JP2020034070A - 反転防止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストでアクチュエータの反転動作を防止する反転防止弁を提供する。【解決手段】反転防止弁１００は、バルブハウジング１０１と、バルブハウジング１０１内に摺動自在に収容されるスプール１０２と、を備え、スプール１０２の内部には、第１給排通路１１１と第１圧力室１２１とを連通する第１連通路１５１と、第２給排通路１１２と第２圧力室１２２とを連通する第２連通路１５２と、が設けられ、第１連通路１５１には第１絞り１５１ｃが設けられ、第２連通路１５２には第２絞り１５２ｃが設けられ、スプール１０２の外周には、スプール１０２が第１連通位置に位置しているときに、第１給排通路１１１とドレン通路１１３とを連通する内側第１環状溝１４１と、スプール１０２が第２連通位置に位置しているときに、第２給排通路１１２とドレン通路１１３とを連通する内側第２環状溝１４２と、が設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、反転防止弁に関する。

油圧ショベル等の旋回装置に使用される油圧モータは、作動油の供給を遮断した後も慣性力で回転し、油圧モータのポンピング作用により吐出側油路に発生するブレーキ圧によって停止する。しかしながら、油圧モータの吐出側油路には、高い圧力が残留しているため、この圧力が油圧モータを反転動作させてしまう。このため、油圧モータの反転動作を防止する反転防止弁が提案されている（特許文献１参照）。

特開平４−２２４３０２号公報

特許文献１に記載の反転防止弁は、スプールの内部に一対のチェック弁が設けられており、部品点数が多く、構成が複雑であるため、コストがかかるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、低コストでアクチュエータの反転動作を防止する反転防止弁を提供することを目的とする。

本発明は、アクチュエータの停止直後の反転動作を防止する反転防止弁であって、アクチュエータに対して作動流体を給排する一対の主通路の一方に接続される第１給排通路と、一対の主通路の他方に接続される第２給排通路と、タンクに接続されるドレン通路と、を有するバルブハウジングと、バルブハウジング内に摺動自在に収容され、第１給排通路とドレン通路とを連通する第１連通位置、第２給排通路とドレン通路とを連通する第２連通位置、及び、第１給排通路とドレン通路との連通を遮断するとともに第２給排通路とドレン通路との連通を遮断する中立位置に移動可能なスプールと、スプールを第２連通位置に向けて付勢する作動流体が導かれる第１圧力室と、スプールを第１連通位置に向けて付勢する作動流体が導かれる第２圧力室と、スプールを中立位置に保持する付勢部材と、を備え、スプールの内部には、スプールの位置にかかわらず第１給排通路と第１圧力室とを連通する第１連通路と、スプールの位置にかかわらず第２給排通路と第２圧力室とを連通する第２連通路と、が設けられ、第１連通路には、通過する作動流体に抵抗を付与する第１絞りが設けられ、第２連通路には、通過する作動流体に抵抗を付与する第２絞りが設けられ、スプールの外周には、スプールが第１連通位置に位置しているときに、第１給排通路とドレン通路とを連通する第１環状溝と、スプールが第２連通位置に位置しているときに、第２給排通路とドレン通路とを連通する第２環状溝と、が設けられることを特徴とする。

この発明では、第１給排通路に反転圧が発生した場合、第１環状溝を通じてドレン通路に反転圧を逃がすことができ、第２給排通路に反転圧が発生した場合、第２環状溝を通じてドレン通路に反転圧を逃がすことができる。スプールの移動によって反転圧を逃がすことができるので、低コストでアクチュエータの反転動作を防止する反転防止弁を提供することができる。

本発明は、バルブハウジング及びスプールが、スプールが軸方向に所定のストローク以上移動すると、第１給排通路とドレン通路との連通を遮断するとともに第２給排通路とドレン通路との連通を遮断するように構成されることを特徴とする。

この発明では、反転防止弁とタンクとを接続する排出通路上に設けられる機器の損傷を防止することができる。

本発明は、付勢部材が、第１圧力室に配置され、スプールの軸方向の移動に伴い伸縮して、スプールへの付勢力を増減させる第１付勢ばねと、第２圧力室に配置され、スプールの軸方向の移動に伴い伸縮して、スプールへの付勢力を増減させる第２付勢ばねと、を有し、スプールの一端側と第１付勢ばねとの間に設けられる第１ばね受け部材と、スプールの他端側と第２付勢ばねとの間に設けられる第２ばね受け部材と、をさらに備え、バルブハウジングが、第１ばね受け部材が当接する第１当接部と、第２ばね受け部材が当接する第２当接部と、を有し、第１圧力室に作動流体が導かれたとき、第１当接部に第１ばね受け部材が当接することにより、第１ばね受け部材がスプールから離間するとともに第２ばね受け部材が第２当接部から離間し、第２圧力室に作動流体が導かれたとき、第２当接部に第２ばね受け部材が当接することにより、第２ばね受け部材がスプールから離間するとともに第１ばね受け部材が第１当接部から離間することを特徴とする。

この発明では、ばね受け部材がバルブハウジングの当接部に当接することで、スプールの中立位置の位置決め精度が向上する。

本発明によれば、低コストでアクチュエータの反転動作を防止する反転防止弁を提供することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路図であり、旋回用の油圧モータを駆動するための油圧回路を示す。 中立位置にある反転防止弁の断面図である。 第２遮断位置にある反転防止弁の断面図である。 第２連通位置にある反転防止弁の断面図である。 本実施形態の変形例に係る油圧ショベルの油圧回路図であり、旋回用の油圧モータを駆動するための油圧回路を示す。

図面を参照して、本発明の実施形態に係る反転防止弁について説明する。反転防止弁は、油圧モータ等のアクチュエータの停止直後の反転動作を防止する装置である。本実施形態では、油圧ショベルの旋回装置に用いられる油圧モータの反転動作を防止する反転防止弁について説明する。

