JP5435902B2 - 流量調整弁 - Google Patents

Description

本発明は、流量調整弁に関する。

従来、薬液などの液体の流量を調整するバルブとしては、ニードル弁を用いたものが知られている。
さらに、軸体を回転駆動するステッピングモータ、および、軸体の回転を軸体の進退に変換する変換機構を上述のバルブに設けて、バルブを遠隔操作可能とする技術も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開平０７−０３８８４３号公報

上述の変換機構としては、例えば、雄ネジが形成された軸体と、雌ネジが形成されたスライダと、を有する変換機構が挙げられる。
このような変換機構を有するバルブでは、使用部品の数が増えるとともに、バルブの組み立て工数が増加していた。
すると、当該バルブの製造コストが増加するとともに、メンテナンス性が低下するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、製造コストの低減を図るとともに、メンテナンス性の向上を図るとともに、小型化することにより省スペースに対応することができる流量調整弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の流量調整弁は、 液体流体が流れる流路および弁座が形成された下部筐体と、前記弁座とともに前記流路を流れる液体流体の流量を調整する弁体と、該弁体を、前記弁座に対して接近離間させる往復駆動部と、該往復駆動部が収納される上部筐体と、前記下部筐体と前記上部筐体との間に挟み込まれ、前記上部筐体と組み合わされることにより前記往復駆動部から延びる軸体が収容される中間筐体と、が設けられ、前記弁体には、前記往復駆動部から延びる軸体が挿通される挿通穴と、前記上部筐体に最も近いところに配置されて、径方向外側に延びる略円板状のフランジ部と、が設けられているとともに、前記挿通穴の内部と大気との間が、前記挿通穴から径方向外側に向かって前記フランジ部内を延びる貫通した孔である連通部と、前記中間筐体の下面に設けられて外側に向かって延び、かつ、下方に向かって開口するとともに、前記連通部と連通する排気溝とを介して繋がれていることを特徴とする。

本発明によれば、弁体は往復駆動部により、弁座に対して接近離間する方向に駆動制御される。そのため、ステッピングモータなどによる回転駆動力を弁体の直線移動に変換する方法と比較して、流量調整弁を構成する部品点数の削減および小型化を図ることができる。

また、本発明によれば、弁体を透過して挿通穴に侵入した液体流体のガスを、連通部を介して容易に大気に逃がすことができる。

上記発明においては、前記往復駆動部には、前記弁体に向かって延びる軸体と、該軸体に対して交差する方向に延びる略円板状のスライド部と、が設けられ、前記下部筐体と前記上部筐体の間には、前記往復駆動部が嵌合されるとともに、前記軸体および前記スライド部を前記弁座に対して接近離間する方向に移動可能に支持する略筒状のガイド部を有する中間筐体が設けられ、前記ガイド部における前記スライド部と摺動する部分は、前記中間筐体から独立していることが望ましい。

本発明によれば、弁体は、ガイド部およびスライダ部により移動可能に支持された軸体により駆動されるため、弁座に対して接近離間する方向に移動する際に、弁体がそれ以外の方向への移動が防止される。そのため、流量調整弁による液体流体の流量調整の精度確保が容易となる。

その一方で、例えば、中間筐体が一体形成される場合であっても、ガイド部におけるスライド部と摺動する部分は、中間筐体から独立した略筒状に形成されたものであるため、肉ヒケ等による異形や変形が発生しにくくなる。そのため、弁座に対して接近離間する方向への弁体の移動が阻害されることがなく、流量調整弁による液体流体の流量調整の精度確保が容易となる。

上記発明においては、前記弁体が前記弁座の近傍に接近した際に、前記弁体を検出する検出部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、弁体が弁座の近傍に接近した際に、言い換えると、弁体と弁座との間に所定の間隔が残っている位置で、弁体が検出される。そのため、弁体を弁座に接近させて弁体を検出部により検出することにより、弁体の制御位置を校正することができる。このとき、流量調整弁を必要以上の液体流体が通過することを防止することができる。

