JPH11101352A

JPH11101352A - 流量制御弁

Info

Publication number: JPH11101352A
Application number: JP21733798A
Authority: JP
Inventors: Osamu Uchisawa; 内澤　　修; Yasuhiro Chiba; 康広千葉; Toshikatsu Meguro; 俊勝目黒
Original assignee: Motoyama Eng Works Ltd
Current assignee: Motoyama Eng Works Ltd
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高純度の流体の流量を確実に制御でき、かつ活
性ガス、高温な流体などの流量制御を確実に行えるとと
もに、比較的低価格な流量制御弁を提供する。【解決手段】流量制御弁１は弁箱２と駆動機構３とを備
えている。弁箱２はメタルダイヤフラム６によって内室
７と外室８とに仕切られている。内室７は弁座１１とオ
リフィスシート１２とを設けている。弁座１１は弁孔１
３を有している。外室８には弁体１６と駆動軸１９と案
内部材２０と支持部材２１とが収容されている。弁体１
６と駆動軸１９との間に第１の皿ばね２３が設けられ、
案内部材２０と駆動軸１９との間に第２の皿ばね２４が
設けられている。駆動機構３は駆動部２８を備えてい
る。駆動部２８は駆動軸１９と駆動板３４，３５と駆動
用スプリング３６と駆動力発生部３７，３８とを備えて
いる。駆動力発生部３７，３８はダイヤフラム４０，４
１と連結部材４２，４３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置や
液晶製造装置などの高純度の流体の供給または排出系に
適する流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体製造装置や液晶製造装置な
どに用いられる高純度の流体の供給系や排出系において
は、図２１に示すようなマスフローコントローラ１７１
によって流体の流量制御が行われている。

【０００３】図２１に例示されたマスフローコントロー
ラ１７１は、ボディブロック１７２と、流量検出部１７
３と、電子制御部１７４と、制御弁１７５とを備えてい
る。ボディブロック１７２は、その内部に流入側流体通
路１７６と流出側流体通路１７７とを有するとともに、
ダイヤフラム１７８によって仕切られた内室１７９と外
室１８０とを有している。ボディブロック１７２の内室
１７９には、流入側流体通路１７６に連なる流入孔１８
１と、流出側流体通路１７７に連なる流出孔１８２とが
開口されている。この内室１７９には、弁孔１８９を有
する弁座１９０が設けられており、弁孔１８９は、流入
孔１８１に連なっている。

【０００４】前記流量検出部１７３は、前記流入側流体
通路１７６を通る流体の一部をバイパスさせる内径が例
えば０．２ｍｍの細管１８３と、この細管１８３の外表
面に巻かれた一対の自己加熱型抵抗体１８４，１８５
と、電子回路部１８６とから構成されている。

【０００５】流量検出部１７３は、この細管１８３の上
流側に位置する自己加熱型抵抗体１８４によって検出さ
れた熱と、下流側に位置する自己加熱型抵抗体１８５に
よって検出された熱とから前記電子回路部１８６で細管
１８３内を流れる流体の流量を算出し、マスフローコン
トローラ１７１内を流れる流量を求めるようになってい
る。そして、細管１８３内を流れる流体の流量と、前記
流入側流体通路１７６内を流れる流体の流量とは、広範
な流量域において正しい分流比が保たれるようになって
いる。そのため、前述したように細管１８３内を流れる
流量を算出することにより、マスフローコントローラ１
７１内を流れる流量を求めることができる。

【０００６】電子制御部１７４は、前記流量検出部１７
３の電子回路部１８６が算出した流量に応じて制御弁１
７５を制御するようになっている。制御弁１７５は、圧
電素子１８７と弁体１８８とを有し、前記電子制御部１
７４からの信号に応じて、弁体１８８がダイヤフラム１
７８を介して弁孔１８９を閉じる閉じ位置と、ダイヤフ
ラム１７８が弁孔１８９から離れる開き位置とに操作さ
れるようになっている。

【０００７】このため、弁体１８８が閉じ位置に操作さ
れると、前記流入側流体通路１７６から弁孔１８９を介
して流出側流体通路１７７へとつながる流体通路が遮断
されるとともに、ダイヤフラム１７６が開き位置に操作
されると、前記流入側流体通路１７６内の流体が弁孔１
８９を通じて流出側流体通路１７７へと流れることにな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のマス
フローコントローラ１７１は、流量検出部１７３の細管
１８３の内径が０．２ｍｍ程度であるため、活性ガスな
どを通すと、このガスの反応生成物によって細管１８３
内が詰まってしまい、流体の流量制御を行えなくなる可
能性がある。

【０００９】また、流量制御に用いられる圧電素子１８
７および電子制御部１７４などには熱的な制約があるた
め、例えば８０度を超える高温な流体の流量制御を行え
ないとともに、前記電子制御部１７４を有しているた
め、マスフローコントローラ１７１自体が高価となると
いった問題がある。

【００１０】さらに、図示したマスフローコントローラ
１７１は、弁孔１８９の閉止能力が備わっていないた
め、制御可能範囲が狭くなるといった不具合がある。

【００１１】前述したような問題を解決するために、図
２２に示す流体圧作動バルブ１０１を用いることが考え
られる。図２２に例示された流体圧作動バルブ１０１
は、内部に流入側流体通路１０２および流出側流体通路
１０３を有する弁箱と１０４と、この弁箱１０４の内部
に設置され、流入側流体通路１０２に連なる弁孔１０９
ａを有する弁座１０９と、弁孔１０９ａにダイヤフラム
１１０を介して接離する押圧部１０５と、押圧部１０５
を弁座１０９に接離する方向に駆動する駆動機構１０７
とを備えている。

【００１２】駆動機構１０７は、弁箱１０４に連結され
たシリンダハウシング１１１と、このシリンダハウジン
グ１１１に収容されたピストン１１２と、このピストン
１１２と上記押圧部１０５とを連動させる駆動軸１１３
と、上記駆動軸１１３を押圧部１０５に向けて付勢する
スプリング１０６とを備えている。そして、シリンダハ
ウジング１１１内に操作流体が導入されると、ピストン
１１２がスプリング１０６の付勢力に抗して押し上げら
れ、駆動軸１１３が押圧部１０５から離脱されるように
なっている。この離脱により、ダイヤフラム１１０が弁
孔１０９ａから離れ、流入側流体通路１０２から流出側
流体通路１０３とが互いに連通される。

【００１３】ところで、この種の流体圧作動バルブ１０
１は、ピストン１１２とシリンダハウジング１１１との
摺動部分および駆動軸１１３とシリンダハウジング１１
１との摺動部分をシールするためのＯリング１０８を備
えている。

【００１４】また、スプリング１０６は、シリンダハウ
ジング１１１の上端部とピストン１１２との間に亘って
架設され、このスプリング１０６の両端部１０６ａ，１
０６ｂがシリンダハウジング１１１の上端部やピストン
１１２に接している。

【００１５】そのため、従来の流体圧作動バルブ１０１
では、ピストン１１２や駆動軸１１３が動作される際
に、シリンダハウジング１１１との間に大きな摩擦抵抗
が発生し、図２３に示すバルブ特性においてヒステリシ
スが大きくなる傾向にある。

【００１６】この図２３に示すバルブ特性とは、流体圧
作動バルブ１０１を作動させる操作流体の圧力に対する
弁の開度を示すものである。図２３においては、前述し
た摩擦抵抗の存在により、バルブ１０１が閉止状態から
開状態へと移行する際は、図中の実線Ｊ１に沿って移行
し、バルブ１０１が開状態から閉止態へと移行する際
は、実線Ｊ２に沿って移行するという特性を示してい
る。

【００１７】また、流体圧作動バルブ１０１は、弁座１
０９を確実に閉止するためにスプリング１０６の押圧力
（初期荷重）を大きく設定しているので、図２３に示さ
れたオフバランスＯが大きくなっている。このオフバラ
ンスＯとは、バルブ１０１が閉止状態から開き始めるま
での操作流体圧のことを示している。上記従来の流体圧
作動バルブ１０１は、上記オフバランスＯが大きいた
め、図２３中の直線Ｊ１，Ｊ２に示すように、操作流体
の圧力変化に対する弁の開度変化つまり弁孔１０９ａか
ら流出側流体通路１０３に至る流体の流量の変化が非常
に大きくなる。

【００１８】このため、流体圧作動バルブ１０１の弁の
開度の分解能が、半導体製造装置や液晶製造装置などの
供給系または排出系の流量制御に必要とされる分解能よ
りはるかに大きくなってしまい、この流体圧作動バルブ
１０１は、前述した供給系または排出系において、流量
を弁単体で制御することができない。

