WO2018203472A1 - 流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置 - Google Patents

流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置 Download PDF

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WO2018203472A1
WO2018203472A1 PCT/JP2018/015805 JP2018015805W WO2018203472A1 WO 2018203472 A1 WO2018203472 A1 WO 2018203472A1 JP 2018015805 W JP2018015805 W JP 2018015805W WO 2018203472 A1 WO2018203472 A1 WO 2018203472A1
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valve
valve body
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fluid
gap
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PCT/JP2018/015805
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茂彦 小野
克通 平岡
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伸和コントロールズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a flow control valve and a temperature control device using the same.
  • Patent Document 1 Conventionally, as a technology related to a flow control valve, the applicant has already proposed one disclosed in Patent Document 1 and the like.
  • Patent Document 1 discloses a valve having a cylindrical hollow space in which a first valve port having a rectangular shape in which a first fluid flows in and a second valve port having a rectangular shape in which a second fluid flows in are formed.
  • a valve body having a seat and rotatably disposed within the valve seat of the valve body so as to switch the second valve port from the open state to the closed state at the same time as switching the first valve port from the closed state to the open state
  • a valve body which is formed in a semi-cylindrical shape having a predetermined central angle and in which both end surfaces along the circumferential direction are formed in a curved shape, and driving means for rotationally driving the valve body It is what was constructed.
  • the present invention when compared with a flow control valve without a gap reduction portion provided so as to partially reduce the gap between the valve body and the member opposed to the valve body, when the flow control valve is fully closed.
  • An object of the present invention is to provide a flow control valve capable of suppressing fluid leakage and a temperature control device using the same.
  • the invention described in claim 1 is a valve body having a valve seat comprising a cylindrical cavity having a single or a plurality of cross-sectionally rectangular valve openings through which fluid flows.
  • a cylindrical valve body rotatably disposed in the valve seat of the valve body so as to open and close the valve port, and having an opening at an outer peripheral surface;
  • a gap reduction portion provided to partially reduce a gap between the valve body and a member to which the valve body faces;
  • Drive means for rotationally driving the valve body; It is a flow control valve characterized by including.
  • the invention described in claim 2 is a cylindrical shape in which a first valve port having a rectangular cross section into which the first fluid flows and a second valve port having a rectangular cross section into which the second fluid flows are formed.
  • a valve body having a valve seat consisting of a void, A predetermined center, rotatably disposed within the valve seat of the valve body, for switching the second valve port from the open state to the closed state simultaneously with switching the first valve port from the closed state to the open state
  • a valve body which is formed in a semi-cylindrical shape having corners and in which both end surfaces along the circumferential direction are formed in a curved shape or a planar shape;
  • a gap reduction portion provided to partially reduce a gap between the valve body and a member to which the valve body faces;
  • Drive means for rotationally driving the valve body; It is a flow control valve characterized by including.
  • a valve comprising a first valve port having a rectangular cross-sectional shape through which fluid flows out and a cylindrical cavity having a second valve port having a rectangular cross-sectional shape through which the fluid flows out.
  • a gap reduction portion provided to partially reduce a gap between the valve body and a member to which the valve body faces;
  • the invention described in claim 4 has a valve seat consisting of a cylindrical hollow space, and the first valve port having a rectangular cross-sectional shape through which fluid flows on the circumferential surface of the valve seat, and the axial direction of the valve seat
  • the valve body A gap reduction portion provided to partially reduce a gap between the valve body and a member to which the valve body faces;
  • valve port is formed by a valve port forming member which is a separate member from the valve body,
  • valve port forming member which is a separate member from the valve body
  • the gap reduction portion is a tip portion facing the valve body of the valve port forming member.
  • the invention set forth in claim 6 is the flow control valve according to claim 5, further comprising a gap adjusting member for adjusting the gap between the valve body and the gap reducing portion.
  • the invention described in claim 7 is a temperature control means having a temperature control flow path through which a temperature control fluid consisting of a low temperature side fluid and a high temperature side fluid in which the mixing ratio is adjusted flow; First supply means for supplying the low temperature side fluid adjusted to a low temperature side first predetermined temperature; A second supply means for supplying the high temperature side fluid adjusted to a high temperature side predetermined second temperature; A mixing ratio of the low temperature side fluid supplied from the first supply means and the high temperature side fluid supplied from the second supply means connected to the first supply means and the second supply means A flow rate control valve for adjusting the flow rate to flow in the temperature control flow path; Equipped with A temperature control device characterized in that the flow control valve according to any one of claims 1, 2, 5, and 6 is used as the flow control valve.
  • the invention described in claim 8 is a temperature control means having a temperature control flow path through which a temperature control fluid consisting of a low temperature side fluid and a high temperature side fluid in which the mixing ratio is adjusted flow; First supply means for supplying the low temperature side fluid adjusted to a low temperature side first predetermined temperature; A second supply means for supplying the high temperature side fluid adjusted to a high temperature side predetermined second temperature; The low temperature side fluid supplied from the first supply means is connected to the first supply means and the second supply means, and the high temperature side fluid supplied from the second supply means is mixed.
  • a flow control valve for distributing the temperature control fluid flowing through the temperature control flow path to the first supply means and the second supply means while controlling the flow rate; Equipped with It is a temperature control device characterized by using the flow control valve according to any one of claims 1, 3, 5 and 6 as the flow control valve.
  • the fully closed flow control valve is provided as compared to the flow control valve provided with the gap reduction portion provided so as to partially reduce the gap between the valve body and the member facing the valve body. It is possible to provide a flow control valve capable of suppressing fluid leakage at times and a temperature control device using the same.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a three-way valve type motor valve as an example of a flow control valve according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are front views, the same right side view and 2 is a bottom view of the actuator unit
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2 (b)
  • FIG. 4 is a sectional perspective view showing an essential part of the three-way valve type motor valve
  • FIG. It is an exploded perspective view showing.
  • the three-way valve type motor valve 1 is configured as a rotary three-way valve. As shown in FIG. 1, the three-way valve type motor valve 1 is roughly divided into a valve portion 2 disposed at the lower portion, an actuator portion 3 disposed at the upper portion, and disposed between the valve portion 2 and the actuator portion 3 The seal portion 4 and the coupling portion 5 are provided.
  • the valve part 2 is provided with the valve
  • the valve body 6 has a first inlet 7 through which the low temperature side fluid as the first fluid flows into one side surface (left side in the illustrated example) of the one side surface, and a cylindrical empty A first valve port 9 having a rectangular cross-section in communication with a valve seat 8 formed of a plurality of parts is provided.
  • the first inlet 7 and the first valve port 9 are not directly provided to the valve main body 6, but the valve port forming member in which the first inlet 7 and the first valve port 9 are formed.
  • the first inlet 7 and the first valve port 9 are provided by attaching the first valve seat 70 as an example to the valve body 6.
  • the first valve seat 70 is formed into a rectangular cylindrical portion 71 formed in a rectangular cylindrical shape disposed inside the valve main body 6 and a cylindrical shape disposed outside the valve main body 6
  • the cylindrical portion 72 is integrally provided with a tapered portion 73 disposed between the rectangular cylindrical portion 71 and the cylindrical portion 72 so that the outer diameter is increased toward the cylindrical portion 82 side.
  • a prismatic first valve port 9 having a rectangular (in the present embodiment, a square) cross section is formed in the inside of the rectangular cylindrical portion 71 of the first valve seat 70.
  • a cylindrical first inflow port 7 having a circular cross section substantially circumscribing the first valve port 9 is formed inside the cylindrical portion 72 of the first valve seat 70.
  • a so-called "super engineering plastic” is used as a material of the first valve seat 70.
  • Super engineering plastics have heat resistance and mechanical strength at high temperatures that exceed conventional engineering plastics.
  • PEET polyetheretherketone
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PES polyethersulfone
  • PAI polyamide imide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PCTFE polychlorotriol Fluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • TECAPEEK registered trademark
  • TECAPEEK TF 10 blue trade name
  • a recess 76 having a shape similar to that of the first valve seat 70 is formed in the valve body 6 by cutting or the like.
  • the recess 76 is provided with a square cylinder 76 a corresponding to the square cylinder 71 of the first valve seat 70, a cylinder 76 b corresponding to the cylinder 72, and a taper 76 c corresponding to the taper 73.
  • the first valve seat 70 is fluid-tightly mounted in the recess 76 of the valve body 6. Further, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, a minute gap is formed between the tapered portion 73 of the first valve seat 70 and the tapered portion 76 c of the recess 76.
  • the recess 76 of the valve body 6 is a valve corresponding to a minute gap between the tapered portion 73 and the tapered portion 76 c of the recess 76.
  • the seat 70 is movable along the inside and outside direction of the valve body 6 over several hundred ⁇ m to several mm, and the mounting position of the valve seat 70 can be adjusted.
  • a portion of a cylindrical curved surface corresponding to a cylindrical valve seat 8 formed on the valve main body 6 is provided at the tip of the rectangular cylinder portion 71 of the first valve seat 70.
  • the recessed part 74 as an example of the space
  • the radius of curvature R of the recess 74 is set to a value substantially equal to the radius of curvature of the valve seat 8 or the radius of curvature of the valve shaft 34.
  • the valve seat 8 of the valve body 6 forms a slight gap with the outer peripheral surface of the valve stem 34 in order to prevent turning of the valve stem 34 rotating inside the valve seat 8 as described later. There is.
  • the recess 74 of the first valve seat 70 projects from the valve seat 8 of the valve body 6 toward the valve shaft 34 in a state where the first valve seat 70 is mounted on the valve body 6, as shown in FIG. It is attached to.
  • the gap G between the valve shaft 34 and the inner surface of the valve seat 8 of the valve main body 6 as a member facing the valve shaft 34 corresponds to the gap of the valve seat 8 corresponding to the protrusion of the first valve seat 70. It is set to a partially reduced value compared to the other parts.
  • the gap G1 between the recess 74 of the first valve seat 70 and the valve shaft 34 is smaller than the gap G2 between the valve shaft 34 and the inner surface of the valve seat 8 (G1 ⁇ G2) It is set.
  • the rotational torque of the valve shaft 34 may increase due to the contact resistance of the recess 74 when the valve shaft 34 is rotationally driven. . Therefore, the degree to which the recess 74 of the first valve seat 70 contacts the valve stem 34 is adjusted in consideration of the rotational torque of the valve stem 34. That is, the rotational torque of the valve stem 34 does not increase, or even if it increases, the amount of increase is small, and it is adjusted to such an extent that the rotation of the valve stem 34 is not hindered.
  • the end face of the first valve seat 70 located on the outside of the cylindrical portion 72 is set to have a smaller outer diameter than the cylindrical portion 72, and has an annular portion 75 formed in a thin cylindrical shape.
  • the O-ring 15 is mounted on the annular portion 75 of the first valve seat 70 in a state of being externally mounted.
  • the O-ring 15 is formed in an annular shape having a circular cross section or a rectangular cross section by a synthetic resin having heat resistance.
  • An O-ring retainer 16 is attached to the outside of the O-ring 15.
  • the O-ring retainer 16 is formed in a ring shape having a rectangular cross section by a heat-resistant synthetic resin or metal.
  • an adjustment ring 77 as an example of a gap adjusting member for adjusting the gap G1 between the valve shaft 34 and the recess 74 of the first valve seat 70 is disposed outside the first valve seat 70.
  • the adjustment ring 77 is formed of a cylindrical member having a relatively short length and a male screw 77 a formed on the outer peripheral surface of a heat resistant synthetic resin or metal.
  • a jig (not shown) for adjusting the amount of tightening is locked.
  • the grooves 77 b for rotating the adjustment ring 77 are provided at positions facing each other 180 degrees.
  • the valve body 6 is provided with a female screw portion 78 for mounting the adjustment ring 77.
  • a tapered portion 79 is provided at the open end portion of the female screw portion 78 located on the outer side so as to expand in diameter toward the outer periphery.
  • An O-ring 79 a is interposed in the tapered portion 79.
  • the adjustment ring 77 adjusts the amount (distance) by which the adjustment ring 77 pushes the first valve seat 70 inward by adjusting the amount of tightening of the valve body 6 with respect to the female screw portion 78. It is.
