JP2023101191A - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない電磁比例弁で独立メータリング制御が可能な流体制御装置を提供する。【解決手段】ハウジング２の特定スプール穴２０Ａには、互いに軸方向に離間する第１スプール４および第２スプール５を含む離間型スプール３Ａが挿入されている。第１スプール４は第１給排通路１４をポンプ通路１１とタンク通路１６のどちらか一方と連通させ、第２スプール５は第２給排通路１５をポンプ通路１１とタンク通路１６の他方と連通させる。ハウジング２は、第１スプール４における第２スプールと反対側の端面４ａが面する第１パイロット室７Ａと、第２スプール５における第１スプール４と反対側の端面５ａが面する第２パイロット室７Ｂを含む。特定スプール穴２０Ａにおける第１スプール４と第２スプール５の間の部分が第３パイロット室７Ｃを構成し、ハウジング２は、第３パイロット室７Ｃと連通するパイロット通路６ｃを含む。【選択図】図２

Description

本開示は、液圧ポンプから複数の液圧アクチュエータへ供給される流体を制御するための流体制御装置に関する。

従来から、液圧ポンプから複数の液圧アクチュエータへ供給される流体を制御するための流体制御装置が知られている。例えば、流体制御装置は、流体の供給によって双方向に作動する複数の液圧アクチュエータ用の複数のスプールと、前記スプールがそれぞれ挿入された複数のスプール穴を有するハウジングを含む。

ハウジングは、スプール穴に加えて、ポンプ通路およびタンク通路を有するとともに、スプールのそれぞれに対する第１給排通路および第２給排通路を有する。各スプールが中立位置に位置するときは第１給排通路および第２給排通路がポンプ通路およびタンク通路から遮断され、各スプールが中立位置から移動すると、第１給排通路と第２給排通路の一方がポンプ通路と連通し、他方がタンク通路と連通する。

特開平１１－２４１７０２号公報

流体の供給によって双方向に作動する液圧アクチュエータに対しては、どちらの方向に作動するときでも、メータイン側またはメータアウト側で独立メータリング制御を行いたいという要望がある。例えば、特許文献１には、これを実現するための独立メータリング弁が開示されている。

より詳しくは、図８に示すように、特許文献１に開示された独立メータリング弁１００は、ポンプポート１０１と、一対の給排ポート１０２，１０３と、タンクポート１０４を有する。さらに、独立メータリング弁１００は、ポンプポート１０１と給排ポート１０２の間を開閉する第１スプール１３０と、給排ポート１０２とタンクポート１０４の間を開閉する第２スプール１４０と、ポンプポート１０１と給排ポート１０３の間を開閉する第３スプール１５０と、給排ポート１０３とタンクポート１０４の間を開閉する第４スプール１６０を含む。

特許文献１には、第１～第４スプール１３０～１６０について「電気油圧式変位制御」と記載されている。これは、電気信号がパイロット圧に変換され、そのパイロット圧によってスプールが変位することを意味すると推測される。このような構成では、一般的に電磁比例弁が用いられる。すなわち、独立メータリング弁１００には４つの電磁比例弁が必要である。なお、電磁比例弁は独立メータリング弁１００に組み込まれてもよいし、独立メータリング弁１００と配管により接続されてもよい。

特許文献１の独立メータリング弁１００では４つのスプールが用いられているので、スプールの数を低減することが望まれる。この点、第１スプール１３０と第２スプール１４０とを一体化し、第３スプール１５０と第４スプール１６０とを一体化することが考えられる。このような構成でも、独立メータリング制御は可能である。しかし、必要な電磁比例弁の数は４つのままである。

そこで、本開示は、少ない電磁比例弁で独立メータリング制御が可能な流体制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、流体の供給によって双方向に作動する複数の液圧アクチュエータ用の複数のスプールと、前記複数のスプールがそれぞれ挿入された複数のスプール穴、ポンプ通路、タンク通路、前記複数のスプールのそれぞれに対する第１給排通路および第２給排通路を含むハウジングと、を備え、前記複数のスプールのうちの少なくとも１つは、互いに軸方向に離間する第１スプールおよび第２スプールを含む離間型スプールであり、前記複数のスプール穴は、前記離間型スプールが挿入された特定スプール穴を含み、前記第１スプールは、前記第１給排通路を前記ポンプ通路および前記タンク通路の双方から遮断するか前記ポンプ通路と前記タンク通路のどちらか一方と連通させ、前記第２スプールは、前記第２給排通路を前記ポンプ通路および前記タンク通路の双方から遮断するか前記ポンプ通路と前記タンク通路の他方と連通させ、前記ハウジングは、前記第１スプールにおける前記第２スプールと反対側の端面が面する第１パイロット室と、前記第２スプールにおける前記第１スプールと反対側の端面が面する第２パイロット室を含み、前記特定スプール穴における前記第１スプールと前記第２スプールの間の部分が第３パイロット室を構成し、前記ハウジングは、前記第３パイロット室と連通するパイロット通路を含む、流体制御装置を提供する。

本開示によれば、少ない電磁比例弁で独立メータリング制御が可能な流体制御装置が提供される。

一実施形態に係る流体制御装置の側面図である。 図１のII－II線に沿った断面図である。 図２のIII－III線に沿った断面図である。 図１のIV－IV線に沿った断面図である。 前記流体制御装置を含む液圧回路図である。 変形例の流体制御装置の断面図である。 別の変形例の流体制御装置の断面図である。 従来の流体制御装置を含む液圧回路図である。

図１～４に、一実施形態に係る流体制御装置１を示し、図５に流体制御装置１を含む液圧回路図を示す。この流体制御装置１は、液圧ポンプ１０ａから複数の液圧アクチュエータへ供給される流体を制御するためのものであり、液圧回路において液圧ポンプ１０ａと複数の液圧アクチュエータとの間に配置される。液圧回路に流れる流体は、典型的には油であるが、油以外の液体であってもよい。

本実施形態では、全ての液圧アクチュエータが、流体の供給によって双方向に作動する液圧アクチュエータ１０ｄである。図５では、液圧アクチュエータ１０ｄが複動シリンダであるが、液圧アクチュエータ１０ｄのいくつかまたは全てが液圧モータであってもよい。ただし、液圧アクチュエータは、流体の供給によって一方向に作動する液圧アクチュエータ（例えば、単動シリンダ）を含んでもよい。

