(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑えつつ寿命の向上を図ることができるスプール弁装置を提供する。【解決手段】方向制御弁３１のハウジング３２には、複数のポート３８，３９Ａ，３９Ｂ，４０Ａ，４０Ｂが設けられている。スプール４１には、軸方向に離間して油溝４４，４４とランド４２，４３Ａ，４３Ｂとが設けられている。右側ランド４３Ｂには、油溝４４との境界部に位置してノッチ４３Ｂ１が設けられている。右アクチュエータポート３９Ｂと右タンクポート４０Ｂとがノッチ４３Ｂ１を通じて連通したときに、高圧側の右アクチュエータポート３９Ｂから流れ込む作動油が衝突する右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１には、複数の有底状の小穴５３Ａ，５３Ａからなる気泡溜り５３が設けられている。【選択図】図３
2019049284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプール摺動穴を有し、切換部を挟んで前記スプール摺動穴の軸方向に複数のポートが設けられた筒状のハウジングと、
前記ハウジングのスプール摺動穴に移動可能に挿嵌され前記各ポート間を連通または遮断させるため軸方向に離間して油溝とランドとが設けられたスプールと、
前記スプールの前記ランドと前記油溝との境界部に位置して前記ランドに設けられ、前記スプールが移動するときに前記各ポート間を連通させるクラッキング位置で前記各ポート間を小流量で連通させるノッチとを備えてなるスプール弁装置において、
前記各ポートが前記ノッチを通じて連通したときに高圧側のポートから流れ込む作動油が衝突する低圧側のポートの内周面には、少なくとも１つの有底状の小穴からなる気泡溜りが設けられていることを特徴とするスプール弁装置。
【請求項２】
前記ハウジングには、前記スプール摺動穴の軸方向と直交し前記低圧側のポートの内周面に開口する貫通孔が設けられ、
前記ハウジングには、前記ハウジングとは別部材からなり前記貫通孔を液密に封止するプラグが設けられ、
前記プラグの内壁面には、前記気泡溜りが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁装置。
【請求項３】
前記気泡溜りを構成する小穴は、前記低圧側のポートの内周面のうち前記ノッチに対応する部位に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁装置。
【請求項４】
前記気泡溜りを構成する小穴の穴径をＤとし、前記ノッチを作動油が通過するときのキャビテーションによって発生する気泡の直径をＤｂとし、前記ノッチから噴出して前記低圧側のポートの内周面へと向かう噴流の直径をＤｃとしたときに、前記小穴の穴径Ｄは、前記気泡の直径Ｄｂよりも大きく前記噴流の直径Ｄｃよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁装置。
【請求項５】
前記気泡溜りを構成する小穴の穴径をＤとし、前記低圧側のポートの内周面からの前記小穴の深さをＬとしたときに、前記小穴の深さＬは、前記小穴の穴径Ｄよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁装置。
【請求項６】
前記プラグの内壁面は、前記低圧側のポートの内周面と同一面として形成されていることを特徴とする請求項２に記載のスプール弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、油圧ショベル等の建設機械に搭載される油圧システム（液圧システム）の方向制御弁、圧力制御弁、流量制御弁等として用いられるスプール弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械には、油圧駆動装置（液圧駆動装置）とも呼ばれる油圧システム（液圧システム）が搭載されている。このような油圧システムは、例えば、油圧ポンプ等の油圧源（液圧源）と、油圧源から供給される圧油により駆動される油圧モータ、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ（液圧アクチュエータ）と、油圧源と油圧アクチュエータとの間に設けられ油圧アクチュエータに対する圧油の供給と排出を切換える方向制御弁等のスプール弁（スプール弁装置）とを含んで構成されている。
【０００３】
ここで、油圧システムに用いられるスプール弁は、入力された指令に応じてスプールと呼ばれる弁体を軸方向に変位させることで開口量を調整し、油圧システムの流速、圧力および方向を制御する役割を持っている。このスプール弁を作動油等の液体が通過するとき、液体の粘性抵抗や動圧（いわゆる、流体力）によってスプールの軸回転方向に力が発生し、スプールが回転する場合がある。
【０００４】
この場合に、スプールが回転し続けると、スプールとハウジングとの摺動部が摩耗する可能性がある。そして、この摩耗が進行すると、スプールとハウジングとの間の漏れによる流量損失の増加、スプールの変形による機器寿命の低下を招くおそれがある。さらに、摩耗によって発生した摩耗粉が摺動部に噛み込まれることにより、スプールがスティック（固着）する可能性もある。この場合には、液圧回路の制御ができなくなるおそれも考えられる。
【０００５】
これらの問題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、スプールの回転を規制する回転規制部を設けたスプール弁が記載されている。このスプール弁は、スプールの軸方向の摺動は自在とし、回転方向のみを規制する構造となっている。即ち、スプールの軸方向位置がいかなる位置であっても、スプールの回転を阻止することができる。この技術によれば、回転規制部によりスプールの回転を阻止することができ、スプール摺動部の摩耗を低減できると考えられる。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された技術の場合、スプールの端部に回転規制部を有しており、また、スプールには流量制御性能向上や油撃防止のためにノッチと呼ばれる切り欠が設けられている。そして、このノッチを流体（作動油）が通過するとき、ベルヌーイの法則に従い流速が急激に増加し、同時に圧力が急激に低下する。このとき、この急激な圧力低下に伴って、液体の圧力が、その液体の種類（液種）によって決定される飽和蒸気圧よりも低くなると、液体中に気泡が発生し膨張するキャビテーションが発生する。
【０００７】
さらに、ノッチ（絞り部）で発生した気泡は、高速流体噴流に乗ってノッチの下流部へと流される。このとき、キャビテーションが発生しているノッチよりも下流部の圧力の方が高くなるため、気泡周囲の圧力は徐々に回復し、やがて気泡はこの回復してきた圧力によって押しつぶされる。この気泡が押しつぶされて崩壊した瞬間、局所的に高い衝撃圧が発生し、これが機器部材表面を損傷させ、エロージョン（壊食）が発生する可能性がある。
【０００８】
特許文献１の技術では、スプールが回転しない構造となっているため、ノッチで発生したキャビテーション噴流が下流側のハウジング壁面に衝突し続ける状態となり、ハウジング壁面でエロージョンが発生する可能性がある。しかも、キャビテーション噴流は、同位置に集中して噴射され続けるため、エロージョンの進行（浸食速度）は速く、機器寿命を過度に低下させるおそれがある。
【０００９】
このようなエロージョンの問題を解決するために、例えば、特許文献２に記載された技術を採用することが考えられる。特許文献２には、弁のキャビテーションが発生する部品を耐エロージョン性の高い高硬度の素材で形成することにより、エロージョンの発生を抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０３−１６３２７４号公報（特許第2873841号公報）
