(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの入力ポートと、この入力ポートを挟んでその軸方向外側に位置する第１及び第２の少なくとも２つの出力ポートを有する円筒型の外筒と、
前記外筒内に挿入され、互いに軸方向に隔てられて位置する第１及び第２の２つの開口部群を形成した少なくとも１つの円筒状の弁板と、
前記外筒の入力ポートと前記円筒状の弁板との間に位置し、前記外筒の入力ポートから前記円筒状の弁板の第１開口部群を経由して前記第１出力ポートに至る第１の流路及び前記外筒の入力ポートから前記第２開口部群を経由して前記第２出力ポートに至る第２の流路を選択的に形成する少なくとも１つの円筒状の連通制御部材とを備え、
前記円筒状の弁板と前記円筒状の連通制御部材とは相対的に回転可能でかつ相対的に軸方向にスライド可能であり、前記弁板と連通制御部材の相対的な回転により前記入力ポートと前記第１及び第２開口部群とを交互に連通させて前記第１及び第２の流路を交互に形成し、前記弁板と連通制御部材の相対的な軸方向のスライドにより前記入力ポートと前記第１及び第２開口部群との連通時間を制御し前記第１及び第２の流路の通流率を制御するように構成したことを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項２】
請求項１記載の液圧開閉弁において、
前記円筒状の弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた複数の開口部を有し、第１開口部群の開口部と第２開口部群の開口部は、それぞれ、周方向に等間隔に位相をずらして配置され、かつ周方向の長さが軸方向の位置により変化するよう左右対称の形状を有していることを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の液圧開閉弁において、
前記円筒状の弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、前記弁板と連通制御部材とが相対的に回転し、前記入力ポートと前記第１開口部群が連通して前記第１の流路を形成するときは、前記入力ポートと前記第２開口部群の連通を遮断して前記第２の流路を遮断し、前記入力ポートと前記第２開口部群が連通して前記第２の流路を形成するときは、前記入力ポートと前記第１開口部群の連通を遮断して前記第１の流路を遮断する相補的な開閉動作を行うように構成されていることを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の液圧開閉弁において、
前記外筒の入力ポートと第１出力ポートの間を前記第１出力ポートから前記入力ポートヘの流れを阻止する第１逆止弁を介して接続し、前記外筒の入力ポートと第２出力ポートの間を前記入力ポートから前記第２出力ポートヘの流れを阻止する第２逆止弁を介して接続したことを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の液圧開閉弁において、
前記円筒状の弁板を前記円筒状の連通制御部材に対して相対的に一定速度で回転させる第１駆動手段と、
入力手段の操作指令に応じて前記円筒状の弁板を前記円筒状の連通制御部材に対して軸方向に相対的にスライドさせ前記弁板と前記連通制御部材の相対位置を変化させる第２駆動手段とを更に備えることを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項６】
請求項１記載の液圧開閉弁において、
前記円筒型の外筒は、前記入力ポートを第１入力ポートとして有し、かつ前記第１出力ポートの軸方向外側に第２入力ポート及び第３出力ポートを更に有し、
前記円筒状の弁板を第１弁板として備えるとともに、前記円筒状の連通制御部材を第１連通制御部材として備え、
前記円筒状の第１弁板に隣接しその第１弁板と同軸的に前記外筒内に挿入され、互いに軸方向に隔てられて位置する第３及び第４の２つの開口部群を形成した円筒状の第２弁板と、
前記円筒状の第１連通制御部材に隣接しその第１連通制御部材と同軸的に前記外筒の第２入力ポートと前記円筒状の第２弁板との間に挿入され、前記外筒の第２入力ポートから前記円筒状の第２弁板の第３開口部群を経由して前記第１出力ポートに至る第３の流路及び前記外筒の第２入力ポートから前記円筒状の第２弁板の第４開口部群を経由して前記第３出力ポートに至る第４の流路を選択的に形成する円筒状の第２連通制御部材とを備え、
前記円筒状の第１及び第２弁板と前記円筒状の第１及び第２連通制御部材とは相対的に回転可能でかつ相対的に軸方向にスライド可能であり、前記第１及び第２弁板と第１及び第２連通制御部材の相対的な回転により前記第１入力ポートと前記第１及び第２開口部群とを交互に連通させて前記第１及び第２の流路を交互に形成すると同時に、前記第２入力ポートと前記第３及び第４開口部群とを交互に連通させて前記第３及び第４の流路を交互に形成し、前記第１及び第２弁板と第１及び第２連通制御部材の相対的な軸方向のスライドにより前記第１入力ポートと前記第１及び第２開口部群との連通時間を制御し前記第１及び第２の流路の通流率を制御するとともに、前記第２入力ポートと前記第３及び第４開口部群との連通時間を制御し前記第３及び第４の流路の通流率を制御することを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項７】
請求項６記載の液圧開閉弁において、
前記円筒状の第１弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた複数の開口部を有し、かつ第１開口部群の開口部と第２開口部群の開口部は、それぞれ、周方向の長さが軸方向の位置により変化するよう左右対称の形状を有し、
前記円筒状の第２弁板の第３及び第４開口部群は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた複数の開口部を有し、かつ第３開口部群の開口部と第４開口部群の開口部は、それぞれ、周方向の長さが軸方向の位置により変化するよう左右対称の形状を有し、
前記第１弁板の第１開口部群の開口部と前記第２弁板の第３開口部群の開口部は同位相で同じ向きに形成され、
前記第１弁板の第２開口部群の開口部と前記第２弁板の第４開口部群の開口部は同位相で同じ向きに形成され、
前記第１弁板の第１開口部群の開口部と前記第２弁板の第３開口部群の開口部は、前記第１弁板の第２開口部群の開口部と前記第２弁板の第４開口部群の開口部とは周方向に等間隔に位相をずらして配置されかつ前記第２開口部群の開口部と前記第４開口部群の開口部とは逆向きに形成されていることを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項８】
請求項６又は７記載の液圧開閉弁において、
前記円筒状の第１弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、前記第１弁板と第１連通制御部材とが相対的に回転し、前記第１入力ポートと前記第１開口部群が連通して前記第１の流路を形成するときは、前記第１入力ポートと前記第２開口部群の連通を遮断して前記第２の流路を遮断し、前記第１入力ポートと前記第２開口部群が連通して前記第２の流路を形成するときは、前記第１入力ポートと前記第１開口部群の連通を遮断して前記第１の流路を遮断する相補的な開閉動作を行うように構成され、
前記円筒状の第２弁板の第３及び第４開口部群は、それぞれ、前記第２弁板と第２連通制御部材とが相対的に回転し、前記第２入力ポートと前記第３開口部群が連通して前記第３の流路を形成するときは、前記第２入力ポートと前記第４開口部群の連通を遮断して前記第４の流路を遮断し、前記第２入力ポートと前記第４開口部群が連通して前記第４の流路を形成するときは、前記第２入力ポートと前記第３開口部群の連通を遮断して前記第３の流路を遮断する相補的な開閉動作を行うように構成されていることを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項記載の液圧開閉弁において、
前記外筒の第１入力ポートと第１出力ポートの間を前記第１出力ポートから前記第１入力ポートヘの流れを阻止する第１逆止弁を介して接続し、前記外筒の第１入力ポートと第２出力ポートの間を前記第１入力ポートから前記第２出力ポートヘの流れを阻止する第２逆止弁を介して接続し、
前記外筒の第２入力ポートと第１出力ポートの間を前記第１出力ポートから前記第２入力ポートヘの流れを阻止する第３逆止弁を介して接続し、前記外筒の第２入力ポートと第３出力ポートの間を前記第２入力ポートから前記第３出力ポートヘの流れを阻止する第４逆止弁を介して接続したことを特徴とする液圧開閉弁。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項記載の液圧開閉弁において、
前記円筒状の第１及び第２弁板を前記円筒状の第１及び第２連通制御部材に対して相対的に一定速度で回転させる第１駆動手段と、
入力手段の操作指令に応じて前記円筒状の第１及び第２弁板を前記円筒状の第１及び第２連通制御部材に対して軸方向に相対的にスライドさせ前記第１及び第２弁板と前記第１及び第２連通制御部材の相対位置を変化させる第２駆動手段とを更に備えることを特徴とする液圧開閉弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧開閉弁に関し、特に高速で流路を開閉するのに好適な液圧開閉弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の土木・建設機械や、工作機械等の産業機械等の作業機械に備えられる液圧装置においては、液圧回路の作動流体（例えば作動油）の流路を高速に開閉する装置として高速電磁開閉弁が用いられている。高速電磁開閉弁は、ソレノイドに制御電流を流すことにより発生する電磁機械力により弁体を直線往復運動させ、この弁体の動作で入出力ポートの間の流路の開閉を行う弁である。
【０００３】
このような高速電磁開閉弁において弁体の高速動作を達成するためには、弁体の慣性質量を小さくし、かつそのストロークを短くする必要がある。弁体のストロークを短くした場合は、入出力ポート間の流量を大きくすると圧損が増大するため、大出力の液圧装置を直接制御するには適さないものであった。
【０００４】
このような問題点を改善する高速速電磁開閉弁として、例えば特許第２８０６６３１号（特許文献１）に記載の高速電磁弁装置がある。この公知技術の高速電磁弁装置は、高速電磁弁部とロジック弁部を連接して設け、高速電磁弁部の励磁時に高速電磁弁部の出力ポートとロジック弁部の出力ポートの双方を介して作動流体を合流して排出できるようにしている。この構成によれば、高速電磁弁装置によって作動するアクチュエータ等に、通常の高速電磁弁を設ける場合に比べて多くの作動流体を供給することができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８０６６３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高速電磁開閉弁の用途の１つとして、１対の高速電磁開閉弁の流路を交互に開閉することにより制御対象に供給される作動流量の時間平均値を制御して制御対象の制御を行なうパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation：以下ＰＷＭという）方式の制御による流量制御を行う流量制御弁がある（図５参照）。このようなＰＷＭ方式の制御による流量制御においては、制御対象に供給される圧油の流量リプルや圧力脈動を抑制し、より滑らかな流量制御を行うためには、例えば、制御周波数が数十〜数百Ｈｚの領域におけるＰＷＭ制御を行なえるようにする必要があり、高速電磁開閉弁の開閉動作を今まで以上に高速化することが必要である。
