(57)【要約】【課題】大型化することなく圧力損失が低減されたパイロットロック弁を提供する。【解決手段】弁収容部１２の内周面１３と、ポペット６０の外周面６１との間にスリーブ５０が配置される。駆動部材２０がポペット６０を駆動しないときには、ポート１，２間がポペット６０の外周面６１により互いに分離される。パイロット圧力を受けて駆動部材２０がポペット６０を駆動するときには、ポート１，２間をスリーブ５０の連通孔５３〜５７を通して連通させる主流路が形成されるように、弁収容部１２内において軸方向にポペット６０が移動する。流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、スリーブ５０が軸方向に移動することにより、主流路の連通孔５３，５４における開口面積および連通孔５５〜５７における開口面積のうち少なくとも一方が変化する。【選択図】図３
2020186733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧アクチュエータと流体貯留部との間の流路に設けられるパイロットロック弁であって、
所定の軸方向に延びる第１の内周面を有する第１の弁収容部、前記流体圧アクチュエータに接続可能な第１のポート、および前記流体貯留部に接続可能な第２のポートを有する本体部と、
前記軸方向に延びる第１の外周面を有し、前記第１の弁収容部内において前記軸方向に往復移動可能に設けられた第１のポペットと、
第１および第２の連通孔を有し、前記第１の弁収容部の前記第１の内周面と前記第１のポペットの前記第１の外周面との間に配置された第１のスリーブと、
パイロット圧力を受けて前記第１のポペットを駆動する駆動部材とを備え、
前記第１のポートは、前記第１の内周面の第１の連通開口で前記第１の弁収容部に連通し、
前記第２のポートは、前記第１の内周面の第２の連通開口で前記第１の弁収容部に連通し、
前記第１のポペットは、前記駆動部材により駆動されないときに、前記第１のポートと前記第２のポートとを前記第１の外周面で互いに分離するように配置され、前記駆動部材により駆動されたときに、前記第１のポートと前記第２のポートとを前記第１のスリーブの前記第１の連通孔および前記第２の連通孔を通して連通させる第１の主流路が形成されるように移動し、
前記第１のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、前記第１の主流路の前記第１の連通孔における第１の開口面積および前記第２の連通孔における第２の開口面積のうち少なくとも一方が変化するように前記軸方向に移動可能に設けられた、パイロットロック弁。
【請求項２】
前記第１のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力が大きいほど前記第１の開口面積および前記第２の開口面積の前記少なくとも一方が大きくなるように構成された、請求項１記載のパイロットロック弁。
【請求項３】
前記第１のポペットは、前記軸方向における第１の方向に付勢され、
前記第１のスリーブは、前記第１の方向とは逆の第２の方向に付勢され、
前記駆動部材は、前記パイロット圧力を受けて前記第１のポペットを前記第１の方向への付勢力に抗して前記第２の方向に移動させ、
前記本体部は、前記第１のスリーブが前記第２の方向への付勢力に抗して移動するように前記第１のポートに供給される流体の一部を前記第１の弁収容部に供給する流体供給通路を有する、請求項１または２記載のパイロットロック弁。
【請求項４】
前記第１の弁収容部は、前記第１のポペットおよび前記第１のスリーブにより第１および第２の内部空間に分離され、
前記流体供給通路は、前記第１の内部空間に連通し、前記第２のポートは、前記第１のポペットが前記第２の方向へ駆動されたときに前記第２の内部空間に連通し、
前記第１のスリーブは、前記第１の内部空間の圧力と前記第２の内部空間の圧力との差が大きいほど前記第１および第２の開口面積の前記少なくとも一方が大きくなるように移動する、請求項３記載のパイロットロック弁。
【請求項５】
前記駆動部材は、前記パイロット圧力を受けて前記軸方向に移動可能に設けられたピストンを含み、
前記第１のポペットと前記ピストンとの間にダンパ空間が形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパイロットロック弁。
【請求項６】
前記第２のポートは、前記流体貯留部および流体供給部のいずれか一方に選択的に接続可能であり、
前記第１のポペットは、前記流体供給部により前記第２のポートに供給される流体の圧力を受けて、前記第２のポートと前記第１のポートとを前記第１のスリーブの前記第２の連通孔および前記第１の連通孔を通して連通させる第２の主流路が形成されるように移動する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のパイロットロック弁。
【請求項７】
前記本体部は、前記軸方向に延びる第２の内周面を有する第２の弁収容部、前記流体圧アクチュエータに接続可能な第３のポート、ならびに前記流体貯留部および前記流体供給部の一方に選択的に接続可能な第４のポートをさらに有し、
前記軸方向に延びる第２の外周面を有し、前記第２の弁収容部内において前記軸方向に往復移動可能に設けられた第２のポペットと、
第３および第４の連通孔を有し、前記第２の弁収容部の前記第２の内周面と前記第２のポペットの前記第２の外周面との間に配置された第２のスリーブとをさらに備え、
前記駆動部材は、前記第２のポートに前記流体貯留部が接続されかつ前記第４のポートに前記流体供給部が接続されているときに前記流体供給部からの流体の圧力を前記パイロット圧力として受けて前記第１のポペットを駆動し、前記第２のポートに前記流体供給部が接続されかつ前記第４のポートに前記流体貯留部が接続されているときに前記流体供給部からの流体の圧力を前記パイロット圧力として受けて前記第２のポペットを駆動し
前記第３のポートは、前記第２の内周面の第３の連通開口で前記第２の弁収容部に連通し、
前記第４のポートは、前記第２の内周面の第４の連通開口で前記第２の弁収容部に連通し、
