特許 7472000 流体制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】流体制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/34 20060101AFI20240415BHJP

【ＦＩ】

F16K1/34 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020188673

(22)【出願日】2020-11-12

(65)【公開番号】P2021089070

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2023-05-15

(31)【優先権主張番号】P 2019210288

(32)【優先日】2019-11-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】山田 教巨

(72)【発明者】

【氏名】鍋井 立視

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１０６５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３０２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９４３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７７７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００８４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１８２７２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０４－１１１９６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １／００－１／５４

７／００－７／２０

１３／００－１３／１０

２５／００－２５／０４

２９／００－２９／０２

３１／１２－３１／１６５

３１／３６－３１／４２

３３／００

９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁体と、前記弁体が収容される上流側の弁室と、前記弁室に連通する下流側の弁孔と、前記弁孔の外周に沿って、前記弁室の弁孔側内面から突設され、先端に弁座を有する環状突出部と、を有し、前記弁体が前記弁座と当接離間することで、流体制御を行う流体制御弁において、
前記環状突出部は、前記環状突出部の内径側全周に、前記環状突出部の内径を前記弁孔に向かって縮径させる環状縮径面を備え、
前記弁体は、前記弁座と当接する当接面を備え、前記弁座の内周側に、前記当接面から前記弁孔側に向かって突設された、前記弁孔の内径よりも大きい径を有し、前記弁孔と同軸の円柱状の段差部を備え、
前記段差部の外周面と前記段差部の前記弁孔の側の端面とが交わる環状稜線は、前記環状縮径面の近傍に位置し、流路絞り部を形成すること、
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、
前記流路絞り部の、前記環状稜線の直径方向の隙間寸法に、前記環状突出部の、前記弁座の中心部における直径寸法を乗じた値が、０．６から１．２の間であること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項3】

請求項１または２に記載の流体制御弁において、
前記弁座から、前記段差部の外周面までの距離は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であること、
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、
前記弁体は、前記段差部の前記弁孔の側の端面から前記弁孔の側に向かって突設された、前記段差部の外径よりも小さい径を有し、前記弁孔と同軸の円柱状の第２段差部を備え、
前記第２段差部の外周面と前記第２段差部の前記弁孔の側の端面とが交わる第２環状稜線は、前記弁孔の内周面近傍に位置し、第２流路絞り部を形成すること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項5】

請求項４に記載の流体制御弁において、
前記第２流路絞り部の、前記第２環状稜線の直径方向の隙間寸法に、前記環状突出部の、前記弁座の中心部における直径寸法を乗じた値が、０．６から１．２の間であること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項6】

請求項４または５に記載の流体制御弁において、
前記環状縮径面と、前記弁孔の内周面は、前記環状縮径面から前記弁孔の側に向かって穿設された、前記弁孔と同軸の環状窪み部により接続され、
前記環状窪み部の内周面と前記環状縮径面とが交わる第３環状稜線は、前記環状稜線の近傍に位置し、前記環状稜線とともに前記流路絞り部を形成すること、
前記環状窪み部の前記弁孔の側の内面と前記弁孔の内周面とが交わる第４環状稜線は、前記第２環状稜線の近傍に位置し、前記第２環状稜線とともに前記第２流路絞り部を形成すること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項7】

請求項６に記載の流体制御弁において、
前記弁座から、前記環状窪み部の前記弁孔の側の内面までの距離は、前記当接面から前記第２段差部の前記弁孔の側の端面までの距離よりも０．０３ｍｍから０．１３ｍｍ小さいこと、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項8】

請求項４乃至７のいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記段差部の外周面から、前記第２段差部の外周面までの距離は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記弁室および前記弁孔を内部に有する弁本体と、
前記弁体の当接離間方向に対して平行な方向から前記弁本体に積み重なるカバー部材と、
中央部に前記弁体が接続され、前記中央部の外周に、前記弁体の当接離間の動作の際に弾性変形する薄膜部を備える薄膜部材と、を備え、
前記弁本体は、前記カバー部材の側に、前記薄膜部材を取り付ける開口部を備え、
前記薄膜部材は、前記薄膜部の外周に沿って、環状固定部を備え、
前記環状固定部を前記開口部に圧入することで前記開口部に取り付けられた前記薄膜部材は、前記環状固定部を、前記当接離間方向の両側から前記カバー部材と前記弁本体とにより挟持されることで固定されること、
前記環状固定部は、外周全周に沿って、前記カバー部材側の端部を残し、外周面から前記弁本体の側の端面までを切り欠く環状切欠部を備えること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記弁体の一部を挿入させて、前記弁体の当接離間の動作を案内するガイド部を備えること、
前記弁体は、前記ガイド部の内周面に当接する摺動部を備えること、
前記摺動部は、弾性部材からなり、前記内周面に押圧されることで、前記内周面に対して弾性反力を作用させること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の流体制御弁において、
設置面と接地する台座と、前記流体制御弁を前記設置面に固定するための固定部材と、を備えること、
前記固定部材は、前記台座に嵌合させる嵌合部と、前記設置面と結合可能な固定部と、を備えること、
前記台座は、前記嵌合部と嵌合可能な嵌合間口と、前記嵌合間口より嵌合方向の奥側に、前記嵌合間口の幅方向に弾性変形可能であるとともに、前記嵌合部と係合可能な係止片と、を備えること、
前記嵌合部を前記嵌合間口に嵌合させる嵌合操作により、前記嵌合部が前記係止片を初期位置から弾性変形させ、前記嵌合操作が完了すると、前記係止片が前記初期位置に戻ることで前記嵌合部と前記係止片とが係合され、前記固定部材の抜去方向の動きを規制すること、
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、弁体と、弁体が収容される上流側の弁室と、弁室に連通する下流側の弁孔と、弁孔の外周に沿って、弁室の弁孔側内面から突設され、先端に弁座を有する環状突出部と、を有し、弁体が弁座と当接離間することで、流体制御を行う流体制御弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

弁体が弁座に当接離間することで、流体制御を行う流体制御機器として、例えば、特許文献１に開示される流量制御弁や、図４に示すレギュレータ５０等が考えられる。レギュレータ５０は、半導体製造工程で用いられる純水や薬液等の制御流体の圧力制御を行うものである。入力ポート５１１、弁室５１３、下流側流体室５１６ａ、出力ポート５１２が連通された流路を有しており、弁本体５１の内部において、圧力作用室５１６ｂに導入される操作エアにより、薄膜部材５５に接続された弁体５４の当接面５４ａが、弁座５１５と当接離間することにより、入力ポート５１１から入力され、出力ポート５１２から出力される制御流体の圧力制御が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２３０２５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来技術には次のような問題があった。
圧力制御により、入力側と出力側で制御流体の圧力の差圧が、例えば２００ｋＰａ程度と大きい場合、当接面５４ａと弁座５１５との離間されている距離（即ち弁開度）は、例えば０．０３５ｍｍ程度と小さく、そのような小さい隙間を通る制御流体は、流速が速くなる。流速の増加により、弁座５１５の下流側において、制御流体の圧力が低下し（ベルヌーイの定理）、負圧領域となる。すると、制御流体において、沸騰による発泡現象（キャビテーション）が発生する。そして、キャビテーションによる泡が崩壊し 泡の崩壊による衝撃波が、レギュレータ５０に振動を引き起こす。また、キャビテーションにより気化した制御流体は体積が増加するが、泡の崩壊により増加した体積が元の体積に戻る。この制御流体の体積の増減が、下流側流体室５１６ａに圧力振動を生じさせる。これら、衝撃波による振動や圧力振動は、レギュレータ５０が接続された配管にも伝達され、騒音の原因となり得る。

