(57)【要約】【課題】多層化基板に対して電気的に接合する際の作業性に優れ、装置の構成を簡素化することにより装置の小型化を図ると共に、その製造コストを低減すること。【解決手段】流体の流路（流入路２５、弁室２６、流出路２７）と電気配線とが形成された多層化基板２に固定されるバルブ装置１であって、流路を開閉可能な位置に配置されるダイアフラム１０と、ダイアフラム１０を往復移動させて流路を開閉するステッピングモータ５と、バルブ装置１が多層化基板２に固定される際にダイアフラム１０を多層化基板２との間で挟んだ状態で保持するベース３とを具備し、電気配線に電気的に接合される端子部を多層化基板２に対する固定面の近傍に設けたことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路と電気配線とが形成された多層化基板に固定されるバルブ装置であって、前記流路を開閉可能な位置に配置される弁体と、前記弁体を往復移動させて前記流路を開閉するアクチュエータと、前記バルブ装置が前記多層化基板に固定される際に前記弁体を当該多層化基板との間で挟んだ状態で保持する筐体とを具備し、前記電気配線に電気的に接合される端子部を前記多層化基板に対する固定面の近傍に設けたことを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記筐体は、前記弁体を挟んだ位置に突出部を有することを特徴とする請求項１記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記突出部を環形状とし、当該環形状の突出部の外側に配置され前記弁体の移動を規制する移動規制部を当該弁体に設けたことを特徴とする請求項２記載のバルブ装置。
【請求項４】
前記筐体は、前記多層化基板に挿入されるための凸部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項５】
前記筐体の前記凸部を環形状としたことを特徴とする請求項４記載のバルブ装置。
【請求項６】
前記バルブ装置の前記端子部を前記多層化基板の前記電気配線に対して半田付けしたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記多層化基板に固定される位置を位置決めするための複数の軸を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のバルブ装置とともに、前記弁体を挟むため、前記筐体に対応する位置に突出部を有することを特徴とする多層化基板。
【請求項９】
請求項４記載のバルブ装置を挿入する為に、前記筐体の前記凸部に対応した位置に凹部を設けたことを特徴とする多層化基板。
【請求項１０】
請求項７記載の前記筐体の前記軸が挿入されるための複数の位置決め穴を設けたことを特徴とする多層化基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ装置及び多層化基板に関し、特に、多層化基板の層内に形成された流路の開閉を行うバルブ装置及びこれが取り付けられる多層化基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池システム等に適用されるバルブ機構であって、燃料電池内に溜まった水やガス等の流体を排出するための流路上で、当該流路の開閉を行うバルブ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のバルブ装置は、１次側、２次側の流路が形成されたボディ及び付勢力をもつ受圧部材と、電磁アクチュエータによって動作する絞り開度可変機構などから構成されている。このバルブ装置において、１次側、２次側の流路はバルブ装置本体に形成されている。
【特許文献１】特開２００５−１９５１４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、小型の燃料電池システムにおいては、このような従来のバルブ装置を基板の層内に形成された流路の開閉に適用することが要請されている。基板の層内に形成された流路の開閉をバルブ装置で実現できれば、上述した１次側・２次側の流路をバルブ装置本体に必要としなくなるので、バルブ装置を小型化すると共にその製造コストを低減することが可能となる。しかしながら、上述の従来例では、流路内に弾性部材を具備した伸縮可能な受圧部材が配置されており、１次側・２次側の流路をバルブ装置本体から分離して構成することが困難であって小型化には向かなかった。