前記第２のポペットは、前記駆動部材により駆動されないときに、前記第３のポートと前記第４のポートとを前記第２の外周面で互いに分離するように配置され、前記駆動部材により駆動されたときに、前記第３のポートと前記第４のポートとを前記第２のスリーブの前記第３の連通孔および前記第４の連通孔を通して連通させる第３の主流路が形成されるように移動し、
前記第２のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、前記第３の主流路の前記第３の連通孔における第３の開口面積および前記第４の連通孔における第４の開口面積のうち少なくとも一方が変化するように前記軸方向に移動可能に設けられた、請求項６記載のパイロットロック弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロットロック弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
油等の作動流体の流れを制御するロック弁としてパイロットロック弁（パイロットチェック弁）が知られている。例えば、特許文献１には、ヘルムポンプと、シリンダと、タンクとの間に設けられたパイロットチェック弁が記載されている。このパイロットチェック弁は、パイロットピストン、左右のポペットおよび弁筐体を含む。パイロットピストンは、左右のポペットの間に位置する。弁筐体は、パイロットピストンおよび左右のポペットを収容する。
【０００３】
弁筐体には、ヘルムポンプとシリンダとを接続する左の流路、およびタンクとシリンダとを接続する右の流路が形成される。また、左右の流路とそれぞれ交差する左右の隔壁が設けられ、各隔壁には開口が形成される。ヘルムポンプ未作動時には、左右のポペットが左右の隔壁の開口をそれぞれ閉止する。これにより、各流路が遮断され、シリンダは移動しない。
【０００４】
ヘルムポンプの動作時には、例えば左の流路に油が流れ込む。この場合、油圧により、左のポペットが左方に移動して左の隔壁の開口を開放するとともにパイロットピストンが右方に移動する。また、右のポペットは、パイロットピストンの押棒部により押圧されて右方に移動し、右の隔壁の開口を開放する。これにより、左右の流路が開通され、ヘルムポンプからシリンダに油が流れ込むとともにシリンダからタンクに油が戻る。その結果、シリンダが右方に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７７８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のパイロットチェック弁においては、隔壁の開口の開放時には、パイロットピストンの押棒部が開口に挿通されるため、パイロットピストンの押棒部の外周部と隔壁の開口の内周部との間の円環状の領域が実質的な流路となる。当該流路の断面積が小さい場合、圧力損失が大きくなるので、流路の断面積を大きくすることが望まれる。
【０００７】
しかしながら、流路の断面積を大きくするには、隔壁の開口の径と、当該開口を開閉するポペットの径とを大きくする必要があるため、弁筐体が大型化する。そのため、パイロットチェック弁のコストが増大するとともに、パイロットチェック弁の配置の自由度が低下する。
【０００８】
本発明の目的は、大型化することなく圧力損失が低減されたパイロットロック弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一局面に従う態様は、流体圧アクチュエータと流体貯留部との間の流路に設けられるパイロットロック弁であって、所定の軸方向に延びる第１の内周面を有する第１の弁収容部、前記流体圧アクチュエータに接続可能な第１のポート、および前記流体貯留部に接続可能な第２のポートを有する本体部と、前記軸方向に延びる第１の外周面を有し、前記第１の弁収容部内において前記軸方向に往復移動可能に設けられた第１のポペットと、第１および第２の連通孔を有し、前記第１の弁収容部の前記第１の内周面と前記第１のポペットの前記第１の外周面との間に配置された第１のスリーブと、パイロット圧力を受けて前記第１のポペットを駆動する駆動部材とを備え、前記第１のポートは、前記第１の内周面の第１の連通開口で前記第１の弁収容部に連通し、前記第２のポートは、前記第１の内周面の第２の連通開口で前記第１の弁収容部に連通し、前記第１のポペットは、前記駆動部材により駆動されないときに、前記第１のポートと前記第２のポートとを前記第１の外周面で互いに分離するように配置され、前記駆動部材により駆動されたときに、前記第１のポートと前記第２のポートとを前記第１のスリーブの前記第１の連通孔および前記第２の連通孔を通して連通させる第１の主流路が形成されるように移動し、前記第１のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、前記第１の主流路の前記第１の連通孔における第１の開口面積および前記第２の連通孔における第２の開口面積のうち少なくとも一方が変化するように前記軸方向に移動可能に設けられた、パイロットロック弁に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パイロットロック弁を大型化することなく圧力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るパイロットロック弁を備える作業機械の構成を示す図である。
【図２】図１のパイロットロック弁の構成を示す断面図である。
【図３】図２のパイロットロック弁の拡大部分断面図である。
【図４】パイロットロック弁の接続関係を示す図である。
【図５】パイロットロック弁の接続関係を示す図である。
【図６】パイロットロック弁の動作を説明するための図である。
【図７】パイロットロック弁の動作を説明するための図である。
【図８】ポート間が開通している場合におけるパイロットロック弁の拡大部分断面図である。
【図９】ポート間が開通している場合におけるパイロットロック弁の拡大部分断面図である。
【図１０】参考例に係るパイロットロック弁の構成を示す断面図である。
【図１１】図１０のパイロットロック弁の動作を説明するための図である。
【図１２】図１１のパイロットロック弁のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】実施例および比較例における圧力損失の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）作業機械