【００１９】従って本発明の目的は、半導体製造装置や
液晶製造装置などに用いられる高純度の流体の流量を確
実に制御でき、かつ活性ガス、高温な流体などを通す供
給系または排出系においても、確実に流量制御を行える
とともに、比較的低価格な流量制御弁を提供することに
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された流量制御弁は、
流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱
と、この弁箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間
に位置された弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する
方向に移動可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この
押圧部と上記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉す
るメタルダイヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触
する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部に向けて付勢す
ることにより、この押圧部を介して上記メタルダイヤフ
ラムを上記弁座に押しつける駆動軸付勢手段と、外部か
ら導入される操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆
動軸を上記押圧部から離れる方向に駆動する駆動部と、
を有する駆動手段と、上記駆動軸が上記押圧部から離れ
る方向に駆動された時に上記押圧部を上記弁座に向けて
付勢する第１の付勢手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【００２１】請求項２に記載された流量制御弁は、流入
孔およびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱と、こ
の弁箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間に位置
された弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する方向に
移動可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この押圧部
と上記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉するメタ
ルダイヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触する駆
動軸と、この駆動軸を上記押圧部に向けて付勢すること
により、この押圧部を介して上記メタルダイヤフラムを
上記弁座に押しつける駆動軸付勢手段と、外部から導入
される操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆動軸を
上記押圧部から離れる方向に駆動する駆動部と、を有す
る駆動手段と、上記駆動軸が上記押圧部に近づく低開度
領域において上記駆動軸を上記押圧部から離れる方向に
付勢する第２の付勢手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【００２２】請求項３に記載の流量制御弁は、流入孔お
よびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱と、この弁
箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間に位置され
た弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する方向に移動
可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この押圧部と上
記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉するメタルダ
イヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触する駆動軸
と、この駆動軸を上記押圧部に向けて付勢することによ
り、この押圧部を介して上記メタルダイヤフラムを上記
弁座に押しつける駆動軸付勢手段と、外部から導入され
る操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆動軸を上記
押圧部から離れる方向に駆動する駆動部と、を有する駆
動手段と、上記駆動軸が上記押圧部から離れる方向に駆
動された時に、上記押圧部を上記弁座に向けて付勢する
第１の付勢手段と、上記駆動軸が上記押圧部に近づく低
開度領域において、上記駆動軸を上記押圧部から離れる
方向に付勢する第２の付勢手段と、を備えたことを特徴
とする流量制御弁。

【００２３】請求項４に記載の流量制御弁は、流入孔お
よびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱と、この弁
箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間に位置され
た弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する方向に移動
可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この押圧部と上
記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉するメタルダ
イヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触する駆動軸
と、この駆動軸を上記押圧部から離れる方向に付勢する
駆動軸付勢手段と、外部から導入される操作用流体の圧
力の大きさに応じて上記駆動軸を上記押圧部に近付ける
方向に駆動しこの押圧部を介して上記メタルダイヤフラ
ムを上記弁座に押しつけ弁閉止状態を可能にする駆動部
と、を有する駆動手段と、上記駆動軸が上記押圧部から
離れる方向に駆動された時に上記押圧部を上記弁座に向
けて付勢する第１の付勢手段と、を備えたことを特徴と
している。

【００２４】請求項５に記載の流量制御弁は、流入孔お
よびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱と、この弁
箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間に位置され
た弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する方向に移動
可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この押圧部と上
記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉するメタルダ
イヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触する駆動軸
と、この駆動軸を上記押圧部から離れる方向に付勢する
駆動軸付勢手段と、外部から導入される操作用流体の圧
力の大きさに応じて上記駆動軸を上記押圧部に近付ける
方向に駆動しこの押圧部を介して上記メタルダイヤフラ
ムを上記弁座に押しつけ弁閉止状態を可能にする駆動部
と、を有する駆動手段と、上記駆動軸が上記押圧部に近
づく低開度領域において上記駆動軸を上記押圧部から離
れる方向に付勢する第２の付勢手段と、を備えたことを
特徴としている。

【００２５】請求項６に記載の流量制御弁は、流入孔お
よびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱と、この弁
箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間に位置され
た弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する方向に移動
可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この押圧部と上
記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉するメタルダ
イヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触する駆動軸
と、この駆動軸を上記押圧部から離れる方向に付勢する
駆動軸付勢手段と、外部から導入される操作用流体の圧
力の大きさに応じて上記駆動軸を上記押圧部に近付ける
方向に駆動しこの押圧部を介して上記メタルダイヤフラ
ムを上記弁座に押しつけ弁閉止状態を可能にする駆動部
と、を有する駆動手段と、上記駆動軸が上記押圧部から
離れる方向に駆動された時に、上記押圧部を上記弁座に
向けて付勢する第１の付勢手段と、上記駆動軸が上記押
圧部に近づく低開度領域において、上記駆動軸を上記押
圧部から離れる方向に付勢する第２の付勢手段と、を備
えたことを特徴としている。

【００２６】請求項７に記載の流量制御弁は、請求項１
ないし請求項６のうちいずれか一項の記載において、上
記駆動軸が上記押圧部から離れる方向に駆動された時
に、上記弁孔から流出孔に至る流体の流量を徐々に増加
させる絞り機構を備えたことを特徴としている。

【００２７】請求項８に記載の流量制御弁は、流入孔お
よびこの流入孔に連なる流出孔を有する弁箱と、この弁
箱内に配置され、上記流入孔と流出孔との間に位置され
た弁孔を有する弁座と、この弁座に接離する方向に移動
可能に上記弁箱に支持された押圧部と、この押圧部と上
記弁座との間に介在され、上記弁孔を開閉するメタルダ
イヤフラムと、上記押圧部に接離可能に接触する駆動軸
と、この駆動軸を上記押圧部に向けて付勢することによ
りこの押圧部を介して上記メタルダイヤフラムを上記弁
座に押しつけるかあるいは上記駆動軸を上記押圧部から
離れる方向に付勢する駆動軸付勢手段とを備え、外部か
ら導入される操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆
動軸を駆動する駆動部と、を有する駆動手段と、上記駆
動軸が上記押圧部から離れる方向に駆動された時に、上
記弁孔から流出孔に至る流体の流量を徐々に増加させる
絞り機構と、を備えたことを特徴としている。

【００２８】請求項１及び請求項４に記載の流量制御弁
によれば、流量制御弁の低開度領域においては、第１の
付勢手段が押圧部を弁座に向かって付勢するので、外部
から供給される操作流体の圧力変動により駆動軸が制御
部から離れる方向に駆動されても、数％の開度までは、
押圧部を介してメタルダイヤフラムを弁座に押し止どめ
ることができる。このため、メタルダイヤフラムがただ
ちに弁座から離れなくなり、弁孔の開口面積が急激に増
大することはない。

【００２９】このように、第１の付勢手段が、駆動手段
が駆動してもただちにメタルダイヤフラムが弁座から離
れるなくするので、特に低開度領域における操作流体の
圧力変化に対する弁の開度変化を緩和することとなる。

【００３０】したがって、半導体製造装置や液晶製造装
置などの高純度な流体を通す供給系及び排出系の流量制
御に必要とされる弁の開度の分解能を確保することがで
きる。

【００３１】請求項２及び請求項５に記載に流量制御弁
によれば、流量制御弁の低開度領域においては、第２の
付勢手段が押圧部を弁座から離れる方向に付勢するの
で、流量制御弁が開き易くなり、バルブ特性におけるオ
フバランスを縮小させることとなる。

【００３２】このように、第２の付勢手段がオフバラン
スを縮小するので、特に低開度領域における操作流体の
圧力変化に対する弁の開度変化を緩和することとなる。
したがって、半導体製造装置や液晶製造装置などの高純
度な流体を通す供給系及び排出系の流量制御に必要とさ
れる弁の開度の分解能を確保することができる。

【００３３】請求項３及び請求項６に記載の流量制御弁
によれば、流量制御弁の低開度領域においては、第１の
付勢手段が押圧部を弁座に向かって付勢するので、外部
から供給される操作流体の圧力変動により駆動軸が制御
部から離れる方向に駆動されても、数％の開度までは、
押圧部を介してメタルダイヤフラムを弁座に押し止どめ
ることができる。このため、メタルダイヤフラムがただ
ちに弁座から離れなくなり、弁孔の開口面積が急激に増
大することはない。

【００３４】また、上記低開度領域においては、第２の
付勢手段が押圧部を弁座から離れる方向に付勢するの
で、流量制御弁が開き易くなり、バルブ特性におけるオ
フバランスを縮小させることとなる。

【００３５】このように、第２の付勢手段がオフバラン
スを縮小し、かつ第１の付勢手段が、駆動手段が駆動し
てもただちにメタルダイヤフラムが弁座から離れるなく
するので、特に低開度領域における操作流体の圧力変化
に対する弁の開度変化を緩和することとなる。

【００３６】したがって、半導体製造装置や液晶製造装
置などの高純度な流体を通す供給系及び排出系の流量制
御に必要とされる弁の開度の分解能を確保することがで
きる。

【００３７】請求項７及び請求項８に記載の流量制御弁
は、絞り機構が、駆動軸が押圧部から離れる方向に駆動
された時に流体の流量を徐々に増加させるので、特に流
量制御弁の邸開度領域において流体の流量を絞り込むこ
ととなる。

【００３８】このように、絞り機構が流体の流量を絞り
込むので、特に低開度領域における操作流体の圧力変化
に対する流体の流量の変化を緩和することとなる。した
がって、半導体製造装置や液晶製造装置などの高純度な
流体を通す供給系及び排出系の流量制御に必要とされる
弁の開度の分解能を確保することができる。

【００３９】また、請求項９に記載の流量制御弁は、請
求項１ないし請求項８のうちいずれか一項の記載におい
て、上記弁孔と上記流出孔との間に、上記弁孔から流出
孔に至る流体の流量を均一に保つオリフィス孔を有する
オリフィスシートを配置したことを特徴としている。こ
の場合、オリフィスシートが上記弁孔から流出孔に至る
流体の流量を均一に保つオリフィス孔を有しているの
で、流体の流動が円滑に行うことができる。

