JPWO2003016761A1 - 方向制御弁 - Google Patents
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Abstract
バルブハウジング（３）内に嵌入固定したスリーブ内（５）に回動自在又は摺動自在に嵌入して設けたスプール（４１）に、第１中空室（４３）及び第２中空室（４５）を区画して設け、Ｐポート（３１）と前記第１中空室（４３）とを常に接続する供給側流入口（５１）及び上記第１中空室（４３）と各供給ポート（３５Ａ，３５Ｂ）との接続状態を切換え自在の供給側流出口（５３）をスプール（４１）に設けると共に、前記第２中空室（４５）と各排出ポート（３７Ａ，３７Ｂ）との接続状態を切換え自在の排出側流入口（５５）及び上記第２中空室（４５）とＴポート（３９）とを常に接続する排出側流出口（５７）を前記スプール（４１）に設け、供給側流入口（５３）及び前記各ポートは周方向に等間隔に配置して設けてある。
Description
技術分野
本発明は、例えば油圧ポンプ等の圧力源から油圧シリンダ等のごときアクチュエータへの作動流体の供給方向を切換え制御自在の方向制御弁に係り、さらに詳細には、例えば容量を大きくするためにスプールの大径化を図る場合であっても作動流体のリーク量を抑制することができると共にスプールの軽量化を図ることが容易であり、かつスプールの切換え動作を軽快に行うことのできる方向制御弁に関する。
背景技術
従来、方向制御弁としては、一般的にはバルブハウジングに形成したスプール嵌入孔内にスプールを摺動自在に内装し、上記スプールを中立位置から右又は左方向へ摺動することにより、圧力源に接続したＰポートとアクチュエータに接続したＡポート又はＢポートの一方とを接続し、かつタンクに接続したＴポートとＡポート又はＢポートの他方とを接続する構成であって、例えばＰポートとＡポート等の接続はスプールの外周面に形成された周溝を介して行われるのが一般的である。
また、本発明に係る先行例として特開２００１−２７３４０号公報がある。
前述のごとき構成の従来のスプール弁においては、スプールのランド部分の軸方向の厚さはスプール嵌入孔に連通してバルブハウジング等に設けたＡポート，Ｂポート等の各ポートの径に対応して厚くなり、かつスプールに形成する周溝の深さにも強度上の限界があり、スプールの軽量化を図って軽快に動作する上において問題がある。また、各ポートを接続するためにパイプを使用する場合はともかくも、一般的には、スプールを内装したバルブハウジングあるいはマニホールドブロックに流通孔を穿孔加工し、各流通孔を接続する構成であるので、各流通孔の交叉部分（例えば直角に交叉する部分）にはエッジ部が生じ円滑な曲縁に加工することができず、当該部分において抵抗損失が生じ発熱源になり易いという問題がある。
またスプールが軸方向に摺動する形式の方向制御弁（例えば４ポート３位置弁）においては、圧力源に接続したＰポートの両側にＡポート，Ｂポートが配置してあって、前記スプールが中立位置に位置するときにはスプールのランド部がＰポートを閉じて、前記ＰポートとＡポート及びＢポートとの接続は遮断した状態にある。
ところで、スプールが軸方向に摺動する形式の方向制御弁においては、バルブハウジングのスプール嵌入孔の内径とスプール外径との間に僅かなクリアランスが存在し、このクリアランスから作動流体のリークがある。上記クリアランスからのリーク量は、作動流体がもれようとする個所の圧力差及びスプールの外径並びに前記クリアランスの３乗に比例し、スプールにおけるランド部分のオーバラップ量と作動流体の粘度（動粘性係数）に反比例することが知られている。
したがって、リーク量を小さくするために、スプール外径を小さくすると容量が小さくなり、またオーバラップ量を大きくするとスプールの長さが長くかつ重量大となるという問題が生じるので、従来は、クリアランスを小さくすることが行われており、通常のクリアランスは８〜１０μｍになるように製造されている。
前記クリアランスをより小さくすることによりリーク量をより少なくすることはできるものの、クリアランスをより小さくすると、バルブハウジングに対するスプールの組込み作業を、かじり現象等が生じないように高精度に行わなければならず、また、作動流体内に、例えば５〜１５μｍのごとき微小のゴミが存在すると、クリアランスからのリーク量は抑制されるもののスプールの摺動抵抗が大きくなるので、前記クリアランスをより小さくするにも限界がある。なお、クリアランスを零とすればリーク量は零となるが、この場合にはスプールが摺動不可能となる。すなわち、スプールを摺動するには極く僅かであってもクリアランスを必要とするものであり、クリアランスがあって圧力差があれば、上記クリアランスからの作動流体のリークは生じるものである。すなわちリーク量を零にすることはできないものである。
また、スプールが摺動する形式の方向制御弁においては、バルブハウジングに設けたＰポートを１箇所にすると、スプールに側圧が作用することとなって、スプールが片側へ押し付けられ、円滑な摺動が困難となることがある。そこで、スプールのランド部を囲繞するように、スプールを嵌入したバルブハウジングにおけるスプール嵌入孔の内摺面に内周溝を形成することもある。
この場合には、スプールの摺動による内周溝の開度と流量特性との関係は直線的な比例関係となり、スプールの摺動を急速に行うと、開度が直線的に変化して、ときとしてウォータハンマ現象を生じる傾向にある。そこで上記ウォータハンマ現象を抑制するために、スプールのランド部にＶノッチを加工することが行われている。このようにランド部にＶノッチを加工すると、バルブのオーバラップ量が減少し、リーク量が増加する傾向にあるので、さらに改善が望まれている。
前記先行例（特開２００１−２７３４０号公報）においては、バルブ本体内に、内側に大きな中空室を備えたスプールを回転自在に備え、このスプールを回転することによって油圧シリンダ等のごときアクチュエータへ供給する作動流体の供給方向を切換え制御する構成であって、全体的構成のコンパクト化や容量を大きくしてスプールの軽量化を図る上においては望ましい構成である。
しかし、上記先行例においては、各種ポートの位置的関係によりスプールが僅かに変位されることがあり、作動流体のリーク量を抑制する上においてさらに改善が望まれていた。
発明の開示
特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブに、圧力源に接続するＰポート、アクチュエータへ作動流体を供給する少なくとも２つの供給ポート、上記アクチュエータからの作動流体を排出する少なくとも２つの排出ポート、及び作動流体を外部に流出するＴポートを設け、前記スリーブ内に回動自在又は摺動自在に嵌入して設けたスプールに、第１中空室及び第２中空室を区画して設け、前記Ｐポートと前記第１中空室とを常に接続する供給側流入口及び上記第１中空室と前記各供給ポートとの接続状態を切換え自在の供給側流出口を前記スプールに設けると共に、前記第２中空室と前記各排出ポートとの接続状態を切換え自在の排出側流入口及び上記第２中空室と前記Ｔポートとを常に接続する排出側流出口を前記スプールに設け、かつ前記一方の供給ポートと前記供給側流出口とが接続したときに前記一方の排出ポートと前記排出側流入口とが接続し、前記他方の前記供給ポートと前記供給側流出口とが接続したときに前記他方の排出ポートと前記排出側流入口とが接続する構成となし、前記供給側流入口は前記スプールの周方向に等間隔に配置して設けてあり、かつ前記スリーブに形成した前記各ポートは当該スリーブの周方向にそれぞれ等間隔に配置して設けたことを要旨とする。
特許請求の範囲第２項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記バルブハウジングに形成した複数の流体孔と前記スリーブに形成した前記各ポートとを接続するための流体通路を前記スリーブの外周面に形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第３項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２項に記載の方向制御弁において、前記流体通路は、前記流体孔から離れた部分の断面積よりも前記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第４項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記スプールの前記供給側流入口は前記スプールの一端側に設けてあり、前記スプールの他端側の周囲に、当該スプールの軸心に向う方向に圧力を作用する作動流体を貯留するためのチャンバーを備えたことを要旨とする。
特許請求の範囲第５項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記スプールに設けた前記供給側流出口および前記排出側流入口の少なくとも一方は両側に平行部を有する形状の穴であり、前記スリーブに設けた前記供給ポート又は前記排出ポートは曲縁を有する穴であることを要旨とする。
特許請求の範囲第６項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第５項に記載の方向制御弁において、前記供給ポート及び前記排出ポートの少なくとも一方は、前記スプールの軸心に対し直交する直線に平行で、この直線から前記スプールの径方向に偏倚した直線を中心とした穴であることを要旨とする。
特許請求の範囲第７項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記スプールの外周面と前記スリーブ内周面との間のクリアランスが、８μｍ〜３０μｍであることを要旨とする。
特許請求の範囲第８項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回転自在に設け、上記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第９項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回転自在に設け、上記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１０項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回転自在に設け、上記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１１項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１２項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１３項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１４項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１５項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１６項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１７項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１８項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１９項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第２０項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第８項乃至第１９項のいずれか１つに記載の方向制御弁において、前記第１スプールを作動するための第１のアクチュエータの出力軸と前記第１スプールとを直結して設けると共に、前記第２スプールを作動するための第２のアクチュエータの出力軸と前記第２スプールとを直結した構成であることを要旨とする。
特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第８項乃至第１９項のいずれか１つに記載の方向制御弁において、前記バルブハウジングに形成した複数の流体孔と前記スリーブに形成した前記各ポートとを接続するための流体通路を前記スリーブの外周面に形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第２２項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁において、前記流体通路は、前記流体孔から離れた部分の断面積よりも前記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第２３項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁において、前記スプールに設けた前記供給側排出口および前記排出側流入口の少なくとも一方は両側に平行部を有する形状の穴であり、前記スリーブに設けた前記供給ポート又は前記排出ポートは曲縁を有する穴であることを要旨とする。
特許請求の範囲第２４項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁において、前記スプールの外周面と前記スリーブ内周面との間のクリアランスが、８μｍ〜３０μｍであることを要旨とする。
発明を実施するための最良の形態
図１を参照するに、本発明の実施の形態に係る方向制御弁１は、筒状のバルブハウジング３を備え、このバルブハウジング３内にはスリーブ５が流体の洩れがないように密に嵌入固定されている。上記バルブハウジング３には複数の流体孔が設けられている。すなわち、上記流体孔として、例えば油圧ポンプ等のごとき圧力源７に接続するＰポート９、例えば油圧シリンダのごとき適宜のアクチュエータ１１へ作動流体を供給するための２つの供給ポート１３Ａ，１３Ｂ、上記アクチュエータ１１からの作動流体を排出する２つの排出ポート１５Ａ，１５ＢおよびタンクＴ等に作動流体を流出するＴポート１７が設けてある。
なお、一方の供給ポート１３Ａは流路Ｌ１を介してアクチュエータとしてのシリンダ１における第１室１１Ａに接続してあり、他方の供給ポート１３Ｂは流路Ｌ２を介して上記シリンダ１１の第２室１１Ｂに接続してある。また、一方の排出ポート１５Ａは流路Ｌ３を介して前記第１室１１Ａに接続してあり、他方の排出ポート１５Ｂは流路Ｌ４を介して第２室１１Ｂに接続してある。
前記スリーブ５の外周面には、前記バルブハウジング３に設けた前記Ｐポート９、供給ポート１３Ａ，１３Ｂ、排出ポート１５Ａ，１５ＢおよびＴポート１７に対応して断面形状が半円形で一定深さの周溝１９，２１，２３，２５，２７及び２９が流体通路として形成してあり、各周溝の外側には流体孔としての前記各ポート９，１３Ａ，１３Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ及び１７から離れるに従って次第に深さが浅くなる外周溝１９Ａ（図２参照），２１Ａ，２３Ａ，２５Ａ，２７Ａ，２９Ａが形成してある。
すなわち、周溝と外周溝とを含む各流体通路は、流体孔から離れた部分の断面積よりも上記流体孔との接続部付近の断面積が大きく形成してある。したがって、流体孔としての前記各ポートから離れた位置への流体の流れが円滑に行われる。
前記スリーブ５において前記周溝１９に対応した位置には、放射方向（径方向）に複数のＰポート３１（図２参照）が設けてあり、この各Ｐポート３１は前記周溝１９とスリーブ５内に設けた内部空間３２とを連通しており、この内部空間３２にはチャンバーとして一定幅の内周溝３３（図１参照）が形成してある。上記複数のＰポート３１は周方向に等間隔に配置してある。
