(57)【要約】【課題】操作パイロット圧を各パイロット圧操作型切換弁ごとに個別に検出することができ、且つ装置全体の小型化を図れる切換弁装置を提供する。【解決手段】アーム用切換弁２０は、弁本体４０のうちメインスプール４１より一方側に設けられ、コントローラ２７からの駆動信号Ｓ２により操作パイロット圧を生成しパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂ内へ導入する一対の電磁弁４４Ａ，４４Ｂと、弁本体４０のうちメインスプール４１より一方側に設けられ、電磁弁４４Ａ，４４Ｂからパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂへのパイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂにそれぞれ連通した一対のパイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂと、これら一対のパイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂに導かれる操作パイロット圧を検出する圧力センサ６４Ａ，６４Ｂとを備え、切換弁装置１７は、このアーム用切換弁２０と同様の構造のパイロット圧操作型切換弁を複数有する。【選択図】　図４
2004036862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体と、この弁本体に設けたスプール孔に嵌挿され、パイロット圧受圧室内の操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプールとを備えた複数のパイロット圧操作型切換弁を有する切換弁装置において、
前記パイロット圧操作型切換弁のうち少なくとも１つは、前記弁本体のうち前記スプールと並列位置である一方側に設けられ、外部からの駆動信号により前記操作パイロット圧を生成し前記パイロット圧受圧室内へ導入する一対の電磁弁と、前記弁本体のうち前記スプールと並列位置である一方側に設けられ、前記電磁弁から前記パイロット圧受圧室への前記操作パイロット圧の供給経路にそれぞれ連通した一対の圧力検出通路と、これら一対の圧力検出通路に導かれる前記操作パイロット圧を検出する圧力検出手段とを備えることを特徴とする切換弁装置。
【請求項２】
請求項１記載の切換弁装置において、前記少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁は、前記一対の圧力検出通路にそれぞれ導かれる前記操作パイロット圧のうち、高圧側を選択するシャトル弁をさらに備え、前記圧力検出手段はこの選択された高圧側の操作パイロット圧を検出することを特徴とする切換弁装置。
【請求項３】
請求項１記載の切換弁装置において、前記少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁は、前記圧力検出手段を前記弁本体の内部に収納配置したことを特徴とする切換弁装置。
【請求項４】
請求項１記載の切換弁装置において、前記複数のパイロット圧操作型切換弁は、前記電磁弁により前記操作パイロット圧を生成して前記パイロット圧受圧室へ導入する前記少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁と、前記操作パイロット圧を外部より直接前記パイロット圧受圧室へ導入するそれ以外のパイロット圧操作型切換弁とを含むことを特徴とする切換弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁から出力される操作パイロット圧で制御される複数のパイロット圧操作型切換弁を有する切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、建設機械の１つである油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置は、エンジン等の原動機と、この原動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油によりブーム、アーム、作業具等をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、作業具用油圧シリンダ等を含む複数の油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプからこれらの油圧アクチュエータへ吐出された圧油の流れをそれぞれ制御するパイロット圧操作型切換弁を複数有する切換弁装置と、上記油圧アクチュエータを手動操作するための操作レバーを有する操作レバー装置とを備えている。
【０００３】
上記操作レバー装置としては、例えば油圧パイロット方式が用いられる。この方式では、油圧源（例えば上記原動機によって駆動されるパイロットポンプ）で生成されるパイロット元圧を、上記操作レバーの操作量に応じて減圧弁で減圧し、上記パイロット圧操作型切換弁に直接出力することでこのパイロット圧操作型切換弁を切り換えるようになっている。
【０００４】
このように油圧パイロット方式の操作レバー装置により切り換えられる切換弁装置としては、例えば特開平７−２３９０５４に記載されているものがあり、切換弁装置の各パイロット圧操作型切換弁が、対応する操作レバー装置の減圧弁（パイロット弁）から直接入力される操作パイロット圧（パイロット圧）によりそれぞれ制御されるようになっている。このとき、各パイロット圧操作型切換弁には、左・右一対のパイロット圧受圧室と逆止弁（シャトル弁）を介してそれぞれ接続された左・右一対の圧力検出通路（油孔）が設けられており、複数のパイロット圧操作型切換弁が並列に配置されることで各パイロット操作型切換弁の左・右一対の圧力検出通路がそれぞれごとに連通され、この連通された右側の圧力検出通路と左側の圧力検出通路が切換弁装置端部に設けたブロック内で接続されて、最終的に略Ｕ字形状の１本の圧力検出通路となっている。そして、このブロック内において、圧力検出手段がその圧力検出通路に接続されている。これにより、各パイロット圧受圧室に導入される操作パイロット圧のうち最も高い操作パイロット圧が選択されて上記圧力検出通路に導入され、圧力検出手段で検出されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、操作レバー装置には上記油圧パイロット方式の他に電気レバー方式がある。この方式は、操作レバーの操作量を例えばポテンショメータ等により電気信号に置き換えて電磁弁に出力するものであり、すなわち、パイロット元圧は操作レバーの操作量（電気信号）に応じて電磁弁により減圧され、この減圧された操作パイロット圧がパイロット圧操作型切換弁に出力されるようになっている。
