JP7308736B2

JP7308736B2 - 制御バルブ

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Publication number: JP7308736B2
Application number: JP2019218833A
Authority: JP
Inventors: 陽平 ▲濱▼▲崎▼
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: JP2020101278A

Description

本発明は、バルブハウジングの内部でスプールを作動させることにより、ポンプポートからの作動油を吐出ポートに送り出す制御バルブに関する。

上記構成された制御バルブとして特許文献１には、弁本体に形成された弁孔にアンロード弁と切換弁とが収容され、切換弁の作動でアンロード弁に作用する圧力を制御することにより、油圧によりアンロード弁を作動させ、このアンロード弁で排出される作動油の油量を制御する技術が示されている。

この構成の制御バルブ（文献ではアンロード装置）では、アンロード弁に筒状部を備えており、この筒状部に複数の第１ポートと、複数の第２ポートとが形成されている。弁本体には油圧ポンプからの作動油が供給される入口ポートと、タンクポートとを備えており、これらのポートに亘る領域にアンロード弁の筒状部を配置している。

これにより、アンロード弁が作動することにより、入口ポートからの作動油を第１ポートから筒状部の内部に流し、第２ポートからタンクポートの送り出し、アンロードを実現している。

特開平７－１７４１０２号公報

特許文献１に記載されたアンロード弁（スプール）では、筒状部を貫通して内部と外部とを連通する連通孔を筒状部の周方向に沿って並ぶように複数形成した構成になっている。このため、アンロード弁のストローク位置（タンクポートと第２ポートとの位置関係）によってはスプールの軸方向に作動油の流体力が作用し、所望する流量の作動油を流すことができない場合があり、その影響は作動油の流量が増大するほど顕著になる。

このような理由から、油量が増大した場合でもスプールの筒状部の連通孔を介して流れる作動油の流量を適正に制御できる制御バルブが求められる。

本発明に係る制御バルブの特徴構成は、作動軸芯と同軸芯でスプール室が形成され、作動油が供給されるポンプポートおよび作動油を送り出す吐出ポートが前記スプール室の外周を取り囲む領域に形成されたバルブハウジングと、閉塞ポジションと供給ポジションとの間で作動自在となるように前記スプール室に収容されたスプールとを備え、前記スプールが、スプール軸芯を中心とする筒状部を有し、かつ、前記筒状部の内部空間と外部空間とを連通させる貫通孔状で開口面積が異なる複数の連通孔を有し、前記スプールが前記閉塞ポジションに設定された場合には、前記ポンプポートから前記吐出ポートへの作動油の流れを遮断し、前記スプールが前記供給ポジションに設定された場合には前記ポンプポートからの作動油が、複数の前記連通孔のうちの一部から前記スプールの内部空間に流れ、他の前記連通孔のうちの一部から前記吐出ポートに送り出され、
前記スプール室が、前記スプールの前記筒状部を収容するスプール孔を備え、前記スプールの作動方向で前記スプール孔を挟む位置に前記ポンプポートと前記吐出ポートとを備え、前記スプールが、前記筒状部を基準に前記吐出ポートの側に、前記筒状部より小径の小径部を形成しており、前記スプールが前記供給ポジションにある場合に、複数の前記連通孔の一部が前記吐出ポートに連通し、他の前記連通孔の一部が前記ポンプポートに連通すると共に、前記スプールが前記供給ポジションから前記閉塞ポジションに作動した場合に、前記供給ポジションにあった前記連通孔が前記スプール孔によって閉塞状態となるように複数の前記連通孔の位置関係が設定されている点にある。

この特徴構成によると、スプールが閉塞ポジションにある場合には複数の連通孔での作動油の流れが遮断され、スプールが供給ポジションに設定された場合には、ポンプポートからの作動油が複数の連通孔からスプールの筒状部の内部空間に流れ、作動油が流入したものと異なる連通孔から吐出ポートに送り出される。この際、各連通孔から流出する作動油の流出角度はスプールの軸芯に対して垂直に近い角度になるので、スプールに軸芯方向の流体力が作用することを抑制し、作動油の流量が増大した場合であっても作動油の流量を適切に制御することができる。

他の構成として、前記スプール軸芯に直交する何れからの方向視においても複数の前記連通孔のうちの何れかの開口が露出しても良い。

これによると、複数の連通孔を周方向に近接する位置関係で配置することになり、結果として、複数の連通孔での作動油の流量を増大させることが可能となる。

他の構成として、複数の前記連通孔が、前記スプール軸芯に直交する姿勢で形成されても良い。

これによると、複数の連通孔の各々では、筒状部に対して直交する方向に流れることになり、連通孔の内周壁に対して作動油が接触する距離を短くするだけでなく、連通孔の内周壁に作動油が接触する際の抵抗を減じる。したがって、スプールに作用する流体力を低減させ、作動油の流量が増大した場合であっても作動油の流量を適切に制御することができる。

他の構成として、前記筒状部の周方向に沿って開口面積が異なる複数の前記連通孔が配置されても良い。

これによると、作動油の流量が増大した場合であっても作動油を適切に流通させることができる。

他の構成として、開口面積が略同一である複数の前記連通孔が、当該連通孔同士の一部が前記筒状部の周方向に沿って重畳し、且つ当該連通孔同士の中心位置が前記筒状部の軸心方向にオフセットした位置に配置されていても良い。

