JP2016205549A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】内部パイロット形式と外部パイロット形式とで共通して使用できるようなバルブブロックを有する流量制御弁を提供する。
【解決手段】流量制御弁５０は、バルブブロック６０に、収容穴５１の開口部側から、タンクポート５２と、アクチュエータ排出ポート５３と、内部パイロットポート５４と、第１ポンプＰ１から吐出された作動流体が供給されるブロック内供給通路６５と、が形成され、ブロック内供給通路６５は、少なくともその一部が収容穴５１の軸線上であって収容穴５１の底部から開口部とは反対側に離間した位置に形成され、収容穴５１の軸線上におけるブロック内供給通路６５と内部パイロットポート５４との距離Ｌ１は、収容穴５１の軸線上における内部パイロットポート５４とアクチュエータ排出ポート５３との距離Ｌ２よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、流量制御弁に関するものである。

特許文献１には、第１ポンプに接続するとともに複数の切換弁を設けた第１回路系統と、第２ポンプに接続するとともに複数の切換弁を設けた第２回路系統と、を備える制御装置の発明が記載されている。特許文献１に記載の制御装置では、第１回路系統に特定のアクチュエータからの戻り流体をその特定のアクチュエータの供給側に再生する再生機能を備えた切換弁が設けられている。そして、この切換弁は、この切換弁を再生位置に切り換えたとき、戻り側となる通路に再生用絞りを設け、流体がこの再生用絞りを通過するときの圧力損失分の圧力を持って戻り流体を再生する構成となっている。

特開２００９−４１６１６号公報

特許文献１の制御装置では、戻り側となる通路の再生用絞りが固定絞りとして構成されているので、再生流量を調整することができなかった。このため、再生流量を調整することができるように、再生用絞りを可変の流量制御弁としたものが存在する。このような流量制御弁では、外部から供給される信号をパイロット信号として流量を制御する外部パイロット形式と、ポンプから切換弁へ供給される供給圧をパイロット信号として流量を制御する内部パイロット形式と、が存在する。そして、流量制御弁を製造する上で、外部パイロット形式と内部パイロット形式におけるバルブブロックを共通化したいという要求がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、内部パイロット形式と外部パイロット形式とで共通して使用できるようなバルブブロックを有する流量制御弁を提供することを目的とする。

第１の発明は、流体圧制御装置は、ポンプに接続されアクチュエータの一方及び他方の圧力室への作動流体の給排を制御するとともに、一方の圧力室からの排出される作動流体を他方の圧力室に再生するための再生通路を有する制御弁と、制御弁が中立位置にある場合にポンプの作動流体をタンクに還流させる中立通路と、中立通路から分岐し制御弁に作動流体を供給する供給通路と、制御弁とタンクの間に設けられアクチュエータの一方の圧力室からタンクに作動流体を排出するための第１タンク通路と、制御弁とタンクの間に設けられアクチュエータの他方の圧力室からタンクに作動流体を排出するための第２タンク通路と、第１タンク通路に設けられ第１タンク通路を通過する作動流体の流量をパイロット圧力に応じて制御する流量制御弁と、を備え、流量制御弁は、有底円筒状の収容穴が形成されたバルブブロックと、収容穴に挿入される弁体と、を有し、バルブブロックには、収容穴と交わるように収容穴の開口部側から、第１タンク通路における弁体の下流側に設けられタンクと連通するタンクポートと、第１タンク通路における弁体の上流側に設けられ制御弁に連通するアクチュエータ排出ポートと、供給通路に連通する内部パイロットポートと、が形成され、バルブブロックには、ポンプから吐出された作動流体が供給されるブロック内供給通路がさらに形成され、ブロック内供給通路は、少なくともその一部が収容穴の軸線上であって収容穴の底部から開口部とは反対側に離間した位置に形成され、収容穴の軸線上におけるブロック内供給通路と内部パイロットポートとの距離は、収容穴の軸線上における内部パイロットポートとアクチュエータ排出ポートとの距離よりも大きいことを特徴とする。

第１の発明では、流量制御弁のバルブブロックにおいて、収容穴の軸線上におけるブロック内供給通路と内部パイロットポートとの距離は、収容穴の軸線上における内部パイロットポートとアクチュエータ排出ポートとの距離よりも大きくなるように形成される。これにより流量制御弁を外部パイロット形式として使用するためのドレンポートを追加するスペースが確保できる。

第２の発明は、内部パイロットポートは、収容穴の軸線上におけるタンクポートとブロック内供給通路とのほぼ中間の位置に設けられることを特徴とする。

第３の発明は、パイロット圧力は、内部パイロットポートに供給される作動流体の圧力であり、収容穴の底部と弁体の一方の端面との間に内部パイロットポートと連通する内部パイロット圧室が形成され、弁体がパイロット圧力に応じて移動することによって、第１タンク通路を通過する作動流体の流量を制御することを特徴とする。

第３の発明では、流量制御弁を内部パイロットポートに供給される作動流体によって制御される内部パイロット形式として使用できる。

第４の発明は、バルブブロックには、収容穴の軸線上におけるブロック内供給通路と内部パイロットポートとの間に、弁体の一方の端面が臨むドレンポートがさらに形成され、バルブブロックとバルブブロックの外部に設けられるキャップ部材との間に弁体の他方の端面が臨む外部パイロット圧室が形成され、パイロット圧力は、外部パイロット圧室に供給される作動流体の圧力であり、弁体がパイロット圧力に応じて移動することによって、第１タンク通路を通過する作動流体の流量を制御することを特徴とする。

第４の発明では、流量制御弁を外部パイロット圧室に供給される作動流体によって制御される外部パイロット形式として使用できる。

第５の発明は、内部パイロットポートは、弁体によって常に閉塞されていることを特徴とする。

第５の発明では、バルブブロックに内部パイロットポートが存在していても、弁体によって内部パイロットポートが常に閉塞されていることで、内部パイロット形式のバルブブロックに簡単な追加工をするだけで、外部パイロット形式の流量制御弁に使用することができる。

