JP2022174577A - 流量制御弁及び温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流量制御用の弁本体部と当該弁本体部を駆動する駆動部を９０度交差する方向に配置した場合に比べて、占有面積を減少させることが可能な流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置を提供する。【解決手段】平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺６ａと相対的に短い短手方向に沿った短辺６ｂを有する矩形状に形成された流量制御用の弁本体部２と、平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺と相対的に短い短手方向に沿った短辺を有する矩形状に形成され、前記弁本体部の矩形状の面と交差する方向に沿った一端側に前記弁本体部と前記長辺が同一方向を向くよう配置されて前記弁本体部を駆動する駆動部３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、流量制御弁及び温度制御装置に関する。

従来、流量制御弁に関する技術として、本出願人は、特許文献１等に開示されたものを既に提案している。

特許文献１は、第１の流体が流入する断面矩形状の第１の弁口と第２の流体が流入する断面矩形状の第２の弁口が形成された円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成され且つ周方向に沿った両端面が曲面形状に形成された弁体と、前記弁体を回転駆動する駆動手段と、を備えるように構成したものである。そして、特許文献１では、弁本体と当該弁本体に配置される弁体を駆動する駆動手段が、当該駆動手段に接続されるケーブルの配置上の理由から、互いに９０度交差する方向に配置されている。

特許第６１０４４４３号公報

本発明は、流量制御用の弁本体部と当該弁本体部を駆動する駆動部を９０度交差する方向に配置した場合に比べて、占有面積を減少させることが可能な流量制御用三方弁及び温度制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺と相対的に短い短手方向に沿った短辺を有する矩形状に形成された流量制御用の弁本体部と、
平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺と相対的に短い短手方向に沿った短辺を有する矩形状に形成され、前記弁本体部の矩形状の面と交差する方向に沿った一端側に前記弁本体部と前記長辺が同一方向を向くよう配置されて前記弁本体部を駆動する駆動部と、
を備える流量制御弁である。

請求項２に記載された発明は、前記弁本体部は、その平面矩形状の面積が前記駆動部より小さい請求項１に記載の流量制御弁である。

請求項３に記載された発明は、前記弁本体部と前記駆動部は、両者の前記短手方向に沿った短辺の中心が一致するよう配置される請求項２に記載の流量制御弁である。

請求項４に記載された発明は、前記弁本体部は、前記駆動部の平面形状の内部に略収まるよう配置される請求項１乃至３のいずれかに記載の流量制御弁である。

請求項５に記載された発明は、前記弁本体部と前記駆動部の間には、アダプター部が配置され、
前記アダプター部は、前記弁本体部の前記短手方向に沿った外側であって、前記駆動部の前記短手方向に沿った短辺の両端部に固定される請求項１に記載の流量制御弁である。

請求項６に記載された発明は、前記駆動部は、前記流量制御弁を駆動する駆動ケーブルが接続される接続端子を備え、
前記接続端子は、前記駆動部の長手方向に沿った一側面又は上端面に設けられる請求項１乃至５のいずれかに記載の流量制御弁である。

請求項７に記載された発明は、前記駆動部の長手方向は、前記弁本体部に接続されて流体を流通させる配管の接続方向と同一である請求項１乃至請求項６に記載の流量制御弁である。

請求項８に記載された発明は、流体が流通する断面矩形状の第１の弁口と前記流体が流通する断面矩形状の第２の弁口が設けられた円柱形状の空所からなる弁座、及び前記第１及び第２の弁口から前記流体を外部へそれぞれ流通させる第１及び第２の流通口を有する弁本体部と、
前記弁本体部に装着されて前記第１及び第２の弁口をそれぞれ形成する第１及び第２の弁口形成部材と、
前記弁本体部の弁座内に回転自在に配置され、前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替える開口部が形成された円筒形状の弁体と、
前記弁体と前記弁座の間隙から漏れた前記流体の圧力を前記第１及び第２の弁口形成部材に作用させ、前記弁体が前記第１及び第２の弁口を開閉する際に前記弁体の位置が変動するのを抑制する圧力作用部と、
前記弁体を回転駆動する駆動部と、
を備え、
前記圧力作用部は、前記弁本体に装着されて前記第１及び第２の流通口を形成する部材であって、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる封止手段により長手方向に沿った両端部がそれぞれ封止された第1及び第２の流路形成部材を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の流量制御弁である。

請求項９に記載された発明は、前記弁体の前記駆動部側の端部を前記弁本体部に対して回転可能に封止する手段であって、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる封止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の流量制御弁である。

請求項１０に記載された発明は、混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合して前記温度制御用流路に供給する混合手段と、
前記温度制御用流路を流通した温度制御用流体を前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に流量を制御しつつ分配する流量制御弁と、
を備え、
前記流量制御弁として請求項１乃至９のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置である。

請求項１１に記載された発明は、混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合比を調整して前記温度制御用流路に流す流量制御弁と、
を備え、
前記流量制御弁として請求項１乃至９のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置である。

本発明によれば、流量制御用の弁本体部と当該弁本体部を駆動する駆動部を９０度交差する方向に配置した場合に比べて、占有面積を減少させることが可能な流量制御弁及び温度制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す正面図、同右側面図及びアクチュエータ部の底面図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す図２（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す図２（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す要部の断面斜視図である。 バルブシートを示す構成図である。 バルブシートと弁軸との関係を示す構成図である。 オムニシールを示す構成図である。 オムニシールの装着状態を示す断面図である。 オムニシールの変形例を示す構成図である。 ウェーブワッシャーを示す構成図である。 調整リングを示す斜視構成図である。 弁軸の動作を示す構成図である。 弁軸を示す構成図である。 弁軸の動作を示す構成図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す断面構成図である。 従来の流量制御弁を示す外観斜視図である。 従来の流量制御弁を示す正面図及び底面図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブの動作を示す断面構成図である。 本発明の実施の形態２に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す正面図及び底面図である。 本発明の実施の形態３に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す断面構成図である。 本発明の実施の形態４に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す断面構成図である。 本発明の実施例１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。 本発明の実施例２に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。 本発明の実施例１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを複数ユニット化して使用した状態を示す構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１は本発明の実施の形態１に係る流量制御弁の一例である流量制御用三方弁としての三方弁型モータバルブを示す外観斜視図、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は三方弁型モータバルブを示す正面図、同左側面図及び同底面図、図３は図２（ｂ）のＡ－Ａ線断面図、図４は図２（ａ）のＢ－Ｂ線断面図、図５は三方弁型モータバルブの要部を示す断面斜視図である。

三方弁型モータバルブ１は、回転型３方向弁として構成されている。三方弁型モータバルブ１は、図１に示すように、大別して、鉛直方向に沿った下部に配置された弁本体部の一例としてのバルブ本体部２と、鉛直方向に沿った上部に配置された駆動部の一例としてのアクチュエータ部３と、バルブ本体部２とアクチュエータ部３の間に配置されたシール部４及び連結部の一例としてのカップリング部５から構成されている。

なお、バルブ本体部２とアクチュエータ部３の配置において鉛直方向に沿った上部及び下部とあるのは、当該バルブ本体部２とアクチュエータ部３の配置の一例を示すものである。ただし、これに限定されるものではなく、バルブ本体部２を鉛直方向に沿った下部に、アクチュエータ部３を鉛直方向に沿った上部に配置したり、バルブ本体部２とアクチュエータ部３を水平方向に沿って配置するなど、その配置は特に限定されるものではなく、任意であることは勿論である。

バルブ本体部２は、図１に示すように、ＳＵＳ等の金属により略直方体状に形成されたバルブ本体６を備えている。バルブ本体６は、その平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺６ａと相対的に短い短手方向に沿った短辺６ｂを有する矩形状に形成されている。バルブ本体６は、その長辺６ａの長さであるＬ１が例えば７４ｍｍ程度に、短辺６ｂの長さである幅Ｗ１が４０ｍｍ程度に設定されている。なお、これらの値は一例であり、当該数値に限定されないことは勿論である。バルブ本体６には、図３及び図４に示すように、その一方の側面（図示例では、左側面）に流体が流出（流通）する流通口の一例としての第１の流出口７と、円柱形状の空所からなる弁座８に連通した弁口の一例である断面矩形状の第１の弁口９がそれぞれ設けられている。

本実施の形態１では、第１の流出口７及び第１の弁口９をバルブ本体６に直接設けるのではなく、第１の弁口９を形成する第１の弁口形成部材の一例である第１のバルブシート７０と、第１の流出口７を形成する第１の流路形成部材１５をバルブ本体６に装着することにより、第１の流出口７及び第１の弁口９を設けている。

第１のバルブシート７０は、図６に示すように、バルブ本体６の外側に配置される円筒形状に形成された円筒部７１と、バルブ本体６の内側へ向けて先端の外径が小さくなるよう先細り形状に形成されたテーパー部７２を一体的に備えている。第１のバルブシート７０のテーパー部７２の内部には、矩形状（本実施の形態１では、正方形状）の断面を有する角柱形状の第１の弁口９が形成されている。また、第１のバルブシート７０の円筒部７１の内部には、後述するように、第１の流出口７を形成する第１の流路形成部材１５の一端部が密封（封止）された状態で挿入されるよう構成されている。

第１のバルブシート７０の材料としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）樹脂が用いられる。また、第１のバルブシート７０の材料としては、例えば、所謂“スーパーエンジニアリングプラスチック”を用いることが可能である。スーパーエンジニアリングプラスチックは、通常のエンジニアリングプラスチックを上回る耐熱性や高温時の機械的強度を有するものである。スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、あるいはこれらの複合材料などが挙げられる。また、第１のバルブシート７０の材料としては、例えば、エンズィンガージャパン株式会社製の切削加工用ＰＥＥＫ樹脂素材である「ＴＥＣＡＰＥＥＫ」（登録商標）、特に１０％ＰＴＦＥを配合して摺動性に優れた「ＴＥＣＡＰＥＥＫ ＴＦ １０ ｂｌｕｅ」（商品名）なども使用可能である。

バルブ本体６には、図４及び図５に示されるように、第１のバルブシート７０の外形状に対応し当該バルブシート７０と相似形状の凹所７５が切削加工等により形成されている。凹所７５は、第１のバルブシート７０の円筒部７１に対応した円筒部７５ａと、テーパー部７２に対応したテーパー部７５ｂとを備えている。バルブ本体６の円筒部７５ａは、第１のバルブシート７０の円筒部７１より長さが長く設定されている。バルブ本体６の円筒部７５ａは、後述するように、第１の圧力作用部９４の一部を構成している。第１のバルブシート７０は、バルブ本体６の凹所７５に対して弁体としての弁軸３４に接離する方向に移動可能に装着される。

第１のバルブシート７０は、バルブ本体６の凹所７５に装着された状態で、第１のバルブシート７０の外周面とバルブ本体６の凹所７５の内周面との間には、微小な間隙が形成されている。弁座８の内部に流入した流体は、第１のバルブシート７０の外周の領域に微小な間隙を介して漏れて流入可能となっている。また、第１のバルブシート７０の外周の領域へと漏れた流体は、当該第１のバルブシート７０の円筒部７１の外側に位置する空間からなる第１の圧力作用部９４へと導入される。この第１の圧力作用部９４は、流体の圧力を第１のバルブシート７０の弁軸３４と反対側の面７０ａ（図６（ａ）参照）に作用させるものである。弁座８の内部に流入する流体は、第１の弁口９を介して流出する流体の他、後述するように、第２の弁口１８を介して流出する流体である。第１の圧力作用部９４は、第１の流出口７との間が第１の流路形成部材１５によって密封された状態で区画されている。

