CN109000020A - 流体控制装置、存储介质和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供流体控制装置、存储介质和控制方法，所述流体控制装置在完全关闭时实现高密封性，并且即使与现状相比不提高机械精度，也能够抑制阀体或阀座面的损伤，所述流体控制装置包括：设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及控制所述流体控制阀的控制机构，所述流体控制阀包括：阀座面；相对于所述阀座面离合的阀体；以及驱动所述阀体的致动器，所述控制机构包括速度调节部，当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。

Description

流体控制装置、存储介质和控制方法

技术领域

本发明涉及用于控制流体的流量或压力的流体控制装置。

背景技术

在例如质量流量控制器等流体控制装置中，基于设定流量与由流量传感器测量的实际流量的偏差，对流体控制阀的开度进行反馈控制，以使流体以由用户设定的设定流量流动。

此外，不仅要求质量流量控制器能够保持流体以设定流量持续流动的状态，还要求能够使流体不会向质量流量控制器的下游侧流动。

例如在用于常闭型质量流量控制器的流体控制阀中存在如下结构：当接收到完全关闭指令时，利用弹簧以规定的按压力将阀体向阀座面按压(参照专利文献1)。

此外，为了与上述结构相比能够实现更高的密封性，有时在阀座面的上方配置阀体，并且对致动器进行驱动，从阀体与阀座面接触的状态进一步将阀体向阀座面侧按压。

并且，虽然能够在完全关闭时实现高密封性，但是如果反复进行完全关闭和打开，则有时因上述较强的按压力，例如阀体的表面被阀座面损伤而使密封性下降。

这是因为例如阀体相对于设计上的姿势稍许倾斜，仅阀体的一部分强有力地按压阀座面。

然而，近年来阀体的平行精度已经达到极限，难以通过改善阀体的倾斜来防止因老化产生的密封性下降。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2015-143534号

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种流体控制装置，在完全关闭时实现高密封性，并且即使与现状相比不提高机械精度，也能够抑制阀体或阀座面的损伤。

即，本发明提供一种流体控制装置，其特征在于包括：设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及控制所述流体控制阀的控制机构，所述流体控制阀包括：阀座面；相对于所述阀座面离合的阀体；以及驱动所述阀体的致动器，所述控制机构包括速度调节部，当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。另外，“完全关闭”不仅是指在流道内流动的流体的流量成为零的状态，还包括从所述阀体与所述阀座面接触的状态进一步将所述阀体向所述阀座面侧按压的状态。

按照这种结构，由于完全关闭时在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降，所以缓和了所述阀座面与所述阀体之间产生的冲击负荷，能够抑制发生损伤或抑制损伤加剧。因此，与以往相比，可以使因老化产生的所述阀体或所述阀座面的损伤变小，并且能够在完全关闭时持续保持高密封性。

此外，由于能够通过对所述阀体的控制来降低损伤，所以与现状相比不需要提高流体控制阀的机械制作精度。

为了能够在直到完全关闭之前使所述阀体高速移动，以提高相对于完全关闭指令的响应速度，并且能够充分降低接触时的冲击，所述流体控制阀还可以包括检测所述阀座面与所述阀体之间的距离的位移传感器，由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

为了从所述阀体与所述阀座面接触的状态进一步紧密接触来提高密封性，所述控制机构可以还包括输出数字电压指令信号的电压控制部，所述数字电压指令信号用于控制向所述致动器施加的电压，所述电压控制部输出电压指令信号，以使所述阀体从由所述位移传感器检测的距离成为零的时点开始进一步向所述阀座面侧移动。

作为用于在完全关闭之前使所述阀体的移动速度下降的具体的结构例可以例举的是，所述控制机构还包括D/A转换器，所述D/A转换器输出与所述电压指令信号对应的模拟电压，由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部改变所述D/A转换器的设定系数，以使所述阀体的移动速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

例如在使所述阀体的位置以与所述阀座面接触的方式移动时，为了在不向所述致动器施加电压的情况下也能够在完全关闭之前使所述阀体的移动速度下降，所述致动器可以是压电致动器，由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部改变所述D/A转换器的设定系数，以使所述压电致动器的放电速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

