KR20130088056A - 스풀 밸브 - Google Patents

Abstract

포트의 개방 면적이 작아질수록 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있고, 게다가, 포트의 개방 면적이 작은 범위와 그것보다 큰 범위에서 유량 제어의 정밀도에 차이가 발생하는 것을 억제할 수 있는 스풀 밸브를 제공한다.
스풀 밸브(11)에 있어서는, 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)가 밸브실(24)로 통해 있고, 스풀(21)이 밸브실(24) 내를 미끄럼 이동함으로써 각 포트(26, 27)가 개폐된다. 스풀(21)에 있어서는, 포트(26, 27)를 폐쇄하는 폐쇄부(42)와 개방하는 개방부(43)가 인접해서 배치되어 있다. 개방부(43)는, 폐쇄부(42)에 인접하고 그 폐쇄부(42)로부터 멀어짐에 따라서 서서히 직경 축소되어 있는 제1 경사부(61a, 62a)와, 제1 경사부(61a, 62a)에 인접하고 그 제1 경사부(61a, 62a)로부터 멀어짐에 따라서 서서히 직경 축소되어 있는 제2 경사부(61b, 62b)를 갖고 있다.

Description

스풀 밸브{Spool Valve}

본 발명은, 스풀 밸브에 관한 것이다.

유체의 흐름을 제어하는 유체 제어 밸브로서, 스풀이 미끄럼 이동가능한 상태에서 밸브실에 수용되어 있는 스풀 밸브가 있다. 스풀 밸브로서는, 밸브실로 통하는 복수의 포트가 설치되어 있고, 그들 포트가 스풀의 외주면에 의해 폐쇄되는 구성을 들 수 있다(예를 들어 특허 문헌 1). 이 구성에서는, 스풀의 외주면을 따라 연장하도록 주위 홈부가 설치되어 있고, 스풀의 미끄럼 이동에 따라 주위 홈부가 포트와 겹침으로써 포트가 개방 상태로 되고, 그 상태에서는 유체가 주위 홈부를 통해서 포트 간을 흐른다. 여기서, 개방 상태로 된 포트를 흐르는 유체량은, 그 포트의 개방 면적의 크기, 즉 그 포트와 주위 홈부와의 겹치는 폭의 크기에 의해 정해진다. 이로 인해, 포트에서의 유량은, 스풀의 스트로크 위치에 의해 조정하는 것이 가능해진다.

일본 특허 출원 공개 평 10-122412호 공보

그러나, 주위 홈부의 오목 치수(깊이 치수)가 스풀의 미끄럼 이동 방향에 있어서 일정할 경우, 포트의 개방 면적이 작을수록, 포트의 개방 부분에 대한 유체의 압력이 높아져, 포트의 개방 면적이 증감했을 때의 포트에서의 유량의 변화율이 커져 버린다. 즉, 포트와 주위 홈부가 겹치는 폭이 작을수록, 스풀의 스트로크 위치를 변화시켰을 때의 유체 증감량이 커져 버린다. 이로 인해, 포트에서의 유량을 적게 할수록, 그 유량을 조금만 증감시키는 제어가 곤란해지고, 나아가서는 포트에서의 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것이 우려된다.

본 발명은, 상기 사정에 감안해서 이루어진 것이며, 포트의 개방 면적이 작아질수록 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있고, 게다가, 포트의 개방 면적이 작은 범위와 그것보다 큰 범위에서 유량 제어의 정밀도에 차이가 발생하는 것을 억제할 수 있는 스풀 밸브를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

이하, 상기 과제를 해결하는 데 유효한 수단 등에 대해, 필요에 따라서 작용, 효과 등을 도시하면서 설명한다.

제1 수단의 스풀 밸브는, 유체가 흐르는 복수의 포트와, 상기 복수의 포트가 통해 있는 밸브실과, 미끄럼 이동가능한 상태에서 상기 밸브실 내에 설치된 스풀을 구비하고, 상기 스풀이 그 축선 방향으로 미끄럼 이동함으로써 상기 포트의 개방 면적이 조정되는 스풀 밸브로서, 상기 스풀에 있어서는, 상기 포트를 외주면에 의해 폐쇄가능한 폐쇄부와, 상기 폐쇄부보다 외주면이 오목함으로써 상기 포트를 개방가능한 개방부가 상기 축선 방향에 있어서 인접해서 배치되어 있고, 상기 스풀은, 상기 개방부에 의해 개방된 포트끼리 상기 개방부의 외주면과 상기 밸브실의 내주면 사이의 연통로에 의해 연통되는 개방 위치와, 상기 연통로에 의해 연통가능한 각 포트의 어느 하나가 상기 폐쇄부에 의해 폐쇄되어 있는 폐쇄 위치로 이동가능하며, 상기 개방부는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부에 인접하고, 상기 폐쇄부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 폐쇄부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부에서 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제1 경사부와, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제1 경사부에 인접하고, 상기 제1 경사부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 제1 경사부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제1 경사부로부터 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제2 경사부를 갖고 있고, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제2 경사부의 외주면의 기울기가, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 제1 경사부의 외주면의 기울기보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1 수단에 따르면, 제1 경사부 및 제2 경사부의 외주면이 스풀의 축선에 대하여 경사져 있다. 이로 인해, 스풀의 미끄럼 이동에 따라 포트의 개방 면적이 작아지면, 개방부가 포트에 겹치고 있는 부분과 겹치지 않고 있는 부분의 경계부(이하, 겹치는 경계부라고 한다)에 있어서의 연통로의 오목 방향의 단면적도 작아진다. 이 경우, 포트에서의 유량이 포트의 개방 면적 및 연통로의 단면적의 양쪽에 의해 정해진다. 따라서, 포트의 개방 면적이 작은 것에 의해 유체에의 압력이 커져도, 스풀의 변위에 따라 포트에서의 유체 증감량이 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 포트에서의 유량을 작게 할수록 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 포트의 개방 부분에 있어서는, 개방 면적이 어느 정도 커지면, 그 개방 부분에 대한 유체의 압력이 저하하는 것 등에 의해, 스풀의 변위량에 대한 포트에서의 유체 증감량이 작아진다. 이 경우, 스풀의 변위량과 포트에서의 유량과의 관계가 포트의 개방 면적에 따라 상이하고, 그것에 의해 유량 제어의 정밀도에 차이가 발생하는 것이 우려된다.

이에 대해, 본 수단에 따르면, 제2 경사부의 기울기가 제1 경사부보다 크기 때문에, 포트가 제2 경사부와 겹치는 범위에서 개방된 상태에 있어서 스풀의 변위량에 대한 포트에서의 유체 증감량이, 제2 경사부의 기울기가 제1 경사부와 같을 경우보다 커진다. 이에 의해, 포트가 제1 경사부 및 제2 경사부의 어느 것과 겹치는 상태에서 개방되어도, 포트의 개방 면적과 그 포트에서의 유량과의 관계를 소정의 비례 관계에 가깝게 할 수 있다. 즉, 스풀의 변위량에 대한 유량 변화율을, 포트의 개방 면적에 관계없이 일정하게 가깝게 할 수 있다.

이상에 의해, 포트의 개방 면적이 작아질수록 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있고, 게다가, 포트의 개방 면적이 작은 범위와 그것보다 큰 범위에서 유량 제어의 정밀도에 차이가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

제2 수단에서는, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 각각 상기 폐쇄부에서 멀어짐에 따라서 일정한 비율로 서서히 직경 축소된 테이퍼부이다.

제2 수단에 따르면, 제1 경사부 및 제2 경사부는 테이퍼면을 갖고 있기 때문에, 둘레 방향의 어느 부분에 있어서도 포트와 대향하는 것이가능하게 되어 있다. 이로 인해, 스풀의 둘레 방향에 대하여 포트가 어느 부분에 배치되어 있어도, 제1 경사부 및 제2 경사부의 각 테이퍼면에 의해, 겹치는 경계부에 있어서의 연통로의 단면적을 조정할 수 있다.

게다가, 제1 경사부 및 제2 경사부의 각 테이퍼면은 스풀의 축선에 대하여 직선적으로 경사져 있기 때문에, 스풀에 있어서의 각 경사부의 가공이 번잡해지는 것을 억제할 수 있다.

제3 수단에서는, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부의 전체적 외주면은, 상기 축선 방향에 대하여 상기 스풀의 외측을 향해서 부풀어 오르는 것 같이 곡면적으로 경사져 있다.

제3 수단에 따르면, 제1 경사부의 외주면은 폐쇄부에서 이격될수록 기울기가 커지고, 제2 경사부는 제1 경사부로부터 이격될수록 기울기가 커진다. 이로 인해, 스풀의 미끄럼 이동에 따라 포트의 개방 면적이 커지면, 겹치는 경계부에 있어서의 연통로의 단면적도 서서히 증가한다. 게다가, 포트의 개방 면적이 클수록 연통로의 단면적의 증가율이 커진다. 이에 의해, 포트가 제1 경사부 및 제2 경사부와 겹치는 상태에서 개방되어 있을 경우, 포트의 개방 면적과 그 포트에서의 유량과의 관계를 비례 관계에 더한층 가깝게 할 수 있다. 이에 의해, 스풀의 변위량에 대한 유량 변화율을, 포트의 개방 면적에 관계없이 더 일정하게 가깝게 할 수 있다.

제4 수단에서는, 상기 개방부는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부에 인접하고, 상기 제2 경사부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 제2 경사부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부로부터 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제3 경사부를 갖고 있고, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제3 경사부의 외주면의 기울기가, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제2 경사부의 외주면의 기울기보다 크게 되어 있다.

제4 수단에 따르면, 개방부의 외주면의 경사가 3단계로 크게 되어 있기 때문에, 인접하는 경사부끼리의 기울기의 차가 작아져, 경사부끼리의 경계부가 유량변곡점이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 포트의 개방 면적과 그 포트에서의 유량과의 관계를 소정의 비례 관계에 더한층 가깝게 할 수 있다.

제5 수단에서는, 상기 개방부는, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부에 인접하고, 상기 제2 경사부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 제2 경사부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부로부터 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제3 경사부를 갖고 있고, 상기 제3 경사부의 외주면은, 상기 축선 방향에 대하여 상기 스풀의 내측을 향해서 오목해지도록 곡면적으로 경사져 있다.

제5 수단에 따르면, 제3 경사부의 외주면은, 제1 경사부 및 제2 경사부의 각 외주면과는 반대측을 향해서 오목해져 있기 때문에, 제2 경사부와의 경계부에 있어서 연속한 면을 형성하면서, 제3 경사부의 기울기를 서서히 작게 할 수 있다. 이로 인해, 스풀의 미끄럼 이동에 따라, 겹치는 경계부가 제2 경사부 및 제3 경사부의 경계부와 겹쳐도, 포트에서의 유체 증감량이 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 제1 경사부 및 제2 경사부의 각 외주면이 전체적으로 곡면적으로 경사져 있는 구성에 대해서, 제2 경사부와 제3 경사부와의 경계부에 있어서 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.

제2 경사부와 제3 경사부와의 경계부에 있어서 유량 제어의 정밀도가 저하하지 않도록 하는 구성으로서는, 제6 수단과 같이, 상기 제3 경사부의 외주면의 만곡은, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부의 전체적 외주면의 만곡보다 작게 되어 있는 구성을 들 수 있다.

제7, 제11 및 제13 수단에서는, 상기 복수의 포트 중 상기 유체를 상기 밸브실에 공급하는 공급 포트와, 상기 유체가 상기 밸브실로부터 배출되는 배출 포트가 상기 연통로에 의해 연통가능하게 되어 있고, 상기 스풀은, 상기 폐쇄부로서, 상기 공급 포트를 폐쇄가능한 선단이 좁아지는 폐쇄부와, 상기 배출 포트를 폐쇄가능한 후단이 좁아지는 폐쇄부를 갖고 있고, 상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있다.

