(57)【要約】【課題】  圧力補償のために移動するピストンに設けた貫通孔を、作動用の流体を通す通路として適切に機能させて、負荷の変化に関わりなく流体の流量を一定に維持できると共に、流体圧回路の安定性を向上させられる流量調整弁を提供する。【解決手段】  ケーシング１１の入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を調整可能として配設されるピストン１２に、第一の貫通孔１２ｅと第二の貫通孔１２ｆとを設け、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の流路を閉止しようとする状態で、入口部１１ａに面する第二の貫通孔１２ｆと、出口部１１ｂに連通する第一の貫通孔１２ｅとを通じて、入口部１１ａから出口部１１ｂ側に流体が流通可能となることから、閉止直前で流体が流通する向きが、ピストン１２の移動方向とは異なるものとなり、ピストンの挙動が流体の影響を受けにくくなり、流体圧回路の安定性を高められる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の入口部と出口部とを有するケーシングと、当該ケーシングに摺動可能に嵌挿され、前記入口部と出口部間の連通の開度を調整するピストンとを備え、ケーシングには前記ピストンの一端部に面する第一の受圧部と、ピストンの他端部に面する第二の受圧部を設け、ケーシングの出口部に通じる絞り機構における前段側の流体圧力を前記第一の受圧部に導入すると共に、前記絞り機構の後段側の流体圧力を前記第二の受圧部に導入して、絞り機構前後の圧力差に基づいてピストンを移動させ、入口部と出口部間の連通の開度を調整する圧力補償付の流量調整弁において、
前記ピストンは、一端部側に位置して前記入口部に面しつつケーシングに摺接する第一の大径部と、他端部寄りに位置してケーシングに摺接する第二の大径部と、第一の大径部と第二の大径部との中間に位置して大径部より小さくされ、前記出口部に面する小径部とを有してなり、前記第一の受圧部からはピストンで前記入口部と出口部間の連通の開度を小さくする向きに押圧力を受けると共に、前記第二の受圧部からはピストンで入口部と出口部間の連通の開度を大きくする向きに押圧力を受ける配置とされ、
ピストンの第一の大径部と小径部との間に、大径部から小径部に向けて先細状に径変化する曲面状のテーパ部が形成され、
ピストンの少なくとも前記テーパ部に、ピストンの長手方向と直交する向きに第一の貫通孔が穿設され、
ピストンの少なくとも前記第一の大径部に、ピストンの長手方向と直交する向きで且つ前記第一の貫通孔よりピストンの一端部寄りとして第二の貫通孔が穿設され、
当該第二の貫通孔が、第一の貫通孔の一部と交差して連通することを
特徴とする流量調整弁。
【請求項２】
前記請求項１に記載の流量調整弁において、
前記ピストンにおける第二の貫通孔の断面積が、第一の貫通孔の断面積より小さいことを
特徴とする流量調整弁。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の流量調整弁において、
前記ピストンにおける第二の貫通孔が、第一の大径部とテーパ部にわたる配置とされて、且つ、孔のうち第一の大径部に位置する孔部分をテーパ部に位置する孔部分より大きくするように第一の大径部側に偏らせて穿設されることを
特徴とする流量調整弁。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれかに記載の流量調整弁において、
前記ピストンにおける第一の貫通孔と第二の貫通孔が、互いに直交する配置として穿設されることを
特徴とする流量調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧回路に用いられる圧力補償付きの流量調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧アクチュエータ、特に、油圧ショベルやウインチ等の駆動源として用いられる油圧モータは、その正逆転の切換や停止状態への移行を、方向切換弁等を備えた油圧回路により油圧モータに対する油圧供給状態を変化させることで実現しているのが一般的である。
【０００３】
こうした油圧モータ用の油圧回路を備えた装置において、油圧を発生させる圧力源（ポンプ）から供給される作動油をそのまま方向切換弁に導入して油圧モータの作動を制御する場合、油圧モータの負荷の変動によって、油圧モータに向かう作動油の圧力も変化し、油圧モータへの作動油供給量が変化する、例えば、高負荷状態では、作動油の圧力が高くなるのに伴って作動油の流量が少なくなり、油圧モータの作動速度が低下する、という問題があった。
【０００４】
このため、方向切換弁の前段側に圧力補償付き流量調整弁を設けて、油圧モータの負荷が変化しても、油圧モータに供給される作動油の流量が方向切換弁（操作弁）による設定値から変化せず一定となる仕組みが導入されている。