弁座８の内部に配置された弁軸３４に作用する流体の圧力は、弁軸３４の開閉度による流体の流量に依存する。弁座８の内部に流入する流体は、第１の弁口９と第２の弁口１８を介して弁座８と弁軸３４の外周面との間に形成される微小な間隙にも流れ込む（漏れ入る）。したがって、第１のバルブシート７０に対応した第１の圧力作用部９４には、第１の弁口９から流出する流体以外に、弁座８と弁軸３４の外周面との間に形成される微小な間隙に流れ込んだ第２の弁口１８から流出する流体も流れ込む（漏れ入る）。

第１のバルブシート７０のテーパー部７２の先端には、図６（ｂ）に示すように、バルブ本体６に形成された円柱形状の弁座８に対応した円柱形状の曲面の一部を成す平面円弧形状の間隙縮小部の一例としての凹部７４が設けられている。凹部７４の曲率半径Ｒは、弁座８の曲率半径又は弁軸３４の曲率半径と略等しい値に設定される。バルブ本体６の弁座８は、当該弁座８の内部で回転する弁軸３４の齧りを防止するため、弁軸３４の外周面との間に僅かな間隙を形成している。第１のバルブシート７０の凹部７４は、図７に示すように、当該第１のバルブシート７０をバルブ本体６に装着した状態でバルブ本体６の弁座８より弁軸３４側に突出するように装着されるか、又は弁軸３４の外周面に接触するように装着される。その結果、弁軸３４と当該弁軸３４と対向する部材としてのバルブ本体６の弁座８の内面との間隙Ｇは、第１のバルブシート７０の凹部７４が突出した分だけ弁座８の他の部分に比較して部分的に縮小された値となる。このように、第１のバルブシート７０の凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１は、弁軸３４と弁座８の内面との間隙Ｇ２より狭い（小さい）所要の値（Ｇ１＜Ｇ２）に設定されている。なお、第１のバルブシート７０の凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１は、バルブシート７０の凹部７４が弁軸３４に接触した状態、つまり間隙無しの状態(間隙Ｇ１＝０)であっても良い。

ただし、第１のバルブシート７０の凹部７４が弁軸３４に接触する場合は、弁軸３４を回転駆動する際に凹部７４の接触抵抗によって弁軸３４の駆動トルクが上昇する虞れがある。そのため、第１のバルブシート７０の凹部７４が弁軸３４に接触する程度は、弁軸３４の回転トルクを考慮して調整される。すなわち、弁軸３４の駆動トルクが増加しないか、増加してもその増加量が小さく、弁軸３４の回転に支障がない程度に調整される。

第１の流路形成部材１５は、図４及び図５に示すように、ＳＵＳ等の金属、あるいはポリイミド（ＰＩ）樹脂等の合成樹脂によって円筒形状に形成されている。第１の流路形成部材１５は、第１のバルブシート７０の位置変動にかかわらず、第１の弁口９に連通した第１の流出口７を内部に形成している。第１の流路形成部材１５は、第１のバルブシート７０側に位置する約１／２の部分が相対的に薄肉円筒形状の薄肉円筒部１５ａとして形成されている。また、第１の流路形成部材１５は、第１のバルブシート７０と反対側に位置する約１／２の部分が薄肉の円筒形状の部分に比べて厚肉な円筒形状の厚肉円筒部１５ｂとして形成されている。第１の流路形成部材１５の内面は、円筒形状に貫通している。第１の流路形成部材１５の外周には、薄肉円筒部１５ａと厚肉円筒部１５ｂの間に、半径方向外方へ向けて比較的厚肉に形成された環状のフランジ部１５ｃが設けられている。フランジ部１５ｃの外周端は、凹所７５の内周面に移動可能に接触するよう配置されている。

第１のバルブシート７０の円筒部７１と第１の流路形成部材１５の薄肉円筒部１５ａとの間は、図５に示すように、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる第１の封止手段の一例としてのオムニシール１２０によって密封（封止）されている。第１のバルブシート７０の円筒部７１における内周面には、図６（ａ）に示すように、バルブ本体６の外側に位置する端部にオムニシール１２０を収容する段差部７３が設けられている。

オムニシール１２０は、図８に示すように、第１のバルブシート７０の円筒部７１における内周面に全周にわたり配置される環状（リング状）の部材である。オムニシール１２０は、断面略Ｕ字形状のステンレス等の金属からなるバネ部材１２１と、バネ部材１２１によって開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の合成樹脂からなるシール部材１２２から構成されている。バネ部材１２１は、ステンレス等の金属によって断面略Ｕ字形状に形成されている。バネ部材１２１は、長手方向に沿って一定の間隔でスリットや溝を設けたり肉厚を適宜設定することにより弾性率が調整されている。シール部材１２２は、図８及び図９に示すように、封止する第１のバルブシート７０の円筒部７１に設けられた段差部７３と第１の流路形成部材１５の薄肉円筒部１５ａとの間に位置するよう封止する方向に沿って配置される基端部１２２ａと、基端部１２２ａの両端から封止する２つの部材の周面に沿った同一方向（第１のバルブシート７０の軸方向に沿った外側）へ向けて互いに対向するよう平行に配置された２つのリップ部１２２ｂ，１２２ｃを備えている。２つのリップ部１２２ｂ，１２２ｃの先端は、第１のバルブシート７０の軸方向に沿った外側へ向けて開口されている。オムニシール１２０の開口部は、第１の圧力作用部９４に向かって開口されており、当該第１の圧力作用部９４の圧力を受ける。一方のリップ部１２２ｂの先端には、図８（ｂ）に示すように、バネ部材１２１の肉厚に相当する厚さで内側へ突出し、バネ部材１２１の離脱を防止する突出部１２２ｄが設けられている。リップ部１２２ｂ，１２２ｃの先端部１２２ｂ’，１２２ｃ’は、その外周面が中間から先端へ向けて半径方向外方へ向けて突出する円弧状に湾曲した湾曲形状に形成されている。リップ部１２２ｂ，１２２ｃの先端部１２２ｂ’，１２２ｃ’は、第１のバルブシート７０の内周面と第１の流路形成部材１５の外周面に密着して密封度を高めている。

なお、第１のオムニシール１２０のバネ部材１２１は、断面略Ｕ字形状に形成されたものに限定されるものではなく、図１０に示すように、帯状の金属を断面円形又は断面楕円形の螺旋状に形成したものであっても良い。

第１のオムニシール１２０は、流体の圧力が作用しないか又は流体の圧力が相対的に低いときは、バネ部材１２１の弾性復元力によって第１のバルブシート７０と第１の流路形成部材１５の間隙を密封する。一方、第１のオムニシール１２０は、流体の圧力が相対的に高いときは、バネ部材１２１の弾性復元力及び流体の圧力によって第１のバルブシート７０と第１の流路形成部材１５の間隙を密封する。したがって、バルブ本体６の内周面と第１のバルブシート７０の外周面との間隙から第１の圧力作用部９４に流体が流入した場合においても、当該流体は、第１のオムニシール１２０によって封止されて第１のバルブシート７０と第１の流路形成部材１５の間隙から第１の流路形成部材１５の内部に流入することはない。

第１のオムニシール１２０は、金属製のバネ部材１２１と合成樹脂製のシール部材１２２の組み合わせからなる。金属製のバネ部材１２１は勿論のこと、シール部材１２２を構成する合成樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、耐熱性に優れており、極低温域において長時間の使用に耐えることが可能となっている。

第１のバルブシート７０の円筒部７１の端面７０ａは、図３及び図４に示すように、第１の圧力作用部９４によって流体の圧力を受ける領域（受圧面）である。

本実施の形態１では、第１のバルブシート７０の円筒部７１の端面７０ａに第１のオムニシール１２０を装着するための段差部７３が設けられている。そのため、第１のバルブシート７０の円筒部７１の端面７０ａは、段差部７３が設けられている分だけ第１の圧力作用部９４から流体の全圧力を受け難い構造となっている。

そこで、本実施の形態１では、図３及び図４に示すように、第１の圧力作用部９４から流体の圧力を第１のバルブシート７０の円筒部７１の端面７０ａに効果的に作用させるよう、第１のバルブシート７０の段差部７３を含めて当該第１のバルブシート７０の円筒部７１の端面７０ａを覆うことによって閉塞する環状の第１の受圧プレート７６が設けられている。つまり、受圧プレート７６は、第１のバルブシート７０の円筒部７１の端面７０ａに接触するとともに、段差部７３を閉塞するよう配置されている。第１の受圧プレート７６は、第１のバルブシート７０と同一の材料によって形成される。また、第１の受圧プレート７６の半径方向に沿った外周端面とバルブ本体６の凹所７５との間には、流体が第１の圧力作用部９４に漏れ入ることが可能となるよう微小な間隙が設定されている。

一方、第１の流路形成部材１５の他端部である厚肉円筒部１５ｂの端部は、バルブ本体６の内周面との間が、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる第２の封止手段の一例としての第２のオムニシール１３０によって密封（封止）されている。バルブ本体６の内周面には、図４に示すように、凹所７５の円筒部７５ａの軸方向に沿った外側の端部に、当該凹所７５の円筒部７５ａより僅かに外径が大きい第２のオムニシール１３０を装着するための円筒部７５ｃが短く形成されている。円筒部７５ｃの長さは、第２のオムニシール１３０より長く設定されている。

そして、バルブ本体６の円筒部７５ｃと第１の流路形成部材１５の厚肉円筒部１５ｂとの間隙は、第２のオムニシール１３０によって密封（封止）されている。第２のオムニシール１３０は、第１の圧力作用部９４へ向けて開口されている。つまり、第２のオムニシール１３０は、その開口部が第１の圧力作用部９４から流体の圧力を受けるよう配置されている。なお、第２のオムニシール１３０は、第１のオムニシール１２０より外径が大きいものの、基本的に、第１のオムニシール１２０と同様に構成されている。

第１のバルブシート７０の円筒部７１の軸方向に沿った外側には、図３に示すように、当該第１のバルブシート７０が弁軸３４に対して接離する方向に変位するのを許容しつつ、当該第１のバルブシート７０を弁軸３４に対して接離する方向に弾性変形する弾性部材の一例としての第１のウェーブワッシャー（波状ワッシャー）１６が設けられている。第１のウェーブワッシャー１６は、図１１に示すように、ステンレスや鉄、あるいは燐青銅などからなり、正面に投影した形状が所要の幅を有する円環状に形成されている。また、第１のウェーブワッシャー１６は、側面形状がウェーブ状（波状）に形成されており、その厚さ方向に沿って弾性変形が可能となっている。第１のウェーブワッシャー１６の弾性率は、厚さや材質、あるいは波の数等によって決定される。第１のウェーブワッシャー１６は、第１の圧力作用部９４に収容されている。

