JPH02138582A - ガス流量制御装置用バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスの比較的小流量を精密に制御する精密ガ
ス流量制御装置のバルブ部に関する。

［従来の技術］ 精密ガス流ｍ制御装置は、センサ一部と、バルブ部と、
制御回路部とからなっている。

センサ一部は全ガス流量の何分の１かが通過する細い導
管とこの導管に巻いて設けた電熱線コイル、すなわちセ
ンサーとからなっており、バルブ部の流入流路にバイパ
スとして接続している。制御回路部はセンサ一部のガス
流量を検出してバルブ部のガス流量を制御し、駆動する
ための電気を出力する制御回路である。

バルブ部は、ガス流量制御装置用バルブでこのバルブの
駆動部に積層型圧電素子体を用いたものがある。

従来の積層型圧電素子体を用いたガス流量制御装置用バ
ルブは、例えば特開昭６１−１２７９２３号公報に開示
されており、これを第５図および第６図に示す。

第５図のガス流量制御装置用バルブはノーマルオーブン
タイプで、通常、電圧を印加しないときは開である。バ
ルブ本体２は、ブロック形状で水平の流入流路２１．垂
直部と水平部とからなる流出流路２２．および流入流路
２１に通じ流出流路２２にも通じる上部開放の開口部２
３を有している。

弁座３は、厚肉板状でバルブ本体２の開口部２３の下面
に設置し、中央に流出流路２２の垂直部とつながる貫通
孔である弁口３１を有している。弁体１は円柱状で下部
に先細りのテーバ部を有し、弁座３の弁口８１の上側で
バルブ本体２の開口部２３内に位置しており、弁座３の
弁口３１と接触、およびかい離する。

ダイヤフラム４は、うす内円板状で弁体１の上面に接し
て取付られ、この外周部分がバルブ本体２の開口部２３
の側面上部に固定され、ダイヤフラム４の上面側と下面
側とをシールし、すなわち開口部２３を密封する。

バルブ本体２の上面に開口部２３をフタするように筒状
部材５を立設して固定する。この筒状部材５内に柱状の
積層型圧電素子体８を挿入し、この下端面に弁棒６を固
着する。積層型圧電素子体８の上端面は、筒状部材５の
頂部にねじ込んだフタ、すなわち開度調整ねじ７の下面
と接触する。この開度調整ねじ７は弁体１の開度を調整
するためのねじでもある。

次に積層型圧電素子体８を説明する。圧電効果を有する
圧電素子は、厚さ：約０．１〜０，２關程。

直径：約１０〜２０ｍｍ程の円板である。導電性の金属
薄板は厚さ：　０．０５〜０．２市程、直径：圧電素子
と略同径の円板である。

この圧電素子と金属薄板とを交互に１枚づつ積み重ねて
圧電素子の枚数で１００〜２００枚程を積層する。各々
の金属薄板を一つおきに正極リードで、他の一つおきを
負極リードで接続し、さらに直流（ＤＣ）　電圧印加用
リード８１．８２を接続する。

この積層型圧電素子体８は、これに例えばＤＣ５００Ｖ
を印加するとこの積層方向に６０〜１００μｍ程伸びる
。これによってガス流量制御装置用バルブの弁棒６が押
し下げられ、同時に弁体１が下方に変位する。これによ
って、弁体１と弁座３との間隙、すなわち開度が小さく
なる。すなわち積層型圧電素子体８に印加するＤＣ電圧
によって開度が調整され、ここを通過するガスの流量を
制御することができる。

そして、積層型圧電素子体８に印加したＤＣ電圧を除去
すると、積層型圧電素子体８は、ＤＣ電圧印加による伸
びた分だけ縮まり元に戻る。

従って、弁体１はダイヤフラム４の復元力によって元の
位置に復帰し、開度も元に復帰する。

第６図は、ノーマルクローズタイプすなわち通常、ＤＣ
電圧を印加しないときは閉の積層型圧電素子体８を用い
たガス流量制御装置用バルブの縦断面図である。

このノーマルクローズタイプのガス流量制御装置用バル
ブは、ノーマルオーブンタイプのガス流量制御装置用バ
ルブと、弁座３．ダイヤフラム４゜筒状部材５．弁棒６
．開度調整ねじ７および積層型圧電素子体８がほぼ同じ
である。このバルブ本体２はブロック形状で、水平の流
入流路２１．水平の流出流路２２．およびこれら流入流
路２■と流出流路２２とに通じる開口部２３を有してい
る。

