JP7262200B2 - 方向切換弁 - Google Patents

Description

本発明は、方向切換弁に関する。

従来から、油圧ショベル等の建設機械のアクチュエータへの作動流体の給排を制御する方向切換弁が知られている。方向切換弁は、弁本体と、弁本体に形成されたスプール孔に収容されたスプールと、を有している。

弁本体には、メインポンプと連通する供給ポートと、タンクと連通するタンクポートと、が設けられている。また、アクチュエータは作動流体を収容する流体室を有しており、弁本体には、この流体室と連通するアクチュエータポートが設けられている。また、弁本体には、各ポートと連通する通路が設けられている。これらの通路はスプール孔に開口して、スプール孔を通じて接続され、スプール孔と共に作動流体の流路を形成する。すなわち、各ポートは、上記流路によって接続される。スプール孔の内壁のうち上記流路が開口する開口部の間の部分は、環状ランド部をなしている。

スプールは、環状ランド部と嵌合可能な複数のランド部と、ランド部の間に配置された切欠部と、を有する。スプールをスプール孔内において移動させて上記環状ランド部に対するランド部および切欠部の位置を変更することにより、上記ポートを接続する流路を開閉することができ、アクチュエータへの作動流体の給排を制御することができるようになっている。

例えば、スプールのランド部を、アクチュエータポートに連通するアクチュエータ通路の開口部とタンクポートに連通するタンク通路の開口部との間の環状ランド部（以下、「タンク側環状ランド部」と呼ぶ。）と嵌合させて当該環状ランド部の内部空間を閉鎖することにより、アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路を閉鎖することができる。これにより、アクチュエータからの作動流体の排出を防止することができる。一方、ランド部をタンク側環状ランド部から離脱させて、タンク側環状ランド部の内部空間に切欠部を配置することにより、当該内部空間を開放することができる。これにより、アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路を開放することができ、アクチュエータからの作動流体の排出が可能になる。

上述のように、アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路、並びに、アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路を開閉することにより、アクチュエータへの作動流体の給排を制御することができ、アクチュエータを所望のように動作させることができる。なお、スプールがいわゆる「中立位置」にある場合、スプールのランド部がアクチュエータポートとタンクポートとの間の流路並びにアクチュエータポートと供給ポートとの間の流路を閉鎖して、アクチュエータへの作動流体の給排が停止される。この結果、アクチュエータは動作せず、その姿勢が維持される。

このような方向切換弁において、例えばランド部がタンク側環状ランド部から離脱して初めてアクチュエータからの作動流体の排出がなされるものとすると、アクチュエータが急激に動作して、衝撃および振動を発生させてしまう。このような事態を防止するため、スプールのランド部の外周面にノッチを設けて作動流体のいわゆる「前流れ」を生じさせることにより、アクチュエータによる衝撃および振動の発生を防止する方法が知られている。例えば、ランド部がタンク側環状ランド部から離脱する際のアクチュエータによる衝撃および振動の発生を防止する場合、ランド部の外周面に、当該ランド部のアクチュエータ通路側の端部からタンク通路側へ当該ランド部の中ほどまで延びるノッチを設ける。そして、スプールが中立位置からタンク通路側へ移動してランド部がタンク側環状ランド部から離脱する前に、ノッチを通じてアクチュエータ通路とタンク通路とを連通させ、アクチュエータから作動流体を少量ずつ排出する。これによりランド部がタンク側環状ランド部から離脱する前にアクチュエータの動作を開始させることができ、アクチュエータが急激に動作することによる振動および衝撃の発生を防止することができる。

特開２００５－１５５２７８号公報 特開平０１－２６９７０５号公報

ところで、このようなノッチは、一般に、ランド部が環状ランド部から離脱する前にアクチュエータを安定して動作させることができるよう、十分な長さを有している。

一方で、ノッチが上記十分な長さを有していると、方向切換弁内において意図しない作動流体の漏れが生じてしまうことがある。例えば、タンク通路側環状ランド部に嵌合するランド部に上述のようなノッチが設けられている場合、ランド部は、ノッチよりもタンク通路側となる部分でのみ、アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路を閉鎖可能である。この部分とタンク通路側環状ランド部とが重なり合う領域の、上記スプールの移動方向に沿った長さは、オーバーラップ量と呼ばれる。このオーバーラップ量が十分大きくないと、タンク通路側環状ランド部の一方の側から他方の側へ、具体的にはアクチュエータ通路の側からタンク通路の側へ、作動流体が漏れ出てしまう。そのため、アクチュエータの流体室内の作動流体が減少して、アクチュエータの姿勢を維持することができない。

このような作動流体の漏れを低減させるためノッチの長さを短くしてオーバーラップ量を大きくすると、アクチュエータの制御性が変わってしまう。例えば、方向切換弁の操作を開始してからアクチュエータが動作を開始するまでの時間長が、変わってしまう。また、ランド部が環状ランド部から離脱する前に、アクチュエータを十分に動作させることができない。このため、操作者に違和感を生じさせることとなる。また、作動流体の漏れを防止するため、特許文献２に記載の方向切換弁のように、アクチュエータポートにチェックポペットを設けてアクチュエータからの作動流体の流出を防止することも考えられるが、この場合、方向切換弁が複雑化および大型化してしまう。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、アクチュエータが急激に動作することにより振動および衝撃が発生することを防止可能な方向切換弁であって、方向切換弁を大型化することなく簡易な構成で、方向切換弁内での作動流体の漏れを低減させることができ、且つ、アクチュエータの制御性を維持可能な方向切換弁を提供することを目的とする。

本発明による方向切換弁は、
二つのポートを設けられた弁本体と、
前記弁本体内に設けられて前記二つのポートを接続する流路を開閉するスプールであって、前記弁本体に対する移動にともなって開閉され且つ前記二つのポートに通じる内部通路を有したスプールと、を備える。

この場合、前記スプールの前記内部通路は、前記弁本体内の前記流路よりも先に開放されてもよい。

また、前記スプールの前記内部通路は、前記スプールを移動させる作動流体からの作用により開放されてもよい。

この場合、前記スプールの前記内部通路は、前記スプールの移動開始前に開放されてもよい。

また、前記スプールは、前記二つのポートを接続する切欠部と、前記二つのポートを遮断するランド部と、を有し、
前記ランド部には、前記スプールの移動方向に細長いノッチが設けられ、
前記内部通路の一端は、前記ノッチよりも、前記弁本体内の前記流路を閉鎖する位置から開放する位置への前記スプールの移動時における前方側となる位置で、前記ランド部上に開口していてもよい。

この場合、前記内部通路の前記一端は、前記スプールの移動方向において、前記ノッチと部分的に重なる位置に開口していてもよい。

また、前記内部通路の前記一端は、前記スプールの移動方向を中心とした周方向において、前記ノッチからずれた位置に開口していてもよい。

また、前記スプールの前記内部通路は、セレクタの移動にともなって開閉してもよい。

この場合、前記セレクタは、前記スプールの前記弁本体に対する移動にともなって移動してもよい。

また、この場合、前記セレクタは、前記スプールを移動させる作動流体からの作用により移動してもよい。

あるいは、本発明による方向切換弁は、
二つのポートを設けられた弁本体と、
前記弁本体に対して移動することで、前記弁本体内に設けられて前記二つのポートを接続する流路を開閉するスプールと、
前記スプールに対して移動することで、前記スプールに形成されて前記二つのポートに通じる内部通路を開閉するセレクタと、を備える。