스풀 밸브는, 공급 포트 및 배출 포트 중 공급 포트의 개방 면적이 작게 되어 있는 선단이 좁아지는 상태와, 배출 포트의 개방 면적이 작게 되어 있는 후단이 좁아지는 상태로 이행가능하게 되어 있다. 여기서, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트와 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트를 비교하면, 그들 포트의 각 개방 면적이 같게 되어 있어도, 유체에 대한 공급 포트와 연통로에서의 압력차가 연통로와 배출 포트에서의 압력차보다 작아져, 선단이 좁아지는 상태 쪽이 후단이 좁아지는 상태보다 유량이 작아져버린다.

이에 대해, 제7, 제11 및 제13 수단에 따르면, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트와 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트가 같은 개방 면적으로 되어 있어도, 겹치는 경계부에 있어서의 개방부의 오목 치수는, 선단이 좁아지는 폐쇄부 쪽이 후단이 좁아지는 폐쇄부보다 커진다. 즉, 겹치는 경계부에 있어서의 연통로의 단면적은, 공급 포트 쪽이 배출 포트보다 커진다. 이 경우, 공급 포트 쪽이 배출 포트보다 유체가 흐르기 쉬워지기 때문에, 선단이 좁아지는 상태 쪽이 후단이 좁아지는 상태보다 유량이 작아지는 문제를 해소할 수 있다.

또한, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트와 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트에서 개방 면적이 같을 경우에, 공급 포트의 유량이 배출 포트보다 작아지는 문제는, 각 개방부의 제2 경사부가 각 포트와 겹치는 정도로 포트가 개방되어 있을 경우에 발생하기 쉽다. 이로 인해, 상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제2 경사부가, 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제2 경사부보다 상기 기울기가 크게 되어 있는 것이 바람직하다.

제8, 제12 및 제14 수단에서는, 적어도 상기 공급 포트 및 상기 배출 포트를 한쌍 갖는 밸브부를 복수 구비하고, 상기 스풀은, 상기 복수의 밸브부 중 제1 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제1 개방부와, 제2 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제2 개방부를 갖고, 상기 제2 개방부에 있어서 상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 제1 개방부에 있어서 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있다.

제8, 제12 및 제14 수단에 따르면, 제2 밸브부의 공급 포트쪽이 제1 밸브부의 배출 포트보다 유체가 흐르기 쉬워진다. 이로 인해, 제1 밸브부가 후단이 좁아지는 상태로 되고 또한 제2 밸브부가 선단이 좁아지는 상태로 되어 있을 경우에, 제1 밸브부의 배출 포트와 제2 밸브부의 공급 포트에서 각 개방 면적이 같게 되어 있는데도 불구하고, 제1 밸브부에서의 유량이 제2 밸브부에서의 유량보다 커져 버리는 문제를 해소할 수 있다. 이것은, 1개의 스풀의 미끄럼 이동에 의해 복수의 밸브부의 개폐가 동시에 행해지는 스풀 밸브에 있어서 특히 효과적이다.

제9, 제15 및 제16 수단에서는, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제1 경사부의 외주면의 기울기는 45도 이하로 되어 있다.

제9, 제15 및 제16 수단에 따르면, 제1 경사부 및 제2 경사부 중, 적어도 제1 경사부의 기울기가 45도 이하로 되어 있다. 이 경우, 포트가 제1 경사부와 겹치는 정도로 개방되어 있을 경우, 겹치는 경계부에 있어서의 제1 경사부의 오목 치수가, 포트와 제1 경사부와의 겹치는 폭보다 작아져 있기 때문에, 포트에서의 유량이, 겹치는 경계부에 있어서의 제1 경사부의 오목 치수에 의존하기 쉽다. 따라서, 포트에서의 유량이 작을수록, 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

제10, 제17 및 제18 수단에서는, 상기 축선 방향에 있어서의 상기 폐쇄부의 길이가 상기 축선 방향에 있어서의 상기 포트의 길이보다 길게 형성되어 있고, 상기 스풀이 상기 폐쇄 위치에 있을 경우에, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부는 상기 포트의 양단부보다 외측까지 배치되어 있다.

제10, 제17 및 제18 수단에 따르면, 스풀이 폐쇄 위치에 있을 경우, 폐쇄부의 외주면은 포트를 폐쇄하는 동시에 밸브실의 내주면에 오버랩한 상태로 되어 있기 때문에, 폐쇄부에 의해 폐쇄한 포트로부터 유체가 누설되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 스풀이 축선 방향으로 다소 이동해도 폐쇄부의 오버랩 부분에 의해 포트가 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 폐쇄 상태에 있는 포트에 있어서 유체가 누설되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 스풀 밸브 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 스풀 밸브에 있어서의 연통로 주변의 확대도이다.
도 3은 스풀에 있어서의 제2 밸브부의 포트를 개폐하는 부분의 확대 단면도이다.
도 4는 스풀 밸브에 있어서 스풀의 위치와 각 밸브부의 개폐 상태와의 관계를 도시하는 도이다.
도 5는 제2 실시 형태의 스풀에 있어서의 제2 밸브부의 포트를 개폐하는 부분의 확대 단면도이다.

[제1 실시 형태]

이하, 일 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 스풀 밸브를 구비하는 스풀 밸브 장치로서 구체화하고 있다. 도 1은 스풀 밸브 장치(10)의 구성을 도시하는 단면도, 도 2는 제2 밸브부(32)에 있어서의 연통로(38) 주변의 확대도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 스풀 밸브 장치(10)는, 유체 제어 밸브로서의 스풀 밸브(11)와, 스풀 밸브(11)를 동작시키는 구동부(12)를 갖고 있다. 스풀 밸브(11)는, 원기둥 형상의 스풀(21)과, 스풀(21)을 미끄럼 이동가능하게 지지하고 있는 슬리브 부재(22)와, 스풀(21) 및 슬리브 부재(22)를 수용하고 있는 밸브 보디(23)를 포함해서 구성되어 있다. 슬리브 부재(22)는 원통 형상으로 형성되어 있고, 밸브 보디(23)는 거의 직육면체 형상의 케이스체로 되어 있다. 스풀 밸브(11)에 있어서는, 슬리브 부재(22) 및 밸브 보디(23)의 각 내부 공간에 의해 밸브실(24)이 형성되어 있고, 그 밸브실(24)에 스풀(21)이 수용되어 있다. 스풀(21)은, 밸브실(24)보다 축선 방향의 길이 치수가 작게 되어 있고, 밸브실(24)에 있어서 스풀(21)의 축선 방향으로 미끄럼 이동가능하게 되어 있다.

슬리브 부재(22) 및 밸브 보디(23)에는, 밸브실(24)로 통하는 포트(26, 27)가 복수 설치되어 있다. 포트(26, 27)는 액체나 기체 등의 유체가 흐르는 유체 통로로 되어 있고, 배관의 접속이 가능하게 되어 있다. 포트(26)는, 유체를 밸브실(24)에 공급하는 공급 포트(26)로 되어 있고, 포트(27)는, 밸브실(24)로부터 유체가 배출되는 배출 포트(27)로 되어 있다. 이들 포트(26, 27)는, 스풀(21)의 축선 방향으로 나란히 설치되어 있다.

공급 포트(26)에는, 스풀 밸브(11)에 유체를 공급하는 공급 배관이 접속가능한 공급 접속부(28)가 설치되어 있고, 배출 포트(27)에는, 스풀 밸브(11)로부터 유체를 배출하는 배출 배관이 접속가능한 배출 접속부(29)가 설치되어 있다.

여기서, 공급 포트(26)의 구성에 대해서 간단하게 설명한다. 또한, 배출 포트(27)에 대해서는, 공급 포트(26)와 같은 구성으로 되어 있기 때문에 설명을 생략한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 공급 포트(26)는, 슬리브 부재(22)의 주위면부를 두께 방향으로 관통하는 슬리브 관통 구멍(37)과, 슬리브 관통 구멍(37)에 연통하고 또한 밸브 보디(23)의 주위면부를 두께 방향으로 관통하는 보디 관통 구멍(39)을 갖고 있다. 공급 접속부(28)는 보디 관통 구멍(39)에 대하여 설치되어 있고, 밸브실(24)은 슬리브 관통 구멍(37), 보디 관통 구멍(39) 및 접속부(28, 29)에 의해 외부로 통하고 있다.

슬리브 부재(22)의 외주면에는, 그 둘레 방향으로 연장하는 슬리브 주위 홈부(36)가 설치되어 있고, 슬리브 관통 구멍(37)은 슬리브 주위 홈부(36)의 저면부에 배치되어 있다. 슬리브 주위 홈부(36)의 내부 공간은, 밸브 보디(23)의 내주면에 의해 덮여 있고, 슬리브 관통 구멍(37)과 보디 관통 구멍(39)을 직경 방향으로 연통하고 있다. 슬리브 관통 구멍(37)은, 슬리브 주위 홈부(36)에 있어서 둘레 방향으로 소정의 간격으로 복수 모두 설치되어 있지만, 모두 슬리브 주위 홈부(36)를 통해서 보디 관통 구멍(39)으로 통하고 있다. 이 경우, 공급 포트(26)는, 슬리브 관통 구멍(37) 및 보디 관통 구멍(39)에 더해서 슬리브 주위 홈부(36)를 포함해서 구성되게 된다. 덧붙여서 말하면, 슬리브 관통 구멍(37)은, 예를 들어 둘레 방향으로 120도 간격으로 3개 배열되어 있다.

또한, 접속부(28, 29)는, 슬리브 주위 홈부(36)를 통하지 않고 슬리브 관통 구멍(37)에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 슬리브 주위 홈부(36)는 포트(26, 27)에 포함되지 않는다. 또한, 접속부(28, 29)는 1개의 슬리브 관통 구멍(37)에 의해 밸브실(24)로 통해 있어도 된다. 이 경우, 포트(26, 27)는 1개의 슬리브 관통 구멍(37)에 의해 형성되어 있는 것이 된다.

밸브실(24)에는, 공급 포트(26)와 배출 포트(27)를 연통가능한 연통로(38)가 설치되어 있고, 스풀(21)은, 연통로(38)가 포트(26, 27)를 연통하는 위치 및 연통하지 않는 위치에 이동가능하게 되어 있다. 스풀(21)의 외주면은 슬리브 부재(22)의 내주면과 접촉 또는 근접한 상태에서 겹쳐 있고, 연통로(38)가 포트(26, 27)를 연통하고 있지 않은 경우, 그들 포트(26, 27)의 적어도 한쪽이 스풀(21)의 외주면에 의해 폐쇄되게 된다. 한편, 연통로(38)가 포트(26, 27)를 연통하고 있을 경우, 유체가 공급 포트(26)로부터 연통로(38)(밸브실(24))를 통해서 배출 포트(27)로 흐른다.

연통로(38)는, 스풀(21)의 외주면에 설치된 스풀 주위 홈부(41)의 홈내 공간에 의해 형성되어 있다. 스풀 주위 홈부(41)는 스풀(21)의 둘레 방향으로 연장하고 있고, 축선 방향의 폭 치수가, 연통가능한 공급 포트(26)와 배출 포트(27)의 이격 거리보다 크게 되어 있다. 스풀(21)의 축선 방향에 있어서, 스풀 주위 홈부(41)가 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)를 넘은 상태에 있을 경우, 그들 포트(26, 27) 양쪽이 스풀 주위 홈부(41)의 홈내 공간에 통하고 있고, 그 홈내 공간을 통해서 포트(26, 27)가 연통되어 있다. 즉, 연통로(38)가 포트(26, 27)를 넘은 상태에 있을 경우, 그들 포트(26, 27)는 연통로(38)에 의해 연통되어 있다.

