流路切换阀和其制造方法与流程

本申请基于2016年3月30日申请的日本申请第2016-068379号、和2016年7月25日申请的日本申请第2016-145726号，在此援引其记载内容。

本发明涉及切换流体的流路的流路切换阀。

背景技术

以往，在这种流路切换阀中存在下述流路切换阀，该流路切换阀具备卷轴和套管，所述卷轴在外周面形成有流体的流路，所述套管形成有使流体流入流出的多个开孔且以自由滑动的方式容纳卷轴(参照专利文献1)。在专利文献1中记载的流路切换阀中，通过将卷轴沿轴向往复驱动来切换流体的流路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-211857号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1中记载的流路切换阀中，在切换流体的流路时卷轴与套管摩擦。因此，在驱动卷轴时产生摩擦力，导致切换流体的流路的响应性降低。

本发明鉴于这样的情况而得到，其主要目的在于，提供能够提高切换流体的流路的响应性的流路切换阀。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明采用下述技术方案。

第一技术方案是切换流体的流路的流路切换阀，其特征在于，具备：阀体，在预定面上形成有沿预定方向以预定长度开口的开口流路；主体，沿所述预定方向以比所述预定长度短的间隔排列形成有多个开孔，该多个开孔在与所述预定面相对的相对面上开口，并且所述主体形成有与所述多个开孔分别连接的连接流路；在所述预定方向上分别安装于所述阀体的两端部的板簧，所述板簧支撑所述阀体使得在所述预定面与所述相对面之间形成有预定间隙，根据所述阀体沿所述预定方向移动的移动量而对所述阀体施加弹力；以及，致动器，沿所述预定方向往复驱动所述阀体。

根据上述结构，能够通过形成于主体的连接流路，使流体相对于与各连接流路连接的各开孔流入流出。在阀体中在预定面上形成有沿预定方向以预定长度开口的开口流路。在主体中沿上述预定方向以比上述预定长度短的间隔排列形成有多个开孔，该多个开孔在与上述预定面相对的相对面上开口。因此，通过利用致动器沿上述预定方向往复驱动阀体，能够切换多个开孔经由阀体的开口流路而连接的状态、即流体的流路。

在此，在上述预定方向上在阀体的两端部分别安装有板簧，板簧支撑阀体使得在上述预定面与上述相对面之间形成有预定间隙。因此，能够在阀体与主体不摩擦的状态下往复驱动阀体。因此，能够抑制驱动阀体时产生摩擦力，能够提高切换流体的流路的响应性。进一步，由于板簧根据阀体沿上述预定方向移动的移动量而对阀体施加弹力，因此能够在控制阀体的移动量时利用由板簧产生的弹力。

在第二技术方案中，在所述阀体中，所述开口流路在所述预定面和所述预定面的相反侧的相反面中沿所述预定方向以所述预定长度开口，所述主体包括：第1主体和第2主体，所述第1主体形成有沿所述预定方向以比所述预定长度短的间隔排列的、在与所述预定面相对的第1相对面上开口的多个开孔，所述第1主体形成有与所述多个开孔分别连接的连接流路，所述第2主体形成有沿所述预定方向以比所述预定长度短的间隔排列的、在与所述相反面相对的第2相对面上开口的多个开孔，并且所述第2主体形成有与所述多个开孔分别连接的连接流路，所述板簧支撑所述阀体使得在所述预定面与所述第1相对面之间形成有第1预定间隙，并且支撑所述阀体使得在所述相反面与所述第2相对面之间形成有第2预定间隙。

在通过板簧支撑阀体的两端部的结构中，由于从开孔向阀体流动的流体的压力，阀体有可能向远离开孔的方向移动。

关于这一点，根据上述结构，在隔着阀体的两侧设置有第1主体和第2主体。并且，在第1主体和第2主体分别形成有相同的多个开孔。因此，通过使相同的流体在第1主体的开孔和与这些开孔对应的第2主体的开孔中流通，能够将由第1主体的开孔向阀体流动的流体所产生的压力、和由第2主体的开孔向阀体流动的流体所产生的压力相抵消。因此，能够抑制由于从开孔向阀体流动的流体的压力而使阀体向远离开孔的方向移动。

进一步，板簧支撑阀体使得在上述预定面与第1相对面之间形成有第1预定间隙，且支撑阀体使得在上述相反面与第2相对面之间形成有第2预定间隙。因此，能够在阀体与第1主体和第2主体不摩擦的状态下往复驱动阀体。

具体而言，如第三技术方案那样，能够采用所述板簧以面积最大的主面与所述预定方向成为垂直的方式安装于所述主体这样的结构。根据这样的结构，能够容易地实现下述结构：板簧支撑阀体以维持阀体的预定面与主体的相对面之间的预定间隙、且仅使沿着预定方向的弹力作用于阀体。

在第四技术方案中，在所述阀体中在位于所述板簧之间的部分处固定有可动子，所述致动器利用在所述预定方向上在所述板簧之间作用于所述可动子的电磁力，非接触地沿所述预定方向往复驱动所述阀体。

根据上述结构，通过致动器利用作用于在阀体上固定的可动子的电磁力，非接触地沿预定方向驱动阀体。其结果是，驱动阀体时不会产生摩擦力，能够提高驱动阀体的响应性。并且，能够将被作用有电磁力的可动子与阀体分别制成，能够提高阀体的设计自由度。

进一步，阀体的两端部通过板簧支撑，电磁力在上述预定方向上在板簧之间作用于可动子。因此，能够抑制驱动时阀体晃动。

在第五技术方案中，在所述致动器中，所述阀体在所述板簧以自然状态对其进行支撑的状态下的位置被设定为未作用有电磁力的中立位置，该电磁力使所述阀体沿所述预定方向往复驱动。

