JP2003314714A - コントロールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小流量の流量自動制御が可能で、安全性能
に優れ、小型化・軽量化を実現するコントロールバルブ
を提供する。 【解決手段】 コントロールバルブ１は、バルブヘッド
本体部２と駆動部３とを備えている。バルブヘッド本体
部２は、内部に円筒状空間１１が形成されたシリンダ２
１と、このシリンダ２１の円筒状空間１１に同軸配置さ
れ、外側に作動液体が満たされる作動液体室２５と、内
側に移送流体が通過するバルブ室２４とを形成するチュ
ーブフラム２２と、このチューブフラム２２の一端側に
配置された導入管３１と、他端側に配置された排出管４
１とを有する。駆動部３は、プランジャ７１を有するブ
ラケット５０と、エンドプレート５１とを備え、ブラケ
ット５０の前面にはダイアフラム５２が装着され、この
ダイアフラム５２がバルブヘッド本体１０の凹部１３に
作動液体室１２を形成しつつブラケット５０の前面がバ
ルブヘッド本体１０の後端面に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スラリー（Slur
ry）液等の移送に適したチューブフラムを用い、移送流
量を制御するコントロールバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】チューブフラムを用いて移送流体の制御
をするものとして、ピンチバルブ（Pinch Valve：Ｐ
Ｖ）が知られている。ピンチバルブは、その方式の違い
や用途により、大きく分けて手動式、エア駆動式、電磁
駆動式及び電動駆動式等の形態がある。手動式ピンチバ
ルブは、手動によりチューブフラムを径方向に伸縮させ
て移送流体の移送流量を制御するものであり、微小流量
の制御をすることができるものである。これに対し、エ
ア駆動式、電磁駆動式及び電動駆動式ピンチバルブは、
エア圧力や電磁石及びモータ等によりチューブフラムを
径方向に伸縮させて移送流体の移送流量を制御するもの
であり、いわゆるオン／オフ制御をすることができるも
のである。これらの方式のピンチバルブは、半導体用、
研究用及びプラント用と、様々な用途で用いられてい
る。これらのうち、例えばエア駆動式ピンチバルブは、
円筒状で可撓性のチューブフラムの外側を作動流体空間
とすると共に内側を移送流体空間とし、その一端に移送
流体の注入管、他端に注出管を配置したもので、作動流
体空間に作動流体としてエアを送り込むことによってチ
ューブフラムを径方向に伸縮させ、移送流体の移送流量
を制御するものである。チューブフラムを用いることに
より、移送流路を円筒状で真っ直ぐな構造とすることが
できるので、移送流体が滞留することがなく、移送流体
の移送を円滑にすることができる。このため、この種の
ピンチバルブは、スラリー液等の移送に適すると共に移
送流体の適切な流量制御を行うことができるという利点
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
半導体用に用いられる手動式、エア駆動式、電磁駆動式
及び電動駆動式ピンチバルブでは、チューブフラムが破
損したときには移送流体が液漏れ（飛散）すると共に、
流量制御を電気信号により自動化することは困難であ
る。殊に、エア駆動式、電磁駆動式及び電動駆動式ピン
チバルブでは、オン／オフ制御にしか適用できないた
め、微小流量の調節等の流量制御には適さない。これら
半導体用のピンチバルブでは、移送流体として強酸やガ
ス化し易い薬液（過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム）
等を移送するため、安全性の確保は重大な課題である。
これに対し、プラント用のピンチバルブでは、移送流量
の自動制御が可能な完全密封式のものが市販されている
が、ピンチバルブ自体が大型となると共にバルブボディ
が鋳鉄であるため、酸の雰囲気等に非常に弱く半導体用
に適用し難いという問題がある。

【０００４】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、微小流量の流量自動制御が可能
となると共に、安全性能に優れ、小型化・軽量化を図る
ことができるコントロールバルブを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るコントロ
ールバルブは、内側に移送流体が通過する移送流体空間
を形成してなるチューブフラムと、このチューブフラム
を内部に収容すると共に前記チューブフラムの一端と連
通して前記チューブフラムの内側に移送流体を導入する
導入口及び前記チューブフラムの他端と連通して前記チ
ューブフラムの内側から移送流体を排出する排出口が形
成され、前記チューブフラムの外側に作動液体を充填す
る作動液体室を形成するバルブヘッド本体と、前記作動
液体室の容積を可変する作動液体駆動手段とを備え、前
記作動液体駆動手段で作動液体室の容量を可変して前記
作動液体によって前記チューブフラムの径を制御するこ
とにより前記チューブフラム内を通過する移送流体の流
量を制御することを特徴とする。

