JPH10299711A - 流量方向切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】流量方向切換弁において、流体力が作用しても
入力信号に比例して切換スプールの位置を高精度に制御
し得るようにする。 【解決手段】切換スプール７の両端に圧力室１２，１３
を配置し、これら圧力室内のそれぞれに切換スプールと
同軸上にフィードバックスプリング１８，１９を配置
し、これら圧力室及びスプリングの更に外側にスプリン
グと同軸上に制御スプール２０，２１を配置し、制御ス
プールの更に外側に制御スプールと同軸上に電磁駆動部
４０，４１を配置し、制御スプールは、電磁駆動部から
の駆動力とィードバック用のスプリングのバネ力とのバ
ランスにより作動し、バネ力が駆動力より大きい時は圧
力室１２，１３をパイロット油圧源に連通し、バネ力が
駆動力より小さい時は圧力室をタンクに連通するよう構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧装置、空気圧
装置などの流体のエネルギで負荷を駆動するシステムに
利用される流量方向切換弁に係わり、更に詳しくは、入
力信号に比例して流量方向切換弁の切換位置を高精度に
制御し得る流量方向切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】流量方向切換弁は、一般的に外部から与
えられる操作信号や操作力によって弁のスプールを作動
し、流体の流路の切換え流路の開口面積の調整を行うも
のである。この流量方向切換弁は、弁の制御要素形式、
接続ポートの数、スプールの中立位置における流路の形
式、スプールの定常位置を定めるバネ形式によって種々
の種類がある。

【０００３】また、流量方向切換弁のスプール（以下、
切換スプールという）を作動させる形式としては油圧パ
イロット方式が一般的であり、この油圧パイロット方式
では流量方向切換弁とは別に減圧弁（パイロット弁）と
操作レバーとからなる油圧パイロット装置を設け、この
油圧パイロット装置の操作レバーを操作することで減圧
弁を操作し、生成したパイロット圧を切換スプールの両
端に設けた圧力室に導き、切換スプールを作動させてい
る。

【０００４】また、電磁操作式のスプールを設け、この
スプールをパイロット弁として使用するものもある。こ
れは電磁比例切換弁と呼ばれ、流量方向切換弁に対し電
磁操作式のパイロット弁スプールを並列に配置するのが
一般的である。

【０００５】このような電磁比例切換弁に類似する技術
として、例えば特開昭５８―８８２７６号公報の第１図
に示されるように、流量方向切換弁に対し電磁操作式の
パイロット弁スプールを並列に配置した電磁操作式のオ
ンオフ弁がある。また、特開昭５８―８８２７６号公報
の第２図には、その電磁切換弁（オンオフ弁）の応答性
を改善しかつコンパクト化のため、可動鉄心と電磁コイ
ルを切換スプールの両端部に配置し、その可動鉄心を電
磁操作式のスプールとしたものが提案されている。

【０００６】また、特開平８−９３７１２号公報には、
フィードバック制御を油圧パイロット方式で可能とした
油圧パイロットシステムが提案されている。この提案で
は、切換スプールの変位に連動する可変絞りにより切換
スプールの変位相当の圧力を発生させるフィードバック
機構部を設け、油圧パイロット弁をこのフィードバック
機構部で発生した圧力を基に作動させることで補償弁と
して機能させ、これにより電気的な装置を用いること無
くスプールストロークのヒステリシス及び非線形性を改
善するとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の一般的な油圧パ
イロット方式の流量方向切換弁や特開昭５８―８８２７
６号公報の第１図に類似する一般的な電磁比例切換弁で
は、流量方向切換弁の切換スプールをパイロット圧によ
つて作動させた際に、切換スプールを流れる流体により
作用する流体力によって、切換スプールはパイロット弁
の入力信号に対応した位置に移動せず、その位置よりず
れた位置に移動する。この切換スプールの位置ずれは、
次に述べる現象により生じる。

【０００８】パイロット圧により流量方向切換弁の切換
スプールが一方向に移動して、油圧源に接続されている
圧油供給ポートとアクチュエータに接続されている２つ
の作動ポートの一方とが接続され、他方の作動ポートと
タンクに接続されているタンクポートとが接続される
と、油圧源からの圧油が圧油供給ポート及び一方の作動
ポートを介してアクチュエータに流れ、アクチュエータ
からの戻り油が他方の作動ポート及びタンクポートを介
してタンクに流れる。この時、油圧源に接続されている
圧油供給ポートからアクチュエータに接続されている一
方の作動ポートに流れる圧油は切換スプールのランドを
通り、この部分で流速が速くなり圧力の低下が生じる。
この圧力の低下は、切換スプールを前述した一方向への
移動に対して逆方向に戻すような流体力を生じさせる。
この流体力は、切換スプールの位置、アクチュエータの
負荷圧力、流体の温度変化に基づく粘度変化などによっ
ても微妙に変化する。

【０００９】この切換スプールの作動方向とは逆方向の
移動は、圧油供給ポートからアクチュエータに供給され
る圧油の流量を変化させることになるので、アクチュエ
ータを入力信号に応じた速度で動かすことができないと
いう問題を生じる。

【００１０】特開昭５８―８８２７６号公報の第２図に
示される電磁切換弁では、切換スプールの両端部に可動
鉄心を配置し、これを電磁操作式のパイロット弁として
使用しており、これにより応答性の改善及びコンパクト
化が図れる。しかし、この電磁切換弁は、比例的な入力
に応答してスプールを比例的に変位させる電磁比例切換
弁ではなく、オンオフ弁である。また、この弁を比例的
な入力に応答してスプールを比例的に変位させる電磁比
例切換弁として使用できたとしても、パイロット弁（可
動鉄心）は流体力による切換スプールの移動を補償する
配列にはなっておらず、第１図のものと同様、流体力の
影響で切換スプールの位置を精度良く制御できないとい
う問題を生じる。

【００１１】一方、特開平８−９３７１２号公報に提案
される流量方向切換弁では、フィードバック機構部の可
変絞りにより切換スプールの変位相当の圧力を発生さ
せ、この圧力を基に油圧パイロット弁（補償弁）を作動
させることで、流体力による切換スプールの変位の誤差
を補正制御しようとしている。しかし、この従来技術で
は、その補正制御のためフィードバック機構部に可変絞
りを用いており、この可変絞りを圧油が流れる時に、そ
の圧油の流れにより流体力が生じ、結局この流体力によ
り切換スプールの制御位置に誤差が生じてしまう。

【００１２】本発明の目的は、流体力が作用しても入力
信号に比例して切換スプールの位置を高精度に制御し得
る流量方向切換弁を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、切換スプ
ールの変位により複数のポート間の接続関係と接続流路
の開口面積を調整する流量方向切換弁において、前記切
換スプールの両端に配置された２つの第１圧力室と、前
記第１圧力室内のそれぞれに配置されたフィードバック
スプリングと、前記フィードバックスプリングと同軸上
に配置され、第１圧力室をパイロット油圧源又はタンク
に切り換え接続する制御スプールと、前記制御スプール
と同軸上に配置され、制御スプールに駆動力を付与する
駆動部とを備え、前記制御スプールは、前記駆動部から
の駆動力と前記フィードバックスプリングのバネ力との
バランスにより動作し、バネ力が駆動力より大きい時は
第１圧力室をパイロット油圧源に連通し、バネ力が駆動
力より小さい時は第１圧力室をタンクに連通するよう構
成したものである。

