(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化を抑制することができるニュートラルバルブを提供する。【解決手段】ニュートラルバルブ１１は、ハウジング２１内に挿入されて、第１ポート３４と第２ポート３５とを弁通路３９を介して繋ぐ中立位置、中立位置に対して所定方向一方側にあって且つ第２ポートと弁通路との間を遮断する第１オフセット位置、及び中立位置に対して所定方向他方側にあって且つ第１ポートと弁通路との間を遮断する第２オフセット位置に夫々移動するスプール２２を備え、スプールは、その外周部に第１ポートの流体圧を受けて所定方向一方に押される第１受圧面４１と、第２ポートの流体圧を受けて所定方向他方に押される第２受圧面４２とを有し、ハウジングは、第１ポート及び第２ポートの両方から隔てられ、且つスプールの所定方向両端部が夫々配置される第１圧力室及び第２圧力室を夫々有し、第１圧力室及び第２圧力室は、連通路２５によって弁通路に繋がっている。【選択図】図３
2018031463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポート及び第２ポートが形成されるハウジングと、
前記ハウジング内に所定方向に移動可能に挿入されて、前記第１ポートと前記第２ポートとを弁通路を介して繋ぐ中立位置、前記中立位置に対して所定方向一方側にあって且つ前記第２ポートと前記弁通路との間を遮断する第１オフセット位置、及び前記中立位置に対して所定方向他方側にあって且つ前記第１ポートと前記弁通路との間を遮断する第２オフセット位置に夫々移動するスプールと、
互いに抗するように前記スプールを前記所定方向一方側及び他方側に夫々付勢して、前記スプールを前記中立位置に位置させる第１及び第２付勢部材と、を備え、
前記スプールは、その外周部に前記第１ポートの流体圧を受けて所定方向一方に押される第１受圧面と、前記第２ポートの流体圧を受けて所定方向他方に押される第２受圧面とを有し、
前記ハウジングは、前記第１ポート及び前記第２ポートの両方から隔てられ、且つ前記スプールの所定方向両端部が夫々配置される第１圧力室及び第２圧力室を夫々有し、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室は、連通路によって前記弁通路に繋がっている、ニュートラルバルブ。
【請求項２】
前記スプールは、その外周面の中間部分にその周方向全周に渡って形成される凸部を有し、
前記第１受圧面は、前記凸部の所定方向他方に向けて配置され、
前記第２受圧面は、前記凸部の所定方向一方に向けて配置されている、請求項１に記載のニュートラルバルブ。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記第１圧力室及び前記第２圧力室のうち少なくとも一方と繋がる第３ポートを有している、請求項１又は２に記載のニュートラルバルブ。
【請求項４】
請求項３に記載の前記ニュートラルバルブと、
流体通路を流れる流体を排出可能であって、前記第３ポートから出力される出力圧に基づいて前記流体の排出量を調整する排出バルブとを備えるバルブアッセンブリであって、
前記排出バルブは、前記ニュートラルバルブの前記ハウジングに組み付けられている、バルブアッセンブリ。
【請求項５】
前記排出バルブは、
前記出力圧を受圧し、前記出力圧に応じて流体の排出量を変える弁体と、
前記出力圧に抗して前記弁体を付勢する排出側付勢部材とを有している、請求項４に記載のバルブアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧閉回路に用いられるニュートラルバルブ、及びそれを備えるバルブアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧無段変速機の一種であるＨＳＴ（Hydro Static Transmission）では、油圧ポンプと油圧モータとが閉回路で繋がれている。ＨＳＴでは、油圧ポンプの吐出流量を調整することによって油圧モータの回転数（回転速度）を制御することができ、油圧ポンプの吐出流量をゼロにすることで油圧モータを停止させることができる。また、油圧ポンプは、作動油の吐出方向も切換可能に構成されており、吐出方向を切換えることによって油圧モータの回転方向を切換えることができるようになっている。このような油圧ポンプとしては、例えば可変容量型で且つ両傾転型（センターオーバー型）の斜板ポンプがある。
【０００３】
この斜板ポンプでは、吐出流量を０にするために斜板の傾転角を０度に保持する必要があるが、構造上、斜板の傾転角を０度に保持し続けることは難しい。それ故、斜板ポンプでは、その２つのポートのいずれか一方に作動油が常時吐出されており、その結果、油圧モータの２つのポート間に差圧が生じて油圧モータが駆動され続ける。そのような事態を避けるべく、ＨＳＴには特許文献１のような中立制御弁が備わっている。
【０００４】
特許文献１のニュートラルバルブは、斜板ポンプの２つのポートに夫々繋がる２つの圧力室を有し、２つの圧力室の圧力が互いに抗するようにスプールの両端部に夫々作用している。スプールは、２つの圧力室の差圧が小さい場合には中立位置に位置し、２つのポートを連通する。これにより、油圧モータの２つのポート間に生じ得る差圧が吸収され、油圧モータの駆動を停止させることができる。他方、２つの圧力室の差圧が大きくなると、スプールが移動し、２つのポートの間が遮断される。以上より、２つのポートが連通されたままで油圧モータを駆動した際に生じるエネルギー効率低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許２６５３８４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の中立制御弁は、２つのスプリングを備えており、２つのスプリングの各々は２つの圧力室の圧油から受ける圧力に抗するようにスプールを付勢している。即ち、スプールは、２つの圧力室の油圧及び２つのスプリングの付勢力が釣り合う位置に移動するようになっている。それ故、スプリングの付勢力としては、圧力室の圧油からスプールが受ける荷重に抗することができる程度の大きさが必要である。特許文献１の中立制御弁では、スプールがその軸線方向両端部全体で圧力室の油圧を夫々受けている。それ故、スプールが受ける荷重も非常に大きくなる。そうすると、スプリングも大型化させる必要があり、中立制御弁も必然的に大型化されることになる。
