特開 2017-155910 流体制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-155910(P2017-155910A)

(43)【公開日】2017年9月7日

(54)【発明の名称】流体制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/07 20060101AFI20170810BHJP

【ＦＩ】

   F16K7/07 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-42349(P2016-42349)

(22)【出願日】2016年3月4日

(71)【出願人】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】西村 康典

(72)【発明者】

【氏名】菅田 和広

(72)【発明者】

【氏名】黒沢 清志

(57)【要約】

【課題】パーティクルの発生及び流体の滞留を抑制することのできる流体制御弁を提供する。
【解決手段】流体の流通状態を制御する流体制御弁１０であって、対向する厚肉部２２が長手方向に沿って形成されたフッ素樹脂製のチューブ２０と、チューブ２０の外周面に流体により圧力を加える加圧機構４０と、を備え、チューブ２０は、加圧機構４０により外周面に加えられる圧力に対して、対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように形成されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の流通状態を制御する流体制御弁であって、
対向する厚肉部が長手方向に沿って形成されたフッ素樹脂製のチューブと、
前記チューブの外周面に流体により圧力を加える加圧機構と、
を備え、
前記チューブは、前記加圧機構により前記外周面に加えられる前記圧力に対して、前記対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように形成されていることを特徴とする流体制御弁。

【請求項2】

前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記対向する厚肉部が形成されていない部分の外径は、前記対向する厚肉部が形成されている部分の外径よりも短くなっている請求項１に記載の流体制御弁。

【請求項3】

前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記対向する厚肉部が形成されていない部分の外周面の曲率は、前記対向する厚肉部が形成されている部分の外周面の曲率よりも小さくなっている請求項１又は２に記載の流体制御弁。

【請求項4】

前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記対向する厚肉部が形成されていない部分の外周面は直線部を含んでいる請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体制御弁。

【請求項5】

前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記厚肉部は、前記チューブの内側へ突出しており、前記チューブの内側ほど幅が狭くなっている請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体制御弁。

【請求項6】

前記チューブは、周方向に捻られた状態で保持されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体制御弁。

【請求項7】

前記チューブの長手方向において、前記厚肉部は、前記チューブの両端から所定長さを除いた部分に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体制御弁。

【請求項8】

前記加圧機構は、前記チューブの外周を圧縮性の流体で満たす容器と、前記容器内の前記圧縮性の流体の圧力を制御する圧力制御弁と、を備え、
前記圧力制御弁により、前記チューブ内に流通する前記流体の流量を制御する請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体制御弁。

【請求項9】

前記加圧機構は、前記チューブの外周を非圧縮性の流体で満たす容器と、前記容器に接続されたシリンダと、前記シリンダ内の前記非圧縮性の流体を吐出及び吸引するピストンと、前記ピストンを駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を制御する駆動量制御部と、を備え、
前記駆動量制御部により、前記チューブ内に流通する前記流体の流量を制御する請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体の流通状態を制御する流体制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の流体制御弁において、可撓性管の内部に球状の弁座を保持し、可撓性管の周囲に流体の圧力を作用させるものがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものでは、可撓性管の内部を流れる流体の圧力と、可撓性管の周囲に作用する流体の圧力との差圧に応じて、可撓性管の内部に流体が流通及び遮断させられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４８０６８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、半導体製造装置等に用いられる流体制御弁では、弁の開閉に伴ってパーティクルが発生することが問題となる。特許文献１に記載のものでは、流体を遮断する際に、球状の弁座と可撓性管の内壁とが擦れるため、パーティクルの発生が避けられない。また、球状の弁座と可撓性管の内壁との隙間を流体が流れる構成のため、流体制御弁が開いた状態でも流体が滞留し易い。

【0005】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、パーティクルの発生及び流体の滞留を抑制することのできる流体制御弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

【0007】

第１の手段は、流体の流通状態を制御する流体制御弁であって、対向する厚肉部が長手方向に沿って形成されたフッ素樹脂製のチューブと、前記チューブの外周面に流体により圧力を加える加圧機構と、を備え、前記チューブは、前記加圧機構により前記外周面に加えられる前記圧力に対して、前記対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように形成されていることを特徴とする。

