JP5064899B2

JP5064899B2 - Nozzle flapper valve

Info

Publication number: JP5064899B2
Application number: JP2007154677A
Authority: JP
Inventors: 隆佐々木
Original assignee: PNEUMATIC SERVO CONTROLS Ltd
Current assignee: PNEUMATIC SERVO CONTROLS Ltd
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: JP2008309169A

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。 The present invention relates to a nozzle flapper valve, and more particularly to a nozzle flapper valve having a flapper that is driven to move in an axial direction by a drive mechanism.

気体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。流体制御弁装置に用いられる機構として、ノズルフラッパ機構が知られている。ノズルフラッパ機構とは、モータ等によって変位するフラッパと、フラッパに向かい合って配置され流体を噴出するノズルとを備える機構で、ノズルフラッパ弁とも呼ばれる。 A control valve device incorporating a feedback mechanism is used in order to perform pressure control and flow rate adjustment of a pipeline in a gas pressure circuit and a gas supply circuit. A nozzle flapper mechanism is known as a mechanism used in a fluid control valve device. The nozzle flapper mechanism is a mechanism that includes a flapper that is displaced by a motor or the like, and a nozzle that is disposed to face the flapper and ejects fluid, and is also referred to as a nozzle flapper valve.

例えば、特許文献１には、ヒステリシス特性を改善するノズルフラッパ弁として、気密構造の筐体の中に、リニアモータと、リニアモータに一体として移動するフラッパと、リニアモータ及びフラッパを支持する雲形ばねと、フラッパに噴き出し開口を向けるノズルと、気体供給源からの供給圧Ｐｓを絞ってノズルと負荷に供給する気体流路の絞り装置が備えられる構成を開示している。ここでリニアモータは、筐体に固定される磁石、移動体、移動体に取り付けられるコイルを有しており、固定子の磁気ギャップが可動子の移動する軸方向に配置されるため、可動子であるフラッパの移動によって磁気ギャップが変動することがなく、これによってフラッパの駆動におけるヒステリシスを抑制できる、と述べられている。 For example, in Patent Document 1, as a nozzle flapper valve that improves hysteresis characteristics, a linear motor, a flapper that moves integrally with the linear motor, a cloud spring that supports the linear motor and the flapper, and an airtight structure housing Further, there is disclosed a configuration in which a nozzle for injecting an ejection opening toward a flapper and a gas flow restricting device for restricting supply pressure Ps from a gas supply source and supplying the nozzle and a load are disclosed. Here, the linear motor has a magnet fixed to the housing, a moving body, and a coil attached to the moving body, and the magnetic gap of the stator is arranged in the axial direction in which the movable element moves. It is stated that the magnetic gap does not fluctuate due to the movement of the flapper, which can suppress hysteresis in driving the flapper.

また、この構成において、雲形ばねは、薄板に例えば雲形のような曲線形状を有するスリットを設けた板ばねで、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ある。したがって、フラッパは、ラジアル支持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を伴わずに軽い負荷で軸方向にのみ駆動でき、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、と述べられている。 Further, in this configuration, the cloud spring is a leaf spring in which a thin plate is provided with a slit having a curved shape such as a cloud, and is a radial support spring that suppresses rotation around the axis and enables movement in the axial direction. . Therefore, the flapper is supported in a suspended manner by a radial support spring, can be driven only in the axial direction with a light load without sliding friction or friction of the rotating shaft, can drive the flapper with high accuracy, and can control the output pressure with high accuracy. It is stated.

特開２００６−５７７１９号公報JP 2006-57719 A

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。 In recent years, there has been a significant demand for improved accuracy and resolution in positioning devices. For example, in an exposure apparatus for a semiconductor device, the minimum dimension of the semiconductor device is less than 100 nm. Therefore, the dimensional accuracy requirement of the semiconductor device is 10 nm or less, and the positioning accuracy for that purpose is 1 nm or less, that is, sub-nm. Further, the high speed is also required. It is expected to use a gas actuator for such a precision positioning device, a precision movement mechanism, and the like. That is, the moving mechanism using the gas pressure actuator generates less contamination than other mechanisms, does not generate electromagnetic noise, and has less vibration and noise.

特許文献１のノズルフラッパ弁を気体圧制御弁として用い、これにより制御され多岐耐圧を気体アクチュエータに供給することで精度のよい気体圧アクチュエータ移動機構を構成することが可能である。 By using the nozzle flapper valve of Patent Document 1 as a gas pressure control valve and supplying various pressure resistances to the gas actuator, it is possible to configure an accurate gas pressure actuator moving mechanism.

ところで、特許文献１のノズルフラッパは、フラッパの駆動装置としてリニアアクチュエータを用い、移動体にコイルが取り付けられる。そのため、コイルからの信号線を外部に引き出すことを要し、その引出線が移動体に対する負荷となる。引出線は、その質量等による固定的な負荷のみならず、移動体の移動に伴ってその曲率を変化させるので、移動体の移動に伴って負荷量が変化し、移動制御の精度に影響を及ぼす可能性がある。 By the way, the nozzle flapper of patent document 1 uses a linear actuator as a drive device of a flapper, and a coil is attached to a moving body. Therefore, it is necessary to draw the signal line from the coil to the outside, and the lead line becomes a load on the moving body. The leader line changes not only the fixed load due to its mass, but also its curvature as the moving body moves, so the amount of load changes as the moving body moves, affecting the accuracy of movement control. There is a possibility of effect.

本発明の目的は、フラッパの駆動装置に用いられるコイルの引出線の影響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。 The objective of this invention is providing the nozzle flapper valve which can suppress the influence of the lead wire of the coil used for the drive device of a flapper.

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、フラッパの軸周りの回転を抑制し、フラッパの軸方向の移動を自在とするラジアル支持ばねと、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、駆動機構は、磁性体である筐体の一部に軸方向を中心として設けられる円環状のギャップの一方側に磁石が取り付けられて形成される固定子の磁気ギャップと、信号線により駆動信号が入力されるコイルを有し、固定子の磁気ギャップと協働して軸方向に駆動される可動子と、を含み、ラジアル支持ばねは、円形外形を有する薄板に予め定められた曲線で構成されるスリットを含む導電性のばね材で構成され、円形の外周辺が固定子に電気的に絶縁されて固定され、内周側が可動子に電気的に絶縁されて接続され、外部からの信号線を中継する外部中継端子と、コイルへの信号線とを中継するコイル中継端子を有し、外部中継端子とコイル中継端子との間がばね材によって導通することを特徴とする。 A nozzle flapper valve according to the present invention includes a flapper that is driven to move in the axial direction by a drive mechanism, a radial support spring that suppresses rotation around the axis of the flapper and allows the flapper to move in the axial direction, and toward the flapper. A nozzle having a gas ejection opening and changing the gas ejection according to the distance from the flapper, and pressure gas is supplied from the primary side, and this is squeezed and supplied from the secondary side to the nozzle and the load. In a nozzle flapper valve that controls the movement of the flapper and controls the gas pressure supplied to the load, the drive mechanism has an axial direction on a part of the casing that is a magnetic body. has a magnetic gap of the stator magnet Ru is formed attached to one side of the annular gap is provided around the coil driving signal is input through the signal line, the magnetic gap of the stator Anda movable member which is driven in the axial direction in cooperation with the radial support spring is composed of a conductive spring material including a slit formed by a curve with a predetermined thin plate having a circular contour, circular outer periphery is fixed and electrically insulated stator, the inner circumferential side is electrically connected to insulated the mover, and an external relay terminal for relaying a signal line from an external signal line to the coil And a coil relay terminal that relays between the external relay terminal and the coil relay terminal by a spring material.

また、本発明に係るノズルフラッパ弁において、ラジアル支持ばねは、信号線の数に応じて複数に分離されることが好ましい。 Further, in the nozzle flapper valve according to the present invention, it is preferable that the radial support spring is separated into a plurality according to the number of signal lines.

また、本発明に係るノズルフラッパ弁において、ラジアル支持ばねは、薄板に雲形曲線で構成されるスリットを有する板ばねであることが好ましい。 Further, in the nozzle flapper valve according to the present invention, the radial support spring is preferably a leaf spring which have a slit formed in cloud curve sheet.

また、本発明に係るノズルフラッパ弁において、ラジアル支持ばねは、固定子に取り付けられる外周側に外部中継端子が設けられ、可動子の軸方向の動きを伝える内周側にコイル中継端子が設けられることが好ましい。 Further, in the nozzle flapper valve according to the present invention, the radial support spring is provided with an external relay terminal on the outer peripheral side attached to the stator, and with a coil relay terminal on the inner peripheral side for transmitting the axial movement of the mover. Is preferred.

また、本発明に係るノズルフラッパ弁において、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、気体の流れ方向に沿い、所定の間隔を有する平行隙間を含む絞り部と、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ことが好ましい。 Further, in the nozzle flapper valve according to the present invention, the throttle device for the gas flow path has a housing having a primary supply port at one end and a secondary output port at the other end, along the gas flow direction, And a throttle part including a parallel gap having a predetermined interval, and it is preferable to form the gas flowing through the throttle part without disturbance by the rectifying action of the parallel gap.