【特許文献２】特開２０１０−５４９５号公報（特許第5540475号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、スプール弁は、スプールの回転による摩耗とエロージョンとがトレードオフの関係にある。特許文献１の技術のように、スプールの回転を規制して回転による摩耗を抑制すると、ノッチの回転位置が固定されるため、エロージョンが発生し易くなる可能性がある。ここで、例えば、特許文献２に記載された耐エロージョン性の高い材料（材質）を使用することが有効な対策として挙げることができる。しかし、耐エロージョン性の高い材料は、一般的に用いられる材料（例えば、鉄等）と比較して高価であり、エロージョンの発生が予測される部品（例えば、ハウジング）にその材料を採用することは、スプール弁の生産性の低下やコストの上昇に繋がる可能性がある。
【００１２】
本発明の目的は、コストの上昇を抑えつつ寿命の向上を図ることができるスプール弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のスプール弁装置は、スプール摺動穴を有し、切換部を挟んで前記スプール摺動穴の軸方向に複数のポートが設けられた筒状のハウジングと、前記ハウジングのスプール摺動穴に移動可能に挿嵌され前記各ポート間を連通または遮断させるため軸方向に離間して油溝とランドとが設けられたスプールと、前記スプールの前記ランドと前記油溝との境界部に位置して前記ランドに設けられ、前記スプールが移動するときに前記各ポート間を連通させるクラッキング位置で前記各ポート間を小流量で連通させるノッチとを備えてなるスプール弁装置において、前記各ポートが前記ノッチを通じて連通したときに高圧側のポートから流れ込む作動油が衝突する低圧側のポートの内周面には、少なくとも１つの有底状の小穴からなる気泡溜りが設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コストの上昇を抑えつつ寿命の向上を図ることができる。即ち、キャビテーション噴流が衝突するハウジング壁面には、少なくとも１つの小穴が設けられている。この小穴は、内部にキャビテーションによる気泡が入り込むことにより気泡溜りとなると共に、その小穴の開口側に乱流場を形成することができる。即ち、キャビテーション噴流が衝突する噴流衝突部には、ハウジング壁面に設けられた少なくとも１つの小穴によって、気泡溜りと乱流場が形成される。これにより、噴流衝突部に気泡の崩壊や崩壊時の衝撃圧を低減する流れを惹起（引き起こす）ことができ、エロージョンの発生を抑制することができる。この結果、材料の変更によるコストの上昇を抑えつつ、寿命を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態によるスプール弁装置が搭載された油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】レバー操作装置、スプール弁装置等を示す油圧アクチュエータ駆動用の油圧回路図である。
【図３】スプールが中立位置でのスプール弁装置を示す縦断面図である。
【図４】スプールが中立位置から右側に変位したときの図３中の（IV）部に相当する拡大断面図である。
【図５】図４中の矢示Ｖ方向からみた矢視図である。
【図６】キャビテーション噴流と小穴との関係を示す説明図（断面図）である。
【図７】第２の実施の形態によるスプール弁装置を示す要部断面図である。
【図８】図７中の矢示VIII方向からみた矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のスプール弁装置の実施の形態を、油圧ショベルに搭載された方向制御弁に適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１ないし図６は、第１の実施の形態を示している。図１において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に設けられた旋回装置３と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置５とを含んで構成されている。この場合、下部走行体２と上部旋回体４は、油圧ショベル１の車体を構成している。
【００１８】
下部走行体２は、例えば、履帯２Ａと、該履帯２Ａを周回駆動させることにより油圧ショベル１を走行させる左，右の走行用油圧モータ（図示せず）とを含んで構成されている。下部走行体２は、後述のメイン油圧ポンプ１３（図２参照）からの圧油の供給に基づいて、油圧モータ（油圧アクチュエータ）である走行用油圧モータが回転することにより、上部旋回体４および作業装置５と共に走行する。
【００１９】
作業機またはフロントとも呼ばれる作業装置５は、例えば、ブーム５Ａ、アーム５Ｂ、作業具としてのバケット５Ｃと、これらを駆動する油圧アクチュエータ（液圧アクチュエータ）としてのブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ（作業具シリンダ）５Ｆとを含んで構成されている。作業装置５は、メイン油圧ポンプ１３（図２参照）からの圧油の供給に基づいて、油圧シリンダであるシリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆが伸長または縮小することにより、俯仰動（揺動）する。なお、後述の図２の油圧回路図では、図面が複雑になることを避けるために、主としてブームシリンダ５Ｄに関する油圧回路を示しており、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、前述の左，右の走行用油圧モータ、後述の旋回用油圧モータに関する油圧回路を省略している。
【００２０】
上部旋回体４は、旋回軸受、旋回用油圧モータ、減速機構等を含んで構成される旋回装置３を介して、下部走行体２上に搭載されている。上部旋回体４は、メイン油圧ポンプ１３（図２参照）からの圧油の供給に基づいて、油圧モータ（油圧アクチュエータ）である旋回用油圧モータが回転することにより、下部走行体２上で作業装置５と共に旋回する。上部旋回体４は、上部旋回体４の支持構造体（ベースフレーム）となる旋回フレーム６と、旋回フレーム６上に搭載されたキャブ７、カウンタウエイト８等とを含んで構成されている。この場合、旋回フレーム６上には、エンジン１２に加えて、図２に示す油圧ポンプ１３，１９、作動油タンク１４等が搭載されている。
【００２１】
旋回フレーム６は、旋回装置３を介して下部走行体２に取付けられている。旋回フレーム６の前部左側には、内部が運転室となったキャブ７が設けられている。旋回フレーム６の後端側には、作業装置５との重量バランスをとるためのカウンタウエイト８が設けられている。キャブ７とカウンタウエイト８との間は、エンジン１２、油圧ポンプ１３，１９（図２参照）等が収容される機械室９となっている。さらに、上部旋回体４（旋回フレーム６）のほぼ中央（中心）には、後述の制御弁装置２１が設置されている。
【００２２】
ここで、キャブ７内には、オペレータが着席する運転席（図示せず）が設けられている。運転席の周囲には、油圧ショベル１を操作するための操作装置（図２にブーム用レバー操作装置２２のみ図示）が設けられている。操作装置は、例えば、運転席の前側に設けられた左，右の走行用レバー・ペダル操作装置と、運転席の左右両側にそれぞれ設けられた左，右の作業用レバー操作装置とを含んで構成されている。
【００２３】
