(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】2023-10-05
(45)【発行日】2023-10-16
(54)【発明の名称】電磁比例弁
(51)【国際特許分類】
F16K 31/06 20060101AFI20231006BHJP
F16K 37/00 20060101ALI20231006BHJP
【ＦＩ】
F16K31/06 325
F16K37/00 J
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019029906
(22)【出願日】2019-02-21
(65)【公開番号】P2020133803
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-01-21
(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】100126572
【弁理士】
【氏名又は名称】村越 智史
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 仁
(72)【発明者】
【氏名】西田 裕平
【審査官】笹岡 友陽
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００２０９０１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０２０５４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－０６２４０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２９１６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－６６１７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３１／０６－３１／１１
Ｆ１６Ｋ ３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に移動可能なスプールと、該スプールの該軸方向の一方側に配置され、制御対象に制御圧を供給する制御ポート部と、を有する弁ユニットと、前記スプールの前記軸方向の他方側に配置されており前記制御圧を励磁電流により変化させるソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルを収容するハウジングと、該ハウジング内にあって前記制御ポート部と接続されている受圧室と、前記受圧室の少なくとも一部を画定し前記ソレノイドコイルの励磁電流により前記軸方向に移動する駆動ロッドと、前記受圧室の少なくとも一部を画定し前記駆動ロッドに設けられたプランジャーと、を有する駆動装置と、
を備え、
前記受圧室は、前記プランジャーの軸方向の後側にある第１受圧室と、前記プランジャーの軸方向の前側にある第２受圧室とに区画され、
前記プランジャーは、前記第１受圧室と前記第２受圧室とを接続する接続流路を有する、
電磁比例弁。
【請求項2】
前記受圧室における前記制御圧を検出する圧力センサを備える請求項１に記載の電磁比例弁。
【請求項3】
弁本体と、該弁本体の軸方向の一方側に配置される制御ポート部と、該弁本体内に移動可能に収納され、該軸方向の位置により該制御ポート部の制御圧を変化させるスプールと、を有する弁ユニットと、前記弁ユニットに対して前記制御ポート部の反対側に配置され、励磁電流により前記スプールの前記軸方向の位置を変化させるソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルを収納するハウジングと、該ハウジング内であって前記制御ポート部と接続されている受圧室と、前記受圧室の少なくとも一部を画定し前記ソレノイドコイルの励磁電流により前記軸方向に移動する駆動ロッドと、前記受圧室の少なくとも一部を画定し前記駆動ロッドに設けられたプランジャーと、を有する駆動装置と、
を備え、