図１は、油圧ショベルの油圧回路図であり、旋回用の油圧モータ１２を駆動するための油圧回路１０を示す。この油圧回路１０は、旋回用の油圧ポンプ１１と旋回用の油圧モータ１２とを方向制御弁１３で接続した油圧回路である。油圧回路１０は、油圧モータ１２に対して作動流体としての作動油を給排する一対の主通路１７ａ，１７ｂと、油圧モータ１２のケーシング内で発生したリーク油をタンク１９に排出する排出通路２３と、キャビテーションを抑制するために、後述のチャージ用チェック弁２１ａ，２１ｂを通じて主通路１７ａ，１７ｂに作動油を補給するメイクアップ通路２２と、を備える。油圧回路１０は、エンジン（不図示）により駆動される流体圧供給源である油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１から吐出される作動油により回転し、旋回体１５を旋回駆動する油圧モータ１２と、油圧ポンプ１１から吐出される作動油の最高圧力を規定するメインリリーフ弁１６と、作動油が貯留されるタンク１９と、を備える。

また、油圧回路１０は、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への作動油の流れを制御する方向制御弁１３と、主通路１７ａと主通路１７ｂとの間に介装され、過剰圧となった高圧側の主通路から低圧側の主通路へ作動油を逃がすオーバーロードリリーフ弁１８ａ，１８ｂと、負圧になった主通路１７ａ，１７ｂへ作動油を補給するために主通路１７ａと主通路１７ｂとの間に介装され、タンク１９に接続されるメイクアップ通路２２から負圧になった主通路１７ａ，１７ｂへの作動油の流れのみを許容するチャージ用チェック弁２１ａ，２１ｂと、主通路１７ａと主通路１７ｂとの間に介装され、油圧モータ１２の停止直後の反転動作を防止する反転防止弁１００と、を備える。

方向制御弁１３は、油圧ポンプ１１と油圧モータ１２との間の油路に介装され、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への作動油の流れを制御する。方向制御弁１３は、パイロット圧室１３ａ，１３ｂに入力される操作パイロット圧によってスプールの位置が制御される。

油圧モータ１２には、方向制御弁１３を通じて油圧ポンプ１１から吐出された作動油が供給される主通路１７ａ，１７ｂが接続される。油圧モータ１２の回転力は、遊星減速機構（不図示）を介して旋回輪１４に伝達される。

オペレータが旋回レバー（不図示）を右旋回側に操作すると、パイロット圧が方向制御弁１３のパイロット圧室１３ａに作用し、方向制御弁１３が右旋回位置（Ａ）に切り換わる。右旋回位置（Ａ）では、主通路１７ａが油圧ポンプ１１に接続され、主通路１７ｂがタンク１９に接続される。これにより、油圧ポンプ１１から吐出された作動油が主通路１７ａを通じて油圧モータ１２に供給され、主通路１７ｂを通じて油圧モータ１２からタンク１９に作動油が排出され、油圧モータ１２が一の方向に回転（正転）する。油圧モータ１２が正転駆動されると、旋回体１５が右方向に旋回する。

オペレータが旋回レバー（不図示）を左旋回側に操作すると、パイロット圧が方向制御弁１３のパイロット圧室１３ｂに作用し、方向制御弁１３が左旋回位置（Ｂ）に切り換わる。左旋回位置（Ｂ）では、主通路１７ｂが油圧ポンプ１１に接続され、主通路１７ａがタンク１９に接続される。これにより、油圧ポンプ１１から吐出された作動油が主通路１７ｂを通じて油圧モータ１２に供給され、主通路１７ａを通じて油圧モータ１２からタンク１９に作動油が排出され、油圧モータ１２が他の方向に回転（逆転）する。油圧モータ１２が逆転駆動されると、旋回体１５が左方向に旋回する。

オペレータが旋回レバー（不図示）を右旋回側または左旋回側の旋回操作位置から中立位置に戻すと、パイロット圧室１３ａ，１３ｂに作用する圧力がタンク圧となり、方向制御弁１３が中立位置（Ｎ）に切り換わる。中立位置（Ｎ）では、主通路１７ａ，１７ｂが方向制御弁１３により閉塞され、主通路１７ａ，１７ｂと油圧ポンプ１１またはタンク１９との連通が遮断される。方向制御弁１３が中立位置（Ｎ）に切り換わると、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への作動油の供給が禁止されるとともに、方向制御弁１３を通じて油圧モータ１２からタンク１９に作動油が排出されることが禁止される。

旋回体１５は、慣性力により油圧モータ１２を回転させるので、油圧モータ１２の吐出側（出口側）の主通路１７ａまたは１７ｂには、油圧モータ１２のポンピング作用により、作動油が蓄積し、圧力が上昇する。これにより、油圧モータ１２の吐出側の主通路１７ａまたは１７ｂにブレーキ圧が発生し、このブレーキ圧によって油圧モータ１２に制動力が作用する。なお、油圧モータ１２の吐出側の主通路１７ａまたは１７ｂの最高圧力は、ブレーキ弁としてのオーバーロードリリーフ弁１８ａ，１８ｂにより規定される。オーバーロードリリーフ弁１８ａ，１８ｂによって、油圧モータ１２の吐出側の主通路１７ａまたは１７ｂの作動油が、油圧モータ１２の吸込側の主通路１７ｂまたは１７ａにリリーフされることにより、慣性エネルギーが消費され、旋回体１５が減速し、停止する。

油圧モータ１２はブレーキ圧により停止するが、ブレーキ圧の発生した一方の主通路１７ａまたは１７ｂは高圧状態が維持され、他方の主通路１７ｂまたは１７ａとの間で差圧が生じている。このため、油圧モータ１２は、停止する前の回転方向とは逆方向に回転する反転動作を行い、以降、同様の反転動作が繰り返される。そこで、本実施形態では、繰り返し行われる反転動作を短時間で収束させるために、反転防止弁１００が設けられている。