左，右の走行用レバー・ペダル操作装置は、下部走行体２を走行させるときにオペレータにより操作される。左，右の作業用レバー操作装置は、作業装置５を動作させるとき、および、上部旋回体４を旋回させるときにオペレータにより操作される。なお、後述の図２の油圧回路図では、各種の操作装置（走行用操作装置および作業用操作装置）のうち作業装置５のブーム５Ａを操作（揺動）するためのブーム用レバー操作装置２２のみを示している（左右の走行用レバー・ペダル操作装置、旋回用レバー操作装置、アーム用レバー操作装置、バケット用レバー操作装置等を省略している）。ブーム用レバー操作装置２２は、例えば、右側の作業用レバー操作装置の前後方向の操作に対応するものである。
【００２４】
操作装置は、オペレータの操作（レバー操作、ペダル操作）に応じたパイロット信号（パイロット圧）を、複数の方向制御弁（図２にブーム用方向制御弁３１のみ図示）からなる制御弁装置２１に出力する。これにより、オペレータは、走行用油圧モータ、作業装置５のシリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ、旋回装置３の旋回用油圧モータを動作（駆動）させることができる。なお、後述の図２の油圧回路図では、制御弁装置２１を構成する複数の方向制御弁のうち、ブーム用方向制御弁３１のみを示している（例えば、左走行用方向制御弁、右走行用方向制御弁、旋回用方向制御弁、アーム用方向制御弁、バケット用方向制御弁等を省略している）。
【００２５】
次に、油圧ショベル１を駆動するための油圧駆動装置（油圧システム）について、図１に加え、図２も参照しつつ説明する。
【００２６】
図２に示すように、油圧ショベル１は、油圧ポンプ１３から供給される圧油に基づいて油圧ショベル１を動作（駆動）させる油圧回路１１を備えている。油圧回路１１は、油圧アクチュエータ（以下、単にシリンダ５Ｄともいう）を含むメイン油圧回路１１Ａと、シリンダ５Ｄを操作するためのパイロット油圧回路１１Ｂとを含んで構成されている。
【００２７】
即ち、油圧回路１１は、シリンダ５Ｄと、エンジン１２（図１参照）と、メイン油圧ポンプ１３と、タンクとしての作動油タンク１４と、パイロット油圧ポンプ１９と、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）と、操作装置（以下、単にレバー操作装置２２ともいう）とを含んで構成されている。そして、油圧回路１１のメイン油圧回路１１Ａは、シリンダ５Ｄに加え、エンジン１２と、メイン油圧ポンプ１３と、作動油タンク１４と、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）と、ポンプ管路としてのメイン吐出管路１５と、タンク管路としての戻り管路１６と、一側アクチュエータ管路としてのボトム側管路１７と、他側アクチュエータ管路としてのロッド側管路１８とを備えている。一方、油圧回路１１のパイロット油圧回路１１Ｂは、エンジン１２と、パイロット油圧ポンプ１９と、作動油タンク１４と、レバー操作装置２２と、パイロット吐出管路２０と、一側パイロット管路としての伸長側パイロット管路２３と、他側パイロット管路としての縮小側パイロット管路２４とを備えている。
【００２８】
エンジン１２（図１参照）は、旋回フレーム６に搭載されている。エンジン１２は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成されている。エンジン１２の出力側には、メイン油圧ポンプ１３、および、パイロット油圧ポンプ１９が取付けられている。これら油圧ポンプ１３，１９は、エンジン１２によって回転駆動される。なお、油圧ポンプ１３，１９を駆動するための駆動源（動力源）は、内燃機関となるエンジン１２単体で構成できる他、例えば、エンジンと電動モータ、または、電動モータ単体により構成してもよい。
【００２９】
メイン油圧ポンプ１３は、エンジン１２に機械的に（即ち、動力伝達可能に）接続されている。メイン油圧ポンプ１３は、シリンダ５Ｄを含むメイン油圧回路１１Ａに圧油を供給する。メイン油圧ポンプ１３は、例えば、可変容量型の油圧ポンプ、より具体的には、可変容量型の斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式油圧ポンプによって構成されている。なお、図２では、メイン油圧ポンプ１３を１台の油圧ポンプで示しているが、例えば、２台以上の複数の油圧ポンプにより構成することができる。
【００３０】
メイン油圧ポンプ１３は、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）を介してシリンダ５Ｄに接続されている。メイン油圧ポンプ１３は、シリンダ５Ｄに圧油を供給する。なお、図示は省略するが、メイン油圧ポンプ１３は、例えば、ブームシリンダ５Ｄの他、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆにも圧油を供給する。
【００３１】
メイン油圧ポンプ１３は、作動油タンク１４に貯溜された作動油を圧油としてメイン吐出管路１５に吐出する。メイン吐出管路１５に吐出された圧油は、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）を介してブームシリンダ５Ｄ（のボトム側油室またはロッド側油室）に供給され、ブームシリンダ５Ｄ（のロッド側油室またはボトム側油室）の圧油は、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１）および戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻る。このように、メイン油圧ポンプ１３は、作動油を貯留する作動油タンク１４と共に、メインの油圧源を構成している。
【００３２】
パイロット油圧ポンプ１９は、メイン油圧ポンプ１３と同様に、エンジン１２に機械的に接続されている。パイロット油圧ポンプ１９は、シリンダ５Ｄを操作するためのパイロット油圧回路１１Ｂに圧油を供給する。パイロット油圧ポンプ１９は、例えば、固定容量型の歯車ポンプまたは斜板式油圧ポンプによって構成されている。パイロット油圧ポンプ１９は、作動油タンク１４に貯溜された作動油を圧油としてパイロット吐出管路２０に吐出する。即ち、パイロット油圧ポンプ１９は、作動油タンク１４と共にパイロット油圧源を構成している。
【００３３】
パイロット油圧ポンプ１９は、レバー操作装置２２と接続されている。パイロット油圧ポンプ１９は、レバー操作装置２２に圧油（１次圧）を供給する。この場合、パイロット油圧ポンプ１９の圧油は、レバー操作装置２２を介して、制御弁装置２１（ブーム用方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂ）に供給される。
【００３４】
制御弁装置２１は、ブーム用方向制御弁３１を含む複数の方向制御弁からなる制御弁群である。制御弁装置２１は、メイン油圧ポンプ１３から吐出された圧油を、ブーム用レバー操作装置２２を含む各種の操作装置の操作に応じて、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、走行用油圧モータ、および、旋回用油圧モータに分配する。なお、以下の説明は、ブーム用方向制御弁３１（以下、単に方向制御弁３１ともいう）を制御弁装置２１の代表例として説明する。
【００３５】
方向制御弁３１は、キャブ７内に配置されたレバー操作装置２２の操作による切換信号（パイロット圧）に応じて、メイン油圧ポンプ１３からシリンダ５Ｄに供給される圧油の方向を制御する。これにより、シリンダ５Ｄは、メイン油圧ポンプ１３から供給（吐出）される圧油（作動油）によって駆動（伸長、縮小）される。方向制御弁３１は、パイロット操作式の方向制御弁、例えば、５ポート３位置（または、６ポート３位置、４ポート３位置）の油圧パイロット式方向制御弁により構成されている。