前記周溝２１，２３は、スリーブ５の周方向に等間隔に配置して設けたそれぞれ複数の供給ポート３５Ａ，３５Ｂを介して前記内部空間３２に連通してある。なお、上記供給ポート３５Ａと供給ポート３５Ｂは適宜に位相を異にした位置に位置をずらして配置されている。
上記供給ポート３５Ａ，３５Ｂは、前記Ｐポート３１と同様に、スリーブ５の軸心に対し直交しかつ上記軸心を通る直線を中心とする丸穴でも、また図３Ａに示すように、スリーブ５の軸心に対して直交し軸心を通る直線に平行で、この直線から僅かにスリーブ５の径方向に偏倚した直線を中心とする丸穴であってもよいものである。このように供給ポート３５Ａ，３５Ｂの位置を僅かに偏倚すると、供給ポート３５Ａ，３５Ｂの開口部３６は、図３Ｂに示すように、ほぼ半円形状部分６３Ａとほぼ楕円形状部分（舌形状部分）３６Ｂとを合せたほぼ玉子形状となる。
なお、前記供給ポート３５Ａ，３５Ｂは周縁が曲縁を有する穴であることが望ましく、加工等を考慮すると丸穴であることが望ましいが、必ずしも丸穴でなくても良いものである。
前記周溝２５，２７は、スリーブ５の周方向に等間隔に配置して設けたそれぞれ複数の排出ポート３７Ａ，３７Ｂを介して前記内部空間３２に連通してある。
上記排出ポート３７Ａは前記供給ポート３５Ｂと同一位相の位置に配置してあり、排出ポート３７Ｂは供給ポート３５Ａと同一位相の位置に配置してある。
前記周溝２９はスリーブ５の周方向に等間隔に配置して設けた複数のＴポート３９を介して前記内部空間３２に連通してある。
前記スリーブ５の内部空間３２はスプール４１を回動自在に嵌入したスプール嵌入孔をなすものであって、スリーブ５を貫通して形成してある。上記スプール嵌入孔に嵌入したスプール４１には第１中空室４３と第２中空室４５とが軸方向に区画して形成してあり、各中空室４３，４５の端部はそれぞれ栓部材４７，４９によって密封してある。
上記スプール４１の第１中空室４３は、スプール４１の周方向に等間隔に配置して設けた複数の供給側流入口５１を介して前記Ｐポート３１と接続してある。
上記供給側流入口５１はスプール４１の直径方向に貫通して形成してあり、この供給側流入口５１に対応してスプール４１の外周面には外周溝４１Ｇが形成してある。したがって、スプール４１の第１中空室４３とＰポート３１はスプール４１の回動に拘わりなく常に連通した状態にあるものである。
また、上記スプール４１には第１中空室４３と前記各供給ポート３５Ａ，３５Ｂとの接続状態を切換え自在の複数の供給側流出口５３がスプール４１の周方向に等間隔の位置に形成してある。すなわち、図１に示すように、スプール４１が中立位置にあるときには各供給ポート３５Ａ，３５Ｂと供給側流出口５３との連通は遮断した状態にあり、スプール４１を、図１に示す矢印方向Ａ方向（正方向）に回動すると、前記供給ポート３５Ａと供給側流出口５３とが連通し、矢印Ｂ方向（逆方向）に回動すると、前記供給ポート３５Ｂと供給側流出口５３とが連通するように構成してある。
なお、図１には、供給側流出口５３をスプール４１の長手方向に複数設けてあるが、連続した構成としても良く、また、各供給ポート３５Ａ，３５Ｂがスリーブ５の長手方向に位置ずれしておらず、単に位相がずれている構成の場合には、上記供給側流出口５３はスプール４１の長手方向に複数設ける必要はないものである。
前記供給側流出口５３は、供給ポート３５Ａ，３５Ｂと接続遮断するときに、上記供給ポート３５Ａ，３５Ｂの曲縁に対して直線部分が横切る態様となるように、図１に示すように、スプール４１の回動方向の両側に平行部を有する４角形状の穴であることが望ましいが、両側が平行である長孔であっても良いものである。
さらに、スプール４１には、前記第２中空室４５と前記各排出ポート３７Ａ，３７Ｂとの接続状態を切換え自在で前記供給側流出口５３とほぼ同形状の複数の排出側流入口５５がスプール４１の周方向に等間隔の位置に形成してある。すなわち、スプール４１が中立位置にあるときには各排出ポート３７Ａ，３７Ｂと排出側流入口５５との連通は遮断した状態にあり、スプール４１を矢印Ａ方向（正方向）に回動すると、排出ポート３７Ｂと排出側流入口５５とが接続し、矢印Ｂ方向（逆方向）に回動すると、排出ポート３７Ａと排出側流入口５５とが接続するように構成してある。
また、さらにスプール４１には、スプール４１の回動に拘わりなく前記第２中空室４５と前記Ｔポート３９とを常に連通した状態に保持する複数の排出側流出口５７がスプール４１の周方向に等間隔の位置に形成してある。したがって、第２中空室４５は常にタンクＴに接続した状態すなわち外部に開放した状態にある。
既に理解されるように、圧力源７からの作動流体はスリーブ５の内部空間３２の一端側に形成したチャンバー（内周溝）３３を経てスプール４１の供給側流入口５１から第１中空室４３内に流入するが、作動流体の一部は、スリーブ５の内部空間３２の内周面とスプール４１の外周面との間の微小間隙に侵入し、潤滑機能を奏すると共に、チャンバー３３内の流体圧がスプール４１の軸心方向に作用し、スプール４１の軸芯をスリーブ５の内部空間３２の軸心に一致した状態に保持するようにセンタリング機能を有するものである。
前記内部空間３２の他端側には前記チャンバー３３と同様のチャンバー５９が形成してあり、このチャンバー５９はバルブハウジング３，スリーブ５に設けたバイパス路６１を介して前記チャンバー３３に接続してある。したがって、上記チャンバー５９にはバイパス路６１を介して作動流体の一部が導入されており、このチャンバー５９内の作動流体の圧力によりスプール４１とスリーブ５との間の潤滑が行われると共に前述同様にセンタリング機能を奏するものである。
なお、スプール４１とスリーブ５の内部空間３２の内周面との微小間隙に侵入した作動流体は、両側に形成したドレン路６３を経てタンクＴに回収されるものである。
前記スリーブ５の一端面には蓋部材６５が取付けてあり、他端部にはブラケット６７が取付けてあって、スプール４１の軸方向への摺動が規制されている。そして、上記ブラケット６７には、例えばステッピングモータ、サーボモータ等のごとき適宜のアクチュエータとしての制御モータ６９が取付けてあり、この制御モータ６９の回転軸７１は連結装置７３を介して前記スプール４１と一体的に連結してある。したがって、上記制御モータ６９を制御回転することにより前記スプール４１を制御回転することができるものである。なお、上記回転軸７１とスプール４１とを直結する構成とすることもできる。
上記構成において、制御モータ６９を制御回転してスプール４１を、図１の矢印Ａ方向に回転すると、前述したように、スプール４１における第１中空室４３は、供給側排出口５３を介して供給ポート３５Ａと接続され、第２中空室４５は排出側流入口５５を介して排出ポート３７Ｂと接続される。
したがって、圧力源７からの作動流体は、Ｐポート９、周溝１９、Ｐポート３１、供給側流入口５１を経てスプール４１の第１中空室４３内に流入し、かつ供給側排出口５３、供給ポート３５Ａ、流路Ｌ１を経てシリンダ１１の第１室１１Ａに流入する。そして、上記シリンダ１１の第２室１１Ｂ内の作動流体は、流路Ｌ４、排出ポート１５Ｂ、周溝２７、排出ポート３７Ｂ及び排出側流入口５５を経てスプール４１の第２中空室４５に流入し、そして排出側流出口５７、Ｔポート３９、周溝２９及びＴポート１７を経てタンクＴへ排出される。
よって、シリンダ１１のピストンＰは、図１において下方向へ移動されることになる。この際、制御モータ６９の正逆回転を適宜に制御してスプール４１の正逆回転速度を制御することにより、前記供給ポート３５Ａと供給側排出ポート５３との重合度、すなわち供給ポート３５Ａの開口度を制御でき、前記シリンダ１１の第１室１１Ａへ流入する作動流体の流量を制御できることとなり、前記ピストンＰの作動速度を制御することができると共に、上記開口度を零にすることにより、前記ピストンＰを所望位置に停止することができるものである。
上述のごとく、スプール４１を回動して供給ポート３５Ａと供給側排出口５３とを接続し、また排出ポート３７Ｂと排出側流入口５５とを接続して供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂの開口度を制御するとき、上記供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂは曲縁を有する穴、例えば丸穴であり、かつ供給側排出ポート５３及び排出側流入口５５は両側に平行部を有する形状の穴、例えば４角形状の穴であるから、スプール４１の回転による開口速度と開口度との関係は、各ポート３５Ａ，３７Ｂが４角穴の場合とは異なり、直線的な比例関係にはなく、２次曲線的に変化することになる。
すなわち、例えばスプール４１の回動が一定速度で行われる場合であっても、流量制御を直線的でなく２次曲線的に行い得ることになるものである。
まして、図３Ｂに示すように、供給ポート３５Ａの開口部３６がほぼ半円形状部分３６Ａとほぼ半楕円形状部分（舌形状部分）３６Ｂとを合せたほぼ玉子形状である場合には、スプール４１の回動速度と供給ポート３５Ａの開口度の関係は開動作初期と閉動作終期においては徐々に滑らかに変化することになるものである。
したがって、スプール４１を正逆回転して供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂを開閉するときの開作動初期及び閉作動終期には、例えばサインカーブの立上り部分の曲線に類似のごとき変化をすることとなり、急激な変化でなく徐々に開作動，閉作動するように開口度が変化するものである。
よって、スプール４１を比較的高速に正逆回転して供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂの開閉を行う場合であっても、ウォータハンマー現象の発生を容易に抑制できるものである。
前述とは逆に、制御モータ６９によってスプール４１を矢印Ｂ方向に回転すると、前述したように、供給側排出口５３と供給ポート３５Ｂとが接続すると共に排出側流入口５５と排出ポート３７Ａとが接続するので、前記シリンダ１１の第２室１１Ｂへ作動流体が流入し、第１室１１Ａから作動流体を排出することができ、ピストンＰを上昇せしめることができるものである。この際も、前述同様にピストンＰの作動速度を制御することができると共に所望位置にピストンＰを停止することができるものである。
既に理解されるように、方向制御弁１は、スプール４１の正逆回転によって作動流体の流路の切換えを行えることは勿論のこと、所望の回動範囲においてスプール４１の正逆回転を適宜に制御することにより流量制御をも行えるものであり、方向制御弁と流量制御弁との両機能を有するものである。
前述のごとく、スプール４１を回転して第１中空室４３と供給ポート３５Ａ又は３５Ｂと接続するとき、供給ポート３５Ａ及び３５Ｂは、それぞれスリーブ５の内部空間３２の周方向に等間隔に配置して形成してあり、かつスプール４１に設けた供給側排出口５３も対称位置に又は周方向に等間隔の位置に形成してあるので、例えば供給ポート３５Ａと供給側排出口５３とを接続するとき、複数箇所の供給側排出口５３，供給ポート３５Ａの開口度は等しいものである。
そして、前記スリーブ５におけるスプール嵌入孔の内周面とスプール４１の外周面との間の微小間隙は８μｍ〜３０μｍに形成してあり、周方向に等間隔の位置に設けた供給ポート３５Ａの部分から前記微小間隙に侵入した作動流体の１部は、前記スプール４１の外周面に沿って周方向に流動し、各供給ポート３５Ａの中間位置においては周方向への流速は零となり、スプール４１を軸心方向（径方向の内側方向）へ押圧する作用を生じ、当該部分においてもセンタリング機能を奏し得ると共に、周方向の流速が零になることにより、リーク量も抑制できることとなるものである。すなわちスプール４１は、前記微小間隙に侵入した作動流体の薄膜によって支持された態様となり、円滑に作動できるものである。
また、前述したように、前記チャンバー５９の部分においてもセンタリング機能を奏するので、スプール４１の軸芯はスリーブ５の軸芯に対して傾斜することなく一致するように保持されるものであり、スプール４１の姿勢を精度良く保持でき、かつ摩擦抵抗が極めて小さくなり円滑に回動することができるものである。なお、スプール４１は、大容量化を図って全体を大径にした場合であっても、第１，第２の中空室４３，４５の径を可級的に大きくすることができ、薄肉化を図って軽量化を図ることが可能であって、スプール４１の切換え動作を応答性良くより迅速に行うことができるようになるものである。
ところで、前記構成の方向制御弁１は、バルブハウジング３とスリーブ５とスプール４１とをそれぞれ別個に機械加工した後に組付けることによって製作されるものである。ここで、各ポートと接続した流体通路はスリーブ５の外周面に周溝として形成してあるので、上記各ポートと上記流体通路との接続部にエッジを生じないように円滑な曲面に加工することができ、流体通路を流動する作動流体の抵抗損失を少なくすることができるものである。
また、スリーブ５のスプール嵌入孔としての前記内部空間３２の内周面とスプール４１の外周面との間の微小間隙を８μｍ〜３０μｍと比較的大きくしてあるので、上記スリーブ５に対するスプール４１の組込みが比較的容易であると共に、作動流体内に例えば５〜１５μｍ程度のゴミが存在していても詰まるようなことがないものである。
なお、本例においては、各ポートとスリーブ５の外周面に形成した流体通路とが接続する場合について例示したが、例えば複雑な流体通路を形成すべく、スリーブ５の周方向の流体通路と軸心に平行又は交差する方向の流体通路をスリーブ５の外周面に形成することにより、方向性の異なる流体通路が交差する場合であっても、この交差部分をも円滑な曲面に加工することができ、抵抗損失を少なくすることができるものである。
さらに、スリーブ５の外周面に形成した流体通路は、バルブハウジング３に形成した流体孔から離れた部分の断面積よりも上記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことにより、上記流体孔からスリーブ５に形成した各ポートに至る間の流路の抵抗を小さくして抵抗損失を抑制することができるものである。
ところで、前記スリーブ５の内周面と前記スプール４１の外周面との間の微小間隙の適正値を設定するに際し、図１に示すごとき構成において、スプール４１を中立位置（図１に示すごとき状態の位置）に保持して、上記微小間隙（クリアランス）を１０μｍ，２５μｍ及び５０μｍに設定したとき、作動流体の圧力と上記微小間隙からのリーク量（１分間当りのリットル：Ｌ／ｍｉｎで表わす）を測定したところ、図４Ａに示すごとき測定結果が得られた。
上記測定結果より明らかなように、クリアランスが１０μｍ，２５μｍのときには最大リーク量は０．４Ｌ／ｍｉｎ，２．６Ｌ／ｍｉｎであり、５０μｍのときには２０．６Ｌ／ｍｉｎであり、クリアランスが５０μｍのときのリーク量は多いものの、リーク量の目標値を約３Ｌ／ｍｉｎとすると、許容されるクリアランスは２５μｍより僅かに大きいクリアランスであることが理解できる。したがって、前記クリアランスは、従来の一般的な方向制御弁におけるクリアランス程度を下限とし、上限は約３０μｍ程度であると理解できる。
なお、念のために、圧力源に接続したＰポートの両側にＡポート，Ｂポートを配置し、軸方向に摺動自在のスプールにおけるランド部でもって前記Ｐポートを閉じ、かつスプールの摺動によって前記ＰポートとＡポート又はＢポートとを接続する従来の一般的な構成の４ポート３位置弁を用い、かつ同一スプール径，同一作動流体，同一温度等のように諸条件を同一にしてクリアランスが１０μｍ，２５μｍ，５０μｍのときのリーク量を測定したところ、図４Ｂに示すごとき結果が得られた。
すなわち、クリアランスが１０μｍ，２５μｍ，５０μｍのときの最大リーク量はそれぞれ３．３Ｌ／ｍｉｎ，２３．４Ｌ／ｍｉｎ，１８８Ｌ／ｍｉｎであって、目標値を約３Ｌ／ｍｉｎとすると、クリアランスが１０μｍは大きすぎ、それ以下（例えば８μｍ）が必要であることが確認できた。