反転防止弁１００は、旋回体１５が反転動作を開始することにより主通路１７ａ，１７ｂに発生する反転圧をタンク１９に逃がすことにより、旋回体１５が繰り返し反転動作を行うことを防止する。本実施形態では、反転防止弁１００は、中立位置（Ｎ０）と、第１連通位置（Ｃ１）と、第２連通位置（Ｃ２）と、第１遮断位置（Ｉ１）と、第２遮断位置（Ｉ２）と、を有する。

図２〜図４を参照して、反転防止弁１００の構造について詳しく説明する。図２は、中立位置（Ｎ０）にある反転防止弁１００の断面図である。図３は、第２遮断位置（Ｉ２）にある反転防止弁１００の断面図であり、図４は、第２連通位置（Ｃ２）にある反転防止弁１００の断面図である。なお、本実施形態に係る反転防止弁１００は、左右対称形状である。

図２に示すように、反転防止弁１００は、後述する第１給排通路１１１、第２給排通路１１２及びドレン通路１１３の一部が形成されるバルブハウジング１０１と、バルブハウジング１０１内に摺動自在に収容されるスプール１０２と、スプール１０２を弾性力によって付勢する付勢部材としての第１付勢ばね１０４Ａ及び第２付勢ばね１０４Ｂと、スプール１０２を付勢する油圧力が導かれる第１圧力室１２１及び第２圧力室１２２と、を備える。

図１に示すように、第１給排通路１１１は、油圧モータ１２に対して作動油を給排する一対の主通路１７ａ，１７ｂの一方の主通路１７ａに接続される。第２給排通路１１２は、一対の主通路１７ａ，１７ｂの他方の主通路１７ｂに接続される。ドレン通路１１３は、メイクアップ通路２２及び排出通路２３に接続される。

図２に示すように、スプール１０２は、バルブハウジング１０１内に設けられた収容孔１１５に摺動自在に収容される。収容孔１１５は、バルブハウジング１０１を貫通して設けられる。収容孔１１５は、一方の開口端部が第１プラグ１０３Ａにより閉塞され、他方の開口端部が第２プラグ１０３Ｂにより閉塞される。

スプール１０２は、軸状部材であって、その中心軸方向（以下、単に軸方向とも記す）に移動可能である。スプール１０２は、収容孔１１５内において、中立位置（Ｎ０）、第１遮断位置（Ｉ１）、第２遮断位置（Ｉ２）、第１連通位置（Ｃ１）、及び、第２連通位置（Ｉ２）に、移動可能である。

スプール１０２の軸方向一方には、第１圧力室１２１が設けられる。第１圧力室１２１は、第１プラグ１０３Ａと、収容孔１１５の内周面と、スプール１０２の軸方向一端部（図示左端部）と、によって画成される。第１圧力室１２１には、スプール１０２を第２連通位置（Ｉ２）に向けて軸方向他方（図示右方）に付勢する作動油が導かれる。

スプール１０２の軸方向他方には、第２圧力室１２２が設けられる。第２圧力室１２２は、第２プラグ１０３Ｂと、収容孔１１５の内周面と、スプール１０２の軸方向他端部（図示右端部）と、によって画成される。第２圧力室１２２には、スプール１０２を第１連通位置（Ｉ１）に向けて軸方向一方（図示左方）に付勢する作動油が導かれる。

一対の付勢ばね１０４Ａ，１０４Ｂは、スプール１０２を中立位置（Ｎ０）に保持するコイルばねであり、スプール１０２の軸方向の移動に伴い伸縮して、スプール１０２への付勢力を増減させる。第１付勢ばね１０４Ａは、第１圧力室１２１に圧縮された状態で配置され、第１圧力室１２１の油圧力によるスプール１０２の付勢方向と同じ方向、すなわち軸方向他方にスプール１０２を付勢する。第２付勢ばね１０４Ｂは、第２圧力室１２２に圧縮した状態で配置され、第２圧力室１２２の油圧力によるスプール１０２の付勢方向と同じ方向、すなわち軸方向一方にスプール１０２を付勢する。

スプール１０２は、本体部１３０と、本体部１３０の両端から軸方向に突出する突出端部１３６Ａ，１３６Ｂと、を有する。本体部１３０は、スプール１０２の軸方向中央部に設けられる中央ランド部１３３と、スプール１０２の軸方向一端部（図示左端部）に設けられる外側第１ランド部１３４と、スプール１０２の軸方向他端部（図示右端部）に設けられる外側第２ランド部１３５と、外側第１ランド部１３４と中央ランド部１３３との間に設けられる内側第１ランド部１３１と、外側第２ランド部１３５と中央ランド部１３３との間に設けられる内側第２ランド部１３２と、を有する。各ランド部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５は、その断面がスプール１０２の中心軸を中心とする円形状である。

スプール１０２の外周には、径方向内方に窪む複数の環状溝１４１，１４２，１４３，１４４が設けられる。中央ランド部１３３と内側第１ランド部１３１との間には、内側第１環状溝１４１が設けられ、中央ランド部１３３と内側第２ランド部１３２との間には、内側第２環状溝１４２が設けられる。内側第１ランド部１３１と外側第１ランド部１３４との間には、外側第１環状溝１４３が設けられ、内側第２ランド部１３２と外側第２ランド部１３５との間には、外側第２環状溝１４４が設けられる。