上記構成により、ノズルフラッパ弁において、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ものであるが、磁性体である筐体の一部に軸方向を中心として設けられる円環状のギャップの一方側に磁石が取り付けられて形成され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。また、フラッパはラジアルばねで支持される。ここで、ラジアルばねは、円形外形を有する薄板に予め定められた曲線で構成されるスリットを含む導電性のばね材で構成され、円形の外周辺が固定子に電気的に絶縁されて固定され、内周側が可動子に電気的に絶縁されて接続されることで、軸周りの回転を抑制し、軸方向の移動を可能とする。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。
With the above configuration, in the nozzle flapper valve, the flapper is moved and driven in the axial direction by the drive mechanism including the stator magnetic gap arranged in the axial direction and the mover. This drive mechanism is a so-called linear motor or force motor, and is formed by attaching a magnet to one side of an annular gap provided around a part of a casing , which is a magnetic body, with the axial direction as the center. The stator magnetic gap is arranged in the axial direction, which is the moving direction of the mover, and the magnetic gap does not fluctuate due to the movement of the mover, that is, the flapper. Therefore, hysteresis can be suppressed in driving the flapper. The flapper is supported by a radial spring. Here, the radial spring is formed of a conductive spring material including a slit formed by a predetermined curve on a thin plate having a circular outer shape, and the outer periphery of the circle is electrically insulated and fixed to the stator. The inner peripheral side is electrically insulated and connected to the mover, thereby suppressing the rotation around the axis and enabling the movement in the axial direction. In other words, the flapper is supported by a radial spring so to speak, and can move only in the axial direction with a light load without sliding friction, friction of the rotating shaft, and the like. Therefore, the flapper can be driven with high accuracy and the output pressure can be controlled with high accuracy.

そして、ラジアル支持ばねは、固定子及び可動子と電気的に絶縁されて接続される導電体のばね材で構成され、外部からの信号線を中継する外部中継端子と、コイルへの信号線とを中継するコイル中継端子を有し、外部中継端子とコイル中継端子との間がばね材によって導通する。これによって、可動子のコイルから直接信号線が引き出されるのではなく、コイルからラジアル支持ばねを経由して信号線が外部に引き出される。したがって、コイルから直接信号線が引き出されることに比較し、可動子が軸方向に変位したときの引出線の長さ、形状の変化を少なくできる。これにより、フラッパの駆動装置に用いられるコイルの引出線の影響を抑制することができる。 The radial support spring is composed of a conductive spring material that is electrically insulated and connected to the stator and the mover, and includes an external relay terminal that relays an external signal line, and a signal line to the coil. The coil relay terminal is relayed, and the external relay terminal and the coil relay terminal are electrically connected by the spring material. As a result, the signal line is not drawn directly from the coil of the mover, but is drawn to the outside via a radial support spring from the coil. Therefore, the change in the length and shape of the leader line when the mover is displaced in the axial direction can be reduced as compared with the case where the signal line is drawn directly from the coil. Thereby, the influence of the lead wire of the coil used for the drive device of a flapper can be suppressed.

また、ラジアル支持ばねは、信号線の数に応じて複数に分離されるので、複数の信号線がある場合でも、コイルの引出線である信号線の影響を抑制することができる。 Further, since the radial support spring is separated into a plurality according to the number of signal lines, even when there are a plurality of signal lines, it is possible to suppress the influence of the signal lines that are the lead lines of the coil.

また、ラジアル支持ばねは、薄板に雲形曲線で構成されるスリットを有し、外周側を固定子に、内周側を可動子にそれぞれ接続される板ばねである。したがって、例えば薄板にエッチング加工またはプレス加工を行うことで、雲形ばねを容易に得ることができる。 The radial support spring is a leaf spring having a thin plate having a slit formed of a cloud-shaped curve, the outer peripheral side being connected to the stator and the inner peripheral side being connected to the mover. Therefore, for example, a cloud spring can be easily obtained by etching or pressing a thin plate.

また、ラジアル支持ばねは、固定子に取り付けられる外周側に外部中継端子を設け、可動子の軸方向の動きを伝える内周側にコイル中継端子が設けられる。これにより、可動子が軸方向に変位しても、外部中継端子はあまり軸方向に変位せず、コイル中継端子は可動子とほぼ同じ変位をする。したがって、外部中継端子からの引出線、コイルとコイル中継端子までの引出線のいずれも、可動子の軸方向の変位に対し、その長さ、形状をほとんど変化させない。これにより、フラッパの駆動装置に用いられるコイルの引出線の影響を抑制することができる。 Further, the radial support spring is provided with an external relay terminal on the outer peripheral side attached to the stator, and a coil relay terminal on the inner peripheral side for transmitting the movement of the mover in the axial direction. Thereby, even if the mover is displaced in the axial direction, the external relay terminal is not displaced in the axial direction so much, and the coil relay terminal is displaced substantially in the same manner as the mover. Therefore, the length of the lead wire from the external relay terminal and the lead wire from the coil to the coil relay terminal hardly change in length or shape with respect to the axial displacement of the mover. Thereby, the influence of the lead wire of the coil used for the drive device of a flapper can be suppressed.

また、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。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、出力圧力のノイズを抑制することができる。 Further, the gas throttle device provided on the primary side of the nozzle includes a throttle portion including a parallel gap having a predetermined interval in a housing having a supply port and an output port. The flowing gas is formed without disturbance. The gas formed without turbulence does not include turbulence and vortex, and does not generate shock waves. Therefore, noise of output pressure can be suppressed.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The numerical values such as dimensions used in the following description are examples, and can be appropriately changed in consideration of the performance required for the nozzle flapper valve, the overall size, and the like.

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。 FIG. 1 is a diagram for explaining how the nozzle flapper valve 10 is used in the minute movement mechanism. First, an outline of how the gas pressure is controlled by the nozzle flapper valve 10 and supplied to the minute movement mechanism will be described, and then the detailed contents of the nozzle flapper valve 10 will be described.

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Ｐ₁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。 The actuator 2 of the minute movement mechanism includes a guide part 4 and a movable body 6 guided by the guide part 4 in the axial direction. The movable body 6 has a stepped structure, and receives a gas pressure Pa controlled on the bottom side, which is the right side of the paper surface in FIG. _1, and receives a pressing pressure P1 separately supplied on the stepped surface. The pressing pressure urges and presses the movable body 6 in the −X direction of FIG.

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１００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Ｐ₀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６０と、リニアモータ６０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２０と、フラッパ２０に開口部を向けて配置されるノズル２２を備える。気体圧Ｐａの気体は、気体流路の絞り装置３０により流れる気体を整流して絞られ、ノズル２２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２２からは、フラッパ２０に向けて気体が噴き出している。 Nozzle flapper valve 10 supplies a gas having a supply pressure Ps externally, under the control of the control unit 100, and outputs the adjusted gas desired gas pressure Pa, partially exhausts into the atmosphere P ₀ Function Is a control valve. The nozzle flapper valve 10 includes a linear motor 60, a flapper 20 that is driven and moved by the linear motor 60 in the axial direction that is the X direction in FIG. 1, and a nozzle 22 that is disposed with the opening portion facing the flapper 20. The gas having the gas pressure Pa is throttled by rectifying the gas flowing by the throttle device 30 in the gas flow path, and supplied to the nozzle 22 and the load, that is, the actuator 2. That is, gas is ejected from the nozzle 22 toward the flapper 20.

ここで、制御部１００よりリニアモータ６０に駆動信号が供給されると、リニアモータ６０及びこれと一体に移動するフラッパ２０は、Ｘ方向に移動する。すると、ノズル２２とフラッパ２０との距離が変わり、ノズル２２とフラッパ２０の間の流体抵抗が変化する。したがって、ノズル２２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６０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６０を−Ｘ方向に移動させれば、ノズル２２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。 Here, when a drive signal is supplied from the control unit 100 to the linear motor 60, the linear motor 60 and the flapper 20 that moves integrally with the linear motor 60 move in the X direction. Then, the distance between the nozzle 22 and the flapper 20 changes, and the fluid resistance between the nozzle 22 and the flapper 20 changes. Therefore, the flow rate and gas pressure of the gas ejected from the nozzle 22 change, and the gas pressure Pa supplied to the load also changes accordingly. That is, the gas pressure Pa that is the output pressure can be adjusted by the drive signal to the linear motor 60. For example, if the linear motor 60 is moved in the −X direction, the ejection from the nozzle 22 is suppressed, and the gas pressure Pa that is the output pressure increases accordingly.

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Ｐ₁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１００がリニアモータ６０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。 The adjusted gas pressure Pa is supplied to the actuator 2. Since the movable body 6 moves in a balance between the supplied gas pressure Pa and the pressing pressure P ₁ , the movable body 6 moves in the + X direction when the gas pressure Pa increases in the above example. In summary, the control unit 100 controls the drive signal to the linear motor 60 so that the gas pressure Pa is adjusted and output by the nozzle flapper valve 10, and this is used to move the movable body 6 in the actuator 2. You can control it.