前記受圧室は、前記プランジャーの軸方向の後側にある第１受圧室と、前記プランジャーの軸方向の前側にある第２受圧室とに区画され、
前記プランジャーは、前記第１受圧室と前記第２受圧室とを接続する接続流路を有する、
電磁比例弁。
【請求項4】
前記ハウジングは、前記受圧室における前記制御圧を検出する圧力センサを備える請求項３に記載の電磁比例弁。
【請求項5】
前記圧力センサを覆い、ハウジングに取り付けられる蓋部を備える請求項４に記載の電磁比例弁。
【請求項6】
弁本体と、該弁本体の軸方向の一方側に配置される制御ポート部と、該弁本体内に移動可能に収納され、該軸方向の位置により該制御ポート部の制御圧を変化させるスプールと、を有する弁ユニットと、前記弁ユニットに対して前記制御ポート部の反対側に配置され、励磁電流により前記スプールの前記軸方向の位置を変化させるソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルを収納するハウジングと、該ハウジング内にあり前記制御ポート部と接続されている受圧室と、前記受圧室の少なくとも一部を画定し前記ソレノイドコイルの励磁電流により前記軸方向に移動する駆動ロッドと、前記受圧室の少なくとも一部を画定し前記駆動ロッドに設けられたプランジャーと、を有する駆動装置と、
前記受圧室における前記制御圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサを覆い、前記ハウジングに取り付けられる蓋部と、
を備え、
前記受圧室は、前記プランジャーの軸方向の後側にある第１受圧室と、前記プランジャーの軸方向の前側にある第２受圧室とに区画され、
前記プランジャーは、前記第１受圧室と前記第２受圧室とを接続する接続流路を有する、
電磁比例弁。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載の電磁比例弁を備える方向切替弁。
【請求項8】
請求項７に記載の方向切替弁を備えた建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、主として電磁比例弁に関する。
【背景技術】
【0002】
制御対象の油圧機器へ供給するパイロット油の給排を励磁電流に応じて調整する電磁比例弁が知られている。従来の電磁比例弁は、軸方向に移動可能なスプールを収容する弁本体と、当該スプールを駆動する駆動装置とを備えている。かかる電磁比例弁においては、軸方向におけるスプールの位置を切り替えることにより、そのスプールの位置に応じた制御圧を制御対象の油圧機器へ供給することができる。
【0003】
電磁比例弁は、特開２００５－１８８７０７号公報（特許文献１）に開示されているように、方向切替弁におけるパイロット弁として用いられる。同公報に記載されている方向切替弁においては、電磁比例弁から供給される制御圧によりメインスプールのスプール位置が切り替えられる。
【0004】
電磁比例弁から出力される制御圧のキャリブレーションを行うためには、この制御圧をモニタリングする必要がある。従来は、特開２００１－２８９２０２号公報（特許文献２）に記載されているように、電磁比例弁と制御対象の弁構造体との間の接続ブロックに当該電磁比例弁から出力された制御圧を取り出すためのゲージポートを設け、このゲージポートに制御圧を計測するための圧力センサを取り付けることで制御圧を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００５－１８８７０７号公報
【文献】特開２００１－２８９２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このように、従来の電磁比例弁から出力される制御圧を検出するためには、接続ブロックにゲージポートを設けたり、当該接続ブロックに圧力センサを取り付けるための継手を設ける必要がある。
【0007】
