JP6067953B1 - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

この流量制御弁は、スプール（２）を移動させる作動力が、スプールを中立位置（Ｓ０）に保持する上限である第１閾値（ＴＨ１）と、第１閾値よりも大きい第２閾値（ＴＨ２）との間の大きさで供給されることにより、スプールが中立位置からスタンバイ位置（Ｓ１）に移動し、第２閾値よりも大きい作動力が供給されることにより、スプールがスタンバイ位置から制御領域（Ｓ２）に移動するように構成されている。

Description

この発明は、流量制御弁に関し、特に、ボディ内でスプールを移動させることにより油路を開閉して流量を制御する流量制御弁に関する。

従来、ボディ内でスプールを移動させることにより油路を開閉して流量を制御する流量制御弁が知られている。このような流量制御弁は、たとえば、特開平１１−２８０７０５号公報に開示されている。

上記特開平１１−２８０７０５号公報には、作動油が出入りする油路が設けられたボディと、ボディ内で移動して油路を開閉させるスプールとを備えた流量制御弁が開示されている。スプールが中立位置にある状態では、スプールの外周面とボディの内周面である弁座部とが対向するシール部分によって、油路が閉鎖される。スプールに作動力が付与されてスプールが中立位置から移動すると、スプールと弁座部との間に隙間（開口）が形成されて油路が開かれる。上記特開平１１−２８０７０５号公報の流量制御弁は、スプールの移動量に応じて隙間（開口）が拡大することにより、スプールの移動量に比例した流量で作動油を出力する比例制御弁である。

上記特開平１１−２８０７０５号公報のようなスプール方式の流量制御弁では、中立位置におけるスプールの外周面と弁座部とのシール部分の長さは、スプールが移動し始めてから流量制御が開始されるまで（隙間が形成されるまで）の不感帯に相当する。応答性を向上させるため、流量制御弁では、このシール部分の長さが極力小さくなるように形成される。

特開平１１−２８０７０５号公報

しかしながら、中立位置でのシール部分の長さを小さくすると、応答性が向上する一方で、スプールと弁座部との間のシール性が低下するため、油路への作動油の漏れが発生し易いという問題点がある。たとえばフォークリフトの昇降用油圧シリンダ（リフトシリンダ）などの昇降制御に流量制御弁が用いられる場合、中立位置で作動油の漏れが発生すると、高さ位置が保持されずに僅かずつ変化することになる。そこで、スプール方式の流量制御弁において、応答性を損なうことなく、油路への作動油の漏れ（リーク）を抑制することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、応答性を損なうことなく、油路への作動油の漏れを抑制することが可能なスプール方式の流量制御弁を提供することである。

上記目的を達成するために、この第１および第２の発明による流量制御弁は、作動油が出入りする油路が設けられたボディと、ボディ内に移動可能に保持され、油路を開閉させるスプールと、を備え、ボディは、ボディの内周面に設けられ、スプールが中立位置およびスタンバイ位置にある場合に、スプールの外周面とによって油路を遮断する弁座部と、スプールを中立位置に保持するための付勢手段とを有し、スプールを移動させる作動力が、スプールを中立位置に保持する上限である第１閾値と、第１閾値よりも大きい第２閾値との間の大きさで供給されることにより、スプールが付勢手段の付勢力に抗して中立位置からスタンバイ位置に移動し、第２閾値よりも大きい作動力が供給されることにより、スプールが付勢手段の付勢力に抗して、スタンバイ位置から、スプールの移動量に応じて弁開度を変化させる制御領域に移動するように構成されている。
また、第１の発明による流量制御弁では、付勢手段は、少なくとも中立位置とスタンバイ位置との間でスプールに圧縮される第１ばねと、制御領域においてスプールに圧縮される第２ばねと、を含み、ボディは、中立位置におけるスプールの移動を規制する第１ストッパと、スタンバイ位置におけるスプールの移動を規制する第２ストッパとを含み、第１ばねは、第１閾値と等しい初期付勢力で第１ストッパをボディに対して付勢し、第２ばねは、第２閾値と等しい初期付勢力で第２ストッパをボディに対して付勢している。
また、第２の発明による流量制御弁では、油路は、作動油が供給される供給ポートと、作動油が排出される排出ポートと、互いに択一的に作動油を流入または流出させる第１ポートおよび第２ポートとを含み、ボディは、ボディの内周面に設けられ、スプールが中立位置およびスタンバイ位置にある場合に、スプールの外周面とによって油路を遮断する弁座部と、スプールを中立位置に保持するための付勢手段とを有し、スプールは、中立位置において、スプールの外周面からスプールの内部を通って排出ポートに連通するように設けられ、弁座部とスプールとの間を通過する作動油を排出するための通路部を有し、通路部は、スプールの中立位置において、少なくとも第１ポートと供給ポートとの間の第１弁座部と対向する位置に配置されている。

第１および第２の発明による流量制御弁では、上記のように、スプールが中立位置およびスタンバイ位置にある場合に、スプールの外周面とによって油路を遮断する弁座部をボディの内周面に設ける。これにより、スプールの中立位置とスタンバイ位置との間の範囲にわたって弁座部を設けることができるので、中立位置におけるスプールと弁座部とのシール部分の長さを十分に確保することができる。その結果、油路への作動油の漏れを抑制することができる。また、上記のように、スプールを移動させる作動力が、スプールを中立位置に保持する上限である第１閾値と、第１閾値よりも大きい第２閾値との間の大きさで供給されることにより、スプールが付勢手段の付勢力に抗して中立位置からスタンバイ位置に移動し、第２閾値よりも大きい作動力が供給されることにより、スプールが付勢手段の付勢力に抗して、スタンバイ位置から、スプールの移動量に応じて弁開度を変化させる制御領域に移動するように流量制御弁を構成する。これにより、流量制御を行う場合に予め第１閾値と第２閾値との間の大きさの作動力を供給すれば、スプールが速やかにスタンバイ位置に移動して流量制御を開始可能な状態となり、作動力が第２閾値を越えた時点から速やかに流量制御を開始することができる。すなわち、流量制御の直前にスプールを中立位置からスタンバイ位置に移動させておくことにより、応答性を向上させることができるので、弁座部を長くしてシール部分の長さを十分に確保する場合でも、高い応答性を確保することができる。以上により、第１または第２の発明によれば、応答性を損なうことなく、油路への作動油の漏れを抑制することができる。
また、第１の発明によれば、第１ばねによりボディに付勢される第１ストッパにより、スプールを中立位置に保持することができる。この場合、スプールが付勢力の釣り合いによって中立位置に保持される構成と異なり、外乱などによってスプールに第１閾値以下の力が作用してもスプールが移動しないため、安定してスプールを中立位置に保持することができる。また、第２ストッパを設けることにより、第２閾値を第１ばねとは独立して第２ばねにより設定することができる。そのため、第２閾値を第１ばねおよび第２ばねの合成ばねにより設定する場合と比較して、第２閾値を容易に設定できるとともに、スプールを制御領域で動作させるために必要な作動力が大きくなることを抑制することができる。
また、第２の発明によれば、スプールをボディ内で移動可能に構成することによって不可避的に発生するスプールと第１弁座部との間での作動油の僅かな漏れを、通路部によって排出ポートへ送り出すことが可能となる。このため、たとえば昇降用シリンダの昇降制御などに流量制御弁が用いられる場合でも、中立位置での作動油の漏れを防止して、位置ずれが生じることを確実に防止することができる。なお、本発明において、通路部は、少なくとも第１ポートと供給ポートとの間の第１弁座部に配置されていればよく、第１弁座部のみならず、第２ポートと供給ポートとの間の弁座部にも通路部がさらに配置されていてもよい。