【0005】

また、弁開度が０．０３５ｍｍ程度の当接面５４ａと弁座５１５との隙間を制御流体が通過すると、制御流体の流速が速くなることで、弁座５１５の下流側で噴流が発生する。この噴流は当接面５４ａに沿って流れるため、弁体５４を振動させるおそれがあり、この振動は、レギュレータ５０が接続された配管にも伝達され、騒音の原因となり得る。

【0006】

近年、半導体製造装置の小型化、高密度化により、流体制御弁の小型化が求められている。従来のレギュレータ５０では、キャビテーションや噴流に起因する振動が発生しても、弁体５４に接続される薄膜部材５５により吸収できていたと考えられるが、小型化により薄膜部材５５が、従来に比べ小径化され、下流側流体室５１６ａや圧力作用室５１６ｂの容積が小さくなったため、キャビテーションに起因する振動を吸収できなくなったと考えられ、振動が発生しやすくなっていると考えられる。

【0007】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、制御流体の流れにより発生する振動を防止または抑制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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の流体制御弁は、次のような構成を有している。
（１）弁体と、弁体が収容される上流側の弁室と、弁室に連通する下流側の弁孔と、弁孔の外周に沿って、弁室の弁孔側内面から突設され、先端に弁座を有する環状突出部と、を有し、弁体が弁座と当接離間することで、流体制御を行う流体制御弁において、環状突出部は、環状突出部の内径側全周に、環状突出部の内径を弁孔に向かって縮径させる環状縮径面を備え、弁体は、弁座と当接する当接面を備え、弁座の内周側に、当接面から弁孔側に向かって突設された、弁孔の内径よりも大きい径を有し、弁孔と同軸の円柱状の段差部を備え、段差部の外周面と段差部の弁孔の側の端面とが交わる環状稜線は、環状縮径面の近傍に位置し、流路絞り部を形成すること、を特徴とする。

【0009】

（１）に記載の流体制御弁によれば、弁室から弁孔へ流れる流体は、弁体と弁座により流路面積が絞られた箇所、環状縮径面と当接面と段差部の外周面とにより囲まれた空間により流路面積が広げられた箇所、流路絞り部により流路面積が絞られた箇所を順に通過する。これにより、弁座の下流側での負圧状態が軽減されることを、出願人は実験により発見した。

【0010】

負圧状態が軽減されることで、キャビテーションの発生の抑制や、キャビテーションが発生したとしても、気泡の発生から消滅までの時間の短縮化が可能である。これらにより、キャビテーションに起因する振動の発生を抑えることができ、当該振動に起因する騒音の発生を抑えることが可能となる。

【0011】

さらに、当接面から弁孔側に向かって突設された段差部により、噴流が、弁孔側へ誘導され、弁体から剥離される。噴流が弁体から剥離されることで、噴流に起因する弁体の振動の発生を抑えることができ、騒音の発生を抑えることが可能となる。

【0012】

（２）（１）に記載の流体制御弁において、流路絞り部の、環状稜線の直径方向の隙間寸法に、環状突出部の、弁座の中心部における直径寸法を乗じた値が、０．６から１．２の間であること、を特徴とする。

【0013】

（２）に記載の流体制御弁によれば、キャビテーションに起因する振動を抑えることに優れた流体制御弁とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0014】

（３）（１）または（２）に記載の流体制御弁において、弁座から、段差部の外周面までの距離は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であること、を特徴とする。

【0015】

（３）に記載の流体制御弁によれば、噴流に起因する振動を抑えることに優れた流体制御弁とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0016】

（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、弁体は、段差部の弁孔の側の端面から弁孔の側に向かって突設された、段差部の外径よりも小さい径を有し、弁孔と同軸の円柱状の第２段差部を備え、第２段差部の外周面と第２段差部の弁孔の側の端面とが交わる第２環状稜線は、弁孔の内周面近傍に位置し、第２流路絞り部を形成すること、を特徴とする。

【0017】

（４）に記載の流体制御弁によれば、弁室から弁孔へ流れる流体は、弁体と弁座により流路面積が絞られた箇所、環状縮径面と当接面と段差部の外周面とにより囲まれた空間により流路面積が広げられた箇所、流路絞り部により流路面積が絞られた箇所を通過した後、さらに、段差部の弁孔の側の端面と第２段差部の外周面とにより流路面積が広げられた箇所、第２流路絞り部により流路面積が絞られた箇所を順に通過する。これにより、弁座の下流側での負圧状態がさらに軽減されることを、出願人は実験により発見した。

【0018】

負圧状態が軽減されることで、キャビテーションの発生を抑えることができる。キャビテーションの発生を抑えることができれば、キャビテーションに起因する振動の発生を抑えることができ、当該振動に起因する騒音の発生を抑えることが可能となる。

【0019】

（５）（４）に記載の流体制御弁において、第２流路絞り部の、第２環状稜線の直径方向の隙間寸法に、環状突出部の、弁座の中心部における直径寸法を乗じた値が、０．６から１．２の間であること、を特徴とする。

【0020】

（５）に記載の流体制御弁によれば、キャビテーションに起因する振動を抑えることに優れた流体制御弁とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0021】

（６）（４）または（５）に記載の流体制御弁において、環状縮径面と、弁孔の内周面は、環状縮径面から下流側に向かって穿設された、弁孔と同軸の環状窪み部により接続され、環状窪み部の内周面と環状縮径面とが交わる第３環状稜線は、環状稜線の近傍に位置し、環状稜線とともに流路絞り部を形成すること、環状窪み部の弁孔の側の内面と弁孔の内周面とが交わる第４環状稜線は、第２環状稜線の近傍に位置し、第２環状稜線とともに第２流路絞り部を形成すること、を特徴とする。

【0022】

（６）に記載の流体制御弁によれば、窪み部により、流路絞り部と第２流路絞り部の間の空間が拡大され、キャビテーションに起因する振動を抑えることに、より優れた流体制御弁とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0023】

（７）（６）に記載の流体制御弁において、弁座から、環状窪み部の弁孔の側の内面までの距離は、当接面から第２段差部の弁孔の側の端面までの距離よりも０．０３ｍｍから０．１３ｍｍ小さいこと、を特徴とする。

【0024】

（７）に記載の流体制御弁によれば、弁座下流において負圧領域が発生しやすい弁開度（例えば０．０３５ｍｍ程度）においても、第４環状稜線が、確実に第２環状稜線の近傍に位置し、第２流路絞り部を形成することができ、キャビテーションに起因する振動を抑えることに優れた流体制御弁とすることができる。

【0025】

（８）（４）乃至（７）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、段差部の外周面から、第２段差部の外周面までの距離は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であること、を特徴とする。

【0026】

（８）に記載の流体制御弁によれば、噴流の、弁孔側への誘導が確実になされ、噴流に起因する弁体の振動の発生を抑えることにより優れた流体制御弁とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0027】