図５は、第２の実施の形態を示すもので、この例においては、制御モータ６９Ａとしてリニアモータのごときリニアアクチュエータを採用し、かつスプール４１を軸方向に摺動自在に設けた構成である。上述のように、スプール４１を軸方向に摺動自在の構成としたことにより、スリーブ５に設けたＰポート３１、供給ポート３５Ａ，３５Ｂ、排出ポート３７Ａ，３７Ｂ及びＴポート３９とスプール４１に設けた供給側流入口５１、供給側排出口５３、排出側流入口５５、排出側流出口５７との関係は、スプール４１の摺動方向の位置関係に変化するだけであり、またアクチュエータ１１との接続関係が多少変化するのみであるから、スプール４１が回転する場合の前記構成と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして、詳細な説明は省略する。
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、スプールの軽量化を図ることが容易であると共に、スリーブに設けた内部空間内において当該内部空間の軸芯とスプールの軸芯とを一致した状態に保持することが容易であって、スプールの切換え動作を軽快迅速に行うことができ、制御モータによってスプールを動作するときの応答性の向上を図ることができるものである。
また、制御弁内に形成される流体通路の抵抗を抑制して抵抗損失を小さくでき、制御弁自体の発熱を抑制できるものである。
図６は本発明の第３の実施形態に係る方向制御弁に係り、この方向制御弁８１は、圧力源として高圧用圧力源８３Ａと低圧用圧力源８３Ｂとを切換え自在の構成としたものである。この方向制御弁８１は前記バルブハウジング３と同様の筒状のバルブハウジング８５を備え、このバルブハウジング８５内には前記スリーブ５と同様のスリーブ８７が嵌入固定してある。
前記スリーブ８７に貫通して設けたスプール嵌入孔８７Ｈ内には中空室８９を備えた円筒形状の第１スプール９１が回動自在に嵌合してあると共に、第１中空室９３と第２中空室９５とを軸方向に区画して備えた円筒形状の第２スプール９７が回動自在に嵌合してある。
前記第１スプール９１の中空室８９は先端側が閉じた構成であって、上記中空室８９は、第１スプール９１の基端部側に取付けた栓部材９９によって閉じられている。そして、上記第１スプール９１を回動作動するために、前記スリーブ８７の一端側にはモータブラケット１０１を介してサーボモータ或はステッピングモータ等のごとき適宜のアクチュエータとしての第１制御モータ１０３が装着してあり、この第１制御モータ１０３の出力軸としての回転軸１０３Ｓが前記栓部材９９に直接連結してある。
すなわち、第１制御モータ１０３の回転軸１０３Ｓは、カップリング等の連結装置を介することなく第１スプール９１に直結した構成である。したがって、第１制御モータ１０３によって作動される部分の軽量化を図ることができ、第１スプール９１の回動等の応答速度をより高速にできるものである。
前記第２スプール９７の先端部には前記第１中空室９３を閉じるための栓部材１０５が取付けてあり、この第２スプール９７の基端部側には第２中空室９５を閉じるための栓部材１０７が取付けてある。そして、上記第２スプール９７を回動作動するために、前記スリーブ８７の他端側にはモータブラケット１０９を介して前記第１制御モータ１０３と同様のアクチュエータとしての第２制御モータ１１１が装着してあり、この第２制御モータ１１１の出力軸としての回転軸１１１Ｓが前記栓部材１０７に直接連結してある。
すなわち、第２制御モータ１１１の出力軸は第２スプール９７に直結してあり、第１スプール９１同様に、第２スプール９７の回動等の応答速度のより高速化を図ることができるものである。
前記バルブハウジング８５には、前記高圧用圧力源８３Ａに接続した高圧用流入口１１３が設けてあると共に前記低圧用圧力源８３Ｂに接続した低圧用流入口１１５が設けてある。また前記バルブハウジング８５には第１，第２の供給口１１７Ａ，１１７Ｂが設けてあると共に第１，第２の排出口１１９Ａ，１１９Ｂが設けてある。さらにバルブハウジング８５にはタンクＴに接続したＴポート１２１が設けてあると共に複数のドレンポート１２２が設けてある。
前記第１供給口１１７Ａは流路Ｌ５を介してアクチュエータ１１の第１室１１Ａに接続してあり、第２供給口１１７Ｂは流路Ｌ６を介して前記アクチュエータ１１の第２室１１Ｂに接続してある。また、前記第１排出口１１９Ａは流路Ｌ７を介して前記第１室１１Ａに接続してあり、第２排出口１１９Ｂは流路Ｌ８を介して前記第２室１１Ｂに接続してある。
前記スリーブ８７の外周面には、前記高圧用流入口１１３，低圧用流入口１１５，第１，第２の供給口１１７Ａ，１１７Ｂ，第１，第２の排出口１１９Ａ，１１９Ｂ及びＴポート１２１に対応して断面形状が半円形で一定深さの周溝１２３，１２５，１２７，１２９，１３１，１３３，１３５が流体通路として形成してあり、各流体通路の外側には、前記高圧用流入口１１３，低圧用流入口１１５，第１，第２の供給口１１７Ａ，１１７Ｂ，第１，第２の排出口１１９Ａ，１１９Ｂ及びＴポート１２１から離れるに従って深さが次第に浅くなる外周溝１２３Ａ，１２５Ａ，１２７Ａ，１２９Ａ，１３１Ａ，１３３Ａ，１３５Ａがそれぞれ形成してある。
前記スリーブ８７には、前記周溝１２３とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の高圧用ポート１３７が周方向に等間隔に配置していると共に、前記周溝１２５とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の低圧用ポート１３９が周方向に等間隔に配置してある。上記複数の高圧用ポート１３７と低圧用ポート１３９は位相を異にした位置に配置してある。
そして、前記高圧用ポート１３７に対応して、前記第１スプール９１には前記中空室８９に連通した複数の高圧流入口１４１が周方向に等間隔に配置してあると共に、前記低圧用ポート１３９に対応して複数の低圧流入口１４３が前記第１スプール９１の周方向に等間隔に配置してある。さらに第１スプール９１には複数の流出口１４５が周方向に等間隔に配置してあり、この流出口１４５に対応して前記スリーブ８７のスプール嵌入孔８７Ｈの内周面には内周溝１４６が形成してある。
したがって、前記第１制御モータ１０３を適宜に制御して第１スプール９１を正逆回転すると、高圧用ポート１３７と高圧流入口１４１とを接続し、又は低圧用ポート１３９と低圧流入口１４３とを接続することができるものである。すなわち、第１制御モータ１０３を回転制御することにより、第１スプール９１の中空室８９は高圧用圧力源８３Ａ又は低圧用圧力源８３Ｂに選択的に接続することができるものである。
前記スリーブ８７には、前記周溝１２７と前記スプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第１流出孔１４７Ａが周方向に等間隔に配置して設けてあると共に前記周溝１２９と前記スプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第２流出孔１４７Ｂが周方向に等間隔に設けてある。この第１，第２流出孔１４７Ａ，１４７Ｂは位相を異にして配置してある。
また、前記スリーブ８７には、前記周溝１３１とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第１流入孔１４９Ａが周方向に等間隔に配置して設けてあると共に、前記周溝１３３とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第２流入孔１４９Ｂが周方向に等間隔に設けてある。この第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂは位相を異にして配置してある。
なお、前記第１流出孔１４７Ａと第２流入口１４９Ｂは同一位相に配置してあり、第２流出孔１４７Ｂと第１流入口１４９Ａは同一位相に配置してある。
さらに前記スリーブ８７には、前記周溝１３５と前記スプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数のドレンポート１５１が周方向に等間隔に配置して設けてあると共に複数のリークポート１５３が設けてある。
前記第２スプール９７には、外周面と前記第１中空室９３とを連通した複数の流入口１５５が周方向に等間隔に配置して設けてある。この流入口１５５と対応して前記スプール嵌入孔８７Ｈの内周面に形成した内周溝１５７は、前記スリーブ８７に形成した流路１５９を介して前記内周溝１４６と連通してある。
前記第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂに対応して、第２スプール９７には前記第１中空室９３に連通した複数の第１，第２の流出口１６１Ａ，１６１Ｂがそれぞれ周方向に等間隔に配置して設けてある。さらに前記第２スプール９７には、前記第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂに対応して第２中空室９５に連通した複数の第１，第２の流入口１６３Ａ，１６３Ｂがそれぞれ周方向に等間隔に配置して設けてあると共に、前記ドレンポート１５１に対応して第２中空室９５に連通した複数の排出口１６５が周方向に等間隔に配置して設けてある。この排出口１６５は、第２スプール９７の回動に拘りなく前記ドレンポート１５１と常に接続した状態にあるように、第２スプール９７の周方向に長い長孔に形成してある。
上記構成により、前記第２制御モータ１１１によって第２スプール９７の正逆回転を適宜に制御すると、第１中空室９３の第１流出口１６１Ａと第１流出孔１４７Ａとを接続し、又は第２流出口１６１Ｂと第２流出孔１４７Ｂとを接続することができるものである。
上述のごとく第１流出口１６１Ａと第１流出孔１４７Ａとを接続すると、第２スプール９７における第２中空室９５における第２流入口６３Ｂと第２流入孔１４９Ｂとが接続し、第２流出口１６１Ｂと第２流出孔１４７Ｂとを接続すると、第１流入口１６３Ａと第１流入孔１４９Ａとが接続する構成となっている。
この方向制御弁８１においては、前述した方向制御弁１の構成と同様に、スリーブ８７のスプール嵌入孔８７Ｈの内周面と第１，第２のスプール９１，９７の外周面との微小間隙（クリアランス）は８μｍ〜３０μｍに形成してある。そして、スリーブ８７に設けた高圧用ポート１３７，低圧用ポート１３９は曲縁を有する穴、例えば丸穴に形成してあり、第１スプール９１に設けた高圧流入口１４１，低圧流入口１４３は両側に平行部を有する形状の穴、例えば４角形状の穴に形成してある。
さらに、スリーブ８７に設けた第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂ及び第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂは曲縁を有する穴、例えば丸穴に形成してあり、第２スプール９７に設けた第１，第２の流出口１６１Ａ，１６１Ｂ及び第１，第２の流入口１６３Ａ，１６３Ｂはそれぞれ両側に平行部を有する形状の穴、例えば４角形状の穴に形成してある。
したがって、第１スプール９１を回動して高圧用ポート１３７と高圧流入口１４１又は低圧用ポート１３９と低圧流入口１４３とを接続し開閉するとき、上記高圧用ポート１３７及び低圧用ポート１３９の開口度は曲線的に変化するものである。また、第２スプール９７を回動して第１流出孔１４７Ａと第１流出口１６１Ａとを接続すると共に第２流入孔１４９Ｂと第２流入口１６３Ｂとを接続し、又は第２流出孔１４７Ｂと第２の流出口１６１Ｂとを接続すると共に第１流入孔１４９Ａと第１流入口１６３Ａとを接続し開閉するとき、上記第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂ及び第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂの開口度は曲線的に変化するものである。
以上のごとき構成において、第１制御モータ１０３によって第１スプール９１を回動し、高圧用ポート１３７と高圧流入口１４１とを接続すると、高圧用圧力源８３Ａの高圧の作動流体が第１スプール９１の中空室８９内に流入する。また、低圧用ポート１３９と低圧流入口１４３とを接続すると、低圧用圧力源８３Ｂの低圧の作動流体が前記中空室８９内に流入する。
そして、第１スプール９１の中空室８９内に流入した作動流体は第１スプール９１に設けた流出口１４５から流出し、内周溝１４６，流路１５９，内周溝１５７を経て第２スプール９７に設けた流入口１５５から第２スプール９７の第１中空室９３内に流入する。
上記第１中空室９３内の作動流体は、第２制御モータ１１１により第２スプール９７が回動されて、第１流出孔１４７Ａと第１流出口１６１Ａが接続されると、流路Ｌ５を経てアクチュエータ１１の第１室１１Ａに流入する。そして、上記アクチュエータ１１の第２室１１Ｂ内の作動流体は流路Ｌ８，第２流入孔１４９Ｂ，第２流入口１６３Ｂを経て第２スプール９７の第２中空室９５に流入し、かつ排出口１６５，ドレンポート１５１を経てタンクＴへ排出される。
逆に、第２排出孔１４７Ｂと第２流出口１６１Ｂとが接続されると、第２スプール９７における第１中空室９３内の作動流体は流路Ｌ６を経てアクチュエータ１１の第２室１１Ｂに流入し、このアクチュエータ１１の第１室１１Ａ内の作動流体は流路Ｌ７，第１流入孔１４９Ａ，第１流入口１６３Ａを経て第２中空室９５に流入し、かつ排出口１６５，ドレンポート１５１を経てタンクＴへ排出されることになる。
既に理解されるように、方向制御弁８１においては、第１制御モータ１０３の回動を制御することにより、アクチュエータ１１に対する作動流体の供給源を、高圧用圧力源８３Ａ又は低圧用圧力源８３Ｂに切換えることができるものである。そして、第２制御モータ１１１の回動を制御することにより、アクチュエータ１１の第１，第２室１１Ａ，１１Ｂに対する作動流体の供給方向を切換えることができると共に開口度を制御して作動流体の供給量を制御する流量制御を行うことができるものである。
また、方向制御弁８１においては、前述の方向制御弁１と同様にスリーブ８７の外周面に流体通路として周溝１２３，…１３５が形成してあると共に、スリーブ８７に形成したスプール嵌入孔８７Ｈと第１，第２スプール９１，９７との間のクリアランスは同一のクリアランスであり、しかもスリーブ８７に設けた各流出入孔は例えば丸穴であり、対応して第１，第２スプール９１，９７に設けた各流出入口は例えば４角形状に形成してあるから、前述した方向制御弁１と同様の効果を奏し得るものである。
なお、前記方向制御弁８１においては、前述した方向制御弁１におけるチャンバー５９を省略したが、上記チャンバー５９を設けても良いものである。また、高圧流入口１４１と低圧流入口１４３とを接続した構成とすることも可能であり、さらに、高圧用ポート１３７と低圧用ポート１３９とをスリーブ８７の軸心に対して直交する同一平面内に位相を異にして配置した構成とすることも可能である。
また同様に、第１，第２の流出口１６１Ａ，１６１Ｂを接続した構成とすることや第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂを位相を異にして同一平面内に配置する構成とすることも可能であり、さらに同様に、第１，第２の流入口１６３Ａ，１６３Ｂを接続し、第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂを位相を異にして同一平面内に配置する構成とすることも可能である。
図７に示す方向制御弁８１Ａは、図６に示した方向制御弁８１における構成の１部を変更した構成の実施形態を示すもので、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
この実施の形態においては第２スプール９７を軸方向に摺動自在に構成したものである。したがって、第２スプール９７を軸方向に往復動するために、第２制御モータ１１１に代えてリニアアクチュエータ１１１Ａを採用し、かつ第２スプール９７が中立位置に位置するときに第１中空室９３に設けた流出口１６１の軸方向の両側に第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂが位置する構成となし、第２中空室９５に設けた流入口１６３の軸方向の両側に第１，第２の流入口１４９Ａ，１４９Ｂが位置する構成としたもので、その他の構成は前述した方向制御弁８１と同一である。