第６の発明は、ブロック内供給通路は、中立通路の一部であることを特徴とする。

本発明によれば、内部パイロット形式と外部パイロット形式とで共通して使用できるようなバルブブロックを有する流量制御弁を提供することができる。

本発明の実施形態に係る内部パイロット形式の流量制御弁を備えた流体圧制御装置を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る流量制御弁を備えた流体圧制御装置の一部を拡大した図である。 本発明の実施形態に係る内部パイロット形式の流量制御弁の構造断面図である。 本発明の実施形態に係る外部パイロット形式の流量制御弁を備えた流体圧制御装置を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る外部パイロット形式の流量制御弁の構造断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流量制御弁５０について説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態における流量制御弁５０が適用される流体圧制御装置１００について説明する。

流体圧制御装置１００は、例えばパワーショベル等の作業機に用いられる。ここでは、作業機がパワーショベルである場合について説明するが、流体圧制御装置１００は、ホイールローダ等の他の作業機にも適用可能である。また、流体圧制御装置１００では、作動流体として作動油が用いられるが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。

図１に示すように、流体圧制御装置１００は、第１ポンプＰ１に接続され第１ポンプＰ１から作動油が供給される第１回路系統１０と、第２ポンプＰ２に接続され第２ポンプＰ２から作動油が供給される第２回路系統２０と、を備える。

第１回路系統１０は、第１ポンプＰ１から供給される作動油をタンクＴへ導く第１中立通路１１と、第１中立通路１１に直列に接続される複数の制御弁１２１〜１２５と、制御弁１２１〜１２５より上流側の第１中立通路１１から分岐する第１パラレル通路１３と、を備える。制御弁１２１〜１２５は、第１中立通路１１によって直列に接続され、第１パラレル通路１３によって並列に接続される。

第１ポンプＰ１から吐出された作動油は、上流側から順に、第１走行用制御弁１２１、予備用制御弁１２２、旋回用制御弁１２３、第１ブーム用制御弁１２４、及び第１アーム用制御弁１２５に導かれる。第１走行用制御弁１２１は、パワーショベル（図示せず）の車体の左側に設けられる走行用モータへの作動油の給排を制御する。予備用制御弁１２２は、バケットの代わりに取り付けられるブレーカやクラッシャ等のアタッチメントを駆動するアクチュエータへの作動油の給排を制御する。旋回用制御弁１２３は、車体の上部に配置される旋回体を旋回させる旋回モータへの作動油の給排を制御する。第１ブーム用制御弁１２４は、ブームを駆動するアクチュエータへの作動油の給排を制御する。第１アーム用制御弁１２５は、アームを駆動するアクチュエータへの作動油の給排を制御する。

第１回路系統１０では、全ての制御弁１２１〜１２５が中立位置にある場合、第１ポンプＰ１から供給される作動油は第１中立通路１１によってタンクＴへ還流される。これに対して、制御弁１２１〜１２５のうち少なくとも一つが作動位置にある場合、第１中立通路１１における第１ポンプＰ１とタンクＴとの接続が遮断される。

また、第１回路系統１０では、制御弁１２１〜１２４のいずれかが作動位置に切り換えられて第１中立通路１１における第１ポンプＰ１とタンクＴとの接続が遮断された場合でも、第１ポンプＰ１から供給される作動油を、第１パラレル通路１３を通じて各制御弁１２２〜１２５に供給することができる。

流体圧制御装置１００は、複数のバルブブロックを積層し、これらをボルトなどで挟み込むようにして締め付けることで本体が形成される。なお、流体圧制御装置１００は、１つのバルブブロックによって形成されてもよい。

第１回路系統１０は、第１中立通路１１における制御弁１２１〜１２５の下流に設けられ、第１中立通路１１とタンクＴとの接続を連通または遮断する中立カット弁４０をさらに備える。中立カット弁４０は、図１におけるＧ位置（通常位置）にある場合、第１中立通路１１とタンクＴとの接続を連通し、Ｈ位置（遮断位置）にある場合、第１中立通路１１とタンクＴとの接続を遮断する。

次に、中立カット弁４０の具体的な構造について図３を参照しながら説明する。なお、図３は、中立カット弁４０がＧ位置（通常位置）にある場合の断面を示す断面図である。

図３に示すように、中立カット弁４０は、有底円筒状の収容穴６１を有するバルブブロック６０と、収容穴６１に収容され第１中立通路１１とタンクＴとの接続を遮断または連通する弁体としてのスプール４１と、スプール４１の一端と収容穴６１の底部との間で区画されタンクＴに連通するドレン室４８と、スプール４１の他端側に設けられバルブブロック６０とキャップ部材４３とによって形成されたパイロット圧室４９と、パイロット圧室４９内に設けられ、スプール４１を第１中立通路１１とタンクＴとが連通する方向（図２における左方向）に付勢するリターンスプリング４４と、を備える。なお、キャップ部材４３には、パイロット圧室４９に対してパイロット圧力を給排するためのパイロットポート４２が設けられる。

スプール４１は、収容穴６１の内周面に沿って摺動する第１ランド部４５及び第２ランド部４６と、第１ランド部４５と第２ランド部４６との間に形成された環状溝４７と、を備える。

バルブブロック６０には、バルブブロック６０を収容穴６１の軸線と直交する方向に貫通し第１アーム用制御弁１２５の下流に連通する中立通路部６６と、収容穴６１にスプール４１を取り囲むようにして形成され中立通路部６６と連通する入口ポート部６２と、収容穴６１にスプール４１を取り囲むようにして形成されタンクＴに連通する出口ポート部６３と、が形成される。バルブブロック６０内における中立通路部６６から入口ポート部６２を通じて出口ポート部６３に至る流路は、第１中立通路１１の一部を構成する。なお、中立通路部６６から入口ポート部６２を通じて出口ポート部６３に至る流路は、ブロック内供給通路に相当する。

