JP2019120289A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エロージョンの発生を抑制することができる弁装置を提供する。【解決手段】方向制御弁３１は、スプール摺動穴３３を有する弁ハウジング３２と、スプール摺動穴３３に挿嵌されたスプール３９とを含んで構成されている。弁ハウジング３２には、スプール３９よりも圧油の流通方向の下流側に位置してこの圧油が流通する油路４３となるタンクポート３８が形成されている。タンクポート３８の開口側には、タンクポート３８の流路断面積よりも大きな流路断面積の戻り管路１６が接続されている。そして、タンクポート３８の内周面には、径方向に延びた有底状の孔４８が複数設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、油圧ショベル等の建設機械に搭載される方向制御弁、圧力制御弁、流量制御弁、リリーフ弁、絞り弁等として用いられる弁装置に関する。

一般に、油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械には、油圧駆動装置とも呼ばれる油圧システムが搭載されている。このような油圧システムを含む液圧システムでは、エネルギ伝達媒体である液体（油圧システムであれば作動油）の圧力、流速、方向を制御するために様々な弁、例えば、方向制御弁、圧力制御弁、流量制御弁、リリーフ弁、絞り弁等の弁装置が用いられている。このような弁装置は、弁体を変位させることで、液体（作動油）が通過（連通）する流路（油路）の面積、即ち、弁体の開口部の開口量を制御することができる。そして、この開口部が、液圧システムの配管（管路）の流路面積よりも小さい場合は、開口部が絞り部となり、主に液体の圧力、流速を制御する役割を持つ。

一方、この絞り部を液体が通過すると、ベルヌーイの法則に従い流速が急激に増加し、同時に圧力が急激に低下する。このとき、この急激な圧力低下に伴って、液体の圧力が、その液体の種類（液種）によって決定される飽和蒸気圧よりも低くなると、液体中に気泡が発生し膨張するキャビテーションが発生する。さらに、絞り部で発生した気泡は、高速流体噴流に乗って絞り部の下流側へと流される。このとき、キャビテーションが発生している絞り部よりも下流部の圧力の方が高くなるため、気泡周囲の圧力は徐々に回復し、やがて気泡はこの回復してきた圧力によって押し潰される。そして、この気泡が押し潰されて崩壊した瞬間、局所的に高い衝撃圧が発生し、これが機器部材表面を損傷させ、エロージョン（壊食）が発生する可能性がある。

エロージョンは、弁装置の絞り部の下流側、例えば、弁ハウジングの壁面で発生することが多く、この場合は、弁ハウジングの壁面で減肉が進行する可能性がある。また、エロージョンが著しい場合には、弁ハウジングの外面まで貫通することにより、弁装置を含む液圧機器の故障を招くおそれがある。また、絞り部で発生した気泡が液圧機器と管路との接合部または液圧機器と管継手との接合部まで流れてきた場合は、接合部のシール部または管継手のシール部でエロージョンが発生する可能性がある。この場合、シール部は、例えば、数μｍの精度で仕上げられた繊細な部分となるため、少しのエロージョンで液漏れを招くおそれがある。

このようなエロージョンの問題を解決するために、例えば、特許文献１または特許文献１に記載された技術を採用することが考えられる。この場合、特許文献１には、配管接合部の油路面積を徐々に拡大する形状とすることにより、流路面積の急変による渦の発生を抑制し、エロージョンの防止を図る技術が記載されている。特許文献２には、液体が接触する基材の表面に非晶質炭素被膜を形成し、部材表面のエロージョンに対する耐久性を高める技術が記載されている。

実公昭５１−１９６８２号公報 特許第４７３５３０９号公報

ところで、キャビテーション、延いては、エロージョンが発生する要因は、「気泡」、「気泡を圧潰させる圧力」、「気泡の圧潰時に発生する衝撃圧に対する材料の耐久性（以下、耐壊食性という）」の３つに大別される。従って、気泡が発生してしまうことを前提とすれば、対策方針は、「圧力」または「耐壊食性」に焦点が絞られる。

特許文献１の技術は、「圧力」に着目した技術であり、油路面積拡大部の渦による動圧を低減し、油路面積拡大部の下流側、即ち、油路面積が大きい方の油路におけるエロージョンを低減することができると考えられる。しかし、後述の図１５に示す比較例のように、キャビテーション噴流１０４は、圧力脈動を生じさせるため、油路１０１には気泡１０３と共に圧力波１０６が伝播している。この圧力波１０６は、油路面積拡大部での圧力、流速の変化によって拡大部直前で急激に増幅され、気泡１０３を圧潰させる。このため、油路面積拡大部の上流側、即ち、流路面積が小さい方の油路１０１にエロージョン１０５が発生する傾向となる。これに対して、特許文献１の技術では、このようなエロージョンを抑制することができない。

一方、特許文献２の技術は、「耐壊食性」に着目した技術であり、耐壊食性の高い材料（材質）を使用することで、エロージョンを低減することができると考えられる。しかし、耐壊食性の高い材料は、一般的に用いられる材料（例えば、鉄等）と比較して高価であり、エロージョンの発生が予測される部品（例えば、弁ハウジング）にその材料を採用することは、管路、管継手、機器ハウジングの生産性の低下やコストの上昇に繋がる可能性がある。

本発明の目的は、エロージョンの発生を抑制することができる弁装置を提供することにある。

本発明の弁装置は、弁収容穴を有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングの弁収容穴内に挿嵌された弁体と、前記弁体よりも圧油の流通方向の下流側に位置して前記圧油が流通する油路が形成された油路形成体とを備え、前記油路形成体の下流側には、当該油路形成体の油路の流路断面積よりも大きな流路断面積の管路が接続される弁装置において、前記油路形成体の油路の内周面には、前記油路に直交する方向に延びた有底状の孔が設けられている。

本発明によれば、エロージョンの発生を抑制することができる。即ち、油路形成体の油路の内周面には、油路に直交する方向に延びた有底状の孔が設けられている。このため、油路形成体の上流側（弁収容穴と弁体との開口部）で、キャビテーションによる気泡と圧力波が発生しても、圧力波は、油路形成体の油路を通過するときに、孔内から油路側に向けて反射する圧力波（反射波）と干渉することにより減衰される。即ち、キャビテーションによる気泡と圧力波は、油路形成体と管路との接合部（即ち、流路面積が大きくなる部分）を通過する前に油路形成体の油路内で減衰する。これにより、圧力波による気泡の消滅、および、この消滅に伴う衝撃圧を抑制できる。この結果、エロージョンの発生が抑制され、エロージョンに対する寿命を向上できる。しかも、耐壊食性の高い高価な材料を必要としないため、コストの上昇を抑えつつ寿命を向上できる。

第１の実施の形態による弁装置（方向制御弁）が搭載された油圧ショベルを示す正面図である。 油圧アクチュエータ、油圧ポンプ、レバー操作装置、弁装置等を示す油圧アクチュエータ駆動用の油圧回路図である。 弁ハウジング、弁体、油路、孔、管路等を示す要部断面図である。 油路の内周面を示す図３中の矢示IV−IV方向からみた平面図である。 キャビテーションによる気泡と圧力波の減衰を説明するために図３中の一部を拡大して示す断面図である。 第２の実施の形態による弁ハウジング、弁体、油路、孔、管路等を示す要部断面図である。 第３の実施の形態による弁ハウジング、弁体、油路、孔、管路等を示す要部断面図である。 油路の内周面を示す図７中の矢示VIII−VIII方向からみた平面図である。 第４の実施の形態による弁装置、油圧アクチュエータ、油圧ポンプ、レバー操作装置等を示す油圧アクチュエータ駆動用の油圧回路図である。 弁ハウジング、弁体、油路、管継手、孔、管路等を示す要部断面図である。 管継手を示す図１０中の矢示XI−XI方向からみた断面図である。 キャビテーションによる気泡と圧力波の減衰を説明するために図１０中の一部を拡大して示す断面図である。 第５の実施の形態による弁ハウジング、油路、管継手、孔、管路等を示す要部断面図である。 第６の実施の形態による弁ハウジング、油路、管継手、孔、管路等を示す要部断面図である。 比較例によるキャビテーションの気泡と圧力波とエロージョンの発生を説明するための断面図である。

以下、本発明の弁装置の実施の形態を、油圧ショベルに搭載された方向制御弁（スプール弁）に適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図５は、第１の実施の形態を示している。図１において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に設けられた旋回装置３と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置５とを含んで構成されている。この場合、下部走行体２と上部旋回体４は、油圧ショベル１の車体を構成している。

