JP4636830B2

JP4636830B2 - ノズルフラッパ弁

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Publication number: JP4636830B2
Application number: JP2004239886A
Authority: JP
Inventors: 勝美佐々木
Original assignee: PNEUMATIC SERVO CONTROLS Ltd
Current assignee: PNEUMATIC SERVO CONTROLS Ltd
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-19
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Description

本発明は、ノズルフラッパ弁に係り、特に駆動機構により軸方向に移動駆動されるフラッパを有するノズルフラッパ弁に関する。

空気圧回路やガス供給回路において管路の圧力制御や流量調整を行うために、フィードバック機構を内蔵した制御弁装置が用いられる。例えば、特許文献１において、従来技術として米国特許第３０２３７８２号が紹介されている。この米国特許には、トルクモータとパイロット弁を組み合わせることによって、入力指令電圧の印加に基づいてアーマチュアを回転駆動し、このときに発生するトルクでノズルフラッパ機構によるパイロット弁開閉作用を得て案内弁を駆動し、アクチュエータへ所望流体圧を供給する構成が開示される。このパイロット弁は、アーマチュアの回動により変位するフラッパと、フラッパの両側面に向かい合って配置される１組のノズルが備えられるので、ノズルフラッパ弁と呼ばれることがある。

ノズルフラッパ機構の各ノズルにはそれぞれ気体流が供給されるが、ノズルフラッパ弁の作動を安定かつ精密に出力するために、特許文献２に示されるように、各ノズルに気体流を供給するために、１次側圧力気体を絞り２次側のノズルフラッパ弁に供給する気体流路の絞り装置、例えば固定オリフィスが設けられる。このようにして、２つの固定オリフィスの各流体抵抗と、２つのノズルの各流体抵抗とでブリッジ回路を構成することで、ノズルフラッパ弁の作動を安定させることができる。

特公平５−４３８８２号公報特開昭５７−５１００２号公報

近年、位置決め装置において、その精度、分解能の向上の要求が著しい。例えば、半導体装置の露光装置では、半導体デバイスの最小寸法が１００ｎｍを切る。したがって、半導体デバイスの寸法精度の要求は１０ｎｍ以下となり、そのための位置決めアクチュエータの位置決め精度は１ｎｍ以下、つまりサブｎｍのものが要望される。また、その高速性も同様に要求される。このような精密位置決め装置や、精密移動機構等に気体アクチュエータを用いることが期待されている。すなわち、気体圧アクチュエータを用いる移動機構は、他の機構に較べ、コンタミネーションの発生が少ないほか、電磁的ノイズを発生せず、振動、騒音も少ないからである。

そのためには、気体アクチュエータに供給する気体圧を精密に制御する必要があるが、従来技術のトルクモータでアーマチュアを回転駆動するノズルフラッパ方式では限度がある。例えば、トルクモータにおいてアーマチュアを回転させると、その回転自体で磁気ギャップが変化し、アーマチュアの運動にヒステリシスが生じ、駆動信号に対し、アーマチュアの位置が不確定になる。したがって、ノズルフラッパによる気体圧の制御の精度に限界がある。

また、ノズルの１次側に固定オリフィスを設け、この固定オリフィスにより気体を絞る場合、乱流や渦流等が生ずることがあり、特に、高圧かつ高速の気体を扱うときはオリフィスのエッジ等から衝撃波が生ずることがある（例えば、白倉等，「機械工学全書１２流体力学」，株式会社コロナ社，１９８２年７月１日，第１刷，ｐ１８１，ｐ２００等参照）。このような乱流、渦流、特に衝撃波は、オリフィスにより絞られた後の気体の圧力に対し、ノイズとなる。したがって、ブリッジ回路の動作に誤差が生じ、ノズルフラッパ弁の出力圧力にノイズが乗り、あるいは動作不安定を引き起こし、ひいてはノズルフラッパ弁の動作に影響を及ぼす恐れがある。

このように、従来技術のノズルフラッパ方式では、フラッパの駆動にヒステリシスが生ずることがあり、また、ノズルに供給される気体に衝撃波等のノイズを伴うことがある。したがって、従来技術のノズルフラッパ弁を用いて、例えば、精密位置決め装置や、精密移動機構等の気体アクチュエータに気体圧を供給すると、それらが要求する気体圧の精度に比べ不十分なことがある。

本発明の目的は、フラッパの駆動においてヒステリシスを抑制することができるノズルフラッパ弁を提供することである。他の目的は、出力圧力のノイズを抑制することができるノズルフラッパ弁を提供することである。以下に述べる手段は、これらの目的の少なくとも１つに奉仕するものである。

本発明に係るノズルフラッパ弁は、駆動機構により軸方向に移動駆動されるフラッパと、フラッパに向けて気体噴き出し開口を有し、フラッパとの間の距離に応じて気体の噴き出しが変化するノズルと、１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側よりノズルと負荷とに供給する気体流路の絞り装置と、を有し、フラッパの移動を制御して負荷に供給される気体圧を制御するノズルフラッパ弁において、フラッパは、フラッパの軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねに支持され、気体流路の絞り装置は、一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い、所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部と、を備え、絞り部は、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定され、気体が流れ込む中央部から気体が流れ出す外周側に向けて放射状に広がる平行隙間を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るノズルフラッパ弁は、駆動機構により軸方向に移動駆動される軸体の両端にそれぞれ順方向フラッパ面及び逆方向フラッパ面を有する双方向フラッパと、順方向フラッパ面に向けて気体噴き出し開口を有し、順方向フラッパ面との間の距離に応じて気体の噴き出しが変化する順方向ノズルと、逆方向フラッパ面に向けて気体噴き出し開口を有し、逆方向フラッパ面との間の距離に応じて気体の噴き出しが変化する逆方向ノズルと、１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側より順方向ノズルと負荷とに供給する気体流路の順方向絞り装置と、１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側より逆方向ノズルと負荷とに供給する気体流路の逆方向絞り装置と、を有し、双方向フラッパの移動を制御し、順方向絞り装置から負荷に供給される順方向気体圧と、逆方向絞り装置から負荷に供給される逆方向気体圧とを制御するノズルフラッパ弁において、双方向フラッパは、軸体の両端部で、フラッパの軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねにそれぞれ支持され、気体流路の順方向絞り装置及び逆方向絞り装置は、それぞれ、一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部と、を備え、
絞り部は、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定され、気体が流れ込む中央部から気体が流れ出す外周側に向けて放射状に広がる平行隙間を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るノズルフラッパ弁は、駆動機構により軸方向に移動駆動される軸体の両端にそれぞれ順方向フラッパ面及び逆方向フラッパ面を有する双方向フラッパと、順方向フラッパ面に向けて気体噴き出し開口を有し、順方向フラッパ面との間の距離に応じて気体の噴き出しが変化する噴き出しノズルと、逆方向フラッパ面に向けて気体吸い込み開口を有し、逆方向フラッパ面との間の距離に応じて、気体の吸い込みが変化する吸い込みノズルと、１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側より噴き出しノズルに供給する気体流路の絞り装置と、を有し、噴き出しノズルから噴出す気体を吸い込みノズルと負荷に供給し、双方向フラッパの移動を制御して負荷に供給される気体圧を制御するノズルフラッパ弁において、双方向フラッパは、軸体の両端部で、フラッパの軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねにそれぞれ支持され、気体流路の絞り装置は、一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部と、を備え、絞り部は、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定され、気体が流れ込む中央部から気体が流れ出す外周側に向けて放射状に広がる平行隙間を含むことを特徴とする。

また、絞り部は、隙間保持ベース部の上面が平坦なディスク部と、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定されるスペーサ部とを有し、ディスク部の平坦な上面にスペーサ部を配置しスペーサ部の厚さに対応して所定の間隔が形成される平行隙間を含むことが好ましい。
また、絞り部は、隙間保持ベース部の上面が平坦なディスク部と、小扇形部分に代えて、中心側で相互に結ばれその中心側の相互に結ばれた部分の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定されたストレートの脚部が外周側に放射状に延びるスペーサ部とを有し、ディスク部の平坦な上面にスペーサ部を配置しスペーサ部の厚さに対応して所定の間隔が形成される平行隙間を含むことが好ましい。
また、駆動機構は、軸方向に配置された固定子磁気ギャップと、駆動信号が入力されるコイルを有し、固定子磁気ギャップと協働して軸方向に駆動される可動子と、を含むことが好ましい。

また、駆動機構の可動子は、軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねに支持されることが好ましい。

また、本発明に係るノズルフラッパ弁において、フラッパに対し、軸方向に沿った任意のオフセット位置を中心に付勢するオフセットばねを備えることが好ましい。

また、本発明に係るノズルフラッパ弁において、フラッパの軸方向の変位を検出する変位センサ又は軸方向の速度を検出する速度検出センサのうち少なくとも一方を備えることが好ましい。

