JP2020041598A - 流量制御弁及び作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】高い流量制御機能を発揮しながらも、製造が容易な流量制御弁及び作業機械を提供する。【解決手段】流量制御弁２０は、弁保持穴３８と、流体圧要素Ｅ１に通じる開口部３６と、を有するケーシング３０と、弁保持穴３８に移動可能に保持された弁体６０と、を備え、弁体６０の移動にともなって、弁体６０の弁保持穴３８内に位置する端部６９で開口部３６が部分的に閉塞される。【選択図】図３

Description

本発明は、通流する流体の流量を制御する流量制御弁及び該流量制御弁を備える作業機械に関する。

従来、各種の流体回路において、当該流体回路中を通流する流体の流量を制御する流量制御弁が用いられている。例えば、油圧を用いて駆動される建設車両等の作業機械においては、作業機械の各油圧アクチュエータへ作動油を供給するための油圧回路や、方向切換弁等の油圧装置を動作させるパイロット圧を供給するための油圧回路に、当該油圧回路中を通流する圧油の流量を制御する流量制御弁が用いられている。

特許文献１の図１５及び図１６には、バルブ孔が形成されたバルブ体と、バルブ孔内に摺動自在に内挿されたスプールと、を有するスローリターンバルブが記載されている。このスローリターンバルブでは、背圧室側の油圧が背圧油路側の油圧より高い状態では、油圧及びバネの押付力によりスプールが押圧されて油給排ポートが閉じられた状態となる。この状態で、作動油は背圧室からスプールに形成されるオリフィスを介して背圧油路側へと流出する。このオリフィスにより、背圧油路側へ流出する作動油の流量が制限される。

特許文献２には、可変容量ポンプのネガティブコントロ−ル回路において、ネガコン信号ラインに逆止弁の付いた固定絞り弁よりなるスローリターンバルブを設けたものが記載されている。これにより、急操作時に、固定絞り弁の存在によってネガコン圧力が急変することを防ぎ、ポンプ吐出量が少流量から大流量に急変しない。したがって、急操作をしてもアクチュエータへの供給圧力が急変せず、あたかもある程度ゆっくり操作した時と同じようなショックの少ない動きになる。

特開２００７−９２８０７号公報 実開平５−３２４５６号公報

流量制御弁において、流体回路中を通流する流体の単位時間当たりの流量を大きく制限することが要求される場合には、極めて小さな断面寸法を有する孔を設け、この孔を絞り部として流体の流量を制限することが考えられる。しかし、流量制御弁を構成する部品にそのような極めて小さな断面寸法を有する孔を穿つ加工を行うことは、技術的な困難を伴う。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、高い流量制御機能を発揮しながらも、製造が容易な流量制御弁及び該流量制御弁を備える作業機械を提供することを目的とする。

本発明による流量制御弁は、
弁保持穴と、流体圧要素に通じる開口部と、を有するケーシングと、
前記弁保持穴に移動可能に保持された弁体と、を備え、
前記弁体の移動にともなって、前記弁体の前記弁保持穴内に位置する端部で前記開口部が部分的に閉塞される。

本発明による流量制御弁において、
前記弁体を、前記開口部から離れる向きに押す第１押付部材をさらに有してもよい。

本発明による流量制御弁において、
前記弁体を、前記開口部へ向かう向きに押す第２押付部材をさらに有してもよい。

本発明による流量制御弁において、
前記弁体は、中空部と、前記中空部に通じる絞り部と、を有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記中空部を含む第１圧力室と、前記絞り部を介して前記中空部と通じる第２圧力室と、に区画され、
前記弁体は、前記弁体が中立位置に対して前記開口部から離れる向きに移動したときに、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを通じさせる孔をさらに有してもよい。

本発明による流量制御弁において、
前記弁体は、前記第１押付部材による押付力を受ける第１弁体座面を含み、前記第１押付部材は、前記第１弁体座面と前記ケーシングとの間に介挿されてもよい。

本発明による流量制御弁において、
前記弁体は、前記第１押付部材による押付力を受ける第１弁体座面を含み、前記第１押付部材は、前記第１弁体座面と前記ケーシングとの間に介挿され、
前記弁体は、前記第２押付部材による押付力を受ける第２弁体座面を含み、前記第２押付部材は、前記第２弁体座面と前記ケーシングとの間に介挿されてもよい。

本発明による流量制御弁において、
前記ケーシングは、前記弁体が前記開口部から離れる向きに移動して前記ケーシングに接した際に前記ケーシングと前記弁体との間に隙間を形成する溝部を有してもよい。

本発明による作業機械は、
上述の流量制御弁を備える。

本発明によれば、高い流量制御機能を発揮しながらも、製造が容易な流量制御弁及び該流量制御弁を備える作業機械を提供することができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、流量制御弁が組み込まれた作業機械の油圧回路の一例を示す油圧回路図である。 図２は、流量制御弁の一例を示す油圧回路図である。 図３は、流量制御弁の一例を示す縦断面図である。 図４は、流量制御弁の動作について説明するための図である。 図５は、流量制御弁の動作について説明するための図である。 図６は、流量制御弁の他の適用例を示す油圧回路図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図６は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。図１〜図５では、流量制御弁２０が油圧回路１０内におけるいわゆるショックレス弁として用いられる例について説明するが、流量制御弁２０の用途はこれに限られず、種々の流体回路内における流体の流量が制御されるべき箇所に配置されて用いられ得る。図１は、流量制御弁２０が組み込まれた作業機械の油圧回路１０の一例を示す油圧回路図である。

図１に示された油圧回路１０は、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量を制御するスプール弁１３と、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油の流路を選択するリモコン弁１７と、スプール弁１３とリモコン弁１７との間を通流するパイロット圧油の流量を制御する流量制御弁（ショックレス弁）２０と、を備えている。

スプール弁１３は、スプール１４を有している。スプール１４は、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油の圧力であるパイロット圧の作用により、その軸方向（長手方向、図１では左右方向）に沿った位置が変更され、これにより油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量が連続的に変化する。パイロットポンプ１６は、常に一定のパイロット圧を有するパイロット圧油を吐出する油圧ポンプであり、一例としてギアポンプが用いられる。図示された例では、スプール１４は、その軸方向に沿った一端（図１では右端）及び他端（図１では左端）のいずれにもパイロット圧が作用しない場合、ばね１５の押付力を受けて最も一端側に位置している。パイロット圧が流路１０１を介してスプール１４の一端に作用し、ばね１５による押付力に抗してスプール１４が他端側へ向けて移動すると、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は増加する。また、パイロット圧が流路１０２を介してスプール１４の他端に作用し、スプール１４が一端側へ向けて移動すると、作動油の流量は減少する。

リモコン弁１７は、オペレータにより操作される操作レバー１８を有しており、操作レバー１８の操作に応じて、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油の流路を、流路１０１、流路１０２又はタンク１９から選択して接続する。操作レバー１８が中立位置にある場合、リモコン弁１７は、パイロットポンプ１６とタンク１９とを通じさせる。操作レバー１８が第１操作位置へ向けて操作されると、リモコン弁１７は、パイロットポンプ１６と流路１０１とを連通させ、流路１０２とタンク１９とを通じさせる。操作レバー１８が第１操作位置とは異なる第２操作位置へ向けて操作されると、リモコン弁１７は、パイロットポンプ１６と流路１０２とを連通させ、流路１０１とタンク１９とを通じさせる。