【００３６】
方向制御弁３１は、メイン油圧ポンプ１３とシリンダ５Ｄとの間でシリンダ５Ｄに対する圧油の供給と排出を切換えることにより、シリンダ５Ｄを伸長または縮小させる。方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂには、レバー操作装置２２の操作に基づく切換信号（パイロット圧）が供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｂ），（Ｃ）に切換操作される。
【００３７】
レバー操作装置２２は、上部旋回体４のキャブ７内に配置されている。レバー操作装置２２は、例えば、レバー式の減圧弁型パイロット弁により構成されている。レバー操作装置２２には、パイロット油圧ポンプ１９からの圧油（１次圧）がパイロット吐出管路２０を通じて供給される。レバー操作装置２２は、オペレータのレバー操作に応じたパイロット圧（２次圧）を、伸長側パイロット管路２３または縮小側パイロット管路２４を介して方向制御弁３１に出力する。
【００３８】
即ち、レバー操作装置２２は、オペレータによって操作されることにより、その操作量に比例したパイロット圧を方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂに供給（出力）する。例えば、レバー操作装置２２がシリンダ５Ｄを伸長させる方向に操作されると（即ち、ブーム５Ａを上げるための上げ操作がされると）、この操作により発生したパイロット圧は、伸長側パイロット管路２３を介して方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａに供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｂ）に切換わり、メイン油圧ポンプ１３からの圧油がボトム側管路１７を介してシリンダ５Ｄのボトム側油室に供給され、シリンダ５Ｄのロッド側油室の圧油がロッド側管路１８、戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻る。
【００３９】
これに対して、例えば、レバー操作装置２２がシリンダ５Ｄを縮小させる方向に操作されると（即ち、ブーム５Ａを下げるための下げ操作がされると）、この操作により発生したパイロット圧は、縮小側パイロット管路２４を介して方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ｂに供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｃ）に切換わり、メイン油圧ポンプ１３からの圧油がロッド側管路１８を介してシリンダ５Ｄのロッド側油室に供給され、シリンダ５Ｄのボトム側油室の圧油がボトム側管路１７、戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻る。
【００４０】
次に、スプール弁装置としての方向制御弁３１について、図１および図２に加え、図３ないし図６も参照しつつ説明する。
【００４１】
方向制御弁３１は、油圧源（メイン油圧ポンプ１３および作動油タンク１４）と油圧アクチュエータ（シリンダ５Ｄ）との間に設けられている。方向制御弁３１は、スプール４１を図２の（Ａ）に示す中立位置から例えば（Ｂ）または（Ｃ）に示す切換位置に摺動変位させることにより、シリンダ５Ｄに供給、排出する圧油の方向および流量を制御する。方向制御弁３１は、ポンプポート３８を境にしてスプール４１の軸方向で対称に形成されている。方向制御弁３１は、ハウジング３２と、スプール４１と、左，右のキャップ４５Ａ，４５Ｂと、左，右のスプリング４７Ａ，４７Ｂと、左，右の回転規制部４８Ａ，４８Ｂとを含んで構成されている。
【００４２】
ハウジング３２は、方向制御弁３１の弁本体を構成するものである。図３に示すように、ハウジング３２は、筒状に形成されており、ハウジング３２の内周側は、スプール摺動穴３３となっている。換言すれば、ハウジング３２は、軸方向（図２の左，右方向）に延びるスプール摺動穴３３を有している。ハウジング３２の一側（図２の左側）には、スプール摺動穴３３の一側開口（左側開口）に対面するように一方のキャップとしての左キャップ４５Ａが取付けられている。ハウジング３２の他側（図２の右側）には、スプール摺動穴３３の他側開口（右側開口）に対面するように他方のキャップとしての右キャップ４５Ｂが取付けられている。
【００４３】
スプール摺動穴３３の軸方向の中央部には、中央凹溝３４が形成されている。スプール摺動穴３３のうち中央凹溝３４よりも軸方向の一側（左側）には、一側凹溝としての左側凹溝３５Ａが形成されている。また、スプール摺動穴３３のうち左側凹溝３５Ａよりも軸方向の一側、即ち、スプール摺動穴３３の一端側（左端側）には、一端側凹溝としての左端側凹溝３６Ａが形成されている。これに対して、スプール摺動穴３３のうち中央凹溝３４よりも軸方向の他側（右側）には、他側凹溝としての右側凹溝３５Ｂが形成されている。また、スプール摺動穴３３のうち右側凹溝３５Ｂよりも軸方向の他側、即ち、スプール摺動穴３３の他端側（右端側）には、他端側凹溝としての右端側凹溝３６Ｂが形成されている。
【００４４】
これら各凹溝３４，３５Ａ，３５Ｂ，３６Ａ，３６Ｂは、いずれもスプール摺動穴３３の全周にわたって環状に形成されている。また、各凹溝３４，３５Ａ，３５Ｂ，３６Ａ，３６Ｂは、スプール摺動穴３３の軸方向にわたってそれぞれ離間して設けられている。この場合、各凹溝３４，３５Ａ，３５Ｂ，３６Ａ，３６Ｂの間は、それぞれスプール摺動穴３３の内径側に向けて全周にわたって突出する切換部３７，３７となっている。
【００４５】
さらに、ハウジング３２には、スプール摺動穴３３の軸方向にそれぞれ離間して５つのポート、即ち、ポンプポート３８、一対のアクチュエータポート３９Ａ，３９Ｂ、および、一対のタンクポート４０Ａ，４０Ｂが設けられている。ハウジング３２の軸方向の中央部に設けられたポンプポート３８は、ハウジング３２の外面に開口する一側がメイン吐出管路１５に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が中央凹溝３４に連通している。
【００４６】
一対のアクチュエータポート３９Ａ，３９Ｂのうち一方（左方）のアクチュエータポートとしての左アクチュエータポート３９Ａは、ハウジング３２の外面に開口する一側がボトム側管路１７に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が左側凹溝３５Ａに連通している。これに対して、他方（右方）のアクチュエータポートとしての右アクチュエータポート３９Ｂは、ハウジング３２の外面に開口する一側がロッド側管路１８に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が右側凹溝３５Ｂに連通している。
【００４７】
一対のタンクポート４０Ａ，４０Ｂのうち一方（左方）のタンクポートとしての左タンクポート４０Ａは、ハウジング３２の外面に開口する一側が戻り管路１６に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が左端側凹溝３６Ａに連通している。これに対して、他方（右方）のタンクポートとしての右タンクポート４０Ｂは、ハウジング３２の外面に開口する一側が戻り管路１６に接続され、スプール摺動穴３３に開口する他側が右端側凹溝３６Ｂに連通している。これにより、ハウジング３２には、切換部３７，３７を挟んでスプール摺動穴３３の軸方向に複数のポート３８，３９Ａ，３９Ｂ，４０Ａ，４０Ｂが設けられている。
【００４８】