（９）（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、弁室および弁孔を内部に有する弁本体と、弁体の当接離間方向に対して平行な方向から弁本体に積み重なるカバー部材と、中央部に弁体が接続され、中央部の外周に、弁体の当接離間の動作の際に弾性変形する薄膜部を備える薄膜部材と、を備え、弁本体は、カバー部材の側に、薄膜部材を取り付ける開口部を備え、薄膜部材は、薄膜部の外周に沿って、環状固定部を備え、環状固定部を開口部に圧入することで開口部に取り付けられた薄膜部材は、環状固定部を、当接離間方向の両側からカバー部材と弁本体とにより挟持されることで固定されること、環状固定部は、外周全周に沿って、カバー部材側の端部を残し、外周面から弁本体の側の端面までを切り欠く環状切欠部を備えること、を特徴とする。

【0028】

（９）に記載の流体制御弁によれば、当接離間方向の両側からカバー部材と弁本体により挟持される環状固定部は、外周全周に沿って、カバー部材側の端部を残し、外周面から弁本体の側の端面までを切り欠く環状切欠部を備えるため、環状固定部のカバー部材側の端部は、カバー部材により押さえつけられる面積を確保することができる。環状固定部に、カバー部材により押さえつけられる面積を確保することで、薄膜部材の固定を確実になすことができ、薄膜部材に接続された弁体に生じる振動を抑えることができる。また、環状切欠部により環状固定部が切り欠かれている分、弁本体の肉厚を確保することができ、弁本体の強度向上を図ることができる。

【0029】

（１０）（１）乃至（９）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、弁体の一部を挿入させて、弁体の当接離間の動作を案内するガイド部を備えること、弁体は、ガイド部の内周面に当接する摺動部を備えること、摺動部は、弾性部材からなり、内周面に押圧されることで、内周面に対して弾性反力を作用させること、を特徴とする。

【0030】

（１０）に記載の流体制御弁によれば、弁体が備える摺動部により、ガイド部の内周面に対して弾性反力が作用するため、弁体が弁座に対して当接離間する動作の際に、弁体に発生する振動を抑えることが可能である。

【0031】

（１１）（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、設置面と接地する台座と、流体制御弁を設置面に固定するための固定部材と、を備えること、固定部材は、台座に嵌合させる嵌合部と、設置面と結合可能な固定部と、を備えること、台座は、嵌合部と嵌合可能な嵌合間口と、嵌合間口より嵌合方向の奥側に、嵌合間口の幅方向に弾性変形可能であるとともに、嵌合部と係合可能な係止片と、を備えること、嵌合部を嵌合間口に嵌合させる嵌合操作により、嵌合部が係止片を初期位置から弾性変形させ、嵌合操作が完了すると、係止片が初期位置に戻ることで嵌合部と係止片とが係合され、固定部材の抜去方向の動きを規制すること、を特徴とする。

【0032】

（１１）に記載の流体制御弁によれば、嵌合操作により固定部材を流体制御弁に組付け可能である。よって、固定部材の要不要に応じて、固定部材を流体制御弁に組付けるか否かを選択可能であり、流体制御弁の設置形態に自由度を持たせることが出来る。

【発明の効果】

【0033】

本発明の流体制御弁によれば、制御流体の流れにより発生する振動を防止または抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本実施形態に係るレギュレータの断面図を示す。

【図2】図１の弁座付近の部分拡大図を示す。

【図3】図２の弁座付近の部分拡大図を示す。

【図4】従来技術に係るレギュレータの断面図を示す。

【図5】本実施形態に係るレギュレータの、弁座付近における制御流体の圧力分布図を表す。

【図6】第２流路絞り部の隙間寸法を拡大した場合の、弁座付近における制御流体の圧力分布図を表す。

【図7】従来技術に係るレギュレータの、弁座付近における制御流体の圧力分布図を表す。

【図8】弁座付近における制御流体の圧力値を比較するグラフを示す。

【図9】本実施形態に係るレギュレータの、弁座付近における制御流体の流速の分布図を表す。

【図10】弁座と段差部との距離を拡大した場合の、弁座付近における制御流体の流速の分布図を表す。

【図11】従来技術に係るレギュレータの、弁座付近における制御流体の流速の分布図を表す。

【図12】本実施形態に係るレギュレータの第１の変形例における、弁座付近の制御流体の圧力分布図を表す。

【図13】本実施形態に係るレギュレータの第２の変形例を示す図である。

【図14】図１３の弁座付近の部分拡大図を示す。

【図15】本実施形態に係るレギュレータの第３の変形例を示す図である。

【図16】図１５の弁座付近の部分拡大図を示す。

【図17】第４の変形例に係るレギュレータの断面図を示す。

【図18】摺動部材の斜視図である。

【図19】板ばねの斜視図である。

【図20】レギュレータに固定部材を取り付けた状態を表す斜視図である。

【図21】レギュレータと固定部材を分解した状態を表す斜視図である。

【図22】固定部材を示す斜視図である。

【図23】レギュレータの底面図である。

【図24】レギュレータの底面図の部分拡大図であり、固定部材を取り付けた状態を表す図である。

【図25】図２４のＡ－Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

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。
本実施形態に係る流体制御機器は、半導体製造工程に用いられる薬液や純水等の制御流体の圧力制御を行うレギュレータ１であり、図１に示すように、弁本体１１と、上カバー（カバー部材の一例）１２と、下カバー１３とを備え、弁本体１１に対し、弁体１４が弁座１１５ａ（図２参照）に当接離間する方向と平行な方向から、上カバー１２と下カバー１３が組付けられている。弁本体１１には、制御流体が入力される入力ポート１１１と、制御流体が出力される出力ポート１１２とが形成されている。接液部材である弁本体１１は、例えば耐腐食性の高いフッ素系合成樹脂により成形され、接液部材ではない上カバー１２と下カバー１３は、例えばポリプロピレン樹脂により成形されている。

【0036】

弁本体１１の中央部には、入力流路１１１ａによって入力ポート１１１に連通する弁室１１３が、弁本体１１の下カバー１３の側の端面から上カバー１２の側に向かって穿設されている。そして、弁室１１３には、弁孔１１４が連通しており、弁室１１３の弁孔側内面１１３ａには、弁孔１１４の外周に沿って環状突出部１１５が突設されている。

【0037】

環状突出部１１５の先端には、図２に示すように、後述する弁体１４が当接離間する弁座１１５ａが形成されており、環状突出部１１５の内径側全周には、環状突出部１１５の内径を弁孔１１４に向かって縮径させる環状縮径面１１５ｂが形成されている。そして、環状縮径面１１５ｂと、弁孔１１４の内周面は、環状縮径面１１５ｂから弁孔１１４の側に向かって穿設された、弁孔１１４と同軸の環状窪み部１１７により接続されている。

【0038】

さらに、弁本体１１には、図１に示すように、弁孔１１４と連通している開口部１１６が、上カバー１２側の端面に穿設されている。開口部１１６は、後述する薄膜部材１５によって、出力流路１１２ａにより出力ポート１１２に連通する下流側流体室１１６ａと、圧力作用室１１６ｂと、に分割されている。なお、入力流路１１１ａと、弁室１１３と、弁孔１１４と、下流側流体室１１６ａと、出力流路１１２ａとによって、入力ポート１１１から出力ポート１１２への流路が構成される。

