(57)【要約】【課題】電動モータに接続された副弁体に流体の高い圧力がかかることを抑止しながら、流体の流量を制御することが可能な電動駆動式流量制御弁を提供する。【解決手段】流量制御弁１は、ケーシング２と、昇降駆動装置３と、主弁体５と、を備える。昇降駆動装置３の電動モータ３１によって副弁体３３が上方に移動すると、背圧室２０の油が副弁体連通口３３Ｔおよび副弁体油路３３Ｓを通じて排出油路２７から排出される。また、第１油室２１の油がオリフィス２３Ｓにおいて流量調整されながら背圧室２０に流入する。主弁体５に対する背圧室２０、第１油室２１および第２油室２２の圧力のバランスが変化し、主弁体５が開弁する。一方、主弁体５の閉弁時には、背圧室２０の圧力が、副弁体３３の下端面に直接付与されることが阻止される。【選択図】図１
2020012553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体室と、第２流体室と、前記第１流体室および前記第２流体室を連通する流体室連通口と、シリンダ部と、を有するケーシングであって、前記ケーシングには、当該ケーシングの外部から前記第１流体室に流体を受入可能とする受入口と、前記第２流体室から前記ケーシングの外部に流体を排出可能とする排出口とが形成されている、ケーシングと、
電動モータと、
所定の軸方向に沿って主弁体開放位置と主弁体封止位置との間で移動可能なように前記シリンダ部に収容され、流体が入出可能な背圧室を前記シリンダ部との間で形成する主弁体であって、前記流体室連通口を封止可能な主弁体先端部と前記軸方向において前記主弁体先端部とは反対側で前記背圧室に面する主弁体基端部とを有し、当該主弁体が前記主弁体開放位置に配置されると前記主弁体先端部が前記流体室連通口を開放することで前記第１流体室と前記第２流体室との間での流体の流通を許容し、前記主弁体が前記主弁体封止位置に配置されると前記主弁体先端部が前記流体室連通口を封止することで前記第１流体室と前記第２流体室との間における流体の流通を遮断する、主弁体と、
前記第１流体室と前記背圧室とを互いに連通可能な連通路と、
前記連通路に配置され、前記第１流体室から前記背圧室に向かって流れる流体の流量を低下させるように前記流体の流量を調整する流量調整機構と、
前記背圧室に収容される副弁体であって、当該副弁体は、前記ケーシングの外部に連通する副弁体流路と、前記背圧室と前記副弁体流路とを連通する副弁体連通口とを有しており、前記電動モータが発生する駆動力を受けて副弁体開放位置と副弁体封止位置との間で前記主弁体に対して前記軸方向に沿って相対移動可能であり、前記副弁体が前記副弁体開放位置に配置されると前記副弁体連通口を開放し前記背圧室の流体が前記副弁体流路を通じて前記ケーシングの外部に排出されることを許容し、前記副弁体が前記副弁体封止位置に配置されると前記副弁体連通口を封止し前記背圧室と前記副弁体流路との間における流体の流通を遮断する、副弁体と、
を備え、
前記主弁体先端部を前記軸方向に沿って投影した面積をＡＳ、前記主弁体基端部を前記軸方向に沿って投影した面積をＡＴとした場合、前記主弁体がＡＳ＜ＡＴの関係を満たすような形状を有している、電動駆動式流量制御弁。
【請求項２】
前記主弁体は、
前記主弁体基端部を含む第１弁体部と、
前記主弁体先端部を含む第２弁体部と、
を有し、
前記ＡＳ＜ＡＴの関係を満たすように、前記軸方向と直交する断面における前記第１弁体部の最大寸法が前記断面における前記第２弁体部の最大寸法よりも大きく設定されている、請求項１に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項３】
少なくとも前記第１弁体部と前記第２弁体部との段差部と前記シリンダ部とによって画定される副流体室であって、前記主弁体が前記主弁体封止位置から前記主弁体開放位置に移動することに伴って拡張しながら内部に流体を受け入れることが可能なように当該副流体室の一部が開放されている、副流体室を更に備える、請求項２に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項４】
前記副弁体流路に連通し、前記背圧室から前記副弁体流路に流入した流体を前記ケーシングの外部に導く排出流路と、
前記排出流路と前記副流体室とを連通する副連通路と、
を更に備える、請求項３に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項５】
前記流体室連通口は、前記軸方向に沿って見た場合、円形形状を有し、
前記主弁体先端部は、前記軸方向に沿って前記流体室連通口を封止可能な円錐形状を有する、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項６】
前記主弁体は、前記主弁体先端部とは反対側で前記背圧室に連通し前記軸方向に沿って筒状に形成され前記副弁体が進入可能な内部空間と、前記内部空間の前記主弁体先端部側を画定する先端内壁部とを有し、
前記副弁体は、少なくとも前記先端内壁部側の端部に配置された円筒部を有するとともに、当該円筒部に前記副弁体連通口が開口されており、
前記先端内壁部は、前記副弁体の前記円筒部が進入することを許容するとともに周方向全体に亘って前記円筒部に密接する凹部を有する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項７】
前記副弁体連通口は、前記副弁体の前記円筒部の前記軸方向と交差する端面に開口されている、請求項６に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項８】
前記先端内壁部の前記凹部は円錐状に形成されており、前記副弁体が前記副弁体封止位置に配置されると前記凹部の斜面が前記円筒部の前記端面の周縁に周方向全体に亘って密接する、請求項７に記載の電動駆動式流量制御弁。
【請求項９】
前記副弁体連通口は、前記副弁体の前記円筒部の前記軸方向に沿って延びる側面に開口されており、
前記凹部は、前記円筒部が進入可能なように円筒状に形成されており、