【0008】

上記構成によれば、フッ素樹脂製のチューブには、対向する厚肉部が長手方向に沿って形成されている。そして、加圧機構によって、チューブの外周面に流体により圧力が加えられる。このため、チューブが変形して流路断面積が縮小し、チューブの内部を流通する流体の流量を減少させることができる。対向する厚肉部は、チューブの長手方向に沿って形成されているため、チューブの内部における流体の流通を阻害しない。したがって、流体の滞留を抑制することができる。

【0009】

流体の流量を減少させる際に、チューブが他の部材と擦れないため、パーティクルの発生を抑制することができる。さらに、チューブの外周面に流体により圧力が加えられるため、チューブを外部から部材により機械的に変形させる構成と比較して、チューブに応力の集中する箇所が生じることを抑制することができる。その結果、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0010】

ここで、チューブに上記厚肉部が形成されていない場合は、チューブの外周面に圧力が加えられた際に、チューブが過剰に変形したり、チューブが折れ曲がったりするおそれがある。その場合、チューブに応力の集中する箇所が生じ、その部分からパーティクルが発生するおそれがある。また、対向する厚肉部が互いに近付くようにチューブが変形した場合は、対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに離れ、チューブの流路断面積を適切に縮小させることができないおそれがある。

【0011】

この点、チューブは、加圧機構により外周面に加えられる圧力に対して、対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように形成されている。このため、対向する厚肉部が形成されていない部分が、対向する厚肉部を挟むように互いに近付いて、チューブの流路断面積を適切に縮小させることができる。

【0012】

第２の手段では、前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記対向する厚肉部が形成されていない部分の外径は、前記対向する厚肉部が形成されている部分の外径よりも短くなっている。

【0013】

上記構成によれば、対向する厚肉部が形成されていない部分に流体により作用する合力が、対向する厚肉部が形成されている部分に流体により作用する合力よりも大きくなり易い。したがって、対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように、チューブを変形させ易くなる。

【0014】

第３の手段では、前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記対向する厚肉部が形成されていない部分の外周面の曲率は、前記対向する厚肉部が形成されている部分の外周面の曲率よりも小さくなっている。

【0015】

上記構成によれば、対向する厚肉部が形成されていない部分に流体により作用する合力が、対向する厚肉部が形成されている部分に流体により作用する合力よりも大きくなり易い。したがって、対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように、チューブを変形させ易くなる。

【0016】

具体的には、第４の手段のように、前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記対向する厚肉部が形成されていない部分の外周面は直線部を含んでいるといった構成を採用することができる。こうした構成によれば、対向する厚肉部が形成されていない部分に流体により作用する合力が、対向する厚肉部が形成されている部分に流体により作用する合力よりも大きくなり易い。

【0017】

第５の手段では、前記チューブの長手方向に垂直な断面において、前記厚肉部は、前記チューブの内側へ突出しており、前記チューブの内側ほど幅が狭くなっている。

【0018】

上記構成によれば、対向する厚肉部が形成されていない部分が互いに近付くように変形する際に、厚肉部の外面に沿って変形させ易くなる。したがって、チューブに応力の集中する箇所が生じることを抑制することができ、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0019】

第６の手段では、前記チューブは、周方向に捻られた状態で保持されている。

【0020】

上記構成によれば、チューブの外周面に流体により圧力が加えられた際にチューブが変形し易くなる。このため、チューブを変形させるために、加圧機構によりチューブの外周面に加える圧力を小さくすることができる。

【0021】

第７の手段では、前記チューブの長手方向において、前記厚肉部は、前記チューブの両端から所定長さを除いた部分に形成されている。

【0022】

上記構成によれば、チューブの長手方向の両端において、チューブの内側に配管等を挿入して接続することができる。

【0023】

第８の手段では、前記加圧機構は、前記チューブの外周を圧縮性の流体で満たす容器と、前記容器内の前記圧縮性の流体の圧力を制御する圧力制御弁と、を備え、前記圧力制御弁により、前記チューブ内に流通する前記流体の流量を制御する。