根据上述结构，在板簧在自然状态下支撑阀体、且未通过致动器作用电磁力的状态下，能够将阀体维持在预定方向上的中立位置。因此，以中立位置为基准，控制作用于可动子的电磁力，从而能够容易地沿预定方向往复驱动阀体。

在第六技术方案中，所述致动器具备贯通所述板簧和所述阀体而安装于所述阀体上的可动轴，所述致动器沿所述预定方向往复驱动所述可动轴。

根据上述结构，致动器的可动轴贯通板簧和阀体而安装于阀体，因此容易将阀体的预定面与主体的相对面维持为平行。

在第七技术方案中，所述致动器利用电磁力非接触地往复驱动所述可动轴。

根据上述结构，将致动器的可动轴利用电磁力非接触地往复驱动。因此，在致动器中也能够抑制驱动阀体时产生摩擦力，能够进一步提高切换流体的流路的响应性。

在第八技术方案中，所述致动器中，所述可动轴的、在所述板簧以自然状态支撑所述阀体的状态下的位置被设定为未作用有电磁力的中立位置，该电磁力使所述可动轴沿所述预定方向往复驱动。

根据上述结构，在板簧在自然状态下支撑阀体、且未通过致动器作用电磁力的状态下，能够将可动轴维持在预定方向上的中立位置。因此，以中立位置为基准，控制作用于可动轴的电磁力，从而能够容易地往复驱动可动轴，进而容易地往复驱动阀体。

在第九技术方案中，所述预定面和所述相对面被加工为预定的平面度，所述板簧支撑所述阀体使得所述预定面与所述相对面成为预定的平行度。

根据上述结构，由于管理了阀体的预定面和主体的相对面的平面度和平行度，因此能够提高在预定面与相对面之间形成的预定间隙的精度。

第十技术方案是制造第九技术方案的流路切换阀的方法，其特征在于，在所述预定面与所述相对面之间插入了厚度基于所述预定间隙的宽度而设定的间隙治具的状态下，在将所述板簧固定于所述主体后拆卸所述间隙治具。

根据上述步骤，在阀体的预定面与主体的相对面之间插入有间隙治具，该间隙治具的厚度基于预定间隙的宽度而设定，因此能够容易地将预定面与相对面的间隔调节为预定间隙。并且，在该状态下，在板簧固定于主体后拆卸间隙治具，因此能够在预定面与相对面之间容易地形成预定间隙。

附图说明

关于本发明的上述目的和其他目的、特征或优点参照所附的附图并通过下文的详细描述而变得更加明确。

图1是示出流路切换阀的立体剖视图。

图2是示出第1实施方式的阀体、主体、板簧的立体图。

图3是示出第1实施方式的阀体、主体、板簧的剖视图。

图4是示出第1实施方式的阀体、主体的示意图。

图5是示出致动器的立体图。

图6是示出非励磁状态的致动器的立体剖视图。

图7是示出正向励磁状态的致动器的立体剖视图。

图8是示出负向励磁状态的致动器的立体剖视图。

图9是示出第1实施方式的板簧的变形状态的示意图。

图10是示出第1实施方式的线圈中流动的电流与阀体的行程的关系的图。

图11是示出第1实施方式的线圈中流动的电流与空气的流量的关系的图。

图12是示出第2实施方式的阀体、主体、板簧的立体图。

图13是示出第2实施方式的阀体、主体、板簧的剖视图。

图14是示出第2实施方式的阀体、主体的示意图。

图15是示出第2实施方式的线圈中流动的电流与空气的流量的关系的图。

图16是示出第2实施方式的流量的输入值和输出值的时序图。

图17是示出第2实施方式的流量的输入值和输出值的另一时序图。

图18是示出第2实施方式的流量的输入值和输出值的另一时序图。

图19是示出第2实施方式的流量的输入值和输出值的另一时序图。

图20是示出第3实施方式的流路切换阀的立体剖视图。

图21是示出第3实施方式的流路切换阀的立体剖视图。

图22是示出第3实施方式的阀机构的立体剖视图。

图23是示出第3实施方式的非励磁状态的阀机构的主视剖视图。

图24是示出第3实施方式中的正向励磁状态的阀机构的主视剖视图。

图25是示出第3实施方式中的负向励磁状态的阀机构的主视剖视图。

图26是示出第3实施方式中的阀机构的变更例的立体剖视图。

图27是示出第3实施方式中的驱动电流与流量的关系的一个例子的图。

图28是示出第3实施方式中的驱动电流与流量的关系的变更例的图。

图29是示出第3实施方式中的驱动电流与流量的关系的另一变更例的图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，针对第1实施方式参照附图并进行说明，该第1实施方式具体化为相对于负载(容积)而对供给和排出空气的流路进行切换的流路切换阀。

如图1所示，流路切换阀10具备阀机构20和致动器70。阀机构20和致动器70经由连接部件24而连接。致动器70驱动阀机构20。

阀机构20具备壳体21、阀体31、主体41、板簧51、盖27等。

壳体21形成为四角筒状。在壳体21中形成有供给经加压的空气(相当于流体)的p0开孔(加压开孔)、相对于负载供给和排出空气的a0开孔(输出开孔)、排出空气的r0开孔(排气开孔)。在壳体21的内部形成有与p0开孔、a0开孔、r0开孔分别连接、且在壳体21的内表面分别开口的加压流路、输出流路、排气流路。

在壳体21的内部容纳阀体31、主体41、板簧51等。如图2～4所示，主体41形成为槽形状(一面开口的四角筒状)。主体41被固定于壳体21。阀体31形成为长方体状。在主体41的彼此相对的内侧面41b之间配置阀体31。在主体41的内侧面41b与阀体31的外侧面之间形成有间隙。即，主体41的内侧面41b与阀体31的外侧面成为非接触状态。

