JP3456747B2 - 調整弁 - Google Patents

調整弁

Info

Publication number
JP3456747B2
JP3456747B2 JP10446194A JP10446194A JP3456747B2 JP 3456747 B2 JP3456747 B2 JP 3456747B2 JP 10446194 A JP10446194 A JP 10446194A JP 10446194 A JP10446194 A JP 10446194A JP 3456747 B2 JP3456747 B2 JP 3456747B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
pressure
port
valve seat
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP10446194A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07293738A (ja
Inventor
博道 飯塚
正博 南部
Original Assignee
株式会社アサヒ・エンタープライズ
アドバンスド エナジー ジャパン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アサヒ・エンタープライズ, アドバンスド エナジー ジャパン株式会社 filed Critical 株式会社アサヒ・エンタープライズ
Priority to JP10446194A priority Critical patent/JP3456747B2/ja
Publication of JPH07293738A publication Critical patent/JPH07293738A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3456747B2 publication Critical patent/JP3456747B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は調整弁に係り、とくに真
空圧を調整するための真空用調整弁および流量の制御を
行なう流量制御用調整弁に用いて好適な調整弁に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の真空圧を調整する機構は、例えば
図5に示すようなバタフライバルブ1を用いたものであ
った。バタフライバルブ1は真空ポンプと負荷2、すな
わち調圧側との間に接続され、この負荷2の真空圧は圧
力計3によって検出されるようになっていた。そして圧
力計3の出力をコントローラ4を介してバタフライバル
ブ1のロータリソレノイド5にフィードバックし、これ
によってバタフライバルブ1を開閉して真空圧の調整を
行なうようにしていた。
【0003】また従来の流量制御に用いられる流量制御
弁は、例えば図10に示すようにケーシングのガス通路
に設けられているバルブシート6を開閉するようにバル
ブ7をリニヤソレノイドのプランジャ8の先端部に設
け、ソレノイドコイル9によってプランジャ8を介して
バルブ7の開度の調整を行なうようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5に示される従来の
真空圧の調整の機構によれば、1次圧や流量の変動、あ
るいは脈動等の外乱の影響を非常に受け易いという問題
があった。また流量の微調整ができないばかりか、出力
が安定しないという欠点を有していた。
【0005】ボールバルブやコントロールバルブを用い
た真空圧調整装置も知られているが、これらのバルブは
単に開弁度の調整のみを行なうためのものであって、真
空圧力を調整するためにはセンサとコントローラとを併
用する必要があった。またこのような装置においても、
外乱の影響をまともに受けるという欠点が解消されな
い。
【0006】また図10に示される従来の流量制御弁に
よれば、流量の精密な調整を行なうのには適当でなく、
とくに大流量の制御には不適当なものであった。大流量
の制御を行なうためには大きなソレノイドコイル9によ
って大きなパワーを出す必要があり、このために装置が
大きくなる欠点があった。すなわち従来の流量制御弁、
とくに大流量の制御を行なう流量制御弁はコンパクトに
構成することができないという欠点があった。
【0007】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、とくに外乱の影響を受けることなく、
しかも高精度で安定した真空度の調節が可能な真空用調
整弁および精密な流量調整が可能で、大流量の制御を行
なうことができ、しかもコンパクトに構成できる流量制
御用調整弁を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、内部に空
間が形成されているケーシングと、前記ケーシング内の
空間を2分割するように前記ケーシング内に設けられて
いるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに対して力を与
えるように設けられているばねと、前記ダイヤフラムに
よって分割された一方の空間に連通し、前記ダイヤフラ
ムの一方の面に信号圧を印加する信号ポートと、前記ダ
イヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉される
ように前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間
に設けられているバルブシートと、前記バルブシートの
内側と連通され、前記ダイヤフラムの前記バルブシート
の内側に臨む領域に真空ポンプ側の入力圧を印加する入
力ポートと、前記ダイヤフラムによって分割された他方
の空間に連通し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バ
ルブシートの外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加す
る出力ポートと、を具備し、前記信号ポートと入力ポー
トとを真空ポンプ側に接続するとともに、出力ポートを
大気開放することによって真空リリーフ弁として用いる
ことを特徴とする真空用調整弁に関するものである。第
2の発明は、内部に空間が形成されているケーシング
と、前記ケーシング内の空間を2分割するように前記ケ
ーシング内に設けられているダイヤフラムと、前記ダイ
ヤフラムに対して力を与えるように設けられているばね
