(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】2022-09-02
(45)【発行日】2022-09-12
(54)【発明の名称】方向切換弁装置
(51)【国際特許分類】
F15B 11/00 20060101AFI20220905BHJP
F15B 11/08 20060101ALI20220905BHJP
F16K 27/02 20060101ALI20220905BHJP
F16K 27/04 20060101ALI20220905BHJP
F16K 27/00 20060101ALI20220905BHJP
F16K 11/07 20060101ALI20220905BHJP
F16K 15/06 20060101ALI20220905BHJP
F16K 17/04 20060101ALI20220905BHJP
F15B 11/16 20060101ALN20220905BHJP
【ＦＩ】
F15B11/00 D
F15B11/08 B
F16K27/02
F16K27/04
F16K27/00 D
F16K11/07 J
F16K15/06
F16K17/04 Z
F15B11/16 Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018158687
(22)【出願日】2018-08-27
(65)【公開番号】P2020034023
(43)【公開日】2020-03-05
【審査請求日】2021-07-27
(73)【特許権者】
【識別番号】503405689
【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100127465
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 幸裕
(74)【代理人】
【識別番号】100164688
【弁理士】
【氏名又は名称】金川 良樹
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 仁
(72)【発明者】
【氏名】正谷 龍馬
【審査官】北村 一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２０８９８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－０５０３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６３－０５２８９８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５６－１５７４０４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０４８８３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０７４２０３６７（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１５Ｂ １１／００－１１／２２；２１／１４
Ｆ１６Ｋ ２７／００－２７／１２
Ｆ１６Ｋ １５／００－１５／２０
Ｆ１６Ｋ １７／００－１７／１６８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スプール孔、前記スプール孔に開口するとともにアクチュエータに接続されるアクチュエータ通路、前記スプール孔に開口するとともにタンクに接続されるタンク通路、及び前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを接続する排出用通路を備える弁本体ブロックと、スプールと、
前記アクチュエータ通路に設定された所定の開閉位置で前記アクチュエータ通路を開閉するロック弁であって、前記スプール孔から前記アクチュエータに向かう方向で前記開閉位置に対し上流側に位置する通路部分の内部圧力に応じて開閉し、閉鎖状態において、前記アクチュエータから前記スプール孔に向かう方向の流れの遮断状態を維持するロック弁と、
前記排出用通路を前記アクチュエータ通路の内部圧力に応じて開閉するリリーフ弁と、を備え、
前記ロック弁は、前記スプールの径方向において、前記スプールと前記リリーフ弁との間に設けられ、
前記排出用通路は、前記リリーフ弁から前記スプール孔に向けて延在する部分を含み、
前記排出用通路における前記リリーフ弁から前記スプール孔に向けて延在する部分の一部は、前記ロック弁において前記アクチュエータ通路に対し露出していない部分の外周に形成される環状の通路部分によって形成されており、
前記ロック弁は、前記スプールの軸方向と平行になるように配置され、その内部空間を２分割する円環状弁座を有する円筒状ケーシングと、前記円筒状ケーシングの内部空間のうちの前記円環状弁座に対して前記開閉位置側の空間に設けられ、前記円筒状ケーシングに対しスライド自在な開閉ポペットと、を備え、
前記開閉ポペットは、前記開閉位置側に底部を向けた有底筒状で、前記アクチュエータ通路に露出し、前記底部を前記開閉位置に接触させることで前記アクチュエータ通路を閉鎖し、
前記開閉ポペットは、前記円環状弁座が閉鎖されることで前記ロック弁を閉鎖状態に維持し、前記円環状弁座が開放されることで前記開閉位置から離間して前記ロック弁が開放し、