次にノズルフラッパ弁１０の構成を詳細に説明する。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Ｐ₀、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、上記のように、気密構造の筐体１２の中に、リニアモータ６０と、リニアモータ６０の移動軸２４の一方側に設けられるフラッパ２０と、フラッパ２０に噴き出し開口を向けるノズル２２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２２と負荷に供給する気体流路の絞り装置３０が備えられるほか、フラッパ２０を支持する第１雲形ばね７８と、リニアモータ６０の移動軸２４においてフラッパ２０が設けられる側の反対側である他方側を支持する第２雲形ばね８０とを含んで構成される。 Next, the configuration of the nozzle flapper valve 10 will be described in detail. Here, the supply pressure Ps from the gas supply source (not shown), the atmosphere P ₀ , and the gas pressure Pa that is the output pressure supplied to the load are shown as the same symbols as in FIG. As described above, the nozzle flapper valve 10 includes the linear motor 60, the flapper 20 provided on one side of the moving shaft 24 of the linear motor 60, and the nozzle that directs the ejection opening toward the flapper 20. 22 and a gas flow restricting device 30 for restricting a supply pressure Ps from a gas supply source (not shown) to supply the nozzle 22 and the load, a first cloud spring 78 for supporting the flapper 20, and a linear It includes a second cloud spring 80 that supports the other side of the moving shaft 24 of the motor 60 opposite to the side where the flapper 20 is provided.

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Ｐ₀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１の例では、第１雲形ばね７８、第２雲形ばね８０を取り付けやすいように、３個の筐体ブロック１４，１６，１８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６０のヨークを構成する部分は、磁性体であることを要する。図１の例では、筐体ブロック１６が磁性体で構成される。 The casing 12 is a case body that houses each component of the nozzle flapper valve 10 and is airtight except for a supply port for the supply pressure Ps, an exhaust port for the atmosphere P ₀ , and a gas port for a load port for the gas pressure Pa. Can be obtained by assembling several blocks. In the example of FIG. 1, the first cloud spring 78 and the second cloud spring 80 are divided into three housing blocks 14, 16, and 18 so as to be easily attached. Such a housing 12 can be obtained by processing an appropriate metal block, assembling hermetically using an appropriate hermetic sealing, and fixing it with an appropriate fixing means. A material other than metal can be used as long as airtightness and robustness are satisfied. However, at least a portion constituting the yoke of the linear motor 60 needs to be a magnetic material. In the example of FIG. 1, the housing block 16 is made of a magnetic material.

リニアモータ６０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２０を軸方向に移動駆動する機能を有する。具体的には、磁性体である筐体ブロック１６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６２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ブロック体６４と、移動ブロック体６４の円環状の部分に軸方向に配列されたコイル６６を含んで構成される。移動ブロック体６４は、フラッパ２０が一方端に設けられる移動軸２４に取り付けられる。 The linear motor 60 is a linear drive device that includes a stator magnetic gap disposed along the axial direction, that is, the X direction in FIG. 2, and a mover that moves in the stator magnetic gap in the axial direction. Has a function of moving and driving in the axial direction. Specifically, an annular gap whose axial direction is the X direction is provided in a part of the housing block 16 that is a magnetic body, and a magnet 62 is attached to one side of the gap. This makes the gap a stator magnetic gap arranged in the axial direction. The mover includes a moving block body 64 having an annular portion capable of moving in the axial direction in the stator magnetic gap, and a coil 66 arranged in the axial direction on the annular portion of the moving block body 64. Composed. The moving block body 64 is attached to the moving shaft 24 where the flapper 20 is provided at one end.

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６６に駆動電流を流すことで、この電流と、コイル６６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６６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６６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。 The combination of the stator magnetic gap and the mover causes a drive current to flow through the coil 66, and this current and the magnetic flux of the stator magnetic gap that links the coil 66 cooperate with each other in the coil 66. Axial driving force is applied. In such a structure, in general, the magnetic flux density in the stator magnetic gap does not change depending on the location in the axial direction. Therefore, since the coil 66 moves in the axial direction in the stator magnetic gap, there is no significant change in the cooperative action with the magnetic gap, and so-called hysteresis is hardly generated.

磁石６２は、固定子磁気ギャップを形成し、コイル６６に鎖交する磁束を発生するためのものである。磁石６２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。筐体ブロック１６に磁石６２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。 The magnet 62 forms a stator magnetic gap and generates a magnetic flux interlinking with the coil 66. The magnet 62 may be formed in an annular shape in accordance with the above-described annular gap, or may be provided in a part of the annular gap so as to obtain a necessary torque. As such a magnet, a high-performance permanent magnet can be used. In order to attach the magnet 62 to the housing block 16, an appropriate adhesive may be used, or the magnet 62 and the magnet 62 can be held only by the attractive force of the magnet.

移動ブロック体６４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６６を搭載し、また、上記のように、フラッパ２０が一方端に取り付けられる移動軸２４と一体化される部品である。移動ブロック体６４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６６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上記の移動軸２４が突き出すように設けられる。 The moving block body 64 is equipped with a coil 66 that generates a driving force in cooperation with the stator magnetic gap, and as described above, the part integrated with the moving shaft 24 to which the flapper 20 is attached at one end. It is. The moving block body 64 has a generally bowl shape, and a coil 66 is wound around the bowl-shaped annular side surface along the circumferential direction. At the center of the portion corresponding to the bottom of the bowl shape, the moving shaft 24 is provided so as to protrude in parallel with the annular side surface of the bowl shape.

かかる移動ブロック体６４及び移動軸２４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。移動ブロック体６４及び移動軸２４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、移動ブロック体６４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６６を巻回するものとしてもよい。 The moving block body 64 and the moving shaft 24 can be obtained by molding using a metal or resin having appropriate strength. The moving block body 64 and the moving shaft 24 may be formed by integral molding or may be assembled separately. Further, if the required torque can be obtained, the moving block body 64 may not be a complete annular shape, but may be formed as a part of the annular shape, and the coil 66 may be wound therearound.

コイル６６は、絶縁被服導線を移動ブロック体６４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６０の速度や応答性性能の面から設定される。なお、コイル６６と外部の信号線７６との接続については、第２雲形ばね８０の説明のところで詳述する。 The coil 66 is formed by winding an insulated wire around the annular side surface of the moving block body 64 a plurality of times circumferentially, and the resistance, the number of turns, etc. of the wire are set together with the characteristics of the stator magnetic gap and the linear motor 60. It is set in terms of speed and response performance. The connection between the coil 66 and the external signal line 76 will be described in detail in the description of the second cloud spring 80.

フラッパ２０は、ノズル２２の噴き出し開口に向かい合い、ノズル２２から噴出す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２０は移動軸２４の一方端に取り付けられ、移動軸２４及び移動ブロック体６４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６０の軸方向の推力とをバランスさせることで、フラッパ２０の軸方向の位置が定まり、その位置におけるノズル２２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２０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、移動軸２４と一体構造、あるいは移動ブロック体６４及び移動軸２４と一体構造として成形して得ることとしてもよい。 The flapper 20 is a component having a gas receiving surface that faces the ejection opening of the nozzle 22 and receives the gas ejected from the nozzle 22. The flapper 20 is attached to one end of the moving shaft 24 and can move in the axial direction together with the moving shaft 24 and the moving block body 64. Then, by balancing the received gas ejection force and the axial thrust of the linear motor 60, the position of the flapper 20 in the axial direction is determined, and depending on the state of gas ejection from the nozzle 22 at that position, the load is transferred to the load. The gas pressure Pa which is the output pressure is determined. The gas receiving surface is preferably perpendicular to the axial direction. Such a flapper 20 can be obtained by processing or molding an appropriate metal material or resin material. Alternatively, the moving shaft 24 and the moving block body 64 and the moving shaft 24 may be integrally formed.

移動軸２４回りの構成をまとめると、移動ブロック体６４の円環状部分にＸ方向と直交する円周方向にコイル６６が巻回され、この円環状の中心軸に沿って移動軸２４がノズル２２の方向に延び、移動軸２４の先端である一方端にフラッパ２０が、気体受面を軸方向に垂直となるように設けられる。このようにして、上記のように、移動ブロック体６４、移動軸２４、フラッパ２０は、一体として軸方向に移動する。 When the configuration around the moving shaft 24 is summarized, a coil 66 is wound around an annular portion of the moving block body 64 in a circumferential direction orthogonal to the X direction, and the moving shaft 24 is connected to the nozzle 22 along the annular central axis. The flapper 20 is provided at one end which is the tip of the moving shaft 24 so that the gas receiving surface is perpendicular to the axial direction. In this way, as described above, the moving block body 64, the moving shaft 24, and the flapper 20 move in the axial direction as a unit.

移動軸２４の両端部は、第１雲形ばね７８、第２雲形ばね８０を介して筐体１２に支持される。ここで、雲形ばねとは、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。 Both ends of the moving shaft 24 are supported by the housing 12 via a first cloud spring 78 and a second cloud spring 80. Here, the cloud spring is a leaf spring in which a thin slit is provided with, for example, a cloud-shaped slit. An object is connected to the center of the thin spring, and the periphery is a fixed end, thereby restricting rotation around the axis of the object. It has a function as a radial support spring that can support the object by enabling the movement of.

第１雲形ばね７８は、移動軸２４のフラッパ２０が設けられる一方端において移動軸２４について、軸周りの回転を規制し、軸方向の移動を可能にして、支持するラジアル支持ばねである。ここでは、第１雲形ばね７８は、移動軸２４をいわば宙吊りとするように支持する典型的なラジアル支持ばねとして用いられている。 The first cloud spring 78 is a radial support spring that supports the movement shaft 24 by restricting rotation around the movement shaft 24 at one end where the flapper 20 of the movement shaft 24 is provided, and allowing movement in the axial direction. Here, the first cloud spring 78 is used as a typical radial support spring that supports the moving shaft 24 so as to be suspended in the air.