上記スプールが通路部を含む構成において、好ましくは、通路部は、スプールの中立位置において、第１弁座部の供給ポート側の一端部よりも、第１弁座部の第１ポート側の他端部に近い位置に配置されている。このように構成すれば、通路部が高圧側の供給ポートから離れた位置に配置されるので、第１ポートへの作動油の漏れを防止しつつ、圧力差によって作動油が供給ポートから通路部へ漏れ出ることを抑制することができる。

上記スプールの中立位置において、通路部が第１弁座部の第１ポート側の他端部に近い位置に配置されている構成において、好ましくは、通路部は、スプールが中立位置から第１ポート側のスタンバイ位置に移動する際に、第１ポートを通過して、第１ポートと排出ポートとの間の第２弁座部と対向する位置に移動する。このように構成すれば、スプールを中立位置からスタンバイ位置へと移動させる構造を利用して、通路部を第１弁座部から第２弁座部へと移動させることにより、通路部が第１ポートと連通する位置に配置されることを防止することができる。すなわち、スプールの外周面に通路部を設ける場合でも、第１弁座部を必要以上に長くすることなく、中立位置およびスタンバイ位置で通路部が常に弁座部（第１弁座部および第２弁座部）と対向して第１ポートと連通することがないようにすることが可能となる。

上記スプールに通路部を設ける構成において、好ましくは、スプールの中立位置における通路部と第１弁座部の一端部との間の長さは、中立位置から第２ポート側へのスプールの移動可能距離以上である。このように構成すれば、スプールを第２ポート側の制御領域へ移動させて第２ポートへの流量制御が行われる場合でも、通路部が第１弁座部の外部へ移動して供給ポートと連通してしまうことを防止することができる。

上記スプールに通路部を設ける構成において、好ましくは、通路部は、供給ポートの内径よりも小さい内径を有する。このように内径の小さな通路部を設けることにより、中立位置において供給ポートから第１ポートへ漏れようとする僅かな作動油を確実に排出しつつ、圧力差によって作動油が不必要に通路部へ流入することを極力抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、応答性を損なうことなく、油路への作動油の漏れを抑制することが可能なスプール方式の流量制御弁を提供することができる。

流量制御弁が適用される油圧回路の一例を示した図である。 第１実施形態による流量制御弁を示した断面図である。 スプールの構成例を示した斜視図である。 第１ポート側のスタンバイ位置にスプールが移動した状態を示した図である。 第１ポート側の制御領域にスプールが移動した状態を示した図である。 第２ポート側のスタンバイ位置にスプールが移動した状態を示した図である。 第２ポート側の制御領域にスプールが移動した状態を示した図である。 第１ポート側のスタンバイ位置での通路部の位置を示した拡大断面図である。 第２ポート側のスタンバイ位置での通路部の位置を示した拡大断面図である。 第１実施形態および比較例による流量制御弁の開閉動作の一例を示したグラフである。 第２実施形態による流量制御弁を示した断面図である。 第１ポート側のスタンバイ位置にスプールが移動した状態を示した図である。 第３実施形態による流量制御弁を示した断面図である。 第１ポート側のスタンバイ位置にスプールが移動した状態を示した図である。 第１実施形態による流量制御弁の変形例を示した断面図である。

以下、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]
まず、図１〜図１０を参照して、第１実施形態による流量制御弁について説明する。

第１実施形態による流量制御弁１００は、油圧アクチュエータなどの油圧機械への作動油の供給を制御する油圧弁である。第１実施形態の流量制御弁１００は、スプール形（スライドスプール形）の比例流量制御弁として構成されている。比例流量制御弁は、出力される作動油の流量が、スプールの位置（ストローク量）に比例するように構成された制御弁である。

（油圧回路の全体構成）
第１実施形態による流量制御弁１００は、重力作用方向（鉛直方向）に沿って昇降する昇降用油圧シリンダ（リフトシリンダ）など、中立状態（スプールの中立位置）において制御位置を保持することが要求される油圧機械に対する作動油の流量制御に好適に用いられる。以下では、一例として、フォークリフトの昇降用油圧シリンダ（リフトシリンダ）に流量制御弁１００が接続され、シリンダを昇降させるための作動油の供給制御に流量制御弁１００が用いられる例について説明する。

図１に示すように、流量制御弁１００は、油圧シリンダ１０１、油圧ポンプ１０２、およびオイルタンク１０３とそれぞれ接続されている。具体的には、流量制御弁１００は、第１ポートＡ、第２ポートＢ、供給ポートＰおよび排出ポートＴの４つの油路を備えている。

油圧シリンダ１０１は、ピストン１１１と、ピストン１１１に接続されたロッド１１２とが、チューブ１１３内に摺動可能に設けられた構造を有する。油圧シリンダ１０１は、たとえば片ロッドシリンダであり、ロッド１１２がチューブ１１３の一端側から外部に突出している。チューブ１１３内は、ピストン１１１によって、ロッド側油室１１４と、ヘッド側油室１１５とに区画されている。流量制御弁１００の第１ポートＡが、チェック弁１０４を介してヘッド側油室１１５に接続されている。流量制御弁１００の第２ポートＢが、ロッド側油室１１４に接続されている。なお、第１ポートＡをロッド側油室１１４に接続し、第２ポートＢをヘッド側油室１１５に接続してもよい。チェック弁１０４は、第１ポートＡからヘッド側油室１１５へ向かう方向への作動油の流通を許容し、ヘッド側油室１１５から第１ポートＡへ向かう方向への作動油の流通を防止する。チェック弁１０４は、パイロットチェック弁であり、パイロットポートがロッド側油室１１４と第２ポートＢとの流路に接続されている。チェック弁１０４は、ロッド側油室１１４と第２ポートＢとの間の油圧（パイロットポートの油圧）が所定値を上回ると、ヘッド側油室１１５から第１ポートＡへ向かう方向への作動油の流通を許容する。

流量制御弁１００の供給ポートＰが、油圧ポンプ１０２の吐出側に接続されている。油圧ポンプ１０２は、ポンプモータ１２１によって駆動され、吸込側のオイルタンク１０３中の作動油を所定の圧力で流量制御弁１００に供給する。流量制御弁１００の排出ポートＴが、オイルタンク１０３に接続されている。

流量制御弁１００における作動油の圧力を比較すると、供給ポートＰ＞第１ポートＡおよび第２ポートＢ＞＞排出ポートＴという順番になる。なお、第１ポートＡおよび第２ポートＢの圧力の大小関係は、第１ポートＡ＞第２ポートＢとなる場合も、第１ポートＡ＞第２ポートＢとなる場合もあり得る。油圧ポンプ１０２の吐出圧が作用する供給ポートＰの圧力が最も高く、オイルタンク１０３内に解放された排出ポートＴの圧力が最も低い。

流量制御弁１００は、外部の作動力供給手段１０５から供給される作動力によって、流路切替および流量制御を行う。すなわち、流量制御弁１００は、供給ポートＰに対して第１ポートＡおよび第２ポートＢのいずれも遮断する中立状態と、供給ポートＰと第１ポートＡとを接続させるとともに第２ポートＢと排出ポートＴとを接続させるＰＡ制御状態と、供給ポートＰと第２ポートＢとを接続させるとともに第１ポートＡと排出ポートＴとを接続させるＰＢ制御状態とを切り替え可能な方向切換弁として機能する。

中立状態では、供給ポートＰ、第１ポートＡおよび第２ポートＢのいずれもが、流量制御弁１００によって遮断される。つまり、流量制御弁１００は、中立状態で全閉となるように構成されている。中立状態では、油圧シリンダ１０１内の作動油が流通しないため、ロッド１１２の位置が保持される。

