JP4769630B2 - バルブユニットとそのバルブユニットを使用した油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、バルブユニットに関する。特に、バルブハウジング内で移動するバルブ体の位置を切換えることよって、油が流れる方向を変更したり、油が流れることを禁止したり、油が流れることを許容したりするバルブユニットに関する。また、そのバルブユニットを利用して、ピストンロッドを進退させたり、ピストンロッドの進退を拘束したり、ピストンロッドの進退を自由とする油圧回路にも関する。

シリンダー内にスライド可能に収容されているピストンで区画されている一方のシリンダー室にポンプから吐出された圧力油を送り込み、他方のシリンダー室から油を排出することによって、そのピストンに接続されているピストンロッドを進退させる油圧回路が知られている。その油圧回路では、ポンプから吐出された圧力油を送り込むシリンダー室を切換えるのに連動して油を排出するシリンダー室を切換えることによって、ピストンロッドを前進させたり後進させたりする。また、ピストンの両側に位置しているシリンダー室に油が出入りできない状態を実現することによって、ピストンロッドの進退を拘束する。あるいは、ピストンの片側に位置しているシリンダー室から排出された油が、ピストンの反対側に位置しているシリンダー室に流入する状態を実現することによって、ピストンロッドが自由に進退する状態を実現する。

第１シリンダー室に接続されている流路を第１流路といい、第２シリンダー室に接続されている流路を第２流路といい、タンクに接続されている流路をタンク流路といい、ポンプに接続されている流路をポンプ流路ということにすると、前記の油圧回路は、下記の４つの状態の間で切換え可能なものでなければならない。
（１）ポンプ流路と第１流路を接続するとともに、第２流路とタンク流路を接続する第１状態。
（２）ポンプ流路と第２流路を接続するとともに、第１流路とタンク流路を接続する第２状態。
（３）ポンプ流路とタンク流路と第１流路と第２流路の全てを閉じる第３状態。
（４）ポンプ流路とタンク流路を閉じ、第１流路と第２流路を接続する第４状態。
上記の４つの状態を切換えるために、従来のバルブユニットでは、２つのバルブ機構を用意し、２つのバルブ機構の組み合わせによって、４つの状態を切換えていた。

図７に、従来の油圧回路１００を示す。油圧回路１００は、ポンプ１２と、タンク３８と、第１バルブ機構２４と、第２バルブ機構２６と、パイロットバルブ１４と、アクチュエーター４０を備えている。なお、図７では、上記の構成部材を支持するための部材は、図示を省略している。
ポンプ１２とタンク３８の間は、流路３９によって接続されており、ポンプ１２はタンク３８に貯蔵されている油を吸引して加圧し、加圧された油をポンプ流路１６０に送り出す。
タンク３８には、タンク流路３７が接続されており、タンク流路３７を流れる油がタンク３８に貯蔵される。
アクチュエーター４０は、シリンダー２８と、ピストン３４と、ピストンから片方に伸びているピストンロッド３６を有している。シリンダー２８の内部は、ピストン３４によって第１シリンダー室３０ａと第２シリンダー室３０ｂに分けられている。第１シリンダー室３０ａには、第１流路５２が接続されており、第２シリンダー室３０ｂには、第２流路６６が接続されている。
第２バルブ機構２６は、バルブ部８６とバルブ部８８とバルブ部９０を有している。第２バルブ機構２６の端部には、電磁機構８４が接続されている。電磁機構８４に流す電流を変化させることにより、第２バルブ機構２６が有する３つのバルブ部８６，８８，９０のいずれかを有効とすることができる。バルブ部９０を有効とすると、ポンプ流路１６０と第１流路５２を接続するとともに、第２流路６６とタンク流路３７を接続する第１状態が実現できる。バルブ部８６を有効とすると、ポンプ流路１６０と第２流路６６を接続するとともに、第１流路５２とタンク流路３７を接続する第２状態が実現できる。バルブ部８８を有効とすると、ポンプ流路１６０を閉じ、第１流路５２を閉じ、第２流路６６を閉じ、タンク流路３７を閉じる。
パイロットバルブ１４は、バルブ部１６とバルブ部１８を有している。パイロットバルブ１４の端部には、電磁機構１５が接続されており、他方の端部には、ばね２０が接続されている。電磁機構１５に所定値の電流を流すと、バルブ部１６が有効となり、電磁機構１５に電流を流さないと、バルブ部１８が有効となる。バルブ部１６が有効とされると、ポンプ１２から送り出された加圧油が第１バルブ機構２４に導かれる。バルブ部１８が有効とされると、第１バルブ機構２４から加圧油が排出される。
第１バルブ機構２４は、バルブ部８０とバルブ部８２を有している。第１バルブ機構２４の一方の端部には、ポンプ１２から送り出された圧力油によって、バルブ部８０を有効とする油圧装置７８が接続されている。第１バルブ機構２４の他方の端部には、ばね２７が接続されている。油圧装置７８に圧力油が導かれると、第１バルブ機構２４のバルブ部８０が有効とされ、油圧装置７８から圧力油が排出されると、第１バルブ機構２４のバルブ８２が有効とされる。バルブ８０が有効とされると、ポンプ流路１６０と第１流路５２を接続するとともに第２流路６６とタンク流路３７を接続する第１状態と、ポンプ流路１６０と第２流路６６を接続するとともに第１流路５２とタンク流路３７を接続する第２状態と、ポンプ流路１６０とタンク流路３７と第１流路５２と第２流路６６の全部を閉じる第３状態のいずれかを維持することができる。バルブ８２が有効とされると、ポンプ流路１６０とタンク流路３７を閉じ、第１流路５２と第２流路６６を連通させる。

