(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側流路からの流体を制御して下流側流路に流出させる流体制御弁であって、
弁室内に当該弁室の内面に所定の間隔を介して配置されるとともに、前記弁室内に設けられた弁座に接離可能に設けられた弁体と、
前記弁体を開弁方向に付勢するアクチュエータと、
前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体戻しばねと、
前記弁体の開閉方向に対する傾きを解消する方向に向かって前記弁体を付勢する傾き抑制ばねとを備え、
前記弁体戻しばねが板ばねであり、
前記傾き抑制ばねが板ばねであり、
前記弁体戻しばね及び前記傾き抑制ばねが前記弁体の外側周面の側方に設けられ、前記弁体の外周部分に接触して前記弁体を支持するものである流体制御弁。
【請求項２】
上流側流路からの流体を制御して下流側流路に流出させる流体制御弁であって、
弁室内に当該弁室の内面に所定の間隔を介して配置されるとともに、前記弁室内に設けられた弁座に接離可能に設けられた弁体と、
前記弁体を閉弁方向に付勢するアクチュエータと、
前記弁体を開弁方向に付勢する弁体戻しばねと、
前記弁体の開閉方向に対する傾きを解消する方向に向かって前記弁体を付勢する傾き抑制ばねとを備え、
前記弁体戻しばねが板ばねであり、
前記傾き抑制ばねが板ばねであり、
前記弁体戻しばね及び前記傾き抑制ばねが前記弁体の外側周面の側方に設けられ、前記弁体の外周部分に接触して前記弁体を支持するものである流体制御弁。
【請求項３】
前記傾き抑制ばねが、前記弁体側又は前記弁室の内面側の一方に接触して設けられる環状をなす本体部と、前記本体部から延出するとともに前記弁体側又は前記弁室の内面側の他方に接触して設けられる複数の突出部とを有するものである請求項１又は２記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記複数の突出部が、互いに同一形状をなすものであり、周方向に等間隔に形成されている請求項３記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記弁体戻しばねが、前記弁体の中心軸寄りの中央側に付勢力を作用させるものであり、
前記傾き抑制ばねが、前記弁体の中心軸に対して前記中央側よりも外側の周辺側に付勢力を作用させるものである請求項１、２、３又は４記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスの流量を制御するマスフローコントローラ等に用いられる流体制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体制御弁とは、上流側流路と下流側流路との間に介在してこれらに流れる流体の流量を制御したり、開閉したりするものである。例えば、半導体プロセスに用いられるガスの流量を制御する流体制御弁として、特許文献１に示すような構成のものが知られている。
【０００３】
例えばノーマルクローズタイプの流体制御弁は、特許文献１の図７に示すように、ボディに形成された弁室内に配置されるとともに、当該弁室内に設けられた弁座に接離可能に設けられた弁体と、この弁体を開弁方向に付勢するアクチュエータと、前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体戻しばねとを有している。
【０００４】
