(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状のオリフィス・リッジによって囲まれた流体コンジット開口部を有し、制御弁本体と合わせて使用する弁ボンネットであって、
ボンネット本体と、
外周において前記ボンネット本体に封止係合された弁ダイヤフラムと、
前記弁ダイヤフラムに固定された制御軸とを備え、前記制御軸は、前記制御軸から突き出るシャンクを有し、前記弁ボンネットは、さらに、
前記シャンクに固定された弁制御板本体を備え、前記弁制御板本体は、第１硬度を有する第１材料から形成され、前記流体コンジット開口部に面するように構成された第１面と、前記弁ダイヤフラムに面する反対側の第２面とを有し、前記第２面は、前記弁ダイヤフラムに直接隣接し、前記弁制御板本体は、前記弁制御板本体の前記第１面に規定される凹部と、前記凹部内から前記弁制御板本体を貫通する複数の孔とを有し、前記弁ボンネットは、さらに、
前記第１硬度よりも軟らかい第２硬度を有する第２材料から形成され、前記流体コンジット開口部に面するように、かつ前記平面状のオリフィス・リッジに封止係合するように構成された第１面を有する弁座インサートを備え、前記弁座インサートは、前記凹部にモールドされて、前記凹部に保持されており、前記弁座インサートに形成された、前記弁制御板本体に規定される前記複数の孔内へ延在し前記複数の孔を充填して前記弁座インサートを前記弁制御板本体に固定する複数の支柱、柱、およびブリッジのうちの少なくとも１つを含み、前記弁制御板本体の前記第１面と前記弁座インサートの前記第１面とは、互いに平坦に仕上げられている、弁ボンネット。
【請求項２】
前記弁座インサートは、円形である平面状のオリフィス・リッジに係合するように構成されている、請求項１に記載の弁ボンネット。
【請求項３】
前記弁ダイヤフラムは、前記ボンネット本体と一体形成され、前記制御軸は、前記弁ダイヤフラムと一体形成される、請求項１に記載の弁ボンネット。
【請求項４】
前記弁ダイヤフラムは、前記ボンネット本体とは別に形成され、前記ボンネット本体に溶接される、請求項１に記載の弁ボンネット。
【請求項５】
前記凹部は、前記弁制御板本体に規定される穿孔溝であり、前記弁座インサートは、前記穿孔溝を充填する、請求項１に記載の弁ボンネット。
【請求項６】
制御弁であって、
第１流体コンジット開口部で終端する第１流体コンジットと、第２流体コンジット開口部で始端する第２流体コンジットと、前記第１流体コンジット開口部を囲むオリフィス・リッジとを有する弁本体を備え、前記第１流体コンジットおよび前記第２流体コンジットの一方は、流体導入口コンジットであり、前記第１流体コンジットおよび前記第２流体コンジットの他方は、流体排出口コンジットであり、前記制御弁は、さらに、
前記弁本体に固定されたボンネット本体と、
外周において前記ボンネット本体に封止係合された弁ダイヤフラムと、
前記弁ダイヤフラムに固定された制御軸とを備え、前記制御軸は、前記制御軸から突き出るシャンクを有し、前記制御弁は、さらに、
前記シャンクに固定された弁制御板本体を備え、前記弁制御板本体は、第１硬度を有する第１材料から形成され、前記第１流体コンジット開口部に面するように構成された第１面と、前記弁ダイヤフラムに面する反対側の第２面とを有し、前記第２面は、前記弁ダイヤフラムに直接隣接し、前記弁制御板本体は、前記弁制御板本体の前記第１面に規定される凹部と、前記凹部内から前記弁制御板本体を貫通する複数の孔とを有し、前記制御弁は、さらに、
前記第１硬度よりも軟らかい第２硬度を有する第２材料から形成される弁座インサートを備え、前記弁座インサートは、前記第１流体コンジット開口部に面するように構成された、かつ前記オリフィス・リッジに封止係合するように構成された第１面を有し、前記弁座インサートは、前記凹部にモールドされており、前記弁座インサートに形成された、前記弁制御板本体に規定される前記複数の孔内へ延在し前記複数の孔を充填して前記弁座インサートを前記弁制御板本体に固定する複数の支柱、柱、およびブリッジのうちの少なくとも１つを含み、前記弁制御板本体の前記第１面と前記弁座インサートとは、互いに平坦に仕上げられている、制御弁。
【請求項７】
前記オリフィス・リッジは、円形である、請求項６に記載の制御弁。
【請求項８】
前記凹部は、前記弁制御板本体に規定される穿孔溝であり、前記弁座インサートは、前記穿孔溝を充填する、請求項６に記載の制御弁。
【請求項９】
前記弁ダイヤフラムは、前記ボンネット本体と一体形成され、前記制御軸は、前記弁ダイヤフラムと一体形成される、請求項６に記載の制御弁。
【請求項１０】
前記弁ダイヤフラムは、前記ボンネット本体とは別に形成され、前記ボンネット本体に溶接される、請求項６に記載の制御弁。
【請求項１１】
前記オリフィス・リッジに封止係合する前記弁座インサートの前記第１面は、平面状である、請求項６に記載の制御弁。
【請求項１２】
前記第１材料は、金属である、請求項６に記載の制御弁。
【請求項１３】
前記第２材料は、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）粉末である、請求項１２に記載の制御弁。
【請求項１４】
前記第２材料は、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）粉末である、請求項６に記載の制御弁。
【請求項１５】
前記平面状のオリフィス・リッジに封止係合する前記弁座インサートの前記第１面は、平面状である、請求項１に記載の弁ボンネット。
【請求項１６】
前記弁制御板本体は、前記弁制御板本体の前記第１面に規定される複数の凹部を有し、前記複数の孔のうちの１つは、２つの隣接する凹部の間のリブ部上の中央に、十分な直径を有して作られ、前記リブ部の一部をそのままに、前記２つの隣接する凹部の底部に通じるだけの深さを有し、前記弁座インサートは、前記リブ部の一部によって前記弁制御板本体に固定されるよう、前記リブ部の一部を囲むように前記凹部および孔にモールドされる、請求項１に記載の弁ボンネット。
【請求項１７】
前記弁制御板本体は、前記弁制御板本体の前記第１面に規定される複数の凹部を有し、前記複数の孔のうちの１つは、２つの隣接する凹部の間のリブ部上の中央に、十分な直径を有して作られ、前記リブ部の一部をそのままに、前記２つの隣接する凹部の底部に通じるだけの深さを有し、前記弁座インサートは、前記リブ部の一部によって前記弁制御板本体に固定されるよう、前記リブ部の一部を囲むように前記凹部および孔にモールドされる、請求項６に記載の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）およびＰＣＴ第８条の下で、２０１５年７月９日に出願され、「ＣＯＮＴＲＯＬ  ＰＬＡＴＥ  ＩＮ  Ａ  ＶＡＬＶＥ」と題された米国仮出願第６２／１９０，４７８号、および２０１６年２月８日に出願され、「ＣＯＮＴＲＯＬ  ＰＬＡＴＥ  ＩＮ  Ａ  ＶＡＬＶＥ」と題された仮出願第６２／２９２，５２６号の利益を主張するものであり、各々のすべての記載内容を、あらゆる目的のために引用により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００２】