下部走行体２は、例えば、履帯２Ａと、該履帯２Ａを周回駆動させることにより油圧ショベル１を走行させる左，右の走行用油圧モータ（図示せず）とを含んで構成されている。下部走行体２は、後述のメイン油圧ポンプ１３（図２参照）からの圧油の供給に基づいて、油圧モータ（油圧アクチュエータ）である走行用油圧モータが回転することにより、上部旋回体４および作業装置５と共に走行する。

作業機またはフロントとも呼ばれる作業装置５は、例えば、ブーム５Ａ、アーム５Ｂ、作業具としてのバケット５Ｃと、これらを駆動する油圧アクチュエータ（液圧アクチュエータ）としてのブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ（作業具シリンダ）５Ｆとを含んで構成されている。作業装置５は、メイン油圧ポンプ１３（図２参照）からの圧油の供給に基づいて、油圧シリンダであるシリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆが伸長または縮小することにより、俯仰の動作をする。なお、後述の図２の油圧回路図では、図面が複雑になることを避けるために、主としてブームシリンダ５Ｄに関する油圧回路を示しており、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、前述の左，右の走行用油圧モータ、後述の旋回用油圧モータに関する油圧回路を省略している。

上部旋回体４は、旋回軸受、旋回用油圧モータ、減速機構等を含んで構成される旋回装置３を介して、下部走行体２上に搭載されている。上部旋回体４は、メイン油圧ポンプ１３（図２参照）からの圧油の供給に基づいて、油圧モータ（油圧アクチュエータ）である旋回用油圧モータが回転することにより、下部走行体２上で作業装置５と共に旋回する。上部旋回体４は、上部旋回体４の支持構造体（ベースフレーム）となる旋回フレーム６と、旋回フレーム６上に搭載されたキャブ７、カウンタウエイト８等とを含んで構成されている。この場合、旋回フレーム６上には、エンジン１２に加えて、図２に示す油圧ポンプ１３，１９、作動油タンク１４等が搭載されている。

旋回フレーム６は、旋回装置３を介して下部走行体２に取付けられている。旋回フレーム６の前部左側には、内部が運転室となったキャブ７が設けられている。旋回フレーム６の後端側には、作業装置５との重量バランスをとるためのカウンタウエイト８が設けられている。キャブ７とカウンタウエイト８との間は、エンジン１２、油圧ポンプ１３，１９（図２参照）等が収容される機械室９となっている。さらに、上部旋回体４（旋回フレーム６）のほぼ中央（中心）には、後述の制御弁装置２１が設置されている。

ここで、キャブ７内には、オペレータが着席する運転席（図示せず）が設けられている。運転席の周囲には、油圧ショベル１を操作するための操作装置（図２にブーム用レバー操作装置２２のみ図示）が設けられている。操作装置は、例えば、運転席の前側に設けられた左，右の走行用レバー・ペダル操作装置と、運転席の左右両側にそれぞれ設けられた左，右の作業用レバー操作装置とを含んで構成されている。

左，右の走行用レバー・ペダル操作装置は、下部走行体２を走行させるときにオペレータにより操作される。左，右の作業用レバー操作装置は、作業装置５を動作させるとき、および、上部旋回体４を旋回させるときにオペレータにより操作される。なお、後述の図２の油圧回路図では、各種の操作装置（走行用操作装置および作業用操作装置）のうち作業装置５のブーム５Ａを操作（揺動）するためのブーム用レバー操作装置２２のみを示している（左右の走行用レバー・ペダル操作装置、旋回用レバー操作装置、アーム用レバー操作装置、バケット用レバー操作装置等を省略している）。ブーム用レバー操作装置２２は、例えば、右側の作業用レバー操作装置の前後方向の操作に対応するものである。

操作装置は、オペレータの操作（レバー操作、ペダル操作）に応じたパイロット信号（パイロット圧）を、複数の方向制御弁（図２にブーム用方向制御弁３１のみ図示）からなる制御弁装置２１に出力する。これにより、オペレータは、走行用油圧モータ、作業装置５のシリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ、旋回装置３の旋回用油圧モータを動作（駆動）させることができる。なお、後述の図２の油圧回路図では、制御弁装置２１を構成する複数の方向制御弁のうち、ブーム用方向制御弁３１のみを示している（例えば、左走行用方向制御弁、右走行用方向制御弁、旋回用方向制御弁、アーム用方向制御弁、バケット用方向制御弁等を省略している）。

次に、油圧ショベル１を駆動するための油圧駆動装置（油圧システム）について、図１に加え、図２も参照しつつ説明する。

図２に示すように、油圧ショベル１は、メイン油圧ポンプ１３から供給される圧油に基づいて油圧ショベル１を動作（駆動）させる油圧回路１１を備えている。油圧回路１１は、油圧アクチュエータ（以下、単にシリンダ５Ｄともいう）を含むメイン油圧回路１１Ａと、シリンダ５Ｄを操作するためのパイロット油圧回路１１Ｂとを含んで構成されている。

即ち、油圧回路１１は、シリンダ５Ｄと、エンジン１２（図１参照）と、メイン油圧ポンプ１３と、タンクとしての作動油タンク１４と、パイロット油圧ポンプ１９と、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）と、操作装置（以下、単にレバー操作装置２２ともいう）とを含んで構成されている。そして、油圧回路１１のメイン油圧回路１１Ａは、シリンダ５Ｄに加え、エンジン１２と、メイン油圧ポンプ１３と、作動油タンク１４と、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）と、ポンプ管路としてのメイン吐出管路１５と、タンク管路としての戻り管路１６と、一側アクチュエータ管路としてのボトム側管路１７と、他側アクチュエータ管路としてのロッド側管路１８とを備えている。一方、油圧回路１１のパイロット油圧回路１１Ｂは、エンジン１２と、パイロット油圧ポンプ１９と、作動油タンク１４と、レバー操作装置２２と、パイロット吐出管路２０と、一側パイロット管路としての伸長側パイロット管路２３と、他側パイロット管路としての縮小側パイロット管路２４とを備えている。

エンジン１２（図１参照）は、旋回フレーム６に搭載されている。エンジン１２は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成されている。エンジン１２の出力側には、メイン油圧ポンプ１３、および、パイロット油圧ポンプ１９が取付けられている。これら油圧ポンプ１３，１９は、エンジン１２によって回転駆動される。なお、油圧ポンプ１３，１９を駆動するための駆動源（動力源）は、内燃機関となるエンジン１２単体で構成できる他、例えば、エンジンと電動モータ、または、電動モータ単体により構成してもよい。

メイン油圧ポンプ１３は、エンジン１２に機械的に（即ち、動力伝達可能に）接続されている。メイン油圧ポンプ１３は、シリンダ５Ｄを含むメイン油圧回路１１Ａに圧油を供給する。メイン油圧ポンプ１３は、例えば、可変容量型の油圧ポンプ、より具体的には、可変容量型の斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式油圧ポンプによって構成されている。なお、図２では、メイン油圧ポンプ１３を１台の油圧ポンプで示しているが、例えば、２台以上の複数の油圧ポンプにより構成することができる。

メイン油圧ポンプ１３は、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）を介してシリンダ５Ｄに接続されている。メイン油圧ポンプ１３は、シリンダ５Ｄに圧油を供給する。なお、図示は省略するが、メイン油圧ポンプ１３は、例えば、ブームシリンダ５Ｄの他、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆにも圧油を供給する。

メイン油圧ポンプ１３は、作動油タンク１４に貯溜された作動油を圧油としてメイン吐出管路１５に吐出する。メイン吐出管路１５に吐出された圧油は、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）を介してブームシリンダ５Ｄ（のボトム側油室またはロッド側油室）に供給され、ブームシリンダ５Ｄ（のロッド側油室またはボトム側油室）の圧油は、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）および戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻る。このように、メイン油圧ポンプ１３は、作動油を貯留する作動油タンク１４と共に、メインの油圧源を構成している。

パイロット油圧ポンプ１９は、メイン油圧ポンプ１３と同様に、エンジン１２に機械的に接続されている。パイロット油圧ポンプ１９は、シリンダ５Ｄを操作するためのパイロット油圧回路１１Ｂに圧油を供給する。パイロット油圧ポンプ１９は、例えば、固定容量型の歯車ポンプまたは斜板式油圧ポンプによって構成されている。パイロット油圧ポンプ１９は、作動油タンク１４に貯溜された作動油を圧油としてパイロット吐出管路２０に吐出する。即ち、パイロット油圧ポンプ１９は、作動油タンク１４と共にパイロット油圧源を構成している。