作为在使用所述压电致动器的情况下用于进一步提高完全关闭时的密封性的具体结构可以例举的是，向所述压电致动器施加正电压时，所述阀体向离开所述阀座面的方向移动，并且在未向该压电致动器施加电压的状态下，所述阀体与所述阀座面接触，所述电压控制部输出电压指令信号，以使从由所述位移传感器检测的距离成为零的时点开始向所述压电致动器施加负电压。

为了在所述阀体与所述阀座面接触之前的状态下，即使在所述阀体的姿势倾斜的情况下，也能够在接触前恢复设计上的姿势而不会强有力地仅按压阀体的一部分，所述阀座面可以形成为包围流体流入的流入开口的周围，所述阀体包括：封闭面，与所述阀座面接触而封闭所述流入开口；以及周边面，形成为与所述封闭面的外侧处于同一平面，在所述阀座面的外侧还具有定位构件，所述定位构件的至少一部分形成为与该阀座面在同一平面上。

为了即使所述流体控制阀是常开型，也可以在所述阀体与所述阀座面接触之前使移动速度下降而不会产生大的冲击力，从而可以防止对所述阀体产生损伤，所述致动器可以是压电致动器，当由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部改变所述D/A转换器的设定系数，以使所述压电致动器的电压上升速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

为了即使因老化等而使所述位移传感器输出的位置信号所示的值与完全关闭位置或速度下降开始位置之间关系产生偏差，也可以始终从距完全关闭位置规定距离的位置开始使所述阀体的移动速度下降，所述速度调节部存储有使所述阀体的移动速度开始下降的速度下降开始位置，从由位移传感器检测的位置成为速度下降开始位置的时点开始使所述阀体的移动速度下降，所述流体控制装置还包括位置更新部，所述位置更新部基于在完全关闭状态下从所述位移传感器输出的位置信号来更新所述速度下降开始位置。

为了在现有的流体控制装置中，仅通过更新程序，就能够抑制因反复进行完全关闭、打开而产生的所述阀体的损伤，可以使用一种存储介质，其中存储有在流体控制装置中使用的控制程序，所述流体控制装置包括：设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及控制所述流体控制阀的控制机构，所述流体控制阀包括：阀座面；相对于所述阀座面离合的阀体；以及驱动所述阀体的致动器，所述存储介质的特征在于，所述控制程序使由计算机构成的所述控制机构发挥作为速度调节部的功能，当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。另外，控制程序能够以电子方式发送，也可以存储在CD、DVD、HD、SSD和闪存器等存储介质中。

为了能够降低因反复进行完全关闭、打开动作而产生的所述阀体的损伤，可以使用一种流体控制装置的控制方法，所述流体控制装置包括：设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及控制所述流体控制阀的控制机构，所述流体控制阀包括：阀座面；相对于所述阀座面离合的阀体；以及驱动所述阀体的致动器，所述流体控制装置的控制方法的特征在于，当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。

由此，按照本发明的流体控制装置，由于完全关闭时在所述阀体与所述阀座面接触之前所述阀体的移动速度下降，所以能够降低向所述阀体施加的冲击，从而能够抑制产生损伤。因此，为了发挥高密封性，以较强的按压力将所述阀体向所述阀座面按压，即使反复进行完全关闭和打开，在长期间内也不会发生使密封性下降的损伤，可以持续保持高密封性。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的流体控制装置的示意性断面图。

