特許 6706574 バルブ

(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】6706574

(24)【登録日】2020年5月20日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/048 20060101AFI20200601BHJP

   F16K 1/44 20060101ALI20200601BHJP

   F16K 31/04 20060101ALN20200601BHJP

【ＦＩ】

   F16K11/048 Z

   F16K1/44 A

   !F16K31/04 A

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-241531(P2016-241531)

(22)【出願日】2016年12月13日

(65)【公開番号】特開2018-96460(P2018-96460A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2018年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204033

【氏名又は名称】太平洋工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】見津 輝聖

(72)【発明者】

【氏名】高見 治

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５８−０３６６６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１３７７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭５９−０２８６５８（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 実公昭５９−０２８６５９（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １１／００−１１／２４

Ｆ１６Ｋ １／００− １／５４

Ｆ１６Ｋ ３１／００−３１／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１弁口（３１）と第２弁口（３２）とを同軸上に並べて途中に備えるメイン流路（４０）を内部に有するバルブボディ（１１）と、
前記メイン流路（４０）のうち前記第１弁口（３１）と前記第２弁口（３２）との間の中間部屋（２５）に連通する第１出力ポート（４３）と、
前記メイン流路（４０）のうち前記第１弁口（３１）を挟んで前記中間部屋（２５）の反対側の第１部屋（２１）に連通する第１入力ポート（４１）と、
前記メイン流路（４０）のうち前記第２弁口（３２）を挟んで前記中間部屋（２５）の反対側の第２部屋（２２）に連通する第２入力ポート（４２）と、
前記第１弁口（３１）及び前記第２弁口（３２）を貫通して延びる直動シャフト（３０）と、
前記直動シャフト（３０）の一端部に連結され、前記直動シャフト（３０）を任意の直動位置に移動させるステッピングモータ（７０）と、
前記直動シャフト（３０）の他端部を直動可能に支持するシャフト支持部（５３，９０）と、
前記第１部屋（２１）に配置されかつ前記直動シャフト（３０）が中心部を直動可能に貫通し、前記第１弁口（３１）を開閉する第１弁体（５１）と、
前記第２部屋（２２）に配置されかつ前記直動シャフト（３０）が中心部を直動可能に貫通し、前記第２弁口（３２）を開閉する第２弁体（５２）と、
前記第１弁体（５１）を、前記第１弁口（３１）に向けて付勢する第１付勢部材（６５）と、
前記第２弁体（５２）を、前記第２弁口（３２）に向けて付勢する第２付勢部材（６６）と、
前記直動シャフト（３０）のうち前記第１弁体（５１）と前記第２弁体（５２）との間に設けられ、前記直動シャフト（３０）の前記第１部屋（２１）側への移動に伴い、前記第１弁体（５１）を開弁側に押圧する前記第１弁体（５１）用の弁体押圧部（８１）と、
前記直動シャフト（３０）のうち前記第１弁体（５１）と前記第２弁体（５２）との間に設けられ、前記直動シャフト（３０）の前記第２部屋（２２）側への移動に伴い、前記第２弁体（５２）を開弁側に押圧する前記第２弁体（５２）用の弁体押圧部（８２）と、を備えるバルブ（１０，１０Ｖ）。

【請求項2】

前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）は、同一形状をなしている請求項１に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）。

【請求項3】

前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）は、各先端部が前記第１弁口（３１）及び前記第２弁口（３２）に突入する先細り形状をなし、
前記第１弁体（５１）用の弁体押圧部（８１）は、前記第１弁体（５１）の先端径と略同一の外径のフランジ形状をなし、
前記第２弁体（５２）用の弁体押圧部（８２）は、前記第２弁体（５２）の先端径と略同一の外径のフランジ形状をなしている請求項１又は２に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）。

【請求項4】

前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）の内周面には、前記直動シャフト（３０）との間の隙間をそれぞれシールする摺動シール（７５）が備えられている請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）。

【請求項5】

前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）は、前記直動シャフト（３０）の軸方向に並ぶ第１構成部品（７３）及び第２構成部品（７４）が合体してなり、
前記摺動シール（７５）は、前記直動シャフト（３０）に嵌合されると共に外縁部を前記第１構成部品（７３）及び前記第２構成部品（７４）に挟持され、
前記第１弁体（５１）の前記摺動シール（７５）における内縁部は、前記第１部屋（２１）側に突出する漏斗状をなし、
前記第２弁体（５２）の前記摺動シール（７５）における内縁部は、前記第２部屋（２２）側に突出する漏斗状をなしている請求項４に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）。

【請求項6】

前記第１弁体（５１）用及び前記第２弁体（５２）用の両前記弁体押圧部（８１，８２）の両押圧面の間隔は、閉弁状態の前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）の間隔より小さい請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）。

【請求項7】

前記メイン流路（４０）のうち前記第２部屋（２２）を間に挟んで前記第２弁口（３２）の反対側に位置し、前記第１弁口（３１）及び前記第２弁口（３２）より大きな第３弁口（３３）と、
前記メイン流路（４０）のうち前記第３弁口（３３）を挟んで前記第２部屋（２２）の反対側に連通する第２出力ポート（４４）と、
前記第２部屋（２２）に直動可能に支持され，前記第３弁口（３３）を開閉する第３弁体（５３）と、
前記第３弁体（５３）を、前記第３弁口（３３）に向けて付勢する第３付勢部材（６６）と、
前記第３弁体（５３）の内部に形成された第３部屋（２３）と、
前記第３弁体（５３）に形成され、前記直動シャフト（３０）が貫通したシャフト挿通孔（６１）と、
前記第３弁体（５３）のうち前記第３弁口（３３）との対向面と前記第３部屋（２３）の内面との間を貫通する第４弁口（３４）と、
前記第３部屋（２３）に配置されて、前記直動シャフト（３０）の端部に取り付けられ、前記直動シャフト（３０）の直動に伴って前記第４弁口（３４）を開閉する第４弁体（５４）と、
前記直動シャフト（３０）と共に前記第３部屋（２３）内を直動し、前記第４弁口（３４）が開弁してから前記直動シャフト（３０）が更に前記第１部屋（２１）側に移動したときに前記第３部屋（２３）の内面に当接して、前記第３弁体（５３）を前記第３弁口（３３）から離間させる前記第３弁体（５３）用の弁体押圧部（８３）と、
前記第３弁体（５３）に形成されて、前記第３部屋（２３）内と前記第２入力ポート（４２）との間、及び、前記第２部屋（２２）内と前記第３部屋（２３）内とを常時連通する連通路（６２Ａ，６２Ｂ）とを備える請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０）。

【請求項8】

前記直動シャフト（３０）の端部に設けられて、前記第４弁体（５４）を直動可能に支持する弁体ホルダ（６３）と、
前記弁体ホルダ（６３）に設けられ、前記第４弁体（５４）をその直動範囲の前記第４弁口（３４）側の端部に位置決めする位置決部（６４）と、
前記第４弁体（５４）をその直動範囲の前記第４弁口（３４）側の端部に向けて付勢する第４付勢部材（６７）とを備える請求項７に記載のバルブ（１０）。

【請求項9】

前記直動シャフト（３０）が可動範囲の途中の原点位置に配置されたときには、
前記第１弁体（５１）、前記第２弁体（５２）、前記第３弁体（５３）及び前記第４弁体（５４）が閉弁位置に配置され、
前記直動シャフト（３０）が前記原点位置から前記第２部屋（２２）側に移動するに従って、前記第２弁体（５２）が前記第２弁体（５２）用の前記弁体押圧部（８２）に押圧されて前記閉弁位置から徐々に離れ、
前記直動シャフト（３０）が前記原点位置から前記第１部屋（２１）側に移動すると、前記第４弁体（５４）が前記閉弁位置から離れてから前記第３弁体（５３）が前記第３部屋（２３）内から前記第３弁体（５３）用の前記弁体押圧部（８３）に押圧されて前記閉弁位置から徐々に離れ、その後、前記第１弁体（５１）が前記閉弁位置から徐々に離れる請求項８に記載のバルブ（１０）。