【００１４】以上のように構成した本発明では、駆動部
に入力信号が与えられず、制御スプールに駆動部からの
駆動力が作用しない時は、制御スプールは第１圧力室を
パイロット油圧源に連通するため、第１圧力室の圧力は
パイロット油圧源の圧力になっており、切換スプール
は、その両端に作用している圧力が同圧力であるので中
立位置に維持されている。

【００１５】駆動部の一方に入力信号が与えられ、制御
スプールに駆動部から駆動力が作用すると、制御スプー
ルはフィードバックスプリングの初期バネ力に打ち勝っ
て移動し、第１圧力室をタンクに連通させるため、第１
圧力室内の圧力は低下し、切換スプールはフィードバッ
クスプリング側に移動する。この切換スプールの移動に
伴い、フィードバックスプリングのバネ力が大きくな
り、このバネ力が駆動力と釣り合うようになると、制御
スプールは中立状態となり停止する。この切換スプール
の停止位置は、常に駆動力とフィードバックスプリング
のバネ力とが釣り合った状態であり、切換スプールは駆
動力（入力信号）に対応した位置に制御される。

【００１６】切換スプールに流体力が作用して切換スプ
ールが中立方向（反フィードバックスプリング側）に変
位しようとすると、フィードバックスプリングのたわみ
量が減少し、バネ力が小さくなるために、バネ力が駆動
力より小さくなり、制御スプールは第１圧力室をタンク
に連通させるため、第１圧力室内の圧力が低下する。そ
の結果、切換スプールはフィードバックスプリング側に
戻され、フィードバックスプリングのバネ力が増大し、
切換スプールは再びバネ力と駆動力とが釣り合った位置
に制御される。

【００１７】以上により、切換スプールの位置は入力信
号（駆動力）に比例した位置に高精度に制御され、アク
チュエータを入力信号に対応した速度で作動させること
ができる。

【００１８】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記フィードバックスプリングとは別に、前記切換スプ
ールの端部にストッパを介して当接し、切換スプールを
中立位置に保つ中立復帰スプリングを更に備えるものと
する。

【００１９】これにより中立復帰スプリングとフィード
バックスプリングの機能が分離され、フィードバックス
プリングを中立復帰機能と無関係に設計でき、フィード
バックスプリングの設計の自由度を向上できる。

【００２０】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記フィードバックスプリングの一端は前記切換
スプールの端部にストッパを介して当接し、他端は前記
制御スプールの端部に直接又は間接的に当接し、フィー
ドバックスプリングが前記切換スプールを中立位置に保
つ中立復帰スプリングを兼ねるものとする。

【００２１】これにより部品点数を削減できる。

【００２２】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記フィードバックスプリングとは別に、前記切
換スプールの端部にストッパを介して当接し、切換スプ
ールを中立位置に保つ中立復帰スプリングを更に備え、
前記フィードバックスプリングの一端は前記ストッパに
当接し、他端は前記制御スプールの端部に直接又は間接
的に当接するものとする。

【００２３】これにより切換スプールがストッパから離
れる方向に移動しても、切換スプールが離れる側のフィ
ードバックスプリングの初期バネ力が維持されるので、
フィードバックスプリングの設計の自由度を増すことが
できる。

【００２４】（５）また、上記（１）において、前記制
御スプールを前記切換スプール方向に付勢する第２圧力
室と、この第２圧力室に前記第１圧力室の圧力を導く通
路とを更に備え、前記第１圧力室の圧力による力と前記
第２圧力室の圧力による力を打ち消し合わせ、前記制御
スプールに対し前記第１圧力室の圧力による力が作用し
ないように構成するものとする。

【００２５】これにより制御スプールは、上記（１）で
述べたように駆動部からの駆動力とフィードバックスプ
リングのバネ力とのバランスで作動するようになる。

【００２６】（６）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記圧力室内のそれぞれに配置され、前記切換ス
プールの軸線方向の変位を検出し、この変位を切換スプ
ールの軸線方向と直交する方向の変位に変換する変位変
換部を更に備え、前記フィードバックスプリングは、前
記切換スプールの軸線方向と直交する方向に配置され、
前記変位変換部の変位により撓み量を変化させるものと
する。

【００２７】このように切換スプールの外側に変位変換
部を介してフィードバックスプリング、制御スプール、
駆動部を配置することにより、流量方向切換弁の軸線方
向長さが短縮され、流量方向切換弁を小型化できる。

【００２８】（７）また、上記目的を達成するため、本
発明は、切換スプールの変位により複数のポート間の接
続関係と接続流路の開口面積を調整する流量方向切換弁
において、前記切換スプールの両端に配置された２つの
圧力室と、前記圧力室内のそれぞれに配置されたフィー
ドバックスプリングと、前記フィードバックスプリング
と同軸上に配置され、圧力室をパイロット油圧源又はタ
ンクに切り換え接続する制御スプールと、前記制御スプ
ールと同軸上に配置され、制御スプールに駆動力を付与
する電磁駆動部とを備え、前記制御スプールは、前記電
磁駆動部からの駆動力と前記フィードバックスプリング
のバネ力とのバランスにより動作し、バネ力が駆動力よ
り大きい時は圧力室をパイロット油圧源に連通し、バネ
力が駆動力より小さい時は圧力室をタンクに連通するよ
う構成したものである。

【００２９】これにより、電磁駆動部により駆動力を付
与するものにおいて、上記（１）と同様に作用が得ら
れ、切換スプールの位置を入力信号（駆動力）に比例し
た位置に高精度に制御できる。

【００３０】また、電磁駆動部による駆動力の付与時、
対応する第１圧力室内の圧力が低下して切換スプールが
移動することになるが、切換スプールが駆動力に対応し
た変位に近づくまで制御スプールは動かないので、制御
スプールによって圧力室とタンクにつながるポートとの
間が絞られることはなく、切換スプールの移動に必要な
流量は十分に供給されると共に、２つの圧力室内の差圧
も高圧が確保され、大きな駆動力が得られる。その結
果、従来の電磁比例切換弁に比べ、切換スプールを応答
性良く動作させることができる。

【００３１】（８）更に、上記目的を達成するために、
本発明は、切換スプールの変位により複数のポート間の
接続関係と接続流路の開口面積を調整する流量方向切換
弁において、前記切換スプールの両端に配置された２つ
の圧力室と、前記圧力室内のそれぞれに配置されたフィ
ードバックスプリングと、前記フィードバックスプリン
グと同軸上に配置され、圧力室をパイロット油圧源又は
タンクに切り換え接続する制御スプールと、前記制御ス
プールと同軸上に配置され、制御スプールに駆動力を付
与する油圧駆動部とを備え、前記制御スプールは、前記
油圧駆動部からの駆動力と前記フィードバックスプリン
グのバネ力とのバランスにより動作し、バネ力が駆動力
より大きい時は圧力室をパイロット油圧源に連通し、バ
ネ力が駆動力より小さい時は圧力室をタンクに連通する
よう構成したものである。

