブ６１３の後端側の隙間６２９を介してそのドレン通路６２７に連通している。ドレン通路６２７はパイロットポート２３６ａの外周溝６３０を通り、更に図１５に示すドレン通路６３１につながり、ドレンポート６３２に至っている。
【０１１０】
図２８に戻り、パイロット室６２０は、スリーブ６１３に形成した通路６３５及び第１サイドブロック２２５に形成した通路６３６を介して方向切換弁９のバネ室兼受圧室４１６ａに連通し、バネ室兼受圧室４１６ａに導かれたブーム上げ用のパイロット圧力信号９２ａがパイロット室６２０にも導かれる構成となっている。
【０１１１】
方向切換弁スプール３３６が図２４に示す中立位置にあるとき、パイロット室６２０はほぼタンク圧となっており、パイロット弁６１６は図示の位置にあり、制御室６１９とドレン室６１５は閉じられている。また、ブームシリンダ３のボトム側が負荷を保持しているとき、ブームシリンダ３の負荷圧（負荷の保持圧）はパイロットポート２１７ａ、通路６２２，６２３、通路６２１を介して制御室６１９に導かれ、更に通路６２４及び外周溝６２５を介して背圧室６１４に導かれ、ポペット弁６１０を閉弁位置に押圧保持する。このため、ブームシリンダ３のボトム側の圧油は通路３８６ａのポペット弁６１０の下流側に漏れ出ることはなく、ブームシリンダ３の負荷が保持される。
【０１１２】
ブーム上げのため方向切換弁９のバネ室兼受圧室４１６ａにパイロット圧力信号９２ａが導かれると、方向切換弁スプール３３６が図示左方に操作されるとともに、そのパイロット圧力信号９２ａがパイロット室６２０に導かれ、パイロット弁６１６を図示左方に押して制御室６１９とドレン室６１５を連通させる。このため制御室６１９内の圧力はタンク圧付近まで低下し、この低下した圧力が通路６２４、外周溝６２５を介して背圧室６１４に導かれる。その結果、ポペット弁６１０はポペット弁６１０の受圧部６３７に作用する負荷圧により開弁し、ブームシリンダ３のボトム側の圧油を排出することが可能となる。
【０１１３】
ブーム上げのため方向切換弁９のバネ室兼受圧室４１６ｂにパイロット圧力信号９２ｂが導かれる場合は、通路３８６ａに導かれる供給圧によりポペット弁６１０は開弁し、ブームシリンダ３のボトム側に圧油を供給することが可能となる。
【０１１４】
アーム用方向切換弁１０に係わるアンチドリフト弁（ノンリーク弁）５９３の構造及び作用もブーム用方向切換弁９に係わるアンチドリフト弁５７３と同様である。
【０１１５】
図２９は図１６及び図１７のＫ−Ｋ線断面図である。
【０１１６】
図２９において、ハウジング２０７内には、第１及び第２のバイパス通路８０１，８０２（第１及び第２のバイパスライン２５ａ，２５ｂに相当）がほぼ同じ高さ位置で互いに平行に並んで前後方向に伸びるように形成されている。第１のバイパス通路８０１はブリッジ通路６５１〜６５４及び最下流の単一通路６５５を順次接続して構成され、第２のバイパス通路８０２はブリッジ通路６６１〜６６４及び最下流の単一通路６６５を順次接続して構成されている。第１及び第２のバイパス通路８０１，８０２は、図１９及び図２０から分かるように、方向切換弁スプール３３１〜３３７を挟んで第１及び第２のポンプ通路３０１及び３０２の反対側であって、方向切換弁スプール３３１〜３３７とハウジング２０７の上面２０１に開口するアクチュエータポート２１２ａ，２１２ｂ〜２１８ａ，２１８ｂの間に位置している。
【０１１７】