本発明の一実施の形態に係るパイロットロック弁について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るパイロットロック弁を含む作業機械の構成を示す図である。図１に示すように、作業機械２００は、パイロットロック弁１００、流体貯留部１１０、流体供給部１２０および流体圧アクチュエータ１３０を備える。
【００１３】
また、本実施の形態においては、作業機械２００はフォークリフトであり、フォーク（ツメ）２１０、シート２２０および操作子２３０をさらに備える。なお、実施の形態はこれに限定されず、作業機械２００はフォークリフト以外の作業機械であってもよい。
【００１４】
フォーク２１０は、作業対象の荷物を昇降させる。シート２２０には、作業機械２００の使用者（以下、作業者と呼ぶ。）が着席する。シート２２０の下方には、シートスイッチ２２１が設けられる。作業者がシート２２０に着席しているときには、シートスイッチ２２１がオン状態となる。一方、作業者がシート２２０から離席しているときには、シートスイッチ２２１はオフ状態となる。
【００１５】
操作子２３０は、例えばフォーク２１０を操作するためのシフトレバーであり、作業者により操作される。操作子２３０は、ニュートラル状態、第１の動作状態または第２の動作状態のいずれかにあり、作業者により操作されないとき（作業者が操作子２３０から手を離したとき）にはニュートラル状態となる。
【００１６】
パイロットロック弁１００は、流体貯留部１１０と流体供給部１２０と流体圧アクチュエータ１３０との間の流路に設けられる。パイロットロック弁１００の構成の詳細については後述する。本例では、パイロットロック弁１００と、流体貯留部１１０および流体供給部１２０との間に方向制御弁２３１が介挿される。方向制御弁２３１は、操作子２３０の状態に対応して、パイロットロック弁１００と流体貯留部１１０および流体供給部１２０との間の接続関係を切り替える。
【００１７】
流体貯留部１１０は、例えばタンクであり、油等の作動流体（以下、単に流体と略記する。）を貯留する。流体供給部１２０は、例えばポンプであり、流体貯留部１１０に貯留された流体を方向制御弁２３１に向けて圧送する。また、流体供給部１２０には、流体貯留部１１０から圧送される流体を流体貯留部１１０に戻すための戻り管１２１が接続される。戻り管１２１には、電磁アンロード弁２２２が介挿される。電磁アンロード弁２２２は、シートスイッチ２２１がオン状態のときに閉止状態となり、シートスイッチ２２１がオフ状態のときに開放状態となる。
【００１８】
流体圧アクチュエータ１３０は、例えばフォーク２１０を左右にシフトさせる流体圧シリンダ（フォークシフタ）であり、流体の圧力により動作する。なお、本例では、流体圧シリンダである流体圧アクチュエータ１３０は、ピストン１３１（後述する図４参照）を含む。流体圧アクチュエータ１３０が動作することは、ピストン１３１が所定の方向またはその逆方向に移動することを意味する。
【００１９】
（２）パイロットロック弁の構造
図２は、図１のパイロットロック弁１００の構成を示す断面図である。図２に示すように、パイロットロック弁１００は、一方向に延びる筒状の本体部１０および駆動部材２０を含む。本体部１０が延びる方向を軸方向と呼ぶ。本体部１０内には、軸方向に延びるように空洞部が形成される。軸方向における空洞部の中央付近の部分を中央収容部１１と呼ぶ。軸方向における空洞部の両端部の各々を弁収容部１２と呼ぶ。すなわち、中央収容部１１は、軸方向において一対の弁収容部１２の間に位置する。
【００２０】
本体部１０の両端部の各々には、外側面の一部から弁収容部１２の内周面１３まで貫通するポート１が形成されるとともに、外側面の他の一部から弁収容部１２の内周面１３まで貫通するポート２が形成される。したがって、一方のポート１は、一方の内周面１３の連通開口１４で一方の弁収容部１２に連通する。一方のポート２は、一方の内周面１３の連通開口１５で一方の弁収容部１２に連通する。他方のポート１は、他方の内周面１３の連通開口１４で他方の弁収容部１２に連通する。他方のポート２は、他方の内周面１３の連通開口１５で他方の弁収容部１２に連通する。なお、内周面１３の形状は、円形であってもよいし、多角形等の他の形状であってもよい。
【００２１】
駆動部材２０は、例えばパイロット圧力（流体の圧力）を受けて駆動するピストンを含み、ピストン本体２１と一対の押棒部２２とにより構成される。一対の押棒部２２は、軸方向におけるピストン本体２１の両端部からそれぞれ突出して延びる。中央収容部１１には、ピストン本体２１が軸方向に往復移動可能に収容される。ピストン本体２１は、一対の弁収容部１２間の作業流体の移動を阻止する。
【００２２】
各弁収容部１２には、バルブボディ３０、プラグ４０、スリーブ５０およびポペット６０およびバネ部材７０，８０が設けられる。以下、一方の弁収容部１２の構成について説明する。他方の弁収容部１２の構成は、一方の弁収容部１２の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００２３】
図３は、図２のパイロットロック弁１００の拡大部分断面図である。図３に示すように、バルブボディ３０は、筒状の側面部３１と底面部３２とを含む。底面部３２は、側面部３１の一端部を閉塞する。バルブボディ３０は、底面部３２が駆動部材２０のピストン本体２１の方（内方）を向く状態で弁収容部１２に挿入される。
【００２４】
側面部３１には、ポート１，２にそれぞれつながる連通孔３３，３４が形成される。底面部３２には、駆動部材２０の一方の押棒部２２を軸方向に移動可能に保持する開口３５が形成される。バルブボディ３０の側面部３１における他端部は、本体部１０から軸方向に突出した状態で開口する。側面部３１の他端部の開口３６にプラグ４０が充填される。これにより、側面部３１の開口３６が閉塞される。
【００２５】
