流体制御弁
【課題】スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることのできる流体制御弁を提供する。
【解決手段】流体制御弁は、スリーブ部材１０内に摺動可能に収容されたスプール２０と、スプール２０を摺動方向に付勢するスプリング２３ａ，２３ｂとを備える。流体制御弁は、スプール２０の軸線方向に延びるようにスプール２０に形成された中間部２０ｃ（強磁性体部分）と、スプール２０の軸線方向に直交する方向において中間部２０ｃを挟んで対向して配置されて互いの間に軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成するとともに、スプール２０の軸線方向において中間部２０ｃよりも長く形成された永久磁石５０ａ，５０ｂと、永久磁石５０ａ，５０ｂに対してスプール２０の軸線方向に直交する方向に配置されて対向する永久磁石５０ａ，５０ｂを貫く磁界を通電により発生させるコイル４０ａ，４０ｂとを備える。
【解決手段】流体制御弁は、スリーブ部材１０内に摺動可能に収容されたスプール２０と、スプール２０を摺動方向に付勢するスプリング２３ａ，２３ｂとを備える。流体制御弁は、スプール２０の軸線方向に延びるようにスプール２０に形成された中間部２０ｃ（強磁性体部分）と、スプール２０の軸線方向に直交する方向において中間部２０ｃを挟んで対向して配置されて互いの間に軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成するとともに、スプール２０の軸線方向において中間部２０ｃよりも長く形成された永久磁石５０ａ，５０ｂと、永久磁石５０ａ，５０ｂに対してスプール２０の軸線方向に直交する方向に配置されて対向する永久磁石５０ａ，５０ｂを貫く磁界を通電により発生させるコイル４０ａ，４０ｂとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流通を制御する流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体制御弁として、スリーブ内に収容されたスプールを摺動させることにより流体通路の流路面積を調整するものがある（例えば、特許文献１参照）。図１４に示すように、特許文献１に記載の流体制御弁９００は、外部と連通する複数の流体通路が形成された円筒状のスリーブ９３１内に、軸線方向の位置によって径の異なるスプール９３２を摺動可能に収容している。スプール９３２の軸線方向の一端側に、スプール９３２を駆動するリニアソレノイド機構９１１を設けるとともに、スプール９３２の軸線方向の他端側にスプリング収容室９４３を設けてリターンスプリング９４４を収容している。リターンスプリング９４４は、スプール９３２をリニアソレノイド機構９１１側に付勢している。そして、リニアソレノイド機構９１１によってリターンスプリング９４４の付勢力に抗してスプール９３２を移動させて、スプール９３２の位置を調整することにより流体の流通を制御している。
【特許文献１】特開平１０−１２２４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載の流体制御弁９００では、スプール９３２の軸線方向にリニアソレノイド機構９１１が設けられているため、スプール９３２の軸線方向における流体制御弁９００の長さが長くなることが避けられない。
【０００４】
また、エアシリンダや電動シリンダ等の他の駆動機構を備える流体制御弁においても、スプールの軸線方向にこれらの駆動機構が設けられるため、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さが長くなることは避けられない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることのできる流体制御弁を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明は、外部と連通する複数の流体通路が形成されたスリーブ部材と、前記スリーブ部材内に摺動可能に収容された柱状のスプールと、前記スプールを摺動方向に付勢する付勢手段とを備え、前記付勢手段による付勢力に抗して前記スプールをその軸線方向に摺動させることにより前記流体通路の流路面積をそれぞれ調整する流体制御弁において、前記スプールの軸線方向に延びるように前記スプールに形成された強磁性体部分と、前記スプールの軸線方向に直交する方向において前記強磁性体部分を挟んで対向して配置されて互いの間に前記軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成するとともに、前記スプールの軸線方向において前記強磁性体部分よりも長く形成された永久磁石と、前記永久磁石に対して前記スプールの軸線方向に直交する方向に配置されて前記対向する永久磁石を貫く磁界を通電により発生させるコイルとを備えることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明によれば、前記スプールの軸線方向に延びるように前記スプールに形成された強磁性体部分と、前記スプールの軸線方向に直交する方向において前記強磁性体部分を挟んで対向して配置されて互いの間に前記軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成する永久磁石とを備えるため、この軸線方向に延びる強磁性体部分は永久磁石から磁力を受ける。また、永久磁石は、前記スプールの軸線方向において前記強磁性体部分よりも長く形成されているため、スプールの軸線方向において永久磁石の範囲内に強磁性体部分が位置する。
【０００８】
ここで、前記永久磁石に対して前記スプールの軸線方向に直交する方向に配置されて前記対向する永久磁石を貫く磁界を通電により発生させるコイルを備えるため、対向する永久磁石を貫く磁界をコイルの通電により発生させることよって、軸線方向に並んだ反対向きの磁界の一方が弱められるとともに他方が強められる。このため、スプールの軸線方向において磁界の弱められた側から強められた側へ強磁性体部分を移動させるように磁力が作用し、付勢手段の付勢力に抗してスプールを移動させることができる。その結果、強磁性体部分の形成されたスプールをその軸線方向に直交する方向に配置されたコイルの通電により移動させるため、コイルやシリンダ等の駆動機構をスプールの軸線方向に設ける必要がなく、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることができる。なお、流体通路の流路面積を調整する態様としては、流体通路の流路面積を連続的に大きく又は小さくする、流体通路の状態を全開と全閉とで切り換える等を含むものとする。
【０００９】
永久磁石は、スプールの軸線方向において強磁性体部分よりも長く形成されているため、スプールの軸線方向において永久磁石の範囲内に強磁性体部分が位置する。そして、コイルの通電によって、強磁性体部分はスプールの軸線方向において永久磁石の長さの範囲で移動する。
【００１０】
ここで、第２の発明は、第１の発明において、前記コイルに通電されていない状態において、前記軸線方向の一方において前記強磁性体部分の端面から前記永久磁石の端面までの長さが、前記流体通路の少なくとも１つを全開または全閉にするために前記スプールを摺動させる長さに等しく設定されているため、コイルの通電によってスプールの軸線方向において永久磁石の長さの範囲で強磁性体部分を移動させることにより、流体通路の少なくとも１つを容易に全開または全閉まで調整することができる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向に直交する面に沿ってそれらの対向部を一方側から連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記スプールと前記連結部との間を通って前記スプールに連通する流体通路と、前記スプールに対して前記連結部と反対側で連通するとともに前記スプールを挟んで前記連結部と反対側において外部に連通する流体通路とを有することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明によれば、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向に直交する面に沿ってそれらの対向部を一方側から連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備えるため、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを延長することなく、スプールを移動させる力を大きくすることができる。
【００１３】
ここで、スプールを挟んで連結部と反対側には磁路が形成されていない。そして、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記スプールと前記連結部との間を通って前記スプールに連通する流体通路と、前記スプールに対して前記連結部と反対側で連通するとともに前記スプールを挟んで前記連結部と反対側において外部に連通する流体通路とを有するため、スプールと連結部との間の部分、及び連結部と反対側の磁路が形成されていない部分に流体通路を形成することができる。その結果、スプールを移動させる力を磁路形成部により大きくしつつ、流体通路を効率的に配置することができる。
【００１４】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記対向する永久磁石の間において前記スプールの互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともに前記スプールの軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を有することを特徴とする。
【００１５】
第４の発明によれば、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備えるため、スプールの軸線方向に磁路が形成されるものの、スプールの駆動機構を設ける場合と比較してその長さを短くすることができる。そして、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記対向する永久磁石の間において前記スプールの互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともに前記スプールの軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を有するため、磁路の形成されていない方向であるスプールの軸線方向に直行する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を形成することができる。その結果、スプールを移動させる力を磁路形成部により大きくしつつ、流体の流動抵抗を減少させることができる。
【００１６】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか発明において、前記対向して配置された永久磁石は、前記スプールの軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列された一対の永久磁石からなるため、一対の永久磁石のみによって磁界を形成することができる。その結果、永久磁石の数を少なくすることができるため、流量制御弁の製造コストを低減することができる。
【００１７】
スプールにおいて強磁性体部分とその他の部分とが異なる材質で形成される場合には、これらの部分を接合する必要があり、その接合部分の強度が低下するおそれがある。
【００１８】
この点、第６の発明は、第１〜第５のいずれか発明において、前記スプールにおいて前記強磁性体部分を除く部分は強磁性体ではない鉄系の材質で形成されており、前記強磁性体部分は前記鉄系の材質を焼きなますことにより生成される強磁性体で形成されているため、スプールを強磁性体ではない鉄系の材質で一体に成形し、強磁性体にする部分のみを焼きなますことにより、強磁性体部分とその他の強磁性体ではない部分とを形成することができる。その結果、スプールの強度を高くすることができるとともに、接合工程を省略することができる。
【００１９】
スプールはスリーブ部材内に収容されているため、スリーブ部材を透過させてスプールの強磁性体部分に磁界を作用させる必要がある。このため、スリーブ部材が強磁性体で形成されている場合には、スプールの強磁性体部分に磁界を作用させることが困難となる。
【００２０】
この点、第７の発明は、第１〜第６のいずれか発明において、前記スリーブ部材は強磁性体ではない合成樹脂により形成されているため、スリーブ部材を透過させてスプールの強磁性体部分に磁界を作用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図１は流体制御弁の流体通路を含む平面で切断した断面図である。
【００２２】
図１に示すように、流体制御弁は断面が矩形状に形成されたスリーブ部材１０を備えている。スリーブ部材１０の短手方向の中央付近には、長手方向に延びるようにシリンダ１６が形成されている。シリンダ１６は、スリーブ部材１０を貫通するように形成されるとともに、その開口部がＯリング２５ａ，２５ｂ及びキャップ２６ａ，２６ｂによってシールされている。スリーブ部材１０は、強磁性体以外の材質で形成されており、例えば強磁性体ではない合成樹脂により形成されている。
【００２３】
シリンダ１６には、円柱状のスプール２０がシリンダ１６の軸線に沿って摺動可能に収容されている。シリンダ１６の軸線とスプール２０の軸線とは一致している。シリンダ１６の軸線方向において、スプール２０はシリンダ１６よりも短く形成されており、シリンダ１６においてスプール２０の両端よりも延長している部分は、それぞれスプリング２３ａ，２３ｂの収容室１６ａ，１６ｂとなっている。スプール２０の軸線方向の端面にはそれぞれ凹部２２ａ，２２ｂが形成されている。そして、スプリング２３ａ，２３ｂのスプール２０に当接する端部が凹部２２ａ，２２ｂにそれぞれ嵌合している。これらのスプリング２３ａ，２３ｂによってスプール２０が軸線方向においてそれぞれ反対向きに等しい力で付勢されており、それらの付勢力の釣合う位置がスプール２０の中立位置となっている。なお、スプリング２３ａ，２３ｂは、スプールを摺動方向に付勢する付勢手段を構成する。
【００２４】
シリンダ１６の軸線方向の両端部付近にはそれぞれ摺動軸受け２４ａ，２４ｂが設けられており、スプール２０を摺動可能に支持している。また、スプール２０には、その中心軸に沿って貫通する貫通孔２１が形成されている。そして、スプール２０が摺動する際に、収容室１６ａ，１６ｂのうち圧力の高い一方から低い一方へと収容室１６ａ，１６ｂ内の流体が移動する。これにより、スプール２０が摺動する際に、収容室１６ａ，１６ｂ内の流体が圧力を受けることにより抵抗が増大することを抑制することができる。
【００２５】
