TW201520457A

TW201520457A - 流量控制閥及使用該控制閥之流量控制裝置

Info

Publication number: TW201520457A
Application number: TW103126578A
Authority: TW
Inventors: Kimihito Sasao
Original assignee: Advance Denki Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2015-06-01
Also published as: KR20150042699A; TWI644048B; JP6254815B2; US20150101686A1; JP2015076055A; US9323251B2; KR102223354B1

Abstract

本發明課題為提供一種可使流體以更高清淨度的狀態維持成一定流量，並且能夠設定變更流體流量區的流量控制閥及流量控制裝置。其解決手段之流量控制閥，具有：具有節流部(15)和閥座(16)的閥主體部(11)；區劃出第1及第2腔室(21、22)的第1膜片(30)；區劃出第3及第4腔室(26、27)且具備有閥體(38)的第2膜片(35)；與第1膜片(30)一起進退動的第1活動部(40)；及與第2膜片(35)一起進推動的第2活動部(50)，並構成為在第2腔室(22)和第4腔室(27)之間形成有連接腔室(70)，配置有可讓第1及第2活動部(40、50)的變動彼此傳達的中間傳達構件(80)，且構成為節流部(15)前後之壓力變動會使閥體(38)對閥座(16)進退動藉此將被控制流體的流量保持成一定，並具備有：對節流開口部進退的節流控制閥體；及使節流控制閥體進退動的節流控制閥體進退手段。

Description

流量控制閥及使用該控制閥之流量控制裝置

本發明是關於流量控制閥及使用該控制閥之流量控制裝置，特別是關於可讓指定的流體流量為可變的同時具備有使可變後之流體流量為一定流量之功能的流量控制閥及具備有該流量控制閥之流量控制裝置。

在半導體製程中，需要執行稀釋後之藥液對矽晶圓(基板)表面進行清洗的處理等作業。其目的在於要去除微粒子及金屬污染物、氧化膜等，所使用的清洗處理液為複數種藥液和純水經適當比例混合後的處理液。處理液，例如有APM(氨水和過氧化氫和純水)、HPM(鹽酸和過氧化氫和純水)、DHF(氟酸和純水)、SPM(硫酸和過氧化氫)等。例如當該清洗處理以單晶圓清洗設備實施時，是對保持成水平且旋轉中的晶圓表面供應處理液等來進行清洗。

單晶圓清洗設備，有將混合後之處理液儲藏在液槽內對晶圓供應該處理液的槽內混合供應方式和直接對晶圓供應當下混合之處理液的線上即時混合供應方式。於清洗設備中有流體的混合部，於此連接有高濃度的藥液(原液)和純水各別流通用的配管，藉此執行混合液的形成。當採用一片一片的晶圓清洗處理方式之單晶圓清洗設備時晶圓表面所需供應的混合液為少量，其中若採用線上即時混合供應方式，對混合部所需供應的藥液就會是微少量。例如：就DFH的形成而言，氟酸和純水的流量比為1：100，當純水的流量設定成2.0L/min時，所需要之氟酸的流量為0.02L/min。對於需要控制如上述所示之微少量藥液的清洗設備，稍微的流量變化就會使其清洗效果產生大幅波動。因此，就需要有能夠高精度對混合部供應藥液和純水的定流量閥。

此外，半導體製造的大規模集積化，加工的微細化躍進，於國際半導體技術發展藍圖(ITRS)中，就訂定在2014年為24nm製程。製程所代表的數字(24nm)，是被定義成MPU之最下層的最窄配線之間距(線寬+線間隔)的一半(半間距)。在上述所示之配線寬度的規定下，半導體製造工程內之流量的流通路徑中微細塵粒(微粒)的混入會大幅影響到製品的良率。基於微粒需為配線間距的四分之一(2014年之製程的情況，12nm)以下，因此能一邊維持流體之清淨度的同時使流體流通的構件就具有重大的意義。

專利文獻1中所揭示的定流量閥，是構成為配置在同軸上的複數膜片針對被控制流體的壓力會一體變動。在位於流入部側的閥座，與各膜片一體變動的閥體會執行閥的的開關動作。如此一來，定流量閥內的差壓就會受到調整藉此就可將被控制流體的流出量控制成指定的流量。此外，流路構造並不會使被控制流體滯留，因此就能夠簡單調整差壓且回應性良好。

但是，在微少流量區執行控制時，是需要以狹窄的開度使閥體進退。就該定流量閥而言，其構成為複數膜片在軸部連結，於閥座所形成的流路內插通有上述軸部。因此，控制時之閥體的動作恐怕會使閥座和閥體滑動。

專利文獻2中所揭示的流量控制裝置，當一次側流體產生壓力變動時，由第1壓力控制閥部使第1壓力控制閥部的二次側維持成指定壓力藉此控制流量。另一方面，當二次側流體產生壓力變動時，由第2壓力控制閥部使第2壓力控制閥部的一次側維持成指定壓力藉此控制流量。基於此，即使於流量控制裝置的一次側或二次側產生壓力變動時，還是能夠實現高精度之流體流量的穩定性。

然而，上述的流量控制裝置，於二次側之流體流出的停止等會造成流量控制裝置內的流體壓力上昇。此時，執行第1壓力控制閥部的急速關動作恐怕會使閥體強力碰撞第1壓力控制閥部的閥座。

就先前技術的定流量閥及流量控制裝置而言，各別的上述所示動作恐怕會使閥座和閥體等有意外性的接觸以致揚塵可能產生。基於此，就需要有能以高精度供應微少流量，並且能維持高清淨度的裝置。

再加上，若能夠滿足上述需求的同時，又能夠變更設定所期望的流量，並且於該設定變更後還能夠維持一定流量時，則可促進裝置的匯集。特別是若為能夠實現微少流量區之定流量化及流量本身之控制的裝置時，就能夠使流量供應的方便性還更為提高，此外，還更加保持流體的清淨度。於是，就期望有可在一個裝置內一併實現流體流量之定流量化及流量本身之控制的新構成裝置。

[先行技術獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4022438號公報

(對應專利：US 6805156B2,EP 1321841B1)

[專利文獻2]日本特開2007-102754號公報

(對應專利：US 2007/0056640A1)

本發明，是有鑑於上述課題而為的發明，且提供一種能夠抑制閥座和閥體的意外性接觸使流體的清淨度以更高的清淨度狀態維持一定流量，並且將流通之流體流量的設定為可變更藉此促進裝置之匯集的流量控制閥及使用該控制閥的流量控制裝置。

即，申請專利範圍第1項之發明相關的流量控制閥，其特徵為，具有閥主體部、第1膜片及第2膜片，該閥主體部具有節流部和閥座，該節流部設置在被控制流體之流入部所連接之流入側腔室和被控制流體之流出部所連接之流出側腔室之間的流路，且該閥座形成在上述流出側腔室；該第1膜片配置在上述流入側腔室且區劃出可讓該流入側腔室與被控制流體連接的第1腔室和成為該第1腔室的背面側且與被控制流體不連接的第2腔室，該第1膜片是承受上述第1腔室內的流體壓力並且由加壓手段對其經常以一定壓力往上述第1腔室側加壓；該第2膜片配置在上述流出側腔室且區劃出可讓該流出側腔室與被控制流體連接的第3腔室和成為該第3腔室的背面側且與被控制流體不連接的第4腔室，該第2膜片具備有承受上述第3腔室內的流體壓力並且相對上述閥座成進退動的閥體，此外，於上述第2腔室形成有與上述第1膜片一起進退動的第1活動部，並且，於上述第4腔室形成有與上述第2膜片一起進退動的第2活動部，另外，於上述第2腔室和上述第4腔室之間形成有連接腔室，於該連接腔室配置有與上述第1活動部及上述第2活動部卡合藉此使一方活動部之變動傳達至另一方活動部的中間傳達構件，構成為上述節流部前後之壓力變動所造成之上述第1膜片及上述第2膜片的進退動會使上述閥體對上述閥座進退動藉此將被控制流體的流量保持成一定，並且於上述節流部形成有節流開口部，此外又具備有：藉由對上述節流開口部進退以控制通過上述節流部之被控制流體流量的節流控制閥體；及使上述節流控制閥體進退動的節流控制閥體進退手段。