前記円筒状ケーシングは、前記アクチュエータ通路に対し露出していない部分であり、前記円筒状ケーシングの外周面が、前記環状の通路部分を画定している、方向切換弁装置。
【請求項2】
前記リリーフ弁は、前記アクチュエータ通路における前記スプール孔から前記アクチュエータに向かう方向において前記ロック弁よりも下流側に位置する通路内部の圧力に応じて開閉するようになっている、請求項１に記載の方向切換弁装置。
【請求項3】
前記弁本体ブロックは、前記スプール孔に開口するとともにポンプに接続される供給通路を備え、前記スプールは、前記スプールの位置に応じて、前記供給通路と前記アクチュエータ通路とを接続させ且つ前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを遮断させるか、又は、前記供給通路と前記アクチュエータ通路とを遮断させ且つ前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを遮断させるか、又は、前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを接続させ且つ前記供給通路と前記アクチュエータ通路とを遮断させる、請求項１又は２に記載の方向切換弁装置。
【請求項4】
方向切換弁装置であって、スプール孔、前記スプール孔に開口するとともにアクチュエータに接続されるアクチュエータ通路、前記スプール孔に開口するとともにタンクに接続されるタンク通路、及び前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを接続する排出用通路を備える弁本体ブロックと、
スプールと、
前記アクチュエータ通路に設定された所定の開閉位置で前記アクチュエータ通路を開閉するロック弁と、
リリーフ弁と、を有し、
前記ロック弁は、前記スプール孔から前記アクチュエータに向かう方向で前記開閉位置に対し上流側に位置する通路部分の内部圧力に応じて前記アクチュエータ通路を閉鎖して前記アクチュエータから前記スプール孔に向かう方向の流れを遮断し、前記リリーフ弁は、前記アクチュエータ通路の内部圧力に応じて前記排出用通路を開放し、
前記ロック弁は、前記スプールの径方向において、前記スプールと前記リリーフ弁との間に設けられ、
前記排出用通路は、前記リリーフ弁から前記スプール孔に向けて延在する部分を含み、
前記排出用通路における前記リリーフ弁から前記スプール孔に向けて延在する部分の一部は、前記ロック弁において前記アクチュエータ通路に対し露出していない部分の外周に形成される環状の通路部分によって形成されており、
前記ロック弁は、前記スプールの軸方向と平行になるように配置され、その内部空間を２分割する円環状弁座を有する円筒状ケーシングと、前記円筒状ケーシングの内部空間のうちの前記円環状弁座に対して前記開閉位置側の空間に設けられ、前記円筒状ケーシングに対しスライド自在な開閉ポペットと、を備え、
前記開閉ポペットは、前記開閉位置側に底部を向けた有底筒状で、前記アクチュエータ通路に露出し、前記底部を前記開閉位置に接触させることで前記アクチュエータ通路を閉鎖し、
前記開閉ポペットは、前記円環状弁座が閉鎖されることで前記ロック弁を閉鎖状態に維持し、前記円環状弁座が開放されることで前記開閉位置から離間して前記ロック弁が開放し、
前記円筒状ケーシングは、前記アクチュエータ通路に対し露出していない部分であり、前記円筒状ケーシングの外周面が、前記環状の通路部分を画定している、方向切換弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロック弁及びリリーフ弁を備えるスプール式の方向切換弁装置に関する。
【背景技術】
【0002】
建設機械は通常、アームやブーム等の作動部分を方向切換弁装置によって制御しており、このような建設機械において用いられる方向切換弁装置は一般に、スプール孔を有する弁本体と、スプール孔にスライド自在に設けられるスプールとを有し、弁本体においてスプールを移動させることで作動油の供給及び遮断が切り換わる。
【0003】
上述のような方向切換弁装置で建設機械のアームやブームの動作を制御する場合、方向切換弁装置とアーム又はブームとの間に油圧シリンダを設け、方向切換弁装置からの作動油に応じて伸縮する油圧シリンダによってアームやブームが駆動される。ここで、アームやブームを静止状態に保持する状況が生じた場合には、方向切換弁装置は、作動油の供給源であるポンプとの接続を遮断するとともに油圧シリンダから戻る作動油の排出先となるタンクとの接続を遮断する状態に切り換えられる。
【0004】
しかしながら、重量の大きいアーム用又はブーム用の方向切換弁装置では、ポンプ及びタンクからの遮断のみでは、アームやブームの自重の影響により作動油がスプールとスプール孔の内周面との間を通ってタンクに漏れ出し、その結果、アームやブームを静止状態に保持することが困難となる状況が生じる。そのため、アーム用又はブーム用の方向切換弁装置においては通常、作動油の漏れを防止するためのロック弁が設けられている。
【0005】
また、アーム用又はブーム用の方向切換弁装置においては通常、ロック弁に加えてリリーフ弁が設けられる。リリーフ弁は、例えば油圧シリンダ内の作動油が異常に高圧となった際に作動油を排出する弁であり、このような排出により作動油の圧力を低下させるものである。
