(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室と、前記弁室を構成する壁面に開口して圧力流体が流通する入力ポート及び出力ポートとが形成されたバルブボディと、
前記入力ポートと前記出力ポートとが連通する第１位置と、前記入力ポートと前記出力ポートとの連通が遮断される第２位置とに変位可能な状態で前記弁室に配設されたスプールと、
前記バルブボディに設けられて前記スプールの一端面にパイロット流体の圧力を作用させて当該スプールを軸線方向に沿って変位させるパイロット弁機構と、
前記スプールを軸線方向に沿って一方の側へ付勢するスプリングと、
前記スプールの一端面に作用する前記パイロット流体の圧力を取得する第１圧力取得手段と、
前記出力ポートから導出された前記圧力流体の圧力を取得する第２圧力取得手段と、
前記パイロット弁機構を制御する制御部と、を備え、
前記パイロット弁機構は、前記スプールの一端面に前記パイロット流体を導くパイロット流体導入路と、
前記パイロット流体を排出するパイロット流体排出路と、
前記パイロット流体導入路に設けられた比例弁と、
前記パイロット流体導入路を開状態と閉状態とに切り替える導入弁と、
前記パイロット流体排出路を開状態と閉状態とに切り替える排出弁と、を有し、
前記制御部は、前記第１圧力取得手段にて取得された圧力と前記第２圧力取得手段にて取得された圧力とに基づいて前記比例弁の開度を制御する比例弁制御部と、
前記導入弁を制御する導入弁制御部と、
前記排出弁を制御する排出弁制御部と、を含み、
前記スプールは、前記比例弁の開度、前記導入弁の開時間、及び前記排出弁の開時間に応じて変位する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項２】
請求項１記載のスプール弁において、
前記導入弁の開放時間を設定する開放時間設定部をさらに備え、
前記導入弁制御部は、前記開放時間設定部で設定された開放時間に基づいて前記導入弁を開閉する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスプール弁において、
前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記排出弁が開放されるまでの待機時間を設定する待機時間設定部をさらに備え、
前記排出弁制御部は、前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記待機時間設定部で設定された待機時間が経過するまでの間、前記排出弁を閉状態に維持する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスプール弁において、
前記導入弁制御部は、複数回連続して前記導入弁を開閉する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスプール弁において、
前記排出弁制御部は、複数回連続して前記排出弁を開閉する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のスプール弁において、
前記排出弁制御部は、前記導入弁の開状態で前記排出弁を開放する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項７】
請求項１記載のスプール弁において、
前記導入弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記導入弁を開閉し、
前記排出弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記排出弁を開閉する、
ことを特徴とするスプール弁。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のスプール弁において、
前記バルブボディには、前記弁室を構成する壁面に開口する排出ポートが形成され、
前記スプールが前記第２位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとが連通し、前記スプールが前記第１位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとの連通が遮断される、
ことを特徴とするスプール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ポートと出力ポートが形成されたバルブボディの弁室にスプールを配設したスプール弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、緯糸を圧縮空気の噴射により飛ばすエアジェット織機等において、２方弁が広汎に用いられている。この種のエアジェット織機では、大流量の高速弁の適用が希求されている。しかしながら、２方弁を用いた場合、瞬間的に大きな力を必要とするため、２方弁を構成するソレノイドコイルが大型化すると共に消費電力が増大するという不都合がある。また、このような２方弁では、導出流量及び圧力を制御することができない。