さらに、第１のウェーブワッシャー１６の外側には、当該第１のウェーブワッシャー１６を介して弁軸３４と第１のバルブシート７０の凹部７４との間隙Ｇ１を調整する環状の調整部材の一例である第１の調整リング７７が配置される。第１の調整リング７７は、図１２に示すように、ＳＵＳ等の金属又は耐熱性を有するポリイミド（ＰＩ）樹脂等の合成樹脂によって外周面に雄ネジ７７ａが形成された相対的に長さが短く設定された円筒形状の部材からなる。第１の調整リング７７の外側の端面には、当該第１の調整リング７７をバルブ本体６に設けられた雌ネジ部７８に締め付けて装着する際に、締付量を調整するための図示しない治具を係止して当該第１の調整リング７７を回転させるための凹溝７７ｂが１８０度対向する位置にそれぞれ設けられている。

バルブ本体６には、図４及び図５に示すように、第１の調整リング７７を装着するための第１の雌ネジ部７８が設けられている。バルブ本体６の開口端部には、第１の調整リング７７の外径と略等しい外径を有する短い円筒部７９が設けられている。また、バルブ本体６の第１の雌ネジ部７８と円筒部７５ｃとの間には、第１の雌ネジ部７８を所要の長さにわたって加工することが可能となるよう、当該第１の雌ネジ部７８より内径が大きい加工用円筒部７５ｄが短く設けられている。

第１の調整リング７７は、バルブ本体６の雌ネジ部７８に対する締め込み量を調整することにより、当該第１の調整リング７７が第１のウェーブワッシャー１６を介して第１のバルブシート７０を内側に向けて押動する量（距離）を調整するものである。第１の調整リング７７の締め込み量を増加させると、第１のバルブシート７０は、図５に示すように、第１の調整リング７７によって第１のウェーブワッシャー１６及び第１の受圧プレート７６を介して押され、凹部７４が弁座８の内周面から突出して弁軸３４に近接する方向に変位し、図７に示すように、当該凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１が減少する。また、第１の調整リング７７の締め込み量を予め少ない量に設定すると、第１のバルブシート７０は、第１の調整リング７７によって押動される距離が減少し、弁軸３４から離間した位置に配置され、第１のバルブシート７０の凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１が相対的に増大する。第１の調整リング７７の雄ネジ７７ａ及びバルブ本体６の雌ネジ部７８は、そのピッチが小さく設定されており、第１のバルブシート７０の突出量を微調整可能に構成されている。

また、バルブ本体６の一側面には、図３に示すように、流体を流出させる図示しない配管等を接続するため接続部材の一例としての第１のフランジ部材１０が４本の六角穴付きボルト１１により取り付けられている。図２（ｂ）中、符号１１ａは、六角穴付きボルト１１が締結されるネジ孔を示している。第１のフランジ部材１０は、バルブ本体６と同様にＳＵＳ等の金属により形成される。第１のフランジ部材１０は、バルブ本体６の側面形状と略同一の側面矩形状に形成されたフランジ部１２と、フランジ部１２の内側面に円筒形状に短く突設された挿入部１３と、フランジ部１２の外側面に厚肉の略円筒形状に突設され、図示しない配管が接続される配管接続部１４とを有している。第１のフランジ部材１０のフランジ部１２とバルブ本体６との間は、図３に示すように、オーシール１３ａによって密封されている。第１のフランジ部材１０のフランジ部１２の内周面には、オーシール１３ａを収容する凹溝１３ｂが設けられている。配管接続部１４の内周は、例えば、その口径が直径約２１ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／２や直径約０．５８インチの雌ネジに設定されている。なお、配管接続部１４の形状は、テーパー付き雌ネジ或いは雌ネジに限定されるものではなく、チューブを装着するチューブフィッティングなどでもよく、第１の流出口７から流体を流出可能なものであれば良い。

ここで、オーシール１３ａは、断面円形状又は断面楕円形状の螺旋状に形成されたステンレス等からなるバネ部材の外側をテフロン（登録商標）ＦＥＰ（四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンの共重合体）等からなる弾性変形可能な合成樹脂で完全に被覆したＯリング形状のシール部材である。オーシール１３ａは、極低温域においても密封性を維持することが可能となっている。

バルブ本体６には、図３に示すように、その他方の側面（図中、右側面）に流体が流出する流通口の一例としての第２の流出口１７と、円柱形状の空所からなる弁座８に連通した弁口の一例である断面矩形状の第２の弁口１８がそれぞれ設けられている。

本実施の形態１では、第２の流出口１７及び第２の弁口１８をバルブ本体６に直接設けるのではなく、第２の弁口１８を形成した弁口形成部材の一例としての第２のバルブシート８０と、第２の流出口１７を形成した第２の流路形成部材２５とをバルブ本体６に装着することにより、第２の流出口１７及び第２の弁口１８を設けている。

第２のバルブシート８０は、図６に括弧付きの符号で示すように、第１のバルブシート７０と同様に構成されている。すなわち、第２のバルブシート８０は、バルブ本体６の外側に配置される円筒形状に形成された円筒部８１と、バルブ本体６の内側へ向けて外径が小さくなるように形成されたテーパー部８２を一体的に備えている。第２のバルブシート８０のテーパー部８２の内部には、矩形状（本実施の形態１では、正方形状）の断面を有する角柱形状の第２の弁口１８が形成されている。また、第２のバルブシート８０の円筒部８１の内部には、第２の流出口１７を形成する第２の流路形成部材２５の一端部が密封された状態で挿入されるよう配置されている。

バルブ本体６には、図４に示されるように、第２のバルブシート８０の外形状に対応し当該第２のバルブシート８０と相似形状の凹所８５が切削加工等により形成されている。凹所８５は、第２のバルブシート８０の円筒部８１に対応した円筒部８５ａと、テーパー部８２に対応したテーパー部８５ｂとを備えている。バルブ本体６の円筒部８５ａは、第２のバルブシート８０の円筒部８１より長さが長く設定されている。バルブ本体６の円筒部８５ａは、後述するように、第２の圧力作用部９６を形成している。第２のバルブシート８０は、バルブ本体６の凹所８５に対して弁体としての弁軸３４に接離する方向に移動可能に装着される。

第２のバルブシート８０は、バルブ本体６の凹所８５に装着された状態で、第２のバルブシート８０とバルブ本体６の凹所８５との間には、微小な間隙が形成されている。弁座８の内部に流入した流体は、微小な間隙を介して第２のバルブシート８０の外周の領域に流入可能となっている。また、第２のバルブシート８０の外周の領域へと流入した流体は、当該第２のバルブシート８０の円筒部８１の外側に位置する空間からなる第２の圧力作用部９６へと導入される。この第２の圧力作用部９６は、流体の圧力を第２のバルブシート８０の弁軸３４と反対側の面８０ａに作用させるものである。弁座８の内部に流入する流体は、第２の弁口１８を介して流出する流体の他、第１の弁口９を介して流出する流体がある。第２の圧力作用部９６は、第２の流出口１７との間が第２の流路形成部材２５によって密封された状態で区画されている。

弁座８の内部に配置された弁軸３４に作用する流体の圧力は、弁軸３４の開閉度による流体の流量に依存する。弁座８の内部に流入する流体は、第１の弁口９と第２の弁口１８を介して弁座８と弁軸３４の外周面との間に形成される微小な間隙にも流れ込む（漏れ入る）。したがって、第２のバルブシート８０に対応した第２の圧力作用部９６には、第２の弁口１８から流出する流体以外に、弁座８と弁軸３４の外周面との間に形成される微小な間隙に流れ込んだ第１の弁口９から流出する流体も流入する。なお、第２のバルブシート８０は、第１のバルブシート７０と同じ材料により形成されている。

第２のバルブシート８０のテーパー部８２の先端には、図６（ｂ）に示すように、バルブ本体６に形成された円柱形状の弁座８に対応した円柱形状の曲面の一部を成す平面円弧形状の間隙縮小部の一例としての凹部８４が設けられている。凹部８４の曲率半径Ｒは、弁座８の曲率半径又は弁軸３４の曲率半径と略等しい値に設定される。バルブ本体６の弁座８は、後述するように、当該弁座８の内部で回転する弁軸３４の齧りを防止するため、弁軸３４の外周面との間に僅かな間隙を形成している。第２のバルブシート８０の凹部８４は、当該第２のバルブシート８０をバルブ本体６に装着した状態でバルブ本体６の弁座８より弁軸３４側に突出するように装着されるか、又は弁軸３４の外周面に接触するように装着される。その結果、弁軸３４と当該弁軸３４と対向する部材としてのバルブ本体６の弁座８の内面との間隙Ｇは、図７に示すように、第２のバルブシート８０の凹部８４が突出した分だけ弁座８の他の部分に比較して部分的に縮小された値に設定される。このように、第２のバルブシート８０の凹部８４と弁軸３４との間隙Ｇ３は、弁軸３４と弁座８の内面との間隙Ｇ２より狭い（小さい）所要の値（Ｇ３＜Ｇ２）に設定されている。なお、第２のバルブシート８０の凹部８４と弁軸３４との間隙Ｇ３は、第２のバルブシート８０の凹部８４が弁軸３４に接触した状態、つまり間隙無しの状態(間隙Ｇ３＝０)であっても良い。

ただし、第２のバルブシート８０の凹部８４が弁軸３４に接触する場合には、弁軸３４を回転駆動する際に凹部８４の接触抵抗によって弁軸３４の駆動トルクが上昇する虞れがある。そのため、第２のバルブシート８０の凹部８４が弁軸３４に接触する程度は、初期的に、弁軸３４の回転トルクを考慮して調整される。すなわち、弁軸３４の駆動トルクが増加しないか、増加してもその増加量が小さく、弁軸３４の回転に支障がない程度に調整される。

第２の流路形成部材２５は、図５に示すように、ＳＵＳ等の金属、あるいはポリイミド（ＰＩ）樹脂等の合成樹脂によって円筒形状に形成されている。第２の流路形成部材２５は、第２のバルブシート８０の位置変動にかかわらず、第２の弁口１８に連通した第２の流出口１７を内部に形成している。第２の流路形成部材２５は、第２のバルブシート８０側に位置する約１／２の部分が相対的に薄肉円筒形状の薄肉円筒部２５ａとして形成されている。また、第２の流路形成部材２５は、第２のバルブシート８０と反対側に位置する約１／２の部分が薄肉の円筒形状の部分に比べて厚肉な円筒形状の厚肉円筒部２５ｂとして形成されている。第２の流路形成部材２５の内面は、円筒形状に貫通している。第２の流路形成部材２５の外周には、薄肉円筒部２５ａと厚肉円筒部２５ｂの間に、半径方向外方へ向けて比較的厚肉に形成された環状のフランジ部２５ｃが設けられている。フランジ部２５ｃの外周端は、凹所８５の内周面に移動可能に接触するよう配置されている。

第２のバルブシート８０の円筒部８１と第２の流路形成部材２５の薄肉円筒部２５ａとの間は、図３に示すように、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる第１の封止手段の一例としての第１のオムニシール１４０によって密封（封止）されている。第２のバルブシート８０の円筒部８１における内周面には、図６に示すように、バルブ本体６の外側に位置する端部に第１のオムニシール１４０を収容する段差部８３が設けられている。

