特開 2025-157768 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】P2025157768

(43)【公開日】2025-10-16

(54)【発明の名称】流体制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/122 20060101AFI20251008BHJP

【ＦＩ】

F16K31/122

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024059990

(22)【出願日】2024-04-03

(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】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】青山 達人

【テーマコード（参考）】

3H056

【Ｆターム（参考）】

3H056AA02

3H056BB32

3H056CA03

3H056CA08

3H056CB03

3H056CC05

3H056CD04

3H056DD03

3H056EE02

3H056GG14

(57)【要約】

【課題】２段階の開度制御が可能であるとともに、操作流体を供給するための配管スペースを削減することが可能な流体制御弁を提供すること。
【解決手段】駆動軸７は、第１シリンダ５と第２シリンダ６のそれぞれに、圧縮エアを、第１圧力または第２圧力で供給する供給路７１を備えること、第１シリンダ５に装填され、圧縮エアが第１シリンダ５に第１圧力で供給されたとき、弁体３２が第３開度に動作するまで、駆動軸７を離間方向に動作させる第１ピストン５２と、第２シリンダ６に装填され、圧縮エアが第２シリンダ６に第１圧力で供給されたとき、弁体３２が第３開度に動作するまで、第１ピストン５２とともに駆動軸７を離間方向に動作させ、圧縮エアが第２シリンダ６に第２圧力で供給されたとき、弁体３２が第３開度から第２開度に動作するまで、単独で駆動軸７を離間方向に動作させる第２ピストン６２と、を備えること。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁座と、
前記弁座に当接をする第１開度と、前記弁座から最も離間をする第２開度と、の間で当接離間動作をする弁体と、
前記弁体の前記当接離間動作を行うための駆動軸と、
前記駆動軸が前記当接離間動作の方向に沿って挿通されたシリンダ部と、
前記シリンダ部に装填され、前記シリンダ部に供給される操作流体の流体圧を受けることで、前記駆動軸を前記弁体が前記離間をする方向である離間方向に動作させるピストンと、
前記ピストンに対し、前記離間方向とは逆の方向の当接方向に付勢力を与える付勢部材と、
を備える流体制御弁において、
前記シリンダ部は、前記駆動軸の軸方向に沿って積み重なる、第１シリンダと第２シリンダとを備えること、
前記駆動軸は、前記第１シリンダと前記第２シリンダのそれぞれに、前記操作流体を、第１圧力または前記第１圧力よりも高い第２圧力で供給する供給路を備えること、
前記ピストンは、
前記第１シリンダに装填され、前記操作流体が前記第１シリンダに前記第１圧力で供給されたとき、前記弁体が、前記第１開度から、前記第１開度と前記第２開度との間の第３開度に動作するまで、前記駆動軸を前記離間方向に動作させる第１ピストンと、
前記第２シリンダに装填され、前記操作流体が前記第２シリンダに前記第１圧力で供給されたとき、前記弁体が前記第１開度から前記第３開度に動作するまで、前記第１ピストンとともに、前記駆動軸を前記離間方向に動作させ、前記操作流体が前記第２シリンダに前記第２圧力で供給されたとき、前記弁体が前記第３開度から前記第２開度に動作するまで、単独で、前記駆動軸を前記離間方向に動作させる第２ピストンと、
を備えること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項2】

請求項１に記載の流体制御弁において、
前記第１シリンダは、前記第１ピストンに前記離間方向の側から当接して、前記弁体を前記第３開度に規制する第１規制部を備えること、
前記第２シリンダは、前記第２ピストンに前記離間方向の側から当接して、前記弁体を前記第２開度に規制する第２規制部を備えること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項3】

請求項２に記載の流体制御弁において、
前記第１規制部は、前記第２シリンダの前記第１シリンダの側の端部に形成されていること、
前記第２シリンダは、前記第１シリンダに対して、前記軸方向における位置を調整可能に螺合されており、前記第２シリンダの位置を調整することで、前記第１規制部の前記軸方向における位置を調整可能なこと、
前記第２規制部は、前記第２シリンダの前記第１シリンダの側とは反対側に、前記第２シリンダに対して、前記軸方向における位置を調整可能に螺合されていること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記第１ピストンの受圧面積は、
前記第２ピストンの受圧面積よりも大きいこと、
を特徴とする流体制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体制御弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造工程においては流体制御弁が用いられている。具体的には、流体制御弁は、ウエハが設置される真空チャンバと、ガス供給源との間に設置され、ウエハの成膜処理を行うためのプロセスガスの流量や、真空チャンバのパージを行うための窒素ガスの流量を制御するために用いられる。

【0003】

流体制御弁としては、例えば、特許文献１に開示される流体制御弁が知られている。特許文献１に開示される流体制御弁は、エアオペレイト式開閉弁であり、操作流体により弁体と弁座の当接離間動作を制御する。具体的には、弁体は、以下のように、弁体が弁座に当接する弁閉位置（第１開度とする）と、弁体が弁座から最も離間する最大弁開位置（第２開度とする）と、これらの中間の位置（第３開度とする）に作動される。

【0004】

特許文献１に開示される流体制御弁は、ノーマルクローズ弁であり、操作流体の供給を受けていない状態では、弁体は、弁座に当接する第１開度に位置されている。

【0005】

また、特許文献１に開示される流体制御弁は、第１ピストンが装填された第１加圧室と、第１加圧室に操作流体を供給する第１制御ポートと、を備えており、第１制御ポートから第１加圧室に操作流体が供給されると、第１ピストンが動作し、弁体が第２開度に位置されるようになっている。

【0006】

また、特許文献１に開示される流体制御弁は、第２ピストンが装填された第２加圧室と、第２加圧室に操作流体を供給する第２制御ポートと、を備えており、第２制御ポートから第２加圧室に操作流体が供給されると、第２ピストンが動作し、弁体が第３開度に位置されるようになっている。

【0007】

つまり、特許文献１に開示される流体制御弁は、第１制御ポートを介して第１制御ポートに操作流体を供給するか、第２制御ポートを介して第２加圧室に操作流体を供給するかにより、第２開度と第３開度の２段階で開度制御が可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平８－１７０７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記した流体制御弁は、弁体を第２開度に位置させるための第１制御ポートと、弁体を第３開度に位置させるための第２制御ポートとが別個に設けられているため、操作流体を供給するための配管を、それぞれのポートに接続しなければならないため、その分の配管スペースが必要である。このことは、半導体製造装置の高密度化を阻害するおそれがある。