前記副弁体連通口は、前記円筒部のうち、前記副弁体の移動に応じて前記円筒部が前記凹部に進入すると前記副弁体連通口が封止され前記副弁体の移動に応じて前記円筒部が前記凹部から脱離すると前記副弁体連通口が前記背圧室に連通する位置に配置されている、請求項６に記載の電動駆動式流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を制御することが可能な電動駆動式流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油や冷媒などの作動流体の流路において当該作動流体の流量を制御するものとして、電動駆動式流量制御弁が知られている。電動駆動式流量制御弁は、ケーシングと、ケーシング内で移動可能な主弁体と、主弁体を移動させる駆動力を発生する駆動源と、当該駆動源の駆動力を受けて当該主弁体に移動力を伝達する副弁体と、を備える。ケーシングには、受入口と、排出口とが形成されており、これらの開口は連通口によって連通されている。主弁体は、連通口を遮断する遮断位置と、連通口を開放する開放位置との間で移動可能とされている。
【０００３】
特許文献１には、上記のような電動駆動式流量制御弁としての電動弁が開示されている。当該電動弁は、弁本体と、弁体と、昇降駆動機構と、開弁ばねと、を備える。弁本体は、弁室と、該弁室に開口する横向きの第１入出口と、前記弁室に開口する縦向きの弁座付き弁口と、及び該弁口に連なる第２入出口と、を有する。弁体は、前記弁口を開閉すべく前記弁室に昇降可能に配在されている。昇降駆動機構は、該弁体を昇降させるための電動モータを有する。開弁ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する。前記弁口の口径と前記弁体の上方に画成される背圧室の室径とが略同一に設定されるとともに、前記弁体内に、前記弁口と前記背圧室とを連通させるべく下端面が開口した均圧通路が設けられている。そして、前記均圧通路の下端開口面積を前記弁口面積で除した値が０.５以上で１.０未満となるように各部の寸法が設定されている。
【０００４】
また、特許文献２には、パイロット動作型バルブが開示されている。当該バルブは、本体と、主ポペット弁と、パイロットピストンと、第１ディスクバネと、パイロットバルブ素子と、アクチュエータと、を備える。本体は、第１ポートと、第２ポートと、前記第１ポートと前記第２ ポートと間に配設されるバルブシートとを有する。主ポペット弁は、前記バルブシートと選択的に係合し制御チャンバーを形成する。前記制御チャンバーの圧力が主ポペット弁の動きを制御する。主ポペット弁は、前記第２ポートと前記制御チャンバーとを連通する開口部を有する。パイロットピストンは、前記主ポペット弁の前記開口部に可動的に受け入れられ、内部にパイロット通路を有する。第１ディスクバネは、前記主ポペット弁に対して前記パイロットピストンを偏倚する。パイロットバルブ素子は、記パイロット通路を開閉するように動作する。アクチュエータは、前記パイロットバルブ素子を動かすために動作可能に結合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３０２７１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された電動弁では、電動機が発生する駆動力によって弁体を所定の位置に保持する必要がある。このため、第１入出口と第２入出口との間を流れる流体の圧力が上昇すると、当該圧力に比例して弁体を保持する駆動力が増大する。この結果、弁体の保持に大きな電力が必要になるという問題があった。一方、特許文献２に記載されたパイロット動作型バルブでは、第１ディスクバネおよびアクチュエータによってパイロットバルブ素子の位置が制御される。このため、バネやアクチュエータなどの機器のヒステリシスによってバルブ素子の位置精度が変動しやすい。更に、油の流れの方向によっては閉弁時にパイロットバルブ素子に第１入出口または第２入出口の油の圧力が直接作用する。このため、パイロットバルブ素子を閉弁状態に保持するために、アクチュエータに大きな駆動力が必要となり消費電力が増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電動モータに接続された副弁体に流体の高い圧力がかかることを抑止しながら、流体の流量を制御することが可能な電動駆動式流量制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に係る電動駆動式流量制御弁は、第１流体室と、第２流体室と、前記第１流体室および前記第２流体室を連通する流体室連通口と、シリンダ部と、を有するケーシングであって、前記ケーシングには、当該ケーシングの外部から前記第１流体室に流体を受入可能とする受入口と、前記第２流体室から前記ケーシングの外部に流体を排出可能とする排出口とが形成されている、ケーシングと、電動モータと、所定の軸方向に沿って主弁体開放位置と主弁体封止位置との間で移動可能なように前記シリンダ部に収容され、流体が入出可能な背圧室を前記シリンダ部との間で形成する主弁体であって、前記流体室連通口を封止可能な主弁体先端部と前記軸方向において前記主弁体先端部とは反対側で前記背圧室に面する主弁体基端部とを有し、当該主弁体が前記主弁体開放位置に配置されると前記主弁体先端部が前記流体室連通口を開放することで前記第１流体室と前記第２流体室との間での流体の流通を許容し、前記主弁体が前記主弁体封止位置に配置されると前記主弁体先端部が前記流体室連通口を封止することで前記第１流体室と前記第２流体室との間における流体の流通を遮断する、主弁体と、前記第１流体室と前記背圧室とを互いに連通可能な連通路と、前記連通路に配置され、前記第１流体室から前記背圧室に向かって流れる流体の流量を低下させるように前記流体の流量を調整する流量調整機構と、前記背圧室に収容される副弁体であって、当該副弁体は、前記ケーシングの外部に連通する副弁体流路と、前記背圧室と前記副弁体流路とを連通する副弁体連通口とを有しており、前記電動モータが発生する駆動力を受けて副弁体開放位置と副弁体封止位置との間で前記主弁体に対して前記軸方向に沿って相対移動可能であり、前記副弁体が前記副弁体開放位置に配置されると前記副弁体連通口を開放し前記背圧室の流体が前記副弁体流路を通じて前記ケーシングの外部に排出されることを許容し、前記副弁体が前記副弁体封止位置に配置されると前記副弁体連通口を封止し前記背圧室と前記副弁体流路との間における流体の流通を遮断する、副弁体と、を備え、前記主弁体先端部を前記軸方向に沿って投影した面積をＡＳ、前記主弁体基端部を前記軸方向に沿って投影した面積をＡＴとした場合、前記主弁体がＡＳ＜ＡＴの関係を満たすような形状を有している。
【０００９】
