JP2922952B2 - 流体流調整デバイス - Google Patents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
- G05D7/0146—Control of flow without auxiliary power the in-line sensing element being a piston or float without flexible member or spring
- G05D7/0153—Control of flow without auxiliary power the in-line sensing element being a piston or float without flexible member or spring using slidable elements
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
- G05D16/06—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
- G05D16/063—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
- G05D16/0644—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator
- G05D16/0655—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane
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- G05D7/0173—Control of flow without auxiliary power using pivoting sensing element acting as a valve mounted within the flow-path
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は一般に、デバイスを通る流体、特にガスの
流量を調整するデバイスに関する。更に詳しくは、部分
真空および／または一定流速を一定に維持できるデバイ
スに関する。
流量を調整するデバイスに関する。更に詳しくは、部分
真空および／または一定流速を一定に維持できるデバイ
スに関する。
［発明の背景］ 半導体チップの上の集積回路の製造においては、空気
またはガスの流れを正確に制御する必要が生じる。例え
ば、この製造工程における幾多の過程がなされる作業環
境内は、周囲圧力に関して部分真空に保たれなければな
らない。クリーンルームでは、この周囲圧力は大気圧よ
りも少し高い。ガスは、この作業環境から建屋排気シス
テムに排気される。しばしば、この建屋排気システム
は、多数の作業環境からガスを排気するために使用され
る。建屋排気システムによって形成された真空は変化
し、且つ建屋排気システムに接続される作業環境の数は
変動するので、各作業環境は、作業環境の部分真空の大
きな変化を回避する目的および／または作業環境から建
屋排気システムまでのガスの流量を制御する目的のため
の制御方式を必要とする。多くの場合、部分真空または
流量の速度の何れかを正確に制御することは極めて重要
であり、作業環境から排気されているガスが過多または
過少であったりすると、歩留まりに影響を及ぼし、或い
は付近で作業する作業員が危険に晒されることがある。
またはガスの流れを正確に制御する必要が生じる。例え
ば、この製造工程における幾多の過程がなされる作業環
境内は、周囲圧力に関して部分真空に保たれなければな
らない。クリーンルームでは、この周囲圧力は大気圧よ
りも少し高い。ガスは、この作業環境から建屋排気シス
テムに排気される。しばしば、この建屋排気システム
は、多数の作業環境からガスを排気するために使用され
る。建屋排気システムによって形成された真空は変化
し、且つ建屋排気システムに接続される作業環境の数は
変動するので、各作業環境は、作業環境の部分真空の大
きな変化を回避する目的および／または作業環境から建
屋排気システムまでのガスの流量を制御する目的のため
の制御方式を必要とする。多くの場合、部分真空または
流量の速度の何れかを正確に制御することは極めて重要
であり、作業環境から排気されているガスが過多または
過少であったりすると、歩留まりに影響を及ぼし、或い
は付近で作業する作業員が危険に晒されることがある。
作業環境を経て排気方式に至る空気流量を制御する商
業的に入手し得るシステムは、熱線風速計と同様なセン
サからの空気流量情報を受けて、モータで駆動されるダ
ンパーを制御するマイクロプロセッサを使用している。
このようなシステムの欠点は、測定される排気流量にお
けるガスの温度が変化すると、センサが空気流速の変化
を検知するので、誤った調節が誘発されてしまうことで
ある。また、排気ガスの組成が変化するならば、センサ
は空気流の速度の変化を不正確に検知するので、これま
た誤調節が誘発されてしまう。
業的に入手し得るシステムは、熱線風速計と同様なセン
サからの空気流量情報を受けて、モータで駆動されるダ
ンパーを制御するマイクロプロセッサを使用している。
このようなシステムの欠点は、測定される排気流量にお
けるガスの温度が変化すると、センサが空気流速の変化
を検知するので、誤った調節が誘発されてしまうことで
ある。また、排気ガスの組成が変化するならば、センサ
は空気流の速度の変化を不正確に検知するので、これま
た誤調節が誘発されてしまう。
更に、被覆工程中に形成された残余物でセンサが被覆
されてしまうようなことがあると、センサは空気流の速
度の変化を不正確に検知し、また誤調節が誘発されてし
まう。これらの事象の何れもは、集積回路の製造中に頻
繁に生じることがある。また、誘発される誤調節は、工
程が空気流の不安定に最も敏感な時点で生じると思わ
れ、その結果として、生産率が低下してしまう。最後
に、製造工程中に可燃性溶剤が通常に使用され、またこ
の可燃性溶剤は処理機器を清掃するときに使用されるの
で、熱線風速計および流量制御システムの回路には、可
燃性溶剤を含有する空気流中に晒されるという潜在的な
危険がある。
されてしまうようなことがあると、センサは空気流の速
度の変化を不正確に検知し、また誤調節が誘発されてし
まう。これらの事象の何れもは、集積回路の製造中に頻
繁に生じることがある。また、誘発される誤調節は、工
程が空気流の不安定に最も敏感な時点で生じると思わ
れ、その結果として、生産率が低下してしまう。最後
に、製造工程中に可燃性溶剤が通常に使用され、またこ
の可燃性溶剤は処理機器を清掃するときに使用されるの
で、熱線風速計および流量制御システムの回路には、可
燃性溶剤を含有する空気流中に晒されるという潜在的な
危険がある。
Nicholsonに対して発行された米国特許第3,766,933
号、Taplinに対して発行された米国特許第4,092,998
号、Semonに対して発行された米国特許第4,592,385号、
およびDecca社に対して発行された英国特許番号第957,1
18号に開示されたような他の装置は、真空または高圧を
調整するように設計されている。しかし、これらの装置
