特許 7033463 スプール弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-02

(45)【発行日】2022-03-10

(54)【発明の名称】スプール弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/07 20060101AFI20220303BHJP

   F16K 37/00 20060101ALI20220303BHJP

   F16K 31/122 20060101ALI20220303BHJP

   F16K 3/26 20060101ALI20220303BHJP

【ＦＩ】

F16K11/07 C

F16K37/00 J

F16K31/122

F16K3/26 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018028498

(22)【出願日】2018-02-21

(65)【公開番号】P2019143719

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2020-12-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大島 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】畑 直希

(72)【発明者】

【氏名】青木 誠司

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－０８９４０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２２１３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８５３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－０６５４０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－２６７１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９３７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １１／００－１１／２４

Ｆ１６Ｋ ３７／００

Ｆ１６Ｋ ３１／１２－３１／１６５

Ｆ１６Ｋ ３１／３６－３１／４２

Ｆ１６Ｋ ３／００－ ３／３６

Ｆ１５Ｂ １１／００－１１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号圧供給流路と信号圧排出流路を有する信号圧ラインを含む複数の流路が形成されたハウジングと、
中立状態で前記信号圧供給流路に連通する第１流路と、中立状態で前記信号圧排出流路に連通する第２流路とを備えると共に、前記ハウジングの内部に形成された第１スプール用弁室を移動可能に配置され、移動することによって前記複数の流路の間の接続状態を切り替える第１スプールと、
前記第１スプールの内部に形成された第２スプール用弁室を移動可能に配置され、中立状態で前記第１流路及び前記第２流路に連通する第３流路を備えた第２スプールとを備え、
前記第１スプール及び前記第２スプールは、パイロット圧に応じて移動し、
前記第２スプールは、前記第２スプールが中立状態にあるときには、前記第３流路を介して前記第１流路から前記第２流路へ向かう作動油の流れを許容し、前記第２スプールが中立状態から移動したときには、前記第１流路から前記第２流路へ向かう作動油の流れを遮断することを特徴とするスプール弁装置。

【請求項2】

前記第１スプール用弁室の一端側に第１パイロット室が画成されると共に、前記第１スプール用弁室の他端側に第２パイロット室が画成され、
前記第１スプールは、前記第１パイロット室の内部の圧力と前記第２パイロット室の内部の圧力とに応じて、前記第１スプール用弁室の内部を移動可能に構成され、
前記第２スプールは、前記第１パイロット室の内部の圧力と、前記第２パイロット室の内部の圧力とに応じて、前記第２スプール用弁室の内部を移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁装置。

【請求項3】

前記第３流路は、前記第１スプールと前記第２スプールとの間に形成された空間であることを特徴とする請求項１または２に記載のスプール弁装置。

【請求項4】

前記第１スプールをその軸方向に付勢する第１ばねと、
前記第２スプールをその軸方向に付勢する第２ばねとを備え、
前記第２ばねのばね定数が、前記第１ばねのばね定数よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスプール弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイロット圧に応じて流路の接続状態を切り替えるスプール弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パイロット圧に応じてスプールを移動させ、スプールの位置に応じて流路の接続状態を切り替えることにより、作動油の供給を切り替えるスプール弁装置が用いられている。また、スプール弁装置には、パイロット圧が増加した場合に、そのことを検出する構成を有する形式のものが提案されている。そのようなスプール弁装置として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１には、信号圧流路が設けられ、スプールの位置に応じてパイロット室から信号圧流路への作動油の供給が切り替えられるスプール弁について開示されている。スプール弁装置に、スプールの位置に応じてパイロット室から信号圧流路への作動油の供給が切り替えられる構成が設けられているので、パイロット圧が増加したときに、これを検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５６０２０７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されたスプール弁装置では、流路の接続状態を切り替えるスプールの位置によってパイロット室から信号圧流路へ作動油が供給されるか否かが決まる。そのため、信号圧流路へ作動油が供給されているか否かは、流路の接続状態を切り替えるスプールが移動しているか否かによって検出される。作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されるか否かが、流路の接続状態を切り替えるスプールの位置によって検出されるので、このスプールが実際に移動するまで、作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されたことを検出することができない。

【0005】

作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されるか否かが検出されるタイミングが、実際に流路の接続状態を切り替えるスプールが移動した後になるので、作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されたことが検出されるタイミングは、流路の接続状態を切り替えるスプールの移動のタイミングによって定まる。

【0006】

作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されたことを検出されるのが、流路の接続状態を切り替えるスプールが移動した後になるので、例えば、流路の接続状態を切り替えるスプールの移動の特性によっては、作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されたとしてもこれを即座に検出することができない可能性がある。そのため、作動油がパイロット室から信号圧流路へ供給されたときに、そのタイミングを正確に検出することができない可能性がある。

【0007】

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、流路の接続状態を切り替えるためのスプールの移動の有無とは別に、パイロット圧が増加したときに、そのことを検出することができるスプール弁装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のスプール弁装置は、信号圧供給流路と信号圧排出流路を有する信号圧ラインを含む複数の流路が形成されたハウジングと、中立状態で前記信号圧供給流路に連通する第１流路と、中立状態で前記信号圧排出流路に連通する第２流路とを備えると共に、前記ハウジングの内部に形成された第１スプール用弁室を移動可能に配置され、移動することによって前記複数の流路の間の接続状態を切り替える第１スプールと、前記第１スプールの内部に形成された第２スプール用弁室を移動可能に配置され、中立状態で前記第１流路及び前記第２流路に連通する第３流路を備えた第２スプールとを備え、前記第１スプール及び前記第２スプールは、パイロット圧に応じて移動し、前記第２スプールは、前記第２スプールが中立状態にあるときには、前記第３流路を介して前記第１流路から前記第２流路へ向かう作動油の流れを許容し、前記第２スプールが中立状態から移動したときには、前記第１流路から前記第２流路へ向かう作動油の流れを遮断することを特徴とする。

【0009】

上記構成のスプール弁装置では、第２スプールが、複数の流路の間の接続状態を切り替える第１スプールとは別にパイロット圧に応じて移動し、第２スプールが移動したときには第１流路から第２流路へ向かう作動油の流れを遮断するので、第１スプールの移動とは別に、第２スプールが移動したときにパイロット圧の増加を検出することができる。

【0010】

また、前記第１スプール用弁室の一端側に第１パイロット室が画成されると共に、前記第１スプール用弁室の他端側に第２パイロット室が画成され、前記第１スプールは、前記第１パイロット室の内部の圧力と前記第２パイロット室の内部の圧力とに応じて、前記第１スプール用弁室の内部を移動可能に構成され、前記第２スプールは、前記第１パイロット室の内部の圧力と、前記第２パイロット室の内部の圧力とに応じて、前記第２スプール用弁室の内部を移動可能に構成されていてもよい。