  • the amount of tightening of the adjustment ring 77 is increased, as shown in FIG. 7, the first valve seat 70 is pushed by the adjustment ring 77 through the O-ring presser 16, and the recess 74 is the inner periphery of the valve seat 8. It protrudes from the surface and is displaced in the direction approaching the valve stem 34, and the gap G1 between the recess 74 and the valve stem 34 decreases.
  • the first valve seat 70 decreases the distance pressed by the adjustment ring 77 and is disposed at a position separated from the valve stem 34
  • the gap G1 between the recess 74 of the valve seat 70 and the valve shaft 34 relatively increases.
  • the pitch of the male screw 77a of the adjustment ring 77 and the female screw 78 of the valve main body 6 is set small, and the amount of protrusion of the first valve seat 70 can be finely adjusted.
  • one hexagonal member bolt 11 is provided with four first flange members 10 for connecting piping (not shown) to which low temperature side fluid is made to flow. It is attached by (see FIG. 3).
  • symbol 11a has shown the screw hole by which the hexagon socket head bolt 11 is fastened in FIG.
  • the first flange member 10 is formed of a metal such as SUS similarly to the valve body 6.
  • the first flange member 10 has a flange portion 12 formed in the same side rectangular shape as the side shape of the valve main body 6 and an insertion portion 13 provided in a cylindrical shape so as to project on the inner side surface of the flange portion 12 (see FIG.
  • the inner circumference of the pipe connection portion 14 is set, for example, to Rc1 / 2, which is a tapered female thread having a diameter of about 21 mm, or a female thread having a diameter of about 0.58 inch.
  • the shape of the pipe connection portion 14 is not limited to a tapered female screw or a female screw, and may be a tube fitting or the like to which a tube is attached, and it may be capable of flowing a fluid from the first inlet 7 Just do it.
  • the valve main body 6 is provided with a second inlet 17 in which a high temperature side fluid as a second fluid flows in the other side surface (right side surface in FIG. 3), and a valve seat 8 consisting of a cylindrical cavity.
  • a second valve port 18 having a rectangular cross-sectional shape in communication with each other is provided.
  • a valve port forming member in which the second inlet port 17 and the second valve port 18 are formed instead of directly providing the second inlet port 17 and the second valve port 18 to the valve body 6.
  • the second valve seat 80 is configured in the same manner as the first valve seat 70, as indicated by the reference numerals in parentheses in FIG. That is, the second valve seat 80 has a rectangular cylindrical portion 81 formed in a rectangular cylinder shape disposed inside the valve main body 6 and a cylindrical portion 82 formed in a cylindrical shape disposed outside the valve main body 6 And a tapered portion 83 disposed between the rectangular tube portion 81 and the cylindrical portion 82 so as to increase in outer diameter toward the cylindrical portion 82 side.
  • a rectangular second valve port 18 having a rectangular (in the present embodiment, a square) cross section is formed inside the square tube portion 81 of the second valve seat 80.
  • a cylindrical second inflow port 17 having a circular cross section substantially in contact with the second valve port 18 is formed in the cylindrical portion 82 of the second valve seat 80.
  • the valve body 6 is formed with a recess 86 corresponding to the outer shape of the second valve seat 80 and having a similar shape to the valve seat 80 by cutting or the like.
  • the recess 86 includes a rectangular cylinder 86 a corresponding to the rectangular cylinder 81 of the second valve seat 80, a cylinder 86 b corresponding to the cylinder 82, and a taper 86 c corresponding to the taper 83.
  • the second valve seat 80 is fluid-tightly mounted in the recess 86 of the valve body 6. Further, as shown in FIG. 3 and FIG.
  • a minute gap is formed between the tapered portion 83 of the second valve seat 80 and the tapered portion 86 c of the recess 86.
  • the recess 86 of the valve main body 6 is the valve corresponding to the minute gap between the tapered portion 83 and the tapered portion 86 c of the recess 86.
  • the seat 80 is movable along the inside and outside direction of the valve body 6 over several hundred ⁇ m to several mm, and the mounting position of the valve seat 80 can be adjusted.
  • the second valve seat 80 is formed of the same material as the first valve seat 70.
  • the end face of the second valve seat 80 located on the outer side of the cylindrical portion 82 has an annular portion 85 which has an outer diameter smaller than that of the cylindrical portion 82 and is formed in a thin cylindrical shape. It is provided short.
  • the O-ring 24 is mounted on the annular portion 85 of the second valve seat 80 in a state of being externally mounted. Further, an O-ring retainer 25 is attached to the outside of the O-ring 24.
  • an adjustment ring 87 as an example of a gap adjusting member for adjusting the gap G3 between the valve shaft 34 and the leading end 84 of the second valve seat 80 is disposed.
  • the gap G3 is set to a value equal to the gap G1.
  • the adjustment ring 87 is formed of a cylindrical member having a relatively short length and having a male screw 87a formed on the outer peripheral surface, as shown in FIG.
  • a jig (not shown) for adjusting the amount of tightening is locked.
  • Recesses 87b for rotating the adjustment ring 87 are provided at positions facing each other 180 degrees.
  • the valve body 6 is provided with a female screw portion 88 for mounting the adjustment ring 87.
  • a tapered portion 89 is provided at the open end of the female screw portion 88 so as to expand in diameter toward the outer periphery.
  • An O-ring 89 a is interposed in the tapered portion 89.
  • a second flange member 19 for connecting a pipe (not shown) to which the high temperature side fluid flows is provided on the other side of the valve body 6, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, a second flange member 19 for connecting a pipe (not shown) to which the high temperature side fluid flows is provided. See Figure 3). Similar to the first flange member 10, the second flange member 19 is formed of a metal such as SUS.
  • the second flange member 19 has a flange portion 21 formed in the same side rectangular shape as the side shape of the valve main body 6, an insertion portion 22 projectingly provided in a cylindrical shape on the inner side surface of the flange portion 21, and a flange portion A thick and substantially cylindrical shape is provided on the outer surface of the housing 21 so as to project therefrom, and has a pipe connection portion 23 to which a pipe (not shown) is connected.
  • the inner circumference of the pipe connection portion 23 is set, for example, to Rc1 / 2, which is a tapered female thread having a diameter of about 21 mm, or a female thread having a diameter of about 0.58 inch.
  • the shape of the pipe connection portion 23 is not limited to the tapered female screw or female screw similarly to the pipe connection portion 14, and may be a tube fitting or the like for mounting a tube, and the fluid from the second inflow port 17 As long as it can flow into the
  • the low temperature side fluid as the first fluid and the high temperature side fluid as the second fluid are fluids used for temperature control, and a relatively low temperature fluid is referred to as the low temperature side fluid,
  • the fluid whose temperature is extremely high is called the high temperature side fluid. Therefore, the low temperature side fluid and the high temperature side fluid are meant as relative ones, not as low temperature fluid with absolutely low temperature and high temperature fluid with absolutely high temperature.
  • the low temperature side fluid and the high temperature side fluid for example, water (pure water etc.) adjusted to a temperature of about 0 to 30 ° C. in a pressure range of 0 to 1 MPa and a temperature range of about 0 to 80 ° C. Water (pure water) adjusted to a certain temperature is preferably used.
  • the low temperature side fluid and the high temperature side fluid for example, Fluorinert (registered trademark) which does not freeze even at a temperature of about -20 ° C in a temperature range of about -20 to + 120 ° C and does not boil even at about + 120 ° C And a fluid such as ethylene glycol and the like.
  • the valve body 6 has an outlet 26 with a circular cross section as a third valve port through which the temperature control fluid in which the low temperature side fluid and the high temperature side fluid are mixed flows out to the lower end face. Is open.
  • a third flange member 27 for connecting a pipe (not shown) through which the temperature control fluid flows out is attached by four hexagonal socket bolts 28.
  • a cylindrical portion 26 b is opened at the lower end portion of the outflow port 26 via a tapered portion 26 a which is enlarged in diameter in order to mount the third flange member 27.
  • the third flange member 27 is formed of metal such as SUS similarly to the first and second flange members 10 and 19.
  • the third flange member 27 has a flange portion 29 formed in a flat rectangular shape smaller than the lower end surface shape of the valve body 6, an insertion portion 30 provided in a cylindrical shape so as to project from the upper end surface of the flange portion 29, and a flange portion It has a thick and substantially cylindrical shape projecting from the lower end face of the joint 29, and has a pipe connection portion 31 to which a pipe (not shown) is connected.
  • the inner circumference of the pipe connection portion 31 is set, for example, to Rc1 / 2, which is a tapered female thread having a diameter of about 21 mm, or a female thread having a diameter of about 0.58 inch.
  • a chamfer 33 for mounting an O-ring 32 between the lower end inner peripheral end of the third inlet 26 of the valve body 6 and the flange portion 29 of the third flange member 27 is provided.
  • the shape of the pipe connection portion 31 is not limited to a tapered female screw or a female screw, and may be a tube fitting or the like to which a tube is attached, as long as the fluid can flow out from the outlet 26.
  • a valve seat provided with a first valve port 9 having a rectangular cross-sectional shape and a second valve port 18 having a rectangular cross-sectional shape by mounting first and second valve seats 70, 80 at the center of the valve body 6 It has eight.
  • the valve seat 8 is formed of a hollow space formed in a cylindrical shape corresponding to the outer shape of the valve body described later. Further, a part of the valve seat 8 is formed by the first and second valve seats 70 and 80.
  • a cylindrical valve seat 8 is provided to penetrate the upper end surface of the valve body 6. As shown in FIG. 9, the first valve port 9 and the second valve port 18 provided in the valve body 6 are axially symmetrical with respect to the central axis (rotational axis) C of the valve seat 8 formed in a cylindrical shape.
  • first valve port 9 and the second valve port 18 are disposed orthogonal to the cylindrical valve seat 8, and one end of the first valve port 9 is disposed.
  • the edge is opened at a position (a position different by 180 degrees) opposite to the other edge of the second valve port 18 via the central axis C.
  • the other end of the first valve port 9 is opened at a position (a position different by 180 degrees) opposite to one end of the second valve port 18 via the central axis C.
  • the gap between the valve seat 8 and the valve shaft 34 is not shown.
  • first valve port 9 and the second valve port 18 have the first and second valve seats 70 and 80 attached to the valve body 6 as described above. And an opening formed in a rectangular shape in cross section such as a square shape in cross section.
  • the length of one side of the first valve port 9 and the second valve port 18 is set smaller than the diameters of the first inlet 7 and the second inlet 17, and the first inlet 7 And the second inlet 17 is formed in a rectangular shape in cross section.
  • valve shaft 34 As shown in FIG. 10, the outer shape of the valve shaft 34 as an example of the valve body is formed in a substantially cylindrical shape by a metal such as SUS.
  • the valve stem 34 is roughly divided into a valve body 35 which functions as a valve body, upper and lower bearing portions 36 and 37 which are respectively provided above and below the valve body 35 and rotatably support the valve stem 34, and A seal portion 38 provided on the upper portion of the bearing portion 36 and a coupling portion 40 provided on the upper portion of the seal portion 38 via a taper portion 39 are integrally provided.
  • the upper and lower shaft support portions 36 and 37 are each formed in a cylindrical shape set to have an outer diameter smaller than that of the valve body portion 35 and to have the same diameter.
  • the length of the lower shaft support 37 in the axial direction is set to be slightly longer than the upper shaft support 36.
  • the lower shaft support portion 37 is rotatably supported at the lower end portion of the valve seat 8 provided in the valve main body 6 via a bearing 41.
  • an annular support portion 42 for supporting the bearing 41 is provided so as to protrude toward the inner periphery.
  • the bearing 41, the support portion 42, and the insertion portion 30 of the third flange member 27 are set to have the same inner diameter, and the temperature control fluid that has passed through the inside of the valve body portion 35 produces almost no resistance. It flows out to the connection part 31 of the flange member 27 of this.
  • a thrust washer 43 is attached to the upper shaft support portion 36, and a load generated when the valve shaft 34 is pressed by a seal housing 53 described later is reduced.
  • the valve body portion 35 has a substantially semi-cylindrical shape having an opening height H2 whose height is lower than the opening height H1 of the first and second valve ports 9 and 18.
  • the opening 44 is formed in a cylindrical shape.
