JP2016180493A

JP2016180493A - 方向制御弁

Info

Publication number: JP2016180493A
Application number: JP2015062395A
Authority: JP
Inventors: 聡大橋; Satoshi Ohashi; 三浦　雄一; Yuichi Miura; 雄一三浦; 林　光昭; Mitsuaki Hayashi; 林　　光昭
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-10-13

Abstract

【課題】駆動動力の少ないスプールタイプで、而も流量損失を抑制した方向制御弁を提供する。
【解決手段】スプール収納孔３１，３２，３３と、該スプール収納孔に摺動自在に嵌合する弁体部３６，４４，４５と、該弁体部に連続するロッド部４６が形成されたスプール１９と、前記スプール収納孔と同心に設けられた第１弁室２９、第２弁室３０と、前記第１弁室と前記第２弁室との間に形成され前記スプール収納孔の一部である境界部と、前記第１弁室に連通する第１ポート２７と、前記第２弁室に連通する第２ポート２８と、前記弁体部に形成されたシール部３９，４９，５１とを有し、前記スプールを軸心方向に変位させることで前記弁体部が前記第１弁室、前記第２弁室のいずれか一方から前記境界部に嵌脱し、嵌合状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが遮断され、抜脱状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが連通する様構成された。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプやモータ等の油圧機器に使用される方向制御弁に関するものである。

油圧機器に使用される方向制御弁として、スプールタイプとポペットタイプの２つのタイプの方向制御弁がある。

スプールタイプの方向制御弁は、バルブロッドをハウジング内で摺動させることで、流路の切替え等を行う様になっているが、バルブロッドとハウジング間は完全にシールされている訳ではなく、バルブロッドとハウジングとの間の隙間から流体が漏出し流量損失が生じる。又、スプールタイプの場合、流体の漏出を抑える為には厳しい公差が要求され、製作コストが増大する。

又、ポペットタイプの方向制御弁は、バルブロッドによりハウジング内の流路の遮断、開放を行うことで流路の切替え等を行う様になっており、スプールタイプと比べ漏出量は少ないが、圧力がバランスしておらず駆動させる為の動力が大きくなる。又、大型化する場合にはパイロット圧が必要となる為、構造が複雑化する。

尚、特許文献１には、弁ハウジングと弁ハウジングに左右摺動自在に嵌装された弁軸部材と、弁軸部材の外周面に左右摺動自在に嵌装された浮動リング部材とを有し、浮動リング部材が第１内フランジ部及び第２内フランジ部の内側面と当接可能となっており、弁軸部材を移動させた際の浮動リング部材と第１内フランジ部及び第２内フランジ部の内側面との当接離脱により弁内流路を切替える構成が開示されている。

特開平１０−３３２００６号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、駆動動力の少ないスプールタイプで、而も流量損失を抑制した方向制御弁を提供するものである。

本発明は、スプール収納孔と、該スプール収納孔に摺動自在に嵌合する弁体部と、該弁体部に連続するロッド部が形成されたスプールと、前記スプール収納孔と同心に設けられた第１弁室、第２弁室と、前記第１弁室と前記第２弁室との間に形成され前記スプール収納孔の一部である境界部と、前記第１弁室に連通する第１ポートと、前記第２弁室に連通する第２ポートと、前記弁体部に形成されたシール部とを有し、前記スプールを軸心方向に変位させることで前記弁体部が前記第１弁室、前記第２弁室のいずれか一方から前記境界部に嵌脱し、嵌合状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが遮断され、抜脱状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが連通する様構成された方向制御弁に係るものである。

又本発明は、前記スプールは前記弁体部で分割される分割構造であり、接続部には全周に亘って前記シール部が設けられる方向制御弁に係るものである。

又本発明は、前記シール部は、全周に亘って形成された溝部と、該溝部に嵌設されたＯリングと、該Ｏリングの外周側に嵌設された硬質な樹脂製のスリップ部材とで構成された方向制御弁に係るものである。