また、スリーブ部材１０には、それぞれ外部と連通する供給通路１１、第１排出通路１３及び第２排出通路１５が形成されている。供給通路１１は、スリーブ部材１０においてスプール２０の軸線方向に垂直な側面に開口するとともに、スプール２０と後述するヨークの垂直部３０ｃとの間を通って直線状に延びている。供給通路１１と上記シリンダ１６とに対してそれぞれ垂直に連通する第１供給通路１２及び第２供給通路１４が供給通路１１の上流側から順に直線状に形成されている。第１供給通路１２及び第２供給通路１４のそれぞれの延長線上に直線状の第１排出通路１３及び第２排出通路１５が形成されている。第１排出通路１３及び第２排出通路１５は、それぞれシリンダ１６に対して垂直に連通している。すなわち、排出通路１３，１５は、スプール２０に対してヨークの垂直部３０ｃと反対側で連通するとともにスプール２０を挟んで垂直部３０ｃと反対側において外部に連通している。これらの供給通路１２，１４及び排出通路１３，１５は上記ヨークの垂直部３０ｃに対して垂直に形成されている。第１供給通路１２と第２供給通路１４とはスプール２０の軸線方向に並んで平行に形成されており、第１排出通路１３と第２排出通路１５とはスプール２０の軸線方向に並んで平行に形成されている。このように、供給通路１１、第１供給通路１２、第２供給通路１４、第１排出通路１３及び第２排出通路１５は、スプール２０の中心軸を含みヨークの垂直部３０ｃに垂直な平面に沿って形成されている。これらの通路はいずれも断面円形状に同一の径で形成されている。
【００２６】
スプール２０は、軸線方向の端に配置された端部２０ａ，２０ｂと、それらの端部２０ａ，２０ｂに挟まれて軸線方向の中間に配置された中間部２０ｃとからなる。端部２０ａ，２０ｂは、強磁性体ではない材質で形成されており、具体的にはアルミニウムにより形成されている。中間部２０ｃは、強磁性体で形成されており、具体的には鋼により形成されている。スプール２０において端部２０ａ，２０ｂの外周面には、スプール２０の軸線方向の幅が供給通路１２，１４の径に略等しい溝２７，２８がそれぞれ形成されている。これらの溝２７，２８は、スプール２０が中立位置（図１の位置）にあるときに、それぞれ半分の幅が第１供給通路１２，第２供給通路１４にそれぞれ重なる位置に形成されている。そして、スプール２０の軸線方向において、溝２７，溝２８が第１供給通路１２，第２供給通路１４にそれぞれ重なる幅が大きくなるほど流路面積が大きくなり、スプール２０を通過して第１排出通路１３，第２排出通路１５にそれぞれ流通する流体の量が多くなる。したがって、スプール２０の摺動方向（軸線方向）における位置を調整することにより、第１供給通路１２から第１排出通路１３に流通する流体の量および第２供給通路１４から第２排出通路１５に流通する流体の量を制御することができる。なお、供給通路１２，１４の一方が全開のときには他方は全閉となり、供給通路１２，１４の一方が半分の開度のときには他方も半分の開度となる。
【００２７】
図２に排出通路１３，１５の開口側から流体制御弁を見た正面図を示すとともに、図３に供給通路１１の開口側から流体制御弁を見た側面図を示す。
【００２８】
図２，３に示すように、スリーブ部材１０には、スプール２０の軸線方向の両端部にその軸線方向に垂直な矩形板状の側壁部１０ａ，１０ｂが設けられている。また、ヨーク３０には、垂直部３０ｃを基端として垂直に張り出すように対向部３０ｄ，３０ｅが設けられている。このように側壁部１０ａと側壁部１０ｂとの間において、対向部３０ｄと対向部３０ｅとが垂直部３０ｃによって連結されており、これらの対向部３０ｄ，３０ｅ及び垂直部３０ｃからなるヨーク３０によって磁路が形成されている。これらの対向部３０ｄ，３０ｅ及び垂直部３０ｃは、スプール２０の軸線方向に積層された鋼板によって一体に形成されている。
【００２９】
対向部３０ｄとシリンダ１６（スプール２０）との間には軸線方向が対向部３０ｄに垂直なコイル４０ａが設けられており、対向部３０eとシリンダ１６（スプール２０）との間には軸線方向が対向部３０ｅに垂直なコイル４０ｂが設けられている。したがって、対向部３０ｄと対向部３０ｅとによって、コイル４０ａ、スプール２０及びコイル４０ｂが挟まれている。対向部３０ｄ及び対向部３０ｅは、互いに平行に設けられるとともに、排出通路１３，１５の両中心軸を含む平面に対して平行になっている。また、これらの対向部３０ｄ，３０ｅ、コイル４０ａ，４０ｂ、排出通路１３，１５は、コイル４０ａ，４０ｂの軸線方向において対称に形成されている。
【００３０】
図４に図１の４−４線断面を示すとともに、図５に図２の５−５線断面を示す。
【００３１】
図４，５に示すように、ヨーク３０の対向部３０ｄ，３０ｅの中央付近には、円柱状の凸部３０ａ，３０ｂがそれぞれ設けられている。凸部３０ａ，３０ｂは、シリンダ１６の近傍まで延びており、その端面がシリンダ１６の周面の形状に沿った円弧状となっている。凸部３０ａ，３０ｂは、対向部３０ｄ，３０ｅにそれぞれ垂直に一体で形成されている。凸部３０ａ，３０ｂは、シリンダ１６に対しても垂直に延びている。
【００３２】
シリンダ１６と凸部３０ａとの間には永久磁石５０ａが設けられており、シリンダ１６と凸部３０ｂとの間には永久磁石５０ｂが設けられている。永久磁石５０ａ，５０ｂは、シリンダ１６の周面の形状に沿った円弧状の断面でスプール２０軸線方向に延びるように形成されており、凸部３０ａ，３０ｂの端面にそれぞれ固定されている。永久磁石５０ａと永久磁石５０ｂとは、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置されている。そして、対向する一対の永久磁石５０ａ，５０ｂは、スプール２０の軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列されている。具体的には、永久磁石５０ａはスプール２０の軸線方向に沿ってスプール２０の端部２０ａ側がＳ極で端部２０ｂ側がＮ極となるように配置されており、永久磁石５０ｂはスプール２０の軸線方向に沿ってスプール２０の端部２０ａ側がＮ極で端部２０ｂ側がＳ極となるように配置されている。永久磁石５０ａ，５０ｂは共に、スプール２０の軸線方向においてＮ極部分とＳ極部分とが等しい長さで形成されている。こうして、矢印Ａ及び矢印Ｂで示すように、永久磁石５０ａと永久磁石５０ｂとの間にスプール２０の軸線方向に並んだ反対向きの磁界が形成されている。
【００３３】
上記ヨーク３０の凸部３０ａ，３０ｂは上記コイル４０ａ，４０ｂのそれぞれの鉄心となっており、凸部３０ａ，３０ｂの周りに導線を巻くことによりコイル４０ａ，４０ｂが形成されている。これらのコイル４０ａ，４０ｂは、永久磁石５０ａ，５０ｂに対してスプール２０の軸線方向に直交する方向に配置されており、矢印Ｃで示すように、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂ及びスプール２０の中間部２０ｃを貫く磁界を通電により発生させる。また、これと反対向きに通電することにより、コイル４０ａ，４０ｂは矢印Ｃと反対向きの磁界を発生させる。
【００３４】
ヨーク３０は、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂおよびコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部３０ｄ及び対向部３０ｅを備えている。垂直部３０ｃは、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿ってそれらの対向部３０ｄ，３０ｅを一方側（供給通路１１を挟んでシリンダ１６と反対側）から連結している。すなわち、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿ってそれらの対向部３０ｄ，３０ｅの他方側（シリンダ１６を挟んで供給通路１１と反対側）には、対向部３０ｄ，３０ｅを連結する垂直部が設けられていない。このように形成されたヨーク３０によって、矢印Ｃで示すように、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界が永久磁石５０ａ，５０ｂに導かれる。なお、ヨーク３０の垂直部３０ｃは、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿って対向部３０ｄ，３０ｅを一方側から連結する連結部を構成し、ヨーク３０は、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界を永久磁石５０ａ，５０ｂに導く磁路形成部を構成する。
【００３５】
スプール２０の軸線方向において、永久磁石５０ａ，５０ｂはスプール２０の中間部２０ｃ（強磁性体部分）よりも長く形成されており、具体的には永久磁石５０ａ，５０ｂは中間部２０ｃの２倍の長さに形成されている。したがって、スプール２０の軸線方向において、永久磁石５０ａ，５０ｂの中央部に中間部２０ｃが位置する中立状態では、永久磁石５０ａ，５０ｂのＮ極およびＳ極に中間部２０ｃが半分ずつ重なっている。コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態において、スプール２０の軸線方向のスプリング２３ａ側において中間部２０ｃの端面から永久磁石５０ａ，５０ｂの端面までの長さが、上記第１供給通路１２を全開にするとともに上記第２供給通路１４を全閉にするためにスプール２０を摺動させる長さに等しく設定されている。コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態において、スプール２０の軸線方向のスプリング２３ｂ側において中間部２０ｃの端面から永久磁石５０ａ，５０ｂの端面までの長さが、上記第１供給通路１２を全閉にするとともに上記第２供給通路１４を全開にするためにスプール２０を摺動させる長さに等しく設定されている。そして、スプール２０の軸線方向において、永久磁石５０ａ，５０ｂに中間部２０ｃが重なっていない範囲が中間部２０ｃの移動する範囲となる。すなわち、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの長さの範囲で中間部２０ｃは移動する。
【００３６】
永久磁石５０ａ，５０ｂとスプール２０の中間部２０ｃとの間には、シリンダ１６の内壁を構成するスリーブ部材１０の合成樹脂が存在している。すなわち、永久磁石５０ａ，５０ｂ及びコイル４０ａ，４０ｂから発生する磁界はスリーブ部材１０を透過してスプール２０の中間部２０ｃに作用する。このため、スリーブ部材１０において永久磁石５０ａ，５０ｂとスプール２０の中間部２０ｃとに挟まれる部分は、磁界を効率的に透過させるためにシリンダ１６の剛性を確保することのできる最低限の厚みで形成されている。
【００３７】
コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態では矢印Ｃで示す磁界が発生しておらず、永久磁石５０ａ，５０ｂにより矢印Ａ及び矢印Ｂで示す磁界が発生している。この状態において、アルミニウムにより形成された端部２０ａ，２０ｂは磁力の作用を受けない。鋼により形成された中間部２０ｃは磁力の作用を受けるが、スプール２０の軸線方向においてその磁力は釣合っている。また、スプール２０を摺動方向に付勢する上記スプリング２３ａ，２３ｂの付勢力の作用により、コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない中立状態では、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの中央に中間部２０ｃが位置する。
【００３８】
次に、このように構成された流体制御弁の動作について説明する。
【００３９】
スプール２０を軸線方向に移動させる場合には、コイル４０ａ，４０ｂに通電する方向およびその電流の大きさを制御する。例えば、コイル４０ａ，４０ｂに通電して、矢印Ｃで示すように永久磁石５０ｂから永久磁石５０ａの方向へ貫く磁界を発生させると、矢印Ａで示す永久磁石５０ａのＮ極から永久磁石５０ｂのＳ極へ向かう磁界は弱められ、矢印Ｂで示す永久磁石５０ｂのＮ極から永久磁石５０ａのＳ極へ向かう磁界は強められる。
【００４０】
そして、例えば図６に示すように、永久磁石５０ａと永久磁石５０ｂとの間において、永久磁石５０ａのＮ極から永久磁石５０ｂのＳ極へ向かう磁界は消滅し、矢印Ｄで示す永久磁石５０ｂのＮ極から永久磁石５０ａのＳ極へ向かう強い磁界が形成される。この磁界がスプール２０の中間部２０ｃに作用して、スプール２０には軸線方向においてスプリング２３ａ側へ移動させる力が作用する。
【００４１】
その結果、図７に示すように、スプリング２３ａの付勢力に効してスプール２０が供給通路１１の開口する方向へ移動し、第１供給通路１２および第１排出通路１３の流路面積が大きくなるとともに、第２供給通路１４および第２排出通路１５の流路面積が小さくなる。ここで、コイル４０ａ，４０ｂの通電量を大きくするほど発生する磁界が強くなるため、永久磁石５０ａのＮ極から永久磁石５０ｂのＳ極へ向かう磁界は弱くなるとともに、永久磁石５０ｂのＮ極から永久磁石５０ａのＳ極へ向かう磁界が強くなる。したがって、コイル４０ａ，４０ｂの通電量を制御することにより、スプール２０を移動させる磁力の大きさ、ひいてはスプール２０の移動量を制御することができる。
【００４２】
また、スプール２０を軸線方向の反対側へ移動させる場合には、コイル４０ａ，４０ｂの通電方向を反対にするとともに、その通電量を制御することによりスプール２０の移動量を制御することができる。このようにして、供給通路１２，１４の流路面積を調整して流体の流量を制御することができる。
【００４３】
以上詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４４】
スプール２０の軸線方向に延びるようにスプール２０に形成された中間部２０ｃ（強磁性体部分）と、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置されて互いの間に軸線方向に並んだ反対向きの磁界（図４に矢印Ａ及び矢印Ｂで示す磁界）を形成する永久磁石５０ａ，５０ｂとを備えるため、この軸線方向に延びる中間部２０ｃは永久磁石５０ａ，５０ｂから磁力を受ける。また、永久磁石５０ａ，５０ｂは、スプール２０の軸線方向において中間部２０ｃよりも長く形成されているため、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの範囲内に中間部２０ｃが位置する。
【００４５】
ここで、永久磁石５０ａ，５０ｂに対してスプール２０の軸線方向に直交する方向に配置されて対向する永久磁石５０ａ，５０ｂを貫く磁界（図４に矢印Ｃで示す磁界）を通電により発生させるコイル４０ａ，４０ｂを備えるため、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂを貫く磁界をコイル４０ａ，４０ｂの通電により発生させることよって、軸線方向に並んだ反対向きの磁界の一方が弱められるとともに他方が強められる。このため、スプール２０の軸線方向において磁界の弱められた側から強められた側へ中間部２０ｃを移動させるように磁力が作用し、スプリング２３ａ，２３ｂの付勢力に抗してスプール２０を移動させることができる。その結果、中間部２０ｃの形成されたスプール２０をその軸線方向に直交する方向に配置されたコイル４０ａ，４０ｂの通電により移動させるため、コイルやシリンダ等の駆動機構をスプール２０の軸線方向に設ける必要がなく、スプール２０の軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることができる。
