特開 2022-166300 流量制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022166300

(43)【公開日】2022-11-01

(54)【発明の名称】流量制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/38 20060101AFI20221025BHJP

   F16K 31/128 20060101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

F16K1/38 Z

F16K31/128

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133820

(22)【出願日】2022-08-25

(62)【分割の表示】P 2019174368の分割

【原出願日】2019-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川澄 翔平

(57)【要約】

【課題】流体力の影響を低減して主弁の変位特性を向上させ、主弁絞りの開口量と流体力との調整を容易に行うことができ、かつ、小型化できる流量制御弁を提供する。
【解決手段】主弁４３の主弁絞り５３は、主弁４３（筒状突出部４４Ｅ）の内部を介して入口側流路２５と出口側流路２７とを連通する横穴５３Ａと、主弁４３の外周部を介して入口側流路２５と出口側流路２７とを連通する溝部５３Ｃとにより構成されている。溝部５３Ｃは、溝部５３Ｃから噴出する作動流体が横穴５３Ａから噴出する作動流体の流れの向きを変えるよう配置されている。この場合、横穴５３Ａから噴出する作動流体Ｆ２の流れの向きは、溝部５３Ｃから噴出する作動流体Ｆ１によって主弁４３の中心軸線と平行な方向に近付くように変えられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
パイロットハウジングと、
前記ハウジングに設けられた主弁室と、
前記主弁室に摺動可能に設けられ、弁部を有する主弁と、
前記主弁室の一端側に設けられ、前記主弁の弁部が離着座することで作動流体を連通、遮断する主弁座と、
前記主弁に対して前記主弁座から離れる方向の圧力を与えると共に、前記主弁室の外部から前記主弁室の内部に作動流体を導入する入口側流路と、
前記主弁が前記主弁座から離れたときに前記主弁室の内部から前記主弁室の外部に作動流体を導出すると共に、前記主弁に対して前記主弁座から離れる方向の圧力を与える出口側流路と、
前記主弁室の他端側に設けられ、前記主弁に対して前記主弁座に近付く方向の圧力を与える背圧室と、
前記主弁に設けられ、前記入口側流路と前記背圧室とを連通するフィードバック流路と、
前記ハウジングおよび前記パイロットハウジングに設けられ、前記背圧室と前記出口側流路とを連通するパイロット流路と、
前記主弁に設けられ、前記主弁の前記主弁座から離れる方向の変位に伴って前記入口側流路と前記出口側流路との間の開口量を増大させる主弁絞りと、
前記フィードバック流路と前記背圧室との間に設けられ、前記主弁の前記主弁座から離れる方向の変位に伴って前記フィードバック流路と前記背圧室との間の開口量を増大させるフィードバック絞りと、
前記パイロットハウジングに摺動可能に設けられたパイロット弁と、
前記パイロット弁に設けられ、前記パイロット弁の変位に伴って前記パイロット流路の開口量を減少または増大させるパイロット絞りを備えており、
前記パイロット絞りの開口量に応じて前記主弁の変位量を制御することにより、前記入口側流路から前記出口側流路への流量を可変に制御する流量制御機能を有する流量制御弁において、
前記主弁絞りは、前記主弁の内部を介して前記入口側流路と前記出口側流路とを連通する横穴と、前記主弁の外周部を介して前記入口側流路と前記出口側流路とを連通する溝部とから構成されており、
前記溝部は、前記入口側流路から流入し前記ハウジングと前記主弁の外周との間の前記溝部を通過して前記出口側流路へ流れる作動流体の前記溝部を通過する噴流が、前記入口側流路から前記主弁の内部を経て前記横穴を通過して前記出口側流路へ流れる作動流体の前記横穴を通過した噴流に衝突するように、前記主弁の軸方向に前記横穴に対して連通する連通路として形成されていることを特徴とする流量制御弁。

【請求項2】

請求項１に記載の流量制御弁において、
前記溝部は、前記主弁が変位し、前記横穴が開口している状態において、前記主弁の変位に関わらず、前記溝部の開口部が変化しないように構成されていることを特徴とする流量制御弁。

【請求項3】

請求項１に記載の流量制御弁において、
前記横穴は、前記主弁の中心軸線に対して直交する方向に延びて設けられ、
前記溝部は、前記主弁の中心軸線に対して平行に設けられていることを特徴とする流量制御弁。

【請求項4】

請求項１に記載の流量制御弁において、
前記溝部は、前記主弁の外周部において、前記主弁の先端から前記横穴に達するように形成されていることを特徴とする流量制御弁。

【請求項5】

請求項１に記載の流量制御弁において、
前記溝部は、複数設けられた前記横穴のそれぞれに対し前記主弁の周囲に等間隔に複数設けられていることを特徴とする流量制御弁。

【請求項6】

請求項１に記載の流量制御弁において、
前記溝部は、前記主弁の先端に設けられた小径部から構成されることを特徴とする流量制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば、建設機械の油圧回路に設けられ、油圧ポンプからアクチュエータに供給される作動油の流量を制御する流量制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械の油圧回路には、流量制御機能を有するシート弁型の流量制御弁が設けられている。この種の流量制御弁は、パイロット弁に設けられたパイロット絞りの開口量を可変に制御することで、主弁に設けられたフィードバック絞りの開口量がパイロット絞りの開口量と対応するように主弁の変位量が制御される。これにより、主弁に設けられた主弁絞りの開口量が可変に制御され、入口側流路から出口側流路への流量を所望の値に制御することができる。

【0003】

例えば、パイロット絞りの開口量が小さくなる側にパイロット弁が変化した場合、主弁の背圧室の圧力は、入口側流路の圧力に近づく。このため、背圧の上昇によって主弁には閉弁方向の力が与えられ、主弁は閉弁方向に変位する。一方、主弁の閉弁方向の変位に伴って、フィードバック絞りの開口量は減少するため、背圧室の圧力は出口側流路の圧力に近づき、背圧の減少によって主弁には開弁方向の力が与えられる。この位置フィードバック作用の結果、主弁は、「入口側流路と出口側流路の圧力による開弁方向の力」と「背圧とばねによる閉弁方向の力」とが釣合う位置にて停止する。

【0004】

ここで、特許文献１には、チェック弁（主弁）を備えたスプール弁が記載されている。特許文献１のチェック弁（主弁）は、先端部に小径部と先細り部とが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－０１７２７３号公報（特許第4463028号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、図８は、比較例による流量制御弁の主弁１００を示している。この主弁１００の主弁絞り１０１は、主弁１００の先端部に設けられた横穴１０１Ａと固定絞り１０１Ｂとにより構成されている。この場合、横穴１０１Ａによって生じる流体力は、主弁１００の変位特性を悪化させる可能性がある。即ち、図８に示すように、主弁１００の変位が最大で、かつ、横穴１０１Ａの開口量が最大のときに、主弁絞り１０１を通過する噴流は、矢印Ａで示すように、主弁１００の中心軸線に対して直交する方向の流れになる。このため、主弁１００には、開弁方向に流体力が作用する。そして、この状態から、主弁１００が閉弁方向に変位するようパイロット絞りの開口量を小さくしたときに、上述のような開弁方向の流体力が生じない場合と比較して、主弁１００の閉じ始めの変位特性が遅くなる可能性がある。