【０００６】この発明によれば、チューブフラムの周囲
が作動液体で満たされている、いわゆる液封構造のた
め、チューブフラムの内圧が高くてもチューブフラムが
膨張し難く、もしチューブフラムが破損しても移送流体
が周囲に飛散しないため、高い安全性を確保することが
できると共に、作動液体室の作動液体の容量を可変させ
チューブフラムの径を制御して移送流体の流量を制御す
ることができるため、例えば流量計やＰＩＤ調節計と組
み合わせて流量フィードバック制御をすることができる
と共に、圧力センサと組み合わせて圧力フィードバック
制御をすることができ、移送流体の微小流量制御を容易
に実行することができる。また、既存のチューブフラム
を適用することができるため、部品単価を安くすること
ができ、コストの低減を図ることができる。

【０００７】なお、コントロールバルブに備えられる作
動液体駆動手段は、バルブヘッド本体と共に作動液体室
を形成するダイアフラムと、このダイアフラムを作動液
体室に対して突出及び後退する方向に駆動するダイアフ
ラム駆動手段とを備えたものであることが好ましく、こ
の場合、ダイアフラム駆動手段は、ダイアフラムをエア
圧によって作動液体室に対して突出及び後退する方向に
駆動するものであることが好ましく、例えば電空レギュ
レータや空圧レギュレータ等が考えられる。このような
構成にすれば、コントロールバルブと電空レギュレータ
等とを別々の場所に設置することができ、コントロール
バルブの小型化・軽量化を促進することができると共
に、エア圧によりダイアフラムを駆動すれば、循環圧力
制御から複数分岐して、各々異なる微小流量の制御に適
用することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、こ
の発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一
実施形態に係るコントロールバルブを示す断面図であ
る。このコントロールバルブ１は、チューブフラムを内
蔵したバルブヘッド本体部２と、これを駆動するプラン
ジャを内蔵した駆動部３とを備えて構成され、駆動部３
のプランジャを駆動するための、コントロールバルブ１
とは別の場所に設置されたプランジャ駆動手段としての
エア供給部４が連結された構造からなる。

【０００９】バルブヘッド本体部２は、中央部に垂直方
向に延びる円筒状空間１１が形成されたバルブヘッド本
体１０と、このバルブヘッド本体１０の円筒状空間１１
に着脱自在に装着された円筒状のシリンダユニット２０
と、このシリンダユニット２０の下端部と連通するよう
にバルブヘッド本体１０の下端部に取り付けられた導入
ユニット３０と、シリンダユニット２０の上端部と連通
するようにバルブヘッド本体１０の上端部に取り付けら
れた排出ユニット４０とを備えて構成されている。

【００１０】バルブヘッド本体１０の駆動部３側の壁に
は、後述する駆動部３のダイアフラム５２と共に作動液
体室１２を形成する、ダイアフラム５２の形状に沿った
凹部１３と、この凹部１３と円筒状空間１１とを連通す
る縦方向に並んだ２つの作動液体通路１４ａ，１４ｂと
が形成されている。また、バルブヘッド本体１０の駆動
部３とは反対側の壁には、円筒状空間１１と連通する作
動液体注入口１５及びエア排出口１６が形成されてお
り、これらは栓１７，１８によりそれぞれ塞がれてい
る。

