(57)【要約】【課題】  ２次圧の変化や機械的衝撃等による弁体の振動を防止することで弁体の急激な動きを抑制するとともに、パーティクルの発生が少なく、さらには構造が簡単で、かつ組立が容易であり、長期間にわたり安定した流量特性を発揮することのできる制御弁における弁体の支持構造およびこの支持構造を用いた圧力制御弁、ならびにこの圧力制御弁を用いた流量制御装置を提供する。【解決手段】  弁体５を閉方向に付勢する弁閉ばね３の付勢力に抗して弁体５を開方向に移動させることにより、第１のポート２０ａと第２のポート２０ｂとの間の流体の流れを制御する制御弁４０における弁体５の支持構造であって、弁体５の弁孔４ａとは反対側の端部に、弁体５の振動を防止する振動防止部材８４を配設するとともに、振動防止部材８４を、弁体５と、弁体５に対し位置調整可能に配置された受け部材８６との間で挟持したことを特徴としている。【選択図】  図３
2005069335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側に接続される第１のポートと、一次側より低圧の二次側に接続される第第２のポートと、が形成された弁ハウジング内の弁孔を開閉するように弁体が配置され、
前記弁体を閉方向に付勢する弁閉ばねの付勢力に抗して前記弁体を開方向に移動させることにより、前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体の流れを制御する制御弁における弁体の支持構造であって、
前記弁体の前記弁孔とは反対側の端部に、前記弁体の振動を防止する振動防止部材を配設するとともに、
前記振動防止部材を、前記弁体と、前記弁体に対し位置調整可能に配置された受け部材との間で挟持したことを特徴とする制御弁における弁体の支持構造。
【請求項２】
前記受け部材は、前記弁ハウジングの一部に螺子結合されることにより、前記弁体の移動方向と同方向に位置調整可能に配置され、当該受け部材を前記弁体側に移動させることにより、前記振動防止部材が加圧調整されることを特徴とする請求項１に記載の制御弁における弁体の支持構造。
【請求項３】
前記弁閉ばねは、前記振動防止部材より直径が小径に形成されて、前記振動防止部材の内側に配置されるともに、前記振動防止部材とともに前記受け部材に支持されていることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の制御弁における弁体の支持構造。
【請求項４】
前記弁閉ばねは、前記振動防止部材より大径に形成されて、前記振動防止部材の外側に配置されるとともに、当該弁閉ばねは前記弁ハウジングと前記弁体との間に両端部がそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御弁における弁体の支持構造。
【請求項５】
前記振動防止部材は、弾性体よりなることを特徴とする請求項1ないし請求項４のいず
れかに記載の制御弁における弁体の支持構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の弁体の支持構造を用いた圧力制御弁であって、
カバー部材内に収納されたアクチュエータと、
前記カバー部材の下端面に取り付けられ、軸方向にピストン収容室が形成され、さらに、第１のポートと第２のポートとがそれぞれ形成された弁ハウジングと、
前記カバー部材と前記弁ハウジングとの間に収容され、前記アクチュエータからの出力により回転するスピンドルと、
前記スピンドルの螺子部に移動可能に螺合され、軸方向にのみ直線移動可能であるとともに回転不能なナット部材と、
前記ナット部材の先端側に第１のシール部材を介して取り付けられ、前記ナット部材とともに軸方向にのみ移動可能な第１のリテーナと、
前記ピストン収容室内に収容され、前記第１のリテーナに対向配置されたピストンと、
前記第１のリテーナと前記ピストンとの間に介装され、前記ピストンを前記リテーナから常時遠ざける方向に押圧する圧縮スプリングと、
前記弁ハウジングの前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体通路内に配設された弁体と、
前記弁体を閉方向に付勢する弁閉ばねと、
前記弁体の前記弁孔とは反対側の端部に配置され、前記弁体の振動を防止する振動防止部材と、
前記弁体に対し位置調整可能に配置され、前記振動防止部材を、前記弁体との間で挟持する受け部材と、
前記ピストン収容室の側壁に外部と連通する均圧導入口と、を備えていることを特徴とする圧力制御弁。
【請求項７】
