(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体がばねの付勢力により弁座に密接して閉状態となる一方、パイロット室内に供給した圧縮空気の圧力で前記弁体を移動させることにより、前記弁体が前記弁座から離間して開状態となる流量制御弁において、
前記パイロット室内に圧縮空気の吸排気を制御するための電空レギュレータ部と、
前記パイロット室内と外部とを僅かに連通状態にさせるブリード機構と、を有し、
前記電空レギュレータ部は、圧縮空気を前記パイロット室内に供給するための吸気比例弁と、
前記パイロット室内から圧縮空気を排出するための排気比例弁と、
前記吸気比例弁を介して圧縮空気の供給源と前記パイロット室とを連通させる供給通路と、前記排気比例弁を介して前記パイロット室と外部とを連通させる排気通路と、前記排気比例弁をバイパスして前記パイロット室と外部とを連通させる連通路とが形成された通路ブロックと、を備え、
前記ブリード機構は、前記通路ブロックの前記連通路に取り付けられたニードル弁であり、前記電空レギュレータ部の非通電状態が前記供給回路及び前記排出回路の遮断状態であっても、前記パイロット室内の圧縮空気を外部に少しずつ排出するものであること、を特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載する流量制御弁であって、
半導体製造装置に使用されること、を特徴とする流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気の圧力がばねの付勢力に抗することにより開状態へ移行・開状態を維持する流量制御弁であって、特に、半導体製造装置で使用されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流量制御弁の一つとして、例えば、特開平７−２５３１７０号公報に記載された流量制御弁がある。図４に、かかる流量制御弁１００の断面図を示す。流量制御弁１００は、入力ポート１２１と出力ポート１２２とが左右に形成されたアンダーボディ１２０を有し、その上方に第１操作ポート１３１が形成された中間ボディ１３０が固設され、その上方に、第２操作ポート１４１が形成され調整ネジ１４２が装着されたアッパーボディ１４０が固設されて全体の外形をなしている。
【０００３】
アンダーボディ１２０には、図中右方の入力ポート１２１と図中左方の出力ポート１２２との他、中央に円環形状の弁座１０１が形成されている。弁座１０１の内部Ａは入力ポート１２１と連通し、弁座１０１の外部Ｂは出力ポート１２２と連通している。弁体１０２が弁座１０１に当接することにより入力ポート１２１と出力ポート１２２とが遮断され、弁体１０２が弁座１０１から離間することにより両ポート１２１、１２２が連通される。
【０００４】
中間ボディ１３０は、アンダーボディ１２０の中央部上方に固設される概略円筒形状の部材である。中間ボディ１３０には、第１操作ポート１３１が形成されている他、内部に小径シリンダ１３２と大径シリンダ１３３とが形成されている。中間ボディ１３０の内部には、略円柱形状のピストン１５０が上下方向に摺動可能に嵌持されている。ピストン１５０は、中央の大径部分１５１と、その下方の下小径部分１５２と、大径部分１５１の上方の上小径部分１５３とを有している。大径部分１５１は中間ボディ１３０の大径シリンダ１３３に、下小径部分１５２は小径シリンダ１３２に、それぞれ気密に嵌合されている。そして、大径部分１５１の下面１５４と中間ボディ１３０とにより第１操作室１３４が区画される。第１操作室１３４には、中間ボディ１３０の第１操作ポート１３１が開成されており、第１操作ポート１３１を通じて第１操作室１３４に空気圧を印加し又は開放することができる。第１操作室１３４に空気圧が印加されると、ピストン１５０は上方に押圧される。
【０００５】
ピストン１５０の下小径部分１５２の下端には、弁体１０２が取り付けられている。弁体１０２の周囲はダイアフラム１５６となっておりその周縁はアンダーボディ１２０と中間ボディ１３０とに挟持される。弁体１０２は、ピストン１５０の上下動に伴って移動し、アンダーボディ１２０の弁座１０１に離間又は当接する。弁体１０２が弁座１０１に当接すると入力ポート１２１と出力ポート１２２とが遮断され、弁体１０２が弁座１０１から離間すると両ポート１２１、１２２が連通される。
【０００６】