背景
本発明は、最大開状態と最大閉状態との間で能動的に配置され得、通過する流体の流れを調整する、流体制御弁の可動部分に関する。本発明は、半導体装置、医薬品、またはファインケミカルズを作る工業プロセス内での流体送達の比例制御または比例制御を目的とする弁、および比例制御と同時に、完全に閉状態に漏洩なく閉止することを要求する多くの同様の高純度流体送達システムにおいて特に有用である。当技術分野において、弁閉止を強化させる金属製要素とエラストマー要素との多くの組み合わせが知られている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
出願人は、さまざまなサイズの弁オリフィス用の可動弁要素の独自の製造可能な構成を発明した。可動円盤状要素は、平坦面を有し、当該平坦面は、閉止時は弁の対称軸に対して概ね垂直であり、細いリップまたはオリフィス・リッジ（ｒｉｄｇｅ）によって囲まれたオリフィスに平行に近づいたり遠ざかったりする。弁構造のこの組み合わせは、流体経路要素組み合わせのジェット・アンド・シート・クラス（ｊｅｔ＆ｓｅａｔ  ｃｌａｓｓ）と称されることがある。本開示において、オリフィスを囲む細いリップ（通称、ジェット）に対して閉じる、表面が平坦な要素（通称、弁座）は、制御板と呼ばれることが多い。弁閉止状態における耐漏洩性は、オリフィスを囲むリップまたはリッジを構成する材料よりも軟らかい材料を制御板に選択的に取り入れることによって強化される。制御板材料がオリフィス・リッジ−リップよりも軟らかいことで、制御板表面がオリフィス・リッジ−リップに押し当たると、制御板表面の弾性変形が可能になり、制御板とオリフィス・リッジ−リップとの間に生じる封止が強化される。高純度流体経路の中にねじ山を有することに関連した問題を回避するために、開示の構成は、溶接または締りばめ部材を利用できる。
【０００４】
一実施形態は、ポリマーインサートの外径と弁座ハウジングカウンターボアの内径との間の隙間に押し込まれた金属製リテーナリングによって所定の位置に保持されたポリマー材の小径の中央インサートを有する金属製の弁座ハウジングを備える。別の実施形態は、ポリマーリングの内径と制御板の穿孔流路の小内径との間の隙間に押し込まれた金属製リテーナリングと、ポリマーリングの外径と制御板の穿孔流路の大内径との間の隙間に押し込まれた金属製リテーナリングとによって所定の位置に保持されたポリマー材のリングを備える。別の実施形態は、耐食ニッケル合金の小径の中央インサートを備え、中央インサートは、通常、より大きな制御板に溶接されることによって保持される。別の実施形態は、実質的に耐食ニッケル合金から作られた制御板を備え、制御板は、別の合金から必要に応じて作られたカバー部材を有する。
【０００５】
本開示の一態様において、平面状のオリフィス・リッジによって囲まれた流体コンジット開口部に封止係合するように構成された弁制御板が提供される。弁制御板は、弁制御板本体と、弁座インサートとを備える。弁制御板本体は、第１硬度を有する第１材料から形成される。弁制御板本体は、流体コンジット開口部に面するように構成された第１面を有する。弁制御板本体は、弁制御板本体の第１面に規定される凹部を有する。弁座インサートは、第１硬度よりも軟らかい第２硬度を有する第２材料から形成される。弁座インサートは、流体コンジット開口部に面するように、かつ平面状のオリフィス・リッジに封止係合するように構成された第１面を有する。弁座インサートは、凹部に収容されている。
【０００６】
いくつかの実施形態において、凹部は、カウンターボアまたは穿孔溝のうちの一方である。
【０００７】
いくつかの実施形態において、第２材料の量は、第１材料の量よりも少ない。
いくつかの実施形態において、第１材料は金属であり、凹部は、弁制御板本体の第１面に規定されるカウンターボアであり、第２材料はポリマー材であり、弁座インサートは、弁座インサートの外周に位置するリテーナリングによってカウンターボアに保持される。例示的な実施形態によると、弁座インサートは、４ｍｍ以下の直径を有する平面状のオリフィス・リッジに係合するように構成されてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、第２材料はポリマー材であり、凹部は、弁制御板本体の第１面に規定される穿孔溝であり、弁座インサートはリング形状であり、第１材料は金属である。いくつかの実施形態において、弁座インサートは、弁座インサートの内周に位置する内側リテーナリングおよび弁座インサートの外周に位置する外側リテーナリングによって穿孔溝に保持される。その他の実施形態において、弁座インサートは、支柱、柱、および／またはブリッジによって穿孔溝に保持される。例示的な実施形態によると、弁座インサートは、４ｍｍ以上の直径を有する平面状のオリフィス・リッジに係合するように構成されてもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態において、第１材料は第１金属であり、凹部は、制御板本体の第１面に規定されたカウンターボアであり、第２材料は第１金属とは異なる第２金属であり、弁座インサートは、弁座インサートを制御板本体に溶接することによってカウンターボアに保持される。例示的な実施形態によると、弁座インサートは、４ｍｍ以下の直径を有する平面状のオリフィス・リッジに係合するように構成されてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態において、平面状のオリフィス・リッジに封止係合する弁座インサートの第１面の一部は、平面状である。
【００１１】
本開示の別の態様において、制御弁体と合わせて使用する弁ボンネットが提供される。制御弁体は、第１硬度を有する第１材料から形成され、平面状のオリフィス・リッジによって囲まれた流体コンジット開口部を有する。弁ボンネットは、ボンネット本体と、外周においてボンネット本体に封止係合された弁ダイヤフラムと、ダイヤフラムに固定された制御軸とを備え、制御軸は、制御軸から突き出るシャンクを有し、弁ボンネットは、さらに、弁制御板を備える。弁制御板はシャンクに固定され、弁制御板の少なくとも一部は、第１硬度よりも軟らかい第２硬度を有する第２材料から形成され、弁制御板の少なくとも一部は、平面状のオリフィス・リッジに封止係合するように構成される。いくつかの実施形態において、弁制御板の少なくとも一部は、円形および非円形のうちの一方である平面状のオリフィス・リッジに係合するように構成されている。いくつかの実施形態において、弁ダイヤフラムはボンネット本体と一体形成され、制御軸はダイヤフラムと一体形成される。その他の実施形態において、ダイヤフラムは、ボンネット本体とは別に形成され、ボンネット本体に溶接される。
【００１２】
いくつかの実施形態において、弁制御板は、さらに、弁制御板本体を含み、弁制御板本体は、弁制御板本体に規定される穿孔溝を有し、弁制御板の少なくとも一部は、穿孔溝を充填する弁座インサートである。いくつかの実施形態において、弁座インサートは穿孔溝にモールドされ、いくつかの実施形態において、弁座インサートは、支柱、柱、および／またはブリッジによって穿孔溝に保持される。
