JP7430998B2

JP7430998B2 - 圧力調整弁および建設機械

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Publication number: JP7430998B2
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Inventors: 仁岩崎
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Description

本発明は、圧力調整弁および建設機械に関する。

従来、建設機械の一種として油圧ショベルが知られている。油圧ショベルは、油圧シリンダで動作するブーム、アームおよびバケット等のアタッチメントを備える。油圧ショベルは、油圧シリンダに対する作動油の供給・排出を制御する圧力調整弁を備える。圧力調整弁としては、バルブブロックの内部に延びるスプール穿孔に配置されたスプールと、スプールを常に同一位置に配置させるアクチュエータ（フォースフィードバック型アクチュエータ）と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１では、スプールの一端部に取り付けられた砂時計形状のピストンと、スプール穿孔と整合されたピストン穿孔を有しバルブブロックの片側に取り付けられた端部ブロックと、ピストン穿孔の延びる方向と直交するように配置された第１電磁油圧バルブと、第１電磁油圧バルブの隣に配置された第２電磁油圧バルブと、を備える。

特開２００３－２６９４１１号公報

しかしながら、第１電磁油圧バルブおよび第２電磁油圧バルブがバルブブロックの片側のみに集中配置された場合、構成が複雑化する可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、構成を簡素化することができる圧力調整弁および建設機械を提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明の態様は以下の構成を有する。
（１）本発明の態様に係る圧力調整弁は、軸方向へ移動可能な駆動スプールと、前記軸方向と異なる方向に移動可能に配置された制御スプールを有し、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された電磁比例弁と、前記軸方向の前記駆動スプールの位置を前記軸方向と異なる方向に変換した変位に基づき、前記電磁比例弁に基づく前記駆動スプールの指令位置に対する実際の前記駆動スプールの位置を補償する位置補償機構と、を備え、前記電磁比例弁は、前記駆動スプールを前記軸方向へ移動させるための圧力を前記駆動スプールに作用させる制御ポートを有し、前記制御スプールを引くことにより前記制御ポートを通じて前記圧力を前記駆動スプールに作用させる駆動装置を備え、前記制御ポートは、前記駆動スプールの軸線の延長線上に位置する。

この構成によれば、電磁比例弁が駆動スプールの軸方向の両側に配置されるため、複数の弁機構を駆動スプールの軸方向の片側のみに集中配置する場合と比較して、構成を簡素化することができる。

（２）上記（１）に記載の圧力調整弁では、前記位置補償機構は、前記駆動スプールと前記制御スプールとの間に配置され前記駆動スプールの前記軸方向の位置に基づいて弾性変形する弾性部材と、前記弾性部材と前記駆動スプールとの前記軸方向と異なる方向の間に配置されたピストンと、を備えてもよい。

（３）上記（２）に記載の圧力調整弁では、前記駆動スプールは、前記軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなり前記ピストンに直接または間接に接触可能な面を有してもよい。

（４）上記（３）に記載の圧力調整弁では、前記位置補償機構は、前記駆動スプールの前記面から離れる方向への前記ピストンの移動を規制する段差を有するスリーブを備えてもよい。

（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の圧力調整弁では、前記制御スプールは、前記電磁比例弁が通電していないとき、前記制御ポートを作動油の排出路に接続する位置にあってもよい。

（６）上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の圧力調整弁では、前記制御スプールは、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された前記電磁比例弁のうち一方のみが作動したとき、前記制御ポートを作動油の排出路に接続する位置にあってもよい。

（７）本発明の態様に係る圧力調整弁は、軸方向へ移動可能で前記軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなる面を有する駆動スプールと、前記軸方向と異なる方向に移動可能に配置された制御スプールを備え、前記駆動スプールを前記軸方向へ移動させるための圧力を前記駆動スプールに作用させる制御ポートを有し、前記制御スプールを引くことにより前記制御ポートを通じて前記圧力を前記駆動スプールに作用させる駆動装置を備え、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された電磁比例弁と、前記軸方向の前記駆動スプールの位置を前記軸方向と異なる方向に変換した変位に基づき、前記電磁比例弁に基づく前記駆動スプールの指令位置に対する実際の前記駆動スプールの位置を補償し、前記駆動スプールと前記制御スプールとの間に配置され前記駆動スプールの前記軸方向の位置に基づいて弾性変形する弾性部材、前記弾性部材と前記駆動スプールとの前記軸方向と異なる方向の間に配置され前記駆動スプールの前記面に直接または間接に接触可能なピストン及び前記駆動スプールの前記面から離れる方向への前記ピストンの移動を規制する段差を有するスリーブを備え、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された位置補償機構と、を備える。