本構成によれば、電動モータによる副弁体の位置制御によって、主弁体の位置（開閉動作）を高い精度で制御することができる。そして、連通路には流量調整機構が配設されている。このため、第１流体室の高い圧力が副弁体に直接付与されることが抑止され、主弁体の駆動に必要な圧力が背圧室に供給される。この結果、当該圧力に抗して副弁体を駆動する必要がなく、電動モータは副弁体を主弁体に対して相対的に移動させるための駆動力を発生すればよい。このため、電動駆動式流量制御弁の省電力化、小出力化および小型化が実現される。更に、主弁体がＡＳ＜ＡＴの関係を満たすような形状を有している。このため、主弁体が主弁体開放位置から主弁体封止位置に移動する際に、第１流体室と背圧室との間の差圧によって主弁体に作用する力を主弁体封止位置側に設定することができる。このため、必ずしも閉弁用の付勢部材を設けることなく、主弁体を安定して主弁体封止位置に保持することができる。この結果、電動モータにおいて上記のような付勢部材の付勢力に抗するための消費電力を抑制することができるとともに、電動駆動式流量制御弁の部品数を低減することができる。
【００１０】
上記の構成において、前記主弁体は、前記主弁体基端部を含む第１弁体部と、前記主弁体先端部を含む第２弁体部と、を有し、前記ＡＳ＜ＡＴの関係を満たすように、前記軸方向と直交する断面における前記第１弁体部の最大寸法が前記断面における前記第２弁体部の最大寸法よりも大きく設定されていることが望ましい。
【００１１】
本構成によれば、主弁体が第１弁体部と第２弁体部とを有することで、前記ＡＳ＜ＡＴの関係を容易に満たすことが可能となる。
【００１２】
上記の構成において、少なくとも前記第１弁体部と前記第２弁体部との段差部と前記シリンダ部とによって画定される副流体室であって、前記主弁体が前記主弁体封止位置から前記主弁体開放位置に移動することに伴って拡張しながら内部に流体を受け入れることが可能なように当該副流体室の一部が開放されている、副流体室を更に備えることが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、副流体室が密閉されている場合と比較して、主弁体の移動がスムーズに実現される。また、流体が油などのように所定の潤滑性を有している場合には、流体が副流体室に流入することで、主弁体の移動が更にスムーズに実現される。
【００１４】
上記の構成において、前記副弁体流路に連通し、前記背圧室から前記副弁体流路に流入した流体を前記ケーシングの外部に導く排出流路と、前記排出流路と前記副流体室とを連通する副連通路と、を更に備えることが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、排出流路に流入する流体を利用して、副流体室に流体を流入させることができる。
【００１６】
上記の構成において、前記流体室連通口は、前記軸方向に沿って見た場合、円形形状を有し、前記主弁体先端部は、前記軸方向に沿って前記流体室連通口を封止可能な円錐形状を有することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、主弁体先端部が流体室連通口に進入するように主弁体を駆動することで、主弁体先端部の周方向全体において、流体の流出入を安定して阻止することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記主弁体は、前記主弁体先端部とは反対側で前記背圧室に連通し前記軸方向に沿って筒状に形成され前記副弁体が進入可能な内部空間と前記内部空間の前記主弁体先端部側を画定する先端内壁部とを有し、前記副弁体は、少なくとも前記先端内壁部側の端部に配置された円筒部を有するとともに、当該円筒部に前記副弁体連通口が開口されており、前記先端内壁部は、前記副弁体の前記円筒部が進入することを許容するとともに周方向全体に亘って前記円筒部に密接する凹部を有することが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、主弁体の凹部に副弁体の円筒部を進入させることで、背圧室から副弁体流路への流体の排出を阻止することができる。また、副弁体の円筒部に副弁体連通口が開口されているため、背圧室の圧力が副弁体連通口に付与されにくい。このため、閉弁時に副弁体の位置を保持するために大きな電力を消費することが抑止される。
【００２０】
上記の構成において、前記副弁体連通口は、前記副弁体の前記円筒部の前記軸方向と交差する端面に開口されていることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、主弁体の凹部に副弁体の円筒部の下端部を押し付けることで、背圧室から副弁体流路への流体の排出を安定して阻止することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記先端内壁部の前記凹部は円錐状に形成されており、前記副弁体が前記副弁体封止位置に配置されると前記凹部の斜面が前記円筒部の前記端面の周縁に周方向全体に亘って密接することが望ましい。
【００２３】
本構成によれば、主弁体の凹部に副弁体の円筒部の下端部を押し付けることで、背圧室から副弁体流路への流体の排出を更に安定して阻止することができる。
【００２４】
上記の構成において、前記副弁体連通口は、前記副弁体の前記円筒部の前記軸方向に沿って延びる側面に開口されており、前記凹部は、前記円筒部が進入可能なように円筒状に形成されており、前記副弁体連通口は、前記円筒部のうち、前記副弁体の移動に応じて前記円筒部が前記凹部に進入すると前記副弁体連通口が封止され前記副弁体の移動に応じて前記円筒部が前記凹部から脱離すると前記副弁体連通口が前記背圧室に連通する位置に配置されていることが望ましい。
【００２５】
本構成によれば、主弁体の凹部に副弁体の円筒部を進入させることで、背圧室から副弁体流路への流体の排出を阻止することができる。また、主弁体に対する副弁体の相対移動に応じて、副弁体連通口の開口面積が調整され、主弁体の開閉動作を高い精度で制御することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電動モータに接続された副弁体に流体の高い圧力がかかることを抑止しながら、流体の流量を制御することが可能な電動駆動式流量制御弁が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動駆動式流量制御弁の断面図である。
【図２】図１の電動駆動式流量制御弁の油圧回路図である。
【図３】図１の電動駆動式流量制御弁の主弁体が開弁する様子を示す断面図である。
【図４】図１の電動駆動式流量制御弁の主弁体にかかる力を説明するための模式図である。
【図５】図１の電動駆動式流量制御弁における主弁体と副弁体との相対距離Ｘｉに対する副弁体の開口面積の関係を示したグラフである。
【図６】本発明の第１変形実施形態に係る電動駆動式流量制御弁の断面図である。
