方向制御弁
【課題】連通するポートを切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減する。
【解決手段】連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された状態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃは可動部材１４に対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ０離れている。連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替えるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、可動部材１２は、中心軸方向の他方側へ所定量Ｌ０移動してから、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧する。
【解決手段】連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された状態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃは可動部材１４に対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ０離れている。連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替えるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、可動部材１２は、中心軸方向の他方側へ所定量Ｌ０移動してから、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向制御弁に関し、特に、第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の方向制御弁の構成例を図１３を用いて説明する。図１３に示す方向制御弁は、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃとが形成された弁ボディ１１０と、弁ボディ１１０の内部でその中心軸１１６に平行な方向（以下、中心軸方向とする）に移動することで、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１１０ａと連通切替ポート１１０ｂの間で切り替える可動部材１１２と、を備える三方弁である。連通切替ポート１１０ａには作動油の圧力ＰＬが供給され、連通切替ポート１１０ｂには作動油の圧力Ｐｃが供給される。そして、連通対象ポート１１０ｃは、切替室（図示せず）に接続されている。ここで、連通切替ポート１１０ｂへの供給圧力Ｐｃは、連通切替ポート１１０ａへの供給圧力ＰＬより高く設定されている。弁ボディ１１０の内部における可動部材１１２よりも中心軸方向の一方側（図１３の上側）には制御室１１８が形成されており、制御室１１８内に供給される作動油の圧力によって可動部材１１２に中心軸方向の他方側（図１３の下側）への推力を作用させることができる。制御室１１８内の圧力は、パイロット弁１２０の開閉動作により制御される。また、可動部材１１２には、ばね１２６により中心軸方向の一方側への付勢力が作用している。
【０００３】
パイロット弁１２０が閉じている場合は、可動部材１１２は、制御室１１８内の圧力によって中心軸方向の他方側へ押圧されており、弁ボディ１１０に形成されたシート部１１０ｄに密着している。そのため、連通切替ポート１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１１０ａと連通対象ポート１１０ｃの連通が遮断され、切替室内の圧力はＰｃとなる。次に、パイロット弁１２０を開けると、制御室１１８内の圧力が低下するため、可動部材１１２は、ばね１２６の付勢力によりシート部１１０ｄから離れて中心軸方向の一方側へ移動する。これによって、連通切替ポート１１０ａと連通対象ポート１１０ｃが連通する。そして、可動部材１１２が弁ボディ１１０に形成されたシート部１１０ｅに密着することで、連通切替ポート１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃの連通が遮断される。このように、パイロット弁１２０を閉状態から開状態に切り替えることで、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートが連通切替ポート１１０ｂから連通切替ポート１１０ａへ切り替えられる。その結果、切替室内の圧力がＰｃからＰＬへ低下する。
【０００４】
次に、パイロット弁１２０を閉じると、制御室１１８内の圧力が増大するため、可動部材１１２は、制御室１１８内の圧力によりシート部１１０ｅから離れて中心軸方向の他方側へ移動する。これによって、連通切替ポート１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃが連通する。そして、可動部材１１２が弁ボディ１１０に形成されたシート部１１０ｄに密着することで、連通切替ポート１１０ａと連通対象ポート１１０ｃの連通が遮断される。このように、パイロット弁１２０を開状態から閉状態に切り替えることで、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートが連通切替ポート１１０ａから連通切替ポート１１０ｂへ切り替えられる。その結果、切替室内の圧力がＰＬからＰｃへ増大する。なお、この種の方向制御弁は、下記特許文献１にも開示されている。
【０００５】
また、その他の背景技術として、下記特許文献２〜５による燃料噴射装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７７４７号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２２９４１９号明細書
【特許文献３】特表２００２−５３９３７２号公報
【特許文献４】特開２００１−９０６３４号公報
【特許文献５】特表２００５−５００４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１３に示す方向制御弁においては、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを切り替える際に、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂの両方が連通対象ポート１１０ｃに連通する期間が存在する。例えば連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１１０ａから連通切替ポート１１０ｂへ切り替えるよう可動部材１１２が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、可動部材１１２は、シート部１１０ｅに対し離れた後にシート部１１０ｄに密着する。そのため、図１４に示すように、可動部材１１２がシート部１１０ｅに対し離れてからシート部１１０ｄに密着するまでの期間は、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂの両方が連通対象ポート１１０ｃに連通することになる。これによって、高圧側の連通切替ポート１１０ｂへ供給された作動油が低圧側の連通切替ポート１１０ａへ流出し、作動油のエネルギー損失が増大してしまう。同様に、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１１０ｂから連通切替ポート１１０ａへ切り替えるよう可動部材１１２が中心軸方向の一方側へ移動する行程でも、可動部材１１２がシート部１１０ｄに対し離れてからシート部１１０ｅに密着するまでの期間は、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂの両方が連通対象ポート１１０ｃに連通することになる。以上のように、図１３に示す方向制御弁においては、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを切り替える際に、高圧側の連通切替ポート１１０ｂへ供給された作動油が低圧側の連通切替ポート１１０ａへ流出し、作動油のエネルギー損失が増大してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、連通するポートを切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減することができる方向制御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】
【０００９】
本発明に係る方向制御弁は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【００１０】
本発明に係る方向制御弁は、第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、可動部材は、中心軸方向の一方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第１可動部材と、中心軸方向の他方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第２可動部材と、を含み、第１可動部材には、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側から当接して中心軸方向の他方側への押圧力を作用させることが可能な押圧部が設けられており、押圧部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートが連通し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通が遮断された状態では、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側へ第１所定量離れており、第１可動部材に作用する中心軸方向の他方側への推力により第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、第１可動部材は、中心軸方向の他方側へ第１所定量移動してから、押圧部にて第２可動部材を中心軸方向の他方側へ押圧することを要旨とする。
【００１１】
本発明の一態様では、弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第１可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第２可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられていることが好適である。
【００１２】
また、本発明の一態様では、第１可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な第１当接部が設けられ、第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部が設けられており、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、遮断部は、第１当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ第２所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることが好適である。
【００１３】
また、本発明の一態様では、弁ボディには、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに遮断部が嵌め合わされる嵌合部が設けられており、遮断部が嵌合部に嵌め合わされることで第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路が塞がれることが好適である。
【００１４】
また、本発明の一態様では、第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量より長いときに嵌合部に対し接触しながら第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させる摺動案内部が設けられていることが好適である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１シート部と連通対象ポートとの間で塞ぐことが好適である。
【００１６】
また、本発明の一態様では、第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１連通切替ポートと第１シート部との間で塞ぐことが好適である。
【００１７】
また、本発明の一態様では、遮断部の径が、第１可動部材の弁ボディに対する摺動径に等しく設定されていることが好適である。
【００１８】
また、本発明の一態様では、遮断部は、第１可動部材に設けられており、第２所定量は、第２可動部材が中心軸方向に移動するときの行程長より長く設定されていることが好適である。
【００１９】
また、本発明の一態様では、第２可動部材には、第２シート部に対し中心軸方向の他方側から当接可能な第２当接部が設けられており、弁ボディには、第２シート部として中心軸方向に垂直な平面が形成されており、第２可動部材には、第２当接部として中心軸方向に垂直な平面が形成されていることが好適である。
【００２０】
また、本発明の一態様では、第１可動部材には、中心軸方向の他方側から第２可動部材が内挿される内挿穴が形成されており、押圧部が、この内挿穴の底面により構成されることが好適である。この態様では、第２可動部材には、第２連通切替ポートと内挿穴を連通させるための貫通穴が形成されていることが好適である。
【００２１】
また、本発明の一態様では、第２可動部材に中心軸方向の一方側への付勢力を作用させる付勢手段が設けられており、第１可動部材に作用させる中心軸方向の他方側への推力を調整することで、連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替えることが好適である。
【００２２】
