(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体に設けられたスプール孔にスプールが摺動自在に挿入され該スプールの摺動によりアクチュエータへの圧油の流量と流方向とが制御される方向切換弁を複数個備えている多連方向切換弁において、単一の弁本体に４個以上のスプール孔が平行に内設されると共に、スプール孔の内の２つを一対とし、一つの対のスプール孔は水平な面内に配置され、他の対のスプール孔は異なる水平な面内に配置され、異なる水平な面内に在る前記各スプール孔が２つの平行な垂直面内に配置され、一方の垂直面に配置される方向切換弁は共通の第１供給通路から圧油が供給され、他方の垂直面に配置される方向切換弁は異なる第２供給通路から圧油が供給され、第１供給通路および第２供給通路も前記弁本体に内設され、前記各方向切換弁のアクチュエータポートは、前記２つの垂直面に平行な２つの外側面にそれぞれ開口し、前記２つの外側面と各方向切換弁のスプール孔内面との距離Ｌ1、Ｌ2と前記各スプール孔内面の間の距離Ｌ3の間にＬ1＝Ｌ2＝Ｌ3の関係が成立するように形成されていることを特徴とする多連方向切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の種々の産業用機械に用いられ、液体圧力源により駆動される各種アクチュエータに給排する圧油の流量を制御する複数の方向切換弁を連結して構成された多連方向切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多連方向切換弁は、各方向切換弁の弁本体がそれぞれ別個独立に形成されている。即ち一つの弁本体に一つのスプールが摺動自在に挿入された構造であり、各弁本体は、その合わせ面を介して隣同士接合されている。
【０００３】
また、他の従来技術として、実開昭５９−１８６５０２号公報や実開平７−２２１８３号公報等が挙げられる。これらの従来技術文献には、単一の弁本体に２つのスプールが挿入されたものが開示されている。これらの従来技術も２つのスプールまでは弁本体を共通にしているが、その限りであり、３次元的に複数の方向切換弁が配列される多連方向切換弁全体としては、各弁本体を互いに合わせ面を介して隣同士接合させ連結用ボルトで強固に一体化する構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多連方向切換弁は、３次元的に配列される各方向切換弁の弁本体が、その合わせ面を介して接合される構造であるため、その合わせ構造を伴う分だけどうしても小型化に限界があるという問題があった。すなわち、各方向切換弁は、それぞれ単独の個体として確立されるために、その弁本体が一定以上の強度を備えることが必然的に要請される。従って、各弁本体の厚さ（スプール孔周囲の前記合わせ面までの厚さ）は、その必要強度を備えるために一定以上確保する必要がある。
【０００５】
また、従来技術に開示されたもののように、単一の弁本体に形成された２つの方向切換弁に、各々異なるポンプから供給通路を介して圧油が供給されるものは、２つの供給通路の圧油が夫々に合わせ面に作用して両合わせ面に互いに引き離す方向の反力が生じ、各弁本体の隣同士の間に間隙が生じる虞があり、圧油がその合わせ面からリークする恐れがあった。更に、前記合わせ面を介しての接合であることから油圧回路中に接合箇所が多くなり、該合わせ面にシール構造を付与しても圧油がその合わせ面からリークする恐れがあった。
【０００６】
本発明の課題は、３次元的に配列される各方向切換弁の隣同士の間隔を充分に狭めることができ、以て小型化を図れると共に、圧油リークの恐れが無い多連方向切換弁を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、弁本体に設けられたスプール孔にスプールが摺動自在に挿入され該スプールの摺動によりアクチュエータへの圧油の流量と流方向とが制御される方向切換弁を複数個備えている多連方向切換弁において、単一の弁本体に４個以上のスプール孔が平行に内設されると共に、スプール孔の内の２つを一対とし、一つの対のスプール孔は水平な面内に配置され、他の対のスプール孔は異なる水平な面内に配置され、異なる水平な面内に在る前記各スプール孔が２つの平行な垂直面内に配置され、一方の垂直面に配置される方向切換弁は共通の第１供給通路から圧油が供給され、他方の垂直面に配置される方向切換弁は異なる第２供給通路から圧油が供給され、第１供給通路および第２供給通路も前記弁本体に内設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、３次元的に配設される４個以上の方向切換弁の弁本体が、単一ブロックから成るため、各方向切換弁の水平方向及び垂直方向の間隔を従来のものに比して接近させることが可能となる。すなわち、本発明によれば、隣接する方向切換弁の間に位置する弁本体部分は、両者で共有されるため、必要な強度を確保するための厚さも共有できる。従って、上記の如く、各方向切換弁の間隔を従来の合わせ面を介しての接合構造に比して約半分近くまで接近させることが可能となり、多連方向切換弁全体（水平方向および垂直方向）としての小型化を図ることができる。また、その部分では連結用ボルトが不要となり、その分、部品点数を減少することができる。また、従来の合わせ面が無くなるため、圧油リークの恐れが無い。
