JP2019168107A - 油圧バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】２つのスプールを用いた場合にも精度良く油の供給制御を行う。【解決手段】軸方向に沿って個別に移動可能、かつ互いに平行となる状態でバルブ本体４１に配設され、個々の端部が共通の圧力室４２に収容された２つのスプール３０と、個々のスプール３０に対してバルブ本体４１との間に介在するように設けたリターンスプリング４６とを備え、圧力室４２にパイロット圧が供給された場合にそれぞれのリターンスプリング４６のバネ力に抗して２つのスプール３０をバルブ本体４１に対して移動させることにより、バルブ本体４１に接続した油通路２１，２３，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂに対する油の流れを制御する油圧バルブであって、２つのスプール３０に架け渡すように配設し、個々のスプール３０とリターンスプリング４６との間に介在することによりリターンスプリング４６によってスプール３０に近接する方向に押圧される連結部材４５を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、油圧バルブに関するものである。

例えば、油圧シリンダに対して油の供給制御を行う油圧バルブには、油の流通量を増やす等の目的でバルブ本体に２つのスプールを設けるようにしたものがある。この油圧バルブによれば、２つのポートを通じて油を供給することができるため、油圧シリンダの動作速度を早めることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

実開平７−２２１８３号公報

ところで、特許文献１においては、２つのスプールの端部を共通の圧力室に収容し、この圧力室にパイロット圧を供給することによって２つのスプールを移動させるようにしている。しかしながら、それぞれのスプールには、油の流れによる流体力やバルブ本体との間の摩擦力等の外力が作用している。これらの外力は、必ずしも２つのスプールで同一とはならず、２つのスプールで差がある場合が多い。外力の大きいスプールは、外力の小さいスプールよりも動きにくくなる。従って、上述のように、単に共通の圧力室にパイロット圧を供給しただけでは、外力の大きいスプールに対して外力の小さいスプールが先行して移動することになる。このため、２つのスプールによる油の供給制御にずれが生じたままとなり、油圧シリンダの作動に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みて、２つのスプールを用いた場合にも精度良く油の供給制御を行うことのできる油圧バルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る油圧バルブは、軸方向に沿って個別に移動可能、かつ互いに平行となる状態でバルブ本体に配設され、個々の端部が共通の圧力室に収容された２つのスプールと、個々のスプールに対して前記バルブ本体との間に介在するように設けたリターンスプリングとを備え、前記圧力室にパイロット圧が供給された場合にそれぞれのリターンスプリングのバネ力に抗して前記２つのスプールを前記バルブ本体に対して移動させることにより、前記バルブ本体に接続した油通路に対する油の流れを制御する油圧バルブであって、前記２つのスプールに架け渡すように配設し、個々のスプールと前記リターンスプリングとの間に介在することにより前記リターンスプリングによって前記スプールに近接する方向に押圧される連結部材を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、外力の差によって２つのスプールの移動量に差が生じると、連結部材が傾斜するとともに、移動量の大きいスプールのリターンスプリングが移動量の小さいスプールのリターンスプリングよりも大きく撓む。従って、連結部材には、傾斜を復帰させる方向にモーメントが作用する。この結果、移動量の大きいスプールが押し戻され、あるいは移動量の小さいスプールのリターンスプリングが連結部材によって撓むことになり、２つのスプールの移動量が一致するようになる。以降、２つのスプールの移動量が異なるごとに上述の動作が繰り返し行われ、２つのスプールに大きな差が生じることなくそれぞれの移動が進行する。これにより、２つのスプールによる油の供給制御にずれが生じる事態が防止され、油の供給制御を精度良く行うことが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態である油圧バルブを適用した油圧回路を示すもので、２つのスプールがそれぞれ中立位置に配置された状態の図である。 図２−１は、図１に示した油圧回路において油圧バルブのスプールが左側に移動した状態の図である。 図２−２は、図１に示した油圧回路において油圧バルブのスプールが右側に移動した状態の図である。 図３は、図１に示した油圧バルブに適用するスプールの端部を一部破断して示す要部斜視図である。 図４は、図１に示した油圧バルブにおいて連結部材に作用する力の関係を概念的に示す要部断面図である。 図５は、本発明の変形例１である油圧バルブを示すもので、２つのスプールがそれぞれ中立位置に配置された状態の断面図である。 図６は、図５に示した油圧バルブのスプールが動作した状態を示すもので、（ａ）はスプールが左側に移動した状態の要部断面図、（ｂ）はスプールが右側に移動した状態の要部断面図である。 図７は、本発明の変形例２である油圧バルブの断面図である。 図８は、本発明の変形例３である油圧バルブの断面図である。 図９は、本発明の変形例４である油圧バルブを適用した油圧回路を示すもので、２つのスプールがそれぞれ中立位置に配置された状態の図である。 図１０−１は、図９に示した油圧回路において油圧バルブのスプールが左側に移動した状態の図である。 図１０−２は、図９に示した油圧回路において油圧バルブのスプールが右側に移動した状態の図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧バルブの好適な実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態である油圧バルブを適用した油圧回路を示したものである。ここで例示する油圧バルブは、作業機械に搭載された油圧シリンダ１に対して油の供給制御を行うためのもので、バルブ基部１０を備えて構成してある。