また、ハウジング２０７内において、第１のバイパス通路８０１側にはスプールボア６８１〜６８４及びバルブボア６８５が互いに所定間隔を置いて平行に形成され、第２のバイパス通路８０２側にはスプールボア６９１〜６９４及びバルブボア６９５が互いに所定間隔を置いて平行に形成され、スプールボア６８１〜６８４には第１〜第４のブリード弁８１〜８４を構成するブリード弁スプール８１１〜８１４が摺動自在に挿入され、スプールボア６９１〜６９４には第５〜第８のブリード弁８５〜８８を構成するブリード弁スプール８２１〜８２４が摺動自在に挿入され、バルブボア６８５にはポンプコントロール弁７７の弁体８１５が摺動可能に挿入され、バルブボア６９５にはポンプコントロール弁７８の弁体８２５が摺動可能に挿入されている。ブリード弁スプール８１１〜８１４及び弁体８１５は第１のバイパス通路８０１を横切る方向に並んで配置され、ブリード弁スプール８２１〜８２４及び弁体８２５は第２のバイパス通路８０２を横切る方向に並んで配置されている。
【０１１８】
また、ブリード弁スプール８１１〜８１４及びブリード弁スプール８２１〜８２４は、後述する如く、右走行用の方向切換弁スプール３３１、左走行用の方向切換弁スプール３３２、旋回用の方向切換弁スプール３３３の上側においてこれら方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対して位置をずらし、方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対して概ね千鳥に配置され、これにより方向切換弁スプールとブリード弁スプールの高さ方向の距離が短くなるため、ブリード弁スプールが多数あってもハウジング２０２の限られた容積内で種々の弁要素が合理的に配置され、弁装置全体をコンパクトにしている。
【０１１９】
ブリッジ通路６５１〜６５４の最上流のブリッジ通路６５１は、その上流部分で図１８に示すように、通路６７１を介して第１のポンプ通路３０１に連絡する通路３０５に連絡し、ブリッジ通路６６１〜６６４の最上流のブリッジ通路６６１も同様に、その上流部分で通路６７２を介して第２のポンプ通路３０２に連絡する通路３０６に連絡している。最下流の単一通路６５５，６６５は、それぞれ、それらの下流部分でポンプコントロール弁７７，７８を介して、更に図２１に示すように通路６７３，６７４を介してタンク通路３０３，３０４に連絡している。
【０１２０】
スプールボア６８１〜６８４及びスプールボア６９１〜６９４の中央部とその両側には、それぞれ、ブリッジ通路６５１〜６５４及びブリッジ通路６６１〜６６４の一部をなす２つの入力ポートと１つの出力ポートが形成されている。また、バルブボア６８５，６９５には、それぞれ、単一通路６５５，６６５及び通路６７３，６７４（図２１参照）の一部をなす環状の入力ポート及び出力ポートが形成されている。
【０１２１】
ブリード弁スプール８１１〜８１４には、２つの入力ポートに対応する位置にノッチ８３１ａ，８３１ｂ〜８３４ａ，８３４ｂが形成され、これらノッチはブリード弁スプール８１１〜８１４の移動方向に応じて上流側のブリッジ通路と下流側のブリッジ通路を連通指せるブリード絞りを形成し、ブリード弁スプール８２１〜８２４にも、同様に、２つの入力ポートに対応する位置にノッチ８４１ａ，８４１ｂ〜８４４ａ，８４４ｂが形成され、これらノッチはブリード弁スプール８２１〜８２４の移動方向に応じて上流側のブリッジ通路と下流側のブリッジ通路を連通指せるブリード絞りを形成する。
【０１２２】
スプールボア６８１〜６８４及びスプールボア６９１〜６９４は、それぞれ、ハウジング２０７の左右の側面２０３，２０４に開口し、第１サイドブロック２２５の対応する箇所にはバネ室兼受圧室８５１ａ〜８５４ａが形成され、第２サイドブロック２２６の対応する箇所にもバネ室兼受圧室８６１ａ〜８６４ａが形成され、バネ室兼受圧室８５１ａ〜８５４ａはパイロットポート２５１ａ〜２５４ａに連絡し、バネ室兼受圧室８６１ａ〜８６４ａはパイロットポート２６１ａ〜２６４ａに連絡している。また、バネ室兼受圧室８５１ａ〜８５４ａ及び８６１ａ〜８６４ａにはブリード弁スプール８１１〜８１４及び及び８２１〜８２４を中立位置に保持するバネ機構８７１〜８７８が配置されている。
【０１２３】