油圧回路１００は、第１バルブ機構２４と、第２バルブ機構２６の組み合わせによって下記の４つ状態を切換える。
（１）ピストンロッド３６を前進（図中の矢印Ａ方向）させる状態。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオンし、パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とする。パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とすると、第１バルブ機構２４の油圧装置７８がオンし、第１バルブ機構２４のバルブ部８０が有効とされる。次に、第２バルブ機構２６の電磁機構８４の電流を変化させて、第２バルブ機構２６のバルブ部９０を有効とする。パイロットバルブ１４をオンして第２バルブ機構２６のバルブ部９０を有効とする場合は、どちらかが先に切換えられてもよいし、同時でもかまわない。すると、ポンプ流路１６０が、流路９２を介して、第１流路５２と接続する。第２流路６６が、流路９４を介して、タンク流路３７と接続する。ポンプ１２から吐出した圧力油が、第１シリンダー室３０ａに供給され、第２シリンダー室３０ｂから排出された油が、タンク３８に排出される流路が完成する。ピストンロッド３６を前進させることができる。
（２）ピストンロッド３６を後退（図中の矢印Ｂ方向）させる状態。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオンし、パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とする。すると、第１バルブ機構２４のバルブ部８０が有効とされる。次に、第２バルブ機構２６の電磁機構８４の電流を変化させて、第２バルブ機構２６のバルブ部８６を有効とする。パイロットバルブ１４をオンして第２バルブ機構２６のバルブ部８６を有効とする場合は、どちらかが先に切換えられてもよいし、同時でもかまわない。すると、ポンプ流路１６０が、流路９４を介して、第２流路６６と接続する。第１流路５２が、流路９２を介して、タンク流路３７と接続する。ポンプ１２から吐出した圧力油が、第２シリンダー室３０ｂに供給され、第１シリンダー室３０ａから排出された油が、タンク３８に排出される流路が完成する。ピストンロッド３６を後退させることができる。
（３）ピストンロッド３６の進退を（図中の矢印Ａ，Ｂのどちらの方向にも動かない）拘束する状態。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオンし、パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とする。すると、第１バルブ機構２４のバルブ部８０が有効とされる。次に、第２バルブ機構２６の電磁機構８４の電流を変化させて、第２バルブ機構２６のバルブ部８８を有効とする。パイロットバルブ１４をオンして第２バルブ機構２６のバルブ部８８を有効とする場合は、どちらかが先に切換えられてもよいし、同時でもかまわない。すると、ポンプ流路１６０が閉じられ、タンク流路３７も閉じられる。さらに、第１流路５２が閉じられ、第２流路６６も閉じられる。第１シリンダー室３０ａの油は移動できず、第２シリンダー室３０ｂの油も移動できない状態が実現される。ピストンロッド３６のスライドを拘束する状態が得られる。ピストンロッド３６を固定させることができる。
（４）ピストンロッド３６の進退を自由（図中の矢印Ａ，Ｂのどちらの方向にも自由に動くことができる）にする状態。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオフし、パイロットバルブ１４のバルブ部１８を有効とする。すると、第１バルブ機構２４の油圧装置７８がオフし、バルブ部８２が有効とされる。このとき、油圧装置７８に圧力を加えていた油は、タンク流路３７を介して、タンク３８に排出される。第２バルブ機構２６は、バルブ部８６が選択されていてもよいし、バルブ部８８が選択されていてもよいし、バルブ部９０が選択されていてもよい。第１流路５２と第２流路６６が連通することにより、第１シリンダー室３０ａ内の油と第２シリンダー室３０ｂ内の油が、自由に移動できる流路が完成する。ピストンロッド３６を自由にさせることができる。

従来の油圧回路１００では、２つのバルブ機構２４，２６を別々に用意しなくてはならない。また、第１バルブ機構２４と第２バルブ機構２６を接続するための流路９２，９４をも必要とする。こうしたことから、２つのバルブ機構２４，２６を組み込んだバルブユニットが大型で重くなる。
この種のバルブユニットは航空機に搭載されることがある。航空機に搭載する場合、高い安全性を確保するために、油圧回路を２重、３重に用意する。航空機１台あたりのバルブユニットの使用個数は多く、個々のバルブユニットを小型で軽量化したいという強い要望が存在する。
本発明では、小型で軽量なバルブユニットを実現する。

本発明では、これまで別々に用意されていた２つのバルブ機構を、１つにまとめてユニット化する。従来は、２つのバルブ機構を組み合わせることによって実現していた流路接続状態の切換えを、ユニット化された１つのバルブ機構で実現する。コンパクトで軽量なバルブユニットが実現される。
本発明のバルブユニットは、バルブハウジングと、第１バルブ体と、第２バルブ体を有している。
バルブハウジングは、第１バルブ体をスライド可能に収容する第１スペースを内部に有している。バルブハウジングの表面には、ポンプに接続するポンプポートと、タンクに接続するタンクポートと、第１流路に接続する第１ポートと、第２流路に接続する第２ポートが形成されている。バルブハウジングの壁には、第１スペースと上記のポートの各々をつなぐ流路群が形成されている。
第１バルブ体は、第１スペース内にスライド可能に形成されている。第１バルブ体は、第２バルブ体をスライド可能に収容する第２スペースを内部に有する筒状である。第１バルブ体の表面には、バルブハウジングの第１スペースに臨む開口群、すなわち；
・ポンプポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口と、
・タンクポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口と、
・第１ポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口と、
・第２ポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口を開閉する複数の溝が形成されている。第１バルブ体の壁には、第２スペースと上記の溝の各々をつなぐ流路群が形成されている。
第２バルブ体は、第２スペース内にスライド可能に収容されている。第２バルブ体には、第１バルブ体の第２スペースに臨む開口群、すなわち、第１バルブ体の壁に形成されている流路群の第２スペース側の開口を開閉する複数の流路が形成されている。
本発明のバルブユニットでは、バルブハウジングに形成されている第１スペース内に第１バルブ体をスライド可能に収容し、第１バルブ体の内部に形成されている第２スペース内に第２バルブ体をスライド可能に収容する。２重に配置されている２つのバルブ体を利用するために、小型で軽量なバルブユニットを実現することができる。
本発明のバルブユニットは、バルブハウジングに対する第１バルブ体のスライド位置と、第１バルブ体に対する第２バルブ体のスライド位置の組み合わせによって；
・ポンプポートと第１ポートを接続するとともに、第２ポートとタンクポートを接続する第１状態と、
・ポンプポートと第２ポートを接続するとともに、第１ポートとタンクポートを接続する第２状態と、
・ポンプポートとタンクポートと第１ポートと第２ポートの全部を閉じる第３状態と、
・ポンプポートとタンクポートを閉じるとともに、第１ポートと第２ポートを接続する第４状態を実現することができ、任意の状態を選択して切換えることができる。