【００３２】これにより、油圧駆動部により駆動力を付
与するものにおいて、上記（１）と同様に作用が得ら
れ、切換スプールの位置を入力信号（駆動力）に比例し
た位置に高精度に制御できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を用いて
以下に説明する。

【００３４】図１は、本発明の流量方向切換弁の第１の
実施形態を示すもので、この図１において、ケーシング
１には、その中心部に位置するスプール孔２と、圧油源
に接続される１つの圧油供給ポート３と、タンクに接続
される１つのタンクポート４と、アクチュエータに接続
される２つの作動ポート５，６とが設けられている。

【００３５】スプール孔２には切換スプール７が移動可
能に挿入されており、この切換スプール７は、その両端
に位置する円筒形状をした外側ランド部８，９と、この
外側ランド部８，９間に位置する２つの中間ランド部１
０，１１を備えている。この切換スプール７が図示の中
立位置にあるときは、その中間ランド部１０，１１は、
圧油供給ポート３と作動ポート５，６との連通を遮断
し、また、切換スプール７が図示左方向に移動すると、
切換スプール７の中間ランド部１０は圧油供給ポート３
を作動ポート５に連通し、切換スプール７の中間ランド
部１１は作動ポート６をタンクポート４に連通する。こ
れとは逆に、切換スプール７が図示右方向に移動する
と、切換スプール７の中間ランド部１０は作動ポート５
をタンクポート４に連通し、切換スプール７の中間ラン
ド部１１は作動ポート６をタンクポート４に連通する。

【００３６】ケーシング１における切換スプール７の両
端には、前記のスプール孔２の径よりも大きな径を有す
る圧力室１２，１３がそれぞれ形成されている。これら
の両圧力室１２，１３内には、その室１２，１３内の圧
力が同じ時に、切換スプール７をケーシング１の作動ポ
ート５，６に対して中立位置に保つためのスプリング１
４，１５がそれぞれ設けられている。これらのスプリン
グ１４，１５の切換スプール７側の端部は、それぞれ圧
力室１２，１３を形成する切換スプール７側のケーシン
グ内壁面に位置を拘束されるストッパ１６，１７に当接
し、またスプリング１４，１５の切換スプール７とは反
対側の端部は、それぞれ圧力室１２，１３を形成する切
換スプール７とは反対側のケーシング内壁面に当接して
いる。また、切換スプール７が図示の中立位置にあると
き、ストッパ１６，１７にはそれぞれ切換スプール７の
端面が当接している。

【００３７】ストッパ１６，１７は、切換スプール７に
多少の摩擦力などが作用しても切換スプール７を確実に
中立位置に復帰するように設けられたもので、切換スプ
ール７が中立位置にあるときには、スプリング１４，１
５のバネ力は切換スプール７には作用しないけれども、
切換スプール７が少しでもストロークするためには、ス
プリング１４，１５の初期バネ力を越えなければならな
い。このようにすることで、切換スプール７に働く摩擦
力などが初期バネ力より小さければ、両圧力室１２，１
３内の圧力が同一の場合には、切換スプール７を中立位
置に確実に復帰させることができる。

【００３８】切換スプール７の両端に位置する圧力室１
２，１３内には、前述した中立位置用のスプリング１
４，１５の内側に更にフィードバック用のスプリング
（以下、単にフィードバックスプリングという）１８，
１９が配設されている。これらのフィードバックスプリ
ング１８，１９の切換スプール７側の端部は、切換スプ
ール７の端面にそれぞれ当接し、フィードバックスプリ
ング１８，１９の切換スプール７とは反対側の端部は、
制御スプール２０，２１の端面にそれぞれ当接してい
る。

【００３９】制御スプール２０，２１は、圧力室１２，
１３及びフィードバックスプリング１８，１９の外側の
位置でケーシング１に形成したスプール孔２２，２３に
それぞれ移動可能に挿入されている。また、ケーシング
１の制御スプール２０，２１に対応する部分には、パイ
ロット油圧源につながるパイロット油圧ポート２４，２
５とタンクにつながるタンクポート２６，２７とが設け
られている。

【００４０】制御スプール２０，２１の圧力室１２，１
３側の部分には、各圧力室１２，１３とパイロット油圧
ポート２４，２５とをそれぞれ連通及び遮断する切欠き
部２８，２９が設けられている。また、制御スプール２
０，２１内には、各圧力室１２，１３とタンクポート２
６，２７とをそれぞれ連通及び遮断するためのスプール
軸線方向の通路３０，３１と、この通路３０，３１に連
通する半径方向の通路３２，３３とがそれぞれ形成され
ている。

【００４１】制御スプール２０，２１の前記圧力室１
２，１３とは反対側の部分には圧力室３４，３５がそれ
ぞれ形成されている。これらの圧力室３４，３５は、ケ
ーシング１に設けた通路３６，３７によって前記圧力室
１２，１３にそれぞれ連通している。この通路３６，３
７は、制御スプール２０，２１に対して圧力室１２，１
３の圧力による力が作用しないように、制御スプール２
０，２１の圧力室１２，１３とは反対側の端面にも同じ
圧力を導いて、力をバランスさせる役割を果している。

【００４２】制御スプール２０，２１の更に外側、すな
わち制御スプール２０，２１の圧力室１２，１３とは反
対側には、電磁駆動部３８，３９がそれぞれ設けられて
いる。これらの電磁駆動部３８，３９は、制御スプール
２０，２１にそれぞれ当接し、これをそれぞれ作動させ
る可動子４０，４１と、これらの可動子４０，４１をそ
れぞれ駆動する電磁ソレノイド４２，４３と、前記可動
子４０，４１のストッパ４４，４５とを備えている。こ
れらの電磁駆動部３８，３９には、例えば油圧ショベル
等の建設機械における操作レバーの操作量に対応した電
流（入力信号）が加えられる。

【００４３】次に、上述した本発明の第１の実施形態に
よる流量方向切換弁の動作を図１を用いて説明する。

【００４４】電磁駆動部３８，３９の電磁ソレノイド４
２，４３に電流が与えられない時には、フィードバック
スプリング１８，１９の初期バネ力によって制御スプー
ル２０，２１と電磁駆動部３８，３９の可動子４０，４
１は、ストッパ４４，４５にそれぞれ押し付けられてい
る。

【００４５】この状態においては、圧力室１２，１３
は、制御スプール２０，２１の切欠き部２８，２９によ
ってパイロット油圧ポート２４，２５にそれぞれ連通し
ている。これにより、両圧力室１２，１３の圧力はパイ
ロット油圧源の圧力になっている。また、切換スプール
７は、その両端に作用している圧力が同圧力であるの
で、中立復帰用のスプリング１４，１５によって中立位
置に維持されている。

【００４６】次に、図１の右側に位置している電磁駆動
部３９の電磁ソレノイド４３に電流を与えた場合、その
可動子４１は電磁ソレノイド４３から電磁力を受け、フ
ィードバックスプリング１９の初期バネ力に打ち勝って
制御スプール２１を図示左方向に移動させる。

