(57)【要約】【課題】  作動液として水を用いた水圧方向・流量制御弁を提供する。【解決手段】水圧方向・流量制御弁は、耐錆性材料から構成される筐体及びスプールを備え、筐体は、第１の押圧室、第２の押圧室、入力ポート、第１の出力ポート、第２の出力ポート及びドレインポートを有し、スプールはその両端部が第１及び第２の押圧室に設置され、第１及び第２の押圧室に接続された正逆回転可能なポンプによって、その位置が制御され、その位置に応じて、入力ポートと第１の出力ポート、又は入力ポートと第２の出力ポートとを連通することができる。また、筐体とスプールとの間には、スプールを作動水により押圧する軸受を備えることで、筐体とスプールとの摩擦抵抗を低減する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、スプールとを備え
前記筐体は、第１の押圧室、第２の押圧室、入力ポート（Ｐポート）、第１の出力ポート（Ａポート）、第２の出力ポート（Ｂポート）、及びドレインポート（Ｄｒポート）、を有し、
前記スプールは、第１の連通部、第２の連通部及び第３の連通部を有し、
前記スプールの一端部は、前記第１の押圧室内に位置し、他端部は前記第２の押圧室内に位置し、
前記スプールは、前記筐体内で摺動可能に支持され、
前記スプールは、前記筐体内の位置に依存して、
前記第１の連通部が前記入力ポートと前記第１の出力ポートとを連通し、前記第３の連通部が前記ドレインポートと前記第２の出力ポートとを連通する状態と、
前記第１の連通部が前記入力ポートと前記第２の出力ポートとを連通し、前記第２の連通部が前記ドレインポートと前記第１の出力ポートとを連通する状態とを選択に可能とし、
前記第１の押圧室及び前記第２の押圧室は、それぞれ作動水を導入するための第１のパイロットポート及び第２のパイロットポートを有し、
前記筐体及び前記スプールは、耐錆性材料により形成され、
前記第１のパイロットポート及び前記第２のパイロットポートは、正逆回転可能な制御ポンプに接続されていることを特徴とする
水圧方向・流量制御弁。
【請求項２】
前記スプール又は筐体の耐錆性材料は、フェライト系ステンレス、２相ステンレス又は耐水性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の水圧方向・流量制御弁。
【請求項３】
前記スプールの位置を検出する位置検出器を備えることを特徴とする
請求項１又は２記載の水圧方向・流量制御弁。
【請求項４】
前記スプールは、前記筐体との間に、第１の軸受及び第２の軸受を備え、
前記第１の軸受及び前記第２の軸受は、それぞれ第１の押圧室、第２の押圧室に連通する溝を有することを特徴とする請求項１記載の水圧方向・流量制御弁。
【請求項５】
前記スプールは、前記筐体との間に、多孔質材料により構成される第３の軸受及び第４の軸受を備え、
前記第３の軸受及び前記第４の軸受の一端部は、それぞれ第１の押圧室、第２の押圧室に連通することを特徴とする請求項１記載の水圧方向・流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧方向・流量制御弁、特に作動液に水を採用した水圧方向・流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
液圧アクチュエータは、電気モーターを使用したアクチュエータに比べ、小型、軽量で大きな力を得ることができる。液圧アクチュエータを作動させるための液圧回路においては、液圧方向及び流量を制御するために切換弁及び制御弁が使用されている。  
このような液圧回路に使用される作動液は、潤滑性、防錆性等の理由で、油が使用されており、特許文献１には、油圧回路で使用するための方向切換及び流量制御が可能な方向切換弁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液圧アクチュエータは、上記の利点に加え、さらに電気的ノイズの影響を受けないという利点がある。この点に着目し、原子力プラント等の放射線レベルの高い環境下において遠隔操作する調査ロボットや作業ロボット等を駆動する動力源として好適に使用できるといった新規な用途が考えられる。
【０００５】
しかしながら、液圧アクチュエータの作動液に油を使用した場合、異常高温による火災の発生等の虞や、何らかの不慮の事故や故障、経年劣化等の原因により作動油が漏れると、原子炉の冷却水を汚染する虞がある。
また、作動油は、高分子であり、中性子のエネルギーを吸収する炭素及び水素を多く含む。油は熱伝導率が低く、中性子が飛行する経路において、吸収した中性子のエネルギーにより局所的に温度が上昇することで作動油の分子構造（特性）が変わり、場合によっては液圧回路の動作特性を劣化させる虞もある。
さらに、万が一作動油が放射能汚染された場合、作動油を構成する物質に依存した最適な処理を施して保管管理等する必要がある。また、放射性同位体の半減期が極端に長い炭素を多く含有する作動油を保管する場合、半永久的に保管しなければならなくなると考えられる。
【０００６】
以上の検討から、本願発明者は、液圧アクチュエータの作動液に水を用いることで、上記のすべての問題を解決できると考えた。しかし、単に作動液を油から水に変更するだけでは、水摩擦抵抗や錆等、種々の問題を生ずることが、その後の実験により分かってきた。
特に、水は潤滑性が乏しいため、摺動部での摩擦が増大することになる。その結果、切換弁及び制御弁において、スプールを移動させる応答性が劣化し、さらに流量を正確に制御することが困難となる。
【０００７】
上記課題を鑑み、本発明は、作動液として油ではなく水を使用する液圧回路に用いる水圧方向・流量制御弁を提供することを目的とする。
以下、簡単のため、水圧方向・流量制御弁を制御弁と称することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る水圧方向・流量制御弁は、
筐体と、スプールとを備え
前記筐体は、第１の押圧室、第２の押圧室、入力ポート（Ｐポート）、第１の出力ポート（Ａポート）、第２の出力ポート（Ｂポート）、及びドレインポート（Ｄｒポート）、を有し、
前記スプールは、第１の連通部、第２の連通部及び第３の連通部を有し、
前記スプールの一端部は、前記第１の押圧室内に位置し、他端部は前記第２の押圧室内に位置し、
前記スプールは、前記筐体内で摺動可能に支持され、
前記スプールは、前記筐体内の位置に依存して、
前記第１の連通部が前記入力ポートと前記第１の出力ポートとを連通し、前記第３の連通部が前記ドレインポートと前記第２の出力ポートとを連通する状態と、
前記第１の連通部が前記入力ポートと前記第２の出力ポートとを連通し、前記第２の連通部が前記ドレインポートと前記第１の出力ポートとを連通する状態とを選択に可能とし、