次に、中立カット弁４０の動作について説明する。

中立カット弁４０は、パイロット圧室４９内の作動油が供給されていない状態では、スプール４１が図３に示す状態、つまり、図１におけるＧ位置（通常位置）に位置する。この状態では、入口ポート部６２と出口ポート部６３とがスプール４１に形成された環状溝４７を通じて連通する。したがって、第１中立通路１１における第１アーム用制御弁１２５の下流に連通する中立通路部６６から入口ポート部６２に流入した作動油は、環状溝４７及び出口ポート部６３を通ってタンクＴに還流される。つまり、中立カット弁４０をＧ位置（通常位置）に切り換えることによって、第１中立通路１１とタンクＴとが連通する。

この状態から、パイロット圧室４９の作動油が供給されると、スプール４１はパイロット圧室４９に供給された作動油の圧力によってリターンスプリング４４による付勢力に抗して図３の右側に向かって移動する。これにより、入口ポート部６２と出口ポート部６３とがスプール４１の第１ランド部４５によって遮断される。つまり、図１におけるＨ位置（遮断位置）に切り換わる。したがって、第１中立通路１１における第１アーム用制御弁１２５の下流に連通する中立通路部６６から入口ポート部６２に流入した作動油は、第１ランド部４５によって出口ポート部６３へ流入することが阻止される。つまり、中立カット弁４０をＨ位置（遮断位置）に切り換えることによって、第１中立通路１１とタンクＴとの接続が遮断される。

次に、第１アーム用制御弁１２５について、図１及び図２を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、第１アーム用制御弁１２５には、第１中立通路１１と、第１中立通路１１から分岐し、アームシリンダ９０を駆動するための作動油を供給する供給通路１２と、アームシリンダ９０における高負荷側の圧力室９０ａに連通する第１シリンダ通路９１ａと、アームシリンダ９０における低負荷側の圧力室９０ｂに連通する第２シリンダ通路９１ｂと、圧力室９０ａの作動油をタンクＴへ排出する第１タンク通路１４と、圧力室９０ｂの作動油をタンクＴへ排出する第２タンク通路１５と、が接続される。供給通路１２には、第１パラレル下流側通路１３ｂが合流する。供給通路１２及び第１パラレル通路１３の合流部より上流側には、それぞれ作動油の逆流を防止するチェック弁１７が設けられる。第１タンク通路１４には、第１タンク通路１４を通過する作動油の流量をパイロット圧力に応じて制御する流量制御弁５０が設けられる。

第１アーム用制御弁１２５は、中立位置Ａと、図１及び図２の右側に示される高負荷側作動位置Ｂと、図１及び図２の左側に示される低負荷側作動位置Ｃと、の３つの位置に切り換えられる。第１アーム用制御弁１２５の位置Ａ、Ｂ、Ｃは、第１アーム用制御弁１２５の両端に設けられるパイロット室１２５ａ、１２５ｂに供給されるパイロット圧力に応じて切り換えられる。パイロット圧力がいずれのパイロット室１２５ａ、１２５ｂにも作用していない場合には、第１アーム用制御弁１２５は第１アーム用制御弁１２５の両側に設けられるばね１２５ｃの付勢力によって中立位置Ａとなる。パイロット圧力がパイロット室１２５ｂに供給されると、第１アーム用制御弁１２５は高負荷側作動位置Ｂに切り換わり、パイロット圧力がパイロット室１２５ａに供給されると、第１アーム用制御弁１２５は低負荷側作動位置Ｃに切り換わる。

中立位置Ａでは、第１中立通路１１はタンクＴに接続され、その他の通路は遮断される。これにより、アームシリンダ９０の圧力室９０ａ、９０ｂには作動油が給排されず、アームシリンダ９０は、その位置で保持される。

高負荷側作動位置Ｂでは、第１中立通路１１が遮断され、供給通路１２が第１シリンダ通路９１ａに接続されるとともに、第２シリンダ通路９１ｂが第２タンク通路１５に接続される。これにより、第１ポンプＰ１から吐出された作動油は、第１中立通路１１及び第１パラレル下流側通路１３ｂから供給通路１２及び第１シリンダ通路９１ａを通じて圧力室９０ａに供給される。また、圧力室９０ｂ内の作動油は、第２シリンダ通路９１ｂ及び第２タンク通路１５を通じてタンクＴに排出される。

低負荷側位置Ｃでは、第１中立通路１１が遮断され、供給通路１２が第２シリンダ通路９１ｂに接続されるとともに、第１シリンダ通路９１ａが第１タンク通路１４に接続される。これにより、第１ポンプＰ１から吐出された作動油は、第１中立通路１１及び第１パラレル通路１３から供給通路１２及び第２シリンダ通路９１ｂを通じて圧力室９０ｂに供給される。また、圧力室９０ａ内の作動油は、第１シリンダ通路９１ａ及び第１タンク通路１４を通じてタンクＴに排出される。このとき、流量制御弁５０によって第１タンク通路１４を通じてタンクＴに排出される作動油の流量が制御される。

また、第１アーム用制御弁１２５内には、低負荷側位置Ｃにおいて第１シリンダ通路９１ａと第１タンク通路１４とを接続する第１内部通路１２６と、供給通路１２と第２シリンダ通路９１ｂとを接続する第２内部通路１２７と、第１内部通路１２６と第２内部通路１２７とを接続する再生通路１２８と、が形成される（図２参照）。再生通路１２８には、第１内部通路１２６から第２内部通路１２７への流れのみを許容するチェック弁１２９が設けられる。したがって、圧力室９０ａから排出される作動油を再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生することができる。なお、第１内部通路１２６には、圧力室９０ａから排出される作動油の流量を規制する絞り１３０が設けられる。

次に、流量制御弁５０の具体的な構造について、図１、図２、及び図３を参照しながら説明する。

上述のように、流量制御弁５０は、第１タンク通路１４に設けられる。図１、図２、及び図３に示す流量制御弁５０は、供給通路１２から分岐したパイロット通路１６を通じて供給される作動油をパイロット圧力として制御される内部パイロット形式の流量制御弁である。