したがって、この構成においては、第１スプール９１を回動することにより、前述したように高圧，低圧の切換えを行うことができ、かつ第２スプール９７を軸方向に往復動することにより、アクチュエータに対する作動流体の供給方向を切換えることができると共に作動流体の供給流量を制御することができるものであって同様の効果を奏するものである。
図８に示す方向制御弁８１Ｂは、前述した方向制御弁８１における第１スプール９１を軸方向に摺動自在に構成した実施形態であり、第１制御モータ１０３に代えてリニアアクチュエータ１０３Ａを採用し、また第１スプール９１が中立位置に位置するときに、流入口１４１の軸方向の両側に高圧用ポート１３７及び低圧用ポート１３９が位置する構成であって、その他の構成は前記方向制御弁８１の構成と同一であるので、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
この方向制御弁においては第１スプール９１を軸方向に往復動することによって高圧，低圧の切換えを行うことができるものであり、その他は前述した方向制御弁８１と同一である。
図９に示す方向制御弁８１Ｃは、前記方向制御弁８１における第１，第２スプール９１，９７を共に軸方向に摺動自在に構成したものである。すなわち、図７，図８に示した方向制御弁において摺動自在の第１，第２スプール９１，９７を採用したもので、その構成は前述した方向制御弁８１Ａ，８１Ｂと同一であるから、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
図１０は、図６に示した方向制御弁８１の構成の１部に変更を加えて、図１に示した方向制御弁１と同一機能を奏する方向制御弁１Ａを構成したものである。すなわち、図６に示した方向制御弁８１は、高圧用圧力源８３Ａと低圧用圧力源８３Ｂとを切換え自在の構成として２種の圧力源８３Ａ，８３Ｂに接続した構成であるのに対し、図１に示した方向制御弁１は１種の圧力源７に接続した構成である。
そこで、方向制御弁８１におけるバルブハウジング８５、スリーブ８７及び第１，第２の中空９３，９５を備えた第２スプール９７をそのまま使用して、図１に示した方向制御弁１と同一機能を奏する方向制御弁１Ａとしてある。
すなわち方向制御弁１Ａにおいては、方向制御弁８１における第１スプール９１、モータブラケット１０１及び第１制御モータ１０３を取り外し、前記第１スプール９１に代えて、固定スプール２０１を密に嵌合して高圧用ポート１３７を閉鎖すると共に蓋部材２０３によって上記固定スプール２０１を固定してある。
そして、前記固定スプール２０１に設けた中空室２０５には、低圧用ポート１３９と連通した複数の流入ポート２０７が連通してあると共に内周溝１４６に連通した複数の流出ポート２０９が連通してある。
したがって、圧力源２１０の作動流体は、低圧用ポート１３９、流入ポート２０７を経て中空室２０５に流入し、かつ流出ポート２０９、内周溝１４６から流路１５９を経て内周溝１５７に常に作用した状態にある。よって、この構成においては、スリーブ８７に設けてある流路１５９が圧力源Ｐと常に接続した状態にあるので、上記流路１５９は、第２スプール９７の第１中空室９３に連通して設けた流入口１５５と常に接続したＰポートに該当するものである。
なお、その他の構成は図６に示した方向制御弁８１の構成と同一であるから、同一機能を奏する部分には同一符号を付すると共に、図１に示したアクチュエータとしてのシリンダ１１との接続関係を記載することとして重複した説明は省略する。
上記構成においては、バルブハウジング８５、スリーブ８７及び第２スプール９７等を圧力源が２種の場合と１種の場合とに共通に使用することができ、方向制御弁の製造費をより安価にできるものである。
産業上の利用可能性
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、大容量化を図るためにスプールの大径化を図った場合であっても、スリーブとスプールとの間のクリアランスからのリーク量を抑制でき、またスプールの中空室の径を大きくして軽量化を図ることができる。
また、スリーブに設けた複数の流出入孔及びスプールに設けた複数の流出入口はそれぞれ周方向に等間隔に設けてあるので、スリーブ内にスプールを作動流体でもって支持した状態に保持することが容易であると共にリーク量を抑制でき、スプールの動作を軽快にかつ迅速に行うことができるものである。
さらに、スリーブの外周面に流体路として周溝を形成するものであるから、流路抵抗の損失が小さくなるように加工することができ、抵抗損失による発熱を抑制することができるものであり、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態に係る方向制御弁の断面説明図である。
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面説明図である。
図３Ａは、スプールに設けた供給側排出口とスリーブに設けた供給ポートとの関係を示す断面説明図である。
図３Ｂは、供給ポートの開口部の形状を示す説明図である。
図４Ａ及び４Ｂは、クリアランスによるリーク量の変化の測定結果を示すグラフである。
図５は、スプールを摺動自在に設けた場合の方向制御弁の断面説明図である。
図６は、高圧，低圧切換え用のスプールを備えた方向制御弁の実施の形態を示す説明図である。
図７は、図６に示した方向制御弁の１部を変更した実施の形態を示す断面説明図である。
図８は、図６に示した方向制御弁の１部を変更した実施の形態を示す断面説明図である。
図９は、図６に示した方向制御弁の１部を変更した実施の形態を示す断面説明図である。
図１０は、図６に示した方向制御弁を図１に示した方向制御弁に適用した場合の実施の形態を示す断面説明図である。
本発明は、例えば油圧ポンプ等の圧力源から油圧シリンダ等のごときアクチュエータへの作動流体の供給方向を切換え制御自在の方向制御弁に係り、さらに詳細には、例えば容量を大きくするためにスプールの大径化を図る場合であっても作動流体のリーク量を抑制することができると共にスプールの軽量化を図ることが容易であり、かつスプールの切換え動作を軽快に行うことのできる方向制御弁に関する。
背景技術
従来、方向制御弁としては、一般的にはバルブハウジングに形成したスプール嵌入孔内にスプールを摺動自在に内装し、上記スプールを中立位置から右又は左方向へ摺動することにより、圧力源に接続したＰポートとアクチュエータに接続したＡポート又はＢポートの一方とを接続し、かつタンクに接続したＴポートとＡポート又はＢポートの他方とを接続する構成であって、例えばＰポートとＡポート等の接続はスプールの外周面に形成された周溝を介して行われるのが一般的である。
また、本発明に係る先行例として特開２００１−２７３４０号公報がある。
前述のごとき構成の従来のスプール弁においては、スプールのランド部分の軸方向の厚さはスプール嵌入孔に連通してバルブハウジング等に設けたＡポート，Ｂポート等の各ポートの径に対応して厚くなり、かつスプールに形成する周溝の深さにも強度上の限界があり、スプールの軽量化を図って軽快に動作する上において問題がある。また、各ポートを接続するためにパイプを使用する場合はともかくも、一般的には、スプールを内装したバルブハウジングあるいはマニホールドブロックに流通孔を穿孔加工し、各流通孔を接続する構成であるので、各流通孔の交叉部分（例えば直角に交叉する部分）にはエッジ部が生じ円滑な曲縁に加工することができず、当該部分において抵抗損失が生じ発熱源になり易いという問題がある。
またスプールが軸方向に摺動する形式の方向制御弁（例えば４ポート３位置弁）においては、圧力源に接続したＰポートの両側にＡポート，Ｂポートが配置してあって、前記スプールが中立位置に位置するときにはスプールのランド部がＰポートを閉じて、前記ＰポートとＡポート及びＢポートとの接続は遮断した状態にある。
ところで、スプールが軸方向に摺動する形式の方向制御弁においては、バルブハウジングのスプール嵌入孔の内径とスプール外径との間に僅かなクリアランスが存在し、このクリアランスから作動流体のリークがある。上記クリアランスからのリーク量は、作動流体がもれようとする個所の圧力差及びスプールの外径並びに前記クリアランスの３乗に比例し、スプールにおけるランド部分のオーバラップ量と作動流体の粘度（動粘性係数）に反比例することが知られている。
したがって、リーク量を小さくするために、スプール外径を小さくすると容量が小さくなり、またオーバラップ量を大きくするとスプールの長さが長くかつ重量大となるという問題が生じるので、従来は、クリアランスを小さくすることが行われており、通常のクリアランスは８〜１０μｍになるように製造されている。
前記クリアランスをより小さくすることによりリーク量をより少なくすることはできるものの、クリアランスをより小さくすると、バルブハウジングに対するスプールの組込み作業を、かじり現象等が生じないように高精度に行わなければならず、また、作動流体内に、例えば５〜１５μｍのごとき微小のゴミが存在すると、クリアランスからのリーク量は抑制されるもののスプールの摺動抵抗が大きくなるので、前記クリアランスをより小さくするにも限界がある。なお、クリアランスを零とすればリーク量は零となるが、この場合にはスプールが摺動不可能となる。すなわち、スプールを摺動するには極く僅かであってもクリアランスを必要とするものであり、クリアランスがあって圧力差があれば、上記クリアランスからの作動流体のリークは生じるものである。すなわちリーク量を零にすることはできないものである。
また、スプールが摺動する形式の方向制御弁においては、バルブハウジングに設けたＰポートを１箇所にすると、スプールに側圧が作用することとなって、スプールが片側へ押し付けられ、円滑な摺動が困難となることがある。そこで、スプールのランド部を囲繞するように、スプールを嵌入したバルブハウジングにおけるスプール嵌入孔の内摺面に内周溝を形成することもある。
この場合には、スプールの摺動による内周溝の開度と流量特性との関係は直線的な比例関係となり、スプールの摺動を急速に行うと、開度が直線的に変化して、ときとしてウォータハンマ現象を生じる傾向にある。そこで上記ウォータハンマ現象を抑制するために、スプールのランド部にＶノッチを加工することが行われている。このようにランド部にＶノッチを加工すると、バルブのオーバラップ量が減少し、リーク量が増加する傾向にあるので、さらに改善が望まれている。
前記先行例（特開２００１−２７３４０号公報）においては、バルブ本体内に、内側に大きな中空室を備えたスプールを回転自在に備え、このスプールを回転することによって油圧シリンダ等のごときアクチュエータへ供給する作動流体の供給方向を切換え制御する構成であって、全体的構成のコンパクト化や容量を大きくしてスプールの軽量化を図る上においては望ましい構成である。
しかし、上記先行例においては、各種ポートの位置的関係によりスプールが僅かに変位されることがあり、作動流体のリーク量を抑制する上においてさらに改善が望まれていた。
発明の開示
特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブに、圧力源に接続するＰポート、アクチュエータへ作動流体を供給する少なくとも２つの供給ポート、上記アクチュエータからの作動流体を排出する少なくとも２つの排出ポート、及び作動流体を外部に流出するＴポートを設け、前記スリーブ内に回動自在又は摺動自在に嵌入して設けたスプールに、第１中空室及び第２中空室を区画して設け、前記Ｐポートと前記第１中空室とを常に接続する供給側流入口及び上記第１中空室と前記各供給ポートとの接続状態を切換え自在の供給側流出口を前記スプールに設けると共に、前記第２中空室と前記各排出ポートとの接続状態を切換え自在の排出側流入口及び上記第２中空室と前記Ｔポートとを常に接続する排出側流出口を前記スプールに設け、かつ前記一方の供給ポートと前記供給側流出口とが接続したときに前記一方の排出ポートと前記排出側流入口とが接続し、前記他方の前記供給ポートと前記供給側流出口とが接続したときに前記他方の排出ポートと前記排出側流入口とが接続する構成となし、前記供給側流入口は前記スプールの周方向に等間隔に配置して設けてあり、かつ前記スリーブに形成した前記各ポートは当該スリーブの周方向にそれぞれ等間隔に配置して設けたことを要旨とする。
特許請求の範囲第２項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記バルブハウジングに形成した複数の流体孔と前記スリーブに形成した前記各ポートとを接続するための流体通路を前記スリーブの外周面に形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第３項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２項に記載の方向制御弁において、前記流体通路は、前記流体孔から離れた部分の断面積よりも前記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第４項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記スプールの前記供給側流入口は前記スプールの一端側に設けてあり、前記スプールの他端側の周囲に、当該スプールの軸心に向う方向に圧力を作用する作動流体を貯留するためのチャンバーを備えたことを要旨とする。
特許請求の範囲第５項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記スプールに設けた前記供給側流出口および前記排出側流入口の少なくとも一方は両側に平行部を有する形状の穴であり、前記スリーブに設けた前記供給ポート又は前記排出ポートは曲縁を有する穴であることを要旨とする。
特許請求の範囲第６項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第５項に記載の方向制御弁において、前記供給ポート及び前記排出ポートの少なくとも一方は、前記スプールの軸心に対し直交する直線に平行で、この直線から前記スプールの径方向に偏倚した直線を中心とした穴であることを要旨とする。
特許請求の範囲第７項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁において、前記スプールの外周面と前記スリーブ内周面との間のクリアランスが、８μｍ〜３０μｍであることを要旨とする。