前記第１の押圧室及び前記第２の押圧室は、それぞれ作動水を導入するための第１のパイロットポート及び第２のパイロットポートを有し、
前記筐体及び前記スプールは、耐錆性材料により形成され、
前記第１のパイロットポート及び前記第２のパイロットポートは、正逆回転可能な制御ポンプに接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る水圧方向・流量制御弁は、
前記スプール又は筐体の耐錆性材料は、フェライト系ステンレス、２相ステンレス又は耐水性樹脂であることを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすることにより、筐体及びスプールの腐食（錆）を防止しながら作動液として水を使用し、スプールの位置に従って作動水の流れる方向、流量の制御（又は切換）をすることができる水圧方向・流量制御弁を提供することができる。その結果、原子力プラント等のような放射線レベルの高い環境においても使用可能な作動液の方向・流量制御弁を提供できる。
特に正逆転可能な、すなわち双方向に作動水を供給できる制御ポンプにより第１の押圧室及び第２の押圧室内の作動水の圧力を制御するため、正確且つ応答性よく、第１の出力ポート及び第２の出力ポートの水圧方向の切換及び流量制御を行うことができる。
【００１１】
また、作動液として油を使用しないため、原子炉の冷却水中においても作業が可能となる。また、油のように放射線による分子構造の変化が生じることがないため、水圧方向・流量制御弁は特性の劣化を防止できる。また、万が一水が放射能汚染された場合、原子炉で使用する冷却水とともに適切な処理を施すことができる。油を作動液として使用する場合と異なり、汚染された物質の性状に合わせて、新たな除染処理等の処理方法を開発する必要もない。また作動水は、放射性同位体の半減期が極端に長い炭素を含まない。
【００１２】
また、特に、スプールを耐錆性のフェライト系ステンレス、２相ステンレス又は耐水性樹脂とすることで、作動液に水を用いることができ、さらにフェライト系ステンレス、２相ステンレスとすることで放射線レベルの高い環境においてもスプールの位置検出が可能な検出器（例えば差動トランス）を容易に設置可能とすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る水圧方向・流量制御弁は、
前記スプールの位置を検出する位置検出器を備えることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることで、スプールの位置を位置検出器により実測し、その位置の実測値をフィードバックして制御ポンプを制御することでスプールの位置を制御することが可能となり、作動水の流量制御を正確に実行することが可能となる。
なお、制御弁から出た水の流量を計測することで、作動水の流量制御を実行することも可能である。
【００１５】
また、本発明に係る水圧方向・流量制御弁は、
前記スプールは、前記筐体との間に、第１の軸受及び第２の軸受を備え、
前記第１の軸受及び前記第２の軸受は、それぞれ第１の押圧室、第２の押圧室に連通する溝を有することを特徴とする。
【００１６】
このような構成とすることで、第１の軸受及び第２の軸受は、作動水によってスプールを押圧する軸受として機能し、第１の軸受及び第２の軸受の溝には、第１の押圧室、第２の押圧室から作動水が供給されるため、摩擦を低減するとともに、摩擦熱を効果的に排出することができる。
【００１７】
また、本発明に係る水圧方向・流量制御弁は、
前記スプールは、前記筐体との間に、多孔質材料により構成される第３の軸受及び第４の軸受を備え、
前記第３の軸受及び前記第４の軸受の一端部は、それぞれ第１の押圧室、第２の押圧室に連通することを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることで、第３の軸受及び第４の軸受は、作動水によってスプールを押圧する軸受として機能し、多孔質の第３の軸受及び第４の軸受の空隙には、第１の押圧室、第２の押圧室から作動水が供給されるため、摩擦を低減するとともに、摩擦熱を効果的に排出することができる。
また、多孔質であるため、第３の軸受及び第４の軸受は作動水を流すための溝を形成する必要がなく、製作が容易である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、作動液に水を採用する液圧回路に使用する水圧方向・流量制御弁を提供することができる。特に、原子力プラント等の放射能レベルの高い環境下においても本方向・流量制御弁を好適に使用できる。
以下、簡単のため、「水圧方向・流量制御弁」を、単に「制御弁」と称することがある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１による制御弁の断面図及びその水圧回路図。
【図２】実施形態１による制御弁の一動作状態を示す断面図及びその水圧回路図。
【図３】実施形態２による制御弁の断面図及び軸受の拡大図。
【図４】実施形態２による軸受の溝の構成を示す上面図及び断面図。
【図５】実施形態３による制御弁の断面図及び軸受の拡大図。
【図６】制御弁の断面図及び第１のプレートの正面図。
【図７】位置検出器として差動トランスを用いた場合の、第１の押圧室の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による制御弁１（液圧方向・流量制御弁）の断面図及び制御弁１を備えた水圧回路図を示す。
液密な筐体２中に設置されたスプール３の両端は、第１の押圧室４と第２の押圧室５に設けられた第１のスプリング６及び第２のスプリング７により押圧されている。スプール３の断面は、好適には円形状に構成されているが、それに限定されるものではない。
【００２３】
第１のスプリング６及び第２のスプリング７は、同じ弾性力を有するスプリングとすることで、スプール３を中央に位置させることができるが、それぞれ異なる弾性力を有するスプリングで構成することも可能である。
【００２４】
筐体２は、第１の押圧室４及び第２の押圧室５にそれぞれ連通する第１のパイロットポート８及び第２のパイロットポート９が設けられている。
第１のポート８又は第２のポート９から作動液である水（作動水）を導入し、スプール３の各端部を作動水により押圧することができる。
【００２５】
スプール３は、第１の支持部６３及び第２の支持部６４を備え、第１の支持部６３及び第２の支持部６４は筐体２と摺動可能に接触している。但し、摩擦抵抗を低減するため、第１の支持部６３及び第２の支持部６４と筐体２との間には、水膜が形成できる程度の空隙が存在する。水の動粘性係数は油の１／３０程度と小さく、漏れやすいため、スプール３と筐体２との隙間は、好適には１〜１５μｍである。