この場合、前記セレクタは、前記スプールの前記弁本体に対する移動にともなって、前記スプールに対して移動してもよい。

さらに、前記スプールの前記内部通路は、前記弁本体内の前記流路よりも先に開放されてよい。

また、前記セレクタは、前記スプールを移動させる作動流体からの作用により移動してもよい。

この場合、前記スプールには、前記セレクタを収容するセレクタ孔と、前記作動流体が作用する受圧面に開口して前記セレクタ孔に通じる作動流体孔とが、設けられていてもよい。

また、前記スプールの前記内部通路は、前記スプールの移動開始前に開放されてもよい。

また、前記スプールは、前記二つのポートを接続する切欠部と、前記二つのポートを遮断するランド部と、を有し、
前記ランド部には、前記スプールの移動方向に細長いノッチが設けられ、
前記内部通路の一端は、前記ノッチよりも、前記弁本体内の前記流路を閉鎖する位置から開放する位置への前記スプールの移動方向における前方側となる位置で、前記ランド部上に開口していてもよい。

この場合、前記内部通路の前記一端は、前記スプールの移動方向において、前記ノッチと部分的に重なる位置に開口していてもよい。

また、前記内部通路の前記一端は、前記スプールの移動方向を中心とした周方向において、前記ノッチからずれた位置に開口していてもよい。

また、前記弁本体内の前記流路を閉鎖する位置に前記スプールが維持されている状態において、前記スプールの内部通路は閉鎖されていてもよい。

また、前記スプールが、前記弁本体内の流路を閉鎖する位置から開放する位置に移動する際に、前記スプールの内部通路は開放されていてもよい。

また、前記弁本体内の前記流路を開放する位置に前記スプールが維持されている状態において、前記スプールの内部通路は開放されていてもよい。

本発明によれば、アクチュエータの急激な動作により振動および衝撃が発生することを防止可能な方向切換弁であって、方向切換弁を大型化することなく簡易な構成で、方向切換弁内での作動流体の漏れを低減させることができ、且つ、アクチュエータの制御性を維持可能な方向切換弁を提供することができる。

本発明の実施の形態による方向切換弁を用いた作動流体回路の一例を示す作動流体回路図。 図１に示す方向切換弁の断面図。 図２に示す方向切換弁のスプールに形成された内部通路とセレクタとを模式的に示す断面図。 図３に示すスプールの外周面上に設けられた内部通路の開口部とノッチとを示す正面図。 図４のＩ－Ｉ線に沿った断面図。 図３に示す内部通路とセレクタとを模式的に示す断面図。 図３に示す内部通路とセレクタとを模式的に示す断面図。 図３に示す内部通路とセレクタとを模式的に示す断面図。 図３に示す内部通路とセレクタとを模式的に示す断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面は簡略化されており、例えば各要素の寸法、各要素間の寸法比及び各要素の具体的な形状が、実物のそれらから異なっている部分が図面に含まれうる。ただし、当業者であれば、そのような簡略化された図面から、以下に説明する実施の形態及び本発明のその他の実施の形態を十分に理解することが可能である。

図１に、本発明の一実施の形態による方向切換弁を用いた作動流体回路の一例を示す。

図１に示す作動流体回路１は、アクチュエータ２と、アクチュエータ２への作動流体（図示の例では圧油）の給排を制御するための方向切換弁３と、方向切換弁３を介してアクチュエータ２に作動流体を供給するメインポンプ５と、を有する。また、作動流体回路１は、方向切換弁３の動作を制御するためのパイロットコントロール弁（以下、リモコン弁と呼ぶ）４と、パイロットポンプ６と、タンク７と、を有する。

図示の例では、アクチュエータ２は、ピストンロッド２ｒを有する油圧シリンダであり、ヘッド側流体室２ａとロッド側流体室２ｂとを有する。

方向切換弁３は、メインポンプ５およびタンク７に接続されている。方向切換弁３は、スプール３０を有しており、スプール３０を第１方向（図１の左右方向）Ｄ１に移動させることにより、メインポンプ５およびタンク７と、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａおよびロッド側流体室２ｂと、の接続状態を変更することができるようになっている。

図１に示すように、方向切換弁３は、第１方向Ｄ１の両端にパイロット圧作用部５１，５２を含んでいる。パイロット圧作用部５１，５２は、スプール３０の駆動を目的として、スプール３０の端部にパイロット圧を負荷するための手段である。第１方向Ｄ１の他側（図１の左側）に位置するパイロット圧作用部５１にパイロット圧を負荷することにより、スプール３０を、図１に示す中立位置から、第１方向Ｄ１の一側（図１の右方向）に移動した第１作動位置へ、移動させることができる。また、第１方向Ｄ１の一側（図１の右側）に位置するパイロット圧作用部５２にパイロット圧を負荷することにより、スプール３０を、図１に示す中立位置から、第１方向Ｄ１の他側（図１の左方向）に移動した第２作動位置へ、移動させることができる。

方向切換弁３は、また、スプール３０に第１方向Ｄ１に弾発力を加える弾性部材６１，６２を有する。弾性部材６１，６２により、パイロット圧作用部５１，５２のいずれにもパイロット圧が生じていない場合、スプール３０は、図１に示す中立位置に保持される。

なお、スプール３０が中立位置にある場合、メインポンプ５およびタンク７は、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａおよびロッド側流体室２ｂのいずれにも接続されておらず（図１参照）、アクチュエータ２への作動流体の給排はなされない。一方、スプール３０が第１作動位置にある場合、メインポンプ５およびタンク７は、それぞれ、アクチュエータ２のロッド側流体室２ｂおよびヘッド側流体室２ａに接続される。この結果、ロッド側流体室２ｂに作動流体が供給され、同時にヘッド側流体室２ａから作動流体が排出されて、ピストンロッド２ｒが引く方向に移動する。また、スプール３０が第２作動位置にある場合、メインポンプ５およびタンク７は、それぞれ、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａおよびロッド側流体室２ｂに接続される。この結果、ヘッド側流体室２ａに作動流体が供給され、同時にロッド側流体室２ｂから作動流体が排出されて、ピストンロッド２ｒが出る方向に移動する。このように、方向切換弁３のスプール３０を移動させて、メインポンプ５およびタンク７と、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａおよびロッド側流体室２ｂと、の接続状態を変更することにより、アクチュエータ２を所望のように動作させることができる。

リモコン弁４は、上述のパイロット圧を制御するための弁である。ここで、方向切換弁３のパイロット圧作用部５１，５２の各々には、パイロットライン１１，１２が接続されている。リモコン弁４は、その操作レバー４ａの操作方向に対応する側のパイロットライン１１，１２とパイロットポンプ６とを連通させて、当該パイロットライン１１，１２に作動流体を供給する。この結果、当該パイロットライン１１，１２に接続したパイロット圧作用部５１，５２にパイロット圧が生じる。なお、リモコン弁４は、一方のパイロットライン１１，１２とパイロットポンプ６とを連通させるとき、他方のパイロットライン１２，１１とタンク７とを連通させる。また、操作レバー４ａが操作されていない場合、リモコン弁４は、両方のパイロットライン１１，１２を、タンク７に連通させる。

次に、図２および図３を参照して、方向切換弁３について、さらに詳述する。図２は、図１に示す方向切換弁３のスプール３０の長手方向に沿った断面を示している。図３は、図２に示すスプール３０に形成された内部通路７０とセレクタ８０とを模式的に示す、部分断面図である。

図２に示す方向切換弁３は、主たる構成要素として、第１方向Ｄ１に沿って延びる細長状のスプール３０と、スプール３０を収容するスプール孔４１が設けられた弁本体４０と、弁本体４０の両側に取り付けられたバルブカバー５３，５４と、を有する。