バルブ基部１０は、互いに平行となる２つの基準端面１０ａを有したブロック状部材である。このバルブ基部１０には、互いに平行となる２つのスプール孔１１が設けてある。スプール孔１１は、それぞれの両端部が基準端面１０ａに開口する断面が円形の貫通孔であり、互いに同一の形状となるように形成してある。それぞれのスプール孔１１には、図中の左側から順に第１ドレンポート１２、第１アクチュエータポート１３、ポンプポート１４、第２アクチュエータポート１５及び第２ドレンポート１６が設けてある。これらのポート１２，１３，１４，１５．１６は、それぞれのスプール孔１１において互いに軸方向に沿った位置が一致するように形成してある。第１ドレンポート１２、ポンプポート１４及び第２ドレンポート１６は、２つのスプール孔１１で互いに連通している。第１アクチュエータポート１３及び第２アクチュエータポート１５は、個々のスプール孔１１で互いに独立している。

第１ドレンポート１２及び第２ドレンポート１６には、それぞれドレン油通路２１を通じてタンク２２が接続してあり、ポンプポート１４には、供給油通路２３を通じて油圧ポンプ２４が接続してある。２つの第１アクチュエータポート１３には、個別のボトム油通路２５ａ，２５ｂを通じて油圧シリンダ１のボトム室１ａが接続してあり、２つの第２アクチュエータポート１５には、個別のロッド油通路２６ａ，２６ｂを通じて油圧シリンダ１のロッド室１ｂが接続してある。

それぞれのスプール孔１１には、相互に同一の形状を有したスプール３０が互いに平行となる状態で配設してある。スプール３０は、摺動基部３１と２つのガイド軸部３２とを一体に成形した断面円形の柱状部分であり、それぞれが個別に軸方向に沿って移動することが可能である。摺動基部３１は、バルブ基部１０のスプール孔１１に嵌合する外径を有したものである。摺動基部３１の軸方向に沿った長さは、基準端面１０ａの相互間距離よりも大きく構成してある。ガイド軸部３２は、摺動基部３１の両端面に設けた細径の円柱状部分であり、個々の軸心が摺動基部３１の軸心と合致するように構成してある。

それぞれのスプール３０には、摺動基部３１の外周面に第１環状溝３３、第２環状溝３４及び第３環状溝３５が設けてある。第１環状溝３３は、第１アクチュエータポート１３と第１ドレンポート１２との間を連通した状態と遮断した状態とに切り替えるためのものである。第２環状溝３４は、ポンプポート１４を第１アクチュエータポート１３に連通した状態と第２アクチュエータポート１５に連通した状態とに切り替えるためのものである。第３環状溝３５は、第２アクチュエータポート１５と第２ドレンポート１６との間を連通した状態と遮断した状態とに切り替えるためのものである。

また、スプール３０には、第１環状溝３３と第２環状溝３４との間の摺動基部３１に第１連通溝３６及び第２連通溝３７が設けてあるとともに、第２環状溝３４と第３環状溝３５との間の摺動基部３１に第３連通溝３８及び第４連通溝３９が設けてある。図には明示していないが、これらの連通溝３６，３７，３８，３９は、摺動基部３１の周面に沿って等間隔となる複数位置に形成したものである。第１連通溝３６は、摺動基部３１の外周面から第１環状溝３３に開口するように設けてあり、第２連通溝３７及び第３連通溝３８は、摺動基部３１の外周面から第２環状溝３４に開口するように設けてある。第４連通溝３９は、摺動基部３１の外周面から第３環状溝３５に開口するように設けてある。

より具体的に説明すると、スプール３０が図１に示す中立位置に配置された場合には、第１環状溝３３が第１ドレンポート１２にのみ開口し、第２環状溝３４がポンプポート１４にのみ開口し、第３環状溝３５が第２ドレンポート１６にのみ開口した状態となる。このとき、摺動基部３１の基準端面１０ａからの突出量は、バルブ基部１０の両端で互いに同一となるように構成してある。

図１に示す中立位置からそれぞれのスプール３０が左側に移動すると、図２−１に示すように、第１環状溝３３が第１ドレンポート１２にのみ開口した状態を維持するものの、第２環状溝３４が第２連通溝３７を介して第１アクチュエータポート１３とポンプポート１４との間を連通し、かつ第３環状溝３５が第４連通溝３９を介して第２アクチュエータポート１５と第２ドレンポート１６との間を連通した状態に切り替わることが可能である。一方、図１に示す中立位置からそれぞれのスプール３０が右側に移動すると、図２−２に示すように、第３環状溝３５が第２ドレンポート１６にのみ開口した状態を維持するものの、第１環状溝３３が第１連通溝３６を介して第１ドレンポート１２と第１アクチュエータポート１３との間を連通し、かつ第２環状溝３４が第３連通溝３８を介してポンプポート１４と第２アクチュエータポート１５との間を連通した状態に切り替わることが可能である。

図１に示すように、バルブ基部１０の２つの基準端面１０ａには、それぞれ収容箱４０が設けてある。収容箱４０は、バルブ基部１０とともに油圧バルブのバルブ本体４１を構成するものである。本実施の形態では、一端が開口した圧力室４２を有する収容箱４０を適用し、バルブ基部１０の基準端面１０ａから外部に突出した２つのスプール３０をそれぞれの共通の圧力室４２に収容した状態でバルブ基部１０の基準端面１０ａに取り付けてある。図には明示していないが、収容箱４０の取り付けは、例えば、収容箱４０に設けたボルト挿通孔を介してバルブ基部１０にボルトを螺合することによって行えば良い。収容箱４０の端面とバルブ基部１０の基準端面１０ａとの間には、オイルシール４３が配設してある。