【０００７】
しかしながら、従来の高速電磁開閉弁では弁体を直線往復運動させることにより流路の開閉を行う構成であるため、弁体の慣性質量などの影響が避けられず、開閉動作の高速化には限界がある。このためＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を実現することは極めて困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、今まで以上に高速な開閉動作が可能であり、ＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御をすることができる液圧開閉弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明の液圧開閉弁は、少なくとも１つの入力ポートと、この入力ポートを挟んでその軸方向外側に位置する第１及び第２の少なくとも２つの出力ポートを有する円筒型の外筒と、前記外筒内に挿入され、互いに軸方向に隔てられて位置する第１及び第２の２つの開口部群を形成した少なくとも１つの円筒状の弁板と、前記外筒の入力ポートと前記円筒状の弁板との間に位置し、前記外筒の入力ポートから前記円筒状の弁板の第１開口部群を経由して前記第１出力ポートに至る第１の流路及び前記外筒の入力ポートから前記第２開口部群を経由して前記第２出力ポートに至る第２の流路を選択的に形成する少なくとも１つの円筒状の連通制御部材とを備え、前記円筒状の弁板と前記円筒状の連通制御部材とは相対的に回転可能でかつ相対的に軸方向にスライド可能であり、前記弁板と連通制御部材の相対的な回転により前記入力ポートと前記第１及び第２開口部群とを交互に連通させて前記第１及び第２の流路を交互に形成し、前記弁板と連通制御部材の相対的な軸方向のスライドにより前記入力ポートと前記第１及び第２開口部群との連通時間を制御し前記第１及び第２の流路の通流率を制御するように構成するものとする。
【００１０】
以上のように構成した本発明の液圧開閉弁においては、円筒状の弁板を円筒状の連通制御部材に対して相対的に回転させることにより入力ポートと第１及び第２出力ポート間の流路の開閉を行うので、弁体が直線往復運動する従来技術に比べて最小開弁時間を短くすることができ、それに応じて開閉周期を短くすることができ、その結果、制御周波数が数十〜数百Ｈｚの領域におけるＰＷＭ方式の制御による流量制御において、通流率の制御範囲を十分大きく確保しつつ、圧油の流量リプルや圧力脈動を抑制し、より滑らかな流量制御を行うことができる。これにより、今まで以上に高速な開閉動作が可能であり、ＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を行うことができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記円筒状の弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた複数の開口部を有し、第１開口部群の開口部と第２開口部群の開口部は、それぞれ、周方向に等間隔に位相をずらして配置され、かつ周方向の長さが軸方向の位置により変化するよう左右対称の形状を有している。
【００１２】
（３）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記円筒状の弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、前記弁板と連通制御部材とが相対的に回転し、前記入力ポートと前記第１開口部群が連通して前記第１の流路を形成するときは、前記入力ポートと前記第２開口部群の連通を遮断して前記第２の流路を遮断し、前記入力ポートと前記第２開口部群が連通して前記第２の流路を形成するときは、前記入力ポートと前記第１開口部群の連通を遮断して前記第１の流路を遮断する相補的な開閉動作を行うように構成されている。
【００１３】
（４）また、上記（１）〜（３）において、好ましくは、前記外筒の入力ポートと第１出力ポートの間を前記第１出力ポートから前記入力ポートヘの流れを阻止する第１逆止弁を介して接続し、前記外筒の入力ポートと第２出力ポートの間を前記入力ポートから前記第２出力ポートヘの流れを阻止する第２逆止弁を介して接続する。
【００１４】
入力ポートから第１出力ポートに至る第１の流路が連通（形成）から遮断へ遷移し、入力ポートから第２出力ポートに至る第２の流路が遮断から連通へ遷移する期間、及び入力ポートから第１出力ポートに至る第１の流路が遮断から連通へ遷移し、入力ポートから第２出力ポートに至る第２の流路が連通から遮断へ遷移する期間において、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設ける場合と設けない場合とがあり、どちらの場合も弁板の第１開口部群及び第２開口部群の各開口部の形状を変えることで実現可能である。第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設ける場合においては、両方の流路が同時に連通する期間に、第１出力ポートと第２出力ポートが連通する流路が形成され、これが問題となる場合がある。その場合は、上記のように第１出力ポートから入力ポートヘの流れを阻止する第１逆止弁及び入力ポートから第２出力ポートヘの流れを阻止する第２逆止弁を設けた設けた上で、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設けないようにすることで、そのような問題を回避することができる。
【００１５】
（５）また、上記（１）〜（４）において、好ましくは、前記円筒状の弁板を前記円筒状の連通制御部材に対して相対的に一定速度で回転させる第１駆動手段と、入力手段の操作指令に応じて前記円筒状の弁板を前記円筒状の連通制御部材に対して軸方向に相対的にスライドさせ前記弁板と前記連通制御部材の相対位置を変化させる第２駆動手段とを更に備える。
【００１６】
（６）また、上記（１）において、好ましくは、前記円筒型の外筒は、前記入力ポートを第１入力ポートとして有し、かつ前記第１出力ポートの軸方向外側に第２入力ポート及び第３出力ポートを更に有し、前記円筒状の弁板を第１弁板として備えるとともに、前記円筒状の連通制御部材を第１連通制御部材として備え、前記円筒状の第１弁板に隣接しその第１弁板と同軸的に前記外筒内に挿入され、互いに軸方向に隔てられて位置する第３及び第４の２つの開口部群を形成した円筒状の第２弁板と、前記円筒状の第１連通制御部材に隣接しその第１連通制御部材と同軸的に前記外筒の第２入力ポートと前記円筒状の第２弁板との間に挿入され、前記外筒の第２入力ポートから前記円筒状の第２弁板の第３開口部群を経由して前記第１出力ポートに至る第３の流路及び前記外筒の第２入力ポートから前記円筒状の第２弁板の第４開口部群を経由して前記第３出力ポートに至る第４の流路を選択的に形成する円筒状の第２連通制御部材とを備え、前記円筒状の第１及び第２弁板と前記円筒状の第１及び第２連通制御部材とは相対的に回転可能でかつ相対的に軸方向にスライド可能であり、前記第１及び第２弁板と第１及び第２連通制御部材の相対的な回転により前記第１入力ポートと前記第１及び第２開口部群とを交互に連通させて前記第１及び第２の流路を交互に形成すると同時に、前記第２入力ポートと前記第３及び第４開口部群とを交互に連通させて前記第３及び第４の流路を交互に形成し、前記第１及び第２弁板と第１及び第２連通制御部材の相対的な軸方向のスライドにより前記第１入力ポートと前記第１及び第２開口部群との連通時間を制御し前記第１及び第２の流路の通流率を制御するとともに、前記第２入力ポートと前記第３及び第４開口部群との連通時間を制御し前記第３及び第４の流路の通流率を制御する。
【００１７】
これにより第１弁板及び第１連通制御部材と第２弁板及び第２連通制御部材の２組の弁板及び連通制御部材により通流率を制御して流量制御をするので、１組の弁板及び連通制御部材を用いる場合に比べて原理上２倍の流量制御が可能となり、ＰＷＭ制御により大流量の圧油を滑らかに流量制御することができる。
【００１８】
また、２組の弁板及び連通制御部材により通流率を制御し流量制御するので、第１弁板と第２弁板とに作用する軸方向の油圧力が互いに相殺し合い、弁板に係わる軸受部に過大なスラスト荷重が作用することが防止される。その結果、軸受構造の簡素化が可能であり、かつ液圧開閉弁の耐久性が向上するとともに、液圧開閉弁の安定した動作が可能となる。
【００１９】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記円筒状の第１弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた複数の開口部を有し、かつ第１開口部群の開口部と第２開口部群の開口部は、それぞれ、周方向の長さが軸方向の位置により変化するよう左右対称の形状を有し、前記円筒状の第２弁板の第３及び第４開口部群は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた複数の開口部を有し、かつ第３開口部群の開口部と第４開口部群の開口部は、それぞれ、周方向の長さが軸方向の位置により変化するよう左右対称の形状を有し、前記第１弁板の第１開口部群の開口部と前記第２弁板の第３開口部群の開口部は同位相で同じ向きに形成され、前記第１弁板の第２開口部群の開口部と前記第２弁板の第４開口部群の開口部は同位相で同じ向きに形成され、前記第１弁板の第１開口部群の開口部と前記第２弁板の第３開口部群の開口部は、前記第１弁板の第２開口部群の開口部と前記第２弁板の第４開口部群の開口部とは周方向に等間隔に位相をずらして配置されかつ前記第２開口部群の開口部と前記第４開口部群の開口部とは逆向きに形成されている。
【００２０】
（８）また、上記（６）又は（７）において、前記円筒状の第１弁板の第１及び第２開口部群は、それぞれ、前記第１弁板と第１連通制御部材とが相対的に回転し、前記第１入力ポートと前記第１開口部群が連通して前記第１の流路を形成するときは、前記第１入力ポートと前記第２開口部群の連通を遮断して前記第２の流路を遮断し、前記第１入力ポートと前記第２開口部群が連通して前記第２の流路を形成するときは、前記第１入力ポートと前記第１開口部群の連通を遮断して前記第１の流路を遮断する相補的な開閉動作を行うように構成され、前記円筒状の第２弁板の第３及び第４開口部群は、それぞれ、前記第２弁板と第２連通制御部材とが相対的に回転し、前記第２入力ポートと前記第３開口部群が連通して前記第３の流路を形成するときは、前記第２入力ポートと前記第４開口部群の連通を遮断して前記第４の流路を遮断し、前記第２入力ポートと前記第４開口部群が連通して前記第４の流路を形成するときは、前記第２入力ポートと前記第３開口部群の連通を遮断して前記第３の流路を遮断する相補的な開閉動作を行うように構成されている。