は上述の製造工程における部分真空や流量を充分正確に
調整することはできない。
号、Taplinに対して発行された米国特許第4,092,998
号、Semonに対して発行された米国特許第4,592,385号、
およびDecca社に対して発行された英国特許番号第957,1
18号に開示されたような他の装置は、真空または高圧を
調整するように設計されている。しかし、これらの装置
は上述の製造工程における部分真空や流量を充分正確に
調整することはできない。
［発明の概要］ 本発明は、自己調整流量制御システムを提供すること
によって、従来のシステムに見出される諸問題を解決す
る。多くの従来システムに比べて、本発明は複雑ではな
く、使用する可動部品が少ない。流体（例えば空気、ガ
ス、またはガスの混合物）は、ある環境から排気源（例
えば建屋排気システム）まで、デバイスを通じて流れ
る。環境には、それを包囲する周囲の圧力よりも小さい
圧力がある。周囲圧力は、大気圧力か、または環境が配
置されているクリーンルームの圧力であり得る。デバイ
スは流路を備え、この流路を通じて流体は、環境に連通
する入口から出口へ通り、その出口側における流体出力
は、他の排出口から排出されることなく排気源へ通じて
いる。即ち、デバイスを出る流体の量はデバイスに入る
流体の量に実質的に等しい。この流路内には、ピストン
が、縮流点（constriction point）において流路を制限
し得るように、ピストン取付構造体に移動自体に取付け
られている。ピストンは、縮流点で流路内の流体の流れ
を横切る方向に移動する。ピストンは、基準圧力に露出
される後端面および縮流点の環境側の流路にある流体に
露出される正面を有する。一つの実施例では、剛性ピス
トンボディー自体が流路を制限する。もう一つの実施例
では、剛性ピストンボディーは縮流点で流路に突出し、
且つピストンに取付けられた可動内部壁と、ピストン取
付構造体に取付けられた可動外壁部とを有する。これら
の可動壁の長さは、ピストンが移動するにつれて可変と
することができる。回復力は、縮流点で流路を広げるよ
うにピストンを移動させる方向へ向かってピストンへ与
えられる。縮流点の排気源側の流路にある流体の圧力に
よりピストンに与えられる力は、ピストンの移動方向を
横切る。従って、この力は、デバイスの作動には実質的
に影響を及ぼさない。即ち、デバイスは排気源により作
られる真空の大きな変動にも拘らず、部分真空または流
量の速度の何れかを正確に制御することができる。回復
力と基準圧力とによりピストンに与えられる力と、縮流
点の環境側の流路にある流体の圧力とは、ピストンの移
動方向に対して概ね平行である。
によって、従来のシステムに見出される諸問題を解決す
る。多くの従来システムに比べて、本発明は複雑ではな
く、使用する可動部品が少ない。流体（例えば空気、ガ
ス、またはガスの混合物）は、ある環境から排気源（例
えば建屋排気システム）まで、デバイスを通じて流れ
る。環境には、それを包囲する周囲の圧力よりも小さい
圧力がある。周囲圧力は、大気圧力か、または環境が配
置されているクリーンルームの圧力であり得る。デバイ
スは流路を備え、この流路を通じて流体は、環境に連通
する入口から出口へ通り、その出口側における流体出力
は、他の排出口から排出されることなく排気源へ通じて
いる。即ち、デバイスを出る流体の量はデバイスに入る
流体の量に実質的に等しい。この流路内には、ピストン
が、縮流点（constriction point）において流路を制限
し得るように、ピストン取付構造体に移動自体に取付け
られている。ピストンは、縮流点で流路内の流体の流れ
を横切る方向に移動する。ピストンは、基準圧力に露出
される後端面および縮流点の環境側の流路にある流体に
露出される正面を有する。一つの実施例では、剛性ピス
トンボディー自体が流路を制限する。もう一つの実施例
では、剛性ピストンボディーは縮流点で流路に突出し、
且つピストンに取付けられた可動内部壁と、ピストン取
付構造体に取付けられた可動外壁部とを有する。これら
の可動壁の長さは、ピストンが移動するにつれて可変と
することができる。回復力は、縮流点で流路を広げるよ
うにピストンを移動させる方向へ向かってピストンへ与
えられる。縮流点の排気源側の流路にある流体の圧力に
よりピストンに与えられる力は、ピストンの移動方向を
横切る。従って、この力は、デバイスの作動には実質的
に影響を及ぼさない。即ち、デバイスは排気源により作
られる真空の大きな変動にも拘らず、部分真空または流
量の速度の何れかを正確に制御することができる。回復
力と基準圧力とによりピストンに与えられる力と、縮流
点の環境側の流路にある流体の圧力とは、ピストンの移
動方向に対して概ね平行である。
回復力は、スプリングにより与えられるか、或いはピ
ストンの重量により与えられる。本発明の好適実施例で
は、回復力は、スプリングまたは力を与える他の手段を
有することなく、単にピストンの重量により与えられ
る。
ストンの重量により与えられる。本発明の好適実施例で
は、回復力は、スプリングまたは力を与える他の手段を
有することなく、単にピストンの重量により与えられ
る。
本発明の好適実施例では、基準圧力は周囲圧力に等し
い。この実施例では、ピストンの正面と接触している流
体の圧力は、環境にある流体の圧力に正比例させること
ができる。その結果、ピストンは、周囲圧力に対して実
質的に一定の部分真空が環境内に保持される方式で、縮
流点において流路の大きさを調節するようにされてい
る。
い。この実施例では、ピストンの正面と接触している流
体の圧力は、環境にある流体の圧力に正比例させること
ができる。その結果、ピストンは、周囲圧力に対して実
質的に一定の部分真空が環境内に保持される方式で、縮
流点において流路の大きさを調節するようにされてい
る。
この部分真空制御システムの実施例は、環境とピスト
ンとの間の流路にスロットル弁を単純に導入することに
より、容易に流量制御システムとなるようにされてい
る。このスロットル弁は調節式であり、それによって流
量の速度を調節できるように、そのスロットル弁の位置
で流路の断面積を可変とすることができる。
ンとの間の流路にスロットル弁を単純に導入することに
より、容易に流量制御システムとなるようにされてい
る。このスロットル弁は調節式であり、それによって流
量の速度を調節できるように、そのスロットル弁の位置
で流路の断面積を可変とすることができる。
本発明の好適実施例のデバイスは、ピストンが可動に
取付けられるマニホルドを含む。マニホルドは、ピスト
ンの移動方式に概ね平行な側壁を備えている。この側壁
内には縮流点に位置する排気ポートが配置され、この排
気ポートによりマニホルドは排出手段と流体とに連通し
ている。またマニホルドは環境口を有し、この環境口を
通じて環境と流体に連通している。この環境口は側壁に
も配置されることがある。
取付けられるマニホルドを含む。マニホルドは、ピスト
ンの移動方式に概ね平行な側壁を備えている。この側壁
内には縮流点に位置する排気ポートが配置され、この排
気ポートによりマニホルドは排出手段と流体とに連通し
ている。またマニホルドは環境口を有し、この環境口を
通じて環境と流体に連通している。この環境口は側壁に
も配置されることがある。
ピストンと、ピストン取付構造体（マニホルドとする