アッパーボディ１４０は、中間ボディ１３０の上方に固設される概略円筒形状の部材である。アッパーボディ１４０には、第２操作ポート１４１が形成されている他、中央に孔１４３が貫通して形成されている。ピストン１５０の上小径部分１５３が、アッパーボディ１４０の孔１４３に嵌合される。大径部分１５１の上面１５５と中間ボディ１３０とアッパーボディ１４０とにより第２操作室１４４が区画される。第２操作室１４４には、アッパーボディ１４０の第２操作ポート１４１が開成されており、第２操作ポート１４１を通じて第２操作室１４４に空気圧を印加し又は開放することができる。第２操作室１４４に空気圧が印加されると、ピストン１５０は下方に押圧される。また、アッパーボディ１４０には、バネ溝１４５が形成されており、ピストン１５０の上面１５５とバネ溝１４５との間には復帰バネ１４６が挟持されている。復帰バネ１４６はピストン１５０を下方に付勢している。
【０００７】
アッパーボディ１４０の孔１４３の上半分にはネジ溝が切られている。この部分に調整ネジ１４２が装着される。調整ネジ１４２は、その下端１４７によりピストン１５０の上方向への動きを規制するものである。調整ネジ１４２を回してその下端１４７の高さを変化させると、ピストン１５０の停止位置も変化し、開弁時における弁体１０２と弁座１０１との間隔を調節することができる。尚、調整ネジ１４２が不用意に動かないように、ロックナット１４８で固定することができる。
【０００８】
次に、前記構成を有する流量制御弁１００の作用を説明する。流量制御弁１００は、第１操作ポート１３１又は第２操作ポート１４１に、空気圧を印加することにより操作される。この空気圧の供給手段は、圧縮空気ボンベや空気圧ポンプその他何でもよい。
まず、第１操作ポート１３１及び第２操作ポート１４１のいずれにも空気圧を印加しない状態について考察する。この状態ではピストン１５０は、復帰バネ１４６による付勢力のみを受ける。従ってピストン１５０は、下端に取り付けられた弁体１０２が弁座１０１に当接するまで下方に移動した状態となっている。この状態では、弁座１０１と弁体１０２とが接触することにより、入力ポート１２１と出力ポート１２２との連通が遮断され、流量制御弁１００は閉となっている。
【０００９】
第１操作ポート１３１に空気圧を印加すると、流量制御弁１００の第１操作室１３４が高圧となる。このためピストン１５０は、上方に押圧され復帰バネ１４６の付勢力に抗して、上端が調整ネジ１４２の下端１４７に当接するまで移動して停止する。このため弁体１０２もピストン１５０と共に上方に移動し、弁座１０１と弁体１０２との間に隙間が開成され、入力ポート１２１と出力ポート１２２とが連通し、流量制御弁１００は開となる。
この状態において、調整ネジ１４２を操作して下端１４７の位置を変更すると、ピストン１５０の停止位置が変更され、流量制御弁１００の開状態における弁座１０１と弁体１０２との間の隙間を調整して流量調整を行うことができる。
【００１０】
第１操作ポート１３１への空気圧の供給を停止し、第１操作室１３４の圧力を開放すると、流量制御弁１００は復帰バネ１４６の付勢力により再び閉状態となる。このとき、第２操作ポート１４１に空気圧を印加すると第２操作室１４４が高圧となる。この圧力が復帰バネ１４６の付勢力を助勢してピストン１５０を下方に押圧するので、閉弁動作が更に確実となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４の流量制御弁１００の流量調整は、調整ネジ１４２を手動で回動操作して、ピストン１５０の上端が当接する調整ネジ１４２の下端１４７の位置を変更し、開状態におけるピストン１５０の停止位置を変更することにより行われるので、遠隔制御で且つ精度良く行うことができなかった。
特に、半導体製造装置においては、遠隔制御で且つ精度良く行う流量制御が求められるため、図４の流量制御弁１００を半導体製造装置に使用できないという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、開状態におけるピストンの停止位置を当接で決定することにより流量調整が行われるものであって、かかる流量調整を遠隔制御で且つ精度良く行うことができる流量制御弁を提供することを第１の課題とする。
【００１３】
また、図５は、図４の流量制御弁１００の第１操作ポート１３１に対し、ノーマルクローズの吸気比例弁１６１及びノーマルクローズの排気比例弁１６２をコントロール基板１６３で制御する電空レギュレータ部１６０を取り付けたものを示しているが、この点、図５の流量制御弁１００では、電空レギュレータ部１６０を介して、第１操作ポート１３１に空気圧を印加・開放することにより、開状態・閉状態へ移行させていた。従って、ノーマルクローズの吸気比例弁１６１を開けるとともにノーマルクローズの排気比例弁１６２を閉じれば、第１操作室１３４に空気圧が供給・印加されるので、開状態への移行・維持がなされることになる。しかしながら、このとき、非通電時になると、ノーマルクローズの吸気比例弁１６１とノーマルクローズの排気比例弁１６２のいずれも閉じ、第１操作室１３４の空気圧が保持され、状態によっては、又は、場合によっては、開状態の維持がなされるので、制御流体の流出が継続するという問題点があった。