【００２１】
（９）更に、上記（６）〜（８）において、前記外筒の第１入力ポートと第１出力ポートの間を前記第１出力ポートから前記第１入力ポートヘの流れを阻止する第１逆止弁を介して接続し、前記外筒の第１入力ポートと第２出力ポートの間を前記第１入力ポートから前記第２出力ポートヘの流れを阻止する第２逆止弁を介して接続し、前記外筒の第２入力ポートと第１出力ポートの間を前記第１出力ポートから前記第２入力ポートヘの流れを阻止する第３逆止弁を介して接続し、前記外筒の第２入力ポートと第３出力ポートの間を前記第２入力ポートから前記第３出力ポートヘの流れを阻止する第４逆止弁を介して接続する。
【００２２】
上記（４）で述べたのと同様に、第１及び第２流路の形成・遮断の遷移期間及び第３及び第４流路の形成・遮断の遷移期間において、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間及び第３の流路と第４の流路の両方が同時に連通する時間を設ける場合と設けない場合とがあり、どちらの場合も第１弁板の第１開口部群及び第２開口部群の各開口部の形状及び第２弁板の第３開口部群及び第４開口部群の各開口部の形状を変えることで実現可能である。第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間及び第３の流路と第４の流路の両方が同時に連通する時間を設ける場合においては、両方の流路が同時に連通する期間に、第１出力ポートと第２出力ポートが連通する流路及び第１出力ポートと第３出力ポートが連通する流路が形成され、これが問題となる場合がある。その場合は、上記のように第１〜第４逆止弁を設けた設けた上で、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間及び第３の流路と第４の流路の両方が同時に連通する時間を設けないようにすることで、そのような問題を回避することができる。
【００２３】
（１０）また、上記（６）〜（９）において、前記円筒状の第１及び第２弁板を前記円筒状の第１及び第２連通制御部材に対して相対的に一定速度で回転させる第１駆動手段と、入力手段の操作指令に応じて前記円筒状の第１及び第２弁板を前記円筒状の第１及び第２連通制御部材に対して軸方向に相対的にスライドさせ前記第１及び第２弁板と前記第１及び第２連通制御部材の相対位置を変化させる第２駆動手段とを更に備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、液圧開閉弁の開閉動作を回転運動により行うので、今まで以上に高速な開閉動作が可能であり、最小開弁時間及び開閉周期をより短くしてＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１〜図６を用いて説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態の液圧開閉弁の縦断面図である。
【００２８】
図１において、本実施の形態の液圧開閉弁は、外郭を形成する円筒型の外筒１０と、外筒１０の内部に回転可能に挿入された円筒状の弁板４０と、外筒１０と弁板４０の間に軸方向にスライド可能に挿入された円筒状の制御板５０とを有している。
【００２９】
外筒１０は、軸方向の一端をエンド部１０ａにより閉じた有底の円筒型をしており、他端は、外蓋３０により閉じられている。外筒１０の外周面部分には、入力ポート１１、この入力ポート１１を挟んでその軸方向外側に位置する第１出力ポート１２及び第２出力ポート１３をそれぞれ構成する３つのポート穴１１ａ，１２ａ，１３ａ（以下、適宜、入力ポート１１、第１出力ポート１２及び第２出力ポート１３という）が形成されている。
【００３０】
弁板４０は円筒形状の外周面を持つ円筒体として構成され、かつその中心部に弁板４０と一体の回転軸４３を有している。回転軸４３は弁板４０の中心軸に沿って左右両側に伸び、図示右側の軸部分の端部は外筒１０のエンド部１０ａに設けられたラジアル・スラスト軸受１７により外筒１０のエンド部１０ａに回転可能に支持され、図示左側の軸部分は外筒１０の外蓋３０を貫通して外部まで伸び、かつこの回転軸４３の軸部分は外蓋３０に設けられたラジアル・スラスト軸受１８により外蓋３０に回転可能に支持されている。これにより弁板４０は外筒１０に対して（その結果、制御板５０に対して）回転可能であり、回転軸４３を回転駆動することにより弁板４０が回転駆動される。また、弁板４０には、互いに軸方向に隔てられた位置に第１開口部群４１及び第２開口部群４２の２つの開口部群が形成され、第１開口部群４１及び第２開口部群４２は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの開口部４１ａ〜４１ｄ及び開口部４２ａ〜４２ｄを有している。第１開口部群４１の開口部４１ａ〜４１ｄと第２開口部群４２の開口部４２ａ〜４２ｄは、周方向に４５°位相の異なる位置に開けられている。また、第１開口部群４１の開口部４１ａ〜４１ｄと第２開口部群４２の開口部４２ａ〜４２ｄは、周方向に４５°位相を異ならせた状態で、弁板４０を軸方向に２等分する中心線Ｘ１（図２参照）に対して左右対称な略三角形の形状をしている。すなわち、開口部４１ａ〜４１ｄと開口部４２ａ〜４２ｄの略三角形の形状は互いに逆向きである。また、開口部４１ａ〜４１ｄと開口部４２ａ〜４２ｄの略三角形の形状は、中心線Ｘ１から離れるに従って周方向の長さが長くなるように（三角形の軸方向の頂点が互いに向き合うように）形成されている。
【００３１】
制御板５０は、弁板４０の円筒形状の外周面に摺動接触する円筒形状の内周面を持つ円筒体として構成されている。制御板５０の軸方向の一端には、外筒１０のエンド部１０ａを貫通して外部まで延びる制御棒５３が接続され、この制御棒５３を軸方向に移動してその軸方向の位置を制御することにより、制御板５０を軸方向に移動（スライド）してその軸方向の位置を制御することができる。また、制御板５０には、円筒体の互いに軸方向に隔てられた位置に設けられた第１流路穴群５１及び第２開流路穴群５２の２つの流路穴群が形成され、第１流路穴群５１及び第２流路穴群５２は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの流路穴５１ａ〜５１ｄ及び流路穴５２ａ〜５２ｄを有しており、第１流路穴群５１の流路穴５１ａ〜５１ｄと第２流路穴群５２の流路穴５２ａ〜５２ｄは、制御板５０を軸方向に２等分する中心線Ｘ２（図２参照）に対して対称な位置に開けられている。
【００３２】
外筒１０の内周部の入力ポート１１を挟んだ位置には、円形の内周端面形状を有する１対の突部１０ｂ，１０ｃが形成され、制御板５０は、その外周面を突部１０ｂ，１０ｃの内周端面に接して挿入され、弁板４０は、その外周面を制御板５０の内周面に接して挿入されている。また、弁板４０には、その内部空間を第１開口部群４１と第２開口部群４２の間の位置で２つの空間に隔てる仕切り壁４４が設けられている。これにより外蓋３０により閉じられた外筒１０の内部空間は、外筒１０と制御板５０とで区切られた第１の空間１４と、弁板４０の仕切り壁４４で区切られた第２の空間１５及び第３の空間１６の３つの空間に分けられる。
【００３３】
第１の空間１４は、入力ポート１１、制御板５０の第１流路穴群５１及び第２流路穴群５２と連通しており、制御板５０の第１流路穴群５１が弁板４０の第１開口部群４１と連通したときは、入力ポート１１から第１流路穴群５１、第１開口部群４１、第２の空間１５を経て第１出力ポート１２に至る第１の流路が形成され、制御板５０の第２流路穴群５２が弁板４０の第２開口部群４２と連通したときは、入力ポート１１から第２流路穴群５２、第２開口部群４２、第３の空間１６を経て第２出力ポート１３に至る第２の流路が形成される。
【００３４】
すなわち、制御板５０は、外筒１０の入力ポート１１と円筒状の弁板４０との間に位置し、入力ポート１１から弁板４０の第１開口部群４１を経由して第１出力ポート１２に至る第１の流路及び入力ポート１１から第２開口部群４２を経由して第２出力ポート１３に至る第２の流路を選択的に形成する連通制御部材を構成する。
【００３５】
図２は、本実施の形態の液圧開閉弁の弁板及び制御板の構造を示す展開図であり、図２（Ａ）は弁板４０を周方向に展開した様子を示す図であり、図２（Ｂ）は制御板５０を周方向に展開した様子を示す図である。
【００３６】
図２（Ａ）において、弁板４０は、軸方向に隔てられて位置する第１の開口部群４１及び第２の開口部群４２の２つの開口部群を有し、この第１の開口部群４１及び第２の開口部群４２は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの開口部４１ａ〜４１ｄ及び開口部４２ａ〜４２ｄを有し、開口部４１ａ〜４１ｄと開口部４２ａ〜４２ｄは、それぞれ、軸方向の中心側に頂点を、反対側に底辺を持ち、弁板４０を軸方向に２等分する中心線Ｘ１に対して左右対称で、その中心線Ｘ１から離れるに従って周方向の長さが長くなる略三角形の形状であり、かつ、周方向に互いに４５°位相の異なる位置に開けられている。
【００３７】
図２（Ｂ）において、制御板５０は、互いに軸方向に隔てられて位置する第１の流路穴群５１及び第２の流路穴群５２を有し、第１流路穴群５１及び第２流路穴群５２は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの流路穴５１ａ〜５１ｄ及び流路穴５２ａ〜５２ｄを有しており、第１流路穴群５１の流路穴５１ａ〜５１ｄと第２流路穴群５２の流路穴５２ａ〜５２ｄは、制御板５０を軸方向に２等分する中心線Ｘ２に対して左右対称で等間隔に開けられている。
【００３８】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）において、開口部群４１の開口部４１ａ〜４１ｄと開口部群４２の開口部４２ａ〜４２ｄの中心間距離Ｌと第１の流路穴５１と第２の流路穴５２の中心間距離Ｌはほぼ同じである。
【００３９】
図３は、弁板の開口部と制御板の流路穴の相対的な軸方向位置関係を説明する図であって、図３（Ａ）は通流率大とした軸方向位置関係にある場合を示し、図３（Ｂ）は通流率小の軸方向位置関係にある場合を示している。
【００４０】
図３（Ａ）及び（Ｂ）の上下方向は弁板４０の回転方向（周方向）に対応し、左右方向は制御板５０のスライド方向（軸方向）に対応する。弁板４０は制御板５０に対して周方向（縦方向）に相対的に回転（移動）可能であり、制御板５０は弁板４０に対して軸方向（横方向）に相対的にスライド可能である。
【００４１】
弁板４０を制御板５０に対して一定速度で回転させた場合、弁板４０の第１開口部群４１と制御板５０の第１流路穴群５１が連通して第１の流路が形成される間は、弁板４０の第２開口部群４２と制御板５０の第２流路穴群５２の連通は遮断されて第２の流路は形成されず、弁板４０の第２開口部群４２と制御板５０の第２流路穴群５２が連通して第２の流路が形成される間は、弁板４０の第１開口部群４１と制御板５０の第１流路穴群５１の連通が遮断されて第１の流路は形成されない。