この構成によれば、電磁比例弁および位置補償機構が駆動スプールの軸方向の両側に配置されるため、複数の弁機構を駆動スプールの軸方向の片側のみに集中配置する場合と比較して、構成を簡素化することができる。
加えて、駆動スプールを軸方向の双方向に作動させるとともに駆動スプールの位置補償を行うことができる。
加えて、スリーブが段差を有することで、駆動スプールの軸方向の一端側の面から離れる方向へのピストンの移動規制を簡単な構成で実現することができる。

（８）本発明の態様に係る建設機械は、上記（１）から（７）のいずれか一項に記載の圧力調整弁を備える。

本発明によれば、構成を簡素化することができる圧力調整弁および建設機械を提供することができる。

実施形態の建設機械の模式図である。実施形態の圧力調整弁の断面図である。図２の要部拡大図である。実施形態の駆動スプールが中立位置に位置するときの圧力調整弁の動作の一例の説明図である。実施形態の第１ソレノイドが作動したときの圧力調整弁の動作の一例の説明図である。実施形態の第２ソレノイドが作動したときの圧力調整弁の動作の一例の説明図である。実施形態の変形例の圧力調整弁の断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、建設機械として圧力調整弁を備えた油圧ショベルを例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［建設機械］
図１は、実施形態の建設機械１の模式図である。
例えば、建設機械１は油圧ショベルである。建設機械１は、旋回体２および走行体３を備える。旋回体２は、走行体３の上に旋回可能に設けられている。旋回体２は、作動油（流体）を供給する油圧ポンプ１２（流体供給源）を備える。

旋回体２は、操作者が搭乗可能なキャブ５と、キャブ５に一端が揺動自在に連結されたブーム６と、ブーム６のキャブ５とは反対側の他端（先端）に揺動自在に一端が連結されたアーム７と、アーム７のブーム６とは反対側の他端（先端）に揺動自在に連結されたバケット８と、を備える。油圧ポンプ１２は、キャブ５内に配置されている。油圧ポンプ１２から供給される作動油によって、キャブ５、ブーム６、アーム７およびバケット８が駆動される。

［圧力調整弁］
図２は、実施形態の圧力調整弁１０の断面図である。図２においては、バルブボディ２０の軸方向中央部、油圧ポンプ１２（図４参照）および油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）等の図示を省略している。図３は、図２の要部拡大図である。図３においては圧力調整弁１０の一側部を拡大している。

圧力調整弁１０は、油圧シリンダ（不図示）に対する作動油の供給・排出を制御する。図２に示すように、圧力調整弁１０は、複数の通路２１～２４を有するバルブボディ２０と、軸線Ｃ１を有する駆動スプール３０と、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂと、位置補償機構５０Ａ，５０Ｂと、を備える。圧力調整弁１０は、スプール式の方向切換弁である。

複数の通路２１～２４は、作動油が流れる流路（油路、配管）である。複数の通路２１～２４は、スプール孔２１、第１アクチュエータ通路２２、第２アクチュエータ通路２３およびバイパス通路２４を含む。
スプール孔２１は、駆動スプール３０を挿し込み可能な孔である。スプール孔２１は、軸線Ｃ１に沿う軸方向にバルブボディ２０を貫通している。

駆動スプール３０は、スプール孔２１に着脱可能に挿入されている。駆動スプール３０は、スプール孔２１の内周面に接触可能なランド（不図示）を備える。駆動スプール３０は、軸方向への移動により流路の開閉、絞り動作を行う。油圧シリンダ（不図示）に供給される作動油の流量は、駆動スプール３０の位置によって制御される。

駆動スプール３０は、軸方向の両端部に結合された軸部５５を有する（図３参照）。図３に示すように、軸部５５の端部は、軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなる面５１を有する。面５１は、駆動スプール３０の軸方向において駆動スプール３０から離れるに従って先細りとなる円錐形状を有する。具体的に、面５１は、軸部５５の軸方向における駆動スプール３０とは反対側の端面から離れるに従って先細りとなる円錐形状を有する。