【0011】

第１スプール及び第２スプールが、第１パイロット室の内部の圧力と前記第２パイロット室の内部の圧力とに応じて移動可能に構成されているので、第１パイロット室あるいは第２パイロット室の内部の圧力が増加したときに、これを確実に検出することができる。

【0012】

また、前記第３流路は、前記第１スプールと前記第２スプールとの間に形成された空間であってもよい。

【0013】

第３流路が、第１スプールと第２スプールとの間に形成された空間であるので、第３流路を簡易に形成することができる。

【0014】

また、前記第１スプールをその軸方向に付勢する第１ばねと、前記第２スプールをその軸方向に付勢する第２ばねとを備え、前記第２ばねのばね定数が、前記第１ばねのばね定数よりも小さくてもよい。

【0015】

第２ばねのばね定数が、第１ばねのばね定数よりも小さいので、パイロット室の内部の圧力が増加したときに、第１スプールよりも第２スプールが先に移動する。従って、パイロット室の内部の圧力が増加したときには、即座にそのことを検出することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、流路の接続状態を切り替えるためのスプールの移動の有無に関係なくパイロット圧の増加したことを検出することができるので、パイロット圧が増加したときに、そのことを検出するための構成の自由度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（ａ）は本発明の実施形態に係るスプール弁装置についての断面図であり、（ｂ）は（ａ）における第２スプール及び第２スプール用弁室について拡大した断面図である。

【図2】図１（ａ）のスプール弁装置を備える油圧供給器の油圧回路図である。

【図3】図１（ａ）のスプール弁装置において、第２スプールが他端側に移動した状態において、第２スプール及び第２スプール用弁室について拡大して示した断面図である。

【図4】図３の状態から、第１スプールが他端側に移動した状態のスプール弁装置について示した断面図である。

【図5】図１（ａ）のスプール弁装置において、第２スプールが一端側に移動した状態において、第２スプール及び第２スプール用弁室について拡大して示した断面図である。

【図6】図５の状態から、第１スプールが一端側に移動した状態のスプール弁装置について示した断面図である。

【図7】他の実施形態に係るスプール弁装置についての断面図である。

【図8】別の実施形態に係るスプール弁装置についての断面図である。

【図9】さらに別の実施形態に係るスプール弁装置についての断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態に係るスプール弁装置について、添付図面を参照して説明する。

【0019】

図１（ａ）に、実施形態に係るスプール弁装置１００についての断面図を示し、図１（ｂ）に、図１（ａ）における第２スプール用弁室４０及び第２スプール３０について拡大した断面図を示す。

【0020】

スプール弁装置１００は、例えば油圧ショベルに採用される。油圧ショベルでは、アタッチメントであるバケットを備えており、またバケットを動かすべくブーム及びアームを備えている。

【0021】

ブーム、アーム及びバケットには、それらを動かすべく油圧アクチュエータが取り付けられており、油圧アクチュエータは、例えば、図２に示されるような油圧シリンダ２によって構成されている。なお、油圧アクチュエータは、油圧シリンダに限定されず、油圧モータ等であってもよく、作動油によって駆動可能なものであればよい。

【0022】

図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、スプール弁装置１００は、ハウジング１０と、第１スプール２０とを備えている。第１スプール２０は、軸線方向に延在する大略円柱状に構成されている。図１（ａ）、（ｂ）に示される状態では、第１スプール２０は、中立の位置に配置されている。

【0023】

ハウジング１０の内部には、第１スプール２０が移動可能な第１スプール用弁室１１が設けられている。第１スプール用弁室１１の内部に第１スプール２０が移動可能に収容されている。第１スプール２０は略円筒状の形状を有しており、第１スプール用弁室１１もそれに対応して、略円筒状に形成されている。内部に第１スプール２０を収容する第１スプール用弁室１１は、一端側から他端側にかけてハウジング１０を貫通するように形成されている。また、ハウジング１０には、複数の作動油の流路１２が形成されている。

【0024】

ハウジングに形成された流路１２としては、ポンプから供給される作動油が流通するポンプ流路１２ａと、ロッドを移動可能に収容するシリンダに連通するロッド側流路１２ｂと、シリンダにおけるロッド側流路１２ｂとは逆側の位置に連通するボトム側流路１２ｃと、タンクに連通するタンク流路１２ｄ、１２ｅとが、ハウジング１０の内部に形成されている。

【0025】

本実施形態では、ハウジング１０における一端側から他端側に向かう方向についてのほぼ中央の位置に、ポンプからのポンプ流路１２ａが、第１スプール２０を貫通するように形成されている。また、ハウジング１０におけるポンプ流路１２ａよりも一端側の位置に、ロッド側流路１２ｂが第１スプール２０を貫通するように形成されている。また、ハウジング１０におけるポンプ流路１２ａよりも他端側の位置に、ボトム側流路１２ｃが第１スプール２０を貫通するように形成されている。このように、流路１２ａ～１２ｅは、それぞれ異なる位置で第１スプール用弁室１１に接続されている。

【0026】

第１スプール２０の長さ方向の両方の延長線上には、パイロット室１３が設けられている。パイロット室１３のうち、第１パイロット室１３ａが、第１スプール用弁室１１における一端側に接続されて形成されている。また、パイロット室１３のうち、第２パイロット室１３ｂが、第１スプール用弁室１１における他端側に接続されて形成されている。このように、第１スプール用弁室１１の一端側に第１パイロット室１３ａが画成されると共に、第１スプール用弁室１１の他端側に第２パイロット室１３ｂが画成されている。また、第１パイロット室１３ａには、第１パイロットポート１３ｃが形成され、第１パイロットポート１３ｃを通じて第１パイロット室１３ａに作動油が流通している。また、第２パイロット室１３ｂには、第２パイロットポート１３ｄが形成され、第２パイロットポート１３ｄを通じて第２パイロット室１３ｂに作動油が流通している。

