JP2020148233A - 制御弁及び建設機械用油圧システム - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる制御弁及び建設機械用油圧システムを提供する。【解決手段】実施形態の油圧制御弁４は、センター通路６と、スプール１０と、バイパス通路１２とを備える。センター通路６は、第１油圧ポンプ３と第１タンク５とを連通する。スプール１０は、センター通路６の途中に設けられ、センター通路６を流れる流体の流量を調整可能である。バイパス通路１２は、スプール１０を挟んでセンター通路６の第１油圧ポンプ３側と第１タンク５側とを接続する。【選択図】図２

Description

本発明は、制御弁及び建設機械用油圧システムに関する。

例えば油圧ショベル等の建設機械は、バケットやブーム等を駆動させる建設機械用油圧システムを備えている。建設機械用油圧システムは、複数の制御弁を備えている。この種の制御弁は、バルブボディと、バルブボディ内に設けられたセンター通路、センター通路に連通されるスプール孔、及びスプール孔に連通されるシリンダ通路と、スプール孔内に移動可能に設けられたスプールとを備えている。センター通路は、一端がポンプから延びるポンプ通路に接続され、他端がタンクへと延びるタンク通路に接続されている。シリンダ通路は、バケットやブームを駆動させるアクチュエータに接続されている。スプールは、シリンダ孔の内周面と摺動する複数のランドを備えている。

ランドは、センター通路やシリンダ通路を開閉させ、ポンプから圧送された圧油の流れを切り替える機能を有している。つまり、スプールを中立位置としたとき、センター通路が開放されてポンプから圧送された圧油がそのままタンクに流れる場合がある。また、スプールの移動に伴うランドの位置によって、ポンプから圧送された圧油がアクチュエータに供給される場合がある。アクチュエータに供給される圧油の流量は、スプールの位置によって制御される。

ここで、ポンプから圧送された圧油は、制御弁を介してアクチュエータに供給されるので、制御弁を通過する際に圧力損失が生じる。この圧力損失は、アクチュエータの駆動効率に影響を及ぼす。このため、ポンプから圧送された圧油の圧力損失を低減させ、できる限りアクチュエータを効率よく駆動させる技術が提案されている。例えば、ポンプ通路とシリンダ通路との間にバイパス通路を設ける技術が提案されている。

特開２０１７−６７２８２号公報

ところで、建設機械用油圧システムによって複数のアクチュエータを駆動させる場合、オープンセンタ式の油圧回路を採用する場合がある。この種の油圧回路は、センター通路に複数の制御弁を連結している。そして、制御弁のスプールを中立状態としたときにセンター通路の下流側へと圧油が流れ、下流側の制御弁に圧油が供給される。

ここで、センター通路を流れる圧油は制御弁を通過する際に圧力損失が生じてしまう。このため、センター通路の下流側に位置する制御弁に接続されているアクチュエータの駆動効率が低下してしまう可能性があった。

本発明は、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる制御弁及び建設機械用油圧システムを提供する。

本発明の一態様に係る制御弁は、ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能な弁体と、前記弁体を挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部とを備えた。

このように構成することで、ポンプからタンクへと流れる流体の通路部として、センター通路部の他に、バイパス通路部の分を増加させることができる。このため、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる。

上記構成であって、前記バイパス通路部は、前記弁体を挟んで前記ポンプ側と前記タンク側との間に、異なる２つの通路部を有してもよい。

このように構成することで、バイパス通路部を通る流体がさらに２つの通路部を通って流れることになるので、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を確実に低減できる。

上記構成であって、スプール孔が設けられたバルブボディを備えてもよい。前記弁体は、前記スプール孔内に移動可能に設けられたスプールであってもよい。前記センター通路部は、前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記ポンプ側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第１連通口を有するポンプ側センター通路部と、前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記タンク側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第２連通口を有するタンク側センター通路部とを有してもよい。前記バイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第３連通口を有するポンプ側バイパス通路部と、前記タンク側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第４連通口を有するタンク側バイパス通路部とを有してもよい。前記第１連通口、前記第２連通口、前記第３連通口、及び前記第４連通口は、この順で前記スプールの移動方向に沿ってずれて配置されていてもよい。前記スプールは、中立状態で前記第２連通口、及び前記第３連通口に対応する位置に設けられたランドと、前記ランドにおける前記スプールの移動方向両端に設けられた流路溝とを有してもよい。２つの前記流路溝は、前記異なる２つの通路部でもよい。

このように構成することで、バルブボディ内に簡素な構造でバイパス通路部を設けることができる。また、バイパス通路部上に、異なる２つの通路部を設けることができる。このため、制御弁を安価で小型化しつつ、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる。

上記構成であって、前記バイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部及び前記タンク側センター通路部の少なくとも何れか一方と前記スプール孔とを連通する他のバイパス通路部を有してもよい。

このように構成することで、さらにバイパス通路部が増大される。このため、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失をさらに低減できる。

上記構成であって、前記他のバイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通する第５連通口を有する他のポンプ側バイパス通路部を有してもよい。前記スプールは、中立状態で前記第４連通口に設けられた他のランドと、前記他のランドにおける前記スプールの移動方向一端に設けられた他の流路溝とを有してもよい。

このように構成することで、バルブボディ内に簡素な構造でさらにバイパス通路部を増大できる。このため、制御弁を安価で小型化しつつ、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失をさらに低減できる。

