(57)【要約】【課題】  小型化を図ることができる弁装置を提供する。【解決手段】  弁装置は、シリンダ機構に対して給排される作動液の方向を切換えて、シリンダ機構を作動させるものであって、その軸線方向に移動して位置を変えるメインスプールを有するコントロール弁と、プランジャと圧力室とを有するロック弁と、その軸線方向に移動可能であってメインスプールに連動して位置を変えるセレクタースプールを有するセレクター弁とを有し、セレクタースプールは、メインスプールに隣接させて配置され且つセレクタースプールの軸線がメインスプールの軸線に交差するように配置されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ機構に対して給排される作動液の方向を切換えて、前記シリンダ機構を作動させる弁装置であって、
その軸線方向に移動して位置を変えるメインスプールを有し、前記シリンダ機構に対して作動液を給排するための第１給排通路及び第２給排通路を介して前記シリンダ機構に接続され、前記メインスプールが一方の位置に移動すると第１給排通路を介して前記シリンダ機構に作動液を流し且つ第２給排通路を介して作動液をタンクに排出し、前記メインスプールが他方の位置に移動すると前記第２給排通路を介して前記シリンダ機構に作動液を流し且つ前記第１給排通路を介して作動液を前記タンクに排出し、前記メインスプールが中立位置に戻されると前記第１給排通路及び前記第２給排通路から前記シリンダ機構への作動液の流れを止めるコントロール弁と、
前記第１給排通路に介在して前記第１給排通路を開閉するプランジャと、前記第１給排通路を閉じる閉方向に前記プランジャを付勢する付勢部材と、そこに導かれる圧力を閉方向に作用させる圧力室と、を有し、前記第１給排通路において前記プランジャより前記シリンダ機構側の部分及び前記コントロール弁側の部分を夫々流れる作動液の液圧が前記付勢部材の付勢力及び前記圧力室の圧力に抗して前記プランジャに作用しているロック弁と、
その軸線方向に移動可能であって前記メインスプールに連動して位置を変えるセレクタースプールを有し、前記メインスプールが前記一方の位置又は前記中立位置に位置する際に保持位置へと前記セレクタースプールを移動させて前記圧力室を前記第１給排通路における前記プランジャより前記シリンダ機構側の部分に連通させてそこの圧力を前記圧力室に導き、前記メインスプールが前記他方の位置に位置する際に開放位置へと前記セレクタースプールを移動させて前記圧力室を前記タンクに連通させてタンク圧を前記圧力室に導く、セレクター弁とを有し、
前記セレクタースプールは、前記メインスプールに隣接させて配置され且つ前記セレクタースプールの軸線が前記メインスプールの軸線に交差するように配置されている、弁装置。
【請求項２】
前記コントロール弁は、パイロット式のスプール弁であり、前記メインスプールに対して互いに抗する方向に第１パイロット圧及び第２パイロット圧を作用させ、
前記メインスプールは、前記第１パイロット圧を受けると前記他方の位置に移動し、且つ第２パイロット圧を受けると前記一方の位置に移動し、
前記セレクタースプールは、前記第１パイロット圧を受圧し、前記第１パイロット圧に応じた位置に移動することによって前記メインスプールに連動して動くようになっている、請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記メインスプールは、その外周部に前記中立位置から前記他方の位置に向かう方向に進むにつれて半径方向に拡径するテーパ部を有し、
前記セレクタースプールは、その一部分を前記メインスプールの外周部に隣接させ、且つ前記メインスプールが前記中立位置において前記一部分を前記テーパ部に当てるように配置され、
前記テーパ部は、前記セレクタースプールの前記一部分が当たった状態で前記メインスプールを前記中立位置から他方の位置の方に移動させると、前記セレクタースプールを前記保持位置から開放位置へと移動させるようになっている、請求項１又は２に記載の弁装置。
【請求項４】
前記メインスプールに連結され、操作することによって前記メインスプールを前記中立位置から前記一方の位置及び前記他方の位置に移動させることができる操作レバーを更に備えている、請求項３に記載の弁装置。
【請求項５】
前記メインスプールは、前記中立位置から前記他方の位置に移動する際、前記圧力室と前記タンクとが連通した後に、前記第１給排通路と前記タンクとの間を徐々に開くようになっている、請求項４に記載の弁装置。
【請求項６】
前記セレクタースプールは、前記保持位置から前記開放位置に移動する際、前記圧力室と前記第１給排通路における前記プランジャより前記シリンダ機構側の部分との間を遮断した後に前記圧力室と前記タンクとの間を開くようになっている、請求項３乃至５の何れか１つに記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮すべくシリンダ機構に供給される作動液の流れを制御し、且つシリンダ機構に取り付けられた負荷をその位置にて保持させる弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラクターやフォークリフト等の作業機械は、機器及びアタッチメント（以下、「機器等」という）を備えており、シリンダによって機器等を昇降している。シリンダは、シリンダに流す作動液の流れる方向に応じて機器等の昇降を切換えようになっており、その流れる方向が弁装置によって切換えられる。また、弁装置には、メインスプールが中立位置に位置する際に機器等をその位置にて保持する機能を有しており、その一例として例えば特許文献１のような弁装置（特許文献1では制御装置と称呼）が知られている。
【０００３】
特許文献１の制御装置は、機器等の位置を保持すべくロック弁及びセレクターを有しており、ロック弁は、メインスプールとシリンダのヘッド側ポートとを繋ぐ通路に介在している。ロック弁は、ポペットを有しており、ポペットは、前記通路を開閉可能に構成されている。また、ポペットには、通路を閉じる方向のパイロット圧が作用しており、パイロット圧はセレクターによって切換えられるようになっている。セレクターは、そのスプールの位置に応じてパイロット圧をタンク圧及びヘッド側ポートの液圧の何れかに切換える。このように構成されているセレクターでは、スプールがメインスプールに連動してその位置を変える。
【０００４】
即ち、セレクターは、メインスプールを下げ位置（即ち、機器等を下降させる際に移動させる位置）に移動させると、メインスプールに押されて位置を変える。そうすることで、ロック弁にはパイロット圧としてタンク圧が導かれる。ポペットには、シリンダのヘッド側ポートから排出される作動液の液圧がパイロット圧に抗するように作用してポペットが通路を開く方向に動かされ、通路が開く。これにより、シリンダのヘッド側ポートから作動液が排出され、シリンダが収縮して機器等が下降する。
【０００５】
他方、メインスプールが中立位置及び上げ位置（即ち、機器等を上昇させる際に移動させる位置）に移動させると、元の位置へと戻される。これにより、ロック弁には、パイロット圧としてヘッド側ポートの液圧が導かれる。メインスプールが上げ位置に位置する際には、メインスプールからシリンダのヘッド側ポートに向かって作動液が流れ、その作動液の液圧がパイロット圧に抗する方向へと作用する。これにより、ポペットが通路を開く方向に動いて通路が開かれ、メインスプールからシリンダのヘッド側ポートに作動液が供給される。そうすることで、シリンダが伸長して機器等が上昇する。他方、メインスプールが中立位置する際には、シリンダのヘッド側ポートから排出される作動液の液圧がパイロット圧に抗するように作用するが、ポペットが通路を開くには至らず、通路が閉じられたままに維持される。これにより、シリンダのヘッド側ポートからの作動液の排出がロック弁にて遮られ、シリンダの伸縮が止められる。即ち、機器等が昇降することができなくなり、機器等がその位置にて保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３９５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の制御装置では、セレクターのスプールの位置をメインスプールの位置に連動させるべく以下のように構成されている。即ち、セレクターのスプールは、その軸線がメインスプールの軸線と略一致し且つメインスプールに隣接させるように配置されている。従って、セレクタースプールは、メインスプールが下げ位置に移動する際にメインスプールに押されることによってその位置を変え、パイロット圧としてタンク圧を導くようになっている。
【０００８】
このように構成されている制御装置では、セレクターのスプールがメインスプールの移動量（より詳しくは、中立位置から最大の下げ位置までの移動量）と同じ量を少なくとも移動できるように構成されている必要がある。そのため、セレクターでは、そのスプールの軸線方向において外形寸法が大きくなり、制御装置でもまた軸線方向において外形寸法が大きくなる。