【０００４】
また、基板の層内に形成された流路の開閉をバルブ装置で行う場合には、バルブ装置本体内に流路が形成されている場合と異なり、バルブ装置の端子部を基板に形成された電気配線に電気的に接合させる作業が不可欠である。したがって、このような接合作業の作業性に優れたバルブ装置が要請されている。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、多層化基板に対して電気的に接合する際の作業性に優れ、装置の構成を簡素化することにより装置の小型化を図ると共に、その製造コストを低減することができるバルブ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】
【０００６】
本発明のバルブ装置は、流体の流路と電気配線とが形成された多層化基板に固定されるバルブ装置であって、前記流路を開閉可能な位置に配置される弁体と、前記弁体を往復移動させて前記流路を開閉するアクチュエータと、前記バルブ装置が前記多層化基板に固定される際に前記弁体を当該多層化基板との間で挟んだ状態で保持する筐体とを具備し、前記電気配線に電気的に接合される端子部を前記多層化基板に対する固定面の近傍に設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記バルブ装置によれば、筐体によって、バルブ装置が多層化基板に固定される際に弁体が多層化基板との間で挟んだ状態で保持されることから、多層化基板における所望の位置に弁体を適切に位置決めすることができるので、弁体の位置ずれや脱落を防止でき、多層化基板に形成された流路を適切に開閉することが可能となる。この結果、バルブ装置内に流路を形成する必要がなくなるので、装置の構成を簡素化することにより装置の小型化を図ると共に、その製造コストを低減することが可能となる。また、多層化基板の電気配線に電気的に接合される端子部を多層化基板に対する固定面の近傍に設けたことから、バルブ装置を多層化基板に固定する際の作業工程で簡単に端子部を電気配線に対して電気的に接合することができるので、多層化基板に対して電気的に接合する際の作業性に優れたバルブ装置を提供することが可能となる。
【０００８】
上記バルブ装置において、前記筐体は、前記弁体を挟んだ位置に突出部を有することが好ましい。この場合には、筐体に設けた突出部に弁体を多層化基板との間で挟み込むことができるので、より確実に多層化基板における所望の位置に弁体を位置決めすることが可能となる。
【０００９】
特に、上記バルブ装置においては、前記突出部を環形状とし、当該環形状の突出部の外側に配置され前記弁体の移動を規制する移動規制部を当該弁体に設けることが好ましい。この場合には、環形状の突出部の外側部分と、弁体に設けられた移動規制部とを当接させて当該弁体の移動を規制することができるので、バルブ装置の駆動時に弁体がずれたり、脱落したりする事態を確実に防止することが可能となる。
【００１０】
また、上記バルブ装置において、前記筐体は、前記多層化基板に挿入されるための凸部を有することが好ましい。この場合には、筐体に設けた凸部を利用してバルブ装置を多層化基板に固定することができるので、多層化基板上の所定位置に確実にバルブ装置を固定することが可能となる。この結果、筐体に保持される弁体も多層化基板における所望の位置に位置決めすることが可能となる。
【００１１】
特に、上記バルブ装置においては、前記筐体の凸部を環形状とすることが好ましい。この場合には、バルブ装置が多層化基板にぶれることなく固定することができるので、バルブ装置の駆動に伴って発生する装置自身の振動に起因して弁体がずれたり、脱落したりする事態を確実に防止することが可能となる。
【００１２】
さらに、上記バルブ装置においては、前記バルブ装置の前記端子部を前記多層化基板の前記電気配線に対して半田付けすることが好ましい。この場合には、バルブ装置と多層化基板とを電気的に接合させる半田付けにより、バルブ装置を多層化基板に対して固定することができるので、取付ねじ等によりバルブ装置を多層化基板に固定する場合と比べて、多層化基板に固定する際に必要とする面積を小さくすることができる。この結果、多層化基板における実装密度を増大することが可能となる。
【００１３】