図３に示すように、流量制御弁５０は、有底円筒状の収容穴５１が形成されたバルブブロック６０と、収容穴５１に挿入されるスリーブ７０と、スリーブ７０を介して収容穴５１に挿入される弁体としてスプール８０と、を備える。なお、中立カット弁４０及び流量制御弁５０は、バルブブロック６０を共通のものとして用いているが、それぞれ個別のバルブブロックを備えていてもよい。

バルブブロック６０には、収容穴５１と交わるように収容穴５１の開口部側から、第１タンク通路１４におけるスプール８０の下流側に設けられタンクＴと連通するタンクポート５２と、第１タンク通路１４におけるスプール８０の上流側に設けられ第１アーム用制御弁１２５に連通するアクチュエータ排出ポート５３と、供給通路１２にパイロット通路１６を通じて連通する内部パイロットポート５４と、が形成される。

バルブブロック６０には、中立通路部６６と入口ポート部６２とを接続する流路上に空間６５が形成される。空間６５は、収容穴５１の軸線上であって収容穴５１の底部から開口部とは反対側に離間した位置に形成される。なお、空間６５を設けずに、空間６５が設けられる位置に中立通路部６６を形成してもよい。

スリーブ７０は、中空円筒状に形成される。スリーブ７０には、タンクポート５２と連通する複数の第１貫通孔７１と、アクチュエータ排出ポート５３と連通する複数の第２貫通孔７２と、収容穴５１と当接する端面に形成された複数のスリット７３と、が形成される。スリーブ７０は、収容穴５１に収容され、バルブブロック６０に螺合されるプラグ７７によって収容穴５１の底面に押し付けられるように固定される。

スプール８０は、スリーブ７０の内周面に沿って摺動する第１ランド部８１及び第２ランド部８２と、第１ランド部８１と第２ランド部８２との間に形成された環状溝８３と、第２ランド部８２の環状溝８３とは反対側の端面に接するように設けられるピストン８４と、を備える。なお、ピストン８４はスプール８０と一体に形成されていてもよい。

収容穴５１の底部には、スリーブ７０の内周面及びピストン８４の端面によって、内部パイロット圧室５５が区画される。内部パイロット圧室５５はスリット７３を通じて内部パイロットポート５４に連通する。

プラグ７７の内部には、スプール８０を収容穴５１の底面側に向かって付勢するスプールスプリング７５が収容されるスプリング収容空間７４が形成される。スプリング収容空間７４は、貫通孔７６を通じてタンクポート５２に連通する。

次に、第２回路系統２０について、図１を参照して説明する。

第２回路系統２０は、第２ポンプＰ２から供給される作動油をタンクＴへ導く第２中立通路２１と、第２中立通路２１に直列に接続される複数の制御弁２２１〜２２４と、制御弁２２１〜２２４より上流側の第２中立通路２１から分岐する第２パラレル通路２３と、を備える。制御弁２２１〜２２４は、第２中立通路２１によって直列に接続され、第２パラレル通路２３によって並列に接続される。

第２ポンプＰ２から吐出された作動油は、上流側から順に、第２走行用制御弁２２１、バケット用制御弁２２２、第２ブーム用制御弁２２３、及び第２アーム用制御弁２２４に導かれる。第２走行用制御弁２２１は、パワーショベル（図示せず）の車体の右側に設けられる走行用モータへの作動油の給排を制御する。バケット用制御弁２２２は、バケットを駆動するアクチュエータへの作動油の給排を制御する。第２ブーム用制御弁２２３は、ブームを駆動するアクチュエータへの作動油の給排を制御する。第２アーム用制御弁２２４は、アームを駆動するアクチュエータへの作動油の給排を制御する。なお、制御弁２２１〜２２４は、第２制御弁に相当する。

第２回路系統２０では、全ての制御弁２２１〜２２４が中立位置にある場合、第２ポンプＰ２から供給される作動油は第２中立通路２１によってタンクＴへ還流される。これに対して、制御弁２２１〜２２４のうち少なくとも一つが作動位置にある場合、第２中立通路２１における第２ポンプＰ２とタンクＴとの接続が遮断される。

また、第２回路系統２０では、制御弁２２１〜２２３のいずれかが作動位置に切り換えられて第２中立通路２１における第２ポンプＰ２とタンクＴとの接続が遮断された場合でも、第２ポンプＰ２から供給される作動油を、第２パラレル通路２３を通じて各制御弁２２２〜２２４に供給することができる。

第２回路系統２０は、第２中立通路２１における第２アーム用制御弁２２４の下流に設けられ、第２中立通路２１とタンクＴとの接続を連通または遮断する中立カット弁２４をさらに備える。なお、中立カット弁２４は、中立カット弁４０と同じ構成のものが用いられる。

第２回路系統２０は、第２中立通路２１における第２アーム用制御弁２２４の下流であってかつ中立カット弁２４の上流に連通し、第２ポンプＰ２から吐出された作動油を外部へ供給可能な分岐通路２９をさらに備える。

第２回路系統２０は、第２中立通路２１における第２パラレル通路２３との分岐点より下流であって第２走行用制御弁２２１より上流に接続される走行直進用制御弁２５をさらに備える。走行直進用制御弁２５には、第１パラレル通路１３が接続される。第１パラレル通路１３は、第１ポンプＰ１と走行直進用制御弁２５とを接続する第１パラレル上流側通路１３ａと、走行直進用制御弁２５と制御弁１２２〜１２５とを接続する第１パラレル下流側通路１３ｂと、を有する。

走行直進用制御弁２５は、図１の中央に示す通常位置Ｄと、図１の左側に示す走行直進位置Ｅと、図１の右側に示される合流位置Ｆの３つの位置に切り換えられる。走行直進用制御弁２５の位置Ｄ、Ｅ、Ｆは、走行直進用制御弁２５の両端に設けられるパイロット室２５ａ、２５ｂに供給されるパイロット圧力に応じて切り換えられる。パイロット圧力がいずれのパイロット室２５ａ、２５ｂにも作用していない場合には、走行直進用制御弁２５は走行直進用制御弁２５の両側に設けられるばね２５ｃの付勢力によって通常位置Ｄとなる。パイロット圧力がパイロット室２５ａに供給されると、走行直進用制御弁２５は走行直進位置Ｅに切り換わり、パイロット圧力がパイロット室２５ｂに供給されると、走行直進用制御弁２５は合流位置Ｆに切り換わる。