上記構成により、軸方向に配置された固定子磁気ギャップと、可動子とを含む駆動機構により、フラッパが軸方向に移動駆動される。この駆動機構は、いわゆるリニアモータ又はフォースモータと呼ばれることがある。固定子磁気ギャップは、可動子の移動方向である軸方向に配置され、可動子すなわちフラッパの移動により磁気ギャップが変動することがなく、したがって、フラッパの駆動においてヒステリシスを抑制することができる。

これに加えて、フラッパは、軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を可能とするラジアル支持ばねで支持される。つまり、フラッパは、ラジアルばねでいわば宙吊りで支持され、摺動摩擦や、回転軸の摩擦等を伴わずに、軽い負荷で軸方向にのみ移動できる。したがって、精度よくフラッパを駆動でき、出力圧力を精度よく制御できる。

また、ノズルの１次側に設けられる気体の絞り装置は、一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部とを備える。この平行隙間の整流作用により絞り部に流れる気体を乱れなく形成する。乱れなく形成された気体は、乱流、渦流を含まず、衝撃波を生ずることもない。したがって、出力圧力ノイズを抑制することができる。

また、絞り部は、隙間保持ベース部の上面が平坦なディスク部と、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定されるスペーサ部とを有し、ディスク部の平坦な上面にスペーサ部を配置する。また、絞り部は、隙間保持ベース部の上面が平坦なディスク部と、小扇形部分に代えて、中心側で相互に結ばれその中心側の相互に結ばれた部分の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定されたストレートの脚部が外周側に放射状に延びるスペーサ部とを有し、ディスク部の平坦な上面にスペーサ部を配置する。このように、所定厚みのスペーサを平行平板の間に配置することで、簡単な構成で所定間隔の平行隙間を得ることができる。

また、駆動機構の可動子もラジアル支持ばねに支持されるので、フラッパ又はフラッパの軸体と可動子とが一体となって軸方向に直線移動しても、これらは、ラジアルばねでいわば宙吊りで支持され、摺動摩擦や、回転軸の摩擦等を伴わずに、軽い負荷で軸方向にのみ移動できる。したがって、精度よくフラッパを駆動でき、出力圧力を精度よく制御できる。

また、オフセットばねを備えるので、フラッパを任意のオフセット位置に設定でき、これによりフラッパの中立位置あるいは駆動原点を正確に設定でき、フラッパの駆動を正確なものとでき、出力圧力を精度よく制御できる。

また、フラッパの運動について、変位センサ又は速度検出センサを備えるので、フラッパの駆動に変位フィードバック又は速度フィードバック又はその双方のフィードバックが可能となり、正確なフラッパの駆動を行うことができ、出力圧力を精度よく制御できる。

また、フラッパを双方向フラッパとし、順方向気体圧と逆方向気体圧の双方を負荷に供給するときも、軸方向に配置された固定子磁気ギャップと、可動子とを含む駆動機構により、フラッパが軸方向に移動駆動される。したがって、可動子すなわちフラッパの移動により磁気ギャップが変動せず、フラッパの駆動においてヒステリシスを抑制することができる。これに加えて、フラッパは、軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を可能とするラジアル支持ばねで支持される。したがって、フラッパは、ラジアルばねでいわば宙吊りで支持され、摺動摩擦や、回転軸の摩擦等を伴わずに、軽い負荷で軸方向にのみ移動でき、これにより、精度よくフラッパを駆動でき、出力圧力を精度よく制御できる。また、順方向ノズル及び逆方向ノズルの１次側に設けられる気体の絞り装置は、供給口と出力口を有するハウジング内に、所定の間隔を有する平行隙間を含む絞り部を備え、平行隙間の整流作用により絞り部に流れる気体を乱れなく形成する。したがって、乱れなく形成された気体は、乱流、渦流を含まず、衝撃波を生ずることもなく、出力圧力のノイズを抑制することができる。

フラッパを双方向フラッパとし、逆方向フラッパに向き合う吸い込みノズルから排気するときも、軸方向に配置された固定子磁気ギャップと、可動子とを含む駆動機構により、フラッパが軸方向に移動駆動される。したがって、可動子すなわちフラッパの移動により磁気ギャップが変動せず、フラッパの駆動においてヒステリシスを抑制することができる。これに加えて、フラッパは、軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を可能とするラジアル支持ばねで支持される。したがって、フラッパは、ラジアルばねでいわば宙吊りで支持され、摺動摩擦や、回転軸の摩擦等を伴わずに、軽い負荷で軸方向にのみ移動でき、これにより、精度よくフラッパを駆動でき、出力圧力を精度よく制御できる。

なお、双方向フラッパを用いるノズルフラッパ弁において、変位センサ又は速度検出センサのうち少なくとも一方を用いるものとしてもよい。

上記のように、本発明に係るノズルフラッパ弁によれば、フラッパの駆動においてヒステリシスを抑制することができる。また、本発明に係るノズルフラッパ弁によれば、出力圧力のノイズを抑制することができる。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる寸法等の数値は、１例であり、ノズルフラッパ弁に要求される性能、および全体の大きさ等を考慮して適宜変更することができる。

図１は、微小移動機構において、ノズルフラッパ弁１０の用いられ方を説明する図である。最初に、ノズルフラッパ弁１０により気体圧が制御されて微小移動機構に供給される様子の概略を説明し、ついでノズルフラッパ弁１０の詳細内容を説明する。

微小移動機構のアクチュエータ２は、案内部４と、案内部４により軸方向の移動を案内される可動体６から構成される。可動体６は段つき構造となっており、図１において紙面の右側の面である底面側で制御された気体圧Ｐａを受け、段つきの面で別途供給される押し付け圧Ｐ_１を受ける。押し付け圧は図１の−Ｘ方向に可動体６を付勢し押し付ける。

ノズルフラッパ弁１０は、外部から供給圧Ｐｓを有する気体を供給し、制御部４０の制御の下で、所望の気体圧Ｐａの気体に調整して出力し、一部は大気Ｐ_０に排気する機能を有する制御弁である。ノズルフラッパ弁１０は、リニアモータ１４と、リニアモータ１４により図１のＸ方向である軸方向に駆動移動されるフラッパ２２と、フラッパ２２に開口部を向けて配置されるノズル３２を備える。気体圧Ｐａの気体は、気体流路の絞り装置１００により流れる気体を整流して絞られ、ノズル３２と負荷、すなわちアクチュエータ２に供給される。つまり、ノズル３２からは、フラッパ２２にむけて気体が噴き出している。

ここで、制御部４０よりリニアモータ１４に駆動信号が供給されると、リニアモータ１４及びこれと一体に移動するフラッパ２２は、Ｘ方向に移動する。すると、ノズル３２とフラッパ２２との距離が変わり、ノズル３２とフラッパ２２の間の流体抵抗が変化する。したがって、ノズル３２から噴出す気体の流量及び気体圧が変わり、これに応じて負荷に供給される気体圧Ｐａも変化する。つまり、リニアモータ１４への駆動信号によって、出力圧力である気体圧Ｐａを調整することができる。例えば、リニアモータ１４を＋Ｘ方向に移動させれば、ノズル３２からの噴出が抑制され、その分、出力圧力である気体圧Ｐａが高くなる。

調整された気体圧Ｐａは、アクチュエータ２に供給される。可動体６は、供給された気体圧Ｐａと押し付け圧Ｐ_１とのバランスで移動するので、上記の例で気体圧Ｐａが高くなれば、＋Ｘ方向へ移動する。これを総合すれば、制御部４０がリニアモータ１４への駆動信号を制御することで、ノズルフラッパ弁１０により気体圧Ｐａが調整されて出力され、これを用いてアクチュエータ２において可動体６の移動を制御できることになる。

かかるノズルフラッパ弁１０の詳細を図２に示す。ここで、図示されていない気体供給源からの供給圧Ｐｓ、大気Ｐ_０、負荷に供給される出力圧力である気体圧Ｐａは、図１と同じ記号として示す。ノズルフラッパ弁１０は、気密構造の筐体１２の中に、リニアモータ１４と、リニアモータ１４に一体として移動するフラッパ２２と、リニアモータ１４及びフラッパ２２を支持する雲形ばね２４，２６と、フラッパ２２に噴き出し開口を向けるノズル３２と、図示されていない気体供給源からの供給圧Ｐｓを絞ってノズル３２と負荷に供給する気体流路の絞り装置１００が備えられる。なお、リニアモータ１４は、筐体１２に固定される磁石１６、移動体１８、移動体１８に取り付けられるコイル２０を有し、コイル２０は、信号線２８により接続端子３０に接続される。接続端子３０は、上記の制御部４０に制御ケーブル等で接続される。