如图4所示，在阀体31的预定面31a(具体而言为下表面)上，形成有沿阀体31的长度方向(相当于预定方向)以预定长度l1开口的开口流路32。开口流路32成为长轴的长度为预定长度l1的长孔状的凹部。如图2、3所示，在阀体31上形成有沿长度方向贯通的贯通孔33。在阀体31上形成有沿上下方向贯通的销孔34和螺纹孔35。另外，在主体41的下底部，在与销孔34和螺纹孔35对应的位置分别形成有销孔和螺纹孔。

在主体41的下底部形成有在与阀体31的预定面31a相对的相对面41a上开口的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔(相当于多个开孔)。p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔沿阀体31的长度方向以比预定长度l1短的间隔排列形成。在主体41的下底部形成有与p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔分别连接的连接流路42、43、44。连接流路42、43、44分别在主体41的下底部的下表面开口。主体41的下底部的下表面的连接流路42、43、44的开口分别成为p1a开孔、a1a开孔、r1a开孔。p1a开孔、a1a开孔、r1a分别与上述加压流路、输出流路、排气流路连接。

如图1、2所示，在阀体31的长度方向上的两端部36分别安装有板簧51。板簧51通过弹簧钢等弹性材料形成为矩形板状。在板簧51的预定部分形成有狭缝51a。通过在板簧51上形成有狭缝51a，板簧51形成为曲折的预定图案。板簧51的厚度被设定为使得板簧51具有预定的刚性、且板簧51产生预定的弹力。板簧51的两个短边部分51b分别固定于主体41。板簧51以面积最大的主面(图2中的垂直面)与阀体31的长度方向成为垂直的方式安装于主体41。

阀体31的预定面31a和主体41的相对面41a被加工为预定的平面度。并且，板簧51支撑阀体31使得预定面31a与相对面41a成为预定的平行度。具体来说，阀体31的长度方向上的两端部36贯通板簧51的中央而分别被固定。如图4所示，板簧51支撑阀体31使得在阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a之间形成有预定间隙c1。预定间隙c1为5μm左右。在阀体31中同预定面31a相反侧的表面与主体41之间形成有间隙。即，在阀体31上不存在与其他部件滑动的部分。

并且，板簧51根据阀体31沿阀体31的长度方向(与板簧51的主面垂直的方向)移动的移动量而对阀体31施加弹力。具体来说，板簧51对阀体31施加与阀体31沿阀体31的长度方向移动的移动量成比例的弹力。

接着，说明阀机构20(流路切换阀10)的制造方法。

首先，在主体41的下底部的上表面(相对面41a)上载置间隙治具。间隙治具的厚度基于上述预定间隙c1的宽度而设定。即，间隙治具的厚度被设定成使得在组装阀机构20后，在阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a之间形成有预定间隙c1。

接着，在间隙治具上载置阀体31，以通过主体41的相对面41a和阀体31的下表面(预定面31a)夹持间隙治具。此时，在主体41的内侧面41b与阀体31的外侧面之间形成间隙。

接着，将阀体31的长度方向上的端部36插入到在板簧51的中央形成的贯通孔中。并且，将板簧51的中央部通过焊接而固定于阀体31的端部36。并且，将板簧51的短边部分51b通过焊接而固定于主体41。

接着，将间隙治具从主体41和阀体31上取下。通过以上步骤，完成对主体41、阀体31、和板簧51的组装。

接着，参照图1、5，说明致动器70的结构。致动器70具备芯71、线圈72、盖73、磁铁74、75、可动子76、可动轴81等。

芯71由顺磁体材料形成为四角柱状。在芯71的外周安装有线圈72。芯71和线圈72平行(并列)地设置有一对。一对芯71通过盖73而彼此连结。盖73由顺磁体材料形成为板状。

芯71的一端部从线圈72的内部中突出。在一对芯71的一端部形成有彼此平行的平面、即平行部71a。

在一对平行部71a上分别安装有磁铁74、75。磁铁74、75是由铁磁体材料形成的永久磁铁。磁铁74、75形成为长方体状。磁铁74、75以沿芯71的轴向(阀体31的长度方向)排列n极和s极的方式分别安装于芯71的平行部71a。磁铁74的n极与磁铁75的s极相对，磁铁74的s极与磁铁75的n极相对。即，磁铁74和磁铁75被配置成使得在芯71的轴向上彼此的磁极的朝向相反。磁铁74、75彼此相对的表面成为平行。

在磁铁74与磁铁75之间经由上述连接部件24的一部分而配置有可动子76。连接部件24由非磁体材料形成。连接部件24中的、配置在磁铁74与磁铁75之间的部分形成为较薄以使磁感线容易透过。可动子76由顺磁体材料形成为四角柱状。在可动子76上形成有沿阀体31的长度方向(可动子76的轴向)贯通可动子76的贯通孔76a。

在可动子76的贯通孔76a中贯通地插入有致动器70的可动轴81。可动轴81由非磁体材料形成为圆柱状。可动轴81具备小径部、中径部、和大径部。小径部贯通地插入于两个板簧51和阀体31的贯通孔33中，中径部贯通地插入于可动子76的贯通孔76a中。小径部与中径部的台阶部分与阀体31的端部36抵接。

在阀体31的长度方向上，可动子76通过磁铁74、75的磁力而被配置在磁铁74、75的中央位置(中立位置)。在该状态下，通过间隔物82调节可动子76与可动轴81的相对位置，使得可动子76被固定于可动轴81。并且，使可动子76或间隔物82与可动轴81的中径部与大径部的台阶抵接，在中径部上拧紧螺母83，从而在可动轴81上安装有可动子76。