本発明に係る制御バルブの特徴構成は、作動軸芯と同軸芯でスプール室が形成され、作動油が供給されるポンプポートおよび作動油を送り出す吐出ポートが形成されたバルブハウジングと、閉塞ポジションと供給ポジションとの間で作動自在となるように前記スプール室に収容されたスプールとを備え、前記スプールが、スプール軸芯を中心とする筒状部を有し、かつ、前記筒状部の内部空間と外部空間とを連通させる貫通孔状で開口面積が異なる複数の連通孔を有し、前記スプールが前記閉塞ポジションに設定された場合には、前記ポンプポートから前記吐出ポートへの作動油の流れを遮断し、前記スプールが前記供給ポジションに設定された場合には前記ポンプポートからの作動油が、複数の前記連通孔のうちの一部から前記スプールの内部空間に流れ、他の前記連通孔のうちの一部から前記吐出ポートに送り出され、
前記筒状部の外周に対し、前記筒状部が収容される前記スプール室の内径より小径となる外周流路が形成され、前記外周流路は前記スプール軸芯に沿う方向で、前記スプールが前記閉塞ポジションに設定された場合に、前記ポンプポートから前記吐出ポートへの作動油の流れを遮断し、前記スプールが前記供給ポジションに設定された場合に、前記ポンプポートからの作動油を前記吐出ポートに送り出す領域に形成されている点にある。

この特徴構成によると、スプールが閉塞ポジションにある場合には複数の連通孔での作動油の流れが遮断され、スプールが供給ポジションに設定された場合には、ポンプポートからの作動油が複数の連通孔からスプールの筒状部の内部空間に流れ、作動油が流入したものと異なる連通孔から吐出ポートに送り出される。この際、各連通孔から流出する作動油の流出角度はスプールの軸芯に対して垂直に近い角度になるので、スプールに軸芯方向の流体力が作用することを抑制し、作動油の流量が増大した場合であっても作動油の流量を適切に制御することができる。
これによると、スプールが閉塞ポジションに設定された場合には、外周流路と複数の連通孔との何れからの作動油も吐出ポートに供給することがない。これに対し、スプールが供給ポジションに設定された場合には、外周流路を介してポンプポートからの作動油を吐出ポートに供給し、複数の連通孔を介してポンプポートからの作動油を吐出ポートに供給するため、ポンプポートから吐出ポートに供給される作動油の流量の増大を実現する。

他の構成として、前記外周流路のうち前記吐出ポート側に配置される吐出側端部が、前記吐出ポートから離間する位置ほど小径となるテーパ面を有しても良い。

これによると、スプールを閉塞ポジションから供給ポジションに作動するに伴い、吐出側端部が吐出ポートに連通する位置に達した場合には、この後にスプールの操作量が増大するに伴い、外周流路を介して吐出ポートに供給される作動油の流量を増大することになり、油量の急激な上昇を抑制できる。

バルブユニットの油圧回路図である。閉塞ポジションにある上昇制御バルブの断面図である。供給ポジションにある上昇制御バルブの断面図である。上昇制御スプールの断面図である。開放ポジションにある上昇制御バルブの連通孔の部位の拡大断面図である。閉塞ポジションにある下降制御バルブの断面図である。排出ポジションにある下降制御バルブの断面図である。電磁バルブの断面図である。分離状態の雌ネジ部と雄ネジ部とを示す断面図である。別実施形態（ｄ）の上昇制御バルブの閉塞ポジションでの断面図である。別実施形態（ｄ）の上昇制御バルブの供給ポジションでの断面図である。別実施形態（ｄ）の外周流路を示す断面図である。別実施形態（ｄ）の上昇制御バルブの作動量と作動油の流量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１に示すように、油圧ポンプＰからの作動油が供給される作動油供給ポートＨｐと、リフトシリンダＣに接続するシリンダポートＨｃと、作動油を排出する複数の排出ポートＨｄがバルブハウジングＨに形成され、このバルブハウジングＨに圧力補償バルブＶｒと、上昇制御バルブＶｕと、上昇側電磁バルブＶｕｃと、下降制御バルブＶｄと、下降側電磁バルブＶｄｃとを備えてバルブユニットＡが構成されている。

このバルブユニットＡは、トラクタの車体に備えられるものを示している。油圧ポンプＰはエンジン（図示せず）で駆動され、リフトシリンダＣは車体後端に備えたリフトアーム１を駆動する。

このバルブユニットＡでは、油圧ポンプＰからの作動油を供給する主流路２がバルブハウジングＨに形成されると共に、この主流路２に流れる作動油の圧力を補償するように主流路２から分岐する圧力制御流路３に圧力補償バルブＶｒが備えられている。また、主流路２に流れる作動油を開閉するように上昇制御バルブＶｕが配置され、この主流路２から分岐する分岐流路４に下降制御バルブＶｄが配置されている。

上昇制御バルブＶｕは、上昇側電磁バルブＶｕｃで制御されるパイロット圧により操作され、上昇制御バルブＶｕと上昇側電磁バルブＶｕｃとの間に上昇制御パイロット流路５が形成されている。