【0010】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、２段階の開度制御が可能であるとともに、操作流体を供給するための配管スペースを削減することが可能な流体制御弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の一態様における流体制御弁は、次のような構成を有している。

【0012】

（１）弁座と、
前記弁座に当接をする第１開度と、前記弁座から最も離間をする第２開度と、の間で当接離間動作をする弁体と、前記弁体の前記当接離間動作を行うための駆動軸と、前記駆動軸が前記当接離間動作の方向に沿って挿通されたシリンダ部と、前記シリンダ部に装填され、前記シリンダ部に供給される操作流体の流体圧を受けることで、前記駆動軸を前記弁体が前記離間をする方向である離間方向に動作させるピストンと、前記ピストンに対し、前記離間方向とは逆の方向の当接方向に付勢力を与える付勢部材と、を備える流体制御弁において、前記シリンダ部は、前記駆動軸の軸方向に沿って積み重なる、第１シリンダと第２シリンダとを備えること、前記駆動軸は、前記第１シリンダと前記第２シリンダのそれぞれに、前記操作流体を、第１圧力または前記第１圧力よりも高い第２圧力で供給する供給路を備えること、前記ピストンは、前記第１シリンダに装填され、前記操作流体が前記第１シリンダに前記第１圧力で供給されたとき、前記弁体が、前記第１開度から、前記第１開度と前記第２開度との間の第３開度に動作するまで、前記駆動軸を前記離間方向に動作させる第１ピストンと、前記第２シリンダに装填され、前記操作流体が前記第２シリンダに前記第１圧力で供給されたとき、前記弁体が前記第１開度から前記第３開度に動作するまで、前記第１ピストンとともに、前記駆動軸を前記離間方向に動作させ、前記操作流体が前記第２シリンダに前記第２圧力で供給されたとき、前記弁体が前記第３開度から前記第２開度に動作するまで、単独で、前記駆動軸を前記離間方向に動作させる第２ピストンと、を備えること、を特徴とする。

【0013】

（２）（１）に記載の流体制御弁において、前記第１シリンダは、前記第１ピストンに前記離間方向の側から当接して、前記弁体を前記第３開度に規制する第１規制部を備えること、前記第２シリンダは、前記第２ピストンに前記離間方向の側から当接して、前記弁体を前記第２開度に規制する第２規制部を備えること、が好ましい。

【0014】

（３）（２）に記載の流体制御弁において、前記第１規制部は、前記第２シリンダの前記第１シリンダの側の端部に形成されていること、前記第２シリンダは、前記第１シリンダに対して、前記軸方向における位置を調整可能に螺合されており、前記第２シリンダの位置を調整することで、前記第１規制部の前記軸方向における位置を調整可能なこと、前記第２規制部は、前記第２シリンダの前記第１シリンダの側とは反対側に、前記第２シリンダに対して、前記軸方向における位置を調整可能に螺合されていること、が好ましい。

【0015】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、前記第１ピストンの受圧面積は、前記第２ピストンの受圧面積よりも大きいこと、が好ましい。

【0016】

上記の流体制御弁は、駆動軸の軸方向に沿って積み重なる、第１ピストンが装填された第１シリンダと第２ピストンが装填された第２シリンダとを備えており、第１ピストンは、操作流体が第１シリンダに第１圧力で供給されたとき、弁体が、第１開度から第３開度に動作するまで、駆動軸を離間方向に動作させ、第２ピストンは、操作流体が第２シリンダに第１圧力で供給されたとき、弁体が第１開度から第３開度に動作するまで、第１ピストンとともに駆動軸を離間方向に動作させ、操作流体が第２シリンダに第２圧力で供給されたとき、弁体が第３開度から第２開度に動作するまで、単独で駆動軸を離間方向に動作させる。したがって、操作流体を第１圧力で供給するか、第２圧力で供給するかにより、第２開度と第３開度との２段階で、弁体の開度制御することができる。また、第１シリンダおよび第２シリンダに対する、第１圧力または第２圧力での操作流体の供給は、駆動軸が備える供給路によって行われる。よって、操作流体を供給するための配管は、当該供給路のみに接続すれば良いため、配管スペースを削減することが可能である。

【発明の効果】

【0017】

本発明の流体制御弁によれば、２段階の開度制御が可能であるとともに、操作流体を供給するための配管スペースを削減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係る流体制御弁の断面図であり、ダイアフラム部材が第１開度にある状態（流体制御弁の弁閉状態）を示している。

【図2】本実施形態に係る流体制御弁の断面図であり、ダイアフラム部材が第３開度にある状態を示している。

【図3】本実施形態に係る流体制御弁の断面図であり、ダイアフラム部材が第２開度にある状態（流体制御弁の最大弁開状態）を示している。

【図4】変形例に係る流体制御弁の断面図である。

【図5】変形例に係る流体制御弁の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明に係る流体制御弁の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明に用いる図面は、説明のために簡略化しており、形状や寸法等を正確に表すものではない。

【0020】

（流体制御弁の構成について）
本実施形態に係る流体制御弁１の構成について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る流体制御弁１の断面図であり、ダイアフラム部材３４が第１開度にある状態（流体制御弁１の弁閉状態）を示している。図２は、本実施形態に係る流体制御弁１の断面図であり、ダイアフラム部材３４が第３開度にある状態を示している。図３は、本実施形態に係る流体制御弁１の断面図であり、ダイアフラム部材３４が第２開度にある状態（流体制御弁１の最大弁開状態）を示している。なお、図１－図３の上下方向は、ダイアフラム部材３４が後述する弁座３３に対して当接離間をする方向と一致されており、図１－図３中の上側を離間方向とし、下側を当接方向とする。

【0021】

流体制御弁１は、半導体製造工程に用いられるガスバルブである。より具体的には、ウエハが設置される真空チャンバと、ガス供給源との間に設置され、ウエハの成膜処理を行うためのプロセスガスの流量や、真空チャンバのパージを行うための窒素ガスの流量を制御するために用いられる。ウエハの成膜処理は、例えば原子層堆積法（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により行われる。

【0022】

流体制御弁１は、ノーマルクローズタイプのエアオペレイト式の開閉弁であり、図１に示すように、シリンダ部２と、弁部３と、スプリング部４と、を備えている。

【0023】

（シリンダ部について）
まず、シリンダ部２について説明する。シリンダ部２は、圧縮エア供給源（第１供給源８，第２供給源９）から圧縮エア（操作流体の一例）の供給を受けて駆動するエアシリンダである。また、シリンダ部２は、上下に積み重なる第１シリンダ５と第２シリンダ６とを備えている。