【0006】
以上のようなロック弁及びリリーフ弁を備える方向切換弁装置に関連する技術は従来から種々提案されており、例えば特許文献１には、一つの方向切換弁装置においてロック弁とリリーフ弁とが並べて設けられる構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】実公平７－４７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
建設機械では一般に、複数の作動部分に対応する複数の方向切換弁装置を重ねた状態でユニット化し、当該ユニットをその内部に組み込む。特許文献１には、方向切換弁装置に設けられるリリーフ弁が開いた際の作動油排出用の通路についての詳しい構造は開示されていないが、この方向切換弁装置は、他の方向切換弁装置と重ねて配置されることを前提とした上で、上記作動油排出用の通路を隣接する他の方向切換弁装置に形成された通路及びタンク通路に接続し、これらの通路を介してタンクに接続される構造を有するものと考えられる。
【0009】
しかしながら、上記構造では、隣り合う方向切換弁装置の間の通路接続部分にシール機構が必要となるため、構造が複雑化する。また、リリーフ弁が設けられる方向切換弁装置と、この方向切換弁に形成される上記作動油排出用の通路に接続される通路が形成される他の方向切換弁装置とが必ず隣り合うように配列され且つ互いに締結される必要があるため、複数の方向切換弁装置の配列自由度が制約される。
【0010】
具体的には他の方向切換弁装置は、上記作動油排出用の通路に接続される通路を形成するためのスペースを容易に確保できるものが好適であり、例えばリリーフ弁を必要としない旋回部用の方向切換弁装置であってもよい。この場合には、複数の方向切換弁装置でなるユニットにおいて必ずアーム用又はブーム用の方向切換弁装置と旋回部用の方向切換弁装置とが隣り合う必要があるため、ユニット内での方向切換弁装置の配列自由度が制約されてしまう。
【0011】
本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、リリーフ弁が開閉する排出用通路を複雑化することなくタンクに接続することができるとともに、他の方向切換弁装置と共に用いられる場合の配列自由度を向上させることができる方向切換弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明にかかる方向切換弁装置は、スプール孔、前記スプール孔に開口するとともにアクチュエータに接続されるアクチュエータ通路、前記スプール孔に開口するとともにタンクに接続されるタンク通路、及び前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを接続する排出用通路を備える弁本体ブロックと、スプールと、前記アクチュエータ通路に設定された所定の開閉位置で前記アクチュエータ通路を開閉するロック弁であって、前記スプール孔から前記アクチュエータに向かう方向で前記開閉位置に対し上流側に位置する通路部分の内部圧力に応じて開閉し、閉鎖状態において、前記アクチュエータから前記スプール孔に向かう方向の流れの遮断状態を維持するロック弁と、前記排出用通路を前記アクチュエータ通路の内部圧力に応じて開閉するリリーフ弁と、を備える、方向切換弁装置。である。
【0013】
前記ロック弁は、前記スプールの径方向において、前記スプールと前記リリーフ弁との間に設けられ、前記排出用通路の一部は、前記ロック弁の外周に形成される環状の通路部分によって形成されており、前記ロック弁の外周面は、前記環状の通路部分を画定してもよい。
【0014】
前記リリーフ弁は、前記アクチュエータ通路における前記スプール孔から前記アクチュエータに向かう方向において前記ロック弁よりも下流側に位置する通路内部の圧力に応じて開閉してもよい。
【0015】
前記弁本体ブロックは、前記スプール孔に開口するとともにポンプに接続される供給通路をさらに備え、前記スプールは、その位置に応じて、前記供給通路と前記アクチュエータ通路とを接続させ且つ前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを遮断させるか、又は、前記供給通路と前記アクチュエータ通路とを遮断させ且つ前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを遮断させるか、又は、前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを接続させ且つ前記供給通路と前記アクチュエータ通路とを遮断させてもよい。
【0016】
また、本発明にかかる方向切換弁装置は、スプール孔、前記スプール孔に開口するとともにアクチュエータに接続されるアクチュエータ通路、前記スプール孔に開口するとともにタンクに接続されるタンク通路、及び前記アクチュエータ通路と前記タンク通路とを接続する排出用通路を備える弁本体ブロックと、スプールと、前記アクチュエータ通路に設定された所定の開閉位置で前記アクチュエータ通路を開閉するロック弁と、リリーフ弁と、を有し、前記ロック弁は、前記スプール孔から前記アクチュエータに向かう方向で前記開閉位置に対し上流側に位置する通路部分の内部圧力に応じて前記アクチュエータ通路を閉鎖して前記アクチュエータから前記スプール孔に向かう方向の流れを遮断し、前記リリーフ弁は、前記アクチュエータ通路の内部圧力に応じて前記排出用通路を開放する、方向切換弁装置である。