又本発明は、前記スリップ部材は断面凸形状であり、前記溝部の側壁の外周縁には前記スプールの軸心と平行に突出する突出部が形成された方向制御弁に係るものである。

又本発明は、前記弁体部と前記ロッド部との境界に、Ｒ部が形成された方向制御弁に係るものである。

更に又本発明は、前記弁体部の全周に亘って該弁体部の周面より突出する硬質な樹脂製のウェアリングが設けられた方向制御弁に係るものである。

本発明によれば、スプール収納孔と、該スプール収納孔に摺動自在に嵌合する弁体部と、該弁体部に連続するロッド部が形成されたスプールと、前記スプール収納孔と同心に設けられた第１弁室、第２弁室と、前記第１弁室と前記第２弁室との間に形成され前記スプール収納孔の一部である境界部と、前記第１弁室に連通する第１ポートと、前記第２弁室に連通する第２ポートと、前記弁体部に形成されたシール部とを有し、前記スプールを軸心方向に変位させることで前記弁体部が前記第１弁室、前記第２弁室のいずれか一方から前記境界部に嵌脱し、嵌合状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが遮断され、抜脱状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが連通する様構成されたので、ハウジングとバルブロッドとの隙間から流体が漏出するのを抑制し、流量損失の低減が図れると共に、大径部の周面にシールリングを設ける簡易な構成であり、製作コストの低減を図ることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施例に係る油圧装置を示す構成図である。本発明の第１の実施例に係る油圧装置に適用される方向制御弁を示す側断面図である。（Ａ）は分割構造のスプールの接続部を示す要部拡大図であり、（Ｂ）は第２シール部を示す要部拡大図である。本発明の第２の実施例に係る油圧装置を示す構成図である。本発明の第２の実施例に係る油圧装置に適用される方向制御弁を示す側断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例に係る方向制御弁が用いられる油圧装置について説明する。

油圧装置１は、油圧シリンダ２に対して作動流体として圧油を給排し、油圧により前記油圧シリンダ２のシリンダロッド３を駆動させる様になっている。前記油圧シリンダ２はピストン４によって左油圧室５、右油圧室６に仕切られ、左油圧室５には第１方向制御弁７ａを介して高圧ライン８が接続されると共に、第２方向制御弁７ｂを介して低圧ライン９が接続されている。

又、前記油圧シリンダ２の右油圧室６には、第３方向制御弁７ｃを介して前記高圧ライン８が接続されると共に、第４方向制御弁７ｄを介して前記低圧ライン９が接続されている。

前記高圧ライン８は圧油供給源（図示せず）に接続され、前記低圧ライン９は油タンク（図示せず）に接続されている。前記第１方向制御弁７ａ〜前記第４方向制御弁７ｄの切替えにより、前記圧油供給源から圧油が前記左油圧室５、前記右油圧室６のいずれか一方に供給されると共に、前記左油圧室５、前記右油圧室６のいずれか他方から排出された油が前記油タンクに排出される様になっている。

前記第１方向制御弁７ａ〜前記第４方向制御弁７ｄは、前記高圧ライン８、前記低圧ライン９の連通、遮断を切替え可能な電磁弁となっている。前記第１方向制御弁７ａが閉の時（図１中ｂの弁位置）は前記第２方向制御弁７ｂが開（図１中ａの弁位置）、前記第３方向制御弁７ｃが開（図１中ａの弁位置）、前記第４方向制御弁７ｄが閉（図１中ｂの弁位置）となる。又、前記第１方向制御弁７ａが開（図１中ａの弁位置）の時は前記第２方向制御弁７ｂが閉（図１中ｂの弁位置）、前記第３方向制御弁７ｃが閉（図１中ｂの弁位置）、前記第４方向制御弁７ｄが開（図１中ａの弁位置）となる様になっており、前記第１方向制御弁７ａ〜前記第４方向制御弁７ｄは一体に同期して開閉動作が制御される様になっている。

前記シリンダロッド３を紙面に対して左側に移動させる際には、前記第２方向制御弁７ｂ及び前記第３方向制御弁７ｃを開とし、前記第１方向制御弁７ａ及び前記第４方向制御弁７ｄを閉とすることで、前記右油圧室６内に前記高圧ライン８を介して圧油が供給されると共に、前記左油圧室５内から前記低圧ライン９を介して油が排出される。又、前記シリンダロッド３を紙面に対して右側に移動させる際には、前記第１方向制御弁７ａ及び前記第４方向制御弁７ｄを開とし、前記第２方向制御弁７ｂ及び前記第３方向制御弁７ｃを閉とすることで、前記左油圧室５内に前記高圧ライン８を介して圧油が供給されると共に、前記右油圧室６内から前記低圧ライン９を介して油が排出される。

次に、図２に於いて、前記第１方向制御弁７ａ〜前記第４方向制御弁７ｄの詳細について説明する。尚、前記第１方向制御弁７ａ〜前記第４方向制御弁７ｄは全て同じ構造となっているので、以下の説明では方向制御弁７として説明する。尚、図２中、紙面に対して左側を先端側とし、紙面に対して右側を基端側としている。