これと同様に下降制御バルブＶｄは、下降側電磁バルブＶｄｃで制御されるパイロット圧により操作され、下降制御バルブＶｄと下降側電磁バルブＶｄｃとの間に下降制御パイロット流路６が形成されている。

尚、圧力補償バルブＶｒは、リフトシリンダＣに作用する負荷に拘わらず作動油供給ポートＨｐから供給される作動油の圧力を設定値に維持する補償機能を有する。上昇側電磁バルブＶｕｃは供給される電流値に対応したパイロット圧を発生させ、発生させたパイロット圧を上昇制御パイロット流路５に作用させる。また、下降側電磁バルブＶｄｃは供給される電流値に対応したパイロット圧を発生させ、発生させたパイロット圧を下降制御パイロット流路６に作用させる。

リフトアーム１には、ロータリ耕耘装置や、プラウ等の作業装置が吊り下げ状態で支持され、車体には作業装置の昇降を制御する制御装置（図示せず）を備えている。この制御装置は、作業装置の対地高さ、あるいは、作業装置に作用する牽引負荷等の情報を取得し、リフトアーム１の目標姿勢を設定し、この目標姿勢に達するように上昇側電磁バルブＶｕｃと下降側電磁バルブＶｄｃとを制御する昇降制御を実現する。

〔上昇制御バルブ〕
図２～図４に示すように、バルブハウジングＨに対し第１軸芯Ｘ１（作動軸芯の一例）と同軸芯で上昇側スプール室１１が形成され、この上昇側スプール室１１に、ポンプポート１２と、吐出ポート１３とを連通状態で形成している。上昇制御バルブＶｕは、上昇側スプール室１１に上昇制御スプール１４と、上昇側スプリング１５とを収容して構成されている。

ポンプポート１２は、主流路２のうち作動油供給ポートＨｐからの作動油が供給される位置に形成され、吐出ポート１３は、主流路２のうち、シリンダポートＨｃに連通する位置に形成されている。

上昇制御バルブＶｕは、上昇側スプール室１１が、第１スプール孔１１ａと、第２スプール孔１１ｂと、第３スプール孔１１ｃとを、この順序で第１軸芯Ｘ１に沿って配置した構造を有し、第１スプール孔１１ａと、第２スプール孔１１ｂと、第３スプール孔１１ｃとは、第１軸芯Ｘ１（作動軸芯）を中心として断面形状が円形で等しい内径として形成されている。

第１スプール孔１１ａは、上昇側スプリング１５が配置される空間に隣接し、第３スプール孔１１ｃに隣接する位置に上昇側受圧空間１６が隣接する。第１スプール孔１１ａと第２スプール孔１１ｂとの間に吐出ポート１３が配置され、第２スプール孔１１ｂと第３スプール孔１１ｃとの間にポンプポート１２が配置されている。

上昇制御スプール１４は、第１スプール孔１１ａに内嵌する第１ランド部１４ａと、第２スプール孔１１ｂから第３スプール孔１１ｃとに亘って内嵌する第２ランド部１４ｂとが形成されると共に、第２ランド部１４ｂに連なる位置に第２ランド部１４ｂと同径の上昇側プランジャ１４ｃが一体的に形成されている。

上昇制御スプール１４は、スプール軸芯（図示せず）を中心として全体に円柱状であり、スプール軸芯は、上昇側スプール室１１に上昇制御スプール１４を挿入した状態で第１軸芯Ｘ１と一致する。前述した第２ランド部１４ｂは、スプール軸芯（第１軸芯Ｘ１と一致する）を中心に筒状に形成される。この第２ランド部１４ｂは、所定の肉厚で形成され、これには内部空間と外部空間とを連通させるように複数の貫通孔状で開口面積が異なる複数の連通孔１７が形成されている。複数の連通孔１７は、何れも第１軸芯Ｘ１と直交する姿勢で形成されている。このように第２ランド部１４ｂのうち筒状に形成された部位が筒状部となる。

つまり、連通孔１７として、開口径が異なる（開口面積が異なる）３種類のものが用いられ、大径の連通孔１７が、第２ランド部１４ｂの周方向に沿って並んで配置され、このように並列する大径の連通孔１７の間に小径の連通孔１７を配置することにより、作動油の流通可能な開口の断面積の拡大が図られている。

また、第１軸芯Ｘ１に直交する何れからの方向視において複数の連通孔１７の何れかの開口が露出するように位置関係で形成されている。

この上昇制御バルブＶｕでは、上昇側電磁バルブＶｕｃから上昇側受圧空間１６にパイロット圧が作用しない場合に、上昇側スプリング１５の付勢力により上昇制御スプール１４が、図２に示す閉塞ポジションに維持される。また、上昇側電磁バルブＶｕｃから上昇側受圧空間１６にパイロット圧が作用した場合には、図３に示すように上昇側スプリング１５の付勢力とパイロット圧とがバランスする位置まで上昇制御スプール１４が作動し、供給ポジションに達する。

尚、上昇制御スプール１４が閉塞ポジションにある場合には、複数の連通孔１７の一部が、ポンプポート１２に連通するものの、複数の連通孔１７が第２スプール孔１１ｂによって閉塞され、吐出ポート１３に連通しない状態に維持される。