【００４０】このため、半導体製造装置や液晶製造装置
などの高純度な流体を通す供給系及び排出系の流量制御
に必要とされる弁の開度の分解能をより確実に確保する
ことができる。

【００４１】請求項１０に記載の流量制御弁は、請求項
１ないし請求項８のうちいずれか一項の記載において、
上記駆動軸付勢手段は、上記駆動軸と同軸状に配置され
たスプリングであり、また、上記駆動軸は、その軸端部
にスプリング受けを有し、このスプリング受けにベアリ
ングを介して上記スプリングが支持されていることを特
徴としている。

【００４２】この場合、スプリングである駆動軸付勢手
段が、ベアリングを介して駆動軸のスプリング受けに支
持されているため、駆動軸付勢手段が、その伸縮時に前
記駆動軸回りに回転しても、ベアリングによってこの回
転が妨げられることがない。このため、駆動手段がスム
ーズに駆動することとなって、バルブ特性におけるヒス
テリシスを減少させることができる。

【００４３】したがって、半導体製造装置や液晶製造装
置などの高純度な流体を通す供給系及び排出系の流量制
御に必要とされる弁の開度の分解能をより確実に確保す
ることができる。

【００４４】請求項１１に記載の流量制御弁は、請求項
１ないし請求項３のうちいずれか一項の記載において、
上記駆動手段の駆動部は、上記操作用流体が導入される
流体室と、この流体室に上記操作用流体が導入された時
に上記押圧部から遠ざかる方向に変位するダイヤフラム
と、を有し、このダイヤフラムが上記駆動軸に連結され
ている駆動力発生部を備えたことを特徴としている。

【００４５】請求項１２に記載の流量制御弁は、請求項
４ないし請求項６のうちいずれか一項の記載において、
上記駆動手段の駆動部は、上記操作用流体が導入される
流体室と、この流体室に上記操作用流体が導入された時
に、上記押圧部に近付く方向に変位するダイヤフラム
と、を有し、このダイヤフラムが上記駆動軸に連結され
ている駆動力発生部を備えたことを特徴としている。

【００４６】さらに、これら請求項１１または請求項１
２に記載の発明の実施にあたって、請求項１３に記載の
本発明のように、上記ダイヤフラムの内部に、アラミド
繊維等を用いた補強用シートを埋設するのが望ましい。

【００４７】この場合、駆動手段の駆動部は、ダイヤフ
ラムの変形によって駆動軸を押圧部から離れる方向ある
いは近付く方向に駆動するので、従来のピストン式の流
体圧作動バルブが必要としていた大きな摩擦抵抗を発生
させるＯリングを省略することができる。このため、駆
動手段がスムーズに駆動することとなって、バルブ特性
におけるヒステリシスを減少させることができる。

【００４８】このように、駆動手段の摩擦抵抗を抑制す
るので、半導体製造装置や液晶製造装置などの高純度な
流体を通す供給系及び排出系の流量制御に必要とされる
弁の開度の分解能を確保することができる。

【００４９】さらに、前記請求項１１ないし請求項１３
のうちいずれか一項に記載の発明の実施にあたって、請
求項１４に記載の本発明のように、上記ダイヤフラム
は、波形に湾曲された屈曲部を備えているのが望まし
い。

【００５０】この場合、ダイヤフラムが操作用流体が導
入されることによって、よりスムーズに変位することと
なるので、駆動手段の摩擦抵抗をより抑制することが可
能となる。このため、半導体製造装置や液晶製造装置な
どの高純度な流体を通す供給系及び排出系の流量制御に
必要とされる弁の開度の分解能をより確実に確保するこ
とができる。

【００５１】また、前記請求項１１または請求項１２の
記載の発明の実施にあたって、請求項１５に記載の本発
明のように、上記駆動力発生部を、上記駆動軸の軸方向
に沿って複数配するのが望ましい。この場合、駆動手段
の駆動部が、駆動軸の軸方向に並べられた複数の駆動力
発生部を備えているので、上記第２の付勢手段を付加し
たにも拘わらず、駆動軸を押圧部に向けて駆動する際の
出力を十分に確保することができ、駆動軸の径方向への
駆動部の大型化を防止することができる。

【００５２】請求項１６に記載の流量制御弁は、請求項
１、請求項３、請求項４または請求項６のうちいずれか
一項の記載において、上記第１の付勢手段は、上記駆動
軸と同軸的に配されたばねであり、また、前記押圧部は
その端面に前記ばねの端部を支持するばね受けを有して
おり、前記ばねの端部の上記駆動軸に沿った位置を調節
する第１のばね受け位置調整機構を備えたことを特徴と
している。

【００５３】請求項１７に記載の流量制御弁は、請求項
２、請求項３、請求項５または請求項６のうちいずれか
一項の記載において、上記第２の付勢手段は、上記駆動
軸と同軸的に配されたばねであり、また、前記駆動軸の
駆動方向を案内しかつ前記ばねの端部を支持するばね受
けを有する案内手段を備え、前記ばねの端部の上記駆動
軸に沿った位置を調節する第２のばね受け位置調整機構
を備えたことを特徴としている。

【００５４】これら、流量制御弁は、弁の開度が０％か
ら１００％までの範囲内における駆動軸などの移動スト
ロークが例えば０．３ｍｍなどの非常に小さい場合があ
る。請求項１５または請求項１６の流量制御弁は、第１
または第２の付勢手段としてのばねの寸法誤差が例えば
±０．１ｍｍなどの前記駆動軸の駆動ストロークに比べ
て非常に大きな場合でも、前記第１または第２のばね受
け位置調整機構によって、第１及び第２の付勢手段とし
てのばねの端部の位置を調整できる。したがって、流量
制御弁ごとの流量特性及び弁座締切性能のばらつきを抑
制して、所望の流量特性及び弁座締切性能を常に安定し
て確保することができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図１〜図１１を参照して説明する。

【００５６】流量制御弁１は、図１に示すように、弁箱
２と、駆動手段としての駆動機構３とを備えている。

【００５７】前記弁箱２の内部には、流入側流体通路４
と流出側流体通路５とが形成されているとともに、この
弁箱２に取着された金属製のメタルダイヤフラム６によ
って、内室７と外室８とに流体密に仕切られている。こ
の内室７には、前記流体通路４，５とそれぞれ連通した
流入孔９と流出孔１０とが開口している。

【００５８】前記内室７には、前記流入孔９と流出孔１
０との間に設けられた弁座１１とこの弁座１１と弁箱２
との間を流体密に保つオリフィスシート１２とが内装さ
れている。弁座１１は、テフロン樹脂のような適宜の弾
性材料により所定断面形状の環状に形成されており、中
央部には前記流入孔９と連通する弁孔１３が開設されて
いる。

【００５９】また、図１０（Ａ）に示すように、前記弁
座１１とオリフィスシート１２とを金属などから一体に
形成してもよく、図１０（Ｂ）に示すように、前記弁座
１１とオリフィスシート１２とを設けることなく前記弁
箱２に弁座１１の外形形状に沿った凸部１１ａなどを形
成してもよく、図１０（Ｃ）に示すように、樹脂などか
らなる弁座１１の外形形状に沿った弁箱２とは別体の部
材１１ｂを、弁箱２にかしめてもよい。

【００６０】前記オリフィスシート１２には、図３に示
すように、前記弁座１１よりも外側の位置に複数のオリ
フィス孔１４が開設されている。これらオリフィス孔１
４は、前記メタルダイヤフラム６が弁座１１から離れて
いる時に、弁孔１３を介して流入孔９と流出孔１０とを
相互に連通させるものであり、連通時には内室７内にお
ける流体の流動が均一でかつ円滑に行われるように、流
出孔１０の開口位置との関連においてオリフィス孔１４
の形状および位置などが適宜に設定されている。

【００６１】このように構成されることによって、前記
流入側流体通路４に流入する流体の流路は、流入孔９か
ら弁孔１３へとつながり、オリフィス孔１４と流出孔１
０とから流出側流体通路５へとつながることとなる。

【００６２】図５に示すように、前記外室８には、案内
部材２０が収容されている。この案内部材２０は、弁箱
２にねじ込まれた支持部材２１を介して外室８に保持さ
れている。案内部材２０は、上記オリフィスシート１２
と向かい合っており、このオリフィスシート１２の外周
部との間で上記メタルダイヤフラム６を挟み込んでい
る。案内部材２０は、後述する駆動軸１９をその軸方向
の駆動を案内するように支持している。

【００６３】案内部材２０は、オリフィスシート１２と
向かい合う下面の中央部に凹部２０ｃを有している。案
内部材２０は、外室８に露出する端面２０ａに後述する
第２の皿ばね２４を支持するばね受け２０ｂを備えてい
る。

【００６４】凹部２０ｃには、押圧部としての弁体１６
が配置されている。弁体１６は、メタルダイヤフラム６
を介して弁座１１と向かい合っており、この弁座１１に
近づいたり、遠ざかる方向に移動可能に上記凹部２０ｃ
に収容されている。弁体１６は、弁座１１と相対する面
の反対側に位置する端面１６ａに後述する第１の皿ばね
２３を支持するばね受け１６ｂを備えている。