そしてこの流体制御弁は、流体のコンタミネーションを防ぐために、弁体と当該弁体の側面を包囲する包囲面との間に間隙を形成し、潤滑油を不要とするだけでなく、弁体と包囲面とが摩耗しない構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３０１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、弁体と包囲面との間に間隙があることから、流体から受ける圧力影響等により、弁体が開閉動作中にその開閉方向に対して傾き、又は弁体が振動して、アクチュエータにより調整した弁開度に誤差が生じるという問題がある。また、弁体が振動することで、当該弁体と周辺部材とが接触して振動音が発生し、周辺部材との接触により弁体又は周辺部材が摩耗又は破損してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、流体制御弁を通過する流体のコンタミネーションを防止するとともに、弁体が移動方向に対して傾いたり振動したりすることを防止することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明に係る流体制御弁は、上流側流路からの流体を制御して下流側流路に流出させる流体制御弁であって、弁室内に当該弁室の内面に所定の間隔を介して配置されるとともに、前記弁室内に設けられた弁座に接離可能に設けられた弁体と、前記弁体を開弁方向に付勢するアクチュエータと、前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体戻しばねと、前記弁体の開閉方向に対する傾きを解消する方向に向かって前記弁体を付勢する傾き抑制ばねとを備え、前記弁体戻しばねが板ばねであり、前記傾き抑制ばねが板ばねであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る流量制御弁は、上流側流路からの流体を制御して下流側流路に流出させる流体制御弁であって、弁室内に当該弁室の内面に所定の間隔を介して配置されるとともに、前記弁室内に設けられた弁座に接離可能に設けられた弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢するアクチュエータと、前記弁体を開弁方向に付勢する弁体戻しばねと、前記弁体の開閉方向に対する傾きを解消する方向に向かって前記弁体を付勢する傾き抑制ばねとを備え、前記弁体戻しばねが板ばねであり、前記傾き抑制ばねが板ばねであることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、傾き抑制ばねにより、弁体の開閉方向に対する傾きを解消する方向に付勢しているので、弁体の傾きを抑制することができ、流体から受ける圧力影響により生じる弁体の傾き又はこの傾きの揺り戻しにより反対側に傾くという繰り返し動作よって生じる振動を防止することができる。これにより、開閉動作中の弁体の姿勢を一定に維持することができ、アクチュエータにより調整された弁開度の誤差を低減することができる。また、弁体の振動を防止できるので、周辺部材との接触により生じる異音や弁体又は周辺部材の摩耗や破損を防ぐことができる。さらに、弁体戻しばねと傾き抑制ばねとを別体として設けているので、各ばねの固有の機能を十分に発揮できるように、弁体戻しばねのばね定数及び傾き抑制ばねのばね定数を個別に設計することができる。その上、弁体戻しばね及び傾き抑制ばねを用いることで固有振動数を大きくすることができるので、弁体の共振を防ぐことができる。また、弁体が弁室を形成する内面から所定の間隔を介して配置されていることから、弁体と弁室との摺動により生じる摩耗粉や潤滑油による流体へのコンタミネーションの心配もない。
【００１１】
傾き抑制ばねの具体的な実施の態様としては、前記傾き抑制ばねが、前記弁体側又は前記弁室の内面側の一方に接触して設けられる環状をなす本体部と、前記本体部から延出するとともに前記弁体側又は前記弁室の内面側の他方に接触して設けられる複数の突出部とを有するものであることが望ましい。これならば、傾き抑制ばねが複数の突出部を有することから、各突出部を弾性変形し易くしてばね定数を小さくすることができる。また、弁体が開閉方向に対してどの方向に傾いたとしても、いずれかの突出部が弁体に対して付勢力を作用させることができ、弁体の傾きを抑制することができる。さらに、環状の本体部及び複数の突出部が一体とされており、部品点数を削減できるだけでなく、組み立て工数を削減することもできる。
【００１２】