【請求項10】

前記第２弁体（５２）と前記第３弁体（５３）との間に突っ張り状態に設けられ、前記第２付勢部材（６６）と前記第３付勢部材（６６）とに兼用される圧縮コイルばね（６６）を備える請求項７乃至９の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０）。

【請求項11】

前記第３弁体（５３）が前記シャフト支持部（５３）になっている請求項７乃至１０の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも２つの入力ポートと１つ出力ポートとを備え、一方の入力ポートと出力ポートとの間の第１弁口を開閉する第１弁体と、他方の入力ポートと出力ポートとの間の第２弁口を開閉する第２弁体とを一つの駆動源で駆動するバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のバルブとして、図１７に示すように、第１弁口１Ａと第２弁口２Ａとを途中に有するメイン流路の一端部の第１部屋１に、第１弁体１Ｂが収容されると共に第１入力ポート１Ｐが連通し、メイン流路の他端部の第２部屋２に、第２弁体２Ｂが収容されると共に第２入力ポート２Ｐが連通し、さらに、第１弁口１Ａと第２弁口２Ａとの間の中間部屋３に第１出力ポート３Ｐが連通したものが知られている。また、第１弁体１Ｂ及び第２弁体２Ｂはそれぞれ圧縮コイルバネ１Ｃ，２Ｃとよって閉弁位置に付勢されている。さらに、第１弁体１Ｂの中心部を直動シャフト４が貫通して第２弁体２Ｂに突き合わされている。そして、直動シャフト４を一方に移動すると、第２弁体２Ｂが直動シャフト４の先端に押圧されて第２弁口２Ａが開弁し、直動シャフト４を他方に移動すると、第１弁体１Ｂが直動シャフト４の先端寄り位置に備えた押圧突部４Ｔに押圧されて第１弁口１Ａが開弁する（例えば、第１文献参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２２５３６６号公報（図６，図７参照）

【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、上記した上述した従来のバルブの構造では、第２弁体２Ｂに対する直動シャフト４の当接位置が安定せず、このため第２弁体２Ｂの動作が不安定になることがあった。それに伴い、直動シャフト４及び第２弁体２Ｂを支持する支持機構が大型化し、バルブ全体の大型化が問題になっていた。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来に比べて弁体の動作が安定し、小型化可能なバルブの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、第１弁口（３１）と第２弁口（３２）とを同軸上に並べて途中に備えるメイン流路（４０）を内部に有するバルブボディ（１１）と、前記メイン流路（４０）のうち前記第１弁口（３１）と前記第２弁口（３２）との間の中間部屋（２５）に連通する第１出力ポート（４３）と、前記メイン流路（４０）のうち前記第１弁口（３１）を挟んで前記中間部屋（２５）の反対側の第１部屋（２１）に連通する第１入力ポート（４１）と、前記メイン流路（４０）のうち前記第２弁口（３２）を挟んで前記中間部屋（２５）の反対側の第２部屋（２２）に連通する第２入力ポート（４２）と、前記第１弁口（３１）及び前記第２弁口（３２）を貫通して延びる直動シャフト（３０）と、前記直動シャフト（３０）の一端部に連結され、前記直動シャフト（３０）を任意の直動位置に移動させるステッピングモータ（７０）と、前記直動シャフト（３０）の他端部を直動可能に支持するシャフト支持部（５３，９０）と、前記第１部屋（２１）に配置されかつ前記直動シャフト（３０）が中心部を直動可能に貫通し、前記第１弁口（３１）を開閉する第１弁体（５１）と、前記第２部屋（２２）に配置されかつ前記直動シャフト（３０）が中心部を直動可能に貫通し、前記第２弁口（３２）を開閉する第２弁体（５２）と、前記第１弁体（５１）を、前記第１弁口（３１）に向けて付勢する第１付勢部材（６５）と、前記第２弁体（５２）を、前記第２弁口（３２）に向けて付勢する第２付勢部材（６６）と、前記直動シャフト（３０）のうち前記第１弁体（５１）と前記第２弁体（５２）との間に設けられ、前記直動シャフト（３０）の前記第１部屋（２１）側への移動に伴い、前記第１弁体（５１）を開弁側に押圧する前記第１弁体（５１）用の弁体押圧部（８１）と、前記直動シャフト（３０）のうち前記第１弁体（５１）と前記第２弁体（５２）との間に設けられ、前記直動シャフト（３０）の前記第２部屋（２２）側への移動に伴い、前記第２弁体（５２）を開弁側に押圧する前記第２弁体（５２）用の弁体押圧部（８２）と、を備えるバルブ（１０，１０Ｖ）である。

【0007】

請求項２の発明は、前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）は、同一形状をなしている請求項１に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）である。

【0008】

請求項３の発明は、前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）は、各先端部が前記第１弁口（３１）及び前記第２弁口（３２）に突入する先細り形状をなし、前記第１弁体（５１）用の弁体押圧部（８１）は、前記第１弁体（５１）の先端径と略同一の外径のフランジ形状をなし、前記第２弁体（５２）用の弁体押圧部（８２）は、前記第２弁体（５２）の先端径と略同一の外径のフランジ形状をなしている請求項１又は２に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）である。

【0009】

請求項４の発明は、前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）の内周面には、前記直動シャフト（３０）との間の隙間をそれぞれシールする摺動シール（７５）が備えられている請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）である。

【0010】

請求項５の発明は、前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）は、前記直動シャフト（３０）の軸方向に並ぶ第１構成部品（７３）及び第２構成部品（７４）が合体してなり、前記摺動シール（７５）は、前記直動シャフト（３０）に嵌合されると共に外縁部を前記第１構成部品（７３）及び前記第２構成部品（７４）に挟持され、前記第１弁体（５１）の前記摺動シール（７５）における内縁部は、前記第１部屋（２１）側に突出する漏斗状をなし、前記第２弁体（５２）の前記摺動シール（７５）における内縁部は、前記第２部屋（２２）側に突出する漏斗状をなしている請求項４に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）である。

【0011】

請求項６の発明は、前記第１弁体（５１）用及び前記第２弁体（５２）用の両前記弁体押圧部（８１，８２）の両押圧面の間隔は、閉弁状態の前記第１弁体（５１）及び前記第２弁体（５２）の間隔より小さい請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０，１０Ｖ）である。

【0012】

請求項７の発明は、前記メイン流路（４０）のうち前記第２部屋（２２）を間に挟んで前記第２弁口（３２）の反対側に位置し、前記第１弁口（３１）及び前記第２弁口（３２）より大きな第３弁口（３３）と、前記メイン流路（４０）のうち前記第３弁口（３３）を挟んで前記第２部屋（２２）の反対側に連通する第２出力ポート（４４）と、前記第２部屋（２２）に直動可能に支持され，前記第３弁口（３３）を開閉する第３弁体（５３）と、前記第３弁体（５３）を、前記第３弁口（３３）に向けて付勢する第３付勢部材（６６）と、前記第３弁体（５３）の内部に形成された第３部屋（２３）と、前記第３弁体（５３）に形成され、前記直動シャフト（３０）が貫通したシャフト挿通孔（６１）と、前記第３弁体（５３）のうち前記第３弁口（３３）との対向面と前記第３部屋（２３）の内面との間を貫通する第４弁口（３４）と、前記第３部屋（２３）に配置されて、前記直動シャフト（３０）の端部に取り付けられ、前記直動シャフト（３０）の直動に伴って前記第４弁口（３４）を開閉する第４弁体（５４）と、前記直動シャフト（３０）と共に前記第３部屋（２３）内を直動し、前記第４弁口（３４）が開弁してから前記直動シャフト（３０）が更に前記第１部屋（２１）側に移動したときに前記第３部屋（２３）の内面に当接して、前記第３弁体（５３）を前記第３弁口（３３）から離間させる前記第３弁体（５３）用の弁体押圧部（８３）と、前記第３弁体（５３）に形成されて、前記第３部屋（２３）内と前記第２入力ポート（４２）との間、及び、前記第２部屋（２２）内と前記第３部屋（２３）内とを常時連通する連通路（６２Ａ，６２Ｂ）とを備える請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０）である。