パイロット油圧ポンプ１９は、レバー操作装置２２と接続されている。パイロット油圧ポンプ１９は、レバー操作装置２２に圧油（１次圧）を供給する。この場合、パイロット油圧ポンプ１９の圧油は、レバー操作装置２２を介して、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂ）に供給される。

制御弁装置２１は、ブーム用方向制御弁３１を含む複数の方向制御弁からなる制御弁群である。制御弁装置２１は、メイン油圧ポンプ１３から吐出された圧油を、ブーム用レバー操作装置２２を含む各種の操作装置の操作に応じて、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、走行用油圧モータ、および、旋回用油圧モータに分配する。なお、以下の説明は、ブーム用方向制御弁３１（以下、単に方向制御弁３１ともいう）を制御弁装置２１の代表例として説明する。

方向制御弁３１は、キャブ７内に配置されたレバー操作装置２２の操作による切換信号（パイロット圧）に応じて、メイン油圧ポンプ１３からシリンダ５Ｄに供給される圧油の方向を制御する。これにより、シリンダ５Ｄは、メイン油圧ポンプ１３から供給（吐出）される圧油（作動油）によって駆動（伸長、縮小）される。方向制御弁３１は、パイロット操作式の方向制御弁、例えば、５ポート３位置（または、６ポート３位置、４ポート３位置）の油圧パイロット式方向制御弁により構成されている。

方向制御弁３１は、メイン油圧ポンプ１３とシリンダ５Ｄとの間でシリンダ５Ｄに対する圧油の供給と排出を切換えることにより、シリンダ５Ｄを伸長または縮小させる。方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂには、レバー操作装置２２の操作に基づく切換信号（パイロット圧）が供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｂ），（Ｃ）に切換操作される。

レバー操作装置２２は、上部旋回体４のキャブ７内に配置されている。レバー操作装置２２は、例えば、レバー式の減圧弁型パイロット弁により構成されている。レバー操作装置２２には、パイロット油圧ポンプ１９からの圧油（１次圧）がパイロット吐出管路２０を通じて供給される。レバー操作装置２２は、オペレータのレバー操作に応じたパイロット圧（２次圧）を、伸長側パイロット管路２３または縮小側パイロット管路２４を介して方向制御弁３１に出力する。

即ち、レバー操作装置２２は、オペレータによって操作されることにより、その操作量に比例したパイロット圧を方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂに供給（出力）する。例えば、レバー操作装置２２がシリンダ５Ｄを伸長させる方向に操作されると（即ち、ブーム５Ａを上げるための上げ操作がされると）、この操作により発生したパイロット圧は、伸長側パイロット管路２３を介して方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａに供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｂ）に切換わり、メイン油圧ポンプ１３からの圧油がボトム側管路１７を介してシリンダ５Ｄのボトム側油室に供給され、シリンダ５Ｄのロッド側油室の圧油がロッド側管路１８、戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻る。

これに対して、例えば、レバー操作装置２２がシリンダ５Ｄを縮小させる方向に操作されると（即ち、ブーム５Ａを下げるための下げ操作がされると）、この操作により発生したパイロット圧は、縮小側パイロット管路２４を介して方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ｂに供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｃ）に切換わり、メイン油圧ポンプ１３からの圧油がロッド側管路１８を介してシリンダ５Ｄのロッド側油室に供給され、シリンダ５Ｄのボトム側油室の圧油がボトム側管路１７、戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻る。

次に、弁装置としての方向制御弁３１について、図１および図２に加え、図３も参照しつつ説明する。

スプール弁またはスプール弁装置とも呼ばれる方向制御弁３１は、油圧源（メイン油圧ポンプ１３および作動油タンク１４）と油圧アクチュエータ（シリンダ５Ｄ）との間に設けられている。方向制御弁３１は、スプール３９を図２の（Ａ）に示す中立位置から例えば（Ｂ）または（Ｃ）に示す切換位置に摺動変位させることにより、シリンダ５Ｄに供給、排出する圧油の方向および流量を制御する。図３に示すように、方向制御弁３１は、弁ハウジング３２と、弁体としてのスプール３９とを含んで構成されている。

弁ハウジング３２は、筒状に形成されており、弁ハウジング３２の内周側は、スプール摺動穴３３となっている。即ち、弁ハウジング３２は、軸方向（図３の上，下方向）に延びる弁収容穴としてのスプール摺動穴３３を有している。弁ハウジング３２の一側（例えば、図３の下側）には、スプール摺動穴３３の一側開口に対面するように一側キャップ（図示せず）が取付けられており、弁ハウジング３２の他側（例えば、図３の上側）には、スプール摺動穴３３の他側開口に対面するように他側キャップ（図示せず）が取付けられている。両方のキャップ内または片方のキャップ内には、スプールを中立位置（Ａ）に保持するためのセンタリングスプリング３１Ｃ，３１Ｄ（図２参照）が設けられている。

図３に示すように、スプール摺動穴３３には、複数の凹溝３４，３５が設けられている。この場合、スプール摺動穴３３には、例えば５個の凹溝３４，３５、具体的には、軸方向中央部に位置する中央凹溝（図示せず）、中央凹溝よりも軸方向一側（図３の下側）に位置する一側凹溝３４、一側凹溝３４よりも軸方向一側（スプール摺動穴３３の一端側）に位置する一端側凹溝３５、中央凹溝よりも軸方向他側（図３の上側）に位置する他側凹溝（図示せず）、他側凹溝よりも軸方向他側（スプール摺動穴３３の他端側）に位置する他端側凹溝（図示せず）が設けられている。なお、図３では、５個の凹溝３４，３５のうち、中央凹溝よりも軸方向一側に設けられた一側凹溝３４と一端側凹溝３５との２つの凹溝３４，３５を示している。

複数の凹溝３４，３５は、いずれもスプール摺動穴３３の全周にわたって環状に形成されている。また、各凹溝３４，３５は、スプール摺動穴３３の軸方向にわたってそれぞれ離間して設けられている。この場合、各凹溝３４，３５の間は、それぞれスプール摺動穴３３の内径側に向けて全周にわたって突出する切換部３６，３６となっている。さらに、弁ハウジング３２には、スプール摺動穴３３の軸方向にそれぞれ離間して複数のポート３７，３８が設けられている。ポート３７，３８は、圧油の流通する通路（油路）となるものである。この場合、弁ハウジング３２には、例えば５個のポート３７，３８、具体的には、ポンプポート（図示せず）、一対のアクチュエータポート３７、および、一対のタンクポート３８が設けられている。なお、図３では、５個のポート３７，３８のうち、一方のアクチュエータポート３７と一方のタンクポート３８との２つのポート３７，３８を示している。

ポンプポートは、スプール摺動穴３３の中央凹溝に対応して設けられている。ポンプポートは、弁ハウジング３２の外面に開口する一側がメイン吐出管路１５に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が中央凹溝に連通している。一対のアクチュエータポート３７のうち一方のアクチュエータポート３７は、スプール摺動穴３３の一側凹溝３４に対応して設けられている。一方のアクチュエータポート３７は、例えば、弁ハウジング３２の外面に開口する一側がボトム側管路１７に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が一側凹溝３４に連通している。これに対して、他方のアクチュエータポートは、スプール摺動穴３３の他側凹溝に対応して設けられている。他方のアクチュエータポートは、例えば、弁ハウジング３２の外面に開口する一側がロッド側管路１８に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が他側凹溝に連通している。

一対のタンクポート３８のうち一方のタンクポート３８は、スプール摺動穴３３の一端側凹溝３５に対応して設けられている。一方のタンクポート３８は、弁ハウジング３２の外面に開口する一側が戻り管路１６に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が一端側凹溝３５に連通している。これに対して、他方のタンクポートは、スプール摺動穴３３の他端側凹溝に対応して設けられている。他方のタンクポートは、弁ハウジング３２の外面に開口する一側が戻り管路１６に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が他端側凹溝に連通している。これにより、弁ハウジング３２には、切換部３６，３６を挟んでスプール摺動穴３３の軸方向に複数のポート３７，３８が設けられている。