【００２６】
スプール３の両端部に加えられた水圧差によって、スプール３を第１のスプリング６及び第２のスプリング７の付勢力に抗して移動させることができるように、スプール３は筐体２に対して摺動可能に設置されている。
なお、後述するように第１のスプリング６及び第２のスプリング７を用いずにスプール３の両端部に対する作動水による押圧力のみによって、スプール３の位置を確定、制御することも可能である。
【００２７】
筐体２は、入力ポートであるＰポート１０、第１の出力ポートであるＡポート１１、第２の出力ポートであるＢポート１２及びドレインポート１３を備え、Ｐポート１０はＡポート１１とＢポート１２との間に位置する。
スプール３の位置は、第１のパイロットポート８又は第２のパイロットポート９に導入する作動水の水圧を調整することにより制御することができる。
スプール３の位置に依存して、入力ポート１０と第１の出力ポート１１とが連通し、ドレインポート１３と第２の出力ポート１２とが連通する状態、又は入力ポート１０と第２の出力ポート１２とが連通し、ドレインポート１３と第１の出力ポート１１とが連通する状態を選択することができる。
【００２８】
なお、図１においては、筐体２は一体で構成されているが、筐体２内にスプール３、第１のスプリング６及び第２のスプリング７を設置するために、図１中の点線で分割されて示すように、スプール３を設置する中央部と、第１のスプリング４及び第２のスプリング５を設置する２つの両端部から構成することができる。スプール３、第１のスプリング４及び第２のスプリング５を中央部に設置後、両端部と中央部とを液密に連結し筐体２を構成することができる。
【００２９】
筐体２、スプール３、第１のスプリング６及び第２のスプリング７には水が接するため、耐腐食性を有する例えば真鍮やステンレスを使用する。ステンレスとしては、特に耐腐食性に優れたオーステナイト系ステンレスが使用できる。また、オーステナイト系ステンレスと比較し、熱伝導率が高く、熱膨張率が小さいフェライト系ステンレスも好適に使用できる。また、スプール３に対して、後述する目的においては強磁性を有するフェライト系ステンレスが、好適に使用できる。さらに、スプール３に対して、オーステナイトとフェライトの二相混合である２相ステンレスも好適に使用できる。
なお、分離されたセンサ部を締結して用いることが可能であるため、スプール又は筐体の材料として好適なステンレスに代わる他の耐錆性材料としては、耐水性樹脂を用いてもよい。
【００３０】
また、筐体２として真鍮を使用することも可能である。スプール３を覆うように支持する筐体２の材料として、スプール３より熱膨張率の大きい材料を使用することにより、温度の上昇によって筐体２及びスプール３が熱膨張してもスプール３の摺動性の低下を防止できる。そのため、スプール３にステンレスを使用し、筐体２に（ステンレスより熱膨張率の大きい）真鍮を使用することが好適である。さらに真鍮の熱伝導率はステンレスより高く、制御弁１の温度の不均一を緩和する効果がある。特に、原子力プラントのように、高温環境下での使用目的においては、温度の影響を考慮した上記の材料構成とすることが必要である。
【００３１】
第１のパイロットポート８及び第２のパイロットポート９には、それぞれ第１のパイロット通路１４及び第２のパイロット通路１５が接続されている。第１のパイロット通路１４及び第２のパイロット通路１５は、正逆転可能な制御ポンプ１６の給排水口に接続されている。
正逆転可能な制御ポンプ１６は、その駆動源の回転方向について、正転、逆転方向を選択でき、液体の流れ方向を双方向に切換できるとともにその流量（及び圧力）を制御できる。
制御ポンプ１６は、例えば図示しないマイコン等の演算処理装置により回転方向及び回転数が制御可能なサーボモーターやステッピングモーターを動力源とし、第１のパイロット通路１４又は第２のパイロット通路１５へと作動水を送る。制御ポンプ１６を演算処理装置により制御することで、第１のパイロットポート８及び第２のパイロットポート９に導入する作動水の圧力を制御することができる。
【００３２】
このように、正逆転可能な制御ポンプ１６を用いることにより、第１のパイロットポート８から第２のパイロットポート９方向、又は第２のパイロットポート９から第１のパイロットポート８方向の作動水の流れを選択することができ、双方向に作動水を流すことができる。
例えば、制御ポンプ１６により第２のパイロットポート９から第１のパイロットポート８方向へ作動水を流す場合、第１の押圧室４は作動水により加圧され、第２の押圧室５が減圧される。
また、制御ポンプ１６を逆転させると（又は、制御ポンプ１６の動力源であるモーターを逆転させると）、第１の押圧室４は作動水により減圧され、第２の押圧室５が加圧される。さらに第１の押圧室４及び第２の押圧室５の圧力は、制御ポンプ１６による作動水の流量により制御できる。また、文献１のように作動液をタンクに戻す構成ではなく、第１の押圧室４、制御ポンプ１６、及び第２の押圧室５の実質的に閉じた回路により圧力制御を行うため、効果的にスプール３を双方向に移動させるとともに移動距離を制御することができる。
なお、実質的に閉じた回路であるとは、スプール３と筐体２との摺動部において、ドレインポート１３側へ流出する一部の作動水を除き、第１の押圧室４、制御ポンプ１６、及び第２の押圧室５によって作動水が閉じた回路であることを意味する。
また、後述するようにスプール３の移動距離に依存して、第１の出力ポート１１及び第２の出力ポート１２から吐出される作動水の流量を制御することができる。その結果、制御弁１に制御ポンプ１６を接続した上記の水圧回路によって、制御弁１を駆動させ、方向及び流量制御弁として機能させることができる。
【００３３】
また、図１に示すように、水圧回路には低圧優先型のシャトル弁３３が設置されている。制御ポンプ１６により減圧された側の通路（第１のパイロット通路１４又は第２のパイロット通路１５の一方）とドレイン通路２４（又はタンク２６）との間に所定の圧力差が生じた場合、ドレイン通路２４から減圧された側の通路へ作動水が流れ、上記の第１の押圧室４、制御ポンプ１６、及び第２の押圧室５の実質的に閉じた回路に補充される構成となっている。このように、シャトル弁３３を用いることで、安定して第１の押圧室４及び２の押圧室５の圧力制御が可能となる。シャトル弁３３は、キャビテーションの発生による制御弁１の誤動作を防止する効果もある。
この場合、ドレイン通路２４に接続されているタンク２６内の作動水の圧力を、一定に保持する。例えば、タンク２６内で作動水の液面を大気と接することにより作動水の圧力を大気圧に保持できるが、タンク２６内で作動水の液面を大気と接する代わりにアキュムレータを接続し、タンク２６内の作動水の圧力を一定（例えば１気圧等）に保持してもよい。