これに対し、第２雲形ばね８０は、移動軸２４の他方端において移動軸２４について、軸周りの回転を規制し、軸方向の移動を可能にして、支持するラジアル支持ばねであるが、このほかに、コイル６６からの引出線と、外部からの信号線とを中継して接続する機能を有する。そのために、第２雲形ばね８０は、導電性の金属薄板で構成され、コイル中継端子７２と外部中継端子７４が設けられる。そして、コイル６６からの信号線７０がコイル中継端子７２に接続され、外部からの信号線７６が外部中継端子７４に接続される。したがって、第２雲形ばねのばね材の導電性により、コイル６６−信号線７０−コイル中継端子７２−ばね材−外部中継端子７４−信号線７６が電気的に接続されることになる。 On the other hand, the second cloud-shaped spring 80 is a radial support spring that supports the movement shaft 24 at the other end of the movement shaft 24 by restricting the rotation about the axis and enabling the movement in the axial direction. In addition, it has a function of relaying and connecting a lead line from the coil 66 and a signal line from the outside. For this purpose, the second cloud spring 80 is made of a conductive metal thin plate, and is provided with a coil relay terminal 72 and an external relay terminal 74. A signal line 70 from the coil 66 is connected to the coil relay terminal 72, and an external signal line 76 is connected to the external relay terminal 74. Accordingly, the coil 66, the signal line 70, the coil relay terminal 72, the spring material, the external relay terminal 74, and the signal line 76 are electrically connected by the conductivity of the spring material of the second cloud spring.

第１雲形ばね７８に用いることのできる雲形ばねの例示的形状のいくつかが図２に示されている。雲形ばねは、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、雲形ばねの外周側を固定し、内周側に設けられる中心軸に変位を与えたとき、軸方向の変位、すなわち板ばねの表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、すなわち板ばねの表面に平行な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。 Some of the exemplary shapes of cloud springs that can be used for the first cloud spring 78 are shown in FIG. The cloud-shaped spring is a metal thin plate having spring properties provided with a plurality of annular or complex cloud-shaped slits by etching, press drilling, electric discharge machining, or the like. The slit shape is fixed compared to the rigidity against the axial displacement, that is, the linear displacement in the direction perpendicular to the surface of the leaf spring, when the outer peripheral side of the cloud spring is fixed and the central axis provided on the inner peripheral side is displaced. The rigidity is increased so as to increase the displacement around the axis, that is, the rotational displacement in the plane parallel to the surface of the leaf spring.

図２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、軸周りの変位に対する剛性と、軸方向の変位に対する剛性の比として、
図２（ａ）は約１１０倍、図２（ｂ）は約８０倍、図２（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２（ｂ）を選択することで、移動軸２４等の不必要なねじり振動等を抑制することができる。 In the example of FIG. 2, the plate thickness, the outer diameter, and the material are the same, and in a static state, that is, when the displacement is small in the axial direction, the ratio of the rigidity to the displacement around the axis and the rigidity to the displacement in the axial direction ,
2 (a) can obtain about 110 times, FIG. 2 (b) about 80 times, and FIG. 2 (c) about 60 times. Therefore, by selecting an appropriate slit shape, for example, FIG. 2B, according to the required accuracy, unnecessary torsional vibrations of the moving shaft 24 and the like can be suppressed.

ラジアル支持ばねとしての機能を用いることは、第２雲形ばね８０も第１雲形ばね７８と同様であるので、これらの雲形ばねの内周側を、それぞれ移動軸２４の一方端及び他方端に取り付け、それぞれの雲形ばねが変形しないように、それぞれの外周側を筐体１２にそれぞれ固定する。こうすることで、移動軸２４は、両端がいわば２つの雲形ばねにより宙吊りの形で支持され、上記の雲形ばねの特性により、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２０の軸方向の移動を行うことができる。 Since the second cloud spring 80 is similar to the first cloud spring 78 in that the function as a radial support spring is used, the inner peripheral sides of these cloud springs are attached to one end and the other end of the moving shaft 24, respectively. Each outer peripheral side is fixed to the housing 12 so that each cloud spring is not deformed. By doing so, both ends of the moving shaft 24 are supported in a suspended manner by two cloud springs, and due to the characteristics of the cloud spring described above, rotation around the shaft is suppressed, and the movement in the axial direction is free compared to this. Can be done. Therefore, the load can be reduced and the movement of the flapper 20 in the axial direction can be performed as compared with support by sliding or support by a rotary bearing.

第２雲形ばね８０の構造及び信号線の中継機能について、図３から図６を用いて説明する。以下では、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では、図１の符号も用いて説明する。 The structure of the second cloud spring 80 and the signal line relay function will be described with reference to FIGS. In the following, elements similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the following description, the reference numerals in FIG. 1 are also used.

図３は、図１における筐体ブロック１８を取り外して第２雲形ばね８０について−Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かってみた図である。この図３では、第２雲形ばね８０の外周部を押えるための取付リング８６が見えている。図４は、取付リング８６も取り外し、第２雲形ばね８０のみを図示したものである。図４に示されるように、第２雲形ばね８０は、２つの雲形ばね片８２，８４から構成される。図５は、第２雲形ばね８０にコイル６６からの信号線７０が接続される様子を示す拡大図である。図６は、第２雲形ばね８０に外部からの信号線７６が接続される様子を示す図である。 FIG. 3 is a view of the second cloud spring 80 as viewed from the −X direction to the + X direction with the housing block 18 in FIG. 1 removed. In FIG. 3, the attachment ring 86 for pressing the outer peripheral portion of the second cloud spring 80 can be seen. FIG. 4 shows only the second cloud spring 80 with the mounting ring 86 also removed. As shown in FIG. 4, the second cloud spring 80 includes two cloud spring pieces 82 and 84. FIG. 5 is an enlarged view showing a state in which the signal line 70 from the coil 66 is connected to the second cloud spring 80. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the signal line 76 from the outside is connected to the second cloud spring 80.

第２雲形ばね８０は、図４に示されるように、２つの雲形ばね片８２，８４から構成されるが、この２つの雲形ばね片８２，８４は、図２（ｂ）で説明した雲形ばねを互いに対称形となるように２分割したものに相当する。したがって、図４に示される第２雲形ばね８０の形状は、一例であって、図２で説明した他の形状の雲形ばね等を互いに対称形となるように２分割したものを用いることができる。 As shown in FIG. 4, the second cloud spring 80 is composed of two cloud spring pieces 82 and 84. The two cloud spring pieces 82 and 84 are the cloud springs described in FIG. Is divided into two so as to be symmetrical with each other. Therefore, the shape of the second cloud spring 80 shown in FIG. 4 is an example, and a cloud spring or the like having another shape described in FIG. 2 can be divided into two so as to be symmetrical with each other. .

第２雲形ばね８０が２つの雲形ばね片８２，８４から構成されるのは、コイル６６からの信号線７０が２本あるためである。この２本の信号線７０が伝達する信号は相互に異なっている。コイル６６からの２本の信号線７０に対応し、２つの雲形ばね片８２，８４には、それぞれの内周側にコイル中継端子７２が取り付けられる穴が設けられる。また、２つの雲形ばね片８２，８４には、それぞれの外周側に外部中継端子７４が取り付けられる穴がそれぞれ設けられる。外部中継端子７４は、コイル６６からの２本の信号線７０に対応し、外部の制御部１００に接続される２本の信号線７６に接続される。 The reason why the second cloud spring 80 is composed of the two cloud spring pieces 82 and 84 is that there are two signal lines 70 from the coil 66. The signals transmitted by the two signal lines 70 are different from each other. Corresponding to the two signal lines 70 from the coil 66, the two cloud-shaped spring pieces 82 and 84 are provided with holes to which the coil relay terminals 72 are attached on the inner peripheral sides thereof. Further, the two cloud-shaped spring pieces 82 and 84 are provided with holes to which the external relay terminals 74 are attached on the respective outer peripheral sides. The external relay terminal 74 corresponds to the two signal lines 70 from the coil 66 and is connected to the two signal lines 76 connected to the external control unit 100.

このように、第２雲形ばね８０が２つの雲形ばね片８２，８４から構成されるのは、コイル６６からの信号線７０が２本あるためであるので、信号線の数によって、第２雲形ばね８０の分割数が異なる。例えば、コイル６６の２本の端子のうち、一本が接地電位に接続されるものとし、コイル６６には外部から１つの信号の伝送で足りるときは、第２雲形ばね８０は２つに分割する必要がない。これとは別に、第２雲形ばね８０に対し、フラッパ２０側から筐体１２のフタ側に相当する筐体ブロック１８側に３本以上の信号線を通したいときに、第２雲形ばね８０を中継する場合には、３つ以上に第２雲形ばね８０を分割するものとできる。 As described above, the second cloud-shaped spring 80 is constituted by the two cloud-shaped spring pieces 82 and 84 because there are two signal lines 70 from the coil 66. The number of divisions of the spring 80 is different. For example, if one of the two terminals of the coil 66 is connected to the ground potential and the coil 66 only needs to transmit one signal from the outside, the second cloud spring 80 is divided into two. There is no need to do. Apart from this, when it is desired to pass three or more signal wires from the flapper 20 side to the housing block 18 side corresponding to the lid side of the housing 12 with respect to the second cloud spring 80, the second cloud spring 80 is provided. In the case of relaying, the second cloud spring 80 can be divided into three or more.