スプール３９は、弁ハウジング３２のスプール摺動穴３３に移動可能（摺動可能）に挿嵌されている。スプール３９は、油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂに供給されるパイロット圧に応じて、スプール摺動穴３３内を軸方向に摺動変位する。これにより、スプール３９は、複数のポート３７，３８を互いに連通または遮断する。このために、スプール３９の軸方向中間部には、径方向寸法が大きい外周面を有する中央ランド４０が設けられている。また、スプール３９の軸方向両端側には、それぞれ中央ランド４０と同じ外径寸法の外周面を有する一側ランド４１と他側ランド（図示せず）とが設けられている。これら各ランド４０，４１は、スプール摺動穴３３に対して軸方向に摺動する。この場合、各ランド４０，４１の間は、スプール３９の内径側に向けて全周にわたって凹入する油溝４２となっている。即ち、スプール３９には、各ポート間３７，３８を連通または遮断させるため、軸方向に離間してくびれ部となる油溝４２と摺動部となるランド４０，４１とが設けられている。

ここで、例えば、スプール３９が、図２に示す中立位置から左方向に変位すると、図３に示すように、一側凹溝３４と一端側凹溝３５との間が、中央ランド４０と一側ランド４１との間の油溝４２を介して連通される。これと共に、中央凹溝と他側凹溝との間が、中央ランド４０と他側ランドとの間の油溝を介して連通される。この場合、シリンダ５Ｄのボトム側油室の圧油は、図３に二点鎖線の矢印で示すように、ボトム側管路１７、一方のアクチュエータポート３７、一側凹溝３４、切換部３６とスプール３９の油溝４２との間、および、一端側凹溝３５を介して一方のタンクポート３８へと導かれ、戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻される。一方、メイン油圧ポンプ１３から吐出された圧油は、メイン吐出管路１５、図示しないポンプポート、中央凹溝、切換部と油溝との間、および、他側凹溝を介して他方のアクチュエータポートへと導かれ、ロッド側管路１８を介してシリンダ５Ｄのロッド側油室に供給される。これにより、シリンダ５Ｄを縮小させることができる。

図３に示すように、弁ハウジング３２のスプール摺動穴３３とスプール３９とにより構成される油路のうち、タンクポート３８側の油路４３は、スプール３９の直近の油室４４とタンクラインとなる戻り管路１６とを接続している。この場合、戻り管路１６と弁ハウジング３２のタンクポート３８は、接続継手４５によって接続され、その接続部（接合部）、即ち、接続継手４５と弁ハウジング３２との当接部（接触部）は、シールリング、Ｏリング等のシール部材４６によって封止されている。

ところで、図１５は、比較例を示している。この図１５に示す比較例と第１の実施の形態とを比較すると、第１の実施の形態では油路４３に後述の孔４８が設けられているのに対して、図１５に示す比較例では油路１０１に孔が設けられていない。なお、図１５中の二点鎖線の矢印は、圧油の流通方向を示している。図３、図５等のその他の図でも、二点鎖線の矢印は、圧油の流通方向を示している。

図１５に示すように、スプール摺動穴３３の切換部３６とスプール３９の一側ランド４１との開口部を圧油が通過するとき、この開口部の開口量が小さいと、即ち、開口部の流路面積が小さいと、この開口部が絞り部１０２となり、液体中（作動油中）に気泡１０３が発生して膨張するキャビテーションが発生する可能性がある。そして、絞り部１０２で発生した気泡１０３は、高速流体噴流であるキャビテーション噴流１０４に乗って絞り部１０２の下流側へと流される。

このとき、絞り部１０２よりも下流部の圧力が高くなるため、気泡１０３の周囲の圧力は徐々に回復し、やがて気泡１０３はこの回復してきた圧力によって押し潰される。そして、この気泡１０３が押し潰されて崩壊した瞬間、局所的に高い衝撃圧が発生し、機器部材表面、即ち、タンクポート３８の内周面にエロージョン１０５が発生する可能性がある。また、絞り部で発生した気泡１０３が、弁ハウジング３２（タンクポート３８）と接続継手４５との接合部まで流れた場合には、この接合部でエロージョンが発生する可能性もある。

いずれにしても、図１５に示すように、キャビテーション噴流１０４は、圧力脈動を生じさせるため、油路１０１には気泡１０３と共に圧力波１０６が伝播している。この圧力波１０６は、油路面積拡大部での圧力、流速の変化によって拡大部直前で急激に増幅され、気泡１０３を圧潰させる。このため、油路面積拡大部の上流側、即ち、流路面積が小さい方の油路１０１にエロージョン１０５が発生する傾向となる。図１５では、弁ハウジング３２（タンクポート３８）と接続継手４５との接合部が油路面積拡大部となり、タンクポート３８が油路面積拡大部の上流側の油路１０１に相当する。このため、図１５に示すように、タンクポート３８の内周面、より具体的には、接続継手４５が接続される開口側の内周面に、エロージョン１０５が発生する可能性がある。

これに対して、図３ないし図５に示すように、第１の実施の形態では、キャビテーションによる気泡１０３が通過する油路４３において、油路面積拡大部の近傍、即ち、接続継手４５よりも上流側となるタンクポート３８の内周面に複数の孔４８を設けている。そして、この複数の孔４８（より具体的には、それぞれの孔４８から反射する圧力波）によって、気泡１０３の圧潰に寄与する油路４３内の圧力脈動を減衰することにより、エロージョンの発生を抑制できるようにしている。これにより、第１の実施の形態では、耐壊食性の高い材料（材質）を用いることによるコストの増大を招くことなく、エロージョンに対する信頼性の向上および寿命の向上を図ることができる。なお、図面では、気泡１０３、孔４８等を誇張して示している。

即ち、第１の実施の形態では、図３ないし図５に示すように、方向制御弁３１は、弁体としてのスプール３９よりも圧油の流通方向の下流側に位置してこの圧油が流通する油路４３（タンクポート３８）が形成された油路形成体４７を備えている。第１の実施形態では、油路形成体４７は、方向制御弁３１の弁ハウジング３２の一部として弁ハウジング３２内に形成されている。即ち、油路形成体５７は、弁ハウジング３２の一部として構成されている。そして、油路形成体４７の下流側（タンクポート３８の開口側）には、当該油路形成体４７の油路４３の流路断面積よりも大きな流路断面積の管路である戻り管路１６が接続されている。この場合、油路形成体４７の油路４３の内周面には、油路４３に直交する方向（油路４３の径方向）に延びた有底状の孔４８が複数設けられている。

即ち、第１の実施形態では、複数の孔４８は、弁ハウジング３２の油路４３の内周面、換言すれば、タンクポート３８の内周面に設けられている。孔４８は、油路４３（タンクポート３８）の軸方向（中心軸線）に対して直交する方向に延びている。そして、孔４８は、タンクポート３８の内周面（油路壁面）に開口している。この場合、孔４８は、弁ハウジング３２の外面と弁ハウジング３２の油路４３の内周面との間を油路４３と直交する方向（油路４３の径方向）に貫通する貫通孔４８Ａと、弁ハウジング３２とは別部材からなり貫通孔４８Ａを封止するプラグ４８Ｂとにより構成されている。

プラグ４８Ｂは、例えば、貫通孔４８Ａに螺合により取付けられている。貫通孔４８Ａの内周面とプラグ４８Ｂの外周面との間には、例えば、シールリング、Ｏリング等のシール部材を設けることにより、これらの間を封止することができる。プラグ４８Ｂは、例えば、弁ハウジング３２と同じ材質（素材）により構成してもよいし、弁ハウジング３２とは異なる材質（素材）により構成してもよい。

図３に示すように、孔４８の内径Ｄは、少なくとも孔４８の断面積が油路４３の断面積より小さくなるように設定している。また、孔４８の長さ（深さ）Ｌは、減衰対象であるキャビテーションによって生じた圧力波１０６（図５参照）の波長λを用いて、下記の数１式により定義される。即ち、減衰対象の圧力波９３の波長をλとした場合に、孔４８の長さＬは、下記の数１式の関係となるように設定している。

なお、実施の形態では、孔４８を複数設けているが、１個（単数）の孔を設ける構成としてもよい。また、図４に示すように、第１の実施の形態では、複数の孔４８（例えば、１６個の孔４８）を等間隔に、かつ、全体として矩形（四角形）の陣形となるように配置しているが、これに限らず、円形、楕円形、三角形、または、五角形以上の多角形等、他の形状の陣形となるように配置してもよい。即ち、孔４８の径寸法Ｄ、深さ寸法Ｌ、孔４８を設ける位置、範囲、孔４８の配置、陣形は、エロージョンを抑制することができるように（換言すれば、キャビテーションによる圧力波１０６を減衰できるように）、設計者の意図や方向制御弁３１の仕様等に応じて適宜設定することができる。

第１の実施の形態による油圧ショベル１および方向制御弁３１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