スリーブ５０は、筒状の側面部５１と底面部５２とを含み、軸方向に移動可能にかつ底面部５２が内方を向く状態でバルブボディ３０の内部に収容される。側面部５１には、連通孔３３に対応する連通孔５３，５４が形成されるとともに、連通孔３４に対応する連通孔５５，５６が形成される。軸方向におけるスリーブ５０の位置によっては、連通孔５３または連通孔５４が連通孔３３（ポート１）に重なり、連通孔５５または連通孔５６が連通孔３４（ポート２）に重なる。また、底面部５２には、連通孔５７が形成される。各連通孔５３〜５７の形状は、例えば円形であるが、他の形状であってもよい。
【００２６】
ポペット６０は、軸方向に延びる棒状を有し、軸方向に移動可能にスリーブ５０の内部に配置される。したがって、スリーブ５０は、弁収容部１２の内周面１３とポペット６０の外周面６１との間に位置する。外周面６１の断面形状は、円形であってもよいし、多角形等の他の形状であってもよい。軸方向におけるポペット６０の位置によっては、ポペット６０はスリーブ５０の連通孔５３〜５７の少なくとも一部を閉塞する。ポペット６０の外周面６１により閉塞される各連通孔５３〜５６の部分の面積は、軸方向におけるポペット６０の位置により変化する。
【００２７】
弁収容部１２は、スリーブ５０およびポペット６０により内部空間１６と内部空間１７とに分離される。また、本体部１０には、ポート１から内部空間１６に連通する流体供給通路１８が形成される。ポート２は、ポペット６０が開口３６の方（外方）へ駆動されたときに流体供給通路１８に連通する。
【００２８】
バネ部材７０は、駆動部材２０の一方の押棒部２２を取り囲む状態で、内部空間１７におけるバルブボディ３０の底面部３２とスリーブ５０の底面部５２との間に配置される。バネ部材７０は、スリーブ５０をバルブボディ３０の底面部３２に支持するとともに、外方に向けて付勢する。バネ部材８０は、内部空間１６におけるプラグ４０とポペット６０の一方の端面（後端面６３）との間に配置される。バネ部材は、ポペット６０をプラグ４０に支持するとともに内方に向けて付勢する。
【００２９】
バネ部材７０，８０は、操作子２３０がニュートラル状態にあるときには、スリーブ５０の連通孔５３〜５６がポペット６０の外周面６１により閉塞され、スリーブ５０の連通孔５７がポペット６０の他方の端面（先端面６２）により閉塞されるように構成される。すなわち、ポペット６０は、駆動部材２０により駆動されないときには、ポート１とポート２とを外周面６１で互いに分離する。
【００３０】
一方、ポペット６０は、操作子２３０が第１または第２の動作状態にあるときには、駆動部材２０により駆動される。この場合、ポペット６０は、連通孔５３，５４の少なくとも一部が開放されかつ連通孔５５〜５７の少なくとも一部が開放されるように移動する。これにより、ポート１とポート２とを連通させる主流路が形成され、弁収容部１２を通してポート１とポート２との間で流体の移動が可能となる。以下、パイロットロック弁１００の動作について説明する。
【００３１】
（３）パイロットロック弁の動作
以下の図４〜７においては、一方および他方の弁収容部１２をそれぞれ弁収容部１２ａ，１２ｂと呼ぶ。また、弁収容部１２ａに対応する構成要素については、当該構成要素の符号に“ａ”を追加して説明する。弁収容部１２ｂに対応する構成要素については、当該構成要素の符号に“ｂ”を追加して説明する。例えば、弁収容部１２ａに対応するポート１，２はそれぞれポート１ａ，２ａと記載され、弁収容部１２ｂに対応するポート１，２はそれぞれポート１ｂ，２ｂと記載される。
【００３２】
図４および図５は、パイロットロック弁１００の接続関係を示す図である。図４および図５に示すように、パイロットロック弁１００のポート１ａ，１ｂは、流体圧アクチュエータ１３０の一端部および他端部にそれぞれ接続される。パイロットロック弁１００のポート２ａ，２ｂは、方向制御弁２３１に接続される。方向制御弁２３１は、流体貯留部１１０および流体供給部１２０に接続され、操作子２３０の状態に対応してポート２ａ，２ｂと流体貯留部１１０および流体供給部１２０との接続関係を切り替える。
【００３３】
具体的には、操作子２３０が第１の動作状態にあるときに、方向制御弁２３１は、ポート２ａと流体貯留部１１０とを接続し、ポート２ｂと流体供給部１２０とを接続する。操作子２３０が第２の動作状態にあるときに、方向制御弁２３１は、ポート２ａと流体供給部１２０とを接続し、ポート２ｂと流体貯留部１１０とを接続する。操作子２３０がニュートラル状態にあるときに、方向制御弁２３１は、ポート２ａ，２ｂと流体貯留部１１０および流体供給部１２０との接続を遮断する。
【００３４】
図４の例では、操作子２３０はニュートラル状態にある。この場合、スリーブ５０ａの連通孔５３ａ〜５７ａがポペット６０ａにより閉塞されるため、ポート１ａとポート２ａとの間で流体が移動しない。また、スリーブ５０ｂの連通孔５３ｂ〜５７ｂがポペット６０ｂにより閉塞されるため、ポート１ｂとポート２ｂとの間で流体が移動しない。したがって、電磁アンロード弁２２２の状態に関わらず、流体圧アクチュエータ１３０は動作しない。なお、図４の例では、作業者が図１のシート２２０に着座しているので、電磁アンロード弁２２２は閉止状態となる。
【００３５】
図５の例では、作業者が離席した状態（シートスイッチ２２１がオフ状態）にある。この場合、流体供給部１２０から流体貯留部１１０への戻り管１２１に介挿された電磁アンロード弁２２２は開放状態となるため、流体供給部１２０により圧送される流体の大部分は、戻り管１２１を通して流体貯留部１１０に戻される。したがって、流体は方向制御弁２３１にほとんど供給されない。この状態をアンロード状態と呼ぶ。アンロード状態においては、方向制御弁２３１に供給される流体の圧力は、ポペット６０ａ，６０ｂのクラッキング圧力よりも小さい。
【００３６】
ここで、操作子２３０がニュートラル状態から異なる動作状態（図５の例では第１の動作状態）に切り替えられると、ポート１ａから流体供給通路１８ａを通して内部空間１６ａに流体の一部が流入する。この場合、流体の圧力によりスリーブ５０ａがバネ部材７０ａによる外方への付勢力に抗してバネ部材７０ａを縮めながら内方に移動する。また、流体の圧力およびバネ部材８０ａの付勢力によりポペット６０ａが内方に移動し、駆動部材２０の押棒部２２ａの端面に当接する。この場合でも、スリーブ５０ａの連通孔５３ａ〜５７ａがポペット６０ａにより閉塞されたままの状態が維持されるため、ポート１ａとポート２ａとの間で流体が移動しない。
【００３７】