筐体１２は、内部にノズルフラッパ弁１０の各構成要素を収納し、供給圧Ｐｓの供給口、大気Ｐ_０の排気口、気体圧Ｐａの負荷口の気体ポートを除いて気密であるケース体で、数個のブロックを組み立てて得ることができる。図２の例では、雲形ばね２４，２６を取り付けやすいように、３個のブロックに分けられている。かかる筐体１２は、適当な金属ブロックを加工し、適当な気密シーリングを用いながら気密に組み立て、適当な固定手段で固定して得ることができる。材質は、気密性、堅牢性等を満たせば金属以外のものを一部用いることができるが、少なくともリニアモータ１４のヨークを構成する部分は、磁性体であることを要する。

リニアモータ１４は、軸方向、すなわち図２のＸ方向に沿って配置される固定子磁気ギャップと、その固定子磁気ギャップの中を軸方向に移動する可動子を含む直線駆動装置で、フラッパ２２を軸方向に移動駆動する機能を有する。具体的には、磁性体である筐体１２の一部に、Ｘ方向を軸方向とする円環状のギャップが設けられ、そのギャップの一方側に磁石１６が取り付けられる。このことで、ギャップが、軸方向に配置された固定子磁気ギャップとなる。可動子は、この固定子磁気ギャップの中を軸方向に移動できる円環状の部分を有する移動体１８と、移動体１８の円環状の部分に軸方向に配列されたコイル２０を含んで構成される。

このような固定子磁気ギャップと可動子の組み合わせにより、コイル２０に駆動電流を流すことで、この電流と、コイル２０を鎖交する固定子磁気ギャップの磁束との協働作用により、コイル２０に軸方向の駆動力が与えられる。そして、このような構造において一般には、固定子磁気ギャップの中の磁束密度は、軸方向の場所により変化しない。したがって、固定子磁気ギャップの中をコイル２０が軸方向に移動する分には、磁気ギャップとの協働作用に大きな変化がなく、いわゆる移動についてのヒステリシスがほとんど生じない。

磁石１６は、固定子磁気ギャップを形成し、コイル２０に鎖交する磁束を発生するためのものである。磁石１６は、上記の円環状ギャップに合わせ、円環状としてもよく、また必要なトルクを得る程度に、円管状ギャップの一部に設けてもよい。かかる磁石としては、高性能の永久磁石を用いることができる。筐体１２に磁石１６を取り付けるには、適当な接着材を用いてもよく、あるいは、磁性体と磁石の吸引力のみで保持することもできる。

移動体１８は、固定子磁気ギャップと協働して駆動力を発生するコイル２０を搭載し、またフラッパ２２が取り付けられる部品である。移動体１８は、概略お椀形の形状のもので、お椀形の円環状側面にコイル２０が円周方向に沿って巻きつけられる。お椀形の底にあたる部分の中心には、お椀形の円環状側面に平行に軸体１９が突き出すように設けられ、軸体１９の先端に、フラッパ２２が取り付けられる。かかる移動体１８及び軸体１９は、適当な強度を有する金属又は樹脂を用い、成形により得ることができる。移動体１８及び軸体１９は、一体成形で形成してもよく、別々のものを組み立ててもよい。また、必要なトルクを得られるならば、移動体１８を完全な円環状とせずに、円環状の一部の形状として、そこにコイル２０を巻回してもよい。

コイル２０は、絶縁被覆導線を移動体１８の円環状側面に円周状に複数回巻回されたもので、導線の抵抗、巻数等は、固定子磁気ギャップの特性設定とともに、リニアモータ１４の速度や応答性性能の面から設定される。また、コイル２０の引き出し線は、移動体１８の円環状側面に沿って適当に這わされたのち、たわみを十分に持った自由端となって、空中を経由して接続端子３０に接続される。このたわみや、導線のしなやかさは、移動体１８の高速移動や応答性等に影響が少ないように選ぶことが好ましい。

フラッパ２２は、ノズル３２の噴き出し開口に向かい合い、ノズル３２から噴出する気体を受け止める気体受面を有する部品である。フラッパ２２は移動体１８に取り付けられ、移動体１８とともに軸方向に移動できる。そして、受け止めた気体の噴き出し力と、リニアモータ１４の軸方向の推力とをバランスさせることで、フラッパ２２の軸方向の位置が定まり、その位置におけるノズル３２からの気体の噴き出し状態により、負荷への出力圧力である気体圧Ｐａが定まる。気体受面は、軸方向に垂直が好ましい。かかるフラッパは、適当な金属材料又は樹脂材料を加工又は成形して得ることができる。また、軸体１９と一体構造、あるいは移動体１８及び軸体１９と一体構造として成形して得ることとしてもよい。

移動体１８回りの構成をまとめると、移動体１８の円環状部分にＸ方向と直交する円周方向にコイル２０が巻回され、円環状の中心軸に沿って軸体１９がノズル３２の方向に延び、軸体１９の先端にフラッパ２２が、気体受面を軸方向に垂直となるように設けられる。したがって、移動体１８、軸体１９、フラッパ２２は、一体として軸方向に移動する。

一体として移動する（移動体１８、軸体１９、フラッパ２２）の両端部は、雲形ばね２４，２６を介して筐体１２に支持される。雲形ばねは、薄板に例えば雲形のスリットを設けた板ばねで、その中心に物体を接続し、周辺を固定端とすることで、物体の軸周りの回転を規制し、軸方向の移動を可能にして物体を支持できるラジアル支持ばねとしての機能を有する。

雲形ばねの例を図３に示す。これらの雲形ばねは、いずれもバネ性を有する金属薄板をエッチング又はプレス穴あけ加工又は放電加工等で複数の円環状あるいは複雑な雲形のスリットを設けたものである。スリットの形状は、雲形ばねの外周を固定し、中心軸に変位を与えたとき、軸方向の変位、すなわち図３の紙面に垂直な方向の直線変位に対する剛性に比べ、軸周りの変位、すなわち図３の紙面内での回転変位に対する剛性が大きくなるように工夫される。図３の例では、板厚、外径、材質を同じとして、静的な状態、すなわち、軸方向に変位が小さいときで、図３（ａ）は約１１０倍、図３（ｂ）は約８０倍、図３（ｃ）は約６０倍の剛性差を得ることができる。したがって、要求される精度に応じて、適当なスリットの形状、例えば図３（ｂ）を選択することで、移動体１８等の不必要なねじり振動等を抑制することができる。

このような雲形ばね２４，２６の中心部を、それぞれ軸体１９の先端側及び後端側に取り付け、それぞれの雲形ばね２４，２６が変形しないように、それぞれの外周部を筐体１２に固定する。こうすることで、軸体１９は、両端がいわば雲形ばね２４，２６により宙吊りの形で支持され、雲形ばね２４，２６の特性により、軸周りの回転が抑制され、これに比べ軸方向の移動を自由に行うことができる。したがって、摺動による支持や、回転軸受による支持に比べ、負荷を少なくして、フラッパ２２の軸方向の移動を行うことができる。

再び図２に戻り、ノズル３２は、先端の開口部が後端の開口に比べ絞られた筒状の素子で、後端開口に供給された気体を絞って先端の開口部から細い流れとして噴出させる絞り機能を有する。ノズル３２の気体流の方向は、軸方向に取られ、より詳しくは、リニアモータ１４の中心軸と同軸に設定される。したがって、図２の構成に従えば、ノズル３２の中心軸は、フラッパ２２及び軸体１９の中心軸と同軸に取られる。かかるノズル３２は、金属材料等を加工して得ることができる。

ノズル３２とフラッパ２２の関係の次に、ノズルフラッパ弁１０の内部における気体の流れについて説明する。ノズルフラッパ弁１０は、筐体１２の外壁に３つの気体の出入りポートを有する。１つは、図示されていない気体供給源から一定高圧の供給圧Ｐｓに調整された気体が供給される供給口３４又は供給ポートである。また、ノズルフラッパ弁１０で使用済みの気体を大気Ｐ_０に放出する排気口３６又は排気ポートが設けられる。もう１つが、ノズル３２とフラッパ２２の協働作用により調整された気体圧Ｐａを出力し負荷に供給する負荷口３８又は負荷ポートである。

気体の流れと、各ポートとの関係は、以下のとおりである。供給口３４からの供給圧Ｐｓの気体は、気体流路の絞り装置１００の１次側に供給される。気体流路の絞り装置１００の詳細内容については後述する。気体流路の絞り装置１００の２次側は、ノズル３２の後端の開口に接続されるとともに、負荷口３８に接続される。ノズル３２の先端の開口から噴き出し、フラッパ２２に当たった後の気体は使用済みのものとして、排気口３６に導かれる。すなわち、気体流路の絞り装置１００の２次側からの気体は、ノズル３２と負荷口３８の先の負荷とに並列に供給される。したがって、ノズル３２から噴き出す状態、すなわちノズル３２とフラッパ２２との間隔に応じ、負荷口３８の出力圧力である気体圧Ｐａが変化する。これを利用し、上記のように、リニアモータ１４の駆動によりフラッパ２２の軸方向の位置を変え、ノズル３２からの噴き出しを変化させ、気体圧Ｐａを所望の値に制御できる。

