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WO2025052916A1 - 流体圧制御装置 - Google Patents

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Publication number
WO2025052916A1
WO2025052916A1 PCT/JP2024/029510 JP2024029510W WO2025052916A1 WO 2025052916 A1 WO2025052916 A1 WO 2025052916A1 JP 2024029510 W JP2024029510 W JP 2024029510W WO 2025052916 A1 WO2025052916 A1 WO 2025052916A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chamber
pilot
pressure
valve
passage
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/029510
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊輔 久保
Original Assignee
カヤバ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by カヤバ株式会社 filed Critical カヤバ株式会社
Publication of WO2025052916A1 publication Critical patent/WO2025052916A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a fluid pressure control device.
  • JP2010-101400A discloses a fluid pressure control device for controlling the operation of work equipment, which includes a control valve that switches the supply and discharge of hydraulic oil to and from the cylinder to control the expansion and contraction of the cylinder, and a load holding mechanism installed in a main passage that connects the load side pressure chamber of the cylinder to the control valve.
  • the load holding mechanism includes an operated check valve and a meter-out control valve that operates with pilot pressure to switch the operation of the operated check valve.
  • the meter-out control valve includes a spool, a pilot chamber to which the pilot pressure is introduced, and a piston that is slidably accommodated in the pilot chamber and receives the pilot pressure to move the spool.
  • a drain chamber that is connected to the tank is defined between the spool and the piston so that the thrust of the piston is efficiently transmitted to the spool when pilot pressure is introduced into the pilot chamber.
  • An annular gap is provided between the piston and the housing to allow air to be discharged from the pilot chamber to the drain chamber.
  • the cross-sectional area of the annular gap is small, the air on the pilot chamber side cannot be efficiently discharged to the drain chamber. This means that air remains in the pilot chamber, which may affect the operation of the fluid pressure control device.
  • the purpose of this invention is to efficiently exhaust air from the pilot chamber side.
  • a fluid pressure control device for controlling the extension and retraction of a cylinder that drives a load
  • the control valve controlling the supply of working fluid from a fluid pressure supply source to the cylinder
  • a pilot control valve controlling the pilot pressure led to the control valve from a pilot pressure supply source
  • a main passage connecting the control valve to a load side pressure chamber of the cylinder on which a load pressure due to a load acts when the control valve is in a neutral position
  • a load holding mechanism provided in the main passage
  • the load holding mechanism having an operate check valve that allows the flow of working fluid from the control valve to the load side pressure chamber, while allowing the flow of working fluid from the load side pressure chamber to the control valve in response to a back pressure
  • a switching valve that operates in conjunction with the control valve by the pilot pressure led through the pilot control valve and switches the operation of the operate check valve, the switching valve having a pilot chamber to which pilot pressure is led through the pilot control valve, and a spool that moves in response to the pilot pressure in
  • the device includes a piston that applies a thrust to the spool by receiving pilot pressure, a drain chamber partitioned by the spool and the piston, a partition member that faces the piston and partitions the pilot chamber, and a gas venting device that is provided on the piston and the partition member and that discharges gas from the pilot chamber to the drain chamber.
  • the gas venting device includes a discharge passage that is formed in the piston across the pilot chamber and the drain chamber and that discharges fluid from the pilot chamber to the drain chamber, a rod that is movably supported by the partition member, a rod drive unit that advances the rod in the discharge passage, a valve body that opens and closes the discharge passage, and a biasing member that is provided in the discharge passage and biases the valve body in a closing direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing a portion of a hydraulic excavator.
  • FIG. 2 is a fluid pressure circuit diagram of the fluid pressure control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a load holding mechanism of the fluid pressure control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the gas removal device and its surroundings, showing a state in which the set screw is in the initial position and the valve body is closed.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the gas removal device and its surroundings, showing the valve body in an open state.
  • FIG. 1 is a diagram showing a portion of a hydraulic excavator.
  • FIG. 2 is a fluid pressure circuit diagram of the fluid pressure control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a load holding mechanism of the fluid pressure control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a gas removal device of a fluid pressure control device according to a fourth modified example of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a gas removal device of a fluid pressure control device according to a fifth modified example of the embodiment of the present invention.
  • a fluid pressure control device controls the operation of hydraulic work equipment such as a hydraulic excavator.
  • a hydraulic control device 100 is described that controls the extension and retraction operation of a cylinder 15 that drives a boom 14 (load) of a hydraulic excavator shown in FIG. 1.
  • hydraulic oil is used as the working fluid of the cylinder 15
  • a water-soluble substitute liquid may be used.
  • the cylinder 15 includes a cylindrical cylinder tube 15c, a piston 15d that is slidably inserted into the cylinder tube 15c and divides the inside of the cylinder tube 15c into a rod side chamber 15a and an anti-rod side chamber 15b, and a piston rod 15e that has one end connected to the piston 15d and the other end extending outside the cylinder tube 15c and connected to the boom 14.
  • the hydraulic excavator is equipped with a power source such as an engine or an electric motor, and the power drives a pump 4 as a fluid pressure supply source and a pilot pump 5 as a pilot pressure supply source.
  • a power source such as an engine or an electric motor
  • the hydraulic control device 100 includes a control valve 6 that controls the supply of hydraulic oil from the pump 4 to the cylinder 15, and a pilot control valve 9 that controls the pilot pressure guided from the pilot pump 5 to the control valve 6.
  • control valve 6 and the anti-rod side chamber 15b of the cylinder 15 are connected by a first main passage 7, and the control valve 6 and the rod side chamber 15a of the cylinder 2 are connected by a second main passage 8.
  • the control valve 6 is operated by pilot pressure that is guided from the pilot pump 5 through the pilot control valve 9 to the pilot chambers 6a and 6b when the operator of the hydraulic excavator manually operates the control lever 10.
  • control valve 6 has three positions: an extension position 6A that causes the cylinder 15 to extend, a retraction position 6B that causes the cylinder 15 to retract, and a neutral position 6C that holds the load on the cylinder 15. It switches between supplying and discharging hydraulic oil to and from the cylinder 15, and controls the extension and retraction of the cylinder 15.
  • a load holding mechanism 20 is provided in the first main passage 7 connected to the anti-rod side chamber 15b, which is the load side pressure chamber.
  • the load holding mechanism 20 holds the load pressure in the rod side chamber 15a when the control valve 6 is in the neutral position 6C, and is fixed to the surface of the cylinder 15 as shown in FIG. 1.
  • the rod side chamber 2a serves as the load side pressure chamber, so if a load holding mechanism 20 is provided on the arm 1, the load holding mechanism 20 is provided in the main passage connected to the rod side chamber 2a.
  • the load holding mechanism 20 has an operated check valve 21 provided in the first main passage 7, and a switching valve 22 that operates in conjunction with the control valve 6 by the pilot pressure guided through the pilot control valve 9, and switches the operation of the operated check valve 21.
  • the operated check valve 21 has a valve body 24 that opens and closes the first main passage 7, a seat portion 28 on which the valve body 24 sits, a back pressure chamber 25 facing the back surface of the valve body 24, and a passage 26 formed in the valve body 24 that constantly guides hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b to the back pressure chamber 25.
  • a restrictor 26a is provided in the passage 26 to provide resistance to the hydraulic oil passing through it.
  • the first main passage 7 has a cylinder side first main passage 7a that connects the anti-rod side chamber 15b and the operated check valve 21, and a control valve side first main passage 7b that connects the operated check valve 21 and the control valve 6.
  • the valve body 24 is formed with a first pressure-receiving surface 24a on which the pressure of the control valve side first main passage 7b acts, and a second pressure-receiving surface 24b on which the pressure of the anti-rod side chamber 15b acts through the cylinder side first main passage 7a.
  • the back pressure chamber 25 contains a spring 27 as a biasing member that biases the valve body 24 in the closing direction.
  • the pressure in the back pressure chamber 25 and the biasing force of the spring 27 act in a direction that seats the valve body 24 on the seat portion 28.
  • the operated check valve 21 functions as a check valve that blocks the flow of hydraulic oil from the anti-rod side chamber 15b to the control valve 6.
  • the operated check valve 21 prevents leakage of hydraulic oil from the anti-rod side chamber 15b, maintains the load pressure, and keeps the boom 14 stopped.
  • the switching valve 22 has a pilot chamber 23 to which pilot pressure is introduced via the pilot control valve 9, a spool 56 (see Figure 3) that moves according to the pilot pressure in the pilot chamber 23, a spring 36 as a biasing member that biases the spool 56 in the closing direction, a spring chamber 54 (see Figure 3) that houses the spring 36, a drain chamber 51 (see Figure 3) that is provided on the opposite side of the spool 56 to the spring chamber 54, and a drain passage 76 that connects the spring chamber 54 and the drain chamber 51 to the tank T.
  • the bypass passage 30 and the back pressure passage 31 are connected to the upstream side of the switching valve 22, and the downstream passage 38 is connected to the downstream side of the switching valve 22.
  • the bypass passage 30 is a passage for guiding the hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b to the control valve side first main passage 7b, bypassing the operated check valve 21.
  • the back pressure passage 31 is a passage for guiding the hydraulic oil in the back pressure chamber 25 to the control valve side first main passage 7b.
  • the downstream passage 38 is a passage for guiding the hydraulic oil from the bypass passage 30 and the back pressure passage 31 to the control valve side first main passage 7b.
  • the switching valve 22 switches the communication between the bypass passage 30 and the back pressure passage 31 and the downstream passage 38, and controls the flow of hydraulic oil in the first main passage 7, which is the meter-out side when the cylinder 15 is extended.
  • the switching valve 22 has three ports: a first supply port 32 that communicates with the bypass passage 30, a second supply port 33 that communicates with the back pressure passage 31, and a discharge port 34 that communicates with the downstream passage 38.
  • the switching valve 22 also has three positions: a blocking position 22A, a first communication position 22B, and a second communication position 22C.
  • pilot pressure is introduced to the pilot chamber 6b of the control valve 6
  • pilot pressure is also introduced to the pilot chamber 23 at the same time.
  • the switching valve 22 is also switched to the first communication position 22B or the second communication position 22C.
  • the switching valve 22 when pilot pressure is not introduced into the pilot chamber 23, the switching valve 22 is maintained in the shutoff position 22A by the biasing force of the spring 36. In the shutoff position 22A, both the first supply port 32 and the second supply port 33 are shut off.
  • the switching valve 22 switches to the first communication position 22B.
  • the first communication position 22B the first supply port 32 communicates with the discharge port 34.
  • the hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b is introduced from the bypass passage 30 through the switching valve 22 to the downstream passage 38.
  • the hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b bypasses the operated check valve 21 and is introduced to the control valve side first main passage 7b.
  • the orifice 37 applies resistance to the flow of the hydraulic oil.
  • the second supply port 33 remains blocked.
  • the switching valve 22 switches to the second communication position 22C.
  • the first supply port 32 communicates with the exhaust port 34
  • the second supply port 33 also communicates with the exhaust port 34.
  • the hydraulic oil in the back pressure chamber 25 is introduced from the back pressure passage 31 through the switching valve 22 to the downstream passage 38.
  • the hydraulic oil in the back pressure chamber 25 bypasses the throttle 37 and is introduced into the first main passage 7b on the control valve side, and is discharged from the control valve 6 to the tank T.
