WO2023188822A1 - バルブ装置 - Google Patents

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WO2023188822A1
WO2023188822A1 PCT/JP2023/003725 JP2023003725W WO2023188822A1 WO 2023188822 A1 WO2023188822 A1 WO 2023188822A1 JP 2023003725 W JP2023003725 W JP 2023003725W WO 2023188822 A1 WO2023188822 A1 WO 2023188822A1
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WO
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valve
time
actuator body
amount
piston
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/003725
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English (en)
French (fr)
Inventor
伸夫 中村
龍彦 佐藤
知宏 中田
健吾 辻野
Original Assignee
株式会社フジキン
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
    • F16K31/363—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor the fluid acting on a piston

Definitions

  • the on-off valves disclosed in Patent Documents 1 and 2 are closed by the biasing force of a spring member that is constantly applied, and are opened by supplying compressed air as a driving gas to a pressure chamber against the biasing force of the spring member.
  • This is a so-called normally closed type opening/closing valve.
  • the valve opening time and valve closing time change depending on the pressure of the supplied driving gas.
  • the valve opening time is the time required from the start of the supply of driving gas to the pressure chamber of the on-off valve to the completion of valve opening
  • the valve closing time is the time required for the driving gas accumulated in the pressure chamber to open.
  • the valve opening movement time which is the movement time of the piston required for transitioning from the valve closed state to the valve open state, and the transition from the valve open state to the valve closed state.
  • the valve closing movement time which is the movement time of the piston actually required, is different from each other. Furthermore, the valve opening travel time is shorter than the valve closing travel time.
  • valve opening time and valve closing time of each on-off valve or the valve opening time of a plurality of on-off valves can be adjusted to substantially match each other under the set pressure of the driving gas used.
  • a valve device with a mechanism is provided.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a valve device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the operation of an adjustment mechanism that limits the amount of ventilation.
  • a graph showing the relationship between the force acting on the piston and the operating time when there is no restriction on the amount of ventilation.
  • the graph which shows the relationship between the force which acts on a piston, and operation time when the amount of ventilation is restricted and the amount of restriction is adjusted.
  • FIG. 4 is a sectional view showing another structural example of the adjustment mechanism of the present invention and its operation.
  • FIG. 7 is a sectional view showing still another structural example of the adjustment mechanism of the present invention.
  • FIG. 8 is an external perspective view of the cover member shown in FIG. 7 as seen from above.
  • FIG. 8 is an external perspective view of the cover member shown in FIG. 7 as seen from below.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a valve device 1 in an open state according to an embodiment of the present invention. Note that in FIG. 1, arrows A1 and A2 indicate the vertical direction, with A1 indicating the upward direction and A2 indicating the downward direction.
  • the valve device 1 includes a valve body 2, a valve seat 3, a diaphragm 4 as a valve body, a stem 7, a bonnet 10, a coil spring 15 as a spring member, and an actuator body 20.
  • the diaphragm 4 is installed on the bottom surface within the cylindrical portion 2a of the valve body 2 so as to face the valve seat 3. Specifically, the peripheral edge of the diaphragm 4 on the lower surface side is supported by a support portion consisting of an annular projection formed on the bottom surface of the cylindrical portion 2a of the valve body 2, and the peripheral edge of the upper surface of the diaphragm 4
  • the valve body 2 is airtightly fixed to the valve body 2 by being pressed in the downward direction A2 by the annular retainer adapter 5. That is, the diaphragm 4 has its peripheral edge in airtight contact with the valve body 2 so as to cooperate with the valve body 2 to define a part of the flow path that communicates the flow path 2b and the flow path 2c.
  • the diaphragm 4 is made by bulging the center of a thin metal plate such as special stainless steel or a thin nickel-cobalt alloy plate upward, so that the upwardly convex arc shape becomes a natural spherical shell shape. ing.
  • the diaphragm 4 is made of a metal such as stainless steel or a NiCo alloy, or a fluororesin, and is elastically deformable into a spherical shell shape.
  • the diaphragm 4 moves between a valve closed position in which it is pressed against the valve seat 3 and a valve open position in which it is separated from the valve seat 3, that is, it communicates with and shuts off the flow path 2b and the flow path 2c by moving the diaphragm 4 into and out of the valve seat.
  • the coil spring 15 is provided so as to surround the stem 7 , the lower end of the coil spring 15 is received by a flange 7 a formed at the lower end of the stem 7 , and the upper end of the coil spring 15 is located inside the bonnet 10 . It is held by the ceiling surface.
  • the coil spring 15 is in a compressed state from its natural length, and constantly biases the stem 7 downward toward the diaphragm 4 side.
  • the actuator body 20 consists of a main body part 21 and a lower lid part 22, and a threaded part formed on the outer periphery of the lower lid part 22 is screwed into a threaded part on the inner periphery of the main body part 21, which is open at the lower end.
  • a cylindrical portion 22a extending downward is formed in the center of the lower lid portion 22, and a threaded portion formed on the outer periphery of the cylindrical portion 22a connects to the center of the upper end of the bonnet 10.
  • the actuator body 20 is connected to the bonnet 10 by being screwed into a screw hole formed in the bonnet 10 .
  • the position of the actuator body 20 with respect to the bonnet 10 is locked by the lock nut 11 which is screwed into the cylindrical part 22a of the lower lid part 22 and abuts on the upper end surface of the bonnet 10.
  • the position of the actuator body 20 with respect to the bonnet 10 defines the position of the stem 7 when the valve is fully open.
  • the inside of the actuator body 20 is separated into an upper and lower space by a partition wall member 35 that slidably penetrates the piston rod 40, and in the upper space, a piston 30 that engages with the piston rod 40 is slidable in the vertical direction. It is set in.
  • a piston 36 that engages with the piston rod 40 is provided in the lower space so as to be slidable in the vertical direction.
  • SR indicates a sealing member such as an O-ring.
  • the piston 30 partitions the space above the actuator body 20 into a pressure chamber 31 and an atmospheric chamber 32, and the piston 36 partitions the space below the actuator body 20 into a pressure chamber 37 and an atmospheric chamber 38. ing.
  • the pressure chamber 31 communicates with a flow passage 41 formed at the center of the piston rod 40 via a branch passage 41a, and the pressure chamber 37 communicates with a flow passage 41 formed at the center of the piston rod 40 via a branch passage 41a. It communicates via the path 41b.
  • An opening on the upper end side of the flow passage 41 of the piston rod 40 communicates with a supply passage 21 c formed in the upper center of the main body 21 of the actuator body 20 .
  • the driving gas DG supplied through the supply path 21c is supplied to the pressure chamber 31 and the pressure chamber 37.
  • valve device 1 When the driving gas DG is not supplied to the actuator body 20 through the supply path 21c, the stem 7 is urged downward A2 by the force of the coil spring 15, and the diaphragm 4 is pressed by the diaphragm retainer 8 and the valve seat 3 is pressed. By being pressed against the flow path 2b and the flow path 2c, the flow path 2b and the flow path 2c are cut off. This state is the valve closed state.