それぞれのスプール３０の端部には、リテーナ４４が配設してあるとともに、２つのスプール３０に架け渡すように連結部材４５が配設してある。リテーナ４４は、図３に示すように、スプール３０の摺動基部３１に嵌合する大径部４４ａと、ガイド軸部３２に嵌合する小径部４４ｂとを一体に成形したもので、スプール３０に対して軸方向に相対移動することが可能である。リテーナ４４の大径部４４ａは、図１に示すように、スプール３０が中立位置に配置された場合にバルブ基部１０の端面とバルブ基部１０の基準端面１０ａとに同時に当接することのできる寸法に構成してある。この大径部４４ａには、図３に示すように、周方向に沿った複数位置に油孔４４ｃが設けてある。油孔４４ｃは、大径部４４ａの径方向に沿って形成した貫通孔であり、大径部４４ａの内部と外部との間に油圧を作用させることが可能である。リテーナ４４の小径部４４ｂは、スプール３０のガイド軸部３２よりも短い長さに構成してある。連結部材４５は、２つの挿通孔４５ａを有した平板状部材である。挿通孔４５ａは、リテーナ４４の小径部４４ｂよりも大きく、かつリテーナ４４の大径部４４ａよりも小さい内径を有した円形の孔である。挿通孔４５ａの中心軸間距離は、スプール３０の中心軸間距離と一致するように設定してある。

さらに、図１に示すように、それぞれのスプール３０の端部には、リターンスプリング４６が配設してある。リターンスプリング４６は、リテーナ４４の小径部４４ｂよりも大きな中心孔を有したコイルスプリングであり、収容箱４０の端面と連結部材４５の端面との間に圧縮した状態で圧力室４２に収容してある。つまり、連結部材４５は、リテーナ４４を介して個々のスプール３０とリターンスプリング４６との間に介在しており、またリターンスプリング４６は、個々のスプール３０に対して収容箱４０（バルブ本体４１）との間に介在するように設けてある。

上記のように構成した油圧バルブでは、両端の圧力室４２にいずれもパイロット圧が作用していない場合、それぞれのスプール３０が両端のリターンスプリング４６によって図１に示す中立位置に維持される。すなわち、それぞれのスプール３０は、連結部材４５及びリテーナ４４を介してリターンスプリング４６に押圧されており、両端部に設けた大径部４４ａの端面がいずれもバルブ基部１０の基準端面１０ａに当接した状態で中立位置に保持されている。従って、第１アクチュエータポート１３及び第２アクチュエータポート１５は、ポンプポート１４との間及び２つのドレンポート１２，１６との間がいずれも遮断された状態にあり、油圧ポンプ２４を駆動した場合にも油圧シリンダ１のボトム室１ａ及びロッド室１ｂの双方に対して油が流通されることはない。つまり、油圧シリンダ１は、停止したままの状態となる。

この状態から、例えば、図２−１に示すように、右側の圧力室４２にパイロット圧を供給すると、それぞれのスプール３０が左側の端部に配設したリターンスプリング４６の押圧力に抗して左側に移動することになる。この結果、油圧ポンプ２４から供給油通路２３に吐出された油がポンプポート１４、第２環状溝３４及び第２連通溝３７を介して２つの第１アクチュエータポート１３に供給され、さらにボトム油通路２５ａ，２５ｂを介して油圧シリンダ１のボトム室１ａに供給される。これと同時に、油圧シリンダ１のロッド室１ｂに貯留されていた油がロッド油通路２６ａ，２６ｂを介して第２アクチュエータポート１５に排出され、さらに第４連通溝３９、第３環状溝３５、第２ドレンポート１６及びドレン油通路２１を介してタンク２２に排出される。従って、油圧シリンダ１が伸張動作することになる。

一方、図１に示す中立位置から図２−２に示すように、左側の圧力室４２にパイロット圧を供給すると、それぞれのスプール３０が右側の端部に配設したリターンスプリング４６の押圧力に抗して右側に移動することになる。この結果、油圧ポンプ２４から供給油通路２３に吐出された油がポンプポート１４、第２環状溝３４及び第３連通溝３８を介して２つの第２アクチュエータポート１５に供給され、さらにロッド油通路２６ａ，２６ｂを介して油圧シリンダ１のロッド室１ｂに供給される。これと同時に、油圧シリンダ１のボトム室１ａに貯留されていた油がボトム油通路２５ａ，２５ｂを介して第１アクチュエータポート１３に排出され、さらに第１連通溝３６、第１環状溝３３、第１ドレンポート１２及びドレン油通路２１を介してタンク２２に排出される。従って、油圧シリンダ１が縮退動作することになる。

このように、この油圧バルブによれば、個別に設けた２つの第１アクチュエータポート１３及び２つの第２アクチュエータポート１５を通じて油圧シリンダ１に油が流通されるため、単一のポートを通じて油を流通させる場合に比べて油の流通量を増大させることができる。従って、油圧シリンダ１の動作速度を早めることが可能となり、作業の効率化を図ることができる等の利点がある。

しかも、この油圧バルブによれば、それぞれのスプール３０に作用する外力に差がある場合にも、２つのスプール３０の移動量に大きな差が生じることがない。すなわち、外力の差によって２つのスプール３０の移動量に差が生じると、連結部材４５が傾斜するとともに、移動量の大きいスプール３０のリターンスプリング４６が移動量の小さいスプール３０のリターンスプリング４６よりも大きく撓むことになる。２つのリターンスプリング４６の撓み量が異なると、連結部材４５には、傾斜を復帰させる方向にモーメントが作用する。この結果、移動量の大きいスプール３０が押し戻されるため、あるいは移動量の小さいスプール３０のリターンスプリング４６が連結部材４５によって撓むことにより、２つのスプール３０の移動量が一致するようになる。