스풀(21)의 미끄럼 이동 방향은, 밸브실(24)에 대한 포트(26, 27)의 개방 방향과 교차하기 때문에, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 따라 그 미끄럼 이동 방향에 있어서의 연통로(38)와 포트(26, 27)와의 겹치는 폭이 증감한다. 즉 포트(26, 27)의 개방 면적이 증감한다. 유체가 포트(26, 27)을 흐를 경우, 그 유량은 포트(26, 27)의 개방 면적이 클수록 커진다. 개방 면적이 소정값 이상일 경우에 유량은 최대가 되고, 이 경우에 포트(26, 27)가 전부 열려 있게 된다.

연통로(38)에 의해 연통가능한 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)에 대해서, 그들 포트(26, 27) 및 연통로(38)에서의 유량은, 포트(26, 27) 중 개방 면적(연통로(38)와의 겹치는 폭)이 작은 쪽의 개방 면적에 의해 정해진다. 연통로(38)에 의해 연통되어 있는 포트(26, 27)에 대해서, 공급 포트(26)의 개방 면적이 배출 포트(27)보다 작게 되어 있는 것을 「선단 좁아짐」이라고 칭하고, 배출 포트(27)의 개방 면적이 공급 포트(26)보다 작게 되어 있는 것을 「후단 좁아짐」이라고 칭한다.

스풀(21)에 있어서는, 스풀 주위 홈부(41)의 저면에 의해 외주면이 형성된 부분이 개방부(43)이며, 축선 방향에 있어서 개방부(43)에 인접하는 부분이 폐쇄부(42)이다. 이 경우, 개방부(43)와 폐쇄부(42)는 스풀(21)의 축선 방향에 있어서 교대로 모두 설치되어 있고, 개방부(43)는 폐쇄부(42)보다 직경 방향 내측으로 오목하게 되어 있다. 또한, 개방부(43)는 폐쇄부(42)보다 외경 치수가 작은 소경부이며, 폐쇄부(42)는 개방부(43)보다 외경 치수가 큰 대경부이다. 또한, 연통로(38)는 개방부(43)의 직경 방향 외측에 형성되어 있는 것이 된다.

도 1의 설명으로 돌아오면, 스풀 밸브(11)에는, 유체의 유통 및 차단을 행하는 밸브부(31 내지 33)가 설치되어 있고, 그들 밸브부(31 내지 33)는 스풀(21)의 축선 방향으로 배열되어 있다. 각 밸브부(31 내지 33)는, 연통로(38)에 의해 연통되는 한 쌍의 포트(26, 27)를 각각 갖고 있고, 그들 포트(26, 27)는 밸브부(31 내지 33)마다 스풀(21)의 축선 방향으로 나란히 설치되어 있다. 스풀(21)은 밸브부(31 내지 33)마다 개방부(43)를 갖고 있고, 각 밸브부(31 내지 33)에 있어서의 포트(26, 27)의 개방은, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 따라 각 개방부(43)에 의해 개별로 행해진다.

각 밸브부(31 내지 33)는, 포트(26, 27)의 양쪽이 각 개방부(43)에 의해 개방되어 있을 경우에 개방 상태에 있고, 각각의 포트(26, 27)의 적어도 한쪽이 폐쇄부(42)에 의해 폐쇄가능한 구성으로 되어 있다. 예를 들어, 제2 밸브부(32)는 한 쌍의 포트(26, 27)의 양쪽이 폐쇄가능한 구성으로 되고, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)는 배출 포트(27)만이 폐쇄가능한 구성으로 되어 있다. 이 경우, 제2 밸브부(32)에서는 선단 좁아짐 및 후단 좁아짐 양쪽이 행해지고, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)에서는 후단 좁아짐만이 행해진다. 또한, 각 밸브부(31 내지 33)의 각각에 있어서는, 한 쌍의 포트(26, 27) 중 적어도 한쪽이 폐쇄가능하면, 어느 것이 폐쇄가능하여도 좋다.

본 실시 형태에서는, 소정의 처리 동작을 행하는 처리 장치에서 사용된 유체를 처리 장치에 다시 공급하는 유체 순환 시스템이 구축되어 있다. 이 시스템의 순환 경로에는, 사용 완료의 유체를 가열 장치에 의해 가열하는 가열 라인, 냉각 장치에 의해 냉각하는 냉각 라인 및 가열도 냉각도 하지 않는 바이패스 라인이라고 하는 3개의 경로가 포함되어 있고, 처리 장치의 하류측이 스풀 밸브(11)를 통해서 3개의 경로의 상류측에 접속되어 있다. 이 경우, 스풀 밸브(11)는 유입된 유체를 복수(예를 들어 3개)의 경로에 분배하는 분배 밸브가 된다.

스풀 밸브(11)에 있어서, 공급 접속부(28)는 1개의 유입구와 3개의 유출구를 갖고, 그들 유출구는 밸브부(31 내지 33)의 각 공급 포트(26)로 통하고 있고, 공급 접속부(28)의 유입측에 처리 장치가 접속되어 있다. 또한, 배출 접속부(29)는 밸브부(31 내지 33)의 각 배출 포트(27)에 개별로 설치되어 있고, 각 배출 접속부(29)를 통해서 제1 밸브부(31)가 냉각 라인에 접속되고, 제2 밸브부(32)가 바이패스 라인에 접속되고, 제3 밸브부(33)가 가열 라인에 접속되어 있다. 처리 장치로부터 스풀 밸브(11)에 유체가 유입했을 경우, 그 유체에 대해서는, 가열 라인, 냉각 라인, 바이패스 라인에 분배한 각 분배량이 스풀(21)의 미끄럼 이동에 의해 합쳐서 조정된다. 또한, 공급 접속부(28)는 집중 매니폴드라고 칭해도 좋고, 배출 접속부(29)는 개별 포트라고 칭해도 좋다.

본 실시 형태의 스풀 밸브(11)에 있어서는, 스풀(21)이, 기준 위치로부터 미끄럼 이동했을 경우의 스트로크량과 한 쌍의 포트(26, 27)에서의 유량이 거의 비례 관계가 되는 형상으로 되어 있다. 이에 의해, 포트(26, 27)의 개방 면적이 작을수록 스풀(21)을 변위시켰을 때의 유량의 변화가 급하게 되는 것을 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 유량이 어느 정도 작은 범위에 있어서도, 그 유량을 조금만 증감시키는 것이 가능해진다.

스풀(21)의 형상에 대해서 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 3은, 스풀(21)에 있어서의 제2 밸브부(32)의 포트(26, 27)를 개폐하는 부분의 확대 단면도이다. 여기에서는, 밸브부(31 내지 33) 중 제2 밸브부(32)의 포트(26, 27)를 개폐하는 부분에 대해서 상세한 설명을 행한다. 또한, 도 3에 있어서는, 제2 밸브부(32)의 포트(26, 27)가 개방되어 있을 경우의 포트(26, 27)를 가상선으로 도시하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 스풀(21)의 각 폐쇄부(42)에는, 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)를 폐쇄가능한 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)와, 제2 밸브부(32)의 배출 포트(27)를 폐쇄가능한 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)가 포함되어 있다. 스풀(21)에 있어서, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)와 후단이 좁아지는 폐쇄부(46) 사이에 배치된 개방부(43)는, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45) 측에 배치되고 또한 외주면이 축선 방향(폐쇄부(42)의 외주면)에 대하여 경사진 선단이 좁아지는 측 부분(61)을 갖는다. 또 개방부(43)는, 후단이 좁아지는 폐쇄부(46) 측에 배치되고 또한 외주면이 축선 방향에 대하여 경사진 후단이 좁아지는 측 부분(62)과, 그들 부분(61, 62)을 접속하고 또한 외주면이 축선 방향에 대하여 경사져 있지 않은 비경사부(63)를 갖는다. 이들 선단이 좁아지는 측 부분(61), 후단이 좁아지는 측 부분(62) 및 비경사부(63)는, 축선 방향으로 나란히 배치되어 있다.

선단이 좁아지는 측 부분(61) 및 후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 전체로서 각각 테이퍼 형상으로 되어 있다. 선단이 좁아지는 측 부분(61)은, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)로부터 멀어짐에 따라서 일정한 비율로 서서히 직경 축소되어 있고, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외주면에 대한 오목 치수가, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)로부터 멀어지는 측을 향해서 서서히 커진다. 후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)로부터 멀어짐에 따라서 일정한 비율로 서서히 직경 축소되어 있고, 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)의 외주면에 대한 오목 치수가, 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)로부터 멀어지는 측을 향해서 서서히 커진다.

선단이 좁아지는 측 부분(61)은, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)에 인접한 제1 경사부(61a)와, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)와는 반대측에 있어서 제1 경사부(61a)에 인접한 제2 경사부(61b)를 갖고 있다. 제1 경사부(61a)의 외경 치수는, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45) 측의 단부에 있어서 그 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외경 치수와 같게 되어 있고, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)로부터 멀어짐에 따라서 작게 되어 있다. 이 경우, 제1 경사부(61a)의 외주면은, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)와의 경계부에 있어서 그 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외주면과 연속한 면(동일면)이 되어 있다.

제2 경사부(61b)의 외경 치수는, 제1 경사부(61a) 측의 단부에 있어서 그 제1 경사부(61a)의 외경 치수와 같게 되어 있고, 제1 경사부(61a)로부터 멀어짐에 따라서 작게 되어 있다. 이 경우, 제2 경사부(61b)의 외주면은, 제1 경사부(61a)와의 경계부에 있어서 그 제1 경사부(61a)의 외주면과 연속한 면(동일면)이 되어 있다.

선단이 좁아지는 측 부분(61)에 있어서는, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)로부터 멀어지는 방향에 있어서의 제2 경사부(61b)의 직경 축소율이 제1 경사부(61a)보다 크게 되어 있다. 이로 인해, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 외주면에 있어서는, 스풀(21)의 축선 방향에 있어서 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외주면에 대한 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)가, 제1 경사부(61a)의 경사 각도(A1)보다 크다. 예를 들어, 경사 각도(A2)는 22도로 되어 있고, 경사 각도(A1)는 15도로 되어 있다. 이 경우, 선단이 좁아지는 측 부분(61)은, 그 양단부에 비해 중간 위치가 직경 방향 외측을 향해서 볼록한 형상으로 되어 있다. 또한, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)는 양쪽 모두, 그들의 오목 치수(깊이 치수)가, 그들의 길이 치수(스풀(21)의 축선 방향에 있어서의 길이 치수) 이하로 되어 있다. 즉, 경사 각도(A1, A2)는 모두 45도 이하로 되어 있다.

후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 스풀(21)의 축선에 직교하는 선을 대칭 축으로 하고, 선단이 좁아지는 측 부분(61)과 선 대칭의 형상으로 되어 있다. 후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 선단이 좁아지는 측 부분(61)과 마찬가지로, 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)에 인접한 제1 경사부(62a)와, 후단이 좁아지는 측 부분(62)과는 반대측에 있어서 제1 경사부(62a)에 인접한 제2 경사부(62b)를 갖고 있다.

후단이 좁아지는 측 부분(62)에 있어서는, 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)로부터 멀어지는 방향에 있어서의 제2 경사부(62b)의 직경 축소율이 제1 경사부(62a)보다 크게 되어 있다. 이로 인해, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 외주면에 있어서는, 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)가 제1 경사부(62a)의 경사 각도(B1)보다 크게 되어 있다. 예를 들어, 경사 각도(B2)는 20도로 되어 있고, 경사 각도(B1)는 15도로 되어 있다. 후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 그 양단부에 비해 중간 위치가 직경 방향 외측을 향해서 볼록한 형상으로 되어 있다. 또한, 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)는 양쪽 모두, 그들의 오목 치수가 그들의 길이 치수 이하로 되어 있다. 즉, 경사 각도(B1, B2)는, 모두 45도 이하로 되어 있다.

여기서, 제2 경사부(61b, 62b)끼리를 비교하면, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 경사 각도(B2)가 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 경사 각도(A2)보다 작게 되어 있다. 그 한편, 제1 경사부(61a, 62a)끼리를 비교하면, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 경사 각도(B1)와 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 경사 각도(A1)는 같은 크기로 되어 있다.