なお、シャトル弁３３は、図１の回路図に示すように、２つの逆止弁により構成してもよい。
【００３４】
なお、文献１のように２つの電磁弁を用いた場合、２つの電磁弁を同期して制御する必要があるが、上記制御弁１は電磁弁を使用しないため、制御が容易である。
さらに、作動液に水を用いた場合、油と比較して潤滑性に劣り摩擦が増大するため、文献１のように電磁弁で制御する方法では電磁弁の駆動力が不足し、電磁弁のバルブ移動が円滑でなく、さらに応答性が劣化し、２つの電磁弁を同期して制御することが困難になる。そのため精度よく圧力制御ができない。
しかし、１台の正逆転可能な制御ポンプ１６を用いることにより、第１の押圧室４及び第２の押圧室５の両方の圧力を同時に、同期して制御できる。また、スプール３を移動させるための十分な駆動力を得ることができる。
さらに、第１の押圧室４及び第２の押圧室５の圧力差を直接制御でき、その圧力差でスプール３を移動させるため、文献１のようにスプール位置決め用スプリングと作動液の圧力との釣り合いにより制御する必要がなく、スプリングを用いることなくスプール３の移動（位置）を制御することも可能となる。
また、第１の押圧室４と第２の押圧室５内の作動水の総容積は一定であり、上述のとおり閉じた回路であるため、制御ポンプ１６により第１の押圧室４及び第２の押圧室５の一方から他方へ移動する作動水の総流量を制御することにより、スプール３の移動（位置）を制御することも可能である。なお、総流量は、制御ポンプ１６の給排水口部に流量計を設置して時間積分により検出できるが、制御ポンプ１６のモータの回転数によっても検出できる。
【００３５】
以下、さらに詳細に制御弁１の動作について説明する。
上述のように、スプール３の両端部は、第１のスプリング６及び第２のスプリング７によって付勢力が加えられている。第１のパイロットポート８及び第２のパイロットポート９に導入する作動水によって第１の押圧室４と第２の押圧室５との間の水圧の差が、スプール３の両端部に加えられている付勢力より高くなると、スプール３が移動する。スプール３の移動量及び移動方向は、第１のパイロットポート８及び第２のパイロットポート９に導入する作動水の圧力によって制御できる。例えば、第１の押圧室４側の水圧が高い場合、スプール３は第２の押圧室５側に移動する。フックの法則に従い第２のスプリング７の付勢力が増大し、作動水の圧力差と第２のスプリング７の付勢力とが釣り合う位置までスプール３が移動する。従って、第１のパイロットポート８及び第２のパイロットポート９に導入する作動水を制御ポンプ１６によって制御することで、スプール３の両端に加えられる圧力差を制御できるため、スプール３の移動方向及び移動量を容易に制御できる。
【００３６】
図１に示すように、第１のスプリング６及び第２のスプリング７は第１のプレート３１及び第２のプレート３２を介してスプール３に付勢力を加えているが、第１のプレート３１及び第２のプレート３２を省き直接スプール３と接触し、付勢力を与えてもよい。
第１のプレート３１及び第２のプレート３２を設置することにより、第１のスプリング６及び第２のスプリング７とスプール３とが摩擦により互いに損傷することを防止するとともに、第１のスプリング６及び第２のスプリング７の付勢力を均等にスプール３に伝達することも可能となる。
第１のプレート３１及び第２のプレート３２は、第１のスプリング６、第２のスプリング７及びスプール３と比較して硬度の低い材料が好適に使用でき、定期的に交換すればよい。
なお、スプール３は、第１のプレート３１及び第２のプレート３２に対して摺動する（図２参照）。
【００３７】
図１に示すように、スプール３は、第１の弁体６１及び第２の弁体６２を有しており、これらの弁体は、バルブの弁として機能する。第１の弁体６１及び第２の弁体６２は、スプール３が中央に位置する状態では、第１の出力ポート１１及び第２の出力ポート１２を閉鎖し、入力ポート１０は、第１の出力ポート１１及び第２の出力ポート１２のいずれにも連通しない。
【００３８】
スプール３は、第１の弁体６１と第２の弁体６２との間に第１の凹部２７を備えている。スプール３が、移動することにより、入力ポート１０は、第１の凹部２７を介して、第１の出力ポート１１又は第２の出力ポート１２に連通する。
さらに、スプール３は、第１の弁体６１と第１の支持部６３との間、及び第２の弁体６２と第２の支持部６４との間に、それぞれ第２の凹部２８及び第３の凹部２９を備えている。スプール３が、移動することにより、第１の出力ポート１１及び第２の出力ポート１２は第２の凹部２８及び第３の凹部２９を介して、ドレインポート１３に連通する。
第１、第２及び第３の凹部２７、２８、２９は、それぞれ、各ポート間を連通する第１、第２、及び第３の連通部として機能する。
【００３９】
例えば、スプール３が第２の押圧室５側に移動すると、第１の凹部２７が入力ポート１０及び第２の出力ポート１２と連通し、第２の凹部２８が第１の出力ポート１１及びドレインポート１３に連通する。その結果、第１の凹部２７及び第２の凹部２８が流路として機能し、入力ポート１０と第２の出力ポート１２とが連通し、第１の出力ポート１１とドレインポート１３とが連通する。
また、スプール３が第１の押圧室４側に移動すると、第１の凹部２７が入力ポート１０及び第１の出力ポート１１と連通し、第３の凹部２９が第２の出力ポート１２及び内部通路３０と連通する。内部通路３０はドレインポート１３と連結しているため、第１の凹部２７及び第２の凹部２８が流路として機能し、入力ポート１０と第１の出力ポート１１とが連通し、第２の出力ポート１２とドレインポート１３とが連通する。
なお、第２の凹部２８において、スプール３の外径より筐体２の内径が大きいため、内部通路３０は、上述のとおりドレインポート１３と繋がっている。
【００４０】
メインポンプ１８によって入力ポート１０へ送られた作動水は、スプール３の位置に従って、第１の出力ポート１１又は第２の出力ポート１２から吐出する。
なお、メインポンプ１８には、図示しないタンクと連通しており、タンクから作動水が供給される。
【００４１】
スプール３が中央に位置する状態では、第１の出力ポート１１及び第２の出力ポート１２のいずれの側にも作動水が送られない。スプール３が、第２の押圧室５側に移動すると、その移動距離に依存して第１の凹部２７と入力ポート１０との開口面積及び第１の凹部２７と第２の出力ポート１２との開口面積が変化するため、入力ポート１０と第２の出力ポート１２との作動水のコンダクタンスが変わることで、第２の出力ポート１２から吐出する水流量が変化する。同様に、スプール３が、第１の押圧室４側に移動すると、その移動距離に依存して第１の凹部２７と入力ポート１０との開口面積及び第１の凹部２７と第１の出力ポート１１との開口面積が変化するため、入力ポート１０と第１の出力ポート１１との作動水のコンダクタンスが変わることで、第１の出力ポート１１から吐出する水流量が変化する。