【０００７】
そこで本発明は、大型化を抑制することができるニュートラルバルブ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】
本発明のニュートラルバルブは、第１ポート及び第２ポートが形成されるハウジングと、前記ハウジング内に所定方向に移動可能に挿入されて、前記第１ポートと前記第２ポートとを弁通路を介して繋ぐ中立位置、前記中立位置に対して所定方向一方側にあって且つ前記第２ポートと前記弁通路との間を遮断する第１オフセット位置、及び前記中立位置に対して所定方向他方側にあって且つ前記第１ポートと前記弁通路との間を遮断する第２オフセット位置に夫々移動するスプールと、互いに抗するように前記スプールを前記所定方向一方側及び他方側に夫々付勢して、前記スプールを前記中立位置に位置させる第１及び第２付勢部材と、を備え、前記スプールは、その外周部に前記第１ポートの流体圧を受けて所定方向一方に押される第１受圧面と、前記第２ポートの流体圧を受けて所定方向他方に押される第２受圧面とを有し、前記ハウジングは、前記第１ポート及び前記第２ポートの両方から隔てられ、且つ前記スプールの所定方向両端部が夫々配置される第１圧力室及び第２圧力室を夫々有し、前記第１圧力室及び前記第２圧力室は、連通路によって前記弁通路に繋がっているものである。
【０００９】
本発明に従えば、スプールの外周面に第１受圧面と第２受圧面を形成することによって、スプールを中立位置から第１オフセット位置及び第２オフセット位置に移動させることができ、ニュートラルバルブとしての機能を発揮させることができる。また、第１圧力室及び第２圧力室が連通路を介して弁通路と繋がっているので、スプールの所定方向両端部で夫々受ける流体圧を打ち消し合わせることができる。これにより、従来技術の中立制御部より小さな力でスプールを作動させることができ、ニュートラルバルブの大型化を抑制することができる。
【００１０】
上記発明において、前記スプールは、その外周面の中間部分にその周方向全周に渡って形成される凸部を有し、前記第１受圧面は、前記凸部の所定方向他方に向けて配置され、前記第２受圧面は、前記凸部の所定方向一方に向けて配置されていてもよい。
【００１１】
上記構成に従えば、凸部の突出量により２つの受圧面の受圧面積を調整することができ、例えば、突出量を抑えることによって受圧面積を小さくしてスプールに作用する荷重を抑えることができる。
【００１２】
上記発明において、前記ハウジングは、前記第１圧力室及び前記第２圧力室のうち少なくとも一方と繋がる第３ポートを有していてもよい。
【００１３】
上記構成に従えば、２つのポートにおける液圧の差が大きくなると、液圧が低い方のポートと弁通路とが遮断されるので、液圧が高い方のポートの流体が弁通路を介して第１圧力室及び第２圧力室に導かれる。即ち、第１圧力室及び第２圧力室には、２つのポートにおける流体のうち高圧選択された流体が導かれ、その流体を第３ポートから出力させることができる。これにより、高圧選択機能を有するニュートラルバルブを実現することができる。
【００１４】
本発明のバルブアッセンブリは、前述するニュートラルバルブと、流体通路を流れる流体を排出可能であって、前記第３ポートから出力される出力圧に基づいて前記流体の排出量を調整する排出バルブとを備えるバルブアッセンブリであって、前記排出バルブは、前記ニュートラルバルブの前記ハウジングに組み付けられているものである。
【００１５】
上記構成に従えば、排出バルブは、ニュートラルバルブのハウジングに組み付けられることによって、２つのバルブを繋ぐ流路をなくす又は短くすることができる。これにより、バルブアッセンブリのコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
上記発明において、前記排出バルブは、前記出力圧を受圧し、前記出力圧に応じて流体の排出量を変える弁体と、前記出力圧に抗して前記弁体を付勢する排出側付勢部材とを有していてもよい。
【００１７】
上記構成に従えば、出力圧に応じて排出量を変えることができる排出バルブをニュートラルバルブに組み付けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ニュートラルバルブの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態であるバルブアッセンブリを備える油圧駆動システムの概略を示す油圧回路である。
【図２】図１のバルブアッセンブリを切断して示す断面図である。
【図３】図２のバルブアッセンブリに備わるニュートラルバルブを拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図３のニュートラルバルブのスプールが第１オフセット位置に移動した状態を示す拡大断面図である。
【図５】図２のバルブアッセンブリに備わるカットオフバルブがチャージ通路とタンクとを接続した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態のバルブアッセンブリ１について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するバルブアッセンブリ１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００２１】
＜油圧式無段変速機＞
バルブアッセンブリ１は、ニュートラルバルブ１１とカットオフバルブ１２とをアッセンブリしたものであり、図１に示すような油圧式無段階変速機（即ち、ＨＳＴ）２に備わっている。ＨＳＴ２は、油圧閉回路の一例であり、図示しない油圧モータを備えている。ＨＳＴ２は、作動油の流れる方向を切換えることによって油圧モータを正回転及び逆回転させる。また、油圧モータに供給する作動油の流量を変えることによって、油圧モータを無段階で変速させるようになっている。
