JP6887837B2 - スプール弁 - Google Patents

Description

本発明は、スプール弁に関する。

油圧源から油圧機器への作動油の供給及び排出を制御する方向切換弁として、スプール弁が広く使用されている。スプール弁は、弁本体内でスプール本体を軸方向へ押圧して移動させることにより流路構成を切り換え、油圧機器に作動油を供給したり、油圧機器から作動油を排出したり、油圧機器に付与されている油圧を保持したりする。

特許文献１は、スプール弁により構成される方向切換弁を開示する。この方向切換弁では、スプール本体の一方の端部を包囲するバネケースが弁本体に対して取り付けられており、このバネケース内には、一対のリテーナーにより挟持された戻しバネが配置されている。戻しバネは、リテーナー間の間隔を軸方向へ拡げるように各リテーナーを付勢する。スプール本体に対して軸方向へ力が加えられていない状態では、戻しバネの弾性力によってスプール本体が中立位置に配置される。一方、スプール本体に対して軸方向へ力が加えられると、戻しバネが圧縮されてリテーナー間の間隔が狭められ、スプール本体の軸方向位置が変更される。このようにして変更されるスプール本体の軸方向位置に応じて、方向切換弁における作動油の流れが制御される。

特開平１１−２１０８９９号公報

上述の特許文献１の方向切換弁は、バネケース内に配置された一対のリテーナー及び戻しバネによってスプール本体及びバネケースを付勢させる構造を有する。そのため、これらの一対のリテーナー及び戻しバネを所定位置に配置し、バネケース及びスプールの各々と適切に連関させる必要がある。このように、特許文献１の方向切換弁のスプールスライド機構は複雑な構造を有しており、部品点数が多く、組立性が悪い。また特許文献１の方向切換弁は、方向切換弁の端部構造が両端部間で異なっているため、バネケース等の部品を両端部間で共通化できない。

なお、他の構造を有するスプール弁によって方向切換弁を構成することも可能であるが、構造が複雑であったり、組立性が悪かったりする。特に、スプール本体の両端部をバネによって付勢する構造を有するスプール弁の場合、両端部に設けられるバネ間の付勢力のバランスによってスプール本体の中立位置が定められるが、それぞれのバネの弾性特性を適切にバランスさせることは容易ではない。両端部に設けられるそれぞれのバネが最適な弾性特性を持たないと、スプール本体を中立位置に精度良く配置させることができず、またスプール本体に軸方向へ力を加えてもスプール本体を安定的に所望位置に配置することができない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、組立性に優れた簡素な構造のスプール弁を提供することを目的とする。また、簡素な構造によって、スプール本体を中立位置に精度良く配置させることができるスプール弁を提供することを他の目的とする。

本発明の一態様は、軸方向に延在するスプール孔を有する弁本体と、スプール孔において軸方向へスライド可能に配置されたスプール本体と、弁本体の一端部から突出したスプール本体を、軸方向のうち一端部側から他端部側に向かう第１軸方向へ付勢する第１付勢部と、弁本体の他端部から突出したスプール本体を、軸方向のうち他端部側から一端部側に向かう第２軸方向へ付勢する第２付勢部と、を備え、第１付勢部は、軸方向と垂直な径方向に関し、スプール本体と、弁本体の一端部との両者に跨るように配置され、第２付勢部は、径方向に関し、スプール本体と、弁本体の他端部との両者に跨るように配置されるスプール弁に関する。

スプール本体は、一端部側の端部に設けられた第１スプール着座部と、他端部側の端部に設けられた第２スプール着座部とを有し、弁本体の一端部から突出したスプール本体の第１スプール着座部には第１付勢部が着座し、弁本体の他端部から突出したスプール本体の第２スプール着座部には第２付勢部が着座してもよい。

第１スプール着座部は、第１軸方向へ窪んだ形状を有し、第２スプール着座部は、第２軸方向へ窪んだ形状を有し、スプール本体は、第１スプール着座部に着座した状態の第１付勢部の径方向への移動を制限し、第２スプール着座部に着座した状態の第２付勢部の径方向への移動を制限してもよい。

第１スプール着座部及び第２スプール着座部の各々は傾斜面を有し、弁本体の一端部から突出したスプール本体の第１スプール着座部の傾斜面に、第１付勢部が着座し、弁本体の他端部から突出したスプール本体の第２スプール着座部の傾斜面に、第２付勢部が着座してもよい。

第１スプール着座部の径方向への幅は、第１付勢部の径方向への幅よりも小さく、第２スプール着座部の径方向への幅は、第２付勢部の径方向への幅よりも小さくてもよい。

弁本体は、一端部に設けられた第１本体着座部と、他端部に設けられた第２本体着座部と有し、スプール本体が弁本体の一端部から引っ込んでいる間は、第１付勢部は第１本体着座部に着座し、スプール本体が弁本体の他端部から引っ込んでいる間は、第２付勢部は第２本体着座部に着座してもよい。

第１本体着座部は、第１軸方向へ窪んだ形状を有し、第２本体着座部は、第２軸方向へ窪んだ形状を有し、弁本体は、第１本体着座部に着座した状態の第１付勢部の径方向への移動を制限し、第２本体着座部に着座した状態の第２付勢部の径方向への移動を制限してもよい。

第１本体着座部及び第２本体着座部の各々は傾斜面を有し、スプール本体が弁本体の一端部から引っ込んでいる間は、第１付勢部は第１本体着座部の傾斜面に着座し、スプール本体が弁本体の他端部から引っ込んでいる間は、第２付勢部は第２本体着座部の傾斜面に着座してもよい。

スプール弁は、弁本体の一端部に取り付けられ、第１付勢部が配置される第１スペースを有する第１ポートカバーと、弁本体の他端部に取り付けられ、第２付勢部が配置される第２スペースを有する第２ポートカバーと、を更に備えてもよい。