図示された油圧回路１０では、オペレータが操作レバー１８を操作していない場合には、リモコン弁１７の操作レバー１８は中立位置にあり、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油は、リモコン弁１７を介してタンク１９へ排出される。したがって、スプール１４の一端及び他端のいずれにもパイロット圧は作用しない。

オペレータにより操作レバー１８が第１操作位置へ向けて操作されると、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油は、リモコン弁１７及び流路１０１を介してスプール弁１３へ向かうとともに、スプール弁１３から流路１０２を介してリモコン弁１７へ向かう圧油は、タンク１９へ排出される。これによりスプール１４の一端にパイロット圧が作用し、ばね１５による押付力に抗してスプール１４が他端側へ向けて移動する。したがって、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量が増加し、油圧アクチュエータ１２が一方向に駆動される。例えば、油圧ショベルのブームを駆動するための油圧シリンダが伸長し、ブームが上昇する。

オペレータにより操作レバー１８が第２操作位置へ向けて操作されると、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油は、リモコン弁１７及び流路１０２を介してスプール弁１３へ向かうとともに、スプール弁１３から流路１０１を介してリモコン弁１７へ向かう圧油は、タンク１９へ排出される。これによりスプール１４の他端にパイロット圧が作用し、スプール１４が一端側へ向けて移動する。したがって、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量が減少し、油圧アクチュエータ１２が他方向に駆動される。例えば、油圧ショベルのブームを駆動するための油圧シリンダが収縮し、ブームが下降する。

このような油圧回路１０においては、スプール１４の軸方向に沿った一方向への移動は速やかに行われる一方、他方向への移動は緩やかに行われることが要求される場合がある。例えば、油圧ショベル等の作業機械に取り付けられ、油圧回路を用いて駆動されるフロントリンケージ（ブーム、アーム及びバケット）は、比較的大きな重量を有している。この場合、フロントリンケージが油圧により作動された後、急停止されると、フロントリンケージの大きな慣性力に起因する衝撃が生じ、これにより作業機械全体が大きく揺動し得る。この揺動が収まるまではオペレータは次の動作ができないため、当該作業機械を用いた作業の効率が低下する。このため、図１に示された油圧回路１０においては、リモコン弁１７とスプール弁１３とを通じさせる流路１０１の途中に流量制御弁（ショックレス弁）２０が設けられている。

図２は、流量制御弁２０の一例について説明するための油圧回路図である。図示された例では、流量制御弁２０は、第１流体圧要素Ｅ１と第２流体圧要素Ｅ２との間に配置され、第１流体圧要素Ｅ１から第２流体圧要素Ｅ２へ向かう流体は速やかに通流させ、第２流体圧要素Ｅ２から第１流体圧要素Ｅ１へ向かう流体は緩やかに通流させる。流量制御弁２０が、図１に示した油圧回路１０に組み込まれる場合、例えば第１流体圧要素Ｅ１がリモコン弁１７であり、第２流体圧要素Ｅ２がスプール弁１３である。しかしこれに限られず、流量制御弁２０に接続される第１流体圧要素Ｅ１及び第２流体圧要素Ｅ２は、他の油圧要素、空圧要素等の流体圧要素であってもよい。

図２に示された流量制御弁２０は、絞り部２２と、制御弁２４と、チェック弁２８とを備えている。なお、図２では、絞り部２２、制御弁２４、チェック弁２８及び流路１０３，１０４を、いずれもその機能により概念的に示している。

絞り部２２は、第１流体圧要素Ｅ１と第２流体圧要素Ｅ２とを通じさせる流路１０３の途中に設けられており、流路１０３を通流する圧油（流体）の単位時間当たりの流量を制限する。

制御弁２４は、流路１０３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を制御する。制御弁２４は、流路１０３における、絞り部２２の第１流体圧要素Ｅ１側の位置Ｐ１での圧油の圧力と、絞り部２２の第２流体圧要素Ｅ２側の位置Ｐ２での圧油の圧力との差に応じて、流路１０３の通流断面積を変化させることにより、流路１０３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を変化させる。図示された例では、位置Ｐ１での圧油の圧力と位置Ｐ２での圧油の圧力とが等しいときには、制御弁２４における流路１０３の通流断面積が最大になっている。位置Ｐ２での圧油の圧力が位置Ｐ１での圧油の圧力よりも大きくなると、制御弁２４は、流路１０３の通流断面積を減少させることにより、流路１０３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を減少させる。また、位置Ｐ１での圧油の圧力と位置Ｐ２での圧油の圧力とが等しくなると、又は、位置Ｐ１での圧油の圧力が位置Ｐ２での圧油の圧力よりも大きくなると、制御弁２４は、流路１０３の通流断面積を増加させることにより、流路１０３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を増大させる。したがって、制御弁２４は、流路１０３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を制限する追加の絞り部として機能する。とりわけ制御弁２４は、流路１０３の通流断面積を連続的に変化させることが可能な可変絞り弁として機能する。

流路１０３における絞り部２２の第１流体圧要素Ｅ１側の位置Ｐ３から分岐して、絞り部２２を迂回し、第２流体圧要素Ｅ２側の位置Ｐ４で流路１０３に合流する流路１０４の途中に、チェック弁２８が設けられている。すなわち、チェック弁２８は、絞り部２２と並列に設けられている。位置Ｐ３は、位置Ｐ１に対して、第２流体圧要素Ｅ２側（絞り部２２側）に位置してもよいし、第１流体圧要素Ｅ１側に位置してもよいし、位置Ｐ１と同一であってもよい。また、位置Ｐ４は、位置Ｐ２に対して、第１流体圧要素Ｅ１側（絞り部２２側）に位置してもよいし、第２流体圧要素Ｅ２側に位置してもよいし、位置Ｐ２と同一であってもよい。流路１０４を通って位置Ｐ３からチェック弁２８へ流入した圧油は、チェック弁２８を通って位置Ｐ４へ向かう。その一方、流路１０４を通って位置Ｐ４からチェック弁２８へ流入した圧油は、チェック弁２８でその通流が妨げられ、位置Ｐ３へ向かうことはできない。

図２に示された流量制御弁２０では、第１流体圧要素Ｅ１から第２流体圧要素Ｅ２へ向かう圧油は、流路１０３に沿って制御弁２４を通過し、位置Ｐ３へ向かう。チェック弁２８は、流路１０４を通って位置Ｐ３から位置Ｐ４へ向かう圧油の通流を許容する。絞り部２２も、流路１０３を通って位置Ｐ３から位置Ｐ４へ向かう圧油の通流を許容するが、その単位時間当たりの流量を制限する。したがって、位置Ｐ３から位置Ｐ４へ向かう圧油は、主に流路１０４を通って、すなわちチェック弁２８を通過して通流する。その後、圧油は、位置Ｐ４から流路１０３に沿って第２流体圧要素Ｅ２へ向かう。