該方向制御弁７は、内部にスプール収納孔が形成されたハウジング１８と、スプール収納孔内を前記ハウジング１８の軸心方向に移動可能なスプール１９とを有している。

前記ハウジング１８の先端部は、略凸形状の先端側キャップ部２０によって閉塞され、前記ハウジング１８と前記先端側キャップ部２０との間はＯリング２１によって液密にシールされている。又、前記ハウジング１８の基端部から前記スプール１９が挿入されており、前記先端側キャップ部２０と前記スプール１９との間には、該スプール１９を基端側へと付勢するバネ２２が設けられている。

又、前記ハウジング１８の前記スプール１９と前記先端側キャップ部２０との間には、ドレンポート１７が形成されている。前記スプール１９が移動した際の、第１スプール収納孔３１（後述）内の容積変化に伴う油の給排は、前記ドレンポート１７を介して行われる様になっている。

前記ハウジング１８の基端部は、略凸形状の基端側キャップ部２３によって閉塞され、前記ハウジング１８と前記基端側キャップ部２３との間はＯリング２４によって液密にシールされている。又、前記スプール１９と前記基端側キャップ部２３との間にはパイロット室２５が形成され、前記基端側キャップ部２３に穿設された給排孔２６にはパイロットライン（図示せず）が接続され、前記給排孔２６を介して前記パイロット室２５に前記スプール１９を駆動させる為のパイロット圧を給排できる様になっている。尚、パイロット圧の給排については、パイロットラインに設けられた電磁弁（図示せず）によって行われる様になっている。

前記ハウジング１８には、高圧ポートである第１ポート２７と低圧ポートである第２ポート２８が形成され、前記第１ポート２７には前記高圧ライン８が接続され、前記第２ポート２８には前記低圧ライン９が接続されている。

前記ハウジング１８内の、前記第１ポート２７と連通する部分には、第１弁室２９が形成され、前記第２ポート２８と連通する部分には、第２弁室３０が形成されている。又、前記第１弁室２９の先端側に前記第１スプール収納孔３１が形成され、前記第１弁室２９と前記第２弁室３０との間に境界部である第２スプール収納孔３２が形成され、前記第２弁室３０の基端側に第３スプール収納孔３３が形成されている。

前記第１弁室２９及び前記第２弁室３０、前記第１スプール収納孔３１〜前記第３スプール収納孔３３は共に断面円形状の空間となっており、前記第１弁室２９及び前記第２弁室３０は前記第１スプール収納孔３１〜前記第３スプール収納孔３３と同心となっている。

前記第１弁室２９と前記第２弁室３０は同一径であり、前記スプール１９の外径より大径となっている。前記第１スプール収納孔３１〜前記第３スプール収納孔３３は同一径であり、前記スプール１９が摺動自在に嵌合する。又、前記第２スプール収納孔３２の前記第１弁室２９と隣接する周面には、該第１弁室２９側に向って漸次拡径する第１テーパ部３４が形成され、前記第２スプール収納孔３２の前記第２弁室３０と隣接する周面には、該第２弁室３０側に向って漸次拡径する第２テーパ部３５が形成されている。

前記スプール１９は２分割構造となっている。先端側の先端側スプール３６は、前記第１スプール収納孔３１〜前記第３スプール収納孔３３よりも僅かに小径の円柱形状であり、基端部に雌嵌合部３７、雌ネジ部３８が凹設されている。又、前記先端側スプール３６先端部の周面には、全周に亘って第１シール部３９が設けられると共に、全周に亘って第１ウェアリング４０が設けられている。

前記第１シール部３９は、前記先端側スプール３６の先端部周面に全周に亘って刻設された溝と、該溝内に嵌入されたＯリング４１と、該Ｏリング４１の外周側に嵌設され、前記先端側スプール３６の周面より僅かに突出するリング状のスリップ部材４２とから構成される。該スリップ部材４２は、例えばフッ素樹脂等摩擦係数の低い材質を基材とする硬質の樹脂製であり、前記第１スプール収納孔３１に対して摺動自在となっている。前記Ｏリング４１は、嵌合状態で所要量変形し、前記スリップ部材４２と前記第１スプール収納孔３１との間で所要のシール圧を発生させている。

又、前記第１ウェアリング４０は、例えば前記スリップ部材４２と同材質の硬質の樹脂製であり、前記先端側スプール３６の先端部周面に全周に亘って刻設された溝に嵌設され、前記先端側スプール３６の周面よりも僅かに突出している。