【００４６】
永久磁石５０ａ，５０ｂは、スプール２０の軸線方向において中間部２０ｃよりも長く形成されているため、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの範囲内に中間部２０ｃが位置する。そして、コイル４０ａ，４０ｂの通電によって、中間部２０ｃはスプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの長さの範囲で移動する。
【００４７】
ここで、コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態において、スプール２０の軸線方向の一方において中間部２０ｃの端面から永久磁石５０ａ，５０ｂの端面までの長さが、流体通路の少なくとも１つを全開または全閉にするためにスプール２０を摺動させる長さに等しく設定されているため、コイル４０ａ，４０ｂの通電によってスプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの長さの範囲で中間部２０ｃを移動させることにより、流体通路の少なくとも１つを容易に全開または全閉まで調整することができる。
【００４８】
対向する永久磁石５０ａ，５０ｂおよびコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部３０ｄ，３０ｅと、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿ってそれらの対向部３０ｄ，３０ｅを一方側から連結する垂直部３０ｃとからなり、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界を永久磁石５０ａ，５０ｂに導くヨーク３０（磁路形成部）を備えるため、スプール２０の軸線方向における流体制御弁の長さを延長することなく、スプール２０を移動させる力を大きくすることができる。
【００４９】
ここで、スプール２０を挟んで垂直部３０ｃと反対側には磁路が形成されていない。そして、スリーブ部材１０に形成された複数の流体通路は、スプール２０と垂直部３０ｃとの間を通ってスプール２０に連通する供給通路１１，１２，１４と、スプール２０に対して垂直部３０ｃと反対側で連通するとともにスプール２０を挟んで垂直部３０ｃと反対側において外部に連通する排出通路１３，１５とを有するため、スプール２０と垂直部３０ｃとの間の部分、及び垂直部３０ｃと反対側の磁路が形成されていない部分に流体通路を形成することができる。その結果、スプール２０を移動させる力をヨーク３０により大きくしつつ、流体通路を効率的に配置することができる。
【００５０】
対向して配置された永久磁石は、スプール２０の軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列された一対の永久磁石５０ａ，５０ｂからなるため、一対の永久磁石５０ａ，５０ｂのみによって磁界を形成することができる。その結果、永久磁石の数を少なくすることができるため、流量制御弁の製造コストを低減することができる。
【００５１】
スプール２０はスリーブ部材１０内に収容されているため、スリーブ部材１０を透過させてスプール２０の中間部２０ｃ（強磁性体部分）に磁界を作用させる必要がある。このため、スリーブ部材１０が強磁性体で形成されている場合には、スプール２０の中間部２０ｃに磁界を作用させることが困難となる。
【００５２】
この点、本実施形態によれば、スリーブ部材１０は強磁性体ではない合成樹脂により形成されているため、スリーブ部材１０を透過させてスプール２０の中間部２０ｃに磁界を作用させることができる。また、スリーブ部材１０において永久磁石５０ａ，５０ｂとスプール２０の中間部２０ｃとに挟まれる部分は、磁界を効率的に透過させるためにシリンダ１６の剛性を確保することのできる最低限の厚みで形成されている。このため、スプール２０の中間部２０ｃに作用する磁力を大きくすることができ、磁力の大きい永久磁石を採用したり、コイルの通電量を大きくしたりする必要がない。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第２の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、磁路を形成するヨークの構成およびスリーブ部材に形成される流体通路の構成が第１の実施形態から変更されている。なお、図８は流体制御弁の流体通路を含む平面で切断した断面図であり、図９は図８の９−９線断面図である。
【００５５】
図８，９に示すように、スリーブ部材１１０には、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂの間において同一の平面に沿って延びるように、供給通路１１１，第１供給通路１１２，第２供給通路１１４，第１排出通路１３，第２排出通路１５が形成されている。供給通路１１１は、スプール２０の軸線方向と直交する方向において外部と連通している。供給通路１１２，１１４は、供給通路１１１にそれぞれ連通するとともにシリンダ１６（スプール２０）に対してそれぞれ垂直に連通している。供給通路１１２と排出通路１３とは、スプール２０の互いに反対となる両側面にそれぞれ連通し、供給通路１１４と排出通路１５とは、スプール２０の互いに反対となる両側面にそれぞれ連通している。すなわち、供給通路１１２と排出通路１３とは、スプール２０を挟んで互いに反対側でスプール２０に連通し、供給通路１１４と排出通路１５とは、スプール２０を挟んで互いに反対側でスプール２０に連通している。第１供給通路１１２及び第２供給通路１１４のそれぞれの延長線上に直線状の第１排出通路１３及び第２排出通路１５が形成されている。排出通路１３，１５は、スプール２０の軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通している。なお、これらの通路はいずれも断面円形状に同一の径で形成されている。
【００５６】
ヨーク１３０は、スプール２０の軸線方向の端部側を通って対向部１３０ｄ，１３０ｅを連結するように形成されている。具体的には、ヨーク１３０は、永久磁石５０ａ，５０ｂ及びコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部１３０ｄ，１３０ｅを備えている。対向部１３０ｄ，１３０ｅは、コイル４０ａ，４０ｂの軸線方向に垂直な矩形板状にそれぞれ形成されている。垂直部１３０ｃ（連結部）は、スプール２０の軸線方向の両端部側を通ってそれらの対向部１３０ｄ，１３０ｅをそれぞれ連結している。これらの対向部１３０ｄ，１３０ｅと垂直部１３０ｃとからなるヨーク１３０によって磁路が形成されている。これらの対向部１３０ｄ，１３０ｅ及び垂直部１３０ｃは、排出通路１３，１５が延びる方向に積層された鋼板によって一体に形成されている。このように形成されたヨーク１３０によって、矢印Ｃで示すように、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界が永久磁石５０ａ，５０ｂに導かれる。
【００５７】
以上詳述した本実施形態の構成によれば、第１の実施形態に準じた効果に加えて以下の優れた効果が得られる。
【００５８】
対向する永久磁石５０ａ，５０ｂおよびコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部１３０ｄ，１３０ｅと、スプール２０の軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部１３０ｄ，１３０ｅを連結する垂直部１３０ｃとからなり、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界を永久磁石５０ａ，５０ｂに導くヨーク１３０を備えるため、スプール２０の軸線方向にヨーク１３０の垂直部１３０ｃが設けられるものの、スプール２０の駆動機構を設ける場合と比較してその長さを短くすることができる。そして、スリーブ部材１１０の複数の流体通路は、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂの間においてスプール２０の互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともにスプール２０の軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する供給通路１１１及び排出通路１３，１５を有するため、磁路の形成されていない方向であるスプール２０の軸線方向に直行する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を形成することができる。その結果、スプール２０を移動させる力をヨーク１３０により大きくしつつ、流体の流動抵抗を減少させることができる。
【００５９】
ヨーク１３０の垂直部１３０ｃは、スプール２０の軸線方向の両端部側に形成されているため、垂直部１３０ｃが一方の端部側にのみ形成される場合と比較して効率的に磁界を導くことができる。その結果、スプール２０を移動させる力をより大きくすることができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第３の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、第１の実施形態に準じた部材については２００を加えた符号を付すことにより説明を省略する。
【００６１】
本実施形態では、スリーブ部材に形成される流体通路の構成およびその通路の流路面積を調整するスプールの構成が第１の実施形態から変更されている。なお、図１０は流体制御弁の流体通路を含む平面で切断した断面図であり、図１１は図１０の１１−１１線断面図である。
【００６２】
図１０，１１に示すように、スリーブ部材２１０には、それぞれ外部と連通する供給通路２１１、第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８が形成されている。供給通路２１１は、スリーブ部材２１０においてスプール２２０の軸線方向に垂直な側面に開口するとともに、スプール２２０とヨーク２３０の垂直部２３０ｃとの間を通って直線状に延びている。そして、供給通路２１１と上記シリンダ２１６とに対してそれぞれ垂直に連通する第１供給通路２１２、第２供給通路２１４及び第３供給通路２１７が供給通路２１１の上流側から順に直線状に形成されている。第１供給通路２１２、第２供給通路２１４及び第３供給通路２１７のそれぞれの延長線上に直線状の第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８が形成されている。第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８は、それぞれシリンダ２１６に対して垂直に連通している。すなわち、排出通路２１３，２１５，２１８は、スプール２２０に対してヨーク２３０の垂直部２３０ｃと反対側で連通するとともにスプール２２０を挟んで垂直部２３０ｃと反対側において外部に連通している。
【００６３】
これらの供給通路２１２，２１４，２１７及び排出通路２１３，２１５，２１８はヨーク２３０の垂直部２３０ｃに対して垂直に形成されている。第１供給通路２１２、第２供給通路２１４及び第３供給通路２１７はスプール２２０の軸線方向に並んで平行に形成されており、第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８はスプール２２０の軸線方向に並んで平行に形成されている。このように、供給通路２１１、第１供給通路２１２、第２供給通路２１４、第３供給通路２１７、第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８は、スプール２２０の中心軸を含みヨーク２３０の垂直部２３０ｃに垂直な平面に沿って形成されている。これらの通路はいずれも断面円形状に同一の径で形成されている。
【００６４】
スプール２２０は、軸線方向の端に配置された端部２２０ａ，２２０ｂと、それらの端部２２０ａ，２２０ｂに挟まれて軸線方向の中間に配置された中間部２２０ｃとからなる。端部２２０ａ，２２０ｂは、強磁性体ではない材質で形成されており、具体的にはアルミニウムにより形成されている。中間部２２０ｃは、強磁性体で形成されており、具体的には鋼により形成されている。スプール２２０において、端部２２０ａの外周面にはスプール２２０の軸線方向の幅が供給通路２１２の径に略等しい溝２２７が形成され、端部２２０ｂの外周面にはスプール２２０の軸線方向の幅が供給通路２１４，２１７の径に略等しい溝２２８，２２９がそれぞれ形成されている。第２供給通路２１４を閉じるためには、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃは供給通路２１４の径と等しい幅が必要になる。ここでは、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃの幅は供給通路２１４の径よりも大きく形成されており、具体的には供給通路２１４の径の略２倍に形成されている。スプール２２０が中立位置（図１０，１１の位置）にあるときに、第１供給通路２１２及び第３供給通路２１７は全閉となり，第２供給通路２１４は全開となる。そして、スプール２２０の軸線方向において、これらの溝２２７〜２２９が各供給通路に重なる幅が大きくなるほど流路面積が大きくなり、スプール２２０を通過して各排出通路に流通する流体の量が多くなる。したがって、スプール２２０の摺動方向（軸線方向）における位置を調整することにより、各通路を流通する流体の量を制御することができる。
【００６５】
スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂはスプール２２０の中間部２２０ｃ（強磁性体部分）よりも長く形成されており、具体的には永久磁石２５０ａ，２５０ｂは中間部２２０ｃの２倍の長さに形成されている。したがって、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂの中央部に中間部２２０ｃが位置する中立状態では、永久磁石２５０ａ，２５０ｂのＮ極およびＳ極に中間部２２０ｃが半分ずつ重なっている。さらに、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａにおいてＳ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＮ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なり、永久磁石２５ｂｂにおいてＮ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＳ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なっている。コイル２４０ａ，２４０ｂに通電されていない状態において、スプール２２０の軸線方向のスプリング２２３ａ側において中間部２２０ｃの端面から永久磁石２５０ａ，２５０ｂの端面までの長さが、上記第１供給通路２１２を全開にするとともに上記第２供給通路２１４を全閉にするためにスプール２２０を摺動させる長さに等しく設定されている。コイル２４０ａ，２４０ｂに通電されていない状態において、スプール２２０の軸線方向のスプリング２２３ｂ側において中間部２２０ｃの端面から永久磁石２５０ａ，２５０ｂの端面までの長さが、上記第２供給通路２１４を全閉にするとともに上記第３供給通路２１７を全開にするためにスプール２２０を摺動させる長さに等しく設定されている。