図２に示すように、第１アクチュエータ通路２２は、バルブボディ２０の一側部に配置されている。第１アクチュエータ通路２２は、軸線Ｃ１と実質的に直交する方向に延びている。例えば、第１アクチュエータ通路２２の一端は、油圧シリンダのロッド側油室（不図示）に接続されている。第１アクチュエータ通路２２の他端は、スプール孔２１に接続されている。

第２アクチュエータ通路２３は、バルブボディ２０の他側部に配置されている。すなわち、第２アクチュエータ通路２３は、軸方向において第１アクチュエータとは反対側に配置されている。第２アクチュエータ通路２３は、軸線Ｃ１と実質的に直交する方向に延びている。例えば、第２アクチュエータ通路２３の一端は、油圧シリンダのヘッド側油室（不図示）に接続されている。第２アクチュエータ通路２３の他端は、スプール孔２１に接続されている。

バイパス通路２４は、スプール孔２１から分岐している。バイパス通路２４は、第１アクチュエータ通路２２の側方に位置し第１アクチュエータ通路２２に沿って延びる第１バイパス路２４ａと、第２アクチュエータ通路２３の側方に位置し第２アクチュエータ通路２３に沿って延びる第２バイパス路２４ｂと、軸方向と実質的に平行な方向に延び第１バイパス路２４ａの一端と第２バイパス路２４ｂの他端とを接続する第３バイパス路２４ｃと、を備える。

［電磁比例弁］
図２に示すように、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂは、駆動スプール３０の軸方向の両側に対称に配置されている。以下、駆動スプール３０の軸方向の一方側に配置された電磁比例弁４０Ａを「第１電磁比例弁４０Ａ」、駆動スプール３０の軸方向の他方側に配置された電磁比例弁４０Ｂを「第２電磁比例弁４０Ｂ」ともいう。駆動スプール３０が軸方向の中立位置にあるとき、第１電磁比例弁４０Ａおよび第２電磁比例弁４０Ｂは、軸線Ｃ１と直交しかつバルブボディ２０の軸方向の中心を通る仮想線Ｋ１を対称軸として線対称形状を有する。

以下、電磁比例弁として第１電磁比例弁４０Ａの構成を説明する。第２電磁比例弁４０Ｂは、第１電磁比例弁４０Ａと同様の構成を有するため詳細説明は省略する。
図３に示すように、第１電磁比例弁４０Ａは、制御スプール４１、制御ポート４２およびソレノイド４４（駆動装置）を備える。

制御スプール４１は、駆動スプール３０とは別に設けられている。制御スプール４１は、駆動スプール３０の軸方向と異なる方向に移動可能に配置されている。本実施形態では、制御スプール４１は、駆動スプール３０の軸方向と直交する方向に移動可能に配置されている。制御スプール４１は、駆動スプール３０とＬ字をなす位置に配置されている。制御スプール４１の軸方向の長さは、駆動スプール３０の軸方向の長さよりも短い（図２参照）。

以下、軸線Ｃ１と直交する軸線Ｃ２を「直交軸線Ｃ２」、直交軸線Ｃ２に沿う方向を「直交軸方向」ともいう。制御スプール４１は、直交軸方向に移動可能に配置されている。「直交軸方向」には、制御スプール４１が駆動スプール３０と実際に直交している場合（接している場合）のみならず、制御スプール４１と駆動スプール３０との間が離れている場合も含まれる。制御スプール４１は、直交軸方向に開口し作動油を通過可能な第１制御通路４１ａと、直交軸方向と直交する径方向に開口し第１制御通路４１ａに連通する複数の第２制御通路４１ｂと、を有する。

図中符号４５は、バルブボディ２０の軸方向の側面に取り付けられたケースを示す。ケース４５は、直交軸方向にケース４５を貫通するパイロット室４６と、パイロット室４６と実質的に直交する方向（紙面奥行き方向）に延びる供給路４７と、直交軸線Ｃ２を中心軸として供給路４７に対し９０°ずれた位置に配置され軸線Ｃ１と実質的に平行に延びる排出路４８と、スプール孔２１よりも径方向外方に拡がり軸線Ｃ１と実質的に平行に延びるスプリング室４９と、を有する。