上記のバルブユニットによると、コンパクトで軽量なバルブユニットが実現されることに加え、第２バルブ体が第１バルブ体の内部に形成されている第２スペース内にスライド可能に収容されることによって、第１バルブ体と第２バルブ体を接続するための別の流路を省略することができる。

本発明のバルブユニットでは、バルブハウジングの内壁と第１バルブ体の外壁の間に、第１バルブ体をスライドさせる加圧油を受け入れるための油室が形成されていることが好ましい。
また、ポンプと前記油室を連通させる第５状態と、タンクと前記油室を連通させる第６状態の間で切換え可能な電磁駆動式パイロットバルブを備えていることが好ましい。

上記のバルブユニットによると、第１バルブ体を、ポンプから吐出される加圧油を利用して、バルブハウジングに対してスライドさせることができる。第１バルブ体が、バルブハウジングの内部に形成されている第１スペース内に、スライド可能に収容されていることを積極的に利用する。すなわち、バルブハウジングの内壁と第１バルブ体の外壁の間に、加圧油を受け入れるための油室を形成するだけという簡単な方法で、第１バルブ体をバルブハウジングに対してスライドさせることができる。第１バルブ体をバルブハウジングに対してスライドさせるための装置を大幅に簡略化させることができる。
油室に加圧油を供給する装置は、構造が簡単な電磁駆動式パイロットバルブで実現することができる。

本発明のバルブユニットでは、第２バルブ体をスライドさせる電磁機構を備えていることが好ましい。
上記のバルブユニットによると、電磁機構に流す電流を適値に調節することによって、第２バルブ体を、第１バルブ体に対して所望する複数の位置にスライドさせることができる。

本発明のバルブユニットでは、第２バルブ体は、下記の構成、すなわち；
・スライドすることによりタンクポートと第１ポートの双方に接続する状態と、タンクポートに接続して第１ポートに接続しない状態の間で切換わる第１外部流路と、
・スライドすることにより第１ポートに接続する状態と接続しない状態の間で切換わる第２外部流路と、
・スライドすることによりポンプポートと第２ポートの双方に接続する状態と、ポンプポートに接続して第２ポートに接続しない状態の間で切換わる第３外部流路と、
・スライドすることによりタンクポートと第２ポートの双方に接続する状態と、タンクポートに接続して第２ポートに接続しない状態の間で切換わる第４外部流路と、
・第２外部流路と第３外部流路を第２バルブ体の内部で連通する内部流路を備えていることが好ましい。
本発明のバルブユニットでは、第１バルブ体に対する第２バルブ体のスライド位置によって；
・第２外部流路が第１ポートと接続し、第３外部流路がポンプポートと接続し、第４外部流路が第２ポートとタンクポートに接続することにより第１状態を実現する第１位置と、
・第１外部流路がダンクポートと第１ポートに接続し、第３外部流路がポンプポートと第２ポートに接続することにより第２状態を実現する第２位置と、
・第１外部流路から第４外部流路を、ポンプポート、タンクポート、第１ポートおよび第２ポートのうちの２つ以上に接続しないことにより第３状態を実現する第３位置の間で切換え可能であり、任意の位置を選択して第２バルブ体をスライドさせることができる。

上記のバルブユニットでは、第２バルブ体が、第１バルブ体に形成されている第２スペース内に、スライド可能に収容されていることを積極的に利用する。すなわち、所望するポート間を接続可能にするために、第２バルブ体の表面に流路を形成する。第２バルブ体の表面の流路は、第２バルブ体の表面に形成された溝と第１バルブ体の内壁によって完成する。さらに、上記のバルブユニットでは、第２外部流路と第３外部流路を、第２バルブ体の内部で連通させる内部流路が形成されていることによって、離れた位置に形成されているポート同士を接続することもできる。

本発明では、バルブユニットを利用したコンパクトな油圧回路をも提供する。その油圧回路は、ピストンから伸びてシリンダー外に延出しているピストンロッドを進退させる油圧回路である。ピストンロッドは、ピストンから片側に伸びていてもよいし、ピストンから両側に伸びていてもよい。その油圧回路は、ピストンによって区画されている第１シリンダー室に接続されている第１流路と、ピストンを介して第１シリンダー室に対向する位置に形成されている第２シリンダー室に接続されている第２流路と、タンクに接続されているタンク流路と、タンクの油を吸引して吐出するポンプに接続されているポンプ流路と、上記のバルブユニットを備えている。
本発明の油圧回路では、バルブハウジングに対する第１バルブ体のスライド位置と、第１バルブ体に対する第２バルブ体のスライド位置の組み合わせによって；
・ポンプ流路と第１流路を接続するとともに第２流路とタンク流路を接続してピストンを第１シリンダー室側から第２シリンダー室側に移動させる状態と、
・ポンプ流路と第２流路を接続するとともに第１流路とタンク流路を接続してピストンを第２シリンダー室側から第１シリンダー室側に移動させる状態と、
・ポンプ流路とタンク流路と第１流路と第２流路の全部を閉じてピストンの移動を拘束する状態と、
・ポンプ流路とタンク流路を閉じるとともに第１流路と第２流路を接続してピストンの動きを自由にする状態の間で切換えることができる。

