流量制御弁の制御方法
【課題】検出手段の取付精度による弁開度の個体差を減少させて、高精度な流量制御を可能にした流量制御弁の制御方法を提供すること。
【解決手段】この流量制御弁１の制御方法では、ピストン２２が、弁閉に到達したことをオンからオフになること又はオフからオンになることで検出する検出手段２５を設け、検出手段２５がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値と基準原点に対応する操作信号値との差を個体差値とし、基準曲線を、個体差値によって補整する。
【解決手段】この流量制御弁１の制御方法では、ピストン２２が、弁閉に到達したことをオンからオフになること又はオフからオンになることで検出する検出手段２５を設け、検出手段２５がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値と基準原点に対応する操作信号値との差を個体差値とし、基準曲線を、個体差値によって補整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気の圧力がバネの付勢力に抗することにより、開状態へ移行する流量制御弁の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造装置に薬液を供給するために流量制御弁が用いられている。本出願人は、特願２００１−２７４４６７において、流量調整を遠隔制御で且つ精度よく行うことができる流量制御弁を提案している。図５に、かかる流量制御弁１００の断面図を示す。
流量制御弁１００は、アンダーボディ２７と、アンダーボディ２７の上方に固設されたシリンダ２３と、シリンダ２３の上方に固設されたハウジング１４と、ハウジング１４にカバー１２を介して装着されたモータ１１とによって全体の外形をなしている。ここでは、モータ１１として、ステッピングモータを採用している。
【０００３】
アンダーボディ２７には、図中左方に入力ポート５１と図中右方に出力ポート５２とが形成され、中央に円環形状の弁座５４が形成されている。また、シリンダ２３の内部には、略円柱形状のピストン２２が軸方向に摺動可能かつ気密にはめ込まれている。ピストン２２の下面とシリンダ２３の内面とによりパイロット室５５が区画され、パイロット室５５には、シリンダ２３に形成された操作ポート５３が連通している。さらに、ピストン２２の下端には、弁体としてのダイアフラム２４が取り付けられ、ダイアフラム２４の周縁は、アンダーボディ２７とシリンダ２３とに挟持されている。ダイアフラム２４がピストン２２の上下動に伴って移動して弁座５４に密着あるいは離間することによって、入力ポート５１と出力ポート５２との間が遮断あるいは連通される。
【０００４】
また、略円筒形状のハウジング１４の内部には、ピストン２２を図中下方に付勢する復帰バネ２０が装着されている。さらに、当接部材であるナット１９を螺装したネジ１６が設けられ、ネジ１６に対するナット１９のスラスト方向のガタを防止するために、ナット１９とピストン２２との間に復帰バネ２１が装着されている。そして、ネジ１６は、カップリング１３により軸５６と連結され、ハウジング１４の上部に設けられたモータ１１の回転が、ギアボックス１５と軸５６を介してネジ１６に伝えられる。さらに、流量制御弁１００では、シリンダ２３に形成された操作ポート５３に対し、電空レギュレータ部３１が取り付けられている。電空レギュレータ部３１は、ノーマルクローズの吸気比例弁３２とノーマルクローズの排気比例弁３３とをコントロール基板３５を介して操作されるものであり、手動操作のニードル弁３４をも備えている。
【０００５】
流量制御弁１００では、パイロット室５５の空気圧力が、電空レギュレータ部３１によって操作ポート５３を介して制御される。電空レギュレータ部３１は、入力された電気信号に対応してパイロット室５５の空気圧力を調整し、この空気圧力の上昇によってピストン２２を復帰バネ２０に抗して図中上方へ移動させる。これにより、ダイアフラム２４が弁座５４から離間して流量制御弁１００は弁開する。そして、移動されたピストン２２は、その上面がナット１９に当接することによって停止されるので、ナット１９の停止位置によってダイアフラム２４の位置である弁開停止位置が規定される。そして、このナット１９は、ネジ１６に伝えられるモータ１１の回動動作によって上下動される。
【０００６】
従来、この流量制御弁１００は、使用者によって指示される弁開停止位置と弁開操作時間とに対応して、図示されないコントローラによって、電空レギュレータ部３１とモータ１１とが操作される。ここで、弁開停止位置は、前述したように、ナット１９によるピストン２２の停止位置であり、モータ１１を回動させてナット１９の位置をその指定された停止位置に合わせる。モータ１１をステッピングモータとしてそのステップ数によって制御することで、ナット１９の停止位置を高精度に制御できる。
【０００７】
また、弁開操作時間は、使用者によって指示され、弁閉状態において使用者が弁開動作を指示してから、その時間内にピストン２２をナット１９に当接させて弁開停止位置に到達させるものである。図示されないコントローラは、弁開操作時間内にピストン２２が弁開停止位置まで移動するように、電空レギュレータ部３１を操作してパイロット室５５の空気圧を上昇させる。半導体製造工程等では、弁開動作が速い程良いというわけではなく、指定された弁開操作時間内で緩やかに弁開して、少しずつ流量を増大させることが望まれる。