また、本発明に係る方向制御弁は、第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられており、可動部材は、中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な当接部と、第１シート部と当接部の距離が所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部と、が設けられており、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、可動部材は、当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える際に、第１及び第２連通切替ポートの両方が連通対象ポートに連通する期間を短縮することができる。その結果、連通対象ポートに連通するポートを切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２５】
図１，２は、本発明の実施形態に係る方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。本実施形態に係る方向制御弁は、以下に説明する弁ボディ１０と第１の可動部材１２と第２の可動部材１４とを備えている。
【００２６】
弁ボディ１０には、第１の連通切替ポート１０ａと第２の連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃとが形成されている。連通切替ポート１０ａには作動流体の圧力ＰＬが供給され、連通切替ポート１０ｂには作動流体の圧力Ｐｃが供給される。そして、連通対象ポート１０ｃは、切替室（図示せず）に接続されている。ここで、連通切替ポート１０ｂへの供給圧力Ｐｃは、連通切替ポート１０ａへの供給圧力ＰＬより高く設定されている。また、ここでの作動流体は、非圧縮性流体であり、例えば作動油を用いることもできるし、内燃機関用の燃料を用いることもできる。
【００２７】
可動部材１２，１４は、弁ボディ１０の内部でその中心軸１６に平行な方向（以下、中心軸方向とする）に移動することで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替える。連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断されている場合（図２に示す場合）は、連通切替ポート１０ａから連通対象ポート１０ｃ（切替室）に作動流体の圧力ＰＬが供給される。一方、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断されている場合（図１に示す場合）は、連通切替ポート１０ｂから連通対象ポート１０ｃ（切替室）に作動流体の圧力Ｐｃが供給される。このように、本実施形態に係る方向制御弁は、連通対象ポート１０ｃ（切替室）に連通するポートを、連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替えることが可能な三方弁である。なお、連通切替ポート１０ａ，１０ｂと連通対象ポート１０ｃの中心軸方向における位置関係は、中心軸方向の一方側（図１，２の上側）から他方側（図１，２の下側）にかけて、連通切替ポート１０ａ、連通対象ポート１０ｃ、連通切替ポート１０ｂの順に配置されている。
【００２８】
可動部材１２は、中心軸方向の一方側へ移動して連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断する。一方、可動部材１４は、中心軸方向の他方側へ移動して連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃを連通させ、中心軸方向の一方側へ移動して連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断する。中心軸方向において連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの間に位置する弁ボディ１０の内周面の径が中心軸方向の一方側から他方側にかけて減少することで第１のシート部１０ｄが形成されており、中心軸方向において連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの間に位置する弁ボディ１０の内周面の径が中心軸方向の他方側から一方側にかけて減少することで第２のシート部１０ｅが形成されている。このように、シート部１０ｄの中心軸方向における形成位置は、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの間であり、シート部１０ｅの中心軸方向における形成位置は、連通対象ポート１０ｃと連通切替ポート１０ｂの間である。可動部材１２には、外周面の径が中心軸方向の一方側から他方側にかけて減少する形状の第１の当接部１２ａが形成されており、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断するために可動部材１２の当接部１２ａが中心軸方向の一方側からシート部１０ｄに当接する。そして、可動部材１２が当接部１２ａにてシート部１０ｄに当接することで、可動部材１２の中心軸方向の他方側への移動が拘束される。一方、可動部材１４には、外周面の径が中心軸方向の他方側から一方側にかけて減少する形状の第２の当接部１４ａが形成されており、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断するために可動部材１４の当接部１４ａが中心軸方向の他方側からシート部１０ｅに当接する。そして、可動部材１４が当接部１４ａにてシート部１０ｅに当接することで、可動部材１４の中心軸方向の一方側への移動が拘束される。
【００２９】
弁ボディ１０の内部における可動部材１２よりも中心軸方向の一方側には制御室１８が形成されており、供給側オリフィス２２を介して制御室１８内に供給される作動流体の圧力によって可動部材１２に中心軸方向の他方側への推力を作用させることができる。ここで、作動流体の圧力Ｐｃは、連通切替ポート１０ｂの他に、供給側オリフィス２２にも供給されている。そして、パイロット弁２０の開閉制御によって制御室１８内の作動流体の圧力を制御することで、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側への推力を制御することができる。より具体的には、パイロット弁２０を閉じて制御室１８から排出側オリフィス２４を介しての作動流体の排出を遮断することで、制御室１８内の圧力がＰｃに制御され、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側への推力がＰｃ×Ａ１に制御される。ここで、Ａ１は、可動部材１２における制御室１８内の圧力を中心軸方向の他方側へ受ける面の面積を表す。一方、パイロット弁２０を開けて制御室１８から排出側オリフィス２４を介しての作動流体の排出を許容することで、制御室１８内の圧力がＰｍ（Ｐｍ＜Ｐｃ）に制御され、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側への推力がＰｍ×Ａ１に制御される。ここでのパイロット弁２０の開閉動作については、例えば電磁力により行うことができ、その駆動力は小さくて済む。そして、圧力Ｐｍの値については、供給側オリフィス２２の径、排出側オリフィス２４の径、及びパイロット弁２０の開度の設定により調整が可能である。なお、排出側オリフィス２４は、パイロット弁２０が開くときの流路断面積をより正確に設定するために設けられており、排出側オリフィス２４を省略することも可能である。
【００３０】
本実施形態では、可動部材１２には、中心軸方向の他方側に開口する内挿穴１２ｂが形成されている。内挿穴１２ｂには、可動部材１４が中心軸方向の他方側から内挿されており、可動部材１４は、内挿穴１２ｂの内側面に対し中心軸方向に摺動可能である。そして、可動部材１４には、中心軸方向の一方側及び他方側に開口する貫通穴１４ｂが形成されている。この貫通穴１４ｂにより、内挿穴１２ｂ（より具体的には可動部材１４が内挿穴１２ｂに内挿されることで形成される空間）と連通切替ポート１０ｂが連通する。ここでの内挿穴１２ｂ及び貫通穴１４ｂの中心軸は、可動部材１２，１４の中心軸１６に一致している。可動部材１２は、連通切替ポート１０ｂから供給される作動流体の圧力Ｐｃを内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて中心軸方向の一方側へ受け、可動部材１２には中心軸方向の一方側への力Ｐｃ×Ａ３が作用する。ここで、Ａ３は、内挿穴１２ｂの底面１２ｃの面積を表す。また、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃは、可動部材１４に対し中心軸方向の一方側から当接して中心軸方向の他方側への押圧力を作用させることが可能である。さらに、図２に示すように、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された状態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ０離れるように、可動部材１２の内挿穴１２ｂの深さ及び可動部材１４の中心軸方向の長さが設定されている。ここでの所定量Ｌ０は、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１２のリフト量）Ｌ３よりも短く設定されている。そのため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃを連通させるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の他方側へ移動する行程（図２に示す状態から図１に示す状態へ移行する行程）では、可動部材１２は、中心軸方向の他方側へ所定量Ｌ０移動してから、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧する。そして、押圧された可動部材１４は、可動部材１２とともに中心軸方向の他方側へ移動する。可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１４のリフト量）Ｌ１は、Ｌ１＝Ｌ３−Ｌ０となり、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ３よりも短くなる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、可動部材１２における当接部１２ａよりも中心軸方向の他方側には、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路を塞ぐための摺動遮断部１２ｄが設けられている。弁ボディ１０には、摺動遮断部１２ｄが嵌合可能な嵌合部１０ｆが中心軸方向においてシート部１０ｄと連通対象ポート１０ｃの間の位置に形成されている。摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さはＬ２であり、シート部１０ｄと可動部材１２の当接部１２ａとの距離が所定量Ｌ２以下のときに、摺動遮断部１２ｄが中心軸方向の一方側から嵌合部１０ｆに嵌め合わされることで、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路が、中心軸方向においてシート部１０ｄと連通対象ポート１０ｃとの間の位置で塞がれる。ここでの所定量（摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さ）Ｌ２は、可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ１（＝Ｌ３−Ｌ０）よりも長く、且つ可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ３よりも短く設定されている。また、可動部材１２は、連通対象ポート１０ｃから供給される作動流体の圧力Ｐｄを摺動遮断部１２ｄにおける中心軸方向の他方側の端面にて中心軸方向の一方側へ受け、可動部材１２には中心軸方向の一方側への力Ｐｄ×Ａ２が作用する。ここで、Ａ２は、摺動遮断部１２ｄにおける中心軸方向の他方側の端面の面積を表す。また、可動部材１４には、ばね２６により中心軸方向の一方側への付勢力Ｆが作用している。
【００３２】
また、本実施形態では、以下の（１）〜（３）式が成立するように、ばね２６の付勢力Ｆ、圧力Ｐｍ、及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されている。
【００３３】
Ｐｃ×Ａ１＞Ｐｃ×（Ａ２＋Ａ３）＋Ｆ （１）
Ｐｍ×Ａ１＜Ｐｃ×（Ａ２＋Ａ３）＋Ｆ （２）
Ｐｍ×Ａ１＜ＰＬ×Ａ２＋Ｐｃ×Ａ３ （３）
【００３４】
次に、本実施形態に係る方向制御弁の動作、特に、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替える動作について説明する。本実施形態では、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側の推力を調整することで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替えることができる。
【００３５】
パイロット弁２０が閉じている場合は、制御室１８内の圧力がＰｃに制御されている。ここで、（１）式が成立するようばね２６の付勢力Ｆ及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されているため、図１に示すように、可動部材１２は、推力Ｐｃ×Ａ１によって中心軸方向の他方側へ押圧されており、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌め合わされているとともに、当接部１２ａがシート部１０ｄに密着している。したがって、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通は遮断されている。さらに、前述の所定量Ｌ０が、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ３よりも短く設定されているため、図１に示すように、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに密着している状態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧している。したがって、可動部材１４の当接部１４ａはシート部１０ｅから離れており、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通している。以上のように、パイロット弁２０が閉じている場合は、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断される。その結果、切替室内の圧力はＰｃとなる。