パイロット室４６は、スプール孔２１に連通している。パイロット室４６は、駆動スプール３０を軸方向へ移動させるための圧力を駆動スプール３０に作用させる制御ポート４２と、スリーブ５４を収容する収容部４３と、を有する。
制御ポート４２は、スプール孔２１と収容部４３との間に位置する。制御ポート４２は、軸線Ｃ１の延長線上に位置する。制御ポート４２の内径（径方向の寸法）は、スプール孔２１よりも小さい。
収容部４３は、制御ポート４２に連通している。収容部４３の内径（径方向の最小寸法）は、制御ポート４２よりも大きい。

図中符号３５は、スプリング室４９に配置されたリターンスプリングを示す。リターンスプリング３５は、駆動スプール３０と同軸に配置されている。リターンスプリング３５は、駆動スプール３０を軸方向の中立位置に保持するように駆動スプール３０の軸方向の両側に配置されている（図２参照）。

供給路４７は、油圧ポンプ１２からの作動油をパイロット室４６に供給するための流路である（図５参照）。
排出路４８は、駆動スプール３０が軸方向の中立位置にあるとき（図４参照）、または、第２電磁比例弁４０Ｂのみの作動時（図６参照）に作動油をタンク１４に排出（貯留）するための流路である。排出路４８は、直交軸方向において供給路４７とオフセットして配置されている。

ソレノイド４４は、制御スプール４１を引くことにより制御ポート４２を通じて駆動スプール３０を軸方向へ移動させるための圧力を駆動スプール３０に作用させる。ソレノイド４４は、直交軸方向に延びるピン４４ａを備える。ソレノイド４４は、ピン４４ａを軸方向に移動可能である。ピン４４ａの先端は、制御スプール４１の軸方向の端面中央に連結されている。なお、ソレノイド４４は、ピン４４ａの軸方向の位置を補正するためのスプリング（スタビライズスプリング）を備えていてもよい。

［位置補償機構］
位置補償機構５０Ａ，５０Ｂは、軸方向の駆動スプール３０の位置を直交軸方向に変換した変位に基づき、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂに基づく駆動スプール３０の指令位置に対する実際の駆動スプール３０の位置を補償する。図２に示すように、位置補償機構５０Ａ，５０Ｂは、駆動スプール３０の軸方向の両側に対称に配置されている。以下、駆動スプール３０の軸方向の一方側に配置された位置補償機構５０Ａを「第１位置補償機構５０Ａ」、駆動スプール３０の軸方向の他方側に配置された位置補償機構５０Ｂを「第２位置補償機構５０Ｂ」ともいう。駆動スプール３０が軸方向の中立位置にあるとき、第１位置補償機構５０Ａおよび第２位置補償機構５０Ｂは、仮想線Ｋ１を対称軸として線対称形状を有する。

以下、位置補償機構として第１位置補償機構５０Ａの構成を説明する。第２位置補償機構５０Ｂは、第１位置補償機構５０Ａと同様の構成を有するため詳細説明は省略する。
図３に示すように、第１位置補償機構５０Ａは、スプリング５２（弾性部材）、ピストン５３およびスリーブ５４を備える。

スプリング５２は、駆動スプール３０の面５１（軸部５５）と制御スプール４１との間に配置されている。スプリング５２は、制御スプール４１と同軸に配置されている。スプリング５２は、駆動スプール３０の軸方向の位置に基づいて弾性変形する。スプリング５２は、駆動スプール３０の軸方向の位置をフィードバックするためのスプリングである。スプリング５２のバネ力は、リターンスプリング３５のバネ力よりも遙かに小さい。スプリング５２は、制御スプール４１とピストン５３との間に配置されている。

ピストン５３は、スプリング５２と駆動スプール３０との直交軸方向の間に配置されている。ピストン５３は、制御スプール４１と同軸に配置されている。ピストン５３は、駆動スプール３０の面５１に直接または間接に接触可能である。ピストン５３は、直交軸線Ｃ２に沿う第１貫通孔５３ｈおよび第１貫通孔５３ｈと直交する方向に開口する第２貫通孔５３ｉを有する本体部５３ａと、本体部５３ａの中央凹部から直交軸方向において面５１（軸部５５）の側に突出するように回転自在に設けられたボール５３ｂと、本体部５３ａの外周から直交軸方向において面５１とは反対側に延びる環状の環状部５３ｃと、を備える。
スプリング５２の一端は、制御スプール４１の外周部に接触している。スプリング５２の他端は、ピストン５３における本体部５３ａの環状部５３ｃの側の面に接触している。
ボール５３ｂの一部は、駆動スプール３０の面５１または軸部５５に接触する。