【０００３】
導出流量及び圧力を制御することが可能なものとしてスプール弁が知られている。スプール弁は、例えば、複数のポートが形成されたバルブボディの弁室にスプールを配設し、このスプールを軸線方向に沿って変位させることにより、各ポートを開閉するように構成されている。この種のスプール弁として、バルブボディに設けられた比例ソレノイドへの供給電流を制御することにより、スプールを直接変位させてスプールの二次側の圧力を定常的に制御する技術的思想が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８５１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載されているようなスプール弁は、電磁力でスプールを動かすソレノイド方式を採用している。そのため、大流量の圧力流体を導出させる場合には、ソレノイドコイルが大型化すると共に消費電力が増大するという不都合は解消されない。
【０００６】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であっても小型化及び消費電力の削減を図ることができるスプール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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明に係るスプール弁は、弁室と、前記弁室を構成する壁面に開口して圧力流体が流通する入力ポート及び出力ポートとが形成されたバルブボディと、前記入力ポートと前記出力ポートとが連通する第１位置と、前記入力ポートと前記出力ポートとの連通が遮断される第２位置とに変位可能な状態で前記弁室に配設されたスプールと、前記バルブボディに設けられて前記スプールの一端面にパイロット流体の圧力を作用させて当該スプールを軸線方向に沿って変位させるパイロット弁機構と、前記スプールを軸線方向に沿って一方の側へ付勢するスプリングと、前記スプールの一端面に作用する前記パイロット流体の圧力を取得する第１圧力取得手段と、前記出力ポートから導出された前記圧力流体の圧力を取得する第２圧力取得手段と、前記パイロット弁機構を制御する制御部と、を備え、前記パイロット弁機構は、前記スプールの一端面に前記パイロット流体を導くパイロット流体導入路と、前記パイロット流体を排出するパイロット流体排出路と、前記パイロット流体導入路に設けられた比例弁と、前記パイロット流体導入路を開状態と閉状態とに切り替える導入弁と、前記パイロット流体排出路を開状態と閉状態とに切り替える排出弁と、を有し、前記制御部は、前記第１圧力取得手段にて取得された圧力と前記第２圧力取得手段にて取得された圧力とに基づいて前記比例弁の開度を制御する比例弁制御部と、前記導入弁を制御する導入弁制御部と、前記排出弁を制御する排出弁制御部と、を含み、前記スプールは、前記比例弁の開度、前記導入弁の開時間、及び前記排出弁の開時間に応じて変位することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るスプール弁によれば、パイロット流体の圧力を利用してスプールを軸線方向に変位させるため、導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であってもソレノイド方式の従来のスプール弁と比較してスプール弁の小型化及び消費電力の削減を図ることができる。また、パイロット流体の圧力をスプールの一端面に直接作用させるため、パイロット流体の圧力を受けるピストン等をスプールに連結する必要がなく、スプール弁の高速応答化及びコンパクト化を好適に図ることができる。さらに、比例弁の開度に応じてスプールを変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を比例制御することができる。さらにまた、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を所望の圧力（流量）に制御することができる。また、導入弁と排出弁を開閉制御することにより、簡易な構成で、スプールの一端面にパイロット流体の圧力を作用させることができる。
【００１５】
上記のスプール弁において、前記導入弁の開放時間を設定する開放時間設定部をさらに備え、前記導入弁制御部は、前記開放時間設定部で設定された開放時間に基づいて前記導入弁を開閉してもよい。
【００１６】
このような構成によれば、開放時間設定部で設定された導入弁の開放時間に応じてスプールを変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を自在に制御することができる。
【００１７】