【図７】図６の電動駆動式流量制御弁の主弁体が開弁する様子を示す断面図である。
【図８】本発明の第２変形実施形態に係る電動駆動式流量制御弁の断面図である。
【図９】本発明の他の変形実施形態に係る電動駆動式流量制御弁の断面図である。
【図１０】本発明の他の変形実施形態に係る電動駆動式流量制御弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る流量制御弁１（電動駆動式流量制御弁）の断面図である。図２は、図１の流量制御弁１の油圧回路図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「左」および「右」の方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係る流量制御弁１の構造を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係る電動駆動式流量制御弁の使用態様などを限定するものではない。本実施形態に係る流量制御弁１は、作動油の流れを制御するものであって、一例として、建設機械の油圧回路に使用される。
【００２９】
図１を参照して、流量制御弁１は、ケーシング２と、昇降駆動装置３と、主弁体５と、を備える。昇降駆動装置３は、電動モータ３１と、回転昇降機３２と、副弁体３３と、を有する。流量制御弁１では、昇降駆動装置３を駆動させることで主弁体５が移動し、ケーシング２に形成された第１ポート２Ａと第２ポート２Ｂとを連通させることで第１ポート２Ａから第２ポート２Ｂに向かって流れる作動油の流量制御を行う。
【００３０】
ケーシング２は、流量制御弁１の各部材を収容または保持する。本実施形態では、ケーシング２は、略直方体形状を有する。ケーシング２は、第１油室２１（第１流体室）と、第２油室２２（第２流体室）と、油室連通口２Ｃ（流体室連通口）と、シリンダ部２Ｓと、を有する。第１油室２１および第２油室２２は、内部に作動油（流体）が収容されることを許容する。第１油室２１は、ケーシング２の底部に形成されている。本実施形態では、第１油室２１は、上下方向に延びる中心軸ＣＬを中心とした円筒状（円柱状）に形成されている。第２油室２２は、第１油室２１の上方に配置されている。第２油室２２は、水平方向に延びるような直方体形状を有する。なお、図１では、第２油室２２が主弁体５の左側部分と右側部分とに分かれているが、これらの部分は、前後方向（図１の紙面と直交する方向）において主弁体５に隣接する部分を通じて互いに連通している。シリンダ部２Ｓは、主弁体５が往復移動（昇降）可能なように、ケーシング２内に形成された円筒状の空間部である。本実施形態では、シリンダ部２Ｓは、第１シリンダ部２Ｓ１と、第２シリンダ部２Ｓ２と、を含む。第１シリンダ部２Ｓ１はシリンダ部２Ｓの上側部分を構成し、第２シリンダ部２Ｓ２はシリンダ部２Ｓの下側部分を構成する。第１シリンダ部２Ｓ１の内径は第２シリンダ部２Ｓ２の内径よりも大きく設定されている。第１シリンダ部２Ｓ１には後記の主弁体５の第１弁体部５１が移動可能に収容されており、第２シリンダ部２Ｓ２には後記の主弁体５の第２弁体部５２が移動可能に収容されている。
【００３１】
油室連通口２Ｃは、第１油室２１の上端部、換言すれば、第２油室２２の下端部（底部）に形成されており、第１油室２１と第２油室２２とを互いに連通する。油室連通口２Ｃは、中心軸ＣＬに沿って見た場合、円形形状を有する。また、ケーシング２の下面部および右側面部にはそれぞれ第１ポート２Ａ（受入口）および第２ポート２Ｂ（排出口）が形成されている。第１ポート２Ａは、ケーシング２の外部から第１油室２１に作動油を受入可能とする。同様に、第２ポート２Ｂは、第２油室２２からケーシング２の外部に作動油を排出可能とする。
【００３２】
電動モータ３１は、制御部７によって制御されるものであって、本実施形態では、中心軸ＣＬ回りに第１回転方向および当該第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転可能とされる。
【００３３】
回転昇降機３２は、電動モータ３１の出力軸に蝶合されているとともに副弁体３３に連結されており、電動モータ３１が発生する回転力を軸方向の移動力に変換する。この結果、電動モータ３１が回転すると、副弁体３３が上下方向に沿って移動する（昇降する）。一例として、回転昇降機３２は、公知のボールねじ機構を有するとともに、高精度な減速ギアを内部に有している。
【００３４】
主弁体５は、上端部が開放された円筒形状を有する。主弁体５は、主弁体基端部５Ｌを含む第１弁体部５１と、主弁体先端部５Ａを含む第２弁体部５２と、円筒空間５Ｓ（内部空間）と、先端内壁部５Ｓ１と、を有する。第１弁体部５１は主弁体５の上側部分を構成し、第２弁体部５２は主弁体５の下側部分を構成する。主弁体先端部５Ａは、主弁体５の先端部であって、下方に向かって先細の円錐形状を有し、油室連通口２Ｃを上方から封止可能とされている。主弁体基端部５Ｌは、主弁体５の基端部であって、前記軸方向において主弁体先端部５Ａとは反対側で後記の背圧室２０に面するように配置されている。円筒空間５Ｓは、第１弁体部５１および第２弁体部５２によって構成されており、円筒状の主弁体５の筒状内部に相当する。また、円筒空間５Ｓは、主弁体先端部５Ａとは軸方向の反対側で背圧室２０に連通しており、前記軸方向に沿って筒状に形成されている。図１に示すように、円筒空間５Ｓには副弁体３３が進入可能とされている。先端内壁部５Ｓ１は、主弁体５の内壁部の一部であって、円筒空間５Ｓの主弁体先端部５Ａ側の端面（円筒空間５Ｓの底面）を画定する。本実施形態では、先端内壁部５Ｓ１は、先端凹部５Ｂを有する。凹部５Ｂは、後記のように、副弁体３３の円筒部３３Ｒが進入することを許容するとともに周方向全体に亘って円筒部３３Ｒに密接する。特に、本実施形態では、凹部５Ｂは、図１に示すように中心軸ＣＬを中心とした円錐状に形成されており、凹部５Ｂの斜面が副弁体３３の円筒部３３Ｒの端面の周縁に周方向全体に亘って密接する。
【００３５】