【０００６】
このように、電気レバー方式の場合にはパイロット元圧の減圧に電磁弁が用いられる。そこで、電気レバー方式の操作レバー装置により制御される切換弁装置として、例えば上記特開平７−２３９０５４に記載の切換弁装置の各パイロット圧操作型切換弁に電磁弁をそれぞれ組み込んだものが考えられる。
【０００７】
しかしながら、この場合以下のような不都合が生じる。すなわち、上記のような電気レバー方式の場合、電磁弁を電気信号により駆動することから、例えば断線、結線不良、あるいはコントローラの制御上の問題等により電磁弁駆動に異常が生じこれにより油圧アクチュエータが動作異常を生じる可能性がある。これを未然に防ぐためには、例えば電磁弁からパイロット圧受圧室に出力される操作パイロット圧を検出し、操作レバーの操作量と比較して正常・異常を判定する必要がある。
【０００８】
しかしながら、上記した従来技術を応用した構造の場合、各パイロット圧受圧室に導入される操作パイロット圧のうち最も高い操作パイロット圧が選択されて圧力検出手段で検出されることから、電磁弁の異常が生じたパイロット圧操作型切換弁がどれであるかを特定することが困難であった。
【０００９】
また、上記従来技術を応用した構造の場合、上述したように各パイロット圧操作型切換弁の左・右一対の圧力検出通路を接続すると共にこの圧力検出通路内の圧力を検出する圧力検出手段を配置するためのブロックを切換弁装置端部に別に設けなければならず、このために切換弁装置の大型化を招いていた。
【００１０】
本発明の目的は、操作パイロット圧を各パイロット圧操作型切換弁ごとに個別に検出することができ、且つ装置全体の小型化を図れる切換弁装置を提供することにある。
【００１１】
【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、弁本体と、この弁本体に設けたスプール孔に嵌挿され、パイロット圧受圧室内の操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプールとを備えた複数のパイロット圧操作型切換弁を有する切換弁装置において、前記パイロット圧操作型切換弁のうち少なくとも１つは、前記弁本体のうち前記スプールと並列位置である一方側に設けられ、外部からの駆動信号により前記操作パイロット圧を生成し前記パイロット圧受圧室内へ導入する一対の電磁弁と、前記弁本体のうち前記スプールと並列位置である一方側に設けられ、前記電磁弁から前記パイロット圧受圧室への前記操作パイロット圧の供給経路にそれぞれ連通した一対の圧力検出通路と、これら一対の圧力検出通路に導かれる前記操作パイロット圧を検出する圧力検出手段とを備える。
【００１２】
本発明においては、電磁弁で生成され供給経路を介してパイロット圧受圧室へ導入される操作パイロット圧を、例えば各パイロット圧操作型切換弁の内部に設けられ上記供給経路に連通された圧力検出通路を介して圧力検出手段で検出する。これにより、操作パイロット圧を各パイロット圧操作型切換弁ごとに個別に検出することができるので、電磁弁に異常が発生したときにもその異常が発生したパイロット圧操作型切換弁がどれであるかを特定することができる。また、各パイロット圧操作型切換弁の内部に圧力検出通路を設けるので、上述したようなＵ字型の１本の圧力検出通路を形成し圧力検出手段を配置するためのブロックを切換弁装置端部に別に設ける必要がなくなり、この結果、切換弁装置全体の小型化を図ることができる。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁は、前記一対の圧力検出通路にそれぞれ導かれる前記操作パイロット圧のうち、高圧側を選択するシャトル弁をさらに備え、前記圧力検出手段はこの選択された高圧側の操作パイロット圧を検出する。
【００１４】
これにより、圧力検出手段を各パイロット圧操作型切換弁にそれぞれ１箇所ずつ設ければよいので、例えば各パイロット圧操作型切換弁の２つの圧力検出通路それぞれに対応して圧力検出手段を２箇所ずつ設ける構造と比べて、経済性を向上することができる。
【００１５】
（３）上記（１）において、また好ましくは、前記少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁は、前記圧力検出手段を前記弁本体の内部に収納配置する。
【００１６】
これにより、圧力検出手段をパイロット圧操作型切換弁の端面より外側に突出しないように設けることができるので、例えば外部から異物が衝突するのを防ぐことで圧力検出手段を保護することができ、また例えばメンテナンス時にこの圧力検出手段が出っ張ることによる引っ掛かり等がないのでメンテナンス性を向上することができる。
【００１７】
（４）上記（１）において、また好ましくは、前記複数のパイロット圧操作型切換弁は、前記電磁弁により前記操作パイロット圧を生成して前記パイロット圧受圧室へ導入する前記少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁と、前記操作パイロット圧を外部より直接前記パイロット圧受圧室へ導入するそれ以外のパイロット圧操作型切換弁とを含む。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の切換弁装置の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の切換弁装置の実施の形態を備えた油圧ショベル（ミニショベル）の全体構造を表す側面図である。