【0039】

弁室１１３には、上カバー１２と下カバー１３との組み付け方向と平行な方向に往復動可能な円柱状の弁体１４が収容されている。弁体１４には、その軸線方向の中央部に、他の部分よりも径の大きい拡径部１４１が形成されている。拡径部１４１の、弁座１１５ａに対向する端面は、図２に示すように、弁座１１５ａに当接する当接面１４１ａとなって
いる。弁体１４が環状突出部１１５の側へ移動すると、当接面１４１ａが弁座１１５ａに当接し、入力ポート１１１から出力ポート１１２への流路が遮断される。一方、弁体１４が環状突出部１１５の側とは反対側へ移動すると、当接面１４１ａが弁座１１５ａから離間し、入力ポート１１１から出力ポート１１２への流路が連通される。

【0040】

また、当接面１４１ａには、弁座１１５ａの内周側に、円柱状の段差部１４３が弁孔１１４の側に向かって突設されている。段差部１４３は、弁孔１１４の内径よりも大きい径を有し、弁孔１１４と同軸に位置している。

【0041】

図３に示すように、段差部１４３の外周面と、段差部１４３の弁孔１１４の側の端面（上端面）とが交わる第１環状稜線１４５（環状稜線の一例）の近傍には、環状窪み部１１７の内周面と環状縮径面１１５ｂとが交わる第３環状稜線１１８が位置し、第１環状稜線１４５と第３環状稜線１１８とが、流路絞り部１７を形成している。流路絞り部１７により、当接面１４１ａと弁座１１５ａにより狭められた流路の断面積が、当接面１４１ａと段差部１４３の外周面と環状縮径面１１５ｂとにより囲まれた空間（第１空間）により一度拡大された後、再び狭められることとなる。

【0042】

さらに、段差部１４３の上端面には、図２に示すように、段差部１４３の外径よりも小さい径を有する円柱状の第２段差部１４４が弁孔１１４側に向かって突設されている。第２段差部１４４は、弁孔１１４と同軸に位置している。

【0043】

図３に示すように、第２段差部１４４の外周面と、第２段差部１４４の弁孔１１４の側の端面（上端面）とが交わる第２環状稜線１４６の近傍には、環状窪み部１１７の弁孔１１４の側の内面と弁孔１１４の内周面とが交わる第４環状稜線１１９が位置し、第２環状稜線１４６と第４環状稜線１１９とが、第２流路絞り部１８を形成している。第２流路絞り部１８により、流路絞り部１７により狭められた流路の断面積が、段差部１４３の上端面と第２段差部１４４の外周面と環状窪み部１１７とに囲まれた空間（第２空間）により拡大された後、再び狭められることとなる。

【0044】

流路絞り部１７の、第１環状稜線１４５の直径方向の隙間寸法Ｃ１は、隙間寸法Ｃ１に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１（図２参照）を乗じた値が、０．６から１．２の間となるように設定するのが望ましく、例えば、本実施形態においては当該乗じた値が０．８３となるようにされている。

【0045】

また、第２流路絞り部１８の、第２環状稜線１４６の直径方向の隙間寸法Ｃ２は、隙間寸法Ｃ２に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１を乗じた値が、０．６から１．２の間となるように設定するのが望ましく、例えば、本実施形態においては当該乗じた値が０．８３となるようにされている。

【0046】

弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）から、段差部１４３の外周面までの距離ｄ１は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であることが望ましく、例えば、本実施形態においては、０．５ｍｍとされている。さらに、段差部１４３の外周面から、第２段差部１４４の外周面までの距離ｄ２は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であることが望ましく、例えば、本実施形態においては、０．４ｍｍとされている。

【0047】

弁座１１５ａから、環状窪み部１１７の弁孔１１４の側の内面までの距離ｄ３は、当接面１４１ａから第２段差部１４４の上端面までの距離ｄ４よりも０．０３ｍｍから０．１３ｍｍ小さいことが望ましく、例えば、本実施形態においては、０．１ｍｍ小さく設定されている。

【0048】

さらに、弁体１４は、図１に示すように、下カバー１３側の端部に、弁体１４と一体に
成形された薄膜部１４２を備えるとともに、上カバー１２側の端部には、薄膜部１５２を備える薄膜部材１５が結合されている。弁体１４の薄膜部１４２と、薄膜部材１５の薄膜部１５２は、弁体１４が弁座１１５ａに当接離間する運動に合わせて弾性変形する。なお、接液部材である弁体１４と、薄膜部材１５は、耐腐食性の高い、例えばフッ素系合成樹脂により成形されている。

【0049】

薄膜部材１５は、弁体１４が結合される中央部１５１の外周に、薄膜部１５２を備え、さらに、薄膜部１５２の外周に沿って、環状固定部１５３を備える。環状固定部１５３は、外周全周に沿って、上カバー１２側の端部（上端面１５３ｂ）を残し、外周面から弁本体１１の側の端面（下端面）までを切り欠く環状切欠部１５３ｃを備える。環状固定部１５３の下端面には、圧入部１５３ａが設けられており、弁本体１１の開口部１１６に圧入可能となっている。開口部１１６に圧入された薄膜部材１５は、環状固定部１５３を、弁体１４が弁座１１５ａに当接離間する方向の両側から上カバー１２と弁本体１１とにより挟持されることで固定されている。環状固定部１５３の上端面１５３ｂと、上カバー１２の間には、Ｏリング１９が配設されており、圧力作用室１１６ｂの気密を保っている。

【0050】

環状切欠部１５３ｃが設けられることで、弁本体１１の肉厚を、環状固定部１５３が環状切欠部１５３ｃにより切り欠かれている分だけ厚くすることができ、弁本体１１の強度を保つことができる。また、環状切欠部１５３ｃは、環状固定部１５３の上端面１５３ｂを残して、外周面から下端面までを切り欠くものであるため、上端面１５３ｂにおいて、上カバー１２により押さえつけられる面積を確保することができる。

【0051】

下カバー１３には、薄膜部１４２を挟んで弁室１１３と反対側にばね収容室１３１が形成されている。ばね収容室１３１には圧縮コイルばね１６が収容されている。この圧縮コイルばね１６の付勢力により、弁体１４は常時弁座１１５ａに当接する方向へ付勢されている。これにより、弁体１４の当接面１４１ａが弁座１１５ａに当接する状態が保持されることとなる。

【0052】

上カバー１２には、圧力作用室１１６ｂに連通する導入ポート１２１が形成されており、導入ポート１２１を通じて圧力作用室１１６ｂに操作エアが導入される。圧力作用室１１６ｂの操作エアの圧力を制御することにより、弁体１４の位置が調節される。

【0053】

以上のような構成を有するレギュレータ１の弁体１４の当接面１４１ａおよび弁座１１５ａ付近の制御流体の流れ具合について、以下に説明する。
まずは従来技術において問題となっていたキャビテーションの発生について、図５～図８を用いて説明する。

【0054】

図５および図６に示すのは、レギュレータ１の入力側と出力側で制御流体の圧力の差圧が、例えば２００ｋＰａ程度に制御され、弁開度が０．０３５ｍｍ程度となった当接面１４１ａおよび弁座１１５ａ付近の圧力分布図であり、コンピュータによる有限要素法を用いて解析した結果を表すものである。また、図７は、従来技術に係るレギュレータ５０において、弁開度が０．０３５ｍｍ程度となった当接面５４ａおよび弁座５１５付近の圧力分布図であり、コンピュータによる有限要素法を用いて解析した結果を表すものである。図５～図７は、ドット密度が高い部分が制御流体の圧力が低い部分を示し、ドット密度が
低い部分が制御流体の圧力が高い部分を示している。