請求項６に記載の圧力制御弁を用いた流量制御装置であって、
前記圧力制御弁における一次側より低圧の二次側に接続される第２のポート側に絞り弁を備え、
弁ハウジングの側壁に形成された均圧導入口と、前記絞り弁の二次側とを接続し、
前記絞り弁の二次側の圧力を前記圧力制御弁に作用させて弁の開度を調整し、
もって、前記絞り弁の一次側の圧力と前記絞り弁の二次側の圧力との間の差圧を一定とするように構成したことを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御弁における弁体の支持構造およびこの支持構造を用いた圧力制御弁、ならびにこの圧力制御弁を用いた流量制御装置に関し、詳しくは、炭酸ガスなどの微少量の流体を流すのに好適な弁体の支持構造およびこの支持構造を用いた圧力制御弁、ならびにこの圧力制御弁を用いた流量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体及び液晶の集積回路や電子部品の洗浄工程では、超純水が多量に使用されている。このような超純水は、不純物をほとんど取り除いているため、水としての純粋な特性が現われる。このため、高い絶縁性を示す超純水は、固体と接触することにより静電気を発生し、帯電することから、ＬＳＩなどの製造工程で高圧ジェットによりウェハ面に超純水を噴出させると、超純水が帯電して、静電気による障害が発生し易い。このような静電気の発生は、炭酸ガスなどを超純水に微少に溶解させれば、効果的に抑えられることが知られている。
【０００３】
このような微少流量の炭酸ガスを超純水に注入するのに好適な圧力制御弁として、本出願人によって図５に示したような電動式の圧力制御弁が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この圧力制御弁１００では、二次側に圧力変動となる外乱が生じた場合に、その外乱の影響を極力抑える構造が採用されている。
【０００５】
すなわち、圧力制御弁１００では、弁閉ばね１０２を用いて弁体１０４を閉方向に付勢するとともに、それに対向して作動するダイヤフラム１０６を配置して、アクチュエータの駆動によって付勢される圧縮スプリング１０８によりダイヤフラム１０６を下方向に作動させて弁閉ばね１０２による弁閉力に抗して弁体１０４を開弁させている。
【０００６】
開弁により流体は、第1のポート１０８ａから弁孔１１０を通りダイヤフラム１０６を
流体圧力で上方向に加圧しながら、第２のポート１０８ｂを通り、さらに絞り弁１１２の一次側に流出させると同時に、絞り弁１１２の２次側（出口）圧力を前記圧力制御弁１００にフィードバックさせダイヤフラム１０６を下方向に作動させることで，絞り弁１１２の１次側と２次側の差圧（ダイヤフラム１０６の上下方向の差圧）を一定にする構造を備えることで２次側の圧力変動をキャンセルし、安定した流量を供給することができる構造となっている。
【０００７】
ところで、このような圧力制御弁１００では、弁体１０４が弁閉ばね１０２（コイルスプリング）で常時押圧される構造であるため、仮に急激な２次圧変動が発生したり、あるいは機械的な衝撃等が発生したりすると、ダイヤフラム１０６と弁閉ばね１０２との間の共振現象が発生する。結果として、弁体１０４が開弁状態で振動することにより、炭酸ガスなどの微少流量を供給する場合に、安定した流量特性が得られなくなるという問題があった。なお、共振現象は、一般に質量（Ｍ）とばね定数（ｋ）とが関係するが、図５において弁体１０４が振動するのは、質量としてピストン１１４、第２のリテーナ１１６、弁体１０４が関係し、ばね材としては、弁閉ばね１０２、ダイヤフラム１０６、圧縮スプリング１０８が関係している。
【０００８】
一方、このようにコイルスプリングからなる弁閉ばね１０２で付勢される弁体１０４の共振を防止する弁体の支持構造も、本出願人によって提案されている（特許文献２）。
【０００９】
この特許文献２に開示されている弁体の支持構造では、コイルスプリング（弁閉ばね１０２に相当）の内部に略Ｕ字状のばね部材を圧縮状態で配設し、このばね部材の開放方向の復元力により弁閉ばねの内側に常時接触させ、これにより、弁閉ばねの自由振動を防止するようにしている。
【００１０】
ところが、このようにして弁体の振動を抑える弁体の支持構造では、略Ｕ字状のばね部材が常時コイルスプリングの内周面に接するため、パーティクルが発生するという問題があった。さらには、コイルスプリングの内部にばね部材を配設することは手間であると同時に構造が複雑であり、また、略Ｕ字状のばね部材の当たりの違いにより、流量特性が変化してしまうという問題があった。