第２流体圧要素Ｅ２から第１流体圧要素Ｅ１へ向かう圧油は、流路１０３に沿って位置Ｐ４へ向かう。ここで、チェック弁２８は、流路１０４を通って位置Ｐ４から位置Ｐ３へ向かう圧油の通流を許容しない。この場合、位置Ｐ４から位置Ｐ３へ向かう圧油は、絞り部２２を通流する。ここで、絞り部２２を通流する圧油の単位時間当たりの流量は制限される。これにより、絞り部２２の第２流体圧要素Ｅ２側の位置Ｐ２，Ｐ４における圧油の圧力と、絞り部２２の第１流体圧要素Ｅ１側（制御弁２４側）の位置Ｐ１，Ｐ３における圧油の圧力との間に差が生じる。具体的には、位置Ｐ２，Ｐ４における圧油の圧力が、位置Ｐ１，Ｐ３における圧油の圧力よりも大きくなる。位置Ｐ２，Ｐ４における圧油の圧力は、制御弁２４に導入される。これにより、制御弁２４は、流路１０３の通流断面積を減少させて、流路１０３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を減少させる。このとき、制御弁２４は、追加の絞り部として機能し、制御弁２４を通流する圧油の単位時間当たりの流量を制限する。すなわち、絞り部２２で単位時間当たりの通流流量が制限された圧油は、制御弁２４においてさらにその単位時間当たりの通流流量が制限される。

圧油が第１流体圧要素Ｅ１から第２流体圧要素Ｅ２へ向かう際には、チェック弁２８が圧油の通流を許容するので、圧油は流量制御弁２０を速やかに通過する。第１流体圧要素Ｅ１がリモコン弁１７であり、第２流体圧要素Ｅ２がスプール弁１３である場合、リモコン弁１７からスプール弁１３へ向かうパイロット圧油は、流量制御弁２０を通過して、スプール弁１３を速やかに動作させる。したがって、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は、速やかに増加する。

圧油が第２流体圧要素Ｅ２から第１流体圧要素Ｅ１へ向かう際には、チェック弁２８が圧油の通流を許容しない。したがって、圧油は、絞り部２２で単位時間当たりの通流流量が制限されるとともに、制御弁２４においても単位時間当たりの通流流量がさらに制限される。第１流体圧要素Ｅ１がリモコン弁１７であり、第２流体圧要素Ｅ２がスプール弁１３である場合、スプール弁１３からリモコン弁１７へ向かう圧油は、流量制御弁２０で単位時間当たりの通流流量が大きく制限される。これにより、スプール弁１３は、緩やかな速度で動作する。したがって、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は、緩やかな速度で減少する。

図１及び図２に示された例では、油圧アクチュエータ１２への作動油の送出が開始される際には、油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量を速やかに増大させることができる。これにより、油圧アクチュエータ１２の駆動開始時に、油圧アクチュエータ１２に動作遅れが生じることを抑制することができる。したがって、油圧アクチュエータ１２の駆動開始時に、操作レバー１８を操作するオペレータが違和感を覚えたり、油圧アクチュエータ１２を更に動作させようとしてさらに操作レバー１８の不要な操作を行ってしまうことを防止することができる。

その一方、油圧アクチュエータ１２への作動油の送出が停止される際には、油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量を緩やかな速度で減少させることができる。これにより、油圧アクチュエータ１２が急停止して作業機械にフロントリンケージの大きな慣性力に起因する衝撃が生じることを、効果的に抑制することができる。したがって、作業機械全体が大きく揺動することを防止し、オペレータが迅速に次の動作を行うことができるようになる。すなわち、作業機械を用いた作業効率を効果的に向上させることが可能になる。

次に、図３〜図５を参照して、本実施の形態の流量制御弁２０の具体的構造の一例について詳述する。図３は、流量制御弁２０の一例を示す縦断面図であり、図４及び図５は、図３に対応する図であって、流量制御弁２０の動作について説明するための図である。

図３に示された例では、流量制御弁２０は、弁保持穴３８を含む内部空間Ｓを画定するケーシング３０と、弁保持穴３８に移動可能に保持された弁体６０と、を備えている。とりわけ図示された例では、流量制御弁２０は、弁体６０をその軸方向に沿って押す第１押付部材８１及び第２押付部材８２をさらに有している。以下、流量制御弁２０の各構成要素について説明する。図３〜図５では、流量制御弁２０の中心軸線Ａに沿った方向を軸線方向ｄａとし、軸線方向ｄａに沿って流量制御弁２０に対して外部部材９０側（図３〜図５では下側）を「一側」、当該「一側」と反対側（図３〜図５では上側）を「他側」と呼ぶ。図３〜図５に示された例では、流量制御弁２０は、その一側部分で第１流体圧要素Ｅ１と連通し、他側部分で第２流体圧要素Ｅ２と連通している。

ケーシング３０は、内部空間Ｓを画定するケースとして機能する。図示された例では、ケーシング３０は、第１ケーシング３１と、第１ケーシング３１に連結された第２ケーシング３２と、を有しており、内部空間Ｓは、第１ケーシング３１及び第２ケーシング３２により画定される。ケーシング３０を、第１ケーシング３１と第２ケーシング３２とに分割して形成することにより、ケーシング３０の製造を容易にすることができる。ケーシング３０には、第１ねじ部５１が形成されており、この第１ねじ部５１が外部部材９０の凹部９２に形成された外部ねじ部９４に螺合することにより、流量制御弁２０（ケーシング３０）が外部部材９０に取り付けられる。ケーシング３０は、全体として概ね円柱状（円筒状）の形状を有しており、軸線方向ｄａに沿って見たときに略円形形状を有している。外部部材９０は、任意の油圧装置の一部である。図示された例では、外部部材９０は、第１流体圧要素Ｅ１（リモコン弁１７）に通じる部材である。

第１ケーシング３１は、小径部３１ａと、小径部３１ａに対して他側に位置する大径部３１ｂと、小径部３１ａの一側に突出して設けられた凸部３４と、を有する。小径部３１ａは、大径部３１ｂに対して相対的に小さい直径を有している。小径部３１ａの外周における一側には、第１ねじ部５１が形成されている。第１ねじ部５１は、雄ねじで構成されている。大径部３１ｂは、小径部３１ａに対して相対的に大きな直径を有している。小径部３１ａ及び大径部３１ｂは、それぞれ概ね円筒状の形状を有している。凸部３４は、その一側が閉塞された概ね円筒状の形状を有している。凸部３４における軸線方向ｄａに沿って延びる側面には、貫通孔として形成された複数の通路３５が設けられている。通路３５は、後述の弁保持穴３８に開口する開口部３６を有している。また、図示された例では、通路３５は、外部部材９０の凹部９２及び流路９６を介して、第１流体圧要素Ｅ１と連通している。