と、前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に
連通し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加す
る信号ポートと、前記ダイヤフラムの他方の面の一部の
領域によって開閉されるように前記ダイヤフラムによっ
て分割された他方の空間に設けられているバルブシート
と、前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフ
ラムの前記バルブシートの内側に臨む領域に真空ポンプ
側の入力圧を印加する入力ポートと、前記ダイヤフラム
によって分割された他方の空間に連通し、前記ダイヤフ
ラムの他方の面の前記バルブシートの外側に臨む領域に
負荷側の出力圧を印加する出力ポートと、を具備し、前
記入力ポートを真空ポンプ側に接続するとともに、前記
出力ポートを負荷に接続し、前記信号ポートを大気開放
して真空減圧弁として用いることを特徴とする真空用調
整弁に関するものである。
【0009】第3の発明は、内部に空間が形成されてい
るケーシングと、前記ケーシング内の空間を2分割する
ように前記ケーシング内に設けられているダイヤフラム
と、前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に
連通し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加す
る信号ポートと、前記ダイヤフラムの一方の面に印加さ
れる信号圧を調整する信号圧調整手段と、前記ダイヤフ
ラムの他方の面の一部の領域によって開閉されるように
前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間に設け
られているバルブシートと、前記バルブシートの内側と
連通され、前記ダイヤフラムの前記バルブシートの内側
に臨む領域に真空ポンプ側の入力圧を印加する入力ポー
トと、前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間
に連通し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バルブシ
ートの外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力
ポートと、を具備し、前記入力ポートを真空ポンプ側に
接続し、前記出力ポートを負荷に接続し、前記信号調整
手段によって任意に調整された信号圧を前記ダイヤフラ
ムの一方の面に加え、前記負荷側の調整圧を前記信号圧
に依存させるようにしたことを特徴とする真空用調整弁
に関するものである。第4の発明は、内部に空間が形成
されているケーシングと、前記ケーシング内の空間を2
分割するように前記ケーシング内に設けられているダイ
ヤフラムと、前記ダイヤフラムによって分割された一方
の空間に連通し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧
を印加する信号ポートと、前記ダイヤフラムの一方の面
に印加される信号圧を調整する信号圧調整手段と、前記
ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉され
るように前記ダイヤフラムによって分割された他方の空
間に設けられているバルブシートと、前記バルブシート
の内側と連通され、前記ダイヤフラムの前記バルブシー
トの内側に臨む領域に真空ポンプ側の入力圧を印加する
入力ポートと、前記ダイヤフラムによって分割された他
方の空間に連通し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記
バルブシートの外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加
する出力ポートと、を具備し、前記入力ポートを真空ポ
ンプ側に接続し、前記出力ポートを大気開放し、前記信
号ポートには前記入力ポートに加えられる圧力に比例し
た信号圧を供給し、前記入力ポートに加わる圧力に対す
る信号圧の比例定数によって前記入力ポートに加わる圧
力を調整して真空リリーフ弁として用いることを特徴と
する真空用調整弁に関するものである。
【0010】第5の発明は、内部に空間が形成されてい
るケーシングと、前記ケーシング内の空間を2分割する
ように前記ケーシング内に設けられているダイヤフラム
と、前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に
連通し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加す
る信号ポートと、前記ダイヤフラムの他方の面の一部の
領域によって開閉されるように前記ダイヤフラムによっ
て分割された他方の空間に設けられているバルブシート
と、前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフ
ラムの前記バルブシートの内側に臨む領域に出力圧を印
加する出力ポートと、前記ダイヤフラムによって分割さ
れた他方の空間に連通し、前記ダイヤフラムの他方の面
の前記バルブシートの外側に臨む領域に入力圧を印加す
る入力ポートと、を具備し、前記信号ポートを通して前
記ダイヤフラムの一方の面に前記信号圧を印加し、前記
信号圧に応じて前記ダイヤフラムと前記バルブシートと
の間のギャップを調整することによって前記入力ポート
から前記出力ポートに流動するガスの量を所望の流量に
調整することを特徴とする流量制御用調整弁に関するも
のである。
【0011】
【作用】第1の発明によれば、信号ポートと入力ポート
をそれぞれ真空ポンプ側に接続するとともに、出力ポー
トを大気開放することによって、この真空用調整弁が真
空リリーフ弁として機能し、ばねによって与えられる力
に応じた真空圧力に調整される。
【0012】第2の発明によれば、入力ポートを真空ポ
ンプ側に接続するとともに、出力ポートを負荷、すなわ
ち調圧側に接続し、しかも信号ポートを大気開放する
と、この真空用調整弁が真空減圧弁として機能する。
【0013】第3の発明によれば、入力ポートを真空ポ
ンプ側へ、出力ポートを負荷、すなわち調圧側へそれぞ
れ接続するとともに、信号圧調整手段によって調整され
た信号圧をダイヤフラムの一方の面に加えると、負荷側
の調整圧は信号圧に依存するようになり、これによって
信号圧を変化させることにより、負荷側の真空圧を任意
に調整できるようになる。
【0014】第4の発明によれば、入力ポートを真空ポ
ンプ側に接続し、出力ポートを大気開放し、信号ポート