【００１１】シリンダユニット２０は、円筒状のシリン
ダ２１と、このシリンダ２１の内側に同軸的に装着され
た円筒状で可撓性のチューブフラム２２と、このチュー
ブフラム２２の両端をシリンダ２１に固定するためのチ
ューブ押さえ２３ａ，２３ｂとを備えて構成されてい
る。チューブフラム２２は、その外径がシリンダ２１の
内径よりも小さく形成されており、その内側が移送流体
が通過する移送流体空間としてのバルブ室２４、外側が
作動液体が充填される作動液体空間としての作動液体室
２５を形成している。チューブフラム２２の両端部に
は、径方向外側に広がる形状の鍔部２２１ａ，２２１ｂ
が形成され、シリンダ２１の両端に形成された段部に鍔
部２２１ａ，２２１ｂがそれぞれ嵌合した状態となって
いる。チューブ押さえ２３ａ，２３ｂは、先端部がチュ
ーブフラム２２の内側に挿入される凸部をなし、基端部
がシリンダ２１の両端の段部との間でチューブフラム２
２の鍔部２２１ａ，２２１ｂを挟み込む円盤状部を形成
する。また、チューブ押さえ２３ａは、チューブフラム
２２の内側から移送流体を排出する排出口４３を形成
し、チューブ押さえ２３ｂは、チューブフラム２２の内
側に移送流体を導入する導入口３３を形成する。この円
盤状部の外側端面にオーリング（Ｏリング）２６ａ，２
６ｂがそれぞれ装着され、シリンダ２１の両端近傍の外
周部にオーリング２７ａ，２７ｂがそれぞれ装着されて
いる。これにより、シリンダユニット２０がバルブヘッ
ド本体１０の円筒状空間１１及び排出ユニット４０と液
密に結合される構造となっている。

【００１２】シリンダ２１は、両端部を除く部分の外径
がバルブヘッド本体１０の円筒状空間１１の内径よりも
小さく設定され、円筒状空間１１の内面とシリンダ２１
の外面との間に作動液体が充満される空間が形成されて
いる。また、シリンダ２１には、作動液体通路１４ａ，
１４ｂに対応する位置にシリンダ２１の内外を連絡する
連通孔２１１ａ，２１１ｂが形成されると共に、これら
連通孔２１１ａ，２１１ｂと径方向に対向する位置に連
通孔２１２ａ，２１２ｂが形成されている。これら作動
液体室２５を除く作動液体室１２、作動液体通路１４
ａ，１４ｂ、作動液体注入口１５、エア排出口１６及び
連通孔２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂにより
バルブヘッド本体１０の封止空間が形成されている。

【００１３】導入ユニット３０は、バルブヘッド本体１
０の下端部にバルブ室２４の下端部と連通するように設
けられた導入管３１と、この導入管３１を支持すると共
にバルブヘッド本体１０の下端部に取り付けるための螺
子が形成された継手３２とから構成されている。また、
排出ユニット４０は、バルブヘッド本体１０の上端部に
バルブ室２４の上端部と連通するように設けられた排出
管４１と、この排出管４１を支持すると共にバルブヘッ
ド本体１０の上端部に取り付けるための螺子が形成され
た継手４２とから構成されている。

【００１４】一方、駆動部３は、作動流体駆動手段（ダ
イアフラム駆動手段）を構成するもので、プランジャ７
１を有するブラケット５０と、このブラケット５０に固
定された固定部６０と、ブラケット５０に接続されるエ
ンドプレート５１とを備えて構成されている。ブラケッ
ト５０の前面には、可撓性のダイアフラム５２が装着さ
れ、このダイアフラム５２がバルブヘッド本体１０の凹
部１３に作動液体室１２を形成しつつ収容された状態で
ブラケット５０の前面がバルブヘッド本体１０の後端面
に結合されている。

【００１５】ダイアフラム５２は、棒状のプランジャ７
１の先端部に、ダイアフラム支持体７２を介して結合さ
れている。プランジャ７１は、固定部６０を構成する固
定コア６１の中心孔にスラスト軸受６２を介して軸方向
に移動自在に支持されている。固定部６０は、この例で
は空圧室６４を備え、この空圧室６４に圧入される圧縮
空気によりプランジャ７１が押し出され、ダイアフラム
５２を変形させる。また、ダイアフラム５２と固定部６
０との間には、リテーナ６３が介挿されており、このリ
テーナ６３により、ダイアフラム５２の後端位置を規制
している。エンドプレート５１の中心には、空圧室６４
と連通する空気通路５３が形成されており、エア供給部
４から供給される圧縮空気がこの空気通路５３を通って
空圧室６４に送られる。エア供給部４は、例えば電空レ
ギュレータや空圧レギュレータからなるものであるが、
電空レギュレータ等については公知であるため、ここで
は説明を省略する。なお、例えばエア供給部４として空
圧レギュレータを用いた場合、いわゆる配管ブロックと
してのバルブヘッド本体１０に手を入れる必要のない遠
隔手動操作での流量調整弁としてコントロールバルブ１
を使用することができる。