申請專利範圍第2項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述第1活動部及第2活動部分別由棒狀構件形成，且上述第1活動部的後端和上述中間傳達構件的第1端至少是透過形成在其中一方的傾斜面卡合，並且上述第2活動部的後端和上述中間傳達構件的第2端至少是透過形成在其中一方的傾斜面卡合。

申請專利範圍第3項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述第1活動部及第2活動部分別由棒狀構件形成，且上述中間傳達構件具備有複數個球構件。

申請專利範圍第4項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述加壓手段為彈簧。

申請專利範圍第5項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述節流控制閥體進退手段為馬達。

申請專利範圍第6項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述節流控制閥體進退手段為加壓氣體。

申請專利範圍第7項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述節流控制閥體進退手段為螺桿構件。

申請專利範圍第8項之發明相關的流量控制閥，是於申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥中，將上述節流開口部形成為平坦狀的節流閥座，並且將與上述節流閥座相向之上述節流控制閥體的前端也形成為平坦狀的平板前端。

申請專利範圍第9項之發明相關的流量控制裝置，其特徵為，具備：申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥；被控制流體的流量檢測部；及運算部，上述流量控制閥及上述流量檢測部是連接於被控制流體之供應部和被控制流體之流體混合部之間的流體配管。

申請專利範圍第10項之發明相關的流量控制裝置，是於申請專利範圍第9項所記載的流量控制裝置中，設有可產生控制上述節流控制閥體進退手段用之訊號的控制部。

申請專利範圍第11項之發明相關的流量控制裝置，是於申請專利範圍第9項所記載的流量控制裝置中，將上述運算部構成為根據上述流量檢測部的流量測量值執行反饋控制。

根據申請專利範圍第1項之發明相關的流量控制閥時，由於具有閥主體部、第1膜片及第2膜片，該閥主體部具有節流部和閥座，該節流部設置在被控制流體之流入部所連接之流入側腔室和被控制流體之流出部所連接之流出側腔室之間的流路，且該閥座形成在上述流出側腔室；該第1膜片配置在上述流入側腔室且區劃出可讓該流入側腔室與被控制流體連接的第1腔室和成為該第1腔室的背面側且與被控制流體不連接的第2腔室，該第1膜片承受上述第1腔室內的流體壓力並且由加壓手段對其經常以一定壓力往上述第1腔室側加壓；該第2膜片配置在上述流出側腔室且區劃出可讓該流出側腔室與被控制流體連接的第3腔室和成為該第3腔室的背面側且與被控制流體不連接的第4腔室，該第2膜片具備有承受上述第3腔室內的流體壓力並且相對上述閥座成進退動的閥體，此外，於上述第2腔室形成有與上述第1膜片一起進退動的第1活動部，並且，於上述第4腔室形成有與上述第2膜片一起進退動的第2活動部，另外，於上述第2腔室和上述第4腔室之間形成有連接腔室，於該連接腔室配置有與上述第1活動部及上述第2活動部卡合藉此使一方活動部之變動傳達至另一方活動部的中間傳達構件，構成為上述節流部前後之壓力變動所造成之上述第1膜片及上述第2膜片的進退動會使上述閥體對上述閥座進退動藉此將被控制流體的流量保持成一定，並且於上述節流部形成有節流開口部，此外又具備有：藉由對上述節流開口部進退以控制通過上述節流部之被控制流體流量的節流控制閥體；及使上述節流控制閥體進退動的節流控制閥體進退手段，因此就可抑制閥座和閥體的意外性接觸藉此將流體的清淨度以更高清淨度的狀態維持成一定流量，並且將流通之流體流量區的設定為可變更藉此就可促進裝置的匯集。

根據申請專利範圍第2項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述第1活動部及第2活動部分別由棒狀構件形成，且上述第1活動部的後端和上述中間傳達構件的第1端至少是透過形成在其中一方的傾斜面卡合，並且上述第2活動部的後端和上述中間傳達構件的第2端至少是透過形成在其中一方的傾斜面卡合，因此就能夠順暢執行中間傳達構件所構成之從一方活動部往另一方活動部的變動傳達。

根據申請專利範圍第3項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述第1活動部及第2活動部分別由棒狀構件形成，且上述中間傳達構件具備有複數個球構件，因此就能夠使一方活動部的變動更確實往另一方活動部傳達。

根據申請專利範圍第4項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述加壓手段為彈簧，因此就能夠以便宜並且簡易的構成彈推第1膜片。

根據申請專利範圍第5項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述節流控制閥體進退手段為馬達，因此就能夠以良好精度重現節流控制閥體的進退量。

根據申請專利範圍第6項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述節流控制閥體進退手段為加壓氣體，因此就能夠提高節流控制閥體其進退的回應性。

根據申請專利範圍第7項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述節流控制閥體進退手段為螺桿構件，因此就能夠使開度調整相關構件簡潔化，且能夠使構造簡單。

根據申請專利範圍第8項之發明相關的流量控制閥時，由於是針對申請專利範圍第1項的發明，將上述節流開口部形成為平坦狀的節流閥座，並且將與上述節流閥座相向之上述節流控制閥體的前端也形成為平坦狀的平板前端，因此就能夠應對微少流量區的流量控制，且能夠防止軸偏位所造成之閥體對閥座側的接觸。

根據申請專利範圍第9項之發明相關的流量控制裝置時，由於具備：申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥；被控制流體的流量檢測部；及運算部，上述流量控制閥及上述流量檢測部是連接於被控制流體之供應部和被控制流體之流體混合部之間的流體配管，因此就可促進裝置全體的小型化。

根據申請專利範圍第10項之發明相關的流量控制裝置時，由於是針對申請專利範圍第9項的發明，設有可產生控制上述節流控制閥體進退手段用之訊號的控制部，因此就能夠順暢控制節流控制閥體進退手段。並且，抑制與被控制流體接觸的構件數，容易維持被控制流體的清淨度。

根據申請專利範圍第11項之發明相關的流量控制裝置時，由於是針對申請專利範圍第9項的發明，將上述運算部構成為根據上述流量檢測部的流量測量值執行反饋控制，因此就能夠即時回應流量控制閥之二次側(下游側)所產生的流量變化，藉此執行被控制流體之流量的增減，基於此就可使被控制流體常常以一定的流量流通。