つまり、２つのスプール３０に架け渡すように連結部材４５を配設し、連結部材４５を介してリターンスプリング４６をスプール３０に作用させるようにした油圧バルブによれば、２つのスプール３０の移動量に差が生じるたびに上述の動作が繰り返し行われ、２つのスプール３０に大きな差が生じることなくそれぞれの移動が進行する。これにより、２つのスプール３０による油の供給制御にずれが生じる事態が防止され、油圧シリンダ１に対する油の供給制御を精度良く行うことが可能となる。

実施の形態の油圧バルブでは、図２−１に示すように、スプール３０が左側に移動した場合、スプール３０の左側に配設した連結部材４５が機能して２つのスプール３０の移動量が一致するようになる。図２−２に示すように、スプール３０が右側に移動した場合、スプール３０の右側に配設した連結部材４５が機能して２つのスプール３０の移動量が一致するようになる。

ここで、スプール３０の端部にリテーナ４４を設け、リテーナ４４を介して連結部材４５をスプール３０に当接させることの利点について、図４を参照しながら考察する。

いま、スプール３０における摺動基部３１の外径：Ｄｒ、スプール３０の受圧面積：Ａ、スプール３０の中心軸間距離：Ｌ、リターンスプリング４６のバネ定数：ｋ、リターンスプリング４６の取付荷重：ｆ０、２つのスプール３０に作用する外力の許容差：Ｆ、２つのスプール３０の許容移動量差：ｓとすると、

外力が大きい第１のスプール３０を押し戻す力Ｆ１及び外力が小さい第２のスプール３０を押し戻す力Ｆ２はそれぞれ以下のようになる。
Ｆ１＝ｆ０＋Ｆ
Ｆ２＝ｆ０＋ｋ×ｓ
力の釣り合いから圧力室４２に加えられるパイロット圧Ｐｐは以下のようになる。
Ｐｐ＝（Ｆ１＋Ｆ２）／２Ａ
第１のスプール３０における摺動基部３１と連結部材４５との接地点Ｏ回りのモーメントを考慮すると、反時計回りのモーメントＭ１及び時計回りのモーメントＭ２は以下のようになる。
Ｍ１＝Ｐｐ×Ａ×Ｌ＝（Ｆ１＋Ｆ２）×Ｌ／Ａ
Ｍ２＝（Ｆ１×Ｄｒ／２）＋（Ｆ２×（（Ｄｒ／２）＋Ｌ））
傾斜した連結部材４５を元に戻すには、反時計回りのモーメントＭ１よりも時計回りのモーメントＭ２が大きくなければならない。つまり下式を満たす必要がある。
Ｍ１−Ｍ２＝（（Ｌ−Ｄｒ）×Ｆ１／２）−（（Ｌ＋Ｄｒ）×Ｆ２／２）＜０

従って、傾斜した連結部材４５を元に戻すには、摺動基部３１の外径Ｄｒをできるだけ大きく設定すれば良いことになる。しかしながら、摺動基部３１の外径Ｄｒを直接増大させた場合には、バルブ本体４１の強度上の問題からスプール３０の中心軸間距離Ｌも増大させざるを得ず、反時計回りのモーメントＭ１が思うように小さくならない。

この点、スプール３０の端部にリテーナ４４を装着した場合には、連結部材４５に対してリテーナ４４の大径部４４ａが当接することになり、反時計回りのモーメントＭ１については摺動基部３１の外径Ｄｒを増大させた場合と同様となる。一方、実際には摺動基部３１の外径Ｄｒは増えていないため、スプール３０の中心軸間距離Ｌを増大させる必要がない。これらの結果、スプール３０の端部にリテーナ４４を装着すれば、反時計回りのモーメントＭ１を小さく設定することが可能となり、上述した作用効果がより顕著となる。なお、本発明においては、必ずしもスプール３０の端部にリテーナ４４を装着することが必須ではない。直接連結部材４５をスプール３０の摺動基部３１に当接させるようにしてももちろん良い。

（変形例１）
上述した実施の形態では、スプール３０の両端部にそれぞれリターンスプリング４６を備えた油圧バルブを例示しているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、図５及び図６に示す変形例１のように構成することも可能である。

すなわち、変形例１の油圧バルブでは、摺動基部３１の一方の端部にのみガイド軸部３２を有したスプール３０を適用している。スプール３０の他方の端部において摺動基部３１とガイド軸部３２との間にリテーナ４４及び連結部材４５が設けてあるのは実施の形態と同様である。

一方、図５においてガイド軸部３２の左側に位置する端部においても、リテーナ１４４が配設してあるとともに、２つのスプール３０に架け渡すように連結部材１４５が配設してある。リテーナ１４４は、スプール３０のガイド軸部３２に嵌合する小径部１４４ｂと、小径部１４４ｂの左側に位置する端部に設けた大径のフランジ部１４４ａとを一体に成形したもので、スプール３０に対して軸方向に相対移動することが可能である。但し、リテーナ１４４の移動は、ガイド軸部３２の端部に螺合したストッパボルト４７によって制限されており、ガイド軸部３２から脱落することはない。リテーナ１４４のフランジ部１４４ａは、右側に設けたリテーナ４４の大径部４４ａと同じ外径となるように構成してある。リテーナ１４４の小径部１４４ｂは、ガイド軸部３２の軸方向に沿った長さの１／２より小さい寸法を有したもので、右側に設けたリテーナ４４の小径部４４ｂとほぼ同じ長さに構成してある。連結部材１４５は、スプール３０の右側に設けたものと同一の形状を有したものである。２つの連結部材４５，１４５の間には、それぞれリターンスプリング４６が圧縮した状態で配設してある。