第１ケーシング３１の内部には、大径部３１ｂ、小径部３１ａ及び凸部３４にわたって、他側に向けて開口する第１凹部３７が形成されている。図示された例では、第１凹部３７は、一側から他側へ向かうにつれて段階的に大きくなるように互いに異なる直径を有する３つの穴（３７ａ〜３７ｃ）の組み合わせで構成されている。このうち最も一側に位置し且つ最も小さい直径を有する穴を小径穴３７ａ、最も他側に位置し且つ最も大きい直径を有する穴を大径穴３７ｃ、軸線方向ｄａに沿って小径穴３７ａと大径穴３７ｃとの間に位置し且つ小径穴３７ａの直径と大径穴３７ｃの直径との間の直径を有する穴を中径穴３７ｂとする。図示された例では、小径穴が弁保持穴３８を形成する。弁保持穴３８は、中心軸線Ａに沿って、小径部３１ａ及び凸部３４にわたって延びている。弁保持穴３８は、中心軸線Ａに直交する断面において、軸線方向ｄａに沿って同一の断面形状を有している。とりわけ弁保持穴３８は、中心軸線Ａに直交する断面において円形形状を有している。小径穴３７ａと中径穴３７ｂとを接続する段部には、後述の第１押付部材８１を受ける第１ケーシング座面３９が形成されている。第１ケーシング座面３９は中心軸線Ａと直交する面で構成されている。第１凹部３７の内周面には、第２ねじ部５２が形成されている。とりわけ、第２ねじ部５２は、大径穴３７ｃの内周面に形成されている。第２ねじ部５２は、雌ねじで構成されている。

第２ケーシング３２は、全体として略円筒状に形成されており、その一側部分において第１ケーシング３１に取り付けられている。第２ケーシング３２の一側部分には、第３ねじ部５３が形成され、第２ケーシング３２の他側部分には、第４ねじ部５４が形成されている。第３ねじ部５３及び第４ねじ部５４は、いずれも雄ねじで構成されている。図示された例では、第２ケーシング３２の一側端部は第１ケーシング３１の第１凹部３７内に位置しており、第２ケーシング３２の第３ねじ部５３が、第１ケーシング３１の第２ねじ部５２と螺合することにより、第２ケーシング３２が第１ケーシング３１に対して取り付けられている。

第２ケーシング３２は、一側に向けて開口する第２凹部４１が形成されている。第２凹部４１の他側には、軸線方向ｄａに沿って延び第２凹部４１に通じる貫通孔４３が形成されている。図示された例では、第２凹部４１は、貫通孔４３を介して第２流体圧要素Ｅ２と連通している。第２凹部４１は、互いに異なる直径を有する２つの穴（４１ａ，４１ｂ）の組み合わせで構成されている。このうち他側に位置し且つ相対的に小さい直径を有する穴を小径穴４１ａ、小径穴４１ａの一側に位置し且つ相対的に大きい直径を有する穴を大径穴４１ｂとする。小径穴４１ａの最も他側には、後述の第２押付部材８２を受ける第２ケーシング座面４２が形成されている。第２ケーシング座面４２は、一側を向き中心軸線Ａと直交する面で構成されている。

第２凹部４１の小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部には、溝部４４が形成されている。溝部４４は、弁体６０が通路３５の開口部３６から離れる向きに移動して、すなわち他側に移動して、第２ケーシング３２に接した際（図４参照）に、第２ケーシング３２と弁体６０との間に隙間を形成する。図３〜図５に示された例では、溝部４４は、軸線方向ｄａに沿って見たときに中心軸線Ａを中心として放射状に延びる複数の溝で構成されている。溝部４４を構成する溝は、小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部に他側に向かって凹んだ窪みとして形成されている。弁体６０が第２ケーシング３２に接した際に第２ケーシング３２と弁体６０との間に形成される隙間の断面積は、圧油の単位時間当たりの流量を実質的に制限しない程度の面積を有していることが好ましい。例えば、当該隙間の断面積は、弁体６０の後述の絞り部６３の断面積よりも十分に大きな面積を有していることが好ましい。

図３〜図５に示された例では、第１ケーシング３１の第１凹部３７と第２ケーシング３２の第２凹部４１とにより、内部空間Ｓが画定される。さらに詳細には、第１凹部３７の小径穴３７ａ、中径穴３７ｂ及び大径穴３７ｃと、第２凹部４１の小径穴４１ａ及び大径穴４１ｂとにより、内部空間Ｓが画定される。この内部空間Ｓの内側には、弁体６０及び押付部材８１，８２が配置される。

図示された例では、第１ケーシング３１の第１ねじ部５１のねじ形状と、第２ケーシング３２の第３ねじ部５３のねじ形状とは互いに同一であってもよい。ここで、ねじ形状が互いに同一であるとは、２つのねじ部のねじ形状が互いに同じ規格に属することを意味する。同じ規格に属する２つのねじ部においては、例えば、ねじの雌雄、ねじ外径（呼び寸法）、ねじ谷径、ねじピッチ及びねじ山角度が、実質的に同一である。このように、第１ケーシング３１の第１ねじ部５１のねじ形状と、第２ケーシング３２の第３ねじ部５３のねじ形状とが互いに同一であると、外部部材９０の外部ねじ部９４に対して、第１ねじ部５１及び第３ねじ部５３のいずれも螺合させることが可能になる。したがって、流量制御弁２０が必要ない場合には、第３ねじ部５３を外部ねじ部９４に螺合させることにより、第１ケーシング３１を介することなく第２ケーシング３２を外部部材９０に取り付けることができる。これにより、流量制御弁２０を省略する場合のための追加の部材を用いる必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができる。

第１ケーシング３１と第２ケーシング３２との間には、密封部材８３が配置されている。また、ケーシング３０と外部部材９０との間、とりわけ第１ケーシング３１と外部部材９０との間、には密封部材８４が配置されている。密封部材８３，８４は、例えばＯリングで構成され、第１ケーシング３１と第２ケーシング３２との間又はケーシング３０と外部部材９０との間から圧油が漏出することを防止する。

弁体６０は、筒状部６１と、筒状部６１の他側に位置するつば部７１と、つば部７１から他側に突出して形成された凸部７７と、を有する。筒状部６１は、全体として略円筒状に形成されており、軸線方向ｄａに沿って延びている。図示された例では、筒状部６１の長手方向に延びる中心軸は、中心軸線Ａと一致している。すなわち、中心軸線Ａは、筒状部６１の中心軸線であるともいえる。筒状部６１の内部には、中空部６７が形成されている。中空部６７は、一側で開口し他側で閉塞された穴として形成されている。中空部６７は、中心軸線Ａを含んで軸線方向ｄａに沿って延びている。中空部６７における中心軸線Ａと直交する断面は、円形形状を有しており、軸線方向ｄａに沿った各位置において互いに同一の寸法を有している。弁体６０は、弁保持穴３８に移動可能に保持されている。とりわけ弁体６０の一側の端部（筒状部６１の先端部）６９は、弁保持穴３８内に保持されている。換言すると、筒状部６１の一側の端部６９を含む一部が、弁保持穴３８内に挿入されている。これにより、弁体６０は、軸線方向ｄａに沿って、ケーシング３０の通路３５の開口部３６へ向かう向き（一側へ向かう向き）と、開口部３６から離れる向き（他側へ向かう向き）とに移動可能とされている。そして、弁体６０の移動にともなって端部６９で開口部３６が部分的に閉塞される。また、開口部３６が部分的に閉塞されることにより、開口部３６の開口面積が変化する。