第１付勢部及び第２付勢部の各々は、コイルばねを有し、第１スペースの径方向の大きさをφＡ１により表し、第２スペースの径方向の大きさをφＡ２により表し、スプール孔の径方向の大きさをφＢにより表し、第１付勢部のコイルばねの素線の線幅をｄ１により表し、第２付勢部のコイルばねの素線の線幅をｄ２により表した場合、φＢ＜φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１、且つ、φＢ＜φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２が満たされてもよい。

φＢ＋ｄ１≦φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１、且つ、φＢ＋ｄ２≦φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２が満たされてもよい。

第１ポートカバーは、第１付勢部が着座する第１カバー着座部を有し、第２ポートカバーは、第２付勢部が着座する第２カバー着座部を有してもよい。

第１カバー着座部は、第２軸方向へ窪んだ形状を有し、第２カバー着座部は、第１軸方向へ窪んだ形状を有し、第１ポートカバーは、第１カバー着座部に着座した状態の第１付勢部の径方向への移動を制限し、第２ポートカバーは、第２カバー着座部に着座した状態の第２付勢部の径方向への移動を制限してもよい。

スプール本体が弁本体の一端部から突出した場合、第１付勢部は第１ポートカバーとスプール本体との間で圧縮されるとともに、第２付勢部は第２ポートカバーと弁本体との間で圧縮され、スプール本体が弁本体の他端部から突出した場合、第１付勢部は第１ポートカバーと弁本体との間で圧縮されるとともに、第２付勢部は第２ポートカバーとスプール本体との間で圧縮されてもよい。

第１ポートカバーは、第１スペースにおける圧油の導入口及び排出口を構成する第１圧油口を有し、第２ポートカバーは、第２スペースにおける圧油の導入口及び排出口を構成する第２圧油口を有し、スプール本体は、第１スペースにおける圧油及び第２スペースにおける圧油から力を受け、弁本体に対するスプール本体の軸方向に関する位置は、第１スペースにおける圧油の圧力及び第２スペースにおける圧油の圧力に応じて変動してもよい。

本発明によれば、組立性に優れた簡素な構造のスプール弁を提供することができる。また、簡素な構造によって、スプール本体を中立位置に精度良く配置させることができるスプール弁を提供することもできる。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係るスプール弁の断面構成を示す概略図である。 図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るスプール弁の断面構成を示す概略図である。 図１Ｃは、本発明の一実施形態に係るスプール弁の断面構成を示す概略図である。 図２は、第１付勢部、第１ポートカバー及び弁本体の内壁面の関係を説明するための図であり、主として第１付勢部及び第１ポートカバーの軸方向に垂直な断面（すなわち径方向に沿った断面）を示す。 図３Ａは、弁本体及びスプール本体の一変形例を概略的に示す拡大断面図である。 図３Ｂは、弁本体及びスプール本体の一変形例を概略的に示す拡大断面図である。 図３Ｃは、弁本体及びスプール本体の一変形例を概略的に示す拡大断面図である。 図４Ａは、第１ポートカバーの一変形例を概略的に示す拡大断面図である。 図４Ｂは、第１ポートカバーの一変形例を概略的に示す拡大断面図である。 図５は、弁本体及びスプール本体の他の変形例を概略的に示す拡大断面図であり、スプール本体が中立位置に配置されている状態を示す。 図６は、第１ポートカバーの他の変形例を概略的に示す拡大断面図である。 図７は、上述の各実施形態及び各変形例を応用可能なスプール弁の一例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の一実施形態に係るスプール弁１０の断面構成を示す概略図である。図１Ａはスプール本体１２が中立位置に配置されている状態を示し、図１Ｂはスプール本体１２が第１の駆動位置に配置されている状態を示し、図１Ｃはスプール本体１２が第２の駆動位置に配置されている状態を示す。

スプール弁１０は、弁本体１１、スプール本体１２、第１付勢部１３、第２付勢部１４、第１ポートカバー１５及び第２ポートカバー１６を備える。

弁本体１１は、軸方向Ｄｘに延在するスプール孔２０を有する。スプール本体１２は、スプール孔２０において軸方向Ｄｘへスライド可能に配置されている。図１Ａ〜図１Ｃでは図示を省略しているが、弁本体１１には油圧源、油圧機器及びドレーンタンクの各々に連通される複数の流路（後述の図７の符合「５３」参照）が形成されている。弁本体１１に形成された各流路間に、スプール本体１２に形成された複数のランド部又は複数の切欠部が配置されることによって、弁本体１１における流路構成が定められる。したがってスプール本体１２の配置位置を制御することによって弁本体１１における流路構成が適宜変更され、油圧源から油圧機器に作動油が供給されたり、油圧機器からドレーンタンクに作動油が排出されたりする。

第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々は、弾性体（本実施形態ではコイルばね）によって構成されており、圧縮荷重を受けている。コイルばねは、典型的には、断面が丸い細長い線状の材料（すなわち素線）が螺旋状に巻かれることによって構成される。第１付勢部１３は、図１Ｂに示すように、弁本体１１の一端部Ｐ１から突出したスプール本体１２を、軸方向Ｄｘのうち一端部側から他端部側に向かう第１軸方向Ｄｘ１へ付勢する。第２付勢部１４は、図１Ｃに示すように、弁本体１１の他端部Ｐ２から突出したスプール本体１２を、軸方向Ｄｘのうち他端部側から一端部側に向かう第２軸方向Ｄｘ２へ付勢する。なお第１付勢部１３及び第２付勢部１４を構成する弾性体は、コイルばねには限定されず、スプール本体１２を適切に付勢することが可能な任意の弾性体を第１付勢部１３及び第２付勢部１４として使用することができる。例えば、四角形の断面を有する素線（例えば平角線状の金属）が螺旋状に巻かれることによって構成される弾性体（例えば角ばね等）により第１付勢部１３及び第２付勢部１４が構成されてもよい。この場合、スプール本体１２及び弁本体１１に対して第１付勢部１３及び第２付勢部１４を安定的に接触させることができる。