いずれにせよ、信号の中継として第２雲形ばね８０を用いるときは、第２雲形ばね８０は、他の導電体と絶縁される必要がある。図３から図６においては、移動軸２４、筐体部ロック１６が導電体で構成されるものとして、第２雲形ばね８０と、移動軸２４、筐体ブロック１６との間の絶縁の様子が次のように示されている。 In any case, when the second cloud spring 80 is used as a signal relay, the second cloud spring 80 needs to be insulated from other conductors. 3 to 6, assuming that the moving shaft 24 and the casing lock 16 are made of a conductor, the state of insulation between the second cloud spring 80 and the moving shaft 24 and the casing block 16 is as follows. It is shown as follows.

まず、第２雲形ばね８０の中心部には、移動軸２４と接触しないように、移動軸２４の外形よりやや大きめの穴が設けられる。図４では、その穴が２分割された様子が示され、図５では、第２雲形ばね８０と移動軸２４とが接触していない様子が示されている。 First, a hole that is slightly larger than the outer shape of the moving shaft 24 is provided in the center of the second cloud spring 80 so as not to contact the moving shaft 24. 4 shows a state in which the hole is divided into two parts, and FIG. 5 shows a state in which the second cloud spring 80 and the moving shaft 24 are not in contact with each other.

第２雲形ばね８０と移動軸２４との取り付けは、絶縁体を介して行われる。ここでは、移動ブロック体６４が絶縁体で構成され、その移動ブロック体６４と移動軸２４とが一体化され、第２雲形ばね８０は、導電体である移動軸２４から分離絶縁されるように配置されて絶縁体である移動ブロック体６４に固定して取り付けられる。 The second cloud spring 80 and the moving shaft 24 are attached through an insulator. Here, the moving block body 64 is formed of an insulator, the moving block body 64 and the moving shaft 24 are integrated, and the second cloud spring 80 is separated and insulated from the moving shaft 24 that is a conductor. It is fixed and attached to the moving block body 64 which is disposed and is an insulator.

なお、コイル中継端子７２は、移動ブロック体６４に挿入されて、先端が第２雲形ばね８０と電気的に接続される。ここでも、コイル中継端子７２と移動軸２４との間の絶縁は、絶縁体である移動ブロック体６４によって行われているが、さらにコイル中継端子７２の周囲に絶縁ブッシュを配置することが望ましい。 The coil relay terminal 72 is inserted into the moving block body 64 and the tip thereof is electrically connected to the second cloud spring 80. In this case as well, the insulation between the coil relay terminal 72 and the moving shaft 24 is performed by the moving block body 64 that is an insulator. However, it is desirable to dispose an insulating bush around the coil relay terminal 72.

第２雲形ばね８０と筐体ブロック１６との間の取り付けも絶縁体を介して行われる。第２雲形ばね８０は、その外周部において適当なボルト９０あるいはネジを用いて筐体ブロック１６に固定される。ボルト９０等が金属である場合、絶縁リングと絶縁ブッシュとを用いて、ボルト９０等と第２雲形ばね８０との間が電気的に接触することがないようにされる。すなわち、第２雲形ばね８０の外周部の表裏には、絶縁体で構成される取付リング８６，８８が設けられる。これによって、第２雲形ばね８０の外周部は、表側と裏側の両側において、絶縁体である取付リング８６，８８で挟まれて保持されることになる。そして、第２雲形ばね８０の外周部には、ボルト９０の外径に嵌め込まれた絶縁リングの外径よりも大きめの穴が開けられ、この穴に、絶縁リングを介してボルト９０が挿入される。 Attachment between the second cloud spring 80 and the housing block 16 is also performed via an insulator. The second cloud spring 80 is fixed to the housing block 16 using an appropriate bolt 90 or a screw at the outer peripheral portion thereof. When the bolt 90 or the like is a metal, an insulating ring and an insulating bush are used to prevent electrical contact between the bolt 90 or the like and the second cloud spring 80. That is, mounting rings 86 and 88 made of an insulator are provided on the front and back of the outer peripheral portion of the second cloud spring 80. As a result, the outer peripheral portion of the second cloud spring 80 is sandwiched and held by the attachment rings 86 and 88 that are insulators on both the front side and the back side. A hole larger than the outer diameter of the insulating ring fitted into the outer diameter of the bolt 90 is formed in the outer peripheral portion of the second cloud spring 80, and the bolt 90 is inserted into the hole through the insulating ring. The

図３には、ボルト９０、取付リング８６が示され、図５、図６には、取付リング８６，８８が第２雲形ばね８０を表裏から挟み込む様子が示されている。なお、図１では、ボルト９０の箇所を除き、取付リング８６，８８の表示を省略してある。 3 shows the bolt 90 and the attachment ring 86, and FIGS. 5 and 6 show how the attachment rings 86 and 88 sandwich the second cloud spring 80 from the front and back. In FIG. 1, the mounting rings 86 and 88 are not shown except for the bolt 90.

図５には、コイル中継端子７２の周辺の様子が示されている。図５は、図３のＡ−Ａ線に相当する断面線におけるノズルフラッパ弁１０の断面図である。ここで示されるように、コイル中継端子７２は、第２雲形ばね８０の内周側において、移動軸２４に近接した部位に、移動軸２４と絶縁されて、取り付けられる。そして、コイル６６から引き出された信号線７０は、移動ブロック体６４の円環状部分に沿って固定されて這わされ、コイル中継端子７２の頭部に電気的に接続される。 FIG. 5 shows a state around the coil relay terminal 72. FIG. 5 is a cross-sectional view of the nozzle flapper valve 10 taken along a cross-sectional line corresponding to the line AA in FIG. As shown here, the coil relay terminal 72 is attached on the inner peripheral side of the second cloud spring 80 so as to be insulated from the moving shaft 24 at a position close to the moving shaft 24. The signal line 70 drawn from the coil 66 is fixed and wound along the annular portion of the moving block body 64 and is electrically connected to the head of the coil relay terminal 72.

ここで、コイル中継端子７２は、第２雲形ばね８０の内周側で移動軸２４に近接した部位、すなわち、第２雲形ばね８０が変形したときでも移動軸２４と第２雲形ばね８０との間の変位が最も少ない部位に固定される。したがって、コイル中継端子７２は、移動軸２４の軸方向の変位、すなわちコイルの軸方向の変位とほとんど同じように軸方向に変位する。すなわち、コイル６６とコイル中継端子７２の相対的位置関係は、移動軸２４の変位によってほとんど変化しない。したがって、コイル６６から引き出された信号線７０は、移動軸２４の変位によってその長さ、形状をほとんど変化させない。 Here, the coil relay terminal 72 is located near the moving shaft 24 on the inner peripheral side of the second cloud-shaped spring 80, that is, between the moving shaft 24 and the second cloud-shaped spring 80 even when the second cloud-shaped spring 80 is deformed. It is fixed to the part where the displacement between them is the least. Therefore, the coil relay terminal 72 is displaced in the axial direction almost in the same manner as the displacement of the moving shaft 24 in the axial direction, that is, the axial displacement of the coil. That is, the relative positional relationship between the coil 66 and the coil relay terminal 72 hardly changes due to the displacement of the moving shaft 24. Therefore, the signal line 70 drawn from the coil 66 hardly changes its length and shape due to the displacement of the moving shaft 24.

図６には、外部中継端子７４の周辺の様子が示されている。図６は、図３のＢ−Ｂ線に相当する断面線におけるノズルフラッパ弁１０の断面図である。したがって、ここでは、筐体ブロック１６の外周側における様子が示されている。図３、図４でも既に説明したように、外部中継端子７４は、第２雲形ばね８０の外周側にピンの形状で電気的に接続されて固定され、その先端、すなわち筐体ブロック１８の側に突き出る先端に、外部からの信号線７６が接続される。図６には、互いに分離される雲形ばね片８２，８４のそれぞれに外部中継端子７４が設けられ、それぞれの先端に、２本の信号線７６が電気的に接続される様子が示される。なお、外部中継端子７４が筐体ブロック１６と接触しないように配置され、電気的に筐体ブロック１６と絶縁分離される。 FIG. 6 shows a situation around the external relay terminal 74. 6 is a cross-sectional view of the nozzle flapper valve 10 taken along a cross-sectional line corresponding to the line BB in FIG. Therefore, here, the appearance on the outer peripheral side of the housing block 16 is shown. As already described in FIGS. 3 and 4, the external relay terminal 74 is electrically connected and fixed in the form of a pin to the outer peripheral side of the second cloud spring 80, and its tip, that is, the housing block 18 side. A signal line 76 from the outside is connected to the tip protruding to the front. FIG. 6 shows a state where the external relay terminals 74 are provided in the cloud spring pieces 82 and 84 separated from each other, and two signal lines 76 are electrically connected to the respective tips. The external relay terminal 74 is disposed so as not to contact the housing block 16 and is electrically insulated and separated from the housing block 16.

ここで、外部中継端子７４は、第２雲形ばね８０の外周側で、筐体ブロック１６に固定される部位に近接した部位、すなわち、第２雲形ばね８０が変形したとしても、筐体ブロック１６と第２雲形ばね８０との間の変位がほとんどない部位に固定されるので、移動軸２４の軸方向の変位があっても、外部中継端子７４と筐体１２との間の相対的位置関係は、移動軸２４の変位によってほとんど変化しない。したがって、外部からの信号線７６は、移動軸２４の変位によってその長さ、形状をほとんど変化させない。 Here, the external relay terminal 74 is located on the outer peripheral side of the second cloud spring 80 and close to the portion fixed to the housing block 16, that is, even if the second cloud spring 80 is deformed, the housing block 16. And the second cloud spring 80 are fixed to a portion where there is almost no displacement, so that the relative positional relationship between the external relay terminal 74 and the housing 12 even if there is a displacement in the axial direction of the moving shaft 24. Is hardly changed by the displacement of the moving shaft 24. Therefore, the signal line 76 from the outside hardly changes its length and shape due to the displacement of the moving shaft 24.