ことができる）との間にシールを形成する幾多の方法が
ある。そのようなシールを形成する一つの方法は、上述
の可撓ダイヤフラムを用いることである。別法として、
ピストンとピストン取付構造体とは、精密な公差に機械
工作されるので、それらは互いに嵌まり合い、ピストン
とピストン取付構造体との間に過度の摩擦を生じること
なく良好なシールを形成する。好適実施例では、フェロ
流体、即ち磁気特性を有するオイル状流体が、ピストン
とピストン取付構造体との間にシールを形成するために
用いられる。ピストンとピストン取付構造体との間の位
置にフェロ流体を保持するために、ピストンとピストン
取付構造物との何れかに磁石が配置されている。
ことができる）との間にシールを形成する幾多の方法が
ある。そのようなシールを形成する一つの方法は、上述
の可撓ダイヤフラムを用いることである。別法として、
ピストンとピストン取付構造体とは、精密な公差に機械
工作されるので、それらは互いに嵌まり合い、ピストン
とピストン取付構造体との間に過度の摩擦を生じること
なく良好なシールを形成する。好適実施例では、フェロ
流体、即ち磁気特性を有するオイル状流体が、ピストン
とピストン取付構造体との間にシールを形成するために
用いられる。ピストンとピストン取付構造体との間の位
置にフェロ流体を保持するために、ピストンとピストン
取付構造物との何れかに磁石が配置されている。
流量の流れを調整するのに用いられる本発明の実施例
では、流体がピストンの正面を横切って流れるように流
体を指向させる変流器がピストンの近傍に配置される。
デバイスを通じて移動する流体の速度が増加するにつれ
て、流路にある流体の圧力によりピストンの正面に与え
られる力が減少する結果、縮流点で流路を制限する方向
へピストンが移動する。
では、流体がピストンの正面を横切って流れるように流
体を指向させる変流器がピストンの近傍に配置される。
デバイスを通じて移動する流体の速度が増加するにつれ
て、流路にある流体の圧力によりピストンの正面に与え
られる力が減少する結果、縮流点で流路を制限する方向
へピストンが移動する。
デバイスの入口から出口まで流れる流体の流量の速度
を調整する本発明の更に一つの形式においては、デバイ
スは入口から出口まで流体が通る流路を含む。流路は入
口と出口との間で排気されないことが望ましい。そのと
きは、入口を通る流体の量は出口から出る流体の量に実
質的に等しくなる。この流路内にはベンチュリ管が配置
されている。ベンチュリ管の一部は、ピストンの正面と
共に形成される。ピストンは、基準圧力（入口での流体
の圧力であることが望ましい）に晒された後端面を有す
る。ピストンは可動に取付けられており、流路を流れる
流体の速度が増加するにつれて、基準圧力とベンチュリ
管内の圧力との差が増加して、ベンチュリ管を狭窄する
方向へピストンが移動するようにされている。回復力
は、ベンチュリ管を拡張するようにピストンが移動する
方向へ向かってピストンに与えられる。上述の回復力を
与える様々な手段がデバイスに適用される。
を調整する本発明の更に一つの形式においては、デバイ
スは入口から出口まで流体が通る流路を含む。流路は入
口と出口との間で排気されないことが望ましい。そのと
きは、入口を通る流体の量は出口から出る流体の量に実
質的に等しくなる。この流路内にはベンチュリ管が配置
されている。ベンチュリ管の一部は、ピストンの正面と
共に形成される。ピストンは、基準圧力（入口での流体
の圧力であることが望ましい）に晒された後端面を有す
る。ピストンは可動に取付けられており、流路を流れる
流体の速度が増加するにつれて、基準圧力とベンチュリ
管内の圧力との差が増加して、ベンチュリ管を狭窄する
方向へピストンが移動するようにされている。回復力
は、ベンチュリ管を拡張するようにピストンが移動する
方向へ向かってピストンに与えられる。上述の回復力を
与える様々な手段がデバイスに適用される。
このベンチュリ管を備えるデバイスの好適実施例で
は、ピストンはヒンジ点の回りを回動するようにヒンジ
取付けされる。ピストンは、ベンチュリ管を狭窄または
拡張する方式で移動可能でなければならない。この実施
例のピストンには、ヒンジ点に近傍または離間するよう
に移動する摺動自在な錘が含まれている。この摺動自在
な錘を移動させることにより、ベンチュリ管を拡張する
ようにピストンが移動する傾向は可変とされる。この摺
動自在な錘の位置を制御するために、サーボ・モータが
用いられる。
は、ピストンはヒンジ点の回りを回動するようにヒンジ
取付けされる。ピストンは、ベンチュリ管を狭窄または
拡張する方式で移動可能でなければならない。この実施
例のピストンには、ヒンジ点に近傍または離間するよう
に移動する摺動自在な錘が含まれている。この摺動自在
な錘を移動させることにより、ベンチュリ管を拡張する
ようにピストンが移動する傾向は可変とされる。この摺
動自在な錘の位置を制御するために、サーボ・モータが
用いられる。
このベンチュリ管を備えるデバイスは、流体の速度が
増加するにつれて、流路の断面積を減少させることによ
り、流体の流量速度を調整する。即ち流体の速度が増加
するにつれて、ベンチュリ管での流路の断面積が減少す
ることにより、実質的に一定の流量率が生じる。摺動自
在な錘を移動させることにより、このデバイスを所望の
流量率に保つように設定することができる。
増加するにつれて、流路の断面積を減少させることによ
り、流体の流量速度を調整する。即ち流体の速度が増加
するにつれて、ベンチュリ管での流路の断面積が減少す
ることにより、実質的に一定の流量率が生じる。摺動自
在な錘を移動させることにより、このデバイスを所望の
流量率に保つように設定することができる。
［実施例］ 図１、２および３は全て、周囲圧力に対して作業環境
の部分真空を制御するのに用いられる本発明の実施例を
示す。図１に示されたデバイスは、ピストン２が取り付
けられたマニホルド１を備えている。マニホルド１の側
壁３は、ピストン２の移動方向（二方向矢印14により示
される）に実質的に平行である。建屋排気システム、す
なわち排気源に本デバイスを接続する排気口５は、側壁
３に配置されている。マニホルド１は、作業環境に本デ
バイスを接続する環境口４をも備えている。ピストン２
は、マニホルド１にも接続される回転ダイヤフラム６を
その周辺に取付けている。回転ダイヤフラム６は、ピス
トン２とマニホルド１との間でシールを形成する。図１
に明らかなように、ダイヤフラムは、マニホルド１及び
ピストン２により包囲されたプレナム13に突出する。ピ
ストン２が前後に移動するにつれて、ダイヤフラム６の
側壁７及び外壁８の長さが変化する。ピストン２が図面
の左方向へ移動するにつれて、ダイヤフラム６は排気口
５を狭くし始める。排気口５は、スクリーン12で被覆さ
れることができ、その面上にダイヤフラム６の外壁８が
位置することができる。
の部分真空を制御するのに用いられる本発明の実施例を
示す。図１に示されたデバイスは、ピストン２が取り付
けられたマニホルド１を備えている。マニホルド１の側
壁３は、ピストン２の移動方向（二方向矢印14により示
される）に実質的に平行である。建屋排気システム、す
なわち排気源に本デバイスを接続する排気口５は、側壁
３に配置されている。マニホルド１は、作業環境に本デ
バイスを接続する環境口４をも備えている。ピストン２
