特開 2023-77714 流体制御バルブ及び流体制御装置

(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】P2023077714

(43)【公開日】2023-06-06

(54)【発明の名称】流体制御バルブ及び流体制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 7/06 20060101AFI20230530BHJP

   F16K 1/34 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

G05D7/06 Z

F16K1/34 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021191109

(22)【出願日】2021-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】000127961

【氏名又は名称】株式会社堀場エステック

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(72)【発明者】

【氏名】赤土 和也

(72)【発明者】

【氏名】河合 祐弥

【テーマコード（参考）】

3H052

5H307

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA35

3H052CA04

3H052CB01

3H052DA01

3H052DA06

3H052EA01

5H307BB01

5H307BB06

5H307DD03

5H307EE07

5H307FF12

5H307HH04

5H307HH12

(57)【要約】

【課題】大流量化しつつ応答性を向上する。
【解決手段】弁座面３１ｓを有するオリフィス３１であって、弁座面３１ｓ及び弁座面３１ｓに対向する対向面３１ｔに開口する縦流路部ＶＲ（ＶＲ１）と、弁座面３１ｓ及び対向面３１ｔの間の外側周面３１ｏに開口し、縦流路部ＶＲ（ＶＲ１）と交差する横流路部ＨＲとを有し、縦流路部ＶＲ（ＶＲ１）は、横流路部ＨＲとの交差部Ｘから対向面３１ｔ側が間隔を空けて分岐している。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁座面を有するオリフィスと、
前記弁座面に着座する着座面を有する弁体と、
前記弁体を駆動する駆動部と、
前記オリフィス及び前記弁体を収容する収容凹部が形成された流路ブロックとを備え、
前記オリフィスは、
前記弁座面及び前記弁座面に対向する対向面に開口する縦流路部と、
前記弁座面及び前記対向面の間の外側周面に開口し、前記縦流路部と交差する横流路部とを有し、
前記縦流路部は、前記横流路部との交差部から前記対向面側が間隔を空けて分岐している、流体制御バルブ。

【請求項2】

前記縦流路部は、前記交差部よりも前記対向面側に２つの分岐流路を有しており、
前記２つの分岐流路の中心軸は、前記横流路部の中心軸に対してずれている、請求項１に記載の流体制御バルブ。

【請求項3】

前記縦流路部における前記交差部よりも前記弁座面側の開口幅は、前記横流路部の流路径よりも大きい、請求項１又は２に記載の流体制御バルブ。

【請求項4】

前記縦流路部を複数有しており、
前記横流路部が複数有している、請求項１乃至３の何れか一項に記載の流体制御バルブ。

【請求項5】

複数の前記縦流路部の少なくとも１つは、前記横流路部とは交差しないものである、請求項４に記載の流体制御バルブ。

【請求項6】

前記対向面には、前記縦流路部の開口から径方向外側に向かって切り欠かれた切り欠き部が形成されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の流体制御バルブ。

【請求項7】

複数の前記縦流路部が円周上に形成されており、前記円周の中央部に前記弁座面及び前記対向面に開口する中央流路部が形成されており、
前記中央流路部は、前記弁座面側から前記対向面に向かうに連れて流路が連続的に拡径するものである、請求項１乃至６の何れか一項に記載の流体制御バルブ。

【請求項8】

前記収容凹部の底面には、上流側流路が接続されており、前記収容凹部の内側周面には、下流側流路が接続されており、
前記収容凹部の内側周面には、前記横流路部の開口に対応して環状凹部が形成されている、請求項１乃至７の何れか一項に記載の流体制御バルブ。

【請求項9】

請求項１乃至８の何れか一項に記載の流体制御バルブと、
流路の流量を測定する流量計測部と、
前記流量計測部で測定される測定値に基づいて、前記流体制御バルブを制御する制御部とを備える、流体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体制御バルブ及び流体制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の流体制御バルブとしては、特許文献１に示すように、例えばマスフローコントローラに用いられる制御弁がある。この制御弁は、流入口及び流出口を有する弁キャビティと、この弁キャビティ内に配置され、複数の鉛直流路を有しており、その底面が流入口に対向しているポペット（弁体）と、弁キャビティ内でポペット及び流出口の間に配置されるオリフィスとを備えている。ここで、弁キャビティの底面に流入口が形成されており、弁キャビティの内側周面に流出口が形成されている。