【0024】

第１シリンダ５は、第１シリンダハウジング５１と、第１ピストン５２と、を主な構成要素としている。

【0025】

第１シリンダハウジング５１は、第２シリンダ６側の開口５３と、その反対側の底部５４と、を備える有底円筒状に形成されており、内部には、円柱状の空間として第１ピストン室５５を備えている。第１ピストン室５５には、円盤状に形成された第１ピストン５２が装填されており、第１ピストン５２は、第１ピストン室５５を、開口５３側の上室５５１と、底部５４側の下室５５２と、に区画している。

【0026】

第１ピストン５２は、第１ピストン室５５内で、図中の上下方向に摺動可能とされている。より具体的には、下限位置と上限位置との間で摺動可能であり、下限位置とは、図１に示すように、第１ピストン５２が、第１ピストン室５５の底に当接する位置であって、上限位置とは、図２および図３に示すように、第１ピストン５２が、後述する第１規制部６８に当接する位置である。

【0027】

また、第１シリンダハウジング５１は、開口５３の内周面の、第２シリンダ６側の端部に、雌ねじ部５６を備えており、第２シリンダ６は、雌ねじ部５６に螺合されることで第１シリンダ５と連結している。

【0028】

第２シリンダ６は、第２シリンダハウジング６１と、第２ピストン６２と、規制部材６３と、第１圧縮コイルばね６４（付勢部材の一例）と、を主な構成要素としている。

【0029】

第２シリンダハウジング６１は、円筒状に形成されており、軸方向（図中の上下方向）の両端部のうち、第１シリンダ５側は底部６５に閉塞され、その反対側の端部は頭部６６により閉塞されている。また、第２シリンダハウジング６１は、内部に、円柱状の空間として第２ピストン室６７を備えている。第２ピストン室６７には、円盤状に形成された第２ピストン６２が装填されており、第２ピストン６２は、第２ピストン室６７を、頭部６６側の上室６７１と、底部６５側の下室６７２と、に区画している。

【0030】

第２ピストン６２は、第２ピストン室６７内で、図中の上下方向に摺動可能とされている。より具体的には、下限位置と上限位置との間で摺動可能であり、下限位置とは、図１に示すように、第２ピストン６２が、第２ピストン室６７の底に当接する位置であって、上限位置とは、図３に示すように、第２ピストン６２が、後述する第２規制部６３２に当接する位置である。

【0031】

第２ピストン室６７の上室６７１には、第１圧縮コイルばね６４が収納されている。第１圧縮コイルばね６４は、頭部６６と第２ピストン６２に圧縮された状態であるため、第２ピストン６２に対して、当接方向（図中下方向）の付勢力を常時与えている。

【0032】

第２シリンダハウジング６１は、底部６５の外周面に、雄ねじ部６５１を備えており、上述の通り、第１シリンダ５の雌ねじ部５６に螺合される。これにより、第２シリンダハウジング６１の底部６５が、第１ピストン室５５を閉塞し、第１シリンダ５の一部を形成している。なお、上記螺合により、第１シリンダ５と第２シリンダ６とは、同軸上に位置している。また、第２シリンダハウジング６１の、第１ピストン５２に面する下端面には、第１規制部６８が突設されている。第１規制部６８は、第１ピストン５２の上限位置を定めるために用いられる。すなわち、第１ピストン５２が第１規制部６８に当接する位置が、第１ピストン５２の上限位置である。

【0033】

第２シリンダ６は、第１シリンダ５に螺合されているため、ねじ込み深さを調整することで、第１シリンダ５に対する軸方向における位置を無段階に調整可能である。これはつまり、第１ピストン５２が下限位置にあるときの第１ピストン５２と第１規制部６８との距離Ｄ１（すなわち、第１ピストン５２の下限位置と上限位置との間のストローク）を調整可能ということである。この第１ピストン５２のストロークについては、後に詳述する。

【0034】

さらに、第２シリンダハウジング６１は、頭部６６を軸方向に貫通する雌ねじ部６９を備えており、この雌ねじ部６９に、規制部材６３が螺合されている。規制部材６３は、略円柱状の部材であり、後述する駆動軸７を挿し込み可能な挿通孔６３４が貫通している。また、規制部材６３の外周面には、雄ねじ部６３１が設けられており、規制部材６３の、第２シリンダハウジング６１に対するねじ込み深さを調整可能となっている。

【0035】

規制部材６３は、第２シリンダハウジング６１に螺合されることで、第２ピストン室６７内に挿し込まれており、第２ピストン６２に面する下端面には、第２規制部６３２が突設されている。第２規制部６３２は、第２ピストン６２の上限位置を定めるために用いられる。すなわち、第２ピストン６２が第２規制部６３２に当接する位置が、第１ピストン５２の上限位置である。

【0036】

規制部材６３の、第２シリンダハウジング６１に対するねじ込み深さを調整することで、第２ピストン６２が下限位置にあるときの第２ピストン６２と第２規制部６３２との距離Ｄ２（すなわち、第２ピストン６２の下限位置と上限位置との間のストローク）を調整可能になっている。この第２ピストン６２のストロークについては、後に詳述する。

【0037】

第２シリンダハウジング６１の頭部６６側の端面（図中の上端面）には、第１ピストン５２の位置を検出するための第１光電センサ２１と、第２ピストン６２の位置を検出するための第２光電センサ２２と、が取り付けられている。第１光電センサ２１および第２光電センサ２２は、検出対象に光を照射し、反射光を受光することで対象の位置を検出する一般的な光電センサである。第１ピストン５２の直径は、第２ピストン６２よりも直径が大きいため、第１光電センサ２１は、第２ピストン６２の最外径部よりも半径方向外側に位置されている。これにより、第１光電センサ２１は、第２シリンダハウジング６１を通して、第１ピストン室５５内の第１ピストン５２に光を照射し、反射光を受光することで、第１ピストン５２の位置を検出することが可能となっている。第２光電センサ２２は、第１光電センサ２１よりも内周側に位置しており、頭部６６を通して、第２ピストン室６７内の第２ピストン６２に光を照射し、反射光を受光することで、第２ピストン６２の位置を検出することが可能となっている。