通常位置Ｄでは、第１パラレル通路１３の第１パラレル上流側通路１３ａが第１パラレル通路１３の第１パラレル下流側通路１３ｂに接続されるとともに、第２中立通路２１が第２ポンプＰ２に接続される。これにより、第１ポンプＰ１から吐出された作動油は、第１中立通路１１及び第１パラレル通路１３を通じて各制御弁１２１〜１２５に供給される。また、第２ポンプＰ２から吐出された作動油は、第２中立通路２１及び第２パラレル通路２３を通じて各制御弁２２１〜２２４に供給される。つまり、走行用モータのみを操作する場合は、第１走行用制御弁１２１には、第１ポンプＰ１から吐出された作動油が供給され、第２走行用制御弁２２１には、第２ポンプＰ２から吐出された作動油が供給される。

走行直進位置Ｅでは、第１パラレル通路１３の第１パラレル上流側通路１３ａが走行直進用制御弁２５より下流側の第２中立通路２１に接続されるとともに、第１パラレル下流側通路１３ｂが第２ポンプＰ２に接続される。つまり、走行用モータと走行用モータ以外のアクチュエータを同時操作した場合は、第１走行用制御弁１２１及び第２走行用制御弁２２１には、第１ポンプＰ１から吐出された作動油が供給され、他の制御弁１２２〜１２５及び他の制御弁２２２〜２２４には、第２ポンプＰ２から吐出された作動油が供給される。したがって、走行直進位置Ｅでは、走行用モータと走行用モータ以外のアクチュエータを同時操作しても、走行用モータ用の回路と走行用モータ以外のアクチュエータの回路とが独立することになるので、車体の走行直進性が確保される。

走行直進用制御弁２５における合流位置Ｆでは、走行直進用制御弁２５より上流側の第２中立通路２１が下流側の第２中立通路２１に接続されるとともに、第１パラレル上流側通路１３ａが走行直進用制御弁２５の内部に形成される合流通路２６を通じて第２中立通路２１に接続される。これにより、第１ポンプＰ１の作動油と第２ポンプＰ２の作動油とが合流して第２制御弁に供給され、第２制御弁に接続されるアクチュエータにより多くの作動油を供給することができる。

走行直進用制御弁２５の内部に形成される合流通路２６には、第１パラレル上流側通路１３ａから第２中立通路２１への流れのみを許容する逆止弁２７と、合流通路２６内の作動油の流れを制限する絞り２８とが、上流側からこの順に設けられる。これにより、第２ポンプＰ２の作動油が第１パラレル上流側通路１３ａ側に流れることを防止できるとともに、第１パラレル上流側通路１３ａの作動油を制限することで第１制御弁と第２制御弁との複合動作時に第１ポンプＰ１から第２ポンプＰ２への合流量を調整して第２中立通路２１へ合流させることができる。

ここで、例えば、バケットを駆動するシリンダ２２の駆動時に、第１ポンプＰ１から吐出された作動油を第２中立通路２１に合流させる場合について説明する。

バケットを駆動するシリンダ２２への作動油の給排を制御するバケット用制御弁２２２のパイロット圧室と、中立カット弁４０のパイロット圧室４９と、走行直進用制御弁２５のパイロット室２５ｂと、に作動油を供給する。これにより、バケット用制御弁２２２が操作されると、第２中立通路２１及び第２パラレル通路２３には第２ポンプＰ２から吐出された作動油に加えて、第１ポンプＰ１から吐出された作動油が走行直進用制御弁２５の合流通路２６を通じて供給される。これにより、シリンダ２２は、第２ポンプＰ２から吐出された作動油に第１ポンプＰ１から吐出された作動油が合流した状態で駆動される。したがって、シリンダ２２を高速で駆動することができる。

次に、流量制御弁５０の作用について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図３は、内部パイロット圧室５５に作用するパイロット圧力が低い状態を示す図である。

流量制御弁５０は、第１アーム用制御弁１２５を低負荷側位置Ｃに切り換えた場合に、高負荷側の圧力室９０ａから第１タンク通路１４を通じてタンクＴに戻される作動油の流量を調整する。具体的には、第１アーム用制御弁１２５のパイロット室１２５ａにパイロット圧力が供給されると、第１アーム用制御弁１２５は、低負荷側位置Ｃに切り換わる。これにより、アームシリンダ９０の高負荷側の圧力室９０ａ内の作動油が、第１シリンダ通路９１ａ、第１内部通路１２６及び第１タンク通路１４を通じて流量制御弁５０のアクチュエータ排出ポート５３に流入する。アクチュエータ排出ポート５３に流入した作動油は、第２貫通孔７２から環状溝８３に流入し、第１貫通孔７１を通ってタンクポート５２に流出する。

供給通路１２からパイロット通路１６を通じて内部パイロット圧室５５に作用するパイロット圧力が低い場合には、スプール８０は、スプールスプリング７５によって収容穴５１の底面側に向かって付勢されている。これにより、図３に示すように、第１貫通孔７１にスプール８０の第１ランド部８１が重なることによって第１貫通孔７１の流路面積が狭められた状態となる。この状態では、第１タンク通路１４を通過できる作動油の流量が少ない。したがって、圧力室９０ａから排出される作動油のほとんどは、再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生される。

この状態から、内部パイロット圧室５５に作用するパイロット圧力が高くなっていくと、スプール８０は、スプールスプリング７５の付勢力に抗してプラグ７７側に向かって移動する。これにより、第１貫通孔７１と第１ランド部８１との重なりが小さくなり、第１貫通孔７１の流路面積が広がっていく。したがって、第１タンク通路１４を通過できる作動油の流量が増加し、圧力室９０ａから再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生される作動油の流量が減少する。内部パイロット圧室５５に作用するパイロット圧力がさらに高くなっていくと、スプール８０は、さらにプラグ７７側に向かって移動する。これにより、第１タンク通路１４を通過できる作動油の流量がさらに増加する。したがって、圧力室９０ａから再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに作動油は再生されず、圧力室９０ａ内の作動油は、全量がタンクＴへ排出される。

