(57)【要約】  比較的安価、簡単、かつコンパクトな構成でありながら、加工容易であると共に製品組立性に優れ、微少流量を制御する場合であっても、目詰まり等の発生を抑制してメンテナンスフリーとしつつ、温度による制御流量の変化を抑制したことで高精度に所定の流量制御ができ、以って生産性、信頼性の確保と定流量制御の高精度化の両立を図ることができる定流量制御装置を提供する。  本発明の定流量制御装置は、絞り要素２００において、複数の絞り穴２３１〜２３５を一枚の開口部材２３０上に設け、圧力室形成流路２２１Ａ、２２２Ａ、２２３Ａ、２４１Ａ、２４２Ａ、２４３Ａにより形成される流路を介して、流体を前記絞り穴を順番に通過させる。これにより、流体が通過する絞り要素２００全体の圧力損失を比較的大きなものとすることができ、同一の流量に制御をする場合に、従来の定流量弁に比べて、絞り穴の有効面積を大きくすることができる。
2010013412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路に介装される定流量制御装置であって、
上流側流体通路から流体が流入される第一室と、
下流側流体通路に連通される第二室と、
前記第一室と前記第二室とを画成するダイヤフラムと、
前記第一室と前記第二室との間に圧力差を生じさせる複数の絞り穴を有する絞り部と、
前記ダイヤフラムに一体的に取り付けられる可動弁体と、
前記第二室と下流側流体通路とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に対応して設けられる弁座と、
前記可動弁体を所定の弾性力で付勢する弾性部材と、
を含んで構成される当該流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量制御装置において、
前記絞り部は、絞り要素を含んで前記可動弁体に一体的に構成され、
該絞り要素は、前記複数の絞り穴の全部または一部の絞り穴が同一平面上に並列配置されるとともに、
該平面の表と裏で前記絞り穴より大きな流体通過面積をもった圧力室形成流路によって前記絞り穴が連絡（連通）され、流体が前記絞り穴を漏れなく順に通過するように、穴または／及び溝を有する絞り要素構成部品を密着積層して構成されていることを特徴とする定流量制御装置。
【請求項２】
前記絞り穴は、当該絞り穴の通過面積と同じ面積を持つ円の直径ｄに対し、当該絞り穴の流体の流れ方向長さが１．５ｄ以下で形成されることを特徴とする請求項１に記載の定流量制御装置。
【請求項３】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品がエッチング加工品により構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定流量制御装置。
【請求項４】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品が接着により一体化されて形成されていることを特長とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の定流量制御装置。
【請求項５】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されていることを特長とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の定流量制御装置。  
【請求項６】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されているとともに、前記絞り要素の外周側と内周側の両側よりモールドされていることを特長とする請求項５に記載の定流量制御装置。
【請求項７】
前記絞り要素は、
当該絞り要素の外周部に前記可動弁体に取り付け固定するための突出形状を有していることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の定流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定流量制御装置に関し、詳しくは流体の温度変化による影響を抑制しながら微少流量であっても流体の流量を所定流量に高精度に制御することができる定流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流量を制御する場合は、絞り部（或いは絞り要素）としてのオリフィスの上流側にガバナー等の減圧手段を配設し、当該減圧手段によりオリフィス入口の流体圧を略一定に調整することで、オリフィスを通過する流体の流量を一定に制御するようにしていた。【０００３】
しかしながら、このようなガバナー等の減圧手段を使用する流量制御装置においては、コストが著しく上昇すると共に装置が大型化するなどの問題があった。【０００４】
このため、従来より、種々の流量制御装置が提案されているが、例えば、特許文献１には、以下のような定流量弁が記載されている。
すなわち、特許文献１に記載されている定流量弁は、流体通路１に介装され、図２３に示すように、流体通路１の上流側より流体が流入する第一室２と、流体通路１の下流側と連通される第二室４と、前記第一室２と前記第二室４とを画成するダイヤフラム３と、前記ダイヤフラム３をバイパスして前記第一室２と前記第二室４とを連通するオリフィス５と、を含んで構成されている。【０００５】
更に、前記定流量弁においては、前記ダイヤフラム３には弁体３Ａが略一体的に取り付けられ、当該弁体３Ａと、該弁体３Ａに対応して、前記第二室４と下流側の流体通路１とを連通する出口通路７の入口部に設けられる弁座７Ａと、の相対位置の変化により流路面積を所定に制御可能に構成されると共に、前記第一室２と前記第二室４との圧力差に抗するように、当該ダイヤフラム３或いは前記弁体３Ａを所定に付勢する弾性部材としてコイルスプリング６が配設されている。【０００６】
このような構成を有する定流量弁においては、上流側の流体通路１から第一室２へ流入した流体は、オリフィス５で減圧されて第二室４へ流入し、第一室と第二室の圧力差が一定になるように所定の絞り効果をもった弁座７Ａと弁体３Ａとの間隙を通過して、出口通路７延いては下流側の流体通路１へ流出する。【０００７】
そして、かかる定流量弁は、以下のように作用して当該定流量弁を通過する流体の流量を所定流量に制御する。
すなわち、上流側の流体通路１から第一室２への流体の流入流量と、弁座７Ａと弁体３Ａとの間を通過して流出する流出流量と、が等しい状態から、例えば、第一室２へ流入する流体の圧力が上昇して第二室４の流体の圧力との圧力差が設定差圧より大きくなると、ダイヤフラム３及び弁体３Ａはコイルスプリング６の弾性力に抗して閉弁方向（図２３において下方）へ移動される。その結果、弁座７Ａと弁体３Ａとの間隙が小さくなって、第一室２へ流入する流体の圧力と、第二室４の流体の圧力と、の圧力差が一定に保たれることにより、流体の圧力の上昇に伴って当該間隙を通過する流体の通過流量が増加するのを抑制して、前記流出流量を一定に維持するように機能する。【０００８】
この逆に、第一室２へ流入する流体の圧力が低下すると、ダイヤフラム３及び弁体３Ａは開弁方向（図２３において上方）へ移動する。その結果、弁座７Ａと弁体３Ａとの間隙が大きくなって、第一室２へ流入する流体の圧力と、第二室４の流体の圧力と、の圧力差が一定に保たれることにより、流体の圧力の低下に伴って当該間隙を通過する流体の通過流量が減少するのを抑制して、前記流出流量を一定に維持するように機能する。
【特許文献１】特開平５−９９３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上述したような従来の定流量弁における流量と、絞り部（或いは絞り要素）であるオリフィス径（オリフィスの通過面積）と、の関係について、図２２に示す模式図を参照しつつ説明する。【００１０】
図２２に示したように、第一室２の流体圧をＰ1、第二室４の流体圧をＰ2、弁座７Ａを通過した流体の圧力をＰ3、ダイヤフラム３の有効受圧面積をＡD、コイルスプリングのバネ荷重をＦS、オリフィス５の通過面積をＳ、出口通路７（弁座７Ａ）の通過面積をＡNとすると、以下の関係式が成り立つことが一般に知られている。【００１１】
Ｐ1・ＡD＝Ｐ2・（ＡD−ＡN）＋Ｐ3・ＡN＋ＦS
（Ｐ1−Ｐ2）・ＡD＝ＦS−（Ｐ2−Ｐ3）・ＡN
Ｐ1−Ｐ2＝ΔＰとすると、
ΔＰ＝Ｐ1−Ｐ2＝（ＦS−（Ｐ2−Ｐ3）・ＡN）／ＡD