【特許文献１】特願２００２−２１２８３５号
【特許文献２】特開平０８−６１８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような従来の問題点に鑑み、１次圧や２次圧の変化や機械的衝撃等による弁体の振動を防止することで弁体の急激な動きを抑制するとともに、パーティクルの発生が少なく、さらには構造が簡単で、かつ組立が容易であり、長期間にわたり安定した流量特性を発揮することのできる制御弁における弁体の支持構造およびこの支持構造を用いた圧力制御弁、ならびにこの圧力制御弁を用いた流量制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る弁体の支持構造は、
一次側に接続される第１のポートと、一次側より低圧の二次側に接続される第第２のポートと、が形成された弁ハウジング内の弁孔を開閉するように弁体が配置され、
前記弁体を閉方向に付勢する弁閉ばねの付勢力に抗して前記弁体を開方向に移動させることにより、前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体の流れを制御する制御弁における弁体の支持構造であって、
前記弁体の前記弁孔とは反対側の端部に、前記弁体の振動を防止する振動防止部材を配設するとともに、
前記振動防止部材を、前記弁体と、前記弁体に対し位置調整可能に配置された受け部材との間で挟持したことを特徴としている。
【００１３】
ここで、前記受け部材は、前記弁ハウジングの一部に螺子結合されることにより、前記弁体の移動方向と同方向に位置調整可能に配置され、当該受け部材を前記弁体側に移動させることにより、前記振動防止部材が加圧調整されることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記弁閉ばねは、前記振動防止部材より直径が小径に形成されて、前記振動防止部材の内側に配置されるともに、前記振動防止部材とともに前記受け部材に支持されていることが好ましい
また、前記弁閉ばねは、前記振動防止部材より大径に形成されて、前記振動防止部材の外側に配置されるとともに、当該弁閉ばねは前記弁ハウジングと前記弁体との間に両端部がそれぞれ支持されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、前記振動防止部材は、弾性体よりなることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る圧力制御弁は、上記いずれかの弁体の支持構造を用いた圧力制御弁であって、
カバー部材内に収納されたアクチュエータと、
前記カバー部材の下端面に取り付けられ、軸方向にピストン収容室が形成され、さらに、第１のポートと第２のポートとがそれぞれ形成された弁ハウジングと、
前記カバー部材と前記弁ハウジングとの間に収容され、前記アクチュエータからの出力により回転するスピンドルと、
前記スピンドルの螺子部に移動可能に螺合され、軸方向にのみ直線移動可能であるとともに回転不能なナット部材と、
前記ナット部材の先端側に第１のシール部材を介して取り付けられ、前記ナット部材とともに軸方向にのみ移動可能な第１のリテーナと、
前記ピストン収容室内に収容され、前記第１のリテーナに対向配置されたピストンと、
前記第１のリテーナと前記ピストンとの間に介装され、前記ピストンを前記第１のリテーナから常時遠ざける方向に押圧する圧縮スプリングと、
前記弁ハウジングの前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体通路内に配設された弁体と、
前記弁体を閉方向に付勢する弁閉ばねと、
前記弁体の前記弁孔とは反対側の端部に配置され、前記弁体の振動を防止する振動防止部材と、
前記弁体に対し位置調整可能に配置され、前記振動防止部材を、前記弁体との間で挟持する受け部材と、
前記ピストン収容室の側壁に外部と連通する均圧導入口と、を備えていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る流量制御装置は、上記の圧力制御弁を用いた流量制御装置であって、
前記圧力制御弁における一次側より低圧の二次側に接続される第２のポート側に絞り弁を備え、
弁ハウジングの側壁に形成された均圧導入口と、前記絞り弁の二次側とを接続し、
前記絞り弁の二次側の圧力を前記圧力制御弁に作用させて弁の開度を調整し、