また、上記バルブ装置は、前記筐体は、前記多層化基板に固定される位置を位置決めするための複数の軸を有することが好ましい。この場合には、複数の軸で多層化基板に固定される筐体の位置を位置決めすることができるので、多層化基板上における所望の位置に確実に筐体を固定することが可能となる。
【００１４】
そして、本発明の多層化基板は、上述のバルブ装置とともに、前記弁体を挟むため、前記筐体に対応する位置に突出部を有することが好ましい。この場合には、筐体に対応する位置に突出部を設けたことから、弁体を筐体と多層化基板との間に挟んだ状態で保持することができるので、多層化基板における所望の位置に弁体を確実に位置決めすることができる。
【００１５】
また、本発明の多層化基板は、上記バルブ装置を挿入する為に、前記筐体の前記凸部に対応した位置に凹部を設けることが好ましい。この場合には、筐体の凸部と多層化基板の凹部との嵌合を利用してバルブ装置を多層化基板に固定することができるので、多層化基板上の所定位置に確実にバルブ装置を固定することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の多層化基板は、上記筐体の前記軸が挿入されるための複数の位置決め穴を設けることが好ましい。この場合には、筐体の軸と、多層化基板の位置決め穴とを利用することによって正確な位置でバルブ装置を固定することが可能となる。特に、筐体の複数の軸の太さに応じて互いに穴の大きさを異ならせることによって誤った向きにバルブ装置が挿入されるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、筐体によって、バルブ装置が多層化基板に固定される際に弁体が多層化基板との間で挟んだ状態で保持されることから、多層化基板における所望の位置に適切に弁体を位置決めすることができるので、弁体の位置ずれや脱落を防止でき、多層化基板の層内に形成された流路を適切に開閉することが可能となる。この結果、バルブ装置内に流路を形成する必要がなくなるので、装置の構成を簡素化することにより装置の小型化を図ると共に、その製造コストを低減することが可能となる。また、多層化基板の電気配線に電気的に接合される端子部を多層化基板に対する固定面の近傍に設けたことから、バルブ装置を多層化基板に固定する際の作業工程で簡単に端子部を電気配線に対して電気的に接合することができるので、多層化基板に対して電気的に接合する際の作業性に優れたバルブ装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明に係るバルブ装置は、例えば、燃料電池システム等に適用されるものであり、燃料電池内に溜まった水やガス等の流体を排出するための流路を開閉する際に用いられるものである。しかしながら、本発明に係るバルブ装置の用途については、これに限定されるものではなく任意の装置に適用することが可能である。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係るバルブ装置１の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係るバルブ装置１の上面図である。図１に示すように、本実施の形態に係るバルブ装置１は、概して円柱形状を有しており、その下端部において多層化基板２に固定されている。多層化基板２は、適宜凹部、溝パターンや孔パターンが形成されている複数枚のプレートを積層して接合した多層基板で構成され、その表面に電気配線が形成されると共に、層内に流体の流路が複雑に形成されている。例えば、バルブ装置１を燃料電池システムに複数個適用し、直接燃料型や改質型燃料電池で必要な水（水蒸気を含む）、空気、水素ガス、或いは改質されて水素が生成されるアルコール、エーテル等の液体燃料等の流体の流量を制御することができる。
【００２０】
バルブ装置１は、概して多層化基板２に載置されるベース３と、このベース３の上方に配置されるハウジング４と、このハウジング４の上方に配置されるステッピングモータ（以下、「モータ」という）５とを備えて構成されている。このような構成部品を連結することで構成されるバルブ装置１が多層化基板２に対して固定される。なお、ベース３は、バルブ装置１の筐体を構成し、モータ５は、アクチュエータを構成する。
【００２１】