  • Movement of the stem 7 is restricted at a position where the upper end surface 7b of the stem 7 moving in the upward direction A1 comes into contact with the lower end surface 22b of the cylindrical portion 22a of the actuator body 20.
  • the position where the movement of the stem 7 in the upward direction A1 is restricted is the position where the valve is in the open state.
  • the valve closing time means that from the above-mentioned valve open state, the control signal SG for the three-way valve 100 is turned off, the valve that supplies the drive gas DG in the three-way valve 100 is shut off, and the supply path 21c is opened to the atmosphere.
  • the driving gas DG accumulated in the pressure chambers 31, 37 is discharged to the outside, the pressure in the pressure chambers 31, 37 is reduced, and the diaphragm 4 of the valve device 1 is pressed against the valve seat 3 by the biasing force of the coil spring 15. This is the time required for the valve to close due to pressure.
  • the valve opening time and the valve closing time are measured based on, for example, the control signal SG and a signal from a position detector provided in the valve device 1.
  • FIG. 3 shows a graph schematically showing an example of the relationship between the force acting on the piston and time in the valve device 1 in a state where adjustment by the adjustment mechanism 50 is not performed.
  • the force that acts in the downward direction A2 is expressed as a minus
  • the force that acts in the upward direction A1 is expressed as a plus.
  • Each numerical value is used to simplify the explanation, so it may differ from the actual numerical value.
  • Graph N1 shows the relationship between force and time when moving from the valve closed state to the valve open state
  • graph N2 shows the relationship between force and time when moving from the valve open state to the valve closed state. It shows.
  • the time T1a will be defined as the valve opening movement start time.
  • the pistons 30 and 36 move in the upward direction A1 while the coil spring 15 is contracted.
  • the air in the atmospheric chambers 32, 38 is exhausted to the outside through the ventilation holes 21a, 21b.
  • the reaction force of the coil spring 15 in the downward direction A2 increases, so the amount of increase in the force acting on the pistons 30 and 36 decreases, and the slope of the graph N1 decreases. becomes smaller.
  • the pistons 30, 36 stop.
  • the time from when the pistons 30 and 36 start moving until they stop is defined as the valve opening movement time T1b.
  • valve opening time T1 and the valve closing time T2 are different. It can also be seen that the valve opening movement start time T1a and the valve closing movement start time T2a are different, and the valve opening movement start time T1a is longer than the valve closing movement start time T2a. Furthermore, it can be seen that the valve opening movement time T1b and the valve closing movement time T2b are different, and the valve opening movement time T1b is shorter. That is, it can be seen that the travel times of the pistons 30 and 36 are different when transitioning from the valve closed state to the valve open state and when transitioning from the valve open state to the valve closed state.
  • FIG. 4 is a graph schematically showing an example of the relationship between the force acting on the piston in the valve device 1 and time when the adjustment mechanism 50 limits the amount of ventilation through the ventilation holes 21a, 21b.
  • Graph K1 shows the relationship between force and time when moving from the valve closed state to the valve open state
  • graph K2 shows the relationship between force and time when moving from the valve open state to the valve closed state. It shows. Note that, for comparison with the case where the amount of ventilation through the ventilation holes 21a and 21b is not limited, the graphs N1 and N2 described above are also shown in FIG. Further, the set pressure of the driving gas DG used is also the same as in the case of FIG.
  • the valve opening movement start time T1a is exactly the same as the valve opening movement start time T1a of the graph N1.
  • the pistons 30 and 36 start to move upward in the A1 direction when the force in the upward direction A1 and the force in the downward direction A2 are balanced.
  • the air in the atmospheric chambers 32, 38 becomes difficult to be discharged to the outside through the vents 21a, 21b, and this acts as a resistance force on the pistons 30, 36.
  • the valve opening movement time T1b is extended compared to the case of graph N1. Let the amount of extension at this time be Ex1. When the valve opening movement time T1b is extended, the valve opening time T1 is also extended.
  • the valve closing movement start time T2a is exactly the same as the valve closing movement start time T2a of graph N2.
  • the pistons 30 and 36 start moving in the downward direction A2 when the force in the upward direction A1 and the force in the downward direction A2 are balanced.
  • the valve closing movement time T2b is extended compared to the case of graph N2. Let the amount of extension at this time be Ex2.
  • the valve closing time T2 is also extended.
  • the magnitude of the resistance force per unit time due to the restriction of the airflow rate that the pistons 30, 36 receive increases as the movement time of the pistons 30, 36 becomes shorter, and the effect on extending the movement time of the pistons 30, 36 increases. It is thought that it will become larger. That is, the restriction of the ventilation amount of the adjustment mechanism 50 has a greater effect on extending the valve opening movement time T1b compared to the valve closing movement time T2b. This is considered to be the reason why the amount of extension Ex1 of the valve opening movement time T1b is longer than the amount of extension Ex2 of the valve closing movement time T2b.
  • the method of adjusting the valve opening time T1 and the valve closing time T2 by the adjustment mechanism 50 of this embodiment prevents the above-mentioned phenomenon that the extension amount Ex1 of the valve opening movement time T1b becomes larger than the extension amount Ex2 of the valve closing movement time T2b.
  • the valve opening time T1 and valve closing time T2 which are different from each other, can be adjusted to be closer to each other. That is, by adjusting the restriction amount of the ventilation amount of the adjustment mechanism 50 and changing the extension amount Ex1 and the extension amount Ex2 appropriately, the valve opening time T1 and the valve closing time can be changed as shown in graphs K1A and K2A shown in FIG. 5, for example. It becomes possible to adjust T2 to be substantially the same.
  • Graph K1A shows the relationship between force and time when changing from the valve closed state to the valve open state when the ventilation amount restriction is adjusted
  • graph K2A shows the relationship between force and time when the ventilation amount restriction is adjusted. It shows the relationship between force and time when transitioning from a valve open state to a valve closed state.
  • the valve opening time T1 and the valve closing time T2 are different from each other, by adjusting the ventilation amount of the ventilation holes 21a and 21b using the adjustment mechanism 50, the valve opening time T1 and the valve closing time T2 can be made to be approximately the same. It becomes possible to match.
  • FIG. 6 shows a modification of the adjustment mechanism. Note that in FIG. 6, the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment. In addition, (a) of FIG. 6 shows a case where the restriction amount of ventilation is relatively large, (b) shows a case where the restriction amount of ventilation is medium, and (c) shows a case where the restriction amount of ventilation is relatively small. It shows.
  • the actuator body 20A shown in FIG. 6 the outer diameter of the upper part of the main body part 21A is smaller than that of the lower end part, and a threaded part 21Aa is formed on the outer peripheral surface of the reduced diameter part of the main part 21A. ing.
  • a cylindrical cover member 55 is provided to cover the upper outer periphery of the actuator body 20A.
  • a threaded portion 55a is formed on the inner peripheral surface of the cover member 55, and this threaded portion 55a is screwed into the threaded portion 21Aa of the main body portion 21A.