その一方で、弁座の近傍において弁体を検出するため、検出部による弁体の検出の際に、弁体と弁座との接触が回避される。そのため、接触による弁体や弁座の変形が防止され、流量調整弁による流量調整の再現性を確保することができる。

本発明の流量調整弁によれば、弁体は往復駆動部により、弁座に対して接近離間する方向に駆動制御されることから、ステッピングモータなどによる回転駆動力を弁体の直線移動に変換する方法と比較して、流量調整弁を構成する部品点数を削減することができる。そのため、製造コストの低減を図るとともに、メンテナンス性の向上を図り、かつ、小型化することにより省スペースに対応することができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る流量調整弁ついて図１から図１１を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る流量調整弁の全体構成を説明する断面視図である。図２は、図１の流量調整弁の構成を説明する上面視図である。
本実施形態では、本願発明の流量調整弁１を半導体製造装置における薬液の流量を調整する調整弁に適用して説明する。
なお、本実施形態の流量調整弁１は、半導体製造に用いる薬液の流量調整に用いられる調整弁に限られることなく、その他の液体の流量調整をおこなう調整弁に適用することもでき、特に限定するものではない。

流量調整弁１には、図１および図２に示すように、流量調整弁１の外形を構成する上部カバー（上部筐体）２、ミドルカバー（中間筐体）３、および、下部カバー（下部筐体）４と、これらカバー２，３，４の内部に収納されるリニアステッピングモータ（往復駆動部）５Ａと、シャフト（軸体）５Ｂ，５Ｃと、スライダ（スライド部）６と、弁体７と、センサ（位置検出部）８と、基板９と、が設けられている。

図３は、図１の上部カバーおよびミドルカバーの構成を説明する部分断面視図である。
上部カバー２は、図１および図３に示すように、ミドルカバー３と組み合わされることにより内部に空間を形成するものであって、当該空間内には、リニアステッピングモータ５Ａ、および、基板９などが収納されている。さらに、上部カバー２の側面には、リニアステッピングモータ５Ａの駆動制御に用いられる配線や、センサ８と接続される配線を含むケーブル２１が取り付けられる接続部２２が設けられている。

図４は、図３の上部カバーの構成を説明する部分拡大図である。
一方、上部カバー２の上面（図３の上側の面）には、ビス２３が設けられている。
ビス２３は、上部カバー２の上面に螺合される止めネジであって、ビス２３の下端が、基板９の上端と接触する位置に配置されている。

このようにすることで、基板９はビス２３により常に下方に押し付けられ、上部カバー２およびミドルカバー３に対する基板９および基板９に配置されたセンサ８の配置位置が安定する。
その結果、センサ８によるスライダ６および嵌合部７３の検出位置、つまり機構的なゼロ点が一定する。

図５は、図３のミドルカバー３の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。
ミドルカバー３は、上部カバー２と組み合わされることにより、シャフト５Ｂ，５Ｃや、スライダ６や、基板９や、センサ８などが収納される空間を形成するものである。
ミドルカバー３には、図３および図５に示すように、外形を構成する略四角筒状の外壁部３１と、下部カバー４側に形成された底板部３２と、外壁部３１の内部に形成された略円筒状のガイド部３３と、が設けられている。

外壁部３１における内部には、ガイド部３３が配置される領域（図３の左側の領域）と、基板９およびセンサ８が配置される領域（図３の右側の領域）とを仕切る分割部３４が設けられている。分割部３４には、後述するスライダ６における突出部６１が挿通されるスリット部３５が設けられている。スリット部３５は、シャフト５Ｂ，５Ｃの延びる方向に沿って延びる溝状に形成された部分である。

外壁部３１におけるガイド部３３が配置される領域の内周面には、内側に向かって突出する複数のリブ３６が設けられている。これらのリブ３６とガイド部３３との間には隙間が設けられている。