并且，两个板簧51在自然状态下，可动轴81的小径部贯通两个板簧51和阀体31。在该状态下，通过在小径部的前端拧紧螺母37而将小径部安装于阀体31。即，在致动器70中，板簧51以自然状态支撑阀体31的状态下的可动子76和可动轴81的位置被设定为未作用有电磁力的中立位置，该电磁力使可动轴81(可动子76)沿阀体31的长度方向往复驱动。在螺母37与盖27之间形成有间隙，螺母37与盖27成为非接触状态。

可动轴81的大径部的端部被端部部件84覆盖。端部部件84由非磁体材料形成。通过上述盖27、壳体21、连接部件24、和端部部件84来容纳主体41、阀体31、和可动轴81、可动子76等的空间被o型环85、86、87(密封部件)密闭(密封)。在可动轴81、可动子76、间隔物82和螺母83与连接部件24和端部部件84之间形成有间隙。即，可动轴81、可动子76、间隔物82和螺母83与连接部件24和端部部件84成为非接触状态。

接着，参照图6～8，通过致动器70来说明沿阀体31的长度方向往复驱动可动轴81和阀体31的原理。

在致动器70的线圈72中未流动电流的非励磁状态下，如图6所示，产生从磁铁74的n极朝向磁铁75的s极的磁场、和从磁铁75的n极朝向磁铁74的s极的磁场。在该状态下，可动子76在可动轴81的轴向(阀体31的长度方向)上以中立位置平衡静止。在该状态下，板簧51成为自然状态，力未由板簧51向可动轴81作用。此外，在该状态下，如图4所示，主体41的p1b开孔和r1b开孔被阀体31封闭。

在致动器70的线圈72中流动正向电流的正向励磁状态下，如图7中箭头h1所示，产生从上侧的芯71的平行部71a朝向下侧的芯71的平行部71a的线圈磁场。因此，从磁铁74的n极朝向磁铁75的s极的磁场与线圈磁场相互增强，从磁铁75的n极朝向磁铁74的s极的磁场与线圈磁场相互削弱。其结果是，可动子76受到向阀体31的方向吸引的磁力。并且，如箭头f1所示，可动轴81和阀体31与可动子76一起向箭头f1的方向移动。此时，致动器70利用电磁力而非接触地驱动可动轴81，阀体31也以与主体41非接触的方式被驱动。与此相对地，如图9中箭头f3所示，板簧51使与阀体31的移动量成比例的阻力作用于阀体31。在图4中，在阀体31被向左方向(盖27的方向)驱动时，主体41的a1b开孔与r1b开孔经由阀体31的开口流路32而连接。即，流路切换阀10的流路被切换。

在致动器70的线圈72中流动负向电流的负向励磁状态下，如图8中箭头h2所示，产生从下侧的芯71的平行部71a朝向上侧的芯71的平行部71a的线圈磁场。因此，从磁铁74的n极朝向磁铁75的s极的磁场与线圈磁场相互削弱，从磁铁75的n极朝向磁铁74的s极的磁场与线圈磁场相互增强。其结果是，可动子76受到向端部部件84(与阀体31相反)的方向吸引的磁力。并且，如箭头f2所示，可动轴81和阀体31与可动子76一起向箭头f2的方向移动。此时，致动器70利用电磁力而非接触地驱动可动轴81，阀体31也以与主体41非接触的方式被驱动。与此相对地，板簧51使与阀体31的移动量成比例的阻力作用于阀体31。在图4中，在阀体31被向右方向(端部部件84的方向)驱动时，主体41的a1b开孔与p1b开孔经由阀体31的开口流路32而连接。即，流路切换阀10的流路被切换。

板簧51产生的载重与阀体31的行程成比例。并且，板簧51越薄，相对于相同板簧载重的行程越长。

图10是示出线圈72中流动的电流与阀体31的行程的关系的图。越增大正向电流，则正向的行程越大，越增大负向电流，则负向的行程越大。

图11是示出线圈72中流动的电流与空气的流量的关系的图。实线表示空气的压力为0.1mpa的实验结果，虚线表示空气的压力为0.2mpa的实验结果。在0.1mpa和0.2mpa中的任一压力下，越增大正向电流，则从a开孔(a0开孔)朝向r开孔(r0开孔)的流量越大，越增大负向电流，则从p开孔(p0开孔)朝向a开孔(a0开孔)的流量越大。在0.2mpa的压力下，与0.1mpa的压力相比，相对于相同电流的流量变大。

以上详细说明的本实施方式具有以下的优点。

·在阀体31的长度方向(预定方向)上，在阀体31的两端部36分别安装有板簧51。板簧51支撑阀体31使得在阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a之间形成有预定间隙c1。因此，能够在阀体31与主体41不摩擦的状态下往复驱动阀体31。因此，能够抑制驱动阀体31时产生摩擦力，能够提高切换空气的流路的响应性。进一步，由于板簧51根据阀体31沿上述预定方向移动的移动量而对阀体31施加弹力，因此能够在控制阀体31的移动量时利用由板簧51产生的弹力。

·板簧51以面积最大的主面与预定方向成为垂直的方式安装于主体41。因此，能够容易地实现下述结构：板簧51支撑阀体31以维持阀体的预定面31a与主体41的相对面41a之间的预定间隙c1、且仅使沿着预定方向的弹力作用于阀体31。

·致动器70具备可动轴81，该可动轴贯通板簧51和阀体31而安装于阀体31，将可动轴81沿预定方向往复驱动。根据这样的结构，致动器70的可动轴81贯通板簧51和阀体31而安装于阀体31，因此，容易将阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a维持为平行。

