(57)【要約】【課題】消費電力ひいてはエネルギロスを低減することができるアクチュエータ及びそれを備えたバルブを提供する。【解決手段】伝達部材２４を往復動するアクチュエータ８であって、磁性体を有する固定コア３０と、伝達部材２４の往復方向に固定コア３０と対向配置され、伝達部材２４が接続されるとともに磁性体を有する可動コア４０と、固定コア３０及び可動コア４０の何れか一方に巻回されたコイル５０とを備え、コイル５０に電流を流すことにより、固定コア３０及び可動コア４０のうちの保磁力が小さい側の磁化方向が反転し、伝達部材２４が可動コア４０とともに移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝達部材を往復動するアクチュエータであって、
磁性体を有する固定コアと、
前記伝達部材の往復方向に前記固定コアと対向配置され、前記伝達部材が接続されるとともに磁性体を有する可動コアと、
前記固定コア及び前記可動コアの何れか一方に巻回されたコイルと
を備え、
前記コイルに電流を流すことにより、前記固定コア及び前記可動コアのうちの保磁力が小さい側の磁化方向が反転し、前記伝達部材が前記可動コアとともに移動する、アクチュエータ。
【請求項２】
前記コイルは前記固定コアに巻回される、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記固定コアは前記可動コアよりも保磁力が小さい、請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記往復方向に前記可動コアを隔てて前記固定コアと対向配置され、前記固定コアと磁性的に接続されるヨークをさらに備える、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記固定コアは、
前記固定コアの一端側をなす第１固定部と、
前記固定コアの他端側をなす第２固定部と
を有し、
前記ヨークは、
前記第１固定部から延び且つ前記往復方向に前記可動コアを隔てて前記第２固定部に対向配置される第１ヨーク部と、
前記第２固定部から延び且つ前記往復方向に前記可動コアを隔てて前記第１固定部に対向配置される第２ヨーク部と
を有する、請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第１固定部と前記第１ヨーク部とは、前記アクチュエータのケースの内周面に沿って螺旋状に湾曲した第１アーム部を介して接続され、前記第２固定部と前記第２ヨーク部とは、前記ケースの内周面に沿って螺旋状に湾曲した第２アーム部を介して接続される、請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記伝達部材は、非磁性体からなる、請求項１から６の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記伝達部材は、前記可動コアと同一の磁性体からなる、請求項１から７の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記固定コア及び前記可動コアは、永久磁石を有する、請求項１から８の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記固定コアは、アルニコ磁石を有する、請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記可動コアは、ネオジウム磁石を有する、請求項９又は１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載のアクチュエータを備えたバルブであって、
前記伝達部材は弁体を開閉するべく往復動するステムである、バルブ。
【請求項１３】