弁座３はバルブ本体２の開口部２３の高さ方向中間に設
け、弁体１は上部に先細りのテーバ部を有し、この弁座
３の下側に位置するように設ける。

さらに弁体１をバネ９で常時弁座３の弁口３工に押圧し
ておき、バネ９の弁体１と反対側の端部はバルブ本体２
にねじ接合して固定したフタｌＯの上面と接触する。

［発明が解決しようとする課題］ 以上説明した従来のノーマルオーブンタイプのガス流量
制御装置用バルブはガスが通過するバルブ本体の開口部
内に弁体が存在し、この弁体は外周面にテーバ部を有し
、この弁体のテーバ部は弁座・弁口の内周面・端部と接
触、およびかい離する。すなわち、弁体のテーバ部外周
面と弁座・弁口の内周面とがこすり合い、これにより摩
耗して発生する金属粉等がバルブ本体の開口部を通過す
るガスに混入する課題がある。

また従来のノーマルクローズタイプのガス流量制御装置
用バルブは、従来のノーマルオーブンタイプよりさらに
ガスが通過するバルブ本体の開口部内にバネが弁体およ
びバルブ本体のフタに接して存在するので、それだけ金
属粉等の発生が多くなる課題がある。

本発明の目的はガスが通過するバルブ本体の開口部内に
、弁口の内周面端部とこすり合うテーバ部外周面を有す
る弁体をなくし、金属粉等の発生を抑えたノーマルオー
ブンタイプ、およびノーマルクローズタイプのガス流量
制御装置用バルブを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、流入流路、流出流路、およびこれらに通じる
上部開放の開口部を有するバルブ本体と、このバルブ本
体の前記開口部と前記流入流路との間に形成した弁座と
、 この弁座に直接当接とかい離とをし、前記バルブ本体開
口部を密封する部分球殻、または部分波形の金属製薄板
形状のダイアフラムと、このダイアフラムが前記弁座に
直接当接とかい離とをするための駆動源である積層型圧
電素子体とからなることを特徴とするガス流量制御装置
用バルブであり、 さらにブロック形状で、流入流路と、流出流路と、これ
ら流入流路および流出流路に通じ上部開放の開口部とを
有するバルブ本体と、環状で前記バルブ本体の開口部と
流入流路の間に設け、このバルブ本体を通過するガスが
通過する貫通孔である弁口を有する弁座と、　部分球殻
、または断面部分波形の薄板形状で、外周部が前記バル
ブ本体・開口部の側面に形成した段差部に固定され、中
央部の下面が前記弁座に直接当接とかい離とをし、前記
バルブ本体の開口部を密封する金属製のダイヤフラムと
、 上部に位置調整手段を有する筒状で、前記バルブ本体・
開口部のまわりに立設し固定する筒状部材と、前記筒状
部材の内部の軸方向で、前記位置調整手段の下側に設け
た柱状の積層型圧電素子体と、前記積層型圧電素子体の
下面に上面が接し、下面が前記ダイヤフラムの中央部上
面に接する弁棒と、からなることを特徴とするノーマル
オーブンタイプのガス流量制御装置用バルブであり、さ
らに、ブロック形状で、流入流路と、流出流路と、これ
ら流入流路および流出流路に通じ上部開放の開口部とを
有するバルブ本体と、環状で前記バルブ本体の開口部と
流入流路との間に設け、このバルブ本体を通過するガス
が通過する１１通孔である弁口を有する弁座と、部分球
殻、または断面部分波形の薄板形状で、外周部が前記バ
ルブ本体・開口部の側面に形成した段差部に固定され、
中央部の下面が前記弁座に直接当接とかい離とをし、前
記バルブ本体の開口部を密封する金属製のダイヤフラム
と、貫通穴のあいたフタ部を有する筒状で、前記バルブ
本体の開口部まわりに立設し固定する筒状部材と、底部
と位置調整手段のフタ部とを有するほぼ筒状で、前記筒
状部材の内部にこれとほぼ同軸で、底部の下面が前記ダ
イヤフラムの中央部上面に当接し、フタ部の上部外周面
が前記筒状部材のフタ部貫通穴と嵌合する弁棒と、前記
弁棒にはこの底部上面の上側にこの弁棒軸直角方向の貫
通穴を形成し、この貫通穴を貫通し、両端部が前記バル
ブ本体の開口部まわりの上面に載置したブリッジと、前
記弁棒の位置調整手段のフタ部の下端面と前記ブリッジ
中央部の上面との間に設けた積層型圧電素子体と、前記
弁棒の位置調整手段のフタ部の外周で、この外周面に形
成した段差部上面と前記筒状部材のフタ部下面との間に
設けた圧縮ばねとからなること特徴とするノーマルクロ
ーズタイプのガス流量制御装置用バルブである。