上記構成であって、前記バイパス通路部の流路断面積は、前記センター通路部の流路断面積よりも小さくてもよい。

このように構成することで、バイパス通路部を設けるための占有スペースをできる限り省スペース化できる。このため、制御弁を小型化できる。

上記構成であって、前記バイパス通路部の途中に、前記バイパス通路部を流れる流体の流量を調整可能な他の弁体を備えてもよい。

このように構成することで、バイパス通路部を流れる流体の流量を制御できる。このため、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減しつつ、制御弁の制御を高精度に行うことができる。

本発明の他の態様に係る制御弁は、ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部に連通されるスプール孔が設けられたバルブボディと、前記スプール孔内に移動可能に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能なスプールと、前記スプールを挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部とを備える。前記センター通路部は、前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記ポンプ側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第１連通口を有するポンプ側センター通路部と、前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記タンク側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第２連通口を有するタンク側センター通路部とを有する。前記バイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第３連通口を有するポンプ側バイパス通路部と、前記タンク側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第４連通口を有するタンク側バイパス通路部とを有する。前記第１連通口、前記第２連通口、前記第３連通口、及び前記第４連通口は、この順で前記スプールの移動方向に沿ってずれて配置されている。前記スプールは、中立状態で前記第２連通口、及び前記第３連通口に対応する位置に設けられたランドと、前記ランドにおける前記スプールの移動方向両端に設けられた流路溝とを有する。

このように構成することで、ポンプからタンクへと流れる流体の通路部として、センター通路部の他に、バルブボディ内に簡素な構造でバイパス通路部を設けることができる。このため、制御弁を安価で小型化しつつ、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる。

本発明の他の態様に係る制御弁は、ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部に連通されるスプール孔が設けられたバルブボディと、前記スプール孔内に移動可能に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能なスプールと、前記スプールを挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部とを備える。前記センター通路部は、前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記ポンプ側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第１連通口を有するポンプ側センター通路部と、前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記タンク側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第２連通口を有するタンク側センター通路部とを有する。前記バイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第３連通口を有するポンプ側バイパス通路部と、前記タンク側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第４連通口を有するタンク側バイパス通路部と、前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通する第５連通口を有する他のポンプ側バイパス通路部とを有する。前記第１連通口、前記第２連通口、前記第３連通口、前記第４連通口、及び前記第５連通口は、この順で前記スプールの移動方向に沿ってずれて配置されている。前記スプールは、中立状態で前記第２連通口、及び前記第３連通口に対応する位置に設けられたランドと、中立状態で前記第４連通口に設けられた他のランドと、前記ランドにおける前記スプールの移動方向両端に設けられた流路溝と、前記他のランドにおける前記スプールの移動方向一端に設けられた他の流路溝とを有する。

このように構成することで、ポンプからタンクへと流れる流体の通路部として、センター通路部の他に、バルブボディ内に簡素な構造でバイパス通路部を設けることができる。このバイパス通路部に加えて、バルブボディ内に簡素な構造でさらにバイパス通路部を増大できる。このため、制御弁を安価で小型化しつつ、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を確実に低減できる。

本発明の他の態様に係る制御弁は、ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能な弁体と、前記弁体を挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部と、前記バイパス通路部の途中に設けられ、前記バイパス通路部を流れる流体の流量を調整可能な他の弁体とを備えた。

このように構成することで、ポンプからタンクへと流れる流体の通路部として、センター通路部の他に、バイパス通路部の分を増加させることができる。このため、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる。
また、バイパス通路部を流れる流体の流量を制御できる。このため、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減しつつ、制御弁の制御を高精度に行うことができる。

本発明の他の態様に係る建設機械用油圧システムは、上述の制御弁と、前記制御弁に接続される前記ポンプと、前記ポンプから前記制御弁を介して供給される圧油に基づいて駆動されるアクチュエータとを備えた。

このように構成することで、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減でき、アクチュエータの駆動効率を向上できる。

上記構成であって、前記センター通路部に連結された複数の前記制御弁を備えてもよい。複数の前記制御弁のうち、少なくとも最も前記ポンプに近い最上流に位置する前記制御弁は、前記バイパス通路部を有していてもよい。

このように構成することで、各制御弁に供給される流体の圧力損失を効率よく低減できる。

上述の制御弁及び建設機械用油圧システムは、ポンプからタンクへと流れる流体の圧力損失を低減できる。

本発明の実施形態における建設機械用油圧システムの概略構成図。 本発明の第１実施形態における油圧制御弁を模式的に表した断面図。 図２のＡ部拡大図。 本発明の第２実施形態における油圧制御弁を模式的に表した断面図。 本発明の第３実施形態における油圧制御弁を模式的に表した断面図。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、建設機械用油圧システム１の概略構成図である。
図１に示すように、建設機械用油圧システム１は、例えば油圧ショベル等の建設機械に搭載される。建設機械用油圧システム１は、複数の油圧アクチュエータ（請求項のアクチュエータに相当）２と、各油圧アクチュエータ２に所望の圧油を供給する第１油圧ポンプ（請求項のポンプに相当）３と、油圧アクチュエータ２と第１油圧ポンプ３との間に設けられる複数の油圧制御弁（請求項の制御弁に相当）４とを主構成としている。