【００４７】これによって、図示右側の圧力室１３は、
制御スプール２１によってパイロット油圧ポート２５と
の連通が遮断され、通路３１，３３を介してタンクポー
ト２７に連通される。

【００４８】従って、圧力室１３内の圧力は低下する。
一方この時、図示左側の圧力室１２は、制御スプール２
１の切欠き部２８によってパイロット油圧ポート２４に
連通され、圧力室１２内の圧力は、パイロット油圧源の
圧力を保っているので、切換スプール７は図示右方向に
押され変位する。

【００４９】この切換スプール７の図示右方向の変位に
伴い、フィードバックスプリング１９も右方向に変位す
るため、そのバネ力が大きくなり、やがて電磁駆動部３
９の電磁力と釣り合うようになると、制御スプール２１
は右方向に戻されて、タンクポート２７は閉じられ、パ
イロット油圧ポート２５が過渡的に再び開き、この後圧
力室１３とパイロット油圧ポート２５及びタンクポート
２７との連通・遮断をＯＮ・０ＦＦ的に断続して制御ス
プール２１は中立状態となる。この中立状態では、制御
スプール２１は、パイロット油圧ポート２５及びタンク
ポート２７を遮断するので、図示右側の圧力室１３の圧
力は保たれて停止する。

【００５０】この切換スプール７の停止位置は、常に電
磁力とフィードバックスプリング１９のバネ力とが釣り
合った状態であり、切換スプール７は電磁駆動部４０に
加えた電流に対応した位置に制御される。

【００５１】すなわち、電磁力をＦ、フィードバックス
プリング１９のバネ定数をｋ、スプリング１９のたわみ
量をｙとすると、制御スプール２１は、 Ｆ＝ｋｙ …（１） の式で表される釣合状態にある。また、この時の切換ス
プール７の変位Ｙはスプリング１９のたわみ量ｙから初
期たわみ量ｙ₀と制御スプール２１の初期位置からの変
位ｙ₁を差し引いた下記の式で表される。

【００５２】 Ｙ＝ｙ−（ｙ０＋ｙ１） …（２） よって、切換スプール７の変位Ｙは電磁力Ｆに対応して
一義的に決まった値となる。

【００５３】一方、この時、スプリング１５，１９の合
成バネ定数をＫ、圧力室１２の圧力（パイロット油圧源
の圧力）をＰ₀、圧力室１３の圧力をＰ₁、切換スプール
７の端面の受圧面積をＡとすると、圧力室１３の圧力Ｐ
₁は、下記の式で表される調圧された圧力となってい
る。

【００５４】 ＫＹ＝Ａ（Ｐ₀−Ｐ₁） …（３） なお、中立復帰用のスプリング１５は、切換スプール７
の中立位置を確実に得るために設けられたものであり、
圧力室１３内の圧力による力と直接バランスさせて切換
スプール７の位置を決める機能はない。

【００５５】上述したように、切換スプール７が電磁駆
動部３９に加えた電流に対応した位置に制御された状態
において、圧油供給ポート３から作動ポート５に、又は
作動ポート６からタンクポート４にそれぞれ流体が流れ
ると、切換スプール７に流体力が作用する。この流体力
は、一般的に切換スプール７を中立位置に戻すように働
くので、切換スプール７は、図示左方向に移動しようと
する。

【００５６】しかし、切換スプール７が左方向に移動す
ると、フィードバックスプリング１９のたわみ量が減少
し、バネ力が小さくなるために、制御スプール２１も左
方向に移動する。これにより、圧力室１３は、通路３
１，３３を通して再びタンクポート２７に連通するの
で、圧力室１３内の圧力が低下する。その結果、切換ス
プール７は前述した流体力が作用しているにも係わら
ず、再び電磁駆動部３９の電磁力と釣り合う位置に保持
される。

【００５７】これにより、切換スプール７の位置は電磁
駆動部３９に加えた電流（入力信号）に比例した位置に
高精度に制御され、作動ポート５，６に接続されている
アクチュエータを、入力信号に対応した速度で作動させ
ることができる。

【００５８】次に、切換スプールの動作の応答性につい
て考察する。

【００５９】まず、比較例として、従来の電磁比例切換
弁について図２〜図５を用いて説明する。

【００６０】図２において、従来の電磁比例切換弁で
は、切換スプール１０１の移動量を調整するために、電
磁比例減圧弁１０９，１１０で電気的な信号（電流）を
圧力に変換し、この圧力を切換スプール１０１の両端に
設けた圧力室１０３，１０４に導き、この圧力によって
切換スプール１０１が押される力と、両圧力室内１０
３，１０４に設けられたスプリング１０５，１０６とが
バランスする位置に切換スプール１０１が移動するとい
うように構成されている。つまり、例えば比例減圧弁１
１０にある電流が流されると圧力室１０４に対応した圧
力が導かれ、この圧力に押されて切換スプール１０１は
図示左方向に移動する。切換スプール１０１の左側のス
プリング１０５がたわみ、圧力によって発生する力と釣
り合った位置で切換スプール１０１は停止する。電磁比
例減圧弁１１０に与える電流を更に大きくすると、圧力
室１０４の圧力は更に高くなるので、切換スプール１０
１は更に左へ移動して、対応するスプリング１０５のバ
ネ力となる位置で停止する。

【００６１】ここで、電磁比例減圧弁１０９，１１０は
圧力を目標値とし、圧力がフィードバックされて作動す
る弁である。

【００６２】すなわち、例えば、電磁比例減圧弁１１０
の比例ソレノイド１１１に電流が与えられると、ソレノ
イド力によって制御スプール１１２が左方に押され、制
御用の油圧源が接続されているＰポートが圧力室１０４
に連通する。従って圧力室１０４の圧力は制御用油圧源
の圧力まで上昇しようとするが、圧力室１０４の圧力は
フィードバック通路１１３を通して制御スプール左端に
設けられたフィードバックピストン１１４に作用するの
で、ソレノイド力と釣り合う圧力になったときに再び制
御スプール１１２は中立位置に戻り、圧力の上昇は抑え
られる。逆にソレノイド力よりも圧力室１０４の圧力が
高い場合には、制御スプール１１２が右方に移動し、タ
ンクに接続されているＴポートが、圧力室１０４に連通
するので圧力室１０４の圧力は低下する。

【００６３】このような電磁比例減圧弁１１０を利用し
て圧力室１０４の圧力を発生させ、切換スプール１０１
を動作させる場合には、電磁比例減圧弁１１０の制御ス
プール１１２が可変絞りとして作用し、切換スプール１
０１を移動させるのに必要な流量を制限し、切換スプー
ル１０１の迅速な動きを妨げることになる。

【００６４】つまり、切換スプール１０１をＸ１移動さ
せる場合、図３に示される圧力室１０４内の圧力と切換
スプール１０１の変位との関係から、圧力室１０４に導
くべき圧力Ｐ₁が決まり、図４の比例ソレノイド電流と
電磁比例減圧弁１１０の出力圧との関係から、圧力Ｐ₁
を出力するための電流値Ｉ₁が決まる。