비경사부(63)는, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 제2 경사부(61b)와, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 제2 경사부(62b)를 접속하고 있고, 스풀(21)의 축선 방향으로 연장되는 원기둥 형상으로 되어 있다. 비경사부(63)의 외경 치수는, 제2 경사부(61b, 62b)에 있어서의 비경사부(63)측의 각 단부와 같게 되어 있다. 이 경우, 비경사부(63)에 있어서의 외주면의 오목 치수는, 제2 경사부(61b, 62b)에 있어서의 외주면의 가장 큰 오목 치수와 같아져 있다.

다음에, 스풀(21)의 변위에 수반하는 제2 밸브부(32)의 개폐에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 2에 있어서, 제2 밸브부(32)는, 포트(26, 27) 각각의 적어도 일부가 개방부(43)와 대향하고 있는(축선 방향의 위치가 겹치고 있는) 경우에 개방 상태에 있고, 개방부(43)가 포트(26, 27)의 적어도 한쪽과 겹쳐있지 않을 경우에 폐쇄 상태에 있다. 개방 상태로서는 선단이 좁아지는 상태와 후단이 좁아지는 상태가 있고, 선단이 좁아지는 상태에서는, 공급 포트(26)에 대한 개방부(43)의 겹치는 폭이 배출 포트(27)에 대한 겹치는 폭보다 작게 되어 있고, 후단이 좁아지는 상태에서는, 배출 포트(27)에 대한 겹치는 폭이 공급 포트(26)에 대한 겹치는 폭보다 작게 되어 있다.

선단이 좁아지는 상태에 있어서의 공급 포트(26)에서의 유량은, 공급 포트(26)와 개방부(43)와의 겹치는 폭에 더하여, 개방부(43)가 공급 포트(26)에 겹치고 있는 부분과 겹치지 않고 있는 부분과의 경계부(XA)(이하, 겹치는 경계부(XA)라고도 한다)에 있어서의 개방부(43)의 오목 치수에 의해 정해진다. 즉, 공급 포트(26)의 개방 면적에 더하여, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 연통로(38)의 오목 방향(스풀(21)의 직경 방향)의 단면적에 의해 정해진다. 이 경우, 공급 포트(26)로부터 연통로(38)를 향하는 유체의 흐름은, 스풀(21)의 축선 방향 및 직경 방향 양쪽에서 제한된다.

선단이 좁아지는 측 부분(61)이 공급 포트(26)와 겹치는 범위에서 스풀(21)이 미끄럼 이동했을 경우, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 외주면이 전체적으로 경사져 있는 것에 기인하고, 공급 포트(26)의 개방 면적에 더하여, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 연통로(38)의 단면적이 증감한다. 게다가, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 오목 치수가, 공급 포트(26)와 개방부(43)의 겹치는 폭보다 작기 때문에(경사 각도(A1, A2)가 45도 이하이기 때문에), 공급 포트(26)에서의 유량은, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 오목 치수에 의존하기 쉽다. 따라서, 공급 포트(26)의 개방 면적이 작은 것에 기인해서 그 개방 부분에서의 유체에의 압력이 높아져도, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 대하여 공급 포트(26)에서의 유량이 과잉으로 증감하는 것이 억제된다.

여기서, 공급 포트(26)의 개방 면적이 어느 정도 크게 되면, 개방 면적이 작을 경우에 비해, 개방 부분에서의 유체에의 압력이 낮아져서 개방 면적의 증감에 대한 공급 포트(26)에서의 유체 증감량이 작아지는 것이 우려된다. 이 경우, 공급 포트(26)의 개방 면적의 증감에 대한 유량 증감량(유량 구배)이 작아져서, 스풀(21)의 변위량과 유체 증감량이 비례 관계가 안 되게 된다.

이에 대해, 선단이 좁아지는 측 부분(61)에 있어서는 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)가 제1 경사부(61a)의 경사 각도(A1)보다 크게 되어 있다. 즉, 폐쇄부(42)의 외주면에 대한 제2 경사부(61b)의 외주면의 기울기가, 폐쇄부(42)의 외주면에 대한 제1 경사부(61a)의 외주면의 기울기보다 크게 되어 있다. 이로 인해, 스풀(21)의 미끄럼 이동 범위가 제2 경사부(61b)와 공급 포트(26)가 겹치는 범위일 경우, 제1 경사부(61a)와 공급 포트(26)가 겹치는 범위일 경우에 비해, 공급 포트(26)와 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 겹치는 폭의 증감에 대하여, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 공급 포트(26)와 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 이격 거리의 증감이 커진다. 즉, 공급 포트(26)의 개방 면적의 증감에 대하여, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 연통로(38)의 개방 면적의 증감이 커진다. 따라서, 공급 포트(26)가 제2 경사부(61b)와 겹치는 정도로 크게 개방되어 있을 경우, 공급 포트(26)가 제1 경사부(61a)와 겹치는 정도로 개방되어 있을 경우보다, 스풀(21)의 변위량에 대하여 공급 포트(26)에서의 유체 증감량이 작아지는 것이 발생하기 어렵다.

게다가, 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)는, 스풀(21)의 변위량과 공급 포트(26)에서의 유량이 거의 비례 관계가 되고, 또한, 제1 경사부(61a)가 공급 포트(26)와 겹치는 범위와 제2 경사부(61b)가 공급 포트(26)와 겹치는 범위에서, 상기 거의 비례 관계의 상수가 거의 같은 수치가 되는 각도로 설정되어 있다. 이 경우, 스풀(21)의 변위량과 공급 포트(26)에서의 유량과의 관계가 거의 직선성을 갖기 때문에, 스풀(21)이 어느 스트로크 위치에 있어도 소정 치수만 변위시킴으로써, 공급 포트(26)에서의 유량이 소정량만 변화되게 된다.

배출 포트(27)에서의 유체의 흐름은, 공급 포트(26)에서의 유체의 흐름과 마찬가지로, 스풀(21)의 축선 방향 및 직경 방향 양쪽에서 제한된다. 구체적으로는, 후단이 좁아지는 상태에 있어서 배출 포트(27)에서의 유량은, 배출 포트(27)의 개방 면적에 더하여, 개방부(43)가 배출 포트(27)에 겹치고 있는 부분과 겹치지 않고 있는 부분과의 경계부(XB)(이하, 겹치는 경계부(XB)이라고도 한다)에 있어서의 연통로(38)의 오목 방향의 단면적에 의해 정해진다.

후단이 좁아지는 측 부분(62)이 배출 포트(27)와 겹치는 범위에서 스풀(21)이 미끄럼 이동했을 경우, 후단이 좁아지는 측 부분(62)에 대해서도 선단이 좁아지는 측 부분(61)과 마찬가지로, 외주면이 전체적으로 경사져 있는 것에 기인하고, 공급 포트(26)의 개방 면적에 더하여, 겹치는 경계부(XB)에 있어서의 연통로(38)의 단면적이 증감한다. 이로 인해, 배출 포트(27)의 개방 면적이 작은 것에 기인해서 그 개방 부분에서의 유체에의 압력이 높아져 있어도, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 대하여 배출 포트(27)에서의 유량이 과잉으로 증감하는 것이 억제된다.

또한, 후단이 좁아지는 측 부분(62)에 있어서도, 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)가 제1 경사부(62a)의 경사 각도(B1)보다 크게 되어 있다. 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)는 제1 경사부(62a)의 경사 각도(B1)에 대하여, 스풀(21)의 변위량과 공급 포트(26)에서의 유량과의 관계가 거의 직선성을 갖는 결과가 얻어지는 각도로 설정되어 있다.

여기서, 제2 밸브부(32)에 있어서, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트(26)와 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트(27)를 비교하면, 각 포트(26, 27)의 개방 면적이 같게 되어 있어도, 유체에 대한 공급 포트(26)와 연통로(38)에서의 압력차가, 연통로(38)와 배출 포트(27)에서의 압력차보다 작아진다. 이에 의해, 선단이 좁아지는 상태의 유량이 후단이 좁아지는 상태보다 작아지는 것이 우려된다. 즉, 선단이 좁아지는 상태는 후단이 좁아지는 상태보다, 유체의 유량을 감소시키는 효과가 높다. 이 경우, 선단이 좁아지는 상태와 후단이 좁아지는 상태에서 스풀(21)의 변위량과 유체 증감량과의 비례 관계의 상수가 상이하고, 선단이 좁아지는 상태와 후단이 좁아지는 상태에서 유량을 같게 하기 위해서는, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트(26)의 개방 면적을 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트(27)의 개방 면적보다 크게 할 필요가 있다.

이에 대해, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)가, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)보다 크게 되어 있다. 이 경우, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트(26)와 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트(27)가 같은 개방 면적으로 되어 있어도, 공급 포트(26)에 대한 겹치는 경계부(XA)에서의 연통로(38)의 단면적이, 배출 포트(27)에 대한 겹치는 경계부(XB)에서의 연통로(38)의 단면적에서 커진다. 이로 인해, 공급 포트(26) 쪽이 배출 포트(27)보다 유체가 흐르기 쉬워진다. 그 결과, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트(26)에서의 유량을 증가시켜서, 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트(27)에서의 유량과 거의 같게 하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 선단이 좁아지는 상태 쪽이 후단이 좁아지는 상태보다 유량이 작아지는 것이 없어지고, 선단이 좁아지는 상태와 후단이 좁아지는 상태에서, 스풀(21)의 스트로크 위치를 따로따로 설정할 필요가 없다.

스풀(21)의 형상에 대해서, 여기까지는 제2 밸브부(32)를 개폐하는 부분에 대해서 설명했지만, 여기에서는 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)를 개폐하는 각 부분에 대해서 간단하게 설명한다.

스풀(21)에 있어서 제1 밸브부(31)를 개폐하는 부분의 형상 및 제3 밸브부(33)를 개폐하는 부분의 형상은, 제2 밸브부(32)를 개폐하는 부분의 형상과 거의 같게 되어 있다. 즉, 스풀(21)은, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)의 각각에 대하여 선단이 좁아지는 폐쇄부(45) 및 후단이 좁아지는 폐쇄부(46), 개방부(43)를 갖고 있다. 단, 제2 밸브부(32)에 대한 후단이 좁아지는 폐쇄부(46)와 제1 밸브부(31)에 대한 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)는, 같은 폐쇄부(42)로 되어 있다. 또한, 제2 밸브부(32)에 대한 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)와 제3 밸브부(33)에 대한 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)는, 같은 폐쇄부(42)로 되어 있다. 이것은, 스풀(21)에서는 개방부(43)와 폐쇄부(42)가 교대로 배치되고 있기 때문이다.

제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)를 개방하는 각 개방부(43)에 대해서도, 선단이 좁아지는 측 부분(61) 및 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 각 경사 각도(A1, A2, B1, B2)는, 제2 밸브부(32)와 거의 같은 크기로 되어 있다. 그중에서도 특히, 제1 밸브부(31)를 개방하는 개방부(43)에 대해서, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)는, 자신의 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 경사 각도(A2)에 대하여가 아니고, 제2 밸브부(32)를 개방하는 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 경사 각도(A2)(22°)보다 작게 되어 있다(예를 들어 19도). 이에 의해, 후술하는 것 같은, 제1 밸브부(31)의 후단 좁아짐이나 제2 밸브부(32)의 선단 좁아짐이 동시에 행해졌을 경우라도, 스풀(21)의 변위량에 대한 유체 증감량은, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)와 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에서 거의 동일해진다.

또한, 제1 밸브부(31)의 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)에 대한 개방부(43)가 제1 개방부에 상당하고, 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)에 대한 개방부(43)가 제2 개방부에 상당한다.