前記スプール１９の基端側の基端側スプール４３は、先端部に先端側大径部４４が形成され、基端部に基端側大径部４５が形成され、該基端側大径部４５は前記スプール１９の第２弁体部となっている。又、前記先端側大径部４４と前記基端側大径部４５との間に、前記先端側大径部４４と前記基端側大径部４５よりも小径な円柱形状のロッド部である中間小径部４６が形成されている。前記先端側大径部４４と前記基端側大径部４５は、前記第１スプール収納孔３１〜前記第３スプール収納孔３３よりも僅かに小径となっている。

前記先端側大径部４４の先端部には、雄嵌合部４７、雄ネジ部４８が形成され、前記雄嵌合部４７と前記雌嵌合部３７とが嵌合すると共に、前記雄ネジ部４８と前記雌ネジ部３８とが螺合可能となっている。前記雄ネジ部４８と前記雌ネジ部３８とを螺合させた際には、前記雄嵌合部４７と前記雌嵌合部３７との嵌合いによって前記先端側スプール３６と前記基端側スプール４３の芯合せがされると共に、前記先端側スプール３６と前記基端側スプール４３の軸心方向の位置決めがなされる。又、前記先端側大径部４４の先端面周縁部と、前記先端側スプール３６の基端面周縁部との境界部に全周に亘って後述する第２シール部４９が設けられている。尚、前記先端側スプール３６と前記先端側大径部４４とにより前記スプール１９の第１弁体部が構成される。

前記基端側大径部４５の周面には、全周に亘って第３シール部５１が設けられると共に、全周に亘って第２ウェアリング５２が設けられている。前記第３シール部５１は、前記第１シール部３９と同様の溝であり、前記基端側大径部４５の周面に全周に亘って刻設された溝と、該溝内に嵌入されたＯリング５３と、該Ｏリング５３の外周側に嵌設され、前記基端側大径部４５の周面より僅かに突出するリング状のスリップ部材５４とから構成される。該スリップ部材５４は前記スリップ部材４２と同様の材質、構造となっており、前記第３スプール収納孔３３に対して摺動自在となっている。

又、前記第２ウェアリング５２は、例えば前記スリップ部材５４と同材質の硬質の樹脂製であり、前記基端側大径部４５の周面に全周に亘って刻設された溝に嵌設され、前記基端側大径部４５の周面よりも僅かに突出している。前記第１ウェアリング４０と前記第２ウェアリング５２とにより、前記第１スプール収納孔３１〜前記第３スプール収納孔３３に対する前記スプール１９の芯合せが行われる様になっている。

又、前記先端側大径部４４と前記基端側大径部４５との境界部にはＲ部５５が形成されている。

尚、本実施例に於いては、前記第１ポート２７側の圧油は高圧となっており、前記第２ポート２８側の油は低圧となっている。

次に、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に於いて、前記第２シール部４９及びその周辺構造の詳細について説明する。

前記先端側スプール３６の基端面と前記先端側大径部４４との間に形成される溝部５６には、Ｏリング５７が嵌設され、該Ｏリング５７の外周側に断面凸形状でリング状のスリップ部材５８が嵌設されている。該スリップ部材５８は前記先端側スプール３６と前記先端側大径部４４の周面より僅かに突出し、更に前記スリップ部材５８が前記第２スプール収納孔３２に嵌合していない状態では、即ち前記スリップ部材５８に外力が作用していない状態では、該スリップ部材５８の外径は前記第２スプール収納孔３２の内径よりも僅かに大きくなっている。前記スリップ部材５８は、前記スリップ部材４２，５４と同様、例えばフッ素樹脂を基材とする等の硬質な樹脂であり、前記第２スプール収納孔３２及び前記テーパ部３４，３５に対して摺動自在となっている。

又、前記溝部５６の両溝壁の外周縁はそれぞれ内側に向って庇状に突出し、前記溝部５６の開口面積を縮小させる突出部５９，５９が形成されている。該突出部５９，５９を形成すると共に、前記スリップ部材５８を凸形状としたことで、該スリップ部材５８が前記溝部５６から抜脱されるのを防止する様になっている。

前記先端側大径部４４の基端部には、テーパ部６０が形成されており、該テーパ部６０及び前記第１テーパ部３４により前記先端側大径部４４が前記第２スプール収納孔３２に嵌脱することが円滑に行われる。

前記溝部５６に前記第２シール部４９を設ける際には、前記スプール１９を分割し、前記基端側スプール４３に先端側から前記Ｏリング５７を嵌込み、同様に前記スリップ部材５８を前記Ｏリング５７の外周側に嵌込んだ後、前記雄嵌合部４７と前記雌嵌合部３７とを嵌合させ、前記雄ネジ部４８と前記雌ネジ部３８とを螺合させることで、前記第２シール部４９が設けられる。