【0038】

シリンダ部２には、第１シリンダ５および第２シリンダ６の軸方向に沿って、駆動軸７が挿通されている。また、シリンダ部２の内部では、駆動軸７は、第１ピストン５２、第２ピストン６２に結合されておらず、それぞれのピストン５２，６２の中心部に、摺動可能に挿通されている。

【0039】

駆動軸７は、円柱状に形成されている。その軸方向は、図１中の上下方向と平行な方向であり、ダイアフラム部材３４が弁座３３に対して当接離間をする方向と一致している。駆動軸７の軸方向の両端部のうち、規制部材６３に挿し込まれている側の端部（図中の上端部）には、圧縮エア供給源から延伸する配管１０が、例えばワンタッチ継手等を介して接続されている。これにより、シリンダ部２は、圧縮エアの供給を受けることができる。より具体的には、駆動軸７に接続された配管１０は分岐されており、第１供給源８と第２供給源９とが並列して接続されている。第１供給源８と第２供給源９とでは供給する圧縮エアの圧力が異なっており、第１供給源８は、第１圧力（例えば、０．４ＭＰａ）の圧縮エアをシリンダ部２供給し、第２供給源９は、第１圧力よりも高い圧力である第２圧力（例えば０．６ＭＰａ）の圧縮エアをシリンダ部２供給する。そして、切替弁（不図示）により、第１供給源８から圧縮エアの供給を行う状態と、第２供給源９からの圧縮エアの供給を行う状態と、の切替を行うことが可能になっている。

【0040】

駆動軸７は、軸心上に、圧縮エアを流すための供給路７１を備えている。供給路７１は、第１ピストン室５５の下室５５２に連通する第１分岐路７１１と、第２ピストン室６７の下室６７２に連通する第２分岐路７１２と、を備えている。よって、供給路７１に圧縮エアが供給されると、第１分岐路７１１を介して第１ピストン室５５の下室５５２に圧縮エアが流入するとともに、第２分岐路７１２を介して第２ピストン室６７の下室６７２に圧縮エアが流入する。これにより、第１ピストン５２と第２ピストン６２の摺動が行われる。具体的には、第１ピストン室５５の下室５５２に圧縮エアが流入すると、下室５５２の圧力が上昇することで第１ピストン５２は上限位置に向かって摺動する。また、第２ピストン室６７の下室６７２に圧縮エアが流入すると、下室６７２の圧力が上昇することで第２ピストン６２は上限位置に向かって摺動する。ここで、第１ピストン５２の下室５５２に面する面積（すなわち、圧縮エアの圧力を受ける受圧面積）は、第２ピストン６２の下室６７２に面する面積（受圧面積）よりも大きいことが望ましく、本実施形態においては、第１ピストン５２の受圧面積は、第２ピストン６２の受圧面積の１．５倍に設定されている。

【0041】

駆動軸７は、その外周面のうち、第１ピストン室５５の上室５５１に面する部分に、駆動軸７の半径方向に突設された第１係合部７２を備えている。第１ピストン５２は、下限位置から上限位置に摺動する際に、第１係合部７２に当接することで、第１圧縮コイルばね６４と、後述する第２圧縮コイルばね４２の当接方向への付勢力に抗して、駆動軸７を離間方向に押し上げる。さらに、駆動軸７は、その外周面のうち、第２ピストン室６７の上室６７１に面する部分に、駆動軸７の半径方向に突設された第２係合部７３を備えている。第２ピストン６２は、下限位置から上限位置に摺動する際に、第２係合部７３に当接することで、第１圧縮コイルばね６４と、後述する第２圧縮コイルばね４２の当接方向への付勢力に抗して、駆動軸７を離間方向に押し上げる。

【0042】

（スプリング部について）
次にスプリング部４について説明する。スプリング部４は、ハウジング４１と、第２圧縮コイルばね４２（付勢部材の一例）と、を備えている。

【0043】

駆動軸７のスプリング部４側の端部（図１中の下端部）は、シリンダ部２から突出し、ハウジング４１内に延伸している。そして、駆動軸７のハウジング４１内の先端部には、駆動軸７の半径方向に突出するばね受け７４が設けられている。そして、ハウジング４１内には、駆動軸７と同軸上に、第２圧縮コイルばね４２が配置されている。第２圧縮コイルばね４２は、ばね受け７４とハウジング４１内の天井部４１１とに圧縮されることで、駆動軸７に対して常に当接方向（図中の下方向）に付勢力を与えている。第２圧縮コイルばね４２は、駆動軸７の第１係合部７２が第１ピストン５２に当接することで、第１ピストン５２にも当接方向の付勢力を与えており、駆動軸７の第２係合部７３が第２ピストン６２に当接することで、第２ピストン６２にも当接方向の付勢力を与えている。

【0044】

（弁部について）
次に弁部３について説明する。弁部３は、ボディ３１と、ステム３２と、弁座３３と、ダイアフラム部材３４（弁体の一例）と、を備えている。

【0045】

ボディ３１には、スプリング部４側の端面に、弁室３１１が穿設されている。弁室３１１には、弁室３１１の底部の中央に設けられた弁孔３１２から、制御流体が流入される。また、弁室３１１の底面には、弁孔３１２の外周側かつ弁孔３１２と同軸上に、円環状の弁座３３が固定されている。さらに、弁室３１１には、弁座３３の半径方向外側に、出力流路３１４が設けられている。この出力流路３１４は、制御流体を弁室３１１から流体制御弁１の外部へ出力するために用いられる。

【0046】

ステム３２は、例えばステンレス鋼を材質として略円柱形状に形成されており、駆動軸７に面する上端面が駆動軸７に当接し、ダイアフラム部材３４に面する下端面がダイアフラム部材３４に当接した状態である。またステム３２は、上下動可能なようにホルダ３５によって保持されている。

【0047】

ダイアフラム部材３４は、例えば、Ｎｉ合金を材質としており、自然状態では駆動軸７の側に膨出する球冠状となるように形成されている。また、ダイアフラム部材３４の外周縁は、弁部３内でホルダ３５とボディ３１とにより上下方向から挟持固定されている。