덧붙여서 말하면, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)를 개방하는 각 개방부(43)에 대해서, 각각의 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 경사 각도(B2)는 서로 거의 같은 크기로 되어 있다. 이에 의해, 후술하는 것 같은, 제2 밸브부(32)의 후단 좁아짐과 제3 밸브부(33)의 후단 좁아짐이 동시에 행해졌을 경우, 스풀(21)의 변위량에 대한 유체 증감량은, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)의 각 배출 포트(27)와 거의 동일해진다.

또한, 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)에 있어서의 유체의 압력은, 그들 포트(26, 27)로 통하는 경로의 상태에 따라 상이하다. 이로 인해, 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A1, A2)나, 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B1, B2)는, 밸브부(31 내지 33)마다 포트(26, 27)에서의 유체의 압력에 맞춰서 각각 개별로 설정되어 있다. 덧붙여서 말하면, 경로의 상태를 정하는 요소로서는, 배관의 구경이나 길이, 굽힘부의 유무, 충격 완화 수단으로서의 버퍼의 유무 등을 들 수 있다.

도 1의 설명으로 돌아오면, 스풀 밸브 장치(10)에 있어서 구동부(12)는 리니어 액추에이터로 하고 있다. 구동부(12)는, 강재 등의 강자성체에 의해 형성된 가동부(65)와, 가동부(65)을 끼워서 배치된 한 쌍의 영구 자석(66)과, 한 쌍의 영구 자석(66)과 동일 방향으로 자계를 발생시키는 코일(67)을 갖고 있다. 가동부(65)는, 영구 자석(66)의 자계 방향과 직교하는 방향으로 이동가능하게 되어 있고, 그 이동 방향이 스풀(21)의 미끄럼 이동 방향과 동일하게 된 상태에서 스풀(21)의 일단부에 고정되어 있다. 구동부(12)에 있어서는, 가동부(65)의 위치, 즉 스풀(21)의 스트로크 위치가, 코일(67)의 통전 방향 및 통전하는 전압, 전류의 크기에 기초해서 정해지게 된다.

구동부(12)에 있어서 가동부(65)가 중립 위치에 있을 경우, 스풀(21)은 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)를 폐쇄하고 또한 제2 밸브부(32)를 개방하는 위치에 있고, 이 경우, 스풀(21)도 중립 위치에 있게 된다. 스풀(21)이 중립 위치에 있을 경우, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)의 양쪽에 있어서 각각의 배출 포트(27)가 폐쇄되어 있다.

덧붙여서 말하면, 가동부(65)는, 코일(67)이 통전되어 있지 않은 경우에 중립 위치에 있는 것이지만, 코일(67)이 통전되어 있지 않은 상태에서는, 스풀 밸브(11)를 흐르는 유체의 영향으로 가동부(65)가 중립 위치로부터 벗어나 버린다고 생각된다. 이에 대해, 가동부(65)는, 코일(67)의 통전에 따라 발생한 자력에 의해 중립 위치로 위치 유지되어 있다. 구체적으로는, 스풀 밸브 장치(10)에는, 스풀(21)의 스트로크 위치를 검출하는 위치 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 그 위치 센서의 검출 결과에 기초하여, 가동부(65)의 위치를 중립 위치로 하도록 피드백 제어가 행해지고 있다.

또한, 위치 센서는, 밸브실(24) 내의 유체에 대하여 슬리브 부재(22)의 주위면부 등에 의해 이격된 위치에 있고, 유체의 영향을 받지 않게 되어 있다. 또한, 위치 센서는, 스풀(21) 등 동작하는 부재와는 비접촉 상태로 설치되어 있다. 덧붙여서 말하면, 위치 센서로서는, 정전 용량식, 자왜식, 와전류식 등이 있다. 또한, 구동부(12)에는, 코일(67)이 통전되어 있지 않은 경우에 있어서, 가동부(65)를 중립 위치로 유지하는 스프링 등의 가압 수단이 설치되어 있어도 된다.

제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)에 있어서, 배출 포트(27)를 폐쇄하고 있는 폐쇄부(42)는, 그 외주면이 배출 포트(27)보다 소정 치수(L)만큼 스풀(21)의 축선 방향을 향해서 밀려나와 있고, 이 비어져 나온 부분(69)은 슬리브 부재(22)의 내주면과 접촉 또는 근접한 상태에서 겹치고 있다. 이로 인해, 가령 스풀(21)이 축선 방향으로 다소 이동해도, 비어져 나온 부분(69)에 의해 폐쇄부(42)의 외주면이 배출 포트(27)를 폐쇄한 상태가 유지된다. 또한, 비어져 나온 부분(69)은, 슬리브 부재(22)의 내주면과 오버랩하는 오버랩 부분에 상당한다.

여기서, 예를 들어 스풀(21)이 중립 위치에 있을 경우에, 제2 밸브부(32)로부터 유체가 배출되면, 그 유체 등으로부터의 압력이 스풀(21)에 더하여져, 스풀(21)이 중립 위치로부터 축선 방향으로 어긋나는 것이 우려된다. 이 경우, 폐쇄부(42)에 밀려나온 부분(69)이 없으면, 스풀(21)의 어긋남에 따라 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)에 있어서 개방부(43)가 배출 포트(27)와 약간 겹치고, 그 겹친 부분으로부터 유체가 누출되는 것이 우려된다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는, 폐쇄부(42)가 밀려 나온 부분(69)을 갖고 있기 때문에, 스풀(21)이 중립 위치로부터 다소 벗어나도, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)의 각 배출 포트(27)로부터 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

스풀(21)에는, 그 스풀(21)을 축선 방향으로 관통하는 스풀 관통 구멍(71)이 설치되어 있다. 밸브실(24)에 있어서 스풀(21)의 양단부측의 각 공간은, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 따라 확장 수축되는 신축 공간(24a)이 되어 있고, 그들 신축 공간(24a)은 스풀 관통 구멍(71)을 통해서 연통되어 있다. 신축 공간(24a) 및 스풀 관통 구멍(71)은, 각 밸브부(31 내지 33)를 흐르는 유체 등에 의해 채워져 있다. 그 유체는, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 따라 스풀 관통 구멍(71)을 통해서 한쪽의 신축 공간(24a)으로부터 다른 쪽의 신축 공간(24a)으로 이동한다. 이에 의해, 스풀(21)의 미끄럼 이동 시, 신축 공간(24a) 내의 유체로부터 스풀(21)에 더하여지는 저항력이 작아지기 때문에, 구동부(12)가 스풀(21)을 미끄럼 이동시키는 데도 필요한 구동력을 저감할 수 있다.

만약, 스풀 관통 구멍(71)이 설치되어 있지 않으면, 스풀(21)과 슬리브 부재(22) 사이를 통해서 신축 공간(24a)으로부터 밸브실(24)에 유체가 누출되는 것 등에 의해 스풀(21)을 미끄럼 이동시킬 수 있었다고 하더라도, 신축 공간(24a) 내의 유체로부터 스풀(21)에 더하여지는 저항력이 커지고, 스풀(21)이 미끄럼 이동하기 어려운 상태가 되어버린다. 특히, 유체가 비압축성을 갖는 액체일 경우에는, 스풀(21)의 미끄럼 이동이 현저히 곤란해진다.

또한, 스풀 관통 구멍(71)의 구멍 직경은, 클수록 신축 공간(24a)끼리의 유체 치환이 행해지기 쉬워지지만, 스풀(21)의 외경에 맞춘 크기로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 스풀(21)의 스트로크 위치에 의한 각 밸브부(31 내지 33)의 개폐 상태에 대해서, 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4는, 스풀 밸브(11)에 있어서 스풀(21)의 위치와 각 밸브부(31 내지 33)의 개폐 상태와의 관계를 도시하는 도이다. 또한, 도 4에 있어서는, 접속부(28, 29)의 도시를 생략하고 있다.

도 4(a)에 있어서는, 제1 밸브부(31)가 완전 개방 상태로 되어 있고, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)가 폐쇄 상태로 되어 있고, 스풀(21)은, 중립 위치로부터 제1 밸브부(31) 측으로 이동한 위치에 있다. 제2 밸브부(32)에 있어서는 포트(26, 27) 중 공급 포트(26)가 폐쇄되어 있고, 제3 밸브부(33)에 있어서는 배출 포트(27)가 폐쇄되어 있다. 이 경우, 스풀 밸브(11)에 유입한 모든 유체가 제1 밸브부(31)로부터 배출된다.

도 4(c)에 있어서는, 제2 밸브부(32)가 완전 개방 상태로 되고, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)가 폐쇄 상태로 되어 있고, 스풀(21)은 중립 위치에 있다. 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)에 있어서는 양쪽 모두 배출 포트(27)가 폐쇄되어 있다. 이 경우, 스풀 밸브(11)에 유입한 모든 유체가 제2 밸브부(32)로부터 배출된다.

도 4(e)에 있어서는, 제3 밸브부(33)가 완전 개방 상태로 되고, 제1 밸브부(31) 및 제2 밸브부(32)가 폐쇄 상태로 되어 있고, 스풀(21)은, 중립 위치로부터 제3 밸브부(33) 측으로 이동한 위치에 있다. 제1 밸브부(31) 및 제2 밸브부(32)에 있어서는 양쪽 모두 배출 포트(27)가 폐쇄되어 있다. 이 경우, 스풀 밸브(11)에 유입한 모든 유체가 제3 밸브부(33)로부터 배출된다.

도 4(b)에 있어서는, 제1 밸브부(31)가 후단이 좁아지는 상태로 되고, 제2 밸브부(32)가 선단이 좁아지는 상태로 되고, 제3 밸브부(33)가 폐쇄 상태로 되고, 스풀(21)은, 제1 밸브부(31)를 완전 개방 상태로 하는 위치와 중립 위치와의 사이의 중간 위치에 있다. 제1 밸브부(31) 및 제2 밸브부(32)에서의 유량은, 그들 밸브부(31, 32)가 완전 개방 상태에 있을 경우의 대략 1/2이 되고, 스풀 밸브(11)에 유입한 유체는 제1 밸브부(31) 및 제2 밸브부(32)로부터 거의 절반씩 배출된다. 이 경우, 2개의 밸브부(31, 32)를 유체가 흘러도, 그 유량의 합계는 1개의 밸브부를 유체가 흐를 경우와 같아진다. 즉, 스풀 밸브(11)에 있어서의 유체의 배출량은 스풀(21)이 변위해도 일정하게 유지된다. 이것은, 상술한 바와 같이, 스풀(21)에 있어서, 제1 밸브부(31)를 개방하는 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 경사 각도(B2)가, 제2 밸브부(32)를 개방하는 개방부(43)의 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 경사 각도(A2)보다 작게 되어 있기 때문이다.

또한, 제1 밸브부(31) 및 제2 밸브부(32)의 각 유량이 같게 되어 있는 상기 중간 위치를 기준으로 해서 스풀(21)이 변위했을 경우, 상기 스풀(21)이 제1 밸브부(31)에 가까울수록 제1 밸브부(31)의 유량의 비율이 증가하여, 제2 밸브부(32)의 유량의 비율이 줄어든다. 한편, 스풀(21)이 제2 밸브부(32)(중립 위치)에 가까울수록 제1 밸브부(31)의 유량의 비율이 줄어들고, 제2 밸브부(32)의 유량의 비율이 증가한다. 이 경우라도, 2개의 밸브부(31, 32)에서의 유량의 합계는, 1개의 밸브부에서의 유량과 같아지게 된다.

도 4(d)에 있어서는, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)의 양쪽이 후단이 좁아지는 상태로 되고, 제1 밸브부(31)가 폐쇄 상태로 되고, 스풀(21)은, 제3 밸브부(33)를 완전 개방 상태로 되는 위치와 중립 위치와의 사이의 위치에 있다. 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)에서의 유량은, 그들 밸브부(32, 33)가 완전 개방 상태로 있을 경우의 대략 1/2이 된다. 이것은, 상술한 바와 같이, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)를 개방하는 각 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 경사 각도(B2)가, 거의 같은 크기로 되어 있기 때문이다.