尚、前記突出部５９，５９及び前記スリップ部材５８の形状は、該スリップ部材５８が先端側と基端側のいずれかに移動した際に、前記突出部５９が前記スリップ部材５８の凸部５８ａに接触し、更に前記スリップ部材５８の胴体部５８ｂが前記溝部５６の壁面に密着する様な形状とするのが望ましい。

又、前記第２スプール収納孔３２と前記先端側大径部４４との間の間隔は、加工が困難でない程度でできるだけ小さいことが好ましく、例えば０．０５ｍｍ程度とするのが望ましい。

前記方向制御弁７を駆動させ、前記第１ポート２７と前記第２ポート２８とを連通させる際には、前記スプール１９にパイロット圧をかけて押圧し、先端側（図２中左方）へと移動させる。この時、前記第１ウェアリング４０、前記第２ウェアリング５２が硬質な樹脂製となっているので、前記第１ウェアリング４０、前記第２ウェアリング５２により前記スプール１９のセンタリングが行われ、該スプール１９の軸ズレが防止される。

該スプール１９が移動されることで、前記スリップ部材５８が前記第２スプール収納孔３２、前記第１テーパ部３４を摺動し、前記第２シール部４９が前記第１弁室２９へと到達し、更に前記先端側大径部４４、即ち第１弁体部が前記第２スプール収納孔３２から外れることで、前記第１ポート２７と前記第２ポート２８とが前記中間小径部４６の周囲の空間を介して連通する。

又、前記第１ポート２７と前記第２ポート２８とを遮断する際には、パイロット圧を解放し、前記スプール１９への軸心方向の押圧を解除することで、前記バネ２２の付勢力等により前記スプール１９が基端側（図２中右方）へと移動する。前記スリップ部材５８が前記第１テーパ部３４を摺動し、前記第２スプール収納孔３２に嵌合することで、即ち該第２スプール収納孔３２に第１弁体部が嵌合することで、前記先端側大径部４４と前記第２スプール収納孔３２との間が前記第２シール部４９によってシールされ、前記第１ポート２７と前記第２ポート２８とが遮断される。

上述の様に、本実施例では、前記ハウジング１８内を軸心方向に移動する前記スプール１９の周面に、前記第１シール部３９、前記第２シール部４９及び前記第３シール部５１を設けている。従って、前記ハウジング１８と前記スプール１９の隙間から圧油が漏出するのを抑制することができ、流量損失を低減することができる。又、前記方向制御弁７の流量損失が低減されることで、前記油圧装置１の作動効率も向上させることができる。

又、前記第１シール部３９、前記第２シール部４９及び前記第３シール部５１は、前記Ｏリング４１，５３，５７の外周側に硬質な樹脂製の前記スリップ部材４２，５４，５８を設けた構造となっている。従って、構造が簡易であり、前記第１シール部３９、前記第２シール部４９及び前記第３シール部５１は、前記Ｏリング４１，５３，５７の弾性力により径方向の製作誤差を吸収でき、従来数μｍ程度に抑える必要があった公差を、数十μ〜数百μｍとすることができ、厳しい公差が不要となり、製作コストの低減を図ることができる。

又、前記スリップ部材４２，５４，５８を摩擦係数の低い材質としているので、前記スプール１９を移動させる際の駆動動力を低減させることができ、大型の前記方向制御弁７に対しても適用可能となる。

又、本実施例に於いては、前記第１ポート２７側の圧力が前記第２ポート２８側よりも高くなっており、前記第１ポート２７と前記第２ポート２８とが連通した瞬間には、圧力差により前記第１ポート２７側から前記第２ポート２８側に向ってジェット流が発生する。該ジェット流により、前記スリップ部材５８が前記第２ポート２８側へと押圧されるが、前記スリップ部材５８が凸形状であると共に、前記溝部５６に突出部５９，５９が形成されているので、前記スリップ部材５８の前記溝部５６からの抜脱を防止することができる。

又、前記第２スプール収納孔３２と前記先端側大径部４４との隙間を０．０５ｍｍ程度としているので、ジェット流の発生を低減でき、ジェット流によって引起こされる前記スリップ部材５８への負担を軽減でき、該スリップ部材５８の寿命を延命できる。

又、前記スリップ部材５８が軸心方向に押圧された際には、該スリップ部材５８の前記凸部５８ａが前記突出部５９に接触し、前記胴体部５８ｂが前記溝部５６の壁面に接触する様になっているので、前記スリップ部材５８に掛かる圧力が分散され、該スリップ部材５８の破損を抑制することができる。