ベース３は、絶縁性の樹脂材料で成形され、概して偏平な箱状体で構成されている。ベース３は、中空に構成され、その内部に後述するダイアフラム１０等が配設される。ベース３の上面には、ハウジング４の外周面と略一致する外周面を有し、ハウジング４を支持する一対の支持片３１ａ、３１ｂが設けられている（図１において支持片３１ｂは不図示、図３参照）。また、ベース３には、その四隅部分から一部が露出するように入力端子６１〜６４がインサート成形されている（図１において入力端子６４は不図示、図２参照）。入力端子６１〜６４は、その下端部が、多層化基板２に対する本バルブ装置１の固定面の近傍に配置されている。また、入力端子６１〜６４は、ベース３の内部で引き回され、その端部が一面（図１に示す左方側、図２に示す下方側の面３ａ）に引き出されている。
【００２２】
ベース３の下面には、後述する多層化基板２の溝部２８に装着される突出部３２と、多層化基板２の穴３０ａ、３０ｂに挿入される２本の軸（不図示）とが形成されている。これらの軸は、ベース３の位置決めのために用いられるものである。特に、これらの軸は、異なる太さに構成されており、ベース３が誤った向きで装着されるのを防止する役割を果たす。
【００２３】
ハウジング４は、絶縁性の樹脂材料で成形され、概して円筒形状を有している。ハウジング４は、後述する減速機構８や変換機構９を内部に収容する。図２に示すように、ハウジング４におけるベース３の面３ａに対応する一部は、その周面が切り欠かれた状態となっており、後述するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７を多層化基板２に対して略垂直に配置できるように構成されている。また、ハウジング４の下端部には、ベース３の支持片３１ａ、３１ｂの内側に挿入される小径部が設けられている。例えば、この小径部を支持片３１ａ、３１ｂの内側に挿入した状態で接着固定することで、ハウジング４がベース３に対して固定される。
【００２４】
モータ５は、その駆動軸をハウジング４の内部に収容させた状態で、ハウジング４の上方開口部を閉塞するように取り付けられる。例えば、モータ５の下端面とハウジング４の上端面とを接着固定することで、モータ５がハウジング４に固定される。モータ５におけるベース３の面３ａに対応する部分に、入力端子５１〜５４が設けられている。これらの入力端子５１〜５４は、モータ５の外周面から一定方向に突出している。そして、これらの入力端子５１〜５４と、ベース３に設けられた入力端子６１〜６４の端部とを接続するようにフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７が配設されている。このフレキブルプリント基板７を介して外部からのモータ５への信号を入力することが可能となっている。
【００２５】
このような構成を有するバルブ装置１は、多層化基板２の表面に対して半田付けすることで固定される。このとき、本実施の形態に係るバルブ装置１においては、ベース３に設けられた入力端子６１〜６４の下端部を、それぞれ多層化基板２に設けられた接続部２１〜２４（図１において接続部２４は不図示、図２参照）に半田付けする。このように多層化基板２に設けられた接続部２１〜２４に入力端子６１〜６４を半田付けすることで、バルブ装置１が多層化基板２に固定されると共に、バルブ装置１と多層化基板２とが電気的に接合された状態となっている。なお、接続部２１〜２４は、多層化基板２内の図示しない配線パターンに接続され、上述したように入力端子６１〜６４が接合された状態において、外部から入力されるモータ駆動信号をこれらの入力端子６１〜６４を介して入力端子５１〜５４に入力することが可能となっている。
【００２６】
本実施の形態に係るバルブ装置１においては、入力端子６１〜６４を接続部２１〜２４に半田付けすることで、装置自身を多層化基板２に固定している。ここで、例えば、取付ねじ等によってバルブ装置１を多層化基板２に固定する場合には、多層化基板２上で取付ねじを固定する領域が必要となるため、多層化基板２における実装密度が低下してしまう。これに対して、本実施の形態に係るバルブ装置１のような態様でバルブ装置１を多層化基板２に固定する場合には、取付ねじ等によってバルブ装置１を固定する場合と比べて、多層化基板２に固定する際に必要とする面積を小さくすることができる。すなわち、図２に示すように、ベース３よりも僅かに大きい面積でバルブ装置１を多層化基板２に固定することができる。このため、多層化基板２における実装密度を増大することが可能となる。
【００２７】