【００６５】また、図１１に示すように、前記弁体１６
と、案内部材２０とに亘って、ベローズ５５を固着して
取付け、このベローズ５５を用いて内室７と外室８とを
流体密に仕切るようにしてもよい。なお、図１１に示し
た例においては、弁座１１及びオリフィスシート１２を
内室７内に設けずに、弁体１６が流入孔９の端面を直接
シールするようになっている。このとき弁体１６は樹脂
などから形成されるのが望ましい。

【００６６】上記支持部材２１には、駆動軸１９が軸方
向の移動を案内されて支持されている。駆動軸１９の一
端部１７は、支持部材２１および案内部材２０を貫通し
て上記凹部２０ｃに導入されている。駆動軸１９は、そ
の一端部１７に後述する第２の皿ばね２４の他端部２４
ｂと相対する段部１９ａを備えている。

【００６７】駆動軸１９の一端部１７は、上記弁体１６
と接離可能に向かい合っており、これら一端部１７と弁
体１６との間には、図４及び図５に示すように、駆動軸
１９の軸方向に沿う隙間Ｓを有する遊び２２が形成され
ている。遊び２２は、凹部２０ｃの内側に位置されてい
る。この遊び２２の間隔Ｓは、流量制御弁１の開度が０
％から例えば数％などの比較的小さい第１の所定開度Ｋ
１までの低開度領域における駆動軸１９の駆動ストロー
クに相当する間隔とされている。

【００６８】また、前記弁体１６と駆動軸１９との間に
は、図４および図５などに示すように、前記弁体１６を
前記弁座１１に向けて付勢する第１の付勢手段としての
第１の皿ばね２３が設けられている。第１の皿ばね２３
は駆動軸１９と同軸的に配されている。第１の皿ばね２
３はその一端部２３ａが前記ばね受け１６ｂ上に支持さ
れかつ他端部２３ｂが駆動軸１９の先端面１９ｂと相対
した状態で配されている。なお、第１の付勢手段とし
て、図示した皿ばね２３の他にコイルばねなどのスプリ
ングを用いても良い。また、この第１の付勢手段とし
て、Ｏリングやゴムシートなどのゴムや樹脂などの弾性
体を用いてもよい。

【００６９】第１の皿ばね２３は、前記駆動軸１９と弁
体１６との間に遊び２２が存在するため、流量制御弁１
の開度が０％から前記第１の所定開度Ｋ１までの低開度
領域において、前記弁体１６を前記弁座１１に向かって
付勢することとなる。

【００７０】前記案内部材２０と駆動軸１９との間に
は、図５に示すように、第２の付勢手段としての第２の
皿ばね２４が設けられている。第２の皿ばね２４は駆動
軸１９と同軸的に配されている。第２の皿ばね２４はそ
の一端部２４ａが前記ばね受け２０ｂ上に支持されかつ
他端部２４ｂが段部１９ａに相対した状態で配されてい
る。第２の付勢手段として、図示した皿ばね２４の他に
コイルばねなどのスプリングを用いても良い。

【００７１】第２の皿ばね２４は、流量制御弁１の開度
が０％から例えば３０％などの比較的小さく、かつ前記
第１の所定開度Ｋ１より大きい第２の所定開度Ｋ２まで
の低開度領域において、前記弁体１６が前記弁座１１か
ら離れる方向に前記駆動軸１９を付勢するようになって
いる。

【００７２】図１に示すように、前記駆動機構３は、前
記弁箱２の前記外室８を形成した壁面２５に取付けられ
ている。前記駆動機構３は、前記駆動軸１９を弁体１６
に近づく方向に駆動したり、この弁体１６から離れる方
向に駆動するためのものである。この駆動機構３は、弁
箱２に連なるケーシング２６と、このケーシング２６に
連なるスプリングカバー２７と、これらケーシング２６
およびスプリングカバー２７の内部に収容された駆動部
２８とを備えている。

【００７３】前記ケーシング２６は、上記支持部材２１
と駆動部２８との間に介在される仕切壁３０を有してい
る。この仕切壁３０には、前記駆動軸１９が軸方向に摺
動可能に挿通される挿入孔２９が開口されている。仕切
壁３０は挿入孔２９内に駆動軸１９を挿入してその軸方
向に沿った移動を案内している。なお、前記案内部材２
０、支持部材２１及び仕切壁３０は、本明細書に記した
案内手段を構成している。ケーシング２６は前記弁箱２
とともに支持部材２１などを包囲して前記壁面２５に取
付けられている。

【００７４】前記スプリングカバー２７は、上面が閉塞
された中空筒状をなしている。スプリングカバー２７の
下端部は、前記ケーシング２６の上端に取付けられ、こ
のケーシング２６とともに内側を閉空間としている。ス
プリングカバー２７の上面には、操作流体が導入される
操作流体圧導入孔３１が設けられている。スプリングカ
バー２７は、その周壁の内部に操作流体圧連通孔３２を
有し、この操作流体圧連通孔３２は、上記操作流体圧導
入孔３１に連なっている。

【００７５】前記スプリングカバー２７、ケーシング２
６および弁箱２は、複数のボルト３３（図２に示す）に
よって互いに固定されている。なお、図示例において、
前記ボルト３３は４本用いられており、そのうちの２本
がスプリングカバー２７とケーシング２６との固定に用
いられ、残りの２本がスプリングカバー２７と弁箱２と
の固定に用いられている。

【００７６】前記駆動部２８は、駆動軸１９に取付けら
れた駆動板３４，３５と、上記駆動軸１９を前記弁体１
６に向かって付勢する駆動軸付勢手段としての駆動用ス
プリング３６と、前記駆動板３４，３５を介して駆動軸
１９を弁体１６から離れる方向に駆動する第１および第
２の駆動力発生部３７，３８とを備えている。

【００７７】図６に示すように、前記駆動力発生部３
７，３８は、中央に前記駆動軸１９を通す孔３９をそれ
ぞれ形成した２枚のダイヤフラム４０，４１と、これら
のダイヤフラム４０，４１の外周部を互いに流体密に連
結する第１の連結部材４２と、前記ダイヤフラム４０，
４１の孔３９の内周を互いに流体密に連結する第２の連
結部材４３とから構成されている。ダイヤフラム４０，
４１は、駆動軸１９の軸方向に互いに向かい合うように
平行に配置されている。これらダイヤフラム４０，４１
は、第１の連結部４２および第２の連結部材４３と協働
して、リング状の流体室３７ａ，３８ａを構成してい
る。

【００７８】前記第１の連結部材４２には、前記操作流
体圧連通孔３２と連通し、かつ上記流体室３７ａ，３８
ａに開口する流体導入孔４４が設けられている。この流
体導入孔４４は、上記操作流体圧導入孔３１に導入され
た操作流体を流体室３７ａ，３８ａ内に導くようになっ
ている。また、第２の連結部材４３は、その中央部に通
孔４３ａを有し、この通孔４３ａに上記駆動軸１９が嵌
合されている。

【００７９】前記ダイヤフラム４０，４１は、流体室３
７ａ，３８ａ内の圧力が所定圧力Ｐ（図９に示す）を超
えると、互いの間隔が開くように弾性変形するようにな
っている。本実施形態のダイヤフラム４０，４１は、前
記連結部材４２，４３の間に波形に湾曲された屈曲部４
０ａ，４１ａを有している。この屈曲部４０ａ，４１ａ
の存在により、ダイヤフラム４０，４１が弾性変形する
際の動作抵抗が低減される。

【００８０】前記ダイヤフラム４０，４１は，例えばゴ
ムのような柔軟な弾性材にて構成され、かつ図示するよ
うにその内部にアラミド繊維などからなる補強シートと
してのシート４５を埋設して構成するのが望ましい。こ
のアラミド繊維などからなるシート４５を内部に埋設し
た場合には、ダイヤフラム４０，４１の機械的強度が増
大し、耐久性が向上することとなる。

【００８１】図１に示すように、前記駆動軸１９は、そ
の中央部外周に、前記弁体１６がメタルダイヤフラム６
を介して弁座１１を押圧した際に、前記ケーシング２６
の仕切壁３０と略面一となる第１の支持フランジ４６が
一体成型されている。

【００８２】この第１のフランジ４６の上には、駆動軸
１９上の第１の駆動力発生部３７が配置され、さらにこ
の第１の駆動力発生部３７の上に前記駆動軸１９に固定
された第１の駆動板３４が重ねられている。

【００８３】また、前記駆動軸１９上の第２の駆動力発
生部３８は、第１の駆動力発生部３７の上方に位置さ
れ、この第２の駆動力発生部３８の上に前記駆動軸１９
に固定された第２の駆動板３５が重ねられている。

【００８４】前記第１の駆動力発生部３７と第２の駆動
力発生部３８との間には、外周中間部材４９と、内周中
間部材５０とが配置されている。外周中間部材４９は、
前記ケーシング２６の内面に固定され、前記第１および
第２の駆動力発生部３７，３８の外周部に接している。
この外周中間部材４９は、第１の駆動板３４との間に駆
動軸１９の駆動ストロークに応じた隙間を有している。
前記内周中間部材５０は、前記駆動軸１９に固定され、
前記第１の駆動板３４と第２の駆動力発生部３８の内周
部に接している。そして、第１および第２の駆動力発生
部３７，３８の外周部および外周中間部材４９は、ハウ
ジング２６の仕切壁３０とスプリングカバー２７の下端
との間に挟み込まれている。

