【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の幾つかの実施形態に係るスプールバルブ組立体は、
(1)油圧室と、高圧油ラインと、低圧油ラインと、を備える油圧機械に用いられ、前記油圧室と前記高圧油ラインとが連通する第1状態と、前記油圧室と前記低圧油ラインとが連通する第2状態と、を切り替えるためのスプールバルブ組立体であって、
第1チャンバーと、
第2チャンバーと、
前記第1チャンバーの油圧を受けるよう形成された第1受圧面と、前記第2チャンバーの油圧を受けるよう形成され前記第1受圧面よりも面積が小さい第2受圧面と、を備える第1スプールと、
を備える第1スプールバルブを有し、
前記第1スプールバルブは、
前記第2チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力に維持しながら前記第1チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力と前記高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力とで切り替えることにより、又は、前記第1チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力に維持しながら前記第2チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力と前記低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力とで切り替えることにより、前記第1状態と前記第2状態とを切り替えるよう構成される。
【0007】
上記(1)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに高圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第2受圧面に高圧油ラインの圧力を作用させた状態で第1受圧面に高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力を作用させた場合、第1圧力を適切に設定すれば第1受圧面が受ける力を第2受圧面が受ける力よりも小さくすることができる。したがって、第2チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力に維持しながら第1チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力とで切り替えれば、第1受圧面に作用する油圧のうち1つと第2受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、油圧室と高圧油ラインとが連通する第1状態と油圧室と低圧油ラインとが連通する第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える高圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。
また、上記(1)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに低圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第1受圧面に低圧油ラインの圧力を作用させた状態で第2受圧面に低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力を作用させた場合、第2圧力を適切に設定すれば第2受圧面が受ける力を第1受圧面が受ける力よりも大きくすることができる。したがって、第1チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力に維持しながら第2チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力と低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力とで切り替えれば、第2受圧面に作用する油圧のうち1つと第1受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、第1状態と第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える低圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。
【0008】
幾つかの実施形態では、上記(1)に記載のスプールバルブ組立体において、
(2)前記第1圧力は、前記低圧油ラインの圧力であり、
前記第2圧力は、前記高圧油ラインの圧力である。
【0009】
上記(2)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1受圧面及び第2受圧面に作用する圧力として、油圧機械が本来的に備える低圧油ラインの圧力及び高圧油ラインの圧力を利用した簡易な構成によって、油圧室と高圧油ラインとが連通する第1状態と、油圧室と低圧油ラインとが連通する第2状態と、を切り替えることができる。
【0010】
幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載のスプールバルブ組立体において、
(3)更に、
前記第1チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力と前記第1圧力とで切り替えるための、又は、前記第2チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力と前記第2圧力とで切り替えるための第2スプールバルブと、
前記第2スプールバルブを動作させるためのソレノイドバルブと、
を有する。
【0011】
上記(3)に記載のスプールバルブ組立体において、第1チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と第1圧力とで切り替えるための第2スプールバルブを有する場合は、第2スプールバルブを用いずにソレノイドバルブのみによって第1チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と第1圧力とで切り替える場合と比較して、切り替えに利用可能な油の流量を増加させることができる。
また、上記(3)に記載のスプールバルブ組立体において、第2チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力と第2圧力とで切り替えるための第2スプールバルブを有する場合は、第2スプールバルブを用いずにソレノイドバルブのみによって第2チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力と第2圧力とで切り替える場合と比較して、切り替えに利用可能な油の流量を増加させることができる。