【０００９】
そこで本発明は、小型化を図ることができる弁装置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】
【００１０】
本発明の弁装置は、シリンダ機構に対して給排される作動液の方向を切換えて、前記シリンダ機構を作動させる弁装置であって、その軸線方向に移動して位置を変えるメインスプールを有し、前記シリンダ機構に対して作動液を給排するための第１給排通路及び第２給排通路を介して前記シリンダ機構に接続され、前記メインスプールが一方の位置に移動すると一方の前記給排通路を介して前記シリンダ機構に作動液を流し且つ他方の前記給排通路を介して作動液をタンクに排出し、前記メインスプールが他方の位置に移動すると前記第２給排通路を介して前記シリンダ機構に作動液を流し且つ前記第１給排通路を介して作動液を前記タンクに排出し、中立位置に戻されると前記第１給排通路及び前記第２給排通路から前記シリンダ機構への作動液の流れを止めるコントロール弁と、前記第１給排通路に介在して前記第１給排通路を開閉するプランジャと、前記第１給排通路を閉じる閉方向に前記プランジャを付勢する付勢部材と、シリンダヘッド圧が導かれ前記プランジャに対して前記シリンダヘッド圧を閉方向に作用させる圧力室と、を有し、前記第１給排通路において前記プランジャより前記シリンダ機構側の部分及び前記コントロール弁側の部分を夫々流れる作動液の液圧が前記付勢部材の付勢力に抗して前記プランジャに作用しているロック弁と、その軸線方向に移動可能であって前記メインスプールに連動して位置を変えるセレクタースプールを有し、前記メインスプールが前記一方の位置又は前記中立位置に位置する際に保持位置へと前記セレクタースプールを移動させて前記圧力室を前記第１給排通路における前記プランジャより前記シリンダ機構側の部分に連通させ、前記メインスプールが前記他方の位置に位置する際に開放位置へと前記セレクタースプールを移動させて前記圧力室を前記タンクに連通させる、セレクター弁とを有し、前記セレクタースプールは、前記メインスプールに隣接させて配置され且つ前記セレクタースプールの軸線が前記メインスプールの軸線に交差するように配置されているものである。
【００１１】
本発明に従えば、セレクタースプールがメインスプールに隣接させて配置され且つその軸線をメインスプールの軸線に直交させるようにして配置されているので、従来の制御装置のように、弁装置がメインスプールの軸線方向に長くなることを抑制することができる。また、セレクタースプールをメインスプールに隣接させて配置することによって、直交する方向に外形寸法が大きくなることも抑制することができる。従って、弁装置の小型化を図ることができる。
【００１２】
上記発明において、前記コントロール弁は、パイロット式のスプール弁であり、前記メインスプールに対して互いに抗する方向に第１パイロット圧及び第２パイロット圧を作用させ、前記メインスプールは、前記第１パイロット圧を受けると前記他方の位置に移動し、且つ第２パイロット圧を受けると前記一方の位置に移動し、前記セレクタースプールは、前記第１パイロット圧を受圧し、前記第１パイロット圧に応じた位置に移動することによって前記メインスプールに連動して動くようになっていてもよい。
【００１３】
上記構成に従えば、セレクタースプールに第１パイロット圧を作用させてセレクタースプールをメインスプールの動きに連動させている。それ故、従来の制御装置のようにメインスプール及びセレクタースプール端面同士を対向させ且つそれらを押し合わせることによってそれらを連動させるような構造とする必要がなく、セレクタースプールの設計の自由度を向上させることができる。
【００１４】
上記発明において、前記メインスプールは、その外周部に前記中立位置から前記他方の位置に向かう方向に進むにつれて半径方向に拡径するテーパ部を有し、前記セレクタースプールは、その一部分を前記メインスプールの外周部に隣接させ、且つ前記メインスプールが前記中立位置において前記一部分を前記テーパ部に当てるように配置され、前記テーパ部は、前記セレクタースプールの前記一部分が当たった状態で前記メインスプールを前記中立位置から他方の位置の方に移動させると、前記セレクタースプールを前記保持位置から開放位置へと移動させるようになっていてもよい。
【００１５】
上記構成に従えば、メインスプールを他方の位置に移動させた際、セレクタースプールをテーパ部によってメインスプールの動きに連動させることができる。
【００１６】
上記発明において、前記メインスプールに連結され、操作することによって前記メインスプールを前記中立位置から前記一方の位置及び前記他方の位置に移動させることができる操作レバーを更に備えていてもよい。
【００１７】
上記構成に従えば、操作レバーを操作することによってメインスプールを動かしてシリンダ機構に対して給排される作動液の方向を切換えて負荷を昇降させることができる。また、セレクタースプールをテーパ部によってメインスプールの動きに連動させることができるので、操作レバーを操作するだけでメインスプールと一緒にセレクタースプールも動かすことができる。
【００１８】
上記発明において、前記メインスプールは、前記中立位置から前記他方の位置に移動する際、前記圧力室と前記タンクとが連通した後に、前記第１給排通路と前記タンクとの間を徐々に開くようになっていてもよい。
【００１９】
上記構成に従えば、負荷を下降させる際に第１給排通路からタンクに排出される作動液の流量を徐々に増やすことができるので、負荷下降時に発生するショックを抑制することができる。
【００２０】
上記発明において、前記セレクタースプールは、前記保持位置から前記開放位置に移動する際、前記圧力室と前記第１給排通路における前記プランジャより前記シリンダ機構側の部分との間を遮断した後に前記圧力室と前記タンクとの間を開くようになっていてもよい。
【００２１】
上記構成に従えば、第１給排通路を流れる作動液がセレクターを介してタンクに排出されることを抑制することができる。即ち、第１給排通路を流れる作動液をコントロール弁を介してのみ排出することができ、第１給排通路を流れる作動液の排出流量の制御を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態である弁装置を備える液圧駆動システムを示す液圧回路である。
【図２】図１に示す弁装置の構造を示す断面図である。
【図３Ａ】図２に示す弁装置において操作レバーを倒した状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】図２に示す弁装置において操作レバーを起こした状態を示す断面図である。
【図４】図２に示す弁装置の領域Ｘを拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態の弁装置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、以下に説明する弁装置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。
【００２５】
トラクターやフォークリフト等の作業機械は、機器（例えば、散布機等）及びアタッチメント（例えば、フロントローダ、ブーム、及びフォーク等）等（以下、「負荷３」という）を備えており、負荷３によって様々な作業を行っている。また、作業機器では、作業する際において負荷３を昇降させることがあり、それらを昇降させるべく図１に示すようなシリンダ機構２が備わっている。シリンダ機構２は、そこに流される作動液（主に油であり、水等の液体であってもよい）によって作動する。また、シリンダ機構２は、作動液の流れる方向に応じて伸縮し、伸縮することによって負荷３を昇降させる。
【００２６】
より詳細に説明すると、シリンダ機構２は、ロッド２ａとシリンダ２ｂとを有し、ロッド２ａがシリンダ２ｂに進退可能に挿入されている。また、シリンダ２ｂには、ロッド側ポート２ｃとヘッド側ポート２ｄとが形成されており、それらに対して作動液を給排することによってロッド２ａが作動する。即ち、ロッド側ポート２ｃに作動液を供給し且つヘッド側ポート２ｄから作動液を排出させることでロッド２ａがシリンダ２ｂに対して収縮し、ヘッド側ポート２ｄに作動液を供給し且つロッド側ポート２ｃから作動液を排出させることでロッド２ａがシリンダ２ｂに対して伸張する。このように構成されるシリンダ機構２には、そこに作動液を供給すべく液圧駆動システム４が接続されている。
【００２７】