また、変形例１の油圧バルブでは、スプール３０のガイド軸部３２を収容する収容箱４０の内部に当接壁部４８が設けてある。当接壁部４８は、左側に配設したリテーナ４４のフランジ部１４４ａに当接可能、かつガイド軸部３２及びストッパボルト４７を挿通可能とするものである。この変形例１では、２つのスプール３０が中立位置に配置された場合にフランジ部１４４ａの端面がストッパボルト４７及び当接壁部４８の双方に当接するようにそれぞれが構成してある。

なお、バルブ基部１０に設けた第１ドレンポート１２、第１アクチュエータポート１３、ポンプポート１４、第２アクチュエータポート１５及び第２ドレンポート１６の構成及びスプール３０に設けた第１環状溝３３、第２環状溝３４及び第３環状溝３５の構成は、実施の形態と同様である。バルブ基部１０の右側に位置する基準端面１０ａには、２つのスプール孔を覆うだけの収容箱１４０が取り付けてある。

この変形例１の油圧バルブでは、図５に示す中立位置に配置された状態から、例えば、右側の圧力室１４２にパイロット圧を供給すると、図６の（ａ）に示すように、それぞれのスプール３０がリターンスプリング４６の押圧力に抗して左側に移動することになる。すなわち、図６の（ａ）に示す状態においては、左側に配置したリテーナ１４４が収容箱４０の当接壁部４８に当接した状態となるため、このリテーナ１４４に当接する左側の連結部材１４５と、スプール３０の移動に伴って右側に移動する右側の連結部材４５とによってリターンスプリング４６が圧縮されることになる。この間、２つのスプール３０の移動量に差が生じると、右側の連結部材４５が傾斜するとともに、移動量の大きいスプール３０のリターンスプリング４６が大きく撓むことになる。従って、実施の形態と同様、連結部材４５に傾斜を復帰させる方向にモーメントが作用することによって、２つのスプール３０の移動量が一致するようになる。

一方、図５に示す中立位置から、左側の圧力室４２にパイロット圧を供給すると、図６の（ｂ）に示すように、それぞれのスプール３０がリターンスプリング４６の押圧力に抗して右側に移動することになる。すなわち、図６の（ｂ）に示す状態においては、右側に配置したリテーナ４４がバルブ基部１０の基準端面１０ａに当接した状態となるため、このリテーナ４４に当接する右側の連結部材４５と、スプール３０の移動に伴って左側に移動する左側の連結部材１４５とによってリターンスプリング４６が圧縮されることになる。この間、２つのスプール３０の移動量に差が生じると、左側の連結部材１４５が傾斜するとともに、移動量の大きいスプール３０のリターンスプリング４６が大きく撓むことになる。従って、実施の形態と同様、連結部材１４５に傾斜を復帰させる方向にモーメントが作用することによって、２つのスプール３０の移動量が一致するようになる。

この変形例１の油圧バルブによれば、リターンスプリング４６がスプール３０の一方の端部にのみ設けられた構成であるため、部品点数の削減を図ることができるばかりか、バルブ基部１０の右側に設ける収容箱４０については内部容積を可及的に小さく構成することができ、場積を低減できるという作用効果も奏する。

（変形例２）
上述した実施の形態及び変形例１では、いずれも摺動基部３１とガイド軸部３２とが一体に成形されたスプール３０を適用しているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、図７に示す変形例２のように、ガイド軸部３２を有していないスプール１３０を適用することも可能である。

すなわち、図７に示す変形例２では、スプール１３０の端面に設けた孔に円筒状を成すガイド筒１３１の端部を嵌合し、さらにガイド筒１３１の筒内部を介してスプール１３０の端面にストッパボルト１４７を螺合することにより、スプール１３０の端部にガイド筒１３１を取り付けるようにしている。このガイド筒１３１には、変形例１のガイド軸部３２に相当する構成であり、右側の端部及び左側の端部にそれぞれリテーナ４４，１４４及び連結部材４５，１４５が配設してあるとともに、連結部材４５，１４５の相互間にリターンスプリング４６が圧縮した状態で配設してある。なお、その他の構成については変形例１と同様であり、同一の符号が付してある。

この変形例２の油圧バルブにおいても、２つのスプール１３０の移動量に差が生じた場合、変形例１と同様に動作し、傾斜した連結部材４５，１４５を復帰させるモーメントによって２つのスプール１３０の移動量が一致するようになる。

（変形例３）
上述した実施の形態、変形例１及び変形例２では、いずれもリターンスプリング４６としてそれぞれ単一のコイルスプリングを適用しているが、図８に示す変形例３のように、外径の異なる２つのコイルスプリング１４６ａ，１４６ｂによってリターンスプリング１４６を構成することも可能である。

すなわち、この変形例３では、連結部材２４５として挿通孔２４５ａの周囲に円筒状のバネ座２４５ｂが設けられたものを適用し、バネ座２４５ｂの互いに対向する部位の間に小径で線径の小さい内方コイルスプリング１４６ｂを配設し、かつバネ座２４５ｂの周囲に位置する連結部材４５の表面間に大径で線径の大きい外方コイルスプリング１４６ａを配設するようにしている。なお、その他の構成については変形例１と同様であり、同一の符号が付してある。