本実施形態では、液圧アクチュエータ１０ｄの数が５つである。なお、図面の簡略化の観点から、図５では２つの液圧アクチュエータ１０ｄのみ図示する。ただし、液圧アクチュエータ１０ｄの数はこれに限られるものではなく、適宜変更可能である。

流体制御装置１は、複数の液圧アクチュエータ１０ｄ用の複数のスプール３と、これらのスプール３を摺動可能に保持するハウジング２を含む。液圧アクチュエータが流体の供給によって一方向に作動する液圧アクチュエータを含む場合、流体制御装置１は、スプール３に加えて、流体の供給によって一方向に作動する液圧アクチュエータ用のスプールを含んでもよい。本実施形態では、スプール３の数が液圧アクチュエータ１０ｄの数と同じであるが、２つの液圧ポンプ１０ａが用いられる場合、それらの液圧ポンプ１０ａから吐出される流体が合流して液圧アクチュエータ１０ｄへ供給されるように、１つの液圧アクチュエータ１０ｄに対して２つのスプール３が用いられてもよい。

スプール３は、互いに平行であり、特定方向に並んでいる。本実施形態では、全てのスプール３の中心線が前記特定方向と平行な同一平面上に位置するように、スプール３が一列で並んでいる。ただし、全てのスプール３の中心線が前記特定方向と平行な同一平面上に位置する必要はなく、いくつかのスプール３の中心線はその平面から離れた位置に位置してもよい。また、スプール３は二列で並んでもよい。

ハウジング２は、スプール３がそれぞれ挿入された複数のスプール穴２０を含む。すなわち、スプール穴２０も前記特定方向に並んでいる。また、ハウジング２は、前記特定方向に延びるポンプ通路１１と、タンク通路１６を含む。図５に示すように、ポンプ通路１１はハウジング２の表面上でポンプポート１ａを形成し、このポンプポート１ａがポンプ配管により液圧ポンプ１０ａと接続される。タンク通路１６はハウジング２の表面上でタンクポート１ｂを形成し、このタンクポートがタンク配管によりタンク１０ｂと接続される。

図２，４に示すように、本実施形態では、タンク通路１６が、ハウジング２内で前記特定方向に延びる２つの分岐路１６ａ，１６ｂに分岐する。ポンプ通路１１はスプール３の中央近くを通過し、タンク通路１６の分岐路１６ａ，１６ｂはスプール３の両端近くを通過する。ただし、ポンプ通路１１およびタンク通路１６の構成は適宜変更可能である。

さらに、ハウジング２は、スプール３のそれぞれに対して、第１給排通路１４および第２給排通路１５を含む。つまり、第１給排通路１４および第２給排通路１５のセットの数は、流体の供給によって双方向に作動する複数の液圧アクチュエータ１０ｄ用のスプール３の数と同じである。第１給排通路１４および第２給排通路１５はハウジング２の表面上で一対の給排ポート１ｄを形成し、これらの給排ポート１ｄが一対の給排配管により液圧アクチュエータ１０ｄと接続される。

本実施形態では、２つのスプール３が図２に示す離間型スプール３Ａであり、３つのスプール３が図４に示す一体型スプール３Ｂである。一体型スプール３Ｂと離間型スプール３Ａは交互に配置されている。すなわち、離間型スプール３Ａの間に一体型スプール３Ｂが位置する。

ただし、一体型スプール３Ｂと離間型スプール３Ａの配置はこれに限られるものではなく、例えば離間型スプール３Ａが互いに隣り合ってもよい。また、スプール３が少なくとも１つの離間型スプール３Ａを含む限り、一体型スプール３Ｂと離間型スプール３Ａの数の比率は適宜変更可能である。例えば、全てのスプール３が離間型スプール３Ａであってもよい。

ハウジング２は、各離間型スプール３Ａに対して、第１パイロット室７Ａ、第２パイロット室７Ｂおよび第３パイロット室７Ｃを含むとともに、各一体型スプール３Ｂに対して、第１パイロット室７Ｄおよび第２パイロット室７Ｅを含む。

本実施形態では、ハウジング２が、前記特定方向に延びる直方体状のハウジング本体２Ａと、ハウジング本体２Ａの一辺に沿って前記特定方向に延びるブロック２Ｂを含む。また、ハウジング２は、離間型スプール３Ａと同数の第１カバー２Ｃおよび第２カバー２Ｄと、一体型スプール３Ｂと同数の第１カバー２Ｅおよび第２カバー２Ｆを含む。ただし、ハウジング２の構成はこれに限られるものではなく、適宜変更可能である。例えば、第１カバー２Ｃの一部と第１カバー２Ｅが一体となって前記特定方向に延びるブロックを構成してもよい。

ハウジング本体２Ａは、スプール３の軸方向と直交する第１側面２Ａａおよび第２側面２Ａｂと、前記特定方向およびスプール３の軸方向と平行な第３側面２Ａｃおよび第４側面２Ａｄを有する。ブロック２Ｂは第４側面２Ａｄに取り付けられており、第１カバー２Ｃ，２Ｅは第１側面２Ａａに取り付けられており、第２カバー２Ｄ，２Ｆは第２側面２Ａｂに取り付けられている。

本実施形態では、上述したポンプ通路１１がスプール穴２０と第３側面２Ａｃとの間に形成されており、上述したタンク通路１６がスプール穴２０と第４側面２Ａｄとの間に形成されている。なお、ポンプ通路１１は、ハウジング２内で前記特定方向に延びる２つの分岐路に分岐してもよい。この場合、一方の分岐路がスプール穴２０と第３側面２Ａｃとの間に位置し、他方の分岐路がスプール穴２０と第４側面２Ａｄとの間に位置してもよい。

また、本実施形態では、離間型スプール３Ａ用の第１給排通路１４および第２給排通路１５ならびに一体型スプール３Ｂ用の第１給排通路１４および第２給排通路１５がスプール穴２０と第３側面２Ａｃとの間に形成されている。ただし、一体型スプール３Ｂ用の第１給排通路１４および第２給排通路１５はスプール穴２０と第４側面２Ａｄとの間に形成されてもよい。

スプール穴２０のうち離間型スプール３Ａが挿入されたスプール穴２０は特定スプール穴２０Ａであり、一体型スプール３Ｂが挿入されたスプール穴２０はノーマルスプール穴２０Ｂである。