【0027】

以下、第１パイロット室１３ａの側のことを一端側といい、第２パイロット室１３ｂの側のことを他端側というものとする。

【0028】

本実施形態では、ハウジング１０の一端側に、ばね機構５０が設けられている。ばね機構５０は、ばね側ケーシング５１と、第１ばね受け５２と、第２ばね受け５３と、第１スプールばね５４とを有している。ばね側ケーシング５１は、大略有底筒状の部材であり、開口部を第１スプール２０の軸線方向の一端側の端部に被せるようにしてハウジング１０の一端側の側面に締結されている。また、ばね側ケーシング５１には、第１ばね受け５２と、第２ばね受け５３と、第１スプールばね５４とが収容されている。第１ばね受け５２及び第２ばねうけ５３は、大略円環状に形成されており、第１ばね受け５２及び第２ばね受け５３のそれぞれの軸中心に貫通孔が形成されている。第１ばね受け５２の貫通孔に第１スプール２０の一端側の端部が挿入された状態で、第１ばね受け５２が第１スプール２０の一端側に取り付けられている。また、第２ばね受け５３に形成された貫通孔に第１スプール２０が挿入されると共に、第２ばね受け５３が第１スプール２０に取り付けられている。

【0029】

第１ばね受け５２は、第２ばね受け５３よりも一端側の位置に配置されている。第１ばね受け５２と第２ばね受け５３との間には、第１スプールばね（第１ばね）５４が配置されている。第１スプールばね５４は、第１スプール２０をその軸方向に付勢している。第１スプールばね５４は、いわゆる圧縮コイルばねとしての圧縮第１スプールばね５４ａと、引張コイルばねとしての引張第１スプールばね５４ｂとを備えている。圧縮第１スプールばね５４ａは、圧縮された状態で対向する第１ばね受け５２及び第２ばね受け５３の面の間に介在している。これにより、圧縮第１スプールばね５４ａによる拡張する方向の付勢力が第２ばね受け５３を介して第１スプール２０に作用している。また、引張第１スプールばね５４ｂは、引っ張られた状態で対向する第１ばね受け５２及び第２ばね受け５３の面の間に介在している。これにより、引張第１スプールばね５４ｂによる圧縮する方向の付勢力が第２ばね受け５３を介して第１スプール２０に作用している。第１スプール２０は、ばね側ケーシング５１の内部で、第１スプールばね５４を介してハウジング１０に支持されている。

【0030】

第１スプール２０は、第１スプール用弁室１１の内部で摺動可能なので、第１パイロット室１３ａ及び第２パイロット室１３ｂ内部の作動油の圧力に応じて移動することが可能に構成されている。第１スプール２０には、径方向外側の側面に溝２１が形成されている。本実施形態では、第１スプール２０の側面に５つの溝２１ａ～２１ｅが形成されている。以下、パイロット室１３の内部での作動油の圧力のことをパイロット圧というものとする。

【0031】

図１（ａ）、（ｂ）に示される状態（中立状態）では、第１スプール２０に形成された溝２１のうち、溝２１ａがタンク流路１２ｄのみに接続され、溝２１ｂ、溝２１ｃ、溝２１ｄがポンプ流路１２ａのみに接続され、溝２１ｅがタンク流路１２ｅのみに接続されている。

【0032】

第１スプール２０がハウジング１０の内部で移動すると、ハウジング１０の内部で、軸方向についての溝２１ａ～２１ｅの位置が移動する。後述するように、第１スプール２０がハウジング１０内で移動することにより、複数の流路１２同士が連通する接続先を切り替えることができ、複数の流路１２の間の接続状態を切り替える。

【0033】

本実施形態のスプール弁装置１００は、第１パイロット室１３ａ及び第２パイロット室１３ｂ内部の作動油の圧力に応じて一端側及び他端側の両方に移動可能に構成され、いわゆる３ファンクション形式のスプール弁である。

【0034】

また、第１スプール２０の内部には、第２スプール用弁室４０と、第２スプール用弁室４０の内部を摺動可能な第２スプール３０とが設けられている。

【0035】

第１スプール２０における他端側の端部の位置に形成された第２スプール用弁室４０の内部に、第２スプール３０が、移動可能に配置されている。図１（ａ）、（ｂ）の状態では、第２スプール３０についても、中立の位置に配置されている。

【0036】

第１スプール２０における軸中心の位置には、第１スプール２０を軸方向に沿って貫通するように、スプール内流路２２が設けられている。本実施形態では、スプール内流路２２は、第１パイロット室１３ａと第２スプール用弁室４０とを連通させるように、第１スプール２０の軸中心を一端側から他端側へ貫通するように形成されている。

【0037】

スプール内流路２２は、一端側で第１パイロット室１３ａと連通するように形成されている。第１パイロット室１３ａ内部のパイロット圧が変化すると、図１（ａ）に示される矢印Ｐ１に沿ってパイロット圧の変化が伝達される。従って、第１パイロット室１３ａ内部のパイロット圧の変化が、第１パイロット室１３ａからスプール内流路２２を介して、第２スプール用弁室４０に伝達される。

【0038】

また、第１スプール用弁室１１の内部を移動可能な第１スプール２０には、第２スプール用弁室４０と第１スプール２０の径方向の外側とを連通させる流路２４が形成されている。流路２４は、第１スプール２０の軸中心に沿って形成された第２スプール用弁室４０から、第１スプール２０の径方向の外側の領域まで、第１スプール２０の径方向に沿って延びるように形成されている。第１スプール２０には、流路２４は、一端側から他端側に向かう方向に沿って複数形成されている。本実施形態では、流路２４が、一端側から他端側に向かう方向に沿って２つ形成されている。第１スプール２０における一端側から他端側に向かう方向に沿って２つ形成された流路２４のうち、一端側に形成された流路を第１流路２４ａとし、他端側に形成された流路を第２流路２４ｂとする。

【0039】

図１に示される中立の状態で、第１スプール２０の軸方向に関し、ハウジング１０における第２スプール３０に対応する位置には、流路１７が形成されている。本実施形態では、流路１７は、第１スプール２０の軸方向に関し、２か所に形成されている。流路１７は、第１スプール用弁室１１の内側の側面に、周方向の全体に亘って形成されている。流路１７は、第１スプール用弁室１１が部分的に拡径されるように、ハウジング１０における第１スプール用弁室１１に面する位置に形成されている。

【0040】

図１（ａ）、（ｂ）に示される中立状態の第１スプール２０における流路１７ａ、１７ｂに対応した位置には、第１流路２４ａ、第２流路２４ｂが形成されている。第１流路２４ａ、第２流路２４ｂは、第１スプール２０の軸方向に交差する方向に延びて第１スプール２０内部に形成されている。本実施形態では、第１流路２４ａ、第２流路２４ｂは、それぞれ第１スプール２０の軸方向に直交する方向に延び、第１スプール２０を貫通するように形成されている。