【0055】

なお、弁座１１５ａの下流側における圧力が低いほど、キャビテーションが発生しやすくなり、例えば圧力値Ｐ１１（図８参照）以下となった状態が、キャビテーションが発生しやすい状態である。

【0056】

弁開度が０．０３５ｍｍ程度であると、そのような小さい隙間を通る制御流体は、流速が速くなる。制御流体の流速が速くなった場合において、従来技術に係るレギュレータ５０の弁座５１５の下流側における制御流体の圧力を、例えば、図７に示すように、測定点Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３の３点において見てみると、全て負圧状態となっていることが分かる。これは、流速の増加により圧力が低下するためである（ベルヌーイの定理）。そして、測定点Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３の圧力値は、図８のグラフに示すように、全てが圧力値Ｐ１１以下となっており、キャビテーションが発生しやすい状態であることが分かる。

【0057】

一方、本実施形態に係るレギュレータ１では、図５に示すように、弁体１４および弁座１１５ａの隙間付近においては負圧状態となっているものの、測定点Ａ２１の位置に相当する、第１空間における測定点Ａ１１においては、負圧状態が解消され、圧力値は正の値となっている。これは図８に示すグラフにおいても明らかである。

【0058】

また、測定点Ａ２２の位置に相当する、第２空間における測定点Ａ１２においても、負圧状態が解消され、圧力値は正の値となっている。これは図８に示すグラフにおいても明らかである。

【0059】

測定点Ａ２３の位置に相当する測定点Ａ１３においては、圧力分布図を見ると、負圧状態であることが分かるものの、図８のグラフに示されるように圧力値Ｐ１１を超えた値となっており、キャビテーションが発生しやすい状態は解消されていると言える。

【0060】

即ち、本実施形態に係るレギュレータ１においては、測定点Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３全てにおいて、圧力値Ｐ１１以上の圧力を示しており、キャビテーションが発生しにくい状態となっている。

【0061】

ここで、先述の通り、流路絞り部１７の、第１環状稜線１４５の直径方向の隙間寸法Ｃ１は、隙間寸法Ｃ１に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１を乗じた値が、０．６から１．２の間となるのが望ましく、第２流路絞り部１８の、第２環状稜線１４６の直径方向の隙間寸法Ｃ２は、隙間寸法Ｃ２に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１を乗じた値が、０．６から１．２の間となるように設定するのが望ましい。例えば、隙間寸法Ｃ２を拡大し、隙間寸法Ｃ２に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１を乗じた値を、０．６から１．２の範囲から逸脱させた場合、図６に示すように、第１空間における測定点Ａ１１および第２空間における測定点Ａ１２がそれぞれ負圧状態となってしまう。そして、測定点Ａ１１および測定点Ａ１２の圧力値は、図８（Ｃ２拡大）に示す通り、Ｐ１１を下回る値となっており、キャビテーションが発生するおそれがあることが分かる。

【0062】

なお、図１２に示す第１の変形例に係るレギュレータのように、環状縮径面１１５ｂに環状窪み部１１７を設けないものとしても良い。この場合、第２空間において負圧状態となるものの、第１空間および弁孔１１４付近において、キャビテーションが発生しない程度の圧力値に保たれ、キャビテーションの発生を抑えるのに効果がある。

【0063】

次に従来技術において問題となっていた噴流の発生について、図９～図１１を用いて説明する。図９および図１０に示すのは、レギュレータ１の入力側と出力側で制御流体の圧力の差圧が、例えば２００ｋＰａ程度に制御され、弁開度が０．０３５ｍｍ程度となった当接面１４１ａおよび弁座１１５ａ付近における制御流体の流速を表した分布図であり、コンピュータによる有限要素法を用いて解析した結果を表すものである。また、図７は、従来技術に係るレギュレータ５０において、弁開度が０．０３５ｍｍ程度となった当接面５４ａおよび弁座５１５付近における制御流体の流速を表した分布図であり、コンピュータによる有限要素法を用いて解析した結果を表すものである。図９～図１１は、ドット密度が高い部分が制御流体の流速が速い部分を示し、ドット密度が低い部分が制御流体の流速が遅い部分を示している。

【0064】

図１１に示す従来のレギュレータ５０の解析結果を見てみると、制御流体の流速の高い部分が、弁体５４の当接面５４ａに沿って伸びていることが分かる。これは、噴流が当接面５４ａに沿って発生していることを示している。当接面５４ａに沿って発生する噴流は、弁体５４を振動させる原因となる。

【0065】

一方、本実施形態に係るレギュレータ１においては、図９に示す通り、制御流体の流速の高い部分が、当接面１４１ａと弁座１１５ａとの隙間から、環状縮径面１１５ｂに沿って伸びており、従来技術において噴流が当接面５４ａに沿って発生していた状態が解消されていることが分かる。これは、段差部１４３により、噴流が、弁孔１１４側へ誘導され、弁体１４から剥離されているためである。噴流が弁体１４から剥離されることで、噴流に起因する弁体１４の振動の発生を抑えることができるのである。

【0066】

ここで、先述の通り、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）から、段差部１４３の外周面までの距離ｄ１は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であることが望ましく、段差部１４３の外周面から、第２段差部１４４の外周面までの距離ｄ２は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であることが望ましい。例えば、距離ｄ１を拡大し、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内から逸脱させた場合、図１０に示すように、制御流体の流速の高い部分が、弁体１４の当接面１４１ａに沿って伸びており、噴流が弁体１４から剥離されていないことが分かる。この状態では、噴流に起因する弁体１４の振動の発生を抑えることができないおそれがある。

【0067】

なお、本実施例の第２の変形例として、図１３および図１４に示すように、弁本体２１の環状突出部２１５の先端に設けられた弁座２１５ａに対して当接する、弁体２４の拡径部２４１に設けられた当接面２４１ａを、弁体２４の軸心に対して傾斜させるものとしても良い。また、環状窪み部２１７の弁孔２１４の側の内面や、段差部２４３および第２段差部２４４の弁孔２１４の側の端面（上端面）も、傾斜させるものとしても良い。

【0068】

このとき、段差部２４３の外周面と、段差部２４３の上端面とが交わる第１環状稜線２４５（環状稜線の一例）の近傍には、環状窪み部２１７の内周面と環状縮径面２１５ｂとが交わる第３環状稜線２１８が位置し、第１環状稜線２４５と第３環状稜線２１８とが、流路絞り部２７を形成している。さらに、第２段差部２４４の外周面と、第２段差部２４４の上端面とが交わる第２環状稜線２４６の近傍には、環状窪み部２１７の弁孔１１４の側の内面と弁孔２１４の内周面とが交わる第４環状稜線２１９が位置し、第２環状稜線２４６と第４環状稜線２１９とが、第２流路絞り部２８を形成している。

【0069】

さらにまた、第３の変形例として、図１５および図１６に示すように、第３段差部３４５と第２環状窪み部３１８を設けることで、第３流路絞り部３９を設けるものとしても良い。