以下、本実施の形態に係るバルブ装置１及びこれが固定される多層化基板２の内部構成について説明する。図３及び図４は、本実施の形態に係るバルブ装置１及びこれが固定される多層化基板２の内部構成を説明するための斜視図及び断面図である。なお、図３及び図４においては、図２に示す一点鎖線における断面を示している。
【００２８】
図３及び図４に示すように、モータ５は、駆動軸５５をハウジング４内に収容した状態でハウジング４に固定されている。ハウジング４の内部には、駆動軸５５の回転を減速する減速機構８と、この減速機構８により減速された回転運動を直線運動に変換する変換機構９とが配設されている。減速機構８は、駆動軸５５に連結される回転体８１と、回転体８１に遊星歯車（不図示）を介して連動する回転体８２を含む遊星歯車機構で構成される。変換機構９は、回転体８２の内壁に形成されたねじ溝（不図示）と、このねじ溝と噛合するねじ山を有し、回転体８２の回転に応じて図３及び図４に示す上下方向に往復移動するリードスクリュー９１とで構成される。
【００２９】
リードスクリュー９１は、モータ５の駆動に応じてハウジング４とベース３との間を上下方向に往復移動する。このリードスクリュー９１の下端部に設けられた軸部９１ａに、弁体としてのダイアフラム１０が取り付けられている。ダイアフラム１０は、非磁性体で弾性を有する素材で構成され、上面視にて概して円形状を有している。ダイアフラム１０は、後述するように中央部近傍に図３及び図４に示す下方側に突出する突出部１０ａを有し、リードスクリュー９１の往復移動に伴って多層化基板２の層内に形成された流路を開閉する役割を果たす。
【００３０】
ここで、モータ５をステッピングモータで構成すると、単純な流路を開閉する機能だけではなく、入力されるステップ数に応じてリードスクリュー９１の下端部に設けられた軸部９１ａの位置が決定されるので流量の多階調制御が可能となり、バルブ装置１の下流側に不図示の流量センサーを配置した場合には、流量センサーで計測された流量に基づいてリードスクリュー９１を上下させて後述する流入路２５から流出路２７に流れる流体の流量を迅速且つ精度よく可変させることによって適正な流量制御を行うことができる。
【００３１】
また、多層化基板２の層内には、図３及び図４に示す右方側の端面から内側に向けて水平に延出する流入路２５が形成されている。流入路２５は、多層化基板２の中央近傍で上方側に屈曲しており、弁室２６に接続される流入孔２５ａを備えている。弁室２６は、多層化基板２の上面に設けられた円形状の凹部で構成されている（図５参照）。一方、多層化基板２の層内には、弁室２６から図３及び図４に示す左方側の端面に水平に延出する流出路２７が形成されている。流出路２７は、多層化基板２の中央近傍で上方側に屈曲しており、弁室２６に接続される流出孔２７ａを備えている。なお、これらの流入路２５、弁室２６及び流出路２７で多層化基板２の流路が形成される。
【００３２】
また、多層化基板２の上面には、円環形状の溝部２８が形成されている。溝部２８は、弁室２６から一定距離だけ離間した位置に形成されている。溝部２８には、詳細について後述するように、ベース３の下面に形成された、円環形状を有する突出部３２が装着される。このように突出部３２を溝部２８に装着することで、多層化基板２に対するバルブ装置１の位置決めが行われることとなる。
【００３３】
ここで、本実施の形態に係るバルブ装置１を多層化基板２に固定する際のダイアフラム１０の状態について説明する。図５及び図６は、本実施の形態に係るバルブ装置１を多層化基板２に固定する際のダイアフラム１０の状態について説明するための図である。図５は、本施の形態に係るバルブ装置１のダイアフラム１０の周辺の構成部品及び多層化基板２の分解斜視図である。図６は、図５に示すバルブ装置１の構成部品及び多層化基板２を、多層化基板２に形成られた流路に沿って切断した断面図である。なお、図５及び図６においては、ダイアフラム１０の周辺の構成部品として、ベース３、入力端子６１〜６４及びリードスクリュー９１のみを示し、他の構成部品の図示を省略している。
【００３４】
図５及び図６に示すように、リードスクリュー９１は、軸部９１ａが下端部に設けられる本体部９１ｂと、この本体部９１ｂの上端部において側方側に突出形成された３つの突出片９１ｃと、本体部９１ｂの上面部中央に形成された連結軸部９１ｄとを有している。リードスクリュー９１においては、連結軸部９１ｄの側面にねじ山が形成され、減速機構８を構成する回転体８２に連結されている。