  • the valve operation unit 45 provided with the opening 44 of the valve body 35 has a semi-cylindrical shape (a cylindrical shape with a predetermined central angle ⁇ (for example, about 190 degrees)) excluding the opening 44 (Generally semi-cylindrical shape).
  • the valve operation unit 45 switches the first valve port 9 from the closed state to the open state including the valve body portions 35 located above and below the opening 44, and at the same time opens the second valve port 18 in the reverse direction.
  • valve seat 8 It is rotatably disposed in the valve seat 8 so as to be switched to the closed state and on the inner circumferential surface of the valve seat 8 so as to be in a non-contact state via a minute gap in order to prevent turning of metals.
  • the upper and lower valve stems 46 and 47 disposed above and below the valve operating portion 45 are formed in a cylindrical shape having the same outer diameter as the valve operating portion 45 as shown in FIG. It is rotatable in a non-contact state with a minute gap on the inner circumferential surface.
  • a cylindrical space 48 whose upper end portion has a small diameter is provided penetrating to the lower end portion .
  • valve operating portion 45 is formed to have a curved shape in cross section along the direction in which both end surfaces 45a and 45b along the circumferential direction (rotational direction) intersect (orthogonal) with the central axis C. More specifically, as shown in FIG. 11A, in the valve operating portion 45, the cross-sectional shape intersecting the rotation axes C of the both end portions 45a and 45b along the circumferential direction forms a convex shape toward the opening 44. It is formed in an arc shape.
  • the radius of curvature of the end portions 45 a and 45 b is set to, for example, one half of the thickness T of the valve operation unit 45.
  • the cross-sectional shape of the both end portions 45a and 45b is semicircular.
  • the valve operating portion 45 is not limited to a circular arc in cross section intersecting the rotation axes C of both end portions 45a and 45b along the circumferential direction, and both end surfaces 45a and 45b along the circumferential direction (rotational direction) Should just be formed in curved surface shape.
  • the first curve part 50 is located on the outer peripheral surface side, with a cross-sectional shape intersecting the rotation axes C of both end parts 45a, 45b along the circumferential direction. It is also possible to form a second curve portion 51 located on the inner peripheral surface side and having a curvature radius smaller than that of the first curve portion 50 in a smoothly connected curve shape.
  • valve shaft 34 when the valve shaft 34 is rotationally driven to open and close the first and second valve ports 9, 18 at both end portions 45a, 45b along the circumferential direction of the valve operating portion 45, low temperature By moving (rotating) in the flow of the side fluid and the high temperature side fluid so as to project or retract from the end along the circumferential direction of the first and second valve ports 9, 18
  • the valve openings 9 and 18 of 2 are shifted from the open state to the closed state or from the closed state to the open state.
  • both end portions 45a and 45b along the circumferential direction of the valve operation portion 45 make the opening areas of the first and second valve ports 9, 18 with respect to the rotation angle of the valve shaft 34 more linear (linearly).
  • the cross-sectional shape is formed in a curved shape.
  • both end portions 45a and 45b along the circumferential direction of the valve operation portion 45 may be formed in a planar shape along the radial direction.
  • both end parts 45a and 45b along the circumferential direction of the valve operation part 45 are formed in curved surface shape, as shown in FIG.11 (b), the opening degree of the valve shaft 34 exceeds 50%. Also, the opening area of the first and second valve ports 9 and 18 with respect to the rotational angle of the valve stem 34 can be changed more linearly (linearly).
  • the seal portion 4 seals the valve stem 34 in a fluid-tight state, as shown in FIG.
  • the seal portion 4 has a seal housing 53 formed in a cylindrical shape having a through hole 52 through which the valve shaft 34 is inserted by a metal such as SUS.
  • the seal housing 53 is disposed in a cylindrical recess 54 provided on the upper end surface of the valve body 6.
  • the seal housing 53 has a structure in which the positional relationship with the valve shaft 34 is determined via the annular seal members 55 and 56, and is fixed in a detent state to a spacer member 59 described later via a positioning pin not shown. It has become.
  • annular seal members 55 and 56 which are O-rings or the like for sealing the valve shaft 34, are vertically disposed.
  • an O-ring made of ethylene propylene rubber (EPDM) is used as the sealing members 55 and 56.
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • the seal member 56 located at the upper side is pressed by the pressing member 56 a.
  • the seal housing 53 is sealed to the valve main body 6 by an annular seal member 57 formed of an O-ring or the like.
  • the coupling portion 5 is disposed between the valve body 6 in which the seal portion 4 is incorporated and the actuator portion 3.
  • the coupling portion 5 is for connecting the valve shaft 34 and a rotating shaft (not shown) that integrally rotates the valve shaft 34.
  • the coupling portion 5 penetrates the spacer member 59 disposed between the seal portion 4 and the actuator portion 3, the adapter plate 60 fixed to the upper portion of the spacer member 59, and the spacer member 59 and the adapter plate 60.
  • a coupling member 62 for connecting the valve shaft 34 and a rotary shaft (not shown).
  • the spacer member 59 is formed of a metal such as SUS in a rectangular tube shape having a plane shape substantially the same as that of the valve main body 6 and a relatively small height.
  • the spacer member 59 is fixed to both the valve body 6 and the adapter plate 60 by means such as screwing. Further, as shown in FIG. 2C, the adapter plate 60 is formed of a metal such as SUS in a planar polygonal plate shape. The adapter plate 60 is attached in a fixed state to the base 64 of the actuator unit 3 by the hexagonal hole bolt 63.
  • the coupling member 62 is formed in a cylindrical shape by metal, a synthetic resin having heat resistance, or ceramics.
  • a recessed groove 65 is provided at the upper end of the valve stem 34 so as to penetrate along the horizontal direction.
  • the valve shaft 34 is connected and fixed to the coupling member 62 by fitting a convex portion 66 provided on the coupling member 62 into the recessed groove 65.
  • a recessed groove 67 is provided at the upper end of the coupling member 62 so as to penetrate along the horizontal direction.
  • the rotary shaft (not shown) is connected and fixed to the coupling member 62 by fitting a convex portion (not shown) into a recessed groove 67 provided in the coupling member 62.
  • the spacer member 59 has an opening 68 on a side surface for detecting the liquid leaking through the insertion hole 52 when the liquid leaks from the sealing members 55 and 56.
  • the opening 68 is set, for example, to Rc1 / 16, which is a tapered female screw with a diameter of about 8 mm.
  • the actuator unit 3 includes a base 64 formed in a planar rectangular shape. At the upper part of the base 64, a casing 90 configured as a rectangular parallelepiped box body incorporating a driving means including a stepping motor, an encoder and the like is attached by screws 91.
  • the drive means of the actuator part 3 should just be what can rotate the rotating shaft 58 with a predetermined
  • the driving means includes a stepping motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the rotational driving force of the stepping motor to the rotating shaft 58 via a driving force transmitting means such as a gear, and an angle of an encoder for detecting the rotational angle of the rotating shaft 58 It consists of sensors.
  • reference numeral 92 denotes a stepping motor side cable
  • 93 denotes an angle sensor side cable.
  • the stepping motor side cable 92 and the angle sensor side cable 93 are respectively connected to a control device (not shown) that controls the three-way valve type motor valve 1.
  • the flow rates of the low temperature side fluid and the high temperature side fluid are controlled as follows.
  • the first and second flange members 10 and 19 are removed from the valve body 6, and the adjustment rings 77 and 87 are assembled. Is exposed to the outside.
  • the valves in the first and second valve seats 70 and 80 The protrusion amount of the main body 6 with respect to the valve seat 8 is changed.
  • the gap G1 between the recessed portion of the first and second valve seats 70, 80 and the outer peripheral surface of the valve shaft 34 is set to about 5 to 10 ⁇ m.
  • the three-way valve type motor valve 1 is provided with a low temperature side fluid adjusted to a predetermined low temperature side set temperature through a first flange member 10 and a second flange member 19.
  • a high temperature side fluid adjusted to a preset high temperature side set temperature is supplied through a pipe (not shown).
  • FIG. 9A for example, in the initial state before the operation of the three-way valve type motor valve 1 starts, the valve operation unit 45 of the valve shaft 34 closes the first valve port 9 (fully closed) And the second valve port 18 is opened (fully opened) at the same time.
  • the rotary shaft 58 is rotationally driven according to the amount of rotation of the stepping motor. Ru.
  • the three-way valve type motor valve 1 rotates the valve shaft 34 connected and fixed to the rotary shaft 58 by the same angle as the amount of rotation (rotational angle) of the rotary shaft 58.
  • the valve operating unit 45 rotates inside the valve seat 8, and as shown in FIG.
  • one end 45a along the circumferential direction of the valve operating unit 45 is the first valve
  • the port 9 is gradually opened, and the low temperature side fluid flowing from the first housing member 10 through the first inlet 7 flows into the inside of the valve seat 8 from the first valve port 9.
  • the other end 45b of the valve operation portion 45 along the circumferential direction opens the second valve port 18, so that the second housing member 19
  • the high temperature side fluid flowing in through the second inlet 17 flows into the inside of the valve seat 8 through the second valve port 18, and the high temperature side fluid mixed with the low temperature side fluid flows through the valve seat 8 into a valve
  • the third housing member 27 flows out through the outlet 30 of the main body 6.
  • the temperature of the high temperature side fluid is adjusted to be higher than the low temperature side fluid and to be a predetermined constant temperature (for example, 80 ° C.).
  • valve shaft 34 is rotationally driven, and one end 45a along the circumferential direction of the valve operation unit 45 gradually opens the first valve port 9 Then, the low temperature side fluid flowing in from the first housing member 10 and the high temperature side fluid flowing in from the second housing member 19 are mixed in the valve chamber 8 and the valve shaft 34 to become a temperature control fluid, and the valve main body 6
  • the third housing member 27 is supplied to the outside through the outlet 30 of the
  • the valve shaft 34 rotates, and one end 45 a along the circumferential direction of the valve operation unit 45 gradually opens the first valve port 9.
  • the other end 45 b along the circumferential direction of the valve operation unit 45 gradually closes the second valve port 18 and flows in from the second valve port 18 and the low temperature side fluid flowing in from the first valve port 9.
  • the high temperature side fluid is mixed in the inside of the valve chamber 8 and the valve shaft 34, and the temperature is controlled from the outlet 30 of the valve body 6 according to the mixing ratio of the low temperature side fluid and the high temperature side fluid. It is supplied to the outside.
  • both end portions 45a and 45b along the circumferential direction of the valve operation portion 45 are formed in a curved surface shape or a sectional flat shape. It is possible to change the opening area of the first and second valve ports 9 and 18 linearly (linearly). Further, it is considered that the low temperature side fluid and the high temperature side fluid whose flow rates are regulated by the both end portions 45 a and 45 b of the valve operation unit 45 flow in a state close to laminar flow. The mixing ratio (flow rate) of the low temperature side fluid and the high temperature side fluid can be accurately controlled in accordance with the opening area of
  • valve operating portion 45 of the valve shaft 34 closes the first valve port 9 (fully closed) at the same time as the second valve
  • the mouth 18 is open (fully open).
  • the outer peripheral surface of the valve shaft 34 and the valve seat are used to prevent the valve shaft 34 from turning around metal with respect to the inner peripheral surface of the valve seat 8. It is rotatably disposed so as to be in a non-contact state with a minute gap with the inner circumferential surface of the unit 8. As a result, a minute gap G2 is formed between the outer peripheral surface of the valve stem 34 and the inner peripheral surface of the valve seat 8. Therefore, in the three-way valve type motor valve 1, even when the valve operation unit 45 of the valve shaft 34 closes the first valve port 9 (fully closed), the flow rate of the low temperature side fluid does not become zero. The small amount of the low temperature side fluid flows into the second valve port 18 side through a minute gap G2 existing between the outer peripheral surface of the shaft 34 and the inner peripheral surface of the valve seat 8.
  • the first and second valve seats 70 and 80 are provided with the recesses 74 and 84, respectively. Projects from the inner circumferential surface of the valve seat 8 toward the valve shaft 34 to partially reduce the gap G1 between the outer circumferential surface of the valve shaft 34 and the inner circumferential surface of the valve seat 8.