スプール４１は、ハウジング３２のスプール摺動穴３３に移動可能（摺動可能）に挿嵌されている。スプール４１は、油圧パイロット部３１Ａ，３１Ｂに供給されるパイロット圧に応じて、スプール摺動穴３３内を軸方向に摺動変位する。スプール４１の軸方向中間部には、ランド（第１のランド）としての中央ランド４２が設けられている。また、スプール４１の軸方向両端側にも、ランド（第２のランド、第３のランド）としての左側ランド４３Ａ、右側ランド４３Ｂが設けられている。これら各ランド４２，４３Ａ，４３Ｂは、スプール摺動穴３３に対して軸方向に摺動する。この場合、各ランド４２，４３Ａ，４３Ｂの間は、スプール４１の内径側に向けて全周にわたって凹入する油溝４４，４４となっている。即ち、スプール４１には、各ポート間３８，３９Ａ，３９Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを連通または遮断させるため、軸方向に離間して油溝４４，４４とランド４２，４３Ａ，４３Ｂとが設けられている。
【００４９】
中央ランド４２の一端側（左端側）には、軸方向に延びる複数個のノッチ４２Ａ（図３では１個のみ図示）が周方向に等間隔に離間して形成されている。中央ランド４２の他端側（右端側）にも、軸方向に延びる複数個のノッチ４２Ｂ（図３では１個のみ図示）が周方向に等間隔に離間して形成されている。これら各ノッチ４２Ａ，４２Ｂは、中央ランド４２と油溝４４との境界部に位置して中央ランド４２に設けられている。一方（左方）のノッチ４２Ａは、中央凹溝３４と左側凹溝３５Ａとの間、即ち、ポンプポート３８と左アクチュエータポート３９Ａとの間を流れる圧油を小流量で連通させる。他方（右方）のノッチ４２Ｂは、中央凹溝３４と右側凹溝３５Ｂとの間、即ち、ポンプポート３８と右アクチュエータポート３９Ｂとの間を流れる圧油を小流量で連通させる。即ち、これら各ノッチ４２Ａ，４２Ｂは、スプール４１が移動するときに各ポート３８，３９Ａ，３９Ｂ間を連通させる位置（クラッキング位置）で各ポート３８，３９Ａ，３９Ｂ間を小流量で連通させる。
【００５０】
左側ランド４３Ａの右端側（他端側）には、軸方向に延びる複数個のノッチ４３Ａ１（図３では１個のみ図示）が周方向に等間隔に離間して形成されている。ノッチ４３Ａ１は、左側ランド４３Ａと油溝４４との境界部に位置して左側ランド４３Ａに設けられている。ノッチ４３Ａ１は、左側凹溝３５Ａと左端側凹溝３６Ａとの間、即ち、左アクチュエータポート３９Ａと左タンクポート４０Ａとの間を流れる圧油を小流量で連通させる。即ち、ノッチ４３Ａ１は、スプール４１が移動するときに各ポート３９Ａ，４０Ａ間を連通させる位置（クラッキング位置）で各ポート３９Ａ，４０Ａ間を小流量で連通させる。左側ランド４３Ａの左端部（一端部）、即ち、スプール４１の左端部（一端部）には、左突出軸部４９Ａが設けられている。
【００５１】
一方、右側ランド４３Ｂの左端側（一端側）にも、軸方向に延びる複数個のノッチ４３Ｂ１（図３では１個のみ図示）が周方向に等間隔に離間して形成されている。ノッチ４３Ｂ１は、右側ランド４３Ｂと油溝４４との境界部に位置して右側ランド４３Ｂに設けられている。ノッチ４３Ｂ１は、右側凹溝３５Ｂと右端側凹溝３６Ｂとの間、即ち、右アクチュエータポート３９Ｂと右タンクポート４０Ｂとの間を流れる圧油を小流量で連通させる。即ち、ノッチ４３Ｂ１は、スプール４１が移動するときに各ポート３９Ｂ，４０Ｂ間を連通させる位置（クラッキング位置）で各ポート３９Ｂ，４０Ｂ間を小流量で連通させる。右側ランド４３Ｂの右端部（他端部）、即ち、スプール４１の右端部（他端部）には、右突出軸部４９Ｂが設けられている。
【００５２】
ここで、例えば、スプール４１が、図３に示す中立位置から右方向に変位すると、中央ランド４２と左側ランド４３Ａとの間の油溝４４を介して中央凹溝３４と左側凹溝３５Ａとの間が連通される。これと共に、中央ランド４２と右側ランド４３Ｂとの間の油溝４４を介して右側凹溝３５Ｂと右端側凹溝３６Ｂとの間が連通される。この場合、メイン油圧ポンプ１３から吐出された圧油は、メイン吐出管路１５、ポンプポート３８、中央凹溝３４、切換部３７と油溝４４との間、および、左側凹溝３５Ａを介して左アクチュエータポート３９Ａへと導かれ、ボトム側管路１７を介してシリンダ５Ｄのボトム側油室に供給される。これにより、シリンダ５Ｄを伸長させることができる。このとき、シリンダ５Ｄのロッド側油室の圧油は、ロッド側管路１８、右アクチュエータポート３９Ｂ、右側凹溝３５Ｂ、切換部３７と油溝４４との間、および、右端側凹溝３６Ｂを介して右タンクポート４０Ｂへと導かれ、戻り管路１６を介して作動油タンク１４に戻される。
【００５３】
左キャップ４５Ａは、有底筒状に形成され、スプール摺動穴３３の左端開口を塞ぐようにハウジング３２に取付けられている。左キャップ４５Ａには、伸長側パイロット管路２３が接続される接続ポート４５Ａ１が設けられている。左キャップ４５Ａの内部は、スプール４１を軸方向に摺動変位させるための油圧パイロット部３１Ａとなっている。油圧パイロット部３１Ａ内には、左ばね受４６Ａと、左スプリング４７Ａとが設けられている。左ばね受４６Ａは、左突出軸部４９Ａの外周側に嵌合している。左スプリング４７Ａは、左突出軸部４９Ａの外周側で左キャップ４５Ａの底部と左ばね受４６Ａとの間に設けられている。左スプリング４７Ａは、左ばね受４６Ａを介してスプール４１を中立位置（Ａ）に向けて付勢している。
【００５４】
右キャップ４５Ｂは、有底筒状に形成され、スプール摺動穴３３の右端開口を塞ぐようにハウジング３２に取付けられている。右キャップ４５Ｂには、縮小側パイロット管路２４が接続される接続ポート４５Ｂ１が設けられている。右キャップ４５Ｂの内部は、スプール４１を軸方向に摺動変位させるための油圧パイロット部３１Ｂとなっている。油圧パイロット部３１Ｂ内には、右ばね受４６Ｂと、右スプリング４７Ｂとが設けられている。右ばね受４６Ｂは、右突出軸部４９Ｂの外周側に嵌合している。右スプリング４７Ｂは、右突出軸部４９Ｂの外周側で右キャップ４５Ｂの底部と右ばね受４６Ｂとの間に設けられている。右スプリング４７Ｂは、右ばね受４６Ｂを介してスプール４１を中立位置（Ａ）に向けて付勢している。
【００５５】
次に、スプール４１の軸方向変位を許容すると共にスプール４１の回転を規制（阻止）するための左，右の回転規制部４８Ａ，４８Ｂについて説明する。なお、一方の回転規制部としての左回転規制部４８Ａと他方の回転規制部としての右回転規制部４８Ｂは、左右が相違する以外同様の構成である。このため、右回転規制部４８Ｂについては、左回転規制部４８Ａと同一の構成要素に符号「Ｂ」を付すことにより、その説明を省略する。
【００５６】
左回転規制部４８Ａは、スプール４１の左端と左キャップ４５Ａとの間に設けられている。左回転規制部４８Ａは、スプール４１が左キャップ４５Ａ側に向けて変位したときに、スプール４１のスプール摺動穴３３内における回転を規制する。左回転規制部４８Ａは、一方の突出軸部としての左突出軸部４９Ａと、一方の突部としての左突部５０Ａとを備えている。
【００５７】
左突出軸部４９Ａは、スプール４１の左端に設けられ、左キャップ４５Ａ内に向けて軸方向に突出している。左突出軸部４９Ａは、円柱体からなり左側ランド４３Ａと一体に形成されている。左突出軸部４９Ａには、左突部５０Ａと係合する係合溝４９Ａ１が設けられている。
【００５８】
左突部５０Ａは、左キャップ４５Ａの底部に設けられている。左突部５０Ａは、左キャップ４５Ａの底部から係合溝４９Ａ１に向けて突出している。左突部５０Ａは、左突出軸部４９Ａの係合溝４９Ａ１に対応して形成されている。左突部５０Ａは、例えば、板状に形成されている。左突部５０Ａは、スプール４１が中立位置から左方向に変位したときに係合溝４９Ａ１内に入り込む。これにより、スプール４１は、軸方向の変位が許容され、かつ、スプール４１の回転が阻止（規制）される。
【００５９】