【００２２】
詳細に説明すると、ＨＳＴ２は、油圧ポンプ３、レギュレータ４、及びパイロットポンプ５を更に備えている。油圧ポンプ３は、流体通路である第１油通路８ａ及び第２油通路８ｂに接続されており、図示しない駆動装置（例えばエンジンや電動機）によって回転駆動されている。油圧ポンプ３は、駆動されることによって第１油通路８ａ及び第２油通路８ｂのうちいずれか一方から作動油を吸引し、他方に作動油を吐出するようになっている。このような機能を有する油圧ポンプ３は、いわゆる可変容量型のポンプであり、斜板３ａ及びサーボピストン６を有している。油圧ポンプ３は、斜板３ａの傾転角を変えることによって、その傾転角に応じた流量の作動油を吐出するようになっている。また、油圧ポンプ３は、いわゆる両傾転型（センターオーバー型）であり、斜板３ａは、中立位置から傾転方向一方側及び他方側に傾転可能に構成されており、中立位置から傾転方向一方側及び他方側に夫々傾転させることによって油圧ポンプ３の吐出方向を切換えることができるようになっている。このように構成されている斜板３ａは、サーボピストン６に連結されている。
【００２３】
サーボピストン６は、その軸線方向一方及び他方に移動可能に構成されており、その両端部は、パイロット室６ａ，６ｂに夫々配置されている。サーボピストン６の両端部は、パイロット室６ａ、６ｂのパイロット圧を夫々受圧しており、２つのパイロット圧の差圧に応じてその軸線方向一方及び他方に移動する。サーボピストン６の位置が変えることで、それに連結される斜板３ａの傾転角が変わり、それに伴って油圧ポンプ３の吐出量及び吐出方向が変わる。即ち、２つのパイロット圧の差圧に応じて油圧ポンプ３の吐出量及び吐出方向が変わるようになっている。以上のように構成される２つのパイロット室６ａ，６ｂは、レギュレータ４を介してパイロットポンプ５に繋がっている。
【００２４】
パイロットポンプ５は、固定容量ポンプであり、前述する駆動装置に油圧ポンプ３と並列で連結されている。パイロットポンプ５は、駆動装置によって回転駆動させることで、予め定められた所定流量のパイロット油を吐出する。また、パイロットポンプ５は、レギュレータ４に繋がっており、吐出されたパイロット油は、レギュレータ４に流れるようになっている。レギュレータ４は、方向制御弁７を有しており、方向制御弁７は、図示しない操作レバーの操作に応じて動作するようになっている。更に詳細に説明すると、方向制御弁７は、パイロットポンプ５、タンク９、及び２つのパイロット室６ａ，６ｂと繋がっている。操作レバーは、中立位置から操作方向一方側及び他方側へと操作可能に構成され、方向制御弁７は、操作レバーに対する操作に応じて、パイロットポンプ５、タンク９、及び２つのパイロット室６ａ，６ｂの接続状態を切替えまたそれらの開度を変えるようになっている。
【００２５】
このように構成されるＨＳＴ２では、油圧モータを正回転させる場合、操作レバーが中立位置から操作方向一方側に操作される。そうすると、方向制御弁７は、パイロットポンプ５と第１パイロット室６ａとを接続し、またタンク９と第２パイロット室６ｂとを接続する。そうすると、パイロットポンプ５からのパイロット油が第１パイロット室６ａに導かれ、サーボピストン６が所定方向一方に移動する。これにより、斜板３ａが中立位置から傾転方向一方側に傾き、油圧ポンプ３から第１油通路８ａに作動油が吐出される。吐出された作動油は、第１油通路８ａを介して油圧モータの一方のポートに供給され、油圧モータが正方向に回転する。また、方向制御弁７は、操作レバーの操作量に応じた流量のパイロット油を第１パイロット室６ａに送る。これにより、斜板３ａは、操作レバーの操作量に応じた傾転角に傾き、油圧ポンプ３は、操作レバーの操作量に応じた吐出量の作動油を吐出する。それ故、油圧モータは、操作レバーの操作量に応じた速度で正方向に回転する。
【００２６】
他方、油圧モータを逆回転させる場合、操作レバーが中立位置から操作方向他方に操作される。そうすると、方向制御弁７は、パイロットポンプ５と第２パイロット室６ｂとを接続し、またタンク９と第１パイロット室６ａとを接続する。そうすると、パイロットポンプ５からのパイロット油が第２パイロット室６ｂに導かれ、サーボピストン６が所定方向他方に移動する。これにより、斜板３ａが中立位置から傾転方向他方側に傾き、油圧ポンプ３から第２油通路８ｂに作動油が吐出される。吐出された作動油は、第２油通路８ｂを介して油圧モータの他方のポートに供給され、油圧モータが逆方向に回転する。また、方向制御弁７は、操作レバーの操作量に応じた流量のパイロット油を第２パイロット室６ｂに送る。これにより、斜板３ａは、操作レバーの操作量に応じた傾転角に傾き、油圧ポンプ３は、操作レバーの操作量に応じた吐出量の作動油を吐出する。それ故、油圧モータは、操作レバーの操作量に応じた速度で逆方向に回転する。
【００２７】
更に、油圧モータの回転を停止させる際には、操作レバーが中立位置に戻される。そうすると、方向制御弁７が、２つのパイロット室６ａ，６ｂをタンク９に接続し、２つのパイロット室６ａ，６ｂとパイロットポンプ５との間が遮断される。これにより、サーボピストン６が中立位置に戻され、それに伴って斜板３ａもまた中立位置に戻される。これにより、油圧ポンプ３からの吐出流量を減少させ、２つの油通路８ａ，８ｂに流れる作動油の流量がゼロ付近まで抑えられる。更に、油圧モータに供給される作動油の流量をゼロにすべく、ＨＳＴ２は、バルブアッセンブリ1を備えている。
【００２８】
＜バルブアッセンブリ＞
図２に示すようにバルブアッセンブリ１は、バルブブロック８に設けられている。バルブブロック８には、前述する２つの油通路８ａ，８ｂが形成され、更にパイロット通路８ｃ（図１参照）、接続通路８ｄ、挿入孔８ｅ、及びタンク通路８ｆが形成されている。パイロット通路８ｃは、方向制御弁７を介して２つのパイロット室６ａ，６ｂとパイロットポンプ５とを繋ぐ通路である。パイロット通路８ｃは、方向制御弁７とパイロットポンプ５との間において接続通路８ｄと繋がっており、接続通路８ｄを介して挿入孔８ｅと繋がっている。挿入孔８ｅは、バルブアッセンブリ１を挿入して取り付けるための孔であり、所定の軸線Ｌ１に沿って延在している。また、挿入孔８ｅは、接続通路８ｄの他に２つの油通路８ａ，８ｂ及びタンク通路８ｆに繋がっており、タンク通路８ｆは、タンク９に繋がっている。このように挿入孔８ｅには、４つの通路８ａ，８ｂ，８ｄ，８ｆが繋がり、且つバルブアッセンブリ１が挿入されて取り付けられている。