次に、図４を参照して一体型スプール３Ｂおよびノーマルスプール穴２０Ｂの周囲の構造を詳細に説明する。

第１カバー２Ｅは容器状の形状を有し、第１カバー２Ｅの開口がハウジング本体２Ａの第１側面２Ａａで閉塞されることで第１パイロット室７Ｄが形成されている。同様に、第２カバー２Ｆは容器状の形状を有し、第２カバー２Ｆの開口がハウジング本体２Ａの第２側面２Ａｂで閉塞されることで第２パイロット室７Ｅが形成されている。

ノーマルスプール穴２０Ｂは、第１パイロット室７Ｄと第２パイロット室７Ｅとに跨るようにハウジング本体２Ａに形成された貫通穴である。一体型スプール３Ｂは、第１給排通路１４と第２給排通路１５とに跨って延びており、第１パイロット室７Ｄに面する端面３ａと第２パイロット室７Ｅに面する端面３ｂを有する。

一体型スプール３Ｂは、第１給排通路１４および第２給排通路１５をポンプ通路１１およびタンク通路１６の双方から遮断する中立位置と、第１給排通路１４をポンプ通路１１と連通させるとともに第２給排通路１５をタンク通路１６と連通させる第１位置（図５の右側位置）と、第１給排通路１４をタンク通路１６と連通させるとともに第２給排通路１５をポンプ通路１１と連通させる第２位置（図５の左側位置）との間で移動する。

より詳しくは、ハウジング本体２Ａには、ノーマルスプール穴２０Ｂから径方向外向きに窪む第１流入用環状溝２ａ、第２流入用環状溝２ｂ、第１中間環状溝２ｃ、第２中間環状溝２ｄ、第１流出用環状溝２ｅおよび第２流出用環状溝２ｆが形成されている。第１流入用環状溝２ａ、第１中間環状溝２ｃおよび第１流出用環状溝２ｅは、ノーマルスプール穴２０Ｂの中央から第１カバー２Ｅに向かってこの順に並んでおり、第２流入用環状溝２ｂ、第２中間環状溝２ｄおよび第２流出用環状溝２ｆは、ノーマルスプール穴２０Ｂの中央から第２カバー２Ｆに向かってこの順に並んでいる。

また、ハウジング本体２Ａには、ノーマルスプール穴２０Ｂと共にポンプ通路１１を取り囲むブリッジ通路１９と、ブリッジ通路１９とポンプ通路１１とを連通する連通穴１８が形成されている。連通穴１８は、ポンプ通路１１からノーマルスプール穴２０Ｂと反対向きに延びていてブリッジ通路１９の中央につながっている。

ブリッジ通路１９の両端は、第１流入用環状溝２ａおよび第２流入用環状溝２ｂにつながっている。つまり、ブリッジ通路１９は、第１流入用環状溝２１および第２流入用環状溝２２を介してノーマルスプール穴２０Ｂと接続されている。

ハウジング本体２Ａには、ブリッジ通路１９に対する連通穴１８の開口を開閉するロードチェック弁８Ｃが設けられている。ロードチェック弁８Ｃは、ポンプ通路１１からブリッジ通路１９へ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する。

具体的に、ロードチェック弁８Ｃは、ハウジング本体２Ａに固定された本体８３と、本体８３に摺動可能に保持された弁体８１と、本体８３と弁体８１との間に配置されたスプリング８２を含む。なお、ロードチェック弁８Ｃの構造は公知であるため、それ以上の詳細な説明は省略する。

一体型スプール３Ｂ用の第１給排通路１４および第２給排通路１５はそれぞれ第１中間環状溝２ｃおよび第２中間環状溝２ｄに接続され、タンク通路１６の分岐路１６ａ，１６ｂはそれぞれ第１流出用環状溝２ｅおよび第２流出用環状溝２ｆに接続されている。

一体型スプール３Ｂは、複数のランド部３１ａ～３１ｆと、これらのランド部３１ａ～３１ｆの間に介在する複数の小径部３２ａ～３２ｅを含む。一体型スプール３Ｂが中立位置から第１カバー２Ｅに向かって移動した位置が第１位置であり、中立位置から第２カバー２Ｆに向かって移動した位置が第２位置である。

第２パイロット室７Ｅ内には、一体型スプール３Ｂに当該一体型スプール３Ｂを中立位置に維持するための付勢力を与えるスプリング７６が配置されている。スプリング７６は、一体型スプール３Ｂを、スプリング座を介して第１カバー２Ｅに向かって直接的に付勢する。一方、一体型スプール３Ｂの端面３ｂには頭部付ロッド７５が取り付けられており、スプリング７６は、一体型スプール３Ｂを、スプリング座および頭部付ロッド７５を介して第２カバー２Ｆに向かって付勢する。

本実施形態では、第１カバー２Ｅに第１パイロット室７Ｄ用の第１電磁比例弁６４が取り付けられ、ブロック２Ｂに第２パイロット室７Ｅ用の第２電磁比例弁６５（図１参照）が取り付けられている。図５に示すように、第１電磁比例弁６４は第１パイロット通路６ｄを通じて第１パイロット室７Ｄへ二次圧を出力し、第２電磁比例弁６５は第２パイロット通路６ｅを通じて第２パイロット室７Ｅへ二次圧を出力する。なお、図面の簡略化の観点から、図４では第２パイロット通路６ｅの図示は省略する。

次に、図２および図３を参照して離間型スプール３Ａおよび特定スプール穴２０Ａの周囲の構造を詳細に説明する。

第１カバー２Ｃは容器状の形状を有し、第１カバー２Ｃの開口がハウジング本体２Ａの第１側面２Ａａで閉塞されることで第１パイロット室７Ａが形成されている。同様に、第２カバー２Ｄは容器状の形状を有し、第２カバー２Ｄの開口がハウジング本体２Ａの第２側面２Ａｂで閉塞されることで第２パイロット室７Ｂが形成されている。本実施形態では、第１カバー２Ｃが筒状部と蓋部とに分割されているが、第１カバー２Ｃの構成はこれに限られるものではない。