この変形例３の油圧バルブにおいても、２つのスプール３０の移動量に差が生じた場合、変形例１と同様に動作し、傾斜した連結部材２４５を復帰させるモーメントによって２つのスプール３０の移動量が一致するようになる。しかも、２つのコイルスプリング１４６ａ，１４６ｂによってリターンスプリング１４６を構成しているため、スプリング長を短く構成しても変形例１と同じ押圧力をスプール３０に加えることが可能となり、場積を低減できるという作用効果も奏する。

（変形例４）
上述した実施の形態、変形例１〜変形例３では、いずれも環状溝３３，３４，３５が同一構成となる２つのスプール３０を適用しているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、図９、図１０−１及び図１０−２に示すように、環状溝の構成が異なる２つスプール３３０Ａ，３３０Ｂを備えて油圧バルブを構成しても構わない。

すなわち、変形例４の油圧バルブでは、バルブ基部３１０に設けた互いに平行となる２つのスプール孔３１１に図中の左側から順にポンプポート３１２、アクチュエータポート３１３Ａ，３１３Ｂ及びドレンポート３１４が設けてある。これらのポート３１２，３１３Ａ，３１３Ｂ，３１４は、それぞれのスプール孔３１１において互いに軸方向に沿った位置が一致するように形成してある。ポンプポート３１２及びドレンポート３１４は、２つのスプール孔３１１で互いに連通しているが、アクチュエータポート３１３Ａ，３１３Ｂは、個々のスプール孔３１１で互いに独立している。

ポンプポート３１２には、供給油通路３２３を通じて油圧ポンプ３２４が接続してあり、ドレンポート３１４には、ドレン油通路３２１を通じてタンク３２２が接続してある。図中の上方に設けたアクチュエータポート（以下、区別する場合に上方アクチュエータポート３１３Ａという）には、ボトム油通路３２５を通じて油圧シリンダ１のボトム室１ａが接続してあり、もう一方のアクチュエータポート（以下、区別する場合に下方アクチュエータポート３１３Ｂという）には、ロッド油通路３２６を通じて油圧シリンダ１のロッド室１ｂが接続してある。

それぞれのスプール孔３１１には、スプール３３０Ａ，３３０Ｂが配設してある。スプール３３０Ａ，３３０Ｂは、摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂと２つのガイド軸部３３２Ａ，３３２Ｂとを一体に成形した断面円形の柱状部分であり、それぞれが個別に軸方向に沿って移動することが可能である。摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂは、バルブ基部３１０のスプール孔３１１に嵌合する外径を有したものである。摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂの軸方向に沿った長さは、基準端面３１０ａの相互間距離よりも大きく構成してある。ガイド軸部３３２Ａ，３３２Ｂは、摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂの両端面に設けた細径の円柱状部分であり、個々の軸心が摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂの軸心と合致するように構成してある。

図中の上方に位置するスプール（以下、区別する場合に上方スプール３３０Ａという）には、摺動基部３３１Ａの外周面に第１上方環状溝３３３Ａ、第２上方環状溝３３４Ａ及び第３上方環状溝３３５Ａが設けてある。同様に、図中の下方に位置するスプール（以下、区別する場合に下方スプール３３０Ｂという）には、摺動基部３３１Ｂの外周面に第１下方環状溝３３３Ｂ、第２下方環状溝３３４Ｂ及び第３下方環状溝３３５Ｂが設けてある。上方スプール３３０Ａの第１上方環状溝３３３Ａは、ポンプポート３１２と上方アクチュエータポート３１３Ａとの間を連通した状態と遮断した状態とに切り替えるためのものである。第２上方環状溝３３４Ａは、上方アクチュエータポート３１３Ａをポンプポート３１２に連通した状態とドレンポート３１４に連通した状態とに切り替えるためのものである。第３上方環状溝３３５Ａは、上方アクチュエータポート３１３Ａとドレンポート３１４との間を連通した状態と遮断した状態とに切り替えるためのものである。下方スプール３３０Ｂの第１下方環状溝３３３Ｂは、ポンプポート３１２と下方アクチュエータポート３１３Ｂとの間を連通した状態と遮断した状態とに切り替えるためのものである。第２下方環状溝３３４Ｂは、下方アクチュエータポート３１３Ｂをポンプポート３１２に連通した状態とドレンポート３１４に連通した状態とに切り替えるためのものである。第３下方環状溝３３５Ｂは、下方アクチュエータポート３１３Ｂとドレンポート３１４との間を連通した状態と遮断した状態とに切り替えるためのものである。

