JP2007024070A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラムを複数枚有する制御弁において、腐蝕性かつ高清浄度が要求される流体の流通に対応可能とし制振機能を有する流量制御弁を提供する。
【解決手段】流入部１２側に配された第一ダイヤフラム５０と、流出部１５側に配された第二ダイヤフラム６０とを有し、各ダイヤフラムは、その外周部がボディ本体に固定されてチャンバ２０内に取り付けられ、チャンバを第１ダイヤフラム外側の第一外室２１、第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムに囲まれ流入部及び弁座１６並びに流出部を有する弁室２５、第二ダイヤフラム外側の第二外室３０に区分し、少なくとも第一又は第二外室のいずれかに加圧手段Ｍを備える制御弁において、第一外室内又は第二外室内のボディ本体１１に弁機構体の進退方向と同一方向に穿設した摺動孔８０を形成し、弁機構体に摺動孔の内面８１と空隙部８５を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材９０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次側流体の流量の安定化、もしくは一次側流体の圧力の定圧化を目的とする圧力制御弁に関し、特に、流体の流通時に制御弁に生じる振動を抑制することができる構造を備える圧力制御弁に関する。

従来、圧力制御弁に生じる共振現象を抑制する構造として、防振部材を備えた圧力制御弁が提案されている（特許文献１参照）。同特許文献１によると、防振部材に円錐コイルバネが利用され、二次側流路内に露出して流路内よりダイヤフラムを付勢するように配置されている。同特許文献１の防振部材の構造によると、固有振動数の一致を生じにくくさせ、共振現象の抑制に一定の効果を発揮する。

前記特許文献１の制御弁では、円錐コイルバネと流体との接触が不可避である。また、円錐コイルバネは金属製である（特許文献１段落「００２５」）。従って、制御弁内を流通させる流体の性質いかんにより、金属製の円錐コイルバネを腐蝕させるおそれがある。特に、半導体製造において、シリコンウエハの洗浄等に用いる流体を流通させる場合を想定すると、金属の腐蝕により、流体の清浄度を大きく低下させる危険性があり、この分野への適用は困難である。

加えて、特許文献１によると、防振部材としての防振ゴムの使用は、環境温度の変化に伴うゴム弾性の変化となり、圧力制御の精度低下への懸念から否定されている（特許文献１段落「０００６〜０００７」）。

また、半導体製造の洗浄ライン等では、流体の流量、圧力の制御に高精度の安定性が求められる。しかし、特許文献１の１枚のダイヤフラムのみからなる制御弁では、所望の高精度な流体の流量、圧力の安定性を得ることが難しかった。このように、特許文献１における圧力制御弁、及びその防振部材の構造の適用範囲は必ずしも広いとは言えない。

そこで、圧力制御弁のダイヤフラムを２枚とすることにより、流体の流量、圧力の制御において高精度の安定性の実現が可能となった（特許文献２，特許文献３等参照）。また、特許文献２，３のダイヤフラムを２枚有する制御弁によると、流体の流路は各ダイヤフラムにより区画されるため、流体の清浄度を維持し続けることができる。よって、これらの制御弁は半導体製造用には好適な制御弁である。

その一方、前記の特許文献２，３等のダイヤフラムを２枚とする圧力制御弁においては、流体の流通に伴い、ダイヤフラムの振動数と制御弁内の各種部材の固有振動数が一致すること、つまり共振現象の発生が近年問題視され始めている。ひとたび、制御弁内において共振現象が生じると発振が持続して消え難い。しかしながら、ダイヤフラムを２枚有する制御弁において、特許文献１の構成の防振部材を適用して共振現象を抑制しようとすることは不可能である。すなわち、前述のとおり流体の清浄度を低下させ、半導体製造用としては致命的である。

以上の経緯から、流体の流量、圧力の制御に高い性能を発揮するダイヤフラムを複数枚有する圧力制御弁において、共振現象への対策と同時に、腐蝕性であり高清浄度が要求される流体の流通にも対応可能な振動を制御する新規な構造が切望されている。
特開２００５−４６９４号公報 特許第２６７１１８３号公報 特許第３４６７４３８号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、ダイヤフラムを複数枚有する制御弁において、半導体製造に用いられ、腐蝕性かつ高清浄度が要求される流体の流通に対応可能とし制振機能を有する流量制御弁を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、一側に被制御流体の流入部（１２）を有し、弁座（１６）を介して他側に被制御流体の流出部（１５）が形成されたチャンバ（２０）を有するボディ本体（１１）と、前記弁座を開閉する弁部（４１）と、前記流入部側に配された第一ダイヤフラム（５０）と、前記流出部側に配された第二ダイヤフラム（６０）とを有する弁機構体（４０）とを有し、前記各ダイヤフラムは、その外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを前記第１ダイヤフラム外側の第一外室（２１）、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムに囲まれ前記流入部及び弁座並びに流出部を有する弁室（２５）、前記第二ダイヤフラム外側の第二外室（３０）に区分しており、少なくとも前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室に加圧手段（Ｍ）を備えなる制御弁において、前記第一外室内又は第二外室内のボディ本体には前記弁機構体の進退方向と同一方向に穿設された摺動孔（８０）が形成されているとともに、前記弁機構体には前記摺動孔の内面（８１）と空隙部（８５）を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材（９０）が設けられていることを特徴とする圧力制御弁に係る。