第１給排通路１１１、ドレン通路１１３、第２給排通路１１２は、収容孔１１５の一端側（図示左端側）から他端側（図示右端側）に向かって、この順に設けられる。外側第１ランド部１３４は、収容孔１１５における第１圧力室１２１と第１給排通路１１１との間の外側第１摺動部１１５ｃの内周面に沿って摺動する。内側第１ランド部１３１は、収容孔１１５における第１給排通路１１１とドレン通路１１３との間の内側第１摺動部１１５ａの内周面に沿って摺動する。内側第２ランド部１３２は、収容孔１１５におけるドレン通路１１３と第２給排通路１１２との間の内側第２摺動部１１５ｂの内周面に沿って摺動する。外側第２ランド部１３５は、収容孔１１５における第２給排通路１１２と第２圧力室１２２との間の外側第２摺動部１１５ｄの内周面に沿って摺動する。中央ランド部１３３は、内側第１摺動部１１５ａ及び内側第２摺動部１１５ｂの内周面に沿って摺動する。各摺動部１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄは、その断面がスプール１０２の中心軸を中心とする円形状である。

突出端部１３６Ａは、第１プラグ１０３Ａに当接し、スプール１０２の軸方向一方（図示左方）への最大移動量（最大ストローク）を規定する。突出端部１３６Ｂは、第２プラグ１０３Ｂに当接し、スプール１０２の軸方向他方（図示右方）への最大移動量（最大ストローク）を規定する（図３参照）。

第１圧力室１２１は、断面が円形状であり、その内径が外側第１摺動部１１５ｃの内径よりも大きい。このため、第１圧力室１２１の内周面と外側第１摺動部１１５ｃの内周面との間には、段部１１６Ａが形成される。バルブハウジング１０１に設けられる段部１１６Ａは、後述する第１ばね受け部材１２５Ａが当接する第１当接部として機能する。同様に、第２圧力室１２２は、断面が円形状であり、その内径が外側第２摺動部１１５ｄの内径よりも大きい。このため、第２圧力室１２２の内周面と外側第２摺動部１１５ｄの内周面との間には、段部１１６Ｂが形成される。バルブハウジング１０１に設けられる段部１１６Ｂは、後述する第２ばね受け部材１２５Ｂが当接する第２当接部として機能する。

突出端部１３６Ａの外径は、外側第１ランド部１３４の外径よりも小さい。このため、突出端部１３６Ａの外周面と外側第１ランド部１３４の外周面との間には、段部１３７Ａが形成される。同様に、突出端部１３６Ｂの外径は、外側第２ランド部１３５の外径よりも小さい。このため、突出端部１３６Ｂの外周面と外側第２ランド部１３５の外周面との間には、段部１３７Ｂが形成される。

第１付勢ばね１０４Ａは、内側に突出端部１３６Ａが挿入されるように配置される。スプール１０２の一端側（図示左端側）に設けられる段部１３７Ａと第１付勢ばね１０４Ａとの間には、環状の第１ばね受け部材１２５Ａが設けられる。このため、第１付勢ばね１０４Ａは、第１ばね受け部材１２５Ａを介してスプール１０２を図示右方へ向けて付勢する。

第２付勢ばね１０４Ｂは、内側に突出端部１３６Ｂが挿入されるように配置される。スプール１０２の他端側（図示右端側）に設けられる段部１３７Ｂと第２付勢ばね１０４Ｂとの間には、環状の第２ばね受け部材１２５Ｂが設けられる。このため、第２付勢ばね１０４Ｂは、第２ばね受け部材１２５Ｂを介してスプール１０２を図示左方へ向けて付勢する。

スプール１０２の内部には、スプール１０２の位置にかかわらず、常時、第１給排通路１１１と第１圧力室１２１とを連通する第１連通路１５１と、スプール１０２の位置にかかわらず、常時、第２給排通路１１２と第２圧力室１２２とを連通する第２連通路１５２と、が設けられる。

第１連通路１５１は、突出端部１３６Ａの端面に開口し、スプール１０２の軸方向に延在する軸方向通路１５１ａと、外側第１環状溝１４３の底面に開口し、スプール１０２の径方向に延在する径方向通路１５１ｂと、径方向通路１５１ｂに介装される第１絞り１５１ｃと、を有する。つまり、第１連通路１５１には、通過する作動油に抵抗を付与する第１絞り１５１ｃが設けられる。

第２連通路１５２は、突出端部１３６Ｂの端面に開口し、スプール１０２の軸方向に延在する軸方向通路１５２ａと、外側第２環状溝１４４の底面に開口し、スプール１０２の径方向に延在する径方向通路１５２ｂと、径方向通路１５２ｂに介装される第２絞り１５２ｃと、を有する。つまり、第２連通路１５２には、通過する作動油に抵抗を付与する第２絞り１５２ｃが設けられる。

ドレン通路１１３には、通過する作動油に抵抗を付与する第３絞り１１３ａが設けられる。

スプール１０２は、第１圧力室１２１及び第２圧力室１２２に入力される圧力に応じて軸方向に移動する。第１圧力室１２１の圧力と第２圧力室１２２の圧力とが同じである場合、スプール１０２は、センタリングスプリングとしての第１付勢ばね１０４Ａ及び第２付勢ばね１０４Ｂによって中立位置（Ｎ０）に保持される。このとき、第１ばね受け部材１２５Ａがバルブハウジング１０１の段部１１６Ａに当接し、第２ばね受け部材１２５Ｂがバルブハウジング１０１の段部１１６Ｂに当接するため、スプール１０２の中立位置（Ｎ０）の位置決め精度が向上する。