特定スプール穴２０Ａは、第１パイロット室７Ａと第２パイロット室７Ｂとに跨るようにハウジング本体２Ａに形成された貫通穴である。離間型スプール３Ａは、特定スプール穴２０Ａ内で互いに軸方向に離間する第１スプール４および第２スプール５を含む。特定スプール穴２０Ａにおける第１スプール４と第２スプール５の間の部分が上述した第３パイロット室７Ｃを構成する。

つまり、第１スプール４における第２スプール５と反対側の端面４ａが第１パイロット室７Ａに面し、第２スプール５側の端面４ｂが第３パイロット室７Ｃに面する。同様に、第２スプール５における第１スプール４と反対側の端面５ａが第２パイロット室７Ｂに面し、第１スプール４側の端面５ｂが第３パイロット室７Ｃに面する。

第１スプール４は、第１給排通路１４をポンプ通路１１およびタンク通路１６の双方から遮断する中立位置と、第１給排通路１４をタンク通路１６から遮断しつつポンプ通路１１と連通させる第１位置（図５の左側位置）と、第１給排通路１４をポンプ通路１１から遮断しつつタンク通路１６と連通させる第２位置（図５の右側位置）との間で移動する。

第２スプール５は、第２給排通路１５をポンプ通路１１およびタンク通路１６の双方から遮断する中立位置と、第２給排通路１５をポンプ通路１１から遮断しつつタンク通路１６と連通させる第１位置（図５の右側位置）と、第２給排通路１５をタンク通路１６から遮断しつつポンプ通路１１と連通させる第２位置（図５の左側位置）との間で移動する。

すなわち、第１スプール４および第２スプール５が共に第１位置または第２位置に位置するとき、第１スプール４が第１給排通路１４をタンク通路１６とポンプ通路１１のどちらか一方と連通させ、第２スプール５が第２給排通路１５をタンク通路１６とポンプ通路１１の他方と連通させる。

より詳しくは、ハウジング本体２Ａには、第１スプール４と重なり合う領域に、特定スプール穴２０Ａから径方向外向きに窪む第１流入用環状溝２１、第１中間環状溝２３および第１流出用環状溝２５が形成されている。第１流入用環状溝２１、第１中間環状溝２３および第１流出用環状溝２５は、特定スプール穴２０Ａの中央から第１カバー２Ｃに向かってこの順に並んでいる。

また、ハウジング本体２Ａには、第２スプール５と重なり合う領域に、特定スプール穴２０Ａから径方向外向きに窪む第２流入用環状溝２２、第２中間環状溝２４および第２流出用環状溝２６が形成されている。第２流入用環状溝２２、第２中間環状溝２４および第２流出用環状溝２６は、特定スプール穴２０Ａの中央から第２カバー２Ｄに向かってこの順に並んでいる。

さらに、ハウジング本体２Ａには、特定スプール穴２０Ａと共にポンプ通路１１を取り囲むブリッジ通路１３と、ブリッジ通路１３とポンプ通路１１とを連通する連通穴１２が形成されている。連通穴１２は、ポンプ通路１１から特定スプール穴２０Ａと反対向きに延びていてブリッジ通路１３の中央につながっている。

ブリッジ通路１３の両端は、第１流入用環状溝２１および第２流入用環状溝２２につながっている。つまり、ブリッジ通路１３は、第３パイロット室７Ｃの両側で第１流入用環状溝２１および第２流入用環状溝２２を介して特定スプール穴２０Ａと接続されている。

ハウジング本体２Ａには、ブリッジ通路１３に対する連通穴１２の開口を開閉するロードチェック弁８Ａが設けられている。ロードチェック弁８Ａは、ポンプ通路１１からブリッジ通路１３へ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する。なお、ロードチェック弁８Ａの構造は上述したロードチェック弁８Ｃの構造と同じである。

離間型スプール３Ａ用の第１給排通路１４および第２給排通路１５はそれぞれ第１中間環状溝２３および第２中間環状溝２４に接続され、タンク通路１６の分岐路１６ａ，１６ｂはそれぞれ第１流出用環状溝２５および第２流出用環状溝２６に接続されている。

第１スプール４は、端面４ｂを構成するとともに第１流入用環状溝２１を開閉する第１ランド部４５と、第１中間環状溝２３と第１流出用環状溝２５の間に位置する第２ランド部４３と、第１流出用環状溝２５よりも特定スプール穴２０Ａの外側に位置する、端面４ａを構成する第３ランド部４１を含む。さらに、第１スプール４は、第１ランド部４５と第２ランド部４３とを連結する第１小径部４４と、第２ランド部４３と第３ランド部４１とを連結する第２小径部４２を含む。図２に示すように、第１ランド部４５が第１流入用環状溝２１を閉じる状態が中立位置である。

第１スプール４が中立位置から第２スプール５に向かって移動すると、第１ランド部４５が第１流入用環状溝２１を開き、第１流入用環状溝２１が第１中間環状溝２３と連通する。これが第１位置である。逆に、第１スプール４が中立位置から第２スプール５と反対向きに移動すると、第１中間環状溝２３が第１流出用環状溝２５と連通する。これが第２位置である。

第２スプール５は、第２流入用環状溝２２よりも特定スプール穴２０Ａの中央側に位置する、端面５ｂを構成する第１ランド部５５と、第２中間環状溝２４を開閉する第２ランド部５３と、第２流出用環状溝２６よりも特定スプール穴２０Ａの外側に位置する、端面５ａを構成する第３ランド部５１を含む。さらに、第２スプール５は、第１ランド部５５と第２ランド部５３とを連結する第１小径部５４と、第２ランド部５３と第３ランド部５１とを連結する第２小径部５２を含む。図２に示すように、第２ランド部５３が第２中間環状溝２４を閉じる状態が中立位置である。

第２スプール５が中立位置から第１スプール４に向かって移動すると、第２ランド部５３が第２中間環状溝２４を開き、第２中間環状溝２４が第２流出用環状溝２６と連通する。これが第１位置である。逆に、第２スプール５が中立位置から第１スプール４と反対向きに移動すると、第２ランド部５３が第２中間環状溝２４を開き、第２中間環状溝２４が第２流入用環状溝２２と連通する。これが第２位置である。

なお、図１に示す第１スプール４および第２スプール５の形状は単なる一例であり、それらの形状は適宜変更可能である。例えば、第１スプール４の形状と第２スプール５の形状が入れ替わってもよい。