特に、非通電時に制御流体の流出が継続するとなると、半導体製造装置においては、厳密な流量制御が求められるため、図５の流量制御弁１００を半導体製造装置に使用できないという問題点があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、圧縮空気の圧力がばねの付勢力に抗することにより流量調整が行われるものであって、非通電時における制御流体の流出を防止することができる流量制御弁を提供することを第２の課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このような特徴を有する本発明の流量制御弁では、閉状態にある場合は、ばねの付勢力がピストンに作用することにより、ピストンの先端に設けられた弁体が弁座と密接している。ここで、パイロット室内に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力がピストンに作用し、ばねの付勢力に抗しながらピストンが移動するので、ピストンの先端に設けられた弁体が弁座から離間する。その後、ピストンが当接部材に突き当たることにより、ピストンの先端に設けられた弁体が停止し、ピストンに設けられた弁体と弁座との隙間が固定されて、開状態になる。
【００１９】
もっとも、本発明の流量制御弁では、モータ駆動制御機構をもって、当接部材を前進・後退の直進動作で任意の位置にまで移動させることができるので、当接部材にピストンが突き当たる位置を変更させることができ、これにより、ピストンに設けられた弁体と弁座との隙間を正確に調整することが可能となる。
【００２０】
すなわち、本発明の流量制御弁においては、ピストンが当接部材に突き当たって停止すると、ピストンの先端に設けられた弁体も停止して開状態となり、ピストンに設けられた弁体と弁座との隙間が固定されるが、この点、当接部材を前進・後退の直進動作で任意の位置にまで移動させるモータ駆動制御機構により、ピストンに設けられた弁体と弁座との隙間を正確に調整して流量制御を行うことができるので、本発明の流量制御弁は、開状態におけるピストンの停止位置を当接で決定することにより流量調整が行われるものであって、かかる流量調整を遠隔制御で且つ精度良く行うことができるものである。
【００２１】
また、本発明の流量制御弁においては、パイロット室内に供給された圧縮空気の圧力やばねの付勢力により開状態・閉状態に移行しており、開状態・閉状態への移行にモータ駆動制御機構が関与することはないので、開状態・閉状態への移行の応答性に優れている。
【００２２】
また、本発明の流量制御弁においては、モータ駆動制御機構が閉状態への移行に関与せず、ピストンの先端に設けられた弁体が弁座と密接する際に、モータ駆動制御機構における直進動作の推進力が伝わることがないので、モータ駆動制御機構における直進動作の推進力により、ピストンの先端に設けられた弁体や弁座に対しダメージが加えられることはない。
【００２３】
また、本発明の流量制御弁において、電空レギュレータ部を備えた場合には、パイロット室内に対する圧縮空気の供給・排出速度を電気制御で自在に可変することができるので、弁開閉時に発生するオーバーシュートやウォーターハンマーを軽減するための開状態・閉状態への移行速度の制御を遠隔制御で且つ精度良く行うことができる。また、開状態・閉状態への移行の応答性がさらに優れたものとなる。
【００２４】
また、本発明の流量制御弁において、電空レギュレータ部を備えた場合であっても、電空レギュレータ部の非通電状態が排出回路の連通状態であれば、非通電時には、パイロット室内の圧縮空気が排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の流量制御弁において、非通電状態が供給回路及び排出回路の遮断状態である電空レギュレータ部を備えた場合であっても、パイロット室内と外部とを僅かに連通状態にさせるブリード機構を備えていれば、非通電時には、パイロット室内の圧縮空気をブリード機構で外部に少しずつ排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００２６】
また、本発明の流量制御弁が半導体製造装置に使用される場合には、流量調整を遠隔制御で且つ精度良く行ったり、厳密な流量制御等が要請されるので、上述した効果を大きく発揮することができる。