  • the recesses 74 and 84 provided to partially reduce the gap between the valve shaft 34 and the first and second valve seats 70 and 80 facing the valve shaft 34 are used.
  • the high temperature side fluid which is the second fluid is Leakage and inflow to the low temperature side fluid side can be significantly suppressed via the second valve port 18.
  • Experimental Example 1 The inventor made a trial of the three-way valve type motor valve 1 provided with the valve stem 34 as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), and the first valve port 9 and the second valve port An experiment was conducted to confirm how the flow coefficient Cv value of the low temperature side fluid and the high temperature side fluid changes in accordance with the opening degree of the valve port 18 of the above.
  • the flow coefficient Cv of the temperature control fluid in which the low temperature side fluid, the high temperature side fluid, and the low temperature side fluid and the low temperature side fluid are mixed has high detection accuracy when the rotation angle of the valve shaft 34 is changed.
  • One flow rate sensor was individually moved to each of the first valve port 9, the second valve port 18 and the outlet 30 for measurement.
  • FIG. 13 and FIG. 14 are graphs showing the results of the above experimental example.
  • FIG. 13 corresponds to the valve shaft of FIG. 11 (a)
  • FIG. 14 corresponds to the valve shaft of FIG. 11 (b).
  • the Cv value indicating the flow coefficient in which the low temperature side fluid exhibits a substantially linear flow coefficient increases with the rotation angle of the valve shaft 34 It was found that the Cv value indicating the flow coefficient linearly decreases, and the mixing ratio (flow rate) of the low temperature side fluid and the high temperature side fluid can be accurately controlled. Further, as is apparent from the graphs shown in FIGS. 13 and 14, the flow coefficient Cv value is linear in the region where the opening degree of the valve shaft 34 is 50% or more for any of the valve shafts in FIGS. There is a region slightly off the top. This is because, compared with the valve shaft of FIG. 11A, in the region of the valve shaft of FIG. It is estimated that the curved surface shapes of the both end portions 45a and 45b of the valve operation unit 45 are affecting.
  • valve shaft 34 is rotated to the fully closed position because the radius of curvature on the outer peripheral side of both end portions 45 a and 45 b along the circumferential direction of the valve operation unit 45 is set large. Even in the case, it can be seen that the flow coefficient Cv value of one fluid does not become completely zero.
  • Experimental Example 2 In addition, the inventor made a trial of the three-way valve type motor valve 1 provided with the first and second valve seats 70 and 80 as shown in FIG. 3 and FIG. An experiment was conducted to determine how much the flow rate (leakage amount) of the low temperature side fluid is when the valve port 9 is fully closed.
  • the minute gap G1 existing between the outer peripheral surface of the valve stem 34 and the inner peripheral surface of the valve seat 8 is changed to 150 ⁇ m, 28 ⁇ m, and 6.5 ⁇ m, respectively, and the first valve of the low temperature fluid
  • the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the port 9 was changed to 0.44 MPa and 0.68 MPa.
  • FIG. 15 is a chart showing the results of Experimental Example 2.
  • the differential pressure between the first inlet and the outlet is zero.
  • the leak amount per minute is 2.40 L / min and the differential pressure between the first inlet and the outlet is 0.68 MPa, and the leak amount per minute is 2.44 MPa. It will greatly increase to 73 L / min.
  • the clearance (clearance) between the outer peripheral surface of the valve stem and the inner peripheral surface of the valve seat of the valve main body is set to 28 ⁇ m
  • the first inlet and the outlet If the differential pressure is 0.44 MPa, the leak rate per minute is 0.21 L / min, and the differential pressure between the first inlet and the outlet is 0.68 MPa, even per minute. It can be seen that the leak rate is significantly reduced to 0.26 L / min.
  • the first inlet and outlet are If the differential pressure is 0.44 MPa, the leak rate per minute is 0.08 L / min, and the differential pressure between the first inlet and the outlet is 0.68 MPa, even per minute It can be seen that the amount of leakage can be further reduced to 0.10 L / min.
  • FIG. 16 shows a three-way valve type motor valve as an example of the flow control valve according to the second embodiment of the present invention.
  • the three-way valve type motor valve 1 is not a mixture of two different types of fluid, but is configured as a distribution three-way valve type motor valve 1 for distributing the same fluid into two. It is.
  • the three-way valve motor valve 1 for distribution has the same structure as the three-way valve motor valve 1 for mixing described above. However, as shown in FIG. 16, the three-way valve type motor valve 1 for distribution has the inlet 26 at the lower end of the valve body 6 and the first outlet 7 at both side surfaces of the valve body 6. And a second outlet 17. The other structure is the same as that of the three-way valve motor valve 1 for mixing described above.
  • FIG. 17 shows a two-way valve type motor valve as an example of the flow control valve according to the third embodiment of the present invention.
  • the two-way valve type motor valve 1 is configured as a two-way valve type motor valve 1 for flow rate control that controls the flow rate of one type of fluid.
  • the two-way valve type motor valve 1 for flow control has a single inlet 17 on one side of the valve body 6 and an outlet on the bottom of the valve body 6. It has 26.
  • the other structure is the same as that of the three-way valve motor valve 1 for mixing described above.
  • FIG. 18 is a conceptual view showing a thermostatic maintenance device (chiller device) to which the flow control three-way valve according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • the chiller apparatus 100 is used, for example, in a semiconductor manufacturing apparatus accompanied by a plasma etching process or the like, and maintains the temperature of a semiconductor wafer or the like as an example of the temperature control target W at a constant temperature.
  • the temperature control target W such as a semiconductor wafer receives a plasma etching process or the like, the temperature may rise with the generation of plasma, discharge or the like.
  • the chiller device 100 includes a temperature control unit 101 configured in a table shape as an example of a temperature control unit that is disposed to be in contact with the temperature control target W.
  • the temperature control unit 101 internally includes a temperature control flow path 102 through which a temperature control fluid composed of a low temperature side fluid and a high temperature side fluid in which the mixing ratio is adjusted flows.
  • the three-way valve type motor valve 1 is connected to the temperature control flow path 102 of the temperature control unit 101 via the on-off valve 103.
  • the first flange portion 10 of the three-way valve type motor valve 1 is connected to a low temperature side thermostat 104 storing a low temperature fluid adjusted to a predetermined low temperature side setting temperature.
  • the low temperature side fluid is supplied from the low temperature side constant temperature bath 104 to the three-way valve type motor valve 1 by the first pump 105.
  • the second flange portion 19 of the three-way valve type motor valve 1 is connected to a high temperature side thermostatic chamber 106 which stores a high temperature fluid adjusted to a predetermined high temperature side set temperature.
  • the high temperature side fluid is supplied from the high temperature side constant temperature bath 106 to the three-way valve type motor valve 1 by the second pump 107.
  • the third flange portion 27 of the three-way valve type motor valve 1 is connected to the temperature control flow path 102 of the temperature control unit 101 via the on-off valve 103.
  • a pipe for feedback is provided on the outflow side of the temperature control channel 102 of the temperature control unit 101, and is connected to the low temperature side thermostatic chamber 104 and the high temperature side thermostatic chamber 106 respectively.
  • the three-way valve type motor valve 1 includes a stepping motor 108 that rotationally drives the valve shaft 34. Further, the temperature control unit 101 is provided with a temperature sensor 109 that detects the temperature of the temperature control unit 101. The temperature sensor 109 is connected to a control device (not shown), and the control device controls the driving of the stepping motor 108 of the three-way valve type motor valve 1.
  • the chiller device 100 detects the temperature of the temperature control target W by the temperature sensor 109, and based on the detection result of the temperature sensor 109, the control device of the stepping motor 108 of the three-way valve type motor valve 1 By controlling the rotation, the temperature of the temperature control target W is controlled to be equal to a predetermined set temperature.
  • the three-way valve type motor valve 1 drives the valve shaft 34 by the stepping motor 108 to drive the low temperature side fluid supplied from the low temperature side constant temperature tank 104 by the first pump 105 and the second temperature from the high temperature side constant temperature tank 106. Control the mixing ratio with the high temperature side fluid supplied by the pump 107, and supply the temperature control flow path 102 of the temperature control unit 101 from the three-way valve type motor valve 1 via the on-off valve 103 with high temperature. The temperature of the temperature control fluid mixed with the side fluid is controlled.
  • the three-way valve type motor valve 1 can control the mixing ratio between the low temperature side fluid and the high temperature side fluid with high accuracy according to the rotation angle of the valve shaft 34 as shown in FIG. It is possible to finely adjust the temperature of the fluid. Therefore, the chiller device 100 using the three-way valve type motor valve 1 according to the present embodiment is the temperature control fluid adjusted to a predetermined temperature at which the mixing ratio between the low temperature side fluid and the high temperature side fluid is controlled. By flowing the temperature control flow path 102 of the control unit 101, the temperature of the temperature control target W with which the temperature control unit 101 contacts can be controlled to a desired temperature.
  • FIG. 19 is a conceptual view showing a thermostatic maintenance device (chiller device) to which a flow control three-way valve according to a second embodiment of the present invention is applied.
  • the chiller device 100 uses the three-way valve type motor valve 1 to distribute the control fluid flowing through the temperature control flow path 102 of the temperature control unit 101 to the low temperature side thermostatic chamber 104 and the high temperature side thermostatic chamber 106 respectively. doing.
  • the three-way valve type motor valve 1 controls the flow rate of the control fluid distributed to the low temperature side thermostatic chamber 104 and the high temperature side thermostatic chamber 106 by rotationally driving the valve shaft 34 by the stepping motor 110.
  • each mixing portion 111 of the low temperature side fluid supplied from the low temperature side thermostatic chamber 104 by the first pump 105 and the high temperature side fluid supplied from the high temperature side thermostatic chamber 106 by the second pump 107 A mixing means is used which mixes appropriately after controlling the flow rates of the side fluid and the high temperature side fluid.
  • the mixing means as described above, the three-way valve type motor valve 1 for mixing may of course be used.

