特許 5893419 スプール弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5893419

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】スプール弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/24 20060101AFI20160310BHJP

   F16K 31/06 20060101ALN20160310BHJP

【ＦＩ】

   F16K3/24 D

   !F16K31/06 305L

【請求項の数】14

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2012-16942(P2012-16942)

(22)【出願日】2012年1月30日

(65)【公開番号】特開2013-155804(P2013-155804A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2014年7月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 一寿

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 泰久

(72)【発明者】

【氏名】南谷 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】西川 桂一

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０４８２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第０２９４１５８３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００２／０１０６２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−０５１２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３／２４

Ｆ１６Ｋ １１／０７

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が流れる複数のポートと、
前記複数のポートが通じている弁室と、
摺動可能な状態で前記弁室内に設けられたスプールと、
を備え、
前記スプールがその軸線方向に摺動することにより前記ポートの開放面積が調整されるスプール弁であって、
前記スプールにおいては、前記ポートを外周面により閉鎖可能な閉鎖部と、前記閉鎖部よりも外周面が凹んでいることで前記ポートを開放可能な開放部とが前記軸線方向において隣接して配置されており、
前記スプールは、前記開放部により開放されたポート同士が前記開放部の外周面と前記弁室の内周面との間の連通路により連通される開放位置と、前記連通路により連通可能な各ポートのいずれかが前記閉鎖部により閉鎖されている閉鎖位置とに移動可能であり、
前記開放部は、
前記軸線方向において前記閉鎖部に隣接し、前記閉鎖部との境界部においては外周面が前記閉鎖部に連続して形成され、前記軸線方向において前記閉鎖部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第１傾斜部と、
前記軸線方向において前記第１傾斜部に隣接し、前記第１傾斜部との境界部においては外周面が前記第１傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第１傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第２傾斜部と、
を有しており、
前記閉鎖部の外周面に対する前記第２傾斜部の外周面の傾きが、前記閉鎖部の外周面に対する第１傾斜部の外周面の傾きよりも大きくされており、
前記軸線方向において前記第２傾斜部に隣接し、前記第２傾斜部との境界部においては外周面が前記第２傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第２傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第３傾斜部を有しており、
前記閉鎖部の外周面に対する前記第３傾斜部の外周面の傾きが、前記閉鎖部の外周面に対する前記第２傾斜部の外周面の傾きよりも大きくされていることを特徴とするスプール弁。

【請求項2】

前記複数のポートのうち前記流体を前記弁室に供給する供給ポートと、前記流体が前記弁室から排出される排出ポートとが前記連通路により連通可能とされており、
前記スプールは、前記閉鎖部として、前記供給ポートを閉鎖可能な先絞り閉鎖部と、前記排出ポートを閉鎖可能な後絞り閉鎖部とを有しており、
前記先絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、前記後絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部のそれぞれと比べて、少なくとも一方の前記傾きが大きくされていることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁。

【請求項3】

流体が流れる複数のポートと、
前記複数のポートが通じている弁室と、
摺動可能な状態で前記弁室内に設けられたスプールと、
を備え、
前記スプールがその軸線方向に摺動することにより前記ポートの開放面積が調整されるスプール弁であって、
前記スプールにおいては、前記ポートを外周面により閉鎖可能な閉鎖部と、前記閉鎖部よりも外周面が凹んでいることで前記ポートを開放可能な開放部とが前記軸線方向において隣接して配置されており、
前記スプールは、前記開放部により開放されたポート同士が前記開放部の外周面と前記弁室の内周面との間の連通路により連通される開放位置と、前記連通路により連通可能な各ポートのいずれかが前記閉鎖部により閉鎖されている閉鎖位置とに移動可能であり、
前記開放部は、
前記軸線方向において前記閉鎖部に隣接し、前記閉鎖部との境界部においては外周面が前記閉鎖部に連続して形成され、前記軸線方向において前記閉鎖部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第１傾斜部と、
前記軸線方向において前記第１傾斜部に隣接し、前記第１傾斜部との境界部においては外周面が前記第１傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第１傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第２傾斜部と、
を有しており、
前記閉鎖部の外周面に対する前記第２傾斜部の外周面の傾きが、前記閉鎖部の外周面に対する第１傾斜部の外周面の傾きよりも大きくされており、
前記複数のポートのうち前記流体を前記弁室に供給する供給ポートと、前記流体が前記弁室から排出される排出ポートとが前記連通路により連通可能とされており、
前記スプールは、前記閉鎖部として、前記供給ポートを閉鎖可能な先絞り閉鎖部と、前記排出ポートを閉鎖可能な後絞り閉鎖部とを有しており、
前記先絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、前記後絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部のそれぞれと比べて、少なくとも一方の前記傾きが大きくされていることを特徴とするスプール弁。

【請求項4】

前記供給ポート及び前記排出ポートを一対有する弁部を複数備え、
前記スプールは、前記複数の弁部のうち第１弁部の各ポートを開放可能な第１開放部と、第２弁部の各ポートを開放可能な第２開放部とを有し、
前記第２開放部において前記先絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、前記第１開放部において前記後絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部のそれぞれと比べて、少なくとも一方の前記傾きが大きくされていることを特徴とする請求項２又は３に記載のスプール弁。

【請求項5】

前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、それぞれ前記閉鎖部から遠ざかるにつれて一定の割合で徐々に縮径されたテーパ部であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスプール弁。

【請求項6】

前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の全体としての外周面は、前記軸線方向に対して前記スプールの外側に向けて膨らむように曲面的に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスプール弁。

【請求項7】

前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の全体としての外周面は、前記軸線方向に対して前記スプールの外側に向けて膨らむように曲面的に傾斜しており、
前記開放部は、
前記軸線方向において前記第２傾斜部に隣接し、前記第２傾斜部との境界部においては外周面が前記第２傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第２傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第３傾斜部を有しており、
前記第３傾斜部の外周面は、前記軸線方向に対して前記スプールの内側に向けて凹むように曲面的に傾斜していることを特徴とする請求項３に記載のスプール弁。

【請求項8】

前記第３傾斜部の外周面の湾曲は、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の全体としての外周面の湾曲よりも小さくされていることを特徴とする請求項７に記載のスプール弁。

【請求項9】

前記閉鎖部の外周面に対する前記第１傾斜部の外周面の傾きは４５度以下とされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスプール弁。

【請求項10】

前記軸線方向における前記閉鎖部の長さが前記軸線方向における前記ポートの長さよりも長く形成されており、
前記スプールが前記閉鎖位置にある場合に、前記軸線方向において前記閉鎖部は前記ポートの両端よりも外側まで配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスプール弁。

【請求項11】

流体が流れる複数のポートと、
前記複数のポートが通じている弁室と、
摺動可能な状態で前記弁室内に設けられたスプールと、
を備え、
前記スプールがその軸線方向に摺動することにより前記ポートの開放面積が調整されるスプール弁であって、
前記スプールにおいては、前記ポートを外周面により閉鎖可能な閉鎖部と、前記閉鎖部よりも外周面が凹んでいることで前記ポートを開放可能な開放部とが前記軸線方向において隣接して配置されており、
前記スプールは、前記開放部により開放されたポート同士が前記開放部の外周面と前記弁室の内周面との間の連通路により連通される開放位置と、前記連通路により連通可能な各ポートのいずれかが前記閉鎖部により閉鎖されている閉鎖位置とに移動可能であり、
前記開放部は、
前記軸線方向において前記閉鎖部に隣接し、前記閉鎖部との境界部においては外周面が前記閉鎖部に連続して形成され、前記軸線方向において前記閉鎖部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第１傾斜部と、
前記軸線方向において前記第１傾斜部に隣接し、前記第１傾斜部との境界部においては外周面が前記第１傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第１傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第２傾斜部と、
を有しており、
前記閉鎖部の外周面に対する前記第２傾斜部の外周面の傾きが、前記閉鎖部の外周面に対する第１傾斜部の外周面の傾きよりも大きくされており、
前記スプールの軸線方向に順に並べられ、前記ポートをそれぞれ有する第１弁部、第２弁部、及び第３弁部を備えており、
前記第１弁部は前記流体を冷却装置により冷却する冷却ラインに接続され、前記第２弁部は前記流体を加熱も冷却もしないバイパスラインに接続され、前記第３弁部は前記流体を加熱装置により加熱する加熱ラインに接続されており、
前記スプールがその軸線方向に摺動することにより、前記第１弁部が開放状態且つ前記第２弁部及び前記第３弁部が閉鎖状態、前記第１弁部及び前記第２弁部が開放状態且つ前記第３弁部が閉鎖状態、前記第２弁部が開放状態且つ前記第１弁部及び前記第３弁部が閉鎖状態、前記第２弁部及び前記第３弁部が開放状態且つ前記第１弁部が閉鎖状態、前記第３弁部が開放状態且つ前記第１弁部及び前記第２弁部が閉鎖状態に、順に変更されることを特徴とするスプール弁。

【請求項12】

前記第１弁部、前記第２弁部、及び前記第３弁部のうち、２つの弁部を前記流体が流れる場合の流量の合計は、１つの弁部を前記流体が流れる場合の流量と同じであることを特徴とする請求項１１に記載のスプール弁。

【請求項13】

前記第１弁部及び前記第２弁部が開放状態且つ前記第３弁部が閉鎖状態において、前記第１弁部の流量は前記第１弁部が全開状態にある場合のほぼ１／２となり且つ前記第２弁部の流量は前記第２弁部が全開状態にある場合のほぼ１／２となる前記スプールの位置が存在することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のスプール弁。

【請求項14】

前記第２弁部及び前記第３弁部が開放状態且つ前記第１弁部が閉鎖状態において、前記第２弁部の流量は前記第２弁部が全開状態にある場合のほぼ１／２となり且つ前記第３弁部の流量は前記第３弁部が全開状態にある場合のほぼ１／２となる前記スプールの位置が存在することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のスプール弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スプール弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