一方、駆動部材２０は、ポペット６０ａにより押圧されることによりポペット６０ｂに近づく方向に移動するが、押棒部２２ｂの先端面がポペット６０ｂに接触するほど大きくは移動しない。したがって、スリーブ５０ｂの連通孔５３ｂ〜５７ｂがポペット６０ｂにより閉塞されたままの状態が維持されることとなり、ポート１ｂとポート２ｂとの間で流体が移動しない。このように、作業者の離席時においては、操作子２３０が第１または第２の動作状態に切り替えられた場合でも、流体圧アクチュエータ１３０が動作することが防止される。これにより、作業機械２００の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
図６および図７は、パイロットロック弁１００の動作を説明するための図である。図６および図７の例では、作業者が図１のシート２２０に着座した状態（電磁アンロード弁２２２が閉止された状態）で、操作子２３０が第１の動作状態に切り替えられる。この場合、図５の例と同様に、図６に示すように、弁収容部１２ａにおいて、ポート１ａから流体供給通路１８ａを通して内部空間１６ａに流体の一部が流入することにより、スリーブ５０ａおよびポペット６０ａが内方に移動し始める。
【００３９】
一方で、弁収容部１２ｂには、流体供給部１２０によりポート２ｂを通して流体が供給される。この場合、流体の圧力により駆動部材２０がポペット６０ａの方に移動し、押棒部２２ａの先端面がポペット６０ａに当接する。このとき、中央収容部１１におけるピストン本体２１とバルブボディ３０ａとの間の空間がダンパ空間１９となる。
【００４０】
具体的には、駆動部材２０がバルブボディ３０ａに近づくにつれてダンパ空間１９の圧力が上昇することにより、駆動部材２０の移動速度が低下する。したがって、押棒部２２ａが強い勢いでポペット６０ａに当接することがない。これにより、押棒部２２ａまたはポペット６０ａが損傷することが防止される。また、押棒部２２ａがポペット６０ａに当接する際に衝撃音が発生することが防止される。その後、図７に示すように、駆動部材２０は、押棒部２２ａによりポペット６０ａを内方への付勢力に抗して外方に押圧する。
【００４１】
ポペット６０ａは押棒部２２により押圧されることにより外方に移動する。ここで、スリーブ５０ａとポペット６０ａとの移動方向は逆であるため、ポペット６０ａはスリーブ５０ａから離脱し、スリーブ５０ａの連通孔５３ａ〜５７ａが開放される。また、バルブボディ３０ａの連通孔３３ａ，３４ａは、スリーブ５０ａの連通孔５３ａ，５６ａとそれぞれ重なる。これにより、ポート１ａとポート２ａとの間が、連通孔３３ａ，５３ａ，５６ａ，３４ａを通して弁収容部１２ａ内で開通する。
【００４２】
弁収容部１２ｂにおいては、ポート２ｂから供給される流体の圧力によりポペット６０ｂがバネ部材８０ｂを縮めながら外方に移動する。この場合、スリーブ５０ｂの連通孔５４ｂ，５６ｂ，５７ｂが開放される。また、バルブボディ３０ｂの連通孔３３ｂは、スリーブ５０ｂの連通孔５４ｂと重なる。これにより、ポート２ｂとポート１ｂとの間が、連通孔３４ｂ，５７ｂ，５４ｂ，３３ｂを通して弁収容部１２ｂ内で開通する。
【００４３】
上記のパイロットロック弁１００の動作によれば、流体圧アクチュエータ１３０の一端部に接続されたポート１ａから流体貯留部１１０に接続されたポート２ａに流体が移動するための主流路１０１が形成される。これにより、ポート１ａとポート２ａとが連通する。また、流体供給部１２０に接続されたポート２ｂから流体圧アクチュエータ１３０の他端部に接続されたポート１ｂに流体が移動するための主流路１０２が形成される。これにより、ポート２ｂとポート１ｂとが連通する。これらの結果、ピストン１３１が一方向に移動するように流体圧アクチュエータ１３０が動作する。
【００４４】
同様に、操作子２３０が第２の動作状態に切り替えられた場合には、流体圧アクチュエータ１３０の他端部に接続されたポート１ｂから流体貯留部１１０に接続されたポート２ｂに流体が移動するための主流路１０１が形成される。これにより、ポート１ｂとポート２ｂとが連通する。また、流体供給部１２０に接続されたポート２ａから流体圧アクチュエータ１３０の一端部に接続されたポート１ａに流体が移動するための主流路１０２が形成される。これにより、ポート２ａとポート１ａとが連通する。これらの結果、ピストン１３１が他方向に移動するように流体圧アクチュエータ１３０が動作する。
【００４５】
図８および図９は、ポート１，２間が開通している場合におけるパイロットロック弁１００の拡大部分断面図である。図８の例においては、ポート１に供給される流体の流量（圧力）が大きい。この場合、内部空間１６の圧力と内部空間１７の圧力との差が大きいので、スリーブ５０の移動量が大きい。この移動量においては、スリーブ５０は、主流路１０１の連通孔５３における開口面積（図８のＸ部）が大きく、かつ主流路１０１の連通孔５６における開口面積（図８のＹ部）が大きくなるように構成される。これにより、圧力損失を低減することができる。
【００４６】
一方、図９の例においては、ポート１に供給される流体の流量が小さい。この場合、内部空間１６の圧力と内部空間１７の圧力との差が小さいので、スリーブ５０の移動量が小さい。この移動量においては、主流路１０１の連通孔５３における開口面積（図９のＸ部）が小さく、かつ主流路１０１の連通孔５６における開口面積（図９のＹ部）が小さくなる。しかしながら、流体の流量が小さいので、過剰な圧力損失は発生しない。
【００４７】
このように、スリーブ５０は、流体圧アクチュエータ１３０から供給される流体の圧力に応じて、主流路１０１の連通孔５３における開口面積および連通孔５６における開口面積が変化するように軸方向に移動する。なお、スリーブ５０は、上記の流体の圧力に応じて、主流路１０１の連通孔５３における開口面積および連通孔５６における開口面積のいずれか一方のみが変化するように軸方向に移動してもよい。
【００４８】
本例では、流体の流量が所定値以上である場合には、スリーブ５０の移動量は最大となり、主流路の連通孔５３における開口面積および連通孔５６における開口面積が最大の一定値になる。この流体の流量の領域を固定絞り領域と呼ぶ。流体の流量が所定の値よりも小さい場合には、スリーブ５０の移動量に応じて、主流路の連通孔５３における開口面積および連通孔５６における開口面積が変化する。この流体の流量の領域を可変絞り領域と呼ぶ。