5A、5B、5C‧‧‧流量控制裝置

6‧‧‧流量檢測部

7‧‧‧運算部

8‧‧‧控制部

10、10W、10X、10Y、10Z‧‧‧流量控制閥

11‧‧‧閥主體部

12‧‧‧流入部

13‧‧‧流出部

15‧‧‧節流部

16‧‧‧閥座

18‧‧‧節流開口部

19‧‧‧節流閥座

20‧‧‧流入側腔室

21‧‧‧第1腔室

22‧‧‧第2腔室

23‧‧‧氣缸部

25‧‧‧流出側腔室

26‧‧‧第3腔室

27‧‧‧第4腔室

28‧‧‧氣缸部

30‧‧‧第1膜片

35‧‧‧第2膜片

38‧‧‧閥體

40‧‧‧第1活動部

41‧‧‧棒狀構件

45‧‧‧傾斜面

50‧‧‧第2活動部

51‧‧‧棒狀構件

55‧‧‧傾斜面

60‧‧‧加壓手段

61‧‧‧彈簧

70、75‧‧‧連接腔室

80、83‧‧‧中間傳達構件

81、81w‧‧‧棒狀構件

84‧‧‧球構件

85a、85b‧‧‧傾斜面

100‧‧‧控制閥室

101‧‧‧收容塊

102‧‧‧密封塊

108‧‧‧連絡流路

110‧‧‧節流控制閥體進退手段

111‧‧‧調整用活塞部

120‧‧‧節流控制閥體

121‧‧‧前端部(密封部)

122‧‧‧平板前端部

130‧‧‧馬達

140‧‧‧螺桿構件

150‧‧‧加壓氣體

155‧‧‧電動氣動轉換器(電動氣動調整器)

CFw、CFx、CFz‧‧‧定流量功能部

VFw、VFx、VFy、VFz‧‧‧可變控制功能部

第1圖為第1實施例相關之流量控制閥的縱剖面圖。

第2圖為第1圖之A-A剖線的概略橫剖面圖。

第3圖為第1實施例之第1膜片前進狀態下的縱剖面圖。

第4圖為第1實施例之第1膜片後退狀態下的縱剖面圖。

第5圖為第1實施例之節流控制閥體前進狀態下的縱剖面圖。

第6圖為第1實施例之節流控制閥體附近的主要部放大圖。

第7圖為本發明之第2實施例相關的流量控制閥之縱剖面圖。

第8圖為本發明之第3實施例相關的流量控制閥之縱剖面圖。

第9圖為本發明之第4實施例相關的流量控制閥之縱剖面圖。

第10圖為組入有本發明之流量控制裝置的基板處理裝置之概略圖。

[發明之實施形態]

於本發明中規定，圖示之各實施例的流量控制閥10W、10X、10Y及10Z，主要是配設在半導體製造工廠或半導體製造裝置等的流體管路，使用在流體的流通控制。具體而言，該流量控制閥，是一種具備有可讓使用在矽晶圓洗淨等之超純水或氟酸、過氧化氫、氨水、鹽酸等各種處理所使用之藥液的流通流量為一定流量之功能的閥。接著，該流量控制閥，同時還是一種可使流通在其內部的流體流量改變成所期望之流量區的閥。

即，本發明的流量控制閥，是定位成於單一閥內兼具有定流量功能及可變控制功能之2種不同功能的閥。基於此，該流量控制閥設置上所需的位置就少。此外，該流量控制閥由於匯集有先前技術之各別功能的2個閥，因此可使被控制流體的配管簡素化，且可使被控制流體的清淨度提高。特別是，本發明的流量控制閥極為適合使用在矽晶圓之單晶圓清洗方式所對應的被控制流體之控制。以下，以第1實施例之流量控制閥10W的構造為中心對各實施例進行說明。

第1實施例的流量控制閥10W，主要具有2個部位：負責將流體流量為一定流量之定流量功能的定流量功能部CFw；及對所期望之流量區可加以改變控制的可變控制功能部VFw。對於定流量功能部CFw所包括的閥主體部11、第1膜片30及第2膜片35等以及可變控制功能部VFw之節流控制閥體120等的主要構件，所要求的性質為不會因上述所示的被控制流體而腐蝕，或者不會對被控制流體的清淨度造成影響。因此，流量控制閥10W的主要構成構件是由PTFE、PFA、PVDF等氟素樹脂或不銹鋼等耐蝕性金屬亦或是該等的組合等或其他高耐蝕性及高耐藥劑性的材料所形成。特別是，與被控制流體接觸之部位的構件需使用上述所示的樹脂素材。

就圖示的流量控制閥10W而言，其是從氟素樹脂塊經由切削加工形成。下述所揭示之第2至第4實施例的流量控制閥10X、10Y、10Z基於不會對被控制流體清淨度造成影響的考量也是由同樣的氟素樹脂塊所構成。

針對流量控制閥10W，首先是從定流量功能部CFw的構成開始進行說明。如第1圖所示，閥主體部11，具有節流部15及閥座16，該節流部15是設置在被控制流體之流入部12所連接之流入側腔室20和被控制流體之流出部13所連接之流出側腔室25之間的流路；該閥座16是形成在流出側腔室。該閥主體部11，是由複數的主體塊11A、11B、11C、11D組合形成。此外，節流部15，是可使流路內的流體壓力損失藉此使流入側腔室20和流出側腔室25的流體壓力產生差壓。圖中的符號17為流出側腔室25與流出部13所連接之閥座16的流出開口部。

就實施例的閥主體部11而言，於主體塊11A分別形成有流入部12、流出部13、節流部15、閥座16。此外，於節流部15形成有節流開口部18。主體塊11A和主體塊11B經組合後就形成有流入側腔室20流出側腔室25。此外，主體塊11C和主體塊11D經組合後就形成有連接腔室70。

流入側腔室20，其由第1膜片30區劃成：做為與被控制流體接觸之側的第1腔室21；及做為第1腔室21之背面側且做為與被控制流體不接觸之側的第2腔室22。實施例的第1膜片30，其由要成為膜片面之厚度薄的活動膜部31及配置在活動膜部31外圍的外圍部32所構成。第1膜片30，是連接於配置在第2腔室22側的第1活動部40。外圍部32，其被夾在主體塊11A和主體塊11B之間藉此固定在指定位置。圖示之第1膜片30和第1活動部40，並不是機械性連接而只是彼此接觸(抵接)。

第1腔室21形成在主體塊11A。從流入部12至節流部15為止之流體的流路由第1腔室21所構成。第 2腔室22形成在主體塊11B。可使第1活動部40之活塞部42進退的氣缸部23形成在第2腔室。圖中的符號24為連接在第2腔室22的呼吸孔。

第1活動部40由棒狀構件41形成，前端41a抵接於第1膜片30，後端41b以貫通第2腔室22之氣缸部23的狀態突出配置在連接腔室70內。第1活動部40是配合第1膜片30的動作藉此進退動。第1活動部40的棒狀構件41(其後端41b)是嵌插保持在第2腔室22構成用之主體塊11C的保持部11p內。於是，第1活動部40的進退動，就會是對第1膜片30之前後方向(於圖紙面為上下方向)的動作。

流出側腔室25，其藉由第2膜片35區劃成：做為與被控制流體接觸之側的第3腔室26；及做為第3腔室26背面側且做為與被控制流體不接觸之側的第4腔室27。實施例的第2膜片25，其由要成為膜片面之厚度薄的活動膜部36及配置在活動膜部36外圍的外圍部37所構成。第2膜片35，是連接於配置在第4腔室27側的第2活動部50。外圍部37，其被夾住固定在主體塊11A和主體塊11B之間。

第3腔室26形成在主體塊11A。被控制流體依序流通在節流部15、控制閥室100，然後流入第3腔室26連接的連絡流路108。於是，經由連絡流路108、流出開口部17流至流出部13之流體的流路就由第3腔室26構成。第4腔室27形成在主體塊11B。可使第2活動部 50之活塞部52進退的氣缸部28形成在第4腔室27。圖中的符號29為連接在第4腔室27的呼吸孔。