［作用コ 本発明によるガス流量制御装置用バルブは、ノーマルオ
ーブンタイプまたはノーマルクローズタイプのいずれの
タイプであっても、ダイヤフラムの中央部、下面をバル
ブ本体の開口部に設けた弁座・上面に押し当てて接触し
、およびこれらの下面と上面とをかい離する。

従って本発明によるガス流量制御装置用バルブはこのバ
ルブ本体の開口部内にテーバ外周面を有する弁体が存在
しないので、弁体のテーバ外周面と弁座の弁口内周面端
とがこすり合うことがなく、これにより摩耗して発生す
る金属粉等がない。すなわち、この金属粉等がバルブ本
体を通過するガスに混入することがない効果がある。

［実施例］ 本発明によるガス流量制御装置用バルブの実施例を第１
図〜第４図に示す。第１図は第１実施例を示しノーマル
クローズタイプのものの縦断面図で、第２図は第１図の
縦方向中心線面の断面図である。

第３図は第２実施例を示しノーマルオーブンタイプのも
のの縦断面図である。第４図は第３実施例を示しノーマ
ルクローズタイプのものの縦断面図である。まず、第１
図および第２図に基づいて第１実施例を説明する。

バルブ本体２はブロック形状で、水平部２１１および垂
直部２１２を有する流入流路２１と、垂直部２２２およ
び水平部２２１を有する流出流路２２と、これら流入流
路２１の垂直部２１２に通じ流出流路２２の垂直部２２
２にも通じる上部開放円形の開口部２３とを有している
。

バルブ本体２の開口部２３と流入流路２１の垂直部２１
１の上側との間に弁座３を形成する。弁座３はバルブ本
体２の開口部２３の下面にバルブ本体２と一体に形成し
てもよいが、別体に作製して嵌合。

固着してもよい。弁座３はほぼ円筒状でこの貫通孔が弁
口３１で、この弁口３１は流入流路２１の垂直部、２１
１に連続している。また、この弁座３の上端面内周側に
円環状の突起を形成する。弁座３はバルブ本体２の開口
部２３の下面に一体に形成するとバルブ本体２と同一の
金属製となるが、弁座３をバルブ本体２の開口部２３の
下面に別体で形成した場合は軟質金属等の弁座３に適し
た材料を選定することができる。また弁座３の材料をプ
ラスチックにすることもできる。バルブ本体２の開口部
２３の側面に、リング状の上面が形成される軸方向の段
差部を設ける。このリング状の上面が形成された段差部
に金属製円形薄板のダイヤフラム４を載置する。このと
き、ダイヤフラム４の外周部下面がこの段差部の上面に
接し、ダイヤフラム４の中央部が弁座３に接する位置に
来る。ダイヤフラム４はこの中央部をふくらませた形状
、例えば部分球殻形状、断面形状で言えば凸円弧状にす
るか、または半径方向中間部分の円環面に波形を形成し
てもよい。

ダイヤフラム押え１２は円環状で外周面がバルブ本体２
・開口部２３の段差部上側の側面にゆるく嵌合する。こ
の下面はダイヤフラム４の外周部上面に接し、ダイヤフ
ラム４の外周部をダイヤフラム押え１２とバルブ本体２
・開口部２３の段差部とで挟着する。

円筒状部材５は貫通孔のあいたフタ部を上部に有する円
筒状で、この下部外周面にフランジ形状の突起を形成す
る。この円筒状部材５をダイヤフラム押え１２の上面に
載置する。円筒状部材押え１３は円環状で円形内周面の
上部にフランジ形状の突起を形成し、円環状の軸方向に
ボルト用貫通穴がおいている。

円筒状部材押え１３の内周面フランジ形状突起で、円筒
状部材５の外周面フランジ形状突起を押え、円筒状部材
押え１３をバルブ本体２の上面にボルト締結によって固
定する。