【0013】

請求項８の発明は、前記直動シャフト（３０）の端部に設けられて、前記第４弁体（５４）を直動可能に支持する弁体ホルダ（６３）と、前記弁体ホルダ（６３）に設けられ、前記第４弁体（５４）をその直動範囲の前記第４弁口（３４）側の端部に位置決めする位置決部（６４）と、前記第４弁体（５４）をその直動範囲の前記第４弁口（３４）側の端部に向けて付勢する第４付勢部材（６７）とを備える請求項７に記載のバルブ（１０）である。

【0014】

請求項９の発明は、前記直動シャフト（３０）が可動範囲の途中の原点位置に配置されたときには、前記第１弁体（５１）、前記第２弁体（５２）、前記第３弁体（５３）及び前記第４弁体（５４）が閉弁位置に配置され、前記直動シャフト（３０）が前記原点位置から前記第２部屋（２２）側に移動するに従って、前記第２弁体（５２）が前記第２弁体（５２）用の前記弁体押圧部（８２）に押圧されて前記閉弁位置から徐々に離れ、前記直動シャフト（３０）が前記原点位置から前記第１部屋（２１）側に移動すると、前記第４弁体（５４）が前記閉弁位置から離れてから前記第３弁体（５３）が前記第３部屋（２３）内から前記第３弁体（５３）用の前記弁体押圧部（８３）に押圧されて前記閉弁位置から徐々に離れ、その後、前記第１弁体（５１）が前記閉弁位置から徐々に離れる請求項８に記載のバルブ（１０）である。

【0015】

請求項１０の発明は、前記第２弁体（５２）と前記第３弁体（５３）との間に突っ張り状態に設けられ、前記第２付勢部材（６６）と前記第３付勢部材（６６）とに兼用される圧縮コイルばね（６６）を備える請求項７乃至９の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０）である。

【0016】

請求項１１の発明は、前記第３弁体（５３）が前記シャフト支持部（５３）になっている請求項７乃至１０の何れか１の請求項に記載のバルブ（１０）である。

【発明の効果】

【0017】

請求項１のバルブ（１０，１０Ｖ）では、第１弁口（３１）及び第２弁口（３２）を貫通した直動シャフト（３０）の一端部が、ステッピングモータ（７０）に、又は、ステッピングモータ（７０）との間に中継部材（２９Ａ）を有する場合には中継部材（２９Ａ）に、支持されると共に、他端部をシャフト支持部（５３，９０）に支持されている。即ち、直動シャフト（３０）は両端部を支持されているのでその中心位置が安定し、その直動シャフト（３０）が中心部を貫通した第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）の位置も安定する。これにより、従来に比べて安定して第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）が動作する。しかも、直動シャフト（３０）にて第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）の両方を支持するので、従来のように第２弁体（５２）の支持機構を別途設ける必要がなくなる。しかも、直動シャフト（３０）の両端部が支持されたことで支持部分における負荷が小さくなり、直動シャフト（３０）の支持機構を小型化できる。そして、これらにより、バルブ（１０，１０Ｖ）全体の小型化を図ることができる。

【0018】

請求項２のバルブ（１０，１０Ｖ）は、第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）は、同一形状をなしているので、製造コストを抑えることができる。

【0019】

請求項３のバルブ（１０，１０Ｖ）では、第１弁体（５１）は、先端部が第１弁口（３１）に突入する先細り形状をなし、第１弁体（５１）用の弁体押圧部（８１）が、第１弁体（５１）の先端径と略同一の外径のフランジ形状をなしているので、弁体押圧部（８１）が第１弁体（５１）を押圧する際に第１弁体（５１）と一体化して、流体がスムーズに第１弁口（３１）を通過する。第２弁体（５２）用の弁体押圧部（８２）に関しても同様である。

【0020】

請求項４の構成では、第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）の内周面に、直動シャフト（３０）との間の隙間をシールする摺動シール（７５）を備えているので、閉弁状態の第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）と直動シャフト（３０）との間の隙間から流体が漏れることを防ぐことができる。また、請求項５の構成によれば、摺動シール（７５）の内縁部が漏斗状をなして直動シャフト（３０）に当接しているので、直動シャフト（３０）に対して第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）がスムーズに移動する。しかも、第１弁体（５１）の摺動シール（７５）における漏斗状の先端は、第１弁体（５１）にとって高圧側の第１部屋（２１）側に向けられ、第２弁体（５２）の摺動シール（７５）における漏斗状の先端は、第２弁体（５２）にとって高圧側の第２部屋（２２）側に向けられているので、閉弁状態の第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）と直動シャフト（３０）との間の隙間から流体の漏れを確実に防ぐことができる。

【0021】

請求項６のバルブ（１０，１０Ｖ）では、直動シャフト（３０）を動かしても第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）が閉弁位置に維持される領域が直動シャフト（３０）の可動領域内に形成される。これにより、確実に、第１弁体（５１）及び第２弁体（５２）にて第１弁口（３１）及び第２弁口（３２）を閉じることができ、第１入力ポート（４１）及び第２入力ポート（４２）から第１出力ポート（４３）への流体の流れを確実に停止することができる。

【0022】

請求項７のバルブ（１０）では、第２弁体（５２）と共に第２部屋（２２）に収容された第３弁体（５３）の内部に第３部屋（２３）が形成され、その第３部屋（２３）内で直動シャフト（３０）の先端部に第４弁体（５４）が取り付けられている。そして、第２部屋（２２）を挟んで第２弁口（３２）と反対側の第３弁口（３３）が第３弁体（５３）によって閉じられ、第３弁体（５３）に形成されて第３弁口（３３）に連通する第４弁口（３４）が第４弁体（５４）によって閉じられる。そして、この状態で、第２入力ポート（４２）からの高圧の流体が第３部屋（２３）に流れ込むので、その流体圧力を利用して直動シャフト（３０）に対する僅かな駆動力で第３弁口（３３）を閉弁位置に保持すことができる。一方、第４弁体（５４）を閉弁位置から離れる側に移動し、さらにその移動を進めると弁体押圧部（８３）が第３弁体（５３）を第３部屋（２３）内から押圧して第３弁口（３３）が開かれる。また、第３弁口（３３）が開く前に、第３部屋（２３）内の高圧の流体は第４弁口（３４）から第２出力ポート（４４）に抜けているので、直動シャフト（３０）に対する僅かな駆動力で第３弁口（３３）が開かれる。

【0023】

請求項８の構成によれば、第４弁体（５４）を閉弁位置に配置し、これにより第３弁体（５３）を閉弁位置に配置した状態で、第４付勢部材（６７）を変形させながら直動シャフト（３０）を移動して第２弁体（５２）を開くことができる。