图2是第一实施方式的流体控制阀的阀座块和阀体部分的示意性放大图。

图3是表示第一实施方式的流体控制装置进行流量控制的状态的功能框图。

图4是表示第一实施方式的流体控制装置进行完全关闭动作的状态的功能框图。

图5是表示由第一实施方式的流体控制装置进行完全关闭时的动作的流程图。

图6是第一实施方式的流体控制装置的与完全关闭动作相关的示意图。

图7是表示第二实施方式的流体控制装置进行完全关闭动作的状态的功能框图。

图8是表示第二实施方式的速度调节部输出的整形后流量的图形的示意性曲线图。

图9是构成第三实施方式的流体控制装置的流体控制阀的示意性局部放大图。

图10是表示第三实施方式中进行完全关闭动作的状态的位置信号、电压信号的变化的示意性曲线图。

图11是表示第四实施方式的流体控制装置的构成的功能框图。

图12是表示第四实施方式的流体控制装置的完全关闭动作的示意性曲线图。

附图标记说明

100 质量流量控制器

1 流体控制阀

10 阀座块

11 阀座面

12 定位构件

13 阀体

14 壳体

15 轴

16 传感器板

17 靶

18 位移反转机构

19 压电致动器

2 控制机构

21 开度指令生成部

22 电压控制部

23 D/A转换器

24 完全关闭指令接收部

25 速度调节部

3 流量传感器

31 第一压力传感器

32 第二压力传感器

33 层流元件

具体实施方式

参照图1至图5，对本发明的流体控制装置的第一实施方式进行说明。

第一实施方式的流体控制装置是用于控制在流道内流动的流体的流量的质量流量控制器100。例如，在一个主流道和多个分支流道从该主流道的下游侧分路的流道结构中，该质量流量控制器100构成控制各分支流道的流量比率的流量控制***的一部分。更具体地说，所述流量比率控制***通过在各分支流道上各设置一个质量流量控制器100，除了设置在一个分支流道上的质量流量控制器100以外的各质量流量控制器100对在各分支流道内流动的流体的流量进行控制，使在各流道内流动的流体的流量实现规定的比率。此外，设置在各分支流道上的质量流量控制器100能够进行完全关闭动作，以便在所设置的分支流道中使流体不会向下游侧流动。

如图1所示，所述质量流量控制器100包括：大体长方体状的模块B，形成有内部流道B1，在上表面形成有部件安装面B2；流体控制阀1，安装在所述部件安装面B2上；流量传感器3，测量在所述内部流道B1内流动的流体的流量；以及控制机构2，基于所述流量传感器3的输出，控制所述流体控制阀1的开度。

所述流量传感器3是设置在所述流体控制阀1下游侧的压力式流量传感器，其具有分别设置在层流元件33的上游侧和下游侧的第一压力传感器31和第二压力传感器32；以及流量计算部(未图示)，基于所述第一压力传感器31和所述第二压力传感器32的输出来计算流量。所述第一压力传感器31和第二压力传感器32在所述模块B的部件安装面B2上与所述流体控制阀1一起并排安装成一列。此外，所述流量计算部利用所述控制机构2的运算功能。

如图1和图2所示，所述流体控制阀1包括：阀座块，收容在收容凹部内，所述收容凹部分割在所述模块B内形成的内部流道B1；阀体13，配置成与所述阀座块10的上侧相对，并且相对于形成在该阀座块10的上表面侧的阀座面11离合；位移传感器S，检测所述阀座面11与所述阀体13之间的距离；以及致动器，对所述阀体13施加驱动力。

所述阀座块10包括图1中沿上下方向延伸的阀内流入通道C1和沿斜下方延伸的两个阀内流出通道C2。所述阀内流入通道C1与所述模块B的内部流道B1的上游侧连接，从而使流体流入。通过所述阀内流道的流体通过所述阀座块10的上表面侧和所述阀体13之间而流入所述阀内流出通道C2。该阀内流出通道C2的下游侧与所述模块B的内部流道B1的下游侧连接，通过该阀内流出通道C2的流体接着流入所述第一压力传感器31。

此外，在所述阀内流入通道C1上表面侧的开口周围形成有圆环状的所述阀座面11。此外，在所述阀座块10的上表面侧，在所述阀座面11的外侧形成有作为条形突起的定位构件12，该定位构件12包围该阀座面11且具有圆环状的棱线。该定位构件12的棱线配置成在所述模块B直立的状态下与所述阀座面11成为大体同一平面。

所述阀体13为大体圆盘状，其包括：封闭面，在完全关闭状态下所述封闭面与所述阀座面11接触而封闭所述阀内流入通道C1的开口；以及周边面，该周边面是所述封闭面的外侧部分，与所述定位构件12的棱线接触。虽然理想的是所述阀体13相对于所述阀座面11保持平行并朝向离合的方向移动，但是假设发生倾斜，向下侧倾斜的部分在完全关闭时在所述周边面与所述定位构件12的棱线接触，通过进一步将所述阀体13向下方按压，姿势自然地成为水平状态。该阀体13通过沿与所述隔膜D垂直的方向延伸的轴15与所述致动器连接，能够向上侧拉起。更具体地说，在所述致动器未驱动的自然状态下，所述阀体13的下侧面与所述阀座面11接触而完全关闭。由此，构成为即使在未向所述致动器供给电压的状态下也成为常闭的状态的常闭型的流体控制阀1。