  • the load holding mechanism 20 has a relief valve 41 that opens when the pressure in the anti-rod side chamber 15b reaches a predetermined pressure, and discharges the hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b to the tank T.
  • the relief valve 41 is provided in a relief passage 40 that branches off from the bypass passage 30 upstream of the switching valve 22.
  • the relief passage 40 may be provided by branching off from the cylinder side first main passage 7a, or may be directly connected to the anti-rod side chamber 15b.
  • the drain passage 76 has a first drain passage 76a connected to the drain chamber 51, a second drain passage 76b connected to the spring chamber 54, and a junction drain passage 76c formed by the junction of the first drain passage 76a and the second drain passage 76b.
  • the relief passage 40 joins the first drain passage 76a.
  • the first drain passage 76a is provided with an orifice 79 as a restriction that provides resistance to the working fluid passing through. The effect of the orifice 79 will be described later.
  • the junction drain passage 76c communicates with a drain port 77 that opens on the outer surface of the body 60 (see Figure 3) of the load holding mechanism 20.
  • the drain port 77 is connected to the tank T through a drain hose 78.
  • drains of the drain chamber 51 and the spring chamber 54 are discharged to the tank T through the junction drain passage 76c, the drain port 77, and the drain hose 78.
  • the drain chamber 51 and spring chamber 54 which are provided on both sides of the spool 56 of the switching valve 22, are both connected to the tank T, so when the switching valve 22 is in the shutoff position 22A, atmospheric pressure acts on both ends of the spool 56, preventing the spool 56 from moving unintentionally.
  • a relief valve 43 is connected to the control valve side first main passage 7b, which opens when the pressure in the control valve side first main passage 7b reaches a predetermined pressure.
  • a relief valve 44 is connected to the second main passage 8, which opens when the pressure in the second main passage 8 reaches a predetermined pressure.
  • the relief valves 43 and 44 are intended to release high pressure generated in the rod side chamber 15a and anti-rod side chamber 15b of the cylinder 15, respectively, when a large external force acts on the boom 14.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the load holding mechanism 20, showing a state in which pilot pressure is not being introduced to the pilot chamber 23 and the switching valve 22 is in the shutoff position 22A.
  • the same reference numerals as those in Figure 2 indicate the same configuration as that shown in Figure 2.
  • the switching valve 22 is incorporated into the body 60 of the load holding mechanism 20.
  • a spool hole 60a is formed in the body 60, and a roughly cylindrical sleeve 61 is inserted into the spool hole 60a.
  • the spool 56 is slidably incorporated into the sleeve 61.
  • a spring chamber 54 is defined by a cap 57 on the side of one end face 56a of the spool 56.
  • the spring chamber 54 is connected to a second drain passage 76b through a notch 61a formed in the end face of the sleeve 61. Hydraulic oil that leaks into the spring chamber 54 is drained from the second drain passage 76b to the tank T.
  • the spring chamber 54 contains a first annular spring bearing member 45, whose end face abuts against one end face 56a of the spool 56 and into whose hollow space a pin portion 56c is inserted, which protrudes from the one end face 56a of the spool 56, and a second spring bearing member 46, which is disposed near the bottom of the cap 57.
  • the spring 36 is interposed in a compressed state between the first spring bearing member 45 and the second spring bearing member 46, and biases the spool 56 in the closing direction via the first spring bearing member 45.
  • the pilot chamber 23 is defined to the side of the other end face 56b of the spool 56.
  • the pilot chamber 23 is defined by a piston hole 60b formed in communication with the spool hole 60a, and a pilot cap 58 disposed opposite the piston 50 and closing the piston hole 60b.
  • the pilot cap 58 is a partitioning member that defines the pilot chamber 23. Pilot pressure oil (pilot fluid) is introduced into the pilot chamber 23 through a pilot passage 52 formed in the body 60.
  • a piston 50 is slidably housed in the pilot chamber 23, which receives pilot pressure at its back and applies a thrust to the spool 56 against the biasing force of the spring 36.
  • a drain chamber 51 is defined by the spool 56 and the piston 50.
  • the drain chamber 51 is connected to the first drain passage 76a. Hydraulic oil that leaks into the drain chamber 51 is discharged from the first drain passage 76a to the tank T.
  • the piston 50 has a sliding portion 50a whose outer peripheral surface slides along the inner peripheral surface of the piston hole 60b, a tip portion 50b that is smaller in diameter than the sliding portion 50a and faces the other end surface 56b of the spool 56, and a base portion 50c that is smaller in diameter than the sliding portion 50a and faces the tip surface of the pilot cap 58.
  • pilot pressure oil When pilot pressure oil is supplied into the pilot chamber 23 through the pilot passage 52, pilot pressure acts on the back surface of the base end 50c and the annular back surface of the sliding part 50a. This causes the piston 50 to move forward, and the tip end 50b abuts against the other end surface 56b of the spool 56, moving the spool 56. In this way, the spool 56 receives the thrust of the piston 50, which is generated based on the pilot pressure acting on the back surface of the piston 50, and moves against the biasing force of the spring 36.
  • the base end 50c Even when the back surface of the base end 50c abuts against the tip surface of the pilot cap 58, the base end 50c has a smaller diameter than the sliding part 50a, and pilot pressure acts on the annular back surface of the sliding part 50a, allowing the piston 50 to move forward.
  • One end of the piston 50 faces the pilot chamber 23, and the other end faces the drain chamber 51 connected to the tank T, so the thrust of the piston 50 generated based on the pilot pressure in the pilot chamber 23 is efficiently transmitted to the spool 56.
  • the spool 56 stops at a position where the biasing force of the spring 36 acting on one end surface 56a and the thrust force of the piston 50 acting on the other end surface 56b are balanced, and the switching position of the switching valve 22 is set at the stopping position of the spool 56.
  • the piston 50 and pilot cap 58 are provided with a gas venting device 80 for discharging air from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51.
  • the gas venting device 80 will be described in detail later.
  • the sleeve 61 has three ports: a first supply port 32 that communicates with the bypass passage 30 (see FIG. 2), a second supply port 33 that communicates with the back pressure passage 31 (see FIG. 2), and a discharge port 34 that communicates with the downstream passage 38 (see FIG. 2).
  • the outer peripheral surface of the spool 56 is partially cut out in an annular shape, and the cut out portion and the inner peripheral surface of the sleeve 61 form a first pressure chamber 64, a second pressure chamber 65, a third pressure chamber 66, and a fourth pressure chamber 67.
  • the first pressure chamber 64 is constantly connected to the exhaust port 34.
  • the third pressure chamber 66 is constantly connected to the first supply port 32.
  • a plurality of orifices 37 that connect the third pressure chamber 66 and the second pressure chamber 65 are formed on the outer peripheral surface of the land portion 72 of the spool 56 as the spool 56 moves against the biasing force of the spring 36.
  • the fourth pressure chamber 67 is constantly connected to the second pressure chamber 65 through a pressure guide passage 68 formed in the axial direction of the spool 56.
  • the back pressure chamber 25 of the operated check valve 21 is maintained at the pressure of the anti-rod side chamber 15b.
  • the pressure receiving area of the valve body 24 in the closing direction (the area of the back surface of the valve body 24) is larger than the area of the second pressure receiving surface 24b, which is the pressure receiving area in the opening direction, so the load acting on the back surface of the valve body 24 due to the pressure of the back pressure chamber 25 and the biasing force of the spring 27 causes the valve body 24 to be seated on the seat portion 28.
  • the operated check valve 21 prevents leakage of hydraulic oil from the anti-rod side chamber 15b, and the boom 14 is maintained in a stopped state.
  • the switching valve 22 switches to the first communication position 22B. In this case, communication between the second supply port 33 and the exhaust port 34 is blocked, so the back pressure chamber 25 of the operated check valve 21 is maintained at the pressure of the anti-rod side chamber 15b, and the operated check valve 21 maintains a closed state.
  • the hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b is guided from the bypass passage 30 through the throttle 37 to the downstream passage 38, and is discharged from the control valve side first main passage 7b through the control valve 6 to the tank T.
  • the hydraulic oil discharged from the pump 4 is supplied to the rod side chamber 15a, the cylinder 15 contracts.
  • the boom 14 descends in the direction of the arrow 19 shown in FIG. 1.
  • the switching valve 22 is mainly switched to the first communication position 22B when performing crane work to lower an object attached to the bucket 13 to a desired position.
  • the pilot pressure introduced to the pilot chamber 23 of the switching valve 22 is also small and is equal to or greater than the first predetermined pressure and less than the second predetermined pressure, and the switching valve 22 is only switched to the first communication position 22B. Therefore, the hydraulic oil in the anti-rod side chamber 15b is discharged through the throttle 37, and the boom 14 is lowered at a low speed suitable for crane work.
  • the switching valve 22 when the switching valve 22 is in the first communication position 22B, even if the control valve side first main passage 7b were to burst or otherwise cause hydraulic oil to leak to the outside, the flow rate of hydraulic oil discharged from the anti-rod side chamber 15b is restricted by the orifice 37, so the falling speed of the bucket 13 is suppressed. Therefore, before the bucket 13 falls to the ground, the switching valve 22 can be switched to the blocking position 22A, and the sudden fall of the bucket 13 can be prevented.
  • the throttle 37 is intended to suppress the descent speed of the cylinder 2 when the operated check valve 21 is closed, and to suppress the falling speed of the bucket 13 when the control valve side first main passage 7b bursts.
  • the switching valve 22 When the pilot pressure introduced into the pilot chamber 23 is equal to or greater than the second predetermined pressure, the switching valve 22 is switched to the second communication position 22C.
  • the second supply port 33 is connected to the discharge port 34, so that the hydraulic oil in the back pressure chamber 25 of the operated check valve 21 is introduced from the back pressure passage 31 to the downstream passage 38, bypassing the throttle 37, and is discharged from the control valve side first main passage 7b through the control valve 6 to the tank T.
  • a pressure difference occurs before and after the throttle 26a, and the pressure in the back pressure chamber 25 decreases, so that the force acting on the valve body 24 in the closing direction decreases, the valve body 24 moves away from the seat portion 28, and the function of the operated check valve 21 as a check valve is released.
  • the operated check valve 21 allows hydraulic oil to flow from the control valve 6 to the anti-rod side chamber 15b, while also allowing hydraulic oil to flow from the anti-rod side chamber 15b to the control valve 6 in response to the back pressure, which is the pressure in the back pressure chamber 25.
  • Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the gas removal device 80 and its surroundings in Figure 3.
  • the gas removal device 80 discharges air from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51, but the gas that is discharged by the gas removal device 80 is not limited to air and may be other gases.
  • the pilot cap 58 has a head 58a that is attached to the opening of the piston hole 60b in the body 60, and a main body 58b that is formed continuous with the head 58a and inserted into the piston hole 60b.
  • a male thread 58c is formed on the outer peripheral surface of the main body 58b, and the male thread 58c and a female thread formed on the inner peripheral surface of the piston hole 60b are screwed together to attach the pilot cap 58 to the body 60.
  • the main body 58b has an insertion hole 58d that opens into the pilot chamber 23 and through which a part of a rod 82 (described later) of the gas removal device 80 is inserted.
  • the gas removal device 80 is provided between the piston 50 and the pilot cap 58.