（気体流路の絞り装置）
気体流路の絞り装置１００は、内部に平行隙間を有する絞り装置で、平行隙間を気体が流れることで気体の流れを整流し、乱れのない気体流として２次側に出力する機能を有する。図４は、ノズルフラッパ弁１０に組み込まれる絞り装置１００の断面図である。絞り装置１００は、ノズルフラッパ弁１０の筐体１２内のブロックに組み込まれ、筐体１２の一部である上蓋ブロック１１０と下ケースブロック１２０と、Ｏリング１３０と、下ケースブロック１２０内に収容される絞り部１４０とを含む。

上蓋ブロック１１０と下ケースブロック１２０とは、Ｏリング１３０とともに絞り部１４０を保持し、１次側圧力気体を供給し、２次側のノズルフラッパ及び負荷に供給する気体を出力するハウジングの機能を有する。上蓋ブロック１１０と下ケースブロック１２０は、高圧気体回路を形成するに十分な強度を有する材料を用い、その材料に、所望の気体保持特性を得るに適した機械加工、例えば精密穴加工、精密表面加工等を施すことで得ることができる。

上蓋ブロック１１０は、平坦な合わせ面１１２を有し、内部に１次側圧力気体の流路１１４が設けられ、流路１１４は合わせ面１１２において開口する。この開口部は、絞り部１４０に対する１次側圧力気体の供給口となる。

下ケースブロック１２０は、上蓋ブロック１１０の合わせ面１１２に対応する平坦な合わせ面１２２を有し、内部に２次側圧力気体の流路１２４が設けられる。下ケースブロック１２０には、絞り部１４０を収納する円筒状の凹部１２６と、Ｏリングを収納するための凹部１２８が設けられる。円筒状の凹部１２６の底面には、２次側圧力気体の流路１２４が開口し、この開口部が絞り部１４０からの２次側圧力気体の出力口となる。Ｏリングを収納するための凹部１２８は、図４に示すように、合わせ面１２２に近接し、かつ円筒状の凹部１２６の外側に設けられ、その形状及び寸法は、Ｏリング１３０を凹部１２８の中に配置し合わせ面１２２を上蓋ブロック１１０の合わせ面１１２に密着固定したときに、Ｏリング１３０の気密機能を十分に発揮させる変形が可能な大きさに設定される。すなわち、絞り部１４０の外周部と下ケースブロック１２０との間の気体の漏れを防ぎ、かつ下ケースブロック１２０の合わせ面１２２と上蓋ブロック１１０の合わせ面１１２との間の気体の漏れを防ぐに十分な変形が可能な大きさに設定される。

絞り部１４０は、気体回路の一部であって、１次側圧力気体を絞り、その際に流れる気体を乱れなく形成する機能を有する。具体的には、隙間形成蓋１４２と隙間保持ベース１４４と外側リング１４６から構成され、これらは図４に示すように相互に組み合わされて下ケースブロック１２０内に収納される。図５から図９に、絞り部１４０を構成する各要素の斜視図及び各要素の組み合わされる様子を示す。また、図１０に、下ケースブロック１２０内に絞り部１４０が収納される様子を斜視図で示す。これらの要素により気体流路は、「上蓋ブロック１１０の流路１１４−貫通穴１５０−平行隙間１５２−外側窓部１５４−内側窓部１５６−穴１５８−下ケースブロック１２０の流路１２４」のように構成され、平行隙間１５２において気体が絞られ、乱れなく形成される。

平行隙間１５２以外の気体流路においては、その流体抵抗が平行隙間１５２における流体抵抗に比べ無視できる程度となるように、流路の大きさが設定される。例えば、１次側圧力気体の圧力を５×１０^５Ｐａ、流速を３０ｍ／ｓｅｃとし、これを流速３００ｍ／ｓｅｃの層流に絞って２次側に出力するときは、１つの例示として、平行隙間１５２の隙間を約５０μｍ、その長さを５〜１０ｍｍ程度とし、平行隙間１５２以外の気体流路についてその寸法を数ｍｍ程度のものとすることが好ましい。

図５に示す隙間形成蓋１４２は、中央部に貫通穴１５０を有するリングで、上面は上蓋ブロック１１０の合わせ面１１２に向かい合う面となり、下面は隙間保持ベース１４４に向かい合う面となる。したがって、絞り部１４０において、貫通穴１５０を介して１次側圧力気体を隙間保持ベース１４４に導く機能を有する。隙間形成蓋１４２の大きさは、上記の例において、外径を約１０ｍｍ、厚みを約２ｍｍ、貫通穴１５０の直径を約３ｍｍとすることができる。

図６に示す隙間保持ベース１４４は、上部のディスク部１６２と、ディスク部１６２の下部のリング部１６４と、ディスク部１６２とリング部１６４とを接続する４個の支え脚部１６６とを含む部材である。その外径は隙間形成蓋１４２の外径と同じ大きさの約１０ｍｍである。また隙間保持ベース１４４全体の高さは約４ｍｍ、その中でディスク部１６２の厚みを約０．８ｍｍとすることができる。隙間保持ベース１４４は、機械加工等によりディスク部１６２と支え脚部１６６とリング部１６４とを一体に形成してもよく、あるいはこれらを個別に製作して組み合わせた組立体とすることもできる。

ディスク部１６２は、その上面側に４箇所の部分扇形部分１６８を備える。４箇所の部分扇形部分１６８の外径は、ディスク部１６２の直径と同じ約１０ｍｍに、その内径は、隙間形成蓋１４２の貫通穴１５０の直径と同じ約３ｍｍに形成される。部分扇形部分１６８の上面は隙間形成蓋１４２の下面と接触する面で、その高さは上記の例で約５０μｍとすることができる。この約５０μｍの段差は機械加工で得ることができる。したがって、別の見方をすれば、ディスク部１６２の上面側は、周囲の部分扇形部分１６８から約５０μｍ低い円筒状の凹部１７０を中央部に有し、その凹部１７０から外周に向け、やはり約５０μｍ低い放射状に広がる４個の凹部１７２を備えていることになる。

図７は、隙間保持ベース１４４の上面と隙間形成蓋１４２の下面とを合わせて組み合わせた状態を示す図で、ディスク部１６２の凹部と隙間形成蓋１４２の下面の間に、隙間が約５０μｍの４個の平行隙間１５２が形成されることがわかる。そして、隙間形成蓋１４２の貫通穴１５０は、ディスク部１６２の中央部における円筒状の凹部１７０を介してこの平行隙間１５２に通ずることとなる。

リング部１６４は、隙間形成蓋１４２と同じ外径と内径と高さとを有するリングである。上記の例で、外径を約１０ｍｍ、内径を約３ｍｍ、高さを約２mmとすることができる。各支え脚部１６６は、各部分扇形部分１６８に対応する外径と内径と扇形形状を有し、その高さは上記の例で約１．２ｍｍとすることができる。したがって、別の見方をすれば、リング部１６４と各支え脚部１６６は、ディスク部１６２の下部にあって、ディスク部１６２の上面側における４個の平行隙間１５２に対応する位置に４個の内側窓部１５６を有し、その内側窓部１５６は、隙間保持ベース１４４の外周から内部に向かって開けられており、さらに内部には、ディスク部１６２の下部を突き当たりとし、リング部１６４の下面に開口を有する穴１５８が備えられていることになる。この穴１５８の直径は上記のように隙間形成蓋１４２の貫通穴１５０の直径と同じである。

図８に示す外側リング１４６は、隙間保持ベース１４４の高さに隙間形成蓋１４２の高さを加えた値の高さを有し、下ケースブロック１２０における円筒状の凹部１２６の内径に対応する外径と、隙間形成蓋１４２及び隙間保持ベース１４４の外径に対応する内径を有するリングである。上記の例では、高さを約（４＋２）＝６ｍｍ、内径を約１０ｍｍとし、外径を約１２ｍｍとすることができる。そして、リング外周には、隙間形成蓋１４２及び隙間保持ベース１４４を組み合わせたときに形成される平行隙間１５２及び内側窓部１５６に対応して４個の外側窓部１５４が設けられる。各外側窓部１５４の大きさは、平行隙間１５２及び内側窓部１５６を十分望める大きさに設定される。上記の例で、内側窓部１５６の高さは約１．２ｍｍであり、ディスク部１６２の厚みは約０．８ｍｍであるので、外側窓部１５４の高さは約（１．２ｍｍ＋０．８ｍｍ）＝２ｍｍを十分超えた大きさの約２．５ｍｍに設定される。

