JP3718808B2 - 多連式方向切換弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、作動オイルの送給方向を切り換える方向切換弁を複数個連設してなり、油圧式ショベル等の各種油圧機器で用いられる多連式方向切換弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧式ショベルの多連式方向切換弁として、特開昭６３ー３４３０４号公報には、第１ポンプから作動オイルが供給される第１方向切換弁群として、上記油圧式ショベルのアーム駆動用のアーム用切換弁、ブーム駆動用のブーム用切換弁等を設けると共に、第２ポンプから作動オイルが供給される第２方向切換弁群として、上記アーム及びブームの駆動速度をそれぞれ増大させるためのアーム用増速切換弁、ブーム用増速切換弁等を設け、例えば、アームの駆動速度を増大させる際には、上記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁の双方から作動オイルを供給するようにしたものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の構成では、例えば、上記アームに対する作動オイルの給排系統について述べると、アームとアーム用切換弁間及びアームとアーム用増速切換弁間にそれぞれ外部配管を設けると共に、アーム近傍における両外部配管の合流点に合流弁を設けているため、外部配管の本数が増し、上記合流弁の設置により部品点数が更に増加する不具合があった。本発明は、上記の課題を解決して、多連式方向切換弁の周囲の外部配管を極力簡素化すること及び合流弁等の部品点数を削減することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る多連式方向切換弁は、各方向切換弁の弁本体にスプールが摺動自在に嵌入するスプール孔と、それぞれ上記スプール孔に開口する１対の負荷通路、排出通路及びアンロード通路を設け、上記スプール孔に開口するブリッジ通路及び供給通路を形成した複数の方向切換弁を、互いに隣接する方向切換弁の接続面で、排出通路同士、アンロード通路同士及び供給通路同士をそれぞれ連結させて連設した多連式方向切換弁において、少なくとも一部の方向切換弁の弁本体に、隣接する方向切換弁との接続面に開口する多目的通路を設け、この多目的通路を、隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したことを特徴とするものである。
【０００５】
上記負荷通路は、例えば、本多連式方向切換弁を油圧式ショベルに用いる場合について述べれば、各方向切換弁の弁本体内に設けられ、各方向切換弁とアーム及びブーム等の各負荷部とに給排する外部配管が接続される通路である。上記排出通路は、各方向切換弁からタンク等の貯蔵部に作動オイルを還流させる通路である。
【０００６】
上記アンロード通路は、ポンプ等の供給源に接続され、各方向切換弁を経てタンクに連通する通路である。上記供給通路は、ポンプ等の供給源から送られてきた作動オイルを、所定の方向切換弁まで送給する通路であり、上記ブリッジ通路は、各方向切換弁の弁本体内に設けられ、上記供給通路と上記スプール孔とを連絡する通路である。なお、上記多目的通路が連結可能な各種通路には、上記アンロード通路、供給通路等が含まれる。
【０００９】
【作用】
請求項１の構成によれば、少なくとも一部の方向切換弁の弁本体内に多目的通路を設け、この多目的通路を隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したので、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を上記多目的通路により行えるようになる。これにより、従来、外部配管に依存していた、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を、本発明では、内部通路である多目的通路により行えるので、外部配管の簡素化、ひいては、多連式方向切換弁を含む作動オイル給排系統の小型、コンパクト化を実現できるようになる。また、多連式方向切換弁内の多目的通路を供給通路に沿って２本設けたので、供給通路の周囲のデッドスペースを有効に使用することができ、多連式方向切換弁の大型化を招くことがない。更に、多目的通路に充分な流量面積を確保でき、油圧回路内の抵抗を低減させて、圧力損失を最小限に抑制することができる。
【００１０】
この点を前記従来例との関連で述べれば、従来、前記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁とアーム間にそれぞれ個別の外部配管を設け、且つ両外部配管をアーム近傍で合流弁により合流させていたのに対し、本発明では、上記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁を互いに隣接しない２つの方向切換弁として含む場合、上記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁の、例えば、各負荷通路同士を多目的通路を用いて連絡させることにより、本多連式方向切換弁とアーム間の外部配管を１系統のみに統一できる。
【００１４】
【実施例】
以下、油圧式ショベルの多連式方向切換弁に関する本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１１に示すように、油圧式ショベルは車体下部に左右１対の走行クローラ１、２を有すると共に、上記車体下部の前端位置に、ブレードシリンダ３の伸縮により上下方向に揺動されるブレード４を備えている。運転席５を含む車体上部は、図示しない旋回駆動部を介して上記車体下部に対し旋回自在に設けられている。
【００１５】
上記車体上部の前端位置にはブーム６が設けられ、ブーム６は図示しないスイングシリンダの伸縮に伴って左右方向にブーム６が揺動される構造となっている。また、ブーム６はブームシリンダ７の伸縮により上下方向に揺動されるようになっている。ブーム６の先端には、アームシリンダ９により揺動されるアーム１０が取り付けられ、更にアーム１０の先端には、バケットシリンダ１１により揺動されるバケット１２が設けられている。
【００１６】
図２及び図１０に示すように、上記油圧式ショベル用の多連式方向切換弁１３は、９個の方向切換弁（以下、単に切換弁という）を連設して構成されている。すなわち、多連式方向切換弁１３は、作動オイルを貯蔵するタンクＴに接続される管座Ｋと一体的に構成されており、管座Ｋ側から順次、予備用切換弁２０、前記バケットシリンダ１１への作動オイルの給排用のバケット用切換弁２１、前記図示しないスイングシリンダへの作動オイルの給排用のスイング用切換弁２２、前記ブームシリンダ７への作動オイルの給排用のブーム用切換弁２３、前記走行クローラ１への作動オイルの給排用の走行用第１切換弁２４、第１及び第２ポンプＰ１、Ｐ２からの作動オイルを各々後述する第１及び第２方向切換弁群Ｖ１、Ｖ２に送るブロック２５、走行クローラ２への作動オイルの給排用の走行用第２切換弁２６、前記アームシリンダ９への作動オイルの給排用のアーム用切換弁２７、前記図示しない旋回駆動部への作動オイルの給排用の旋回用切換弁２８、及び前記ブレードシリンダ３への作動オイルの給排用のブレード用切換弁２９が設けられている。なお、予備用切換弁２０は、バケット用切換弁２１からタンクＴに至る作動オイルの流路を提供するのみで、ここでは特定の負荷部の駆動には用いられていない。