ところで、スプール４１の回転を規制する構成の場合、スプール４１の回転に伴うスプール４１とハウジング３２との摩耗を抑制することができる。しかし、この場合、例えば、左，右のランド４３Ａ，４３Ｂのノッチ４３Ａ１，４３Ｂ１の回転方向の位置が固定される。このため、ノッチ４３Ａ１，４３Ｂ１で発生したキャビテーション噴流が、下流側のハウジング壁面の同じ位置に衝突する傾向となる。即ち、ノッチ４３Ａ１で発生したキャビテーション噴流は、左端側凹溝３６Ａの内面（内周面、底面）の同じ位置に衝突する傾向となり、ノッチ４３Ｂ１で発生したキャビテーション噴流は、右端側凹溝３６Ｂの内面（内周面、底面）の同じ位置に衝突する傾向となる。これにより、左端側凹溝３６Ａの内面および右端側凹溝３６Ｂの内面でエロージョンが発生し易くなる可能性がある。
【００６０】
即ち、スプール４１が右方に変位すると、右アクチュエータポート３９Ｂと右タンクポート４０Ｂとがスプール４１の右側ランド４３Ｂのノッチ４３Ｂ１を介して連通する。このとき、このノッチ４３Ｂ１によって形成される油路の断面積は、他の部分の油路の断面積よりも小さくなる。このため、ノッチ４３Ｂ１で作動油の流速の増加および圧力の低下が発生し、これによりキャビテーションが発生する可能性がある。そして、図６に示すように、ノッチ４３Ｂ１で発生したキャビテーションは、気泡５１を伴った作動油の流れとなるキャビテーション噴流５２となって、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１に衝突する。これにより、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１にエロージョンが発生する可能性がある。しかも、スプール４１の回転が規制されている構成の場合には、キャビテーション噴流５２が同位置に集中して噴射されることにより、エロージョンの進行（浸食速度）が速くなる可能性がある。
【００６１】
これに対して、実施の形態では、ハウジング壁面（左端側凹溝３６Ａの内周面３６Ａ１および右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１）に、有底の小穴５３Ａ，５３Ａからなる気泡溜り５３を設けている。即ち、図４に示すように、右端側凹溝３６Ｂの底面となる内周面３６Ｂ１には、複数の有底状の小穴５３Ａ，５３Ａからなる気泡溜り５３が設けられている。この場合、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１は、右アクチュエータポート３９Ｂと右タンクポート４０Ｂとがノッチ４３Ｂ１を通じて連通したときに、高圧側の右アクチュエータポート３９Ｂから流れ込む作動油が衝突する低圧側の右タンクポート４０Ｂ側の内周面（油路壁面）に対応する。
【００６２】
また、図３に示すように、左端側凹溝３６Ａの内周面３６Ａ１にも、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１と同様に、複数の有底状の小穴５３Ａ，５３Ａからなる気泡溜り５３が設けられている。なお、左端側凹溝３６Ａの小穴５３Ａ，５３Ａは、左右が相違する以外、右端側凹溝３６Ｂの小穴５３Ａ，５３Ａと同様の構成であるため、以下、主として右端側凹溝３６Ｂの小穴５３Ａ，５３Ａを代表例として説明する。また、図３ないし図６（後述する図７および図８）では、小穴５３Ａ、気泡５１、噴流５２等を誇張して示している。
【００６３】
図６に示すように、小穴５３Ａ，５３Ａは、キャビテーションによる気泡５１が入り込むことにより、気泡溜り５３となるものである。気泡溜り５３は、キャビテーションの気泡５１の崩壊時に生じる衝撃圧を吸収する。即ち、気泡溜り５３の気泡５１が、崩壊する気泡５１の衝撃圧を吸収することで、エロージョンに寄与（関与）する力を減衰する。また、小穴５３Ａ，５３Ａの縁（開口縁）を液体（作動油）が流れることにより渦５４が発生する。この渦５４の発生によって、キャビテーション噴流５２が衝突する噴流衝突部（即ち、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１の近辺）の圧力場が乱れる（換言すれば、内周面３６Ｂ１の近辺に乱流場が形成される）。これにより、噴流衝突部付近の圧力回復が起こりにくくなり、気泡５１の崩壊による衝撃力の発生を抑制することができる。
【００６４】
ここで、気泡溜り５３を構成する小穴５３Ａ，５３Ａは、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１のうちノッチ４３Ｂ１に対応する部位に設けられている。即ち、小穴５３Ａ，５３Ａは、スプール４１の周方向に関して、ノッチ４３Ｂ１と対応する位置に設けられている。このため、スプール４１が軸方向に変位したときに、ノッチ４３Ｂ１と小穴５３Ａ，５３Ａとは、スプール４１およびスプール摺動穴３３の径方向で対面する。
【００６５】
また、図４および図６に示すように、気泡溜り５３を構成する小穴５３Ａの穴径をＤとし、ノッチ４３Ｂ１を作動油（油液）が通過するときのキャビテーションによって発生する気泡５１の直径をＤｂとし、ノッチ４３Ｂ１から噴出して右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１へと向かう噴流５２の直径をＤｃとする。このとき、次の数１式に示すように、小穴５３Ａの穴径Ｄは、気泡５１の直径Ｄｂよりも大きく、かつ、噴流５２の直径Ｄｃよりも小さく設定されている。これにより、小穴５３Ａ内に気泡５１が溜り易くなる（入り込み易くなる）ようにしている。なお、キャビテーション噴流５２の直径Ｄｃは、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１に衝突する直前の位置でのキャビテーション噴流５２の直径Ｄｃとすることができる。例えば、Ｄｂは１０μｍ程度となり、Ｄｃは１０ｍｍ程度となることから、Ｄは０．５〜３ｍｍ程度（より好ましくは、１ｍｍ程度）とすることが考えられる。
【００６６】
【数１】
2019049284.tif 000003
【００６７】
また、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１からの小穴５３Ａの深さをＬとしたときに、次の数２式に示すように、小穴５３Ａの深さＬは、小穴５３Ａの穴径Ｄよりも大きく設定されている。これにより、小穴５３Ａ内の深さ方向に気泡５１を溜める（深さ方向に気泡５１を積層させる）ことができるようにしている。なお、小穴５３Ａの深さＬは、例えば、穴径Ｄの１．５倍ないし３倍程度とすることが考えられる。
【００６８】
【数２】
2019049284.tif 000004
【００６９】
また、図５および図６に示すように、右端側凹溝３６Ｂの軸方向（図５および図６の左，右方向）に関する小穴５３Ａが設けられた部位の寸法をＸとし、右端側凹溝３６Ｂの周方向（図５の上，下方向）に関する小穴５３Ａが設けられた部位の寸法をＹとする。このとき、例えば、次の数３式に示すように、小穴５３Ａが設けられた部位の寸法Ｘ，Ｙを、キャビテーション噴流５２の直径をＤｃよりも大きく設定することができる。この場合には、噴流５２が、小穴５３Ａを設けた範囲内で衝突するようにできる。
【００７０】
【数３】
2019049284.tif 000005
【００７１】