【0041】

本実施形態では、第２スプール３０には、径方向の外側の側面に溝が形成され、溝が第３流路３１として機能する。すなわち、本実施形態では、第３流路３１は、第２スプール３０の径方向の外側の側面に形成された溝である。第２スプール３０の外側の側面に溝としての第３流路３１が形成されているので、第１スプール２０と第２スプール３０との間に空間が形成される。第１スプール２０と第２スプール３０との間に空間が形成されるので、その空間を通して作動油を流通させることができる。第１スプール２０と第２スプール３０との間に形成された空間の内部に作動油を流通させることにより、空間を第３流路３１として機能させることができる。第３流路３１は、第２スプール３０の軸方向において、一部にのみ形成されている。なお、本実施形態においては、第３流路３１が、第２スプール３０の外側の側面に形成された溝である構成について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。第１スプール２０と第２スプール３０との間に流路としての空間が形成されるのであれば、空間は、第２スプール３０に形成された溝以外の構成であってもよい。例えば、第２スプール３０の外側の側面に凸部が形成され、凸部同士の間に流路としての空間が形成された構成であってもよい。

【0042】

第２スプール３０には、ばね受け３２が形成されている。第２スプール３０の軸方向において、ばね受け３２同士の間には、第２スプール３０についての第２スプールばね（第２ばね）３３が設けられている。第２スプールばね３３は、第２スプール３０をその軸方向に付勢している。第２スプール３０が、第２スプールばね３３を介して、第１スプール２０に支持されている。

【0043】

第２スプールばね３３は、圧縮コイルばねとしての圧縮第２スプールばねと、引張コイルばねとしての引張第２スプールばねとを備えている。従って、圧縮第２スプールばねによる拡張する方向の付勢力がばね受け３２を介して第２スプール３０に作用している。また、引張第２スプールばねによる圧縮する方向の付勢力がばね受け３２を介して第２スプール３０に作用している。第２スプール３０は、第２スプールばね３３を介して第１スプール２０に支持されている。

【0044】

スプール弁装置１００には、第２スプール３０が移動したか否かを検出するための信号圧ライン７０が形成されている。信号圧ライン７０は、作動油を供給するポンプ６０から第２スプール３０の第３流路３１を通ってドレーン部６３に至る作動油の流路である。信号圧ライン７０は、ハウジング１０に形成されたポンプ６０からの作動油の信号圧供給流路６１と、信号圧供給流路６１における第１スプール用弁室１１に接続される入口の流路１７ａと、第１スプール２０に形成された第１流路２４ａと、第２スプール３０に形成された第３流路３１と、第１スプール２０に形成された第２流路流路２４ｂと、信号圧排出流路６４における第１スプール用弁室１１に接続された流路１７ｂと、ハウジング１０に形成されドレーン部６３に向かう作動油の流通する信号圧排出流路６４とを備えている。

【0045】

第１スプール２０の軸方向に関し、第１スプール２０の２か所に形成された作動油の流路１７のうち、一端側に形成された流路１７ａは、ポンプ６０からの作動油の信号圧供給流路６１に接続されている。従って、ポンプ６０が駆動されている間は、ポンプ６０によって、一端側の作動油の流路１７ａに、作動油が供給され続ける。ポンプ６０から一端側の作動油の流路１７ａへ向かう信号圧供給流路６１には、信号圧供給流路６１内部の作動油の圧力を測定できる圧力計６２が取り付けられている。また、流路１７のうち、他端側に形成された作動油の流路１７ｂは、作動油をドレーン部６３へ導く信号圧排出流路６４に接続されている。

【0046】

図１（ａ）、（ｂ）に示される状態（中立状態）では、ハウジング１０における第２スプール３０に対応する位置に形成された流路１７ａ、１７ｂが、第１スプール２０において径方向に沿って形成された第１流路２４ａ、第２流路２４ｂと連通するように、第１スプール２０及び第２スプール３０が配置されている。本実施形態では、一端側で、ハウジング１０における流路１７ａと第１スプール２０における第１流路２４ａとが連通し、他端側で、ハウジング１０における流路１７ｂと第１スプール２０における第２流路２４ｂとが連通している。

【0047】

また、図１（ａ）、（ｂ）に示される中立の位置では、第１スプール２０において径方向に沿って形成された第１流路２４ａ、第２流路２４ｂが、それぞれ第２スプール３０の外周に軸方向に沿って形成された第３流路３１と連通している。そのため、ハウジング１０に形成された流路１７ａと流路１７ｂとが、第１スプール２０に形成された第１流路２４ａ、第２流路２４ｂと第２スプール３０の外周に形成された第３流路３１とを介して連通している。従って、ハウジング１０の流路１７ａに供給された作動油は、第１スプール２０の第１流路２４ａに供給され、第２スプール３０の外周に形成された第３流路３１を通り、第１スプール２０に形成された第２流路２４ｂを通って、ハウジング１０の流路１７ｂに供給される。

【0048】

流路１７ｂはドレーン部６３に接続されているので、流路１７ａに供給された作動油は、第１流路２４ａ、第３流路３１、第２流路２４ｂを通り、流路１７ｂに供給された後にドレーン部６３に排出される。従って、ポンプ６０からの信号圧供給流路６１においては、作動油がドレーン部６３に接続された状態になるので、信号圧供給流路６１における作動油の圧力が増加せず、圧力計６２によって示される圧力は一定に維持される。

【0049】

このように、第２スプール３０は、信号圧供給流路６１、流路１７ａ、第１流路２４ａ、第３流路３１、第２流路２４ｂ、流路１７ｂ及び信号圧排出流路６４が互いに連通した連通位置に位置することができる。その一方、第２スプール３０が中立の状態から移動し、信号圧供給流路６１、流路１７ａ、第１流路２４ａ、第３流路３１、第２流路２４ｂ、流路１７ｂ及び信号圧排出流路６４が互いに連通しない構成となった場合、作動油がドレーン部６３に排出されなくなる。従って、信号圧供給流路６１の作動油の圧力が増加する。このときの信号圧供給流路６１の作動油の圧力が増加したか否かを検出することにより、第２スプール３０が移動したか否かを検出することができる。

【0050】

このように、第２スプール３０には、第２スプール３０の外周において作動油を流通させる第３流路３１が形成され、第１スプール２０には、中立状態のときに作動油を第３流路３１に導くための第１流路２４ａと、中立状態のときに作動油を第３流路３１から排出させるための第２流路２４ｂとが形成されている。また、ハウジング１０には、中立状態のときに作動油を第１流路２４ａに導くための信号圧供給流路６１及び流路１７ａと、中立状態のときに作動油を第２流路２４ｂから排出させるための流路１７ｂ及び信号圧排出流路６４とが形成されている。