このように、流量制御弁５０は、内部パイロット圧室５５に作用するパイロット圧力に応じて第１タンク通路１４を通過する作動油の流量を調整することで、圧力室９０ａから再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生される流量を調整する。

以上のように構成された内部パイロット形式の流量制御弁５０を備えた流体圧制御装置１００では、シリンダの複合動作などにより、供給通路１２内の作動油の圧力が低下した場合、つまり、パイロット圧力が低下した場合には、上述のように、流量制御弁５０が、第１タンク通路１４を絞ることによって圧力室９０ａ内の作動油を圧力室９０ｂに再生させることができる。これに対して、アームシリンダ９０の単独操作など、供給通路１２内の作動油の圧力が高い（低下しない）場合、つまり、パイロット圧力が高い場合には、上述のように、流量制御弁５０が第１タンク通路１４を開放することによって、圧力室９０ａ内の作動油を圧力室９０ｂに再生させずにタンクＴに排出する。

次に、外部パイロット形式の流量制御弁１５０について、図４及び図５を参照しながら説明する。

図４に示す流量制御弁１５０では、パイロット圧力が流体圧制御装置の外部から供給される点で、図１に示す流体圧制御装置１００と相違している。

図５を参照して、流量制御弁１５０の具体的な構成について説明する。なお、流量制御弁１５０については流量制御弁５０と同一の構成には図中に同じ数字の符号を付して説明を省略する。

流量制御弁１５０は、有底円筒状の収容穴１５１が形成されたバルブブロック１６０と、収容穴１５１に挿入される弁体としてスプール１８０と、スプール１８０の一端と収容穴１５１の底部との間で区画されタンクＴに連通するドレンポート１５６と、スプール１８０の他端側に設けられバルブブロック１６０とキャップ部材１７３とによって区画された外部パイロット圧室１５５と、外部パイロット圧室１５５内に設けられ、スプール１８０をキャップ部材１７３の方向（図５における左方向）に付勢するスプールスプリング１７５と、を備える。キャップ部材１７３には、外部パイロット圧室１５５に対してパイロット圧力を給排するためのパイロットポート１７４が設けられる。

図５に示す流量制御弁１５０のバルブブロック１６０と図３に示す流量制御弁５０のバルブブロック６０は、共通の型によって製作されたバルブブロックを加工することにより得られる。バルブブロック１６０の収容穴１５１は、バルブブロック６０における収容穴５１よりも深く、ドレンポート１５６と交差するように加工されている。

上述のように、バルブブロック１６０には、内部パイロットポート５４と空間６５との間の位置にドレンポート１５６が設けられる。このため、型によって製作されるバルブブロックには、内部パイロットポート５４と空間６５との間にドレンポート１５６を設けることができるスペースがあらかじめ確保されている。具体的には、収容穴５１、１５１の軸線上における空間６５と内部パイロットポート５４との距離Ｌ１が、収容穴５１、１５１の軸線上における内部パイロットポート５４とアクチュエータ排出ポート５３との距離Ｌ２よりも大きくなるように各ポートは配置されている。

スプール１８０は、バルブブロック１６０の収容穴１５１の内周面に沿って摺動する第１ランド部１８１及び第２ランド部１８２と、第１ランド部１８１と第２ランド部１８２との間に形成された環状溝１８３と、第２ランド部１８２の環状溝１８３側の端部に設けられた複数のノッチ１８４と、を備える。なお、流量制御弁１５０は、バルブブロック１６０とスプール１８０との間に、スリーブを設けてもよい。

次に、流量制御弁１５０の作用について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、図５は、外部パイロット圧室１５５に作用するパイロット圧力が低い状態を示す図である。

流量制御弁１５０は、第１アーム用制御弁１２５を低負荷側位置Ｃに切り換えた場合に、高負荷側の圧力室９０ａから第１タンク通路１４を通じてタンクＴに戻される作動油の流量を調整する。具体的には、第１アーム用制御弁１２５のパイロット室１２５ａにパイロット圧力が供給されると、第１アーム用制御弁１２５は、低負荷側位置Ｃに切り換わる。これにより、アームシリンダ９０の高負荷側の圧力室９０ａ内の作動油が、第１シリンダ通路９１ａ、第１内部通路１２６及び第１タンク通路１４を通じてアクチュエータ排出ポート５３に流入する。アクチュエータ排出ポート５３に流入した作動油は、ノッチ１８４を通ってタンクポート５２に流出する。このとき、作動油は、供給通路１２からパイロット通路１６を通じて内部パイロットポート５４に作用するが、内部パイロットポート５４は第２ランド部１８２によって常に閉塞されている。

パイロット圧力が低い場合には、スプール１８０は、スプールスプリング１７５によって収容穴１５１の底面側に向かって付勢されている。これにより、図５に示すように、第２ランド部１８２のノッチ１８４は、流路面積が狭められた状態となる。この状態では、ノッチ１８４を通過できる作動油の流量が少ない。したがって、圧力室９０ａから排出される作動油のほとんどは、再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生される。

この状態から、外部パイロット圧室１５５に作用するパイロット圧力が徐々に高くなっていくと、スプール１８０は、スプールスプリング１７５の付勢力に抗して収容穴１５１の底面側に向かって移動する。これにより、ノッチ１８４の流路面積が広がった状態となる。したがって、第１タンク通路１４を通過できる作動油の流量が増加し、圧力室９０ａから再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生される作動油の流量が減少する。外部パイロット圧室１５５に作用するパイロット圧力がさらに高くなっていくと、スプール１８０は、さらに収容穴１５１の底面側に向かって移動する。これにより、第１タンク通路１４を通過できる作動油の流量がさらに増加する。したがって、圧力室９０ａから再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに作動油は再生されず、圧力室９０ａ内の作動油は、全量がタンクＴへ排出される。