スリーブ５４は、ケース４５の内部（パイロット室４６の収容部４３）に取り付けられている。スリーブ５４は、制御スプール４１を収容する筒状のスリーブ本体５４ａと、スリーブ本体５４ａの外周から面５１（軸部５５）の側へ突出する筒状の外周筒部５４ｂと、ピストン５３の面５１（軸部５５）から離れる方向への移動を規制する段差５４ｃと、を備える。

スリーブ本体５４ａは、直交軸方向への制御スプール４１の移動を許容するように制御スプール４１の外周面に径方向外側から接している。直交軸方向におけるスリーブ本体５４ａの長さは、制御スプール４１よりも長い。スリーブ本体５４ａは、直交軸方向と直交する径方向に開口する複数の連通孔５４ｈを有する。

外周筒部５４ｂは、直交軸方向におけるスリーブ本体５４ａの一端面（パイロット室４６の収容部４３に位置する端面であって面５１の側の端面）から制御ポート４２の近傍まで延びている。外周筒部５４ｂは、直交軸方向へのピストン５３の移動を許容するようにピストン５３の外周面に径方向外側から接している。直交軸方向における外周筒部５４ｂの長さは、ピストン５３よりも長い。

段差５４ｃは、直交軸方向におけるスリーブ本体５４ａの一端面と外周筒部５４ｂの内周面とによって形成された部分である。段差５４ｃは、ピストン５３の環状部５３ｃの先端が接触可能な受け部である。

［圧力調整弁の動作］
図４は、実施形態の駆動スプール３０が中立位置に位置するときの圧力調整弁１０の動作の一例の説明図である。
図４に示すように、駆動スプール３０が軸方向の中立位置にあるとき（以下「駆動スプール中立位置時」ともいう。）、パイロット室４６は排出路４８に接続されている。駆動スプール中立位置時は、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂが通電していないとき（以下「電磁比例弁非通電時」ともいう。）に相当する。電磁比例弁非通電時、パイロット室４６は排出路４８に接続されている。

駆動スプール中立位置時、制御スプール４１の第１制御通路４１ａは、制御スプール４１の第２制御通路４１ｂおよびスリーブ５４の連通孔５４ｈを介して排出路４８に連通する。駆動スプール中立位置時、制御スプール４１の第１制御通路４１ａから供給路４７への流路は、スリーブ本体５４ａによって閉塞される。

駆動スプール中立位置時、パイロット室４６の作動油は、排出路４８を通じてタンク１４に排出される。具体的に、制御ポート４２内の作動油は、ピストン５３の第２貫通孔５３ｉおよび第１貫通孔５３ｈ、制御スプール４１の第１制御通路４１ａおよび第２制御通路４１ｂ、スリーブ５４の連通孔５４ｈ、排出路４８の順に流れてタンク１４に導かれる。図中矢印Ｗ１は駆動スプール中立位置時の作動油の流れを示す。

図５は、実施形態の第１ソレノイド（第１電磁比例弁４０Ａが有するソレノイド４４）が作動したときの圧力調整弁１０の動作の一例の説明図である。
図５に示すように、第１ソレノイドが制御スプール４１を駆動スプール３０の面５１から離れる方向（矢印Ｐ１方向）に引いたとき（以下「第１ソレノイド作動時」ともいう。）、供給路４７は、スリーブ５４の連通孔５４ｈおよび制御スプール４１の第２制御通路４１ｂを介して制御スプール４１の第１制御通路４１ａに連通する。第１ソレノイド作動時、制御スプール４１の第１制御通路４１ａから排出路４８への流路は、スリーブ本体５４ａによって閉塞される。