底板部３２における上面つまり上部カバー２側の面には、ガイド部３３が設けられ、下面つまり下部カバー４側の面には弁体７のフランジ部７１が配置される凹部３７が設けられている。さらに、凹部３７から外側に向かって延びる排気溝３８が形成されている。

ガイド部３３は、底板部３２から上部カバー２に向かって延びる略円筒状の部材であって、リニアステッピングモータ５Ａの一部や、シャフト５Ｂ，５Ｃや、スライダ６や、後述するスプリング６５などが内部に配置されるものである。
ガイド部３３には、後述するスライダ６における突出部６１が挿通されるスリット部３５が設けられている。

図６は、図１のミドルカバーおよび下部カバーの構成を説明する模式図である。
下部カバー４は、図１および図６に示すように、ミドルカバー３との間に弁体７を挟んで配置される部材であり、弁体７とともに薬液の流量を調整する弁座４３Ａが形成された部材である。
下部カバー４には、図６に示すように、薬液が流入する流入流路４１と、薬液が流出する流出流路４２と、弁体７の一部が内部に配置される弁室４３と、下部カバー４におけるミドルカバー３と対向する面に凹状に形成されたシール面４４と、が設けられている。

流入流路４１は、図６に示すように、下部カバー４の側面から略水平方向（図６の左右方向）に向かって延び、弁室４３の下方において上方（図６の上方）に向かって折れ曲がり、下方から弁室４３に開口する流路である。
流出流路４２は、弁室４３の側面から斜め下方に向かって延びた後、略水平方向に向かって延びて下部カバー４の側面に開口する流路である。
このような構成とすることにより、流入流路４１および流出流路４２における略水平方向に延びる部分のセンタ（中心線）を略一致させることができる。そのため、流入流路４１および流出流路４２に接続する配管の配置高さが略一定となり、当該配管の取り回しが容易となる。

弁室４３は、図６に示すように、下部カバー４の上面つまりミドルカバー３と対向する面から下方に向かって延びる穴であって、内部に弁体７の一部が挿入される穴である。
弁室４３の底面には流入流路４１が開口しており、弁室４３の底面は弁体７とともに薬液の流量を調整する弁座４３Ａとして構成されている。
その一方で、円柱状に形成された弁室４３における円筒面に相当する側壁には、流出流路４２が開口している。

シール面４４は、図６に示すように、弁体７のフランジ部７１が配置される凹部の面であり、フランジ部７１とともに弁室４３の内部と外部とを隔離するシール構造を構成するものである。
シール面４４には、弁室４３を中心として環状に形成された溝部が設けられている。当該溝部は、フランジ部７１に環状に形成された畝部と嵌合され、上述のシール構造を構成するものである。

リニアステッピングモータ５Ａは、図１および図３に示すように、シャフト５Ｂが挿通され、シャフト５Ｂを上下方向（図３の上下方向）に移動させるものであり、ミドルカバー３におけるガイド部３３の上端に配置されるものである。

さらに、リニアステッピングモータ５Ａの下面（図３の下側の面）、つまりミドルカバー３と対向した面には、円柱状に突出した突出部が設けられ、当該突出部はガイド部３３に嵌め合わされている。
このようにすることで、ミドルカバー３とモータ５Ａとの軸を正確に出すことができる。言い換えると、ミドルカバー３のガイド部３３における中心軸線と、モータ５Ａにおける中心軸線とを、略一致させることができる。

その一方で、リニアステッピングモータ５Ａには、ケーブル２１に含まれる配線を介して駆動制御用の信号が供給されている。
なお、リニアステッピングモータ５Ａとしては、公知のモータを用いることができ、特に限定するものではない。

シャフト５Ｂは、図１および図３に示すように、リニアステッピングモータ５Ａから弁体７に向かって、ガイド部３３の中を通って延びる棒状の部材であり、リニアステッピングモータ５Ａにより発生された駆動力を弁体７に伝達するものである。
シャフト５Ｂの下端には、スライダ６が設けられている。