【００２９】
バルブアッセンブリ１は、前述の通りニュートラルバルブ１１とカットオフバルブ１２とをアッセンブリしたものである。バルブアッセンブリ１は、ニュートラルバルブ１１によって２つの油通路８ａ，８ｂの間の接続状態を換え、またカットオフバルブ１２によって接続通路８ｄとタンク通路８ｆとの間の接続状態を換えるようになっている。以下では、ニュートラルバルブ１１及びカットオフバルブ１２について説明する。
【００３０】
＜ニュートラルバルブ＞
図３にも示すようにニュートラルバルブ１１は、ハウジング２１と、スプール２２と、２つの付勢ばね２３，２４と備えている。ハウジング２１は、大略中空の円柱状に形成されており、バルブブロック８の挿入孔８ｅに挿入されて螺合されている。ハウジング２１は、ハウジング本体２１ａと、先端側蓋部材２１ｂと、基端側蓋部材２１ｃとを有している。ハウジング本体２１ａは、大略円筒状に形成されており、軸線Ｌ１に沿う軸線方向に延在する内孔３１を有している。また内孔３１は、２つの領域３１ａ，３１ｂを有しており、第１領域３１ａは、ハウジング本体２１ａの先端側に位置し、第２領域３１ｂは、ハウジング本体２１ａの基端側に位置している。更に、内孔３１は、２つの領域３１ａ，３１ｂとの間に高圧選択通路３１ｃも有しており、２つ領域３１ａ，３１ｂは、高圧選択通路３１ｃによって繋がれている。このように形成されているハウジング本体２１ａは、その先端に開口３２ａを有しており、その開口３２ａからスプール２２が挿入され、先端側蓋部材２１ｂによってその開口３２ａが塞がれている。このように第１領域３１ａには、軸線方向に移動可能にスプール２２が収容されている。
【００３１】
図３に示すようにスプール２２は、大略円筒状に形成されており、その中間部分に凸部２２ａを有している。凸部２２ａは、スプール２２の残余の部分より半径方向外方に突出しており、スプール２２の中間部分においてスプール２２の周方向全周にわたって形成されている。また、スプール２２には、その軸線に沿って内孔が形成されており、内孔は、２つのばね収容室２２ｂ，２２ｃと連通孔２２ｄを有している。２つのばね収容室２２ｂ、２２ｃは、スプール２２の先端側及び基端側に夫々位置しており、連通孔２２ｄによって繋がっている。また、スプール２２には、２つのばね収容室２２ｂ，２２ｃの間に２つ貫通孔２２ｅが形成されている。２つの貫通孔２２ｅは、連通孔２２ｄに直交し且つ互いも直交する方向にスプール２２を貫通し、スプール２２の軸線に垂直な断面において十字形状に配置されている。このように形成される２つの貫通孔２２ｅは、中間部分において連通孔２２ｄに繋がり、その両端においてスプール２２の外方に開口している。
【００３２】
このように構成されるスプール２２は、第１領域３１ａに収容されており、その軸線方向両端側の外周面をハウジング本体２１ａの内周面に当接させている。また、スプール２２は、第１領域３１ａより短尺に形成されており、第１領域３１ａにおいて中立位置（図２及び図３参照）から軸線方向一方（後述する図４参照）及び他方に移動可能に構成されている。また、短尺に形成されることにより、第１領域３１ａには、スプール２２より軸線方向一方側に第１圧力室２６が形成され、他方側に第２圧力室２７が形成されている。即ち、ハウジング本体２１ａ内には、スプール２２の軸線方向一端が配置される第１圧力室２６と、スプール２２の軸線方向他端が配置される第２圧力室２７とが形成されている。更に、ハウジング本体２１ａには、スプール２２の凸部２２ａを収容すべく凹部３３が形成されている。
【００３３】
凹部３３は、第１領域３１ａの軸線方向の中間部分に位置し、ハウジング本体２１ａの内周面において周方向全周にわたって形成されている。凹部３３は、軸線方向において凸部２２ａの長さより長尺に形成されている。他方、凹部３３の孔径は、凸部２２ａの外径と略同一になっており、凸部２２ａの外周面は、周方向全周にわたってハウジング本体２１ａの内周面に当接している。これにより、凹部３３は、凸部２２ａによって第１ポート側領域３３ａと第２ポート側領域３３ｂとに分けられている。第１ポート側領域３３ａ及び第２ポート側領域３３ｂは、共にスプール２２の外周面に沿って形成される円環状の空間である。第１ポート側領域３３ａは、凸部２２ａより先端側に位置しており、第１ポート３４を介して第１油通路８ａに繋がっている。また、第２ポート側領域３３ｂは、凸部２２ａより基端側に位置しており、第２ポート３５を介して第２油通路８ｂに繋がっている。
【００３４】
また、第１ポート側領域３３ａを第１圧力室２６から隔て、且つ第２ポート側領域３３ｂを第２圧力室２７から隔てるべく、スプール２２は、以下のように構成されている。即ち、スプール２２の軸線方向両端部の外径が、第１領域３１ａの孔径と略同一になっており、スプール２２の軸線方向両端部がそれらの外周面においてハウジング本体２１ａの内周面と夫々当接している。これにより、スプール２２の軸線方向両端部の各々とハウジング本体２１ａの内周面との間が夫々封止され、第１ポート側領域３３ａは、第１圧力室２６から隔てられ、第２ポート側領域３３ｂは、第２圧力室２７から隔てられている。このように隔てられている２つの領域３３ａ，３３ｂを互いに連通すべく、ハウジング本体２１ａの内周面に連通溝３６が形成され、またスプール２２に複数のスリット３７が形成されている。
【００３５】
連通溝３６は、凹部３３の軸線方向の中間部分に位置し、ハウジング本体２１ａの内周面において周方向全周にわたって形成されている。連通溝３６は、軸線方向において凸部２２ａより短尺に形成されており、本実施形態においてスプール２２が軸線方向一方及び他方に夫々移動しても常に凸部２２ａによって覆われている。これにより、連通溝３６が２つの領域３３ａ，３３ｂに直接繋がらないようになっており、連通溝３６と２つの領域３３ａ，３３ｂとを間接的に繋ぐべく、凸部２２ａには複数のスリット３７，３８（例えば、４つのスリット３７及び４つのスリット３８）が形成されている。