【０００９】
更に、各垂直面に配置される方向切換弁に圧油を供給するための第１供給通路および第２供給通路が、いずれも前記単一の弁本体に内設されているので、例えば２本のアンロード通路が従来のように合わせ面を介して連通し、それをシールで囲う構造では、その囲われる面積が大きくなると共に、外的圧力の影響により各弁本体が歪んでシール力が低下し、圧油がそこからリークする恐れがあったが、本発明によれば、前記の如く、弁本体の単一ブロック化によりそのようなリークの問題が無くなる。
【００１０】
また、本願請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された発明において、前記各方向切換弁のアクチュエータポートは、前記２つの垂直面に平行な２つの外側面にそれぞれ開口していることを特徴とするものである。本発明によれば、各方向切換弁の各アクチュエータポートも単一の弁本体に設けられるので、この点からも全体の寸法、特に高さ方向の寸法を小さくすることが可能になる。
【００１１】
また、本願請求項３に記載の発明は、請求項２に記載された発明において、前記２つの外側面と各方向切換弁のスプール孔内面との距離Ｌ1、Ｌ2と前記各スプール孔内面の間の距離Ｌ3の間にＬ1＝Ｌ2＝Ｌ3の関係が成立するように形成されていることを特徴とするものである。本発明によれば、上記の如く、Ｌ1＝Ｌ2＝Ｌ3の関係が成立するように寸法関係を規定したので、内部通路を無駄なく形成することができ、もって多連方向切換弁の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、単一の弁本体の水平断面形状がほぼ正方形であることを特徴とするものである。本発明によれば、多連方向切換弁が建設機械等に取り付けられた場合、スプール孔が開口する弁本体の側面にはリリーフ弁等が取り付けられ、アクチュエータポートが開口する他の側面には配管が取り付けられるが、前記の如く、弁本体は断面ほぼ正方形であるため、該多連方向切換弁の設置に際し、建設機械の配管に応じてアクチュエータポートが開口する側面の向きを変更する自由度が増す。
【００１３】
また、本願請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、同期運転を必要とするアクチュエータに給排する方向切換弁が前記対を成して一つの水平な面内に配置されていることを特徴とするものである。本発明によれば、同期運転を必要とする一対の方向切換弁に至る圧力損失をほぼ同じにすることが可能なので、操作性が向上する。
【００１４】
また、本願請求項６記載の発明は、請求項５に記載された発明において、同期運転を必要とするアクチュエータに給排する方向切換弁の前記対が圧油の流れ方向の上流側に配置されていることを特徴とするものである。本発明によれば、このように上流側に配置したので、圧力損失を少なくして、圧力損失の差も少なくすることができる。
【００１５】
また、本願請求項７に記載の発明は、請求項６に記載された発明において、同期運転を必要とするアクチュエータに給排する方向切換弁の前記対が右走行用方向切換弁及び左走行用方向切換弁であることを特徴とするものである。これらの右走行用方向切換弁及び左走行用方向切換弁の対を上流側に配置したので、圧力損失を少なくでき、操作性が一層向上する。
【００１６】
また、本願請求項８に記載の発明は、請求項２〜７に記載された発明において、水平な面内に配置される各方向切換弁の前記対は、右走行用方向切換弁と左走行用方向切換弁の対、旋回用方向切換弁とブーム用方向切換弁の対、及びアーム用方向切換弁とバケット用方向切換弁の対から成ることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多連方向切換弁の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本実施の形態に係る多連方向切換弁の一つの垂直面で切った縦断面図、図２は同実施の形態に係る多連方向切換弁の他の垂直面で切った縦断面図である。図３は図１及び図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図１及び図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１及び図２のＣ−Ｃ図線断面図、図６は図１及び図２のＤ−Ｄ線断面図、図７は図１及び図２のＥ−Ｅ線断面図である。