第１のオムニシール１４０は、図８に示すように、第１のオムニシール１２０と同様に構成されている。第１のオムニシール１４０は、バネ部材１４１とシール部材１４２を有する。第１のオムニシール１４０は、流体の圧力が作用しないか又は流体の圧力が相対的に低いときは、バネ部材１４１の弾性復元力によって第２のバルブシート８０と第２の流路形成部材２５の間隙を密封する。一方、第１のオムニシール１４０は、流体の圧力が相対的に高いときは、バネ部材１４１の弾性復元力及び流体の圧力によって第２のバルブシート８０と第２の流路形成部材２５の間隙を密封する。したがって、バルブ本体６の内周面と第２のバルブシート８０の外周面との間隙から第２の圧力作用部９６に流体が流入した場合においても、当該流体は、第１のオムニシール１４０によって封止されて第２のバルブシート８０と第２の流路形成部材２５の間隙から第２の流路形成部材２５の内部に流入することはない。

第２のバルブシート８０の円筒部８１の端面８０ａは、図３及び図４に示すように、第２の圧力作用部９６によって流体の圧力を受ける領域（受圧面）である。

本実施の形態１では、第２のバルブシート８０の円筒部８１の端面８０ａに第１のオムニシール１４０を装着するための段差部８３が設けられている。そのため、第２のバルブシート８０の円筒部８１の端面８０ａは、段差部８３が設けられている分だけ第２の圧力作用部９６から流体の圧力の全圧力を受け難い構造となっている。

そこで、本実施の形態１では、図３及び図４に示すように、第２の圧力作用部９６から流体の圧力を第２のバルブシート８０の円筒部８１の端面８０ａに効果的に作用させるよう、第２のバルブシート８０の段差部８３を含めて当該第２のバルブシート８０の円筒部８１の端面８０ａを覆うことによって閉塞する環状の第２の受圧プレート８６が設けられている。つまり、第２の受圧プレート８６は、第２のバルブシート８０の円筒部８１の端面８０ａに接触するとともに、段差部８３を閉塞するよう配置されている。第２の受圧プレート８６は、第２のバルブシート８０と同一の材料によって形成される。また、第２の受圧プレート８６の半径方向に沿った外周端面とバルブ本体６の凹所８５との間には、流体が第２の圧力作用部９６に漏れ入ることが可能となるよう微小な間隙が設定されている。

一方、第２の流路形成部材２５の他端部である厚肉円筒部２５ｂの端部は、バルブ本体６の内周面との間が、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる第２の封止手段の一例としての第２のオムニシール１５０によって密封（封止）されている。バルブ本体６の内周面には、図４に示すように、凹所８５の円筒部８５ａの軸方向に沿った外側の端部に、当該凹所８５の円筒部８５ａより僅かに外径が大きい第２のオムニシール１５０を装着するための円筒部８５ｃが短く形成されている。円筒部８５ｃの長さは、第２のオムニシール１５０より長く設定されている。

そして、バルブ本体６の円筒部８５ｃと第２の流路形成部材２５の厚肉円筒部２５ｂとの間隙は、第２のオムニシール１５０によって密封（封止）されている。第２のオムニシール１５０は、第２の圧力作用部９６へ向けて開口されている。つまり、第２のオムニシール１５０は、その開口部が第２の圧力作用部９６から流体の圧力を受けるよう配置されている。なお、第２のオムニシール１５０は、第１のオムニシール１４０より外径が大きいものの、基本的に、第１のオムニシール１４０と同様に構成されている。

第２のバルブシート８０の円筒部８１の外側には、当該第２のバルブシート８０が弁軸３４に対して接離する方向に変位するのを許容しつつ、当該第２のバルブシート８０を弁軸３４に対して接触する方向に押動する弾性部材の一例としての第２のウェーブワッシャー（波形ワッシャー）２６が設けられている。第２のウェーブワッシャー２６は、図１１に示すように、ステンレスや鉄、あるいは燐青銅などからなり、正面に投影した形状が所要の幅を有する円環状に形成されている。また、第２のウェーブワッシャー２６は、側面形状がウェーブ状（波状）に形成されており、その厚さ方向に沿って弾性変形が可能となっている。第２のウェーブワッシャー２６の弾性率は、厚さや材質、あるいは波の数等によって決定される。第２のウェーブワッシャー２６としては、第１のウェーブワッシャー１６と同一のものが使用される。

さらに、第２のウェーブワッシャー２６の外側には、当該第２のウェーブワッシャー２６を介して弁軸３４と第２のバルブシート８０の凹部８４との間隙Ｇ３を調整する調整部材の一例としての第２の調整リング８７が配置される。第２の調整リング８７は、図１２に示すように、耐熱性を有する合成樹脂又は金属によって外周面に雄ネジ８７ａが形成された相対的に長さが短く設定された円筒形状の部材からなる。第２の調整リング８７の外側の端面には、当該第２の調整リング８７をバルブ本体６に設けられた雌ネジ部８８に締め付けて装着する際に、締付量を調整するための図示しない治具を係止して当該第２の調整リング８７を回転させるための凹溝８７ｂが１８０度対向する位置にそれぞれ設けられている。

バルブ本体６には、図５に示すように、第２の調整リング８７を装着するための第２の雌ネジ部８８が設けられている。バルブ本体６の開口端部には、第２の調整リング８７の外径と略等しい外径を有する短い円筒部８９が設けられている。また、バルブ本体６の第２の雌ネジ部８８と円筒部８５ｃとの間には、第２の雌ネジ部８８を所要の長さにわたって加工することが可能となるよう、当該第２の雌ネジ部８８より内径が大きい加工用円筒部８５ｄが短く設けられている。

第２の調整リング８７は、バルブ本体６の雌ネジ部８８に対する締め込み量を調整することにより、当該第２の調整リング８７が第２のウェーブワッシャー２６を介して第２のバルブシート８０を内側に向けて押動する量（距離）を調整するものである。第２の調整リング８７の締め込み量を増加させると、第２のバルブシート８０は、図７に示すように、第２の調整リング８７によって第２のウェーブワッシャー２６を介して押され、凹部８４が弁座８の内周面から突出して弁軸３４に近接する方向に変位し、当該凹部８４と弁軸３４との間隙Ｇ３が減少する。また、第２の調整リング８７の締め込み量を予め少ない量に設定すると、第２のバルブシート８０は、第２の調整リング８７によって押動される距離が減少し、弁軸３４から離間した位置に配置され、第２のバルブシート８０の凹部８４と弁軸３４との間隙Ｇ３が相対的に増大する。第２の調整リング８７の雄ネジ８７ａ及びバルブ本体６の雌ネジ部８８は、そのピッチが小さく設定されており、第２のバルブシート８０の突出量を微調整可能に構成されている。

バルブ本体６の他方の側面には、図３及び図５に示すように、流体を流出させる図示しない配管を接続するため接続部材の一例としての第２のフランジ部材１９が４本の六角穴付きボルト２０により取り付けられている。第２のフランジ部材１９は、第１のフランジ部材１０と同様にＳＵＳ等の金属により形成される。第２のフランジ部材１９は、バルブ本体６の側面形状と同一の側面矩形状に形成されたフランジ部２１と、フランジ部２１の内側面に円筒形状に突設された挿入部２２と、フランジ部２１の外側面に厚肉の略円筒形状に突設され、図示しない配管が接続される配管接続部２３とを有している。第２のフランジ部材１９のフランジ部２１とバルブ本体６との間は、図３に示すように、オーシール２１ａによって密封されている。第２のフランジ部材１９のフランジ部２１の内周面には、オーシール２１ａを収容する環状の凹溝２１ｂが設けられている。配管接続部２３の内周は、例えば、その口径が直径約２１ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／２や、直径約０．５８インチの雌ネジに設定されている。なお、配管接続部２３の形状は、配管接続部１４と同様、テーパー付き雌ネジ或いは雌ネジに限定されるものではなく、チューブを装着するチューブフィッティングなどでもよく、第２の流出口１７から流体を流出可能なものであれば良い。

ここで、流体（ブライン）としては、例えば、圧力が０～１ＭＰａ、－８５～＋１２０℃程度の温度範囲において適応可能なオプテオン（登録商標）（三井・ケマーズフロロプロダクツ社製）やノベック（登録商標）（３Ｍ社製）等のフッ素系不活性液体などが使用される。

また、バルブ本体６には、図３に示すように、その下端面に流体が流入（流通）する第３の流通口として断面円形状の流入口２６ｂが開口されている。バルブ本体６の下端面には、流体を流入させる図示しない配管を接続するため接続部材の一例としての第３のフランジ部材２７が４本の六角穴付きボルト２８により取り付けられている。流入口２６ｂの下端部には、第３のフランジ部材２７を装着するため流入口２６ｂより内径が大きい円筒部２６ａが開口されている。第３のフランジ部材２７は、底面矩形状に形成されたフランジ部２９と、フランジ部２９の内側面に円筒形状に短く突設された挿入部３０と、フランジ部２９の外側面に厚肉の略円筒形状に突設され、図示しない配管が接続される配管接続部３１とを有している。第３のフランジ部材２７のフランジ部２９とバルブ本体６との間は、図３に示すように、オーシール２９ａによって密封されている。第３のフランジ部材２７のフランジ部２９の内周面には、オーシール２９ａを収容する凹溝２９ｂが設けられている。配管接続部３１の内周は、例えば、その口径が直径約２１ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／２や直径約０．５８インチの雌ネジに設定されている。なお、配管接続部３１の形状は、テーパー付き雌ネジ或いは雌ネジに限定されるものではなく、チューブを装着するチューブフィッティングなどでもよく、流入口２６ｂから流体を流入可能なものであれば良い。

バルブ本体６の中央には、図４に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０を装着することによって断面矩形状の第１の弁口９及び断面矩形状の第２の弁口１８が設けられる弁座８を備えている。弁座８は、後述する弁体の外形状に対応した円柱形状に形成された空所からなる。また、弁座８の一部は、第１及び第２のバルブシート７０，８０によって形成されている。円柱形状に形成された弁座８は、バルブ本体６の上端面に貫通した状態で設けられる。バルブ本体６に設けられる第１の弁口９及び第２の弁口１８は、図１３に示すように、円柱形状に形成された弁座８の中心軸（回転軸）Ｃに対して軸対称に配置されている。更に説明すると、第１の弁口９及び第２の弁口１８は、円柱形状に形成された弁座８に対して直交するように配置されており、第１の弁口９の一方の端縁は、中心軸Ｃを介して第２の弁口１８の他方の端縁と対向する位置（１８０度異なる位置）に開口されている。また、第１の弁口９の他方の端縁は、中心軸Ｃを介して第２の弁口１８の一方の端縁と対向する位置（１８０度異なる位置）に開口されている。なお、図１３では、便宜上、弁座８と弁軸３４との間隙は図示が省略されている。

また、第１の弁口９及び第２の弁口１８は、図３に示すように、上記のごとく、バルブ本体６に第１及び第２のバルブシート７０，８０を装着することによって形成される断面正方形状等の断面矩形状に形成された開口部からなる。第１の弁口９及び第２の弁口１８は、その一辺の長さが第１の流出口７及び第２の流出口１７の直径より小さく設定されており、当該第１の流出口７及び第２の流出口１７に内接する断面矩形の角筒形状に形成されている。