【0007】

また、主弁１００が閉弁方向に変位し始めると、横穴１０１Ａの開口量が小さくなり、主弁絞り１０１を通過する噴流は、主弁１００の中心軸線に平行な方向の流れに変化する。即ち、主弁１００が閉弁方向に変位するに従って、図８に矢印Ｂで示すように、噴流の角度が浅くなり、噴流の流れは、主弁１００の中心軸線に平行な方向の流れに変化する。これにより、主弁１００に作用していた開弁方向の流体力が減少し、主弁１００は、さらに閉弁方向に変位する傾向となる。この相互作用の繰り返しによって、主弁１００が急激に変位し、変位特性が悪化する可能性がある。即ち、比較例の主弁１００は、後述の図６に破線（特性線１０２）で示すように、閉じ始めの変位が遅く、かつ、変位の途中で急激に変位する特性となる可能性がある。

【0008】

これに対して、特許文献１のチェック弁（主弁）の絞りは、先端部に設けられた小径部と先細り部とにより構成されている。この技術によれば、小径部と先細り部との相対関係を調整することにより、主弁絞りの開口量と流体力との調整を行うことができると考えられる。しかし、主弁絞りを通過する噴流の方向が主弁の変位に伴って変化する現象は、上述した比較例の場合と同様に生じる。このため、流体力の影響を十分に低減することは難しいと考えられる。また、開口量と流体力とが密接な関係性を持つため、開口量と流体力との両方を満足する形状を決定することも難しいと考えられる。

【0009】

一方、流体力を低減させるための一般的な対策として、主弁の受圧径を大きくして主弁に作用する受圧力を大きくすることにより、流体力の比率を相対的に小さくすることが考えられる。しかし、この場合には、部品の大型化を招き、製造コストが増加する可能性がある。これに加えて、このような技術は、すでに製作済みの従来品に適用することが難しい。

【0010】

本発明の一実施形態の目的は、流体力の影響を低減して主弁の変位特性を向上させ、主弁絞りの開口量と流体力との調整を容易に行うことができ、かつ、小型化できる流量制御弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一実施形態は、ハウジングと、パイロットハウジングと、前記ハウジングに設けられた主弁室と、前記主弁室に摺動可能に設けられ、弁部を有する主弁と、前記主弁室の一端側に設けられ、前記主弁の弁部が離着座することで作動流体を連通、遮断する主弁座と、前記主弁に対して前記主弁座から離れる方向の圧力を与えると共に、前記主弁室の外部から前記主弁室の内部に作動流体を導入する入口側流路と、前記主弁が前記主弁座から離れたときに前記主弁室の内部から前記主弁室の外部に作動流体を導出すると共に、前記主弁に対して前記主弁座から離れる方向の圧力を与える出口側流路と、前記主弁室の他端側に設けられ、前記主弁に対して前記主弁座に近付く方向の圧力を与える背圧室と、前記主弁に設けられ、前記入口側流路と前記背圧室とを連通するフィードバック流路と、前記ハウジングおよび前記パイロットハウジングに設けられ、前記背圧室と前記出口側流路とを連通するパイロット流路と、前記主弁に設けられ、前記主弁の前記主弁座から離れる方向の変位に伴って前記入口側流路と前記出口側流路との間の開口量を増大させる主弁絞りと、前記フィードバック流路と前記背圧室との間に設けられ、前記主弁の前記主弁座から離れる方向の変位に伴って前記フィードバック流路と前記背圧室との間の開口量を増大させるフィードバック絞りと、前記パイロットハウジングに摺動可能に設けられたパイロット弁と、前記パイロット弁に設けられ、前記パイロット弁の変位に伴って前記パイロット流路の開口量を減少または増大させるパイロット絞りを備えており、前記パイロット絞りの開口量に応じて前記主弁の変位量を制御することにより、前記入口側流路から前記出口側流路への流量を可変に制御する流量制御機能を有する流量制御弁において、前記主弁絞りは、前記主弁の内部を介して前記入口側流路と前記出口側流路とを連通する横穴と、前記主弁の外周部を介して前記入口側流路と前記出口側流路とを連通する溝部とから構成されており、前記溝部は、前記入口側流路から流入し前記ハウジングと前記主弁の外周との間の前記溝部を通過して前記出口側流路へ流れる作動流体の前記溝部を通過する噴流が、前記入口側流路から前記主弁の内部を経て前記横穴を通過して前記出口側流路へ流れる作動流体の前記横穴を通過した噴流に衝突するように、前記主弁の軸方向に前記横穴に対して連通する連通路として形成されている。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一実施形態によれば、流体力の影響を低減して主弁の変位特性を向上させ、主弁絞りの開口量と流体力との調整を容易に行うことができ、かつ、小型化できる。

【0013】

即ち、主弁絞りは、横穴と溝部とにより構成されている。そして、溝部を通過する噴流は、横穴を通過する噴流に衝突する。このとき、横穴から噴出する作動流体の流れの向きは、溝部から噴出する作動流体によって主弁の中心軸線と平行な方向に近付くように変えられる。このため、主弁の変位および主弁絞りの開口量に依らず、主弁絞りを通過する噴流の方向を、横穴が開口している状態において主弁の中心軸線に対して平行な方向に近付けることができる。これにより、主弁の変位が最大で、横穴の開口量が最大のときに、主弁に作用する開弁方向の流体力を低減することができ、閉じ始めの変位特性が遅くなることを抑制できる。また、主弁が閉弁方向に変位したときに、開弁方向の流体力の減少度合いを低減することができ、主弁が急激に変位することを抑制できる。

【0014】

さらに、主弁絞りの開口量は、「横穴」と「ハウジングから形成される円筒面状の開口部」に規制される。一方、流体力は、「溝部」と「ハウジングから形成される主弁の中心軸線に対して直交する方向の断面の開口部」によって調整できる。このため、主弁絞りの開口量と流体力とを独立して調整することができ、主弁絞りの開口量と流体力の調整を容易に行うことができる。これに加えて、主弁の受圧径を大きくする必要もないため、小型化することができる。しかも、従来品に対しても追加の加工を施すだけで実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態による流量制御弁を油圧ショベルの油圧回路に適用した場合を示す全体構成図である。

【図2】図１中の流量制御弁および方向制御弁を示す縦断面図である。

【図3】図２中の（III）部を拡大して示す縦断面図である。

【図4】開弁した状態の主弁を示す図３と同様位置の縦断面図である。

【図5】主弁を示す斜視図である。

【図6】パイロット弁変位量とパイロット弁開口量と主弁変位量との関係を示す特性線図である。

【図7】変形例による主弁を示す斜視図である。

【図8】比較例による主弁を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、実施の形態による流量制御弁を、油圧ショベルの油圧回路に適用した場合を例に挙げ、図１ないし図７を参照しつつ詳細に説明する。

【0017】

図１ないし図６は、実施の形態を示している。図１において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前部側に俯仰の動作が可能に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置４とを含んで構成されている。この場合、下部走行体２と上部旋回体３は、油圧ショベル１の車体を構成している。

【0018】

作業機またはフロントとも呼ばれる作業装置４は、例えば、ブーム５、アーム６、作業具としてのバケット７と、これらを駆動する油圧アクチュエータ（液圧アクチュエータ）としてのブームシリンダ８、アームシリンダ９、バケットシリンダ１０（作業具シリンダ）とを含んで構成されている。作業装置４は、油圧ポンプ１１からの圧油の供給に基づいて、油圧シリンダであるシリンダ８，９，１０が伸長または縮小することにより、俯仰の動作をする。なお、図１では、図面が複雑になることを避けるために、主としてブームシリンダ８とアームシリンダ９に関する油圧回路を示している。