スプールボア６８１〜６８４及びスプールボア６９１〜６９４の内端側には受圧室８５１ｂ〜８５４ｂ及び８６１ｂ〜８６４ｂが形成され、これら受圧室８５１ｂ〜８５４ｂ及び８６１ｂ〜８６４ｂは、それぞれ、図１８〜図２０に示すように、ハウジング２０７及び第１及び第２サイドブロック２２５，２２６内においてスプールボア６８１〜６８４及び６９１〜６９４及びバネ室兼受圧室８５１ａ〜８５４ａ及び８６１ａ〜８６４ａの下側に平行に形成された通路８８１ａ，８８１ｂ〜８８８ａ，８８８ｂ（通路８８３ａ，８８３ｂ及び８８７ａ，８８７ｂは図示省略）を介してパイロットポート２５１ｂ〜２５４ｂ及びパイロットポート２６１ｂ〜２６４ｂに連絡している。
【０１２４】
例えば、パイロット圧力信号９２ａによりブーム用の方向切換弁９の方向切換弁スプール３３６（図２４参照）をブーム上げ方向の図示左方に操作したとき、方向切換弁スプール３３６のノッチ３９６（メータイン絞り）の開口面積はその操作量に応じて前述した図１２のＸ０に示すように全閉から全開まで変化する。一方、このとき、パイロット圧力信号９２ａ（パイロット圧力信号７１３ａ）により第１の油圧ポンプ１ａ側のブリード弁８３ブリード弁スプール８１３は図２９の図示左方に操作され、第２の油圧ポンプ１ｂ側のブリード弁８７のブリード弁スプール８２３は図２９の図示右方に操作され、ブリード弁スプール８１３のノッチ８３３ａ（ブリード絞り）の開口面積はその操作量に応じて図１２のＸ２に示すように全開から全閉まで変化し、ブリード弁スプール８２３のノッチ８４３ａ（ブリード絞り）の開口面積は、ブリード弁スプール８１３より遅れて、その操作量に応じて図１２のＸ３に示すように全開から全閉まで変化する。これにより前述したように第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出圧を順次高め、ブーム用の方向切換弁スプール３３６のノッチ３９６の開口曲線の特性とブリード弁スプール８１３，８２３のノッチ８３３ａ，８４３ａの開口曲線の特性（ブリード流量特性）の組み合わせに応じた流量特性（メータリング特性）にて第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出油がブームシリンダ３に供給される。このとき、それら特性を適切に設定することにより、ブームシリンダ３の負荷特性に応じたメータリング特性が得られ、適切な流量制御を行うことができる。また、ブームシリンダ３の起動は、ブリード弁８３，８７のスプール８１３，８２３により圧油の一部を抜きながら行うので、油圧変動に対するクッション作用が得られ、油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出圧を徐々に高めることでブームシリンダ３の急激な駆動を防止することができる。
【０１２５】
第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの吐出油が合流して供給される他のアクチュエータの動作方向に係わるブリード弁スプールについても同様であり、それらブリード弁スプールのノッチ（ブリード絞り）の開口曲線の特性は、アクチュエータのそれぞれの動作方向での負荷特性に応じたメータリング特性が得られるように微妙に変えられている。
【０１２６】
また、例えばパイロット圧力信号１４２ａにより右走行用の方向切換弁１４の方向切換弁スプール３３１（図１９参照）を前進方向の図示左方に操作したとき、方向切換弁スプール３３１のノッチ３９１ｂ（メータイン絞り）の開口面積はその操作量に応じて前述した図１３のＸ４に示すように全閉から全開まで変化する。一方、このとき、パイロット圧力信号１４２ａによりブリード弁８１のブリード弁スプール８１１も図２９の図示左方に操作され、ブリード弁スプール８１１のノッチ８３１ａ（ブリード絞り）の開口面積はその操作量に応じて図１３のＸ５に示すように全開から全閉まで変化する。