上記の油圧回路では、ピストンロッドの状態を制御するためのバルブが、ユニット化されている。ポンプの吐出口に接続されているポンプ流路と、タンクに接続されているタンク流路と、第１シリンダー室に接続されている第１流路と、第２シリンダー室に接続されている第２流路を、バルブユニットの所定のポートに接続するだけで、油圧回路が完成する。油圧回路の製造が簡単化されることにより、油圧回路の製造コストを低くすることができる。また、コンパクトなバルブユニットを使用することにより、油圧回路全体のサイズをコンパクトにすることができる。

本発明のバルブユニットによると、第１バルブ体と第２バルブ体をユニット化することができる。２つのバルブ体がユニット化されると、コンパクトで軽量なバルブユニットが実現できる。ひいては、そのバルブユニットを使用する油圧回路もコンパクトにすることができる。
第１バルブ体が、バルブハウジングに形成されたスペースに収容され、第２バルブ体が第１バルブ体に形成されたスペースに収容されている。第１バルブ体の表面に溝を形成するだけで、第１バルブ体をスライドさせる油圧回路の油室を形成することができる。第２バルブ体の外周と第１バルブ体の内壁の間に溝を形成するだけで、第１バルブ体の溝と第１バルブ体の内壁のスペースとつなぐ流路の内壁側の開口を開閉する複数の流路を形成することができる。

実施例の主要な特長を以下に示す。
（第１特長） 第１バルブ体が、バルブハウジングに形成されたスペース内にスライド可能に収容されている。
（第２特長） 第２バルブ体が、第１バルブ体に形成されたスペース内にスライド可能に収容されている。
（第３特長） ポンプから吐出される圧力油が、パイロットバルブに供給される。第１バルブ体のスライド位置の切換えは、パイロットバルブから供給される圧力油で行う。
（第４特長） 第１バルブ体の表面に、複数の溝が形成されており、第１バルブ体の壁に、それらの溝と第１バルブ体の内部に形成されているスペースをつなぐ流路が形成されている。
（第５特長） 第２バルブ体の外周に、第１バルブ体の溝と第１バルブ体に形成されているスペースをつなぐ流路のスペース側の開口と接続する４つの流路が形成されており、そのうち２個の流路が、第２バルブ体の内部に形成されている流路によって連通している。
（第６特長） バルブハウジングにタンクポートが２個形成されており、それぞれのタンクポートから油を排出することができる。
（第７特長） バルブハウジングに対する第１バルブ体のスライド位置と、第１バルブ体に対する第２バルブ体のスライド位置によって、ピストンロッドを進退させたり、ピストンロッドの進退を拘束したり、ピストンロッドの進退を自由にしたりできる。

本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明のバルブユニット２０を使用した油圧回路１０を示している。油圧回路１０は、タンク３８と、ポンプ１２と、パイロットバルブ１４と、バルブユニット２０と、アクチュエーター４０を備えている。図１では、バルブユニット２０とアクチュエーター４０のみ断面図を示し、その他の構成は回路図を示している。なお、バルブユニット２０の各構成には、図面の簡素化のため斜線を付していない。また、バルブユニット２０のバルブハウジングについては、図示を省略している。
ポンプ１２には、バルブユニット２０に接続するためのポンプ流路６０が接続されている。ポンプ流路６０から、パイロットバルブ１４に接続する流路４２ａが分岐している。ポンプ１２は、流路３９を介してタンク３８から吸引した油をポンプ流路６０に吐出することができる。
パイロットバルブ１４は、バルブ部１６とバルブ部１８を有している。パイロットバルブ１４の端部には、電磁機構１５が接続されている。パイロットバルブ１４の他方の端部には、ばね２０が接続されている。電磁機構１５に所定の電流を流すと、パイロットバルブ１４のバルブ部１６が有効とされ、電磁機構１５に電流を流さないと、パイロットバルブ１４のバルブ部１８が有効とされる。パイロットバルブ１４は、電磁駆動式である。
バルブユニット２０は、図２以降に示しているように、バルブハウジング３５と、バルブハウジング３５内にスライド可能に収容されている第１バルブ体２４と、第１バルブ体２４内にスライド可能に収容されている第２バルブ体２６を有している。図２以降に示しているように、バルブハウジング３５には、ポンプ１２からポンプ流路６０に吐出された圧力油を受け入れるポンプポート６０ａと、タンク流路３７に合流する流路４６に油を排出する第１タンクポート４６ａと，タンク流路３７に合流する流路７０に油を排出する第２タンクポート７０ａと、第１流路５２に接続している第１ポート５２ａと、第２流路６６に接続している第２ポート６６ａが形成されている。さらには、パイロットバルブ１４からの圧力油を受け入れるパイロットポート４２ａが形成されている。バルブユニット２０の詳細については、図２〜図５を参照して後述する。
アクチュエーター４０は、シリンダー２８と、ピストン３４と、ピストンロッド３６と、位置制御部材３２を備えている。シリンダー２８とピストン３４により、第１シリンダー室３０ａと第２シリンダー室３０ｂが形成される。第１シリンダー室３０ａと第２シリンダー室３０ｂは、それぞれバルブユニット２０の異なるポートに接続している。圧力油が油室３０ａに導入されると、ピストンロッド３６が前進（図中の矢印Ａ方向に移動する）する。一方、圧力油が油室３０ｂに導入されると、ピストンロッド３６が後退（図中の矢印Ｂ方向に移動する）する。ピストンロッド３６が進退するときには、位置制御部材３２によって、シリンダー２８とピストンロッド３６の図面上下方向の距離は、常に一定に保たれる。
本実施例では、ピストン３４の片側にだけピストンロッド３６が接続している。しかしながら、ピストン３４の両側にピストンロッドが接続するタイプのアクチュエーターにおいても、バルブユニット２０を使用することができる。