弁体６０の筒状部６１には、中空部６７に通じる絞り部６３が形成されている。絞り部６３は、弁体６０が最も一側に位置するときに弁保持穴３８から露出する位置に形成されている。すなわち、絞り部６３は、弁体６０がその移動範囲内のいずれの位置にある場合でも、常に弁保持穴３８から露出する。図示された例では、絞り部６３は、中心軸線Ａと直交する方向に沿って延びている。絞り部６３の延びる方向に直交する、絞り部６３の断面は、円形形状を有しており、絞り部６３の延びる方向に沿った各位置において互いに同一の寸法を有している。なお、これに限られず、絞り部６３は、中心軸線Ａの延びる方向（軸線方向ｄａ）及び中心軸線Ａと直交する方向の両方に対して傾斜した方向に延びてもよい。また、絞り部６３の断面は、絞り部６３の延びる方向に沿った各位置において互いに異なる寸法を有していてもよい。例えば、絞り部６３の断面は、絞り部６３の延びる方向に沿った一部の範囲において、他の範囲における断面の寸法よりも小さな寸法を有していてもよい。絞り部６３の最小断面積は、絞り部６３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を制限することができる程度に設定される。

ケーシング３０の内部空間Ｓは、弁体６０により、中空部６７を含む第１圧力室Ｃ１と、絞り部６３を介して中空部６７と通じる第２圧力室Ｃ２と、に区画される。図示された例では、第１圧力室Ｃ１は、中空部６７及び弁保持穴３８内の空間であり、第２圧力室Ｃ２は、内部空間Ｓのうち弁体６０の外側の空間である。上述のように、通路３５の開口部３６は、弁保持穴３８に開口している。したがって、開口部３６は、第１圧力室Ｃ１に開口しているともいえる。図示された例では、第１圧力室Ｃ１は、開口部３６を介して、外部部材９０の凹部９２及び流路９６に通じている。

つば部７１は、軸線方向ｄａに沿って見たときに、筒状部６１の外寸法及び弁保持穴３８（小径穴３７ａ）の内寸法よりも大きな外寸法を有している。したがって、つば部７１は、弁保持穴３８内には進入できない。また、つば部７１は、軸線方向ｄａに沿って見たときに、第１凹部３７の中径穴３７ｂの内寸法よりも小さな外寸法を有している。したがって、つば部７１は、中径穴３７ｂ内には進入できる。さらに、つば部７１は、軸線方向ｄａに沿って見たときに、第２凹部４１の小径穴４１ａの内寸法よりも大きく、大径穴４１ｂの内寸法よりも小さな外寸法を有している。したがって、つば部７１は、大径穴４１ｂ内には進入できるが、小径穴４１ａ内には進入できない。すなわち、弁体６０が他側に向かって移動したときには、つば部７１が小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部に接し、弁体６０はそれ以上他側には移動できない。

つば部７１の一側を向く面は、第１押付部材８１による押付力を受ける第１弁体座面７３を含んでいる。図示された例では、第１押付部材８１はコイルばねであり、第１弁体座面７３と第１ケーシング座面３９との間に圧縮された状態で介挿されている。したがって、第１押付部材８１は、その弾性力によって当該第１押付部材８１が伸長する向きに押付力を生じる。第１押付部材８１をなすコイルばねは、筒状部６１の周囲を取り巻くように配置されている。

つば部７１の他側を向く面は、第２押付部材８２による押付力を受ける第２弁体座面７５を含んでいる。図示された例では、第２押付部材８２はコイルばねであり、第２弁体座面７５と第２ケーシング座面４２との間に圧縮された状態で介挿されている。したがって、第２押付部材８２は、その弾性力によって当該第２押付部材８２が伸長する向きに押付力を生じる。第２押付部材８２をなすコイルばねは、つば部７１から他側に突出して形成された凸部７７の周囲を取り巻くように配置されている。この凸部７７により、コイルばねの位置が中心軸線Ａと直交する径方向にずれることが防止される。

第１押付部材８１及び第２押付部材８２としては、コイルばねに限られず、押付力を生じ得る種々の部材が使用可能である。なお、本明細書では、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力と第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力とが等しく、第１押付部材８１による押付力と第２押付部材８２による押付力とが釣り合うときの弁体６０の位置を中立位置と呼ぶ。

弁体６０の筒状部６１には、弁体６０が中立位置に対して他側に移動したときに、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とを通じさせる孔６５をさらに有している。弁体６０が中立位置にあるときには、孔６５の全体が弁保持穴３８内に位置する。すなわち、孔６５の全体が弁保持穴３８で閉塞され、圧油は孔６５を通過できない。その一方、弁体６０が中立位置に対して他側に移動したときには、孔６５は、弁保持穴３８から露出し第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とを通じさせる。このとき、孔６５は、圧油の通流を許容する。図示された例では、孔６５は、中心軸線Ａと直交する方向に沿って延びている。孔６５の延びる方向に直交する、孔６５の断面は、円形形状を有しており、孔６５の延びる方向に沿った各位置において互いに同一の寸法を有している。なお、これに限られず、孔６５は、中心軸線Ａの延びる方向（軸線方向ｄａ）及び中心軸線Ａと直交する方向の両方に対して傾斜した方向に延びてもよい。また、孔６５の断面は、孔６５の延びる方向に沿った各位置において互いに異なる寸法を有していてもよい。孔６５は、複数設けられていてもよい。各孔６５の最小断面積の合計は、孔６５を通流する圧油の単位時間当たりの流量を実質的に制限しない程度の面積を有していることが好ましい。

次に、図３〜図５を参照して、流量制御弁２０の動作について説明する。

リモコン弁１７が操作されておらず、パイロットポンプ１６からのパイロット圧が流量制御弁２０に作用していない場合、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力と第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力とが等しくなり、図３に示されているように、弁体６０は中立位置に位置する。図示された例では、このとき通路３５の開口部３６は、弁体６０の端部６９で閉塞されておらず、開口部３６は、当該開口部３６を通流する圧油の単位時間当たりの流量を実質的に制限しない程度の開口面積を有している。孔６５は、その全体が弁保持穴３８で閉塞されており、圧油は孔６５を通過することができない。絞り部６３は、弁保持穴３８から露出している。

オペレータによりリモコン弁１７の操作レバー１８が操作され、パイロットポンプ１６からのパイロット圧が第１流体圧要素Ｅ１（リモコン弁１７）を通って流量制御弁２０に作用した場合、パイロット圧は、流路９６、凹部９２及び通路３５を介して第１圧力室Ｃ１内に導入される。孔６５は弁保持穴３８で閉塞されているので、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とは、絞り部６３でのみ互いに連通している。絞り部６３は、当該絞り部６３を通流する圧油の単位時間当たりの流量を制限する。これにより、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力が、第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力よりも大きくなる。詳細には、絞り部６３の流量制限効果により、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力の上昇速度に対して、第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力の上昇速度が遅くなり、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力と第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力との間に差（差圧）が生じる。

この差圧により、弁体６０は、中立位置から、第２押付部材８２による押付力に抗して、軸線方向ｄａに沿って、開口部３６から離れる向き（他側へ向かう向き）に移動する。弁体６０の移動にともなって、孔６５が弁保持穴３８から露出すると、孔６５を介して第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とが連通される。これにより、図４に示されているように、第１圧力室Ｃ１内の圧油は、孔６５を通って第２圧力室Ｃ２へ流入する。第２圧力室Ｃ２へ流入した圧油は、貫通孔４３を通って第２流体圧要素Ｅ２（スプール弁１３）へ向かう。これにより、第２流体圧要素Ｅ２が動作する。