【００６５】今、比例ソレノイド１１１に対して電流Ｉ
₁をステップ状に与える。この時の電流Ｉ，圧力Ｐ，変
位Ｘの応答を図５に示す。電流Ｉは機械的応答に比べれ
ば比較的応答が良くほぼステップ状に立ち上がる。これ
に対して、圧力Ｐは比較的遅れずに立ち上がるが、目標
圧力Ｐ₁に近づくと制御スプール１１２がほぼ中立状態
に戻り、Ｐポートと圧力室１０４との間が絞られるので
圧力の上がり方は遅くなる。また、圧力が上がり切換ス
プール１０１が動きはじめると、移動速度×受圧面積に
相当する流量をＰポートから圧力室１０４に流すために
圧力は更に上がり難くなる。

【００６６】一方、切換スプール１０１は圧力室１０４
内の圧力Ｐを駆動力として移動するが、圧力Ｐの上昇に
対して切換スプール１０１の移動には若干の遅れがあ
り、圧力Ｐがほぼ目標圧力Ｐ₁に達し、駆動力が最大に
達した後、切換スプール１０１は移動し始める。そし
て、圧力Ｐがほぼ目標圧力Ｐ₁に達した時点では上記の
ように圧力Ｐをほぼ目標圧力Ｐ₁に保つために制御スプ
ール１１２は中立付近で絞りとして働いており、切換ス
プール１０１の移動の間はこの絞りに流量が制限され
て、切換スプール１０１は十分な応答を得ることができ
ない。

【００６７】以上のような従来技術に対し、本発明の流
量方向切換弁では、次のように応答性が改善される。

【００６８】本発明でも、電磁駆動部３９，４０に電流
が加えられていない状態から、それらの一方、例えば電
磁駆動部３９にステップ状の電流を加えた場合を考え
る。

【００６９】本発明の流量方向切換弁においては、上記
のように電磁駆動部３９側すなわち図示右側の圧力室１
３内の圧力が低下して切換スプール７が移動することに
なるが、切換スプール７が電磁力に対応した変位に近づ
くまで制御スプール２１は動かないので、制御スプール
２１によって圧力室１３とタンクにつながるタンクポー
ト２７との間が絞られることはない。

【００７０】すなわち、電磁駆動部３９にステップ状の
電流Ｉ₁を加えると、図６に示すように圧力室１３内の
圧力Ｐはタンク圧力に低下し、切換スプール７が対応す
る変位Ｘ₁に近づいた時に、初めてバランスすべき圧力
Ｐ₁（これは上記（３）式のようにスプリング１５とス
プリング１９の合成バネ定数によって決まる）に落ち着
いて、切換スプール７を停止させるように動作する。

【００７１】また、切換スプール７が移動する間、図示
左側の制御スプール２０は、フィードバックスプリング
１８のバネ力によって電磁駆動部３９の可動子４０と共
にストッパ４４に押し付けられ、圧力室１２とパイロッ
ト油圧源ポート２４との連通を絞られることなく接続し
ている。図示右側の制御スプール２１も、上記のように
電磁ソレノイド４３からの電磁力により図示左方向に移
動した状態が保たれ、圧力室１３はタンクポート２７に
絞られることなく接続している。このため、切換スプー
ル７の移動の間、切換スプール７の駆動力となる圧力室
１２，１３内の圧力の差圧ΔＰ（＝Ｐ₀ーＰ₁）は、図６
に点線で示すようにパイロット油圧源の圧力Ｐ₀と同じ
圧力が確保され、極めて大きな駆動力が得られる。

【００７２】以上のように切換スプール７が移動する
間、制御スプール２１によって圧力室１３とタンクにつ
ながるタンクポート２７との間が絞られることがなく、
切換スプール７の移動に必要な流量は十分に供給され
る。また、圧力室１２，１３内の圧力の差圧ΔＰも高圧
が確保され、大きな駆動力が得られる。その結果、切換
スプール７を応答性良く動作させることができる。

【００７３】図７は、本発明の流量方向切換弁の第２の
実施形態を示すもので、この図７において、図１と同符
号のものは同一部分を示している。

【００７４】この実施形態は、図１に示す第１の実施形
態における中立復帰用スプリング１４，１５とフィード
バックスプリング１８，１９とを、それぞれ中立復帰機
能を兼ねる１つのフィードバックスプリング５０で構成
したものである。この場合、スプリング５０の径が大き
くなる場合には、そのバネ受け５１を制御スプール２１
に取り付けるとよい。

【００７５】この実施形態によれば、前述した実施形態
と同様に切換スプールの位置決め精度を高めることがで
き、応答性を向上させることができると共に、部品点数
を削減することができる。

【００７６】図８は、本発明の流量方向切換弁の第３の
実施形態を示すもので、この図８において、図１と同符
号のものは同一部分を示している。

【００７７】この実施形態は、中立復帰用のスプリング
１５とフィードバックスプリング１９は別に設けるが、
フィードバックスプリング１９Ａをストッパ１７に当接
させて構成したものである。

【００７８】この実施形態によれば、前述した実施形態
の効果に加えて、切換スプール７が左方向に動いても、
制御スプール２１に対するフィードバックスプリング１
９Ａの初期バネ力を維持することができるので、フィー
ドバックスプリング１９Ａの設計の自由度を増すことが
できる。

【００７９】図９は、本発明の流量方向切換弁の第４の
実施形態を示すもので、この図９において、図１と同符
号のものは同一部分を示している。

【００８０】この実施形態は、図１に示す実施形態にお
ける通路３６，３７を、制御スプール２０，２１にそれ
ぞれ通路５５として設けて構成したものである。

【００８１】この実施形態においても、前述した実施形
態と同様な効果を奏することができる。

【００８２】本発明の第５の実施形態を図１０および図
１１により説明する。この実施形態は、減圧弁と操作レ
バーとからなる油圧パイロット装置により切換操作され
る油圧パイロット方式の流量方向切換弁に本発明を適用
したものである。この図１０において、図１と同符号の
ものは同一部分を示している。

【００８３】図１０において、１３０は油圧リモコン弁
であり、この油圧リモコン弁１３０は、操作レバー１３
１と、パイロット油圧源１２０の圧力を基に操作レバー
１３１による操作量に応じたパイロット圧力を生じせし
める減圧弁１３２，１３３とから構成されている。