【００１７】
図５及び図６にバケット用切換弁２１及びスイング用切換弁２２を例示するように、隣接する各切換弁の接続面には、環状のリング溝１４が形成され、このリング溝１４内にはＯリング１５が嵌合されている。そして、各切換弁はボルト孔１６に挿通される図示しないボルト等の手段で互いに結合されている。図５及び図６中のハッチング部位は、それぞれ、予備用切換弁２０の下面に対するバケット用切換弁２１の上面の接触部位及びバケット用切換弁２１の下面に対するスイング用切換弁２２の上面の接触部位を示している。なお、バケット用切換弁２１及びスイング用切換弁２２以外の他の隣接する切換弁間の接続面も、図６に示すスイング用切換弁２２の接続面と大略同様に構成されている。
【００１８】
図２に示すように、各切換弁２０〜２４、２６〜２９の弁本体２０ａ〜２４ａ、２６ａ〜２９ａ内には、それぞれ長手方向に延びるスプール孔２０ｂ〜２４ｂ、２６ｂ〜２９ｂが形成され、各スプール孔２０ｂ〜２４ｂ、２６ｂ〜２９ｂ内に、それぞれスプール２０ｃ〜２４ｃ、２６ｃ〜２９ｃが摺動自在に嵌合されている。なお、紙面の制約上、図２の一部の切換弁には、スプール孔２０ｂ〜２４ｂ、２６ｂ〜２９ｂに対応する符号を示していない。
【００１９】
図９に示すように、ブロック２５のスプール孔２５ｂ内には、スプール２５ｃが挿入されて摺動不能に固定されており、上記スプール孔２５ｂには１対のアンロードポートＡＰ１が設けられている。また、上記１対のアンロードポートＡＰ１の左右両側に、第１及び第２ポンプＰ１、Ｐ２（図１０参照）からの作動オイルが、それぞれブロック２５に設けた流入通路４５を介して流入する１対の流入ポートＩＰ１、ＩＰ２が形成され、更に、これら流入ポートＩＰ１、ＩＰ２の左右両側には、１対の排出ポートＯＰが設けられている。
【００２０】
走行用第１切換弁２４のスプール孔２４ｂの長手方向大略中間位置には、アンロードポートＡＰ２が設けられ、このアンロードポートＡＰ２の左右両側には、１対のアンロードポートＡＰ１が形成されている。また、上記１対のアンロードポートＡＰ１の左右両側には、１対の負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２が形成されると共に、これら負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２の左右両側には、１対の排出ポートＯＰが設けられている。なお、走行用第２切換弁２６内の各種ポートも、走行用第１切換弁２４と同様に構成されているが、紙面の制約上、図２には走行用第２切換弁２６内の各種ポートに対応する参照番号を示さない。
【００２１】
上記２つの切換弁２４、２６以外の各切換弁、すなわち、予備用切換弁２０〜ブーム用切換弁２３並びにアーム用切換弁２７〜ブレード用切換弁２９内の各ポートは、基本的には同様に構成されている。ここでは、図４を参照しながら予備用切換弁２０について説明すると、スプール孔２０ｂの長手方向大略中間位置にアンロードポートＡＰ２が、このアンロードポートＡＰ２の左右両側に１対のアンロードポートＡＰ１が設けられている。更に、１対のアンロードポートＡＰ１の左右両側には、１対のブリッジポートＢＰが形成され、これら１対のブリッジポートＢＰの左右両側には、１対の負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２が、更に、負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２の左右両側には、１対の排出ポートＯＰが設けられている。なお、他の切換弁２１〜２３及び２７〜２９内の各種ポートも、予備用切換弁２０と同様であるが、紙面の制約上、図２には上記各種ポートに対応する参照番号を示さない。
【００２２】
図２及び図１０において、ブロック２５より上側に位置する、上記予備用切換弁２０〜走行用第１切換弁２４の５個の切換弁は第１方向切換弁群Ｖ１を構成し、この第１方向切換弁群Ｖ１には、第１ポンプＰ１から作動オイルが供給されるようになっている。一方、ブロック２５より下側に位置する、上記走行用第２切換弁２６〜ブレード用切換弁２９の４個の切換弁は第２方向切換弁群Ｖ２を構成し、この第２方向切換弁群Ｖ２には、第２ポンプＰ２から作動オイルが供給されるようになっている。
【００２３】
第１ポンプＰ１からブロック２５の流入ポートＩＰ１に流入した作動オイルは、図２及び図９に示す状態においては、流入ポートＩＰ１からスプール２５ｃの溝Ｇ１を介して図９の左側のアンロードポートＡＰ１に送られ、ここからブロック２５内のアンロード通路３１及びブロック２５の図９中上面に形成した分流部３２（広幅溝）を介して、隣接する走行用第１切換弁２４内の１対のアンロード通路３３に供給される。
【００２４】
上記作動オイルは、走行用第１切換弁２４のアンロード通路３３から当該走行用第１切換弁２４の１対のアンロードポートＡＰ１に至り、更にスプール２４ｃの１対の溝Ｇ２を介して中央のアンロードポートＡＰ２に供給される。続いて、このアンロードポートＡＰ２から当該走行用第１切換弁２４のアンロード通路３４を介して上面の分流部３５に至り、ここから隣接するブーム用切換弁２３内の１対のアンロード通路３３に供給される。以下、上述と同様に、順次、ブーム用切換弁２３、スイング用切換弁２２、バケット用切換弁２１及び予備用切換弁２０を経由して、予備用切換弁２０から管座Ｋを介してタンクＴに還流されるようになっている。
【００２５】
一方、第２ポンプＰ２からブロック２５の流入ポートＩＰ２に流入した作動オイルは、第１ポンプＰ１からの作動オイルとは逆に、図２の下方に、すなわち、ブロック２５から順次、走行用第２切換弁２６、アーム用切換弁２７、旋回用切換弁２８及びブレード用切換弁２９を経由し、ブレード用切換弁２９の図２中下面に位置する分流部３５に到達する。なお、ブレード用切換弁２９の下面には、カバーＣが取り付けられ、図７に示すように、カバーＣの上面には、上記ブレード用切換弁２９の分流部３５に対向させて、分流部３９が形成されている。
【００２６】
図５に示すように、バケット用切換弁２１の弁本体２１ａ内には、図５の紙面と直角方向に延びる１対の多目的通路３６が形成されている。また、スイング用切換弁２２からブレード用切換弁２９に至る各切換弁の対応位置にも、それぞれ１対の多目的通路３６が供給通路３８に沿って形成され、隣接する切換弁の接続面において、当該隣接する切換弁の各多目的通路３６同士が連結されている。そして、ブレード用切換弁２９内の多目的通路３６の上流側端部は、当該ブレード用切換弁２９とカバーＣとに設けた分流部３５、３９に開口している。なお、図７にブレード用切換弁２９の多目的通路３６を点線で示す。