  • the gas removal device 80 has a discharge passage 81 provided between the pilot chamber 23 and the drain chamber 51, a rod 82 movably supported by the pilot cap 58, a set screw 83 as a rod drive unit that advances the rod 82 within the discharge passage 81, a valve body 84 provided in the discharge passage 81 for opening and closing the discharge passage 81, and a spring 85 provided in the discharge passage 81 as a biasing member that biases the valve body 84 in a closing direction.
  • the discharge passage 81 is formed by passing through the piston 50 along the movement direction of the piston 50, and is formed coaxially with the insertion hole 58d of the pilot cap 58.
  • the discharge passage 81 is provided with an annular valve seat 81a.
  • the valve seat 81a has a hollow portion 81b with a smaller diameter than the inner circumferential surface of the discharge passage 81.
  • the valve body 84 is a sphere and is seated on a T-shaped seating member 86.
  • the valve body 84 may have a shape other than a sphere, for example, a poppet valve.
  • the valve body 84 and the seating member 86 are provided on the drain chamber 51 side of the valve seat 81a in the discharge passage 81.
  • the inner diameter of the valve seat 81a (hollow portion 81b) is smaller than the outer diameter of the valve body 84.
  • the valve body 84 can abut against the valve seat 81a, and when the valve body 84 is seated on the valve seat 81a, the discharge passage 81 is blocked.
  • the spring 85 is compressed and provided between the seating member 86 and a support member 87 having a notch 87a and pressed into the drain chamber 51 side of the discharge passage 81.
  • the spring 85 biases the valve body 84 toward the valve seat 81a via the seat member 86.
  • the spring 85 biases the valve body 84 to block the exhaust passage 81.
  • the biasing force (initial set load) of the spring 85 is set so that when the pilot pump 5 is driven and pilot pressure is introduced into the pilot chamber 23, the valve body 84 does not open due to the pilot pressure.
  • the biasing force of the spring 85 is set so that the valve body 84 closes during normal operation of the cylinder 15 and opens only when air is discharged from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51 as described below.
  • the rod 82 is provided between the insertion hole 58d of the pilot cap 58 and the discharge passage 81.
  • the rod 82 has a head 82a slidably supported on the inner circumferential surface of the insertion hole 58d, a shaft portion 82b extending axially from the head 82a, and a pressing portion 82c formed at the tip of the shaft portion 82b and capable of pressing the valve body 84.
  • the head 82a is formed with a larger diameter than the shaft portion 82b, and a seal member 82d is provided on the outer circumferential surface of the head 82a to seal between the head 82a and the inner circumferential surface of the insertion hole 58d.
  • the pilot cap 58 is held in the position shown in FIG.
  • the head 82a being supported by the inner circumferential surface of the insertion hole 58d.
  • a set screw 83 is provided in contact with the head 82a.
  • the shaft portion 82b is provided between the insertion hole 58d, the pilot chamber 23, and the discharge passage 81, and is formed with a smaller diameter than the discharge passage 81.
  • the pressing portion 82c is formed with a smaller diameter than the shaft portion 82b and is provided facing the valve body 84.
  • the pressing portion 82c is formed with a smaller diameter than the inner diameter of the valve seat 81a and can be inserted through the valve seat 81a.
  • the axial length of the pressing portion 82c is formed to be longer than the axial length of the valve seat 81a.
  • the set screw 83 is provided in the pilot cap 58.
  • the set screw 83 passes through the head 58a of the pilot cap 58, and is provided so that its tip (the end on the right side in FIG. 4) is located in the insertion hole 58d and abuts against the head 82a of the rod 82.
  • the set screw 83 can be moved in the axial direction by being manually rotated by an operator using a tool. When the set screw 83 moves, the rod 82 abutting against the set screw 83 moves together with the set screw 83. This causes the valve body 84 to open and close, and the air on the pilot chamber 23 side can be discharged as described below.
  • the set screw 83 is held in the initial position as shown in FIG. 4.
  • the set screw 83 may be moved electrically using an actuator or the like.
  • the gas venting device 80 is used to discharge air on the pilot chamber 23 side into the drain chamber 51, for example, after assembly of the hydraulic excavator or when starting the hydraulic excavator after being stopped for a long period of time. If air remains on the pilot chamber 23 side, when the hydraulic excavator is started, the increase in pilot pressure in the pilot chamber 23 will be delayed in response to the operator's input operation. Therefore, air on the pilot chamber 23 side causes a delay in the response of the cylinder 15 to the operator's input operation. By using the gas venting device 80 to bleed air from the pilot chamber 23 side, the operation of the hydraulic control device 100 is stabilized.
  • the operator When discharging air from the pilot chamber 23 side into the drain chamber 51, the operator first uses a tool to rotate the set screw 83 from the initial position shown in Figure 4 to move it to the right in Figure 4. Then, the rod 82 moves to the right in Figure 4 together with the set screw 83, and advances within the discharge passage 81. Then, the pressing portion 82c of the rod 82 comes into contact with the valve body 84 and presses the valve body 84 against the biasing force of the spring 85. When the force with which the rod 82 presses the valve body 84 exceeds the biasing force of the spring 85, the valve body 84 lifts off the valve seat 81a and opens, as shown in Figure 5. This allows fluid to flow from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51 through the discharge passage 81.
  • Fluid is guided from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51 between the outer circumferential surface of the shaft portion 82b of the rod 82 and the inner circumferential surface of the discharge passage 81, between the outer circumferential surface of the pressing portion 82c and the inner circumferential surface of the valve seat 81a, between the seating member 86 and the inner circumferential surface of the discharge passage 81, and through the notch 87a of the support member 87.
  • the operator operates the set screw 83 to move the rod 82 to a position where the pressing portion 82c opens the valve body 84 and the shaft portion 82b does not abut against the valve seat 81a.
  • the pilot pump 5 is driven to guide the fluid to the pilot chamber 23.
  • the fluid supplied from the pilot pump 5 is guided to the pilot chamber 23 while pushing out any air remaining in the flow path after the assembly work of the hydraulic excavator, and is discharged to the drain chamber 51 through the discharge passage 81.
  • the fluid discharged to the drain chamber 51 is discharged to the tank T through the first drain passage 76a, the junction drain passage 76c, and the drain port 77.
  • the gas is bled from the pilot chamber 23 side.
  • the set screw 83 is returned to the initial position shown in FIG. 4, and the discharge passage 81 is returned to a state in which it is blocked by the valve body 84.
  • the gas bleed from the pilot chamber 23 side may be performed using a pump dedicated to gas bleed, different from the pilot pump 5.
  • the valve body 84 provided in the discharge passage 81 is opened, and the pilot chamber 23 and the drain chamber 51 can be connected through the discharge passage 81. Therefore, the air in the pilot chamber 23 can be discharged to the drain chamber 51 through the discharge passage 81, which has a large flow path cross-sectional area, rather than through a passage with a small flow path cross-sectional area such as the annular gap between the piston 50 and the piston hole 60b. Therefore, the air on the pilot chamber 23 side can be efficiently discharged to the drain chamber 51 in a short time.
  • the first drain passage 76a is provided with an orifice 79 that applies resistance to the working fluid passing through. Therefore, when fluid is guided from the discharge passage 81 to the first drain passage 76a during gas bleed on the pilot chamber 23 side, the pressure on the pilot chamber 23 side, which is upstream of the orifice 79, increases. This compresses the air on the pilot chamber 23 side, and the compressed high-pressure air can be dissolved in the fluid. Therefore, the air can be compressed and dissolved in the fluid before being discharged, so that the air on the pilot chamber 23 side can be efficiently discharged to the drain chamber 51.
  • the biasing force of the spring 85 is set so that when the pilot pump 5 is driven and pilot pressure is introduced into the pilot chamber 23, the valve body 84 does not open due to the pilot pressure. Therefore, during normal operation of the cylinder 15 (in other words, when the pilot pump 5 mounted on the hydraulic excavator is in operation and the pilot pump 5 is driven), the valve body 84 is closed and the pilot chamber 23 and the drain chamber 51 do not communicate through the discharge passage 81, so that the gas venting device 80 does not adversely affect the operation of the cylinder 15.
  • the air in the pilot chamber 23 can be discharged to the drain chamber 51 through the discharge passage 81, which has a large flow cross-sectional area, so that the air on the pilot chamber 23 side can be efficiently discharged to the drain chamber 51 in a short time.
  • the pressure on the pilot chamber 23 side increases due to the orifice 79. This compresses the air on the pilot chamber 23 side and dissolves the compressed high-pressure air into the fluid, allowing the air on the pilot chamber 23 side to be efficiently discharged to the drain chamber 51.
  • valve body 84 is closed during normal operation of the cylinder 15 and is not opened by the pilot pressure guided to the pilot chamber 23, so the gas vent device 80 does not adversely affect the operation of the cylinder 15.
  • the hydraulic control device 100 controls the extension and retraction of the cylinder 15 that drives the boom 14 of the hydraulic excavator.
  • the hydraulic control device 100 may also control the extension and retraction of the cylinder 2 that drives the arm 1 of the hydraulic excavator.
  • the rod side chamber 2a of the cylinder 2 is connected to the first main passage 7, and the anti-rod side chamber 2b is connected to the second main passage 8.
  • the control valve 6 is switched to position 6A, hydraulic oil is supplied from the pump 4 to the rod side chamber 2a through the first main passage 7, and hydraulic oil in the anti-rod side chamber 2b is discharged to the tank T through the second main passage 8, so that the cylinder 2 is contracted.
  • the set screw 83 serving as a rod drive unit when gas is vented from the pilot chamber 23 side, the set screw 83 serving as a rod drive unit is rotated, and the rod 82 advances within the exhaust passage 81, thereby opening the valve body 84.
  • the rod drive unit that moves the rod 82 is not limited to the set screw 83, and may be, for example, a solenoid.
  • the solenoid is controlled so that the rod 82 advances within the exhaust passage 81 when gas is vented from the pilot chamber 23 side, thereby opening the valve body 84. Even with this configuration, the same effects as those of the above embodiment can be achieved.
  • the first drain passage 76a is provided with an orifice 79.
  • the pressure on the pilot chamber 23 side increases due to the orifice 79, so that the air on the pilot chamber 23 side is compressed and the compressed high-pressure air can be dissolved in the fluid, making it possible to efficiently discharge the air on the pilot chamber 23 side to the drain chamber 51.
  • the orifice 79 is not an essential component.
  • the rod 82 has a head 82a, a shaft 82b, and a pressing portion 82c.
  • the rod 82 may have a notch 82e formed at the tip of the shaft 82b. The notch 82e is formed at a position on the shaft 82b facing the valve seat 81a.
  • the gas venting device 80 is used only for venting the gas on the pilot chamber 23 side.
  • the gas venting device 80 may also be used to discharge the working fluid from the cylinder 15 in the event of an abnormality such as a failure of the pilot pump 5.
  • the rod 82 opens the valve body 84, and then moves further forward by the set screw 83, thereby abutting against the piston 50 and moving the piston 50 and the spool 56. This allows the spool 56 to be moved directly by the movement of the set screw 83, not by the pilot pressure.
  • the spool 56 can be moved by the set screw 83 to switch the switching valve 22 from the shutoff position 22A to the first communication position 22B. This allows the working oil to be discharged from the counter-rod side chamber 15b of the cylinder 15, the cylinder 15 to be contracted, and the boom 14 to be lowered to a safe state.