【0070】

まず弁本体３１について説明すると、弁本体３１が環状突出部３１５を備え、その先端に弁座３１５ａを有するとともに、縮径面３１５ｂおよび環状窪み部３１７を備える点は、上記の第１の実施形態と同様である。弁本体３１は、環状窪み部３１７の弁孔３１４側の内面から、弁孔３１４側に穿設された第２環状窪み部３１８を有している。

【0071】

次に弁体３４について説明すると、弁体３４が拡径部３４１を備え、拡径部３４１が、弁座３１５ａと当接する当接面３４１ａを備えるとともに、段差部３４３が当接面３４１ａから弁孔３１４側に向かって突設され、第２段差部３４４が、段差部３４３の弁孔３１４側の端面（上端面）から、弁孔３１４側に向かって突設されている点は、上記の第１の実施形態と同様である。第３段差部３４５は、第２段差部３４４の弁孔３１４側の端面（上端面）から、弁孔３１４の側に向かって突設されており、第２段差部３４４よりも小さい径を有するとともに、弁孔３１４に同軸に位置している。

【0072】

このとき、段差部３４３の外周面と、段差部３４３の上端面とが交わる第１環状稜線３４６（環状稜線の一例）の近傍には、環状窪み部３１７の内周面と環状縮径面３１５ｂとが交わる第３環状稜線３１９が位置し、第１環状稜線３４６と第３環状稜線３１９とが、流路絞り部３７を形成している。また、第２段差部３４４の外周面と、第２段差部３４４の上端面とが交わる第２環状稜線３４７の近傍には、環状窪み部３１７の弁孔３１４の側の内面と第２環状窪み部３１８の内周面とが交わる第４環状稜線３２０が位置し、第２環状稜線３４７と第４環状稜線３２０とが、第２流路絞り部３８を形成している。さらにまた、第３段差部３４５の外周面と、第３段差部３４５の弁孔３１４側の端面とが交わる第５環状稜線３４８の近傍には、第２環状窪み部３１８の弁孔３１４の側の内面と弁孔３１４の内周面とが交わる第６環状稜線３２２が位置し、第５環状稜線３４８と第６環状稜線３２２とが、第３流路絞り部３９を形成している。

【0073】

さらに弁体１４の振動を抑えるためには、第４の変形例として、図１７に示すようなレギュレータ１が考えられる。

【0074】

下カバー１３のばね収容室１３１には、弁孔１１４と同軸に、凹状のガイド部１３２が穿設されている。そして、弁体１４の下カバー１３側の端部には、弁体１４と一体とされ、ガイド部１３２に挿入された摺動部１４７が設けられている。弁体１４の弁座１１５ａに対する当接離間の動作は、摺動部１４７がガイド部１３２に挿入されていることで、ガイド部１３２によって案内される。

【0075】

弁体１４の摺動部１４７は、弾性部材としての、摺動部材４０および板ばね４１からなる。

【0076】

摺動部材４０は、摺動性の高いフッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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アーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等）からなる。摺動部材４０の、ガイド部１３２に挿入されている部分には、中空部４０２が設けられている。中空部４０２を囲む壁部にはスリット４０３（図１８参照）が設けられており、当該壁部は片持ちばね４０１とされている。

【0077】

摺動部材４０の、ガイド部１３２に挿入されている部分（片持ちばね４０１の部分）の直径は、ガイド部１３２の内周の直径よりも微少に大きくされており、片持ちばね４０１は、ガイド部１３２の内周面に押圧された状態となっている。この押圧により、片持ちばね４０１は弾性変形する。

【0078】

また、中空部４０２には、板ばね４１が中空部４０２の内周面に密着された状態で嵌装されている。これにより、片持ちばね４０１が補強されている。

【0079】

板ばね４１は、バネ用ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４ＣＳＰ）の板材をＣ型状に形成したものである（図１９参照）。摺動部材４０の片持ちばね４０１が、ガイド部１３２の内周面に押圧されると、板ばね４１の外周面４１２が、片持ちばね４０１によって押圧される。板ばね４１は、スリット４１１が設けられているため、外周面４１２が片持ちばね４０１によって押圧されると、スリット４１１の幅が小さくなり、板ばね４１は弾性変形する。

【0080】

片持ちばね４０１は、ガイド部１３２の内周面に、押圧された状態とされているため、片持ちばね４０１および板ばね４１の弾性力が、常時、ガイド部１３２の内周面に対して弾性反力を作用させる。このようにガイド部１３２の内周面に対して弾性反力が作用していることで、弁体１４が弁座１１５ａに対して当接離間する動作の際に、弁体１４に発生する振動を抑えることが可能となる。

【0081】

ここで、以上説明したレギュレータ１の、設置面への固定構造について説明する。レギュレータ１のような流体制御弁は、半導体製造装置の高密度化などにより、機器が密集した箇所に取り付けられるケースが多いため、取付方法の自由度が高いことが求められている。そこで、レギュレータ１は、下カバー１３（台座の一例）を設置面６０（図２０参照）に直接結合することで、設置面６０に固定することができる他、図２０および図２１に示すように、固定部材２０をレギュレータ１に装着し、下カバー１３を設置面６０に接地させた状態で、下カバー１３に嵌合された固定部材２０を設置面６０に固定することで、設置面６０に固定することが出来る。

【0082】

固定部材２０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の射出成型品であり、図２１に示すように、下カバー１３に嵌合させる嵌合部２０１と、設置面６０と結合可能な固定部２０８と、からなる。

【0083】

固定部材２０の嵌合部２０１は、誤嵌合防止部２０２と、一対の係合部２０３と、からなる。誤嵌合防止部２０２は、幅方向の両端に斜面２０４を有しており、この斜面２０４により、誤嵌合防止部２０２は、下方に向かうほど幅が減少される台形状に形成されている。

【0084】

一対の係合部２０３は、誤嵌合防止部２０２の固定部２０８が設けられている側とは反対側の端面から突設されている。一対の係合部２０３のそれぞれは、先端部（誤嵌合防止部２０２側とは反対側の端部）に、第１係止突起２０５を備える。第１係止突起２０５には、先端部に向かうほど、その高さが低くなるように、斜面状の押動部２０６が設けられている。また、嵌合部２０１には、一対の係合部２０３に挟まれるようにして、円弧状部２０７が設けられている。

【0085】

固定部材２０の固定部２０８は、高さ方向に貫通する貫通孔２０９を備えることで、リング状に形成されている。貫通孔２０９には、例えばボルトを挿通することができ、貫通孔２０９に挿通されたボルトを、設置面６０に結合させることで、レギュレータ１が設置面６０に固定される。

【0086】

下カバー１３は、図２１に示すように、側面に、固定部材２０の嵌合部２０１と嵌合可能な嵌合間口１３７を備えている。さらに、図２３乃至図２５に示すように、嵌合間口１３７より嵌合方向の奥側に、嵌合間口１３７の幅方向に弾性変形可能であるとともに、固定部材２０の嵌合部２０１と係合可能な一対の係止片１３８と、を備えている。

【0087】

嵌合間口１３７は、幅方向の両端に斜面１３６を有しており、この斜面１３６により、下方に向かうほど幅が減少されるように形成されている。つまり、嵌合間口１３７は、台形状に形成されている。さらに詳しく説明すると、嵌合間口１３７の台形状は、誤嵌合防止部２０２と略相似形であり、微少な隙間を持って、誤嵌合防止部２０２を嵌合間口１３７にはめ込むことが可能となっている。