は、マニホルド１にも接続される回転ダイヤフラム６を
その周辺に取付けている。回転ダイヤフラム６は、ピス
トン２とマニホルド１との間でシールを形成する。図１
に明らかなように、ダイヤフラムは、マニホルド１及び
ピストン２により包囲されたプレナム13に突出する。ピ
ストン２が前後に移動するにつれて、ダイヤフラム６の
側壁７及び外壁８の長さが変化する。ピストン２が図面
の左方向へ移動するにつれて、ダイヤフラム６は排気口
５を狭くし始める。排気口５は、スクリーン12で被覆さ
れることができ、その面上にダイヤフラム６の外壁８が
位置することができる。
ピストン６には二つの面、即ちプレナム13に露呈する
正面15と、基準圧力９に晒される後端面16とを備えてい
る。ピストン２は、スプリング10に取付けられ、このス
プリング10は、ピストン２が排気口５を開放する方向へ
移動するようにピストン２に力を与える。ダイヤフラム
６がマニホルド１へ取り付けられた位置において、端部
キャップ11をマニホルド１へ取り付け得る。この端部キ
ャップ11とピストン２とはチャンバ17を形成する。チャ
ンバ17の圧力は基準圧力９である。好ましくは、基準圧
力９は周囲圧力（例えば作業環境が位置するクリーンル
ーム内の圧力）である。
正面15と、基準圧力９に晒される後端面16とを備えてい
る。ピストン２は、スプリング10に取付けられ、このス
プリング10は、ピストン２が排気口５を開放する方向へ
移動するようにピストン２に力を与える。ダイヤフラム
６がマニホルド１へ取り付けられた位置において、端部
キャップ11をマニホルド１へ取り付け得る。この端部キ
ャップ11とピストン２とはチャンバ17を形成する。チャ
ンバ17の圧力は基準圧力９である。好ましくは、基準圧
力９は周囲圧力（例えば作業環境が位置するクリーンル
ーム内の圧力）である。
ピストンの移動には本質的に三つの力が影響を及ぼ
す。その三つの力は、（ｉ）プレナム13のガスの圧力、
（ii）基準圧力９、（iii）スプリング10により与えら
れる回復力である。排気口５はピストン２の移動方向14
の横方向にあるので、建屋排気システム（排出手段）に
よって与えられる力は全てピストン２の移動に実質的に
影響を及ぼさない。デバイスが平衡状態であるとき、ピ
ストンの移動に影響する三つの力は相互に平衡する。作
業環境の圧力が低下したり、建屋排気システムの圧力が
低下する（即ち建屋排気システムが、より高度の真空を
作るとき）等により、プレナム13内の圧力が低下すると
きは、ピストン２は左方向に移動する傾向があるので、
回転ダイヤフラム６の突出により、排気口５は更に狭く
なる。排気口５が狭くなるので、ガスは建屋排気システ
ムへのプレナムから流出することができ、ガスの量が減
少する。従ってプレナムの内の圧力が上昇する。ピスト
ンは左方向への移動を続け、プレナム13内の圧力は、三
つの力が再び相互に相殺されるまで増加し続ける。作業
環境の圧力、建屋排気システムにより与えられる真空が
低下したりしてプレナムの圧力が増加するならば、ピス
トン２は右方向へ押しやられ、排気口５を上方に開放
し、更にプレナム13を建屋排気システムに露呈さる。
す。その三つの力は、（ｉ）プレナム13のガスの圧力、
（ii）基準圧力９、（iii）スプリング10により与えら
れる回復力である。排気口５はピストン２の移動方向14
の横方向にあるので、建屋排気システム（排出手段）に
よって与えられる力は全てピストン２の移動に実質的に
影響を及ぼさない。デバイスが平衡状態であるとき、ピ
ストンの移動に影響する三つの力は相互に平衡する。作
業環境の圧力が低下したり、建屋排気システムの圧力が
低下する（即ち建屋排気システムが、より高度の真空を
作るとき）等により、プレナム13内の圧力が低下すると
きは、ピストン２は左方向に移動する傾向があるので、
回転ダイヤフラム６の突出により、排気口５は更に狭く
なる。排気口５が狭くなるので、ガスは建屋排気システ
ムへのプレナムから流出することができ、ガスの量が減
少する。従ってプレナムの内の圧力が上昇する。ピスト
ンは左方向への移動を続け、プレナム13内の圧力は、三
つの力が再び相互に相殺されるまで増加し続ける。作業
環境の圧力、建屋排気システムにより与えられる真空が
低下したりしてプレナムの圧力が増加するならば、ピス
トン２は右方向へ押しやられ、排気口５を上方に開放
し、更にプレナム13を建屋排気システムに露呈さる。
周囲圧力に対して一定の部分真空を作業環境内に維持
するために、チャンバ17を周囲圧力、例えばクリーンル
ームに排気することにより周囲圧力に等しくするように
準圧力を設定することができる。クリーンルーム内の周
囲圧力が上昇するならば、ピストン２が排気口５を更に
閉塞しながら左方向に移動するので、プレナム13の圧力
が上昇する。プレナムの上昇した圧力によって、作業環
境の圧力が上昇する。即ち本デバイスは、周囲圧力が上
昇すると、それに対応して作業環境内の圧力が上昇し
て、一定の部分真空を維持することを保証する。
するために、チャンバ17を周囲圧力、例えばクリーンル
ームに排気することにより周囲圧力に等しくするように
準圧力を設定することができる。クリーンルーム内の周
囲圧力が上昇するならば、ピストン２が排気口５を更に
閉塞しながら左方向に移動するので、プレナム13の圧力
が上昇する。プレナムの上昇した圧力によって、作業環
境の圧力が上昇する。即ち本デバイスは、周囲圧力が上
昇すると、それに対応して作業環境内の圧力が上昇し
て、一定の部分真空を維持することを保証する。
図２は、部分真空制御システムの他の実施例を示す。
この実施例では、環境口４はデバイスの最上部に配置さ
れ、マニホルド１の回りに放射状に配列される複数の排
気口５が存在する。この方式では、ピストン２は垂直方
向に移動する。回転ダイヤフラムは使用されないので、
排気口５はピストン２の剛性部分によって遮断されなけ
ればならない。排気口を開放するようにピストンを移動
させる回復力をピストンに与えるスプリングを使用する
代わりに、この回復力はピストン２の重量によって簡単
に与えられる。ピストン２と側壁３との間のシールの効
果を与えるために、ピストン２およびマニホルド１は、
これらピストンとマニホルドとの間に過度の摩擦を伴わ
ずに正確な嵌合を保証するために、正しい公差を有さね
ばならない。これ以外は、図１および図２の実施例は同
じように働く。
この実施例では、環境口４はデバイスの最上部に配置さ
れ、マニホルド１の回りに放射状に配列される複数の排
気口５が存在する。この方式では、ピストン２は垂直方
向に移動する。回転ダイヤフラムは使用されないので、
排気口５はピストン２の剛性部分によって遮断されなけ
ればならない。排気口を開放するようにピストンを移動
させる回復力をピストンに与えるスプリングを使用する
代わりに、この回復力はピストン２の重量によって簡単
に与えられる。ピストン２と側壁３との間のシールの効
果を与えるために、ピストン２およびマニホルド１は、
これらピストンとマニホルドとの間に過度の摩擦を伴わ
ずに正確な嵌合を保証するために、正しい公差を有さね
ばならない。これ以外は、図１および図２の実施例は同
じように働く。
図２の実施例では、回復力はスプリングを含むことに
よって補うことができるので、そのときは回復力はピス
トンの重量と、スプリングにより与えられる力と双方を