上記のスプール弁において、前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記排出弁が開放されるまでの待機時間を設定する待機時間設定部をさらに備え、前記排出弁制御部は、前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記待機時間設定部で設定された待機時間が経過するまでの間、前記排出弁を閉状態に維持してもよい。
【００１８】
このような構成によれば、導入弁を閉塞させてから排出弁が開放するまでの間の待機時間を待機時間設定部にて設定することができるので、簡易な構成で、圧力流体が出力ポートから導出される時間を自在に制御することができる。
【００１９】
上記のスプール弁において、前記導入弁制御部は、複数回連続して前記導入弁を開閉してもよい。この場合、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を段階的に上昇させることができる。
【００２０】
上記のスプール弁において、前記排出弁制御部は、複数回連続して前記排出弁を開閉してもよい。この場合、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を段階的に低下させることができる。
【００２１】
上記のスプール弁において、前記排出弁制御部は、前記導入弁の開状態で前記排出弁を開放してもよい。このような構成によれば、導入弁を閉塞した状態で排出弁を開放する場合と比較して、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を緩やかに低下させることができる。
【００２２】
上記のスプール弁において、前記導入弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記導入弁を開閉し、前記排出弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記排出弁を開閉してもよい。
【００２３】
このような構成によれば、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力（流量）を所望の圧力（流量）に効率的に制御することができる。
【００２４】
上記のスプール弁において、前記バルブボディには、前記弁室を構成する壁面に開口する排出ポートが形成され、前記スプールが前記第２位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとが連通し、前記スプールが前記第１位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとの連通が遮断されてもよい。
【００２５】
このような構成によれば、入力ポートと出力ポートとの連通が遮断された状態で出力ポートと排出ポートとが連通するため、出力ポートの圧力流体を排出ポートから外部に排出することができる。これにより、排出ポートを設けない場合と比較して、当該圧力流体の圧力（流量）を速く低下させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、パイロット流体の圧力を利用してスプールを軸線方向に変位させるため、導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であってもソレノイド方式の従来のスプール弁と比較してスプール弁の小型化及び消費電力の削減を図ることができる。また、パイロット流体の圧力をスプールの一端面に直接作用させるため、パイロット流体の圧力を受けるピストン等をスプールに連結する必要がなく、スプール弁の高速応答化及びコンパクト化を好適に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るスプール弁の斜視図である。
【図２】前記スプール弁の分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】前記スプール弁の回路図である。
【図７】図３に示すスプール弁を構成するスプールが第２位置に位置している状態の説明図である。
【図８】前記スプール弁の制御方法の説明図である。
【図９】第１変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。
【図１０】第２変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。
【図１１】第３変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。
【図１２】第４変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。
【図１３】第５変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係るスプール弁についてその制御方法との関係で好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るスプール弁１０は、スプール弁本体１２と、スプール弁本体１２に設けられたパイロット弁機構１４と、パイロット弁機構１４を囲繞するカバー部１８と、制御部２０とを備えている。