【0024】

上記構成によれば、チューブの外周を圧縮性の流体で満たす容器と、容器内の気体の圧力を制御する圧力制御弁と、を備える簡易な構成により、チューブ内に流通する流体の流量を制御することができる。

【0025】

第９の手段では、前記加圧機構は、前記チューブの外周を非圧縮性の流体で満たす容器と、前記容器に接続されたシリンダと、前記シリンダ内の前記非圧縮性の流体を吐出及び吸引するピストンと、前記ピストンを駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を制御する駆動量制御部と、を備え、前記駆動量制御部により、前記チューブ内に流通する前記流体の流量を制御する。

【0026】

上記構成によれば、チューブの外周を非圧縮性の流体で満たす容器と、一般的なピストン機構と、を備える構成により、チューブ内に流通する流体の流量を制御することができる。さらに、チューブを変形させるためにピストンにより吐出する流体の量は少量でよいため、シリンダ及びピストンを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態の流体制御弁を示す断面図。

【図2】チューブを示す断面図。

【図3】図２の３−３線断面図。

【図4】図２の４−４線断面図。

【図5】比較例のチューブを示す断面図。

【図6】図５のチューブに作用する圧力を示す模式図。

【図7】図４のチューブに作用する圧力を示す模式図。

【図8】変形した状態のチューブを示す断面図。

【図9】操作エア圧力と流量とチューブ硬さとの関係を示すグラフ。

【図10】操作エア圧力と流路断面積との関係を示すグラフ。

【図11】操作エア圧力と流量と流体圧との関係を示すグラフ。

【図12】流量指令値と流量制御値とを示すタイムチャート。

【図13】第２実施形態の流体制御弁を示す断面図。

【図14】チューブの変更例を示す模式図。

【図15】操作エア圧力と流量とチューブ捻りとの関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（第１実施形態）
以下、半導体製造装置等に用いられる流体制御弁に具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0029】

図１に示すように、流体制御弁１０は、チューブ２０、及び加圧機構４０を備えている。チューブ２０の両端には、配管８１，９１がそれぞれ接続構造８２，９２により接続されている。そして、薬液配管８１からチューブ２０へ薬液（流体に相当）が流入し、薬液配管９１から薬液が流出する。その際に、薬液の流量が流体制御弁１０により制御される。なお、薬液配管８１，９１及び接続構造８２，９２は、耐薬品性の材料により形成されている。

【0030】

加圧機構４０は、容器４１、エア配管５１、電空比例弁６０等を備えている。容器４１は、本体４２及び蓋４３を備えている。本体４２及び蓋４３は、それぞれ耐薬品性の材料により形成されている。本体４２は、円筒状に形成された中間部４２ａと、中間部４２ａの両端に設けられた円板状のフランジ部４２ｂとを備えている。フランジ部４２ｂの中央には貫通孔が形成されている。そして、フッ素樹脂製（耐薬品性）のチューブ２０が、一方のフランジ部４２ｂの貫通孔から本体４２の内部へ挿入され、他方のフランジ部４２ｂの貫通孔から突出している。

【0031】

図２に示すように、チューブ２０は、円筒状の小径部２１と、円筒状の大径部２６とを備えている。小径部２１の外径は、大径部２６の外径よりも小さくなっている。小径部２１の内径は、大径部２６の内径よりも小さくなっている。小径部２１の両端に、それぞれ大径部２６が接続されている。

【0032】

図３の断面図に示すように、大径部２６の長手方向に垂直な断面形状は、幅のある円になっている。すなわち、大径部２６の内周面及び外周面は、大径部２６の断面において円になっている。

【0033】

図４の断面図に示すように、小径部２１は、対向する厚肉部２２と、対向する薄肉部２４（対向する厚肉部２２が形成されていない部分に相当）とを備えている。厚肉部２２は、チューブ２０の長手方向、すなわち薬液の流れ方向に沿って形成されている。厚肉部２２は、小径部２１に形成されており、大径部２６には形成されていない。すなわち、チューブ２０の長手方向において、厚肉部２２は、チューブ２０の両端から所定長さ（大径部２６）を除いた部分に形成されている。上記接続構造８２，９２において、大径部２６の内側に接続部材８３，９３がそれぞれ挿入されている。