【0019】

油圧ショベル１の上部旋回体３に搭載されたメインの油圧ポンプ１１は、タンク１２と共に油圧源を構成している。油圧ポンプ１１は、例えば、ディーゼルエンジン等の原動機（図示せず）により回転駆動される。油圧ポンプ１１は、タンク１２内の作動油を吸込んでポンプ管路１３およびセンタバイパス管路１４に向けて圧油を吐出（供給）する。ポンプ管路１３およびセンタバイパス管路１４に吐出した圧油は、ブーム用方向制御弁１６を介してブームシリンダ８に供給され、アーム用方向制御弁１８を介してアームシリンダ９に供給される。また、ブーム用方向制御弁１６およびアーム用方向制御弁１８とタンク１２との間には、例えばブームシリンダ８およびアームシリンダ９からの戻り油をタンク１２側に還流させるためのタンク管路１５が設けられている。

【0020】

ここで、ポンプ管路１３の途中には、分岐管路１３Ａ，１３Ｂが設けられている。一方の分岐管路１３Ａは、後述の流量制御弁３３を介してアーム用方向制御弁１８の高圧側ポート（即ち、図２中に示す後述の出口側流路２７）に接続されている。他方の分岐管路１３Ｂは、後述するブーム用方向制御弁１６の高圧側ポートに接続されている。なお、ポンプ管路１３とタンク管路１５は、別の分岐管路、別の方向制御弁（いずれも図示せず）等を介してバケットシリンダ１０等にも接続されている。

【0021】

ブームシリンダ８用の方向制御弁であるブーム用方向制御弁１６（以下、ブーム用制御弁１６という）は、左，右の油圧パイロット部１６Ａ，１６Ｂを有しており、常時は中立位置（イ）に保持される。ブーム用制御弁１６は、左，右の油圧パイロット部１６Ａ，１６Ｂに対して、例えば油圧パイロット式の操作弁であるブーム用レバー操作装置（図示せず）からパイロット圧が供給されることにより、中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換えられる。

【0022】

一対のアクチュエータ管路１７Ａ，１７Ｂは、ブームシリンダ８とブーム用制御弁１６との間に設けられている。一方のアクチュエータ１７Ａは、ブームシリンダ８のボトム側油室（図示せず）をブーム用制御弁１６の一方の圧油流出入ポートに接続するものである。他方のアクチュエータ管路１７Ｂは、ブームシリンダ８のロッド側油室（図示せず）をブーム用制御弁１６の他方の圧油流出入ポートに接続するものである。

【0023】

アームシリンダ９用の方向制御弁であるアーム用方向制御弁１８(以下、アーム用制御弁１８という）は、左，右の油圧パイロット部１８Ａ，１８Ｂを有しており、常時は中立位置（イ）に保持される。アーム用制御弁１８は、左，右の油圧パイロット部１８Ａ，１８Ｂに対して、例えば油圧パイロット式の操作弁であるアーム用レバー操作装置（図示せず）からパイロット圧が供給されることにより、中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換えられる。

【0024】

一対のアクチュエータ管路１９Ａ，１９Ｂは、アームシリンダ９とアーム用制御弁１８との間に設けられている。一方のアクチュエータ管路１９Ａは、アームシリンダ９のボトム側油室（図示せず）をアーム用制御弁１８の一方の圧油流出入ポート（即ち、図２中に示す流出入通路２８Ｂ）に接続するものである。他方のアクチュエータ管路１９Ｂは、アームシリンダ９のロッド側油室（図示せず）をアーム用制御弁１８の他方の圧油流出入ポート（即ち、図２中に示す流出入通路２８Ａ）に接続するものである。

【0025】

アーム用制御弁１８が中立位置（イ）から切換位置（ロ）に切換えられたときには、油圧ポンプ１１からの圧油が分岐管路１３Ａ、後述の流量制御弁３３、アーム用制御弁１８、アクチュエータ管路１９Ａを介してアームシリンダ９のボトム側油室に供給され、ロッド側油室内の圧油はアクチュエータ管路１９Ｂ、アーム用制御弁１８、タンク管路１５を介してタンク１２に排出される。これにより、アームシリンダ９は、ボトム側油室に供給された圧油により伸長し、アーム６を下向きに回動する。

【0026】

アーム用制御弁１８が中立位置（イ）から切換位置（ハ）に切換えられたときには、油圧ポンプ１１からの圧油が分岐管路１３Ａ、流量制御弁３３、アーム用制御弁１８、アクチュエータ管路１９Ｂを介してアームシリンダ９のロッド側油室に供給され、ボトム側油室内の圧油はアクチュエータ管路１９Ａ、アーム用制御弁１８、タンク管路１５を介してタンク１２に排出される。これにより、アームシリンダ９は、ロッド側油室に供給された圧油により縮小し、アーム６を上向きに回動する。

【0027】

リリーフ弁２０は、設定圧可変式のリリーフ弁である。リリーフ弁２０は、ポンプ管路１３およびセンタバイパス管路１４とタンク管路１５との間に設けられている。リリーフ弁２０は、例えば、ポンプ管路１３内の圧力が設定圧以上に上昇すると開弁し、このときの過剰圧をタンク管路１５側にリリーフするものである。リリーフ弁２０は、圧力設定用ばね２０Ａおよびパイロット油室２０Ｂ等を有しており、外部からパイロット油室２０Ｂに供給されるパイロット圧に従って圧力設定用ばね２０Ａの設定圧力が変化する。これにより、リリーフ弁２０は、そのリリーフ設定圧が低圧設定と高圧設定との間で２段階または３段以上の多段階に調整可能な構成となっている。

【0028】

制御弁装置２１は、アーム用制御弁１８と後述の流量制御弁３３とを含んで構成されている。図２に示すように、制御弁装置２１は、アーム用制御弁１８と流量制御弁３３とに共通した弁ケーシング２２を有している。この場合、弁ケーシング２２は、アーム用制御弁１８のスプール２９および流量制御弁３３の主弁４３を収容するハウジング２３と、流量制御弁３３の主弁４３およびパイロット弁５５を収容するパイロットハウジング３６とを含んで構成されている。これらハウジング２３とパイロットハウジング３６は、それぞれ別部品として別々に形成されている。そして、ハウジング２３にパイロットハウジング３６を取付けることにより、一つの（一体または共通）ケーシングとなる弁ケーシング２２を構成している。

【0029】

次に、制御弁装置２１のアーム用制御弁１８について説明する。なお、図２では、中立位置（イ）の状態のアーム用制御弁１８を示している。

【0030】

アーム用制御弁１８は、油圧ポンプ１１からアームシリンダ９に供給される圧油の方向を制御するスプール弁装置である。アーム用制御弁１８は、ハウジング２３と、スプール摺動穴２４と、入口側流路２５と、出口側流路２７と、一対の流出入通路２８Ａ，２８Ｂと、スプール２９と、左，右の蓋体３０Ａ，３０Ｂと、ストッパ３１と、ばね３２とを含んで構成されている。ハウジング２３は、パイロットハウジング３６と共に制御弁装置２１の弁ケーシング２２を構成している。ハウジング２３には、スプール摺動穴２４、入口側流路２５、出口側流路２７、一対の流出入通路２８Ａ，２８Ｂが形成されている。

【0031】

スプール摺動穴２４は、ハウジング２３の左，右方向（図２の左，右方向、後述のスプール２９が摺動する軸方向）に貫通して直線上に延びている。スプール摺動穴２４の周壁側には、第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂ、第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄ、および、第３の環状油溝２４Ｅ，２４Ｆが形成されている。第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂは、スプール摺動穴２４の軸方向の中央側に、互いに左，右方向に離間して設けられている。第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄは、第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂよりもスプール摺動穴２４の軸方向外側の位置に、互いに左，右方向に離間して設けられている。第３の環状油溝２４Ｅ，２４Ｆは、第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄよりもスプール摺動穴２４の軸方向外側の位置に、互いに左，右方向に離間して設けられている。