【００３６】
スリット３７，３８は、凸部２２ａの外周面において軸線方向一端側及び他端側に４つずつ形成されている。本実施形態において、スリット３７，３８は、共に凸部２２ａにおいて周方向に等間隔（即ち、約９０度の間隔）をあけて配置されている。軸線方向一端側にあるスリット３７は、凸部２２ａの軸線方向一端から軸線方向他方側向かってに延在している。また、スリット３７は、凸部２２ａの軸線方向一端に開口３７ａを有しており、開口３７ａを介して第１ポート側領域３３ａと繋がっている。軸線方向他端側にあるスリット３８は、凸部２２ａの軸線方向他端から軸線方向一方側に向かって延在している。また、スリット３８は、凸部２２ａの軸線方向他端に開口３８ａを有しており、開口３８ａを介して第２ポート側領域３３ｂと繋がっている。
【００３７】
このように形成されている２つのスリット３７，３８は、スプール２２が図３に示すような中立位置に位置する状態において、各々の先端側部分にて連通溝３６と繋がる。これにより、２つの領域３３ａ，３３ｂは、スリット３７，３８及び連通溝３６を介して互いに繋がり、繋がることによって２つポート３４，３５が繋がるようになっている。このように、連通溝３６は、スリット３７，３８を介して２つの領域３３ａ，３３ｂを繋いでおり、弁通路３９を構成している。
【００３８】
また、スリット３８の先端部分は、図４に示すようにスプール２２が軸線方向一方に移動すると、やがてハウジング本体２１ａの内周面に被さるようになっている。このような第１オフセット位置までスプール２２が移動することによって、第２ポート側領域３３ｂと弁通路３９との間が遮断され、第１ポート３４と第２ポート３５との連通が解除される。この際、スリット３７は、弁通路３９と繋がったままとなっており、第１ポート側領域３３ａと弁通路３９との接続は維持されている。即ち、第１ポート３４と弁通路３９との接続が維持されている。
【００３９】
他方、スリット３７の先端部分は、スプール２２が軸線方向他方に移動すると、やがてハウジング本体２１ａの内周面に被さるようになっている。このような第２オフセット位置までスプール２２が移動することによって、第１ポート側領域３３ａと弁通路３９との間が遮断され、第２ポート３５と第１ポート３４との連通が解除される。この際、スリット３８は、弁通路３９と繋がったままとなっており、第２ポート側領域３３ｂと弁通路３９との接続は維持されている。即ち、第２ポート３５と弁通路３９との接続が維持されている。
【００４０】
＜中立保持機能＞
このようにスプール２２は、中立位置において２つのポート３４，３５を連通し（図３参照）、第１オフセット位置（図４参照）及び第２オフセット位置に夫々移動することによって２つのポート３４，３５の連通を解除するようになっている。このように移動するスプール２２を中立位置に維持すべく、スプール２２における２つのばね収容室２２ｂ，２２ｃには、第１付勢ばね２３及び第２付勢ばね２４が夫々収容されている。第１付勢ばね２３及び第２付勢ばね２４は、共に圧縮コイルばねである。第１付勢ばね２３は、スプール２２を軸線方向一方に付勢し、第２付勢ばね２４は、スプール２２を軸線方向他方に付勢している。このように２つの付勢ばね２３，２４は、互いに抗するようにスプール２２を付勢している。２つの付勢ばね２３，２４は、略同様に構成されており、略同じ付勢力でスプールを付勢している。
【００４１】
また、スプール２２では、連通孔２２ｄ及び２つの貫通孔２２ｅによって連通路２５が構成されており、連通路２５によって弁通路３９と２つのばね収容室２２ｂ，２２ｃが繋がっている。また、２つのばね収容室２２ｂ，２２ｃは、第１圧力室２６及び第２圧力室２７に夫々繋がっており、弁通路３９を流れる作動油が連通路２５等を通って２つの圧力室２６，２７に夫々導かれるようになっている。即ち、２つの圧力室２６，２７が連通路２５を介して連通しており、２つの圧力室２６，２７の油圧が略同一になっている。それ故、スプール２２は、軸線方向両側から互いに抗するように略同じ大きさの油圧で押されている。また、スプール２２は、凸部２２ａを除く部分が略同じ外径で形成されている。従って、スプール２２は、各圧力室２６，２７の油圧によって略同じ押圧力で軸線方向の互いに抗する方向に押されており、スプールに作用する２つの押圧力は、互いに相殺されるようになっている。
【００４２】
他方、スプール２２は、図３に示すように凸部２２ａの軸線方向一端が第１受圧面４１を構成し、凸部２２ａの軸線方向他端が第２受圧面４２を構成している。第１受圧面４１は、第１ポート側領域３３ａに面しており（即ち、軸線方向他方に向いており）、第２受圧面４２は、第２ポート側領域３３ｂに面している（即ち、軸線方向一方に向いている）。スプール２２は、第１受圧面４１にて第１ポート側領域３３ａの油圧（即ち、第１油通路８ａの油圧）を受圧し、第２受圧面４２にて第２ポート側領域３３ｂの油圧（即ち、第２油通路８ｂの油圧）を受圧している。第１受圧面４１及び第２受圧面４２は、共に大略円環形状に形成され、各々の受圧面積Ｓ１，Ｓ２は略同一に形成されている。また、第１受圧面４１及び第２受圧面４２は、油圧を互いに抗する方向（即ち、軸線方向一方及び他方）に受圧している。それ故、スプール２２は、それらの差圧に応じて軸線方向一方及び他方に移動するようになっている。
【００４３】
このように構成されているニュートラルバルブ１１では、２つの付勢ばね２３，２４の付勢力と、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧に応じた押圧力（即ち、差圧Δｐ×受圧面積Ｓ（＝第１受圧面の面積Ｓ１，第２受圧面の面積Ｓ２））とが釣り合うようにスプール２２が位置する。例えば、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧が所定の範囲内である場合、差圧に応じた押圧力が付勢力に打ち勝つことができず、スプール２２が中立位置にて保持される。これにより、２つのポート３４，３５が弁通路３９によって連通している状態が維持される。また、２つの油通路８ａ，８ｂのうち油圧が高い方の油通路（図３では、第１油通路８ａ）から弁通路３９を介して低い方の油通路（図３では、第２油通路８ｂ）の方に作動油が流れる。そうすると、油圧モータにおける供給側及び排出側のポートの差圧がゼロになり、油圧モータの回転が停止する。