第１ポートカバー１５は、弁本体１１の一端部Ｐ１に取り付けられ、第１付勢部１３が配置される第１スペースＳ１を有する。第２ポートカバー１６は、弁本体１１の他端部Ｐ２に取り付けられ、第２付勢部１４が配置される第２スペースＳ２を有する。第１ポートカバー１５は、第１スペースＳ１における圧油の導入口及び排出口を構成する第１圧油口２１を有する。第２ポートカバー１６は、第２スペースＳ２における圧油の導入口及び排出口を構成する第２圧油口２２を有する。パイロット油圧源からの圧油は、第１圧油口２１を介して第１スペースＳ１に導入され、また第２圧油口２２を介して第２スペースＳ２に導入される。また、第１スペースＳ１から第１圧油口２１を介して排出された圧油及び第２スペースＳ２から第２圧油口２２を介して排出された圧油は、図示しないドレーンタンクに排出される。

スプール本体１２は、第１スペースＳ１における圧油及び第２スペースＳ２における圧油から力（すなわちパイロット圧）を受ける。弁本体１１に対するスプール本体１２の軸方向Ｄｘに関する相対的な位置は、第１スペースＳ１における圧油の圧力及び第２スペースＳ２における圧油の圧力に応じて変動する。第１スペースＳ１及び第２スペースＳ２において圧油を収容可能な容積は、スプール本体１２の配置に応じて変動する。例えば、第１スペースＳ１に圧油が導入されスプール本体１２が第１軸方向Ｄｘ１に移動すると、第２スペースＳ２にスプール本体１２が進入し、圧油を収容可能な第２スペースＳ２の容積は低減され、第２スペースＳ２の圧油は第２圧油口２２を介して排出される。同様に、第２スペースＳ２に圧油が導入されスプール本体１２が第２軸方向Ｄｘ２に移動すると、第１スペースＳ１にスプール本体１２が進入し、圧油を収容可能な第１スペースＳ１の容積は低減され、第１スペースＳ１の圧油は第１圧油口２１を介して排出される。

本実施形態の第１付勢部１３は、軸方向Ｄｘと垂直な径方向Ｄｒに関し、スプール本体１２と、弁本体１１の一端部Ｐ１との両者に跨るように配置されている。また第２付勢部１４は、径方向Ｄｒに関し、スプール本体１２と、弁本体１１の他端部Ｐ２との両者に跨るように配置されている。このように、軸方向Ｄｘに関する第１付勢部１３の投影及び第２付勢部１４の投影の各々は、軸方向Ｄｘに関するスプール本体１２の投影及び弁本体１１の投影の両者と重なる。

スプール本体１２は、一端部側の端部に設けられた第１スプール着座部３１と、他端部側の端部に設けられた第２スプール着座部３２とを有する。第１スプール着座部３１の径方向Ｄｒへの幅は、第１付勢部１３の径方向Ｄｒへの幅よりも小さく、また第２スプール着座部３２の径方向Ｄｒへの幅は、第２付勢部１４の径方向Ｄｒへの幅よりも小さい。図１Ｂに示すように、弁本体１１の一端部Ｐ１から突出したスプール本体１２の第１スプール着座部３１には第１付勢部１３が直接的に着座する。また図１Ｃに示すように、弁本体１１の他端部Ｐ２から突出したスプール本体１２の第２スプール着座部３２には第２付勢部１４が直接的に着座する。

弁本体１１は、一端部Ｐ１に設けられた第１本体着座部３３と、他端部Ｐ２に設けられた第２本体着座部３４と有する。図１Ｃに示すように、スプール本体１２（特に第１スプール着座部３１）が弁本体１１の一端部Ｐ１（特に第１本体着座部３３）から第１軸方向Ｄｘ１へ引っ込んでいる間は、第１付勢部１３は第１本体着座部３３に直接的に着座する。また図１Ｂに示すように、スプール本体１２（特に第２スプール着座部３２）が弁本体１１の他端部Ｐ２（特に第２本体着座部３４）から第２軸方向Ｄｘ２へ引っ込んでいる間は、第２付勢部１４は第２本体着座部３４に直接的に着座する。

第１ポートカバー１５は第１付勢部１３が着座する第１カバー着座部３５を有し、第２ポートカバー１６は第２付勢部１４が着座する第２カバー着座部３６を有する。

上述の構成を有するスプール弁１０において、スプール本体１２が弁本体１１の一端部Ｐ１から突出した場合（図１Ｂ参照）、第１付勢部１３は第１ポートカバー１５とスプール本体１２との間で圧縮されるとともに、第２付勢部１４は第２ポートカバー１６と弁本体１１との間で圧縮される。一方、スプール本体１２が弁本体１１の他端部Ｐ２から突出した場合（図１Ｃ参照）、第１付勢部１３は第１ポートカバー１５と弁本体１１との間で圧縮されるとともに、第２付勢部１４は第２ポートカバー１６とスプール本体１２との間で圧縮される。

なお図１Ｂに示すように、スプール本体１２のうち、弁本体１１の一端部Ｐ１からスプール本体１２が突出した場合に第１付勢部１３が着座する部分（すなわち第１スプール着座部３１）と、弁本体１１の他端部Ｐ２からスプール本体１２が突出した場合に第２付勢部１４が着座する部分（すなわち第２スプール着座部３２）との間の軸方向Ｄｘに関する距離を「Ｌｓ」により表す。また弁本体１１のうち、スプール本体１２が弁本体１１の一端部Ｐ１から引っ込んでいる間に第１付勢部１３が着座する部分（すなわち第１本体着座部３３）と、スプール本体１２が弁本体１１の他端部Ｐ２から引っ込んでいる間に第２付勢部１４が着座する部分（すなわち第２本体着座部３４）との間の軸方向Ｄｘに関する距離を「Ｌｂ」により表す。この場合、第１スプール着座部３１と第２スプール着座部３２との間の距離Ｌｓと第１本体着座部３３と第２本体着座部３４との間の距離Ｌｂは同寸法に設定される。なお、ここで言う「ＬｓとＬｂとが同寸法」であるとは、ＬｓとＬｂが完全に一致する場合に加え、ＬｓとＬｂとの間に多少の差がある場合も含みうる概念である。本実施形態に係るスプール弁１０の作用効果に鑑みれば、例えば中立位置に配置されているスプール本体１２が第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々に接触することが可能であれば、ＬｓとＬｂとの間に多少の差があっても実質的に「ＬｓとＬｂとが同寸法」であると言える。なおＬｓとＬｂとの間に多少の差がある場合、ＬｓがＬｂよりも大きくてもよいし、ＬｂがＬｓよりも大きくてもよい。