【００２７】
図８において、バケット用切換弁２１内の１対の多目的通路３６の各下流側端部は、予備用切換弁２０の１対の連結部６０に開口している。従って、第２ポンプＰ２からブロック２５〜ブレード用切換弁２９内の各アンロード通路３３、３４を介してブレード用切換弁２９の分流部３５に到達した作動オイルは、上記１対の多目的通路３６に至り、この１対の多目的通路３６から予備用切換弁２０の１対の連結部６０、アンロード通路３３及びアンロード通路３４（図２）を介して管座ＫからタンクＴに還流される。なお、上記各方向切換弁内の１対の多目的通路３６は、多連式方向切換弁１３の中心に対して、対称に設けられている。
【００２８】
走行用第１切換弁２４内のスプール２４ｃを図９中右側に移動させると、図９中左側の溝Ｇ３により、走行用第１切換弁２４内の左側のアンロードポートＡＰ１と負荷ポートＬＰ１とが連通され、且つ、右側の溝Ｇ３により、走行用第１切換弁２４内の負荷ポートＬＰ２と右側の排出ポートＯＰとが連通されると共に、左側の遮断部Ｓ１によりアンロードポートＡＰ１、ＡＰ２間が絞られる。
【００２９】
この状態では、第１ポンプＰ１からブロック２５を介して走行用第１切換弁２４のアンロードポートＡＰ１に供給される作動オイルが、アンロードポートＡＰ１から左側の溝Ｇ３を介して負荷ポートＬＰ１に供給され、ここから走行用第１切換弁２４内の第１の負荷通路４３（図１０参照）及び図示しない外部配管を介して走行クローラ１の駆動部に供給されて、走行クローラ１が、例えば正方向に回転駆動される。一方、走行クローラ１の駆動部から還流される作動オイルは、図示しない外部配管及び走行用第１切換弁２４内の第２の負荷通路４４（図１０）を介して図９の負荷ポートＬＰ２に至り、更に、右側の溝Ｇ３を介して排出ポートＯＰに到達する。
【００３０】
上記排出ポートＯＰは走行用第１切換弁２４内の図示しない水平方向の排出通路を介して、図３に示す垂直方向の排出通路３７ａに連絡されている。図３から明らかなように、上記垂直方向の排出通路３７ａは全ての切換弁２０〜２９を貫通するように設けられており、この排出通路３７ａを介して作動オイルがタンクＴに還流される。
【００３１】
以上のように、走行用第１切換弁２４内のスプール２４ｃを図９中右方向に移動させると、走行クローラ１が正方向に回転駆動される。ここで、スプール２４ｃ及び走行用第１切換弁２４内の各種ポートは左右対称に構成されているので、スプール２４ｃを図９中左方向に移動させると、走行クローラ１が逆方向に回転駆動されることになる。なお、走行用第２切換弁２６内のスプール２６ｃを右または左方向に移動させた場合も、上記と同様に走行クローラ２が正または逆方向に回転駆動されるようになっている。
【００３２】
図３に示すように、走行用第１切換弁２４、ブーム用切換弁２３、スイング用切換弁２２及びバケット用切換弁２１に至る各切換弁内にそれぞれ供給通路３８が設けられ、これら各切換弁内の供給通路３８は、隣接する切換弁の接続面で互いに連結されている。また、走行用第２切換弁２６、アーム用切換弁２７、旋回用切換弁２８及びブレード用切換弁２９に至る各切換弁内にもそれぞれ供給通路３８が設けられ、これらの供給通路３８も、隣接する切換弁の接続面で相互に連結されている。
【００３３】
走行用第１及び第２切換弁２４、２６の各アンロードポートＡＰ２は、当該アンロードポートＡＰ２から供給通路３８側への作動オイルの流通のみを許容するチェック弁４０を介して当該走行用第１及び第２切換弁２４、２６内の供給通路３８に連通されている。これにより、ブロック２５のアンロード通路３１から走行用第１及び第２切換弁２４、２６のアンロードポートＡＰ２に供給された作動オイルが、チェック弁４０を介して走行用第１及び第２切換弁２４、２６内の供給通路３８に流入しうるようになっている。そして、走行用第１切換弁２４の供給通路３８内の作動オイルは、更にブーム用切換弁２３、スイング用切換弁２２及びバケット用切換弁２１内の供給通路３８にも供給される一方、走行用第２切換弁２６の供給通路３８内の作動オイルは、アーム用切換弁２７、旋回用切換弁２８及びブレード用切換弁２９内の供給通路３８にも供給されるようになっている。
【００３４】
図１に示すように、ブーム用切換弁２３には、２又状に形成されたブリッジ通路４１が設けられ、当該ブーム用切換弁２３内の供給通路３８は、供給通路３８からブリッジ通路４１側への作動オイルの流通のみを許容するチェック弁４２を介してブリッジ通路４１に連通され、且つ、当該ブリッジ通路４１は、スプール孔２３ｂに開口したブリッジポートＢＰに連結されている。
【００３５】
そして、前記ブームシリンダ７を伸長させる場合は、例えば、スプール２３ｃを図１の右側に移動させると、左側の溝Ｇ４により左側のブリッジポートＢＰと負荷ポートＬＰ１とが連通されると同時に、右側の溝Ｇ４により負荷ポートＬＰ２と右側の排出ポートＯＰとが連通される。これにより、第１及び第２ポンプＰ１、Ｐ２から供給通路３８を介して供給される作動オイルが、ブーム用切換弁２３内のブリッジ通路４１、ブリッジポートＢＰ、図１の左側の溝Ｇ４を介して負荷ポートＬＰ１に至り、この負荷ポートＬＰ１に連結されている第１の負荷通路４３及び図示しない外部配管を介して前記ブームシリンダ７に送給されることにより、ブームシリンダ７が伸長される。
【００３６】
ブームシリンダ７から還流される作動オイルは、図示しない外部配管を介してブーム用切換弁２３内の第２の負荷通路４４に至り、ここから負荷ポートＬＰ２、図１の右側の溝Ｇ４を介して右側の排出ポートＯＰに到達する。ブーム用切換弁２３内の両排出ポートＯＰは、大略コ字形の水平方向の排出通路３７ｂを介して垂直方向の排出通路３７ａに至り、図３の排出通路３７ａ群を介してタンクＴに還流される。なお、ブーム用切換弁２３内の各ポート及びスプール２３ｃは左右対称に構成されているので、ブームシリンダ７を収縮させる場合、スプール２３ｃを図１の左側に移動させれば良い。
【００３７】
予備用切換弁２０〜スイング用切換弁２２の各切換弁並びにアーム用切換弁２７〜ブレード用切換弁２９の各切換弁内にも、ブーム用切換弁２３と同様にブリッジ通路４１、第１及び第２の負荷通路４３、４４等が設けられている。そして、前記バケットシリンダ１１、図示しないスイングシリンダ等も、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２２のスプール２１ｃ、２２ｃ等を左右移動させることにより、上述と同様に伸縮させることができるので、ここでは重複した説明を省略する。
【００３８】
図１０に示すように、ブロック２５の各流入通路４５と排出通路３７ａ間には、それぞれリリーフ通路４６が設けられ、上記リリーフ通路４６には、第１または第２ポンプＰ１、Ｐ２からの作動オイルの圧力が所定値以上の時、作動オイルの一部を流入通路４５から排出通路３７ａに導くリリーフ弁４７が設けられている。
【００３９】