スプール１０２が中立位置（Ｎ０）にあるときに、主通路１７ａからの作動油が第１給排通路１１１、第１連通路１５１を介して第１圧力室１２１に導かれ、第１圧力室１２１の圧力が上昇し、第２圧力室１２２の圧力よりも大きくなると、図３に示すように、スプール１０２が図示右方へ移動する。このとき、第１ばね受け部材１２５Ａは、段部１１６Ａに当接し、その移動が規制されるので、第１付勢ばね１０４Ａ及び第１ばね受け部材１２５Ａがスプール１０２の段部１３７Ａから離間する。また、第２ばね受け部材１２５Ｂは、スプール１０２の段部１３７Ｂによって押圧されて図示右方へ移動し、バルブハウジング１０１の段部１１６Ｂから離間する。このため、第２ばね受け部材１２５Ｂの移動に伴って、第２付勢ばね１０４Ｂが収縮する。

他方、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）にあるときに、主通路１７ｂからの作動油が第２給排通路１１２、第２連通路１５２を介して第２圧力室１２２に導かれ、第２圧力室１２２の圧力が上昇し、第１圧力室１２１の圧力よりも大きくなると、スプール１０２が図示左方へ移動する。このとき、第２ばね受け部材１２５Ｂは、段部１１６Ｂに当接し、その移動が規制されるので、第２付勢ばね１０４Ｂ及び第２ばね受け部材１２５Ｂがスプール１０２の段部１３７Ｂから離間する。また、第１ばね受け部材１２５Ａは、スプール１０２の段部１３７Ａによって押圧されて図示左方へ移動し、バルブハウジング１０１の段部１１６Ａから離間する。このため、第１ばね受け部材１２５Ａの移動に伴って、第１付勢ばね１０４Ａが収縮する。

図２に示すように、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）に位置しているとき、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通は、内側第１ランド部１３１によって遮断される。また、第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通は、内側第２ランド部１３２によって遮断される。

図３に示すように、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向他方（図示右方）に所定のストローク以上移動すると、スプール１０２は第２遮断位置（Ｉ２）に位置する。スプール１０２が第２遮断位置（Ｉ２）に位置しているとき、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通は、内側第１ランド部１３１によって遮断される。また、第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通は、中央ランド部１３３によって遮断される。

スプール１０２が、図２に示す中立位置（Ｎ０）から軸方向一方（図示左方）に所定のストローク以上移動すると、スプール１０２は第１遮断位置（Ｉ１）に位置する。スプール１０２が第１遮断位置（Ｉ１）に位置しているとき、第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通は、内側第２ランド部１３２によって遮断される。また、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通は、中央ランド部１３３によって遮断される。

図４に示すように、スプール１０２が第２連通位置（Ｃ２）に位置しているとき、第２給排通路１１２は、内側第２環状溝１４２を通じてドレン通路１１３に連通する。また、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通は、内側第１ランド部１３１によって遮断される。

スプール１０２が第１連通位置（Ｃ１）に位置しているとき、第１給排通路１１１は、内側第１環状溝１４１を通じてドレン通路１１３に連通する。また、第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通は、内側第２ランド部１３２によって遮断される。

次に、反転防止弁１００の動作について、左旋回動作を停止する場合を一例に説明する。

オペレータが旋回レバー（不図示）を左旋回側に操作すると、方向制御弁１３が左旋回位置（Ｂ）に切り換わる。これにより、主通路１７ｂから油圧モータ１２に作動油が供給され、油圧モータ１２から主通路１７ａに作動油が排出され、油圧モータ１２が左旋回動作を行う。この左旋回動作の際、主通路１７ｂは主通路１７ａよりも高圧となっている。このため、反転防止弁１００は、第２圧力室１２２に主通路１７ｂの圧力が導かれることにより、中立位置（Ｎ０）から第１遮断位置（Ｉ１）に切り換わる。

第１遮断位置（Ｉ１）は、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向一方に所定のストローク以上、例えば最大に移動した位置であり、第１遮断位置（Ｉ１）では、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通が遮断されるとともに、第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通が遮断される。高圧側の第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通が遮断されるので、油圧モータ１２が左旋回動作をしているときに、油圧モータ１２に対する駆動圧がドレン通路１１３を通じてタンク１９に逃げてしまうことが防止される。したがって、油圧モータ１２を加速させる際、または一定速度で回転させる際、反転防止弁１００を通じて、油圧モータ１２に対する駆動圧が逃げてしまうことを防止でき、適切に油圧モータ１２に駆動力を付与することができる。

左旋回動作中に、オペレータが旋回レバー（不図示）を中立位置に戻すと、方向制御弁１３が中立位置（Ｎ）に切り換わり、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への作動油の供給が絶たれ、旋回体１５は慣性力によって回転する。

油圧モータ１２のポンピング作用により、主通路１７ａにブレーキ圧が発生し、旋回体１５が減速する。このブレーキ作動時、主通路１７ａは主通路１７ｂよりも高圧となる。このため、反転防止弁１００は、第１圧力室１２１に主通路１７ａの圧力が導かれることにより、第１遮断位置（Ｉ１）から第２遮断位置（Ｉ２）に切り換わる。

なお、スプール１０２は、第１遮断位置（Ｉ１）から第２遮断位置（Ｉ２）まで移動する際、第１連通位置（Ｃ１）を通る。このため、スプール１０２が第１連通位置（Ｃ１）から中立位置（Ｎ０）まで移動する間、第１給排通路１１１とドレン通路１１３とが連通する。ここで、第１給排通路１１１の作動油がドレン通路１１３にそのまま排出されてしまうと、ブレーキ圧が一時的に急激に低下することになるので、旋回体１５の制動動作が不安定になるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、ドレン通路１１３に第３絞り１１３ａが設けられているので、ドレン通路１１３を通じたブレーキ圧の急激な低下が防止され、スムーズに旋回体１５を減速させることができる。