【００６６】
そして、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂに中間部２２０ｃが重なっていない範囲が中間部２２０ｃの移動する範囲となる。すなわち、スプール２２０の軸線方向において永久磁石２５０ａ，２５０ｂの長さの範囲で中間部２２０ｃは移動する。スプール２２０を摺動方向に付勢するスプリング２２３ａ，２２３ｂの付勢力の作用により、コイル２４０ａ，２４０ｂに通電されていない中立状態では、スプール２２０の軸線方向において永久磁石２５０ａ，２５０ｂの中央に中間部２２０ｃが位置する。
【００６７】
以上詳述した本実施形態の構成によれば、第１の実施形態に準じた効果に加えて以下の優れた効果が得られる。
【００６８】
スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａにおいてＳ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＮ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なり、永久磁石２５ｂｂにおいてＮ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＳ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なっている。そして、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂの長さの範囲で中間部２２０ｃは移動するため、コイル２４０ａ，２４０ｂの通電によりスプール２２０を溝２２７，２２８の幅だけ移動させることができ、供給通路２１２，２１４，２１７をそれぞれ全閉から全開まで調整することができる。
【００６９】
第２供給通路２１４を閉じるためには、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃは供給通路２１４の径と等しい幅が必要になる。本実施形態は、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃの幅は供給通路２１４の径よりも大きく形成されており、具体的には供給通路２１４の径の略２倍に形成されているため、中間部２２０ｃを貫く磁界をより広い範囲で受けることができる。その結果、スプール２２０を移動させる力をより大きくすることができる。
【００７０】
（第４の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第４の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７１】
本実施形態では、永久磁石の構成が第１の実施形態から変更されている。なお、図１２は流体制御弁の流体通路を含む平面に垂直な平面で切断した断面図であり、図１３は図１２の１３−１３線断面図である。
【００７２】
図１２，１３に示すように、シリンダ１６と凸部３０ａとの間には永久磁石３５１ａ，３５２ａが設けられており、シリンダ１６と凸部３０ｂとの間には永久磁石３５１ｂ，３５２ｂが設けられている。これらの永久磁石は、シリンダ１６の周面の形状に沿った円弧状の断面でスプール２０軸線方向に延びるように形成されており、同様に円弧状で軸線方向に延びるように形成された凸部３０ａ，３０ｂの端面にそれぞれ固定されている。永久磁石３５１ａと永久磁石３５１ｂとは、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置され、永久磁石３５２ａと永久磁石３５２ｂとは、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置されている。永久磁石３５１ａと永久磁石３５２ａとは、スプール２０の軸線方向に並んで配置され、永久磁石３５１ｂと永久磁石３５２ｂとは、スプール２０の軸線方向に並んで配置されている。
【００７３】
これらの永久磁石は、いずれもスプール２０の軸線方向に直行する方向に磁極が配列されたラジアル異方性の永久磁石である。永久磁石３５１ａと永久磁石３５２ａとは、互いに磁極の配列が反対になっており、具体的には永久磁石３５１ａはスプール２０側がＳ極になり、永久磁石３５２ａはスプール２０側がＮ極になっている。永久磁石３５１ｂと永久磁石３５２ｂとは、互いに磁極の配列が反対になっており、具体的には永久磁石３５１ｂはスプール２０側がＮ極になり、永久磁石３５２ｂはスプール２０側がＳ極になっている。永久磁石３５１ａ，３５２ａはスプール２０の軸線方向の長さが等しく形成されており、永久磁石３５１ｂ，３５２ｂはスプール２０の軸線方向の長さが等しく形成されている。こうして、矢印Ａで示すように永久磁石３５２ａのＮ極から永久磁石３５２ｂのＳ極に向かう磁界が形成され、矢印Ｂで示すように永久磁石３５１ｂのＮ極から永久磁石３５１ａのＳ極に向かう磁界が形成されている。すなわち、これらの永久磁石によって、スプール２０の軸線方向に並んだ反対向きの磁界が形成されている。
【００７４】
スプール２０の軸線方向において、永久磁石３５１ａ，３５２ａを合計した長さと、永久磁石３５１ｂ，３５２ｂを合計した長さとは、スプール２０の中間部２０ｃ（強磁性体部分）よりもそれぞれ長く形成されており、具体的には永久磁石３５１ａ，３５２ａ，３５１ｂ，３５２ｂは共に中間部２０と等しい長さに形成されている。したがって、スプール２０の軸線方向において、永久磁石３５１ａ及び永久磁石３５２ａ（永久磁石３５１ｂ及び永久磁石３５２ｂ）の境界部に中間部２０ｃが位置する中立状態では、永久磁石３５１ａ，３５２ａ，３５１ｂ，３５２ｂに中間部２０ｃがそれぞれ半分ずつ重なっている。そして、スプール２０の軸線方向において、永久磁石３５１ａ，３５１ｂに中間部２０ｃが重なっていない範囲および永久磁石３５２ａ，３５２ｂに中間部２０ｃが重なっていない範囲が中間部２０ｃの移動する範囲となる。すなわち、スプール２０の軸線方向において永久磁石３５１ａ及び永久磁石３５２ａ（永久磁石３５１ｂ及び永久磁石３５２ｂ）の長さの範囲で中間部２０ｃは摺動する。
【００７５】
以上詳述した本実施形態の構成によっても、第１の実施形態に準じた効果が得られる。
【００７６】
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００７７】
上記各実施形態では、円柱状のスプールを採用したが、四角柱状のスプール等、その他の断面形状を有する柱状のスプールを採用することもできる。
【００７８】
上記各実施形態では、シリンダの軸線方向の両端部付近にそれぞれ摺動軸受けを設けたが、これらの摺動軸受けに代えてスプールの両端部の外周に摺動抵抗の小さい部材を一体的に設ける、あるいは摺動軸受けを省略することもできる。
【００７９】
上記各実施形態では、流体通路の流路面積を調整する態様として、流体通路の流路面積を連続的に大きく又は小さくするようにしたが、流体通路の状態を全開と全閉とで切り換えるようにしてもよい。
【００８０】
上記各実施形態では、スプール２０の端部２０ａ，２０ｂ及びスプール２２０の端部２２０ａ，２２０ｂについて、全体を強磁性体ではないアルミニウムにより形成したが、永久磁石およびコイルの発生する磁界の影響を無視することのできる位置にこれらが配置されていれば、スプールの端部に強磁性体の部分を含んでいてもよい。
【００８１】
上記第２の実施形態では、ヨーク１３０の垂直部１３０ｃをスプール２０の軸線方向の両端部側に形成したが、ヨーク１３０の垂直部１３０ｃをスプール２０の軸線方向の一端部側にのみ形成することもできる。また、ヨーク１３０の垂直部１３０ｃを省略することもできる。このような構成によれば、スプール２０を移動させる力は小さくなるものの、スプール２０の軸線方向において流体制御弁の長さを短くすることができる。
【００８２】
上記第各実施形態では、スプール及び非永久磁石を挟むようにコイルを対向して配置したが、永久磁石に対してスプールの軸線方向に直交する方向の一方にのみコイルを配置することもできる。この場合であっても、コイルの通電により発生する磁界を永久磁石に導く磁路形成部を備える構成等により、スプールを移動させる力を確保することができる。
【００８３】
上記第各実施形態では、スプールの中心軸を含みヨークの垂直部に垂直な平面、すなわちヨークの対向部に平行な平面に沿って供給通路および排出通路を形成したが、対向する永久磁石の間であればこの平面に対して傾斜する平面に沿って供給通路および排出通路を形成してもよい。また、供給通路および排出通路を必ずしも特定の平面に沿って形成しなくてもよい。
【００８４】
上記各実施形態では、１つの供給通路から複数の供給通路に分岐する流体通路を採用したが、それぞれ独立した複数の供給通路からなる流体通路を採用することもできる。その場合には、第２の実施形態と同様に、対向する永久磁石およびコイルを挟む対向部と、スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなる磁路形成部を備えることにより、対向する永久磁石の間において各供給通路を直線状に形成して磁路の形成されていない方向であるスプールの軸線方向に直行する方向において外部とそれぞれ連通させることができる。その結果、スプールを移動させる力を磁路形成部により大きくしつつ、流体の流動抵抗を減少させることができる。
【００８５】
上記各実施形態では、供給通路１１側からスプール２０を通過して排出通路１３，１５側へ流体を流通させる流体制御弁、あるいは供給通路１１１側からスプール２０を通過して排出通路１３，１５側へ流体を流通させる流体制御弁等として本発明を具現化したが、同一の構成において、排出通路１３，１５側からスプール２０を通過して供給通路１１側へ流体を流通させる流体制御弁、あるいは排出通路１３，１５側からスプール２０を通過してそれぞれ供給通路１１１側へ流体を流通させる流体制御弁等として本発明を具現化することもできる。
【００８６】
上記各実施形態では、スリーブ部材１０，１１０，２１０を強磁性体ではない合成樹脂により形成したが、アルミニウム等の強磁性体ではない金属により形成することもできる。
【００８７】
上記各実施形態では、スプール２０の中間部２０ｃを強磁性体で形成し、端部２０ａ，２０ｂをアルミニウムで形成している、あるいはスプール２２０の中間部２２０ｃを強磁性体で形成し、端部２２０ａ，２２０ｂをアルミニウムで形成しているため、異なる材質からなる中間部と端部とを接合する必要がある。これに対して、強磁性体ではない鉄系の材質によりスプールの中間部と端部とを一体に成形し、中間部のみを焼きなますことにより、中間部を強磁性体にするとともに端部を強磁性体ではない材質にすることもできる。このような構成によれば、中間部と端部とが一体で形成されているため、強度を高くすることができるとともに、接合工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図２】図１の流体制御弁の構成を示す正面図。
【図３】図１の流体制御弁の構成を示す側面図。
【図４】図１の４−４線断面図。
【図５】図２の５−５線断面図。
【図６】図４の流体制御弁の動作を示す断面図。
【図７】図１の流体制御弁の動作を示す断面図。
【図８】第２の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図９】図８の９−９線断面図。
【図１０】第３の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図１１】図１０の１１−１１線断面図。
【図１２】第４の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図１３】図１２の１３−１３線断面図。
【図１４】従来の流体制御弁の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００８９】
１０…スリーブ部材、２０…スプール、２０ｃ…強磁性体部分としての中間部、２３ａ，２３ｂ…付勢手段としてのスプリング、４０ａ，４０ｂ…コイル、５０ａ，５０ｂ…永久磁石。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流通を制御する流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体制御弁として、スリーブ内に収容されたスプールを摺動させることにより流体通路の流路面積を調整するものがある（例えば、特許文献１参照）。図１４に示すように、特許文献１に記載の流体制御弁９００は、外部と連通する複数の流体通路が形成された円筒状のスリーブ９３１内に、軸線方向の位置によって径の異なるスプール９３２を摺動可能に収容している。スプール９３２の軸線方向の一端側に、スプール９３２を駆動するリニアソレノイド機構９１１を設けるとともに、スプール９３２の軸線方向の他端側にスプリング収容室９４３を設けてリターンスプリング９４４を収容している。リターンスプリング９４４は、スプール９３２をリニアソレノイド機構９１１側に付勢している。そして、リニアソレノイド機構９１１によってリターンスプリング９４４の付勢力に抗してスプール９３２を移動させて、スプール９３２の位置を調整することにより流体の流通を制御している。
【特許文献１】特開平１０−１２２４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載の流体制御弁９００では、スプール９３２の軸線方向にリニアソレノイド機構９１１が設けられているため、スプール９３２の軸線方向における流体制御弁９００の長さが長くなることが避けられない。
【０００４】