特許請求の範囲第８項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回転自在に設け、上記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第９項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回転自在に設け、上記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１０項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回転自在に設け、上記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１１項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１２項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１３項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを回動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの回動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１４項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１５項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１６項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを回動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの回動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの回動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１７項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１８項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第１９項に記載の方向制御弁は、バルブハウジング内に嵌入固定したスリーブ内に、中空室を備えた第１スプールを摺動自在に設けると共に第１中空室と第２中空室とを軸方向に区画して備えた第２スプールを摺動自在に設け、前記第１スプールの摺動により当該第１スプールに設けた流入口と選択的に接続自在の高圧用ポートと低圧用ポートとを前記スリーブに設けると共に、前記第１スプールに設けた流出口と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブに設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプールの第１中空室に連通して設け、上記第２スプールの摺動により上記第２スプールの第１中空室に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブに設け、前記スリーブに設けたドレンポートと常に接続状態にある排出口を前記第２スプールの第２中空室に連通して設け、前記第２スプールの摺動により上記第２中空室に連通して第２スプールに設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブに設けた方向制御弁において、第１スプールに設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート及び前記低圧用ポートはそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口，複数の前記高圧用ポート及び複数の前記低圧用ポートはそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプールの前記第１中空室に連通して設けた前記流出口及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔及び前記第２中空室に連通して設けた前記流入口及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口，複数の前記第１，第２の供給口，複数の前記流入口及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを要旨とする。
特許請求の範囲第２０項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第８項乃至第１９項のいずれか１つに記載の方向制御弁において、前記第１スプールを作動するための第１のアクチュエータの出力軸と前記第１スプールとを直結して設けると共に、前記第２スプールを作動するための第２のアクチュエータの出力軸と前記第２スプールとを直結した構成であることを要旨とする。
特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第８項乃至第１９項のいずれか１つに記載の方向制御弁において、前記バルブハウジングに形成した複数の流体孔と前記スリーブに形成した前記各ポートとを接続するための流体通路を前記スリーブの外周面に形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第２２項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁において、前記流体通路は、前記流体孔から離れた部分の断面積よりも前記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことを要旨とする。
特許請求の範囲第２３項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁において、前記スプールに設けた前記供給側排出口および前記排出側流入口の少なくとも一方は両側に平行部を有する形状の穴であり、前記スリーブに設けた前記供給ポート又は前記排出ポートは曲縁を有する穴であることを要旨とする。
特許請求の範囲第２４項に記載の方向制御弁は、特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁において、前記スプールの外周面と前記スリーブ内周面との間のクリアランスが、８μｍ〜３０μｍであることを要旨とする。
発明を実施するための最良の形態
図１を参照するに、本発明の実施の形態に係る方向制御弁１は、筒状のバルブハウジング３を備え、このバルブハウジング３内にはスリーブ５が流体の洩れがないように密に嵌入固定されている。上記バルブハウジング３には複数の流体孔が設けられている。すなわち、上記流体孔として、例えば油圧ポンプ等のごとき圧力源７に接続するＰポート９、例えば油圧シリンダのごとき適宜のアクチュエータ１１へ作動流体を供給するための２つの供給ポート１３Ａ，１３Ｂ、上記アクチュエータ１１からの作動流体を排出する２つの排出ポート１５Ａ，１５ＢおよびタンクＴ等に作動流体を流出するＴポート１７が設けてある。
なお、一方の供給ポート１３Ａは流路Ｌ１を介してアクチュエータとしてのシリンダ１における第１室１１Ａに接続してあり、他方の供給ポート１３Ｂは流路Ｌ２を介して上記シリンダ１１の第２室１１Ｂに接続してある。また、一方の排出ポート１５Ａは流路Ｌ３を介して前記第１室１１Ａに接続してあり、他方の排出ポート１５Ｂは流路Ｌ４を介して第２室１１Ｂに接続してある。
前記スリーブ５の外周面には、前記バルブハウジング３に設けた前記Ｐポート９、供給ポート１３Ａ，１３Ｂ、排出ポート１５Ａ，１５ＢおよびＴポート１７に対応して断面形状が半円形で一定深さの周溝１９，２１，２３，２５，２７及び２９が流体通路として形成してあり、各周溝の外側には流体孔としての前記各ポート９，１３Ａ，１３Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ及び１７から離れるに従って次第に深さが浅くなる外周溝１９Ａ（図２参照），２１Ａ，２３Ａ，２５Ａ，２７Ａ，２９Ａが形成してある。
すなわち、周溝と外周溝とを含む各流体通路は、流体孔から離れた部分の断面積よりも上記流体孔との接続部付近の断面積が大きく形成してある。したがって、流体孔としての前記各ポートから離れた位置への流体の流れが円滑に行われる。
前記スリーブ５において前記周溝１９に対応した位置には、放射方向（径方向）に複数のＰポート３１（図２参照）が設けてあり、この各Ｐポート３１は前記周溝１９とスリーブ５内に設けた内部空間３２とを連通しており、この内部空間３２にはチャンバーとして一定幅の内周溝３３（図１参照）が形成してある。上記複数のＰポート３１は周方向に等間隔に配置してある。
前記周溝２１，２３は、スリーブ５の周方向に等間隔に配置して設けたそれぞれ複数の供給ポート３５Ａ，３５Ｂを介して前記内部空間３２に連通してある。なお、上記供給ポート３５Ａと供給ポート３５Ｂは適宜に位相を異にした位置に位置をずらして配置されている。
上記供給ポート３５Ａ，３５Ｂは、前記Ｐポート３１と同様に、スリーブ５の軸心に対し直交しかつ上記軸心を通る直線を中心とする丸穴でも、また図３Ａに示すように、スリーブ５の軸心に対して直交し軸心を通る直線に平行で、この直線から僅かにスリーブ５の径方向に偏倚した直線を中心とする丸穴であってもよいものである。このように供給ポート３５Ａ，３５Ｂの位置を僅かに偏倚すると、供給ポート３５Ａ，３５Ｂの開口部３６は、図３Ｂに示すように、ほぼ半円形状部分６３Ａとほぼ楕円形状部分（舌形状部分）３６Ｂとを合せたほぼ玉子形状となる。
なお、前記供給ポート３５Ａ，３５Ｂは周縁が曲縁を有する穴であることが望ましく、加工等を考慮すると丸穴であることが望ましいが、必ずしも丸穴でなくても良いものである。
前記周溝２５，２７は、スリーブ５の周方向に等間隔に配置して設けたそれぞれ複数の排出ポート３７Ａ，３７Ｂを介して前記内部空間３２に連通してある。
上記排出ポート３７Ａは前記供給ポート３５Ｂと同一位相の位置に配置してあり、排出ポート３７Ｂは供給ポート３５Ａと同一位相の位置に配置してある。
前記周溝２９はスリーブ５の周方向に等間隔に配置して設けた複数のＴポート３９を介して前記内部空間３２に連通してある。
前記スリーブ５の内部空間３２はスプール４１を回動自在に嵌入したスプール嵌入孔をなすものであって、スリーブ５を貫通して形成してある。上記スプール嵌入孔に嵌入したスプール４１には第１中空室４３と第２中空室４５とが軸方向に区画して形成してあり、各中空室４３，４５の端部はそれぞれ栓部材４７，４９によって密封してある。
上記スプール４１の第１中空室４３は、スプール４１の周方向に等間隔に配置して設けた複数の供給側流入口５１を介して前記Ｐポート３１と接続してある。
上記供給側流入口５１はスプール４１の直径方向に貫通して形成してあり、この供給側流入口５１に対応してスプール４１の外周面には外周溝４１Ｇが形成してある。したがって、スプール４１の第１中空室４３とＰポート３１はスプール４１の回動に拘わりなく常に連通した状態にあるものである。
また、上記スプール４１には第１中空室４３と前記各供給ポート３５Ａ，３５Ｂとの接続状態を切換え自在の複数の供給側流出口５３がスプール４１の周方向に等間隔の位置に形成してある。すなわち、図１に示すように、スプール４１が中立位置にあるときには各供給ポート３５Ａ，３５Ｂと供給側流出口５３との連通は遮断した状態にあり、スプール４１を、図１に示す矢印方向Ａ方向（正方向）に回動すると、前記供給ポート３５Ａと供給側流出口５３とが連通し、矢印Ｂ方向（逆方向）に回動すると、前記供給ポート３５Ｂと供給側流出口５３とが連通するように構成してある。
なお、図１には、供給側流出口５３をスプール４１の長手方向に複数設けてあるが、連続した構成としても良く、また、各供給ポート３５Ａ，３５Ｂがスリーブ５の長手方向に位置ずれしておらず、単に位相がずれている構成の場合には、上記供給側流出口５３はスプール４１の長手方向に複数設ける必要はないものである。
前記供給側流出口５３は、供給ポート３５Ａ，３５Ｂと接続遮断するときに、上記供給ポート３５Ａ，３５Ｂの曲縁に対して直線部分が横切る態様となるように、図１に示すように、スプール４１の回動方向の両側に平行部を有する４角形状の穴であることが望ましいが、両側が平行である長孔であっても良いものである。
さらに、スプール４１には、前記第２中空室４５と前記各排出ポート３７Ａ，３７Ｂとの接続状態を切換え自在で前記供給側流出口５３とほぼ同形状の複数の排出側流入口５５がスプール４１の周方向に等間隔の位置に形成してある。すなわち、スプール４１が中立位置にあるときには各排出ポート３７Ａ，３７Ｂと排出側流入口５５との連通は遮断した状態にあり、スプール４１を矢印Ａ方向（正方向）に回動すると、排出ポート３７Ｂと排出側流入口５５とが接続し、矢印Ｂ方向（逆方向）に回動すると、排出ポート３７Ａと排出側流入口５５とが接続するように構成してある。
また、さらにスプール４１には、スプール４１の回動に拘わりなく前記第２中空室４５と前記Ｔポート３９とを常に連通した状態に保持する複数の排出側流出口５７がスプール４１の周方向に等間隔の位置に形成してある。したがって、第２中空室４５は常にタンクＴに接続した状態すなわち外部に開放した状態にある。
既に理解されるように、圧力源７からの作動流体はスリーブ５の内部空間３２の一端側に形成したチャンバー（内周溝）３３を経てスプール４１の供給側流入口５１から第１中空室４３内に流入するが、作動流体の一部は、スリーブ５の内部空間３２の内周面とスプール４１の外周面との間の微小間隙に侵入し、潤滑機能を奏すると共に、チャンバー３３内の流体圧がスプール４１の軸心方向に作用し、スプール４１の軸芯をスリーブ５の内部空間３２の軸心に一致した状態に保持するようにセンタリング機能を有するものである。
前記内部空間３２の他端側には前記チャンバー３３と同様のチャンバー５９が形成してあり、このチャンバー５９はバルブハウジング３，スリーブ５に設けたバイパス路６１を介して前記チャンバー３３に接続してある。したがって、上記チャンバー５９にはバイパス路６１を介して作動流体の一部が導入されており、このチャンバー５９内の作動流体の圧力によりスプール４１とスリーブ５との間の潤滑が行われると共に前述同様にセンタリング機能を奏するものである。
なお、スプール４１とスリーブ５の内部空間３２の内周面との微小間隙に侵入した作動流体は、両側に形成したドレン路６３を経てタンクＴに回収されるものである。
前記スリーブ５の一端面には蓋部材６５が取付けてあり、他端部にはブラケット６７が取付けてあって、スプール４１の軸方向への摺動が規制されている。そして、上記ブラケット６７には、例えばステッピングモータ、サーボモータ等のごとき適宜のアクチュエータとしての制御モータ６９が取付けてあり、この制御モータ６９の回転軸７１は連結装置７３を介して前記スプール４１と一体的に連結してある。したがって、上記制御モータ６９を制御回転することにより前記スプール４１を制御回転することができるものである。なお、上記回転軸７１とスプール４１とを直結する構成とすることもできる。
上記構成において、制御モータ６９を制御回転してスプール４１を、図１の矢印Ａ方向に回転すると、前述したように、スプール４１における第１中空室４３は、供給側排出口５３を介して供給ポート３５Ａと接続され、第２中空室４５は排出側流入口５５を介して排出ポート３７Ｂと接続される。
したがって、圧力源７からの作動流体は、Ｐポート９、周溝１９、Ｐポート３１、供給側流入口５１を経てスプール４１の第１中空室４３内に流入し、かつ供給側排出口５３、供給ポート３５Ａ、流路Ｌ１を経てシリンダ１１の第１室１１Ａに流入する。そして、上記シリンダ１１の第２室１１Ｂ内の作動流体は、流路Ｌ４、排出ポート１５Ｂ、周溝２７、排出ポート３７Ｂ及び排出側流入口５５を経てスプール４１の第２中空室４５に流入し、そして排出側流出口５７、Ｔポート３９、周溝２９及びＴポート１７を経てタンクＴへ排出される。
よって、シリンダ１１のピストンＰは、図１において下方向へ移動されることになる。この際、制御モータ６９の正逆回転を適宜に制御してスプール４１の正逆回転速度を制御することにより、前記供給ポート３５Ａと供給側排出ポート５３との重合度、すなわち供給ポート３５Ａの開口度を制御でき、前記シリンダ１１の第１室１１Ａへ流入する作動流体の流量を制御できることとなり、前記ピストンＰの作動速度を制御することができると共に、上記開口度を零にすることにより、前記ピストンＰを所望位置に停止することができるものである。