バルブカバー５３，５４は、その第１方向Ｄ１の一端がパイロットライン１１，１２と接続する接続部を備えた筒状の部材である。バルブカバー５３，５４は、それぞれ、スプール３０の他側端部および一側端部を収容する。バルブカバー５３，５４の内部は、それぞれ、パイロットライン１１，１２に接続され、パイロットライン１１，１２に作動流体が供給されると、バルブカバー５３，５４の内部にパイロット圧が生じ、パイロット圧がスプール３０の他側端面３１および一側端面３２に作用するようになっている。すなわち、バルブカバー５３，５４の内部は、上述したパイロット圧作用部５１，５２をなしている。また、スプール３０の他側端面３１および一側端面３２は、バルブカバー５３，５４の内部に生じたパイロット圧が作用する受圧面をなしている。

バルブカバー５３，５４の内部には、それぞれ、スプール３０に第１方向Ｄ１の一側および他側に向けて弾発力を加える弾性部材６１，６２が配置されている。図示された例では、弾性部材６１，６２は、ばねである。

弁本体４０には、第１方向Ｄ１に延びるスプール孔４１が形成されている。スプール孔４１内には、スプール３０が移動可能に配置される。また、弁本体４０には、供給通路４４、アクチュエータ通路４５およびタンク通路４６を含む各種通路が形成されている。また、図示しないが、弁本体４０には、メインポンプ５に接続される供給ポート、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａに接続されるヘッド側アクチュエータポート、アクチュエータ２のロッド側流体室２ｂに接続されるロッド側アクチュエータポート、およびタンク７に接続されるタンクポートが形成されている。

供給通路４４は、供給ポートに通じている。図２に示された例では、供給通路４４は、途中で分岐して、一方が第１供給通路４４ａをなし、他方が第２供給通路４４ｂをなす。第１～第２供給通路４４ａ，４４ｂは、スプール孔４１に開口している。

アクチュエータ通路４５は、第１アクチュエータ通路４５ａ及び第２アクチュエータ通路４５ｂを有する。第１～第２アクチュエータ通路４５ａ，４５ｂは、それぞれ、ヘッド側アクチュエータポートおよびロッド側アクチュエータポートに通じている。したがって、第１アクチュエータ通路４５ａは、ヘッド側アクチュエータポートを介して、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａに接続される。また、第２アクチュエータ通路４５ｂは、ロッド側アクチュエータポートを介して、アクチュエータ２のロッド側流体室２ｂに接続される。第１～第２アクチュエータ通路４５ａ，４５ｂは、また、スプール孔４１に開口している。

タンク通路４６は、タンクポートに通じている。図２に示された例では、タンク通路４６は、途中で分岐して、一方が第１タンク通路４６ａをなし、他方が第２タンク通路４６ｂをなす。第１～第２タンク通路４６ａ，４６ｂは、それぞれ、スプール孔４１に開口している。

スプール孔４１の内壁４１ａには、バルブカバー５４の側から順に、第１タンク通路４６ａの開口部、第１アクチュエータ通路４５ａの開口部、第１供給通路４４ａの開口部、第２供給通路４４ｂの開口部、第２アクチュエータ通路４５ｂの開口部、および、第２タンク通路４６ｂの開口部が形成されている。スプール孔４１の内壁４１ａの各開口部の間の領域は、環状ランド部ＲＬをなしている。

なお、以下では、第１タンク通路４６ａの開口部と第１アクチュエータ通路４５ａの開口部との間の環状ランド部ＲＬを、「第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１」と呼ぶ。また、第１アクチュエータ通路４５ａの開口部と第１供給通路４４ａの開口部との間の環状ランド部ＲＬを、「第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２」と呼ぶ。また、第２供給通路４４ｂの開口部と第２アクチュエータ通路４５ｂの開口部との間の環状ランド部ＲＬを、「第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３」と呼ぶ。また、第２アクチュエータ通路４５ｂの開口部と第２タンク通路４６ｂの開口部との間の環状ランド部ＲＬを、「第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４」と呼ぶ。

スプール３０は、全体として円柱状の部材であり、第１方向Ｄ１に相互に離間して配置される複数のランド部Ｌと、ランド部Ｌ間に設けられる複数の切欠部Ｍとを有する。各ランド部Ｌの外径はスプール孔４１の環状ランド部ＲＬの内径とほぼ一致する。各切欠部Ｍの外径は環状ランド部ＲＬの内径よりも小さい。

各ランド部Ｌが対応する環状ランド部ＲＬに嵌合された場合、当該環状ランド部ＲＬの内部空間が閉鎖される。これにより、当該ランド部Ｌの両側で開口する二つの通路に接続する二つのポート間の流路が遮断される。一方、ランド部Ｌが対応する環状ランド部ＲＬから離脱して切欠部Ｍが当該環状ランド部ＲＬの内部空間に配置された場合、当該環状ランド部ＲＬの両側で開口する二つの通路間の作動流体の流れが許容される。すなわち、上記二つの通路に接続する二つのポート間の流路が開放される。スプール３０は、このように切欠部Ｍで二つのポートを接続したり、ランド部Ｌで二つのポートを遮断したりして、作動流体の流動方向を変えることができる。

なお、以下では、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１に対応するランド部Ｌを、「第１タンク通路側ランド部Ｌ１」と呼ぶ。また、第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２に対応するランド部Ｌを、「第１供給通路側ランド部Ｌ２」と呼ぶ。また、第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３に対応するランド部Ｌを、「第２供給通路側ランド部Ｌ３」と呼ぶ。また、第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４に対応するランド部Ｌを、「第２タンク通路側ランド部Ｌ４」と呼ぶ。そして、第１タンク通路側ランド部Ｌ１と第１供給通路側ランド部Ｌ２との間の切欠部Ｍを、「第１切欠部Ｍ１」と呼ぶ。また、第２供給通路側ランド部Ｌ３と第２タンク通路側ランド部Ｌ４との間の切欠部Ｍを、「第２切欠部Ｍ２」と呼ぶ。

具体的には、スプール３０が図２に示す中立位置に配置されている場合、第１タンク通路側ランド部Ｌ１が第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１に嵌合して、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとの間を遮断する。これにより、ヘッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路が閉鎖される。また、第１供給通路側ランド部Ｌ２が第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２に嵌合して、第１アクチュエータ通路４５ａと第１供給通路４４ａとの間を遮断する。これにより、ヘッド側アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路が閉鎖される。また、第２タンク通路側ランド部Ｌ４が第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４に嵌合して、第２アクチュエータ通路４５ｂと第２タンク通路４６ｂとの間を遮断する。これにより、ロッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路が閉鎖される。また、第２供給通路側ランド部Ｌ３が第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３に嵌合して、第２アクチュエータ通路４５ｂと第２供給通路４４ｂとの間を遮断する。これにより、ロッド側アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路が閉鎖される。以上により、供給ポートに接続されたメインポンプ５からの作動流体は、アクチュエータ２のいずれの流体室２ａ，２ｂにも供給されない。また、アクチュエータ２のいずれの流体室２ａ、２ｂの作動流体も、タンクポートに接続されたタンク７に排出されない。このため、アクチュエータ２は動作せず、その姿勢は維持される。