【００１３】
本開示の別の態様において、制御弁が提供される。制御弁は、弁本体と、弁本体に固定されたボンネット本体と、弁ダイヤフラムと、制御軸と、弁制御板とを備える。弁本体は、第１流体コンジット開口部で終端する流体導入口コンジットと、第２流体コンジット開口部で始端する流体排出口コンジットと、第１硬度を有する第１材料から形成され、第１流体コンジット開口部を囲むオリフィス・リッジとを有する。弁ダイヤフラムは、弁ダイヤフラムの外周においてボンネット本体に封止係合している。制御軸はダイヤフラムに固定され、制御軸からシャンクが突き出ている。弁制御板はシャンクに固定され、弁制御板の少なくとも一部は、第１硬度よりも軟らかい第２硬度を有する第２材料から形成され、弁制御板の少なくとも一部は、オリフィス・リッジに封止係合するように構成されている。
【００１４】
いくつかの実施形態において、オリフィス・リッジは、円形または非円形である。
いくつかの実施形態において、弁制御板は、弁制御板本体を含み、弁制御板本体は、弁制御板本体に規定される穿孔溝を有し、弁制御板の少なくとも一部は、穿孔溝を充填する弁座インサートである。いくつかの実施形態において、弁座インサートは穿孔溝にモールドされ、いくつかの実施形態において、弁座インサートは、支柱、柱、および／またはブリッジによって穿孔溝に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ポリマー材インサートと最大全幅の小型オリフィス・リッジとを有する制御板を有する代表的な弁の断面斜視図である。
【図２】ポリマー材インサートと通常の全幅の大型オリフィス・リッジとを有する制御板を有する代表的な弁の断面斜視図である。
【図３】軟性耐食合金のインサートと最大全幅の小型オリフィス・リッジとを有する制御板を有する代表的な弁の断面斜視図である。
【図４】軟性耐食合金の本体と通常の全幅の大型オリフィス・リッジとを有する制御板を有する代表的な弁の断面斜視図である。
【図５】代替設計の軟性耐食合金の制御板を有する別の代表的な弁の断面斜視図である。
【図６Ａ】代替設計のポリマーインサート制御板を有する別の代表的な弁の断面斜視図である。
【図６Ｂ】ポリマー材インサートの構成をさらに説明するための、図６Ａに示す制御板の拡大断面斜視図である。
【図６Ｃ】ポリマー材インサートの形状をさらに説明するための、金属製の制御板本体のない、モールドされたポリマーインサートの図である。
【図６Ｄ】ポリマー材インサートの構成をさらに説明するための、図６Ａに示す弁において使用する代替的な制御板の拡大断面斜視図である。
【図６Ｅ】ポリマー材インサートの形状をさらに説明するための、金属製の制御板本体のない、モールドされたポリマーインサートの図である。
【図６Ｆ】ポリマー材インサートの構成をさらに説明するための、図６Ａに示す弁において使用する別の代替的な制御板の拡大断面斜視図である。
【図６Ｇ】ポリマー材インサートの形状をさらに説明するための、金属製の制御板本体のない、モールドされたポリマーインサートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
詳細な説明
本発明の実施形態は、その用途において、以下の説明に記載するまたは図面に示す構成要素の構成および配置の詳細に限定されない。本発明の態様は、その他の実施形態に対応可能であり、さまざまな方法で実施可能、または実行可能である。また、本明細書において使用される表現および用語は、説明の便宜上であって、限定であるとみなされるべきではない。本明細書における、「含む」、「備える」、または「有する」、「含める」、「伴う」、およびそれらの語尾変化の使用は、以下に記載の項目、それらの均等物、およびその他の項目を包含することを意図する。方向を示す形容詞「内側」、「外側」、「上」、「下」、および同様の用語の使用は、設計要素間の相対関係を理解することを助けるためであり、空間における絶対的な方向を意味するものとして解釈されるべきではなく、限定としてみなされるべきでもない。以下の設計の説明において、流体の流れは、通常、第１流体コンジットから、弁の制御部分を経て、第２流体コンジットを通って進むものとして記載する。設計者は、記載の方向が説明の便宜上の事柄であるに過ぎず、流体の流れは、逆の順序で進んでもよく、限定であると考えられるべきではない、と当然理解するだろう。
【００１７】
最近の高純度弁の設計において、ダイヤフラム型の可動封止構造が、好ましい手法である。可動制御要素の容易な動きを可能にしつつ、ダイヤフラムを利用して制御された流体を含めることは、標準的技法となっている。多くのこのような弁設計において、ダイヤフラムは、可動制御要素の役割を果たし、流体コンジット開口部を囲むポリマー材の細いリングにダイヤフラム自体を押し当てることによって、弁閉止が実現される。半導体装置を作る工業プロセス内での流体送達の比例制御または比例制御を目的とする弁を作る設計者は、直接接触型ダイヤフラム弁の漸進制御曲線が不十分であると思うかもしれない。既知の代替設計の１つの様式では、流体コンジット開口部を囲む金属製のリップまたはオリフィス・リッジに近づいたり遠ざかったりする実質的に平坦な制御板を有する。しかしながら、弁を通る流体の流れを遮蔽することにダイヤフラム自体が最適な要素ではない場合、厄介な問題が生じる可能性があり、金属製の構造に対する閉止シーリングは問題になり得る。
【００１８】
図１は、中央に位置する流体コンジット開口部１１２を囲むオリフィス・リッジ１１８に当接する制御板１４０を有する、ダイヤフラムによる封止を用いた比例制御弁１００の代表例を説明する図である。比例制御弁１００は、第１流体コンジット１１０と第２流体コンジット１１４とを有する弁本体１１９を備え、第１流体コンジット１１０および第２流体コンジット１１４の各々は、弁室１５０へまたは弁室１５０から流体を連通させる。比例制御弁１００は、さらに、ガスケット１６５によって弁本体１１９に封止された弁ボンネット（ボンネット本体）１６９を備え、ボンネット１６９は、取り付けられた制御板１４０の弁室１５０での動きを可能にするダイヤフラム１６７を有する。流体の流れの制御方法は、第１流体コンジット１１０と流体連通している、オリフィス・リッジ１１８によって囲まれた流体コンジット開口部１１２を考慮するとさらに理解できる。これによって、制御板１４０の少なくとも一部は、オリフィス・リッジ１１８に近づいたり遠ざかったりすることができ、流体が制御可能に流れることができる小さなクリアランスの制御間隙（図示せず）を作る。制御可能な流体の流れは、弁室１５０内へ移動でき、第２流体コンジット１１４と流体連通しているオフセット流体コンジット開口部１１６から出ることができる。この弁１００の例において、駆動部（図示せず）が制御軸１８２に引き戻し力を加えてダイヤフラム１６７を撓ませることができるので、制御間隙を変更することによって、弁を通るコンダクタンスを調節する。この図１の説明において、弁１００は、無流量状態で完全に閉じているので、制御間隙は図示していない。
【００１９】