【0048】

ダイアフラム部材３４のステム３２側の面は、ステム３２に当接されており、駆動軸７が当接方向に移動してステム３２が当接方向に押し下げられると、ダイアフラム部材３４は、ステム３２によって当接方向に弾性変形される。一方で、駆動軸７が離間方向に移動すると、ダイアフラム部材３４は、自己復帰力によりステム３２を離間方向に押し上げて元の球冠状の形状に戻るようになっている。このように、駆動軸７の進退に伴ってダイアフラム部材３４が弾性変形することで、ダイアフラム部材３４は、弁座３３に対して当接離間の動作をする。より具体的には、ダイアフラム部材３４は、弁座３３に当接する第１開度（図１に示す位置）と、弁座３３から最も離間する第２開度（図３に示す位置）と、第１開度と第２開度の間の第３開度（図２に示す位置）と、の間で動作をする。なお、ダイアフラム部材３４が第１開度にある状態とは、流体制御弁１が弁閉状態であること意味し、制御流体の流れが遮断された状態である。また、ダイアフラム部材３４が第２開度にある状態とは、流体制御弁１が最大弁開状態であることを意味し、制御流体の流量が最大の状態である。

【0049】

弁座３３は、例えば、耐熱性の優れたＰＩ（ポリイミド）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）からなる。弁座３３の、ダイアフラム部材３４に対向する端面は、ダイアフラム部材３４が当接する当接面である。

【0050】

（第１ピストン、第２ピストンのストロークについて）
第１ピストン５２のストローク（距離Ｄ１）は、第２ピストン６２のストローク（距離Ｄ２）よりも小さく設定されている。よって、駆動軸７が距離Ｄ１の分だけ押し上げられるまで、すなわち、第１ピストン５２が第１規制部６８に当接するまでは、第１ピストン５２と第２ピストン６２とが、ともに駆動軸７を押し上げる。そして、駆動軸７が距離Ｄ１の分だけ押し上げられた後、すなわち、第１ピストン５２が第１規制部６８に当接した後は、第２ピストン６２が単独で、第２規制部６３２に当接するまで駆動軸７を押し上げる。このとき、駆動軸７は、第１ピストン５２に対して摺動可能に挿通されているため、第１ピストン５２を上限位置に残した状態で、第２ピストン６２に押し上げられ、離間方向に駆動される。

【0051】

そして、ダイアフラム部材３４は、弁座３３に当接する第１開度（図１に示す位置）と、弁座３３から最も離間する第２開度（図３に示す位置）と、第１開度と第２開度の間の第３開度（図２に示す位置）と、の間で動作するものであるところ、第３開度は、第１ピストン５２のストローク（距離Ｄ１）に対応した位置になっており、第２開度は、第２ピストン６２のストローク（距離Ｄ２）に対応した位置になっている。つまり、駆動軸７が距離Ｄ１押し上げられた分だけダイアフラム部材３４が弁座３３から離間した状態が、ダイアフラム部材３４の第３開度であり、駆動軸７が距離Ｄ２押し上げられた分だけダイアフラム部材３４が弁座３３から離間した状態が、ダイアフラム部材３４の第２開度である。距離Ｄ１は、第２シリンダ６の、第１シリンダ５に対するねじ込み深さを調整することで、無段階に調整可能であるので、第３開度を無段階に調整することが可能になっている。また、距離Ｄ２は、規制部材６３の、第２シリンダ６に対するねじ込み深さを調整することで、無段階に調整可能であるので、第２開度を無段階に調整することが可能になっている。よって、距離Ｄ１を調整することで、ダイアフラム部材３４が第２開度であるときの制御流体の流量の細かい調整が可能（すなわち、制御流体の最大流量の細かい調整が可能）であり、距離Ｄ１を調整することで、ダイアフラム部材３４が第３開度であるときの制御流体の流量の細かい調整が可能である。

【0052】

距離Ｄ１および距離Ｄ２の調整可能な範囲は、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の弾性力と、第１ピストン５２および第２ピストン６２の受圧面積と、を考慮して設定される。具体的には、ダイアフラム部材３４が第３開度に位置するための距離Ｄ１は、第１ピストン５２と第２ピストン６２とが、ともに駆動軸７を押し上げる距離であることから、第１ピストン５２および第２ピストン６２の受圧面積と、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の弾性力と、を考慮して、第１圧力（０．４ＭＰａ）で駆動軸７を押し上げることが可能なストロークの範囲内で調整可能とされている。また、ダイアフラム部材３４が第２開度に位置するための距離Ｄ２は、第２ピストン６２が単独で駆動軸７を押し上げる距離であることから、第２ピストン６２の受圧面積と、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の弾性力を考慮して、距離Ｄ１よりも大きい値で、かつ、第２圧力（０．６ＭＰａ）で駆動軸７を押し上げることが可能なストロークの範囲内で調整可能とされている。

【0053】

以上のように距離Ｄ１、距離Ｄ２が設定されるため、シリンダ部２に第１圧力（０．４ＭＰａ）の圧縮エアを供給すれば、第１ピストン５２を第１規制部６８に当接するまで動作させることができ、ダイアフラム部材３４を第３開度の状態で維持することができる。また、シリンダ部２に第２圧力（０．６ＭＰａ）の圧縮エアを供給すれば、第２ピストン６２を第２規制部６３２に当接するまで動作させることができ、ダイアフラム部材３４を第２開度の状態で維持することができる。

【0054】

（流体制御弁の動作について）
以上のような構成の流体制御弁１の弁開動作および弁閉動作は、以下のようにして行われる。

【0055】

まず、弁開動作について説明する。弁開動作には、流体制御弁１が弁閉状態にある状態から、ダイアフラム部材３４を第３開度に動作させる場合と、ダイアフラム部材３４を第２開度に動作させる場合と、がある。

【0056】

ダイアフラム部材３４を第３開度に動作させる場合、流体制御弁１は以下のように動作する。流体制御弁１は、ノーマルクローズタイプであるので、シリンダ部２に圧縮エアが供給されていない状態では、第２圧縮コイルばね４２の付勢力によって、駆動軸７が当接方向に押し下げられた状態である。よって、図１に示すように、ダイアフラム部材３４は、ステム３２によって弾性変形され、弁座３３に当接した第１開度の状態とされている。つまり、流体制御弁１は、弁閉状態である。

【0057】

この状態で、シリンダ部２に対して第１供給源８を用いて第１圧力（０．４ＭＰａ）の圧縮エアを供給する。すると、下室５５２，６７２の圧力が上昇し、第１ピストン５２および第２ピストン６２が離間方向に摺動される。これに伴い、駆動軸７が、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の付勢力に抗して、同方向に駆動される。駆動軸７が離間方向に駆動されることで、ダイアフラム部材３４は自己復帰力により同方向に動作し、ステム３２を押し上げながら弁座３３から離間する。