キャブ７に搭乗したオペレータがエンジン１２を始動させると、エンジン１２によって油圧ポンプ１３，１９が駆動される。これにより、油圧ポンプ１３，１９から吐出した圧油は、キャブ７内に設けられた走行用操作装置および作業用操作装置（レバー操作装置２２）のレバー操作、ペダル操作に応じて、走行油圧モータ、旋回油圧モータ、作業装置５のブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆに向けて吐出する。これにより、油圧ショベル１は、下部走行体２による走行動作、上部旋回体４の旋回動作、作業装置５による掘削作業等を行うことができる。

ここで、レバー操作装置２２が操作されると、この操作に応じてレバー操作装置２２から方向制御弁３１の一方の油圧パイロット部３１Ａまたは他方の油圧パイロット部３１Ｂにパイロット圧が供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｂ）または切換位置（Ｃ）に切換わる。このとき、メイン吐出管路１５は、方向制御弁３１を介して、ボトム側管路１７とロッド側管路１８とのうちの一方の管路１７（１８）に接続され、メイン油圧ポンプ１３からの圧油がシリンダ５Ｄのボトム側油室とロッド側油室とのうちの一方の油室に供給される。これと共に、ボトム側管路１７とロッド側管路１８とのうちの他方の管路１８（１７）は、方向制御弁３１を介して戻り管路１６に接続され、シリンダ５Ｄのボトム側油室とロッド側油室とのうちの他方の油室の圧油が作動油タンク１４へと導かれる。

このとき、図３に示すように、方向制御弁３１の内部では、スプール３９の軸方向の変位に伴って、アクチュエータポート３７とタンクポート３８とが連通する。この場合に、図５に示すように、スプール摺動穴３３の切換部３６とスプール３９の一側ランド４１との開口部の断面積が他の部分の流路断面積よりも小さいと、この開口部が絞り部１０２となる。そして、絞り部１０２で流速の増加および圧力の低下が発生し、これによりキャビテーションが発生する。絞り部１０２で発生したキャビテーションは、キャビテーション噴流１０４となって油室４４内に噴射され、このとき気泡１０３と圧力波１０６とが発生する。

気泡１０３と圧力波１０６は、戻り管路１６へと通じる油路４３を通過し、戻り管路１６と弁ハウジング３２との接続部へと到達する。このとき、油路４３に設けられた孔４８内にも圧力波１０６が伝播し、孔４８内部で反射する。そして、孔４８内で生じた反射波が、油路４３の圧力波１０６と干渉し、圧力波１０６が減衰される。即ち、第１の実施の形態では、キャビテーションによって発生した気泡１０３と圧力波１０６が通過する油路４３に設けられた孔４８が、圧力波１０６を反射させることにより、管路接合部（油路断面積の急拡大部）の直前での圧力波１０６の増幅による気泡１０３の崩壊を抑制することができる。これにより、当該箇所でのエロージョンを抑制することができる。

このように、第１の実施の形態では、油路形成体４７の油路４３の内周面（即ち、弁ハウジング３２のタンクポート３８の内周面）に、油路４３に直交する方向（油路４３の径方向）に延びた有底状の孔４８が開口している。このため、図５に示すように、油路形成体４７の上流側となる弁収容穴（即ち、スプール摺動穴３３）と弁体（即ち、スプール３９）との開口部で、キャビテーションによる気泡１０３と圧力波１０６が発生しても、圧力波１０６は、油路形成体４７の油路４３を通過するときに、孔４８内から油路４３側に向けて反射する圧力波（反射波）と干渉することにより減衰される。即ち、キャビテーションによる気泡１０３と圧力波１０６は、油路形成体４７と管路（即ち、戻り管路１６）との接合部（即ち、流路面積が大きくなる部分）を通過する前に、油路形成体４７の油路４３内で減衰する。これにより、圧力波１０６による気泡の消滅、および、この消滅に伴う衝撃圧を抑制できる。この結果、エロージョンの発生が抑制され、エロージョンに対する寿命を向上できる。しかも、耐壊食性の高い高価な材料を必要としないため、コストの上昇を抑えつつ寿命を向上できる。

第１の実施の形態では、油路形成体４７は、弁ハウジング３２の一部として弁ハウジング３２内に形成されており、孔４８は、弁ハウジング３２の油路４３の内周面に設けられている。このため、弁ハウジング３２の油路４３の上流側となる弁収容穴（スプール摺動穴３３）と弁体（スプール摺動穴３３）との開口部で、キャビテーションによる気泡１０３と圧力波１０６が発生しても、圧力波１０６は、弁ハウジング３２の油路４３を通過するときに、孔４８内から油路４３側に向けて反射する圧力波（反射波）と干渉することにより減衰される。これにより、弁ハウジング３２の油路４３内、即ち、弁ハウジング３２と管路（戻り管路１６）との接合部（即ち、流路面積が大きくなる部分）よりも上流側で圧力波１０６を減衰することができる。この結果、弁ハウジング３２と管路（戻り管路１６）との接合部（の近傍）のエロージョンを抑制することができる。

第１の実施の形態では、孔４８は、弁ハウジング３２の外面と弁ハウジング３２の油路４３（タンクポート３８）の内周面との間を貫通する貫通孔４８Ａと、この貫通孔４８Ａを封止するプラグ４８Ｂとにより構成されている。このため、「穿孔」と「プラグ４８Ｂによる封止」との２つの工程により、有底状の孔４８を弁ハウジング３２に形成することができる。これにより、孔４８を形成する作業を容易に行うことができ、この面からも、コストの上昇を抑えることができる。

次に、図６は、第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、複数の孔のそれぞれの深さ寸法（径方向の長さ寸法）が異なる構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第２の実施の形態も、第１の実施の形態と同様に、油路形成体４７の油路４３の内周面、即ち、弁ハウジング３２のタンクポート３８の内周面に、油路４３（の中心軸線）に対して直交する方向に延びた有底状の孔５１が複数設けられている。第２の実施の形態では、複数の孔５１は、それぞれ深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が異なる。即ち、第２の実施の形態の孔５１は、第１の実施の形態と同様に、弁ハウジング３２の外面と弁ハウジング３２の油路４３の内周面との間を貫通する貫通孔５１Ａと、この貫通孔５１Ａを封止するプラグ５１Ｂとにより構成されている。この場合、それぞれのプラグ５１Ｂの軸方向寸法を異ならすことにより、それぞれの孔５１の深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を異ならせている。

このような第２の実施の形態では、深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が異なる複数の孔５１から反射する圧力波（反射波）が、それぞれの孔５１の深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に対応した周波数の圧力波と干渉することにより、幅広い周波数帯を有する圧力波を減衰することができる。即ち、スプール摺動穴３３の切換部３６とスプール３９の一側ランド４１との開口部が絞り部１０２となって発生するキャビテーションによる圧力波１０６（図５参照）が幅広い周波数帯を有していても、深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が異なる複数の孔５１からの反射波が、それぞれの深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に対応した周波数の圧力波１０６と干渉することにより、この圧力波１０６を減衰させることができる。これにより、エロージョンを抑制することができる。

第２の実施の形態は、上述のような深さ寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が異なる複数の孔５１によりキャビテーションの圧力波を減衰するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。特に、第２の実施の形態では、各孔５１が異なる周波数に対応した深さ（長さ）Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を有することにより、キャビテーションによる圧力波が広範囲の周波数帯を有していたとしても、この圧力波を効果的に減衰させることができる。これにより、気泡の消滅およびエロージョンの発生を抑制でき、エロージョンに対する方向制御弁３１の寿命を向上できる。

次に、図７および図８は、第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、ハウジングに対して着脱が可能なプラグの端面（壁面）に複数の有底状の孔を設ける構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

弁ハウジング３２には、油路形成体４７の油路４３（即ち、弁ハウジング３２のタンクポート３８）の軸方向（中心軸線）と直交する方向に延びる大径貫通孔６１が設けられている。大径貫通孔６１は、油路４３（タンクポート３８）よりも大径、即ち、油路４３の内径寸法よりも大きな内径寸法を有し、油路形成体４７の油路４３に開口している。大径貫通孔６１は、油路４３と直交する方向（径方向）に延びると共に、弁ハウジング３２の外面と弁ハウジング３２の油路４３の内周面との間を貫通している。そして、弁ハウジング３２の大径貫通孔６１には、弁ハウジング３２とは別部材からなり大径貫通孔６１を封止する大径プラグ６２が設けられている。