図１Ａに示す中立位置において、第１本体着座部３３が形成する面及び第１スプール着座部３１が形成する面は径方向Ｄｒに延在する同一平面上に存在し、また第２本体着座部３４が形成する面及び第２スプール着座部３２が形成する面は径方向Ｄｒに延在する同一平面上に存在する。したがって、スプール本体１２が中立位置に配置されている場合、第１付勢部１３は第１本体着座部３３及び第１スプール着座部３１に接触し、また第２付勢部１４は第２本体着座部３４及び第２スプール着座部３２に接触する。また、スプール本体１２の一方の端部が弁本体１１の一端部Ｐ１から突出すれば、スプール本体１２の他方の端部はスプール孔２０内に配置され、スプール本体１２の他方の端部が弁本体１１の他端部Ｐ２から突出すれば、スプール本体１２の一方の端部はスプール孔２０内に配置される。

図２は、第１付勢部１３、第１ポートカバー１５及び弁本体１１の内壁面４１の関係を説明するための図であり、主として第１付勢部１３及び第１ポートカバー１５の軸方向Ｄｘに垂直な断面（すなわち径方向Ｄｒに沿った断面）を示す。参考までに、図２には、第２付勢部１４及び第２ポートカバー１６に関する対応の要素が括弧書きにより表されている。

第１ポートカバー１５の内壁面によって定められる第１スペースＳ１の径方向Ｄｒの大きさを「φＡ１」により表し、第２ポートカバー１６の内壁面によって定められる第２スペースＳ２の径方向Ｄｒの大きさを「φＡ２」により表す。また、弁本体１１の内壁面４１によって定められるスプール孔２０の径方向Ｄｒの大きさを「φＢ」により表し、第１付勢部１３のコイルばねの素線の線幅を「ｄ１」により表し、第２付勢部１４のコイルばねの素線の線幅を「ｄ２」により表す。この場合、本実施形態のスプール弁１０は、以下の関係式１及び関係式２を満たす。

［関係式１］ φＢ＜φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１

［関係式２］ φＢ＜φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２

さらに、本実施形態のスプール弁１０は、以下の関係式３及び関係式４を満たす。

［関係式３］ φＢ＋ｄ１≦φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１

［関係式４］ φＢ＋ｄ２≦φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２

また、第１付勢部１３の径方向Ｄｒに沿った円環形状の断面の内径を「φｄ１ｉ」により表すとともに外径を「φｄ１ｏ」により表し、第２付勢部１４の径方向Ｄｒに沿った円環形状の断面の内径を「φｄ２ｉ」により表すとともに外径を「φｄ２ｏ」により表す。この場合、本実施形態のスプール弁１０は、以下の関係式５及び関係式６を満たす。

［関係式５］ φｄ１ｉ＜φＢ＜φｄ１ｏ＜φＡ１

［関係式６］ φｄ２ｉ＜φＢ＜φｄ２ｏ＜φＡ２

なお、上述の構成を有する本実施形態に係る第１スプール着座部３１、第２スプール着座部３２、第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４の各々は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、径方向Ｄｒに延在する平坦面を形成し、第１付勢部１３及び第２付勢部１４は当該平坦面に着座する。また第１カバー着座部３５及び第２カバー着座部３６の各々も、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、径方向Ｄｒに延在する平坦面を形成し、第１付勢部１３及び第２付勢部１４は当該平坦面に着座する。

［作用及び効果］
上述の構成を有する本実施形態のスプール弁１０によれば、以下の作用及び効果が奏される。

上述のように、スプール本体１２を両端部から付勢するための第１付勢部１３及び第２付勢部１４を、スプール本体１２及び弁本体１１の両者に跨るように配置することによって、上述の特許文献１のスプール弁で必要とされていたリテーナー等の部材が不要である。したがって、部品数を減らすことができ、スプール本体１２を軸方向Ｄｘに付勢するスライド機構を、簡素に構成できるとともに、簡単に組み立てることができる。

また、「Ｌｓ≒Ｌｂ」が満たされることによって、スプール本体１２の中立位置を、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の特性によらずに、精度良く定めることができる。したがって中立位置を定めることを目的とした、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の弾性特性の調整が不要であり、スプール弁１０の組み立てを簡単化できる。また、第１付勢部１３の弾性特性と第２付勢部１４の弾性特性とを必ずしも厳密にはバランスさせる必要がない。また、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々の特性を個別的に設定することも可能である。例えば、第１付勢部１３の弾性特性と第２付勢部１４の弾性特性との間で積極的に差が設けられてもよい。この場合、スプール本体１２の移動特性を様々な態様に設定することが可能であり、汎用性に優れたスプール弁１０を提供できる。また、スプール本体１２を中立位置（図１Ａ参照）から移動させて駆動位置（図１Ｂ及び図１Ｃ参照）に配置させる場合には、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の一方のみをスプール本体１２によって圧縮させればよい。したがって、エネルギー効率良くスプール本体１２を移動させることができるとともに、スプール本体１２を所望位置に安定的に配置することができる。

また上記の関係式１（φＢ＜φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１）及び関係式２（φＢ＜φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２）が満たされることによって、弁本体１１の第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４の径方向Ｄｒの大きさを、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の径方向Ｄｒの大きさよりも小さくすることができる。したがって第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々は、径方向Ｄｒに関して物理的な制限を受け、弁本体１１及びスプール本体１２の両者に跨るように配置される。