【００１９】
この図１において、油圧ショベルは、左・右側（図１中紙面手前側・紙面奥側）に左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒにより駆動する無限軌道履帯１ｌ，１ｒを備えた下部走行体１と、この下部走行体１上に後述の旋回用油圧モータ１６（図２参照）により旋回可能に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２上の略中央部に設けられた運転室３と、上記上部旋回体２の前方側（図１中左側）に俯仰動可能に設けられたブーム４と、このブーム４駆動用のブーム用油圧シリンダ５と、上記ブーム４の先端に回動可能に設けられたアーム６と、このアーム６駆動用のアーム用油圧シリンダ７と、上記アーム６の先端に回動可能に設けられたバケット８と、このバケット８駆動用のバケット用油圧シリンダ９と、上記下部走行体１の前方側に設けられた排土用のブレード１０と、このブレード１０駆動用のブレード用油圧シリンダ１１を備えている。
【００２０】
上記ブーム４、アーム６、バケット８、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、及びバケット用油圧シリンダ９は、フロント装置１２を構成しており、このフロント装置１２は上記上部旋回体２に対して水平方向に回動可能に接続されている。このとき、１３は上記フロント装置１２回動用のスイング用油圧シリンダである。
【００２１】
ここで、上記の下部走行体１、上部旋回体２、ブーム４、アーム６、バケット８、ブレード１０、及びフロント装置１２は、この油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の被駆動部材を構成している。図２は、上記油圧駆動装置の全体の概略構成を表す油圧回路図である。
【００２２】
この図２において、油圧駆動装置は、エンジン１４と、このエンジン１４によって駆動される油圧ポンプ１５と、この油圧ポンプ１５から吐出される圧油により駆動される前記の左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び上部旋回体２を下部走行体１に対し旋回させる旋回用油圧モータ１６等の油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプ１５からこれら左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６等の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向・流量をそれぞれ制御する切換弁装置１７とを備えている。
【００２３】
上記切換弁装置１７は、上記の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向・流量をそれぞれ制御する複数のパイロット圧操作型切換弁から構成される切換弁装置である。図３は、この切換弁装置１７の詳細構造を表した上面図である。
【００２４】
この図３において、切換弁装置１７は、左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒと、ブーム用切換弁１９と、アーム用切換弁２０と、バケット用切換弁２１と、ブレード用切換弁２２と、スイング用切換弁２３と、旋回用切換弁２４と、予備用切換弁２５とを備えている。これらの左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ、ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、ブレード用切換弁２２、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４が、油圧ポンプ１５から上記左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６に供給される圧油の方向・流量をそれぞれ制御するようになっている。
【００２５】
ここで、上記油圧アクチュエータのうち、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６は、電気レバー方式の操作レバー装置２６（図２参照。但し、複数でもよい）により操作される油圧アクチュエータである。すなわち、上記パイロット圧操作型切換弁のうち、ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４はその内部に一対の電磁弁（図示せず。但し、アーム用切換弁２０の電磁弁４４Ａ，４４Ｂのみ後述の図４に図示）を備えており、ポテンショメータ２６ｂが操作レバー２６ａの操作量に応じた操作信号Ｓ１をコントローラ２７に出力し、この入力された操作信号Ｓ１に応じてコントローラ２７が駆動信号Ｓ２を上記ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の電磁弁にそれぞれ出力する。これにより、前記エンジン１４によって駆動されるパイロットポンプ２８（図２参照）で生成されるパイロット元圧が上記操作レバー２６ａの操作量に応じて上記電磁弁により減圧され、この減圧された操作パイロット圧が、上記ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４をそれぞれ切り換えるようになっている。
【００２６】
一方、油圧アクチュエータのうち、左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ及びブレード用油圧シリンダ１１は、油圧パイロット方式の操作レバー装置（図示せず）により操作される油圧アクチュエータである。すなわち、上記パイロットポンプ２８で生成されるパイロット元圧を、操作レバー（図示せず）の操作量に応じて減圧弁（図示せず）で減圧し、この減圧された操作パイロット圧を上記左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ及びブレード用切換弁２２（詳細にはこれら切換弁の受圧室）に直接出力することで、これらの左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ及びブレード用切換弁２２をそれぞれ切り換えるようになっている。