また、半導体製造装置では、制御流体や周囲温度などの温度管理が重要となるが、この点、本発明の流量制御弁を半導体製造装置に使用する場合は、モータ駆動制御機構による流量調整よりも、圧縮空気やばね等による開・閉動作が頻繁に行われ、発熱を伴うモータ駆動制御機構が行われることは少ないので、モータ駆動制御機構の発熱が及ぼす影響を考慮する必要がない。
さらに、モータ駆動制御機構が行われることが少ないことは、モータの寿命が発熱により短縮されることがないので、本発明の流量制御弁そのものの寿命に対し、モータ駆動制御機構が悪影響を及ぼすことはない。
【００２８】
請求項１に係る発明は、弁体がばねの付勢力により弁座に密接して閉状態となる一方、パイロット室内に供給した圧縮空気の圧力で前記弁体を移動させることにより、前記弁体が前記弁座から離間して開状態となる流量制御弁において、前記パイロット室内に圧縮空気の吸排気を制御するための電空レギュレータ部と、前記パイロット室内と外部とを僅かに連通状態にさせるブリード機構と、を有し、前記電空レギュレータ部は、圧縮空気を前記パイロット室内に供給するための吸気比例弁と、前記パイロット室内から圧縮空気を排出するための排気比例弁と、前記吸気比例弁を介して圧縮空気の供給源と前記パイロット室とを連通させる供給通路と、前記排気比例弁を介して前記パイロット室と外部とを連通させる排気通路と、前記排気比例弁をバイパスして前記パイロット室と外部とを連通させる連通路とが形成された通路ブロックと、を備え、前記ブリード機構は、前記通路ブロックの前記連通路に取り付けられたニードル弁であり、前記電空レギュレータ部の非通電状態が前記供給回路及び前記排出回路の遮断状態であっても、前記パイロット室内の圧縮空気を外部に少しずつ排出するものであること、を特徴としている。
【００２９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する流量制御弁であって、半導体製造装置に使用されること、を特徴としている。
【００３０】
すなわち、本発明の流量制御弁は、閉状態にある場合は、ばねの付勢力により、弁体が弁座と密接し、ここで、パイロット室内に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力がばねの付勢力に抗するので、弁体が弁座から離間して、開状態になるものであるが、この点、電空レギュレータ部の非通電状態が排出回路の連通状態であれば、非通電時には、パイロット室内の圧縮空気が排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００３１】
また、本発明の流量制御弁は、閉状態にある場合は、ばねの付勢力により、弁体が弁座と密接し、ここで、パイロット室内に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力がばねの付勢力に抗するので、弁体が弁座から離間して、開状態になるものであるが、この点、パイロット室内と外部とを僅かに連通状態にさせるブリード機構を備えていれば、非通電時には、パイロット室内の圧縮空気をブリード機構で外部に少しずつ排出される状態が維持され、弁座が弁体に密接した状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００３２】
また、本発明の流量制御弁が半導体製造装置に使用される場合には、厳密な流量制御等が要請されるので、上述した効果を大きく発揮することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１に、第１実施の形態の流量制御弁１Ａの断面図を示す。図１に示すように、第１実施の形態の流量制御弁１Ａは、入力ポート５１と出力ポート５２とが左右に形成されたアンダーボディ２７を有し、アンダーボディ２７の上方には、操作ポート５３が形成されたシリンダ２３が固設され、さらに、シリンダ２３の上方には、カバー１２が装着されたハウジング１４が固設されることによって、全体の外形をなしている。
【００３４】
そして、アンダーボディ２７には、図中左方の入力ポート５１と図中右方の出力ポート５２との他、中央に円環形状の弁座５４が形成されている。この点、弁座５４の内部ＡＡは入力ポート５１と連通し、弁座５４の外部ＢＢは出力ポート５２と連通している。従って、ダイアフラム２４（「弁体」に相当するもの）が弁座５４に密着することにより、入力ポート５１と出力ポート５２とが遮断され、ダイアフラム２４が弁座５４から離間することにより、入力ポート５１と出力ポート５２とが連通される。