液圧駆動システム４は、前述の通りシリンダ機構２に作動液を供給する機能を有しており、メインポンプ１１と、傾転制御部１２と、弁装置１と、パイロットポンプ１４とを備えている。メインポンプ１１は、例えば可変容量型の斜板ポンプである。即ち、メインポンプ１１は、斜板１１ａを有しており、斜板１１ａの傾転角を変えることで吐出容量を変更可能に構成されている。また。メインポンプ１１には、斜板１１ａの傾転角を変えるべく傾転制御部１２が設けられており、傾転制御部１２は、後述するロードセンシング圧ｐＬに応じて傾転角を制御するようになっている。このように構成されているメインポンプ１１は、図示しないエンジン又は電動機等の原動機に連結されており、原動機の回転数及びその吐出容量に応じた流量の作動液を吐出する。このようにして吐出された作動液は、メインポンプ１１にポンプ通路１５を介して弁装置１へと導かれる。
【００２８】
弁装置１は、シリンダ機構２に供給する作動液の流れを制御するようになっており、コントロール弁２１と、ロック弁２２と、セレクター２３とを含んで構成されている。コントロール弁２１は、主にメインポンプ１１から吐出された作動液のシリンダ機構２に対する流れを制御する。更に詳細に説明すると、コントロール弁２１は、主にポンプ通路１５、タンク通路１６、ロッド側通路１７、及びヘッド側通路１８と接続されている。タンク通路１６は、タンク１９に接続されており、ロッド側通路１７及びヘッド側通路１８は、シリンダ機構２のロッド側ポート２ｃ及びヘッド側ポート２ｄに夫々接続されている。コントロール弁２１は、これら４つの通路１５〜１８の接続状態を切換えるべくメインスプール３１を有している。
【００２９】
メインスプール３１は、中立位置Ｍ、上げ位置Ｕ、及び下げ位置Ｄの３つの位置に移動可能に構成されており、各位置にて４つの通路１５〜１８の接続状態が切換わる。即ち、メインスプール３１を上げ位置Ｕに位置移動させると、ポンプ通路１５がヘッド側通路１８に接続され、ロッド側通路１７がタンク通路１６に接続される。これにより、ヘッド側ポート２ｄに作動液が供給され且つロッド側ポート２ｃから作動液が排出されることになる。そうすると、ロッド２ａが伸長し、負荷３が上昇する。他方、メインスプール３１を下げ位置Ｄに移動させると、ポンプ通路１５がロッド側通路１７に接続され、ヘッド側通路１８がタンク通路１６に接続される。これにより、ロッド側ポート２ｃに作動液が供給され且つヘッド側ポート２ｄから作動液が排出されることになる。そうすると、ロッド２ａが縮退し、負荷３が下降する。なお、メインスプール３１は、上げ位置Ｕ及び下げ位置Ｄへと移動すると、各々の位置に応じてヘッド側通路１８又はロッド側通路１７の圧力をロードセンシング圧ｐＬとして傾転制御部１２に出力する。傾転制御部１２はポンプ通路１５の圧力をロードセンシング圧ｐＬより一定値だけ高くなるよう斜板１１ａの傾転角を制御する。例えば、メインスプール３１が移動すると、上げ側流量制御部３４ｇの開口面積が増減する。この時、ロッド側通路１７の圧力が一定であれば、メインポンプ１１はポンプ通路１５の圧力を一定にするため開口面積に比例した流量の作動液が吐出されるため、メインスプール３１の移動量に応じた速度にてシリンダ機構２が作動する。更に、メインスプール３１を中立位置Ｍに戻すと、４つの通路１５〜１８が全て遮断される。これにより、シリンダ機構２に対する作動液の給排を止め、負荷３を下降及び上昇を止めることができる。なお、中立位置Ｍでは、ロードセンシング圧ｐＬはタンク圧となっており、メインポンプ１１から吐出される作動液の流量が抑えられている。
【００３０】
このような機能を有するメインスプール３１は、その両端部分にパイロット圧ｐ１，ｐ２を夫々受圧しており、受圧するパイロット圧ｐ１，ｐ２に応じた位置へと移動するようになっている。具体的には、メインスプール３１は、第１パイロット圧ｐ１を受圧すると下げ位置Ｄへと移動し、逆に第２パイロット圧ｐ２を受圧すると上げ位置Ｕへと移動する。また、２つのパイロット圧ｐ１，ｐ２の何れも受圧していない又は２つのパイロット圧ｐ１，ｐ２の差圧が所定の範囲内（具体的は、後述するばね機構３５の付勢力に応じた範囲内）の場合には、メインスプール３１は中立位置Ｍにて保持される。このように動作するメインスプール３１には、その両端部分にパイロット圧ｐ１，ｐ２を夫々与えるべくパイロットポンプ１４に接続されている。
【００３１】
パイロットポンプ１４は、例えば定容量型のポンプ（例えば、斜板ポンプ又はギヤポンプ）であり、図示しないエンジン又は電動機等の原動機に連結されている。パイロットポンプ１４は、原動機の回転数に応じた流量のパイロット液（作動液と同じ液体であり、例えば油や水）をパイロット通路２０に吐出する。パイロット通路２０は、途中にて２つの部分２０ａ，２０ｂに枝分かれしており、各部分２０ａ，２０ｂがメインスプール３１の両端部の各々に繋がっている。また、枝分かれした一方の部分２０ａには、第１電磁制御弁２４Ｌが介在しており、他方の部分２０ｂには、第２電磁制御弁２４Ｒが介在している。第１及び第２電磁制御弁２４Ｌ，２４Ｒは、図示しない制御装置からの指令に応じて２つのパイロット圧ｐ１，ｐ２を制御してメインスプール３１の位置（即ち、ストローク量）を調整する。即ち、コントロール弁２１では、第１電磁制御弁２４Ｌを介して第１パイロット圧ｐ１を出力させることでメインスプール３１を下げ位置Ｄに移動させ、また第２電磁制御弁２４Ｒから第２パイロット圧ｐ２を出力させることでメインスプール３１の上げ位置Ｕに移動させることができ、それらによってシリンダ機構２を伸縮させて負荷３を昇降させることができる。また、２つの電磁制御弁２４Ｌ、２４Ｒからの出力を止めることによってメインスプール３１を中立位置Ｍに戻すことで、それによって負荷３の動きを止めることができる。そして、ヘッド側通路１８には、動きを止めた負荷３をその位置にて保持すべくロック弁２２が介在している。
【００３２】
ロック弁２２は、ヘッド側通路１８を開閉可能に構成され、プランジャ４１及びばね部材４２を有している。プランジャ４１は、ヘッド側通路１８を開閉すべく移動可能に構成され、ヘッド側通路１８を閉じるべくばね部材４２によって閉方向に付勢されている。また、ロック弁２２は、プランジャ室４４と、ばね室４５とを有しており、プランジャ室４４は、ヘッド側通路１８のヘッド側部分１８ｂと繋がっており、ヘッド側部分１８ｂの作動液が導かれる。他方、ばね室４５には、後述するようにメインスプールが中立位置Ｍ又は上げ位置Ｕに位置するときにプランジャ室４４の液圧を導くことができる。ばね室４５に導かれた圧力、即ちばね室４５の圧力はヘッド側通路１８を閉じるべくプランジャ４１に作用している。それ故、プランジャ４１は、シリンダヘッド圧力及び付勢力によって閉方向に押されている。また、プランジャ４１には、プランジャ室４４の圧力及びメインスプール側部分１８ａの液圧が作用しており、ばね室４５の圧力及び付勢力に抗する開方向へとプランジャ４１に作用している。
【００３３】
このように構成されているロック弁２２は、ばね室４５の圧力、付勢力、プランジャ室４４の圧力、及びメインスプール側部分１８ａの液圧に応じてヘッド側通路１８を開閉する。ロック弁２２は、ヘッド側通路１８を閉じることによって負荷３をその位置にて保持する。他方、負荷３を昇降させる際には、ヘッド側通路１８が開くようにしてシリンダ機構２に対する作動液の給排を許容するようになっている。このように状況に応じてヘッド側通路１８の開閉を可能にすべく、セレクター２３によってばね室４５に入力すべき液圧を選択できるようになっている。
【００３４】
セレクター２３は、セレクタースプール５１を有しており、セレクタースプール５１が連通位置Ａと開放位置Ｂとの間で移動する。セレクタースプール５１の位置に応じてプランジャ室４４の圧力及びタンク圧の何れかが選択されて、ロック弁２２のばね室４５に入力される。更に詳細に説明すると、セレクタースプール５１には、その一端に付勢ばね５２が設けられており、付勢ばね５２は、セレクタースプール５１を連通位置Ａの方へと付勢している。また、セレクタースプール５１には、その他端にて付勢ばね５２の付勢力に抗するように第１パイロット圧ｐ１を受圧しており、セレクタースプール５１は、第１パイロット圧ｐ１と付勢力とに応じて連通位置Ａと開放位置Ｂとの間を移動する。
【００３５】
このように構成されているセレクター２３では、第１パイロット圧ｐ１が出力されていない状態、即ちメインスプール３１が中立位置Ｍ及び上げ位置Ｕに位置する状態においてセレクタースプール５１が連通位置Ａに位置する。これにより、プランジャ室４４の圧力がばね室４５の圧力に入力される。それ故、メインスプール３１が中立位置Ｍ及び上げ位置Ｕに位置する状態では、プランジャ４１が閉方向に押される。
【００３６】
また、メインスプール３１が上げ位置Ｕに位置する場合、メインスプール側部分１８ａにメインポンプ１１から吐出される作動液が導かれ、作動液の液圧がばね室４５の圧力に抗するようにプランジャ４１に作用する。作動液の液圧がばね室４５の圧力より高くなるとプランジャ４１が開方向へと移動し、ヘッド側通路１８が開かれる。そうすると、作動液がヘッド側通路１８を介してヘッド側ポート２ｄに導かれ、ロッド２ａが伸長して負荷３が上昇する。この際、プランジャ４１は、ロック弁２２の通過流量に応じた位置に移動する。