には入力ポートへ加えられる圧力に比例した信号圧を供
給するとともに、ダイヤフラムにばねの力を作用させる
ことによって、入力ポートに加わる圧力に対する信号圧
の比例定数によって入力ポートに加わる圧力が調整され
ることになり、真空リリーフ弁として機能する。
【0015】第5の発明によれば、信号ポートを通して
ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加すると、この信
号圧に応じてダイヤフラムとバルブシートとの間のギャ
ップが調整される。従ってこのギャップを通して入力ポ
ートから出力ポートに流れるガスの量が調整され、これ
によって流量を所望の流量に調整できるようになる。
【0016】
【実施例】実施例1 第1の実施例は図1に示される構造を有している。この
真空用調整弁はケーシング10を備えるとともに、この
ケーシング10内の空間は上側空間11と下側空間12
とに2分割されるようにダイヤフラム13がケーシング
10内に配されるようになっている。
【0017】上側空間11の上部には凹部16が形成さ
れるとともに、この凹部16内にばね17が収納されて
おり、ダイヤフラム13を押圧している。そしてこのよ
うなばね17を収納する凹部16と連通するようにケー
シング10には信号ポート18が設けられている。
【0018】これに対して下側空間13のほぼ中央部に
はバルブシート19が設けられており、このバルブシー
ト19がダイヤフラム13の中央の領域の部分と接触す
るようになっている。また上記バルブシート19の内側
と連通するように入力ポート20がケーシング10に形
成されるとともに、バルブシート19の外側と連通する
ように出力ポート21がケーシング10に設けられてい
る。
【0019】次にこのような構造の真空用調整弁の動作
を説明する。この調整弁は、その入力ポート20を真空
ポンプに接続するとともに、出力ポート21を負荷、す
なわち調圧側に接続する。そして信号ポート18に信号
圧を加えるようになる。
【0020】今真空ポンプによって入力ポート20に加
えられる入力圧をPi とし、負荷側の圧力、すなわち出
力圧をPo とし、また信号ポート18に加えられる信号
圧をPs とする。またばね17の作用力をFとするとと
もに、ダイヤフラム13の有効面積をAとし、バルブシ
ート19の有効面積をaとする。
【0021】すると上記の構造に係る真空用調整弁のフ
ォースバランスの式は次のようになる。
【0022】 Ps ・A=F+Pi ・a+Po (A−a) (1) 上記の式において左辺は信号圧によってダイヤフラム1
3が受ける上向きの力を表わしている。すなわち信号圧
が負圧なので上向きの力になる。右辺の第1項はばねに
よって与えられる下向きの力を表わす。右辺の第2項は
入力圧によってダイヤフラム13がバルブシート19の
部分で受ける負圧による下向きの力である。また右辺の
第3項は出力圧によってダイヤフラム13の下面であっ
てバルブシート19の外側の部分が受ける負圧による下
向きの力を表わす。
【0023】(1)真空リリーフ弁として使用する場合 入力ポート20と信号ポート18とを真空ポンプに接続
するとともに、出力ポート21を大気開放する。従って
この場合にはPs =Pi となるとともに、Po=0とな
る。従って上記のフォースバランスの式は次のようにな
る。
【0024】Pi A=F+Pi ・a (2) よってPi =F/(A−a) (3) この式から明らかなように、真空圧Pi はばね17の反
力Fによって決まるようになる。従ってFの値を任意に
設定することにより、このリリーフ弁によって得られる
真空圧が調整される。
【0025】なおここでは圧縮コイルばね17によって
ダイヤフラム13を下方に押しているが、引張りコイル
ばねをダイヤフラム13の下側であってバルブシート1
9の内側または外側に取付け、この引張りコイルばねで
ダイヤフラム13を下方に引張ってもよい。
【0026】(2)真空減圧弁として使用する場合 入力ポート20を真空ポンプに接続するとともに、出力
ポート21を負荷側(調圧側)へ接続する。またここで
は信号ポート18を大気開放する。従ってこのときには
s =0となる。従って上記のフォースバランスの式は
次のようになる。
【0027】 0=F+Pi ・a+Po (A−a) (4) よってPo =−F/(A−a)−Pi ・a/(A−a) (5) つまりこの場合には、真空圧力Pi はばね17の反力に
よって決まる。この右辺の第2項は入力ポート20に接
続される真空ポンプの影響を受ける割合である。バルブ
シート19の有効面積aがダイヤフラム13の有効面積
Aに比べて十分に小さい場合には、上記の(5)式の右
辺の第2項が省略できる。またこのときにはばね17と
して引張りコイルばねが用いられ、このばね17がダイ
ヤフラム13を上方へ引張るようにしている。よってダ
イヤフラム13の下側であってバルブシート19の内側
または外側に圧縮コイルばねを配し、ダイヤフラム13
をこの圧縮コイルばねで上方へ押すようにしてもよい。
【0028】実施例2 次に第2の実施例を図2によって説明する。この実施例
はケーシング10の上側空間11の凹部16にばね17
を取付けることなく、その代りにこの凹部16と連通す
る信号ポート18の先端部に固定絞り24を設けるよう
にしている。また凹部16の上端側にはノズル25を設
けるとともに、このノズル25の上端をフラッパ26と
対向させるようにしている。フラッパ26は可動板27
によって支持されるようになっている。そしてこの可動
板27をボビン28に巻装されているボイスコイル29
に通ずる電流によって移動させるようにしている。
【0029】上記ボビン28の内側にはコア32が配さ
れている。コア32はマグネット33を介してヨーク3
4の中央部の下面に支持されている。そしてこのヨーク
34を囲むようにハウジング35が設けられている。
【0030】(1)電気的に調整する真空減圧弁として
使用する場合 入力ポート20を真空ポンプに接続し、出力ポート21
を減圧側、すなわち負荷であって調圧側へそれぞれ接続
する。また上側空間11の凹部16の圧力をコイル29
によって調整された信号圧Ps とする。従ってダイヤフ
ラム13の上面に信号圧Ps が作用する。
【0031】この場合のフォースバランスの式は、 Ps ・A=Pi ・a+Po (A−a) (6) よってPo =Ps ・A/(A−a)−Pi ・a/(A−a) (7) 従って出力圧、すなわち負荷側の調整圧は電気的に調整
される信号圧Ps によって決定される。上記式の右辺の
第2項は真空ポンプの影響を受ける割合を示している。
ここでもバルブシート19の有効面積aがダイヤフラム