また上記の関係式３（φＢ＋ｄ１≦φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１）及び関係式４（φＢ＋ｄ２≦φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２）が満たされることによって、第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４の径方向Ｄｒに関する幅を比較的広くすることができる。これにより、第１付勢部１３及び第２付勢部１４が第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４に着座した際の接触可能面積を比較的広く設定することができ、第１付勢部１３及び第２付勢部１４を第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４に対して適切に着座させることができる。

また上記の関係式５（φｄ１ｉ＜φＢ＜φｄ１ｏ＜φＡ１）及び関係式６（φｄ２ｉ＜φＢ＜φｄ２ｏ＜φＡ２）が満たされることによって、第１スペースＳ１及び第２スペースＳ２のそれぞれにおいて、第１付勢部１３及び第２付勢部１４を、スプール本体１２の周囲において、弁本体１１及びスプール本体１２の両者に対して確実に跨るように配置することができる。したがって、径方向Ｄｒに関する第１付勢部１３及び第２付勢部１４の移動を、スプール本体１２、第１ポートカバー１５及び第２ポートカバー１６によって規制することができ、第１付勢部１３及び第２付勢部１４を弁本体１１及びスプール本体１２に対して適切に配置することができる。

また、スプール本体１２の両端部における構造を共通化することも可能であり、共通の構造を有する第１付勢部１３及び第２付勢部１４を使用でき、また共通の構造を有する第１ポートカバー１５及び第２ポートカバー１６を使用できる。このように部品を共通化することによって、コストが抑えられ、部品管理も容易になり、軸方向Ｄｘ及び径方向Ｄｒの各々に関するスプール弁１０の小型化を推進し易くなる。

［第１変形例］
図３Ａ〜図３Ｃは、弁本体１１及びスプール本体１２の一変形例を概略的に示す拡大断面図である。なお、図３Ａ〜図３Ｃには弁本体１１の一端部Ｐ１側の構成が示されているが、弁本体１１の他端部Ｐ２側の弁本体１１、スプール本体１２及び第２付勢部１４も、図３Ａ〜図３Ｃに示す弁本体１１、スプール本体１２及び第１付勢部１３と同様の構成を有する。

本変形例では、第１スプール着座部３１は第１軸方向Ｄｘ１へ窪んだ形状を有し、第２スプール着座部３２は第２軸方向Ｄｘ２へ窪んだ形状を有する。第１スプール着座部３１及び第２スプール着座部３２の各々は段差部を形成し、第１スプール着座部３１に着座した第１付勢部１３は当該段差部によって内側から位置が規制され、また第２スプール着座部３２に着座した第２付勢部１４は当該段差部によって内側から位置が規制される。具体的には、第１スプール着座部３１によって形成される段差部（特に第２軸方向Ｄｘ２へ突出する部分）の径方向Ｄｒのサイズ（すなわち径）が、円筒形状を有する第１付勢部１３の内径（図２の符合「φｄ１ｉ」参照）よりも小さく設定される。また第２スプール着座部３２によって形成される段差部（特に第１軸方向Ｄｘ１へ突出する部分）の径方向Ｄｒのサイズ（すなわち径）が、円筒形状を有する第２付勢部１４の内径よりも小さく設定される。このようにスプール本体１２は、第１スプール着座部３１に着座した状態の第１付勢部１３の径方向Ｄｒへの移動を制限し、第２スプール着座部３２に着座した状態の第２付勢部１４の径方向Ｄｒへの移動を制限する。

また、第１本体着座部３３は第１軸方向Ｄｘ１へ窪んだ形状を有し、第２本体着座部３４は第２軸方向Ｄｘ２へ窪んだ形状を有する。弁本体１１は、第１本体着座部３３に着座した状態の第１付勢部１３の径方向Ｄｒへの移動を制限し、第２本体着座部３４に着座した状態の第２付勢部１４の径方向Ｄｒへの移動を制限する。第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４の各々は段差部を形成し、第１本体着座部３３に着座した第１付勢部１３は当該段差部によって外側から位置が規制され、また第２本体着座部３４に着座した第２付勢部１４は当該段差部によって外側から位置が規制される。具体的には、第１本体着座部３３によって形成される段差部（特に第２軸方向Ｄｘ２へ突出する部分）の径方向Ｄｒのサイズ（すなわち径）が、円筒形状を有する第１付勢部１３の外径（図２の符合「φｄ１ｏ」参照）よりも大きく設定される。また第２本体着座部３４によって形成される段差部（特に第１軸方向Ｄｘ１へ突出する部分）の径方向Ｄｒのサイズ（すなわち径）が、円筒形状を有する第２付勢部１４の外径よりも大きく設定される。このように弁本体１１は、第１本体着座部３３に着座した状態の第１付勢部１３の径方向Ｄｒへの移動を制限し、第２本体着座部３４に着座した状態の第２付勢部１４の径方向Ｄｒへの移動を制限する。

上述のように図３Ａ〜図３Ｃに示す変形例では、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々の位置を、内側からスプール本体１２によって規制するとともに、外側から弁本体１１によって規制する。スプール本体１２が中立位置に配置される場合、図３Ａに示すように第１スプール着座部３１が形成する面及び第１本体着座部３３が形成する面は径方向Ｄｒへ延在する同一平面上に存在し、第２スプール着座部３２が形成する面及び第２本体着座部３４が形成する面は径方向Ｄｒへ延在する同一平面上に存在する。そして、第１スプール着座部３１及び第１本体着座部３３によって形成される溝に第１付勢部１３の端部が配置され、第２スプール着座部３２及び第２本体着座部３４によって形成される溝に第２付勢部１４の端部が配置される。