＝  ＦS／ＡD−ＡN／ＡD・（Ｐ2−Ｐ3）
となる。【００１２】
ここで、ＡNがＡDに比べて十分に小さい場合、ＡN／ＡD項は無視することができる。更に、ＦSは、微小変位の場合に、ＦS／ＡD＝ｃｏｎｓｔと言える。
よって、
ΔＰ≒ＦS／ＡD＝ｃｏｎｓｔ  となる。
従って、流量Ｑ＝ｋＳ（ΔＰ）1/2＝ｃｏｎｓｔ  ｋ：比例定数
流量Ｑ ∝ Ｓ（ΔＰ）1/2 ∝ Ｓ  を得る。【００１３】
すなわち、流量Ｑは定流量（ｃｏｎｓｔ）であり、オリフィス５の通過面積Ｓに比例する関係にある。従って、微少流量を定量制御する場合、オリフィス５の通過面積Ｓは微小となることが理解される。【００１４】
従って、特許文献１に記載されるような従来の定流量弁を利用して、微少流量を制御しようとした場合には、オリフィス５の通過面積が非常に小さな（減圧効果の大きい）ものとなり、かかる場合には、上流側にストレーナ等を配設したとしても、当該ストレーナ等を通過してくるスライム、異物、塵等により目詰まり等が発生し易く、例えば定期的なメンテナンスが必要となるなど信頼性に劣るといった惧れがある。【００１５】
また、このような小径のオリフィスは、加工が困難であると共に、加工精度に流量が敏感に反応するため歩留まりも悪く、生産性に劣るといった問題がある。【００１６】
このため、本出願人等は、特願２００７−０６９３７７号において、径を所定のサイズに維持しつつ微少流量制御を実現可能な定流量制御装置として、パイプ状の絞り要素や多段オリフィスを含んで構成した絞り部を有する定流量制御装置を提案した。【００１７】
特願２００７−０６９３７７号において提案した定流量制御装置は、目詰まり等の発生を抑制すべく絞り部を所定の径サイズに維持しながら高減圧効果を実現した構成であるが、当該構成は、その根拠を「ハーゲン−ポアズイユの法則」に求めている。【００１８】
つまり、
瞬間流量Ｑ＝（πｒ4／８η）×（ΔＰ／Ｌ）＝（πｒ4×ΔＰ）／（８η×Ｌ）
ｒ：管の内半径、η：流体の粘度、ΔＰ：圧力損失、Ｌ：流れ方向の長さ
なる関係に基づけば、同じ流量Ｑを得る場合、η及びΔＰが変わらないとすれば、Ｌ（流れ方向の長さ）を大きくすることで、ｒ（管の内半径）を大きくすることができ、以って目詰まり等を発生させることなく微少領域における定流量制御を高精度に達成しつつ同時に生産性も確保可能とすることができる、というものである。【００１９】
すなわち、流体が流れる管の内壁と流体との間の剪断力或いは流体内部の剪断力による圧力損失を利用して高圧損を実現しつつ管の内径を大きいサイズにすることを狙ったものであるが、この一方で、これら剪断力は流体の粘度に大きく依存するという特性がある。【００２０】
つまり、η（流体の粘度）は温度に依存して変化するものであり、η（流体の粘度）が温度に依存して変化すると、上式より、瞬間流量Ｑは温度の影響を受けて変化することになるため、例えば、パイプ状の絞り部を利用した定流量制御装置の場合、流体温度が変化するような使用条件下においては、流量が流体の温度変化に応じて変動し、定流量制御の制御範囲が変動する、或いは温度補償機構が必要となりコスト増になることが想定される。【００２１】
また、特願２００７−０６９３７７号には、多段オリフィスを含んで構成した絞り部を有する定流量制御装置について記載があるが、当該構成は、その使用態様などによっては、部品点数が多く、高コストで、小型化が比較的困難で、生産性に劣る惧れなどがあるため、採用し難い場面も想定される。【００２２】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、比較的安価、簡単、かつコンパクトな構成でありながら、加工容易であると共に製品組立性に優れ、微少流量を制御する場合であっても、目詰まり等の発生を抑制してメンテナンスフリーとしつつ、温度による制御流量の変化を抑制したことで高精度に所定の流量制御ができ、以って生産性、信頼性の確保と定流量制御の高精度化の両立を図ることができる定流量制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は上記の目的を達成するために、以下の手段を採用する。
本発明に係る定流量制御装置は、流体通路に介装され、上流側流体通路から流体が流入される第一室と、下流側流体通路に連通される第二室と、前記第一室と前記第二室とを画成するダイヤフラムと、前記第一室と前記第二室との間に圧力差を生じさせる複数の絞り穴を有する絞り部と、前記ダイヤフラムに一体的に取り付けられる可動弁体と、前記第二室と下流側流体通路とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に対応して設けられる弁座と、前記可動弁体を所定の弾性力で付勢する弾性部材と、を含んで構成される当該流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量制御装置において、前記絞り部は、絞り要素を含んで前記可動弁体に一体的に構成され、該絞り要素は、前記複数の絞り穴の全部または一部の絞り穴が同一平面上に並列配置されるとともに、該平面の表と裏で前記絞り穴より大きな流体通過面積をもった圧力室形成流路によって前記絞り穴が連絡（連通）され、流体が前記絞り穴を漏れなく順に通過するように、穴または／及び溝を有する絞り要素構成部品を密着積層して構成されていることを特徴とする。【００２４】
この手段により、複数の前記絞り穴は、ゴミ等を詰まらせないような所定の通過面積を確保しつつ第一室と第二室との間に必要な圧力差（圧力損失）を生じさせることができるとともに、前記絞り部はコンパクトに構成され、かつ前記絞り部が前記可動弁体に一体的に備えられているので簡単な構成になり、低コストのコンパクトな定流量制御装置が得られる。【００２５】
請求項１記載の発明において、前記絞り穴は、当該絞り穴の通過面積と同じ面積を持つ円の直径ｄに対し、当該絞り穴の流体の流れ方向長さが１．５ｄ以下で形成されることを特徴とする。【００２６】
この手段により、流体の温度による制御流量の変化を抑制し、極めて高精度な流量の制御ができる定流量制御装置が得られる。【００２７】
請求項１、２いずれか記載の発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品がエッチング加工品により構成されることを特徴とする。【００２８】
この手段により、前記絞り穴を同質で微細に加工でき、金型を用いずとも大量に前記絞り部を製作できるので、低コストの定流量制御装置が得られる。【００２９】
請求項１〜３いずれか記載の発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品が接着により一体化されて形成されていることを特長とする。【００３０】
この手段により、前記絞り部の組立て性が向上するに留まらず、前記絞り部のみでＣｖ値やＫｖ値といった絞り性能等の品質管理が可能になり、合理的生産が可能で低コストの定流量制御装置が得られる。【００３１】
請求項１〜４いずれか記載の発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されていることを特長とする。【００３２】
この手段により、前記可動弁体に対する前記絞り部の取付方法について、スナップフィットや回転スナップフィット、或いは嵌合ねじ等の設計自由度が向上し、更に前記絞り部の安価な一体化が可能になり、低コストの定流量制御装置が得られる。【００３３】
請求項５記載の発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されているとともに、前記絞り要素の外周側と内周側の両側よりモールドされていることを特長とする。【００３４】
この手段により、前記可動弁体に対する前記絞り部の取付方法について、スナップフィットや回転スナップフィット、或いは嵌合ねじ等の設計の自由度が向上し、更に高精度の流量制御のために、絞り要素構成部品間における流体の機密性を十分確保する必要がある場合においても、前記絞り部構成部品の安価で且つ密着度の高い一体化が可能になり、高精度で低コストの定流量制御装置が得られる。【００３５】
請求項１〜６いずれか記載の発明において、前記絞り要素は、当該絞り要素の外周部に前記可動弁体に取り付け固定するための突出形状を有していることを特徴とする。【００３６】