ブーム用切換弁２３の第１及び第２の負荷通路４３、４４と排出通路３７ａ間には、接続通路４８が設けられ、この接続通路４８には、第１または第２の負荷通路４３、４４内の油圧が所定値以上の時、第１または第２の負荷通路４３、４４内の作動オイルの一部を排出通路３７ａ側に導くリリーフ弁５０が設けられると共に、上記リリーフ弁５０と並列に、排出通路３７ａから第１または第２の負荷通路４３、４４側のみへの作動オイルの流通を許容する逆止弁５１が設置されている。上記リリーフ弁５０と逆止弁５１とは、コンビネーション弁５２を構成し、このコンビネーション弁５２は、アーム用切換弁２７の第１及び第２の負荷通路４３、４４と排出通路３７ａ間にも設けられている。なお、スイング用切換弁２２の第１の負荷通路４３と排出通路３７ａ間には、排出通路３７ａから第１の負荷通路４３側への作動オイルの流通のみを許容する逆止弁５１が設けられている。
【００４０】
上記予備用切換弁２０、スイング用切換弁２２、走行用第１及び第２切換弁２４、２６並びにブレード用切換弁２９は、それぞれ手動レバーＬにより切換操作が行われるようになっている。バケット用切換弁２１、ブーム用切換弁２３、アーム用切換弁２７及び旋回用切換弁２８は、それぞれ両側のパイロットポートＰａ２及びＰｂ２、Ｐａ４及びＰｂ４、Ｐａ７及びＰｂ７、Ｐａ８及びＰｂ８に供給される油圧の平衡により切り換えられるようになっている。
【００４１】
予備用切換弁２０は、例えば、ブレーカー用方向切換弁として用いられ、この予備用切換弁２０の負荷通路４３、４４には、図示しないブレーカーが取り付けられる。このブレーカーを作動させる場合には、作動レバーＬを操作することにより、上記ブレーカーに作動オイルを供給する。この作動オイルは、第１ポンプＰ１からブロック２５、各方向切換弁２４〜２１のアンロード通路３３、３４を介して予備用切換弁２０に供給されると共に、第２ポンプＰ２からは、ブロック２５、各方向切換弁２６〜２９のアンロード通路３３、３４を介して、ブレード用切換弁２９とカバーＣ間の分流部３９に至り、この分流部３９に接続される多目的通路３６を通じて、前記連結部６０から予備用切換弁２０に供給される。
【００４２】
このように、予備用切換弁２０には、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２から作動オイルが供給されるので、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２から供給される作動オイルを有効に使用することができる。
【００４３】
以上、説明したように、本実施例では、第１ポンプＰ１から作動オイルが供給される複数の切換弁２０〜２４からなる第１の方向切換弁群と、第２ポンプＰ２から作動オイルが供給される複数の切換弁２６〜２９からなる第２の方向切換弁群とを設け、且つ、第１及び第２の方向切換弁群のアンロード通路３３、３４同士を、内部通路である多目的通路３６により連結したので、アンロード通路３３、３４からタンクＴへの作動オイルの還流経路を一元化できると共に、アンロード通路３３、３４同士の連結を外部配管に依存することなく行ったので、外部配管を簡素化することができる。また、多目的通路３６は、供給通路３８の周囲のデッドスペースに２本に分けて設けたので、多目的通路３６を多連式方向切換弁１３の内部に形成しても、多連式方向切換弁１３を大型化することがない。
【００４４】
なお、上記実施例では、多目的通路３６により第１及び第２方向切換弁群のアンロード通路３３、３４同士を連結したが、それに代えて、多目的通路３６により第１及び第２方向切換弁群の供給通路３８同士を連結することも可能である。また、前記従来例のように、アーム及びブーム等の各負荷部に対し、通常の切換弁と、増速切換弁とをそれぞれ設ける場合、例えば、上記通常の切換弁と増速切換弁の各負荷通路同士を多目的通路３６により連通させることもできる。なお、本発明の多連式方向切換弁は、油圧式ショベル以外の各種油圧機器にも適用できるものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の多連式方向切換弁によれば、少なくとも一部の方向切換弁の本体内に多目的通路を設け、この多目的通路を隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したので、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を上記多目的通路により行えるようになる。これにより、従来、外部配管に依存していた、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を、本発明では、内部通路である多目的通路により行えるので、外部配管の簡素化、ひいては多連式方向切換弁を含むオイル給排系統の小型、コンパクト化を実現できるようになる。
【００４６】
また、多連式方向切換弁内の多目的通路を供給通路の周囲のデッドスペースに該供給通路に沿って２本設けたので、前記デッドスペースを有効に使用することができ、多連式方向切換弁の大型化を招くことがない。更に、多目的通路に充分な流量面積を確保でき、油圧回路内の抵抗を低減させて、圧力損失を最小限に抑制することができる。また、２本の多目的通路を多連式方向切換弁の中心に対して、対称に設けたので、多目的通路に作用する油圧の圧力バランスを上記多連式方向切換弁の中心に対して均等にかけることができ、多目的通路に対する油圧に起因した多連式方向切換弁の歪みの発生を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多連式方向切換弁のブーム用切換弁の図２中ＤーＤ線に沿う断面説明図。
【図２】上記多連式方向切換弁を示す縦断面説明図。
【図３】図２のＸーＸ線に沿う断面説明図。
【図４】図２のＡーＡ線に沿う予備用切換弁の断面説明図。
【図５】図２のＢーＢ線に沿うバケット用切換弁の平面図。
【図６】図２のＣーＣ線に沿うスイング用切換弁の平面図。
【図７】図２のＥーＥ線に沿うカバーの平面図。
【図８】図２のＦーＦ線に沿う予備用切換弁の底面図。
【図９】上記多連式方向切換弁中の走行用第１切換弁及び供給又は走行用切換弁を示す拡大縦断面説明図。
【図１０】上記多連式方向切換弁を模式的に示す説明図。
【図１１】上記多連式方向切換弁が設けられる油圧式ショベルを示す概略斜視図。
【符号の説明】
２０〜２９ 方向切換弁
２０ａ〜２９ａ 弁本体
２０ｂ〜２９ｂ スプール孔
２０ｃ〜２９ｃ スプール
３１、３３、３４ アンロード通路
３６ 多目的通路
３７ａ、３７ｂ 排出通路
３８ 供給通路
４１ ブリッジ通路
４３ 第１の負荷通路
４４ 第２の負荷通路
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
【産業上の利用分野】