第１ソレノイド作動時、油圧ポンプ１２からの作動油は、供給路４７を通じて制御ポート４２に流れる。具体的に、油圧ポンプ１２からの作動油は、供給路４７、スリーブ５４の連通孔５４ｈ、制御スプール４１の第２制御通路４１ｂおよび第１制御通路４１ａ、ピストン５３の第１貫通孔５３ｈおよび第２貫通孔５３ｉ、制御ポート４２の順に流れる。図中矢印Ｗ２は第１ソレノイド作動時の作動油の流れを示す。

制御ポート４２に作動油が流れると、駆動スプール３０の面５１に作動油の圧力が作用する。これにより、駆動スプール３０の面５１および軸部５５を介して駆動スプール３０の軸方向の一端面に作動油の圧力が作用する。すなわち、第１ソレノイドは、制御スプール４１を駆動スプール３０の面５１から離れる方向（矢印Ｐ１方向）に引くことにより、制御ポート４２を通じて駆動スプール３０を矢印Ｖ１方向へ移動させるための圧力（以下「パイロット圧」ともいう。）を駆動スプール３０の軸方向の一端面に作用させる。これにより、ピストン５３のボール５３ｂが駆動スプール３０の面５１の傾斜に沿って回転するとともに、スプリング５２が直交軸方向に伸びる。駆動スプール３０は、スプリング５２のバネ力とパイロット圧とがバランスするところで停止する。すなわち、駆動スプール３０は、スプリング５２のバネ力がパイロット圧とつり合ったところ（以下「つり合い位置」ともいう。）で停止する。駆動スプール３０は、つり合い位置で停止するまで軸方向へ微振動しつつ位置制御を繰り返す。

図６は、実施形態の第２ソレノイド（第２電磁比例弁４０Ｂが有するソレノイド４４）が作動したときの圧力調整弁１０の動作の一例の説明図である。
図６に示すように、第２ソレノイド（不図示）の作動により駆動スプール３０はリターンスプリング３５のバネ力に抗して矢印Ｖ２方向に移動する。第２ソレノイドが作動したとき（以下「第２ソレノイド作動時」ともいう。）、リターンスプリング３５は、矢印Ｖ２方向の荷重を受けることにより軸方向に縮む。これにより、ピストン５３のボール５３ｂが軸部５５の外周面に沿って回転するとともに、スプリング５２が直交軸方向に縮む。第２ソレノイド作動時、駆動スプール３０の面５１（軸部５５）から離れる方向へのピストン５３の移動は段差５４ｃによって規制されるため、スプリング５２には直交軸方向の荷重が過度にかからない。

第２ソレノイド作動時、パイロット室４６は排出路４８に接続されている。第２ソレノイド作動時、制御スプール４１の第１制御通路４１ａは、制御スプール４１の第２制御通路４１ｂおよびスリーブ５４の連通孔５４ｈを介して排出路４８に連通する。第２ソレノイド作動時、制御スプール４１の第１制御通路４１ａから供給路４７への流路は、スリーブ本体５４ａによって閉塞される。

第２ソレノイド作動時、パイロット室４６の作動油は、排出路４８を通じてタンク１４に排出される。具体的に、制御ポート４２内の作動油は、ピストン５３の第２貫通孔５３ｉおよび第１貫通孔５３ｈ、制御スプール４１の第１制御通路４１ａおよび第２制御通路４１ｂ、スリーブ５４の連通孔５４ｈ、排出路４８の順に流れてタンク１４に導かれる。図中矢印Ｗ３は第２ソレノイド作動時の作動油の流れを示す。

以上説明したように、本実施形態に係る圧力調整弁１０は、軸方向へ移動可能で軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなる面５１を有する駆動スプール３０と、直交軸方向に移動可能に配置された制御スプール４１を備え、駆動スプール３０を軸方向へ移動させるための圧力を駆動スプール３０に作用させる制御ポート４２を有し、制御スプール４１を引くことにより制御ポート４２を通じて圧力を駆動スプール３０に作用させるソレノイド４４を備え、駆動スプール３０の軸方向の両側に対称に配置された電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂと、軸方向の駆動スプール３０の位置を直交軸方向に変換した変位に基づき、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂに基づく駆動スプール３０の指令位置に対する実際の駆動スプール３０の位置を補償し、駆動スプール３０と制御スプール４１との間に配置され駆動スプール３０の軸方向の位置に基づいて弾性変形するスプリング５２、スプリング５２と駆動スプール３０との直交軸方向の間に配置され駆動スプール３０の面５１に直接または間接に接触可能なピストン５３及び駆動スプール３０の面５１から離れる方向へのピストン５３の移動を規制する段差５４ｃを有するスリーブ５４を備え、駆動スプール３０の軸方向の両側に対称に配置された位置補償機構５０Ａ，５０Ｂと、を備える。