この手段により、前記突出形状は、エッチング等による前記絞り穴の加工時、あるいはモールド加工時と同時に加工でき、前記突出形状が固定手段となり、自体で前記可動弁体に取り付け固定されるので、構成が簡単になり、低コストの定流量制御装置が得られる。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように本発明によれば、比較的安価、簡単、かつコンパクトな構成でありながら、加工容易であると共に製品組立性と品質管理合理性に優れ、微少流量に制御する場合（例えば、０．１ｋｇ／ｍｉｎレベルの微少流量や０．００１ｋｇ／ｍｉｎレベルの極微少流量に制御する場合）であっても、目詰まり等の発生を抑制してメンテナンスフリーとしつつ、流体の温度による制御流量の変化を抑制したことで極めて高精度に所定の流量制御ができ、以って生産性、信頼性の確保と定流量制御の高精度化の両立を図ることができる定流量制御装置が初めて成立し、該定流量制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に、本発明に係る定流量制御装置の実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例により、本発明が限定されるものではない。
以下の実施例に係る定流量制御装置の流量制御の対象物である流体は、非圧縮性流体、圧縮性流体のいずれにも適用可能である。また、水道水、純水等の液体は勿論、気体にも適用可能である。
【実施例１】
【００３９】
本発明の実施例１に係る定流量制御装置（定流量弁）は、図１、図２に示すように、流体通路１１０に介装され、該流体通路１１０の上流側より流体が流入される第一室１２０と、流体通路１１０の下流側と連通する第二室１４０と、前記第一室１２０と前記第二室１４０とを画成するダイヤフラム１３０と、前記第一室１２０と前記第二室１４０とを連通する絞り部１５０含んで前記ダイヤフラム１３０に一体的に設けられる可動弁体１５１と、を含んで構成されている。【００４０】
前記可動弁体１５１は前記第二室１４０側にニードル弁１５０Ａを備えている。
前記第二室１４０と下流側の流体通路１１０とを連通する出口通路１７０の入口部には、当該ニードル弁１５０Ａに対応する弁座１７０Ａが設けられており、当該弁座１７０Ａに対する前記ニードル弁１５０Ａの相対位置の変化により流路面積を所定に制御可能に構成されている。【００４１】
また、前記第一室１２０と前記第二室１４０との圧力差ΔＰに抗するように（前記ダイヤフラム１３０延いては前記ニードル弁１５０Ａの変位に抗するように）、当該ダイヤフラム１３０延いては前記可動弁体１５１を所定に付勢する弾性部材としてコイルスプリング１６０が配設されている。【００４２】
ここで、本実施例に係る絞り部１５０について詳細に説明する。
既述したように、特許文献１に記載されているような定流量弁を利用して微少流量を制御しようとした場合には、絞り部であるオリフィスの通過面積が非常に小さなものとなり、スケール、スライム、異物、塵等により目詰まり等が発生し易く、例えば定期的なメンテナンス等が必要となるといった惧れがある。また、このような小径のオリフィスは、加工が困難であると共に、加工精度に流量が敏感に反応するため歩留まりも悪く、生産性に劣るといった問題がある。【００４３】
更に、本出願人等による特願２００７−０６９３７７号に記載したような、長尺なパイプ状の絞り部を利用した定流量制御装置の場合には、絞り部において、流体が流れる内壁と流体との間で剪断力が生じる距離が長く（管摩擦係数が大きく）なるため、流体の温度変化による制御瞬間流量の変化が大きく、流体温度が変化し易い使用条件等によっては、瞬間流量を高精度に制御するためには温度補償機構を備えなければならない場合が想定される。【００４４】
このため、本発明者等は、目詰まり等を発生させることなく、流体温度による瞬間流量変化も低減して定流量制御を高精度に達成しつつ同時に生産性も高いレベルに維持することができる定流量制御装置を提供すべく、種々の調査及び研究実験を繰り返した結果、以下の知見を得た。【００４５】
すなわち、本発明者等は、第一室１２０、ダイヤフラム１３０、第二室１４０、第一室１２０と第二室１４０とを連通する絞り部１５０を備える種類の定流量制御装置であっても、目詰まり等を発生させることなく、流体の温度変化による流量変化を改善し定流量制御を高精度に達成しつつ同時に生産性も確保することができる絞り部の構造を見い出した。【００４６】
具体的には、本発明は絞り部で発生する縮流現象による圧力損失を利用している。
流体は流体内部の剪断力による摩擦力や、管壁と流体との剪断力による摩擦力（管摩擦）等に打ち克ちながら流れることにより圧力が減少（圧力損失）していくが、その摩擦力は流体の粘度に大きく依存し、また粘度は温度に大きく依存する。【００４７】
一方、図７に示すように、流体は絞り部を通過する際に、あらゆる方向からの流体の流れが絞り部に流入するために、流体の流れは流線方向を変えながら絞り部を進行し、流体の流れは、絞り部の穴径ｄ（直径）に対して絞り部の入口面から流体の流れ方向に約０．５ｄ程度進んだ付近で縮流部をもち、その後絞り部の入口面から流体の流れ方向に約１．５ｄ程度進んだ付近で流体の流れの断面は穴径ｄまで拡大し、以降は絞り部Ａの内壁に沿って流体が流れるといった特性がある。【００４８】
これらのことから、絞り部における管摩擦等の剪断力の温度変化の流体流量に対する影響を小さくするためには、絞り部で管壁に接触する長さを小さくすることが効果的であり、その長さは絞り部の穴径ｄに対し絞り部の入口面から流体の流れ方向に１．５ｄ以下で形成されていることが効果的であるとの知見を得た。【００４９】
ところで、本出願人等は、特願２００７−０６９３７７号において、意図的に何度も流体の流線方向を変えながら所定の大きさの絞り穴を通過させることにより、より微小な絞り穴を通過させたときと同じだけの圧力損失効果を得ることができるということを利用した多段オリフィスを有する定流量制御装置を提案しているが、かかる定流量制御装置における絞り部は、絞り部における管摩擦等の剪断力の温度変化の流体流量に対する影響に関しての配慮は不十分であると共に、微小開口を有する仕切り板を、流体の流れ方向に所定の間隔もって複数並べた構成であるため、部品点数が多く、生産性、コスト面などにおいて改善の余地がある。【００５０】
そこで、本発明者等は、絞り部の穴径ｄに対して流体の流れ方向の長さＬが絞り部の入口面から１．５ｄ以下で形成される複数の絞り穴を一部品上に配置する構成を採用することとすれば、絞り穴のサイズを比較的大きなサイズ（穴径）に維持して目詰まり等の発生を抑制しながら、温度変化に起因する瞬間流量変動を抑制して高精度な定流量制御を実現しつつ、且つ部品点数削減による低コスト化、軽量・コンパクト化、生産性の改善を初めて同時に実現することができることに着眼した。【００５１】
かかる実情に鑑み、本実施例に係る絞り部１５０は、絞り部の流体の流れ方向の長さＬを各絞り穴径ｄに対して１．５ｄ以下にする構成が採用される。【００５２】
本実施例に係る絞り部１５０は、図１、図２に示したように、ダイヤフラム１３０の中心部に取り付けられ第一室１２０側と第二室１４０側とを画成し、かつニードル弁１５０Ａと前記弁座１７０Ａの間隙が変化するように可動する可動弁体１５１を含んで構成される。【００５３】
この可動弁体１５１は、第一室１２０側に臨んで開口される略筒状の円筒部１５２と、当該円筒部１５２の図１中下端側に設けられる下端壁１５３と、を含み、前記下端壁１５３には、当該下端壁１５３の一部に開口され前記円筒部１５２の内部空間１５４延いては第一室１２０と第二室１４０と連通する連通路１５５が設けられている。また、下端壁１５３の第二室１４０側には、図１において下方に向かって延伸するように下端壁１５３から既述したニードル弁１５０Ａが所定に突出して配設されている。【００５４】
そして、前記円筒部１５２の内筒部には、図１、図２に示したように、絞り要素２００が挿入され、流体１１０の通路２６１が開口された固定部材２６０を介して前記円筒部１５２に取り付け固定されている。具体的には、円筒部１５２の内筒部の内周にはネジが切られ、これに螺合するネジが固定部材２６０の外周に切られており、円筒部１５２に対して固定部材２６０を締め込むことで、絞り要素２００を、下端壁１５３と絞り要素２００との間に介装されるシール材１８０（例えば、Ｏ−リング等）に所定に押し付けることで取り付け固定するようになっている。【００５５】