このような圧力補償付き流量調整弁の一例として、特開平１１−６３２５０号公報に開示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の圧力補償付き流量調整弁は以上のように構成されており、負荷の変化に関係なく、後段側のアクチュエータ等に供給される作動油の流量を設定値から変化させず一定にできるものであった。ただし、弁装置における作動油流路の入口部分と出口部分との間の流路面積を移動により調整するスプール（ピストン）が、流入する作動油圧力の相対的上昇に対応して、流路を閉止するように移動する場合に、スプールの大径部分がスプールの周囲の円環断面形状の流路を急速に狭める状態となることで、流路の入口部分と出口部分との圧力差の変化度合いが大きくなり、騒音や後段側に設けられる他の弁装置でのハンチングの原因となるおそれがあった。
【０００７】
このため、スプールの大径部分から小径部分に遷移する部位における複数箇所に切欠きを設けて、作動油が入口部分から切欠き部分を通って出口部分に流通可能とすることで、スプールが流路を閉止する直前におけるスプールの周囲の流路断面積の狭小化を緩やかなものとして、流路の入口部分と出口部分との圧力差の変化を緩和するようにする弁構造が従来から採用されていた。
【０００８】
しかしながら、こうした切欠きをスプールに設けた場合において、スプールが流路を閉止する直前で、作動油が入口部分からスプールの切欠き部分を通って出口部分に流通する際に、作動油の切欠き部分における流れ方向がスプールの移動方向と同じになることで、スプールが切欠き部分における作動油の流れの影響を受けて急激に閉止状態に移行したりするなど、スプールの挙動が不安定となり、後段側の他の弁装置にハンチング等の影響を与えたり、スプールの移動が負荷変動等による作動油圧力の変化に適切に追随できず、本来一定に調整するはずの作動油の流量を変化させてしまうという課題を有していた。
【０００９】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、圧力補償のために移動するピストンが流路を閉止しようとする際に、ピストンに設けた貫通孔を入口部から出口部へ作動用の流体を通す通路として適切に機能させて、負荷の変化に関わりなく流体の流量を一定に維持できると共に、後段側の他の弁装置にハンチング等の悪影響を与えず、流体圧回路の安定性を向上させられる、流量調整弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る流量調整弁は、流体の入口部と出口部とを有するケーシングと、当該ケーシングに摺動可能に嵌挿され、前記入口部と出口部間の連通の開度を調整するピストンとを備え、ケーシングには前記ピストンの一端部に面する第一の受圧部と、ピストンの他端部に面する第二の受圧部を設け、ケーシングの出口部に通じる絞り機構における前段側の流体圧力を前記第一の受圧部に導入すると共に、前記絞り機構の後段側の流体圧力を前記第二の受圧部に導入して、絞り機構前後の圧力差に基づいてピストンを移動させ、入口部と出口部間の連通の開度を調整する圧力補償付の流量調整弁において、前記ピストンは、一端部側に位置して前記入口部に面しつつケーシングに摺接する第一の大径部と、他端部寄りに位置してケーシングに摺接する第二の大径部と、第一の大径部と第二の大径部との中間に位置して大径部より小さくされ、前記出口部に面する小径部とを有してなり、前記第一の受圧部からはピストンで前記入口部と出口部間の連通の開度を小さくする向きに押圧力を受けると共に、前記第二の受圧部からはピストンで入口部と出口部間の連通の開度を大きくする向きに押圧力を受ける配置とされ、ピストンの第一の大径部と小径部との間に、大径部から小径部に向けて先細状に径変化する曲面状のテーパ部が形成され、ピストンの少なくとも前記テーパ部に、ピストンの長手方向と直交する向きに第一の貫通孔が穿設され、ピストンの少なくとも前記第一の大径部に、ピストンの長手方向と直交する向きで且つ前記第一の貫通孔よりピストンの一端部寄りとして第二の貫通孔が穿設され、当該第二の貫通孔が、第一の貫通孔の一部と交差して連通するものである。
【００１１】
このように本発明によれば、ケーシングに入口部と出口部間の連通の開度を調整可能として配設されるピストンが、二つの大径部とこれらに挟まれた小径部及びテーパ部とを有して、このピストンにおける少なくともテーパ部を含む所定範囲に第一の貫通孔を設けられ、且つ、少なくとも第一の大径部を含む所定範囲に第二の貫通孔を設けられ、第一の貫通孔よりピストン一端部寄りとされる第二の貫通孔が第一の貫通孔と交差して連通し、ピストンが入口部と出口部との間の流路を閉止しようとする状態で、入口部に面する第一の大径部にある第二の貫通孔と、出口部に通じる小径部とケーシングとの間の隙間に面する第一の貫通孔とを通じて、入口部から出口部側に流体が流通可能となり、この流通可能な状態が第二の貫通孔が入口部に面する間継続することにより、閉止直前で入口部から出口部側に流体が流通する向きが、ピストンの移動方向とは異なるものとなり、ピストンの挙動が流体の影響を受けにくくなり、ピストンを圧力補償を正しく実行できるように動かせ、負荷変動に伴う流体圧力の変化によらず流体の流量を一定とする本来の調整機能を正しく発揮できると共に、ピストンの不安定な挙動を抑えて、後段側でのハンチング等の異常につながる流体圧力の急激な変化を防止し、流体圧回路の安定性を高められる。
【００１２】
また、ピストンの所定箇所に貫通孔を二つ設けるのみで、ピストンが入口部と出口部との間の流路を閉止しようとする状態での、入口部と出口部との間で作動用流体を流通させる適切な通路を形成でき、容易に最適な特性の弁装置を得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る流量調整弁は必要に応じて、前記ピストンにおける第二の貫通孔の断面積が、第一の貫通孔の断面積より小さいものである。