【００４２】
また、制御板５０を弁板４０に対して図３（Ａ）に示すように、制御板５０の中心線Ｘ２が弁板４０の中心線Ｘ１よりも図示右側に位置するように図示右方向の軸方向にスライドさせたときは、弁板４０を制御板５０に対して一定速度で回転させると、弁板４０の第１開口部群４１の各開口部と制御板５０の第１流路穴群５１の各通流穴が連通する時間、すなわち、入力ポート１１から第１出力ポート１２に至る第１の流路が形成される時間は、弁板４０の第２開口部群４２の各開口部と制御板５０の第２流路穴群５２の各通流穴が連通する時間、すなわち、入力ポート１１から第２出力ポート１３に至る第２の流路が形成される時間と比較して相対的に長くなる。
【００４３】
一方、制御板５０を弁板４０に対して図３（Ｂ）に示すように、制御板５０の中心線Ｘ２が弁板４０の中心線Ｘ１よりも図示左側に位置するように図示右方向の軸方向にスライドさせたときは、弁板４０が制御板５０に対して一定速度で回転させると、弁板４０の第１開口部群４１の各開口部と制御板５０の第１流路穴群５１の各通流穴が連通する時間、すなわち、入力ポート１１から第１出力ポート１２に至る第１の流路が形成される時間は、弁板４０の第２開口部群４２の各開口部と制御板５０の第２流路穴群５２の各通流穴が連通する時間、すなわち、入力ポート１１から第２出力ポート１３に至る第２の流路が形成される時間と比較して相対的に短くなる。
【００４４】
ここで、制御板５０における第１流路穴群５１の各流路穴に対する弁板４０における第１開口部群４１の各開口部の１開閉動作周期をＴｃ、各開口部の開時間をＴｏｎとし、通流率αを、α＝Ｔｏｎ／Ｔｃと定義し、弁板４０における第２開口部群４２においても同様に通流率αを定義すると、開時間Ｔｏｎは、弁板４０と制御板５０の軸方向の相対位置を変えることにより調整することができるので、制御板５０を弁板４０に対して軸方向に移動させ弁板４０と制御板５０の軸方向の相対位置を変えることにより、第１の流路の及び第２の流路のそれぞれの通流率αを互いに相補的に連続して変化させることができ、このように通流率αを制御することにより入力ポート１１から第１出力ポート１２に供給される圧流の流量（第１出力ポート１２に接続された油圧アクチュエータに供給される圧油の流量）を制御することができる。
【００４５】
図４は、本実施の形態の液圧開閉弁をＰＷＭ方式の流量制御に用いた場合の一例を示す油圧回路を含むシステム構成図である。
【００４６】
図４において、ＰＷＭ方式の流量制御を行なう油圧システムは、本実施の形態の液圧開閉弁Ｖと、この液圧開閉弁Ｖの入力ポート１１に管路７１を介して圧油を供給する固定容量型の油圧ポンプ１と、液圧開閉弁Ｖの第１出力ポート１２から吐出された圧油が管路７２を介して供給され、その圧油により駆動され負荷Ｌを駆動する油圧モータ２と、液圧開閉弁Ｖの第２出力ポート１３から吐出された圧油を作動油タンク６に導く管路７３と、管路７２に接続され、管路７２に流れる圧油の圧力脈動を抑制するアキュムレータ４と、油圧モータ２に並列接続され、作動油タンク６からアキュムレータ４への圧油の流れのみを許容する逆止弁５と備えている。液圧開閉弁Ｖは、弁板４０の回転軸４３に接続された電動機９ａと、制御板５０の制御棒５３に接続された直線電動機９ｂとを有し、電動機９ａは予め定めた一定速度で回転するよう制御され、これに応じて液圧開閉弁の回転軸４３及び弁板４０も一定速度で回転駆動される。また、ＰＷＭ方式の流量制御を行なう油圧システムは、指示レバー装置７と、指示レバー装置７の操作に応じて直線電動機９ｂの動作を制御するコントローラ８とを備えている。
【００４７】
このような油圧システムにおいて、指示レバー装置７の操作レバーが操作されると、その操作量に応じた電気信号がコントローラ８に出力され、コントローラ８はその電気信号に応じ制御板５０の軸方向移動量の目標値を計算し、その目標値に対応した直線電動機９ｂの駆動信号を演算して、直線電動機９に出力する。直線電動機９は、この駆動信号に基づき作動し、制御棒５３を直線駆動して制御板５０の軸方向の位置を調整する。これにより、前述したように、入力ポート１１から第１出力ポート１２に至る第１の流路の通流率αが制御され、油圧モータ２に供給される圧油の平均流量を制御し、油圧モータ２の回転数を制御する。
【００４８】
図５を用いて通流率制御による流量制御の詳細を説明する。
【００４９】
図５は、図４の油圧開閉弁Ｖの弁板４０における第１出力ポート１２側の第１開口部群４１の各開口部（以下、第１出力ポート１２側の弁板開口部という）の開閉状態（上側）と油圧モータ２への圧油の供給流量（下側）の関係を経時的に示した図である。図中、Ｔｃ、Ｔｏｎは、それぞれ前述したように、液圧開閉弁Ｖの第１出力ポート１２側の弁板開口部の１開閉動作周期と、その１開閉動作周期における開時間である。また、油圧ポンプ１から吐出される圧油の流量を二点鎖線、液圧開閉弁Ｖから油圧モータ２側に出力される圧油の流量を破線、油圧モータ２へ供給される圧油の流量を実線、油圧モータ２に供給される圧油の平均流量を一点鎖線でそれぞれ示している。
【００５０】
ポンプ１は、固定容量型の油圧ポンプであり、一定量の圧油を吐出している（二点鎖線）。液圧開閉弁Ｖの第１出力ポート１２側の弁板開口部が開のときは、油圧ポンプ１から吐出される圧油の流量と同じ流量が油圧モータ２側に出力される。液圧開閉弁Ｖの第１出力ポート１２側の弁板開口部が閉のときは、油圧モータ２側への出力流量は０となり（破線）、油圧ポンプ１からの吐出油は第２出力ポート１３から作動油タンク６に還流する。このとき、油圧モータ２に供給される圧油の流量は、アキュムレータ４や油圧モータ２の負荷慣性などの作用により三角波状の波形の流量となる（実線）。油圧モータ２に供給される圧油の平均流量は、その三角波状の波形の流量の平均値であり（一点鎖線）、この値は、油圧ポンプ１から吐出される圧油の流量に通流率α（＝Ｔｏｎ／Ｔｃ）を乗じた値に等しい。したがって、通流率α（制御板５０の軸方向位置）を変えることにより、油圧モータ２への圧油の供給流量を変えることができる。
【００５１】
次に、上記のように構成した本実施の形態の動作及び効果を、図６に示す従来技術と比較しつつ説明する。図６中、図４と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５２】
図６において、従来の油圧システムは、１対の高速電磁開閉弁３ａ，３ｂと、この高速電磁開閉弁３ａ，３ｂに管路７１を介して圧油を供給する固定容量型のポンプ１と、高速電磁開閉弁３ａから吐出された圧油が管路７２を介して供給され、その圧油により駆動される油圧モータ２と、高速電磁開閉弁３ｂから吐出された圧油を作動油タンク６に導く管路７３と、管路７２に接続され、管路７２に流れる圧油の圧力脈動を抑制するアキュムレータ４と、油圧モータ２に並列接続され、作動油タンク６からアキュムレータ４への圧油の流れのみを許容する逆止弁５と、指示レバー装置７と、指示レバー装置７の操作に応じて１対の高速電磁開閉弁３ａ，３ｂの開閉動作を制御するコントローラ８Ａとを備えている。
【００５３】
高速電磁開閉弁３ａ，３ｂは、それぞれ、圧油の流れを許容するバルブ位置（開位置）と、圧油の流れを遮断するバルブ位置（閉位置）の２つのバルブ位置を有しており、コントローラ８Ａから高速電磁開閉弁３ａ，３ｂに出力される制御信号のＯＮ／ＯＦＦによりその位置を切り換え制御される。
【００５４】
コントローラ８Ａから出力された制御信号がＯＦＦの場合は、高速電磁開閉弁３ａは閉位置に、３ｂは開位置に切り換えられ、油圧ポンプ１から吐出された圧油は全て高速電磁開閉弁３ｂを介し作動油タンク６に導かれ、コントローラ８Ａから出力された制御信号がＯＮの場合は、高速電磁開閉弁３ａは開位置に、３ｂは閉位置に切り換えられ、油圧ポンプ１から吐出された圧油は全て高速電磁開閉弁３ａ及び管路７２を介して油圧モータ２に供給される。すなわち、１対の高速電磁開閉弁３ａ及び３ｂは、コントローラ８Ａからの制御信号に対して互いに相補的に開閉動作する。
【００５５】
指示レバー装置７の操作レバーが操作されると、その操作量に応じた電気信号がコントローラ８Ａに出力され、コントローラ８Ａはその電気信号に応じ、高速電磁開閉弁３ａ，３ｂの開閉駆動信号を演算して、高速電磁開閉弁３ａ，３ｂに出力する。
【００５６】
高速電磁開閉弁３ａの開閉状態と油圧モータ２への圧油の供給流量の関係は、図５に示した油圧開閉弁Ｖの第１出力ポート側の弁板開口部の開閉状態と油圧モータ２への圧油の供給流量の関係と同等であり、高速電磁開閉弁３ａの１開閉動作周期をＴｃ、１開閉動作周期における開時間をＴｏｎとすると、通流率αはα＝Ｔｏｎ／Ｔｃで表すことができる。また、油圧モータ２に供給される圧油の平均流量は、油圧ポンプ１から吐出される圧油の流量に通流率αを乗じた値である。通流率αを制御することで油圧モータ２への圧油の供給流量を制御することができる。
【００５７】
このようなＰＷＭ方式を用いた流量制御において、油圧モータ２に供給される圧油の流量リプルや圧力脈動を抑制し、滑らかな流量制御を行うためには、高速電磁開閉弁３ａ，３ｂの開閉周期Ｔｃをできるだけ短くする必要がある。一方、最小流量から最大流量まで広範囲な流量制御を可能とするためには、流通率αの制御範囲を広くとれるようにすることが重要である。通流率αの可変範囲を広くとるためには、開閉周期Ｔｃに対して最小開弁時間Ｔｏｎｍｉｎをできるだけ短くする必要がある。すなわち、通流率αの可変範囲を大きくとりつつ、流量制御における圧油の流量リプルや圧力脈動の抑制を行うためには、開閉周期Ｔｃを短くすると共に、最小開弁時間Ｔｏｎｍｉｎもそれに応じて短くする必要がある。
【００５８】
例えば、ＰＷＭ方式の制御の周波数を５０Ｈｚ、開閉周期Ｔｃを２０ｍｓとし、通流率αの制御範囲の最小値を０．１とするためには、最小開弁時間はＴｏｎｍｉｎ＝２ｍｓとすることが必要となる。
【００５９】
しかしながら、従来技術（特許文献１に記載）の高速電磁開閉弁３ａ、３ｂは弁体を直線往復運動させることにより開閉動作を行う構成であり、弁体の慣性質量が開閉動作に作用するため、高速での開閉動作には限界があり、最小開弁時間Ｔｏｎｍｉｎ＝２ｍｓ（制御周波数５０Ｈｚ、通流率α＝０．１）を達成することは困難である。その結果、制御周波数が数十〜数百Ｈｚの領域におけるＰＷＭ方式の制御を行うことは困難であった。
【００６０】
一方、本実施の形態における液圧開閉弁において、弁板４０を６０Ｈｚで回転駆動させると、弁板４０の開口部の数は４つであるので、その制御周期（開閉周期）Ｔｃは、Ｔｃ＝１／（６０×４）≒４．１６ｍｓ（制御周波数２４０Ｈｚ）である。ＰＷＭ方式の流量制御においては、通常、制御周期Ｔｃは一定で可変させる必要はないので、回転部（弁板４０）の慣性質量の低減などを考慮する必要がない。また、このときの通流率αは、制御板５０に対する弁板４０の相対位置を変化させることで容易にかつ広範囲に制御することができ、例えば、通流率α＝０．１であっても容易に実現することができる。すなわち、本実施の形態における液圧開閉弁においては、制御周波数２４０Ｈｚ（開閉周期Ｔｃ≒４．１６ｍｓ）でかつ通流率α＝０．１であっても容易に実現することが可能である。