このとき、同時にダイヤフラム４の外周部が固定され、
ダイヤフラム４の上面側と下面側とがシールされ、バル
ブ本体２の開口部２３が密封される。

また、円筒状部材５はバルブ本体２の開口部２８まわり
に立設し固定される。

ここで、ダイヤフラム押え１２と円筒状部材５とは一体
であってもよく、円筒状部材５は特に円筒状にこだわら
ずこの他の筒状であってもよい。

弁棒１０は底部とフタ部とを有するほぼ筒状で、底部と
ほぼ筒状の本体部とフタ部とから一体でなっている。フ
タ部には貫通めねじ穴がおいており、フタ部の外周は円
形で本体部より小径でありここに段差部が形成される。

さらに底部の下面は球状面で、この底部上面の上側に弁
棒１０の軸と直角方向に本体部の筒の壁を貫通する貫通
穴がおいている。

弁棒ｌＯは円筒状部材５の内部で、これとほぼ同軸に配
置し、この下部はダイヤフラム押え１２を貫通してダイ
ヤフラム４の中央部上面に当接する。

このときこの弁棒１０の下部外周面とダイヤフラム押え
１２の内周面とが嵌合して弁棒１０をガイドしてもよい
。弁棒１０の上部でこのフタ部の円形外周面は円筒状部
材５のフタ部の貫通穴と嵌合する。

ブリッジ１１は四角柱状の棒で、弁棒ｌＯの軸直角方向
貫通穴を貫通し、両端がダイヤフラム押え１２の上面に
載置する。ブリッジ１１の軸方向長さは円筒状部材押え
１３の円形内周面直径より僅かに短い。

また円筒状部材５の下部で、ブリッジ１１の両端部が位
置する部分には、それが占めるための空間を形成する。

積層型圧電素子体８は従来のそれと同様で直流電圧印加
用リード８１．８２を接続している。積層型圧電素子体
８は弁棒ｌＯの内部でこれとほぼ同軸に配置し、かつブ
リッジ１１の軸方向中央部の上面に載置する。

開度調整ねじ７はボルト形状でこのねじ部が調整用ねじ
である。開度調整ねじ７は弁棒１０のフタ部の貫通めね
じ穴にねじ込み、この下端面が積層型圧電素子体８の上
端面にねじれ防止部材１４を介在して押し当るようにす
る。ここで開度調整ねじ７と弁棒１０のフタ部との固定
を確実にするため、ナツト１６を開度調整ねじ７のねじ
部に接続してダブルナツト形式にしてもよい。

ここで、このナツトＩＢと開度調整ねじ７と弁棒ｌＯの
フタ部の貫通めねじ穴とで位置調整手段を構。

成する。この位置調整手段は開度調整ねじ７の下端面位
置を調整するものである。

弁棒１０のフタ部円形外周面外径側で、弁棒ｌＯの外周
面段差部上面と円筒状部材５のフタ部下面との間にばね
１５を介在させる。

次に、以上説明したノーマルクローズタイプのガス流量
制御装置用バルブの開閉について説明する。　まずばね
１５の力、荷重によって弁棒■０を下側に押し下げ、弁
棒ＩＱの下端面がダイヤフラム４の中央部上面に当接し
ているので、ダイヤフラム４の中央部を下降する。

ダイヤフラム４の中央部は下降してこの下面が弁座３の
上面、内周側突起の上端面に当接する。このとき、ガス
流量制御装置用バルブは閉である。

次に積層型圧電素子体８にＤＣ電圧を印加するとこれは
伸長するが、この下端面はブリッジ１１によって下降し
ないように規制されている。従って積層型圧電素子体８
は上方に伸長する。この上方の伸長によって開度調整ね
じ７がこの軸方向上方へ移動し、開度調整ねじ７とねじ
接合している弁棒１０がばね１５の力、荷重に打勝って
上昇する。この弁棒１０の上昇により、ダイヤフラム４
が弁棒１０の下端面に追随して弾性変形するようになっ
ている。

すなわち、ダイヤフラム４の中央部が上昇し、ダイヤフ
ラム４と弁座３との間に隙間があく。このとき、ガス流
量制御装置用バルブは開である。

次にＤＣ電圧の印加を除去すると、積層型圧電素子体８
は元の長さに戻り縮むので、（＃密に言えばすぐに完全
に元に戻らない。）ばね１５の力。

荷ｆｆｌによって弁棒１０が下降し、ダイヤフラム４の
中央部が下り、弁座３の上端面と接触して閉となる。こ
のガス流量制御装置用バルブはＤＣ電圧を印加しないと
きに閉で、ＤＣ電圧を印加したときに開であり、ノーマ
ルクローズタイプである。