【００３７】
また、中立位置Ｍでは、ヘッド側通路１８が他の通路１５〜１７の何れからも遮断され、ヘッド側部分１８ｂ及びメインスプール側部分１８ａの何れもがヘッド側ポート２ｄの液圧となる。それ故、ばね部材４２の付勢力によって、プランジャ４１が閉方向へと移動し、ヘッド側通路１８が閉じられる。これにより、ヘッド側ポート２ｄからタンク通路１６、又はポンプ通路１５への作動液の排出が阻止され、負荷３がその位置にて保持される。
【００３８】
他方、第１パイロット圧ｐ１が出力されている状態、即ちメインスプール３１が下げ位置Ｄに位置する状態では、セレクタースプール５１が第１パイロット圧ｐ１によって押されて開放位置Ｂに移動する。そうすると、ロック弁２２のばね室４５の圧力は、通路４７、４８を経てタンク通路１６に繋がり、タンク圧力となる。プランジャ４１には、主にプランジャ室４４の圧力がばね室４５の圧力に抗するように作用しており、これによってプランジャ４１が開方向へと移動してヘッド側通路１８が開かれる。この際、プランジャ４１は、最大ストローク量で移動する（即ち、フルストロークする）。そうすると、ヘッド側ポート２ｄからヘッド側通路１８に排出された作動液がコントロール弁２１及びタンク通路１６を介してタンク１９に排出され、ロッド２ａが縮退して負荷３が下降する。
【００３９】
このように弁装置１は、作動液の流れる方向を制御して負荷３を昇降することができ、また昇降した負荷３をその位置にて保持することができる。このような機能を有する弁装置１は、コントロール弁２１、ロック弁２２、及びセレクター２３が一体的に構成されている。以下では、弁装置１の具体的な構造について図２を参照しながら説明する。
【００４０】
［弁装置の構造］
弁装置１は、ハウジング２５を備えており、ハウジング２５は、例えばハウジング本体２６、２つのカバー２７，２８に分割可能に構成されている。ハウジング本体２６には、貫通孔３２が形成されており、貫通孔３２は、図２に示すようにハウジング本体２６を貫通するように図２の紙面左右方向に延在している。また、貫通孔３２は、残余の部分より拡径している７つの拡径部３２ａ〜３２ｇを有しており、７つの拡径部３２ａ〜３２ｇは、左右方向に並び且つ互いに間隔をあけて配置されている。また、ハウジング本体２６には、前述するポンプ通路１５、タンク通路１６、ロッド側通路１７、及びヘッド側通路１８に加えてロードセンシング通路２９が形成されており、７つの拡径部３２ａ〜３２ｇは、各ポート３３ａ〜３３ｆを介して各通路１５〜１８，２９に繋がっている。
【００４１】
具体的に説明すると、７つの拡径部３２ａ〜３２ｇは、それらのうち左から５つ目の拡径部３２ｅを除いた６つの拡径部３２ａ〜３２ｄ，３２ｆ，３２ｇに各ポート３３ａ〜３３ｆが形成されている。各ポート３３ａ〜３３ｄ，３３ｆ，３３ｇは、左側から順に第１タンクポート３３ａ、ヘッドポート３３ｂ、ロードセンシングポート３３ｃ、ポンプポート３３ｄ、ロッドポート３３ｅ、及び第２タンクポート３３ｆとなっている。第１タンクポート３３ａ及び第２タンクポート３３ｆは、タンク通路１６を介してタンク１９に繋がっている。また、ヘッドポート３３ｂは、ヘッド側通路１８を介してシリンダ機構２のヘッド側ポート２ｄに繋がり、ロッドポート３３ｅは、ロッド側通路１７を介してロッド側ポート２ｃに繋がっている。更に、ポンプポート３３ｄは、ポンプ通路１５を介してメインポンプ１１と繋がっている。また、ロードセンシングポート３３ｃは、ロードセンシング通路２９を介して傾転制御部１２に繋がっている。また、ハウジング本体２６には、連絡通路３０が形成されており、連絡通路３０によって５つ目の第５拡径部３２ｅと３つ目の第３拡径部３２ｃとが繋がっている。これにより第５拡径部３２ｅもまた、ロードセンシング通路２９を介して傾転制御部１２に繋がっている。このように形成されている貫通孔３２には、メインスプール３１が挿通されている。
【００４２】
メインスプール３１は、大略円柱状に形成されており、その軸線Ｌ１が貫通孔３２の軸線に一致し且つその軸線方向一方及び他方（即ち、左右方向）に移動可能に貫通孔３２に挿通されている。また、メインスプール３１の外径（詳しくは、後述する環状溝３１ａ〜３１ｅを除く部分の外径）は、貫通孔３２の孔径（詳しくは、拡径部３２ａ〜３２ｇを除いた部分の孔径）と略一致しており、メインスプール３１は、ハウジング本体２６の内周面を軸線方向に摺動するようになっている。また、メインスプール３１には、５つの環状溝３１ａ〜３１ｅが形成されている。環状溝３１ａ〜３１ｅは、メインスプール３１の中間部分において軸線方向に互いに間隔をあけて形成されており、隣接する環状溝３１ａ〜３１ｅの間には、ラウンド３４ａ〜３４ｄが形成されている。このような形状を有するメインスプール３１は、各環状溝３１ａ〜３１ｅに各拡径部３２ａ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｇに夫々対応させて配置されており、その位置を変えることによって６つのポート３３ａ〜３３ｆの接続状態が切換わる。
【００４３】
即ち、メインスプール３１が図２に示すような中立位置Ｍに位置する際、各環状溝３１ａ〜３１ｅに各拡径部３２ａ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｇに臨むように位置する。他方、第１ラウンド３４ａは、貫通孔３２において最も左側に位置する第１拡径部３２ａと左側から３番目に位置する第３拡径部３２ｃとの間に位置し、第１拡径部３２ａと第２拡径部３２ｂとの間、及び第２拡径部３２ｂと第３拡径部３２ｃとの間を遮断している。また、第２ラウンド３４ｂは、貫通孔３２において第３拡径部３２ｃとそれに隣接し且つ右側に位置する（即ち、左から４番目の）第４拡径部３２ｄとの間に挿入され、第３拡径部３２ｃと第４拡径部３２ｄとの間を遮断している。第３ラウンド３４ｃは、貫通孔３２において第４拡径部３２ｄとそれに隣接し且つ右側に位置する（即ち、左から５番目の）第５拡径部３２ｅとの間に挿入され、第４拡径部３２ｄと第５拡径部３２ｅとの間を遮断している。また、第４ラウンド３４ｄは、貫通孔３２において第５拡径部３２ｅと最も右側に位置する（即ち、左から７番目の）第７拡径部３２ｇとの間に位置し、第５拡径部３２ｅとそれに隣接し且つ右側に位置する（即ち、左から６番目の）第６拡径部３２ｆとの間、及び第６拡径部３２ｆと第７拡径部３２ｇとの間を遮断している。これにより、コントロール弁２１では、メインスプール３１が中立位置Ｍに位置する際にロードセンシングポート３３ｃを除く全てのポート３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｆが遮断される、即ち４つの通路１５〜１８が全て遮断される。
【００４４】
なお、メインスプール３１には、その中に内側通路３１ｆが形成されている。内側通路３１ｆは、メインスプール３１が中立位置Ｍに位置する際に第７拡径部３２ｇと第５拡径部３２ｅとを連通する、即ちタンク通路１６とロードセンシング通路２９とを連通する。これにより、メインスプール３１が中立位置Ｍに位置する際、傾転制御部１２には、ロードセンシング圧ｐＬとしてタンク圧が導かれ、傾転角が最小角となる。これにより、メインスプール３１が中立位置Ｍに位置する際にメインポンプ１１の消費エネルギーを低減するようになっている。
【００４５】
次にメインスプール３１が中立位置Ｍから上げ位置Ｕ（即ち、中立位置Ｍから図２の左側）に移動した場合について、図３Ａ及びＢも参照しながら説明する。メインスプール３１が上げ位置Ｕに移動すると、第１ラウンド３４ａによって遮断されていた第２拡径部３２ｂと第３拡径部３２ｃとが連通し、更に第２ラウンド３４ｂによって遮断されていた第３拡径部３２ｃと第４拡径部３２ｄとが連通する。また、第４ラウンド３４ｄによって遮断されていた第６拡径部３２ｆと第７拡径部３２ｇもまた連通する。逆に、第５拡径部３２ｅと第７拡径部３２ｇと連通していた内側通路３１ｆは塞がれ、第５拡径部３２ｅと第７拡径部３２ｇとの間が遮断される。このように拡径部３２ｂ〜３２ｇの接続状態が切換わることで、ポンプポート３３ｄがヘッドポート３３ｂ及びロードセンシングポート３３ｃと繋がり、ロッドポート３３ｅが第２タンクポート３３ｆに繋がる。即ち、コントロール弁２１を介してメインポンプ１１とシリンダ機構２のヘッド側ポート２ｄとが繋がり、シリンダ機構２のロッド側ポート２ｃがタンク１９と繋がる。これにより、ロッド２ａが伸長し、負荷３が上昇する。この際、ロッドポート３３ｅと第２タンクポート３３ｆと間の通路面積、及びポンプポート３３ｄとヘッドポート３３ｂとの通路面積は、メインスプール３１のストローク量に応じた面積に制御される。それ故、メインスプール３１のストローク量に応じてシリンダ機構２から給排される作動液の流量が制御され、これによりロッド２ａの上昇速度を制御することができる。
【００４６】