請求項２の発明は、一側に被制御流体の流入部（１２）を有し、弁座（１６）を介して他側に被制御流体の流出部（１５）が形成されたチャンバ（２０）を有するボディ本体（１１）と、前記弁座を開閉する弁部（４１）と、前記流入部側に配された第一ダイヤフラム（５０）と、前記流出部側に配された第二ダイヤフラム（６０）とを有する弁機構体（４０）とを有し、前記各ダイヤフラムは、その外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを前記第１ダイヤフラム外側の第一外室（２１）、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムに囲まれ前記流入部及び弁座並びに流出部を有する弁室（２５）、前記第二ダイヤフラム外側の第二外室（３０）に区分しており、少なくとも前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室に加圧手段（Ｍ）を備えなる制御弁において、前記第一ダイヤフラム又は第二ダイヤフラムには前記弁機構体の進退方向と同一方向の摺動孔（８０）が形成されているとともに、前記摺動孔が形成されているダイヤフラム外側の外室には前記摺動孔の内面（８１）と空隙部（８５）を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材（９０）が設けられていることを特徴とする圧力制御弁に係る。

請求項３の発明は、前記第一外室及び第二外室の双方に加圧手段が備えられている請求項１又は２に記載の圧力制御弁に係る。

請求項４の発明は、前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室内にダイヤフラムを所定方向に付勢する付勢手段が備えられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力制御弁に係る。

請求項５の発明は、前記制振部材が、前記弁機構体に保持部材を介して取り付けられている請求項１、３、４のいずれか１項に記載の圧力制御弁に係る。

請求項６の発明は、前記制振部材が、前記摺動孔を形成しているダイヤフラム外側の外室に保持部材を介して取り付けられている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の圧力制御弁に係る。

請求項７の発明は、前記制振部材が前記摺動孔と断面形状を異にするゴムロッドよりなる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧力制御弁に係る。

請求項８の発明は、前記ゴムロッドの軸方向に内孔が設けられている請求項７に記載の圧力制御弁に係る。

請求項１の発明に係る圧力制御弁によると、一側に被制御流体の流入部を有し、弁座を介して他側に被制御流体の流出部が形成されたチャンバを有するボディ本体と、前記弁座を開閉する弁部と、前記流入部側に配された第一ダイヤフラムと、前記流出部側に配された第二ダイヤフラムとを有する弁機構体とを有し、前記各ダイヤフラムは、その外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを前記第１ダイヤフラム外側の第一外室、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムに囲まれ前記流入部及び弁座並びに流出部を有する弁室、前記第二ダイヤフラム外側の第二外室に区分しており、少なくとも前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室に加圧手段を備えなる制御弁において、前記第一外室内又は第二外室内のボディ本体には前記弁機構体の進退方向と同一方向に穿設された摺動孔が形成されているとともに、前記弁機構体には前記摺動孔の内面と空隙部を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材が設けられていることを特徴とするため、半導体製造用等の腐蝕性かつ高清浄度が要求される被制御流体の流通に対応可能とし、制御弁内に生じる固有振動数の持続を防止する制振機能を有する圧力制御弁を実現することができる。

とりわけ、制振部材は、チャンバ内を流通する被制御流体に晒されることはなく、被制御流体との曝露による腐蝕劣化、流体温度に伴う弾性変化のおそれから大幅に緩和される。従って、ゴム弾性体よりなる制振部材としての適用が可能となる。

また、請求項２の発明に係る圧力制御弁によると、前記第一ダイヤフラム又は第二ダイヤフラムには前記弁機構体の進退方向と同一方向の摺動孔が形成されているとともに、前記摺動孔が形成されているダイヤフラム外側の外室には前記摺動孔の内面と空隙部を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材が設けられているため、請求項１の発明に係る圧力制御弁と同様に、半導体製造用等の腐蝕性かつ高清浄度が要求される被制御流体の流通に対応可能とし、制御弁内に生じる固有振動数の持続を防止する制振機能を有する圧力制御弁を実現することができる。

請求項３の発明に係る圧力制御弁によると、請求項１又は２において、前記第一外室及び第二外室の双方に加圧手段が備えられているため、各ダイヤフラムに対する加圧が可能となり、両ダイヤフラムの調整、弁機構体の駆動の制御が容易となる。

請求項４の発明に係る圧力制御弁によると、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室内にダイヤフラムを所定方向に付勢する付勢手段が備えられているため、弁機構体を駆動させる際の開始位置が規定される。

請求項５の発明に係る圧力制御弁によると、請求項１、３、４のいずれか１項において、前記制振部材が、前記弁機構体に保持部材を介して取り付けられているため、制振部材と弁機構体との接続を簡便とすることができる。