【００３６】
次に、パイロット弁２０を開けると、制御室１８内の圧力がＰｃから低下してＰｍに制御される。ここで、（２）式が成立するようばね２６の付勢力Ｆ、圧力Ｐｍ、及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されているため、可動部材１２，１４が中心軸方向の一方側へ押圧されて移動し始める。図３に示すように、可動部材１４は、ばね２６の付勢力Ｆにより中心軸方向の一方側へ行程長Ｌ１移動して、当接部１４ａにてシート部１０ｅに当接する。これによって、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断される。一方、可動部材１２においては、当接部１２ａがシート部１０ｄから離れても、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌め合わされている状態では、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路が摺動遮断部１２ｄによって塞がれているため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃは連通しない。ここで、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２が可動部材１４の行程長Ｌ１よりも長く設定されているため、図３に示すように、可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅに当接して連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断されても、摺動遮断部１２ｄの一部が嵌合部１０ｆに嵌め合わされている。したがって、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃはまだ連通しない。
【００３７】
可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅに当接して中心軸方向の一方側への移動が拘束された後においても、可動部材１２は弁ボディ１０の内周面に対し中心軸方向の一方側へ摺動し続ける。そのため、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃは、可動部材１４に対し中心軸方向の一方側へ離れる。そして、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ２を超えて離れると、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆから抜けるため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し始める。さらに、（３）式が成立するよう圧力Ｐｍ及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されているため、図２に示すように、可動部材１２は中心軸方向の一方側へさらに摺動し続け、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが完全に連通する。このとき、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃと可動部材１４との距離はＬ０となる。以上のように、パイロット弁２０を閉状態から開状態に切り替えることで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替えることができる。その結果、切替室内の圧力をＰｃからＰＬへ低下させることができる。
【００３８】
次に、パイロット弁２０を閉じると、制御室１８内の圧力がＰｍから増大してＰｃに制御されるため、可動部材１２は、推力Ｐｃ×Ａ１によって中心軸方向の他方側へ摺動し始める。一方、可動部材１４は、ばね２６の付勢力Ｆにより当接部１４ａにてシート部１０ｅに密着したままであり、可動部材１２の摺動に伴い内挿穴１２ｂの作動流体が貫通穴１４ｂを通って排出される。したがって、可動部材１２が中心軸方向の他方側へ摺動し始めても、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃはまだ連通しない。ここで、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２が可動部材１４の行程長Ｌ１（＝Ｌ３−Ｌ０）よりも長く設定されているため、シート部１０ｄと可動部材１２の当接部１２ａとの距離が所定量Ｌ２よりも短くなり摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌合し始めても、可動部材１２の中心軸方向の他方側への移動量は所定量Ｌ０よりも短く、内挿穴１２ｂの底面１２ｃは可動部材１４にまだ当接しない。したがって、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通する前に、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が摺動遮断部１２ｄにより遮断される。
【００３９】
摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌合し始めた後に、可動部材１２の中心軸方向の他方側への移動量が所定量Ｌ０に達すると、図４に示すように、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に当接する。そして、可動部材１２は、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧し、可動部材１４は、可動部材１２とともに中心軸方向の他方側へ移動する。これによって、図１に示すように、可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅから離れ、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通する。可動部材１２，１４の中心軸方向の他方側への移動は、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに当接するまで続いて行われる。以上のように、パイロット弁２０を開状態から閉状態に切り替えることで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替えることができる。その結果、切替室内の圧力をＰＬからＰｃへ増大させることができる。
【００４０】
次に、本願発明者が行った解析の結果について説明する。
【００４１】
解析対象とする方向制御弁の仕様については以下の通りである。図５，６に示すように、可動部材１２の寸法については、制御室１８内の圧力を受ける部分の直径Ｄ１はｄ（ｄは定数）、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの間の通路を形成する部分の直径Ｄ２は０．９×ｄ、摺動遮断部１２ｄの直径Ｄ３は０．８ｄ、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２は１．２×Ｌ（Ｌは定数）、内挿穴１２ｂの直径Ｄ４は０．５×ｄ、内挿穴１２ｂの深さ（摺動長）Ｈ４は８０×Ｌ、直径Ｄ１（＝ｄ）の部分における弁ボディ１０の内周面に対する摺動長Ｈ１は４６×Ｌである。また、可動部材１４の寸法については、貫通穴１４ｂの直径は０．２×ｄである。また、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１２のリフト量）Ｌ３は２．２×Ｌ、可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１４のリフト量）Ｌ１はＬである。また、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに当接している状態におけるばね２６のプリロードは３０［Ｎ］である。
【００４２】
以上説明した仕様の方向制御弁の動作を市販の汎用計算ソフトを用いて計算した結果を図７に示す。ここで、図７の上段はパイロット弁２０のリフト量の時系列波形を示し、図７の中段は可動部材１２，１４の中心軸方向に関する変位量（パイロット弁２０が全開のときを変位量０とする）の時系列波形を示し、図７の下段は連通切替ポート１０ａ〜連通対象ポート１０ｃ間及び連通切替ポート１０ｂ〜連通対象ポート１０ｃ間の開口面積の時系列波形を示す。図７に示すように、パイロット弁２０を全閉から全開に切り替える場合、及びパイロット弁２０を全開から全閉に切り替える場合の両方において、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを防止（開口面積のオーバーラップを防止）できていることがわかる。
【００４３】
以上説明した本実施形態によれば、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃを連通させるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、可動部材１２は、中心軸方向の他方側へ所定量Ｌ０移動してから、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧する。これによって、可動部材１２の移動開始時期に対して、可動部材１４の移動開始時期、すなわち連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通開始時期を遅らせることができるので、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを抑制することができる。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替える際に、高圧側の連通切替ポート１１０ｂへ供給された作動流体が低圧側の連通切替ポート１１０ａへ流出するのを抑制することができ、作動流体のエネルギー損失を低減することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に当接する前に、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに内挿されることで連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路が塞がれる。そのため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された後に、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通する。すなわち、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのが防止される。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を無くすことができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断し且つ連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、摺動遮断部１２ｄは、当接部１２ａがシート部１０ｄに対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ２を超えて離れてから、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させる。これによって、可動部材１４の移動開始時期に対して、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通開始時期を遅らせることができるので、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを抑制することができる。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２が可動部材１４の行程長Ｌ１よりも長く設定されていることで、可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅに当接した後に、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆから抜ける。そのため、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された後に、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通する。すなわち、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのが防止される。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を無くすことができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替える場合と連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替える場合の両方において、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを防止することができ、作動流体のエネルギー損失を無くすことができる。
【００４８】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００４９】
以上の説明では、摺動遮断部１２ｄを可動部材１２に設けるものとしたが、本実施形態では、摺動遮断部１２ｄを可動部材１４における当接部１４ａよりも中心軸方向の一方側に設けることもできる。その場合は、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２を、可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ１よりも短く設定する。これによって、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が同時に開く期間を短縮することができ、作動流体のエネルギー損失を大幅に減少することができる。