【００４９】
（４）実施例および比較例
図１０は、参考例に係るパイロットロック弁の構成を示す断面図である。図１０に示すように、パイロットロック弁３００は、本体部３１０、ピストン３２０および左右のポペット３３０，３４０を含む。本体部３１０は、左右方向に延びる筒状を有し、ピストン３２０およびポペット３３０，３４０を収容する。左右方向における本体部３１０の両端部は閉塞されている。
【００５０】
本体部３１０の内部には、左右の隔壁３５０，３６０が平行にかつ離間するように設けられる。これにより、本体部３１０の内部の空間が３つに区画される。本体部３１０の内部において、隔壁３５０，３６０の間の空間を中央空間３１１と呼び、隔壁３５０よりも左空間３１２と呼び、隔壁３６０よりも右の空間を右空間３１３と呼ぶ。隔壁３５０，３６０には、開口３５１，３６１がそれぞれ形成される。
【００５１】
ピストン３２０は、ピストン本体３２１と左右の押棒部３２２，３２３とを含む。ピストン３２０のピストン本体３２１は、左右方向に移動可能に中央空間３１１に配置される。押棒部３２２，３２３は、ピストン本体３２１の左右の端面からそれぞれ突出して延びる。ポペット３３０は、左空間３１２に配置され、隔壁３５０の開口３５１を左方から閉塞するように付勢される。ポペット３４０は、右空間３１３に配置され、隔壁３６０の開口３６１を右方から閉塞するように付勢される。
【００５２】
本体部３１０の側面部には、ポート３１４〜３１７が形成される。ポート３１４は、外部から中央空間３１１におけるピストン本体３２１と隔壁３５０との間の領域まで貫通する。ポート３１５は、外部から中央空間３１１におけるピストン本体３２１と隔壁３６０との間の領域まで貫通する。ポート３１６は、外部から左空間３１２まで貫通する。ポート３１７は、外部から右空間３１３まで貫通する。ポート３１４，３１５は、流体供給部１２０および流体貯留部１１０にそれぞれ接続される。ポート３１６，３１７は、流体圧アクチュエータ１３０の一端部および他端部にそれぞれ接続される。
【００５３】
図１１は、図１０のパイロットロック弁３００の動作を説明するための図である。図１２は、図１１のパイロットロック弁３００のＡ−Ａ線断面図である。図１１に太い矢印で示すように、流体供給部１２０の動作時には、流体がポート３１４から流れ込む。この場合、流体の圧力によりポペット３３０が左方に移動して隔壁３５０の開口３５１を開放するとともにピストン３２０が右方に移動する。
【００５４】
また、ポペット３４０は、押棒部３２３により押圧されて右方に移動し、隔壁３６０の開口３６１を開放する。これにより、ポート３１４，３１６間の流路およびポート３１５，３１７間の流路が開通され、流体供給部１２０から流体圧アクチュエータ１３０に流体が流れ込むとともに流体圧アクチュエータ１３０から流体貯留部１１０に流体が戻る。その結果、流体圧アクチュエータ１３０が動作する。
【００５５】
ここで、図１２に示すように、隔壁３６０の開口３６１の開放時には、押棒部３２３が開口３６１に挿通されるため、押棒部３２３の外周部と開口３６１の内周部との間の円環状の領域が実質的な流路３１８となる。したがって、流路３１８の断面積が小さい場合、圧力損失が大きくなる。
【００５６】
実施例として、図２のパイロットロック弁１００を用いて圧力損失を測定した。また、比較例として、実施例に係るパイロットロック弁１００と同程度の径を有するパイロットロック弁３００を用いて圧力損失を測定した。図１３は、実施例および比較例における圧力損失の測定結果を示す図である。図１３の横軸は流体の流量を示し、縦軸は圧力損失を示す。また、実線は実施例における測定結果を示し、点線は比較例における測定結果を示す。
【００５７】
図１３に示すように、流体の流量が小さい可変絞り領域においては、実施例における圧力損失は比較例における圧力損失よりも大きくなることが測定された。しかしながら、実用上、可変絞り領域でパイロットロック弁１００が使用されることはほとんどない。また、上記のように、可変絞り領域においては、流体の流量が小さいため、過剰な圧力損失は発生しない。
【００５８】
一方で、固定絞り領域においては、流体の流量が大きくなるほど、実施例における圧力損失と比較例における圧力損失との差が小さくなることが測定された。また、一点鎖線で示されるように、実用的に使用される流体の流量の領域においては、実施例における圧力損失は比較例における圧力損失よりも小さくなることが測定された。これにより、実施例に係るパイロットロック弁１００によれば、本体部１０を大型化することなく圧力損失が低減されることが確認された。
【００５９】
（５）効果
本実施の形態に係るパイロットロック弁１００においては、本体部１０における弁収容部１２の内周面１３と、ポペット６０の外周面６１との間にスリーブ５０が配置される。本体部１０のポート１は、流体圧アクチュエータ１３０に接続可能であり、内周面１３の連通開口１４で弁収容部１２に連通する。本体部１０のポート２は、流体貯留部１１０および流体供給部１２０のいずれか一方に選択的に接続可能であり、内周面１３の連通開口１５で弁収容部１２に連通する。
【００６０】
駆動部材２０がポペット６０を駆動しないときには、ポート１とポート２とがポペット６０の外周面６１により互いに分離される。一方、パイロット圧力を受けて駆動部材２０がポペット６０を駆動するときには、ポート１とポート２とをスリーブ５０の連通孔５３，５４のいずれかと連通孔５５〜５７のいずれかとを通して連通させる主流路１０１が形成されるように、弁収容部１２内において軸方向にポペット６０が移動する。ここで、流体圧アクチュエータ１３０から供給される流体の圧力に応じて、スリーブ５０が軸方向に移動することにより、主流路１０１の連通孔５３，５４における開口面積および連通孔５５〜５７における開口面積のうち少なくとも一方が変化する。
【００６１】
この構成によれば、弁収容部１２の内周面１３の寸法を径方向に大型化することなく、主流路１０１の連通孔５５〜５７のいずれかを大きくすることが可能になる。また、主流路１０１の連通孔５５〜５７における開口面積は、流体の流量に応じて変化するので、主流路１０１で過剰な圧力損失が発生することがない。特に、ポペット６０の移動方向とスリーブ５０の移動方向とが逆であるため、流体圧アクチュエータ１３０から供給される流体の圧力が比較的小さい場合でも、開口面積を大きくすることが可能になる。これにより、パイロットロック弁１００を大型化することなく圧力損失を低減することができる。