このガス流量制御装置用バルブにおいて、ダイヤフラム
４の形状を部分球殻形状あるいは部分波形状にしたのは
弁棒１０の下面に追随して弾性変形する弾性変形域を大
きくするためである。

また、このガス流量制御袋用バルブが閉の状態のとき、
積層型圧電素子体８にはばね１５のばね力によって圧縮
荷重がかかっている。従ってばね１５は弁棒１０を下側
に押し下げるばね力を持つと同時に積層型圧電素子体８
を圧縮するばね力を持っている。

この閉の状態のときの積層型圧電素子体８にかかる圧縮
荷重はばね１５のばね定数によって調整することができ
る。開度調整ねじ７は本実施例のガス流量制御装置用バ
ルブが開のとき（全開のとき）の開度を調整する開度調
整用のねじである。

この開度調整は、まず積層型圧電素子体８に電圧、全開
時に相当する電圧を印加する。このとき積層型圧電素子
体８が伸長してガス流量制御用バルブは開であり、この
開の状態を、開度調整用ねじ７を回転して、所定の全開
状態にする。次にナツト１６をダブルナツトにして開度
調整ねじ７と弁棒ｌＯのフタ部の貫通めねじ穴とを固定
して、開度３１整は終了する。

以上説明した第１実施例のノーマルクローズタイプガス
流量制御装置用バルブは、従来のノーマルクローズタイ
プのガス流量制御装置用バルブと比較して、ガスが通過
するバルブ本体２の開口部２３等の形状が単純で、この
内部にテーパ外周面を有する弁体、およびバネがなく弁
体およびバネ等の摩耗による金属粉等の発生がない。従
ってこの金属粉等のバルブ本体２を通過するガスへの混
入がない効果がある。

次に第３図に基づいてノーマルオーブンタイプのガス流
量制御装置用バルブの実施例、すなわち第２実施例を説
明する。

第２実施例のバルブ本体２、弁座３、ダイヤフラム４お
よびダイヤフラム押え１２は第１実施例のそれらと形状
およびそれらの配置等の構成が同じである。円筒状部材
５は第１実施例の円筒状部材５とほぼ同形状で第１実施
例と同様にダイヤフラム押え１２の上面に載せて立てる
。ただし第２実施例の円筒状部材５は第１実施例のそれ
と内径、および上部と中間部との外径が異なり、小さく
、さらに円筒状部材５のフタ部には貫通穴ではな（貫通
めねじ穴が形成されている。

円筒状部材押え１３．およびボルトは第１実施例のそれ
らと同様の形状、配置２組立で同様の構成であり、円筒
状部材５をダイヤフラム押え１２に載せて立て、円筒状
部材５を円筒状部材押え１３で押えて、円筒状部材押え
１３をバルブ本体２の開口部２３まわりの上面にボルト
で固定する。

弁棒１７は第１実施例の弁棒６と全く異なり、円柱状で
大径部と小径部からなり、これらの境に段差部が形成さ
れ、上面が平面で下面が球状面である。弁棒６は円筒状
部材５の内部にこれと同軸に配置し、弁棒６の大径部は
円筒状部材５の内周面と嵌合して弁棒６の軸方向移動の
ガイドとなる。

弁棒６の小径部外周部で、弁棒６の段差部とダイヤフラ
ム押え１２の内周部上面との間にばね１８を圧縮させて
設ける。ここでダイヤフラム４の中央部上面は弁棒６の
球状下面にダイヤフラム４の弾性により追随して常に当
接している。

積層型圧電素子体８．開度調整ねじ７．ナツト１６およ
びねじれ防止部材１４は第１実施例のそれらと形状は同
じである。ただし、開度調整ねじ７は円筒状部材５のフ
タ部の貫通めねじ穴に接合し、開度調整ねじ７の下端面
にねじり防止部材１４を当接して設け、このねじり防止
部材１４の下端面に積層型圧電素子体８を設ける。積層
型圧電素子体８は円筒状部材５の内部でこれとほぼ同軸
に位置し、弁棒６の上面平面に載置する。

ここで、第１実施例とほぼ同様に開度調整ねじ７とナツ
ト１６と円筒状部材５のフタ部の貫通めねじ穴とで位置
調整手段を構成する。

次に以上説明した第２実施例のノーマルオーブンタイプ
のガス流量制御装置用バルブの開閉について説明する。

まず、ばね１８の力、荷重によって弁棒６を上側に引き
上げておく、このときダイヤフラム４の中央部は第１実
施例と同様に弁棒６の球状下面に追随して接するように
なっており、上昇して弁座３の上端面と離れ、かい離し
ている。すなわち、ガス流量制御装置用バルブは開であ
る。