主弁体５は、中心軸ＣＬ（所定の軸方向）に沿って主弁体開放位置（図３）と主弁体封止位置（図１）との間で移動可能なようにシリンダ部２Ｓに収容されている。また、図１に示すように、主弁体５は、作動油が入出可能な背圧室２０をシリンダ部２Ｓとの間で形成している。当該主弁体５は前記主弁体開放位置に配置されると主弁体先端部５Ａが油室連通口２Ｃを開放することで、第１油室２１と第２油室２２との間での作動油の流通を許容する。また、主弁体５は前記主弁体封止位置に配置されると主弁体先端部５Ａが油室連通口２Ｃを上から封止することで、第１油室２１と第２油室２２との間における作動油の流通を遮断する。主弁体５が上方に移動すると背圧室２０の容積が小さくなり、主弁体５が下方に移動すると背圧室２０の容積が大きくなる。図１に示すように、流量制御弁１は、更に副流体室４０を備える。副流体室４０は、少なくとも第１弁体部５１と第２弁体部５２との段差部とシリンダ部２Ｓとによって画定される空間である。主弁体５が前記主弁体封止位置から前記主弁体開放位置に移動することに伴って拡張しながら内部に作動油を受け入れることが可能なように当該副流体室４０の一部が開放されている。本実施形態では、副流体室４０が後記の副供給油路２６と連通するように副流体室４０が開放されている。したがって、図１に示される状態から図３に示されるように副流体室４０が拡張すると、排出油路２７から副供給油路２６を通じて副流体室４０に作動油が流入する。この際、背圧室２０またはケーシング２の外部（排出ポート２７Ｓ）から副供給油路２６に作動油が流入する。
【００３６】
更に、ケーシング２には、供給油路２３（連通路）と、副供給油路２６と、排出油路２７とが形成されている。供給油路２３は、第１油室２１と背圧室２０とを互いに連通可能な油路である。排出油路２７は、後記のように、副弁体３３を介して背圧室２０から排出された作動油をケーシング２の外部に導く。ケーシング２のうち排出油路２７の末端部分には、排出ポート２７Ｓが配置されている。副供給油路２６は、副弁体３３の副弁体油路３３Ｓと排出ポート２７Ｓとの間から分岐した油路であって、排出油路２７と副流体室４０とを互いに連通する。
【００３７】
また、図１に示すように、供給油路２３はオリフィス２３Ｓ（流量調整機構）を有する。オリフィス２３Ｓは、第１油室２１と背圧室２０との間に配置される。オリフィス２３Ｓは、供給油路２３に圧力損失を発生させるものであって、第１油室２１から背圧室２０に向かって流れる作動油の流量を低下させるように前記作動油の流量を調整する。オリフィス２３Ｓによって主弁体５を駆動するために必要な流体の圧力を背圧室２０に供給することができるとともに、過剰な圧力が背圧室２０に供給されることが抑止される。
【００３８】
副弁体３３は、背圧室２０および主弁体５の円筒空間５Ｓ内に収容されている。本実施形態では、副弁体３３は、中心軸ＣＬ上において直線的に延びる円管部材からなる。換言すれば、副弁体３３は、少なくともその先端部（下端部、先端内壁部５Ｓ１側の端部）に配置された円筒部３３Ｒを有する。副弁体３３の上端部は、回転昇降機３２に接続されている。副弁体３３は、副弁体油路３３Ｓ（副弁体流路）と、副弁体連通口３３Ｔと、を有する。副弁体油路３３Ｓは、副弁体３３の内部に上下方向に沿って延びる油路である。副弁体油路３３Ｓの上端部は、排出油路２７に連通している。副弁体連通口３３Ｔは、副弁体３３の円筒部３３Ｒの下端面（端面）に開口されている。副弁体連通口３３Ｔは、背圧室２０と副弁体油路３３Ｓとを連通する。
【００３９】
副弁体３３は、電動モータ３１が発生する駆動力を受けて副弁体開放位置と副弁体封止位置との間で主弁体５に対して前記軸方向に沿って相対移動可能である。副弁体３３が前記副弁体開放位置に配置されると、副弁体３３の下端部（円筒部３３Ｒ）が主弁体５の先端内壁部５Ｓ１から上方に離間する。この結果、副弁体３３は、副弁体連通口３３Ｔを開放し、背圧室２０の作動油が副弁体油路３３Ｓおよび排出油路２７を通じてケーシング２の外部に排出されることを許容する。一方、副弁体３３が前記副弁体封止位置に配置されると、副弁体３３の下端部が主弁体５の凹部５Ｂの斜面部分に周方向全体に亘って当接する。この結果、副弁体３３は、副弁体連通口３３Ｔを封止し、背圧室２０と副弁体油路３３Ｓとの間における作動油の流通を遮断する。
【００４０】
図３は、図１の流量制御弁１の主弁体５が開弁する様子を示す断面図である。図４は、図１の流量制御弁１の主弁体５にかかる力を説明するための模式図である。図５は、図１の流量制御弁１における主弁体５と副弁体３３との相対距離Ｘｉに対する副弁体３３と主弁体５との間の開口面積の関係を示したグラフである。
【００４１】
本実施形態では、制御部７によって制御される電動モータ３１が、駆動源として回転駆動する。回転昇降機３２は、回転運動と並進運動とを変換することが可能であり、電動モータ３１の回転運動を並進運動（図１の上下方向）に変換し、回転昇降機３２に連結された副弁体３３と共に並進移動する。そして、副弁体３３の動きに連動して主弁体５が並進運動することで、油室連通口２Ｃにおいて第１油室２１と第２油室２２との間の開口面積が変化し、作動油の流量が調整される。以下に、流量制御弁１の動作原理を説明する。
【００４２】
図４を参照して、主弁体５が受ける力について説明する。主弁体５の主弁体先端部５Ａが油室連通口２Ｃを封止している状態において、主弁体先端部５Ａの第１油室２１側の受圧面積（中心軸ＣＬと平行な方向に投影した面積）がＡ１、主弁体先端部５Ａの第２油室２２側の受圧面積がＡ２と定義される。主弁体先端部５Ａの全体の受圧面積がＡＳと定義される（ＡＳ＝Ａ１＋Ａ２）。また、主弁体５の上端部、すなわち、背圧室２０側における受圧面積がＡ３（ＡＴともいう）と定義される。なお、ＡＳ＜ＡＴの関係が満たされるように、主弁体５の第１弁体部５１および第２弁体部５２の形状が設定されている。特に、前記ＡＳ＜ＡＴの関係を満たすように、中心軸ＣＬの軸方向と直交する断面における第１弁体部５１の最大寸法が前記断面における第２弁体部５２の最大寸法よりも大きく設定されている。更に、第１油室２１の圧力がＰ１、第２油室２２の圧力がＰ２、背圧室２０の圧力がＰ３と定義される。また、中心軸ＣＬと平行な軸方向における主弁体５のストローク（変位量）がＸ、副弁体３３のストロークがＸｒ、主弁体５に対する副弁体３３の相対ストローク（相対変位量）がＸｉ（＝Ｘ−Ｘｒ）と定義される。また、油室連通口２Ｃを開放する主弁体５の開口面積がＧ（Ｘ）、副弁体３３の下端部に形成される、副弁体３３と主弁体５との間の開口面積がＨ（Ｘｉ）と定義される。開口面積Ｇ（Ｘ）、Ｈ（Ｘｉ）は、それぞれストロークＸ、Ｘｉの関数である。また、予め設定されたオリフィス２３Ｓの開口面積がＡｍと定義される。更に、油室連通口２Ｃを通じた第１油室２１から第２油室２２への作動油の通過流量がＱ１、副弁体連通口３３Ｔを通じた背圧室２０から排出ポート２７Ｓへの作動油の通過流量がＱ２と定義される。
【００４３】
軸方向における主弁体５に作用する力のバランスを考慮すると、作動油によって主弁体５に対して開弁方向（図１の上方向）に付与される力Ｆａ、Ｆｂは、以下の式１、式２で表すことができる。
Ｆａ＝Ｐ１×Ａ１  ・・・（式１）