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Abstract

弁体と当該弁体と対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部を備えない流量制御弁に比較して、当該流量制御弁の全閉時における流体の漏れを抑制することが可能な流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置を提供する。　流体が流通する単一又は複数の断面矩形状の弁口が形成される円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、前記弁口を開閉するよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、外周面に開口部が開口された円筒形状の弁体と、前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、前記弁体を回転駆動する駆動手段と、を備える。

Description

流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置
　本発明は、流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置に関する。
　従来、流量制御弁に関する技術として、本出願人は、特許文献１等に開示されたものを既に提案している。
　特許文献１は、第１の流体が流入する断面矩形状の第１の弁口と第２の流体が流入する断面矩形状の第２の弁口が形成された円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成され且つ周方向に沿った両端面が曲面形状に形成された弁体と、前記弁体を回転駆動する駆動手段と、を備えるように構成したものである。
特許第６１０４４４３号公報
　本発明は、弁体と当該弁体と対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部を備えない流量制御弁に比較して、当該流量制御弁の全閉時における流体の漏れを抑制することが可能な流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置を提供することを目的とする。
　請求項１に記載された発明は、流体が流通する単一又は複数の断面矩形状の弁口が形成される円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
　前記弁口を開閉するよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、外周面に開口部が開口された円筒形状の弁体と、
　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする流量制御弁である。
　請求項２に記載された発明は、第１の流体が流入する断面矩形状の第１の弁口と第２の流体が流入する断面矩形状の第２の弁口が形成される円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
　前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成され且つ周方向に沿った両端面が曲面形状又は平面形状に形成された弁体と、
　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする流量制御弁である。
　請求項３に記載された発明は、流体が流出する断面矩形状の第１の弁口と前記流体が流出する断面矩形状の第２の弁口が形成された円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
　前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成され且つ周方向に沿った両端面が曲面形状又は平面形状に形成された弁体と、
　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする流量制御弁である。
　請求項４に記載された発明は、円柱形状の空所からなる弁座を有し、前記弁座の周面に流体が流通する断面矩形状の第１の弁口と前記弁座の軸方向に沿った一端部に流体が流通する第３の弁口とが形成された弁本体と、
　前記弁本体の前記弁座内に回転自在に配置され、前記第１の弁口の開口面積を直線状に変化させるよう予め定められた中心角を有する円筒形状の一部を成す形状に形成された弁体と、
　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする流量制御弁である。
　請求項５に記載された発明は、前記弁口は、前記弁本体と別部材からなる弁口形成部材によって形成され、
　前記間隙縮小部は、前記弁口形成部材の前記弁体と対向する先端部からなる請求項１に記載の流量制御弁である。
　請求項６に記載された発明は、前記弁体と前記間隙縮小部との間隙を調整する間隙調整部材を備える請求項５に記載の流量制御弁である。
　請求項７に記載された発明は、混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
　低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
　高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
　前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合比を調整して前記温度制御用流路に流す流量制御弁と、
を備え、
　前記流量制御弁として請求項１、２、５、６のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置である。
　請求項８に記載された発明は、混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
　低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
　高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
　前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合して前記温度制御用流路に供給する混合手段と、
　前記温度制御用流路を流通した温度制御用流体を前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に流量を制御しつつ分配する流量制御弁と、
を備え、
　前記流量制御弁として請求項１、３、５、６のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置である。
　本発明によれば、弁体と当該弁体と対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部を備えない流量制御弁に比較して、当該流量制御弁の全閉時における流体の漏れを抑制することが可能な流量制御弁及びこれを用いた温度制御装置を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す正面図、同右側面図及びアクチュエータ部の底面図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す図２（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す要部の断面斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブの要部を示す一部破断の分解斜視である。 バルブシートを示す構成図である。 バルブシートの装着状態を示す水平断面構成図である。 調整リングを示す斜視構成図である。 弁軸の開閉状態を示す断面模式図である。 弁軸を示す構成図である。 異なった弁軸を示す断面模式図である。 更に異なった弁軸を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブの特性を示すグラフである。 実験例２の結果を示す図表である。 本発明の実施の形態２に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す要部の断面構成図である。 本発明の実施の形態３に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す要部の断面構成図である。 本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。 本発明の実施の形態２に係る流量制御用三方弁の一例としての三方弁型モータバルブを適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。
　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[実施の形態１]
　図１は本発明の実施の形態１に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示す外観斜視図、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は正面図、同右側面図及びアクチュエータ部の底面図、図３は図２（ｂ）のＡ－Ａ線断面図、図４は三方弁型モータバルブの要部を示す断面斜視図、図５は三方弁型モータバルブの要部を示す分解斜視図である。
　三方弁型モータバルブ１は、回転型３方向弁として構成されている。三方弁型モータバルブ１は、図１に示すように、大別して、下部に配置されたバルブ部２と、上部に配置されたアクチュエータ部３と、バルブ部２とアクチュエータ部３の間に配置されたシール部４及びカップリング部５とから構成されている。
　バルブ部２は、図２乃至図５に示すように、ＳＵＳ等の金属により略直方体状に形成されたバルブ本体６を備えている。バルブ本体６には、図３に示すように、その一方の側面（図示例では、左側面）に第１の流体としての低温側流体が流入する第１の流入口７と、円柱形状の空所からなる弁座８に連通した断面矩形状の第１の弁口９がそれぞれ設けられている。
　本実施の形態では、第１の流入口７及び第１の弁口９をバルブ本体６に直接設けるのではなく、第１の流入口７及び第１の弁口９を形成した弁口形成部材の一例としての第１のバルブシート７０をバルブ本体６に装着することにより、第１の流入口７及び第１の弁口９を設けている。
　第１のバルブシート７０は、図６に示すように、バルブ本体６の内側に配置される角筒形状に形成された角筒部７１と、バルブ本体６の外側に配置される円筒形状に形成された円筒部７２と、角筒部７１と円筒部７２の間に円筒部８２側へ向けて外径が大きくなるように配置されたテーパー部７３とを一体的に備えている。第１のバルブシート７０の角筒部７１の内部には、矩形状（本実施の形態では、正方形状）の断面を有する角柱形状の第１の弁口９が形成されている。また、第１のバルブシート７０の円筒部７２の内部には、第１の弁口９に略外接する円形状の断面を有する円柱形状の第１の流入口７が形成されている。
　第１のバルブシート７０の材料としては、例えば、所謂“スーパーエンジニアリングプラスチック”が用いられる。スーパーエンジニアリングプラスチックは、通常のエンジニアリングプラスチックを上回る耐熱性や高温時の機械的強度を有するものである。スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、あるいはこれらの複合材料などが挙げられる。なお、第１のバルブシート７０の材料としては、例えば、エンズィンガージャパン株式会社製の切削加工用ＰＥＥＫ樹脂素材である「ＴＥＣＡＰＥＥＫ」（登録商標）、特に１０％ＰＴＦＥを配合して摺動性に優れた「ＴＥＣＡＰＥＥＫ　ＴＦ　１０　ｂｌｕｅ」（商品名）などが好適に使用される。
　バルブ本体６には、図４及び図５に示されるように、第１のバルブシート７０の外形状に対応し当該バルブシート７０と相似形状の凹所７６が切削加工等により形成されている。凹所７６は、第１のバルブシート７０の角筒部７１に対応した角筒部７６ａと、円筒部７２に対応した円筒部７６ｂと、テーパー部７３に対応したテーパー部７６ｃとを備えている。第１のバルブシート７０は、バルブ本体６の凹所７６に液密状に装着される。また、第１のバルブシート７０のテーパー部７３と凹所７６のテーパー部７６ｃとの間には、図３及び図４に示すように、微少な間隙が形成されている。その結果、バルブ本体６の凹所７６は、第１のバルブシート７０を装着した状態で、テーパー部７３と凹所７６のテーパー部７６ｃとの間の微少な間隙に対応した距離だけ、当該バルブシート７０がバルブ本体６の内外方向に沿って数１００μｍ～数ｍｍ程度にわたり移動自在であり、バルブシート７０の装着位置を調整可能に構成されている。
　第１のバルブシート７０の角筒部７１の先端には、図６（ｂ）に示すように、バルブ本体６に形成された円柱形状の弁座８に対応した円柱形状の曲面の一部を成す平面円弧形状の間隙縮小部の一例としての凹部７４が設けられている。凹部７４の曲率半径Ｒは、弁座８の曲率半径又は弁軸３４の曲率半径と略等しい値に設定される。バルブ本体６の弁座８は、後述するように、当該弁座８の内部で回転する弁軸３４の齧りを防止するため、弁軸３４の外周面との間に僅かな間隙を形成している。第１のバルブシート７０の凹部７４は、図７に示すように、当該第１のバルブシート７０をバルブ本体６に装着した状態でバルブ本体６の弁座８より弁軸３４側に突出するように装着される。その結果、弁軸３４と当該弁軸３４と対向する部材としてのバルブ本体６の弁座８の内面との間隙Ｇは、第１のバルブシート７０の凹部７４が突出した分だけ弁座８の他の部分に比較して部分的に縮小された値に設定される。このように、第１のバルブシート７０の凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１は、弁軸３４と弁座８の内面との間隙Ｇ２より狭い（小さい）所要の値（Ｇ１＜Ｇ２）に設定されている。なお、第１のバルブシート７０の凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１は、バルブシート７０の凹部７４が弁軸３４に接触した状態、つまり間隙無しの状態(間隙Ｇ１＝０)であっても良い。
　ただし、第１のバルブシート７０の凹部７４が弁軸３４に接触する場合には、弁軸３４を回転駆動する際に凹部７４の接触抵抗によって弁軸３４の回転トルクが上昇する虞れがある。そのため、第１のバルブシート７０の凹部７４が弁軸３４に接触する程度は、弁軸３４の回転トルクを考慮して調整される。すなわち、弁軸３４の回転トルクが増加しないか、増加してもその増加量がわずかであり、弁軸３４の回転に支障がない程度に調整される。