【００２７】
また、２９，３０はそれぞれ切換弁装置１７のメインポンプポート及びメインタンクポートであり、上記メインポンプポート２９は油圧ポンプ１５の吐出管３１（図２参照）に接続され、上記メインタンクポート３０はタンク３２（図２参照）へのメインタンクライン３３（図２参照）に接続されている。なお、上記吐出管３１及びメインタンクライン３３にはこれら吐出管３１とメインタンクライン３３とを連通するリリーフ管３４が接続されており、このリリーフ管３４にはリリーフ弁３５が設けられている。このリリーフ弁３５は、油圧ポンプ１５の吐出圧の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、ばね３５ａの付勢力で設定するようになっている。同様に、前記パイロットポンプ２８の吐出管３６及び上記タンク３２へのパイロットタンクライン３７にも、これら吐出管３６とパイロットタンクライン３７とを連通するリリーフ管３８が接続され、このリリーフ管３８にはリリーフ弁３９が設けられており、パイロットポンプ２８の吐出圧の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、ばね３９ａの付勢力で設定するようになっている。
【００２８】
このような構成の切換弁装置１７において、本実施の形態の特徴は、この切換弁装置１７を構成する複数のパイロット圧操作型切換弁のうち、電磁弁を備えるブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４について、個別に操作パイロット圧を検出できるようにしたことである。以下、その詳細について、アーム用切換弁２０を例にとって説明する。
【００２９】
図４は、本発明の切換弁装置の実施の形態を構成するアーム用切換弁２０の詳細構造を表す図３中ＩＶ−ＩＶ断面における縦断面図である。
この図４において、アーム用切換弁２０は、弁本体４０と、この弁本体４０に設けられたスプール孔４０ａに軸方向に摺動可能に嵌挿されたメインスプール４１と、このメインスプール４１の両端を覆うことによりパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂを形成する受圧室カバー４３Ａ，４３Ｂと、前記コントローラ２７からの駆動信号Ｓ２により操作パイロット圧を生成し上記パイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂへ導入する一対の電磁弁４４Ａ，４４Ｂとを備えている。
【００３０】
上記電磁弁４４Ａ（又は電磁弁４４Ｂ、以下対応関係同じ）は、ソレノイド駆動部４５Ａ（又はソレノイド駆動部４５Ｂ）とスプール駆動部４６Ａ（又はスプール駆動部４６Ｂ）とから構成されている。上記スプール駆動部４６Ａ（又はスプール駆動部４６Ｂ）は、上記弁本体４０の上記メインスプール４１と並列位置である一方側（図４中下方側、以下、下方側と記述する）に略スプール軸方向に受圧室カバー４３Ａ（又は受圧室カバー４３Ｂ）を貫通して弁本体４０内に挿嵌され、上記ソレノイド駆動部４５Ａ（又はソレノイド駆動部４５Ｂ）は受圧室カバー４３Ａ（又は受圧室カバー４３Ｂ）からスプール軸方向外方に突出するように設けられている。
【００３１】
上記スプール駆動部４６Ａ（又はスプール駆動部４６Ｂ）の外周部には、ソレノイド駆動部４５Ａ（又はソレノイド駆動部４５Ｂ）側から順番にサブタンクポート４６Ａ２（又はサブタンクポート４６Ｂ２）、受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）、サブポンプポート４６Ａ４（又はサブポンプポート４６Ｂ４）が設けられており、これらサブタンクポート４６Ａ２（又はサブタンクポート４６Ｂ２）、受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）、及びサブポンプポート４６Ａ４（又はサブポンプポート４６Ｂ４）は、弁本体４０内に設けられたパイロットタンクポート４７Ａ（又はパイロットタンクポート４７Ｂ）、パイロット圧供給流路４８Ａ（又はパイロット圧供給流路４８Ｂ）、及びパイロットポンプポート４９Ａ（又はパイロットポンプポート４９Ｂ）にそれぞれ接続されている。なお、上記パイロットタンクポート４７Ａ，４７Ｂは前記パイロットタンクライン３７と連通しており、上記パイロットポンプポート４９Ａ，４９Ｂは前記パイロットポンプ吐出管３６に連通している（図２参照）。
【００３２】
また、スプール駆動部４６Ａ（又はスプール駆動部４６Ｂ）に設けられたスプール孔４６Ａ１（又はスプール孔４６Ｂ１）内にはサブスプール５０Ａ（又はサブスプール５０Ｂ）が挿嵌され、バネ５１Ａ（又はバネ５１Ｂ）の付勢力又はプッシュピン５２Ａ（又はプッシュピン５２Ｂ）の押付力により軸方向に摺動可能になっている。すなわち、上記ソレノイド駆動部４５Ａ（又はソレノイド駆動部４５Ｂ）内には図示しない可動鉄心とこの可動鉄心を取り巻くように設けたコイルとこのコイルを内包する固定鉄心とが設けられており、コントローラ２７からの駆動信号Ｓ２Ａ（又は駆動信号Ｓ２Ｂ）によって上記コイルが導通されると、上記可動鉄心が上記固定鉄心に吸着され、これにより上記プッシュピン５２Ａ（又はプッシュピン５２Ｂ）が上記バネ５１Ａ（又はバネ５１Ｂ）の付勢力に抗してサブスプール５０Ａ（又はサブスプール５０Ｂ）を図４中右方向（又は図４中左方向）に摺動させるようになっている。このサブスプール５０Ａ（又はサブスプール５０Ｂ）の摺動にしたがって、上記サブタンクポート４６Ａ２（又はサブタンクポート４６Ｂ２）と受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）間の絞り流路の開口面積が減少される一方、受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）とサブポンプポート４６Ａ４（又はサブポンプポート４６Ｂ４）間の絞り流路の開口面積を増加させ、受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）の圧力がコントローラ２７からの駆動信号Ｓ２Ａ（又は駆動信号Ｓ２Ｂ）に比例した圧力となるよう制御するようになっている。