ＰＡ制御状態では、油圧ポンプ１０２から供給される高圧の作動油が、流量制御弁１００の供給ポートＰおよび第１ポートＡを通過して油圧シリンダ１０１のヘッド側油室１１５に流入し、ロッド１１２を押し出す。ロッド側油室１１４から押し出された作動油が、流量制御弁１００の第２ポートＢおよび排出ポートＴを通過してオイルタンク１０３に戻される。昇降用油圧シリンダとしては、上昇方向（鉛直上方向）への動作となる。

ＰＢ制御状態では、油圧ポンプ１０２から供給される高圧の作動油が、流量制御弁１００の供給ポートＰおよび第２ポートＢを通過して油圧シリンダ１０１のロッド側油室１１４に流入し、ロッド１１２を引き込む。ヘッド側油室１１５から押し出された作動油が、流量制御弁１００の第１ポートＡおよび排出ポートＴを通過してオイルタンク１０３に戻される。昇降用油圧シリンダとしては、下降方向（鉛直下方向）への動作となる。

そして、ＰＡ制御状態およびＰＢ制御状態においては、流量制御弁１００は、作動力によって移動されるスプール２（図２参照）の位置（ストローク量）に応じて、ポートからの作動油の流量が制御される。スプール２の位置は、作動力供給手段１０５から供給される作動力の大きさに対応する。作動力供給手段１０５は、コントローラ１０６からの制御信号に従って、流量制御弁１００に作動力を供給する。作動力供給手段１０５は、スプールに作動力を付与できるものであれば特に限定されない。作動力供給手段１０５としては、たとえば、ソレノイド方式などの電磁力により作動力を供給する方式、油圧パイロット弁を用いて油圧により作動力を供給する方式などが採用できる。第１実施形態では、油圧ポンプ１０２の油圧が、油圧パイロット弁からなる作動力供給手段１０５を介して流量制御弁１００のパイロットポート１５に供給されることにより、作動力が供給される。

（流量制御弁の構造）
次に、図２〜図９を参照して、流量制御弁１００の具体的な構成例について説明する。

図２に示すように、流量制御弁１００は、作動油が出入りする油路が設けられたボディ１と、ボディ１内に移動可能に保持され、油路を開閉させるスプール２と、を備えている。油路は、上述の通り、作動油が供給される供給ポートＰと、作動油が排出される排出ポートＴと、互いに択一的に作動油を流入または流出させる第１ポートＡおよび第２ポートＢとを含む。

ボディ１は、スプール２が配置されるスプール室１１と、スプール室１１の両側に配置された一対のパイロット室１２とを有する。スプール室１１は、直線円筒状の内部空間であり、スプール２が軸方向（Ｘ方向）に沿って摺動可能に配置されている。各パイロット室１２は、スプール２の軸方向におけるスプール室１１の両側に配置されている。

供給ポートＰ、排出ポートＴ、第１ポートＡおよび第２ポートＢの各油路は、ボディ１の外周からボディ１を貫通してスプール室１１に連通している。スプール２の軸方向（Ｘ方向）において、供給ポートＰがスプール室１１の中央に配置され、供給ポートＰの両側にそれぞれ第１ポートＡおよび第２ポートＢが配置されている。スプール２の軸方向において、第１ポートＡおよび第２ポートＢの外側に、それぞれ排出ポートＴが配置されている。

供給ポートＰ、排出ポートＴ、第１ポートＡおよび第２ポートＢの各油路の間には、スプール室１１（ボディ１）の内周面からなる弁座部１３が設けられている。弁座部１３は、スプール２が中立位置Ｓ０（図２参照）および後述するスタンバイ位置Ｓ１（図４、図６参照）にある場合に、スプール２の外周面（摺動面）２１とによって油路を遮断するように構成されている。すなわち、弁座部１３は、スプール２が摺動するための極小さな間隔を隔てて、スプール２の外周面２１と対向することにより、各油路の間を遮断する。弁座部１３は、第１ポートＡと供給ポートＰとの間の第１弁座部１３ａ、第１ポートＡと排出ポートＴとの間の第２弁座部１３ｂ、第２ポートＢと供給ポートＰとの間の第３弁座部１３ｃ、および、第２ポートＢと排出ポートＴとの間の第４弁座部１３ｄを含む。

第１実施形態では、中立位置Ｓ０におけるスプール２の外周面２１と弁座部１３との対向部分（シール部分１４）の長さが、一般的な比例流量制御弁よりも長くなっている。具体的には、中立位置Ｓ０における第１弁座部１３ａ、第２弁座部１３ｂ、第３弁座部１３ｃおよび第４弁座部１３ｄの各々の対向部分（シール部分１４）の長さは、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４となっている。各対向部分の長さＬ１〜Ｌ４は、各ポートの内径ｄ１（図８参照）よりも大きい。

軸方向両側のパイロット室１２には、それぞれ、作動力供給手段１０５と接続するためのパイロットポート１５が設けられている。作動力供給手段１０５からのパイロット油圧は、パイロット室１２に入力され、スプール室１１内のスプール２を軸方向（Ｘ方向）に移動させる作動力として作用する。

図３に示すように、スプール２は、概略で円柱状の軸部材である。スプール２には、摺動面である外周面２１と、各油路の間を連通状態に切り替えるための溝部２２とが設けられている。溝部２２は、スプール２の周方向に全周にわたって所定の深さで形成され、中立位置Ｓ０で供給ポートＰおよび各排出ポートＴの位置に対応して配置されている。溝部２２は、スプール２の移動に伴って第１ポートＡまたは第２ポートＢを供給ポートＰまたは排出ポートＴと連通させる油路を構成する。各溝部２２の間の２つの外周面２１は、それぞれ、中立位置Ｓ０で第１ポートＡおよび第２ポートＢを塞ぐように形成されている。スプール２の両端の外周面２１は、パイロット室１２とスプール室１１との間を塞ぐよう設けられている。

３つの溝部２２と、それらの間の２つの外周面２１との境界部（段差部分）には、切欠部２３が設けられている。切欠部２３は、スプール２の周方向に等角度間隔で複数設けられている。図３の構成例では、各々の切欠部２３は、溝部２２側に近付くほど幅（周方向の幅）が大きくなる半円形状を有している。なお、切欠部２３の形状は、図３に示したものに限られず、任意である。切欠部２３は、スプール２の軸方向移動に伴って第１ポートＡまたは第２ポートＢを供給ポートＰまたは排出ポートＴと連通させる際に、作動油の流量をスプール２の移動量に比例させる機能を有する。

図２に示すように、スプール２の内部には、バイパス通路２４が形成されている。バイパス通路２４は、軸方向（Ｘ方向）両側の溝部２２同士を接続するように設けられている。バイパス通路２４は、Ｘ方向において、中立位置Ｓ０における各排出ポートＴと一致する位置で、スプール２の表面（溝部２２の底部）に開口している。

（付勢手段）
ボディ１は、スプール２を中立位置Ｓ０に保持するための付勢手段３０を備えている。付勢手段３０は、付勢力によって、スプール２を中立位置Ｓ０に保持する。これにより、流量制御弁１００は、作動力が供給されない場合に中立状態（全閉状態）が維持される。また、付勢手段３０は、付勢力によって、作動力供給手段１０５から供給される作動力とスプール２の移動量とを対応付ける。入力される作動力が所定の閾値を越えると、スプール２は、切欠部２３および溝部２２がポート間に跨がるようにしてポート間を連通させる制御領域Ｓ２（図５、図７参照）に到達する。制御領域Ｓ２では、切欠部２３は、軸方向（Ｘ方向）における各ポートとのオーバラップ量に応じて、各ポートと溝部２２との間の開口面積（流路断面積）を変化させる。これにより、制御領域Ｓ２では、スプール２の移動量の増大に伴って切欠部２３（溝部２２）とポート間の開口面積が増大することにより、作動油の流量がスプール２の移動量に比例する。