なお、シール材１８０は、所定弾性力を有するゴム、シリコンその他の樹脂製、或いは比較的柔らかい銅などの金属製などとすることができる。また、液状パッキン等の液状シール剤などをシール材１８０として採用することも可能である。【００５６】
絞り要素２００は、図３、図４に示すように、第一通過部材２１０と、第一流路部材２２０と、開口部材２３０と、第二流路部材２４０と、第二通過部材２５０と、が流体１１０の流れ方向に対してこの順番で積層されて構成されている。【００５７】
前記第一通過部材２１０は、薄い円板部材に流体が流入する入口穴２１１が開口されて形成されている。【００５８】
前記第一流路部材２２０は、流体の流れ方向に対して開口部材２３０に設けられる絞り穴２３１〜２３５の各穴の通過面積より大きな通過面積が確保できる厚みの円板部材に、例えば３つの長穴２２１、２２２、２２３が開口されて形成されている。なお、長穴２２１は、入口穴２１１に臨むように配設される。【００５９】
前記開口部材２３０は、図６に拡大して例示したように、円板部材に、５つの絞り穴２３１〜２３５が開口されて構成されている。絞り穴２３１は長穴２２１に臨むように配設され、絞り穴２３２、２３３は長穴２２２に臨むように配設され、絞り穴２３４、２３５は長穴２２３に臨むように配設される。【００６０】
前記第二流路部材２４０は、流体の流れ方向に対して開口部材２３０に設けられる絞り穴２３１〜２３５の各穴の通過面積より大きな通過面積が確保できる厚みの円板部材に、３つの長穴２４１、２４２、２４３が開口されて形成されている。長穴２４２は絞り穴２３１、２３２に臨むように配設され、長穴２４３は絞り穴２３３、２３４に臨むように配設され、長穴２４１には絞り穴２３５が臨むように配設される。【００６１】
前記第二通過部材２５０は、薄い円板部材に、流体が流出する出口穴２５１が開口されて形成されている。出口穴２５１は、長穴２４１に臨むように配設されている。【００６２】
上述したような第一通過部材２１０、第一流路部材２２０、開口部材２３０、第二流路部材２４０、第二通過部材２５０が、流体の流れ方向に対してこの順番で積層されて構成された絞り要素２００の各部材間は流体１１０をシールするように密着されている。
なお、各部材間のシールは部材間の面圧によるシールとすることができるが、使用流体の種類や圧力などの使用条件によっては、例えば、液状パッキン等の液状シール剤を適用したり、Ｏ−リング等のシール材を介装することも可能である。【００６３】
従って、本実施例に係る絞り要素２００においては、図５（当該図５では、第一通過部材２１０と第二通過部材２５０の図示は省略されている）に示すように、第一室１２０に流入し通路２６１を介して導かれ第一通過部材２１０の入口穴２１１を通過した流体は、第一流路部材２２０の長穴２２１と第一通過部材２１０により画成（或いは形成）される圧力室形成流路２２１Ａに流入することになる。
その後、当該流路に流入した流体は、長穴２２１に臨んで開口されている絞り穴２３１を通過し、長穴２４２と第二通過部材２５０により画成される圧力室形成流路２４２Ａに流入する。
次に、当該流路に流入した流体は、長穴２４２に臨んで開口されている絞り穴２３２を通過し、長穴２２２と第一通過部材２１０により画成される圧力室形成流路２２２Ａに流入する。
次に、当該流路に流入した流体は、長穴２２２に臨んで開口されている絞り穴２３３を通過し、長穴２４３と第二通過部材２５０により形成される圧力室形成流路２４３Ａに流入する。
次に、当該流路に流入した流体は、長穴２４３に臨んで開口されている絞り穴２３４を通過し、長穴２２３と第一通過部材２１０により形成される圧力室形成流路２２３Ａに流入する。
次に、当該流路に流入した流体は、長穴２２３に臨んで開口されている絞り穴２３５を通過し、長穴２４１と第二通過部材２５０により形成される圧力室形成流路２４１Ａに流入する。
その後、この流体は、この長穴２４１に臨んで開口されている第二通過部材２５０の出口穴２５１を通過した後、円筒部１５２の内部空間１５４に流出するようになっている。【００６４】
なお、本実施例に係る各絞り穴２３１〜２３５（入口穴２１１、出口穴２５１を絞り穴として形成し、これら複数の絞り穴として機能させることもできる）は、図６に示したように、その穴径ｄに対して流体の流れ方向の長さＬが入口面から１．５ｄ以下で形成されていると共に、図３に示す様に、複数の絞り穴２３１〜２３５を一部品である開口部材２３０上に配置する構成を採用したので、構成の簡略化、軽量コンパクト化を図りながら、絞り穴における管摩擦等の剪断力の温度変化の流体流量に対する影響を小さくしつつ高圧損な絞り要素２００を実現することができる。このため、絞り穴のサイズを比較的大きなサイズ（穴径）に維持して目詰まり等の発生を抑制しながら、温度変化に起因する瞬間流量変動を抑制して高精度な定流量制御を実現しつつ、且つ部品点数削減による低コスト化、軽量・コンパクト化、生産性の改善を同時に実現することが可能となっている。
ところで、ここでは、絞り穴が５個の場合について代表的に説明しているが、例えば図９（Ａ）、図９（Ｂ）のように１３個の絞り穴であったり、必要に応じて絞り穴の数は適宜増減させることが可能である。【００６５】
ここで、図１の全体構成図に戻って、本実施例に係る定流量制御装置の流量制御の対象物である流体の全体的な流れについて説明する。【００６６】
本実施例に係る定流量制御装置においては、上流側の流体通路１１０から第一室１２０へ流入した流体は、固定部材２６０の通路２６１を通って、絞り要素２００の第一通過部材２１０の入口穴２１１へ流入する。【００６７】
その後、絞り要素２００では、この流体を、前述したように、流路形成圧力室２２１Ａ〜２２３Ａ、２４１Ａ〜２４３Ａにより形成される流路を介して各絞り穴２３１〜２３５を通過するように導くことで、流体圧力を所定に減圧した後、第二通過部材２５０の出口穴２５１から流体を流出する。【００６８】
このようにして絞り要素２００を通過した流体は、前記円筒部１５２の内筒空間１５４へ流出した後、前記円筒部１５２の下端壁１５３に設けられている連通路１５５を介して、前記第二室１４０へ流出される。【００６９】
そして、流体は、第一室１２０と第二室１４０の圧力差が一定になるように所定の絞り効果をもった弁座１７０Ａとニードル弁１５０Ａとの間隙を通過して、出口通路１７０延いては下流側の流体通路１１０へ流出されることになる。【００７０】
また、本実施例に係る定流量制御装置においては、以下のように作用して、当該定流量制御装置を通過する流体の流量を所定流量（目標流量）に制御する。【００７１】
すなわち、上流側の流体通路１１０から第一室１２０への流体の流入流量と、弁座１７０Ａとニードル弁１５０Ａとの間を通過して流出する流出流量と、が等しい状態から、例えば、第一室１２０へ流入する流体の圧力が上昇して、第二室１４０との圧力差が設定差圧より高くなると、ダイヤフラム１３０及び可動弁体１５１はコイルスプリング１６０の弾性力に抗して閉弁方向（図１において下方）へ移動される。その結果、弁座１７０Ａとニードル弁１５０Ａとの間隙が小さくなって、第一室１２０へ流入する流体の圧力と、第二室１４０の流体の圧力と、の圧力差が一定に保たれることにより、流体の圧力の上昇に伴って当該間隙を通過する流体の通過流量が増加するのを抑制して、前記流出流量を一定に維持するように機能する。【００７２】
この逆に、第一室１２０へ流入する流体の圧力が低下すると、ダイヤフラム１３０及び可動弁体１５１は開弁方向（図１において上方）へ移動する。その結果、弁座１７０Ａとニードル弁１５０Ａとの間隙が大きくなって、第一室１２０へ流入する流体の圧力と、第二室１４０の流体の圧力と、の圧力差が一定に保たれることにより、流体の圧力の低下に伴って当該間隙を通過する流体の通過流量が減少するのを抑制して、前記流出流量を一定に維持するように機能する。なお、本実施例ではニードル弁は可動弁体の一部分になっているが、別部品で作られたニードル弁が可動弁体に一体的に取り付けられていてもよい。或いは可動的に取り付けられていても圧力差を制御する際は一体的に振舞う取り付け方法であってもよい。【００７３】
このように、本実施例に係る定流量制御装置によれば、絞り要素２００において、複数の絞り穴２３１〜２３５（入口穴２１１、出口穴２５１を絞り穴として形成し、これら複数の絞り穴として機能させることもできる）を一枚の開口部材２３０上に設け、圧力室を形成している流路（圧力室形成流路）２２１Ａ〜２２３Ａ、２４１Ａ〜２４３Ａを介して、流体を前記絞り穴を順番に通過させることで、流体が通過する絞り要素２００全体の圧力損失係数を比較的大きなものとすることができ、同一の流量に制御をする場合に、従来の定流量弁に比べて、絞り穴の有効面積を大きくすることができる。【００７４】