【００３３】
一方、上記コイルが導通されていないときは、サブスプール５０Ａ（又はサブスプール５０Ｂ）はバネ５１Ａ（又はバネ５１Ｂ）の付勢力で図４中左方向（又は図４中右方向）に摺動されることで、上記サブタンクポート４６Ａ２（又はサブタンクポート４６Ｂ２）と受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）とが連通され、受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）とサブポンプポート４６Ａ４（又はサブポンプポート４６Ｂ４）とが遮断されるようになっている。これにより、受圧室ポート４６Ａ３（又は受圧室ポート４６Ｂ３）の圧力はタンク圧となるようになっている。
【００３４】
前記のメインスプール４１の両端に配置されたパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂには、上記パイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂがそれぞれ連通しており、電磁弁４４Ａ，４４Ｂが出力する操作パイロット圧がこれらパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂにそれぞれ導かれるようになっている。すなわち、パイロット圧受圧室４２Ａに操作パイロット圧が導かれたときは、メインスプール４１は図４中右方向に摺動して前記アーム用油圧シリンダ７の伸長動作に対応する伸長位置となり、パイロット圧受圧室４２Ｂに操作パイロット圧が導かれたときは、メインスプール４１は図４中左方向に摺動してアーム用油圧シリンダ７の縮短動作に対応する縮短位置となるようになっている。また、パイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂの両方に共に操作パイロット圧が導かれないときは、それらパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂ内に設けられたバネ５３Ａ，５３Ｂの付勢力により、メインスプール４１はアーム用油圧シリンダ７の停止に対応する中立位置（図４に示す位置）となるようになっている。
【００３５】
弁本体４０の略中央部には、メインポンプポート５４が設けられている。このメインポンプポート５４には、前記油圧ポンプ１５からの圧油が前記切換弁装置１７のポンプポート２９を介して流入するようになっている。このメインポンプポート５４に流入する圧油は、メインスプール４１が上記伸長位置又は縮短位置のときは、メインポンプポート５４と受室５５とがメータイン絞り５６Ａ，５６Ｂによって連通されることで、これらメータイン絞り５６Ａ，５６Ｂを介して上記受室５５に流入するようになっている。また、メインスプール４１が上記中立位置のときは、アーム用切換弁２０をバイパスするようになっている。
【００３６】
弁本体４０の他方側（図４中上方側、以下、上方側と記述する）略中央部には、圧力補償弁５７が設けられている。この圧力補償弁５７は、弁本体４０に設けられたネジ孔４０ｂと螺合することで固定されるプラグ５７ａと、弁体５７ｂと、これらプラグ５７ａ及び弁体５７ｂに挟まれるようにして設けられたバネ５７ｃと、上記弁体５７ｂの上記受室５５側に設けられた受圧部５７ｄとを備えている。このような構成により、圧力補償弁５７は、受室５５から流路５８Ａ，５８Ｂに流入する圧油の圧力が所定の値以上となるように上記バネ５７ｃの付勢力等により補償する機能を有している。すなわち、上記受室５５に流入した圧油の圧力が所定の値以上になると、圧油がバネ５７ｃの付勢力等に抗して上記受圧部５７ｄを上方側に押し上げ、これにより圧油は受圧部５７ｄの周方向複数箇所に設けられた流入口５７ｄ１を介して上記流路５８Ａ，５８Ｂに流入するようになっている。
【００３７】
上記流路５８Ａ，５８Ｂに流入した圧油は、メインスプール４１が伸長位置（又は縮短位置、以下対応関係同じ）のときは、流路５８Ａ（又は流路５８Ｂ）からメインスプール４１の絞り部４１Ａ（又は絞り部４１Ｂ）を介してアクチュエータポート５９Ａ（又はアクチュエータポート５９Ｂ）から吐出され、管路６０Ａ（又は管路６０Ｂ）を通ってアーム用油圧シリンダ７の伸長側受圧室７Ａ（又は縮短側受圧室７Ｂ）に供給される。これにより、アーム用油圧シリンダ７は伸長（又は縮短）するようになっている。このとき、縮短側受圧室７Ｂ（又は伸長側受圧室７Ａ）から排出される圧油は、管路６０Ｂ（又は管路６０Ａ）を通ってアクチュエータポート５９Ｂ（又はアクチュエータポート５９Ａ）からアーム用切換弁２０に流入し、メインスプール４１の絞り部４１Ｂ（又は絞り部４１Ａ）を介して流路６１Ｂ（又は流路６１Ａ）に流入し、メインタンクポート６２Ｂ（又はメインタンクポート６２Ａ）から前記メインタンクライン３３を介してタンク３２に流入するようになっている。なお、上記流路６１Ａ，６１Ｂは、メインスプール４１の下方側において連通されている。
【００３８】
また、メインスプール４１が中立位置のときは、流路５８Ａ，５８Ｂと絞り部４１Ａ，４１Ｂとが遮断され、圧油の供給が遮断されてアーム用油圧シリンダ７は停止する。このとき、絞り部４１Ａ，４１Ｂは流路５８Ａ，５８Ｂ及び上記流路６１Ａ，６１Ｂと遮断されて封止されるため、アーム用油圧シリンダ７の伸長側（伸長側受圧室７Ａ、管路６０Ａ、アクチュエータポート５９Ａ、及び絞り部４１Ａ）と縮短側（縮短側受圧室７Ｂ、管路６０Ｂ、アクチュエータポート５９Ｂ、及び絞り部４１Ｂ）の圧油は共に流動できず、これによりアーム用油圧シリンダ７は固定されるようになっている。