与所述阀体13相比靠向上侧以包围所述收容凹部周围的方式安装有筒状的壳体14。在该壳体14的内部收容有所述位移传感器S，利用形成在所述壳体14的下侧端面部的隔膜D，使流体不会进入内部。此外，在壳体14内的中央部设置有沿与所述隔膜D垂直的方向延伸的轴15，利用该轴15连接所述阀体13和所述致动器。即，通过所述致动器进行驱动，将所述轴15向上方拉起，从而使所述阀体13离开所述阀座面11。

所述位移传感器S由以下部件构成：传感器板16，被按压并固定在所述壳体14内的侧面上；以及金属制的靶17，与所述传感器板16相对设置。该位移传感器S例如是电涡流式或静电容量式，产生与所述传感器板16和所述靶17的分开距离对应的输出。由于所述靶17与轴15的动作联动而沿上下方向移动，所以所述靶17的位移量与所述阀体13的移动量相同。因此，可以利用所述位移传感器S来检测所述阀体13相对于所述阀座面11的位置或开度。

所述致动器在第一实施方式中是压电致动器19，利用设置在与所述轴15的上端部之间的位移反转机构18，在向所述压电致动器19施加正电压而延伸时，将所述轴15向上方拉起，所述阀体13离开所述阀座面11。此外，与此相反，所述压电致动器19收缩时，所述轴15向下方移动，所述阀体13向所述阀座面11一侧移动。

所述控制机构2利用所谓的计算机实现其功能，该计算机具有CPU、存储器、A/D转换器、D/A转换器23和输入输出装置等。更具体地说，通过执行存储在存储器内的控制程序，使各种设备协同动作，如图3和图4所示，至少发挥作为开度指令生成部21、电压控制部22、完全关闭指令接收部24和变化速度调节部25的功能。另外，在第一实施方式中，图3所示的流量控制时和图4所示的完全关闭指令接收时其动作模式不同。

对各部分将详细说明。

在图3所示的流量控制模式中，所述开度指令生成部21基于由用户设定的作为目标值的设定流量与由所述流量传感器3测量的实际流量的偏差，以使该偏差变小的方式生成开度指令，并且将该值向所述电压控制部22输出。即，所述开度指令生成部21通过流量反馈，计算实现设定流量所需要的开度并将其输出为开度指令。另外，在图4所示的完全关闭指令接收时，所述开度指令生成部21不向所述电压控制部22输出开度指令。

所述电压控制部22输出数字电压指令信号，该数字电压指令信号用于控制向所述压电致动器19施加的电压。在图3所示的流量控制模式中，所述电压控制部22基于所述输入的开度指令与由所述位移传感器S检测的实际开度的偏差，以使该偏差变小的方式输出电压指令信号。即，电压控制部22通过开度反馈来控制所述阀体13的动作。

此外，在图4所示的完全关闭指令接收时，所述电压控制部22直到所述阀体13与所述阀座面11接触之前为止输出零值的电压指令信号，将施加在所述压电致动器19的电压放电。此后，如果所述阀体13与所述阀座面11接触，则所述电压控制部22输出电压指令信号，向所述压电致动器19施加负电压。

所述D/A转换器23输出与从所述电压控制部22输出的数字电压指令信号对应的模拟电压，并向所述压电致动器19施加。该D/A转换器23的特性例如是相对于阶跃输入进行一阶滞后响应，可以将其时间常数作为设定变量而改变。

所述完全关闭指令接收部24从用户接收用于执行完全关闭模式的完全关闭指令，该完全关闭模式用于使流量控制模式结束并完全封闭所述流体控制阀1而使流体不会向下游侧流动。如果该完全关闭指令接收部24接收到完全关闭指令，则中断流量的反馈，仅通过由所述位移传感器S的输出进行的开度反馈来进行动作，实现开度为零的完全关闭状态。