これにより前述したように第１の油圧ポンプ１ａの吐出圧を徐々に高め、右走行用の方向切換弁スプール３３１のノッチ３９１ｂの開口曲線の特性とブリード弁スプール８１１のノッチ８３１ａの開口曲線の特性（ブリード流量特性）の組み合わせに応じた流量特性（メータリング特性）にて第１の油圧ポンプ１ａの吐出油が右走行モータ８に供給される。このとき、それらの特性を適切に設定することにより右走行モータ８の負荷特性に応じたメータリング特性が得られ、適切な流量制御を行うことができる。また、右走行モータ８の起動は、ブリード弁８１のスプール８１１により圧油の一部を抜きながら行うので、油圧変動に対するクッション作用が得られ、油圧ポンプ１ａの吐出圧を徐々に高めることで右走行モータ８の急激な駆動を防止することができる。
【０１２７】
第１及び第２の油圧ポンプ１ａ，１ｂの一方だけの吐出油が供給される他のアクチュエータの動作方向に係わるブリード弁スプールについても同様であり、それらブリード弁スプールのノッチ（ブリード絞り）の開口曲線の特性は、アクチュエータのそれぞれの動作方向での負荷特性に応じたメータリング特性が得られるように微妙に変えられている。
【０１２８】
また、図１６示すパイロットポート２３１ａ〜２３３ａとパイロットポート２５１ａ〜２５４ａ及び２５１ｂ〜２５４ｂとの位置関係、図１７に示すパイロットポート２３１ｂ〜２３３ｂとパイロットポート２６１ａ〜２６４ａ及び２６１ｂ〜２６４ｂとの位置関係から分かるように、ブリード弁スプール８１１〜８１４及びブリード弁スプール８２１〜８２４は右走行用の方向切換弁スプール３３１、左走行用の方向切換弁スプール３３２、旋回用の方向切換弁スプール３３３の上側においてこれら方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対して前後方向に位置をずらし、方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対して概ね千鳥に配置され、これにより方向切換弁スプールとブリード弁スプールの高さ方向の距離が短くなるため、ブリード弁スプールが多数あってもハウジング２０２の限られた容積内で種々の弁要素を干渉することなく合理的に配置することができ、弁装置全体をコンパクトにすることができる。
【０１２９】
図３０にポンプコントロール弁７７部分の拡大図を示す。図３０には、単一通路６５５の一部をなす環状の入力ポートが符号６５５ａで示され、単一通路６７３の一部をなす環状の出力ポートが符号６７３ａで示されている。
【０１３０】
ポンプコントロール弁７７は上述した弁体８１５を有し、弁体８１５には絞り７７を構成するノッチ８９１が形成されている。また、ポンプコントロール弁７７は、第１サイドブロック２２５に装着されたスリーブ８９２と、スリーブ８９２のハウジング２０７側の端部に開口するバルブボア８９３内に配置されたリリーフ弁７７ｂの弁体８９４とを有し、バルブボア８９３内のリリーフ弁７７ｂの弁体８９４の先端側にはバルブ室８９５が形成されている。
【０１３１】
第１サイドブロック２２５には前述した絞り付き接続プラグ２５８ａの接続ポート８９６が形成され、接続ポート８９６は通路８９７ａ，８９７ｂ，８９７ｃを介してポンプ制御ポート２５６ａに連通し、絞り付き接続プラグ２５８ａのパイロット油圧源ポート２５７ａは絞り付き接続プラグ２５８ａ内に形成された絞り７７ｅを介して通路８９７ａ，８９７ｂ，８９７ｃと連通している。
【０１３２】
スリーブ８９２には通路８９５ｂが連通する環状の外周凹所８９８と、この外周凹所８９８に開口する通路８９９と、通路８９９に連絡しかつバルブ室８９５に開口する通路９００とが形成され、バルブ室８９５はリリーフ弁体７７ｂの弁８９４に形成された通路９０１及びバネ室９０２、弁体８１５内に形成されたバネ室９０３、軸通路９０４、ハウジング２０７に形成されたバネ室９０５、通路９０６，９０７を介してドレンポート２２０に連絡している。