弁体の一例としての弁軸３４は、図１４に示すように、ＳＵＳ等の金属により外形が略円柱形状に形成されている。弁軸３４は、大別して、弁体として機能する弁体部３５と、当該弁体部３５の上下にそれぞれ設けられて弁軸３４を回転自在に支持する上下の軸支部３６，３７と、上軸支部３６と同一の部分から構成されるシール部３８と、シール部３８の上部に設けられたカップリング部３９とを一体的に備えている。

上下の軸支部３６，３７は、弁体部３５より外径が小さく同一又は異なる直径を有するよう設定された円筒形状にそれぞれ形成されている。下軸支部３７は、図５に示すように、バルブ本体６に設けられた弁座８の下端部に軸受部材としてのベアリング４１を介して回転可能に支持されている。弁座８の下部には、ベアリング４１を支持する環状の支持部４２が設けられている。ベアリング４１、支持部４２及び流入口２６は、略同一の内径に設定されており、弁体部３５の内部へと温度制御用流体が抵抗を殆ど生じることなく流入するよう構成されている。

また、弁体部３５は、図３及び図１４（ｂ）に示すように、第１及び第２の弁口９，１８の開口高Ｈ１より高さが低い開口高Ｈ２を有する略半円筒形状の開口部４４が設けられた円筒形状に形成されている。弁体部３５の開口部４４が設けられた弁動作部４５は、予め定められた中心角α（例えば、１８０度）を有する半円筒形状（円筒形状の部分のうち、開口部４４を除いた略半円筒形状）に形成されている。弁動作部４５は、開口部４４の上下に位置する弁体部３５を含めて第１の弁口９を閉状態から開状態に切り替えると同時に、第２の弁口１８を逆方向の開状態から閉状態に切り替えるよう弁座８内に且つ弁座８の内周面に金属同士の齧りを防止するため微小な間隙を介して非接触状態となるよう回転自在に配置されている。弁動作部４５の上下に配置された上下の弁軸部４６，４７は、図１４に示すように、弁動作部４５と同一の外径を有する円筒形状に形成されており、弁座８の内周面に微小な間隙を介して非接触状態にて回転自在となっている。弁動作部４５及び上下の弁軸部４６，４７の内部には、円柱形状の空所４８が下端部に向けて貫通した状態で設けられている。

また、弁動作部４５は、周方向（回転方向）に沿った両端面４５ａ，４５ｂがその中心軸Ｃと交差する（直交する）方向に沿った断面形状が平面形状に形成されている。更に説明すると、弁動作部４５は、図１４及び図１５に示すように、周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂの回転軸Ｃと交差する断面形状が開口部４４に向けて平面形状に形成されている。両端部４５ａ，４５ｂの肉厚は、例えば、弁動作部４５の厚さＴと等しい値に設定される。

弁動作部４５は、周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂの回転軸Ｃと交差する断面形状が平面形状に限定されるものではなく、周方向（回転方向）に沿った両端面４５ａ，４５ｂが曲面形状に形成されても良い。

弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂは、図１５に示すように、弁軸３４が回転駆動されて第１及び第２の弁口９，１８を開閉する際に、流体の流れの中において、第１及び第２の弁口９，１８の周方向に沿った端部から突出する又は退避するように移動（回転）することで第１及び第２の弁口９，１８を開状態から閉状態あるいは閉状態から開状態へと移行させる。このとき、弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂは、弁軸３４の回転角度に対する第１及び第２の弁口９，１８の開口面積をリニア（直線状）に変化させるため、断面形状が平面形状に形成されていることが望ましい。

シール部４は、図３に示すように、弁軸３４をバルブ本体６に対して回転可能となるよう液密状態に密封（封止）するものである。シール部４は、バルブ本体６と、弁軸３４と、バルブ本体６と弁軸３４との間に配置されて両者の間を液密状に封止する金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる封止手段の一例としてのオムニシール１６０，１７０と、弁軸３４を弁本体に対して回転可能に支持する軸受部材１８０とを備えている。

バルブ本体６の上端部には、図３に示すように、弁軸３４を回転可能に支持するための円柱形状に形成された支持用凹部５１が設けられている。支持用凹部５１の上端には、テーパー部５１ａを介して内径が大きな円筒部５１ｂが形成されている。弁軸３４は、上述したように、上方の弁軸部４６が支持用凹部５１の下端部に軸受部材の一例としてのベアリング１８０及びオムニシール１６０，１７０を介して回転可能かつ液密状に支持されている。

バルブ本体６は、図３乃至５に示すように、回転軸Ｃを通り長辺６ａに直交するように設けた平面に対して左右対称となるよう構成されている。また、バルブ本体６は、回転軸Ｃを中心にして軸対称に構成されているということもできる。バルブ本体６の短辺６ｂの長さは、第１及び第２の流出口７，１７の口径によって一義的に決まる値である。また、バルブ本体６の長辺６ａの長さは、第１及び第２の流路形成部材１５，２５と、第１及び第２のバルブシート７０，８０の軸方向に沿った長さによって決まる。本実施の形態では、バルブ本体６を可能な限り小型化するため、第１及び第２の流路形成部材１５，２５と、第１及び第２のバルブシート７０，８０の軸方向に沿った長さを可能な限り短く設定している。

ただし、第１及び第２のバルブシート７０，８０は、第１及び第２の弁口９，１８を形成する部材であって、流体の流れを安定させるためには、第１及び第２の弁口９，１８がある程度の長さを有する必要がある。

そこで、本実施の形態では、第１及び第２のバルブシート７０，８０の長さを第１及び第２の弁口９，１８が流体の流れを安定させる最小限の長さに設定し、バルブ本体６の小型化を達成している。

カップリング部５は、図１及び図１６に示すように、シール部４が内蔵されたバルブ本体６とアクチュエータ部３との間に配置されている。カップリング部５は、弁軸３４と当該弁軸３４を一体に回転させるアクチュエータ部３の回転軸３０６とを連結するためのものである。

カップリング部５は、図１６に示すように、シール部４とアクチュエータ部３の間に配置されたスペーサ部材５２と、スペーサ部材５２の内部に貫通状態で形成された円柱形状の空間５３に収容され、弁軸３４と回転軸３０６とを連結するカップリング部材５４とから構成されている。スペーサ部材５２は、ポリイミド（ＰＩ）樹脂等の合成樹脂により比較的高さが低い角筒状に形成されている。カップリング部材５４は、熱伝導率が小さい材料によって円柱形状に形成されている。スペーサ部材５２は、その下端部が六角孔付きボルト５５によってバルブ本体６に固定される。また、スペーサ部材５２は、図２（ｃ）に示すように、その上端部が六角孔付きボルト５６によりアクチュエータ部３の基盤３０３ に固定した状態で取り付けられる。

更に説明すると、スペーサ部材５２は、図２（ａ）（ｃ）に示すように、バルブ本体６の短手方向に沿った長さが当該バルブ本体６の短辺６ｂより長く、アクチュエータ部３の短手方向に沿った短辺３ｂと等しい長さに設定されている。スペーサ部材５２の上端部は、バルブ本体６の短手方向に沿った外側であって、アクチュエータ部３の短手方向に沿った短辺３ｂの両端部に六角孔付きボルト５６によって取り付けられている。

なお、バルブ本体６の正面及び背面には、図１及び図２に示すように、スペーサ部材５２をアクチュエータ部３の底面に六角孔付きボルト５６によって取り取り付ける取付作業を容易とするため、六角孔付きボルト５６を締結する締結用の工具を挿入する断面円弧形状の挿入溝５７がそれぞれ形成されている。また、図１中、符号５８はバルブ本体６を取り付けるための取付用のネジ孔を示している。

弁軸３４の上端には、図１４（ａ）に示すように、水平方向に沿って貫通するように凹溝６５が設けられている。そして、弁軸３４は、カップリング部材５４に設けられた凸部６６を凹溝６５に嵌合することによりカップリング部材６２に連結固定されている。一方、カップリング部材６２の上端には、水平方向に沿って貫通するように凹溝６７が設けられている。回転軸３０６は、その下端部に設けられた凸部３０６ａをカップリング部材６２に設けられた凹溝６７に嵌合することによりカップリング部材６２に連結固定される。スペーサ部材５２は、シール部４から液体が漏洩した際、液体がアクチュエータ部３に到達するのを阻止するオーシール１９０を上端部に備えている。

アクチュエータ部３は、図１及び図２に示すように、平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺３ａと相対的に短い短手方向に沿った短辺３ｂを有する矩形状に形成され、バルブ本体６の矩形状の面と交差する方向（図示例では、鉛直方向）に沿った一端側にバルブ本体６と長辺が同一方向を向くよう配置されている。バルブ本体６には、上述したように、その長手方向に沿った両端面に流体を流出させる図示しない配管を接続するため接続部材の一例としての第１及び第２のフランジ部材１０，１９がそれぞれ取り付けられる。したがって、アクチュエータ部３の長手方向は、バルブ本体６の図示しない配管の接続方向と一致している。

アクチュエータ部３は、その長辺３ａの長さであるＬ１が例えば７８ｍｍ程度に、短辺３ｂの長さである幅Ｗ１が５８ｍｍ程度に設定されている。

アクチュエータ部３は、図１６に示すように、上端面が全面にわたり開口した平面矩形の高さが相対的に低い箱体状に形成された基盤３００と、下端面が基盤３００と同一形状に開口した平面矩形の高さが相対的に高い箱体状に形成され、基盤３００にビス３０１止めにより装着された蓋体３０２とを備えている。アクチュエータ部３の基盤３００は、ＳＵＳ等の金属からなり、カップリング部５に六角孔付きボルト５６により取り付けられている。アクチュエータ部３の基盤３００には、当該基盤３００の底壁３０３に一体的に設けられた軸受部３０４及び軸受部材３０５を介して回転軸３０６の下端部が回転自在に保持されている。回転軸３０６は、基盤３００の底壁３０３に対して直交するよう配置されている。

アクチュエータ部３の基盤３００には、その上端の開口部に位置するように第１の取付用基板３０７が設けられている。第１の取付用基板３０７の表面は、基準面を構成している。なお、基準面は、第１の取付用基板３０７の表面から構成せずに、基盤３００の開口部の内周に設けられたフランジ部等から構成しても良い。第１の取付用基板３０７は、基盤３００の底壁３０３又は基盤３００の開口部に設けられた図示しないフランジ部に図示しないネジ止め等の手段で固定されている。また、第１の取付用基板３０７は、基盤３００の外側の底面３０３ａに平行に配置されている。第１の取付用基板３０７には、回転軸３０７が軸受部材３０８を介して回転自在に支持されている。その結果、第１の取付用基板３０７は、回転軸３０６に対して直交するように配置されている。回転軸３０６には、その軸方向に沿った中間位置に外径が僅かに大きく形成されたフランジ部３０９が設けられている。フランジ部３０９は、軸受部材３０８の下端面に接触している。