上述のごとく、スプール４１を回動して供給ポート３５Ａと供給側排出口５３とを接続し、また排出ポート３７Ｂと排出側流入口５５とを接続して供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂの開口度を制御するとき、上記供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂは曲縁を有する穴、例えば丸穴であり、かつ供給側排出ポート５３及び排出側流入口５５は両側に平行部を有する形状の穴、例えば４角形状の穴であるから、スプール４１の回転による開口速度と開口度との関係は、各ポート３５Ａ，３７Ｂが４角穴の場合とは異なり、直線的な比例関係にはなく、２次曲線的に変化することになる。
すなわち、例えばスプール４１の回動が一定速度で行われる場合であっても、流量制御を直線的でなく２次曲線的に行い得ることになるものである。
まして、図３Ｂに示すように、供給ポート３５Ａの開口部３６がほぼ半円形状部分３６Ａとほぼ半楕円形状部分（舌形状部分）３６Ｂとを合せたほぼ玉子形状である場合には、スプール４１の回動速度と供給ポート３５Ａの開口度の関係は開動作初期と閉動作終期においては徐々に滑らかに変化することになるものである。
したがって、スプール４１を正逆回転して供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂを開閉するときの開作動初期及び閉作動終期には、例えばサインカーブの立上り部分の曲線に類似のごとき変化をすることとなり、急激な変化でなく徐々に開作動，閉作動するように開口度が変化するものである。
よって、スプール４１を比較的高速に正逆回転して供給ポート３５Ａ，排出ポート３７Ｂの開閉を行う場合であっても、ウォータハンマー現象の発生を容易に抑制できるものである。
前述とは逆に、制御モータ６９によってスプール４１を矢印Ｂ方向に回転すると、前述したように、供給側排出口５３と供給ポート３５Ｂとが接続すると共に排出側流入口５５と排出ポート３７Ａとが接続するので、前記シリンダ１１の第２室１１Ｂへ作動流体が流入し、第１室１１Ａから作動流体を排出することができ、ピストンＰを上昇せしめることができるものである。この際も、前述同様にピストンＰの作動速度を制御することができると共に所望位置にピストンＰを停止することができるものである。
既に理解されるように、方向制御弁１は、スプール４１の正逆回転によって作動流体の流路の切換えを行えることは勿論のこと、所望の回動範囲においてスプール４１の正逆回転を適宜に制御することにより流量制御をも行えるものであり、方向制御弁と流量制御弁との両機能を有するものである。
前述のごとく、スプール４１を回転して第１中空室４３と供給ポート３５Ａ又は３５Ｂと接続するとき、供給ポート３５Ａ及び３５Ｂは、それぞれスリーブ５の内部空間３２の周方向に等間隔に配置して形成してあり、かつスプール４１に設けた供給側排出口５３も対称位置に又は周方向に等間隔の位置に形成してあるので、例えば供給ポート３５Ａと供給側排出口５３とを接続するとき、複数箇所の供給側排出口５３，供給ポート３５Ａの開口度は等しいものである。
そして、前記スリーブ５におけるスプール嵌入孔の内周面とスプール４１の外周面との間の微小間隙は８μｍ〜３０μｍに形成してあり、周方向に等間隔の位置に設けた供給ポート３５Ａの部分から前記微小間隙に侵入した作動流体の１部は、前記スプール４１の外周面に沿って周方向に流動し、各供給ポート３５Ａの中間位置においては周方向への流速は零となり、スプール４１を軸心方向（径方向の内側方向）へ押圧する作用を生じ、当該部分においてもセンタリング機能を奏し得ると共に、周方向の流速が零になることにより、リーク量も抑制できることとなるものである。すなわちスプール４１は、前記微小間隙に侵入した作動流体の薄膜によって支持された態様となり、円滑に作動できるものである。
また、前述したように、前記チャンバー５９の部分においてもセンタリング機能を奏するので、スプール４１の軸芯はスリーブ５の軸芯に対して傾斜することなく一致するように保持されるものであり、スプール４１の姿勢を精度良く保持でき、かつ摩擦抵抗が極めて小さくなり円滑に回動することができるものである。なお、スプール４１は、大容量化を図って全体を大径にした場合であっても、第１，第２の中空室４３，４５の径を可級的に大きくすることができ、薄肉化を図って軽量化を図ることが可能であって、スプール４１の切換え動作を応答性良くより迅速に行うことができるようになるものである。
ところで、前記構成の方向制御弁１は、バルブハウジング３とスリーブ５とスプール４１とをそれぞれ別個に機械加工した後に組付けることによって製作されるものである。ここで、各ポートと接続した流体通路はスリーブ５の外周面に周溝として形成してあるので、上記各ポートと上記流体通路との接続部にエッジを生じないように円滑な曲面に加工することができ、流体通路を流動する作動流体の抵抗損失を少なくすることができるものである。
また、スリーブ５のスプール嵌入孔としての前記内部空間３２の内周面とスプール４１の外周面との間の微小間隙を８μｍ〜３０μｍと比較的大きくしてあるので、上記スリーブ５に対するスプール４１の組込みが比較的容易であると共に、作動流体内に例えば５〜１５μｍ程度のゴミが存在していても詰まるようなことがないものである。
なお、本例においては、各ポートとスリーブ５の外周面に形成した流体通路とが接続する場合について例示したが、例えば複雑な流体通路を形成すべく、スリーブ５の周方向の流体通路と軸心に平行又は交差する方向の流体通路をスリーブ５の外周面に形成することにより、方向性の異なる流体通路が交差する場合であっても、この交差部分をも円滑な曲面に加工することができ、抵抗損失を少なくすることができるものである。
さらに、スリーブ５の外周面に形成した流体通路は、バルブハウジング３に形成した流体孔から離れた部分の断面積よりも上記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことにより、上記流体孔からスリーブ５に形成した各ポートに至る間の流路の抵抗を小さくして抵抗損失を抑制することができるものである。
ところで、前記スリーブ５の内周面と前記スプール４１の外周面との間の微小間隙の適正値を設定するに際し、図１に示すごとき構成において、スプール４１を中立位置（図１に示すごとき状態の位置）に保持して、上記微小間隙（クリアランス）を１０μｍ，２５μｍ及び５０μｍに設定したとき、作動流体の圧力と上記微小間隙からのリーク量（１分間当りのリットル：Ｌ／ｍｉｎで表わす）を測定したところ、図４Ａに示すごとき測定結果が得られた。
上記測定結果より明らかなように、クリアランスが１０μｍ，２５μｍのときには最大リーク量は０．４Ｌ／ｍｉｎ，２．６Ｌ／ｍｉｎであり、５０μｍのときには２０．６Ｌ／ｍｉｎであり、クリアランスが５０μｍのときのリーク量は多いものの、リーク量の目標値を約３Ｌ／ｍｉｎとすると、許容されるクリアランスは２５μｍより僅かに大きいクリアランスであることが理解できる。したがって、前記クリアランスは、従来の一般的な方向制御弁におけるクリアランス程度を下限とし、上限は約３０μｍ程度であると理解できる。
なお、念のために、圧力源に接続したＰポートの両側にＡポート，Ｂポートを配置し、軸方向に摺動自在のスプールにおけるランド部でもって前記Ｐポートを閉じ、かつスプールの摺動によって前記ＰポートとＡポート又はＢポートとを接続する従来の一般的な構成の４ポート３位置弁を用い、かつ同一スプール径，同一作動流体，同一温度等のように諸条件を同一にしてクリアランスが１０μｍ，２５μｍ，５０μｍのときのリーク量を測定したところ、図４Ｂに示すごとき結果が得られた。
すなわち、クリアランスが１０μｍ，２５μｍ，５０μｍのときの最大リーク量はそれぞれ３．３Ｌ／ｍｉｎ，２３．４Ｌ／ｍｉｎ，１８８Ｌ／ｍｉｎであって、目標値を約３Ｌ／ｍｉｎとすると、クリアランスが１０μｍは大きすぎ、それ以下（例えば８μｍ）が必要であることが確認できた。
図５は、第２の実施の形態を示すもので、この例においては、制御モータ６９Ａとしてリニアモータのごときリニアアクチュエータを採用し、かつスプール４１を軸方向に摺動自在に設けた構成である。上述のように、スプール４１を軸方向に摺動自在の構成としたことにより、スリーブ５に設けたＰポート３１、供給ポート３５Ａ，３５Ｂ、排出ポート３７Ａ，３７Ｂ及びＴポート３９とスプール４１に設けた供給側流入口５１、供給側排出口５３、排出側流入口５５、排出側流出口５７との関係は、スプール４１の摺動方向の位置関係に変化するだけであり、またアクチュエータ１１との接続関係が多少変化するのみであるから、スプール４１が回転する場合の前記構成と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして、詳細な説明は省略する。
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、スプールの軽量化を図ることが容易であると共に、スリーブに設けた内部空間内において当該内部空間の軸芯とスプールの軸芯とを一致した状態に保持することが容易であって、スプールの切換え動作を軽快迅速に行うことができ、制御モータによってスプールを動作するときの応答性の向上を図ることができるものである。
また、制御弁内に形成される流体通路の抵抗を抑制して抵抗損失を小さくでき、制御弁自体の発熱を抑制できるものである。
図６は本発明の第３の実施形態に係る方向制御弁に係り、この方向制御弁８１は、圧力源として高圧用圧力源８３Ａと低圧用圧力源８３Ｂとを切換え自在の構成としたものである。この方向制御弁８１は前記バルブハウジング３と同様の筒状のバルブハウジング８５を備え、このバルブハウジング８５内には前記スリーブ５と同様のスリーブ８７が嵌入固定してある。
前記スリーブ８７に貫通して設けたスプール嵌入孔８７Ｈ内には中空室８９を備えた円筒形状の第１スプール９１が回動自在に嵌合してあると共に、第１中空室９３と第２中空室９５とを軸方向に区画して備えた円筒形状の第２スプール９７が回動自在に嵌合してある。
前記第１スプール９１の中空室８９は先端側が閉じた構成であって、上記中空室８９は、第１スプール９１の基端部側に取付けた栓部材９９によって閉じられている。そして、上記第１スプール９１を回動作動するために、前記スリーブ８７の一端側にはモータブラケット１０１を介してサーボモータ或はステッピングモータ等のごとき適宜のアクチュエータとしての第１制御モータ１０３が装着してあり、この第１制御モータ１０３の出力軸としての回転軸１０３Ｓが前記栓部材９９に直接連結してある。
すなわち、第１制御モータ１０３の回転軸１０３Ｓは、カップリング等の連結装置を介することなく第１スプール９１に直結した構成である。したがって、第１制御モータ１０３によって作動される部分の軽量化を図ることができ、第１スプール９１の回動等の応答速度をより高速にできるものである。
前記第２スプール９７の先端部には前記第１中空室９３を閉じるための栓部材１０５が取付けてあり、この第２スプール９７の基端部側には第２中空室９５を閉じるための栓部材１０７が取付けてある。そして、上記第２スプール９７を回動作動するために、前記スリーブ８７の他端側にはモータブラケット１０９を介して前記第１制御モータ１０３と同様のアクチュエータとしての第２制御モータ１１１が装着してあり、この第２制御モータ１１１の出力軸としての回転軸１１１Ｓが前記栓部材１０７に直接連結してある。
すなわち、第２制御モータ１１１の出力軸は第２スプール９７に直結してあり、第１スプール９１同様に、第２スプール９７の回動等の応答速度のより高速化を図ることができるものである。
前記バルブハウジング８５には、前記高圧用圧力源８３Ａに接続した高圧用流入口１１３が設けてあると共に前記低圧用圧力源８３Ｂに接続した低圧用流入口１１５が設けてある。また前記バルブハウジング８５には第１，第２の供給口１１７Ａ，１１７Ｂが設けてあると共に第１，第２の排出口１１９Ａ，１１９Ｂが設けてある。さらにバルブハウジング８５にはタンクＴに接続したＴポート１２１が設けてあると共に複数のドレンポート１２２が設けてある。
前記第１供給口１１７Ａは流路Ｌ５を介してアクチュエータ１１の第１室１１Ａに接続してあり、第２供給口１１７Ｂは流路Ｌ６を介して前記アクチュエータ１１の第２室１１Ｂに接続してある。また、前記第１排出口１１９Ａは流路Ｌ７を介して前記第１室１１Ａに接続してあり、第２排出口１１９Ｂは流路Ｌ８を介して前記第２室１１Ｂに接続してある。
前記スリーブ８７の外周面には、前記高圧用流入口１１３，低圧用流入口１１５，第１，第２の供給口１１７Ａ，１１７Ｂ，第１，第２の排出口１１９Ａ，１１９Ｂ及びＴポート１２１に対応して断面形状が半円形で一定深さの周溝１２３，１２５，１２７，１２９，１３１，１３３，１３５が流体通路として形成してあり、各流体通路の外側には、前記高圧用流入口１１３，低圧用流入口１１５，第１，第２の供給口１１７Ａ，１１７Ｂ，第１，第２の排出口１１９Ａ，１１９Ｂ及びＴポート１２１から離れるに従って深さが次第に浅くなる外周溝１２３Ａ，１２５Ａ，１２７Ａ，１２９Ａ，１３１Ａ，１３３Ａ，１３５Ａがそれぞれ形成してある。
前記スリーブ８７には、前記周溝１２３とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の高圧用ポート１３７が周方向に等間隔に配置していると共に、前記周溝１２５とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の低圧用ポート１３９が周方向に等間隔に配置してある。上記複数の高圧用ポート１３７と低圧用ポート１３９は位相を異にした位置に配置してある。
そして、前記高圧用ポート１３７に対応して、前記第１スプール９１には前記中空室８９に連通した複数の高圧流入口１４１が周方向に等間隔に配置してあると共に、前記低圧用ポート１３９に対応して複数の低圧流入口１４３が前記第１スプール９１の周方向に等間隔に配置してある。さらに第１スプール９１には複数の流出口１４５が周方向に等間隔に配置してあり、この流出口１４５に対応して前記スリーブ８７のスプール嵌入孔８７Ｈの内周面には内周溝１４６が形成してある。
したがって、前記第１制御モータ１０３を適宜に制御して第１スプール９１を正逆回転すると、高圧用ポート１３７と高圧流入口１４１とを接続し、又は低圧用ポート１３９と低圧流入口１４３とを接続することができるものである。すなわち、第１制御モータ１０３を回転制御することにより、第１スプール９１の中空室８９は高圧用圧力源８３Ａ又は低圧用圧力源８３Ｂに選択的に接続することができるものである。
前記スリーブ８７には、前記周溝１２７と前記スプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第１流出孔１４７Ａが周方向に等間隔に配置して設けてあると共に前記周溝１２９と前記スプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第２流出孔１４７Ｂが周方向に等間隔に設けてある。この第１，第２流出孔１４７Ａ，１４７Ｂは位相を異にして配置してある。
また、前記スリーブ８７には、前記周溝１３１とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第１流入孔１４９Ａが周方向に等間隔に配置して設けてあると共に、前記周溝１３３とスプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数の第２流入孔１４９Ｂが周方向に等間隔に設けてある。この第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂは位相を異にして配置してある。
なお、前記第１流出孔１４７Ａと第２流入口１４９Ｂは同一位相に配置してあり、第２流出孔１４７Ｂと第１流入口１４９Ａは同一位相に配置してある。
さらに前記スリーブ８７には、前記周溝１３５と前記スプール嵌入孔８７Ｈとを連通した複数のドレンポート１５１が周方向に等間隔に配置して設けてあると共に複数のリークポート１５３が設けてある。
前記第２スプール９７には、外周面と前記第１中空室９３とを連通した複数の流入口１５５が周方向に等間隔に配置して設けてある。この流入口１５５と対応して前記スプール嵌入孔８７Ｈの内周面に形成した内周溝１５７は、前記スリーブ８７に形成した流路１５９を介して前記内周溝１４６と連通してある。