前記バルブが閉の状態において、前記可動コアは、前記第１及び第２ヨーク部と、前記第１及び第２固定部とに非接触である、請求項１２に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ及びそれを備えたバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ソレノイドと、流路を開閉して流入ポートから流出ポートへと流出する流体の流れを制御するバルブボディとを備えた電磁弁が開示されている。ソレノイドは、固定鉄心と固定鉄心に対して離接する方向に移動可能に配置されるプランジャと、固定鉄心及びプランジャを内部に配置するコイルとを備えている。また、固定鉄心には、プランジャをバルブボディ側に付勢するコイルばねが収納されている。
【０００３】
上記ソレノイド、換言するとバルブのアクチュエータにおいて、プランジャは、コイルが励磁されていないとき、コイルばねによって固定鉄心から離間する方向に移動され、この際、バルブボディにおいて、弁部は弁座に着座して閉弁状態となる。一方、コイルが励磁されると、プランジャは、固定鉄心に対して接近する方向に移動することによって、弁部が弁座から離間してバルブボディの流入口を開放し、開弁状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記電磁弁の場合、コイルは電流を流すことにより励磁されて磁場を形成し、固定鉄心は磁化して電磁石を形成する。このような電磁石を形成した場合、コイルを励磁して開弁状態を維持するためには、コイルに通電し続けなければならない。従って、上記電磁弁の場合、開弁時間が長いと消費電力が増大し、エネルギロスが発生する。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、消費電力ひいてはエネルギロスを低減することができるアクチュエータ及びそれを備えたバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のアクチュエータは、伝達部材を往復動するアクチュエータであって、磁性体を有する固定コアと、伝達部材の往復方向に固定コアと対向配置され、伝達部材が接続されるとともに磁性体を有する可動コアと、固定コア及び可動コアの何れか一方に巻回されたコイルとを備え、コイルに電流を流すことにより、固定コア及び可動コアのうちの保磁力が小さい側の磁化方向が反転し、伝達部材が可動コアとともに移動する。
【０００８】
また、本発明のバルブは、前述したアクチュエータを備え、伝達部材は弁体を開閉するべく往復動するステムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、消費電力ひいてはエネルギロスを低減することができるアクチュエータ及びそれを備えたバルブを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアクチュエータを備えたバルブの閉弁時における縦断面図である。
【図２】図１のバルブの開弁時における縦断面図である。
【図３】図１のアクチュエータの駆動機構の上面図である。
【図４】図１のバルブが閉弁状態のときの駆動機構の斜視図である。
【図５】図１のバルブが開弁状態のときの駆動機構の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るアクチュエータの駆動機構のバルブが閉弁状態のときの斜視図である。
【図７】図６のステムの斜視図である。
【図８】図６の駆動機構のバルブが開弁状態のときの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータを備えたバルブの閉弁時における縦断面図を示し、図２は、バルブの開弁時における縦断面図を示す。なお、以下の説明においては、便宜上、各図の上下左右の方向に基づいて説明するが、この方向は実際のバルブの設置状況に応じて変わるものである。
【００１２】
バルブ１は、例えば、ダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラムバルブであり、ボディ２、ダイヤフラム（弁体）４、ダイヤフラム押え６、アクチュエータ８などを備えている。バルブ１は、プロセス流体の微小流量を高精度に制御可能であり、例えば半導体製造装置に用いられる。
【００１３】