尚、入力ポート５１と出力ポート５２には、ナット２５とスリーブ２６がそれぞれ設けられており、配管の接続が便宜になっている。また、アンダーボディ２７の下部には、取付板２８が設けられている。
【００３５】
また、シリンダ２３は、アンダーボディ２７の中央部上方に固設される概略円筒形状の部材である。シリンダ２３には、操作ポート５３が形成されている他、シリンダ２３の内部には、略円柱形状のピストン２２が上下方向に摺動可能に且つ気密に嵌装されている。従って、ピストン２２の下面とシリンダ２３の内面により、パイロット室５５が区画される。そして、パイロット室５５には、シリンダ２３に形成された操作ポート５３が連通しているので、操作ポート５３を通じてパイロット室５５に圧縮空気を供給し又は排出することができる。パイロット室５５に圧縮空気を供給されると、ピストン２２は上方に押圧される。
【００３６】
さらに、ピストン２２の下小径部分の下端には、ダイアフラム２４が取り付けられている。そして、ダイアフラム２４の周縁は、アンダーボディ２７とシリンダ２３とに挟持される。従って、ダイアフラム２４は、ピストン２２の上下動に伴って移動し、アンダーボディ２７の弁座５４に離間又は密着する。即ち、ダイアフラム２４が弁座５４に密着すると、入力ポート５１と出力ポート５２とが遮断され、ダイアフラム２４が弁座５４から離間すると、入力ポート５１と出力ポート５２とが連通される。
【００３７】
また、ハウジング１４は、シリンダ２３の上方に固設される概略円筒形状の部材である。そして、ハウジング１４の内部には、ピストン２２を下方に付勢する復帰ばね２０（「ばね」に相当するもの）が装着されている。
【００３８】
さらに、ハウジング１４の内部には、ナット１９（「当接部材」に相当するもの）を螺装した軸１６がスラストベアリング１７，１８を介して軸支されている。そして、軸支された軸１６は、ピン１５を介してカップリング１３に取り付けられ、これにより、ハウジング１４の上部に設けられたサーボモータ１１で回動する軸５６と連結されている。従って、サーボモータ１１の回動動作を軸１６に伝えることができるので、サーボモータ１１により、軸１６に螺装されたナット１９を上昇・下降の直進動作で任意の位置にまで移動させることができる。尚、ナット１９とピストン２２の間には、復帰ばね２１が装着されており、軸１６に対するナット１９のスラスト方向のガタを防止している。
即ち、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、サーボモータ１１と、軸５６、カップリング１３、ピン１５、スラストベアリング１７，１８、軸１６などから、「モータ駆動制御機構」が構成されている。
【００３９】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、シリンダ２３に形成された操作ポート５３に対し、電空レギュレータ部３１が取り付けられている。この点、電空レギュレータ部３１は、ノーマルクローズの吸気比例弁３２とノーマルクローズの排気比例弁３３をコントロール基板３５を介して制御するものであり、手動操作のニードル弁３４（「ブリード機構」に相当するもの）をも備えたものである。具体的に言えば、図２に示すように、供給通路と排気通路が形成された通路ブロック３８に対し、吸気比例弁３２と、排気比例弁３３、ニードル弁３４を取り付けたものである。
尚、ニードル弁３４は、排気比例弁３３を介することなく、操作ポート５３を外部と連通することを可能にするものである。もっとも、操作ポート５３が外部に連通する程度によっては、操作ポート５３を介してパイロット室５５に圧縮空気を供給することができなくなるので、排気通路におけるニードル３７をつまみ３６で上下させることにより、操作ポート５３が外部に連通する程度が僅かになるように調節する。
【００４０】
次に、前記構成を有する第１実施の形態の流量制御弁１Ａの作用を説明する。第１実施の形態の流量制御弁１Ａは、操作ポート５３を介して、電空レギュレータ部３１でパイロット室５５に圧縮空気を供給することにより操作される。
まず、操作ポート５３に圧縮空気を供給していない状態について考察する。この状態では、電空レギュレータ部３１においては、吸気比例弁３２と排気比例弁３３とも閉じられているが、ニードル弁３４を介して、操作ポート５３は外部に僅かに連通している。従って、パイロット室５５の内部の圧力は外部の圧力と同じとなり、ピストン２２は、復帰ばね２０，２１による付勢力のみを受ける。従って、ピストン２２は、ピストン２２の下端に取り付けられたダイアフラム２４が弁座５４に密着するまで下方に移動した状態となっている。この状態では、ダイアフラム２４と弁座５４とが密着することにより、入力ポート５１と出力ポート５２との連通が遮断され、第１実施の形態の流量制御弁１Ａは閉状態となっている。