【００６１】
このように本実施の形態の液圧開閉弁は、弁板４０を回転させることにより入出力ポート間の流路の開閉を行うので、弁体が直線往復運動する従来技術に比べて最小開弁時間Ｔｏｎｍｉｎを短くすることができ、それに応じて開閉周期Ｔｃを短くすることができ、その結果、制御周波数が数十〜数百Ｈｚの領域におけるＰＷＭ方式の制御による流量制御において、通流率αの制御範囲を十分大きく確保しつつ、圧油の流量リプルや圧力脈動を抑制し、より滑らかな流量制御を行うことができる。これにより、今まで以上に高速な開閉動作が可能であり、ＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を行うことができる。
【００６２】
また、ＰＷＭ方式の流量制御においては、制御周波数と比較して通流率αの制御は遅くて良く、通流率αの制御のために直線駆動される制御板４０の慣性質量の作用を考慮する必要が無く、作動油流路の圧損の低減のために大きな流路面積を確保することで、圧損の小さい液圧開閉弁を実現することができる。
【００６３】
また、上記第１の実施の形態においては、弁板４０の２つの開口部群４１及び４２のそれぞれの開口部数を４として説明したが、これに限られず、周方向に等間隔に開けられた開口部数を２以上の数ｎ（ｎ：整数）とし、周方向に互いに１８０°／ｎ位相の異なる位置に設けても良い。
【００６４】
更に、本実施の形態においては、弁板４０の２つの開口部群４１，４２の各開口部の形状を略三角形状として説明したが、これに限られず、弁板４０を軸方向に２等分する中心線Ｘ１に対して左右対称で、その中心線Ｘ１から離れるに従って周方向の長さが長くなる形状であれば良く、作動油の流れの乱れなどの原因により、弁板４０と制御板５０の軸方向の相対位置に対する通流率αの値が直線性を外れる場合には、各開口部の形状を調整することで、補正することが可能である。
【００６５】
＜変形例＞
第１の実施の形態の変形例を図７を用いて説明する。図中、図１に示した部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。この変形例の実施の形態は、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設けないようにした場合のサージ圧力の発生を回避できるようにしたものである。
【００６６】
図７において、本実施の形態の液圧開閉弁ＶＨは、外筒１０の外周面部分に一体に設置された逆止弁ブロック２０を有し、外筒１０の入力ポート１１、第１出力ポート１２及び第２出力ポート１３を構成するポート穴１１ａ，１２ａ，１３ａは逆止弁ブロック２０が位置する外周面部分に形成されている。
【００６７】
逆止弁ブロック２０は、外筒１０のポート穴１１ａと共に入力ポート１１を構成するポート穴１１ｂと、外筒１０のポート穴１２ａ，１３ａのそれぞれと共に第１出力ポート１２及び第２出力ポート１３を構成する２つのポート穴１２ｂ，１３ｂとを有し、逆止弁ブロック２０のポート穴１１ｂとポート穴１２ｂの間に、ポート穴１１ｂからポート穴１２ｂへの圧油の流れのみを許容し、ポート穴１２ｂからポート穴１１ｂへの圧油の流れを阻止する第１の逆止弁２４が設けられ、ポート穴１１ｂとポート穴１３ｂの間に、ポート穴１３ｂからポート穴１１ｂへの圧油の流れのみを許容し、ポート穴１１ｂからポート穴１３ｂへの圧油の流れを阻止する第２の逆止弁２５が設けられている。
【００６８】
図１に示した第１の実施の形態においては、入力ポート１１から第１出力ポート１２に至る第１の流路が連通から遮断へ遷移し、入力ポート１１から第２出力ポート１３に至る第２の流路が遮断から連通へ遷移する期間、及び入力ポート１１から第１出力ポート１２に至る第１の流路が遮断から連通へ遷移し、入力ポート１１から第２出力ポート１３に至る第２の流路が連通から遮断へ遷移する期間において、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設ける場合と設けない場合とがあり、どちらの場合も弁板４０の第１開口部群４１及び第２開口部群４２の各開口部の形状を変えることで実現可能である。
【００６９】
第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設ける場合においては、両方の流路が同時に連通する期間に、第１出力ポート１２と第２出力ポート１３が連通する流路が形成されるため、第１出力ポートから油圧アクチュエータ（油圧モータ２）に供給されるべき圧油の一部がタンク側に漏れ、通流率通りの正確な流量制御が行えなくなる可能性がある。この問題は両方の流路が同時に連通する期間をできるだけ短くすることで軽減可能であるが、それが問題となる場合には、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設けないようにすればよい。しかし、この場合は、第１の流路と第２の流路の両方が同時に遮断する時間が生じるため、入力ポートから第１若しくは第２出力ポートへと圧油が流れている状態からどちらへも流れない状態に遷移した瞬間、圧油の慣性エネルギーの行き場が無くなり、サージ圧力を生じてしまう可能性がある。
【００７０】
本実施の形態では、そのような問題を回避するものである。すなわち、本実施の形態では、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設けないように弁板４０の第１開口部群４１及び第２開口部群４２の各開口部の形状を形成している。そして、上記のように逆止弁ブロック２０を設置し、入力ポート１１と第１出力ポート１２の間に第１の逆止弁２４を設け、入力ポート１１と第２出力ポート１３の間に第２の逆止弁２５を設けている。
【００７１】
このように構成した本実施の形態では、弁板４０の第２開口部群４２が制御板５０の第２流路穴群５２と連通し、第２の流路が形成されている状態から、弁板４０の第２開口部群４２が制御板５０により閉じられ第１の流路と第２の流路の両方が同時に遮断された状態に遷移したとき、入力ポート１１から供給された圧油は第１の逆止弁２４を通って第１出力ポート１２に流入し、その後、弁板４０の第１開口部群４１が制御板５０の第１流路穴群５１と連通し、第１の流路が形成されると、入力ポート１１から供給された圧油は第１の逆止弁２４と第１の流路の両方を経由して第１出力ポート１２に流入し、油圧アクチュエータ２へと供給される。これにより第１の流路と第２の流路の両方が同時に遮断されたときに入力ポート１１から流入した圧油の行き場が無くなるという状態を回避し、サージ圧力の発生を防止することができる。また、第１の流路と第２の流路の両方が同時に連通する時間を設けないので、圧油の漏れは生じず、通流率通りの高精度の流量制御を行うことができる。この場合の通流率は、厳密には、第２開口部群４２の各開口部の閉時間をＴｏｆｆとすると、通流率α＝（Ｔｃ−Ｔｏｆｆ）／Ｔｃとなる（Ｔｃは前述したように第１開口部群４１の各開口部の１開閉動作周期）。
【００７２】
なお、本実施の形態では、弁板４０の第２開口部群４２が制御板５０により閉じられて第２の流路が遮断した場合は、第１の逆止弁２４があるため、第１開口部群４１が無くても、入力ポート１１から供給された圧油は第１の逆止弁２４を通って第１出力ポート１２に流入するため、油圧ポンプ１から吐出する圧油で油圧モータ２を駆動する場合だけを考えた場合は、弁板４０の第１開口部群４１及び制御板５０の対応する第１流路群５１を省略することも可能である。ただし、この場合は、圧力損失の増大を防ぐために第１の逆止弁２４のサイズを適切に設定する必要がある。また、実際には、油圧モータ２が外部負荷からの反力により駆動されポンプ作用をするときに油圧ポンプ１にエネルギーを回生する場合があり、その場合は弁板４０の第１開口部群４１及び制御板５０の対応する第１流路群５１も必要となる。
【００７３】
すなわち、逆止弁ブロック２０を設置した場合において油圧ポンプ１から吐出する圧油で油圧モータ２を駆動するとき、入力ポート１１から出力ポート１２へ流出する作動液の流路としては逆止弁２４を通過する流路と、第１の空間１４、第１流路穴群５１、第１出力ポート１２ａを通過する流路（第１の流路）の二つの流路が構成され、その圧力損失特性に従って作動液が二つの流路に分流して流れることになる。また、入力ポート１１から出力ポート１３へ流出する流路としては、第１の空間１４、第２流路穴群５２、第２出力ポート１３ａを通過する流路（第２の流路）のみが有効で、逆止弁２５は逆方向のため閉路される。他方で、油圧モータ２が外部負荷からの反力により駆動され油圧モータ２がポンプ作用をして圧油を吐出し、その油圧で油圧ポンプ１が駆動されてモータ動作し、油圧ポンプ１に接続されている原動機などに外部負荷のエネルギーを回生する動作を行う場合、油圧モータ２、出力ポート１２ａから流入し入力ポート１１へ流出する作動液の流路としては第１流路穴群５１、第１出力ポート１２ａを通過する流路（第１の流路）のみが有効で、逆止弁２４は逆方向のため閉路される。また、第１出力ポート１２ａを通過する流路が弁板４０により遮断される期間の油圧ポンプ１の回転を確保するための作動液の経路としては、逆止弁２５を通過する流路と、第１の空間１４、第２流路穴群５２、第２出力ポート１３ａを通過する流路（第２の流路）の二つの流路が構成され、その圧力損失特性に従って作動液が二つの流路に分流して流れることになる。なお、この回生動作において、第１出力ポート１２ａを通過する流路が弁板４０により遮断される期間における油圧モータ２の慣性エネルギーによる出力ポート１２の圧力上昇はアキュムレータ４により緩和される。
【００７４】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図８を用いて説明する。図中、図１及び図７に示した部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態は、２組の弁板及び制御板を設けて弁板に作用する軸方向の油圧力（スラスト荷重）を対向させ、その油圧力を相殺するようにしたものである。
【００７５】
図８において、本実施の形態の液圧開閉弁ＶＡは、第１の実施の形態の液圧開閉弁Ｖと同様に円筒型の外筒１０Ａ及び逆止弁ブロック２０Ａを有する一方、外筒１０Ａの内部に互いに隣接して同軸的に回転可能に挿入された２つの円筒状の弁板４０及び１４０と、外筒１０Ａと弁板４０及び弁板１４０の間に軸方向にスライド可能に挿入された円筒状の制御板５０Ａとを有している。
【００７６】
外筒１０Ａは、軸方向の一端をエンド部１０Ａａにより閉じた有底の円筒型をしており、他端は、外蓋３０により閉じられている。外筒１０Ａの逆止弁ブロック２０Ａが位置する外周面部分には、上記第１の実施の形態で示した３つのポート穴１１ａ，１２ａ，１３ａに加えて、第２入力ポート１１１及び第３出力ポート１１３の一部をそれぞれ構成する２つのポート穴１１１ａ，１１３ｂ（以下、適宜、第２入力ポート１１１及び第３出力ポート１１３という）が形成されている。
【００７７】