シャフト５Ｃは、図１および図３に示すように、スライダ６から弁体７に向かって、ガイド部３３の中を通って延びる棒状の部材であり、シャフト５Ｂと同様に、リニアステッピングモータ５Ａにより発生された駆動力を弁体７に伝達するものである。
さらに、シャフト５Ｃは、耐腐食性を有する材料から形成されていることが望ましい。このようにすることで、薬液が蒸発したガス（腐食性ガス等）が後述する伸縮部７２を透過してシャフト５Ｃと接する場合であっても、シャフト５Ｃが腐食されることを防止できる。

図７は、図１のスライダや弁体の構成を説明する部分拡大図である。
スライダ６は、図３および図７に示すように、シャフト５Ｂとシャフト５Ｃとの間に取り付けられる略円板状の部材であって、スライダ６の円周面が、ガイド部３３の内周面と接触しながら上下方向（図３の上下方向）に移動する部材である。このようにスライダ６の円周面と、ガイド部３３の内周面とが摺動することで、シャフト５Ｂ，５Ｃの配置位置がガイド部３３の中心軸線から外れることが防止される。

スライダ６には、略円板形状の円周面から径方向外側に向かって延びる棒状の突出部６１が設けられている。突出部６１は、図５に示すように、ガイド部３３および分割部３４に設けられたスリット部３５に挿通して配置されているとともに、突出部６１の先端は、センサ８の配置位置まで延びて配置されている。

スライダ６と弁体７のフランジ部７１との間には、図３および図７に示すように、スプリング６５が配置されている。スプリング６５は、スライダ６をフランジ部７１から離間させる方向に付勢するものである。言い換えると、シャフト５Ｃを介してスライダ６と接続された弁体７の嵌合部７３を弁室４３の弁座４３Ａから離間させる方向に付勢するものである。

このようにスプリング６５を配置することにより、例えば、リニアステッピングモータ５Ａとシャフト５Ｂとを常に一定方向に接触した状態に保つことができる。そのため、シャフト５Ｂ，５Ｃが上下方向に繰り返し移動した際に発生するヒステリシスを最小限に抑えることができ、嵌合部７３の位置制御の精度悪化が防止される。その一方で、嵌合部７３およびシャフト５Ｂが薬液から受ける力の向きと、スプリング６５の付勢力の方向とは略同じ方向であるため、スプリング６５による付勢力は、薬液から受ける力に相殺されることがない。

さらに、弁座４３Ａと嵌合部７３とが接近した際に、スプリング６５が最も圧縮されて、大きな付勢力を発生するため、嵌合部７３の位置制御の精度が高くなる。言い換えると、流量調整弁１の低流量における制御精度が高くなる。

弁体７は、図６および図７に示すように、弁室４３の弁座４３Ａとともに流量調整弁１を通過する薬液の流量を調整する絞り構造を構成するものである。
弁体７には、上部カバー２側から下部カバー４側に向かって順に、フランジ部７１と、伸縮部７２と、嵌合部７３とが設けられ、さらに、シャフト５Ｃが挿通される挿通穴７４が設けられている。
なお、本実施形態では、フランジ部７１と、伸縮部７２と、嵌合部７３とが一体に形成された例に適用して説明する。

フランジ部７１は、図３、図６および図７に示すように、弁体７における最も上部カバー２側に配置された略円板状の部分であり、言い換えると、ミドルカバー３の凹部３７と、下部カバー４のシール面４４との間に配置される部分である。さらに、フランジ部７１は、ミドルカバー３および下部カバー４とともに弁室４３を密封するシール構造を構成するものである。

フランジ部７１には、略中央に挿通穴７４の一部を構成する貫通孔と、挿通穴７４から径方向外側に向かってフランジ部７１内を延びる貫通した孔である連通部７１Ａが設けられている。
さらに、フランジ部７１における挿通穴７４とシャフト５Ｃとの間には、シール部７１Ｂが設けられている。シール部７１Ｂは、挿通穴７４における連通部７１Ａよりも開口端側の位置に配置されている。