第１の取付用基板３０７には、回転軸３０６を回転駆動する駆動手段の駆動源の一例としての駆動モータ３１０が取り付けられている。駆動モータ３１０としては、ステッピングモータを使用することが好ましい。また、基盤３００の底壁３０３と第１の取付用基板３０７との間には、駆動モータ３１０の回転駆動力を減速するとともにトルクを増加させて回転軸３０６に伝達する減速機３１１が配設されている。減速機３１１は、駆動モータ３１０の出力軸に固定された出力ギア３１２と、出力ギア３１２と噛み合う第１の従動ギア３１３と、第１の従動ギア３１３と同軸に設けられた第２の従動ギア３１４と、第２の従動ギア３１４と図示しない中間ギアを介して噛み合う直径の大きな第３の従動ギア３１５と、第３の従動ギア３１５と同軸に設けられた第４の従動ギア３１６と、第４の従動ギア３１６と噛み合う回転軸３０６に取り付けられた駆動ギア３１７等から、所定の減速比に応じて回転軸３０６を回転するよう構成されている。第１及び第２の従動ギア３１３，３１４の回転軸は、軸受部材３１８を介して基盤３００の底壁３０及び第１の取付用基板３０７にそれぞれ回転自在に支持されている。また、第３及び第４の従動ギア３１５，３１６の回転軸は、軸受部材３１９を介して基盤３００の底壁３０３及び第１の取付用基板３０７にそれぞれ回転自在に支持されている。

第１の取付用基板３０７の上部には、支柱部材の一例としての一対の支柱ブロック３２０，３２１を介して第２の取付用基板３２３が第１の取付用基板３０７と平行に設けられている。第２の取付用基板３２３には、回転軸３０６の回転角を検出する角度検出手段の一例としての角度センサ３２４が取り付けられている。角度サンサ３２４は、図示しない３つの端子を有しており、第１及び第３の端子に所定の電圧を印加することにより、第２の端子から出力される出力電圧が回転軸３０６の回転角に応じてリニア（直線状）に変化することにより、回転軸３０６の回転角θを検出する。

また、第２の取付用基板３２３の上部には、図１６に示すように、流量制御用モータバルブ１を制御する制御基板３２５が設けられている。制御基板３２５は、第２の取付用基板３２３にネジ３２６，３２７等により立設された複数本の支持パイプ３２８，３２９等を介して取り付けられている。

アクチュエータ部３の蓋体３０２には、図１及び図１６に示すように、その左側面にステッピングモータ側ケーブル３３１を接続する第１の接続端子３３０と、角度センサ側ケーブル３３３を接続する第２の接続端子３３２が、幅方向に沿った中央であって上下に離間した状態で設けられている。これらステッピングモータ側ケーブル３３１及び角度センサ側ケーブル３３３は、三方弁型モータバルブ１を制御する図示しない制御装置にそれぞれ接続される。

＜環境条件＞
本実施の形態１に係る三方弁型モータバルブ１は、上述したように、例えば、－８５～＋１２０℃程度の温度、特に－８５℃程度の大幅に低い温度の流体に対して使用可能となるよう構成されている。そのため、三方弁型モータバルブ１を使用する周囲の環境条件は、－８５～＋１２０℃程度の温度範囲に対応したものであることが望ましい。すなわち、三方弁型モータバルブ１は、－８５℃程度の流体を流した場合、バルブ本体６自体が－８５℃程度の流体と等しい温度となる。その結果、三方弁型モータバルブ１を使用する条件が空気中の水分である湿度を含む環境下では、空気中の水分が三方弁型モータバルブ１に付着して凍結し、三方弁型モータバルブ１に誤動作が生じる要因となると考えられる。

そこで、本実施の形態１では、三方弁型モータバルブ１を使用する環境条件として、窒素（Ｎ^２－）ガスによって置換された環境下において、周囲湿度（相対湿度）が０．１０％以下、好ましくは０．０１％程度であることが望ましい。

＜三方弁型モータバルブの動作＞
本実施の形態１に係る三方弁型モータバルブ１では、－８５℃程度の低温の流体を流通させた場合、次のようにして流体の流量が制御される。

三方弁型モータバルブ１は、図２に示すように、バルブ本体６が、その平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺６ａと相対的に短い短手方向に沿った短辺６ｂを有する矩形状に形成されている。また、三方弁型モータバルブ１は、アクチュエータ部３が、その平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺３ａと相対的に短い短手方向に沿った短辺３ｂを有する矩形状に形成されている。そして、バルブ本体６とアクチュエータ部３は、両者の長辺６ａ，３ａが同一方向を向くように、且つ両者の短辺６ｂ，３ｂの中心が一致するよう配置されている。また、バルブ本体６は、その短手方向に沿ってアクチュエータ部３の短辺３ａの中央部に位置し、その長手方向に沿ってアクチュエータ部３の長辺６ａの一端部に略一致するよう配置されている。

バルブ本体６は、その平面矩形状の面積がアクチュエータ部３より小さく設定されている。また、バルブ本体６は、アクチュエータ部３の平面形状の内部に略収まるよう配置されている。

その結果、三方弁型モータバルブ１は、その平面形状の大きさがアクチュエータ部３の短手方向に沿った幅Ｗ１が当該アクチュエータ部３の短辺の長さと等しく、アクチュエータ部３の長手方向に沿った長さＬ１も当該アクチュエータ部３の長辺の長さと略等しい。そのため、三方弁型モータバルブ１は、そのフットプリント（占有面積）（＝５３９４ｍｍ²）がアクチュエータ部３単独のものと同程度に減少させることが可能となる。

これに対して、従来の三方弁型モータバルブ１は、図１７及び図１８に示すように、流量制御用に配置している。そのため、従来の三方弁型モータバルブ１は、その占有面積がバルブ本体６の長手方向に沿った長さＬ２＝７４ｍｍと、アクチュエータ部３の長手方向に沿った長さＷ２＝９０ｍｍの積（６６６０ｍｍ²）に相当する分だけ必要となる。

特に、複数台（例えば３～４台）の三方弁型モータバルブ１を纏めて配置してユニット化した場合、図２６（ａ）に示すように、本実施の形態１に係る三方弁型モータバルブ１は、バルブ本体６の長手方向とアクチュエータ部３の長手方向が同一であって、且つバルブ本体６がアクチュエータ部３の平面投影面積内に略位置するよう配置されている。そのため、本実施の形態１に係る三方弁型モータバルブ１は、４台の三方弁型モータバルブ１を短手方向に沿って互いに近接して（間隔を狭く）配置することが可能となり、４台の三方弁型モータバルブ１が占める占有面積を大幅に小さくすることができる。

これに対して、従来の三方弁型モータバルブ１は、図２６（ｂ）に示すように、バルブ本体６の長手方向とアクチュエータ部３の長手方向が９０度交差する方向に配置されている。そのため、従来の三方弁型モータバルブ１は、１台の三方弁型モータバルブ１が占める占有面積が大きく、複数台（図示例では３台）の三方弁型モータバルブ１を短手方向に沿って互いに近接して配置することができず、３台の三方弁型モータバルブ１が占める占有面積が、本実施の形態１に係る４台の三方弁型モータバルブ１を配置した場合より大きくなる。

三方弁型モータバルブ１は、図４に示すように、組立時又は使用する際の調整時に、第１及び第２のフランジ部材１０，１９がバルブ本体６から一旦取り外され、調整リング７７，８７が外部に露出した状態とされる。この状態で、図示しない治具を用いて調整リング７７，８７のバルブ本体６に対する締付量を調整することにより、図７に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０におけるバルブ本体６の弁座８に対する突出量を変化させる。調整リング７７，８７のバルブ本体６に対する締付量を増加させた場合には、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４がバルブ本体６の弁座８の内周面から突出し、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１が減少して、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４と弁軸３４の外周面とが接触するに至る。一方、調整リング７７，８７のバルブ本体６に対する締付量を減少させた場合には、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４がバルブ本体６の弁座８の内周面から突出する長さが減少し、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１が増加する。

本実施の形態１では、例えば、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１が１０μｍ未満に設定される。ただし、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１は、この値に限定されるものではなく、当該値より小さい値、例えば間隙Ｇ１＝０μｍ（接触状態）であっても良く、１０μｍ以上に設定しても良い。

三方弁型モータバルブ１は、図３に示すように、第３のフランジ部材２７を介して流体が図示しない配管を介して流入し、第１のフランジ部材１０及び第２のフランジ部材１９を介して流体が図示しない配管を介して流出する。また、三方弁型モータバルブ１は、図１３（ａ）に示すように、例えば、動作を開始する前の初期状態において、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）すると同時に第２の弁口１８を開放（全開）した状態とされる。

三方弁型モータバルブ１は、図１６に示すように、アクチュエータ部３に設けられたステッピングモータ３１０を所定量だけ回転駆動させると、ステッピングモータ３１０の回転量に応じて回転軸３０６が回転駆動される。三方弁型モータバルブ１は、回転軸３０６が回転駆動されると、当該回転軸３０６に連結固定された弁軸３４が回転軸３０６の回転量（回転角）と同一の角度だけ回転する。弁軸３４の回転に伴って弁動作部４５が弁座８の内部において回転し、図１５（ａ）に示すように、弁動作部４５の周方向に沿った一端部４５ａが第１の弁口９を徐々に開放して、流入口２６から流入した流体が弁座８の内部に流入するとともに、第１のハウジング部材１０から第１の流出口７を介して流出する。

このとき、弁動作部４５の周方向に沿った他端部４５ｂは、図１５（ａ）に示すように、第２の弁口１８を開放しているため、流入口２７から流入した流体が弁座８の内部に流
入して弁軸３４の回転量に応じて分配されるととともに、第２のハウジング部材１９から第２の流出口１７を介して外部に流出する。

三方弁型モータバルブ１は、図１５（ａ）に示すように、弁軸３４が回転駆動されて弁動作部４５の周方向に沿った一端部４５ａが第１の弁口９を徐々に開放すると、弁座８並びに弁軸３４の内部を通って流体が第１及び第２の弁口９，１８を介して第１及び第２の流出口９，１８を介して外部に供給される。

また、三方弁型モータバルブ１は、弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂが断面曲面形状又は断面平面形状に形成されているため、弁軸３４の回転角度に対して第１及び第２の弁口９，１８の開口面積をリニア（直線状）に変化させることが可能となる。また、弁動作部４５の両端部４５ａ，４５ｂによって流量が規制される流体が層流に近い状態で流動すると考えられ、第１の弁口９及び第２の弁口１８の開口面積に応じて流体の分配比（流量）を精度良く制御することができる。

本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、上述したように、初期的に、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）すると同時に第２の弁口１８を開放（全開）した状態とされる。

このとき、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）すると、理想的には、流体の流量がゼロとなる筈である。

しかしながら、三方弁型モータバルブ１は、図７に示すように、弁軸３４が弁座８の内周面に対して金属同士の齧りを防止するために、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に微小な間隙を介して非接触状態となるよう回転自在に配置されている。その結果、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間には、微小な間隙Ｇ２が形成されている。そのため、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）した場合であっても、流体の流量がゼロとならず、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に存在する微小な間隙Ｇ２を介して流体が少量ながら第２の弁口１８側へ流れ込もうとする。

ところで、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、図７に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０に凹部７４，８４が設けられており、当該凹部７４，８４が弁座８の内周面から弁軸３４側に突出して、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間の間隙Ｇ１を部分的に縮小している。