ボディ２は、ステンレス鋼などの金属材により形成され、ボディ２の下部には流体入口１０及び流体出口１２が形成されている。ボディ２の上部には流体入口１０及び流体出口１２に連通し且つ上方に開放された断面凹状の弁室１４が形成されている。弁室１４には、弁室１４と流体入口１０とを区画する筒状の側壁がボディ２と一体に形成され、この側壁の上端部が弁座１６として機能する。弁室１４の内周面の上部には環状の段部１８が形成されている。
【００１４】
アクチュエータ８は、駆動機構９が内蔵されたケース２０を備えている。ケース２０は、上部が有底筒状のキャップ状をなし、下部に筒状をなすボンネット部２２が形成されている。ボンネット部２２はボディ２の上部開口に嵌合などにより気密に接合され、ボディ２内において弁室１４を区画する。ボンネット部２２内には、ステム（伝達部材）２４が昇降可能、換言すると往復動可能に配置されている。ステム２４は、アルミニウム材料などの非磁性体から形成されている。
【００１５】
アクチュエータ８は、駆動機構９の作動によりステム２４を往復動させる動力を発生し、この動力をボディ２側にステム２４を介して伝達する。従って、以降において、ステム２４は、アクチュエータ８が発生する動力の伝達部材と位置付け、アクチュエータ８の一構成部品として扱う。
【００１６】
ステム２４の下面にはダイヤフラム押え６が嵌着されている。ダイヤフラム押え６は、例えば合成樹脂製であり、ダイヤフラム４の径方向中央の上面に当接可能である。ダイヤフラム４は、弁座１６の上方に配置され、１枚又は複数枚のダイヤフラムにより構成され、自然状態で径方向中央が上方へ湾曲した皿状をなす。
【００１７】
ダイヤフラム４は、極薄の厚みを有し、ステンレス鋼や、その他の形状記憶合金などの金属材から形成されている。アクチュエータ８とボディ２との接合に際し、ボンネット部２２の下面がダイヤフラム４の周縁部を挟みつつ段部１８に向けて押圧される。これにより、ダイヤフラム４がボンネット部２２と段部１８とにより挟持固定され、弁室１４の気密性が確保される。
【００１８】
ここで、本実施形態のアクチュエータ８は、固定コア３０、可動コア４０、コイル５０を備えた駆動機構９がケース２０内に収容されている。固定コア３０及び可動コア４０は、バルブ１ひいてはアクチュエータ８の径方向Ｘに延在するロッド状をなし、磁性体であって永久磁石の部位を有する。より具体的には、固定コア３０の永久磁石の部位はアルニコ磁石から形成され、可動コア４０の永久磁石の部位はネオジウム磁石から形成されている。
【００１９】
固定コア３０はケース２０内の上部に配置され、可動コア４０はステム２４の昇降方向、換言すると往復方向Ｙに、固定コア３０の下側に対向して配置されている。ステム２４は、断面Ｔ字状をなし、その径方向Ｘに拡張する上部には可動コア４０の収容孔２６が径方向Ｘに貫通されている。収容孔２６に可動コア４０を挿入して固定することにより、可動コア４０とステム２４とが一体接続された状態で往復動可能である。
【００２０】
コイル５０は、固定コア３０に電線５２を巻回することにより形成され、電線５２はケース２０の上壁の開口２０ａから引き出されて電源ユニット５４に電気的に接続されている。電源ユニット５４は、コイル５０に給電するとともに、図示しないスイッチの切替などを行うことによりコイル５０を流れる電流の向きを反転し、逆向きに通電することができる。
【００２１】
固定コア３０には、往復方向Ｙに可動コア４０を隔てて固定コア３０と対向配置されたヨーク６０が磁性的に接続されている。つまり、ヨーク６０は、軟磁性材料、例えば不純物の少ない純鉄や低炭素鋼から形成されている。ヨーク６０には、固定コア３０と連なる磁束の通路（磁路）が形成され、ヨーク６０及び固定コア３０は１つの磁気回路を形成する。ヨーク６０を設けることにより、固定コア３０から大気への磁束の漏洩が抑制される。
【００２２】