これに対して、上昇制御スプール１４が供給ポジションに達した場合には、複数の連通孔１７のうちの一部が吐出ポート１３に連通し、複数の連通孔１７の残りの一部がポンプポート１２に連通する状態となる。これにより、ポンプポート１２からの作動油が連通孔１７から第２ランド部１４ｂの内部空間に流れ、更に、内部空間の作動油が連通孔１７から外部空間に流れ吐出ポート１３に供給される。

特に、供給ポジションは、ポンプポート１２からの作動油を吐出ポート１３に送り出す領域に含まれる複数の位置を指すものであり、供給ポジションのうち上昇側電磁バルブＶｕｃから作用するパイロット圧が上昇した状況におけるポジションは、パイロット圧が低いポジションと比較して作動油の供給量が増大する。

この上昇制御バルブＶｕでは、上昇側電磁バルブＶｕｃを駆動する電流を増大した場合に、駆動電流の増大に対応して上昇制御スプール１４の作動量も増大する。このため上昇制御スプール１４が供給ポジションにある状況では、駆動電流の増大に対応してシリンダポートＨｃからリフトシリンダＣに供給される作動油の油量を増大させ、リフトアーム１の上昇作動の高速化を実現する。

特に、図５に示すように複数の連通孔１７が第１軸芯Ｘ１と直交する姿勢で形成されているため、連通孔１７に作動油が流れる際の流路抵抗が小さく、上昇制御バルブＶｕからシリンダポートＨｃに供給される作動油の増大を可能にしている。すなわち、本実施形態では、第１軸芯Ｘ１に対して略垂直な方向に開口面積の異なる複数の連通孔１７を開けている。これらの連通孔１７から流出する作動油は、流出角度が第１軸芯Ｘ１に対して垂直に近い角度になるので、上昇制御スプール１４に作用する流体力を低減することができる。その結果、作動油の流体力が上昇制御スプール１４を閉塞する方向に作用することを抑制し、作動油の流量が増大した場合であっても作動油の流量を適切に制御することができる。

〔下降制御バルブ〕
図６、図７に示すように、下降制御バルブＶｄは、バルブハウジングＨに第２軸芯Ｘ２と同軸芯で形成された下降側スプール室２１に、圧力ポート２２と、第１ドレンポート２３と、第２ドレンポート２４とを、この順序で第２軸芯Ｘ２に沿って形成しており、この下降側スプール室２１に下降制御スプール２５と、下降側スプリング２６とを収容して構成されている。

圧力ポート２２は、シリンダポートＨｃに連通し、第１ドレンポート２３と、第２ドレンポート２４とは、各々が排出ポートＨｄに連通している。

下降側スプール室２１は、第２軸芯Ｘ２に沿ってガイド孔部２１ａと、当接部２１ｂと、制御孔部２１ｃと、プランジャ孔部２１ｄとが、この順序で形成されている。

この下降制御バルブＶｄでは、制御孔部２１ｃとプランジャ孔部２１ｄとの間の空間に圧力ポート２２が連通している。また、当接部２１ｂとガイド孔部２１ａとの間の空間に第１ドレンポート２３に連通し、ガイド孔部２１ａより外端側の空間（下降側スプリング２６が配置された空間）が第２ドレンポート２４に連通している。尚、第１ドレンポート２３と、第２ドレンポート２４とは個別に分岐流路４に連通している。

更に、ガイド孔部２１ａには第２ドレンポート２４が連通している。プランジャ孔部２１ｄの外端位置に下降制御パイロット流路６が連通している。

下降制御スプール２５は、ガイド孔部２１ａに収容される規制壁部２５ａと、当接部２１ｂに当接する当接ランド部２５ｂと、制御孔部２１ｃに収容される制御ランド部２５ｃとが形成されている。また、制御ランド部２５ｃの外周には、下降制御スプール２５の作動方向での中間位置から下降側プランジャ２５ｄの方向に溝状で作動油の流れが可能となる補助流路２５ｃｇが形成されている。更に、制御ランド部２５ｃに連なる位置に制御ランド部２５ｃと同径の下降側プランジャ２５ｄが形成されている。

この下降制御バルブＶｄでは、下降側スプリング２６の付勢力により当接ランド部２５ｂが当接部２１ｂに当接することにより、下降制御スプール２５が図６に示す閉塞ポジションに維持される。この閉塞ポジションでは、圧力ポート２２が閉塞する状態に維持される。規制壁部２５ａは、下降側スプリング２６の付勢力を受けるスプリング受部材としても構成されている。

また、規制壁部２５ａの外周と、ガイド孔部２１ａの内周とが近接するように寸法関係が設定されている。つまり、ガイド孔部２１ａは第２軸芯Ｘ２を中心とする円筒の内周面を有しており、この内周面に規制壁部２５ａの外周が近接することから、各々の間の間隙が小さく、下降制御スプール２５が作動する際に圧力ポート２２からの作動油が第２ドレンポート２４に流れる現象が抑制される。

下降側電磁バルブＶｄｃが駆動され、下降制御パイロット流路６にパイロット圧が作用した場合には、下降側スプリング２６の付勢力とパイロット圧とがバランスする位置まで下降制御スプール２５が作動し、図７に示す排出ポジションに達する。