第2活動部50由棒狀構件51形成，棒狀構件51的前端51a連接於第2膜片35，棒狀構件51的後端51b以貫通第4腔室27之氣缸部28的狀態突出配置在連接腔室70內。圖示之第2膜片35和第2活動部50是利用螺合等形成為機械性連接。該第2活動部50是連動於第2膜片35的動作形成進退動。第2活動部50的棒狀構件51(其後端51b)是嵌插保持在第4腔室27構成用之主體塊11C的保持部11q內。於是，第2活動部50的進退動，就會是對第2膜片35之前後方向(於圖紙面為上下方向)的動作。

此外，於第2膜片35具備有閥體38。第2膜片35是會承受第3膜片26內之被控制流體的流體壓力，使閥體38相對閥座16進退動。閥體38為朝向閥座16側突出形成的突出部，於實施例中是形成為錐形。閥體38對閥座16接觸並不會關閉流出開口部17(關閥)，而是常常形成有適度的間隙。理所當然，形成在第2膜片35之閥體38的形狀並不限於圖示之圓錐形狀，還可適當形成為圓柱體等。

從第1膜片30及第2膜片35所造成之流入側腔室20及流出側腔室25的區劃可以容易理解到流通在流路之被控制流體的接觸(液體接觸)部位是有所限定。因此，就可使流通在本發明之流量控制閥內的被控制流體維持成高的清淨度。

連接腔室70，如第1圖所示，其形成在流入側腔室20的第2腔室22(氣缸部23)和流出側腔室25的第4腔室27(氣缸部28)之雙方連接的中間。於該連接腔室70當中配置有中間傳達構件80。中間傳達構件80，其與第1活動部40及第2活動部50卡合，藉此將一方活動部40(或50)所產生的變動傳達至另一方活動部50(或40)。第1實施例的中間傳達構件80由框形狀的棒狀構件81w形成(參閱第2圖)，且構成為左右方向(與第1活動部40或第2活動部50之進退動方向正交的方向)滑動在連接腔室70內。

於中間傳達構件80的動作時，若中間傳達構件80因第1活動部40或第2活動部50的進退動(上下動)而往上浮起時，就不能適當傳達變動量。於是，圖示實施例中，中間傳達構件80是收容在連接腔室70，並且中間傳達構件80(棒狀構件81w)的移動滑動部80r是承接主體塊11D之塊滑動部11r的接觸，藉此抑制中間傳達構件80的往上浮起。因此，圖示的中間傳達構件80，其棒狀構件81w的移動就會經常被限制成左右方向的移動。

從圖示可理解到：第1活動部40的後端41b和中間傳達構件80的第1端81a至少是透過形成在其中一方的傾斜面45(85a)卡合。接著，第2活動部50的後端51b和中間傳達構件80的第2端81b至少是透過形成在其中一方的傾斜面55(85b)卡合。針對第1實施例，是於第1活動部40的後端41b和中間傳達構件80的第1端81a之雙方形成傾斜面45(85a)，且於第2活動部50的後端51b和中間傳達構件80的第2端81b之雙方也形成傾斜面55(85b)。接著，任一傾斜面45、55、85a、85b的傾斜角度都是為45°。

其次，針對中間傳達構件80之各活動部40、50的變動傳達進行說明。第2圖是相當於第1圖之A-A剖線的橫剖面。不過，第2圖中可變控制功能部VFw為除外圖示。第1實施例的中間傳達構件80為具備框形孔部89的棒狀構件81w。接著，可變控制功能部VFw是配置在框形孔部89內，且與主體塊11B、11C、11D固定著。框形孔部89是在成為中間傳達構件80之棒狀構件81w的移動方向之長向具有比可變控制功能部VFw還大的間隙89o。於是，即使可變控制功能部VFw配置在框形孔部89內，但該可變控制功能部VFw也不會與框形孔部89接觸，因此中間傳達構件80的移動就不會受到可變控制功能部VFw影響而能夠順暢滑動。理所當然，針對中間傳達構件80，並不限於構成為具備框形孔部89之棒狀構件81w的形態。只要構成為能夠避開可變控制功能部VFw，同時又可使各活動部40、50的變動彼此傳達的構造即為適宜的形態。

第3圖為中間傳達構件80將第1活動部40的變動傳達至第2活動部50時的例子。首先第1活動部40會後退。此時，中間傳達構件80(棒狀構件81w)透過傾斜面45(85a)以及連接腔室70之上方的塊滑動部11r滑動。接著，中間傳達構件80(棒狀構件81w)是被推往第2活動部50側方向並且移動(參閱圖中箭頭符號)。然後接著，藉由中間傳達構件80往第2活動部50側方向移動，使第2活動部50透過傾斜面55(85b)滑動藉此被推往第2膜片35側的同時前進(參閱圖中箭頭符號)。

第4圖為中間傳達構件80(棒狀構件81w)將第2活動部50的變動傳達至第1動部40時的例子。首先第2活動部50會後退。此時，中間傳達構件80(棒狀構件81w)是透過傾斜面55(85b)以及連接腔室70之上方的塊滑動部11r滑動。接著，藉由中間傳達構件80往第1活動部40側(圖的左側)方向移動，使第1活動部40透過傾斜面45(85a)滑動藉此被推往第1膜片30側的同時前進。

此外，各傾斜面45、55、85a、85b的傾斜角度都是為45°。因此，中間傳達構件80之從一方活動部40(50)對另一方活動部50(40)的變動傳達就能夠順暢進行。於下述之第2及第3實施例的流量控制閥10X、10Y中各別之卡合用部位的傾斜角度也是45°。

如上述所示，第1活動部40和中間傳達構件80，或者是，第2活動部50和中間傳達構件80，都是構成為利用彼此的滑動來傳達變動。基於此，該等構件就以摩擦阻力小的材料為佳，此外可根據需求加以潤滑劑或施以塗層處理等來降低摩擦。如此一來，各構件40、50、80彼此的摩擦就會降低，可更順暢傳達變動。於是，就流量控制閥10W而言，如第3圖及第4圖所示，針對夾著節流部15而位於該節流部15之前後的第1腔室21及第3腔室26，隨著控制流體的流體壓力變動會造成第1膜片30及第2膜片35進退動。

例如第3圖所示，當流量控制閥10W之一次側壓力的上昇使第1膜片30側之被控制流體的流體壓力變高時，第1活動部40就會與第1膜片30一起後退，其變動會經由中間傳達構件80(棒狀構件81w)傳達至第2活動部50。如此一來，就會從第1膜片30往第2膜片35施加有前進方向(閥座16方向)的荷重。於承受第2活動部50之降下的情況下第2膜片35及閥體38會相對閥座16前進，於是流通開口部17的開度就會縮小。

反之如第4圖所示，當流量控制閥10W之二次側壓力的上昇使第2膜片35側之被控制流體的流體壓力變高時，對第2膜片35側就會施加有將來自於第1膜片30的荷重推回的作用。第2膜片35及第2活動部50就會與閥體38一起從閥座16後退，使流通開口部17的開度擴大。接著，第2活動部50的變動會經由中間傳達構件80傳達至第1活動部40，而第1膜片30就會透過第1活動部40而前進。

如上述所示，第1、第2膜片30、35是承受節流部15前後之被控制流體的壓力變動。接著，第1活動部40及第2活動部50的變動是經由中間傳達構件80傳達至彼此。其結果，所產生的變動就會正確反應在第2膜片35和閥體38的進退動作，使閥體38相對閥座16進退動。於是，流通開口部17的開度(開口量)就受到調整，結果就可使通過流量控制閥10W之被控制流體的流量維持成一定流量。