なお、実施の形態では、小穴５３Ａを複数設けているが、１個（単数）の小穴を設ける構成としてもよい。即ち、１個の有底状の小穴により気泡溜りを構成してもよい。また、複数の小穴５３Ａを設ける場合、各小穴５３Ａの径寸法Ｄ、深さ寸法Ｌは、全ての小穴５３Ａで同じにしてもよいし、必要に応じて異ならせてもよい。また、図５に示すように、実施の形態では、複数の小穴５３Ａを等間隔に、かつ、全体として矩形（四角形）の陣形となるように配置しているが、これに限らず、円形、楕円形、三角形、または、五角形以上の多角形等、他の形状の陣形となるように配置してもよい。即ち、小穴５３Ａの径寸法Ｄ、深さ寸法Ｌ、小穴５３Ａを設ける位置、範囲、小穴５３Ａの配置、陣形は、エロージョンを抑制することができるように（換言すれば、気泡５１の崩壊や崩壊時の衝撃圧を低減する流れを惹起できるように）、設計者の意図や方向制御弁３１の仕様等に応じて適宜設定することができる。
【００７２】
第１の実施の形態による油圧ショベル１および方向制御弁３１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。
【００７３】
キャブ７に搭乗したオペレータがエンジン１２を始動させると、エンジン１２によって油圧ポンプ１３，１９が駆動される。これにより、油圧ポンプ１３，１９から吐出した圧油は、キャブ７内に設けられた走行用操作装置および作業用操作装置（レバー操作装置２２）のレバー操作、ペダル操作に応じて、走行油圧モータ、旋回油圧モータ、作業装置５のブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆに向けて吐出する。これにより、油圧ショベル１は、下部走行体２による走行動作、上部旋回体４の旋回動作、作業装置５による掘削作業等を行うことができる。
【００７４】
ここで、例えば、レバー操作装置２２がシリンダ５Ｄを伸長させる方向に操作される（即ち、ブーム５Ａを上げ動作させるための上げ操作がされる）と、レバー操作装置２２から方向制御弁３１の油圧パイロット部３１Ａにパイロット圧が供給される。これにより、方向制御弁３１は、中立位置（Ａ）から切換位置（Ｂ）に切換わる。即ち、図３に示すように、レバー操作装置２２から左キャップ４５Ａ内の油圧パイロット部３１Ａにパイロット圧が供給され、スプール４１が右キャップ４５Ｂ内の右スプリング４７Ｂに抗して右方向に摺動変位する。
【００７５】
これにより、ハウジング３２のポンプポート３８と左アクチュエータポート３９Ａとが、中央凹溝３４、中央ランド４２のノッチ４２Ａ、中央ランド４２と左側ランド４３Ａとの間の油溝４４、左側凹溝３５Ａを介して連通する。また、右アクチュエータポート３９Ｂと右タンクポート４０Ｂとが、右側凹溝３５Ｂ、中央ランド４２と右側ランド４３Ｂとの間の油溝４４、右側ランド４３Ｂのノッチ４３Ｂ１、右端側凹溝３６Ｂを介して連通する。この結果、シリンダ５Ｄのボトム側油室には、メイン油圧ポンプ１３からの圧油が、メイン吐出管路１５、ポンプポート３８、左アクチュエータポート３９Ａ、ボトム側管路１７を介して供給される。また、シリンダ５Ｄのロッド側油室の圧油は、ロッド側管路１８，右アクチュエータポート３９Ｂ、右タンクポート４０Ｂ、戻り管路１６を介して作動油タンク１４内に排出される。この結果、シリンダ５Ｄが伸長する。
【００７６】
このとき、右側ランド４３Ｂのノッチ４３Ｂ１によって形成される油路の断面積が他の部分の油路の断面積よりも小さくなることから、ノッチ４３Ｂ１で作動油の流速の増加および圧力の低下が発生し、これによりキャビテーションが発生する可能性がある。そして、図６に示すように、ノッチ４３Ｂ１で発生したキャビテーション噴流５２は、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１に衝突する。これに対して、レバー操作装置２２がシリンダ５Ｄを縮小させる方向に操作される（即ち、ブーム５Ａを下げ動作させるための下げ操作がされる）と、左側ランド４３Ａのノッチ４３Ａ１で発生したキャビテーション噴流（図示省略）は、左端側凹溝３６Ａの内周面３６Ａ１に衝突する。
【００７７】
この場合、第１の実施の形態では、キャビテーション噴流５２が衝突するハウジング壁面、即ち、低圧側のタンクポート４０Ａ，４０Ｂ側の内周面（油路壁面）となる凹溝３６Ａ，３６Ｂの内周面３６Ａ１，３６Ｂ１には、複数の小穴５３Ａ，５３Ａが設けられている。このため、スプール４１と切換部３７との開口部となるノッチ４３Ａ１，４３Ｂ１で発生したキャビテーション噴流５２は、複数の小穴５３Ａ，５３Ａを有する部材表面（凹溝３６Ａ，３６Ｂの内周面３６Ａ１，３６Ｂ１）に衝突する。この場合に、キャビテーションによる気泡５１は、小穴５３Ａ，５３Ａ内に入り込むことにより、小穴５３Ａ，５３Ａ内に気泡溜り５３が形成される。
【００７８】
この気泡溜り５３は、キャビテーションの気泡５１の崩壊時に生じる衝撃圧を吸収することで、エロージョンに関与（寄与）する力を減衰することができる。また、小穴５３Ａ，５３Ａの縁（開口縁）を液体（作動油）が流れることにより渦５４，５４が発生し、この渦５４，５４の発生によってキャビテーション噴流５２が衝突する噴流衝突部（即ち、凹溝３６Ａ，３６Ｂの内周面３６Ａ１，３６Ｂ１の近辺）の圧力場が乱れる（乱流場が形成される）。これにより、噴流衝突部付近の圧力回復が起こりにくくなり、気泡５１の崩壊による衝撃力の発生が抑制される。この結果、噴流衝突部でのエロージョンを抑制することができ、エロージョンに対する方向制御弁３１の寿命を長くすることができる。この場合、耐エロージョン性の高い高価な材料を用いずに、エロージョンを抑制することができるため、コストの上昇を抑えつつ寿命の向上を図ることができる。
【００７９】
第１の実施の形態では、気泡溜り５３を構成する小穴５３Ａ，５３Ａは、低圧側のタンクポート４０Ａ，４０Ｂの内周面（凹溝３６Ａ，３６Ｂの内周面３６Ａ１，３６Ｂ１）のうちノッチ４３Ａ１，４３Ｂ１に対応する部位に設けられている。このため、ノッチ４３Ａ１，４３Ｂ１で発生したキャビテーション噴流５２を小穴５３Ａ，５３Ａに向けて進むようにできる。これにより、エロージョンに関与（寄与）する力の減衰と気泡５１の崩壊による衝撃力の発生の抑制とを噴流衝突部（凹溝３６Ａ，３６Ｂの内周面３６Ａ１，３６Ｂ１の近辺）で安定して行うことができる。
【００８０】
第１の実施の形態では、小穴５３Ａ，５３Ａの穴径Ｄを気泡５１の直径Ｄｂよりも大きく、かつ、噴流５２の直径Ｄｃよりも小さく設定している。このため、「小穴５３Ａ，５３Ａ内に気泡溜り５３を形成すること」と「小穴５３Ａ，５３Ａの開口縁で渦５４，５４を発生させること」とを両立することができる。即ち、小穴５３Ａ，５３Ａで気泡５１を安定して溜めることができ、かつ、小穴５３Ａ，５３Ａの開口縁で渦５４，５４を安定して発生させることができる。
【００８１】
さらに、第１の実施の形態では、小穴５３Ａ，５３Ａの深さＬを穴径Ｄよりも大きく設定している。このため、小穴５３Ａ，５３Ａの深さ方向に気泡５１を溜める（深さ方向気泡５１を積層させる）ことができる。これにより、小穴５３Ａ，５３Ａ内に安定して気泡溜り５３を形成することができる。
【００８２】
次に、図７および図８は、第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、ハウジングに対して着脱が可能なプラグの内壁面に複数の有底状の小穴からなる気泡溜りを設ける構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８３】
ハウジング３２には、スプール摺動穴３３の軸方向と直交する方向に延びる貫通孔６１が設けられている。貫通孔６１は、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１、即ち、右アクチュエータポート３９Ｂと右タンクポート４０Ｂとがノッチ４３Ｂ１を通じて連通したときに、高圧側の右アクチュエータポート３９Ｂから流れ込む作動油が衝突する低圧側の右タンクポート４０Ｂ側の内周面（油路壁面）に開口している。そして、ハウジング３２の貫通孔６１には、ハウジング３２とは別部材からなり貫通孔６１を液密に封止するプラグ６２が設けられている。
【００８４】