従来技術においては、リニアモータ６０のコイル６６からの信号線が外部に直接引き出されていたので、移動軸２４の移動に伴い、引出線の長さ、曲率形状が変化する。したがって、従来技術においては、移動軸２４の変位量に応じて、引出線による負荷が変動する。上記のように、コイル６６からの信号線７０を、第２雲形ばね８０に一旦接続し、第２雲形ばね８０と外部の信号線７６と接続するようにすることで、移動軸２４の移動による信号線７０、７６の長さ、形状の変化を大幅に抑制することができる。そして、上記のように、コイル６６からの信号線７０を接続するコイル中継端子７２を第２雲形ばね８０の内周側に設け、外部の信号線７６を接続する外部中継端子７４を第２雲形ばね８０の外周側に設けることで、移動軸２４の移動による信号線７０、７６の長さ、形状の変化がほとんどないようにできる。 In the prior art, since the signal line from the coil 66 of the linear motor 60 is directly drawn to the outside, the length of the lead line and the curvature shape change as the moving shaft 24 moves. Therefore, in the prior art, the load due to the leader line varies according to the displacement amount of the moving shaft 24. As described above, the signal line 70 from the coil 66 is temporarily connected to the second cloud spring 80 and then connected to the second cloud spring 80 and the external signal line 76, so that the movement of the moving shaft 24 is performed. Changes in the length and shape of the signal lines 70 and 76 can be greatly suppressed. As described above, the coil relay terminal 72 for connecting the signal line 70 from the coil 66 is provided on the inner peripheral side of the second cloud spring 80, and the external relay terminal 74 for connecting the external signal line 76 is the second cloud shape. By providing it on the outer peripheral side of the spring 80, the length and shape of the signal lines 70 and 76 due to the movement of the moving shaft 24 can be hardly changed.

このようにして、第２雲形ばね８０に、信号線の中継を行う機能をもたせることで、ノズルフラッパ弁１０の移動軸２４の移動制御において、コイル６６からの引出線の影響を抑制することができる。 In this way, by providing the second cloud spring 80 with the function of relaying the signal line, the influence of the lead line from the coil 66 can be suppressed in the movement control of the moving shaft 24 of the nozzle flapper valve 10. .

以上がリニアモータ６０に関する説明である。ここで再び図１に戻り、ノズル２２とフラッパ２０に関する気体圧制御の説明を行う。 The above is the description regarding the linear motor 60. Here, returning to FIG. 1 again, the gas pressure control relating to the nozzle 22 and the flapper 20 will be described.

図１におけるノズル２２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２２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６０の移動軸２４と同軸に設定される。したがって、図１の構成に従えば、ノズル２２の中心軸は、フラッパ２０及び移動軸２４の中心軸と同軸に取られる。かかるノズル２２は、金属材料等を加工して得ることができる。 The nozzle 22 in FIG. 1 is a cylindrical element whose opening at the front end is narrowed compared to the opening at the rear end, and a throttling function that restricts the gas supplied to the rear end opening and ejects it as a narrow flow from the opening at the front end. Have The direction of the gas flow of the nozzle 22 is an axial direction, and more specifically, is set coaxially with the moving shaft 24 of the linear motor 60. Therefore, according to the configuration of FIG. 1, the central axis of the nozzle 22 is coaxial with the central axes of the flapper 20 and the moving shaft 24. The nozzle 22 can be obtained by processing a metal material or the like.

このように配置されたノズル２２とフラッパ２０を有するノズルフラッパ弁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Ｐ₀に放出する排気口又は排気ポートが設けられる。もう１つが、ノズル２２とフラッパ２０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又は負荷ポートである。 The gas flow in the nozzle flapper valve 10 having the nozzle 22 and the flapper 20 arranged in this way will be described. The nozzle flapper valve 10 has three gas access ports on the outer wall of the housing 12. One is a supply port or supply port to which gas adjusted to a constant high supply pressure Ps is supplied from a gas supply source (not shown). Further, an exhaust port or an exhaust port for releasing the gas used by the nozzle flapper valve 10 to the atmosphere P ₀ is provided. The other is a load port or load port that outputs a gas pressure Pa adjusted by the cooperative action of the nozzle 22 and the flapper 20 and supplies the gas pressure Pa to the load.

気体の流れと、各ポートとの関係は、以下のとおりである。供給口からの供給圧Ｐｓの気体は、気体流路の絞り装置３０の１次側に供給される。気体流路の絞り装置３０の内部構成については、次に図７、図８を用いて詳述する。気体流路の絞り装置３０の２次側は、ノズル２２の後端の開口に接続されるとともに、負荷口に接続される。ノズル２２の先端の開口から噴き出し、フラッパ２０に当たった後の気体は使用済みのものとして、排気口に導かれる。すなわち、気体流路の絞り装置３０の２次側からの気体は、ノズル２２と負荷口の先の負荷とに並列に供給される。したがって、ノズル２２から噴き出す状態、すなわちノズル２２とフラッパ２０との間隔に応じ、負荷口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６０の駆動によりフラッパ２０の軸方向の位置を変え、ノズル２２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。 The relationship between the gas flow and each port is as follows. The gas having the supply pressure Ps from the supply port is supplied to the primary side of the expansion device 30 in the gas flow path. The internal structure of the diaphragm device 30 of the gas flow path, then 7 will be described in detail with reference to FIG. The secondary side of the gas flow restrictor 30 is connected to the opening at the rear end of the nozzle 22 and to the load port. The gas ejected from the opening at the tip of the nozzle 22 and hitting the flapper 20 is guided to the exhaust port as used. That is, the gas from the secondary side of the expansion device 30 in the gas flow path is supplied in parallel to the nozzle 22 and the load ahead of the load port. Therefore, the gas pressure Pa, which is the output pressure of the load port, changes in accordance with the state of ejection from the nozzle 22, that is, the interval between the nozzle 22 and the flapper 20. Utilizing this, as described above, the position of the flapper 20 in the axial direction can be changed by driving the linear motor 60, the ejection from the nozzle 22 can be changed, and the gas pressure Pa can be controlled to a desired value.

次に気体流路の絞り装置３０の内部構成について、図７、図８を用いて説明する。以下では、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では、図１の符号も用いて説明する。図７は、ノズルフラッパ弁１０における気体の絞り装置３０の拡大断面図であり、図８は、気体の絞り装置３０の分解図である。 Next, the internal configuration of the gas flow path throttle device 30 will be described with reference to FIGS. In the following, elements similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the following description, the reference numerals in FIG. 1 are also used. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the gas throttling device 30 in the nozzle flapper valve 10, and FIG. 8 is an exploded view of the gas throttling device 30.

気体流路の絞り装置３０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７に示されるように、気体の絞り装置３０は、ノズルフラッパ弁１０の筐体ブロック１４に組み込まれ、隙間形成蓋３２と隙間保持ベース３４と外側リング３６から構成される。 The throttle device 30 of the gas flow path is a throttle device having a parallel gap inside, and has a function of rectifying the gas flow by flowing the gas through the parallel gap and outputting it to the secondary side as a gas flow without turbulence. As shown in FIG. 7, the gas throttling device 30 is incorporated in the housing block 14 of the nozzle flapper valve 10, and includes a gap forming lid 32, a gap holding base 34, and an outer ring 36.

図７に矢印で示されるように、気体の絞り装置３０において気体流路は、「気体圧Ｐｓの供給口−隙間形成蓋３２の貫通穴４０−隙間形成蓋３２と隙間保持ベース３４との間に形成される平行隙間４２−外側リング３６の外側窓部４４−隙間保持ベース３４の内側窓部４６−隙間保持ベース３４の穴４８−気体圧Ｐａの出力口」のように構成され、平行隙間４２において気体が絞られ、乱れなく形成される。 As shown by arrows in FIG. 7, in the gas throttling device 30, the gas flow path is “the supply port of the gas pressure Ps—the through hole 40 of the gap forming lid 32 —the gap between the gap forming lid 32 and the gap holding base 34. The parallel gap 42 is formed as follows: the outer window portion 44 of the outer ring 36, the inner window portion 46 of the gap holding base 34, the hole 48 of the gap holding base 34, and the output port of the gas pressure Pa. At 42, the gas is squeezed and formed without disturbance.

平行隙間４２以外の気体流路においては、その流体抵抗が平行隙間４２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５×１０⁵Ｐａ（パスカル）、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４２の隙間を約５０μｍ、その長さを５〜１０ｍｍ程度とし、平行隙間４２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。 In the gas flow path other than the parallel gap 42, the size of the flow path is set so that the fluid resistance is negligible compared to the fluid resistance in the parallel gap 42. For example, when the pressure of the primary pressure gas is 5 × 10 ⁵ Pa (pascal) and the flow velocity is 30 m / sec, and this is restricted to a laminar flow with a flow velocity of 300 m / sec and output to the secondary side, one example It is preferable that the gap of the parallel gap 42 is about 50 μm, the length thereof is about 5 to 10 mm, and the dimensions of the gas flow paths other than the parallel gap 42 are about several mm.