図２は、一例として、スプール３が第１の押圧室４側（矢印方向）に移動している特定の状態を示す。図中円で示されるＡ及びＢでの開度が、スプール３の移動量に従い変化することで、作動水に対するコンダクタンスが変化する。スプール３が第２の押圧室５側に移動する場合も同様である。
【００４２】
従って、スプール３の位置を制御することで、入力ポート１０へ送られた作動水の第１の出力ポート１１又は第２の出力ポート１２への切換が可能であるとともに、第１の出力ポート１１又は第２の出力ポート１２から吐出する作動水の流量を制御することができる。さらに、スプール３の位置は、制御ポンプ１６を用いて第１の押圧室４と第２の押圧室５に送られる作動水の水圧によって制御できる。制御ポンプ１６の動力源として、上記のようにサーボモーターを使用することで、正確に作動水の圧力制御が可能となる。
なお、第１の出力ポート１１又は第２の出力ポート１２に流量計を設け、第１の出力ポート１１又は第２の出力ポート１２から吐出する作動水の流量を測定し、流量の測定値が所定の流量となるように、マイコン等の演算処理装置を用いて、例えばＰＩＤ制御法等により、制御ポンプ１６を制御してもよい。
【００４３】
なお、スプール３の位置を検出するための位置検出器１００を設置し、その検出された位置をフィードバックして、制御ポンプ１６を制御してもよい。
すなわち、位置検出器１００により検出された実測値が、所望のスプール３の位置と等しくなるように制御ポンプ１６の駆動源である例えばサーボモーターの回転方向、回転数を制御することができる。検出された位置の実測値によりフィードバック制御する方法としては、図示しないマイコン等の演算処理装置を用いて、例えばＰＩＤ制御を採用できるが、これに限定するものではない。サーボモーターの制御であるため、文献１の電磁弁の制御と異なり、精密な（高い空間分解能で）制御が可能である。また、文献１のように圧力計を用いた制御と異なり、スプール３の位置を直接検出するため、正確な制御が可能である。さらに、文献１と異なりスプリングのバネ定数（フックの法則）によらず、スプール３の位置を制御できる。
なお、後述するように、マイコン等の演算処理装置及び制御ポンプ１６は、放射能レベルの低い環境に設置することができるため、マイコン等の演算処理装置が利用可能である。
【００４４】
位置検出器１００としては、スプール３の移動量を電気的、磁気的に検出する装置が使用できるが、それに限定するものではない。検出方式は機械的な方法を採用してもよいが、検出された位置により制御ポンプ１６を制御するため、位置の実測値を電気信号として外部に出力可能なものであればよい。
位置検出器１００は、第１の押圧室４に限定されず第２の押圧室５等に取り付けることができ、取付箇所はこれらに限定するものではない。
【００４５】
特に、放射線のレベルが高い環境においては、位置検出器として、放射線によるノイズの影響を受けにくい差動トランスが好適に使用できる。特にスプール３の材料として、フェライト系ステンレスを用いることにより、差動トランス型の位置検出装置が好適に使用できる。すなわち、スプール３を強磁性を有するフェライト系ステンレスで構成することにより、移動するスプール３自体が、差動トランスの相互コンダクタンスを変化させる鉄芯として機能するため、差動トランスのコイルのみを第１の押圧室４、第２の押圧室５内壁に設置することで、容易に位置検出器１００を構成することができ、スプール３の動作に影響を与えることもない。さらに、コイル自体は電線を巻回した単純な構造であるため水圧の影響を受けることがなく、第１の押圧室４、第２の押圧室５内の圧力変動により位置の検出値が変動することはない。
【００４６】
図７（ａ）に、位置検出器１００として差動トランスを用いた場合の、第１の押圧室４の拡大図を示す。この例では、スプール３の移動方向（図７（ａ）中左方向）に設けられた拡張室３４に、位置検出器１００が取り付けられている。
差動トランスは、一次コイル１００ａと２つの二次コイル１００ｂ、１００ｃとから構成され、２つの二次コイル１００ｂ、１００ｃは互いに差動接続されている。一次コイル１００ａに交流電圧を印加すると電磁誘導により二次コイル１００ｂ、１００ｃに電圧が誘起される。
スプール３には、図７（ａ）に示すように、例えば強磁性体であるフェライト系ステンレスや２相ステンレスからなる磁気応答体３５が接続されている。拡張室３４は開口部３６を介して第１の押圧室４と連通しており、磁気応答体３５は開口部３６を通過して移動することができる。
スプール３が移動すると磁気応答体３５も移動するため、磁気応答体３５の位置に依存して一次コイル１００ａと２つの二次コイル１００ｂ、１００ｃとの相互インダクタンスが変化し、その結果、２つの二次コイル１００ｂ、１００ｃに誘起される電圧が変化する。２つの二次コイル１００ｂ、１００ｃに誘起される電圧の差分からスプール３の位置を検出することができる。
また、二次コイル１００ｂ、１００ｃは差動接続されているため、ノイズが発生しても互いに相殺するため、ノイズ耐性が高い。なお、スプール３自体をフェライト系ステンレスや２相ステンレスにより構成することで、磁気応答体３５とスプール３とを一体で形成することができるため、製造上の利点を得ることができる。
また、開口部３６にオーリング等のシールを施し、拡張室３４への作動水の侵入を防止し、差動トランスのコイルや磁気応答体３５の防錆作用を向上させてもよい。
また、位置検出器１００は、拡張室３４に設置されているため、位置検出器１００と磁気応答体３５との間に第１のスプリング６は介在しない。その結果、第１のスプリング６による磁界の変動の影響を受けることがなく、さらに、位置検出器１００と磁気応答体３５との距離を、第１のスプリング６と干渉すること無く、自由に設定することができる。
また、図７（ｂ）に示すように、第１のスプリング６を使用しない構成として（例えば図３参照）、位置検出器１００を設置してもよい。この場合、図７（ａ）に示す構成と比較して装置の小型化ができる。なお、スプール３自体をフェライト系ステンレスや２相ステンレスにより、磁気応答体３５とスプール３とを一体で形成することも可能である。
なお、差動トランスの構成は、図７に示される差動トランスに限定されず、公知の差動トランスを使用することができる。
また、位置検出器１００は、第１の押圧室４及び第２の押圧室５のいずれに設置してもよい。
【００４７】
なお、水圧回路内を流れる作動水は、タンク２６から補充される。
【００４８】
以下、制御弁１を用いた水圧回路により、アクチュエータ２０を制御する方法について説明する。