この構成によれば、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂおよび位置補償機構５０Ａ，５０Ｂが駆動スプール３０の軸方向の両側に配置されるため、複数の弁機構を駆動スプール３０の軸方向の片側のみに集中配置する場合と比較して、構成を簡素化することができる。
加えて、駆動スプール３０を軸方向の双方向に作動させるとともに駆動スプール３０の位置補償を行うことができる。
加えて、スリーブ５４が段差５４ｃを有することで、駆動スプール３０の面５１から離れる方向へのピストン５３の移動規制を簡単な構成で実現することができる。
加えて、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂおよび位置補償機構５０Ａ，５０Ｂが駆動スプール３０の軸方向の両側にそれぞれ対称に配置されるため、駆動スプール３０の軸方向の両側において電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂおよび位置補償機構５０Ａ，５０Ｂをそれぞれ共通化することができる。したがって、電磁比例弁および位置補償機構が駆動スプール３０の軸方向の両側にそれぞれ非対称に配置される場合と比較して、部品点数を削減し、低コスト化を図ることができる。

本実施形態では、制御スプール４１は、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂが通電していないとき、制御ポート４２を作動油の排出路４８に接続する位置にある。

この構成によれば、電磁比例弁非通電時、駆動スプール３０の軸方向の両端面へのパイロット圧は生じないため、駆動スプール３０の軸方向への移動をスムーズに行うことができる。

本実施形態では、制御スプール４１は、駆動スプール３０の軸方向の両側に配置された電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂのうち一方（第２ソレノイド）のみが作動したとき、制御ポート４２を作動油の排出路４８に接続する位置にある。

この構成によれば、第２ソレノイド作動時、駆動スプール３０の軸方向の一端面へのパイロット圧は生じないため、駆動スプール３０の軸方向（矢印Ｖ２方向）への移動をスムーズに行うことができる。

本実施形態に係る建設機械１は、上記の弁構造２０を備える。

この構成によれば、圧力調整弁１０の構成を簡素化した建設機械１を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、建設機械１は油圧ショベルである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、油圧クレーン等、油圧ショベル以外の建設機械に本発明を適用してもよい。

上述した実施形態では、スリーブ５４が段差５４ｃを有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、スリーブ５４は、段差５４ｃを有しなくてもよい。例えば、スリーブ５４は、直交軸方向への制御スプール４１の移動を許容するように制御スプール４１の外周面に径方向外側から接していればよい。

上述した実施形態では、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂおよび位置補償機構５０Ａ，５０Ｂが駆動スプール３０の軸方向の両側にそれぞれ対称に配置される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、電磁比例弁４０Ａ，４０Ｂおよび位置補償機構５０Ａ，５０Ｂは、駆動スプール３０の軸方向の両側にそれぞれ非対称に配置されていてもよい。

上述した実施形態では、制御スプール４１が駆動スプール３０の軸方向と直交する方向に移動可能に配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、制御スプール４１は、駆動スプール３０の軸方向と斜めに交差する方向に移動可能に配置されていてもよい。「交差する方向」には、制御スプール４１が駆動スプール３０と実際に交差している場合（接している場合）のみならず、制御スプール４１と駆動スプール３０との間が離れている場合も含まれる。

上述した実施形態では、駆動スプール３０の面５１が軸方向において駆動スプール３０から離れるに従って先細りとなる円錐形状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図７に示すように、面１５１は、軸方向において駆動スプール３０から離れるに従って先細りとなる湾曲形状を有していてもよい。言い換えると、面１５１は、軸方向において駆動スプール３０から離れる方向に凸の湾曲形状を有していてもよい。
また例えば、駆動スプール３０は、軸方向の途中で径方向内側に窪む凹みを有してもよい。この場合、駆動スプール３０は、凹みのうち軸方向内側の部分に、軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなる面を有していてもよい。