なお、第２ラウンド３４ｂには、上げ側流量制御部３４ｇが形成されている。上げ側流量制御部３４ｇは、複数の切欠きによって構成されており、本実施形態では４つの切欠きによって構成されている。４つの切欠きは、第２ラウンド３４ｂの第４拡径部３２ｄ側の端部であってその外周縁部分において周方向に等間隔をあけて形成されている。４つの切欠きは、第３拡径部３２ｃの方に向かって延在しており、中立位置Ｍにおいて第３拡径部３２ｃと第４拡径部３２ｄとの間に位置して塞がれている。他方、メインスプール３１を中立位置Ｍから上げ位置Ｕに移動させると共に第３拡径部３２ｃに繋がり、これによって第４拡径部３２ｄに導かれた作動液が４つの切欠きを介して第３拡径部３２ｃへと導かれる。即ち、作動液がメインポンプ１１から第４拡径部３２ｄを介して第３拡径部３２ｃへと導かれる際の初期段階において作動液の流量を制限することができ、上昇開始時におけるショックを低減することができる。
【００４７】
他方、メインスプール３１が中立位置Ｍから下げ位置Ｄ（即ち、中立位置から図２の右側）に移動した場合について、図３Ｂを参照しながら説明する。メインスプール３１が下げ位置Ｄに移動すると、第１ラウンド３４ａによって遮断されていた第１拡径部３２ａと第２拡径部３２ｂとが連通し、更に第３ラウンド３４ｃによって遮断されていた第４拡径部３２ｄと第５拡径部３２ｅとが連通する。また、第４ラウンド３４ｄによって遮断されていた第５拡径部３２ｅと第６拡径部３２ｆもまた連通する。更に、内側通路３１ｆは、上げ位置Ｕに移動した場合と同様に塞がれており、第５拡径部３２ｅと第７拡径部３２ｇとの間もまた遮断される。このように拡径部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ〜３２ｇの接続状態が切換わることで、ヘッドポート３３ｂが第１タンクポート３３ａに繋がり、ポンプポート３３ｄがロードセンシングポート３３ｃ及びロッドポート３３ｅと繋がる。即ち、コントロール弁２１を介してメインポンプ１１とシリンダ機構２のロッド側ポート２ｃとが繋がり、シリンダ機構２のヘッド側ポート２ｄがタンク１９と繋がる。これにより、ロッド２ａが縮退し、負荷３が下降する。この際、ヘッドポート３３ｂと第１タンクポート３３ａと間の通路面積、及びポンプポート３３ｄとロッドポート３３ｅとの通路面積は、メインスプール３１のストローク量に応じた面積に制御される。それ故、メインスプール３１のストローク量に応じてシリンダ機構２から給排される作動液の流量が制御され、これによりロッド２ａの下降速度を制御することができる。
【００４８】
なお、第１ラウンド３４ａには、下げ側流量制御部３４ｈが形成されている。下げ側流量制御部３４ｈは、複数の切欠きによって構成されており、本実施形態では４つの切欠きによって構成されている。４つの切欠きは、第１ラウンド３４ａの第１拡径部３２ａ側の端部であってその外周縁部分において周方向に等間隔をあけて形成されている。４つの切欠きは、第２拡径部３２ｂの方に向かって延在しており、中立位置Ｍにおいて第１拡径部３２ａと第２拡径部３２ｂとの間に位置して塞がれている。他方、４つの切欠きはメインスプール３１を中立位置Ｍから下げ位置Ｄに移動させるとやがて第２拡径部３２ｂに繋がり、これによって第２拡径部３２ｂに導かれた作動液が４つの切欠きを介して第１拡径部３２ａへと導かれる。即ち、作動液がシリンダ機構２から第２拡径部３２ｂを介して第１拡径部３２ａに導かれる際の初期段階において作動液の流量を制限することができ、下降開始時におけるショックを低減することができる。
【００４９】
このように構成されているメインスプール３１は、その軸線方向一端部及び他端部がハウジング本体２６から外方に突出している。また、ハウジング本体２６の軸線方向一端面及び他端面には、メインスプール３１の軸線方向一端部及び他端部に被せるように２つのカバー２７，２８が夫々設けられている。一方のカバー２７であるスプールカバー２７には、その中に第１パイロット室２７ａが形成されており、メインスプール３１の軸線方向一端部がハウジング本体２６から第１パイロット室２７ａへと突き出ている。また、スプールカバー２７には、第１パイロット室２７ａに繋がる第１パイロットポート２７ｂが形成されており、第１パイロットポート２７ｂは、パイロット通路２０の枝分かれした一方の部分２０ａと繋がっている。即ち、第１電磁制御弁２４Ｌから出力される第１パイロット圧ｐ１が第１パイロットポート２７ｂを介して第１パイロット室２７ａに導かれる。このように第１パイロット圧ｐ１を第１パイロット室２７ａに導くことによってメインスプール３１を下げ位置Ｄの方へと押して移動させることができる。
【００５０】
他方、他方のカバー２８であるばねカバー２８は、大略円筒状に形成されており、その開口をハウジング本体２６の軸線方向一端面に向けてそこに固定されている。このように配置されているばねカバー２８には、その中に第２パイロット室２８ａが形成されており、メインスプール３１の軸線方向他端部がハウジング本体２６から第２パイロット室２８ａへと突き出ている。また、ばねカバー２８には、第２パイロット室２８ａに繋がる第２パイロットポート２８ｂが形成されている。更に第２パイロットポート２８ｂは、パイロット通路２０の枝分かれした他方の部分２０ｂと繋がっている。即ち、第２電磁制御弁２４Ｒから出力される第２パイロット圧ｐ２が第２パイロットポート２８ｂを介して第２パイロット室２８ａに導かれる。このように第２パイロット圧ｐ２を第２パイロット室２８ａに導くことによってメインスプール３１を上げ位置Ｕの方へと押して移動させることができる。また、このような機能を有する第２パイロット室２８ａには、ばね機構３５が収容されている。
【００５１】
ばね機構３５は、メインスプール３１を中立位置Ｍに復帰させるべく、スペーサーボルト３６と、一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒと、復帰ばね３８とを有している。スペーサーボルト３６は、大略円柱状に形成されており、その軸線が互いに一致するようにその先端部分をメインスプール３１の一端部分（即ち、図２の右側端部）に螺合させている。また、スペーサーボルト３６の外径は、その基端側部分を除いてメインスプール３１の一端部分の外径より小径に形成されている。他方、スペーサーボルト３６の基端側部分は、残余部に対して大径に形成されており、その外径がメインスプール３１の一端部分の外径と略一致している。即ち、スペーサーボルト３６の中間部分は、スペーサーボルト３６基端側部分とメインスプール３１の一端部分に対して小径に形成されており、この中間部分に一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒが外装されている。
【００５２】
一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒは、大略有底筒状に形成されており、その底部をスペーサーボルト３６が貫通している。このような形状を有する一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒ各々は、互いに相反する方向（即ち、左方向及び右方向）に開口を向け且つ互いに左右方向に間隔をあけてスペーサーボルト３６に外装されている。また、一対のばね座３７Ｌ、３７Ｒは、共にその内径がメインスプール３１の一端部分及びスペーサーボルト３６の基端部分の外径より大径に夫々形成されており、一方のばね座３７Ｌをメインスプール３１の一端部分に被せ、且つ他方のばね座３７Ｒの中にスペーサーボルト３６の基端部分を収めるようにして軸線方向に離して配置されている。
【００５３】
また、一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒは、その開口端部に周方向全周にわたって延在するフランジ３７ｌ，３７ｒが形成されている。フランジ３７ｌ，３７ｒは、共に開口端部から半径方向外方に突出しており、一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒがスペーサーボルト３６に外装された状態で左右方向に互いに対向している。この対向する２つのフランジ３７ｌ，３７ｒの間には、復帰ばね３８が介在している。復帰ばね３８は、いわゆる圧縮コイルばねであり、一対のばね座３７Ｌ，３７Ｒを互いに相反する方向に付勢している。即ち、一方のばね座３７Ｌは、メインスプール３１の一端部分に向かって付勢され、他方のばね座３７Ｒは、スペーサーボルト３６の基端部に向かって付勢されている。
【００５４】
このようにして配置されるばね機構３５は、メインスプール３１が中立位置Ｍに位置する際にフランジ３７ｌをハウジング本体２６の他端面に当たり、且つ、フランジ３７ｒをばねカバー２８の底面に当たるように第２パイロット室２８ａに収容されている。それ故、メインスプール３１を下げ位置Ｄ及び上げ位置Ｕに夫々移動させると、復帰ばね３８は、メインスプール３１に対してそれを中立位置Ｍに戻すような付勢力を作用させる。