請求項６の発明に係る圧力制御弁によると、請求項２ないし４のいずれか１項において、前記制振部材が、前記摺動孔を形成しているダイヤフラム外側の外室に保持部材を介して取り付けられているため、制振部材と摺動孔を形成しているダイヤフラム外側の外室との接続を簡便とすることができる。

請求項７の発明に係る圧力制御弁によると、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記制振部材が前記摺動穴と断面形状を異にするゴムロッドよりなるため、摺動孔の内面に局所的な圧接部を介して制振部材が圧接し、ゴムロッドよりなる制振部材が摺動するものである。つまり、制振部材（ゴムロッド）における振動の減衰（抑制）と、弁機構体の円滑な摺動を両立させることができる。

請求項８の発明に係る圧力制御弁によると、請求項６において、前記ゴムロッドの軸方向に内孔が設けられているため、制振部材（ゴムロッド）における弾性の調整が簡便となるとともに、作成に要するコストを低廉とすることができる。

以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１はこの発明の第一実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図２は図１における圧力制御弁の開弁状態の縦断面図、図３は摺動孔と制振部材の圧接摺動の関係を示す第１の概略図、図４は摺動孔と制振部材の圧接摺動の関係を示す第２の概略図、図５はゴムロッドとその内孔の関係を示す概略図、図６は第二実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図７は第三実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図８は図７の主要部拡大図、図９は第四実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図１０は第五実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図１１は第六実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図１２は第七実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図、図１３は第八実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。

本発明の圧力制御弁について、図１及び図２に示す流量コントロールバルブに基づき説明する。図示第一実施例の圧力制御弁１０Ａおいて、請求項１の発明として規定するように、そのボディ本体１１内に、一側（一次側）に被制御流体の流入部１２を有し弁座１６を介して他側（二次側）に被制御流体の流出部１５を形成するチャンバ２０が形成されている。チャンバ２０内には、弁座１６を開閉する弁部４１と、流入部１２側に配された第一ダイヤフラム５０と、流出部１５側に配された第二ダイヤフラム６０とを有する弁機構体４０が進退自在に配される。

ボディ本体１１は、図示のとおり、下方から第一ブロック１１ａ、第二ブロック１１ｂ、第三ブロック１１ｃに分割されている。これらの各ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは一体に組み付けられて構成される。

第一ダイヤフラム５０は薄肉可動部５１と外周部５２とからなり、第一ダイヤフラム５０の外周部５２は、第一ブロック１１ａと第二ブロック１１ｂに挟まれてボディ本体１１に固定され、チャンバ２０内に取り付けられる。チャンバ２０内にて第一ダイヤフラム５０により区分され、第一ダイヤフラムの外側、図示では下方側の空間は第一外室２１となる。同様に、第二ダイヤフラム６０は薄肉可動部６１と外周部６２とからなり、第二ダイヤフラム６０の外周部６２は、第二ブロック１１ｂと第三ブロック１１ｃに挟まれてボディ本体１１に固定され、チャンバ２０内に取り付けられる。チャンバ２０内にて第二ダイヤフラム６０により区分され、第二ダイヤフラムの外側、図示では上方側の空間は第二外室３０となる。第一ダイヤフラム５０及び第二ダイヤフラム６０に囲まれ、流入部１２及び弁座１６並びに流出部１５を有する被制御流体の流路は弁室２５となる。

実施例の圧力制御弁にあっては、酸性、塩基性等の高腐蝕性の被制御流体が流通されるため、ボディ本体、各ダイヤフラム、弁機構体等は、主にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン樹脂））等の種々の耐蝕性、耐薬品性の樹脂より成形される。これより順次述べる各実施例も同様に、主にフッ素樹脂よりなる。

少なくとも第一外室２１又は第二外室３０のいずれか一側の外室には、加圧手段Ｍが備えられる。図示の例によると、加圧手段Ｍとして、電空レギュレーターの下で制御される調圧気体Ａより構成され、第二外室３０に接続される。符号１０１は調圧気体のための給気ポート、１０２はその排気ポートである。なお、加圧手段Ｍとして、荷重調節が可能なばね装置、ステッピングモータとボールネジの組み合わせ、ソレノイド構造（電磁石）等の利用も可能である。

ここで、弁機構体４０の駆動を簡単に説明する。図１の閉弁状態では、弁座１６に弁機構体４０の弁部４１が着座しており、被制御流体の流通が遮断されている状態である。そこで、図２に示すとおり、調圧気体Ａの供給（加圧）により、第二ダイヤフラム６０の薄肉可動部６１に撓み（変形）を生じさせ、第二ダイヤフラム６０（つまり、弁機構体４０）を図にて下向きに押し下げることとなる。この結果、図１の閉弁状態（着座状態）は解除され、図２のとおり、弁座１６から弁部４１が離隔し、開弁状態となる。弁機構体の制御時においては、調圧気体Ａの排気ポート１０２からの排気を伴う。