【００８４】また、制御スプール２０，２１の外側、す
なわち制御スプール２０，２１の圧力室１２，１３とは
反対側には、第１の実施形態の電磁駆動部３８，３９に
代え、パイロットピストン６１，６２がそれぞれ設けら
れている。このパイロットピストン６１，６２は、一端
が油圧リモコン弁１３０からのパイロット圧力が信号圧
ポート７１，７２を介して導かれる受圧室６３，６４に
位置し、他端がタンクポート７３，７４に連通する受圧
室６５，６６に位置するよう配置された配置したピスト
ン部６１ａ，６２ａと、一端が制御スプール２０，２１
に当接するよう圧力室３４，３５に突出するロッド部６
１ｂ，６２ｂと、一端が圧力室６７，６８に突出したロ
ッド部６１ｃ，６２ｃとから構成されている。また、圧
力室６７，６８は通路６９，７０及び通路３６，３７を
介して圧力室１２，１３にそれぞれ連通している。この
通路６９，７０は、圧力室６７，６８に圧力室１２，１
３に発生する圧力を導き、パイロットピストン６１，６
２のロッド部６１ｂ，６２ｂ，６１ｃ，６２ｃとで当該
圧力による力をバランスさせる役割を果しており、これ
によりパイロットピストン６１，６２は圧力室６３，６
４に導かれるパイロット圧力相当の力（以下、指令力）
を対応する制御スプール２０，２１に作用させるように
している。

【００８５】以上のように構成した本実施形態において
は、油圧リモコン弁１３０のレバー１３１が操作され
ず、減圧弁１３２，１３３によるパイロット圧力が生じ
ない中立時には、圧力室６３，６４内の圧力はタンク圧
であり、フィードバックスプリング１８，１９の初期バ
ネ力によって、制御スプール２０，２１はパイロットピ
ストン６１，６２のロッド部６１ｂ，６２ｂに当接し、
パイロットピストン６１，６２はそのロッド部６１ｃ，
６２ｃを介しケーシング１のストッパ４４，４５に押し
付けられている。

【００８６】一方、油圧リモコン弁１３０のレバー１３
１を例えば図示右方に入力操作すると、これに応じて減
圧弁１３２により生じたパイロット圧力が圧力室６４に
導かれ、パイロットピストン６２はこの圧力による指令
力を受け、フィードバックスプリング１９の初期バネ力
に打ち勝って制御スプール２１を図示左方へ移動させ
る。

【００８７】このようなパイロットピストン６１，６２
の動作は図１に示す第１の実施形態における電磁駆動部
３８，３９の電磁ソレノイド４２，４３に電流が与えら
れない時の動作と、電流が与えられた時の動作と同等で
ある。従って、第１の実施形態で説明したように、油圧
リモコン弁１３０のレバー１３１が操作されない時に
は、切換スプール７は中立復帰用のスプリング１４，１
５によって中立位置に維持され、レバー１３１を例えば
図示右方に入力操作すると、切換スプール７はパイロッ
ト圧力による指令力に対応した位置に制御される。

【００８８】また、切換スプール７がパイロット圧力に
よる指令力に対応した位置に制御された状態において、
圧油供給ポート３から作動ポート５に、又は作動ポート
６からタンクポート４にそれぞれ流体が流れ、切換スプ
ール７に流体力が作用した時も、第１の実施形態で説明
したように、切換スプール７は再び電磁駆動部３９の電
磁力と釣り合う位置に保持される。

【００８９】従って、本実施形態でも、減圧弁を操作レ
バーで操作することで減圧弁をパイロット弁として使用
するものにおいて、切換スプール７の位置はパイロット
圧力の指令力（入力信号）に比例した位置に高精度に制
御され、作動ポート５，６に接続されているアクチュエ
ータを、入力信号に対応した速度で作動させることがで
きる。

【００９０】また、一般的に、電磁比例減圧弁と油圧パ
イロット装置（油圧リモコン弁）の減圧弁とでは、油圧
パイロット装置の方が高応答である。すなわち、電磁式
では、指令電圧→アンプ→ソレノイド駆動→二次圧発生
という経路となり、ソレノイドコイルが励磁され、磁界
が発生して電磁力が生じるまでに無駄時間が生じる。こ
れに対し、油圧パイロット装置ではこのような無駄時間
は存在しない。更に、二次圧の立ち上がりも油圧パイロ
ット装置の方が良く、遅れなく調圧されると言われてい
る。

【００９１】以上より、従来の電磁操作式のものに比べ
応答性が改善される第１の実施形態に対し、本実施形態
においても第１の実施形態と同等、又はそれ以上の応答
性が得られる。

【００９２】図１１は、本発明の第６の実施形態を示し
ており、第５実施形態で示した制御スプールとパイロッ
トピストンの２部材を１部材で構成し、簡素化したもの
である。図１１中、図１、図１０と同一の符号をつけた
部分は、これらの図と同等の部分を示している。

【００９３】図１１において、図１０に示す制御スプー
ル２０，２１及びパイロットピストン６１，６２に相当
するものとしてそれらを１つにまとめた制御スプール７
５，７６が配置されている。

【００９４】制御スプール７５，７６は、一端がリモコ
ン弁１３０からのパイロット圧が信号圧ポート７３，７
４を介して導かれる受圧室７７，７８に位置し、他端が
タンクポート２６，２７に連通する受圧室７９，８０に
位置するよう配置されたピストン部７５ａ，７６ａと、
一端が圧力室１２，１３に配置されたフィードバックス
プリング１８，１９と当接するロッド部７５ｂ，７６ｂ
と、一端が圧力室８１，８２に突出したロッド部７５
ｃ，７６ｃとから成る段付きピストンで構成されてい
る。

【００９５】また、制御スプール７５，７６のロッド部
７５ｂ，７６ｂの端部には、各圧力室１２，１３とパイ
ロット油圧ポート２４，２５とをそれぞれ連通及び遮断
する切欠き部８３，８４が設けられ、更に、制御スプー
ル７５，７６内には圧力室１２，１３と圧力室８１，８
２をそれぞれ連通する軸線方向の通路８５，８６が形成
され、制御スプール７５，７６の両ロッド端に作用する
圧力室１２，１３の圧力による力がバランスするように
構成されると共に、制御スプール７５，７６内には更
に、各圧力室１２，１３とタンクポート２６，２７とを
それぞれ連通及び遮断するための通路８５，８６に連通
する半径方向の通路８７，８８がそれぞれ形成されてい
る。

【００９６】このように構成した本実施形態において
は、受圧室７７，７８に導かれる油圧リモコン弁１３０
からのパイロット圧力相当の指令力（入力信号）を対応
する制御スプール７５，７６のピストン部７５ａ，７６
ａに直接作用させるると共に、この指令力と対抗するよ
うにフィードバックスプリング１８，１９のバネ力が作
用するので、制御スプール回りの構成が簡素化され、か
つ前記した第５の実施形態と同等の効果を奏する。

【００９７】図１２は、本発明の第７の実施形態を示し
ており、第５実施形態で示した制御スプールとパイロッ
トピストンの２部材を１部材で構成した別の例である。
図１２中、図１、図１０と同一の符号をつけた部分は、
これらの図と同等の部分を示している。

【００９８】図１１の制御スプール７６では圧力室１３
に生じる圧力を両ロッド端に作用させバランスさせると
共に、ピストン部７６ａにパイロット圧力による指令力
を作用させたが、図１２に示す第６の実施形態の制御ス
プール９１では、圧力室１３に生じる圧力を一方のロッ
ド部９１ａと、軸線方向の通路９２及び半径方向の通路
９３を介して圧力室１３と連絡した圧力室９４に配置し
たピストン部９１ｂとに作用させバランスさせると共
に、圧力室９５に突出した他方のロッド部９１ｃにパイ
ロット圧力による指令力を作用させるものである。