【００５０】
また、図８に示す構成例では、図１，２に示す構成例と比較して、可動部材１２における摺動遮断部１２ｄよりも中心軸方向の他方側に摺動案内部１２ｅが設けられている。ここで、図８（Ａ）は可動部材１２の側面図を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。摺動案内部１２ｅは、嵌合部１０ｆに対し中心軸方向に摺動可能であり、さらに、嵌合部１０ｆに嵌め合わされたときに嵌合部１０ｆとの間に連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させるための通路が形成されるよう、その外周面に中心軸方向に延伸する溝が複数形成されている。そのため、図９に示すように、シート部１０ｄと可動部材１２の当接部１２ａとの距離が所定量Ｌ２よりも長くなり摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆから抜けたときには、摺動案内部１２ｅは、嵌合部１０ｆに対し接触しながら連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させる。
【００５１】
図１，２に示す構成例では、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通しているときは、可動部材１２（摺動遮断部１２ｄ）が嵌合部１０ｆから完全に抜けている。そのため、可動部材１２が中心軸方向の他方側へ移動する行程において摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに内挿されるときに引っ掛かりが生じる可能性があり、可動部材１２の滑らかな摺動が妨げられる可能性がある。これに対して図８に示す構成例では、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通しているときでも、図９に示すように、可動部材１２（摺動案内部１２ｅ）が嵌合部１０ｆに内挿されて接触している。そのため、可動部材１２が中心軸方向の他方側へ移動する行程において摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに内挿されるときに引っ掛かりが生じるのを抑止することができる。したがって、可動部材１２の滑らかな摺動を実現することができる。
【００５２】
なお、摺動案内部１２ｅの外周面に形成する溝の形状については、図８に示す形状に限るものではなく、例えば図１０に示すように、周方向に延伸する溝をさらに形成することもできる。ここで、図１０（Ａ）は可動部材１２の側面図を示し、図１０（Ｂ）は可動部材１２（摺動案内部１２ｅ）の下面図を示す。さらに、例えば図１１に示すように、摺動案内部１２ｅの外周面の一部が削り取られていることによっても、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させるための通路を形成することができる。ここで、図１１（Ａ）は可動部材１２の側面図を示し、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。さらに、摺動遮断部１２ｄを可動部材１４の方に設ける場合は、摺動案内部１２ｅを可動部材１４における摺動遮断部１２ｄよりも中心軸方向の他方側に設けることもできる。
【００５３】
また、図１２に示す構成例では、図１，２に示す構成例と比較して、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路を塞ぐための摺動遮断部１２ｄが可動部材１２における当接部１２ａよりも中心軸方向の一方側に配設されている。そして、シート部１０ｄと当接部１２ａの距離が所定量Ｌ２以下のときに摺動遮断部１２ｄが嵌め合わされる嵌合部１０ｆが中心軸方向において連通切替ポート１０ａとシート部１０ｄとの間に配設されている。ここでの摺動遮断部１２ｄは、その直径が可動部材１２の弁ボディ１０に対する摺動径（可動部材１２の最大直径）に等しく設定されており、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路を、中心軸方向において連通切替ポート１０ａとシート部１０ｄとの間の位置で塞ぐ。さらに、弁ボディ１０には、シート部１０ｅとして中心軸方向（中心軸１６）に垂直な平面が形成されており、可動部材１４には、当接部１４ａとして中心軸方向に垂直な（シート部１０ｅの平面に平行な）平面が形成されている。
【００５４】
図１，２に示す構成例では、摺動遮断部１２ｄの直径が可動部材１２の弁ボディ１０に対する摺動径（最大直径）よりも小さく、可動部材１２は、弁ボディ１０に対し最大直径部分と摺動遮断部１２ｄの直径の異なる２つの部分にて摺動する。そのため、これら２つの摺動部分と当接部１２ａの３箇所に同芯であることが要求される。さらに、可動部材１４の当接部１４ａとも同軸であることが要求される。したがって、可動部材１２，１４の加工に高い精度が要求される。これに対して図１２に示す構成例では、摺動遮断部１２ｄの直径が可動部材１２の弁ボディ１０に対する摺動径（最大直径）に等しいため、可動部材１２の摺動部分の同芯加工を無くすことができる。さらに、弁ボディ１０のシート部１０ｅと可動部材１４の当接部１４ａがともに中心軸方向に垂直な平面となるため、可動部材１２に対する可動部材１４の当接部１４ａの同軸が不要となる。したがって、可動部材１２，１４の寸法公差を大きくするのを許容することができる。
【００５５】
以上の本実施形態の説明では、パイロット弁２０の開閉制御により制御室１８内の圧力を制御することで、可動部材１２に作用させる推力を制御するものとした。ただし、本実施形態では、パイロット弁２０の開閉制御以外の手段によっても可動部材１２に作用させる推力を制御することができ、例えば可動部材１２に作用させる推力を電磁力により直接制御することも可能である。
【００５６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態に係る方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る方向制御弁の動作を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る方向制御弁の動作を説明する図である。
【図５】解析対象とする方向制御弁の仕様を説明する図である。
【図６】解析対象とする方向制御弁の仕様を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る方向制御弁の動作を解析した結果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図１３】関連技術の方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。
【図１４】関連技術の方向制御弁の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 弁ボディ、１０ａ，１０ｂ 連通切替ポート、１０ｃ 連通対象ポート、１０ｄ，１０ｅ シート部、１０ｆ 嵌合部、１２，１４ 可動部材、１２ａ，１４ａ 当接部、１２ｂ 内挿穴、１２ｃ 底面、１２ｄ 摺動遮断部、１２ｅ 摺動案内部、１４ｂ 貫通穴、１８ 制御室、２０ パイロット弁、２６ ばね。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向制御弁に関し、特に、第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の方向制御弁の構成例を図１３を用いて説明する。図１３に示す方向制御弁は、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃとが形成された弁ボディ１１０と、弁ボディ１１０の内部でその中心軸１１６に平行な方向（以下、中心軸方向とする）に移動することで、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１１０ａと連通切替ポート１１０ｂの間で切り替える可動部材１１２と、を備える三方弁である。連通切替ポート１１０ａには作動油の圧力ＰＬが供給され、連通切替ポート１１０ｂには作動油の圧力Ｐｃが供給される。そして、連通対象ポート１１０ｃは、切替室（図示せず）に接続されている。ここで、連通切替ポート１１０ｂへの供給圧力Ｐｃは、連通切替ポート１１０ａへの供給圧力ＰＬより高く設定されている。弁ボディ１１０の内部における可動部材１１２よりも中心軸方向の一方側（図１３の上側）には制御室１１８が形成されており、制御室１１８内に供給される作動油の圧力によって可動部材１１２に中心軸方向の他方側（図１３の下側）への推力を作用させることができる。制御室１１８内の圧力は、パイロット弁１２０の開閉動作により制御される。また、可動部材１１２には、ばね１２６により中心軸方向の一方側への付勢力が作用している。
【０００３】
パイロット弁１２０が閉じている場合は、可動部材１１２は、制御室１１８内の圧力によって中心軸方向の他方側へ押圧されており、弁ボディ１１０に形成されたシート部１１０ｄに密着している。そのため、連通切替ポート１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１１０ａと連通対象ポート１１０ｃの連通が遮断され、切替室内の圧力はＰｃとなる。次に、パイロット弁１２０を開けると、制御室１１８内の圧力が低下するため、可動部材１１２は、ばね１２６の付勢力によりシート部１１０ｄから離れて中心軸方向の一方側へ移動する。これによって、連通切替ポート１１０ａと連通対象ポート１１０ｃが連通する。そして、可動部材１１２が弁ボディ１１０に形成されたシート部１１０ｅに密着することで、連通切替ポート１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃの連通が遮断される。このように、パイロット弁１２０を閉状態から開状態に切り替えることで、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートが連通切替ポート１１０ｂから連通切替ポート１１０ａへ切り替えられる。その結果、切替室内の圧力がＰｃからＰＬへ低下する。
【０００４】
次に、パイロット弁１２０を閉じると、制御室１１８内の圧力が増大するため、可動部材１１２は、制御室１１８内の圧力によりシート部１１０ｅから離れて中心軸方向の他方側へ移動する。これによって、連通切替ポート１１０ｂと連通対象ポート１１０ｃが連通する。そして、可動部材１１２が弁ボディ１１０に形成されたシート部１１０ｄに密着することで、連通切替ポート１１０ａと連通対象ポート１１０ｃの連通が遮断される。このように、パイロット弁１２０を開状態から閉状態に切り替えることで、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートが連通切替ポート１１０ａから連通切替ポート１１０ｂへ切り替えられる。その結果、切替室内の圧力がＰＬからＰｃへ増大する。なお、この種の方向制御弁は、下記特許文献１にも開示されている。
【０００５】
また、その他の背景技術として、下記特許文献２〜５による燃料噴射装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７７４７号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２２９４１９号明細書
【特許文献３】特表２００２−５３９３７２号公報
【特許文献４】特開２００１−９０６３４号公報
【特許文献５】特表２００５−５００４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１３に示す方向制御弁においては、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを切り替える際に、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂの両方が連通対象ポート１１０ｃに連通する期間が存在する。例えば連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１１０ａから連通切替ポート１１０ｂへ切り替えるよう可動部材１１２が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、可動部材１１２は、シート部１１０ｅに対し離れた後にシート部１１０ｄに密着する。そのため、図１４に示すように、可動部材１１２がシート部１１０ｅに対し離れてからシート部１１０ｄに密着するまでの期間は、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂの両方が連通対象ポート１１０ｃに連通することになる。これによって、高圧側の連通切替ポート１１０ｂへ供給された作動油が低圧側の連通切替ポート１１０ａへ流出し、作動油のエネルギー損失が増大してしまう。同様に、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１１０ｂから連通切替ポート１１０ａへ切り替えるよう可動部材１１２が中心軸方向の一方側へ移動する行程でも、可動部材１１２がシート部１１０ｄに対し離れてからシート部１１０ｅに密着するまでの期間は、連通切替ポート１１０ａ，１１０ｂの両方が連通対象ポート１１０ｃに連通することになる。以上のように、図１３に示す方向制御弁においては、連通対象ポート１１０ｃに連通するポートを切り替える際に、高圧側の連通切替ポート１１０ｂへ供給された作動油が低圧側の連通切替ポート１１０ａへ流出し、作動油のエネルギー損失が増大してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、連通するポートを切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減することができる方向制御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】
【０００９】
本発明に係る方向制御弁は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【００１０】