【００４１】
一方、電空レギュレータ部３１において、吸気比例弁３２をオープンにすると、操作ポート５３を介して、パイロット室５５の内部に圧縮空気が供給されて、パイロット室５５の内部は高圧となる。このため、ピストン２２は、上方に押圧され復帰ばね２０，２１の付勢力に抗して、ピストン２２の上端がナット１９の下端に当接するまで移動して停止する。従って、ダイアフラム２４もピストン２２と共に上方に移動し停止するので、ダイアフラム２４と弁座５４との間に隙間が開成され、入力ポート５１と出力ポート５２とが連通し、第１実施の形態の流量制御弁１Ａは開状態となる。
【００４２】
よって、例えば、この状態において、サーボモータ１１により、ナット１９の位置を変更すると、ピストン２２の停止位置が変更され、第１実施の形態の流量制御弁１Ａの開状態におけるダイアフラム２４と弁座５４との間の隙間を調整して流量調整を行うことができる。
【００４３】
尚、第１実施の形態の流量制御弁１Ａが開状態において、停電などにより電空レギュレータ部３１が非通電の状態になると、吸気比例弁３２と排気比例弁３３はクローズされるが、ニードル弁３４を介して、パイロット室５５の内部の圧縮空気が除々に外部に排出されるので、ピストン２２の下端に取り付けられたダイアフラム２４も弁座５４に密着するまで下方に徐々に移動し、最終的には、第１実施の形態の流量制御弁１Ａは閉状態となる。
【００４４】
以上、詳細に説明したように、第１実施の形態の流量制御弁１Ａでは、図１や図２に示すように、閉状態にある場合は、復帰ばね２０，２１の付勢力がピストン２２に作用することにより、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４が弁座５４と密接している。ここで、パイロット室５５の内部に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力がピストン２２に作用し、復帰ばね２０，２１の付勢力に抗しながらピストン２２が移動するので、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４が弁座５４から離間する。その後、ピストン２２がナット１９に突き当たることにより、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４が停止し、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４と弁座５４との隙間が固定されて、開状態になる。
【００４５】
もっとも、第１実施の形態の流量制御弁１Ａでは、サーボモータ１１などをもって、ナット１９を上昇・下降の直進動作で任意の位置にまで移動させることができるので、ナット１９にピストン２２が突き当たる位置を変更させることができ、これにより、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４と弁座５４との隙間を正確に調整することが可能となる。
【００４６】
すなわち、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、ピストン２２がナット１９に突き当たって停止すると、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４も停止して開状態となり、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４と弁座５４との隙間が固定されるが、この点、ナット１９を上昇・下降の直進動作で任意の位置にまで移動させるサーボモータ１１などにより、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４と弁座５４との隙間を正確に調整して流量制御を行うことができるので、第１実施の形態の流量制御弁１Ａは、開状態におけるピストン２２の停止位置を当接で決定することにより流量調整が行われるものであって、かかる流量調整を遠隔制御で且つ精度良く行うことができるものと言うことができる。
【００４７】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、パイロット室５５の内部内に供給された圧縮空気の圧力や復帰ばね２０，２１の付勢力により開状態・閉状態に移行しており、開状態・閉状態への移行にサーボモータ１１などが関与することはないので、開状態・閉状態への移行の応答性に優れている。