伸縮部７２は、図６および図７に示すように、フランジ部７１と嵌合部７３とを繋ぐ蛇腹状、言い換えるとアコーディオン状に形成された部分である。
伸縮部７２の内部には、シャフト５Ｃが挿通される挿通穴７４が構成されている。

嵌合部７３は、図６および図７に示すように、弁室４３の弁座とともに薬液の流量を調整する絞り部を構成するものである。
嵌合部７３には、シャフト５Ｃの先端が取り付けられる取付け穴７３Ａと、弁室４３の弁座４３Ａと接触する接触面７３Ｂと、接触面７３Ｂから突出し流入流路４１に挿入される突起部７３Ｃと、が設けられている。

センサ８は、図３および図７に示すように、基板９に配置され、スライダ６の突出部６１がセンサ８の位置まで移動してきた際に、突出部６１を検出する位置検出センサである。言い換えると、スライダ６およびシャフト５Ｃを介して嵌合部７３の位置を検出し、接触面７３Ｂと弁座４３Ａとの当接による接触面７３Ｂや弁座４３Ａの変形防止に用いられるものである。
本実施形態では、センサ８における溝部分に突出部６１が進入した際に、突出部６１の進入を検出するセンサに適用して説明するが、その他の公知の位置検出センサを用いることができ、特に限定するものではない。

基板９は、図３および図７に示すように、上部カバー２およびミドルカバー３により形成された空間内に配置される略板状の部材であって、センサ８が配置された部材である。

次に、上記の構成からなる流量調整弁１における薬液の流量調整方法について説明する。
まず、弁体７と弁座４３Ａとの間が開き、薬液が流量調整弁１を通過する状態について説明する。

薬液は、図１および図６に示すように、流入流路４１から流量調整弁１に流入し、流入流路４１から弁室４３に流入する。弁室４３に流入する薬液の流量は、弁体７と弁座４３Ａとの間に形成された絞り部の流路面積に基づいて変化する。
弁室４３に流入した薬液は、弁室４３から流出流路４２に流入して流量調整弁１の外部へ流出する。

ここで、薬液が蒸発したガス（気体）に、弁体７を構成する材料を透過する性質がある場合には、特に、図７に示すように、厚さの薄い伸縮部７２をガスが透過して挿通穴７４に侵入しやすくなる。
挿通穴７４に侵入したガスは、図３、図６および図７に示すように、上部カバー２に向かって上昇し、上方がシール部７１Ｂにより封止されているため連通部７１Ａに流入する。連通部７１Ａに流入したガスは、連通部７１Ａから排気溝３８を介して流量調整弁１の外部へ排出される。

一方、弁体７と弁座４３Ａとの間に形成された絞り部における流路面積の調整は、図６および図７に示すように、リニアステッピングモータ５Ａにより行われる。言い換えると、流量調整弁１を通過する薬液の流量の調整は、リニアステッピングモータ５Ａによって弁体７を弁座４３Ａに接近離間させることにより行われる。

例えば、流量調整弁１を通過する薬液の流量を減少させる場合には、図３に示すように、リニアステッピングモータ５Ａに外部からケーブル２１を介して制御信号が入力され、リニアステッピングモータ５Ａによりシャフト５Ｂ，５Ｃが下部カバー４に向かって送り出される。

シャフト５Ｂ，５Ｃは、図３、図６および図７に示すように、スライダ６によりガイド部３３の略中心位置に保持されつつ、下部カバー４に向かって移動し、弁体７の嵌合部７３を弁座４３Ａに向かって移動させる。このとき、嵌合部７３とフランジ部７１との間を繋ぐ伸縮部７２が延びる。