　第１のバルブシート７０の円筒部７２の外側に位置する端面には、図６に示すように、円筒部７２よりも外径が小さく設定され、薄肉の短い円筒形状に形成された環状部７５が設けられている。この第１のバルブシート７０の環状部７５には、Ｏリング１５が外装された状態で装着される。Ｏリング１５は、耐熱性を有する合成樹脂によって断面円形又は断面矩形の環状に形成されている。Ｏリング１５の外側には、Ｏリング押さえ１６が装着される。Ｏリング押さえ１６は、耐熱性を有する合成樹脂又は金属によって断面矩形の環状に形成されている。さらに、第１のバルブシート７０の外側には、弁軸３４と第１のバルブシート７０の凹部７４との間隙Ｇ１を調整する間隙調整部材の一例としての調整リング７７が配置される。調整リング７７は、図８に示すように、耐熱性を有する合成樹脂又は金属によって外周面に雄ネジ７７ａが形成された相対的に長さが短く設定された円筒形状の部材からなる。調整リング７７の外側の端面には、当該調整リング７７をバルブ本体６に設けられた雌ネジ部７８に締め付けて装着する際に、締付量を調整するための図示しない治具を係止して当該調整リング７７を回転させるための凹溝７７ｂが１８０度対向する位置にそれぞれ設けられている。
　バルブ本体６には、調整リング７７を装着するための雌ネジ部７８が設けられている。雌ネジ部７８の外側に位置する開口端部には、外周に向けて直径が拡大するようにテーパー部７９が設けられている。テーパー部７９には、Ｏリング７９ａが介在されている。
　調整リング７７は、バルブ本体６の雌ネジ部７８に対する締め込み量を調整することにより、当該調整リング７７が第１のバルブシート７０を内側に向けて押動する量（距離）を調整するものである。調整リング７７の締め込み量を増加させると、第１のバルブシート７０は、図７に示すように、調整リング７７によってＯリング押さえ１６を介して押され、凹部７４が弁座８の内周面から突出して弁軸３４に近接する方向に変位し、当該凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１が減少する。また、調整リング７７の締め込み量を予め少ない量に設定すると、第１のバルブシート７０は、調整リング７７によって押動される距離が減少し、弁軸３４から離間した位置に配置され、第１のバルブシート７０の凹部７４と弁軸３４との間隙Ｇ１が相対的に増大する。調整リング７７の雄ネジ７７ａ及びバルブ本体６の雌ネジ部７８は、そのピッチが小さく設定されており、第１のバルブシート７０の突出量を微調整可能に構成されている。
　また、バルブ本体６の一側面には、図３及び図４に示すように、低温側流体を流入させる図示しない配管を接続するための第１のフランジ部材１０が４本の六角穴付きボルト１１（図３参照）により取り付けられている。図５中、符号１１ａは、六角穴付きボルト１１が締結されるネジ孔を示している。第１のフランジ部材１０は、バルブ本体６と同様にＳＵＳ等の金属により形成される。第１のフランジ部材１０は、バルブ本体６の側面形状と同一の側面矩形状に形成されたフランジ部１２と、フランジ部１２の内側面に円筒形状に突設された挿入部１３（図４参照）と、フランジ部１２の外側面に厚肉の略円筒形状に突設され、図示しない配管が接続される配管接続部１４とを有している。配管接続部１４の内周は、例えば、その口径が直径約２１ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／２や直径約０．５８インチの雌ネジに設定されている。なお、配管接続部１４の形状は、テーパー付き雌ネジ或いは雌ネジに限定されるものではなく、チューブを装着するチューブフィッティングなどでもよく、第１の流入口７から流体を流入可能なものであれば良い。
　バルブ本体６には、その他方の側面（図３中、右側面）に第２の流体としての高温側流体が流入する第２の流入口１７と、円柱形状の空所からなる弁座８に連通した断面矩形状の第２の弁口１８がそれぞれ設けられている。
　本実施の形態では、第２の流入口１７及び第２の弁口１８をバルブ本体６に直接設けるのではなく、第２の流入口１７及び第２の弁口１８を形成した弁口形成部材の一例としての第２のバルブシート８０をバルブ本体６に装着することにより、第２の流入口１７及び第２の弁口１８を設けるように構成されている。
　第２のバルブシート８０は、図６に符号を括弧付きで示すように、第１のバルブシート７０と同様に構成されている。すなわち、第２のバルブシート８０は、バルブ本体６の内側に配置される角筒形状に形成された角筒部８１と、バルブ本体６の外側に配置される円筒形状に形成された円筒部８２と、角筒部８１と円筒部８２の間に円筒部８２側へ向けて外径が大きくなるよう配置されたテーパー部８３とを一体的に備えている。第２のバルブシート８０の角筒部８１の内部には、矩形状（本実施の形態では、正方形状）の断面を有する角柱形状の第２の弁口１８が形成されている。また、第２のバルブシート８０の円筒部８２の内部には、第２の弁口１８に略外接する円形状の断面を有する円筒形状の第２の流入口１７が形成されている。
　バルブ本体６には、図４及び図５に示されるように、第２のバルブシート８０の外形状に対応し当該バルブシート８０と相似形状の凹所８６が切削加工等により形成されている。凹所８６は、第２のバルブシート８０の角筒部８１に対応した角筒部８６ａと、円筒部８２に対応した円筒部８６ｂと、テーパー部８３に対応したテーパー部８６ｃとを備えている。第２のバルブシート８０は、バルブ本体６の凹所８６に液密状に装着される。また、第２のバルブシート８０のテーパー部８３と凹所８６のテーパー部８６ｃとの間には、図３及び図４に示すように、微少な間隙が形成されている。その結果、バルブ本体６の凹所８６は、第２のバルブシート８０を装着した状態で、テーパー部８３と凹所８６のテーパー部８６ｃとの間の微少な間隙に対応した距離だけ、当該バルブシート８０がバルブ本体６の内外方向に沿って数１００μｍ～数ｍｍ程度にわたり移動自在であり、バルブシート８０の装着位置を調整可能に構成されている。なお、第２のバルブシート８０は、第１のバルブシート７０と同一の材料により形成されている。
　第２のバルブシート８０の円筒部８２の外側に位置する端面には、図６に示すように、円筒部８２よりも外径が小さく設定され、薄肉の円筒形状に形成された環状部８５が短く設けられている。第２のバルブシート８０の環状部８５には、Ｏリング２４が外装された状態で装着される。また、Ｏリング２４の外側には、Ｏリング押さえ２５が装着される。さらに、第２のバルブシート８０の外側には、弁軸３４と第２のバルブシート８０の先端部８４との間隙Ｇ３を調整する間隙調整部材の一例としての調整リング８７が配置される。なお、間隙Ｇ３は、間隙Ｇ１と等しい値に設定される。調整リング８７は、図８に符号を括弧付きで示すように、外周面に雄ネジ８７ａが形成された相対的に長さが短く設定された円筒形状の部材からなる。調整リング８７の外側の端面には、当該調整リング８７をバルブ本体６に設けられた雌ネジ部８８に締め付けて装着する際に、締付量を調整するための図示しない治具を係止して当該調整リング８７を回転させるための凹溝８７ｂが１８０度対向する位置にそれぞれ設けられている。
　バルブ本体６には、調整リング８７を装着するための雌ネジ部８８が設けられている。雌ネジ部８８の外側に位置する開口端部には、外周に向けて直径が拡大するようにテーパー部８９が設けられている。テーパー部８９には、Ｏリング８９ａが介在されている。
　バルブ本体６の他方の側面には、図３及び図４に示すように、高温側流体を流入させる図示しない配管を接続するための第２のフランジ部材１９が４本の六角穴付きボルト２０（図３参照）により取り付けられている。第２のフランジ部材１９は、第１のフランジ部材１０と同様にＳＵＳ等の金属により形成される。第２のフランジ部材１９は、バルブ本体６の側面形状と同一の側面矩形状に形成されたフランジ部２１と、フランジ部２１の内側面に円筒形状に突設された挿入部２２と、フランジ部２１の外側面に厚肉の略円筒形状に突設され、図示しない配管が接続される配管接続部２３とを有している。配管接続部２３の内周は、例えば、その口径が直径約２１ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／２や、直径約０．５８インチの雌ネジに設定されている。なお、配管接続部２３の形状は、配管接続部１４と同様、テーパー付き雌ネジ或いは雌ネジに限定されるものではなく、チューブを装着するチューブフィッティングなどでもよく、第２の流入口１７から流体を流入可能なものであれば良い。
　ここで、第１の流体としての低温側流体及び第２の流体としての高温側流体は、温度制御用に使用される流体であって相対的に温度が低い流体を低温側流体と称し、相対的に温度が高い流体を高温側流体と称している。したがって、低温側流体及び高温側流体は、相対的なものを意味し、絶対的に温度が低い低温の流体及び絶対的に温度が高い高温の流体を意味するものではない。低温側流体及び高温側流体としては、例えば、圧力が０～１ＭＰａ、０～８０℃程度の温度範囲において０～３０℃程度の温度に調整された水（純水など）、及び５０～８０℃程度の温度に調整された水（純水）などが好適に使用される。また、低温側流体及び高温側流体としては、例えば、－２０～＋１２０℃程度の温度範囲において、－２０℃程度の温度においても凍結せず、＋１２０℃程度においても沸騰しないフロリナート（登録商標）などのフッ素系不活性液体、エチレングリコール等の流体が使用される。
　また、バルブ本体６には、図３に示すように、その下端面に低温側流体と高温側流体が混合された温度制御用流体が流出する第３の弁口として断面円形状の流出口２６が開口されている。バルブ本体６の下端面には、温度制御用流体を流出させる図示しない配管を接続するための第３のフランジ部材２７が４本の六角穴付きボルト２８により取り付けられている。流出口２６の下端部には、第３のフランジ部材２７を装着するためテーパー状に拡径したテーパー部２６ａを介して円筒部２６ｂが開口されている。第３のフランジ部材２７は、第１及び第２のフランジ部材１０，１９と同様にＳＵＳ等の金属により形成される。第３のフランジ部材２７は、バルブ本体６の下端面形状より小さい平面矩形状に形成されたフランジ部２９と、フランジ部２９の上端面に円筒形状に突設された挿入部３０と、フランジ部２９の下端面に厚肉の略円筒形状に突設され、図示しない配管が接続される配管接続部３１とを有している。配管接続部３１の内周は、例えば、その口径が直径約２１ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／２や直径約０．５８インチの雌ネジに設定されている。バルブ本体６の第３の流入口２６の下端内周端には、第３のフランジ部材２７のフランジ部２９との間にＯリング３２を装着するための面取り３３が施されている。なお、配管接続部３１の形状は、テーパー付き雌ネジ或いは雌ネジに限定されるものではなく、チューブを装着するチューブフィッティングなどでもよく、流出口２６から流体を流出可能なものであれば良い。
　バルブ本体６の中央には、第１及び第２のバルブシート７０，８０を装着することによって断面矩形状の第１の弁口９及び断面矩形状の第２の弁口１８が設けられる弁座８を備えている。弁座８は、後述する弁体の外形状に対応した円柱形状に形成された空所からなる。また、弁座８の一部は、第１及び第２のバルブシート７０，８０によって形成されている。円柱形状に形成された弁座８は、バルブ本体６の上端面に貫通した状態で設けられる。バルブ本体６に設けられる第１の弁口９及び第２の弁口１８は、図９に示すように、円柱形状に形成された弁座８の中心軸（回転軸）Ｃに対して軸対称に配置されている。更に説明すると、第１の弁口９及び第２の弁口１８は、円柱形状に形成された弁座８に対して直交するように配置されており、第１の弁口９の一方の端縁は、中心軸Ｃを介して第２の弁口１８の他方の端縁と対向する位置（１８０度異なる位置）に開口されている。また、第１の弁口９の他方の端縁は、中心軸Ｃを介して第２の弁口１８の一方の端縁と対向する位置（１８０度異なる位置）に開口されている。なお、図９では、便宜上、弁座８と弁軸３４との間隙は図示が省略されている。
　また、第１の弁口９及び第２の弁口１８は、図３及び図４に示すように、上記のごとく、バルブ本体６に第１及び第２のバルブシート７０，８０を装着することによって形成される断面正方形状等の断面矩形状に形成された開口部からなる。第１の弁口９及び第２の弁口１８は、その一辺の長さが第１の流入口７及び第２の流入口１７の直径より小さく設定されており、当該第１の流入口７及び第２の流入口１７に内接する断面矩形状に形成されている。
　弁体の一例としての弁軸３４は、図１０に示すように、ＳＵＳ等の金属により外形が略円柱形状に形成されている。弁軸３４は、大別して、弁体として機能する弁体部３５と、当該弁体部３５の上下にそれぞれ設けられて弁軸３４を回転自在に支持する上下の軸支部３６，３７と、上軸支部３６の上部に設けられたシール部３８と、シール部３８の上部にテーパー部３９を介して設けられたカップリング部４０とを一体的に備えている。
　上下の軸支部３６，３７は、弁体部３５より外径が小さく同一の直径を有するように設定された円筒形状にそれぞれ形成されている。下軸支部３７の軸方向に沿った長さは、上軸支部３６より若干長く設定されている。下軸支部３７は、図３に示すように、バルブ本体６に設けられた弁座８の下端部にベアリング４１を介して回転自在に支持されている。弁座８の下部には、ベアリング４１を支持する環状の支持部４２が内周へ向けて突出するよう設けられている。ベアリング４１、支持部４２及び第３のフランジ部材２７の挿入部３０は、同一の内径に設定されており、弁体部３５の内部を通過した温度制御用流体が抵抗を殆ど生じることなく第３のフランジ部材２７の接続部３１へと流出するよう構成されている。一方、上軸支部３６には、スラストワッシャー４３が装着されており、弁軸３４が後述するシール筐体５３に押圧されることで発生する負荷を低減させている。
　また、弁体部３５は、図３及び図１０（ｂ）に示すように、第１及び第２の弁口９，１８の開口高Ｈ１より高さが低い開口高Ｈ２を有する略半円筒形状の開口部４４が設けられた円筒形状に形成されている。弁体部３５の開口部４４が設けられた弁動作部４５は、予め定められた中心角α（例えば、約１９０度）を有する半円筒形状（円筒形状の部分のうち、開口部４４を除いた略半円筒形状）に形成されている。弁動作部４５は、開口部４４の上下に位置する弁体部３５を含めて第１の弁口９を閉状態から開状態に切り替えると同時に、第２の弁口１８を逆方向の開状態から閉状態に切り替えるよう弁座８内に且つ弁座８の内周面に金属同士の齧りを防止するため微小な間隙を介して非接触状態となるよう回転自在に配置されている。弁動作部４５の上下に配置された上下の弁軸部４６，４７は、図９に示すように、弁動作部４５と同一の外径を有する円筒形状に形成されており、弁座８の内周面に微小な間隙を介して非接触状態にて回転自在となっている。弁動作部４５及び上下の弁軸部４６，４７、更にはシール部３８にわたる内部には、上端部が小径となる円柱形状の空所４８が下端部に向けて貫通した状態で設けられている。
　また、弁動作部４５は、周方向（回転方向）に沿った両端面４５ａ，４５ｂがその中心軸Ｃと交差する（直交する）方向に沿った断面形状が曲面形状に形成されている。更に説明すると、弁動作部４５は、図１１（ａ）に示すように、周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂの回転軸Ｃと交差する断面形状が開口部４４に向けて凸形状を成す円弧形状に形成されている。両端部４５ａ，４５ｂの曲率半径は、例えば、弁動作部４５の厚さＴの１／２に設定される。その結果、両端部４５ａ，４５ｂの断面形状は、半円形状となる。