【0012】
幾つかの実施形態では、上記(3)に記載のスプールバルブ組立体において、
(4)前記第2スプールバルブは、
第3チャンバーと、
第4チャンバーと、
前記第3チャンバーの油圧を受けるよう形成された第3受圧面と、前記第4チャンバーの油圧を受けるよう形成され前記第3受圧面よりも面積が小さい第4受圧面と、を備える第2スプールと、を有し、
前記第2スプールバルブは、
前記第4チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力に維持しながら前記第3チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力と前記高圧油ラインの圧力よりも小さい第3圧力とで切り替えることにより、前記第1チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力と前記第1圧力とで切り替えるよう、又は、前記第2チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力と前記第2圧力とで切り替えるよう構成される。
【0013】
上記(4)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第2スプールの第4受圧面の面積が第3受圧面の面積よりも小さいため、第3受圧面と第4受圧面のそれぞれに高圧油ラインの圧力を作用させた場合、第3受圧面が受ける力は第4受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第4受圧面に高圧油ラインの圧力を作用させた状態で第3受圧面に高圧油ラインの圧力よりも小さい第3圧力を作用させた場合、第3圧力を適切に設定すれば第3受圧面が受ける力を第4受圧面が受ける力よりも小さくすることができる。したがって、第4チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力に維持しながら第3チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と高圧油ラインの圧力よりも小さい第3圧力とで切り替えれば、第3受圧面に作用する油圧のうち1つと第4受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、第1スプールバルブの第1チャンバー又は第2チャンバーの油圧を切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える高圧油ラインの圧力を第3受圧面及び第4受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1スプールバルブの第1チャンバー又は第2チャンバーの油圧を切り替えることができる。
【0014】
幾つかの実施形態では、上記(3)に記載のスプールバルブ組立体において、
(5)第2スプールバルブは、
第3チャンバーと、
第4チャンバーと、
前記第3チャンバーの油圧を受けるよう形成された第3受圧面と、前記第4チャンバーの油圧を受けるよう形成され前記第3受圧面よりも面積が小さい第4受圧面と、を備える第2スプールと、を有し、
前記第2スプールバルブは、
前記第3チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力に維持しながら前記第4チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力と前記低圧油ラインの圧力よりも大きい第4圧力とに切り替えることにより、前記第1チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力と前記第1圧力とで切り替えるよう、又は、前記第2チャンバーの油圧を前記低圧油ラインの圧力と前記第2圧力とで切り替えるよう構成される。
【0015】
上記(5)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第2スプールの第4受圧面の面積が第3受圧面の面積よりも小さいため、第3受圧面と第4受圧面のそれぞれに低圧油ラインの圧力を作用させた場合、第3受圧面が受ける力は第4受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第3受圧面に低圧油ラインの圧力を作用させた状態で第4受圧面に低圧油ラインの圧力よりも大きい第4圧力を作用させた場合、第4圧力を適切に設定すれば第4受圧面が受ける力を第3受圧面が受ける力よりも大きくすることができる。したがって、第3チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力に維持しながら第4チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力と低圧油ラインの圧力よりも大きい第4圧力とで切り替えれば、第4受圧面に作用する油圧のうち1つと第3受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、第1スプールバルブの第1チャンバー又は第2チャンバーの油圧を切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える低圧油ラインの圧力を第3受圧面及び第4受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1スプールバルブの第1チャンバー又は第2チャンバーの油圧を切り替えることができる。
【0016】
幾つかの実施形態では、上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のスプールバルブ組立体において、
(6)前記第1スプールバルブは、
前記第2チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力に維持しながら前記第1チャンバーの油圧を前記高圧油ラインの圧力と前記第1圧力とに切り替えることにより、前記第1状態と前記第2状態とを切り替えるよう構成される。
【0017】
上記(6)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに高圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第2受圧面に高圧油ラインの圧力を作用させた状態で第1受圧面に高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力を作用させた場合、第1圧力を適切に設定すれば第1受圧面が受ける力を第2受圧面が受ける力よりも小さくすることができる。