【００５５】
このようにコントロール弁２１では、２つの電磁制御弁２４Ｌ，２４Ｒの何れかからパイロット圧ｐ１，ｐ２を出力させる（又は、２つのパイロット圧ｐ１，ｐ２の差圧を生じさせる）ことによってメインスプール３１を下げ位置Ｄ及び上げ位置Ｕに移動させることができる。他方、それらの出力を止めることによって、ばね機構３５の付勢力によりメインスプール３１を中立位置Ｍに戻すことができる。このようにコントロール弁２１では、メインスプール３１を下げ位置Ｄ及び上げ位置Ｕに移動させることによって、ヘッド側通路１８を介してシリンダ機構２に対して作動液を給排してシリンダ機構２のロッド２ａを伸縮させることができる。また、メインスプール３１を中立位置Ｍに戻した際には、シリンダ機構２に対する作動液の給排を止めてシリンダ機構２のロッド２ａの動きを止めることができる。また、動きを止めたロッド２ａをその位置にて保持すべくヘッド側通路１８に前述の通りロック弁２２を介在させており、ロック弁２２を介在させるべくハウジング本体２６には、弁孔４３が形成されている。
【００５６】
弁孔４３は、図４にも示されるようにハウジング本体２６の軸線方向一端面から他端面に向かって延びる（即ち、軸線方向に延びる）断面円形の有底の孔である。なお、弁孔４３は、前記軸線方向と交差する方向に形成されていてもよい。このような形状を有する弁孔４３は、ヘッド側通路１８に介在させるようにハウジング本体２６に形成されている。更に詳細に説明すると、弁孔４３は、その底面においてロック弁ポート４３ａを介してヘッド側通路１８のメインスプール側部分１８ａと繋がり、その側面においてヘッド側部分１８ｂと繋がっている。また、弁孔４３は、メインスプール側部分１８ａが繋がる部分が残余の部分より大径に形成されており、この大径部分によってプランジャ室４４が形成されている。また、ロック弁ポート４３ａは、弁孔４３の孔径より小径に形成されている。これにより、ロック弁ポート４３ａ周りに弁座４３ｂが形成され、その弁座４３ｂに着座するようにしてプランジャ４１が弁孔４３に挿入されている。
【００５７】
プランジャ４１は、大略有底円筒状に形成されており、その軸線方向に移動可能に弁孔４３に挿入されている。また、プランジャ４１は、先端部分４１ａ、中間部分４１ｂ、及び基端側部分４１ｃとで外径が異なっている。例えば、プランジャ４１では、中間部分４１ｂが最も小径に形成され、且つ基端側部分４１ｃが最も大径に形成されている。即ち、先端部分４１ａは、中間部分４１ｂより大径であって基端側部分４１ｃより小径に形成されている。また、プランジャ４１の先端部分４１ａは、ロック弁ポート４３ａに嵌合可能に構成されており、ロック弁ポート４３ａに嵌合することで弁座４３ｂに着座してロック弁ポート４３ａを閉じる、即ちヘッド側通路１８を閉じるようになっている。更に、プランジャ４１の中間部分４１ｂは、プランジャ室４４に対応する位置に配置されている。また、基端側部分４１ｃの外径は、弁孔４３（プランジャ室４４を除く）の内径と略一致している。それ故、プランジャ４１では、その基端側部分４１ｃがシールを達成した状態で弁孔４３に挿入されており、この基端側部分４１ｃによって弁孔４３がプランジャ室４４とばね室４５とに分けられている。また、基端側部分４１ｃは、その基端にて開口する内孔４１ｄを有しており、そこにはばね部材４２が収容されている。
【００５８】
ばね部材４２は、いわゆる圧縮コイルばねであり、その一端側部分を内孔４１ｄから突出させた状態にて内孔４１ｄに挿入されている。また、ばね部材４２は、その一端側部分の端面、即ち一端面をスプールカバー２７の端面に当接させており、プランジャ４１とスプールカバー２７との間に介在させるようにしてばね室４５に収容されている。このように収容されているばね部材４２は、プランジャ４１を弁座４３ｂに向かって付勢しており、付勢されることによってプランジャ４１が弁座４３ｂに着座してヘッド側通路１８を閉じている。
【００５９】
このように構成されているロック弁２２では、プランジャ４１に以下のような荷重が作用する。即ち、プランジャ４１の基端側部分４１ｃは、プランジャ４１を開方向に動かす荷重をプランジャ室４４の作動液から受け、またプランジャ４１の先端部分４１ａは、閉方向に動かす荷重をプランジャ室４４の作動液から受ける。ここで、開方向とは、プランジャ４１が弁座４３ｂから離れる方向であり、閉方向とは、プランジャ４１が弁座４３ｂに近づく方向、即ち開方向の逆方向である。基端側部分４１ｃ及び先端部分４１ａが夫々受ける荷重は、各部分の断面積に比例しており、ロック弁ポート４３ａの孔径が基端側部分４１ｃの外径より小さく形成されていることによって基端側部分４１ｃの方がより大きな荷重を受けることになる。それ故、プランジャ４１は、プランジャ室４４の作動液から開方向の荷重を受けている。他方、このような開方向への荷重に抗するべくばね室４５にプランジャ室４４の圧力を導けるようになっており、ハウジング２５には、そのプランジャ室４４の圧力をばね室４５に導くべくプランジャ室連通路４６及びばね室連通路４７が形成されている。
【００６０】
プランジャ室連通路４６は、プランジャ室４４に繋がり、ばね室連通路４７は、ばね室４５に繋がっている。また、プランジャ室連通路４６及びばね室連通路４７同士もまたセレクター２３を介して接続されており、プランジャ室連通路４６に流れる作動液、即ちヘッド側部分１８ｂを流れる作動液をセレクター２３を介してばね室連通路４７に導き、更にばね室４５へと流すことができる。また、セレクター２３は、タンク連通路４８を経由してタンク１９にも接続されており、ばね室連通路４７の接続先をプランジャ室連通路４６からタンク１９に切換えることができる。即ち、セレクター２３は、ばね室連通路４７の接続先をプランジャ室連通路４６又はタンク１９の何れかを選択し、プランジャ室４４の圧力又はタンク圧の何れかをばね室４５に導くことができるようになっている。以下では、セレクター２３の構造について図４も参照しながら詳しく説明する。
【００６１】
セレクター２３は、スプールカバー２７に設けられており、スプールカバー２７には、セレクター２３を構成すべくスプール孔５３が形成されている。スプール孔５３は、メインスプール３１の軸線Ｌ１に略直交する方向（本実施形態では、上下方向）に延在する孔である。更に詳細に説明すると、スプール孔５３は、スプールカバー２７の上面にて開口し、そこから第１パイロット室２７ａまで下方に延在している。このように形成されるスプール孔５３は、その開口にキャップ部材５４が螺合されて閉じられている。また、スプール孔５３の軸線方向中間部分には、半径方向外方に凹む２つの環状溝５３ａ，５３ｂが周方向全周にわたって形成されている。第１環状溝５３ａは、プランジャ室連通路４６に繋がり、第２環状溝５３ｂは、ばね室連通路４７に繋がっている。このように形成されるスプール孔５３には、セレクタースプール５１がその軸線方向に移動可能に挿入されている。
【００６２】
セレクタースプール５１は、大略円柱状に形成されており、その軸線方向先端側部分、中間部分、及び基端側部分にラウンド５１ａ，５１ｂ，５１ｃが夫々形成されている。３つのラウンド５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、セレクタースプール５１の残余部に対して大径に形成され、また軸線方向先端側部分及び中間部分に形成される第１ラウンド５１ａ，第２ラウンド５１ｂの外径は、スプール孔５３の孔径（より具体的には、スプール孔５３の中間部分であって環状溝５３ａ，５３ｂを除いた部分の孔径）と略一致している。他方、セレクタースプール５１において第１ラウンド５１ａ，第２ラウンド５１ｂの間の部分は、スプール孔５３の孔径より小径に形成されており、これによって第１ラウンド５１ａ，第２ラウンド５１ｂの間に環状通路５６が形成されている。環状通路５６は、第２環状溝５３ｂに常時繋がっている。他方、環状通路５６と第１環状溝５３ａとは、セレクタースプール５１の位置に応じて接続及び遮断とが切換わるようになっている。
【００６３】
即ち、セレクタースプール５１が図２及び３Ａに示すような連通位置Ａに位置する際、環状通路５６は２つの環状溝５３ａ，５３ｂに接続され、これによってそれらが連通される。これにより、プランジャ室連通路４６とばね室連通路４７とが連通され、プランジャ室４４の圧力をばね室４５に導くことができる。他方、セレクタースプール５１が連通位置Ａから上方に距離ａ以上移動すると、第１環状溝５３ａが第１ラウンド５１ａによって塞がれ、環状通路５６と第１環状溝５３ａとの間が遮断される。即ち、２つの環状溝５３ａ，５３ｂの間が遮断される。このように遮断された状態において第２環状溝５３ｂ、即ちばね室４５にタンク圧を導くべく、セレクター２３は、更に以下のような構造を有している。
【００６４】