本発明に係る方向制御弁は、第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、可動部材は、中心軸方向の一方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第１可動部材と、中心軸方向の他方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第２可動部材と、を含み、第１可動部材には、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側から当接して中心軸方向の他方側への押圧力を作用させることが可能な押圧部が設けられており、押圧部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートが連通し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通が遮断された状態では、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側へ第１所定量離れており、第１可動部材に作用する中心軸方向の他方側への推力により第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、第１可動部材は、中心軸方向の他方側へ第１所定量移動してから、押圧部にて第２可動部材を中心軸方向の他方側へ押圧することを要旨とする。
【００１１】
本発明の一態様では、弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第１可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第２可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられていることが好適である。
【００１２】
また、本発明の一態様では、第１可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な第１当接部が設けられ、第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部が設けられており、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、遮断部は、第１当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ第２所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることが好適である。
【００１３】
また、本発明の一態様では、弁ボディには、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに遮断部が嵌め合わされる嵌合部が設けられており、遮断部が嵌合部に嵌め合わされることで第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路が塞がれることが好適である。
【００１４】
また、本発明の一態様では、第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量より長いときに嵌合部に対し接触しながら第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させる摺動案内部が設けられていることが好適である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１シート部と連通対象ポートとの間で塞ぐことが好適である。
【００１６】
また、本発明の一態様では、第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１連通切替ポートと第１シート部との間で塞ぐことが好適である。
【００１７】
また、本発明の一態様では、遮断部の径が、第１可動部材の弁ボディに対する摺動径に等しく設定されていることが好適である。
【００１８】
また、本発明の一態様では、遮断部は、第１可動部材に設けられており、第２所定量は、第２可動部材が中心軸方向に移動するときの行程長より長く設定されていることが好適である。
【００１９】
また、本発明の一態様では、第２可動部材には、第２シート部に対し中心軸方向の他方側から当接可能な第２当接部が設けられており、弁ボディには、第２シート部として中心軸方向に垂直な平面が形成されており、第２可動部材には、第２当接部として中心軸方向に垂直な平面が形成されていることが好適である。
【００２０】
また、本発明の一態様では、第１可動部材には、中心軸方向の他方側から第２可動部材が内挿される内挿穴が形成されており、押圧部が、この内挿穴の底面により構成されることが好適である。この態様では、第２可動部材には、第２連通切替ポートと内挿穴を連通させるための貫通穴が形成されていることが好適である。
【００２１】
また、本発明の一態様では、第２可動部材に中心軸方向の一方側への付勢力を作用させる付勢手段が設けられており、第１可動部材に作用させる中心軸方向の他方側への推力を調整することで、連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替えることが好適である。
【００２２】
また、本発明に係る方向制御弁は、第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられており、可動部材は、中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な当接部と、第１シート部と当接部の距離が所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部と、が設けられており、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、可動部材は、当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える際に、第１及び第２連通切替ポートの両方が連通対象ポートに連通する期間を短縮することができる。その結果、連通対象ポートに連通するポートを切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２５】
図１，２は、本発明の実施形態に係る方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。本実施形態に係る方向制御弁は、以下に説明する弁ボディ１０と第１の可動部材１２と第２の可動部材１４とを備えている。
【００２６】
弁ボディ１０には、第１の連通切替ポート１０ａと第２の連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃとが形成されている。連通切替ポート１０ａには作動流体の圧力ＰＬが供給され、連通切替ポート１０ｂには作動流体の圧力Ｐｃが供給される。そして、連通対象ポート１０ｃは、切替室（図示せず）に接続されている。ここで、連通切替ポート１０ｂへの供給圧力Ｐｃは、連通切替ポート１０ａへの供給圧力ＰＬより高く設定されている。また、ここでの作動流体は、非圧縮性流体であり、例えば作動油を用いることもできるし、内燃機関用の燃料を用いることもできる。
【００２７】
可動部材１２，１４は、弁ボディ１０の内部でその中心軸１６に平行な方向（以下、中心軸方向とする）に移動することで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替える。連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断されている場合（図２に示す場合）は、連通切替ポート１０ａから連通対象ポート１０ｃ（切替室）に作動流体の圧力ＰＬが供給される。一方、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断されている場合（図１に示す場合）は、連通切替ポート１０ｂから連通対象ポート１０ｃ（切替室）に作動流体の圧力Ｐｃが供給される。このように、本実施形態に係る方向制御弁は、連通対象ポート１０ｃ（切替室）に連通するポートを、連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替えることが可能な三方弁である。なお、連通切替ポート１０ａ，１０ｂと連通対象ポート１０ｃの中心軸方向における位置関係は、中心軸方向の一方側（図１，２の上側）から他方側（図１，２の下側）にかけて、連通切替ポート１０ａ、連通対象ポート１０ｃ、連通切替ポート１０ｂの順に配置されている。
【００２８】
可動部材１２は、中心軸方向の一方側へ移動して連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断する。一方、可動部材１４は、中心軸方向の他方側へ移動して連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃを連通させ、中心軸方向の一方側へ移動して連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断する。中心軸方向において連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの間に位置する弁ボディ１０の内周面の径が中心軸方向の一方側から他方側にかけて減少することで第１のシート部１０ｄが形成されており、中心軸方向において連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの間に位置する弁ボディ１０の内周面の径が中心軸方向の他方側から一方側にかけて減少することで第２のシート部１０ｅが形成されている。このように、シート部１０ｄの中心軸方向における形成位置は、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの間であり、シート部１０ｅの中心軸方向における形成位置は、連通対象ポート１０ｃと連通切替ポート１０ｂの間である。可動部材１２には、外周面の径が中心軸方向の一方側から他方側にかけて減少する形状の第１の当接部１２ａが形成されており、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断するために可動部材１２の当接部１２ａが中心軸方向の一方側からシート部１０ｄに当接する。そして、可動部材１２が当接部１２ａにてシート部１０ｄに当接することで、可動部材１２の中心軸方向の他方側への移動が拘束される。一方、可動部材１４には、外周面の径が中心軸方向の他方側から一方側にかけて減少する形状の第２の当接部１４ａが形成されており、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断するために可動部材１４の当接部１４ａが中心軸方向の他方側からシート部１０ｅに当接する。そして、可動部材１４が当接部１４ａにてシート部１０ｅに当接することで、可動部材１４の中心軸方向の一方側への移動が拘束される。
【００２９】
弁ボディ１０の内部における可動部材１２よりも中心軸方向の一方側には制御室１８が形成されており、供給側オリフィス２２を介して制御室１８内に供給される作動流体の圧力によって可動部材１２に中心軸方向の他方側への推力を作用させることができる。ここで、作動流体の圧力Ｐｃは、連通切替ポート１０ｂの他に、供給側オリフィス２２にも供給されている。そして、パイロット弁２０の開閉制御によって制御室１８内の作動流体の圧力を制御することで、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側への推力を制御することができる。より具体的には、パイロット弁２０を閉じて制御室１８から排出側オリフィス２４を介しての作動流体の排出を遮断することで、制御室１８内の圧力がＰｃに制御され、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側への推力がＰｃ×Ａ１に制御される。ここで、Ａ１は、可動部材１２における制御室１８内の圧力を中心軸方向の他方側へ受ける面の面積を表す。一方、パイロット弁２０を開けて制御室１８から排出側オリフィス２４を介しての作動流体の排出を許容することで、制御室１８内の圧力がＰｍ（Ｐｍ＜Ｐｃ）に制御され、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側への推力がＰｍ×Ａ１に制御される。ここでのパイロット弁２０の開閉動作については、例えば電磁力により行うことができ、その駆動力は小さくて済む。そして、圧力Ｐｍの値については、供給側オリフィス２２の径、排出側オリフィス２４の径、及びパイロット弁２０の開度の設定により調整が可能である。なお、排出側オリフィス２４は、パイロット弁２０が開くときの流路断面積をより正確に設定するために設けられており、排出側オリフィス２４を省略することも可能である。
【００３０】