【0032】

第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂは、全体として逆Ｕ字状に形成された出口側流路２７により互いに連通している。第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂは、スプール２９が図２に示す中立位置から左，右方向に変位したときに、第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄに対して連通，遮断される。第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄは、左，右の流出入通路２８Ａ，２８Ｂを介して一対のアクチュエータ管路１９Ａ，１９Ｂに常時連通している。第３の環状油溝２４Ｅ，２４Ｆは、各タンク管路１５を介してタンク１２に常時連通している。第３の環状油溝２４Ｅ，２４Ｆは、スプール２９が図２に示す中立位置から左，右方向に変位したときに、第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄに対して連通，遮断される。

【0033】

入口側流路２５は、スプール摺動穴２４から径方向に離間した位置に設けられている。この場合、入口側流路２５は、スプール摺動穴２４と直交する方向（図２の表，裏方向）に沿って延びている。入口側流路２５は、ポンプ管路１３（より具体的には、分岐管路１３Ａ）を介して油圧ポンプ１１と接続されている。出口側流路２７は、入口側流路２５と連通穴２６の位置で交差しており、全体として逆Ｕ字状に延びている。出口側流路２７は、互いに離間して設けられた第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂを連通している。

【0034】

連通穴２６は、出口側流路２７を挟んで後述の弁体摺動穴３４と対向する位置に配置されている。連通穴２６は、入口側流路２５を出口側流路２７に対して交差するように連通させるものである。連通穴２６は、後述の弁体摺動穴３４およびパイロットハウジング３６の凹部３７と共に主弁室４２を構成している。そして、出口側流路２７と連通穴２６との交差部位には、後述の主弁４３が離着座する環状弁座としてのテーパ状の主弁座４６が設けられている。

【0035】

一対の流出入通路２８Ａ，２８Ｂは、出口側流路２７および弁体摺動穴３４を挟むように、ハウジング２３の左，右方向に離間して設けられている。一対の流出入通路２８Ａ，２８Ｂは、アーム用制御弁１８の圧油流出入ポートを構成するものである。即ち、一対の流出入通路２８Ａ，２８Ｂは、アクチュエータ管路１９Ａ，１９Ｂを介してアームシリンダ９（のロッド側油室、ボトム側油室）に接続されている。

【0036】

スプール２９は、ハウジング２３のスプール摺動穴２４内に挿嵌されている。スプール２９は、外部から油圧パイロット部１８Ａ，１８Ｂに供給されたパイロット圧に従ってスプール摺動穴２４内を左，右方向に摺動変位する。これにより、図１に示すアーム用制御弁１８は、中立位置（イ）から左，右の切換位置（ロ），（ハ）に切換わるものである。

【0037】

図２に示すように、スプール２９は、第２の環状油溝２４Ｃ，２４Ｄを第１の環状油溝２４Ａ，２４Ｂと第３の環状油溝２４Ｅ，２４Ｆとのいずれか一方に選択的に連通，遮断させる切換ランド２９Ａ，２９Ｂを有している。切換ランド２９Ａ，２９Ｂには、圧油の流量を微調整するためのノッチ２９Ａ１，２９Ｂ１がそれぞれ複数個、周方向に離間して形成されている。

【0038】

ここで、スプール２９が図２の左方向に摺動変位したときは、スプール２９の切換ランド２９Ａが第１の環状油溝２４Ａを第２の環状油溝２４Ｃに連通させる。これと共に、スプール２９の切換ランド２９Ｂは、第１の環状油溝２４Ｂを第２の環状油溝２４Ｄに対して遮断すると共に、第２の環状油溝２４Ｄを第３の環状油溝２４Ｆに連通させる。これにより、アーム用制御弁１８は、図１に示す中立位置（イ）から右側の切換位置（ハ）に切換わる。

【0039】

一方、スプール２９が図２中の右方向に摺動変位したときは、スプール２９の切換ランド２９Ｂが第１の環状油溝２４Ｂを第２の環状油溝２４Ｄに連通させる。これと共に、スプール２９の切換ランド２９Ａは、第１の環状油溝２４Ａを第２の環状油溝２４Ｃに対して遮断すると共に、第２の環状油溝２４Ｃを第３の環状油溝２４Ｅに連通させる。これにより、アーム用制御弁１８は、図１に示す中立位置（イ）から左側の切換位置（ロ）に切換わる。

【0040】

左，右の蓋体３０Ａ，３０Ｂは、スプール２９と共にアーム用制御弁１８を構成している。蓋体３０Ａ，３０Ｂは、スプール摺動穴２４の軸方向（左，右方向）両側に位置してハウジング２３に取付けられている。蓋体３０Ａ，３０Ｂは、スプール摺動穴２４の両端側を閉塞するものである。右側の蓋体３０Ｂは、左側の蓋体３０Ａよりも長尺に形成され、この右側の蓋体３０Ｂ内には、センタリング用のばね３２が設けられている。蓋体３０Ａ，３０Ｂの内側には油圧パイロット部１８Ａ，１８Ｂが設けられ、これらの油圧パイロット部１８Ａ，１８Ｂには、操作弁（レバー操作装置）からパイロット圧が供給される。アーム用制御弁１８のスプール２９は、このときのパイロット圧に従ってスプール摺動穴２４内を図２の左，右方向に摺動変位されるものである。

【0041】

ストッパ３１は、スプール２９の右側にこのスプール２９と一体的に設けられている。ストッパ３１は、蓋体３０Ｂ内に変位可能に配置され、蓋体３０Ｂ内を軸方向に延びる軸部３１Ａを有している。ストッパ３１は、スプール２９が図２の右方向に変位したときに、スプール２９のストロークエンドを規制するものである。

【0042】

ばね３２は、スプール２９を中立位置に保持するためのセンタリング用のばねである。ばね３２は、ストッパ３１の軸部３１Ａの外周側に位置してスプール２９の端面とストッパ３１との間に予め初期荷重を与えた状態で配設されている。そして、ばね３２は、油圧パイロット部１８Ａ，１８Ｂからのパイロット圧がタンク圧レベルまで低下したときに、スプール２９を中立位置に保持する。

【0043】

次に、制御弁装置２１の流量制御弁３３について説明する。なお、図２および図３では、主弁４３が閉弁した状態を示しており、図４では、主弁４３が最も開口した最大流量の状態を示している。

【0044】

流量制御弁３３は、アームシリンダ９に供給される圧油の流量の調整を行うポペット弁装置である。流量制御弁３３は、ハウジング２３と、パイロットハウジング３６と、主弁室４２と、主弁４３と、主弁座４６と、入口側流路２５と、出口側流路２７と、背圧室４７と、フィードバック流路４９と、パイロット流路５０と、主弁絞り５３と、フィードバック絞り５４と、パイロット弁５５と、パイロット絞り５６とを備えている。

【0045】

ハウジング２３は、パイロットハウジング３６と共に流量制御弁３３のケーシングを構成している。ハウジング２３には、入口側流路２５、連通穴２６、出口側流路２７に加えて、弁体摺動穴３４、分岐通路３５が形成されている。