13の有効面積Aに比べて十分小さい場合には、右辺の
第2項が無視できる。
【0032】上記のようにダイヤフラム13の上面に信
号圧Ps が作用するときに入力ポート18に作用する圧
力をP1 とするとともに、フラッパ26に対向するノズ
ル25の出力側の圧力をP2 とすると、図4に示すよう
な等価回路が成立する。ここでRは固定絞り24の抵抗
値を示している。またRx はノズルフラッパ26の抵抗
値を示している。従って図3の等価回路から次の式が成
立する。
【0033】 (P1 −Ps )/R=(Ps −P2 )/Rx (8) よってPs =(P1 x +P2 R)/(R+Rx ) (9) 従ってP1 とPs の関係が(9)式で満足するような値
の信号圧P1 を信号ポート18に加えるとともに、固定
絞り24と可変絞り26とを用いて信号圧Ps をダイヤ
フラム13をの上面に印加することが可能になる。
【0034】(2)電気的に調節する真空リリーフ弁と
して使用する場合 図3に示すように、図2に示す構成にばね17を付加し
た変形例において、入力ポート20を真空ポンプへ接続
し、出力ポート21を大気開放する。よってPo =0と
なる。また信号ポート18はケーシング10の上部に設
けられている変換器によってPs =C・Pi となるよう
に調節する。ここでCは比例定数であって0<C<1と
する。すると上記のフォースバランスの式は次のように
表わされる。
【0035】C・Pi ・A=F+Pi ・a (10) よってPi =F/(CA−a) (11) すなわち真空圧Piはばね17の反力を一定にすると、
ケーシング10の上部に設けられている変換器のボイス
コイル29に流れる電流により設定される比例定数Cに
よって調整できるようになる。
【0036】なおここではばね17はダイヤフラム13
を上方に引張る引張りばねから構成されている。よって
ダイヤフラム13の下側であってバルブシート19の内
側または外側に圧縮コイルばねを配し、ダイヤフラム1
3を上方に押すようにしてもよい。
【0037】第1および第2の実施例に係る真空用調整
弁はいずれもフォースバランスの構造をした調整弁であ
って、次のような特徴を有している。まず1次圧や流量
の変動、あるいは脈動等の外乱の影響をほとんど受けな
くなる。また流量レンジが極めて広く、1万倍以上のレ
ンジをとることができる。さらには高精度で安定化した
真空度調節が可能になる。また単体での真空度調節がで
き、センサとコントローラとを併用する必要がなくな
る。また構造が非常に単純であることから、安価な真空
用調整弁を提供できるようになる。さらに第2の実施例
ように電気空気変換器を併用することによって、より高
精度な調整ができるようになる。
【0038】実施例3 次に本発明の第3の実施例を図6によって説明する。こ
の実施例は流量制御用調整弁に関するものであって、こ
こではケーシング10の鎖線40の右側の部分が流量制
御弁41から構成され、鎖線40の左側の部分が流量検
出器42から構成されている。
【0039】流量制御弁41にはそのケーシング10の
内部の上側空間11と下側空間12とを区画するように
ダイヤフラム13が設けられている。なおこのダイヤフ
ラム13はその周縁部に変形部を備えておらず、このダ
イヤフラムそれ自身の弾性変形のみによってギャップの
調整を行なうものである。
【0040】そしてダイヤフラム13の上側の空間11
には信号ポート18が形成されている。またダイヤフラ
ム13の下側空間12に連通するように入力ポート20
が設けられている。またダイヤフラム13の下側の空間
にはバルブシート19が設けられるとともに、このバル
ブシート19の内側の部分が出力ポート21に連通され
るようになっている。
【0041】次に流量検出器42側の構造について説明
すると、流量検出器42の内側に設けられている空間4
3にはガスを流動させるための整流器44が設けられて
いる。そしてこの整流器44の上流側と下流側とをバイ
パスしてガスを流動させるようにフローチューブ46が
接続されている。
【0042】フローチューブ46は金属細管から構成さ
れており、その上流側と下流側とにはそれぞれ感温抵抗
線47、48が設けられている。これらの感温抵抗線4
7、48はブリッジ回路49に接続されている。そして
このブリッジ回路49の出力端は増幅回路50と接続さ
れるようになっている。
【0043】またこの流量検出器42は比較制御回路5
3を備えており、この比較制御回路53へは上記増幅回
路50の出力と流量指示器54の出力、すなわち設定信
号とが供給されるようになっている。そして比較制御回
路53は圧力調整バルブ55を制御するようになってい
る。この圧力制御調整バルブ55は圧力源からのガス圧
を調整し、信号圧Ps を信号ポート18に供給するよう
になっている。
【0044】次に以上のような構成になる流量制御用調
整弁の動作について説明する。まず流量制御弁41の動
作を説明すると、入力ポート20に加えられる入力圧を
iとし、出力ポート21に生ずる出力圧をPo とし、
信号ポート18を通してダイヤフラム13の上面に加え
られる信号圧をPs とする。またダイヤフラム13の有
効面積をAとし、バルブシート19の有効面積をaとす
る。またダイヤフラム13のばね定数をkとするととも
に、ダイヤフラム13の軸線方向の変位をxとする。
【0045】すると上下方向の力のバランスから次の式
が成立する。
【0046】 Ps ・A=Pi ・(A−a)+Po ・a+k・x (12) この式において左辺は信号圧によってダイヤフラム13
が受ける下方への力を表わす。また右辺の第1項は入力
圧Pi によってダイヤフラム13が受ける上方への力を
表わす。右辺の第2項はバルブシート19の内側に生ず
る出力圧によってダイヤフラム13が受ける上方への力
を表わす。右辺の第3項はダイヤフラム13の変形に伴
う上方への反力を表わしている。なおこの項はダイヤフ
ラム13の変形の方向が逆になると負になる。
【0047】そしてこのときにダイヤフラム13とバル
ブシート19との間のギャップを通して流動するガスの
量は次式で表わされる。
【0048】 Q=C{(Pi 2 −Po 2 )/2}1/2 (13) ここで比例定数Cはダイヤフラム13とバルブシート1
9との間のギャップによって生ずる絞り抵抗の定数であ
って、 C=2πr・x (14) ここでrはバルブシート19の半径を表わす。すなわち
πr2 =a、よってr=(a/π)1/2 となる。従って C=2x{π・a}1/2 (15) 次に上記(13)式で与えられる流量を検出するための
流量検出器42の動作について説明する。流量制御弁4
1の入力ポート20に供給されるガスは流量検出器42