なお、図３Ａ〜図３Ｃに示す変形例では弁本体１１及びスプール本体１２の両者が窪んだ形状の着座部を有するが、弁本体１１及びスプール本体１２のうちの一方のみが窪んだ形状の着座部を有していてもよい。また、一方の端部では弁本体１１のみが窪んだ形状の着座部を有し、他方の端部ではスプール本体１２のみが窪んだ形状の着座部を有していてもよい。すなわち、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々が弁本体１１及びスプール本体１２の両者に跨るように配置されていれば、弁本体１１及びスプール本体１２のうちのいずれか一方又は両方が窪んだ形状の着座部を有することができる。

図４Ａ〜図４Ｂは、第１ポートカバー１５の一変形例を概略的に示す拡大断面図である。なお図４Ａ〜図４Ｂには第１ポートカバー１５のみが示されているが、第２ポートカバー１６も図４Ａ〜図４Ｂに示す第１ポートカバー１５と同様の構成を有する。

本変形例の第１ポートカバー１５及び第２ポートカバー１６では、第１カバー着座部３５が第２軸方向Ｄｘ２へ窪んだ形状を有し、第２カバー着座部３６が第１軸方向Ｄｘ１へ窪んだ形状を有する。第１カバー着座部３５及び第２カバー着座部３６の各々は段差部を形成し、第１カバー着座部３５に着座した第１付勢部１３は当該段差部によって外側から位置が規制され、また第２カバー着座部３６に着座した第２付勢部１４は当該段差部によって外側から位置が規制される。具体的には、第１カバー着座部３５によって形成される段差部（特に第１軸方向Ｄｘ１へ突出する部分）の径方向Ｄｒのサイズ（すなわち径）が、円筒形状を有する第１付勢部１３の外径（図２の符合「φｄ１ｏ」参照）よりも大きく又は第１付勢部１３の外径と同じに設定される。また第２カバー着座部３６によって形成される段差部（特に第２軸方向Ｄｘ２へ突出する部分）の径方向Ｄｒのサイズ（すなわち径）が、円筒形状を有する第２付勢部１４の外径よりも大きく又は第２付勢部１４の外径と同じに設定される。なお第１付勢部１３及び第２付勢部１４は、径方向Ｄｒに圧縮された状態で第２ポートカバー１６及び１７の窪みに嵌め込まれてもよい。このように、第１ポートカバー１５は第１カバー着座部３５に着座した状態の第１付勢部１３の径方向Ｄｒへの移動を制限し、第２ポートカバー１６は第２カバー着座部３６に着座した状態の第２付勢部１４の径方向Ｄｒへの移動を制限する。

したがって本変形例によれば、第１付勢部１３及び第２付勢部１４を、段差部により案内して径方向Ｄｒに関する所望位置に配置することができ、第１付勢部１３及び第２付勢部１４のセンタリングを高精度に確実に行うことができる。

［第２変形例］
図５は、弁本体１１及びスプール本体１２の他の変形例を概略的に示す拡大断面図であり、スプール本体１２が中立位置に配置されている状態を示す。なお、図５には弁本体１１の一端部Ｐ１側の構成が示されているが、弁本体１１の他端部Ｐ２側の弁本体１１、スプール本体１２及び第２付勢部１４も、図５に示す弁本体１１、スプール本体１２及び第１付勢部１３と同様の構成を有する。

本変形例において、第１スプール着座部３１及び第２スプール着座部３２の各々は傾斜面を有する。弁本体１１の一端部Ｐ１から突出したスプール本体１２の第１スプール着座部３１の傾斜面に、第１付勢部１３は着座する。また弁本体１１の他端部Ｐ２から突出したスプール本体１２の第２スプール着座部３２の傾斜面に、第２付勢部１４は着座する。これにより、第１スプール着座部３１に着座した第１付勢部１３は当該傾斜面によって内側から位置が規制され、また第２スプール着座部３２に着座した第２付勢部１４は当該傾斜面によって内側から位置が規制される。

また、第１本体着座部３３及び第２本体着座部３４の各々も傾斜面を有する。スプール本体１２（特に第１スプール着座部３１）が弁本体１１の一端部Ｐ１（特に第１本体着座部３３）から第１軸方向Ｄｘ１へ引っ込んでいる間は、第１付勢部１３は第１本体着座部３３の傾斜面に着座する。スプール本体１２（特に第２スプール着座部３２）が弁本体１１の他端部Ｐ２（特に第２本体着座部３４）から第２軸方向Ｄｘ２へ引っ込んでいる間は、第２付勢部１４は第２本体着座部３４の傾斜面に着座する。

なおスプール本体１２が中立位置に配置される場合には、図５に示すように第１付勢部１３は第１スプール着座部３１の傾斜面及び第１本体着座部３３の傾斜面の両方に着座し、第２付勢部１４は第２スプール着座部３２の傾斜面及び第２本体着座部３４の傾斜面の両方に着座する。また、図５に示す変形例では弁本体１１及びスプール本体１２の両者が傾斜面を持つ着座部を有しているが、弁本体１１及びスプール本体１２のうちの一方のみが傾斜面を持つ着座部を有していてもよい。また、一方の端部では弁本体１１のみが傾斜面を持つ着座部を有し、他方の端部ではスプール本体１２のみが傾斜面を持つ着座部を有していてもよい。

図６は、第１ポートカバー１５の他の変形例を概略的に示す拡大断面図である。なお図６には第１ポートカバー１５のみが示されているが、第２ポートカバー１６も図６に示す第１ポートカバー１５と同様の構成を有する。