弁体６０のつば部７１は、軸線方向ｄａに沿って見たときに、第２凹部４１の小径穴４１ａの内寸法よりも大きく、大径穴４１ｂの内寸法よりも小さな外寸法を有している。したがって、つば部７１は、大径穴４１ｂ内には進入できるが、小径穴４１ａ内には進入できない。すなわち、弁体６０が他側に向かって移動したときには、つば部７１が小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部に接し、弁体６０はそれ以上他側には移動できない。図４には、弁体６０が他側へ移動して、つば部７１が第２ケーシング３２の小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部に接した状態において、流量制御弁２０が示されている。小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部には、溝部４４が形成されており、これによりつば部７１が当該段部に接した際に、当該段部とつば部７１との間に隙間が形成される。図示された例では、弁体６０が当該段部に接した際に当該段部と弁体６０との間に形成される隙間の断面積は、圧油の単位時間当たりの流量を実質的に制限しない程度の面積を有している。したがって、つば部７１が当該段部に接した状態においても、孔６５を通って第２圧力室Ｃ２へ流入した圧油は、溝部４４を通って貫通孔４３へ向かうことができる。

各孔６５の最小断面積の合計が、孔６５を通流する圧油の単位時間当たりの流量を実質的に制限しない程度の面積を有している場合、孔６５の全体が弁保持穴３８から露出すると、孔６５を介して第１圧力室Ｃ１から第２圧力室Ｃ２へ速やかに圧油が流入し、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力と第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力との差（差圧）が小さくなる。この差圧が小さくなることにより、弁体６０を他側へ向けて押す力が小さくなり、弁体６０は、第２押付部材８２の押付力により一側へ向けて押し戻される。このとき、孔６５が部分的に弁保持穴３８で閉塞されることにより、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間に新たに差圧が生じ、これにより弁体６０は、第２押付部材８２による押付力に抗して、他側へ向けて押される。したがって、弁体６０は、第２押付部材８２による弁体６０を一側へ押す押付力と、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間に生じる差圧及び第１押付部材８１の押付力の和による弁体６０を他側へ押す押付力と、が釣り合う位置にて停止する。それゆえ、弁体６０が他側に移動しても、つば部７１が第２ケーシング３２の小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部に接しないこともある。なお、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間に生じる差圧の微小な変動により、弁体６０は完全には停止せず、その位置がわずかに変動することもある。

オペレータによりリモコン弁１７の操作レバー１８が操作され、第１圧力室Ｃ１が通路３５、凹部９２、流路９６及び第１流体圧要素Ｅ１（リモコン弁１７）を介してタンク１９と連通されると、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力は急激に低下する。すなわち、弁体６０を他側へ向けて押す押付力が急激に低下する。これにより、弁体６０が、中立位置に対して他側に位置している場合、第２押付部材８２の押付力により、弁体６０が一側に移動し、孔６５が弁保持穴３８により閉塞される。したがって、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とは、絞り部６３でのみ互いに通じる。これにより、第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力が、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力よりも大きくなる。詳細には、絞り部６３の流量制限効果により、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力の下降速度に対して、第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力の下降速度が遅くなり、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力と第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力との間に差（差圧）が生じる。この差圧による押付力及び第２押付部材８２の押付力により、図５に示されているように、弁体６０は、第１押付部材８１の押付力に抗して、さらに一側へ移動する。

弁体６０の移動にともなって、通路３５の開口部３６は、弁体６０の端部６９で部分的に閉塞される。このとき、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間の差圧が大きくなるにつれて、この差圧による押付力及び第２押付部材８２の押付力の合計の押付力と、第１押付部材８１の押付力と、の差が大きくなり、弁体６０が一側へ移動して端部６９が開口部３６を大きく閉塞し、開口部３６の開口面積は小さくなる。開口部３６の開口面積が小さくなると、当該開口部３６を通流する圧油の単位時間当たりの流量が制限される。したがって、弁体６０の端部６９により部分的に閉塞された開口部３６は、絞り部６３に対する追加の絞り部として機能する。

開口部３６の開口面積が、絞り部６３の断面積（最小断面積）よりも小さくなると、開口部３６により当該開口部３６を通流する圧油の単位時間当たりの流量が大きく制限される一方、絞り部６３を介して、第２圧力室Ｃ２から第１圧力室Ｃ１内に圧油が流入する。これにより、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力が上昇し、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間の差圧が小さくなる。そうすると、この差圧による押付力及び第２押付部材８２の押付力の合計の押付力と、第１押付部材８１の押付力と、の差が小さくなり、弁体６０が他側へ移動して弁体６０の端部６９による開口部３６の閉塞領域が小さくなり、開口部３６の開口面積は大きくなる。したがって、弁体６０は、通路３５の開口部３６が端部６９で部分的に閉塞され、これにより第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間に生じる差圧及び第２押付部材８２による弁体６０を一側へ押す押付力の和による弁体６０を他側へ押す押付力と、第１押付部材８１の押付力と、が釣り合う位置にて停止する。なお、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間に生じる差圧の微小な変動により、弁体６０は完全には停止せず、その位置がわずかに変動することもある。また、弁体６０は、その移動の途中において、その端部６９が一時的に開口部３６を完全に閉塞することもある。したがって、本明細書において、「開口部３６が部分的に閉塞される」とは、一時的に開口部３６が完全に閉塞される場合をも含む。

図３〜図５を参照して説明した例では、絞り部６３が、図２を参照して説明した例における絞り部２２の機能を発揮する。また、開口部３６及び弁体６０の端部６９が、図２を参照して説明した例における制御弁２４の機能を発揮する。さらに、孔６５及び第２押付部材８２が、図２を参照して説明した例におけるチェック弁２８の機能を発揮する。

本発明の流量制御弁２０は、弁保持穴３８と、流体圧要素Ｅ１に通じる開口部３６と、を有するケーシング３０と、弁保持穴３８に移動可能に保持された弁体６０と、を備え、弁体６０の移動にともなって、弁体６０の弁保持穴３８内に位置する端部６９で開口部３６が部分的に閉塞される。

本発明の作業機械は、上述の流量制御弁２０を備える。

このような流量制御弁２０及び作業機械によれば、弁体６０の端部６９により部分的に閉塞される開口部３６を絞り部として機能させることができる。したがって、流体回路中を通流する流体の単位時間当たりの流量を大きく制限することが要求される場合に、極めて小さな断面寸法を有する絞り部を設ける必要がない。これにより、高い流量制御機能を発揮する流量制御弁２０を、容易に製造することが可能になる。なお、通路３５の開口部３６は、弁体６０の端部６９により部分的に閉塞されることにより開口面積が変更可能な絞り部として機能するので、通路３５を極めて小さな断面寸法を有する孔として形成する必要はない。