流体の流れを制御する流体制御弁として、スプールが摺動可能な状態で弁室に収容されているスプール弁がある。スプール弁としては、弁室に通じる複数のポートが設けられており、それらポートがスプールの外周面により閉鎖される構成が挙げられる（例えば特許文献１）。この構成では、スプールの外周面に沿って延びるように周溝部が設けられており、スプールの摺動に伴って周溝部がポートと重なることでポートが開放状態とされ、その状態では流体が周溝部を通じてポート間を流れる。ここで、開放状態とされたポートを流れる流体量は、そのポートの開放面積の大きさ、すなわちそのポートと周溝部との重なり幅の大きさにより定められる。このため、ポートでの流量は、スプールのストローク位置により調整することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−１２２４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、周溝部の凹み寸法（深さ寸法）がスプールの摺動方向において一定である場合、ポートの開放面積が小さいほど、ポートの開放部分に対する流体の圧力が高くなり、ポートの開放面積が増減した際のポートでの流量の変化率が大きくなってしまう。つまり、ポートと周溝部との重なり幅が小さいほど、スプールのストローク位置を変化させた際の流体増減量が大きくなってしまう。このため、ポートでの流量を少なくするほど、その流量を少しだけ増減させるという制御が困難になり、ひいてはポートでの流量制御の精度が低下することが懸念される。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ポートの開放面積が小さくなるほど流量制御の精度が低下するということを抑制でき、しかも、ポートの開放面積が小さい範囲とそれよりも大きい範囲とで流量制御の精度に差異が生じることを抑制できるスプール弁を提供することを主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。

【0007】

第１の発明のスプール弁は、流体が流れる複数のポートと、前記複数のポートが通じている弁室と、摺動可能な状態で前記弁室内に設けられたスプールと、を備え、前記スプールがその軸線方向に摺動することにより前記ポートの開放面積が調整されるスプール弁であって、前記スプールにおいては、前記ポートを外周面により閉鎖可能な閉鎖部と、前記閉鎖部よりも外周面が凹んでいることで前記ポートを開放可能な開放部とが前記軸線方向において隣接して配置されており、前記スプールは、前記開放部により開放されたポート同士が前記開放部の外周面と前記弁室の内周面との間の連通路により連通される開放位置と、前記連通路により連通可能な各ポートのいずれかが前記閉鎖部により閉鎖されている閉鎖位置とに移動可能であり、前記開放部は、前記軸線方向において前記閉鎖部に隣接し、前記閉鎖部との境界部においては外周面が前記閉鎖部に連続して形成され、前記軸線方向において前記閉鎖部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第１傾斜部と、前記軸線方向において前記第１傾斜部に隣接し、前記第１傾斜部との境界部においては外周面が前記第１傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第１傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第２傾斜部と、を有しており、前記閉鎖部の外周面に対する前記第２傾斜部の外周面の傾きが、前記閉鎖部の外周面に対する第１傾斜部の外周面の傾きよりも大きくされていることを特徴とする。

【0008】

第１の発明によれば、第１傾斜部及び第２傾斜部の外周面がスプールの軸線に対して傾斜しているため、スプールの摺動に伴ってポートの開放面積が小さくなると、開放部がポートに重なっている部分と重なっていない部分との境界部（以下、重なり境界部という）における連通路の凹み方向の断面積も小さくなる。この場合、ポートでの流量がポートの開放面積及び連通路の断面積の両方により定められるため、ポートの開放面積が小さいことにより流体への圧力が大きくなっても、スプールの変位に伴ってポートでの流体増減量が大きくなるということを抑制できる。これにより、ポートでの流量を小さくするほどその流量制御の精度が低下するということを抑制できる。

【0009】

ここで、ポートの開放部分においては、開放面積がある程度大きくなると、その開放部分に対する流体の圧力が低下することなどによりスプールの変位量に対するポートでの流体増減量が小さくなる。この場合、スプールの変位量とポートでの流量との関係がポートの開放面積によって異なり、それによって流量制御の精度に差異が生じることが懸念される。

【0010】

これに対して、本発明によれば、第２傾斜部の傾きが第１傾斜部よりも大きいため、ポートが第２傾斜部と重なる範囲で開放された状態においてスプールの変位量に対するポートでの流体増減量が、第２傾斜部の傾きが第１傾斜部と同じである場合よりも大きくなる。これにより、ポートが第１傾斜部及び第２傾斜部のいずれと重なる状態で開放されていても、ポートの開放面積とそのポートでの流量との関係を所定の比例関係に近付けることができる。つまり、スプールの変位量に対する流量変化率を、ポートの開放面積にかかわらず一定に近付けることができる。

【0011】

以上により、ポートの開放面積が小さくなるほど流量制御の精度が低下するということを抑制でき、しかも、ポートの開放面積が小さい範囲とそれよりも大きい範囲とで流量制御の精度に差異が生じることを抑制できる。

【0012】

第２の発明では、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、それぞれ前記閉鎖部から遠ざかるにつれて一定の割合で徐々に縮径されたテーパ部である。

【0013】

第２の発明によれば、第１傾斜部及び第２傾斜部はテーパ面を有しているため、周方向のいずれの部分においてもポートと対向することが可能となっている。このため、スプールの周方向に対してポートがどの部分に配置されていても、第１傾斜部及び第２傾斜部の各テーパ面により、重なり境界部における連通路の断面積を調整できる。

【0014】

しかも、第１傾斜部及び第２傾斜部の各テーパ面はスプールの軸線に対して直線的に傾斜しているため、スプールにおける各傾斜部の加工が煩雑になることを抑制できる。

【0015】

第３の発明では、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の全体としての外周面は、前記軸線方向に対して前記スプールの外側に向けて膨らむように曲面的に傾斜している。

【0016】

第３の発明によれば、第１傾斜部の外周面は閉鎖部から離れるほど傾きが大きくなり、第２傾斜部は第１傾斜部から離れるほど傾きが大きくなる。このため、スプールの摺動に伴ってポートの開放面積が大きくされると、重なり境界部における連通路の断面積も徐々に増加する。しかも、ポートの開放面積が大きいほど連通路の断面積の増加率が大きくなる。これにより、ポートが第１傾斜部及び第２傾斜部と重なる状態で開放されている場合、ポートの開放面積とそのポートでの流量との関係を比例関係により一層近付けることができる。これにより、スプールの変位量に対する流量変化率を、ポートの開放面積にかかわらず更に一定に近付けることができる。

【0017】

第４の発明では、前記開放部は、前記軸線方向において前記第２傾斜部に隣接し、前記第２傾斜部との境界部においては外周面が前記第２傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第２傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第３傾斜部を有しており、前記閉鎖部の外周面に対する前記第３傾斜部の外周面の傾きが、前記閉鎖部の外周面に対する前記第２傾斜部の外周面の傾きよりも大きくされている。

【0018】

第４の発明によれば、開放部の外周面の傾斜が３段階で大きくされているため、隣り合う傾斜部同士の傾きの差が小さくなり、傾斜部同士の境界部が流量変曲点になることを抑制できる。したがって、ポートの開放面積とそのポートでの流量との関係を所定の比例関係により一層近付けることができる。

【0019】

第５の発明では、前記開放部は、前記軸線方向において前記第２傾斜部に隣接し、前記第２傾斜部との境界部においては外周面が前記第２傾斜部に連続して形成され、前記軸線方向において前記第２傾斜部から遠ざかるにつれて外周面の凹み寸法が徐々に大きくなっている第３傾斜部を有しており、前記第３傾斜部の外周面は、前記軸線方向に対して前記スプールの内側に向けて凹むように曲面的に傾斜している。

【0020】

第５の発明によれば、第３傾斜部の外周面は、第１傾斜部及び第２傾斜部の各外周面とは反対側に向けて凹んでいるため、第２傾斜部との境界部において連続した面を形成しつつ、第３傾斜部の傾きを徐々に小さくすることができる。このため、スプールの摺動に伴って、重なり境界部が第２傾斜部及び第３傾斜部の境界部と重なっても、ポートでの流体増減量が大きくなるということを抑制できる。これにより、第１傾斜部及び第２傾斜部の各外周面が全体として曲面的に傾斜している構成について、第２傾斜部と第３傾斜部との境界部において流量制御の精度が低下するということを抑制できる。

【0021】

第２傾斜部と第３傾斜部との境界部において流量制御の精度が低下しないようにする構成としては、第６の発明のように、前記第３傾斜部の外周面の湾曲は、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の全体としての外周面の湾曲よりも小さくされている構成が挙げられる。

【0022】

第７の発明では、前記複数のポートのうち前記流体を前記弁室に供給する供給ポートと、前記流体が前記弁室から排出される排出ポートとが前記連通路により連通可能とされており、前記スプールは、前記閉鎖部として、前記供給ポートを閉鎖可能な先絞り閉鎖部と、前記排出ポートを閉鎖可能な後絞り閉鎖部とを有しており、前記先絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、前記後絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部のそれぞれと比べて、少なくとも一方の前記傾きが大きくされている。

【0023】

スプール弁は、供給ポート及び排出ポートのうち供給ポートの開放面積が小さくされている先絞り状態と、排出ポートの開放面積が小さくされている後絞り状態とに移行可能とされている。ここで、先絞り状態での供給ポートと後絞り状態での排出ポートとを比較すると、それらポートの各開放面積が同じにされていても、流体に対する供給ポートと連通路とでの圧力差が連通路と排出ポートとでの圧力差よりも小さくなり、先絞り状態の方が後絞り状態よりも流量が小さくなってしまう。

【0024】

これに対して、第７の発明によれば、先絞り状態での供給ポートと後絞り状態での排出ポートとが同じ開放面積にされていても、重なり境界部における開放部の凹み寸法は、先絞り閉鎖部の方が後絞り閉鎖部よりも大きくなっている。つまり、重なり境界部における連通路の断面積は、供給ポートの方が排出ポートよりも大きくなっている。この場合、供給ポートの方が排出ポートよりも流体が流れやすくなるため、先絞り状態の方が後絞り状態よりも流量が小さくなるという問題を解消できる。

【0025】

なお、先絞り状態での供給ポートと後絞り状態での排出ポートとで開放面積が同じ場合に、供給ポートの流量が排出ポートよりも小さくなるという問題は、各開放部の第２傾斜部が各ポートと重なる程度にポートが開放されている場合に生じやすい。このため、前記先絞り閉鎖部側に配置された前記第２傾斜部が、前記後絞り閉鎖部側に配置された前記第２傾斜部よりも前記傾きが大きくされていることが好ましい。