【0051】

図２に、本実施形態のスプール弁装置１００を用いた油圧回路の回路図を示す。

【0052】

油圧シリンダ２は、ロッド２ａを有しており、油圧シリンダ２に供給される作動油の流れる方向に応じてロッド２ａを進退させる。より詳細には、油圧シリンダ２は、２つのポート２ｂ、２ｃを有しており、一方のポート２ｂに作動油を流すとロッド２ａがＤ２方向へ後退し、他方のポート２ｃに作動油を流すとロッド２ａがＤ１方向へ前進する。このように構成される油圧シリンダ２には、油圧供給機器３が接続されている。

【0053】

なお、本実施形態では、油圧ショベルに本発明のスプール弁装置１００が用いられる形態について説明しているが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明のスプール弁装置１００は、他の構成に対して用いられてもよい。油圧を用いて駆動させる他の建設機械に対し用いられてもよい。また、本発明のスプール弁装置１００は、建設機械以外の他の産業機械に用いられてもよい。

【0054】

油圧供給機器３は、２つのポート２ｂ、２ｃに作動油を供給可能に構成されており、２つの油圧ポンプ４を備えている。本実施形態では、油圧供給機器３は、第１スプール２０と第２スプール３０とを有するスプール弁装置１００を１つ備えると共に、第２スプール３０を有していない第１スプール２０を１つ備えている。油圧ポンプ４は、例えば斜板ポンプであり、タンク５から作動液を吸引して吐出する。また、油圧ポンプ４は、一方のスプール弁装置１００に接続されており、油圧ポンプ４からの作動油がスプール弁装置１００に供給される。

【0055】

本実施形態では、油圧ポンプ４から延びた流路８は、タンク７に接続されている。油圧ポンプ４からタンク７に向かって延びた流路８が途中で分岐し、ハウジング１０に形成されたポンプ流路１２ａに接続されている。従って、油圧ポンプ４からタンク７に向かって供給される作動油のうち、一部の作動油が、ポンプ流路１２ａを通り、第１スプール２０を介して油圧シリンダ２に向けて供給される。油圧ポンプ４からタンク７に向かって供給される作動油のうち、ポンプ流路１２ａに供給されない作動油については、そのまま流路８を通ってタンク７に排出される。

【0056】

本実施形態では、１つの油圧シリンダ２に対し、２つの油圧ポンプ４が接続されている。また、油圧ポンプ４から供給される作動油を振り分けるための第１スプール２０が、２つ設けられている。また、ポート２ｂに対し、２つのボトム側流路１２ｃが合流した流路が接続されている。また、同様に、ポート２ｃに対し、２つのロッド側流路１２ｂが合流した流路が接続されている。

【0057】

なお、本実施形態の油圧供給機器３においては、１つの油圧シリンダ２に２つの油圧ポンプ４が接続されているが、１つの油圧シリンダ２につき、１つの油圧ポンプ４が接続された構成であってもよい。また、１つの油圧シリンダ２につき、３つ以上の複数の油圧ポンプ４が接続されてもよい。

【0058】

スプール弁装置１００における第１スプール２０は、いわゆる方向切換弁を備える弁装置であり、作動油の流れる方向を切換えて２つのポート２ｂ，２ｃに作動油を選択的に流し、油圧シリンダ２に流す作動油の流量を調整する。

【0059】

第１スプール２０は、その位置に応じて各流路１２ａ～１２ｅの接続状態を切換えるように構成されている。

【0060】

油圧供給機器３は、操作桿８０を備えている。油圧供給機器３の操作者によって操作桿８０が倒されると、それに応じて第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加する。第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧の増加に応じて、第２スプール３０及び第１スプール２０が移動する。つまり、操作桿８０の操作に応じて第２スプール３０及び第１スプール２０を移動させ、油圧シリンダ２においてＤ１方向あるいはＤ２方向へロッド２ａを駆動させることができる。このように、操作桿８０の操作によって、油圧供給機器３を操作することができる。

【0061】

次に、図１に示される中立状態から第１スプール２０が移動するときについて説明する。まず、第１パイロット室１３ａのパイロット圧が増加し、それに伴い、第２スプール３０及び第１スプール２０が一端側から他端側に向けて移動する場合について説明する。第１スプール２０が移動する際には、本実施形態では、第１スプール２０が通路１１の内部を摺動して移動する前に、第２スプール３０が第２スプール用弁室４０の内部を摺動して移動する。

【0062】

図３に、図１（ａ）、（ｂ）の中立の状態から、一端側の第１パイロット室１３ａのパイロット圧が増加することによって第２スプール３０が第２スプール用弁室４０の内部を移動すると共に、第１スプール２０が通路１１の内部を移動したときのスプール弁装置１００の断面図を示す。

【0063】

図３には、第１パイロット室１３ａのパイロット圧が増加することによって第２スプール３０が第２スプール用弁室４０の内部を他端側へ移動したときの第２スプール３０及び第２スプール用弁室４０の内部について拡大して示した断面図が示されている。図３に示される状態では、第１スプール２０は移動していない。

【0064】

第１パイロット室１３ａ内部のパイロット圧が増加すると、第１パイロット室１３ａ内部の圧力の増加が、第１スプール２０内部のスプール内流路２２を介して、第２スプール用弁室４０における一端側の部分に伝達される。第２スプール用弁室４０における一端側の部分における作動油の圧力が増加すると、第２スプール用弁室４０の内部に配置された第２スプール３０が移動する。

【0065】

本実施形態では、第１パイロット室１３ａの内部のパイロット圧が増加したときに、第１スプール２０よりも先に第２スプール３０が移動するように、第２スプールばね３３及び第１スプールばね５４が設定されている。つまり、第２スプールばね３３のばね定数が、第１スプールばね５４のばね定数よりも小さい。

【0066】

第１パイロット室１３ａ内部のパイロット圧が増加することによって第２スプール３０が他端側へ移動するので、第２スプール３０の外周に形成された第３流路３１の位置が軸方向に沿って移動する。そのため、図３に示されるように、第１スプール２０の第１流路２４ａと第２スプール３０の第３流路３１との間で、連通した状態が解除される。

【0067】

第１流路２４ａと第３流路３１との間が連通していない状態で、ポンプ６０から信号圧供給流路６１に作動油が供給され続けるので、信号圧供給流路６１における作動油の圧力が増加する。信号圧供給流路６１の作動油の圧力が増加すると、圧力計６２によって示される圧力の値が増加する。このときの圧力計６２によって示される圧力の増加を検出することにより、第２スプール３０が他端側に移動したことを検出することができ、第１パイロット室１３ａ内部の圧力が増加したことを検出することができる。