【００１４】
このように本発明によれば、ピストンに穿設される第二の貫通孔を第一の貫通孔より小さい孔とし、ピストンが入口部と出口部との間を閉止しようとする状態で、入口部に面する第二の貫通孔から第一の貫通孔を経て流体が出口部側に向かう中、流体に対し第二の貫通孔が絞りとして作用して流体の圧力を低下させることにより、第二の貫通孔と第一の貫通孔を通って出口部に達する流体の圧力を適切な大きさとして、出口部側の流体の流れを安定した状態に維持できると共に、第二の貫通孔における絞りで流体の流通を制限し、流体が過剰に出口部に達して流れに急激な変化を与えるのを抑えられ、後段側の弁装置におけるハンチング等の悪影響をより確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る流量調整弁は必要に応じて、前記ピストンにおける第二の貫通孔が、第一の大径部とテーパ部にわたる配置とされて、且つ、孔のうち第一の大径部に位置する孔部分をテーパ部に位置する孔部分より大きくするように第一の大径部側に偏らせて穿設されるものである。
【００１６】
このように本発明によれば、ピストンの第一の大径部とテーパ部とに跨がる所定範囲に穿設される第二の貫通孔が、第一の大径部に設けられる孔部分をテーパ部に設けられる孔部分より大きくして、第一の大径部側に偏った配置とされて、テーパ部に現れる孔部分を必要最小限とすることにより、ピストンが入口部と出口部との間を閉止しようとして、ピストンの第一の大径部とテーパ部との境界部分が入口部の端部に達した状態で、第二の貫通孔の開口部分において、流体の一部が、第二の貫通孔の第一の大径部側の領域から入った後、テーパ部側の領域から出て、小径部とケーシングとの間の隙間を進んで出口部に達する流れ、すなわち、ピストンの移動方向と同じ向きの流れを生じる中で、この流体のピストン移動方向と同じ向きに流れる流量を、第二の貫通孔と第一の貫通孔とを通じて出口側に向かう流体の流量に対し、わずかな割合にとどめて、こうした流体の流れがピストンにほとんど影響を与えないようにすることができ、ピストンの挙動を圧力補償に係るものに限定して、流体圧回路の安定性を確保できる。
【００１７】
また、本発明に係る流量調整弁は必要に応じて、前記ピストンにおける第一の貫通孔と第二の貫通孔が、互いに直交する配置として穿設されるものである。
【００１８】
このように本発明によれば、ピストンに設けられた第一の貫通孔と第二の貫通孔とを互いに直交する位置関係として、第一の貫通孔の開口部分と第二の貫通孔の開口部分とをピストン表面上で最大限離すことにより、ピストンが入口部と出口部との間を閉止しようとする状態で、入口部の流体が第二の貫通孔に流入する流れと、流体が第一の貫通孔から出て出口部に向かう流れとが相互に影響を及ぼし合うことがなく、流体の第二の貫通孔への流入及び第一の貫通孔からの流出をそれぞれスムーズに行わせて、圧力の急変などの異常を生じにくくすると共に、流体の流れがピストンの挙動に影響を与えるのを防いで、流体圧回路の安定性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る流量調整弁を用いた弁装置の概略構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流量調整弁を含む油圧モータ駆動用油圧回路の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る流量調整弁を用いた弁装置における方向切換弁での圧力ポートと一方の負荷側ポートの連通状態説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る流量調整弁を用いた弁装置における方向切換弁での圧力ポートと他方の負荷側ポートの連通状態説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る流量調整弁の作動油流通許容状態説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る流量調整弁におけるピストンの開度増大側への移動状態説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る流量調整弁のピストンにおける第一の大径部の通路部側内周面への摺接開始状態での第一の貫通孔縦断面を示した説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る流量調整弁のピストンにおける第一の大径部の通路部側内周面への摺接開始状態での第二の貫通孔縦断面を示した説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る流量調整弁のピストンにおける第一の貫通孔の入口部外側位置への到達状態での第一の貫通孔縦断面を示した説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る流量調整弁のピストンにおける第一の貫通孔の入口部外側位置への到達状態での第二の貫通孔縦断面を示した説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る流量調整弁のピストンにおける第二の貫通孔の入口部外側位置への到達状態説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る流量調整弁を前記図１ないし図１１に基づいて説明する。本実施形態においては、作動油を流通させてアクチュエータとしての油圧モータを駆動する油圧回路中に設けられて、油圧モータへの作動油の流通状態を切換えたり調整する方向切換弁を主とする弁装置に適用される圧力補償付き流量調整弁の例について説明する。