図３に示すように、第２遮断位置（Ｉ２）は、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向他方に所定のストローク以上、例えば最大に移動した位置であり、第２遮断位置（Ｉ２）では、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通が遮断されるとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通が遮断される。高圧側の第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通が遮断されるので、油圧モータ１２を停止させる際、油圧モータ１２に対するブレーキ圧が、ドレン通路１１３を通じてタンク１９に逃げてしまうことが防止される。油圧モータ１２を減速させる際、反転防止弁１００を通じて、油圧モータ１２に対するブレーキ圧が逃げてしまうことを防止でき、適切に油圧モータ１２に制動力を付与することができる。

ブレーキ動作時、低圧側の第２給排通路１１２には、オーバーロードリリーフ弁１８ａから作動油が導かれる。ここで、低圧側の第２給排通路１１２の作動油が、反転防止弁１００及び排出通路２３を通じて油圧モータ１２に導かれてしまうと、油圧モータ１２のケーシングの内圧が上昇し、油圧モータ１２の回転軸に設けられるシール部材に使用圧力以上の圧力が作用してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、ブレーキ作動時、スプール１０２は第２遮断位置（Ｉ２）に保持されるので、低圧側の第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通が遮断される。このため、低圧側の第２給排通路１１２の作動油が、反転防止弁１００及び排出通路２３を通じて油圧モータ１２に導かれることが防止される。このため、本実施形態では、油圧モータ１２のシール部材に対し、使用圧力を超える圧力が作用することを防止し、油圧モータ１２のシール部材の損傷、すなわち排出通路２３上の機器の損傷を防止することができる。

油圧モータ１２はブレーキ圧により一旦停止するが、ブレーキ圧の発生した主通路１７ａは高圧状態が維持されるので、油圧モータ１２が右方向に回転し、旋回体１５が右旋回動作を開始する。旋回体１５が右旋回動作を行うことにより、油圧モータ１２のポンピング作用により、主通路１７ｂに反転圧が発生する。反転圧は、反転防止弁１００の第２圧力室１２２に導かれる。反転圧が第２圧力室１２２に導かれると、反転防止弁１００が第２遮断位置（Ｉ２）から第２連通位置（Ｃ２）に切り換わる。

図４に示すように、第２連通位置（Ｃ２）では、第２給排通路１１２とドレン通路１１３とが内側第２環状溝１４２を通じて連通し、主通路１７ｂの作動油が、第２給排通路１１２及びドレン通路１１３を通じてタンク１９に排出される。主通路１７ｂに発生した反転圧が反転防止弁１００を通じて逃がされるので、反転圧の上昇が抑制される。

第１連通路１５１には、第１絞り１５１ｂが設けられているので、第１圧力室１２１の作動油が主通路１７ａに排出される作動油が制限される。つまり、反転圧によるスプール１０２の軸方向一方（図示左方）への移動が、第１圧力室１２１の保持圧によって制限される。これにより、反転防止弁１００は、所定時間、第２連通位置（Ｃ２）で保持され、主通路１７ｂに発生した反転圧の上昇を効果的に抑制することができる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）反転防止弁１００は、スプール１０２が、バルブハウジング１０１内において、第１給排通路１１１とドレン通路１１３とを連通する第１連通位置（Ｃ１）、第２給排通路１１２とドレン通路１１３とを連通する第２連通位置（Ｃ２）、及び、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通を遮断するとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通を遮断する中立位置（Ｎ０）に移動可能に設けられる。

主通路１７ａ及び第１給排通路１１１に反転圧が発生した場合、第１圧力室１２１に導かれる反転圧によってスプール１０２が第１遮断位置（Ｉ１）から第１連通位置（Ｃ１）に移動することにより、内側第１環状溝１４１を通じてドレン通路１１３に反転圧を逃がすことができる。また、主通路１７ｂ及び第２給排通路１１２に反転圧が発生した場合、第２圧力室１２２に導かれる反転圧によってスプール１０２が第２遮断位置（Ｉ２）から第２連通位置（Ｃ２）に移動することにより、内側第２環状溝１４２を通じてドレン通路１１３に反転圧を逃がすことができる。その結果、油圧モータ１２の反転動作を防止することができる。

また、従来のように、スプールの内部に一対のチェック弁を設ける反転防止弁に対し、本実施形態では、チェック弁が不要である。つまり、本実施形態に係る反転防止弁１００は、従来に比べ、部品点数が少なく、簡素な構成である。したがって、本実施形態によれば、低コストで油圧モータ１２の反転動作を防止する反転防止弁１００を提供することができる。また、本実施形態に係る反転防止弁１００は、バルブハウジング１０１内にチェック弁を設ける必要がないので、チェック弁の動作不良の懸念もない。

（２）本実施形態では、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向に所定のストローク以上移動、例えば最大ストロークまで移動すると、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通を遮断するとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通を遮断するように、バルブハウジング１０１及びスプール１０２が構成されている。

このため、一対の主通路１７ａ，１７ｂの一方にブレーキ圧が発生したときに、一対の主通路１７ａ，１７ｂの他方の作動油が、反転防止弁１００を通じて、排出通路２３に接続される油圧モータ１２に導かれてしまうことを防止できる。その結果、反転防止弁１００とタンク１９とを接続する排出通路２３上に設けられる油圧モータ１２のシール部材に対し、使用圧力を超える圧力が作用することを防止し、油圧モータ１２のシール部材の損傷、すなわち排出通路２３上の機器の損傷を防止することができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態では、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向に所定のストローク以上移動したときに、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通を遮断するとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通を遮断するように、バルブハウジング１０１及びスプール１０２が構成されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、上記実施形態で説明した第１遮断位置（Ｉ１）及び第２遮断位置（Ｉ２）を設けなくてもよい。

本変形例１に係る反転防止弁２００は、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向一方に所定のストローク以上移動したとき、すなわちスプール１０２が第１連通位置（Ｃ１）にあるとき、第１給排通路１１１とドレン通路１１３とを連通させる。また、反転防止弁２００は、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向他方に所定のストローク以上移動したとき、すなわちスプール１０２が第２連通位置（Ｃ２）にあるとき、第２給排通路１１２とドレン通路１１３とを連通させる。