もって、前記絞り弁の一次側の圧力と前記絞り弁の二次側の圧力との間の差圧を一定とするように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る弁体の支持構造によれば、弁体の弁孔とは反対側の端部に配置された振動防止部材を、受け部材との間で挟持しているので、振動防止部材のクッション性により、仮に弁体を振動させようとする力が作用するとしても、その力を吸収することができる。したがって、開弁時に弁体の振動を吸収して安定した流体特性を得ることができる。
【００１９】
また、弁体の内部にではなく、弁体の外側に振動防止部材を介在させる構造であるため、構造が複雑になることはない。さらには、金属同士が接触して摺動する構造ではないので、パーティクルの発生もない。
【００２０】
さらに、受け部材を弁体の移動方向と同方向に位置調整可能に配置すれば、振動防止部材の加工精度にばらつきがあるとしても、振動防止部材の加圧力を調整することができる。したがって、量産品であっても振動防止部材の性能を略均一に設定することができる。
【００２１】
また、振動防止部材は様々な設置態様が可能で、例えば、弁閉ばねの外側あるいは内側のいずれであっても配置することが可能であり、設計変更に容易に対処することができる。
【００２２】
さらに、振動防止部材として弾性体を採用すれば、安価で構成することができる。
【００２３】
また、本発明に係る弁体の支持構造を採用した圧力制御弁によれば、仮に急激な２次変動が発生したり、あるいは機械的な衝撃等が発生したりしたとしても、弁体の振動を容易に防止することができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る圧力制御弁を用いた流量制御装置によれば、絞り弁の二次側に圧力変動が生じた場合に、弁体の振動を容易に防止することができると共にその圧力を圧力制御弁内に取り込むことにより、圧力制御弁の弁開度を調整し、これにより、絞り弁の一次側と絞り弁の二次側との間の差圧を一定にし、流量変動を小さくすることができる。
【００２５】
このように、本発明による弁体の支持構造およびこの支持構造を用いた圧力制御弁、ならびにこの圧力制御弁を用いた流量制御装置は、振動防止部材により弁体の共振現象による振動を簡単な構造で防止しており、例えば、外乱が生じたとしても、炭酸ガスなどの微少流量を二次側に供給する場合に、安定した量の流体を供給するのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施例に圧力制御弁４０を示したもので、図２はその圧力制御弁４０が使用された流量制御装置の一部を拡大して示したものである。
【００２８】
この圧力制御弁４０は、アクチュエータとしてのモータ１５がカバー部材１６内に収納されている。また、カバー部材１６の下面には、ボンネット部材１４が螺子１９により取り付けられている。そして、ボンネット部材１４の下面には、ピストン収容室５２ａが貫通して形成された第２本体５２が取り付けられている。第２本体５２の下面には、水平方向に第１のポート２０ａと第２のポート２０ｂとが形成されるとともに、これら第１、第２のポート２０ａ、２０ｂと直交する方向に、リテーナ収容室５６が上位に、弁体収容室５７が下位にそれぞれ形成された第1本体７が取り付けられている。
【００２９】
一方、この第1本体７の弁体収容室５７側の下端開口には、下蓋２が螺子５９により取
り付けられている。
【００３０】
そして、本実施例では、ボンネット部材１４と、第２本体５２と、第1本体７と、下蓋
２とにより、弁ハウジング５５が構成されている。
【００３１】
アクチュエータであるモータ１５の回転力を伝達するスピンドル１２は、下端側がボンネット部材１４内に挿入され、頭部側は止め輪６０およびスラストワッシャー６１が介装されることにより、図１における上下方向への移動が防止されている。そして、スピンドル１２の外周螺子部には、有底筒状のナット部材１１が螺合されている。
【００３２】
ナット部材１１は、ボンネット部材１４の内周溝に挿入された回転止めピン１３に、外方に突出された外周突部１１ａが係止されることにより、回転不能にされている。したがって、モータ１５からスピンドル１２に加えられた回転駆動力は直線運動としてナット部材１１に伝達される。よって、ナット部材１１は、ボンネット部材１４内を直線的に移動する。
【００３３】
このナット部材１１の底部側には、シール部材としてベローズ８がボンネット部材１４と第２本体５２との間に介装され、ベローズ８の上面すなわちボンネット部材１４の下面には、プレート１７が介装されている。そして、ナット部材１１の底部に挿通された連結螺子７２の先端部に、略凸状の第１のリテーナ６が取り付けられている。また、連結螺子