【００３０】
図３に示すように、スプール弁本体１２は、ブロック状のバルブボディ２２と、バルブボディ２２の一端面に開口する弁室２４に配設された円筒状のスリーブ２６と、スリーブ２６の軸線方向に沿って変位可能（摺動可能）な状態でスリーブ２６内に配設されたスプール（主弁）２８と、スプール２８を一端側に付勢するスプリング３０と、スリーブ２６の軸線方向両側に設けられた一対の円環状のエンドプレート３２、３４と、バルブボディ２２の一端面に設けられた保持プレート３６とを有している。
【００３１】
バルブボディ２２には、弁室２４を構成する壁面のうちスプール２８の一端側を指向してエンドプレート３２が当接する当接面３７に開口する呼吸ポート３８が形成されている。呼吸ポート３８は、スプール２８の他端側のエアーを吸排気する。また、バルブボディ２２には、弁室２４を構成する壁面に開口する入力ポート４０、出力ポート４２及び排出ポート（排気ポート）４４がこの順番でスプール２８の軸線方向に沿って等間隔に形成されている。すなわち、入力ポート４０と排出ポート４４との間に出力ポート４２が位置している。
【００３２】
図６から諒解されるように、入力ポート４０は、圧力流体供給源４６に接続された圧力流体導入路４８に連通し、出力ポート４２は、ノズル５０に接続された圧力流体導出路５２に連通している。すなわち、本実施形態に係るスプール弁１０は、圧力流体をノズル５０より噴出させて緯糸を噴出するエアジェット織機に用いることができる。
【００３３】
スリーブ２６には、入力ポート４０に連通する第１孔部５４と、出力ポート４２に連通する第２孔部５６と、排出ポート４４に連通する第３孔部５８とが形成されている。スリーブ２６は、一対のエンドプレート３２、３４によって挟持されることによって軸線方向への移動が規制されている。スリーブ２６の外周面には、シール部材６０を配設するための複数（図示例では４つ）のリング溝６４が形成されている。これらリング溝６４は、第１〜第３孔部５４、５６、５８の各々の両側に位置している。
【００３４】
スプール２８は、スリーブ２６の全長よりも短く形成されており、円柱部材の軸線方向略中央に環状凹部６６を形成したような形状を呈している。すなわち、スプール２８は、一対の大径部６８、７０がくびれ部７２を介して連結した形状となっている。各大径部６８、７０の外周面はスリーブ２６の内面に摺接している。
【００３５】
本実施形態では、スプール２８の他端面がスリーブ２６の他端に位置した状態（スプール２８が第１位置に位置した状態）で、入力ポート４０と出力ポート４２とが環状凹部６６を介して連通すると共に出力ポート４２と排出ポート４４との連通が遮断される（図３参照）。また、スプール２８の一端面がスリーブ２６の一端に位置した状態（スプール２８が第２位置に位置した状態）で、入力ポート４０と出力ポート４２との連通が遮断されると共に出力ポート４２と排出ポート４４とが環状凹部６６を介して連通する（図７参照）。
【００３６】
スプリング３０としては、例えば、圧縮コイルばねを用いることができる。スプリング３０は、その一端部がスプール２８の他端面に形成された凹部７１に配設されると共にその他端部が弁室２４を構成する前記当接面３７に形成された凹部７３に配設されている。これにより、スプール２８がスプリング３０によって一端側に付勢されることとなる。
【００３７】
保持プレート３６は、エンドプレート３４が装着された状態でバルブボディ２２にボルト７４（図２及び図５参照）によって固定されている。保持プレート３６には、エンドプレート３４の中心の孔部７６を介してスリーブ２６内（弁室２４）に連通する連通路７８が形成されている。
【００３８】
保持プレート３６には、スプール２８の一端面に作用するパイロット流体の圧力を取得する第１圧力センサ（第１圧力取得手段）８０が設けられている。第１圧力センサ８０は、エンドプレート３４に形成された貫通孔８２を介してスリーブ２６内（弁室２４）から導かれるパイロット流体と接触可能となっている。また、本実施形態では、スプール２８の二次側の圧力を取得する第２圧力センサ（第２圧力取得手段）８４が圧力流体導出路５２に設けられている（図６参照）。
【００３９】
図２〜図６に示すように、パイロット弁機構１４は、スプール２８の一端面にパイロット流体の圧力を作用させるためのものであって、アダプタプレート８６、比例弁８８、導入弁９０及び排出弁９２を有している。
【００４０】
アダプタプレート８６は、保持プレート３６の一端面に固着されている。アダプタプレート８６には、パイロット流体をスプール２８の一端面に導入するためのパイロット流体導入路９４と、パイロット流体を排出するためのパイロット流体排出路９６とが形成されている（図６参照）。パイロット流体導入路９４は、圧力流体導入路４８に接続している。パイロット流体導入路９４とパイロット流体排出路９６の具体的な構成については追って説明する。