  • the cover member 55 is rotatable in the rotation direction R1 and the rotation direction R2, and by turning it in one of the rotation directions R1 and R2, the cover member 55 moves upward with respect to the actuator body 20A, and rotates. By turning the cover member 55 in the other direction of direction R1 and rotation direction R2, the cover member 55 moves downward with respect to the actuator body 20A.
  • the cover member 55 is formed so that its outer diameter is approximately the same as the outer diameter of the lower side of the main body portion 21A, and there are no protrusions on the outer peripheral surface of the actuator body 20A.
  • the ventilation hole 21a and the ventilation hole 21b formed in the main body part 21A meet at the upper end side of the main body part 21A, and open at the outer surface of the main body part 21A.
  • An annular protrusion 55b formed at the lower end of the cover member 55 is arranged to face the confluence 21x of the ventilation holes 21a and 21b.
  • the restriction amount of ventilation increases, and as the protrusion part 55b moves away from the confluence part 21x, the amount of ventilation increases.
  • the amount of restriction becomes smaller. Therefore, by adjusting the amount of rotation of the cover member 55, the amount of restriction on the amount of ventilation can be adjusted as desired.
  • the adjusted position of the cover member 55 can be fixed with a lock screw 60 provided on the cover member 55.
  • FIG. 7 shows still another modification of the adjustment mechanism. Note that in FIG. 7, the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment.
  • the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment.
  • An annular cover member 55B is fitted to this outer peripheral portion so as to cover the outer peripheral portion.
  • the cover member 55B is rotatable in the rotation direction R1 and the rotation direction R2 with respect to the main body portion 21B of the actuator body 20B, and does not move up or down with respect to the actuator body 20B even if the cover member 55B is rotated. As shown in FIGS.
  • the cover member 55B has a radial ventilation hole 55Ba that opens at the inner peripheral surface 55Bf1 and an outer peripheral surface 55Bf2 on the lower end side, and a radial ventilation hole 55Ba that opens at the lower end surface 55Be and is located halfway through the ventilation hole 55Ba.
  • a vent hole 55Bb that joins is formed.
  • the cover member 55B has screw holes 56 formed at a plurality of locations into which lock screws 60 are screwed.
  • the ventilation hole 55Ba and the ventilation hole 55Bb correspond to the ventilation hole 21a and the ventilation hole 21b, and by rotating the cover member 55B, the degree of overlap between the ventilation hole 55Ba and the ventilation hole 21a and the ventilation hole 55Bb and the ventilation hole 21b can be adjusted.
  • the amount of ventilation of the ventilation hole 21a and the ventilation hole 21b can be adjusted.
  • the degree of overlap between the ventilation hole 55Ba and the ventilation hole 21a and between the ventilation hole 55Bb and the ventilation hole 21b is maximum, the ventilation amount is maximum, and as the degree of overlap decreases, the ventilation hole 21a and the ventilation hole 21b are respectively By being blocked by the peripheral surface 55Bf1 and the lower end surface 55Be, the amount of ventilation also decreases.