【発明の効果】
【0017】
本発明にかかる方向切換弁装置によれば、リリーフ弁が開閉する排出用通路を複雑化することなくタンクに接続することができるとともに、他の方向切換弁装置と共に用いられる場合の配列自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の一実施の形態にかかる方向切換弁装置１について図を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態にかかる方向切換弁装置１の断面図である。図１においては説明の便宜上、方向切換弁装置１の一部の断面のみが示されている。方向切換弁装置１は、ポンプＰからアクチュエータＡに供給する作動油及びアクチュエータＡからタンクＴに排出される作動油の流れを制御する弁である。
【0020】
本実施の形態では、方向切換弁装置１がポンプＰからの作動油を建設機械のアーム又はブームを動作させるためのアクチュエータＡ（具体的には、油圧シリンダ）に供給するものとして構成されている。ただし、このような構成は一例であり、方向切換弁装置１と接続されるアクチュエータＡ及びアクチュエータＡによって駆動される対象物は特に限られるものではない。
【0021】
方向切換弁装置１は、スプール孔１１が形成された弁本体ブロック１０と、スプール孔１１にスライド自在に設けられるスプール２０と、ロック弁３０と、リリーフ弁４０と、パイロット室形成カバー５０とを備えている。
【0022】
弁本体ブロック１０は例えば扁平の直方体形状のブロック体であり、スプール孔１１は弁本体ブロック１０の内部に形成されている。スプール孔１１は円形断面を有する孔であり、その軸方向に沿って弁本体ブロック１０の平面部分から外部に開口している。スプール２０は円柱状を有し、スプール孔１１と同軸状にスプール孔１１内に設けられ、その軸方向に沿ってスプール孔１１内にスライド自在となっている。
【0023】
スプール２０の軸方向へのスライド駆動方式は特に限定されず、その駆動方式としては、例えば機械式、油圧パイロット式或いは電磁式の駆動構造が採用され得るが、本実施の形態では油圧パイロット式が採用されている。
【0024】
以下の説明においては、図１においてスプール孔１１が開口する方向をスプール孔１１又はスプール２０の軸方向の一方側と呼び、その反対側を軸方向の他方側と呼ぶ場合がある。また、スプール孔１１又はスプール２０の軸方向と平行な方向も軸方向と呼ぶ場合がある。
【0025】
スプール２０は、軸方向へ相互に離間して配置される複数のランド部２０Ｌと、ランド部２０Ｌ間に設けられる複数の切欠部２０Ｎとを有している。図１においては、各ランド部２０Ｌの外径はスプール孔１１の内径とほぼ一致する。一方、各切欠部２０Ｎの外径はスプール孔１１の内径よりも小さい。
【0026】
ランド部２０Ｌがスプール孔１１に開口する後述の２つの通路の各開口部分に跨がり各開口部分の全体を塞ぐように配置された場合、これら２つの通路間の作動油の流れは遮断される。これに対し、切欠部２０Ｎは、上述の各開口部分に跨がるように配置された場合に、これらの２つの通路同士を接続する通路を形成し、作動油の流れを許容する。なお、スプール２０は通路同士の接続及び遮断（すなわち接続の有無）を切り換えることができるだけでなく、その位置に応じて通路間の流路開度（すなわち弁開度）を調整することもできる。
【0027】
弁本体ブロック１０は、スプール孔１１に加えて、上流側供給通路１２、下流側供給通路１３、アクチュエータ通路１４、タンク通路１５、及びアクチュエータ通路１４とタンク通路１５とを接続する排出用通路１００を備える。これらの通路には作動油が流される。
【0028】
上流側供給通路１２及び下流側供給通路１３は、ポンプＰからの作動油をアクチュエータＡに供給するための通路である。上流側供給通路１２はポンプＰに接続され、ポンプＰから供給された作動油をチェックバルブ６１を介して下流側供給通路１３に流入させるようになっている。詳しくは、ポンプＰからの作動油がチェックバルブ６１を開放した際に、上流側供給通路１２と下流側供給通路１３とが接続し、上流側供給通路１２から下流側供給通路１３に作動油が流入する。
【0029】
上流側供給通路１２はスプール孔１１に対して径方向の外側の位置でスプール孔１１と直接的に交わることなく延在する孔であり、その出口を形成する径方向の外側の端部にチェックバルブ６１の弁座を形成するとともに、この弁座を介して下流側供給通路１３に接続している。下流側供給通路１３は、上流側供給通路１２との接続位置からスプール孔１１の軸方向の一方側に進むにつれて前記スプール孔１１に近づくように延在している。
【0030】
下流側供給通路１３は、上流側供給通路１２に流入した作動油をチェックバルブ６１、スプール孔１１及びアクチュエータ通路１４を介してアクチュエータＡに供給するための通路であり、スプール孔１１に開口する。下流側供給通路１３がスプール孔１１への開口部分をスプール２０のランド部２０Ｌによって塞がれた場合（図１の状態）、スプール孔１１及びアクチュエータ通路１４と下流側供給通路１３との間の接続が遮断されたり、弁開度が制限されたりする。なお、本発明でいう供給通路は、本実施の形態では上流側供給通路１２及び下流側供給通路１３に対応する部分のことである。