このように、流量制御弁１５０は、外部パイロット圧室１５５に作用するパイロット圧力に応じて第１タンク通路１４を通過する作動油の流量を調整することで、圧力室９０ａから再生通路１２８を通じて圧力室９０ｂに再生される流量を調整することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

流量制御弁５０のバルブブロック６０では、収容穴５１の軸線上における空間６５と内部パイロットポート５４との距離Ｌ１は、収容穴５１の軸線上における内部パイロットポート５４とアクチュエータ排出ポート５３との距離Ｌ２よりも大きくなるように形成される。これにより、流量制御弁を外部パイロット形式として使用するためのドレンポート１５６を追加するスペースが確保できる。したがって、内部パイロット形式のバルブブロックと外部パイロット形式のバルブブロックを共通化しても、内部パイロット形式のバルブブロック６０に簡単な追加工をするだけで、外部パイロット形式の流量制御弁１５０に使用することができる。つまり、流量制御弁５０、１５０によれば、内部パイロット形式と外部パイロット形式の流量制御弁に使用するバルブブロックを共通化することができる。

また、流量制御弁５０では、好ましくは、収容穴５１の軸線上において、内部パイロットポート５４がタンクポート５２と空間６５とのほぼ中間の位置に設けられる。内部パイロットポート５４とタンクポート５２との間には、アクチュエータ排出ポート５３が設けられている。つまり、内部パイロットポート５４とタンクポート５２との間には、アクチュエータ排出ポート５３を設けるスペースが確保されている。内部パイロットポート５４と空間６５との距離Ｌ１は、内部パイロットポート５４とタンクポート５２との距離Ｌ３とほぼ等しく形成されるので、内部パイロットポート５４と空間６５と間にはドレンポート１５６を形成するスペースがあらかじめ確保されることになる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

流体圧制御装置１００は、第１ポンプＰ１に接続されアクチュエータ（アームシリンダ９０）の一方及び他方の圧力室９０ａ、９０ｂへの作動流体の給排を制御するとともに、一方の圧力室９０ａからの排出される作動流体を他方の圧力室９０ｂに再生するための再生通路１２８を有する第１アーム用制御弁１２５と、第１アーム用制御弁１２５が中立位置にある場合に第１ポンプＰ１の作動流体をタンクＴに還流させる第１中立通路１１と、第１中立通路１１から分岐し第１アーム用制御弁１２５に作動油を供給する供給通路１２と、第１アーム用制御弁１２５とタンクＴの間に設けられアクチュエータ（アームシリンダ９０）の一方の圧力室９０ａからタンクＴに作動油を排出するための第１タンク通路１４と、第１アーム用制御弁１２５とタンクＴの間に設けられアクチュエータ（アームシリンダ９０）の他方の圧力室９０ｂからタンクＴに作動油を排出するための第２タンク通路１５と、第１タンク通路１４に設けられ第１タンク通路１４を通過する作動流体の流量をパイロット圧力に応じて制御する流量制御弁５０、１５０と、を備え、流量制御弁５０、１５０は、有底円筒状の収容穴５１、１５１が形成されたバルブブロック６０、１６０と、収容穴５１、１５１に挿入される弁体（スプール８０、１８０）と、を有し、バルブブロック６０、１６０には、収容穴５１、１５１と交わるように収容穴５１、１５１の開口部側から、第１タンク通路１４における弁体（スプール８０、１８０）の下流側に設けられタンクＴと連通するタンクポート５２と、第１タンク通路１４における弁体（スプール８０、１８０）の上流側に設けられ第１アーム用制御弁１２５に連通するアクチュエータ排出ポート５３と、供給通路１２に連通する内部パイロットポート５４と、が形成され、バルブブロック６０、１６０には、第１ポンプＰ１から吐出された作動油が供給されるブロック内供給通路（中立通路部６６、空間６５、入口ポート部６２、出口ポート部６３）がさらに形成され、ブロック内供給通路（中立通路部６６、空間６５、入口ポート部６２、出口ポート部６３）は、少なくともその一部が収容穴５１、１５１の軸線上であって収容穴５１、１５１の底部から開口部とは反対側に離間した位置に形成され、収容穴５１、１５１の軸線上におけるブロック内供給通路（中立通路部６６、空間６５、入口ポート部６２、出口ポート部６３）と内部パイロットポート５４との距離Ｌ１は、収容穴５１、１５１の軸線上における内部パイロットポート５４とアクチュエータ排出ポート５３との距離Ｌ２よりも大きいことを特徴とする。

この構成では、流量制御弁のバルブブロックにおいて、収容穴５１、１５１の軸線上におけるブロック内供給通路（中立通路部６６、空間６５、入口ポート部６２、出口ポート部６３）と内部パイロットポート５４との距離Ｌ１は、収容穴５１、１５１の軸線上における内部パイロットポート５４とアクチュエータ排出ポート５３との距離Ｌ２よりも大きくなるように形成される。これにより流量制御弁を外部パイロット形式として使用するためのドレンポート１５６を追加するスペースが確保できる。したがって、内部パイロット形式と外部パイロット形式の流量制御弁に使用するバルブブロック６０、１６０を共通化することができる。

また、流量制御弁５０、１５０では、内部パイロットポート５４は、収容穴５１、１５１の軸線上におけるタンクポート５２とブロック内供給通路（空間６５）とのほぼ中間の位置に設けられることを特徴とする。

また、流量制御弁５０は、パイロット圧力が、内部パイロットポート５４に供給される作動流体の圧力であり、収容穴５１の底部と弁体（スプール８０）の一方の端面との間に内部パイロットポート５４と連通する内部パイロット圧室５５が形成され、弁体（スプール８０）がパイロット圧力に応じて移動することによって、第１タンク通路１４を通過する作動流体の流量を制御することを特徴とする。