スプール３０がスプール孔４１において図２に示す中立位置から第１方向の一側（図２では右側）へ第１作動位置に移動された場合、第１タンク通路側ランド部Ｌ１は第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１から離脱し、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間には、第１切欠部Ｍ１が配置される。これにより、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとが、第１切欠部Ｍ１と第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１との間の空間を通じて連通する。したがって、ヘッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路が開放される。なお、このとき、第１供給通路側ランド部Ｌ２は、第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２に嵌合したままであり、第１供給通路４４ａと第１アクチュエータ通路４５ａとの間は遮断されたままである。したがって、ヘッド側アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路は、閉鎖されたままである。また、第２供給通路側ランド部Ｌ３が第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３から離脱し、第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３の内部空間には、第２切欠部Ｍ２が配置される。これにより、第２アクチュエータ通路４５ｂと第２供給通路４４ｂとが、第２切欠部Ｍ２と第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３との間の空間を通じて連通する。したがって、ロッド側アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路が開放される。なお、このとき、第２タンク通路側ランド部Ｌ４は第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４に嵌合したままであり、第２アクチュエータ通路４５ｂと第２タンク通路４６ｂとの間は遮断されたままである。したがって、ロッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路は、閉鎖されたままである。以上により、供給ポートに接続されたメインポンプ５からの作動流体は、第２供給通路４４ｂ、第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３の内部空間および第２アクチュエータ通路４５ｂを通じて、ロッド側流体室２ｂに流入する。また、ヘッド側流体室２ａ内の作動流体が、第１アクチュエータ通路４５ａ、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間および第１タンク通路４６ａを通じて、タンク７に流入する。この結果、アクチュエータ２のピストンロッド２ｒが引く方向に移動する。

スプール３０がスプール孔４１において図２に示す中立位置から第１方向Ｄ１の他側（図２では左側）へ第２作動位置に移動された場合、第１供給通路側ランド部Ｌ２が第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２から離脱し、第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２の内部空間には、第１切欠部Ｍ１が配置される。これにより、第１アクチュエータ通路４５ａと第１供給通路４４ａとが、第１切欠部Ｍ１と第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２との間の空間を通じて連通する。したがって、ヘッド側アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路が開放される。なお、このとき、第１タンク通路側ランド部Ｌ１は第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１に嵌合したままであり、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとの間は遮断されたままである。したがって、ヘッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路は閉鎖されたままである。また、第２タンク通路側ランド部Ｌ４が第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４から離脱し、第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４の内部空間には、第２切欠部Ｍ２が配置される。これにより、第２アクチュエータ通路４５ｂと第２タンク通路４６ｂとが、第２切欠部Ｍ２と第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４との間の空間を通じて連通する。したがって、ロッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路が開放される。なお、このとき、第２供給通路側ランド部Ｌ３は第２供給通路側環状ランド部ＲＬ３に嵌合したままであり、第２アクチュエータ通路４５ｂと第２供給通路４４ｂとの間は遮断されたままである。したがって、ロッド側アクチュエータポートと供給ポートとを接続する流路は閉鎖されたままである。以上により、供給ポートに接続されたメインポンプ５からの作動流体は、第１供給通路４４ａ、第１供給通路側環状ランド部ＲＬ２の内部空間および第１アクチュエータ通路４５ａを介して、ヘッド側流体室２ａに流入する。また、ロッド側流体室２ｂの作動流体が、第２アクチュエータ通路４５ｂ、第２タンク通路側環状ランド部ＲＬ４の内部空間および第２タンク通路４６ｂを介して、タンク７に流入する。この結果、アクチュエータ２のピストンロッド２ｒが出る方向に移動する。

このような方向切換弁において、例えば、ロッド２ｒを引っ込めるべくアクチュエータ２のヘッド側流体室２ａから作動流体を排出する際、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１から第１タンク通路側ランド部Ｌ１が離脱して初めてヘッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する流路が開放されるものとすると、アクチュエータ２が急激に動作して、衝撃および振動を発生させてしまう虞がある。このような事態を防止するため、ランド部の外周面にスプールの移動方向に延びるノッチを設けることが知られている。すなわち、スプールを移動させる際、ランド部が環状ランド部から離脱する前に、当該環状ランド部の両側に開口する通路を、ノッチを通じて連通させて、一方の通路から他方の通路へ、いわゆる作動流体の前流れを生じさせる。これにより、アクチュエータは、ランド部が環状ランド部から離脱する前に動作を開始することができ、アクチュエータが急激に動作することによる振動および衝撃の発生を防止することができる。

図２および図３に示す例では、第１タンク通路側ランド部Ｌ１の外周面に、ノッチＮが設けられている。図３によく示されているように、ノッチＮは、スプール３０の移動方向Ｄ１に細長く、第１タンク通路側ランド部Ｌ１の第１アクチュエータ通路４５ａ側の端部から第１タンク通路４６ａの側に延びている。第１タンク通路側ランド部Ｌ１の外周面にノッチＮが設けられていることにより、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側（図２では右側）に移動して第１タンク通路側ランド部Ｌ１が第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１から離脱する前に、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとをノッチＮを通じて連通させて、第１アクチュエータ通路４５ａから第１タンク通路４６ａへ、ノッチＮを通じた作動流体の前流れを生じさせることができる。すなわち、第１アクチュエータ通路４５ａから第１タンク通路４６ａへ、ノッチＮを通じて、作動流体を少量ずつ排出することができる。なお、以下では、第１タンク通路側ランド部Ｌ１のうち、ノッチＮよりも、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間を閉鎖する位置から開放する位置への第１タンク通路側ランド部Ｌ１の（スプール３０の）移動方向（図２では右方向）における前方側（図２では右側）となる部分を、ノッチ非形成部Ｌ１ａと呼ぶ。

ここで、図３に示すように、スプール３０が中立位置にある場合、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間は、第１タンク通路側ランド部Ｌ１のノッチ非形成部Ｌ１ａによって閉鎖されている。したがって、スプール３０が中立位置にある場合は、ノッチＮを通じた作動流体の前流れは生じない。ノッチＮを通じた作動流体の前流れは、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側（図３では右側）に移動して、ノッチＮの一側端部が第１タンク通路４６ａと対面すると、始まる。これにより、アクチュエータ２が動作を開始する。なお、ノッチＮを通じた作動流体の前流れは、第１タンク通路側ランド部Ｌ１が第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１から離脱するまで続く。

ところで、一般に、このようなノッチは、ランド部が環状ランド部から離脱する前後でアクチュエータの動作速度が急激に変化することのないよう、十分な長さを有している。つまり、ノッチが十分な長さを有していることにより、スプールの移動にともなって、環状ランド部の両側で開口する通路を接続する流路の開口面積を徐々に増大させることができ、アクチュエータの流体室からの作動流体の排出量が徐々に増大して、アクチュエータの動作速度を徐々に速くすることができる。一方で、ノッチが十分な長さを有していることにより、次のような問題が生じていた。まず、ノッチＮの長さが長いほど、スプール３０が中立位置にある場合の、ランド部Ｌ１のノッチ非形成部Ｌ１ａと環状ランド部ＲＬ１とが重なり合う領域Ｌ１ｂの、スプール３０の移動方向Ｄ１に沿った長さ（以下、「オーバーラップ量」と呼ぶ）Ｗが、短くなる。オーバーラップ量Ｗが短いと、スプール３０を中立位置に配置してアクチュエータ２の姿勢を維持しようとしても、環状ランド部ＲＬ１の一方の側（通路４５ａの側）から他方の側（通路４６ａの側）に作動流体が漏れ出てしまって、アクチュエータ２の姿勢を維持することができない。

このような点を考慮して、図示の例では、ノッチＮの長さを従来よりも短くして、スプール３０が中立位置にある場合のオーバーラップ量Ｗを従来よりも大きく設定している。

ところで、一般に、オーバーラップ量やノッチの長さを変更すると、アクチュエータの制御性も変更されてしまう。例えば、従来と同様にリモコン弁の操作レバーを操作しても、操作レバーの操作を開始してから作動流体の前流れが始まるまでの時間長が従来とは異なる時間長になるため、操作レバーの操作を開始してからアクチュエータが動作を開始するまでの時間長も、従来とは異なる時間長になる。また、ノッチの長さを短くした場合、作動流体の前流れが持続する時間長が従来よりも短くなるため、ランド部が環状ランド部から離脱する前にアクチュエータを十分に動作させることができない。さらに、この場合、ノッチが接続する通路のノッチによる最大開口面積が従来よりも小さくなるため、ランド部が環状ランド部から離脱する前にアクチュエータの動作速度を十分に速くすることができない。このことは、操作レバーの操作者に違和感を生じさせる。