【００３９】
以上のような基本構成のアーム用切換弁２０において、本実施の形態では、弁本体４０内のメインスプール４１の下方側（さらに詳細には流路６１Ａ，６１Ｂの連通部のさらに下方側）に、前記パイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂにそれぞれ連通した一対のパイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂを設けている。これらのパイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂは、パイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂからそれぞれ分岐され、流路６１Ａ，６１Ｂと電磁弁４４Ａ，４４Ｂとの間隙を略スプール軸方向に互いに近づく方向に延設されて、略中央付近で下方側に曲設され、弁本体４０の下方側端面に設けられた略台形形状の凹部４０ｃに上方側から開口するようにそれぞれ設けられている。これら開口部に、圧力センサ６４Ａ，６４Ｂが弁本体４０の下方側端面から突出しないように凹部４０ｃ内にそれぞれ設けられている。これにより、上記圧力センサ６４Ａ，６４Ｂは、上記パイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂに導かれるパイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂ内の操作パイロット圧をそれぞれ検出し、コントローラ２７に圧力信号ＰＡ，ＰＢとしてそれぞれ出力するようになっている。このとき、コントローラ２７は、この圧力センサ６４Ａ，６４Ｂから入力された圧力信号ＰＡ，ＰＢと前記操作レバー装置２６から入力される操作信号Ｓ１とを比較して正常・異常の判定をするようになっており、この判定結果を特に図示はしないが例えば表示盤等に表示するようになっている。
【００４０】
なお、以上はアーム用切換弁２０を例にとって説明したが、その他のブーム用切換弁１９、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の構造についても上記アーム用切換弁２０と同様であり、その説明を省略する。
【００４１】
以上において、メインスプール４１は、特許請求の範囲各項記載の操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプールを構成し、パイロット圧供給流路４８Ａ，５１Ｂは、電磁弁からパイロット圧受圧室への操作パイロット圧の供給経路を構成し、パイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂは、供給経路にそれぞれ連通した一対の圧力検出通路を構成し、圧力センサ６４Ａ，６４Ｂは、一対の圧力検出通路に導かれる操作パイロット圧を検出する圧力検出手段を構成する。
【００４２】
また、ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４が、電磁弁により操作パイロット圧を生成してパイロット圧受圧室へ導入する少なくとも１つのパイロット圧操作型切換弁を構成し、左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ及びブレード用切換弁２２が、操作パイロット圧を外部より直接パイロット圧受圧室へ導入するそれ以外のパイロット圧操作型切換弁を構成し、これら両方が複数のパイロット圧操作型切換弁を構成する。
【００４３】
次に、上記構成の本発明の切換弁装置の実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
操作者が操作レバー２６ａを操作すると、ポテンショメータ２６ｂより操作レバー２６ａの操作量に応じた操作信号Ｓ１がコントローラ２７に出力され、この入力された操作信号Ｓ１に応じてコントローラ２７が駆動信号Ｓ２を切換弁装置１７のブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の電磁弁にそれぞれ出力する。このときの切換弁及び油圧アクチュエータの動作を、上記と同様にアーム用切換弁２０及びアーム６を例にとって説明する。
【００４４】
例えば操作者がアーム６をクラウドさせるように操作レバー２６ａを操作した場合、操作信号Ｓ１を入力されたコントローラ２７は、アームクラウドに対応した駆動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを電磁弁４４Ａ，４４Ｂのソレノイド駆動部４５Ａ，４５Ｂにそれぞれ出力する。
【００４５】
このとき、電磁弁４４Ａにおいては、ソレノイド駆動部４５Ａのコイルが導通され、プッシュピン５２Ａの押付力によりサブスプール５０Ａがパイロット圧連通位置となり、電磁弁４４Ａのサブポンプポート４６Ａ４と受圧室ポート４６Ａ３とが連通される。これにより、パイロットポンプ２８で生成されたパイロット元圧は、パイロットポンプポート４９Ａから電磁弁４４Ａのサブポンプポート４６Ａ４を介してスプール孔４６Ａ１内に導かれ、操作レバー２６ａの操作量に応じて減圧されて、操作パイロット圧として受圧室ポート４６Ａ３及びパイロット圧供給流路４８Ａを介してパイロット圧受圧室４２Ａに導かれる。
【００４６】
一方、電磁弁４４Ｂでは、ソレノイド駆動部４５Ｂのコイルが導通が停止され、プッシュピン５２Ｂの押付力が消滅することによりサブスプール５０Ｂがパイロット圧遮断位置となり、電磁弁４４Ｂの受圧室ポート４６Ｂ３とサブタンクポート４６Ｂ２とが連通される。これにより、パイロット圧受圧室４２Ｂ及びパイロット圧供給流路４８Ｂは、受圧室ポート４６Ｂ３、サブタンクポート４６Ｂ２、及びパイロットタンクポート４７Ｂを介してタンク３２と連通され、パイロット圧受圧室４２Ｂはタンク圧となる。
【００４７】