  • the fluid pressure control device 100 which controls the extension and retraction of the cylinders 15, 2 that drive a load (boom 14, arm 1), comprises a control valve 6 that controls the supply of hydraulic fluid from a pump 4 as a fluid pressure supply source to the cylinders 15, 2, a pilot control valve 9 that controls the pilot pressure led to the control valve 6 from a pilot pump 5 as a pilot pressure supply source, a main passage 7 that connects the control valve 6 to the load side pressure chambers 15b, 2a of the cylinders 15, 2 on which the load pressure due to the load acts when the control valve 6 is in the neutral position 6C, and a load holding mechanism 20 provided in the main passage 7,
  • the holding mechanism 20 has an operated check valve 21 which allows the flow of the working fluid from the control valve 6 to the load side pressure chambers 15b, 2a while allowing the flow of the working fluid from the load side pressure chambers 15b, 2a to the control valve 6 in response to the back pressure, and a switching valve 22 which operates in conjunction with the control valve 6 by the pilot pressure introduced through
  • the switching valve 22 has a pilot chamber 23 to which the pilot pressure is introduced through the pilot control valve 9, a spool 56 which moves in response to the pilot pressure of the pilot chamber 23, and a pilot pressure adjusting valve 24 which adjusts the operation of the pilot chamber 23.
  • a piston 50 which applies thrust to a spool 56 by receiving a pressure from the piston 50;
  • a drain chamber 51 which is partitioned by the spool 56 and the piston 50;
  • a pilot cap 58 which is provided opposite the piston 50 and serves as a partitioning member which partitions the pilot chamber 23;
  • a gas venting device 80 which is provided on the piston 50 and the pilot cap 58 and which discharges gas from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51.
  • the gas venting device 80 is formed in the piston 50 across the pilot chamber 23 and the drain chamber 51, and serves as a discharge passage which discharges fluid from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51.
  • a rod 82 supported movably on the pilot cap 58, a rod drive unit (set screw 83) that advances the rod 82 within the discharge passage 81, a valve body 84 that is provided in the discharge passage 81 and opens and closes the discharge passage 81, and a spring 85 that is provided in the discharge passage 81 as a biasing member that biases the valve body 84 in a closing direction.
  • the rod drive unit advances the rod 82 within the discharge passage 81
  • the rod 82 opens the valve body 84 against the biasing force of the spring 85, allowing the flow of fluid from the pilot chamber 23 to the drain chamber 51.
  • the valve body 84 provided in the exhaust passage 81 is opened, and the pilot chamber 23 and the drain chamber 51 can be connected through the exhaust passage 81. Therefore, when venting the air on the pilot chamber 23 side, the air in the pilot chamber 23 can be discharged to the drain chamber 51 through the exhaust passage 81, which has a large flow path cross-sectional area, rather than through a passage with a small flow path cross-sectional area such as an annular gap. Therefore, the air on the pilot chamber 23 side can be efficiently discharged to the drain chamber 51.
  • the switching valve 22 also has a drain passage 76 connected to the pilot chamber 23, and the drain passage 76 is provided with an orifice 79 that acts as a throttle to provide resistance to the working fluid passing through it.
  • the rod 82 After opening the valve body 84, the rod 82 is moved further forward by the rod drive unit (set screw 83) so that it comes into contact with the piston 50 and moves the piston 50 and the spool 56.
  • the rod 82 can be advanced by the rod drive unit to move the spool 56. Therefore, even in the event of an abnormality, the working fluid can be discharged from the cylinders 15, 2 to operate the cylinders 15, 2.
  • the gas venting device 80 can perform two functions: venting the gas from the pilot chamber 23 side, and discharging the working fluid from the cylinders 15, 2 in the event of an abnormality.
  • the biasing force of the spring 85 is set so that when the pilot pump 5 is operating and pilot pressure is introduced into the pilot chamber 23, the pilot pressure does not cause the valve body 84 to open.
  • valve body 84 is closed during normal operation of the cylinders 15, 2, so the gas removal device 80 does not adversely affect the operation of the cylinders 15, 2.

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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

気体抜き装置（８０）は、パイロット室（２３）とドレン室（５１）に亘ってピストン（５０）に形成され、パイロット室（２３）からドレン室（５１）へ流体を排出するための排出通路（８１）と、パイロットキャップ（５８）に移動自在に支持されたロッド（８２）と、排出通路（８１）内においてロッド（８２）を前進させるセットスクリュ（８３）と、排出通路（８１）に設けられ、排出通路（８１）を開閉する弁体（８４）と、排出通路（８１）に設けられ、弁体（８４）を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング（８５）と、を有し、セットスクリュ（８３）によりロッド（８２）が排出通路（８１）内において前進することにより、ロッド（８２）は弁体（８４）をスプリング（８５）の付勢力に抗して開弁させ、パイロット室（２３）からドレン室（５１）への流体の流れが許容される。

Description

流体圧制御装置
　本発明は、流体圧制御装置に関するものである。
　作業機器の動作を制御する流体圧制御装置として、ＪＰ２０１０－１０１４００Ａには、シリンダに対する作動油の給排を切り換えシリンダの伸縮動作を制御する制御弁と、シリンダの負荷側圧力室と制御弁とを接続するメイン通路に介装された負荷保持機構と、を備えるものが開示されている。
　負荷保持機構は、オペレートチェック弁と、パイロット圧によって動作してオペレートチェック弁の動作を切り換えるメータアウト制御弁と、を備える。メータアウト制御弁は、スプールと、パイロット圧が導かれるパイロット室と、パイロット室に摺動自在に収容されパイロット圧を受けてスプールを移動させるピストンと、を備える。
　この種の流体圧制御装置では、パイロット室にパイロット圧が導かれた際にピストンの推力が効率良くスプールに伝達されるように、スプールとピストンの間にタンクへ連通するドレン室が区画されている。