또한, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)의 각 유량이 같게 되어 있는 상기 중간 위치를 기준으로 해서 스풀(21)이 변위했을 경우, 상기 스풀(21)이 제2 밸브부(32)(중립 위치)에 가까울수록 제2 밸브부(32)의 유량의 비율이 증가하여, 제3 밸브부(33)의 유량의 비율이 줄어든다. 한편, 스풀(21)이 제3 밸브부(33)에 가까울수록 제2 밸브부(32)의 유량의 비율이 줄어들고, 제3 밸브부(33)의 유량의 비율이 증가한다. 이 경우라도, 2개의 밸브부(32, 33)에서의 유량의 합계는, 1개의 밸브부에서의 유량과 같아지게 된다.

또한, 각 밸브부(31 내지 33) 각각에 대해서, 개방 상태에 있을 경우의 스풀(21)의 위치가 개방 위치에 상당하고, 폐쇄 상태에 있을 경우의 스풀(21)의 위치가 폐쇄 위치에 상당한다.

이상 상세하게 서술한 본 실시 형태에 따르면, 이하의 우수한 효과가 얻어진다.

스풀(21)의 개방부(43)에 있어서, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 각 외주면은, 스풀(21)의 축선에 대하여 경사져 있다. 이로 인해, 스풀(21)이 변위해도 공급 포트(26)에서의 유체 증감량이 과잉으로 커지는 일이 없다. 즉, 스풀(21)의 변위에 대하여 공급 포트(26)에서의 유량을 순조롭게 증감할 수 있다. 따라서, 스풀 밸브 장치(10)에 있어서 구동부(12)에 대한 지령 신호에 의해 밸브부(31 내지 33)의 유량 제어가 행해지고 있을 경우, 공급 포트(26)에서의 유량이 작을수록 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.

게다가, 스풀(21)의 개방부(43)에 있어서, 공급 포트(26)에 대한 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)가, 제1 경사부(61a)의 경사 각도(A1)보다 크게 되어 있다. 이로 인해, 공급 포트(26)가 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 어느 것과 겹쳐 있는 범위에서 개방되어 있어도, 공급 포트(26)의 개방 면적과 그 공급 포트(26)에서의 유량과의 관계를 거의 비례 관계로 할 수 있다. 즉, 스풀 밸브(11)를 비례 밸브로 할 수 있다. 이 경우, 구동부(12)에 대한 지령 신호에 대하여 공급 포트(26)에서의 유량이 직선적으로 변화된다. 즉, 스풀(21)의 변위량에 대한 유량 변화율이 스트로크 위치에 관계없이 일정하게 가깝게 할 수 있다. 이에 의해, 지령 신호에 의한 유량 제어가 용이하게 된다.

이상에 의해, 밸브부(31 내지 33)가 선단이 좁아지는 상태에 있을 경우, 공급 포트(26)의 개방 면적이 작아질수록 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 게다가, 공급 포트(26)의 개방 면적이 작은 범위와 그것보다 큰 범위에서, 유량 제어의 정밀도에 차이가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이것은, 밸브부(31 내지 33)가 후단이 좁아지는 상태에 있을 경우의 배출 포트(27)에 대해서도 같다.

제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)는 테이퍼면을 갖고 있기 때문에, 둘레 방향의 어느 부분에 있어서도 공급 포트(26) 및 배출 포트(27)와 대향하는 것이 가능하게 되어 있다. 이로 인해, 스풀(21)의 둘레 방향에 대하여 포트(26, 27)가 어느 방향으로 배치되어 있어도, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 각 테이퍼면에 의해, 겹치는 경계부(XA, XB)에 있어서의 연통로(38)의 단면적을 조정할 수 있다.

게다가, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 각 테이퍼면은, 스풀(21)의 축선에 대하여 직선적으로 경사져 있다. 이로 인해, 스풀(21)에 있어서의 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 가공이 번잡해지는 것이나, 스풀(21)의 검사가 곤란해지는 것을 억제할 수 있다. 이에 대해, 예를 들어, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 각 외주면이 곡면적으로 경사져 있을 경우, 스풀(21)에 있어서의 그들 부분(61, 62)의 가공이 번잡해진다. 또한, 폐쇄부(42)와 개방부(43)와의 경계가 시인하기 어렵기 때문에, 스풀(21)의 검사가 곤란해지는 것이 상정된다.

또한, 제1 경사부(61a, 62a)의 경사 각도(A1, A2) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 경사 각도(B1, B2)가, 각각 45도 이하로 되어 있다. 이로 인해, 포트(26, 27)에서의 유량을, 겹치는 경계부(XA, XB)에 있어서의 개방부(43)의 오목 치수에 쉽게 의존하게 할 수 있다.

제2 밸브부(32)에 대해서, 공급 포트(26)에 대한 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)가, 배출 포트(27)에 대한 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)보다 크게 되어 있으므로, 공급 포트(26) 쪽이 배출 포트(27)보다 유체가 흐르기 쉬워진다. 이로 인해, 제2 밸브부(32)에 대해서, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트(26)의 개방 면적과 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트(27)의 개방 면적이 같게 되어 있는데도 불구하고, 선단이 좁아지는 상태 쪽이 후단이 좁아지는 상태보다 유량이 작아지는 문제를 해소할 수 있다.

제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에 대한 제2 경사부(61b)의 경사 각도(A2)가, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)에 대한 제2 경사부(62b)의 경사 각도(B2)보다 크게 되어 있기 때문에, 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26) 쪽이 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)보다 유체가 흐르기 쉬워진다. 이로 인해, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 제1 밸브부(31)가 후단이 좁아지는 상태로 되고 또한 제2 밸브부(32)가 선단이 좁아지는 상태로 되어 있을 경우, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)와 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에서 각 개방 면적이 같게 되어 있는데도 불구하고, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)에서의 유량이 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에서의 유량보다 커지는 것을 억제할 수 있다. 이것은, 본 실시 형태와 같이, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 의해 복수의 밸브부(31 내지 33)의 개폐가 동시에 행해지는 스풀 밸브(11)에 있어서 특히 효과적이다.

개방부(43)에 있어서, 공급 포트(26)에 대한 제2 경사부(61b)와 배출 포트(27)에 대한 제2 경사부(62b) 사이에는, 비경사부(63)가 설치되어 있다. 이로 인해, 비경사부(63)가 포트(26, 27)와 겹치는 정도로 포트(26, 27)의 개방 면적이 크게 되어 있을 경우, 겹치는 경계부(XA, XB)에 있어서의 연통로(38)의 단면적이 최대값이 되고, 포트(26, 27)에서의 유량을 충분히 확보할 수 있다.

스풀(21)이 중립 위치에 있을 경우, 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)의 각 배출 포트(27)를 폐쇄하고 있는 폐쇄부(42)가, 스풀(21)의 축선 방향에 있어서 배출 포트(27)보다 소정 치수(L)만큼 밀려 나와 있다. 그로 인해, 스풀(21)이 축선 방향으로 다소 이동해도 배출 포트(27)를 폐쇄 상태로 유지할 수 있다. 이에 의해, 스풀(21)이 축선 방향으로 다소 어긋나도 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)에서 유체가 누설되는 것을 억제할 수 있다.

스풀 밸브(11)가 3개의 밸브부(31 내지 33)를 갖고 있기 때문에, 1개의 스풀 밸브(11)로 3개의 비례 밸브를 조달할 수 있고, 나아가서는, 유체 순환 시스템에 있어서 부품 개수의 삭감에 의한 비용 절감을 도모할 수 있다. 게다가, 스풀(21)을 미끄럼 이동시키는 액추에이터는 1개의 구동부(12)이기 때문에, 3개의 비례 밸브가 각각 액추에이터를 갖고 있을 경우에 비해, 액추에이터의 구동에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음에, 제2 실시 형태에 대해서 상기 제1 실시 형태와의 차이점을 중심으로 설명한다. 본 실시 형태에서는, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)가 전체적으로, 스풀(21)의 직경 방향 외측을 향해서 부풀어 오르는 것 같이 곡면적으로 경사져 있다. 또 개방부(43)는, 제1 경사부(61a, 62a)와는 반대측에 있어서 제2 경사부(61b, 62b)에 인접한 제3 경사부를 갖고 있다.

스풀(21)에 있어서의 제2 밸브부(32)의 포트(26, 27)를 개폐하는 부분의 형상에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5는, 스풀(21)에 있어서의 제2 밸브부(32)의 포트(26, 27)를 개폐하는 부분의 확대 단면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 선단이 좁아지는 측 부분(61)에 있어서 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)는, 스풀(21)의 축선에 대하여 직경 방향 외측을 향해서 부풀어 오르는 것 같이 곡면적으로 경사져 있다. 스풀(21)의 종단면에 있어서, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 각 외주면은 모두 축선 측에 중심(O1)을 갖는 원호 형상으로 되어 있고, 각각 반경(R1)의 크기로 만곡되어 있다. 이 경우, 제1 경사부(61a)와 제2 경사부(61b)는 중심(O1)이 동일하기 때문에, 원호가 일치하고 있다. 여기에서는, 제1 경사부(61a)와 제2 경사부(61b)가 축선 방향에 있어서 같은 길이 치수로 되어 있다. 또한, 제1 경사부(61a)와 제2 경사부(61b)는 길이 치수가 상이해도 된다.

제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)가 곡면적으로 경사져 있을 경우라도, 제2 경사부(61b)의 경사 각도는, 제1 경사부(61a)의 경사 각도보다 크게 되어 있다. 구체적으로는, 경사부(61a, 61b)에 대해서는, 스풀(21)의 중심 축선을 통과하는 단면에 있어서, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외주면에 대한 경사면의 접선의 기울기를 경사 각도라고 한다. 그리고, 제2 경사부(61b)에 있어서 가장 기울기가 작은 접선의 경사 각도가, 제1 경사부(61a)에 있어서 가장 기울기가 큰 접선의 경사 각도보다 크게 되어 있다.

선단이 좁아지는 측 부분(61)은, 제1 경사부(61a)와는 반대측에 있어서 제2 경사부(61b)에 인접한 제3 경사부(61c)를 갖고 있다. 제3 경사부(61c)는, 스풀(21)의 축선에 대하여 직경 방향 내측을 향해서 오목해지도록 곡면적으로 경사져 있다. 스풀(21)의 종단면에 있어서, 제3 경사부(61c)의 외주면은 축선과는 반대측에 중심(O2)을 갖는 원호 형상으로 되어 있고, 반경(R2)의 크기로 만곡되어 있다. 제3 경사부(61c)의 반경(R2)은, 제1 경사부(61a), 제2 경사부(61b)의 반경(R1)보다 크게 되어 있다. 이 경우, 제3 경사부(61c)의 외주면의 만곡은, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 전체적 만곡보다 작게 되어 있다(즉, 제3 경사부(61c)의 곡률이, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 전체적 곡률보다 작다).

제3 경사부(61c)의 외경 치수는, 제2 경사부(61b) 측의 단부에 있어서 그 제2 경사부(61b)의 외형 치수와 같이 되어 있고, 제3 경사부(61c)의 외주면은, 제2 경사부(61b)와의 경계부에 있어서 그 제2 경사부(61b)의 외주면과 연속한 면(동일면)이 되어 있다. 제3 경사부(61c)는, 제2 경사부(61b)로부터 멀어짐에 따라서 직경 축소되어 있고, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외주면에 대한 오목 치수가, 제2 경사부(61b)로부터 멀어지는 측을 향해서 서서히 커진다. 선단이 좁아지는 측 부분(61)은, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)에 더해서 제3 경사부(61c)를 갖고 있어도, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)와는 반대측을 향해서 서서히 직경 축소되고 있다.