【０００８】
そのため、図示されないコントローラは、パイロット室５５の空気圧を弁開操作時間終了時に最大空気圧とするように、単位時間あたり一定の割合で空気圧を上昇させる。ここで、最大空気圧とは、ネジ１６の先端位置で決定される最大の弁開停止位置へピストン２２を移動させるためのパイロット室５５の空気圧である。弁開動作指示からの時間とパイロット室５５の空気圧との関係の例を図６に示す。図６の例は、弁開操作時間が２秒で、最大空気圧が０．３ＭＰａの場合を示している。図６に示すように、弁開操作時間の２秒間にパイロット室５５の空気圧を一定の割合で上昇させ、２秒終了時に最大空気圧の０．３ＭＰａとなるようにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、流量制御弁１００では、ナット１９を所定の停止位置に停止するために、図示されないコントローラは、モータ１１を操作するための操作信号を出力する。このとき、モータ１１あるいはナット１９の基準位置である原点をセンサ等の検出手段で検出した場合、図示されないコントローラによるモータ１１の操作は、その原点を基準にして行われる。従って、センサ等の取付精度にばらつきがあれば、図示されないコントローラが出力する操作信号とナット１９の停止位置との関係には、個々の弁による個体差が生じることになる。しかし、組立作業上、センサの取付精度を向上させることは大変困難であるため、弁の個体差を減少させることは大変困難であるという問題点があった。
【００１０】
特に、この問題点は流量制御弁１００をオープンループ制御で使用した場合に重要となる。一般的な流量制御弁１００の使用方法は、流量データをフィードバックして行うフィードバック制御であるが、例えば、流体の流出時間が短い場合には、応答性の問題からフィードバック制御が困難となる。このような場合には、オープンループ制御で使用することとなり、図示されないコントローラが出力する操作信号のみによってモータ１１が操作される。従って、この場合には原点位置の個体差はそのままナット１９の停止位置の個体差となり、弁開度の個体差に直結してしまう。そのため、特に、原点位置の個体差は小さいことが望ましいからである。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、検出手段の取付精度による弁開度の個体差を減少させて、高精度な流量制御を可能にした流量制御弁の制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、ピストンの先端に設けられた弁体がバネの付勢力により弁座に密接して閉状態となる一方、パイロット室内に供給した圧縮空気の圧力で前記ピストンを移動させることにより前記弁体が前記弁座から離間して開状態となり、さらに、モータの回転が減速変換手段によって当接部材の直線移動に変換されることにより、前記当接部材の停止位置と操作信号の関係を示す基準曲線に基づいて、前記当接部材が停止位置へ移動して停止されるように前記モータを操作し、前記ピストンが前記当接部材に突き当たることで前記弁体の弁開停止位置が決定されて流体の流量を調整する流量制御弁の制御方法において、前記ピストンが、弁閉に到達したことをオンからオフになること又はオフからオンになることで検出する検出手段を設け、前記検出手段がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値と基準原点に対応する操作信号値との差を個体差値とし、前記基準曲線を、前記個体差値によって補整することを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する流量制御弁の制御方法において、前記流量制御弁をオープンループ制御によって使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
すなわち、本発明の制御方法で制御される流量制御弁では、検出手段によってピストンが弁閉に到達したことが検出される。また、検出手段がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値を、基準原点に対応する操作信号値と比較して、個体差値として得ることができる。この個体差値によって基準曲線を補整すれば、当接部材の停止位置と操作信号との関係は、この補整された基準曲線に基づいて決定される。従って、検出手段の取付位置の誤差による個体差を、個体差値によって補整することができる。これにより、流量制御弁の個体差による誤差を減少させて、高精度な流量制御が可能となる。さらに、バネのセット荷重のばらつきによる個体差についても補整することができる。流体の流出時間が短時間で、応答性の問題からフィードバック制御が困難であり、オープンループ制御を行う場合には、特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態の制御方法によって制御される流量制御弁１の断面図を図１に示す。本発明の制御方法は、従来の技術の欄に記載した流量制御弁１を図示されないコントローラによって制御する方法である。流量制御弁１は、従来の技術で説明した流量制御弁１００に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６を取り付けたものである。その他の部分については流量制御弁１００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００１５】