【００３５】
ベース３の中央には、リードスクリュー９１の本体部９１ｂが挿通可能な円形の開口部３３が形成されている。また、この開口部３３の周囲に段差部３４が形成されている。段差部３４は、リードスクリュー９１の突出片９１ｃを収容可能な寸法に形成されており、リードスクリュー９１の上下移動に伴って突出片９１ｃが進入可能に構成されている。さらに、開口部３３の下方には、ダイアフラム１０を収容する空間３５が設けられている（図５に不図示、図６参照）。この空間３５の上面には、開口部３３の近傍に下方側に突出形成された円環形状の突出部３６が形成されている。
【００３６】
ダイアフラム１０は、下面に突出部１０ａが設けられると共に、上面にリードスクリュー９１の軸部９１ａと係合する係合穴部１０ｂが設けられた薄肉の変形部１０ｃと、この変形部１０ｃの周縁部に設けられた厚肉部１０ｄとを有している。なお、この厚肉部１０ｄは、移動規制部として機能する。厚肉部１０ｄの外周の径は、ベース３の空間３５の内周面の内径よりも僅かに長くされ、厚肉部１０ｄの内周の径は、突出部３６の外周部分の径よりも僅かに短く設けられている。後述するように、ダイアフラム１０を空間３５に収容した場合には、厚肉部１０ｄが空間３５の内周面と突出部３６との間に圧入される。
【００３７】
上述したように、多層化基板２には、底面に流入孔２５ａ及び流出孔２７ａが形成された円形状の弁室２６が設けられている。この弁室２６の周囲には、上方側に突出形成された円環形状の突出部２９が設けられている。この突出部２９は、ベース３の空間３５内に設けられた突出部３６と同一の径に設けられている。また、この突出部２９の周囲であって、接続部２１〜２４の内側部分に円環形状の溝部２８が設けられている。なお、この溝部２８は、ベース３に設けられた突出部３２と略同一の径に設けられ、突出部３２を収容可能に構成されている。なお、この溝部２８は、多層化基板２に形成された凹部として機能し、突出部３２は、ベース３に形成された凸部として機能する。
【００３８】
なお、溝部２８の外側であって、接続部２２及び接続部２３の近傍には、それぞれ穴３０ａ、３０ｂが設けられている（図６に不図示）。これらの穴３０ａ、３０ｂは、ベース３の下面に設けられた軸（不図示）が挿入されるものであり、ベース３を位置決めするために設けられたものである。穴３０ａは、穴３０ｂよりも小さく設けられ、ベース３の軸もこれらに対応する太さに設けられている。これにより、ベース３が誤った向きで装着されるのを防止できるので、バルブ装置１を正しい向きで位置決めすることが可能となる。
【００３９】
図７は、バルブ装置１が多層化基板２に固定された場合のダイアフラム１０の周辺の構成部品の状態を示す断面図である。なお、図７においては、説明の便宜上、図５及び図６に示す構成部品及び多層化基板２のみを示し、他の構成部品を省略している。また、図７においては、ダイアフラム１０の突出部１０ａにより流路を開いた状態について示している。この場合、リードスクリュー９１は、図７に示すように、本体部９１ｂが開口部３３から僅かに上方側に退避した位置に配置されている。リードスクリュー９１の軸部９１ａは、開口部３３を介して弁室２６側に突出する位置に配置されている。
【００４０】
この場合において、ダイアフラム１０は、ベース３の空間３５の内部に、圧入された状態、すなわち、空間３５の内周面と、突出部３６の外周部分とで厚肉部１０ｄが挟まれた状態で収容され、空間内３５に保持されている。そして、このようにベース３に保持されるダイアフラム１０の係合穴部１０ｂにリードスクリュー９１の軸部９１ａが係合している。このように軸部９１ａが係合穴部１０ｂと係合することで、ダイアフラム１０は、リードスクリュー９１と一緒に上下方向に往復移動可能に構成されている。
【００４１】
このようにダイアフラム１０を保持した状態のベース３が多層化基板２に対して取り付けられる。この場合において、ベース３は、突出部３２を多層化基板２の溝部２８に挿入するようにして取り付けられる。このようにベース３を多層化基板２に取り付けた場合、ベース３の突出部３６と多層化基板２の突出部２９とでダイアフラム１０を挟み込んだ状態とされる。ベース３の突出部３６と多層化基板２の突出部２９とは、厚肉部１０ｄの僅かに内側部分でダイアフラム１０を挟持する。このため、ダイアフラム１０が所定位置（図７に示す位置）からずれたり、脱落したりする事態を確実に防止することが可能となる。