ここで、第１実施形態では、付勢手段３０は、付勢力によって、スプール２をスタンバイ位置Ｓ１（図４、図６参照）に保持するように構成されている。つまり、流量制御弁１００には、スプール２が中立位置Ｓ０に保持される状態と、制御領域Ｓ２を移動する状態とに加えて、さらにスタンバイ位置Ｓ１に保持される状態が設けられている。

第１実施形態では、流量制御弁１００は、スプール２を移動させる作動力が、スプール２を中立位置Ｓ０に保持する上限である第１閾値ＴＨ１と、第１閾値ＴＨ１よりも大きい第２閾値ＴＨ２との間の大きさで供給されることにより、スプール２が付勢手段３０の付勢力に抗して中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に移動するように構成されている。そして、流量制御弁１００は、第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力が供給されることにより、スプール２が付勢手段３０の付勢力に抗して、スタンバイ位置Ｓ１から、スプール２の移動量に応じて弁開度を変化させる制御領域Ｓ２に移動するように構成されている。

スタンバイ位置Ｓ１は、中立位置Ｓ０と制御領域Ｓ２との間の位置であり、制御領域Ｓ２による制御が開始される直前の位置である。すなわち、スタンバイ位置Ｓ１は、スプール２の外周面２１と弁座部１３とによるポート間のシール部分１４の長さが極小となる制御領域Ｓ２の境界位置であり、第１ポートＡ側と第２ポートＢ側との各々に設定されている。たとえば図４および図５に示すように、第１ポートＡ側のスタンバイ位置Ｓ１から、スプール２が僅かでも第１ポートＡ側に移動すると、スプール２が第１ポートＡ側の制御領域Ｓ２に進入して第１ポートＡと供給ポートＰとが連通する。

第１実施形態では、付勢手段３０は、スプール２が中立位置Ｓ０にある場合、第１閾値ＴＨ１と等しい付勢力を発生させ、スプール２がスタンバイ位置Ｓ１にある場合に、第２閾値ＴＨ２と等しい付勢力を発生させるように構成されている。

具体的には、図２に示すように、付勢手段３０は、少なくとも中立位置Ｓ０とスタンバイ位置Ｓ１との間でスプール２に圧縮される第１ばね３１と、制御領域Ｓ２においてスプール２に圧縮される第２ばね３２と、を含む。第１ばね３１および第２ばね３２は、一対のパイロット室１２にそれぞれ配置されている。第１ばね３１および第２ばね３２は、共に圧縮コイルばねであり、所定の圧縮状態で配置されることにより、中立位置Ｓ０で初期付勢力を発生するように設けられている。

また、第１実施形態では、ボディ１は、中立位置Ｓ０におけるスプール２の移動を規制する第１ストッパ３３と、スタンバイ位置Ｓ１におけるスプール２の移動を規制する第２ストッパ３４とをさらに含んでいる。第１ばね３１は、第１閾値ＴＨ１と等しい初期付勢力で第１ストッパ３３をボディ１に対して付勢し、第２ばね３２は、第２閾値ＴＨ２と等しい初期付勢力で第２ストッパ３４をボディ１に対して付勢している。

第１ストッパ３３および第２ストッパ３４は、一対のパイロット室１２にそれぞれ配置されている。これらのばねおよびストッパは、スプール２が配置される中央側から外側に向かって、第１ストッパ３３、第１ばね３１、第２ストッパ３４、第２ばね３２の順で並んで配置されている。

パイロット室１２には、中立位置Ｓ０に対応する第１位置決め部１６と、スタンバイ位置Ｓ１に対応する第２位置決め部１７とが設けられている。第１位置決め部１６および第２位置決め部１７は、パイロット室１２の内径を減少させるように設けられた段差部である。

第１ストッパ３３は、第１ばね３１によってスプール２側に付勢され、ボディ１の一部である第１位置決め部１６に押圧されている。第１ストッパ３３は、第１位置決め部１６により、中立位置Ｓ０におけるスプール２の軸方向端面と略等しい位置に配置される。スプール２に対して軸方向の両側に第１ストッパ３３が配置されることにより、スプール２が中立位置Ｓ０に保持される。第１ストッパ３３が第１閾値ＴＨ１と等しい付勢力で押圧されることにより、スプール２に第１閾値ＴＨ１と等しい作動力が作用した場合に釣り合い状態となり、第１閾値ＴＨ１よりも大きい作動力が付与されると、第１ストッパ３３とともに第１ばね３１が圧縮される。逆に、外乱などによりスプール２に第１閾値ＴＨ１以下の力が作用しても、第１ストッパ３３は移動しない。第１ストッパ３３は、第１位置決め部１６に押圧されているので、中立位置Ｓ０のスプール２に押圧力が作用することはない。第１ストッパ３３は、スプール２に対しては、第１閾値ＴＨ１よりも大きい作動力が付与される場合にのみ移動する壁面として機能する。

第１ばね３１は、一端側が第１ストッパ３３と当接し、他端側が第２ストッパ３４と当接した状態で保持されている。第１ばね３１の他端側は、第２ストッパ３４を介して、第２ばね３２によって支持されている。

第２ストッパ３４は、第２ばね３２によってスプール２側に付勢され、ボディ１の一部である第２位置決め部１７に押圧されている。第２ストッパ３４は、第２位置決め部１７により、スタンバイ位置Ｓ１にスプール２を保持するように配置されている。つまり、スプール２が移動して第１ばね３１を圧縮すると、第１ストッパ３３と第２ストッパ３４とが当接することにより、スプール２の移動が規制されるスタンバイ位置Ｓ１（図４、図６参照）に達する。第２ストッパ３４が第２閾値ＴＨ２に等しい付勢力で押圧されることにより、スプール２に第２閾値ＴＨ２と等しい作動力が作用した場合に釣り合い状態となり、第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力が付与されると、第２ストッパ３４とともに第２ばね３２が圧縮される。逆に、スプール２に第２閾値ＴＨ２以下の力が作用している間は、第２ストッパ３４は移動しない。第２ストッパ３４は、第２位置決め部１７に押圧されているので、第１ばね３１に第２ばね３２の付勢力が作用することはない。

第２ばね３２は、一端側が第２ストッパ３４と当接し、他端側がボディ１の内面と当接した状態で保持されている。図５および図７に示すように、スプール２に第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力が付与される場合、スプール２と第１ストッパ３３と第２ストッパ３４とが接触して一体となり、第２ばね３２を圧縮する制御領域Ｓ２に到達する。制御領域Ｓ２では、第２ばね３２の圧縮量（すなわち、スプール２の移動量）が、第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力に対して比例する。

第１実施形態では、第１ばね３１と第２ばね３２とが互いに独立してスプール２に圧縮されるように構成されている。つまり、中立位置Ｓ０−スタンバイ位置Ｓ１間では第１ばね３１の付勢力のみがスプール２に反力として作用し、制御領域Ｓ２では第２ばね３２の付勢力のみがスプール２に反力として作用するため、各ばねの付勢力は分離して作用する。第１実施形態では、第１ばね３１のばね定数Ｋ１は、第２ばね３２のばね定数Ｋ２よりも小さい。たとえば、中立位置Ｓ０における初期付勢力で比較すると、第２ばね３２の初期付勢力（＝第２閾値ＴＨ２）は、第１ばね３１の初期付勢力（＝第１閾値ＴＨ１）の２倍以上となるように構成されている。また、第１ばね３１は、最大限圧縮された状態（図４〜図７参照）でも、発生する付勢力が第２閾値ＴＨ２未満となるように構成されている。