후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 스풀(21)의 축선에 직교하는 선을 대상 축으로 해서 선단이 좁아지는 측 부분(61)과 선 대칭한 형상으로 되어 있다. 이 경우, 후단이 좁아지는 측 부분(62)은, 제1 경사부(62a)의 반대측에 있어서 제2 경사부(62b)에 인접한 제3 경사부(62c)를 갖고 있다. 후단이 좁아지는 측 부분(62)에 있어서, 제3 경사부(62c)의 반경(R4)은, 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)의 반경(R3)보다 크게 되어 있다. 덧붙여서 말하면, 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)의 원호의 중심(O3)은 축선 측에 있고, 제3 경사부(62c)의 원호의 중심(O4)은 축선과는 반대측에 있다.

선단이 좁아지는 측 부분(61) 및 후단이 좁아지는 측 부분(62)에 대해서, 제1 경사부(61a, 62a)끼리 및 제2 경사부(61b, 62b)끼리를 비교하면, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 반경(R1)이 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 반경(R3)보다 작게 되어 있다. 이 경우, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 만곡이 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 만곡보다 커져 있다. 그 한편, 제3 경사부(61c, 62c)끼리를 비교하면, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 반경(R2)과 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 반경(R4)과는 같은 크기로 되어 있다.

스풀(21)에 있어서 제1 밸브부(31) 및 제3 밸브부(33)를 개폐하는 각 부분의 형상은, 제2 밸브부(32)를 개폐하는 부분의 형상과 거의 같게 되어 있다. 덧붙여서 말하면, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)에 대한 후단이 좁아지는 측 부분(62)과 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에 대한 선단이 좁아지는 측 부분(61)에 대해서, 제1 경사부(61a, 62a)끼리 및 제2 경사부(61b, 62b)끼리를 비교하면, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 반경(R3)이 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 반경(R1)보다 크게 되어 있다. 이것은, 제2 밸브부(32)에 대한 개방부(43)에서의 선단이 좁아지는 측 부분(61)과 후단이 좁아지는 측 부분(62)과의 관계와 같다.

또한, 제3 경사부(61c, 62c)끼리를 비교하면, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)에 대한 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 반경(R4)이, 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에 대한 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 반경(R2)보다 작게 되어 있다. 이것은, 제2 밸브부(32)에 대한 개방부(43)에서의 선단이 좁아지는 측 부분(61)과 후단이 좁아지는 측 부분(62)과의 관계와는 상이하다.

이상 상세하게 서술한 본 실시 형태에 따르면, 이하가 우수한 효과가 얻어진다.

공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a), 제2 경사부(61b) 및 제3 경사부(61c)는, 각각 만곡하고 있어도 전체적으로 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)로부터 멀어지는 측을 향해서 서서히 직경 축소하고 있다. 따라서, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 공급 포트(26)에서의 유량이 작을수록 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 이것은, 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a), 제2 경사부(62b) 및 제3 경사부(62c)에 대해서도 같다.

제2 밸브부(32)가 선단이 좁아지는 상태에 있을 경우, 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)는, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)로부터 멀어질수록 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)의 외주면에 대한 기울기가 서서히 커진다. 이로 인해, 스풀(21)이 미끄럼 이동에 따라 공급 포트(26)의 개방 면적이 커지면, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 제1 경사부(61a)의 오목 치수가 증가하는 것은 물론, 그 증가율이 서서히 커진다. 게다가, 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 오목 치수는 제2 경사부(61b)에 있어서 더욱 증가하고, 그 증가율은 공급 포트(26)의 개방 면적이 커질수록 커진다. 또한, 제1 경사부(61a)의 외주면과 제2 경사부(61b)의 외주면과의 경계부가 꺽인 형상으로 되어 있지 않기 때문에, 그 경계부가 유량변곡점이 안된다. 따라서, 공급 포트(26)가 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)와 겹치는 상태에서 개방되어 있을 경우, 공급 포트(26)의 개방 면적과 그 공급 포트(26)에서의 유량과의 관계를 비례 관계에 더한층 가깝게 할 수 있다.

또한, 공급 포트(26)에 대한 제3 경사부(61c)는, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)와는 반대측을 향해서 만곡하고, 또한 그들 경사부(61a, 61b)의 외주면과 연속한 외주면을 갖고 있다. 이로 인해, 스풀(21)의 미끄럼 이동에 따라, 겹치는 경계부(XA)가 제2 경사부(61b) 및 제3 경사부(61c)의 경계부와 겹쳐도, 공급 포트(26)에서의 유체 증감량이 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 외주면이 곡면적으로 경사져 있는 구성에 있어서, 제2 경사부(61b) 및 제3 경사부(61c)의 경계부에 있어서 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.

후단이 좁아지는 상태에 있는 배출 포트(27)에 대해서도, 선단이 좁아지는 상태에 있는 공급 포트(26)와 마찬가지로, 유량이 작을수록 그 유량 제어의 정밀도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.

선단이 좁아지는 상태 및 후단이 좁아지는 상태 양쪽으로 이행가능한 제2 밸브부(32)에 대해서는, 선단이 좁아지는 상태에서의 공급 포트(26)와 후단이 좁아지는 상태에서의 배출 포트(27)가 같은 개방 면적으로 되어 있어도, 공급 포트(26) 측의 겹치는 경계부(XA)에 있어서의 개방부(43)의 오목 치수가, 배출 포트(27) 측의 겹치는 경계부(XB)에 있어서의 개방부(43)의 오목 치수보다 커져 있다. 즉, 공급 포트(26) 측의 연통로(38)의 단면적이 배출 포트(27) 측의 연통로(38)의 단면적보다 커져 있다. 이 경우, 공급 포트(26) 쪽이 배출 포트(27)보다 유체가 흐르기 쉬워지기 때문에, 선단이 좁아지는 상태 쪽이 후단이 좁아지는 상태보다 유량이 작아지는 문제를 해소할 수 있다.

또한, 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 반경(R1)이, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)의 반경(R3)보다 작게 되어 있다. 따라서, 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26) 쪽이 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)보다 유체가 흐르기 쉬워진다. 이로 인해, 스풀(21)의 위치가, 제1 밸브부(31)를 후단이 좁아지는 상태로 하고 또한 제2 밸브부(32)를 선단이 좁아지는 상태로 하는 위치에 있을 경우, 제1 밸브부(31)의 배출 포트(27)와 제2 밸브부(32)의 공급 포트(26)에서 각 개방 면적이 같게 되어 있는데도 불구하고 제1 밸브부(31)에서의 유량이 제2 밸브부(32)에서의 유량보다 커지는 것을 억제할 수 있다.

[다른 실시 형태]

본 발명은 상기 각 실시 형태의 기재 내용에 한정되지 않고, 예를 들어 다음과 같이 실시되어도 좋다.

(1) 상기 제2 실시 형태에서는, 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)가, 같은 중심(O1)을 가져서 같은 반경(R1)을 갖고 있었지만, 이들 중심(O1)이나 반경(R1)은 상이해도 된다. 이 경우라도, 제1 경사부(61a)의 오목 치수가 인접하는 폐쇄부(42)로부터 멀어짐에 따라서 서서히 커지고, 제2 경사부(61b)의 오목 치수가 제1 경사부(61a)로부터 멀어짐에 따라서 서서히 커지는 구성을 실현할 수 있다.

덧붙여서 말하면, 제1 경사부(61a)의 반경이 제2 경사부(61b)의 반경보다 큰 것이 바람직하다. 이것은, 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)가 곡면적으로 경사져 있고, 폐쇄부(42)로부터 멀어짐에 따라서 각 경사부(61a, 61b)의 경사 각도가 커지는 구성에 있어서, 경사 각도의 증가율이 제2 경사부(61b) 쪽이 커지기 때문이다. 이에 의해, 공급 포트(26)의 개방 면적이 작을 경우에는, 그 개방 면적의 증감량에 대하여 유량의 증감량이 커져 버리는 것을 제1 경사부(61a)에 의해 억제할 수 있다. 또한, 공급 포트(26)의 개방 면적이 어느 정도 크게 되었을 경우에는, 그 개방 면적의 증감량에 대하여 유량의 증감량이 작아져 버리는 것을 제2 경사부(61b)에 의해 억제할 수 있다.

또한, 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)에 대해서도 마찬가지로, 중심(O2)이나 반경(R2)이 상이해도 된다.

(2) 상기 제1 실시 형태에서는, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)에 의해 개방부(43)의 외주면이 2단계로 경사져 있지만, 외주면은 3단계 이상으로 경사져 있어도 된다. 예를 들어, 폐쇄부(42) 측으로부터 제1 경사부, 제2 경사부, 제3 경사부의 순으로 3개의 경사부가 나란히 설치되어 있는 구성으로 한다. 이 구성에서는, 각 경사부의 기울기는 폐쇄부(42)로부터 멀수록 크게 된다. 이 경우, 경사부가 많을수록 인접하는 경사부끼리의 기울기의 차가 작아지고, 경사부끼리의 경계부가 유량변곡점이 되기 어려워지기 때문에, 스풀의 변위량과 포트에서의 유량과의 관계를 거의 비례 관계로 할 수 있다.

덧붙여서 말하면, 개방부(43)의 외주면이 2단계로 경사져 있는 구성에 있어서는, 제1 경사부(61a, 62a)의 경사 각도(A1, B1)가 작을수록, 포트(26, 27)에서의 유체 증감량이 작아지고, 유량의 미세 조정을 행할 수 있다. 한편, 제2 경사부(61b, 62b)의 경사 각도(A2, B2)가 클수록, 포트(26, 27)의 개방 면적이 크게 되었을 경우의 유량을 증가시킬 수 있다. 이들로부터, 제1 경사부(61a, 62a)의 경사 각도(A1, B1)와, 제2 경사부(61b, 62b)의 경사 각도(A2, B2)와의 차가 크고, 제1 경사부(61a, 62a)와 제2 경사부(61b, 62b)와의 경계부가 유량변곡점이 이루어지기 쉬운 구성에서도, 유량 조정을 적절하게 행할 수 있다. 예를 들어, 3개의 밸브부(31 내지 33)의 개폐에 의해 유체를 분배 또는 혼합해서 유체의 온도 조정이 행해지는 구성에 있어서는, 유체 온도의 미세 조정을 행할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 경사부끼리의 경계부가 유량변곡점이 되기 쉬운 구성에서는, 스풀의 변위량과 포트에서의 유량과의 관계가 비례 관계로부터 멀어지게 된다.

(3) 상기 각 실시 형태에 있어서, 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b) 중, 한쪽이 직선적으로 경사져 있고, 다른 쪽이 곡면적으로 경사져 있어도 된다. 예를 들어, 선단이 좁아지는 폐쇄부(45)에 대하여 제1 경사부(61a)가 직선적으로 경사져 있고, 제2 경사부(61b)가 곡면적으로 경사져 있는 구성으로 한다. 이 구성에서는, 제2 경사부(61b)에 있어서 가장 기울기가 작은 접선의 경사 각도가, 제1 경사부(61a)의 경사 각도보다 크게 되어 있는 것이 바람직하다. 이것은, 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)에 대해서도 같다.

(4) 상기 제1 실시 형태에서는, 제2 밸브부(32)에 대해서, 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a)의 경사 각도(A1)는, 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a)의 경사 각도(B1)와 같게 되어 있었지만, 경사 각도(B1)보다 크게 되어 있어도 된다. 요는, 1개의 밸브부에 대해서, 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)는, 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)의 각각에 비해, 적어도 한쪽의 기울기가 크게 되어 있으면 좋다.

(5) 상기 제1 실시 형태에서는, 제1 경사부(61a, 62a)의 경사 각도(A1, A2) 및 제2 경사부(61b, 62b)의 경사 각도(B1, B2)가, 45도 이하로 되어 있었지만, 제2 경사부(61b, 62b)의 경사 각도(A2, B2)는 45도보다 크게 되어 있어도 된다. 요는, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b) 중, 적어도 제1 경사부(61a, 62a)가 45도 이하(오목해지는 치수가 스풀(21)의 축선 방향의 길이 치수 이하)로 되어 있으면 좋다.