【００９９】更に、制御スプール９１が切換スプール７
側に移動した時には、通路９２，９３によって圧力室１
３と接続した圧力室９４に配置したピストン部９１ｂの
外周に設けられた切欠き部９６によって圧力室１３とタ
ンクポート２７とが連通し、また、逆方向に移動した時
には、制御スプール９１のロッド部９１ａの外周に設け
られた切欠き部９７によって圧力室１３とパイロット油
圧ポート２５とが連通するよう構成されている。

【０１００】このように構成した本実施形態にあって
も、制御スプール９１は、圧力室９５に導かれる油圧リ
モコン弁１３０からのパイロット圧力相当の指令力を対
応する制御スプール９１のロッド部９１ｃに直接作用さ
せると共に、この指令力と対抗するようにフィードバッ
クスプリング１９のバネ力が作用するので、第６の実施
形態と同様、制御スプール回りの構成が簡素化され、か
つ前記した第５の実施形態と同等の効果を奏する。

【０１０１】図１３は本発明の第８の実施形態を示して
いる。上記した第１〜第７の実施形態では、切換スプー
ルの外側同軸上にフィードバックスプリング、制御スプ
ール（図１〜図９の実施形態では更に電磁駆動部、図１
０の実施形態では更にパイロットピストン）を配置させ
た一軸上での構成であって、流量方向切換弁全体の軸線
方向長さが従来装置に比べ多少大きくなる。図１３に示
す実施形態は、軸線方向長さを抑えた構成とすることに
より、方向切換弁本体を小型化したものである。なお、
図１〜図１２と同一の符号をつけた部分は、これらの図
に示すものと同等の部分を示している。

【０１０２】図１３において、切換スプール７の一端の
圧力室２１３には、切換スプール７の図示右方への変位
の検出部として、切換スプール７と同軸に一体形成した
ステム２１４にテーパ部２１５を設けると共に、切換ス
プール７の軸線に対して垂直方向に移動可能にピストン
２１６を設け、このピストン２１６の図示下端を上記テ
ーパ部２１５に当接するように配置させる。このピスト
ン２１６は当該圧力室２１３の圧力に対してバランスし
ている。

【０１０３】ステム２１４及びこれに設けたテーパ部２
１５並びにピストン２１６は、圧力室２１３内に配置さ
れ、切換スプール７の軸線方向の変位を検出し、この変
位を切換スプール７の軸線方向と直行する方向の変位に
変換する変位変換部を構成する。

【０１０４】また、ピストン２１６の上方に、ピストン
２１６に当接するようにフィードバックスプリング１９
と、制御スプール２１（及びパイロットピストン６２、
あるいは制御スプール７６又は制御スプール９１）とが
配置されている。この制御スプール２１より図示上側の
構造は図１（あるいは図１０、図１１又は図１２）に示
した第１の実施形態（あるいは第５、第６又は第７の実
施形態）の制御スプール２１（あるいは制御スプール７
６又は制御スプール９１）の図示左側と同じであり、図
示は省略する。

【０１０５】切換スプール７の他端側も同様の構成とな
っている。

【０１０６】このように構成した本実施形態において
は、制御スプール２１に電磁力又はパイロット圧力によ
る指令力が働くと、制御スプール２１（あるいは制御ス
プール７６又は制御スプール９１；以下、制御スプール
２１で代表する）は図示下方に移動し、第１の実施形態
で説明したように圧力室２１３の圧力が低下し、切換ス
プール７は指令力に対応した位置に制御されるべく、図
示右方に移動変位する。切換スプール７がこのように移
動変位すると、ステム２１４のテーパ部２１５に当接し
たピストン２１６がテーパ部２１５の右方への変位相当
だけ図示上方へ変位する。したがって、フィードバック
スプリング１９も上方へ変位するためバネ力が大きくな
り、入力された指令力と釣り合うようになって、制御ス
プール２１を中立状態に戻す。

【０１０７】また、流体力が作用して、切換スプール７
が図示左方へ移動しようとすると、その移動量相当分ピ
ストン２１６が下降し、これに伴いフィードバックスプ
リング１９のたわみ量が減少し、バネ力が小さくなるた
めに、制御スプール２１も図示下方に移動して、圧力室
２１３内の圧力を低下させ調圧する。このため、流体力
があるにも係わらず、再び指令力と釣り合う位置に切換
スプール７を保持することができる。

【０１０８】ここで、先の第１〜第７の実施形態では、
フィードバックスプリングのたわみ量と切換スプールの
変位とが直接対応しているのに対して、本実施形態で
は、上記したテーパ部２１５の切換スプール７の軸線と
成す半頂角θが４５度となる場合を除いて、フィードバ
ックスプリングのたわみ量と切換スプールの変位とは直
接対応しない。このことから本実施形態では、第１〜第
７の実施形態と同様の特性を得るためには、フィードバ
ックスプリングのたわみ量と切換スプールの変位とが一
対一に対応するよう切換スプール７の位置を補正する必
要があり、切換スプール７の中立位置の確保するために
設けられたバネ１５をこの目的のために使用することが
できる。すなわち、テーパ部２１５の切換スプール７の
軸線と成す半頂角θとフィードバックスプリング１９の
バネ定数とをパラメータとしてバネ１５のバネ定数を定
めることにより、先の第１〜第６の実施形態と同様に、
フィードバックスプリングのたわみ量と切換スプールの
変位とを直接対応する関係に設定できる。

【０１０９】なお、図１０〜図１３に示す実施形態に対
しても、フィードバックスプリング及び中立復帰用スプ
リングの取付に関し、図７及び図８と同等の変形が可能
である。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、流体力が作用しても流
体力の影響を受けずに、入力信号に比例して切換スプー
ルの位置を高精度に制御でき、アクチュエータの速度を
高精度に制御することができる。

【０１１１】また、電磁駆動部を備えた流量方向切換弁
においては、従来の電磁比例切換弁に比べ、切換スプー
ルを応答性良く動作させることができる。

【０１１２】更に、油圧パイロット装置を用いる流量方
向切換弁においても、切換スプールの位置を駆動力に比
例した位置に高精度に制御できる。

【０１１３】また、切換スプールの外側に変位変換部を
介してフィードバックスプリング、制御スプール、駆動
部を配置したので、流量方向切換弁の軸線方向長さが短
縮され、流量方向切換弁を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による流量方向切換弁
の断面図である。