【００４８】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、サーボモータ１１などが閉状態への移行に関与せず、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４が弁座５４と密接する際に、サーボモータ１１などによる軸１６やナット１９の直進動作の推進力が伝わることがないので、サーボモータ１１などによる軸１６やナット１９の直進動作の推進力により、ピストン２２の先端に設けられたダイアフラム２４や弁座５４に対しダメージが加えられることはない。
【００４９】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、電空レギュレータ部３１を備えており、パイロット室５５の内部に対する圧縮空気の供給・排出速度を電気制御で自在に可変することができるので、弁開閉時に発生するオーバーシュートやウォーターハンマーを軽減するための開状態・閉状態への移行速度の制御を遠隔制御で且つ精度良く行うことができる。また、開状態・閉状態への移行の応答性がさらに優れたものとなる。
【００５０】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、ノーマルクローズの吸気比例弁３２とノーマルクローズの排気比例弁３３をコントロール基板３５を介して制御する電空レギュレータ部３１を備えており、電空レギュレータ部３１の非通電状態が供給回路及び排出回路の遮断状態であるが、操作ポート５３を介して、パイロット室５５の内部と外部とを僅かに連通状態にさせるニードル弁３４を備えており、非通電時には、パイロット室５５の内部の圧縮空気をニードル弁３４で外部に少しずつ排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００５１】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａが半導体製造装置に使用される場合には、流量調整を遠隔制御で且つ精度良く行ったり、厳密な流量制御等が要請されるので、上述した効果を大きく発揮することができる。
また、半導体製造装置では、制御流体や周囲温度などの温度管理が重要となるが、この点、第１実施の形態の流量制御弁１Ａを半導体製造装置に使用する場合は、サーボモータ１１などによる流量調整よりも、圧縮空気や復帰ばね２０，２１等による開・閉動作が頻繁に行われ、発熱を伴うサーボモータ１１などが作動することは少ないので、サーボモータ１１などの発熱が及ぼす影響を考慮する必要がない。
さらに、サーボモータ１１などが行われることが少ないことは、サーボモータ１１の寿命が発熱により短縮されることがないので、第１実施の形態の流量制御弁１Ａそのものの寿命に対し、サーボモータ１１が悪影響を及ぼすことはない。
【００５２】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａは、閉状態にある場合は、復帰ばね２０の付勢力により、ダイアフラム２４が弁座５４と密接し、ここで、パイロット室５５の内部に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力が復帰ばね２０の付勢力に抗するので、ダイアフラム２４が弁座５４から離間して、開状態になるものである。この点、ノーマルクローズの吸気比例弁３２とノーマルクローズの排気比例弁３３をコントロール基板３５を介して制御する電空レギュレータ部３１を備えており、電空レギュレータ部３１の非通電状態が供給回路及び排出回路の遮断状態であるが、操作ポート５３を介して、パイロット室５５の内部と外部とを僅かに連通状態にさせるニードル弁３４を備えており、非通電時には、パイロット室５５の内部の圧縮空気をニードル弁３４で外部に少しずつ排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００５３】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａが半導体製造装置に使用される場合には、厳密な流量制御等が要請されるので、上述した効果を大きく発揮することができる。
【００５４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、ニードル弁３４を電空レギュレータ部３１に設けていたが、シリンダ２３に直接に設けることにより、パイロット室５５の内部の圧縮空気を外部に少しずつ排出される状態を維持させてもよい。