針對圖示之流量控制閥10W的定流量功能部CFw，第1膜片30是承受第1腔室22內之被控制流體的壓力，於同時加壓手段60造成的經常一定壓力會使第1膜片30往第1腔室21側受到加壓。具體而言，該實施例之加壓手段60為彈簧61(螺旋彈簧)，彈簧61是配置在第4腔室27的氣缸部28內。利用該彈簧61，使成為第2活動部50的棒狀構件51彈推往離開流出側腔室35的方向。如此一來，如圖示且如所揭示，遵從以第2活動部50(棒狀構件51)、中間傳達構件80(棒狀構件81w)及第1活動部40(棒狀構件41)為例示之卡合關係的順序，彈簧之彈推造成的動作是會傳達至第1膜片30。基於此，於第1膜片30上就會經常施加有一定荷重朝向流入側腔室20側。

如第1實施例所示，由於是將加壓手段60(彈簧61)配置在第2活動部50側，因此彈簧61的彈性會使活塞部52往上抬，以致與活塞部52連接的第2膜片35也會被拉起。如此一來，於閥體38就會經常產生從閥座16離開的作用，能夠避免閥體38其對閥座16意外性的接觸。此外，由於加壓手段60採用彈簧61，因此彈推用的機構就變簡單相對就能夠使價格便宜。

接著，針對流量控制閥10W之定流量功能部CFw的被控制流體之流量和流體壓力的關係，以參閱第1圖來進行說明。於以下的說明中：施加在第1膜片30的流體壓力為「P1」；施加在第2膜片35的流體壓力為「P2」；施加在第2膜片35之流出部13側的流體壓力為「P3」；由加壓手段60對第1膜片30施加的荷重(彈簧61的彈簧力)為「SP」；第1膜片30的有效受壓面積為「S1」；第2膜片35的有效受壓面積為「S2」；及閥座16之流通開口部17的面積為「S3」。接著，被控制流體的流量以「Q」標示；根據節流部15之開度面積設定的流量係數以「A」標示；節流部15之前後所產生的差壓(P1-P2)以「△P」標示。另外，第1膜片30的有效受壓面積S1和第2膜片35的有效受壓面積S2是相等(S1=S2)。此外，所謂膜片的有效受壓面積，是指由其之活動部即厚度薄的膜部形成的膜片面之活動膜部有效承受壓力的面積。

可使第1膜片30後退的力(F1)及可使第2膜片35後退的力(F2)，分別以下述的式子表示。

F1=S1×P1

F2=(S2-S3)×P2+S3×P3+SP

於此，藉由將閥座16之流通開口部17的面積S3為極小，就可無視施加在第2膜片35之流出部13側的流體壓力P3。基於該等關係，平衡公式(F1=F2)，如下述所示。

S1×P1=S1×P2+SP

S1(P1-P2)=SP

△P=SP/S1

從上述的式子可理解到流量控制閥10W之節流部15的差壓(△P)是由加壓手段60的荷重(SP)及第1膜片30、第2膜片35的有效受壓面積(S1=S2)決定。於是，基於流體的流量(Q)是由差壓(△P)決定，因此就能夠獲得下述的式子。

Q=A×√(△P)…(i) =A×√(SP/S1)

基於此，就流量控制閥10W的定流量功能部CFw而言，藉由將加壓手段60的荷重(SP)為可變就能夠使差壓(△P)有所改變，藉此就能夠變更流體的流量(Q)。另外，做為要讓加壓手段60之加壓量改變的方法，有彈簧本身的更換或利用手動或者利用馬達驅動來使彈簧力改變的方法。

流量控制閥10W的另一特徵即可變控制功能部VFw，是針對第1腔室21和第3腔室26連接之中間的節流部15，具有可增減該節流部15之開度(開口量)的功能。接著，使用所揭示之第1圖、第5圖及第6圖等對流量控制閥10W之可變控制功能部VFw進行說明。

針對圖示實施例的流量控制閥10W，是於主體塊11A形成有控制閥室100。控制閥室100，其為要讓從第1腔室21連接之節流部15流入的被控制流體通往第3腔室26所連接之連接流路108時該雙方連結用的空間。於該控制閥室100具備有節流控制閥體120。

再加上，如第6圖之節流控制閥體120附近的放大圖所示，節流部15其要連接於控制閥室100的部位為節流開口部18，該節流開口部18為對應節流控制閥體120的節流閥座19。節流閥座19是與控制閥室100之主體塊11A側的底面為同一的平面，形成為平坦狀。節流控制閥體120，其為附帶閥之膜片構造並具備有與節流閥座19相向之前端部(密封部)121、節流控制閥薄膜部123、節流控制閥外圍部124等。為了對應節流閥座19的平坦形狀，該節流控制閥體120的前端部121也形成為平板狀且為平板前端部122。平板前端部122為要比節流開口部18之開口直徑還大的直徑。節流控制閥外圍部124，是被夾在主體塊11A和收容塊(殼塊)101之間藉此被固定在指定位置。

如實施例所示，將節流控制閥體120與節流閥座19都為平板前端部122的理由，特別是在於為了應對150mL/min以下，又5~20mL/min以下之微少流量區的被控制流體之流量控制。例如：針對先前技術的針閥為了配合微少流量區的流量控制而將構件為小型化時，構件本身的公差及製造或組裝時的軸偏位等主要因素是會導致閥體容易接觸閥座側。如此一來，閥座或閥體就會削減以致閥座的開口部大小產生變化恐怕通過的流量也就會有所變化。相對於此，如圖示實施例所示，將閥體側和閥座都為平坦狀，藉此就能夠避免產生上述的問題。理所當然，若控制的形態為不期望要達到微少流量區的被控制流體之流量控制，而採用通常的流量控制時，還是能夠利用既有的針閥等。

節流控制閥體120是透過接合部125與調整用活塞部111的下端即活塞接合部114接合。為了要讓控制節流控制閥體120之前端部121的控制為正確無誤，接合部125與活塞接合部114是藉由螺合等成為機械性接合。節流控制閥體120之節流控制閥薄膜部123背後側的空間內滯留的空氣是透過呼吸孔109出入。為了方便圖示，呼吸孔109的末端是往圖紙面厚度側連通(未圖示)。

返回第1圖進行說明，從第1圖中所掌握到的內容所示，於可變控制功能部VFw具備有節流控制閥進退手段110。節流控制閥進退手段110是可使節流控制閥120往節流開口部18進退動。就第1圖至第5圖所示之第1實施例的流量控制閥10W之可變控制功能部VFw而言，節流控制閥進退手段110為馬達130。

於插入在主體塊11B內之收容塊101的收容空間部103中插通著伴隨有活塞部彈簧112的調整用活塞部111，於該調整用活塞部111的上部側配置有馬達130。調整用活塞部111之上端的活塞被動部113是與馬達130的馬達軸(旋轉軸)132連接成可旋轉。接著，於各構件收容後，就將密封塊102覆蓋在收容塊101。於調整用活塞部111之上端的活塞被動部113，具備有為了使調整用活塞部111停止轉動的突條部115。接著，調整用活塞部111是插入在收容塊101側的收容溝部107。