【図２】従来の電磁操作式の流量方向切換弁を比較例と
して示す断面図である。

【図３】従来の電磁操作式の流量方向切換弁における圧
力室の圧力と切換スプールの変位との関係を示す図であ
る。

【図４】従来の電磁操作式の流量方向切換弁におけるソ
レノイド電流と圧力室の圧力との関係を示す図である。

【図５】従来の電磁操作式の流量方向切換弁におけるス
テップ電流に対する切換スプールの応答性を説明する特
性図である。

【図６】本発明の電磁操作式の流量方向切換弁における
ステップ電流に対する切換スプールの応答を説明する特
性図である。

【図７】本発明の第２の実施形態による流量方向切換弁
の部分断面図である。

【図８】本発明の第３の実施形態による流量方向切換弁
の部分断面図である。

【図９】本発明の第４の実施形態による流量方向切換弁
の部分断面図である。

【図１０】本発明の第５の実施形態による流量方向切換
弁の断面図である。

【図１１】本発明の第６の実施形態による流量方向切換
弁の断面図である。

【図１２】本発明の第７の実施形態による流量方向切換
弁の断面図である。

【図１３】本発明の第８の実施形態による流量方向切換
弁の断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ スプール孔 ３ 圧油供給ポート ４ タンクポート ５，６ 作動ポート ７ 切換スプール １２，１３ 圧力室 １４，１５ 中立復帰スプリング １６，１７ ストッパ １８，１９；１９Ａ フィードバックスプリング ２０，２１ 制御スプール ２４，２５ パイロット油圧ポート ２６，２７ タンクポート ２８，２９ 切欠き部 ３０，３１ 通路 ３２，３３ 通路 ３４，３５ 圧力室 ３６，３７ 通路 ３８，３９ 電磁駆動部 ４０，４１ 可動子 ４２，４３ 電磁ソレノイド ４４，４５ ストッパ ５０ フィードバックスプリング ５１ バネ受け ５５ 通路 ６１，６２ パイロットピストン ６１ａ，６２ａ ピストン部 ６１ｂ，６２ｂ ロッド部 ６１ｃ，６２ｃ ロッド部 ６３，６４ 受圧室 ６５，６６ 受圧室 ６７，６８ 圧力室 ６９，７０ 通路 ７３，７４ 信号圧ポート ７５，７６ 制御スプール ７５ａ，７５ｂ ピストン部 ７５ｂ，７６ｂ ロッド部 ７５ｃ，７６ｃ ロッド部 ７７，７８ 受圧室 ７９，８０ 受圧室 ８１，８２ 圧力室 ８３，８４ 切欠き部 ８５，８６ 通路 ８７，８８ 通路 ９１ 制御スプール ９１ａ ロッド部 ９１ｂ ピストン部 ９１ｃ ロッド部 ９２，９３ 通路 ９４，９５ 圧力室 ９６，９７ 切欠き部 ２１３ 圧力室 ２１４ ステム ２１５ テーパ部 ２１６ ピストン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切換スプールの変位により複数のポート間
   の接続関係と接続流路の開口面積を調整する流量方向切
   換弁において、 前記切換スプールの両端に配置された２つの第１圧力室
   と、 前記第１圧力室内のそれぞれに配置されたフィードバッ
   クスプリングと、 前記フィードバックスプリングと同軸上に配置され、第
   １圧力室をパイロット油圧源又はタンクに切り換え接続
   する制御スプールと、 前記制御スプールと同軸上に配置され、制御スプールに
   駆動力を付与する駆動部とを備え、 前記制御スプールは、前記駆動部からの駆動力と前記フ
   ィードバックスプリングのバネ力とのバランスにより動
   作し、バネ力が駆動力より大きい時は第１圧力室をパイ
   ロット油圧源に連通し、バネ力が駆動力より小さい時は
   第１圧力室をタンクに連通するよう構成されていること
   を特徴とする流量方向切換弁。
2. 【請求項２】請求項１記載の流量方向切換弁において、
   前記フィードバックスプリングとは別に、前記切換スプ
   ールの端部にストッパを介して当接し、切換スプールを
   中立位置に保つ中立復帰スプリングを更に備えることを
   特徴とする流量方向切換弁。
3. 【請求項３】請求項１記載の流量方向切換弁において、
   前記フィードバックスプリングの一端は前記切換スプー
   ルの端部にストッパを介して当接し、他端は前記制御ス
   プールの端部に直接又は間接的に当接し、フィードバッ
   クスプリングが前記切換スプールを中立位置に保つ中立
   復帰スプリングを兼ねることを特徴とする流量方向切換
   弁。
4. 【請求項４】請求項１記載の流量方向切換弁において、
   前記切換スプールの端部にストッパを介して当接し、切
   換スプールを中立位置に保つ中立復帰スプリングを更に
   備え、前記フィードバックスプリングの一端は前記スト
   ッパに当接し、他端は前記制御スプールの端部に直接又
   は間接的に当接することを特徴とする流量方向切換弁。
5. 【請求項５】請求項１記載の流量方向切換弁において、
   前記制御スプールを前記切換スプール方向に付勢する第
   ２圧力室と、この第２圧力室に前記第１圧力室の圧力を
   導く通路とを更に備え、前記第１圧力室の圧力による力
   と前記第２圧力室の圧力による力を打ち消し合わせ、前
   記制御スプールに対し前記第１圧力室の圧力による力が
   作用しないように構成したことを特徴とする流量方向切
   換弁。
6. 【請求項６】請求項１記載の流量方向切換弁において、
   前記圧力室内のそれぞれに配置され、前記切換スプール
   の軸線方向の変位を検出し、この変位を切換スプールの
   軸線方向と直交する方向の変位に変換する変位変換部を
   更に備え、前記フィードバックスプリングは、前記切換
   スプールの軸線方向と直交する方向に配置され、前記変
   位変換部の変位により撓み量を変化させることを特徴と
   する流量方向切換弁。
7. 【請求項７】切換スプールの変位により複数のポート間
   の接続関係と接続流路の開口面積を調整する流量方向切
   換弁において、 前記切換スプールの両端に配置された２つの圧力室と、 前記圧力室内のそれぞれに配置されたフィードバックス
   プリングと、 前記フィードバックスプリングと同軸上に配置され、圧
   力室をパイロット油圧源又はタンクに切り換え接続する
   制御スプールと、 前記制御スプールと同軸上に配置され、制御スプールに
   駆動力を付与する電磁駆動部とを備え、 前記制御スプールは、前記電磁駆動部からの駆動力と前
   記フィードバックスプリングのバネ力とのバランスによ
   り動作し、バネ力が駆動力より大きい時は圧力室をパイ
   ロット油圧源に連通し、バネ力が駆動力より小さい時は
   圧力室をタンクに連通するよう構成されていることを特
   徴とする流量方向切換弁。
8. 【請求項８】切換スプールの変位により複数のポート間
   の接続関係と接続流路の開口面積を調整する流量方向切
   換弁において、 前記切換スプールの両端に配置された２つの圧力室と、 前記圧力室内のそれぞれに配置されたフィードバックス
   プリングと、 前記フィードバックスプリングと同軸上に配置され、圧
   力室をパイロット油圧源又はタンクに切り換え接続する
   制御スプールと、 前記制御スプールと同軸上に配置され、制御スプールに
   駆動力を付与する油圧駆動部とを備え、 前記制御スプールは、前記油圧駆動部からの駆動力と前
   記フィードバックスプリングのバネ力とのバランスによ
   り動作し、バネ力が駆動力より大きい時は圧力室をパイ
   ロット油圧源に連通し、バネ力が駆動力より小さい時は
   圧力室をタンクに連通するよう構成されていることを特
   徴とする流量方向切換弁。