【００４４】
このように作動するニュートラルバルブ１１において、スプール２２を中立位置にて保持できる差圧の範囲（即ち、所定の範囲）は、２つの付勢ばね２３，２４のばね定数に応じて規定される。つまり、スプール２２を中立位置に保持可能な差圧を２つの付勢ばね２３，２４のばね定数によって調整することができる。２つの付勢ばね２３，２４のばね定数については、従来技術のスプールは、その軸線方向両側において２つの油通路８ａ，８ｂの油圧を受けており、付勢ばねをそれらの押圧力に抗する必要があった。これに対して、ニュートラルバルブ１１では、２つの圧力室２６，２７を連通させることによって、スプール２２の軸線方向両側に作用する押圧力が互いに相殺されている。他方、スプール２２の中間部分に凸部２２ａを形成し、凸部２２ａの受圧面４１，４２において２つの油通路８ａ，８ｂの油圧を互いに抗するように夫々受圧している。これにより、スプール２２は、２つの付勢ばね２３，２４の付勢力と、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧に応じた押圧力（即ち、差圧Δｐ×受圧面積Ｓ（＝Ｓ１，Ｓ２））に応じて位置を変えるようになっている。受圧面積Ｓは、スプール２２の軸線方向両側の受圧面積（π×（スプール２２の外径ｒ×１／２）２）より小さい。それ故、スプール２２が２つの受圧面４１，４２で受ける押圧力は、従来技術のスプールがその軸線方向両側で受ける押圧力より小さい。それ故、ニュートラルバルブ１１では、小さな押圧力でスプール２２を作動させることができ、その結果付勢ばね２３，２４のばね定数を低く抑えることができる。即ち、付勢ばね２３，２４の小型化を図ることができ、ニュートラルバルブ１１の大型化を抑制することができる。
【００４５】
また、ニュートラルバルブ１１では、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧が所定の範囲外になると、スプール２２が第１オフセット位置又は第２オフセット位置に移動する。例えば、第１油通路８ａの油圧が第２油通路８ｂの油圧より高い場合、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧に応じた押圧力によりスプール２２が軸線方向一方に移動し、第１オフセット位置に位置する（図４参照）。そうすると、スリット３８の先端部分にハウジング本体２１ａの内周面が被さり、第２ポート３５と弁通路３９との間が遮断され、第１ポート３４と第２ポート３５との連通が解除される。他方、第２油通路８ｂの油圧が第１油通路８ａの油圧より高い場合、スプール２２が軸線方向他方に移動し、第２オフセット位置に位置する。これにより、スリット３７の先端部分にハウジング本体２１ａの内周面が被さり、第１ポート３５と弁通路３９との間が遮断され、第２ポート３５と第１ポート３５との連通が解除される。このように、２つのポート３４，３５の連通が解除されると、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧が維持され、油圧モータを回転させる際に２つのポート３４，３５の連通に伴うエネルギー損失を抑えることができる。
【００４６】
このようにニュートラルバルブ１１は、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧が所定の範囲内であれば２つの油通路８ａ，８ｂを連通する。他方、２つの油通路８ａ，８ｂの差圧が所定の範囲外の場合には、２つの油通路８ａ，８ｂの間を遮断するようになっている。このような機能を有するニュートラルバルブ１１は、更に２つの油通路８ａ、８ｂの油圧のうち高い方の油圧を出力する、即ち高圧選択機能を更に有している。この機能について、以下で更に詳細に説明する。
【００４７】
＜高圧選択機能＞
第１領域３１ａは、第３ポート４３を介して高圧選択通路３１ｃに繋がり、更に高圧選択通路３１ｃを介して第２領域３１ｂに繋がっている。また、第３ポート４３は、第２圧力室２７と繋がっており、第２圧力室２７の圧油が第３ポート４３から出力されて高圧選択通路３１ｃを介して第２領域３１ｂ（より詳しくは、カットオフバルブ１２の後述する第３圧力室５９）に導かれる。第２圧力室２７及び第１圧力室２６には、前述の通り、スプール２２が第１オフセット位置に位置する状態、又は、スプール２２が第２オフセット位置に位置する状態で、２つの油通路８ａ，８ｂの油圧のうち高い方の油圧が導かれるようになっている。それ故、ニュートラルバルブ１１は、２つの油通路８ａ，８ｂの油圧のうち高い方の油圧を第３ポート４３から出力する。即ち、ニュートラルバルブ１１は、２つの油通路８ａ，８ｂの油圧のうち高い方の油圧を第３ポート４３から第２領域３１ｂに出力する高圧選択機能を有している。また、第２領域３１ｂには、以下で詳述するカットオフバルブ１２の弁体５１が挿入されている。
【００４８】
＜カットオフバルブ＞
排出バルブの一例であるカットオフバルブ１２は、２つの油通路８ａ，又は８ｂの吐出圧に応じて作動するバルブであり、作動することによってパイロットポンプ５からレギュレータ４に流れるパイロット油をタンク９に排出し、斜板３ａの傾転角の増加を規制するようになっている。即ち、カットオフバルブ１２は、油圧ポンプ３の吐出圧が高くなると、サーボピストン６が受圧するパイロット圧を低下させて吐出流量を規制するようになっている。このような機能を有するカットオフバルブ１２は、図２に示すようにハウジング２１をニュートラルバルブ１１と共有しており、ニュートラルバルブ１１に組み付けられている。また、カットオフバルブ１２は、ハウジング２１の他に、弁体５１と、ばね受け部材５２と、第３付勢ばね５３とを有している。
【００４９】