【0034】

チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、厚肉部２２は、小径部２１（チューブ２０）の内側へ突出しており、小径部２１の内側ほど幅が狭くなっている。厚肉部２２の底部と先端部との間は滑らかな曲面により接続されている。チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、厚肉部２２と薄肉部２４との接続部（境界部）には、厚肉部２２と薄肉部２４とを滑らかに接続するＲ部２３が形成されている。

【0035】

（１）チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、対向する薄肉部２４が形成されている部分の外径Ｒａは、対向する厚肉部２２が形成されている部分の外径Ｒｂよりも短くなっている。（２）チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、対向する薄肉部２４が形成されている部分の外周面の曲率は、対向する厚肉部２２が形成されている部分の外周面の曲率よりも小さくなっている。（３）チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、対向する薄肉部２４が形成されている部分の外周面は直線部２５を含んでいる。これらの（１）〜（３）の構成は必ずしも全て備えている必要はなく、これらの（１）〜（３）の構成の少なくとも１つを備えていればよい。

【0036】

図１に戻り、チューブ２０の大径部２６の外周に、Ｏリング３０（シール部材）が取り付けられている。本体４２のフランジ部４２ｂと蓋４３とが締結部材４４により締結されており、フランジ部４２ｂと蓋４３との間にＯリング３０が保持されている。そして、本体４２の内周面とチューブ２０の外周面との間が、Ｏリング３０によりシールされている。

【0037】

本体４２の中間部４２ａには、中間部４２ａの内側と外側とを連通させる連通孔４２ｃが形成されている。連通孔４２ｃには、接続部材５２によりエア配管５１の一端が接続されている。エア配管５１の他端は、電空比例弁６０に接続されている。電空比例弁６０（圧力制御弁に相当）には、エア供給源６１が接続されている。そして、電空比例弁６０は、電気信号の大きさに比例して、操作エア（圧縮性流体に相当）の圧力を無段階に制御する。したがって、容器４１によりチューブ２０の外周が操作エアで満たされ、電空比例弁６０により容器４１内の操作エアの圧力が制御される。すなわち、加圧機構４０は、チューブ２０の外周面に操作エアにより圧力を加える。このため、チューブ２０が変形して流路断面積が縮小し、チューブ２０の内部を流通する薬液の流量を減少させることができる。また、操作エアの圧力を低下させることにより、チューブ２０が変形して流路断面積が拡大し、チューブ２０の内部を流通する薬液の流量を増加させることができる。

【0038】

ここで、チューブ２０に厚肉部２２が形成されていない場合は、チューブ２０の外周面に圧力が加えられた際に、チューブ２０が過剰に変形したり、チューブ２０が折れ曲がったりするおそれがある。その場合、チューブ２０に応力の集中する箇所が生じ、その部分からパーティクルが発生するおそれがある。また、対向する厚肉部２２が互いに近付くようにチューブ２０が変形した場合は、対向する薄肉部２４が形成されている部分が互いに離れ、チューブ２０の流路断面積を適切に縮小させることができないおそれがある。

【0039】

図５は、比較例のチューブ１２０を示す断面図である。チューブ１２０の外周面は、チューブ１２０の長手方向に垂直な断面において円になっている。この場合、図６に矢印で模式的に示すように、チューブ１２０の外周面に操作エアの圧力が作用する。このため、対向する厚肉部１２２が形成されている部分に操作エアにより作用する合力が、対向する薄肉部１２４が形成されている部分に操作エアにより作用する合力よりも大きくなる。その結果、対向する厚肉部１２２が互いに近付くようにチューブ１２０が変形し、対向する薄肉部１２４が形成されている部分が互いに離れ、チューブ１２０の流路断面積を適切に縮小させることができなくなる。