【００４１】
比例弁８８は、パイロット流体導入路９４を開閉するものであって、比例弁本体９８と、パイロット流体が導入される第１ポート１００と、パイロット流体が導出される第２ポート１０２とを有している（図３参照）。
【００４２】
図６から諒解されるように、導入弁９０は、パイロット流体導入路９４を開閉する二方弁として構成されおり、比例弁８８と並列に設けられている。導入弁９０は、導入弁本体１０４と、パイロット流体が導入される第１ポート１０６と、パイロット流体が導出される第２ポート１０８とを有している（図４参照）。
【００４３】
排出弁９２は、パイロット流体排出路９６を開閉する二方弁として構成されている。排出弁９２は、排出弁本体１１０と、パイロット流体が導入される第１ポート１１２と、パイロット流体が導出される第２ポート１１４とを有している（図５参照）。
【００４４】
パイロット流体導入路９４は、圧力流体導入路４８の圧力流体を比例弁８８の第１ポート１００に導く第１導入路１１６と、前記圧力流体を導入弁９０の第１ポート１０６に導く第２導入路１１８と、比例弁８８の第２ポート１０２から導出されるパイロット流体をスプール２８の一端面に導く第３導入路１２０と、導入弁９０の第２ポート１０８から導出されたパイロット流体をスプール２８の一端面に導く第４導入路１２２とを含む。第１導入路１１６と第２導入路１１８とが連通し、第３導入路１２０と第４導入路１２２とが連通している。
【００４５】
パイロット流体排出路９６は、スプール２８の一端面に導かれたパイロット流体を排出弁９２の第１ポート１１２に導く第１排出路１２４と、排出弁９２の第２ポート１１４から導出されたパイロット流体を外部に排出する第２排出路１２６とを含む。第１排出路１２４は、第３導入路１２０及び第４導入路１２２に連通している。
【００４６】
制御部２０は、第１圧力センサ８０、比例弁８８、導入弁９０及び排出弁９２に電気的に接続される複数（図示例では３つ）の配線板１２７、１２８、１２９と、配線板１２９に設けられて図示しない外部機器と接続するための接続端子１３０とを有している。
【００４７】
図６に示すように、制御部２０は、比例弁制御部１３２、導入弁制御部１３４、排出弁制御部１３６、開放時間設定部１３８及び待機時間設定部１４０を有しており、外部機器との通信によってコントロールされる。すなわち、制御部２０と外部機器との間の信号（アナログ信号又はデジタル信号）の送受信は、有線通信及び無線通信のいずれであってもよい。また、制御部２０は、例えば、前記外部機器から出力された信号（圧力波形信号）を受けて、当該信号に基づいて比例弁８８、導入弁９０及び排出弁９２を開閉制御する。このとき、制御部２０は、第１圧力センサ８０及び第２圧力センサ８４の少なくともいずれか一方からの出力信号を受けて比例弁８８、導入弁９０及び排出弁９２をフィードバック制御することができる。
【００４８】
比例弁制御部１３２、導入弁制御部１３４、排出弁制御部１３６、開放時間設定部１３８及び待機時間設定部１４０は、本実施形態では複数の配線板１２７、１２８、１２９に設けられているが、前記外部機器に設けられていてもよい。比例弁制御部１３２、導入弁制御部１３４、排出弁制御部１３６、開放時間設定部１３８及び待機時間設定部１４０を外部機器に設けた場合には、配線板１２７、１２８、１２９を簡素化することができる（例えば、複数の配線板１２７、１２８、１２９のいずれかを削減することができる）ため、スプール弁１０のさらなる小型化を図ることができる。
【００４９】
比例弁制御部１３２は、第１圧力センサ８０及び第２圧力センサ８４の少なくともいずれか一方の出力信号に基づいて比例弁８８の開度を制御する。導入弁制御部１３４は導入弁９０を開閉制御し、排出弁制御部１３６は排出弁９２を開閉制御する。開放時間設定部１３８は導入弁９０の開放時間を設定し、待機時間設定部１４０は導入弁９０が開状態から閉状態に切り替えられてから排出弁９２が開放されるまでの待機時間を設定する。
【００５０】
本実施形態に係るスプール弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、このスプール弁１０の制御方法について説明する。
【００５１】
本実施形態の初期状態において、比例弁８８、導入弁９０、排出弁９２の各々は、閉塞している。すなわち、スプール弁本体１２にパイロット流体が供給されないため、スプリング３０によって押圧されたスプール２８は第２位置に位置している（図７参照）。つまり、入力ポート４０と出力ポート４２との連通が遮断されているため、ノズル５０からの圧力流体の噴出が停止されている。
【００５２】
本実施形態に係る制御方法では、先ず、開放時間設定部１３８が導入弁９０の開放時間を時間ｔ１に設定し、待機時間設定部１４０が待機時間を時間ｔ２に設定する。これら時間ｔ１、ｔ２は、例えば、ノズル５０から噴出される圧力流体に必要な圧力や流量等に基づいて定められ、予め制御部２０に記憶されている。