第１パイロット室７Ａ内には、第１スプール４に当該第１スプール４を中立位置に維持するための付勢力を与える第１スプリング７２が配置されている。第１スプリング７２は、第１スプール４を、スプリング座を介して第２スプール５に向かって直接的に付勢する。一方、第１スプール４の端面４ａには頭部付ロッド７１が取り付けられており、第１スプリング７２は、第１スプール４を、スプリング座および頭部付ロッド７１を介して第２スプール５と反対向きに付勢する。

同様に、第２パイロット室７Ｂ内には、第２スプール５に当該第２スプール５を中立位置に維持するための付勢力を与える第２スプリング７４が配置されている。第２スプリング７４は、第２スプール５を、スプリング座を介して第１スプール４に向かって直接的に付勢する。一方、第２スプール５の端面５ａには頭部付ロッド７３が取り付けられており、第２スプリング７４は、第２スプール５を、スプリング座および頭部付ロッド７３を介して第１スプール４と反対向きに付勢する。

第１スプリング７２と第２スプリング７４は互いに同じ構成を有する。すなわち、第１スプリング７２が第１スプール４に与える付勢力と、第２スプリング７４が第２スプール５に与える付勢力は等しい。

ハウジング２は、図５に示すように、第１パイロット室７Ａと連通する第１パイロット通路６ａと、第２パイロット室７Ｂと連通する第２パイロット通路６ｂと、第３パイロット室７Ｃと連通する第３パイロット通路６ｃを含む。なお、図面の簡略化の観点から、図２では第１パイロット通路６ａおよび第２パイロット通路６ｂの図示は省略する。

本実施形態では、第１カバー２Ｃに、第１パイロット通路６ａを通じて第１パイロット室７Ａへ二次圧を出力する第１電磁比例弁６１が取り付けられている。また、ブロック２Ｂには、第２パイロット通路６ｂを通じて第２パイロット室７Ｂへ二次圧を出力する第２電磁比例弁６２（図１参照）と、第３パイロット通路６ｃを通じて第３パイロット室７Ｃへ二次圧を出力する第３電磁比例弁６３が取り付けられている。換言すれば、第３電磁比例弁６３は、特定スプール穴２０Ａに対してロードチェック弁８Ａとは反対側の位置でハウジング２に取り付けられている。

図５に示すように、ハウジング２は、離間型スプール３Ａ用の第１電磁比例弁６１、第２電磁比例弁６２および第３電磁比例弁６３、ならびに上述した一体型スプール３Ｂ用の第１電磁比例弁６４および第２電磁比例弁６５と接続された一次圧通路６０を含む。一次圧通路６０はハウジング２の表面上で一次圧ポート１ｃを形成し、この一次圧ポート１ｃが一次圧配管により副ポンプ１０ｃと接続される。また、ハウジング２は、電磁比例弁６１～６５を上述したタンク通路１６と接続するタンク通路６６を含む。

本実施形態では、図１に示すように、第３電磁比例弁６３が、スプール３が並ぶ前記特定方向と直交する面Ｐであって特定スプール穴２０Ａの中心を通る面Ｐに対して前記特定方向に離れた位置にある。ただし、第３電磁比例弁６３は面Ｐ上に位置してもよい。

本実施形態では、前記特定方向および離間型スプール３Ａの軸方向と直交する方向（すなわち、図２の左右方向）において、第３パイロット通路６ｃがポンプ通路１１に対してロードチェック弁８Ａと反対側に位置する。ただし、図２の左右方向において、第３パイロット通路６０がポンプ通路１１に対してロードチェック弁８Ａと同じ側に位置してもよい。

より詳しくは、ハウジング本体２Ａには、第１スプール４と第２スプール５との間で特定スプール穴２０Ａから径方向外向きに窪む中央環状溝２７が形成されている。さらに、ハウジング本体２Ａには、図３に示すように、中央環状溝２７と連続する、特定スプール穴２０Ａから径方向外向きに尖るように窪む窪み２８が形成されている。第３パイロット通路６ｃは、この窪み２８に接続されている。中央環状溝２７および窪み２８は、上述した特定スプール穴２０Ａにおける第１スプール４と第２スプール５の間の部分と共に第３パイロット室７Ｃを構成する。

本実施形態では、窪み２８の窪み方向が、特定スプール穴２０Ａの中心から見て、ロードチェック弁８Ａと反対側であって上述した面Ｐに対して斜めの方向である。このため、第３パイロット室７Ｃに対する第３パイロット通路６ｃの開口は面Ｐから離れた位置にある。ただし、第３パイロット室７Ｃに対する第３パイロット通路６ｃの開口は面Ｐ上に位置してもよい。

本実施形態では、第３パイロット通路６ｃが、窪み２８から図２において下向きに延びた後に、図２において右向きに折れ曲がり、さらにその後に図２において上向きに折れ曲がっている。ただし、第３パイロット通路６ｃの形状は適宜変更可能である。

さらに、本実施形態では、ハウジング本体２Ａに、第２給排通路１５から特定スプール穴２０Ａ内へ流入する流体を第１給排通路１４へ導くための再生通路１７が形成されている。再生通路１７は、第１給排通路１４から特定スプール穴２０Ａ内へ流入する流体を第２給排通路１５へ導くための通路であってもよい。ただし、再生通路１７は省略可能である。なお、図面の簡略化の観点から、図５では再生通路１７およびこれに関連する構成の図示は省略する。

再生通路１７は、特定スプール穴２０Ａに対してロードチェック弁８Ａと反対側に位置する。再生通路１７は、第２中間環状溝２４から図２において右向きに延びた後に図２において下向きに折れ曲がり、さらにその後に図２において左向きに折れ曲がって第１中間環状溝２３につながっている。第３パイロット通路６ｃは、前記特定方向から見て再生通路１７と部分的に重なり合う。このため、特定スプール穴２０Ａに対してロードチェック弁８Ａと反対側に、再生通路１７と第３パイロット通路６ｃとを形成することができる。

ハウジング本体２Ａには、再生通路１７を通じた流体の流通を許可するか禁止するか、すなわち流体の再生を行うか否かを切り換えるスプール９も摺動可能に保持されている。また、ハウジング本体２Ａの第２側面２Ａｂにはカバー２Ｇが取り付けられており、このカバー２Ｇによって、スプール９を作動させるためのパイロット室７Ｆが形成されている。