【0026】

第８の発明では、少なくとも前記供給ポート及び前記排出ポートを一対有する弁部を複数備え、前記スプールは、前記複数の弁部のうち第１弁部の各ポートを開放可能な第１開放部と、第２弁部の各ポートを開放可能な第２開放部とを有し、前記第２開放部において前記先絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部は、前記第１開放部において前記後絞り閉鎖部側に配置された前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部のそれぞれと比べて、少なくとも一方の前記傾きが大きくされている。

【0027】

第８の発明によれば、第２弁部の供給ポートの方が第１弁部の排出ポートよりも流体が流れやすくなる。このため、第１弁部が後絞り状態とされ且つ第２弁部が先絞り状態とされている場合に、第１弁部の排出ポートと第２弁部の供給ポートとで各開放面積が同じにされているにもかかわらず、第１弁部での流量が第２弁部での流量よりも大きくなってしまうという問題を解消できる。これは、１つのスプールの摺動により複数の弁部の開閉が同時に行われるスプール弁において特に効果的である。

【0028】

第９の発明では、前記閉鎖部の外周面に対する前記第１傾斜部の外周面の傾きは４５度以下とされている。

【0029】

第９の発明によれば、第１傾斜部及び第２傾斜部のうち、少なくとも第１傾斜部の傾きが４５度以下とされている。この場合、ポートが第１傾斜部と重なる程度に開放されている場合、重なり境界部における第１傾斜部の凹み寸法が、ポートと第１傾斜部との重なり幅よりも小さくなっているため、ポートでの流量が、重なり境界部における第１傾斜部の凹み寸法に依存しやすい。したがって、ポートでの流量が小さいほど、その流量制御の精度が低下するということをより確実に抑制できる。

【0030】

第１０の発明では、前記軸線方向における前記閉鎖部の長さが前記軸線方向における前記ポートの長さよりも長く形成されており、前記スプールが前記閉鎖位置にある場合に、前記軸線方向において前記閉鎖部は前記ポートの両端よりも外側まで配置されている。

【0031】

第１０の発明によれば、スプールが閉鎖位置にある場合、閉鎖部の外周面はポートを閉鎖するとともに弁室の内周面にオーバーラップした状態となっているため、閉鎖部により閉鎖したポートから流体が漏れるということを抑制できる。また、スプールが軸線方向に多少移動しても閉鎖部のオーバーラップ部分によりポートが閉鎖された状態を保持できる。したがって、閉鎖状態にあるポートにおいて流体が漏れることを効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】第１の実施形態のスプール弁装置の構成を示す断面図。

【図2】スプール弁における連通路周辺の拡大図。

【図3】スプールにおける第２弁部のポートを開閉する部分の拡大断面図。

【図4】スプール弁においてスプールの位置と各弁部の開閉状態との関係を示す図。

【図5】第２の実施形態のスプールにおける第２弁部のポートを開閉する部分の拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0033】

［第１の実施形態］
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、スプール弁を備えるスプール弁装置として具体化している。図１はスプール弁装置１０の構成を示す断面図、図２は第２弁部３２における連通路３８周辺の拡大図である。

【0034】

図１に示すように、スプール弁装置１０は、流体制御弁としてのスプール弁１１と、スプール弁１１を動作させる駆動部１２とを有している。スプール弁１１は、円柱状のスプール２１と、スプール２１を摺動可能に支持しているスリーブ部材２２と、スプール２１及びスリーブ部材２２を収容している弁ボディ２３とを含んで構成されている。スリーブ部材２２は円筒状に形成されており、弁ボディ２３は略直方体形状のケース体とされている。スプール弁１１においては、スリーブ部材２２及び弁ボディ２３の各内部空間により弁室２４が形成されており、その弁室２４にスプール２１が収容されている。スプール２１は、弁室２４よりも軸線方向の長さ寸法が小さくされており、弁室２４においてスプール２１の軸線方向に摺動可能とされている。

【0035】

スリーブ部材２２及び弁ボディ２３には、弁室２４に通じるポート２６，２７が複数設けられている。ポート２６，２７は液体や気体などの流体が流れる流体通路とされており、配管の接続が可能となっている。ポート２６は、流体を弁室２４に供給する供給ポート２６とされており、ポート２７は、弁室２４から流体が排出される排出ポート２７とされており、それらポート２６，２７はスプール２１の軸線方向において並べて設けられている。

【0036】

供給ポート２６には、スプール弁１１に流体を供給する供給配管が接続可能な供給接続部２８が取り付けられており、排出ポート２７には、スプール弁１１から流体を排出する排出配管が接続可能な排出接続部２９が取り付けられている。

【0037】

ここで、供給ポート２６の構成について簡単に説明する。なお、排出ポート２７については、供給ポート２６と同じ構成とされているため説明を省略する。

【0038】

図２に示すように、供給ポート２６は、スリーブ部材２２の周面部を厚み方向に貫通するスリーブ貫通孔３７と、スリーブ貫通孔３７に連通し且つ弁ボディ２３の周面部を厚み方向に貫通するボディ貫通孔３９を有している。供給接続部２８はボディ貫通孔３９に対して取り付けられており、弁室２４はスリーブ貫通孔３７、ボディ貫通孔３９及び接続部２８，２９により外部に通じている。

【0039】

スリーブ部材２２の外周面には、その周方向に延びるスリーブ周溝部３６が設けられており、スリーブ貫通孔３７はスリーブ周溝部３６の底面部に配置されている。スリーブ周溝部３６の内部空間は、弁ボディ２３の内周面により覆われており、スリーブ貫通孔３７とボディ貫通孔３９とを径方向において連通している。スリーブ貫通孔３７は、スリーブ周溝部３６において周方向に所定の間隔で複数並べて設けられているが、いずれもスリーブ周溝部３６を介してボディ貫通孔３９に通じている。この場合、供給ポート２６は、スリーブ貫通孔３７及びボディ貫通孔３９に加えてスリーブ周溝部３６を含んで構成されていることになる。ちなみに、スリーブ貫通孔３７は、例えば周方向に１２０度の間隔で３つ並べられている。

【0040】

なお、接続部２８，２９は、スリーブ周溝部３６を介さずにスリーブ貫通孔３７に接続されていてもよい。この場合、スリーブ周溝部３６はポート２６，２７に含まれない。また、接続部２８，２９は１つのスリーブ貫通孔３７により弁室２４に通じていてもよい。この場合、ポート２６，２７は１つのスリーブ貫通孔３７により形成されていることになる。

【0041】

弁室２４には、供給ポート２６と排出ポート２７とを連通可能な連通路３８が設けられており、スプール２１は、連通路３８がポート２６，２７を連通する位置及び連通しない位置に移動可能となっている。スプール２１の外周面はスリーブ部材２２の内周面と当接又は近接した状態で重なっており、連通路３８がポート２６，２７を連通していない場合、それらポート２６，２７の少なくとも一方がスプール２１の外周面により閉鎖されていることになる。一方、連通路３８がポート２６，２７を連通している場合、流体が供給ポート２６から連通路３８（弁室２４）を通じて排出ポート２７に流れる。

【0042】

連通路３８は、スプール２１の外周面に設けられたスプール周溝部４１の溝内空間により形成されている。スプール周溝部４１はスプール２１の周方向に延びており、軸線方向の幅寸法が、連通可能な供給ポート２６と排出ポート２７との離間距離より大きくされている。スプール２１の軸線方向において、スプール周溝部４１が供給ポート２６及び排出ポート２７を跨いだ状態にある場合、それらポート２６，２７の両方がスプール周溝部４１の溝内空間に通じており、その溝内空間を介してポート２６，２７が連通されている。つまり、連通路３８がポート２６，２７を跨いだ状態にある場合、それらポート２６，２７は連通路３８により連通されている。

【0043】

スプール２１の摺動方向は、弁室２４に対するポート２６，２７の開放方向と交差しているため、スプール２１の摺動に伴ってその摺動方向における連通路３８とポート２６，２７との重なり幅が増減する。すなわちポート２６，２７の開放面積が増減する。流体がポート２６，２７を流れる場合、その流量はポート２６，２７の開放面積が大きいほど大きくなる。開放面積が所定値以上である場合に流量は最大となり、この場合にポート２６，２７が全開されていることになる。

【0044】

連通路３８により連通可能な供給ポート２６及び排出ポート２７について、それらポート２６，２７及び連通路３８での流量は、ポート２６，２７のうち開放面積（連通路３８との重なり幅）が小さい方の開放面積により定められる。連通路３８により連通されているポート２６，２７について、供給ポート２６の開放面積が排出ポート２７よりも小さくされていることを「先絞り」と称し、排出ポート２７の開放面積が供給ポート２６よりも小さくされていることを「後絞り」と称する。

【0045】

スプール２１においては、スプール周溝部４１の底面により外周面が形成された部分が開放部４３であり、軸線方向において開放部４３に隣り合う部分が閉鎖部４２である。この場合、開放部４３と閉鎖部４２とはスプール２１の軸線方向において交互に並べて設けられており、開放部４３は閉鎖部４２よりも径方向内側に凹んでいる。なお、開放部４３は閉鎖部４２より外径寸法が小さい小径部であり、閉鎖部４２は開放部４３より外径寸法が大きい大径部である。また、連通路３８は開放部４３の径方向外側に形成されていることになる。

【0046】

図１の説明に戻り、スプール弁１１には、流体の流通及び遮断を行う弁部３１〜３３が設けられており、それら弁部３１〜３３はスプール２１の軸線方向に並べられている。各弁部３１〜３３は、連通路３８により連通される一対のポート２６，２７をそれぞれ有しており、それらポート２６，２７は弁部３１〜３３ごとにスプール２１の軸線方向に並べて設けられている。スプール２１は弁部３１〜３３ごとに開放部４３を有しており、各弁部３１〜３３におけるポート２６，２７の開放はスプール２１の摺動に伴って各開放部４３により個別に行われる。