【0031】
アクチュエータ通路１４は、スプール孔１１に開口するとともにアクチュエータＡに接続される通路であり、下流側供給通路１３に対してスプール孔１１の軸方向の一方側の位置で下流側供給通路１３に近接している。アクチュエータ通路１４のスプール孔１１への開口部分は、下流側供給通路１３のスプール孔１１への開口部分に対してスプール孔１１の軸方向の一方側に位置している。アクチュエータ通路１４はスプール２０の径方向に沿ってスプール孔１１に開口するとともに、スプール２０の径方向に沿って弁本体ブロック１０の外部に開口している。
【0032】
本実施の形態におけるアクチュエータ通路１４は、スプール孔１１への開口部分から径方向に延在する第１部分１４Ａと、第１部分１４Ａのスプール孔１１側とは反対の端部側からスプール孔１１の軸方向の一方側に延在する第２部分１４Ｂと、第２部分１４Ｂの第１部分１４Ａ側とは反対の端部側から径方向に延在し弁本体ブロック１０から開口する第３部分１４Ｃとを有している。詳細は後述するが、このうちの第２部分１４Ｂにロック弁３０のロック弁座１４Ｓが形成されている。
【0033】
タンク通路１５は、スプール孔１１に開口するとともにタンクＴに接続される通路であって、アクチュエータＡから排出された作動油をタンクＴに戻すための通路である。このタンク通路１５は、スプール２０の位置に応じてアクチュエータ通路１４に接続されるか又はアクチュエータ通路１４と遮断されるようになっている。
【0034】
本実施の形態におけるタンク通路１５は、そのスプール孔１１への開口部分をアクチュエータ通路１４のスプール孔１１への開口部分に対して軸方向の一方側に位置させる一方で、このスプール孔１１への開口部分からスプール孔１１の軸方向の他方側に延在している。これにより、タンク通路１５がアクチュエータ通路１４に接続された際には、アクチュエータ通路１４からの作動油がタンク通路１５のスプール孔１１への開口部分を介してスプール孔１１の軸方向の他方側に流れ、その後、排出さることになる。
【0035】
方向切換弁装置１は上述の構成を有することにより、スプール孔１１におけるスプール２０の位置に応じて、供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とが接続する第１の状態と、供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とが遮断される第２の状態と、アクチュエータ通路１４とタンク通路１５とが接続する第３の状態とに移行可能となっている。より詳しく説明すると、第１の状態では、供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とが接続し且つアクチュエータ通路１４とタンク通路１５とが遮断されている。第２の状態では、供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とが遮断され且つアクチュエータ通路１４とタンク通路１５とが遮断されている。第３の状態では、アクチュエータ通路１４とタンク通路１５とが接続し且つ供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とが遮断されている。
【0036】
ここで、本実施の形態では上述したようにスプール２０の駆動方式として油圧パイロット式の駆動構造が採用されるが、当該構造は、弁本体ブロック１０におけるスプール孔１１の軸方向の一方側の開口から外部に臨むスプール２０の端部及び弁本体ブロック１０に対してスプール孔１１の軸方向の一方側に設けられるパイロット室形成カバー５０等により構成される。
【0037】
パイロット室形成カバー５０は、スプール用パイロット室５１を有し、このスプール用パイロット室５１を弁本体ブロック１０におけるスプール孔１１の軸方向の一方側の開口に接続させるようにして弁本体ブロック１０に固定されている。パイロット室形成カバー５０には、スプール孔１１側とは反対の側においてスプール用パイロット室５１に開口する第１入力ポート５２が形成される。これにより、第１入力ポート５２に作動油が流入することでスプール孔１１の軸方向の一方側の開口から外部に臨むスプール２０の端部にパイロット圧を作用させることが可能となる。一方で、図示省略するが、パイロット圧が作用するスプール２０の端部とは反対の側の端部はスプリングによって、スプール用パイロット室５１側に付勢されている。これにより、本実施の形態における油圧パイロット式の駆動構造では、スプール用パイロット室５１からのパイロット圧を適宜調節することでスプール２０の位置を調整することができる。
【0038】
次にロック弁３０について説明する。ロック弁３０はスプール２０（或いはスプール孔１１）の径方向においてスプール２０ないしスプール孔１１の外側に設けられ、特に径方向においてスプール２０ないしスプール孔１１と重なる位置に設けられている。本実施の形態におけるロック弁３０は、アクチュエータ通路１４に設定された上述のロック弁座１４Ｓ（本発明でいう所定の開閉位置に対応する。）でアクチュエータ通路１４を開閉する弁であって、スプール孔１１からアクチュエータＡに向かう方向でロック弁座１４Ｓに対し上流側に位置する通路部分の内部圧力に応じて開閉するようになっている。また、ロック弁３０は閉鎖状態において、アクチュエータＡからスプール孔１１に向かう方向の流れの遮断状態を維持するように構成されている。