【0024】

請求項９の構成によれば、直動シャフト（３０）が原点位置に配置された状態では、第１入力ポート（４１）及び第２入力ポート（４２）をへてバルブ（１０）を流体が通過することはなくなる。そして、直動シャフト（３０）を原点位置から第２部屋（２２）側に移動していくと、第２入力ポート（４２）から第１出力ポート（４３）へと流体が流れる。また、直動シャフト（３０）を原点位置から第１部屋（２１）側に移動していくと、最初に第４弁口（３４）が開いて第２入力ポート（４２）から第２出力ポート（４４）へと流体が流れ、次いで、第３弁体（５３）が開いて第２入力ポート（４２）から第２出力ポート（４４）へと大流量の流体が流れ、その後、第１弁体（５１）が開いて第１入力ポート（４１）から第１出力ポート（４３）へと流体が流れる。即ち、最終的には、第１入力ポート（４１）から第１出力ポート（４３）への流路と第２入力ポート（４２）から第２出力ポート（４４）の流路の両方に流体が流れた状態になる。

【0025】

請求項１０の構成のように、第２弁体（５２）と第３弁体（５３）との間に圧縮コイルばね（６６）を設けて、それを第２付勢部材（６６）と第３付勢部材（６６）に兼用すればバルブ（１０）の小型化が図られる。また、請求項１１の構成のように、第３弁体（５３）をシャフト支持部（５３）とすれば、第２部屋（２２）内の壁や梁等でシャフト支持部を構成した場合に比べてバルブ（１０）の小型化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１実施形態に係るバルブの側断面図

【図2】第２弁口のみが開いた状態のバルブの側断面図

【図3】直動シャフトが原点位置に配置された状態の側断面図

【図4】第４弁口のみが開いた状態のバルブの側断面図

【図5】第３及び第４の弁口のみが開いた状態のバルブの側断面図

【図6】第２弁口のみが閉じた状態のバルブの側断面図

【図7】バルブの流量特性を示したグラフ

【図8】本発明の第２実施形態に係るバルブの側断面図

【図9】直動シャフトが原点位置に配置された状態の側断面図

【図10】第１弁口のみが開いた状態のバルブの側断面図

【図11】バルブの流量特性を示したグラフ

【図12】本発明に関連する参考例のバルブの側断面図

【図13】直動シャフトが原点位置に配置された状態の側断面図

【図14】アシスト弁口のみが開いた状態のバルブの側断面図

【図15】メイン弁口が開いて、サブ弁口が閉じた状態のバルブの側断面図

【図16】バルブの流量特性を示したグラフ

【図17】従来のバルブの側断面図

【発明を実施するための形態】

【0027】

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、本実施形態のバルブ１０の側断面図が示されている。以下、説明の便宜上、図１〜図６における上下方向をバルブ１０の上下方向として説明するが、そのことがバルブ１０の使用時の向きを限定するものではなく、バルブ１０は重力方向に対して任意の向きにして使用することができる。

【0028】

図１に示すように、本実施形態のバルブ１０のバルブボディ１１は、例えば、ブロック１２と、ブロック１２に形成された嵌合孔１３に嵌合されるコア部材１４とからなる。嵌合孔１３は、ブロック１２の上面から下端寄り位置に亘って延び、下方に向かって段階的に縮径している。これに対応して、コア部材１４は、下端部に向かって段階的に縮径した円柱状をなしている。また、コア部材１４の上端外周面に雄螺子部１４Ａが形成される一方、嵌合孔１３の上端内周面に雌螺子部１３Ａが形成され、これらが螺合してコア部材１４がブロック１２に固定されている。なお、コア部材１４の下端面は、嵌合孔１３のうち上下方向の中央近傍から下端寄り位置まで均一内径をなして延びた部分における中間に配置されている。

【0029】

コア部材１４の中心部には、中心孔１５が貫通している。そして、中心孔１５と嵌合孔１３におけるコア部材１４より下側部分とによって本発明に係るメイン流路４０が構成されている。また、メイン流路４０には、その下端寄り位置（即ち、嵌合孔１３の下端寄り位置）を絞って本発明に係る第３弁口３３が形成されている。また、その第３弁口３３の開口縁からは、上方に円筒状の弁口突部３３Ｔが突出している。

【0030】

第３弁口３３の下方には、第２出力ポート４４が備えられている。その第２出力ポート４４は、図１におけるブロック１２の右側面から水平に延びて嵌合孔１３の下端部と交差している。メイン流路４０のうちコア部材１４の下端面と第３弁口３３との間には、図１におけるブロック１２の左側面から水平に延びた第２入力ポート４２が連通している。つまり、第２入力ポート４２と第２出力ポート４４との間に第３弁口３３が備えられている。

【0031】

中心孔１５は、上端部から下寄り中間位置に亘って徐々に縮径され、その下寄り中間位置より下側は上側に比べて十分に大きな均一内径の下端大径部１５Ａになっている。

【0032】

中心孔１５の上寄り中間位置には、中間リング１６が嵌合した状態に固定され、その中間リング１６の内側が本発明に係る第１弁口３１になっている。また、中心孔１５の上端部にはシャフト支持リング１７が嵌合した状態に固定されている。そして、シャフト支持リング１７と中間リング１６との間が本発明に係る第１部屋２１になっている。

【0033】

中心孔１５のうち中間リング１６から下端大径部１５Ａの手前位置までの間は、均一内径の中間小径部１５Ｂとなっていて、その中間小径部１５Ｂの内側が本発明に係る中間部屋２５になっている。また、中心孔１５のうち中間小径部１５Ｂと下端大径部１５Ａとの間を急峻に絞って本発明に係る第２弁口３２が形成されている。そして、メイン流路４０のうち第２弁口３２と第３弁口３３との間が本発明に係る第２部屋２２になっている。

【0034】

コア部材１４のうち第１部屋２１が形成されている部分の外周には第１外周溝１９Ａが形成されている。そして、コア部材１４を径方向に貫通する中継孔１８Ａによって第１外周溝１９Ａと第１部屋２１とが連絡されると共に、図１におけるブロック１２の左側面から水平に延びた第１入力ポート４１が第１外周溝１９Ａに連通している。

【0035】

コア部材１４のうち中間部屋２５が形成されている部分の外周には第２外周溝１９Ｂが形成されている。そして、コア部材１４を径方向に貫通する中継孔１８Ｂによって第２外周溝１９Ｂと第２外周溝１９Ｂとが連絡されると共に、図１におけるブロック１２の右側面から水平に延びた第１出力ポート４３が第２外周溝１９Ｂに連通している。

【0036】

なお、コア部材１４の外周面には、第１外周溝１９Ａの上側と、第１外周溝１９Ａと第２外周溝１９Ｂとの間と、さらには、第２外周溝１９Ｂの下側とにそれぞれＯリング２６が装着されている。

【0037】

シャフト支持リング１７の内側は、ガイド孔１７Ａになっている。ガイド孔１７Ａは、中心孔１５と同軸の丸孔の内周面における周方向の一部を平坦面にしてなる。そして、そのガイド孔１７Ａに、断面Ｄ形の摺動シャフト２９Ａが直動可能かつ回転不能に支持されている。また、摺動シャフト２９Ａから上方にボルト部２９Ｂが延びていて、コア部材１４より上方に突出している。

【0038】

コア部材１４の上端部には、本発明に係る「駆動源」としてのステッピングモータ７０が取り付けられている。ステッピングモータ７０は、コア部材１４に上端部に固定されて上方に起立した円筒ケース７０Ｃを有する。その円筒ケース７０Ｃの外側には、電機子７０Ｄが嵌合した状態に固定され、円筒ケース７０Ｃの内側には、ロータ７１が１対のベアリング７２，７２によって回転可能に支持されている。そして、ロータ７１の中心部に形成された螺子孔７１Ｎにボルト部２９Ｂが螺合している。これにより、ロータ７１の回転がボルト部２９Ｂ及び摺動シャフト２９Ａの直動に変換される。