図９は、外側リング１４６の内側に隙間保持ベース１４４を収納し、その上に隙間形成蓋１４２を設置し、各外側窓部１５４を、それぞれ対応する内側窓部１５６と平行隙間１５２とを望む位置に位置決めして配置した状態を示す図で、この組み立て状態のものが絞り部１４０である。

絞り部１４０は、図１０に示すように下ケースブロック１２０内に収納される。図１０からわかるように、下ケースブロック１２０の絞り部１４０を収納する円筒状の凹部の内壁によって、絞り部１４０の各外側窓部１５４がそれぞれ蓋をされる状態になり、各外側窓部１５４は、開放端でなく、閉じた流路となる。このことで、「平行隙間１５２−外側窓部１５４−内側窓部１５６−穴１５８」という流路が形成される。したがって、Ｏリング１３０を介して上蓋ブロック１１０をしっかり下ケースブロック１２０に合わせることで、気体流路は、「上蓋ブロック１１０の流路１１４−貫通穴１５０−平行隙間１５２−外側窓部１５４−内側窓部１５６−穴１５８−下ケースブロック１２０の流路１２４」のように構成される。

このようにして、流路１１４に供給された１次側圧力気体は、この気体流路を通り、平行隙間１５２において絞られる。この平行隙間１５２は約５０μｍの隙間で長さは数ｍｍであるので、その整流作用により、ここを流れる気体は乱れなく形成されて２次側のノズルフラッパ弁に供給される。また、平行隙間１５２は、ディスク部１６２の中央部における円筒状の凹部１７０からディスク部１６２の外周側に向けて放射状に広がる４個の凹部１７２により形成されるので、流れは急拡大せずに徐々に広がり、さらに滑らかな流れとすることができる。このようにして乱れなく形成された気体は、乱流、渦流を含まず、衝撃波を生ずることもない。したがって、絞り装置１００において、高圧気体の出力圧力のノイズを抑制することができる。

上記のように、図４の絞り装置１００において平行隙間１５２は、隙間形成蓋１４２の下面と、隙間保持ベース１４４の上面のうち放射状に広がる凹部１７２との間で形成される。そして、平行隙間１５２の所定間隔、上記の例で約５０μｍは、隙間保持ベース１４４の上面における部分扇形部分１６８と凹部１７２との間の段差を利用し、部分扇形部分１６８の上面に隙間形成蓋１４２の下面が接触することで確保されている。この平行隙間１５２を確保するための段差は、上記のように隙間保持ベース１４４の上面における機械加工等で得ることができるが、スペーサを用いることもできる。

図１１〜図１３は、４個の小扇形部分が中心で結ばれているスペーサ４００を用いて平行隙間１５２を形成する様子を示す図である。図４〜図１０と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１１は、厚みが約５０μｍのスペーサ４００を示す図で、スペーサ４００の４個の小扇形の外形を結ぶ径は、隙間保持ベース４４４の直径と同じに設定される。また、中央の接合部の大きさは、隙間形成蓋１４２の貫通穴１５０の径より十分小さく設定される。かかるスペーサ４００は、所定厚みの金属板等をエッチング加工又は精密プレス加工又は放電加工により得ることができる。

隙間保持ベース４４４は、図６で説明した隙間保持ベース１４４の上部のディスク部１６２において部分扇形部分１６８が無い点を除けば他の構成は同じである。すなわち、隙間保持ベース４４４のディスク部４６２の上面が平坦であるところが図６の隙間保持ベース１４４と異なる。図１２は、上面が平坦な隙間保持ベース４４４にスペーサ４００を組み合わせた様子を示す図である。スペーサ４００は、その小扇形の外形を隙間保持ベース４４４の上部ディスク部４６２の外形に合わせるようにして、ディスク部４６２の平坦な上面に配置される。このことで、スペーサ４００の小扇形のない部分４７２は、スペーサ４００の上面からみて約５０μｍ低くなる。

図１３は、スペーサ４００の上に隙間形成蓋１４２を配置し、平行隙間１５２を形成する様子を示す図である。平行隙間１５２は、スペーサ４００の小扇形のない部分４７２に対応して形成される。この構成により、気体流路は、「−貫通穴１５０−スペーサ４００の小扇形のない部分４７２に対応する平行隙間１５２−図４で説明した外側窓部１５４−」のように形成される。

図６の隙間保持ベース１４４においては４個の凹部１７２の加工に最も精度が要求される。これに対し、図１１〜図１３の構成においては、隙間保持ベース４４４はその上面を十分平坦に加工するだけで済み、精度を要求される平行隙間１５２は、スペーサ４００の板厚管理をするだけでよい。したがって、複雑な加工を要することなく、所定の平行隙間１５２を容易に得ることができる。

図１４は、他の形状のスペーサ４１０の例を示す図である。この例では、４個のストレートな腕部が中心で結ばれる。スペーサ４１０の厚みが平行隙間の所定間隔に対応すること、４個の腕部の外形を結ぶ径が隙間保持ベース４４４の直径と同じに設定されること、また、中央の接合部の大きさが隙間形成蓋１４２の貫通穴１５０の径より十分小さく設定されること等は、図１１のスペーサ４００と同じである。

図１５は、部分扇形のスペーサ４２０を４個用い、これを隙間保持ベース４４４の平坦な上面に貼り付け等で配置する例を示す図である。この場合には、各スペーサ４２０の厚みが平行隙間の所定間隔に対応するほか、隙間保持ベース４４４の外形に合わせて４個のスペーサ４２０を配置したときにその中心部における部分扇形のない部分は、隙間形成蓋１４２の貫通穴１５０の径とほぼ対応することが好ましい。

図１６〜図１８は、４個の小扇形部分が外周部分で結ばれているスペーサ５００を用いて平行隙間１５２を形成する様子を示す図である。図４〜図１０と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。外周部分が接続されているスペーサ５００を用いるときは、気体流路がスペーサ５００の中心側から外側に向かって流れるために、隙間保持ベース５４４の上部ディスク部５６２の外形に工夫を要する。すなわち、上部ディスク部５６２の上面が平坦であることは図１２で説明した隙間保持ベース４４４のディスク部４６２と同じであるが、ディスク部４６２の径方向の寸法が一部異なる。すなわち、スペーサ５００の４個の小扇形部分に対応するところはスペーサ５００の外径と同じであるが、スペーサ５００の小扇形部分がない部分では、気体流路を確保するため、その径方向の寸法が小径となっている。

図１６は、スペーサ５００を隙間保持ベース５４４の上に配置する様子を示す図である。スペーサ５００は、詳しくは図１８に示すように、４個の小扇形部分が外周部分で結ばれている。厚みは、平行隙間の間隔に対応し、上記の例では約５０μｍである。隙間保持ベース５４４の上部ディスク部５６２は、スペーサ５００の４個の小扇形部分がない部分５７２のところでその外径５７４が他の部分より小径となり、スペーサ５００の４個の小扇形部分がない部分の外周側のところで下向きに開口５７６を形成するようになっている。この開口５７６により、気体流路が確保される。

図１７は、スペーサ５００の上に隙間形成蓋１４２を配置し、平行隙間１５２を形成する様子を示す図である。平行隙間１５２は、スペーサ５００の小扇形のない部分５７２に対応して形成される。この構成により、気体流路は、「−貫通穴１５０−スペーサ５００の小扇形のない部分５７２に対応する平行隙間１５２−開口５７６−図４で説明した内側窓部１５６−」のように形成される。

図１８は、スペーサ５００と、上部ディスク部５６２の外形と、貫通穴１５０との関係を示す図である。スペーサ５００は、上記のように４個の小扇形部分を有し、その外周は細いリング状部分で接続され、中心部分の小扇形部分のないところは、貫通穴１５０の直径に対応した大きさに設定される。上部ディスク部５６２の外形は、スペーサ５００の小扇形部分に対応するところは、スペーサ５００の外径と同じに設定され、小扇形部分のないところは、それより小径に設定される。その部分におけるスペーサのリング部分の内側と上部ディスク部５６２の外形との隙間ｓは、平行隙間の間隔に比較して十分に大きくなるように設定される。上記の例で、例えば、ｓ＝約１−２ｍｍとすることができる。

このように、適切な形状のスペーサを用いることで、隙間保持ベースの上面の複雑で高精度を要する加工を不要として、所定の平行隙間を容易に得ることができる。なお、上記の説明において、スペーサにより４個の平行隙間を形成するものとしたが、その数は４個に限られず、それ以下でもよく、それ以上でもよい。

上記において、絞り装置は、精密空気圧ノズルフラッパ弁の本体ブロックに組み込まれる形態で説明した。すなわち、絞り装置の絞り部は、本体ブロックの一部を成す下ケースブロックと上蓋ブロックとの間の収納空間に配置され、下ケースブロックと上蓋ブロックの一部が絞り部を収納するハウジングの機能を有している。この他に、独立のハウジングの内部に絞り部を配置して絞り装置を構成することができる。図１９と図２０は、独立のハウジング内にディスクを配置し、ハウジングの内壁とディスクとの間に平行隙間を設けて乱れなく流れを形成する絞り部とする構成の絞り装置を示す模式図である。