７２の外周には、カラー６３が嵌挿され、このカラー６３と第１のリテーナ６とにより、ベローズ８の先端側が挟持されている。
【００３４】
さらに、第２本体５２内には、有底筒状のピストン２１が摺動自在に収容され、このピストン２１と第１のリテーナ６との間に圧縮スプリング１０が介装されている。
【００３５】
一方、本実施例では、第２本体５２の一側面に、外部の圧力が導入される均圧導入口８０が形成されている。また、圧力制御弁４０の下流側には、図２に示したように、絞り弁８１が一体に接続されている。そして、均圧導入口８０は、第２のポート２０ｂの下流側に接続された絞り弁８１の二次側Ｓと通路８３を介して接続されている。
【００３６】
さらに、第２本体５２内のピストン２１の底部側には、ダイヤフラム７３が第２本体５２と第1本体７との間に介装されている。そして、ピストン２１の底部には、ダイヤフラ
ム７３を挟んだ状態で、第２のリテーナ７４が背中合わせで配置され、螺子７５によりピストン２１に一体化されている。
【００３７】
この第２のリテーナ７４には、第1本体７の第１のポート２０ａ、第２のポート２０ｂ
と同方向の流体通路７４ｂが形成された筒状の脚部７４ｃが具備されている。さらに、筒状の脚部７４ｃの中央部に内方軸部７４ｄが突出形成され、この内方軸部７４ｄは、基部側が太く、先端部側が細く形成されている。そして、この内方軸部７４ｄは、脚部７４ｃの突出長さよりも長く形成されている。また、内方軸部７４ｄの先端側に突出された細い棒状部分７４ｅは、弁孔４ａ内に挿入されている。
【００３８】
一方、第1本体７内に画成されたリテーナ収容室５６の内部には、受け座面２２が形成
されている。
【００３９】
以下に、このような圧力制御弁４０に用いられた本発明に係る弁体の支持構造について図３を参照しながら説明する。
【００４０】
本実施例による弁体５は、弁体収容室５７内に移動自在に挿入されている。そして、この弁体５の弁孔４ａとは反対側の端部に、弁体５の振動を防止するための振動防止部材８４が配設されている。この振動防止部材８４は、弾性部材であることが好ましい。実施例では、Ｏリングが採用されている。
【００４１】
さらに、本実施例では、弁ハウジング５５の一部を構成する下蓋２と、第１本体７との間に、外形状が略凸状の受け部材８６がシール材８７を介して設置されている。この受け部材８６は、弁体５の移動方向と同方向に移動可能であり、下蓋２の螺子孔２ａに螺合された調整螺子部８６ａをドライバーなどで外部から操作することにより、弁体５に接近する方向あるいは弁体５から離反する方向に移動調整することができる。
【００４２】
本実施例による弁体５の支持構造では、受け部材８６の調整螺子部８６ａを外部から操作し、この受け部材８６を弁体５側に移動させることにより、振動防止部材８４に対する加圧力を調整することができる。
【００４３】
また、弁体５と受け部材８６との互いに対向する内方凹所内には、圧縮状態の弁閉ばね３が介装されており、弁閉時には、弁閉ばねの付勢力で弁閉している。
【００４４】
なお、弁体５の上部端面部には、上方に向かって環状の突起５ｂが形成され、この突起５ｂが弁孔４ａを覆うように構成されている。
【００４５】
本実施例では、このような弁体５の支持構造が採用されることにより、例えば、微少流量の炭酸ガスを流すのに好適な圧力制御弁４０が構成されている。
【００４６】
圧力制御弁４０では、図１に示したモータ１５が回転駆動されることより、第1本体７
の第１のポート２０ａ、弁体収容室５７、弁孔４ａ、リテーナ収容室５６を介して第２のポート２０ｂに流れる流体圧力が調整されることになる。
【００４７】
一方、図２に示したように、本実施例では、圧力制御弁４０における第２のポート２０ｂの下流側に絞り弁８１が接続され、この絞り弁８１の二次側Ｓと第２本体５２の均圧導入口８０とが通路８３を介して接続されている。
【００４８】
したがって、絞り弁８１を備えた圧力制御弁４０では、仮に絞り弁８１の二次側Ｓで大きな圧力変動が生じた場合であっても、その圧を均圧導入口８０内に導くことにより、影響を小さくすることができる。
【００４９】
以下に、圧力制御弁４０およびこの圧力制御弁４０に絞り弁８１が具備された流量制御装置の作用について説明する。
【００５０】
今、上記の圧力制御弁４０を使用した流量制御装置は、ＬＳＩなどの製造工程において、超純水に帯電防止のための微少量の炭酸ガスを流すために使用される。
【００５１】