(6) 상기 각 실시 형태에서는, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33)가 동시에 개방 상태로 될 경우, 제2 밸브부(32) 및 제3 밸브부(33) 양쪽이 후단이 좁아지는 상태로 되어 있었지만, 그들 밸브부(32, 33)의 한쪽이 선단이 좁아지는 상태로 되고, 다른 쪽이 후단이 좁아지는 상태로 되어도 좋다. 요는, 복수의 밸브부가 동시에 개방 상태로 될 경우에, 선단이 좁아지는 상태의 밸브부 및 후단이 좁아지는 상태의 밸브부가 적어도 1개씩 포함되어 있으면 좋다.

이 경우, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 선단이 좁아지는 상태의 밸브부의 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)가, 후단이 좁아지는 상태의 밸브부의 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b) 각각에 비해, 적어도 한쪽의 기울기가 크게 되어 있으면 좋다.

한편, 상기 제2 실시 형태에 있어서는, 선단이 좁아지는 상태의 밸브부의 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)가, 후단이 좁아지는 상태의 밸브부의 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)보다 만곡이 크게 되어 있으면 좋다. 바꾸어 말하면, 선단이 좁아지는 상태의 밸브부의 공급 포트(26)에 대한 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)의 반경(R1)이, 후단이 좁아지는 상태의 밸브부의 배출 포트(27)에 대한 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)의 반경(R3)보다 작게 되어 있으면 좋다.

(7) 상기 제2 실시 형태에서는, 제1 경사부(61a, 62a), 제2 경사부(61b, 62b) 및 제3 경사부(61c, 62c)가, 스풀(21)의 축선 측 또는 그것과는 반대측에 중심을 갖는 원호 형상으로 형성되어 있었지만, 타원의 일부의 형상으로 형성되어 있어도 된다. 요는, 제1 경사부(61a, 62a) 및 제2 경사부(61b, 62b)는, 스풀(21)의 외측을 향해서 부풀어 오르는 것 같이 곡면적으로 경사져 있으면 원호 형상이 아니어도 좋다. 또 제3 경사부(61c, 62c)는, 스풀(21)의 내측을 향해서 부풀어 오르는 것 같이 곡면적으로 경사져 있으면 원호 형상이 아니어도 좋다.

(8) 스풀 주위 홈부(41)는, 스풀(21)의 둘레 방향에 있어서 적어도 일부에 설치되어 있어도 된다. 즉, 스풀(21)의 외주면에, 직경 방향 내측을 향해서 오목해진 오목부가 설치되고, 그 오목부의 내부 공간에 의해 연통로(38)가 형성되어 있어도 된다. 이 경우라도, 스풀(21)에 있어서는 오목부가 형성된 부분(개방부(43))과, 오목부가 형성되어 있지 않은 부분(폐쇄부(42))이 축선 방향으로 교대로 배치되게 된다.

(9) 스풀 밸브(11)는 혼합 밸브로서 사용되어도 좋다. 예를 들어, 배출 포트(27)에 공급 배관이 접속되고, 공급 포트(26)에 배출 배관이 접속되는 구성으로 한다. 이 경우, 스풀 밸브(11)에 있어서 유체가 흐르는 방향이 반대로 되기 위해서, 제1 실시 형태에 있어서는, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 경사부(61a, 61b)가, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 경사부(62a, 62b) 각각에 비해, 적어도 한쪽 기울기가 작게 되는 것이 바람직하다. 제2 실시 형태에 있어서는, 선단이 좁아지는 측 부분(61)의 제1 경사부(61a) 및 제2 경사부(61b)가, 후단이 좁아지는 측 부분(62)의 제1 경사부(62a) 및 제2 경사부(62b)보다 만곡이 작게 되는(반경이 크게 되는) 것이 바람직하다.

또한, 이 경우, 유체는 가열 라인, 바이패스 라인 및 냉각 라인으로부터 각 배출 접속부(29)를 통해서 제3 밸브부(33), 제2 밸브부(32) 및 제1 밸브부(31)에 각각 유입, 공급 접속부(28)에서 혼합되면서 처리 장치 측에 공급된다.

(10) 밸브실(24)은, 슬리브 부재(22) 및 밸브 보디(23) 중, 슬리브 부재(22)의 내부 공간에 의해 형성되어 있어도 좋고, 밸브 보디(23)의 내부 공간에 의해 형성되어 있어도 된다.

(11) 스풀 밸브(11)에 있어서는, 밸브부의 수(연통로(38)의 수)는 3개보다 적어도 좋고, 많아도 좋다.

11: 스풀 밸브
21: 스풀
22: 밸브실을 구성하는 슬리브 부재
23: 밸브실을 구성하는 밸브 보디
24: 밸브실
26: 포트로서의 공급 포트
27: 포트로서의 배출 포트
31: 제1 밸브부
32: 제2 밸브부
33: 제3 밸브부
38: 연통로
42: 폐쇄부
43: 개방부
45: 선단이 좁아지는 폐쇄부
46: 후단이 좁아지는 폐쇄부
61a: 제1 경사부
61b: 제2 경사부
61c: 제3 경사부
62a: 제1 경사부
62b: 제2 경사부
62c: 제3 경사부

Claims (18)

1. 유체가 경과하는 복수의 포트와,
   상기 복수의 포트가 통해 있는 밸브실과,
   미끄럼 이동가능한 상태에서 상기 밸브실 내에 설치된 스풀을 구비하고,
   상기 스풀이 그 축선 방향으로 미끄럼 이동함으로써 상기 포트의 개방 면적이 조정되는 스풀 밸브로서,
   상기 스풀에 있어서는, 상기 포트를 외주면에 의해 폐쇄가능한 폐쇄부와, 상기 폐쇄부에서도 외주면이 오목하게 되어 있어서 상기 포트를 개방가능한 개방부가 상기 축선 방향에 있어서 인접해서 배치되어 있고,
   상기 스풀은, 상기 개방부에 의해 개방된 포트끼리가 상기 개방부의 외주면과 상기 밸브실의 내주면 사이의 연통로에 의해 연통되는 개방 위치와, 상기 연통로에 의해 연통가능한 각 포트의 어느 하나가 상기 폐쇄부에 의해 폐쇄되어 있는 폐쇄 위치로 이동가능하며,
   상기 개방부는,
   상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부에 인접하고, 상기 폐쇄부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 폐쇄부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부에서 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제1 경사부와,
   상기 축선 방향에 있어서 상기 제1 경사부에 인접하고, 상기 제1 경사부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 제1 경사부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제1 경사부로부터 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제2 경사부를 갖고 있고,
   상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제2 경사부의 외주면의 기울기가, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 제1 경사부의 외주면의 기울기보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 각각 상기 폐쇄부에서 멀어짐에 따라서 일정한 비율로 서서히 직경 축소된 테이퍼부인 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부의 전체적 외주면은, 상기 축선 방향에 대하여 상기 스풀의 외측을 향해서 부풀어 오르는 것 같이 곡면적으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개방부는,
   상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부에 인접하고, 상기 제2 경사부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 제2 경사부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부로부터 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제3 경사부를 갖고 있고,
   상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제3 경사부의 외주면의 기울기가, 상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제2 경사부의 외주면의 기울기보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
5. 제3항에 있어서,
   상기 개방부는,
   상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부에 인접하고, 상기 제2 경사부와의 경계부에 있어서는 외주면이 상기 제2 경사부에 연속해서 형성되고, 상기 축선 방향에 있어서 상기 제2 경사부로부터 멀어짐에 따라서 외주면의 오목 치수가 서서히 커지는 제3 경사부를 갖고 있고,
   상기 제3 경사부의 외주면은, 상기 축선 방향에 대하여 상기 스풀의 내측을 향해서 오목해지도록 곡면적으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제3 경사부의 외주면의 만곡은, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부의 전체적 외주면의 만곡보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 포트 중 상기 유체를 상기 밸브실에 공급하는 공급 포트와, 상기 유체가 상기 밸브실로부터 배출되는 배출 포트가 상기 연통로에 의해 연통가능하게 되어 있고,
   상기 스풀은, 상기 폐쇄부로서, 상기 공급 포트를 폐쇄가능한 선단이 좁아지는 폐쇄부와, 상기 배출 포트를 폐쇄가능한 후단이 좁아지는 폐쇄부를 갖고 있고,
   상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부의 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
8. 제7항에 있어서,
   상기 공급 포트 및 상기 배출 포트를 한 쌍 갖는 밸브부를 복수 구비하고,
   상기 스풀은, 상기 복수의 밸브부 중 제1 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제1 개방부와, 제2 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제2 개방부를 갖고,
   상기 제2 개방부에 있어서 상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 제1 개방부에 있어서 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부의 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제1 경사부의 외주면의 기울기는 45도 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선 방향에 있어서의 상기 폐쇄부의 길이가 상기 축선 방향에 있어서의 상기 포트의 길이보다 길게 형성되어 있고,
    상기 스풀이 상기 폐쇄 위치에 있을 경우에, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부는 상기 포트의 양단부보다 외측까지 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
11. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 포트 중 상기 유체를 상기 밸브실에 공급하는 공급 포트와, 상기 유체가 상기 밸브실로부터 배출되는 배출 포트가 상기 연통로에 의해 연통가능하게 되어 있고,
    상기 스풀은, 상기 폐쇄부로서, 상기 공급 포트를 폐쇄가능한 선단이 좁아지는 폐쇄부와, 상기 배출 포트를 폐쇄가능한 후단이 좁아지는 폐쇄부를 갖고 있고,
    상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
12. 제11항에 있어서,
    상기 공급 포트 및 상기 배출 포트를 한 쌍 갖는 밸브부를 복수 구비하고,
    상기 스풀은, 상기 복수의 밸브부 중 제1 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제1 개방부와, 제2 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제2 개방부를 갖고,
    상기 제2 개방부에 있어서 상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 제1 개방부에 있어서 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
13. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 복수의 포트 중 상기 유체를 상기 밸브실에 공급하는 공급 포트와, 상기 유체가 상기 밸브실로부터 배출되는 배출 포트가 상기 연통로에 의해 연통가능하게 되어 있고,
    상기 스풀은, 상기 폐쇄부로서, 상기 공급 포트를 폐쇄가능한 선단이 좁아지는 폐쇄부와, 상기 배출 포트를 폐쇄가능한 후단이 좁아지는 폐쇄부를 갖고 있고,
    상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
14. 제13항에 있어서,
    상기 공급 포트 및 상기 배출 포트를 한 쌍 갖는 밸브부를 복수 구비하고,
    상기 스풀은, 상기 복수의 밸브부 중 제1 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제1 개방부와, 제2 밸브부의 각 포트를 개방가능한 제2 개방부를 갖고,
    상기 제2 개방부에 있어서 상기 선단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 제1 개방부에 있어서 상기 후단이 좁아지는 폐쇄부 측에 배치된 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부 각각에 비해, 적어도 한쪽의 상기 기울기가 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
15. 제4항에 있어서,
    상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제1 경사부의 외주면의 기울기는 45도 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
16. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 폐쇄부의 외주면에 대한 상기 제1 경사부의 외주면의 기울기는 45도 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
17. 제4항에 있어서,
    상기 축선 방향에 있어서의 상기 폐쇄부의 길이가 상기 축선 방향에 있어서의 상기 포트의 길이보다 길게 형성되어 있고,
    상기 스풀이 상기 폐쇄 위치에 있을 경우에, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부는 상기 포트의 양단부보다 외측까지 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.
18. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 축선 방향에 있어서의 상기 폐쇄부의 길이가 상기 축선 방향에 있어서의 상기 포트의 길이보다 길게 형성되어 있고,
    상기 스풀이 상기 폐쇄 위치에 있을 경우에, 상기 축선 방향에 있어서 상기 폐쇄부는 상기 포트의 양단부보다 외측까지 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스풀 밸브.

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