したがって、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４が弁座８の内周面に対して金属同士の齧りを防止するため、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に微小な間隙を介して非接触状態となるよう回転自在に配置されていても、流体が第１の弁口９から弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に存在する微小な間隙Ｇ２へ流れ込むことが、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間隙が部分的に縮小された領域である間隙Ｇ１により大幅に制限されて抑制される。

そのため、三方弁型モータバルブ１では、弁軸３４と当該弁軸３４と対向する第１及び第２のバルブシート７０，８０との間隙を部分的に縮小するよう設けられた凹部７４，８４を備えない三方弁型モータバルブに比較して、当該三方弁型モータバルブ１の全閉時における流体の漏れを大幅に抑制することが可能となる。

望ましくは、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１は、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部７４，８４を弁軸３４の外周面と接触させることにより、間隙Ｇ１，Ｇ２を大幅に縮小することができ、当該三方弁型モータバルブ１の全閉時における流体の漏れが大幅に抑制される。

また同様に、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の弁動作部４５が第２の弁口１８を閉塞（全閉）とした場合にも、流体が第２の弁口１８を介して、他方の第１の弁口９側に漏れて流出するのを大幅に抑制することができる。

さらに、本実施の形態１では、図３に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０の弁軸３４と反対側の面７０ａ，８０ａに、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に微小な間隙を介して流体の圧力を作用させる第１及び第２の圧力作用部９４，９６が設けられている。そのため、三方弁型モータバルブ１は、図１３（ａ）に示すように、開度０％つまり第１の弁口９が全閉の付近、及び開度１００％つまり第１の弁口９が全開の付近において、第１及び第２の弁口９，１８が全閉に近づくと、当該第１及び第２の弁口９，１８から流出する流体の量が大幅に減少する。これに伴って、三方弁型モータバルブ１は、全閉状態に近づく弁口では、流出する流体の圧力が低下する。そのため、例えば開度０％つまり第１の弁口９が全閉のとき、流入口２６から圧力７００ＫＰａ程度の流体が流入し、略７００ＫＰａのまま第２の弁口１８から流出する。このとき、全閉に近い状態である第１の弁口９側は、出口側の圧力が例えば１００ＫＰａ程度まで低下する。その結果、第２の弁口１８と第１の弁口９との間に６００ＫＰａ程度の圧力差が生じることになる。

したがって、対策を講じない三方弁型モータバルブ１では、第２の弁口１８と第１の弁口９との間の圧力差によって弁軸３４が相対的に圧力の低い第１の弁口９側に移動（変位）し、弁軸３４がベアリング４１に片当たりした状態となる。そのため、弁軸３４を閉じる方向に回転駆動する際の駆動トルクが増大して、動作不良を生じる虞れがある。

これに対して、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、図１９に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０の弁軸３４と反対側の面に、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に微小な間隙を介して漏れる流体の圧力を第１及び第２のバルブシート７０，８０に作用させる第１及び第２の圧力作用部９４，９６が設けられている。そのため、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、第２の弁口１８と第１の弁口９との間の圧力差が生じる場合であっても、相対的に圧力が高い側の流体の圧力が弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との微小な間隙を介して第１及び第２の圧力作用部９４，９６に作用する。その結果、相対的に１００ＫＰａ程度と圧力が低い側の第１のバルブシート７０は、当該第１の圧力作用部９４に作用する相対的に圧力が１００ＫＰａ程度と高い側の流体の圧力によって、弁軸３４を適正な位置へと戻すように作用する。したがって、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、第２の弁口１８と第１の弁口９との間の圧力差によって弁軸３４が相対的に圧力の低い第１の弁口９側に移動（変位）するのを防止乃至抑制し、弁軸３４がベアリング４１によって滑らかに支持された状態を維持することができ、弁軸３４を閉じる方向に回転駆動する際の駆動トルクが増大するのを防止乃至抑制することができる。

また、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、第１の弁口９が全開の付近、つまり第２の弁口１８が全閉状態に近いときにも同様に動作し、弁軸３４を回転駆動する際の駆動トルクが増大するのを防止乃至抑制することができる。

本実施の形態１に係る三方弁型モータバルブ１は、流体（ブライン）として、例えば、圧力が０～１ＭＰａ、－８５～＋１２０℃程度の温度範囲において適応可能なオプテオン（登録商標）（三井・ケマーズフロロプロダクツ社製）やノベック（登録商標）（３Ｍ社製）等のフッ素系不活性液体などが使用される。

三方弁型モータバルブ１は、－８５℃程度の流体の流出量を切り替える場合、流体が流通する弁本体６自体が－８５℃程度の温度となる。

三方弁型モータバルブ１は、第1及び第２のバルブシート７０，８０と第１及び第２の流路形成部材１５，２５との間、及び第１及び第２の流路形成部材１５，２５とバルブ本体6との間を密封（封止）するため、第１及び第２のオムニシール１２０，１３０，１４０，１５０を使用している。また、第１及び第２のオムニシール１２０，１３０，１４０，１５０は、第１及び第２の圧力作用部９４，９６へ向けて開口するようそれぞれ配置されている。また、第１のオムニシール１２０は、金属製のバネ部材１２１と合成樹脂製のシール部材１２２の組み合わせからなる。金属製のバネ部材１２１は勿論のこと、シール部材１２２を構成する合成樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、耐熱性に優れており、極低温域において長時間の使用に耐えることが可能となっている。なお、他の第１及び第２のオムニシール１３０，１４０，１５０についても同様である。

そのため、本実施の形態１に係る三方弁型モータバルブ１は、第１及び第２の圧力作用部が、バルブ本体６に装着されて第１及び第２の流出口７，１７を形成する部材であって、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる封止手段により長手方向に沿った両端部がそれぞれ封止された第１及び第２の流路形成部材を有せず、第１及び第２のバルブシート７０，８０と第１及び第２の流路形成部材１５，２５との間、及び第１及び第２の流路形成部材１５，２５とバルブ本体６との間をＯリングによって封止した場合に比較して、－８５℃程度の低温の流体に対するシール性を向上させることが可能となる。

すなわち、第1及び第２のバルブシート７０，８０と第１及び第２の流路形成部材１５，２５との間、及び第１及び第２の流路形成部材１５，２５とバルブ本体６との間を、第１及び第２のオムニシール１２０，１３０，１４０，１５０を用いて封止することにより、－８５℃程度の低温の流体に対しても高いシール性を発揮することができる。また、第１及び第２のオムニシール１２０，１３０，１４０，１５０は、第１及び第２のバルブシート７０，８０と第１及び第２の流路形成部材１５，２５との間、及び第１及び第２の流路形成部材１５，２５とバルブ本体６との間において相対的に大きな接触面積を有しており、この点からも高いシール性を発揮することが可能となる。

[実施の形態２]
図２０及び図２１は本発明の実施の形態２に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示すものである。

本実施の形態２に係る三方弁型モータバルブ１では、図２０及び図２１に示すように、アクチュエータ部３の蓋体３０２の上端面にステッピングモータ側ケーブル３３１を接続する第１の接続端子３３０と、角度センサ側ケーブル３３３を接続する第２の接続端子３３２が、長手方向に沿った一端部で会って短手方向に沿って近接した状態で設けられている。これらステッピングモータ側ケーブル３３１及び角度センサ側ケーブル３３３は、三方弁型モータバルブ１を制御する図示しない制御装置にそれぞれ接続される。

このように、アクチュエータ部３の蓋体３０２の上端面にステッピングモータ側ケーブル３３１を接続する第１の接続端子３３０と、角度センサ側ケーブル３３３を接続する第２の接続端子３３２を設けた場合には、ステッピングモータ側ケーブル３３１及び角度センサ側ケーブル３３３の接続をアクチュエータ部３の上方から行うことができ、操作性が向上する。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

[実施の形態３]
図２２は本発明の実施の形態２に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示すものである。

本実施の形態２に係る三方弁型モータバルブ１は、同一の流体を二つに分配するものではなく、異なる２種類の流体を混合する混合用の三方弁型モータバルブ１として構成されたものである。

三方弁型モータバルブ１は、図２２に示すように、バルブ本体６の一方の側面に第１の流体としての低温側流体が流入する第１の流入口７と、円柱形状の空所からなる弁座８に連通した断面矩形状の第１の弁口９がそれぞれ設けられている。本実施の形態では、第１の流出口７及び第１の弁口９をバルブ本体６に直接設けるのではなく、第１の弁口９を形成した弁口形成部材の一例としての第１のバルブシート７０と、第１の流入口７を形成した第１の流路形成部材１５とをバルブ本体６に装着することにより、第１の流入口１７及び第１の弁口９を設けている。

また、三方弁型モータバルブ１は、バルブ本体６の他方の側面に第２の流体としての高温側流体が流入する第２の流入口１７と、円柱形状の空所からなる弁座８に連通した断面矩形状の第２の弁口１８がそれぞれ設けられている。本実施の形態では、第２の流出口１７及び第２の弁口１８をバルブ本体６に直接設けるのではなく、第２の弁口１８を形成した弁口形成部材の一例としての第２のバルブシート８０と、第２の流出口１７を形成した第２の流路形成部材２５とをバルブ本体６に装着することにより、第２の流出口１７及び第２の弁口１８を設けている。

また、三方弁型モータバルブ１は、バルブ本体６の底面に第１及び第２の流体がバルブ本体６の内部で混合された混合流体である温度制御用流体が流出する流出口２６が開口されている。

ここで、第１の流体としての低温側流体及び第２の流体としての高温側流体は、温度制御用に使用される流体であって相対的に温度が低い流体を低温側流体と称し、相対的に温度が高い流体を高温側流体と称している。したがって、低温側流体及び高温側流体は、相対的なものを意味し、絶対的に温度が低い低温の流体及び絶対的に温度が高い高温の流体を意味するものではない。低温側流体及び高温側流体としては、例えば、圧力が０～１ＭＰａ、－８５～＋１２０℃程度の温度範囲において、オプテオン（登録商標）（三井・ケマーズフロロプロダクツ社製）やノベック（登録商標）（３Ｍ社製）等のフッ素系不活性液体などが使用される。

ところで、本実施の形態２に係る三方弁型モータバルブ１は、上述したように、異なる２種類の流体を混合する混合用の三方弁型モータバルブ１として構成されている。そのため、第１及び第２の流入口７，１７からは、異なる第１及び第２の流体が流入する。第１及び第２の流入口７，１７から流入する第１及び第２の流体の圧力は、第１及び第２の調整リング７７，８７の外周並びに第１及び第２の調整リング７７，８７の内周と第１及び第２の流路形成部材１５，２５との間隙を介して第２のオムニシール１３０，１５０に作用する。

また、第１及び第２の流入口７，１７から流入する第１及び第２の流体の圧力は、第１及び第２の流路形成部材１５，２５と第１及び第２のバルブシート７０，８０の間隙を介して第１のオムニシール１２０，１４０に作用する。

そのため、本実施の形態２では、第１のオムニシール１２０，１４０及び第２のオムニシール１３０，１５０が、その開口部が流体の圧力が作用する方向、つまり第１のオムニシール１２０，１４０は、バルブ本体６の内側に開口部が位置し、第２オムニシール１３０，１５０は、バルブ本体６の外側に開口部が位置するように配置されている。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