図１に示す水圧回路において、入力通路１７の一端は入力ポート１０に連通し、他端はメインポンプ１８に連通している。
第１の出力通路１９の一端は第１の出力ポート１１に連通し、他端はアクチュエータ２０、例えばシリンダーの第１の圧力室２１に連通している。
第２の出力通路２２の一端は第２の出力ポート１２に連通し、他端はアクチュエータ２０であるシリンダーの第２の圧力室２３に連通している。
また、ドレインポート１３は、ドレイン通路２４に連通し、ドレイン通路２４はタンク２６に連通している。
【００４９】
第１の圧力室２１及び第２の圧力室２３に導入する作動水によってアクチュエータ２０は動作し、例えばピストン２５を移動させることができる。第１の圧力室２１及び第２の圧力室２３に導入する作動水の流れ方向は、スプール３の位置によって制御され、第１の圧力室２１及び第２の圧力室２３との圧力差により、ピストン２５の移動方向を制御できる。また、ピストン２５から発揮される応力を制御することができる。
なお、アクチュエータ２０はシリンダーに限定されず、水圧駆動のモーターであってもよい。この場合、作動水の流れ方向に依存して、モーターの回転方向が切換される。また、作動水の水圧差に応じて、回転数も制御できる。
このように、制御弁１を用い、作動液の流れる方向及び流量を制御することで、アクチュエータ２０の運動方向、出力（応力、回転数等）を制御することができる。
【００５０】
上記のように制御弁１は、（位置検出器１００を含め）高い放射線レベルの環境において使用可能に構成されている。従って、原子力廃炉作業に用いられるロボットに、アクチュエータ２０とともに、制御弁１を搭載することも可能であり、アクチュエータ２０に近接して制御弁１を設置することで、ロボットの動作の応答性能を向上させることができる。
一方、制御弁１及びアクチュエータ２０は作動水により駆動されるため、メインポンプ１８、制御ポンプ１６及びこれらのポンプのモータ制御用のマイコン等の演算処理装置は放射線レベルの低い環境に、隔離して設置することが可能である。また、タンク２６も放射線レベルの低い環境に設置することが可能であり、タンク２６内の作動水の液面を大気と接することも可能である。
【００５１】
また、水圧回路には、作動水の異常高圧防止及びキャビテーション防止を目的として、ブレーキ弁３７を備えてもよい。
【００５２】
上記実施形態において、スプール３は、その両端部が第１のスプリング６及び第２のスプリング７によって付勢力が加えられている構成であったが、上述のとおり、第１のスプリング６及び第２のスプリング７を使用せず、第１の押圧室４及び第２の押圧室５に導入される作動水の圧力差のみのよってスプールを移動させてもよい。
第１のスプリング６及び第２のスプリング７を使用した場合には、スプール３を中央部分に素早く移動させることができ、第１の出力ポート１１と第２の出力ポート１２との切換速度を速くすることができ、切換弁としての応答速度が向上するが、第１の押圧室４と第２の押圧室５の間の作動水の圧力差のみによりスプール３を移動する場合、スプール３の移動量を正確に制御することが可能となり、流量制御弁としての性能（流量精度）が向上する。
【００５３】
（実施形態２）
図３（ａ）は、本発明の実施形態２による制御弁１の断面図である。簡単のため、制御弁１に接続される水圧回路は省略するが、図１と同様の水圧回路が接続される。
スプール３の第１の押圧室４及び第２の押圧室５側に、スプール３の第１の支持部６３及び第２の支持部６４と筐体２との間に、スプール３を支えるための第１の軸受４１及び第２の軸受４２がそれぞれ設けられている。潤滑性に乏しい水を用いた場合でも、スプール３と筐体２との摩擦を低減することで、さらに切換速度及び流量制御の向上を図ることができる。
なお、実施形態２において第１の押圧室４及び第２の押圧室５に第１のスプリング６及び第２のスプリング７を使用しない例を示すが、図１に示す例と同様に第１のスプリング６及び第２のスプリング７を設けてもよい。このことは他の実施形態についても同様である。
【００５４】
図３（ｂ）は、スプール３側から見た第１の軸受４１及び第２の軸受４２の構造を示す拡大図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ’断面である。
第１の軸受４１及び第２の軸受４２は、例えば円筒形状をなし、図３（ｂ）に示すように、第１の軸受４１及び第２の軸受４２は１以上の溝４３を備え、溝４３の一端側は、それぞれ少なくとも第１の押圧室４及び第２の押圧室５へ連通するように、第１の押圧室４及び第２の押圧室５側に作動水の流入口を有する。すなわち、第１の押圧室４及び第２の押圧室５に導入された作動水は、第１の軸受４１及び第２の軸受４２に形成された溝４３に流れ込む。
【００５５】
また、図３（ｃ）に示すように、溝４３の開放部は、スプール３側に面しており、溝４３に流れ込んだ作動水は、スプール３の表面を押圧する。その結果、スプール３と第１の軸受４１及び第２の軸受４２との間に作動水が入り込み水膜を形成し、スプール３と第１の軸受４１及び第２の軸受４２との摩擦を低減する。
【００５６】
溝４３は、例えば、第１の軸受４１及び第２の軸受４２の内壁面（スプール３側の面）にらせん状に設置することができる。
また、第１の軸受４１及び第２の軸受４２に形成された溝４３の他端部は、スプール３の第２の凹部２８及び第３の凹部２９と連通するように開口部を設けてもよい。
【００５７】
作動水を第１の押圧室４及び第２の押圧室５から、それぞれ第２の凹部２８及び第３の凹部２９側へと流すことにより、使用する作動水量は増大するが、スプール３と第１の軸受４１及び第２の軸受４２との間の摩擦熱を発散させることができる。その結果、制御弁１の温度上昇を効果的に防止し、温度変化にともなう制御弁１の特性変化を防止することができる。
また、制御ポンプ１６は双方向に作動水を流す構成であり、例えば第１の押圧室４が加圧されると、第２の押圧室５は減圧される。減圧された第２の押圧室５に連通する第２の軸受４２の溝４３においては、第３の凹部２９側から第２の押圧室５に作動水が流れる。この場合、作動水は、ドレイン通路２４及び内部通路３０を介してタンク２６から補充される。また、反対に、第２の押圧室５が加圧される場合、第１の軸受４１の溝４３においては、第２の凹部２８側から第１の押圧室４に作動水が流れる。
従って、タンク２６からドレイン通路２４及び内部通路３０まで作動水により満たされている。
【００５８】
作動液に水を使用した場合、油と比較し沸点が低いため、頻繁に制御弁１を動作させると、摩熱によって作動水が気化し、動作不良を発生する可能性がある。しかし、摩擦熱を発散させることで、作動水の気化を防止できる。特に原子力プラントのように、作業環境温度が高い場所での使用において、特に効果的である。また、放射線により局所的に温度が上昇しても、素早く熱を拡散することが可能である。