  • a metal diaphragm is used as the valve body, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to use a valve body directly connected to the tip of the stem.
  • a valve that can adjust the flow rate of the flow path by adjusting the position of the actuator body is used, but the invention is not limited to this, and the actuator body and bonnet may be integrated. It is also possible to use a valve in which the actuator body is directly fixed to the valve body with a bonnet.
  • compressed air is used as the drive gas DG in the above embodiment, it is also possible to use other gases.
  • Valve device 2 Valve body 2a: Cylindrical portions 2b, 2c: Channel 3: Valve seat 4: Diaphragm 5: Holder adapter 7: Stem 7a: Flange portion 7b: Upper end face 8: Diaphragm presser 10: Bonnet 11: Lock Nut 15: Coil springs 20, 20A, 20B: Actuator body 21, 21A, 21B: Main body portion 21Aa: Threaded portions 21a, 21b: Ventilation hole 21c: Supply path 21x: Merging portion 22: Lower lid portion 22a: Cylindrical portion 22b : Lower end surface 30 : Pistons 31, 37 : Pressure chambers 32, 38 : Atmospheric chamber 35 : Partition wall member 36 : Piston 40 : Piston rod 41 : Flow passages 41a, 41b : Branch passage 50 : Adjustment mechanism 51 : Screw member 51a : Pin Part 51b: Groove portions 55, 55B: Cover members 55Ba, 55Bb: Ventilation hole 55Be: Lower

Abstract

弁開時間と弁閉時間とを近づけるように調整可能なバルブ装置を提供する。流路を画定するバルブボディと、流路を開閉する弁体としてのダイヤフラム（４）と、ダイヤフラム（４）をバルブシート（３）に離着座させるステム（７）と、ステム（７）を弁閉方向へ常時付勢するばね部材としてのコイルばね（１５）と、ステム（７）と連結されたピストン（３０，３６）と、ピストン（３０，３６）を摺動自在に収容するアクチュエータボディ（２０）と、を有し、アクチュエータボディ（２０）内は、ピストン（３０，３６）によって、駆動ガス（ＤＧ）が供給される圧力室（３１，３７）と、アクチュエータボディ（２０）に形成された通気孔（２１ａ，２１ｂ）を介して大気と連通する大気室（３２，３８）とに区画されており、アクチュエータボディ（２０）は、通気孔（２１ａ，２１ｂ）の通気量を制限することにより、弁閉に要する弁閉時間と弁開に要する弁開時間とが一致するように調整可能な調整機構（５０）を備える。

Description

バルブ装置
　本発明は、半導体プロセスにおけるプロセスガスの供給制御等に用いられる流体制御器としてのバルブ装置に関する。
　半導体ウエハの表面に薄膜を形成する成膜処理においては薄膜の微細化が求められ、近年の半導体プロセスでは、原子レベルや分子レベルの厚さで薄膜を形成するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）という成膜方法が使われている。
　このような半導体プロセスにおいては、正確に計量したプロセスガスを処理チャンバに供給するために、ガスボックスから供給されるプロセスガスをバッファとしてのタンクに一時的に貯留し、処理チャンバの直近に設けられた開閉バルブを高頻度で開閉させてタンクからのプロセスガスを真空雰囲気の処理チャンバへ供給することが行われている。なお、処理チャンバの直近に設けられる開閉バルブとしては、例えば、特許文献１，２を参照。
特開2007-64333号公報 特開2016-121776号公報
　特許文献１、２に開示された開閉バルブは、常時作用するばね部材の付勢力で閉弁し、圧力室に駆動ガスとしての圧縮空気を供給してばね部材の付勢力に抗して開弁する、いわゆるノーマルクローズタイプの開閉バルブである。
　ノーマルクローズタイプの開閉バルブでは、供給される駆動ガスの圧力に応じて弁開時間および弁閉時間が変化することが知られている。ここで、弁開時間とは開閉バルブの圧力室への駆動ガスの供給が開始されてから弁開が完了するまでに要する時間であり、弁閉時間とは圧力室に溜まっている駆動ガスの排出が開始されてばね部材の付勢力により弁閉が完了するまでの時間とする。
　プロセスガスの流量を高精密に制御するうえで、各開閉バルブにおける弁開時間と弁閉時間とはできるだけ一致している、かつ調整可能であることが好ましい。しかしながら、弁開時間と弁閉時間はユーザが使用する駆動ガスの設定圧力に依存するため、ユーザ毎の要求に沿って調整することは困難であった。
　また、駆動ガスの設定圧力が同じであっても、開閉バルブ間の機差により、弁開時間と弁閉時間とが異なることがある。この場合、処理チャンバに供給されるプロセスガスの濃度にムラができてしまう可能性があるため、処理チャンバ直近に設けられている開閉バルブ間の弁開時間を一致させることも求められている。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、各開閉バルブにおける弁開時間と弁閉時間、または、複数の開閉バルブにおける弁開時間をほぼ一致させるように調整可能な調整機構付のバルブ装置を提供することを目的とする。
　本発明のバルブは、流路を画定するバルブボディと、
　前記流路を開閉する弁体と、
　前記弁体を前記バルブボディに備わるバルブシートに離着座させるステムと、
　前記ステムを弁閉方向へ常時付勢するばね部材と、
　前記ステムと連結されたピストンと、
　前記ピストンを摺動自在に収容するアクチュエータボディと、を有し、
　前記アクチュエータボディ内は、前記ピストンによって、駆動ガスが供給される圧力室と、当該アクチュエータボディに形成された通気孔を介して大気と連通する大気室とに区画されており、
　前記アクチュエータボディは、前記通気孔の通気量を制限することが可能な調整機構を備える。
　前記調整機構は、弁閉に要する弁閉時間と弁開に要する弁開時間とをほぼ一致するように調整する。