【００８５】図１に示すように、駆動軸１９は、第１お
よび第２の駆動力発生部３７，３８を貫通して上記スプ
リングカバー２７の内側に至る他端部４７を有してい
る。この他端部４７には、スプリング受け４８が固定さ
れている。スプリング受け４８は、支持フランジ４８ａ
を有し、この支持フランジ４８ａは、前記第２の駆動板
３５の上に重ねられている。この第２の駆動板３５は、
スプリングカバー２７の下端に隣接され、このスプリン
グカバー２７と第２の駆動板３５との間には、駆動軸１
９の駆動ストロークに対応した隙間が形成されている。

【００８６】前記駆動用スプリング３６は、スプリング
受け４８の支持フランジ４８ａと、前記スプリングカバ
ー２７の上壁２７ａとの間に掛け渡されている。駆動用
スプリング３６は、前記支持フランジ４８ａにベアリン
グ５１を介して接している。

【００８７】前記ベアリング５１は、駆動用スプリング
３６が収縮される際に発生するその端面３６ａ，３６ｂ
と支持フランジ４８ａおよびスプリングカバー２７の上
壁２７ａとの間の軸回りの摩擦抵抗を吸収するためのも
ので、駆動用スプリング３６の収縮を妨げないようにな
っている。

【００８８】前述した構成によれば、第１および第２の
駆動力発生部３７，３８の流体室３７ａ，３８ａに前記
操作流体圧導入孔３７から供給される操作流体の圧力
が、所定圧力Ｐ（図９に示す）を超えると、ダイヤフラ
ム４０，４１が駆動板３４，３５を押上げ、前記駆動軸
１９、第１および第２の駆動力発生部３７，３８の第２
の連結部材４３、内周中間部材５０および駆動板３４，
３５が一体となって、図１に示す矢印Ｒ１に沿って押し
上げられる。すると、駆動軸１９の一端部１７が弁体１
６から離れ、この弁体１６によるメタルダイヤフラム６
の押圧が解除される。このことにより、メタルダイヤフ
ラム６が弁座１１から離れ、弁孔１３が開かれる。

【００８９】また、前記操作流体圧導入孔３１から供給
される操作流体の圧力が、前記所定圧力Ｐより低くなる
と、駆動用スプリング３６によって、前記駆動軸１９、
第１および第２の駆動力発生部３７，３８の第２の連結
部材４３、内周中間部材５０および駆動板３４，３５が
一体となって、図１に示す矢印Ｒ２に沿って押し下げら
れる。そのため、駆動軸１９の一端部１７が弁体１６に
突き当たり、前記メタルダイヤフラム６が弁座１１に押
し付けられる。よって、弁孔１３が閉じられる。

【００９０】本実施形態によれば、駆動軸１９は、操作
流体の圧力に応じて変形するダイヤフラム４０，４１に
よって軸方向に駆動されるので、駆動軸１９とケーシン
グ２６との間などの駆動部２８の部材間を流体密に保つ
必要がない。このため、駆動部２８内にＯリングなどを
用いる必要がなくなり、駆動軸１９が駆動する際の摩擦
抵抗を減少することができる。

【００９１】また、前記駆動用スプリング３６と支持フ
ランジ４８ａとの間に設けられたベアリング５１が、駆
動用スプリング３６が収縮される際に発生するその端面
３６ａ，３６ｂと支持フランジ４８ａおよびスプリング
カバー２７の上壁２７ａとの間の摩擦抵抗を吸収する。
このため、駆動用スプリング３６が収縮する際の抵抗を
抑制することができる。

【００９２】前記弁体１６がメタルダイヤフラム６を介
して弁座１１を押圧している際に、第１の支持フランジ
４６と仕切壁３０とが互いに面一であるとともに、流体
室３７ａ，３８ａのダイヤフラム４０，４１のうち，下
方に位置するダイヤフラム４１がそれぞれ外周中間部材
４９および仕切壁３０に接しているので、流体室３７
ａ，３８ａ内の圧力が所定圧力Ｐを超えて、ダイヤフラ
ム４０，４１が弾性変形する場合に、上方に位置するダ
イヤフラム４０のみが盛上るように変形して、弁体１６
から離れる方向に変位する。

【００９３】このため、前記流体室３７ａ，３８ａに供
給される流体の圧力が所定圧力Ｐ（図９に示す）を超え
ると、ただちに駆動機構３の駆動軸１９が図示中の矢印
Ｒ１に沿って駆動することとなる。

【００９４】このように、駆動機構３の駆動を妨げる摩
擦抵抗を抑制するとともに、ダイヤフラム４０が流体室
３７ａ，３８ａ内の圧力が所定圧力Ｐを超えると、ただ
ちに駆動機構３の駆動軸１９を駆動するので、駆動機構
３がスムーズに駆動することとなって、バルブ特性（図
９に示す）におけるオフバランスＯ２（図９に示す）と
ヒステリシス（図示せず）とを減少させることができ
る。

【００９５】なお、このオフバランスＯ２とは、弁体１
６が弁座１１を押圧した状態からメタルダイヤフラム６
が弁座１１から離れはじめるまでの外部から導入される
操作流体の圧力（操作流体圧）のことを示している。

【００９６】第１の皿ばね２３が、弁の開度が０％から
前記第１の所定開度Ｋ１までの低開度領域において、弁
体１６を弁座１１に向かって付勢している。このため、
駆動軸１９が前記矢印Ｒ１に沿って駆動しても、図８に
示された二点鎖線Ｑに比較して、弁体１６がただちに移
動しないため、図８の実線で示すように、駆動軸１９の
移動距離に対し弁の開度が比例しなくなり、弁が徐々に
開くこととなる。

【００９７】なお、図８に示された二点鎖線Ｑは、前記
第１の皿ばね２３のような弁体１６を弁座１１に向かっ
て付勢する第１の付勢手段を有していない従来の流体圧
作動バルブ１０１を示している。従来の流体圧作動バル
ブ１０１は、図示するように、駆動軸１９の移動距離に
対し弁の開度が比例することとなる。

【００９８】第２の皿ばね２４が、弁の開度が０％から
前記第２の所定開度Ｋ２までの低開度領域において、弁
体１６が弁座１１から離れる方向に駆動軸１９を付勢す
る。このため、流量制御弁１のオフバランスを、図７中
の二点鎖線Ｑで示す第２の付勢手段を有していない従来
の流体圧作動バルブ１０１のオフバランスＯ１から、図
示中の実線で示すオフバランスＯ２へと縮小することと
なる。

【００９９】このように第２の皿ばね２４がオフバラン
スを縮小し、かつ第１の皿ばね２３が、駆動軸１９が駆
動してもただちにメタルダイヤフラム６を弁座１１から
離さないとともに、流体室３７ａ，３８ａをダイヤフラ
ム４０，４１などから構成して摩擦抵抗を抑制するの
で、流量制御弁１のバルブ特性は、図９の実線に示すよ
うに、前記図７中の実線及び図８中の実線とが合わさっ
た特性となる。このため、低開度領域における操作流体
圧変化に対する弁の開度変化つまり流体の流量の変化を
緩和することとなる。

【０１００】なお、バルブ特性とは、流量制御弁１を駆
動する前記操作流体圧導入孔３１から導入される操作流
体の圧力（操作流体圧）に対する流量制御弁１の弁の開
度つまり弁孔１３から流出孔１０に至る流体の流量を示
すものである。

【０１０１】したがって、半導体製造装置や液晶製造装
置などに用いられる高純度な流体を通す供給系及び排出
系の流量制御に必要とされる例えば定格流量の１万分の
以下の弁の開度の分解能を確保することができるように
なって、確実に流量制御を行うことができる。特に、低
開度における制御性の向上により、一般的に気体の制御
よりも流量制御の範囲が狭い液体の制御に対して有効で
ある。

【０１０２】さらに、圧電素子及び電子制御部などのよ
うに比較的高温に弱いものを用いる必要がないため、例
えば１００度を超える高温流体を通す供給系及び排出系
の流量制御を確実に行うことができるとともに、価格の
高騰を抑制することができる。

【０１０３】また、本実施形態においては、駆動軸１９
の軸方向に二つの駆動力発生部３７，３８が並べて配置
されているので、駆動軸１９の駆動に必要とされるダイ
ヤフラム４０，４１の受圧面積を確実に確保しながら、
前記スプリングカバー２７の大型化を抑制している。

【０１０４】さらに、流体室３７ａ，３８ａのゴムなど
からなるダイヤフラム４０，４１に、アラミド繊維など
からなるシート４５を埋設したので、ダイヤフラム４
０，４１の機械的強度を向上するとともに、耐久性を向
上することができる。

【０１０５】また、前述した流量制御弁１などの半導体
製造装置や液晶製造装置などの高純度の流体の供給また
は排出などに用いられるバルブは、その弁の開度が０％
から１００％までの範囲における駆動軸など移動ストロ
ークが例えば０．３ｍｍなどの非常に小さい場合があ
る。

【０１０６】これに対し、一般的に、第１及び第２の付
勢手段に用いられる皿ばねの初期状態（自由状態）にお
ける厚み方向の寸法誤差は±０．１ｍｍ程度となってい
る。

【０１０７】例えば、前記第２の皿ばねが駆動軸の移動
ストロークが３０％などの第２の所定開度までの低開度
領域において、駆動軸を弁体が弁座から離れる方向に付
勢する場合には、この第２の皿ばねが駆動軸を付勢する
範囲が前述した移動ストロークの０％から約６３％まで
の範囲内にばらついてしまうことが考えられる。