バルブユニット２０について図２を参照して説明する。
図２は、バルブユニット２０の要部断面図を示している。図面の簡略化のため、バルブハウジング３５は一部分のみを示している。
バルブユニット２０は、バルブハウジング３５と第１バルブ体２４と第２バルブ体２６を有している。
バルブハウジング３５は、第１バルブ体２４をスライド可能に収容する第１スペース３５ａを内部に有する筒状である。バルブハウジング３５の外形は自由であり、直方体形状であってもよい。バルブハウジング３５の表面には、ポンプ流路６０を通じてポンプ１２から吐出された油を受け入れるポンプポート６０ａと、流路４６を通じてタンク３８に油を排出する第１タンクポート４６ａと、流路７０を通じてタンク３８に油を排出する第２タンクポート７０ａと、第１流路５２を通じて第１シリンダー室３０ａに接続している第１ポート５２ａと、第２流路６６を通じて第２シリンダー室３０ｂに接続している第２ポート６６ａと、流路４２を通じてパイロットバルブ１４からの圧力油が供給されるパイロットポート４２ａと、ポンプポート６０ａから第１スペース３５ａにつながる流路６０ｂと、第１タンクポート４６ａから第１スペース３５ａにつながる流路４６ｂと、第２タンクポート７０ａから第１スペース３５ａにつながる流路７０ｂと、第１ポート５２ａから第１スペース３５ａにつながる流路５２ｂと、第２ポート６６ａから第１スペース３５ａにつながる流路６６ｂを備えている。

第１バルブ体２４は、第１スペース３５ａ内にスライド可能に収容されている。第１バルブ体２４は、第２バルブ体２６をスライド可能に収容する第２スペース２４ａを内部に有する筒状である。図２〜４は、第１バルブ体２４がバルブハウジング３５に対して右進している状態を示しており、図５は、第１バルブ体２４がバルブハウジング３５に対して左進している状態を示している。まず、第１バルブ体２４が右進している状態を説明し、最後に第１バルブ体２４が左進している状態を説明する。
第１バルブ体２４には、図２から図４に示す右進した位置関係において、ポンプポート６０ａにつながる流路６０ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝６２が形成されており、溝６２から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。溝６２は、第１バルブ体２４の外周を周方向に一巡している。第１タンクポート４６ａにつながる流路４６ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝４８が形成されており、溝４８から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。溝４８は、第１バルブ体２４の外周を周方向に一巡している。
第２タンクポート７０ａにつながる流路７０ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝７１が形成されており、溝７１から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。溝７１は、第１バルブ体２４の外周を周方向に一巡している。
第１ポート５２ａにつながる流路５２ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝５４が形成されており、溝５４から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。溝５４は、第１バルブ体２４の外周を周方向に一巡している。
第２ポート６６ａにつながる流路６６ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝６８が形成されており、溝６８から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。溝６８は、第１バルブ体２４の外周を周方向に一巡している。
パイロットポート４２ａにつながる流路４２ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝４４が形成されている。溝４４は、第１バルブ体２４の外周を周方向に一巡している。
第１バルブ体２４の紙面右側端部には、ばね２７が配置されている。第１バルブ体２４には、ばね２７によって、紙面左方向に圧力が加えられている。
第１バルブ体２４には、図５に示す左進した位置関係において、ポンプポート６０ａにつながる流路６０ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝６２が形成されており、溝６２から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。
第１タンクポート４６ａにつながる流路４６ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝４８が形成されており、溝４８から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。
第２タンクポート７０ａにつながる流路７０ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝７１が形成されており、溝７１から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。
第１ポート５２ａにつながる流路５２ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝５４が形成されており、溝５４から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。
第２ポート６６ａにつながる流路６６ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝６８が形成されており、溝６８から第２スペース２４ａに連通する流路が形成されている。
すなわち、図２〜５に示すように、溝６２，４８，７１，５４，６８は広い幅を有している。第１バルブ体２４が右進しても、第１バルブ体２４が左進しても、流路６０ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝６２が形成されており、流路４６ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝４８が形成されており、流路７０ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝７１が形成されており、流路５２ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝５４が形成されており、流路６６ｂの第１スペース３５ａ側の開口に対応する位置に、溝６８が形成されている。
第１バルブ体２４は、溝４４に圧力油が供給されると右進（図２〜４参照）する。第１バルブ体２４は、溝４４から油が排出されると、左進（図５参照）する。

第２バルブ体２６は、第２スペース２４ａ内にスライド可能に形成されている。第２バルブ体２６は、第１バルブ体２４に形成された複数の溝４８，５４，６２，６８，７１から第２スペース２４ａにつながる流路の第２スペース２４ａ側の開口を開閉するための複数の流路を備えている。
第２バルブ体２６には、スライドすることにより第１タンクポート４６ａと第１ポート５２ａの双方に接続する状態と、第１タンクポート４６ａに接続して第１ポート５２ａに接続しない状態と、第１タンクポート４６ａに接続しないで第１ポート５２ａに接続する状態の間で切換わる第１外部流路５０が形成されている。第１外部流路５０は、第２バルブ体２６の外周を周方向に一巡している。
第２バルブ体２６には、スライドすることにより第１ポート５２ａに接続する状態と、第１ポート５２ａに接続しない状態の間で切換わる第２外部流路５６が形成されている。第２外部流路５６は、第２バルブ体２６の外周を周方向に一巡している。
第２バルブ体２６には、スライドすることによりポンプポート６０ａと第２ポート６６ａの双方に接続する状態と、ポンプポート６０ａに接続して第２ポート６６ａに接続しない状態と、ポンプポート６０ａに接続しないで第２ポート６６ａに接続する状態の間で切換わる第３外部流路６４が形成されている。第３外部流路６４は、第２バルブ体２６の外周を周方向に一巡している。
第２バルブ体２６には、スライドすることにより第２タンクポート７０ａと第２ポート６６ａの双方に接続する状態と、タンクポート７０ａに接続して第２ポートに接続しない状態の間で切換わる第４外部流路７２が形成されている。第４外部流路７２は、第２バルブ体２６の外周を周方向に一巡している。
第２外部流路５６と第３外部流路６４を第２バルブ体２６の内部で連通させる内部流路５８が形成されている。