逆止弁ブロック２０Ａは、上記第１の実施の形態に示した３つのポート穴１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに加えて、外筒１０Ａのポート穴１１１ａと共に第２入力ポート１１１を構成するポート穴１１１ｂ（以下、適宜、第２入力ポート１１１という）と、外筒１０Ａのポート穴１１３ａと共に第３出力ポート１１３を構成するポート穴１１３ｂ（以下、適宜、第３出力ポート１１３という）とを有し、２つの逆止弁２４，２５に加えて、逆止弁ブロック２０Ａのポート穴１１１ｂとポート穴１２ｂの間に、ポート穴１１１ｂからポート穴１２ｂへの圧油の流れのみを許容し、ポート穴１２ｂからポート穴１１１ｂへの圧油の流れを阻止する第３の逆止弁１２４が設けられ、ポート穴１１１ｂとポート穴１１３ｂの間に、ポート穴１１３ｂからポート穴１１１ｂへの圧油の流れのみを許容し、ポート穴１１１ｂからポート穴１１３ｂへの圧油の流れを阻止する第４の逆止弁１２５が設けられている。
【００７８】
第１入力ポート１１及び第２入力ポート１１１は管路７１ａ，７１ｂを介して油圧ポンプ１に接続され、油圧ポンプ１から吐出された圧油が第１入力ポート１１及び第２入力ポート１１１から液圧開閉弁に供給される。第１出力ポート１２は管路７２を介して油圧アクチュエータ（例えば油圧モータ）２に接続され、第２出力ポート１３及び第３出力ポート１１３はそれぞれ管路７３ａ，７３ｂを介して作動油タンク６に接続され、液圧開閉弁に供給された油圧ポンプ１の吐出油のうち第１及び第２入力ポート１１，１１１から液圧開閉弁の内部を経由して第１出力ポート１２に導かれた圧油は管路７２を経由して油圧アクチュエータ２に供給され、これにより油圧アクチュエータ２を駆動するとともに、第１及び第２入力ポート１１，１１１から液圧開閉弁の内部を経由して第２及び第３出力ポート１３，１１３に導かれた圧油は管路７３ａ，７３ｂを経由して作動油タンク６に環流する。
【００７９】
２つの弁板４０，１４０は軸方向に離間して位置しかつそれぞれ同じ外径の円筒形状の外周面を持つ円筒体として構成され、かつその中心部に弁板４０，１４０と一体の共通の回転軸４３Ａを有している。回転軸４３Ａは弁板４０，１４０の中心軸に沿ってそれらの間を伸びる部分と、弁板４０，１４０の左右両側に伸びる部分とからなり、弁板４０，１４０はそれらの間を伸びる軸部分により一体に連結されている。また、図示右側の軸部分の端部は外筒１０Ａのエンド部１０Ａａに設けられたラジアル軸受１７Ａにより外筒１０Ａのエンド部１０Ａａに回転可能に支持され、図示左側の軸部分は外筒１０Ａの外蓋３０を貫通して外部まで伸び、かつこの軸部分は外蓋３０に設けられたラジアル軸受１８Ａにより外蓋３０に回転可能に支持されている。これにより弁板４０，１４０は外筒１０Ａに対して（その結果、制御板５０Ａに対して）回転可能であり、回転軸４３Ａを回転駆動することにより弁板４０及び１４０が同時に同方向に回転駆動される。
【００８０】
弁板１４０には、弁板４０と同様に、互いに軸方向に隔てられた位置に第３開口部群１４１及び第４開口部群１４２の２つの開口部群が形成され、第３開口部群１４１及び第４開口部群１４２は、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの開口部１４１ａ〜１４１ｄ；１４２ａ〜１４２ｄを有している。第３開口部群１４１の開口部１４１ａ〜１４１ｄと第４開口部群１４２の開口部１４２ａ〜１４２ｄは、周方向に４５°位相の異なる位置に開けられている。また、第３開口部群１４１の開口部１４１ａ〜１４１ｄと第４開口部群１４２の開口部１４２ａ〜１４２ｄは、周方向に４５°位相を異ならせた状態で、弁板１４０を軸方向に２等分する中心線に対して左右対称の略三角形の形状をしている。すなわち、開口部１４１ａ〜４１ｄと開口部１４２ａ〜４２ｄの略三角形の形状は互いに逆向きである。また、開口部１４１ａ〜４１ｄと開口部１４２ａ〜４２ｄの略三角形の形状は、弁板４０の開口部４１ａ〜４１ｄ；４２ａ〜４２ｄの三角形の形状とは逆に、中心線から離れるに従って周方向の長さが短くなるように（三角形の軸方向の頂点が互いに離れ合うように）形成されている。
【００８１】
また、弁板４０の第１開口部群４１の開口部４１ａ〜４１ｄと弁板１４０の第３開口部群１４１の開口部１４１ａ〜１４１ｄは、周方向に同じ位相の位置に開けられ、かつそれらの三角形の形状が同方向を向いている。弁板４０の第２開口部群４２の開口部４２ａ〜４２ｄと弁板１４０の第４開口部群１４２の開口部１４２ａ〜１４２ｄも、周方向に同じ位相の位置に開けられ、かつそれらの三角形の形状が同方向を向いている。ただし、開口部４１ａ〜４１ｄと開口部１４１ａ〜１４１ｄは軸方向の頂点が図示左側を向く同方向であり、開口部４２ａ〜４２ｄと開口部１４２ａ〜１４２ｄは軸方向の頂点が図示右側を向く同方向である。
【００８２】
制御板５０Ａは、弁板１４０の円筒形状の外周面に摺動接触する円筒形状の内周面を持つ円筒体として構成されている。制御板５０Ａの軸方向の一端には、外筒１０Ａのエンド部１０Ａａを貫通して外部まで延びる制御棒５３が接続されており、この制御棒５３を軸方向に移動してその軸方向の位置を制御することにより、制御板５０Ａを軸方向に移動（スライド）してその軸方向の位置を制御することができる。
【００８３】
また、制御板５０Ａは、第１の実施の形態に示した制御板５０に対応する制御板部分１５０Ａ１と、この制御板部分１５０Ａ１に隣接して同軸的に設けられたもう１つの制御板部分１５０Ａ２の２つの制御板部分（以下、適宜単に制御板という）１５０Ａ１，１５０Ａ２を有し、制御板５０Ａを構成する円筒体の２つの制御板１５０Ａ１，１５０Ａ２の間には周方向に複数の連通穴１５０Ａ３が形成されている。制御板５０に対応する制御板１５０Ａ１には、制御板５０と同様、円筒体の互いに軸方向に隔てられた位置に設けられ、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの流路穴５１ａ〜５１ｄ及び流路穴５２ａ〜５２ｄからなる第１流路穴群５１及び第２開流路穴群５２が形成されている。もう１つの制御板１５０Ａ２にも、制御板１５０Ａ１と同様、円筒体の互いに軸方向に隔てられた位置に設けられ、それぞれ、周方向に等間隔に開けられた４つの流路穴１５１ａ〜１５１ｄ及び流路穴１５２ａ〜１５２ｄからなる第３流路穴群１５１及び第４開流路穴群１５２が形成されている。制御板５０Ａの第１〜第４流路穴群５１，５２，１５１，１５２の各流路穴は、周方向に同じ位相の位置に開けられている。
【００８４】
制御板１５０Ａ１の第１及び第２流路穴群５１，５２の流路穴５１ａ〜５１ｄ；５２ａ〜５２ｄ及び制御板１５０Ａ２の第３及び第４流路穴群１５１，１５２の流路穴１５１ａ〜１５１ｄ；１５２ａ〜１５２ｄは、制御板１５０Ａ１の第１及び第２流路穴群５１，５２の流路穴５１ａ〜５１ｄ；５２ａ〜５２ｄと弁板４０の第１及び第２開口部群４１，４２の開口部４１ａ〜４１ｄ；４２ａ〜４２ｄとの軸方向の相対的位置関係（制御板１５０Ａ１側の軸方向の相対的位置関係）と、制御板１５０Ａ２の第３及び第４流路穴群１５１，１５２の流路穴１５１ａ〜１５１ｄ；１５２ａ〜１５２ｄと弁板１４０の第３及び第４開口部群１４１，１４２の開口部１４１ａ〜１４１ｄ；１４２ａ〜１４２ｄとの軸方向の相対的位置関係（制御板１５０Ａ２側の軸方向の相対的位置関係）とが同じとなるように形成されている。制御棒５３を軸方向に移動して弁板４０，１４０と制御板５０Ａ（制御板１５０Ａ１，１５０Ａ２）の軸方向の相対位置を変化させるとき、それに応じて上記制御板１５０Ａ１側の軸方向の相対的位置関係及び制御板１５０Ａ２側の軸方向の相対的位置関係もそれぞれ変化する。このように制御板１５０Ａ１側と制御板１５０Ａ２側とでそれぞれ軸方向の相対的位置関係が変化しても、両者の軸方向の相対的位置関係の同一性は維持される。
【００８５】
制御板１５０Ａ１の円筒体外周部の第１入力ポート１１を挟んだ位置には、円形の外周端面形状を有する１対の突部５０ａ，５０ｂが形成され、制御板１５０Ａ２の円筒体外周部の第２入力ポート１１１を挟んだ位置にも、同様に、円形の外周端面形状を有する１対の突部５０ｃ，５０ｄが形成され、制御板５０Ａは、その突部５０ａ〜５０ｄの外周端面を外筒１０Ａの内周面に接して挿入され、弁板４０は、その外周面を制御板５０の内周面に接して挿入されている。また、弁板４０には、その内部空間を第１開口部群４１と第２開口部群４２の間の位置で２つの空間に隔てる仕切り壁４４が設けられ、弁板１４０には、その内部空間を第３開口部群１４１と第４開口部群１４２の間の位置で２つの空間に隔てる仕切り壁１４４が設けられている。これにより外蓋３０により閉じられた外筒１０Ａの内部空間は、外筒１０Ａと制御板５０Ａとで区切られた第１の空間１４と、外筒１０Ａと２つの弁板４０，１４０で区切られた第２の空間１１５と、外筒１０Ａと弁板４０で区切られた第３の空間１６と、外筒１０Ａと制御板５０Ａで区切られた第４の空間１１４と、外筒１０Ａと弁板１４０で区切られた第５の空間１１６の５つの空間に分けられる。
【００８６】
第１の空間１４は、第１入力ポート１１、制御板１５０Ａ１の第１流路穴群５１及び第２流路穴群５２と連通しており、制御板１５０Ａ１の第１流路穴群５１が弁板４０の第１開口部群４１と連通したときは、第１入力ポート１１から第１流路穴群５１、第１開口部群４１、第２の空間１１５を経て第１出力ポート１２に至る第１の流路が形成され、制御板１５０Ａ１の第２流路穴群５２が弁板４０の第２開口部群４２と連通したときは、第１入力ポート１１から第２流路穴群５２、第２開口部群４２、第３の空間１６を経て第２出力ポート１３に至る第２の流路が形成される。
【００８７】
第４の空間１１４は、第２入力ポート１１１、制御板１５０Ａ２の第３流路穴群１５１及び第４流路穴群１５２と連通しており、制御板１５０Ａ２の第３流路穴群１５１が弁板１４０の第３開口部群４１と連通したときは、第２入力ポート１１１から第１流路穴群１５１、第３開口部群１４１、第２の空間１１５を経て第１出力ポート１２に至る第３の流路が形成され、制御板１５０Ａ２の第４流路穴群１５２が弁板１４０の第４開口部群１４２と連通したときは、第１入力ポート１１１から第４流路穴群１５２、第４開口部群１４２、第５の空間１１６を経て第３出力ポート１１３に至る第４の流路が形成される。
【００８８】
また、制御板１５０Ａ１の第１流路穴群５１が弁板４０の第１開口部群４１と連通して第１の流路を形成するときは、これと同時に制御板１５０Ａ２の第３流路穴群１５１が弁板１４０の第３開口部群４１と連通して第３の流路が形成され、制御板１５０Ａ１の第２流路穴群５２が弁板４０の第２開口部群４２と連通して第２の流路を形成するときは、これと同時に制御板１５０Ａ２の第４流路穴群１５２が弁板１４０の第４開口部群１４２と連通して第４の流路が形成される。
【００８９】
すなわち、制御板１５０Ａ１は、外筒１０Ａの第１入力ポート１１と円筒状の弁板（第１弁板）４０との間に位置し、第１入力ポート１１から弁板４０の第１開口部群４１を経由して第１出力ポート１２に至る第１の流路及び第１入力ポート１１から第２開口部群４２を経由して第２出力ポート１３に至る第２の流路を選択的に形成する第１連通制御部材を構成し、制御板１５０Ａ２は、第１連通制御部材である制御板１５０Ａ１に隣接しその制御板１５０Ａ１と同軸的に外筒１０Ａの第２入力ポート１１１と円筒状の弁板（第２弁板）１４０との間に挿入され、第２入力ポート１１１から弁板１４０の第３開口部群１４１を経由して第２出力ポート１２に至る第３の流路及び第２入力ポート１１１から弁板１４０の第４開口部群１４２を経由して第３出力ポート１１３に至る第４の流路を選択的に形成する第２連通制御部材を構成する。