【０１０８】このため、流量制御弁毎の流量特性がばら
ついてしまうことが考えられるとともに、最悪の場合に
よっては、前記弁体が弁座にメタルダイヤフラムなどを
介して当接しないなどの弁締切性能を失うことも考えら
れる。

【０１０９】前述した課題を解決した本発明の第２の実
施形態の流量制御弁１を図１３及び図１４に示す。な
お、前記第１の実施形態と構成が同一の部分には同一符
号を付して説明を省略する。

【０１１０】本実施形態の流量制御弁１は、前記第１の
皿ばね２３の両端部２３ａ，２３ｂのうち少なくとも一
方の端部と、第２の皿ばね２３の両端部２４ａ，２４ｂ
のうち少なくとも一方端部の駆動軸１９に沿った位置を
それぞれ調整する第１及び第２のばね受け位置調整機構
５６，５７を備えている。

【０１１１】図１３に示す流量制御弁１の第１及び第２
のばね受け位置調整機構５６，５７は、それぞれ、前記
ばね受け１６ｂ，２０ｂと第１及び第２の皿ばね２３，
２４の一端部２３ａ，２４ａとの間にスペーサ５８，５
９を配して、これらの一端部２３ａ，２４ａの駆動軸１
９に沿った位置を調整するようになっている。これらの
スペーサ５８，５９の厚みは、ぞれぞれ皿ばね２３，２
４の初期状態における厚みの寸法誤差に応じて形成され
るのが望ましい。

【０１１２】図１４に示す流量制御弁１は、その支持部
材２１が、内周支持部材２１ａと外周支持部材２１ｂと
に分割されており、これらの支持部材２１ａ，２１ｂに
は互いに螺合するねじ溝６０ａ，６０ｂが設けられてい
る。内周支持部材２１ａは、第２の皿ばね２４の一端部
２４ａを支持するばね支持部２１ｃを一体に備えてい
る。第２の皿ばね２４はばね支持部２１ｃと段部１９ａ
との間に設けられている。

【０１１３】流量制御弁１は、ねじ溝６０ａ，６０ｂの
ねじ込み量を調整することによって、自由状態の第２の
皿ばね２４の他端部２４ｂと段部１９ａとの間の間隔を
調整して他端部２４ｂの駆動軸１９に対する位置の調整
を行うようになっている。

【０１１４】また、駆動軸１９は、弁体１６を押圧する
先端部６１ａと基端部６１ｂとに分割されており、これ
らの先端部６１ａと基端部６１ｂとには互いに螺合する
ねじ溝６２ａ，６２ｂが設けられている。これらのねじ
溝６２ａ，６２ｂのねじ込み量を調整することによっ
て、自由状態の第１の皿ばね２３の他端部２３ｂと先端
面１９ｂとの間の間隔を調整して他端部２３ｂの駆動軸
１９に対する位置の調整を行うようになっている。

【０１１５】なお、前記内外周支持部材２１ａ，２１ｂ
及びねじ溝６０ａ，６０ｂは、第２のばね受け位置調整
機構５７を構成している。前記先端部６１ａ、基端部６
１ｂ及びねじ溝６２ａ，６２ｂは、第１のばね受け位置
構成機構５６を構成している。

【０１１６】本実施形態によれば、第１の実施形態と同
様に、半導体製造装置や液晶製造装置などに用いられる
高純度な流体を通す供給系及び排出系の流量制御に必要
とされる例えば定格流量の１万分の以下の弁の開度の分
解能を確保することができるようになって、確実に流量
制御を行うことができる。特に、低開度における制御性
の向上により、一般的に気体の制御よりも流量制御の範
囲が狭い液体の制御に対して有効である。

【０１１７】また、高温流体を通す供給系及び排出系の
流量制御を確実に行うことができ、かつ価格の高騰及び
大型化を抑制できるとともに、耐久性を向上することが
できる。

【０１１８】そのうえ、第１及び第２の皿ばね２３，２
４の寸法が例えば０．１ｍｍなどの前記駆動軸１９の移
動ストロークに比べて非常に大きな場合でも、前記第１
及び第２のばね受け位置調整機構５６，５７によって、
第１及び第２の皿ばね２３，２４の端部２３ａ，２３
ｂ，２４ａ，２４ｂの位置を調整できる。したがって、
流量制御弁１ごとの流量特性及び弁座締切性能のばらつ
きを抑制して、所望の流量特性及び弁座締切性能を常に
安定して確保することができる。

【０１１９】また、前述した第１および第２実施形態に
おいて、前記駆動機構３は、図１２に示すように、駆動
軸付勢手段としての駆動用スプリング３６、第１及び第
２の駆動力発生部３７，３８などを上下さかさまな状態
にして、前記ケーシング２６及びスプリングケース２７
内に収容して構成しても良い。

【０１２０】図１２に示した駆動機構３は、前記ケーシ
ング２６の仕切壁３０の上に駆動スプリング３６を配
し、この駆動スプリング３６の上にベアリング５１、ス
プリング受け４８及び駆動板３５を介して第１及び第２
の駆動力発生部３７，３８を配している。駆動スプリン
グ３６は、駆動軸１９を弁体１６から離れる方向に付勢
している。

【０１２１】スプリング受け４８の支持フランジ４８ａ
の上に駆動板３５を配し、第２の駆動力発生部３８は、
この駆動板３５の上に配されている。第１の駆動力発生
部３７は、外周中間部材４９と内周中間部材５０と駆動
板３４を介して、第２の駆動力発生部３８の上に配され
ている。

【０１２２】第１及び第２の駆動力発生部３７，３８
は、それぞれダイヤフラム４０，４１と第１及び第２の
連結部材４２，４３とを備えている。これらのダイヤフ
ラム４０，４１と第１及び第２の連結部材４２，４３と
はリング状の第１及び第２の流体室３７ａ，３８ａを構
成している。第１の連結部材４２には操作流体圧連通孔
３２と連通しかつ流体室３７ａ，３８ａに開口する流体
導入孔４４が設けられている。ダイヤフラム４０，４１
はそれぞれ屈曲部４０ａ，４１ａを備えている。

【０１２３】第１及び第２の駆動力発生部３７，３８
は、それぞれの外周端部が、ケーシング２６とスプリン
グケース２７と外周中間部材４９とによって挟み込まれ
た状態で設けられている。さらに第１及び第２の駆動力
発生部３７，３８は、それぞれの内周縁部が、スプリン
グ受け４８の支持フランジ４８ａと前記駆動軸１９の端
部にねじ込まれるナット６３と内周中間部材５０とによ
って挟み込まれた状態で駆動軸１９に取付けられて固定
されている。

【０１２４】スプリングケース２７の上壁２７ａは、第
１及び第２の駆動発生部３７，３８内に供給される操作
流体の圧力が所定圧力より低くなって、駆動用スプリン
グ３６によって駆動軸１９が矢印Ｒ１に沿って変位した
際に、ナット６３が当接するストッパをなしている。ま
た、ケーシング２６は第２の駆動板３５との間に駆動軸
１９の駆動方向に沿って駆動軸１９の駆動ストロークに
応じた隙間を有している。

【０１２５】前述した構成によれば、第１および第２の
駆動力発生部３７，３８の流体室３７ａ，３８ａに前記
操作流体圧導入孔３７から供給される操作流体の圧力
が、所定圧力より低くなると、駆動用スプリング３６に
よって、前記駆動軸１９、第１および第２の駆動力発生
部３７，３８の第２の連結部材４３、内周中間部材５０
および駆動板３４，３５が一体となって、図１２に示す
矢印Ｒ１に沿って押し上げられる。すると、駆動軸１９
の一端部１７が弁体１６から離れ、この弁体１６による
メタルダイヤフラム６の押圧が解除される。このことに
より、メタルダイヤフラム６が弁座１１から離れ、弁孔
１３が開かれる。

【０１２６】また、前記操作流体圧導入孔３１から供給
される操作流体の圧力が、前記所定圧力より高くなる
と、ダイヤフラム４０，４１が駆動板３４，３５を押下
げ、前記駆動軸１９、第１および第２の駆動力発生部３
７，３８の第２の連結部材４３、内周中間部材５０およ
び駆動板３４，３５が一体となって、図１２に示す矢印
Ｒ２に沿って押し下げられる。そのため、駆動軸１９の
一端部１７が弁体１６に突き当たり、前記メタルダイヤ
フラム６が弁座１１に押し付けられる。よって、弁孔１
３が閉じられる。

【０１２７】このようにこの場合、ダイヤフラム４０，
４１は、所定圧力より高い操作流体が流体室３７ａ，３
８ａ内に導入されると、弁体１６に向って変位して駆動
軸１９を弁体１６に近付ける方向に駆動する。

【０１２８】第１及び第２の実施形態において、前記駆
動軸１９が弁体１６から離れる方向に駆動された時に、
前記弁孔１３から流出孔１０に至る流体の流路を徐々に
増加させる図１５ないし図１７に示す絞り機構７１，７
２，７３のうちいずれかの絞り機構を設けてもよい。