さらに、ハウジング本体２Ａには、第２給排通路１５の圧力が第１給排通路１４の圧力よりも高いときにのみ再生通路１７を通じた流体の流通を許可する再生弁８Ｂが設けられている。再生弁８Ｂの構造は、ロードチェック弁８Ａ，８Ｃの構造と同じである。

以上説明したように、本実施形態の流体制御装置１では、第１スプール４および第２スプール５という２つのスプールを用いて、第１給排通路１４および第２給排通路１５と接続される液圧アクチュエータ１０ｄを双方向へ作動させることができる。また、第１スプール４と第２スプール５は互いに独立しているので、第１パイロット室７Ａと第３パイロット室７Ｃとの圧力差に応じて第１スプール４を移動させることができるとともに、第２パイロット室７Ｂと第３パイロット室７Ｃとの圧力差に応じて第２スプール５を移動させることができる。これにより、液圧アクチュエータ１０ｄがどちらの方向に作動するときでも、メータイン側またはメータアウト側で独立メータリング制御が可能である。さらに、パイロット室の数は３つであるので、必要な電磁比例弁の数を３つと少なくすることができる。すなわち、１つの液圧アクチュエータ１０ｄに対して３つの電磁比例弁を用いて独立メータリング制御が可能である。

例えば、第１給排通路１４から液圧アクチュエータ１０ｄへ流体が供給され、液圧アクチュエータ１０ｄから第２給排通路１５へ流体が排出される場合、第３電磁比例弁６３の二次圧をゼロとした状態、すなわち第３電磁比例弁６３を介して第３パイロット室７Ｃからタンクへ流体が排出可能な状態とした上で、第１電磁比例弁６１の二次圧と第２電磁比例弁６２の二次圧がゼロから上昇される。このとき、第１電磁比例弁６１の二次圧と第２電磁比例弁６２の二次圧が同じであれば、独立メータリング制御は行われない。しかし、第１電磁比例弁６１の二次圧が第２電磁比例弁６２の二次圧よりも低くければ、第１電磁比例弁６１によりメータイン制御を行うことができ、第２電磁比例弁６２の二次圧が第１電磁比例弁６１の二次圧よりも低ければ、第２電磁比例弁６２によりメータアウト制御を行うことができる。

一方、第２給排通路１５から液圧アクチュエータ１０ｄへ流体が供給され、液圧アクチュエータ１０ｄから第１給排通路１４へ流体が排出される場合、第１電磁比例弁６１の二次圧および第２電磁比例弁６２の二次圧をゼロとした状態、すなわち第１電磁比例弁６１を介して第１パイロット室７Ａからタンクへ流体が排出可能かつ第２電磁比例弁６２を介して第２パイロット室７Ｂからタンクへ流体が排出可能な状態で、第３電磁比例弁６３の二次圧をゼロから上昇させれば、独立メータリング制御は行われない。しかし、第１電磁比例弁６１の二次圧がゼロよりも大きければ、第１電磁比例弁６１によりメータアウト制御を行うことができ、第２電磁比例弁６２の二次圧がゼロよりも大きければ第２電磁比例弁６２によりメータイン制御を行うことができる。

また、本実施形態では、第３パイロット室７Ｃに対する第３パイロット通路６ｃの開口が、スプール３が並ぶ前記特定方向において特定スプール穴２０Ａの中心からオフセットしているので、特定スプール穴２０Ａの周囲の設計の自由度が向上する。

さらに、本実施形態では、第３パイロット通路６ｃが窪み２８に接続されているので、第３パイロット室７Ｃと第３パイロット通路６ｃの接続位置を任意の位置に設定することができる。特に、スプール３が並ぶ前記特定方向において第３パイロット通路６ｃの開口が特定スプール穴２０Ａの中心からオフセットしている場合には、窪み２８によって第３パイロット通路６ｃの開口を大きくオフセットさせることができる。

また、本実施形態では、第３パイロット通路６ｃがポンプ通路１１に対してロードチェック弁８Ａと反対側に位置するので、ハウジング２内に形成される通路が複雑化することを避けることができる。

さらに、本実施形態では、離間型スプール３Ａの間に一体型スプール３Ｂが位置している。離間型スプール３Ａが隣り合っている場合には、各離間型スプール３Ａに対しては３つのパイロット通路および３つの電磁比例弁が必要であるために、パイロット通路および電磁比例弁を密集して配置する必要がある。これに対し、本実施形態のように離間型スプール３Ａの間に一体型スプール３Ｂが位置すれば、そのようなパイロット通路および電磁比例弁の密集した配置を緩和することができる。

（変形例）
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、中央環状溝２７が省略され、窪み２８が特定スプール穴２０Ａから直接的に窪んでもよい。また、中央環状溝２７に加えて窪み２８も省略され、第３パイロット通路６ｃが特定スプール穴２０Ａに直接接続されてもよい。

また、第１スプール４は、図６に示すように、端面４ｂを構成するとともに第１流入用環状溝２１を開閉する第１ランド部４８と、端面４ａを構成するとともに第１流出用環状溝２５を開閉する第２ランド部４６と、第１ランド部４８と第２ランド部４６とを連結する小径部４７を含んでもよい。

また、前記実施形態では、流体の再生を行うか否かを切り換えるためのスプール９が採用されていたが、図６に示すように常に再生が行われるように構成することも可能である。

図６に示す例では、第２中間環状溝２４と第２流出用環状溝２６との間でハウジング本体２Ａに再生用環状溝２９が形成されている。また、第２スプール５の第２小径部５２には、再生用環状溝２９と第２流出用環状溝２６の間に位置するランド部５６が設けられている。再生通路１７の上流端は再生用環状溝２９に接続されている。第２スプール５が第１スプール４に向かって移動すると、第２中間環状溝２４が再生用環状溝２９と連通するとともに、第２中間環状溝２４が再生用環状溝２９を介して第２流出用環状溝２６と連通する。

さらに、図７に示すように、窪み２８の窪み方向が、特定スプール穴２０Ａの中心から見て、ロードチェック弁８Ａ側であって上述した面Ｐに対して斜めの方向であってもよい。

また、ロードチェック弁８Ａは無くてもよい。ロードチェック弁８Ａの有無に拘わらず、第３パイロット通路６ｃが前記特定方向および離間型スプール３Ａの軸方向と直交する方向（すなわち、図２または図５の左右方向）において特定スプール穴２０Ａの中心に対してブリッジ通路１３と反対側に位置すれば、前記実施形態と同様にハウジング２内に形成される通路が複雑化することを避けることができるという効果を得ることができる。