　上記構成において、前記調整機構による調整前の状態において、弁閉状態から弁開状態に移行する際に要する前記ピストンの移動時間である弁開移動時間と、弁開状態から弁閉状態に移行する際に要する前記ピストンの移動時間である弁閉移動時間とが互いに異なる。さらに、前記弁開移動時間は、前記弁閉移動時間よりも短い。
　上記構成において、前記調整機構による前記通気量の制限により、前記弁開移動時間および前記弁閉移動時間がそれぞれ延長され、かつ、前記弁開移動時間の延長量が前記弁閉移動時間の延長量よりも大きい。
　本発明では、前記圧力室への前記駆動ガスの供給開始から前記ピストンに作用する前記駆動ガスの力が前記ばね部材の付勢力を超えて前記ピストンが移動開始するまでに要する時間である弁開移動開始時間と、前記圧力室内の前記駆動ガスの排出開始から前記ばね部材の付勢力が前記ピストンに作用する前記駆動ガスの力を超えるまでに要する時間である弁閉移動開始時間とが互いに異なる。また、弁開移動開始時間は、前記弁閉移動開始時間よりも長い。
　好適には、前記調整機構は、前記アクチュエータボディの上部外周を覆うように当該アクチュエータボディに螺合するカバー部材を有し、当該カバー部材の一部を用いて、前記通気孔の通気量を調整可能に制限する、構成を採用できる。
　さらに好適には、前記調整機構は、前記アクチュエータボディの上部外周を覆うように当該アクチュエータボディに回動可能に設けられたカバー部材を有し、
　前記カバー部材は、前記アクチュエータボディに対する回動位置を調整することにより前記通気孔の通気量を調整可能に形成されている、構成を採用することも可能である。
　本発明によれば、使用される駆動ガスの設定圧力の下で、各開閉バルブにおける弁開時間と弁閉時間、または、複数の開閉バルブにおける弁開時間をほぼ一致させるように調整可能な調整機構付のバルブ装置が提供される。
本発明の一実施形態に係るバルブ装置の縦断面図。 通気量を制限する調整機構の作動を示す断面図。 通気量の制限が無い場合のピストンに作用する力と動作時間との関係を示すグラフ。 通気量制限をした場合のピストンに作用する力と動作時間との関係を示すグラフ。 通気量を制限しかつ制限量を調整した場合のピストンに作用する力と動作時間との関係を示すグラフ。 本発明の調整機構の他の構造例およびその作動を示す断面図。 本発明の調整機構のさらに他の構造例を示す断面図。 図７のカバー部材の上方から見た外観斜視図。 図７のカバー部材の下方から見た外観斜視図。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。説明において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る開状態におけるバルブ装置１の構成を示す断面図である。なお、図１において、矢印Ａ１,Ａ２は上下方向を示しており、Ａ１が上方向、Ａ２が下方向を示している。
　バルブ装置１は、バルブボディ２と、バルブシート３と、弁体としてのダイヤフラム４と、ステム７と、ボンネット１０と、ばね部材としてのコイルばね１５と、アクチュエータボディ２０とを有している。
　バルブボディ２は、ステンレス鋼等の金属によりブロック状に形成されており、上部側に円筒部２ａを有し、プロセスガス等の流体が流通する流路２ｂ及び流路２ｃが形成されている。円筒部２ａの底面には、流路２ｂが開口しており、この流路２ｂの開口の周囲にＰＦＡ、ＰＡ、ＰＩ、ＰＣＴＦＥ、ＰＴＦＥ等の合成樹脂で形成されたバルブシート３が設けられている。バルブシート３は、カシメ加工によりバルブボディ２に固定されているが、カシメ加工によらずに配置することも可能である。
　ダイヤフラム４は、バルブシート３に対向するようにバルブボディ２の円筒部２ａ内の底面に設置されている。具体的には、ダイヤフラム４の下面側の周縁部が、バルブボディ２の円筒部２ａ内の底面に形成された円環状の突起からなる支持部に支持され、ダイヤフラム４の上面側の周縁部が環状の押えアダプタ５により下方向Ａ２に向けて押圧されることにより、バルブボディ２に気密に固定されている。すなわち、ダイヤフラム４は、バルブボディ２と協働して流路２ｂと流路２ｃとを連通する流路の一部を画定するように周縁部がバルブボディ２に気密に接触している。
　本実施形態では、ダイヤフラム４は、特殊ステンレス鋼等の金属製薄板及びニッケル・コバルト合金薄板の中央部を上方へ膨出させることにより、上に凸の円弧状が自然状態の球殻状とされている。ダイヤフラム４は、例えば、ステンレス、ＮｉＣｏ系合金などの金属やフッ素系樹脂で球殻状に弾性変形可能に形成されている。ダイヤフラム４は、バルブシート３に対して押圧される弁閉位置及び離間する弁開位置の間で移動する、すなわち、離着座することにより流路２ｂと流路２ｃとの連通及び遮断を行う。
　ボンネット１０は、バルブボディ２の円筒部２ａの内周面に形成されたねじ部に螺合することにより、バルブボディ２に連結されており、ボンネット１０の円環状の下端面が押えアダプタ５を下方に向けて押圧することで、ダイヤフラム４がバルブボディ２に対して固定されている。
　ステム７は、下端部にダイヤフラム押え８を保持しているとともに、上端部側がピストンロッド４０に連結されており、ボンネット１０の内部で上下方向Ａ１,Ａ２に移動可能に配置されている。ダイヤフラム押え８は、ダイヤフラム４の上面の中心部に当接する凸状の湾曲面を備えており、ポリイミド等の合成樹脂製の部材で形成される。
　コイルばね１５は、ステム７を包囲するように設けられ、コイルばね１５の下端部はステム７の下端部に形成されたフランジ部７ａによって受け止められ、コイルばね１５の上端部はボンネット１０の内部の天井面によって受け止められている。このコイルばね１５は、自然長から圧縮された状態にあり、ステム７をダイヤフラム４側の下方に向けて常時付勢している。
　アクチュエータボディ２０は、本体部２１と下蓋部２２とからなり、下端側が開口した本体部２１の内周のねじ部に下蓋部２２の外周に形成されたねじ部が螺合している。
　下蓋部２２の中心部には、下方に向けて延在する円筒状部２２ａが形成されており、この円筒状部２２ａの外周に形成されたねじ部が、ボンネット１０の上端部の中心部に形成されたねじ孔に螺合することにより、ボンネット１０にアクチュエータボディ２０が接続される。下蓋部２２の円筒状部２２ａに螺合しつつボンネット１０の上端面に当接するロックナット１１により、ボンネット１０に対するアクチュエータボディ２０の位置がロックされる。ボンネット１０に対するアクチュエータボディ２０の位置によってバルブ全開時のステム７の位置が規定される。
　アクチュエータボディ２０の内部は、ピストンロッド４０に摺動自在に貫通する隔壁部材３５により上下の空間に隔てられ、上側の空間には、ピストンロッド４０と係合するピストン３０が上下方向に摺動自在に設けられている。下側の空間には、ピストンロッド４０と係合するピストン３６が上下方向に摺動自在に設けられている。なお、図１において、ＳＲはＯリング等のシール部材を示している。
　ピストン３０は、アクチュエータボディ２０の上側の空間を圧力室３１と大気室３２とに区画しており、ピストン３６は、アクチュエータボディ２０の下側の空間を圧力室３７と大気室３８とに区画している。
　圧力室３１は、ピストンロッド４０の中心部に形成された流通路４１と分岐路４１ａを介して連通しており、圧力室３７は、ピストンロッド４０の中心部に形成された流通路４１と分岐路４１ｂを介して連通している。ピストンロッド４０の流通路４１の上端側の開口は、アクチュエータボディ２０の本体部２１の上側の中心部に形成された供給路２１ｃと連通している。供給路２１ｃを通じて供給される駆動ガスＤＧが、圧力室３１および圧力室３７に供給される。
　大気室３２は、アクチュエータボディ２０の本体部２１の上部に形成された通気孔２１ａを通じて大気と連通している。