【0039】
図２に拡大されて示されるように、弁本体ブロック１０は、スプール孔１１の軸方向（厳密には、スプール孔１１の軸方向と平行な方向）でロック弁座１４Ｓと対向する位置にロック弁３０用の本体側取付穴１４Ｈを有し、この本体側取付穴１４Ｈは、軸方向（厳密には、スプール孔１１の軸方向と平行な方向）の一方側に向けて弁本体ブロック１０から外部に貫通している。また、パイロット室形成カバー５０には、本体側取付穴１４Ｈと接続するカバー側取付穴５３が形成されている。本実施の形態におけるロック弁３０は、これら本体側取付穴１４Ｈ及びカバー側取付穴５３に対して跨がった状態で挿入されることにより、弁本体ブロック１０に取り付けられている。また、パイロット室形成カバー５０には、本体側取付穴１４Ｈ側とは反対の側においてカバー側取付穴５３に開口する第２入力ポート５４が形成されている（図１参照）。第２入力ポート５４は、ロック弁３０に対してパイロット圧を付与するための作動油を受け入れ可能となっている。
【0040】
図２に示されるように、ロック弁３０は本体側取付穴１４Ｈとカバー側取付穴５３とに挿入され、その軸方向がスプール２０の軸方向と平行になるように配置される円筒状ケーシング３１と、円筒状ケーシング３１におけるロック弁座１４Ｓ側で円筒状ケーシング３１に対しスライド自在に設けられた開閉ポペット３２と、開閉ポペット３２の内部空間３２Ｓにおいてスライド自在に設けられたパイロット用ポペット３３と、内部空間３２Ｓに配置され且つ開閉ポペット３２及びパイロット用ポペット３３の間に介在するポペット側スプリング３４と、円筒状ケーシング３１におけるパイロット室形成カバー５０側で円筒状ケーシング３１に対しスライド自在に設けられたパイロット用ピストン３５と、パイロット用ピストン３５をパイロット室形成カバー５０側に押し戻すための付勢力を付与するピストン側スプリング３６と、を有している。
【0041】
円筒状ケーシング３１はその内部空間を２分割する円環状弁座３１Ａを有し、円筒状ケーシング３１の内部空間のうちの円環状弁座３１Ａに対してロック弁座１４Ｓ側の空間に開閉ポペット３２が設けられている。また、円筒状ケーシング３１の内部空間のうちの円環状弁座３１Ａに対してパイロット室形成カバー５０側の空間にパイロット用ピストン３５が設けられている。
【0042】
開閉ポペット３２はロック弁座１４Ｓ側に底部を向けた有底筒状であり、ロック弁座１４Ｓに向けて先細りとなる底部を有する。開閉ポペット３２は本体側取付穴１４Ｈを介してアクチュエータ通路１４内に露出し、その先細りの底部をロック弁座１４Ｓに接触させることでアクチュエータ通路１４を閉鎖する一方、ロック弁座１４Ｓから離間することでアクチュエータ通路１４を開放するようになっている。開閉ポペット３２の底部には、その中心軸上に形成され内部空間３２Ｓに開口する有底ガイド穴３２Ａが設けられ、パイロット用ポペット３３は有底ガイド穴３２Ａに保持され且つ円環状弁座３１Ａに向けて突出している。
【0043】
パイロット用ポペット３３は円環状弁座３１Ａに向けて先細りとなる弁体部を有し、弁体部を円環状弁座３１Ａの開口部に挿入することで、当該開口部を閉鎖する。ポペット側スプリング３４はパイロット用ポペット３３の弁体部よりも有底ガイド穴３２Ａ側に位置する軸部分の周囲に配置され、弁本体ブロック側からの抜けが防止された状態になっている。ポペット側スプリング３４は、開閉ポペット３２がロック弁座１４Ｓから離間した際に、パイロット用ポペット３３を円環状弁座３１Ａ側に復帰させるための弾性力をパイロット用ポペット３３に対して付与するように構成されている。
【0044】
また、開閉ポペット３２の底部には開閉ポペット３２の径方向に延在し、有底ガイド穴３２Ａに開口するとともにアクチュエータ通路１４に開口する絞り穴３２Ｂが形成されている。絞り穴３２Ｂは、スプール孔１１からアクチュエータＡに向かう方向で開閉ポペット３２よりも下流側に位置するアクチュエータ通路１４の通路内部に開口している。開閉ポペット３２がロック弁座１４Ｓを開放する場合及び閉鎖する場合の両方の状態において、絞り穴３２Ｂは作動油を有底ガイド穴３２Ａ側に引き込み、内部空間３２Ｓを介して円筒状ケーシング３１の内部に作動油を送るようになっている。
【0045】
一方、パイロット用ピストン３５は、円環状弁座３１Ａとの間にピストン側スプリング３６を配置した状態で円筒状ケーシング３１の内部空間に設けられている。パイロット用ピストン３５は、第２入力ポート５４に流入した作動油によるパイロット圧をピストン側スプリング３６側とは反対の側の端部にて受けることで円環状弁座３１Ａに近づくようになっている。ここで、パイロット用ピストン３５の円環状弁座３１Ａの端部には凸部３５Ａが形成されており、パイロット用ピストン３５は、パイロット圧を受けた際に凸部３５Ａによってパイロット用ポペット３３を押し、これにより円環状弁座３１Ａの開口部を開放する。
【0046】