図８は、図１の流量調整弁において弁体が弁座に接近した状態を説明する模式図である。図９は、図８における弁体および弁座の状態を説明する部分拡大図である。
弁体７が、図８および図９に示すように、弁座４３Ａの近傍まで移動すると、弁体７と弁座４３Ａとの間に形成される絞り部の流路面積はゼロに近くなり、当該絞り部を通過する薬液の流量は略ゼロとなる。
このとき、弁体７と弁座４３Ａとは当接しておらず、弁体７と弁座４３Ａとの間に微小な隙間が形成されている。

一方で、流量調整弁１を通過する薬液の流量を増加させる場合には、リニアステッピングモータ５Ａによりシャフト５Ｂ，５Ｃが下部カバー４から離れる方向に引き上げられる。

次に、弁体７の位置制御に係る校正、つまり、弁体７の位置検出について説明する。
流量調整弁１による薬液の流量調整を続けると、各種の誤差の積み重ねより、弁体７の位置制御に用いられる弁体７の配置位置と、実際の配置位置との間の誤差が拡大する。この誤差により、流量調整弁１による薬液の正確な流量調整が困難になるとともに、弁体７と弁座４３Ａとの干渉が発生するおそれがある。このように、弁体７と弁座４３Ａとの干渉が発生すると、弁体７や弁座４３Ａが変形し、薬液の正確な流量調整が困難になる。

そこで、所定のタイミングで弁体７の位置検出を行い、弁体７の位置制御に用いられる弁体７の配置位置の校正が行われる。

弁体７の位置制御に係る校正を行う場合には、リニアステッピングモータ５Ａに弁体７を弁座４３Ａに接近させる制御信号が入力される。すると、リニアステッピングモータ５Ａは、シャフト５Ｂ，５Ｃおよびスライダ６を下部カバー４に向けて送り出す。
スライダ６にはスリット部３５に挿通された突出部６１が設けられており、スリット部３５もシャフト５Ｂ，５Ｃおよびスライダ６とともに下部カバー４に向かって移動する。

弁体７が弁座４３Ａの近傍まで接近すると、同時に、センサ８により突出部６１が検出される。センサ８による突出部６１の検出は、弁体７と弁座４３Ａとが接触する前に行われる。
例えば、弁体７と弁座４３Ａとが最も離れた状態を１００％、接触した状態を０％とすると、数％の状態のときにセンサ８により突出部６１が検出される。

このようにして検出された弁体７の実際の位置に基づいて、位置制御に用いられる弁体７の配置位置の校正が行われる。

上記の構成によれば、弁体７はリニアステッピングモータ５Ａにより、弁座４３Ａに対して接近離間する方向に駆動制御される。そのため、ステッピングモータなどによる回転駆動力を弁体７の直線移動に変換する方法と比較して、流量調整弁１を構成する部品点数を削減することができる。そのため、流量調整弁１における製造コストの低減を図るとともに、メンテナンス性の向上を図ることができる。

連通部７１Ａおよび排気溝３８が形成されているため、弁体７を透過して挿通穴７４に侵入した薬液のガスを、連通部７１Ａを介して容易に大気に逃がすことができる。

弁体７は、ガイド部３３およびスライダ６により移動可能に支持されたシャフト５Ｂ，５Ｃにより駆動されるため、弁座４３Ａに対して接近離間する方向に移動する際に、弁体７がそれ以外の方向への移動が防止される。
そのため、嵌合部７３と弁座４３Ａとの間に形成される絞り部の流路面積の変動が抑制され、流量調整弁１による薬液の流量調整の精度確保が容易となる。

その一方で、例えば、ミドルカバー３が一体形成される場合であっても、ガイド部３３におけるスライダ６と摺動する部分は、外壁部３１から独立した略筒状に形成されたものであるため、肉ヒケ等による異形や変形が発生しにくくなる。
そのため、弁座４３Ａに対して接近離間する方向への弁体７の移動が阻害されることがなく、流量調整弁１による薬液の流量調整の精度確保が容易となる。