【0003】

ここで、オリフィスは、大流量化を可能にするために、底面（弁座面）から上面まで延在する複数の鉛直流路と、オリフィスの外側周面に開口する複数の水平流路とが形成されており、水平流路の夫々は、オリフィスの鉛直流路の少なくとも１つと交差している。そして、ポペットがオリフィスの底面（弁座面）から離れることによって、ガスがオリフィスの底面から鉛直流路を通って上昇し、その後、水平流路を通って、又は、オリフィスの上面に形成された表面流路に沿って水平方向に進み、流出口に流れる。

【0004】

しかしながら、上記の構成では、鉛直流路を上昇したガスは水平流路に流入し難く、そのまま水平流路を横断してオリフィスの上面に流れ易くなってしまい、流量の応答性が悪くなる恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０２１－５１４０４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、上述したような問題に鑑みてなされたものであり、大流量化しつつ流量の応答性を向上することをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち、本発明に係る流体制御バルブは、弁座面を有するオリフィスと、前記弁座面に着座する着座面を有する弁体と、前記弁体を駆動する駆動部と、前記オリフィス及び前記弁体を収容する収容凹部が形成された流路ブロックとを備え、前記オリフィスは、前記弁座面及び前記弁座面に対向する対向面に開口する縦流路部と、前記弁座面及び前記対向面の間の外側周面に開口し、前記縦流路部と交差する横流路部とを有し、前記縦流路部は、前記横流路部との交差部から前記対向面側が間隔を空けて分岐していることを特徴とする。

【0008】

このような流体制御バルブであれば、横流路部及び縦流路部が互いに交差する構成であるので、縦穴だけの場合に比べて大流量化が可能となる。また、縦流路部が横流路部との交差部から対向面側において間隔を空けて分岐しているので、それら分岐流路の間に横流路部の内壁面が存在することになる。その結果、縦流路部を上昇した流体は、分岐流路の間にある横流路部の内壁面に当たり、横流路部に流入しやすくなり、流量の応答性を向上させることができる。したがって、本発明によれば、大流量化しつつ流量応答性を向上することができる。その他、縦流路部が横流路部との交差部から分岐しているので、対向面から流出する流体の分布を均一化することができる。

【0009】

縦流路部の具体的な実施の態様としては、前記縦流路部は、前記交差部よりも前記対向面側に２つの分岐流路を有しており、前記２つの分岐流路の中心軸は、前記横流路部の中心軸に対してずれていることが望ましい。具体的には、平面視において、横流路部の中心軸に直交する方向に２つの分岐流路が配置された構成となる。

【0010】

縦流路部に流入する流量を大きくして横流路部に流入しやすくするためには、前記縦流路部における前記交差部よりも前記弁座面側の開口幅は、前記横流路部の流路径よりも大きいことが望ましい。

【0011】

本発明の流体制御バルブを用いてより一層の大流量化を図るためには、前記縦流路部を複数有しており、前記横流路部が複数有していることが望ましい。

【0012】

すべての縦流路部を横流路部に交差させる構成では、横流路部の本数により縦流路部の本数が制約されていまい、より一層の大流量化を実現することができない。この問題を好適に解決して大流量化を図るためには、複数の前記縦流路部の少なくとも１つは、前記横流路部とは交差しないものであることが望ましい。

【0013】

縦流路部を流れて対向面から流出した流体を、横流路部を流れて外側周面から流出した流体に合流させるためには、前記対向面には、前記縦流路部の開口から径方向外側に向かって切り欠かれた切り欠き部が形成されていることが望ましい。