このため、本実施例に係る定流量制御装置によれば、微少流量に制御する場合（例えば、０．１ｋｇ／ｍｉｎレベルの微少流量や０．００１ｋｇ／ｍｉｎレベルの極微少流量に制御する場合）、オリフィス径が小さく、スケール、スライム、異物、塵等により目詰まり等が発生し易く、例えば定期的なメンテナンスが必要になるなどといった惧れを効果的に抑制することができる。なお、目詰まり等に対しては、絞り要素２００の絞り穴の形状は円形状であることが、異物等とのクリアランスの点で有利であるが、これに限定されるものではない。また、従来の小径のオリフィスを用いた定流量弁では、特に純水の場合、細菌等が混入すると増殖してオリフィスを詰まらせてしまうなどの惧れもあるが、このような惧れも効果的に抑制することができる。【００７５】
また、本実施例によれば、絞り要素２００の絞り穴の径を比較的大きくできるので、加工を容易なものとすることができ、以って歩留まり性も良く、生産性や製品品質等の向上を図ることができると共に、延いては低コスト化を促進することができる。【００７６】
更に、本実施例では、各絞り穴２３１〜２３５（入口穴２１１、出口穴２５１を絞り穴として形成し、これら複数の絞り穴として機能させることもできる）を、その穴径ｄに対して流体の流れ方向の長さＬが入口面から１．５ｄ以下で形成すると共に、複数の絞り穴２３１〜２３５を一部品である開口部材２３０上に配置する構成を採用したので、構成の簡略化、軽量コンパクト化を図りながら、絞り穴における管摩擦等の剪断力の温度変化の流体流量に対する影響を小さくしつつ高圧損な絞り要素２００を実現することができる。このため、絞り穴のサイズを比較的大きなサイズ（穴径）に維持して目詰まり等の発生を抑制しながら、温度変化に起因する瞬間流量変動を抑制して高精度な定流量制御を実現しつつ、且つ部品点数削減による低コスト化、軽量・コンパクト化、生産性の改善を同時に実現することができる。【００７７】
また、本実施例では、絞り要素２００の第一通過部材２１０、第一流路部材２２０、開口部材２３０、第二流路部材２４０、第二通過部材２５０をエッチング加工で製作し（例えば、エッチング加工の場合、これら部材の材質の一例としてステンレス材を用いることができる）、更にこれらを拡散接合等により接着して一体化することにより、絞り機能を有するアッセンブリ品として一体的に構成することも可能であり、これにより、定流量制御装置の組立工程を簡素化できると共に、絞り要素単体での制御流量検査が可能になり検査工程も簡素化ができる。なお、接着方法は、拡散接合に限らず、他の接合方法、例えば熱圧着、超音波溶着、熱溶着、接着剤による接着等の方法とすることもできる。【００７８】
例えば、最終製品形態で流量検査を実施すれば、不良検知時は部品の廃棄、ばらし、不良箇所の調査などの部位が広範囲に及ぶことになるが、絞り要素２００を構成する部品を接合して機能部品をアッセンブリ化した状態（すなわち、上述した絞り機能を有するアッセンブリ品）で流量検査を実施可能とすることにより、機能部品単体での不良検知が可能であり、次工程以降への悪影響を未然に防ぐことができて、工数削減や不良部品組立リスク低減により、生産性を向上させることができる。【００７９】
また、絞り要素２００は単体で機能化されているので、製品へ組み込まなくても単独で絞り特性（圧力損失）の検査が可能である。よって流体が水である場合においても、水密性を確保する工程まで組み立てなくても大気中でエアーでの特性検査に代替することも可能であり、通水検査後の乾燥工程などが不要になるという効果も併せ持つ。【００８０】
ところで、図１、図２では、固定部材２６０をねじ込みで固定する形態を示しているが、実施においてはこれに限定されるものではない。【００８１】
ここで、例えば外形５０ｍｍ×５０ｍｍ以下の条件で定流量制御装置を設計した場合の実験データを図８に示しておく。当該図８から、例えば５°Ｃ付近の流量データを基準とした場合の６５°Ｃ付近の基準に対する流量変動率は、特願２００７−０６９３７７号に記載した３本のパイプ状絞り部構造の定流量制御装置（温度補償機構を搭載せず）では略１３０％増加しているのに対し、本発明に係る定流量制御装置（絞り穴を１３個配設した場合）では略１３％程度の増加に抑えられており、本発明により、流量制御特性の温度による影響を効果的に改善できることが確認されている。
【実施例２】
【００８２】
次に、本発明の実施例２について説明する。
実施例２は、実施例１において説明した定流量制御装置に対して、図１０、図１１に示すように、絞り部１５０に備えられる絞り要素の構造が異なっている。
従って、当該構成が異なる絞り要素について詳細に説明することとして、実施例１と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。【００８３】
実施例２では、絞り部１５０の絞り要素として、実施例１に係る絞り要素２００の代わりに絞り要素３００が採用されている。
この絞り要素３００は、実施例１における第一通過部材２１０と第一流路部材２２０と、開口部材３３０と、第二流路部材２４０と第二通過部材２５０とが例えば拡散接合にて一体的に形成されており、この絞り要素３００の外周には二箇所の突出形状３１０を備えている。【００８４】
本実施例では、絞り要素の可動弁体への固定方式として押し込み回転固定方式で例示されており、具体的には、図１１に示したように、突出形状３１０と、突出形状３１０が可動弁体上部３２０に軸方向に挿入可能に設けられた挿入溝３３０と、突出形状３１０が挿入溝３３０に挿入された後に突出形状３１０が回転可能な範囲を規定する回転ストッパー部３４０と、突出形状３１０が回転ストッパー部３４０に到達後に突出形状３１０が軸方向に外れないための保持壁３５０を有した構造から構成されている。【００８５】
よって、絞り要素３００の外周に備えられた突出形状３１０を挿入溝３３０に挿入し回転することにより可動弁体上部３２０と絞り要素３００は係合され、絞り要素３００の下流側面とシール材装着溝３６０との間に介装されるシール材１８０を押さえつけることで面シールを形成することができるので、図１０に示す様に、所定のシール性を保持しつつ、シール材１８０からの反力により突出形状３１０は保持壁３５０に押し付けられ、以って絞り要素３００は可動弁体上部３２０に一体的に固定される。【００８６】
このように、本実施例に係る定流量制御装置によれば、絞り要素を可動弁体に一体的に固定する場合に、例えば実施例１に記載する固定部材などの部品を省くことができ、更に簡単な構成にすることができる。
また、突出形状３１０は絞り要素３００を製造する同時に形成または成型することが可能なため、以って低コストで提供することが可能になる。
【実施例３】
【００８７】
次に、本発明の実施例３について説明する。
実施例３は、実施例２において説明した定流量制御装置に対して、図１２、図１３に示すように、絞り部１５０に備えられる絞り要素が異なっている。
従って、当該絞り要素について詳細に説明することとして、実施例２と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。【００８８】
実施例３では、絞り部１５０の絞り要素として、実施例２に係る絞り要素３００に代わりに絞り要素４００が採用されている。
図１２から図１５に示したように、この絞り要素４００は、実施例１における第一通過部材と、第一流路部材と、開口部材と、第二流路部材と、第二通過部材の代わりに、入口穴以外の内周部貫通穴４２１を有する内周貫通第一通過部材４２０と、長穴以外の内周部貫通穴４３１を有する内周貫通第一流路部材４３０と、絞り穴以外の内周部貫通穴４４１を有する内周貫通開口部材４４０と、長穴以外の内周部貫通穴４５１を有する内周貫通第二流路部材４５０と、出口穴以外の内周部貫通穴４６１を有する内周貫通第二通過部材４６０が採用されて、この順に積層を形成しているインサート品４７０と、インサート成形やアウトサート成形等の樹脂モールドによって成型される保持部材４１０と、により構成され、前記保持部材４１０が成型後収縮することを利用して前記インサート品４７０を良好な密着固定状態に維持できるように外周部分及び内周部分（内周部貫通穴部分）を包み込みむようにして支持する構成となっている。【００８９】