　ピストンとハウジングの間には、パイロット室からドレン室への空気の排出のために、環状隙間が設けられる。しかしながら、環状隙間は流路断面積が小さいため、パイロット室側の空気を効率良くドレン室に排出することができない。そのため、パイロット室に空気が残ってしまい、流体圧制御装置の動作に影響を与えるおそれがある。
　本発明は、パイロット室側の空気を効率良く排出することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、負荷を駆動するシリンダの伸縮作動を制御する流体圧制御装置であって、流体圧供給源から前記シリンダへの作動流体の供給を制御する制御弁と、パイロット圧供給源から前記制御弁に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁と、前記制御弁が中立位置の場合に負荷による負荷圧が作用する前記シリンダの負荷側圧力室と前記制御弁とを接続するメイン通路と、前記メイン通路に設けられる負荷保持機構と、を備え、前記負荷保持機構は、前記制御弁から前記負荷側圧力室への作動流体の流れを許容する一方、背圧に応じて前記負荷側圧力室から前記制御弁への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁と、前記パイロット制御弁を通じて導かれるパイロット圧によって前記制御弁と連動して動作し、前記オペレートチェック弁の作動を切り換えるための切換弁と、を有し、前記切換弁は、前記パイロット制御弁を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室と、前記パイロット室のパイロット圧に応じて移動するスプールと、パイロット圧を受けて前記スプールに推力を付与するピストンと、前記スプールと前記ピストンによって区画されるドレン室と、前記ピストンに対向して設けられ、前記パイロット室を区画する区画部材と、前記ピストンと前記区画部材に設けられ、前記パイロット室から前記ドレン室へ気体を排出するための気体抜き装置と、を有し、前記気体抜き装置は、前記パイロット室と前記ドレン室に亘って前記ピストンに形成され、前記パイロット室から前記ドレン室へ流体を排出するための排出通路と、前記区画部材に移動自在に支持されたロッドと、前記排出通路内において前記ロッドを前進させるロッド駆動部と、前記排出通路に設けられ、前記排出通路を開閉する弁体と、前記排出通路に設けられ、前記弁体を閉方向に付勢する付勢部材と、を有し、前記ロッド駆動部により前記ロッドが前記排出通路内において前進することにより、前記ロッドは前記弁体を前記付勢部材の付勢力に抗して開弁させ、前記パイロット室から前記ドレン室への流体の流れが許容される。
図１は油圧ショベルの一部分を示す図である。 図２は本発明の実施形態に係る流体圧制御装置の流体圧回路図である。 図３は本発明の実施形態に係る流体圧制御装置の負荷保持機構の断面図である。 図４は気体抜き装置周辺の拡大断面図であり、セットスクリュが初期位置にあり弁体が閉弁している状態を示す。 図５は気体抜き装置周辺の拡大断面図であり、弁体が開弁した状態を示す。 図６は本発明の実施形態の変形例４に係る流体圧制御装置の気体抜き装置周辺の拡大断面図である。 図７は本発明の実施形態の変形例５に係る流体圧制御装置の気体抜き装置周辺の拡大断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体圧制御装置について説明する。
　流体圧制御装置は、油圧ショベル等の油圧作業機器の動作を制御するものである。本実施形態では、図１に示す油圧ショベルのブーム１４（負荷）を駆動するシリンダ１５の伸縮作動を制御する油圧制御装置１００について説明する。以下では、シリンダ１５の作動流体として、作動油が用いられる場合について説明するが、作動油に代わり、例えば水溶性代替液等を用いてもよい。
　まず、図２を参照して、油圧制御装置１００の油圧回路について説明する。シリンダ１５は、筒状のシリンダチューブ１５ｃと、シリンダチューブ１５ｃに摺動自在に挿入されシリンダチューブ１５ｃ内をロッド側室１５ａと反ロッド側室１５ｂに区画するピストン１５ｄと、一端がピストン１５ｄに連結され、他端側がシリンダチューブ１５ｃの外部へ延びてブーム１４に連結されるピストンロッド１５ｅと、を備える。
　油圧ショベルには、エンジンや電動モータの動力源が搭載され、その動力によって流体圧供給源としてのポンプ４及びパイロット圧供給源としてのパイロットポンプ５が駆動する。
　油圧制御装置１００は、ポンプ４からシリンダ１５への作動油の供給を制御する制御弁６と、パイロットポンプ５から制御弁６に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁９と、を備える。
　制御弁６とシリンダ１５の反ロッド側室１５ｂとは第１メイン通路７によって接続され、制御弁６とシリンダ２のロッド側室１５ａとは第２メイン通路８によって接続される。
　制御弁６は、油圧ショベルのオペレータが操作レバー１０を手動操作することに伴ってパイロットポンプ５からパイロット制御弁９を通じてパイロット室６ａ，６ｂに導かれるパイロット圧によって動作する。
　具体的には、パイロット室６ａにパイロット圧が導かれた場合には、制御弁６は位置６Ａに切り換わり、ポンプ４から第１メイン通路７を通じて反ロッド側室１５ｂに作動油が供給されると共に、ロッド側室１５ａの作動油が第２メイン通路８を通じてタンクＴへと排出される。これにより、シリンダ１５は伸長作動し、ブーム１４は、図１に示す矢印１８の方向へと上昇する。
　一方、パイロット室６ｂにパイロット圧が導かれた場合には、制御弁６は位置６Ｂに切り換わり、ポンプ４から第２メイン通路８を通じてロッド側室１５ａに作動油が供給されると共に、反ロッド側室１５ｂの作動油が第１メイン通路７を通じてタンクＴへと排出される。これにより、シリンダ１５は収縮作動し、ブーム１４は、図１に示す矢印１９の方向へと下降する。
　パイロット室６ａ，６ｂにパイロット圧が導かれない場合には、制御弁６は位置６Ｃとなり、シリンダ２に対する作動油の給排が遮断され、ブーム１４は停止した状態を保つ。
　このように、制御弁６は、シリンダ１５を伸長作動させる伸長位置６Ａ、シリンダ１５を収縮作動させる収縮位置６Ｂ、及びシリンダ１５の負荷を保持する中立位置６Ｃの３ポジションを有し、シリンダ１５における作動油の給排を切り換え、シリンダ１５の伸縮作動を制御する。
　ここで、図１に示すように、ブーム１４がアーム１を持ち上げた状態で、制御弁６を中立位置６Ｃに切り換えブーム１４の動きを止めた場合には、ブーム１４等の自重によって、シリンダ１５には収縮する方向の力が作用する。このように、ブーム１４を駆動するシリンダ１５においては、反ロッド側室１５ｂが、制御弁６が中立位置６Ｃの場合に負荷圧が作用する負荷側圧力室となる。
　負荷側圧力室である反ロッド側室１５ｂに接続された第１メイン通路７には、負荷保持機構２０が設けられる。負荷保持機構２０は、制御弁６が中立位置６Ｃの場合に、ロッド側室１５ａの負荷圧を保持するものであり、図１に示すように、シリンダ１５の表面に固定される。
　なお、アーム１（図１参照）を駆動するシリンダ２においては、ロッド側室２ａが負荷側圧力室となるため、アーム１に負荷保持機構２０を設ける場合には、ロッド側室２ａに接続されたメイン通路に負荷保持機構２０が設けられる。
　負荷保持機構２０は、第１メイン通路７に設けられたオペレートチェック弁２１と、パイロット制御弁９を通じて導かれるパイロット圧によって制御弁６と連動して動作し、オペレートチェック弁２１の作動を切り換えるための切換弁２２と、を有する。
　オペレートチェック弁２１は、第１メイン通路７を開閉する弁体２４と、弁体２４が着座するシート部２８と、弁体２４の背面に臨む背圧室２５と、弁体２４に形成され反ロッド側室１５ｂの作動油を背圧室２５へと常時導く通路２６と、を有する。通路２６には、通過する作動油に抵抗を付与する絞り２６ａが設けられる。
　第１メイン通路７は、反ロッド側室１５ｂとオペレートチェック弁２１を接続するシリンダ側第１メイン通路７ａと、オペレートチェック弁２１と制御弁６を接続する制御弁側第１メイン通路７ｂと、を有する。
　弁体２４には、制御弁側第１メイン通路７ｂの圧力が作用する第１受圧面２４ａと、シリンダ側第１メイン通路７ａを通じて反ロッド側室１５ｂの圧力が作用する第２受圧面２４ｂと、が形成される。
　背圧室２５には、弁体２４を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング２７が収容される。背圧室２５の圧力とスプリング２７の付勢力とは、弁体２４をシート部２８に着座させる方向に作用する。
　弁体２４がシート部２８に着座した状態では、オペレートチェック弁２１は、反ロッド側室１５ｂから制御弁６への作動油の流れを遮断する逆止弁としての機能を発揮する。つまり、オペレートチェック弁２１は、反ロッド側室１５ｂ内の作動油の漏れを防止して負荷圧を保持し、ブーム１４の停止状態を保持する。
　切換弁２２は、パイロット制御弁９を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室２３と、パイロット室２３のパイロット圧に応じて移動するスプール５６（図３参照）と、スプール５６を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング３６と、スプリング３６が収容されたスプリング室５４（図３参照）と、スプール５６を挟んでスプリング室５４とは反対側に設けられるドレン室５１（図３参照）と、スプリング室５４及びドレン室５１をタンクＴへ接続するドレン通路７６と、を有する。
　切換弁２２の上流側には、バイパス通路３０及び背圧通路３１が接続され、切換弁２２の下流側には下流通路３８が接続される。バイパス通路３０は、反ロッド側室１５ｂの作動油をオペレートチェック弁２１をバイパスして制御弁側第１メイン通路７ｂへと導くための通路である。背圧通路３１は、背圧室２５の作動油を制御弁側第１メイン通路７ｂへと導くための通路である。下流通路３８は、バイパス通路３０及び背圧通路３１からの作動油を制御弁側第１メイン通路７ｂへと導くための通路である。
　切換弁２２は、下流通路３８に対するバイパス通路３０及び背圧通路３１の連通を切り換え、シリンダ１５を伸長作動させる際にメータアウト側となる第１メイン通路７の作動油の流れを制御する。
　切換弁２２は、バイパス通路３０に連通する第１供給ポート３２、背圧通路３１に連通する第２供給ポート３３、及び下流通路３８に連通する排出ポート３４の３つのポートを有する。また、切換弁２２は、遮断位置２２Ａ、第１連通位置２２Ｂ、及び第２連通位置２２Ｃの３ポジションを有する。
　制御弁６のパイロット室６ｂにパイロット圧が導かれると、同時に、パイロット室２３にもパイロット圧が導かれる。つまり、制御弁６を収縮位置６Ｂに切り換えた場合に、切換弁２２も第１連通位置２２Ｂ又は第２連通位置２２Ｃに切り換わる。
　具体的に説明すると、パイロット室２３にパイロット圧が導かれない場合には、スプリング３６の付勢力によって、切換弁２２は遮断位置２２Ａを保つ。遮断位置２２Ａでは、第１供給ポート３２及び第２供給ポート３３の双方が遮断される。
　パイロット室２３に第１所定圧力以上第２所定圧力未満のパイロット圧が導かれた場合には、切換弁２２は第１連通位置２２Ｂに切り換わる。第１連通位置２２Ｂでは、第１供給ポート３２が排出ポート３４と連通する。これにより、反ロッド側室１５ｂの作動油はバイパス通路３０から切換弁２２を通じて下流通路３８へと導かれる。つまり、反ロッド側室１５ｂの作動油はオペレートチェック弁２１をバイパスして制御弁側第１メイン通路７ｂへと導かれる。このとき、絞り３７によって作動油の流れに抵抗が付与される。第２供給ポート３３は遮断された状態を保つ。
　パイロット室２３に第２所定圧力以上のパイロット圧が導かれた場合には、切換弁２２は第２連通位置２２Ｃに切り換わる。第２連通位置２２Ｃでは、第１供給ポート３２が排出ポート３４と連通すると共に、第２供給ポート３３も排出ポート３４と連通する。これにより、背圧室２５の作動油は、背圧通路３１から切換弁２２を通じて下流通路３８へと導かれる。このとき、背圧室２５の作動油は、絞り３７をバイパスして制御弁側第１メイン通路７ｂへと導かれ、制御弁６からタンクＴへと排出される。これにより、絞り２６ａの前後にて差圧が発生し、背圧室２５内の圧力が小さくなるため、弁体２４に作用する閉方向の力が小さくなり、弁体２４がシート部２８から離れ、オペレートチェック弁２１の逆止弁としての機能が解除される。
　負荷保持機構２０は、反ロッド側室１５ｂの圧力が所定圧力に達した場合に開弁し、反ロッド側室１５ｂの作動油をタンクＴへ排出するリリーフ弁４１を有する。リリーフ弁４１は、バイパス通路３０における切換弁２２の上流から分岐するリリーフ通路４０に設けられる。なお、リリーフ通路４０は、シリンダ側第１メイン通路７ａから分岐して設けられてもよいし、反ロッド側室１５ｂに直接接続されてもよい。