【００６２】
（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明する。上記実施の形態においては、弁収容部１２ａ，１２ｂがそれぞれ第１および第２の弁収容部の例であり、内部空間１６，１７がそれぞれ第１および第２の内部空間の例である。
【００６３】
弁収容部１２ａにおける内周面１３が第１の内周面の例であり、ポート１，２がそれぞれ第１および第２のポートの例であり、外周面６１が第１の外周面の例であり、ポペット６０が第１のポペットの例である。弁収容部１２ａにおける連通孔５３，５４のいずれかが第１の連通孔の例であり、連通孔５５〜５７のいずれかが第２の連通孔の例であり、スリーブ５０が第１のスリーブの例であり、連通開口１４，１５がそれぞれ第１および第２の連通開口の例である。
【００６４】
弁収容部１２ｂにおける内周面１３が第２の内周面の例であり、ポート１，２がそれぞれ第３および第４のポートの例であり、外周面６１が第２の外周面の例であり、ポペット６０が第２のポペットの例である。弁収容部１２ｂにおける連通孔５３，５４のいずれかが第３の連通孔の例であり、連通孔５５〜５７のいずれかが第４の連通孔の例であり、スリーブ５０が第２のスリーブの例であり、連通開口１４，１５がそれぞれ第３および第４の連通開口の例である。
【００６５】
操作子２３０が第１の動作状態にあるときには、弁収容部１２ａにおける主流路１０１が第１の主流路の例である。操作子２３０が第２の動作状態にあるときには、弁収容部１２ａにおける主流路１０２が第２の主流路の例であり、弁収容部１２ｂにおける主流路１０１が第３の主流路の例である。
【００６６】
（７）態様
（第１項）一態様に係るパイロットロック弁は、
流体圧アクチュエータと流体貯留部との間の流路に設けられるパイロットロック弁であって、
所定の軸方向に延びる第１の内周面を有する第１の弁収容部、前記流体圧アクチュエータに接続可能な第１のポート、および前記流体貯留部に接続可能な第２のポートを有する本体部と、
前記軸方向に延びる第１の外周面を有し、前記第１の弁収容部内において前記軸方向に往復移動可能に設けられた第１のポペットと、
第１および第２の連通孔を有し、前記第１の弁収容部の前記第１の内周面と前記第１のポペットの前記第１の外周面との間に配置された第１のスリーブと、
パイロット圧力を受けて前記第１のポペットを駆動する駆動部材とを備え、
前記第１のポートは、前記第１の内周面の第１の連通開口で前記第１の弁収容部に連通し、
前記第２のポートは、前記第１の内周面の第２の連通開口で前記第１の弁収容部に連通し、
前記第１のポペットは、前記駆動部材により駆動されないときに、前記第１のポートと前記第２のポートとを前記第１の外周面で互いに分離するように配置され、前記駆動部材により駆動されたときに、前記第１のポートと前記第２のポートとを前記第１のスリーブの前記第１の連通孔および前記第２の連通孔を通して連通させる第１の主流路が形成されるように移動し、
前記第１のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、前記第１の主流路の前記第１の連通孔における第１の開口面積および前記第２の連通孔における第２の開口面積のうち少なくとも一方が変化するように前記軸方向に移動可能に設けられてもよい。
【００６７】
このパイロットロック弁においては、本体部における第１の弁収容部の第１の内周面と、第１のポペットの第１の外周面との間に第１のスリーブが配置される。本体部の第１のポートは、流体圧アクチュエータに接続可能であり、第１の内周面の第１の連通開口で第１の弁収容部に連通する。本体部の第２のポートは、流体貯留部に接続可能であり、第１の内周面の第２の連通開口で第１の弁収容部に連通する。
【００６８】
駆動部材が第１のポペットを駆動しないときには、第１のポートと第２のポートとが第１のポペットの第１の外周面により互いに分離される。一方、パイロット圧力を受けて駆動部材が第１のポペットを駆動するときには、第１のポートと第２のポートとを第１のスリーブの第１の連通孔および第２の連通孔を通して連通させる第１の主流路が形成されるように、第１の弁収容部内において軸方向に第１のポペットが移動する。ここで、流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、第１のスリーブが軸方向に移動することにより、第１の主流路の第１の連通孔における第１の開口面積および第２の連通孔における第２の開口面積のうち少なくとも一方が変化する。
【００６９】
この構成によれば、第１の弁収容部の第１の内周面の寸法を径方向に大型化することなく、第１の主流路の第１または第２の連通孔を大きくすることが可能になる。また、第１の連通孔における第１の開口面積または第２の連通孔における第２の開口面積は、流体の流量に応じて変化するので、第１の主流路で過剰な圧力損失が発生することがない。これにより、パイロットロック弁を大型化することなく圧力損失を低減することができる。
【００７０】
（第２項）第１項に記載のパイロットロック弁において、
前記第１のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力が大きいほど前記第１の開口面積および前記第２の開口面積の前記少なくとも一方が大きくなるように構成されてもよい。
【００７１】
この場合、流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力が大きいほど第１の開口面積または第２の開口面積が大きくなる。これにより、流体の流量が大きい場合、圧力損失をより効率的に低減することができる。
【００７２】
（第３項）第１または２項に記載のパイロットロック弁において、
前記第１のポペットは、前記軸方向における第１の方向に付勢され、
前記第１のスリーブは、前記第１の方向とは逆の第２の方向に付勢され、
前記駆動部材は、前記パイロット圧力を受けて前記第１のポペットを前記第１の方向への付勢力に抗して前記第２の方向に移動させ、