この開の状態のとき、積層型圧電素子体８にはばね１８
により圧縮荷重がかかっている。また位置調整手段の開
度調整ねじ７を上下移動することによって弁棒６の位置
、すなわち開度を調整することができる。

次に積層型圧電素子体８にＤＣ電圧を印加するとこれが
伸長する。積層型圧電素子体８はこの上端面が開度調整
ねじ７によって上方に移動できないように規制されてい
るので、下方へ伸長する。

従って積層型電圧素子体８はこの伸長によって弁棒６を
ばね１８の力、荷重に打勝って下側へ押し下げる。弁棒
６が下側に下がると同時にダイヤフラム４が弾性変形し
て、この中央部が弁座３の上端面に当接する。これらの
当接、接触によってこのガス流量制御装置用バルブは閉
となる。

次に積層型圧電素子体８に印加したＤＣ電圧を除去する
と積層型圧電素子体８は軸方向に縮み、ＤＣ電圧を印加
しないときのもとの長さに戻る。

このとき、弁棒６はばね１８の力、荷重によって正確に
は厳密にいえば、ダイヤフラム４の弾性力にもよって上
側に押し上げられ、ダイヤフラム４も弾性変形してこの
中央部が弁棒６の下面に追随して上昇し、ダイヤフラム
４の下面と弁座３の上端面とがかい離する。これらのか
い離によってこのガス流量制御装置用バルブは開となる
。

すなわち、このガス流量制御装置用バルブは、ＤＣ電圧
を印加したときに閉で、このＤＣ電圧を印加しない通常
のときは開であるノーマルオーブンタイプのガス流量制
御装置用バルブである。

以上説明した第２実施例のノーマルオーブンタイプのガ
ス流量制御装置用バルブは、ダイヤフラム４の中央部下
面と弁座３°の上端面とが直接当接とかい離とをするの
で、テーパ外周面を有する弁体がなく弁体のテーパ外周
面と弁座の弁口・内周面端とこすることもないので、こ
れらのこすることによる摩耗粉の発生がない。従ってこ
の摩耗粉のバルブ本体を通過するガスへの混入がない効
果がある。

次に第４図に基づいて、第３実施例でノーマルクローズ
タイプのガス流量制御装置用バルブを説明する。

第３実施例においてはバルブ本体２の流入流路２１１に
接続したセンサ一部、および流入流路２１１内に設けた
導管束を簡単に説明する。

センサ一部はＵ字型の細い導管と、この導管に巻いた電
熱線、電熱コイルと（図示していない）これらのケース
とからなっている。この導管の一端は流入流路２１１の
流入口部に接続しており、この導管の他端は流入流路２
１１の中間部に接続している。

バルブ本体２の流入流路２１１の内部に設けた導管束は
センサ一部の導管と同径の導管が例えば９本束になった
もので流入流路２１１の流入口部から中間部までの長さ
を有し位置している。この第３実施例のガス流量制御装
置用バルブはガス流量の１０％がセンサ一部を通過し、
すなわちセンサ一部を通過するガス流量の１０倍がガス
全流量である。第３実施例のバルブ本体２．弁座３．ダ
イヤフラム４、円筒状部材押え１３．および積層型圧電
素子体８は第１実施例のそれらと同様の形状、組合せ構
成である。

円筒状部材５はダイヤフラム押え１２と一体で、円筒状
部材５の下部外周面がバルブ本体２の開口部２３の側部
上側内周面と嵌合し、この下端面がバルブ本体２の開口
部２３の段差部上面に載置し、これら下端面と段差部上
面とでダイヤフラム４の外周部を挟着する。円筒状部材
５の上部はフタ部がなく開放で、外周におねじが形成さ
れている。

フタ１７は円筒ナツト形状で上部内周面にフランジ形状
の突起を有している。このフタ１７を円筒状部材５にね
じ込んで被せる。

弁棒ｌＯは底部を有する円筒状で上端が解放され上部の
内周面にめねじが形成されている。この弁棒１０の底部
は第１実施例の弁棒工０の底部とほぼ同形状である。こ
の弁棒１０の円筒状壁にもこの軸直角方向にブリッジ１
１が貫通するための貫通穴がおいている。この貫通穴は
ブリッジ１１が貫通する大きさでよく第１実施例程大き
くなくてもよい。こ、れは弁棒１０と円筒状部材５との
間に、弁棒ＩＯの上下往復移動に対し、案内ガイド面と
なる弁棒軸受３０を設けてこの弁棒軸受３０に接する弁
棒１０の面積を大きくするためである。