複数の油圧アクチュエータ２としては、油圧シリンダ２ａや油圧モータ２ｂがある。油圧シリンダ２ａは、例えばアーム駆動用、バケット駆動用、ブーム駆動用として用いられる。油圧モータ２ｂは、例えばキャブ旋回用、走行用として用いられる。なお、油圧アクチュエータ２としては、これらに限られるものではない。
第１油圧ポンプ３としては、例えばポジティブコントロール制御方式の可変容量型油圧ポンプが用いられる。

油圧制御弁４は、各油圧アクチュエータ２への圧油の流量を調整する。複数の油圧制御弁４は、第１油圧ポンプ３と第１タンク（請求項のタンクに相当）５とを連通するセンター通路（タンデム通路）６、及びセンター通路６から分岐されたパラレル通路７を介して連結されている。パラレル通路７には、各油圧制御弁４に対応するようにチェック弁８が設けられている。チェック弁８は、各油圧制御弁４に供給された圧油の逆流を防止する。
以下、油圧制御弁４について詳しく説明する。なお、複数の油圧制御弁４は、同一構成であるので、以下の説明では、１つの油圧制御弁４についてのみ説明し、その他の油圧制御弁４についての説明を省略する。

図２は、油圧制御弁４を模式的に表した断面図である。
図２に示すように、本実施形態の油圧制御弁４は、複数の油路を備えたバルブボディ９と、バルブボディ９内に配置されたスプール（請求項の弁体に相当）１０と、スプール１０を移動させるスプール作動機構部１１とを備えている。
なお、センター通路６に複数の油圧制御弁４を連結する構成としては、１つのバルブボディ９に、複数のスプール１０を連結する構成としてもよいし、１つのスプール１０を備えたバルブボディ９を複数連結する構成としてもよい。以下では、１つのスプール１０を備えたバルブボディ９について説明する。しかしながら、１つのバルブボディ９に、複数のスプール１０を連結する構成であっても、以下の構成を採用することができる。

バルブボディ９には、センター通路６と、センター通路６から分岐されたバイパス通路１２と、第１シリンダポート１３及び第２シリンダポート１４と、第１圧油排出通路１５及び第２圧油排出通路１６と、これらセンター通路６、バイパス通路１２、第１シリンダポート１３、第２シリンダポート１４、第１圧油排出通路１５及び第２圧油排出通路１６に連通されるスプール孔１７とが設けられている。なお、図２では、スプール孔１７の中心軸をＯ１として一点鎖線で示している。

センター通路６は、バルブボディ９におけるスプール孔１７よりも第１油圧ポンプ３側に設けられたポンプ側センター通路１８と、バルブボディ９におけるスプール孔１７よりも第１タンク５側に設けられたタンク側センター通路１９とを備えている。各センター通路１８，１９の流路断面積は、ほぼ同一である。
ポンプ側センター通路１８は、スプール孔１７に連通される第１連通口２１を備えている。タンク側センター通路１９は、スプール孔１７に連通される第２連通口２２を備えている。

バイパス通路１２は、ポンプ側センター通路１８から分岐されたポンプ側バイパス通路２３と、タンク側センター通路１９から分岐されたタンク側バイパス通路２４とを備えている。各バイパス通路２３，２４の流路断面積は、各センター通路１８，１９の流路断面積よりも小さい。
ポンプ側バイパス通路２３は、スプール孔１７に連通される第３連通口２５を備えている。タンク側バイパス通路２４は、スプール孔１７に連通される第４連通口２６を備えている。各連通口２１，２２，２５，２６は、この順でスプール孔１７の中心軸Ｏ１に沿って第１方向（図２における左方向）Ｄ１にずれて配置されている。

第１シリンダポート１３及び第２シリンダポート１４は、センター通路６及びバイパス通路１２よりも中心軸Ｏ１方向の両側に配置されている。第１シリンダポート１３及び第２シリンダポート１４には、油圧アクチュエータ２が接続される。
第１圧油排出通路１５及び第２圧油排出通路１６は、第１シリンダポート１３及び第２シリンダポート１４よりも中心軸Ｏ１方向の両側に配置されている。第１圧油排出通路１５及び第２圧油排出通路１６は、バルブボディ９及び油圧アクチュエータ２内を循環した圧油を第１タンク５に排出するためのものである。

スプール孔１７における第１シリンダポート１３と第２シリンダポート１４との間の領域は、圧油が通過する中間通路２７となる。また、第１シリンダポート１３と中間通路２７との間には、第１油圧ポンプ３からの圧油が供給される第１供給ポート２８が設けられている。第２シリンダポート１４と中間通路２７との間には、第１油圧ポンプからの圧油が供給される第２供給ポート２９が設けられている。第１供給ポート２８及び第２供給ポート２９は、図示しないブリッジ状供給通路を介してセンター通路６に連通されている。

バルブボディ９内に配置されたスプール１０は、スプール孔１７内に収納されている。スプール１０は、スプール孔１７の断面形状に対応するように円柱状に形成されている。スプール１０の中心軸Ｏ２は、スプール孔１７の中心軸Ｏ１と一致している。スプール１０は、スプール孔１７内を中心軸Ｏ１に沿って第１方向Ｄ１及び第１方向Ｄ１とは反対側の第２方向Ｄ２（図２における右方向）に移動可能である。なお、以下の説明では、スプール１０の径方向を、単に径方向と称して説明する。