·将致动器70的可动轴81利用电磁力非接触地往复驱动。因此，在致动器70中也能够抑制驱动阀体31时产生摩擦力，能够进一步提高切换空气的流路的响应性。

·在致动器70中，板簧51以自然状态支撑阀体31的状态下的可动轴81(可动子76)的位置被设定为未作用有电磁力的中立位置，该电磁力使可动轴81沿预定方向往复驱动。根据这样的结构，在板簧51以自然状态支撑阀体31、且未通过致动器70作用电磁力的状态下，能够将可动轴81维持在预定方向上的中立位置。因此，以中立位置为基准，控制作用于可动轴81的电磁力，从而能够容易地往复驱动可动轴81，进而容易地往复驱动阀体31。

·阀体31的预定面31a和主体41的相对面41a被加工为预定的平面度。板簧51支撑阀体31使得预定面31a与相对面41a成为预定的平行度。根据这样的结构，由于管理了阀体31的预定面31a和主体41的相对面41a的平面度和平行度，因此能够提高在预定面31a与相对面41a之间形成的预定间隙c1的精度。

·由于在阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a之间形成有预定间隙c1，因此，如图4所示，即使在p1b开孔未与开口流路32连接的状态下，从p1b开孔向阀体31流动的空气也经由预定间隙c1而泄露。在这一点上，由于预定间隙c1为5μm左右，因此能够减少经由预定间隙c1而泄露的空气的量。

·由于在预定面31a与相对面41a之间插入有间隙治具，该间隙治具的厚度基于预定间隙c1的宽度而设定，因此能够容易地将预定面31a与相对面41a的间隔调节为预定间隙c1。并且，由于在该状态下将板簧51固定于主体41后，拆卸间隙治具，因此能够在预定面31a与相对面41a之间容易地形成预定间隙c1。

·如图6所示，磁铁74、75形成为长方体状。因此，如图8、9所示，将致动器70设为励磁状态时，仅箭头f1、f2所示方向的磁力作用于可动子76和可动轴81，与阀体31的预定面31a(图8、9中的纸面)垂直的方向的磁力不作用于可动子76和可动轴81。因此，能够抑制可动轴81向与预定面31a垂直的方向偏移。与此相对地，将磁铁74、75形成为半圆筒状时，与预定面31a垂直的方向的磁力作用于可动子76和可动轴81，因该磁力的不平衡而可能导致可动轴81沿与预定面31a垂直的方向偏移。

在上述第1实施方式中，通过将预定间隙c1设为5μm左右，减少了经由预定间隙c1泄露的空气的量。然而，如图11所示，即使在电流为0的情况下，也产生因空气的泄露而产生的流量。特别地，在空气的压力为0.2mpa的情况下，与空气的压力为0.1mpa的情况相比，因空气的泄露而产生的流量变大。

作为其原因，可以认为，在通过板簧51而支撑阀体31的两端部36的结构中，如图4所示，通过从p1b开孔、a1b开孔向阀体31流动的空气的压力，阀体31向远离p1b开孔、a1b开孔的方向移动。即，可以认为，阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a之间的预定间隙c1因空气的压力而拓宽。

(第2实施方式)

因此，在本实施方式中，如图12～14所示，隔着阀体31而在两侧设置第1主体41a和第2主体41b。以下，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。另外，针对与第1实施方式的部件对应的部件，通过标注相同的标号而省略说明。

在阀体31中，开口流路32在阀体31的预定面31a和预定面31a的相反侧的相反面31b上，沿阀体31的长度方向(相当于预定方向)以预定长度l1开口。开口流路32在阀体31中从预定面31a贯通至相反面31b。另外，开口流路32也能够采用如下结构：分别形成于阀体31的预定面31a侧和相反面31b侧、且未从预定面31a贯通至相反面31b。

在第1主体41a中，沿阀体31的长度方向以比预定长度l1短的间隔排列形成有p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔，该p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔在与预定面31a相对的第1相对面45a上开口。在第2主体41b中，沿阀体31的长度方向以比预定长度l1短的间隔排列形成有p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔，该p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔在与相反面31b相对的第2相对面45b上开口。第1主体41a的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔与第2主体41b的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔分别相对。在p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔上分别连接有连接流路42、43、44。

在第1主体41a与第2主体41b之间设置有第3主体41c。板簧51的短边部分51b分别通过焊接而固定于第3主体41c的长度方向上的两端部。第1主体41a和第2主体41b分别通过螺钉45而固定于第3主体41c。并且，板簧51支撑阀体31使得在预定面31a与第1相对面45a之间形成有第1预定间隙c1，且支撑阀体31使得在相反面31b与第2相对面45b之间形成有第2预定间隙c2。在本实施方式中，第1预定间隙c1与第2预定间隙c2设定为相等。另外，主体41a、41b、41c、阀体31、和板簧51通过以第1实施方式的组装方法为标准的组装方法而组装。

在此，使相同的经加压的空气在第1主体41a的p1b开孔和与该p1b开孔对应的第2主体41b的p1b开孔中流通。由此，由第1主体41a的p1b开孔向阀体31流动的空气所产生的压力、和由第2主体41b的p1b开孔向阀体31流动的空气所产生的压力相抵消。

图15是示出线圈72中流动的电流与空气的流量的关系的图。在图15中，与图11相比，因空气的泄露而产生的流量减少。进而，由于减少了空气的泄露量，即使在空气的压力更低的情况下，也能够增大流量的最大值。

图16～19是示出流量的输入值(input)和输出值(output)的时序图。

在图16示出的情况中，流路切换阀10供给和排出空气的对象的负载(容积)为3cc，给予台阶状的输入值(指令值)。输入值改变的瞬间存在一定程度的过冲(overshoot)，但除此之外，输入值与输出值一致。