制御板１４０がオリフィス・リッジ１１８に接触したときに漏洩のない弁閉止を実現することは困難で有り得、漏洩のない動作とは何であるかという基準も、設計用途によって異なり得る。たとえば、弁出口が水に浸かっているときに気泡をまったく発生させないことは、ある環境においては十分であるかもしれないが、別の状況では、１０ｅ−９ｓｃｃｍ／秒よりも少ないヘリウムガス漏れ率を有することが要求されるかもしれない。閉止時にポリマー材を金属材料に接触させる弁設計は、閉止構成の中で最も漏洩がない構成を一般的に提供することが知られている。しかし、ポリマー材は、一般に、水分を吸収する。したがって、高純度用途において、制御された流体に晒されるポリマー材の総量を最小限に抑えることが望ましい。代表的な比例制御弁１００において、ポリマー量を低減させるというこの目標は、金属製の制御板本体１４６と、比較的少量のポリマー材のインサート１３０とを備える制御板１４０を作ることによって実現される。オリフィス・リッジ１１８は、ポリマーインサート１３０に対して「最大全幅」を有すると考えられ得、オリフィス・リッジは、ポリマーインサートの外周に隣接した状態で当該インサートに係合する。
【００２０】
制御板１４０の金属製の制御板本体１４６は、中央流体コンジット開口部１１２に面する側にカウンターボア１４４を設けた中央貫通孔１４２を有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。カウンターボア１４４によって、金属製の制御板本体１４６が弁座ハウジングとして機能できるようになる。これにより、ポリマー弁座インサート１３０を弁座ハウジングに保持でき、より適合した少量の封止材を提供できる。説明した弁設計１００の製造において、制御板本体１４６をシャンク１８１の上に載置する。シャンク１８１は、制御軸１８２およびダイヤフラム１６７から突き出ており、中央貫通孔１４２を貫通する。電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いて、シャンク１８１と制御板本体１４６とを、中央貫通孔１４２における接点で互いに溶接してもよい。結果生じるわずかな溶接ビードのはみ出しは、カウンターボア１４４の底部に合うように、機械加工によりいずれも取り除くことができる。次は、カウンターボア１４４の外径内のポリマー材インサート１３０の外周の周辺の空間に金属製リテーナリング１３２を挿入することによって、ポリマー材インサート１３０をカウンターボア１４４に載置し、所定の位置に保持できる。次に、良好な弁機能のために必要であれば、完成した組立て品を（たとえば、ラップ仕上げによって）最終的な仕上げにかけて平坦にすることができる。この設計手法は、直径約４ｍｍ以下のオリフィス・リッジを有する弁に特に有利である。
【００２１】
ポリマー材インサート１３０は、オリフィス・リッジ１１８の平面状上端部に封止係合するように構成された、平面状の第１面を含む。
【００２２】
図２は、中央流体コンジット開口部２１２を囲むオリフィス・リッジ２１８に当接する制御板２４０を有する、ダイヤフラムによる封止を用いた比例制御弁２００の代表例を説明する図である。比例制御弁２００は、第１流体コンジット２１０と第２流体コンジット２１４とを有する弁本体２１９を備え、第１流体コンジット２１０および第２流体コンジット２１４の各々は、弁室２５０へまたは弁室２５０から流体を連通させる。比例制御弁２００は、さらに、ガスケット２６５によって弁本体２１９に封止された弁ボンネット２６９を備え、ボンネット２６９は、取り付けられた制御板２４０の弁室２５０での動きを可能にするダイヤフラム２６７を有する。流体の流れの制御方法は、第１流体コンジット２１０と流体連通している、オリフィス・リッジ２１８によって囲まれた流体コンジット開口部２１２を考慮するとさらに理解できる。これによって、制御板２４０の少なくとも一部は、オリフィス・リッジ２１８に近づいたり遠ざかったりすることができ、流体が制御可能に流れることができる小さなクリアランスの制御間隙（図示せず）を作る。制御可能な流体の流れは、弁室２５０内へ移動でき、第２流体コンジット２１４と流体連通しているオフセット流体コンジット開口部２１６から出ることができる。この弁２００の例において、駆動部（図示せず）が制御軸２８２に引き戻し力を加えてダイヤフラム２６７を撓ませることができるので、制御間隙を変更することによって、弁を通るコンダクタンスを調節する。この図２の説明において、弁２００は、無流量状態で完全に閉じているので、制御間隙は図示していない。
【００２３】
代表的な比例制御弁２００において、ポリマー量を低減させるという目標は、金属製の制御板本体２４６と、比較的小量のポリマー材のリング状インサート２３０とを備える制御板２４０を作ることによって実現される。オリフィス・リッジ２１８は、リング状インサート２３０に対して「通常の全幅」を有すると考えられ得、オリフィス・リッジは、インサートの内周と外周との間に位置するインサート２３０のより中央部分に隣接した状態で、当該インサートに係合する。図２は縮尺通りに描かれてはおらず、ポリマーの量は、少なくともいくつかの実施形態に説明されているよりも少なくてもよい、と理解されるべきである。金属製制御板２４０の制御板本体２４６は、中央流体コンジット開口部２１２に面する側に穿孔（つまり、リング状）溝２４５を設けた中央貫通孔２４２を有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。穿孔溝２４５によって、金属製の制御板本体２４６が弁座ハウジングとして機能できるようになる。これにより、ポリマー材インサート２３０を弁座ハウジングに保持でき、より適合した少量の封止材を提供できる。説明した弁設計２００の製造において、リング状ポリマーインサート２３０の内径内の穿孔溝２４５の内径の周辺の空間に金属製の内側リテーナリング２３４を挿入し、穿孔溝２４５の外径内のリング状ポリマーインサート２３０の外周の周辺の空間に金属製の外側リテーナリング２３６を挿入することによって、リング状ポリマー材インサート２３０を穿孔溝２４５に載置し、所定の位置に保持できる。次は、制御軸２８２およびダイヤフラム２６７から突き出て中央貫通孔２４２を貫通するシャンク２８１の上に制御板２４０を載置する。電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いて、シャンク２８１と制御板本体２４６とを、中央貫通孔２４２における接点で互いに溶接してもよい。結果生じるわずかな溶接ビードのはみ出しは、機械加工により制御板２４０の表面から取り除くことができ、リング状ポリマーインサート２３０上の飛散物も同様である。次に、良好な弁機能のために必要であれば、完成した組立て品を（たとえば、ラップ仕上げによって）最終的な仕上げにかけて平坦にすることができる。この設計手法は、最大全幅が約４ｍｍよりも大きいオリフィス・リッジを有する弁に特に有利である。非円形のオリフィス・リッジ構造である場合、オリフィス・リッジの最大全幅は、直径以外であってもよいと理解されるべきである。
【００２４】