第一外室内又は第二外室内のボディ本体１１には、弁機構体４０の進退方向と同一方向に穿設された摺動孔８０が形成されている。図示の例によると、第一外室２１の内部（下部）の第一ブロック１１ａに摺動孔８０が形成されている。詳細については図３及び図４に委ねるが、弁機構体４０には、この摺動孔８０の内面８１と空隙部８５を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材９０が設けられる。後述するとおり、制振部材９０は棒状のゴムロッドであり、耐蝕性を考慮して、フッ素樹脂ゴム等が利用される。

図示第一実施例によると、請求項５の発明として規定するように、弁機構体４０、特には第一ダイヤフラム５０の直下に保持部材７０が接続されている。この保持部材７０を介して制振部材９０は弁機構体４０に取り付けられる。保持部材を備えることにより、制振部材９０と弁機構体４０との接続を簡便とできる。また、制振部材９０の交換も保持部材毎行うため容易となる。

加えて、請求項４の発明として規定するように、第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室にダイヤフラムを所定方向に付勢する付勢手段７５が設けられる。特に、図示第一実施例によると、第一外室２１内の下部に当たる収容室２２に付勢手段７５が備えられ、保持部材７０を介して第一ダイヤフラム５０を上向きに付勢している。この付勢手段には、種々のコイルばねが用いられる。付勢手段を具備ことにより、弁機構体４０を駆動させる際の開始位置が規定される。例えば、いつでも弁機構体の開始位置を閉弁状態（着座状態）に制御する利点がある。

図示の圧力制御弁１０Ａから自明なとおり、制振部材９０、付勢手段７５は、第一ダイヤフラム５０（薄肉可動部５１）を隔てた第一外室２１内に配置される。すなわち、これら制振部材９０、付勢手段７５はチャンバ２０内を流通する被制御流体に晒されることはない。そのため、被制御流体との曝露による腐蝕劣化、流体温度に伴う弾性変化のおそれから大幅に緩和される。従って、先行技術文献により否定されていたにもかかわらず、ゴム弾性体よりなる制振部材を用いることが可能となる。

図示第一実施例の圧力制御弁１０Ａにおいて、第一ブロック１１ａには呼吸路１８が形成され、第一外室２１に接続されている。呼吸路１８により、第一外室２１内の空気の出入りが行われる。また、符号９５は制振部材９０（ゴムロッド）の内孔である。

これより、摺動孔８０と制振部材９０の圧接摺動の関係について図３及び図４を用い説明する。請求項７の発明として規定するように、ゴムロッドよりなる制振部材（９０ａ，９０ｂ）は摺動孔（８０ａ，８０ｂ）と断面形状を異にしている。例えば、図３（ａ）の概念斜視図に開示するとおり、制振部材９０ａは四角柱形状、摺動孔８０ａは円筒形状とされる。つまり、断面視で四角形（実施例は正方形）と円形となる。摺動孔８０ａ内に制振部材９０ａが挿通された場合、図３（ｂ）の概念上面図に示すように、制振部材９０ａ（ゴムロッド）の角８２は、摺動孔８０ａの内面８１に押し当てられて圧接部８３となる。同時に、摺動孔８０ａの内面８１と制振部材９０ａ（ゴムロッド）の周囲９３との間に空隙部８５が形成される。図３（ｂ）の破線部分は挿通前の制振部材９０ａ（ゴムロッド）の周囲である。

あるいは、図４（ａ）の概念斜視図に開示するとおり、制振部材９０ｂは円筒形状、摺動孔８０ｂは四角柱形状とされる。つまり、断面視で円形と四角形（正方形）となる。摺動孔８０ｂ内に制振部材９０ｂが挿通された場合、図４（ｂ）の概念上面図に示すように、制振部材９０ｂ（ゴムロッド）の周囲９３は、摺動孔８０ｂの内面８１に押し当てられて圧接部８３となる。同時に摺動孔８０ｂの内面８１と制振部材９０ｂ（ゴムロッド）の周囲９３との間に空隙部８５が形成される。図４（ｂ）の破線部分は挿通前の制振部材９０ｂ（ゴムロッド）の周囲である。

第一実施例の圧力制御弁１０Ａにおいて、呼吸路１８を省略することができる。前記の摺動孔８０（空隙部８５）が呼吸路を兼用することも可能である。すなわち、第一外室２１内の空気は制振部材９０（ゴムロッド）の周囲と内面８１の間に生じた空隙部８５を通過することができるためである（後記の図１０等参照）。

図３及び図４にて説明するとおり、摺動孔と制振部材の関係は、摺動孔の内面に局所的な圧接部を介して制振部材が圧接し、ゴムロッドよりなる制振部材が摺動するものである。そのため、脈動を伴った被制御流体が弁室を流通し、ダイヤフラムの振動数と制御弁内の各種部材の固有振動数が一致する場合であっても、前記のゴムロッドよりなる制振部材によって振動が抑制される。この結果、生じた振動は制振部材により吸収され（減衰振動となって収束され）、圧力制御弁内に発生する固有振動数の一致を崩すものと考えられる。