の整流器44内を流動するが、一部は金属細管から成る
フローチューブ46内を流動する。この金属細管46に
設けられている一対の感温抵抗線47、48には予め一
定の電流を流して加熱しておく。
【0049】フローチューブ46にガスが流れない場合
には、一対の抵抗線47、48の温度は同一になってい
るが、フローチューブ46内に流れがあると、これによ
って熱の移動を生じ、上流側の方が下流側に比べて温度
が低下する。ここで生ずる温度差、すなわち熱の移動量
は、フローチューブ46内のガスの熱容量と流量とによ
って決定される。ガスの熱容量はその温度や圧力にほと
んど依存しないために、この温度差を感温抵抗線47、
48の抵抗変化として検出することによって、ガスの質
量流量を測定することが可能になる。
【0050】感温抵抗線47、48の抵抗値はブリッジ
回路49を通して取出されるとともに、この検出出力が
増幅回路50によって増幅され、比較制御回路53に供
給される。比較制御回路53は増幅回路50からの出力
と流量指示器54からの設定信号との比較を行なうとと
もに、両者の偏差に応じて圧力調整バルブ55に制御信
号を加える。従って圧力調整バルブ55は圧力源からの
圧力を調整し、信号圧を発生させ、適性な信号圧Ps
信号ポート18に供給する。
【0051】このように流量検出器42は入力ポート2
0に供給されるガスの流量を検出するとともに、この検
出値が流量指示器54によって与えられる指示値と異な
る場合には、指示値に一致するように信号圧Ps を圧力
調整バルブ55で調整するようにしており、クローズド
ループのフィードバック制御が行なわれる。従って常に
適正な流量となるように制御されることになる。
【0052】このように本実施例の流量制御弁41はバ
ルブシート19に対向するように弾性変形するダイヤフ
ラム13を設け、このダイヤフラム13の上面に信号圧
sを加えるとともに、流量検出器42によって流量を
検出し、目標値と比較制御回路53で比較し、偏差に応
じて信号圧Ps を圧力調整バルブ55で調整してダイヤ
フラム13の上面の信号圧を制御することにより、流量
が一定になるようにフィードバック制御を行なうように
したものである。
【0053】従ってこのような構成によれば、精密な流
量調整が可能になるとともに、とくに周縁部に変形部を
備えず、それ自身が弾性変形するダイヤフラム13を用
いるようにしているために、大きな圧力をダイヤフラム
13の上面に信号圧として加えることが可能になり、大
流量の制御が可能になる。またダイヤフラム13を備え
る流量制御弁41はその高さ方向の寸法を小さくするこ
とができ、これによってコンパクトな流量制御弁41を
提供できるようになる。
【0054】次に上記実施例の変形例を図7によって説
明する。この変形例は信号ポート18に加えられる信号
圧を作り出す構造を変更したものであって、ここでは比
較制御回路53の出力側に接続されるパルス幅変調器6
0が設けられており、このパルス幅変調器60によって
給気弁61と排気弁62の開閉のパルス幅をそれぞれ別
々に制御するようにしている。
【0055】図8はこのようなパルス幅変調器60によ
って適正な信号圧を作り出すための動作を示しており、
設定目標流量よりも実際の流量が低い場合には、排気弁
62を間欠的に開放するとともに、給気弁61を閉じて
おく。そして目標流量に近づくに従って排気弁62を開
くパルス幅を狭くする。
【0056】目標流量と実際の流量とが等しくなった場
合には、給気弁61と排気弁62をともに閉じておく。
目標値よりも実際の流量が多くなった場合には、排気弁
62を閉じ、給気弁61を開くようにする。そして実際
の流量が目標流量よりも乖離する度合が大きくなるに従
って、給気弁61を開くときのパルス幅を次第に大きく
する。このようにして目標流量となるように信号圧を常
にフィードバック制御することができ、これによって設
定された流量を流すことが可能になる。
【0057】図9はさらに別の変形例を示している。こ
の変形例は圧力調整器67を備え、この調整器67に圧
力源から圧力を加えるとともに、この調整器67に設け
られているノズル68の上部にバイモルフ板から成るノ
ズルフラッパ69を設けるようにし、ギャップがフラッ
パ69によって調整されるノズル68の背圧を信号圧P
s として信号ポート18を通してダイヤフラム13の上
面に加えるようにしている。ここでバイモルフ板69に
は比較制御回路から制御電圧が加えられ、これによって
バイモルフ板69が比較制御回路の出力に応じた変形を
行なうことになる。
【0058】従ってこのようなバイモルフ板から成るノ
ズルフラッパ69とノズル68との組合わせによって、
圧力調整器67で適正な信号圧Ps を得ることができ、
このように信号圧Ps を流量制御弁41のダイヤフラム
13の上面に印加することによって、このダイヤフラム
13とバルブシート19との間のギャップを常に適正な
値に保持し、流量制御を行なうことが可能になる。
【0059】
【発明の効果】第1の発明は、内部に空間が形成されて
いるケーシングと、ケーシング内の空間を2分割するよ
うにケーシング内に設けられているダイヤフラムと、ダ
イヤフラムに対して力を与えるように設けられているば
ねと、ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連
通し、ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信号
ポートと、ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によっ
て開閉されるようにダイヤフラムによって分割された他
方の空間に設けられているバルブシートと、バルブシー
トの内側と連通され、ダイヤフラムのバルブシートの内
側に臨む領域に真空ポンプ側の入力圧を印加する入力ポ
ートと、ダイヤフラムによって分割された他方の空間に
連通し、ダイヤフラムの他方の面のバルブシートの外側
に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポートと、
を具備し、信号ポートと入力ポートとを真空ポンプ側に
接続するとともに、出力ポートを大気開放することによ
って真空リリーフ弁として用いるようにしたものであ
る。また第2の発明は、内部に空間が形成されているケ
ーシングと、ケーシング内の空間を2分割するようにケ
ーシング内に設けられているダイヤフラムと、ダイヤフ
ラムに対して力を与えるように設けられているばねと、
ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連通し、
ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信号ポート
と、ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉
されるようにダイヤフラムによって分割された他方の空
間に設けられているバルブシートと、バルブシートの内
側と連通され、ダイヤフラムのバルブシートの内側に臨
む領域に真空ポンプ側の入力圧を印加する入力ポート
と、ダイヤフラムによって分割された他方の空間に連通
し、ダイヤフラムの他方の面のバルブシートの外側に臨
む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポートと、を具
備し、入力ポートを真空ポンプ側に接続するとともに、
出力ポートを負荷に接続し、信号ポートを大気開放して
真空減圧弁として用いるようにしたものである。
【0060】これらの発明によれば、簡潔な構造によっ
てしかも高精度に安定した真空度の調整を行なうことが
可能になるとともに、フォースバランス構造によって外
乱の影響を受け難くなる。またセンサやコントローラを
必要とせず、単体で真空度の調整ができるようになる。
【0061】第3の発明は、内部に空間が形成されてい
るケーシングと、ケーシング内の空間を2分割するよう
にケーシング内に設けられているダイヤフラムと、ダイ
ヤフラムによって分割された一方の空間に連通し、ダイ
ヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信号ポートと、
ダイヤフラムの一方の面に印加される信号圧を調整する
信号圧調整手段と、ダイヤフラムの他方の面の一部の領
域によって開閉されるようにダイヤフラムによって分割
された他方の空間に設けられているバルブシートと、バ
ルブシートの内側と連通され、ダイヤフラムのバルブシ
ートの内側に臨む領域に真空ポンプ側の入力圧を印加す
る入力ポートと、ダイヤフラムによって分割された他方
の空間に連通し、ダイヤフラムの他方の面のバルブシー
トの外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポ
ートと、を具備し、入力ポートを真空ポンプ側に接続
し、出力ポートを負荷に接続し、信号調整手段によって
任意に調整された信号圧をダイヤフラムの一方の面に加
え、負荷側の調整圧を信号圧に依存させるようにしたも
のである。また第4の発明は、内部に空間が形成されて
いるケーシングと、ケーシング内の空間を2分割するよ
うにケーシング内に設けられているダイヤフラムと、ダ
イヤフラムによって分割された一方の空間に連通し、ダ
イヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信号ポート
と、ダイヤフラムの一方の面に印加される信号圧を調整
する信号圧調整手段と、ダイヤフラムの他方の面の一部
の領域によって開閉されるようにダイヤフラムによって
分割された他方の空間に設けられているバルブシート
と、バルブシートの内側と連通され、ダイヤフラムのバ
ルブシートの内側に臨む領域に真空ポンプ側の入力圧を
印加する入力ポートと、ダイヤフラムによって分割され
た他方の空間に連通し、ダイヤフラムの他方の面のバル
ブシートの外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する
出力ポートと、を具備し、入力ポートを真空ポンプ側に
接続し、出力ポートを大気開放し、信号ポートには入力
ポートに加えられる圧力に比例した信号圧を供給し、入
力ポートに加わる圧力に対する信号圧の比例定数によっ
て入力ポートに加わる圧力を調整して真空リリーフ弁と
して用いるようにしたものである。
【0062】従って上記第3と第4の発明によれば、上
記第1の発明と同様の作用効果を奏するばかりでなく、
信号圧調整手段によってより高精度な調整を行なうこと
が可能になる。
【0063】第5の発明は、内部に空間が形成されてい
るケーシングと、ケーシング内の空間を2分割するよう
にケーシング内に設けられているダイヤフラムと、ダイ
ヤフラムによって分割された一方の空間に連通し、ダイ
ヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信号ポートと、
ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉され
るようにダイヤフラムによって分割された他方の空間に
設けられているバルブシートと、バルブシートの内側と
連通され、ダイヤフラムのバルブシートの内側に臨む領
域に出力圧を印加する出力ポートと、ダイヤフラムによ
って分割された他方の空間に連通し、ダイヤフラムの他
方の面のバルブシートの外側に臨む領域に入力圧を印加
する入力ポートと、を具備し、信号ポートを通してダイ
ヤフラムの一方の面に信号圧を印加し、信号圧に応じて
ダイヤフラムとバルブシートとの間のギャップを調整す
ることによって入力ポートから出力ポートに流動するガ
スの量を所望の流量に調整するようにしたものである。
【0064】従って第5の発明によれば、信号ポートを
ダイヤフラムの一方の面に印加することにより、このダ
イヤフラムとバルブシートとの間のギャップを調整し、
このギャップを通して流れるガスの流量の制御を行なう
ことが可能になる。しかもダイヤフラムに直接信号圧を
印加することが可能になるとために、大容量の流量の制
御が可能になるとともに、平板状のダイヤフラムに信号
圧を加えるだけで流量制御ができるために、コンパクト
な流量制御用調整弁を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の真空用調整弁の縦断面図であ
る。
【図2】第2の実施例の真空用調整弁の縦断面図であ
る。
【図3】変形例の真空調整弁の縦断面図である。
【図4】信号圧を設定するための等価回路の回路図であ
る。
【図5】従来のバタフライバルブを用いた真空圧調整装
置のブロック図である。
【図6】第3の実施例の流量制御用調整弁のブロック図
である。
【図7】変形例の流量制御用調整弁のブロック図であ
る。
【図8】同調整弁の制御動作を示すグラフである。
【図9】別の変形例の流量制御用調整弁の縦断面図であ
る。
【図10】従来の流量制御用調整弁を示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