この構成では、流量制御弁５０を内部パイロットポート５４に供給される作動流体によって制御される内部パイロット形式として使用できる。

また、流量制御弁１５０は、バルブブロック１６０には、収容穴１５１の軸線上におけるブロック内供給通路（空間６５）と内部パイロットポート５４との間に、弁体（スプール１８０）の一方の端面が臨むドレンポート１５６がさらに形成され、バルブブロック１６０とバルブブロック１６０の外部に設けられるキャップ部材１７３との間に、弁体（スプール１８０）の他方の端面が臨む外部パイロット圧室１５５が形成され、パイロット圧力は、外部パイロット圧室１５５に供給される作動流体の圧力であり、弁体（スプール１８０）の他方の方の端面には、パイロット圧力が作用し、弁体（スプール１８０）がパイロット圧力に応じて移動することによって、第１タンク通路１４を通過する作動流体の流量を制御することを特徴とする。

この構成では、流量制御弁を外部パイロット圧室に供給される作動流体によって制御される外部パイロット形式として使用できる。

また、流量制御弁１５０は、内部パイロットポート５４は、弁体（スプール１８０）によって常に閉塞されていることを特徴とする。

この構成では、バルブブロック１６０に内部パイロットポート５４が存在していても、弁体（スプール１８０）によって内部パイロットポート５４が常に閉塞されるので、内部パイロット形式のバルブブロック６０に簡単な追加工をするだけで、外部パイロット形式の流量制御弁１５０に使用することができる。

また、流量制御弁５０、１５０は、ブロック内供給通路は、中立通路１１の一部であることを特徴とする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、制御弁１２１〜１２５は、少なくとも１つ設けられていればよい。第２回路系統２０は、特に設けなくてもよい。また、ブロック内供給通路は、第１パラレル通路１３の一部であってもよい。

５０、１５０・・・流量制御弁、Ｐ１・・・第１ポンプ、Ｐ２・・・第２ポンプ、１０・・・第１回路系統、１１・・・第１中立通路、１２・・・供給通路、１３・・・第１パラレル通路、１４・・・第１タンク通路、１５・・・第２タンク通路、１６・・・パイロット通路、２０・・・第２回路系統、２５・・・走行直進用制御弁、４０・・・中立カット弁、５１、１５１・・・収容穴、５２・・・タンクポート、５３・・・アクチュエータ排出ポート、５４・・・内部パイロットポート、５５・・・内部パイロット圧室、６０、１６０・・・バルブブロック、６５・・・空間、８０、１８０・・・スプール、９０・・・アームシリンダ、９０ａ、９０ｂ・・・圧力室、１００・・・流体圧制御装置、１２５・・・第１アーム用制御弁 、１２５ａ、１２５ｂ・・・パイロット室、１２５ｃ・・・ばね、１２８・・・再生通路、１５５・・・外部パイロット圧室、１５６・・・ドレンポート

Claims (6)

1. ポンプから供給される作動流体によって駆動されるアクチュエータを制御する流体圧制御装置に用いられる流量制御弁であって、
   前記流体圧制御装置は、
   前記ポンプに接続され前記アクチュエータの一方及び他方の圧力室への作動流体の給排を制御するとともに、前記一方の圧力室からの排出される作動流体を前記他方の圧力室に再生するための再生通路を有する制御弁と、
   前記制御弁が中立位置にある場合に前記ポンプの作動流体をタンクに還流させる中立通路と、
   前記中立通路から分岐し前記制御弁に作動流体を供給する供給通路と、
   前記制御弁と前記タンクの間に設けられ前記アクチュエータの一方の圧力室から前記タンクに作動流体を排出するための第１タンク通路と、
   前記制御弁と前記タンクの間に設けられ前記アクチュエータの他方の圧力室から前記タンクに作動流体を排出するための第２タンク通路と、
   前記第１タンク通路に設けられ前記第１タンク通路を通過する作動流体の流量をパイロット圧力に応じて制御する流量制御弁と、を備え、
   前記流量制御弁は、
   有底円筒状の収容穴が形成されたバルブブロックと、
   前記収容穴に挿入される弁体と、を有し、
   前記バルブブロックには、前記収容穴と交わるように前記収容穴の開口部側から、前記第１タンク通路における前記弁体の下流側に設けられ前記タンクと連通するタンクポートと、前記第１タンク通路における前記弁体の上流側に設けられ前記制御弁に連通するアクチュエータ排出ポートと、前記供給通路に連通する内部パイロットポートと、が形成され、
   前記バルブブロックには、前記ポンプから吐出された作動流体が供給されるブロック内供給通路がさらに形成され、
   前記ブロック内供給通路は、少なくともその一部が前記収容穴の軸線上であって前記収容穴の底部から前記開口部とは反対側に離間した位置に形成され、
   前記収容穴の前記軸線上における前記ブロック内供給通路と前記内部パイロットポートとの距離は、前記収容穴の前記軸線上における前記内部パイロットポートと前記アクチュエータ排出ポートとの距離よりも大きいことを特徴とする流量制御弁。
2. 前記内部パイロットポートは、前記収容穴の前記軸線上における前記タンクポートと前記ブロック内供給通路とのほぼ中間の位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
3. 前記パイロット圧力は、前記内部パイロットポートに供給される作動流体の圧力であり、
   前記収容穴の底部と前記弁体の一方の端面との間に前記内部パイロットポートと連通する内部パイロット圧室が形成され、
   前記弁体が前記パイロット圧力に応じて移動することによって、前記第１タンク通路を通過する作動流体の流量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御弁。
4. 前記バルブブロックには、前記収容穴の前記軸線上における前記ブロック内供給通路と前記内部パイロットポートとの間の位置に、前記弁体の一方の端面が臨むドレンポートがさらに形成され、
   前記バルブブロックと前記バルブブロックの外部に設けられるキャップ部材との間に前記弁体の他方の端面が臨む外部パイロット圧室が形成され、
   前記パイロット圧力は、前記外部パイロット圧室に供給される作動流体の圧力であり、
   前記弁体が前記パイロット圧力に応じて移動することによって、前記第１タンク通路を通過する作動流体の流量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御弁。
5. 前記内部パイロットポートは、前記弁体によって常に閉塞されていることを特徴とする請求項４に記載の流量制御弁。
6. 前記ブロック内供給通路は、前記中立通路の一部であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流量制御弁。