在图17示出的情况中，对象的负载为3cc，以10hz的频率给予正弦波状的输入值。在正弦波的极大值和极小值附近存在一定程度的过冲，但除此之外，输入值与输出值一致。

在图18示出的情况中，对象的负载为3cc，以2hz的频率给予正弦波状的输入值。此时，输入值与输出值以良好的精度一致。

在图19示出的情况中，对象的负载为80cc，给予台阶状的输入值。此时，输入值与输出值以良好的精度一致。

以上详细说明的本实施方式具有以下的优点。在此，仅说明与第1实施方式不同的优点。

·隔着阀体31而在两侧设置有第1主体41a和第2主体41b。并且，在第1主体41a和第2主体41b上分别形成有相同的多个p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔。因此，通过使相同的空气在第1主体41a的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔和与这些开孔对应的第2主体41b的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔中流通，能够将由第1主体41a的p1b开孔、a1b开孔向阀体31流动的空气所产生的压力、和由第2主体41b的p1b开孔、a1b开孔向阀体31流动的空气所产生的压力相抵消。因此，能够抑制由于从p1b开孔、a1b开孔向阀体31流动的空气的压力而使阀体31向远离开孔p1b开孔、a1b开孔的方向移动。

·能够将由第1主体41a的开孔向阀体31流动的空气所产生的压力、和由第2主体41b的开孔向阀体31流动的空气所产生的压力相抵消。因此，能够降低对板簧51要求的刚性，与第1实施方式相比，能够采用较薄的板簧51。

·板簧51支撑阀体31使得在阀体31的预定面31a与第1相对面45a之间形成有第1预定间隙c1，且支撑阀体31使得在阀体31的相反面31b与第2相对面45b之间形成有第2预定间隙c2。因此，能够在阀体31与第1主体41a和第2主体41b不摩擦的状态下往复驱动阀体31。

另外，还能够将上述第1实施方式、第2实施方式如下那样变更而实施。

·组装主体41(41a、41b、41c)、阀体31、和板簧51时使用的间隙治具的个数、形状可以任意变更。总而言之，间隙治具的厚度基于阀体31的预定面31a与主体41的相对面41a(45a)之间的预定间隙c1的宽度而设定即可。

·预定间隙c1的宽度不限于5μm左右，可以为1～5μm、或6～10μm、或10～20μm。

·还能够采用可动轴81贯通阀体31至中途的结构、或可动轴81被固定于阀体31的一端部36的结构。

·在致动器70中，还能够将板簧51以自然状态支撑阀体31的状态下的可动轴81(可动子76)的位置设定为除了未作用有电磁力的中立位置之外的位置，该电磁力使可动轴81沿阀体31的长度方向往复驱动。

·还能够采用在阀体31的两端部36上分别安装的板簧51的弹力彼此不相等的结构。

·还能够采用板簧51的面积最大的主面并非与阀体31的长度方向垂直、而是以倾斜的状态安装于主体41上的结构。

·作为致动器70，还能够采用马达、或压电元件、热致动器等。但是，在致动器70中也期望驱动阀体31时不产生摩擦力的结构。另外，在致动器70中，即使驱动阀体31时产生摩擦力，通过在阀体31与主体41不摩擦的状态下往复驱动阀体31，与以往相比，能够提高在流路切换阀10中切换流路的响应性。

·在主体41上形成的开孔的数量不限于3个，也可以为两个或4个以上。

·通过流路切换阀10切换流路的流体不限于空气，还能够采用除了空气之外的气体、或液体。

(第3实施方式)

在本实施方式中，省略上述可动轴81，将阀体31和可动子76一体构成。以下，以与第2实施方式的不同点为中心进行说明。另外，针对与第1实施方式、第2实施方式的部件对应的部件，通过标注相同的标号而省略说明。

如图20～22所示，阀机构20具备壳体21、阀体31、第3主体41c、第4主体41d、板簧51、盖27等。壳体21、阀体31、第3主体41c、第4主体41d、板簧51、盖27由非磁体形成。

壳体21形成为四角筒状。在壳体21设置有供给经加压的空气(相当于流体)的p0开孔(加压开孔)、相对于负载供给和排出空气的a0开孔(输出开孔)、排出空气的r0开孔(排气开孔)。p0开孔、a0开孔、r0开孔由非磁体形成。在p0开孔、a0开孔、r0开孔分别连接有加压流路、输出流路、排气流路。加压流路和排气流路连接于第3主体41c。输出流路在壳体21的内表面开口。

在壳体21的内部容纳有阀体31、主体41c、41d、板簧51、磁铁74a、74b、75a、75b等。主体41c、41d形成为长方体状(平板状)。第3主体41c固定于壳体21。第4主体41d固定于第3主体41c。阀体31形成为长方体状(平板状)。

在并列配置的第4主体41d之间配置有阀体31。在第4主体41d与阀体31之间形成有间隙。即，第4主体41d和阀体31成为非接触状态。

阀体31经由板簧51而固定于第4主体41d。板簧51的两个短边部分51b分别固定于第4主体41d。板簧51以面积最大的主面(图20、21中的垂直面)与阀体31的长度方向成为垂直的方式被安装于第4主体41d。通过这样的结构，阀体31(相当于可动部件)被一对板簧51支撑为能够沿阀体31的长度方向(相当于预定方向)移动。

阀体31的预定面31a与第4主体41d的第1面41d位于同一平面。如图22所示，阀体31的预定面31a与第3主体41c的相对面41a相对。并且，第4主体41d的第1面41d与第3主体41c的相对面41a相对。在第4主体41d的第1面41d与第3主体41c的相对面41a之间排列插入有两个预定厚度的垫片46(间隔物)的状态下，将第3主体41c和第4主体41d固定。垫片46的厚度为10μm左右。即，在阀体31的预定面31a与第3主体41c的相对面41a之间形成有与垫片46的厚度相当的间隙(预定间隙)。这样一来，在阀体31上不存在与其他部件滑动的部分。另外，垫片46的数量不限于两个，也可以为1个或3个以上。