ここで前記複数の突出部が、互いに同一形状をなすものであり、周方向に等間隔に形成されていることが望ましい。これならば、弁体が開閉方向に対して傾斜していない状態において、各突出部から弁体に与える付勢力を均一にすることができる。つまり弁体が傾いた場合に、その傾き方向にある突出部がその他の突出部よりも大きく弾性変形して、弁体には、傾きを解消する方向により大きな付勢力が作用することになり、傾きが解消される。
【００１３】
弁体戻しばねにより弁体をアクチュエータにより移動される前の状態に確実に戻し易くするとともに、傾き抑制ばねにより弁体に作用するモーメントを大きくして弁体の傾きを効率良く解消するためには、前記弁体戻しばねが、前記弁体の中心軸寄りの中央側に付勢力を作用させるものであり、前記傾き抑制ばねが、前記弁体の中心軸に対して前記中央側よりも外側の周辺側に付勢力を作用させるものであることが望ましい。ここで傾き抑制ばねにより弁体に作用するモーメントを可及的に大きくするためには、前記傾き抑制ばねが、前記弁体の最大外径を有する部分の外周部又はその近傍に付勢力を作用させるものであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成した本発明によれば、流体制御弁を通過する流体のコンタミネーションを防止するとともに、流体制御弁の弁開度を精度よく調節できるだけでなく、弁体の振動等により生じる異音や弁体と周辺部材との接触により生じる弁体等の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態におけるマスフローコントローラの全体断面図。
【図２】同実施形態における流体制御弁の断面図。
【図３】同実施形態における弁体戻しばねの平面図。
【図４】同実施形態における傾き抑制ばねの平面図。
【図５】本発明の第２実施形態における流体制御弁の断面図。
【図６】弁座部材を着座面から見た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る流体制御弁の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明に係る流体制御弁を組み込んだマスフローコントローラ１００の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態のマスフローコントローラ１００は、半導体製造装置に用いられるものであって、図１に示すように、測定対象となる例えば半導体プロセスに用いられるガス等の流体が流れる流路５１を形成したボディ５と、このボディ５の流路５１を流れる流体の流量をセンシングする流量検知機構２と、前記流路５１を流れる流体の流量を制御する流体制御弁３と、前記流量検知機構２の出力する測定流量を予め定めた設定流量に近づけるべく流体制御弁３の弁開度を制御する制御部（図示しない）とを具備する。以下に各部を詳述する。
【００１９】
前記ボディ５は、前述した流路５１が貫通するブロック状をなすものであり、当該流路５１の上流端が、上流側ポート５Ａとして外部流入配管（図示しない）に接続されるとともに、下流端が下流側ポート５Ｂとして外部流出配管（図示しない）に接続されている。
【００２０】
流量検知機構２としては、熱式、コリオリ式や超音波式など種々考えられるが、ここでは、いわゆる熱式流量検知機構を採用している。この熱式流量検知機構２は、前記流路５１を流れる流体のうちの所定割合の流体が導かれるように当該流路５１と並列接続した細管２１と、この細管２１に設けたヒータ２４及びその前後に設けた一対の温度センサ２２、２３とを具備したものである。そして、前記細管２１に流体が流れると、二つの温度センサ２２、２３の間にその質量流量に対応した温度差が生じることから、この温度差に基づいて流量を測定するように構成してある。
【００２１】
この実施形態では、前記細管２１、ヒータ２４、温度センサ２２、２３及びその周辺の電気回路を収容する長尺状の筐体２５を設ける一方、ボディ５の流路５１から一対の分岐流路２ａ、２ｂを設け、この筐体２５を前記ボディ５に取り付けることによって、前記細管２１の導入口が上流側の分岐流路２ａに接続され、該細管２１の導出口が下流側の分岐流路２ｂに接続されるように構成してある。なお、流量センサはこの方式に限定されるものではない。