また、圧力制御弁４０では、位置調整可能な受け部材８６が、ドライバーなどで外部から操作され、振動防止部材８４に対する締付け力が適宜調整されることにより、振動防止部材８４に対する加圧力が調整されている。ここで、振動防止部材８４は、弁閉時において、殆ど圧縮されない状態に調整されており、これにより、振動防止部材８４が圧縮永久歪みを起こすことがないため流量特性が安定にされている。
【００５２】
なお、弁閉時において、振動防止部材８４が予め大きく潰されていると、弁体５が開弁方向に移動する場合と閉弁方向に移動する場合との間で、単位時間内に流れる流量特性に大きな誤差が生じ易い。すなわち、制御弁の流量の開弁方向と弁閉方向のヒステリシスが大きくなり、流量制御が困難になる。
【００５３】
これとは逆に、弁閉時において、振動防止部材８４が殆ど圧縮されていないと、閉弁状態から開弁状態に移る場合において、振動防止部材８４は弁体５と受け部材８６との間で加圧挟持されており、これにより振動による急激な弁体５の動きを抑制することができるため、弁体５が開弁方向に移動する場合と閉弁方向に移動する場合との間で、単位時間内に流れる流量特性に大きな変化が生じることはない。
【００５４】
したがって、流量制御を行うには、振動防止部材８４は、閉弁時において殆ど圧縮されない状態でセットされることが好ましい。
【００５５】
なお、このような圧力制御弁４０では、流量特性のヒステリシスにかかわるものとして、振動防止部材８４のつぶし量の他に、第1本体７の弁孔４ａの面積とダイヤフラム７３
の受圧面積との比が関係しているが、本実施例では、略１対１００の割合で設定されている。
【００５６】
ここで、弁開時は、モータ１５に回転駆動力が加えられると、それに応じてスピンドル１２が回転される。スピンドル１２が回転されると、この回転駆動力はナット部材１１に伝達される。ナット部材１１に回転駆動力が伝達されても、ナット部材１１は回転止めピン１３に係止されているため、ナット部材１１は回転することができず、ナット部材１１
は軸方向にのみ直線運動を行う。したがって、このとき、圧縮スプリング１０は圧縮され、この圧縮スプリング１０の付勢力に応じてピストン２１が下方に押圧され、移動する。
【００５７】
図１において、ピストン２１が下方に移動すると、ダイヤフラム７３と第２のリテーナ７４も下方に移動し、第２のリテーナ７４の先端の棒状部分７４ｅが弁体５と受け部材８６に挟持される弁閉ばね３と振動防止部材８４の加圧反発力に抗して押し下げられ、弁体５を下方に押圧する。棒状部分７４ｅが弁体５を所定量下方に押圧すると、弁体５が弁孔４ａから離反される。
【００５８】
このようにして、弁機構Ｖが開弁されると、一次側の第１のポート２０ａ、弁体収容室５７から弁孔４ａを通り、更に第1本体７内のリテーナ収容室５６、二次側の第２のポー
ト２０ｂ間が連通される。これにより、例えば炭酸ガス等のボンベから、第２のポート２０ｂ側に微少の炭酸ガスを導くことができる。
【００５９】
第１のポート２０ａ内の圧力が異常に高くなった場合は、一次側の流体圧が弁体５を強制的に上方に移動させるので、弁機構Ｖが閉となる。よって、流体の流れが阻止される。
【００６０】
以下に、この圧力制御弁４０を使用した流量制御装置の作用について説明する。
【００６１】
今、絞り弁８１の下流側すなわち絞り弁８１の二次側Ｓに大きな圧力が作用したとする。
【００６２】
このとき、その圧力は、通路８３を介して圧力制御弁４０の均圧導入口８０内に取り入れられる。
【００６３】
すると、その圧力により、ダイヤフラム７３が下方に押圧され、第２のリテーナ７４が下方に押し下げられ、弁体５が押し下げられる。これにより、弁機構Ｖの弁開度がより大きくなる。すると、第１のポート２０ａから弁孔４ａを通る流体がリテーナ収容室５６内に取り入れられるので、この圧力が絞り弁８１の一次側Ｔに作用することになる。これにより、絞り弁８１の一次側Ｔと二次側Ｓとの間の差圧を一定にする。これにより、絞り弁８１の二次側Ｓで生じた圧力変動を略キャンセルすることができる。これにより、第２のポート２０ｂから絞り弁８１を介して安定した流量の炭酸ガスなどを下流に供給することができる。したがって、下流側で外乱が生じた場合であっても、微少流量のガスの供給が損なわれることはない。
【００６４】
また、圧力制御弁４０の弁開時において、機械的振動や一次側、二次側の圧力変動などにより外乱が発生し、これにより、ダイヤフラム７３や第２のリテーナ７４、弁体５が共振しようとしたときに、弁体５の下端部に、弁体５の振動を防止する振動防止部材８４として、弾性体のＯリングが介在されているため、振動防止部材８４の圧縮変形によりこの弁体５の振動が防止される。これにより、弁体５の急激な動きが抑制される。