このような事情を考慮して、本実施の形態の方向切換弁３は、中立位置における第１タンク通路側ランド部Ｌ１と第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１とのオーバーラップ量Ｗを十分に大きく設定しつつ、アクチュエータ２の制御性を維持するための工夫がなされている。

具体的には、方向切換弁３は、ヘッド側アクチュエータ通路４５ａおよび第１タンク通路４６ａを介してヘッド側アクチュエータポートおよびタンクポートに通じる内部通路７０を有している。内部通路７０は、スプール３０が中立位置にある時は閉鎖されているが、スプール３０が中立位置から第１作動位置に移動する際、開放される。このような内部通路７０を通じて作動流体の前流れを生じさせることにより、上記オーバーラップ量Ｗを十分に大きく設定しつつ、アクチュエータ２の制御性を維持することができる。

以下、内部通路７０およびその開閉機構について、図２乃至図５を参照して詳述する。図４は、スプール３０の第１切欠部Ｍ１近傍の外周面を示す部分正面図であり、図５は、図４のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。図４および図５において、後述するセレクタ８０や弾性部材８５の図示は省略されている。

図２乃至図５に示すように、スプール３０には、セレクタ８０を収容するセレクタ孔７１が形成されている。図３に示すように、セレクタ孔７１は、第１タンク通路側ランド部Ｌ１から第１供給通路側ランド部Ｌ２に亘って第１方向Ｄ１に延びている。セレクタ孔７１の一側端部は栓体７５によって閉鎖されている。また、スプール３０には、第１タンク通路側ランド部Ｌ１上に開口する第１孔７２と、第１切欠部Ｍ１上に開口する第２孔７３と、が形成されている。図３および図５に示すように、第１孔７２および第２孔７３は、それぞれ、スプール３０の径方向Ｄ２に延びて、セレクタ孔７１の内周面上に開口している。なお、以下では、第１タンク通路側ランド部Ｌ１の外周面上に設けられた第１孔７２の開口部を、「第１孔７２の外側開口部７２ａ」と呼び、セレクタ孔７１の内周面上に設けられた第１孔７２の開口部を、「第１孔７２の内側開口部７２ｂ」と呼ぶ。同様に、第１切欠部Ｍ１の外周面上に設けられた第２孔７３の開口部を、「第２孔７３の外側開口部７３ａ」と呼び、セレクタ孔７１の内周面上に設けられた第２孔７３の開口部を、「第２孔７３の内側開口部７３ｂ」と呼ぶ。

第１孔７２と第２孔７３とは、セレクタ孔７１によって連通している。第１孔７２および第２孔７３は、セレクタ孔７１と共に、上記内部通路７０を構成する。第１孔７２および第２孔７３は、それぞれ、内部通路７０の一端および他端をなす。このような内部通路７０は、その一端（第１孔７２）が、スプール３０が中立位置から第１作動位置に移動する際、第１タンク通路側ランド部Ｌ１が第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１から離脱して当該環状ランド部ＲＬ１の内部空間が開放される前に、第１タンク通路４６ａに対面する。

図３に示すように、第１孔７２の外側開口部７２ａは、スプール３０が中立位置にある場合に第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１に対面するようになる位置に設けられている。したがって、スプール３０が中立位置にある場合、内部通路７０は、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１によって閉鎖されている。

スプール３０には、さらに、セレクタ孔７１の第１方向Ｄ１の他側に、第１方向Ｄ１に延びる作動流体孔７４が形成されている。作動流体孔７４は、スプール３０のパイロット圧作用部５１側の受圧面３１に開口し、また、セレクタ孔７１に通じている。これにより、パイロット圧作用部５１に供給された作動流体が、作動流体孔７４を通じてセレクタ孔７１に流入することができる。

また、セレクタ孔７１の第１方向Ｄ１の一側端部を閉鎖する栓体７５には、栓体７５を第１方向Ｄ１に貫通する副作動流体孔７６が形成されている。副作動流体孔７６は、スプール３０のパイロット圧作用部５２側の受圧面３２に開口し、また、セレクタ孔７１に通じている。これにより、セレクタ孔７１内の作動流体を、副作動流体孔７６を通じてパイロット圧作用部５２に排出することができる。

上述した内部通路７０は、セレクタ孔７１に収容されるセレクタ８０によっても開閉される。以下、セレクタ８０について詳述する。

セレクタ８０は、スプール３０に対して移動することで、スプール３０に形成された内部通路７０を開閉する。より具体的には、内部通路７０のうち第１孔７２と第２孔７３の間を開閉する。

図示された例では、セレクタ８０は、全体として円柱状の部材であり、第１方向Ｄ１に延びている。セレクタ８０は、栓体７５に対面する第１大径部８１と、作動流体孔７４に対面する第２大径部８２と、第１大径部８１と第２大径部８２とを接続する小径部８３と、を有する。第１～第２大径部８１，８２の外径は、セレクタ孔７１の内径に一致している。小径部８３の外径は、セレクタ孔７１の内径よりも小さい。作動流体孔７４に対面するセレクタ８０の他側端面８４は受圧面をなす。受圧面８４は、パイロット圧作用部５１から作動流体孔７４を通じてセレクタ孔７１に流入する作動流体の圧力を受ける。

セレクタ８０と栓体７５との間には、セレクタ８０を第１方向Ｄ１の他側に向けて押し付ける弾性部材８５が収容されている。図示された例では、弾性部材８５は、ばねである。これにより、セレクタ８０は、その受圧面８４に圧力が負荷されていない場合、図３に示すように、栓体７５から最も離間した位置に（したがって、作動流体孔７４に最も接近した位置に）保持される。そして、受圧面８４に圧力が負荷されると、セレクタ孔７１内を第１方向Ｄ１の一側に向けて、スプール３０に対して移動する。すなわち、パイロット圧作用部５１に作動流体が供給されると、セレクタ８０は、弾性部材８５の押付力に抗して、栓体７５に向けて移動する。

なお、セレクタ８０の受圧面８４に負荷されてセレクタ８０を移動させる圧力は、スプール３０を移動させるためにパイロット圧作用部５１に供給される作動流体による圧力である。すなわち、セレクタ８０は、スプール３０を移動させる作動流体からの作用により移動する。

ここで、パイロット圧作用部５１に作動流体が供給されず、スプール３０が中立位置にある場合、セレクタ８０は、弾性部材８５の押付力によって栓体７５から最も離間した位置に保持される。このとき、図３に示すように、セレクタ８０の第１大径部８１は、セレクタ孔７１の内周面の、第１方向Ｄ１において第１～第２孔７２，７３の内側開口部７２ｂ，７３ｂの間となる部分（以下、「セレクタ孔環状ランド部ＳＲＬ」と呼ぶ。）に嵌合し、第１孔７２と第２孔７３との間を閉鎖する。すなわち、セレクタ８０は、内部通路７０を閉鎖する。

また、パイロット圧作用部５１に作動流体が供給されると、パイロット圧作用部５１の作動流体が作動流体孔７４に流入し、セレクタ８０の受圧面８４に作動流体の圧力が負荷される。受圧面８４に作動流体が作用することにより、セレクタ８０は栓体７５に近づくように、スプール３０に対して移動する。これにより、図６に示すように、セレクタ８０の第１大径部８１がセレクタ孔環状ランド部ＳＲＬから離脱して、セレクタ孔環状ランド部ＳＲＬの内部空間に、小径部８３が配置される。このようにして、セレクタ孔環状ランド部ＳＲＬの内部空間が（したがって、第１孔７２と第２孔７３との間が）開放される。すなわち、セレクタ８０は、内部通路７０を開放する。