【0046】

弁体摺動穴３４は、連通穴２６および出口側流路２７を挟んで入口側流路２５とは反対側に配置されており、段付穴として形成されている。弁体摺動穴３４は、パイロットハウジング３６と出口側流路２７との間を、スプール摺動穴２４と直交する方向（図２の上，下方向）に延びている。弁体摺動穴３４は、連通穴２６およびパイロットハウジング３６の凹部３７と共に、主弁室４２を構成している。そして、主弁室４２内には、主弁４３が変位可能に挿嵌（嵌合）されている。

【0047】

分岐通路３５は、出口側流路２７の途中から分岐した油路である。分岐通路３５は、パイロットハウジング３６側の第２の通路４０と常時連通している。分岐通路３５は、第２の通路４０、および、パイロットハウジング３６に設けられた別の通路である第１の通路３９と共に、パイロット流路５０を構成している。

【0048】

パイロットハウジング３６は、ハウジング２３と共に流量制御弁３３のケーシング（弁ケーシング２２）を構成している。パイロットハウジング３６は、ハウジング２３の弁体摺動穴３４を外側から閉塞するようにハウジング２３の外側面に設けられている。パイロットハウジング３６には、後述の主弁４３および弁ばね４８が収容される凹部３７と、後述のパイロット弁５５等が収容される弁収容穴３８と、この弁収容穴３８と凹部３７との間を連通する第１の通路３９と、ハウジング２３の分岐通路３５と弁収容穴３８との間を斜めに傾斜して延びパイロット弁５５により第１の通路３９に対して連通，遮断される第２の通路４０と、パイロット圧の給排ポート４１とが設けられている。給排ポート４１は、弁収容穴３８の内面とパイロット弁５５とにより画成されたパイロット室５７に接続されている。

【0049】

主弁室４２は、ハウジング２３およびパイロットハウジング３６に設けられている。主弁室４２は、ハウジング２３の弁体摺動穴３４および連通穴２６とパイロットハウジング３６の凹部３７とにより構成され、内部に主弁４３を収容している。これにより、主弁室４２は、ハウジング２３とパイロットハウジング３６との両方にわたって設けられている。

【0050】

主弁４３は、主弁室４２に摺動可能に設けられている。主弁４３は、流量制御弁３３の弁体となるもので、弁部４４Ｄを有している。この場合、主弁４３は、弁体摺動穴３４内に挿嵌された段付の弁部材４４と、弁部材４４の軸方向一側に螺合して設けられ後述のチェック弁６２を弁部材４４との間で変位可能に保持する弁保持部材４５とを含んで構成されている。弁保持部材４５は、弁ばね４８をパイロットハウジング３６の凹部３７（の底部）との間で縮装状態に支持するばね受部４５Ａと、有底筒状に形成され弁部材４４（後述の段付穴部４４Ｇの上部側）内に螺入した状態で内側にチェック弁６２を変位可能に保持する保持筒部４５Ｂとを含んで構成されている。保持筒部４５Ｂの内側には、チェック弁６２とばね６３とが収納されている。

【0051】

弁部材４４は、弁体摺動穴３４内に摺動可能に挿嵌された大径部４４Ａと、該大径部４４Ａの軸方向一側に設けられた小径筒部４４Ｂと、大径部４４Ａの軸方向他側に小径な縮径部４４Ｃを介して一体に形成され外周側がハウジング２３の主弁座４６に離着座する弁部４４Ｄと、該弁部４４Ｄの他側(先端側）から入口側流路２５に向けて軸方向に突出した筒状突出部４４Ｅとを含んで構成されている。この場合、弁部４４Ｄは、シート部とも呼ばれ、主弁４３（弁部材４４）に設けられている。弁部４４Ｄは、主弁座４６に接触（着座）することで、入口側流路２５と出口側流路２７との間の作動流体の流れを遮断する。

【0052】

また、弁部材４４には、筒状突出部４４Ｅの内周側から縮径部４４Ｃ、大径部４４Ａ、小径筒部４４Ｂ内へと軸方向一側(上側)に向けて延び途中部位にチェック弁６２用の弁座４４Ｆが形成された段付穴部４４Ｇと、該段付穴部４４Ｇの径方向に延びた径方向穴４４Ｈと、後述のフィードバック絞り５４とが設けられている。段付穴部４４Ｇは、筒状突出部４４Ｅの内周側を介して入口側流路２５と連通している。径方向穴４４Ｈは、後述の背圧室４７とフィードバック絞り５４を介して連通する。これにより、段付穴部４４Ｇおよび径方向穴４４Ｈは、フィードバック流路４９を構成している。また、弁部材４４の筒状突出部４４Ｅには、後述する主弁絞り５３が設けられている。

【0053】

主弁座４６は、主弁室４２の一端側（入口側流路２５側）に設けられている。即ち、主弁座４６は、ハウジング２３のうち出口側流路２７と連通穴２６との交差部位に設けられており、テーパ状の環状弁座として構成されている。主弁座４６は、主弁４３の弁部４４Ｄが離着座することで作動流体を連通、遮断する。

【0054】

入口側流路２５は、ハウジング２３に設けられており、油圧ポンプ１１の吐出側と接続されている。入口側流路２５は、油圧ポンプ１１から供給される圧油（作動流体）に基づいて、主弁４３に対して主弁座４６から離れる方向（開弁方向）の圧力を与える。これと共に、入口側流路２５は、主弁室４２の外部（油圧ポンプ１１側）から主弁室４２の内部に作動流体を導入する。入口側流路２５は、主弁座４６に面している。

【0055】

出口側流路２７は、ハウジング２３に設けられており、アーム用制御弁１８のスプール摺動穴２４に接続されている。出口側流路２７は、主弁４３が主弁座４６から離れたときに主弁室４２の内部（連通穴２６側）から主弁室４２の外部（アーム用制御弁１８のスプール摺動穴２４側、より詳しくは、アームシリンダ９側）に作動流体を導出する。これと共に、出口側流路２７は、主弁４３に対して主弁座４６から離れる方向（開弁方向）の圧力を与える。出口側流路２７も、主弁座４６に面している。

【0056】

背圧室４７は、主弁室４２の他端側（入口側流路２５とは反対側）に設けられている。背圧室４７は、主弁４３に対して主弁座４６に近付く方向（閉弁方向）の圧力を与える。即ち、背圧室４７は、主弁４３の変位量（リフト量）を可変に制御する制御圧室であり、パイロットハウジング３６の凹部３７と主弁４３との間に形成されている。そして、背圧室４７は、パイロットハウジング３６の第１の通路３９に常時連通している。

【0057】

弁ばね４８は、背圧室４７内に位置して主弁４３（の弁保持部材４５）とパイロットハウジング３６の凹部３７（の底部）との間に配設されている。弁ばね４８は、コイルスプリング等を用いて構成され、主弁４３（弁保持部材４５）を常時閉弁方向に付勢している。主弁４３は、背圧室４７内に発生する背圧（制御圧）によっても閉弁方向に押圧される。

【0058】

フィードバック流路４９は、主弁４３の内部に設けられている。即ち、フィードバック流路４９は、主弁４３（弁部材４４）の段付穴部４４Ｇと径方向穴４４Ｈとにより構成されている。この場合、径方向穴４４Ｈは、フィードバック絞り５４を介して背圧室４７と連通している。これにより、フィードバック流路４９は、入口側流路２５と背圧室４７とを連通している。