ブリッジ１１は第１実施例のブリッジ１１とほぼ同様で
あるが、この両端部は円筒状部材５の下部外周面に形成
したフランジ形状部に載置する。またブリッジ１１の中
央部上面に載置する積層型圧電素子体８はこれらの間に
積層型圧電素子体ベース１９を介在させる。この積層型
圧電素子体ベース１９を載置するブリッジ１１の上面に
は円錐形状の凹部が形成されている。積層型圧電素子体
ベース１９は厚肉円板状で下面には半球形状の突起が形
成されており、上面は平面である。この下面の半球形状
の突起がブリッジ１１の上面凹部に嵌まり、この上面の
平面に積層型圧電素子体８の下端面が当接して載る。こ
れは積層型圧電素子体８の下端面にできるだけ均一に荷
重がかかるようにするためである。

ねじれ防止部材１４は厚肉円板状で下面が平面で、上面
に円錐台形状の凹部が形成されており、積層型圧電素子
体８の上端面にこのねじれ防止部材１４を載置する。ね
じれ防止部材１４の凹部に下端を円錐台形状にとがらせ
たボルト形状の開度調整ねじ７を押し当てる。開度調整
ねじ７は弁棒キャップ２０の貫通めねじにねじ接合して
いる。弁棒キャップ２０はほぼ円筒状で内周面にめねじ
を形成し、外周面下部におねじを形成し、外周面上部が
下部より小径の円形外周面であり、これらの間に段差が
形成される。弁棒キャップ２０はこの下部おねじが弁棒
１４の上部めねじにねじ接合し、この上部の円形外周面
がフタ１７の貫通穴にブツシュ２１を介在させて嵌合し
ている。さらに弁棒キャップ２０の上部小径側外周で、
この外周に嵌合したブツシュ２１の下端面と、この外周
の段差上面との間にばね１５を挟む。このばね１５は第
１実施例と同様に弁棒ｌＯを押し下げ、積層型圧電素子
体８に圧縮するばね力を持っており、さらにこのばね１
５はフタ１７と円筒状部材５とがねじ接合しているので
ばね力を変えることができる。

以上説明した第３実施例でノーマルクローズタイブのガ
ス流量制御装置用バルブは第１実施例のノーマルクロー
ズタイプのそれと弁の開閉機構は同様であり、また同様
の効果がある。

以上説明した実施例のすべてのガス流量制御装置用バル
ブは、その積層型圧電素子体８に常時ばねによる圧縮荷
重がかかっている。これは、積層型圧電素子体８が圧縮
荷重に非常に強く、それに予め圧縮荷重をかけおいて使
用した方が、荷重をかけないで積層型圧電素子体８が伸
長したときのみ圧縮荷重がかかるようにして使用したと
きより寿命が長いことによる。