【００５９】
図４（ａ）は、溝４３の形状の変形例を示す。以下、第１の軸受４１に形成された溝４３について説明するが、第２の軸受４２に形成された溝４３についても同様である。
溝４３は、少なくとも第１の押圧室４側に開口部を備え、第１の押圧室４と連通している。
【００６０】
図３（ｂ）に示す溝４３の形状と比較し、図４（ａ）は作動水の流れる方向が大きく変化する形状を有している。すなわち、図４（ａ）のＰ側を第１の押圧室４側（又は第２の押圧室５側）、Ｑ側を第２の凹部２８側（又は第３の凹部２９側）とする。Ｐ側からＱ側に向かう方向に対して垂直方向をＺ方向とし、矢印方向をプラス方向、その反対方向をマイナス方向とする。Ｐ側からＱ側に溝４３に沿って流れる作動水の流速のＺ方向成分は、溝４３が蛇行しているため、方向の向きが逆転する箇所（例えば、図４（ａ）中ｇ１、ｇ２、ｇ３等）がある。
【００６１】
図４（ｂ）は、第１の軸受４１のＰ−Ｑ断面図を示し、溝４３中の作動水の流れの状況を矢印で示す。
図４（ｂ）に示すように、ＰからＱへと向かう作動水は、ｇ１、ｇ３等での溝４３の側壁により、その流れが遮られ、作動水の一部は、溝４３の側壁に沿ってスプール３側（図中上方）へと流れ、スプール３の表面を押圧し、その後、スプール３と第１の軸受４１との界面に沿って流れる。（図４（ｂ）中矢印参照。）作動水がスプール３の表面を押圧することにより、スプール３と第１の軸受４１と摩擦抵抗が低減される。その結果、スプール３が、第１の軸受４１表面に接しながらＰ−Ｑに沿った方向に摺動する摩擦力が軽減する。
【００６２】
このように、作動水の流れの、例えばスプール３の摺動する方向と垂直方向の成分の向きを変更（逆転）する箇所を溝４３が有することにより、溝４３内を流れる作動水は、流れの向きの変更箇所において効果的にスプール３を押圧することができる。
【００６３】
なお、溝４３の形状は、図４（ａ）に限定されず、例えば図４（ｃ）に示すような形状であってもよい。
また、図４（ｃ）に示すように、溝４３は、一端部に第１の押圧室４側と連通するため第１の開口部４４を備え、他端部は第２の凹部２８と連通するために第２の開口部４５を備える。
上述のように、溝４３の一端部を第１の押圧室４と連通させ、他端を第２の凹部２８と連通させることにより、スプール３と第１の軸受４１との間の摩擦熱を速やかに発散（排出）させることができ、制御弁１の温度上昇を防止することにより、制御弁１の特性の変動を防止することができる。
【００６４】
また、図４（ｄ）に示すように、溝４３の側壁の断面形状は、テーパー形状としてもよい。水流を遮る壁が垂直な場合、一部の水が逆戻りし、渦が発生しやすくなり、水流を阻害することがある。溝４３の側壁をテーパー形状とすることにより、スプール３を押圧するための溝４３に沿った作動水の流れがスムーズになり、スプール３と第１の軸受４１との間の摩擦をさらに効果的に低減することができる。
【００６５】
このように、溝４３の構造によって、スプール３に対する作動水の押圧力を制御、調整することができる。
なお、第１の軸受４１を例に説明したが、第２の軸受４２についても同様である。
【００６６】
また、第１の軸受４１及び第２の軸受４２を構成する物質は、耐錆性のある真鍮、ステンレス、セラミック、樹脂を使用することができる。熱伝導率が低い物質であっても、上記のように作動水を第１の押圧室４側（又は第２の押圧室５側）から流入させ、第２の凹部２８側（又は第３の凹部２９側）から流出させる構成とすることで、摩擦熱を効果的に発散させることができる。
そのため、外部環境温度が高い状況においても、制御弁１の腐食（錆）を防止しつつ、作動液として水を使用することを可能にする。
但し、第１の軸受４１及び第２の軸受４２を構成する物質と、スプール３との熱膨張の差による隙間の変化を考慮する必要がある。すなわち、使用温度範囲内で、第１の軸受４１及び第２の軸受４２とスプール３との間に上記の隙間（好適には１〜１５μｍ）を設けることが必要である。
【００６７】
文献１のように電磁弁による切換方法では、電磁弁の摩擦を上記第１の軸受４１及び第２の軸受４２のような軸受を用いて低減することはできない。しかし、本発明に係る制御弁１は制御ポンプ１６を用いて、第１の押圧室４と第２の押圧室５との圧力差を直接制御するため、第１の軸受４１及び第２の軸受４２に作動水を供給し、有効に摩擦を低減させることができる。
このように、制御ポンプ１６を用いた圧力制御を行うことにより、スプール３と筐体２との摩擦を有効に低減できることは実施形態３においても同様である。
【００６８】
（実施形態３）
実施形態２においては、スプール３を作動水により押圧し支持する軸受として、溝４３を有する第１の軸受４１及び第２の軸受４２を使用した。本実施形態では、スプール３を作動水により押圧し支持するために、図５（ａ）に示すように、第１の支持部６３及び第２の支持部６４と筐体２との間に設置する軸受として、多孔質材料から構成された第３の軸受４７及び第４の軸受４８を使用する。
第３の軸受４７及び第４の軸受４８の一端部は、それぞれ第１の押圧室４及び第２の押圧室５に連通している。
そのため、第１の押圧室４及び第２の押圧室５から第３の軸受４７及び第４の軸受４８へと作動水が供給される。また、第３の軸受４７及び第４の軸受４８の他端部はドレインポート１３に連通しており、作動水により摩擦熱を発散することができる。
なお、図５（ａ）においては簡単のため、制御弁１に接続される水圧回路は省略するが、図１と同様の水圧回路が接続される。
【００６９】
図５（ｂ）は、第３の軸受４７の断面図を示す。以下、多孔質材料による軸受の効果について、第３の軸受４７を例に説明するが、第４の軸受４８についても同様である。
図５（ｂ）に示すように、多孔質材料は、それを構成する物質からなる固体部４９と空隙部５０を有する。作動水は、空隙５０内を経由して様々な方向に流れ、第３の軸受４７内に行き渡り、作動水は第１の押圧室４から第２の凹部２８側へと流れる。
【００７０】
作動水は、空隙部５０内を流れるとともに固体部４９によってせき止められ、流れ方向が変えられる。固体部４９によって流れ方向を変更された作動水の一部は、スプール３表面側へと流れる。その結果、第１の押圧室４から第２の凹部２８側へと流れる作動水の一部は、スプール３を押圧し、スプール３と第３の軸受４７との摩擦を軽減する。
【００７１】
なお、第４の軸受４８に多孔質材料を用いた場合、作動水は第２の押圧室５から第３の凹部２９側へと流れることにより、作動水がスプール３を押圧し摩擦を軽減する。
また、実施形態３の第３の軸受４７及び第４の軸受４８は、作動水の流路として、溝４３の代わりに空隙５０を使用している点で、実施形態２の第１の軸受４１及び第２の軸受４２と異なるが、制御ポンプ１６による作動水の流れ方向の変更によって、実施形態２の第１の軸受４１及び第２の軸受４２と同様、第３の軸受４７及び第４の軸受４８に流れる作動水の向きが変化する。