【0039】

摺動シャフト２９Ａの下端部には、中心孔１５の同心上に延びる連結孔２９Ｃが穿孔されていて、そこに本発明に係る直動シャフト３０の上端部が圧入固定されている。その直動シャフト３０は、断面円形をなして、第１弁口３１及び第２弁口３２の中心部を貫通し、第１部屋２１から第２部屋２２まで延びている。

【0040】

なお、上記した説明では、直動シャフト３０が、駆動源（ステッピングモータ７０）に、摺動シャフト２９Ａ及びボルト部２９Ｂを介して連結されているが、摺動シャフト２９Ａ及びボルト部２９Ｂとステッピングモータ７０とから本発明に係る駆動源が構成されていると捉えかつ、その駆動源の一部である摺動シャフト２９Ａに直動シャフト３０が連結されていると捉えてもよい。また、直動シャフト３０と摺動シャフト２９Ａとボルト部２９Ｂとを併せて本発明に係る「直動シャフト」に相当すると捉えてもよい。

【0041】

第２部屋２２には、本発明に係る第３弁体５３が収容されている。第３弁体５３は、底壁５３Ｂから円筒体５３Ａが起立した構造の弁体本体５３Ｈの上端開口を蓋体５３Ｆにて閉塞してなる。そして、第３弁体５３の内側が、本発明に係る第３部屋２３になっている。また、底壁５３Ｂは、円筒体５３Ａより側方に張り出している。そして、第３弁体５３のうち底壁５３Ｂより上側部分が、下端大径部１５Ａ内に直動可能に嵌合されている。

【0042】

図２に示すように、蓋体５３Ｆと弁体本体５３Ｈとの間には、パッキン５３Ｄが挟まれて斜め下側方に張り出している。そのパッキン５３Ｄの外縁部は、下端大径部１５Ａに密着し、その外縁部の先端は、第３弁体５３にとって高圧側の第２入力ポート４２側に向けられている。これにより、高圧の流体が、第２入力ポート４２側から第３弁体５３と下端大径部１５Ａとの間の隙間を通って、第２部屋２２における第３弁体５３より上側の領域へと流れ込むことを確実に防ぐことができる。

【0043】

底壁５３Ｂの下面には、環形板状のシール部材５３Ｓが取り付けられている。そして、そのシール部材５３Ｓが第３弁口３３の弁口突部３３Ｔに押し当てられて第３弁口３３が第３弁体５３にて閉塞される。なお、第３弁口３３が閉じられたときには、パッキン５３Ｄを含む第３弁体５３の上端部のみが下端大径部１５Ａ内に嵌合された状態になる。

【0044】

第３弁体５３の底壁５３Ｂの中心部には、本発明に係る第４弁口３４が形成され、第４弁口３４の開口縁から上方に円筒状の弁口突部３４Ｔが突出している。また、第３弁体５３の上部(即ち、蓋体５３Ｆ）の中心部には、シャフト挿通孔６１が形成され、その周りには複数の上部貫通孔６２Ａが形成されている。さらに、円筒体５３Ａには、側部貫通孔６２Ｂが形成されている。そして、例えば、第４弁口３４の開口面積（流体が通過する部分の最小の断面積）と複数の上部貫通孔６２Ａの総開口面積とが略同一で、側部貫通孔６２Ｂの開口面積は、第４弁口３４の開口面積及び複数の上部貫通孔６２Ａの総開口面積に比べて十分に小さくなっている。また、側部貫通孔６２Ｂの開口面積は、第２弁口３２が全開したときの開口面積と略同一かそれより広くなっている。

【0045】

直動シャフト３０は、シャフト挿通孔６１を貫通し、直動シャフト３０の先端部が第３部屋２３内に突入している。即ち、本実施形態では、第２部屋２２の内側面（詳細には、下端大径部１５Ａの内側面）に支持された第３弁体５３にて直動シャフト３０の端部が直動可能に支持されていて、第３弁体５３が本発明に係る「シャフト支持部」を兼ねている。

【0046】

第３部屋２３内では、直動シャフト３０の先端部に、本発明に係る弁体ホルダ６３が取り付けられている。図２に示すように、弁体ホルダ６３は、上端有底の円筒部６３Ｂの上面中央から円形突部６３Ｔが突出した構造をなし、その円形突部６３Ｔの中心部に穿孔された取付孔６３Ａに直動シャフト３０の下端部が圧入固定されている。また、円筒部６３Ｂの下端部内側には、カラー６４が圧入固定されて本発明に係る「位置決部」を構成している。

【0047】

弁体ホルダ６３の円筒部６３Ｂ内には、第４弁体５４が直動可能に収容されている。第４弁体５４は、円柱体５４Ｂの上端部から側方にフランジ５４Ｆが張り出しかつ、円柱体５４Ｂの下面に凹部５４Ｅを備えた形状をなしている。そして、フランジ５４Ｆが弁体ホルダ６３の円筒部６３Ｂ内のうちカラー６４より上方に受容されると共に、フランジ５４Ｆより下側部分がカラー６４の内側に直動可能に支持されている。また、凹部５４Ｅには、円板状のシール部材５４Ｓが収容されて凹部５４Ｅを囲む円筒部５４Ａの下端部がカシメられている。

【0048】

弁体ホルダ６３の円筒部６３Ｂ内の上面と第４弁体５４の上面との間には、本発明に係る「第４付勢部材」に相当する圧縮コイルバネ６７が突っ張り状態になって収容されている。これにより、シール部材５４Ｓが弁口突部３４Ｔに押し付けられ、第４弁体５４により第４弁口３４が閉塞されている。

【0049】

また、シール部材５４Ｓが第４弁口３４の弁口突部３４Ｔに接した状態で弁体ホルダ６３の下端部と第３部屋２３の下側内面との間にはクリアランスが形成される。これにより、その状態から弁体ホルダ６３と共に直動シャフト３０を降下させることができる。

【0050】

なお、円筒部６３Ｂ内の上面には位置決め凹部６３Ｕが形成される一方、第４弁体５４の上面には位置決め突部５４Ｔが形成されて、それら凹部６３Ｕと位置決め突部５４Ｔとに圧縮コイルバネ６７の上端部と下端部とが嵌合されることで、圧縮コイルバネ６７が弁体ホルダ６３内に心出しされている。

【0051】

図３に示すように、第１部屋２１には、第１弁体５１が収容されて、その第１弁体５１の中心部を直動シャフト３０が直動可能に貫通している。また、第２部屋２２には、第２弁体５２が収容されて、その第２弁体５２の中心部を直動シャフト３０が直動可能に貫通している。

【0052】

図２に示すように、第２弁体５２は、第１構成部品７３と第２構成部品７４と摺動シール７５とから構成されている。第１構成部品７３は円板状をなし、その下面からは円形突部７３Ｔが突出し、上面からは円筒部７３Ａが突出している。また、第１構成部品７３の中心部には、直動シャフト３０が挿通される貫通孔７３Ｂが形成されている。貫通孔７３Ｂは、円筒部７３Ａの内側に相当する部分の内径がそれより下側部分の内径より大きくなっていて、それら大径部分と小径部分とのテーパー部７３Ｃになっている。