含む。図１の実施例では、スプリング10は線形である。
即ち、スプリング10は、加えられる力に正比例する量で
伸びる。排気口５の形状は矩形状であり得るので、プレ
ナム13とチャンバ17との間の圧力差の変化の量は、遮断
される排気口５の面積に正比例する。排気口５の形状の
変更に応じて、非線形スプリングも使用されるので、そ
のときは本方式は圧力変化に対して非線形修正を与え
る。
よって補うことができるので、そのときは回復力はピス
トンの重量と、スプリングにより与えられる力と双方を
含む。図１の実施例では、スプリング10は線形である。
即ち、スプリング10は、加えられる力に正比例する量で
伸びる。排気口５の形状は矩形状であり得るので、プレ
ナム13とチャンバ17との間の圧力差の変化の量は、遮断
される排気口５の面積に正比例する。排気口５の形状の
変更に応じて、非線形スプリングも使用されるので、そ
のときは本方式は圧力変化に対して非線形修正を与え
る。
図３は、図２に示したものに近似した真空調整器の実
施例を示す。図２に示されたものとの相異点は、環境口
４がマニホルド１の側壁に配置されているので、ピスト
ンは環境口４と排気口５との双方を遮断する傾向を生じ
ることである。図３の実施例の作動の原理は、図１およ
び図２の実施例のそれと同じである。即ち、作業環境に
おける圧力が増加するにつれて、ピストンは建屋排気シ
ステムとの連通を開放するように移動し、また作業環境
の圧力が下降するにつれて、ピストンは建屋排気システ
ムとの連通を減少するように移動する。
施例を示す。図２に示されたものとの相異点は、環境口
４がマニホルド１の側壁に配置されているので、ピスト
ンは環境口４と排気口５との双方を遮断する傾向を生じ
ることである。図３の実施例の作動の原理は、図１およ
び図２の実施例のそれと同じである。即ち、作業環境に
おける圧力が増加するにつれて、ピストンは建屋排気シ
ステムとの連通を開放するように移動し、また作業環境
の圧力が下降するにつれて、ピストンは建屋排気システ
ムとの連通を減少するように移動する。
図４は、デバイスがクリーンルームに関して一定な部
分真空を作業環境内に維持するように配置されている方
式を示す。デバイスの環境口４は、作業環境に接続され
る。排気口５は、建屋排気システムに接続される。クリ
ーンルームの周囲圧力は、基準圧力として用いられる。
この配置により、建屋排気システムが充分に高度の真空
を供給しているものと想定すれば、作業環境における圧
力は、クリーンルームの周囲圧力よりも実質的に一定な
量だけ小さくなる。
分真空を作業環境内に維持するように配置されている方
式を示す。デバイスの環境口４は、作業環境に接続され
る。排気口５は、建屋排気システムに接続される。クリ
ーンルームの周囲圧力は、基準圧力として用いられる。
この配置により、建屋排気システムが充分に高度の真空
を供給しているものと想定すれば、作業環境における圧
力は、クリーンルームの周囲圧力よりも実質的に一定な
量だけ小さくなる。
図５は、図１、２および３のデバイスが作業環境から
建屋排気システムまでの流量率を調整するようにされる
方式を示す。これは、作業環境とデバイスの環境部分４
との間の流体流流路の断面積を縮小するスロットル弁
（スロットル弁手段）を配置するのみで達成される。ス
ロットル弁を横切る圧力の降下は比較的に大きいので、
基準圧力は作業環境における圧力となることがある。
建屋排気システムまでの流量率を調整するようにされる
方式を示す。これは、作業環境とデバイスの環境部分４
との間の流体流流路の断面積を縮小するスロットル弁
（スロットル弁手段）を配置するのみで達成される。ス
ロットル弁を横切る圧力の降下は比較的に大きいので、
基準圧力は作業環境における圧力となることがある。
図６は、デバイスを通じて流れる流体の流量率を調整
するデバイスを示す。上述のデバイスのように、このデ
バイスはプレナム13に露呈される正面15およびチャンバ
17に晒される端面16を有するピストン２を備えている。
チャンバ17は、周囲圧力であることが望ましい基準圧力
を有する。デバイスは、デバイスを作業環境に接続する
環境口４及び排気口５を有するが、排気口５を通じて建
屋排気システムに流体が流れる。また排気口５は、ピス
トンが上方へ移動するにつれて、ピストン２により狭く
される。このデバイスは、流体の流れを環境口４から排
気口５へ向かわせる変流器50を使用するので、ピストン
２の正面15を横切って流体が流れる。変流器50及びマニ
ホルド１は、環状チャネル52を形成し、流体の流れを垂
直下方へ、そして外方に且つ実質的に水平に流れさせ
る。このチャネル56は、図６に示されるように屈曲され
ることが望ましい。チャネルは、狭い開口51に対して先
細りにすることが望ましい。さもなければ、広がった環
状チャネルは、流体に対してその速度を失速させる。チ
ャネル52を先細りにすることにより、流体の速度が保た
れる。流体がチャネル52から流れてピストン縁を横切る
につれて、ベルヌーイ効果によりプレナム13の圧力が降
下するので、ピストン２が持ち上げられる。流体の速度
が増加するならば、プレナム13の圧力が更に降下して、
ピストンを更に上昇させ、次いで排気口５が縮小され
る。排気口５を縮小させることにより、流体の流れは妨
げられる。デバイスを通る流体の速度が減少するなら
ば、それによってプレナム13の圧力が増加し、ピストン
を降下させ、次いで排気口が開放される。即ち、速度お
よびシステムを通る流体の流量率は、デバイスにより全
く一定に保持できる。
するデバイスを示す。上述のデバイスのように、このデ
バイスはプレナム13に露呈される正面15およびチャンバ
17に晒される端面16を有するピストン２を備えている。
チャンバ17は、周囲圧力であることが望ましい基準圧力
を有する。デバイスは、デバイスを作業環境に接続する
環境口４及び排気口５を有するが、排気口５を通じて建
屋排気システムに流体が流れる。また排気口５は、ピス
トンが上方へ移動するにつれて、ピストン２により狭く
される。このデバイスは、流体の流れを環境口４から排
気口５へ向かわせる変流器50を使用するので、ピストン
２の正面15を横切って流体が流れる。変流器50及びマニ
ホルド１は、環状チャネル52を形成し、流体の流れを垂
直下方へ、そして外方に且つ実質的に水平に流れさせ
る。このチャネル56は、図６に示されるように屈曲され
ることが望ましい。チャネルは、狭い開口51に対して先
細りにすることが望ましい。さもなければ、広がった環
状チャネルは、流体に対してその速度を失速させる。チ
ャネル52を先細りにすることにより、流体の速度が保た
れる。流体がチャネル52から流れてピストン縁を横切る
につれて、ベルヌーイ効果によりプレナム13の圧力が降
下するので、ピストン２が持ち上げられる。流体の速度
が増加するならば、プレナム13の圧力が更に降下して、
ピストンを更に上昇させ、次いで排気口５が縮小され
る。排気口５を縮小させることにより、流体の流れは妨
げられる。デバイスを通る流体の速度が減少するなら
ば、それによってプレナム13の圧力が増加し、ピストン
を降下させ、次いで排気口が開放される。即ち、速度お
よびシステムを通る流体の流量率は、デバイスにより全
く一定に保持できる。
デバイスを通る所望の流量率は、変流器の位置を上下