第２バルブ体２６の両端には、第２バルブ体２６をスライドさせるためのロッド７４，７６が接続している。ロッド７４，７６は、図示しない電磁機構によって、第２バルブ体２６を以下に示す３位置に移動させることができる。
（１）第２外部流路５６が第１ポート５２ａと接続し、第３外部流路６４がポンプポート６０ａと接続し、第４外部流路７２が第２ポート６６ａと第２タンクポート７０ａに接続することによって第１状態を実現する第１位置。
（２）第１外部流路５０が第１タンクポート４６ａと第１ポート５２ａに接続し、第３外部流路６４がポンプポート６０ａと第２ポート６６ａに接続することによって第２状態を実現する第２位置。
（３）第１外部流路５０から第４外部流路７２の全てが、ポンプポート６０ａ、第１タンクポート４６ａ、第２タンクポート７０ａ、第１ポート５２ａおよび第２ポート６６ａのうちの２つ以上に接続しないことによって第３状態を実現する第３位置。

図６を参照して、油圧回路１０の動作を説明する。なお、図６は、油圧回路１０の回路図を示すものであり、油圧回路１０の構成を詳細に図示するものではない。図６の点線で囲まれた部分は、バルブユニット２０を示している。図６では、バルブユニット２０を、説明のし易さのため第１バルブ体２４と第２バルブ体２６を別々に示しているが、実際には、図２〜５に示すように、第２バルブ体２６は、第１バルブ体２４の第２スペース２４ａ内にスライド可能に収容されている。また、バルブハウジング３５は、図示を省略している。バルブユニット２０は、第１バルブ体２４のスライド位置と第２バルブ体２６のスライド位置の組み合わせによって、以下に示す４つの状態に切換えることができる。
（１）ポンプ流路６０と第１流路５２を接続するとともに、第２流路６６とタンク流路３７を接続する第１状態。バルブユニット２０が第１状態に切換わると、ピストンロッド３６を前進（図中の矢印Ａ方向）させることができる。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオンして、パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とする。パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とすると、第１バルブ体２４の油圧装置７８がオンし、第１バルブ体２４のバルブ部８０が有効とされる。次に、第２バルブ体２６の電磁機構８４の電流を変化させて、第２バルブ体２６のバルブ部９０を有効とする。パイロットバルブ１４をオンして第２バルブ体２６のバルブ部９０を有効とする場合は、どちらかが先に切換えられてもよいし、同時でもかまわない。すると、ポンプ流路６０が、第１バルブ体２４のバルブ部８０と第２バルブ体２６のバルブ部９０を介して、第１流路５２と接続する。第２流路６６が、第１バルブ体２４のバルブ部８０と第２バルブ体２６のバルブ部９０を介して、タンク流路３７と接続する。ポンプ１２から吐出した圧力油が、第１シリンダー室３０ａに供給され、第２シリンダー室３０ｂから排出された油が、タンク３８に排出される流路が完成する。ピストンロッド３６を前進させることができる。

（２）ポンプ流路６０と第２流路６６を接続するとともに、第１流路５２とタンク流路３７を接続する第２状態。バルブユニット２０が第２状態に切換わると、ピストンロッド３６を後退（図中の矢印Ｂ方向）させることができる。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオンして、パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とする。第１バルブ体２４のバルブ部８０が有効とされる。次に、第２バルブ体２６の電磁機構８４の電流を変化させて、第２バルブ体２６のバルブ部８６を有効とする。パイロットバルブ１４をオンして第２バルブ体２６のバルブ部８６を有効とする場合は、どちらかが先に切り替えられてもよいし、同時でもかまわない。すると、ポンプ流路６０が、第１バルブ体２４のバルブ部８０と第２バルブ体２６のバルブ部８６を介して、第２流路６６と接続する。第１流路５２が、第１バルブ体２４のバルブ部８０と第２バルブ体２６のバルブ部８６を介して、タンク流路３７と接続する。ポンプ１２から吐出した圧力油が、第２シリンダー室３０ｂに供給されて、第１シリンダー室３０ａから排出された油が、タンク３８に排出される流路が完成する。ピストンロッド３６を後退させることができる。

（３）ポンプ流路６０とタンク流路３７と第１流路５２と第２流路６６を閉じる第３状態。バルブユニット２０が第３状態に切換わると、ピストンロッド３６の移動を拘束（図中の矢印Ａ，Ｂのどちらの方向にも動かない）することができる。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオンして、パイロットバルブ１４のバルブ部１６を有効とする。すると、第１バルブ体２４のバルブ部８０が有効とされる。次に、第２バルブ体２６の電磁機構８４の電流を変化させて、第２バルブ体２６のバルブ部８８を有効とする。パイロットバルブ１４をオンして第２バルブ機構２６のバルブ部８８を有効とする場合は、どちらかが先に切換えられてもよいし、同時でもかまわない。すると、ポンプ流路６０が閉じられ、タンク流路３７も閉じられる。さらに、第１流路５２が閉じられ、第２流路６６も閉じられる。第１シリンダー室３０ａの油は移動できず、第２シリンダー室３０ｂの油も移動できない状態が実現される。ピストン３４のスライドを拘束する状態が得られる。ピストンロッド３６の移動を拘束することができる。

（４）ポンプ流路６０とタンク流路３７を閉じるとともに、第１流路５２と第２流路６６を接続する第４状態。バルブユニット２０が第４状態に切換わると、ピストンロッド３６の動きを自由（図中の矢印Ａ，Ｂのどちらの方向にも自由に動くことができる）にすることができる。
パイロットバルブ１４の電磁機構１５をオフし、パイロットバルブ１４のバルブ部１８を有効とする。すると、第１バルブ体２４の油圧装置７８がオフし、バルブ部８２が有効とされる。このとき、油圧装置７８に圧力を加えていた油は、タンク流路３７を介して、タンク３８に排出される。第２バルブ体２６は、バルブ部８６が有効であってもよいし、バルブ部９０が有効であってもよい。第１流路５２と第２流路６６が連通することにより、第１シリンダー室３０ａ内の油と第２シリンダー室３０ｂ内の油が、自由に移動できる流路が完成する。ピストンロッド３６の動きを自由にすることができる。