【００２２】
流体制御弁３は、前記流路５１上に設けられたノーマルクローズタイプのもので、前記ボディ５内に収容された一対の弁部材たる弁座部材４及び弁体部材６と、前記弁体部材６を駆動して弁開度、すなわち弁座部材４と弁体部材６との離間距離を設定するアクチュエータ７とを備えたものである。
【００２３】
弁座部材４は、弁座となるものであり、図２に示すように、その下面を弁座面４ａとするとともに、下面側を小径、上面側を大径にした２段円柱形状をなすものであり、その内部には、一端が弁座面４ａに開口し、他端が側周面に開口する複数の内部流路４１が形成されている。これら複数の内部流路４１の弁座面４ａにおける開口は同心円状に形成されている。
【００２４】
この弁座部材４は、ボディ５に設けた円柱状の凹部５２に嵌め入れてある。この凹部５２は、ボディ５の流路５１を分断するように配置してあり、この凹部５２によって分断された流路５１のうち、上流側の流路（以下、上流側流路とも言う）５１（Ａ）が、例えば当該凹部５２の底面に開口し、この凹部５２より下流側の流路（以下、下流側流路とも言う）５２（Ｂ）が、例えばこの凹部５２の側面に開口するように構成してある。なお、この凹部５２が、弁座となる弁座部材４及び後述する弁体となる弁体部材６が配置される弁室を形成する。
【００２５】
そして、弁座部材４を凹部５２に嵌め入れた状態では、当該弁座部材４の大径部分が凹部５２の内側周面に略隙間なく嵌合する一方、弁座部材４の小径部分は凹部５２の内側周面との間に隙間が形成され、ボディ５の下流側流路５１（Ｂ）が前記内部流路４１に凹部５２の側周面を介して連通することとなる。
【００２６】
弁体部材６は、弁体となるものであり、ボディ５の凹部５２において前記弁座部材４に対向配置されるとともに、凹部５２の内側周面に接触することなく当該内側周面から所定の間隔を介して配置され、その上面が着座面６ａとされた概略円板状をなすものである。そして、弁体部材６の内部には、一端が下面に開口し、他端が着座面６ａに開口する複数の内部流路６１が形成されている。これら複数の内部流路６１の着座面６ａにおける開口は同心円状に形成されるとともに、前述した複数の内部流路４１の弁座面４ａにおける開口とは互いに重ならないように形成されている。
【００２７】
そして、この弁体部材６は、アクチュエータ（駆動部）７により駆動力を受けて付勢されて、弁座部材４に接触して上流側流路５１（Ａ）及び下流側流路５１（Ｂ）を遮断する閉状態から、弁座部材４から離間して上流側流路５１（Ａ）及び下流側流路５１（Ｂ）を連通させる開状態に移動する。このように閉状態から開状態に向かう方向、つまり、弁体部材６に対するアクチュエータ７の駆動力の作用方向が開弁方向である。一方、開状態から閉状態に向かう方向、つまり、弁体部材６に対するアクチュエータ７の駆動力の作用方向とは反対方向が閉弁方向である。
【００２８】
アクチュエータ７は、例えば、ピエゾ素子を複数枚積層して形成されるピエゾスタック７１と、当該ピエゾスタックの伸長により変位する作動体７２とを備えたものである。このピエゾスタック７１は、前記ケーシング部材７３内に収容されており、その先端部が中間接続部材７４を介して作動体７２に接続してある。本実施形態の作動体７２は、ダイアフラム部材７２１と、当該ダイアフラム部材７２１の中心に設けられて、前記弁座部材４の中心を貫通して弁体部材６に当接する接続棒７２２とを有する。そして、一定電圧が印加されることによってピエゾスタック７１が伸長することで作動体７２が弁体部材６を開弁方向に付勢して、弁座面４ａが着座面６ａから離間して開状態となる。また、一定電圧を下回る電圧であれば、その電圧値に応じた距離だけ弁座面４ａと着座面６ａとが離間する。そして、この隙間を通じて上流側流路５１（Ａ）と下流側流路（Ｂ）とが連通する。
【００２９】
また、弁体部材６には、当該弁体部材６を閉弁方向に付勢する弁体戻しばね８が接触して設けられている。この弁体戻しばね８により、アクチュエータ７に電圧を印加しないノーマル状態においては、弁体部材６が閉状態となる。