【0040】

これに対して、本実施形態では、図７に矢印で模式的に示すように、チューブ２０の外周面に操作エアの圧力が作用する。このため、対向する薄肉部２４が形成されている部分に操作エアにより作用する合力が、対向する厚肉部２２が形成されている部分に操作エアにより作用する合力よりも大きくなる。その結果、図８に示すように、対向する薄肉部２４が形成されている部分が、対向する厚肉部２２を挟むように互いに近付いて、チューブ２０の流路断面積を適切に縮小する。さらに、対向する薄肉部２４が形成されている部分が互いに近付くように変形する際に、厚肉部２２の外面に沿って変形する。

【0041】

また、対向する厚肉部２２は、チューブ２０の長手方向に沿って形成されているため、チューブ２０の内部における薬液の流通を阻害しない。そして、薬液の流量を減少させる際に、チューブ２０が他の部材と擦れないため、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0042】

図９は、操作エア圧力と流量とチューブ硬さとの関係を示すグラフである。チューブ２０の硬軟にかかわらず、操作エアの圧力が高いほど、流体制御弁１０を流れる薬液の流量が小さくなる。しかしながら、チューブ２０が硬いフッ素樹脂で形成されている場合は、操作エアの圧力を高くしても流量を０に近付けることができない。すなわち、チューブ２０の流路断面積を十分に小さくすることができない。これに対して、チューブ２０が軟らかいフッ素樹脂で形成されている場合は、操作エアの圧力を高くすることで流量を０に近付けることができる。すなわち、チューブ２０の流路断面積を十分に小さくすることができる。

【0043】

図１０は、本実施形態の流体制御弁１０の操作エア圧力と流路断面積との関係を示すグラフである。操作エアの圧力が低い領域ａでは、操作エアの圧力上昇に対して、流路断面積が徐々に小さくなっている。操作エアの圧力が中程度の領域ｂでは、操作エアの圧力上昇に比例して流路断面積が小さくなっている。操作エアの圧力が高い領域ｃでは、操作エアの圧力上昇に対して、流路断面積が徐々に小さくなっている。そして、流路断面積が０に近くなっている。

【0044】

図１１は、操作エア圧力と流量と流体圧（薬液圧力）との関係を示すグラフである。実線で示すように、薬液圧力が低い場合は、操作エア圧力に応じて流量を任意に制御することができる。薬液圧力が中程度の場合は、操作エア圧力を高くすることで流量を０に近付けることができるが、操作エア圧力を低くすると流量が過度に大きくなる。同様に、薬液圧力が高い場合は、操作エア圧力を高くすることで流量を０に近付けることができるが、操作エア圧力を低くすると流量が過度に大きくなる。

【0045】

したがって、流体制御弁１０を流れる薬液の流量は、チューブ２０の硬さ及び弾力性と、チューブ２０の外周面に作用する操作エアの圧力と、チューブ２０内を流通する薬液の圧力と、の釣り合いで決まる。チューブ２０の弾力性は、チューブ２０の材質や、チューブ２０の管壁の厚み等により調節することができる。流体制御弁１０は、圧力の低い薬液を小流量で流す用途に適しているが、これらのパラメータを調節することで任意の流量範囲に適用することができる。

【0046】

図１２は、本実施形態の流体制御弁１０の流量指令値と流量制御値（実際の流量）とを示すタイムチャートである。流量の指令値が変化した場合に、それに制御値を追従させることができる。しかも、指令値の変化に対して、高い応答性で制御値を追従させることができる。なお、流量の指令値に対応した電気信号により電空比例弁６０が制御される。

【0047】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0048】

・対向する厚肉部２２は、チューブ２０の長手方向に沿って形成されているため、チューブ２０の内部における薬液の流通を阻害しない。したがって、薬液の滞留を抑制することができ、薬液等の流体の置換性を向上させることができる。

【0049】

・薬液の流量を減少させる際に、チューブ２０が他の部材と擦れないため、パーティクルの発生を抑制することができる。さらに、チューブ２０の外周面に操作エアにより圧力が加えられるため、チューブ２０を外部から部材により機械的に変形させる構成と比較して、チューブ２０に応力の集中する箇所が生じることを抑制することができる。しかも、流体制御弁１０を閉じる際の衝撃を小さくすることができる。その結果、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0050】