馬達130只要構成為能夠精度良好重現節流控制閥體120之前端部121(平板前端部122)的進退量則可使用任何馬達。例如又以使用習知之步進馬達或伺服馬達為佳。此外，也可使用超音波馬達。實施例，其概略圖示為利用定子、轉子等驅動部131使馬達軸132旋轉的習知步進馬達。馬達軸132之旋轉等相關的螺桿等構件為清楚明白的構件因此予以省略圖示。對馬達130之驅動部131的旋轉量之控制，是透過與配線纜133連接的運算部7、控制部8予以執行。針對該等的詳細說明，將於下述使用第10圖進行說明。另外，於各種馬達還具備有編碼器等(未圖示)。

接著，針對節流控制閥體120的進退動作是與第1圖、第5圖及第6圖一起進行說明。節流開口部 18的開度(開口量)為較大的狀態，是對應於第1圖及第6(a)圖。節流控制閥體120的前端部121(平板前端部122)和節流閥座19之間是保持有適度的距離。

其次，於馬達130的驅動部131中馬達軸132會指定量旋轉，該馬達軸132的旋轉會使調整用活塞部111往下壓。如此一來，節流控制閥體120就會與調整用活塞部111連動而往前進。如第5圖及第6(b)圖所示，前端部121(平板前端部122)會更接近節流閥座19，且節流開口部18的開度(開口量)會變小。於是，通過流量控制閥10W之節流部15的被控制流體之流量本身就會受到控制。

再度增加流量時，於馬達130的驅動部131中馬達軸132會反方向指定量旋轉，該馬達軸132的旋轉會使調整用活塞部111往上推，節流控制閥體120就會與調整用活塞部111連動而往後退。前端部121(平板前端部122)會離開節流閥座19，再度恢復成為如第1圖及第6(a)圖所示之距離。如上述所示，適時啟動馬達130的驅動部131就可使節流控制閥體120進退移動至最佳位置，藉此調整節流開口部18的開度，因此通過節流部15之被控制流體的流量增減容就易調整。

流體的流量(Q)和差壓(△P)的關係，如上述所示的(i)式。

Q=A×√(△P)…(i)

該(i)式中，當以差壓(△P)的改變來使流量(Q)增減時，流量(Q)就會變成差壓(△P)的1/2次方。因此，即使差壓(△P)的變化量有所改變，但卻難以讓流量(Q)改變成為與差壓(△P)之改變相稱的份量。此外，差壓(△P)的調整也會需要彈簧的調整等因此調整作業並不簡單。

但是，於(i)式中，流量(Q)和流量係數(A)為單純的比例關係。如此一來，藉由改變流量係數(A)就能夠有效改變流量(Q)。即，該(i)式之流量係數(A)的增減所相當的事項為節流開口部18的開度量。

因此，將流量控制閥10W構成為除了具備有定流量調整功能部CFw以外又具備有可變控制功能部VFw，藉此就能夠比較容易改變流量係數。基於此，就能獲得更寬廣之流量區的可變調整。此外，由於節流開口部18其開度調整用的節流控制閥進退手段110是使用馬達130，因此就能夠使流量區容易改變成為目的流量區。

第7圖為第2實施例之流量控制閥10X的縱剖面圖。於流量控制閥10X中，也是具備有2個部位：負責將流體流量為一定流量之定流量功能的定流量功能部CFx；及對所期望之流量區可加以改變控制的可變控制功能部VFx。如從圖示所理解到的內容所示，第2實施例的流量控制閥10X，其與第1實施例之流量控制閥10W相比得知可變控制功能部的配置位置為相反。

針對定流量功能部CFx及可變控制功能部VFx，該等標示有與第1實施例之流量控制閥10W相同符號的構件表示同一構件。因此，說明內容也就為共同內容，基於此省略說明。定流量功能部CFx的中間傳達構件80並不是使用框形狀而是使用單純的棒狀構件81。即使形狀不同，但對於要讓第1膜片和第2膜片之間的進退動彼此連動的作用卻是相同。

針對第2實施例的流量控制閥10X，同樣是構成為透過節流控制閥進退手段110(馬達130)執行節流控制閥體120的進退動。藉此，就能夠調整節流部15所連接之節流開口部18的開度(開口量)。

第8圖為第3實施例之流量控制閥10Y的縱剖面圖。於流量控制閥10Y中，也是具備有2個部位：與流量控制閥10X相同構造之負責將流體流量為一定流量之定流量功能的定流量功能部CFx；及對所期望之流量區可加以改變控制的可變控制功能部VFy。針對定流量功能部CFx，其標示有與第1實施例之流量控制閥10W及第2實施例之流量控制閥10X相同符號的構件表示同一構件。因此，說明內容也就為共同內容，基於此省略說明。

第3實施例之流量控制閥10Y的可變控制功能部VFy，其是以具備有螺桿構件(螺栓構件)140做為節流控制閥進退手段110的例子。於流量控制閥10Y中，節流控制閥體120是由密封塊102夾在主體塊11A藉此固定在指定位置。接著，調整用活塞部111是與活塞部彈簧 112一起收容在收容塊101內且連接固定在密封塊102。於收容塊101的螺紋孔部142插通有螺桿構件140的螺槽141。符號143為固定用螺帽。

調整用活塞部111的活塞被動部113，是藉由調整用螺桿141的旋轉(正旋轉)使其反抗活塞部彈簧112而往內推。結果，節流控制閥體120就會接近節流開口部18的節流閥座19。當反向旋轉(逆旋轉)調整用螺桿141時，活塞部彈簧112會伸展，伴隨著與調整用活塞部111之活塞接合部114接合的節流控制閥體120從節流開口部18的節流閥座19離開。如此一來，根據調整用螺桿141的旋轉就能夠獲得所期望之節流開口部18的開度(開口量)。由於節流控制閥進退手段110採用螺桿構件140，因此就能夠使開度調整有關的構件簡素化，且能夠使構造簡單。

第9圖為第4實施例之流量控制閥10Z的縱剖面圖。於流量控制閥10Z中，也是具備有2個部位：負責將流體流量為一定流量之定流量功能的定流量功能部CFz；及對所期望之流量區可加以改變控制的可變控制功能部VFz。定流量功能部CFz，其並不具備有目前為止所說明之定流量功能部CFw等之做為中間傳達構件80的棒狀構件81，而是中間傳達構件83具備有複數個球構件84。

收容有中間傳達構件83的連接腔室75，是於流入側腔室20的第2腔室22和流出側腔室25的第4腔室27之間以連接雙方的狀態形成為彎曲的管路狀。連接腔室75的圓弧形狀，是半圓形或橢圓形等適當的U字形狀。此外，雖然未加以圖示但連接腔室75的剖面形狀為正方形或圓形，且以一定間隔形成在整個長度。

第1活動部40由棒狀構件41形成，前端41a連接於第1膜片30，並且後端41b以貫通第2腔室22之氣缸部23的狀態突出配置在連接腔室70側。該第1活動部40，是與第1膜片30一起進退動。第1活動部40(棒狀構件41)，是由第1限制部14a限制成為可對第1膜片30朝前後之直線運動方向。第1限制部14a為形成在主體塊11C、11D的壁部，而第1活動部40之後端41b的側部是由第1限制部14a保持成可滑動。

第2活動部50由棒狀構件51形成，前端51a連接於第2膜片35，並且後端51b以貫通第4腔室27之氣缸部28的狀態突出配置在連接腔室70內。該第2活動部50，是與第2膜片35一起進退動。圖示之第2膜片35和第2活動部50，是經由螺合等連接成為機械性連接。此外，第2活動部50(棒狀構件51)，是由第2限制部14b限制成為可對第2膜片35朝前後之直線運動方向。第2限制部14b為形成在主體塊11C、11D的壁部，而第2活動部50之後端51b的側部是由第2限制部14b保持成可滑動。