【００１６】次に、このように構成されたコントロール
バルブ１の動作を説明する。エア供給部４から供給さ
れ、エンドプレート５１の空気通路５３を通り固定部６
０の空圧室６４に圧入された圧縮空気により、プランジ
ャ７１は先端に突出する。このプランジャ７１の突出動
作によってダイアフラム５２が前に押し出される（往動
作する）ので、作動液体室１２内の作動液体が作動液体
通路１４ａ，１４ｂ及びシリンダ２１の連通孔２１１
ａ，２１１ｂを介してチューブフラム２２の周囲に押し
出される。これにより、チューブフラム２２の内側のバ
ルブ室２４が収縮し、導入管３１からバルブ室２４を通
って排出管４１に移動する移送流体の流量が減少方向に
制限される。反対に、エア供給部４からの圧縮空気の供
給が止まれば、バルブ室２４の内圧によりチューブフラ
ム２２の周囲に押し出された作動液体がシリンダ２１の
連通孔２１１ａ，２１１ｂ及び作動液体通路１４ａ，１
４ｂを介して作動液体室１２に押し戻されるため、ダイ
アフラム５２が後ろに押し戻される（復動作する）の
で、プランジャ７１は元の位置に戻り、導入管３１から
バルブ室２４を通って排出管４１に移動する移送流体の
流量は増加方向に移行する。

【００１７】このコントロールバルブ１によれば、プラ
ンジャ７１が突出及び後退動作することにより、これと
連動してプランジャ７１の先端に備えられたダイアフラ
ム５２が駆動され、作動液体室２５及び上記封止空間内
に充満された作動液体がチューブフラム２２のバルブ室
２４を収縮したり元の大きさの径に戻したりするように
移動する。このような動作により、導入管３１からバル
ブ室２４を通って排出管４１に移動する移送流体の流量
を制御することができるので、従来のピンチバルブ方式
のコントロールバルブに比べて微小な流量の制御が可能
となる。

【００１８】また、このコントロールバルブ１は、バル
ブヘッド本体部２のバルブヘッド本体１０のシリンダユ
ニット２０に備えられたチューブフラム２２の周囲が作
動液体により封止される液封構造を採用するため、バル
ブ室２４の内圧が高くなってもチューブフラム２２は膨
張し難く、万が一チューブフラム２２が破損した場合で
も移送流体がバルブヘッド本体部２や駆動部３の周囲に
液漏れしたり飛散したりすることはない。このため、移
送流体として強酸やガス化し易い過酸化水素、次亜塩素
酸ナトリウム等の薬液を用いる半導体用のコントロール
バルブとして最適である。

【００１９】また、従来のピンチバルブ方式のコントロ
ールバルブと比較してこのコントロールバルブ１は、バ
ルブヘッド本体部２と駆動部３とから構成されるコント
ロールバルブ１と電空レギュレータ等で構成されるエア
供給部４とを離れた場所に設置することができるため、
コントロールバルブ１自体の小型化・軽量化を促進する
ことができると共に、例えば循環圧力制御から複数分岐
して各々異なる流量制御に応用することが可能となる。

【００２０】即ち、例えばこのコントロールバルブ１を
用いて図２に示すようなコントロールシステムを構成す
ることにより、薬液を複数の使用場所（ユースポイン
ト）で、各々異なる微小流量で注入・噴霧・混合させ
る、各ユースポイントでランダムにバルブを開閉して
も他のユースポイントには影響を与えない、ガスロッ
クし易い薬液でも微小流量で移送する、危険な薬液
（強酸・強アルカリ等）でも、液漏れのない自動ピンチ
バルブ方式のコントロールバルブなので安全性を確保す
ることができる、微小流量でもポンプの脈動を除去し
て安定した流量で注入することができる、等の効果を得
ることができ、複数の微小な流量制御を実現することが
できる。