スプール１０には、複数のランド３１〜３６（第１中間ランド３１、第２中間ランド３２、第１ランド３３、第２ランド３４、第３ランド３５及び第４ランド３６）等が設けられている。各ランド３１〜３６は、ポンプ側センター通路１８、タンク側センター通路１９、ポンプ側バイパス通路２３、タンク側バイパス通路２４、中間通路２７、第１シリンダポート１３、第２シリンダポート１４、第１圧油排出通路１５、及び第２圧油排出通路１６を流れる圧油の流量及び方向を変更している。各ランド３１〜３６の外径は、スプール孔１７の内径よりも僅かに小さい。各ランド３１〜３６は、スプール１０が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動したときに、スプール孔１７内を摺動する。

第１中間ランド３１及び第２中間ランド３２は、油圧アクチュエータ２が駆動していない無負荷状態（以下、「スプール１０の中立状態」という）で、中間通路２７内の中央に設けられている。より具体的には、スプール１０の中立状態のとき、第１中間ランド３１は、第２連通口２２と径方向で対向する位置に設けられている。また、スプール１０の中立状態のとき、第２中間ランド３２は、第３連通口２５と径方向で対向する位置に設けられている。

各中間ランド３１，３２の中心軸Ｏ２方向両側には、３つの流路溝３７，３８，３９（第１流路溝３７、第２流路溝３８、第３流路溝３９）がスプール１０の全周に渡って設けられている。
ここで、油圧制御弁４は、スプール１０の中立状態で、中間通路２７が開放されてポンプ側センター通路１８とタンク側センター通路１９とが連通されるとともに、ポンプ側バイパス通路２３とタンク側バイパス通路２４とが連通される、いわゆるオープンセンタ方式が採用されている（詳細は後で述べる）。

第１ランド３３は、各中間ランド３１，３２よりも第２方向Ｄ２側で、かつ第１供給ポート２８に対応した位置に設けられている。スプール１０の中立状態では、第１ランド３３は、第１供給ポート２８と第１シリンダポート１３との間を閉塞している。
第２ランド３４は、各中間ランド３１，３２よりも第１方向Ｄ１側で、かつ第２供給ポート２９に対応した位置に設けられている。スプール１０の中立状態では、第２ランド３４は、第２供給ポート２９と第２シリンダポート１４との間を閉塞している。

第３ランド３５は、第１ランド３３よりも第２方向Ｄ２側で、かつ第１圧油排出通路１５に対応した位置に設けられている。スプール１０の中立状態では、第３ランド３５は、第１圧油排出通路１５と第１シリンダポート１３との間を閉塞している。
第４ランド３６は、第２ランド３４よりも第１方向Ｄ１側で、かつ第２圧油排出通路１６に対応した位置に設けられている。スプール１０の中立状態では、第４ランド３６は、第２圧油排出通路１６と第２シリンダポート１４との間を閉塞している。

第１ランド３３、第２ランド３４、第３ランド３５、及び第４ランド３６の外周面には、図示しない切欠き部が複数形成されている。この切欠き部は、圧油の通路となる。
このように構成されたスプール１０は、スプール作動機構部１１によって中心軸Ｏ１，Ｏ２に沿って移動する。

スプール作動機構部１１は、スプール１０の第１方向Ｄ１側に設けられている。スプール作動機構部１１は、パイロットスプールや圧力室（いずれも図示しない）を備えた作動機構部本体４１と、作動機構部本体４１に連結されている調節部４２と、調節部４２を介して作動機構部本体４１に連結されている第２油圧ポンプ４３とを備えている。
調節部４２は、作動機構部本体４１の圧力室の内圧を調節する。調節部４２は、操作レバー４４を備えている。操作レバー４４の操作に基づいて、第２油圧ポンプ４３から圧送される圧油の作動機構部本体４１への供給が制御される。作動機構部本体４１へ供給される圧油に基づいて、スプール１０が中心軸Ｏ１，Ｏ２に沿って移動される。作動機構部本体４１へ供給された圧油は、その後第２タンク４５に還流される。

次に、油圧制御弁４の圧油の流れについて説明する。
まず、図２、図３に基づいて、スプール１０の中立状態について説明する。
図３は、図２のＡ部拡大図である。
図２、図３に示すように、スプール１０の中立状態では、中間通路２７が開放されてポンプ側センター通路１８とタンク側センター通路１９とが連通されるとともに、ポンプ側バイパス通路２３とタンク側バイパス通路２４とが連通される。このとき、ポンプ側センター通路１８を流れる圧油は、ポンプ側センター通路１８を通って第１連通口２１と第１ランド３３との間に形成された隙間から第１流路溝３７に流れ込む（矢印Ｙ１参照）。第１流路溝３７に流れ込んだ圧油は、第２連通口２２と第１中間ランド３１との間に形成された隙間からタンク側センター通路１９に流れ込む（矢印Ｙ２参照）。