また、上方スプール３３０Ａには、第１上方環状溝３３３Ａと第２上方環状溝３３４Ａとの間の摺動基部３３１Ａに第１上方連通溝３３６Ａが設けてあるとともに、第２上方環状溝３３４Ａと第３上方環状溝３３５Ａとの間の摺動基部３３１Ａに第２上方連通溝３３７Ａが設けてある。同様に、下方スプール３３０Ｂには、第１下方環状溝３３３Ｂと第２下方環状溝３３４Ｂとの間の摺動基部３３１Ｂに第１下方連通溝３３６Ｂが設けてあるとともに、第２下方環状溝３３４Ｂと第３下方環状溝３３５Ｂとの間の摺動基部３３１Ｂに第２下方連通溝３３７Ｂが設けてある。図には明示していないが、これらの連通溝３３６Ａ，３３６Ｂ，３３７Ａ，３３７Ｂは、摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂの周面に沿って等間隔となる複数位置に形成したものである。上方スプール３３０Ａには、摺動基部３３１Ａの外周面から第１上方環状溝３３３Ａ及び第３上方環状溝３３５Ａに開口するように第１上方連通溝３３６Ａ及び第２上方連通溝３３７Ａが設けてある。これに対して下方スプール３３０Ｂには、いずれも摺動基部３３１Ｂの外周面から第２下方環状溝３３４Ｂに開口するように第１下方連通溝３３６Ｂ及び第２下方連通溝３３７Ｂが設けてある。

より具体的に説明すると、２つのスプール３３０Ａ，３３０Ｂが図９に示す中立位置に配置された場合には、第１上方環状溝３３３Ａ及び第１下方環状溝３３３Ｂがポンプポート３１２にのみ開口し、第２上方環状溝３３４Ａ及び第２下方環状溝３３４Ｂがそれぞれアクチュエータポート３１３Ａ，３１３Ｂにのみ開口し、第３上方環状溝３３５Ａ及び第３下方環状溝３３５Ｂがドレンポート３１４にのみ開口した状態となる。このとき、摺動基部３３１Ａ，３３１Ｂの基準端面３１０ａからの突出量は、バルブ基部３１０の両端で互いに同一となるように構成してある。

図９に示す中立位置からそれぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂが左側に移動すると、図１０−１に示すように、上方スプール３３０Ａにおいては、第１上方環状溝３３３Ａがポンプポート３１２にのみ開口した状態を維持し、かつ第２上方環状溝３３４Ａが上方アクチュエータポート３１３Ａにのみ開口した状態を維持するものの、第２上方連通溝３３７Ａを介して第３上方環状溝３３５Ａが上方アクチュエータポート３１３Ａとドレンポート３１４との間を連通した状態に切り替わることが可能である。一方、下方スプール３３０Ｂにおいては、第１下方環状溝３３３Ｂがポンプポート３１２にのみ開口した状態を維持し、かつ第３下方環状溝３３５Ｂがドレンポート３１４にのみ開口した状態を維持するものの、第１下方連通溝３３６Ｂを介して第２下方環状溝３３４Ｂがポンプポート３１２と下方アクチュエータポート３１３Ｂとの間を連通した状態に切り替わることが可能である。

図９に示す中立位置からそれぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂが右側に移動すると、図１０−２に示すように、上方スプール３３０Ａにおいては、第２上方環状溝３３４Ａが上方アクチュエータポート３１３Ａにのみ開口した状態を維持し、かつ第３上方環状溝３３５Ａがドレンポート３１４にのみ開口した状態を維持するものの、第１上方連通溝３３６Ａを介して第１上方環状溝３３３Ａがポンプポート３１２と上方アクチュエータポート３１３Ａとの間を連通した状態に切り替わることが可能である。一方、下方スプール３３０Ｂにおいては、第１下方環状溝３３３Ｂがポンプポート３１２にのみ開口した状態を維持し、かつ第３下方環状溝３３５Ｂがドレンポート３１４にのみ開口した状態を維持するものの、第２下方連通溝３３７Ｂを介して第２下方環状溝３３４Ｂが下方アクチュエータポート３１３Ｂとドレンポート３１４との間を連通した状態に切り替わることが可能である。

なお、バルブ基部３１０の２つの基準端面３１０ａにそれぞれバルブ基部３１０とともに油圧バルブのバルブ本体３４１を構成する収容箱４０が設けてある点、それぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂの端部にリテーナ４４が配設してあるとともに、２つのスプール３３０Ａ，３３０Ｂに架け渡すように連結部材４５が配設してある点、それぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂの端部にリターンスプリング４６が配設してある点は、実施の形態と同様である。従って、これらの構成については同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。

上記のように構成した変形例４の油圧バルブでは、両端の圧力室４２にパイロット圧が作用していない場合、それぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂが両端のリターンスプリング４６によって図９に示す中立位置に維持される。すなわち、それぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂは、連結部材４５及びリテーナ４４を介してリターンスプリング４６に押圧されており、両端部に設けた大径部４４ａの端面がいずれもバルブ基部３１０の基準端面３１０ａに当接した状態で中立位置に保持されている。従って、アクチュエータポート３１３Ａ，３１３Ｂは、ポンプポート３１２との間及びドレンポート３１４との間がいずれも遮断された状態にあり、油圧ポンプ３２４を駆動した場合にも油圧シリンダ１のボトム室１ａ及びロッド室１ｂの双方に対して油が流通されることはない。つまり、油圧シリンダ１は、停止したままの状態となる。

この状態から、例えば、図１０−１に示すように、右側の圧力室４２にパイロット圧を供給すると、それぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂが左側の端部に配設したリターンスプリング４６の押圧力に抗して左側に移動することになる。この結果、油圧ポンプ３２４から供給油通路３２３に吐出された油がポンプポート３１２、第１下方連通溝３３６Ｂ及び第２下方環状溝３３４Ｂを介して下方アクチュエータポート３１３Ｂに供給され、さらにロッド油通路３２６を介して油圧シリンダ１のロッド室１ｂに供給される。これと同時に、油圧シリンダ１のボトム室１ａに貯留されていた油がボトム油通路３２５を介して上方アクチュエータポート３１３Ａに排出され、さらに第２上方連通溝３３７Ａ、第３上方環状溝３３５Ａ、ドレンポート３１４及びドレン油通路３２１を介してタンク３２２に排出される。従って、油圧シリンダ１が縮退動作することになる。