【０１２９】図１５に示した第１の絞り機構７１は、弁
座１１に形成された凸部７４と、弁体１６に取付けられ
た絞り弁体７５と、を備えている。凸部７４は、弁座１
１の前記弁体１６に相対する面でかつ弁孔１３の周囲に
設けられている。凸部７４は、前記弁体１６に向って突
出して前記流体の流路を絞るように形成されている。

【０１３０】絞り弁体７５は、前記弁体１６の先端部
に、弁孔１３に向って突出して設けられている。絞り弁
体７５は、傘部７６と、取付部７７とを一体に備えてい
る。傘部７６は弁孔１３に向って徐々に先細となるよう
に形成されている。傘部７６は、その外径が前記弁孔１
３の内径より若干小さく形成されている。取付部７７
は、柱状に形成され、その基端部が前記弁体１６に取付
けられている。

【０１３１】絞り弁体７５は、傘部７６が弁孔１３内に
挿入可能となるように、取付部７７がメタルダイヤフラ
ム６を貫通した状態で弁体１６に取付けられている。絞
り弁体７５は、傘部７６の内面７６ａと弁体１６の先端
面とでメタルダイヤフラム６を挟み込んで弁体１６に取
付けられている。

【０１３２】この第１の絞り機構７１は、絞り弁体７５
の傘部７６と、弁座１１の凸部７４とで、弁孔１３から
流出孔１０に至る流体の流路を絞り込んでおり、駆動軸
１９が弁体１６から離れる方向に駆動された時に、特に
低開度領域において、弁孔１３から流出孔１０に至る流
体の流量を徐々に増加させることとなる。

【０１３３】次に、図１６に示した第２の絞り機構７２
を説明する。なお、前記第１の絞り機構７１と同一構成
部分には、同一符号を付して説明を省略する。第２の絞
り機構７２は、凸部７４と絞り弁体７５ａとを備えてい
る。

【０１３４】絞り弁体７５ａは、傘部７６の外径が弁孔
１３の内径より大きく形成されている。絞り弁体７５ａ
は、傘部７６が前記凸部７４と当接するようになってお
り、弁孔１３から流出孔１０に至る流体の流路を絞り込
んでいる。

【０１３５】図１７に示した第３の絞り機構７３を説明
する。なお、前記第１の絞り機構７１と第２の絞り機構
７２と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略
する。第３の絞り機構７３は、凸部７４と絞り部７８と
を備えている。

【０１３６】絞り部７８は、メタルダイヤフラム６の一
部が弁孔１３内に挿入可能に弁孔１３に向って突出して
形成されており、凸部７４とで弁孔１３から流出孔１０
に至る流体の流路を絞り込んでいる。

【０１３７】これらの絞り機構７１，７２，７３は、弁
孔１３から流出孔１０に至る流体の流路を絞り込んでい
る。このため、図２０に示された二点鎖線Ｑに比較し
て、流体の流路が絞り込まれているため、これらの絞り
機構７１，７２，７３を有する流量制御弁１は、図２０
の実線で示すように、駆動軸１９の移動距離に対し流体
の流量が比例しなくなり、流体の流量が徐々に増加する
こととなる。

【０１３８】なお、図２０に示された二点鎖線Ｑは、前
記絞り機構７１，７２，７３を有していない従来の流体
圧作動バルブ１０１を示している。従来の流体圧作動バ
ルブ１０１は、図示するように、駆動軸１９の移動距離
に対し流体の流量が比例することとなる。

【０１３９】このように、絞り機構７１，７２，７３
は、駆動軸１９が弁体１６から離れる方向に駆動された
時に、特に低開度領域において、弁孔１３から流出孔１
０に至る流体の流量を徐々に増加させることとなる。

【０１４０】このため、低開度領域における操作流体圧
変化に対する弁孔１３から流出孔１０に至る流体の流量
の変化を緩和することとなる。したがって、半導体製造
装置や液晶製造装置などの高純度な流体を通す供給系及
び排出系の流量制御に必要とされる弁の開度の分解能を
確保することができる。

【０１４１】さらに、前記第１ないし第３の絞り機構７
１，７２，７３においては、凸部７４を設けた弁座１１
を樹脂などから形成しかつ前記オリフィスシート１２を
用いて内室７内に固定するようにしても良く、弁座１１
とオリフィスシート１２とを金属などから一体に形成し
ても良い。また、弁座１１を樹脂などから形成し、オリ
フィスシート１２などを用いずに、かしめるなどして弁
箱２に直接取付けても良く、弁箱２に弁座１１を一体に
形成しても良い。

【０１４２】さらに、前記第１及び第２の実施形態にお
いては、支持部材２１と駆動軸１９との間に、第３の付
勢手段としての第３の皿ばね８１を設けても良い。この
第３の皿ばね８１は、弁１の開度が０％から前述した第
２の所定開度Ｋ２より大きな例えば６０％などの第３の
所定開度Ｋ３までの領域において、駆動軸１９を弁体１
６が弁座１１から離れる方向に付勢するようになってい
る。

【０１４３】この第３の皿ばね８１を、前述した第２の
皿ばね２４とともに設けると、弁１の開度が０％から前
記第２の所定開度Ｋ２までの低開度領域において、第２
の皿ばね２４と第３の皿ばね８１とが弁体１６が弁座１
１から離れる方向に駆動軸１９を付勢する。

【０１４４】このため、流量制御弁１のオフバランス
を、図１９中の二点鎖線Ｑで示す従来の流体圧作動バル
ブ１０１のオフバランスＯ１及び図中一点鎖線Ｑ１で示
す第２の皿ばね２４しか備えていないもののオフバラン
スＯ２から、図示中の実線で示すオフバランスＯ３へと
縮小することとなる。

【０１４５】このように、第３の皿ばね８１を用いるこ
とによって、よりオフバランスを縮小するので、低開度
領域における操作流体圧変化に対する弁の開度変化つま
り流体の流量の変化をより緩和することとなる。

【０１４６】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、流量制御
弁の低開度領域においては、第１の付勢手段が押圧部を
弁座に向かって付勢するので、外部から供給される操作
流体の圧力変動により駆動軸が制御部から離れる方向に
駆動されても、数％の開度までは、押圧部を介してメタ
ルダイヤフラムを弁座に押し止どめることができる。こ
のため、メタルダイヤフラムがただちに弁座から離れな
くなり、弁孔の開口面積が急激に増大することはない。

【０１４７】また、上記低開度領域においては、第２の
付勢手段が押圧部を弁座から離れる方向に付勢するの
で、流量制御弁が開き易くなり、バルブ特性におけるオ
フバランスを縮小させることとなる。

【０１４８】しかも、駆動手段の駆動部は、ダイヤフラ
ムの変形によって駆動軸を押圧部から離れる方向に駆動
するので、従来のピストン式の流体圧作動バルブが必要
としていた大きな摩擦抵抗を発生させるＯリングを省略
することができる。このため、駆動手段がスムーズに駆
動することとなって、バルブ特性におけるヒステリシス
を減少させることができる。

【０１４９】さらに、駆動手段を構成する駆動軸付勢手
段がスプリングでありかつベアリングを介して駆動軸の
スプリング受けに支持されている場合には、この駆動軸
付勢手段が伸縮時に前記駆動軸回りに回転しても、ベア
リングによってこの回転が妨げられることがない。この
ため、駆動手段がよりスムーズに駆動することとなっ
て、バルブ特性におけるヒステリシスをより減少させる
ことができる。

【０１５０】このように第２の付勢手段がオフバランス
を縮小し、かつ第１の付勢手段が、駆動手段が駆動して
もただちにメタルダイヤフラムが弁座から離れるなくす
るとともに、駆動手段の摩擦抵抗を抑制するので、特に
低開度領域における操作流体の圧力変化に対する弁の開
度変化を緩和することとなる。したがって、半導体製造
装置や液晶製造装置などの高純度な流体を通す供給系及
び排出系の流量制御に必要とされる弁の開度の分解能を
確保することができる。

【０１５１】特に、低開度における制御性の向上によ
り、一般的に流体の制御よりも流量制御範囲の小さな液
体の制御に対して有効である。

【０１５２】また、駆動手段の駆動部は、駆動軸の軸方
向に並べられた複数の駆動力発生部を備えているので、
上記第２の付勢手段を付加したにも拘わらず、駆動軸を
押圧部に向けて駆動する際の出力を十分に確保すること
ができ、駆動軸の径方向への駆動部の大型化を防止でき
るといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の流量制御弁の縦断面
図。