【００２１】このコントロールシステム８０は、薬液Ａ
が貯留された薬液タンク８１と、薬液Ｂが貯留された薬
液タンク８２とを備えて構成され、薬液Ａと薬液Ｂとを
混合することができるシステムである。薬液タンク８１
に貯留されている薬液Ａは、エア駆動ベローズポンプ
（ＦＳ）８３で循環される。このエア駆動ベローズポン
プ８３の薬液吐出先には、ダンパー（Ｄ）８４が設けら
れており、このダンパー８４でエア駆動ベローズポンプ
８３の脈動を吸収する。エア駆動ベローズポンプ８３の
圧力は、圧力センサ（ＰＴ）８５で検出され、圧力制御
コントローラ（ＰＩＣ／ＦＳ）８６により圧力の一定制
御が行われる。

【００２２】エア駆動ベローズポンプ８３から吐出され
た薬液Ａは、循環ライン８８を流れ、チューブフラムを
内蔵するコントロールバルブ（ＦＶ）１ａ及び１ｃに分
岐されて注入される。一方、薬液Ｂは、コントロールバ
ルブ１ｂに流入される。各コントロールバルブ１ａ〜１
ｃの注出側に設けられた背圧弁（ＢＶ）８９ａ〜８９ｃ
は、循環ライン８８から全注入点までの距離・揚程によ
る末端での圧力差を補正し、いわゆるオーバーフィード
現象を防止する。

【００２３】コントロールバルブ１ａ，１ｃから注出さ
れた薬液Ａの流量は、流量センサ（ＦＴ）８７ａ，８７
ｃで検出され、流量制御コントローラ（ＦＩＣ／ＦＶ）
９０ａ，９０ｃにより上述したような流量（微小流量）
の制御が行われる。同じくコントロールバルブ１ｂから
注出された薬液Ｂの流量は、流量センサ８７ｂで検出さ
れ、流量制御コントローラ９０ｂにより流量の制御が行
われる。エアオペレイトバルブ（ＡＶ）９１ａ〜９１ｃ
は、薬液の注入時のみに開かれるものである。コントロ
ールバルブ１ｃにおいては、薬液Ａの単独微小流量制御
が行われ、流量制御された薬液Ａが吐出口９５から吐出
される。

【００２４】コントロールバルブ１ａにおいて微小流量
制御された薬液Ａは、コントロールバルブ１ｂにおいて
微小流量制御された薬液Ｂとインラインミキサ（ＭＸ）
９３で混合された後、吐出口９６から吐出される。な
お、逆止弁（ＣＶ）９２ａ，９２ｂは、インラインミキ
サ９３での薬液Ａと薬液Ｂの混合液の循環ライン８８へ
の逆流を防止する。このようなコントロールシステム８
０においては、以下〜のような特徴がある。

【００２５】即ち、エア駆動ベローズポンプ８３の圧
力を一定に制御することにより、各分岐ラインがランダ
ムに開閉しても配管内圧力を復旧することができる。配
管内圧力（バルブ一次側圧力）が変動すると、分岐流量
が変化するからである。背圧弁８９ａ〜８９ｃとコン
トロールバルブ１ａ〜１ｃによる各分岐ラインの流量制
御により、広範囲（１５〜１０００ｍｌ／ｍｉｎ、但
し、流量センサ８７ａ〜８７ｃの精度による。）での流
量調節が可能である。これは、ダンパー８４とコントロ
ールバルブ１ａ〜１ｃと背圧弁８９ａ〜８９ｃとで３段
階の脈動制御を行い、これらの組み合わせが配管前後の
差圧が変化しても流量を維持する、いわゆる「定流量
弁」として機能するからである。

【００２６】例えば、図３に示すように、コントロール
システム８０の立上り時は供給エア圧力０．００ＭＰａ
で、この時点では各流量はエア駆動ベローズポンプ８３
の脈動の影響を受けるが、２４秒後から流量センサ８７
ａでは１５ｍｌ／ｍｉｎ、流量センサ８７ｂでは３０ｍ
ｌ／ｍｉｎの流量目標で制御を開始すると、供給エア圧
力が高くなり、４０秒後より脈動が低減されることが分
かる。これにより、インラインミキサ９３での混合（イ
ンライン混合）で他方の流量が変化しても注入量に影響
を与えない構造とすることができる。