上述のポリマー材による水分吸収の問題に加えて、多くの気体がポリマーを介して拡散するだろうことも知られている。拡散は、非常に低い率で発生するが、検出可能な量にまで達する可能性がある。これは、望ましいことではなく、問題であるとさえ考えられる。これに加えて、核科学用途において、放射性気体の問題をはらむ拡散によって、ポリマー材の破壊が同時に起こる可能性がある。金属間封止を有する弁では、これらの問題がないが、このような設計において良好な閉止性能を実現することは難しい。また、非常に清浄な弁の金属製の構成要素間の常温圧接は、潜在的な問題になり得る。１つの設計手法として、２つの異なる金属材料からなる弁を作って常温圧接を回避し、また、異なる硬度を設けて閉止を強化する方法がある。図３、図４、および図５は、金属同士の弁設計を実施するための制御板の実施形態を説明する。
【００２５】
ポリマー材インサート２３０は、オリフィス・リッジ２１８の平面状上端部に封止係合するように構成された平面状の第１面を含む。
【００２６】
図３は、中央流体コンジット開口部３１２を囲むオリフィス・リッジ３１８に当接する制御板３４０を有する、ダイヤフラムによる封止を用いた比例制御弁３００の代表例を説明する図である。比例制御弁３００は、第１流体コンジット３１０と第２流体コンジット３１４とを有する弁本体３１９を備え、第１流体コンジット３１０および第２流体コンジット３１４の各々は、弁室３５０へまたは弁室３５０から流体を連通させる。比例制御弁３００は、さらに、ガスケット３６５によって弁本体３１９に封止された弁ボンネット３６９を備え、ボンネット３６９は、取り付けられた制御板３４０の弁室３５０での動きを可能にするダイヤフラム３６７を有する。流体の流れの制御方法は、第１流体コンジット３１０と流体連通している、オリフィス・リッジ３１８によって囲まれた流体コンジット開口部３１２を考慮するとさらに理解できる。これによって、制御板３４０の少なくとも一部は、オリフィス・リッジ３１８に近づいたり遠ざかったりすることができ、流体が制御可能に流れることができる小さなクリアランスの制御間隙（図示せず）を作る。制御可能な流体の流れは、弁室３５０内へ移動でき、第２流体コンジット３１４と流体連通しているオフセット流体コンジット開口部３１６から出ることができる。この弁３００の例において、駆動部（図示せず）が制御軸３８２に引き戻し力を加えてダイヤフラム３６７を撓ませることができるので、制御間隙を変更することによって、弁を通るコンダクタンスを調節する。この図３の説明において、弁３００は、無流量状態で完全に閉じているので、制御間隙は図示していない。
【００２７】
代表的な比例制御弁３００において、金属製の制御板本体３４６と、オリフィス・リッジ３１８よりも軟らかい金属製インサート３３０とを備える制御板３４０を作ることによって閉止性能を強化できる。オリフィス・リッジ３１８は、金属製インサート３３０に対して「最大全幅」を有すると考えられ得、オリフィス・リッジは、金属製インサートの外周に隣接した状態で当該インサートに係合する。制御板３４０の金属製の制御板本体３４６は、中央流体コンジット開口部３１２に面する側にカウンターボア３４４を設けた中央貫通孔３４２を有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。カウンターボア３４４によって、金属製の制御板本体３４６が弁座ハウジングとして機能できるようになる。これにより、焼なまし、好ましくは、完全焼なましされた耐食金属合金インサート３３０を弁座ハウジングに保持でき、より適合した封止材を提供できる。説明した弁設計３００の製造において、制御板本体３４６をシャンク３８１の上に載置する。シャンク３８１は、制御軸３８２およびダイヤフラム３６７から突き出ており、中央貫通孔３４２を貫通する。電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いて、シャンク３８１と制御板本体３４６とを、中央貫通孔３４２における接点で互いに溶接してもよい。結果生じるわずかな溶接ビードのはみ出しは、カウンターボア３４４の底部に合うように、機械加工によりいずれも取り除くことができる。次に、インサート３３０の外周およびカウンターボア３４４の内径の周りに対する電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いることによって、焼なまし、または完全焼なましされた耐食金属合金インサート３３０をカウンターボア３４４に載置し、所定の位置に保持できる。これに代えて、インサート３３０を保持するためには、金属合金インサート３３０の外径とカウンターボア３４４の内径との間の締まりばめで十分であると考えられる場合がある。次に、良好な弁機能のために必要であれば、完成した組立て品を（たとえば、ラップ仕上げまたは単一転ダイヤモンド回転によって）最終的な仕上げにかけて平坦にすることができる。この設計手法は、直径約４ｍｍ以下のオリフィス・リッジを有する弁に特に有利である。通常の用途において、オリフィス・リッジ３１８は、ある合金から作られ、金属合金弁座インサート３３０は、異なる合金から作られるだろう。材料の１つの主流として、オリフィス・リッジ３１８にはＴｙｐｅ３１６ステンレスを用い、インサート３３０には耐食ニッケル合金（ヘインズインターナショナル社から入手可能なＨａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２２（登録商標）など）を用いる。
【００２８】
金属製インサート３３０は、オリフィス・リッジ３１８の平面状上端部に封止係合するように構成された平面状の第１面を含む。
【００２９】
図４は、中央流体コンジット開口部４１２を囲むオリフィス・リッジ４１８に当接する制御板４４０を有する、ダイヤフラムによる封止を用いた比例制御弁４００の代表例を説明する図である。比例制御弁４００は、第１流体コンジット４１０と第２流体コンジット４１４とを有する弁本体４１９を備え、第１流体コンジット４１０および第２流体コンジット４１４の各々は、弁室４５０へまたは弁室４５０から流体を連通させる。比例制御弁４００は、さらに、ガスケット４６５によって弁本体４１９に封止された弁ボンネット４６９を備え、ボンネット４６９は、取り付けられた制御板４４０の弁室４５０での動きを可能にするダイヤフラム４６７を有する。流体の流れの制御方法は、第１流体コンジット４１０と流体連通している、オリフィス・リッジ４１８によって囲まれた流体コンジット開口部４１２を考慮するとさらに理解できる。これによって、制御板４４０の少なくとも一部は、オリフィス・リッジ４１８に近づいたり遠ざかったりすることができ、流体が制御可能に流れることができる小さなクリアランスの制御間隙（図示せず）を作る。制御可能な流体の流れは、弁室４５０内へ移動でき、第２流体コンジット４１４と流体連通しているオフセット流体コンジット開口部４１６から出ることができる。この弁４００の例において、駆動部（図示せず）が制御軸４８２に引き戻し力を加えてダイヤフラム４６７を撓ませることができるので、制御間隙を変更することによって、弁を通るコンダクタンスを調節する。この図４の説明において、弁４００は、無流量状態で完全に閉じているので、制御間隙は図示していない。
【００３０】