【図２】図１に示された矢印ｉｉ方向からみた流量制御
弁のスプリングケースの平面図。

【図３】図１に示されたｉｉｉ−ｉｉｉ線に沿う流量制
御弁の断面図。

【図４】図１に示された実施形態の弁体と弁座などを示
す断面図。

【図５】図１に示された実施形態の外室を示す断面図。

【図６】図１に示された実施形態の流体室を示す断面
図。

【図７】図１に示された実施形態の第２の皿ばねの作用
を示す図。

【図８】図１に示された実施形態の第１の皿ばねの作用
を示す図。

【図９】図１に示された実施形態のバルブ特性を示す
図。

【図１０】同実施形態の弁座の変形例を示す断面図。

【図１１】同実施形態の弁体と弁座などの変形例を示す
断面図。

【図１２】本発明の流量制御弁の駆動機構の変形例を示
す断面図。

【図１３】本発明の第２の実施形態の流量制御弁の要部
を示す断面図。

【図１４】本発明の第２の実施形態の流量制御弁の要部
の変形例を示す断面図。

【図１５】本発明の流量制御弁の第１の絞り機構を示す
断面図。

【図１６】本発明の流量制御弁の第２の絞り機構を示す
断面図。

【図１７】本発明の流量制御弁の第３の絞り機構を示す
断面図。

【図１８】第３の皿ばねを備えた本発明の流量制御弁の
要部を示す断面図。

【図１９】本発明の第３の皿ばねの作用を示す図。

【図２０】本発明の絞り機構の作用を示す図。

【図２１】従来のマスフローコントローラを示す断面
図。

【図２２】従来の流体圧作動バルブを示す断面図。

【図２３】図２２に示された流体圧作動バルブのバルブ
特性を示す図。

【符号の説明】

１…流量制御弁２…弁箱３…駆動機構（駆動手段）６…メタルダイヤフラム９…流入孔１０…流出孔１１…弁座１２…オリフィスシート１３…弁孔１４…オリフィス孔１６…弁体（押圧部）１６ａ…端面１６ｂ…ばね受け１９…駆動軸２０…案内部材２０ａ…端面２０ｂ…ばね受け２３…第１の皿ばね（第１の付勢手段）２４…第２の皿ばね（第２の付勢手段）２３ａ，２３ｂ…端部２４ａ，２４ｂ…端部２８…駆動部３６…駆動用スプリング（駆動軸付勢手段）３７…第１の駆動力発生部３７ａ…流体室３８…第２の駆動力発生部３８ａ…流体室４０，４１…ダイヤフラム４０ａ，４１ａ…屈曲部４５…シート（補強シート）５６…第１のばね受け位置調整機構５６…第２のばね受け位置調整機構７１，７２，７３…絞り機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部に
向けて付勢することにより、この押圧部を介して上記メ
タルダイヤフラムを上記弁座に押しつける駆動軸付勢手
段と、外部から導入される操作用流体の圧力の大きさに
応じて上記駆動軸を上記押圧部から離れる方向に駆動す
る駆動部と、を有する駆動手段と；上記駆動軸が上記押
圧部から離れる方向に駆動された時に上記押圧部を上記
弁座に向けて付勢する第１の付勢手段と；を備えたこと
を特徴とする流量制御弁。
【請求項２】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部に
向けて付勢することにより、この押圧部を介して上記メ
タルダイヤフラムを上記弁座に押しつける駆動軸付勢手
段と、外部から導入される操作用流体の圧力の大きさに
応じて上記駆動軸を上記押圧部から離れる方向に駆動す
る駆動部と、を有する駆動手段と；上記駆動軸が上記押
圧部に近づく低開度領域において上記駆動軸を上記押圧
部から離れる方向に付勢する第２の付勢手段と；を備え
たことを特徴とする流量制御弁。
【請求項３】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部に
向けて付勢することにより、この押圧部を介して上記メ
タルダイヤフラムを上記弁座に押しつける駆動軸付勢手
段と、外部から導入される操作用流体の圧力の大きさに
応じて上記駆動軸を上記押圧部から離れる方向に駆動す
る駆動部と、を有する駆動手段と；上記駆動軸が上記押
圧部から離れる方向に駆動された時に、上記押圧部を上
記弁座に向けて付勢する第１の付勢手段と；上記駆動軸
が上記押圧部に近づく低開度領域において、上記駆動軸
を上記押圧部から離れる方向に付勢する第２の付勢手段
と；を備えたことを特徴とする流量制御弁。
【請求項４】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部か
ら離れる方向に付勢する駆動軸付勢手段と、外部から導
入される操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆動軸
を上記押圧部に近付ける方向に駆動し、この押圧部を介
して上記メタルダイヤフラムを上記弁座に押しつけ、弁
閉止状態を可能にする駆動部と、を有する駆動手段と；
上記駆動軸が上記押圧部から離れる方向に駆動された時
に上記押圧部を上記弁座に向けて付勢する第１の付勢手
段と；を備えたことを特徴とする流量制御弁。
【請求項５】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部か
ら離れる方向に付勢する駆動軸付勢手段と、外部から導
入される操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆動軸
を上記押圧部に近付ける方向に駆動し、この押圧部を介
して上記メタルダイヤフラムを上記弁座に押しつけ、弁
閉止状態を可能にする駆動部と、を有する駆動手段と；
上記駆動軸が上記押圧部に近づく低開度領域において上
記駆動軸を上記押圧部から離れる方向に付勢する第２の
付勢手段と；を備えたことを特徴とする流量制御弁。
【請求項６】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部か
ら離れる方向に付勢する駆動軸付勢手段と、外部から導
入される操作用流体の圧力の大きさに応じて上記駆動軸
を上記押圧部に近付ける方向に駆動し、この押圧部を介
して上記メタルダイヤフラムを上記弁座に押しつけ、弁
閉止状態を可能にする駆動部と、を有する駆動手段と；
上記駆動軸が上記押圧部から離れる方向に駆動された時
に、上記押圧部を上記弁座に向けて付勢する第１の付勢
手段と；上記駆動軸が上記押圧部に近づく低開度領域に
おいて、上記駆動軸を上記押圧部から離れる方向に付勢
する第２の付勢手段と；を備えたことを特徴とする流量
制御弁。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のうちいずれか
一項の記載において、上記駆動軸が上記押圧部から離れ
る方向に駆動された時に、上記弁孔から流出孔に至る流
体の流量を徐々に増加させる絞り機構を備えたことを特
徴とする流量制御弁。
【請求項８】流入孔およびこの流入孔に連なる流出孔
を有する弁箱と；この弁箱内に配置され、上記流入孔と
流出孔との間に位置された弁孔を有する弁座と；この弁
座に接離する方向に移動可能に上記弁箱に支持された押
圧部と；この押圧部と上記弁座との間に介在され、上記
弁孔を開閉するメタルダイヤフラムと；上記押圧部に接
離可能に接触する駆動軸と、この駆動軸を上記押圧部に
向けて付勢することによりこの押圧部を介して上記メタ
ルダイヤフラムを上記弁座に押しつけるかあるいは上記
駆動軸を上記押圧部から離れる方向に付勢する駆動軸付
勢手段とを備え、外部から導入される操作用流体の圧力
の大きさに応じて上記駆動軸を駆動する駆動部と、を有
する駆動手段と；上記駆動軸が上記押圧部から離れる方
向に駆動された時に、上記弁孔から流出孔に至る流体の
流量を徐々に増加させる絞り機構と；を備えたことを特
徴とする流量制御弁。
【請求項９】上記請求項１ないし請求項８のうちいず
れか一項の記載において、上記弁孔と上記流出孔との間
に、上記弁孔から流出孔に至る流体の流量を均一に保つ
オリフィス孔を有するオリフィスシートを配置したこと
を特徴とする流量制御弁。
【請求項１０】請求項１ないし請求項８のうちいずれ
か一項の記載において、上記駆動軸付勢手段は、上記駆
動軸と同軸状に配置されたスプリングであり、また、上
記駆動軸は、その軸端部にスプリング受けを有し、この
スプリング受けにベアリングを介して上記スプリングが
支持されていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項１１】請求項１ないし請求項３のうちいずれ
か一項の記載において、上記駆動手段の駆動部は、上記
操作用流体が導入される流体室と、この流体室に上記操
作用流体が導入された時に上記押圧部から遠ざかる方向
に変位するダイヤフラムと、を有し、このダイヤフラム
が上記駆動軸に連結されている駆動力発生部を備えたこ
とを特徴とする流量制御弁。
【請求項１２】請求項４ないし請求項６のうちいずれ
か一項の記載において、上記駆動手段の駆動部は、上記
操作用流体が導入される流体室と、この流体室に上記操
作用流体が導入された時に、上記押圧部に近付く方向に
変位するダイヤフラムと、を有し、このダイヤフラムが
上記駆動軸に連結されている駆動力発生部を備えたこと
を特徴とする流量制御弁。
【請求項１３】上記請求項１１または請求項１２の記
載において、上記ダイヤフラムの内部に、アラミド繊維
等を用いた補強用シートを埋設したことを特徴とする流
量制御弁。
【請求項１４】請求項１１ないし請求項１３のうちい
ずれか一項の記載において、上記ダイヤフラムは、波形
に湾曲された屈曲部を備えていることを特徴とする流量
制御弁。
【請求項１５】請求項１１または請求項１２の記載に
おいて、上記駆動力発生部を、上記駆動軸の軸方向に沿
って複数配したことを特徴とする流量制御弁。
【請求項１６】請求項１、請求項３、請求項４または
請求項６のうちいずれか一項の記載において、上記第１
の付勢手段は、上記駆動軸と同軸的に配されたばねであ
り、また、前記押圧部はその端面に前記ばねの端部を支
持するばね受けを有しており、前記ばねの端部の上記駆動軸に沿った位置を調節する第
１のばね受け位置調整機構を備えたことを特徴とする流
量制御弁。
【請求項１７】請求項２、請求項３、請求項５または
請求項６のうちいずれか一項の記載において、上記第２
の付勢手段は、上記駆動軸と同軸的に配されたばねであ
り、また、前記駆動軸の駆動方向を案内しかつ前記ばね
の端部を支持するばね受けを有する案内手段を備え、前記ばねの端部の上記駆動軸に沿った位置を調節する第
２のばね受け位置調整機構を備えたことを特徴とする流
量制御弁。