大径プラグ６２は、例えば、大径貫通孔６１に螺合により取付けられている。そして、大径プラグ６２の先端側の端面６２Ａには、複数の有底状の孔６３が設けられている。孔６３は、大径プラグ６２の軸方向に貫通しない有底孔として穿孔により形成されている。この場合、大径プラグ６２の先端側の端面６２Ａは、油路４３（タンクポート３８）の内周面と同一面となるように形成することが好ましい。即ち、大径プラグ６２を大径貫通孔６１に取付けたときに、大径プラグ６２の端面６２Ａが油路４３（タンクポート３８）の内周面と同一面となるように、大径プラグ６２の寸法、形状を設定することが好ましい。換言すれば、大径プラグ６２の端面６２Ａと油路４３（タンクポート３８）の内周面とを、滑らかに連続する周面とすることが好ましい。

さらに、大径貫通孔６１の内周面と大径プラグ６２の外周面との間には、例えば、シールリング（オーリング）とも呼ばれるシール部材（図示せず）を設けることにより、これらの間を封止することができる。大径プラグ６２は、例えば、弁ハウジング３２と同じ材質（素材）により構成してもよいし、弁ハウジング３２とは異なる材質（素材）により構成してもよい。例えば、大径プラグ６２は、弁ハウジング３２よりもエロージョンに対する耐久性の高い材質（例えば、高硬度の材料）を用いてもよいし、大径プラグ６２の表面（端面６２Ａ）に熱処理、表面処理等の硬化処理を施してもよい。

第３の実施の形態は、上述のような大径プラグ６２に複数の有底状の孔６３を設ける構成としたもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。特に、第３の実施の形態では、弁ハウジング３２に大径貫通孔６１を設けると共に、この大径貫通孔６１を封止する大径プラグ６２に孔６３を設けている。このため、弁ハウジング（の油路壁面）に孔を直接形成する構成と比較して、孔６３の加工を容易（簡単）に行うことができる。また、複数の孔６３を設ける場合に、それぞれの孔６３をプラグで封止する必要もなくなる。これにより、孔６３を容易に設けることができ、コストを抑えつつ寿命を長くすることができる。即ち、「低コスト化」と「長寿命化」とを高い次元で両立することができる。なお、大径プラグ６２に設ける孔６３の深さ寸法は互いに異ならせてもよい。

次に、図９ないし図１２は、第４の実施の形態を示している。第４の実施の形態の特徴は、油路形成体となる管継手の内周面に孔を設ける構成としたことにある。なお、第４の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

上述した第１〜第３の実施の形態では、弁ハウジング３２の油路４３の内周面に孔４８，５１，６３を設ける構成としている。これに対して、第４の実施の形態では、弁ハウジング３２の油路１０１には孔を設けていない。第４の実施の形態では、管継手７１の油路７２の内周面に孔７３を設ける構成としている。即ち、第４の実施の形態では、キャビテーションによる気泡１０３が通過する油路１０１，７２において、弁ハウジング３２と管継手７１の接合部での急激な油路面積の拡大が生じないような油路形状としている。これと共に、管継手７１の油路７２に孔７３を設け、この孔７３（より具体的には、孔７３から反射する圧力波）によって、気泡１０３の圧潰に寄与する油路７２内の圧力脈動を減衰する。これにより、エロージョンの発生を抑制できるようにしている。このため、第４の実施の形態でも、第１〜第３の実施の形態と同様に、耐壊食性の高い材料（材質）に変更することによるコストの増大を招くことなく、エロージョンに対する信頼性の向上および寿命の向上を図ることができる。

即ち、第４の実施の形態では、方向制御弁３１は、管継手７１を備えている。管継手７１は、スプール３９よりも圧油の流通方向の下流側に位置している。管継手７１は、圧油が流通する油路７２が形成された油路形成体となるものである。即ち、第４の実施の形態では、油路形成体は、弁ハウジング３２の油路１０１（タンクポート３８）と戻り管路１６との間を接続する管継手７１として形成（構成）されている。

この場合、戻り管路１６は、弁ハウジング３２の油路１０１および管継手７１の油路７２の流路断面積よりも大きな流路断面積の管路となっている。即ち、油路形成体としての管継手７１の下流側には、管継手７１の油路７２の流路断面積よりも大きな流路断面積の管路である戻り管路１６が接続されている。そして、管継手７１の油路７２の内周面には、油路７２に直交する方向（油路７２の径方向）に延びた有底状の孔７３が複数設けられている。

即ち、第４の実施形態では、複数の孔７３が、管継手７１の油路７２の内周面に設けられている。このために、管継手７１は、筒状の外側筒部材７４と、筒状の減衰スリーブ７５と、筒状の抑えプラグ７６とを含んで構成されている。外側筒部材７４は、内径寸法が大きい大径部７４Ａと、大径部７４Ａの軸方向一側（図１０の左，右方向の右側）に位置して大径部７４Ａよりも内径寸法が小さい小径部７４Ｂとを備えている。大径部７４Ａ内には、減衰スリーブ７５が挿通される。小径部７４Ｂは、弁ハウジング３２に接続される。このため、小径部７４Ｂの側面と弁ハウジング３２の外面との間には、シールリング、Ｏリング等のシール部材７７が設けられている。

減衰スリーブ７５には、内周面と外周面との間を貫通する径方向貫通孔、即ち、孔７３が、周方向および軸方向にそれぞれ離間して複数設けられている。減衰スリーブ７５は、外側筒部材７４の大径部７４Ａ内に挿通される。第４の実施形態では、孔７３は、減衰スリーブ７５の径方向貫通孔の外側開口が外側筒部材７４の内周面によって塞がれることにより有底状に構成されている。

抑えプラグ７６は、外側筒部材７４の軸方向他側（図１０の左，右方向の左側）に位置して設けられている。抑えプラグ７６は、外側筒部材７４の大径部７４Ａ内に挿通された減衰スリーブ７５を外側筒部材７４の小径部７４Ｂ側に向けて抑えるものである。この場合、抑えプラグ７６は、外側筒部材７４の大径部７４Ａの開口端側に、例えば、螺合等により取付けられる。このため、抑えプラグ７６の外周面と外側筒部材７４の大径部７４Ａの内周面との間には、シールリング、Ｏリング等のシール部材７８が設けられている。

そして、弁ハウジング３２の油路１０１の内径寸法をＤ１とし、外側筒部材７４の小径部７４Ｂの内径寸法をＤ２とし、減衰スリーブ７５の内径寸法Ｄ３とし、抑えプラグ７６の内径寸法Ｄ４とした場合に、これら内径寸法Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を同じ寸法としている。なお、「同じ寸法」とは、完全に同じ寸法だけでなく、ほぼ同じ、または、多少のずれがある場合も含むものである。即ち、完全に同じ寸法であること（完全に一致させること）が最も好ましいが、例えば、製造誤差やコストの面等から限界がある。このため、必要とする性能（エロージョンの抑制、圧力波の減衰等）を得られるのであれば、それを得られる範囲で多少のずれは許容されるものである（完全に同じ寸法でなくてもよい）。

また、図１１に示すように、孔７３の内径Ｄは、少なくとも油路７２の内径（即ち、減衰スリーブ７２の内径Ｄ３）よりも小さくなるように設定している（孔７３の断面積＜油路７２の断面積）。また、孔７３の長さ（深さ）をＬとし、減衰対象であるキャビテーションによって生じた圧力波の波長をλとした場合に、孔７３の長さＬは、前述の数１式となるように設定されている。

このような第４の実施の形態では、図１２に示すように、キャビテーションによる気泡１０３と圧力波１０６は、弁ハウジング３２の油路１０１を通過し、管継手７１の油路７２へ到達する。このとき、弁ハウジング３２の油路１０１の内径寸法Ｄ１と管継手７１の油路７２の入口の内径寸法Ｄ２は同じであるため、油路断面積の急激な拡大がない。このため、気泡１０３は、圧潰することなく管継手７１の油路７２内へと流入する。そして、管継手７１の減衰スリーブ７５内を圧力波１０６が通過するときに、孔７３内にも圧力波１０６が伝播し、孔７３内で反射する。そして、孔７３内で生じた反射波が、油路７２の圧力波１０６と干渉し、圧力波１０６が減衰される。

即ち、第４の実施の形態では、スプール摺動穴３３の切換部３６とスプール３９の一側ランド４１との開口部が絞り部１０２となることによりキャビテーションが発生すると、このキャビテーションによる気泡１０３を圧潰させずに管継手７１内へと導くことができる。さらに、気泡１０３と同時に発生する圧力波１０６が管継手７１の減衰スリーブ７５内を通過するときに、減衰スリーブ７５に設けられた孔７３が、圧力波１０６を反射させることで、油路７２の圧力波を減衰する。これにより、管路接合部（油路断面積の急拡大部）の直前での圧力波１０６の増幅による気泡１０３の崩壊を抑制することができる。この結果、気泡１０３が通過する弁ハウジング３２の油路１０１、管継手７１、および、戻り管路１６でのエロージョンを抑制することができる。