【００２１】
前記各図において本実施形態に係る流量調整弁１０は、方向切換弁２０と組み合わせて一体の弁装置９０として用いられるものであり、方向切換弁２０と共通のケーシング１１と、このケーシング１１内に組込まれるピストン１２と、このピストン１２を弾性力により位置調整するばね１３とを備える構成である。
【００２２】
この流量調整弁１０において、ケーシング１１内に組込まれるピストン１２を、後段の絞り機構の前後における作動油の圧力とばね１３の弾性力により位置調整し、作動油流路の開度を変えて作動油の圧力を自動的に制御して、後置の方向切換弁２０で負荷や圧力源の影響を受けることなくスプール２１位置に応じて決る流量の作動油を負荷側へ供給できるようにする、圧力補償に係る基本的な仕組みについては、公知の圧力補償付き流量調整弁と同様のものであり、詳細な説明を省略する。
【００２３】
前記弁装置９０は、方向切換弁２０と流量調整弁１０の組を一体化した構成であり、他の油圧機器、例えばカウンタバランス弁６５等と共に用いられて油圧回路をなし、油圧モータ５０、圧力源３０、及び低圧部４０と接続されて、アクチュエータとしての油圧モータ５０の作動制御を行うものである。
【００２４】
また、流量調整弁１０と組み合わせて用いられる方向切換弁２０は、流量調整弁１０と共通のケーシング１１内に長手方向移動自在に装着される略円筒状のスプール２１を備え、レバーによるスプールポジションの手動切換で、ケーシング１１に設けられた圧力ポート２３及び低圧ポート２４、２５と、二つの負荷側ポート２６、２７との接続状態を切換えることで、負荷側の油圧モータ５０に対する作動油の給排を切換える公知の弁である。
【００２５】
方向切換弁２０の圧力ポート２３は流量調整弁１０に、低圧ポート２４、２５は低圧部４０にそれぞれ接続される一方、負荷側ポート２６、２７は、油圧モータ側回路の正回転側と逆回転側の二つの流路６１、６２にそれぞれ接続される。
【００２６】
この方向切換弁２０は、スプールポジションの切換で、二つの負荷側ポート２６、２７がそれぞれ圧力ポート２３及び低圧ポート２４、２５のいずれにも接続しない中立状態と、圧力ポート２３が一方の負荷側ポート２６に連通し、低圧ポート２５が他方の負荷側ポート２７に連通して、油圧モータ５０を正回転方向に回転作動させる状態と、圧力ポート２３が他方の負荷側ポート２７に連通し、低圧ポート２４が一方の負荷側ポート２６に連通して、油圧モータ５０を逆回転方向に回転作動させる状態とを切換可能な３ポジションタイプとされる構成である。
【００２７】
スプール２１のうち、中立状態で圧力ポート２３に面する大径部位の両端部分には、絞り部２１ｃ、２１ｄとなる凹部が穿設されており、方向切換弁２０が圧力ポート２３と負荷側ポート２６、２７のいずれかとを連通させる状態では、作動油が圧力ポート２３から絞り部２１ｃを経て負荷側ポート２６に、又は、絞り部２１ｄを経て負荷側ポート２７に達することとなる。
【００２８】
前記ケーシング１１は、方向切換弁２０と共通のものであり、流量調整弁１０に対応する構成として、ポンプ等の圧力源３０と接続されて作動油を導入される入口部１１ａと、方向切換弁２０の圧力ポート２３に接続される出口部１１ｂとを有するものである。
【００２９】
また、ケーシング１１には、ピストン１２の一端部に面する第一の受圧部１１ｃと、ピストン１２の他端部に面する第二の受圧部１１ｄとが設けられる。第一の受圧部１１ｃは出口部１１ｂに連通しており、また、第二の受圧部１１ｄは、ケーシング１１に設けられる二次圧力通路１１ｅに連通している。
【００３０】
これにより、ケーシング１１の出口部１１ｂに通じる絞り機構としての方向切換弁２０の絞り部２１ｃ、２１ｄ前段側の作動油圧力が、出口部１１ｂを通じて第一の受圧部１１ｃに導入されると共に、方向切換弁２０の絞り部２１ｃ、２１ｄ後段側の作動油圧力が、絞り部２１ｃ、２１ｄに連通可能な二次圧力通路１１ｅを経て第二の受圧部１１ｄに導入される仕組みである。そして、絞り部２１ｃ、２１ｄより前段側の圧力を導入された第一の受圧部１１ｃと、絞り部２１ｃ、２１ｄより後段側の圧力を導入された第二の受圧部１１ｄとの間の圧力差とばね１３の弾性力との関係が一定に維持されるようにピストン１２が移動することとなる。
【００３１】
前記ピストン１２は、前記第一の受圧部１１ｃ側の一端部寄りに位置してケーシング１１に摺接する第一の大径部１２ａと、前記第二の受圧部１１ｄ側の他端部寄りに位置してケーシング１１に摺接する第二の大径部１２ｂと、第一の大径部１２ａと第二の大径部１２ｂとの中間に位置して大径部より小さくされる小径部１２ｃと、第一の大径部１２ａと小径部１２ｃとの間に、大径部１２ａから小径部１２ｃに向けて先細状に径変化する曲面状部分として形成されるテーパ部１２ｄとを有する構成である。
【００３２】