本実施形態では、可動部材１２には、中心軸方向の他方側に開口する内挿穴１２ｂが形成されている。内挿穴１２ｂには、可動部材１４が中心軸方向の他方側から内挿されており、可動部材１４は、内挿穴１２ｂの内側面に対し中心軸方向に摺動可能である。そして、可動部材１４には、中心軸方向の一方側及び他方側に開口する貫通穴１４ｂが形成されている。この貫通穴１４ｂにより、内挿穴１２ｂ（より具体的には可動部材１４が内挿穴１２ｂに内挿されることで形成される空間）と連通切替ポート１０ｂが連通する。ここでの内挿穴１２ｂ及び貫通穴１４ｂの中心軸は、可動部材１２，１４の中心軸１６に一致している。可動部材１２は、連通切替ポート１０ｂから供給される作動流体の圧力Ｐｃを内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて中心軸方向の一方側へ受け、可動部材１２には中心軸方向の一方側への力Ｐｃ×Ａ３が作用する。ここで、Ａ３は、内挿穴１２ｂの底面１２ｃの面積を表す。また、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃは、可動部材１４に対し中心軸方向の一方側から当接して中心軸方向の他方側への押圧力を作用させることが可能である。さらに、図２に示すように、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された状態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ０離れるように、可動部材１２の内挿穴１２ｂの深さ及び可動部材１４の中心軸方向の長さが設定されている。ここでの所定量Ｌ０は、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１２のリフト量）Ｌ３よりも短く設定されている。そのため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃを連通させるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の他方側へ移動する行程（図２に示す状態から図１に示す状態へ移行する行程）では、可動部材１２は、中心軸方向の他方側へ所定量Ｌ０移動してから、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧する。そして、押圧された可動部材１４は、可動部材１２とともに中心軸方向の他方側へ移動する。可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１４のリフト量）Ｌ１は、Ｌ１＝Ｌ３−Ｌ０となり、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ３よりも短くなる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、可動部材１２における当接部１２ａよりも中心軸方向の他方側には、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路を塞ぐための摺動遮断部１２ｄが設けられている。弁ボディ１０には、摺動遮断部１２ｄが嵌合可能な嵌合部１０ｆが中心軸方向においてシート部１０ｄと連通対象ポート１０ｃの間の位置に形成されている。摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さはＬ２であり、シート部１０ｄと可動部材１２の当接部１２ａとの距離が所定量Ｌ２以下のときに、摺動遮断部１２ｄが中心軸方向の一方側から嵌合部１０ｆに嵌め合わされることで、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路が、中心軸方向においてシート部１０ｄと連通対象ポート１０ｃとの間の位置で塞がれる。ここでの所定量（摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さ）Ｌ２は、可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ１（＝Ｌ３−Ｌ０）よりも長く、且つ可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ３よりも短く設定されている。また、可動部材１２は、連通対象ポート１０ｃから供給される作動流体の圧力Ｐｄを摺動遮断部１２ｄにおける中心軸方向の他方側の端面にて中心軸方向の一方側へ受け、可動部材１２には中心軸方向の一方側への力Ｐｄ×Ａ２が作用する。ここで、Ａ２は、摺動遮断部１２ｄにおける中心軸方向の他方側の端面の面積を表す。また、可動部材１４には、ばね２６により中心軸方向の一方側への付勢力Ｆが作用している。
【００３２】
また、本実施形態では、以下の（１）〜（３）式が成立するように、ばね２６の付勢力Ｆ、圧力Ｐｍ、及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されている。
【００３３】
Ｐｃ×Ａ１＞Ｐｃ×（Ａ２＋Ａ３）＋Ｆ （１）
Ｐｍ×Ａ１＜Ｐｃ×（Ａ２＋Ａ３）＋Ｆ （２）
Ｐｍ×Ａ１＜ＰＬ×Ａ２＋Ｐｃ×Ａ３ （３）
【００３４】
次に、本実施形態に係る方向制御弁の動作、特に、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替える動作について説明する。本実施形態では、可動部材１２に作用させる中心軸方向の他方側の推力を調整することで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａと連通切替ポート１０ｂの間で切り替えることができる。
【００３５】
パイロット弁２０が閉じている場合は、制御室１８内の圧力がＰｃに制御されている。ここで、（１）式が成立するようばね２６の付勢力Ｆ及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されているため、図１に示すように、可動部材１２は、推力Ｐｃ×Ａ１によって中心軸方向の他方側へ押圧されており、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌め合わされているとともに、当接部１２ａがシート部１０ｄに密着している。したがって、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通は遮断されている。さらに、前述の所定量Ｌ０が、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ３よりも短く設定されているため、図１に示すように、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに密着している状態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧している。したがって、可動部材１４の当接部１４ａはシート部１０ｅから離れており、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通している。以上のように、パイロット弁２０が閉じている場合は、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通し且つ連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断される。その結果、切替室内の圧力はＰｃとなる。
【００３６】
次に、パイロット弁２０を開けると、制御室１８内の圧力がＰｃから低下してＰｍに制御される。ここで、（２）式が成立するようばね２６の付勢力Ｆ、圧力Ｐｍ、及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されているため、可動部材１２，１４が中心軸方向の一方側へ押圧されて移動し始める。図３に示すように、可動部材１４は、ばね２６の付勢力Ｆにより中心軸方向の一方側へ行程長Ｌ１移動して、当接部１４ａにてシート部１０ｅに当接する。これによって、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断される。一方、可動部材１２においては、当接部１２ａがシート部１０ｄから離れても、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌め合わされている状態では、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路が摺動遮断部１２ｄによって塞がれているため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃは連通しない。ここで、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２が可動部材１４の行程長Ｌ１よりも長く設定されているため、図３に示すように、可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅに当接して連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断されても、摺動遮断部１２ｄの一部が嵌合部１０ｆに嵌め合わされている。したがって、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃはまだ連通しない。
【００３７】
可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅに当接して中心軸方向の一方側への移動が拘束された後においても、可動部材１２は弁ボディ１０の内周面に対し中心軸方向の一方側へ摺動し続ける。そのため、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃは、可動部材１４に対し中心軸方向の一方側へ離れる。そして、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ２を超えて離れると、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆから抜けるため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通し始める。さらに、（３）式が成立するよう圧力Ｐｍ及び面積Ａ１，Ａ２，Ａ３の値が設定されているため、図２に示すように、可動部材１２は中心軸方向の一方側へさらに摺動し続け、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが完全に連通する。このとき、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃと可動部材１４との距離はＬ０となる。以上のように、パイロット弁２０を閉状態から開状態に切り替えることで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替えることができる。その結果、切替室内の圧力をＰｃからＰＬへ低下させることができる。
【００３８】
次に、パイロット弁２０を閉じると、制御室１８内の圧力がＰｍから増大してＰｃに制御されるため、可動部材１２は、推力Ｐｃ×Ａ１によって中心軸方向の他方側へ摺動し始める。一方、可動部材１４は、ばね２６の付勢力Ｆにより当接部１４ａにてシート部１０ｅに密着したままであり、可動部材１２の摺動に伴い内挿穴１２ｂの作動流体が貫通穴１４ｂを通って排出される。したがって、可動部材１２が中心軸方向の他方側へ摺動し始めても、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃはまだ連通しない。ここで、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２が可動部材１４の行程長Ｌ１（＝Ｌ３−Ｌ０）よりも長く設定されているため、シート部１０ｄと可動部材１２の当接部１２ａとの距離が所定量Ｌ２よりも短くなり摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌合し始めても、可動部材１２の中心軸方向の他方側への移動量は所定量Ｌ０よりも短く、内挿穴１２ｂの底面１２ｃは可動部材１４にまだ当接しない。したがって、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通する前に、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が摺動遮断部１２ｄにより遮断される。
【００３９】
摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに嵌合し始めた後に、可動部材１２の中心軸方向の他方側への移動量が所定量Ｌ０に達すると、図４に示すように、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に当接する。そして、可動部材１２は、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧し、可動部材１４は、可動部材１２とともに中心軸方向の他方側へ移動する。これによって、図１に示すように、可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅから離れ、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通する。可動部材１２，１４の中心軸方向の他方側への移動は、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに当接するまで続いて行われる。以上のように、パイロット弁２０を開状態から閉状態に切り替えることで、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替えることができる。その結果、切替室内の圧力をＰＬからＰｃへ増大させることができる。
【００４０】
次に、本願発明者が行った解析の結果について説明する。
【００４１】
解析対象とする方向制御弁の仕様については以下の通りである。図５，６に示すように、可動部材１２の寸法については、制御室１８内の圧力を受ける部分の直径Ｄ１はｄ（ｄは定数）、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの間の通路を形成する部分の直径Ｄ２は０．９×ｄ、摺動遮断部１２ｄの直径Ｄ３は０．８ｄ、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２は１．２×Ｌ（Ｌは定数）、内挿穴１２ｂの直径Ｄ４は０．５×ｄ、内挿穴１２ｂの深さ（摺動長）Ｈ４は８０×Ｌ、直径Ｄ１（＝ｄ）の部分における弁ボディ１０の内周面に対する摺動長Ｈ１は４６×Ｌである。また、可動部材１４の寸法については、貫通穴１４ｂの直径は０．２×ｄである。また、可動部材１２が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１２のリフト量）Ｌ３は２．２×Ｌ、可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長（可動部材１４のリフト量）Ｌ１はＬである。また、可動部材１２の当接部１２ａがシート部１０ｄに当接している状態におけるばね２６のプリロードは３０［Ｎ］である。
【００４２】
以上説明した仕様の方向制御弁の動作を市販の汎用計算ソフトを用いて計算した結果を図７に示す。ここで、図７の上段はパイロット弁２０のリフト量の時系列波形を示し、図７の中段は可動部材１２，１４の中心軸方向に関する変位量（パイロット弁２０が全開のときを変位量０とする）の時系列波形を示し、図７の下段は連通切替ポート１０ａ〜連通対象ポート１０ｃ間及び連通切替ポート１０ｂ〜連通対象ポート１０ｃ間の開口面積の時系列波形を示す。図７に示すように、パイロット弁２０を全閉から全開に切り替える場合、及びパイロット弁２０を全開から全閉に切り替える場合の両方において、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを防止（開口面積のオーバーラップを防止）できていることがわかる。
【００４３】