弁体７の位置制御に係る校正は、弁体７が弁座４３Ａの近傍に接近した際に、言い換えると、弁体７と弁座４３Ａとの間に所定の間隔が残っている位置で、弁体７を検出することにより行われている。そのため、弁体７の位置制御に係る校正の際に、必要以上の薬液が流量調整弁１を通過することを防止することができる。

その一方で、弁座４３Ａの近傍においてセンサ８による弁体７の検出を行うため、弁体７と弁座４３Ａとの接触が回避される。そのため、接触による弁体７や弁座４３Ａの変形が防止され、流量調整弁１による流量調整の再現性を確保することができる。

図１０は、図６の弁体の他の実施例を説明する概略図である。
なお、上述のように、弁体７がフランジ部７１と、伸縮部７２と、嵌合部７３とが一体に形成されたものであってもよいし、図１０に示すように、弁体７Ｘが別体のフランジ部７１と、嵌合部７３Ｘとから構成されたものであってもよく、特に限定するものではない。言い換えると、弁体７Ｘのフランジ部７１と、嵌合部７３Ｘとの間には、弁体７の伸縮部７２に相当する部材が配置されていない。
このようにすることで、弁体７Ｘの形成が容易となるため、製造コストを抑えることができる。

図１１は、図６の流出流路の他の実施例を説明する概略図である。
なお、本実施形態のように、流出流路４２が、弁室４３の側面から斜め下方に延びた後に、略水平方向に延びる構成であってもよいし、図１１に示すように、弁室４３の側面から略水平方向（図１１の左右方向）に沿って延びる構成であってもよく、特に限定するものではない。
このようにすることで、流出流路４２の形成が容易となるため、製造コストを抑えることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１２を参照して説明する。
本実施形態の流量調整弁の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、ミドルカバーの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１２を用いてミドルカバー周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係る流量調整弁の全体構成を説明する断面視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

流量調整弁１０１には、図１２に示すように、流量調整弁１０１の外形を構成する上部カバー２、ミドルカバー（中間筐体）１０３、および、下部カバー４と、これらカバー２，１０３，４の内部に収納されるリニアステッピングモータ５Ａと、シャフト５Ｂ，５Ｃと、スライダ６と、弁体７と、センサ８と、基板９と、が設けられている。

ミドルカバー１０３は、図１２に示されているように、上部カバー２と組み合わされることにより、シャフト５Ｂ，５Ｃや、スライダ６や、基板９や、センサ８などが収納される空間を形成するものである。
ミドルカバー１０３の外形を構成する略四角筒状の外壁部３１には、上部カバー２およびミドルカバー１０３により形成される空間内に空気を供給する供給部１３１と、上述の空間内から空気を排出する排出部１３２と、が設けられている。
供給部１３１および排出部１３２は、継ぎ手状に構成されている。

上記の構成からなる流量調整弁１０１における供給部１３１および排出部１３２の作用について説明する。
供給部１３１には、図１２に示すように、薬液のガスなどが含まれていない不活性ガス（例えば、Ｎ_２ガス）が外部から供給され、当該不活性ガスはミドルカバー１０３内に流入する。具体的には、当該不活性ガスは、供給部１３１から外壁部３１とガイド部３３との間の空間に流入する。

外壁部３１とガイド部３３との間に流入した不活性ガスは、上部カバー２およびミドルカバー１０３により形成された空間内を循環して、リニアステッピングモータ５Ａ自体や、基板９など、リニアステッピングモータ５Ａが発する熱の影響を受ける部品を冷却する。
当該空間内を循環した不活性ガスは、排出部１３２から外部へ排出される。

上記の構成によれば、リニアステッピングモータ５Ａの近傍に配置された樹脂製の部品、例えば、上部カバー２やミドルカバー１０３などを冷却することができるため、これらの部品が、リニアステッピングモータ５Ａから発生した熱による影響を受けることを防止できる。
さらに、リニアステッピングモータ５Ａ自身も冷却され、リニアステッピングモータ５Ａの温度を下げることができる。