10 ケーシング 11 上側空間 12 下側空間 13 ダイヤフラム 16 凹部 17 ばね 18 信号ポート 19 バルブシート 20 入力ポート 21 出力ポート 24 固定搾り 25 ノズル 26 フラッパ 27 可動板 28 ボビン 29 ボイスコイル 32 コア 33 マグネット 34 ヨーク 35 ハウジング 40 鎖線 41 流量制御弁 42 流量検出器 43 空間 44 整流器 46 フローチューブ(金属細管) 47、48 感温抵抗線 49 ブリッジ回路 50 増幅回路 53 比較制御回路 54 流量指示器 55 圧力調整バルブ 60 パルス幅変調器 61 給気弁 62 排気弁 67 圧力調整器 68 ノズル 69 フラッパ(バイモルフ板)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南部 正博 東京都八王子市石川町2971−8 日本タ イラン株式会社 八王子技術センター内 (56)参考文献 特開 昭64−55484(JP,A) 実開 昭54−58636(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 31/12 - 31/165 F16K 17/04 F16K 51/02 F16K 7/12 F16K 7/17

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に空間が形成されているケーシング
    と、 前記ケーシング内の空間を2分割するように前記ケーシ
    ング内に設けられているダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムに対して力を与えるように設けられて
    いるばねと、 前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信
    号ポートと、 前記ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉
    されるように前記ダイヤフラムによって分割された他方
    の空間に設けられているバルブシートと、 前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフラム
    の前記バルブシートの内側に臨む領域に真空ポンプ側の
    入力圧を印加する入力ポートと、 前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バルブシートの
    外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポート
    と、 を具備し、前記信号ポートと入力ポートとを真空ポンプ
    側に接続するとともに、出力ポートを大気開放すること
    によって真空リリーフ弁として用いることを特徴とする
    真空用調整弁。
  2. 【請求項2】内部に空間が形成されているケーシング
    と、 前記ケーシング内の空間を2分割するように前記ケーシ
    ング内に設けられているダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムに対して力を与えるように設けられて
    いるばねと、 前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信
    号ポートと、 前記ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉
    されるように前記ダイヤフラムによって分割された他方
    の空間に設けられているバルブシートと、 前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフラム
    の前記バルブシートの内側に臨む領域に真空ポンプ側の
    入力圧を印加する入力ポートと、 前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バルブシートの
    外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポート
    と、 を具備し、前記入力ポートを真空ポンプ側に接続すると
    ともに、前記出力ポートを負荷に接続し、前記信号ポー
    トを大気開放して真空減圧弁として用いることを特徴と
    する真空用調整弁。
  3. 【請求項3】内部に空間が形成されているケーシング
    と、 前記ケーシング内の空間を2分割するように前記ケーシ
    ング内に設けられているダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信
    号ポートと、 前記ダイヤフラムの一方の面に印加される信号圧を調整
    する信号圧調整手段と、 前記ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉
    されるように前記ダイヤフラムによって分割された他方
    の空間に設けられているバルブシートと、 前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフラム
    の前記バルブシートの内側に臨む領域に真空ポンプ側の
    入力圧を印加する入力ポートと、 前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バルブシートの
    外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポート
    と、 を具備し、前記入力ポートを真空ポンプ側に接続し、前
    記出力ポートを負荷に接続し、前記信号調整手段によっ
    て任意に調整された信号圧を前記ダイヤフラムの一方の
    面に加え、前記負荷側の調整圧を前記信号圧に依存させ
    るようにしたことを特徴とする真空用調整弁。
  4. 【請求項4】内部に空間が形成されているケーシング
    と、 前記ケーシング内の空間を2分割するように前記ケーシ
    ング内に設けられているダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信
    号ポートと、 前記ダイヤフラムの一方の面に印加される信号圧を調整
    する信号圧調整手段と、 前記ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉
    されるように前記ダイヤフラムによって分割された他方
    の空間に設けられているバルブシートと、 前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフラム
    の前記バルブシートの内側に臨む領域に真空ポンプ側の