【0058】

そして、駆動軸７が距離Ｄ１の分だけ押し上げられたとき、図２に示すように、第１ピストン５２が第１規制部６８に当接する。このとき、第２ピストン６２と第２規制部６３２との間には、距離Ｄ２から距離Ｄ１を引いた分だけの間隙が残っており、第２ピストン６２は上限位置に達していないが、第１供給源８から供給される第１圧力（０．４ＭＰａ）の圧縮エアでは、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の付勢力に抗して、これ以上第２ピストン６２および駆動軸７を押し上げることができない。よって、ダイアフラム部材３４は、駆動軸７が距離Ｄ１押し上げられた分だけダイアフラム部材３４が弁座３３から離間した状態で、すなわち第３開度となった状態で、規制される。なお、ダイアフラム部材３４が第３開度に動作されたか否かは、第１光電センサ２１，第２光電センサ２２により、第１ピストン５２，第２ピストン６２の位置を検知することで行う。

【0059】

ダイアフラム部材３４を第２開度に動作させる場合、流体制御弁１は以下のように動作する。

【0060】

ダイアフラム部材３４を、第３開度から第２開度に動作させる場合には、上記の通り、第１圧力（０．４ＭＰａ）の圧縮エアを供給し、ダイアフラム部材３４が第３開度に規制された状態で、圧縮エアの供給源を第１供給源８から第２供給源９に切り替え、シリンダ部２に対して、第２圧力（０．６ＭＰａ）の圧縮エアを供給する。すると、第１ピストン５２は、第１規制部６８により、さらに離間方向への摺動が規制されている一方で、第２ピストン６２と第２規制部６３２との間には、距離Ｄ２から距離Ｄ１を引いた分だけの間隙が存在するため、第２ピストン６２が、単独で、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の付勢力に抗して、駆動軸７を離間方向に押し上げる。これにより、ダイアフラム部材３４は、自己復帰力により、第３開度からさらに離間方向へ動作する。そして、第２ピストン６２が第２規制部６３２に当接することで、ダイアフラム部材３４が第２開度に規制される。

【0061】

ダイアフラム部材３４を、第１開度から第２開度に動作させる場合には、第１供給源８から第２供給源９への切替を行うのではなく、初めからシリンダ部２に対して第２供給源９を用いて第２圧力（０．４ＭＰａ）の圧縮エアを供給する。この場合であっても、駆動軸７が距離Ｄ１だけ移動するまでは、第１ピストン５２と第２ピストン６２がともに駆動軸７を押し上げ、駆動軸７が距離Ｄ１だけ移動した後は、第２ピストン６２が単独で駆動軸７を押し上げる。そして、第２ピストン６２が第２規制部６３２に当接することで、ダイアフラム部材３４が第２開度に規制される。なお、ダイアフラム部材３４が第２開度に動作されたか否かは、第１光電センサ２１，第２光電センサ２２により、第１ピストン５２，第２ピストン６２の位置を検知することで行う。

【0062】

次に弁閉動作について説明する。流体制御弁１が弁開状態にあるとき（例えば、ダイアフラム部材３４が第３開度または第２開度にあるとき）に、シリンダ部２への圧縮エアの供給が停止されると、第２圧縮コイルばね４２が駆動軸７を当接方向に駆動するため、ダイアフラム部材３４は、ステム３２により弾性変形されて弁座３３に当接する。すなわちダイアフラム部材３４が、第１開度に動作される。これにより、流体制御弁１は、弁閉状態となる。なお、ダイアフラム部材３４が第１開度に動作されたか否かは、第１光電センサ２１，第２光電センサ２２により、第１ピストン５２，第２ピストン６２の位置を検知することで行う。また、ダイアフラム部材３４が動作されると同時に、第１ピストン５２は、当接方向に駆動される駆動軸７の第１係合部７２によって下限位置に押し下げられ、第２ピストン６２は、第１圧縮コイルばね６４によって下限位置に押し下げられる。

【0063】

第１ピストン５２が下限位置に押し下げられることで、下室５５２に供給されていた圧縮エアは、第１分岐路７１１および供給路７１を介してシリンダ部２の外部に排出される。また、第２ピストン６２が下限位置に押し下げられることで、下室６７２に供給されていた圧縮エアは、第２分岐路７１２および供給路７１を介してシリンダ部２の外部に排出される。

【0064】

弁閉状態では、ダイアフラム部材３４と弁座３３との間がシールされ、制御流体の、弁孔３１２から弁室３１１への流れが遮断される。このシールは、駆動軸７に対して負荷される第２圧縮コイルばね４２の当接方向への付勢力によって保たれている。

【0065】

（作用効果について）
以上説明したように、本実施形態に係る流体制御弁１は、
（１）弁座３３と、弁座３３に当接をする第１開度と、弁座３３から最も離間をする第２開度と、の間で当接離間動作をする弁体（例えばダイアフラム部材３４）と、弁体（ダイアフラム部材３４）の当接離間動作を行うための駆動軸７と、駆動軸７が当接離間動作の方向に沿って挿通されたシリンダ部２と、シリンダ部２に装填され、シリンダ部２に供給される操作流体（圧縮エア）の流体圧を受けることで、駆動軸７を弁体（ダイアフラム部材３４）が離間をする方向である離間方向（図１中の上方向）に動作させるピストン（第１ピストン５２，第２ピストン６２）と、ピストン（第１ピストン５２，第２ピストン６２）に対し、離間方向とは逆の方向の当接方向（図１中の下方向）に付勢力を与える付勢部材（第１圧縮コイルばね６４，第２圧縮コイルばね４２）と、を備える流体制御弁１において、シリンダ部２は、駆動軸７の軸方向（図１中の上下方向）に沿って積み重なる、第１シリンダ５と第２シリンダ６とを備えること、駆動軸７は、第１シリンダ５と第２シリンダ６のそれぞれに、操作流体（圧縮エア）を、第１圧力（０．４ＭＰａ）または第１圧力よりも高い第２圧力（０．６ＭＰａ）で供給する供給路７１を備えること、ピストンは、第１シリンダ５に装填され、操作流体（圧縮エア）が第１シリンダ５に第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給されたとき、弁体（ダイアフラム部材３４）が、第１開度から、第１開度と第２開度との間の第３開度に動作するまで、駆動軸７を離間方向（図１中の上方向）に動作させる第１ピストン５２と、第２シリンダ６に装填され、操作流体（圧縮エア）が第２シリンダ６に第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給されたとき、弁体（ダイアフラム部材３４）が第１開度から第３開度に動作するまで、第１ピストン５２とともに、駆動軸７を離間方向（図１中の上方向）に動作させ、操作流体（圧縮エア）が第２シリンダ６に第２圧力（０．６ＭＰａ）で供給されたとき、弁体（ダイアフラム部材３４）が第３開度から第２開度に動作するまで、単独で、駆動軸７を離間方向（図１中の上方向）に動作させる第２ピストン６２と、を備えること、を特徴とする。