このように、セレクタ８０は、弾性部材８５の押付力および作動流体孔７４に流入した作動流体の作用を受けて、内部通路７０を開閉する。なお、パイロット圧作用部５１に作動流体が流入してセレクタ８０が移動するとき、スプール３０のパイロット圧作用部５１側の受圧面３１にはパイロット圧が負荷されている。このため、スプール３０は、第１方向Ｄ１の一側に向けて弁本体４０に対して移動する。すなわち、セレクタ８０は、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側に向けて移動するときに（言い換えると、スプール３０の移動にともなって）、スプール３０に対して移動し、内部通路７０を開放する。このように、内部通路７０が、スプール３０が中立位置にある時は閉鎖され、中立位置から移動する時に開放されることで、スプール３０が中立位置にある際に作動流体が内部通路７０の一方の側（通路４５ａの側）から他方の側（通路４６ａの側）へ、内部通路７０を通じて漏れ出ることが低減される一方、スプール３０が中立位置から移動する際は、内部通路７０を通じた作動流体の前流れを生じさせることができる。

さらに、図示された例では、上述したように、スプール３０が中立位置にある場合、内部通路７０は、ランド部Ｌ１が嵌合する環状ランド部ＲＬ１によっても開閉される。より具体的には、第１孔７２の外側開口部７２ａが、環状ランド部ＲＬ１によって閉鎖される。この外側開口部７２ａは、スプール３０が中立位置から第１方向Ｄ１の一側に向けて移動するときに（言い換えると、スプール３０の移動にともなって）、開放される。すなわち、ランド部Ｌ１は、スプール３０の移動にともなって、内部通路７０を開放する。これにより、スプール３０が中立位置にある際に作動流体が内部通路７０の一方の側（通路４５ａの側）から他方の側（通路４６ａの側）へ、内部通路７０を通じて漏れ出ることが一層効果的に低減される一方、スプール３０が中立位置から移動する際は、内部通路７０を通じた作動流体の前流れを生じさせることができる。

さらに、図示された例では、弾性部材８５の押付力は、スプール３０の内部通路７０が第１タンク側ランド部Ｌ１が第１タンク側環状ランド部ＲＬ１から離脱する前に開放されるように（言い換えると、ヘッド側アクチュエータポートとタンクポートとを接続する弁本体４０内の流路４５ａ，４１，４６ａよりも先に開放されるように）、調整されている。これにより、内部通路７０を通じた作動流体の前流れを生じさせることができる。この場合、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側に移動する際、通路４５ａ，４６ａが、まず内部通路７０によって接続され、その後さらに第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間によって接続されるようになる。したがって、上記通路４５ａ，４６ａに通じる二つのポート間を接続する流路の開口面積を徐々に増大させることができる。上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を徐々に増大させることで、アクチュエータ２の流体室２ａから流出する作動流体の単位時間当たりの流量を徐々に増大させてアクチュエータ２の動作速度を徐々に速くすることができる。これにより、アクチュエータ２が急激に動作して振動および衝撃が発生することを防止することができる。

また、図示された例では、弾性部材８５の押付力は、スプール３０の移動開始前にセレクタ８０がセレクタ孔７１内を移動して内部通路７０を開放するように、調整されている。これにより、内部通路７０を通じた作動流体の前流れを、より確実に生じさせることができる。したがって、上記通路４５ａ，４６ａに通じる二つのポート間を接続する流路の開口面積を徐々に増大させる、ということを、より確実にすることができる。

なお、上述のように、第１タンク側ランド部Ｌ１にはノッチＮが設けられている。上述のように、ノッチＮの第１方向Ｄ１における長さは、従来よりも短い。このため、操作レバー４ａを操作してからノッチＮを通じた作動流体の前流れが始まるまでの時間長が、従来よりも長くなっている。したがって、図３および図４に示す例では、ノッチＮを通じた作動流体の前流れが始まる前に内部通路７０を通じた作動流体の前流れが始まるよう、内部通路７０の第１孔７２は、以下のような位置に設けられている。すなわち、第１孔７２は、ノッチＮよりも、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間を閉鎖する位置から開放する位置への第１タンク通路側ランド部Ｌ１の（スプール３０の）移動方向（図２および図３では右方向）における前方側（図２および図３では右側）となる位置で、第１タンク通路側ランド部Ｌ１上に開口している。これにより、スプール３０が中立位置から第１作動位置に移動する際、内部通路７０の一端（第１孔７２）が、ノッチＮの一側端部よりも先に第１タンク通路４６ａに対面する。したがって、内部通路７０を通じた作動流体の前流れがノッチＮを通じた作動流体の前流れよりも先に生じる。このため、ノッチＮの長さが従来よりも短くなっても、操作レバー４ａを操作してから従来と同様の時間長で、第１アクチュエータ通路４５ａ側から第１タンク通路４６ａ側へ作動流体の前流れを開始させて、アクチュエータ２の動作を開始させることができる。さらに、通路４５ａ，４６ａのノッチＮおよび内部通路７０による最大開口面積を、従来の長いノッチによる最大開口面積と同様にすることができる。すなわち、ランド部が環状ランド部から離脱する前に、アクチュエータ２の動作速度を従来と同程度にまで速くすることができる。このようにして、方向切換弁３を通じたアクチュエータ２の操作性が、従来と同様に維持される。

さらに、内部通路７０の一端よりも上記スプール３０の移動方向における後方側（図２および図３では左側）となる位置にノッチＮが設けられていることにより、上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を、より滑らかに増大させることができる。すなわち、上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を、流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積から、流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積と流路４５ａ，Ｎ，４６ａの開口面積との和に、そして流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積と流路４５ａ，Ｎ，４６ａの開口面積と流路４５ａ，４１，４６ａの開口面積との和に、増大させることができる。この結果、方向切換弁３を介して制御されるアクチュエータ２の動作速度を、より滑らかに速くすることができる。したがって、優れたアクチュエータ２の操作性を提供することができる。

また、図３および図４に示す例では、第１孔７２は、スプール３０の移動方向Ｄ１（図３および図４では左右方向）においてノッチＮと部分的に重なる位置に開口している。これにより、スプール３０が中立位置から第１作動位置に移動する際、内部通路７０の一端（第１孔７２）とノッチＮの一側端部とは、連続的に第１タンク通路４６ａに対面するようになる。この場合、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側に移動する際、通路４５ａ，４６ａが、まず内部通路７０によって接続され、連続してノッチＮによって接続され、さらに連続して第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間によって接続されるようになる。したがって、上記通路４５ａ，４６ａに通じる二つのポート間を接続する流路の開口面積を、連続的に増大させることができる。上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を連続的に増大させることで、アクチュエータ２の流体室２ａから流出する作動流体の単位時間当たりの流量を連続的に増大させることができる。したがって、さらに優れたアクチュエータ２の操作性を提供することができる。なお、この場合、第１孔７２を、図５に示すように、その外側開口部７２ａがスプール３０の移動方向Ｄ１を中心とした周方向Ｄ３においてノッチＮからずれた位置に開口するように、設ければよい。

次に、図１乃至図３、並びに、図６乃至図９を参照して、方向切換弁３の動作について説明する。以下では、スプールを図２および図３に示す中立位置から第１作動位置へ移動させる場合の、方向切換弁３の動作について説明する。