流体回路が油圧回路である場合、絞り部を通流する油の単位時間当たりの流量は、当該油の温度の影響を大きく受ける。高温では油の粘度は小さいが、低温では油の粘度は大きくなる。一般に油の粘度は大きな温度依存性を有しているため、極めて小さな断面寸法を有する絞り部を用いた場合、高温においては絞り部を通流する油の単位時間当たりの流量が多くなり流量制限効果が小さくなる一方、低温においては絞り部を通流する油の単位時間当たりの流量が極端に少なくなり、精度の高い流量制御が困難になる。これに対して、本発明の流量制御弁２０によれば、比較的大きな断面寸法を有する孔を絞り部６３として用いることができるので、流量制御弁２０を通流する油の単位時間当たりの流量が、当該油の温度の影響を受けることを抑制し、精度の高い流量制御が可能になる。

本発明の流量制御弁２０は、弁体６０を、開口部３６から離れる向きに押す第１押付部材８１をさらに有する。

また、本発明の流量制御弁２０は、弁体６０を、開口部３６へ向かう向きに押す第２押付部材８２をさらに有する。

このような流量制御弁２０によれば、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２との間に生じる差圧による押付力に加えて、各押付部材８１，８２による押付力を弁体６０に作用させることができるので、弁体６０を迅速に動作させることができる。また、各押付部材８１，８２の長さや押付力を適宜調整することで、弁体６０の中立位置、一側へ向かう押付力及び他側へ向かう押付力等を、容易に調整することができる。

本発明の流量制御弁２０では、弁体６０は、中空部６７と、中空部６７に通じる絞り部６３と、を有し、ケーシング３０の内部空間Ｓは、中空部６７を含む第１圧力室Ｃ１と、絞り部６３を介して中空部６７と通じる第２圧力室Ｃ２と、に区画され、弁体６０は、弁体６０が中立位置に対して開口部３６から離れる向きに移動したときに、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とを通じさせる孔６５をさらに有する。

このような流量制御弁２０によれば、弁体６０が中立位置に対して開口部３６から離れる向きに移動した際に、すなわち図３〜図５を参照して説明した例では第１流体圧要素Ｅ１から第２流体圧要素Ｅ２へ向けて流体が流れる際に、孔６５を介して流体を迅速に通流させることができる。この場合、例えば図１に示した油圧回路１０において、リモコン弁１７からスプール弁１３へ向かうパイロット圧油は、流量制御弁２０を通過して、スプール弁１３を速やかに動作させる。したがって、油圧ポンプ１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は、速やかに増加する。これにより、油圧アクチュエータ１２への作動油の送出が開始される際に、油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量を速やかに増大させることができ、油圧アクチュエータ１２の駆動開始時に、油圧アクチュエータ１２に動作遅れが生じることを抑制することができる。

本発明の流量制御弁２０では、弁体６０は、第１押付部材８１による押付力を受ける第１弁体座面７３を含み、第１押付部材８１は、第１弁体座面７３とケーシング３０との間に介挿される。

また、本発明の流量制御弁２０では、弁体６０は、第１押付部材８１による押付力を受ける第１弁体座面７３を含み、第１押付部材８１は、第１弁体座面７３とケーシング３０との間に介挿され、弁体６０は、第２押付部材８２による押付力を受ける第２弁体座面７５を含み、第２押付部材８２は、第２弁体座面７５とケーシング３０との間に介挿される。

このような流量制御弁２０によれば、第１押付部材８１又は第２押付部材８２を所定の位置に配置するための追加の部材（リテーナ）の付加を省略することができる。したがって、部品点数を削減し、流量制御弁２０の軽量化を図ることができる。

本発明の流量制御弁２０では、ケーシング３０は、弁体６０が開口部３６から離れる向きに移動してケーシング３０に接した際にケーシング３０と弁体６０との間に隙間を形成する溝部４４を有する。

このような流量制御弁２０によれば、弁体６０が中立位置に対して開口部３６から離れる向きに移動してケーシング３０（第２ケーシング３２）に接した際（図４参照）に、弁体６０とケーシング３０との間に流体の通流路を確保することができる。したがって、第１流体圧要素Ｅ１から第２流体圧要素Ｅ２へ向かう流体の流れが阻害されることを効果的に抑制することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図６は、流量制御弁２０の他の適用例を示す油圧回路図である。油圧回路１１０は、可変容量型油圧ポンプ（油圧ポンプ）１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量を制御するスプール弁１１３と、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧油の流路を選択するリモコン弁１７と、を備えている。

油圧回路１１０は、油圧アクチュエータ１２における作動油の消費量が少ない場合に、油圧ポンプ１１１からの作動油の吐出量を減少させるためのネガティブ流量制御（ネガティブコントロール）機構をさらに有している。スプール弁１１３は、油圧ポンプ１１１から吐出され当該スプール弁１１３内に導入された作動油を排出する２つの排出ポートを有している。一方の排出ポートは油圧アクチュエータ１２に連通し、他方の排出ポートは流路（センターバイパスライン）１０７を介して、タンク１９に連通している。流路１０７における、スプール弁１１３とタンク１９との間には絞り部１２２が設けられている。また、流路１０７のスプール弁１１３と絞り部１２２との間の箇所から分岐して、流路１０８が設けられている。流路１０８は、流路１０７と接続される端部と反対側の端部において、油圧ポンプ１１１に接続されている。

スプール弁１１３は、スプール１１４を有している。スプール１１４は、パイロットポンプ１６で生成されたパイロット圧の作用により、その軸方向（長手方向、図６では左右方向）に沿った位置が変更され、これにより油圧ポンプ１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量が連続的に変化する。図示された例では、スプール１１４は、その軸方向に沿った一端（図６では右端）及び他端（図６では左端）のいずれにもパイロット圧が作用しない場合、ばね１１５の押付力を受けて最も一端側に位置している。このとき、油圧ポンプ１１１から吐出された全ての作動油が、タンク１９へ向かう。パイロット圧が流路１０１を介してスプール１１４の一端に作用し、ばね１１５による押付力に抗してスプール１１４が他端側へ向けて移動すると、油圧ポンプ１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は増加し、タンク１９へ向かう作動油の流量は減少する。また、パイロット圧が流路１０２を介してスプール１１４の他端に作用し、スプール１１４が一端側へ向けて移動すると、油圧ポンプ１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は減少し、タンク１９へ向かう作動油の流量は増加する。

図示された例では、絞り部１２２を通過するパイロット圧油の漏れ流量が絞り部１２２の背圧として検出され、検出された背圧が流路１０８を介して油圧ポンプ１１１にネガティブ流量制御信号圧としてフィードバックされる。詳細には、以下のようにネガティブ流量制御が行われる。絞り部１２２において、当該絞り部１２２を通流するパイロット圧油の単位時間当たりの流量が制限される。したがって、スプール弁１１３から流路１０７を介してタンク１９へ向かう作動油の流量が増加すると、流路１０７の絞り部１２２とスプール弁１１３との間におけるパイロット圧油の圧力（背圧）が増加する。この圧力が流路１０８を介してネガティブ流量制御信号圧として油圧ポンプ１１１に導入される。油圧ポンプ１１１は、大きな信号圧が導入されると作動油の吐出量が減少し、小さな信号圧が導入されると作動油の吐出量が増大するように制御される。