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、「ブリード機構」として、ニードル弁３４を使用していたが、オリフィスなどを使用してもよい。
【００５５】
また、第１実施の形態の流量制御弁１Ａにおいては、パイロット室５５の内部と外部とを僅かに連通状態にさせるニードル弁３４を電空レギュレータ部３１に備えることにより、非通電時における制御流体の流出を防止していたが、図３の第２実施の形態の流量制御弁１Ｂのように、ノーマルクローズの吸気比例弁４２と、ノーマルクローズの排気比例弁４３、ノーマルオープンの排気比例弁４４をコントロール基板４５を介して制御する電空レギュレータ部４１を備えれば、非通電時には、パイロット室５５の内部の圧縮空気が排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００５６】
従って、第２実施の形態の流量制御弁１Ｂは、閉状態にある場合は、復帰ばね２０の付勢力により、ダイアフラム２４が弁座５４と密接し、ここで、パイロット室５５の内部に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力が復帰ばね２０の付勢力に抗するので、ダイアフラム２４が弁座５４から離間して、開状態になるものである。この点、ノーマルクローズの吸気比例弁４２と、ノーマルクローズの排気比例弁４３、ノーマルオープンの排気比例弁４４をコントロール基板４５を介して制御する電空レギュレータ部４１を備えれており、非通電時には、パイロット室５５の内部の圧縮空気が排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の流量制御弁においては、ピストンが当接部材に突き当たって停止すると、ピストンの先端に設けられた弁体も停止して開状態となり、ピストンに設けられた弁体と弁座との隙間が固定されるが、この点、当接部材を前進・後退の直進動作で任意の位置にまで移動させるモータ駆動制御機構により、ピストンに設けられた弁体と弁座との隙間を正確に調整して流量制御を行うことができるので、本発明の流量制御弁は、開状態におけるピストンの停止位置を当接で決定することにより流量調整が行われるものであって、かかる流量調整を遠隔制御で且つ精度良く行うことができるものである。
【００５８】
また、本発明の流量制御弁は、閉状態にある場合は、ばねの付勢力により、弁体が弁座と密接し、ここで、パイロット室内に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力がばねの付勢力に抗するので、弁体が弁座から離間して、開状態になるものであるが、この点、電空レギュレータ部の非通電状態が排出回路の連通状態であれば、非通電時には、パイロット室内の圧縮空気が排出される状態が維持され、閉状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【００５９】
また、本発明の流量制御弁は、閉状態にある場合は、ばねの付勢力により、弁体が弁座と密接し、ここで、パイロット室内に圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力がばねの付勢力に抗するので、弁体が弁座から離間して、開状態になるものであるが、この点、パイロット室内と外部とを僅かに連通状態にさせるブリード機構を備えていれば、非通電時には、パイロット室内の圧縮空気をブリード機構で外部に少しずつ排出される状態が維持され、弁座が弁体に密接した状態への移行・閉状態の維持がなされるので、非通電時における制御流体の流出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態の流量制御弁の断面図を示す。
【図２】第１実施の形態の流量制御弁の断面図を示す。
【図３】第２実施の形態の流量制御弁の断面図を示す。
【図４】従来技術の流量制御弁の一例の断面図を示す。
【図５】従来技術の流量制御弁の一例の断面図を示す。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ  流量制御弁
１１  モータ
１３  カップリング
１６  軸
１９  ナット
２０，２１  復帰ばね
２２  ピストン
２４  ダイアフラム
３１，４１  電空レギュレータ部
３４  ブリード機構
５４  弁座
５５  パイロット室
【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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