特に、排出ポジションは、圧力ポート２２からの作動油を第１ドレンポート２３に流す領域に含まれる複数の位置を指すものであり、排出ポジションのうち、下降側電磁バルブＶｄｃから作用するパイロット圧が上昇した際の排出ポジションは、パイロット圧が低いポジションと比較して作動油の排出量が増大する。

前述したように、閉塞ポジションから図７に示す排出ポジションにある場合には、当接ランド部２５ｂが当接部２１ｂから離間すると共に、制御ランド部２５ｃの補助流路２５ｃｇを介して圧力ポート２２からの作動油が第１ドレンポート２３に流れる。

また、下降制御スプール２５が排出ポジションに移動する際には、規制壁部２５ａの変位に伴い下降側スプリング２６が配置された空間の作動油が第２ドレンポート２４から排出される。特に、下降制御スプール２５が排出ポジションに設定された場合には、下降側プランジャ２５ｄの移動に伴い規制壁部２５ａが移動するものの、この規制壁部２５ａがガイド孔部２１ａの内部に位置するため、圧力ポート２２からの作動油が第２ドレンポート２４に流れる現象を抑制する。

そして、下降側電磁バルブＶｄｃの駆動電流を増大した場合には、駆動電流の増大に対応して下降制御スプール２５の作動量も増大する。このため下降制御スプール２５が排出ポジションにある状況では、駆動電流の増大に対応して圧力ポート２２から第１ドレンポート２３から排出する作動油の油量を増大させ、リフトアーム１の下降作動の高速化を実現する。

特に、この下降制御バルブＶｄでは、当接ランド部２５ｂが当接部２１ｂを備えた比較的単純な構造に構成するものであるが、圧力ポート２２からの作動油を第１ドレンポート２３から排出させ、下降側スプリング２６が配置された空間（スプリング室）に作動油がこもることを抑制できる。これにより、シリンダポートＨｃに作用する作動油の圧力が高くとも、下降側スプリング２６が配置された空間（スプリング室）の圧力が上昇して（スプリング室にこもり圧が生じて）貫通孔を閉じる方向の力が下降制御スプール２５に作用することを抑制し、作動油の流量が多い場合であっても確実に作動油を排出することが可能である。

〔電磁バルブ〕
このバルブユニットＡでは、上昇側電磁バルブＶｕｃと下降側電磁バルブＶｄｃとに共通する構成のものが使用されている。この理由から、上昇側電磁バルブＶｕｃと下降側電磁バルブＶｄｃとにおいて、共通する部分には共通する符号を付して説明する。

図８に示すように、電磁バルブ（上昇側電磁バルブＶｕｃと下降側電磁バルブＶｄｃとの上位概念）は、磁性体で成る有底筒状の第１ハウジング３１と、この第１ハウジング３１の開口に螺合連結する第２ハウジング３２と、第１ハウジング３１の内部に収容される磁性体で成るプランジャ体３３と、プランジャ体３３に作用させる磁気を作り出すコイル部３４と、パイロット圧を制御する弁ユニット３５とを備えて構成されている。

この電磁バルブでは、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とが、コイル部３４からの磁束をプランジャ体３３に作用させるヨークとして機能する。コイル部３４は、ボビンに対して導体で成る導線が巻回された構造を有しており、導線に供給される電流の増大に伴い、プランジャ体３３に作用させる磁力も増大させるように構成されている。

第１ハウジング３１は、第３軸芯Ｘ３を中心とする筒状壁３１ａの外端部に第３軸芯Ｘ３と直交する姿勢の端部壁３１ｂが一体形成され、図９に示すように筒状壁３１ａの開口部分の内周に雌ネジ部３１Ｓが形成されている。

第２ハウジング３２は、第１ハウジング３１の筒状壁３１ａの内部空間に収容される軸状部３２ａと、この軸状部３２ａより大径となる大径部３２ｂと、大径部３２ｂを挟んで軸状部３２ａと反対側に突出する突出軸部３２ｃとが一体形成されている。尚、電磁バルブは、突出軸部３２ｃを、バルブハウジングＨの孔部に嵌合した状態でバルブハウジングＨの外面に連結固定される。

図９に示すように、第２ハウジング３２の大径部３２ｂの外周に雄ネジ部３２Ｓが形成され、この雄ネジ部３２Ｓを第１ハウジング３１の雌ネジ部３１Ｓに螺合させることにより第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とが連結状態となる。

このように第１ハウジング３１に第２ハウジング３２が螺合連結した状態で、第２ハウジング３２の軸状部３２ａと大径部３２ｂと突出軸部３２ｃとの中心が、第３軸芯Ｘ３と一致する位置に配置される。この螺合連結構造については後述する。

プランジャ体３３は、第１ハウジング３１の内部空間のうち端部壁３１ｂの近傍で第３軸芯Ｘ３に沿う方向に移動自在に収容されている。第２ハウジング３２の軸状部３２ａには、第３軸芯Ｘ３と同軸芯で挿通孔３２ｄが形成されている。プランジャ体３３は一体作動するロッド３３ａを有し、このロッド３３ａが挿通孔３２ｄに挿通状態で配置されている。