【００３０】
この弁体戻しばね８は、ボディ５の凹部５２内に収容されたばねガイド部材１０に支持される板ばねであり、図３に示すように、ばねガイド部材１０に接触して設けられる外環部８１と、弁体部材６に接触して設けられる内環部８２と、前記外環部８１及び前記内環部８２を連結する複数のばね要素部８３とを有する。これら複数のばね要素部８３は、周方向において等間隔に配置されるとともに、ばね要素部８３の長さを可及的に大きくとるために、各ばね要素部８３の外環側接続部分と内管側接続部分とが周方向において異なる位置となるように径方向に湾曲した構成としている。なお、弁体戻しばね８は、弁体部材６を付勢するものであれば板ばね以外の弾性体を用いても良い。弾性体は弁体部材６を直接的又は間接的に付勢しても良い。
【００３１】
ばねガイド部材１０は、前記凹部５２内にばね８を支持するための、断面凹形の概略回転体形状をなすものであり、その底壁には、凹部５２の底面に開口する上流側流路５１（Ａ）に連通する開口部１０ｘが形成されるとともに、その側周壁の上端部が弁座部材４の周縁部に接触する。そして、その内側周面に前記弁体戻しばね８が設けられている。このように本実施形態では、弁座部材４及びばねガイド部材１０により形成される空間内に弁体部材６が収容される構成としている。また、弁体部材６は、ばねガイド部材１０の内側周面から所定の間隔を介して配置されており、弁体部材６の外側周面は、当該外側周面に対向するばねガイド部材１０の内側周面から離間している。
【００３２】
さらに本実施形態の流体制御弁３は、弁体部材６の開閉方向に対する傾きを解消する方向に向かって弁体部材６を付勢して、弁体部材６の傾きを抑制する傾き抑制ばね９を備えている。
【００３３】
この傾き抑制ばね９は、前記ばねガイド部材１０に支持される板ばねであり、図４に示すように、ばねガイド部材１０に接触して設けられる円環板状をなす本体部９１と、当該本体部９１の内面から径方向内側に延出して弁体部材６の外周部分に接触して弾性変形する複数（図４においては４つ）の突出部９２とを有する。この複数の突出部９２は、互いに同一形状をなすものであり、周方向に等間隔に形成されている。また各突出部９２は周方向において同一の突出長（径方向長さ）を有する。
【００３４】
そしてこの傾き抑制ばね９は、弁体部材６が閉状態から開状態に移動する際に、弁体部材６に対して閉弁方向に付勢する。つまり、弁体部材６は、閉状態から開状態に移動する際に、弁体戻しばね８及び傾き抑制ばね９の両方から閉弁方向に付勢される。なお、傾き抑制ばね９は、弁体部材６を付勢するものであれば板ばね以外の弾性体を用いても良い。弾性体は弁体部材６を直接的又は間接的に付勢しても良い。
【００３５】
ここで、図２に示すように、弁体戻しばね８が、弁体部材６の中心軸寄りの中央側下面に付勢力を作用させて、傾き抑制ばね９が、弁体部材６の中心軸に対して弁体戻しばね８が作用する中央側よりも外側の周辺側下面に付勢力を作用させるように構成している。つまり、弁体部材６において、弁体戻しばね８の内環部８２の接触位置は内径側であり、傾き抑制ばね９の突出部９２の接触位置は外径側である。より詳細には、弁体部材６の下面側に形成された小径の弁体戻しばね用段部６２に弁体戻しばね８が接触し、弁体部材６において前記弁体戻しばね用段部６２よりも上面側に形成された大径の傾き抑制ばね用段部６３に傾き抑制ばね９が接触する。そして、弁体戻しばね８及び傾き抑制ばね９が同心状に配置されるとともに、弁体戻しばね８が下側、傾き抑制ばね９が上側となるようにばねガイド部材１０に固定されている。このように弁体戻しばね８及び傾き抑制ばね９をばねガイド部材１０に取り付け、当該ばねガイド部材１０をボディ５の凹部５２内に収容するだけで、それらのばね８、９を配置することができ、組み立て作業が容易となる。なお、弁体戻しばね８及び傾き抑制ばね９を弁体部材６に取り付けて、それらのばね８、９が取り付けられた弁体部材６を凹部５２内に収容しても良い。
【００３６】