　ドレン通路７６は、ドレン室５１に接続された第１ドレン通路７６ａと、スプリング室５４に接続された第２ドレン通路７６ｂと、第１ドレン通路７６ａと第２ドレン通路７６ｂが合流して形成される合流ドレン通路７６ｃと、を有する。第１ドレン通路７６ａには、リリーフ通路４０が合流する。第１ドレン通路７６ａには、通過する作動流体に抵抗を付与する絞りとしてのオリフィス７９が設けられる。オリフィス７９の効果については後述する。合流ドレン通路７６ｃは、負荷保持機構２０のボディ６０（図３参照）の外面に開口するドレンポート７７に連通する。ドレンポート７７はドレンホース７８を通じてタンクＴに接続される。このように、ドレン室５１及びスプリング室５４のドレンは、合流ドレン通路７６ｃ、ドレンポート７７、及びドレンホース７８を通じてタンクＴへ排出される。切換弁２２のスプール５６の両側にそれぞれ設けられるドレン室５１とスプリング室５４は双方ともタンクＴに連通するため、切換弁２２が遮断位置２２Ａの際には、スプール５６の両端には大気圧が作用し、スプール５６が意図せずに移動するような事態が防止される。
　制御弁側第１メイン通路７ｂには、制御弁側第１メイン通路７ｂの圧力が所定圧力に達した場合に開弁するリリーフ弁４３が接続される。第２メイン通路８には、第２メイン通路８の圧力が所定圧力に達した場合に開弁するリリーフ弁４４が接続される。リリーフ弁４３及びリリーフ弁４４は、ブーム１４に大きな外力が作用したときに、それぞれシリンダ１５のロッド側室１５ａ及び反ロッド側室１５ｂに生じる高圧を逃がすためのものである。
　次に、主に図３を参照して、切換弁２２について詳細に説明する。図３は負荷保持機構２０の断面図であり、パイロット室２３にパイロット圧が導かれておらず切換弁２２が遮断位置２２Ａである状態を示す。図３において、図２で示した符号と同一の符号を付したものは、図２で示した構成と同一の構成である。
　切換弁２２は、負荷保持機構２０のボディ６０に組み込まれる。ボディ６０にはスプール孔６０ａが形成され、スプール孔６０ａには略円筒形状のスリーブ６１が挿入される。スリーブ６１内には、スプール５６が摺動自在に組み込まれる。
　スプール５６の一端面５６ａの側方には、キャップ５７によってスプリング室５４が区画される。スプリング室５４は、スリーブ６１の端面に形成された切り欠き６１ａを通じて第２ドレン通路７６ｂに接続される。スプリング室５４に漏れ込んだ作動油は、第２ドレン通路７６ｂからタンクＴへ排出される。
　スプリング室５４には、スプール５６の一端面５６ａに端面が当接すると共に中空部にスプール５６の一端面５６ａに突出して形成されたピン部５６ｃが挿入される環状の第１バネ受部材４５と、キャップ５７の底部近傍に配置された第２バネ受部材４６と、が収容される。スプリング３６は、第１バネ受部材４５と第２バネ受部材４６との間に圧縮状態で介装され、第１バネ受部材４５を介してスプール５６を閉方向に付勢する。
　スプール５６の他端面５６ｂの側方には、パイロット室２３が区画される。パイロット室２３は、スプール孔６０ａと連通して形成されたピストン孔６０ｂと、ピストン５０に対向して設けられピストン孔６０ｂを閉塞するパイロットキャップ５８と、によって区画される。パイロットキャップ５８は、パイロット室２３を区画する区画部材である。パイロット室２３には、ボディ６０に形成されたパイロット通路５２を通じてパイロット圧油（パイロット流体）が導かれる。パイロット室２３内には、背面にパイロット圧を受けてスプール５６にスプリング３６の付勢力に抗する推力を付与するピストン５０が摺動自在に収容される。
　ピストン孔６０ｂ内には、スプール５６とピストン５０によってドレン室５１が区画される。ドレン室５１は第１ドレン通路７６ａに接続される。ドレン室５１に漏れ込んだ作動油は、第１ドレン通路７６ａからタンクＴへ排出される。
　ピストン５０は、外周面がピストン孔６０ｂの内周面に沿って摺動する摺動部５０ａと、摺動部５０ａと比較して小径に形成され、スプール５６の他端面５６ｂに対向する先端部５０ｂと、摺動部５０ａと比較して小径に形成され、パイロットキャップ５８の先端面に対向する基端部５０ｃと、を有する。
　パイロット通路５２を通じてパイロット室２３内にパイロット圧油が供給されると、基端部５０ｃの背面と摺動部５０ａの環状背面とにパイロット圧が作用する。これにより、ピストン５０は、前進し、先端部５０ｂがスプール５６の他端面５６ｂに当接してスプール５６を移動させる。このように、スプール５６は、ピストン５０の背面に作用するパイロット圧に基づいて発生するピストン５０の推力を受け、スプリング３６の付勢力に抗して移動する。基端部５０ｃの背面がパイロットキャップ５８の先端面に当接している場合であっても、基端部５０ｃは摺動部５０ａと比較して小径であり、摺動部５０ａの環状背面にパイロット圧が作用するため、ピストン５０は前進可能である。
　ピストン５０の一端部はパイロット室２３に臨み、他端部はタンクＴに接続されたドレン室５１に臨んでいるため、パイロット室２３のパイロット圧に基づいて発生するピストン５０の推力は効率良くスプール５６に伝達される。
　スプール５６は、一端面５６ａに作用するスプリング３６の付勢力と他端面５６ｂに作用するピストン５０の推力とがバランスした位置で停止し、そのスプール５６の停止位置にて切換弁２２の切り換え位置が設定される。
　ピストン５０とパイロットキャップ５８には、パイロット室２３からドレン室５１へ空気を排出するための気体抜き装置８０が設けられる。気体抜き装置８０については、後に詳しく説明する。
　スリーブ６１には、バイパス通路３０（図２参照）に連通する第１供給ポート３２、背圧通路３１（図２参照）に連通する第２供給ポート３３、及び下流通路３８（図２参照）に連通する排出ポート３４の３つのポートが形成される。
　スプール５６の外周面は部分的に環状に切り欠かれ、その切り欠かれた部分とスリーブ６１の内周面とで、第１圧力室６４、第２圧力室６５、第３圧力室６６、及び第４圧力室６７が形成される。
　第１圧力室６４は、排出ポート３４に常時連通している。第３圧力室６６は、第１供給ポート３２に常時連通している。スプール５６のランド部７２の外周面には、スプール５６がスプリング３６の付勢力に抗して移動することによって、第３圧力室６６と第２圧力室６５を連通する複数の絞り３７が形成される。第４圧力室６７は、スプール５６に軸方向に形成された導圧通路６８を通じて第２圧力室６５に常時連通している。
　操作レバー１０が操作されずパイロット室２３にパイロット圧が導かれない場合には、スプリング３６の付勢力によってスプール５６に形成されたポペット弁７０が、スリーブ６１の内周に形成された弁座７１に押し付けられ、第２圧力室６５と第１圧力室６４の連通が遮断される。したがって、第１供給ポート３２と排出ポート３４との連通が遮断される。これにより、反ロッド側室１５ｂの作動油が排出ポート３４へと漏れることはない。この状態が、切換弁２２の遮断位置２２Ａに相当する。スプリング３６の付勢力によってポペット弁７０が弁座７１に着座した状態では、第１バネ受部材４５の端面とスリーブ６１の端面との間には僅かな隙間が存在するため、ポペット弁７０は弁座７１に対してスプリング３６の付勢力によって確実にシートされる。
　操作レバー１０が操作されパイロット室２３にパイロット圧が導かれ、スプール５６に作用するピストン５０の推力がスプリング３６の付勢力よりも大きくなった場合には、スプール５６はスプリング３６の付勢力に抗して移動する。これにより、ポペット弁７０が弁座７１から離れると共に、第３圧力室６６と第２圧力室６５が複数の絞り３７を通じて連通するため、第１供給ポート３２は第３圧力室６６、第２圧力室６５、及び第１圧力室６４を通じて排出ポート３４と連通する。第１供給ポート３２と排出ポート３４の連通によって、反ロッド側室１５ｂの作動油は、絞り３７を通じて下流通路３８（図２参照）へ導かれる。この状態が、切換弁２２の第１連通位置２２Ｂに相当する。
　パイロット室２３に導かれるパイロット圧が大きくなると、スプール５６はスプリング３６の付勢力に抗してさらに移動し、第２供給ポート３３に第４圧力室６７が連通する。これにより、第２供給ポート３３は、第４圧力室６７、導圧通路６８、第２圧力室６５、及び第１圧力室６４を通じて排出ポート３４と連通する。第２供給ポート３３と排出ポート３４の連通によって、背圧室２５の作動油は、絞り３７をバイパスして下流通路３８（図２参照）へ導かれる。この状態が、切換弁２２の第２連通位置２２Ｃに相当する。
　次に、図２及び図３を参照して、油圧制御装置１００の動作について説明する。
　制御弁６が中立位置６Ｃの場合には、ポンプ４が吐出する作動油はシリンダ１５に供給されない。このとき、切換弁２２のパイロット室２３にはパイロット圧が導かれないため、切換弁２２は遮断位置２２Ａの状態となる。
　このため、オペレートチェック弁２１の背圧室２５は、反ロッド側室１５ｂの圧力に維持される。ここで、弁体２４における閉方向の受圧面積（弁体２４の背面の面積）は、開方向の受圧面積である第２受圧面２４ｂの面積よりも大きいため、背圧室２５の圧力による弁体２４の背面に作用する荷重とスプリング２７の付勢力とによって、弁体２４はシート部２８に着座した状態となる。このように、オペレートチェック弁２１によって、反ロッド側室１５ｂ内の作動油の漏れが防止され、ブーム１４の停止状態が保持される。
　操作レバー１０が操作され、パイロット制御弁９から制御弁６のパイロット室６ａへとパイロット圧が導かれると、制御弁６は、パイロット圧に応じた量だけ伸長位置６Ａへと切り換わる。制御弁６が伸長位置６Ａへと切り換わると、ポンプ４の吐出圧がオペレートチェック弁２１の第１受圧面２４ａへと作用する。このとき、切換弁２２は、パイロット室２３にパイロット圧が導かれず遮断位置２２Ａの状態であるため、オペレートチェック弁２１の背圧室２５は、反ロッド側室１５ｂの圧力に維持される。第１受圧面２４ａに作用する荷重が、背圧室２５の圧力による弁体２４の背面に作用する荷重とスプリング２７の付勢力との合計荷重よりも大きくなった場合には、弁体２４はシート部２８から離れる。このようにしてオペレートチェック弁２１が開弁すれば、ポンプ４から吐出された作動油は反ロッド側室１５ｂに供給され、シリンダ１５は伸長する。これにより、ブーム１４は、図１に示す矢印１８の方向へと上昇する。
　操作レバー１０が操作され、パイロット制御弁９から制御弁６のパイロット室６ｂへとパイロット圧が導かれると、制御弁６はパイロット圧に応じた量だけ収縮位置６Ｂへと切り換わる。これと同時に、パイロット室２３へもパイロット圧が導かれるため、切換弁２２は、供給されるパイロット圧に応じて第１連通位置２２Ｂ又は第２連通位置２２Ｃに切り換わる。
　パイロット室２３に導かれるパイロット圧が第１所定圧力以上第２所定圧力未満の場合には、切換弁２２は第１連通位置２２Ｂに切り換わる。この場合、第２供給ポート３３と排出ポート３４との連通は遮断された状態であるため、オペレートチェック弁２１の背圧室２５は反ロッド側室１５ｂの圧力に維持され、オペレートチェック弁２１は閉弁状態を維持する。
　一方、第１供給ポート３２は排出ポート３４と連通するため、反ロッド側室１５ｂの作動油は、バイパス通路３０から絞り３７を通じて下流通路３８へ導かれ、制御弁側第１メイン通路７ｂから制御弁６を通じてタンクＴへと排出される。また、ロッド側室１５ａには、ポンプ４から吐出される作動油が供給されるため、シリンダ１５は収縮する。これにより、ブーム１４は、図１に示す矢印１９の方向へと下降する。
　ここで、切換弁２２を第１連通位置２２Ｂに切り換えるのは、バケット１３に取り付けた搬送物を、目的の位置に下ろすクレーン作業を行う場合が主である。クレーン作業では、シリンダ１５を低速で収縮作動させてブーム１４を矢印１９の方向へとゆっくりと下降させる必要があるため、制御弁６のパイロット室６ｂに導かれるパイロット圧は小さく、制御弁６は収縮位置６Ｂにわずかに切り換えられるだけである。このため、切換弁２２のパイロット室２３に導かれるパイロット圧も小さく、第１所定圧力以上第２所定圧力未満となり、切換弁２２は第１連通位置２２Ｂまでしか切り換わらない。したがって、反ロッド側室１５ｂの作動油は絞り３７を通過して排出されることになり、ブーム１４はクレーン作業に適した低速で下降する。
　また、切換弁２２が第１連通位置２２Ｂの場合において、制御弁側第１メイン通路７ｂが破裂などして作動油が外部へと漏れるような事態が発生したとしても、反ロッド側室１５ｂから排出される作動油の流量は絞り３７によって制限されるため、バケット１３の落下速度は抑制される。このため、バケット１３が地面に落下する前に、切換弁２２を遮断位置２２Ａに切り換えることができ、バケット１３の急落下を防止することができる。