【０１３３】
バネ室９０５内には弁体８１５をノッチ８９１（絞り７７ａ）の閉じ方向に付勢するバネ９１０が配置され、バネ室９０２，９０３内にはリリーフ弁７７ｂののバネ７７ｃが配置されている。弁体８１５は入力ポート６５５ａから導かれる圧油により図示左方に付勢されることでバネ７７ｃ、つまりリリーフ弁７７ｂの設定圧を調節するものであり、前述した油圧駆動部７７ｄを構成する。
【０１３４】
第１〜第４ブリード弁８１〜８４が全開状態にあるとき、バイパス通路８０１を流れる流量は最大となり、ノッチ８９１（絞り７７ａ）の上流の圧力は最高となる。この圧力により弁体８１５（油圧駆動部７７ｄ）はバネ７７ｃの力（リリーフ設定圧）を最小にするよう図示左方に移動する。このためパイロット油圧源ポート２５７ａから絞り７７ｅを介して通路８９７ａ〜８９７ｃに導かれたパイロット油圧源７９（図１１参照）の圧力は、通路８９７ａ〜８９７ｃの圧油がスリーブ８９２の通路８９９，９００、バルブ室８９５、弁体８９４の通路９０１及びバルブ室９０２、弁体８１５のバネ室９０３及び軸通路９０４、ハウジング２０７のバネ室９０５、通路９０６，９０７を介してドレンポート２２０からタンクへと流出することにより、可変リリーフ弁７７ｂの設定圧である最低圧力まで低下するよう制御される。第１〜第４ブリード弁８１〜８４のいずれかが操作され、ブリード絞りのノッチが絞られるに従い、バイパス通路８０１の下流側に流れる流量は減少し、ノッチ８９１（絞り７７ａ）の上流側の圧力は低下する。これに伴い弁体８１５（油圧駆動部７７ｄ）はバネ９１０の力によりバネ７７ｃの力（リリーフ設定圧）を大きくするよう図示右方に移動する。このため通路８９７ａ〜８９７ｃの圧力はバネ７７ｃの力（リリーフ設定圧）の増加に伴って上昇する。これによりレギュレータ２ａは油圧ポンプ１ａの傾転（吐出容量）を増大させ、油圧ポンプ１ａの吐出流量を増大するよう制御する。
【０１３５】
ポンプコントロール弁７８も同様に構成されている。
【０１３６】
以上のように構成した本実施の形態によれば、ブリード弁８１〜８８（ブリード弁スプール８１１〜８１４及び８２１〜８２４）を設けこれらを制御することにより、特開平９−７９２１２号公報に記載のように、従来のオープンセンタ回路に対して補助弁９１ａ，９１ｂ；１０１ａ，１０１ｂ；１１１ａ，１１１ｂ；１３１ａ，１３１ｂ；７０１ａ，７０１ｂが構成する優先回路とブリード弁８１〜８８が構成するブリード回路とが分離され、優先度合いとメータリング特性とを独立して制御することができる。
【０１３７】
また、第１のバイパスライン２５ａ（第１のバイパス通路８０１）に第１〜第４のブリード弁８１〜８４（ブリード弁スプール８１１〜８１４）を設け、第２のバイパスライン２５ｂ（第２のバイパス通路８０２）に第５〜第８のブリード弁８５〜８８（ブリード弁スプール８２１〜８２４）を設け、図１２及び図１３に示したようにアクチュエータ１〜８，６９のそれぞれの動作方向での負荷特性に応じた開口曲線を設定することにより、従来のオープンセンタ回路における各方向切換弁のセンタバイパス絞りと同様、方向切換弁の全てに対し個別にブリード流量制御を行えるものとなり、アクチュエータの負荷特性に応じた流量制御が行えるとともに、油圧変動に対するクッション作用が得られる。
【０１３８】