代表的な比例制御弁４００において、オリフィス・リッジ４１８よりも軟らかい金属製の制御板本体４４６と、金属製のカバー部材４３０とを備える制御板４４０を作ることによって閉止性能を強化できる。オリフィス・リッジ４１８は、制御板本体４４６に対して「通常の全幅」を有すると考えられ得、オリフィス・リッジは、制御板本体４４６の内周と外周との間に位置する制御板本体４４６のより中央部分に隣接した状態で、制御板本体に係合する。制御板４４０の金属製の制御板本体４４６は、焼なまし、好ましくは、完全焼なましされた耐食合金から、中央流体コンジット開口部４１２に面する側にカウンターボア４４４を設けた中央貫通孔４４２を有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。カウンターボア４４４は、可動弁要素へのアクセスを提供することによって、取付プロセスを可能にする。説明した弁設計４００の製造において、制御板本体４４６をシャンク４８１の上に載置する。シャンク４８１は、制御軸４８２およびダイヤフラム４６７から突き出ており、中央貫通孔４４２を貫通する。電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いて、シャンク４８１と制御板本体４４６とを、中央貫通孔４４２における接点で互いに溶接してもよい。結果生じるわずかな溶接ビードのはみ出しは、カウンターボア４４４の底部に合うように、機械加工によりいずれも取り除くことができる。次に、カバー部材４３０の外周およびカウンターボア４４４の内径の周りに対して電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いることによって、適した金属製のカバー部材４３０をカウンターボア４４４に載置し、所定の位置に保持できる。これに代えて、カバー部材４３０を保持するためには、金属製のカバー部材４３０の外径とカウンターボア４４４の内径との間の締まりばめで十分であると考えられる場合がある。次に、良好な弁機能のために必要であれば、完成した組立て品を（たとえば、ラップ仕上げまたは単一転ダイヤモンド回転によって、）最終的な仕上げにかけて平坦にすることができる。この設計手法は、最大全幅が約４ｍｍよりも大きいオリフィス・リッジを有する弁に特に有利である。非円形のオリフィス・リッジ構造である場合、オリフィス・リッジの最大全幅は、直径以外であってもよいと理解されるべきである。通常の用途において、オリフィス・リッジ４１８は、１つの合金から作られ、金属製の制御板本体４４６は、１つの異なる合金から作られるだろう。材料の１つの主流として、オリフィス・リッジ４１８にはＴｙｐｅ３１６ステンレスを用い、制御板本体４４６には耐食ニッケル合金（ヘインズインターナショナル社から入手可能なＨａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２２（登録商標）など）を用いる。金属製のカバー部材４３０は、オリフィス・リッジ４１８もしくは制御板４４０と同じ材料、またはさらに別の異なる合金から作られてもよい。
【００３１】
カバー部材４３０および制御板本体４４６は、制御板４４０のシャンク４８１への溶接の改良を可能にするために、図４において別々の構成要素として設けられている。まず、制御板本体４４６がシャンク４８１に溶接される。次に、カバー部材４３０が制御板本体４４６に溶接される。その後、カバー部材４３０および制御板本体４４６を（たとえば、ラップ仕上げ、単一転ダイヤモンド回転、または別の方法によって）仕上げにかけて平坦にすることができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、図４の構造は、カバー部材４３０がオリフィス・リッジ４１８に係合するために使用されていないので、カバー部材４３０なしで設けることができる。
【００３３】
本明細書において使用する用語であるカバー部材は、インサート自体がオリフィス・リッジに封止係合するために使用されない場合のインサートを説明するために使用される。
【００３４】
制御板本体４４６は、オリフィス・リッジ４１８の平面状上端部に封止係合するように構成された平面状の第１面を含む。
【００３５】
図５は、中央流体コンジット開口部５１２を囲むオリフィス・リッジ５１８に当接する制御板５４０を有する、ダイヤフラムによる封止を用いた比例制御弁５００の代表例を説明する図である。比例制御弁５００は、第１流体コンジット５１０と第２流体コンジット５１４とを有する弁本体５１９を備え、第１流体コンジット５１０および第２流体コンジット５１４の各々は、弁室５５０へまたは弁室５５０から流体を連通させる。比例制御弁５００は、さらに、ガスケット５６５によって弁本体５１９に封止された弁ボンネット５６９を備え、ボンネット５６９は、取り付けられた制御板５４０の弁室５５０での動きを可能にするダイヤフラム５６７を有する。流体の流れの制御方法は、第１流体コンジット５１０と流体連通している、オリフィス・リッジ５１８によって囲まれた流体コンジット開口部５１２を考慮するとさらに理解できる。これによって、制御板５４０の少なくとも一部は、オリフィス・リッジ５１８に近づいたり遠ざかったりすることができ、流体が制御可能に流れることができる小さなクリアランスの制御間隙（図示せず）を作る。制御可能な流体の流れは、弁室５５０内へ移動でき、第２流体コンジット５１４と流体連通しているオフセット流体コンジット開口部５１６から出ることができる。この弁５００の例において、駆動部（図示せず）が制御軸５８２に引き戻し力を加えてダイヤフラム５６７を撓ませることができるので、制御間隙を変更することによって、弁を通るコンダクタンスを調節する。この図５の説明において、弁５００は、無流量状態で完全に閉じているので、制御間隙は図示していない。
【００３６】
金属製制御板５４０は、オリフィス・リッジよりも軟らかい、焼なまし、好ましくは、完全焼なましされた耐食合金から、ダイヤフラム５６７に面する側に有底の中央カウンターボア５４２を設けた平坦な円盤として機械仕上げすることができる。説明した弁設計５００の製造において、制御板５４０は、制御軸５８２およびダイヤフラム５６７から突き出るシャンク５８１上にプレスばめされてもよい。これに代えて、制御板５４０の薄い中央部分５３０を貫通させてシャンク５８１に溶融させるのに適した、電子ビーム、レーザ、または任意の同等に強力な溶接プロセスを用いて、シャンク５８１と制御板５４０とを溶接してもよい。なお、図５に示した実施形態において、シャンク５８１は、たとえば、図３および図４に示した実施形態よりも制御板５４０に深く延在して溶接プロセスを助けてもよい。さらに、薄い中央部分５３０は、戻り止めまたはその他の種類の溶接準備（図示せず）を含み、制御板の中央部分５３０の材料の量を減らして制御板５４０の中央部分５３０をシャンク５８１に溶接するのに必要なエネルギー量または時間を最小限に抑えてもよい。結果生じるわずかな溶接ビードのはみ出しは、機械加工によりいずれも取り除くことができ、次に、良好な弁機能のために必要であれば、完成した組立て品を（たとえば、ラップ仕上げ、単一転ダイヤモンド回転、または別の方法によって）最終的な仕上げにかけて平坦にすることができる。この設計手法は、機械加工される部材の数が少ないことと、さまざまなサイズおよび形状のオリフィス・リッジと合わせて使用するためのその適合性により、特に有利である。非円形のオリフィス・リッジ構造である場合、オリフィス・リッジの最大全幅は、直径以外であってもよく、一そろいの共面オリフィス・リッジも考えられると理解されるべきである。通常の用途において、オリフィス・リッジ５１８は、１つの合金から作られ、金属製制御板５４０は、１つの異なる合金から作られるだろう。材料の１つの主流として、オリフィス・リッジ５１８にはＴｙｐｅ３１６ステンレスを用い、制御板５４０には耐食ニッケル合金（ヘインズインターナショナル社から入手可能なＨａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２２（登録商標）など）を用いる。