以上説明した本実施形態によれば、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断し且つ連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃを連通させるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、可動部材１２は、中心軸方向の他方側へ所定量Ｌ０移動してから、内挿穴１２ｂの底面１２ｃにて可動部材１４に当接して可動部材１４を中心軸方向の他方側へ押圧する。これによって、可動部材１２の移動開始時期に対して、可動部材１４の移動開始時期、すなわち連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通開始時期を遅らせることができるので、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを抑制することができる。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替える際に、高圧側の連通切替ポート１１０ｂへ供給された作動流体が低圧側の連通切替ポート１１０ａへ流出するのを抑制することができ、作動流体のエネルギー損失を低減することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、可動部材１２の内挿穴１２ｂの底面１２ｃが可動部材１４に当接する前に、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに内挿されることで連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路が塞がれる。そのため、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された後に、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃが連通する。すなわち、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのが防止される。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を無くすことができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通を遮断し且つ連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させるよう可動部材１２，１４が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、摺動遮断部１２ｄは、当接部１２ａがシート部１０ｄに対し中心軸方向の一方側へ所定量Ｌ２を超えて離れてから、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させる。これによって、可動部材１４の移動開始時期に対して、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃの連通開始時期を遅らせることができるので、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを抑制することができる。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を低減することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２が可動部材１４の行程長Ｌ１よりも長く設定されていることで、可動部材１４の当接部１４ａがシート部１０ｅに当接した後に、摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆから抜ける。そのため、連通切替ポート１０ｂと連通対象ポート１０ｃの連通が遮断された後に、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通する。すなわち、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのが防止される。その結果、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替える際に生じる作動流体のエネルギー損失を無くすことができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、連通対象ポート１０ｃに連通するポートを連通切替ポート１０ａから連通切替ポート１０ｂへ切り替える場合と連通切替ポート１０ｂから連通切替ポート１０ａへ切り替える場合の両方において、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が連通対象ポート１０ｃに同時に連通するのを防止することができ、作動流体のエネルギー損失を無くすことができる。
【００４８】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００４９】
以上の説明では、摺動遮断部１２ｄを可動部材１２に設けるものとしたが、本実施形態では、摺動遮断部１２ｄを可動部材１４における当接部１４ａよりも中心軸方向の一方側に設けることもできる。その場合は、摺動遮断部１２ｄの中心軸方向の長さＬ２を、可動部材１４が中心軸方向に移動するときの行程長Ｌ１よりも短く設定する。これによって、連通切替ポート１０ａ，１０ｂの両方が同時に開く期間を短縮することができ、作動流体のエネルギー損失を大幅に減少することができる。
【００５０】
また、図８に示す構成例では、図１，２に示す構成例と比較して、可動部材１２における摺動遮断部１２ｄよりも中心軸方向の他方側に摺動案内部１２ｅが設けられている。ここで、図８（Ａ）は可動部材１２の側面図を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。摺動案内部１２ｅは、嵌合部１０ｆに対し中心軸方向に摺動可能であり、さらに、嵌合部１０ｆに嵌め合わされたときに嵌合部１０ｆとの間に連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させるための通路が形成されるよう、その外周面に中心軸方向に延伸する溝が複数形成されている。そのため、図９に示すように、シート部１０ｄと可動部材１２の当接部１２ａとの距離が所定量Ｌ２よりも長くなり摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆから抜けたときには、摺動案内部１２ｅは、嵌合部１０ｆに対し接触しながら連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させる。
【００５１】
図１，２に示す構成例では、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通しているときは、可動部材１２（摺動遮断部１２ｄ）が嵌合部１０ｆから完全に抜けている。そのため、可動部材１２が中心軸方向の他方側へ移動する行程において摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに内挿されるときに引っ掛かりが生じる可能性があり、可動部材１２の滑らかな摺動が妨げられる可能性がある。これに対して図８に示す構成例では、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃが連通しているときでも、図９に示すように、可動部材１２（摺動案内部１２ｅ）が嵌合部１０ｆに内挿されて接触している。そのため、可動部材１２が中心軸方向の他方側へ移動する行程において摺動遮断部１２ｄが嵌合部１０ｆに内挿されるときに引っ掛かりが生じるのを抑止することができる。したがって、可動部材１２の滑らかな摺動を実現することができる。
【００５２】
なお、摺動案内部１２ｅの外周面に形成する溝の形状については、図８に示す形状に限るものではなく、例えば図１０に示すように、周方向に延伸する溝をさらに形成することもできる。ここで、図１０（Ａ）は可動部材１２の側面図を示し、図１０（Ｂ）は可動部材１２（摺動案内部１２ｅ）の下面図を示す。さらに、例えば図１１に示すように、摺動案内部１２ｅの外周面の一部が削り取られていることによっても、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃを連通させるための通路を形成することができる。ここで、図１１（Ａ）は可動部材１２の側面図を示し、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。さらに、摺動遮断部１２ｄを可動部材１４の方に設ける場合は、摺動案内部１２ｅを可動部材１４における摺動遮断部１２ｄよりも中心軸方向の他方側に設けることもできる。
【００５３】
また、図１２に示す構成例では、図１，２に示す構成例と比較して、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路を塞ぐための摺動遮断部１２ｄが可動部材１２における当接部１２ａよりも中心軸方向の一方側に配設されている。そして、シート部１０ｄと当接部１２ａの距離が所定量Ｌ２以下のときに摺動遮断部１２ｄが嵌め合わされる嵌合部１０ｆが中心軸方向において連通切替ポート１０ａとシート部１０ｄとの間に配設されている。ここでの摺動遮断部１２ｄは、その直径が可動部材１２の弁ボディ１０に対する摺動径（可動部材１２の最大直径）に等しく設定されており、連通切替ポート１０ａと連通対象ポート１０ｃとの間の通路を、中心軸方向において連通切替ポート１０ａとシート部１０ｄとの間の位置で塞ぐ。さらに、弁ボディ１０には、シート部１０ｅとして中心軸方向（中心軸１６）に垂直な平面が形成されており、可動部材１４には、当接部１４ａとして中心軸方向に垂直な（シート部１０ｅの平面に平行な）平面が形成されている。
【００５４】
図１，２に示す構成例では、摺動遮断部１２ｄの直径が可動部材１２の弁ボディ１０に対する摺動径（最大直径）よりも小さく、可動部材１２は、弁ボディ１０に対し最大直径部分と摺動遮断部１２ｄの直径の異なる２つの部分にて摺動する。そのため、これら２つの摺動部分と当接部１２ａの３箇所に同芯であることが要求される。さらに、可動部材１４の当接部１４ａとも同軸であることが要求される。したがって、可動部材１２，１４の加工に高い精度が要求される。これに対して図１２に示す構成例では、摺動遮断部１２ｄの直径が可動部材１２の弁ボディ１０に対する摺動径（最大直径）に等しいため、可動部材１２の摺動部分の同芯加工を無くすことができる。さらに、弁ボディ１０のシート部１０ｅと可動部材１４の当接部１４ａがともに中心軸方向に垂直な平面となるため、可動部材１２に対する可動部材１４の当接部１４ａの同軸が不要となる。したがって、可動部材１２，１４の寸法公差を大きくするのを許容することができる。
【００５５】
以上の本実施形態の説明では、パイロット弁２０の開閉制御により制御室１８内の圧力を制御することで、可動部材１２に作用させる推力を制御するものとした。ただし、本実施形態では、パイロット弁２０の開閉制御以外の手段によっても可動部材１２に作用させる推力を制御することができ、例えば可動部材１２に作用させる推力を電磁力により直接制御することも可能である。
【００５６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態に係る方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る方向制御弁の動作を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る方向制御弁の動作を説明する図である。
【図５】解析対象とする方向制御弁の仕様を説明する図である。
【図６】解析対象とする方向制御弁の仕様を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る方向制御弁の動作を解析した結果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る方向制御弁の他の構成例の概略を示す図である。
【図１３】関連技術の方向制御弁の内部構成の概略を示す図である。
【図１４】関連技術の方向制御弁の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 弁ボディ、１０ａ，１０ｂ 連通切替ポート、１０ｃ 連通対象ポート、１０ｄ，１０ｅ シート部、１０ｆ 嵌合部、１２，１４ 可動部材、１２ａ，１４ａ 当接部、１２ｂ 内挿穴、１２ｃ 底面、１２ｄ 摺動遮断部、１２ｅ 摺動案内部、１４ｂ 貫通穴、１８ 制御室、２０ パイロット弁、２６ ばね。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、
可動部材は、
中心軸方向の一方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第１可動部材と、
中心軸方向の他方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第２可動部材と、
を含み、
第１可動部材には、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側から当接して中心軸方向の他方側への押圧力を作用させることが可能な押圧部が設けられており、
押圧部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートが連通し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通が遮断された状態では、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側へ第１所定量離れており、
第１可動部材に作用する中心軸方向の他方側への推力により第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、第１可動部材は、中心軸方向の他方側へ第１所定量移動してから、押圧部にて第２可動部材を中心軸方向の他方側へ押圧することを特徴とする方向制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の方向制御弁であって、
弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第１可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第２可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項３】