本開示の目的の一つは、電磁比例弁の制御圧を検出するための機構を簡素化することである。本開示の目的の一つは、電磁比例弁の外部にゲージポートや継手を設けることなく当該電磁比例弁の制御圧を検出できるようにすることである。本開示の上記以外の目的は、本明細書の記載全体を通じて明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施形態による電磁比例弁は、軸方向に移動可能なスプールと、該スプールの該軸方向の一方側に配置され、制御対象に制御圧を供給する制御ポート部と、を有する弁ユニットと、前記スプールの前記軸方向の他方側に配置されており前記制御圧を励磁電流により変化させるソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルを収容し、前記制御ポート部と接続されている受圧室と、を有する駆動装置と、を備える。
【0009】
本発明の一実施形態による電磁比例弁は、前記受圧室における前記制御圧を検出する圧力センサを備える。
【0010】
本発明の一実施形態による電磁比例弁は、弁本体と、該弁本体の軸方向の一方側に配置される制御ポート部と、該弁本体内に移動可能に収納され、該軸方向の位置により該制御ポート部の制御圧を変化させるスプールと、を有する弁ユニットと、前記弁ユニットに対して前記制御ポート部の反対側に配置され、励磁電流により前記スプールの前記軸方向の位置を変化させるソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルを収納するハウジングと、該ハウジング内であって前記制御ポート部と接続されている受圧室と、を有する駆動装置と、を備える。
【0011】
本発明の一実施形態において、前記ハウジングは、前記受圧室における前記制御圧を検出する圧力センサを備える。
【0012】
本発明の一実施形態による電磁比例弁は、前記圧力センサを覆い、ハウジングに取り付けられる蓋部を備える。
【0013】
本発明の一実施形態において、前記駆動部は、前記受圧室の少なくとも一部を画定する駆動ロッドを備える。
【0014】
本発明の一実施形態において、前記駆動部は、前記受圧室の少なくとも一部を画定し、前記駆動ロッドに設けられたプランジャーを備える。
【0015】
本発明の一実施形態による電磁比例弁は、弁本体と、該弁本体の軸方向の一方側に配置される制御ポート部と、該弁本体内に移動可能に収納され、該軸方向の位置により該制御ポート部の制御圧を変化させるスプールと、を有する弁ユニットと、前記弁ユニットに対して前記制御ポート部の反対側に配置され、励磁電流により前記スプールの前記軸方向の位置を変化させるソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルを収納するハウジングと、該ハウジング内にあり前記制御ポート部と接続されている受圧室と、を有する駆動装置と、前記受圧室における前記制御圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサを覆い、前記ハウジングに取り付けられる蓋部と、を備える。
【0016】
本発明の一実施形態による方向切替弁は、上記のいずれかの電磁比例弁を備える。
【0017】
本発明の一実施形態による建設機械は、上記の方向切替弁を備える。
【発明の効果】
【0018】
本発明の実施形態によって、電磁比例弁の外部にゲージポートや継手を設けることなく当該電磁比例弁から出力される制御圧を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態による電磁比例弁の外観を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。各図面においては、説明の都合上、一部の構成要素が省略されることがある。
【0021】
本発明の一実施形態による電磁比例弁１について、図１から図４を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態による電磁比例弁１の外観を模式的に示す図であり、図２～図４は、当該電磁比例弁１の縦断面図である。
【0022】