方向に移動させることにより変化させることができる。
変流器が上下方向に移動させることは、環状チャネル52
の大きさに影響する。
方向に移動させることにより変化させることができる。
変流器が上下方向に移動させることは、環状チャネル52
の大きさに影響する。
ピストン２とピストン支持構造体65との間にシールを
得るために、ピストンとピストン支持構造体とを互いに
ぴったり嵌合するようにするか、或いはダイヤフラムを
使用することができる。シールを達成するもう一つの手
段は、磁気特性を持つオイル状の流体であるフェロ流体
を使用することである。磁石64はピストン２に近いピス
トン支持構造体65の周囲に配置され、また別の方法とし
て、支持構造体65の近傍のピストン２の周囲に配置され
る。この磁石64はフェロ流体63を定位置に保持する。
得るために、ピストンとピストン支持構造体とを互いに
ぴったり嵌合するようにするか、或いはダイヤフラムを
使用することができる。シールを達成するもう一つの手
段は、磁気特性を持つオイル状の流体であるフェロ流体
を使用することである。磁石64はピストン２に近いピス
トン支持構造体65の周囲に配置され、また別の方法とし
て、支持構造体65の近傍のピストン２の周囲に配置され
る。この磁石64はフェロ流体63を定位置に保持する。
図6Aは、図６のデバイスの変形例を示す。この実施例
では、ピストン２はピストン支持構造体65の内側に配置
される。ダイヤフラム６は、ピストン２とピストン支持
構造体との間のシールとして働く。変流器50は、固定装
置66によって定位置に保持される。
では、ピストン２はピストン支持構造体65の内側に配置
される。ダイヤフラム６は、ピストン２とピストン支持
構造体との間のシールとして働く。変流器50は、固定装
置66によって定位置に保持される。
図７は、図６および図6Aに示される流体制御器は、建
屋排気システムによって提供される真空の強度の大きな
変化にも拘らず空気速度を如何に正確に調整するかを示
す。所望の空気速度は変流器の位置を調節することによ
って得られる。グラフは、入口開口の異なる大きさに対
応する五つの異なる位置にある変流器が、この結果を与
えることを示す。グラフに明らかなように、建屋排気に
よって形成される充分な真空、約−2.0インチ水（inch
of water）がある限り、空気速度は、特に入口が完全に
開放されていないときに、全く一定に保持される。
屋排気システムによって提供される真空の強度の大きな
変化にも拘らず空気速度を如何に正確に調整するかを示
す。所望の空気速度は変流器の位置を調節することによ
って得られる。グラフは、入口開口の異なる大きさに対
応する五つの異なる位置にある変流器が、この結果を与
えることを示す。グラフに明らかなように、建屋排気に
よって形成される充分な真空、約−2.0インチ水（inch
of water）がある限り、空気速度は、特に入口が完全に
開放されていないときに、全く一定に保持される。
図８はもう一つの流量調整器を示す。このデバイスで
は、流体は入口81からベンチュリ管80を経て出口82に流
れる。ベンチュリ管の部分は可動ピストン２で形成され
ているが、そのピストンはベンチュリ管を狭窄するよう
に上向きに移動したり、ベンチュリ管を拡張するように
下向きに移動したりする。ピストン２は、デバイスの出
口82の近傍に配置されたヒンジ84により、デバイスのボ
ディーに取り付けられることが好ましい。これにより、
ピストンは上下に揺動することができる。ピストン２の
下面（即ち後端面）16は、基準圧力を有するチャンバ17
に対して露呈される。好ましくは、チャンバ17は、基準
圧力が入口81で流体の圧力に等しくなるように、ポート
85により入口81に対して開放される。流体がデバイスを
流通するにつれて、ベンチュリ管内の圧力が降下するの
は、ベルヌーイ効果のためである。これにより、ピスト
ン２にベンチュリ管を狭窄するように上方に移動させる
傾向をもたせる。ピストン２の重量は、ピストンを下向
きに引く傾向がある。ピストン２に下向きの力（即ち回
復力）を与えるもう一つの手段は、スプリングである。
ピストンの重量または他の回復力によって与えられる力
は、チャンバ17とベンチュリ管80との間の圧力差によっ
て生じる力と平衡するので、ピストンが浮動する（ここ
では流体の速度が充分に速いものと想定する）。流体の
速度が増加するにつれて、ベンチュリ管80内の圧力は更
に下降して、ピストンを更に上昇させる。即ち、ベンチ
ュリ管80の断面積が減少する。流体の流量率は、流体の
密度と、流路の断面積と、流体の速度との積に等しいの
で、流量率は全く一定に保持される。即ち、増加した速
度は減少した断面積により相殺される。
は、流体は入口81からベンチュリ管80を経て出口82に流
れる。ベンチュリ管の部分は可動ピストン２で形成され
ているが、そのピストンはベンチュリ管を狭窄するよう
に上向きに移動したり、ベンチュリ管を拡張するように
下向きに移動したりする。ピストン２は、デバイスの出
口82の近傍に配置されたヒンジ84により、デバイスのボ
ディーに取り付けられることが好ましい。これにより、
ピストンは上下に揺動することができる。ピストン２の
下面（即ち後端面）16は、基準圧力を有するチャンバ17
に対して露呈される。好ましくは、チャンバ17は、基準
圧力が入口81で流体の圧力に等しくなるように、ポート
85により入口81に対して開放される。流体がデバイスを
流通するにつれて、ベンチュリ管内の圧力が降下するの
は、ベルヌーイ効果のためである。これにより、ピスト
ン２にベンチュリ管を狭窄するように上方に移動させる
傾向をもたせる。ピストン２の重量は、ピストンを下向
きに引く傾向がある。ピストン２に下向きの力（即ち回
復力）を与えるもう一つの手段は、スプリングである。
ピストンの重量または他の回復力によって与えられる力
は、チャンバ17とベンチュリ管80との間の圧力差によっ
て生じる力と平衡するので、ピストンが浮動する（ここ
では流体の速度が充分に速いものと想定する）。流体の
速度が増加するにつれて、ベンチュリ管80内の圧力は更
に下降して、ピストンを更に上昇させる。即ち、ベンチ
ュリ管80の断面積が減少する。流体の流量率は、流体の
密度と、流路の断面積と、流体の速度との積に等しいの
で、流量率は全く一定に保持される。即ち、増加した速
度は減少した断面積により相殺される。
図９は図８のデバイスの変形例を示す。この場合のデ
バイスは様々な流量率を得るように調節することができ
る。この調節は、摺動自在な錘90を用いることによりな
される。ヒンジ84に対して更に左に近接して錘90が配置
され、ピストンはベンチュリ管を持ち上げて狭窄する傾
向が更に強められる。即ち、所望の質量流速率は、錘90
を左方向に移動させることにより減少される。この錘90
の移動は、手動でも達成できるこのは勿論であるが、錘
90を前後に移動可能なサーボ・モータ92を用いて遠隔操
作で達成することもできる。この場合、サーボ・モータ
92は電気的に制御できる。
バイスは様々な流量率を得るように調節することができ
る。この調節は、摺動自在な錘90を用いることによりな
される。ヒンジ84に対して更に左に近接して錘90が配置
され、ピストンはベンチュリ管を持ち上げて狭窄する傾
向が更に強められる。即ち、所望の質量流速率は、錘90