前記第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂに対応して、第２スプール９７には前記第１中空室９３に連通した複数の第１，第２の流出口１６１Ａ，１６１Ｂがそれぞれ周方向に等間隔に配置して設けてある。さらに前記第２スプール９７には、前記第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂに対応して第２中空室９５に連通した複数の第１，第２の流入口１６３Ａ，１６３Ｂがそれぞれ周方向に等間隔に配置して設けてあると共に、前記ドレンポート１５１に対応して第２中空室９５に連通した複数の排出口１６５が周方向に等間隔に配置して設けてある。この排出口１６５は、第２スプール９７の回動に拘りなく前記ドレンポート１５１と常に接続した状態にあるように、第２スプール９７の周方向に長い長孔に形成してある。
上記構成により、前記第２制御モータ１１１によって第２スプール９７の正逆回転を適宜に制御すると、第１中空室９３の第１流出口１６１Ａと第１流出孔１４７Ａとを接続し、又は第２流出口１６１Ｂと第２流出孔１４７Ｂとを接続することができるものである。
上述のごとく第１流出口１６１Ａと第１流出孔１４７Ａとを接続すると、第２スプール９７における第２中空室９５における第２流入口６３Ｂと第２流入孔１４９Ｂとが接続し、第２流出口１６１Ｂと第２流出孔１４７Ｂとを接続すると、第１流入口１６３Ａと第１流入孔１４９Ａとが接続する構成となっている。
この方向制御弁８１においては、前述した方向制御弁１の構成と同様に、スリーブ８７のスプール嵌入孔８７Ｈの内周面と第１，第２のスプール９１，９７の外周面との微小間隙（クリアランス）は８μｍ〜３０μｍに形成してある。そして、スリーブ８７に設けた高圧用ポート１３７，低圧用ポート１３９は曲縁を有する穴、例えば丸穴に形成してあり、第１スプール９１に設けた高圧流入口１４１，低圧流入口１４３は両側に平行部を有する形状の穴、例えば４角形状の穴に形成してある。
さらに、スリーブ８７に設けた第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂ及び第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂは曲縁を有する穴、例えば丸穴に形成してあり、第２スプール９７に設けた第１，第２の流出口１６１Ａ，１６１Ｂ及び第１，第２の流入口１６３Ａ，１６３Ｂはそれぞれ両側に平行部を有する形状の穴、例えば４角形状の穴に形成してある。
したがって、第１スプール９１を回動して高圧用ポート１３７と高圧流入口１４１又は低圧用ポート１３９と低圧流入口１４３とを接続し開閉するとき、上記高圧用ポート１３７及び低圧用ポート１３９の開口度は曲線的に変化するものである。また、第２スプール９７を回動して第１流出孔１４７Ａと第１流出口１６１Ａとを接続すると共に第２流入孔１４９Ｂと第２流入口１６３Ｂとを接続し、又は第２流出孔１４７Ｂと第２の流出口１６１Ｂとを接続すると共に第１流入孔１４９Ａと第１流入口１６３Ａとを接続し開閉するとき、上記第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂ及び第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂの開口度は曲線的に変化するものである。
以上のごとき構成において、第１制御モータ１０３によって第１スプール９１を回動し、高圧用ポート１３７と高圧流入口１４１とを接続すると、高圧用圧力源８３Ａの高圧の作動流体が第１スプール９１の中空室８９内に流入する。また、低圧用ポート１３９と低圧流入口１４３とを接続すると、低圧用圧力源８３Ｂの低圧の作動流体が前記中空室８９内に流入する。
そして、第１スプール９１の中空室８９内に流入した作動流体は第１スプール９１に設けた流出口１４５から流出し、内周溝１４６，流路１５９，内周溝１５７を経て第２スプール９７に設けた流入口１５５から第２スプール９７の第１中空室９３内に流入する。
上記第１中空室９３内の作動流体は、第２制御モータ１１１により第２スプール９７が回動されて、第１流出孔１４７Ａと第１流出口１６１Ａが接続されると、流路Ｌ５を経てアクチュエータ１１の第１室１１Ａに流入する。そして、上記アクチュエータ１１の第２室１１Ｂ内の作動流体は流路Ｌ８，第２流入孔１４９Ｂ，第２流入口１６３Ｂを経て第２スプール９７の第２中空室９５に流入し、かつ排出口１６５，ドレンポート１５１を経てタンクＴへ排出される。
逆に、第２排出孔１４７Ｂと第２流出口１６１Ｂとが接続されると、第２スプール９７における第１中空室９３内の作動流体は流路Ｌ６を経てアクチュエータ１１の第２室１１Ｂに流入し、このアクチュエータ１１の第１室１１Ａ内の作動流体は流路Ｌ７，第１流入孔１４９Ａ，第１流入口１６３Ａを経て第２中空室９５に流入し、かつ排出口１６５，ドレンポート１５１を経てタンクＴへ排出されることになる。
既に理解されるように、方向制御弁８１においては、第１制御モータ１０３の回動を制御することにより、アクチュエータ１１に対する作動流体の供給源を、高圧用圧力源８３Ａ又は低圧用圧力源８３Ｂに切換えることができるものである。そして、第２制御モータ１１１の回動を制御することにより、アクチュエータ１１の第１，第２室１１Ａ，１１Ｂに対する作動流体の供給方向を切換えることができると共に開口度を制御して作動流体の供給量を制御する流量制御を行うことができるものである。
また、方向制御弁８１においては、前述の方向制御弁１と同様にスリーブ８７の外周面に流体通路として周溝１２３，…１３５が形成してあると共に、スリーブ８７に形成したスプール嵌入孔８７Ｈと第１，第２スプール９１，９７との間のクリアランスは同一のクリアランスであり、しかもスリーブ８７に設けた各流出入孔は例えば丸穴であり、対応して第１，第２スプール９１，９７に設けた各流出入口は例えば４角形状に形成してあるから、前述した方向制御弁１と同様の効果を奏し得るものである。
なお、前記方向制御弁８１においては、前述した方向制御弁１におけるチャンバー５９を省略したが、上記チャンバー５９を設けても良いものである。また、高圧流入口１４１と低圧流入口１４３とを接続した構成とすることも可能であり、さらに、高圧用ポート１３７と低圧用ポート１３９とをスリーブ８７の軸心に対して直交する同一平面内に位相を異にして配置した構成とすることも可能である。
また同様に、第１，第２の流出口１６１Ａ，１６１Ｂを接続した構成とすることや第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂを位相を異にして同一平面内に配置する構成とすることも可能であり、さらに同様に、第１，第２の流入口１６３Ａ，１６３Ｂを接続し、第１，第２の流入孔１４９Ａ，１４９Ｂを位相を異にして同一平面内に配置する構成とすることも可能である。
図７に示す方向制御弁８１Ａは、図６に示した方向制御弁８１における構成の１部を変更した構成の実施形態を示すもので、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
この実施の形態においては第２スプール９７を軸方向に摺動自在に構成したものである。したがって、第２スプール９７を軸方向に往復動するために、第２制御モータ１１１に代えてリニアアクチュエータ１１１Ａを採用し、かつ第２スプール９７が中立位置に位置するときに第１中空室９３に設けた流出口１６１の軸方向の両側に第１，第２の流出孔１４７Ａ，１４７Ｂが位置する構成となし、第２中空室９５に設けた流入口１６３の軸方向の両側に第１，第２の流入口１４９Ａ，１４９Ｂが位置する構成としたもので、その他の構成は前述した方向制御弁８１と同一である。
したがって、この構成においては、第１スプール９１を回動することにより、前述したように高圧，低圧の切換えを行うことができ、かつ第２スプール９７を軸方向に往復動することにより、アクチュエータに対する作動流体の供給方向を切換えることができると共に作動流体の供給流量を制御することができるものであって同様の効果を奏するものである。
図８に示す方向制御弁８１Ｂは、前述した方向制御弁８１における第１スプール９１を軸方向に摺動自在に構成した実施形態であり、第１制御モータ１０３に代えてリニアアクチュエータ１０３Ａを採用し、また第１スプール９１が中立位置に位置するときに、流入口１４１の軸方向の両側に高圧用ポート１３７及び低圧用ポート１３９が位置する構成であって、その他の構成は前記方向制御弁８１の構成と同一であるので、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
この方向制御弁においては第１スプール９１を軸方向に往復動することによって高圧，低圧の切換えを行うことができるものであり、その他は前述した方向制御弁８１と同一である。
図９に示す方向制御弁８１Ｃは、前記方向制御弁８１における第１，第２スプール９１，９７を共に軸方向に摺動自在に構成したものである。すなわち、図７，図８に示した方向制御弁において摺動自在の第１，第２スプール９１，９７を採用したもので、その構成は前述した方向制御弁８１Ａ，８１Ｂと同一であるから、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
図１０は、図６に示した方向制御弁８１の構成の１部に変更を加えて、図１に示した方向制御弁１と同一機能を奏する方向制御弁１Ａを構成したものである。すなわち、図６に示した方向制御弁８１は、高圧用圧力源８３Ａと低圧用圧力源８３Ｂとを切換え自在の構成として２種の圧力源８３Ａ，８３Ｂに接続した構成であるのに対し、図１に示した方向制御弁１は１種の圧力源７に接続した構成である。
そこで、方向制御弁８１におけるバルブハウジング８５、スリーブ８７及び第１，第２の中空９３，９５を備えた第２スプール９７をそのまま使用して、図１に示した方向制御弁１と同一機能を奏する方向制御弁１Ａとしてある。
すなわち方向制御弁１Ａにおいては、方向制御弁８１における第１スプール９１、モータブラケット１０１及び第１制御モータ１０３を取り外し、前記第１スプール９１に代えて、固定スプール２０１を密に嵌合して高圧用ポート１３７を閉鎖すると共に蓋部材２０３によって上記固定スプール２０１を固定してある。
そして、前記固定スプール２０１に設けた中空室２０５には、低圧用ポート１３９と連通した複数の流入ポート２０７が連通してあると共に内周溝１４６に連通した複数の流出ポート２０９が連通してある。
したがって、圧力源２１０の作動流体は、低圧用ポート１３９、流入ポート２０７を経て中空室２０５に流入し、かつ流出ポート２０９、内周溝１４６から流路１５９を経て内周溝１５７に常に作用した状態にある。よって、この構成においては、スリーブ８７に設けてある流路１５９が圧力源Ｐと常に接続した状態にあるので、上記流路１５９は、第２スプール９７の第１中空室９３に連通して設けた流入口１５５と常に接続したＰポートに該当するものである。
なお、その他の構成は図６に示した方向制御弁８１の構成と同一であるから、同一機能を奏する部分には同一符号を付すると共に、図１に示したアクチュエータとしてのシリンダ１１との接続関係を記載することとして重複した説明は省略する。
上記構成においては、バルブハウジング８５、スリーブ８７及び第２スプール９７等を圧力源が２種の場合と１種の場合とに共通に使用することができ、方向制御弁の製造費をより安価にできるものである。
産業上の利用可能性
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、大容量化を図るためにスプールの大径化を図った場合であっても、スリーブとスプールとの間のクリアランスからのリーク量を抑制でき、またスプールの中空室の径を大きくして軽量化を図ることができる。
また、スリーブに設けた複数の流出入孔及びスプールに設けた複数の流出入口はそれぞれ周方向に等間隔に設けてあるので、スリーブ内にスプールを作動流体でもって支持した状態に保持することが容易であると共にリーク量を抑制でき、スプールの動作を軽快にかつ迅速に行うことができるものである。
さらに、スリーブの外周面に流体路として周溝を形成するものであるから、流路抵抗の損失が小さくなるように加工することができ、抵抗損失による発熱を抑制することができるものであり、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態に係る方向制御弁の断面説明図である。
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面説明図である。
図３Ａは、スプールに設けた供給側排出口とスリーブに設けた供給ポートとの関係を示す断面説明図である。
図３Ｂは、供給ポートの開口部の形状を示す説明図である。
図４Ａ及び４Ｂは、クリアランスによるリーク量の変化の測定結果を示すグラフである。
図５は、スプールを摺動自在に設けた場合の方向制御弁の断面説明図である。
図６は、高圧，低圧切換え用のスプールを備えた方向制御弁の実施の形態を示す説明図である。
図７は、図６に示した方向制御弁の１部を変更した実施の形態を示す断面説明図である。
図８は、図６に示した方向制御弁の１部を変更した実施の形態を示す断面説明図である。
図９は、図６に示した方向制御弁の１部を変更した実施の形態を示す断面説明図である。
図１０は、図６に示した方向制御弁を図１に示した方向制御弁に適用した場合の実施の形態を示す断面説明図である。
Claims (24)
- バルブハウジング（３）内に嵌入固定したスリーブ（５）に、圧力源（７）に接続するＰポート（９）、アクチュエータ（１１）へ作動流体を供給する少なくとも２つの供給ポート（１３Ａ，１３Ｂ）、上記アクチュエータ（１１）からの作動流体を排出する少なくとも２つの排出ポート（１５Ａ，１５Ｂ）、及び作動流体を外部に流出するＴポート（１７）を設け、前記スリーブ（５）内に回動自在又は摺動自在に嵌入して設けたスプール（４１）に、第１中空室（４３）及び第２中空室（４５）を区画して設け、前記Ｐポート（９）と前記第１中空室（４３）とを常に接続する供給側流入口（５１）及び上記第１中空室（４３）と前記各供給ポートとの接続状態を切換え自在の供給側流出口（５３）を前記スプール（４１）に設けると共に、前記第２中空室（４５）と前記各排出ポートとの接続状態を切換え自在の排出側流入口（５５）及び上記第２中空室（４５）と前記Ｔポートとを常に接続する排出側流出口（５７）を前記スプール（４１）に設け、かつ前記一方の供給ポートと前記供給側流出口（５３）とが接続したときに前記一方の排出ポートと前記排出側流入口（５５）とが接続し、前記他方の前記供給ポートと前記供給側流出口（５３）とが接続したときに前記他方の排出ポートと前記排出側流入口（５５）とが接続する構成となし、前記供給側流入口（５１）は前記スプールの周方向に等間隔に配置して設けてあり、かつ前記スリーブに形成した前記各ポートは当該スリーブの周方向にそれぞれ等間隔に配置して設けたことを特徴とする方向制御弁（１）。
- 特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁（１）において、前記バルブハウジング（３）に形成した複数の流体孔と前記スリーブに形成した前記各ポートとを接続するための流体通路（６１）を前記スリーブ（５）の外周面に形成したことを特徴とする方向制御弁（１）。
- 特許請求の範囲第２項に記載の方向制御弁（１）において、前記流体通路（６１）は、前記流体孔から離れた部分の断面積よりも前記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことを特徴とする方向制御弁（１）。