第４の実施の形態は、上述のような管継手７１内に孔７３を設ける構成としたもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。特に、第４の実施の形態によれば、スプール３９よりも圧油の流通方向の下流側の油路形成体は、弁ハウジング３２の油路１０１と戻り管路１６との間を接続する管継手７１として形成（構成）されている。そして、孔７３は、管継手７１の油路７２の内周面に設けられている。

このため、管継手７１の油路７２の上流側、即ち、弁ハウジング３２の弁収容穴（スプール摺動穴３３）と弁体（スプール３９）との開口部で、キャビテーションによる気泡１０３と圧力波１０６が発生しても、圧力波１０６は、管継手７１の油路７２を通過するときに、孔７３内から油路７２側に向けて反射する圧力波（反射波）と干渉することにより減衰される。これにより、管継手７１の油路７２内、即ち、管継手７１と戻り管路１６との接合部（即ち、流路面積が大きくなる部分）よりも上流側で圧力波１０６を減衰することができる。この結果、管継手７１と戻り管路１６との接合部（の近傍）のエロージョンを抑制することができる。

第４の実施の形態によれば、管継手７１は、外側筒部材７４と、外側筒部材７４の大径部７４Ａに挿通され孔７３となる径方向貫通孔が設けられた減衰スリーブ７５と、減衰スリーブ７５を外側筒部材７４の小径部７４Ｂ側に向けて抑える抑えプラグ７６と備えている。このため、孔７３が設けられた管継手７１を、外側筒部材７４と、減衰スリーブ７５と、抑えプラグ７６との３つの部材を用いて簡素に構成することができる。

第４の実施の形態によれば、弁ハウジング３２の油路１０１の内径寸法Ｄ１と、管継手７１の外側筒部材７４の小径部７４Ｂの内径寸法Ｄ２と、減衰スリーブ７５の内径寸法Ｄ３と、抑えプラグ７６の内径寸法Ｄ４とは、同じ寸法となっている。このため、弁ハウジング３２の弁収容穴（スプール摺動穴３３）と弁体（スプール３９）との開口部で発生したキャビテーションによる気泡１０３を、弁ハウジング３２の油路１０１内で圧潰させることなく管継手７１の油路７２内へ流入させることができる。これと共に、キャビテーションによる圧力波１０６は、管継手７１の減衰スリーブ７５の孔７３である径方向貫通孔内から油路７２側に向けて反射する圧力波（反射波）との干渉により減衰させることができる。これにより、気泡１０３の消滅およびエロージョンの発生を抑制でき、エロージョンに対する油圧機器（方向制御弁３１）や管路（戻り管路１６）の寿命を向上できる。

次に、図１３は、第５の実施の形態を示している。第５の実施の形態の特徴は、減衰スリーブを外径の異なる複数の減衰スリーブ体により構成すると共に、減衰スリーブ体と外側筒部材との間にスペーサを設ける構成としたことにある。なお、第５の実施の形態では、上述した第４の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第５の実施の形態では、減衰スリーブ８１は、軸方向に並んで配置されそれぞれ径方向の厚みが異なる複数の減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃにより構成されている。即ち、減衰スリーブ８１は、それぞれ内径が同じで、かつ、外径寸法が異なる３つの減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃを備えている。減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃは、いずれも、筒状に形成されている。減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃには、内周面と外周面との間を貫通する径方向貫通孔、即ち、孔８３が、周方向および軸方向にそれぞれ離間して複数設けられている。

この場合、各減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃは、外径寸法が異なるため、径方向貫通孔の長さ寸法は、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ毎に異なる。そして、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃは、外側筒部材７４の大径部７４Ａに挿通されている。この場合、外側筒部材７４の大径部７４Ａの内径寸法よりも小さい外径寸法の減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂは、筒状のスペーサ８４Ａ，８４Ｂと共に外側筒部材７４の大径部７４Ａ内に挿通されている。即ち、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂの外周面と外側筒部材７４の大径部７４Ａの内周面との間には、複数の減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃの内周面の位置が互いに一致するように、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂの外周面と大径部７４Ａの内周面との間を満たす筒状のスペーサ８４Ａ，８４Ｂが設けられている。

このような第５の実施の形態では、外側筒部材７４の大径部７４Ａの内径寸法よりも小さい外径寸法の減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂの孔８３は、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂの径方向貫通孔の外側開口がスペーサ８４Ａ，８４Ｂの内周面によって塞がれることにより有底状に構成されている。外側筒部材７４の大径部７４Ａの内径寸法と同じ外径寸法の減衰スリーブ体８２Ｃの孔８３は、減衰スリーブ体８２Ｃの径方向貫通孔の外側開口が外側筒部材７４の大径部７４Ａの内周面によって塞がれることにより有底状に構成されている。これにより、複数の孔８３の深さ寸法を、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ毎に異ならせている。

このような第５の実施の形態では、深さ寸法が異なる複数の孔８３から反射する圧力波（反射波）が、それぞれの孔８３の深さ寸法に対応した周波数の圧力波と干渉することにより、幅広い周波数帯を有する圧力波を減衰することができる。即ち、キャビテーションによる圧力波が幅広い周波数帯を有していても、深さ寸法が異なる複数の孔８３からの反射波が、それぞれの深さ寸法に対応した周波数の圧力波と干渉することにより、この圧力波を減衰させることができる。これにより、エロージョンを抑制することができる。

第５の実施の形態は、上述のような減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃとスペーサ８４Ａ，８４Ｂとを用いるもので、その基本的作用については、上述した第４の実施の形態によるものと格別差異はない。特に、第５の実施の形態では、減衰スリーブ８１は、径方向の厚みがそれぞれ異なる複数の減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃにより構成されており、かつ、減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂの外周面と外側筒部材７４の大径部７４Ａの内周面との間に筒状のスペーサ８４Ａ，８４Ｂが設けられている。このため、孔８３となる径方向貫通孔の長さ寸法を、それぞれの減衰スリーブ体８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ毎に異ならせることができる。即ち、孔８３となる各径方向貫通孔が異なる周波数に対応した長さを有することにより、キャビテーションによる圧力波が広範囲の周波数帯を有していたとしても、圧力波を効果的に減衰させることができる。これにより、気泡の消滅およびエロージョンの発生を抑制でき、エロージョンに対する弁装置（方向制御弁３１）、管継手７１の寿命を向上できる。

次に、図１４は、第６の実施の形態を示している。第６の実施の形態の特徴は、弁ハウジングの油路の開口と減衰スリーブとの間に接続スリーブを設ける構成としたことにある。なお、第６の実施の形態では、上述した第４の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第６の実施の形態も、第４および第５の実施の形態と同様に、管継手９１の油路９２の内周面に、孔９３が設けられている。第６の実施の形態では、管継手９１は、外側筒部材９４、減衰スリーブ９５、抑えプラグ９６に加え、筒状の接続スリーブ９７を備えている。外側筒部材９４は、内径寸法が大きい大径部９４Ａと、大径部９４Ａよりも内径寸法が小さい小径部９４Ｂとにより構成されている。外側筒部材９４内には、接続スリーブ９７および減衰スリーブ９５が挿通されている。減衰スリーブ９５には、内周面と外周面との間を貫通する径方向貫通孔、即ち、孔９３が設けられている。抑えプラグ９６は、外側筒部材９４の大径部９４Ａ内に挿通された減衰スリーブ９５および接続スリーブ９７を外側筒部材９４の小径部９４Ｂ側に向けて抑えるものである。

接続スリーブ９７は、外側筒部材９４の内周側で、かつ、弁ハウジング３２の油路１０１の開口と減衰スリーブ９５との間に、小径部９４Ｂと大径部９４Ａとにわたって挿通されている。接続スリーブ９７の内周面は、弁ハウジング３２の油路１０１の開口と減衰スリーブ９５の内周面とを滑らかに接続するテーパ面となっている。即ち、第６の実施の形態では、弁ハウジング３２の油路１０１の内径寸法に対して、減衰スリーブ９５の内径寸法が大きくなっている。そして、弁ハウジング３２の油路１０１の内周面と減衰スリーブ９５の内周面との間を、接続スリーブ９７のテーパ状の内周面により滑らかに連続させている。