所述速度调节部25在图4所示的完全关闭指令接收时动作，当使所述阀体13接近所述阀座面11而使所述流体控制阀1完全关闭时，在所述阀座面11与所述阀体13之间成为规定距离以后，与成为所述规定距离之前相比，使所述阀体13的移动速度下降。在第一实施方式中，所述速度调节部25通过改变所述D/A转换器23的作为设定变量的时间常数，在完全关闭之前使所述阀体13的移动速度下降。换句话说，在完全关闭之前，所述速度调节部25使所述D/A转换器23的响应速度下降，从而使所述压电致动器19的放电速度下降，由此使所述阀体13以不会对所述阀座面11施加规定值以上的冲击负荷的方式与其接触。另外，在以下的说明中，将所述阀座面11与所述阀体13之间成为规定距离的位置也称为速度下降开始位置。

参照图5的流程图和图6所示的表示完全关闭动作时阀体13的动作的示意图，说明以上述方式构成的质量流量控制器100的完全关闭时的控制动作。

如图6的(a)所示，在所述阀体13离开所述阀座面11进行流量控制的状态下，如果所述完全关闭指令接收部24从用户接收到完全关闭指令(步骤S1)，则该完全关闭指令接收部24将零值作为开度指令向所述电压控制部22输入(步骤S2)。其结果，所述电压控制部22输出电压指令信号以不向所述压电致动器19施加电压，从而累积在所述压电致动器19中的电荷开始放电(步骤S3)。

如果电荷放电，则所述压电致动器19收缩，由此利用位移反转机构18将所述阀体13向具有所述阀座面11的下方按压。在所述阀体13接近所述阀座面11的期间，利用所述位移传感器S监测所述阀体13与所述阀座面11之间的距离，所述速度调节部25持续判断是否成为图6的(b)所示的完全关闭之前的规定距离(步骤S4)。该规定距离可以适当地设定，例如设定为由所述流量传感器3开始检测流量的开始打开开度。从该时点开始，所述速度调节部25将时间常数变更为大于正常的流量控制模式下在D/A转换器23中使用的时间常数，使D/A转换器23的响应滞后(步骤S5)。其结果，所述阀体13的移动速度下降，与步骤S1～S4的完全关闭动作开始时相比，所述阀体13缓慢地移动(步骤S6)。

接着，持续由所述位移传感器S进行开度监测，如图6的(c)所示，由所述电压控制部22判断所述阀体13是否与所述阀座面11完全接触(步骤S7)，在接触的时点输出负电压指令信号(步骤S8)。其结果，向所述压电致动器19施加负电压(步骤S9)，将所述阀体13进一步向所述阀座面11按压(步骤S10)。另外，将所述阀体13的按压量限定在例如弹性变形区域内，所以解除完全关闭状态时，所述阀体13恢复为原来的形状。此外，所述速度调节部25可以在如下时点使所述D/A转换器23的设定复原：例如由所述位移传感器S检测到所述阀体13与所述阀座面11接触的时点，或者是将所述阀体13向所述阀座面11按压的时点。

由此，按照第一实施方式的质量流量控制器100，在完全关闭动作中，从所述阀体13接近所述阀座面11而到达完全关闭之前的离开规定距离的位置的时点开始，使所述阀体13的移动速度变慢。由此，可以防止所述阀体13对所述阀座面11剧烈碰撞而导致所述阀体13或所述阀座面11因冲击负荷而受到损伤。

因此，即使是像第一实施方式那样，在未对所述压电致动器19施加电压的状态下，利用比阀体13相比靠向上部侧的自身重量而使所述阀体13封闭所述阀座面11，并以较强的按压力进行密封，也不会因反复动作产生的老化而加剧所述阀体13或所述阀座面11上的损伤。

此外，由于在以不产生损伤的方式使所述阀体13缓慢地与所述阀座面11接触后，通过向所述压电致动器19施加负电压来进一步进行按压，所以能够进一步提高密封性。

以上可知，在完全关闭时实现高密封性而不会发生微小的泄漏，并且实现高耐用性、长寿命的质量流量控制器100。此外，由于利用这种控制方法来实现长寿命，所以例如与现状相比不需要提高阀体13的机械平行度。