　弁動作部４５は、周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂの回転軸Ｃと交差する断面形状が円弧形状に限定されるものではなく、周方向（回転方向）に沿った両端面４５ａ，４５ｂが曲面形状に形成されていれば良い。弁動作部４５としては、図１１（ｂ）に示すように、周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂの回転軸Ｃと交差する断面形状が外周面側に位置する第１の曲線部５０と、内周面側に位置して第１の曲線部５０より曲率半径が小さい第２の曲線部５１を滑らかに接続した曲線状に形成することも可能である。
　弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂは、図１１に示すように、弁軸３４が回転駆動されて第１及び第２の弁口９，１８を開閉する際に、低温側流体及び高温側流体の流れの中において、第１及び第２の弁口９，１８の周方向に沿った端部から突出する又は退避するように移動（回転）することで第１及び第２の弁口９，１８を開状態から閉状態あるいは閉状態から開状態へと移行させる。このとき、弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂは、弁軸３４の回転角度に対する第１及び第２の弁口９，１８の開口面積をより一層リニア（直線状）に変化させるため、断面形状が曲面形状に形成されている。
　また、弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂは、図１２に示すように、半径方向に沿った平面状に形成しても良い。
　弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂを断面形状が曲面形状に形成した場合には、図１１（ｂ）に示すように、弁軸３４の開度が５０％を超えても、弁軸３４の回転角度に対する第１及び第２の弁口９，１８の開口面積をより一層リニア（直線状）に変化させることが可能となる。
　シール部４は、図３に示すように、弁軸３４を液密状態に密封するものである。シール部４は、ＳＵＳ等の金属によって弁軸３４を挿通する挿通孔５２を有する円筒形状に形成されたシール筐体５３を有している。シール筐体５３は、バルブ本体６の上端面に設けられた円柱形状の凹部５４に配置されている。シール筐体５３は、環状のシール部材５５，５６を介して弁軸３４との位置関係が決まり、図示しない位置決めピンを介して後述するスペーサ部材５９に対して回り止め状態に固定される構造となっている。シール筐体５３の内周面には、弁軸３４を密封するＯリング等からなる２つの環状のシール部材５５，５６が上下に配置されている。シール部材５５，５６としては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）製のＯリングが用いられる。上方に位置するシール部材５６は、押さえ部材５６ａにより押さえられている。また、シール筐体５３は、Ｏリング等からなる環状のシール部材５７によりバルブ本体６に対して密封されている。
　カップリング部５は、シール部４が内蔵されたバルブ本体６とアクチュエータ部３との間に配置されている。カップリング部５は、弁軸３４と当該弁軸３４を一体に回転させる図示しない回転軸とを連結するためのものである。カップリング部５は、シール部４とアクチュエータ部３の間に配置されたスペーサ部材５９と、スペーサ部材５９の上部に固定されたアダプタプレート６０と、スペーサ部材５９及びアダプタプレート６０の内部に貫通状態で形成された円柱形状の空間６１に収容され、弁軸３４と図示しない回転軸とを連結するカップリング部材６２とから構成されている。スペーサ部材５９は、ＳＵＳ等の金属によりバルブ本体６と略同一の平面形状を有する比較的高さが低い角筒状に形成されている。スペーサ部材５９は、ネジ止め等の手段によってバルブ本体６及びアダプタプレート６０の双方に固定される。また、アダプタプレート６０は、図２（ｃ）に示すように、ＳＵＳ等の金属により平面多角形の板状に形成されている。アダプタプレート６０は、六角孔付きボルト６３によりアクチュエータ部３の基盤６４に固定した状態で取り付けられる。
　カップリング部材６２は、図３に示すように、金属や耐熱性を有する合成樹脂、或いはセラミクス等により円柱形状に形成されたものである。弁軸３４の上端には、水平方向に沿って貫通するように凹溝６５が設けられている。そして、弁軸３４は、カップリング部材６２に設けられた凸部６６を凹溝６５に嵌合することによりカップリング部材６２に連結固定されている。一方、カップリング部材６２の上端には、水平方向に沿って貫通するように凹溝６７が設けられている。図示しない回転軸は、カップリング部材６２に設けられた凹溝６７に図示しない凸部を嵌合することによりカップリング部材６２に連結固定される。スペーサ部材５９は、シール部材５５，５６から液体が漏洩した際、挿通孔５２を通じて漏洩した液体を検知するための開口部６８を側面に有している。開口部６８は、例えば、その口径が直径約８ｍｍのテーパー付き雌ネジであるＲｃ１／１６に設定されている。
　アクチュエータ部３は、図２に示すように、平面矩形状に形成された基盤６４を備えている。基盤６４の上部には、ステッピングモータやエンコーダ等からなる駆動手段を内蔵した直方体形状の箱体として構成されたケーシング９０がビス９１止めにより装着されている。アクチュエータ部３の駆動手段は、制御信号に基いて回転軸５８を所望の方向に所定の精度で回転可能なものであれば良く、その構成は限定されない。駆動手段は、ステッピングモータ及び当該ステッピングモータの回転駆動力をギア等の駆動力伝達手段を介して回転軸５８に伝達する駆動力伝達機構、並びに回転軸５８の回転角度を検出するエンコーダ等の角度センサにより構成される。
　なお、図２中、符号９２はステッピングモータ側ケーブルを、９３は角度センサ側ケーブルをそれぞれ示している。これらステッピングモータ側ケーブル９２及び角度センサ側ケーブル９３は、三方弁型モータバルブ１を制御する図示しない制御装置にそれぞれ接続される。
＜三方弁型モータバルブの動作＞
　本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、次のようにして低温側流体及び高温側流体の流量が制御される。
　三方弁型モータバルブ１は、図５に示すように、組立時又は使用する際の調整時に、第１及び第２のフランジ部材１０，１９がバルブ本体６から取り外されて、調整リング７７，８７が外部に露出した状態とされる。この状態で、図示しない治具を用いて調整リング７７，８７のバルブ本体６に対する締付量を調整することにより、図７に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０におけるバルブ本体６の弁座８に対する突出量を変化させる。調整リングのバルブ本体６に対する締付量を増加させた場合には、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部がバルブ本体６の弁座８の内周面から突出し、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１が減少する。一方、調整リングのバルブ本体６に対する締付量を減少させた場合には、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部がバルブ本体６の弁座８の内周面から突出する長さが減少し、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１が増加する。
　本実施の形態では、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１は、５～１０μｍ程度に設定される。ただし、第１及び第２のバルブシート７０，８０の凹部と弁軸３４の外周面との間隙Ｇ１は、この値に限定されるものではなく、当該値より小さい値、例えば間隙Ｇ１＝０μｍであっても良く、１０μｍ以上に設定しても良い。
　三方弁型モータバルブ１には、図１に示すように、第１のフランジ部材１０及び第２のフランジ部材１９を介して、予め定められた低温側の設定温度に調整された低温側流体及び予め定められた高温側の設定温度に調整された高温側流体が図示しない配管を介して供給される。三方弁型モータバルブ１は、図９（ａ）に示すように、例えば、動作を開始する前の初期状態において、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）すると同時に第２の弁口１８を開放（全開）した状態とされる。
　三方弁型モータバルブ１は、図３に示すように、アクチュエータ部３に設けられた図示しないステッピングモータを所定量だけ回転駆動させると、ステッピングモータの回転量に応じて回転軸５８が回転駆動される。三方弁型モータバルブ１は、回転軸５８が回転駆動されると、当該回転軸５８に連結固定された弁軸３４が回転軸５８の回転量（回転角）と同一の角度だけ回転する。弁軸３４の回転に伴って弁動作部４５が弁座８の内部において回転し、図１２（ａ）に示すように、弁動作部４５の周方向に沿った一端部４５ａが第１の弁口９を徐々に開放して、第１のハウジング部材１０から第１の流入口７を介して流入する低温側流体が第１の弁口９より弁座８の内部に流入する。
　このとき、弁動作部４５の周方向に沿った他端部４５ｂは、図１２（ａ）に示すように、第２の弁口１８を開放しているため、第２のハウジング部材１９から第２の流入口１７を介して流入する高温側流体が第２の弁口１８より弁座８の内部に流入しており、低温側流体と混合された高温側流体が弁座８を介してバルブ本体６の流出口３０を介して第３のハウジング部材２７から外部に流出する。高温側流体の温度は、低温側流体より高い温度であって予め定められた一定の温度（例えば、８０℃）となるように調整されている。
　三方弁型モータバルブ１は、図１１（ｂ）に示すように、弁軸３４が回転駆動されて弁動作部４５の周方向に沿った一端部４５ａが第１の弁口９を徐々に開放すると、第１のハウジング部材１０から流入する低温側流体と第２のハウジング部材１９から流入する高温側流体とが弁室８並びに弁軸３４の内部において混合されて温度制御用流体となりバルブ本体６の流出口３０を介して第３のハウジング部材２７から外部に供給される。
　三方弁型モータバルブ１は、回転軸５８が回転駆動されるに伴って弁軸３４が回転し、弁動作部４５の周方向に沿った一端部４５ａが第１の弁口９を次第に開放すると同時に、弁動作部４５の周方向に沿った他端部４５ｂが第２の弁口１８を次第に閉塞し、第１の弁口９から流入する低温側流体と第２の弁口１８から流入する高温側流体とが弁室８及び弁軸３４の内部において混合され、低温側流体と高温側流体との混合比に応じて温度が調整された温度制御用流体としてバルブ本体６の流出口３０から外部に供給される。
　また、三方弁型モータバルブ１は、弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂが断面曲面形状又は断面平面形状に形成されているため、弁軸３４の回転角度に対して第１及び第２の弁口９，１８の開口面積をリニア（直線状）に変化させることが可能となる。また、弁動作部４５の両端部４５ａ，４５ｂによって流量が規制される低温側流体及び高温側流体が層流に近い状態で流動すると考えられ、第１の弁口９及び第２の弁口１８の開口面積に応じて低温側流体及び高温側流体の混合比（流量）を精度良く制御することができる。
　本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、上述したように、初期的に、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）すると同時に第２の弁口１８を開放（全開）した状態とされる。
　このとき、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）すると、理想的には、第１の流体である低温側流体の流量がゼロとなる筈である。
　しかしながら、三方弁型モータバルブ１は、図７に示すように、弁軸３４が弁座８の内周面に対して金属同士の齧りを防止するために、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に微小な間隙を介して非接触状態となるよう回転自在に配置されている。その結果、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間には、微小な間隙Ｇ２が形成されている。そのため、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の弁動作部４５が第１の弁口９を閉塞（全閉）した場合であっても、低温側流体の流量がゼロとならず、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に存在する微小な間隙Ｇ２を介して低温側流体が少量ながら第２の弁口１８側へ流れ込もうとする。
　ところで、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１では、図７に示すように、第１及び第２のバルブシート７０，８０に凹部７４，８４が設けられており、当該凹部７４，８４が弁座８の内周面から弁軸３４側に突出して、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間の間隙Ｇ１を部分的に縮小している。
　したがって、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４が弁座８の内周面に対して金属同士の齧りを防止するため、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に微小な間隙を介して非接触状態となるよう回転自在に配置されていても、低温側流体が第１の弁口９から弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に存在する微小な間隙Ｇ２へ流れ込むことが、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間隙が部分的に縮小された領域である間隙Ｇ１により大幅に制限されて抑制される。
　そのため、三方弁型モータバルブ１では、弁軸３４と当該弁軸３４と対向する第１及び第２のバルブシート７０，８０との間隙を部分的に縮小するよう設けられた凹部７４，８４を備えない三方弁型モータバルブに比較して、当該三方弁型モータバルブの全閉時における流体の漏れを大幅に抑制することが可能となる。
　また同様に、三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４の弁動作部４５が第２の弁口１８を閉塞（全閉）とした場合にも、第２の流体である高温側流体が第２の弁口１８を介して、低温側流体側に漏れて流入するのを大幅に抑制することができる。
　実験例１
　本発明者は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すような弁軸３４を備えた三方弁型モータバルブ１を試作し、弁軸３４の回転に伴う第１の弁口９及び第２の弁口１８の開度に応じて、低温側流体及び高温側流体の流量係数Ｃｖ値がどのように変化するかを確認する実験を行った。