　大気室３８は、アクチュエータボディ２０の本体部２１の円筒部分および上部に形成された通気孔２１ｂを通じて大気と連通している。
　三方弁１００は、電磁弁で構成され、制御信号ＳＧがオンになると、駆動ガスＤＧを供給する図示しないバルブを開いて所定圧力の駆動ガスＤＧを圧力室３１,３７に供給し、圧力室３１,３７の内部の圧力を所定圧力に保つ。制御信号ＳＧがオフになると、駆動ガスＤＧを供給するバルブを閉じるとともに、供給路２１ｃを図１の点線で示すように大気に開放し、圧力室３１,３７に溜まった駆動ガスＤＧは外部に排出される。
　調整機構５０は、通気孔２１ａおよび通気孔２１ｂの中途に設けられ、通気孔２１ａおよび通気孔２１ｂを通じて大気室３２および大気室３８から外部へ排出される空気の通気量又は通気孔２１ａおよび通気孔２１ｂを通じて大気室３２および大気室３８へ吸引される空気の通気量を調整可能に制限するために設けられている。調整機構５０は、通気孔２１ａおよび通気孔２１ｂの一部で空気が通過可能な断面積を狭めることにより、通気量の調整が可能になっている。
　具体的には、アクチュエータボディ２０の本体部２１の半径方向に通気孔２１ａおよび２１ｂを横切るようにねじ穴が形成され、このねじ穴に螺合するねじ部材５１により通気量を調整する。
　ねじ部材５１は、先端部にねじが形成されていないピン部５１ａと、ねじ部材５１の中途に形成された溝部５１ｂとを有する。
　図２は、調整機構５０による通気量の制限の例を示しており、（ａ）は通気量の制限量が相対的に大きい場合を示しており、（ｂ）は制限量が中程度の場合を示しており、（ｃ）は通気量の制限量が相対的に小さい場合を示している。（ａ）に示すように、ピン部５１ａが通気孔２１ａに大きく進入し、かつ、溝部５１ｂが通気孔２１ｂ外に位置付けられた状態では、通気量の制限量が大きい。一方、（ｃ）に示すように、ピン部５１ａが通気孔２１ａから後退し、溝部５１ｂが通気孔２１ｂ内に位置付けられた状態では、通気量の制限量は小さい。（ｂ）は（ａ）と（ｃ）との中間の状態である。このように、ねじ部材５１の位置を調整することで、通気量の制限量を任意に調整できる。なお、５２はロックナットであり、ねじ部材５１の調整後の位置をロックするために設けられている。
　次に、バルブ装置１の基本動作について説明する。
　アクチュエータボディ２０に供給路２１ｃを通じて駆動ガスＤＧが供給されていない状態では、コイルばね１５の力により、ステム７が下方向Ａ２に付勢され、ダイヤフラム４はダイヤフラム押え８によって押圧されてバルブシート３に押し付けられることで、流路２ｂと流路２ｃとの間が遮断される。この状態が弁閉状態である。
　三方弁１００に対する制御信号ＳＧがオンになると、駆動ガスＤＧが供給路２１ｃ、流通路４１を通じて圧力室３１，３７に供給され、これにより、ピストン３０，３６がコイルばね１５の力に抗して上方向Ａ１に押し上げられる。大気室３２，３８からは、通気孔２１ａ,２１ｂを通じて空気が外部に排出される。ピストン３０，３６とともにステム７が上方向Ａ１に移動することで、ダイヤフラム４がバルブシート３から離間し、流路２ｂと流路２ｃとの間が連通する。上方向Ａ１に移動するステム７の上端面７ｂがアクチュエータボディ２０の円筒状部２２ａの下端面２２ｂに当接する位置でステム７の移動が規制される。ステム７の上方向Ａ１への移動が規制される位置が弁開状態となる位置である。
　三方弁１００に対する制御信号ＳＧがオフになると、三方弁１００において駆動ガスＤＧの供給が遮断されるとともに、供給路２１ｃが大気に開放され、圧力室３１，３７に溜まった駆動ガスＤＧが供給路２１ｃを通じて外部に排出される。圧力室３１，３７の圧力が下がると、コイルばね１５の力によってピストン３０，３６が下方向Ａ２に押し下げられつつ、通気孔２１ａ,２１ｂを通じて外部の空気が大気室３２，３８に流入し、最終的に、ダイヤフラム４がバルブシート３に押し付けられて、弁閉状態となる。
　次に、調整機構５０による弁閉時間と弁開時間の調整方法について説明する。
　ここで、弁開時間とは、バルブ装置１のダイヤフラム４がバルブシート３にコイルばね１５の付勢力により押し付けられて流路２ｂと流路２ｃとの間が遮断された弁閉状態から、三方弁１００に対する制御信号ＳＧがオンになって所定の設定圧力の駆動ガスＤＧが圧力室３１,３７に供給され、コイルばね１５の付勢力に抗ってピストン３０およびピストン３６を上昇させ、ステム７が所定位置まで上昇して流路２ｂと流路２ｃとが連通する弁開状態になるまでに要する時間とする。
　また、弁閉時間とは、上記した弁開状態から、三方弁１００に対する制御信号ＳＧがオフになって、三方弁１００において駆動ガスＤＧを供給するバルブが遮断されかつ供給路２１ｃが大気に開放されることにより、圧力室３１,３７に溜まった駆動ガスＤＧが外部に排出されて圧力室３１、３７の圧力が下がり、コイルばね１５の付勢力によりバルブ装置１のダイヤフラム４がバルブシート３に押し付けられて弁閉状態になるのに要する時間とする。
　なお、弁開時間および弁閉時間は、例えば、制御信号ＳＧおよびバルブ装置１に設けた位置検出器からの信号等に基づいて計測される。
　図３に、調整機構５０による調整がされていない状態のバルブ装置１におけるピストンに作用する力と時間の関係の一例を模式的に示したグラフを示す。図３において、力は下方向Ａ２に作用する力をマイナスと表し、上方向Ａ１に作用する力をプラスと表している。各数値は説明の簡略化のためのものを用いているため、実際の数値とは異なる。
　グラフＮ１は、弁閉状態から弁開状態に移行する場合の力と時間との関係を示しており、グラフＮ２は、弁開状態から弁閉状態に移行する場合の力と時間との関係を示している。
　グラフＮ１において、初期状態として、コイルばね１５が自然長から縮まった状態で組み立てられているため、ピストン３０,３６には、コイルばね１５から下方向Ａ２に600Ｎの力が作用している。
　アクチュエータボディ２０に駆動ガスＤＧを導入すると、圧力室３１,３７の内圧が次第に上昇していき、ピストン３０,３６を上方向Ａ１に押し上げる向きの力が増加する。制御信号ＳＧがオンになってからＴ１ａ時間が経過するとコイルばね１５の付勢力と駆動ガスＤＧの力とが釣り合い、その後、駆動ガスＤＧからの力がコイルばね１５の付勢力を超えることにより、ピストン３０,３６が上方向Ａ１に移動開始する。以下、Ｔ１ａ時間を弁開移動開始時間とする。
　弁開移動開始時間Ｔ１ａを経過後は、コイルばね１５が縮まりながらピストン３０，３６が上方向Ａ１に移動する。大気室３２，３８内の空気は、通気孔２１ａ，２１ｂを通じて外部に排出される。このとき、コイルばね１５が縮まっていくので、コイルばね１５の下方向Ａ２に向かう反力が増加していくことから、ピストン３０，３６に作用する力の増加量は減り、グラフＮ１の傾きは小さくなる。
　ピストン３０，３６が所定位置に達すると、ピストン３０，３６は停止する。ここで、ピストン３０，３６が移動を開始してから停止するまでの時間を弁開移動時間Ｔ１ｂとする。
　グラフＮ２において、制御信号ＳＧがオフになって、圧力室３１,３７に溜まった駆動ガスＤＧが抜け圧力が下がっていくと、ピストン３０，３６に作用する上方向Ａ１の力が徐々に減少していく。Ｔ２ａ時間を経過すると、コイルばね１５の力と駆動ガスＤＧからの力が釣り合い、その後、コイルばね１５の力が駆動ガスＤＧからの力を超えることで、ピストン３０，３６が下方向Ａ２に移動開始する。このＴ２ａ時間を弁閉移動開始時間Ｔ２aとする。コイルばね１５の力と駆動ガスＤＧからの力が釣り合った後は、コイルばね１５が伸長していき、コイルばね１５の反力が次第に減少していくため、力の増加量はそれまでより小さくなり、グラフＮ２の傾きは小さくなる。ピストン３０，３６が所定位置に達すると、ピストン３０，３６は停止する。ここで、ピストン３０，３６が移動を開始してから停止するまでの時間を弁閉移動時間Ｔ２ｂとする。