【0066】

（２）（１）に記載の流体制御弁１において、第１シリンダ５は、第１ピストン５２に離間方向（図１中の上方向）の側から当接して、弁体（ダイアフラム部材３４）を第３開度に規制する第１規制部６８を備えること、第２シリンダ６は、第２ピストン６２に離間方向（図１中の上方向）の側から当接して、弁体（ダイアフラム部材３４）を第２開度に規制する第２規制部６３２を備えること、が好ましい。

【0067】

（３）（２）に記載の流体制御弁において、第１規制部６８は、第２シリンダ６の第１シリンダ５の側の端部に形成されていること、第２シリンダ６は、第１シリンダ５に対して、軸方向（図１中の上下方向）における位置を調整可能に螺合されており、第２シリンダ６の位置を調整することで、第１規制部６８の軸方向における位置を調整可能なこと、第２規制部６３２は、第２シリンダ６の第１シリンダ５の側とは反対側に、第２シリンダ６に対して、軸方向（図１中の上下方向）における位置を調整可能に螺合されていること、が好ましい。

【0068】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、第１ピストン５２の受圧面積は、第２ピストン６２の受圧面積よりも大きいこと（例えば、１．５倍大きい）、が好ましい。

【0069】

上記の流体制御弁１は、駆動軸７の軸方向に沿って積み重なる、第１ピストン５２が装填された第１シリンダ５と、第２ピストン６２が装填された第２シリンダ６とを備えており、第１ピストン５２は、操作流体（圧縮エア）が第１シリンダ５に第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給されたとき、弁体（ダイアフラム部材３４）が、第１開度から第３開度に動作するまで、駆動軸７を離間方向に動作させ、第２ピストン６２は、操作流体（圧縮エア）が第２シリンダ６に第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給されたとき、弁体（ダイアフラム部材３４）が第１開度から第３開度に位置するまで、第１ピストン５２とともに駆動軸７を離間方向に動作させ、操作流体（圧縮エア）が第２シリンダ６に第２圧力（０．６ＭＰａ）で供給されたとき、弁体（ダイアフラム部材３４）が第３開度から第２開度に動作するまで、単独で駆動軸７を離間方向に動作させる。
したがって、操作流体（圧縮エア）を第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給するか、第２圧力（０．６ＭＰａ）で供給するかにより、第２開度と第３開度との２段階で、弁体（ダイアフラム部材３４）の開度制御することができる。また、第１シリンダ５および第２シリンダ６に対する、第１圧力（０．４ＭＰａ）または第２圧力（０．６ＭＰａ）での操作流体（圧縮エア）の供給は、駆動軸７が備える供給路７１によって行われる。よって、操作流体を供給するための配管１０は、当該供給路７１のみに接続すれば良いため、配管スペースを削減することが可能である。

【0070】

第２開度の調整（距離Ｄ２の調整）は、第２シリンダ６のねじ込み深さの調整により行うことができ、第３開度の調整（距離Ｄ１の調整）は、規制部材６３のねじ込み深さの調整により行うことができる。つまり、第２開度の調整（距離Ｄ２の調整）および第３開度の調整（距離Ｄ１の調整）は、流体制御弁１の上方側から行うことが可能であるため、流体制御弁１の横側に、調整を行うためのスペースを確保する必要がない。よって、流体制御弁１の配置スペース（フットプリント）の削減につながる。

【0071】

加えて、第１ピストン５２，第２ピストン６２の位置（ダイアフラム部材３４の開度）を検出するための光電センサ２１，２２は、第２シリンダ６の上端面に集約して配設されているため、流体制御弁１の配置スペース（フットプリント）の削減につながる。

【0072】

（流体制御弁の変形例について）
変形例に係る流体制御弁１００について説明する。流体制御弁１では、第１シリンダ５に装填された第１ピストン５２の受圧面積を、第２シリンダ６に装填された第２ピストン６２の受圧面積よりも大きく設定しているが、以下に説明する流体制御弁１００のように、第１ピストンを、ピストン１２２とピストン１２３とに分割することで、受圧面積をかせぐこととしても良い。

【0073】

流体制御弁１００は、ノーマルクローズタイプのエアオペレイト式の開閉弁であり、図４に示すように、シリンダ部１１と、弁部３と、スプリング部４と、を備えている。弁部３およびスプリング部４の構成は、流体制御弁１と同一であるため、シリンダ部１１と、シリンダ部１１に挿通される駆動軸７の、流体制御弁１と異なる点について以下に説明する。

【0074】

シリンダ部１１は、圧縮エア供給源（第１供給源８，第２供給源９）から圧縮エア（操作流体の一例）の供給を受けて駆動するエアシリンダである。また、シリンダ部１１は、上下に積み重なる第１シリンダ１２と第２シリンダ６とを備えている。

【0075】

第１シリンダ１２は、第１シリンダハウジング１２１と、ピストン１２２，１２３（第１ピストンの一例）と、を主な構成要素としている。

【0076】

第１シリンダハウジング１２１は、第２シリンダ６側の開口１２４と、その反対側の底部１２５と、を備える有底円筒状に形成されており、内部には、円柱状の空間として、底部１２５側のピストン室１２６と、開口１２４側のピストン室１２７とが、同軸上に並んで設けられている。ピストン室１２６，１２７には、それぞれ、円盤状に形成されたピストン１２２，１２３が装填されている。ピストン１２２は、ピストン室１２６を、開口１２４側の上室１２６１と、底部１２５側の下室１２６２と、に区画し、ピストン１２３は、ピストン室１２７を、開口１２４側の上室１２７１と、底部１２５側の下室１２７２と、に区画している。これらピストン１２２，１２３は、第２シリンダ６に装填される第２ピストン６２と同一径とされている。