まず、リモコン弁４の操作レバー４ａが操作されていない場合、パイロットライン１１，１２は、いずれもタンク７に連通している。このため、パイロットポンプ６からパイロットライン１１，１２への作動流体の供給がなされず、パイロット圧作用部５１，５２のいずれにも、パイロット圧は生じない。このため、スプール３０にはパイロット圧が作用せず、スプール３０は、弾性部材６１，６２の弾発力により、図１および図２に示す中立位置に保持される。このとき、図３によく示されているように、第１タンク通路側ランド部Ｌ１は第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１に嵌合している。

なお、第１タンク通路側ランド部Ｌ１と第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１とのオーバーラップ量Ｗが十分に大きく設定されていることより、第１アクチュエータ通路４５ａ側からノッチＮ内に流入した作動流体が、第１タンク通路４６ａ側へ漏れ出ることが低減されている。

また、スプール３０には内部通路７０が設けられているが、セレクタ孔環状ランド部ＳＲＬの内部空間にセレクタ８０の第１大径部８１が嵌合していることにより、内部通路７０は閉鎖されている。したがって、第１アクチュエータ通路４５ａ側から内部通路７０の他端（第２孔７３）に流入した作動流体が、第１タンク通路４６ａ側へ漏れ出ることが低減されている。さらに、内部通路７０の一端（より具体的には、第１孔７２の外側開口部７２ａ）は、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１によって閉鎖されている。これにより、第１アクチュエータ通路４５ａ側から内部通路７０の他端（第２孔７３）に流入した作動流体が第１タンク通路４６ａ側へ漏れ出ることが、一層効果的に低減されている。

以上により、スプール３０が図２および図３に示す中立位置にある場合、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａから作動流体が流出することが低減され、アクチュエータ２の姿勢が維持される。

次に、スプール３０を中立位置から第１作動位置へ移動させる場合、リモコン弁４の操作レバー４ａを操作して、パイロットポンプ６とパイロットライン１１とを連通させ、パイロットポンプ６からパイロットライン１１に作動流体を供給する。パイロットライン１１に供給された作動流体は、バルブカバー５３内に流入する。これにより、バルブカバー５３内に、操作レバー４ａの操作量に応じたパイロット圧が生じる。

バルブカバー５３内に流入した作動流体は、スプール３１の受圧面３１に開口した作動流体孔７４内に流入し、セレクタ８０の受圧面８４に作用する。これにより、図６に示すように、セレクタ８０は、弾性部材８５の弾発力に抗して、スプール３０に対して第１方向Ｄ１の一側（図２の右側）に、栓体７５に向けて移動する。そして、セレクタ８０の小径部８３が、セレクタ孔環状ランド部ＳＲＬの内部空間に配置される。これにより、内部通路７０の一端（第１孔７２）と他端（第２孔７３）とが連通する。なお、セレクタ８０が栓体７５に向けて移動する際、セレクタ孔７１内のセレクタ８０と栓体７５との間の空間内に収容されていた作動流体は、栓体７５を貫通する副作動流体孔７６を通じて、パイロット圧作用部５２に排出される。

セレクタ８０が栓体７５に向けて移動して内部通路７０の一端（第１孔７２）と他端（第２孔７３）とが連通した後、スプール３０は、図７に示すように、バルブカバー５３内のパイロット圧の作用によって、第１方向Ｄ１の一側（図３の右側）に向けて、弾性部材６２の弾発力に抗して移動する。これにより、内部通路７０の第１孔７２の外側開口部７２ａが第１タンク通路４６ａに対面し、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとが内部通路７０によって連通する。これにより、第１アクチュエータ通路４５ａから第１タンク通路４６ａへ、内部通路７０を通じた作動流体の前流れが生じる。この結果、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａ内の作動流体が流出し、アクチュエータ２は動作を開始する。具体的には、ロッド２ｒが引っ込むように移動し始める。

続いて、図８に示すように、バルブカバー５３内のパイロット圧の作用によって、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側（図３の右側）に向けてさらに移動すると、ノッチＮの一側端部が第１タンク通路４６ａに対面する。これにより、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとが、内部通路７０だけでなく、ノッチＮによっても連通する。この結果、第１アクチュエータ通路４５ａから第１タンク通路４６ａへ、ノッチＮを通じた作動流体の前流れが生じる。第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとがノッチＮによっても連通することにより、通路４５ａ，４６ａを接続する流路の開口面積が増大する。この結果、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａから流出する作動流体の単位時間当たりの流量が増大し、アクチュエータ２は動作速度を速める。具体的には、ロッド２ｒの引っ込む速度がさらに速くなる。なお、通路４５ａ，４６ａを接続する流路の開口面積は、スプールの第１方向Ｄ１の一側（図３の右側）への移動にともなってノッチＮの第１タンク通路４６ａに対面する部分が増大するにつれて増大する。この結果、ヘッド側流体室２ａから流出する作動流体の単位時間当たりの流量も増大する。

そして、図９に示すように、スプール３０が第１方向Ｄ１の一側（図３の右側）に向けてさらに移動して、第１タンク通路側ランド部Ｌ１が第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１から離脱すると、第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとが、第１タンク通路側環状ランド部ＲＬ１の内部空間を通じて連通する。第１アクチュエータ通路４５ａと第１タンク通路４６ａとが環状ランド部ＲＬ１の内部空間によっても連通することにより、通路４５ａ，４６ａを接続する流路の開口面積がさらに増大する。これにより、アクチュエータ２のヘッド側流体室２ａから流出する作動流体の単位時間当たりの流量がさらに増大し、アクチュエータ２の動作速度がさらに速くなる。具体的には、ロッド２ｒの引っ込む速度が、さらに速くなる。

上述のようにして、ヘッド側流体室２ａからの作動流体の単位時間当たりの流出量を徐々に増大させることで、アクチュエータ２の動作速度を徐々に速くすることができる。これにより、アクチュエータ２が急激に動作して振動や衝撃を発生させる、ということを防止することができる。

なお、以上に説明してきた本実施の形態では、スプール３０にノッチＮと内部通路７０の両方が設けられる場合について説明してきた。しかしながら、これに限られず、スプール３０にはノッチＮが設けられていなくてもよい。この場合も、内部通路７０を通じて作動流体の前流れが生じるため、アクチュエータ２が急激に動作することによる衝撃や振動の発生を防止することができる。

以上に説明した本実施の形態による方向切換弁３は、二つのポートを設けられた弁本体４０と、弁本体４０に対して移動することで弁本体４０内に設けられて上記二つのポートを接続する流路４５，４１，４６を開閉するスプール３０であって、弁本体４０に対する移動にともなって開閉され且つ上記二つのポートに通じるようになる内部通路７０を有したスプール３０と、を備える。

このような方向切換弁３によれば、内部通路７０を通じて、作動流体の前流れを生じさせることができる。このため、方向切換弁３を通じて制御されるアクチュエータ２が急激に動作して衝撃および振動を発生させる、ということを防止することができる。その一方で、内部通路７０はスプール３０の移動にともなって開閉されるため、スプール３０が所定位置にある場合は、内部通路７０は閉鎖されて、方向切換弁３の内部で内部通路７０を通じた作動流体の漏れが発生することを低減させることができる。

さらに、このような方向切換弁３によれば、従来の方向切換弁のスプールを上述したスプール３０に交換するだけで、すなわち弁本体には何らの変更も加えることなく、簡便かつ安価に本実施の形態の方向切換弁３を実現することができる。また、方向切換弁３が大型化することもない。

より具体的には、スプール３０の内部通路７０は、セレクタ８０の移動にともなって開閉する。

また、本実施の形態においては、セレクタ８０は、スプール３０の弁本体４０に対する移動にともなって移動する。この場合、内部通路７０をスプール３０の弁本体４０に対する移動にともなって開閉することが容易である。