　グラフＮ１とグラフＮ２とを比較すると、弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２とが異なっているのが分かる。また、弁開移動開始時間Ｔ１ａと弁閉移動開始時間Ｔ２aとが異なっており、弁開移動開始時間Ｔ１ａは、弁閉移動開始時間Ｔ２ａよりも長いことがわかる。さらに、弁開移動時間Ｔ１ｂと弁閉移動時間Ｔ２ｂとは異なっており、弁開移動時間Ｔ１ｂのほうが短いことがわかる。すなわち、弁閉状態から弁開状態に移行するときと、弁開状態から弁閉状態に移行するときとで、ピストン３０，３６の移動時間がそれぞれ異なることがわかる。
　このような相違は、弁開状態から弁閉状態へ移行する際および弁閉状態から弁開状態へ移行する際のそれぞれの初期状態において、ピストン３０，３６に作用する力の大きさが異なるようにコイルばね１５の剛性や駆動ガスＤＧの設定圧力などの設計がなされていることが理由であると考えられる。
　図４に、調整機構５０により通気孔２１ａ,２１ｂの通気量に制限を加えたときの、バルブ装置１におけるピストンに作用する力と時間の関係の一例を模式的に示したグラフを示す。
　グラフＫ１は、弁閉状態から弁開状態に移行する場合の力と時間との関係を示しており、グラフＫ２は、弁開状態から弁閉状態に移行する場合の力と時間との関係を示している。なお、通気孔２１ａ,２１ｂの通気量を制限しない場合との比較のために、図４には、上記したグラフＮ１およびＮ２も併せて表示している。また、使用した駆動ガスＤＧの設定圧力も図３の場合と同じである。
　グラフＫ１において、弁開移動開始時間Ｔ１ａは、グラフＮ１の弁開移動開始時間Ｔ１ａと全く同じである。グラフＫ１では、グラフＮ１の場合と同様に、上方向Ａ１の力と下方向Ａ２の力が釣り合った段階でピストン３０，３６が上方向Ａ１に動き始めるが、通気孔２１ａ,２１ｂの通気量をある程度制限することで、大気室３２，３８内の空気が通気孔２１ａ,２１ｂを通じて外部に排出されにくくなり、これが抵抗力としてピストン３０，３６に作用する。この結果、グラフＮ１の場合と比べて、弁開移動時間Ｔ１ｂが延長化される。このときの延長量をＥｘ１とする。弁開移動時間Ｔ１ｂが延長化されると、弁開時間Ｔ１も延長化される。
　グラフＫ２において、弁閉移動開始時間Ｔ２aは、グラフＮ２の弁閉移動開始時間Ｔ２aと全く同じである。グラフＫ２では、グラフＮ２の場合と同様に、上方向Ａ１の力と下方向Ａ２の力が釣り合った段階でピストン３０，３６が下方向Ａ２に動き始めるが、通気孔２１ａ,２１ｂの通気量をある程度制限することで、外部の空気が通気孔２１ａ,２１ｂを通じて大気室３２，３８へ吸引されにくくなり、これが抵抗力となってピストン３０，３６に作用する。この結果、グラフＮ２の場合と比べて、弁閉移動時間Ｔ２ｂが延長化される。このときの延長量をＥｘ２とする。弁閉移動時間Ｔ２ｂが延長化されると、弁閉時間Ｔ２も延長化される。
　通気孔２１ａ,２１ｂの通気量を制限すると、弁開時間Ｔ１および弁閉時間Ｔ２がいずれも延長化されるが、ここで、重要な点は、弁開移動時間Ｔ１ｂの延長量Ｅｘ１と、弁閉移動時間Ｔ２ｂの延長量Ｅｘ２とが異なり、延長量Ｅｘ１のほうが延長量Ｅｘ２よりも大きいことを新たに見出したことである。
　調整機構５０の通気量制限により、ピストン３０，３６が受ける抵抗力の総量は弁開時および弁閉時のいずれの動作でも変わらないと考えられる。しかしながら、ピストン３０，３６の受ける通気量制限による単位時間当たりの抵抗力の大きさは、ピストン３０，３６の移動時間が短いほど大きくなり、ピストン３０，３６の移動時間の延長化に与える影響が大きくなると考えられる。すなわち、調整機構５０の通気量制限は、弁閉移動時間Ｔ２ｂと比べて弁開移動時間Ｔ１ｂの延長化により大きな影響を及ぼす。このことが、弁開移動時間Ｔ１ｂの延長量Ｅｘ１が、弁閉移動時間Ｔ２ｂの延長量Ｅｘ２よりも長くなる理由と考えられる。
　本実施形態の調整機構５０による弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２の調整方法は、上記した弁開移動時間Ｔ１ｂの延長量Ｅｘ１が弁閉移動時間Ｔ２ｂの延長量Ｅｘ２よりも大きくなるという現象を利用することにより、互いに相違する弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２を近づけるように調整することである。
　すなわち、調整機構５０の通気量の制限量を調整し、延長量Ｅｘ１および延長量Ｅｘ２を適宜変更すれば、例えば、図５に示すグラフＫ１Ａ，Ｋ２Ａのように、弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２とを略同じに調整することが可能となる。グラフＫ１Ａは通気量の制限量を調整したときの弁閉状態から弁開状態に移行する場合の力と時間との関係を示しており、グラフＫ２Ａは、通気量の制限量を調整したときの弁開状態から弁閉状態に移行する場合の力と時間との関係を示している。
　具体的には、図４に示した状態から、延長量Ｅｘ１および延長量Ｅｘ２が小さくなる方向、すなわち、通気孔２１ａ,２１ｂの制限量を小さくする方向に調整すれば、図５に示すような弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２とがほぼ一致する通気孔２１ａ,２１ｂの制限量を見出すことができる。
　以上のように、本実施形態によれば、アクチュエータボディ２０の通気孔２１ａ,２１ｂの通気量を制限しない状態において、使用される駆動ガスＤＧの設定圧力の下で、例えば、図３に示したような弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２とが互いに異なる場合に、調整機構５０を用いて通気孔２１ａ,２１ｂの通気量を調整することで、弁開時間Ｔ１と弁閉時間Ｔ２とをほぼ一致させることが可能となる。
　図６に調整機構の変形例を示す。なお、図６において、上記実施形態と同一構成部分には同一の符号を使用している。なお、図６の（ａ）は通気量の制限量が比較的大きい場合、（ｂ）は通気量の制限量が中程度の場合、（ｃ）は通気量の制限量が比較的小さい場合を示している。
　図６に示すアクチュエータボディ２０Ａは、本体部２１Ａの上部側の外径が下端側よりも縮径しており、本体部２１Ａの縮径された部分の外周面には、ねじ部２１Ａａが形成されている。円筒状に形成されたカバー部材５５は、アクチュエータボディ２０Ａの上部外周を覆うように設けられている。カバー部材５５の内周面にはねじ部５５ａが形成され、このねじ部５５ａが本体部２１Ａのねじ部２１Ａａに螺合している。カバー部材５５は、回転方向Ｒ１および回転方向Ｒ２に回転自在になっており、回転方向Ｒ１および回転方向Ｒ２の一方に回すことでカバー部材５５がアクチュエータボディ２０Ａに対して上方向に移動し、回転方向Ｒ１および回転方向Ｒ２の他方に回すことでカバー部材５５がアクチュエータボディ２０Ａに対して下方向に移動するようになっている。
　カバー部材５５は、その外径が本体部２１Ａの下側の外径と略同じになるように形成されており、アクチュエータボディ２０Ａの外周面には突起物が存在しない。
　本体部２１Ａに形成された通気孔２１ａと通気孔２１ｂは、本体部２１Ａの上端側で合流しており、本体部２１Ａの外側面で開口している。
　カバー部材５５の下端部に形成された円環状の突出部５５ｂは、通気孔２１ａと通気孔２１ｂの合流部２１ｘに対向するように配置されている。図６の（ａ）～（ｃ）に示すように、突出部５５ｂが合流部２１ｘに接近していると通気量の制限量が大きくなり、突出部５５ｂが合流部２１ｘから離れるにしたがって通気量の制限量が小さくなる。したがって、カバー部材５５の回転量を調整することで、通気量の制限量を任意に調整できる。カバー部材５５の調整後の位置は、カバー部材５５に設けられたロックねじ６０で固定することができる。