【００９０】
以上のように構成した本実施の形態の液圧開閉弁ＶＡにおいては、回転軸４３Ａを電動機に接続して弁板４０，１４０を一定速度で回転させ、制御棒５３を直線電動機に接続して制御板１５０Ａ１，１５０Ａ２を軸方向にスライドさせることにより、第１の実施の形態の液圧開閉弁Ｖと同じ動作原理に基づいて、２組の弁板４０及び制御板１５０Ａ１と弁板１４０及び制御板１５０Ａ２のそれぞれにおいて通流率が制御され、油圧ポンプ１から油圧アクチュエータ２に供給される圧油の流量が制御される。これにより本実施の形態においても、今まで以上に高速な開閉動作が可能となり、ＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を行うことができるなど、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、第１の実施の形態では得られない下記の効果が得られる。
【００９１】
本実施の形態においては、弁板４０及び制御板１５０Ａ１と弁板１４０及び制御板１５０Ａ２の２組の弁板及び制御板により通流率を制御して流量制御をするので、１組の弁板及び連通制御部材を用いる第１の実施の形態に比べて原理上２倍の流量制御が可能となり、ＰＷＭ制御により大流量の圧油を滑らかに流量制御することができる。
【００９２】
また、本実施の形態においては、弁板４０及び制御板１５０Ａ１と弁板１４０及び制御板１５０Ａ２の２組の弁板及び制御板により通流率を制御し流量制御するので、弁板４０と弁板１４０とに作用する軸方向の油圧力が互いに相殺し合い、回転軸４３Ａの軸受部（軸受１７Ａ，１８Ａ）に過大なスラスト荷重が作用することが防止される。
【００９３】
すなわち、制御板１５０Ａ１の第１流路穴群５１が弁板４０の第１開口部群４１と連通して第１の流路を形成し、かつこれと同時に制御板１５０Ａ２の第３流路穴群１５１が弁板１４０の第３開口部群４１と連通して第３の流路を形成するとき、第２の空間１１５に導かれた圧油により弁板４０，１４０には軸方向の油圧力が作用するが、弁板４０，１４０は同じ外径を有するためそれらの油圧力の大きさは同じであり、かつその方向は反対である（弁板４０に作用する油圧力は図示左方向に作用し、弁板１４０に作用する油圧力は図示右方向に作用する）。その結果、両者の油圧力は相殺され、回転軸４３Ａの軸受部（軸受１７Ａ，１８Ａ）に過大なスラスト荷重が作用することはない。同様に、制御板１５０Ａ１の第２流路穴群５２が弁板４０の第２開口部群４２と連通して第２の流路を形成し、かつこれと同時に制御板１５０Ａ２の第４流路穴群１５２が弁板１４０の第４開口部群１４２と連通して第４の流路を形成するときも、第３及び第４の空間１６，１１６に導かれた圧油により弁板４０，１４０には軸方向の油圧力が作用するが、第３及び第４の空間１６，１１６に導かれた圧油の圧力は同じでありかつ弁板４０，１４０は同じ外径を有するため、それらの油圧力の大きさは同じであり、かつその方向は反対である（弁板４０に作用する油圧力は図示右方向に作用し、弁板１４０に作用する油圧力は図示左方向に作用する）。その結果、両者の油圧力は相殺され、回転軸４３Ａの軸受部（軸受１７Ａ，１８Ａ）に過大なスラスト荷重が作用することはない。
【００９４】
このように弁板４０，１４０の軸方向に作用する油圧力が相殺され、回転軸４３Ａの軸受部（軸受１７Ａ，１８Ａ）に過大なスラスト荷重が作用することが防止されるので、軸受構造の簡素化が可能であり、かつ液圧開閉弁ＶＡの耐久性が向上するとともに、液圧開閉弁ＶＡの安定した動作が可能となる。
【００９５】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図９を用いて説明する。図中、図１及び図７に示した部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態は制御板を回転可能とし、弁板を軸方向にスライド可能としたものである。
【００９６】
図９において、本実施の形態の液圧開閉弁ＶＢは、第１の実施の形態の液圧開閉弁Ｖと同様に円筒型の外筒１０Ｂ及び逆止弁ブロック２０を有する一方、外筒１０Ｂの内部に軸方向にスライド可能に挿入された円筒状の弁板４０Ｂと、外筒１０Ｂと弁板４０Ｂの間に回転可能に挿入された円筒状の制御板５０Ｂとを有している。
【００９７】
また、外筒１０Ｂ内には、制御板５０Ｂと一体回転する円筒状の支持部材４５，５５が配置されている。支持部材４５は、その中心軸に沿って外筒１０Ｂの外蓋３０Ｂを貫通して外部まで延びる回転軸４３Ｂを有し、回転軸４３Ｂは外蓋３０Ｂに設けられたラジアル軸受１８ａ，１８ｂにより回転可能に支持されている。また、制御板５０の両端は支持部材４５，５５上に連結され、支持部材４５はラジアル軸受１８ｃにより外筒１０Ｂに回転可能に支持され、支持部材５５はラジアル軸受１７ａにより外筒１０Ｂに回転可能に支持されている。回転軸４３Ｂを回転駆動することにより制御板５０Ｂが回転駆動される。
【００９８】
弁板４０Ｂはその中心部に弁板４０Ｂと一体の制御棒５３Ｂを有している。制御棒５３Ｂは弁板４０Ｂの中心軸に沿って左右両側に伸び、図示左側の軸部分の端部は支持部材４５に設けられたラジアル軸受４５ａのインナーレース内に軸方向にスライド可能に支持され、図示右側の軸部分は外筒１０Ｂのエンド部１０ｂを貫通して外部まで伸び、かつこの制御棒５３Ｂの軸部分は外筒１０Ｂのエンド部１０ｂに軸方向にスライド可能にスプライン結合されている。これにより制御板５０が回転するとき弁板４０Ｂの回転は拘束され、制御板５０は弁板４０Ｂに対して相対的に回転するとともに、制御棒５３Ｂを軸方向に移動してその軸方向の位置を制御することにより、制御板５０Ｂに対する弁板４０Ｂの軸方向の位置が変わり、制御板５０Ｂに対する弁板４０Ｂの軸方向の位置を制御することができる。
【００９９】
弁板４０Ｂにはそれぞれ４つの開口部からなる第１及び第２開口部群４１，４２が設けられ、制御板５０Ｂにはそれぞれ４つの流路穴からなる第１及び第２流路穴群５１，５２が設けられており、これら開口部群及び流路穴群に関する構成の詳細は第１の実施の形態と同じである。
【０１００】
また、本実施の形態では、第２の実施の形態と同様、制御板５０Ｂの外周面に外筒１０Ｂと制御板５０Ｂとの間に第１の空間１４を形成するための突部５０ａ，５０ｂが設けられ、制御板５０Ｂはその突部５０ａ，５０ｂを外筒１０Ｂの内周面に接して挿入されている。
【０１０１】
制御板５０Ｂは、外筒１０Ｂの入力ポート１１と円筒状の弁板４０Ｂとの間に位置し、入力ポート１１から弁板４０Ｂの第１開口部群４１を経由して第１出力ポート１２に至る第１の流路及び入力ポート１１から第２開口部群４２を経由して第２出力ポート１３に至る第２の流路を選択的に形成する連通制御部材を構成する。
【０１０２】
以上のように構成した本実施の形態の液圧開閉弁ＶＢにおいては、回転軸４３Ｂを電動機に接続して制御板５０Ｂを一定速度で回転させ、制御棒５３Ｂを直線電動機に接続して弁板４０Ｂを軸方向にスライドさせることにより、第１の実施の形態の液圧開閉弁Ｖと同じ動作原理に基づいて、弁板４０Ｂと制御板５０Ｂ間の通流率が制御され、油圧ポンプ１から油圧アクチュエータ２に供給される圧油の流量が制御される。これにより本実施の形態においても、今まで以上に高速な開閉動作が可能となり、ＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を行うことができるなど、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０３】
＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態を図１０を用いて説明する。本実施の形態は、本発明の第２の実施の形態において制御板５０Ａを回転可能とし、弁板４０，１４０をスライド可能としたものである。
【０１０４】
本発明の第４の実施の形態を図１０を用いて説明する。図中、図１及び図７に示した部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態は、制御板を外筒と一体化し、弁板を回転可能でかつ軸方向にスライド可能としたものである。
【０１０５】
図１０において、本実施の形態の液圧開閉弁ＶＣは、第１の実施の形態の液圧開閉弁Ｖと同様に円筒型の外筒１０Ｃ及び逆止弁ブロック２０を有する一方、外筒１０Ｃの内部に回転可能でかつ軸方向にスライド可能に挿入された円筒状の弁板４０Ｃを有している。
【０１０６】
また、外筒１０Ｃ内には、弁板４０Ｃと一体に軸方向に移動可能な円筒状の支持部材５５Ｃと、弁板４０Ｃと一体に回転可能でかつ弁板４０Ｃが相対的に軸方向に移動可能な円筒状の支持部材４５Ｃが配置されている。支持部材４５Ｃは、その中心軸に沿って外筒１０Ｃの外蓋３０Ｃを貫通して外部まで延びる回転軸４３Ｃ１を有し、回転軸４３Ｃ１は外蓋３０Ｃに設けられたラジアル軸受１８ａ，１８ｂにより回転可能に支持されている。支持部材５５Ｃは、その中心軸に沿って外筒１０Ｃのエンド部１０ｃを貫通して外部まで延びる制御棒５３Ｃを有し、制御棒５３Ｃは外筒１０Ｃのエンド部１０ｃに軸方向にスライド可能に支持されている。弁板４０Ｃはその中心部に弁板４０Ｃと一体の回転制御軸４３Ｃ２を有している。回転制御軸４３Ｃ２は弁板４０Ｃの中心軸に沿って左右両側に伸び、図示左側の軸部分の端部は支持部材４５Ｃ内に軸方向にスライド可能にスプライン結合され、図示右側の軸部分の端部は支持部材５５Ｃにラジカル軸受１７ｂにより回転可能に支持されている。回転軸４３Ｃ１を回転することにより弁板４０Ｃは回転し、制御棒５３Ｃを軸方向に移動することにより、弁板４０Ｃは軸方向にスライドする。
【０１０７】
また、本実施の形態では、制御板５０Ｃは外筒１０Ｃの内周面部分に外筒１０Ｃと一体に構成されており、外筒１０Ｃ内の制御板５０Ｃ部分の外周側に第１の空間１４が形成されている。外筒１０Ｃの内周面と制御板５０Ｃの内周面とは面一に形成され、弁板４０Ｃは、弁板４０Ｃの円筒形状の外周面を外筒１０Ｃの内周面と制御板５０Ｃの内周面に接して挿入されている。
【０１０８】
このような構成により、回転軸４３Ｃ１を回転することにより弁板４０Ｃは制御板５０Ｃに対して相対的に回転するとともに、制御棒５３Ｃを軸方向に移動してその軸方向の位置を制御することにより、制御板５０Ｃに対する弁板４０Ｃの軸方向の位置が変わり、制御板５０Ｃに対する弁板４０Ｃの軸方向の位置を制御することができる。
【０１０９】
弁板４０Ｃにはそれぞれ４つの開口部からなる第１及び第２開口部群４１，４２が設けられ、制御板５０Ｃにはそれぞれ４つの流路穴からなる第１及び第２流路穴群５１，５２が設けられており、これら開口部群及び流路穴群に関する構成の詳細は第１の実施の形態と同じである。
【０１１０】