図示のように、電磁比例弁１は、駆動装置１０と、弁ユニット３０と、を備える。駆動装置１０と弁ユニット３０とは中心軸Ａに沿って配置されている。本明細書において、中心軸Ａに沿う方向を単に「軸方向」ということがある。本明細書において軸方向における前後に言及するときには、文脈上別に解される場合を除き、図１～図４に示されている前後方向を基準とする。この用法に従えば、弁ユニット３０は、駆動装置１０の前方に配置されている。
【0023】
弁ユニット３０は、軸方向に延びる中空の弁本体４０と、この弁本体４０に軸方向に移動可能に設けられたスプール７０と、を備える。
【0024】
駆動装置１０は、スプール７０を駆動し、当該スプール７０の軸方向における位置を制御する。駆動装置１０は、中空のハウジング１１と、蓋部１２と、圧力センサ１５と、ソレノイドコイル２３と、固定鉄心２４と、プランジャー２６と、プランジャー２６に設けられた駆動ロッド２７と、を備える。
【0025】
ハウジング１１は、中心軸Ａ方向に沿って延びる円筒形状を有する。ハウジング１１は、その内部空間と外部空間とを区画する外壁１１ａと、ガイド壁１１ｂと、を有する。外壁１１ａは円筒形状を有する。ガイド壁１１ｂは、外壁１１ａと同芯で外壁１１ａより小径の円筒形状を有する。ガイド壁１１ｂは、外壁１１ａから径方向に離間した位置に設けられる。これにより、外壁１１ａとガイド壁１１ｂとの間に空間が画定される。この外壁１１ａとガイド壁１１ｂとの間の空間にソレノイドコイル２３が支持される。
【0026】
ハウジング１１は、軸方向に延びる貫通孔を有する。言い換えると、ハウジング１１は中空であり、その内部空間がハウジング１１の前方及び後方に開口している。ハウジング１１の前方の開口は、固定鉄心２４により封止されている。ハウジング１１の後方の開口は、蓋部１２により封止されている。蓋部１２は、ハウジング１１の後方の開口を封止することにより、受圧室を制御圧に維持する。蓋部１２は、キャップ、蓋体、シール、及びハウジング１１の後方の開口を閉塞して受圧室を制御圧に維持するための前記以外の部材である。蓋部１２は、ハウジング１１と一体であってもよい。言い換えると、蓋部１２とハウジング１１とは一体のワンピース構造を有していてもよい。ハウジング１１の開口を封止するために、固定鉄心２４及び蓋部１２に加え、必要に応じてシール部材が用いられる。蓋部１２の形状及び配置は本明細書で明示的に説明されたものには限定されない。蓋部１２は、他の部材と協働してハウジング１１の後方の開口を封止してもよい。
【0027】
プランジャー２６及び駆動ロッド２７はいずれも、ガイド壁１１ｂで画定される円筒形状の空間において中心軸Ａ上に配置されている。プランジャー２６及び駆動ロッド２７はいずれも中心軸Ａに沿って前後方向に移動可能に設けられている。プランジャー２６及び駆動ロッド２７は、一体のワンピース構造を有していてもよい。駆動ロッド２７は、プランジャー２６から軸方向前方に延びている。図示の実施形態では、駆動ロッド２７は、プランジャー２６から軸方向後方に僅かに突出している。駆動ロッド２７は、中心軸Ａに沿って延びる棒状の部材である。
【0028】
プランジャー２６の少なくとも一部は磁性体から成る。プランジャー２６は、少なくともその一部がソレノイドコイル２３の径方向内側に配置される。プランジャー２６は、中心軸Ａから径方向外側にシフトした位置において軸方向に延びる貫通孔２６ａを有する。
【0029】
ハウジング１１の内部空間は、プランジャー２６によって区画されている。具体的には、ハウジング１１の内部区間は、軸方向においてプランジャー２６よりも後側にある第１ソレノイド室１４ａと、軸方向においてプランジャー２６よりも前側にある第２ソレノイド室１４ｂと、に区画される。第１ソレノイド室１４ａと第２ソレノイド室１４ｂとは貫通孔２６ａによって接続されている。このように、貫通孔２６ａは第１ソレノイド室１４ａと第２ソレノイド室１４ｂとを接続する。本明細書においては貫通孔２６ａにより画定される作動油の流路を第１接続流路ｃｐ１と呼ぶことがある。
【0030】