　なお、低温側流体、高温側流体及び低温側流体と高温側流体とが混合された温度制御用流体の流量係数Ｃｖ値は、弁軸３４の回転角を変化させた際に、検出精度の高い一台の流量センサを第１の弁口９、第２の弁口１８及び流出口３０の各々に個別に移動させて測定した。
　図１３及び図１４は上記実験例の結果をそれぞれ示すグラフである。図１３は図１１（ａ）の弁軸に対応し、図１４は図１１（ｂ）の弁軸に対応している。
　その結果、図１３及び図１４に示すグラフから明らかなように、弁軸３４の回転角に伴って低温側流体が略直線状に流量係数を示すＣｖ値が増加するとともに、高温側流体が略直線状に流量係数を示すＣｖ値が減少し、低温側流体及び高温側流体の混合比（流量）を精度良く制御できることが判った。また、図１３及び図１４に示すグラフから明らかなように、図１１（ａ）（ｂ）のいずれの弁軸とも、弁軸３４の開度が５０％以上の領域において流量係数Ｃｖ値が直線上から僅かに外れる領域が存在する。これは、図１１（ａ）の弁軸に比較して図１１（ｂ）の弁軸の方が、流量係数Ｃｖ値が直線上から僅かに外れる領域は、弁軸３４の開度が高い領域にシフトしているため、弁動作部４５の両端部４５ａ，４５ｂの曲面形状が影響しているものと推定される。
　なお、図１４に示すグラフでは、弁動作部４５の周方向に沿った両端部４５ａ，４５ｂの外周側の曲率半径を大きく設定している影響か、弁軸３４を全閉位置に回転させた場合であっても、一方の流体の流量係数Ｃｖ値が完全にゼロとならないことが判る。
　実験例２
　また、本発明者は、図３及び図４に示すような第１及び第２のバルブシート７０，８０を備えた三方弁型モータバルブ１を試作し、弁軸３４の回転に伴い第１の弁口９を全閉したときに、低温側流体の流量（漏れ量）がどの程度あるか測定する実験を行った。実験は、弁軸３４の外周面と弁座８の内周面との間に存在する微小な間隙Ｇ１を、１５０μｍ、２８μｍ、６．５μｍにそれぞれ変化させるとともに、低温側流体の第１の弁口９の上流側と下流側の差圧を０．４４ＭＰａ、０．６８ＭＰａに変化させて行った。
　図１５は実験例２の結果を示す図表である。
　図１５から明らかなように、弁軸の外周面とバルブ本体の弁座の内周面との間隙（クリアランス）が１５０μｍの場合には、第１の流入口と流出口との差圧が０．４４ＭＰａであると、毎分当たりの漏れ量が２．２０Ｌ／ｍｉｎであり、第１の流入口と流出口との差圧が０．６８ＭＰａであると、毎分当たりの漏れ量が２．７３Ｌ／ｍｉｎと大幅に大きくなる。
　これに対して、本実験例２においては、弁軸の外周面とバルブ本体の弁座の内周面との間隙（クリアランス）を２８μｍに設定した場合、第１の流入口と流出口との差圧が０．４４ＭＰａであると、毎分当たりの漏れ量が０．２１Ｌ／ｍｉｎであり、第１の流入口と流出口との差圧が０．６８ＭＰａであっても、毎分当たりの漏れ量が０．２６Ｌ／ｍｉｎと大幅に減少することが判る。
　更に、本実験例２においては、弁軸の外周面とバルブ本体の弁座の内周面との間隙（径のクリアランス）を６．５μｍに設定すると、第１の流入口と流出口との差圧が０．４４ＭＰａであると、毎分当たりの漏れ量が０．０８Ｌ／ｍｉｎであり、第１の流入口と流出口との差圧が０．６８ＭＰａであっても、毎分当たりの漏れ量を０．１０Ｌ／ｍｉｎと更に大幅に減少させることができることが判る。
[実施の形態２]
　図１６は本発明の実施の形態２に係る流量制御弁の一例としての三方弁型モータバルブを示すものである。
　本実施の形態２に係る三方弁型モータバルブ１は、異なる２種類の流体を混合するものではなく、同一の流体を二つに分配する分配用の三方弁型モータバルブ１として構成されたものである。
　分配用の三方弁型モータバルブ１は、上述した混合用の三方弁型モータバルブ１と同一の構造を有している。ただし、分配用の三方弁型モータバルブ１は、図１６に示すように、バルブ本体６の下端部に流入口２６を有しているとともに、バルブ本体６の両側面に第１の流出口７及び第２の流出口１７を有している。その他の構成は、上述した混合用の三方弁型モータバルブ１と同一である。
[実施の形態３]
　図１７は本発明の実施の形態３に係る流量制御弁の一例としての二方弁型モータバルブを示すものである。
　本実施の形態３に係る二方弁型モータバルブ１は、１種類の流体の流量を制御する流量制御用の二方弁型モータバルブ１として構成されたものである。
　すなわち、流量制御用の二方弁型モータバルブ１は、図１７に示すように、バルブ本体６の一側面に単一の流入口１７を有しているとともに、バルブ本体６の底面に流出口２６を備えている。その他の構成は、上述した混合用の三方弁型モータバルブ１と同一である。
[実施例１]
　図１８は本発明の実施の形態１に係る流量制御用三方弁を適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。
　このチラー装置１００は、例えば、プラズマエッチング処理などを伴う半導体製造装置に使用され、温度制御対象Ｗの一例としての半導体ウエハ等の温度を一定温度に維持するものである。半導体ウエハ等の温度制御対象Ｗは、プラズマエッチング処理等を受けると、プラズマの生成や放電等に伴って温度が上昇する場合がある。
　チラー装置１００は、温度制御対象Ｗと接触するように配置される温度制御手段の一例としてのテーブル状に構成された温度制御部１０１を備える。温度制御部１０１は、混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路１０２を内部に有している。
　温度制御部１０１の温度制御用流路１０２には、開閉弁１０３を介して三方弁型モータバルブ１が接続されている。三方弁型モータバルブ１の第１のフランジ部１０には、予め定められた低温側の設定温度に調整された低温流体を貯蔵した低温側恒温槽１０４が接続されている。低温側恒温槽１０４からは、三方弁型モータバルブ１に第１のポンプ１０５により低温側流体が供給される。また、三方弁型モータバルブ１の第２のフランジ部１９には、予め定められた高温側の設定温度に調整された高温流体を貯蔵した高温側恒温槽１０６が接続されている。高温側恒温槽１０６からは、三方弁型モータバルブ１に第２のポンプ１０７により高温側流体が供給される。三方弁型モータバルブ１の第３のフランジ部２７は、開閉弁１０３を介して温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に接続されている。
　また、温度制御部１０１の温度制御用流路１０２の流出側には、帰還用の配管が設けられており、低温側恒温槽１０４及び高温側恒温槽１０６にそれぞれ接続されている。
　三方弁型モータバルブ１は、弁軸３４を回転駆動するステッピングモータ１０８を備えている。また、温度制御部１０１には、当該温度制御部１０１の温度を検知する温度センサ１０９が設けられている。温度センサ１０９は、図示しない制御装置に接続されており、制御装置は、三方弁型モータバルブ１のステッピングモータ１０８の駆動を制御する。
　チラー装置１００は、図１８に示すように、温度制御対象Ｗの温度を温度センサ１０９によって検知し、当該温度センサ１０９の検知結果に基いて制御装置によって三方弁型モータバルブ１のステッピングモータ１０８の回転を制御することにより、温度制御対象Ｗの温度を予め定められた設定温度と等しい温度となるよう制御する。
　三方弁型モータバルブ１は、ステッピングモータ１０８によって弁軸３４を回転駆動することにより、低温側恒温槽１０４から第１のポンプ１０５により供給される低温側流体と、高温側恒温槽１０６から第２のポンプ１０７により供給される高温側流体との混合比を制御し、三方弁型モータバルブ１から開閉弁１０３を介して温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に供給する低温側流体と高温側流体とが混合された温度制御用流体の温度を制御する。
　このとき、三方弁型モータバルブ１は、図１３に示すように、弁軸３４の回転角に応じて低温側流体と高温側流体との混合比を高い精度で制御することができ、温度制御用流体の温度を微調整することが可能となる。そのため、本実施の形態に係る三方弁型モータバルブ１を使用したチラー装置１００は、低温側流体と高温側流体との混合比が制御された所定の温度に調整された温度制御用流体を温度制御部１０１の温度制御用流路１０２に流すことにより、温度制御部１０１が接触する温度制御対象Ｗの温度を所望の温度に制御することができる。
[実施例２]
　図１９は本発明の実施の形態２に係る流量制御用三方弁を適用した恒温維持装置（チラー装置）を示す概念図である。
　このチラー装置１００は、温度制御部１０１の温度制御用流路１０２を流れた制御用流体を低温側恒温槽１０４と高温側恒温槽１０６とにそれぞれ分配するために三方弁型モータバルブ１を使用している。三方弁型モータバルブ１は、ステッピングモータ１１０によって弁軸３４を回転駆動することにより、低温側恒温槽１０４と高温側恒温槽１０６とにそれぞれ分配する制御用流体の流量を制御する。
　なお、低温側恒温槽１０４から第１のポンプ１０５により供給される低温側流体と、高温側恒温槽１０６から第２のポンプ１０７により供給される高温側流体との混合部１１１には、各低温側流体及び高温側流体の流量を制御した後に適宜混合する混合手段が用いられる。混合手段としては、上述したように、混合用の三方弁型モータバルブ１を用いても勿論良い。
　流量制御弁の全閉時における流体の漏れを抑制することができ、温度制御装置に使用することにより温度制御対象の温度を精度良く制御することが可能となる。
１…三方弁型モータバルブ
２…バルブ部
３…アクチュエータ部
４…シール部
５…カップリング部
６…バルブ本体
７…第１の流入口
８…弁座
９…第１の弁口
１０…第１のフランジ部材
１１…六角穴付きボルト
１２…フランジ部
１３…挿入部
１４…配管接続部
１５…Ｏリング
１６…面取り
１７…第２の流入口
１８…第２の弁口
１９…第２のフランジ部材
２０…六角穴付きボルト
２１…フランジ部
２２…挿入部
２３…配管接続部
３４…弁軸
３５…弁体部
４５…弁動作部
４５ａ，４５ｂ…両端部
７０，８０…第１及び第２のバルブシート
７４，８４…凹部（間隙縮小部）

Claims (8)

  1. 　流体が流通する単一又は複数の断面矩形状の弁口が形成される円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
    　前記弁口を開閉するよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、外周面に開口部が開口された円筒形状の弁体と、
    　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
    　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
    を備えることを特徴とする流量制御弁。
  2. 　第１の流体が流入する断面矩形状の第１の弁口と第２の流体が流入する断面矩形状の第２の弁口が形成される円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
    　前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成され且つ周方向に沿った両端面が曲面形状又は平面形状に形成された弁体と、
    　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
    　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
    を備えることを特徴とする流量制御弁。
  3. 　流体が流出する断面矩形状の第１の弁口と前記流体が流出する断面矩形状の第２の弁口が形成された円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
    　前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるよう前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成され且つ周方向に沿った両端面が曲面形状又は平面形状に形成された弁体と、
    　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
    　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
    を備えることを特徴とする流量制御弁。
  4. 　円柱形状の空所からなる弁座を有し、前記弁座の周面に流体が流通する断面矩形状の第１の弁口と前記弁座の軸方向に沿った一端部に流体が流通する第３の弁口とが形成された弁本体と、
    　前記弁本体の前記弁座内に回転自在に配置され、前記第１の弁口の開口面積を直線状に変化させるよう予め定められた中心角を有する円筒形状の一部を成す形状に形成された弁体と、
    　前記弁体と当該弁体が対向する部材との間隙を部分的に縮小するよう設けられた間隙縮小部と、
    　前記弁体を回転駆動する駆動手段と、
    を備えることを特徴とする流量制御弁。
  5. 　前記弁口は、前記弁本体と別部材からなる弁口形成部材によって形成され、
    　前記間隙縮小部は、前記弁口形成部材の前記弁体と対向する先端部からなる請求項１に記載の流量制御弁。
  6. 　前記弁体と前記間隙縮小部との間隙を調整する間隙調整部材を備える請求項５に記載の流量制御弁。
  7. 　混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
    　低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
    　高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
    　前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合比を調整して前記温度制御用流路に流す流量制御弁と、
    を備え、
    　前記流量制御弁として請求項１、２、５、６のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置。
  8. 　混合比が調整された低温側流体及び高温側流体からなる温度制御用流体が流れる温度制御用流路を有する温度制御手段と、
    　低温側の予め定められた第１の温度に調整された前記低温側流体を供給する第１の供給手段と、
    　高温側の予め定められた第２の温度に調整された前記高温側流体を供給する第２の供給手段と、
    　前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に接続され、前記第１の供給手段から供給される前記低温側流体と前記第２の供給手段から供給される前記高温側流体とを混合して前記温度制御用流路に供給する混合手段と、
    　前記温度制御用流路を流通した温度制御用流体を前記第１の供給手段と前記第２の供給手段に流量を制御しつつ分配する流量制御弁と、
    を備え、
    　前記流量制御弁として請求項１、３、５、６のいずれかに記載の流量制御弁を用いたことを特徴とする温度制御装置。
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