この電磁バルブ（上昇側電磁バルブＶｕｃ、下降側電磁バルブＶｄｃ）では、コイル部３４を駆動した場合に発生する磁束が、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とに形成される磁路を流れる。このように磁路が形成される際に、第２ハウジング３２の大径部３２ｂの外周に雄ネジ部３２Ｓと、第１ハウジング３１の雌ネジ部３１Ｓとを螺合連結部において磁気抵抗を増大させない構成を有している。

図９に示すように、第１ハウジング３１に形成された雌ネジ部３１Ｓのうち、雄ネジ部３２Ｓの突出側の端部が螺合する内端位置（同図で右側）から内方に向けて第３軸芯Ｘ３に直交する姿勢の受圧面３１Ｔが形成されている。また、第２ハウジング３２の軸状部３２ａに形成された雄ネジ部３２Ｓの突出端に第３軸芯Ｘ３に直交する姿勢の当接面３２Ｔが形成されている。この当接面３２Ｔは、軸状部３２ａと大径部３２ｂとの境界において軸芯Ｘと直交する姿勢の境界壁として形成されるものである。

更に、雌ネジ部３１Ｓのうち、第３軸芯Ｘ３に沿う方向で雄ネジ部３２Ｓの突出側の端部が螺合する内端側部位の全周を取り除いた環状溝部３１Ｇを形成している。この環状溝部３１Ｇは、本来、不完全ネジ部が形成される領域であり、このように環状溝部３１Ｇを形成することにより、雌ネジ部３１Ｓに雄ネジ部３２Ｓを螺合させた際に、適正な螺合を実現している。このように適正な螺合が行われることにより、受圧面３１Ｔと当接面３２Ｔとを確実に密着させ、第１ハウジング３１の筒状壁３１ａと第２ハウジング３２の大径部３２ｂとの間の磁路の磁気抵抗の上昇を抑制している。

弁ユニット３５は、プランジャ体３３と一体的に作動するロッド３３ａの外端部が当接することにより、プランジャ体３３の作動に連係して操作されるスプール体３５ａと、このスプール体３５ａをスライド作動自在に収容する制御ブッシュ３５ｂとを備えて構成されている。

制御ブッシュ３５ｂは、作動油供給ポートＨｐから作動油が供給される流路と、排出ポートＨｄに作動油を排出する流路とを有し、スプール体３５ａは、パイロット流路（上昇制御パイロット流路５、下降制御パイロット流路６）を排出ポートＨｄに連通させることにより、パイロット流路５，６の圧力を大きく低減させるポジションと、作動油供給ポートＨｐから作動油の圧力をパイロット流路５，６に作用させるポジションとに切り換え自在に構成されている。

また、電磁バルブ（上昇側電磁バルブＶｕｃ、下降側電磁バルブＶｄｃ）コイル部３４を駆動する電流を増大させることにより、電流に対応したパイロット圧をパイロット流路５，６に作用させることが可能となる。

これにより、上昇側電磁バルブＶｕｃの駆動電流を増大することにより上昇制御パイロット流路５のパイロット圧を上昇させ、上昇制御スプール１４を大きく作動させる結果、リフトシリンダＣに供給する作動油の流量の増大を可能にする。

また、下降側電磁バルブＶｄｃの駆動電流を増大することにより下降制御パイロット流路６のパイロット圧を上昇させ、下降制御スプール２５を大きく作動させる結果、リフトシリンダＣから排出される作動油の油量の増大を可能にする。

〔実施形態の作用効果〕
この構成では、上昇制御バルブＶｕの上昇制御スプール１４が供給位置に達した場合には、ポンプポート１２からの作動油を、第２ランド部１４ｂに形成された複数の連通孔１７を介して吐出ポート１３に供給することになるものの、連通孔１７が第２ランド部１４ｂの外周面に大きい流通用の開口を形成することになるため、多量の作動油の供給を可能にすると共に、各々の連通孔１７が第１軸芯Ｘ１に直交する姿勢で形成されているため、連通孔１７に作動油が流通する際に作動油に抵抗を作用させることがなく円滑な流れを実現し圧損も抑制する。

下降側電磁バルブＶｄｃは、下降制御スプール２５の当接ランド部２５ｂを当接部２１ｂに当接させることで作動油の流れを阻止する等、比較的単純な構成であるものの、圧力ポート２２からの作動油が第２ドレンポート２４に流れる不都合を抑制する規制壁部２５ａを備えている。このため、例えば、圧力ポート２２からの作動油が下降側スプリング２６が配置された空間（スプリング室）を介して排出される構成の制御バルブと比較すると、スプリング室のこもり圧が下降制御スプール２５に作用して作動油の流量が低下する不都合を解消できる。

上昇側電磁バルブＶｕｃと下降側電磁バルブＶｄｃとは共通した構成を有しており、何れの電磁バルブも、磁性体で成る第１ハウジング３１と磁性体で成る第２ハウジング３２とを螺合連結により一体化するように構成されている。