【0014】

本発明の流体制御バルブでは、オリフィスの中央部に弁体を駆動する駆動部のプランジャが挿し込まれる構成となる。この構成における具体的な実施の態様としては、複数の前記縦流路部が円周上に形成されており、前記円周の中央部に前記弁座面及び前記対向面に開口する中央流路部が形成されていることが考えられる。ここで、中央流路部にプランジャが挿し込まれる構成となる。
この構成において、前記中央流路部は、前記弁座面側から前記対向面に向かうに連れて流路が連続的に拡径するものであることが望ましい。この構成であれば、中央流路部を流れる流体の圧損を低減することができ、更なる大流量化が可能となる。

【0015】

前記収容凹部の底面には、上流側流路が接続されており、前記収容凹部の内側周面には、下流側流路が接続されており、前記収容凹部の内側周面には、前記横流路部の開口に対応して環状凹部が形成されていることが望ましい。
この構成であれば、収容凹部の内側周面に形成された環状凹部により横流路部から流出した流体の流路を大きくすることができ、圧損を低減して大流量化が可能となる。

【0016】

上記の流体制御バルブを備えた流体制御装置も本発明の一態様である。具体的にこの流体制御装置は、上記の流体制御バルブと、流路の流量を測定する流量計測部と、前記流量計測部で測定される測定値に基づいて、前記流体制御バルブを制御する制御部とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

以上に述べた本発明によれば、縦流路部が横流路部との交差部から対向面側において間隔を空けて分岐しているので、大流量化しつつ応答性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る流体制御装置の構成を示す模式図である。

【図2】同実施形態の流体制御バルブのオリフィス及び弁体を示す部分拡大断面図である。

【図3】同実施形態のオリフィスの斜視図である。

【図4】同実施形態のオリフィスの平面図である。

【図5】同実施形態のオリフィスの底面図である。

【図6】同実施形態のオリフィスの平面図、及び、Ａ－Ａ線断面図である。

【図7】同実施形態のオリフィスの平面図、及び、Ｂ－Ｂ線断面図である。

【図8】同実施形態のオリフィスの平面図、及び、Ｃ－Ｃ線断面図である。

【図9】同実施形態のオリフィスの平面図、及び、Ｄ－Ｄ線断面図である。

【図10】変形実施形態に係る流体制御装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の一実施形態に係る流体制御装置について、図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

【0020】

＜装置構成＞
本実施形態の流体制御装置１００は、いわゆるマスフローコントローラであって、例えば半導体製造プロセスを行うチャンバに供給されるガスの流量を制御するために用いられるものである。なお、流体制御装置１００はガスだけでなく、液体を制御するものであってもよい。

【0021】

具体的に流体制御装置１００は、図１に示すように、内部に流路Ｒが形成された流路ブロック２と、流路Ｒのガスを制御するための流体制御バルブ３と、流路Ｒの流量を測定する流量計測部４と、流量計測部４で測定される測定値に基づいて、流体制御バルブ３を制御する制御部５とを備えている。

【0022】

流路ブロック２は、流体制御バルブ３が取り付けられる収容凹部２１が形成されている。この収容凹部２１は、流路ブロック２の一面（図１では上面）に形成されている。また、収容凹部２１の底面には、上流側流路Ｒ１が接続されており、収容凹部２１の内側周面には、下流側流路Ｒ２が接続されている。つまり、流路ブロック２に形成された流路Ｒは、収容凹部２１によって、上流側流路Ｒ１及び下流側流路Ｒ２に分断されている。

【0023】

なお、上流側流路Ｒ１の上流端には、ガスの導入ポート（不図示）が設けられており、下流側流路Ｒ２の下流端には、ガスの導出ポート（不図示）が設けられている。

【0024】

流体制御バルブ３は、いわゆるノーマルクローズのピエゾバルブであり、印加される電圧によってその開度が制御される。なお、流体制御バルブ３は、いわゆるノーマルオーブンのものであっても良い。

【0025】

具体的に流体制御バルブ３は、図１及び図２に示すように、弁座面３１ｓを有するオリフィス（弁座部材）３１と、弁座面３１ｓに着座する着座面３２ｓを有する弁体３２と、弁体３２を駆動する駆動部３３とを備えている。