このように、第６の実施の形態では、管継手９１の外側筒部材９４内に接続スリーブ９７と減衰スリーブ９５とが挿入される。接続スリーブ９７の内径は、一端側が接続先の弁ハウジング３２の油路１０１の内径と同じ寸法であり、他端側が減衰スリーブ９５の内径と同じ寸法である。そして、接続スリーブ９７の内周面は、異なる内径寸法の両端に向かって比例的に変化するように形成されている。このため、キャビテーションによる気泡は、弁ハウジング３２の油路１０１から接続スリーブ９７を介して減衰スリーブ９５に流入する。このとき、キャビテーションに伴って発生する圧力波も同様に弁ハウジング３２の油路１０１から減衰スリーブ９５に伝播するが、接続スリーブ９７によって油路断面積が徐々に変化するため、圧力波が増幅されずに減衰スリーブ９５へと伝播する。従って、弁ハウジング３２の油路１０１の内径寸法が管継手９１の内径寸法および戻り管路１６の内径寸法と異なる場合でも、接続スリーブ９７の形状を変更、交換するだけで、油路断面積の急拡大部をなくすことができる。この結果、油路断面積の急拡大部での圧力波の増幅による気泡の崩壊を抑制することができる。

第６の実施の形態は、上述のような接続スリーブ９７を用いるもので、その基本的作用については、上述した第４の実施の形態によるものと格別差異はない。特に、第６の実施の形態では、外側筒部材９４の内周側で、かつ、弁ハウジング３２の油路１０１の開口と減衰スリーブ９５との間に接続スリーブ９７が挿通されている。そして、接続スリーブ９７の内周面は、弁ハウジング３２の油路１０１の開口と減衰スリーブ９５の内周面とを滑らかに接続するテーパ面となっている。このため、管継手９１の内径（減衰スリーブ９５の内径）が接続先の油路の内径（弁ハウジング３２の油路１０１の内径）と異なる場合でも、接続スリーブ９７によって緩やかに油路９２の内径を拡大することができる。

即ち、弁ハウジング３２の油路１０１と管継手９１の減衰スリーブ９５との間の急激な油路断面積の変化を抑制できる。これにより、弁ハウジング３２の油路１０１と管継手９１の減衰スリーブ９５との間の油路断面積の変化に基づく気泡の圧潰を抑制することができ、弁ハウジング３２の油路１０１および接続スリーブ９７の内周面でエロージョンが発生することを抑制できる。しかも、接続先となる弁ハウジング３２の油路１０１の内径寸法が異なる場合でも、その内径に応じた接続スリーブ９７に変更するだけで、弁ハウジング３２の油路１０１と管継手９１の減衰スリーブ９５の内周面とを滑らかに連続させることができる。このため、接続先の油路１０１の内径に合せて複数の種類の管継手を用意する場合と比較して、コストを低減することができる。

なお、各実施の形態では、弁装置として、ブームシリンダ５Ｄに対する圧油の供給と排出を切換える方向制御弁３１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ等に用いる方向制御弁に適用してもよい。また、これ以外にも、例えば、圧力制御弁、流量制御弁、リリーフ弁、絞り弁等、弁体と弁体収容穴との開口部の流路面積が他の部分よりも小さい絞り部となることによりキャビテーション（気泡および圧力波）が発生する可能性のある各種の弁装置に適用することができる。

各実施の形態では、建設機械として、エンジン１２により駆動されるエンジン式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、エンジンと電動モータとにより駆動されるハイブリッド式の油圧ショベル、電動モータにより駆動される電動式の油圧ショベルに適用することができる。また、油圧ショベルに限らず、ホイールローダ、油圧クレーン、ブルドーザ等、各種の建設機械に広く適用することができる。さらに、各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

１ 油圧ショベル（建設機械）
５Ｄ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１１ 油圧回路
１１Ａ メイン油圧回路
１１Ｂ パイロット油圧回路
１６ 戻り管路（管路）
３１ 方向制御弁（弁装置）
３２ 弁ハウジング
３３ スプール摺動穴（弁収容穴）
３９ スプール（弁体）
４３，７２，９２，１０１ 油路
４７ 油路形成体
４８，５１，６３，７３，９３ 孔
４８Ａ，５１Ａ 貫通孔
４８Ｂ，５１Ｂ プラグ
６１ 大径貫通孔
６２ 大径プラグ
７１，９１ 管継手（油路形成体）
７４，９４ 外側筒部材
７４Ａ，９４Ａ 大径部
７４Ｂ，９４Ｂ 小径部
７５，８１，９５ 減衰スリーブ
７６，９６ 抑えプラグ
８２Ａ，８２Ｂ，８３Ｃ 減衰スリーブ体
８４Ａ，８４Ｂ スペーサ

Claims (10)

1. 弁収容穴を有する弁ハウジングと、
   前記弁ハウジングの弁収容穴内に挿嵌された弁体と、
   前記弁体よりも圧油の流通方向の下流側に位置して前記圧油が流通する油路が形成された油路形成体とを備え、
   前記油路形成体の下流側には、当該油路形成体の油路の流路断面積よりも大きな流路断面積の管路が接続される弁装置において、
   前記油路形成体の油路の内周面には、前記油路に直交する方向に延びた有底状の孔が設けられていることを特徴とする弁装置。
2. 請求項１に記載の弁装置において、
   前記油路形成体は、前記弁ハウジングの一部として前記弁ハウジング内に形成されており、
   前記孔は、前記弁ハウジングの油路の内周面に設けられていることを特徴とする弁装置。
3. 請求項２に記載の弁装置において、
   前記孔は、前記弁ハウジングの外面と前記弁ハウジングの油路の内周面との間を前記油路と直交する方向に貫通する貫通孔と、前記弁ハウジングとは別部材からなり前記貫通孔を封止するプラグとにより構成されていることを特徴とする弁装置。
4. 請求項２に記載の弁装置において、
   前記孔は、複数設けられており、
   複数の前記孔は、それぞれ深さ寸法が異なることを特徴とする弁装置。
5. 請求項２に記載の弁装置において、
   前記弁ハウジングには、前記弁ハウジングの外面と前記弁ハウジングの油路の内周面との間を前記油路と直交する方向に貫通し、前記油路よりも大径な大径貫通孔が設けられており、
   前記大径貫通孔には、前記弁ハウジングとは別部材からなり前記大径貫通孔を封止する大径プラグが設けられており、
   前記大径プラグには、前記孔が設けられていることを特徴とする弁装置。
6. 請求項１に記載の弁装置において、
   前記油路形成体は、前記弁ハウジングの油路と前記管路との間を接続する管継手として形成されており、
   前記孔は、前記管継手の油路の内周面に設けられていることを特徴とする弁装置。
7. 請求項６に記載の弁装置において、
   前記管継手は、内径寸法が大きい大径部と前記大径部の軸方向一側に位置して前記大径部よりも内径寸法が小さい小径部とを有する筒状の外側筒部材と、
   内周面と外周面との間を貫通し前記孔となる径方向貫通孔が周方向および軸方向にそれぞれ離間して複数設けられ、前記外側筒部材の大径部内に挿通された減衰スリーブと、
   前記外側筒部材の軸方向他側に位置して設けられ、前記外側筒部材の大径部内に挿通された前記減衰スリーブを前記外側筒部材の小径部側に向けて抑える筒状の抑えプラグと備えていることを特徴とする弁装置。
8. 請求項７に記載の弁装置において、
   前記弁ハウジングの油路の内径寸法と、前記外側筒部材の小径部の内径寸法と、前記減衰スリーブの内径寸法と、前記抑えプラグの内径寸法とは、同じ寸法であることを特徴とする弁装置。
9. 請求項７に記載の弁装置において、
   前記減衰スリーブは、軸方向に並んで配置されそれぞれ径方向の厚みが異なる複数の減衰スリーブ体により構成されており、
   前記減衰スリーブ体の外周面と前記外側筒部材の大径部の内周面との間には、前記複数の減衰スリーブ体の内周面の位置が互いに一致するように、前記減衰スリーブ体の外周面と前記大径部の内周面との間を満たす筒状のスペーサが設けられていることを特徴とする弁装置。
10. 請求項７に記載の弁装置において、
    前記外側筒部材の内周側で、かつ、前記弁ハウジングの油路の開口と前記減衰スリーブとの間には、前記小径部と前記大径部とにわたって筒状の接続スリーブが挿通されており、
    前記接続スリーブの内周面は、前記弁ハウジングの油路の開口と前記減衰スリーブの内周面とを滑らかに接続するテーパ面となっていることを特徴とする弁装置。

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