また、ポンプ側センター通路１８を流れる圧油は、ポンプ側バイパス通路２３に流れ込む（矢印Ｙ３参照）。ポンプ側バイパス通路２３に流れ込んだ圧油は、第３連通口２５と第２中間ランド３２の中心軸Ｏ１方向両端との間に形成された２つの隙間から第２流路溝３８、及び第３流路溝３９に流れ込む（矢印Ｙ４，Ｙ５参照）。第２流路溝３８に流れ込んだ圧油は、第２連通口２２と第１中間ランド３１との間に形成された隙間からタンク側センター通路１９に流れ込む（矢印Ｙ６参照）。第３流路溝３９に流れ込んだ圧油は、第４連通口２６と第２ランド３４との間に形成された隙間からタンク側バイパス通路２４に流れ込む（矢印Ｙ７参照）。タンク側センター通路１９に流れた圧油と、タンク側バイパス通路２４に流れた圧油とは、その後合流し、第１タンク５に還流される。

なお、上記の隙間はいずれもスプール孔１７、及びスプール１０の全周に渡って形成されている。このため、これら隙間からスプール孔１７、タンク側センター通路１９、及びタンク側バイパス通路２４に圧油が流れ込む際の圧油の圧力損失は小さい。
また、第１タンク５への還流は、センター通路６を介して第１タンク５に還流されることを意味している。つまり、複数の油圧制御弁４を有する建設機械用油圧システム１（図１参照）では、下流側に位置する油圧制御弁４のポンプ側センター通路１８に圧油が流れていくということである。

次に、スプール１０を中立状態から移動させた場合について説明する。
まず、操作レバー４４の操作に基づいて、スプール孔１７内を、第１方向Ｄ１に向かってスプール１０を移動させた場合について説明する。
スプール１０を第１方向Ｄ１に向かって移動させたとき、第１ランド３３の切欠き部を介し、第１供給ポート２８、及び第１シリンダポート１３が連通される。また、このとき、第４ランド３６の切欠き部を介し、第２シリンダポート１４、及び第２圧油排出通路１６が連通される。さらに、各中間ランド３１，３２によって、中間通路２７、タンク側センター通路１９、及びタンク側バイパス通路２４が閉塞される。

すると、ポンプ側センター通路１８に流れ込んだ圧油は、第１供給ポート２８、第１ランド３３の切欠き部、及び第１シリンダポート１３を介して油圧アクチュエータ２に供給される。これにより、油圧アクチュエータ２が駆動される。このとき、油圧アクチュエータ２から排出された作動油は、第２シリンダポート１４、第４ランド３６の切欠き部、及び第２圧油排出通路１６を介して第１タンク５に還流される。

次に、操作レバー４４の操作に基づいて、スプール孔１７内を、第２方向Ｄ２に向かってスプール１０を移動させた場合について説明する。
スプール１０を第２方向Ｄ２に向かって移動させたとき、第２ランド３４の切欠き部を介し、第２供給ポート２９、及び第２シリンダポート１４が連通される。また、このとき、第３ランド３５の切欠き部を介し、第１シリンダポート１３及び第１圧油排出通路１５が連通される。さらに、各中間ランド３１，３２によって、中間通路２７、タンク側センター通路１９、及びタンク側バイパス通路２４が閉塞される。

すると、ポンプ側バイパス通路２３に流れ込んだ圧油は、第２供給ポート２９、第２ランド３４の切欠き部、及び第２シリンダポート１４を介し、油圧アクチュエータ２に供給される。これにより、油圧アクチュエータ２が駆動される。このとき、油圧アクチュエータ２から排出された作動油は、第１シリンダポート１３、第３ランド３５の切欠き部、及び第１圧油排出通路１５を介して第１タンク５に還流される。

このように、上述の油圧制御弁４は、センター通路６の途中、つまり、ポンプ側センター通路１８とタンク側センター通路１９との間に設けられたスプール１０と、スプール１０を挟んでセンター通路６の第１油圧ポンプ３側（ポンプ側センター通路１８）と第１タンク５側（タンク側センター通路１９）とを接続するバイパス通路１２（ポンプ側バイパス通路２３、タンク側バイパス通路２４）とを備えている。このため、第１油圧ポンプ３から第１タンク５へと流れる圧油の通路として、センター通路６を流れる１つの通路Ｔ１（図３の矢印Ｙ１から矢印Ｙ２へと流れる圧油の通路Ｔ１）の他に、バイパス通路１２を流れる２つの通路Ｔ２，Ｔ３（図３の矢印Ｙ４から矢印Ｙ６へと流れる圧油の通路Ｔ２、及び図３の矢印Ｙ５から矢印Ｙ７へと流れる圧油の通路Ｔ３）分を増加させることができる。このため、第１油圧ポンプ３から第１タンク５へと流れる圧油の圧力損失を低減できる。

また、バイパス通路１２を設けるにあたり、バルブボディ９に、ポンプ側バイパス通路２３とタンク側バイパス通路２４とを設けている。そして、各バイパス通路２３，２４のスプール孔１７に連通する第３連通口２５及び第４連通口２６の他に、各センター通路１８，１９のスプール孔１７に連通する第１連通口２１及び第２連通口２２を、中心軸Ｏ１，Ｏ２に沿って第１連通口２１、第２連通口２２、第３連通口２５、第４連通口２６の順にずらして配置している。さらに、スプール１０の中立状態で、第２連通口２２に対応する位置（径方向で対向する位置）に第１中間ランド３１を設けているとともに、第３連通口２５に対応する位置（径方向で対向する位置）に第２中間ランド３２を設けている。各中間ランド３１，３２の中心軸Ｏ１，Ｏ２方向両端には、流路溝３７，３８，３９を設けている。このように構成しているので、バルブボディ９内に簡素な構造でバイパス通路１２を設けることができるとともに、異なる２つの圧油の通路Ｔ２，Ｔ３（図３参照）を設けることができる。このため、油圧制御弁４を安価で小型化しつつ、第１油圧ポンプ３から第１タンク５へと流れる圧油の圧力損失を低減できる。