接着，参照图7和图8，对第二实施方式的流体控制装置进行说明。另外，与第一实施方式中说明的构件对应的构件采用相同的附图标记。

在第一实施方式中，速度调节部25通过改变D/A转换器23的设定，使完全关闭之前的阀体13的移动速度下降，而在第二实施方式中，D/A转换器23的设定始终保持固定。即，第二实施方式与第一实施方式的不同点在于：完全关闭指令在设定流量中以在规定期间保持零值的方式输入以及速度调节部25的结构。

即，第二实施方式的速度调节部25通过对由用户设定的设定流量进行整形，使完全关闭之前的阀体13的移动速度下降。

更具体地说，如图7的功能框图所示，向所述速度调节部25输入设定流量以及由位移传感器S检测的阀体13与阀座面11的距离，并且所述速度调节部25向开度指令生成部21输出基于设定流量整形的整形后流量。

以如图8的曲线图所示对所述速度调节部25输入阶梯状的设定流量来进行完全关闭指令的情况为例进行说明，该阶梯状的设定流量是从保持规定流量值的状态改变为保持流量值为零的状态。所述速度调节部25当检测到从某一流量值切换为零的不连续点时，在由所述位移传感器S检测的开度成为预先规定的开度阈值为止的期间，以流量值以第一斜率向零减小的方式输出整形后流量。并且在通过流量反馈和开度反馈的作用，实际流量减少、开度变小，例如在由所述位移传感器S检测的开度达到与完全关闭之前的开度相当的开度阈值之后，以流量值以第二斜率向零减小的方式输出整形后流量。其中，第二斜率的绝对值设定为比第一斜率的绝对值小。

即使在这种情况下，由于按照图8所示的整形后流量来控制完全关闭动作时所述阀体13的位置，所以在所述阀体13相对于所述阀座面11分离得比规定距离远的期间以高速接近，在完全关闭之前的区域使所述阀体13的移动速度下降，从而可以降低在与所述阀座面11之间产生的冲击力。

因此，可以防止在完全关闭动作时在所述阀体13和所述阀座面11之间产生损伤，可以长时间持续保持高密封性。

接着，参照图9，对第三实施方式的流体控制装置进行说明。另外，与第一实施方式中说明的构件对应的构件采用相同的附图标记。

如图9所示，第三实施方式的质量流量控制器100的流体控制阀1的方式不是第一实施方式那样的常闭型，而是在未向致动器施加电压的状态下在阀座面11与阀体13之间形成有间隙的打开状态的常开型。另外，软件部分的构成与图3和图4记载的构成大体相同。

具体地说，所述流体控制阀1包括：螺旋弹簧CS，在未向压电致动器19施加电压的状态下，向所述阀体13与所述阀座面11之间打开的方向将压电致动器19向上方抬起；以及板簧LS，对所述阀体13向离开所述阀座面11的方向施加作用力。此外，通过向所述压电致动器19施加正电压而延伸，将所述阀体13向具有所述阀座面11的下方按压，使其分开距离接近。

在第三实施方式中，在这种常开型的流体控制阀1成为完全关闭状态的过程中，在所述阀体13与所述阀座面11的距离成为规定距离的时点开始，使所述阀体13的移动速度下降。即，向质量流量控制器100输入完全关闭指令时，从所述阀体13到达位于所述阀座面11附近的速度下降开始位置的时点起，所述速度调节部25改变D/A转换器23的时间常数而使响应速度变慢。由此，防止所述阀体13完全关闭时从所述阀座面11施加冲击负荷而受到损伤。

参照图10，基于从位移传感器S输出的位置信号和从D/A转换器23向压电致动器19输出的电压信号的变化，说明以上述方式构成的第三实施方式的完全关闭时的动作。

向质量流量控制器100输入完全关闭指令或表示零流量的设定流量时，通过流量反馈和所述阀体13的位置反馈，如图10的(a)所示，使所述阀体13接近所述阀座面11而施加在压电致动器19上的电压以规定的上升比例变大。

接着，如果由所述位移传感器S的位置信号检测到所述阀体13到达所述阀座面11附近的所述速度下降开始位置，则所述速度调节部25改变D/A转换器23的时间常数，使相对于指令值的响应速度下降。其结果，在通过所述速度下降开始位置后，向所述压电致动器19施加的电压的上升速度下降，所述阀体13的移动速度也下降。