より詳しくは、固定コア３０は、固定コア３０の一端側（図１及び図２で見て左端側）をなす第１固定部３２と、固定コア３０の他端側（図１及び図２で見て右端側）をなす第２固定部３４とを有し、これらの部位の間にアルニコ磁石が配置される。ヨーク６０は、第１固定部３２から延びる第１ヨーク部６２と、第２固定部３４から延びる第２ヨーク部６４とを有している。第１及び第２固定部３２、３４は、第１及び第２ヨーク部６２、６４と同一の材料、すなわち前述した純鉄や低炭素鋼などから形成される。
【００２３】
第１ヨーク部６２は、往復方向Ｙに可動コア４０を隔てて第２固定部３４に対向配置される。第２ヨーク部６４は、往復方向Ｙに可動コア４０を隔てて第１固定部３２に対向配置される。一方、可動コア４０は、可動コア４０の一端側（図１及び図２で見て左端側）をなす第１可動部４２と、可動コア４０の他端側（図１及び図２で見て右端側）をなす第２可動部４４とを有し、これらの部位の間にネオジウム磁石が配置される。
【００２４】
図３は、アクチュエータ８の駆動機構９を図１の上方から見た上面図を示し、図４はバルブ１の閉弁状態のときの駆動機構９の斜視図を示し、図５はバルブ１の開弁状態のときの駆動機構９の斜視図を示す。第１固定部３２と第１ヨーク部６２とは、ケース２０の内周面に沿って螺旋状に湾曲した第１アーム部６６を介して接続されている。
【００２５】
また、第２固定部３４と第２ヨーク部６４とは、第１アーム部６６と同様に、ケース２０の内周面に沿って螺旋状に湾曲した第２アーム部６８を介して接続されている。第１及び第２アーム部６６、６８は、第１及び第２ヨーク部６２、６４と同一の材料、すなわち前述した純鉄や低炭素鋼などから形成される。
【００２６】
電源ユニット５４により電流をコイル５０に瞬時に（例えば０．５秒間）流すことにより、固定コア３０、ヨーク６０を通る磁路が磁場を形成し、この磁場に基づいて、固定コア３０が着磁される。コイル５０への通電を停止し、磁場を減少させていっても、固定コア３０に着磁した磁力の強さは、着磁時の磁化のカーブに沿って急激に減少するのではなく、永久磁石として磁化された状態が保持される。
【００２７】
また、可動コア４０は、別途の外部磁場において予め着磁されているが、ネオジウム磁石から形成された強磁体であるため、アルニコ磁石からなる固定コア３０及びヨーク６０よりも保磁力が大きい。従って、可動コア４０がコイル５０への通電に伴う磁場の影響によって着磁方向が反転することはない。
【００２８】
なお、保磁力とは、磁化された磁性体を磁化されていない状態に戻すために必要な反対向きの外部磁場の強さのことをいう。こうして、固定コア３０、ヨーク６０、可動コア４０を駆動機構９における駆動力として磁力を利用するための永久磁石として機能させることができ、ひいては後述するバルブ１の開閉状態の維持が可能となる。
【００２９】
具体的には、可動コア４０の第１可動部４２と第２可動部４４とは、互いに異なる磁極（Ｎ極又はＳ極）Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ帯びている。また、図１及び図４に示す閉弁状態の場合、固定コア３０の第１固定部３２と第２固定部３４とは、互いに異なる磁極Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ帯びている。また、ヨーク６０の第１ヨーク部６２は第１固定部３２と同じ磁極Ｐ１を帯び、第２ヨーク部６４は第２固定部３４と同じ磁極Ｐ２を帯びている。
【００３０】
従って、コイル５０への通電を停止した状態において、固定コア３０、ヨーク６０、可動コア４０を通る磁路が駆動機構９の全体としての磁場を形成し、異なる磁極Ｐ１、Ｐ２は互いに引き合って引力を発生し、同じ磁極Ｐ１、Ｐ２は互いに反発し合って反発力を発生する。
【００３１】
このため、図１及び図４に示す場合には、第１可動部４２（磁極Ｐ１）と、第２可動部４４（磁極Ｐ２）とは、それぞれ、第２ヨーク部６４（磁極Ｐ２）、第１ヨーク部６２（磁極Ｐ１）から実線矢印で示す引力を受ける。一方、第１可動部４２（磁極Ｐ１）と、第２可動部４４（磁極Ｐ２）とは、それぞれ、第１固定部３２（磁極Ｐ１）、第２固定部３４（磁極Ｐ２）から破線矢印で示す反発力を受ける。
【００３２】