本発明は、作動オイルの送給方向を切り換える方向切換弁を複数個連設してなり、油圧式ショベル等の各種油圧機器で用いられる多連式方向切換弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧式ショベルの多連式方向切換弁として、特開昭６３ー３４３０４号公報には、第１ポンプから作動オイルが供給される第１方向切換弁群として、上記油圧式ショベルのアーム駆動用のアーム用切換弁、ブーム駆動用のブーム用切換弁等を設けると共に、第２ポンプから作動オイルが供給される第２方向切換弁群として、上記アーム及びブームの駆動速度をそれぞれ増大させるためのアーム用増速切換弁、ブーム用増速切換弁等を設け、例えば、アームの駆動速度を増大させる際には、上記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁の双方から作動オイルを供給するようにしたものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の構成では、例えば、上記アームに対する作動オイルの給排系統について述べると、アームとアーム用切換弁間及びアームとアーム用増速切換弁間にそれぞれ外部配管を設けると共に、アーム近傍における両外部配管の合流点に合流弁を設けているため、外部配管の本数が増し、上記合流弁の設置により部品点数が更に増加する不具合があった。本発明は、上記の課題を解決して、多連式方向切換弁の周囲の外部配管を極力簡素化すること及び合流弁等の部品点数を削減することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る多連式方向切換弁は、各方向切換弁の弁本体にスプールが摺動自在に嵌入するスプール孔と、それぞれ上記スプール孔に開口する１対の負荷通路、排出通路及びアンロード通路を設け、上記スプール孔に開口するブリッジ通路及び供給通路を形成した複数の方向切換弁を、互いに隣接する方向切換弁の接続面で、排出通路同士、アンロード通路同士及び供給通路同士をそれぞれ連結させて連設した多連式方向切換弁において、少なくとも一部の方向切換弁の弁本体に、隣接する方向切換弁との接続面に開口する多目的通路を設け、この多目的通路を、隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したことを特徴とするものである。
【０００５】
上記負荷通路は、例えば、本多連式方向切換弁を油圧式ショベルに用いる場合について述べれば、各方向切換弁の弁本体内に設けられ、各方向切換弁とアーム及びブーム等の各負荷部とに給排する外部配管が接続される通路である。上記排出通路は、各方向切換弁からタンク等の貯蔵部に作動オイルを還流させる通路である。
【０００６】
上記アンロード通路は、ポンプ等の供給源に接続され、各方向切換弁を経てタンクに連通する通路である。上記供給通路は、ポンプ等の供給源から送られてきた作動オイルを、所定の方向切換弁まで送給する通路であり、上記ブリッジ通路は、各方向切換弁の弁本体内に設けられ、上記供給通路と上記スプール孔とを連絡する通路である。なお、上記多目的通路が連結可能な各種通路には、上記アンロード通路、供給通路等が含まれる。
【０００９】
【作用】
請求項１の構成によれば、少なくとも一部の方向切換弁の弁本体内に多目的通路を設け、この多目的通路を隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したので、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を上記多目的通路により行えるようになる。これにより、従来、外部配管に依存していた、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を、本発明では、内部通路である多目的通路により行えるので、外部配管の簡素化、ひいては、多連式方向切換弁を含む作動オイル給排系統の小型、コンパクト化を実現できるようになる。また、多連式方向切換弁内の多目的通路を供給通路に沿って２本設けたので、供給通路の周囲のデッドスペースを有効に使用することができ、多連式方向切換弁の大型化を招くことがない。更に、多目的通路に充分な流量面積を確保でき、油圧回路内の抵抗を低減させて、圧力損失を最小限に抑制することができる。
【００１０】
この点を前記従来例との関連で述べれば、従来、前記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁とアーム間にそれぞれ個別の外部配管を設け、且つ両外部配管をアーム近傍で合流弁により合流させていたのに対し、本発明では、上記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁を互いに隣接しない２つの方向切換弁として含む場合、上記アーム用切換弁及びアーム用増速切換弁の、例えば、各負荷通路同士を多目的通路を用いて連絡させることにより、本多連式方向切換弁とアーム間の外部配管を１系統のみに統一できる。
【００１４】
【実施例】
以下、油圧式ショベルの多連式方向切換弁に関する本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１１に示すように、油圧式ショベルは車体下部に左右１対の走行クローラ１、２を有すると共に、上記車体下部の前端位置に、ブレードシリンダ３の伸縮により上下方向に揺動されるブレード４を備えている。運転席５を含む車体上部は、図示しない旋回駆動部を介して上記車体下部に対し旋回自在に設けられている。
【００１５】
上記車体上部の前端位置にはブーム６が設けられ、ブーム６は図示しないスイングシリンダの伸縮に伴って左右方向にブーム６が揺動される構造となっている。また、ブーム６はブームシリンダ７の伸縮により上下方向に揺動されるようになっている。ブーム６の先端には、アームシリンダ９により揺動されるアーム１０が取り付けられ、更にアーム１０の先端には、バケットシリンダ１１により揺動されるバケット１２が設けられている。
【００１６】
図２及び図１０に示すように、上記油圧式ショベル用の多連式方向切換弁１３は、９個の方向切換弁（以下、単に切換弁という）を連設して構成されている。すなわち、多連式方向切換弁１３は、作動オイルを貯蔵するタンクＴに接続される管座Ｋと一体的に構成されており、管座Ｋ側から順次、予備用切換弁２０、前記バケットシリンダ１１への作動オイルの給排用のバケット用切換弁２１、前記図示しないスイングシリンダへの作動オイルの給排用のスイング用切換弁２２、前記ブームシリンダ７への作動オイルの給排用のブーム用切換弁２３、前記走行クローラ１への作動オイルの給排用の走行用第１切換弁２４、第１及び第２ポンプＰ１、Ｐ２からの作動オイルを各々後述する第１及び第２方向切換弁群Ｖ１、Ｖ２に送るブロック２５、走行クローラ２への作動オイルの給排用の走行用第２切換弁２６、前記アームシリンダ９への作動オイルの給排用のアーム用切換弁２７、前記図示しない旋回駆動部への作動オイルの給排用の旋回用切換弁２８、及び前記ブレードシリンダ３への作動オイルの給排用のブレード用切換弁２９が設けられている。なお、予備用切換弁２０は、バケット用切換弁２１からタンクＴに至る作動オイルの流路を提供するのみで、ここでは特定の負荷部の駆動には用いられていない。
【００１７】