【００３７】
制御板５４０は、オリフィス・リッジ５１８の平面状上端部に封止係合するように構成された平面状の第１面を含む。
【００３８】
図６Ａおよび図６Ｂは、内側流体コンジット開口部６１２を囲むオリフィス・リッジ６１８に当接する制御板６４０を有する、ダイヤフラムによる封止を用いた比例制御弁６００の代表例を説明する図である。比例制御弁６００は、第１流体コンジット６１０と第２流体コンジット６１４とを有する弁本体６１９を備え、第１流体コンジット６１０と第２流体コンジット６１４の各々は、弁室６５０へまたは弁室６５０から流体を連通させる。比例制御弁６００は、さらに、ガスケット６６５によって弁本体６１９に封止された弁ボンネット６６９を備え、ボンネット６６９は、取り付けられた制御板６４０の弁室６５０での動きを可能にするダイヤフラム６６７を有する。流体の流れの制御方法は、第１流体コンジット６１０と流体連通している、オリフィス・リッジ６１８によって囲まれた内側流体コンジット開口部６１２を考慮するとさらに理解できる。これによって、制御板６４０の少なくとも一部は、オリフィス・リッジ６１８に近づいたり遠ざかったりすることができ、流体が制御可能に流れることができる小さなクリアランスの制御間隙（図示せず）を作る。制御可能な流体の流れは、弁室６５０内へ移動でき、第２流体コンジット６１４と流体連通している外側流体コンジット開口部６１６から出ることができる。この弁６００の例において、駆動部（図示せず）が制御軸６８２に引き戻し力を加えてダイヤフラム６６７を撓ませることができるので、制御間隙を変更することによって、弁を通るコンダクタンスを調節する。この図６Ａの説明において、弁６００は、無流量状態で完全に閉じているので、制御間隙は図示していない。
【００３９】
代表的な比例制御弁６００において、ポリマー量を低減させるという目標は、金属製の制御板本体６４６と、ポリマー材のモールドされたインサート６３０とを備える制御板６４０を作ることによって実現される。図６Ｂからわかり得るように、制御板６４０の金属製の制御板本体６４６は、中央貫通孔６４２と、内側流体コンジット開口部６１２に面する側に複数のリング状の同心溝６４８とを有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。溝６４８によって、金属製の制御板本体６４６が弁座ハウジングとして機能できるようになる。これによりポリマー材インサート６３０を弁座ハウジングに保持でき、後述するが、より適合した少量の封止材を提供できる。制御板本体６４６内の同心溝６４８の間の残留金属６４９によって、モールドされたインサート６３０の総量が有意義に低減される。内側流体開口部６１２の反対側に面する円盤の平坦な背面に規定される通気孔６４４は、残留金属６４９の大部分をそのままに、十分な直径を有して溝６４８の間の中央に作られ、隣接する溝６４８の底部に通じるだけの深さを有する。説明した制御板６４０の製造において、ポリマー材インサート６３０は、既知の方法によって、制御板本体６４６に、直接、圧縮成形（たとえば、顆粒状のポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）から始めて、熱圧影響下で重合する）されて形成されもよい。モールドプロセスの間に、ポリマー材のブリッジ６３４は残留金属６４９の一部を囲み、通気孔６４４を充填することになる。したがって、残留金属６４９を囲むポリマー材ブリッジ６３４は、モールドされたポリマーインサート６３０を金属製の制御板本体６４６内に固定する。図６Ｃは、モールドされたポリマーインサート６３０の斜視図を示し、モールドされたポリマーインサート６３０の形状を説明する便宜上、金属製の制御板本体６４６は図示されていない。モールドされたポリマーインサート６３０は、複数の環状リッジ６３８を有する。複数の環状リッジ６３８は、溝６４８と互いに補足しあっており、制御板本体６４６に規定された溝６４８を充填する。
【００４０】
モールドされたポリマーインサート６３０を含む金属製の制御板本体６４６を備えた制御板６４０は、中央貫通孔６４２へのプレスばめによって、制御軸６８２およびダイヤフラム６６７から突き出るシャンク６８１に取り付けられてもよい。これに代えて、上述のモールドの前に、制御板本体６４６をシャンク６８１上に載置し、電子ビーム、レーザ、ＴＩＧ、または任意の同等の溶接プロセスを用いて、中央貫通孔６４２における接点で互いを溶接してもよい。結果生じるわずかな溶接ビードのはみ出しは、インサート６３０を制御板本体６４６にモールドする前に、制御板本体６４６の表面から取り除くことができる。プロセスシーケンスの選択は、圧縮成形技術における作業者の好みによって異なるだろう。次に、良好な弁機能のために必要であれば、完成した組立て品を（たとえば、ラップ仕上げによって）最終的な仕上げにかけて平坦にすることができる。この設計手法は、さまざまなサイズおよび形状のオリフィス・リッジを有する弁本体と合わせて使用する際に特に有利である。非円形のオリフィス・リッジ構造である場合、オリフィス・リッジの最大全幅は、直径以外であってもよいと理解されるべきである。図６Ａに図示した例を注意深く検討すると、オリフィス・リッジ６１８は円形であるが直径が非常に大きいため、同様に大きな非円形の外側流体開口部６１７を収容するために、ダイヤフラム６６７および制御板６４０の幾何学的中央からずれて載置されていることが明らかになるだろう。
【００４１】
代表的な比例制御弁６００において使用するのに適した代替的な制御板６６０が図６Ｄに示されている。制御板６６０の金属製の制御板本体６７６は、中央貫通孔６７２と、内側流体コンジット開口部６１２に面する側に広くて浅いリング状の溝６７５とを有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。溝６７５によって、金属製の制御板本体６７６が弁座ハウジングとして機能できるようになる。これにより、ポリマー材インサート６７０を弁座ハウジングに保持でき、後述するが、より適合した少量の封止材を提供できる。内側流体開口部６１２の反対側に面する円盤の平坦な背面に規定される複数の貫通孔６７４は、広くて浅いリング状の溝６７５を貫通する。説明した制御板６６０の製造において、ポリマー材インサート６７０は、既知の方法によって、制御板本体６７６に、直接、（たとえば、顆粒状のＰＣＴＦＥから始めて、熱圧影響下で重合する）圧縮成形されて形成されもよい。モールドプロセスの間に、ポリマー材の複数の柱６７３は、貫通孔６７４を充填することになるため、金属製の制御板本体６７６に規定された溝６７５にポリマー材を摩擦ロックする。モールドプロセスによって形成されたポリマー材インサート６７０の形状が図６Ｅに示されており、説明のための便宜上、制御板本体６７６は示されていない。モールドされたポリマーインサート６７０を含む金属製の制御板本体６７６を備えた制御板６６０は、中央貫通孔６７２へのプレスばめによって、または前述の別の方法によって、制御軸６８２およびダイヤフラム６６７から突き出るシャンク６８１に取り付けられ得る。