を左方向に移動させることにより減少される。この錘90
の移動は、手動でも達成できるこのは勿論であるが、錘
90を前後に移動可能なサーボ・モータ92を用いて遠隔操
作で達成することもできる。この場合、サーボ・モータ
92は電気的に制御できる。
図面の簡単な説明 図１は、回転ダイヤフラムおよびスプリングを有する本
発明の実施例を示す。
発明の実施例を示す。
図２は、本発明の他の実施例を示し、回転ダイヤフラム
またはスプリングを使用しない実施例を示す。
またはスプリングを使用しない実施例を示す。
図３は、図２の実施例の変形例を示す。
図４は、図１乃至３に示されたデバイスがクリーンルー
ムに対して一定の部分真空を作業環境内に保持するため
に使用される方式を示す。
ムに対して一定の部分真空を作業環境内に保持するため
に使用される方式を示す。
図５は、図１乃至３に示されたデバイスが一定の流量率
を保持するにされる方式を示す。
を保持するにされる方式を示す。
図６は、一定の流量率を保持できる本発明の他の実施例
を示す。
を示す。
図6Aは、図６の実施例の変形例を示す。
図７は、図６及び6Aのデバイスが一定の流速を正確に保
持する方式を示す。
持する方式を示す。
図８は、一定の流量率を保持するために用いられる本発
明の他の一つの実施例を示す。
明の他の一つの実施例を示す。
図９は図８の実施例の調節可能な形式を示す。
［符号の説明］ １ マニホルド（ピストン取付構造体） ２ ピストン ３ 環境口 ５ 排気口 ６ 可撓ダイヤフラム ７ 可撓ダイヤフラム内壁（可動内壁） ８ 可撓ダイヤフラム外壁（可動外壁） 10 スプリング（回復手段） 15 ピストン正面 16 ピストン後端面 63 フエロ流体 64 磁石 65 ピストン支持構造体（ピストン取付構造体） 80 ベンチュリ管 84 ヒンジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−140190（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−84459（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−57729（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭57−41723（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3766933（ＵＳ，Ａ) 英国特許957118（ＧＢ，Ｂ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 7/01
Claims (42)
- 【請求項１】周囲圧力より低い圧力を持つ環境から、真
空を形成する排出手段に至る流体の流れを調整するデバ
イスであって、 前記環境に流体連通する入口から、前記排出手段に流体
連通する出口へ流体が通過する流路であり、この流路
は、前記入口と出口との間の任意の点で流体が排出され
ないことにより、前記出口を経て前記デバイスを出る流
体の質量が、前記入口から前記デバイスに入る流体の質
量と実質的に等しくなるようにされた流路と、 ピストン取付構造体に移動自在に取り付けられたピスト
ンであり、このピストンは、縮流点において前記流路を
制限するように取り付けられることにより、前記縮流点
において前記流路を横切る方向に移動するようにされ、
更に（ｉ）基準圧力に露出される有効面積を有する後端
面と、（ii）前記縮流点の前記環境側の流路にある流体
に露呈される有効面積を有する正面とを有し、前記基準
圧力に露出される前記後端面の前記有効面積は流体圧に
露呈される前記正面の有効面積に実質的に等しいピスト
ンと、 回復手段であり、前記縮流点において前記ピストンが前
記流路を広げるように移動する方向へピストンに加えら
れる力を与える回復手段とを備え、 前記縮流点の前記排出手段側の流路にある流体の圧力に
よって前記ピストンに与えられる力は、前記ピストンの
移動方向を横切るようにされると共に、基準圧力によっ
て前記ピストンに加えられる力、前記縮流点の環境側の
流路にある流体の圧力、及び前記回復手段は、ピストン
の移動方向に概ね平行であるように設けられたデバイ
ス。 - 【請求項２】前記回復手段が、スプリングを含む請求項
１記載のデバイス。 - 【請求項３】前記回復手段が、前記ピストンの重量を含
む請求項１記載のデバイス。 - 【請求項４】前記回復手段が、前記ピストンの重量のみ
によって構成される請求項１記載のデバイス。 - 【請求項５】前記ピストンが、前記縮流点において前記
流路へ突出する可撓ダイヤフラムを含むと共に、前記ピ
ストンに取り付けられる可動内壁と、前記ピストン取付
構造体に取り付けられた可動外壁とを有し、これら可動
壁の長さは、前記ピストンが移動するとともに変化する
請求項１記載のデバイス。 - 【請求項６】前記回復手段が、スプリングを含む請求項
５記載のデバイス。 - 【請求項７】前記回復手段が、前記ピストンの重量を含
む請求項５に記載のデバイス。 - 【請求項８】前記回復手段が、前記ピストンの重量のみ
によって構成される請求項５記載のデバイス。 - 【請求項９】基準圧力が周囲圧力に等しい請求項１記載
のデバイス。 - 【請求項１０】前記ピストンの正面と接触している前記
流路内の流体の圧力が、環境にある流体の圧力には正比
例することにより、前記ピストンが、周囲圧力に対して
実質的に一定の部分真空を環境内に保つような方式で前
記縮流点における前記流路の大きさを調整するようにさ
れている請求項９記載のデバイス。 - 【請求項１１】前記環境とピストンとの間の前記流体内
に配置されたスロットル弁手段を更に備えることによ
り、流体の実質的に一定の流量率がデバイスを通して保
たれる請求項１記載のデバイス。 - 【請求項１２】基準圧力が周囲圧力に等しい請求項11記
載のデバイス。 - 【請求項１３】前記スロットル弁手段が、前記環境とピ
ストンとの間で前記流路が縮小される量を可変に調節で
きる請求項11記載のデバイス。 - 【請求項１４】基準圧力が周囲圧力に等しい請求項13記
載のデバイス。 - 【請求項１５】前記回復手段が、前記ピストンの重量を
含む請求項11記載のデバイス。 - 【請求項１６】前記回復手段が、前記ピストンの重量の
みから構成される請求項11記載のデバイス。 - 【請求項１７】前記流路内に配置されたマニホルドを更
に備え、このマニホルド内に前記ピストンが移動自在に
配置され、このマニホルドは、前記ピストン取付構造体
を含むと共に、ピストンの移動方向に概ね平行な側壁
と、環境口であり、この環境口を通じて前記マニホルド
が環境と流体連通する環境口と、縮流点で側壁内に配置
された排気口とを有し、縮流点を通じて前記マニホルド
が前記排出手段と流体連通している請求項１記載のデバ
イス。 - 【請求項１８】前記環境口が、前記側壁内に配置されて
いる請求項17記載のデバイス。 - 【請求項１９】前記ピストンとピストン取付構造体との
間でシールを形成するフェロ流体と、前記ピストンまた
はピストン取付構造体の何れかの上に配置された磁石で
あり、前記ピストンとピストン取付構造体との間でシー
ルを形成する位置に前記フェロ流体を保持する磁石とを
更に備える請求項１記載のデバイス。 - 【請求項２０】前記ピストンの近傍に配置され、前記ピ