更に、ブリード弁スプール８１１〜８１４及びブリード弁スプール８２１〜８２４を右走行用の方向切換弁スプール３３１、左走行用の方向切換弁スプール３３２、旋回用の方向切換弁スプール３３３の上側においてこれら方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対して前後方向に位置をずらし、方向切換弁スプール３３１，３３２，３３３に対して概ね千鳥に配置したので、方向切換弁スプールとブリード弁スプールの高さ方向の距離が短くなるため、ブリード弁スプールが多数あってもハウジング２０２の限られた容積内で種々の弁要素を干渉することなく合理的に配置することができ、弁装置全体をコンパクトにすることができる。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明によれば、クローズドセンタ回路で合流回路と優先回路とを簡単な構成で実現することができかつ複合操作での優先度合いとメータリング特性とを独立して制御できる油圧システムにおいて、複数のアクチュエータのそれぞれの負荷特性に応じた流量制御が行え、しかも弁構造が大かがりとならずコンパクトである方向切換弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる方向切換弁装置を用いた油圧システムの回路図である。
【図２】図１に示す油圧システムの操作系を示す図である。
【図３】図１に示す油圧システムのコントローラの構成図である。
【図４】図１に示す油圧システムが搭載される油圧ショベルの外観図である。
【図５】図１に示す油圧システムにおける単独操作で補助弁を制御するときの操作状態と補助弁動作位置との関係を示す図である。
【図６】図１に示す油圧システムにおける走行複合操作で補助弁を制御するときの操作状態と補助弁動作位置との関係を示す図である。
【図７】図１に示す油圧システムにおける旋回複合操作で補助弁を制御するときの操作状態と補助弁動作位置との関係を示す図である。
【図８】図１に示す油圧システムにおけるフロント２複合操作で補助弁を制御するときの操作状態と補助弁動作位置との関係を示す図である。
【図９】図１に示す油圧システムにおけるフロント３複合操作で補助弁を制御するときの操作状態と補助弁動作位置との関係を示す図である。
【図１０】図１に示す油圧システムの補助弁の開口曲線を示す図である。
【図１１】図１に示す油圧システムにおけるブリード弁及びポンプコントロール弁の詳細を示す図である。
【図１２】ブリード弁の開口曲線を示す図である。
【図１３】ブリード弁の開口曲線を示す図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係わる方向切換弁装置の左右の側面を展開して示す図である。
【図１５】方向切換弁装置の上面図である。
【図１６】方向切換弁装置の右側面図である。
【図１７】方向切換弁装置の左側面図である。
【図１８】図１６及び図１７のＡ−Ａ線の断面図である。
【図１９】図１６及び図１７のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図２０】図１６及び図１７のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図２１】図１６及び図１７のＤ−Ｄ線の断面図である。
【図２２】図１６及び図１７のＥ−Ｅ線の断面図である。
【図２３】図１６及び図１７のＦ−Ｆ線の断面図である。
【図２４】図１６及び図１７のＧ−Ｇ線の断面図である。
【図２５】図１６及び図１７のＨ−Ｈ線の断面図である。
【図２６】図１６及び図１７のＩ−Ｉ線の断面図である。
【図２７】図２０に示す左走行用補助弁のポペット弁及びパイロットスプール部分の拡大図である。
【図２８】図２４に示すブーム用方向切換弁に係わるアンチドリフト弁の詳細を示す。
【図２９】図１６及び図１７のＫ−Ｋ線断面図である。
【図３０】図２１に示すポンプコントロール弁部分の拡大図である。
【符号の説明】
１ａ，ｂ　油圧ポンプ
２ａ，２ｂ　レギュレータ
３　ブームシリンダ
４　アームシリンダ
５　バケットシリンダ
６　旋回モータ
７　左走行モータ
８　右走行モータ
６９　予備のアクチュエータ
９　ブーム用方向切換弁
１０　アーム用方向切換弁