【００４２】
代表的な比例制御弁６００において使用するのに適した別の代替的な制御板６８０が図６Ｆに示されている。制御板６８０の金属製の制御板本体６９６は、中央貫通孔６９２と、広くて浅いカウンターボア６９５と、内側流体コンジット開口部６１２に面する側に設けられたカウンターボア６９５の底部に切り込まれた複数の楔形の（ほぼ円形の扇形部分である）空洞６９７、６９８とを有する平坦な円盤として機械仕上げすることができる。カウンターボア６９５および複数の空洞６９７、６９８によって、金属製の制御板本体６９６が弁座ハウジングとして機能できるようになる。これにより、ポリマー材インサート６９０を弁座ハウジングに保持でき、さらに後述するが、より適合した少量の封止材を提供できる。制御板本体６９６の広くて浅いカウンターボア６９５における複数の楔形空洞６９７、６９８の間の金属は、径方向リブ部６９９を形成する。内側流体開口部６１２の反対側に面する円盤の平坦な背面に規定される通気孔６９１は、残留金属リブ部６９９の大部分をそのままに、十分な直径を有して径方向リブ部６９９上の中央に作られ、隣接する楔形空洞６９７、６９８の底部に通じるだけの深さを有する。内側流体開口部６１２の反対側に面する円盤の平坦な背面に同様に規定される複数の貫通孔６９４は、楔形空洞６９７、６９８の各々の底部を貫通する。説明した弁設計６００の製造において、ポリマー材インサート６９０は、既知の方法によって、制御板本体６９６に、直接、（たとえば、顆粒状のＰＣＴＦＥから始めて、熱圧影響下で重合する）圧縮成形されて形成されてもよい。モールドプロセスの間に、ポリマー材が貫通孔６９４を充填して金属の径方向リブ部６９９を囲み、通気孔６９１を充填することになる。モールドされたポリマー材は、通気孔を充填するためのブリッジ６８９および貫通孔６９４を充填するための支柱６９３を形成する。また、モールドされたポリマー材は、それぞれの楔形空洞６９７、６９８を充填するための、インサート６９０の楔部分を形成する。したがって、金属のリブ部６９９を囲むポリマー材は、モールドされたインサート６９０を金属製の制御板本体６９６内に固定する。モールドプロセスによって形成されたポリマー材インサート６９０の形状が図６Ｇに示されており、説明のための便宜上、制御板本体６９６は示されていない。モールドされたポリマーインサート６９０を含む金属製の制御板本体６９６を備えた制御板６８０は、中央貫通孔６９２へのプレスばめによって、または前述の別の方法によって、制御軸６８２およびダイヤフラム６７０から突き出るシャンク６８１に取り付けられ得る。
【００４３】
図６Ａ〜図６Ｇの各々において、それぞれのポリマー材インサート６３０、６７０、６９０は、オリフィス・リッジ６１８の平面状上端部に封止係合するように構成された平面状の第１面を含む。
【００４４】
図６Ａ〜図６Ｇに示す特徴の具体的なサイズは、変更されてもよく、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではないことが理解されるべきである。
【００４５】
再び図２を参照すると、リング状インサート２３０は、図６Ａ〜図６Ｇの構造などの特徴を保持することによって、制御板２４０の制御板本体２４６にモールドされ、制御板２４０の制御板本体２４６内に固定することができる。つまり、たとえば、リング状インサート２３０は、制御板本体２４６に規定される貫通孔に配置された柱、制御板本体２４６に規定される貫通孔に配置された支柱、および／または図６Ａ〜図６Ｇに関連して記載したものと同様の方法で制御板本体に規定される通気孔に配置されたブリッジを有することができる。
【００４６】
上述のカウンターボアおよび溝は、制御板本体に規定され得る凹部の例である。いくつかの実施形態において、インサートは、制御板本体に規定される別の種類の凹部に固定することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、保持機構を用いてインサートを１つ以上のカウンターボアおよび／または制御板本体に規定された１つ以上の溝に保持する。保持機構のいくつかの例は、インサートの外周に位置するリテーナリングと、インサートの内周に位置する内側リテーナリングならびにインサートの外周に位置する外側リテーナリングと、支柱と、柱と、ブリッジと、溶接部とを含む。その他の保持機構は可能である。本開示の実施形態は、制御板がダイヤフラムの下に配置され、ダイヤフラムに取り付けられるまたはダイヤフラムと一体形成される、ダイヤフラムに封止された弁について主に説明したが、本開示の態様は、米国特許第３，２９５，１９１号に記載されたものと同様のベローズ・シール・バルブなど、その他の種類の弁用に容易に適合できると理解されるべきである。また、本開示の実施形態は、駆動部を用いて制御板のオリフィス・リッジ封止面をオリフィス・リッジに近づけたり遠ざけたりする制御弁について説明したが、この動きは、制御板のオリフィス・リッジ封止面の端から端まで均一である必要はない。たとえば、本開示の実施形態は、米国特許公報第ＵＳ２０１６／０１３８７３０Ａ１号に記載の、増幅用円盤を用いてその他の方法で得られる場合よりも高いコンダクタンスを有する楔形の隙間を生じさせることができる弁ストローク増幅機構と共に容易に使用され得る。
【００４８】
図１〜図６Ａの実施形態は、すべて、ダイヤフラム１６７、２６７、３６７、４６７、５６７、６６７と一体形成されたボンネット本体１６９、２６９、３６９、４６９、５６９、６６９を示すものとして表現されているが、本発明はそのように限定されないと理解されるべきである。実際に、本開示の実施形態は、１枚の金属の薄板から押抜き、打抜き、または切り出され、のちにボンネット本体に（たとえば、溶接によって）取り付けられたダイヤフラム、および、本明細書に示すように、ダイヤフラムとボンネット本体とが出発原料の１つの塊から一体形成されるものを包含する。
【００４９】
このように本発明の少なくとも一実施形態のいくつかの態様を説明したが、さまざまな代替例、変更例、および改良が当業者によって容易に想到されるだろうと理解されるべきである。このような代替例、変更例、および改良は、本開示の一部であり、本発明の範囲に含まれることが意図される。したがって、上述の説明および図面は、一例にすぎない。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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