また、エアシリンダや電動シリンダ等の他の駆動機構を備える流体制御弁においても、スプールの軸線方向にこれらの駆動機構が設けられるため、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さが長くなることは避けられない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることのできる流体制御弁を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明は、外部と連通する複数の流体通路が形成されたスリーブ部材と、前記スリーブ部材内に摺動可能に収容された柱状のスプールと、前記スプールを摺動方向に付勢する付勢手段とを備え、前記付勢手段による付勢力に抗して前記スプールをその軸線方向に摺動させることにより前記流体通路の流路面積をそれぞれ調整する流体制御弁において、前記スプールの軸線方向に延びるように前記スプールに形成された強磁性体部分と、前記スプールの軸線方向に直交する方向において前記強磁性体部分を挟んで対向して配置されて互いの間に前記軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成するとともに、前記スプールの軸線方向において前記強磁性体部分よりも長く形成された永久磁石と、前記永久磁石に対して前記スプールの軸線方向に直交する方向に配置されて前記対向する永久磁石を貫く磁界を通電により発生させるコイルとを備えることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明によれば、前記スプールの軸線方向に延びるように前記スプールに形成された強磁性体部分と、前記スプールの軸線方向に直交する方向において前記強磁性体部分を挟んで対向して配置されて互いの間に前記軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成する永久磁石とを備えるため、この軸線方向に延びる強磁性体部分は永久磁石から磁力を受ける。また、永久磁石は、前記スプールの軸線方向において前記強磁性体部分よりも長く形成されているため、スプールの軸線方向において永久磁石の範囲内に強磁性体部分が位置する。
【０００８】
ここで、前記永久磁石に対して前記スプールの軸線方向に直交する方向に配置されて前記対向する永久磁石を貫く磁界を通電により発生させるコイルを備えるため、対向する永久磁石を貫く磁界をコイルの通電により発生させることよって、軸線方向に並んだ反対向きの磁界の一方が弱められるとともに他方が強められる。このため、スプールの軸線方向において磁界の弱められた側から強められた側へ強磁性体部分を移動させるように磁力が作用し、付勢手段の付勢力に抗してスプールを移動させることができる。その結果、強磁性体部分の形成されたスプールをその軸線方向に直交する方向に配置されたコイルの通電により移動させるため、コイルやシリンダ等の駆動機構をスプールの軸線方向に設ける必要がなく、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることができる。なお、流体通路の流路面積を調整する態様としては、流体通路の流路面積を連続的に大きく又は小さくする、流体通路の状態を全開と全閉とで切り換える等を含むものとする。
【０００９】
永久磁石は、スプールの軸線方向において強磁性体部分よりも長く形成されているため、スプールの軸線方向において永久磁石の範囲内に強磁性体部分が位置する。そして、コイルの通電によって、強磁性体部分はスプールの軸線方向において永久磁石の長さの範囲で移動する。
【００１０】
ここで、第２の発明は、第１の発明において、前記コイルに通電されていない状態において、前記軸線方向の一方において前記強磁性体部分の端面から前記永久磁石の端面までの長さが、前記流体通路の少なくとも１つを全開または全閉にするために前記スプールを摺動させる長さに等しく設定されているため、コイルの通電によってスプールの軸線方向において永久磁石の長さの範囲で強磁性体部分を移動させることにより、流体通路の少なくとも１つを容易に全開または全閉まで調整することができる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向に直交する面に沿ってそれらの対向部を一方側から連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記スプールと前記連結部との間を通って前記スプールに連通する流体通路と、前記スプールに対して前記連結部と反対側で連通するとともに前記スプールを挟んで前記連結部と反対側において外部に連通する流体通路とを有することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明によれば、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向に直交する面に沿ってそれらの対向部を一方側から連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備えるため、スプールの軸線方向における流体制御弁の長さを延長することなく、スプールを移動させる力を大きくすることができる。
【００１３】
ここで、スプールを挟んで連結部と反対側には磁路が形成されていない。そして、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記スプールと前記連結部との間を通って前記スプールに連通する流体通路と、前記スプールに対して前記連結部と反対側で連通するとともに前記スプールを挟んで前記連結部と反対側において外部に連通する流体通路とを有するため、スプールと連結部との間の部分、及び連結部と反対側の磁路が形成されていない部分に流体通路を形成することができる。その結果、スプールを移動させる力を磁路形成部により大きくしつつ、流体通路を効率的に配置することができる。
【００１４】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記対向する永久磁石の間において前記スプールの互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともに前記スプールの軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を有することを特徴とする。
【００１５】
第４の発明によれば、前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備えるため、スプールの軸線方向に磁路が形成されるものの、スプールの駆動機構を設ける場合と比較してその長さを短くすることができる。そして、前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記対向する永久磁石の間において前記スプールの互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともに前記スプールの軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を有するため、磁路の形成されていない方向であるスプールの軸線方向に直行する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を形成することができる。その結果、スプールを移動させる力を磁路形成部により大きくしつつ、流体の流動抵抗を減少させることができる。
【００１６】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか発明において、前記対向して配置された永久磁石は、前記スプールの軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列された一対の永久磁石からなるため、一対の永久磁石のみによって磁界を形成することができる。その結果、永久磁石の数を少なくすることができるため、流量制御弁の製造コストを低減することができる。
【００１７】
スプールにおいて強磁性体部分とその他の部分とが異なる材質で形成される場合には、これらの部分を接合する必要があり、その接合部分の強度が低下するおそれがある。
【００１８】
この点、第６の発明は、第１〜第５のいずれか発明において、前記スプールにおいて前記強磁性体部分を除く部分は強磁性体ではない鉄系の材質で形成されており、前記強磁性体部分は前記鉄系の材質を焼きなますことにより生成される強磁性体で形成されているため、スプールを強磁性体ではない鉄系の材質で一体に成形し、強磁性体にする部分のみを焼きなますことにより、強磁性体部分とその他の強磁性体ではない部分とを形成することができる。その結果、スプールの強度を高くすることができるとともに、接合工程を省略することができる。
【００１９】
スプールはスリーブ部材内に収容されているため、スリーブ部材を透過させてスプールの強磁性体部分に磁界を作用させる必要がある。このため、スリーブ部材が強磁性体で形成されている場合には、スプールの強磁性体部分に磁界を作用させることが困難となる。
【００２０】
この点、第７の発明は、第１〜第６のいずれか発明において、前記スリーブ部材は強磁性体ではない合成樹脂により形成されているため、スリーブ部材を透過させてスプールの強磁性体部分に磁界を作用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図１は流体制御弁の流体通路を含む平面で切断した断面図である。
【００２２】
図１に示すように、流体制御弁は断面が矩形状に形成されたスリーブ部材１０を備えている。スリーブ部材１０の短手方向の中央付近には、長手方向に延びるようにシリンダ１６が形成されている。シリンダ１６は、スリーブ部材１０を貫通するように形成されるとともに、その開口部がＯリング２５ａ，２５ｂ及びキャップ２６ａ，２６ｂによってシールされている。スリーブ部材１０は、強磁性体以外の材質で形成されており、例えば強磁性体ではない合成樹脂により形成されている。
【００２３】
シリンダ１６には、円柱状のスプール２０がシリンダ１６の軸線に沿って摺動可能に収容されている。シリンダ１６の軸線とスプール２０の軸線とは一致している。シリンダ１６の軸線方向において、スプール２０はシリンダ１６よりも短く形成されており、シリンダ１６においてスプール２０の両端よりも延長している部分は、それぞれスプリング２３ａ，２３ｂの収容室１６ａ，１６ｂとなっている。スプール２０の軸線方向の端面にはそれぞれ凹部２２ａ，２２ｂが形成されている。そして、スプリング２３ａ，２３ｂのスプール２０に当接する端部が凹部２２ａ，２２ｂにそれぞれ嵌合している。これらのスプリング２３ａ，２３ｂによってスプール２０が軸線方向においてそれぞれ反対向きに等しい力で付勢されており、それらの付勢力の釣合う位置がスプール２０の中立位置となっている。なお、スプリング２３ａ，２３ｂは、スプールを摺動方向に付勢する付勢手段を構成する。
【００２４】
シリンダ１６の軸線方向の両端部付近にはそれぞれ摺動軸受け２４ａ，２４ｂが設けられており、スプール２０を摺動可能に支持している。また、スプール２０には、その中心軸に沿って貫通する貫通孔２１が形成されている。そして、スプール２０が摺動する際に、収容室１６ａ，１６ｂのうち圧力の高い一方から低い一方へと収容室１６ａ，１６ｂ内の流体が移動する。これにより、スプール２０が摺動する際に、収容室１６ａ，１６ｂ内の流体が圧力を受けることにより抵抗が増大することを抑制することができる。
【００２５】
また、スリーブ部材１０には、それぞれ外部と連通する供給通路１１、第１排出通路１３及び第２排出通路１５が形成されている。供給通路１１は、スリーブ部材１０においてスプール２０の軸線方向に垂直な側面に開口するとともに、スプール２０と後述するヨークの垂直部３０ｃとの間を通って直線状に延びている。供給通路１１と上記シリンダ１６とに対してそれぞれ垂直に連通する第１供給通路１２及び第２供給通路１４が供給通路１１の上流側から順に直線状に形成されている。第１供給通路１２及び第２供給通路１４のそれぞれの延長線上に直線状の第１排出通路１３及び第２排出通路１５が形成されている。第１排出通路１３及び第２排出通路１５は、それぞれシリンダ１６に対して垂直に連通している。すなわち、排出通路１３，１５は、スプール２０に対してヨークの垂直部３０ｃと反対側で連通するとともにスプール２０を挟んで垂直部３０ｃと反対側において外部に連通している。これらの供給通路１２，１４及び排出通路１３，１５は上記ヨークの垂直部３０ｃに対して垂直に形成されている。第１供給通路１２と第２供給通路１４とはスプール２０の軸線方向に並んで平行に形成されており、第１排出通路１３と第２排出通路１５とはスプール２０の軸線方向に並んで平行に形成されている。このように、供給通路１１、第１供給通路１２、第２供給通路１４、第１排出通路１３及び第２排出通路１５は、スプール２０の中心軸を含みヨークの垂直部３０ｃに垂直な平面に沿って形成されている。これらの通路はいずれも断面円形状に同一の径で形成されている。
【００２６】
スプール２０は、軸線方向の端に配置された端部２０ａ，２０ｂと、それらの端部２０ａ，２０ｂに挟まれて軸線方向の中間に配置された中間部２０ｃとからなる。端部２０ａ，２０ｂは、強磁性体ではない材質で形成されており、具体的にはアルミニウムにより形成されている。中間部２０ｃは、強磁性体で形成されており、具体的には鋼により形成されている。スプール２０において端部２０ａ，２０ｂの外周面には、スプール２０の軸線方向の幅が供給通路１２，１４の径に略等しい溝２７，２８がそれぞれ形成されている。これらの溝２７，２８は、スプール２０が中立位置（図１の位置）にあるときに、それぞれ半分の幅が第１供給通路１２，第２供給通路１４にそれぞれ重なる位置に形成されている。そして、スプール２０の軸線方向において、溝２７，溝２８が第１供給通路１２，第２供給通路１４にそれぞれ重なる幅が大きくなるほど流路面積が大きくなり、スプール２０を通過して第１排出通路１３，第２排出通路１５にそれぞれ流通する流体の量が多くなる。したがって、スプール２０の摺動方向（軸線方向）における位置を調整することにより、第１供給通路１２から第１排出通路１３に流通する流体の量および第２供給通路１４から第２排出通路１５に流通する流体の量を制御することができる。なお、供給通路１２，１４の一方が全開のときには他方は全閉となり、供給通路１２，１４の一方が半分の開度のときには他方も半分の開度となる。
【００２７】
図２に排出通路１３，１５の開口側から流体制御弁を見た正面図を示すとともに、図３に供給通路１１の開口側から流体制御弁を見た側面図を示す。
【００２８】
図２，３に示すように、スリーブ部材１０には、スプール２０の軸線方向の両端部にその軸線方向に垂直な矩形板状の側壁部１０ａ，１０ｂが設けられている。また、ヨーク３０には、垂直部３０ｃを基端として垂直に張り出すように対向部３０ｄ，３０ｅが設けられている。このように側壁部１０ａと側壁部１０ｂとの間において、対向部３０ｄと対向部３０ｅとが垂直部３０ｃによって連結されており、これらの対向部３０ｄ，３０ｅ及び垂直部３０ｃからなるヨーク３０によって磁路が形成されている。これらの対向部３０ｄ，３０ｅ及び垂直部３０ｃは、スプール２０の軸線方向に積層された鋼板によって一体に形成されている。
【００２９】
対向部３０ｄとシリンダ１６（スプール２０）との間には軸線方向が対向部３０ｄに垂直なコイル４０ａが設けられており、対向部３０eとシリンダ１６（スプール２０）との間には軸線方向が対向部３０ｅに垂直なコイル４０ｂが設けられている。したがって、対向部３０ｄと対向部３０ｅとによって、コイル４０ａ、スプール２０及びコイル４０ｂが挟まれている。対向部３０ｄ及び対向部３０ｅは、互いに平行に設けられるとともに、排出通路１３，１５の両中心軸を含む平面に対して平行になっている。また、これらの対向部３０ｄ，３０ｅ、コイル４０ａ，４０ｂ、排出通路１３，１５は、コイル４０ａ，４０ｂの軸線方向において対称に形成されている。