【００５３】
続いて、図８に示すように、導入弁制御部１３４は、開放時間設定部１３８で設定された時間ｔ１だけ導入弁９０を開放する。導入弁９０が開放されると、導入弁９０の第２ポート１０８から導出されたパイロット流体が第４導入路１２２、保持プレート３６の連通路７８、エンドプレート３４の孔部７６を介してスプール２８の一端面に導かれる。すなわち、パイロット流体の圧力がスプール２８の一端面に作用する。そうすると、スプール２８は、スプリング３０を圧縮させながら他端側に変位する。本実施形態では、スプール２８は、第２位置から第１位置まで変位する。このとき、スプール２８の一端面に作用するパイロット流体の圧力（第１圧力と称することがある）はＰ１ａとなる。
【００５４】
また、スプール２８が第１位置まで変位すると、入力ポート４０と出力ポート４２とが連通するため、入力ポート４０の圧力流体がスプール２８の環状凹部６６を介して出力ポート４２に流通する。そして、出力ポート４２に導かれた圧力流体は、圧力流体導出路５２を介してノズル５０から噴出されることとなる。このとき、圧力流体導出路５２を流通する圧力流体の圧力（第２圧力と称することがある）はＰ１ｂとなる。
【００５５】
そして、導入弁９０が閉塞されると、第１圧力がＰ１ａに維持されると共に第２圧力がＰ１ｂに維持される。すなわち、ノズル５０からは一定圧力の圧力流体が噴出されることとなる。
【００５６】
次に、排出弁制御部１３６は、導入弁９０が閉塞されてから時間ｔ２が経過するまで排出弁９２の閉状態を維持する。そうすると、その閉状態の間、圧力流体がノズル５０から噴出し続けることとなる。このとき、第２圧力はＰ１ｂに維持される。
【００５７】
また、排出弁制御部１３６は、導入弁９０の閉塞から時間ｔ２が経過した後に排出弁９２を開閉する。排出弁９２が開放されると、パイロット流体が第１排出路１２４、排出弁９２の第１ポート１１２、排出弁９２の第２ポート１１４、第２排出路１２６を介して外部に排出される。そうすると、第１圧力が低下するため、スプリング３０に押圧されたスプール２８が第２位置に復帰する。
【００５８】
スプール２８が第２位置に復帰すると、入力ポート４０と出力ポート４２との連通が遮断されると共に、出力ポート４２と排出ポート４４とが連通する。これにより、圧力流体導出路５２の圧力流体が、出力ポート４２、スプール２８の環状凹部６６、排出ポート４４を介して外部に排出される。よって、ノズル５０からの圧力流体の噴出が停止されることとなる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、パイロット流体の圧力を利用してスプール２８を軸線方向に変位させるため、出力ポート４２から導出される圧力流体の流量（導出流量）及び圧力を制御することができ、且つソレノイド方式の従来のスプール弁と比較してスプール弁１０の小型化及び消費電力の削減を図ることができる。また、パイロット流体の圧力をスプール２８の一端面に直接作用させるため、パイロット流体の圧力を受けるためのピストン等をスプール２８に連結する必要がなく、スプール弁１０の高速応答化及びコンパクト化を好適に図ることができる。
【００６０】
また、入力ポート４０と出力ポート４２との連通が遮断された状態で出力ポート４２と排出ポート４４とが連通するため、出力ポート４２の圧力流体を排出ポート４４から外部に排出することができる。これにより、排出ポート４４を設けない場合と比較して、当該圧力流体の圧力（流量）を速く低下させることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態によれば、導入弁９０と排出弁９２を開閉制御することにより、簡易な構成で、スプール２８の一端面にパイロット流体の圧力を作用させることができる。
【００６２】
本実施形態において、上述した制御を行う場合には、比例弁８８及び比例弁制御部１３２を省略しても構わない。この場合、スプール弁１０の構成を一層小型化することができる。後述する第１変形例及び第３変形例についても同様である。
【００６３】
（第１変形例）
次に、本実施形態の第１変形例に係るスプール弁１０の制御方法について図９を参照して説明する。
【００６４】
本変形例では、図９に示すように、先ず、開放時間設定部１３８が導入弁９０の開放時間を時間ｔ３に設定し、待機時間設定部１４０が待機時間を時間ｔ４に設定する。ここで、時間ｔ３は時間ｔ１の半分の時間であり、時間ｔ４は時間ｔ２の半分の時間である。これら時間ｔ３、ｔ４は、例えば、ノズル５０から噴出される圧力流体に必要な圧力や流量等に基づいて定められ、予め制御部２０に記憶されている。
【００６５】