【0026】

オリフィス３１は、収容凹部２１に収容されるものである。ここで、オリフィス３１は、弁座面３１ｓが収容凹部２１の底面を向くように収容凹部２１に収容される。このオリフィス３１には、弁座面３１ｓに流入口が形成されるとともに、当該流入口に連通する内部流路３１Ｒが形成されている。なお、オリフィス３１の詳細は、後述する。

【0027】

弁体３２は、収容凹部２１の内部において移動可能に設けられている。この弁体３２は、収容凹部２１の内部において、オリフィス３１の弁座面３１ｓと収容凹部２１の底面との間に設けられている。

【0028】

具体的に弁体３２は、上面に着座面３２ｓを有しており、着座面３２ｓには流出口が形成されるとともに、当該流出口に連通する内部流路３２Ｒが形成されている。なお、着座面３２ｓの流出口と弁座面３１ｓの流入口とは、弁座面３１ｓに着座面３２ｓが着座した状態で、互いに重ならない位置に形成されている。

【0029】

また、弁体３２は、収容凹部２１の内部において支持部材３４により移動可能に支持されている。この支持部材３４は、収容凹部２１に収容される円環状の支持ベース３４１と、当該支持ベース３４１の内部に設けられ、弁体３２を支持する板バネ等の弾性体３４２とを有している。これにより、弁体３２は、弾性体３４２によって支持ベース３４１の内部に支持されることになる。なお、支持ベース３４１及び弾性体３４２は何れもガスが流通可能に構成されている。また、支持ベース３４１の円環状の上面には、オリフィス３１の下面が密着して、弁体３２を収容するとともに上流側流路Ｒ１に連通する弁室Ｓ１が形成される。

【0030】

駆動部３３は、例えば、ピエゾ素子を複数枚積層して形成されるピエゾスタック３３１と、当該ピエゾスタック３３１の伸長により変位するプランジャ機構３３２とを備えている。

【0031】

ピエゾスタック３３１は、ケーシング３３３内に収容されており、その先端部がプランジャ機構３３２に接続してある。本実施形態のプランジャ機構３３２は、ダイアフラム部材３３２ａと、当該ダイアフラム部材３３２ａを介して弁体３２の上面を押圧する押圧部材３３２ｂとを有している。このプランジャ機構３３２は、オリフィス３１の中央流路部ＣＲに挿し通されて弁体３２の上面に接触する。

【0032】

そして、ピエゾスタック３３１に所定の電圧が印加されるとピエゾスタック３３１が伸長し、プランジャ機構３３２が弁体３２を開弁方向に付勢して、印加された電圧に応じた距離だけ弁座面３１ｓが着座面３２ｓから離間して開状態となる。そして、この隙間を通じて上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通する。一方、ピエゾスタック３３１に電圧を印加しないノーマル状態においては、支持部材３４の弾性体３４２の弾性力によって、弁体３２が閉状態となる。

【0033】

流量計測部４は、圧力式のものであり、流路Ｒに設けられた層流素子４１と、層流素子４１の上流側の圧力を測定できるように設けられた第１圧力センサ４２と、層流素子４２の下流側の圧力を測定できるように設けられた第２圧力センサ４３と、第１圧力センサ４２と第２圧力センサ４３で測定された第１圧力、第２圧力に基づいて流路Ｒを流れる流体の流量を算出する流量算出部４４とを有している。この流量計測部４は、流路Ｒにおいて、流体制御バルブ３の上流側又は下流側に設けられる。なお、流体抵抗４１として層流素子の代わりに音速ノズル等を用いても構わない。

【0034】

制御部５は、流量計測部４で測定される測定流量に基づいて、流体制御バルブ３を制御するものである。この制御部５は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、各種入出力手段を備えたコンピュータであり、メモリに格納されている流体制御プログラムが実行され、ＣＰＵ及び周辺機器が協働することによって、流体制御バルブ３を制御する。