これらの引力及び反発力を受ける可動コア４０は、全体としてヨーク６０に引き付けられて下降し、併せてステム２４も下降する。これにより、ダイヤフラム４は、その中央部がダイヤフラム押え６により下方へ押圧され、自身の復元力に抗して断面凹状に変形されて弁座１６に当座し、バルブ１は閉弁状態になる。なお、この閉弁状態は、コイル５０への通電を停止した後であっても引き続き維持される。
【００３３】
次に、電源ユニット５４により、図１及び図４の閉弁状態が形成されたときに固定コア３０、ヨーク６０を着磁したときとは逆向きの電流をコイル５０に瞬時に（例えば０．５秒間）流す。これにより、固定コア３０、ヨーク６０を通る磁路の向きが反転し、閉弁状態とは逆向きとなる磁場が固定コア３０、ヨーク６０の周囲に形成され、この磁場に基づいて固定コア３０が着磁される。
【００３４】
具体的には、第１可動部４２（磁極Ｐ１）と、第２可動部４４（磁極Ｐ２）とは、それぞれ、第２ヨーク部６４（磁極Ｐ１）、第１ヨーク部６２（磁極Ｐ２）から破線矢印で示す反発力を受ける一方、それぞれ、第１固定部３２（磁極Ｐ２）、第２固定部３４（磁極Ｐ１）から実線矢印で示す引力を受ける。
【００３５】
なお、前述したように、コイル５０への通電を停止しても、固定コア３０、ヨーク６０に着磁した磁力の強さが大きく減少することはない。また、可動コア４０は、固定コア３０及びヨーク６０よりも保磁力が大きいため、コイル５０への通電に伴う閉弁状態とは逆向きとなる磁場の影響によって着磁方向が反転することはない。
【００３６】
これらの引力及び反発力を受ける可動コア４０は、全体として固定コア３０に引き付けられて上昇し、併せてステム２４も上昇する。すなわち、コイル５０に電流を流すことにより、固定コア３０及び可動コア４０のうちの保磁力が小さい側の固定コア３０を通る磁路の向きが反転し、ステム２４が可動コア４０とともに移動する。これにより、ダイヤフラム４は、自身の復元力により断面凸状の自然状態となって弁座１６から離座し、バルブ１は開弁状態になる。この開弁状態は、コイル５０への通電を停止した後であっても引き続き維持される。
【００３７】
以上のように本実施形態のアクチュエータ８及びそれを備えたバルブ１は、固定コア３０とステム２４が接続された可動コア４０とをそれぞれアルニコ磁石、ネオジウム磁石から形成し、コイル５０に電流を流すことにより、固定コア３０及び可動コア４０のうちの保磁力が小さい固定コア３０を通る磁路の向きが反転し、ステム２４が可動コア４０とともに移動する。
【００３８】
これにより、バルブ１を開弁状態又は閉弁状態に切り換えるときにのみコイル５０に通電すれば良く、一般的な電磁弁のソレノイドのように、開弁状態又は閉弁状態を維持するためにコイル５０に電流を流し続けて磁場を形成し続ける必要はない。このため、特に開弁状態又は閉弁状態の何れかの時間が長くなる場合、これらの状態を維持するための消費電力を低減することができ、ひいてはアクチュエータ８及びそれを備えたバルブ１のエネルギロスを低減することができる。
【００３９】
また、ヨーク６０を設けたことにより、固定コア３０からの磁束の漏洩を抑制することができる。また、バルブ１を開弁状態又は閉弁状態に切り換える際、可動コア４０に固定コア３０からの引力又は反発力を付与するのみならず、ヨーク６０からの引力又は反発力を付与することができる。従って、アクチュエータ８及びバルブ１の動作の応答性を高めることができるとともに、アクチュエータ８及びバルブ１の動作をより一層確実に行うことができ、これらの信頼性を高めることができる。
【００４０】
また、閉弁時には、可動コア４０の第１及び第２可動部４２，４４が第１及び第２ヨーク部６２、６４と非接触となる。可動コア４０が第１及び第２ヨーク部６２、６４に接触すると、可動コア４０から弁座１６への伝達力、すなわち、ダイヤフラム４が弁座１６に押圧される力が制限され、バルブ１の締め切り力が不十分となる。このため、可動コア４０の第１及び第２可動部４２，４４を第１及び第２ヨーク部６２、６４に非接触にすることで、可動コア４０の下降の制限がなくなり、ダイヤフラム４が弁座１６に十分に押圧され、シール性の高い閉弁状態を形成し、バルブ１の閉弁時における締め切り力を高めることができる。
【００４１】