図示より自明ながら、摺動孔と制振部材との圧接摺動に際し、圧接部以外の摺動孔には空隙部が形成される。仮に、摺動孔の内部の大半をゴムロッドよりなる制振部材が埋めることとなると、圧接部が増大して摺動時の抵抗が過大になるおそれがある。とりわけ、実施例として開示する圧力制御弁の場合、弁機構体の進退動作の応答性は鋭敏であることが要求されるため、極端な圧接部の広がりは避けるべきである。この点を考慮し、制振部材（ゴムロッド）による振動の吸収と、弁機構体の円滑な摺動とを勘案すると、摺動孔８０及び制振部材９０が選択し得る図形（断面形状）としては、図３及び図４にて開示する円と四角形の関係が適当とされる。なお、前記のとおり、振動の減衰（抑制）と弁機構体の円滑な摺動の両立が可能である限りにおいて、円と他の多角形の組み合わせも可能とされる。

制振部材９０（ゴムロッド）における弾性の調整に当たり、請求項８の発明として規定し、図５に示すとおり、その内部にゴムロッドの軸方向となる内孔９５が設けられる。図示のゴムロッド９０ｃ，９０ｄは、両方とも一辺の長さをＷとする断面視正方形からなる四角柱を例示したものである。図５（ａ）において、ゴムロッド９０ｃの成形には、直径Ｄ１の成形ロッド２０１が用いられ、内孔９５ｃが形成される。また、図５（ｂ）において、ゴムロッド９０ｄの成形には、成形ロッド２０１よりも直径が大である直径Ｄ２の成形ロッド２０２が用いられ、内孔９５ｄが形成される。この結果、ゴムロッド９０ｃ内の横断面の肉厚Ｔ１は、ゴムロッド９０ｄの横断面の肉厚Ｔ２よりも厚くなり、ゴムロッド９０ｃはゴムロッド９０ｄと比して撓みにくくなる（変形量が小さくなる）。従って、摺動孔と制振部材との圧接摺動時に受ける抵抗の差となる。

通常、圧接摺動時に受ける抵抗の調整には、摺動孔の大きさの変更が検討される。しかしながら、制御弁用の成形型の変更を要する等、製造コストの増加が避けられない。これに対して、図示のとおり、成形ロッドの太さ（直径）を変更するのみで圧接摺動時に受ける抵抗の調整が可能となる。このため、総じて製造コストを低廉とすることができる。加えて、制振部材（ゴムロッド）に用いられるゴム素材の性質に応じて、内孔の調節が容易となる。

図６は本発明の第二実施例の圧力制御弁１０Ｂである。当該圧力制御弁１０Ｂにおいては、請求項２の発明として規定するように、第一ダイヤフラム５０又は第二ダイヤフラム６０には、弁機構体４０の進退方向と同一方向に穿設された摺動孔８０が形成されている。図６によると、第一ダイヤフラム５０に摺動孔８０が穿設されている。併せて、請求項６の発明として規定するように、図示の制振部材９０（ゴムロッド）は、摺動孔８０を形成しているダイヤフラム外側の外室（第一外室２１（収容室２２））に保持部材７０を介して取り付けられている（接続されている）。特に、摺動孔８０の内面８１と空隙部８５を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材９０は、前記の保持部材７０に保持されて、第一ダイヤフラム５０外側の第一外室２１の下部に当たる収容室２２（図示では第一ブロック１１ａ）に設けられている。この場合も、保持部材７０を備えることにより、制振部材９０と外室（第一外室２１）との接続を簡便とでき、制振部材９０の交換も保持部材毎行うため容易となる。

第二実施例の圧力制御弁１０Ｂのように、制振部材の接続位置を弁機構体から摺動孔が形成されているダイヤフラムの外室に変更したとしても、前述と同様に振動の抑制に効果を発揮する。第二実施例の摺動孔と、制振部材（ゴムロッド）との圧接摺動の関係は前掲の図３、図４等と同様であるため、その説明を省略する。

図７は本発明の第三実施例の圧力制御弁１０Ｃである。当該圧力制御弁１０Ｃにおいては、第二ダイヤフラム６０の外側、つまり第二外室３０にさらに第三ダイヤフラム１２０が配置され、第三外室３７を区画ている。図中、符号１２１は第三ダイヤフラムの薄肉可動部、１２２は第三ダイヤフラムの外周部である。弁機構体４０の駆動においては、第三外室３７への調圧気体Ａの供給（加圧）により、第三ダイヤフラム１２０の薄肉可動部１２１に撓み（変形）を生じさせ、第三ダイヤフラム１２０を下向きに押し下げ、これに伴って、弁機構体４０を図にて下向きに押し下げる。第三実施例のように、第三ダイヤフラムを設けるならば、仮に第二ダイヤフラムに破損等が生じたとしても、被制御流体が第二外室、さらには加圧手段にまで達することはなく、各種設備、装置等への汚染を最小限に抑えることができる。

図８は図７の符号Ｑ付近の拡大図である。弁機構体４０の駆動時、第三ダイヤフラムの薄肉可動部１２１及び第二ダイヤフラムの薄肉可動部６１は変形を伴い、第二外室３０内の容積は変化する。そこで、図８を用い、第二外室３０内における空気の流出入を説明する。