制御板５０Ｃは、外筒１０Ｃの入力ポート１１と円筒状の弁板４０Ｃとの間に位置し、入力ポート１１から弁板４０Ｃの第１開口部群４１を経由して第１出力ポート１２に至る第１の流路及び入力ポート１１から第２開口部群４２を経由して第２出力ポート１３に至る第２の流路を選択的に形成する連通制御部材を構成する。
【０１１１】
以上のように構成した本実施の形態の液圧開閉弁ＶＣにおいては、回転軸４３Ｃ１を電動機に接続して弁板４０Ｃを一定速度で回転させ、制御棒５３Ｃを直線電動機に接続して弁板４０Ｃを軸方向にスライドさせることにより、第１の実施の形態の液圧開閉弁Ｖと同じ動作原理に基づいて、弁板４０Ｃと制御板５０Ｃ間の通流率が制御され、油圧ポンプ１から油圧アクチュエータ２に供給される圧油の流量が制御される。これにより本実施の形態においても、今まで以上に高速な開閉動作が可能となり、ＰＷＭ方式の制御により滑らかな流量制御を行うことができるなど、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、制御板５０Ｃを外筒１０Ｃと一体に構成したので、外筒１０Ｃ内の部品点数が減るとともに液圧開閉弁ＶＣの構造が簡素化され、コンパクトで安価な液圧開閉弁Ｖを提供することができる。
【０１１３】
＜第５及び第６の実施の形態＞
以上に本発明の幾つかの実施の形態を説明したが、これら実施の形態は本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、図８に示した本発明の第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態における液圧開閉弁の弁板及び制御板を２組配置し、弁板に作用する軸方向の油圧力（スラスト荷重）を相殺したものであるが、図９に示した第３の実施の形態及び図１０に示した第４の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、弁板及び制御板を２組配置し、弁板に作用する軸方向の油圧力（スラスト荷重）を相殺させることができる。図１１及び図１２は、そのような変形例を本発明の第５及び第６の実施の形態として示すものである。図１１中、図８及び図９に示した部材と同等の部材には、図８及び図９の部材に付した符号の参照番号と同じ参照番号にアルファベットＤを付して示し、図１２中、図８及び図１０に示した部材と同等の部材には、図８及び図１０の部材に付した符号と同じ符号にアルファベットＥを付して示している。
【０１１４】
すなわち、図１１に示す本発明の第５の実施の形態における液圧開閉弁ＶＤは、２組の弁板４０Ｂ，１４０Ｄ及び制御板１５０Ｄ１，１５０Ｄ２を有しており、制御板５０Ｄの構成要素である制御板１５０Ｄ１は、外筒１０Ｄの第１入力ポート１１と円筒状の弁板（第１弁板）４０Ｂとの間に位置し、第１入力ポート１１から弁板４０Ｂの第１開口部群４１を経由して第１出力ポート１２に至る第１の流路及び第１入力ポート１１から第２開口部群４２を経由して第２出力ポート１３に至る第２の流路を選択的に形成する第１連通制御部材を構成し、制御板１５０Ｄ２は、第１連通制御部材である制御板１５０Ｄ１に隣接しその制御板１５０Ｄ１と同軸的に外筒１０Ｄの第２入力ポート１１１と円筒状の弁板（第２弁板）１４０Ｄとの間に挿入され、第２入力ポート１１１から弁板１４０Ｄの第３開口部群１４１を経由して第２出力ポート１２に至る第３の流路及び第２入力ポート１１１から弁板１４０Ｄの第４開口部群１４２を経由して第３出力ポート１１３に至る第４の流路を選択的に形成する第２連通制御部材を構成する。
【０１１５】
同様に、図１２に示す本発明の第６の実施の形態における液圧開閉弁ＶＥも、２組の弁板４０Ｃ，１４０Ｅ及び制御板５０Ｃ，１５０Ｅを有しており、制御板５０Ｃは、外筒１０Ｅの第１入力ポート１１と円筒状の弁板（第１弁板）４０Ｃとの間に位置し、第１入力ポート１１から弁板４０Ｃの第１開口部群４１を経由して第１出力ポート１２に至る第１の流路及び第１入力ポート１１から第２開口部群４２を経由して第２出力ポート１３に至る第２の流路を選択的に形成する第１連通制御部材を構成し、制御板１５０Ｅは、第１連通制御部材である制御板５０Ｃに隣接しその制御板５０Ｃと同軸的に外筒１０Ｅの第２入力ポート１１１と円筒状の弁板（第２弁板）１４０Ｅとの間に挿入され、第２入力ポート１１１から弁板１４０Ｅの第３開口部群１４１を経由して第２出力ポート１２に至る第３の流路及び第２入力ポート１１１から弁板１４０Ｅの第４開口部群１４２を経由して第３出力ポート１１３に至る第４の流路を選択的に形成する第２連通制御部材を構成する。
【０１１６】
このように構成した液圧開閉弁ＶＤ，ＶＥにおいても、２組の弁板４０Ｂ，１４０Ｄ；４０Ｃ，１４０Ｅ及び制御板１５０Ｄ１，１５０Ｄ２；５０Ｃ，１５０Ｅを備えることにより図９に示した液圧開閉弁ＶＢに比べて原理上２倍の流量制御が可能となり、ＰＷＭ制御により大流量の圧油を滑らかに流量制御することができる。また、弁板４０Ｂ，１４０Ｄ；４０Ｃ，１４０Ｅに作用する軸方向の油圧力が相殺され、制御棒５３Ｄの軸受部或いは制御棒５３Ｄに連結される直線電動機（図１１）、或いは回転制御軸４３Ｅ及び制御棒５３Ｃの軸受部或いは制御棒５３Ｃに連結される直線電動機（図１２）に過大なスラスト荷重が作用することが防止される。
【０１１７】
＜その他の実施の形態＞
また、弁板に形成される第１及び第２開口部群及び制御板５０Ｃに形成される第１及び第２流路穴群の個数、形状及び配置位置についても、適正な通流率の制御を可能とする範囲で種々の変形が可能である。例えば、図２（Ａ）に示した弁板４０の第１及び第２開口部群４１，４２の開口部４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４2ｄは、弁板４０の軸方向端部に縁部を有する閉じた開口形状とした。図１３はその変形例を示すものであり、弁板４０Fの第１及び第２開口部群６４１，６４２の開口部６４１ａ〜６４１ｄ及び６４２ａ〜６４2ｄは、弁板４０Fの軸方向端部に縁部を持たない開放型の切り欠き形状としたものである。弁板の軸方向端部に縁部を持つ図２（Ａ)の構造の開口部の場合、ＰＷＭ制御における通流率を完全に１にすることはできないが、図１３の変形例のように切り欠き形状とすることにより、その通流率を完全に１にすることが可能になる。これにより通流率を０〜１（０％〜１００％）の範囲で可変制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における液圧開閉弁の縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態の液圧開閉弁の弁板及び制御板の構造を示す展開図であり、図２（Ａ）は弁板４０を周方向に展開した様子、図２（Ｂ）は制御板５０を周方向に展開した様子を示す図である。
【図３】弁板の開口部と制御板の流路穴の相対的な軸方向位置関係を説明する図であって、図３（Ａ）は通流率大とした軸方向位置関係にある場合を示し、図３（Ｂ）は通流率小の軸方向位置関係にある場合を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の液圧開閉弁をＰＷＭ方式の流量制御に用いた場合の一例を示す油圧回路を含むシステム構成図である。
【図５】図４の油圧開閉弁の弁板における第１出力ポート側の第１開口部群の各開口部の開閉状態（上側）と油圧モータへの圧油の供給流量（下側）の関係を経時的に示した図である。
【図６】従来の高速電磁弁を使用してＰＷＭ方式の流量制御を行う場合の図４と同様な油圧回路を含むシステム構成図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の変形例による液圧開閉弁の縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における液圧開閉弁の縦断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における液圧開閉弁の縦断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における液圧開閉弁の縦断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における液圧開閉弁の縦断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態における液圧開閉弁の縦断面図である。
【図１３】弁板の第１及び第２開口部群の開口部の形状の変形例を示す、図２（Ａ）と同様な図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  油圧ポンプ
２  油圧モータ
３ａ，３ｂ  高速電磁開閉弁
４  アキュムレータ
５  逆止弁
６  作動油タンク
９ａ  電動機
９ｂ  直線電動機
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ  外筒
１１  入力ポート
１２  第１出力ポート
１３  第２出力ポート
１４  第１空間
１５  第２空間
１６  第３空間
１７，１８，１７Ａ，１８Ａ  軸受
２０，２０Ａ  逆止弁ブロック
２４，２５  逆止弁
３０，３０Ｂ，３０Ｃ  外蓋
４０，４０Ｂ，４０Ｃ  弁板
４１  第１開口部群
４１ａ〜４１ｄ  開口部
４２  第２開口部群
４２ａ〜４２ｄ  開口部
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ１  回転軸
４３Ｃ２  回転制御軸
４３Ｅ  回転制御軸
４４  仕切り板
４５  支持部材
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ  制御板
５１  第１流路穴群
５１ａ〜５１ｄ  流路穴
５２  第２流路穴群
５２ａ〜５２ｄ  流路穴
５３，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ  制御棒
５５，５５Ｃ  支持部材
１１１  第２入力ポート
１１３  第３出力ポート
１１４  第４の空間
１１５  第２の空間
１１６  第５の空間
１２４  第３逆止弁
１２５  第４逆止弁
１４０，１４０Ｄ，１４０Ｅ  弁板
１４１  第３開口部群
１４１ａ〜１４１ｄ  開口部
１４２  第４開口部群
１４２ａ〜１４２ｄ  開口部
１５０Ａ１，１５０Ａ２  制御板部分（制御板）
１５０Ｄ１，１５０Ｄ２  制御板部分（制御板）
１５０Ｅ  制御板
１５１  第３流路穴群
１５１ａ〜１５１ｄ  流路穴
１５２  第４流路穴群
１５２ａ〜１５２ｄ  流路穴
６４１  第１開口部群
６４２  第２開口部群
６４１ａ〜６４１ｄ  開口部
６４２ａ〜６４２ｄ  開口部
Ｖ，ＶＡ〜ＶＥ  液圧開閉弁
【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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【図１２】
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【図１３】
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