【0068】

このように、第２スプール３０は、信号圧供給流路６１、流路１７ａ、第１流路２４ａ、第３流路３１、第２流路２４ｂ、流路１７ｂ及び信号圧排出流路６４が連通しない非連通位置に位置することができる。

【0069】

第２スプール３０が中立状態にあるときには、第３流路３１を介して第１流路２４ａから第２流路２４ｂへ向かう作動油の流れが許容される。その一方、第２スプール３０が移動したときには、第１流路２４ａから第２流路２４ｂへ向かう作動油の流れが遮断される。

【0070】

圧力計６２によって信号圧供給流路６１の圧力が増加したことが検出され第２スプール３０が移動したことが検出されると、第１パイロット室１３ａ内部においてパイロット圧が増加したことが検出される。従って、操作桿８０の操作が行われたことを検出することができる。また、一方の第１スプール２０において、第２スプール３０が移動したことが検出されて第１パイロット室１３ａ内部におけるパイロット圧が増加したことが検出されると、他方の第１スプール２０においても、第１パイロット室１３ａ内部におけるパイロット圧が増加したと判断される。

【0071】

図３に示される状態からさらに第１パイロット室１３ａ内部のパイロット圧が増加すると、第１スプール２０が他端側に向かって移動する。

【0072】

図４に、第１スプール２０が他端側へ移動したときのスプール弁装置１００の断面図を示す。

【0073】

第１パイロット室１３ａ内部のパイロット圧の増加によって、第１スプール２０が他端側へ移動すると、第１スプール２０の外周に形成された溝２１ａ～２１ｅの軸方向に沿った位置が移動する。図４に示される状態では、第１スプール２０に形成された溝２１のうち、溝２１ａが、タンク流路１２ｄとロッド側流路１２ｂとの間に接続され、溝２１ｂ、溝２１ｃが、ポンプ流路１２ａのみに接続され、溝２１ｄが、ポンプ流路１２ａとボトム側流路１２ｃとの間に接続され、溝２１ｅがタンク流路１２ｅのみに接続されている。従って、溝２１ａを介してタンク流路１２ｄとロッド側流路１２ｂとが接続されると共に、溝２１ｄを介してポンプ流路１２ａとボトム側流路１２ｃとが接続される。このように、溝２１ｄを介してポンプ流路１２ａとボトム側流路１２ｃとが接続されるので、油圧ポンプ４からの作動油をボトム側流路１２ｃに向けて供給することができる。

【0074】

また、その一方、溝２１ａを介してタンク流路１２ｄとロッド側流路１２ｂとが接続されるので、ロッドの配置された側のシリンダ内部の作動油をタンク５に排出することができる。そのため、シリンダ内部におけるロッド側の部分の圧力を減少させると共にシリンダ内部におけるボトム側の部分の圧力を増加させることができる。これにより、ロッド２ａを、図２に示されるロッド２ａの延びる方向Ｄ１に向けて移動させることができる。

【0075】

次に、第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加し、それに伴い、第２スプール３０及び第１スプール２０が他端側から一端側に向けて移動する場合について説明する。

【0076】

図５に、図１（ａ）、（ｂ）の中立の状態から、他端側の第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加することによって第２スプール３０が第２スプール用弁室４０の内部を移動したときの、第２スプール３０及び第２スプール用弁室４０の内部について拡大して示した断面図を示す。図５に示される状態では、第１スプール２０は移動していない。

【0077】

第２スプール用弁室４０における他端側の部分における作動油の圧力が増加すると、第２スプール用弁室４０の内部に配置された第２スプール３０が他端側から一端側に向けて移動する。本実施形態では、第２パイロット室１３ｂの内部のパイロット圧が増加したときに、第１スプール２０よりも先に第２スプール３０が移動するように、第２スプールばね３３及び第１スプールばね５４が設定されている。第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加することによって第２スプール３０が一端側へ移動するので、第２スプール３０の外周に形成された第３流路３１の位置が軸方向に沿って移動する。

【0078】

そのため、図５に示されるように、第１スプール２０の第１流路２４ａと第２スプール３０の第３流路３１とが連通しているが、第２スプール３０の第３流路３１と第１スプール２０の第２流路２４ｂとが連通していない状態になる。従って、第２スプール３０の第３流路３１と第１スプール２０の第２流路２４ｂとの間で、連通した状態が解除される。

【0079】

第３流路３１と第２流路２４ｂとが連通していない状態でポンプ６０から信号圧供給流路６１に作動油が供給され続けているので、信号圧供給流路６１における作動油の圧力が増加する。信号圧供給流路６１の作動油の圧力が増加すると、圧力計６２によって示される圧力の値が増加する。このときの圧力計６２によって示される圧力の増加を検出することにより、第２スプール３０が一端側に移動したことを検出することができ、第２パイロット室１３ｂ内部の圧力が増加したことを検出することができる。

【0080】

圧力計６２によって信号圧供給流路６１の圧力が増加したことが検出され第２スプール３０が移動したことが検出されると、第２パイロット室１３ｂ内部においてパイロット圧が増加したことが検出される。従って、操作桿８０の操作が行われたことを検出することができる。また、一方の第１スプール２０において、第２スプール３０が移動したことが検出されて第２パイロット室１３ｂ内部におけるパイロット圧が増加したことが検出されると、他方の第１スプール２０においても、第２パイロット室１３ｂ内部におけるパイロット圧が増加したと判断される。

【0081】

図５に示される状態からさらに第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加すると、第１スプール２０が一端側に向かって移動する。

【0082】

図６に、第１スプール２０が一端側へ移動したときのスプール弁装置１００の断面図を示す。

【0083】

第１パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧の増加によって、第１スプール２０が一端側へ移動すると、第１スプール２０の外周に形成された溝２１ａ～２１ｅの軸方向に沿った位置が移動する。

【0084】

図６に示される状態では、第１スプール２０に形成された溝２１のうち、溝２１ａが、タンク流路１２ｄのみに接続され、溝２１ｂが、ロッド側流路１２ｂとポンプ流路１２ａとの間に接続され、溝２１ｃ、溝２１ｄがポンプ流路１２ａのみに接続され、溝２１ｅが、ボトム側流路１２ｃとタンク流路１２ｅとの間に接続されている。従って、溝２１ｂを介してロッド側流路１２ｂとポンプ流路１２ａとが接続されると共に、溝２１ｅを介してボトム側流路１２ｃとタンク流路１２ｅとが接続される。