図５及び図６にバケット用切換弁２１及びスイング用切換弁２２を例示するように、隣接する各切換弁の接続面には、環状のリング溝１４が形成され、このリング溝１４内にはＯリング１５が嵌合されている。そして、各切換弁はボルト孔１６に挿通される図示しないボルト等の手段で互いに結合されている。図５及び図６中のハッチング部位は、それぞれ、予備用切換弁２０の下面に対するバケット用切換弁２１の上面の接触部位及びバケット用切換弁２１の下面に対するスイング用切換弁２２の上面の接触部位を示している。なお、バケット用切換弁２１及びスイング用切換弁２２以外の他の隣接する切換弁間の接続面も、図６に示すスイング用切換弁２２の接続面と大略同様に構成されている。
【００１８】
図２に示すように、各切換弁２０〜２４、２６〜２９の弁本体２０ａ〜２４ａ、２６ａ〜２９ａ内には、それぞれ長手方向に延びるスプール孔２０ｂ〜２４ｂ、２６ｂ〜２９ｂが形成され、各スプール孔２０ｂ〜２４ｂ、２６ｂ〜２９ｂ内に、それぞれスプール２０ｃ〜２４ｃ、２６ｃ〜２９ｃが摺動自在に嵌合されている。なお、紙面の制約上、図２の一部の切換弁には、スプール孔２０ｂ〜２４ｂ、２６ｂ〜２９ｂに対応する符号を示していない。
【００１９】
図９に示すように、ブロック２５のスプール孔２５ｂ内には、スプール２５ｃが挿入されて摺動不能に固定されており、上記スプール孔２５ｂには１対のアンロードポートＡＰ１が設けられている。また、上記１対のアンロードポートＡＰ１の左右両側に、第１及び第２ポンプＰ１、Ｐ２（図１０参照）からの作動オイルが、それぞれブロック２５に設けた流入通路４５を介して流入する１対の流入ポートＩＰ１、ＩＰ２が形成され、更に、これら流入ポートＩＰ１、ＩＰ２の左右両側には、１対の排出ポートＯＰが設けられている。
【００２０】
走行用第１切換弁２４のスプール孔２４ｂの長手方向大略中間位置には、アンロードポートＡＰ２が設けられ、このアンロードポートＡＰ２の左右両側には、１対のアンロードポートＡＰ１が形成されている。また、上記１対のアンロードポートＡＰ１の左右両側には、１対の負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２が形成されると共に、これら負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２の左右両側には、１対の排出ポートＯＰが設けられている。なお、走行用第２切換弁２６内の各種ポートも、走行用第１切換弁２４と同様に構成されているが、紙面の制約上、図２には走行用第２切換弁２６内の各種ポートに対応する参照番号を示さない。
【００２１】
上記２つの切換弁２４、２６以外の各切換弁、すなわち、予備用切換弁２０〜ブーム用切換弁２３並びにアーム用切換弁２７〜ブレード用切換弁２９内の各ポートは、基本的には同様に構成されている。ここでは、図４を参照しながら予備用切換弁２０について説明すると、スプール孔２０ｂの長手方向大略中間位置にアンロードポートＡＰ２が、このアンロードポートＡＰ２の左右両側に１対のアンロードポートＡＰ１が設けられている。更に、１対のアンロードポートＡＰ１の左右両側には、１対のブリッジポートＢＰが形成され、これら１対のブリッジポートＢＰの左右両側には、１対の負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２が、更に、負荷ポートＬＰ１、ＬＰ２の左右両側には、１対の排出ポートＯＰが設けられている。なお、他の切換弁２１〜２３及び２７〜２９内の各種ポートも、予備用切換弁２０と同様であるが、紙面の制約上、図２には上記各種ポートに対応する参照番号を示さない。
【００２２】
図２及び図１０において、ブロック２５より上側に位置する、上記予備用切換弁２０〜走行用第１切換弁２４の５個の切換弁は第１方向切換弁群Ｖ１を構成し、この第１方向切換弁群Ｖ１には、第１ポンプＰ１から作動オイルが供給されるようになっている。一方、ブロック２５より下側に位置する、上記走行用第２切換弁２６〜ブレード用切換弁２９の４個の切換弁は第２方向切換弁群Ｖ２を構成し、この第２方向切換弁群Ｖ２には、第２ポンプＰ２から作動オイルが供給されるようになっている。
【００２３】
第１ポンプＰ１からブロック２５の流入ポートＩＰ１に流入した作動オイルは、図２及び図９に示す状態においては、流入ポートＩＰ１からスプール２５ｃの溝Ｇ１を介して図９の左側のアンロードポートＡＰ１に送られ、ここからブロック２５内のアンロード通路３１及びブロック２５の図９中上面に形成した分流部３２（広幅溝）を介して、隣接する走行用第１切換弁２４内の１対のアンロード通路３３に供給される。
【００２４】
上記作動オイルは、走行用第１切換弁２４のアンロード通路３３から当該走行用第１切換弁２４の１対のアンロードポートＡＰ１に至り、更にスプール２４ｃの１対の溝Ｇ２を介して中央のアンロードポートＡＰ２に供給される。続いて、このアンロードポートＡＰ２から当該走行用第１切換弁２４のアンロード通路３４を介して上面の分流部３５に至り、ここから隣接するブーム用切換弁２３内の１対のアンロード通路３３に供給される。以下、上述と同様に、順次、ブーム用切換弁２３、スイング用切換弁２２、バケット用切換弁２１及び予備用切換弁２０を経由して、予備用切換弁２０から管座Ｋを介してタンクＴに還流されるようになっている。
【００２５】
一方、第２ポンプＰ２からブロック２５の流入ポートＩＰ２に流入した作動オイルは、第１ポンプＰ１からの作動オイルとは逆に、図２の下方に、すなわち、ブロック２５から順次、走行用第２切換弁２６、アーム用切換弁２７、旋回用切換弁２８及びブレード用切換弁２９を経由し、ブレード用切換弁２９の図２中下面に位置する分流部３５に到達する。なお、ブレード用切換弁２９の下面には、カバーＣが取り付けられ、図７に示すように、カバーＣの上面には、上記ブレード用切換弁２９の分流部３５に対向させて、分流部３９が形成されている。
【００２６】
図５に示すように、バケット用切換弁２１の弁本体２１ａ内には、図５の紙面と直角方向に延びる１対の多目的通路３６が形成されている。また、スイング用切換弁２２からブレード用切換弁２９に至る各切換弁の対応位置にも、それぞれ１対の多目的通路３６が供給通路３８に沿って形成され、隣接する切換弁の接続面において、当該隣接する切換弁の各多目的通路３６同士が連結されている。そして、ブレード用切換弁２９内の多目的通路３６の上流側端部は、当該ブレード用切換弁２９とカバーＣとに設けた分流部３５、３９に開口している。なお、図７にブレード用切換弁２９の多目的通路３６を点線で示す。
【００２７】
図８において、バケット用切換弁２１内の１対の多目的通路３６の各下流側端部は、予備用切換弁２０の１対の連結部６０に開口している。従って、第２ポンプＰ２からブロック２５〜ブレード用切換弁２９内の各アンロード通路３３、３４を介してブレード用切換弁２９の分流部３５に到達した作動オイルは、上記１対の多目的通路３６に至り、この１対の多目的通路３６から予備用切換弁２０の１対の連結部６０、アンロード通路３３及びアンロード通路３４（図２）を介して管座ＫからタンクＴに還流される。なお、上記各方向切換弁内の１対の多目的通路３６は、多連式方向切換弁１３の中心に対して、対称に設けられている。
【００２８】