圧力センサ１５は、第１ソレノイド室１４ａの圧力を検出するセンサである。圧力センサ１５は、検出した圧力を示す検出信号を不図示のコントローラに送信する。一実施形態において、圧力センサ１５は、少なくともその一部が第１ソレノイド室１４ａに露出するように設けられる。図示の実施形態において、圧力センサ１５は、その下面１５ａの一部が第１ソレノイド室１４ａに露出していてもよいし、下面１５ａの全部が第１ソレノイド室１４ａに露出してもよい。圧力センサ１５の下面１５ａは、ステンレスダイヤフラム、シリコンダイヤフラム、又はこれら以外のダイヤフラムを有していてもよい。圧力センサ１５は、ダイヤフラムの変形により生じる電気抵抗の変化を電気信号に変換するひずみゲージを備えてもよい。本発明に適用できる圧力センサは本明細書で明示的に説明されたものに限られない。
【0031】
図示の実施形態において、圧力センサ１５は、蓋部１２に設けられている。圧力センサ１５は、少なくともその一部が蓋部１２によって覆われている。圧力センサ１５の設置場所は、図示された位置には限られない。圧力センサ１５は、キャップ１５の別の位置に設けられてもよい。圧力センサ１５は、蓋部１２以外の電磁比例弁１の構成要素に設けられてもよい。圧力センサ１５は、ハウジングに設けられてもよい。例えば、圧力センサ１５は、ハウジング１１の内周面に取り付けられてもよい。
【0032】
ソレノイドコイル２３は、不図示のコントローラから入力される制御信号に基づいて励磁される。コントローラは、各種の演算処理を行うプロセッサと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリと、機器インタフェースと、を備える。機器インタフェースは、ソレノイドコイル２３、圧力センサ１５、及びこれら以外の機器と接続される。コントローラは、ソレノイドコイル２３に制御信号（制御パルス）を出力することでプランジャー２６及び駆動ロッド２７を駆動し、これによりスプール７０の位置を切り替える。コントローラは、圧力センサ１５からの検出信号に基づいて後述する制御ポート部ａｐに出力される制御圧を特定する。
【0033】
固定鉄心２４は、概ね円柱形状を有する。固定鉄心２４は、その径方向中心に軸方向に延びる貫通孔を有する。この貫通孔には、駆動ロッド２７が挿入されている。駆動ロッド２７は、固定鉄心２４から弁ユニット３０の内部空間に進入することができる。駆動ロッド２７の先端（前端）はスプール７０の基端（後端）に接している。
【0034】
固定鉄心２４は、中心軸Ａから径方向外側にシフトした位置において軸方向に延びる貫通孔２４ａを有する。貫通孔２４ａは貫通孔２６ａと対向する位置に設けられる。第２ソレノイド室１４ｂと後述する予備室４１とは、貫通孔２４ａによって接続されている。貫通孔２４ａによって第２ソレノイド室１４ｂと予備室４１とが接続される。本明細書においては貫通孔２４ａによって画定される流路を第２接続流路ｃｐ２と呼ぶことがある。
【0035】
プランジャー２６は、ソレノイドコイル２３により駆動される。すなわち、プランジャー２６は、ソレノイドコイル２３によって駆動されることにより、軸方向へ移動することができる。具体的には、ソレノイドコイル２３に励磁電流が印加されると、プランジャー２６が固定鉄心２４に吸着され、これによりプランジャー２６及び駆動ロッド２７が軸方向前方へ移動する。駆動ロッド２７が軸方向前方へ移動すると、スプール７０が駆動ロッド２７により軸方向前方に押される。このように、ソレノイドコイル２３、固定鉄心２４、プランジャー２６、及び駆動ロッド２７を有する駆動部によりスプール７０が駆動される。
【0036】
次に、弁ユニット３０について説明する。既述のとおり、弁ユニット３０は、弁本体４０と、弁本体４０に移動可能に設けられたスプール７０と、を備える。弁本体４０は、軸方向に延びる貫通孔４０ａを有する。貫通孔４０ａは、弁本体４０の前端から後端まで軸方向に延びている。弁本体４０は、その後端の径方向中央に凹部４０ｂを有する。凹部４０ｂを画定する弁本体４０の上面、固定鉄心２４の前面、駆動ロッド２７、及びスプール７０により予備室４１が画定されている。
【0037】
弁本体４０は、圧力源Ｐに接続する圧力源ポート部ｐｐと、タンクＴに接続するタンクポート部ｔｐと、制御圧が出力される制御ポート部ａｐと、を有する。制御ポート部ａｐは、スプール７０又は弁本体４０の軸方向の一方側（前方）に配置される。スプール７０の軸方向の他方側（後方）には、ソレノイドコイル２３が設けられる。制御ポート部ａｐは、貫通孔４０ａの前端付近の領域よりなる。制御ポート部ａｐは、制御対象の油圧機器と不図示の流路を介して接続されている。これにより、制御ポート部ａｐによって制御対象の油圧機器に制御圧が供給される。