更に、前記スプール１９を摺動させた際に、前記第１ポート２７と前記第２ポート２８との連通遮断を繰返すことで、高圧と低圧の圧力差で前記先端側大径部４４の根本部に繰返し荷重が作用するが、前記中間小径部４６と前記先端側大径部４４との間に先端側に向って漸次拡径する前記Ｒ部５５を形成しているので、前記中間小径部４６と前記先端側大径部４４との境界に応力が集中するのを防止でき、応力集中による前記スプール１９の破損を防止することができる。

次に、図４に於いて、本発明の第２の実施例に係る方向制御弁が用いられる油圧装置について説明する。尚、図４中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

油圧装置６１は方向制御弁６２ａと方向制御弁６２ｂを有し、左油圧室５は前記方向制御弁６２ａを介して高圧ライン８及び低圧ライン９に接続され、右油圧室６は前記方向制御弁６２ｂを介して前記高圧ライン８及び前記低圧ライン９に接続されている。

前記方向制御弁６２ａは、ａの弁位置で前記左油圧室５と前記高圧ライン８との連通、ｂの弁位置で前記左油圧室５と前記低圧ライン９との連通、ｎの弁位置で前記左油圧室５と前記高圧ライン８及び前記低圧ライン９との遮断の３つの状態に切替え可能となっている。又、前記方向制御弁６２ｂは、ａの弁位置で前記右油圧室６と前記高圧ライン８との連通、ｂの弁位置で前記右油圧室６と前記低圧ライン９との連通、ｎの弁位置で前記右油圧室６と前記高圧ライン８及び前記低圧ライン９との遮断の３つの状態に切替え可能となっている。

シリンダロッド３を紙面に対して右側に移動させる際には、前記方向制御弁６２ａを駆動させてａの弁位置とし前記高圧ライン８と前記左油圧室５とを接続させ圧油を供給し、前記方向制御弁６２ｂを駆動させてｂの弁位置とし前記低圧ライン９と前記右油圧室６とを接続させ油を排出する。又、シリンダロッド３を紙面に対して左側に移動させる際には、前記方向制御弁６２ａを駆動させてｂの弁位置とし前記低圧ライン９と前記左油圧室５とを接続させ油を排出し、前記方向制御弁６２ｂを駆動させてａの弁位置とし前記高圧ライン８と前記右油圧室６とを接続させ圧油を供給する。

尚、前記方向制御弁６２ａと前記方向制御弁６２ｂとを共にｎの弁位置とし遮断状態とした際には、前記シリンダロッド３は左右に移動することなく固定される。

次に、図５に於いて、前記方向制御弁６２ａ、前記方向制御弁６２ｂの詳細について説明する。尚、前記方向制御弁６２ａ、前記方向制御弁６２ｂは同じ構造となっているので、以下の説明では方向制御弁６２として説明する。尚、図５中、紙面に対して左側を先端側とし、紙面に対して右側を基端側としている。

該方向制御弁６２は、内部にスプール収納孔が形成されたハウジング６３と、スプール収納孔内を前記ハウジング６３内を軸心方向に移動可能なスプール６４とを有している。
前記ハウジング６３の先端部は略凸形状のキャップ部６５により閉塞され、前記ハウジング６３と前記キャップ部６５との間はＯリング（図示せず）により液密にシールされている。

又、前記ハウジング６３の前記スプール６４と前記キャップ部６５との間には、先端側ドレンポート６６が形成されている。前記スプール６４が移動した際の、第１スプール収納孔７６（後述）内の容積変化に伴う油の給排は、前記先端側ドレンポート６６を介して行われる様になっている。

又、該スプール６４の基端面には該スプール６４の駆動軸６７がボルトにより固着されている。該駆動軸６７を介し、図示しないアクチュエータにより前記スプール６４が軸心方向（紙面に対して左右方向）に変位可能となっている。

前記ハウジング６３には、第１ポート６８と第２ポート６９と第３ポート７１とが前記ハウジング６３の軸心と直交する方向から穿設され、前記第１ポート６８、前記第２ポート６９、前記第３ポート７１により前記ハウジング６３の内部と外部とが連通する様になっている。

前記ハウジング６３内の、前記第１ポート６８と連通する部分には第１弁室７２が形成され、前記第２ポート６９と連通する部分には第２弁室７３が形成され、前記第３ポート７１と連通する部分には第３弁室７４が形成されている。又、前記ハウジング６３の基端部には前記スプール６４の基端部を収納する基端部収納孔７５が形成されている。