また、各バイパス通路２３，２４の流路断面積は、各センター通路１８，１９の流路断面積よりも小さい。このため、各バイパス通路２３，２４を設けるための占有スペースをできる限り省スペース化できる。このため、油圧制御弁４を小型化できる。

なお、上述の第１実施形態では、バルブボディ９に設けられているセンター通路６及びバイパス通路１２を、第１油圧ポンプ３側に設けられているポンプ側センター通路１８及びポンプ側バイパス通路２３とし、第１タンク５側に設けられているタンク側センター通路１９及びタンク側バイパス通路２４とした場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、バルブボディ９の第１タンク５側にポンプ側センター通路１８及びポンプ側バイパス通路２３を設け、バルブボディ９の第１油圧ポンプ３側にタンク側センター通路１９及びタンク側バイパス通路２４を設けてもよい。

（第２実施形態）
次に、図４に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
図４は、第２実施形態における油圧制御弁２０４を模式的に表した断面図である。図４は、前述の図３に対応している。
図４に示すように、第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態ではポンプ側バイパス通路２３が１つであるのに対し、第２実施形態ではポンプ側バイパス通路２３がさらに分岐され、２つのポンプ側バイパス通路２２３Ａ，２２３Ｂ（第１ポンプ側バイパス通路２２３Ａ、第２ポンプ側バイパス通路２２３Ｂ）を備えている点である。

第１ポンプ側バイパス通路２２３Ａは、第１実施形態におけるポンプ側バイパス通路２３に相当する。すなわち、第１ポンプ側バイパス通路２２３Ａは、スプール孔１７に連通される第３連通口２５を備えている。
第２ポンプ側バイパス通路（請求項の他のバイパス通路、他のポンプ側バイパス通路に相当）２２３Ｂは、スプール孔１７に連通される第５連通口５１を備えている。第５連通口５１は、第３連通口２５よりも第１方向Ｄ１にずれて配置されている。

スプール２１０には、このスプール２１０の中立状態で中間通路２７内の中央に設けられる第１中間ランド３１及び第２中間ランド３２の他に、第３中間ランド（請求項の他のランドに相当）５２が設けられている。第３中間ランド５２は、スプール２１０の中立状態のとき、第４連通口２６と径方向で対向する位置に設けられている。第３中間ランド５２の第１方向Ｄ１側には、第４流路溝（請求項の他の流路溝に相当）５３がスプール２１０の全周に渡って設けられている。第２ポンプ側バイパス通路２２３Ｂ、第３中間ランド５２、及び第４流路溝５３を設ける分、第２シリンダポート１４、第２圧油排出通路１６、第３ランド３５等は、前述の第１実施形態よりも第１方向Ｄ１にずれる。

次に、スプール２１０の中立状態での各ポンプ側バイパス通路２２３Ａ，２２３Ｂを通過する圧油の流れを説明する。
第１ポンプ側バイパス通路２２３Ａに流れ込んだ圧油の流れは、前述の第１実施形態におけるポンプ側バイパス通路２３に流れ込んだ圧油の流れと同様である。すなわち、圧油は、第３連通口２５と第２中間ランド３２の中心軸Ｏ１方向両端との間に形成された２つの隙間から第２流路溝３８、及び第３流路溝３９に流れ込む（矢印Ｙ４，Ｙ５参照）。第２流路溝３８に流れ込んだ圧油は、第２連通口２２と第１中間ランド３１との間に形成された隙間からタンク側センター通路１９に流れ込む（矢印Ｙ６参照）。第３流路溝３９に流れ込んだ圧油は、第４連通口２６と第２中間ランド３２との間に形成された隙間からタンク側バイパス通路２４に流れ込む（矢印Ｙ７参照）。

一方、第２ポンプ側バイパス通路２２３Ｂに流れ込んだ圧油は、第５連通口５１と第３中間ランド５２との間に形成された隙間から第４流路溝５３に流れ込む（矢印Ｙ８参照）。第４流路溝５３に流れ込んだ圧油は、第４連通口２６と第３中間ランド５２との間に形成された隙間からタンク側バイパス通路２４に流れ込む（矢印Ｙ９参照）。タンク側センター通路１９に流れた圧油と、タンク側バイパス通路２４に流れた圧油とは、その後合流し、第１タンク５（図４では図示しない）に還流される。

したがって、第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、２つのポンプ側バイパス通路２２３Ａ，２２３Ｂを備えているので、圧油の通路Ｔ４（図４の矢印Ｙ８から矢印Ｙ９へと流れる圧油の通路Ｔ４）分を増加できる。このため、第１油圧ポンプ３から第１タンク５へと流れる圧油の圧力損失をさらに低減できる。
また、バイパス通路を増設するにあたり、バルブボディ２０９に、第１ポンプ側バイパス通路２２３Ａに加えて第２ポンプ側バイパス通路２２３Ｂを設けている。さらに、スプール２１０に第３中間ランド５２、及び第４流路溝５３を追加で設けている。このように、バルブボディ２０９に簡素な構造でバイパス通路を増設できる。