【0059】

パイロット流路５０は、ハウジング２３およびパイロットハウジング３６に設けられている。即ち、パイロット流路５０は、ハウジング２３の分岐通路３５と、パイロットハウジング３６の第１の通路３９および第２の通路４０とにより構成されている。これにより、パイロット流路５０は、背圧室４７と出口側流路２７とを連通している。この場合、第１の通路３９は、パイロット絞り５６の上流側の管路となるパイロット絞り上流管路５１を構成しており、第２の通路４０および分岐通路３５は、パイロット絞り５６の下流側の管路となるパイロット絞り下流管路５２を構成している。

【0060】

主弁絞り５３は、主弁４３（より具体的には、弁部材４４）の先端側（入口側流路２５側）に設けられている。後述するように、主弁絞り５３は、横穴５３Ａと、固定絞り５３Ｂと、溝部５３Ｃとにより構成されている。主弁絞り５３は、主弁４３の主弁座４６から離れる方向の変位（図２ないし図４の上，下方向の上側への変位）に伴って、入口側流路２５と出口側流路２７との間の開口量を増大させる。

【0061】

フィードバック絞り５４は、フィードバック流路４９と背圧室４７との間に設けられている。フィードバック絞り５４は、主弁４３（弁部材４４の大径部４４Ａ）の外周面側に可変絞りとして設けられている。フィードバック絞り５４は、主弁４３の主弁座４６から離れる方向（開弁方向）の変位に伴って、フィードバック流路４９と背圧室４７との間の開口量を増大させる。

【0062】

図２に示すように、パイロット弁５５は、パイロットハウジング３６に摺動可能に設けられている。即ち、パイロット弁５５は、パイロットハウジング３６の弁収容穴３８内に摺動可能に挿嵌（嵌合）して設けられている。そして、パイロット弁５５は、パイロット絞り５６を有するスプール弁体として構成されている。パイロット弁５５は、パイロット室５７に作動流体を導入して加圧することで変位する。また、パイロット弁５５の変位に伴って、後述のドレン室５９の内部の作動流体は、ドレンポート５９Ａより排出される。

【0063】

パイロット絞り５６は、パイロット弁５５に設けられている。即ち、パイロット絞り５６は、パイロット弁５５の外周面側に可変絞りとして設けられている。パイロット絞り５６は、パイロット弁５５の変位に伴って、パイロット流路５０の開口量を減少させる。即ち、パイロット絞り５６は、パイロット室５７への圧油（パイロット圧）の供給に伴って、パイロット弁５５が軸方向の一側（図２の左，右方向の右側に）に進む程、パイロット流路５０の開口量を減少させる。この場合、パイロット絞り５６は、深さが一定の切り欠きとして構成されている。なお、パイロット絞りは、例えば、軸方向の一側に進む程（パイロット室５７から離れる程）、深さが深くなる切り欠きとして構成してもよい。

【0064】

蓋体５８は、弁収容穴３８の軸方向の一側に位置してパイロットハウジング３６に螺合により取付けられている。蓋体５８は、弁収容穴３８の一側を閉塞することにより、パイロット弁５５の一側にドレン室（ばね室）５９を画成している。そして、蓋体５８とパイロット弁５５との間には、縮装状態でスプリング６０が設けられている。スプリング６０は、ワッシャ６１を介してパイロット弁５５を開弁方向に付勢する。

【0065】

パイロット弁５５は、スプリング６０により図１中に示す連通位置（ａ）に配置されるときに、パイロット流路５０である第１，第２の通路３９，４０間をパイロット絞り５６を介して連通させる。このとき、主弁４３の背圧室４７は、第１，第２の通路３９，４０およびハウジング２３側の分岐通路３５を介して出口側流路２７と連通し、出口側流路２７と等しい圧力に保たれる。これにより、主弁４３は、全開位置まで開弁される。

【0066】

一方、パイロット弁５５は、外部指令用の遠隔操作弁（図示せず）から給排ポート４１を介してパイロット室５７に供給される外部指令圧としてのパイロット圧が予め決められた所定の圧力値以上まで上昇したときに、スプリング６０に抗して摺動変位し、第１，第２の通路３９，４０間を遮断する。これにより、パイロット弁５５は、図１中に示す連通位置（ａ）から遮断位置（ｂ）にスプリング６０に抗して切換わる。このとき、主弁４３の背圧室４７は、第２の通路４０（出口側流路２７）に対して最小の開口量で連通される。これにより、主弁４３は、最小開口位置となる。

【0067】

チェック弁６２は、フィードバック流路４９に設けられている。即ち、チェック弁６２は、弁部材４４と弁保持部材４５との間に収容されている。チェック弁６２は、弁保持部材４５の保持筒部４５Ｂ内に摺動可能に挿嵌され、常時は弁部材４４の弁座４４Ｆに着座するようにばね６３により付勢されている。即ち、チェック弁用のばね６３は、チェック弁６２を閉弁方向に付勢する。チェック弁６２は、入口側流路２５から背圧室４７への作動流体の流れを許容し、これとは逆の流れを阻止（遮断）する。即ち、チェック弁６２は、弁部材４４の筒状突出部４４Ｅ側から入口側流路２５内の圧力が作用すると、ばね６３に抗して弁座４４Ｆから離座するように開弁する。これにより、入口側流路２５内の圧油は、弁部材４４の段付穴部４４Ｇおよび径方向穴４４Ｈ、フィードバック絞り５４を介して背圧室４７に供給される。このように、チェック弁６２は、主弁４３内を入口側流路２５から背圧室４７に向けて圧油が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する。即ち、チェック弁６２は、背圧室４７内の油液が弁部材４４の径方向穴４４Ｈ等を介して段付穴部４４Ｇ、入口側流路２５に向け流通するのを阻止するものである。

【0068】

このように構成される流量制御弁３３は、流量制御機能とロードチェック機能とを有している。即ち、流量制御弁３３は、パイロット絞り５６の開口量に応じて主弁４３の変位量（リフト量、即ち、開口面積）を制御することにより、入口側流路２５から出口側流路２７への流量（アーム用制御弁１８を流通する圧油の流量）を可変に制御する流量制御機能を有している。これと共に、流量制御弁３３は、出口側流路２７の圧力に対して入口側流路２５の圧力が低いときに、出口側流路２７から入口側流路２５への作動流体（油液）の流れを主弁４３とチェック弁６２とにより阻止するロードチェック機能を有している。

【0069】

次に、主弁４３の主弁絞り５３について説明する。主弁絞り５３は、主弁４３の軸方向の変位（図２ないし図４の上，下方向の変位）に伴って、入口側流路２５から連通穴２６を介して出口側流路２７へと流れる圧油の流量（出口側流路２７に対する連通穴２６の開口面積）を調整する。主弁絞り５３は、複数（例えば８個）の横穴５３Ａと、複数（例えば４個）の固定絞り５３Ｂと、複数（例えば８個）の溝部５３Ｃとにより構成されている。

【0070】

横穴５３Ａは、主弁４３の筒状突出部４４Ｅに設けられている。横穴５３Ａは、主弁４３の径方向（主弁４３の中心軸線に対して直交する方向）に延びている。即ち、横穴５３Ａは、筒状突出部４４Ｅの外周側と内周側との間を貫通する貫通孔として筒状突出部４４Ｅに形成されている。固定絞り５３Ｂは、横穴５３Ａよりも弁部４４Ｄ側に位置して主弁４３の筒状突出部４４Ｅに設けられている。固定絞り５３Ｂは、主弁４３の径方向（主弁４３の中心軸線に対して直交する方向）に延びており、横穴５３Ａよりも小径の絞り孔として筒状突出部４４Ｅに形成されている。即ち、固定絞り５３Ｂも、横穴５３Ａと同様に、筒状突出部４４Ｅの外周側と内周側との間を貫通している。横穴５３Ａおよび固定絞り５３Ｂは、主弁４３の内部（より具体的には、筒状突出部４４Ｅの内部）を介して入口側流路２５と出口側流路２７とを連通する。