なお、上述の実施形態のように、ミドルカバー１０３に継ぎ手状に形成された供給部１３１および排出部１３２を設けてもよいし、排出部１３２を外壁部３１に設けた貫通孔としてもよく、特に限定するものではない。
上部カバー２およびミドルカバー１０３により形成される空間内には、供給部１３１から不活性ガスが供給されて、当該空間の外部と比較して圧力が高くなっている。そのため、排出部１３２を単なる貫通孔としても、当該空間に外部の空気が流入することがない。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施形態においては、上部カバー２や、ミドルカバー３や、下部カバー４や、シャフト５Ｃや、弁体７など、薬液および薬液が蒸発した気体など接触する可能性がある部品を、薬液に対する耐性の高いポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））から形成している例に適用して説明するが、その他の耐薬性の高い樹脂などの材料から形成されていてもよく、特に限定するものではない。

本発明の第１の実施形態に係る流量調整弁の全体構成を説明する断面視図である。 図１の流量調整弁の構成を説明する上面視図である。 図１の上部カバーおよびミドルカバーの構成を説明する部分断面視図である。 図３の上部カバーの構成を説明する部分拡大図である。 図３のミドルカバーの構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。 図１のミドルカバーおよび下部カバーの構成を説明する模式図である。 図１のスライダや弁体の構成を説明する部分拡大図である。 図１の流量調整弁において弁体が弁座に接近した状態を説明する模式図である。 図８における弁体および弁座の状態を説明する部分拡大図である。 図６の弁体の他の実施例を説明する概略図である。 図６の流出流路の他の実施例を説明する概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る流量調整弁の全体構成を説明する断面視図である。

１ 流量調整弁
２ 上部カバー（上部筐体）
３，１０３ ミドルカバー（中間筐体）
４ 下部カバー（下部筐体）
５Ａ リニアステッピングモータ（往復駆動部）
５Ｂ，５Ｃ シャフト（軸体）
６ スライダ（スライド部）
７ 弁体
８ センサ（位置検出部）
３３ ガイド部
７１Ａ 連通部

Claims (3)

1. 液体流体が流れる流路および弁座が形成された下部筐体と、
   前記弁座とともに前記流路を流れる液体流体の流量を調整する弁体と、
   該弁体を、前記弁座に対して接近離間させる往復駆動部と、
   該往復駆動部が収納される上部筐体と、
   前記下部筐体と前記上部筐体との間に挟み込まれ、前記上部筐体と組み合わされることにより前記往復駆動部から延びる軸体が収容される中間筐体と、が設けられ、
   前記弁体には、
   前記往復駆動部から延びる軸体が挿通される挿通穴と、
   前記上部筐体に最も近いところに配置されて、径方向外側に延びる略円板状のフランジ部と、が設けられているとともに、
   前記挿通穴の内部と大気との間が、前記挿通穴から径方向外側に向かって前記フランジ部内を延びる貫通した孔である連通部と、前記中間筐体の下面に設けられて外側に向かって延び、かつ、下方に向かって開口するとともに、前記連通部と連通する排気溝とを介して繋がれていることを特徴とする流量調整弁。
2. 前記往復駆動部には、前記弁体に向かって延びる軸体と、該軸体に対して交差する方向に延びる略円板状のスライド部と、が設けられ、
   前記下部筐体と前記上部筐体の間には、前記往復駆動部が嵌合されるとともに、前記軸体および前記スライド部を前記弁座に対して接近離間する方向に移動可能に支持する略筒状のガイド部を有する中間筐体が設けられ、
   前記ガイド部における前記スライド部と摺動する部分は、前記中間筐体から独立していることを特徴とする請求項１記載の流量調整弁。
3. 前記弁体が前記弁座の近傍に接近した際に、前記弁体を検出する検出部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の流量調整弁。

Images