（まとめ）
本開示は、流体の供給によって双方向に作動する複数の液圧アクチュエータ用の複数のスプールと、前記複数のスプールがそれぞれ挿入された複数のスプール穴、ポンプ通路、タンク通路、前記複数のスプールのそれぞれに対する第１給排通路および第２給排通路を含むハウジングと、を備え、前記複数のスプールのうちの少なくとも１つは、互いに軸方向に離間する第１スプールおよび第２スプールを含む離間型スプールであり、前記複数のスプール穴は、前記離間型スプールが挿入された特定スプール穴を含み、前記第１スプールは、前記第１給排通路を前記ポンプ通路および前記タンク通路の双方から遮断するか前記ポンプ通路と前記タンク通路のどちらか一方と連通させ、前記第２スプールは、前記第２給排通路を前記ポンプ通路および前記タンク通路の双方から遮断するか前記ポンプ通路と前記タンク通路の他方と連通させ、前記ハウジングは、前記第１スプールにおける前記第２スプールと反対側の端面が面する第１パイロット室と、前記第２スプールにおける前記第１スプールと反対側の端面が面する第２パイロット室を含み、前記特定スプール穴における前記第１スプールと前記第２スプールの間の部分が第３パイロット室を構成し、前記ハウジングは、前記第３パイロット室と連通するパイロット通路を含む、流体制御装置を提供する。

上記の構成によれば、第１スプールおよび第２スプールという２つのスプールを用いて、第１給排通路および第２給排通路と接続される液圧アクチュエータを双方向へ作動させることができる。また、第１スプールと第２スプールは互いに独立しているので、第１パイロット室と第３パイロット室との圧力差に応じて第１スプールを移動させることができるとともに、第２パイロット室と第３パイロット室との圧力差に応じて第２スプールを移動させることができる。これにより、液圧アクチュエータがどちらの方向に作動するときでも、メータイン側またはメータアウト側で独立メータリング制御が可能である。さらに、パイロット室の数は３つであるので、必要な電磁比例弁の数を３つと少なくすることができる。すなわち、１つの液圧アクチュエータに対して３つの電磁比例弁を用いて独立メータリング制御が可能である。

前記複数のスプールは特定方向に並んでおり、前記第３パイロット室に対する前記パイロット通路の開口は、前記特定方向と直交する面であって前記特定スプール穴の中心を通る面から前記特定方向に離れた位置にあってもよい。この構成によれば、第３パイロット室に対するパイロット通路の開口が特定方向において特定スプール穴の中心からオフセットしているので、特定スプール穴の周囲の設計の自由度が向上する。

前記ハウジングは、前記特定スプール穴から径方向外向きに尖るように窪む窪みを含み、前記パイロット通路は前記窪みに接続されてもよい。この構成によれば、第３パイロット室とパイロット通路の接続位置を任意の位置に設定することができる。特に、スプールが並ぶ特定方向においてパイロット通路の開口が特定スプール穴の中心からオフセットしている場合には、窪みによってパイロット通路の開口を大きくオフセットさせることができる。

前記複数のスプールは特定方向に並んでおり、前記ポンプ通路は前記特定方向に延びており、前記ハウジングは、前記特定スプール穴と共に前記ポンプ通路を取り囲むとともに前記第３パイロット室の両側で前記特定スプール穴と接続されたブリッジ通路と、前記ブリッジ通路と前記ポンプ通路とを連通する連通穴と、を含み、上記の流体制御装置は、前記ハウジングに設けられた、前記ブリッジ通路に対する前記連通穴の開口を開閉するロードチェック弁を備え、前記パイロット通路は、前記特定方向および前記離間型スプールの軸方向と直交する方向において、前記ポンプ通路に対して前記ロードチェク弁と反対側に位置してもよい。この構成によれば、パイロット通路がポンプ通路に対してロードチェック弁と反対側に位置するので、ハウジング内に形成される通路が複雑化することを避けることができる。

前記ハウジングは、前記特定スプール穴に対して前記ロードチェック弁と反対側に位置する再生通路であって、前記第１給排通路と前記第２給排通路の一方から前記特定スプール穴内へ流入する流体を前記第１給排通路と前記第２給排通路の他方へ導くための再生通路を含み、前記パイロット通路は、前記特定方向から見て前記再生通路と重なり合ってもよい。この構成によれば、特定スプール穴に対してロードチェック弁と反対側に、再生通路とパイロット通路とを形成することができる。

例えば、上記の流体制御装置は、前記特定スプール穴に対して前記ロードチェック弁とは反対側の位置で前記ハウジングに取り付けられた、前記パイロット通路を通じて前記第３パイロット室へ二次圧を出力する電磁比例弁を備えてもよい。

例えば、上記の流体制御装置は、前記ハウジングに取り付けられた、前記パイロット通路を通じて前記第３パイロット室へ二次圧を出力する電磁比例弁を備え、前記電磁比例弁は、前記特定方向と直交する面であって前記特定スプール穴の中心を通る面上に位置してもよい。

例えば、上記の流体制御装置は、前記ハウジングに取り付けられた、前記パイロット通路を通じて前記第３パイロット室へ二次圧を出力する電磁比例弁を備え、前記電磁比例弁は、前記特定方向と直交する面であって前記特定スプール穴の中心を通る面に対して前記特定方向に離れた位置にあってもよい。

前記複数のスプールは、前記離間型スプールを複数含むとともに、前記離間型スプールの間に位置する、第１給排通路と第２給排通路とに跨る一体型スプールを含んでもよい。離間型スプールが隣り合っている場合には、各離間型スプールに対しては３つのパイロット通路および３つの電磁比例弁が必要であるために、パイロット通路および電磁比例弁を密集して配置する必要がある。これに対し、離間型スプールの間に一体型スプールが位置すれば、そのようなパイロット通路および電磁比例弁の密集した配置を緩和することができる。