【0047】

各弁部３１〜３３は、ポート２６，２７の両方が各開放部４３により開放されている場合に開放状態にあり、それぞれのポート２６，２７の少なくとも一方が閉鎖部４２により閉鎖可能な構成とされている。例えば、第２弁部３２は一対のポート２６，２７の両方が閉鎖可能な構成とされ、第１弁部３１及び第３弁部３３は排出ポート２７だけが閉鎖可能な構成とされている。この場合、第２弁部３２では先絞り及び後絞りの両方が行われ、第１弁部３１及び第３弁部３３では後絞りだけが行われる。なお、各弁部３１〜３３のそれぞれにおいては、一対のポート２６，２７のうち少なくとも一方が閉鎖可能であれば、いずれが閉鎖可能であってもよい。

【0048】

本実施形態では、所定の処理動作を行う処理装置にて使用された流体を処理装置に再び供給する流体循環システムが構築されている。このシステムの循環経路には、使用済みの流体を加熱装置により加熱する加熱ライン、冷却装置により冷却する冷却ライン、及び加熱も冷却もしないバイパスラインという３つの経路が含まれており、処理装置の下流側がスプール弁１１を介して３つの経路の上流側に接続されている。この場合、スプール弁１１は流れ込んできた流体を複数（例えば３つ）の経路に分配する分配弁になっている。

【0049】

スプール弁１１において、供給接続部２８は１つの流入口と３つの流出口とを有し、それら流出口は弁部３１〜３３の各供給ポート２６に通じており、供給接続部２８の流入側に処理装置が接続されている。また、排出接続部２９は弁部３１〜３３の各排出ポート２７に個別に取り付けられており、各排出接続部２９を介して第１弁部３１が冷却ラインに接続され、第２弁部３２がバイパスラインに接続され、第３弁部３３が加熱ラインに接続されている。処理装置からスプール弁１１に流体が流れ込んだ場合、その流体については、加熱ライン、冷却ライン、バイパスラインに分配した各分配量がスプール２１の摺動によりまとめて調整される。なお、供給接続部２８は集中マニホールドと称してもよく、排出接続部２９は個別ポートと称してもよい。

【0050】

本実施形態のスプール弁１１においては、スプール２１が、基準位置から摺動した場合のストローク量と一対のポート２６，２７での流量とが略比例関係になるような形状とされている。これにより、ポート２６，２７の開放面積が小さいほどスプール２１を変位させた際の流量の変化が急なものとなることを抑制できる。換言すれば、流量がある程度小さい範囲においてもその流量を少しだけ増減させることが可能となる。

【0051】

スプール２１の形状について図３を参照しつつ説明する。図３は、スプール２１における第２弁部３２のポート２６，２７を開閉する部分の拡大断面図である。ここでは、弁部３１〜３３のうち第２弁部３２のポート２６，２７を開閉する部分について詳細な説明を行う。なお、図３においては、第２弁部３２のポート２６，２７が開放されている場合のポート２６，２７を仮想線で図示している。

【0052】

図３に示すように、スプール２１の各閉鎖部４２には、第２弁部３２の供給ポート２６を閉鎖可能な先絞り閉鎖部４５と、第２弁部３２の排出ポート２７を閉鎖可能な後絞り閉鎖部４６とが含まれている。スプール２１において、先絞り閉鎖部４５と後絞り閉鎖部４６との間に配置された開放部４３は、先絞り閉鎖部４５側に配置され且つ外周面が軸線方向（閉鎖部４２の外周面）に対して傾斜した先絞り側部分６１と、後絞り閉鎖部４６側に配置され且つ外周面が軸線方向に対して傾斜した後絞り側部分６２と、それら部分６１，６２を接続し且つ外周面が軸線方向に対して傾斜していない非傾斜部６３とを有しており、これら先絞り側部分６１、後絞り側部分６２及び非傾斜部６３は軸線方向に並べて配置されている。

【0053】

先絞り側部分６１及び後絞り側部分６２は、全体としてそれぞれテーパ状とされている。先絞り側部分６１は、先絞り閉鎖部４５から遠ざかるにつれて一定の割合で徐々に縮径されており、先絞り閉鎖部４５の外周面に対する凹み寸法が、先絞り閉鎖部４５から遠ざかる側に向けて徐々に大きくなっている。後絞り側部分６２は、後絞り閉鎖部４６から遠ざかるにつれて一定の割合で徐々に縮径されており、後絞り閉鎖部４６の外周面に対する凹み寸法が、後絞り閉鎖部４６から遠ざかる側に向けて徐々に大きくなっている。

【0054】

先絞り側部分６１は、先絞り閉鎖部４５に隣接した第１傾斜部６１ａと、先絞り閉鎖部４５とは反対側において第１傾斜部６１ａに隣接した第２傾斜部６１ｂとを有している。第１傾斜部６１ａの外径寸法は、先絞り閉鎖部４５側の端部においてその先絞り閉鎖部４５の外径寸法と同じとされており、先絞り閉鎖部４５から遠ざかるにつれて小さくされている。この場合、第１傾斜部６１ａの外周面は、先絞り閉鎖部４５との境界部においてその先絞り閉鎖部４５の外周面と連続した面（同一面）となっている。

【0055】

第２傾斜部６１ｂの外径寸法は、第１傾斜部６１ａ側の端部においてその第１傾斜部６１ａの外径寸法と同じとされており、第１傾斜部６１ａから遠ざかるにつれて小さくされている。この場合、第２傾斜部６１ｂの外周面は、第１傾斜部６１ａとの境界部においてその第１傾斜部６１ａの外周面と連続した面（同一面）となっている。

【0056】

先絞り側部分６１においては、先絞り閉鎖部４５から遠ざかる方向における第２傾斜部６１ｂの縮径率が第１傾斜部６１ａよりも大きくされている。このため、先絞り側部分６１の外周面においては、スプール２１の軸線方向において先絞り閉鎖部４５の外周面に対する第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２が、第１傾斜部６１ａの傾斜角度Ａ１よりも大きい。例えば、傾斜角度Ａ２は２２度とされており、傾斜角度Ａ１は１５度とされている。この場合、先絞り側部分６１は、その両端と比べて中間位置が径方向外側に向けて膨らんだような形状となっている。また、第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂは両方とも、それらの凹み寸法（深さ寸法）がそれらの長さ寸法（スプール２１の軸線方向における長さ寸法）以下とされている。つまり、傾斜角度Ａ１，Ａ２はいずれも４５度以下とされている。

【0057】

後絞り側部分６２は、スプール２１の軸線に直交する線を対称軸として、先絞り側部分６１と線対称な形状とされている。後絞り側部分６２は、先絞り側部分６１と同様に、後絞り閉鎖部４６に隣接した第１傾斜部６２ａと、後絞り側部分６２とは反対側において第１傾斜部６２ａに隣接した第２傾斜部６２ｂとを有している。

【0058】

後絞り側部分６２においては、後絞り閉鎖部４６から遠ざかる方向における第２傾斜部６２ｂの縮径率が第１傾斜部６２ａよりも大きくされている。このため、後絞り側部分６２の外周面においては、第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２が第１傾斜部６２ａの傾斜角度Ｂ１よりも大きくされている。例えば、傾斜角度Ｂ２は２０度とされており、傾斜角度Ｂ１は１５度とされている。後絞り側部分６２は、その両端と比べて中間位置が径方向外側に向けて膨らんだような形状となっている。また、第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂは両方とも、それらの凹み寸法がそれらの長さ寸法以下とされている。つまり、傾斜角度Ｂ１，Ｂ２はいずれも４５度以下とされている。

【0059】

ここで、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂ同士を比較すると、後絞り側部分６２の傾斜角度Ｂ２が先絞り側部分６１の傾斜角度Ａ２よりも小さくされている。その一方で、第１傾斜部６１ａ，６２ａ同士を比較すると、後絞り側部分６２の傾斜角度Ｂ１と先絞り側部分６１の傾斜角度Ａ１とは同じ大きさとされている。

【0060】

非傾斜部６３は、先絞り側部分６１の第２傾斜部６１ｂと、後絞り側部分６２の第２傾斜部６２ｂとを接続しており、スプール２１の軸線方向に延びる円柱状とされている。非傾斜部６３の外径寸法は、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂにおける非傾斜部６３側の各端部と同じとされている。この場合、非傾斜部６３における外周面の凹み寸法は、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂにおける外周面の最も大きい凹み寸法と同じになっている。

【0061】

次に、スプール２１の変位に伴う第２弁部３２の開閉について、図２を参照しつつ説明する。

【0062】

図２において、第２弁部３２は、ポート２６，２７のそれぞれの少なくとも一部が開放部４３と対向している（軸線方向の位置が重なっている）場合に開放状態にあり、開放部４３がポート２６，２７の少なくとも一方と重なっていない場合に閉鎖状態にある。開放状態としては先絞り状態と後絞り状態とがあり、先絞り状態では、供給ポート２６に対する開放部４３の重なり幅が排出ポート２７に対する重なり幅よりも小さくされており、後絞り状態では、排出ポート２７に対する重なり幅が供給ポート２６に対する重なり幅よりも小さくされている。

【0063】

先絞り状態における供給ポート２６での流量は、供給ポート２６と開放部４３との重なり幅に加えて、開放部４３が供給ポート２６に重なっている部分と重なっていない部分との境界部ＸＡ（以下、重なり境界部ＸＡともいう）における開放部４３の凹み寸法により定められる。つまり、供給ポート２６の開放面積に加えて、重なり境界部ＸＡにおける連通路３８の凹み方向（スプール２１の径方向）の断面積により定められる。この場合、供給ポート２６から連通路３８に向けての流体の流れは、スプール２１の軸線方向及び径方向の両方にて制限される。

【0064】

先絞り側部分６１が供給ポート２６と重なる範囲でスプール２１が摺動した場合、先絞り側部分６１の外周面が全体として傾斜していることに起因して、供給ポート２６の開放面積に加えて、重なり境界部ＸＡにおける連通路３８の断面積が増減する。しかも、重なり境界部ＸＡにおける先絞り側部分６１の凹み寸法が、供給ポート２６と開放部４３との重なり幅よりも小さいため（傾斜角度Ａ１，Ａ２が４５度以下のため）、供給ポート２６での流量は、重なり境界部ＸＡにおける先絞り側部分６１の凹み寸法に依存しやすい。したがって、供給ポート２６の開放面積が小さいことに起因してその開放部分での流体への圧力が高くなっていても、スプール２１の摺動に対して供給ポート２６での流量が過剰に増減するということが抑制される。