そして、傾き抑制ばね９は、弁体部材６が開閉方向に対して傾いた場合に、その傾き方向にある突出部（例えば図４において９２ａ）が他の突出部９２（例えば図４において９２ｂ〜９２ｄ）よりも大きく変形することで、その突出部（９２ａ）の弾性復帰力が他の突出部（９２ｂ〜９２ｄ）の弾性復帰力よりも大きくなり、弁体部材６全体として、その傾きを解消する方向に付勢力（傾き方向とは逆方向の回転モーメント）が作用して、弁体部材６の傾きが解消される。
【００３７】
また、傾き抑制ばね９の板厚は、弁体戻しばね８の板厚よりも薄く構成している。傾き抑制ばね９は、弁体部材６の傾きを解消することを意図しており、弁体部材６の中心軸からできるだけ離れた部位（周縁部）に付勢力を作用させる必要があり、突出部９２の径方向長さを短くする必要がある。そうすると突出部９２を弾性変形し易くするために薄くする必要がある。一方、弁体戻しばね８は、弁体部材６を閉弁方向に戻すことを意図しており、機械的強度を大きくするとともに、弁体部材６を確実に閉弁方向に付勢するために厚くする必要がある。また、弁体戻しばね８は板厚を厚くしても、弁体部材６を付勢する部位が特に限定されないので、ばね要素部８３の長さを大きくとり弾性変形を所定の大きさにすることができ、アクチュエータ７による弁体部材６の動作に支障をきたさない。なお、弁体戻しばね８は、機械的強度及びばね定数を大きくするためにばね要素部８３を長くする必要があることから、内環部８２を弁体部材６の中央寄りに設ける必要がある。
【００３８】
このように構成した本実施形態のマスフローコントローラ１００によれば、弁体部材６の傾きを解消する方向に向かって弁体部材６を付勢しているので、弁体部材６の傾きを抑制することができるので、流体から受ける圧力影響により生じる弁体部材６の傾き又は振動を防止することができる。これにより、開閉動作中の弁体部材６の姿勢を一定に維持することができ、アクチュエータ７による弁開度の調整を精度よく行うことができ、流体の流量制御を精度よく行うことができる。また、弁体部材６の振動を防止できるので、周辺部材と接触して振動音が発生したり、周辺部材との接触により弁体部材６又は周辺部材が摩耗や破損したりすることを防ぐことができる。さらに、弁体戻しばね８と傾き抑制ばね９とを別体として設けているので、各ばね８、９の機能を十分に発揮できるように、弁体戻しばね８のばね定数及び傾き抑制ばね９のばね定数を個別に設計することができる。さらに、弁体戻しばね８及び傾き抑制ばね９を用いていることで固有振動数を大きくすることができ、弁体部材６の共振を防ぐことができる。その上、弁体部材６が弁室を形成する内面から所定の間隔を介して配置されていることから、弁体部材６と弁室との摺動により生じる摩耗粉や潤滑油による流体へのコンタミネーションの心配もない。
【００３９】
また、弁座面４ａには内部流路４１の開口が複数形成されており、また着座面６ａには内部流路６１の開口が複数形成されていることから、各開口に流入する流体流量の差異又は各開口から流出する流体流量の差異により、着座面４ａ又は弁座面６ａにかかる流体圧力が不均一となる。これにより、弁体部材６の傾き又は振動が誘発されることが考えられるが、傾き抑制ばね９を設けていることから、これを好適に解消することができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
この第２実施形態に係る流体制御弁３は、ノーマルオープンタイプのものであり、前記第１実施形態とは異なり、弁座部材４と弁体部材６の配置が逆になっている。なお、前記第１実施形態に対応する部材には同一の符号を付している。
【００４１】
すなわち、図５に示すように、アクチュエータ７側に当該アクチュエータ７により移動する弁体部材６が設けられており、この弁体部材６の反アクチュエータ７側、すなわちボディ５側に弁座部材４設けられている。また、これら弁座部材４及び弁体部材６は、ボディ５に設けた凹部５２に嵌め込まれている。この凹部５２は前記第１実施形態同様、ボディ５の流路５１を分断するように配置してある。
【００４２】