上述した実施形態では、ピストン５３が本体部５３ａの中央凹部から直交軸方向において駆動スプール３０の面５１（軸部５５）の側に突出するように回転自在に設けられたボール５３ｂを有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ピストン５３は、ボール５３ｂを有しなくてもよい。例えば、図７に示すように、ピストン１５３は、直交軸方向において面１５１（軸部５５）の側に凸の湾曲形状を有する湾曲凸部１５３ｂを有していてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは可能である。また、上述した各変形例を組み合わせても構わない。

１…油圧ショベル（建設機械）
１０…圧力調整弁
２０…バルブボディ
２１…スプール孔（流路）
２２…第１アクチュエータ通路（流路）
２３…第２アクチュエータ通路（流路）
２４…バイパス通路（流路）
３０…駆動スプール
３５…リターンスプリング
４０Ａ…第１電磁比例弁（電磁比例弁）
４０Ｂ…第２電磁比例弁（電磁比例弁）
４１…制御スプール
４２…制御ポート
４４…ソレノイド（駆動装置）
５０Ａ…第１位置補償機構（位置補償機構）
５０Ｂ…第２位置補償機構（位置補償機構）
５１…面
５２…スプリング（弾性部材）
５３…ピストン
５４…スリーブ
５４ｃ…段差
１５１…面
１５３…ピストン
Ｃ１…軸線

Claims

軸方向へ移動可能な駆動スプールと、
前記軸方向と異なる方向に移動可能に配置された制御スプールを有し、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された電磁比例弁と、
前記軸方向の前記駆動スプールの位置を前記軸方向と異なる方向に変換した変位に基づき、前記電磁比例弁に基づく前記駆動スプールの指令位置に対する実際の前記駆動スプールの位置を補償する位置補償機構と、を備え、
前記電磁比例弁は、
前記駆動スプールを前記軸方向へ移動させるための圧力を前記駆動スプールに作用させる制御ポートを有し、
前記制御スプールを引くことにより前記制御ポートを通じて前記圧力を前記駆動スプールに作用させる駆動装置を備え、
前記制御ポートは、前記駆動スプールの軸線の延長線上に位置する圧力調整弁。
前記位置補償機構は、
前記駆動スプールと前記制御スプールとの間に配置され前記駆動スプールの前記軸方向の位置に基づいて弾性変形する弾性部材と、
前記弾性部材と前記駆動スプールとの前記軸方向と異なる方向の間に配置されたピストンと、を備える請求項１に記載の圧力調整弁。
前記駆動スプールは、前記軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなり前記ピストンに直接または間接に接触可能な面を有する請求項２に記載の圧力調整弁。
前記位置補償機構は、前記駆動スプールの前記面から離れる方向への前記ピストンの移動を規制する段差を有するスリーブを備える請求項３に記載の圧力調整弁。
前記制御スプールは、前記電磁比例弁が通電していないとき、前記制御ポートを作動油の排出路に接続する位置にある請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
前記制御スプールは、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された前記電磁比例弁のうち一方のみが作動したとき、前記制御ポートを作動油の排出路に接続する位置にある請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
軸方向へ移動可能で前記軸方向の一端に向かうに従って径が小さくなる面を有する駆動スプールと、
前記軸方向と異なる方向に移動可能に配置された制御スプールを備え、前記駆動スプールを前記軸方向へ移動させるための圧力を前記駆動スプールに作用させる制御ポートを有し、前記制御スプールを引くことにより前記制御ポートを通じて前記圧力を前記駆動スプールに作用させる駆動装置を備え、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された電磁比例弁と、
前記軸方向の前記駆動スプールの位置を前記軸方向と異なる方向に変換した変位に基づき、前記電磁比例弁に基づく前記駆動スプールの指令位置に対する実際の前記駆動スプールの位置を補償し、前記駆動スプールと前記制御スプールとの間に配置され前記駆動スプールの前記軸方向の位置に基づいて弾性変形する弾性部材、前記弾性部材と前記駆動スプールとの前記軸方向と異なる方向の間に配置され前記駆動スプールの前記面に直接または間接に接触可能なピストン及び前記駆動スプールの前記面から離れる方向への前記ピストンの移動を規制する段差を有するスリーブを備え、前記駆動スプールの前記軸方向の両側に配置された位置補償機構と、を備える圧力調整弁。
請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力調整弁を備える建設機械。