JP5985314B2 - 弁要素及び流体制御弁 - Google Patents
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Description
また、凹部内に樹脂コーティング膜を形成しているので、当該樹脂コーティング膜の表面を研磨するときに、当該凹部以外の対向面部分が表面研磨のガイドとなり、樹脂コーティング膜の平面度を向上させつつ、当該樹脂コーティング膜の膜厚を均一にすることができる。
さらに、対向面を有する弁要素本体に対して樹脂コーティング膜の膜厚が小さいので、弁要素本体の熱膨張量に対して樹脂コーティング膜の熱膨張量を小さくすることができ、樹脂コーティング膜を形成することによる温度影響を小さくすることができる。
加えて、樹脂コーティング膜によりシール性を確保しているので、当該樹脂コーティング膜に前記弁座面又は前記着座面の他方が接触したときに樹脂コーティング膜の弾性変形量を小さくすることができ、樹脂コーティング膜に形がつきにくく、長期間に亘ってシール性を確保することができる。
以上から、流体制御弁の閉塞時におけるシール性を向上させるとともに、長期間に亘って耐久性を維持して安定性を向上させることができる。
これならば、研磨制限ガイド部によって、研磨部材を研磨制限ガイド部に押し当てることにより研磨部材の傾きを防止して、樹脂コーティング膜の膜厚を均一することができる。ここで、研磨制限ガイド部が凹部の外周部により構成されていることが望ましい。これならば、仮に研磨制限ガイド部に対して研磨部材の一部が浮いて傾いたとしても、研磨制限ガイド部の内側にある樹脂コーティング膜は、当該研磨制限ガイド部により保護される。また、研磨制限ガイドの外側に樹脂コーティングがされている場合には、当該外側の樹脂コーティング膜が余計に削られることになるが、当該外側の樹脂コーティング部分は弁シールに寄与しないもののため、何ら問題は無い。なお、弁シールに寄与しない余計な樹脂コーティング部分を無くすとともに、研磨制限ガイド部にガイドされた研磨を安定して行うためには、前記研磨制限ガイド部が、前記対向面の最周端部に形成されていることが望ましい。
これならば、駆動機構によるストローク量をロスなく弁要素に伝達することができるため、シール性を長期間に亘って確保することができるとともに、流量制御を精度良く行うことができる。
なお、駆動力作用面に樹脂コーティング膜が形成されている場合には、駆動機構が駆動力作用面に駆動力を作用させるときに、樹脂コーティング膜が弾性変形して、駆動機構によるストローク量を一部吸収してしまうため、シール性を長期間に亘って確保することが難しく、また、流量制御を精度良く行うことが難しい。
以下に、本発明に係る弁要素を有する流体制御弁を組み込んだマスフローコントローラ100の一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、弁体部材6の上面に凹部61を形成する。この形成方法としては、切削加工等の機械加工である。このとき凹部61の底面を、粗面化処理により微小な凹凸形状とすることで、凹部61の内面と樹脂コーティング膜62との接着性を向上させることができる。
また、凹部61内に樹脂コーティング膜62を形成しているので、当該樹脂コーティング膜62の表面を研磨するときに、当該凹部61以外の対向面部分(特に研磨制限ガイド部63)が表面研磨を行うためのガイドとなり、樹脂コーティング膜62表面の平面度を確保しつつ、当該樹脂コーティング膜62の膜厚を均一にすることができ、着座面6aを精度の良い平面度とすることができる。
さらに、弁体部材6全体に対して樹脂コーティング膜62の膜厚が小さいので(例えば50〜150μm)、弁体部材6の熱膨張量に対して樹脂コーティング膜62の熱膨張量を小さくすることができ、樹脂コーティング膜62を形成することによる温度影響を小さくすることができる。
加えて、例えば50〜150μmといった薄膜の樹脂コーティング膜62によりシール性を確保しているので、当該樹脂コーティング膜62に弁座部材4の弁座面4aが接触したときに樹脂コーティング膜62の弾性変形量を小さくすることができ、樹脂コーティング膜62に形がつきにくく、長期間に亘ってシール性を確保することができる。
以上から、流体制御弁3の閉塞時におけるシール性を向上させるとともに、長期間に亘って耐久性を維持して安定性を向上させることができる。したがって、マスフローコントローラに組み込んだ場合には、長期に亘って安定かつ高精度な流量コントロールを行うことができる。
次に、本発明の流量制御弁と、従来の流量制御弁との性能比較実験の結果を示す。なお、本発明の流量制御弁は前記実施形態の流体制御弁であり、従来の流量制御弁は、弁座部材及び弁体部材の両方が、樹脂コーティングされずに、SUSからなる弁座面とSUSからなる着座面とにより構成されるものである。
この第2実施形態に係る流体制御弁3は、ノーマルオープンタイプ(NOタイプ)のものであり、前記第1実施形態とは異なり、弁座部材4と弁体部材6の配置が逆になっている。なお、前記第1実施形態に対応する部材には同一の符号を付している。
4・・・弁座部材
5・・・ボディ
6・・・弁体部材
61・・・凹部
62・・・樹脂コーティング膜
63・・・研磨制限ガイド部
6a・・・駆動力作用面
7・・・アクチュエータ
Claims (4)
- 弁座面又は当該弁座面に着座する着座面の一方を構成する弁要素であって、
前記弁座面又は前記着座面の他方に対向する対向面に形成された凹部と、
前記凹部内に形成され、前記弁座面又は前記着座面の他方に接触する樹脂コーティング膜とを有し、
前記対向面が、前記弁要素を駆動するための駆動機構に接触する駆動力作用面を有するものである弁要素。 - 前記対向面における前記凹部の周辺部に形成された凸条部をさらに有し、
前記凸条部の上面と前記駆動力作用面の上面とが同一平面上に位置する請求項1記載の弁要素。 - 前記駆動力作用面が、樹脂コーティング膜を有さない請求項1又は2記載の弁要素。
- 請求項1乃至3の何れかに記載の弁要素を用いた流体制御弁。
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