【0053】

第２構成部品７４は、上端有底の円筒ベース７４Ａの上面からテーパー突部７６が突出した構造をなし、中心部には、直動シャフト３０が挿通される貫通孔７４Ｂが形成されている。また、円筒ベース７４Ａの内側上面には、貫通孔７４Ｂの開口縁からテーパー状の押圧突起７４Ｃが突出している。そして、第２構成部品７４の円筒ベース７４Ａが第１構成部品７３の円筒部７３Ａの外側に圧入固定されると共に、押圧突起７４Ｃが円筒部７３Ａ内に突入している。また、摺動シール７５は、中心孔を有する円板状をなし、その外縁部が円筒部７３Ａの先端面と円筒ベース７４Ａの内側上面との間で挟持され、摺動シール７５の内縁部が押圧突起７４Ｃに押圧されて第１部屋２１側に突出する漏斗状をなして直動シャフト３０に密着している。

【0054】

テーパー突部７６は、その軸方向の途中より基端側と先端側とでテーパー角が異なる。具体的には、テーパー突部７６の先端側テーパー部７６Ｂに比べて基端側テーパー部７６Ａの方が、テーパー突部７６の中心軸に対する勾配（即ち、テーパー角）が大きくなっている。そして、図３に示すように、第２弁体５２の基端側テーパー部７６Ａが第２弁口３２の開口縁（即ち、第２弁口３２の弁座）に当接して第２弁口３２を閉塞する。

【0055】

図２に示すように、第１弁体５１は、上記した第２弁体５２と同一構造をなしている。そして、第１弁体５１は、第２弁体５２と逆の向きに直動シャフト３０に取り付けられて、第１弁体５１の基端側テーパー部７６Ａが第１部屋２１側から第１弁口３１の弁座に当接して、第１弁口３１が閉塞する。

【0056】

図１に示すように、第１弁体５１とシャフト支持リング１７との間には、本発明に係る「第１付勢部材」としての圧縮コイルバネ６５が突っ張り状態となって収容されている。これにより、第１弁体５１は、第１弁口３１を閉塞する閉弁位置に付勢されている。なお、圧縮コイルバネ６５の下端部は、第１弁体５１の円形突部７３Ｔの外側に嵌合している（図２参照）。

【0057】

第２弁体５２と第３弁体５３との間には、本発明に係る「第２付勢部材」兼「第３付勢部材」としての圧縮コイルバネ６６が突っ張り状態となって収容されている。この圧縮コイルバネ６６により第２弁体５２、第３弁体５３が共に閉弁側に付勢されている。なお、圧縮コイルバネ６６の上端部は、第２弁体５２の円形突部７３Ｔの外側に嵌合し、下端部は、第３弁体５３の上面の凹部５３Ｕに嵌合している。

【0058】

図２に示すように直動シャフト３０には、第１弁体５１と第２弁体５２とに挟まれて部分に１対の係合溝３０Ａ，３０Ａが形成されて、それら係合溝３０Ａ，３０ＡにＥリングが側方から取り付けられることで、本発明に係る第１弁体５１用の弁体押圧部８１と第２弁体５２用の弁体押圧部８２とが形成されている。また、図３に示すように、弁体押圧部８１，８２の間隔は、共に閉弁位置に配置されている第１弁体５１及び第２弁体５２の先端同士の間隔より狭くなっている。

【0059】

また、第１弁体５１，５２の各テーパー突部７６の先端外縁は僅かに面取りされていて、その面取り部分を除いたテーパー突部７６の先端部の外径と第１弁体５１，５２との外径とは略同一になっている。さらには、第１弁口３１及び第２弁口３２の奥行きに比べて弁体押圧部８１，８２は十分に薄くなっている。

【0060】

そして、図６に示すように、第１弁体５１側の位置する第１弁体５１用の弁体押圧部８１により第１弁体５１が先端面を押されて開弁方向に移動する。それとは逆に、図２に示すように、第２弁体５２側に位置する第２弁体５２用の弁体押圧部８２により第２弁体５２が先端面を押されて開弁方向に移動する。

【0061】

前述した弁体ホルダ６３の上端部は、本発明に係る第３弁体５３用の弁体押圧部８３になっている。そして、図４に示すように、第３弁体５３が弁体押圧部８３に内側から押圧されて開弁方向に移動する。

【0062】

図３には、直動シャフト３０が原点位置に配置された状態が示されている。その原点位置は、直動シャフト３０の可動範囲の途中に設けられている。そして、同図に示すように、直動シャフト３０が原点位置に位置すると、第１〜第４の弁体５１，５２，５３，５４の全てが閉弁位置に位置して、第１〜第４の弁口３１，３２，３３，３４が閉塞される。また、直動シャフト３０が原点位置に配置されたときには、弁体押圧部８２が第２弁体５２の先端面に隣接し、第３弁体５３用の弁体押圧部８３が第３弁体５３の内面から離間し、その離間距離より大きく第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１の先端面から離間した状態になる。

【0063】

本実施形態のバルブ１０の構成に関する説明は以上である。次に、このバルブ１０の動作について説明する。本実施形態のバルブ１０は、例えば、特開２０１２−２２５３６６号公報の図１〜図３に開示されている車両用冷暖房装置の冷媒回路に設けられている第１制御弁４などに置き換えて使用することができる。その冷媒回路の構成や動作については、同公報に開示されているので説明を割愛し、バルブ１０の動作に関してのみ説明する。なお、本実施形態のバルブ１０は、上記公報の車両用冷暖房装置の冷媒回路への使用に限るものではなく、その他の車両用冷暖房装置の冷媒回路に適用してもよい。

【0064】

図３に示すように、直動シャフト３０が原点位置に配置されると、第１〜第４の弁体５１，５２，５３，５４の全てが閉弁位置に位置し、バルブ１０を流体が通過することはなくなる。

【0065】

ここで、第１弁体５１及び第２弁体５２と直動シャフト３０との間には、摺動シール７５が備えられているので、閉弁状態の第１弁体５１及び第２弁体５２と直動シャフト３０との間の隙間から流体が漏れることを防ぐことができる。しかも、摺動シール７５の内縁部が漏斗状になって直動シャフト３０に密着し、その漏斗状の先端は、第１弁体５１の摺動シール７５においては、第１弁体５１にとって高圧側の第１部屋２１側に向けられ、第２弁体５２の摺動シール７５においては、第２弁体５２にとって高圧側の第２部屋２２側に向けられているので、上記した第１弁体５１及び第２弁体５２と直動シャフト３０との間の隙間からの流体の漏れを確実に防ぐことができる。

【0066】

また、第３弁体５３に関しては、第２入力ポート４２からの高圧の流体が、側部貫通孔６２Ｂと上部貫通孔６２Ａとを通して、第２部屋２２における第３弁体５３より上側の領域に流れ込んでいるので、第３弁体５３が上面側から受ける高圧の流体圧力と第３弁口３３を介して第３弁体５３が下面側から受ける小さい流体圧力との差圧を利用して、直動シャフト３０に対する僅かな駆動力で第３弁体５３を閉弁位置に保持すことができる。なお、第３弁体５３内の第３部屋２３にも高圧の流体が流れ込んでいるが、その流体圧力は第３部屋２３の下側内面と上側内面とに略同じように作用して相殺される。

【0067】

さて、図４に示すように、直動シャフト３０を原点位置から第１部屋２１側に移動していくと、直動シャフト３０と共に第４弁体５４が第４弁口３４から離れ、第４弁口３４を通して第２入力ポート４２から第２出力ポート４４へと流体が流れる。そして、第４弁体５４が第４弁口３４から離れるに従って第２入力ポート４２から第２出力ポート４４へと流れる流体の流量が徐々に増加する。このときの特性が、図７の第２領域Ｒ２として示されている。この間、第２弁体５２用の弁体押圧部８２は第２弁体５２から離れ、第１弁体５１用の弁体押圧部８１は第１弁体５１に接近するが第１弁体５１には当接しない。即ち、第１弁体５１及び第２弁体５２は閉弁位置に維持されている。