【0038】
スプール７０は、軸方向に延びる軸形状を有している。スプール７０は、貫通孔４０ａ内に軸方向において移動可能に設けられている。スプール７０の後端は、駆動ロッド２７の先端に接している。スプール７０は、中心軸Ａに沿って延びる貫通孔７０ａを有する。貫通孔７０ａは、スプールの前端７０ｂから後端７０ｃまで延びている。スプール７０は、作動油が流れる複数の流路を有する。図示の実施形態においては、スプール７０の貫通孔７０ａによって作動油が流れるメイン流路ｍｐが画定される。メイン流路ｍｐは、スプールの前端７０ｂから後端７０ｃまで延びる。よって、メイン流路ｍｐは、制御ポート部ａｐに開口している。また、スプール７０は、メイン流路ｍｐからスプール７０の外表面まで延びる第１分岐流路ｂｐ１及び第２分岐流路ｂｐ２を有する。スプール７０は、その軸方向の後端付近に、メイン流路ｍｐと予備室４１とを接続する第３接続流路ｃｐ３を有する。
【0039】
弁ユニット３０は、弁本体４０内に配置された付勢部材８０を有している。付勢部材８０は、スプール７０を駆動ロッド２７に向けて付勢している。言い換えると、付勢部材８０は、スプール７０を中心軸Ａに沿って後方に付勢している。付勢部材８０は、例えば圧縮ばねである。
【0040】
付勢部材８０から受ける軸方向後方への付勢力によって、スプール７０は駆動ロッド２７と常時接触している。よって、駆動ロッド２７が中心軸Ａに沿って前方へ移動すると、この駆動ロッド２７からの推力により、スプール７０も弁本体４０に対して中心軸に沿って前方へ移動する。逆に、駆動ロッド２７が中心軸Ａに沿って後方へ移動すると、スプール７０は、付勢部材８０からの付勢力により、駆動ロッド７０と接触したまま中心軸Ａに沿って後方へ移動する。駆動ロッド２７からスプール７０に対して作用する推力は、ソレノイドコイル２３の励磁電流に応じた大きさとなる。よって、ソレノイドコイル２３に印加する励磁電流の大きさを調整することにより、スプール７０の軸方向における位置を制御することができる。
【0041】
スプール７０は、少なくとも中立位置、供給位置、又は排出位置のいずれかに切り替えられる。図２は、スプール７０が中立位置にある電磁比例弁１を示し、図３は、スプール７０が供給位置にある電磁比例弁１を示し、図４は、スプール７０が排出位置にある電磁比例弁１を示している。
【0042】
スプール７０が図２に示されている中立位置に位置する場合、各ポートｐｐ，ｔｐ，ａｐは、互いから遮断される。この場合、制御ポート部ａｐに接続されている油圧機器に対しては作動油の給排がなされない。
【0043】
スプール７０が図３に示されている供給位置に位置する場合、制御ポート部ａｐがメイン流路ｍｐ及び第１分岐流路ｂｐ１を介して圧力源ポート部ｐｐに接続し、タンクポート部ｔｐはその他のポートｐｐ，ａｐから遮断される。これにより、圧力源Ｐから油圧機器へ作動油が供給される。また、制御ポート部ａｐは、メイン流路ｍｐ、第３接続流路ｃｐ３、予備室４１、第２接続流路ｃｐ２、第２ソレノイド室１４ｂ、及び第１接続流路ｃｐ１を介して第１ソレノイド室１４ａに接続されているので、スプール７０が供給位置に位置する場合には、第１ソレノイド室１４ａは、制御ポート部ａｐ内の作動油の圧力である制御圧に維持される。第１ソレノイド室１４ａ、及び、この第１ソレノイド室１４ａと制御ポート部ａｐとの間にある空間（例えば、第２ソレノイド室１４ｂ）が制御ポート部ａｐの制御圧に維持されるので、これらの空間の一部又は全部が受圧室とされる。例えば、第１ソレノイド室１４ａ及び第２ソレノイド室１４ｂの少なくとも一方が制御ポート部ａｐの制御圧に維持される受圧室とされる。ソレノイドコイル２３は、この受圧室に収容されている。この受圧室の少なくとも一部は、駆動ロッド２７によって画定される。この受圧室の少なくとも一部は、プランジャー２６によって画定される。
【0044】