【0065】

ここで、供給ポート２６の開放面積がある程度大きくされると、開放面積が小さい場合に比べて、開放部分での流体への圧力が低くなって開放面積の増減に対する供給ポート２６での流体増減量が小さくなることが懸念される。この場合、供給ポート２６の開放面積の増減に対する流量増減量（流量勾配）が小さくなり、スプール２１の変位量と流体増減量とが比例関係にならなくなってしまう。

【0066】

これに対して、先絞り側部分６１においては第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２が第１傾斜部６１ａの傾斜角度Ａ１よりも大きくされている。つまり、閉鎖部４２の外周面に対する第２傾斜部６１ｂの外周面の傾きが、閉鎖部４２の外周面に対する第１傾斜部６１ａの外周面の傾きよりも大きくされている。このため、スプール２１の摺動範囲が第２傾斜部６１ｂと供給ポート２６とが重なる範囲である場合、第１傾斜部６１ａと供給ポート２６とが重なる範囲である場合に比べて、供給ポート２６と先絞り側部分６１との重なり幅の増減に対して、重なり境界部ＸＡにおける供給ポート２６と先絞り側部分６１との離間距離の増減が大きくなる。つまり、供給ポート２６の開放面積の増減に対する重なり境界部ＸＡにおける連通路３８の開放面積の増減が大きくなる。したがって、供給ポート２６が第２傾斜部６１ｂと重なる程度に大きく開放されている場合、供給ポート２６が第１傾斜部６１ａと重なる程度に開放されている場合よりも、スプール２１の変位量に対して供給ポート２６での流体増減量が小さくなるということが生じにくい。

【0067】

しかも、第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２は、第１傾斜部６１ａの傾斜角度Ａ１に対して、スプール２１の変位量と供給ポート２６での流量とが略比例関係になり、且つ、第１傾斜部６１ａが供給ポート２６と重なる範囲と第２傾斜部６１ｂが供給ポート２６と重なる範囲とで、前記略比例関係の定数がほぼ同じ数値となる角度に設定されている。この場合、スプール２１の変位量と供給ポート２６での流量との関係が略直線性を有するため、スプール２１がどのストローク位置にあっても所定寸法だけ変位させることにより、供給ポート２６での流量が所定量だけ変化することになる。

【0068】

排出ポート２７での流体の流れは、供給ポート２６での流体の流れと同様に、スプール２１の軸線方向及び径方向の両方にて制限される。具体的には、後絞り状態において排出ポート２７での流量は、排出ポート２７の開放面積に加えて、開放部４３が排出ポート２７に重なっている部分と重なっていない部分との境界部ＸＢ（以下、重なり境界部ＸＢともいう）における連通路３８の凹み方向の断面積により定められる。

【0069】

後絞り側部分６２が排出ポート２７と重なる範囲でスプール２１が摺動した場合、後絞り側部分６２についても先絞り側部分６１と同様に、外周面が全体として傾斜していることに起因して、供給ポート２６の開放面積に加えて、重なり境界部ＸＢにおける連通路３８の断面積が増減する。このため、排出ポート２７の開放面積が小さいことに起因してその開放部分での流体への圧力が高くなっていても、スプール２１の摺動に対して排出ポート２７での流量が過剰に増減するということが抑制される。

【0070】

また、後絞り側部分６２においても、第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２が第１傾斜部６２ａの傾斜角度Ｂ１よりも大きくされている。第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２は第１傾斜部６２ａの傾斜角度Ｂ１に対して、スプール２１の変位量と供給ポート２６での流量との関係が略直線性を有する結果が得られる角度に設定されている。

【0071】

ここで、第２弁部３２において、先絞り状態での供給ポート２６と後絞り状態での排出ポート２７とを比較すると、各ポート２６，２７の開放面積が同じにされていても、流体に対する供給ポート２６と連通路３８とでの圧力差が、連通路３８と排出ポート２７とでの圧力差よりも小さくなり、それによって、先絞り状態の流量が後絞り状態よりも小さくなることが懸念される。すなわち、先絞り状態は後絞り状態よりも、流体の流量を減少させる効果が高い。この場合、先絞り状態と後絞り状態とでスプール２１の変位量と流体増減量との比例関係の定数が異なり、先絞り状態と後絞り状態とで流量を同じにするには、先絞り状態での供給ポート２６の開放面積を後絞り状態での排出ポート２７の開放面積よりも大きくする必要がある。

【0072】

これに対して、先絞り側部分６１の第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２が後絞り側部分６２の第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２よりも大きくされている。この場合、先絞り状態での供給ポート２６と後絞り状態での排出ポート２７とが同じ開放面積とされていても、供給ポート２６に対する重なり境界部ＸＡでの連通路３８の断面積が、排出ポート２７に対する重なり境界部ＸＢでの連通路３８の断面積より大きくなるため、供給ポート２６の方が排出ポート２７よりも流体が流れやすくなる。これにより、先絞り状態での供給ポート２６での流量を増加させて、後絞り状態での排出ポート２７での流量とほぼ同じにすることが可能となる。このため、先絞り状態の方が後絞り状態よりも流量が小さくなるということがなくなり、先絞り状態と後絞り状態とで、スプール２１のストローク位置を別々に設定する必要がない。

【0073】

スプール２１の形状について、ここまでは第２弁部３２を開閉する部分について説明したが、ここでは第１弁部３１及び第３弁部３３を開閉する各部分について簡単に説明する。

【0074】

スプール２１において第１弁部３１を開閉する部分の形状、及び第３弁部３３を開閉する部分の形状は、第２弁部３２を開閉する部分の形状とほぼ同じにされている。つまり、スプール２１は、第１弁部３１及び第３弁部３３のそれぞれに対して先絞り閉鎖部４５及び後絞り閉鎖部４６、開放部４３を有している。ただし、第２弁部３２に対する後絞り閉鎖部４６と第１弁部３１に対する先絞り閉鎖部４５とは同じ閉鎖部４２とされており、第２弁部３２に対する先絞り閉鎖部４５と第３弁部３３に対する先絞り閉鎖部４５とは同じ閉鎖部４２とされている。これは、スプール２１では開放部４３と閉鎖部４２とが交互に配置されているためである。

【0075】

第１弁部３１及び第３弁部３３を開放する各開放部４３についても、先絞り側部分６１及び後絞り側部分６２の各傾斜角度Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、第２弁部３２とほぼ同じ大きさとされている。この中でも特に、第１弁部３１を開放する開放部４３について、後絞り側部分６２の第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２は、自身の先絞り側部分６１の傾斜角度Ａ２に対してではなく、第２弁部３２を開放する先絞り側部分６１の傾斜角度Ａ２（２２°）よりも小さくされている（例えば１９度）。これにより、後述するような、第１弁部３１の後絞りと第２弁部３２の先絞りとが同時に行われた場合でも、スプール２１の変位量に対する流体増減量は、第１弁部３１の排出ポート２７と第２弁部３２の供給ポート２６とでほぼ同じになる。

【0076】

なお、第１弁部３１の供給ポート２６及び排出ポート２７に対する開放部４３が第１開放部に相当し、第２弁部３２の供給ポート２６及び排出ポート２７に対する開放部４３が第２開放部に相当する。

【0077】

ちなみに、第２弁部３２及び第３弁部３３を開放する各開放部４３について、それぞれの後絞り側部分６２の傾斜角度Ｂ２は互いにほぼ同じ大きさとされている。これにより、後述するような、第２弁部３２の後絞りと第３弁部３３の後絞りとが同時に行われた場合、スプール２１の変位量に対する流体増減量は、第２弁部３２及び第３弁部３３の各排出ポート２７でほぼ同じになる。

【0078】

なお、供給ポート２６及び排出ポート２７における流体の圧力は、それらポート２６，２７に通じる経路の状態によって異なる。このため、供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ１，Ａ２や、排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ１，Ｂ２は、弁部３１〜３３ごとにポート２６，２７での流体の圧力に合わせてそれぞれ個別に設定されている。ちなみに、経路の状態を定める要素としては、配管の口径や長さ、曲がり部の有無、衝撃緩和手段としてのバッファの有無などが挙げられる。

【0079】

図１の説明に戻り、スプール弁装置１０において駆動部１２はリニアアクチュエータとされている。駆動部１２は、鋼材等の強磁性体により形成された可動部６５と、可動部６５を挟んで配置された一対の永久磁石６６と、一対の永久磁石６６と同一方向に磁界を発生させるコイル６７とを有している。可動部６５は、永久磁石６６の磁界方向と直交する方向に移動可能となっており、その移動方向がスプール２１の摺動方向と同一にされた状態でスプール２１の一端に固定されている。駆動部１２においては、可動部６５の位置、すなわちスプール２１のストローク位置が、コイル６７の通電方向及び通電する電圧、電流の大きさに基づいて定められることになる。

【0080】

駆動部１２において可動部６５が中立位置にある場合、スプール２１は第１弁部３１及び第３弁部３３を閉鎖し且つ第２弁部３２を開放する位置にあり、この場合、スプール２１も中立位置にあることになる。スプール２１が中立位置にある場合、第１弁部３１及び第３弁部３３の両方においてそれぞれの排出ポート２７が閉鎖されている。

【0081】

ちなみに、可動部６５は、コイル６７が通電されていない場合に中立位置にあるものであるが、コイル６７が通電されていない状態では、スプール弁１１を流れる流体の影響で可動部６５が中立位置からずれてしまうと考えられる。これに対して、可動部６５は、コイル６７の通電に伴って発生した磁力により中立位置に位置保持されている。具体的には、スプール弁装置１０には、スプール２１のストローク位置を検出する位置センサが設けられており、その位置センサの検出結果に基づいて、可動部６５の位置を中立位置とするようにフィードバック制御が行われている。

【0082】

なお、位置センサは、弁室２４内の流体に対してスリーブ部材２２の周面部等により隔てられた位置にあり、流体の影響を受けないようになっている。また、位置センサは、スプール２１など動作する部材とは非接触の状態で設置されている。ちなみに、位置センサとしては、静電容量式、磁歪式、渦電流式などがある。さらに、駆動部１２には、コイル６７が通電されていない場合に可動部６５を中立位置に保持するスプリング等の付勢手段が設けられていてもよい。