Ｆｂ＝Ｐ２×Ａ２  ・・・（式２）
同様に、作動油によって主弁体５に対して閉弁方向（図１の下方向）に付与される力Ｆｃは、以下の式３で表すことができる。
Ｆｃ＝Ｐ３×Ａ３  ・・・（式３）
そして、主弁体５に作用する力Ｆは、以下の式４で表すことができる。
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ−Ｆｃ  ・・・（式４）
式４から、Ｆ＝０の場合、主弁体５は静止する。また、Ｆ＞０の場合、主弁体５は開弁方向に移動し、Ｆ＜０の場合、主弁体５は閉弁方向に移動する。
【００４４】
第１油室２１の圧力が第２油室２２の圧力よりも高い場合に、主弁体５を開弁する動作について、説明する。
＜初期状態（Ｘ＝０）の場合＞
主弁体５が油室連通口２Ｃを封止している閉弁状態の場合、主弁体５および副弁体３３のストロークは、いずれも０である。すなわち、以下の関係式５が成立する。
Ｘ＝０、Ｘｒ＝０、Ｘｉ＝Ｘ−Ｘｒ＝０  ・・・（式５）
この場合、図５に示すように、副弁体３３の開口面積Ｈ（Ｘ）は０であるため、排出ポート２７Ｓから排出される作動油の流量Ｑ２も０である。ここで、排出ポート２７Ｓから排出される作動油の流量Ｑ２は、第１油室２１から背圧室２０に流入する作動油の流量と等しい。そして、オリフィス２３Ｓを通過する作動油の流量も０であるため、第１油室２１の圧力と背圧室２０の圧力とは等しくなる（Ｐ１＝Ｐ３）。したがって、式４を以下の式６に置き換えることができる。
Ｆ＝Ｐ１×Ａ１＋Ｐ２×Ａ２−Ｐ３×Ａ３＜０  ・・・（式６）
すなわち、第１油室２１および第２油室２２の圧力に関わらず、主弁体５は常に油室連通口２Ｃに押し付けられており、第１油室２１から第２油室２２への作動油の流れを遮断することができる。この際、副弁体３３を主弁体５に対して押し付け、両者の相対位置を一定に保持するだけで良いため、電動モータ３１は電力を消費することなく、第１油室２１と第２油室２２との間の流れを遮断することができる。
【００４５】
＜開弁動作について＞
上記の初期状態から、制御部７によって電動モータ３１を回転させ、副弁体３３を上方に移動させると、主弁体５と副弁体３３との相対位置が変化する。この結果、副弁体３３の下端部と主弁体５の凹部５Ｂとの間に隙間が生じ、副弁体連通口３３Ｔから副弁体油路３３Ｓ、排出油路２７を通じて背圧室２０の作動油が排出される。すなわち、排出油路２７を通過する流量Ｑ２が発生する。この結果、第１油室２１から背圧室２０に、流量Ｑ２の作動油が流入する。この際、流量Ｑ２の作動油がオリフィス２３Ｓを通過するため、以下の式７が満たされる。
Ｑ２＝Ｃ×Ａｍ×√（Ｐ１−Ｐ３）＝Ｃ×Ｈ（Ｘｉ）√（Ｐ３）  ・・・（式７）
なお、Ｃはオリフィス２３Ｓの形状や流体諸元から決定される流量係数である。式７から、以下の式８が導かれる。
Ｐ３＝Ａｍ２／（Ｈ（Ｘｉ）２＋Ａｍ２）×Ｐ１  ・・・（式８）
一方、式４は、式１乃至式３から、以下の式９のように表すことができる。
Ｆ＝Ｐ１×Ａ１＋Ｐ２×Ａ２−Ｐ３×Ａ３  ・・・（式９）
式８、式９から、副弁体３３のストロークＸｉが大きくなるにつれて、背圧室２０の圧力Ｐ３は小さくなる。この結果、主弁体５に付与される力Ｆが大きくなり、主弁体５は差圧によって開弁方向に押し上げられる。そして、油室連通口２Ｃを通じて第１油室２１と第２油室２２とが連通し、作動油の流通が可能となる。この際、式９から、Ｆ＝０となるような背圧室２０の圧力Ｐ３、換言すれば、Ｆ＝０となるような副弁体３３の開口面積Ｈ（Ｘｉ）の状態で、主弁体５の位置が保持される。なお、主弁体５が開弁方向に押し上げられると、主弁体５の移動量に比例して副流体室４０が拡張し、この副流体室４０の容積に相当する作動油が副供給油路２６を通って背圧室２０または排出ポート２７Ｓから吸入する。副流体室４０内に溜まった作動油は、主弁体５が移動する際の潤滑油として機能し、主弁体５の動きを滑らかにし、摺動抵抗の低減や焼き付きリスクを低減する効果がある。
【００４６】
上記の作動油の流れを図１、図３に基づいて説明すると、図１の状態から、制御部７によって電動モータ３１が駆動されると、図３の矢印Ｄ１に示すように、副弁体３３が上方に移動する。この結果、副弁体連通口３３Ｔが凹部５Ｂ（図１）から抜け出し、背圧室２０と副弁体油路３３Ｓとが副弁体連通口３３Ｔを通じて連通し、背圧室２０から作動油が排出される（矢印Ｄ２、Ｄ３）。副弁体連通口３３Ｔの開口面積は、副弁体３３の移動量に応じて増大し、やがて一定となる（図５参照）。この結果、第１油室２１（図１）から供給油路２３を通じて背圧室２０に作動油が流入する（矢印Ｄ４）。また、前述のように、排出油路２７内の作動油の一部が副供給油路２６を通じて副流体室４０に流入する（矢印Ｄ５）。そして、背圧室２０と第１油室２１との間の差圧のバランスが変化し、主弁体５が上方に移動する（矢印Ｄ６）。この結果、第１油室２１から第２油室２２に作動油が流入する（矢印Ｄ７）。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、主弁体５を開弁する場合に、第１油室２１の作動油の高い圧力が副弁体３３に直接作用することがない。したがって、電動モータ３１は、副弁体３３の慣性や摩擦抵抗を含む、副弁体３３を移動させるための駆動力を発生させればよい。したがって、第１油室２１の圧力に抗して副弁体３３を保持するために電動モータ３１に大きな電力が必要とされることがない。なお、上記では、主弁体５の自重をゼロとみなしている。主弁体５に作用する作動油の圧力が、たとえば６５０Ｎ（６６ｋｇ）である一方、主弁体５の自重が０．２ｋｇであるため、主弁体５の自重をゼロとみなすことができる。また、主弁体５の自重が更に大きい場合、受圧面積Ａ１、Ａ２が増大するため、上記と同様の効果が奏される。
【００４８】
＜閉弁動作について＞
上記の開弁状態において、制御部７によって電動モータ３１を第２回転方向に回転させ、副弁体３３を下方に移動させると、副弁体３３のストローク量Ｘｉが小さくなり、背圧室２０から排出油路２７に排出される作動油の流量Ｑ２が減少する。この結果、背圧室２０の圧力Ｐ３が上昇し、やがて式９においてＦ＜０になると、主弁体５は差圧によって下方向に押圧され、閉弁方向に移動する。なお、前述の開弁動作と同様に、式９においてＦ＝０なるような相対位置Ｘｉに至ると、主弁体５が停止する。更に、電動モータ３１によって副弁体３３が下降し、最も下方の位置まで移動すると、主弁体５は油室連通口２Ｃに押し付けられ、第１油室２１と第２油室２２との間における作動油の流通が遮断される。なお、主弁体５が主弁体封止位置（図１）に配置されると、背圧室２０の圧力が副弁体３３の下端面（副弁体連通口３３Ｔ）に直接作用しない。この結果、背圧室２０の圧力によって副弁体３３が上方に押し上げられることが抑止される。したがって、閉弁時に背圧室２０の圧力に抗して副弁体３３を保持する必要がなく、電動モータ３１の消費電力が低減される。