オペレータが操作レバー１８を操作することにより、パイロットポンプ１６からリモコン弁１７及び流路１０１を介してスプール１４の一端側に作用するパイロット圧が減少すると、スプール１４はその軸方向に沿って一端側に移動する。これにより、油圧ポンプ１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量は減少し、スプール弁１３から流路１０７を介してタンク１９へ向かう作動油の流量は増加する。したがって、絞り部１２２の背圧が増大し、油圧ポンプ１１１に大きな信号圧が導入されることにより、油圧ポンプ１１１から吐出される作動油の流量が減少する。このようなネガティブ流量制御により、油圧アクチュエータ１２における作動油の消費量が少ない場合に、油圧ポンプ１１１からの作動油の吐出量を減少させて、油圧アクチュエータ１２を駆動することなくタンク１９に排出される作動油を減少させることが可能になる。したがって、油圧回路１１０における消費エネルギーの削減を図ることができる。

ネガティブ流量制御機構では、油圧ポンプ１１１からの作動油の吐出量が増加すると絞り部１２２の背圧（ネガティブ流量制御信号圧）が上昇して油圧ポンプ１１１からの作動油の吐出量が減少し、油圧ポンプ１１１からの作動油の吐出量が減少すると絞り部１２２の背圧が下降して油圧ポンプ１１１からの作動油の吐出量が増加する。これにより、絞り部１２２の背圧が周期的に変動し、油圧ポンプ１１１が発振して作動油の吐出量が安定しないことがある。

この油圧ポンプ１１１の発振を抑制するためには、流路１０８の途中に絞り部を設けて、ネガティブ流量制御信号圧に応答遅れを生じさせることが考えられる。しかし、制御対象となる油圧ポンプ１１１が小型の油圧ポンプである場合、絞り部として極めて小さな断面寸法を有する孔を用いる必要がある。しかし、絞り部を構成する部品にそのような極めて小さな断面寸法を有する孔を穿つ加工を行うことは、技術的な困難を伴う。

本変形例に係る油圧回路１１０では、流路１０８の途中に、図３〜図５を参照して説明した流量制御弁２０が設けられている。ここで、第１流体圧要素Ｅ１は油圧ポンプ１１１であり、第２流体圧要素Ｅ２はスプール弁１１３である。

油圧ポンプ１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量が多く、タンク１９へ向かう作動油の流量が少ない場合、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力と第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力との差が小さく、弁体６０は中立位置に位置する（図３参照）。このとき、第１圧力室Ｃ１と第２圧力室Ｃ２とは、絞り部６３でのみ互いに連通している。

油圧ポンプ１１１から吐出され油圧アクチュエータ１２へ向かう作動油の流量が減少し、タンク１９へ向かう作動油の流量が増加すると、第２圧力室Ｃ２に絞り部１２２の背圧が作用し、第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力が上昇する。これにより、第２圧力室Ｃ２内の圧油の圧力が、第１圧力室Ｃ１内の圧油の圧力よりも大きくなる。この圧力差（差圧）による押付力及び第２押付部材８２の押付力により、弁体６０は、第１押付部材８１の押付力に抗して一側へ移動する（図５参照）。これにより、弁体６０の端部６９が開口部３６を大きく閉塞し、開口部３６の開口面積は小さくなる。すなわち、弁体６０の端部６９により部分的に閉塞された開口部３６は、絞り部６３に対する追加の絞り部として機能する。

本変形例によっても、上述の実施の形態と同様の効果を発揮することができる。とりわけ本変形例によれば、高い流量制御機能を発揮しつつも容易に製造することが可能な流量制御弁２０を、流路１０８内に配置する絞り部として利用することができる。すなわち、流路１０８内に、製造が困難な極めて小さな断面寸法を有する絞り部を設ける必要がない。

なお、本変形例のように、第１流体圧要素Ｅ１（油圧ポンプ１１１）から第２流体圧要素Ｅ２（スプール弁１１３）へ向けて、流体（作動油）を迅速に通流させる必要がない場合には、弁体６０の孔６５を省略してもよい。また、第２ケーシング３２の溝部４４を省略してもよい。さらに、第２押付部材８２を省略することも可能である。第２押付部材８２を省略した場合には、第１押付部材８１の押付力により、中立位置において、第２凹部４１の小径穴４１ａと大径穴４１ｂとを接続する段部に弁体６０のつば部７１が接していてもよい。

１０ 油圧回路
１１ 油圧ポンプ
１２ 油圧アクチュエータ
１３ スプール弁
１６ パイロットポンプ
１７ リモコン弁
１９ タンク
２０ 流量制御弁
３０ ケーシング
３１ 第１ケーシング
３２ 第２ケーシング
３５ 通路
３６ 開口部
３８ 弁保持穴
３９ 第１ケーシング座面
４２ 第２ケーシング座面
４４ 溝部
６０ 弁体
６１ 筒状部
６３ 絞り部
６５ 孔
６７ 中空部
６９ 端部
７１ つば部
７３ 第１弁体座面
７５ 第２弁体座面
８１ 第１押付部材
８２ 第２押付部材
９０ 外部部材
Ａ 中心軸線
Ｅ１ 第１流体圧要素
Ｅ２ 第２流体圧要素
Ｃ１ 第１圧力室
Ｃ２ 第２圧力室
Ｓ 内部空間

Claims (8)

1. 弁保持穴と、流体圧要素に通じる開口部と、を有するケーシングと、
   前記弁保持穴に移動可能に保持された弁体と、を備え、
   前記弁体の移動にともなって、前記弁体の前記弁保持穴内に位置する端部で前記開口部が部分的に閉塞される、流量制御弁。
2. 前記弁体を、前記開口部から離れる向きに押す第１押付部材をさらに有する、請求項１に記載の流量制御弁。
3. 前記弁体を、前記開口部へ向かう向きに押す第２押付部材をさらに有する、請求項２に記載の流量制御弁。
4. 前記弁体は、中空部と、前記中空部に通じる絞り部と、を有し、
   前記ケーシングの内部空間は、前記中空部を含む第１圧力室と、前記絞り部を介して前記中空部と通じる第２圧力室と、に区画され、
   前記弁体は、前記弁体が中立位置に対して前記開口部から離れる向きに移動したときに、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを通じさせる孔をさらに有する、請求項１〜３のいずれかに記載の流量制御弁。
5. 前記弁体は、前記第１押付部材による押付力を受ける第１弁体座面を含み、前記第１押付部材は、前記第１弁体座面と前記ケーシングとの間に介挿される、請求項２又は３に記載の流量制御弁。
6. 前記弁体は、前記第１押付部材による押付力を受ける第１弁体座面を含み、前記第１押付部材は、前記第１弁体座面と前記ケーシングとの間に介挿され、
   前記弁体は、前記第２押付部材による押付力を受ける第２弁体座面を含み、前記第２押付部材は、前記第２弁体座面と前記ケーシングとの間に介挿される、請求項３に記載の流量制御弁。
7. 前記ケーシングは、前記弁体が前記開口部から離れる向きに移動して前記ケーシングに接した際に前記ケーシングと前記弁体との間に隙間を形成する溝部を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の流量制御弁。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の流量制御弁を備える、作業機械。

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