　図７に調整機構のさらに他の変形例を示す。なお、図７において、上記実施形態と同一構成部分には同一の符号を使用している。
　図７に示すアクチュエータボディ２０Ｂは、本体部２１Ｂの上部側にねじ部は形成されていない。この外周部に当該外周部を覆うように円環状のカバー部材５５Ｂが嵌っている。
　カバー部材５５Ｂはアクチュエータボディ２０Ｂの本体部２１Ｂに対して回転方向Ｒ１および回転方向Ｒ２に回動可能となっており、カバー部材５５Ｂを回動させてもアクチュエータボディ２０Ｂに対して上下動はしない。
　カバー部材５５Ｂには、図８Ａ，図８Ｂに示すように、下端側の内周面５５Ｂｆ１と外周面５５Ｂｆ２で開口する半径方向の通気孔５５Ｂａと、下端面５５Ｂｅで開口し通気孔５５Ｂａの中途で合流する通気孔５５Ｂｂが形成されている。また、カバー部材５５Ｂには、複数カ所にロックねじ６０が螺合するねじ孔５６が形成されている。
　通気孔５５Ｂａと通気孔５５Ｂｂは、通気孔２１ａと通気孔２１ｂに対応しており、カバー部材５５Ｂを回動させて通気孔５５Ｂａと通気孔２１ａおよび通気孔５５Ｂｂと通気孔２１ｂの重なりの程度を調整することで、通気孔２１ａと通気孔２１ｂの通気量を調整可能となっている。通気孔５５Ｂａと通気孔２１ａおよび通気孔５５Ｂｂと通気孔２１ｂの重なりの程度が最大のとき、通気量は最大であり、重なりの程度が小さくなるにしたがって、通気孔２１ａと通気孔２１ｂがそれぞれ内周面５５Ｂｆ１と下端面５５Ｂｅによって塞がれることで、通気量も減少していく。これにより、カバー部材５５Ｂのアクチュエータボディ２０Ｂに対する回動位置を調整することにより、通気孔２１ａと通気孔２１ｂの通気量を調整可能となる。
　図７のカバー部材５５Ｂは、本体部２１Ａに対して回動したとしても、上下動しないので、アクチュエータボディ２０Ｂに段差が生じないというメリットがある。
　なお、通気孔２１ａおよび通気孔２１ｂは、複数存在していてもよく、その場合には、その数に合わせてカバー部材５５Ｂの通気孔５５Ｂａ、５５Ｂｂの数を増やせばよい。
　上記実施形態では、弁体として金属製ダイヤフラムを用いた場合を例示したが、これに限定されるわけではなく、ステムの先端部に直接接続された弁体を用いることも可能である。
　上記実施形態では、アクチュエータボディの位置を調節し流路の流量を調整可能なバルブを用いた場合を例示したが、これに限定されるわけではなく、アクチュエータボディとボンネットが一体であってもよく、またアクチュエータボディをボンネットで直接バルブボディに固定しているバルブを用いることも可能である。
　上記実施形態では、駆動ガスＤＧとして圧縮空気を用いた場合を例示したが、これ以外のガスを用いることも可能である。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１　　　　　：バルブ装置
２　　　　　：バルブボディ
２ａ　　　　：円筒部
２ｂ、２ｃ　　：流路
３　　　　　：バルブシート
４　　　　　：ダイヤフラム
５　　　　　：押えアダプタ
７　　　　　：ステム
７ａ　　　　：フランジ部
７ｂ　　　　：上端面
８　　　　　：ダイヤフラム押え
１０　　　　：ボンネット
１１　　　　：ロックナット
１５　　　　：コイルばね
２０、２０Ａ、２０Ｂ　　：アクチュエータボディ
２１、２１Ａ、２１Ｂ　　：本体部
２１Ａａ　　：ねじ部
２１ａ、２１ｂ　　：通気孔
２１ｃ　　　：供給路
２１ｘ　　　：合流部
２２　　　　：下蓋部
２２ａ　　　：円筒状部
２２ｂ　　　：下端面
３０　　　　：ピストン
３１、３７　　：圧力室
３２、３８　　：大気室
３５　　　　：隔壁部材
３６　　　　：ピストン
４０　　　　：ピストンロッド
４１　　　　：流通路
４１ａ、４１ｂ　　：分岐路
５０　　　　：調整機構
５１　　　　：ねじ部材
５１ａ　　　：ピン部
５１ｂ　　　：溝部
５５、５５Ｂ　　：カバー部材
５５Ｂａ、５５Ｂｂ　　：通気孔
５５Ｂｅ　　：下端面
５５Ｂｆ１　：内周面
５５Ｂｆ２　：外周面
５５ａ　　　：ねじ部
５５ｂ　　　：突出部
５６　　　　：ねじ孔
６０　　　　：ロックねじ
１００　　　：三方弁
Ａ１　　　　：上方向
Ａ２　　　　：下方向
ＤＧ　　　　：駆動ガス
Ｅｘ１、Ｅｘ２　　：延長量
Ｋ１、Ｋ１Ａ、Ｋ２、Ｋ２Ａ、Ｎ１、Ｎ２　　：グラフ
Ｒ１、Ｒ２　　：回転方向
ＳＧ　　　　：制御信号
Ｔ１　　　　：弁開時間
Ｔ１ａ　　　：弁開移動開始時間
Ｔ１ｂ　　　：弁開移動時間
Ｔ２　　　　：弁閉時間
Ｔ２ａ　　　：弁閉移動開始時間
Ｔ２ｂ　　　：弁閉移動時間
 

Claims (9)

  1. 　流路を画定するバルブボディと、
    　前記流路を開閉する弁体と、
    　前記弁体を前記バルブボディに備わるバルブシートに離着座させるステムと、
    　前記ステムを弁閉方向へ常時付勢するばね部材と、
    　前記ステムと連結されたピストンと、
    　前記ピストンを摺動自在に収容するアクチュエータボディと、を有し、
    　前記アクチュエータボディ内は、前記ピストンによって、駆動ガスが供給される圧力室と、当該アクチュエータボディに形成された通気孔を介して大気と連通する大気室とに区画されており、
    　前記アクチュエータボディは、前記通気孔の通気量を制限することが可能な調整機構を備える、バルブ装置。
  2. 　前記調整機構は、弁閉に要する弁閉時間と弁開に要する弁開時間とをほぼ一致するように調整する、請求項１に記載のバルブ装置。
  3. 　前記調整機構による調整前の状態において、弁閉状態から弁開状態に移行する際に要する前記ピストンの移動時間である弁開移動時間と、弁開状態から弁閉状態に移行する際に要する前記ピストンの移動時間である弁閉移動時間とが互いに異なる、請求項２に記載のバルブ装置。
  4. 　前記弁開移動時間は、前記弁閉移動時間よりも短い、請求項３に記載のバルブ装置。
  5. 　前記調整機構による前記通気量の制限により、前記弁開移動時間および前記弁閉移動時間がそれぞれ延長され、かつ、前記弁開移動時間の延長量が前記弁閉移動時間の延長量よりも大きい、請求項４に記載のバルブ装置。
  6. 　前記圧力室への前記駆動ガスの供給開始から前記ピストンに作用する前記駆動ガスの力が前記ばね部材の付勢力を超えて前記ピストンが移動開始するまでに要する時間である弁開移動開始時間と、前記圧力室内の前記駆動ガスの排出開始から前記ばね部材の付勢力が前記ピストンに作用する前記駆動ガスの力を超えるまでに要する時間である弁閉移動開始時間とが互いに異なる、請求項１ないし５のいずれかに記載のバルブ装置。
  7. 　前記弁開移動開始時間は、前記弁閉移動開始時間よりも長い、請求項６に記載のバルブ装置。
  8. 　前記調整機構は、前記アクチュエータボディの上部外周を覆うように当該アクチュエータボディに螺合するカバー部材を有し、当該カバー部材の一部を用いて、前記通気孔の通気量を調整可能に制限する、請求項１ないし５のいずれかに記載のバルブ装置。
  9. 　前記調整機構は、前記アクチュエータボディの上部外周を覆うように当該アクチュエータボディに回動可能に設けられたカバー部材を有し、
    　前記カバー部材は、前記アクチュエータボディに対する回動位置を調整することにより前記通気孔の通気量を調整可能に形成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のバルブ装置。
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