【0068】

そして、直動シャフト３０を更に第１部屋２１側に移動すると、第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１に押圧する前に、図５に示すように、第３弁体５３用の弁体押圧部８３が第３弁体５３を第３部屋２３内から押圧して第３弁体５３が第３弁口３３から離れる。このとき、第４弁口３４が開いていて、第２部屋２２における第３弁体５３より上側の領域の高圧の流体は、複数の上部貫通孔６２Ａと第４弁口３４とを通して第２出力ポート４４側に抜けている。また、第４弁口３４が開いた後も側部貫通孔６２Ｂを通して第３部屋２３へと高圧の流体が流れ込むが、側部貫通孔６２Ｂの開口面積は、第４弁口３４の開口面積に比べて十分に小さいので、側部貫通孔６２Ｂから第３部屋２３へと流れ込む高圧の流体によって第３部屋２３及び第２部屋２２における第３弁体５３より上側の領域が高圧状態になることはない。しかも、第３弁体５３の外周面に備えたパッキン５３Ｄにより、高圧の流体が、第２入力ポート４２側から第３弁体５３と下端大径部１５Ａとの間の隙間を通って、第２部屋２２における第３弁体５３より上側の領域へと流れ込むことも防がれている。これらにより、第３弁体５３が上面側から受ける流体圧力と第３弁口３３を介して第３弁体５３が下面側からから受ける流体圧力との差圧が小くなり、直動シャフト３０に対する僅かな駆動力で第３弁体５３を閉弁位置から離して第３弁口３３を開くことができる。そして、第３弁体５３が第３弁口３３から離れるに従って第２入力ポート４２から第２出力ポート４４へと流れる流体の流量が徐々に増加する。このときの特性が、図７の第３領域Ｒ３として示されている。また、第４弁口３４より第３弁口３３の開口面積の方が広いので、直動シャフト３０の移動量に対する流量の増加率は、第２領域Ｒ２より第３領域Ｒ３の方が大きくなる。なお、図７に示すように、第３弁体５３が第３弁口３３から一定距離まで離れると、それ以上離れても流量が増加しなくなる。

【0069】

第３弁口３３から第３弁体５３までの距離が上記した一定距離に達する前、即ち、直動シャフト３０が第１部屋２１に移動するに従って第３弁口３３を流れる流体の流量が増加している間に、図６に示すように、第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１を押圧して第１弁体５１が第１弁口３１から離れ、第１弁口３１を通して第１入力ポート４１から第１出力ポート４３へと流体が流れる。そして、第１入力ポート４１から第１出力ポート４３への流路と第２入力ポート４２から第２出力ポート４４の流路の両方に流体が流れた状態になる。

【0070】

また、第１弁体５１が第１弁口３１から離れるに従って第１入力ポート４１から第１出力ポート４３へと流れる流体の流量が徐々に増加する。このときの特性が、図７の第４領域Ｒ４として示されている。ここで、第１弁体５１用の弁体押圧部８１は、第１弁体５１の先端径と略同一の外径のフランジ形状をなしているので、弁体押圧部８１が第１弁体５１を押圧する際に第１弁体５１と一体化して、流体がスムーズに第１弁口３１を通過する。また、第１弁体５１は、先細り形状をなして第１弁口３１に突入していると共に、基端側より先端側のテーパー角が小さくなっているので、この点においても、流体がスムーズに第１弁口３１を通過する。これらにより、精度が高い流体制御を行うことができる。また、第１弁体５１に備えた摺動シール７５は、内縁部が漏斗状をなして直動シャフト３０に当接しているので、直動シャフト３０に対して第１弁体５１がスムーズに移動する。次述する第２弁体５２用の弁体押圧部８２にて第２弁体５２を押圧した場合に関しても同様である。

【0071】

図２に示すように、直動シャフト３０を原点位置から第２部屋２２側に移動していくと、第２弁体５２用の弁体押圧部８２が第２弁体５２を押圧して第２弁体５２が第２弁口３２から離れ、第２弁口３２を通して第２入力ポート４２から第１出力ポート４３へと流体が流れる。そして、第２弁体５２を押し進めると、第２入力ポート４２から第１出力ポート４３へと流れる流体の流量が徐々に増加する。この特性が、図７の第１領域Ｒ１として示されている。

【0072】

以上の説明のように本実施形態のバルブ１０は、直動シャフト３０の直動によって第１〜第４の弁体５１〜５４が開閉する。そして、その直動シャフト３０は、一端部をステッピングモータ７０との間に備えた摺動シャフト２９Ａ（図１参照）に支持されると共に、他端部をバルブボディ１１に支持された第３弁体５３に支持されている。即ち、直動シャフト３０は、両端部を支持されているのでその中心位置が安定する。よって、その直動シャフト３０が中心部を貫通する第１弁体５１及び第２弁体５２の位置も安定する。これにより、従来に比べて安定して第１弁体５１及び第２弁体５２が動作する。しかも、直動シャフト３０にて第１弁体５１及び第２弁体５２の両方を支持するので、従来のように第２弁体５２の支持機構を別途設ける必要がなくなる。さらには、直動シャフト３０の両端部が支持されたことで支持部分における負荷が小さくなり、直動シャフト３０の支持機構を小型化できる。これらにより、バルブ１０全体の小型化を図ることができる。また、第１弁体５１及び第２弁体５２は、同一形状をなしているので、製造コストを抑えることができる。

【0073】

［第２実施形態］
図８〜図１１には、本発明の第２実施形態が示されている。図８に示すように、本実施形態のバルブ１０Ｖは、第１実施形態のバルブ１０から第２出力ポート４４，第３弁口３３，第３弁体５３，第４弁体５４等を排除してなる、所謂、三方弁であって、直動シャフト３０の下端部が、ブロック１２における嵌合孔１３の下端部に圧入固定された摺動スリーブ９０にて直動可能に支持された構成になっている。バルブ１０Ｖのその他の部位に関しては、第１実施形態のバルブ１０と同一であるので、第１実施形態と同一の符号を付して重複した説明は省略する。

【0074】

図９には直動シャフト３０が原点位置に配置された状態が示されている。直動シャフト３０が原点位置に配置されると、第１及び第２の弁体５１，５２が閉弁位置に位置すると共に、第２弁体５２用の弁体押圧部８２が第２弁体５２に隣接し、第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１から離間した状態になる。

【0075】

その原点位置から直動シャフト３０が第２部屋２２側に移動していくと、第２弁体５２用の弁体押圧部８２が第２弁体５２を押圧して第２弁口３２が開いていき（図８参照）、第２弁口３２を通して第２入力ポート４２から第１出力ポート４３へと流れる流体の流量が徐々に増加していく。この特性が、図１１の第１領域Ｒ１として示されている。

【0076】

また、原点位置から直動シャフト３０が第１部屋２１側に移動していくと、第１弁体５１と第２弁体５２とが共に閉弁位置に維持された状態で第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１に近づいていき、やがて当接する。この特性が、図１１の第３領域Ｒ３として示されている。

【0077】

第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１に当接してから、さらに、直動シャフト３０が第１部屋２１側に移動すると、第１弁体５１用の弁体押圧部８１が第１弁体５１を押圧して第１弁口３１が開いていき（図１０参照）、第１弁口３１を通して第１入力ポート４１から第１出力ポート４３へと流れる流体の流量が徐々に増加していく。この特性が、図１１の第１領域Ｒ２として示されている。