本変形例の第１ポートカバー１５及び第２ポートカバー１６の各々はテーパ部６０を有する。第１付勢部１３及び第２付勢部１４は、テーパ部６０の傾斜面に案内されてテーパ部６０内への挿入が促され、第１カバー着座部３５及び第２カバー着座部３６の所定位置に精度良く着座する。第１カバー着座部３５に最も近い位置における第１ポートカバー１５のテーパ部６０の径方向Ｄｒの径は、外力を受けない第１付勢部１３の外径よりも小さく設定される。一方、第１カバー着座部３５から最も遠い位置における第１ポートカバー１５のテーパ部６０の径方向Ｄｒの径は、外力を受けない第１付勢部１３の外径以上に設定される。したがって第１カバー着座部３５に着座した第１付勢部１３の第１カバー着座部３５側の先端部は、テーパ部６０によって径方向Ｄｒに圧縮及び支持されており、径方向Ｄｒに関する第１付勢部１３の位置決めを精度良く行うことができる。同様に、第２カバー着座部３６に最も近い位置における第２ポートカバー１６のテーパ部６０の径方向Ｄｒの径は外力を受けない第２付勢部１４の外径よりも小さく設定され、第２カバー着座部３６から最も遠い位置における第２ポートカバー１６のテーパ部６０の径方向Ｄｒの径は外力を受けない第２付勢部１４の外径以上に設定される。したがって第２カバー着座部３６に着座した第２付勢部１４の第２カバー着座部３６側の先端部は、テーパ部６０によって径方向Ｄｒに圧縮及び支持され、径方向Ｄｒに関する第２付勢部１４の位置決めを精度良く行うことができる。

本変形例のように着座部の傾斜面に第１付勢部１３及び第２付勢部１４を着座させる構成によれば、第１付勢部１３及び第２付勢部１４を、傾斜面により案内して径方向Ｄｒに関する所望位置に配置することができ、第１付勢部１３及び第２付勢部１４のセンタリングを高精度に確実に行うことができる。また、傾斜面のうちのいずれかの箇所に第１付勢部１３及び第２付勢部１４を着座させればよいので、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の装着及び組み立てを簡単に行うことができる。

［応用例］
図７は、上述の各実施形態及び各変形例を応用可能なスプール弁１０の一例を示す断面図である。

図７に示すように、弁本体１１には様々な形状を持つ複数の流路５３が形成されており、各流路５３は、弁本体１１に形成されたスプール孔２０に開口するように設けられている。これらの流路５３には、作動油を供給する油圧源（例えば油圧ポンプ等）に連通する流路、作動油によって駆動される油圧機器（例えば油圧シリンダ又は油圧ポンプ等）に連通する流路、及び作動油が排出されるドレーンタンクに連通する流路が含まれる。

スプール本体１２は、スプール孔２０とほぼ同じ径を有する複数のランド部５１と、ランド部５１間に形成されスプール孔２０よりも小さい径を有する複数の切欠部５２とを有する。スプール本体１２の弁本体１１に対する軸方向Ｄｘの相対位置に応じて、各流路５３に対するランド部５１及び切欠部５２の位置が変更される。流路５３間にランド部５１が配置されることによって当該流路５３間における作動油の流れは遮断されるのに対し、流路５３間に切欠部５２が配置されることによって当該流路５３間に作動油の流れが作られる。

上述の構成を有する図７に示すスプール弁１０において、第１付勢部１３及び第２付勢部１４の各々を、径方向Ｄｒに関し、弁本体１１及びスプール本体１２の両者に跨るように配置することで、構造を簡素化しつつ優れた組み立て性を実現することができる。また「第１スプール着座部３１と第２スプール着座部３２との間の距離Ｌｓ」及び「第１本体着座部３３と第２本体着座部３４との間の距離Ｌｂ」を「Ｌｓ＝Ｌｂ」が満たされるように設定することで、スプール弁１０の構造を簡素化しつつ、スプール本体１２を中立位置に精度良く配置させることができる。

本発明は、上述の実施形態及び変形例には限定されない。例えば、上述の実施形態及び変形例の各要素に各種の変形が加えられてもよい。また、上述の構成要素以外の構成要素を含む形態も、本発明の実施形態に含まれる。また、上述の構成要素のうちの一部の要素が含まれない形態も、本発明の実施形態に含まれる。また、本発明のある実施形態に含まれる一部の構成要素と、本発明の他の実施形態に含まれる一部の構成要素とを含む形態も、本発明の実施形態に含まれる。したがって、上述の実施形態及び変形例、及び上述以外の本発明の実施形態の各々に含まれる構成要素同士が組み合わされてもよく、そのような組み合わせに係る形態も本発明の実施形態に含まれる。また、本発明によって奏される効果も上述の効果に限定されず、各実施形態の具体的な構成に応じた特有の効果も発揮されうる。このように、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲、明細書、要約書及び図面に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１０ スプール弁
１１ 弁本体
１２ スプール本体
１３ 第１付勢部
１４ 第２付勢部
１５ 第１ポートカバー
１６ 第２ポートカバー
２０ スプール孔
２１ 第１圧油口
２２ 第２圧油口
３１ 第１スプール着座部
３２ 第２スプール着座部
３３ 第１本体着座部
３４ 第２本体着座部
３５ 第１カバー着座部
３６ 第２カバー着座部
４１ 内壁面
５１ ランド部
５２ 切欠部
５３ 流路
６０ テーパ部
Ｄｒ 径方向
Ｄｘ 軸方向
Ｄｘ１ 第１軸方向
Ｄｘ２ 第２軸方向
Ｐ１ 一端部
Ｐ２ 他端部
Ｓ１ 第１スペース
Ｓ２ 第２スペース

Claims (15)