ストン正面を横切って流体が流れるように流体を指向さ
せる変流器を更に含むことにより、前記デバイスを通じ
て移動する流体の速度が増加するにつれて、前記流路内
の流体の圧力により前記ピストン正面に与えられる力が
減少するので、前記ピストンが縮流点で前記流路を更に
縮小するように移動するようにされた請求項１記載のデ
バイス。 - 【請求項２１】基準圧力が周囲圧力に等しい請求項20記
載のデバイス。 - 【請求項２２】前記回復手段が、前記ピストンの重量を
含む請求項20記載のデバイス。 - 【請求項２３】基準圧力が周囲圧力に等しい請求項22記
載のデバイス。 - 【請求項２４】前記回復手段が、前記ピストンの重量の
みから構成される請求項20記載のデバイス。 - 【請求項２５】基準圧力が周囲圧力に等しい請求項24記
載のデバイス。 - 【請求項２６】入口から出口までの流体の質量流量率を
調整するデバイスであり、 前記入口から出口まで流体が通過する流路と、 この流路内に置かれたベンチュリ管と、 このベンチュリ管の部分を形成する有効面積を有する正
面と基準圧力に露出される有効面積を有する後端面とを
有するピストンであり、このピストンは、縮流点におい
て前記流路を収縮可能なように、且つ縮流点において前
記流路を横方向へ移動するように、しかも基準圧力とベ
ンチュリ管内の圧力との差が増加するにつれて、前記ピ
ストンが前記ベンチュリ管を狭くするように移動する傾
向を有するように、且つ前記流路を流れる流体の速度が
上昇するように移動自在に取り付けられており、前記基
準圧力に露出される前記後端面の前記有効面積は、流体
圧力に露呈される前記正面の前記有効面積に実質的に等
しいピストンと、 前記ベンチュリ管を広げるように前記ピストンを移動さ
せる方向へ前記ピストンに力を与える回復手段とを備え
るデバイス。 - 【請求項２７】前記回復手段が、前記ピストンの重量を
含む請求項26記載のデバイス。 - 【請求項２８】前記回復手段が、前記ピストンの重量の
みから構成される請求項26記載のデバイス。 - 【請求項２９】基準圧力が前記入口での流体の圧力に等
しい請求項26記載のデバイス。 - 【請求項３０】前記回復手段が、前記ピストンの重量を
含む請求項29記載のデバイス。 - 【請求項３１】前記回復手段が、前記ピストンの重量の
みから構成される請求項29記載のデバイス。 - 【請求項３２】前記ピストンが、前記ベンチュリ管の幅
を可変とする方式でヒンジ点の回りを回動するようにヒ
ンジ取り付けされ、 このピストンは摺動自在な錘を含み、この錘は、前記ピ
ストンが前記ベンチュリ管を広げようのする傾向を増減
するように、ヒンジ点に対して近接または離間するよう
に移動する請求項27記載のデバイス。 - 【請求項３３】ヒンジ点に対して前記摺動自在錘の位置
を制御する移動手段を更に含む請求項32記載のデバイ
ス。 - 【請求項３４】周囲圧力より低い圧力を持つ環境からの
流体の流れを調整するデバイスであって、 （ｉ）マニホルドであり、側壁と、この側壁に配置さ
れ、前記マニホルドが、真空を形成する排出手段に連通
する排気口と、前記マニホルドが環境に連通する環境口
とを含むマニホルドと、 （ii）有効面積を有する正面と有効面積を有する後端面
とを有し、その端面を周囲圧力に晒して前記マニホルド
内に移動自在に取り付けられたピストンであり、このピ
ストンは、前記側壁に対して実質的に平行に且つ縮流点
を横方向に移動するように取り付けられることにより、
周囲圧力に比べて比較的に低い前記マニホルドにおける
圧力によって、前記排気口の一部を遮断するように前記
排気口を横方向に移動する力を生じるようにされてお
り、前記周囲圧力に晒された前記後端面の有効面積は前
記正面の有効面積に実質的に等しいピストンと、 （iii）前記排気口を開放するように前記ピストンを移
動させる方向へ前記ピストンに力を与える回復手段とを
備え、 前記マニホルド内の圧力が変化すると、前記ピストンが
前記排出手段に対してマニホルドを部分的に閉塞または
露呈させることにより、環境に対して概ね一定の部分真
空が維持されるデバイス。 - 【請求項３５】前記ピストンが、可撓ダイヤフラムを含
む請求項34記載のデバイス。 - 【請求項３６】前記回復手段が、スプリングを含む請求
項34記載のデバイス。 - 【請求項３７】前記回復手段が、前記ピストンの重量を
含む請求項34記載のデバイス。 - 【請求項３８】前記回復手段が、前記ピストンの重量の
みから構成される請求項34記載のデバイス。 - 【請求項３９】前記ピストンが、比較的剛性の中央部分
と、このピストンの周囲に沿う可撓ダイヤフラムとを含
み、更に、このピストンは前記マニホルド内に配置され
ているので、前記可撓ダイヤフラムは前記マニホルドの
側壁に沿って周囲に位置する突起部を形成し、この突起
部は可動内壁と可動外壁とを有し、これら可動壁は、前
記ダイヤフラムの中央部分が周囲に対して移動するとと
もに長さが変化する請求項34記載のデバイス。 - 【請求項４０】前記排気口を覆うスクリーンを更に含む
デバイスであって、前記排気口の全部または一部が閉塞
されるときに、前記ダイヤフラムの外壁の一部が前記ス
クリーン上に位置するようにされた請求項39記載のデバ
イス。 - 【請求項４１】前記回復手段が、前記ピストンの重量を
含む請求項40記載のデバイス。 - 【請求項４２】真空圧力を有する排出手段への流体の流
れを調整するデバイスであり、 前記環境に流体連通する入口から、前記排出手段に流体
連通する出口へ流体が通過する流路であり、この流路
は、前記入口と出口との間の任意の点で流体が排出され
ないことにより、前記出口を経て前記デバイスを出る流
体の質量が、前記入口から前記デバイスに入る流体の質
量と実質的に等しくなるようにされた流路と、 ピストン取付構造体に移動自在に取り付けられたピスト
ンであり、このピストンは、縮流点において前記流路を
制限するように取り付けられることにより、前記縮流点
において前記流路を横切る方向に移動するようにされ、
更に（ｉ）基準圧力に露出される有効面積を有する後端
面と、（ii）プレナムに露呈される有効面積を有する正
面であり、そのプレナムに露呈される有効面積が前記基
準圧力に露出される前記後端面の前記有効面積に実質的
に等しい正面と、（iii）前記真空圧力に晒された少な
くとも一つの側面とを有するピストンと、 回復手段であり、前記縮流点において前記ピストンが前
記流路を広げるように移動する方向へピストンに加えら
れる力を与える回復手段とを備え、 前記基準圧力と前記プレナムの圧力との間の圧力差が一
定に維持され、前記ピストンの前記側面上の真空圧力は
前記ピストンの移動方向には直接影響しないようにさ
れ、前記基準圧力によって前記ピストンに加えられる
力、前記プレナム圧力、及び前記回復手段は、前記ピス
トンの移動方向に対して、概ね平行で且つ影響を及ぼす
ように設けられたデバイス。
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- 1989-09-11 JP JP1509876A patent/JP2922952B2/ja not_active Expired - Lifetime
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