スプール７０が、図４に示されている排出位置に位置する場合、制御ポート部ａｐがメイン流路ｍｐ及び第１分岐流路ｂｐ１を介してタンクポート部ｔｐに接続し、圧力源ポート部ｐｐはその他のポートｔｐ，ａｐから遮断される。これにより、油圧機器からタンクＴへ油が排出される。
【0045】
続いて、電磁比例弁１の動作について説明する。ソレノイドコイル２３が励磁されていない場合、付勢部材８０の付勢力によって、スプール７０は図４に示されている排出位置に維持される。このとき、既述のように、制御ポート部ａｐからスプール７０の主流路ｍｐ及び第２分岐流路ｂｐ２を介してタンクポート部ｔｐに至る流路が開放される。したがって、制御ポート部ａｐに接続された油圧機器からタンクポート部ｔｐに接続されたタンクＴに油が回収される。
【0046】
この状態から、ソレノイドコイル２３が励磁されるとプランジャー２６が駆動され、このプランジャー２６が駆動ロッド２７とともに、付勢部材８０からの付勢力に抗して軸方向前方へ移動する。このとき、駆動ロッド２７の前端はスプール７０と接しているため、スプール７０に軸方向前方への推力が作用する。この推力によって、スプール７０は、排出位置から図２に示されている中立位置に到達する。スプール７０が中立位置に位置すると、第１分岐流路ｂｐ１と圧力源ポート部ｐｐとの接続が遮断されたまま、第２分岐流路ｂｐ２とタンクポート部ｔｐとの接続も遮断される。したがって、スプール７０が中立位置に位置するときには、制御ポート部ａｐに接続された油圧機器からの油の排出及び当該油圧機器への油の供給は行われない。
【0047】
ソレノイドコイル２３にさらに大きな励磁電流が印加されると、プランジャー２６及び駆動ロッド２７がさらに軸方向前方へ移動する。この駆動ロッド２７から受ける推力により、スプール７０は、図３に示されている供給位置に到達する。スプール７０が供給位置に位置すると、制御ポート部ａｐからスプール７０の主流路ｍｐ及び第１分岐流路ｂｐ１を介して圧力源ポート部ｐｐに至る流路が開放される。これにより、圧力源ポート部ｐｐに接続された圧力源Ｐから制御ポート部ａｐに接続された油圧機器へ油が供給される。スプール７０が供給位置に位置する場合における圧力源Ｐから油圧機器への油の供給量は、第１分岐流路ｂｐ１と圧力源ポート部ｐｐとが重なる面積、すなわち第１分岐流路ｂｐ１と圧力源ポート部ｐｐとのラップ量に応じて変化する。より具体的には、励磁電流が大きいほど第１分岐流路ｂｐ１と圧力源ポート部ｐｐとのラップ量が大きくなり、圧力源ポート部ｐｐから制御ポート部ａｐへより多くの油が流れる。したがって、励磁電流流が大きいほど制御ポート部ａｐに出力される制御圧も大きくなる。
【0048】
既述のとおり、制御ポート部ａｐは、メイン流路ｍｐ、第３接続流路ｃｐ３、予備室４１、第２接続流路ｃｐ２、第２ソレノイド室１４ｂ、及び第１接続流路ｃｐ１を介して第１ソレノイド室１４ａに接続されている。よって、スプール７０が供給位置に位置している間、第１ソレノイド室１４ａは、制御ポート部ａｐから出力される制御圧に維持される。この第１ソレノイド室１４ａの圧力は、圧力センサ１５によって検出され、検出された圧力を示す電気信号が圧力センサ１５からコントローラに対して出力される。以上のようにして、電磁比例弁１と制御対象となる油圧機器との間にゲージポートや外付けの圧力センサを取り付けることなく、電磁比例弁１から出力される制御圧を検出することができる。
【0049】
続いて、図５及び図６を参照して、電磁比例弁１のアプリケーションの例について説明する。図５は、電磁比例弁１を備える方向切替弁１００を説明するブロック図である。図示のように、方向切替弁１００は、電磁比例弁１と、電磁比例弁１から供給される制御圧により作動する弁構造体２と、を備える。弁構造体２は、メインスプールを備えており、電磁比例弁１から出力される制御圧によって当該メインスプールの位置を切り替えることにより、不図示の油圧シリンダへの作動油の供給量を調整する。
【0050】