弁体５１は、大略有底円筒状に形成されており、軸線方向に摺動可能に第２領域３１ｂに挿入されている。更に詳細に説明すると、第２領域３１ｂは、小径部５４と大径部５５とを有しており、小径部５４が大径部５５より先端側（即ち、軸線方向他方側、即ち高圧選択通路３１ｃ側）に位置している。小径部５４の孔径は、弁体５１の外径と略同一になっており、小径部５４に弁体５１が摺動可能に挿入されている。また、ハウジング本体２１ａには、接続ポート５６及びタンクポート５７が形成されている。接続ポート５６は、接続通路８ｄと繋がり、タンクポート５７は、タンク通路８ｆと繋がっている。更に２つのポート５６，５７は、小径部５４に繋がっており、弁体５１の位置によって２つのポート５６，５７の接続状態が切換わるようになっている。
【００５０】
このような機能を有する弁体５１は、内孔５１ａ及び３つの貫通孔５１ｂ〜５１ｄを有している。内孔５１ａは、弁体５１の軸線に沿って弁体５１の軸線方向一端から中間部分まで延在しており、その軸線方向他方側で第１貫通孔５１ｂと繋がっている。第１貫通孔５１ｂは、弁体５１において半径方向に延在しており、その両側が弁体５１の外周面にて開口している。このように形成される貫通孔５１ｂは、接続ポート５６に繋がっており、内孔５１ａと接続ポート５６とを繋いでいる。
【００５１】
また、内孔５１ａは、その中間部分において２つの貫通孔５１ｃ，５１ｄと繋がっている。第２貫通孔５１ｃ及び第３貫通孔５１ｄは、弁体５１において半径方向に延在しており、内孔５１ａ及び各々に対して互いに直交するように交わっている。また、第２貫通孔５１ｃ及び第３貫通孔５１ｄは、共に両側が弁体５１の外周面にて開口している。このように形成される第２貫通孔５１ｃ及び第３貫通孔５１ｄの開口は、ハウジング本体２１ａの内周面によって塞がれており、弁体５１が移動することによってタンクポート５７に接続される。即ち、第２貫通孔５１ｃ及び第３貫通孔５１ｄは、弁体５１が軸線方向他方側の閉位置に位置する際にハウジング本体２１ａの内周面によって塞がれている（図２参照）。他方、弁体５１が軸線方向一方側の開位置に移動すると、第２貫通孔５１ｃ及び第３貫通孔５１ｄは、タンクポート５７に繋がる。
【００５２】
このように構成されている弁体５１では、内孔５１ａ及び３つの貫通孔５１ｂ〜５１ｄが排油通路５８を構成している。即ち、排油通路５８は、弁体５１の位置に応じてタンクポート５７との接続状態を切換わるようになっており、このように接続状態が切換わることで接続ポート５６とタンクポート５７の接続状態を切換わるようになっている。このように構成される弁体５１は、前述する第３ポート４３から出力される出力圧に応じてその位置を変えるようになっている。本実施形態では、弁体５１は、軸線方向他端にて出力圧を受圧し、位置を変えるようになっている。
【００５３】
より詳細に説明すると、小径部５４は、弁体５１より軸線方向他方側に第３圧力室５９を有している。第３圧力室５９は、高圧選択通路３１ｃ及び第３ポート４３を介して第２圧力室２７と繋がっており、第３圧力室５９には、ニュートラルバルブ１１によって高圧選択された高圧油が導かれる。即ち、第３ポート４３から出力される出力圧が第３圧力室５９に導かれ、弁体５１は、その軸線方向他端にてこの出力圧を受圧する。また、弁体５１には、ばね受け部材５２及び第３付勢ばね５３が設けられており、第３付勢ばね５３は、出力圧に抗するようにばね受け部材５２を介して弁体５１を付勢している。
【００５４】
即ち、ばね受け部材５２は、大略円筒状に形成されており、その軸線方向他方側の端部にフランジ５２ａを有している。フランジ５２ａの外径は、小径部５４より大径に形成されており、ばね受け部材５２は、小径部５４より大径の大径部５５に配置されている。また、弁体５１の軸線方向一端部は、閉位置において小径部５４から大径部５５に僅かに突出しており、ばね受け部材５２は、その軸線方向他方側の端部を弁体５１の軸線方向一端部に当接させている状態で大径部５５に配置されている。大径部５５は、その軸線方向一方側に開口３２ｂを有しており、この開口３２ｂが基端側蓋部材２１ｃによって塞がれている。また、基端側蓋部材２１ｃは、その軸線を中心とする断面円形状のばね受け凹部２１ｄが形成されており、そこには第３付勢ばね５３が収容されている。
【００５５】
第３付勢ばね５３は、いわゆる圧縮コイルばねであり、その一端部が基端側蓋部材２１ｃに支持されている。また、第３付勢ばねの他端側部分は、ばね受け部材５２のフランジ５２ａから突出する部分に外装され、且つフランジ５２ａに支持されている。これにより第３付勢ばね５３は、弁体５１に作用する押圧力に抗した付勢力を弁体５１に付与し、弁体５１を閉位置へと位置させている。また、弁体５１の軸線方向一端側には、第４貫通孔５１ｅが形成されており、第４貫通孔５１ｅは、内孔５１ａに繋がっている。即ち、第４貫通孔５１ｅは、排油通路５８を介して接続ポート５６と繋がっている。
【００５６】
第４貫通孔５１ｅは、弁体５１において半径方向に延在しており、その両側が弁体５１の外周面にて開口している。また、小径部５４は、第４貫通孔５１ｅに対応する位置、即ち軸線方向一方側に拡径部分５４ａを有している。拡径部分５４ａは、残余の部分に比べて拡径しており、弁体５１の軸線方向一端側の周りには、拡径部分５４ａによって大略円環状の空間６０が形成されている。第４貫通孔５１ｅは、この空間６０を介して大径部５５に繋がっており、大径部５５が作動油によって満たされている。大径部５５の作動油が接続ポート５６側へ行き来できることによって、弁体５１の軸線方向一方及び他方への動きが許容されている。
【００５７】
＜カットオフ機能＞
このように構成されるカットオフバルブ１２は、前述の通り弁体５１の軸線方向他端にて第３ポート４３からの出力圧を受圧しており、出力圧の大きさに応じて弁体５１を移動させる。より詳細に説明すると、弁体５１は、出力圧に応じた押圧力（即ち、出力圧Ｐ×弁体５１の軸線方向他端の面積）、及び第３付勢ばね５３の付勢力等、弁体５１に作用する力が釣り合う位置に移動する。例えば、油圧ポンプ３から吐出圧が低圧（即ち、制限圧以下）であり、出力圧が制限圧に対応する所定圧未満である場合、弁体５１は、図２に示すような閉位置に位置する。この際には、排油通路５８とタンクポート５７との間は、遮断されている。即ち、接続ポート５６とタンクポート５７との間が遮断され、操作レバーの操作量に応じた吐出量の作動油が油圧ポンプ３から吐出される。これにより、操作レバーの操作量に応じた速度で油圧モータを回転させることができる。