そして、アクチュエータ７に電圧を印加しないノーマル状態では、弁体部材６が周囲の弾性体（ここでは板バネ）によって付勢され、弁座部材４から離間した開状態であり、アクチュエータ７に電圧を印加してこれを伸長させると、弁体部材６が閉弁方向に移動し、弁体部材６が弁座部材４に密着して閉状態となる。
【００４３】
このように構成した本実施形態の流体制御弁３によれば、前記実施形態の効果に加えて、アクチュエータ７の作動体７２であるダイアフラム部材７２１を小径化しながらも、当該ダイアフラム部材７２１の変位を弁体部材６に伝えることができ、従来のようにダイアフラム部材７２１を弁体部材として使用しているノーマルオープンタイプの流量制御弁の問題点を解決し、弁座部材４を大径化することができるので、大流量化が可能となる。
【００４４】
また、前記第１及び第２実施形態の弁座部材４の弁座面４ａに、図６に示すように、同心円状に複数重（図６では４重）の円環状有底溝４Ｍが形成されている。当該凹溝４Ｍを仕切る凸条の上面が弁体部材６と接触する。そして、凹溝４Ｍの底面に内部流路４１の開口が形成されている。
【００４５】
弁座面４０１に形成された凸条の上面が着座面６ａと接触するので、弁座面４ａと着座面６ａとの接触面積を小さくすることができ、アクチュエータ７の押圧力が小さくても閉止性を向上させることができる。また、接触面積が小さいことにより圧力損失を低減することができる。
【００４６】
このように、同心円状に形成した凹溝４Ｍ毎に内部流路の開口を形成しているので、実質的に凹溝４Ｍの外径と同様の径を有する開口から流体が流入すると同視することができ、圧力損失を低減するとともに、大流量の流体を流すことができる。なお、着座面６ａにも同様に、同心円状に複数重の円環状有底溝を形成しても良い。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、前記各実施形態では流量制御弁であったが、ＯＮ／ＯＦＦ開閉弁にも本発明を適用できる。また、アクチュエータはピエゾ式に限らず、電磁コイル等を用いてもよい。さらに、流体制御弁を組み込んだマスフローコントローラに限られず、流体制御弁単体で構成しても良い。その他、流体制御弁として、流体の圧力を制御する圧力制御弁としても良い。
【００４８】
また、前記実施形態の傾き抑制ばねは、弁体部材に対して、弁体戻しばねと同様に、アクチュエータの駆動力とは反対側（開弁方向又は閉弁方向）に付勢力を作用するものであったが、弁体部材の側周面に接触して弁体部材の開閉方向に直交する方向から付勢力を作用するものであっても良い。この場合、軸方向の上下２か所に傾き抑制ばねを配置することが望ましい。
【００４９】
さらに、前記実施形態の傾き抑制ばねは、本体部が弁室側（具体的にはばねガイド部材）に接触して設けられ、突出部が弁体部材に接触して設けられているが、逆であっても良い。また複数の傾き抑制ばねを周方向に配置するものであっても良い。その上、ばねガイド部材を用いずに、ボディに形成された凹部に弁体戻しばね又は傾き抑制ばねを接触して設けても良い。
【００５０】
その上、弁体部材の開閉方向に対する傾きを解消する観点に着目すれば、弁体戻しばねを有さないものであっても良い。この場合、傾き抑制ばねが、弁体部材の最大外径を有する部分の外周部又はその近傍に付勢力を作用させるものとすることが望ましい。これならば、弁体部材に作用するモーメントを可及的に大きくすることができ、弁体部材の開閉方向に対する傾きを好適に解消することができる。
【００５１】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
３・・・流体制御弁
４・・・弁座部材
５・・・ボディ
５１（Ａ）・・・上流側流路
５１（Ｂ）・・・下流側流路
６・・・弁体部材
７・・・アクチュエータ
８・・・弁体戻しばね
９・・・傾き抑制ばね
９１・・・本体部
９２・・・突出部
【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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