また、本実施の形態においては、スプール３０の内部通路７０は、弁本体４０内の上記流路４５ａ，４１，４６ａよりも先に開放される。この場合、上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を徐々に増大させて（すなわち、流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積から、流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積と流路４５ａ，４１，４６ａの開口面積との和に増大させて）、方向切換弁３を介して制御されるアクチュエータ２の動作速度を徐々に速くすることができる。したがって、アクチュエータ２が急激に動作して衝撃および振動を発生させる、ということを防止することができる。

また、本実施の形態においては、スプール３０の内部通路７０は、スプール３０を移動させる作動流体からの作用により開放される。この場合、簡易な構成により、スプール３０の移動にともなって内部通路７０を開閉することができる。

より具体的には、セレクタ８０は、スプール３０を移動させる作動流体からの作用により移動する。これにより、複雑な機構を伴うことなくセレクタ８０を移動させて内部通路７０を開閉することができる。また、セレクタ８０をスプール３０の弁本体４０に対する移動にともなって移動させることが、容易である。

また、本実施の形態においては、スプール３０の内部通路７０は、スプール３０の移動開始前に開放される。この場合、上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を徐々に増大させる、ということを確実にすることができる。

また、本実施の形態においては、スプール３０は、上記二つのポートを接続する切欠部Ｍ１と、二つのポートを遮断するランド部Ｌ１と、を有し、ランド部Ｌ１には、スプール３０の移動方向Ｄ１に細長いノッチＮが設けられ、内部通路７０の一端は、ノッチＮよりも、弁本体４０内の流路４５ａ，４１，４６ａを閉鎖する位置から開放する位置へのスプール３０の移動時における前方側となる位置で、ランド部Ｌ１上に開口している。

この場合、方向切換弁３の内部においてノッチＮを通じた作動流体の漏れを低減させるために、ノッチＮの長さを従来よりも短くして、当該ランド部Ｌ１と当該ランド部Ｌ１が嵌合する環状ランド部ＲＬ１とのオーバーラップ量Ｗを大きく設定しても、アクチュエータ２の制御性を従来と同様に維持することができる。具体的には、この場合、スプール３０が上記前方側に移動する際、内部通路７０の一端はノッチＮよりも先に通路４６ａに対面する。したがって、ノッチＮを通じた作動流体の前流れが生じる前に、内部通路７０を通じた作動流体の前流れを生じさせることができる。このため、ノッチＮの長さが従来よりも短くても、操作レバー４ａを操作してから従来と同様の時間長で、作動流体の前流れを開始させることができ、アクチュエータ２の動作を開始させることができる。また、ノッチＮの長さが従来よりも短くても、二つのポートを接続する流路のノッチＮおよび内部通路７０による最大開口面積を（すなわち、流路４５ａ，Ｎ，４６ａの最大開口面積と流路４５ａ，７０，４６ａの最大開口面積との和を）、従来の長いノッチによる最大開口面積と同様にすることができる。すなわち、ランド部Ｌ１が環状ランド部ＲＬ１から離脱する前に、アクチュエータ２の動作速度を従来と同程度にまで速くすることができる。このようにして、方向切換弁３を通じたアクチュエータ２の操作性を、従来と同様に維持することができる。

さらに、内部通路７０の一端よりも上記スプール３０の移動時における後方側となる位置にノッチＮが設けられていることにより、上記二つのポート間を接続する流路の開口面積を、より滑らかに増大させることができる。すなわち、流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積から、流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積と流路４５ａ，Ｎ，４６ａの開口面積との和に、そして流路４５ａ，７０，４６ａの開口面積と流路４５ａ，Ｎ，４６ａの開口面積と流路４５ａ，４１，４６ａの開口面積との和に、増大させることができる。この結果、方向切換弁３を介して制御されるアクチュエータ２の動作速度を、より滑らかに速くすることができる。したがって、優れたアクチュエータの操作性を提供することができる。

また、本実施の形態においては、内部通路７０の一端は、スプール３０の移動方向Ｄ１において、ノッチＮと部分的に重なる位置に開口している。この場合、二つのポート間を接続する流路の開口面積を連続的に増大させることができ、アクチュエータ２の動作速度を連続的に速くすることができる。すなわち、より優れたアクチュエータの操作性を提供することができる。

また、本実施の形態においては、内部通路７０の一端は、スプール３０の移動方向Ｄ１を中心とした周方向Ｄ３において、ノッチＮからずれた位置に開口している。この場合、簡易な構成にて、ノッチＮと内部通路７０の開口位置とをスプール３０の軸方向に重ねることができる。

本発明は、上述の実施形態には限定されない。例えば、上述の実施形態の各要素に各種の変形が加えられてもよい。また、上述の構成要素及び／又は方法以外の構成要素及び／又は方法を含む形態も、本発明の実施形態に含まれる。また、上述の構成要素及び／又は方法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。

１ 作動流体回路
２ アクチュエータ
２ａ ヘッド側流体室
２ｂ ロッド側流体室
３ 方向切換弁
４ リモコン弁
３０ スプール
４０ 弁本体
４４ 供給通路
４４ａ 第１供給通路
４５ アクチュエータ通路
４５ａ 第１アクチュエータ通路
４６ タンク通路
４６ａ 第１タンク通路
６１，６２ 弾性部材
７０ 内部通路
７１ セレクタ孔
７４ 作動流体孔
７５ 栓体
８０ セレクタ
８５ 弾性部材
Ｌ ランド部
Ｌ１ 第１タンク通路側ランド部
Ｌ２ 第１供給通路側ランド部
Ｍ 切欠部
Ｍ１ 第１切欠部
Ｎ１ 第１ノッチ
ＲＬ 環状ランド部
ＲＬ１ 第１タンク通路側環状ランド部
ＲＬ２ 第１供給通路側環状ランド部

Claims (8)

1. 二つのポートを設けられた弁本体と、
   前記弁本体内に設けられて前記二つのポートを接続する流路を開閉するスプールであって、前記弁本体に対する移動にともなって開閉され且つ前記二つのポートに通じる内部通路を有したスプールと、を備え、
   前記スプールの前記内部通路は、前記スプールを移動させる作動流体からの作用により開放され、
   前記スプールの前記内部通路は、前記スプールの移動開始前に開放される方向切換弁。
2. 前記スプールの前記内部通路は、前記弁本体内の前記流路よりも先に開放される請求項１に記載の方向切換弁。
3. 前記スプールの前記内部通路は、セレクタの移動にともなって開閉する請求項１又は２に記載の方向切換弁。
4. 前記セレクタは、前記スプールの前記弁本体に対する移動にともなって移動する請求項３に記載の方向切換弁。
5. 前記セレクタは、前記スプールを移動させる作動流体からの作用により移動する、請求項３又は４に記載の方向切換弁。
6. 前記スプールは、前記二つのポートを接続する切欠部と、前記二つのポートを遮断するランド部と、を有し、
   前記ランド部には前記スプールの移動方向に細長いノッチが設けられ、
   前記内部通路の一端は、前記ノッチよりも前記弁本体内の前記流路を閉鎖する位置から開放する位置への前記スプールの移動時における前方側となる位置で、前記ランド部上に開口している請求項１～５のいずれか一項に記載の方向切換弁。
7. 前記内部通路の前記一端は、前記スプールの移動方向において、前記ノッチと部分的に重なる位置に開口している請求項６に記載の方向切換弁。
8. 前記内部通路の前記一端は、前記スプールの移動方向を中心とした周方向において、前記ノッチからずれた位置に開口している請求項６又は７に記載の方向切換弁。

Images