　このように、絞り３７は、オペレートチェック弁２１の閉弁時におけるシリンダ２の下降速度を抑えると共に、制御弁側第１メイン通路７ｂの破裂時におけるバケット１３の落下速度を抑えるためのものである。
　パイロット室２３に導かれるパイロット圧が第２所定圧力以上の場合には、切換弁２２は第２連通位置２２Ｃに切り換わる。この場合、第２供給ポート３３が排出ポート３４と連通するため、オペレートチェック弁２１の背圧室２５の作動油は、背圧通路３１から絞り３７をバイパスして下流通路３８へ導かれ、制御弁側第１メイン通路７ｂから制御弁６を通じてタンクＴへと排出される。これにより、絞り２６ａの前後で差圧が発生し、背圧室２５内の圧力が小さくなるため、弁体２４に作用する閉方向の力が小さくなり、弁体２４がシート部２８から離れ、オペレートチェック弁２１の逆止弁としての機能が解除される。
　このように、オペレートチェック弁２１は、制御弁６から反ロッド側室１５ｂへの作動油の流れを許容する一方、背圧室２５の圧力である背圧に応じて反ロッド側室１５ｂから制御弁６への作動油の流れを許容するように動作する。
　オペレートチェック弁２１が開弁すると、反ロッド側室１５ｂの作動油は第１メイン通路７を通りタンクＴへと排出されるため、シリンダ２は素早く収縮する。つまり、切換弁２２を第２連通位置２２Ｃに切り換えると、反ロッド側室１５ｂから排出される作動油の流量が多くなるため、ロッド側室１５ａに供給される作動油の流量が多くなり、シリンダ２の収縮速度は速くなる。これにより、ブーム１４は矢印１９の方向へと素早く下降する。
　切換弁２２を第２連通位置２２Ｃに切り換えるのは、掘削作業等を行う場合であり、制御弁６のパイロット室６ｂに導かれるパイロット圧は大きく、制御弁６は収縮位置６Ｂに大きく切り換えられる。このため、切換弁２２のパイロット室２３に導かれるパイロット圧も大きく、第２所定圧力以上となるため、切換弁２２は第２連通位置２２Ｃまで切り換わる。
　次に、主に図４を参照して、気体抜き装置８０について説明する。図４は、図３における気体抜き装置８０周辺の拡大断面図である。以下では、気体抜き装置８０がパイロット室２３からドレン室５１へ空気を排出する場合について説明するが、気体抜き装置８０が排出するのは空気には限られず、その他の気体であってもよい。
　パイロットキャップ５８は、ボディ６０におけるピストン孔６０ｂの開口部に取り付けられる頭部５８ａと、頭部５８ａと連続して形成されピストン孔６０ｂに挿入される本体部５８ｂと、を有する。本体部５８ｂの外周面には雄ねじ部５８ｃが形成され、雄ねじ部５８ｃとピストン孔６０ｂの内周面に形成される雌ねじ部がねじ結合して、パイロットキャップ５８がボディ６０に取り付けられる。本体部５８ｂには、パイロット室２３に開口し気体抜き装置８０の後述するロッド８２の一部が挿通される挿通孔５８ｄが形成される。
　気体抜き装置８０は、ピストン５０とパイロットキャップ５８とにわたって設けられる。気体抜き装置８０は、パイロット室２３とドレン室５１にわたって設けられる排出通路８１と、パイロットキャップ５８に移動自在に支持されたロッド８２と、排出通路８１内においてロッド８２を前進させるロッド駆動部としてのセットスクリュ８３と、排出通路８１に設けられ、排出通路８１を開閉する弁体８４と、排出通路８１に設けられ、弁体８４を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング８５と、を有する。排出通路８１は、ピストン５０の移動方向に沿ってピストン５０を貫通して形成され、パイロットキャップ５８の挿通孔５８ｄと同軸状に形成される。
　排出通路８１には、環状の弁座８１ａが設けられる。弁座８１ａは、排出通路８１の内周面よりも小径な中空部８１ｂを有する。弁体８４は、球体であって、Ｔ字状の着座部材８６に着座して設けられる。なお、弁体８４は、球体以外の他の形状であってもよく、例えばポペット弁等であってもよい。弁体８４及び着座部材８６は、排出通路８１における弁座８１ａよりもドレン室５１側に設けられる。弁座８１ａ（中空部８１ｂ）の内径は、弁体８４の外径よりも小さい。そのため、弁体８４は弁座８１ａに当接可能であり、弁体８４が弁座８１ａに着座すると排出通路８１が遮断される。スプリング８５は、着座部材８６と、切り欠き８７ａを有し排出通路８１におけるドレン室５１側に圧入されて設けられる支持部材８７と、の間に圧縮して設けられる。これにより、スプリング８５は、着座部材８６を介して弁体８４を弁座８１ａに向けて付勢する。つまり、スプリング８５は、排出通路８１を遮断するように弁体８４を付勢する。スプリング８５の付勢力（初期セット荷重）は、パイロットポンプ５の駆動時であってパイロット室２３にパイロット圧が導かれる場合において、当該パイロット圧によって弁体８４が開弁しないように設定される。言い換えれば、スプリング８５の付勢力は、シリンダ１５の通常の動作時には弁体８４が閉弁し、後述するようにパイロット室２３からドレン室５１へ空気を排出する場合のみ弁体８４が開弁するように設定される。
　ロッド８２は、パイロットキャップ５８の挿通孔５８ｄと排出通路８１にわたって設けられる。ロッド８２は、挿通孔５８ｄの内周面に摺動可能に支持される頭部８２ａと、頭部８２ａから軸方向に延びて形成される軸部８２ｂと、軸部８２ｂの先端部に形成され弁体８４を押圧可能な押圧部８２ｃと、を有する。頭部８２ａは、軸部８２ｂよりも大径に形成され、頭部８２ａの外周面には、挿通孔５８ｄの内周面との間をシールするシール部材８２ｄが設けられる。パイロットキャップ５８は、頭部８２ａが挿通孔５８ｄの内周面に支持されることで、図４に示す姿勢に保持される。頭部８２ａには、セットスクリュ８３が当接可能に設けられる。軸部８２ｂは、挿通孔５８ｄ、パイロット室２３、及び排出通路８１にわたって設けられ、排出通路８１よりも小径に形成される。押圧部８２ｃは、軸部８２ｂよりも小径に形成されて弁体８４に対向して設けられる。押圧部８２ｃは、弁座８１ａの内径よりも小径に設けられ、弁座８１ａを挿通可能である。押圧部８２ｃの軸方向の長さは、弁座８１ａの軸方向の長さよりも長く形成される。これにより、後述するようにロッド８２が排出通路８１内において前進した際に、軸部８２ｂが弁座８１ａに当接する前に押圧部８２ｃが弁体８４に当接する。
　セットスクリュ８３は、パイロットキャップ５８に設けられる。セットスクリュ８３は、パイロットキャップ５８の頭部５８ａを貫通し、先端部（図４における右側の端部）が挿通孔５８ｄ内に位置してロッド８２の頭部８２ａに当接するように設けられる。セットスクリュ８３は、オペレータの操作により工具を用いて手動で回転されることで、軸方向に移動可能である。セットスクリュ８３が移動すると、セットスクリュ８３に当接するロッド８２がセットスクリュ８３とともに移動する。これにより、弁体８４が開閉し、後述するようにパイロット室２３側の空気を排出可能な状態となる。シリンダ１５の通常の動作時には、セットスクリュ８３は、図４に示すように初期位置に保持される。なお、セットスクリュ８３の移動は、アクチュエータ等を用いて電動で行ってもよい。
　次に、気体抜き装置８０の動作及び作用について説明する。
　気体抜き装置８０は、例えば、油圧ショベルの組み立て作業後や、油圧ショベルが長期間停止した状態から始動する際に、パイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出するために用いられる。パイロット室２３側に空気が残っていると、油圧ショベルの始動時に、オペレータの入力操作に対してパイロット室２３のパイロット圧の上昇が遅れてしまう。そのため、パイロット室２３側の空気は、オペレータの入力操作に対するシリンダ１５の応答遅れの原因となる。気体抜き装置８０を用いてパイロット室２３側の空気抜きをすることにより、油圧制御装置１００の動作が安定する。
　パイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出する際には、まず、オペレータが、セットスクリュ８３を図４に示す初期位置から工具を用いて回転させ、図４における右側に移動させる。すると、ロッド８２がセットスクリュ８３とともに図４における右側に移動し、排出通路８１内において前進する。そして、ロッド８２の押圧部８２ｃが弁体８４に接触し、弁体８４をスプリング８５の付勢力に抗して押圧する。ロッド８２が弁体８４を押圧する力がスプリング８５の付勢力を上回ると、図５に示すように、弁体８４が弁座８１ａから離座し、開弁する。これにより、排出通路８１を通じたパイロット室２３からドレン室５１への流体の流れが許容される。パイロット室２３からドレン室５１には、ロッド８２の軸部８２ｂの外周面と排出通路８１の内周面の間、押圧部８２ｃの外周面と弁座８１ａの内周面の間、着座部材８６と排出通路８１の内周面の間、及び支持部材８７の切り欠き８７ａを通じて流体が導かれる。このように、パイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出する際には、オペレータは、セットスクリュ８３を操作することにより、押圧部８２ｃが弁体８４を開弁するとともに軸部８２ｂが弁座８１ａに当接しない位置に、ロッド８２を移動させる。
　そして、弁体８４が開弁された状態で、パイロットポンプ５を駆動し、パイロット室２３に流体を導く。パイロットポンプ５から供給される流体は、油圧ショベルの組み立て作業後に流路に残った空気を押し出しながらパイロット室２３に導かれ、排出通路８１を通じてドレン室５１に排出される。ドレン室５１に排出された流体は、第１ドレン通路７６ａ、合流ドレン通路７６ｃ、及びドレンポート７７を通じて、タンクＴに排出される。このようにして、パイロット室２３側の気体抜きがされる。パイロット室２３側の気体抜きが終わると、セットスクリュ８３を図４に示す初期位置に戻し、排出通路８１が弁体８４により遮断された状態に戻す。なお、パイロット室２３側の気体抜きは、パイロットポンプ５とは異なる気体抜き専用のポンプを用いて行ってもよい。
　このように、油圧制御装置１００では、セットスクリュ８３によりロッド８２を前進させることで、排出通路８１に設けられる弁体８４を開弁させ、パイロット室２３とドレン室５１とを排出通路８１を通じて連通させることができる。よって、ピストン５０とピストン孔６０ｂの間の環状隙間のような流路断面積の小さい通路ではなく、流路断面積の大きい排出通路８１を通じてパイロット室２３の空気をドレン室５１へ排出することができる。そのため、パイロット室２３側の空気を効率良く短時間でドレン室５１に排出することができる。
　さらに、油圧制御装置１００では、第１ドレン通路７６ａには、通過する作動流体に抵抗を付与するオリフィス７９が設けられる。よって、パイロット室２３側の気体抜き時に流体を排出通路８１から第１ドレン通路７６ａに導いた際に、オリフィス７９より上流側であるパイロット室２３側の圧力が上昇する。これにより、パイロット室２３側の空気を圧縮させるとともに、圧縮された高圧の空気を流体に溶け込ませることができる。よって、空気を圧縮しつつ流体に溶け込ませて排出することができるため、効率良くパイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出することができる。
　また、油圧制御装置１００では、スプリング８５の付勢力は、パイロットポンプ５の駆動時であってパイロット室２３にパイロット圧が導かれる場合において、当該パイロット圧によって弁体８４が開弁しないように設定される。そのため、シリンダ１５の通常の動作時（言い換えれば、油圧ショベルに搭載されたパイロットポンプ５が運転状態であってパイロットポンプ５の駆動時）には弁体８４は閉弁し、パイロット室２３とドレン室５１は排出通路８１を通じて連通しないため、気体抜き装置８０がシリンダ１５の動作に悪影響を及ぼすことはない。
　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
　油圧制御装置１００では、パイロット室２３側の気体抜き時に流路断面積の大きい排出通路８１を通じてパイロット室２３の空気をドレン室５１へ排出することができるため、パイロット室２３側の空気を効率良く短時間でドレン室５１に排出することができる。
　油圧制御装置１００では、パイロット室２３側の気体抜き時に流体を排出通路８１から第１ドレン通路７６ａに導いた際に、オリフィス７９によりパイロット室２３側の圧力が上昇する。これにより、パイロット室２３側の空気を圧縮させるとともに圧縮された高圧の空気を流体に溶け込ませることができるため、効率良くパイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出することができる。
　油圧制御装置１００では、シリンダ１５の通常の動作時には弁体８４は閉弁し、パイロット室２３に導かれるパイロット圧によって開弁することがないため、気体抜き装置８０がシリンダ１５の動作に悪影響を及ぼすことはない。