この結果、メインスプール４１はパイロット圧受圧室４２Ａ内に導かれた操作パイロット圧により摺動し、伸長位置となる。これにより、メインポンプポート５４と受室５５とがメータイン絞り５６Ａによって連通される。すなわち、油圧ポンプ１５から吐出される圧油が、メータイン絞り５６Ａにより操作レバー２６ａの操作量に応じた流量に絞られてメインポンプポート５４から受室５５に流入し、圧力補償弁５７が設定する所定の圧力以上になると、流路５８Ａ及び絞り部４１Ａを介してアクチュエータポート５９Ａから吐出され、管路６０Ａを通ってアーム用油圧シリンダ７の伸長側受圧室７Ａに供給される。これにより、アーム用油圧シリンダ７は伸長し、アーム６はクラウド駆動する。
【００４８】
一方、操作者がアーム６をダンプさせるように操作レバー２６ａを操作した場合、コントローラ２７は、アームダンプに対応した駆動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを電磁弁４４Ａ，４４Ｂのソレノイド駆動部４５Ａ，４５Ｂにそれぞれ出力する。
【００４９】
このとき、電磁弁４４Ｂはパイロット圧連通位置になり、これによりパイロット元圧は操作レバー２６ａの操作量に応じて減圧されて操作パイロット圧としてパイロット圧供給流路４８Ｂを介してパイロット圧受圧室４２Ｂに導かれる。一方、電磁弁４４Ａはパイロット圧遮断位置になり、これによりパイロット圧受圧室４２Ａはタンク圧となる。
【００５０】
この結果、メインスプール４１は縮短位置となり、油圧ポンプ１５からの圧油がメータイン絞り５６Ｂにより操作レバー２６ａの操作量に応じた流量に絞られて、受室５５、流路５８Ｂ、及び絞り部４１Ｂを介してアクチュエータポート５９Ｂから吐出され、管路６０Ｂを通ってアーム用油圧シリンダ７の縮短側受圧室７Ｂに供給される。これにより、アーム用油圧シリンダ７は縮短し、アーム６はダンプ駆動する。
【００５１】
他方、操作者が操作レバー２６ａを操作していないときは、コントローラ２７は、アーム停止に対応した駆動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを電磁弁４４Ａ，４４Ｂのソレノイド駆動部４５Ａ，４５Ｂにそれぞれ出力する。これにより、電磁弁４４Ａ，４４Ｂは共にパイロット圧遮断位置となり、パイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂは共にタンク圧となる。この結果、メインスプール４１は中立位置となり、絞り部４１Ａ，４１Ｂが封止されることで、アーム６は停止固定される。
【００５２】
以上のようなアーム用切換弁２０の動作において、パイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂ内に導かれる操作パイロット圧は、パイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂ及びパイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂを介して圧力センサ６４Ａ，６４Ｂにそれぞれ導圧され、これら圧力センサ６４Ａ，６４Ｂにより常時検出される。このとき、これらの圧力センサ６４Ａ，６４Ｂは、検出した操作パイロット圧を圧力信号ＰＡ，ＰＢとしてコントローラ２７に出力する。コントローラ２７は、この入力された圧力信号ＰＡ，ＰＢと操作レバー装置２６から入力される操作信号Ｓ１とを比較し、電磁弁４４Ａ，４４Ｂが正常に操作パイロット圧を出力しているかどうかを判定し、この判定結果を例えば表示盤等に表示する。
【００５３】
なお、以上はアーム用切換弁２０について説明したが、他のブーム用切換弁１９、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の動作についても上記アーム用切換弁と同様であり、その説明を省略する。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、切換弁装置１７を構成するパイロット圧操作型切換弁のうち、ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４について、それぞれに設けられたパイロット圧受圧室に導かれる操作パイロット圧を、それぞれに設けられた圧力センサにより個別に検出することができる。これにより、例えば断線、結線不良、あるいはコントローラ２７の制御上の問題等によりいずれかのパイロット圧操作型切換弁に備えられる電磁弁の駆動に異常が生じた場合に、コントローラ２７が圧力センサから入力される圧力信号と操作レバー装置２６から入力される操作信号とを比較することで、上記電磁弁の異常を検出し、その異常が発生した電磁弁（パイロット圧操作型切換弁）を特定することができる。なおこのとき、それぞれのパイロット圧操作型切換弁において一対のパイロット圧受圧室に導かれる操作パイロット圧を２つの圧力センサで個別に検出するので、例えば操作レバー２６ａでアームダンプを入力指示したにも係らずアーム６が反対にクラウド駆動する場合等、油圧アクチュエータの動作方向の異常についても検出することができる。
【００５５】
また本実施の形態によれば、パイロット圧検出流路を各パイロット圧操作型切換弁の弁本体内部に設けるので、前述したようなＵ字型の１本の圧力検出通路を形成し圧力検出手段を配置するためのブロックを切換弁装置端部に別に設ける必要があった従来構造に比べて、切換弁装置全体の小型化を図ることができる。さらに本実施の形態によれば、前述したように圧力センサを各パイロット圧操作型切換弁の下方側端面から突出しないように弁本体に設けた凹部内に収めることができるので、例えば外部から異物が衝突するのを防ぐことで圧力センサを保護することができ、また例えばメンテナンス時にこの圧力センサの出っ張りによる引っ掛かり等がないのでメンテナンス時の作業性を向上することができる。
【００５６】
また本実施の形態によれば、電磁弁及び圧力センサをパイロット圧操作型切換弁の一方側（図４中下方側）に配設し、アクチュエータポートをパイロット圧操作型切換弁の他方側（図４中上方側）に配設することで、電気機器及び電気配線等を切換弁装置１７の下方側、油圧配管等を切換弁装置１７の上方側というようにその配置を分離することができる。このような構造とすることで、メンテナンス時の作業性を向上することができ、また切換弁装置１７自身の組立性も向上することができる。