【0083】

第１弁部３１及び第３弁部３３において、排出ポート２７を閉鎖している閉鎖部４２は、その外周面が排出ポート２７よりも所定寸法Ｌだけスプール２１の軸線方向に向けてはみ出しており、このはみ出し部分６９はスリーブ部材２２の内周面と当接又は近接した状態で重なっている。このため、仮にスプール２１が軸線方向に多少移動しても、はみ出し部分６９により閉鎖部４２の外周面が排出ポート２７を閉鎖した状態が保持される。なお、はみ出し部分６９は、スリーブ部材２２の内周面とオーバーラップするオーバーラップ部分に相当する。

【0084】

ここで、例えばスプール２１が中立位置にある場合に、第２弁部３２から流体が排出されると、その流体などからの圧力がスプール２１に加えられ、スプール２１が中立位置から軸線方向にずれることが懸念される。この場合、閉鎖部４２にはみ出し部分６９がないと、スプール２１のずれに伴って第１弁部３１及び第３弁部３３において開放部４３が排出ポート２７と僅かに重なってその重なり部分から流体が漏れ出すことが懸念される。これに対して、本実施形態では、閉鎖部４２がはみ出し部分６９を有しているため、スプール２１が中立位置から多少ずれても、第１弁部３１及び第３弁部３３の各排出ポート２７から流体が漏れ出すということを防止できる。

【0085】

スプール２１には、そのスプール２１を軸線方向に貫通するスプール貫通孔７１が設けられている。弁室２４においてスプール２１の両端側の各空間は、スプール２１の摺動に伴って拡縮される拡縮空間２４ａとなっており、それら拡縮空間２４ａはスプール貫通孔７１を介して連通されている。拡縮空間２４ａ及びスプール貫通孔７１は、各弁部３１〜３３を流れる流体などにより満たされており、その流体はスプール２１の摺動に伴ってスプール貫通孔７１を通じて一方の拡縮空間２４ａから他方の拡縮空間２４ａに流体が移動する。これにより、スプール２１の摺動の際、拡縮空間２４ａ内の流体からスプール２１に加えられる抗力が小さくなるため、駆動部１２がスプール２１を摺動させる際の駆動力を低減できる。

【0086】

仮に、スプール貫通孔７１が設けられていないと、スプール２１とスリーブ部材２２との間を通じて拡縮空間２４ａから弁室２４に流体が漏れ出すことなどによりスプール２１を摺動させることができたとしても、拡縮空間２４ａ内の流体からスプール２１に加えられる効力が大きくなり、スプール２１が摺動しにくい状態となってしまう。特に、流体が非圧縮性を有する液体である場合には、スプール２１が摺動しにくいことが顕著となる。

【0087】

なお、スプール貫通孔７１の孔径は、大きいほど拡縮空間２４ａ同士の流体置換が行われやすくなるが、スプール２１の外径に合わせた大きさとされることが好ましい。

【0088】

次に、スプール２１のストローク位置による各弁部３１〜３３の開閉状態について、図４を参照しつつ説明する。図４は、スプール弁１１においてスプール２１の位置と各弁部３１〜３３の開閉状態との関係を示す図である。なお、図４においては、接続部２８，２９の図示を省略している。

【0089】

図４（ａ）においては、第１弁部３１が全開状態とされ、第２弁部３２及び第３弁部３３が閉鎖状態とされており、スプール２１は、中立位置から第１弁部３１側に移動した位置にある。第２弁部３２においてはポート２６，２７のうち供給ポート２６が閉鎖されており、第３弁部３３においては排出ポート２７が閉鎖されている。この場合、スプール弁１１に流れ込んだ全ての流体が第１弁部３１から排出される。

【0090】

図４（ｃ）においては、第２弁部３２が全開状態とされ、第１弁部３１及び第３弁部３３が閉鎖状態とされており、スプール２１は中立位置にある。第１弁部３１及び第３弁部３３においては両方とも排出ポート２７が閉鎖されている。この場合、スプール弁１１に流れ込んだ全ての流体が第２弁部３２から排出される。

【0091】

図４（ｅ）においては、第３弁部３３が全開状態とされ、第１弁部３１及び第２弁部３２が閉鎖状態とされており、スプール２１は、中立位置から第３弁部３３側に移動した位置にある。第１弁部３１及び第３弁部３３においては両方とも排出ポート２７が閉鎖されている。この場合、スプール弁１１に流れ込んだ全ての流体が第３弁部３３から排出される。

【0092】

図４（ｂ）においては、第１弁部３１が後絞り状態とされ、第２弁部３２が先絞り状態とされ、第３弁部３３が閉鎖状態とされており、スプール２１は、第１弁部３１を全開状態にする位置と中立位置との間の中間位置にある。第１弁部３１及び第２弁部３２での流量は、それら弁部３１，３２が全開状態にある場合のほぼ１／２となっており、スプール弁１１に流れ込んだ流体は第１弁部３１及び第２弁部３２からほぼ半分ずつ排出される。この場合、２つの弁部３１，３２を流体が流れても、その流量の合計は１つの弁部を流体が流れる場合と同じになっている。つまり、スプール弁１１における流体の排出量はスプール２１が変位しても一定に保たれる。これは、上述したように、スプール２１において、第１弁部３１を開放する後絞り側部分６２の傾斜角度Ｂ２が、第２弁部３２を開放する開放部４３の先絞り側部分６１の傾斜角度Ａ２よりも小さくされているためである。

【0093】

また、第１弁部３１及び第２弁部３２の各流量が同じにされている前記中間位置を基準としてスプール２１が変位した場合、第１弁部３１に近いほど第１弁部３１の流量の割合が増え、第２弁部３２の流量の割合が減る。一方、第２弁部３２（中立位置）に近いほど第１弁部３１の流量の割合が減り、第２弁部３２の流量の割合が増える。この場合でも、２つの弁部３１，３２での流量の合計は、１つの弁部での流量と同じになっている。

【0094】

図４（ｄ）においては、第２弁部３２及び第３弁部３３の両方が後絞り状態とされ、第１弁部３１が閉鎖状態とされており、スプール２１は、第３弁部３３を全開状態とする位置と中立位置との間の位置にある。第２弁部３２及び第３弁部３３での流量は、それら弁部３２，３３が全開状態にある場合のほぼ１／２となっている。これは、上述したように、第２弁部３２及び第３弁部３３を開放する各後絞り側部分６２の傾斜角度Ｂ２がほぼ同じ大きさにされているためである。

【0095】

また、第２弁部３２及び第３弁部３３の各流量が同じにされている前記中間位置を基準としてスプール２１が変位した場合、第２弁部３２（中立位置）に近いほど第２弁部３２の流量の割合が増え、第３弁部３３の流量の割合が減る。一方、第３弁部３３に近いほど第２弁部３２の流量の割合が減り、第３弁部３３の流量の割合が増える。この場合でも、２つの弁部３２，３３での流量の合計は、１つの弁部での流量と同じになっている。

【0096】

なお、各弁部３１〜３３のそれぞれについて、開放状態にある場合のスプール２１の位置が開放位置に相当し、閉鎖状態にある場合のスプール２１の位置が閉鎖位置に相当する。

【0097】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0098】

スプール２１の開放部４３において、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの各外周面はスプール２１の軸線に対して傾斜している。このため、スプール２１が変位しても供給ポート２６での流体増減量が過剰に大きくなるということがない。つまり、スプール２１の変位に対して供給ポート２６での流量をなめらかに増減できる。したがって、スプール弁装置１０において駆動部１２に対する指令信号により弁部３１〜３３の流量制御が行われている場合、供給ポート２６での流量が小さいほどその流量制御の精度が低下するということを抑制できる。

【0099】

しかも、スプール２１の開放部４３において、供給ポート２６に対する第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２が第１傾斜部６１ａの傾斜角度Ａ１よりも大きくされているため、供給ポート２６が第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂのいずれと重なっている範囲で開放されていても、供給ポート２６の開放面積とその供給ポート２６での流量との関係を略比例関係にすることができる。つまり、スプール弁１１を比例弁とすることができる。この場合、駆動部１２に対する指令信号に対して供給ポート２６での流量が直線的に変化する。つまり、スプール２１の変位量に対する流量変化率がストローク位置にかかわらず一定に近付けることができる。これにより、指令信号による流量制御が容易なものとなる。

【0100】

以上により、弁部３１〜３３が先絞り状態にある場合、供給ポート２６の開放面積が小さくなるほどその流量制御の精度が低下するということを抑制でき、しかも、供給ポート２６の開放面積が小さい範囲とそれよりも大きい範囲とで流量制御の精度に差異が生じることを抑制できる。これは、弁部３１〜３３が後絞り状態にある場合の排出ポート２７についても同様である。

【0101】

第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂはテーパ面を有しているため、周方向のいずれの部分においても供給ポート２６及び排出ポート２７と対向することが可能となっている。このため、スプール２１の周方向に対してポート２６，２７がどの方向に配置されていても、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの各テーパ面により、重なり境界部ＸＡ，ＸＢにおける連通路３８の断面積を調整できる。

【0102】

しかも、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの各テーパ面はスプール２１の軸線に対して直線的に傾斜しているため、スプール２１における第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの加工が煩雑になることや、スプール２１の検査が困難になることを抑制できる。これに対して、例えば、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの各外周面が曲面的に傾斜している場合、スプール２１におけるそれら部分６１，６２の加工が煩雑になることや、閉鎖部４２と開放部４３との境界が視認しにくいことなどによりスプール２１の検査が困難になることが想定される。

【0103】

さらに、第１傾斜部６１ａ，６２ａの傾斜角度Ａ１，Ａ２及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの傾斜角度Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ４５度以下とされているため、ポート２６，２７での流量を、重なり境界部ＸＡ，ＸＢにおける開放部４３の凹み寸法に依存させやすくできる。