なお、上述の第２実施形態では、第１実施形態のポンプ側バイパス通路２３を２つのポンプ側バイパス通路２２３Ａ，２２３Ｂとした場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、第１実施形態のタンク側バイパス通路２４を２つのバイパス通路に分岐させてもよい。また、第１実施形態のポンプ側バイパス通路２３とタンク側バイパス通路２４の両方の通路２３，２４を分岐させてもよい。さらに、分岐数は２つに限られるものではなく、第１実施形態の各通路２３，２４を３つ以上に分岐してもよい。そして、この分岐数に応じてスプール２１０の中間ランドの個数を変更すればよい。

（第３実施形態）
次に、図５に基づいて、本発明の第３実施形態を説明する。
図５は、第３実施形態における油圧制御弁３０４を模式的に表した断面図である。図５は、前述の図３に対応している。
図５に示すように、第３実施形態では、バイパス通路１２の途中に油圧制御弁３０４とは別の補助制御弁６０を設けた。この点、前述の第１実施形態と相違する点である。

より詳しくは、バイパス通路１２は、ポンプ側センター通路１８及びタンク側センター通路１９から分岐されたポンプ側バイパス通路３２３及びタンク側バイパス通路３２４を備えている。各バイパス通路３２３，３２４は、バルブボディ９のスプール孔１７に連通されておらず、補助制御弁６０に接続されている。このため、油圧制御弁３０４のスプール３１０は、１つの中間ランド６９のみ備えている。

補助制御弁６０は、バルブボディ６１と、バルブボディ６１内に配置されたスプール（請求項の他の弁体に相当）６２とを備えている。なお、補助制御弁６０のバルブボディ６１は、油圧制御弁３０４のバルブボディ３０９と一体としてもよい。つまり、油圧制御弁３０４のバルブボディ３０９の一部を、補助制御弁６０のバルブボディ６１としてもよい。

バルブボディ６１には、ポンプ側バイパス通路３２３及びタンク側バイパス通路３２４と、これらバイパス通路３２３，３２４に連通されるスプール孔６３とが設けられている。
ポンプ側バイパス通路３２３は、スプール孔６３に連通される第１補助連通口６４を備えている。タンク側バイパス通路３２４は、スプール孔６３に連通される第２補助連通口６５を備えている。各補助連通口６４，６５は、スプール孔６３の中心軸Ｏ３に沿ってずれて配置されている。

スプール６２は、スプール孔１７内に心軸Ｏ３に沿って移動自在に収納されている。スプール６２は、図示しないスプール作動機構部の操作に基づいて移動する。
スプール６２は、２つのランド６６，６７と、これらランド６６，６７の間に設けられた流路溝６８とを備えている。スプール６２の中立状態では、流路溝６８及びスプール孔６３を介してポンプ側バイパス通路３２３とタンク側バイパス通路３２４とが連通されている。スプール６２が中立状態から移動した場合、各ランド６６，６７によって第１補助連通口６４や第２補助連通口６５が閉塞される。

したがって、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第３実施形態によれば、バイパス通路１２の途中に補助制御弁６０を設けているので、バイパス通路１２を流れる圧油の流量を制御できる。このため、油圧制御弁３０４の制御を高精度に行うことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、油圧制御弁４，２０４，３０４は、第１油圧ポンプ３と第１タンク５とを連通するセンター通路６の途中に設けられている場合について説明した。また、油圧制御弁４は、各油圧アクチュエータ２への圧油の流量を調整するものである場合について説明した。しかしながら、各実施形態で述べたバイパス通路１２の構成は、油以外のさまざまな流体の流量を調整する制御弁に採用可能である。

また、上述の実施形態では、センター通路６に複数の油圧制御弁４，２０４，３０４が連結されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、センター通路６に１つのみ油圧制御弁４，２０４，３０４を設けてもよい。
また、複数の油圧制御弁４，２０４，３０４の全てにバイパス通路１２を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくとも最も第１油圧ポンプ３に近い最上流に位置する油圧制御弁４，２０４，３０４に、バイパス通路１２を設けてあればよい。このように構成することで、各油圧制御弁４，２０４，３０４に供給される圧油の圧力損失を効率よく低減できる。

１…建設機械用油圧システム、２…油圧アクチュエータ（アクチュエータ）、３…第１油圧ポンプ（ポンプ）、４，２０４，３０４…油圧制御弁（制御弁）、５…第１タンク（タンク）、６…センター通路、９，２０９，３０９…バルブボディ、１０，２１０，３１０…スプール（弁体）、１２…バイパス通路、１７…スプール孔、１８…ポンプ側センター通路、１９…タンク側センター通路、２１…第１連通口、２２…第２連通口、２３，２２３…ポンプ側バイパス通路、２２３Ａ…第１ポンプ側バイパス通路、２２３Ｂ…第２ポンプ側バイパス通路（他のバイパス通路）、２４，３２４…タンク側バイパス通路、２５…第３連通口、２６…第４連通口、３１…第１中間ランド（ランド）、３２…第２中間ランド（ランド）、３７…第１流路溝、３８…第２流路溝（流路溝、通路）、３９…第３流路溝（流路溝、通路）、５１…第５連通口、５２…第３中間ランド（他のランド）、５３…第４流路溝（他の流路溝）、６０…補助制御弁、６２…スプール（他の弁体）、Ｔ１、Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…通路