【００２７】ここで、インライン混合時に最も問題とな
るのは、注入量を制御しようとするときに合流点で他の
移送流体流量が変化すると、混合点の圧力が変化（例え
ば、他方の流量が増加すると圧力が上昇し、他方の流量
が止まると圧力が最低に変化）することである。この場
合、何ら対策をしなければ注入側の流量が変動してしま
い、流量制御が追従できなくなることがある。図３のグ
ラフで２４秒から４０秒までの間は、流量センサ８７ｂ
で検出された流量が６０ｍｌ／ｍｉｎから４０ｍｌ／ｍ
ｉｎに低下するので混合点での圧力、即ち、圧力センサ
８３で検出される圧力が０．３ＭＰａから０．２２ＭＰ
ａに低下するため、流量センサ８７ａでの検出流量が２
０ｍｌ／ｍｉｎから４０ｍｌ／ｍｉｎに上昇してしま
う。この問題を解決するために、上記「定流量弁」が必
要となる。

【００２８】一般的に、チューブフラムを用いたバルブ
は、機構的にはピンチバルブであり、流量調節機能を備
えていても単独では二次圧力が変化すると流量も変化す
るため、本出願人は、チューブフラムを備えたコントロ
ールバルブ１と背圧弁８９ａ〜８９ｃとを組み合わせる
ことで、「定流量弁」としての性能を得られることに着
目してこのコントロールシステム８０を考え出した。そ
こで、このコントロールシステム８０においては、背
圧弁８９ａ〜８９ｃが各ユースポイントまでの距離・揚
程差を補正する、チューブフラムを備えたコントロー
ルバルブ１により微小流量のフィードバック制御をす
る、ということも特徴としている。

【００２９】図４は、背圧弁８９ａ〜８９ｃの二次側に
手動弁を取り付けて二次圧力を変化させたときの流量変
化を１秒毎にプロットしたグラフである。このグラフに
おいて、「ピンチ開放」は、背圧弁単独の特性と考える
ことができ、２００〜６５０ｍｌ／ｍｉｎの間で大きく
変化し、且つバックラッシュ（手動弁を全開→全閉、全
閉→全開と操作したときに同じ二次圧力での流量の違
い。）も大きくなる。これに対し、「０．２５ＭＰａ
（スプリング強／１秒毎）」は、手動弁全開時にコント
ロールバルブ１の流量を２０ｍｌ／ｍｉｎに調節して固
定し、手動弁により二次圧力を変化させたときの特性で
ある。これにより、二次圧力が変化しても流量が殆んど
変化せず、「定流量弁」としてコントロールバルブが機
能していることが把握できる。

【００３０】図５は、コントロールバルブ１の供給エア
圧力を固定した「ＭＡＮ」状態を示すグラフであり、図
６は、各流量をフィードバック制御した「ＡＵＴＯ」状
態を示すグラフである。これら図４及び図５のグラフで
は、１分サイクルで４０秒通水、２０秒停止を繰り返
し、３０分毎に１分サイクルを重ね書きして表したもの
である。このうち、図６（ｄ）は、コントロールバルブ
１が流量制御されているときの供給エア圧力の変化を、
パーセント表示で示したものである。これら図５及び図
６では、各流量が３０分毎にどのように変化していくか
を読み取ることができる。両図を比較した場合、明らか
に「ＡＵＴＯ」状態の方が優れていることが把握でき
る。