【0104】

第２弁部３２について、供給ポート２６に対する第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２が排出ポート２７に対する第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２よりも大きくされている。この場合、供給ポート２６の方が排出ポート２７よりも流体が流れやすくなるため、第２弁部３２について、先絞り状態での供給ポート２６の開放面積と後絞り状態での排出ポート２７の開放面積とが同じにされているにもかかわらず、先絞り状態の方が後絞り状態よりも流量が小さくなるという問題を解消できる。

【0105】

第２弁部３２の供給ポート２６に対する第２傾斜部６１ｂの傾斜角度Ａ２が、第１弁部３１の排出ポート２７に対する第２傾斜部６２ｂの傾斜角度Ｂ２よりも大きくされているため、第２弁部３２の供給ポート２６の方が第１弁部３１の排出ポート２７よりも流体が流れやすくなる。このため、第１弁部３１が後絞り状態とされ且つ第２弁部３２が先絞り状態とされている場合、第１弁部３１の排出ポート２７と第２弁部３２の供給ポート２６とで各開放面積が同じにされているにもかかわらず、第１弁部３１の排出ポート２７での流量が第２弁部３２の供給ポート２６での流量よりも大きくなることを抑制できる。これは、本実施形態のようにスプール２１の摺動により複数の弁部３１〜３３の開閉が同時に行われるスプール弁１１において特に効果的である。

【0106】

開放部４３において、供給ポート２６に対する第２傾斜部６１ｂと排出ポート２７に対する第２傾斜部６２ｂとの間には非傾斜部６３が設けられている。このため、非傾斜部６３がポート２６，２７と重なる程度にポート２６，２７の開放面積が大きくされている場合、重なり境界部ＸＡ，ＸＢにおける連通路３８の断面積が最大値となり、ポート２６，２７での流量を十分に確保できる。

【0107】

スプール２１が中立位置にある場合、第１弁部３１及び第３弁部３３の各排出ポート２７を閉鎖している閉鎖部４２が、スプール２１の軸線方向において排出ポート２７よりも所定寸法Ｌだけはみ出しているため、スプール２１が軸線方向に多少移動しても排出ポート２７を閉鎖状態にて保持できる。これにより、スプール２１が軸線方向に多少ずれても第１弁部３１及び第３弁部３３にて流体が漏れることを抑制できる。

【0108】

スプール弁１１が３つの弁部３１〜３３を有しているため、スプール弁１つの３つの比例弁をまかなうことができ、ひいては、流体循環システムにおいて部品点数の削減によるコストダウンを図ることができる。しかも、スプール２１を摺動させるアクチュエータは１つの駆動部１２であるため、３つの比例弁がそれぞれアクチュエータを有している場合に比べて、アクチュエータの駆動に対する信頼性を高めることができる。

【0109】

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂが全体として、スプール２１の径方向外側に向けて膨らむように曲面的に傾斜しており、開放部４３は第１傾斜部６１ａ，６２ａとは反対側において第２傾斜部６１ｂ，６２ｂに隣接した第３傾斜部を有している。

【0110】

スプール２１における第２弁部３２のポート２６，２７を開閉する部分の形状について図５を参照しつつ説明する。図５は、スプール２１における第２弁部３２のポート２６，２７を開閉する部分の拡大断面図である。

【0111】

図５に示すように、先絞り側部分６１において第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂは、スプール２１の軸線に対して径方向外側に向けて膨らむように曲面的に傾斜している。スプール２１の縦断面において、第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂの各外周面はいずれも軸線側に中心Ｏ１を有する円弧状とされており、それぞれ半径Ｒ１の大きさで湾曲している。この場合、第１傾斜部６１ａと第２傾斜部６１ｂとは中心Ｏ１が同一であるため、円弧が一致している。ここでは、第１傾斜部６１ａと第２傾斜部６１ｂとが軸線方向において同じ長さ寸法とされている。なお、第１傾斜部６１ａと第２傾斜部６１ｂとは長さ寸法が異なっていてもよい。

【0112】

第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂが曲面的に傾斜している場合でも、第２傾斜部６１ｂの傾斜角度は、第１傾斜部６１ａの傾斜角度よりも大きくされている。具体的には、傾斜部６１ａ，６１ｂについては、スプール２１の中心軸線を通る断面において、先絞り閉鎖部４５の外周面に対する傾斜面の接線の傾きを傾斜角度とし、第２傾斜部６１ｂにおいて最も傾きの小さい接線の傾斜角度が、第１傾斜部６１ａにおいて最も傾きの大きい接線の傾斜角度よりも大きくされている。

【0113】

先絞り側部分６１は、第１傾斜部６１ａとは反対側において第２傾斜部６１ｂに隣接した第３傾斜部６１ｃを有している。第３傾斜部６１ｃは、スプール２１の軸線に対して径方向内側に向けて凹むように曲面的に傾斜している。スプール２１の縦断面において、第３傾斜部６１ｃの外周面は軸線とは反対側に中心Ｏ２を有する円弧状とされており、半径Ｒ２の大きさで湾曲している。第３傾斜部６１ｃの半径Ｒ２は、第１傾斜部６１ａ，第２傾斜部６１ｂの半径Ｒ１よりも大きくされている。この場合、第３傾斜部６１ｃの外周面の湾曲は第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂの全体としての湾曲よりも小さくされている。

【0114】

第３傾斜部６１ｃの外径寸法は、第２傾斜部６１ｂ側の端部においてその第２傾斜部６１ｂの外形寸法と同じにされており、第３傾斜部６１ｃの外周面は、第２傾斜部６１ｂとの境界部においてその第２傾斜部６１ｂの外周面と連続した面（同一面）となっている。第３傾斜部６１ｃは、第２傾斜部６１ｂから遠ざかるにつれて縮径されており、先絞り閉鎖部４５の外周面に対する凹み寸法が、第２傾斜部６１ｂから遠ざかる側に向けて徐々に大きくなっている。先絞り側部分６１は、第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂに加えて第３傾斜部６１ｃを有していても、先絞り閉鎖部４５とは反対側に向けて徐々に縮径されている。

【0115】

後絞り側部分６２は、上記実施形態と同様に、スプール２１の軸線に直交する線を対象軸として先絞り側部分６１と線対称な形状とされている。この場合、後絞り側部分６２は、第１傾斜部６２ａの反対側において第２傾斜部６２ｂに隣接した第３傾斜部６２ｃを有している。後絞り側部分６２において、第３傾斜部６２ｃの半径Ｒ４は、第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂの半径Ｒ３よりも大きくされている。ちなみに、第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂの円弧の中心Ｏ３は軸線側にあり、第３傾斜部６２ｃの円弧の中心Ｏ４は軸線とは反対側にある。

【0116】

先絞り側部分６１及び後絞り側部分６２について、第１傾斜部６１ａ，６２ａ同士及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂ同士を比較すると、先絞り側部分６１の半径Ｒ１が後絞り側部分６２の半径Ｒ３よりも小さくされている。この場合、先絞り側部分６１の湾曲が後絞り側部分６２の湾曲よりも大きくなっている。その一方で、第３傾斜部６１ｃ，６２ｃ同士を比較すると、先絞り側部分６１の半径Ｒ２と後絞り側部分６２の半径Ｒ４とは同じ大きさとされている。

【0117】

スプール２１において第１弁部３１及び第３弁部３３を開閉する各部分の形状は、第２弁部３２を開閉する部分の形状とほぼ同じにされている。ちなみに、第１弁部３１の排出ポート２７に対する後絞り側部分６２と第２弁部３２の供給ポート２６に対する先絞り側部分６１とについて第１傾斜部６１ａ，６２ａ同士及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂ同士を比較すると、後絞り側部分６２の半径Ｒ３が先絞り側部分６１の半径Ｒ１よりも大きくされている。これは、第２弁部３２に対する開放部４３での先絞り側部分６１と後絞り側部分６２との関係と同様である。

【0118】

また、第３傾斜部６１ｃ，６２ｃ同士を比較すると、第１弁部３１の排出ポート２７に対する後絞り側部分６２の半径Ｒ４が、第２弁部３２の供給ポート２６に対する先絞り側部分６１の半径Ｒ２よりも小さくされている。これは、第２弁部３２に対する開放部４３での先絞り側部分６１と後絞り側部分６２との関係とは異なる。

【0119】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0120】

供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ、第２傾斜部６１ｂ及び第３傾斜部６１ｃは、それぞれ湾曲していても全体として先絞り閉鎖部４５から遠ざかる側に向けて徐々に縮径しているため、上記第１の実施形態と同様に、供給ポート２６での流量が小さいほどその流量制御の精度が低下するということを抑制できる。これは、排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ、第２傾斜部６２ｂ及び第３傾斜部６２ｃについても同様である。

【0121】

第２弁部３２が先絞り状態にある場合、供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂは、先絞り閉鎖部４５から遠ざかるほど先絞り閉鎖部４５の外周面に対する傾きが徐々に大きくなる。このため、スプール２１が摺動に伴って供給ポート２６の開放面積が大きくなると、重なり境界部ＸＡにおける第１傾斜部６１ａの凹み寸法が増加するのはもちろんのこと、その増加率が徐々に大きくなる。しかも、重なり境界部ＸＡにおける凹み寸法は第２傾斜部６１ｂにおいてさらに増加し、その増加率は供給ポート２６の開放面積が大きくなるほど大きくなる。さらに、第１傾斜部６１ａの外周面と第２傾斜部６１ｂの外周面との境界部が折れた形状となっていないため、その境界部が流量変曲点にならない。したがって、供給ポート２６が第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂと重なる状態で開放されている場合、供給ポート２６の開放面積とその供給ポート２６での流量との関係を比例関係により一層近付けることができる。

【0122】

また、供給ポート２６に対する第３傾斜部６１ｃは、第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂとは反対側に向けて湾曲し、且つそれら傾斜部６１ａ，６１ｂの外周面と連続した外周面を有している。このため、スプール２１の摺動に伴って、重なり境界部ＸＡが第２傾斜部６１ｂ及び第３傾斜部６１ｃの境界部と重なっても、供給ポート２６での流体増減量が大きくなるということを抑制できる。これにより、第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂの外周面が曲面的に傾斜している構成において、第２傾斜部６１ｂ及び第３傾斜部６１ｃの境界部において流量制御の精度が低下するということを抑制できる。