したがって、第2チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力に維持しながら第1チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力とで切り替えれば、第1受圧面に作用する油圧のうち1つと第2受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、油圧室と高圧油ラインとが連通する第1状態と油圧室と低圧油ラインとが連通する第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える高圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。
【0018】
幾つかの実施形態では、上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載のスプールバルブ組立体において、
(7)前記第1スプールバルブは、前記第1スプールを収容するケーシングを備え、
前記第1スプールは、ランド部及び該ランド部に隣接する溝部を備えるとともに、該第1スプールの軸方向に移動可能に構成され、
前記ケーシングは、前記高圧油ラインと連通するよう構成された高圧連通路と、前記低圧油ラインと連通するよう構成された低圧連通路と、前記油圧室と連通するよう構成された油圧室連通路と、を備え、
前記第1状態は、前記高圧連通路が前記溝部を介して前記油圧室連通路と連通する状態であり、
前記第2状態は、前記低圧連通路が前記溝部を介して前記油圧室連通路と連通する状態である。
【0019】
上記(7)に記載のスプールバルブ組立体によれば、高圧油ラインと油圧室とが連通する第1状態と、低圧油ラインと油圧室とが連通する第2状態とを、ケーシングに設けられた高圧連通路及び低圧連通路を介して容易に切り替えることができる。
【0020】
幾つかの実施形態では、上記(7)に記載のスプールバルブ組立体において、
(8)前記第1スプールバルブは、前記ケーシングに収容されるスリーブを備え、
前記第1スプールは、前記スリーブの内周面に対して前記ランド部を摺動するよう構成され、
前記スリーブは、前記高圧油ラインと連通するよう構成された高圧ポートと、前記低圧油ラインと連通するよう構成された低圧ポートと、前記油圧室と連通するよう構成された油圧室ポートと、を備え、
前記第1状態は、前記高圧連通路が前記高圧ポートを介して前記溝部と連通するとともに前記油圧室連通路が前記油圧室ポートを介して前記溝部と連通する状態であり、
前記第2状態は、前記低圧連通路が前記低圧ポートを介して前記溝部と連通するとともに前記油圧室連通路が前記油圧室ポートを介して前記溝部と連通する状態である。
【0021】
上記(8)に記載のスプールバルブ組立体によれば、高圧ポートと低圧ポートと油圧室ポートとを備えたスリーブの内周面に対して、ランド部及びランド部に隣接する溝部を備えた第1スプールが摺動するよう構成されているので、高圧ポートが溝部を介して油圧室ポートと連通する第1状態と、低圧ポートが溝部を介して油圧室ポートと連通する第2状態とを容易に切り替えることができる。
【0022】
幾つかの実施形態では、上記(7)又は(8)に記載のスプールバルブ組立体において、
(9)前記第1スプールバルブは、前記第1スプールの軸方向における前記第1スプールの一端側に第1ドレイン室を、他端側に第2ドレイン室を形成し、
前記第1ドレイン室と前記第2ドレイン室とは、前記ケーシングに設けられた第1ドレイン流路及び/又は前記第1スプール内に設けられた第2ドレイン流路を介して連通するよう構成される。
【0023】
上記(9)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1ドレイン室と第2ドレイン室とがケーシングに設けられたドレイン流路及び/又は第1スプール内に設けられた第2ドレイン流路を介して連通しているので、第1スプールの位置によらず第1ドレイン室の圧力と第2ドレイン室の圧力とが常に等しくなる。したがって、第1ドレイン室と第2ドレイン室との間には圧力差は生じず、当該圧力差によって第1スプールの運動及び位置が影響を受けることはない。よって、第1スプールの動作を、第1チャンバーの油圧及び第2チャンバーの油圧によってより確実に制御することができる。
【0024】
幾つかの実施形態では、上記(7)〜(9)のいずれか1項に記載のスプールバルブ組立体において、
(10)前記第1スプールバルブは、前記第1スプールの軸方向における前記ケーシングの一端側にエンドウォールを有し、前記第1チャンバー又は前記第2チャンバーは前記エンドウォールに設けられている。
【0025】
上記(10)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの軸方向におけるケーシングの一端側に配されたエンドウォールに第1チャンバー又は第2チャンバーを設けたので、第1スプールバルブの油の密封性を高めつつ第1受圧面又は第2受圧面に作用する油圧を制御することができる。
【0026】
幾つかの実施形態では、上記(9)に記載のスプールバルブ組立体において、
(11)前記第1スプールバルブは、前記第1スプールの軸方向における前記ケーシングの一端側にエンドウォールを有し、前記第1ドレイン室は前記エンドウォールと前記第1スプールとの間に形成され、
前記エンドウォールには、前記第1ドレイン室と前記第1ドレイン流路とを連通するための切欠きが設けられている。
【0027】
上記(11)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの軸方向におけるケーシングの一端側に配されたエンドウォールによって第1スプールバルブの油の密封性を高めつつ、簡易な構成で第1ドレイン室とドレイン流路とを連通することができる。
【0028】
幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)のいずれか1項に記載のスプールバルブ組立体において、
(12)更に、前記第1スプールの軸方向における前記第1スプールの変位を検出するセンサを有し、
前記センサは、前記第1チャンバーに設けられている。
【0029】
上記(12)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの変位を検出するセンサを、第2受圧面よりも面積が大きな第1受圧面に対応して比較的広い空間を確保しやすい第1チャンバーに設けることで、センサのレイアウトが容易になる。
【0030】
幾つかの実施形態では、上記(1)〜(12)のいずれか1項に記載のスプールバルブ組立体において、
(13)更に、前記油圧室の圧力が前記高圧油ラインの圧力以上の設定圧を超えたときに開くよう構成されたリリーフバルブを備える。
【0031】