ピストン１２は、ケーシング１１に摺動可能に嵌挿されて、第一の受圧部１１ｃに導入される作動油圧力と、第二の受圧部１１ｄに導入される作動油圧力及びばね１３の付勢力との力の差に基づいて移動し、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を調整し、圧力補償を実行する点については、公知の圧力補償付き流量調整弁と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００３３】
ピストン１２は、ケーシング１１に対しピストン長手方向に摺動して、ケーシング１１における入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の狭い通路部１１ｆに対し、第一の大径部１２ａを接近、摺接させたり、離したりすることで、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を小さくしたり大きくしたりする仕組みである。このピストン１２は、第一の受圧部１１ｃからはピストンで入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を小さくする向きに押圧力を受け、第二の受圧部１１ｄ及びばね１３からはピストンで入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を大きくする向きに押圧力を受けることとなる。
【００３４】
このピストン１２には、ピストン中心部で直交して互いに連通する二つの貫通孔（第一の貫通孔１２ｅ及び第二の貫通孔１２ｆ）が穿設される。
前記第一の貫通孔１２ｅは、ピストン１２の長手方向におけるテーパ部１２ｄを中心として小径部１２ｃと第一の大径部１２ａに及ぶ所定範囲に、ピストン１２の長手方向と直交する向きとして穿設される。
【００３５】
また、第二の貫通孔１２ｆは、ピストン１２の長手方向において第一の大径部１２ａとテーパ部１２ｄにわたり、且つ第一の貫通孔１２ｅの存在する前記所定範囲と一部重なる他の所定範囲に、ピストン１２の長手方向と直交する向きで穿設される。
【００３６】
この第二の貫通孔１２ｆは、その孔のうち第一の大径部１２ａに位置する孔部分をテーパ部１２ｄに位置する孔部分より大きくするように第一の大径部１２ａ側に偏らせて穿設され、第一の貫通孔１２ｅよりピストン１２の一端部寄りに位置するようにされる。そして、この第二の貫通孔１２ｆの断面積は、第一の貫通孔１２ｅの断面積より小さくされる。
【００３７】
次に、前記構成に基づく流量調整弁における圧力補償に係るピストンの移動状態について説明する。前提として、流量調整弁１０においては、ばね１３の付勢力が適切に設定されて、方向切換弁２０の中立状態で流量調整弁１０の入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の連通が許容された状態にあるものとする。
【００３８】
方向切換弁２０の圧力ポート２３と油圧モータ側回路に通じる二つの負荷側ポート２６、２７とが連通せず、作動油供給がなされないことで油圧モータ５０が停止している中立状態から、手動操作によるスプール２１のポジション切換がなされ、スプール２１が一の方向（図１中で下側）にずれ、圧力ポート２３が一方の負荷側ポート２６と連通し、且つ低圧ポート２５が他方の負荷側ポート２７に連通した状態（図３参照）になると、圧力源３０からの高圧の作動油が、入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の連通が許容された状態にある流量調整弁１０を通じて方向切換弁２０の圧力ポート２３に進み、さらに絞り部２１ｃを経て、一方の負荷側ポート２６に至る。そして、作動油が、一方の負荷側ポート１６からカウンタバランス弁６５を含む一方の流路６１を通じて油圧モータ５０に供給されることで、油圧モータ５０が正回転方向に駆動される。
【００３９】
この状態では、方向切換弁２０の絞り部２１ｃ前段側の作動油圧力が、圧力ポート２３と出口部１１ｂを通じて流量調整弁１０の第一の受圧部１１ｃに導入されると共に、方向切換弁２０の絞り部２１ｃ後段側の作動油圧力が、一方の負荷側ポート２６と二次圧力通路１１ｅを経て第二の受圧部１１ｄに導入される。流量調整弁１０では、第一の受圧部１１ｃと第二の受圧部１１ｄとの間の圧力差とばね１３の弾性力との関係を一定に維持するようにピストン１２が移動して、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を調整する。
【００４０】
また、方向切換弁２０において、中立状態から手動操作によるスプール２１のポジション切換で、スプール２１が他の方向（図１中で上側）にずれ、圧力ポート２３が他方の負荷側ポート２７と連通し、且つ低圧ポート２４が一方の負荷側ポート２６と連通する状態（図３参照）では、圧力源３０からの高圧の作動油が、流量調整弁１０を通じて方向切換弁２０の圧力ポート２３に進み、絞り部２１ｄを経て他方の負荷側ポート２７に至る。そして、負荷側ポート２７から出た作動油が、他方の流路６２を通じて油圧モータ５０に供給されることで、油圧モータ５０は逆回転方向に駆動される。
【００４１】