Claims (12)

1. ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、
   前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能な弁体と、
   前記弁体を挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部と
   を備えた制御弁。
2. 前記バイパス通路部は、前記弁体を挟んで前記ポンプ側と前記タンク側との間に、異なる２つの通路部を有する
   請求項１に記載の制御弁。
3. スプール孔が設けられたバルブボディを備え、
   前記弁体は、前記スプール孔内に移動可能に設けられたスプールであり、
   前記センター通路部は、
   前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記ポンプ側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第１連通口を有するポンプ側センター通路部と、
   前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記タンク側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第２連通口を有するタンク側センター通路部とを有し、
   前記バイパス通路部は、
   前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第３連通口を有するポンプ側バイパス通路部と、
   前記タンク側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第４連通口を有するタンク側バイパス通路部とを有し、
   前記第１連通口、前記第２連通口、前記第３連通口、及び前記第４連通口は、この順で前記スプールの移動方向に沿ってずれて配置されており、
   前記スプールは、
   中立状態で前記第２連通口、及び前記第３連通口に対応する位置に設けられたランドと、
   前記ランドにおける前記スプールの移動方向両端に設けられた流路溝とを有し、
   ２つの前記流路溝は、前記異なる２つの通路部である
   請求項２に記載の制御弁。
4. 前記バイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部及び前記タンク側センター通路部の少なくとも何れか一方と前記スプール孔とを連通する他のバイパス通路部を有する
   請求項３に記載の制御弁。
5. 前記他のバイパス通路部は、前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通する第５連通口を有する他のポンプ側バイパス通路部を有し、
   前記スプールは、
   中立状態で前記第４連通口に設けられた他のランドと、
   前記他のランドにおける前記スプールの移動方向一端に設けられた他の流路溝とを有する
   請求項４に記載の制御弁。
6. 前記バイパス通路部の流路断面積は、前記センター通路部の流路断面積よりも小さい
   請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の制御弁。
7. 前記バイパス通路部の途中に、前記バイパス通路部を流れる流体の流量を調整可能な他の弁体を備えた
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の制御弁。
8. ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、
   前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部に連通されるスプール孔が設けられたバルブボディと、
   前記スプール孔内に移動可能に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能なスプールと、
   前記スプールを挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部と
   を備え、
   前記センター通路部は、
   前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記ポンプ側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第１連通口を有するポンプ側センター通路部と、
   前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記タンク側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第２連通口を有するタンク側センター通路部とを有し、
   前記バイパス通路部は、
   前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第３連通口を有するポンプ側バイパス通路部と、
   前記タンク側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第４連通口を有するタンク側バイパス通路部とを有し、
   前記第１連通口、前記第２連通口、前記第３連通口、及び前記第４連通口は、この順で前記スプールの移動方向に沿ってずれて配置されており、
   前記スプールは、
   中立状態で前記第２連通口、及び前記第３連通口に対応する位置に設けられたランドと、
   前記ランドにおける前記スプールの移動方向両端に設けられた流路溝とを有する
   制御弁。
9. ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、
   前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部に連通されるスプール孔が設けられたバルブボディと、
   前記スプール孔内に移動可能に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能なスプールと、
   前記スプールを挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部と
   を備え、
   前記センター通路部は、
   前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記ポンプ側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第１連通口を有するポンプ側センター通路部と、
   前記バルブボディの前記スプール孔よりも前記タンク側に設けられるとともに前記スプール孔に連通される第２連通口を有するタンク側センター通路部とを有し、
   前記バイパス通路部は、
   前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第３連通口を有するポンプ側バイパス通路部と、
   前記タンク側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通される第４連通口を有するタンク側バイパス通路部と、
   前記ポンプ側センター通路部の途中から分岐されて前記スプール孔に連通する第５連通口を有する他のポンプ側バイパス通路部とを有し、
   前記第１連通口、前記第２連通口、前記第３連通口、前記第４連通口、及び前記第５連通口は、この順で前記スプールの移動方向に沿ってずれて配置されており、
   前記スプールは、
   中立状態で前記第２連通口、及び前記第３連通口に対応する位置に設けられたランドと、
   中立状態で前記第４連通口に設けられた他のランドと、
   前記ランドにおける前記スプールの移動方向両端に設けられた流路溝と、
   前記他のランドにおける前記スプールの移動方向一端に設けられた他の流路溝とを有する
   制御弁。
10. ポンプとタンクとを連通するセンター通路部と、
    前記センター通路部の途中に設けられ、前記センター通路部を流れる流体の流量を調整可能な弁体と、
    前記弁体を挟んで前記センター通路部の前記ポンプ側と前記タンク側とを接続するバイパス通路部と、
    前記バイパス通路部の途中に設けられ、前記バイパス通路部を流れる流体の流量を調整可能な他の弁体と
    を備えた制御弁。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の制御弁と、
    前記制御弁に接続される前記ポンプと、
    前記ポンプから前記制御弁を介して供給される圧油に基づいて駆動されるアクチュエータとを備えた
    建設機械用油圧システム。
12. 前記センター通路部に連結された複数の前記制御弁を備え、
    複数の前記制御弁のうち、少なくとも最も前記ポンプに近い最上流に位置する前記制御弁は、前記バイパス通路部を有する
    請求項１１に記載の建設機械用油圧システム。

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