なお、本変形例では、ドレン通路１１３は、排出通路２３には接続されず、メイクアップ通路２２にのみ接続される。これにより、一対の主通路１７ａ，１７ｂの一方にブレーキ圧が発生したときに、反転防止弁２００を通じて、一対の主通路１７ａ，１７ｂの他方の作動油が排出通路２３に接続される油圧モータ１２に導かれてしまうことを防止できる。その結果、油圧モータ１２のシール部材に対し、使用圧力を超える圧力が作用することを防止し、油圧モータ１２のシール部材の損傷を防止することができる。

＜変形例２＞
上記実施形態では、バルブハウジング１０１内に第３絞り１１３ａが設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。バルブハウジング１０１外のドレン通路１１３に第３絞り１１３ａを設けてもよい。

＜変形例３＞
上記実施形態では、第１遮断位置（Ｉ１）が、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向一方に最大に移動した位置であり、第２遮断位置（Ｉ２）が、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向他方に最大に移動した位置である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。バルブハウジング１０１及びスプール１０２が、スプール１０２が中立位置（Ｎ０）から軸方向に所定のストローク以上移動すると、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通を遮断するとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通を遮断するように構成されていればよい。ここで、所定のストロークとは、最大ストロークに限定されない。所定のストロークとは、油圧モータ１２の加速、一定回転、ブレーキ時等の通常動作による圧力が、第１圧力室１２１（または第２圧力室１２２）に導かれた際に、遮断位置（Ｉ２）（または遮断位置（Ｉ１））に切り換えられるストロークであればよく、最大ストロークよりも短いストロークであってもよい。

＜変形例４＞
上記実施形態では、反転動作を防止する対象となるアクチュエータが油圧モータ１２である場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アクチュエータは旋回体１５を左右に揺動させるような油圧シリンダであってもよい。

＜変形例５＞
上記実施形態では、アクチュエータの作動流体として作動油を用いる例について説明したが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。

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

反転防止弁１００，２００は、アクチュエータである油圧モータ１２の停止直後の反転動作を防止する反転防止弁１００，２００であって、油圧モータ１２に対して作動流体としての作動油を給排する一対の主通路１７ａ，１７ｂの一方に接続される第１給排通路１１１と、一対の主通路１７ａ，１７ｂの他方に接続される第２給排通路１１２と、タンク１９に接続されるドレン通路１１３と、を有するバルブハウジング１０１と、バルブハウジング１０１内に摺動自在に収容され、第１給排通路１１１とドレン通路１１３とを連通する第１連通位置（Ｃ１）、第２給排通路１１２とドレン通路１１３とを連通する第２連通位置（Ｃ２）、及び、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通を遮断するとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通を遮断する中立位置（Ｎ０）に移動可能なスプール１０２と、スプール１０２を第２連通位置（Ｃ２）に向けて付勢する作動油が導かれる第１圧力室１２１と、スプール１０２を第１連通位置（Ｃ１）に向けて付勢する作動油が導かれる第２圧力室１２２と、スプール１０２を中立位置（Ｎ０）に保持する付勢部材（第１付勢ばね１０４Ａ、第２付勢ばね１０４Ｂ）と、を備え、スプール１０２の内部には、スプール１０２の位置にかかわらず第１給排通路１１１と第１圧力室１２１とを連通する第１連通路１５１と、スプール１０２の位置にかかわらず第２給排通路１１２と第２圧力室１２２とを連通する第２連通路１５２と、が設けられ、第１連通路１５１には、通過する作動油に抵抗を付与する第１絞り１５１ｃが設けられ、第２連通路１５２には、通過する作動油に抵抗を付与する第２絞り１５２ｃが設けられ、スプール１０２の外周には、スプール１０２が第１連通位置（Ｃ１）に位置しているときに、第１給排通路１１１とドレン通路１１３とを連通する第１環状溝としての内側第１環状溝１４１と、スプール１０２が第２連通位置（Ｃ２）に位置しているときに、第２給排通路１１２とドレン通路１１３とを連通する第２環状溝としての内側第２環状溝１４２と、が設けられる。

この構成では、第１給排通路１１１に反転圧が発生した場合、内側第１環状溝１４１を通じてドレン通路１１３に反転圧を逃がすことができ、第２給排通路１１２に反転圧が発生した場合、内側第２環状溝１４２を通じてドレン通路１１３に反転圧を逃がすことができる。スプール１０２の移動によって反転圧を逃がすことができるので、低コストで油圧モータ１２の反転動作を防止する反転防止弁１００，２００を提供することができる。

反転防止弁１００は、バルブハウジング１０１及びスプール１０２が、スプール１０２が軸方向に所定のストローク以上移動すると、第１給排通路１１１とドレン通路１１３との連通を遮断するとともに第２給排通路１１２とドレン通路１１３との連通を遮断するように構成される。