【0085】

このように、溝２１ｂを介してロッド側流路１２ｂとポンプ流路１２ａとが接続されるので、油圧ポンプ４からの作動油をロッド側流路１２ｂに向けて供給することができる。また、その一方、溝２１ｅを介してボトム側流路１２ｃとタンク流路１２ｅとが接続されるので、ボトム側のシリンダ内部の作動油をタンク５に排出することができる。

【0086】

そのため、シリンダ内部におけるロッド側の部分の圧力を増加させると共にシリンダ内部におけるボトム側の部分の圧力を減少させることができる。これにより、ロッド２ａを、図２に示されるロッド２ａの延びる方向とは逆側のＤ２に向けて移動させることができる。

【0087】

本実施形態のスプール弁装置１００によれば、スプール弁装置１００が、通路１１の内部で摺動可能に配置された第１スプール２０と、第２スプール用弁室４０の内部で摺動可能に配置された第２スプール３０とを備えているので、第１スプール２０の移動とは別に、第２スプール３０によって第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加したか否かを検出することができる。従って、第１スプール２０の移動のタイミングとは関係なく、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加したことを検出することができる。そのため、第１スプール２０の移動の特性に制限されずに、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加したことを検出することができる。

【0088】

例えば、第２スプール３０における第２スプールばね３３のばね定数を、第１スプール２０における第１スプールばね５４のばね定数よりも小さくすることにより、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加したときの第２スプール３０の移動のタイミングを速くすることができる。このように、第２スプール３０における第２スプールばね３３のばね定数及び第１スプール２０における第１スプールばね５４のばね定数を適宜設定することにより、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加したときの第２スプール３０の移動のタイミングを速くすることができる。これにより、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加したときに、遅れずに即座にパイロット圧が増加したことを検出することができる。そのため、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧が増加したときに、そのタイミングをより正確に検出することができる。

【0089】

第２スプール３０が移動すると、ポンプ６０が駆動されているにも関わらず信号圧供給流路６１と信号圧排出流路６４との間の連通が解除されることにより、信号圧供給流路６１内部の作動油の圧力が増加する。また、信号圧供給流路６１内部の作動油の圧力が増加したときには、圧力計６２の示す圧力によって、そのことを検出することができる。従って、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂの圧力が増加することによって第２スプール３０が移動したときには、圧力計６２の指し示す圧力によってそのことを検出することができる。これにより、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂの圧力が増加したときには、そのことを確実に検出することができる。

【0090】

また、本実施形態では、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加したときに、第２スプール３０の移動によってこれを検出することができるので、第１スプール２０の移動とは関係なく、そのことを検出することができる。第１スプール２０の移動特性に関係なく、第２スプール３０が移動したときに、第２スプール３０の移動を検出することによって、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧の増加を検出することができる。第２スプール３０の移動の検出によって、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧の増加を検出するので、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧の増加を検出するための構成の自由度を向上させることができる。第１スプール２０の移動特性によって制限されずに、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧の増加を検出するための構成を自由に設計することができる。

【0091】

このように、第１スプール２０の移動に関係なく、第２スプール３０の移動を検出したときに、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加したことを検出することができるので、パイロット圧の増加を検出するための構成を自由に設定することができる。つまり、第２スプール３０を摺動可能に支持する第２スプールばね３３の特性と、第１スプール２０を摺動可能に支持する第１スプールばね５４との特性とを、自由な組み合わせに設定することができる。これにより、スプール弁装置１００の設計の際の自由度を向上させることができる。

【0092】

図２に示されるように、１つの油圧シリンダ２につき２つの油圧ポンプ４が接続されている場合に、油圧ポンプ４を駆動させるタイミングを２つの油圧ポンプ４の間で別にすることにより、２つの油圧ポンプ４によって油圧シリンダ２に供給される作動油の流量を調節することができる。第１スプール２０の移動のタイミングとは関係なく、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室３１ｂの内部のパイロット圧が増加したことを検出することができるので、２つの第１スプール２０の間で、第１スプール２０が移動を開始するタイミングを変えることができる。具体的には、第２スプール３０が移動したことが検出されたときに、その後に一方の第１スプール２０と他方の第１スプール２０との間で、移動するタイミングに差を持たせることができる。一方の第１スプール２０が移動し、その後に他方の第１スプール２０が移動するように、２つの第１スプール２０の間で移動するタイミングに差を持たせることにより、作動油を油圧シリンダ２に対し徐々に供給することができる。２つの第１スプール２０の間で、移動するタイミングに差が生じるので、一方の油圧ポンプ４によってのみ油圧シリンダ２に対し作動油を供給する時間を作ることができる。そのため、まず一方の油圧ポンプ４によってのみ油圧シリンダ２に作動油が供給され、その後に他方の油圧ポンプ４についても油圧シリンダ２に作動油が供給され、両方の油圧ポンプ４によって油圧シリンダ２に対し作動油が供給されることになる。従って、作動油を油圧シリンダ２に対し徐々に供給することができる。

【0093】

このように、例えば、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室３１ｂの内部のパイロット圧が増加する過程で、最初に一方の第１スプール２０を移動させ、その後に他方の第１スプール２０を移動させることができる。この場合、２つの第１スプール２０の間で、第１スプールばね５４のばね定数に差を持たせることにより、２つの第１スプール２０の間の移動のタイミングに差を持たせることができる。そのため、油圧シリンダ２への作動油の供給量を増加させる際に、まず一方の油圧ポンプ４からの作動油を供給し、その後に両方の油圧ポンプ４からの作動油を供給することによって、油圧シリンダ２に供給される作動油の流量を徐々に増加させることができる。

【0094】

また、操作桿８０による微妙な操作領域のときには、一方の油圧ポンプ４のみによる作動油の供給を行うようにし、操作桿８０によって大きく操作が行われたときには両方の油圧ポンプ４による作動油の供給を行うように作動油の供給量を制御することができる。

【0095】

従来の構成では、第１スプール２０が移動したときに第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂの内部のパイロット圧が増加したことが検出される。このとき、操作桿８０によって操作が行われたときには第１スプール２０を確実に移動させる必要があったので、２つの第１スプール２０の間で移動のタイミングに差を持たせることが難しかった。そのため、２つの油圧ポンプ４の間で作動油の供給を増加させるタイミングに差を持たせることが難しかった。その結果、操作桿８０が操作されたときには、一度に作動油の供給が増加され、油圧ポンプ４からの作動油の供給において細かな調節を行うことができなかった。