シリンダーユニット２０の第１状態から第４状態におけるスライド位置を、図２〜５を参照して詳細に説明する。
図２は、第１状態におけるシリンダーユニット２０の第１バルブ体２４と第２バルブ体２６のスライド位置を示している。
パイロットバルブ１４（図１参照）から供給された圧力油は、パイロットポート４２ａを通過して、溝４４に供給される（第５状態）。第１バルブ体２４が、シリンダーハウジング３５内を右進する。図示しない電磁機構の電流値を変化させることによって、第２バルブ体２６が、図２に示す第１位置にスライドする。ポンプ１２（図１参照）から供給された圧力油は、ポンプポート６０ａ，溝６２，第３外部流路６４，内部流路５８，第２外部流路５６，溝５４を通過して、第１ポート５２ａに至る。ポンプ１２から吐出された圧力油が第１シリンダー室３０ａ（図１参照）に導入される流路が完成する。第２シリンダー室３０ｂ（図１参照）から排出された油は、第２ポート６６ａ，溝６８，第４外部流路７２，溝７１を通過して第２タンクポート７０ａに至る。第２シリンダー室３０ｂから排出された油がタンク３８（図１参照）に排出される流路が完成する。

図３は、第２状態におけるシリンダーユニット２０の第１バルブ体２４と第２バルブ体２６のスライド位置を示している。
パイロットバルブ１４から供給された圧力油は、パイロットポート４２ａを通過して、溝４４に供給される（第５状態）。第１バルブ体２４が、シリンダーハウジング３５内を右進する。図示しない電磁機構の電流値を変化させることによって、第２バルブ体２６が、図３に示す第２位置（図２に示す位置よりも紙面右方向）にスライドする。ポンプ１２から供給された圧力油は、ポンプポート６０ａ，溝６２，第３外部流路６４，溝６８を通過して、第２ポート６６ａに至る。ポンプ１２から吐出された圧力油が第２シリンダー室３０ｂに導入される流路が完成する。第１シリンダー室３０ａから排出された油は、第１ポート５２ａ，溝５４，第１外部流路５０，溝４８を通過して第１タンクポート４６ａに至る。第１シリンダー室３０ａから排出された油がタンク３８に排出される流路が完成する。

図４は、第３状態におけるシリンダーユニット２０の第１バルブ体２４と第２バルブ体２６のスライド位置を示している。
パイロットバルブ１４から供給された圧力油は、パイロットポート４２ａを通過して、溝４４に供給される（第５状態）。第１バルブ体２４が、シリンダーハウジング３５内を右進する。図示しない電磁機構の電流値を変化させることによって、第２バルブ体２６が、図４に示す第３位置（図２と図３の中間の位置）にスライドする。ポンプポート６０ａは、溝６２，第３外部流路６４，内部流路５８，第２外部流路５６と連通するが、他のポートとは連通しない。第１タンクポート４６ａは、溝４８ａ，第１外部流路５０と連通するが、他のポートとは連通しない。第２タンクポート７０ａは、溝７１，第４外部流路７２と連通するが、他のポートとは連通しない。第１ポート５２ａは、溝５４と連通するが、他のポートとは連通しない。第２ポート６６ａは、溝６８と連通するが、他のポートとは連通しない。ポンプポート６０ａと第１タンクポート４６ａと第２タンクポート７０ａと第１ポート５２ａと第２ポート６６ａの全部が閉じられている状態が完成する。

図５は、第４状態におけるシリンダーユニット２０の第１バルブ体２４と第２バルブ体２６のスライド位置を示している。
パイロットバルブ１４から圧力油が供給されないため、第１バルブ体２４が、シリンダーハウジング３５内を左進する。溝４４に供給されていた圧力油は、タンク流路３７（図１参照）を介して、タンク３８に排出される（第６状態）。図示しない電磁機構の電流値を変化させることによって、第２バルブ体２６が、図５に示す位置（バルブハウジング３５に対して図２と同じ位置）にスライドする。ポンプポート６０ａは、溝６２と連通するが、他のポートとは連通しない。第１タンクポート４６ａは、溝４８ａと連通するが、他のポートとは連通しない。第２タンクポート７０ａは、溝７１，第４外部流路７２と連通するが、他のポートとは連通しない。第１ポート５２ａは、溝５４，第２外部流路５６，内部流路５８，第３外部流路６４，溝６８を通じて、第２ポート６６ａと連通する。ポンプポート６０ａと第１タンクポート４６ａと第２タンクポート７０ａが閉じられており、第１シリンダー室３０ａと第２シリンダー室３０ｂが連通している状態が完成する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記実施例では、第１バルブ体が第２バルブ体をスライド可能に収容している。しかしながら、第２バルブ体が第１バルブ体をスライド可能に収容してもよい。第１バルブ体の外周と第２バルブ体の第１バルブ体を収容している内壁との間に、パイロットバルブから伸びる流路が接続する溝を形成すればよい。
上記実施例では、第１バルブ体の切換えを油圧パイロットバルブで行い、第２バルブ体の切換えを電磁式電磁機構で行っている。しかしながら、第１バルブ体のバルブの切換えと第２バルブ体のバルブの切換えの両方を油圧パイロットバルブで行ってもよいし、第１バルブ体のバルブの切換えと第２バルブ体のバルブの切換えの両方を、電磁式電磁機構で行ってもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本発明のバルブユニットを利用した油圧回路の概要図を示す。 本発明のバルブユニットを利用した油圧回路が、ピストンロッドを前進させるときの、バルブユニットの状態を示す。 本発明のバルブユニットを利用した油圧回路が、ピストンロッドを後退させるときの、バルブユニットの状態を示す。 本発明のバルブユニットを利用した油圧回路が、ピストンロッドを固定するときの、バルブユニットの状態を示す。 本発明のバルブユニットを利用した油圧回路が、ピストンロッドの動きを自由にするときの、バルブユニットの状態を示す。 本発明のバルブユニットを利用した油圧回路の回路図を示す。 従来のバルブユニットを利用した油圧回路の回路図を示す。