・チューブ２０は、加圧機構４０により外周面に加えられる圧力に対して、対向する薄肉部２４が形成されている部分が互いに近付くように形成されている。このため、対向する薄肉部２４が形成されている部分が、対向する厚肉部２２を挟むように互いに近付いて、チューブ２０の流路断面積を適切に縮小させることができる。

【0051】

・チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、対向する薄肉部２４が形成されている部分の外径Ｒａは、対向する厚肉部２２が形成されている部分の外径Ｒｂよりも短くなっている。このため、対向する薄肉部２４が形成されている部分に操作エアにより作用する合力が、対向する厚肉部２２が形成されている部分に操作エアにより作用する合力よりも大きくなり易い。したがって、対向する薄肉部２４が形成されている部分が互いに近付くように、チューブ２０を変形させ易くなる。

【0052】

・チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、対向する薄肉部２４が形成されている部分の外周面の曲率は、対向する厚肉部２２が形成されている部分の外周面の曲率よりも小さくなっている。具体的には、前記チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、前記対向する薄肉部２４が形成されている部分の外周面は直線部を含んでいる。このため、対向する薄肉部２４が形成されている部分に操作エアにより作用する合力が、対向する厚肉部２２が形成されている部分に操作エアにより作用する合力よりも大きくなり易い。したがって、対向する薄肉部２４が形成されている部分が互いに近付くように、チューブ２０を変形させ易くなる。

【0053】

・チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、厚肉部２２は、チューブ２０の内側へ突出しており、チューブ２０の内側ほど幅が狭くなっている。このため、対向する薄肉部２４が形成されている部分が互いに近付くように変形する際に、厚肉部２２の外面に沿って変形させ易くなる。したがって、チューブ２０に応力の集中する箇所が生じることを抑制することができ、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0054】

・チューブ２０の長手方向において、厚肉部２２は、チューブ２０の両端から所定長さを除いた部分に形成されている。このため、チューブ２０の長手方向の両端において、チューブ２０の内側に配管８１，９１への接続部材８３，９３を挿入して接続することができる。

【0055】

・チューブ２０の外周を操作エアで満たす容器４１と、容器４１内の気体の圧力を制御する電空比例弁６０と、を備える簡易な構成により、チューブ２０内に流通する薬液の流量を制御することができる。

【0056】

・加圧機構４０は、万が一にチューブ２０の小径部２１から薬液が漏れ出したり透過したりした場合、その外側が容器４１で覆われているため、薬液が流体制御弁１０の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

【0057】

なお、電空比例弁６０に代えて、電気信号の大きさに応じて操作エアの圧力をステップ状に制御する圧力制御弁や、操作エアの圧力をオンオフ制御する圧力制御弁等を採用することもできる。また、操作エアに代えて、窒素等の作動気体を用いることもできる。

【0058】

（第２実施形態）
以下、第１実施形態の加圧機構４０の構成を変更した第２実施形態について、図１３を参照して説明する。第１実施形態の加圧機構４０は、チューブ２０の外周面に操作エアにより圧力を加えた。第２実施形態の加圧機構１４０は、チューブ２０の外周面に水（非圧縮性流体に相当）により圧力を加える。なお、第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0059】

加圧機構１４０は、チューブ２０の外周を水で満たす容器４１（図示略）と、シリンダ１６１と、ピストン１６２と、アクチュエータ１６３と、駆動量制御部１６４と、を備えている。シリンダ１６１は、接続部材５２及び水配管１５１を介して容器４１に接続されている。ピストン１６２は、シリンダ１６１内に往復動可能に収容されている。ピストン１６２は、シリンダ１６１内の水を吐出及び吸引する。アクチュエータ１６３は、ピストン１６２を往復駆動する。アクチュエータ１６３として、モータや、ピエゾ素子、ソレノイド、サーマルアクチュエータ等を用いることができる。駆動量制御部１６４は、アクチュエータ１６３の駆動量を制御する。