また、可動コア４０が受ける引力及び反発力を調整することにより、閉弁時におけるステム２４の最大下降位置、換言すると下死点を設定することが可能である。また、往復方向Ｙにおける固定コア３０の位置を決定すれば、開弁時におけるステム２４の最大上昇位置、換言すると上死点を設定することが可能である。
【００４２】
また、第１及び第２アーム部６６、６８をケース２０の内周面に沿って螺旋状に湾曲して形成したことにより、特に本実施形態の場合のようにケース２０の外周壁が筒状をなす場合、アクチュエータ８及びバルブ１のコンパクト化を実現することができる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータの駆動機構のバルブが閉弁状態のときの斜視図を示し、図７は、図６のステムの斜視図を示し、図８は、図６の駆動機構のバルブが開弁状態のときの斜視図を示す。なお、以下、主として第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同様の構成については同符号を記載することにより説明及び図示を省略することがある。
【００４４】
図６に示すように、本実施形態のアクチュエータ８に内蔵された駆動機構７０は、第１実施形態の場合と同様に作動するが、それぞれ対となる固定コア３０Ａ、３０Ｂ、可動コア４０Ａ、４０Ｂ、コイル５０Ａ、５０Ｂを備えている。固定コア３０Ａ、３０Ｂには、それぞれ、往復方向Ｙに可動コア４０Ａ，４０Ｂを隔てて固定コア３０Ａ、３０Ｂと対向配置されたヨーク６０Ａ、６０Ｂが磁性的に接続されている。
【００４５】
第１実施形態の場合と同様に、固定コア３０Ａ、３０Ｂは、第１及び第２固定部３２Ａ、３４Ａと、第１及び第２固定部３２Ｂ、３４Ｂとをそれぞれ有する。ヨーク６０Ａは、第１固定部３２Ａから延びる第１ヨーク部６２Ａと、第２固定部３４Ａから延びる第２ヨーク部６４Ａとを有する。ヨーク６０Ｂは、第１固定部３２Ｂから延びる第１ヨーク部６２Ｂと、第２固定部３４Ｂから延びる第２ヨーク部６４Ｂとを有する。
【００４６】
図７に示すように、ステム７１には、可動コア４０Ａ、４０Ｂの長手方向が平行となる配置で接続されている。第１実施形態の場合と同様に、可動コア４０Ａ、４０Ｂは、第１及び第２可動部４２Ａ、４４Ａと、第２可動部４２Ｂ、４４Ｂとをそれぞれ有する。本実施形態における第１固定部３２Ａ、３２Ｂと、第１ヨーク部６２Ａ、６２Ｂとは、往復方向Ｙに対して傾斜する直線状の第１アーム部６６Ａ、６６Ｂを介してそれぞれ接続されている。
【００４７】
また、第２固定部３４Ａ、３４Ｂと、第２ヨーク部６４Ａ、６４Ｂとは、第１アーム部６６Ａ、６６Ｂと同様に、往復方向Ｙに対して傾斜する直線状の第２アーム部６８Ａ、６８Ｂを介してそれぞれ接続されている。このように構成される駆動機構７０の動作は、基本的には第１実施形態の駆動機構９と同じである。
【００４８】
具体的には、図６に示す場合、可動コア４０Ａ、４０Ｂは、実線矢印で示す引力と破線矢印を示す反発力とを受け、それぞれヨーク６０Ａ、６０Ｂに引き付けられて下降し、併せてステム７１も下降する。これにより、ダイヤフラム４は弁座１６に当座し、バルブ１は閉弁状態になる。
【００４９】
一方、電源ユニット５４により、図６の閉弁状態が形成されたときとは逆向きの電流をコイル５０に瞬時に流すことにより、閉弁状態とは逆向きとなる磁場が固定コア３０Ａ、３０Ｂ、ヨーク６０Ａ、６０Ｂの周囲に形成され、この磁場に基づいて固定コア３０Ａ、３０Ｂが着磁される。
【００５０】
この結果、図８に示すように、可動コア４０Ａ、４０Ｂは、実線矢印で示す引力と破線矢印を示す反発力とを受け、それぞれ固定コア３０Ａ、３０Ｂに引き付けられて上昇し、併せてステム７１も上昇する。これにより、ダイヤフラム４は弁座１６から離座し、バルブ１は開弁状態になる。この開弁状態は、コイル５０への通電を停止した後であっても引き続き維持される。
【００５１】