なお、第１ストッパ３３および第２ストッパ３４の各々には、作動油を通過させるための貫通孔３５が設けられている。このため、作動力を付与するためにパイロット室１２に作動油が供給されると、作動油が貫通孔３５を介してスプール２に油圧を作用させる。

このような構成により、スプール２が、中立位置Ｓ０、スタンバイ位置Ｓ１、および制御領域Ｓ２のそれぞれに移動する。

〈第１ポートの開放動作〉
第１ポートＡを開く（供給ポートＰと連通させる）場合、まず、図４に示すように、スプール２が第１ポートＡ側のスタンバイ位置Ｓ１に移動される。具体的には、第２ポートＢ側のパイロット室１２に、作動力供給手段１０５から作動油が供給され、第１ポートＡ側に向かう作動力Ｆがスプール２に付与される。なお、スプール２をスタンバイ位置Ｓ１に移動させるには、第１閾値ＴＨ１と、中立位置Ｓ０とスタンバイ位置Ｓ１との間の移動距離分だけ第１ばね３１を圧縮することによる付勢力の増分（ばね定数Ｋ１×移動距離）との合計以上の作動力Ｆが必要となる。作動力Ｆは、所定の第１作動力Ｆ１（図１０参照）まで直ち（ステップ関数的に）に上昇させることができる。第１作動力Ｆ１は、第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２との間で、なるべく第２閾値ＴＨ２近傍の大きさとすることが好ましい。これにより、スプール２が第１ばね３１を圧縮して中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に速やかに移動する。スプール２の移動は、スタンバイ位置Ｓ１で第２ストッパ３４および第２ばね３２によって停止される。

次に、第２閾値ＴＨ２を越える第２作動力Ｆ２（図１０参照）がスプール２へ付与されることにより、図５に示すように第２ばね３２が圧縮され、スプール２がスタンバイ位置Ｓ１から制御領域Ｓ２へ移動する。これにより、スプール２の切欠部２３および溝部２２を介して供給ポートＰと第１ポートＡとが連通するとともに、スプール２の移動量に応じて切欠部２３による連通箇所の開口面積が制御される比例流量制御が開始される。このとき、第２ポートＢと排出ポートＴとが、スプール２の切欠部２３、溝部２２およびバイパス通路２４を介して連通し、油圧シリンダ１０１から第２ポートＢに流入する作動油（戻り油）が排出ポートＴから排出される。

〈第２ポートの開放動作〉
第２ポートＢを開く（供給ポートＰと連通させる）場合も同様である。図６に示すように、第１ポートＡ側のパイロット室１２に作動力供給手段１０５から作動油が供給され、第２ポートＢ側に向かう第１作動力Ｆ１がスプール２に付与されると、スプール２が第１ばね３１を圧縮して中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に速やかに移動する。

次に、第２閾値ＴＨ２を越える第２作動力Ｆ２がスプール２へ付与されることにより、図７に示すように第２ばね３２が圧縮され、スプール２がスタンバイ位置Ｓ１から制御領域Ｓ２へ移動する。これにより、スプール２の切欠部２３および溝部２２を介して供給ポートＰと第２ポートＢとが連通し、比例流量制御が開始される。このとき、第１ポートＡと排出ポートＴとが、スプール２の切欠部２３、溝部２２およびバイパス通路２４を介して連通し、油圧シリンダ１０１から第１ポートＡ側に流入する作動油（戻り油）が排出ポートＴから排出される。

（通路部）
次に、スプール２に設けられた通路部について説明する。

図２に示すように、第１実施形態では、スプール２は、弁座部１３とスプール２との間を通過する作動油を排出するための通路部２５を有している。

通路部２５は、弁座部１３とスプール２の外周面２１との間の微小な隙間を介して漏れ出る作動油を排出することにより、中立位置Ｓ０（全閉状態）におけるポート間の作動油のリークを防止する機能を有する。第１実施形態では、通路部２５は、スプール２の中立位置Ｓ０において、少なくとも第１ポートＡと供給ポートＰとの間の第１弁座部１３ａと対向する位置に配置されている。図２の例では、第１ポートＡと供給ポートＰとの間の第１弁座部１３ａのみならず、第２ポートＢと供給ポートＰとの間の第３弁座部１３ｃと対向する位置にも通路部２６が設けられている。

通路部２５（通路部２６）は、中立位置Ｓ０において、スプール２の外周面２１からスプール２の内部を通って排出ポートＴに連通するように設けられている。具体的には、通路部２５（通路部２６）は、隣り合う溝部２２の間の外周面２１に開口するように形成され、スプール２内を貫通してバイパス通路２４に接続されている。これにより、通路部２５（通路部２６）は、バイパス通路２４と部分的に共通する経路で、排出ポートＴと連通する。

図８に示すように、通路部２５（通路部２６）は、供給ポートＰの内径ｄ１よりも小さい内径ｄ２を有する細孔である。通路部２５（通路部２６）は、弁座部１３とスプール２の外周面２１との間を通過して漏れ出るごく僅かな作動油を排出ポートＴに排出する。より詳細には、スプール２の外周面２１には、摺動抵抗を低減するために微細な環状溝（図示せず）が設けられおり、通路部２５（通路部２６）は、環状溝の底部に開口している。

通路部２５は、スプール２の中立位置Ｓ０において、第１弁座部１３ａの供給ポートＰ側の一端部よりも、第１弁座部１３ａの第１ポートＡ側の他端部に近い位置に配置されている。同様に、通路部２６は、スプール２の中立位置Ｓ０において、第３弁座部１３ｃの供給ポートＰ側の一端部よりも、第３弁座部１３ｃの第２ポートＢ側の他端部に近い位置に配置されている。このため、高圧の供給ポートＰから隙間に漏れ出る作動油は、第１ポートＡ（第２ポートＢ）の近傍に到達して初めて排出ポートＴへ排出される。

図８に示すように、通路部２５は、スプール２が中立位置Ｓ０から第１ポートＡ側のスタンバイ位置Ｓ１に移動する際に、第１ポートＡを通過して、第１ポートＡと排出ポートＴとの間の第２弁座部１３ｂと対向する位置に移動する。同様に、図９に示すように、通路部２６は、スプール２が中立位置Ｓ０から第２ポートＢ側のスタンバイ位置Ｓ１に移動する際に、第２ポートＢを通過して、第２ポートＢと排出ポートＴとの間の第４弁座部１３ｄと対向する位置に移動する。したがって、スプール２が中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に移動する際には、通路部２５（通路部２６）が第１ポートＡ（第２ポートＢ）と対向して連通する状態があるが、上記の通り中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１への移動が短時間で完了するため、移動中のリークは実質的には発生しないようになっている。スタンバイ位置Ｓ１では、対向する第２弁座部１３ｂ（第４弁座部１３ｄ）によって通路部２５（通路部２６）が塞がれた状態となるため、通路部２５（通路部２６）は排出ポートＴ以外とは連通しない。

また、図２に示すように、スプール２の中立位置Ｓ０における通路部２５と第１弁座部１３ａの一端部との間の長さＬ１１は、中立位置Ｓ０から第２ポートＢ側へのスプール２の移動可能距離Ｌ２１以上である。同様に、スプール２の中立位置Ｓ０における通路部２６と第３弁座部１３ｃの一端部との間の長さＬ１２は、中立位置Ｓ０から第２ポートＢ側へのスプール２の移動可能距離Ｌ２２以上である。なお、図２の構成例では、長さＬ１１とＬ１２とは等しく、距離Ｌ２１とＬ２２とは等しい。距離Ｌ２１（Ｌ２２）は、中立位置Ｓ０における第１ストッパ３３と第２ストッパ３４との間の距離Ｄ１と、第２ストッパ３４とボディ１の内面との間の距離Ｄ２との和に概ね等しい。