【0060】

そして、駆動量制御部１６４により、アクチュエータ１６３の駆動量、すなわちピストン１６２による水の吐出量及び吸引量が制御される。これにより、チューブ２０の外周面に水により作用する圧力が制御され、チューブ２０内に流通する薬液の流量が制御される。こうした構成によれば、チューブ２０の外周を水で満たす容器４１と、一般的なピストン機構と、を備える構成により、チューブ２０内に流通する薬液の流量を制御することができる。ここで、チューブ２０を変形させるためにピストン１６２により吐出する水の量は少量でよいため、シリンダ１６１及びピストン１６２を小型化することができる。しかも、駆動量制御部１６４により、アクチュエータ１６３の駆動量を制御すればよいため、制御を簡潔にすることができる。

【0061】

加圧機構１４０は、万が一にチューブ２０の小径部２１から薬液が漏れ出したり透過したりした場合、その外側が容器４１で覆われているため、薬液が流体制御弁１０の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

【0062】

なお、加圧機構１４０で用いる非圧縮性の流体として、水に代えて油や、その他の液体を採用することもできる。また、水（非圧縮性の流体）に代えて圧縮性の流体（気体等）を採用することもできるが、薬液の流量を制御する精度を高くするためには、非圧縮性の流体を採用することが望ましい。また、流量を制御する薬液とは反応しない非圧縮性の流体を採用することで、チューブ２０から薬液が漏れ出した場合も安全に使用できる。

【0063】

また、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

【0064】

・図１４は、チューブ２０の変更例を示す模式図である。矢印で示すように、チューブ２０を捻った状態で、チューブ２０を容器４１により保持することもできる。このときの捻り量を調節することで、流体制御弁１０の流量特性を変更することができる。さらに、チューブ２０を捻ることで、硬いフッ素樹脂製のチューブ２０であっても、薬液の流量を適切に制御することができる。すなわち、チューブ２０は、周方向に捻られた状態で保持されているため、チューブ２０の外周面に流体により圧力が加えられた際にチューブ２０が変形し易くなる。このため、チューブ２０を変形させるために、加圧機構４０，１４０によりチューブ２０の外周面に加える圧力を小さくすることができる。

【0065】

図１５は、操作エア圧力と流量とチューブ捻りとの関係を示すグラフである。破線で示す捻りなしのグラフは、図９の破線のグラフと同一であり、硬いフッ素樹脂製のチューブ２０の流量特性を示している。実線で示すように、硬いフッ素樹脂製のチューブ２０を捻ることにより、操作エアの圧力を高くした場合に流量を０に近付けることができる。すなわち、チューブ２０の流路断面積を十分に小さくすることができる。しかも、操作エア圧力が低い領域から高い領域まで、操作エアの圧力上昇に比例して流路断面積を小さくすることができる。

【0066】

・チューブ２０の全長にわたって厚肉部２２を形成することもできる。その場合は、接続部材の内側にチューブ２０を挿入して、薬液配管８１，９１に接続する構造を採用するとよい。

【0067】

・図４，５に示すように、チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、厚肉部２２を三角形状に形成することができる。これに対して、チューブ２０の長手方向に垂直な断面において、厚肉部２２を五角形状や、半円状等、その他の形状に形成することもできる。また、厚肉部２２と薄肉部２４とを滑らかに接続するＲ部２３の曲率半径を、チューブ２０の変形し易さに応じて変更してもよい。Ｒ部２３を省略することもできる。

【符号の説明】

【0068】

１０…流体制御弁、２０…チューブ、２２…厚肉部、２４…薄肉部、２５…直線部、４０…加圧機構、４１…容器、５１…エア配管、６０…電空比例弁、８１…薬液配管、９１…薬液配管、１２０…チューブ、１２２…厚肉部、１２４…薄肉部、１４０…加圧機構、１５１…水配管、１６１…シリンダ、１６２…ピストン、１６３…アクチュエータ、１６４…駆動量制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】