このようなロック弁３０においては、パイロット用ポペット３３が円環状弁座３１Ａの開口部を閉鎖した際、円筒状ケーシング３１の内部空間のロック弁座１４Ｓ側において作動油が閉じ込められることで、開閉ポペット３２がロック弁座１４Ｓから離間しようとする際に、円筒状ケーシング３１の内部空間の作動油が開閉ポペット３２の離間を阻止し、ロック弁３０の閉鎖状態が維持される。これにより、アクチュエータＡからスプール孔１１に向かう方向の流れの遮断状態を維持することが可能となる。本実施の形態では、供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とを遮断する状態（つまり、アクチュエータＡに作動油を供給しない状態）においては、パイロット用ピストン３５に対してパイロット圧を付与するための作動油を第２入力ポート５４に供給しないことで、ロック弁３０が閉鎖状態を維持するようになっている。
【0047】
一方で、パイロット用ピストン３５がパイロット用ポペット３３を押して円環状弁座３１Ａの開口部を開放した際には、絞り穴３２Ｂに流入する作動油が、有底ガイド穴３２Ａ、内部空間３２Ｓ、円筒状ケーシング３１の内部のロック弁座１４Ｓ側及び円環状弁座３１Ａを介して円筒状ケーシング３１の内部のパイロット室形成カバー５０側に流入する。この作動油は、円筒状ケーシング３１に形成された径方向に貫通するロック弁側ドレン通路３１Ｄ及び弁本体ブロック１０に形成された弁本体ブロック側ドレン通路１０Ｄを介して外部に排出される。本実施の形態では、弁本体ブロック側ドレン通路１０Ｄの一部がスプール孔１１の外周に形成され且つスプール孔１１に開口しており、ロック弁３０からの作動油はスプール２０を迂回して排出されることになる。
【0048】
上述のように円環状弁座３１Ａの開口部を開放した際には、円筒状ケーシング３１のロック弁座１４Ｓ側の内部空間の作動油が流出する状態となるため、開閉ポペット３２がロック弁座１４Ｓから離間しようとする際に受ける抗力が減少する。これにより、開閉ポペット３２は、スプール孔１１からアクチュエータＡに向かう方向でロック弁座１４Ｓに対し上流側に位置するアクチュエータ通路１４の通路部分の内部圧力が所定圧以上になった際に開放するようになる。本実施の形態は、パイロット用ピストン３５に対してパイロット圧を付与するための作動油を、少なくとも供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とを接続する際（つまり、アクチュエータＡに作動油を供給する際）に第２入力ポート５４に供給するようになっている。
【0049】
リリーフ弁４０について説明すると、本実施の形態におけるリリーフ弁４０は、図１に示されるようにスプール２０（或いはスプール孔１１）の径方向においてロック弁３０の外側に設けられ、特に径方向においてロック弁３０と重なる位置に設けられている。リリーフ弁４０はアクチュエータ通路１４の内部圧力に応じて開閉する弁であり、詳しくは、アクチュエータ通路１４におけるスプール孔１１からアクチュエータＡに向かう方向においてロック弁３０よりも下流側に位置する通路内部の圧力に応じて開閉する。
【0050】
リリーフ弁４０は弁本体ブロック１０に設けられ、弁本体ブロック１０に設けられた排出用通路１００をアクチュエータ通路１４の内部圧力に応じて開閉する。本実施の形態では、排出用通路１００が上流部分１０Ｇと下流部分１０Ｅとを含み、リリーフ弁４０は上流部分１０Ｇと下流部分１０Ｅとの間に形成される開閉位置としてのリリーフ弁座４０Ｓを開閉するようになっている。リリーフ弁４０は、円筒状のケーシング４１と、ケーシング４１の内部にスライド自在に設けられた弁体４２とを有し、ケーシング４１内に配置されたスプリングによって弁体４２をリリーフ弁座４０Ｓに常時付勢することによりリリーフ弁座４０Ｓを閉鎖している。円筒状のケーシング４１及び弁体４２の軸方向は、スプール２０乃至スプール孔１１の軸方向と平行になっている。
【0051】
上流部分１０Ｇは、アクチュエータ通路１４におけるロック弁３０よりも下流側に位置する通路内部からスプール軸方向の一方側に延在した後、径方向外側に延在し、その後、さらに軸方向の一方側に延在している。下流部分１０Ｅは、上流部分１０Ｇの軸方向の一方側の端部と接続し、弁本体ブロック１０の内部でスプール孔１１に向けて延在し且つタンク通路１５と接続している。詳しくは、下流部分１０Ｅはタンク通路１５のスプール孔１１への開口部分にスプール孔１１の径方向の外側から接続する。これにより、下流部分１０Ｅは弁本体ブロック１０の内部でリリーフ弁４０とタンク通路１５とを接続し、リリーフ弁４０が開放した際にアクチュエータ通路１４をリリーフ弁４０を介してタンク通路１５に接続することが可能となっている。
【0052】
図３は図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。本実施の形態では、下流部分１０Ｅの一部がロック弁３０の外周に形成される環状の通路部分４０Ｒにより形成され、ロック弁３０の外周面が環状の通路部分４０Ｒを画定している。より詳しくは、環状の通路部分４０Ｒは、ロック弁３０においてアクチュエータ通路１４に対し露出せずに弁本体ブロック１０に内蔵されたロック弁３０の円筒状ケーシング３１のうちの弁本体ブロック１０側に位置する部分の外周に形成されており、円筒状ケーシング３１の外周面が環状の通路部分４０Ｒの内周面を画定している。また、図２に示されるように通路部分４０Ｒを画定する円筒状ケーシング３１の外周面は周囲の部分に対して径方向内側にへこんでいる。これにより、本実施の形態では、通路部分４０Ｒの容積を弁本体ブロック１０のサイズを抑えながら大きく確保することが可能となっている。