【００３０】
図４に図１の４−４線断面を示すとともに、図５に図２の５−５線断面を示す。
【００３１】
図４，５に示すように、ヨーク３０の対向部３０ｄ，３０ｅの中央付近には、円柱状の凸部３０ａ，３０ｂがそれぞれ設けられている。凸部３０ａ，３０ｂは、シリンダ１６の近傍まで延びており、その端面がシリンダ１６の周面の形状に沿った円弧状となっている。凸部３０ａ，３０ｂは、対向部３０ｄ，３０ｅにそれぞれ垂直に一体で形成されている。凸部３０ａ，３０ｂは、シリンダ１６に対しても垂直に延びている。
【００３２】
シリンダ１６と凸部３０ａとの間には永久磁石５０ａが設けられており、シリンダ１６と凸部３０ｂとの間には永久磁石５０ｂが設けられている。永久磁石５０ａ，５０ｂは、シリンダ１６の周面の形状に沿った円弧状の断面でスプール２０軸線方向に延びるように形成されており、凸部３０ａ，３０ｂの端面にそれぞれ固定されている。永久磁石５０ａと永久磁石５０ｂとは、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置されている。そして、対向する一対の永久磁石５０ａ，５０ｂは、スプール２０の軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列されている。具体的には、永久磁石５０ａはスプール２０の軸線方向に沿ってスプール２０の端部２０ａ側がＳ極で端部２０ｂ側がＮ極となるように配置されており、永久磁石５０ｂはスプール２０の軸線方向に沿ってスプール２０の端部２０ａ側がＮ極で端部２０ｂ側がＳ極となるように配置されている。永久磁石５０ａ，５０ｂは共に、スプール２０の軸線方向においてＮ極部分とＳ極部分とが等しい長さで形成されている。こうして、矢印Ａ及び矢印Ｂで示すように、永久磁石５０ａと永久磁石５０ｂとの間にスプール２０の軸線方向に並んだ反対向きの磁界が形成されている。
【００３３】
上記ヨーク３０の凸部３０ａ，３０ｂは上記コイル４０ａ，４０ｂのそれぞれの鉄心となっており、凸部３０ａ，３０ｂの周りに導線を巻くことによりコイル４０ａ，４０ｂが形成されている。これらのコイル４０ａ，４０ｂは、永久磁石５０ａ，５０ｂに対してスプール２０の軸線方向に直交する方向に配置されており、矢印Ｃで示すように、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂ及びスプール２０の中間部２０ｃを貫く磁界を通電により発生させる。また、これと反対向きに通電することにより、コイル４０ａ，４０ｂは矢印Ｃと反対向きの磁界を発生させる。
【００３４】
ヨーク３０は、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂおよびコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部３０ｄ及び対向部３０ｅを備えている。垂直部３０ｃは、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿ってそれらの対向部３０ｄ，３０ｅを一方側（供給通路１１を挟んでシリンダ１６と反対側）から連結している。すなわち、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿ってそれらの対向部３０ｄ，３０ｅの他方側（シリンダ１６を挟んで供給通路１１と反対側）には、対向部３０ｄ，３０ｅを連結する垂直部が設けられていない。このように形成されたヨーク３０によって、矢印Ｃで示すように、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界が永久磁石５０ａ，５０ｂに導かれる。なお、ヨーク３０の垂直部３０ｃは、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿って対向部３０ｄ，３０ｅを一方側から連結する連結部を構成し、ヨーク３０は、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界を永久磁石５０ａ，５０ｂに導く磁路形成部を構成する。
【００３５】
スプール２０の軸線方向において、永久磁石５０ａ，５０ｂはスプール２０の中間部２０ｃ（強磁性体部分）よりも長く形成されており、具体的には永久磁石５０ａ，５０ｂは中間部２０ｃの２倍の長さに形成されている。したがって、スプール２０の軸線方向において、永久磁石５０ａ，５０ｂの中央部に中間部２０ｃが位置する中立状態では、永久磁石５０ａ，５０ｂのＮ極およびＳ極に中間部２０ｃが半分ずつ重なっている。コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態において、スプール２０の軸線方向のスプリング２３ａ側において中間部２０ｃの端面から永久磁石５０ａ，５０ｂの端面までの長さが、上記第１供給通路１２を全開にするとともに上記第２供給通路１４を全閉にするためにスプール２０を摺動させる長さに等しく設定されている。コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態において、スプール２０の軸線方向のスプリング２３ｂ側において中間部２０ｃの端面から永久磁石５０ａ，５０ｂの端面までの長さが、上記第１供給通路１２を全閉にするとともに上記第２供給通路１４を全開にするためにスプール２０を摺動させる長さに等しく設定されている。そして、スプール２０の軸線方向において、永久磁石５０ａ，５０ｂに中間部２０ｃが重なっていない範囲が中間部２０ｃの移動する範囲となる。すなわち、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの長さの範囲で中間部２０ｃは移動する。
【００３６】
永久磁石５０ａ，５０ｂとスプール２０の中間部２０ｃとの間には、シリンダ１６の内壁を構成するスリーブ部材１０の合成樹脂が存在している。すなわち、永久磁石５０ａ，５０ｂ及びコイル４０ａ，４０ｂから発生する磁界はスリーブ部材１０を透過してスプール２０の中間部２０ｃに作用する。このため、スリーブ部材１０において永久磁石５０ａ，５０ｂとスプール２０の中間部２０ｃとに挟まれる部分は、磁界を効率的に透過させるためにシリンダ１６の剛性を確保することのできる最低限の厚みで形成されている。
【００３７】
コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態では矢印Ｃで示す磁界が発生しておらず、永久磁石５０ａ，５０ｂにより矢印Ａ及び矢印Ｂで示す磁界が発生している。この状態において、アルミニウムにより形成された端部２０ａ，２０ｂは磁力の作用を受けない。鋼により形成された中間部２０ｃは磁力の作用を受けるが、スプール２０の軸線方向においてその磁力は釣合っている。また、スプール２０を摺動方向に付勢する上記スプリング２３ａ，２３ｂの付勢力の作用により、コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない中立状態では、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの中央に中間部２０ｃが位置する。
【００３８】
次に、このように構成された流体制御弁の動作について説明する。
【００３９】
スプール２０を軸線方向に移動させる場合には、コイル４０ａ，４０ｂに通電する方向およびその電流の大きさを制御する。例えば、コイル４０ａ，４０ｂに通電して、矢印Ｃで示すように永久磁石５０ｂから永久磁石５０ａの方向へ貫く磁界を発生させると、矢印Ａで示す永久磁石５０ａのＮ極から永久磁石５０ｂのＳ極へ向かう磁界は弱められ、矢印Ｂで示す永久磁石５０ｂのＮ極から永久磁石５０ａのＳ極へ向かう磁界は強められる。
【００４０】
そして、例えば図６に示すように、永久磁石５０ａと永久磁石５０ｂとの間において、永久磁石５０ａのＮ極から永久磁石５０ｂのＳ極へ向かう磁界は消滅し、矢印Ｄで示す永久磁石５０ｂのＮ極から永久磁石５０ａのＳ極へ向かう強い磁界が形成される。この磁界がスプール２０の中間部２０ｃに作用して、スプール２０には軸線方向においてスプリング２３ａ側へ移動させる力が作用する。
【００４１】
その結果、図７に示すように、スプリング２３ａの付勢力に効してスプール２０が供給通路１１の開口する方向へ移動し、第１供給通路１２および第１排出通路１３の流路面積が大きくなるとともに、第２供給通路１４および第２排出通路１５の流路面積が小さくなる。ここで、コイル４０ａ，４０ｂの通電量を大きくするほど発生する磁界が強くなるため、永久磁石５０ａのＮ極から永久磁石５０ｂのＳ極へ向かう磁界は弱くなるとともに、永久磁石５０ｂのＮ極から永久磁石５０ａのＳ極へ向かう磁界が強くなる。したがって、コイル４０ａ，４０ｂの通電量を制御することにより、スプール２０を移動させる磁力の大きさ、ひいてはスプール２０の移動量を制御することができる。
【００４２】
また、スプール２０を軸線方向の反対側へ移動させる場合には、コイル４０ａ，４０ｂの通電方向を反対にするとともに、その通電量を制御することによりスプール２０の移動量を制御することができる。このようにして、供給通路１２，１４の流路面積を調整して流体の流量を制御することができる。
【００４３】
以上詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４４】
スプール２０の軸線方向に延びるようにスプール２０に形成された中間部２０ｃ（強磁性体部分）と、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置されて互いの間に軸線方向に並んだ反対向きの磁界（図４に矢印Ａ及び矢印Ｂで示す磁界）を形成する永久磁石５０ａ，５０ｂとを備えるため、この軸線方向に延びる中間部２０ｃは永久磁石５０ａ，５０ｂから磁力を受ける。また、永久磁石５０ａ，５０ｂは、スプール２０の軸線方向において中間部２０ｃよりも長く形成されているため、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの範囲内に中間部２０ｃが位置する。
【００４５】
ここで、永久磁石５０ａ，５０ｂに対してスプール２０の軸線方向に直交する方向に配置されて対向する永久磁石５０ａ，５０ｂを貫く磁界（図４に矢印Ｃで示す磁界）を通電により発生させるコイル４０ａ，４０ｂを備えるため、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂを貫く磁界をコイル４０ａ，４０ｂの通電により発生させることよって、軸線方向に並んだ反対向きの磁界の一方が弱められるとともに他方が強められる。このため、スプール２０の軸線方向において磁界の弱められた側から強められた側へ中間部２０ｃを移動させるように磁力が作用し、スプリング２３ａ，２３ｂの付勢力に抗してスプール２０を移動させることができる。その結果、中間部２０ｃの形成されたスプール２０をその軸線方向に直交する方向に配置されたコイル４０ａ，４０ｂの通電により移動させるため、コイルやシリンダ等の駆動機構をスプール２０の軸線方向に設ける必要がなく、スプール２０の軸線方向における流体制御弁の長さを短くすることができる。
【００４６】
永久磁石５０ａ，５０ｂは、スプール２０の軸線方向において中間部２０ｃよりも長く形成されているため、スプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの範囲内に中間部２０ｃが位置する。そして、コイル４０ａ，４０ｂの通電によって、中間部２０ｃはスプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの長さの範囲で移動する。
【００４７】
ここで、コイル４０ａ，４０ｂに通電されていない状態において、スプール２０の軸線方向の一方において中間部２０ｃの端面から永久磁石５０ａ，５０ｂの端面までの長さが、流体通路の少なくとも１つを全開または全閉にするためにスプール２０を摺動させる長さに等しく設定されているため、コイル４０ａ，４０ｂの通電によってスプール２０の軸線方向において永久磁石５０ａ，５０ｂの長さの範囲で中間部２０ｃを移動させることにより、流体通路の少なくとも１つを容易に全開または全閉まで調整することができる。
【００４８】
対向する永久磁石５０ａ，５０ｂおよびコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部３０ｄ，３０ｅと、スプール２０の軸線方向に直交する面Ｔに沿ってそれらの対向部３０ｄ，３０ｅを一方側から連結する垂直部３０ｃとからなり、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界を永久磁石５０ａ，５０ｂに導くヨーク３０（磁路形成部）を備えるため、スプール２０の軸線方向における流体制御弁の長さを延長することなく、スプール２０を移動させる力を大きくすることができる。
【００４９】
ここで、スプール２０を挟んで垂直部３０ｃと反対側には磁路が形成されていない。そして、スリーブ部材１０に形成された複数の流体通路は、スプール２０と垂直部３０ｃとの間を通ってスプール２０に連通する供給通路１１，１２，１４と、スプール２０に対して垂直部３０ｃと反対側で連通するとともにスプール２０を挟んで垂直部３０ｃと反対側において外部に連通する排出通路１３，１５とを有するため、スプール２０と垂直部３０ｃとの間の部分、及び垂直部３０ｃと反対側の磁路が形成されていない部分に流体通路を形成することができる。その結果、スプール２０を移動させる力をヨーク３０により大きくしつつ、流体通路を効率的に配置することができる。
【００５０】
対向して配置された永久磁石は、スプール２０の軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列された一対の永久磁石５０ａ，５０ｂからなるため、一対の永久磁石５０ａ，５０ｂのみによって磁界を形成することができる。その結果、永久磁石の数を少なくすることができるため、流量制御弁の製造コストを低減することができる。
【００５１】
スプール２０はスリーブ部材１０内に収容されているため、スリーブ部材１０を透過させてスプール２０の中間部２０ｃ（強磁性体部分）に磁界を作用させる必要がある。このため、スリーブ部材１０が強磁性体で形成されている場合には、スプール２０の中間部２０ｃに磁界を作用させることが困難となる。
【００５２】