プラグ６２は、例えば、貫通孔６１に螺合により取付けられている。そして、プラグ６２の内壁面６２Ａには、複数の有底状の小穴５３Ａ，５３Ａからなる気泡溜り５３が設けられている。この場合、プラグ６２の内壁面６２Ａは、低圧側のポート４０Ｂの内周面となる右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１と同一面として形成することが好ましい。即ち、プラグ６２を貫通孔６１に取付けたときに、プラグ６２の内壁面６２Ａが右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１と同一面となるように、プラグ６２の寸法、形状を設定することが好ましい。換言すれば、プラグ６２の内壁面６２Ａと右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１とを滑らかに連続する周面とすることが好ましい。
【００８５】
さらに、貫通孔６１の内周面とプラグ６２の外周面との間には、例えば、シールリング（オーリング）とも呼ばれるシール部材（図示せず）を設けることにより、これらの間を液密に封止することができる。プラグ６２は、例えば、ハウジング３２と同じ材質（素材）により構成してもよいし、ハウジング３２とは異なる材質（素材）により構成してもよい。例えば、プラグ６２は、ハウジング３２よりもエロージョンに対する耐久性の高い材質（例えば、高硬度の材料）を用いてもよいし、プラグ６２の表面（内壁面６２Ａ）に熱処理、表面処理等の硬化処理を施してもよい。
【００８６】
第２の実施の形態は、上述のようなプラグ６２に複数の有底状の小穴５３Ａ，５３Ａからなる気泡溜り５３を設ける構成としたもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。即ち、第２の実施の形態も、第１の実施の形態と同様に、コストの上昇を抑えつつ寿命の向上を図ることができる。
【００８７】
特に、第２の実施の形態では、気泡溜り５３を構成する小穴５３Ａは、ハウジング３２とは別部材のプラグ６２の内壁面６２Ａに設けられている。このため、ハウジング３２内の油路壁面に直接小穴を設ける構成よりも、小穴５３Ａの加工を容易（簡単）に行うことができる。また、小穴５３Ａによりエロージョンを抑制できたとしても、例えば、非常に長い時間噴流５２（図６参照）に曝され続けると、エロージョンが進行する場合も考えられる。この場合でも、エロージョンの発生部位となるプラグ６２を交換するだけで、方向制御弁３１の油路の状態を元の状態（新品の状態）に戻すことができる。このように、実施の形態では、方向制御弁３１の内部（スプール摺動穴３３の内面）に小穴５３Ａを容易に形成することができ、かつ、長時間の稼働によって噴流衝突部でエロージョンが進行した場合にも簡単に油路を再生することができる。これにより、「低コスト化」と「長寿命化」とを高い次元で両立することができる。
【００８８】
第２の実施の形態では、プラグ６２の内壁面６２Ａを低圧側のポート４０Ｂの内周面となる右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１と同一面として形成している。このため、プラグ６２の内壁面６２Ａと右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１とを滑らかに連続させることができる。これにより、この面からも、「小穴５３Ａ内に気泡溜り５３を形成すること」と「小穴５３Ａの開口縁で渦５４を発生させること」とを両立することができる。
【００８９】
なお、各実施の形態では、左端側凹溝３６Ａと右端側凹溝３６Ｂとに複数の有底状の小穴５３Ａからなる気泡溜り５３を設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、左側凹溝３５Ａと右側凹溝３５Ｂとに複数の有底状の小穴からなる気泡溜りを設けてもよい。即ち、ポンプポート３８とアクチュエータポート３９Ａ，３９Ｂとがノッチ４２Ａ，４２Ｂを通じて連通したときに、高圧側のポンプポート３８から流れ込む作動油が衝突する低圧側のアクチュエータポート３９Ａ，３９Ｂ側の内周面（即ち、左側凹溝３５Ａの内周面、右側凹溝３５Ｂの内周面）に複数の小穴を設けてもよい。
【００９０】
各実施の形態では、左端側凹溝３６Ａと右端側凹溝３６Ｂとに複数の小穴５３Ａからなる気泡溜り５３を設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、単数（１個）の小穴からなる気泡溜りを設ける構成としてもよい。即ち、低圧側のポート側の内周面に単数（１個）の小穴からなる気泡溜りを設ける構成としてもよい。
【００９１】
各実施の形態では、気泡溜り５３を構成する小穴５３Ａ，５３Ａを、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１のうちノッチ４３Ｂ１に対応する部位に設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、右端側凹溝３６Ｂの内周面３６Ｂ１の全周にわたって設ける構成としてもよい。
【００９２】
各実施の形態では、スプール弁装置として、ブームシリンダ５Ｄに対する圧油の供給と排出を切換える方向制御弁３１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ等に用いる方向制御弁に適用してもよい。また、これ以外にも、圧力制御弁、流量制御弁等の各種のスプール弁装置（スプール弁）に適用することもできる。
【００９３】
各実施の形態では、建設機械として、エンジン１２により駆動されるエンジン式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、エンジンと電動モータとにより駆動されるハイブリッド式の油圧ショベル、電動モータにより駆動される電動式の油圧ショベルに適用することができる。また、油圧ショベルに限らず、ホイールローダ、油圧クレーン、ブルドーザ等、各種の建設機械に広く適用することができる。さらに、各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９４】
１  油圧ショベル（建設機械）
５Ｄ  ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１１  油圧回路
１１Ａ  メイン油圧回路
１１Ｂ  パイロット油圧回路
３１  方向制御弁（スプール弁装置）
３２  ハウジング
３３  スプール摺動穴
３７  切換部
３４  中央凹溝（凹溝）
３５Ａ  左側凹溝（凹溝、一側凹溝）
３５Ｂ  右側凹溝（凹溝、他側凹溝）
３６Ａ  左端側凹溝（凹溝、一端側凹溝）
３６Ｂ  右端側凹溝（凹溝）他端側凹溝）
３６Ａ１，３６Ｂ１  内周面（低圧側のポートの内周面）
３８  ポンプポート（ポート）
３９Ａ  左アクチュエータポート（ポート）
３９Ｂ  右アクチュエータポート（ポート）
４０Ａ  左タンクポート（ポート）
４０Ｂ  右タンクポート（ポート）
４１  スプール
４２  中央ランド（ランド）
４３Ａ  左側ランド（ランド）
４３Ｂ  右側ランド（ランド）
４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ１，４３Ｂ１  ノッチ
４４  油溝
５１  気泡
５２  キャビテーション噴流（噴流）
５３  気泡溜り
５３Ａ  小穴
６１  貫通孔
６２  プラグ
６２Ａ  内壁面
【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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