【００４９】
ここで、本実施形態に係る流量制御弁１の作用効果を説明するために、主弁体５が本実施形態と異なりＡＳ＞ＡＴの関係を満たすような形状を有している場合について説明する。特に、主弁体５が閉弁動作を行う際を検討すると、主弁体５には前述の式９と同様の力が付与される。前述のように、作動油の流量に対して、主弁体５によって開口される油室連通口２Ｃの開口面積が大きい場合（大開口、小流量）、油室連通口２Ｃにおける圧力損失が小さいため、Ｐ１≒Ｐ２とみなすことができる。この結果、式９は下記の式１０のように置き換えることができる。
Ｆ＝Ｐ１×（Ａ１＋Ａ２）−Ｐ３×Ａ３  ・・・（式１０）
ここで、上記のように、ＡＳ＞ＡＴのため、Ａ１＋Ａ２＞Ａ３の関係が成り立つ。更に、オリフィス２３Ｓの機能から、Ｐ１≧Ｐ３の関係が成り立つため、式１０においてＦ＞０となる。すなわち、ＡＳ＞ＡＴの関係が成立する場合には、主弁体５が主弁体開放位置に留まり、主弁体５を閉止することができない。一方、本実施形態では、ＡＳ≦ＡＴ、換言すれば、Ａ１＋Ａ２≦Ａ３の関係が成り立つため、Ｆ＜０となり、主弁体５に対して閉止方向への力を付与することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、電動モータ３１による副弁体３３の位置制御によって、主弁体５の位置（開閉動作）を高い精度で制御することができる。特に、電動モータ３１自体が有する高精度な回転制御に加えて、回転昇降機３２の減速比に応じて、副弁体３３（主弁体５）の制御バラつきを低減することが可能となる。そして、供給油路２３にはオリフィス２３Ｓが配設されている。このため、第１油室２１の高い圧力が副弁体３３に直接付与されることが抑止される。この結果、このような高い圧力に抗して副弁体３３を駆動する必要がなく、電動モータ３１は副弁体３３を主弁体５に対して相対的に移動させるための駆動力を発生すればよい。このため、流量制御弁１の省電力化、小出力化および小型化が実現される。
【００５１】
更に、主弁体５がＡＳ＜ＡＴの関係を満たすような形状を有している。このため、主弁体５が主弁体開放位置から主弁体封止位置に移動する際に、第１油室２１と背圧室２０と間の差圧によって主弁体５に作用する力を主弁体封止位置側に設定することができる。このため、必ずしも閉弁用の付勢部材を設けることなく、主弁体５を安定して主弁体封止位置に保持することができる。この結果、電動モータ３１において上記のような付勢部材の付勢力に抗するための消費電力を抑制することができるとともに、流量制御弁１の部品数を低減することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、主弁体５が外径の異なる第１弁体部５１と第２弁体部５２とを有することで、前記ＡＳ＜ＡＴの関係を容易に満たすことが可能となる。
【００５３】
更に、本実施形態では、主弁体５が前記主弁体封止位置から前記主弁体開放位置に移動することに伴って拡張しながら内部に流体を受け入れることが可能なように、副流体室４０の一部が開放されている。このような構成によれば、副流体室４０が密閉されている場合と比較して、主弁体５の移動がスムーズに実現される。また、作動油のように潤滑性を有している流体が副流体室４０に流入する場合には、主弁体５の移動が更にスムーズに実現される。
【００５４】
また、本実施形態では、流量制御弁１が、排出油路２７と、副供給油路２６とを備える。このため、背圧室２０またはケーシング２の外部から排出油路２７に流入する作動油を利用して、副流体室４０に作動油を流入させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、ケーシング２の油室連通口２Ｃは、中心軸ＣＬの軸方向に沿って見て円形形状を有し、主弁体５の主弁体先端部５Ａは、油室連通口２Ｃを前記軸方向に沿って封止可能な円錐形状を有する。このため、主弁体先端部５Ａが油室連通口２Ｃに進入するように主弁体５を駆動することで、主弁体先端部５Ａの中心軸ＣＬ周りの周方向全体において、作動油の流出入を安定して阻止することができる。
【００５６】
更に、本実施形態では、主弁体５の凹部５Ｂに副弁体３３の円筒部３３Ｒの下端部を押し付ける（進入させる）ことで、背圧室２０から排出油路２７への作動油の排出を阻止することができる。したがって、副弁体３３内には背圧室２０の圧力が作用しないため、電動モータ３１の電力を抑制することができる。また、副弁体連通口３３Ｔが副弁体３３の円筒部３３Ｒの下端面（軸方向と交差する端面）に配設されているため、円筒部３３Ｒが凹部５Ｂに押し付けられることで、上記の作動油の排出を安定して阻止することができる。更に、円筒部３３Ｒの下端部が円筒形状（直管形状）を有し、円錐状の凹部５Ｂに当接することで、中心軸ＣＬ周りの周方向全体において、シール機能が維持され、作動油の流出入を防止することができる。この結果、上記の作動油の排出を更に安定して阻止することができる。また、副弁体３３の円筒部３３Ｒに副弁体連通口３３Ｔが開口されているため、背圧室２０の圧力が副弁体連通口３３Ｔに付与されにくい。特に、副弁体３３の円筒部３３Ｒの下端面は主弁体５の円筒空間５Ｓの底部に配置されているため、副弁体３３の円筒部３３Ｒの下端面に背圧室２０の圧力がかかりにくい。このため、閉弁時に副弁体３３の位置を保持するために大きな電力を消費することが抑止される。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態に係る流量制御弁１（電動駆動式流量制御弁）について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る電動駆動式流量制御弁として、以下のような変形実施形態が可能である。
【００５８】
（１）上記の実施形態では、副弁体３３の円筒部３３Ｒの下端面に副弁体連通口３３Ｔが開口されるとともに、主弁体５の先端内壁部５Ｓ１に円錐状の凹部５Ｂが設けられる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１の凹部５Ｂは、円筒部３３Ｒの下端部と同様に円筒状に形成されるものでもよい。この場合も、円筒状の凹部５Ｂに円筒部３３Ｒの下端部が進入することで、副弁体連通口３３Ｔを封止することができる。また、副弁体連通口３３Ｔは、円筒部３３Ｒの下端面に開口される態様に限定されるものではない。図６は、本発明の第１変形実施形態に係る電動駆動式流量制御弁１Ａの断面図である。図７は、図６の電動駆動式流量制御弁１Ａの主弁体５が開弁する様子を示す断面図である。