特に、この電磁バルブでは、第１ハウジング３１の筒状壁３１ａの開口部分の内周に雌ネジ部３１Ｓに対して、第２ハウジング３２の大径部３２ｂの外周に形成された雄ネジ部３２Ｓを螺合させる構成である。この構造において、雌ネジ部３１Ｓの内端側部位の全周を取り除いた環状溝部３１Ｇを形成することにより、第１ハウジング３１の受圧面３１Ｔと、第２ハウジング３２の当接面３２Ｔとを確実に密着させ、この部位での磁気抵抗の増大の抑制を実現している。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）実施形態では、開口径が異なる３種の連通孔１７を示していたが、これに代えて開口径が異なる４種以上の連通孔１７を第２ランド部１４ｂ（筒状部）に形成する。このように構成することにより、第２ランド部１４ｂに形成される連通孔１７の総断面積を大きくして、第２ランド部１４ｂの内部空間と外部空間との間で作動油が流れる作動油の流量の一層の増大を実現する。

（ｂ）連通孔１７の開口の形状は円形に限るものではなく、楕円形や矩形、あるいは、三角形に形成する。特に、このように異なる開口形状で、異なる開口面積となる複数種の連通孔１７を用いることにより、第２ランド部１４ｂ（筒状部）の内部空間と外部空間との間で作動油が流れる作動油の流量の一層の増大を実現する。

（ｃ）実施形態では、作動油をリフトシリンダＣに供給するための上昇制御バルブＶｕとして用いていたが、これに代えて、作動油を排出するための制御バルブとして用いることも可能である。具体構成として、実施形態の下降制御バルブＶｄに、この構成の制御バルブを用いることが考えられる。

（ｄ）図１０～図１２に示すように、上昇制御スプール１４が筒状部としての第２ランド部１４ｂの外周に対し、この第２ランド部１４ｂが収容される上昇側スプール室１１の内径より小径となるように形成した外周流路１８を備えている。つまり、外周流路１８は、第２ランド部１４ｂの外周と、上昇側スプール室１１の第２スプール孔１１ｂの内周との間の間隙Ｇによって形成されている。

このように、第２ランド部１４ｂのうち第１軸芯Ｘ１に沿う方向での中間部分の外周の全周を小径化することにより、第２ランド部１４ｂのうち吐出ポート１３に近い位置（図１０～図１２において左側）の吐出側端部１８ａから、ポンプポート１２の方向の供給側端部１８ｂに亘る領域に外周流路１８が形成されている。吐出側端部１８ａは、複数の連通孔１７が形成された領域に重複する位置に配置され、外周流路１８は、吐出側端部１８ａよりポンプポート１２の方向の位置ほど小径となるテーパ面１８ｔを有している。

外周流路１８は、上昇制御スプール１４が図１０に示す閉塞ポジションに設定された場合に、ポンプポート１２から吐出ポート１３への作動油の流れを遮断し、上昇制御スプール１４が図１１に示す供給ポジションに設定された場合に、ポンプポート１２からの作動油を吐出ポート１３に送り出す。

このような構成から別実施形態（ｄ）では、上昇制御スプール１４が図１０に示す閉塞ポジションから図１１に示す供給ポジションに作動した場合には、まず、連通孔１７の一部を介してポンプポート１２から吐出ポート１３への作動油の供給が開始され、更に、吐出側端部１８ａが吐出ポート１３に連通する位置に作動した後に、外周流路１８を介して吐出ポート１３への作動油の供給が開始される。

前述したように、吐出側端部１８ａに連なる位置にテーパ面１８ｔが形成されているため、上昇制御スプール１４の作動量の増大に伴い、外周流路１８を介して吐出ポート１３に供給される作動油の流量を緩やかに増大させることになり、油量の急激な上昇を抑制できる。そして、上昇制御スプール１４の作動量を増大した場合にはポンプポート１２から複数の連通孔１７を介して吐出ポート１３に供給される作動油の油量の増大も行われるため、吐出ポート１３に供給される作動油の流量の増大が実現される。

上昇制御スプール１４の作動量（ストローク）と、吐出ポート１３に供給される作動油の流量との関係を図１３に示している。同図において第１特性ｊとして示したグラフは、実施形態で説明したように、外周流路１８を形成せずに複数の連通孔１７を形成した上昇制御スプール１４の作動に伴う特性である。また、同図において第２特性ｋとして示したグラフは外周流路１８と複数の連通孔１７とを形成した上昇制御スプール１４の作動に伴う特性である。

また、同図には最大流量に達した際の上昇制御スプール１４の作動位置ｍを示している。このように別実施形態（ｄ）では、上昇制御スプール１４が作動位置ｍに達した場合には、上昇制御スプール１４が同じ量だけ作動した状態でありながら、第１特性ｊと比較して第２特性ｋで供給される作動油の油量の増大を実現している。

図１０～図１２に示すように、上昇側スプール室１１の第２スプール孔１１ｂの内周のうち、第１軸芯Ｘ１に沿う方向での両端部を全周に亘って切り欠くことにより切欠部１１ｂｘが形成されている。これにより、作動油の油量の増大を実現している。

この別実施形態（ｄ）では、上昇制御スプール１４に複数の連通孔１７を形成し、この複数の連通孔１７を介して、第１軸芯Ｘ１に直交する方向に作動油を供給するため、上昇制御スプール１４が図１１に示す供給ポジションに操作された場合には、上昇制御スプール１４に対して第１軸芯Ｘ１に沿って作用する流体力を抑制する。更に、外周流路１８を形成しているので、流体力を抑制する良好な面を損なうことなく、吐出ポート１３に対して外周流路１８を介して作動油を供給することが可能となり、ポンプポート１２から吐出ポート１３へ供給される作動油の油量の増大を実現している。