【0035】

制御部５は、外部から入力される指令流量と、流量計測部４で測定される測定流量とに基づいて流体制御バルブ３の開度を制御する。具体的に制御部５は、指令流量と測定流量の偏差が小さくなるように流体制御バルブ３の開度を制御する。本実施形態の制御部５は、指令流量と測定流量の偏差に対してＰＩＤ演算を行い、その結果に応じた指令電圧を駆動部３３の駆動回路に対して出力する。駆動回路は入力された指令電圧に対応する電圧をピエゾスタック３３１に対して印加する。

【0036】

＜オリフィス３１の具体的構成＞
そして、本実施形態のオリフィス３１は、大流量化を可能にするとともに流量の応答性を向上するための構成を有している。

【0037】

具体的にオリフィス３１は、図２～図９に示すように、概略円盤状をなすものであり、内部流路３１Ｒとして、弁座面３１ｓ及び弁座面３１ｓに対向する対向面３１ｔに開口する複数の縦流路部ＶＲ（ＶＲ１、ＶＲ２）と、弁座面３１ｓ及び対向面３１ｔの間の外側周面３１ｏに開口し、縦流路部ＶＲと交差する複数の横流路部ＨＲとを有している。

【0038】

本実施形態のオリフィス３１には、複数の縦流路部ＶＲ（ＶＲ１、ＶＲ２）が円周上に形成されており（図３及び図４参照）、当該円周の中央部に弁座面３１ｓ及び対向面３１ｔに開口する中央流路部ＣＲが形成されている（図６～図８等参照）。この中央流路部ＣＲは、駆動部３３を構成するプランジャ機構３３２が挿し通される流路である（図２参照）。この中央流路部ＣＲは、弁座面３１ｓ側から対向面３１ｔに向かうに連れて流路が連続的に拡径するものである。この構成により、中央流路部ＣＲを流れるガスの圧損を低減することができ、大流量化を可能としている。

【0039】

複数の横流路部ＨＲは、図３、図６～図８に示すように、オリフィス３１の外側周面３１ｏに開口するとともに、中央流路部ＣＲを形成する内側周面３１ｉにも開口している。本実施形態では、４本の横流路部ＨＲが放射状に形成されている（図４、図５参照）。各横流路部ＨＲは、直線状をなすものであり、流路断面が円形状をなすものである（図６等参照）。

【0040】

そして、複数の縦流路部ＶＲは、図３～図５等に示すように、横流路部ＨＲと交差して連通する第１縦流路部ＶＲ１と、横流路部ＨＲとは交差しない第２縦流路部ＶＲ２とを有している。なお、第２縦流路部ＶＲ２は、互いに隣接する横流路部ＨＲの間に形成されており、分岐しない流路である（図８参照）。

【0041】

具体的に第１縦流路部ＶＲ１は、図９に示すように、横流路部ＨＲとの交差部Ｘから対向面３１ｔ側が間隔を空けて２本の分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２に分岐している。つまり、第１縦流路部ＶＲ１は、横流路部ＨＲとの交差部Ｘから弁座面３１ｓ側は１本の流路であり、横流路部ＨＲとの交差部Ｘから対向面３１ｔ側は２本の流路である。

【0042】

ここで、２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の中心軸Ｃ１１、Ｃ１２は、横流路部ＨＲの中心軸Ｃ２に対してずれている。つまり、平面視において、横流路部ＨＲの中心軸Ｃ２に直交する方向に２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２が並んで配置された構成となる。なお、２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の中心軸Ｃ１１、Ｃ１２は互いに平行である。この構成により、２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の間には、横流路部ＨＲを構成する内壁面３１ｋが存在することになり、当該内壁面３１ｋにより２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２が仕切られる構成となる。また、縦流路部ＶＲ１を分岐させることによって、オリフィス３１の機械的強度を保つことができる。

【0043】

また、第１縦流路部ＶＲ１における交差部Ｘよりも弁座面３１ｓ側の開口幅（流路幅）は、横流路部ＨＲの流路径よりも大きい構成としてある（図９参照）。この構成により、第１縦流路部ＶＲ１に流入するガスの流量を大きくして、ガスが横流路部ＨＲに流入しやすくしている。なお、上記の弁座面３１ｓ側の開口幅（流路幅）は、２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の内壁面において最も離れた位置の距離である。