一方、図９に示す中立位置から図１０−２に示すように、左側の圧力室４２にパイロット圧を供給すると、それぞれのスプール３３０Ａ，３３０Ｂが右側の端部に配設したリターンスプリング４６の押圧力に抗して右側に移動することになる。この結果、油圧ポンプ３２４から供給油通路３２３に吐出された油がポンプポート３１２、第１上方環状溝３３３Ａ及び第１上方連通溝３３６Ａを介して上方アクチュエータポート３１３Ａに供給され、さらにボトム油通路３２５を介して油圧シリンダ１のボトム室１ａに供給される。これと同時に、油圧シリンダ１のロッド室１ｂに貯留されていた油がボトム油通路３２５を介して下方アクチュエータポート３１３Ｂに排出され、さらに第２下方連通溝３３７Ｂ、第３下方環状溝３３５Ｂ、ドレンポート３１４及びドレン油通路３２１を介してタンク３２２に排出される。従って、油圧シリンダ１が伸張動作することになる。

この変形例４の油圧バルブによれば、油圧シリンダ１のボトム室１ａにのみ接続された上方アクチュエータポート３１３Ａ及びロッド室１ｂにのみ接続された下方アクチュエータポート３１３Ｂを備えているため、油圧シリンダ１を縮退動作させる際の特性と伸張動作させる際の特性を個別に設定できる等の利点がある。

しかも、この変形例４の油圧バルブにおいても、２つのスプール３３０Ａ，３３０Ｂの移動量に差が生じた場合、実施の形態と同様に動作し、傾斜した連結部材４５を復帰させるモーメントによって２つのスプール３３０Ａ，３３０Ｂの移動量が一致するようになる。これにより、２つのスプール３３０Ａ，３３０Ｂによる油の供給制御にずれが生じる事態が防止され、油圧シリンダ１に対する油の供給制御を精度良く行うことが可能となる。

なお、上述した実施の形態及び４つの変形例では、いずれもバルブ本体に２つのスプールを備えた油圧バルブを例示しているが、スプールの数は３以上であっても同様に適用することが可能である。また、油圧シリンダに対して油の供給制御を行うものを例示しているが、その他の油圧機器に対して油の供給制御を行うことももちろん可能である。

また、上述した実施の形態及び４つの変形例では、いずれも連結部材を２つ備えた油圧バルブを例示しているが、必ずしも連結部材を２つ設ける必要はない。例えば、実施の形態において油圧シリンダ１が縮退動作に精度が要求されない場合には、スプール３０の左側にのみ連結部材４５を設ければ十分であり、スプール３０の右側に連結部材４５を設ける必要はない。他の変形例でも同様である。

１０，３１０ バルブ基部
２１，３２１ ドレン油通路
２３，３２３ 供給油通路
２５ａ，２５ｂ，３２５ ボトム油通路
２６ａ，２６ｂ，３２６ ロッド油通路
３０，１３０，３３０Ａ，３３０Ｂ スプール
３１，３３１Ａ，３３１Ｂ 摺動基部
３２，３３２Ａ，３３２Ｂ ガイド軸部
４１，３４１ バルブ本体
４２，１４２ 圧力室
４４，１４４ リテーナ
４５，１４５，２４５ 連結部材
４５ａ，２４５ａ 挿通孔
４６，１４６ リターンスプリング

Claims (4)

1. 軸方向に沿って個別に移動可能、かつ互いに平行となる状態でバルブ本体に配設され、個々の端部が共通の圧力室に収容された２つのスプールと、
   個々のスプールに対して前記バルブ本体との間に介在するように設けたリターンスプリングと
   を備え、前記圧力室にパイロット圧が供給された場合にそれぞれのリターンスプリングのバネ力に抗して前記２つのスプールを前記バルブ本体に対して移動させることにより、前記バルブ本体に接続した油通路に対する油の流れを制御する油圧バルブであって、
   前記２つのスプールに架け渡すように配設し、個々のスプールと前記リターンスプリングとの間に介在することにより前記リターンスプリングによって前記スプールに近接する方向に押圧される連結部材を備えたことを特徴とする油圧バルブ。
2. 前記スプールの両端部にそれぞれ前記リターンスプリング及び前記連結部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の油圧バルブ。
3. 前記スプールの片方の端部に前記リターンスプリングが設けられているとともに、前記リターンスプリングを挟んで両端となる部位にそれぞれ前記連結部材が設けられており、前記スプールが第１の方向に移動した場合に前記連結部材の一方と前記バルブ本体との間において前記リターンスプリングが圧縮され、かつ前記スプールが第２の方向に移動した場合に前記連結部材の他方と前記バルブ本体との間において前記リターンスプリングが圧縮されることを特徴とする請求項１に記載の油圧バルブ。
4. 前記スプールは、摺動基部の端部には細径のガイド軸部が設けられ、
   前記連結部材には、前記ガイド軸部の外径よりも大きな内径を有した２つの挿通孔が設けられ、それぞれの挿通孔に前記ガイド軸部が挿通されており、
   前記連結部材と前記スプールとの間には、前記スプールよりも大きな外径を有したリテーナが介在され、
   前記連結部材は、前記リターンスプリングによって前記リテーナを介して前記スプールに押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧バルブ。

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