図８（ｃ）に示す隙間形成蓋３２は、中央部に貫通穴４０を有するリングで、下面は筐体ブロック１４の合わせ面に向かい合う面となり、状面は隙間保持ベース３４に向かい合う面となる。したがって、気体の絞り装置３０において、貫通穴４０を介して１次側圧力気体である気体圧Ｐｓを有する気体を隙間保持ベース３４に導く機能を有する。隙間形成蓋３２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４０の直径を約３ｍｍとすることができる。 The gap forming lid 32 shown in FIG. 8C is a ring having a through hole 40 in the center, the lower surface is a surface facing the mating surface of the housing block 14, and the shape surface is the surface facing the gap holding base 34. . Therefore, the gas throttling device 30 has a function of guiding the gas having the gas pressure Ps, which is the primary pressure gas, to the gap holding base 34 through the through hole 40. In the above example, the gap forming lid 32 can have an outer diameter of about 10 mm, a thickness of about 2 mm, and a through hole 40 having a diameter of about 3 mm.

図８（ｂ）に示す隙間保持ベース３４は、下部の段差付円板であるディスク部と、ディスク部の上部の円環状部材であるリング部と、ディスク部とリング部とを接続する４個の支え脚部とを含む部材である。その外径は隙間形成蓋３２の外径と同じ大きさの約１０ｍｍである。また隙間保持ベース３４全体の高さは約４ｍｍ、その中でディスク部の厚みを約０．８ｍｍとすることができる。隙間保持ベース３４は、機械加工等によりディスク部と支え脚部とリング部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。
Gap holding base 34 shown in FIG. 8 (b), to connect the disk unit is a step with a disc of the lower portion, a ring portion is a circular annular member of the upper portion of the disk portion and a disk portion and the ring portion A member including four support legs. The outer diameter is about 10 mm which is the same size as the outer diameter of the gap forming lid 32. Further, the overall height of the gap holding base 34 is about 4 mm, and the thickness of the disk portion can be about 0.8 mm. The gap holding base 34 may be formed by integrally forming the disk portion, the supporting leg portion, and the ring portion by machining or the like, or may be an assembly in which these are individually manufactured and combined.

隙間保持ベース３４におけるディスク部は、その下面側に４箇所の部分扇形部分５０を備える。４箇所の部分扇形部分５０の外径は、ディスク部の直径と同じ約１０ｍｍに、その内径は、隙間形成蓋３２の貫通穴４０の直径と同じ約３ｍｍに形成される。部分扇形部分５０の下側の外形面は、隙間形成蓋３２の上面と接触する面で、その高さ、すなわちディスク部における段差は、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、ディスク部の下面側は、周囲の部分扇形部分５０から約５０μｍ低い円筒状の凹部５２を有する。この凹部５２は、中心部の円形状凹部と、その円形状凹部から外周側に向けて放射状に広がる４個の扇形凹部を備えていることになる。 The disk portion in the gap holding base 34 includes four partial fan-shaped portions 50 on the lower surface side thereof. The four partial fan-shaped portions 50 have an outer diameter of about 10 mm, which is the same as the diameter of the disk portion, and an inner diameter of about 3 mm, which is the same as the diameter of the through hole 40 of the gap forming lid 32. The lower outer surface of the partial fan-shaped portion 50 is a surface that is in contact with the upper surface of the gap forming lid 32, and its height, that is, the step in the disk portion, can be about 50 μm in the above example. This step of about 50 μm can be obtained by machining. Therefore, from another viewpoint, the lower surface side of the disk portion has a cylindrical recess 52 that is approximately 50 μm lower than the surrounding partial fan-shaped portion 50. The concave portion 52 includes a circular concave portion at the center and four fan-shaped concave portions that spread radially from the circular concave portion toward the outer peripheral side.

ここで、隙間保持ベース３４の下面と隙間形成蓋３２の上面とを合わせて組み合わせると、隙間保持ベース３４のディスク部の凹部５２と隙間形成蓋３２の上面の間に、隙間が約５０μｍの４個の平行隙間４２が形成される。そして、隙間形成蓋３２の貫通穴４０は、ディスク部の中央部における円形状凹部を介してこの平行隙間４２に通ずることとなる。 Here, when the lower surface of the gap holding base 34 and the upper surface of the gap forming lid 32 are combined together, a gap of about 50 μm is formed between the recess 52 of the disk portion of the gap holding base 34 and the upper surface of the gap forming lid 32. A number of parallel gaps 42 are formed. The through hole 40 of the gap forming lid 32 communicates with the parallel gap 42 through a circular recess at the center of the disk portion.

隙間保持ベース３４のリング部は、隙間形成蓋３２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。各支え脚部は、各部分扇形部分５０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、リング部と各支え脚部は、ディスク部の上部にあって、ディスク部の下面側における４個の平行隙間４２に対応する位置に４個の内側窓部４６を有し、その内側窓部４６は、隙間保持ベース３４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、ディスク部の上部を突き当たりとし、リング部の上面に開口を有する穴４８が備えられていることになる。この穴４８の直径は上記のように隙間形成蓋３２の貫通穴４０の直径と同じである。 The ring portion of the gap holding base 34 is a ring having the same outer diameter, inner diameter, and height as the gap forming lid 32. In the above example, the outer diameter can be about 10 mm, the inner diameter can be about 3 mm, and the height can be about 2 mm. Each support leg has an outer diameter, an inner diameter, and a fan shape corresponding to each of the fan portions 50, and the height thereof can be about 1.2 mm in the above example. Therefore, from another viewpoint, the ring portion and each supporting leg portion are at the upper portion of the disk portion, and the four inner window portions 46 are located at positions corresponding to the four parallel gaps 42 on the lower surface side of the disk portion. The inner window portion 46 is opened from the outer periphery of the gap holding base 34 toward the inside, and further, a hole 48 having an upper end of the disk portion and an opening on the upper surface of the ring portion. Will be provided. The diameter of the hole 48 is the same as the diameter of the through hole 40 of the gap forming lid 32 as described above.

図８（ａ）に示す外側リング３６は、隙間保持ベース３４の高さに隙間形成蓋３２の高さを加えた値の高さを有し、筐体ブロック１４における円筒状の凹部の内径に対応する外径と、隙間形成蓋３２及び隙間保持ベース３４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３２及び隙間保持ベース３４を組み合わせたときに形成される平行隙間４２及び内側窓部４６に対応して４個の外側窓部４４が設けられる。各外側窓部４４の大きさは、平行隙間４２及び内側窓部４６を十分望める大きさに設定される。上記の例で、内側窓部４６の高さは約１．２ｍｍであり、ディスク部の厚みは約０．８ｍｍであるので、外側窓部４４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。 The outer ring 36 shown in FIG. 8A has a height obtained by adding the height of the gap forming lid 32 to the height of the gap holding base 34, and has an inner diameter of the cylindrical recess in the housing block 14. The ring has a corresponding outer diameter and an inner diameter corresponding to the outer diameter of the gap forming lid 32 and the gap holding base 34. In the above example, the height can be about (4 + 2) = 6 mm, the inner diameter can be about 10 mm, and the outer diameter can be about 12 mm. On the outer periphery of the ring, four outer window portions 44 are provided corresponding to the parallel gap 42 and the inner window portion 46 formed when the gap forming lid 32 and the gap holding base 34 are combined. The size of each outer window 44 is set to a size that allows the parallel gap 42 and the inner window 46 to be sufficiently expected. In the above example, the height of the inner window portion 46 is about 1.2 mm, and the thickness of the disk portion is about 0.8 mm. Therefore, the height of the outer window portion 44 is about (1.2 mm + 0.8 mm) = It is set to about 2.5 mm, sufficiently larger than 2 mm.

そして、外側リング３６の内側にまず隙間形成蓋３２を収納し、その上に隙間保持ベース３４を設置し、各外側窓部４４を、それぞれ対応する内側窓部４６と平行隙間４２とを望む位置に位置決めして配置し、その状態で、筐体ブロック１４における円筒状の凹部に収納することで気体の絞り装置３０がノズルフラッパ弁１０の内部に組み込まれる。 Then, the gap forming lid 32 is first housed inside the outer ring 36, the gap holding base 34 is installed thereon, and each outer window 44 is positioned where the corresponding inner window 46 and parallel gap 42 are desired. In this state, the gas throttling device 30 is incorporated into the nozzle flapper valve 10 by being housed in a cylindrical recess in the housing block 14.

このように気体の絞り装置３０が筐体ブロック１４における円筒状の凹部に組み込まれると、その円筒状の凹部の内壁によって、気体の絞り装置３０の各外側窓部４４がそれぞれ蓋をされる状態になり、各外側窓部４４は、開放端でなく、閉じた流路となる。このことで、「平行隙間４２−外側窓部４４−内側窓部４６−穴４８」という流路が形成される。したがって、気体の絞り装置３０の貫通穴４０に気体圧Ｐｓを供給することで、上記のように、「気体圧Ｐｓの供給口−隙間形成蓋３２の貫通穴４０−隙間形成蓋３２と隙間保持ベース３４との間に形成される平行隙間４２−外側リング３６の外側窓部４４−隙間保持ベース３４の内側窓部４６−隙間保持ベース３４の穴４８−気体圧Ｐａの出力口」の気体流路が形成される。 When the gas throttling device 30 is incorporated into the cylindrical recess in the housing block 14 as described above, the outer window portions 44 of the gas throttling device 30 are respectively covered by the inner walls of the cylindrical recess. Thus, each outer window 44 is not an open end but a closed flow path. Thus, a flow path of “parallel gap 42−outer window 44−inner window 46−hole 48” is formed. Therefore, by supplying the gas pressure Ps to the through hole 40 of the gas throttling device 30, as described above, “the supply port of the gas pressure Ps—the through hole 40 of the gap forming lid 32—the gap forming lid 32 and the gap holding”. Gas flow in the parallel gap 42 formed between the base 34, the outer window 44 of the outer ring 36, the inner window 46 of the gap holding base 34, the hole 48 of the gap holding base 34, and the output port of the gas pressure Pa. A path is formed.