【００７２】
多孔質材料は、焼結された粒状の合金、金属窒化物、金属酸化物、金属酸窒化物、（金属として珪素を含む）、セラミックや樹脂を使用することができ、耐錆性材料を選択することができる。
多孔質材料を用いることで、実施形態２のような溝加工をすることなく、スプール３が摺動する摩擦を軽減することができる。
また、多孔質材料の空隙率を変えることで、スプール３に対する押圧力を制御することができる。
【００７３】
また、開口部を設けた第１のプレート３１及び第２のプレート３２を使用し、第１の軸受４１及び第２の軸受４２又は第３の軸受４７及び第４の軸受４８へ流れる作動水の水流及び流量を調整することも可能である。
第１の軸受４１及び第２の軸受４２の場合、流れる作動水の量及び流れる領域は、溝４３の形状により制御できる。第３の軸受４７及び第４の軸受４８の場合、流れる作動水の量は、多孔質材料の空隙率により制御できるが、作動水を流す領域は空隙率で制御することが困難である。しかし、第１のプレート３１及び第２のプレート３２を用いることにより、第３の軸受４７及び第４の軸受４８に作動水を流す領域も制御できる。これにより、例えばスプール３の自重を考慮した摩擦の制御も可能となる。
【００７４】
図６（ａ）は、開口部を設けた第１のプレート３１及び第２のプレート３２を第１の軸受４１及び第２の軸受４２に対して適用した例を示す断面図であるが、第３の軸受４７及び第４の軸受４８に対して適用した場合も同様である。
なお、簡単のため、制御弁１に接続される水圧回路は省略するが、図１と同様の水圧回路が接続される。
また、図１に示すように、第１のスプリング６及び第２のスプリング７を備えてもよい。
なお、図６（ｂ）は第１のプレート３１を例に、その正面図（第１の押圧室４側から見た正面図）を示すが、第２のプレート３２も同様である。
【００７５】
図６（ｂ）に示すように、第１のプレート３１には開口部５１が形成されている。開口部５１は、第１の押圧室４と、第１の軸受４１の溝４３又は多孔質材料から構成されている第３の軸受４７と連通し、作動水を第１の軸受４１の溝４３又は第３の軸受４７へと流入させる。
開口部５１の面積、個数、配置を調整することで、作動水の流量を調節することができる。
また、開口部５１の面積、個数、配置を調整することで、作動水の流量の分布も調整することができる。例えば、スプール３の自重が加わる側の開口部５１の面積を他より大きくし、作動水の水圧が高くなるよう設定することも可能である。
【００７６】
また、上記各実施形態において、スプール３の断面は円形に限定するものではない。
【００７７】
このように、第１のプレート３１及び第２のプレート３２によって、第１の軸受４１及び第２の軸受４２又は第３の軸受４７及び第４の軸受４８へ供給する作動水の量を調整することにより、スプール３に対する押圧力の調整の自由度が増大できる。
【００７８】
なお、図６（ａ）においては、第１のプレート３１及び第２のプレート３２はスプール３と接触する形状であるが、例えば、第１のプレート３１及び第２のプレート３２の断面形状を第１の軸受４１及び第２の軸受４２又は第３の軸受４７及び第４の軸受４８と同じ形状とし、スプール３と接触しない形状としてスプール３が移動しても第１のプレート３１及び第２のプレート３２が移動せず、常に第１の軸受４１及び第２の軸受４２又は第３の軸受４７及び第４の軸受４８と接触する構成としてもよい。
その結果、より効果的に第１の軸受４１及び第２の軸受４２又は第３の軸受４７及び第４の軸受４８への作動水量を調整できる。
【００７９】
以上、実施形態２、３にて説明したように、第１の軸受４１、第２の軸受４２、第３の軸受４７及び第４の軸受４８を用いることにより、スプール３を作動水により押圧することで摺動時の摩擦を低減することができ、スプール３に対する押圧力を制御（及び調整）することも可能である。
そのため、作動水の流量及び流れの向きの頻度（速さ）を制御ポンプ１６により制御することにより、例えば５ｍｍ／ｓｅｃ以下のように、摩擦による影響を受けやすい低速動作の際にも、好適に使用することができる。さらに高温環境下においても、その環境に応じて第１の軸受４１、第２の軸受４２、第３の軸受４７及び第４の軸受４８の水圧を調整でき、好適に使用ができる。
【００８０】
なお、本発明に係る制御弁１は、原子力プラントにおいても好適に使用できるが、それ以外の用途においても適用可能であることは言うまでもない。
【００８１】
また、本発明に係る制御弁１は、作動水の方向及び流量を制御できるが、単に作動水の流れる方向を切り換える切換弁、又は単に流量を制御する流量制御弁として使用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、原子力プラント等の使用に適した、作動液として水を使用した制御弁を提供することができ、さらに本制御弁は、原子力プラント等に限定されず幅広く使用することができ、産業上の利用可能性は極めて高い。
【符号の説明】
【００８３】
１  制御弁
２  筐体
３  スプール
４  第１の押圧室
５  第２の押圧室
６  第１のスプリング
７  第２のスプリング
８  第１のパイロットポート
９  第２のパイロットポート
１０  Ｐポート（入力ポート）
１１  Ａポート（第１の出力ポート）
１２  Ｂポート（第２の出力ポート）
１３  Ｄｒポート（ドレインポート）
１４  第１のパイロット通路
１５  第２のパイロット通路
１６  制御ポンプ
１７  入力通路
１８  メインポンプ
１９  第１の出力通路
２０  アクチュエータ
２１  第１の圧力室
２２  第２の出力通路
２３  第２の圧力室
２４  ドレイン通路
２５  ピストン
２６  タンク
２７  第１の凹部
２８  第２の凹部
２９  第３の凹部
３０  内部通路
３１  第１のプレート
３２  第２のプレート
３３  シャトル弁
３４  拡張室
３５  磁気応答体
３６  開口部
３７  ブレーキ弁
４１  第１の軸受
４２  第２の軸受
４３  溝
４４  第１の開口部
４５  第２の開口部
４７  第３の軸受
４８  第４の軸受
４９  固体部
５０  空隙
５１  開口部
６１  第１の弁体
６２  第２の弁体
６３  第１の支持部
６４  第２の支持部
１００  位置検出器
１００ａ  一次コイル
１００ｂ、１００ｃ  二次コイル
【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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