【００４２】
このようにベース３が多層化基板２に取り付けられた状態において、ダイアフラム１０の突出部１０ａの下面は、流入路２５の流入孔２５ａと一定距離を挟んで対向する位置に配置されている。なお、突出部１０ａの下面には、流入孔２５ａを塞いで流路を確実に閉じるべく、下方側に開口した凹部が設けられている。このように凹部を形成することにより、流入孔２５ａを覆うことができ、確実に流入孔２５ａを塞ぐことが可能となる。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るバルブ装置１で多層化基板２に形成された流路を開閉する場合の動作について図７及び図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係るバルブ装置１で多層化基板２に形成された流路を閉じた状態について示している。なお、図８においては、説明の便宜上、図７と同一の構成部品及び多層化基板２のみを示し、他の構成部品を省略している。
【００４４】
多層化基板２に形成された流路を開いた状態においては、図７に示すように、モータ５がリードスクリュー９１を上方側の所定位置まで退避させている。この場合、ダイアフラム１０の突出部１０ａの下面が流入孔２５ａから離間している。これにより、流入路２５、弁室２６及び流出路２７を繋がった状態となり、流路を流体が流れることが可能となっている。
【００４５】
一方、図７に示す状態から流路を閉じる場合には、モータ５がリードスクリュー９１を下方側に所定位置まで移動させる。これにより、リードスクリュー９１の下方移動に応じてダイアフラム１０の変形部１０ｃが下方側に変形し、突出部１０ａの下面が流入孔２５ａを塞ぐ位置まで下降する。これにより、流入路２５と弁室２６との間で流路が遮断された状態となり、流路を流体が流れることが制限されるようになる。
【００４６】
なお、図８に示す状態から更に流路を開く場合には、モータ５でリードスクリュー９１を図７に示す所定位置まで上方側に移動させる。これにより、再び、ダイアフラム１０の突出部１０ａの下面が流入孔２５ａから離間し、流入路２５、弁室２６及び流出路２７を繋がった状態となり、流路を流体が流れることが可能となる。
【００４７】
このように本実施の形態に係るバルブ装置１によれば、ベース３によって、バルブ装置１が多層化基板２に固定される際にダイアフラム１０が多層化基板２との間で挟んだ状態で保持されることから、多層化基板２における所望の位置に適切にダイアフラム１０を位置決めすることができるので、ダイアフラム１０の位置ずれや脱落を防止でき、多層化基板２の層内に形成された流路を適切に開閉することが可能となる。この結果、バルブ装置１内に流路を形成する必要がなくなるので、バルブ装置１の構成を簡素化することによりバルブ装置１の小型化を図ると共に、その製造コストを低減することが可能となる。
【００４８】
特に、本実施の形態に係るバルブ装置１においては、多層化基板２に形成された電気配線に電気的に接合される入力端子６１〜６４を多層化基板２に対する固定面の近傍に設けたことから、バルブ装置１を多層化基板２に固定する際の作業工程で簡単に入力端子６１〜６４を電気配線に対して電気的に接合することができるので、多層化基板２に対して電気的に接合する際の作業性に優れたバルブ装置１を提供することが可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態に係るバルブ装置１において、ベース３には、基板２に形成された突出部２９にダイアフラム１０を挟んで対応する位置に突出部３６を設けている。これにより、基板２の突出部２９と、この突出部２９に対応する位置に設けられたベース３の突出部３６との間にダイアフラム１０を挟み込むことができるので、より確実に基板２における所望の位置にダイアフラム１０を位置決めすることが可能となる。
【００５０】
特に、本実施の形態に係るバルブ装置１においては、多層化基板２の突出部２９と、ベース３の突出部３６とを環形状（上記実施の形態では円環形状）とし、これらの外側に配置され、ダイラフラム１０の移動を規制する移動規制部としての厚肉部１０ｄをダイアフラム１０に設けている。これにより、多層化基板２の突出部２９及びベース３の突出部３６の外側部分と、ダイアフラム１０に設けられた厚肉部１０ｄとを当接させてダイアフラム１０の移動を規制することができるので、バルブ装置１の駆動時にダイアフラム１０がずれたり、脱落したりする事態を確実に防止することが可能となる。
