JP6651586B1 - 流量調整装置及び流量調整装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様にかかる流量調整装置は、弁室の内部を鉛直方向に延びる軸線に沿って移動するとともに水平方向に延びる平坦な弁体面を有する弁体部と、内部流路と前記弁室とを連通させる流路開口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置されて水平方向に延びる平坦な弁座面を有する弁座部と、前記弁体部を前記軸線に沿って移動させて前記弁体面と前記弁座面との間の距離を調整することで、前記内部流路を流通する流体の流量を調整する調整機構と、前記調整機構を制御する制御部と、を備え、前記弁体面は、平面視した形状が前記軸線を中心とした円形に形成されるとともに前記流路開口よりも大きい半径を有して前記流路開口および前記弁座面に対向する位置に配置され、前記調整機構は、前記軸線回りに駆動軸を回転させるステッピングモータと、前記駆動軸の回転に応じて前記軸線に沿って移動するとともに前記弁体部に連結された移動部材と、を有し、前記制御部は、前記弁体面と前記弁座面とが非接触状態を維持する移動範囲で前記弁体部が移動するように、1ステップを所定の分割数で分割したマイクロステップ単位で変化する励磁信号により前記ステッピングモータを制御することを特徴とする。
このように、本発明の一態様にかかる流量調整装置によれば、弁体部を構成する部材及び弁座部を構成する部材の組み付け誤差や寸法誤差が生じる場合のパーティクルの発生を抑制するとともに流体の流量調整を精度良く行うことができる。
図2に示すように、弁体部10は、弁室R1の内部を鉛直方向に延びる軸線Xに沿って移動することにより、弁座部21に設けられた導入流路22から弁室R1に流入する流体の流量を調整するものである。弁体部10と弁座部21の距離は、後述する移動機構30により調整される。
ステップS1003で、モータドライバ82は、制御部81からパルス信号を受信したことに応じて励磁電流を生成し、ステッピングモータ31へ出力する。ステッピングモータ31は、モータドライバ82から出力された励磁電流により駆動される。
本実施形態の流量調整装置100によれば、移動機構30により弁体部10の弁体面11aと弁座部21の弁座面21aとの間の軸線Xに沿った距離を調整することにより流体の流量の調整が行われる。弁体面11aとそれに対向して配置される弁座面21aとがそれぞれ水平方向に延びる平坦面となっている。
このように、本実施形態の流量調整装置100によれば、弁体部10を構成する部材及び弁座部21を構成する部材の組み付け誤差や寸法誤差が生じる場合のパーティクルの発生を抑制するとともに流体の流量調整を精度良く行うことができる。
Claims (8)
- 弁室の内部を鉛直方向に延びる軸線に沿って移動するとともに水平方向に延びる平坦な弁体面を有する弁体部と、
内部流路と前記弁室とを連通させる流路開口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置されて水平方向に延びる平坦な弁座面を有する弁座部と、
前記弁体部を前記軸線に沿って移動させて前記弁体面と前記弁座面との間の距離を調整することで、前記内部流路を流通する流体の流量を調整する調整機構と、
前記調整機構を制御する制御部と、を備え、
前記弁体面は、平面視した形状が前記軸線を中心とした円形に形成されるとともに前記流路開口よりも大きい半径を有して前記流路開口および前記弁座面に対向する位置に配置され、
前記調整機構は、前記軸線回りに駆動軸を回転させるステッピングモータと、前記駆動軸の回転に応じて前記軸線に沿って移動するとともに前記弁体部に連結された移動部材と、を有し、
前記制御部は、前記弁体面と前記弁座面とが非接触状態を維持する移動範囲で前記弁体部が移動するように、1ステップを所定の分割数で分割したマイクロステップ単位で変化する励磁信号により前記ステッピングモータを制御することを特徴とする流量調整装置。 - 前記弁座面は、平面視した形状が前記軸線を中心として前記流路開口を取り囲む環形に形成されている請求項1に記載の流量調整装置。
- 前記移動範囲は、前記流路開口の流路断面積と、前記弁体面を前記弁座面に最も近接する位置から前記弁座面から最も離れた位置まで移動させた場合に前記弁体面と前記弁座面との間に形成される流路の最小流路断面積の変化量とが略一致するように設定されている請求項1または請求項2に記載の流量調整装置。
- 前記制御部は、1マイクロステップで前記弁体面が前記軸線に沿って移動する移動量による1分間あたりの流量の変化が0.01mL以上かつ0.05mL以下を満たすように、前記所定の分割数を設定したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の流量調整装置。
- 前記流路開口は、平面視した形状が前記軸線を中心とした円形に形成されており、
前記弁体面は、平面視した形状が前記軸線を中心とした円形に形成されており、
前記弁座面は、平面視した形状が前記軸線を中心として前記流路開口を取り囲む環形に形成されており、
前記流路開口の半径をr1とし、前記弁体面及び前記弁座面のいずれか小さい方の半径をr2とした場合、r2≧3・r1を満たすことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の流量調整装置。 - 前記内部流路へ流体を導くとともに断面視が円形に形成される流入流路を有し、
前記内部流路は、断面視が円形に形成されており、
前記内部流路の断面の直径は、前記流入流路の断面の直径の1/10以上かつ1/3以下に設定されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の流量調整装置。 - 流量調整装置の制御方法であって、
前記流量調整装置は、
弁室の内部を鉛直方向に延びる軸線に沿って移動するとともに水平方向に延びる平坦な弁体面を有する弁体部と、
内部流路と前記弁室とを連通させる流路開口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置されて水平方向に延びる平坦な弁座面を有する弁座部と、
前記弁体部を前記軸線に沿って移動させて前記弁体面と前記弁座面との間の距離を調整することで、前記内部流路を流通する流体の流量を調整する調整機構と、を備え、
前記弁体面は、平面視した形状が前記軸線を中心とした円形に形成されるとともに前記流路開口よりも大きい半径を有して前記流路開口および前記弁座面に対向する位置に配置され、
前記調整機構は、
前記軸線回りに駆動軸を回転させるステッピングモータと、
前記駆動軸の回転に応じて前記軸線に沿って移動するとともに前記弁体部に連結された移動部材と、を有し、
前記ステッピングモータを制御する制御工程を備え、
前記制御工程は、前記弁体面と前記弁座面とが非接触状態を維持する移動範囲で前記弁体部が移動するように、1ステップを所定の分割数で分割したマイクロステップ単位で変化する励磁信号により前記ステッピングモータを制御することを特徴とする流量調整装置の制御方法。 - 前記移動範囲は、前記流路開口の流路断面積と、前記弁体面を前記弁座面に最も近接する位置から前記弁座面から最も離れた位置まで移動させた場合に前記弁体面と前記弁座面との間に形成される流路の最小流路断面積の変化量とが略一致するように設定されている請求項7に記載の流量調整装置の制御方法。
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