このため、スプール２が第１ポートＡ側へ最大開度となるまで移動した場合、通路部２５は第２弁座部１３ｂによって塞がれ、通路部２６が第３弁座部１３ｃによって供給ポートＰと非連通で塞がれた状態を維持する。スプール２が第２ポートＢ側へ最大開度となるまで移動した場合、通路部２５は第１弁座部１３ａによって供給ポートＰと非連通で塞がれた状態を維持し、通路部２６が第４弁座部１３ｄによって塞がれた状態を維持する。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、スプール２が中立位置Ｓ０およびスタンバイ位置Ｓ１にある場合に、スプール２の外周面２１とにより油路を遮断する弁座部１３を設ける。これにより、中立位置Ｓ０とスタンバイ位置Ｓ１との間の範囲にわたって弁座部１３を設けることができるので、中立位置Ｓ０におけるスプール２と弁座部１３とのシール部分１４の長さ（Ｌ１〜Ｌ４）を十分に確保することができる。その結果、油路への作動油の漏れを抑制することができる。また、上記のように、スプール２を移動させる作動力Ｆが、スプール２を中立位置Ｓ０に保持する上限である第１閾値ＴＨ１と、第１閾値ＴＨ１よりも大きい第２閾値ＴＨ２との間の大きさで供給されることにより、スプール２が付勢手段３０の付勢力に抗して中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に移動し、第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力Ｆが供給されることにより、スプール２が付勢手段３０の付勢力に抗して、スタンバイ位置Ｓ１から、スプール２の移動量に応じて弁開度を変化させる制御領域Ｓ２に移動するように流量制御弁１００を構成する。これにより、流量制御を行う場合に予め第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２との間の大きさの作動力（第１作動力Ｆ１）を供給すれば、スプール２が速やかにスタンバイ位置Ｓ１に移動して流量制御を開始可能な状態となり、作動力Ｆが第２閾値ＴＨ２を越えた時点から速やかに流量制御を開始することができる。すなわち、流量制御の直前にスプール２を中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に移動させておくことにより、応答性を向上させることができるので、弁座部１３を長くしてシール部分１４の長さ（Ｌ１〜Ｌ４）を十分に確保する場合でも、高い応答性を確保することができる。以上により、第１実施形態の流量制御装置１００によれば、応答性を損なうことなく、油路への作動油の漏れを抑制することができる。

図１０に示す開閉制御の一例を用いてより具体的に説明する。一般の比例流量制御弁では、不感帯（スプールを移動させても流量制御が開始しない領域）を減少させて比例制御の応答性を確保するため、シール部分の長さを極力小さくしている。このため、スプールを摺動させるための微小隙間を介したリークを抑制することができず、中立位置におけるポート間のシール性が高くない。図１０の比較例に示すように、流量制御の開始時間ｔ２からの応答性は確保されているものの、中立位置において供給ポートＰから第１ポートＡまたは第２ポートＢへ一定のリーク流量が存在し続けることになる。

これに対して、第１実施形態では、シール部分１４の長さＬ１〜Ｌ４が十分に確保される。このため、中立位置Ｓ０における各ポート間のシール性が向上し、中立位置Ｓ０においてリーク流量は略発生しない。この場合、通常は長さＬ１〜Ｌ４の分だけ不感帯が増大することになるが、流量制御の開始時間ｔ２の直前のタイミングｔ１において、予め第１作動力Ｆ１を供給することにより、シール部分１４が極力小さくなるスタンバイ位置Ｓ１までスプール２を移動させることができる。スタンバイ位置Ｓ１では、シール部分１４が小さくなるため、移動方向に応じて供給ポートＰと第１ポートＡまたは第２ポートＢとの間にリーク（いわゆる前漏れ）が発生し得る。しかし、スタンバイ位置Ｓ１への移動は、第１作動力Ｆ１を第２閾値ＴＨ２の近傍に設定することにより、ごく短時間で完了させることができる（時刻ｔ１とｔ２との間の時間間隔を小さくできる）ため、スタンバイ位置Ｓ１においてリークが発生する時間（リーク流量）は極力小さくすることが可能である。その結果、シール性を確保しつつ、時間ｔ２で第２閾値ＴＨ２を越える第２作動力Ｆ２を供給する際にも、比較例の比例流量制御弁と同等の応答性を確保することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、付勢手段３０を、スプール２が中立位置Ｓ０にある場合、第１閾値ＴＨ１と等しい付勢力を発生させ、スプール２がスタンバイ位置Ｓ１にある場合に、第２閾値ＴＨ２と等しい付勢力を発生させるように構成する。これにより、スプール２を中立位置Ｓ０に保持するための付勢手段３０を用いて、スプール２をスタンバイ位置Ｓ１に保持することができる。この結果、スプール２を中立位置Ｓ０、スタンバイ位置Ｓ１および制御領域Ｓ２に段階的に移動させる構成を付勢手段３０により容易に実現することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、付勢手段３０に、少なくとも中立位置Ｓ０とスタンバイ位置Ｓ１との間でスプール２に圧縮される第１ばね３１と、制御領域Ｓ２においてスプール２に圧縮される第２ばね３２と、を設ける。第１ばね３１と第２ばね３２とを設けることにより、たとえば第１ばね３１に第１閾値ＴＨ１と等しい初期付勢力を発生させ、第２ばね３２に第２閾値ＴＨ２と等しい初期付勢力を発生させるなど、各々のばね定数を自由に決められる。そのため、中立位置Ｓ０において第１閾値ＴＨ１と等しい付勢力を発生させ、スタンバイ位置Ｓ１において第２閾値ＴＨ２と等しい付勢力を発生させる付勢手段３０を、より容易に構成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１ばね３１のばね定数Ｋ１を、第２ばね３２のばね定数Ｋ２よりも小さくする。第１ばね３１のばね定数を相対的に小さくすることにより、第１閾値ＴＨ１を越えてからスタンバイ位置Ｓ１まで第１ばね３１を圧縮するのに必要な作動力の大きさ（Ｋ１×移動距離）を小さくすることができる。その結果、スプール２をスタンバイ位置Ｓ１に移動するのに必要な作動力（ＴＨ１＋Ｋ１×移動距離）と第２閾値ＴＨ２との差を大きくすることができるので、スタンバイ位置Ｓ１へのスプール２の移動を迅速に行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、中立位置Ｓ０におけるスプール２の移動を規制する第１ストッパ３３と、スタンバイ位置Ｓ１におけるスプール２の移動を規制する第２ストッパ３４とをボディ１に設ける。第１ばね３１により、第１閾値ＴＨ１と等しい初期付勢力で第１ストッパ３３をボディ１に対して付勢し、第２ばね３２により、第２閾値ＴＨ２と等しい初期付勢力で第２ストッパ３４をボディ１に対して付勢する。第１ストッパ３３を設けることにより、スプール２を中立位置Ｓ０に保持することができる。この場合、外乱などによってスプール２に第１閾値ＴＨ１以下の力が作用してもスプール２が移動しないため、安定してスプール２を中立位置Ｓ０に保持することができる。また、第２ストッパ３４を設けることにより、第２閾値ＴＨ２を第１ばね３１とは独立して第２ばね３２により設定することができる。そのため、第２閾値ＴＨ２を第１ばね３１および第２ばね３２の合成ばねにより設定する場合と比較して、第２閾値ＴＨ２を容易に設定できるとともに、スプール２を制御領域Ｓ２で動作させるために必要な作動力が大きくなることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、中立位置Ｓ０において、スプール２の外周面２１からスプール２の内部を通って排出ポートＴに連通する通路部２５をスプール２に設け、通路部２５を、スプール２の中立位置Ｓ０において、少なくとも第１ポートＡと供給ポートＰとの間の第１弁座部１３ａと対向する位置に配置する。これにより、スプール２と第１弁座部１３ａとの間での作動油の僅かな漏れを、通路部２５によって排出ポートＴへ送り出すことが可能となる。このため、油圧シリンダ１０１の昇降制御などに流量制御弁１００が用いられる場合でも、中立位置Ｓ０での作動油の漏れを防止して、位置ずれが生じることを防止することができる。なお、第１実施形態では、第１弁座部１３ａのみならず、第２ポートＢと供給ポートＰとの間の弁座部１３にも通路部２６を設けているため、第１ポートＡおよび第２ポートＢの両方への作動油の漏れを防止することが可能である。