即ち、スプール孔５３には、２つの環状溝５３ａ，５３ｂより更に基端側に径方向外方に凹む環状空間５７が形成されている。環状空間５７は、連通位置Ａにてセレクタースプール５１の第２ラウンド５１ｂと第３ラウンド５１ｃとの間に位置している。また、第２ラウンド５１ｂには、複数の切欠き５１ｅが形成されている。複数の切欠き５１ｅは、その第１ラウンド５１ａ側の端面から第３ラウンド５１ｃ側の端面に向かって延びている。複数の切欠き５１ｅは、連通位置Ａにおいて環状空間５７に臨むことなく塞がれているが、セレクタースプール５１が連通位置Ａから上方に距離ｂを超えて移動すると環状空間５７と繋がる。これにより、セレクタースプール５１を連通位置Ａから上方に距離ａ以上移動させることによって環状空間５７と環状溝５３ｂとが連通する。
【００６５】
また、スプール孔５３は、環状空間５７より更に基端側であって開口付近が残余の部分（即ち、先端側部分）より大径に形成されており、その大径に形成された空間がばね収容空間５８を成している。セレクタースプール５１は、スプール孔５３の先端側部分からばね収容空間５８へと突き出ている。このように突き出た軸線方向基端側部分にはラウンド５１ｃが形成されており、ラウンド５１ｃがばね収容空間５８を上下方向に移動している。また、スプール孔５３には、その先端側部分とばね収容空間５８とが繋がる部分が弁座５５を成しており、弁座５５には第３ラウンド５１ｃが着座できるようになっている。より詳細に説明すると、セレクタースプール５１は、連通位置Ａに位置すると第３ラウンド５１ｃを弁座５５に着座させ、環状空間５７とばね収容空間５８との間が塞がる。他方、セレクタースプール５１が連通位置Ａから開放位置Ｂの方へと移動すると、第３ラウンド５１ｃが弁座５５から離間し、離間することで環状空間５７とばね収容空間５８が連通する。また、スプール孔５３には、このばね収容空間５８に対応する位置に第３環状溝５３ｃが形成されている。第３環状溝５３ｃは、第１タンクポート３３ａ、タンク連通路４８、及びタンク通路１６を介してタンク１９に繋がっている（図２参照）。それ故、セレクタースプール５１が開放位置Ｂへと移動した際には、環状溝５３ｂが複数の切欠き５１ｅ、環状空間５７、及びばね収容空間５８等を介してタンク１９に繋がる。これによりばね室４５がタンク１９と繋がることになり、ばね室４５にタンク圧が導かれる。
【００６６】
このように構成されているセレクタースプール５１は、その位置を変えることによってばね室４５にプランジャ室４４の圧力又はタンク圧の何れかを導くことができ、その位置を変えるべく以下のように構成されている。即ち、セレクタースプール５１には、その基端側部分に付勢ばね５２が設けられている。付勢ばね５２は、いわゆる圧縮コイルばねであり、セレクタースプール５１の基端側部分に外装されている。このように外装されている付勢ばね５２は、セレクタースプール５１の第３ラウンド５１ｃとキャップ部材５４の天井面との間に介在し、セレクタースプール５１を連通位置Ａの方へと付勢している。
【００６７】
また、セレクタースプール５１は、その先端部にて前述する付勢ばね５２の付勢力に抗するように第１パイロット室２７ａに導かれる第１パイロット圧ｐ１を受圧する。即ち、セレクタースプール５１の先端部は、スプール孔５３から第１パイロット室２７ａへと突き出ており、セレクタースプール５１の先端部にて第１パイロット室２７ａに導かれる第１パイロット圧ｐ１を受圧する。これにより、負荷３を下げるべく第１パイロット室２７ａに第１パイロット圧ｐ１が導かれると、セレクタースプール５１が付勢力に抗して連通位置Ａから上方に距離ａ以上移動し、ばね室４５にタンク圧が導かれる。これにより、プランジャ４１が開方向に移動してヘッド側通路１８が開かれる。そうすると、ヘッド側ポート２ｄからヘッド側通路１８に排出された作動液がコントロール弁２１及びタンク通路１６を介してタンク１９に排出され、ロッド２ａが縮退して負荷３が下降する。
【００６８】
他方、負荷３を上げる又はその位置にて保持する際には、第１パイロット室２７ａがタンク圧となるので、セレクタースプール５１が付勢力により押されて連通位置Ａに位置し、ばね室４５にプランジャ室４４の圧力が導かれる。これにより、メインスプール３１を上げ位置Ｕに位置させると、ロッド２ａが伸長して負荷３が上昇する。他方、メインスプール３１を中立位置Ｍに戻すと、ヘッド側ポート２ｄに対する作動液の給排が不能となり、負荷３をその位置にて保持することができる。
【００６９】
このように構成されている弁装置１では、セレクタースプール５１が、メインスプール３１に隣接させて配置され且つその軸線Ｌ２をメインスプール３１の軸線Ｌ１に直交させるようにして配置されている。それ故、弁装置１がメインスプール３１の軸線方向（即ち、左右方向）に長くなることを抑制することができる。また、セレクタースプール５１をメインスプール３１に隣接させて配置することによって、直交する方向（即ち、上下方向）に外形寸法が大きくなることも抑制することができる。従って、弁装置１の小型化を図ることができる。
【００７０】
また、弁装置１では、セレクタースプール５１が第１パイロット圧ｐ１に応じて移動し、それによってセレクタースプール５１をメインスプール３１の動きに連動させている。それ故、従来の制御装置のようにメインスプール３１及びセレクタースプール５１端面同士を対向させ且つそれらを押し合わせることによってそれらを連動させるような構造とする必要がなく、セレクタースプール５１の設計の自由度を向上させることができる。
【００７１】
また、従来の制御装置のようにメインスプールとセレクタースプールとを同軸線状に配置して互いに押し合って連動させる場合、メインスプールのストローク量に合せてセレクタースプールのストローク量が決まる。それ故、前述するストローク量を許容すべくセレクター自体も大型化し、それによっても従来の制御装置が大型化する要因となっている。これに対して弁装置１では、メインスプール３１とセレクタースプール５１とが互いの軸線Ｌ１，Ｌ２を直交させるようにして配置されているので、セレクタースプール５１のストローク量がメインスプール３１のストローク量によって一義的に決まることがなくセレクタースプール５１の設計の自由度が向上する。これにより、セレクタースプール５１のストローク量を調整してセレクター２３を小型化することができ、弁装置１の小型化を図ることができる。
【００７２】
このように構成されている弁装置１は、更に図２に示すような手動操作機構６１を備えており、パイロット圧ｐ１，ｐ２を出力させることなくメインスプール３１を動かすことができる。即ち、手動操作機構６１は、操作ピン６２と、軸部材６３と、操作レバー６４とを有している。操作ピン６２は、スプールカバー２７の第１パイロット室２７ａに配置されている。操作ピン６２は、回動部６２ａと連結部６２ｂとを有している。回動部６２ａは、大略Ｏ字状に形成されており、回動部６２ａの内孔には、軸部材６３が嵌合され、両者は図示しない固定ピンにより相対回転不能に固定されている。軸部材６３は、その軸線Ｌ３がメインスプール３１の軸線Ｌ１に直交する方向、例えば図２において前後方向に延在するように配置され、且つその軸線Ｌ３回りに回動可能に支持されている。また、軸部材６３は、スプールカバー２７を突き出てその外側まで延在しており、外側に位置する軸部材６３の一端側部分に操作レバー６４が相対回転不能に取り付けられている。
【００７３】
操作レバー６４は、軸部材６３からその径方向に延在する部材であり、その上端部にある把持部６４ａを手動操作することによって操作レバー６４を傾倒させることができる。また、操作レバー６４を傾倒させることによって軸部材６３及び操作ピン６２がその軸線Ｌ３回りに回動する。また、操作ピン６２の回動部６２ａには、連結部６２ｂが一体的に設けられている。連結部６２ｂは、回動部６２ａからその径方向に延在し、メインスプール３１の軸線方向他端部に連結されている。具体的に説明すると、メインスプール３１の軸線方向他端部には、その軸線Ｌ１及び軸部材６３の軸線Ｌ３に対して直交する方向、例えば上下方向に延びる挿通孔３１ｇが形成されており、そこに連結部６２ｂの先端部分が嵌合している。
【００７４】
このように構成されている手動操作機構６１は、図３Ａに示すように操作レバー６４を倒すと、操作ピン６２が反時計回りに回動する。そうすると、操作ピン６２によってメインスプール３１が左方向に引かれて上げ位置Ｕに移動する。他方、図３Ｂに示すように操作レバー６４を起こすと、操作ピン６２が時計回りに回動する。そうすると、操作ピン６２によってメインスプール３１が右方向に押されて下げ位置Ｄに移動させることができる。このように、コントロール弁２１では、手動操作機構６１によってメインスプール３１を上げ位置Ｕ及び下げ位置Ｄに移動させることができる。
【００７５】