如果所述阀体13到达完全关闭位置，则此后持续维持保持完全关闭状态所需要的电压。

另外，在像第一实施方式那样的常闭型的流体控制阀1的情况下，如图10的(b)所示，输出的电压信号伴随所述阀体13接近所述阀座面11而变小，最终在完全关闭状态下，未向压电致动器19施加电压或施加负电压，成为将所述阀体13向所述阀座面11按压的状态。

由此，即使像第三实施方式那样是常开型的流体控制阀1，也与第一实施方式同样，可以防止所述阀体13与所述阀座面11碰撞而导致该阀体13受到损伤，从而防止密封性下降。

另外，在像第三实施方式那样的常开型的流体控制阀1的情况下，为了在完全关闭状态下进一步提高密封性，可以使电压从能够维持完全关闭的电压进一步增加，成为将所述阀体13向所述阀座面11按压的状态。

接着，参照图11和图12，对本发明第四实施方式的流体控制装置进行说明。在第四实施方式中，致动器和各种弹性构件等的特性因老化而变化，例如即使在出厂时完全关闭时从所述位移传感器S输出的位置信号所示的值与实际完全关闭时输出的位置信号所示的值产生偏差的情况下，也能够在完全关闭之前使所述阀体13的移动速度充分下降。

具体地说，如图11所示，在第四实施方式中还包括对速度下降开始位置进行更新的位置更新部26，该速度下降开始位置用于确定所述速度调节部25输出时间常数变更指令的时机。

上述位置更新部26例如存储出厂时等正常时完全关闭位置上的所述位移传感器S的位置信号的计数值和从完全关闭位置离开规定距离的规定位置即速度下降开始位置上的所述位移传感器的位置信号的计数值。另外，位置更新部26也可以存储完全关闭位置与速度下降开始位置的计数值的差。

并且，在输入完全关闭指令的状态下，所述位置更新部26取得从所述位移传感器S输出的位置信号表示大体固定值、表示完全关闭状态的计数值，并且将与该计数值相差规定值的计数值作为新的速度下降开始位置设定在所述速度调节部25。

按照以上述方式构成的第四实施方式的质量流量控制器100，如图12所示，即使因老化而使位移传感器S的位置信号所示的值与完全关闭位置之间的关系发生变化，所述位置更新部26也可以基于表示老化后的完全关闭位置的位移传感器S的位置信号的值，在所述速度调节部25中设定新的更新后的速度下降开始位置。

因此，即使发生老化，也可以在完全关闭时从完全关闭位置离开规定距离的位置开始使所述阀体13的移动速度下降，从而可以防止所述阀体13与所述阀座面11碰撞而受到损伤。

对其他实施方式进行说明。

在各实施方式中，作为流体控制装置以质量流量控制器为例进行了说明，但是流体控制装置例如也可以是对压力进行反馈而保持为设定压力的压力控制装置。此外，也可以是不进行流量控制或压力控制而仅通过流体控制阀和控制机构仅进行完全关闭动作的流体控制装置。

在各实施方式中，流量控制模式时形成流量的反馈回路和开度的反馈回路，但是例如可以在流量控制模式时仅对流量进行反馈，而在完全关闭动作时仅对开度进行反馈。

从响应性的观点出发，使阀体的移动速度下降的时机优选在完全关闭之前，但是也可以设定为除了在各实施方式中说明的时机以外的时机。例如，速度调整部可以从由完全关闭开始时的开度成为一半开度的时点开始，使所述阀体的移动速度下降。即，只要以在阀体与阀座面接触的时点不产生损伤或仅发生容许程度的损伤的方式使阀体的移动速度下降即可。

在流体控制装置中不存在位移传感器而不能直接测量开度的情况下，例如可以根据向致动器施加的电压来推算当前的开度，从其开度成为完全关闭之前的时点开始使阀体的移动速度下降。此外，致动器并不限定于压电致动器，例如可以使用电磁式等。

在第一实施方式中，在阀体与阀座面成为规定距离的时点改变D/A转换器的设定，但是为了能够降低因切换产生的对控制***的冲击而实现更稳定的控制，可以在完全关闭动作中连续改变设定。在这种情况下，即使不由位移传感器检测阀体的位置，也可以基于设定流量和开度指令来使速度调节部动作。此外，变更的设定变量并不限定于时间常数，只要能够使阀体的移动速度变化即可。