【００５９】
本変形実施形態では、上記の実施形態と比較して、副弁体連通口３３Ｐの配置および主弁体５の凹部５Ｂの形状において相違するため、当該相違点を中心に説明する。主弁体５の先端内壁部５Ｓ１は、前記副弁体３３の前記円筒部３３Ｒが進入するとともに周方向全体に亘って密接することを許容する凹部５Ｂを有する。凹部５Ｂは、円筒形状を有しており、凹部５Ｂの内径は、円筒部３３Ｒの外径よりも僅かに大きく設定されている。一方、左右一対の副弁体連通口３３Ｐが、円筒部３３Ｒの軸方向に沿って延びる側面（周面）に円形に開口されている。一対の副弁体連通口３３Ｐは、副弁体油路３３Ｓに連通している。なお、副弁体連通口３３Ｐの開口形状は、その他の形状でもよい。
【００６０】
副弁体３３の下方向への移動に応じて円筒部３３Ｒが凹部５Ｂに進入すると一対の副弁体連通口３３Ｐが凹部５Ｂの内周面によって封止される。一方、副弁体３３の上方向への移動に応じて円筒部３３Ｒが凹部５Ｂから脱離すると一対の副弁体連通口３３Ｐが背圧室２０に連通する。このような機能が発現される位置に、副弁体連通口３３Ｐが配置されている。
【００６１】
具体的に、図６の状態から、制御部７によって電動モータ３１が駆動されると、図７の矢印Ｄ１１に示すように、副弁体３３が上方に移動する。この結果、副弁体連通口３３Ｐが凹部５Ｂ（図６）から抜け出し、背圧室２０と副弁体油路３３Ｓとが副弁体連通口３３Ｐを通じて連通し、背圧室２０から作動油が排出される（矢印Ｄ１２、Ｄ１３）。副弁体連通口３３Ｐの開口面積は、副弁体３３の移動量に応じて増大し、やがて一定となる（図５参照）。この結果、第１油室２１（図６）から供給油路２３を通じて背圧室２０に作動油が流入する（矢印Ｄ１４）。この際、本変形実施形態においても、排出油路２７から副供給油路２６を通じて作動油の一部が副流体室４０に流入可能とされる（矢印Ｄ１５）。そして、先の実施形態と同様に、背圧室２０と第１油室２１との間の差圧のバランスが変化し、主弁体５が上方に移動する（矢印Ｄ１６）。この結果、第１油室２１から第２油室２２に作動油が流入する（矢印Ｄ１７）。
【００６２】
以上のように、本変形実施形態においても、主弁体５の凹部５Ｂに副弁体３３の円筒部３３Ｒを進入させることで、背圧室２０から副弁体油路３３Ｓへの作動油の排出を阻止することができる。また、主弁体５に対する副弁体３３の相対移動に応じて、副弁体連通口３３Ｐの開口面積が調整され、主弁体５の開閉動作を高い精度で制御することができる。また、本変形実施形態では、副弁体連通口３３Ｐが円筒部３３Ｒの側面に設けられている。このため、副弁体連通口３３Ｐの開口ゲイン（Ｘｉに対するＨ（Ｘｉ）の変化量）における自由度を増すことができる。例えば、副弁体連通口３３Ｐの開口ゲインを下げることで副弁体３３の移動量に対する主弁体５の移動量を小さくすることができるため、開弁動作の精度向上と安定性の向上を図ることができる。
【００６３】
更に、図８は、本発明の第２変形実施形態に係る流量制御弁１Ｂ（電動駆動式流量制御弁）の断面図である。本変形実施形態では、先の第１実施形態に係る流量制御弁１（図１）と比較して、流量制御弁１Ｂが更に閉弁ばね６を備える。
【００６４】
閉弁ばね６は、主弁体５を中心軸ＣＬに沿って前記主弁体封止位置に向かって付勢している。本変形実施形態では、図８に示すように、閉弁ばね６は、背圧室２０および主弁体５の円筒空間５Ｓにおいて、副弁体３３に外嵌されるように配置されている。閉弁ばね６の上端部は、ケーシング２の内壁部（背圧室２０の上面部）に固定され、閉弁ばね６の下端部は、主弁体５の先端内壁部５Ｓ１に固定されている。閉弁ばね６のばね係数がｋｓ、閉弁ばね６のばね設定力（初期状態において主弁体５を付勢する力）が、Ｆｓ０と定義される。この場合、閉弁ばね６が主弁体５に付与するばね力Ｆｓは、以下の式１１で表すことができる。ばね力Ｆｓは、主弁体５の移動量に応じて変化する。
Ｆｓ＝Ｆｓ０＋ｋｓ×Ｘ  ・・・（式１１）
この結果、主弁体５に加わる力は、前述の式９の代わりに、以下の式１２によって表すことができる。
Ｆ＝Ｐ１×Ａ１＋Ｐ２×Ａ２−（Ｐ３×Ａ３＋（Ｆｓ０＋ｋｓ×Ｘ）  ・・・（式１２）
【００６５】
このような構成によれば、流量制御弁１を上下反転した状態（図１で電動モータ３１が下側）で、流量制御弁１に圧油が供給されていない場合であっても、主弁体５が油室連通口２Ｃに押し付けた状態を保持することができる。このため、閉弁ばね６は、主弁体５の自重を支える程度のばね力Ｆｓ（ばね係数ｋｓ）を備えていればよい。このように、本変形実施形態では、閉弁ばね６のばね力Ｆｓによって主弁体５を油室連通口２Ｃに押し付けることができる。このため、流量制御弁１の搬送、輸送時などに、主弁体５が作業者に意図に反して移動することが抑止され、主弁体５とシリンダ部２Ｓとの摺動部分や副弁体３３に傷がつくことが防止される。更に、上記の各変形実施形態においても、副弁体３３の下端面に背圧室２０の圧力が付与されにくく、電動モータ３１の消費電力が低減される。
【００６６】
本発明は、上述したものに限られない。例えば、図９および図１０に示すものでは、副弁体３３の上昇または下降に関わらず、副弁体油路３３Ｓと排出油路２７の連通が保たれるよう、排出油路２７の入口が上方に延びる形状を有している。
【符号の説明】
【００６７】
１、１Ａ、１Ｂ  流量制御弁
２  ケーシング
２０  背圧室
２１  第１油室（第１流体室）
２２  第２油室（第２流体室）
２３  供給油路（連通路）
２３Ｓ  オリフィス（流量調整機構）
２６  副供給油路（副連通路）
２７  排出油路（排出流路）
２７Ｓ  排出ポート
２Ａ  第１ポート（受入口）
２Ｂ  第２ポート（排出口）
２Ｃ  油室連通口（流体室連通口）
２Ｓ  シリンダ部
３  昇降駆動装置
３１  電動モータ
３２  回転昇降機
３３  副弁体
３３Ｐ  副弁体連通口
３３Ｒ  円筒部
３３Ｓ  副弁体油路
３３Ｔ  副弁体連通口
４０  副流体室
５  主弁体
５１  第１弁体部
５２  第２弁体部
５Ａ  主弁体先端部
５Ｂ  凹部
５Ｌ  主弁体基端部
５Ｓ  円筒空間（内部空間）
５Ｓ１  先端内壁部
６  閉弁ばね
７  制御部
ＣＬ  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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