また、弁装置１は、手動操作で動かす際に、第１パイロット圧ｐ１によらずにメインスプール３１の動作に合せてセレクター２３を動かすべく、セレクター２３が以下のように構成されている。即ち、セレクタースプール５１の他端部分は、メインスプール３１の外周面に向かって延びている。また、メインスプール３１の外周面には、セレクタースプール５１に対応する位置に案内部３９が形成されている。案内部３９は、軸線方向においてそれに隣接する部分より大径に形成されており、その軸線方向他方側の部分が軸線方向他方に向かって先細りに形成されている。この先細りに形成されるテーパ部分３９ａには、メインスプール３１を中立位置Ｍから下げ位置Ｄに移動させるとセレクタースプール５１の先端が当たるようになっている。また、セレクタースプール５１は、メインスプール３１を中立位置Ｍから下げ位置Ｄへと移動させるとテーパ部分３９ａに沿って移動する、即ち上方に持ち上げられる。これにより、第１パイロット室２７ａに第１パイロット圧ｐ１を導いてメインスプール３１を下げ位置Ｄへと移動させる場合と同じく手動操作機構６１によってメインスプール３１を下げ位置Ｄへと移動させる場合もまたセレクタースプール５１を連通位置Ａから開放位置Ｂの方へと移動させることができる。即ち、手動操作時であってもパイロット駆動時と同様にばね室４５の圧力をタンク圧に落として、プランジャ４１をフルストロークさせることができる（図３Ｂ参照）。これによってヘッド側通路１８が開き、シリンダ機構２のロッド２ａを縮退させて負荷３を下降させることができる。
【００７６】
なお、セレクタースプール５１は、テーパ部分３９ａを乗り越えると案内部３９の保持部３９ｂに移るようになっている。保持部３９ｂは、大略断面円形状に形成されており、その外径がテーパ部分３９ａの最大外径と一致している。即ち、セレクタースプール５１がテーパ部分３９ａを乗り越えた後、保持部３９ｂに滑らかに移れるようになっている。このように移った後、セレクタースプール５１は、メインスプール３１の位置によらず開放位置Ｂにて維持される。
【００７７】
また、メインスプール３１を下げ位置Ｄから中立位置Ｍの方に戻すと、セレクタースプール５１がテーパ部分３９ａに沿って移動することによって下降し、やがて中立位置Ｍに戻ることによってセレクタースプール５１が連通位置Ａに位置する。また、メインスプール３１を中立位置Ｍから上げ位置Ｕへと移動させると、セレクタースプール５１がテーパ部分３９ａから離れ、セレクタースプール５１は持ち上げられることなく連通位置Ａにて維持される。即ち、パイロット駆動時と同じく、手動操作時においてもメインスプール３１が中立位置Ｍ及び上げ位置Ｕに位置する際には、セレクタースプール５１を連通位置Ａにて維持することができる。これにより、手動操作後にメインスプール３１を中立位置Ｍに戻した際に、ヘッド側通路１８が閉じられた状態を維持してヘッド側ポート２ｄからタンク１９に対する作動液の排出をできないようにして負荷３をその位置にて保持することができる。なお、メインスプール３１が上げ位置Ｕに位置する際には、作動液の液圧がばね室４５の圧力及び、ばね部材４２の付勢力に抗してプランジャ４１に作用しており、プランジャ４１は、図３Ａに示すようにロック弁２２の通過流量に応じた位置に移動する。
【００７８】
このように弁装置１では、手動操作時においてもメインスプール３１の位置に応じてセレクタースプール５１を動かすことで、プランジャ室４４の圧力又はタンク圧力のどちらかをばね室４５に導入することができるので、パイロット駆動時と同じように作動させることができる。
【００７９】
このように構成される弁装置１は、シリンダ機構２によって負荷３を下降させる際にショックが生じないように以下のように構成されている。即ち、距離ａ、距離ｂ、距離ｓ、及びテーパ角αが以下の数式（１）のような関係を成すように弁装置１が構成されている。
ａ＜ｂ＜ｓ×ｔａｎα                          …（１）
ここで、距離ａは、前述の通り、プランジャ室連通路４６とばね室連通路４７との間を閉じる際に連通位置Ａから移動させる必要がある移動距離である。距離ｂもまた、前述の通り、環状空間５７と環状溝５３ｂとを連通させるべく連通位置Ａから移動させる必要がある移動距離である。他方、距離ｓは、メインスプール３１が中立位置Ｍから下げ位置Ｄの方に移動し、下げ側流量制御部３４ｈの少なくとも１つの切欠きが第２拡径部３２ｂに繋がるまでの距離であり、テーパ角αは、テーパ部分３９ａのテーパ角である。
【００８０】
このような距離ａ、距離ｂ、距離ｓ、及びテーパ角αが上述する関係を有することによって、弁装置１が以下のよう作動する。即ち、手動操作によってメインスプール３１を中立位置Ｍから下げ位置Ｄの方向に移動させると、ａ＜ｂの関係により、まずプランジャ室連通路４６とばね室連通路４７との間が遮断され、その環状溝５３ｂと環状空間５７とが繋がってばね室連通路４７がタンク１９に接続される。これにより、プランジャ室４４の作動液、即ちシリンダ機構２のヘッド側ポート２ｄから排出される作動液が環状通路５６と環状空間５７を介してタンク１９に排出されることを防ぐことができる。これにより、作動液が排出される流路をヘッド側通路１８に一本化することができ、排出流量の制御を容易にすることができる。また、ばね室連通路４７がタンク１９に接続されることによって、ばね室４５の圧力がタンク圧となり、プランジャ４１はプランジャ室４４の圧力によって開方向に押され、ヘッド側通路１８が開く。
【００８１】
また、ａ，ｂ＜ｓ×ｔａｎαの関係により、ヘッド側通路１８が開いた後にヘッドポート３３ｂと第１タンクポート３３ａとが繋がれる、即ちヘッド側通路１８とタンク１９とが繋がれる。ヘッドポート３３ｂと第１タンクポート３３ａとは、それらが繋がる初期の段階において下げ側流量制御部３４ｈを介して互いに繋がるようになっており、ヘッド側通路１８からタンク１９に流れる作動液の流量が徐々に増えるようになっている。それ故、シリンダ機構２のヘッド側ポート２ｄからタンク１９へと排出される作動液の流量を徐々に増加させることができ、負荷３を下降させる際に生じるショックを抑制することができる。
【００８２】
なお、弁装置１は、メインスプール３１を下げ位置Ｄから中立位置Ｍに戻す際に前述する手順とは逆の手順にて作動するので、負荷３の下降を止める際にもショックが生じることを抑制することができる。
【００８３】
［その他の実施形態］
本実施形態の弁装置１では、主に作業機械に適用されているが、必ずしもこのような機械に限定されない。例えば、液圧シリンダ機構が用いられるロボット、掘削機、及び高所作業車等に適用してもよく、その適用される分野は限定されない。また、シリンダ機構は、必ずしも負荷を上下に昇降させるものではなく、負荷を水平方向に移動させるような構成であってもよい。
【００８４】
また、弁装置１においてメインスプール３１がパイロット駆動式のスプールであるが、電動アクチュエータ等によって駆動されるような電動駆動式のスプールであってもよい。また、操作レバー６４は、常時軸部材６３に取り付けられている必要はなく、必要なときに取り付けることができるように着脱可能に構成されていてもよい。
【００８５】
また、セレクタースプール５１は、案内部３９によってメインスプール３１の動きに連動するように構成されているが、必ずしもこのような構成に限定されない。即ち、セレクタースプール５１とメインスプール３１とをリンク機構によって連結したり、カム機又は歯車機構によって動力の伝達を可能にしたりすることによって連動するようにしてもよい。また、弁装置１では、セレクタースプール５１の他端部分が案内部３９に当たるようになっているが、必ずしも他端部分に限定されない。例えば、セレクタースプール５１から棒状の部材をその軸線と直交する方向に突き出させ、それが案内部３９に当たるようにしてもよい。
【００８６】
また、本実施形態の弁装置１では、セレクタースプール５１がメインスプール３１に直交する方向に延在するように配置されているが、必ずしもこのように配置されている必要はない。例えば、セレクタースプール５１は、前記直交する方向に対して傾けて配置されていてもよく、メインスプール３１に交差する方向に沿って配置されればよい。即ち、セレクタースプール５１は、その先端部がテーパ部分３９ａによって付勢ばね５２の付勢力に抗する方向に移動できるよう配置されていれば、前記直交する方向に対して傾けて配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  弁装置
２  シリンダ機構
３  負荷
１７  ロッド側通路（第２給排通路）
１８  ヘッド側通路（第１給排通路）
１８ａ  メインスプール側部分
１８ｂ  ヘッド側部分
１９  タンク
２１  コントロール弁
２２  ロック弁
２３  セレクター
３１  メインスプール
４１  プランジャ
４２  ばね部材
４５  ばね室（圧力室）
５１  セレクタースプール
６４  操作レバー
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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