続いて、導入弁制御部１３４は、開放時間設定部１３８で設定された時間ｔ３だけ導入弁９０を開放する。導入弁９０が開放されると、スプール２８がスプリング３０を圧縮させながら他端側に変位する。このとき、第１圧力がＰ２ａ（Ｐ１ａの半分の圧力）となるため、スプール２８は、第１位置と第２位置との中間に位置することとなる。そうすると、第１圧力がＰ１ａである場合と比較して、入力ポート４０と出力ポート４２との連通路の開度が小さく（半分に）なるため、圧力流体導出路５２の圧力流体の圧力（第２圧力）はＰ２ｂ（Ｐ１ｂの半分の圧力）になる。そして、導入弁９０が閉塞されると、第１圧力がＰ２ａに維持されると共に第２圧力がＰ２ｂに維持される。
【００６６】
次に、排出弁制御部１３６は、導入弁９０が閉塞されてから時間ｔ４が経過するまで排出弁９２の閉状態を維持する。そうすると、その閉状態の間、圧力流体がノズル５０から噴出し続けることとなる。このとき、第２圧力はＰ２ｂに維持される。
【００６７】
また、排出弁制御部１３６は、導入弁９０の閉塞から時間ｔ４が経過した後に排出弁９２を開閉する。排出弁９２が開放されると、スプール２８が第２位置に復帰するため、ノズル５０からの圧力流体の噴出が停止されることとなる。
【００６８】
このように本変形例から諒解されるように、本実施形態では、導入弁９０の開放時間（時間ｔ１、ｔ３）を制御することにより、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を制御することができる。また、導入弁９０が開状態から閉状態に切り替えられてから排出弁９２が開放されるまでの待機時間（時間ｔ２、ｔ４）を制御することにより、圧力流体が出力ポート４２から導出する時間を制御することができる。
【００６９】
すなわち、本実施形態によれば、開放時間設定部１３８で設定された導入弁９０の開放時間に応じてスプール２８を変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を自在に制御することができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、導入弁９０を閉塞させてから排出弁９２が開放するまでの間の待機時間を待機時間設定部１４０にて設定することができるので、簡易な構成で、圧力流体が出力ポート４２から導出される時間を自在に制御することができる。
【００７１】
（第２変形例）
次に、本実施形態の第２変形例に係るスプール弁１０の制御方法について図１０を参照しながら説明する。
【００７２】
本変形例では、図１０に示すように、排出弁制御部１３６が排出弁９２を開放すると共に比例弁制御部１３２が比例弁８８を開放する。比例弁８８が開放されると、比例弁８８の第２ポート１０２から導出されたパイロット流体が第３導入路１２０、保持プレート３６の連通路７８、エンドプレート３４の孔部７６を介してスプール２８の一端面に導かれる。すなわち、パイロット流体の圧力がスプール２８の一端面に作用する。そうすると、スプール２８は、スプリング３０を圧縮させながら他端側に変位する。スプール２８が他端側に変位すると、入力ポート４０と出力ポート４２とが連通するため、出力ポート４２から導出された圧力流体がノズル５０から噴出されることとなる。
【００７３】
このとき、排出弁９２は開放されており、比例弁８８からの流入量が排出弁９２の排出量を上回っていることから、スプール２８の一端面に作用するパイロット流体の圧力及び出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力を制御することができる。また、比例弁制御部１３２は、第１圧力センサ８０にて取得された圧力と第２圧力センサ８４にて取得された圧力とに基づいて比例弁８８の開度を制御する。本変形例では、比例弁制御部１３２は、比例弁８８の開度を徐々に大きくする。そうすると、第１圧力及び第２圧力が徐々に上昇することとなる。さらに、比例弁制御部１３２は、比例弁８８の開度を徐々に小さくする。そうすると、第１圧力及び第２圧力が徐々に低下することとなる。なお、本変形例では、所定時間経過後に比例弁制御部１３２が比例弁８８を閉塞すると共に排出弁制御部１３６が排出弁９２を閉塞する。
【００７４】
本変形例によれば、比例弁８８の開度に応じてスプール２８を変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を比例制御することができる。
【００７５】
また、比例弁制御部１３２が、第１圧力センサ８０にて取得された圧力と第２圧力センサ８４にて取得された圧力とに基づいて比例弁８８の開度を制御しているので、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を所望の圧力（流量）に制御することができる。
【００７６】
本変形例は、上述した制御に限定されない。例えば、比例弁制御部１３２は、比例弁８８の開度を段階的に大きくしてもよい。この場合、第１圧力及び第２圧力は、段階的に上昇することとなる。また、比例弁制御部１３２は、比例弁８８の開度を徐々に（連続的に）又は段階的に小さくしても構わない。
【００７７】