この状態では、方向切換弁２０の絞り部２１ｄ前段側の作動油圧力が、圧力ポート２３と出口部１１ｂを通じて流量調整弁１０の第一の受圧部１１ｃに導入されると共に、方向切換弁２０の絞り部２１ｄ後段側の作動油圧力が、他方の負荷側ポート２７と二次圧力通路１１ｅを経て第二の受圧部１１ｄに導入される。流量調整弁１０では、油圧モータ５０の前記正回転の場合と同様、第一の受圧部１１ｃと第二の受圧部１１ｄとの間の圧力差とばね１３の弾性力との関係を一定に維持するようにピストン１２が移動して、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を調整する。
【００４２】
流量調整弁１０においては、入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の連通が許容されている状態で、入口部１１ａに流入した作動油が、入口部１１ａに面するピストン１２のテーパ部１２ｄ周囲の隙間部分と小径部１２ｃの周囲の隙間部分を通って出口部１１ｂに達する（図５参照）。
【００４３】
仮に、油圧モータ５０の負荷が増大し、油圧モータ５０への供給側となる流路における作動油の圧力が急に大きくなると、方向切換弁２０の圧力ポート２３と連通する絞り部の後段側の作動油圧力が、この絞り部の前段側の作動油圧力に対しても増大する。そして、第二の受圧部１１ｄに導入される作動油圧力とばね１３の弾性力とでピストン１２他端部を押す力が、第一の受圧部１１ｃに導入される作動油圧力でピストン１２一端部を押す力を上回るようになることで、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を大きくする向き（図５中で左側）に移動する。具体的には、ピストン１２が、ケーシング１１における入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の狭い通路部１１ｆに対し、第一の大径部１２ａを離隔させるように移動し、これに伴って、テーパ部１２ｄ周囲の隙間部分を増大させ、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を大きくする（図６参照）。
【００４４】
こうしてピストン１２で入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を大きくした分、流量調整弁１０の入口部１１ａと出口部１１ｂ間の流通に係る圧力損失を小さくして、出口部１１ｂ及び圧力ポート２３に達する作動油の圧力を増やすことができ、第一の受圧部１１ｃに導入される作動油圧力でピストン１２一端部を押す力も大きくなる。最終的には、ピストン１２他端部を押す力とピストン１２一端部を押す力とが釣り合ってピストン１２が停止する平衡状態となり、絞り部の前段側と後段側との圧力差を一定に保つことで、流量調整弁１０から方向切換弁２０に流入する作動油の流量を一定にでき、これにより、方向切換弁２０を通じて油圧モータ５０に供給される作動油の流量を負荷増大によらず一定とすることができる。
【００４５】
一方、油圧モータ５０の負荷が急減した時や、油圧モータ５０の起動時など、流量調整弁１０の入口部１１ａに流入する作動油の圧力が相対的に大きくなる場合には、流量調整弁１０の出口部１１ｂと連通する方向切換弁２０の絞り部の前段側の作動油圧力が、この絞り部の後段側の作動油圧力に対して増大することとなる。そして、上記の負荷増大の場合とは逆に、第一の受圧部１１ｃに導入される作動油圧力でピストン１２一端部を押す力が、第二の受圧部１１ｄに導入される作動油圧力とばね１３の弾性力とでピストン１２他端部を押す力を上回るようになることで、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を小さくする向き（図５中で右側）に移動する。具体的には、ピストン１２が、ケーシング１１における入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の狭い通路部１１ｆに対し、第一の大径部１２ａを接近させるように移動し、これに伴って、テーパ部１２ｄ周囲の隙間部分を減少させ、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を小さくする。
【００４６】
こうしてピストン１２で入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を小さくした分、流量調整弁１０の入口部１１ａと出口部１１ｂ間の流通に係る圧力損失を大きくして、出口部１１ｂ及び圧力ポート２３に達する作動油の圧力を小さくすることができ、第一の受圧部１１ｃに導入される作動油圧力でピストン１２一端部を押す力も小さくなる。最終的には、ピストン１２他端部を押す力とピストン１２一端部を押す力とが釣り合ってピストン１２が停止する平衡状態となり、絞り部の前段側と後段側との圧力差を一定に保つことで、流量調整弁１０から方向切換弁２０に流入する作動油の流量を一定にでき、これにより、方向切換弁２０を通じて油圧モータ５０に供給される作動油の流量を一定とすることができる。
【００４７】
なお、油圧モータ５０の起動時等において、流量調整弁１０の入口部１１ａに流入する作動油の圧力が急激に増大し、絞り部の前段側の作動油圧力が後段側の作動油圧力に対し著しく大きくなり、第一の受圧部１１ｃにおいてピストン１２一端部を押す力が、第二の受圧部１１ｄにおいてピストン１２他端部を押す力を大きく上回るようになる場合、ピストン１２は入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の流路を閉止しようとする状態となる。