【００１８】
この多連方向切換弁は、方向切換弁を複数個備えている。該方向切換弁は、弁本体１にスプール孔２が設けられ、該スプール孔２にスプール３が摺動自在に挿入され、該スプール３の摺動によりアクチュエータへの圧油の流量と流方向とが制御されるように形成されている。
【００１９】
本実施の形態では、単一の弁本体１に９個のスプール孔２，２，…が平行に内設されており、図１において、上から下に向かって走行直進用方向切換弁４、右走行用方向切換弁５、旋回用方向切換弁６、アーム用方向切換弁７、第２カット弁８に対応している。また、図２においては、上から下に向かって、左走行用方向切換弁９、ブーム用方向切換弁１０、バケット用方向切換弁１１、第１カット弁１２に対応している。
【００２０】
そして、前記スプール孔２，２，…の内の２つを一対とし、一つの対のスプール孔は水平な面内に配置され、他の対のスプール孔は異なる水平な面内に配置され、異なる水平な面内に在る前記各スプール孔が２つの平行な垂直面内に配置されている。すなわち、本実施の形態では、右走行用方向切換弁５と左走行用方向切換弁９の対、旋回用方向切換弁６とブーム用方向切換弁１０の対、及びアーム用方向切換弁７とバケット用方向切換弁１１の対は、それぞれ水平な面内（図４乃至図６の断面に相当する）に配置され、また、右走行用方向切換弁５、旋回用方向切換弁６及びアーム用方向切換弁７が一つの垂直面内（図１の縦断面に相当する）に配置され、左走行用方向切換弁９、ブーム用方向切換弁１０及びバケット用方向切換弁１１が他の垂直面内（図２の縦断面に相当する）に配置されている。また、実施の形態では、第２カット弁８と第１カット弁１２の対も一つの水平面内に配置され、第２カット弁８は前記右走行用方向切換弁５が属する前記垂直面内配置され、第１カット弁１２及び前記走行直進用方向切換弁４が前記左走行用方向切換弁９が属する他の垂直面内に配置されている。図２及び図３において、符号１３はメインリリーフ弁を示す。
【００２１】
一方の垂直面内（図１の縦断面内）に配置される右走行用方向切換弁５、旋回用方向切換弁６及びアーム用方向切換弁７は、共通の第１供給通路１５から圧油が供給され、他方の垂直面内（図２の縦断面内）に配置される左走行用方向切換弁９、ブーム用方向切換弁１０及びバケット用方向切換弁１１は、異なる第２供給通路１６から圧油が供給されるように形成されている。そして、第１供給通路１５および第２供給通路１６のいずれも単一の弁本体１に内設されている。
【００２２】
また、本実施の形態では、前記右走行用方向切換弁５、旋回用方向切換弁６及びアーム用方向切換弁７、更に、左走行用方向切換弁９、ブーム用方向切換弁１０及びバケット用方向切換弁１１の各アクチュエータポート１７，１７，…は、前記２つの垂直面に平行な２つの外側面１８，１９にそれぞれ開口している。従って、各方向切換弁の各アクチュエータポート１７，１７，…も単一の弁本体１に設けられているので、この点からも全体の寸法、特に高さ方向の寸法を小さくすることが可能になる。
【００２３】
また、本実施の形態では、図５にて代表的に示したように、弁本体１は、前記２つの外側面１８，１９と方向切換弁６，１０のスプール孔２内面との距離Ｌ1およびＬ2と、前記各スプール孔２内面の間の距離Ｌ3の間にＬ1＝Ｌ2＝Ｌ3の関係が成立するように形成されている。このように、弁本体１は、Ｌ1＝Ｌ2＝Ｌ3の関係が成立するように寸法関係が規定されているので、内部通路を無駄なく形成することができる。従って、この観点から多連方向切換弁の小型化を図ることができる。尚、図５において、符号２０はブリッジ通路、符号２１はアクチュエータ通路、符号２２はタンク通路を示し、更に符号２３はチェック弁、符号２４はオーバーロードリリーフ弁を示す。更に、図１において、符号２５はポンプ通路、符号２６はアンロード通路を示し、符号２７はパイロットポートを示す。
【００２４】
また、図３乃至図７に示したように、本実施の形態では、単一の弁本体１の水平断面形状がほぼ正方形に形成されている。図５を用いて代表的に説明すると、多連方向切換弁が建設機械等に取り付けられた場合、スプール孔２が開口する弁本体１の側面２８にはオーバーロードリリーフ弁２４等が取り付けられ、アクチュエータポート１７が開口する他の側面１８，１９には配管（図示せず）が取り付けられる。その際、前記の如く、当該弁本体１は断面ほぼ正方形であるため、該多連方向切換弁の設置に際し、建設機械の配管に応じてアクチュエータポート１７が開口する側面１８，１９の向きを適宜自由に変更することができ、組立が容易である。
【００２５】