図１９の絞り装置２００は、一方端に供給口２０２を有し、他方端に出力口２０４を有するハウジング２０６の内部にディスク２０８が配置される。ディスク２０８は、ハウジング２０６と同軸に配置され、供給口２０２の直径より大きな外径を有する。また、ハウジング２０６は、ディスク２０８の上面に平行な供給口側内壁２１０を有する。ハウジング２０６の供給口側内壁２１０とディスク２０８の上面との間の平行隙間２１２は、例えば約５０μｍに設定される。ディスク２０８をこのような条件でハウジング２０６内に設置するには、図示されていない適当な支柱あるいはスペーサを用いることができる。平行隙間２１２の設定及びディスクの平行隙間２１２の長さを数ｍｍ程度にすることにより、平行隙間２１２の整流作用により、ここを流れる気体を乱れなく形成することができる。

図２０の絞り装置２２０は、一方端に供給口２２２を有し、他方端に出力口２２４を有するハウジング２２６の内部に３枚のディスク２２８，２３０，２３２が配置される。各ディスク２２８，２３０，２３２は、ハウジング２２６と同軸に配置され、供給口２２２の直径より大きな外径を有する。供給口２２２から見て最下流側に配置されるディスク２３２は円板で、それ以外のディスク２２８，２３０は、中央部に供給口２２２とほぼ同じ大きさの開口部２３４を有するドーナツ型ディスクである。各ディスク２２８，２３０，２３２の相互間の平行隙間２３６，２３８は、それぞれ約５０μｍに設定される。また、ハウジング２２６は、ディスク２２８の上面に平行な供給口側内壁２４０を有する。ハウジング２２６の供給口側内壁２４０とディスク２２８の上面との間の平行隙間２４２の隙間も、約５０μｍに設定される。各平行隙間２３６，２３８，２４２の長さを数ｍｍ程度にすることにより、各平行隙間２３６，２３８，２４２の整流作用により、ここを流れる気体を乱れなく形成することができる。なお、ドーナツ型ディスクの枚数をさらに増やし、平行隙間の数を増やすこともできる。

上記において、乱れなく流れを形成するのに平行平板の間の隙間を用いて説明したが、流れを乱れなく形成するには平行平板の間の隙間でなくてもよい。図２１〜図２４は、他の絞り部の構成を示す模式図である。図２１に示す絞り部２５０は、直径の異なる複数のパイプ２５２を同軸に配置し、パイプ間の隙間を平行隙間とし、その隙間を例えば約５０μｍとし、その長さを数ｍｍとするものである。図２２に示す絞り部２６０は、らせん状に巻いた管２６２からなり、らせん管の隣り合う隙間を平行隙間とし、その隙間を例えば約５０μｍとし、その長さを数ｍｍとするものである。図２３に示す絞り部２７０は、絞り部２７０の軸方向に平行な方向に複数の平行平板２７２を配置し、平行平板間の隙間を例えば約５０μｍとし、その長さを数ｍｍとするものである。

これらの構成のように、約５０μｍの隙間で、数ｍｍの長さを有する流路であれば、流れを乱れなく形成することができる。例えば、図２３において、絞り部２７０の軸方向に平行な方向に複数の平行平板を配置したが、絞り部の断面を複数に区分し、区分されたそれぞれの小断面積の大きさを所定の大きさ、例えば、５０μｍ角とすることでもよい。断面の形状は多角形でもよい。図２４に示す絞り部２８０は、断面を円としたもの、すなわち、直径が約５０μｍの細長い管路２８２を複数束ね、絞り部としたものである。

なお、上記において、隙間の大きさを約５０μｍとし、その長さを数ｍｍとして説明したが、そこを流れる気体を乱れなくできる隙間の大きさ、隙間の長さは、そこに流す気体の圧力及び流速等により異なり、上記の値は１例である。

かかる構成のノズルフラッパ弁１０の作用を説明する。ここで制御部４０からリニアモータ１４に駆動信号が与えられていないときは、雲形ばね２４，２６の釣り合いでリニアモータ１４は軸方向のある初期位置にいる。そして、ノズルフラッパ弁１０の供給口３４に供給圧Ｐｓの気体が図示されていない気体供給源から供給され、排気口３６は大気Ｐ_０に開放されると、供給圧Ｐｓの気体が気体流路の絞り装置１００により流れる気体が整流されて絞られ、ノズル３２と負荷とに分配されて供給される。したがって、ノズル３２及び負荷口３８には、整流されて、乱流や渦流あるいは衝撃波等のノイズのない気体が供給される。このときの負荷口３８には、何ら制御されていない気体圧が出力される。

次に、負荷であるアクチュエータ２を作動させるために、必要な気体圧Ｐａを負荷口３８から供給する指令が制御部４０に出されると、制御部４０は所望の気体圧Ｐａを出力するために必要なリニアモータ１４への駆動電流値Ｉを予め決められているテーブルあるいはソフトウェアを用いて読み出す。そして、駆動回路に指示し駆動電流値Ｉの電流を、接続端子３０を経由してリニアモータ１４のコイル２０に供給する。電流Ｉが流れるコイル２０は、ヨークを構成する筐体１２と磁石１６により形成される固定子磁気ギャップからの鎖交磁束と協働し、軸方向の駆動力を得る。これにより、リニアモータ１４の移動体１８と一体のフラッパ２２は、電流Ｉに応じて軸方向に移動駆動される。

そして、その移動に応じ、フラッパ２２とノズル３２の軸方向の間隔が変化し、それにより気体流路の絞り装置１００からノズル３２と負荷とに分配される割合が変化する。すなわち、負荷口３８からの出力圧力が変化する。制御部４０は、予め駆動電流Ｉと、それにより変化した後の気体圧Ｐａとの関係を記憶しているので、所定の駆動電流Ｉを与えることで、負荷口３８には所望の気体圧Ｐａが出力される。

このように、リニアモータ１４によりフラッパ２２とノズル３２との間の間隔を変化させるので、フラッパの駆動においてヒステリシスを抑制することができ、また、気体流路面の絞り装置１００を用いて整流された気体をノズル３２と負荷に供給するので、負荷口３８の出力圧力のノイズを抑制することができる。

上記において、リニアモータ１４の中立位置、すなわち制御部４０から駆動信号が供給されないときの軸方向の安定位置は、２つの雲形ばね２４，２６の取り付け関係で定まる。したがってフラッパ２２の中立位置も２つの雲形ばね２４，２６の取り付け関係で定まることになる。フラッパ２２とノズル３２の間隔は、ノズルフラッパ弁１０の動作に大きく影響するので、この間隔を調整できるようにすることが好ましい。図２５は、フラッパ２２の中立の位置を調整し、任意のオフセット位置に設定できるノズルフラッパ弁５０の例を示す図である。図２と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

このノズルフラッパ弁５０は、図１で説明したノズルフラッパ弁１０に、さらに１対のオフセットばね５２，５４と、そのオフセットばね５２，５４の付勢力を調整できるゼロ点調整ねじ５６を設けたものである。１対のオフセットばね５２，５４は、リニアモータ１４の中心軸の両端、詳しくは軸体１９の両端にそれぞれ軸方向の付勢力が釣り合わさって加えられるように設けられるばねである。かかるオフセットばね５２，５４としては、適当なコイルばねを用いることができる。コイルばね以外の板ばね等の付勢手段を用いてもよい。図２５の例では、一方のオフセットばね５２には、軸体１９の先端のフラッパ２２と、筐体１２との間の圧縮コイルばねが用いられ、他方のオフセットばね５４は、軸体１９の後端の移動体１８と、筐体１２にねじ込まれるゼロ点調整ねじ５６の先端との間の圧縮コイルばねが用いられている。オフセットばねは１対でなくても、単一のばねで軸体の中立位置を釣り合わせるものであればよい。

ゼロ点調整ねじ５６は、筐体１２にねじ込まれる量を調整することで、オフセットばね５２，５４の全体の長さを変化させ、これによりフラッパ２２を軸方向の任意のオフセット位置に設定できる機能を有するねじである。ここでゼロ点とは、Ｘ方向の幾何学的な原点という意味よりは、ノズルフラッパ弁１０の動作点のゼロ点という意味が強い。すなわち、ゼロ点調整ねじ５６により、ノズルフラッパ弁１０の組み立て後に、その動作点を最適に設定することができる。