ところで、図１５に示したように、絞り要素４００は、薄板状のブランクにエッチング加工や打ち抜き加工等により複数の内周貫通第一通過部材４２０が細い支持部で支持されつつ形成されているプレートと、同様に複数の内周貫通第一流路部材４３０が形成されたプレートと、同様に複数の内周貫通開口部材４４０が形成されたプレートと、同様に複数の内周貫通第二流路部材４５０が形成されたプレートと、同様に複数の内周貫通第二通過部材４６０が形成されたプレートと、を重ね合わせ、これらのプレートを重ね合わせた状態でインサート成形やアウトサート成形等のモールドにより、複数の保持部材４１０で一体的に形成（例えば一体成型）することで、絞り要素４００を同時に複数個成形し、成形後に、保持部材４１０を個別に切り離して完成品とするような生産方法を採用することもできる。
この際、重ね合わされたプレートは予め接着されていても、接着されていなくてもどちらでも使用可能である。【００９０】
それにより同時に大量のモールドが可能なため低コスト化できるとともに、モールドにより保持部材にさまざまな形状を形成することが出来るようになり、すなわち設計の自由度が高くなり、絞り要素の高機能化が可能になる。【００９１】
例えば、本実施例では図１３に示すように可動弁体上部に回転型スナップフィット爪部４８０が形成され、それに対応して、図１４に示すように、保持部材４１０の外形部分に回転型スナップフィット爪受け部４１１を形成することができる。【００９２】
さらに、本実施例では、図１３に示すようにシール材１８０を介して円筒部１５２の内側と軸シール構造を形成する保持部材円筒部４１２を備えることができる。【００９３】
また、実施例では図１５に示すように、インサート成型やアウトサート成型といったモールド時に必要であり、モールド後に不要になるブランクの支持部４２２、４３２、４４２、４５２、４６２を利用して、図１４に示すように絞り要素４００の外周部に突出形状５１０を形成している。【００９４】
ここで、突出形状５１０と挿入溝３３０と回転ストッパー部３４０と保持壁３５０と回転型スナップフィット爪受け部４１１と回転型スナップフィット爪部４８０の位置関係について説明をする。
図１６（Ａ）に示したように、挿入溝３３０は突出形状５１０を軸方向に挿入可能な形状で形成されている。
まず突出形状５１０が挿入溝３３０に挿入され、次に図１６（Ｂ）に示したように、突出形状５１０が回転ストッパー部３４０に向けて回転し、突出形状５１０は保持壁３５０によって軸方向への脱落が阻害される位置に到達する。
さらに突出形状５１０が回転ストッパー部３４０に向けて回転すると、図１６（Ｃ）に示したように、回転型スナップフィット爪受け部４１１と回転型スナップフィット爪部４８０が係合して逆回転が不可能になる。
さらに回転を続けると、図１６（Ｄ）に示したように、突出形状５１０が回転ストッパー部３４０に到達して回転不能になり、以って絞り要素４００は略正回転も逆回転もできなくなる上に、軸方向へも脱落しない位置関係を形成する。【００９５】
よって、本実施例では図１２、図１３に示したように、回転型スナップフィット固定方式を採用することにより、保持部材円筒部４１２がシール材１８０を介して円筒部１５２の内側と軸シールを構成し所定のシール性を確保しつつ、シール材の反力を利用せずとも、絞り要素４００が可動弁体上部３２０に（すなわち可動弁体１５１に）、高い信頼性で恒久的に一体的に備えられることが可能になる。【００９６】
また、回転型スナップフィット固定方式を採用することにより、例えば組直しを行う際にも専用治工具を用いることで、部品を破損することなく絞り要素４００と可動弁体１５１を着脱可能にしている。【００９７】
このように、本実施例に係る定流量制御装置によれば絞り要素を樹脂モールドで一体化するので、安価に生産することが可能になる。【００９８】
また、絞り要素をモールドで一体化することで、絞り要素の外形部を利用した高機能化設計が出来るようになるので、本実施例のようにインサート品では困難な軸シールの設計も可能になったり、厳しい精度が要求されるシール部設計と一般的な精度が許容される絞り要素の固定部を分離して設計できるようになる等、レイアウトの自由度が高くなる、延いては設計合理化が図れる等の利点がある。【００９９】
また、絞り要素をモールドで一体化することで、絞り要素の外形部に回転型スナップフィット等の機能を持たせたることが可能になり、確実に絞り要素の脱落防止が可能になり、さらに、組立て時にクリック感が得られ、正常な組立てができていることが容易に判断でき、以って、生産性向上とともに品質安定化と信頼性の向上が図られた製品を提供することが出来る。【０１００】
なお、本実施例では、絞り要素４００の外周部にインサート品４７０により突出形状５１０を有しているが、例えば、保持部材の外周部に同様な突出形状を成型することで形成されることも可能である。【０１０１】
なお、本実施例では、インサート品４７０を密着固定状態に保持するため、外周部と内周部に保持部材４１０を形成しているが、流体の流量制御精度に応じて、例えば、図１７に示したように、実施例１に示す第一通過部材２１０、第一流路部材２２０、開口部材２３０、第二流路部材２４０、第二通過部材２５０が、流体の流れ方向に対してこの順番で積層されて構成された絞り要素２００の外周部のみに保持部材４１０を形成することも可能である。【０１０２】
なお、本実施例で成型の際の保持部材の材料には樹脂を用いているが、ゴム、ウレタン、シリコン或いはアルミその他の金属を材料とする成形も可能である。【０１０３】
ところで、上述した本発明の各実施例２〜３によれば、実施例１で説明したと同様、絞り部の流れ方向長さを１．５ｄ以下とした絞り部を採用し、かつ絞り部を複数設け、縮流回数を増やして圧力損失係数を大きくしているので、従来の定流量弁に比べて温度影響を抑制しつつも絞り要素の有効面積を大きくすることができる。
また、複数の絞り穴を一部品である開口部材上に配置する構成を採用したので、構成の簡略化、軽量コンパクト化を図りながら、絞り穴における管摩擦等の剪断力の温度変化の流体流量に対する影響を小さくしつつ高圧損な絞り要素を実現することができるため、絞り穴のサイズを比較的大きなサイズ（穴径）に維持して目詰まり等の発生を抑制しながら、温度変化に起因する瞬間流量変動を抑制して高精度な定流量制御を実現しつつ、且つ部品点数削減による低コスト化、軽量・コンパクト化、生産性の改善を同時に実現することが可能である。【０１０４】
なお、本実施例１〜３では、絞り穴と流路を形成する手段として５層構造を成す部品を積層して一体化された絞り要素を構成する場合について説明したが、例えば、ハーフエッチング等の製造技術により、絞り穴と流路を形成する手段は図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、に示すように、第一通過部材と第一流路部材、第二通過部材、第二流路部材、開口部材の隣接する部品が一部品から形成することも可能であり、以って３層或いは４層構造を成す部品で構成することも可能である。
図１８では、上述した第一通過部材と、第一流路部材の機能を併せ持つ部材４０１と、開口部材２３０と、上述した第二通過部材と、第二流路部材の機能を併せ持つ部材４０２とからなる３層構造を成す部品で構成した例である。即ち、この図１８では、開口部材２３０を部材４０１と部材４０２とにより狭持する構成としている。部材４０１は、入口穴４０５と、長穴４０８とが形成されてなり、また部材４０２は、出口穴４０６と、長穴４０７とが形成されている。
また、図１９では、第一通過部材２１０、第二通過部材２５０との間に、部材４１１を狭持する３層構造で構成した例を示している。この部材４１１は、長穴４０８が両面に形成されてなるとともに、その中間層には絞り穴４１５が形成されてなる。
図２０では、上述した第一通過部材と、第一流路部材の機能を併せ持つ部材４０１と、開口部材２３０と、第二流路部材２４０と、第二通過部材２５０とにより４層構造で構成した例である。【０１０５】
さらに、本実施例１〜３では絞り穴を形成する手段として開口部材に絞り穴を設けているが、例えば、絞り穴を形成する手段は図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）に示すように、第一通過部材と第一流路部材が一部品から形成された入口側部材２７０と、第二通過部材と第二流路部材が一部品から形成された出口側部材２８０において、各々の圧力室形成流路２９０ａ〜ｎがオーバーラップを形成しながら順次直列に流体を流す流路を形成するように積層することにより、接触面に絞り穴２９５ａ〜ｎを形成して配置させることも可能であり、以って絞り要素は２層構造を成す部品で構成することも可能である。【０１０６】