【0088】

一対の係止片１３８のそれぞれは、先端部（嵌合間口１３７側の端部）に、固定部材２０の第１係止突起２０５と係合可能な第２係止突起１３３を備えている。また、第２係止突起１３３には、先端部に向かうほど、その高さが低くなるように、斜面状の被押動部１３４が設けられている。また、下カバー１３には、一対の係止片１３８に挟まれるようにして、筒状壁部１３５が設けられている。なお、この筒状壁部１３５の内周面１３５ａは、雌ねじとなっており、ボルト等を螺合可能である。

【0089】

次に、固定部材２０の下カバー１３への嵌合操作について説明する。
まず、固定部材２０の誤嵌合防止部２０２と、下カバー１３の嵌合間口１３７とは、ともに台形状に形成されているため、その方向を合わせる。つまり、嵌合間口１３７が下方に向かうほど幅が減少するようにされているため、誤嵌合防止部２０２が下方に向かうほど幅が減少する方向とする。ここで、誤った方向で嵌合操作を行ったとしても、誤嵌合防止部２０２と嵌合間口１３７とが干渉し、組付けることが出来ないため、誤嵌合を防止することが出来る。

【0090】

嵌合部を嵌合間口１３７に挿入させていくと、第１係止突起２０５の押動部２０６が、第２係止突起１３３の被押動部１３４と接触する。そのまま、さらに嵌合部を嵌合間口に挿入させていくと、押動部２０６が被押動部１３４を押し広げていき、係止片１３８を第１係止突起２０５に対して脱離方向に弾性変形させる。そして、第１係止突起２０５が第２係止突起１３３を乗り越えると、係止片１３８が弾性変形前の状態に戻り、嵌合部２０１と係止片１３８とが係合される。つまり、第１係止突起２０５と第２係止突起１３３とがかみ合う。これにより、嵌合操作が完了され、固定部材２０の抜去方向の動きが規制される。

【0091】

また、嵌合操作が完了された状態では、円弧状部２０７が筒状壁部１３５と、接触または近接して、同心上に位置しており、これにより、固定部材２０の幅方向の動きが規制される。さらに、誤嵌合防止部２０２は、嵌合間口１３７に微少な隙間を持ってはめ込まれるため、誤嵌合防止部２０２と嵌合間口１３７とによって、固定部材２０の幅方向および高さ方向の動きの規制が行われる。

【0092】

以上のように、嵌合操作により固定部材２０をレギュレータ１に組付け可能であるため、固定部材２０の要不要に応じて、固定部材２０をレギュレータ１に組付けるか否かを選択可能である。よって、レギュレータ１の設置形態に自由度を持たせることが出来る。なお、レギュレータ１を複数の機器が密集するような狭小部に固定する場合には、固定部材２０を用いずに、例えば、設置面６０にレギュレータ１を設置する側とは反対側からボルトを挿通させ、筒状壁部１３５の内周面１３５ａに螺合させることで、レギュレータ１を設置面６０に固定可能となっている。固定部材２０を用いないことで、レギュレータ１から突出する部分がなくなり、狭小部にも設置可能となる。

【0093】

以上説明したように、本実施形態のレギュレータ１によれば、
（１）弁体１４と、弁体１４が収容される上流側の弁室１１３と、弁室１１３に連通する下流側の弁孔１１４と、弁孔１１４の外周に沿って、弁室１１３の弁孔１１４の側の内面から突設され、先端に弁座１１５ａを有する環状突出部１１５と、を有し、弁体１４が弁座１１５ａと当接離間することで、流体制御を行うレギュレータ１において、環状突出部１１５は、環状突出部１１５の内径側全周に、環状突出部１１５の内径を弁孔１１４に向かって縮径させる環状縮径面１１５ｂを備え、弁体１４は、弁座１１５ａと当接する当接面１４１ａを備え、弁座１１５ａの内周側に、当接面１４１ａから弁孔１１４側に向かって突設された、弁孔１１４の内径よりも大きい径を有し、弁孔１１４と同軸の円柱状の段差部１４３を備え、段差部１４３の外周面と段差部１４３の弁孔１１４の側の端面とが交わる第１環状稜線１４５は、環状縮径面１１５ｂの近傍に位置し、流路絞り部１７を形成すること、を特徴とする。

【0094】

（１）に記載のレギュレータ１によれば、弁室１１３から弁孔１１４へ流れる制御流体は、弁体１４と弁座１１５ａにより流路面積が絞られた箇所、環状縮径面１１５ｂと当接面１４１ａと段差部１４３の外周面とにより囲まれた空間（第１空間）により流路面積が広げられた箇所、流路絞り部１７により流路面積が絞られた箇所を順に通過する。これにより、弁座１１５ａの下流側での負圧状態が軽減されることを、出願人は実験により発見した。

【0095】

負圧状態が軽減されることで、キャビテーションの発生の抑制や、キャビテーションが発生したとしても、気泡の発生から消滅までの時間の短縮化が可能である。これらにより、キャビテーションに起因する振動の発生を抑えることができ、当該振動に起因する騒音の発生を抑えることが可能となる。

【0096】

さらに、当接面１４１ａから弁孔１１４側に向かって突設された段差部１４３により、噴流が、弁孔１１４側へ誘導され、弁体１４から剥離される。噴流が弁体１４から剥離されることで、噴流に起因する弁体１４の振動の発生を抑えることができ、騒音の発生を抑えることが可能となる。

【0097】

（２）（１）に記載のレギュレータ１において、流路絞り部１７の、第１環状稜線１４５の直径方向の隙間寸法Ｃ１に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１を乗じた値が、０．６から１．２の間であること、を特徴とする。

【0098】

（２）に記載のレギュレータ１によれば、キャビテーションに起因する振動を抑えることに優れたレギュレータ１とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0099】

（３）（１）または（２）に記載のレギュレータ１において、弁座１１５ａから、段差部１４３の外周面までの距離は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であること、を特徴とする。

【0100】

（３）に記載のレギュレータ１によれば、噴流に起因する振動を抑えることに優れたレギュレータ１とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0101】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のレギュレータ１において、弁体１４は、段差部１４３の弁孔１１４の側の端面から弁孔１１４側に向かって突設された、段差部１４３の外径よりも小さい径を有し、弁孔１１４と同軸の円柱状の第２段差部１４４を備え、第２段差部１４４の外周面と第２段差部１４４の弁孔１１４の側の端面とが交わる第２環状稜線１４６は、弁孔１１４の内周面近傍に位置し、第２流路絞り部１８を形成すること、を特徴とする。

【0102】

（４）に記載のレギュレータ１によれば、弁室１１３から弁孔１１４へ流れる制御流体は、弁体１４と弁座１１５ａにより流路面積が絞られた箇所、環状縮径面１１５ｂと当接面１４１ａと段差部１４３の外周面とにより囲まれた空間（第１空間）により流路面積が広げられた箇所、流路絞り部１７により流路面積が絞られた箇所を通過した後、さらに、段差部１４３の弁孔１１４の側の端面と第２段差部１４４の外周面とにより流路面積が広げられた箇所、第２流路絞り部１８により流路面積が絞られた箇所を順に通過する。これにより、弁座１１５ａの下流側での負圧状態がさらに軽減されることを、出願人は実験により発見した。