【0044】

本実施形態では、図５に示すように、オリフィス３１の弁座面３１ｓに、円周上に配置された複数の縦流路部ＶＲ（ＶＲ１、ＶＲ２）に沿って形成された環状溝３１Ｍが形成されている。この環状溝３１Ｍによって、複数の縦流路部ＶＲ（ＶＲ１、ＶＲ２）が互いに連通する構成としてあり、この環状溝３１Ｍによって縦流路部ＶＲ（ＶＲ１、ＶＲ２）の一部が構成される。つまり、環状溝３１Ｍの弁座面３１ｓ側の開口が弁座面３１ｓに形成された流入口となる。この構成により、弁座面３１ｓに形成される内部流路３１Ｒの流入口が大きくなり、大流量化が可能となる。

【0045】

また、オリフィス３１の対向面３１ｔには、図３及び図４等に示すように、縦流路部ＶＲの開口から径方向外側に向かって切り欠かれた切り欠き部３１Ｋが形成されている。本実施形態では、横流路部ＨＲとは交差しない第２の縦流路部ＶＲ２の開口に対応して形成されている。縦流路部ＶＲ及び中央流路部ＣＲを流れて対向面３１ｔから流出したガスは、切り欠き部３１Ｋを介して、オリフィス３１の外側周面３１ｏ側に流入し、収容凹部２１の内側周面に接続された下流側流路Ｒ２に流入する。この切り欠き部３１Ｋにより、第１、第２縦流路部ＶＲ１、ＶＲ２を流れて対向面３１ｔから流出したガスを、横流路部ＨＲを流れて外側周面３１ｏから流出したガスに合流しやすくなる。

【0046】

ここで、収容凹部２１の内側周面には、図２に示すように、横流路部ＨＲの開口に対応して環状凹部２１Ｍが形成されている。この構成であれば、収容凹部２１の内側周面に形成された環状凹部２１Ｍにより横流路部ＨＲから流出したガスの流路を大きくすることができ、圧損を低減して大流量化が可能となる。その他、図３等に示すように、オリフィス３１の外側周面３１ｏにも、全周に渡って凹部３１Ｎが形成されている。凹部３１Ｎには、切り欠き部３１Ｋが連通している。この凹部３１Ｎの底面は、横流路部ＨＲが開口している。この凹部３１Ｎにより、収容凹部２１の環状凹部２１Ｍとの間の流路がさらに大きくなり、圧損を低減して大流量化が可能となる。

【0047】

次に、オリフィス３１の製造方法の一例を説明する。

【0048】

まず、円盤状をなす母材の中央部に中央流路部ＣＲを切削加工などの機械加工により形成する。また、母材の外側周面３１ｏ及び中央流路部ＣＲの内側周面３１ｉに開口するように複数の横流路部ＨＲを切削加工などの機械加工により形成する。

【0049】

次に、母材の弁座面３１ｓとなる面に環状溝３１Ｍを切削加工などの機械加工により形成する。ここで、環状溝３１Ｍの深さは、横流路部ＨＲに連通する深さである。この環状溝３１Ｍにより、第１縦流路部ＶＲ１及び第２縦流路部ＶＲ２の一部が構成される。

【0050】

また、母材の対向面３１ｔとなる面から、横流路部ＨＲの中心軸Ｃ２を挟んだ両側から第１縦流路部ＶＲ１の２つの分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２を切削加工などの機械加工により形成する。この分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２は、横流路部ＨＲに連通するように形成される。

【0051】

さらに、母材の対向面３１ｔとなる面から、横流路部ＨＲと交差しない位置に第２縦流路部ＶＲ２を切削加工などの機械加工により形成する。この第２縦流路部ＶＲ２は、環状溝３１Ｍに連通するように形成される。その他、上述したオリフィス３１のその他の構成も切削加工などの機械加工により形成する。これにより、オリフィス３１が製造される。