なお、本発明の各実施例によれば、微少流量に制御する場合、オリフィス径が小さく、スケール、スライム、異物、塵等により目詰まり等が発生し易く、例えば定期的なメンテナンスが必要になるなどといった惧れを効果的に抑制することができる。なお、目詰まり等に対しては、絞り要素の絞り穴の形状は円形状であることが、異物等とのクリアランスの点で有利であるが、これに限定されるものではない。また、従来の小径のオリフィスを用いた定流量弁では、特に純水の場合、細菌等が混入すると増殖してオリフィスを詰まらせてしまうなどの惧れもあるが、このような惧れも効果的に抑制することができる。【０１０７】
また、本発明の各本実施例によれば、絞り要素の絞り穴の径を比較的大きくできるので、加工を容易なものとすることができ、以って歩留まり性も良く、生産性や製品品質等の向上を図ることができると共に、延いては低コスト化を促進することができる。【０１０８】
なお、以上で説明した実施例は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得るものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、比較的安価、簡単かつコンパクトな構成でありながら、加工容易で生産性に優れ、微少流量を定量制御する場合であっても、目詰まり等の発生を抑制してメンテナンスフリーとしつつ、高精度に定量制御を行うことができ、以って生産性、信頼性の確保と定流量制御の高精度化との両立を図ることができ、浄水システム、浴室サウナ装置、気体溶解装置、純水提供装置、水質調査装置、半導体製造装置、燃料電池システム、化学合成装置等に利用される流体を所定流量に制御する定流量制御装置として有益である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施例１に係る定流量制御装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の各要素を分離してその断面を概略的に示した斜視図である。
【図３】同上実施例の絞り要素を拡大して示す斜視図である。
【図４】同上実施例の絞り要素における長穴と絞り穴の相対位置関係を隠線で示した図である。
【図５】同上実施例の絞り要素における流体の流れを説明するための斜視図である。
【図６】同上実施例の絞り穴の構造例を示す斜部分断面斜視図である。
【図７】絞り穴における流体の流れを説明するための図である。
【図８】本発明と従来装置の温度による流量変化を比較した図（実験結果）である。
【図９】同上実施例における絞り穴数を増加させた場合の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る定流量制御装置の全体構成を示す断面図である。
【図１１】同上実施例に係る定流量制御装置の絞り部を分離してその部分断面を概略的に示した斜視図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る定流量制御装置の全体構成を示す断面図である。
【図１３】同上実施例に係る定流量制御装置の絞り部を分離してその部分断面を概略的に示した斜視図である。
【図１４】同上実施例の絞り要素を拡大して示す斜視図である。
【図１５】同上実施例の絞り要素のモールド方法の一例を説明する図である。
【図１６】同上実施例における可動弁体と絞り要素の固定方法の一例を説明する図である。
【図１７】同上実施例の絞り要素のモールド方法（外周のみモールド）の一例を説明する図である。
【図１８】本発明における絞り要素を構成する部材の積層構造（３層構造）の一例を示すための斜視図である。
【図１９】本発明における絞り要素を構成する部材の積層構造（３層構造）の一例を示すための斜視図である。
【図２０】本発明における絞り要素を構成する部材の積層構造（４層構造）の一例を示すための斜視図である。
【図２１】本発明における絞り要素を構成する部材の積層構造（２層構造）の一例を示すための斜視図である。
【図２２】定流量弁における流量とオリフィス径との関係について説明するための模式図である。
【図２３】従来の定流量弁の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００              定流量制御装置
１１０              流体通路
１２０              第一室
１３０              ダイヤフラム
１４０              第二室
１５０              絞り部
１５０Ａ            ニードル弁
１５１              可動弁体
１６０              コイルスプリング
１７０Ａ            弁座
１８０              シール材
２００              絞り要素
２１０              第一通過部材（入口側）
２１１              入口穴
２２０              第一流路部材
２２１〜２２３      長穴
２２１Ａ〜２２３Ａ  圧力室形成流路
２３０              開口部材
２３１〜２３５      絞り穴
２４０              第二流路部材
２４１〜２４３      長穴
２４１Ａ〜２４３Ａ  圧力室形成流路
２５０              第二通過部材（出口側）
２５１              出口穴
３００              絞り要素
３１０              突出形状
４００              絞り要素
４１０              保持部材
５１０              突出形状
【図１】
2010013412.tif 000003
【図２】
2010013412.tif 000004
【図３】
2010013412.tif 000005
【図４】
2010013412.tif 000006
【図５】
2010013412.tif 000007
【図６】
2010013412.tif 000008
【図７】
2010013412.tif 000009
【図８】
2010013412.tif 000010
【図９】
2010013412.tif 000011
【図１０】
2010013412.tif 000012
【図１１】
2010013412.tif 000013
【図１２】
2010013412.tif 000014
【図１３】
2010013412.tif 000015
【図１４】
2010013412.tif 000016
【図１５】
2010013412.tif 000017
【図１６】
2010013412.tif 000018
【図１７】
2010013412.tif 000019
【図１８】
2010013412.tif 000020
【図１９】
2010013412.tif 000021
【図２０】
2010013412.tif 000022
【図２１】
2010013412.tif 000023
【図２２】
2010013412.tif 000024
【図２３】
2010013412.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月5日(2010.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路に介装される定流量制御装置であって、
上流側流体通路から流体が流入される第一室と、
下流側流体通路に連通される第二室と、
前記第一室と前記第二室とを画成するダイヤフラムと、
前記第一室と前記第二室との間に圧力差を生じさせる複数の絞り穴を有する絞り部と、
前記ダイヤフラムに一体的に取り付けられる可動弁体と、
前記第二室と下流側流体通路とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に対応して設けられる弁座と、
前記可動弁体を所定の弾性力で付勢する弾性部材と、
を含んで構成される当該流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量制御装置において、
前記絞り部は、絞り要素を含んで前記可動弁体に一体的に構成され、
該絞り要素は、前記複数の絞り穴の全部または一部の絞り穴が同一平面上に並列配置されるとともに、