第二ダイヤフラム６０の外周部６２に第三ダイヤフラム１２０の外周部１２２が重ねられる。両外周部６２，１２２はボディ本体の第二ブロック１１ｂ及び第三ブロック１１ｃに挟持されて固定されている。図示から理解されるように、第二ダイヤフラムの外周部６２にダイヤフラム通気孔６６が備えられている。そして、ボディ本体の第二ブロック１１ｂ及び第三ブロック１１ｃの間にブロック通気孔１１ｈが設けられている。同時に、第二ダイヤフラムの外周部６２と第二ブロック１１ｂとの間、並びに第三ダイヤフラムの外周部１２２と第三ブロック１１ｃとの間の隙間として通気溝部１１ｇが設けられている。

従って、第二外室３０内の容積変化に応じて、第二外室内の空気は図示の矢印のとおり、ダイヤフラム通気孔６６、通気溝部１１ｇ、ブロック通気孔１１ｈと流出し、またこの逆順に流入することができる。ゆえに、弁機構体の駆動時に受ける第二外室内の空気の抵抗を軽減することができる。

図９は本発明の第四実施例の圧力制御弁１０Ｄである。当該圧力制御弁１０Ｄにおいては、請求項３の発明として規定するように、第一外室２１及び第二外室３０の双方それぞれに加圧手段が備えられる。図示にて、加圧手段Ｍは前出の図１と同様に第二外室３０に備えられる。そしてさらに、第一外室２１にも第２の加圧手段Ｍ’（調圧気体Ａ’）が備えられている。符号１０３は調圧気体Ａ’の給気ポート、１０４はその排気ポートである。加圧手段をそれぞれの外室に配置することにより、両ダイヤフラムの調整、弁機構体の駆動の制御が容易となる。

図６ないし図９の圧力制御弁１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにおいて、前記の第一実施例の圧力制御弁１０Ａと共通する箇所は同一符号とし、その説明を省略する。

図１０は本発明の第五実施例の圧力制御弁１０Ｅであり、背圧制御バルブを例示するものである。図示第五実施例の圧力制御弁１０Ｅおいて、そのボディ本体１１内に、一側（一次側）に被制御流体の流入部１２を有し弁座１６を介して他側（二次側）に被制御流体の流出部１５を形成するチャンバ２０が形成されている。チャンバ２０内には、弁座１６を開閉する弁部４１と、流入部１２側に配された第一ダイヤフラム５０と、流出部１５側に配された第二ダイヤフラム６０とを有する弁機構体４０が進退自在に配される。

ボディ本体１１は、図示のとおり、上方から第一ブロック１１ａ、第二ブロック１１ｂ、第三ブロック１１ｃに分割されている。これらの各ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは一体に組み付けられて構成される。

第一ダイヤフラム５０は薄肉可動部５１と外周部５２とからなり、第一ダイヤフラム５０の外周部５２は、第一ブロック１１ａと第二ブロック１１ｂに挟まれてボディ本体１１に固定され、チャンバ２０内に取り付けられる。チャンバ２０内にて第一ダイヤフラム５０により区分され、第一ダイヤフラムの外側、図示では上方側の空間は第一外室２１となる。同様に、第二ダイヤフラム６０は薄肉可動部６１と外周部６２とからなり、第二ダイヤフラム６０の外周部６２は、第二ブロック１１ｂと第三ブロック１１ｃに挟まれてボディ本体１１に固定され、チャンバ２０内に取り付けられる。チャンバ２０内にて第二ダイヤフラム６０により区分され、第二ダイヤフラムの外側、図示では下方側の空間は第二外室３０となる。第一ダイヤフラム５０及び第二ダイヤフラム６０に囲まれ、流入部１２及び弁座１６並びに流出部１５を有する被制御流体の流路は弁室２５となる。

第一外室２１には、加圧手段Ｍが備えられる。図示の例によると、加圧手段Ｍとして、電空レギュレーターの下で制御される調圧気体Ａより構成される。符号１０１は調圧気体のための給気ポート、１０２はその排気ポートである。

ここで、第五実施例の圧力制御弁１０Ｅにおける弁機構体４０の駆動を簡単に説明する。図１０では、弁座１６に弁機構体４０の弁部４１が着座しており、被制御流体の流通が遮断されている状態（閉弁状態）を示す。あるいは、図示しないが弁部４１が弁座１６から所定量離隔して一次側の圧力を維持しながら一定量の被制御流体の流通を許容することもある。

図示の場合、調圧気体Ａの供給（加圧）により、第一ダイヤフラム５０の薄肉可動部５１に撓み（変形）を生じさせ、第二ダイヤフラム６０（つまり、弁機構体４０）を図にて下向きに押し下げることとなる。この結果、図１０に示すとおり、弁部４１と弁座１６の着座により、被制御流体の流通が遮断されている状態（閉弁状態）となる。