【００４８】
この場合、ピストン１２は、ケーシング１１における入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の狭い通路部１１ｆに対し、第一の大径部１２ａを接近させ、さらに前記通路部１１ｆをなすケーシング内周面に第一の大径部１２ａを摺接させるように移動することとなる。
【００４９】
この過程において、ピストン１２の第一の大径部１２ａとテーパ部１２ｄとの境界部分が入口部１１ａの端に達するまでは、作動油が入口部１１ａに面するピストン１２のテーパ部１２ｄ周囲の隙間部分と小径部１２ｃの周囲の隙間部分を通って出口部１１ｂに達する流れ状態にあるが、ピストン１２の前記境界部分が入口部１１ａの端に達し、第一の大径部１２ａが通路部１１ｆをなすケーシング内周面に摺接し始めると（図７、図８参照）、入口部１１ａに面する第一の大径部１２ａの第二の貫通孔１２ｆと、テーパ部１２ｄ及び小径部１２ｃとケーシング１１との間の隙間部分に面する第一の貫通孔１２ｅとを通じて、入口部１１ａから出口部１１ｂに作動油が流通する状態に移行することとなる。
【００５０】
ただし、第一の大径部１２ａが通路部１１ｆをなすケーシング内周面に摺接する状態でも、第一の貫通孔１２ｅと第二の貫通孔１２ｆがそれぞれ入口部１１ａに面する間は、第一の貫通孔１２ｅや第二の貫通孔１２ｆの各開口部分によりケーシング１１近傍に生じるわずかな隙間部分を通って、作動油の一部が入口部１１ａから出口部１１ｂに流通可能となっている。
【００５１】
最終的には、ピストン１２の移動によって第二の貫通孔１２ｆが入口部１１ａに面しない位置に達するのに伴い、入口部１１ａと出口部１１ｂ間は全く連通せず作動油が流通しない状態となる（図１１参照）。
【００５２】
ピストン１２により入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を０とする直前に、第二の貫通孔１２ｆと第一の貫通孔１２ｅを通じて作動油が流通する状態が、第二の貫通孔１２ｆが入口部１１ａに面する間継続する（図７ないし図１０参照）ことで、流路の閉止直前における、入口部１１ａから出口部１１ｂ側に作動油の流通する向きが、作動油のほとんどについてピストン１２の移動方向とは異なるものとなる。これにより、ピストン１２の挙動が作動油の流れの影響を受けにくくなり、ピストン１２を圧力補償が正しく実行されるように動かすことができ、負荷変動に伴う作動油圧力の変化によらず作動油の流量を一定とする本来の調整機能を正しく発揮できる。また、ピストン１２の不安定な挙動を抑えて、後段側でのハンチング等の異常につながる作動油圧力の急激な変化を防止し、油圧回路の安定性を高められる。
【００５３】
また、ピストン１２における第二の貫通孔１２ｆを第一の貫通孔１２ｅより小さい孔とし、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂとの間を閉止しようとする状態で、入口部１１ａに面する第二の貫通孔１２ｆから第一の貫通孔１２ｅを経て作動油が出口部１１ｂ側に向かう中、作動油に対し第二の貫通孔１２ｆが絞りとして作用して、作動油の圧力を低下させることで、第二の貫通孔１２ｆと第一の貫通孔１２ｅを通って出口部１１ｂに達する作動油の圧力を適切な大きさとして、出口部１１ｂ側の作動油の流れを安定した状態に維持できると共に、第二の貫通孔１２ｆにおける絞りで作動油の流通を制限し、作動油が過剰に出口部１１ｂに達して、流れに急激な変化を与えるのを抑えられ、後段側の弁装置におけるハンチング等の悪影響をより確実に防止することができる。
【００５４】
加えて、第二の貫通孔１２ｆは、第一の大径部１２ａに設けられる孔部分をテーパ部１２ｄに設けられる孔部分より大きくされて、第一の大径部１２ａ側に偏った配置とされ、テーパ部１２ｄに現れる孔部分を必要最小限としている。これにより、ピストン１２の第一の大径部１２ａとテーパ部１２ｄとの境界部分が入口部１１ａの端に達した状態で、第二の貫通孔１２ｆの開口部分において、作動油の一部が、第二の貫通孔１２ｆの第一の大径部側の領域から入った後、テーパ部側の領域から出て、小径部１２ｃとケーシング１１との間の隙間部分を進んで出口部１１ｂに達する流れ、すなわち、ピストン１２の移動方向と同じ向きの流れを生じる場合があるものの、この作動油のピストン移動方向と同じ向きに流れる流量を、第二の貫通孔１２ｆと第一の貫通孔１２ｅとを通じて出口部１１ｂ側に向かう作動油の流量に対し、わずかな割合にとどめられ、こうしたピストン移動方向と同じ向きの作動油の流れがピストン１２にほとんど影響を与えないようにすることができる。
【００５５】
さらに、ピストン１２における第一の貫通孔１２ｅと第二の貫通孔１２ｆとを互いに直交する位置関係として、第一の貫通孔１２ｅの開口部分と第二の貫通孔１２ｆの開口部分とをピストン表面上で最大限離すことで、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂとの間を閉止しようとする状態で、入口部１１ａの作動油が第二の貫通孔１２ｆに流入する流れと、作動油が第一の貫通孔１２ｅから出て出口部１１ｂに向かう流れとが相互に影響を及ぼし合うことがなく、作動油の第二の貫通孔１２ｆへの流入及び第一の貫通孔１２ｅからの流出をそれぞれスムーズに行わせて、圧力の急変などの異常を生じにくくすると共に、作動油の流れがピストン１２の挙動に影響を与えるのを防ぐことができる。