- 特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁（１）において、前記スプール（４１）の前記供給側流入口（５１）は前記スプール（４１）の一端側に設けてあり、前記スプール（４１）の他端側の周囲に、当該スプール（４１）の軸心に向う方向に圧力を作用する作動流体を貯留するためのチャンバー（３３）を備えたことを特徴とする方向制御弁（１）。
- 特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁（１）において、前記スプール（４１）に設けた前記供給側流出口（５３）および前記排出側流入口（５５）の少なくとも一方は両側に平行部を有する形状の穴であり、前記スリーブ（５）に設けた前記供給ポート（１３Ａ，１３Ｂ）又は前記排出ポート（１５Ａ，１５Ｂ）は曲縁を有する穴であることを特徴とする方向制御弁（１）。
- 特許請求の範囲第５項に記載の方向制御弁（１）において、前記供給ポート（１３Ａ，１３Ｂ）及び前記排出ポート（１５Ａ，１５Ｂ）の少なくとも一方は、前記スプール（４１）の軸心に対し直交する直線に平行で、この直線から前記スプール（４１）の径方向に偏倚した直線を中心とした穴であることを特徴とする方向制御弁（１）。
- 特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁（１）において、前記スプール（４１）の外周面と前記スリーブ（５）内周面との間のクリアランスが、８μｍ〜３０μｍであることを特徴とする方向制御弁（１）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を回動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を回転自在に設け、上記第１スプール（９１）の回動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の回動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の回動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１）において、前記第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を回動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を回転自在に設け、上記第１スプール（９１）の回動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の回動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の回動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１）において、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を回動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を回転自在に設け、上記第１スプール（９１）の回動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の回動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の回動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１）において、前記第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を回動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を摺動自在に設け、前記第１スプール（９１）の回動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の摺動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の摺動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ａ）において、前記第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ａ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を回動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を摺動自在に設け、前記第１スプール（９１）の回動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の摺動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の摺動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ａ）において、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ａ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を回動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を摺動自在に設け、前記第１スプール（９１）の回動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の摺動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の摺動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ａ）において、第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ａ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を摺動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を回動自在に設け、前記第１スプール（９１）の摺動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の回動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の回動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ｂ）において、前記第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ｂ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を摺動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を回動自在に設け、前記第１スプール（９１）の摺動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の回動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の回動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ｂ）において、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給口（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ｂ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を摺動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を回動自在に設け、前記第１スプール（９１）の摺動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の回動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の回動により上記第２中空室（９５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ｂ）において、第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ｂ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８７）を備えた第１スプール（９１）を摺動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を摺動自在に設け、前記第１スプール（９１）の摺動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の摺動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の摺動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ｃ）において、前記第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ｃ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を摺動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を摺動自在に設け、前記第１スプール（９１）の摺動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の摺動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の摺動により上記第２中空室（８５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ｃ）において、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給口（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ｃ）。
- バルブハウジング（８５）内に嵌入固定したスリーブ（８７）内に、中空室（８９）を備えた第１スプール（９１）を摺動自在に設けると共に第１中空室（９３）と第２中空室（９５）とを軸方向に区画して備えた第２スプール（９７）を摺動自在に設け、前記第１スプール（９１）の摺動により当該第１スプール（９１）に設けた流入口（１４１：１４３）と選択的に接続自在の高圧用ポート（１３７）と低圧用ポート（１３９）とを前記スリーブ（８７）に設けると共に、前記第１スプール（９１）に設けた流出口（１４５）と常に接続状態にある流出孔を前記スリーブ（８７）に設け、上記流出孔と接続した流入孔と常に接続状態にある流入口を前記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設け、上記第２スプール（９７）の摺動により上記第２スプール（９７）の第１中空室（９３）に連通して設けた流出口と選択的に接続自在の第１，第２の供給孔を前記スリーブ（８７）に設け、前記スリーブ（８７）に設けたドレンポート（１５１）と常に接続状態にある排出口を前記第２スプール（９７）の第２中空室（９５）に連通して設け、前記第２スプール（９７）の摺動により上記第２中空室（９５）に連通して第２スプール（９７）に設けた流入口と接続自在の第１，第２のアクチュエータ接続孔を前記スリーブ（８７）に設けた方向制御弁（８１Ｃ）において、第１スプール（９１）に設けた前記流入口（１４１：１４３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記高圧用ポート（１３７）及び前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流入口（１４１：１４３），複数の前記高圧用ポート（１３７）及び複数の前記低圧用ポート（１３９）はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあり、前記第２スプール（９７）の前記第１中空室（９３）に連通して設けた前記流出口（１６１）及び当該流出口と選択的に接続自在の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ）及び前記第２中空室（９５）に連通して設けた前記流入口（１６３）及び当該流入口と選択的に接続自在の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ複数設けてあり、かつ複数の前記流出口（１６１），複数の前記第１，第２の供給孔（１４７Ａ，１４７Ｂ），複数の前記流入口（１６３）及び複数の前記第１，第２のアクチュエータ接続孔はそれぞれ周方向に等間隔に配置してあることを特徴とする方向制御弁（８１Ｃ）。
- 特許請求の範囲第８項乃至第１９項のいずれかに記載の方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）において、前記第１スプール（９１）を作動するための第１のアクチュエータ（１０３：１０３Ａ）の出力軸と前記第１スプール（９１）とを直結して設けると共に、前記第２スプール（９７）を作動するための第２のアクチュエータ（１１１Ａ）の出力軸と前記第２スプール８９７）とを直結した構成であることを特徴とする方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）。
- 特許請求の範囲第８項乃至第１９項のいずれか１つに記載の方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）において、前記バルブハウジング（８５）に形成した複数の流体孔（１１３，１１５，１１７Ａ，１１７Ｂ，１１９Ａ，１１９Ｂ）と前記スリーブ（８７）に形成した前記各ポート（１３７，１３９）とを接続するための流体通路（１２３，１２５，１２７，１２９，１３１，１３３，１３５）を前記スリーブ（８７）の外周面に形成したことを特徴とする方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）。
- 特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）において、前記流体通路（１２３，１２５，１２７，１２９，１３１，１３３，１３５）は、前記流体孔（１１３，１１５，１１７Ａ，１１７Ｂ，１１９Ａ，１１９Ｂ）から離れた部分の断面積よりも前記流体孔との接続部付近の断面積を大きく形成したことを特徴とする方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）。
- 特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）において、前記スプールに設けた前記流出口および前記流入口の少なくとも一方は両側に平行部を有する形状の穴であり、前記スリーブに設けた前記供給ポート又は前記排出ポートは曲縁を有する穴であることを特徴とする方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）。
- 特許請求の範囲第２１項に記載の方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）において、前記スプール（９１：９７）の外周面と前記スリーブ（８７）内周面との間のクリアランスが、８μｍ〜３０μｍであることを特徴とする方向制御弁（８１：８１Ａ：８１Ｂ：８１Ｃ）。
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