１１　バケット用方向切換弁
１２　旋回用方向切換弁
１３　左走行用方向切換弁
１４　右走行用方向切換弁
７０　予備用方向切換弁
１６　ロードチェック弁
１７　固定絞り
２５ａ，２５ｂ　ブリードライン
２９　タンク
３０ａ，３０ｂ　ポンプライン
３１ａ，３１ｂ　比例電磁弁
３２ａ，３２ｂ　比例電磁弁
３３ａ，３３ｂ　比例電磁弁
３４ａ，３４ｂ　比例電磁弁
３５ａ，３５ｂ　比例電磁弁
４１ａ，４１ｂ　パイロット圧センサ
４２ａ，４２ｂ　パイロット圧センサ
４３ａ，４３ｂ　パイロット圧センサ
４４ａ，４４ｂ　パイロット圧センサ
４５ａ，４５ｂ　パイロット圧センサ
４６ａ，４６ｂ　パイロット圧センサ
４７ａ，４７ｂ　パイロット圧センサ
７７，７８　ポンプコントロール弁
８１〜８８　ブリード弁
９１ａ，９１ｂ　補助弁
９２ａ，９２ｂ　パイロット圧力信号
９３ａ，９３ｂ　フィーダライン
１０１ａ，１０１ｂ　補助弁
１０２ａ，１０２ｂ　パイロット圧力信号
１０３ａ，１０３ｂ　フィーダライン
１１１ａ，１１１ｂ　補助弁
１１２ａ，１１２ｂ　パイロット圧力信号
１１３ａ，１１３ｂ　フィーダライン
１２２ａ，１２２ｂ　パイロット圧力信号
１２３ｂ　フィーダライン
１３１ａ，１３１ｂ　補助弁
１３２ａ，１３２ｂ　パイロット圧力信号
１３３ａ，１３３ｂ　フィーダライン
１４２ａ，１４２ｂ　パイロット圧力信号
１４３ａ　フィーダライン
７０１ａ，７０１ｂ　補助弁
７０２ａ，７０２ｂ　パイロット圧力信号
７０３ａ，７０３ｂ　フィーダライン
７１１ａ，７１１ｂ　パイロット圧力信号
７１２ａ，７１２ｂ　パイロット圧力信号
７１３ａ　パイロット圧力信号
２０１　上面
２０２　下面
２０３　右側面
２０４　左側面
２０５　前端面
２０６　後端面
２０７　ハウジング
２２５　第１サイドブロック
２２６　第２サイドブロック
２３１ａ〜２３７ａ；２３１ｂ〜２３７ｂ　パイロットポート
２４１ａ〜２４５ａ；２４１ｂ〜２４５ｂ　パイロットポート
２５１ａ〜２５４ａ；２５１ｂ〜２５４ｂ　パイロットポート
２６１ａ〜２６４ａ；２６１ｂ〜２６４ｂ　パイロットポート
３０１，３０２　ポンプ通路
３０３，３０４　タンク通路
３３１〜３３７　方向切換弁スプール
３６１，３７１　フィーダ通路
３６２，３７２ａ，３７２ｂ　フィーダ通路
３６３，３７２　フィーダ通路
３６４〜３６７，３７４ａ，３７４ｂ〜３７７ａ，３７７ｂ　フィーダ通路
３９１ａ，３９１ｂ〜３９７ａ，３９７ｂ　流入側ノッチ
４０１ａ，４０１ｂ〜４０７ａ，４０７ｂ　流出側ノッチ
４４２ａ，４４２ｂ〜４４７ａ，４４７ｂ　ポペット弁
４６２ａ，４６２ｂ〜４６７ａ，４６７ｂ　パイロットスプール
５６２ａ，５６２ｂ　閉鎖プラグ
５６５ａ，５６４ｂ　オーバロードリリーフ弁
５７３　アンチドリフト弁
５７６ａ，５７６ｂ　オーバロードリリーフ弁
５９３　アンチドリフト弁
５９６ａ，５９６ｂ　オーバロードリリーフ弁
８０１，８０２　第１及び第２のバイパス通路
８１１〜８１４；８２１〜８２４　ブリード弁スプール
８１５，８２５　ポンプコントロール弁の弁体
８３１ａ，８３１ｂ〜８３４ａ，８３４ｂ　ノッチ
８４１ａ，８４１ｂ〜８４４ａ，８４４ｂ　ノッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2004019810.tif 000020
【図１９】
2004019810.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2004019810.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2004019810.tif 000031
【図３０】
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