【００５１】
さらに、本実施の形態に係るバルブ装置１においては、多層化基板２に形成された溝部２８とベース３に設けた突出部３２とを利用してバルブ装置１を多層化基板２に固定している。これにより、多層化基板２上の所定位置に確実にバルブ装置１を固定することが可能となる。この結果、ベース３に保持されるダイアフラム１０も多層化基板２における所望の位置に位置決めすることが可能となる。
【００５２】
特に、本実施の形態に係るバルブ装置１においては、多層化基板２に形成された溝部２８及びベース３に設けた突出部３２を環形状（上記実施の形態では円環形状）としている。これにより、ベース３の突出部３２を多層化基板２の溝部２８に装着することで、多層化基板２に対してバルブ装置１をぶれることなく固定することができるので、バルブ装置１（モータ５）の駆動に伴って発生する装置自身の振動に起因してダイアフラム１０がずれたり、脱落したりする事態を確実に防止することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５４】
例えば、上記実施の形態においては、バルブ装置１のダイアフラム１０を駆動する駆動手段としてモータ５を備え、当該モータ５に対するモータ駆動信号を入力するための入力端子５１〜５４を備える場合について説明している。しかしながら、ダイアフラム１０を駆動する駆動手段の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、ステッピングモータ以外の他のアクチュエータを使用することも可能である。なお、このように他のアクチュエータを使用する場合には、必要に応じてアクチュエータに対して外部からの信号を入力する一方、アクチュエータの位置を監視するセンサを設け、このセンサからの信号を外部に出力するための端子（入出力端子）を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るバルブ装置の外観を示す斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係るバルブ装置の上面図である。
【図３】上記実施の形態に係るバルブ装置及びこれが固定される多層化基板の内部構成を説明するための斜視図である。
【図４】上記実施の形態に係るバルブ装置及びこれが固定される多層化基板の内部構成を説明するための断面図である。
【図５】上記実施の形態に係るバルブ装置を多層化基板に固定する際のダイアフラムの状態について説明するための図である。
【図６】上記実施の形態に係るバルブ装置を多層化基板に固定する際のダイアフラムの状態について説明するための図である。
【図７】上記実施の形態に係るバルブ装置が多層化基板に固定された場合のダイアフラムの周辺の構成部品の状態を示す断面図である。
【図８】上記実施の形態に係るバルブ装置で多層化基板に形成された流路を閉じた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  バルブ装置
２  多層化基板
２１〜２４  接続部
２５  流入路
２５ａ  流入孔
２６ａ  流出孔
２６  弁室
２７  流出路
２８  溝部
２９  突出部
３  ベース
３１ａ、３１ｂ  支持片
３２  突出部
３３  開口部
３４  段差部
３５  空間
３６  突出部
４  ハウジング
５  モータ（ステッピングモータ）
５１  軸部
５１〜５４  入力端子
５５  駆動軸
６１〜６４  入力端子
７  フレキシブルプリント基板
８  減速機構
８１、８２  回転体
９  変換機構
９１  リードスクリュー
９１ａ  軸部
９１ｂ  本体部
９１ｃ  突出片
９１ｄ  連結軸部
１０  ダイアフラム
１０ａ  突出部
１０ｂ  係合穴部
１０ｃ  変形部
１０ｄ  厚肉部
【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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【図７】
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【図８】
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