本変形例を行う場合には、導入弁９０及び導入弁制御部１３４を省略しても構わない。この場合、スプール弁１０の構成を一層小型化することができる。また、排出弁９２及び排出弁制御部１３６を省略することもできる。この場合、パイロット流体排出路９６から常に一定量のパイロット流体が排出されることとなる。そして、この排出量よりも多い量のパイロット流体を比例弁８８の第２ポート１０２から導出させることにより、スプール２８の一端面にパイロット流体の圧力を作用させることができる。これにより、スプール弁１０の構成をより一層小型化することができる。
【００７８】
（第３変形例）
次に、本実施形態の第３変形例に係るスプール弁１０の制御方法について図１１を参照しながら説明する。本変形例では、図１１に示すように、導入弁制御部１３４が導入弁９０を複数回（図示例では２回）連続して開閉した後、排出弁制御部１３６が排出弁９２を複数回（図示例では２回）連続して開閉する。そうすると、第１圧力及び第２圧力が段階的に上昇した後、段階的に低下することとなる。このように、本変形例によれば、簡易な構成で、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を段階的に上昇させると共に段階的に低下させることができる。
【００７９】
（第４変形例）
次に、本実施形態の第４変形例に係るスプール弁１０の制御方法について図１２を参照しながら説明する。本変形例では、図１２に示すように、導入弁制御部１３４が導入弁９０を開放している状態で排出弁制御部１３６が排出弁９２を開放する。そうすると、第１圧力及び第２圧力は、上昇して一定の圧力に達した後、比較的緩やかに低下することとなる。このように、本変形例によれば、導入弁９０を閉塞した状態で排出弁９２を開放する場合と比較して、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を緩やかに低下させることができる。
【００８０】
（第５変形例）
次に、本実施形態の第５変形例に係るスプール弁１０の制御方法について図１３を参照しながら説明する。本変形例では、図１３に示すように、比例弁制御部１３２が比例弁８８を開放している状態で、導入弁制御部１３４が導入弁９０を開閉し、排出弁制御部１３６が排出弁９２を開閉する。そうすると、第１圧力及び第２圧力は、緩やかに上昇した後で大きく上昇し、大きく低下した後で緩やかに低下することとなる。
【００８１】
本変形例によれば、比例弁８８が開放している状態で導入弁９０及び排出弁９２を開閉しているので、簡易な構成で、出力ポート４２から導出される圧力流体の圧力（流量）を所望の圧力（流量）に効率的に制御することができる。
【００８２】
本変形例は、上述した制御に限定されず、例えば、比例弁８８の開状態で導入弁制御部１３４は導入弁９０を複数回開閉してもよいし、排出弁制御部１３６は排出弁９２を複数回開閉してもかまわない。
【００８３】
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８４】
１０…スプール弁                        １２…スプール弁本体
１４…パイロット弁機構                  ２２…バルブボディ
２４…弁室                              ２８…スプール
３０…スプリング                        ４０…入力ポート
４２…出力ポート                        ４４…排出ポート
８０…第１圧力センサ（第１圧力取得手段）
８４…第２圧力センサ（第２圧力取得手段）
８８…比例弁                            ９０…導入弁
９２…排出弁                            ９４…パイロット流体導入路
９６…パイロット流体排出路              １３２…比例弁制御部
１３４…導入弁制御部                    １３６…排出弁制御部
１３８…開放時間設定部                  １４０…待機時間設定部
【要約】
【課題】導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であっても小型化及び消費電力の削減を図ることができるスプール弁を提供する。
【解決手段】スプール弁１０は、バルブボディ２２と、入力ポート４０及び出力ポート４２が連通する第１位置と入力ポート４０及び出力ポート４２の連通が遮断される第２位置とに変位可能な状態で弁室２４に配設されたスプール２８と、バルブボディ２２に設けられてスプール２８の一端面にパイロット流体の圧力を作用させてスプール２８を軸線方向に沿って変位させるパイロット弁機構１４と、スプール２８を軸線方向に沿って一方の側へ付勢するスプリング３０とを備える。
【選択図】図３【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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