【００６５】
さらに、本実施例による圧力制御弁４０に組み込まれた弁体５の支持構造では、加工精度の異なる振動防止部材８４を弁閉時において、弁体５と受け部材８６の両者に接していても殆ど加圧されない状態に調整することで、弁開時に前記振動防止部材８４は外乱の影響によりダイヤフラム７３や弁閉ばね３の急激な動きを防止し、同時にヒステリシスのない流量特性を得ることができる。
【００６６】
また、前記弁体５と受け部材８６とで、弁閉ばね３と振動防止部材８４とを挟持する構造としているため、弁閉ばね３の弁閉力を極めて大きく、前記振動防止部材８４の弁閉力を極めて小さくすることが出来ることができることから、振動防止部材８４は圧縮永久歪
みを起こさず、長期間にわたり、永久歪みによる影響を受けないで安定した流量特性を得ることができる。
【００６７】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されない。
【００６８】
例えば、アクチュエータはモータ１５に限定されず、電磁力で駆動されるものであっても良い。
【００６９】
また、圧力制御弁４０は、上記実施例に限定されない。減圧式であり、絞り弁の二次側Ｓの圧力が大きくなった場合に、弁機構Ｖが開く方向に作用する弁であれば、どのような構成の圧力制御弁であっても良い。
【００７０】
さらに、上記実施例における絞り弁８１は、圧力制御弁４０内に直接組み込まれているが、これに代え、配管などを介して接続されていても良い。
【００７１】
また、上記実施例では、弁閉ばね３と振動防止部材８４とを、同じ受け部材８６に支持させているが、これに代え、弁閉ばね３を受ける部分と、振動防止部材８４を受ける部分とを別体で構成することもできる。すなわち、図４に示したように、振動防止部材８４を弁体９１と位置調整可能な受け部材８５との間で挟持させるとともに、弁閉ばね３を弁体９１のフランジ部９１ａと下蓋２との間に支持させることもできる。この場合には、弁閉ばね３を、振動防止部材８４よりも大径に形成する必要があるとともに、弁体９１の形状を弁孔４ａ側を大径とし、弁閉ばね３を受けるためのフランジ部９１ａを設ける必要がある。
【００７２】
また、上記圧力制御弁および流量制御装置は、ＣＯ2ガスなどの気体に限定されず、水
などの液体を流すことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は本発明の一実施例による弁体の支持構造が採用された圧力制御弁の断面図である。
【図２】図２は図１の圧力制御弁が採用された流量制御装置の要部拡大断面図である。
【図３】図３は図１および図２の一部を拡大して示した断面図で、特に、図１に示した弁体の支持構造を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は本発明の一実施例による弁体の支持構造の変形例を示す概略断面図である。
【図５】図５は従来の弁体の支持構造が採用された圧力制御弁の要部断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
３            弁閉ばね
４ａ          弁孔
５            弁体
６            第１のリテーナ
７            第１本体
８            第１のシール部材（ベローズ）
１０          圧縮スプリング
１１          ナット部材
１２          スピンドル
１５          モータ（アクチュエータ）
１６          カバー部材
２０ａ        第１のポート
２０ｂ        第２のポート
２１          ピストン
４０          圧力制御弁
５２          第２本体
５２ａ        ピストン収容室
５５          弁ハウジング
５６          リテーナ収容室
７３          ダイヤフラム
７４          第２のリテーナ
８０          均圧導入口
８１          絞り弁
８４          振動防止部材
８５          振動防止部材
８６          受け部材
９１          弁体
Ｖ            弁機構
【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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