該基端部収納孔７５の基端側大径部９１（後述）よりも先端側には、基端側ドレンポート７０が形成されている。前記スプール６４が移動した際の、前記基端部収納孔７５内の容積変化に伴う油の給排は、前記基端側ドレンポート７０を介して行われる様になっている。

又、前記第１弁室７２の先端側に前記第１スプール収納孔７６が形成され、前記第１弁室７２と前記第２弁室７３との間に第１境界部である第２スプール収納孔７７が形成され、前記第２弁室７３と前記第３弁室７４との間に第２境界部である第３スプール収納孔７８が形成され、前記第３弁室７４と前記基端部収納孔７５との間に第４スプール収納孔７９が形成されている。

前記第１弁室７２〜前記第３弁室７４と前記第１スプール収納孔７６〜前記第４スプール収納孔７９は同心に形成され、前記第１弁室７２〜前記第３弁室７４は前記第１スプール収納孔７６〜前記第４スプール収納孔７９よりも径が大きくなっており、更に前記基端部収納孔７５は前記第１弁室７２〜前記第３弁室７４よりも径が大きくなっている。

尚、図示はしないが、前記第１スプール収納孔７６と前記第１弁室７２の境界、該第１弁室７２と前記第２スプール収納孔７７の境界、該第２スプール収納孔７７と前記第２弁室７３の境界、該第２弁室７３と前記第３スプール収納孔７８の境界、該第３スプール収納孔７８と前記第３弁室７４の境界、該第３弁室７４と前記第４スプール収納孔７９の境界には、第１の実施例と同様テーパ部が形成されている。

第２の実施例では、前記スプール６４が３分割構造となっている。該スプール６４は先端側スプール８１と中間スプール８２と基端側スプール８３から構成され、前記先端側スプール８１と前記中間スプール８２とはインロー方式で嵌合すると共にネジ部８０で螺合することで連結され、前記基端側スプール８３と前記中間スプール８２とはインロー方式で嵌合すると共に前記ネジ部８０で螺合することで連結され、前記スプール６４が組立てられる。

前記先端側スプール８１は、先端部に形成された先端側大径部８４と、該先端側大径部８４の基端側に形成された中間小径部８５と、該中間小径部８５の基端側に形成された基端側大径部８６とを有している。又、前記基端側スプール８３は、先端側に形成された先端側大径部８７と、該先端側大径部８７の基端側に形成された中間小径部８８と、該中間小径部８８の基端側に形成された中間大径部８９と、該中間大径部８９の基端側に形成された前記基端側大径部９１とを有している。

尚、前記先端側大径部８４は前記先端側スプール８１の第１弁体部を構成し、前記基端側大径部８６と前記中間スプール８２と前記先端側大径部８７とで第２弁体部を構成し、前記中間大径部８９により第３弁体部が構成される。又、前記中間小径部８５は前記先端側スプール８１の第１ロッド部を構成し、前記中間小径部８８は前記基端側スプール８３の第２ロッド部を構成する。

前記先端側大径部８４は前記第１スプール収納孔７６に摺動自在に嵌合し、前記中間スプール８２は前記第２スプール収納孔７７、前記第３スプール収納孔７８に摺動自在に嵌合し、前記中間大径部８９は前記第４スプール収納孔７９に摺動自在に嵌合する。

前記先端側大径部８４の周面には第１シール部９２及び第２シール部９３が設けられ、前記先端側スプール８１と前記中間スプール８２との境界部には第３シール部９４が設けられ、前記中間スプール８２と前記基端側スプール８３との境界部には第４シール部９５が設けられ、前記中間大径部８９の周面には第５シール部９６が設けられ、前記基端側大径部９１の周面には第６シール部９７が設けられている。

尚、前記第１シール部９２、前記第２シール部９３、前記第５シール部９６、前記第６シール部９７の構造は、第１の実施例に於ける第１シール部３９及び第３シール部５１の構造と同様であり、前記第３シール部９４及び前記第４シール部９５の構造は、第１の実施例に於ける第２シール部４９の構造と同様であるので説明を省略する。

又、前記先端側大径部８４の周面には第１ウェアリング１０１が設けられ、前記基端側大径部９１の周面には第２ウェアリング１０２が設けられている。尚、前記第１ウェアリング１０１、前記第２ウェアリング１０２は、第１の実施例に於ける第１ウェアリング４０、第２ウェアリング５２の構造と同様であるので説明を省略する。

又、前記中間小径部８５と前記基端側大径部８６との境界には第１Ｒ部９８が形成され、前記先端側大径部８７と前記中間小径部８８との境界には第２Ｒ部９９が形成されている。