ここで、被制御流体の一次側（図示流入部１２側）にて、圧力の上昇が見られると、被制御流体の圧力が、加圧手段Ｍから第一ダイヤフラム５０に加わる下向きの作用（調圧気体Ａの供給）に抗する。そして、第一ダイヤフラム５０が持ち上がり、第一ダイヤフラム５０と連動して弁機構体４０も上昇して弁座１６と弁部４１との間隔が増す。このため、二次側（図示流出部１５側）への流入が開始、あるいは流入量の増大となる。

次に、被制御流体の一次側圧力が低下すると、前述とは逆に、加圧手段Ｍから第一ダイヤフラム５０に加わる下向きの作用（調圧気体Ａの供給）が、被制御流体の一次側圧力よりも増すこととなり、第一ダイヤフラム５０と連動して弁機構体４０も元の位置に復帰する。このため、二次側（図示流出部１５側）への流入が停止、あるいは流入量の減少となる。

第二外室３０の内部（下部）の第一ブロック１１ｃには、弁機構体４０の進退方向と同一方向に穿設された摺動孔８０が形成されている。弁機構体４０には、この摺動孔８０の内面８１と空隙部８５を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材９０（棒状のゴムロッド）が設けられる。当該実施例においても、第二ダイヤフラム６０の直下に保持部材７０が接続されている。この保持部材７０を介して制振部材９０は弁機構体４０に取り付けられる。保持部材を備えることにより、制振部材９０と弁機構体４０との接続を簡便とできる。また、制振部材９０の交換も保持部材毎行うため容易となる。図示では、ダイヤフラムを付勢する付勢手段は省略されているが、第一実施例（圧力制御弁１０Ａ）に準じ、第二ダイヤフラム６０の直下に設置することは可能である。

図示第五実施例の圧力制御弁１０Ｅに見られる摺動孔８０と制振部材９０の圧接摺動の関係は、前出の図３及び図４にて詳述したとおりである。図示によると、摺動孔８０（空隙部８５）が呼吸路を兼用するため、呼吸路（図１参照）は省略されている。呼吸路の形成には別途切削加工が必要とされる。しかし、摺動孔は呼吸路と兼用されることにより、加工の軽減が可能となる。制振部材９０（ゴムロッド）の材質、加工等に関しては、前出の図５にて詳述したとおりである。

特に図示しないが、第五実施例の圧力制御弁１０Ｅを含めこれ以降の背圧制御バルブであっても、請求項２の発明のように、制振部材の接続位置を弁機構体から摺動孔が形成されているダイヤフラムの外室（ボディ本体）に変更することができる（図６参照）。この場合も、前述と同様に振動の抑制に効果を発揮する。また、請求項６の発明のように、図示の制振部材（ゴムロッド）は、摺動孔を形成しているダイヤフラム外側の外室に保持部材を介して取り付けられてもよい。他に、前述の各種設備、装置等への汚染を最小限に抑える目的から第三ダイヤフラムをさらに配置することも可能である。

図１１は本発明の第六実施例の圧力制御弁１０Ｆである。当該圧力制御弁１０Ｆでは、前掲図１０の圧力制御弁１０Ｅにおいて、第一外室２１に第一ダイヤフラム５０（弁機構体４０）を所定方向に付勢する付勢手段７５が備えられている。このように、付勢手段を備えることにより、加圧手段Ｍから第一ダイヤフラム５０に加わる下向きの作用（調圧気体Ａの供給）が微弱である場合であっても、弁機構体４０を常時閉弁状態（着座状態）に制御できる利点がある。

図１２は本発明の第七実施例の圧力制御弁１０Ｇである。当該圧力制御弁１０Ｇでは、図１０等に開示する背圧制御バルブにおいて、第二ダイヤフラム６０外側の第二外室３０、特には第二外室の下部に当たる収容室３２に加圧手段Ｍ（調圧気体Ａ）が備えられる。また、第一外室２１に第一ダイヤフラム５０（弁機構体４０）を所定方向に付勢する付勢手段７５が備えられている。図中、符号１９は呼吸路、１０３は調圧気体Ａの給気ポート、１０４はその排気ポートである。

第七実施例の圧力制御弁１０Ｇによると、一次側（図示流入部１２側）の被制御流体の所定圧力で一定に維持しつつ、二次側（図示流出部１５側）に流通させる背圧制御バルブとして好都合である。すなわち、第二ダイヤフラム６０は加圧手段Ｍ（調圧気体Ａ）の加圧を受け、弁機構体４０自体は図示にて上昇方向に可動する。そのため、弁座１６と弁部４１との間には流路が形成され、所定量の被制御流体が流通される。一次側の被制御流体の圧力が増大した場合の駆動については、第五実施例の圧力制御弁１０Ｅと同様である。