中間傳達構件83構成用的複數個球構件84，是與第1活動部40及第2活動部50卡合藉此將一方活動部40(50)的變動傳達至另一方活動部50(40)。複數個球構件84是被保持成可滾動或滑動連接腔室75的內壁，於連接腔室75內彼此從第1活動部40的後端41b連接至第2活動部50的後端51b。

接著針對中間傳達構件83之各活動部40、50的變動傳達進行說明。當中間傳達構件83將第1活動部40的變動傳達至第2活動部50時，首先第1活動部40會後退。此時，透過與第1活動部40之後端41b卡合的球構件84a而形成連接的另一球構件84會被推往第2活動部50側(圖的右側)方向並且移動。接著，各球構件84的移動，就會使第2活動部50透過與第2活動部50之後端51b卡合的球構件84b而推向第2膜片35側並且前進。

反之，當中間傳達構件83將第2活動部50的變動傳達至第1活動部4時，首先第2活動部50會後退。此時，透過與第2活動部50之後端51b卡合的球構件84b而形成連接的另一球構件84會被推往第1活動部40側(圖的左側)方向並且移動。接著，各球構件84的移動，就會使第1活動部40透過與第1活動部40之後端41b卡合的球構件84a而推向第1膜片30側並且前進。

第1活動部40及第2活動部50，是分別由第1限制部14a、第2限制部14b限制成為朝前後方向直線運動。因此，即使是在與球構件84卡合並且移動的情況下也不會產生橫向偏位等，能夠將一方活動部40(50) 的變動即時傳達至另一活動部50(40)。

如上述所示，中間傳達構件83(球構件84)，由於是構成為藉由滾動或滑動在連接腔室75內以傳達變動，因此其就以摩擦阻力小的材料為佳，也可加以潤滑劑或施以塗層處理等來降低摩擦。如此一來，就能夠降低主體塊11C、11D和中間傳達構件83(球構件84)的不必要摩擦，能夠更順暢傳達變動。

再加上，如圖示之實施例所示，於中間傳達構件83之複數個球構件84的各個之間配設有球保持構件(軸承夾持座)86。藉由具備有球構件84並且具備有球保持構件86，就能夠降低球構件彼此接觸所造成的摩擦，能夠提高傳達效率。

第4實施例之流量控制閥10Z的可變控制功能部VFz，其是使用加壓氣球(調壓氣球)150做為節流控制閥進退手段110的例子。調整用活塞部111是與活塞部彈簧112一起收容在收容塊101內且連接固定在密封塊102。活塞被動部113為剖面T字形，其緣與收容塊101的內壁106接觸。於密封塊102所連接之收容塊101形成有流入口104。符號105為呼吸孔。

藉由加壓氣體150從流入口104流入至收容塊101的收容空間部103，是會使調整用活塞部111對應流入壓力而反抗活塞部彈簧112往彈簧收縮方向作用。如此一來，就圖示的例子而言，由於節流控制閥體120連接在調整用活塞部111，因此節流控制閥體120就會時常動作成離開節流開口部18的節流閥座19。反之，若要使節流控制閥體120更接近節流閥座19時，則藉由降低加壓氣體150的流入壓力就可達成。

加壓氣體150的流入壓力是利用電動氣動轉換器(電動氣動調整器)155予以調整。針對電動氣動轉換器的控制等，使用第10圖進行說明。第4實施例的流量控制閥10Z，由於是使用加壓氣體150做為節流控制閥進退手段110，因此節流控制閥體120之進退量的調整變快，能夠提高回應性。

目前為止所圖示且已經說明的第1實施例至第4實施例之流量控制閥10W、10X、10Y、10Z，針對各流量控制閥中的定流量功能部及可變控制功能部是可加以適當的更換組裝。例如流量控制閥10W中也可變更成可變控制功能部VFy或VFz。再加上，本發明的流量控制閥，並不限於上述實施例，只要不脫離本發明的主旨範圍是可適當變更構成的一部份予以實施。

以下，使用第10圖針對已組裝有既述之流量控制閥的流量控制裝置進行說明。第10圖的概略圖是矽晶圓W以一片一片的方式處理之單晶圓清洗方式的基板處理裝置。矽晶圓W是載置在旋轉夾頭1的旋轉盤上。於矽晶圓W的正上方具備有處理液放出用的處理液噴嘴2。矽晶圓之清洗等的處理液是通過流體配管3供應至處理液噴嘴2。

處理液是於流體控制閥之說明中已經說明的被控制流體，其為超純水或氟酸、過氧化氫、氨水、鹽酸等。各被控制流體是每一種類區隔儲存在供應部9A、9B、9C，且通過各供應部所對應的流體配管3a、3b、3c供應至流體混合部4。所供應的被控制流體是於流體混合部4混合成均勻，然後通過流體配管3供應至處理液噴嘴2。接著，被控制流體之供應控制用的流量控制裝置5A、5B、5C，如圖示的揭示，分別連接在流體配管3a、3b、3c的管路中。各流量控制裝置是對應每一種類之被控制流體的供應部。

於流量控制裝置5A、5B、5C，具備有流量控制閥10、被控制流體的流量檢測部6、運算部7。再加上，於流量控制裝置5A、5B、5C還具備有可產生控制流量控制閥內之節流控制閥體進退手段用之訊號的控制部8。流量控制閥10、的流量檢測部6、運算部7及控制部8是由訊號線s連接著。於是，當以流量控制裝置5A為例子時，流量控制閥10及流量檢測部6是連接在被控制流體的供應部9A和被控制流體的流體混合部4之間的流體配管3a。如圖示之流量控制裝置所示，與被控制流體之流量控制有關的構件僅為流量控制閥。因此，也就能夠實現裝置整體的小型化。此外，與被控制流體接觸的構件數量受到抑制，因此就容易維持被控制流體的清淨度。

流量控制閥10，也可使用圖示且已說明之10W、10X、10Y、10Z當中任一流量控制閥。流量檢測部6為流量控制閥10二次側(下游測)流量檢測用的習知流量計。該流量檢測部6例如為差壓式流量計、超音波流量計等。運算部7為微電腦或PLC(可編程邏輯控制器：Programmable Logic Controller)等的習知運算裝置。運算部7是根據來自於外部的指示或流量檢測部6所檢測出之被控制流體的流量測量值之變化產生流量控制閥10之流量控制用的訊號。

控制部8，其為節流控制閥進退手段之步進馬達、伺服馬達等的驅動所需要的脈衝產生器、控制器、驅動器等。當節流控制閥進退手段為加壓氣體的形態時，控制部8為電動氣動轉換器，經調整成指定壓力的加壓氣體會從該控制部供應至可變控制功能部。控制部8，其於流量控制閥10內之節流控制閥進退手段使用馬達或加壓氣體時為不可欠缺的構件。特別是，就節流控制閥進退手段即馬達之旋轉量的順暢控制而言，或就加壓氣體之供應壓力的調整等具體性動作控制而言，控制部8尤其重要。