【0078】

［参考例］
図１２〜図１６には、第１実施形態のバルブ１０と共通の構成を備えたバルブ１０Ｗが、本発明に関連する参考例として示されている。本参考例のバルブ１０Ｗは、第１実施形態のバルブ１０と同様に、上端部にステッピングモータ７０が取り付けられたコア部材１４Ｗが、ブロック１２Ｗに形成された嵌合孔１３Ｗに嵌合された構造をなしている。コア部材１４Ｗ内には、ステッピングモータ７０から動力を受けて直動する摺動シャフト２９Ａが備えられ、摺動シャフト２９Ａから下方に直動シャフト３０Ｗが延びている。また、図１３に示すように、直動シャフト３０Ｗは、長手方向の途中から先端側が段付き状に細くなっていて、その段差部分が弁体押圧部３０Ｄになっている。なお、直動シャフト３０Ｗは摺動シャフト２９Ａに一体形成されている。

【0079】

コア部材１４Ｗには、第１実施形態の第１弁口３１及び第２弁口３２に相当する弁口及び、第１部屋２１に相当する部屋は備えられていない。また、本参考例のバルブ１０Ｗには、第１実施形態の第１入力ポート４１に相当するポートはなく、第１実施形態の第２入力ポート４２に相当する構造の第１入力ポート４２Ｗと、第１実施形態と同様の第１出力ポート４３及び第２出力ポート４４とが備えられている。また、第１入力ポート４２Ｗと第２出力ポート４４との間には、第１実施形態の第３弁口３３がメイン弁口３３Ｗとして備えられている。

【0080】

コア部材１４Ｗの中心孔１５のうち第１出力ポート４３に連通する部分より下側は、メイン弁体５３Ｗを直動可能に支持するガイド筒部１４Ｇになっている。メイン弁体５３Ｗは、第１実施形態の第３弁体５３を縦長にして上部貫通孔６２Ａとシャフト挿通孔６１とを廃止し、そのシャフト挿通孔６１の代わりにサブ弁口３２Ｗを備えた構造をなしている。また、メイン弁体５３Ｗの内部屋２３Ｗ内には、第１実施形態の第４弁体５４と同一形状のアシスト弁体５４Ｗが弁体ホルダ６３に支持された状態に備えられている。そして、サブ弁口３２Ｗを介して内部屋２３Ｗ内に突入した直動シャフト３０Ｗの先端部に弁体ホルダ６３が固定されている。なお、メイン弁体５３Ｗの下面中央には、第１実施形態の第４弁口３４がアシスト弁口３４Ｗとして備えられている。

【0081】

メイン弁体５３Ｗの内側上面と弁体ホルダ６３との間には、サブ弁体５２Ｗが配置されて、その中心部を直動シャフト３０Ｗが直動可能に貫通している。図１３に示すように、サブ弁体５２Ｗは、下面に凹部５２Ｅを備えている点のみが第１実施形態の第２弁体５２と異なる。そして、サブ弁体５２Ｗと弁体ホルダ６３との間に圧縮コイルバネ６８が突っ張り状態に収容され、その上端部がサブ弁体５２Ｗの凹部５２Ｅに嵌合される一方、下端部が弁体ホルダ６３の円形突部６３Ｔに嵌合している。また、摺動シャフト２９Ａを支持するシャフト支持リング１７とメイン弁体５３Ｗとの間にも、圧縮コイルバネ６９が突っ張り状態に収容されている。

【0082】

以上が本参考例のバルブ１０Ｗの構成に関する説明である。次に、バルブ１０Ｗの動作について説明する。直動シャフト３０Ｗが原点位置に配置されると、図１３の状態から直動シャフト３０Ｗが僅かに降下した状態になり、メイン弁体５３Ｗ、サブ弁体５２Ｗ、アシスト弁体５４Ｗが閉弁位置に位置すると共に、弁体押圧部３０Ｄがサブ弁体５２Ｗに隣接する。

【0083】

その原点位置から直動シャフト３０Ｗがメイン弁口３３Ｗ側に移動していくと、弁体押圧部３０Ｄがサブ弁体５２Ｗを押圧してサブ弁口３２Ｗが開いていき（図示せず）、サブ弁口３２Ｗを通して第１入力ポート４２Ｗから第１出力ポート４３へと流れる流体の流量が徐々に増加していく。この特性が、図１６の第１領域Ｒ１として示されている。

【0084】

また、原点位置から直動シャフト３０Ｗがメイン弁口３３Ｗから離れる側に移動していくと、メイン弁体５３Ｗ、アシスト弁体５４Ｗ、サブ弁体５２Ｗが閉弁位置に維持された状態で弁体押圧部３０Ｄがサブ弁体５２Ｗから離れていき、弁体ホルダ６３のカラー６４がアシスト弁体５４Ｗのフランジ５４Ｆに近づき、やがて当接する。この特性が、図１６の第４領域Ｒ４として示されている。

【0085】

カラー６４がアシスト弁体５４Ｗのフランジ５４Ｆに当接してから、さらに、直動シャフト３０Ｗがメイン弁口３３Ｗから離れる側に移動すると、アシスト弁体５４Ｗが直動シャフト３０Ｗと共に上昇してアシスト弁口３４Ｗが開いていき（図１４参照）、アシスト弁口３４Ｗを通して第１入力ポート４２Ｗから第２出力ポート４４へと流れる流体の流量が徐々に増加していく。この特性が、図１６の第１領域Ｒ２として示されている。

【0086】

さらに、直動シャフト３０Ｗがメイン弁口３３Ｗから離れる側に移動すると、弁体ホルダ６３の弁体押圧部８３Ｗがサブ弁体５２Ｗを介してメイン弁体５３Ｗを内側から上方に押し上げ、図１５に示すようにメイン弁口３３Ｗが開き、メイン弁口３３Ｗを通して第１入力ポート４２Ｗから第２出力ポート４４へと大流量の流体が流れる。この特性が、図１６の第３領域Ｒ３として示されている。

【0087】

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

【0088】

（１）前記第１実施形態の弁体押圧部８１，８２は、Ｅリングによって構成されていたが、直動シャフトからの削り出しによって弁体押圧部を直動シャフトに一体形成してもよい。また、直動シャフトの中間部に段付き状に外径が大きくなった大径部を設け、その大径部の一端部を第１弁体用の弁体押圧部とする一方、他端部を第２弁体用の弁体押圧部としてもよい。

【0089】

（２）前記第１及び第２の実施形態のバルブ１０，１０Ｖでは、第１弁体５１と第２弁体５２とが同一形状であったが、第１弁体と第２弁体とが互いに異なる形状であってもよい。

【符号の説明】

【0090】

１０，１０Ｖ バルブ
１１ バルブボディ
２１ 第１部屋
２２ 第２部屋
２３ 第３部屋
２５ 中間部屋
３０ 直動シャフト
３１ 第１弁口
３２ 第２弁口
３３ 第３弁口
３４ 第４弁口
４０ メイン流路
４１ 第１入力ポート
４２ 第２入力ポート
４３ 第１出力ポート
４４ 第２出力ポート
５１ 第１弁体
５２ 第２弁体
５３ 第３弁体（シャフト支持部）
５４ 第４弁体
６１ シャフト挿通孔
６２Ａ 上部貫通孔（連通路）
６２Ｂ 側部貫通孔（連通路）
６３ 弁体ホルダ
６４ カラー（位置決部）
６５ 圧縮コイルバネ（第１付勢部材）
６６ 圧縮コイルばね（第２付勢部材，第３付勢部材）
６７ 圧縮コイルバネ（第４付勢部材）
７０ ステッピングモータ（駆動源）
７３ 第１構成部品
７４ 第２構成部品
７５ 摺動シール
８１ 第１弁体用の弁体押圧部
８２ 第２弁体用の弁体押圧部
８３ 第３弁体用の弁体押圧部
９０ 摺動スリーブ（シャフト支持部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】