図１３は本発明の第八実施例の圧力制御弁１０Ｈである。当該圧力制御弁１０Ｈでは、図１０等に開示する背圧制御バルブにおいて、第一外室ダイヤフラム５０外側の第一外室２１と、第二ダイヤフラム６０外側の第二外室３０の双方に加圧手段が備えられている。図示にて、加圧手段Ｍは前出の図７と同様に第一外室２１に備えられる。そしてさらに、第二外室３０にも第２の加圧手段Ｍ’（調圧気体Ａ’）が備えられている。加圧手段をそれぞれの外室に配置することにより、両ダイヤフラムの調整、弁機構体の駆動の制御が容易となる。第八実施例の圧力制御弁１０Ｈによると、被制御流体の流通及び流通停止等の切り換えが容易となる。

以上、各図で開示し説明した実施例の圧力制御弁１０Ｅないし１０Ｈにおいて、共通する箇所は同一符号とし、その説明を省略する。

なお、本発明の圧力制御弁は、上記実施例として述べた構成に必ずしも限られるものではない。発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができることは言うまでもない。

本発明の第一実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 図１における圧力制御弁の開弁状態の縦断面図である。 摺動孔と制振部材の圧接摺動の関係を示す第１の概略図である。 摺動孔と制振部材の圧接摺動の関係を示す第２の概略図である。 ゴムロッドとその内孔の関係を示す概略図である。 第二実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 第三実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 図７の主要部拡大図である。 第四実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 第五実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 第六実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 第七実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。 第八実施例に係る圧力制御弁の閉弁状態の縦断面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ 圧力制御弁
１１ ボディ本体
１２ 流入部
１５ 流出部
１６ 弁座
２０ チャンバ
２１ 第一外室
２５ 弁室
３０ 第二外室
４０ 弁機構体
４１ 弁部
５０ 第一ダイヤフラム
５１ 第一ダイヤフラムの薄肉可動部
５２ 第一ダイヤフラムの外周部
６０ 第二ダイヤフラム
６１ 第二ダイヤフラムの薄肉可動部
６２ 第二ダイヤフラムの外周部
７０ 保持部材
７５ 付勢手段
８０ 摺動孔
８１ 内面
８３ 圧接部
８５ 空隙部
９０ 制振部材（ゴムロッド）
９５ 内孔
Ｍ 加圧手段

Claims (8)

1. 一側に被制御流体の流入部（１２）を有し、弁座（１６）を介して他側に被制御流体の流出部（１５）が形成されたチャンバ（２０）を有するボディ本体（１１）と、
   前記弁座を開閉する弁部（４１）と、前記流入部側に配された第一ダイヤフラム（５０）と、前記流出部側に配された第二ダイヤフラム（６０）とを有する弁機構体（４０）とを有し、
   前記各ダイヤフラムは、その外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを前記第１ダイヤフラム外側の第一外室（２１）、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムに囲まれ前記流入部及び弁座並びに流出部を有する弁室（２５）、前記第二ダイヤフラム外側の第二外室（３０）に区分しており、
   少なくとも前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室に加圧手段（Ｍ）を備えなる制御弁において、
   前記第一外室内又は第二外室内のボディ本体には前記弁機構体の進退方向と同一方向に穿設された摺動孔（８０）が形成されているとともに、前記弁機構体には前記摺動孔の内面（８１）と空隙部（８５）を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材（９０）が設けられていることを特徴とする圧力制御弁。
2. 一側に被制御流体の流入部（１２）を有し、弁座（１６）を介して他側に被制御流体の流出部（１５）が形成されたチャンバ（２０）を有するボディ本体（１１）と、
   前記弁座を開閉する弁部（４１）と、前記流入部側に配された第一ダイヤフラム（５０）と、前記流出部側に配された第二ダイヤフラム（６０）とを有する弁機構体（４０）とを有し、
   前記各ダイヤフラムは、その外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを前記第１ダイヤフラム外側の第一外室（２１）、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムに囲まれ前記流入部及び弁座並びに流出部を有する弁室（２５）、前記第二ダイヤフラム外側の第二外室（３０）に区分しており、
   少なくとも前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室に加圧手段（Ｍ）を備えなる制御弁において、
   前記第一ダイヤフラム又は第二ダイヤフラムには前記弁機構体の進退方向と同一方向の摺動孔（８０）が形成されているとともに、前記摺動孔が形成されているダイヤフラム外側の外室には前記摺動孔の内面（８１）と空隙部（８５）を介して圧接摺動するゴム弾性体よりなる制振部材（９０）が設けられていることを特徴とする圧力制御弁。
3. 前記第一外室及び第二外室の双方に加圧手段が備えられている請求項１又は２に記載の圧力制御弁。
4. 前記第一外室又は第二外室のいずれか一方の外室内にダイヤフラムを所定方向に付勢する付勢手段が備えられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力制御弁。
5. 前記制振部材が、前記弁機構体に保持部材を介して取り付けられている請求項１、３、４のいずれか１項に記載の圧力制御弁。
6. 前記制振部材が、前記摺動孔を形成しているダイヤフラム外側の外室に保持部材を介して取り付けられている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の圧力制御弁。
7. 前記制振部材が前記摺動孔と断面形状を異にするゴムロッドよりなる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧力制御弁。
8. 前記ゴムロッドの軸方向に内孔が設けられている請求項７に記載の圧力制御弁。

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