また、第１実施形態では、上記のように、通路部２５を、スプール２の中立位置Ｓ０において、第１弁座部１３ａの供給ポートＰ側の一端部よりも、第１弁座部１３ａの第１ポートＡ側の他端部に近い位置に配置する。これにより、通路部２５が高圧側の供給ポートＰから離れた位置に配置されるので、第１ポートＡへの作動油の漏れを防止しつつ、圧力差によって作動油が供給ポートＰから通路部２５へ漏れ出ることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、通路部２５を、スプール２が中立位置Ｓ０から第１ポートＡ側のスタンバイ位置Ｓ１に移動する際に、第１ポートＡを通過して、第１ポートＡと排出ポートＴとの間の第２弁座部１３ｂと対向する位置に移動するように設ける。このように、スプール２を中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１へと移動させる構造を利用して、通路部２５を第１弁座部１３ａから第２弁座部１３ｂへと移動させることにより、通路部２５が第１ポートＡと連通する位置に配置されることを防止することができる。すなわち、スプール２の外周面２１に通路部２５を設ける場合でも、第１弁座部１３ａを必要以上に長くすることなく、中立位置Ｓ０およびスタンバイ位置Ｓ１で通路部２５が常に弁座部１３（第１弁座部１３ａおよび第２弁座部１３ｂ）と対向して第１ポートＡと連通することがないようにすることが可能となる。

また、第１実施形態では、上記のように、スプール２の中立位置Ｓ０における通路部２５と第１弁座部１３ａの一端部との間の長さＬ１１を、中立位置Ｓ０から第２ポートＢ側へのスプール２の移動可能距離Ｌ２１以上とする。これにより、スプール２を第２ポートＢ側の制御領域Ｓ２へ移動させて第２ポートＢへの流量制御が行われる場合でも、通路部２５が第１弁座部１３ａの外部へ移動して供給ポートＰと連通してしまうことを防止することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、供給ポートＰの内径ｄ１よりも小さい内径ｄ２を有する通路部２５を設ける。このように内径の小さな通路部２５を設けることにより、中立位置Ｓ０において供給ポートＰから第１ポートＡへ漏れようとする僅かな作動油を確実に排出しつつ、圧力差によって作動油が不必要に通路部２５へ流入することを極力抑制することができる。

[第２実施形態]
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態による流量制御弁２００について説明する。第２実施形態では、第１ストッパ３３によってスプール２を中立位置Ｓ０に保持するように構成した上記第１実施形態とは異なり、第１ばね３１の釣り合いによってスプール２を中立位置Ｓ０に保持する例について説明する。なお、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

図１１に示すように、第２実施形態の流量制御弁２００では、第１ばね３１がスプール２を直接付勢するように構成されている。スプール２は、両側の第１ばね３１の付勢力によって、中立位置Ｓ０に保持される。第１ばね３１は、一端がスプール２に当接し、他端がストッパ２０１に当接するように設けられている。

ストッパ２０１は、第２ばね３２によってボディ１に向けて付勢されている。すなわち、ストッパ２０１は、ボディ１の段差部からなる位置決め部２０２に対して押圧されている。位置決め部２０２は、スタンバイ位置Ｓ１を規定する。図１２に示すように、スプール２に第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２との間の作動力Ｆが付与されると、スプール２が第１ばね３１を圧縮してストッパ２０１と当接するまで移動する。ストッパ２０１は、第２ばね３２により第２閾値ＴＨ２と等しい付勢力で、位置決め部２０２に付勢されているため、作動力が第２閾値ＴＨ２以下の場合には移動せずにスプール２をスタンバイ位置Ｓ１に保持する。

第２ばね３２は、一端がストッパ２０１に当接し、他端がボディ１の内面に当接するように設けられている。スプール２に第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力Ｆが付与されると、スプール２が第２ばね３２を圧縮してストッパ２０１とともに制御領域Ｓ２に移動する。その結果、スプール２の移動方向に応じたポート（第１ポートＡまたは第２ポートＢ）を供給ポートＰと連通させ、移動量と比例する流量で作動油を流通させる。なお、スタンバイ位置Ｓ１では、第１ばね３１が圧縮されてスプール２の端面とストッパ２０１とが当接する状態となるため、制御領域Ｓ２でのスプール２の移動中に第１ばね３１は機能しない。つまり、第１ばね３１と第２ばね３２とが互いに独立してスプール２に圧縮されるように構成されている。各ばねの付勢力は分離して作用する。

第２実施形態の場合、スプール２は、第１ばね３１の釣り合いによって中立位置Ｓ０に保持される。そのため、スプール２を中立位置Ｓ０で安定して保持するためには、第１ばね３１のばね定数を大きくすることが好ましい。

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

また、第２実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。

[第３実施形態]
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第３実施形態による流量制御弁３００について説明する。第３実施形態では、第１ばね３１と第２ばね３２とが独立して機能するように構成した上記第１および第２実施形態とは異なり、制御領域Ｓ２において第１ばね３１と第２ばね３２とが合成ばねとして機能する例について説明する。なお、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

図１３に示すように、第３実施形態の流量制御弁３００では、第１ばね３１は、一端がスプール２の端面に当接し、他端がボディ１の内面に当接するように設けられている。スプール２は、両側の第１ばね３１の付勢力によって、中立位置Ｓ０に保持される。また、第２ばね３２は、一端がストッパ３０１に当接し、他端がボディ１の内面に当接するように設けられている。

ストッパ３０１は、第２ばね３２によってボディ１に向けて付勢されている。すなわち、ストッパ３０１は、ボディ１の段差部からなる位置決め部３０２に対して押圧されている。位置決め部３０２は、スタンバイ位置Ｓ１を規定する。

スプール２に第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２との間の作動力Ｆが付与されると、スプール２が第１ばね３１を圧縮して、スプール２の段差部３０３がストッパ３０１と当接するまで移動する。第３実施形態では、ストッパ３０１が第２ばね３２により位置決め部３０２に付勢され、スプール２が第１ばね３１により付勢されている。図１４に示す第２閾値ＴＨ２は、スプール２がスタンバイ位置Ｓ１に移動した状態における、第１ばね３１の付勢力と第２ばね３２の付勢力との合力となる。作動力Ｆが第２閾値ＴＨ２以下（第１閾値ＴＨ１よりも大きい）の場合にはスプール２は移動せずにスタンバイ位置Ｓ１に保持される。

第３実施形態では、スプール２に第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力Ｆが付与されると、スプール２が第２ばね３２および第１ばね３１を圧縮してストッパ３０１とともに制御領域Ｓ２に移動する。そのため、制御領域Ｓ２では、第１ばね３１と第２ばね３２との合成ばねとの釣り合いによりスプール２の位置制御が行われる。この場合でも、第２閾値ＴＨ２よりも大きい作動力Ｆによってスプール２が制御領域Ｓ２に移動すると、スプール２の移動方向に応じたポート（第１ポートＡまたは第２ポートＢ）を供給ポートＰと連通させ、移動量と比例する流量で作動油を流通させる。