上記において、ノズルフラッパ弁１０の制御は、制御部４０からのリニアモータ１４への駆動信号として説明した。つまり、オープンループで気体圧Ｐａを制御する。これをより精度の高い制御とするには、フラッパ２２の軸方向の変位又は速度等を検出し、これを制御部４０へフィードバックし、制御部４０で位置制御、速度制御等のフィードバック制御を行うことが望ましい。図２６は、フラッパ２２の軸方向の位置情報を制御部４０にフィードバックできる変位センサ６２を用いるノズルフラッパ弁６０の構成を示す図である。図２と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

このノズルフラッパ弁６０は、図１で説明したノズルフラッパ弁１０に、さらに、フラッパ２２の軸方向の変位を検出する変位センサ６２と、そのセンサ入出力を制御部４０と接続するための接続端子６８を設けたものである。

変位センサ６２には、差動変圧器方式のものを用いることができる。すなわち、先端にフラッパ２２が設けられる軸体１９の後端をさらに延ばし、その先に軟磁性体プローブ６４を取り付け、これと協働するトランス巻線６６を筐体１２側に設ける。軟磁性体プローブ６４は、軸体１９を延長するほか、移動体１８に軸体１９と同軸になるように別体のものを取り付けてもよい。いずれにせよ磁性体プローブ６４は、フラッパ２２と一体として軸方向に移動し、トランス巻線６６の空洞部への挿入長さに応じた信号がトランス巻線６６から出力される。トランス巻線６６の各端子は、接続端子６８を介して制御部４０に接続されるので、必要な動作条件は制御部４０から供給され、軟磁性体プローブ６４の軸方向変位に応じた信号は制御部４０に出力される。

この他に、光学式の位置検出センサ等を用いてもよい。また、速度検出を行うには、例えば、リニアモータ１４にこれと一体で動くサーチコイルを設け、その出力からリニアモータ１４の速度を得る等の方法をとることができる。位置検出及び速度検出をともに行い、制御部４０にフィードバックしてもよく、さらに加速度のフィードバックを行うこととしてもよい。

このように、フラッパ２２の運動情報を検出して制御部４０に供給するので、制御部４０において、変位、速度、加速度等のフィードバック制御を行うことができ、精密な気体圧Ｐａの制御が可能になる。

図１において、ノズルフラッパ弁１０からアクチュエータ２に供給されるのは、調整された気体圧Ｐａの１種類である。アクチュエータによっては、２つの気体室をもち、２種類の制御気体圧を必要とするものがある。図２７は、負荷に対し、２種類の気体圧Ｐａ，Ｐｂを出力できるノズルフラッパ弁７０の構成を示す図である。図２と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

このノズルフラッパ弁７０は、図１で説明したノズルフラッパ弁１０に、さらに、もう１つのフラッパ７２と、もう１つのノズル７４とを設けたものである。もう１つのフラッパ７２は、先端にフラッパ２２が設けられる軸体１９の後端側に設けられる。具体的には、雲形ばね２６が取り付けられる軸体１９の後端あるいは移動体１８の後端に、気体受面を設け、これをもう１つのフラッパ７２とする。このフラッパ７２の気体受面に、もう１つのノズル７４の噴き出し開口が向かい合う。

このように、１つのリニアモータ１４によって一体に移動する２つのフラッパ２２，７２が設けられ、これらに対応して２つのノズル３２，７４が設けられる。図２７に示すように、図２ですでに説明したフラッパ２２とノズル３２は、リニアモータ１４が軸方向に沿って＋Ｘ方向に移動するとき、その間隔が狭まる。これに対し、新しく設けられるフラッパ７２とノズル７４は、−Ｘ方向に移動するとき、その間隔が狭まるように配置される。つまり、フラッパ２２の気体受面の向かう方向と、フラッパ７２の気体受面の向かう方向とは軸方向に対し互いに逆で、ノズル３２の気体の噴き出し方向と、ノズル７４の気体の噴き出し方向とは軸方向に対し互いに逆になるように、フラッパ７２とノズル７４が図２の構成に新しく加えられる。

このように、２つのフラッパ２２，７２、あるいは２つのノズル３２，７４は、互いに独立に設けられるわけではないので、これを軸方向の移動あるいは隙間の変化が互いに逆であることに注目して、一方を順方向フラッパ（２２）、順方向ノズル（３２）と呼び、他方を逆方向フラッパ（７２）、逆方向ノズル（７４）と呼ぶことができる。また、１つのリニアモータ１４に方向の異なるフラッパが設けられるので、順方向フラッパ（２２）と逆方向フラッパ（７２）の組を、双方向フラッパと呼ぶこともできる。

図２に対し、図２７で新しく加えられる逆方向ノズル（７４）は、順方向ノズル（３２）と同じものを用い、その中心軸を軸体１９の中心軸と合わせ、噴き出し開口の向きを＋Ｘ方向、すなわちフラッパ７２に向けて筐体１２に取り付けられる。

ノズルフラッパ弁７０は、筐体１２の外壁に５つの気体の出入りポートを有する。このうちの３つは図２で説明したように、順方向ノズル（３２）と順方向フラッパ（２２）に関するもので、供給口３４、排気口３６、及び気体圧Ｐａを出力し負荷に供給する負荷口３８である。あとの２つは、逆方向ノズル（７４）と逆方向フラッパ（７２）に関するもので、１つは、一定高圧の供給圧Ｐｓに調整された気体が供給される供給口７６で、これはすでに説明した供給口３４と同様のもので、供給圧Ｐｓも同じ気体供給源から供給されることができる。もう１つは、逆方向ノズル（７４）と逆方向フラッパ（７２）の協働作用により調整された気体圧Ｐｂを出力し負荷に供給する第２の負荷口７８である。

ここで、供給口７６からの供給圧Ｐｓの気体は、気体流路の絞り装置１００の１次側に供給され、その２次側は、逆方向ノズル（７４）の後端の開口に接続されるとともに、第２の負荷口７８に接続される。気体流路の絞り装置１００は、図２で述べたものと同じものを用いることができる。すなわち、ここでも、順方向ノズル（３２）と順方向フラッパ（２２）の協働作用と同様に、気体流路の絞り装置１００の２次側からの気体は、ノズル３２と負荷とに並列に供給され、したがって、逆方向ノズル（７４）から噴き出す状態、すなわち逆方向ノズル（７４）と逆方向フラッパ（７２）との間隔に応じ、負荷へ供給される気体圧Ｐｂが変化する。

いま、順方向ノズル（３２）と順方向フラッパ（２２）との間隔と、逆方向ノズル（７４）と逆方向フラッパ（７２）との間隔とが同じのときを、リニアモータ１４の中立位置とする。このときは、他の条件が順方向と逆方向とに対し同一とすれば、負荷口３８の気体圧Ｐａ＝負荷口７８の気体圧Ｐｂである。つぎに、リニアモータ１４が＋Ｘ方向にΔＸ移動すると、負荷口３８の気体圧Ｐａも負荷口７８の気体圧Ｐｂも変化する。その変化量は、他の条件を同一として、同じ量で符号が逆となる。すなわち、負荷口３８の気体圧が＋Δｐ変化すれば、負荷口７８の気体圧は−Δｐ変化する。

このようにして、双方向フラッパと、これに向かい合うノズルを用いることで、負荷に対し、一定の関係を有する２種類の精密に調整された気体圧Ｐａ，Ｐｂを出力することができる。

図２８は、リニアモータ１４を用いるノズルフラッパ弁８０において、双方向フラッパを用い、気体の入出力ポートを３つにする構成を示す図である。図２７と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

このノズルフラッパ弁８０においては、図２７と同様に順方向フラッパ（２２）、順方向ノズル（３２）及び、逆方向フラッパ（７２）、逆方向ノズル（７４）を用いることは同じであるが、気体の流れ方と、気体の入出力ポートが異なる。すなわち、気体の入出力ポートとしては、図示されていない気体供給源から一定高圧の供給圧Ｐｓに調整された気体が供給される供給口８２と、使用済みの気体を大気Ｐ_０に放出する排気口８４と、順方向ノズル（３２）と順方向フラッパ（２２）の協働作用により調整された気体圧Ｐａを出力し負荷に供給する負荷口８６の３つを備える。

そして、供給口８２からの供給圧Ｐｓを有する気体は順方向ノズル（３２）に供給され、順方向フラッパ（２２）との間隔に応じて順方向ノズル（３２）から噴き出した気体は、逆方向ノズル（７４）の先の排気口８４と、負荷口８６の先の負荷とに並列に供給される。したがって、逆方向ノズル（７４）は、気体を吸い込む機能を有し、いわば吸い込みノズルである。吸い込みノズル（７４）における気体の吸い込みは、逆方向フラッパ（７２）との間隔に応じて変化する。このように、リニアモータ１４の移動により、順方向ノズル（３２）からの気体の噴き出しと、逆方向ノズル（７４）への気体の吸い込みとを同期して制御することで、負荷口８６に出力される気体圧Ｐａを調整することができる。なお、以上説明した絞り装置において、超精密な制御圧力を必要としないノズルフラッパでは、通常のオリフィスを用いることができる。