走行用第１切換弁２４内のスプール２４ｃを図９中右側に移動させると、図９中左側の溝Ｇ３により、走行用第１切換弁２４内の左側のアンロードポートＡＰ１と負荷ポートＬＰ１とが連通され、且つ、右側の溝Ｇ３により、走行用第１切換弁２４内の負荷ポートＬＰ２と右側の排出ポートＯＰとが連通されると共に、左側の遮断部Ｓ１によりアンロードポートＡＰ１、ＡＰ２間が絞られる。
【００２９】
この状態では、第１ポンプＰ１からブロック２５を介して走行用第１切換弁２４のアンロードポートＡＰ１に供給される作動オイルが、アンロードポートＡＰ１から左側の溝Ｇ３を介して負荷ポートＬＰ１に供給され、ここから走行用第１切換弁２４内の第１の負荷通路４３（図１０参照）及び図示しない外部配管を介して走行クローラ１の駆動部に供給されて、走行クローラ１が、例えば正方向に回転駆動される。一方、走行クローラ１の駆動部から還流される作動オイルは、図示しない外部配管及び走行用第１切換弁２４内の第２の負荷通路４４（図１０）を介して図９の負荷ポートＬＰ２に至り、更に、右側の溝Ｇ３を介して排出ポートＯＰに到達する。
【００３０】
上記排出ポートＯＰは走行用第１切換弁２４内の図示しない水平方向の排出通路を介して、図３に示す垂直方向の排出通路３７ａに連絡されている。図３から明らかなように、上記垂直方向の排出通路３７ａは全ての切換弁２０〜２９を貫通するように設けられており、この排出通路３７ａを介して作動オイルがタンクＴに還流される。
【００３１】
以上のように、走行用第１切換弁２４内のスプール２４ｃを図９中右方向に移動させると、走行クローラ１が正方向に回転駆動される。ここで、スプール２４ｃ及び走行用第１切換弁２４内の各種ポートは左右対称に構成されているので、スプール２４ｃを図９中左方向に移動させると、走行クローラ１が逆方向に回転駆動されることになる。なお、走行用第２切換弁２６内のスプール２６ｃを右または左方向に移動させた場合も、上記と同様に走行クローラ２が正または逆方向に回転駆動されるようになっている。
【００３２】
図３に示すように、走行用第１切換弁２４、ブーム用切換弁２３、スイング用切換弁２２及びバケット用切換弁２１に至る各切換弁内にそれぞれ供給通路３８が設けられ、これら各切換弁内の供給通路３８は、隣接する切換弁の接続面で互いに連結されている。また、走行用第２切換弁２６、アーム用切換弁２７、旋回用切換弁２８及びブレード用切換弁２９に至る各切換弁内にもそれぞれ供給通路３８が設けられ、これらの供給通路３８も、隣接する切換弁の接続面で相互に連結されている。
【００３３】
走行用第１及び第２切換弁２４、２６の各アンロードポートＡＰ２は、当該アンロードポートＡＰ２から供給通路３８側への作動オイルの流通のみを許容するチェック弁４０を介して当該走行用第１及び第２切換弁２４、２６内の供給通路３８に連通されている。これにより、ブロック２５のアンロード通路３１から走行用第１及び第２切換弁２４、２６のアンロードポートＡＰ２に供給された作動オイルが、チェック弁４０を介して走行用第１及び第２切換弁２４、２６内の供給通路３８に流入しうるようになっている。そして、走行用第１切換弁２４の供給通路３８内の作動オイルは、更にブーム用切換弁２３、スイング用切換弁２２及びバケット用切換弁２１内の供給通路３８にも供給される一方、走行用第２切換弁２６の供給通路３８内の作動オイルは、アーム用切換弁２７、旋回用切換弁２８及びブレード用切換弁２９内の供給通路３８にも供給されるようになっている。
【００３４】
図１に示すように、ブーム用切換弁２３には、２又状に形成されたブリッジ通路４１が設けられ、当該ブーム用切換弁２３内の供給通路３８は、供給通路３８からブリッジ通路４１側への作動オイルの流通のみを許容するチェック弁４２を介してブリッジ通路４１に連通され、且つ、当該ブリッジ通路４１は、スプール孔２３ｂに開口したブリッジポートＢＰに連結されている。
【００３５】
そして、前記ブームシリンダ７を伸長させる場合は、例えば、スプール２３ｃを図１の右側に移動させると、左側の溝Ｇ４により左側のブリッジポートＢＰと負荷ポートＬＰ１とが連通されると同時に、右側の溝Ｇ４により負荷ポートＬＰ２と右側の排出ポートＯＰとが連通される。これにより、第１及び第２ポンプＰ１、Ｐ２から供給通路３８を介して供給される作動オイルが、ブーム用切換弁２３内のブリッジ通路４１、ブリッジポートＢＰ、図１の左側の溝Ｇ４を介して負荷ポートＬＰ１に至り、この負荷ポートＬＰ１に連結されている第１の負荷通路４３及び図示しない外部配管を介して前記ブームシリンダ７に送給されることにより、ブームシリンダ７が伸長される。
【００３６】
ブームシリンダ７から還流される作動オイルは、図示しない外部配管を介してブーム用切換弁２３内の第２の負荷通路４４に至り、ここから負荷ポートＬＰ２、図１の右側の溝Ｇ４を介して右側の排出ポートＯＰに到達する。ブーム用切換弁２３内の両排出ポートＯＰは、大略コ字形の水平方向の排出通路３７ｂを介して垂直方向の排出通路３７ａに至り、図３の排出通路３７ａ群を介してタンクＴに還流される。なお、ブーム用切換弁２３内の各ポート及びスプール２３ｃは左右対称に構成されているので、ブームシリンダ７を収縮させる場合、スプール２３ｃを図１の左側に移動させれば良い。
【００３７】
予備用切換弁２０〜スイング用切換弁２２の各切換弁並びにアーム用切換弁２７〜ブレード用切換弁２９の各切換弁内にも、ブーム用切換弁２３と同様にブリッジ通路４１、第１及び第２の負荷通路４３、４４等が設けられている。そして、前記バケットシリンダ１１、図示しないスイングシリンダ等も、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２２のスプール２１ｃ、２２ｃ等を左右移動させることにより、上述と同様に伸縮させることができるので、ここでは重複した説明を省略する。
【００３８】
図１０に示すように、ブロック２５の各流入通路４５と排出通路３７ａ間には、それぞれリリーフ通路４６が設けられ、上記リリーフ通路４６には、第１または第２ポンプＰ１、Ｐ２からの作動オイルの圧力が所定値以上の時、作動オイルの一部を流入通路４５から排出通路３７ａに導くリリーフ弁４７が設けられている。
【００３９】
ブーム用切換弁２３の第１及び第２の負荷通路４３、４４と排出通路３７ａ間には、接続通路４８が設けられ、この接続通路４８には、第１または第２の負荷通路４３、４４内の油圧が所定値以上の時、第１または第２の負荷通路４３、４４内の作動オイルの一部を排出通路３７ａ側に導くリリーフ弁５０が設けられると共に、上記リリーフ弁５０と並列に、排出通路３７ａから第１または第２の負荷通路４３、４４側のみへの作動オイルの流通を許容する逆止弁５１が設置されている。上記リリーフ弁５０と逆止弁５１とは、コンビネーション弁５２を構成し、このコンビネーション弁５２は、アーム用切換弁２７の第１及び第２の負荷通路４３、４４と排出通路３７ａ間にも設けられている。なお、スイング用切換弁２２の第１の負荷通路４３と排出通路３７ａ間には、排出通路３７ａから第１の負荷通路４３側への作動オイルの流通のみを許容する逆止弁５１が設けられている。
【００４０】