油に含まれる粉体等(例えば金属粉)が第1スプールバルブ内で詰まって第1スプールが作動しなくなった場合に、油圧室が高圧油ラインとも低圧油ラインとも連通していないような位置に第1スプールが存在すると、油圧室の圧力が油圧機械の動作に伴って非常に高くなってしまう恐れがある。そこで、上記(13)に記載のリリーフバルブを設ければ、このように第1スプールが作動しない場合であっても、油圧室の圧力を設定圧以内に維持することができる。
【0032】
幾つかの実施形態では、
(14)油圧室と、
高圧油ラインと、
低圧油ラインと、
前記油圧室と前記高圧油ラインとが連通する第1状態と、前記油圧室と前記低圧油ラインとが連通する第2状態と、を切り替えるためのスプールバルブ組立体と、
を有する油圧機械であって、
前記スプールバルブ組立体が上記(1)〜(13)のいずれか1項に記載のスプールバルブ組立体である。
【0033】
上記(14)に記載の油圧機械によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに高圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第2受圧面に高圧油ラインの圧力を作用させた状態で第1受圧面に高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力を作用させた場合、第1圧力を適切に設定すれば第1受圧面が受ける力を第2受圧面が受ける力よりも小さくすることができる。したがって、第2チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力に維持しながら第1チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力とで切り替えれば、第1受圧面に作用する油圧のうち1つと第2受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、油圧室と高圧油ラインとが連通する第1状態と油圧室と低圧油ラインとが連通する第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える高圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。
また、上記(14)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに低圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第1受圧面に低圧油ラインの圧力を作用させた状態で第2受圧面に低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力を作用させた場合、第2圧力を適切に設定すれば第2受圧面が受ける力を第1受圧面が受ける力よりも大きくすることができる。したがって、第1チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力に維持しながら第2チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力と低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力とで切り替えれば、第2受圧面に作用する油圧のうち1つと第1受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、第1状態と第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える低圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。
【0034】
幾つかの実施形態では、
(15)再生可能エネルギーから電力を生成するための発電装置であって、
再生可能エネルギーを利用して回転するように構成された主軸と、
前記主軸の回転によって駆動されるよう構成された油圧機械と、
前記油圧機械によって駆動されるよう構成された発電機と、を備え、
前記油圧機械が上記(14)に記載の油圧機械である。
【0035】
上記(15)に記載の発電装置によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに高圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第2受圧面に高圧油ラインの圧力を作用させた状態で第1受圧面に高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力を作用させた場合、第1圧力を適切に設定すれば第1受圧面が受ける力を第2受圧面が受ける力よりも小さくすることができる。したがって、第2チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力に維持しながら第1チャンバーの油圧を高圧油ラインの圧力と高圧油ラインの圧力よりも小さい第1圧力とで切り替えれば、第1受圧面に作用する油圧のうち1つと第2受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、油圧室と高圧油ラインとが連通する第1状態と油圧室と低圧油ラインとが連通する第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える高圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。これにより、簡易な構成によって油圧機械及び発電機を駆動することができる。
また、上記(15)に記載のスプールバルブ組立体によれば、第1スプールの第2受圧面の面積が第1受圧面の面積よりも小さいため、第1受圧面と第2受圧面のそれぞれに低圧油ラインの圧力を作用させた場合、第1受圧面が受ける力は第2受圧面が受ける力よりも大きくなる。一方、第1受圧面に低圧油ラインの圧力を作用させた状態で第2受圧面に低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力を作用させた場合、第2圧力を適切に設定すれば第2受圧面が受ける力を第1受圧面が受ける力よりも大きくすることができる。したがって、第1チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力に維持しながら第2チャンバーの油圧を低圧油ラインの圧力と低圧油ラインの圧力よりも大きい第2圧力とで切り替えれば、第2受圧面に作用する油圧のうち1つと第1受圧面に作用する油圧とを共通化した簡易な構成で、第1状態と第2状態とを切り替えることができる。また、油圧機械が本来的に備える低圧油ラインの圧力を第1受圧面及び第2受圧面のための共通油圧として利用した簡易な構成によって第1状態と第2状態とを切り替えることができる。これにより、簡易な構成によって油圧機械及び発電機を駆動することができる。