【0071】

溝部５３Ｃは、横穴５３Ａよりも筒状突出部４４Ｅの開口側に位置して筒状突出部４４Ｅの外周側に設けられている。溝部５３Ｃは、主弁４３の外周部（筒状突出部４４Ｅの外周側）を介して入口側流路２５と出口側流路２７とを連通する。溝部５３Ｃは、ハウジング２３と主弁４３の外周との間で主弁４３の軸方向に横穴５３Ａに対して連通する連通路として形成されている。即ち、溝部５３Ｃは、筒状突出部４４Ｅの開口側から主弁４３の軸方向（主弁４３の中心軸線に対して平行）に延びている。溝部５３Ｃは、筒状突出部４４Ｅの開口側から横穴５３Ａにまで達している。この場合、溝部５３Ｃは、横穴５３Ａの中心軸線に対して直交する方向に延びている。即ち、溝部５３Ｃは、溝部５３Ｃから噴出する作動流体が横穴５３Ａから噴出する作動流体の流れの向きを変えるよう配置されている。この場合、横穴５３Ａから噴出する作動流体の流れの向きは、溝部５３Ｃから噴出する作動流体によって主弁４３の中心軸線と平行な方向に近付くように変えられる。

【0072】

即ち、図４に示すように、溝部５３Ｃから噴出する作動流体Ｆ１は、横穴５３Ａから噴出する作動流体Ｆ２と衝突する。これにより、横穴５３Ａから噴出する作動流体Ｆ２を、図８の噴流Ａと比較して、主弁４３の中心軸線と平行な方向に近付けさせることができる。これにより、主弁４３に作用する開弁方向の流体力を低減できる。なお、実施の形態では、溝部５３Ｃと横穴５３Ａは、同数設けられている。この場合、溝部５３Ｃは、主弁４３の周方向に関する位置が横穴５３Ａと一致している。即ち、溝部５３Ｃと横穴５３Ａは、主弁４３の周方向に関する位相が一致している。換言すれば、溝部５３Ｃは、複数設けられた横穴５３Ａのそれぞれに対し主弁４３の周囲に等間隔に複数設けられている。

【0073】

実施の形態による流量制御弁３３を備えた制御弁装置２１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

【0074】

まず、油圧ポンプ１１から吐出された圧油は、ポンプ管路１３の分岐管路１３Ａからハウジング２３の入口側流路２５、流量制御弁３３の主弁４３と連通穴２６との間（主弁絞り５３）を流通して出口側流路２７に流れる。そして、出口側流路２７に流れた圧油は、アーム用制御弁１８を中立位置（イ）から切換位置（ロ）または（ハ）に切換えることにより、一対のアクチュエータ管路１９Ａ，１９Ｂを介してアームシリンダ９に給排される。

【0075】

アームシリンダ９に供給される圧油の流量は、流量制御弁３３の主弁４３における開口面積と、アーム用制御弁１８のスプール２９（切換ランド２９Ａ，２９Ｂ）による開口面積とによって決められる。また、ハウジング２３の入口側流路２５から出口側流路２７に向けた圧油の流れを遮断する場合に、流量制御弁３３の主弁４３は、弁部４４Ｄをハウジング２３の主弁座４６に着座させることにより、両流路２５，２７間を遮断する。

【0076】

ここで、入口側流路２５から出口側流路２７への流量を可変に制御する場合、パイロット弁５５のパイロット室５７にパイロット圧が供給されることによりパイロット室５７が加圧され、パイロット弁５５が図２の右方に向けて変位する。これにより、パイロット弁５５のパイロット絞り５６の開口量が可変に制御される。そして、例えば、出口側流路２７に対して入口側流路２５の圧力が高い場合、入口側流路２５から出口側流路２７に流れが生じる。このとき、入口側流路２５→チェック弁６２→フィードバック絞り５４→背圧室４７に流れが生じると共に、背圧室４７→パイロット絞り上流管路５１→パイロット絞り５６→パイロット絞り下流管路５２→出口側流路２７にも流れが生じる。

【0077】

ここで、背圧室４７と出口側流路２７との間の開口量であるパイロット絞り５６の開口量に対して、主弁４３の開弁方向の変位量が大きい場合は、フィードバック絞り５４の開口量が大きいため、背圧室４７の圧力は入口側流路２５の圧力に近付く。これにより、主弁４３は、背圧室４７の圧力による閉弁方向の力を受けて閉弁方向に変位する。この結果、主弁４３の変位に伴って、フィードバック絞り５４の開口量が減少するため、背圧室４７の圧力は減圧され、主弁４３に作用する背圧室４７の圧力による閉弁方向の力が減少する。

【0078】

この位置フィードバック作用の結果、主弁４３は、「入口側流路２５と出口側流路２７の圧力による開弁方向の力」と「背圧室４７の圧力と弁ばね４８による閉弁方向の力」とが釣り合う位置にて停止する。これにより、可変に制御されるパイロット絞り５６の開口量に、フィードバック絞り５４の開口量が対応するよう主弁４３の変位量が制御される。そして、これに伴って、主弁絞り５３の開口量が制御されることで、入口側流路２５から出口側流路２７への流量を可変に制御することができる。このとき、主弁絞り５３の開口量が横穴５３Ａと固定絞り５３Ｂから構成されるよう、主弁４３は、図４に示すような位置に変位した状態となっている。

【0079】

一方、入口側流路２５から出口側流路２７への流量を最小に制御する場合、パイロット室５７は最大圧力に加圧され、パイロット弁５５が最大変位量まで変位し、パイロット絞り５６の開口量が最小に制御される。ここで、例えば、出口側流路２７に対して入口側流路２５の圧力が高い場合、入口側流路２５から出口側流路２７に流れが生じる。このとき、入口側流路２５→チェック弁６２→フィードバック絞り５４→背圧室４７に流れが生じると共に、背圧室４７→パイロット絞り上流管路５１→パイロット絞り５６→パイロット絞り下流管路５２→出口側流路２７にも流れが生じる。

【0080】

上述した位置フィードバック作用により、パイロット絞り５６の開口量にフィードバック絞り５４の開口量が対応するよう主弁４３の変位量が最小に制御される。そして、これに伴って、主弁絞り５３の開口量が最小に制御されることで、入口側流路２５から出口側流路２７への流量を最小に制御することができる。このとき、主弁絞り５３の開口量が固定絞り５３Ｂのみから構成されるよう、主弁４３は、図３に示す位置から開弁方向に若干変位した状態となっている。

【0081】

また、ロードチェック機能に関して、出口側流路２７に対して入口側流路２５の圧力が低い場合、出口側流路２７から入口側流路２５に逆流が生じる傾向となる。このとき、出口側流路２７→パイロット絞り下流管路５２→パイロット絞り５６→パイロット絞り上流管路５１→背圧室４７→フィードバック絞り５４→チェック弁６２→入口側流路２５に流れが生じるが、この流れは、チェック弁６２によって遮断される。これにより、背圧室４７と出口側流路２７の圧力が等しくなるため、主弁４３には背圧室４７の圧力による閉弁方向の力が生じて主弁４３が閉弁方向に変位する。これにより、主弁４３の弁部４４Ｄが主弁座４６に着座し、出口側流路２７→主弁絞り５３→入口側流路２５の流れが遮断される。この結果、出口側流路２７から入口側流路２５への逆流が防止され、ロードチェック機能を果たすことができる。