符号の説明

１０，１００：油圧回路
１２：ポンプ
１４：パイロットバルブ
２０：バルブユニット
２４：第１バルブ体
２６：第２バルブ体
４０：アクチュエーター
３８：タンク

Claims (6)

1. バルブハウジングと、第１バルブ体と、第２バルブ体を有するバルブユニットであり、
   バルブハウジングは、
   （１）第１バルブ体をスライド可能に収容する第１スペースを内部に有し、
   （２）バルブハウジングの表面に、
   （２-１）ポンプに接続するポンプポートと、
   （２-２）タンクに接続するタンクポートと、
   （２-３）第１流路に接続する第１ポートと、
   （２-４）第２流路に接続する第２ポートが形成されており、
   （３）バルブハウジングの壁には、第１スペースと前記ポートの各々をつなぐ流路群が形成されており、
   第１バルブ体は、
   （４）第１スペース内にスライド可能に収容されており、
   （５）第２バルブ体をスライド可能に収容する第２スペースを内部に有する筒状であり、
   （６）第１バルブ体の表面に、バルブハウジングの第１スペースに臨む開口群、すなわち、ポンプポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口と、タンクポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口と、第１ポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口と、第２ポートと第１スペースをつなぐ流路の第１スペース側の開口を開閉する複数の溝が形成されており、
   （７）第１バルブ体の壁には、第２スペースと前記溝の各々をつなぐ流路群が形成されており、
   第２バルブ体は、
   （８）第２スペース内にスライド可能に収容されており、
   （９）第２バルブ体には、第１バルブ体の第２スペースに臨む開口群、すなわち、第１バルブ体の壁に形成されている流路群の第２スペース側の開口を開閉する複数の流路が形成されており、
   バルブハウジングに対する第１バルブ体のスライド位置と、第１バルブ体に対する第２バルブ体のスライド位置の組み合わせによって、
   （１０）ポンプポートと第１ポートを接続するとともに、第２ポートとタンクポートを接続する第１状態と、
   （１１）ポンプポートと第２ポートを接続するとともに、第１ポートとタンクポートを接続する第２状態と、
   （１２）ポンプポートとタンクポートと第１ポートと第２ポートの全部を閉じる第３状態と、
   （１３）ポンプポートとタンクポートを閉じるとともに、第１ポートと第２ポートを接続する第４状態と、
   を実現することを特徴とするバルブユニット。
2. バルブハウジングの内壁と第１バルブ体の外壁の間に、第１バルブ体をスライドさせる加圧油を受け入れるための油室が形成されていることを特徴とする請求項１のバルブユニット。
3. ポンプと前記油室を連通させる第５状態と、タンクと前記油室を連通させる第６状態の間で切換え可能な電磁駆動式パイロットバルブを備えていることを特徴とする請求項２のバルブユニット。
4. 第２バルブ体をスライドさせる電磁機構を備えていることを特徴とする請求項１のバルブユニット。
5. 第２バルブ体は、
   （２０）スライドすることによりタンクポートと第１ポートの双方に接続する状態と、タンクポートに接続して第１ポートに接続しない状態の間で切換わる第１外部流路と、
   （２１）スライドすることにより第１ポートに接続する状態と接続しない状態の間で切換わる第２外部流路と、
   （２２）スライドすることによりポンプポートと第２ポートの双方に接続する状態と、ポンプポートに接続して第２ポートに接続しない状態の間で切換わる第３外部流路と、
   （２３）スライドすることによりタンクポートと第２ポートの双方に接続する状態と、タンクポートに接続して第２ポートに接続しない状態の間で切換わる第４外部流路と、
   （２４）第２外部流路と第３外部流路を第２バルブ体の内部で連通させる内部流路を備えており、
   （２５）第２外部流路が第１ポートと接続し、第３外部流路がポンプポートと接続し、第４外部流路が第２ポートとタンクポートに接続することにより第１状態を実現する第１位置と、
   （２６）第１外部流路がダンクポートと第１ポートに接続し、第３外部流路がポンプポートと第２ポートに接続することにより第２状態を実現する第２位置と、
   （２７）第１外部流路から第４外部流路の全てが、ポンプポート、タンクポート、第１ポートおよび第２ポートのうちの２つ以上に接続しないことにより第３状態を実現する第３位置と、
   の間で切換え可能なことを特徴とする請求項１〜４のいずれかのバルブユニット。
6. ピストンから伸びてシリンダー外に延出しているピストンロッドを進退させる油圧回路であり、
   ピストンによって区画されている第１シリンダー室に接続されている第１流路と、
   ピストンを介して第１シリンダー室に対向する位置に形成されている第２シリンダー室に接続されている第２流路と、
   タンクに接続されているタンク流路と、
   タンクの油を吸引して吐出するポンプに接続されているポンプ流路と、
   請求項１に記載のバルブユニットを備えており、
   バルブハウジングに対する第１バルブ体のスライド位置と、第１バルブ体に対する第２バルブ体のスライド位置の組み合わせによって、
   （３０）ポンプ流路と第１流路を接続するとともに第２流路とタンク流路を接続してピストンを第１シリンダー室側から第２シリンダー室側に移動させる状態と、
   （３１）ポンプ流路と第２流路を接続するとともに第１流路とタンク流路を接続してピストンを第２シリンダー室側から第１シリンダー室側に移動させる状態と、
   （３２）ポンプ流路とタンク流路と第１流路と第２流路の全部を閉じてピストンの移動を拘束する状態と、
   （３３）ポンプ流路とタンク流路を閉じるとともに第１流路と第２流路を接続してピストンの動きを自由にする状態と、
   の間で切換え可能なことを特徴とする油圧回路。

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