前記複数のスプールは特定方向に並んでおり、前記ポンプ通路は前記特定方向に延びており、前記ハウジングは、前記特定スプール穴と共に前記ポンプ通路を取り囲むとともに前記第３パイロット室の両側で前記特定スプール穴と接続されたブリッジ通路と、前記ブリッジ通路と前記ポンプ通路とを連通する連通穴と、を含み、前記パイロット通路は、前記特定方向および前記離間型スプールの軸方向と直交する方向において、前記特定スプール穴の中心に対して前記ブリッジ通路と反対側に位置してもよい。この構成によれば、パイロット通路が特定スプール穴の中心に対してブリッジ通路と反対側に位置するので、ハウジング内に形成される通路が複雑化することを避けることができる。

１ 流体制御装置
１０ｄ 液圧アクチュエータ
１１ ポンプ通路
１２ 連通穴
１３ ブリッジ通路
１４ 第１給排通路
１５ 第２給排通路
１６ タンク通路
１７ 再生通路
２ ハウジング
２０ スプール穴
２０Ａ 特定スプール穴
２０Ｂ ノーマルスプール穴
２９ 窪み
３ スプール
３Ａ 離間型スプール
３Ｂ 一体型スプール
４ 第１スプール
４ａ，４ｂ 端面
５ 第１スプール
５ａ，５ｂ 端面
６ 電磁比例弁
６ａ～６ｃ パイロット通路
７Ａ 第１パイロット室
７Ｂ 第２パイロット室
７Ｃ 第３パイロット室
８Ａ，８Ｃ ロードチェック弁

Claims (10)

1. 流体の供給によって双方向に作動する複数の液圧アクチュエータ用の複数のスプールと、
   前記複数のスプールがそれぞれ挿入された複数のスプール穴、ポンプ通路、タンク通路、前記複数のスプールのそれぞれに対する第１給排通路および第２給排通路を含むハウジングと、を備え、
   前記複数のスプールのうちの少なくとも１つは、互いに軸方向に離間する第１スプールおよび第２スプールを含む離間型スプールであり、
   前記複数のスプール穴は、前記離間型スプールが挿入された特定スプール穴を含み、
   前記第１スプールは、前記第１給排通路を前記ポンプ通路および前記タンク通路の双方から遮断するか前記ポンプ通路と前記タンク通路のどちらか一方と連通させ、
   前記第２スプールは、前記第２給排通路を前記ポンプ通路および前記タンク通路の双方から遮断するか前記ポンプ通路と前記タンク通路の他方と連通させ、
   前記ハウジングは、前記第１スプールにおける前記第２スプールと反対側の端面が面する第１パイロット室と、前記第２スプールにおける前記第１スプールと反対側の端面が面する第２パイロット室を含み、
   前記特定スプール穴における前記第１スプールと前記第２スプールの間の部分が第３パイロット室を構成し、
   前記ハウジングは、前記第３パイロット室と連通するパイロット通路を含む、流体制御装置。
2. 前記複数のスプールは特定方向に並んでおり、
   前記第３パイロット室に対する前記パイロット通路の開口は、前記特定方向と直交する面であって前記特定スプール穴の中心を通る面から前記特定方向に離れた位置にある、請求項１に記載の流体制御装置。
3. 前記ハウジングは、前記特定スプール穴から径方向外向きに尖るように窪む窪みを含み、前記パイロット通路は前記窪みに接続されている、請求項１または２に記載の流体制御装置。
4. 前記複数のスプールは特定方向に並んでおり、
   前記ポンプ通路は前記特定方向に延びており、
   前記ハウジングは、前記特定スプール穴と共に前記ポンプ通路を取り囲むとともに前記第３パイロット室の両側で前記特定スプール穴と接続されたブリッジ通路と、前記ブリッジ通路と前記ポンプ通路とを連通する連通穴と、を含み、
   前記ハウジングに設けられた、前記ブリッジ通路に対する前記連通穴の開口を開閉するロードチェック弁を備え、
   前記パイロット通路は、前記特定方向および前記離間型スプールの軸方向と直交する方向において、前記ポンプ通路に対して前記ロードチェク弁と反対側に位置する、請求項１～３の何れか一項に記載の流体制御装置。
5. 前記ハウジングは、前記特定スプール穴に対して前記ロードチェック弁と反対側に位置する再生通路であって、前記第１給排通路と前記第２給排通路の一方から前記特定スプール穴内へ流入する流体を前記第１給排通路と前記第２給排通路の他方へ導くための再生通路を含み、
   前記パイロット通路は、前記特定方向から見て前記再生通路と重なり合う、請求項４に記載の流体制御装置。
6. 前記特定スプール穴に対して前記ロードチェック弁とは反対側の位置で前記ハウジングに取り付けられた、前記パイロット通路を通じて前記第３パイロット室へ二次圧を出力する電磁比例弁を備える、請求項４または５に記載の流体制御装置。
7. 前記ハウジングに取り付けられた、前記パイロット通路を通じて前記第３パイロット室へ二次圧を出力する電磁比例弁を備え、
   前記電磁比例弁は、前記特定方向と直交する面であって前記特定スプール穴の中心を通る面上に位置する、請求項１～６の何れか一項に記載の流体制御装置。
8. 前記ハウジングに取り付けられた、前記パイロット通路を通じて前記第３パイロット室へ二次圧を出力する電磁比例弁を備え、
   前記電磁比例弁は、前記特定方向と直交する面であって前記特定スプール穴の中心を通る面に対して前記特定方向に離れた位置にある、請求項１～６の何れか一項に記載の流体制御装置。
9. 前記複数のスプールは、前記離間型スプールを複数含むとともに、前記離間型スプールの間に位置する、第１給排通路と第２給排通路とに跨る一体型スプールを含む、請求項１～８の何れか一項に記載の流体制御装置。
10. 前記複数のスプールは特定方向に並んでおり、
    前記ポンプ通路は前記特定方向に延びており、
    前記ハウジングは、前記特定スプール穴と共に前記ポンプ通路を取り囲むとともに前記第３パイロット室の両側で前記特定スプール穴と接続されたブリッジ通路と、前記ブリッジ通路と前記ポンプ通路とを連通する連通穴と、を含み、
    前記パイロット通路は、前記特定方向および前記離間型スプールの軸方向と直交する方向において、前記特定スプール穴の中心に対して前記ブリッジ通路と反対側に位置する、請求項１～３の何れか一項に記載の流体制御装置。

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