在第二实施方式中，所述速度调节部对设定流量的不连续点进行直线插补，但是例如也可以通过S形插补等各种插补法，至少在完全关闭之前使所述阀体的移动速度下降。

可以不在阀座块上设置定位构件而仅形成阀座面。

此外，只要不违反本发明的宗旨，可以进行各种实施方式的组合和变形。

Claims (11)

1.一种流体控制装置，其特征在于包括：

设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及

控制所述流体控制阀的控制机构，

所述流体控制阀包括：

阀座面；

相对于所述阀座面离合的阀体；以及

驱动所述阀体的致动器，

所述控制机构包括速度调节部，当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。

2.根据权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

所述流体控制阀还包括检测所述阀座面与所述阀体之间的距离的位移传感器，

由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

3.根据权利要求2所述的流体控制装置，其特征在于，

所述控制机构还包括输出数字电压指令信号的电压控制部，所述数字电压指令信号用于控制向所述致动器施加的电压，

所述电压控制部输出电压指令信号，以使所述阀体从由所述位移传感器检测的距离成为零的时点开始进一步向所述阀座面侧移动。

4.根据权利要求3所述的流体控制装置，其特征在于，

所述控制机构还包括D/A转换器，所述D/A转换器输出与所述电压指令信号对应的模拟电压，

由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部改变所述D/A转换器的设定系数，以使所述阀体的移动速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

5.根据权利要求4所述的流体控制装置，其特征在于，

所述致动器是压电致动器，

由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部改变所述D/A转换器的设定系数，以使所述压电致动器的放电速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

6.根据权利要求5所述的流体控制装置，其特征在于，

向所述压电致动器施加正电压时，所述阀体向离开所述阀座面的方向移动，并且在未向该压电致动器施加电压的状态下，所述阀体与所述阀座面接触，

所述电压控制部输出电压指令信号，以使从由所述位移传感器检测的距离成为零的时点开始向所述压电致动器施加负电压。

7.根据权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

所述阀座面形成为包围流体流入的流入开口的周围，

所述阀体包括：

封闭面，与所述阀座面接触而封闭所述流入开口；以及

周边面，形成为与所述封闭面的外侧处于同一平面，

在所述阀座面的外侧还具有定位构件，所述定位构件的至少一部分形成为与该阀座面在同一平面上。

8.根据权利要求4所述的流体控制装置，其特征在于，

所述致动器是压电致动器，

当由所述位移传感器检测的距离在所述规定距离以下时，所述速度调节部改变所述D/A转换器的设定系数，以使所述压电致动器的电压上升速度比由所述位移传感器检测的距离大于所述规定距离时下降。

9.根据权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

所述速度调节部存储有使所述阀体的移动速度开始下降的速度下降开始位置，从由位移传感器检测的位置成为速度下降开始位置的时点开始使所述阀体的移动速度下降，

所述流体控制装置还包括位置更新部，所述位置更新部基于在完全关闭状态下从所述位移传感器输出的位置信号来更新所述速度下降开始位置。

10.一种存储介质，存储有在流体控制装置中使用的控制程序，所述流体控制装置包括：设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及控制所述流体控制阀的控制机构，所述流体控制阀包括：阀座面；相对于所述阀座面离合的阀体；以及驱动所述阀体的致动器，

所述存储介质的特征在于，

所述控制程序使由计算机构成的所述控制机构发挥作为速度调节部的功能，当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，所述速度调节部使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。

11.一种流体控制装置的控制方法，所述流体控制装置包括：设置在流体流动的流道上的流体控制阀；以及控制所述流体控制阀的控制机构，所述流体控制阀包括：阀座面；相对于所述阀座面离合的阀体；以及驱动所述阀体的致动器，

所述流体控制装置的控制方法的特征在于，

当使所述阀体接近所述阀座面而使所述流体控制阀完全关闭时，在所述阀座面与所述阀体之间成为规定距离之后，使所述阀体的移动速度比所述阀座面与所述阀体之间成为所述规定距离之前下降。