【0052】

＜本実施形態の効果＞
このように構成した流体制御装置１００であれば、横流路部ＨＲ及び第１縦流路部ＶＲ１が互いに交差する構成であるので、大流量化が可能となる。また、縦流路部ＶＲが横流路部ＨＲとの交差部Ｘから対向面３１ｔ側において間隔を空けて分岐しているので、それら分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の間に横流路部ＨＲを形成する内壁面３１ｋが存在することになる。その結果、第１縦流路部ＶＲ１を上昇したガスは、分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の間にある横流路部ＨＲを形成する内壁面３１ｋに当たり、横流路部ＨＲに流入しやすくなり、流量の応答性を向上させることができる。また、第１縦流路部ＶＲ１の流入口を大きくすることにより、大流量化も可能となる。したがって、本実施形態であれば、大流量化しつつ流量応答性を向上することができる。その他、縦流路部ＶＲが横流路部ＨＲとの交差部Ｘから分岐しているので、対向面３１ｔから流出するガスの分布を均一化することができる。特に本実施形態では、第１縦流路部ＶＲ１の２つ分岐流路ＶＲ１１、ＶＲ１２の流出口と、第２縦流路部ＶＲ２の流出口とが円周上に形成されているので、対向面３１ｔから流出するガスの分布をより一層均一化することができる。

【0053】

＜その他の実施形態＞
例えば、前記実施形態では、縦流路部ＶＲにおいて横流路部ＨＲに交差しないものがあったが、すべての縦流路部ＶＲが横流路部ＨＲと交差する構成としても良い。

【0054】

また、前記実施形態では、横流路部ＨＲに交差した縦流路部ＶＲの全てが交差部Ｘから分岐する構成であったが、横流路部ＨＲに交差した縦流路部ＶＲの一部は交差部Ｘから分岐しない構成としても良い。

【0055】

さらに、横流路部ＨＲの本数は、前記実施形態に限られず、１～３本であっても良いし、５本以上であっても良い。

【0056】

その上、前記実施形態のオリフィス３１は、流入口が１つの円周上に形成された例であったが、流入口が同心円状に配置された複数の円周上に形成されたものであっても良い。

【0057】

前記実施形態の流量計測部４は圧力式のものであったが、熱式のものであっても良い。具体的に熱式の流量計測部４は、図１０に示すように、流路Ｒに設けられた分流素子（抵抗素子）４５と、分流素子４５の上流側から分岐し、当該分流素子４５の下流側に合流する細管４６と、細管４６に巻回され、それぞれ一定温度に保たれるように電圧が印加される２つの電熱コイル４７と、各電熱コイル４７に印加される電圧差を検出して流路Ｒを流れるガスの流量を算出する流量算出部４８とを有している。この流量計測部４は、流路Ｒにおいて、流体制御バルブ３の上流側又は下流側に設けられる。なお、流量計測部における流量計測原理は、上記に限られずどのような方式であっても良い。

【0058】

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。

【符号の説明】

【0059】

１００ ・・・流体制御装置
２ ・・・流路ブロック
２１ ・・・収容凹部
Ｒ１ ・・・上流側流路
Ｒ２ ・・・下流側流路
２１Ｍ ・・・環状凹部
３ ・・・流体制御バルブ
３１ ・・・オリフィス
３１ｓ ・・・弁座面
３１ｔ ・・・対向面
ＣＲ ・・・中央流路部
ＶＲ ・・・縦流路部
ＶＲ１ ・・・第１縦流路部
ＶＲ２ ・・・第２縦流路部
ＨＲ ・・・横流路部
Ｘ ・・・交差部
ＶＲ１１・・・分岐流路
ＶＲ１２・・・分岐流路
Ｃ１１ ・・・分岐流路の中心軸
Ｃ１２ ・・・分岐流路の中心軸
Ｃ２ ・・・横流路部の中心軸
３１Ｋ ・・・切り欠き部
３２ｓ ・・・着座面
３２ ・・・弁体
３３ ・・・駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】