上記予備用切換弁２０、スイング用切換弁２２、走行用第１及び第２切換弁２４、２６並びにブレード用切換弁２９は、それぞれ手動レバーＬにより切換操作が行われるようになっている。バケット用切換弁２１、ブーム用切換弁２３、アーム用切換弁２７及び旋回用切換弁２８は、それぞれ両側のパイロットポートＰａ２及びＰｂ２、Ｐａ４及びＰｂ４、Ｐａ７及びＰｂ７、Ｐａ８及びＰｂ８に供給される油圧の平衡により切り換えられるようになっている。
【００４１】
予備用切換弁２０は、例えば、ブレーカー用方向切換弁として用いられ、この予備用切換弁２０の負荷通路４３、４４には、図示しないブレーカーが取り付けられる。このブレーカーを作動させる場合には、作動レバーＬを操作することにより、上記ブレーカーに作動オイルを供給する。この作動オイルは、第１ポンプＰ１からブロック２５、各方向切換弁２４〜２１のアンロード通路３３、３４を介して予備用切換弁２０に供給されると共に、第２ポンプＰ２からは、ブロック２５、各方向切換弁２６〜２９のアンロード通路３３、３４を介して、ブレード用切換弁２９とカバーＣ間の分流部３９に至り、この分流部３９に接続される多目的通路３６を通じて、前記連結部６０から予備用切換弁２０に供給される。
【００４２】
このように、予備用切換弁２０には、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２から作動オイルが供給されるので、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２から供給される作動オイルを有効に使用することができる。
【００４３】
以上、説明したように、本実施例では、第１ポンプＰ１から作動オイルが供給される複数の切換弁２０〜２４からなる第１の方向切換弁群と、第２ポンプＰ２から作動オイルが供給される複数の切換弁２６〜２９からなる第２の方向切換弁群とを設け、且つ、第１及び第２の方向切換弁群のアンロード通路３３、３４同士を、内部通路である多目的通路３６により連結したので、アンロード通路３３、３４からタンクＴへの作動オイルの還流経路を一元化できると共に、アンロード通路３３、３４同士の連結を外部配管に依存することなく行ったので、外部配管を簡素化することができる。また、多目的通路３６は、供給通路３８の周囲のデッドスペースに２本に分けて設けたので、多目的通路３６を多連式方向切換弁１３の内部に形成しても、多連式方向切換弁１３を大型化することがない。
【００４４】
なお、上記実施例では、多目的通路３６により第１及び第２方向切換弁群のアンロード通路３３、３４同士を連結したが、それに代えて、多目的通路３６により第１及び第２方向切換弁群の供給通路３８同士を連結することも可能である。また、前記従来例のように、アーム及びブーム等の各負荷部に対し、通常の切換弁と、増速切換弁とをそれぞれ設ける場合、例えば、上記通常の切換弁と増速切換弁の各負荷通路同士を多目的通路３６により連通させることもできる。なお、本発明の多連式方向切換弁は、油圧式ショベル以外の各種油圧機器にも適用できるものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の多連式方向切換弁によれば、少なくとも一部の方向切換弁の本体内に多目的通路を設け、この多目的通路を隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したので、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を上記多目的通路により行えるようになる。これにより、従来、外部配管に依存していた、互いに隣接しない２つの方向切換弁の各種通路間の連絡を、本発明では、内部通路である多目的通路により行えるので、外部配管の簡素化、ひいては多連式方向切換弁を含むオイル給排系統の小型、コンパクト化を実現できるようになる。
【００４６】
また、多連式方向切換弁内の多目的通路を供給通路の周囲のデッドスペースに該供給通路に沿って２本設けたので、前記デッドスペースを有効に使用することができ、多連式方向切換弁の大型化を招くことがない。更に、多目的通路に充分な流量面積を確保でき、油圧回路内の抵抗を低減させて、圧力損失を最小限に抑制することができる。また、２本の多目的通路を多連式方向切換弁の中心に対して、対称に設けたので、多目的通路に作用する油圧の圧力バランスを上記多連式方向切換弁の中心に対して均等にかけることができ、多目的通路に対する油圧に起因した多連式方向切換弁の歪みの発生を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多連式方向切換弁のブーム用切換弁の図２中ＤーＤ線に沿う断面説明図。
【図２】上記多連式方向切換弁を示す縦断面説明図。
【図３】図２のＸーＸ線に沿う断面説明図。
【図４】図２のＡーＡ線に沿う予備用切換弁の断面説明図。
【図５】図２のＢーＢ線に沿うバケット用切換弁の平面図。
【図６】図２のＣーＣ線に沿うスイング用切換弁の平面図。
【図７】図２のＥーＥ線に沿うカバーの平面図。
【図８】図２のＦーＦ線に沿う予備用切換弁の底面図。
【図９】上記多連式方向切換弁中の走行用第１切換弁及び供給又は走行用切換弁を示す拡大縦断面説明図。
【図１０】上記多連式方向切換弁を模式的に示す説明図。
【図１１】上記多連式方向切換弁が設けられる油圧式ショベルを示す概略斜視図。
【符号の説明】
２０〜２９ 方向切換弁
２０ａ〜２９ａ 弁本体
２０ｂ〜２９ｂ スプール孔
２０ｃ〜２９ｃ スプール
３１、３３、３４ アンロード通路
３６ 多目的通路
３７ａ、３７ｂ 排出通路
３８ 供給通路
４１ ブリッジ通路
４３ 第１の負荷通路
４４ 第２の負荷通路
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Claims (1)
- 各方向切換弁の弁本体にスプールが摺動自在に嵌入するスプール孔と、それぞれ上記スプール孔に開口する１対の負荷通路、排出通路及びアンロード通路を設け、上記スプール孔に開口するブリッジ通路及び供給通路を形成した複数の方向切換弁を、互いに隣接する方向切換弁の接続面で、排出通路同士、アンロード通路同士及び供給通路同士をそれぞれ連結させて連設した多連式方向切換弁において、
少なくとも一部の方向切換弁の弁本体に、隣接する方向切換弁との接続面に開口する多目的通路を設け、この多目的通路を、隣接する方向切換弁の多目的通路または当該方向切換弁若しくは隣接する方向切換弁の各種通路に連結可能に構成し、上記方向切換弁内の多目的通路を、上記スプール孔と上記ブリッジ通路との間の上記供給通路の周囲のデッドスペースに、上記供給通路に沿って２本設けるとともに、これら２本の多目的通路を上記方向切換弁の中心に対して対称に設け、上記多目的通路の一方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の一方との間の上記デッドスペースに、上記多目的通路の他方は上記供給通路と上記ブリッジ通路の他方との間の上記デッドスペースに設け、上記多目的通路の一方と上記多目的通路の他方の通路面積がほぼ同等になるように形成したことを特徴とする多連式方向切換弁。
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