【0096】

これに対し、本発明においては、第１スプール２０の移動のタイミングとは関係なく、第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室３１ｂの内部のパイロット圧が増加したことを検出することができるので、２つの第１スプール２０の間で、第１スプール２０が移動を開始するタイミングを変えることができる。従って、作動油の供給を増加させるタイミングに差を持たせることができ、作動油の供給において、作動油の供給量を増加させる工程でより細かな流量の調節を行うことができる。

【0097】

なお、第２スプール３０を摺動可能に支持する第２スプールばね３３のばね係数は、必ずしも、第１スプール２０を摺動可能に支持する第１スプールばね５４のばね係数よりも小さい構成でなくてもよい。第２スプール３０を摺動可能に支持する第２スプールばね３３のばね係数が、第１スプール２０を摺動可能に支持する第１スプールばね５４のばね係数よりも大きく設定されてもよい。

【0098】

また、本実施形態では、第２スプール用弁室４０及び第２スプール３０が第１スプール２０の内部に設けられている。従って、第１スプール２０とは別に第１パイロット室１３ａあるいは第２パイロット室１３ｂのパイロット圧の増加を検出するための構成が設けられると共に、その構成を小型化させることができる。

【0099】

本実施形態では、パイロット室の内部のパイロット圧の増加を検出するための構成が、第１スプール２０の内部に設けられている。従って、第１スプール２０のためのスペースと、パイロット室の内部のパイロット圧の増加を検出するための構成のためのスペースとが共通して用いられている。そのため、それぞれ別々に構成される場合に比べて、必要とされるスペースを省くことができる。これによって、スプール弁装置１００の構成が省スペース化されることにより、スプール弁装置１００を小型化することができる。

【0100】

また、油圧ショベル等の旋回体を有する作業機械に本発明が適用される場合においては、旋回アクチュエータのパーキングブレーキ解除用の信号として、圧力計６２の信号を利用することができる。旋回アクチュエータの操作をしていないときであって、それ以外のアクチュエータ（ブーム、アーム、バケット）の操作をしているときに、外力を受けることにより予期せずにショベルが旋回してしまい、ブレーキ用のフリクションプレートが焼付いてしまうことがある。この場合であっても、それ以外のアクチュエータのレバー操作を素早く検知することで、旋回アクチュエータのパーキングブレーキを解除しておけば、ブレーキの焼付きを防止できる。

【0101】

なお、上記実施形態では、第２スプール３０が、第２スプール３０の他端側に設けられた第２スプールばね３３によって第１スプール２０に対し移動可能に支持される構成について説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されない。第２スプール３０を第１スプール２０に対し移動可能に支持するための構成は、他の構成であってもよい。

【0102】

例えば、図７に示されるスプール弁装置１００ａのように、第２スプール３０の他端側に設けられた第２スプールばね３３が設けられると共に、第２スプール３０の一端側に、第２スプールばね３３とは別のばね３４が設けられてもよい。

【0103】

また、上記実施形態では、第２スプール３０及び第１スプール２０が第１パイロット室及び第２パイロット室に面し、第１パイロット室あるいは第２パイロット室のパイロット圧の増加に応じて第２スプール３０及び第１スプール２０が移動するスプール弁の構成について説明した。しかしながら、上記実施形態はこれに限定されない。第２スプール３０及び第１スプール２０は、１つのパイロット室にのみ面する構成であって、第２スプール３０及び第１スプール２０が、１つのパイロット室の内部のパイロット圧の増加に応じて移動する構成であってもよい。このように、スプール弁は、いわゆる２ファンクション形式であってもよい。

【0104】

図８に、他端側に設けられた第２パイロット室１３ｂのみを有し、第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧の増加に応じて第２スプール３０及び第１スプール２０が移動する構成のスプール弁装置１００ｂについての断面図を示す。図８に示されたスプール弁装置１００ｂでは、第１スプール２０の一端側に第１パイロット室１３ａが存在せず、第１スプール２０の他端側の第２パイロット室１３ｂのみ形成されている。第１スプール２０をハウジング１０に対し移動可能に支持する第１スプールばね５４が、ばね側ケーシング５１の内側の壁面に取り付けられている。従って、第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加したときには、第２スプール３０が一端側へ移動する。また、さらに第２パイロット室１３ｂのパイロット圧が増加したときには、第１スプール２０が一端側へ移動する。このように、スプール弁装置１００ｂは、１つだけパイロット室が設けられた構成であってもよい。

【0105】

また、図１～６に示されるスプール弁装置１００の構成では、第２スプール３０を移動可能に支持するための第２スプールばね３３が第２スプール３０の他端側にのみ設けられ、図７に示されるスプール弁装置１００ａの構成では、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねが第２スプール３０の一端側と他端側との両方に設けられている構成について説明した。しかしながら、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねの構成は、上記実施形態に限定されない。第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねは、第２スプール３０の一端側にのみ設けられる構成であってもよい。

【0106】

図９に、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばね３５が、第２スプール３０の一端側にのみ設けられたスプール弁装置１００ｃの構成についての断面図を示す。図９に示されるスプール弁装置１００ｃでは、第２スプール３０及び第１スプール２０は、第２パイロット室１３ｂにのみ面し、第２スプール３０及び第１スプール２０が、第２パイロット室１３ｂ内部のパイロット圧の増加に応じて移動するように構成されている。

【0107】

このように、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねは、小スプールの一端側にのみ設けられてもよいし、他端側にのみ設けられてもよいし、一端側と他端側との両方に設けられてもよい。第２スプール３０を移動可能に支持できるのであれば、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねは、どのように構成されていてもよい。

【0108】

また、第２スプール３０及び第１スプール２０は、１つのパイロット室にのみ面する構成であってもよいし、２つのパイロット室の間に配置される構成であってもよい。

【0109】

また、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねの構成と、パイロット室の個数との組み合わせは、どのような構成であってもよい。パイロット室内部のパイロット圧の増加に応じて第２スプール３０及び第１スプール２０を移動させることができるのであれば、第２スプール３０を移動可能に支持するためのばねの構成と、パイロット室の構成との組み合わせは、どのように組み合わされてもよい。

【符号の説明】

【0110】

１１ 第１スプール用弁室
１３ａ 第１パイロット室
１３ｂ 第２パイロット室
２０ 第１スプール
２４ａ 第１流路
２４ｂ 第２流路
３０ 第２スプール
３１ 第３流路
３３ 第２スプールばね（第２ばね）
４０ 第２スプール用弁室
５４ 第１スプールばね（第１ばね）
６１ 信号圧供給流路
６４ 信号圧排出流路
１００ スプール弁装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】