請求項２に記載の方向制御弁であって、
第１可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な第１当接部が設けられ、
第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部が設けられており、
第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、遮断部は、第１当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ第２所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることを特徴とする方向制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の方向制御弁であって、
弁ボディには、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに遮断部が嵌め合わされる嵌合部が設けられており、
遮断部が嵌合部に嵌め合わされることで第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路が塞がれることを特徴とする方向制御弁。
【請求項５】
請求項４に記載の方向制御弁であって、
第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量より長いときに嵌合部に対し接触しながら第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させる摺動案内部が設けられていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、
遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１シート部と連通対象ポートとの間で塞ぐことを特徴とする方向制御弁。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、
遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１連通切替ポートと第１シート部との間で塞ぐことを特徴とする方向制御弁。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
遮断部の径が、第１可動部材の弁ボディに対する摺動径に等しく設定されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
遮断部は、第１可動部材に設けられており、
第２所定量は、第２可動部材が中心軸方向に移動するときの行程長より長く設定されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１０】
請求項２〜９のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第２可動部材には、第２シート部に対し中心軸方向の他方側から当接可能な第２当接部が設けられており、
弁ボディには、第２シート部として中心軸方向に垂直な平面が形成されており、
第２可動部材には、第２当接部として中心軸方向に垂直な平面が形成されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第１可動部材には、中心軸方向の他方側から第２可動部材が内挿される内挿穴が形成されており、
押圧部が、この内挿穴の底面により構成されることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方向制御弁であって、
第２可動部材には、第２連通切替ポートと内挿穴を連通させるための貫通穴が形成されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第２可動部材に中心軸方向の一方側への付勢力を作用させる付勢手段が設けられており、
第１可動部材に作用させる中心軸方向の他方側への推力を調整することで、連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替えることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１４】
第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、
弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられており、
可動部材は、
中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、
中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、
可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な当接部と、第１シート部と当接部の距離が所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部と、が設けられており、
第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、可動部材は、当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１】
第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、
可動部材は、
中心軸方向の一方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第１可動部材と、
中心軸方向の他方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断する第２可動部材と、
を含み、
第１可動部材には、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側から当接して中心軸方向の他方側への押圧力を作用させることが可能な押圧部が設けられており、
押圧部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートが連通し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通が遮断された状態では、第２可動部材に対し中心軸方向の一方側へ第１所定量離れており、
第１可動部材に作用する中心軸方向の他方側への推力により第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の他方側へ移動する行程では、第１可動部材は、中心軸方向の他方側へ第１所定量移動してから、押圧部にて第２可動部材を中心軸方向の他方側へ押圧することを特徴とする方向制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の方向制御弁であって、
弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第１可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために第２可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項３】
請求項２に記載の方向制御弁であって、
第１可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な第１当接部が設けられ、
第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部が設けられており、
第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう第１及び第２可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、遮断部は、第１当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ第２所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることを特徴とする方向制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の方向制御弁であって、
弁ボディには、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量以下のときに遮断部が嵌め合わされる嵌合部が設けられており、
遮断部が嵌合部に嵌め合わされることで第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路が塞がれることを特徴とする方向制御弁。
【請求項５】
請求項４に記載の方向制御弁であって、
第１可動部材または第２可動部材には、第１シート部と第１当接部の距離が第２所定量より長いときに嵌合部に対し接触しながら第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させる摺動案内部が設けられていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、
遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１シート部と連通対象ポートとの間で塞ぐことを特徴とする方向制御弁。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第１シート部は、中心軸方向において第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間に設けられており、
遮断部は、第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を、中心軸方向において第１連通切替ポートと第１シート部との間で塞ぐことを特徴とする方向制御弁。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
遮断部の径が、第１可動部材の弁ボディに対する摺動径に等しく設定されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
遮断部は、第１可動部材に設けられており、
第２所定量は、第２可動部材が中心軸方向に移動するときの行程長より長く設定されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１０】
請求項２〜９のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第２可動部材には、第２シート部に対し中心軸方向の他方側から当接可能な第２当接部が設けられており、
弁ボディには、第２シート部として中心軸方向に垂直な平面が形成されており、
第２可動部材には、第２当接部として中心軸方向に垂直な平面が形成されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第１可動部材には、中心軸方向の他方側から第２可動部材が内挿される内挿穴が形成されており、
押圧部が、この内挿穴の底面により構成されることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方向制御弁であって、
第２可動部材には、第２連通切替ポートと内挿穴を連通させるための貫通穴が形成されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１に記載の方向制御弁であって、
第２可動部材に中心軸方向の一方側への付勢力を作用させる付勢手段が設けられており、
第１可動部材に作用させる中心軸方向の他方側への推力を調整することで、連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替えることを特徴とする方向制御弁。
【請求項１４】
第１及び第２連通切替ポートと連通対象ポートが形成された弁ボディと、弁ボディの内部で中心軸方向に移動して連通対象ポートに連通するポートを第１連通切替ポートと第２連通切替ポートの間で切り替える可動部材と、を備える方向制御弁であって、
弁ボディには、第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の一方側から当接する第１シート部と、第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断するために可動部材が中心軸方向の他方側から当接する第２シート部と、が設けられており、
可動部材は、
中心軸方向の一方側へ移動して第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、
中心軸方向の他方側へ移動して第１連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第２連通切替ポートと連通対象ポートを連通させ、
可動部材には、第１シート部に対し中心軸方向の一方側から当接可能な当接部と、第１シート部と当接部の距離が所定量以下のときに第１連通切替ポートと連通対象ポートとの間の通路を塞ぐ遮断部と、が設けられており、
第２連通切替ポートと連通対象ポートの連通を遮断し且つ第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させるよう可動部材が中心軸方向の一方側へ移動する行程では、可動部材は、当接部が第１シート部に対し中心軸方向の一方側へ所定量を超えて離れてから、第１連通切替ポートと連通対象ポートを連通させることを特徴とする方向制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−４０３２３（Ｐ２００７−４０３２３Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２２１６２（Ｐ２００５−２２２１６２）
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【Ｆターム（参考）】
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