    入力圧を印加する入力ポートと、 前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バルブシートの
    外側に臨む領域に負荷側の出力圧を印加する出力ポート
    と、 を具備し、前記入力ポートを真空ポンプ側に接続し、前
    記出力ポートを大気開放し、前記信号ポートには前記入
    力ポートに加えられる圧力に比例した信号圧を供給し、
    前記入力ポートに加わる圧力に対する信号圧の比例定数
    によって前記入力ポートに加わる圧力を調整して真空リ
    リーフ弁として用いることを特徴とする真空用調整弁。
  5. 【請求項5】内部に空間が形成されているケーシング
    と、 前記ケーシング内の空間を2分割するように前記ケーシ
    ング内に設けられているダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムによって分割された一方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの一方の面に信号圧を印加する信
    号ポートと、 前記ダイヤフラムの他方の面の一部の領域によって開閉
    されるように前記ダイヤフラムによって分割された他方
    の空間に設けられているバルブシートと、 前記バルブシートの内側と連通され、前記ダイヤフラム
    の前記バルブシートの内側に臨む領域に出力圧を印加す
    る出力ポートと、 前記ダイヤフラムによって分割された他方の空間に連通
    し、前記ダイヤフラムの他方の面の前記バルブシートの
    外側に臨む領域に入力圧を印加する入力ポートと、 を具備し、前記信号ポートを通して前記ダイヤフラムの
    一方の面に前記信号圧を印加し、前記信号圧に応じて前
    記ダイヤフラムと前記バルブシートとの間のギャップを
    調整することによって前記入力ポートから前記出力ポー
    トに流動するガスの量を所望の流量に調整することを特
    徴とする流量制御用調整弁。
JP10446194A 1994-04-20 1994-04-20 調整弁 Expired - Lifetime JP3456747B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10446194A JP3456747B2 (ja) 1994-04-20 1994-04-20 調整弁

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10446194A JP3456747B2 (ja) 1994-04-20 1994-04-20 調整弁

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07293738A JPH07293738A (ja) 1995-11-10
JP3456747B2 true JP3456747B2 (ja) 2003-10-14

Family

ID=14381237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10446194A Expired - Lifetime JP3456747B2 (ja) 1994-04-20 1994-04-20 調整弁

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3456747B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010137578A1 (ja) 2009-05-25 2010-12-02 株式会社村田製作所 バルブ、流体装置及び流体供給装置
WO2012086646A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社村田製作所 流体供給装置
KR101491713B1 (ko) * 2013-06-10 2015-02-11 (주)씨엔에스 액체 또는 기체의 유량 제어방법
KR101491711B1 (ko) * 2013-06-10 2015-02-11 (주)씨엔에스 다이어프램 밸브를 이용한 액체 또는 기체의 유량 제어방법
JP5920439B1 (ja) * 2014-10-28 2016-05-18 株式会社清光社 弁装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07293738A (ja) 1995-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6505812B1 (en) Solenoid valve
US4722360A (en) Fluid regulator
JPH11345027A (ja) 圧力式流量制御装置を備えたガス供給設備
US6321765B2 (en) Method of operation of mass flow controller
JPS6084404A (ja) サーボ弁
JP3456747B2 (ja) 調整弁
JPS58214919A (ja) 流体の圧力制御装置
JPH0486362A (ja) 気体燃料の圧力調整装置
JPH0114603B2 (ja)
JPH0410403Y2 (ja)
JP4220616B2 (ja) 調整弁
JP3467505B2 (ja) マスフローコントローラ用制御弁
JP2600383Y2 (ja) 圧力調整器
JPH0337489A (ja) ガス用比例制御弁
JPH0141986Y2 (ja)
JP4420695B2 (ja) 圧力調整装置
JPS589287Y2 (ja) 電磁式流量制御弁
JPH0333218B2 (ja)
JPS62184510A (ja) マスフロ−コントロ−ラ
JPH1038111A (ja) リリーフバルブ
JPS6018704Y2 (ja) 比例制御弁
JPH03223581A (ja) 電磁制御弁
JPH01312279A (ja) 自動調圧温調弁
JPH0764646A (ja) 湯水混合装置
JPH0419316Y2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030716

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100801

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130801

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term