【0077】

ピストン１２２，１２３は、ピストン室１２６，１２７内で、図中の上下方向に摺動可能とされている。より具体的には、下限位置と上限位置との間で摺動可能であり、下限位置とは、図４に示すように、ピストン１２２，１２３が、ピストン室１２６，１２７の底に当接する位置であって、上限位置とは、ピストン１２２，１２３が、距離Ｄ１だけ第２シリンダ６側へ摺動した位置、すなわち、ピストン１２３が、第１規制部６８に当接する位置である。

【0078】

また、第１シリンダハウジング１２１は、開口１２４の内周面の、第２シリンダ６側の端部に、雌ねじ部１２８を備えており、第２シリンダ６は、雌ねじ部１２８に螺合されることで第１シリンダ１２と連結している。

【0079】

第２シリンダ６は、流体制御弁１と同一の構成であり、底部６５の外周面に設けられた雄ねじ部６５１が、雌ねじ部１２８に螺合されることで、底部６５が、ピストン室１２７を閉塞し、第１シリンダ１２の一部を形成している。また、第２シリンダ６は、第１シリンダ１２に螺合されているため、ねじ込み深さを調整することで、第１シリンダ１２に対する軸方向における位置を無段階に調整可能である。これはつまり、ピストン１２３が下限位置にあるときの、ピストン１２３と第１規制部６８との距離Ｄ１（すなわち、ピストン１２３の下限位置と上限位置との間のストローク）を調整可能ということである。

【0080】

なお、流体制御弁１００においては、ピストン１２２，１２３の直径が、第２ピストン６２の直径と同一に設定されているため、流体制御弁１に設けられていた第１光電センサ２１を設けるスペースがない。よって、第２光電センサ２２のみが設けられ、第２ピストン６２の位置を検出することで、ダイアフラム部材３４が第１開度にあるか否か、第３開度にあるか否か、第２開度にあるか否か、を検知する。

【0081】

シリンダ部１１に挿通される駆動軸７は、以下の点において流体制御弁１と異なっている。

【0082】

駆動軸７に設けられた供給路７１は、ピストン室１２６の下室１２６２に連通する第１分岐路７１１Ａと、ピストン室１２７の下室１２７２に連通する第１分岐路７１１Ｂと、第２ピストン室６７の下室６７２に連通する第２分岐路７１２と、に分岐されている。よって、供給路７１に圧縮エアが供給されると、第１分岐路７１１Ａを介してピストン室１２６の下室１２６２に圧縮エアが流入され、第１分岐路７１１Ｂを介してピストン室１２７の下室１２７２に圧縮エアが流入され、第２分岐路７１２を介して第２ピストン室６７の下室６７２に圧縮エアが流入される。これにより、ピストン１２２，１２３と第２ピストン６２の摺動が行われる。

【0083】

また、駆動軸７は、その外周面のうち、ピストン室１２６の上室１２６１に面する部分に、駆動軸７の半径方向に突設された第１係合部７２Ａを備え、ピストン室１２７の上室１２７１に面する部分に、駆動軸７の半径方向に突設された第１係合部７２Ｂを備えている。ピストン１２２，１２３は、下限位置から上限位置に摺動する際に、第１係合部７２Ａ，７２Ｂに当接することで、第１圧縮コイルばね６４と、第２圧縮コイルばね４２の当接方向への付勢力に抗して、駆動軸７を離間方向に押し上げる。なお、駆動軸７が第２係合部７３を備える点は、流体制御弁１と同様である。

【0084】

以上のような構成の流体制御弁１００においても、流体制御弁１と同様に、圧縮エアを第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給するか、第２圧力（０．６ＭＰａ）で供給するかにより、第２開度と第３開度との２段階で、ダイアフラム部材３４の開度制御することができる。また、第１シリンダ１２および第２シリンダ６に対する、第１圧力または第２圧力での圧縮エアの供給は、駆動軸７が備える供給路７１によって行われるため、圧縮エアを供給するための配管１０は、当該供給路７１のみに接続すれば良い。よって、配管スペースを削減することが可能である。

【0085】

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。

【0086】

例えば、本実施形態に係る流体制御弁１（１００）においては、第１圧力は０．４ＭＰａとし、第２圧力は０．６ＭＰａとして説明しているが、圧力値はこれらに限定されるものではない。第１圧力は、第１ピストン５２（１２２，１２３）および第２ピストン６２の受圧面積と、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の弾性力と、を考慮してダイアフラム部材３４を第３開度に動作させることができる圧力に調整される。また、第２圧力は、第２ピストン６２の受圧面積と、第１圧縮コイルばね６４および第２圧縮コイルばね４２の弾性力と、を考慮してダイアフラム部材３４を第２開度に動作させることができる圧力に調整される。

【0087】

さらに、本実施形態に係る流体制御弁１（１００）は、駆動軸７とダイアフラム部材３４とが連結されない構成（分離型）として説明しているが、図５に示すように、駆動軸７とダイアフラム部材３６とを連結した一体型の弁装置としても良い。具体的には、以下の通りである。

【0088】

図５に示すように、駆動軸７の弁部３側の先端部７５に、弁座３３と当接離間をするための弁体３７（弁体の一例）が結合されている。そして、ダイアフラム部材３６は、自然状態では駆動軸７の側に膨出する球帯状となるように形成されている。そして、ダイアフラム部材３６は、その中心が駆動軸７の軸心の延長線上に位置した状態で、中央部が先端部７５と弁体３７とに挟持固定されている。なお、挟持固定するものでなく、例えばレーザ溶接により接合することとしても良い。ダイアフラム部材３６の外周縁は、弁部３内で上下方向から挟持固定されている。ダイアフラム部材３６は、以上のように固定されることで、弁室３１１を、弁室３１１とその上部とに区画するとともに、弁体３７が当接離間の方向に動作されるに合わせて弾性変形を繰り返すようになっている。

【0089】

以上のような構成によっても、流体制御弁１と同様に、圧縮エアを第１圧力（０．４ＭＰａ）で供給するか、第２圧力（０．６ＭＰａ）で供給するかにより、第２開度と第３開度との２段階で、弁体３７の開度制御することができる。

【符号の説明】

【0090】

１ 流体制御弁
２ シリンダ部
５ 第１シリンダ
６ 第２シリンダ
７ 駆動軸
３３ 弁座
３４ ダイアフラム部材（弁体の一例）
４２ 第２圧縮コイルばね（付勢部材の一例）
５２ 第１ピストン
６２ 第２ピストン
６４ 第１圧縮コイルばね（付勢部材の一例）
７１ 供給路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】