以上のように本実施形態のアクチュエータ８及びそれを備えたバルブ１は、第１実施形態の場合と同様に、バルブ１を開弁状態又は閉弁状態に切り換えるときにのみコイル５０に通電すれば良い。従って、開弁状態又は閉弁状態を維持するための消費電力を低減することができ、ひいてはアクチュエータ８及びそれを備えたバルブ１のエネルギロスを低減することができる。
【００５２】
また、特に本実施形態の場合、アクチュエータ８に内蔵された駆動機構７０は、それぞれ対となる固定コア３０Ａ、３０Ｂ、可動コア４０Ａ、４０Ｂ、コイル５０Ａ、５０Ｂを備えている。これにより、アクチュエータ８及びバルブ１の動作を二重化したデュアルシステムにより実現することができるため、これらの信頼性をさらに高めることができる。
【００５３】
また、直線状の第１アーム部６６Ａ、６６Ｂと第２アーム部６８Ａ、６８Ｂとを設けたことにより、第１実施形態のようにこれらをケース２０の内周面に沿って螺旋状に湾曲して形成した場合に比して、第１アーム部６６Ａ、６６Ｂと第２アーム部６８Ａ、６８Ｂとの長さを短くすることができる。これにより、ヨーク６０Ａ、６０Ｂの磁路を短くすることができるため、アクチュエータ８及びバルブ１の動作の応答性をさらに高めることができる。アクチュエータ８及びバルブ１の動作をより一層確実に行うことができ、これらの信頼性をさらに高めることができる。
【００５４】
以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、バルブ１は、半導体製造装置に限らず、他の用途の装置に用いても良い。また、アクチュエータ８は、ダイヤフラム４以外の弁体を有するバルブを駆動しても良い。また、アクチュエータ８は、バルブ１以外の駆動対象を駆動させても良く、この場合、アクチュエータ８はステム２４の代わりの伝達部材に動力を伝達することとなる。
【００５５】
また、磁束の漏洩の影響が少ない場合、ヨーク６０は必ずしも設ける必要はない。
また、固定コア３０及び可動コア４０は、それぞれアルニコ磁石、ネオジウム磁石に限らず、他の永久磁石から形成しても良く、また、自ら磁力を発して、その磁力を保持でき、且つ、外部磁場により磁極を反転可能であれば、必ずしも永久磁石に限らず、そのような特性を有する磁性体であれば良い。
【００５６】
また、ステム２４は、アルミニウム材料などの非磁性体から形成されているが、これに限らず、ステム２４などの伝達部材は、接続される可動コア４０と同一又は異なる磁性体から形成しても良い。伝達部材と可動コア４０とを同一の磁性体から一体成形すれば、アクチュエータ８の生産性が向上する。
【００５７】
また、コイル５０は、固定コア３０に限らず、固定コア３０及び可動コア４０の何れか一方に巻回すれば良い。また、保磁力は、固定コア３０に限らず、固定コア３０及び可動コア４０のうちの何れかを小さくすれば良い。例えば、可動コア４０にコイル５０を巻回し、コイル５０に電流を流すことにより、固定コア３０及び可動コア４０のうちの保磁力が小さい側の可動コア４０を通る磁路の向きが反転し、ステム２４が可動コア４０とともに移動するようにしても良い。ただし、コイル５０を固定コア３０に巻回した方が電線５２の移動に伴う引張による断線などの懸念がないため好ましい。
【００５８】
また、アクチュエータ８の駆動機構の構成は、前述した内容に厳密に限定されるものではなく、固定コア３０と可動コア４０との他に、伝達部材を補助的に押圧するためのスプリングなどの弾性部材を設けても良い。これにより、バルブ１の閉弁時における締め切り力を高めることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１    バルブ
４    ダイヤフラム（弁体）
８    アクチュエータ
２４    ステム（伝達部材）
３０    固定コア
３２    第１固定部
３４    第２固定部
４０    可動コア
５０    コイル
６０    ヨーク
６２    第１ヨーク部
６４    第２ヨーク部
６６    第１アーム部
６８    第２アーム部
【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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