【００５７】
なお、上記本実施の形態においては、パイロット圧検出流路６３Ａ，６３Ｂをパイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂから分岐して弁本体凹部４０ｃに上方から開口するように設けたが、これに限らない。すなわち、図５に示すように、電磁弁４４Ａ，４４Ｂの受圧室ポート４６Ａ３，４６Ｂ３に直接パイロット圧検出流路６３Ａ′，６３Ｂ′を設け、電磁弁４４Ａ，４４Ｂの下方側を略スプール軸方向に互いに近づくように延設し、略矩形形状（台形形状でもよい）とした弁本体凹部４０ｃ′に側方から開口するように設けてもよい。これにより、流路６１Ａ，６１Ｂと電磁弁４４Ａ，４４Ｂとの間隙を詰めることができ、弁本体４０の小型化を図ることができる。
【００５８】
また、上記本実施の形態においては、２つの圧力センサ６４Ａ，６４Ｂによりパイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂに導かれる操作パイロット圧を個別に検出できるようにしたが、これに限らない。すなわち、図６に示すように、パイロット圧供給流路４８Ａ，４８Ｂを、流路６１Ａ，６１Ｂと電磁弁４４Ａ，４４Ｂとの間隙に略スプール軸方向に設けられた１本のパイロット圧検出流路６５により連通し、このパイロット圧検出流路６５の略中央部にシャトル弁６６を設け、パイロット圧受圧室４２Ａ，４２Ｂに導かれる操作パイロット圧のうち高圧側の操作パイロット圧を選択して圧力センサ６７に導入するようにしてもよい。このとき、圧力センサ６７は、高圧側の操作パイロット圧を圧力信号Ｐとしてコントローラ２７に出力する。これにより、上記のように１つのパイロット圧操作型切換弁につき２つの圧力センサを設ける構造と比べて圧力センサの数量を半分にすることができるので、製造コストを削減することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、切換弁装置を構成するパイロット圧操作型切換弁のうち電磁弁を備えるパイロット圧操作型切換弁について、その弁本体内に、操作パイロット圧を導く圧力検出通路と、この圧力検出通路により導かれた操作パイロット圧を検出する圧力検出手段とを設ける。これにより、操作パイロット圧をパイロット圧操作型切換弁ごとに個別に検出することができる。また、圧力検出通路を形成し圧力検出手段を配置するためのブロックを切換弁装置端部に別に設ける従来構造に比べて、切換弁装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切換弁装置の実施の形態を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の切換弁装置の実施の形態を備えた油圧ショベルの油圧駆動装置の全体の概略構成を表す油圧回路図である。
【図３】本発明の切換弁装置の実施の形態の詳細構造を表した上面図である。
【図４】本発明の切換弁装置の実施の形態を構成するアーム用切換弁の詳細構造を表す図３中ＩＶ−ＩＶ断面における縦断面図である。
【図５】本発明の切換弁装置の実施の形態を構成するアーム用切換弁の変形例の詳細構造を表す縦断面図である。
【図６】本発明の切換弁装置の実施の形態を構成するアーム用切換弁の変形例の詳細構造を表す縦断面図である。
【符号の説明】
１７　　　　　　切換弁装置
１８Ｌ　　　　　左走行用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
１８Ｒ　　　　　右走行用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
１９　　　　　　ブーム用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２０　　　　　　アーム用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２１　　　　　　バケット用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２２　　　　　　ブレード用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２３　　　　　　スイング用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２４　　　　　　旋回用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２５　　　　　　予備用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
４０　　　　　　弁本体
４０ａ　　　　　スプール孔
４１　　　　　　メインスプール
４２Ａ　　　　　パイロット圧受圧室
４２Ｂ　　　　　パイロット圧受圧室
４４Ａ　　　　　電磁弁
４４Ｂ　　　　　電磁弁
４８Ａ　　　　　パイロット圧供給流路（供給経路）
４８Ｂ　　　　　パイロット圧供給流路（供給経路）
６３Ａ　　　　　パイロット圧検出流路（圧力検出通路）
６３Ｂ　　　　　パイロット圧検出流路（圧力検出通路）
６３Ａ′　　　　パイロット圧検出流路（圧力検出通路）
６３Ｂ′　　　　パイロット圧検出流路（圧力検出通路）
６４Ａ　　　　　圧力センサ（圧力検出手段）
６４Ｂ　　　　　圧力センサ（圧力検出手段）
６５　　　　　　パイロット圧検出流路（圧力検出通路）
６６　　　　　　シャトル弁
６７　　　　　　圧力センサ（圧力検出手段）
【図１】
2004036862.tif 000003
【図２】
2004036862.tif 000004
【図３】
2004036862.tif 000005
【図４】
2004036862.tif 000006
【図５】
2004036862.tif 000007
【図６】
2004036862.tif 000008