図６は、方向切替弁１００を備える建設機械２００を説明するブロック図である。建設機械２００は、方向切替弁１００を備える。建設機械は、例えば油圧により作動する油圧ショベルである。建設機械２００は、様々な油圧シリンダを備える。建設機械２００が備える油圧シリンダには、ブームを駆動するブームシリンダ、アームを駆動するアームシリンダ、バケットを駆動するバケットシリンダ、及びこれら以外の油圧シリンダが含まれる。方向切替弁１００は、建設機械２００に備えられる油圧シリンダに対する作動油の供給量を制御する。
【0051】
続いて、上記実施形態が奏する作用効果について説明する。上記の電磁比例弁１は、制御対象に供給される制御圧に維持される受圧室と、当該受圧室における制御圧を検出する圧力センサ１５と、を備える。これにより、電磁比例弁１の外部に制御圧を取り出すためのゲージポートや圧力センサを取り付けるための継手を設ける必要がなくなる。よって、上記実施形態による電磁比例弁１によれば、簡素な機構で電磁比例弁１が出力する制御圧を検出することができる。また、ゲージポートや圧力センサ用の継手が不要となるため、電磁比例弁１と制御対象の油圧機器との間の接続ブロックをコンパクト化することができる。
【0052】
上記の実施形態において、受圧室は、例えば、第１ソレノイド室１４ａ及び第２ソレノイド室１４ｂの少なくとも一方である。図示の実施形態においては、圧力センサ１５は、第１ソレノイド室１４ａの圧力を検出している。圧力センサ１５は、第２ソレノイド室１４ｂの圧力を検出するように設けられてもよい。この場合、圧力センサ１５は、第２ソレノイド室１４ｂに露出するように設けられてもよい。第１ソレノイド室１４ａと第２ソレノイド室１４ｂのそれぞれにおける制御圧を検出するために、２つの圧力センサ１５が設けられてもよい。
【0053】
上記の実施形態において、圧力センサ１５は、ハウジング１１内に設けられている。これにより、電磁比例弁１の外部に圧力センサを設ける必要がない。よって、コンパクトな機構で電磁比例弁の制御圧を検出することができる。
【0054】
上記の実施形態において、圧力センサ１５は、ハウジング１１の開口を封止する蓋部１２に設けられている。開口を封止するキャップに圧力センサ１５を設けることにより、圧力センサ１５がハウジング１１の表面に近い位置に設けられる。これにより、圧力センサ１５の検出信号を外部に容易に取り出すことができる。例えば、圧力センサ１５とコントローラとの間に信号線が設けられ、この信号線を介して圧力センサ１５の検出信号がコントローラに送信される場合には、信号線の引き回しが容易となる。
【0055】
本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。
【0056】
本明細書及び添付図面で明示された駆動装置１０及び弁ユニット３０の構成部材の具体的な形状、配置、機能、及び材料は例示である。本発明の趣旨に反しない限り、駆動装置１０及び弁ユニット３０の各構成部材の形状、配置、機能、及び材料は、適宜変更され得る。例えば、駆動装置１０は、ソレノイドコイル２３に励磁電流を流した際に、駆動ロッド２７が軸方向後方へ移動するように駆動ロッドを駆動してもよい。
【符号の説明】
【0057】
１ 電磁比例弁
１０ 駆動装置
１１ ハウジング
１２ 蓋部
１４ａ 第１ソレノイド室１４ａ
１４ｂ 第２ソレノイド室１４ｂ
１５ 圧力センサ
２３ ソレノイドコイル
２４ 固定鉄心
２６ プランジャー
２７ 駆動ロッド
３０ 弁ユニット
４０ 弁本体
７０ スプール
Ｐ 圧力源
Ｔ タンク
ａｐ 制御ポート部
ｐｐ 圧力源ポート部
ｔｐ タンクポート部
ｍｐ メイン流路
ｃｐ１ 第１接続流路
ｃｐ２ 第２接続流路
ｃｐ３ 第３接続流路
１０ 駆動装置
１１ ハウジング
１２ 蓋部
１４ａ 第１ソレノイド室１４ａ
１４ｂ 第２ソレノイド室１４ｂ
１５ 圧力センサ
２３ ソレノイドコイル
２４ 固定鉄心
２６ プランジャー
２７ 駆動ロッド
３０ 弁ユニット
４０ 弁本体
７０ スプール
Ｐ 圧力源
Ｔ タンク
ａｐ 制御ポート部
ｐｐ 圧力源ポート部
ｔｐ タンクポート部
ｍｐ メイン流路
ｃｐ１ 第１接続流路
ｃｐ２ 第２接続流路
ｃｐ３ 第３接続流路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】