また、ガス流量制御装置用バルブを全開にしたとき、積
層型圧電素子体８の移動側端部の位置設定が行い易いこ
とによる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり本発明によるガス流量制御装置用バ
ルブはノーマルクローズタイプおよびノーマルオーブン
タイプいずれであってもガスが通過するバルブ本体内に
テーパ外周面を有する弁体がない。従ってこの弁体のテ
ーバ外周面が弁口等とこすり合うこともないので、この
摩耗による金属粉等の発生がバルブ本体内においてない
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はノーマルクローズタイプのガス流量制御装置用
バルブの第１実施例の縦断面図、第２図は第１図の縦方
向中心線面の断面図、第３図は第２実施例でノーマルオ
ーブンタイプのガス流量制御装置用バルブの縦断面図、
第４図は第３実施例でノーマルクローズタイプのガス流
量制御装置用バルブの縦断面図、第５図は従来のノーマ
ルオーブンタイプのガス流量制御装置用バルブの縦断面
図、第６図は従来のノーマルクローズタイプのガス流量
制御装置用バルブの縦断面図である。 ２・・・バルブ本体９２１・・・流入流路。 ２２・・・流出流路、２３・・・開口部。 ３・・・弁座、　　　　　　　３１・・・弁口。 ４・・・ダイヤフラム、　　　５・・・円筒状部材。 ６・・・弁棒、　　　　　　　７・・・開度調整ねじ。 ８・・・積層型圧電素子体、ｌＯ・・・弁棒。 １２・・・ダイヤフラム押え。 １５・・・ばね。 １７・・・フタ。 １９・・・積層型圧電素子体ベース。 ツブ、３０・・・弁棒軸受。 １１・・・ブリッジ。 １３・・・円筒状部材押え。 １６・・・ナツト。 １８・・・ばね。 ２０・・・弁棒キャ 第　１　図 第 図 第 図 悼 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、流入流路、流出流路、およびこれらに通じる上部
   開放の開口部を有するバルブ本体と、このバルブ本体の
   前記開口部と前記流入流路との間に形成した弁座と、 この弁座に直接当接とかい離とをし、前記バルブ本体開
   口部を密封する部分球殻、または部分波形の金属製薄板
   形状のダイアフラムと、 このダイアフラムが前記弁座に直接当接とかい離とをす
   るための駆動源である積層型圧電素子体とからなること
   を特徴とするガス流量制御装置用バルブ。 ２）、ブロック形状で、流入流路と、流出流路と、これ
   ら流入流路および流出流路に通じ上部開放の開口部とを
   有するバルブ本体と、 環状で、前記バルブ本体の開口部と流入流路との間に設
   け、このバルブ本体を通過するガスが通過する貫通孔で
   ある弁口を有する弁座と、 部分球殻、または部分波形の薄板形状で、外周部が前記
   バルブ本体・開口部の側面に形成した段差部に固定され
   、中央部の下面が前記弁座に直接当接とかい離とをし、
   前記バルブ本体の開口部を密封する金属製のダイヤフラ
   ムと、 上部に位置調整手段を有する筒状で、前記バルブ本体・
   開口部のまわりに立設し固定する筒状部材と、 前記筒状部材の内部の軸方向で、前記位置調整手段の下
   側に設けた柱状の積層型圧電素子体と、前記積層型圧電
   素子体の下面に上面が接し、下面が前記ダイヤフラムの
   中央部上面に接する弁棒と、 からなることを特徴とするガス流量制御装置用バルブ。 ３）、ブロック形状で、流入流路と、流出流路と、これ
   ら流入流路および流出流路に通じ、上部開放の開口部と
   を有するバルブ本体と、 環状で、前記バルブ本体の開口部と流入流路との間に設
   け、このバルブ本体を通過するガスが通過する貫通孔で
   ある弁口を有する弁座と、 部分球殻、または部分波形の薄板形状で、外周部が前記
   バルブ本体・開口部の側面に形成した段差部に固定され
   、中央部の下面が前記弁座に直接当接とかい離とをし、
   前記バルブ本体の開口部を密封する金属製のダイヤフラ
   ムと、 貫通穴のあいたフタ部を有する筒状で、前記バルブ本体
   の開口部まわりに立設し固定する筒状部材と、 底部と位置調整手段のフタ部とを有するほぼ筒状で、前
   記筒状部材の内部にこれとほぼ同軸で、底部の下面が前
   記ダイヤフラムの中央部上面に当接し、フタ部の上部外
   周面が前記筒状部材のフタ部貫通穴と嵌合する弁棒と、 前記弁棒にはこの底部上面の上側にこの弁棒軸直角方向
   の貫通穴を形成し、この貫通穴を貫通し両端部が前記バ
   ルブ本体の開口部まわりの上面に載置したブリッジと、 前記弁棒の位置調整手段のフタ部の下端面と前記ブリッ
   ジ中央部の上面との間に挾んで設けた積層型圧電素子体
   と、 前記弁棒の位置調整手段のフタ部の外周で、この外周面
   に形成した段差部上面と前記筒状部材のフタ部下面との
   間に挟んで設けたばねと、 からなること特徴とするガス流量制御装置用バルブ。 ４）、特許請求の範囲第２項のガス流量制御装置用バル
   ブにおいて、前記バルブ本体の流入流路は水平部と垂直
   部とからなり、この垂直部が前記バルブ本体の開口部に
   通じ、前記弁座はほぼ円筒状で上端面の内周側を円環状
   に突起した金属製で、前記バルブ本体・開口部と前記流
   入流路・垂直部との間に固着し、前記弁棒はこの外周面
   が前記筒状部材の内周面と嵌合し、この弁棒に上向き荷
   重を作用させるばねを設けて前記積層型圧電素子体に圧
   縮荷重をかけたことを特徴とするガス流量制御装置用バ
   ルブ。