而して、前記スプール６４は、前記第１シール部９２〜前記第６シール部９７によりシールされた状態で、前記ハウジング６３内を軸心方向に摺動自在となっている。

尚、本実施例に於いては、前記第２ポート６９には前記油圧シリンダ２が接続され、前記第１ポート６８側は高圧、前記第３ポート７１側は低圧となっている。

前記方向制御弁６２を駆動させ、前記第２ポート６９と前記第１ポート６８とを連通させる際には、アクチュエータ等所定の手段により前記スプール６４を基端側へと移動させる。該スプール６４が摺動し、前記第３シール部９４及び前記基端側大径部８６が前記第２弁室７３へと到達することで、前記中間小径部８５の周囲の空間を介して、前記第２ポート６９と前記第１ポート６８とが連通し、圧油が前記油圧シリンダ２に供給され、該油圧シリンダ２が駆動される。

又、前記第２ポート６９と前記第３ポート７１とを連通させる際には、アクチュエータを駆動させ、前記スプール６４を先端側へと移動させる。該スプール６４が摺動し、前記第４シール部９５及び前記先端側大径部８７が前記第２弁室７３へと到達することで、前記中間小径部８８の周囲の空間を介して前記第２ポート６９と前記第３ポート７１とが連通し、前記油圧シリンダ２から低圧の油が排出される。

更に、前記第２ポート６９と前記第１ポート６８、前記第３ポート７１とを遮断する際には、図５に示される様に、前記第３シール部９４を前記第２スプール収納孔７７に位置させ、前記第４シール部９５を前記第３スプール収納孔７８に位置させることで、前記第２ポート６９と前記第１ポート６８との間、前記第２ポート６９と前記第３ポート７１との間がシールされ、前記第２ポート６９と前記第１ポート６８、前記第３ポート７１とが遮断される。

第２の実施例に於いても、前記スプール６４の周面に第１シール部９２〜前記第６シール部９７を設けているので、前記ハウジング６３と前記スプール６４との隙間から圧油が漏出することがなく、流量損失を低減させることができると共に、簡易な構成であり、厳しい公差を必要としないので、製作コストを低減させることができる。

又、第１の実施例、第２の実施例では、２ポートの方向制御弁、３ポートの方向制御弁について説明したが、４ポート以上の方向制御弁についても、本発明のバルブロッドの周面にシールリングを設ける構成が適用可能であるのは言う迄もない。

１油圧装置７方向制御弁
１８ハウジング１９スプール
２７第１ポート２８第２ポート
３６先端側スプール４３基端側スプール
４６中間小径部５１第３シール部
５３Ｏリング５４スリップ部材
５９突出部６１油圧装置
６２方向制御弁６３ハウジング
６４スプール６８第１ポート
６９第２ポート７１第３ポート
８１先端側スプール８２中間スプール
８３基端側スプール８５中間小径部
８８中間小径部９４第３シール部
９５第４シール部

Claims

スプール収納孔と、該スプール収納孔に摺動自在に嵌合する弁体部と、該弁体部に連続するロッド部が形成されたスプールと、前記スプール収納孔と同心に設けられた第１弁室、第２弁室と、前記第１弁室と前記第２弁室との間に形成され前記スプール収納孔の一部である境界部と、前記第１弁室に連通する第１ポートと、前記第２弁室に連通する第２ポートと、前記弁体部に形成されたシール部とを有し、前記スプールを軸心方向に変位させることで前記弁体部が前記第１弁室、前記第２弁室のいずれか一方から前記境界部に嵌脱し、嵌合状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが遮断され、抜脱状態で前記第１弁室と前記第２弁室とが連通する様構成されたことを特徴とする方向制御弁。
前記スプールは前記弁体部で分割される分割構造であり、接続部には全周に亘って前記シール部が設けられる請求項１の方向制御弁。
前記シール部は、全周に亘って形成された溝部と、該溝部に嵌設されたＯリングと、該Ｏリングの外周側に嵌設された硬質な樹脂製のスリップ部材とで構成された請求項１又は請求項２の方向制御弁。
前記スリップ部材は断面凸形状であり、前記溝部の側壁の外周縁には前記スプールの軸心と平行に突出する突出部が形成された請求項３の方向制御弁。
前記弁体部と前記ロッド部との境界に、Ｒ部が形成された請求項１〜請求項４のうちいずれか１項に記載の方向制御弁。
前記弁体部の全周に亘って該弁体部の周面より突出する硬質な樹脂製のウェアリングが設けられた請求項１〜請求項５のうちいずれか１項に記載の方向制御弁。