本発明に係るノズルフラッパ弁は、以下の気体アクチュエータに供給する気体圧を制御するのに用いることができる。すなわち、微小移動機構用の気体アクチュエータ、粗動及び微小移動可能な機構の気体アクチュエータ、アクティブ除振用の気体アクチュエータ、精密位置決め装置の気体アクチュエータ、容器内の精密な圧力制御等に、精密に制御された気体圧を供給するのに用いることができる。

本発明に係る実施の形態のノズルフラッパ弁が微小移動機構において用いられる様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態におけるノズルフラッパ弁の詳細構成図である。本発明に係る実施の形態において用いられる雲形ばねの例を示す図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置の断面図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置における隙間形成蓋の斜視図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置における隙間保持ベースの斜視図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置において、隙間保持ベースと隙間形成蓋とを組み合わせた状態を示す図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置における外側リングの斜視図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置の絞り部を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置において、下ケースブロック内に絞り部が収納される様子を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置におけるスペーサの１例を示す図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置において、上面が平坦な隙間保持ベースにスペーサを組み合わせた様子を示す図である。本発明に係る実施の形態の絞り装置において、スペーサの上に隙間形成蓋を配置し平行隙間を形成する様子を示す図である。他の形状のスペーサの例を示す図である。部分扇形のスペーサを用いる例を示す図である。さらに他の形状のスペーサを隙間保持ベースの上に配置する様子を示す図である。さらに他の形状のスペーサ上に隙間形成蓋を配置し、平行隙間を形成する様子を示す図である。さらに他の形状のスペーサと、上部ディスク部の外形と、貫通穴との関係を示す図である。他の絞り装置を示す模式図である。さらに他の絞り装置を示す模式図である。絞り部の他の例を示す模式図である。絞り部のさらに他の例を示す模式図である。絞り部のさらに他の例を示す模式図である。絞り部のさらに他の例を示す模式図である。他の実施形態におけるノズルフラッパ弁の詳細構成図である。さらに他の実施形態におけるノズルフラッパ弁の詳細構成図である。別の実施形態におけるノズルフラッパ弁の詳細構成図である。さらに別の実施形態におけるノズルフラッパ弁の詳細構成図である。

符号の説明

２アクチュエータ、４案内部、６可動体、１０，５０，６０，７０，８０ノズルフラッパ弁、１２筐体、１４リニアモータ、１６磁石、１８移動体、１９軸体、２０コイル、２２，７２フラッパ、２８信号線、３０，６８接続端子、３２，７４ノズル、３４，７６，８２供給口、３６，８４排気口、３８，７８，８６負荷口、４０制御部、５２，５４オフセットばね、６２変位センサ、６４軟磁性体プローブ、６６トランス巻線、１００，１０１、２００，２２０絞り装置、１４０，２５０，２６０，２７０，２８０絞り部、１４２隙間形成蓋、１４４，４４４，５４４隙間保持ベース、１５２，２１２，２３６，２３８，２４２平行隙間、１６２，４６２，５６２ディスク部、１７２凹部、２０２，２２２供給口、２０４，２２４出力口、２０６，２２６ハウジング、２０８，２２８，２３０，２３２ディスク、２１０，２４０供給口側内壁、２７２平行平板、２８２管路。

Claims

駆動機構により軸方向に移動駆動されるフラッパと、
フラッパに向けて気体噴き出し開口を有し、フラッパとの間の距離に応じて気体の噴き出しが変化するノズルと、
１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側よりノズルと負荷とに供給する気体流路の絞り装置と、
を有し、フラッパの移動を制御して負荷に供給される気体圧を制御するノズルフラッパ弁において、
フラッパは、フラッパの軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねに支持され、
気体流路の絞り装置は、
一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、
ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い、所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部と、
を備え、
絞り部は、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定され、気体が流れ込む中央部から気体が流れ出す外周側に向けて放射状に広がる平行隙間を含むことを特徴とするノズルフラッパ弁。
駆動機構により軸方向に移動駆動される軸体の両端にそれぞれ順方向フラッパ面及び逆方向フラッパ面を有する双方向フラッパと、
順方向フラッパ面に向けて気体噴き出し開口を有し、順方向フラッパ面との間の距離に応じて気体の噴き出しが変化する順方向ノズルと、
逆方向フラッパ面に向けて気体噴き出し開口を有し、逆方向フラッパ面との間の距離に応じて気体の噴き出しが変化する逆方向ノズルと、
１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側より順方向ノズルと負荷とに供給する気体流路の順方向絞り装置と、
１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側より逆方向ノズルと負荷とに供給する気体流路の逆方向絞り装置と、
を有し、双方向フラッパの移動を制御し、順方向絞り装置から負荷に供給される順方向気体圧と、逆方向絞り装置から負荷に供給される逆方向気体圧とを制御するノズルフラッパ弁において、
双方向フラッパは、軸体の両端部で、フラッパの軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねにそれぞれ支持され、
気体流路の順方向絞り装置及び逆方向絞り装置は、それぞれ、
一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、
ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部と、
を備え、
絞り部は、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定され、気体が流れ込む中央部から気体が流れ出す外周側に向けて放射状に広がる平行隙間を含むことを特徴とするノズルフラッパ弁。
駆動機構により軸方向に移動駆動される軸体の両端にそれぞれ順方向フラッパ面及び逆方向フラッパ面を有する双方向フラッパと、
順方向フラッパ面に向けて気体噴き出し開口を有し、順方向フラッパ面との間の距離に応じて気体の噴き出しが変化する噴き出しノズルと、
逆方向フラッパ面に向けて気体吸い込み開口を有し、逆方向フラッパ面との間の距離に応じて、気体の吸い込みが変化する吸い込みノズルと、
１次側より圧力気体が供給され、これを絞って２次側より噴き出しノズルに供給する気体流路の絞り装置と、
を有し、噴き出しノズルから噴出す気体を吸い込みノズルと負荷に供給し、双方向フラッパの移動を制御して負荷に供給される気体圧を制御するノズルフラッパ弁において、
双方向フラッパは、軸体の両端部で、フラッパの軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねにそれぞれ支持され、
気体流路の絞り装置は、
一方端に１次側供給口を有し、他方端に２次側出力口を有するハウジングと、
ハウジング内に設けられる絞り部であって、外周側で出力口に接続される隙間保持ベースの上面における複数の小扇形部分と凹部との間の段差を利用し、供給口と接続される貫通穴を中心に有する隙間形成蓋の下面が複数の小扇形部分の上面に接触することで、気体の流れ方向に沿い所定の間隔を有する平行隙間が形成される絞り部と、
を備え、
絞り部は、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定され、気体が流れ込む中央部から気体が流れ出す外周側に向けて放射状に広がる平行隙間を含むことを特徴とするノズルフラッパ弁。
請求項１，２，３のいずれか１に記載のノズルフラッパ弁において、
絞り部は、隙間保持ベース部の上面が平坦なディスク部と、複数の小扇形部分が中心で結ばれその中央部の接合部の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定されるスペーサ部とを有し、ディスク部の平坦な上面にスペーサ部を配置しスペーサ部の厚さに対応して所定の間隔が形成される平行隙間を含むことを特徴とするノズルフラッパ弁。
請求項１，２，３のいずれか１に記載のノズルフラッパ弁において、
絞り部は、隙間保持ベース部の上面が平坦なディスク部と、小扇形部分に代えて、中心側で相互に結ばれその中心側の相互に結ばれた部分の大きさが隙間形成蓋の貫通穴の径よりも小さく設定されたストレートの脚部が外周側に放射状に延びるスペーサ部とを有し、ディスク部の平坦な上面にスペーサ部を配置しスペーサ部の厚さに対応して所定の間隔が形成される平行隙間を含むことを特徴とするノズルフラッパ弁。
請求項１，２，３のいずれか１に記載のノズルフラッパ弁において、
駆動機構は、
軸方向に配置された固定子磁気ギャップと、
駆動信号が入力されるコイルを有し、固定子磁気ギャップと協働して軸方向に駆動される可動子と、
を含むことを特徴とするノズルフラッパ弁。
請求項１，２，３のいずれか１に記載のノズルフラッパ弁において、
駆動機構の可動子は、軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねに支持されることを特徴とするノズルフラッパ弁。
請求項１，２，３のいずれか１に記載のノズルフラッパ弁において、
フラッパに対し、軸方向に沿った任意のオフセット位置を中心に付勢するオフセットばねを備えることを特徴とするノズルフラッパ弁。
請求項１，２，３のいずれか１に記載のノズルフラッパ弁において、
フラッパの軸方向の変位を検出する変位センサ又は軸方向の速度を検出する速度検出センサのうち少なくとも一方を備えることを特徴とするノズルフラッパ弁。