前記本体部は、前記第１のスリーブが前記第２の方向への付勢力に抗して移動するように前記第１のポートに供給される流体の一部を前記第１の弁収容部に供給する流体供給通路を有してもよい。
【００７３】
この場合、第１のポペットの移動方向と第１のスリーブの移動方向とが逆であるため、流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力が比較的小さい場合でも、第１の開口面積および第２の開口面積の少なくとも一方を大きくすることが可能になる。これにより、圧力損失をより低減することができる。
【００７４】
（第４項）第３項に記載のパイロットロック弁において、
前記第１の弁収容部は、前記第１のポペットおよび前記第１のスリーブにより第１および第２の内部空間に分離され、
前記流体供給通路は、前記第１の内部空間に連通し、前記第２のポートは、前記第１のポペットが前記第２の方向へ駆動されたときに前記第２の内部空間に連通し、
前記第１のスリーブは、前記第１の内部空間の圧力と前記第２の内部空間の圧力との差が大きいほど前記第１および第２の開口面積の前記少なくとも一方が大きくなるように移動してもよい。
【００７５】
この場合、第１の開口面積または第２の開口面積を流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて容易に変化させることができる。
【００７６】
（第５項）第１〜４のいずれか一項に記載のパイロットロック弁において、
前記駆動部材は、前記パイロット圧力を受けて前記軸方向に移動可能に設けられたピストンを含み、
前記第１のポペットと前記ピストンとの間にダンパ空間が形成されてもよい。
【００７７】
この場合、第１のポペットを駆動するときのピストンの勢いがダンパ空間により低減される。これにより、ピストンまたは第１のポペットが損傷することが防止される。第１のポペットを駆動するときに衝撃音が発生することが防止される。
【００７８】
（第６項）第１〜５のいずれか一項に記載のパイロットロック弁において、
前記第２のポートは、前記流体貯留部および流体供給部のいずれか一方に選択的に接続可能であり、
前記第１のポペットは、前記流体供給部により前記第２のポートに供給される流体の圧力を受けて、前記第２のポートと前記第１のポートとを前記第１のスリーブの前記第２の連通孔および前記第１の連通孔を通して連通させる第２の主流路が形成されるように移動してもよい。
【００７９】
この場合、第２のポートに接続された流体供給部から第２の主流路を通して第１のポートに接続された流体圧アクチュエータに流体が供給される。これにより、流体圧アクチュエータを動作させることができる。
【００８０】
（第７項）第６項に記載のパイロットロック弁において、
前記本体部は、前記軸方向に延びる第２の内周面を有する第２の弁収容部、前記流体圧アクチュエータに接続可能な第３のポート、ならびに前記流体貯留部および前記流体供給部の一方に選択的に接続可能な第４のポートをさらに有し、
前記軸方向に延びる第２の外周面を有し、前記第２の弁収容部内において前記軸方向に往復移動可能に設けられた第２のポペットと、
第３および第４の連通孔を有し、前記第２の弁収容部の前記第２の内周面と前記第２のポペットの前記第２の外周面との間に配置された第２のスリーブとをさらに備え、
前記駆動部材は、前記第２のポートに前記流体貯留部が接続されかつ前記第４のポートに前記流体供給部が接続されているときに前記流体供給部からの流体の圧力を前記パイロット圧力として受けて前記第１のポペットを駆動し、前記第２のポートに前記流体供給部が接続されかつ前記第４のポートに前記流体貯留部が接続されているときに前記流体供給部からの流体の圧力を前記パイロット圧力として受けて前記第２のポペットを駆動し
前記第３のポートは、前記第２の内周面の第３の連通開口で前記第２の弁収容部に連通し、
前記第４のポートは、前記第２の内周面の第４の連通開口で前記第２の弁収容部に連通し、
前記第２のポペットは、前記駆動部材により駆動されないときに、前記第３のポートと前記第４のポートとを前記第２の外周面で互いに分離するように配置され、前記駆動部材により駆動されたときに、前記第３のポートと前記第４のポートとを前記第２のスリーブの前記第３の連通孔および前記第４の連通孔を通して連通させる第３の主流路が形成されるように移動し、
前記第２のスリーブは、前記流体圧アクチュエータから供給される流体の圧力に応じて、前記第３の主流路の前記第３の連通孔における第３の開口面積および前記第４の連通孔における第４の開口面積のうち少なくとも一方が変化するように前記軸方向に移動可能に設けられてもよい。
【００８１】
この場合、第２または第４のポートに選択的に接続された流体供給部からの流体の圧力がパイロット圧力として駆動部材に与えられる。これにより、第１または第２のポペットを選択的に駆動し、第１〜第３の主流路を選択的に形成することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１，２，３１４〜３１７…ポート，１０，３１０…本体部，１１…中央収容部，１２，…弁収容部，１３…内周面，１４，１５…連通開口，１６，１７…内部空間，１８…流体供給通路，１９…ダンパ空間，２０…駆動部材，２１，３２１…ピストン本体，２２，３２２，３２３…押棒部，３０…バルブボディ，３１，５１…側面部，３２，５２…底面部，３３，３４，５３〜５７…連通孔，３５，３６，３５１，３６１…開口，４０…プラグ，５０…スリーブ，６０，３３０，３４０…ポペット，６１…外周面，６２…先端面，６３…後端面，７０，８０…バネ部材，１００，３００…パイロットロック弁，１０１，１０２…主流路，１１０…流体貯留部，１２０…流体供給部，１２１…戻り管，１３０…流体圧アクチュエータ，１３１，３２０…ピストン，２００…作業機械，２１０…フォーク，２２０…シート，２２１…シートスイッチ，２２２…電磁アンロード弁，２３０…操作子，２３１…方向制御弁，３１８…流路，３５０，３６０…隔壁
【図１】
2020186733.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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