この点、本実施形態によれば、スリーブ部材１０は強磁性体ではない合成樹脂により形成されているため、スリーブ部材１０を透過させてスプール２０の中間部２０ｃに磁界を作用させることができる。また、スリーブ部材１０において永久磁石５０ａ，５０ｂとスプール２０の中間部２０ｃとに挟まれる部分は、磁界を効率的に透過させるためにシリンダ１６の剛性を確保することのできる最低限の厚みで形成されている。このため、スプール２０の中間部２０ｃに作用する磁力を大きくすることができ、磁力の大きい永久磁石を採用したり、コイルの通電量を大きくしたりする必要がない。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第２の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、磁路を形成するヨークの構成およびスリーブ部材に形成される流体通路の構成が第１の実施形態から変更されている。なお、図８は流体制御弁の流体通路を含む平面で切断した断面図であり、図９は図８の９−９線断面図である。
【００５５】
図８，９に示すように、スリーブ部材１１０には、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂの間において同一の平面に沿って延びるように、供給通路１１１，第１供給通路１１２，第２供給通路１１４，第１排出通路１３，第２排出通路１５が形成されている。供給通路１１１は、スプール２０の軸線方向と直交する方向において外部と連通している。供給通路１１２，１１４は、供給通路１１１にそれぞれ連通するとともにシリンダ１６（スプール２０）に対してそれぞれ垂直に連通している。供給通路１１２と排出通路１３とは、スプール２０の互いに反対となる両側面にそれぞれ連通し、供給通路１１４と排出通路１５とは、スプール２０の互いに反対となる両側面にそれぞれ連通している。すなわち、供給通路１１２と排出通路１３とは、スプール２０を挟んで互いに反対側でスプール２０に連通し、供給通路１１４と排出通路１５とは、スプール２０を挟んで互いに反対側でスプール２０に連通している。第１供給通路１１２及び第２供給通路１１４のそれぞれの延長線上に直線状の第１排出通路１３及び第２排出通路１５が形成されている。排出通路１３，１５は、スプール２０の軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通している。なお、これらの通路はいずれも断面円形状に同一の径で形成されている。
【００５６】
ヨーク１３０は、スプール２０の軸線方向の端部側を通って対向部１３０ｄ，１３０ｅを連結するように形成されている。具体的には、ヨーク１３０は、永久磁石５０ａ，５０ｂ及びコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部１３０ｄ，１３０ｅを備えている。対向部１３０ｄ，１３０ｅは、コイル４０ａ，４０ｂの軸線方向に垂直な矩形板状にそれぞれ形成されている。垂直部１３０ｃ（連結部）は、スプール２０の軸線方向の両端部側を通ってそれらの対向部１３０ｄ，１３０ｅをそれぞれ連結している。これらの対向部１３０ｄ，１３０ｅと垂直部１３０ｃとからなるヨーク１３０によって磁路が形成されている。これらの対向部１３０ｄ，１３０ｅ及び垂直部１３０ｃは、排出通路１３，１５が延びる方向に積層された鋼板によって一体に形成されている。このように形成されたヨーク１３０によって、矢印Ｃで示すように、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界が永久磁石５０ａ，５０ｂに導かれる。
【００５７】
以上詳述した本実施形態の構成によれば、第１の実施形態に準じた効果に加えて以下の優れた効果が得られる。
【００５８】
対向する永久磁石５０ａ，５０ｂおよびコイル４０ａ，４０ｂを挟む対向部１３０ｄ，１３０ｅと、スプール２０の軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部１３０ｄ，１３０ｅを連結する垂直部１３０ｃとからなり、コイル４０ａ，４０ｂの通電により発生する磁界を永久磁石５０ａ，５０ｂに導くヨーク１３０を備えるため、スプール２０の軸線方向にヨーク１３０の垂直部１３０ｃが設けられるものの、スプール２０の駆動機構を設ける場合と比較してその長さを短くすることができる。そして、スリーブ部材１１０の複数の流体通路は、対向する永久磁石５０ａ，５０ｂの間においてスプール２０の互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともにスプール２０の軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する供給通路１１１及び排出通路１３，１５を有するため、磁路の形成されていない方向であるスプール２０の軸線方向に直行する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を形成することができる。その結果、スプール２０を移動させる力をヨーク１３０により大きくしつつ、流体の流動抵抗を減少させることができる。
【００５９】
ヨーク１３０の垂直部１３０ｃは、スプール２０の軸線方向の両端部側に形成されているため、垂直部１３０ｃが一方の端部側にのみ形成される場合と比較して効率的に磁界を導くことができる。その結果、スプール２０を移動させる力をより大きくすることができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第３の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、第１の実施形態に準じた部材については２００を加えた符号を付すことにより説明を省略する。
【００６１】
本実施形態では、スリーブ部材に形成される流体通路の構成およびその通路の流路面積を調整するスプールの構成が第１の実施形態から変更されている。なお、図１０は流体制御弁の流体通路を含む平面で切断した断面図であり、図１１は図１０の１１−１１線断面図である。
【００６２】
図１０，１１に示すように、スリーブ部材２１０には、それぞれ外部と連通する供給通路２１１、第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８が形成されている。供給通路２１１は、スリーブ部材２１０においてスプール２２０の軸線方向に垂直な側面に開口するとともに、スプール２２０とヨーク２３０の垂直部２３０ｃとの間を通って直線状に延びている。そして、供給通路２１１と上記シリンダ２１６とに対してそれぞれ垂直に連通する第１供給通路２１２、第２供給通路２１４及び第３供給通路２１７が供給通路２１１の上流側から順に直線状に形成されている。第１供給通路２１２、第２供給通路２１４及び第３供給通路２１７のそれぞれの延長線上に直線状の第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８が形成されている。第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８は、それぞれシリンダ２１６に対して垂直に連通している。すなわち、排出通路２１３，２１５，２１８は、スプール２２０に対してヨーク２３０の垂直部２３０ｃと反対側で連通するとともにスプール２２０を挟んで垂直部２３０ｃと反対側において外部に連通している。
【００６３】
これらの供給通路２１２，２１４，２１７及び排出通路２１３，２１５，２１８はヨーク２３０の垂直部２３０ｃに対して垂直に形成されている。第１供給通路２１２、第２供給通路２１４及び第３供給通路２１７はスプール２２０の軸線方向に並んで平行に形成されており、第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８はスプール２２０の軸線方向に並んで平行に形成されている。このように、供給通路２１１、第１供給通路２１２、第２供給通路２１４、第３供給通路２１７、第１排出通路２１３、第２排出通路２１５及び第３排出通路２１８は、スプール２２０の中心軸を含みヨーク２３０の垂直部２３０ｃに垂直な平面に沿って形成されている。これらの通路はいずれも断面円形状に同一の径で形成されている。
【００６４】
スプール２２０は、軸線方向の端に配置された端部２２０ａ，２２０ｂと、それらの端部２２０ａ，２２０ｂに挟まれて軸線方向の中間に配置された中間部２２０ｃとからなる。端部２２０ａ，２２０ｂは、強磁性体ではない材質で形成されており、具体的にはアルミニウムにより形成されている。中間部２２０ｃは、強磁性体で形成されており、具体的には鋼により形成されている。スプール２２０において、端部２２０ａの外周面にはスプール２２０の軸線方向の幅が供給通路２１２の径に略等しい溝２２７が形成され、端部２２０ｂの外周面にはスプール２２０の軸線方向の幅が供給通路２１４，２１７の径に略等しい溝２２８，２２９がそれぞれ形成されている。第２供給通路２１４を閉じるためには、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃは供給通路２１４の径と等しい幅が必要になる。ここでは、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃの幅は供給通路２１４の径よりも大きく形成されており、具体的には供給通路２１４の径の略２倍に形成されている。スプール２２０が中立位置（図１０，１１の位置）にあるときに、第１供給通路２１２及び第３供給通路２１７は全閉となり，第２供給通路２１４は全開となる。そして、スプール２２０の軸線方向において、これらの溝２２７〜２２９が各供給通路に重なる幅が大きくなるほど流路面積が大きくなり、スプール２２０を通過して各排出通路に流通する流体の量が多くなる。したがって、スプール２２０の摺動方向（軸線方向）における位置を調整することにより、各通路を流通する流体の量を制御することができる。
【００６５】
スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂはスプール２２０の中間部２２０ｃ（強磁性体部分）よりも長く形成されており、具体的には永久磁石２５０ａ，２５０ｂは中間部２２０ｃの２倍の長さに形成されている。したがって、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂの中央部に中間部２２０ｃが位置する中立状態では、永久磁石２５０ａ，２５０ｂのＮ極およびＳ極に中間部２２０ｃが半分ずつ重なっている。さらに、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａにおいてＳ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＮ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なり、永久磁石２５ｂｂにおいてＮ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＳ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なっている。コイル２４０ａ，２４０ｂに通電されていない状態において、スプール２２０の軸線方向のスプリング２２３ａ側において中間部２２０ｃの端面から永久磁石２５０ａ，２５０ｂの端面までの長さが、上記第１供給通路２１２を全開にするとともに上記第２供給通路２１４を全閉にするためにスプール２２０を摺動させる長さに等しく設定されている。コイル２４０ａ，２４０ｂに通電されていない状態において、スプール２２０の軸線方向のスプリング２２３ｂ側において中間部２２０ｃの端面から永久磁石２５０ａ，２５０ｂの端面までの長さが、上記第２供給通路２１４を全閉にするとともに上記第３供給通路２１７を全開にするためにスプール２２０を摺動させる長さに等しく設定されている。
【００６６】
そして、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂに中間部２２０ｃが重なっていない範囲が中間部２２０ｃの移動する範囲となる。すなわち、スプール２２０の軸線方向において永久磁石２５０ａ，２５０ｂの長さの範囲で中間部２２０ｃは移動する。スプール２２０を摺動方向に付勢するスプリング２２３ａ，２２３ｂの付勢力の作用により、コイル２４０ａ，２４０ｂに通電されていない中立状態では、スプール２２０の軸線方向において永久磁石２５０ａ，２５０ｂの中央に中間部２２０ｃが位置する。
【００６７】
以上詳述した本実施形態の構成によれば、第１の実施形態に準じた効果に加えて以下の優れた効果が得られる。
【００６８】
スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａにおいてＳ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＮ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なり、永久磁石２５ｂｂにおいてＮ極の半分がスプール２２０の溝２２７と一致するように重なるとともにＳ極の半分がスプール２２０の溝２２８と一致するように重なっている。そして、スプール２２０の軸線方向において、永久磁石２５０ａ，２５０ｂの長さの範囲で中間部２２０ｃは移動するため、コイル２４０ａ，２４０ｂの通電によりスプール２２０を溝２２７，２２８の幅だけ移動させることができ、供給通路２１２，２１４，２１７をそれぞれ全閉から全開まで調整することができる。
【００６９】
第２供給通路２１４を閉じるためには、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃは供給通路２１４の径と等しい幅が必要になる。本実施形態は、スプール２２０の軸線方向において中間部２２０ｃの幅は供給通路２１４の径よりも大きく形成されており、具体的には供給通路２１４の径の略２倍に形成されているため、中間部２２０ｃを貫く磁界をより広い範囲で受けることができる。その結果、スプール２２０を移動させる力をより大きくすることができる。
【００７０】
（第４の実施形態）
以下、本発明に係る流体制御弁を具現化した第４の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７１】
本実施形態では、永久磁石の構成が第１の実施形態から変更されている。なお、図１２は流体制御弁の流体通路を含む平面に垂直な平面で切断した断面図であり、図１３は図１２の１３−１３線断面図である。
【００７２】
図１２，１３に示すように、シリンダ１６と凸部３０ａとの間には永久磁石３５１ａ，３５２ａが設けられており、シリンダ１６と凸部３０ｂとの間には永久磁石３５１ｂ，３５２ｂが設けられている。これらの永久磁石は、シリンダ１６の周面の形状に沿った円弧状の断面でスプール２０軸線方向に延びるように形成されており、同様に円弧状で軸線方向に延びるように形成された凸部３０ａ，３０ｂの端面にそれぞれ固定されている。永久磁石３５１ａと永久磁石３５１ｂとは、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置され、永久磁石３５２ａと永久磁石３５２ｂとは、スプール２０の軸線方向に直交する方向においてスプール２０の中間部２０ｃを挟んで対向して配置されている。永久磁石３５１ａと永久磁石３５２ａとは、スプール２０の軸線方向に並んで配置され、永久磁石３５１ｂと永久磁石３５２ｂとは、スプール２０の軸線方向に並んで配置されている。
【００７３】