如图22所示，在阀体31的预定面31a上形成有沿阀体31的长度方向(预定方向)以预定长度l1开口的两个开口流路32。开口流路32沿与预定面31a垂直的方向贯通阀体31，形成为长轴的长度为预定长度l1的长孔。另外，还能够采用如下结构：开口流路32成为在阀体31的预定面31a侧分别形成的凹部、且不贯通阀体31。

在各自的第3主体41c上形成有在相对面41a开口的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔(相当于多个开孔)。p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔沿阀体31的长度方向以比预定长度l1短的间隔l2排列形成。在第3主体41c上形成有与p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔分别连接的连接流路42、43、44。连接流路42、43、44分别与上述加压流路、输出流路、排气流路连接。另外，连接流路43经由壳体21内的空间而与输出流路连接。壳体21内的空间被密封部件47密封。

并且，板簧51根据阀体31沿阀体31的长度方向(与板簧51的主面垂直的方向)移动的移动量，对阀体31施加弹力。具体来说，板簧51对阀体31施加与阀体31沿阀体31的长度方向移动的移动量、即板簧51的变形量成比例的弹力。

接着，参照图20、21，说明致动器70的结构。致动器70具备芯71(71c、71d)、线圈72、磁铁74a、74b、75a、75b等。

芯71由顺磁体材料形成为“u”字形状。在芯71中的“u”字形状的底部71c的外周安装有线圈72。芯71中的“u”字形状的一对直线部71d彼此平行。

在一对直线部71d上分别安装有磁铁74a、75a和磁铁74b、75b。磁铁74a～75b为由铁磁体材料形成的永久磁铁。磁铁74a～75b形成为长方体状。磁铁74a、75b分别以s极位于芯71的直线部71d侧、且n极位于阀体31(可动子76)侧的方式被安装于芯71的直线部71d。磁铁74b、75a分别以n极位于芯71的直线部71d侧、且s极位于阀体31(可动子76)侧的方式被安装于芯71的直线部71d。磁铁74a的n极与磁铁74b的s极相对，磁铁75a的s极与磁铁75b的n极相对。磁铁74a、74b的彼此相对的面平行，磁铁75a、75b的彼此相对的面平行。在阀体31的长度方向(以下称为“预定方向”)上，磁铁74a和磁铁75a以预定间隔配置，同样地，磁铁74b和磁铁75b以预定间隔配置。

在磁铁74a、75a与磁铁74b、75b之间经由上述壳体21的一部分配置有可动子76。壳体21中的、配置在磁铁74a与磁铁74b之间的部分、和配置在磁铁75a与磁铁75b之间的部分形成为较薄以使磁感线容易透过。可动子76由顺磁体材料形成为四角筒状。上述预定方向上的可动子76的宽度l3比磁铁74b(74a)的连接部件24侧的端面和磁铁75b(75a)的盖27侧的端面之间的间隔l4短。在可动子76的中空部中贯通地插入有阀体31。在预定方向上在阀体31的中央固定有可动子76。即，在阀体31中在位于一对板簧51之间的部分处固定有可动子76。可动子76不与除阀体31之外的部件接触。

在预定方向上，可动子76利用磁铁74a、74b、75a、75b的磁力而配置在磁铁74a(74b)和磁铁75a(75b)之间的中央位置(中立位置)。在该状态下，在通过处于自然状态的一对板簧51而支撑的阀体31上固定有可动子76。即，在致动器70中，板簧51以自然状态支撑阀体31的状态下的可动子76的位置被设定为未作用有电磁力的中立位置，该电磁力使阀体31(可动子76)沿预定方向往复驱动。并且，致动器70利用在预定方向上在一对板簧51之间作用于可动子76的电磁力，将阀体31非接触地沿预定方向驱动。

接着，参照图23～25，说明通过致动器70沿阀体31的长度方向(预定方向)往复驱动阀体31的原理。

在致动器70的线圈72中未流动电流的非励磁状态下，如图23所示，产生从磁铁74a的n极朝向磁铁74b的s极的磁场、和从磁铁75b的n极朝向磁铁74b的s极的磁场。在该状态下，可动子76在上述预定方向上以中立位置平衡静止。在该状态下，一对板簧51成为自然状态，力未由一对板簧51向阀体31作用。并且，在该状态下，如图22所示，第3主体41c的p1b开孔和r1b开孔被阀体31封闭。

在致动器70的线圈72中流动正向电流的正向励磁状态下，如图24中箭头h3所示，产生从芯71的上侧的直线部71d朝向下侧的直线部71d的线圈磁场。因此，从磁铁74a的n极朝向磁铁74b的s极的磁场与线圈磁场相互增强，从磁铁75b的n极朝向磁铁75a的s极的磁场与线圈磁场相互削弱。其结果是，可动子76受到向连接部件24的方向吸引的磁力。并且，如箭头f4所示，阀体31与可动子76一起向箭头f4的方向移动。此时，致动器70利用电磁力而非接触地驱动阀体31，阀体31以与主体41c、41d非接触的方式被驱动。与此相对地，一对板簧51使与阀体31的移动量成比例的阻力作用于阀体31。在图22中，在阀体31被向连接部件24的方向驱动时，第3主体41c的a1b开孔与p1b开孔经由阀体31的开口流路32而连接。即，流路切换阀10的流路被切换。