更に、本実施の形態では、前記の如く、同期運転を必要とするアクチュエータに給排する各方向切換弁が対を成して一つの水平な面内に配置されている。このようにすることで、同期運転を必要とする一対の方向切換弁に至る圧力損失をほぼ同じにすることが可能なので、操作性が向上する。更に、同期運転を必要とするアクチュエータに給排する方向切換弁の対である右走行用方向切換弁５及び左走行用方向切換弁９が圧油の流れ方向の上流側に配置されている。これらの右走行用方向切換弁５及び左走行用方向切換弁９の対を上流側に配置したので、圧力損失を少なくでき、操作性が一層向上する。
【００２６】
なお、当該弁本体１の下面（図１又は図２の下側の面）は、別体の本体２９と互いの対向面を合わせ面として接合されており、該本体２９には合単切換弁３０（図１）とニブラーもしくはブレーカー弁等のオプションアクチュエータ用方向切換弁３１が設けられている。
【００２７】
次に、上記実施の形態に係る多連方向切換弁の作用を説明する。本実施の形態によれば、３次元的に配設される４個以上の方向切換弁の弁本体１が、単一ブロックから成るため、各方向切換弁５，６，７，９，１０，１１の水平方向及び垂直方向の間隔を従来のものに比して接近させることが可能となる。すなわち、隣接する方向切換弁の間に位置する弁本体１部分は、両者で共有されるため、必要な強度を確保するための厚さも共有できる。従って、各方向切換弁５，６，７，９，１０，１１の間隔（水平方向及び垂直方向）を従来の合わせ面を介しての接合構造に比して約半分近くまで接近させることが可能となり、多連方向切換弁全体としての小型化を図ることができる。また、単一ブロック化した部分では連結用ボルトが不要となるので、その分だけ部品点数を減少することができる。更に、単一ブロック化した部分では従来の合わせ面が無くなるため、圧油リークの恐れが無くなる。
【００２８】
更に、各垂直面に配置される方向切換弁に圧油を供給するための第１供給通路１５および第２供給通路１６がいずれもも前記単一の弁本体１に内設されているので、例えば２本のアンロード通路２６が従来のように合わせ面を介して連通し、それをシールで囲う構造では、その囲われる面積が大きくなると共に、外的圧力の影響により各弁本体が歪んでシール力が低下し、圧油がそこからリークする恐れがあったが、本発明によれば、前記の如く、弁本体１の単一ブロック化によりそのようなリークの問題が無くなる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、単一の弁本体に４個以上のスプール孔が平行に内設されると共に、スプール孔の内の２つを一対とし、一つの対のスプール孔は水平な面内に配置され、他の対のスプール孔は異なる水平な面内に配置され、異なる水平な面内に在る前記各スプール孔が２つの平行な垂直面内に配置されているので、３次元的に配列される各方向切換弁の隣同士の間隔を充分に狭めることができ、以て小型化を図れると共に、圧油リークの恐れが無い。更に、各垂直面に配置される方向切換弁に圧油を供給するための第１供給通路および第２供給通路がいずれもも前記単一の弁本体に内設されているので、例えば２本のアンロード通路が従来のように合わせ面を介して連通する場合には、外的圧力の影響により各弁本体が歪んでシール力が低下し、圧油がそこからリークする恐れがあったが、本発明によれば、前記の如く、弁本体の単一ブロック化によりそのようなリークの問題が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る多連方向切換弁の一つの垂直面で切った縦断面図である。
【図２】同実施の形態に係る多連方向切換弁の他の垂直面で切った縦断面図である。
【図３】図１及び図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１及び図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１及び図２のＣ−Ｃ図線断面図である。
【図６】図１及び図２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】図１及び図２のＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
１  弁本体
２  スプール孔
３  スプール
４  走行直進用方向切換弁
５  右走行用方向切換弁
６  旋回用方向切換弁
７  アーム用方向切換弁
８  第２カット弁
９  左走行用方向切換弁
１０  ブーム用方向切換弁
１１  バケット用方向切換弁
１２  第１カット弁
１３  メインリリーフ弁
１５  第１供給通路
１６  第２供給通路
１７  アクチュエータポート
１８，１９  外側面
２０  ブリッジ通路
２１  アクチュエータ通路
２２  タンク通路
２４  オーバーロードリリーフ弁
２５  ポンプ通路
２６  アンロード通路
【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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