第３実施形態の場合も、第２実施形態と同様、スプール２は、第１ばね３１の釣り合いによって中立位置Ｓ０に保持される。そのため、スプール２を中立位置Ｓ０で安定して保持するためには、第１ばね３１のばね定数を大きくすることが好ましい。

第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

また、第３実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、スプール２に通路部２５を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１５に示す変形例による流量制御弁４００のように、スプール２に通路部２５（２６）を設けなくてもよい。この場合でも、上記の通り、スプール２の外周面２１と弁座部１３との間のシール部分１４の長さＬ１〜Ｌ４を十分に確保することが可能な本発明では、スプール２の外周面２１と弁座部１３との間を通過することによる作動油のポート間のリークを効果的に抑制することが可能である。通路部２５を設ける場合には、ポート間のリークをより確実に防止できるので、ポート間のリークが許容されない用途においては、通路部２５を設けることが好ましい。

また、上記第１〜第３実施形態では、スプール２に通路部２５および通路部２６を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、通路部を設ける場合、通路部は、第１ポートＡと供給ポートＰとの間のみ（通路部２５のみ）でもよく、通路部２６を設けなくてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１ばね３１および第２ばね３２により付勢手段３０を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、付勢手段が３つ以上のばねにより構成されてもよい。また、単一のばねで、ばね定数が変化する可変ばねを用いて付勢手段を構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１ばね３１のばね定数を第２ばね３２のばね定数よりも小さくする構成例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ばね３１のばね定数と第２ばね３２のばね定数とが等しくてもよいし、第１ばね３１のばね定数が第２ばね３２のばね定数よりも大きくてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、通路部２５を、スプール２の中立位置Ｓ０において、第１弁座部１３ａの供給ポートＰ側の一端部よりも、第１弁座部１３ａの第１ポートＡ側の他端部に近い位置に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、通路部２５を、スプール２の中立位置Ｓ０において、第１弁座部１３ａの中央あるいは供給ポートＰ側に配置してもよい。通路部２６についても同様であり、中立位置Ｓ０において、第２弁座部１３ｃの中央あるいは供給ポートＰ側に配置してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、通路部２５を、スプール２が中立位置Ｓ０からスタンバイ位置Ｓ１に移動する際に、第１ポートＡを通過して第２弁座部１３ｂと対向する位置に移動する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、中立位置Ｓ０およびスタンバイ位置Ｓ１の両方で、通路部２５が第１弁座部１３ａと対向する位置に配置されてもよい。通路部２６についても同様であり、中立位置Ｓ０およびスタンバイ位置Ｓ１の両方で、通路部２６が第３弁座部１３ｃと対向する位置に配置されてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、中立位置Ｓ０における通路部２５と第１弁座部１３ａの一端部との間の長さＬ１１が、中立位置Ｓ０から第２ポートＢ側へのスプール２の移動可能距離Ｌ２１以上となる構成例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、長さＬ１１が、移動可能距離Ｌ２１よりも小さくてもよい。その場合、スプール２が第２ポートＢのスタンバイ位置Ｓ１に移動する時点で、通路部２５が供給ポートＰ上を通過して第３弁座部１３ｃと対向する位置に移動するような構成であってもよい。

１ ボディ
２ スプール
１３ 弁座部
１３ａ 第１弁座部
１３ｂ 第２弁座部
２１ 外周面
２５ 通路部
３０ 付勢手段
３１ 第１ばね
３２ 第２ばね
３３ 第１ストッパ
３４ 第２ストッパ
Ａ 第１ポート（油路）
Ｂ 第２ポート（油路）
Ｐ 供給ポート（油路）
Ｔ 排出ポート（油路）
Ｓ０ 中立位置
Ｓ１ スタンバイ位置
Ｓ２ 制御領域
ＴＨ１ 第１閾値
ＴＨ２ 第２閾値
１００、２００、３００、４００ 流量制御弁

Claims (6)

1. 作動油が出入りする油路が設けられたボディと、
   前記ボディ内に移動可能に保持され、前記油路を開閉させるスプールと、を備え、
   前記ボディは、前記ボディの内周面に設けられ、前記スプールが中立位置およびスタンバイ位置にある場合に、前記スプールの外周面とによって前記油路を遮断する弁座部と、前記スプールを前記中立位置に保持するための付勢手段とを有し、
   前記スプールを移動させる作動力が、前記スプールを前記中立位置に保持する上限である第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間の大きさで供給されることにより、前記スプールが前記付勢手段の付勢力に抗して前記中立位置から前記スタンバイ位置に移動し、
   前記第２閾値よりも大きい作動力が供給されることにより、前記スプールが前記付勢手段の付勢力に抗して、前記スタンバイ位置から、前記スプールの移動量に応じて弁開度を変化させる制御領域に移動するように構成され、
   前記付勢手段は、少なくとも前記中立位置と前記スタンバイ位置との間で前記スプールに圧縮される第１ばねと、前記制御領域において前記スプールに圧縮される第２ばねと、を含み、
   前記ボディは、前記中立位置における前記スプールの移動を規制する第１ストッパと、前記スタンバイ位置における前記スプールの移動を規制する第２ストッパとを含み、
   前記第１ばねは、前記第１閾値と等しい初期付勢力で前記第１ストッパを前記ボディに対して付勢し、
   前記第２ばねは、前記第２閾値と等しい初期付勢力で前記第２ストッパを前記ボディに対して付勢している、流量制御弁。
2. 作動油が出入りする油路が設けられたボディと、
   前記ボディ内に移動可能に保持され、前記油路を開閉させるスプールと、を備え、
   前記油路は、作動油が供給される供給ポートと、作動油が排出される排出ポートと、互いに択一的に作動油を流入または流出させる第１ポートおよび第２ポートとを含み、
   前記ボディは、前記ボディの内周面に設けられ、前記スプールが中立位置およびスタンバイ位置にある場合に、前記スプールの外周面とによって前記油路を遮断する弁座部と、前記スプールを前記中立位置に保持するための付勢手段とを有し、
   前記スプールは、前記中立位置において、前記スプールの外周面から前記スプールの内部を通って前記排出ポートに連通するように設けられ、前記弁座部と前記スプールとの間を通過する作動油を排出するための通路部を有し、
   前記通路部は、前記スプールの前記中立位置において、少なくとも前記第１ポートと前記供給ポートとの間の第１弁座部と対向する位置に配置されており、
   前記スプールを移動させる作動力が、前記スプールを前記中立位置に保持する上限である第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間の大きさで供給されることにより、前記スプールが前記付勢手段の付勢力に抗して前記中立位置から前記スタンバイ位置に移動し、
   前記第２閾値よりも大きい作動力が供給されることにより、前記スプールが前記付勢手段の付勢力に抗して、前記スタンバイ位置から、前記スプールの移動量に応じて弁開度を変化させる制御領域に移動するように構成されている、流量制御弁。
3. 前記通路部は、前記スプールの前記中立位置において、前記第１弁座部の前記供給ポート側の一端部よりも、前記第１弁座部の前記第１ポート側の他端部に近い位置に配置されている、請求項２に記載の流量制御弁。
4. 前記通路部は、前記スプールが前記中立位置から前記第１ポート側の前記スタンバイ位置に移動する際に、前記第１ポートを通過して、前記第１ポートと前記排出ポートとの間の第２弁座部と対向する位置に移動する、請求項３に記載の流量制御弁。
5. 前記スプールの前記中立位置における前記通路部と前記第１弁座部の前記一端部との間の長さは、前記中立位置から前記第２ポート側への前記スプールの移動可能距離以上である、請求項３に記載の流量制御弁。
6. 前記通路部は、前記供給ポートの内径よりも小さい内径を有する、請求項２に記載の流量制御弁。

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