[実施の形態４]
図２３は本発明の実施の形態２に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示すものである。

本実施の形態４に係る三方弁型モータバルブ１は、分配用及び混合用の三方弁型モータバルブ１の双方に対応して構成されたものである。

三方弁型モータバルブ１は、図２３に示すように、バルブ本体６に装着される第１のオムニシール１２０，１４０及び第２のオムニシール１３０，１５０が、その開口部が反対側に位置するよう背中合わせに２つずつ配置されている。

すなわち、第１のオムニシール１２０，１４０は、バルブ本体６の内側と外側に開口部が位置するよう２つのオムニシール１２０，１４０が背中合わせにそれぞれ配置されている。

同様に、第２のオムニシール１３０，１５０は、バルブ本体６の内側と外側に開口部が位置するよう２つのオムニシール１２０，１４０が背中合わせにそれぞれ配置されている。

そして、本実施の形態３に係る三方弁型モータバルブ１は、同一構成のもので分配用及び混合用の三方弁型モータバルブ１の双方に対応することが可能となっている。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

[実施例１]
図２４は本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁を適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。

このチラー装置１００は、例えば、プラズマエッチング処理などを伴う半導体製造装置に使用され、温度制御対象Ｗの一例としての半導体ウエハ等の温度を一定温度に維持するものである。半導体ウエハ等の温度制御対象Ｗは、プラズマエッチング処理等を受けると、プラズマの生成や放電等に伴って温度が上昇する場合がある。

チラー装置１００は、温度制御対象Ｗと接触するように配置される温度制御手段の一例としてのテーブル状に構成された温度制御部１０１を備える。温度制御部１０１は、混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流
路１０２を内部に有している。

温度制御部１０１の温度制御用流路１０２には、開閉弁１０３を介して混合手段１１１が接続されている。混合手段１１１の一方には、予め定められた低温側の設定温度に調整された低温流体を貯蔵した低温側恒温槽１０４が接続されている。低温側恒温槽１０４からは、三方弁型モータバルブ１に第１のポンプ１０５により低温側流体が供給される。また、混合手段１１１の他方には、予め定められた高温側の設定温度に調整された高温流体を貯蔵した高温側恒温槽１０６が接続されている。高温側恒温槽１０６からは、三方弁型モータバルブ１に第２のポンプ１０７により高温側流体が供給される。混合手段１１１は、開閉弁１０３を介して温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に接続されている。

また、温度制御部１０１の温度制御用流路１０２の流出側には、帰還用の配管が設けられており、分配用の流量制御用三方弁１を介して低温側恒温槽１０４及び高温側恒温槽１０６にそれぞれ接続されている。

このチラー装置１００は、温度制御部１０１の温度制御用流路１０２を流れた制御用流体を低温側恒温槽１０４と高温側恒温槽１０６とにそれぞれ分配するために三方弁型モータバルブ１を使用している。三方弁型モータバルブ１は、ステッピングモータ１１０によって弁軸３４を回転駆動することにより、低温側恒温槽１０４と高温側恒温槽１０６とにそれぞれ分配する制御用流体の流量を制御する。

低温側流体及び高温側流体としては、例えば、圧力が０～１ＭＰａ、－８５～＋１２０℃程度の温度範囲において、オプテオン（登録商標）（三井・ケマーズフロロプロダクツ社製）やノベック（登録商標）（３Ｍ社製）等のフッ素系不活性液体などが使用される。

なお、低温側恒温槽１０４から第１のポンプ１０５により供給される低温側流体と、高温側恒温槽１０６から第２のポンプ１０７により供給される高温側流体との混合部１１１には、各低温側流体及び高温側流体の流量を制御した後に適宜混合する混合手段が用いられる。混合手段としては、上述したように、混合用の三方弁型モータバルブ１を用いても勿論良い。

[実施例２]
図２５は本発明の実施の形態２に係る流量制御用三方弁を適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。

温度制御部１０１の温度制御用流路１０２には、開閉弁１０３を介して三方弁型モータバルブ１が接続されている。三方弁型モータバルブ１の第１のフランジ部１０には、予め定められた低温側の設定温度に調整された低温流体を貯蔵した低温側恒温槽１０４が接続されている。低温側恒温槽１０４からは、三方弁型モータバルブ１に第１のポンプ１０５により低温側流体が供給される。また、三方弁型モータバルブ１の第２のフランジ部１９には、予め定められた高温側の設定温度に調整された高温流体を貯蔵した高温側恒温槽１０６が接続されている。高温側恒温槽１０６からは、三方弁型モータバルブ１に第２のポンプ１０７により高温側流体が供給される。三方弁型モータバルブ１の第３のフランジ部２７は、開閉弁１０３を介して温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に接続されている。

また、温度制御部１０１の温度制御用流路１０２の流出側には、帰還用の配管が設けられており、低温側恒温槽１０４及び高温側恒温槽１０６にそれぞれ接続されている。

三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４を回転駆動するステッピングモータ１０８を備えている。また、温度制御部１０１には、当該温度制御部１０１の温度を検知する温度センサ１０９が設けられている。温度センサ１０９は、図示しない制御装置に接続されており、制御装置は、三方弁型モータバルブ１のステッピングモータ１０８の駆動を制御する。

チラー装置１００は、図２５に示すように、温度制御対象Ｗの温度を温度センサ１０９によって検知し、当該温度センサ１０９の検知結果に基いて制御装置によって三方弁型モータバルブ１のステッピングモータ１０８の回転を制御することにより、温度制御対象Ｗの温度を予め定められた設定温度と等しい温度となるよう制御する。

三方弁型モータバルブ１は、ステッピングモータ１０８によって弁軸３４を回転駆動することにより、低温側恒温槽１０４から第１のポンプ１０５により供給される低温側流体と、高温側恒温槽１０６から第２のポンプ１０７により供給される高温側流体との混合比を制御し、三方弁型モータバルブ１から開閉弁１０３を介して温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に供給する低温側流体と高温側流体とが混合された温度制御用流体の温度を制御する。

このとき、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の回転角に応じて低温側流体と高温側流体との混合比を高い精度で制御することができ、温度制御用流体の温度を微調整することが可能となる。そのため、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１を使用したチラー装置１００は、低温側流体と高温側流体との混合比が制御された所定の温度に調整された温度制御用流体を温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に流すことにより、温度制御部１０１が接触する温度制御対象Ｗの温度を所望の温度に制御することができる。

低温側流体及び高温側流体としては、例えば、圧力が０～１ＭＰａ、－８５～＋１２０℃程度の温度範囲において、オプテオン（登録商標）（三井・ケマーズフロロプロダクツ社製）やノベック（登録商標）（３Ｍ社製）等のフッ素系不活性液体などが使用される。

流量制御用の弁本体部と当該弁本体部を駆動する駆動部を９０度交差する方向に配置した場合に比べて、占有面積を減少させることが可能な流量制御用三方弁及び温度制御装置を提供することができる。

１…三方弁型モータバルブ
２…バルブ本体部（弁本体部）
３…アクチュエータ部（駆動部）
３ａ…アクチュエータ部の長辺
３ｂ…アクチュエータ部の短辺
４…シール部
５…カップリング部
６…バルブ本体
６ａ…バルブ本体の長辺
６ｂ…バルブ本体の短辺
７…第１の流入口
８…弁座
９…第１の弁口
１０…第１のフランジ部材
１１…六角穴付きボルト
１２…フランジ部
１３…挿入部
１４…配管接続部
１５…第１の流路形成部材
１７…第２の流入口
１８…第２の弁口
１９…第２のフランジ部材
２０…六角穴付きボルト
２１…フランジ部
２２…挿入部
２３…配管接続部
２５…第２の流路形成部材
３４…弁軸
３５…弁体部
４５…弁動作部
４５ａ，４５ｂ…両端部
７０，８０…第１及び第２のバルブシート
７４，８４…凹部
１２０，１３０，１４０，１５０…オムニシール

Claims (11)

1. 平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺と相対的に短い短手方向に沿った短辺を有する矩形状に形成された流量制御用の弁本体部と、
   平面形状が相対的に長い長手方向に沿った長辺と相対的に短い短手方向に沿った短辺を有する矩形状に形成され、前記弁本体部の矩形状の面と交差する方向に沿った一端側に前記弁本体部と前記長辺が同一方向を向くよう配置されて前記弁本体部を駆動する駆動部と、
   を備える流量制御弁。
2. 前記弁本体部は、その平面矩形状の面積が前記駆動部より小さい請求項１に記載の流量制御弁。
3. 前記弁本体部と前記駆動部は、両者の前記短手方向に沿った短辺の中心が一致するよう配置される請求項２に記載の流量制御弁。
4. 前記弁本体部は、前記駆動部の平面形状の内部に略収まるよう配置される請求項１乃至３のいずれかに記載の流量制御弁。
5. 前記弁本体部と前記駆動部の間には、連結部が配置され、
   前記連結部は、前記弁本体部の前記短手方向に沿った外側であって、前記駆動部の前記短手方向に沿った短辺の両端部に固定される請求項１に記載の流量制御弁。
6. 前記駆動部は、前記流量制御弁を駆動する駆動ケーブルが接続される接続端子を備え、
   前記接続端子は、前記駆動部の長手方向に沿った一側面又は上端面に設けられる請求項１乃至５のいずれかに記載の流量制御弁。
7. 前記駆動部の長手方向は、前記弁本体部に接続されて流体を流通させる配管の接続方向と同一である請求項１乃至請求項６に記載の流量制御弁。
8. 流体が流通する断面矩形状の第１の弁口と前記流体が流通する断面矩形状の第２の弁口が設けられた円柱形状の空所からなる弁座、及び前記第１及び第２の弁口から前記流体を外部へそれぞれ流通させる第１及び第２の流通口を有する弁本体部と、
   前記弁本体部に装着されて前記第１及び第２の弁口をそれぞれ形成する第１及び第２の弁口形成部材と、
   前記弁本体部の弁座内に回転自在に配置され、前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替える開口部が形成された円筒形状の弁体と、
   前記弁体と前記弁座の間隙から漏れた前記流体の圧力を前記第１及び第２の弁口形成部材に作用させ、前記弁体が前記第１及び第２の弁口を開閉する際に前記弁体の位置が変動するのを抑制する圧力作用部と、
   前記弁体を回転駆動する駆動部と、
   を備え、
   前記圧力作用部は、前記弁本体に装着されて前記第１及び第２の流通口を形成する部材であって、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる封止手段により長手方向に沿った両端部がそれぞれ封止された第１及び第２の流路形成部材を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の流量制御弁。
9. 前記弁体の前記駆動部側の端部を前記弁本体部に対して回転可能に封止する手段であって、金属製のバネ部材により開く方向に付勢された断面略Ｕ字形状の合成樹脂からなる封止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の流量制御弁。
10. 混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
    低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
    高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
    前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合して前記温度制御用流路に供給する混合手段と、
    前記温度制御用流路を流通した温度制御用流体を前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に流量を制御しつつ分配する流量制御弁と、
    を備え、
    前記流量制御弁として請求項１乃至９のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置。
11. 混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
    低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
    高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
    前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合比を調整して前記温度制御用流路に流す流量制御弁と、
    を備え、
    前記流量制御弁として請求項１乃至９のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置。

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