【００５６】
ピストン１２の第一の大径部１２ａが前記通路部分をなすケーシング内周面に摺接した後の、ピストン１２のさらなる移動に伴って、第二の貫通孔１２ｆが入口部１１ａに面しない状態となり、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通が断たれると、入口部１１ａから出口部１１ｂへの作動油の流通が停止する（図１１参照）。
【００５７】
こうして出口部１１ｂへの作動油の流通がなくなることで、出口部１１ｂに通じる第一の受圧部１１ｃにおいてピストン１２一端部を押す力も前記同様小さくなり、この力を第二の受圧部１１ｄにおいてピストン１２他端部を押す力が相対的に上回る。これにより、ピストン１２はあらためて入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を大きくする向き（図５中で左側）に移動し、ケーシング１１における入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の狭い通路部分に対し、第一の大径部１２ａを離隔させ、入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通を再開させる。
【００５８】
この後は、前記同様、ピストン１２他端部を押す力とピストン１２一端部を押す力とが釣り合ってピストン１２が停止する平衡状態となり、絞り部の前段側と後段側との圧力差を一定に保つことで、流量調整弁１０から方向切換弁２０に流入する作動油の流量を一定にでき、同時に、油圧モータ５０に供給される作動油の流量を一定とすることができる。
【００５９】
このように、本実施形態に係る流量調整弁は、ケーシング１１に入口部１１ａと出口部１１ｂ間の連通の開度を調整可能として配設されるピストン１２が、二つの大径部１２ａ、１２ｂとこれらに挟まれた小径部１２ｃ及びテーパ部１２ｄとを有して、このピストン１２におけるテーパ部１２ｄを中心とした所定範囲に第一の貫通孔１２ｅを設けられ、且つ、第一の大径部１２ａを中心とした他の所定範囲に第二の貫通孔１２ｆを設けられ、第一の貫通孔１２ｅよりピストン一端部寄りとされる第二の貫通孔１２ｆが第一の貫通孔１２ｅと交差して連通し、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の流路を閉止しようとする状態で、入口部１１ａに面する第二の貫通孔１２ｆと、小径部１２ｃ及びテーパ部１２ｄとケーシング１１との間の隙間に面する第一の貫通孔１２ｅとを通じて、入口部１１ａから出口部１１ｂ側に作動油が流通可能となり、この流通可能な状態が、第二の貫通孔１２ｆが入口部１１ａに面する間継続することから、閉止直前で入口部１１ａから出口部１１ｂ側に作動油が流通する向きが、ピストン１２の移動方向とは異なるものとなり、ピストン１２の挙動が作動油の流れの影響を受けにくくなり、圧力補償を正しく実行できるようにピストン１２を動かせ、負荷変動に伴う作動油圧力の変化によらず作動油の流量を一定とする本来の調整機能を正しく発揮できると共に、ピストン１２の不安定な挙動を抑えて、作動油圧力の急激な変化を防止し、油圧回路の安定性を高められる。
【００６０】
また、ピストン１２の所定箇所に貫通孔を二つ設けるのみで、ピストン１２が入口部１１ａと出口部１１ｂとの間の流路を閉止しようとする状態での、入口部１１ａと出口部１１ｂとの間で作動油を流通させる適切な通路を形成でき、容易に最適な特性の弁装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０              流量調整弁
１１              ケーシング
１１ａ            入口部
１１ｂ            出口部
１１ｃ            第一の受圧部
１１ｄ            第二の受圧部
１１ｅ            二次圧力通路
１１ｆ            通路部
１２              ピストン
１２ａ            第一の大径部
１２ｂ            第二の大径部
１２ｃ            小径部
１２ｄ            テーパ部
１２ｅ            第一の貫通孔
１２ｆ            第二の貫通孔
１３              ばね
２０              方向切換弁
２１              スプール
２１ｃ、２１ｄ    絞り部
２３              圧力ポート
２４、２５        低圧ポート
２６、２７        負荷側ポート
３０              圧力源
４０              低圧部
５０              油圧モータ
６１、６２        流路
６５              カウンタバランス弁
９０              弁装置
【図１】
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【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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