尚、別実施形態（ｄ）の吐出側端部１８ａの位置は任意に設定することも可能であり、例えば、複数の連通孔１７のうち、吐出ポート１３に最も近接するも開口部分より吐出ポート１３の方向に変位する位置に形成しても良い。このように吐出側端部１８ａの位置を設定することにより、上昇制御スプール１４を供給ポジションに向けて作動した場合の作動油の油量を増大させるタイミングを早めることが可能となる。

この別実施形態（ｄ）の構成は、トラクタのリフトシリンダＣに作動油を供給する制御バルブに限らず、各種作業装置に対する作動油の給排を制御するものに適用することが可能である。

本発明は、スプールの筒状部に貫通孔状の連通孔が形成された制御バルブに利用できる。

１１上昇側スプール室（スプール室）
１１ｂ第２スプール孔（スプール孔）
１２ポンプポート
１３吐出ポート
１４上昇制御スプール（スプール）
１４ｂ第２ランド部（筒状部）
１７連通孔
１８外周流路
１８ａ吐出側端部
１８ｔテーパ面
Ｈバルブハウジング
Ｘ１第１軸芯（作動軸芯）

Claims

作動軸芯と同軸芯でスプール室が形成され、作動油が供給されるポンプポートおよび作動油を送り出す吐出ポートが前記スプール室の外周を取り囲む領域に形成されたバルブハウジングと、
閉塞ポジションと供給ポジションとの間で作動自在となるように前記スプール室に収容されたスプールとを備え、
前記スプールが、スプール軸芯を中心とする筒状部を有し、かつ、前記筒状部の内部空間と外部空間とを連通させる貫通孔状で開口面積が異なる複数の連通孔を有し、
前記スプールが前記閉塞ポジションに設定された場合には、前記ポンプポートから前記吐出ポートへの作動油の流れを遮断し、前記スプールが前記供給ポジションに設定された場合には前記ポンプポートからの作動油が、複数の前記連通孔のうちの一部から前記スプールの内部空間に流れ、他の前記連通孔のうちの一部から前記吐出ポートに送り出され、
前記スプール室が、前記スプールの前記筒状部を収容するスプール孔を備え、前記スプールの作動方向で前記スプール孔を挟む位置に前記ポンプポートと前記吐出ポートとを備え、
前記スプールが、前記筒状部を基準に前記吐出ポートの側に、前記筒状部より小径の小径部を形成しており、
前記スプールが前記供給ポジションにある場合に、複数の前記連通孔の一部が前記吐出ポートに連通し、他の前記連通孔の一部が前記ポンプポートに連通すると共に、前記スプールが前記供給ポジションから前記閉塞ポジションに作動した場合に、前記供給ポジションにあった前記連通孔が前記スプール孔によって閉塞状態となるように複数の前記連通孔の位置関係が設定されている制御バルブ。
前記スプール軸芯に直交する何れからの方向視においても複数の前記連通孔のうちの何れかの開口が露出する請求項１に記載の制御バルブ。
複数の前記連通孔が、前記スプール軸芯に直交する姿勢で形成されている請求項１又は２に記載の制御バルブ。
前記筒状部の周方向に沿って開口面積が異なる複数の前記連通孔が配置されている請求項１～３のいずれか一項に記載の制御バルブ。
開口面積が略同一である複数の前記連通孔が、当該連通孔同士の一部が前記筒状部の周方向に沿って重畳し、且つ当該連通孔同士の中心位置が前記筒状部の軸心方向にオフセットした位置に配置されている請求項１～４のいずれか一項に記載の制御バルブ。
作動軸芯と同軸芯でスプール室が形成され、作動油が供給されるポンプポートおよび作動油を送り出す吐出ポートが形成されたバルブハウジングと、
閉塞ポジションと供給ポジションとの間で作動自在となるように前記スプール室に収容されたスプールとを備え、
前記スプールが、スプール軸芯を中心とする筒状部を有し、かつ、前記筒状部の内部空間と外部空間とを連通させる貫通孔状で開口面積が異なる複数の連通孔を有し、
前記スプールが前記閉塞ポジションに設定された場合には、前記ポンプポートから前記吐出ポートへの作動油の流れを遮断し、前記スプールが前記供給ポジションに設定された場合には前記ポンプポートからの作動油が、複数の前記連通孔のうちの一部から前記スプールの内部空間に流れ、他の前記連通孔のうちの一部から前記吐出ポートに送り出され、
前記筒状部の外周に対し、前記筒状部が収容される前記スプール室の内径より小径となる外周流路が形成され、
前記外周流路は前記スプール軸芯に沿う方向で、前記スプールが前記閉塞ポジションに設定された場合に、前記ポンプポートから前記吐出ポートへの作動油の流れを遮断し、前記スプールが前記供給ポジションに設定された場合に、前記ポンプポートからの作動油を前記吐出ポートに送り出す領域に形成されている制御バルブ。
前記外周流路のうち前記吐出ポート側に配置される吐出側端部が、前記吐出ポートから離間する位置ほど小径となるテーパ面を有している請求項６に記載の制御バルブ。