供給された気体圧Ｐｓの１次側圧力気体は、この気体流路を通り、平行隙間４２において絞られる。この平行隙間４２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次側の気体として、ノズルフラッパ弁１０のノズル２２に供給される。また、平行隙間４２は、ディスク部の中央部における円形凹部からディスク部の外周側に向けて放射状に広がる４個の扇形凹部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、気体の絞り装置３０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。 The primary pressure gas of the supplied gas pressure Ps passes through this gas flow path and is throttled in the parallel gap 42. Since this parallel gap 42 is a gap of about 50 μm and has a length of several mm, the gas flowing therethrough is formed without disturbance by the rectifying action, and is supplied to the nozzle 22 of the nozzle flapper valve 10 as a secondary gas. The Further, since the parallel gap 42 is formed by four fan-shaped concave portions that radially spread from the circular concave portion in the central portion of the disc portion toward the outer peripheral side of the disc portion, the flow gradually expands without rapidly expanding, A smooth flow can be obtained. The gas formed without turbulence in this way does not include turbulent flow and vortex flow, and does not generate shock waves. Therefore, in the gas throttling device 30, noise in the output pressure of the high-pressure gas can be suppressed.

上記のように、気体の絞り装置３０において平行隙間４２は、隙間形成蓋３２の上面と、隙間保持ベース３４の下面の凹部５２との間で形成される。そして、平行隙間４２の所定間隔、上記の例で約５０μｍは、隙間保持ベース３４の上面における部分扇形部分５０と凹部５２との間の段差を利用し、部分扇形部分５０の下面に隙間形成蓋３２の上面が接触することで確保されている。この平行隙間４２を確保するための段差は、上記のように隙間保持ベース３４の上面における機械加工等で得ることができるが、部分扇形状を有するスペーサを別部材として用意し、一様厚さの円板状のディスク部にこのスペーサを組み合わせて、段差を形成することもできる。スペーサは、薄板のプレス加工等で得ることができるので、段差を有するディスク部の加工に比べ、コストを低減することが可能である。 As described above, in the gas throttling device 30, the parallel gap 42 is formed between the upper surface of the gap forming lid 32 and the recess 52 on the lower surface of the gap holding base 34. A predetermined interval between the parallel gaps 42, which is about 50 μm in the above example, uses a step between the partial fan-shaped portion 50 and the concave portion 52 on the upper surface of the gap holding base 34, and a gap forming lid is formed on the lower surface of the partial fan-shaped portion 50. It is ensured that the upper surface of 32 contacts. The step for securing the parallel gap 42 can be obtained by machining or the like on the upper surface of the gap holding base 34 as described above. However, a spacer having a partial fan shape is prepared as a separate member and has a uniform thickness. A step can be formed by combining this spacer with the disk-shaped disk portion. Since the spacer can be obtained by pressing a thin plate or the like, the cost can be reduced as compared with the processing of the disk portion having a step.

図９は、気体の絞り部として、一般的なオリフィス絞り３１を用いる例を示す図である。オリフィス絞りは、気体の供給側の流路断面積に比べ、出力側の流路断面積を小さくする構造を有し、この流路断面積の差に応じて気体の流れが絞られる。オリフィス絞り３１の具体的な例としては、出力側の流路の直径を約０．４ｍｍから約１ｍｍ程度とすることができる。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a general orifice restrictor 31 is used as a gas restrictor. The orifice restrictor has a structure in which the channel cross-sectional area on the output side is made smaller than the channel cross-sectional area on the gas supply side, and the gas flow is throttled according to the difference in the channel cross-sectional area. As a specific example of the orifice restrictor 31, the diameter of the flow channel on the output side can be about 0.4 mm to about 1 mm.

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。 The nozzle flapper valve according to the present invention can be used to control the gas pressure supplied to the following gas actuator. In other words, precise control such as gas actuators for minute movement mechanisms, gas actuators for coarse movement and minute movement mechanisms, gas actuators for active vibration isolation, gas actuators for precision positioning devices, precise pressure control in containers, etc. Can be used to supply the gas pressure.

本発明に係る実施の形態のノズルフラッパ弁の構成と、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。It is a figure explaining a mode that the structure of the nozzle flapper valve of embodiment which concerns on this invention, and a nozzle flapper valve are used in a micro movement mechanism. 本発明に係る実施の形態において、雲形ばねの例を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the example of a cloud spring. 本発明に係る実施の形態において、第２雲形ばねが取り付けられる様子を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows a mode that a 2nd cloud spring is attached. 本発明に係る実施の形態において、第２雲形ばねを示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows a 2nd cloud spring. 本発明に係る実施の形態において、コイル中継端子周辺を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows a coil relay terminal periphery. 本発明に係る実施の形態において、外部中継端子周辺を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows an external relay terminal periphery. 本発明に係る実施の形態において、気体の絞り装置の構成を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the structure of the throttle apparatus of gas. 本発明に係る実施の形態において、気体の絞り装置の分解図である。In embodiment which concerns on this invention, it is an exploded view of the throttle apparatus of gas. 本発明に係る実施の形態において、他の気体の絞り装置の例を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the example of the throttle apparatus of another gas.

Explanation of symbols

２アクチュエータ、４案内部、６可動体、１０ノズルフラッパ弁、１２筐体、１４，１６，１８筐体ブロック、２０フラッパ、２２ノズル、２４移動軸、３０絞り装置、３１オリフィス絞り、３２隙間形成蓋、３４隙間保持ベース、３６外側リング、４０貫通穴、４２平行隙間、４４外側窓部、４６内側窓部、４８穴、５０部分扇形部分、５２凹部、６０リニアモータ、６２磁石、６４移動ブロック体、６６コイル、７０，７６信号線、７２コイル中継端子、７４外部中継端子、７８第１雲形ばね、８０第２雲形ばね、８２，８４雲形ばね片、８６，８８取付リング、９０ボルト、１００制御部。 2 Actuator, 4 Guide, 6 Movable body, 10 Nozzle flapper valve, 12 Housing, 14, 16, 18 Housing block, 20 Flapper, 22 Nozzle, 24 Moving shaft, 30 Throttle device, 31 Orifice throttling, 32 Gap forming lid , 34 Gap holding base, 36 Outer ring, 40 Through hole, 42 Parallel gap, 44 Outer window part, 46 Inner window part, 48 hole, 50 Partial fan-shaped part, 52 Recessed part, 60 Linear motor, 62 Magnet, 64 Moving block body , 66 Coil, 70, 76 Signal line, 72 Coil relay terminal, 74 External relay terminal, 78 First cloud spring, 80 Second cloud spring, 82, 84 Cloud spring piece, 86, 88 Mounting ring, 90 volts, 100 Control Department.

Claims

A flapper driven to move in the axial direction by a drive mechanism;
A radial support spring that suppresses rotation around the axis of the flapper and allows the flapper to move in the axial direction;
A nozzle that has a gas ejection opening toward the flapper, and the gas ejection changes according to the distance from the flapper;
A gas flow restricting device which is supplied with pressure gas from the primary side, and squeezes this to supply the nozzle and load from the secondary side;
In a nozzle flapper valve that controls the gas pressure supplied to the load by controlling the movement of the flapper,
The drive mechanism is
A magnetic gap of the stator on one side of an annular gap is provided around the axial part of the housing Ru formed magnet is mounted a magnetic,
A mover that has a coil to which a drive signal is input by a signal line and is driven in the axial direction in cooperation with a magnetic gap of the stator;
Including
The radial support spring
It is composed of a conductive spring material including a slit composed of a predetermined curve in a thin plate having a circular outer shape,
Circular outer periphery is fixed and electrically insulated stator, the inner circumferential side is electrically connected to insulated the mover,
It has an external relay terminal that relays an external signal line and a coil relay terminal that relays a signal line to the coil, and the external relay terminal and the coil relay terminal are electrically connected by a spring material. Nozzle flapper valve.

The nozzle flapper valve according to claim 1,
The nozzle flapper valve, wherein the radial support spring is divided into a plurality of pieces according to the number of signal lines.

The nozzle flapper valve according to claim 1,
The radial support spring
Nozzle flapper valve which is a leaf spring which have a slit formed in cloud curve sheet.

The nozzle flapper valve according to claim 1,
The radial support spring is a nozzle flapper valve characterized in that an external relay terminal is provided on the outer peripheral side attached to the stator, and a coil relay terminal is provided on the inner peripheral side for transmitting the movement of the mover in the axial direction.

The nozzle flapper valve according to claim 1,
The gas flow restrictor is
A housing having a primary supply port at one end and a secondary output port at the other end;
A throttle part including a parallel gap having a predetermined interval along the gas flow direction;
The nozzle flapper valve is characterized in that the gas flowing in the throttle portion is formed without disturbance by the rectifying action of the parallel gap.