【0103】

負圧状態が軽減されることで、キャビテーションの発生を抑えることができる。キャビテーションの発生を抑えることができれば、キャビテーションに起因する振動の発生を抑えることができ、当該振動に起因する騒音の発生を抑えることが可能となる。

【0104】

（５）（４）に記載のレギュレータ１において、第２流路絞り部１８の、第２環状稜線１４６の直径方向の隙間寸法Ｃ２に、環状突出部１１５の、弁座１１５ａの中心部（中心線ＣＬ１１）における直径寸法Ｄ１を乗じた値が、０．６から１．２の間であること、を特徴とする。

【0105】

（５）に記載のレギュレータ１によれば、キャビテーションに起因する振動を抑えることに優れた流体制御弁とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0106】

（６）（４）または（５）に記載のレギュレータ１において、環状縮径面１１５ｂと、弁孔１１４の内周面は、環状縮径面１１５ｂから弁孔１１４の側に向かって穿設された、弁孔１１４と同軸の環状窪み部１１７により接続され、環状窪み部１１７の内周面と環状縮径面１１５ｂとが交わる第３環状稜線１１８は、第１環状稜線１４５の近傍に位置し、第１環状稜線１４５とともに流路絞り部１７を形成すること、環状窪み部１１７の弁孔１１４の側の内面と弁孔１１４の内周面とが交わる第４環状稜線１１９は、第２環状稜線１４６の近傍に位置し、第２環状稜線１４６とともに第２流路絞り部１８を形成すること、を特徴とする。

【0107】

（６）に記載のレギュレータ１によれば、環状窪み部１１７により、流路絞り部１７と第２流路絞り部１８の間の空間（第２空間）が拡大され、キャビテーションに起因する振動を抑えることに、より優れたレギュレータ１とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0108】

（７）（６）に記載のレギュレータ１において、弁座１１５ａから、環状窪み部１１７の弁孔１１４の側の内面までの距離は、当接面１４１ａから第２段差部１４４の弁孔１１４の側の端面までの距離よりも０．０３ｍｍから０．１３ｍｍ小さいこと、を特徴とする。

【0109】

（７）に記載のレギュレータ１によれば、弁座１１５ａの下流側において負圧領域が発生しやすい弁開度（例えば０．０３５ｍｍ程度）においても、第４環状稜線１１９が、確実に第２環状稜線１４６の近傍に位置し、第２流路絞り部１８を形成することができ、キャビテーションに起因する振動を抑えることに優れたレギュレータ１とすることができる。

【0110】

（８）（４）乃至（７）のいずれか１つに記載のレギュレータ１において、段差部１４３の外周面から、第２段差部１４４の外周面までの距離は、０．４ｍｍから０．８ｍｍの範囲内であること、を特徴とする。

【0111】

（８）に記載のレギュレータ１によれば、噴流の、弁孔１１４の側への誘導が確実になされ、噴流に起因する弁体１４の振動の発生を抑えることにより優れたレギュレータ１とすることができることを、出願人は実験により発見した。

【0112】

（９）（１）乃至（８）のいずれか１つに記載のレギュレータ１において、弁室１１３および弁孔１１４を内部に有する弁本体１１と、弁体１４の当接離間方向に対して平行な方向から弁本体１１に積み重なる上カバー１２と、中央部１５１に弁体１４が接続され、中央部１５１の外周に、弁体１４の当接離間の動作の際に弾性変形する薄膜部１５２を備える薄膜部材１５と、を備え、弁本体１１は、上カバー１２の側に、薄膜部材１５を取り付ける開口部１１６を備え、薄膜部材１５は、薄膜部１５２の外周に沿って、環状固定部１５３を備え、環状固定部１５３を開口部１１６に圧入することで開口部１１６に取り付けられた薄膜部材１５は、環状固定部１５３を、当接離間方向の両側から上カバー１２と弁本体１１とにより挟持されることで固定されること、環状固定部１５３は、外周全周に沿って、上カバー１２の側の端部を残し、外周面から弁本体１１の側の端面までを切り欠く環状切欠部１５３ｃを備えること、を特徴とする。

【0113】

（９）に記載のレギュレータ１によれば、当接離間方向の両側から上カバー１２と弁本体１１により挟持される環状固定部１５３は、外周全周に沿って、上カバー１２側の端部を残し、外周面から弁本体１１の側の端面までを切り欠く環状切欠部１５３ｃを備えるため、環状固定部１５３の上カバー１２側の上端面１５３ｂは、上カバー１２により押さえつけられる面積を確保することができる。環状固定部１５３に、上カバー１２により押さえつけられる面積を確保することで、薄膜部材１５の固定を確実になすことができ、薄膜部材１５に接続された弁体１４に生じる振動を抑えることができる。また、環状切欠部１５３ｃにより環状固定部１５３が切り欠かれている分、弁本体１１の肉厚を確保することができ、弁本体１１の強度向上を図ることができる。

【0114】

（１０）（１）乃至（９）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、弁体の一部を挿入させて、弁体の当接離間の動作を案内するガイド部を備えること、弁体は、ガイド部の内周面に当接する摺動部を備えること、摺動部は、弾性部材からなり、内周面に押圧されることで、内周面に対して弾性反力を作用させること、を特徴とする。

【0115】

（１０）に記載の流体制御弁によれば、弁体が備える摺動部により、ガイド部の内周面に対して弾性反力が作用するため、弁体が弁座に対して当接離間する動作の際に、弁体に発生する振動を抑えることが可能である。

【0116】

（１１）（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載のレギュレータ１において、設置面６０と接地する台座（例えば下カバー１３）と、レギュレータ１を設置面６０に固定するための固定部材２０と、を備えること、固定部材２０は、下カバー１３に嵌合させる嵌合部２０１と、設置面６０と結合可能な固定部２０８と、を備えること、下カバー１３は、嵌合部２０１と嵌合可能な嵌合間口１３７と、嵌合間口１３７より嵌合方向の奥側に、嵌合間口１３７の幅方向に弾性変形可能であるとともに、嵌合部２０１と係合可能な係止片１３８と、を備えること、嵌合部２０１を嵌合間口１３７に嵌合させる嵌合操作により、嵌合部２０１が係止片１３８を初期位置から弾性変形させ、嵌合操作が完了すると、係止片１３８が初期位置に戻ることで嵌合部２０１と係止片１３８とが係合され、固定部材２０の抜去方向の動きを規制すること、を特徴とする。

【0117】

（１１）に記載のレギュレータ１によれば、嵌合操作により固定部材２０をレギュレータ１に組付け可能である。よって、固定部材２０の要不要に応じて、固定部材２０をレギュレータ１に組付けるか否かを選択可能であり、レギュレータ１の設置形態に自由度を持たせることが出来る。

【0118】

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。
例えば、本実施形態において、第１環状稜線１４５、第２環状稜線１４６、第３環状稜線１１８、第４環状稜線１１９は、エッジ状に図示しているが、Ｒ面取りまたはＣ面取り状としても良い。

【符号の説明】

【0119】

１ レギュレータ（流体制御弁の一例）
１４ 弁体
１７ 流路絞り部
１１３ 弁室
１１４ 弁孔
１１５ 環状突出部
１１５ａ 弁座
１１５ｂ 環状縮径面
１４３ 段差部
１４５ 第１環状稜線（環状稜線の一例）

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】