これらの永久磁石は、いずれもスプール２０の軸線方向に直行する方向に磁極が配列されたラジアル異方性の永久磁石である。永久磁石３５１ａと永久磁石３５２ａとは、互いに磁極の配列が反対になっており、具体的には永久磁石３５１ａはスプール２０側がＳ極になり、永久磁石３５２ａはスプール２０側がＮ極になっている。永久磁石３５１ｂと永久磁石３５２ｂとは、互いに磁極の配列が反対になっており、具体的には永久磁石３５１ｂはスプール２０側がＮ極になり、永久磁石３５２ｂはスプール２０側がＳ極になっている。永久磁石３５１ａ，３５２ａはスプール２０の軸線方向の長さが等しく形成されており、永久磁石３５１ｂ，３５２ｂはスプール２０の軸線方向の長さが等しく形成されている。こうして、矢印Ａで示すように永久磁石３５２ａのＮ極から永久磁石３５２ｂのＳ極に向かう磁界が形成され、矢印Ｂで示すように永久磁石３５１ｂのＮ極から永久磁石３５１ａのＳ極に向かう磁界が形成されている。すなわち、これらの永久磁石によって、スプール２０の軸線方向に並んだ反対向きの磁界が形成されている。
【００７４】
スプール２０の軸線方向において、永久磁石３５１ａ，３５２ａを合計した長さと、永久磁石３５１ｂ，３５２ｂを合計した長さとは、スプール２０の中間部２０ｃ（強磁性体部分）よりもそれぞれ長く形成されており、具体的には永久磁石３５１ａ，３５２ａ，３５１ｂ，３５２ｂは共に中間部２０と等しい長さに形成されている。したがって、スプール２０の軸線方向において、永久磁石３５１ａ及び永久磁石３５２ａ（永久磁石３５１ｂ及び永久磁石３５２ｂ）の境界部に中間部２０ｃが位置する中立状態では、永久磁石３５１ａ，３５２ａ，３５１ｂ，３５２ｂに中間部２０ｃがそれぞれ半分ずつ重なっている。そして、スプール２０の軸線方向において、永久磁石３５１ａ，３５１ｂに中間部２０ｃが重なっていない範囲および永久磁石３５２ａ，３５２ｂに中間部２０ｃが重なっていない範囲が中間部２０ｃの移動する範囲となる。すなわち、スプール２０の軸線方向において永久磁石３５１ａ及び永久磁石３５２ａ（永久磁石３５１ｂ及び永久磁石３５２ｂ）の長さの範囲で中間部２０ｃは摺動する。
【００７５】
以上詳述した本実施形態の構成によっても、第１の実施形態に準じた効果が得られる。
【００７６】
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００７７】
上記各実施形態では、円柱状のスプールを採用したが、四角柱状のスプール等、その他の断面形状を有する柱状のスプールを採用することもできる。
【００７８】
上記各実施形態では、シリンダの軸線方向の両端部付近にそれぞれ摺動軸受けを設けたが、これらの摺動軸受けに代えてスプールの両端部の外周に摺動抵抗の小さい部材を一体的に設ける、あるいは摺動軸受けを省略することもできる。
【００７９】
上記各実施形態では、流体通路の流路面積を調整する態様として、流体通路の流路面積を連続的に大きく又は小さくするようにしたが、流体通路の状態を全開と全閉とで切り換えるようにしてもよい。
【００８０】
上記各実施形態では、スプール２０の端部２０ａ，２０ｂ及びスプール２２０の端部２２０ａ，２２０ｂについて、全体を強磁性体ではないアルミニウムにより形成したが、永久磁石およびコイルの発生する磁界の影響を無視することのできる位置にこれらが配置されていれば、スプールの端部に強磁性体の部分を含んでいてもよい。
【００８１】
上記第２の実施形態では、ヨーク１３０の垂直部１３０ｃをスプール２０の軸線方向の両端部側に形成したが、ヨーク１３０の垂直部１３０ｃをスプール２０の軸線方向の一端部側にのみ形成することもできる。また、ヨーク１３０の垂直部１３０ｃを省略することもできる。このような構成によれば、スプール２０を移動させる力は小さくなるものの、スプール２０の軸線方向において流体制御弁の長さを短くすることができる。
【００８２】
上記第各実施形態では、スプール及び非永久磁石を挟むようにコイルを対向して配置したが、永久磁石に対してスプールの軸線方向に直交する方向の一方にのみコイルを配置することもできる。この場合であっても、コイルの通電により発生する磁界を永久磁石に導く磁路形成部を備える構成等により、スプールを移動させる力を確保することができる。
【００８３】
上記第各実施形態では、スプールの中心軸を含みヨークの垂直部に垂直な平面、すなわちヨークの対向部に平行な平面に沿って供給通路および排出通路を形成したが、対向する永久磁石の間であればこの平面に対して傾斜する平面に沿って供給通路および排出通路を形成してもよい。また、供給通路および排出通路を必ずしも特定の平面に沿って形成しなくてもよい。
【００８４】
上記各実施形態では、１つの供給通路から複数の供給通路に分岐する流体通路を採用したが、それぞれ独立した複数の供給通路からなる流体通路を採用することもできる。その場合には、第２の実施形態と同様に、対向する永久磁石およびコイルを挟む対向部と、スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなる磁路形成部を備えることにより、対向する永久磁石の間において各供給通路を直線状に形成して磁路の形成されていない方向であるスプールの軸線方向に直行する方向において外部とそれぞれ連通させることができる。その結果、スプールを移動させる力を磁路形成部により大きくしつつ、流体の流動抵抗を減少させることができる。
【００８５】
上記各実施形態では、供給通路１１側からスプール２０を通過して排出通路１３，１５側へ流体を流通させる流体制御弁、あるいは供給通路１１１側からスプール２０を通過して排出通路１３，１５側へ流体を流通させる流体制御弁等として本発明を具現化したが、同一の構成において、排出通路１３，１５側からスプール２０を通過して供給通路１１側へ流体を流通させる流体制御弁、あるいは排出通路１３，１５側からスプール２０を通過してそれぞれ供給通路１１１側へ流体を流通させる流体制御弁等として本発明を具現化することもできる。
【００８６】
上記各実施形態では、スリーブ部材１０，１１０，２１０を強磁性体ではない合成樹脂により形成したが、アルミニウム等の強磁性体ではない金属により形成することもできる。
【００８７】
上記各実施形態では、スプール２０の中間部２０ｃを強磁性体で形成し、端部２０ａ，２０ｂをアルミニウムで形成している、あるいはスプール２２０の中間部２２０ｃを強磁性体で形成し、端部２２０ａ，２２０ｂをアルミニウムで形成しているため、異なる材質からなる中間部と端部とを接合する必要がある。これに対して、強磁性体ではない鉄系の材質によりスプールの中間部と端部とを一体に成形し、中間部のみを焼きなますことにより、中間部を強磁性体にするとともに端部を強磁性体ではない材質にすることもできる。このような構成によれば、中間部と端部とが一体で形成されているため、強度を高くすることができるとともに、接合工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図２】図１の流体制御弁の構成を示す正面図。
【図３】図１の流体制御弁の構成を示す側面図。
【図４】図１の４−４線断面図。
【図５】図２の５−５線断面図。
【図６】図４の流体制御弁の動作を示す断面図。
【図７】図１の流体制御弁の動作を示す断面図。
【図８】第２の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図９】図８の９−９線断面図。
【図１０】第３の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図１１】図１０の１１−１１線断面図。
【図１２】第４の実施形態に係る流体制御弁の構成を示す断面図。
【図１３】図１２の１３−１３線断面図。
【図１４】従来の流体制御弁の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００８９】
１０…スリーブ部材、２０…スプール、２０ｃ…強磁性体部分としての中間部、２３ａ，２３ｂ…付勢手段としてのスプリング、４０ａ，４０ｂ…コイル、５０ａ，５０ｂ…永久磁石。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と連通する複数の流体通路が形成されたスリーブ部材と、前記スリーブ部材内に摺動可能に収容された柱状のスプールと、前記スプールを摺動方向に付勢する付勢手段とを備え、前記付勢手段による付勢力に抗して前記スプールをその軸線方向に摺動させることにより前記流体通路の流路面積をそれぞれ調整する流体制御弁において、
前記スプールの軸線方向に延びるように前記スプールに形成された強磁性体部分と、
前記スプールの軸線方向に直交する方向において前記強磁性体部分を挟んで対向して配置されて互いの間に前記軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成するとともに、前記スプールの軸線方向において前記強磁性体部分よりも長く形成された永久磁石と、
前記永久磁石に対して前記スプールの軸線方向に直交する方向に配置されて前記対向する永久磁石を貫く磁界を通電により発生させるコイルと
を備えることを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
前記コイルに通電されていない状態において、前記軸線方向の一方において前記強磁性体部分の端面から前記永久磁石の端面までの長さが、前記流体通路の少なくとも１つを全開または全閉にするために前記スプールを摺動させる長さに等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向に直交する面に沿ってそれらの対向部を一方側から連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、
前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記スプールと前記連結部との間を通って前記スプールに連通する流体通路と、前記スプールに対して前記連結部と反対側で連通するとともに前記スプールを挟んで前記連結部と反対側において外部に連通する流体通路とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、
前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記対向する永久磁石の間において前記スプールの互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともに前記スプールの軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記対向して配置された永久磁石は、前記スプールの軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列された一対の永久磁石からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【請求項６】
前記スプールにおいて前記強磁性体部分を除く部分は強磁性体ではない鉄系の材質で形成されており、前記強磁性体部分は前記鉄系の材質を焼きなますことにより生成される強磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【請求項７】
前記スリーブ部材は強磁性体ではない合成樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【請求項１】
外部と連通する複数の流体通路が形成されたスリーブ部材と、前記スリーブ部材内に摺動可能に収容された柱状のスプールと、前記スプールを摺動方向に付勢する付勢手段とを備え、前記付勢手段による付勢力に抗して前記スプールをその軸線方向に摺動させることにより前記流体通路の流路面積をそれぞれ調整する流体制御弁において、
前記スプールの軸線方向に延びるように前記スプールに形成された強磁性体部分と、
前記スプールの軸線方向に直交する方向において前記強磁性体部分を挟んで対向して配置されて互いの間に前記軸線方向に並んだ反対向きの磁界を形成するとともに、前記スプールの軸線方向において前記強磁性体部分よりも長く形成された永久磁石と、
前記永久磁石に対して前記スプールの軸線方向に直交する方向に配置されて前記対向する永久磁石を貫く磁界を通電により発生させるコイルと
を備えることを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
前記コイルに通電されていない状態において、前記軸線方向の一方において前記強磁性体部分の端面から前記永久磁石の端面までの長さが、前記流体通路の少なくとも１つを全開または全閉にするために前記スプールを摺動させる長さに等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向に直交する面に沿ってそれらの対向部を一方側から連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、
前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記スプールと前記連結部との間を通って前記スプールに連通する流体通路と、前記スプールに対して前記連結部と反対側で連通するとともに前記スプールを挟んで前記連結部と反対側において外部に連通する流体通路とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記対向する永久磁石および前記コイルを挟む対向部と、前記スプールの軸線方向の端部側を通ってそれらの対向部を連結する連結部とからなり、前記コイルの通電により発生する磁界を前記永久磁石に導く磁路形成部を備え、
前記スリーブ部材の複数の流体通路は、前記対向する永久磁石の間において前記スプールの互いに反対となる両側面にそれぞれ連通するとともに前記スプールの軸線方向と直交する方向において外部とそれぞれ連通する流体通路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記対向して配置された永久磁石は、前記スプールの軸線方向に沿って互いに磁極が反対向きに配列された一対の永久磁石からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【請求項６】
前記スプールにおいて前記強磁性体部分を除く部分は強磁性体ではない鉄系の材質で形成されており、前記強磁性体部分は前記鉄系の材質を焼きなますことにより生成される強磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【請求項７】
前記スリーブ部材は強磁性体ではない合成樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１２１６６１（Ｐ２０１０−１２１６６１Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９３８６７（Ｐ２００８−２９３８６７）
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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