【0123】

後絞り状態にある排出ポート２７についても、先絞り状態にある供給ポート２６と同様に、流量が小さいほどその流量制御の精度が低下するということを抑制できる。

【0124】

先絞り状態及び後絞り状態の両方に移行可能な第２弁部３２については、先絞り状態での供給ポート２６と後絞り状態での排出ポート２７とが同じ開放面積にされていても、供給ポート２６側の重なり境界部ＸＡにおける開放部４３の凹み寸法が、排出ポート２７側の重なり境界部ＸＢにおける開放部４３の凹み寸法より大きくなっている。つまり、供給ポート２６側の連通路３８の断面積が排出ポート２７側の連通路３８の断面積よりも大きくなっている。この場合、供給ポート２６の方が排出ポート２７よりも流体が流れやすくなるため、先絞り状態の方が後絞り状態よりも流量が小さくなるという問題を解消できる。

【0125】

また、第２弁部３２の供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂの半径１が、第１弁部３１の排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂよりも小さくされているため、第２弁部３２の供給ポート２６の方が第１弁部３１の排出ポート２７よりも流体が流れやすくなる。このため、スプール２１の位置が、第１弁部３１を後絞り状態とし且つ第２弁部３２を先絞り状態とする位置にある場合、第１弁部３１の排出ポート２７と第２弁部３２の供給ポート２６とで各開放面積が同じにされているにもかかわらず第１弁部３１での流量が第２弁部３２での流量よりも大きくなるということを抑制できる。

【0126】

［他の実施形態］
本発明は上記各実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

【0127】

（１）上記第２の実施形態では、供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂが、同じ中心Ｏ１を有し同じ半径Ｒ１を有していたが、これら中心Ｏ１や半径Ｒ１は異なっていてもよい。この場合でも、第１傾斜部６１ａの凹み寸法が隣り合う閉鎖部４２から遠ざかるにつれて徐々に大きくなり、第２傾斜部６１ｂの凹み寸法が第１傾斜部６１ａから遠ざかるにつれて徐々に大きくなる構成を実現できる。

【0128】

ちなみに、第１傾斜部６１ａの半径が第２傾斜部６１ｂの半径よりも大きいことが望ましい。これは、第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂが曲面的に傾斜しており、閉鎖部４２から遠ざかるにつれて各傾斜部６１ａ，６１ｂの傾斜角度が大きくなる構成において、傾斜角度の増加率が第２傾斜部６１ｂの方が大きくなるためである。これにより、供給ポート２６の開放面積が小さい場合には、その開放面積の増減量に対して流量の増減量が大きくなってしまうことを第１傾斜部６１ａにより抑制できるとともに、供給ポート２６の開放面積がある程度大きくされた場合には、その開放面積の増減量に対して流量の増減量が小さくなってしまうことを第２傾斜部６１ｂにより抑制できる。

【0129】

なお、排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂについても同様に、中心Ｏ２や半径Ｒ２が異なっていてもよい。

【0130】

（２）上記第１の実施形態では、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂにより開放部４３の外周面が２段階で傾斜しているが、外周面は３段階以上で傾斜していてもよい。例えば、閉鎖部４２側から第１傾斜部、第２傾斜部、第３傾斜部の順で３つの傾斜部が並べて設けられている構成とする。この構成では、各傾斜部の傾きは閉鎖部４２から遠いものほど大きくされている。この場合、傾斜部が多いほど隣り合う傾斜部同士の傾きの差が小さくなり、傾斜部同士の境界部が流量変曲点になりにくくなるため、スプールの変位量とポートでの流量との関係を略比例関係にすることができる。

【0131】

ちなみに、開放部４３の外周面が２段階で傾斜している構成においては、第１傾斜部６１ａ，６２ａの傾斜角度Ａ１，Ｂ１が小さいほど、ポート２６，２７での流体増減量が小さくなり、流量の微調整を行うことができる。一方、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの傾斜角度Ａ２，Ｂ２が大きいほど、ポート２６，２７の開放面積が大きくされた場合の流量を増加させることができる。これらのことから、第１傾斜部６１ａ，６２ａの傾斜角度Ａ１，Ｂ１と、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの傾斜角度Ａ２，Ｂ２との差が大きく、第１傾斜部６１ａ，６２ａと第２傾斜部６１ｂ，６２ｂとの境界部が流量変曲点になりやすい構成でも、流量調整を好適に行うことができる。例えば、３つの弁部３１〜３３の開閉により流体を分配又は混合して流体の温度調整が行われる構成においては、流体温度の微調整を行うことができる。ちなみに、傾斜部同士の境界部が流量変曲点になりやすい構成では、スプールの変位量とポートでの流量との関係が比例関係から遠ざかることになる。

【0132】

（３）上記各実施形態において、供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂのうち、一方が直線的に傾斜しており、他方が曲面的に傾斜していてもよい。例えば、先絞り閉鎖部４５に対して第１傾斜部６１ａが直線的に傾斜しており、第２傾斜部６１ｂが曲面的に傾斜している構成とする。この構成では、第２傾斜部６１ｂにおいて最も傾きの小さい接線の傾斜角度が、第１傾斜部６１ａの傾斜角度よりも大きくされていることが好ましい。これは、排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂについても同様である。

【0133】

（４）上記第１の実施形態では、第２弁部３２について、供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａの傾斜角度Ａ１は、排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａの傾斜角度Ｂ１と同じにされていたが、傾斜角度Ｂ１よりも大きくされていてもよい。要は、１つの弁部について、供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂは、排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂのそれぞれと比べて、少なくとも一方の傾きが大きくされていればよい。

【0134】

（５）上記第１の実施形態では、第１傾斜部６１ａ，６２ａの傾斜角度Ａ１，Ａ２及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの傾斜角度Ｂ１，Ｂ２が４５度以下とされていたが、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂの傾斜角度Ａ２，Ｂ２は４５度よりも大きくされていてもよい。要は、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂのうち少なくとも第１傾斜部６１ａ，６２ａが４５度以下（凹み寸法がスプール２１の軸線方向の長さ寸法以下）とされていればよい。

【0135】

（６）上記各実施形態では、第２弁部３２及び第３弁部３３が同時に開放状態とされる場合、第２弁部３２及び第３弁部３３の両方が後絞り状態とされていたが、それら弁部３２，３３の一方が先絞り状態とされ、他方が後絞り状態とされてもよい。要は、複数の弁部が同時に開放状態とされる場合に、先絞り状態の弁部及び後絞り状態の弁部が少なくとも１つずつ含まれていればよい。

【0136】

この場合、上記第１の実施形態においては、先絞り状態の弁部の供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂが、後絞り状態の弁部の排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂのそれぞれと比べて、少なくとも一方の傾きが大きくされていればよい。

【0137】

一方、上記第２の実施形態においては、先絞り状態の弁部の供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂが、後絞り状態の弁部の排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂよりも湾曲が大きくされていればよい。換言すれば、先絞り状態の弁部の供給ポート２６に対する第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂの半径Ｒ１が、後絞り状態の弁部の排出ポート２７に対する第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂの半径Ｒ３よりも小さくされていればよい。

【0138】

（７）上記第２の実施形態では、第１傾斜部６１ａ，６２ａ、第２傾斜部６１ｂ，６２ｂ及び第３傾斜部６１ｃ，６２ｃが、スプール２１の軸線側又はそれとは反対側に中心を有する円弧状に形成されていたが、楕円の一部の形状に形成されていてもよい。要は、第１傾斜部６１ａ，６２ａ及び第２傾斜部６１ｂ，６２ｂはスプール２１の外側に向けて膨らむように曲面的に傾斜していれば円弧状でなくてもよく、第３傾斜部６１ｃ，６２ｃはスプール２１の内側に向けて膨らむように曲面的に傾斜していれば円弧状でなくてもよい。

【0139】

（８）スプール周溝部４１は、スプール２１の周方向において少なくとも一部に設けられていてもよい。つまり、スプール２１の外周面に、径方向内側に向けて凹んだ凹部が設けられ、その凹部の内部空間により連通路３８が形成されていてもよい。この場合でも、スプール２１においては凹部が形成された部分（開放部４３）と、凹部が形成されていない部分（閉鎖部４２）とが軸線方向に交互に配置されることになる。

【0140】

（９）スプール弁１１は混合弁として使用されてもよい。例えば、排出ポート２７に供給配管が接続され、供給ポート２６に排出配管が接続される構成とする。この場合、スプール弁１１において流体の流れる方向が逆になるため、第１の実施形態においては、先絞り側部分６１の傾斜部６１ａ，６１ｂが、後絞り側部分６２の傾斜部６２ａ，６２ｂのそれぞれと比べて、少なくとも一方の傾きが小さくされることが好ましい。第２の実施形態においては、先絞り側部分６１の第１傾斜部６１ａ及び第２傾斜部６１ｂが、後絞り側部分６２の第１傾斜部６２ａ及び第２傾斜部６２ｂよりも湾曲が小さくされる（半径が大きくされる）ことが好ましい。

【0141】

なお、この場合、流体は加熱ライン、バイパスライン及び冷却ラインから各排出接続部２９を介して第３弁部３３、第２弁部３２及び第１弁部３１にそれぞれ流れ込み、供給接続部２８で混合されながら処理装置側に供給される。

【0142】

（１０）弁室２４は、スリーブ部材２２及び弁ボディ２３のうち、スリーブ部材２２の内部空間により形成されていてもよく、弁ボディ２３の内部空間により形成されていてもよい。

【0143】

（１１）スプール弁１１においては、弁部の数（連通路３８の数）は３つよりも少なくてもよく、多くてもよい。

【符号の説明】

【0144】

１１…スプール弁、２１…スプール、２２…弁室を構成するスリーブ部材、２３…弁室を構成する弁ボディ、２４…弁室、２６…ポートとしての供給ポート、２７…ポートとしての排出ポート、３１…第１弁部、３２…第２弁部、３３…第３弁部、３８…連通路、４２…閉鎖部、４３…開放部、４５…先絞り閉鎖部、４６…後絞り閉鎖部、６１ａ…第１傾斜部、６１ｂ…第２傾斜部、６１ｃ…第３傾斜部、６２ａ…第１傾斜部、６２ｂ…第２傾斜部、６２ｃ…第３傾斜部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】