從流量檢測部6至流量控制閥10為止之訊號傳送的例子，其一例大致如下述。流體配管中之被控制流體的流量變化是經由流量檢測部6計測出，其訊號是傳送至運算部7。於運算部7，為了讓節流開口部18(節流閥座19)的開度對應流量的變化，就會算出節流控制閥體120的最佳進退位置。於同時產生要讓馬達動作用的動作訊號。接著，動作訊號會從運算部7傳送至控制部8。於控制部8，是會具體性產生要使馬達驅動用的脈衝訊號，該脈衝訊號是轉換成馬達驅動電流。馬達驅動電流是傳送至流體控制閥10內之節流控制閥進退手段即馬達。於是，馬達就會規定量旋轉。如此一來，節流控制閥體120就會相對節流開口部18成最佳量進退。

從流量檢測部6至流量控制閥10為止之訊號傳送的過程中所理解到的內容，運算部7是根據流量檢測部6的流量測量值執行反饋控制。基於此，就能夠即時回應流量控制閥10二次側(下游側)所產生的流量變化，藉此執行被控制流體之流量的增減，使被控制流體能夠時常以一定的流量流通。特別是，流量控制閥10也可應對微少流量區的流體，有利於被控制流體的精密控制。另外，也可將運算部7和控制部8匯集成為運算控制單元。

[產業上之可利用性]

本發明中所揭示的流量控制閥，對於流通之流體的壓力變化能夠敏銳反應藉此就能夠實現定流量化，再加上，還能夠使流體的清淨度維持成更高的清淨度狀態。於同時，還具備有可改變被控制流體之流體流量區的功能。又加上，具備有本發明所揭示之流量控制閥的流量控制裝置，是可促進構件間的匯集達到小型化。基於此，本發明的流量控制閥及具備有該控制閥之流量控制裝置就有利於半導體製造領域、燃料電池等之要求極為精密之流量控制並且高清淨度的用途。

10W‧‧‧流量控制閥

11‧‧‧閥主體部

11A、11B、11C、11D‧‧‧主體塊

11p‧‧‧保持部

11q‧‧‧保持部

11r‧‧‧塊滑動部

12‧‧‧流入部

13‧‧‧流出部

15‧‧‧節流部

16‧‧‧閥座

17‧‧‧閥座16的流出開口部

18‧‧‧節流開口部

20‧‧‧流入側腔室

21‧‧‧第1腔室

22‧‧‧第2腔室

23‧‧‧氣缸部

24‧‧‧呼吸孔

25‧‧‧流出側腔室

26‧‧‧第3腔室

27‧‧‧第4腔室

28‧‧‧氣缸部

29‧‧‧呼吸孔

30‧‧‧第1膜片

31‧‧‧活動膜部

32‧‧‧外圍部

35‧‧‧第2膜片

36‧‧‧活動膜部

37‧‧‧外圍部

38‧‧‧閥體

40‧‧‧第1活動部

41‧‧‧棒狀構件

41a‧‧‧前端

41b‧‧‧後端

42‧‧‧活塞部

45‧‧‧傾斜面

50‧‧‧第2活動部

51‧‧‧棒狀構件

51a‧‧‧前端

51b‧‧‧後端

52‧‧‧活塞部

55‧‧‧傾斜面

60‧‧‧加壓手段

61‧‧‧彈簧

70‧‧‧連接腔室

80‧‧‧中間傳達構件

81a‧‧‧第1端

81b‧‧‧第2端

80r‧‧‧移動滑動部

81w‧‧‧棒狀構件

85a、85b‧‧‧傾斜面

89‧‧‧框形孔部

100‧‧‧控制閥室

101‧‧‧收容塊

102‧‧‧密封塊

103‧‧‧收容空間部

107‧‧‧收容溝部

108‧‧‧連絡流路

109‧‧‧呼吸孔

110‧‧‧節流控制閥體進退手段

111‧‧‧調整用活塞部

112‧‧‧活塞部彈簧

113‧‧‧活塞被動部

114‧‧‧活塞接合部

115‧‧‧突條部

120‧‧‧節流控制閥體

124‧‧‧節流控制閥外圍部

130‧‧‧馬達

131‧‧‧驅動部

132‧‧‧馬達軸(旋轉軸)

133‧‧‧配線纜

P1‧‧‧施加在第1膜片30的流體壓力

P2‧‧‧施加在第2膜片35的流體壓力

P3‧‧‧施加在第2膜片35之流出部13側的流體壓力

S1‧‧‧第1膜片30的有效受壓面積

S2‧‧‧第2膜片35的有效受壓面積

S3‧‧‧閥座16之流通開口部17的面積

SP‧‧‧由加壓手段60對第1膜片30施加的荷重(彈簧61的彈簧力)

CFw、CFx、CFz‧‧‧定流量功能部

VFw、VFx、VFy、VFz‧‧‧可變控制功能部

Claims

一種流量控制閥，其特徵為：具有閥主體部、第1膜片及第2膜片，該閥主體部具有節流部和閥座，該節流部設置在被控制流體之流入部所連接之流入側腔室和被控制流體之流出部所連接之流出側腔室之間的流路，且該閥座形成在上述流出側腔室；該第1膜片配置在上述流入側腔室且區劃出可讓該流入側腔室與被控制流體連接的第1腔室和成為該第1腔室的背面側且與被控制流體不連接的第2腔室，該第1膜片是承受上述第1腔室內的流體壓力並且由加壓手段對其經常以一定壓力往上述第1腔室側加壓；該第2膜片配置在上述流出側腔室且區劃出可讓該流出側腔室與被控制流體連接的第3腔室和成為該第3腔室的背面側且與被控制流體不連接的第4腔室，該第2膜片具備有承受上述第3腔室內的流體壓力並且相對上述閥座成進退動的閥體，於上述第2腔室形成有與上述第1膜片一起進退動的第1活動部，並且，於上述第4腔室形成有與上述第2膜片一起進退動的第2活動部，於上述第2腔室和上述第4腔室之間形成有連接腔室，於該連接腔室配置有與上述第1活動部及上述第2活動部卡合藉此使一方活動部之變動傳達至另一方活動部的中間傳達構件，構成為上述節流部前後之壓力變動所造成之上述第1膜片及上述第2膜片的進退動會使上述閥體對上述閥座成進退動藉此使被控制流體的流量保持成一定，並且於上述節流部形成有節流開口部，此外，又具備有：藉由對上述節流開口部進退以控制通過上述節流部之被控制流體之流量的節流控制閥體；及使上述節流控制閥體進退動的節流控制閥體進退手段。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述第1活動部及第2活動部分別由棒狀構件形成，且上述第1活動部的後端和上述中間傳達構件的第1端至少是透過形成在其中一方的傾斜面卡合，並且上述第2活動部的後端和上述中間傳達構件的第2端至少是透過形成在其中一方的傾斜面卡合。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述第1活動部及第2活動部分別由棒狀構件形成，且上述中間傳達構件具備有複數個球構件。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述加壓手段為彈簧。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述節流控制閥體進退手段為馬達。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述節流控制閥體進退手段為加壓氣體。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述節流控制閥體進退手段為螺桿構件。
如申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥，其中，上述節流開口部形成為平坦狀的節流閥座，並且與上述節流閥座相向之上述節流控制閥體的前端也形成為平坦狀的平板前端部。
一種流量控制裝置，其特徵為，具備：申請專利範圍第1項所記載的流量控制閥；被控制流體的流量檢測部；及運算部，上述流量控制閥及上述流量檢測部是連接於被控制流體的供應部和被控制流體的流體混合部之間的流體配管。
如申請專利範圍第9項所記載的流量控制裝置，其中，設有可產生控制上述節流控制閥體進退手段用之訊號的控制部。
如申請專利範圍第9項所記載的流量控制裝置，其中，上述運算部是根據上述流量檢測部的流量測量值執行反饋控制。