1. 軸方向に延在するスプール孔を有する弁本体と、
   前記スプール孔において前記軸方向へスライド可能に配置されたスプール本体と、
   前記弁本体の一端部から突出した前記スプール本体を、前記軸方向のうち一端部側から他端部側に向かう第１軸方向へ付勢する第１弾性体と、
   前記弁本体の他端部から突出した前記スプール本体を、前記軸方向のうち前記他端部側から前記一端部側に向かう第２軸方向へ付勢する第２弾性体と、を備え、
   前記第１弾性体は、前記スプール本体が中立位置に配置されている場合に前記スプール本体及び前記弁本体に接触するように、配置され、
   前記第２弾性体は、前記スプール本体が中立位置に配置されている場合に前記スプール本体及び前記弁本体に接触するように、配置されるスプール弁。
2. 前記スプール本体は、前記一端部側の端部に設けられた第１スプール着座部と、前記他端部側の端部に設けられた第２スプール着座部とを有し、
   前記弁本体の前記一端部から突出した前記スプール本体の前記第１スプール着座部には前記第１弾性体が着座し、
   前記弁本体の前記他端部から突出した前記スプール本体の前記第２スプール着座部には前記第２弾性体が着座する請求項１に記載のスプール弁。
3. 前記第１スプール着座部は、前記第１軸方向へ窪んだ形状を有し、
   前記第２スプール着座部は、前記第２軸方向へ窪んだ形状を有し、
   前記スプール本体は、前記第１スプール着座部に着座した状態の前記第１弾性体の径方向への移動を制限し、前記第２スプール着座部に着座した状態の前記第２弾性体の径方向への移動を制限する請求項２に記載のスプール弁。
4. 前記第１スプール着座部及び前記第２スプール着座部の各々は傾斜面を有し、
   前記弁本体の前記一端部から突出した前記スプール本体の前記第１スプール着座部の前記傾斜面に、前記第１弾性体が着座し、
   前記弁本体の前記他端部から突出した前記スプール本体の前記第２スプール着座部の前記傾斜面に、前記第２弾性体が着座する請求項２又は３に記載のスプール弁。
5. 前記第１スプール着座部の径方向への幅は、前記第１弾性体の径方向への幅よりも小さく、
   前記第２スプール着座部の径方向への幅は、前記第２弾性体の径方向への幅よりも小さい請求項２〜４のいずれか一項に記載のスプール弁。
6. 前記弁本体は、前記一端部に設けられた第１本体着座部と、前記他端部に設けられた第２本体着座部と有し、
   前記スプール本体が前記弁本体の前記一端部から引っ込んでいる間は、前記第１弾性体は前記第１本体着座部に着座し、
   前記スプール本体が前記弁本体の前記他端部から引っ込んでいる間は、前記第２弾性体は前記第２本体着座部に着座する請求項１〜５のいずれか一項に記載のスプール弁。
7. 前記第１本体着座部は、前記第１軸方向へ窪んだ形状を有し、
   前記第２本体着座部は、前記第２軸方向へ窪んだ形状を有し、
   前記弁本体は、前記第１本体着座部に着座した状態の前記第１弾性体の径方向への移動を制限し、前記第２本体着座部に着座した状態の前記第２弾性体の径方向への移動を制限する請求項６に記載のスプール弁。
8. 前記第１本体着座部及び前記第２本体着座部の各々は傾斜面を有し、
   前記スプール本体が前記弁本体の前記一端部から引っ込んでいる間は、前記第１弾性体は前記第１本体着座部の前記傾斜面に着座し、
   前記スプール本体が前記弁本体の前記他端部から引っ込んでいる間は、前記第２弾性体は前記第２本体着座部の前記傾斜面に着座する請求項６又は７に記載のスプール弁。
9. 前記弁本体の前記一端部に取り付けられ、前記第１弾性体が配置される第１スペースを有する第１ポートカバーと、
   前記弁本体の前記他端部に取り付けられ、前記第２弾性体が配置される第２スペースを有する第２ポートカバーと、を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載のスプール弁。
10. 前記第１弾性体及び前記第２弾性体の各々は、コイルばねを有し、
    前記第１スペースの径方向の大きさをφＡ１により表し、前記第２スペースの径方向の大きさをφＡ２により表し、前記スプール孔の径方向の大きさをφＢにより表し、前記第１弾性体の前記コイルばねの素線の線幅をｄ１により表し、前記第２弾性体の前記コイルばねの素線の線幅をｄ２により表した場合、
    φＢ＜φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１、且つ、φＢ＜φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２
    が満たされる請求項９に記載のスプール弁。
11. φＢ＋ｄ１≦φＡ１＜φＢ＋２×ｄ１、且つ、φＢ＋ｄ２≦φＡ２＜φＢ＋２×ｄ２
    が満たされる請求項１０に記載のスプール弁。
12. 前記第１ポートカバーは、前記第１弾性体が着座する第１カバー着座部を有し、
    前記第２ポートカバーは、前記第２弾性体が着座する第２カバー着座部を有する請求項９〜１１のいずれか一項に記載のスプール弁。
13. 前記第１カバー着座部は、前記第２軸方向へ窪んだ形状を有し、
    前記第２カバー着座部は、前記第１軸方向へ窪んだ形状を有し、
    前記第１ポートカバーは、前記第１カバー着座部に着座した状態の前記第１弾性体の径方向への移動を制限し、
    前記第２ポートカバーは、前記第２カバー着座部に着座した状態の前記第２弾性体の径方向への移動を制限する請求項１２に記載のスプール弁。
14. 前記スプール本体が中立位置から前記第２軸方向へ移動した場合、前記第１弾性体は、前記スプール本体に直接的に着座しつつ前記第１ポートカバーと前記スプール本体とによって圧縮されるとともに、前記第２弾性体は、前記弁本体に直接的に着座しつつ前記第２ポートカバーと前記弁本体とによって圧縮され、
    前記スプール本体が前記中立位置から前記第１軸方向へ移動した場合、前記第１弾性体は、前記弁本体に直接的に着座しつつ前記第１ポートカバーと前記弁本体とによって圧縮されるとともに、前記第２弾性体は、前記スプール本体に直接的に着座しつつ前記第２ポートカバーと前記スプール本体とによって圧縮される請求項９〜１３のいずれか一項に記載のスプール弁。
15. 前記第１ポートカバーは、前記第１スペースにおける圧油の導入口及び排出口を構成する第１圧油口を有し、
    前記第２ポートカバーは、前記第２スペースにおける圧油の導入口及び排出口を構成する第２圧油口を有し、
    前記スプール本体は、前記第１スペースにおける圧油及び前記第２スペースにおける圧油から力を受け、
    前記弁本体に対する前記スプール本体の前記軸方向に関する位置は、前記第１スペースにおける圧油の圧力及び前記第２スペースにおける圧油の圧力に応じて変動する請求項９〜１４のいずれか一項に記載のスプール弁。

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