【0053】
次に、本実施の形態にかかる方向切換弁装置１の一部の動作について説明する。
【0054】
本実施の形態にかかる方向切換弁装置１では、供給通路１２，１３とアクチュエータ通路１４とを遮断することにより、アクチュエータＡに作動油が供給されない状態となる。この状態は、スプール２０のランド部２０Ｌによって下流側供給通路１３のスプール孔１１への開口部分を塞ぐことで形成される（図１参照）。
【0055】
この際、ロック弁３０においてはパイロット用ピストン３５に対してパイロット圧を付与するための作動油が第２入力ポート５４に供給されないことで、パイロット用ポペット３３が円環状弁座３１Ａの開口部を閉鎖した状態が維持され、円筒状ケーシング３１の内部空間のロック弁座１４Ｓ側において作動油が閉じ込められる状態が形成される。これにより、開閉ポペット３２がロック弁座１４Ｓから離間しようとする際に、上記閉じ込められた作動油が開閉ポペット３２の離間を阻止することでロック弁３０の閉鎖状態が維持される。以上により、アクチュエータＡからスプール孔１１に向かう方向の流れの遮断状態が維持され、アクチュエータＡ側からスプール孔１１側に作動油が逆流しようとしも、作動油はスプール孔１１への流入を防止されるため、アクチュエータＡが不所望に動いてしまうことが抑制される。
【0056】
一方で、上述のようにロック弁３０が閉鎖状態に維持されている状態において、例えば異常に起因して作動油の圧力が過剰に大きくなった場合には、作動油がリリーフ弁４０の弁体４２をケーシング４１側に向けて押し込んで、弁体４２をリリーフ弁座４０Ｓから離間させる。これにより、リリーフ弁４０が開放して作動油をタンク通路１５に排出する。リリーフ弁４０が開放した際には、アクチュエータ通路１４からの作動油が弁本体ブロック１０の内部において排出用通路１００を介してタンク通路１５に至り、その後、タンクＴに排出される。これにより、本実施の形態では、異常高圧に起因するアクチュエータ通路１４、アクチュエータＡ及びこれらを接続する配管等の損傷を回避することができる。
【0057】
以上に説明した本実施の形態にかかる方向切換弁装置１では、リリーフ弁４０が開放した際に作動油を排出するためのリリーフ弁４０の排出用通路１００が弁本体ブロック１０においてタンク通路１５に接続される。これにより、他の方向切換弁装置と協働してリリーフ弁の排出経路を構成する必要のあった従来の構造に比較して、排出用通路１００の構造が簡素化される。さらには方向切換弁装置１を他の方向切換弁装置と共に用いる場合において、他の方向切換弁装置によって生じる方向切換弁装置１に対する配列の制約も緩和される。したがって、リリーフ弁４０が開閉する排出用通路１００を複雑化することなくタンクＴに接続することができるとともに、他の方向切換弁装置と共に用いられる場合の方向切換弁装置１の配列自由度を向上させることができる。
【0058】
また、本実施の形態におけるロック弁３０は、スプール２０の径方向においてスプール２０とリリーフ弁４０との間に設けられ、排出用通路１００の一部は、ロック弁３０の外周に形成される環状の通路部分４０Ｒによって形成されており、ロック弁３０の外周面は、環状の通路部分４０Ｒを画定している。これにより、特に、排出用通路１００をタンク通路１５のスプール孔１１への開口部分にスプール孔１１の径方向の外側から接続する場合において、排出用通路１００の長さを効果的に抑制することができることで、排出用通路１００の形成に起因する方向切換弁装置１の大型化を抑制することができる。
【0059】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、上述の実施の形態においては、各種の変更が行われてもよい。
【符号の説明】
【0060】
１…方向切換弁装置
１０…弁本体ブロック
１１…スプール孔
１２…上流側供給通路
１３…下流側供給通路
１４…アクチュエータ通路
１４Ｓ…ロック弁座
１５…タンク通路
２０…スプール
３０…ロック弁
３１…円筒状ケーシング
３１Ａ…円環状弁座
３１Ｄ…ロック弁側ドレン通路
３２…開閉ポペット
３２Ａ…有底ガイド穴
３２Ｂ…絞り穴
３３…パイロット用ポペット
３４…ポペット側スプリング
３５…パイロット用ピストン
３５Ａ…凸部
３６…ピストン側スプリング
４０…リリーフ弁
４０Ｓ…リリーフ弁座
４０Ｒ…環状の通路部分
４１…ケーシング
４２…弁体
１００…排出用通路
Ｐ…ポンプ
Ａ…アクチュエータ
Ｔ…タンク
１０…弁本体ブロック
１１…スプール孔
１２…上流側供給通路
１３…下流側供給通路
１４…アクチュエータ通路
１４Ｓ…ロック弁座
１５…タンク通路
２０…スプール
３０…ロック弁
３１…円筒状ケーシング
３１Ａ…円環状弁座
３１Ｄ…ロック弁側ドレン通路
３２…開閉ポペット
３２Ａ…有底ガイド穴
３２Ｂ…絞り穴
３３…パイロット用ポペット
３４…ポペット側スプリング
３５…パイロット用ピストン
３５Ａ…凸部
３６…ピストン側スプリング
４０…リリーフ弁
４０Ｓ…リリーフ弁座
４０Ｒ…環状の通路部分
４１…ケーシング
４２…弁体
１００…排出用通路
Ｐ…ポンプ
Ａ…アクチュエータ
Ｔ…タンク
【図1】
【図2】
【図3】