【００３１】例えば、図５（ｂ）と図６（ｂ）とを比較
した場合、図５（ｂ）では、立上りピーク値・安定流量
が経過時間と共に低下して収束するのに対し、図６
（ｂ）では、初めから安定している。また、図５（ｂ）
では、流量が落ちる時間が長くなっているのに対し、図
６（ｂ）では、流量が落ちる時間にバラツキがない結果
となっている。更に、図６（ｃ）では、図５（ｃ）に比
べ、背圧弁二次側圧力にバラツキがない結果となってい
る。このように、コントロールバルブ１を用いたコント
ロールシステム８０では、微小流量のフィードバック制
御を容易に行うことができ、且つ液漏れのない安全構造
を実現することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
チューブフラムの周囲が作動液体で満たされる液封構造
のため、チューブフラムの内圧が高くてもチューブフラ
ムが膨張し難く、もしチューブフラムが破損しても移送
流体が周囲に飛散しないため、高い安全性を確保するこ
とができると共に、作動液体室の作動液体の容量を可変
させチューブフラムの径を制御して移送流体の流量を制
御することができるため、例えば流量計やＰＩＤ調節計
と組み合わせて流量フィードバック制御をすることがで
きると共に、圧力センサと組み合わせて圧力フィードバ
ック制御をすることができ、移送流体の微小流量制御を
容易に実行することができる。また、既存のチューブフ
ラムを適用することができるため、部品単価を安くする
ことができ、コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係るコントロールバ
ルブを示す断面図である。

【図２】 同コントロールバルブを用いたコントロール
システムの構成を示すシステム構成図である。

【図３】 同システムにおけるコントロールバルブの流
量−時間特性を示すグラフである。

【図４】 同システムにおける背圧弁二次圧力−流量特
性を示すグラフである。

【図５】 同システムにおけるコントロールバルブの供
給エア圧力を固定した状態を示すグラフである。

【図６】 同システムにおけるコントロールバルブの各
流量をフィードバック制御した状態を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…コントロールバルブ、２…バルブヘッド本体部、３
…駆動部、４…エア供給部、１０…バルブヘッド本体、
１１…円筒状空間、１２，２５…作動液体室、１３…凹
部、１４…作動液体通路、１５…作動液体注入口、１６
…エア排出口、１７，１８…栓、２０…シリンダユニッ
ト、２１…シリンダ、２２…チューブフラム、２３…チ
ューブ押さえ、２４…バルブ室、２６，２７…オーリン
グ、３０…導入ユニット、３１…導入管、３２，４２…
継手、４０…排出ユニット、４１…排出管、５０…ブラ
ケット、５１…エンドプレート、５２…ダイアフラム、
５３…空気通路、６０…固定部、６１…固定コア、６２
…スラスト軸受、６３…リテーナ、６４…空圧室、７１
…プランジャ、７２…プランジャ支持体、８０…コント
ロールシステム、８１，８２…薬液タンク、８３…エア
駆動ベローズポンプ、８４…ダンパー、８５…圧力セン
サ、８６…圧力制御コントローラ、８７…流量センサ、
８８…循環ライン、８９…背圧弁、９０…流量制御コン
トローラ、９１…エアオペレイトバルブ、９２…逆止
弁、９３…インラインミキサ、９５，９６…吐出口、２
１１，２１２…連通孔、２２１…鍔部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H077 AA01 AA08 AA14 CC04 CC09 DD09 DD15 5H307 AA20 BB01 BB18 DD11 DD17 EE02 EE08 EE20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側に移送流体が通過する移送流体空間
   を形成してなるチューブフラムと、 このチューブフラムを内部に収容すると共に前記チュー
   ブフラムの一端と連通して前記チューブフラムの内側に
   移送流体を導入する導入口及び前記チューブフラムの他
   端と連通して前記チューブフラムの内側から移送流体を
   排出する排出口が形成され、前記チューブフラムの外側
   に作動液体を充填する作動液体室を形成するバルブヘッ
   ド本体と、 前記作動液体室の容積を可変する作動液体駆動手段とを
   備え、 前記作動液体駆動手段で作動液体室の容量を可変して前
   記作動液体によって前記チューブフラムの径を制御する
   ことにより前記チューブフラム内を通過する移送流体の
   流量を制御することを特徴とするコントロールバルブ。
2. 【請求項２】 前記作動液体駆動手段は、前記バルブヘ
   ッド本体と共に前記作動液体室を形成するダイアフラム
   と、 このダイアフラムを前記作動液体室に対して突出及び後
   退する方向に駆動するダイアフラム駆動手段とを備えた
   ものであることを特徴とする請求項１記載のコントロー
   ルバルブ。
3. 【請求項３】 前記ダイアフラム駆動手段は、前記ダイ
   アフラムをエア圧によって前記作動液体室に対して突出
   及び後退する方向に駆動するものであることを特徴とす
   る請求項２記載のコントロールバルブ。