この構成では、油圧モータ１２のブレーキ作動時に、反転防止弁１００とタンク１９とを接続する排出通路２３上に設けられる機器の損傷を防止することができる。

反転防止弁１００，２００は、付勢部材が、第１圧力室１２１に配置され、スプール１０２の軸方向の移動に伴い伸縮して、スプール１０２への付勢力を増減させる第１付勢ばね１０４Ａと、第２圧力室１２２に配置され、スプール１０２の軸方向の移動に伴い伸縮して、スプール１０２への付勢力を増減させる第２付勢ばね１０４Ｂと、を有し、スプール１０２の一端側と第１付勢ばね１０４Ａとの間に設けられる第１ばね受け部材１２５Ａと、スプール１０２の他端側と第２付勢ばね１０４Ｂとの間に設けられる第２ばね受け部材１２５Ｂと、をさらに備え、バルブハウジング１０１が、第１ばね受け部材１２５Ａが当接する第１当接部（段部１１６Ａ）と、第２ばね受け部材１２５Ｂが当接する第２当接部（段部１１６Ｂ）と、を有し、第１圧力室１２１に作動油が導かれたとき、第１当接部（段部１１６Ａ）に第１ばね受け部材１２５Ａが当接することにより、第１ばね受け部材１２５Ａがスプール１０２から離間するとともに第２ばね受け部材１２５Ｂが第２当接部（段部１１６Ｂ）から離間し、第２圧力室１２２に作動油が導かれたとき、第２当接部（段部１１６Ｂ）に第２ばね受け部材１２５Ｂが当接することにより、第２ばね受け部材１２５Ｂがスプール１０２から離間するとともに第１ばね受け部材１２５Ａが第１当接部（段部１１６Ａ）から離間する。

この発明では、ばね受け部材１２５Ａ，１２５Ｂがバルブハウジング１０１の当接部（段部１１６Ａ，１１６Ｂ）に当接することで、スプール１０２の中立位置（Ｎ０）の位置決め精度が向上する。

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。

１２・・・油圧モータ（アクチュエータ）、１７ａ，１７ｂ・・・主通路、１９・・・タンク、１００，２００・・・反転防止弁、１０１・・・バルブハウジング、１０２・・・スプール、１０４Ａ・・・第１付勢ばね（付勢部材）、１０４Ｂ・・・第２付勢ばね（付勢部材）、１１１・・・第１給排通路，１１２・・・第２給排通路、１１３・・・ドレン通路、１１６Ａ・・・段部（第１当接部）、１１６Ｂ・・・段部（第２当接部）、１２１・・・第１圧力室、１２２・・・第２圧力室、１２５Ａ・・・第１ばね受け部材、１２５Ｂ・・・第２ばね受け部材、１４１・・・内側第１環状溝（第１環状溝）、１４２・・・内側第２環状溝（第２環状溝）、１５１・・・第１連通路、１５１ｃ・・・第１絞り、１５２・・・第２連通路、１５２ｃ・・・第２絞り、Ｃ１・・・第１連通位置、Ｃ２・・・第２連通位置、Ｉ１・・・第１遮断位置、Ｉ２・・・第２遮断位置、Ｎ０・・・中立位置

Claims (3)

1. アクチュエータの停止直後の反転動作を防止する反転防止弁であって、
   アクチュエータに対して作動流体を給排する一対の主通路の一方に接続される第１給排通路と、前記一対の主通路の他方に接続される第２給排通路と、タンクに接続されるドレン通路と、を有するバルブハウジングと、
   前記バルブハウジング内に摺動自在に収容され、前記第１給排通路と前記ドレン通路とを連通する第１連通位置、前記第２給排通路と前記ドレン通路とを連通する第２連通位置、及び、前記第１給排通路と前記ドレン通路との連通を遮断するとともに前記第２給排通路と前記ドレン通路との連通を遮断する中立位置に移動可能なスプールと、
   前記スプールを前記第２連通位置に向けて付勢する作動流体が導かれる第１圧力室と、
   前記スプールを前記第１連通位置に向けて付勢する作動流体が導かれる第２圧力室と、
   前記スプールを前記中立位置に保持する付勢部材と、を備え、
   前記スプールの内部には、前記スプールの位置にかかわらず前記第１給排通路と前記第１圧力室とを連通する第１連通路と、前記スプールの位置にかかわらず前記第２給排通路と前記第２圧力室とを連通する第２連通路と、が設けられ、
   前記第１連通路には、通過する作動流体に抵抗を付与する第１絞りが設けられ、
   前記第２連通路には、通過する作動流体に抵抗を付与する第２絞りが設けられ、
   前記スプールの外周には、前記スプールが前記第１連通位置に位置しているときに、前記第１給排通路と前記ドレン通路とを連通する第１環状溝と、前記スプールが前記第２連通位置に位置しているときに、前記第２給排通路と前記ドレン通路とを連通する第２環状溝と、が設けられる
   ことを特徴とする反転防止弁。
2. 請求項１に記載の反転防止弁において、
   前記バルブハウジング及び前記スプールは、前記スプールが軸方向に所定のストローク以上移動すると、前記第１給排通路と前記ドレン通路との連通を遮断するとともに前記第２給排通路と前記ドレン通路との連通を遮断するように構成される
   ことを特徴とする反転防止弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の反転防止弁において、
   前記付勢部材は、
   前記第１圧力室に配置され、前記スプールの軸方向の移動に伴い伸縮して、前記スプールへの付勢力を増減させる第１付勢ばねと、
   前記第２圧力室に配置され、前記スプールの軸方向の移動に伴い伸縮して、前記スプールへの付勢力を増減させる第２付勢ばねと、を有し、
   前記スプールの一端側と前記第１付勢ばねとの間に設けられる第１ばね受け部材と、
   前記スプールの他端側と前記第２付勢ばねとの間に設けられる第２ばね受け部材と、をさらに備え、
   前記バルブハウジングは、
   前記第１ばね受け部材が当接する第１当接部と、
   前記第２ばね受け部材が当接する第２当接部と、を有し、
   前記第１圧力室に作動流体が導かれたとき、前記第１当接部に前記第１ばね受け部材が当接することにより、前記第１ばね受け部材が前記スプールから離間するとともに前記第２ばね受け部材が前記第２当接部から離間し、
   前記第２圧力室に作動流体が導かれたとき、前記第２当接部に前記第２ばね受け部材が当接することにより、前記第２ばね受け部材が前記スプールから離間するとともに前記第１ばね受け部材が前記第１当接部から離間する
   ことを特徴とする反転防止弁。

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