在此，使相同的经加压的空气在各个第3主体41c的p1b开孔中流通。由此，抵消由各个第3主体41c的p1b开孔向阀体31流动的空气所产生的压力。

并且，在致动器70的线圈72中流动负向电流的负向励磁状态下，如图25中箭头h4所示，产生从芯71的下侧的直线部71d朝向上侧的直线部71d的线圈磁场。因此，从磁铁74a的n极朝向磁铁74b的s极的磁场与线圈磁场相互削弱，从磁铁75b的n极朝向磁铁75a的s极的磁场与线圈磁场相互增强。其结果是，可动子76受到向盖27的方向吸引的磁力。并且，如箭头f5所示，阀体31与可动子76一起向箭头f5的方向移动。此时，致动器70利用电磁力而非接触地驱动阀体31，阀体31以与主体41c、41d非接触的方式被驱动。与此相对地，一对板簧51使与阀体31的移动量成比例的阻力作用于阀体31。在图22中，在阀体31被向盖27的方向驱动时，第3主体41c的a1b开孔与r1b开孔经由阀体31的开口流路32而连接。即，流路切换阀10的流路被切换。

以上详细说明的本实施方式具有以下的优点。

·通过一对板簧51，沿预定方向施加与板簧51的变形量对应的弹力。阀体31被一对板簧51支撑为能够沿上述预定方向移动，因此能够以非滑动且能够移动的方式支撑阀体31。并且，利用通过致动器70而作用的电磁力，非接触地沿预定方向驱动阀体31。其结果是，驱动阀体31时不会产生摩擦力，能够提高驱动阀体31的响应性。进一步，由于非滑动地驱动阀体31，因此在阀体31中不产生磨损，同与滑动相伴的常规阀体相比，能够半永久地使用。

·阀体31由一对板簧51支撑，并在上述预定方向上在一对板簧51之间被作用电磁力。因此，能够抑制驱动时阀体31晃动。

·电磁力作用于在阀体31上固定的可动子76。因此，能够将被作用有电磁力的可动子76与阀体31分别制成，能够提高阀体31的设计自由度。

·能够通过形成于第3主体41c的连接流路，使流体相对于与各连接流路连接的各开孔流入流出。在阀体31中在预定面31a上形成有沿预定方向以预定长度l1开口的开口流路32。在第3主体41c中，沿上述预定方向以比上述预定长度l1短的间隔l2排列形成有多个开孔，所述多个开孔在与上述预定面31a相对的相对面41a上开口。因此，通过利用致动器70沿上述预定方向驱动阀体31，能够切换多个开孔经由阀体31的开口流路32而连接的状态、即流体的流路。

·阀体31的预定面31a与第4主体41d的第1面41d位于同一平面，在第3主体41c的相对面41a与第4主体41d的第1面41d之间插入有预定厚度的垫片46的状态下，固定第3主体41c和第4主体41d。因此，能够在阀体31的预定面31a与第3主体41c的相对面41a之间容易地形成与垫片46的厚度对应的间隙。

·在致动器70中，板簧51以自然状态支撑阀体31的状态下的阀体31(可动子76)的位置被设定为未作用有电磁力的中立位置，该电磁力使阀体31沿预定方向往复驱动。根据这样的结构，在板簧51以自然状态支撑阀体31、且未通过致动器70作用电磁力的状态下，能够将阀体31维持在预定方向上的中立位置。因此，以中立位置为基准，控制作用于可动子76的电磁力，从而能够容易地且重现性良好地往复驱动阀体31。进一步，能够使未通过致动器70作用电磁力的状态下的流体的流量稳定为恒定。

·隔着阀体31而在两侧设置有第3主体41c。并且，在各个第3主体41c形成有相同的多个p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔。因此，通过使相同的空气在各个第3主体41c的p1b开孔、a1b开孔、r1b开孔中流通，能够抵消由各个第3主体41c的p1b开孔、a1b开孔向阀体31流动的空气所产生的压力。因此，能够抑制由于从p1b开孔、a1b开孔向阀体31流动的空气的压力而使阀体31向远离p1b开孔、a1b开孔的方向移动。并且，能够降低对板簧51要求的刚性，能够采用更薄的板簧51。

另外，还能够将上述第3实施方式如下那样变更而实施。

·还能够采用如下结构：一对板簧51支撑阀体31的除两端部36之外的部分、例如稍靠近中央的部分。

·垫片46的厚度不限于10μm左右，也可以为5～10μm、或10～15μm、或15～20μm。

·如图26所示，在预定方向上，两个开口流路32彼此远离一侧的端部彼此的间隔l5与p1b开孔和r1b开孔的间隔l6的关系能够如下那样改变。(1)l6≧l5。此时，如图27所示，能够用作在电流0ma附近具有不敏感带的流路切换阀10，能够使流体的流动初始时稳定。(2)l6＜l5。此时，如图28所示，能够用作在电流0ma附近具有恒定排出流量的流路切换阀10，能够提高改变流体的流量的响应性。(3)l6＜＜l5。此时，如图29所示，能够用作混合阀，该混合阀将由开孔p向开孔a流动的流体和由开孔r向开孔a流动的流体进行混合。

·可动子76和阀体31还能够由顺磁体材料一体形成。此时，由可动子自身构成阀体31(可动部件)，在可动子形成有开口流路32。

本发明按照实施例而描述，但要理解本发明不限定于该实施例或结构。本发明还包括各种变形例或等同范围内的变形。除此之外，各种组合或形态、以及其中仅包含一个要素、其以上、或者其以下的要素的其他组合或形态也落入本发明的范畴或思想范围内。

标号说明

10流路切换阀

20阀机构

31阀体

31a预定面

31b相反面

32开口流路

36两端部

41主体

41a第1主体

41b第2主体

41c第3主体

41d第4主体

41a相对面

41d第1面

42连接流路

43连接流路

44连接流路

45a第1相对面

45b第2相对面

46垫片

51板簧

70致动器

76可动子

81可动轴