【００５８】
他方、油圧ポンプ３の吐出圧が高圧（即ち、制限圧以上）になって出力圧が予め定められる所定圧以上となった場合、弁体５１は、閉位置から図５に示すような開位置に移動する。この際には、排油通路５８とタンクポート５７とが接続される。即ち、接続ポート５６とタンクポート５７との間が連通し、パイロット通路８ｃを流れるパイロット油が接続通路８ｄ及びタンク通路８ｆを介してタンク９へと排出される。それ故、斜板３ａの傾転角の増加が規制され、それと共に油圧ポンプ３の吐出圧が制限圧に規制される。その後、操作レバーの操作量の増加をさせても斜板３ａの傾転角が維持され、油圧ポンプ３の吐出圧が制限圧以下に規制される。
【００５９】
より詳細に説明すると、排油通路５８とタンクポート５７との間の開度は、弁体５１の位置に応じて変わる。即ち、タンク９に排出される排出量は、出力圧に応じて変わる。それ故、操作レバーの操作量を増加させて油圧ポンプ３の吐出圧を増加させようとすると、それに応じてタンク９への排出量が増加する。そうすると、斜板３ａの傾転角が減少し、油圧ポンプ３の吐出圧が制限圧に維持される。このようにして、油圧ポンプ３の吐出圧が制限され、油圧モータのトルクが制限される。次にトルクを低下させるべく操作レバーを中立位置の方に戻されると、やがて斜板３ａの傾転角が減少し始め、油圧ポンプ３の吐出圧が制限圧以下になる。そうすると、出力圧もまた所定圧以下となり、弁体５１が開位置から閉位置の方へと移動し、接続ポート５６とタンクポート５７との間が遮断される。これにより、操作レバーの操作量に応じた速度で油圧モータを回転させることができる。なお、８ｄは接続通路、８ｆはタンク通路、５６は接続ポート、５７はタンクポートであったが、８ｄをタンク通路、８ｆを接続通路とし、５６をタンクポート、５７を接続ポートとしてもよい。
【００６０】
＜バルブアッセンブリにおけるその他の作用効果＞
このように構成されるバルブアッセンブリ１のニュートラルバルブ１１では、スプール２２の中間部分に凸部２２ａを形成し、その凸部２２ａの受圧面４１，４２に各油通路８ａ、８ｂの油圧を受圧させている。それ故、凸部２２ａの残余の部分に対する突出量、即ち外形寸法を調整することによって、２つの受圧面４１，４２の受圧面積Ｓ１，Ｓ２を調整することができる。例えば、突出量を抑えて外形寸法を小さくすることによって、２つの受圧面４１，４２の受圧面積Ｓ１，Ｓ２を小さくしてスプール２２に作用する押圧力を抑えることができる。これにより、ニュートラルバルブ１１の更なる小型化を図ることができる。
【００６１】
また、バルブアッセンブリ１では、ニュートラルバルブ１１に高圧選択機能を持たせており、高圧選択弁を省くことができるようになっている。これにより、カットオフバルブ１２をニュートラルバルブ１１に組み付けること可能にしている。また、組み付けることによって、高圧選択通路３１ｃを短くすることができ、バルブアッセンブリ１のコンパクト化を図ることができる。また、組付ける際に、本実施形態のようにニュートラルバルブ１１及びカットオフバルブ１２にハウジング２１を共有させることによって、部品点数を低減することができる。
【００６２】
＜その他の実施形態＞
本実施形態では、バルブアッセンブリ１が備わる油圧閉回路としてＨＳＴ２を例に挙げて説明したが、バルブアッセンブリ１を備える油圧閉回路はＨＳＴ２に限定されず、他の油圧閉回路（例えば、両ポートに出力できるポンプとシリンダとで構成される油圧閉回路）であってもよい。また、本実施形態では、ニュートラルバルブ１１にカットオフバルブ１２を組み付けたバルブアッセンブリ１について説明したが、ニュートラルバルブ１１及びカットオフバルブ１２は、互いに別体で構成されてもよい。この場合、ニュートラルバルブ１１及びカットオフバルブ１２は、例えば以下のように構成される。即ち、バルブブロック８に形成される異なる２つの挿通孔にスプール２２及び弁体５１を別々に挿入し、バルブブロック８に形成される高圧選択通路によって第２圧力室２７と第３圧力室５９とが接続される。これにより、前述するバルブアッセンブリ１と同様の機能を達成することができる。
【００６３】
また、ニュートラルバルブ１１及びカットオフバルブ１２は、必ずしも２つ合せて用いられる必要はなく、ニュートラルバルブ１１単独で用いられてもよい。単独で用いられる場合、例えばハウジング２１において高圧選択通路３１ｃを形成せずに、中立保持機能だけを有するようにしてもよい。また、本実施形態のニュートラルバルブ１１では、第２圧力室２７に高圧選択通路３１ｃが繋がっているが、第３ポート４３を第１圧力室２６側に形成して高圧選択通路３１ｃを第１圧力室２６と繋げるようにしてもよい。また、ニュートラルバルブ１１に組み付けられるカットオフバルブ１２もまた、前述するような構造に限定されない。更に、カットオフバルブ１２では、出力圧を弁体５１が直接受圧するようになっているが、ロッド等を介して間接的に受圧させるようにしてもよい。また、閉回路では、作動油が使用されているが、作動油に限定されず空気等の他の流体であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  バルブアッセンブリ
８ａ  第１油通路（流体通路）
８ｂ  第２油通路（流体通路）
１１  ニュートラルバルブ
１２  カットオフバルブ（排出バルブ）
２１  ハウジング
２２  スプール
２２ａ  凸部
２３  第１付勢ばね
２４  第２付勢ばね
２５  連通路
２６  第１圧力室
２７  第２圧力室
３４  第１ポート
３５  第２ポート
３９  弁通路
４１  第１受圧面
４２  第２受圧面
４３  第３ポート
５１  弁体
５３  第３付勢ばね
５９  第３圧力室
【図１】
2018031463.tif 000003
【図２】
2018031463.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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