該平面の表と裏で前記絞り穴より大きな流体通過面積をもった圧力室形成流路によって前記絞り穴が連絡（連通）され、一の入口穴から流入した流体が前記絞り穴を漏れなく一経路で順に通過して一の出口穴から流出するように、穴または／及び溝を有する絞り要素構成部品を密着積層して構成されていることを特徴とする定流量制御装置。
【請求項２】
前記入口穴及び前記出口穴は、前記密着積層された前記絞り要素構成部品の両最端面に互いに対向するように設けられていること
を特徴とする請求項１記載の定流量制御装置。
【請求項３】
前記絞り穴は、当該絞り穴の通過面積と同じ面積を持つ円の直径ｄに対し、当該絞り穴の流体の流れ方向長さが１．５ｄ以下で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の定流量制御装置。
【請求項４】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品がエッチング加工品により構成されることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の定流量制御装置。
【請求項５】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品が接着により一体化されて形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定流量制御装置。
【請求項６】
流体通路に介装される定流量制御装置であって、
上流側流体通路から流体が流入される第一室と、
下流側流体通路に連通される第二室と、
前記第一室と前記第二室とを画成するダイヤフラムと、
前記第一室と前記第二室との間に圧力差を生じさせる複数の絞り穴を有する絞り部と、
前記ダイヤフラムに一体的に取り付けられる可動弁体と、
前記第二室と下流側流体通路とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に対応して設けられる弁座と、
前記可動弁体を所定の弾性力で付勢する弾性部材と、
を含んで構成される当該流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量制御装置において、
前記絞り部は、絞り要素を含んで前記可動弁体に一体的に構成され、
該絞り要素は、前記複数の絞り穴の全部または一部の絞り穴が同一平面上に並列配置されるとともに、
該平面の表と裏で前記絞り穴より大きな流体通過面積をもった圧力室形成流路によって前記絞り穴が連絡（連通）され、流体が前記絞り穴を漏れなく順に通過するように、穴または／及び溝を有する絞り要素構成部品を密着積層して構成され、
前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されていることを特徴とする定流量制御装置。
【請求項７】
前記絞り要素は、
前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されているとともに、前記絞り要素の外周側と内周側の両側よりモールドされていることを特徴とする請求項６に記載の定流量制御装置。
【請求項８】
前記絞り要素は、その外周部に突出形状を有し、
前記可動弁体は、前記絞り要素における前記突出形状が挿入可能に設けられた挿入溝と、前記絞り要素における前記突出形状が前記挿入溝に挿入された後に当該絞り要素を回転させると前記突出形状が軸方向に外れないようにするための保持壁を有すること
を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の定流量制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明は上記の目的を達成するために、以下の手段を採用する。
本発明に係る定流量制御装置は、流体通路に介装され、上流側流体通路から流体が流入される第一室と、下流側流体通路に連通される第二室と、前記第一室と前記第二室とを画成するダイヤフラムと、前記第一室と前記第二室との間に圧力差を生じさせる複数の絞り穴を有する絞り部と、前記ダイヤフラムに一体的に取り付けられる可動弁体と、前記第二室と下流側流体通路とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に対応して設けられる弁座と、前記可動弁体を所定の弾性力で付勢する弾性部材と、を含んで構成される当該流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量制御装置において、前記絞り部は、絞り要素を含んで前記可動弁体に一体的に構成され、該絞り要素は、前記複数の絞り穴の全部または一部の絞り穴が同一平面上に並列配置されるとともに、該平面の表と裏で前記絞り穴より大きな流体通過面積をもった圧力室形成流路によって前記絞り穴が連絡（連通）され、一の入口穴から流入した流体が前記絞り穴を漏れなく一経路で順に通過して一の出口穴から流出するように、穴または／及び溝を有する絞り要素構成部品を密着積層して構成されていることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明では、前記入口穴及び前記出口穴は、前記密着積層された前記絞り要素構成部品の両最端面に互いに対向するように設けられていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１〜３のうち何れかの発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品がエッチング加工品により構成されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項１〜４の何れかの発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品が接着により一体化されて形成されていることを特長とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
請求項６記載の発明は、流体通路に介装される定流量制御装置であって、上流側流体通路から流体が流入される第一室と、下流側流体通路に連通される第二室と、前記第一室と前記第二室とを画成するダイヤフラムと、前記第一室と前記第二室との間に圧力差を生じさせる複数の絞り穴を有する絞り部と、前記ダイヤフラムに一体的に取り付けられる可動弁体と、前記第二室と下流側流体通路とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に対応して設けられる弁座と、前記可動弁体を所定の弾性力で付勢する弾性部材と、を含んで構成される当該流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量制御装置において、前記絞り部は、絞り要素を含んで前記可動弁体に一体的に構成され、該絞り要素は、前記複数の絞り穴の全部または一部の絞り穴が同一平面上に並列配置されるとともに、該平面の表と裏で前記絞り穴より大きな流体通過面積をもった圧力室形成流路によって前記絞り穴が連絡（連通）され、流体が前記絞り穴を漏れなく順に通過するように、穴または／及び溝を有する絞り要素構成部品を密着積層して構成され、前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されていることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
請求項６記載の発明において、前記絞り要素は、前記絞り要素構成部品がモールドにより一体化されて形成されているとともに、前記絞り要素の外周側と内周側の両側よりモールドされていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
請求項１〜７のいずれか記載の発明において、前記絞り要素は、その外周部に突出形状を有し、前記可動弁体は、前記絞り要素における前記突出形状が挿入可能に設けられた挿入溝と、前記絞り要素における前記突出形状が前記挿入溝に挿入された後に当該絞り要素に回転させると前記突出形状が軸方向に外れないようにするための保持壁を有することを特徴とする。
【国際調査報告】
2010013412.tif 000026
2010013412.tif 000027
2010013412.tif 000028
2010013412.tif 000029