【0082】

次に、図４に示す開弁状態、即ち、主弁４３の変位が最大で、主弁絞り５３の開口量が最大となっている状態について説明する。この図４に示す開弁状態では、主弁絞り５３を通過する流路は２通り存在する。一方は、入口側流路２５→主弁４３（筒状突出部４４Ｅ）の内部→横穴５３Ａまたは固定絞り５３Ｂ→出口側流路２７であり、他方は、入口側流路２５→主弁４３（筒状突出部４４Ｅ）の外周側の溝部５３Ｃ→出口側流路２７である。そして、溝部５３Ｃを通過する噴流（作動流体Ｆ１）は、横穴５３Ａを通過する噴流（作動流体Ｆ２）に衝突する。このとき、横穴５３Ａ（および固定絞り５３Ｂ）を通過する噴流（作動流体Ｆ２）の方向は、溝部５３Ｃを通過する噴流（作動流体Ｆ１）によって主弁４３の中心軸線と平行な方向に近付くように変えられる。

【0083】

このため、主弁絞り５３を通過する噴流の方向を、横穴５３Ａが開口している状態において、主弁４３の中心軸線に対して平行な方向に近付けることができる。これにより、主弁４３の変位が最大で、横穴５３Ａの開口量が最大のときに、主弁４３に作用する開弁方向の流体力を低減することができる。ここで、図６中の特性線７１は、実施の形態による「パイロット弁５５の変位量」と「主弁４３の変位量」との関係を示している。図６中の特性線１０２は、図８に示す比較例による「パイロット弁の変位量」と「主弁１００の変位量」との関係を示している。図６に示すように、主弁４３，１００が閉弁方向に変位するようパイロット絞り５６の開口量を小さくしたときに、比較例（特性線１０２）では閉じ始めの特性が遅くなる傾向となるのに対して、実施の形態（特性線７１）ではこの現象を改善できる。

【0084】

また、主弁４３が閉弁方向に変位し始めて横穴５３Ａの開口量が小さくなった場合でも、溝部５３Ｃの開口部は変化しないため、溝部５３Ｃを通過する噴流の方向は変化しない。このため、横穴５３Ａ（および固定絞り５３Ｂ）を通過する噴流の方向を、主弁４３の中心軸線に対して平行の方向に近付けたままにできる。これにより、開弁方向の流体力の減少度合いを低減することができる。即ち、図６に示すように、主弁４３，１００が閉弁方向に変位するようパイロット絞り５６の開口量を小さくしたときに、比較例（特性線１０２）では変位の途中で急激に変位してしまう傾向となるのに対して、実施の形態（特性線７１）ではこの現象を改善できる。

【0085】

さらに、主弁絞り５３の開口量は、「横穴５３Ａ」と「ハウジング２３から形成される円筒面状の開口部」に規制される。一方、流体力は、「溝部５３Ｃ」と「ハウジング２３から形成される主弁４３の中心軸線に対して直交する方向の断面の開口部」によって調整できる。このため、主弁絞り５３の開口量と流体力とを独立して調整することができ、主弁絞り５３の開口量と流体力の調整を容易に行うことができる。これに加えて、主弁４３の受圧径を大きくする必要もないため、小型化することができる。しかも、従来品に対しても追加の加工を施すだけで実施することができる。

【0086】

また、実施の形態によれば、溝部５３Ｃは、主弁４３の周方向に関する位置が横穴５３Ａと一致している。即ち、溝部５３Ｃは、複数の横穴５３Ａのそれぞれに対し主弁４３の周囲に等間隔に複数設けられている。このため、溝部５３Ｃを通過する噴流を、横穴５３Ａを通過する噴流に直接的に衝突させることができる。

【0087】

なお、上述の実施の形態では、８個の横穴５３Ａを設けると共に、この横穴５３Ａと同数の溝部５３Ｃを設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、横穴５３Ａと溝部５３Ｃの数を８個よりも多くしてもよいし、８個よりも少なくしてもよい。また、必要な開口量と流体力の特性を得られる範囲で、横穴５３Ａと溝部５３Ｃの数を異ならせてもよい。固定絞り５３Ｂについても同様である。

【0088】

上述の実施の形態では、複数の横穴５３Ａに対応して複数の溝部５３Ｃを設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図７に示す変形例のように、複数の横穴５３Ａに対して１つの溝部となる小径部８１を設ける構成としてもよい。即ち、図７に示す変形例では、主弁４３の先端側、より具体的には、筒状突出部４４Ｅの先端側の外周面に、横穴５３Ａが設けられた部位と比較して外径寸法が小さい小径部８１が設けられている。

【0089】

このように変形例では、溝部は、主弁４３の先端に設けられた小径部８１により構成されている。このような変形例も、溝部としての小径部８１を通過する噴流が横穴５３Ａを通過する噴流に衝突するため、実施の形態と同様に、主弁４３に作用する開弁方向の流体力を低減できる。しかも、変形例によれば、主弁４３の先端に溝部（小径部８１）を容易に形成することができる。即ち、複数の溝部を設ける構成と比較して、溝部を形成する作業の手間を低減できる。

【0090】

上述した実施の形態では、ハウジング２３とパイロットハウジング３６とにより一つの（一体または共通）ケーシングを構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ハウジングとパイロットハウジングとを分離して配置すると共に、これらハウジングとパイロットハウジングとの間に接続管路を設ける構成としてもよい。この場合、主弁室は、ハウジングに設けられる。即ち、主弁室は、上述した実施の形態のようにハウジングとパイロットハウジングとにわたって設ける構成を採用することができる他、ハウジングに設ける構成を採用することができる。要するに、主弁室は、ハウジングとパイロットハウジングとのうちの少なくともハウジングに設けられるものである。

【0091】

上述した実施の形態では、パイロット弁５５のパイロット絞り５６を、パイロット弁５５の変位に伴ってパイロット流路５０の開口量を減少させる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、パイロット弁のパイロット絞りを、パイロット弁の変位に伴ってパイロット流路の開口量を増大させる構成としてもよい。

【0092】

上述した実施の形態では、アーム用制御弁１８からアームシリンダ９に向けて給排される圧油の流量を調整する流量制御弁３３を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ブーム用制御弁１６からブームシリンダ８に給排する圧油の流量調整を行う場合の流量制御弁に適用してもよく、バケットシリンダまたはこれ以外の油圧アクチュエータに方向制御弁を通じて圧油を給排する場合の流量制御弁にも適用することができる。

【0093】

上述した実施の形態では、建設機械として、油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ホイールローダ、油圧クレーン、ブルドーザ等、各種の建設機械に広く適用することができる。また、流量制御弁３３は、主弁４３の変位量（リフト量）に応じて作動流体の流量を小流量から大流量へと可変に制御する構成のものであればよく、各種の産業機器、機械機器に用いる流量制御弁として広く適用することができる。さらに、実施の形態および変形例は例示であり、実施の形態および変形例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0094】

１ 油圧ショベル（建設機械）
２１ 制御弁装置
２３ ハウジング
２５ 入口側流路
２７ 出口側流路
３３ 流量制御弁
３６ パイロットハウジング
４２ 主弁室
４３ 主弁
４４Ｄ 弁部
４６ 主弁座
４７ 背圧室
４９ フィードバック流路
５０ パイロット流路
５３ 主弁絞り
５３Ａ 横穴
５３Ｃ 溝部
５４ フィードバック絞り
５５ パイロット弁
５６ パイロット絞り
８１ 小径部（溝部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】