　次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。
　＜変形例１＞
　上記実施形態では、油圧制御装置１００は、油圧ショベルのブーム１４を駆動するシリンダ１５の伸縮作動を制御するものである。これに限らず、油圧制御装置１００は、油圧ショベルのアーム１を駆動するシリンダ２の伸縮作動を制御するものであってもよい。この構成では、シリンダ２のロッド側室２ａが第１メイン通路７と接続され、反ロッド側室２ｂが第２メイン通路８と接続される。制御弁６が位置６Ａに切り換わると、ポンプ４から第１メイン通路７を通じてロッド側室２ａに作動油が供給されると共に、反ロッド側室２ｂの作動油が第２メイン通路８を通じてタンクＴへと排出され、シリンダ２は収縮作動する。制御弁６が位置６Ｂに切り換わると、ポンプ４から第２メイン通路８を通じて反ロッド側室２ｂに作動油が供給されると共に、ロッド側室２ａの作動油が第１メイン通路７を通じてタンクＴへと排出され、シリンダ２は伸長作動する。制御弁６が位置６Ｃとなると、シリンダ２に対する作動油の給排が遮断され、アーム１は停止した状態を保つ。アーム１を駆動するシリンダ２においては、ロッド側室２ａが、制御弁６が中立位置６Ｃの場合に負荷圧が作用する負荷側圧力室となる。このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
　＜変形例２＞
　上記実施形態では、パイロット室２３側の気体抜き時に、ロッド駆動部としてのセットスクリュ８３が回転され、ロッド８２が排出通路８１内において前進することにより、弁体８４を開弁させる。しかしながら、ロッド８２を移動させるロッド駆動部はセットスクリュ８３に限らず、例えば、ソレノイドであってもよい。この場合には、ソレノイドが制御されることにより、パイロット室２３側の気体抜き時にロッド８２が排出通路８１内において前進することにより、弁体８４を開弁させる。このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
　＜変形例３＞
　上記実施形態では、第１ドレン通路７６ａには、オリフィス７９が設けられる。これにより、パイロット室２３側の気体抜き時に流体を排出通路８１から第１ドレン通路７６ａに導いた際に、オリフィス７９によりパイロット室２３側の圧力が上昇するため、パイロット室２３側の空気を圧縮させるとともに圧縮された高圧の空気を流体に溶け込ませることができ、効率良くパイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出することができる。しかしながら、オリフィス７９は必須の構成ではない。
　＜変形例４＞
　上記実施形態では、ロッド８２は、頭部８２ａと、軸部８２ｂと、押圧部８２ｃと、を有する。これに加えて、図６に示すように、ロッド８２は、軸部８２ｂの先端部に形成される切り欠き部８２ｅを有してもよい。切り欠き部８２ｅは、軸部８２ｂにおける弁座８１ａに対向する位置に形成される。これにより、パイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出する際に、ロッド８２の
押圧部８２ｃが弁体８４を開弁するとともに軸部８２ｂが弁座８１ａに当接する位置にあっても、軸部８２ｂと弁座８１ａの間には切り欠き部８２ｅにより空間が形成されるため、パイロット室２３からドレン室５１への流体の流れが許容される。よって、パイロット室２３側の気体抜きをすることができる。
　＜変形例５＞
　上記実施形態では、気体抜き装置８０は、パイロット室２３側の気体抜きのみに用いられる。これに加えて、気体抜き装置８０は、パイロットポンプ５故障等の異常時にシリンダ１５から作動流体を排出するためにも用いられてもよい。具体的には、図７に示すように、ロッド８２は、弁体８４を開弁させた後、セットスクリュ８３によりさらに前進することにより、ピストン５０に当接しピストン５０及びスプール５６を移動させる。これにより、スプール５６を、パイロット圧によってではなく、セットスクリュ８３の移動により直接移動させることができる。そのため、パイロットポンプ５の故障等の異常でパイロット圧が供給されない場合であっても、セットスクリュ８３を用いてスプール５６を移動させて切換弁２２を遮断位置２２Ａから第１連通位置２２Ｂに切り換えることができる。これにより、シリンダ１５の反ロッド側室１５ｂから作動油を排出させてシリンダ１５を収縮させ、ブーム１４を下降させ安全な状態にすることができる。
　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　負荷（ブーム１４，アーム１）を駆動するシリンダ１５，２の伸縮作動を制御する流体圧制御装置１００は、流体圧供給源としてのポンプ４からシリンダ１５，２への作動流体の供給を制御する制御弁６と、パイロット圧供給源としてのパイロットポンプ５から制御弁６に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁９と、制御弁６が中立位置６Ｃの場合に負荷による負荷圧が作用するシリンダ１５，２の負荷側圧力室１５ｂ，２ａと制御弁６とを接続するメイン通路７と、メイン通路７に設けられる負荷保持機構２０と、を備え、負荷保持機構２０は、制御弁６から負荷側圧力室１５ｂ，２ａへの作動流体の流れを許容する一方、背圧に応じて負荷側圧力室１５ｂ，２ａから制御弁６への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁２１と、パイロット制御弁９を通じて導かれるパイロット圧によって制御弁６と連動して動作し、オペレートチェック弁２１の作動を切り換えるための切換弁２２と、を有し、切換弁２２は、パイロット制御弁９を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室２３と、パイロット室２３のパイロット圧に応じて移動するスプール５６と、パイロット圧を受けてスプール５６に推力を付与するピストン５０と、スプール５６とピストン５０によって区画されるドレン室５１と、ピストン５０に対向して設けられ、パイロット室２３を区画する区画部材としてのパイロットキャップ５８と、ピストン５０とパイロットキャップ５８に設けられ、パイロット室２３からドレン室５１へ気体を排出するための気体抜き装置８０と、を有し、気体抜き装置８０は、パイロット室２３とドレン室５１に亘ってピストン５０に形成され、パイロット室２３からドレン室５１へ流体を排出するための排出通路８１と、パイロットキャップ５８に移動自在に支持されたロッド８２と、排出通路８１内においてロッド８２を前進させるロッド駆動部（セットスクリュ８３）と、排出通路８１に設けられ、排出通路８１を開閉する弁体８４と、排出通路８１に設けられ、弁体８４を閉方向に付勢する付勢部材としてのスプリング８５と、を有し、ロッド駆動部によりロッド８２が排出通路８１内において前進することにより、ロッド８２は弁体８４をスプリング８５の付勢力に抗して開弁させ、パイロット室２３からドレン室５１への流体の流れが許容される。
　この構成では、ロッド駆動部によりロッド８２を前進させることで、排出通路８１に設けられる弁体８４を開弁させ、パイロット室２３とドレン室５１とを排出通路８１を通じて連通させることができる。よって、パイロット室２３側の気体抜き時に環状隙間のような流路断面積の小さい通路ではなく、流路断面積の大きい排出通路８１を通じてパイロット室２３の空気をドレン室５１へ排出することができる。そのため、パイロット室２３側の空気を効率良くドレン室５１に排出することができる。
　また、切換弁２２は、パイロット室２３に接続されるドレン通路７６をさらに有し、ドレン通路７６には、通過する作動流体に抵抗を付与する絞りとしてのオリフィス７９が設けられる。
　この構成では、パイロット室２３側の気体抜き時に流体を排出通路８１からドレン通路７６に導いた際に、オリフィス７９によりパイロット室２３側の圧力が上昇するため、パイロット室２３側の気体を圧縮させるとともに流体に溶け込ませることができる。よって、効率良くパイロット室２３側の空気をドレン室５１に排出することができる。
　また、ロッド８２は、弁体８４を開弁させた後、ロッド駆動部（セットスクリュ８３）によりさらに前進することにより、ピストン５０に当接しピストン５０及びスプール５６を移動させる。
　この構成では、パイロットポンプ５の故障等の異常時にも、ロッド駆動部によりロッド８２を前進させてスプール５６を移動させることができる。よって、異常時にもシリンダ１５，２から作動流体を排出させてシリンダ１５，２を作動させることができる。このように、気体抜き装置８０により、パイロット室２３側の気体抜きと、異常時にシリンダ１５，２から作動流体を排出することの二つを行うことができる。
　また、スプリング８５の付勢力は、パイロットポンプ５の駆動時であってパイロット室２３にパイロット圧が導かれる場合において、当該パイロット圧によって弁体８４が開弁しないように設定される。
　この構成では、シリンダ１５，２の通常の動作時には弁体８４は閉弁するため、気体抜き装置８０がシリンダ１５，２の動作に悪影響を及ぼすことはない。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０２３年９月８日に日本国特許庁に出願された特願２０２３－１４５８４２に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1. 　負荷を駆動するシリンダの伸縮作動を制御する流体圧制御装置であって、
    　流体圧供給源から前記シリンダへの作動流体の供給を制御する制御弁と、
    　パイロット圧供給源から前記制御弁に導かれるパイロット圧を制御するパイロット制御弁と、
    　前記制御弁が中立位置の場合に負荷による負荷圧が作用する前記シリンダの負荷側圧力室と前記制御弁とを接続するメイン通路と、
    　前記メイン通路に設けられる負荷保持機構と、を備え、
    　前記負荷保持機構は、
    　前記制御弁から前記負荷側圧力室への作動流体の流れを許容する一方、背圧に応じて前記負荷側圧力室から前記制御弁への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁と、
    　前記パイロット制御弁を通じて導かれるパイロット圧によって前記制御弁と連動して動作し、前記オペレートチェック弁の作動を切り換えるための切換弁と、を有し、
    　前記切換弁は、
    　前記パイロット制御弁を通じてパイロット圧が導かれるパイロット室と、
    　前記パイロット室のパイロット圧に応じて移動するスプールと、
    　パイロット圧を受けて前記スプールに推力を付与するピストンと、
    　前記スプールと前記ピストンによって区画されるドレン室と、
    　前記ピストンに対向して設けられ、前記パイロット室を区画する区画部材と、
    　前記ピストンと前記区画部材に設けられ、前記パイロット室から前記ドレン室へ気体を排出するための気体抜き装置と、を有し、
    　前記気体抜き装置は、
    　前記パイロット室と前記ドレン室に亘って前記ピストンに形成され、前記パイロット室から前記ドレン室へ流体を排出するための排出通路と、
    　前記区画部材に移動自在に支持されたロッドと、
    　前記排出通路内において前記ロッドを前進させるロッド駆動部と、
    　前記排出通路に設けられ、前記排出通路を開閉する弁体と、
    　前記排出通路に設けられ、前記弁体を閉方向に付勢する付勢部材と、を有し、
    　前記ロッド駆動部により前記ロッドが前記排出通路内において前進することにより、前記ロッドは前記弁体を前記付勢部材の付勢力に抗して開弁させ、前記パイロット室から前記ドレン室への流体の流れが許容される流体圧制御装置。
  2. 　請求項１に記載の流体圧制御装置であって、
    　前記切換弁は、前記パイロット室に接続されるドレン通路をさらに有し、
    　前記ドレン通路には、通過する作動流体に抵抗を付与する絞りが設けられる流体圧制御装置。
  3. 　請求項１に記載の流体圧制御装置であって、
    　前記ロッドは、前記弁体を開弁させた後、前記ロッド駆動部によりさらに前進することにより、前記ピストンに当接し前記ピストン及び前記スプールを移動させる流体圧制御装置。
  4. 　請求項１に記載の流体圧制御装置であって、
    　前記付勢部材の付勢力は、前記パイロット圧供給源の駆動時であって前記パイロット室にパイロット圧が導かれる場合において、当該パイロット圧によって前記弁体が開弁しないように設定される流体圧制御装置。
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