図１に示すように、ナット１９の上面に２本の被検出子１９ａ，１９ｂが設けられ、ハウジング１４に設けられた孔を貫通して上方へ延びている。そして、ハウジング１４内には、カップリング１３を挟んで両側に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６が設けられる。原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６は、いずれも光学式スイッチであり、図２に示すように、被検出子１９ａ，１９ｂの先端部によって光が遮られることで、ナット１９の位置が検出される。
【００１６】
図示されないコントローラの記憶装置には、図７に示したような、流量制御弁１におけるパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係が記憶される。このグラフに表示された数値は例示であるが、復帰バネ２０，２１等の構成によって決定されるものであり、流量制御弁１に固有の関係であるので、図示されないコントローラの記憶装置に予め記憶させておくことができる。この流量制御弁１では、パイロット室５５内の空気圧力が、０．１６ＭＰａ以上となったときに、復帰バネ２０，２１の付勢力に抗してピストン２２が移動を始める。従って、この流量制御弁１では、ピストン２２が移動する直前の圧力である不動限界圧力は０．１５ＭＰａである。
【００１７】
また、流量制御弁１が操作されるときには、使用者によって弁開停止位置と弁開操作時間が指示される。図示されないコントローラは、記憶装置に記憶されているパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係から、指示された弁開停止位置まで弁開するための最小の空気圧である弁開空気圧を算出する。さらに、安定した弁開状態とするためにこれに０．０１ＭＰａを加えた圧力を目標空気圧とする。例えば、図７に示したように、弁開停止位置１．４ｍｍでは、弁開空気圧が０．２１ＭＰａ、目標空気圧が０．２２ＭＰａとなる。また、弁開停止位置２．６ｍｍでは、弁開空気圧０．２５ＭＰａ、目標空気圧０．２６ＭＰａとなる。
【００１８】
次に、図示されないコントローラは、不動限界圧力からパイロット室５５の空気圧を一定割合で上昇させ、使用者によって指示された弁開操作時間内に目標空気圧に到達させるため、空気圧の増加割合を算出する。すなわち、（単位時間あたりの空気圧増加量）＝（目標空気圧−不動限界圧力）／（弁開操作時間）として算出される。
【００１９】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、弁開動作を始める前に、図示されないコントローラはモータ１１を操作して、使用者によって指示された弁開停止位置へナット１９を移動させる。この流量制御弁１では、モータ１１はステッピングモータであるので、図示されないコントローラは、モータ１１に回転ステップ数に相当するパルスを入力することによって、モータ１１を精密に操作することができる。また、モータ１１の回転は、ギアボックス１５で減速され、軸５６とカップリング１３とを介してネジ１６の回転として伝達される。そして、ネジ１６の回転はナット１９の軸方向直線移動に変換されるので、図示されないコントローラは、モータ１１の回転ステップ数によってナット１９の位置を操作することができる。
【００２０】
ここで、ギアボックス１５や、ネジ１６とナット１９との間等の減速変換手段にはバックラッシュがあり、モータ１１を精密に操作しても、ナット１９の位置にはバックラッシュによる誤差が発生する。バックラッシュはモータ１１の回転方向に拘わらずほぼ同じであり、モータ１１を停止する前には、いつも同じ所定の回転方向に回転させてから停止することで打ち消すことができる。そのために、指定された弁開停止位置へナット１９を移動させるためのモータ１１の回転方向が、その所定方向の逆方向である場合には、モータ１１を余分に回転させてナット１９に停止位置を通過させてから、その余分に回転したステップ数だけ所定方向へ回転させる。余分に回転させるステップ数は、バックラッシュによってモータ１１を回転させてもナット１９が移動しないモータ１１の回転量より十分に大きく、流量制御弁１の構成によって固有の値として図示されないコントローラの記憶装置に記憶させておく。
【００２１】
例えば、流量制御弁１のバックラッシュが約５０ステップ分であるとすると、図示されないコントローラの記憶装置には、バックラッシュを打ち消すための回転量として１００ステップを記憶させる。また、所定の回転方向としてモータ１１のステップ数を増大する方向の正回転を設定する。これらから、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の正回転方向であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数分のパルスをモータ１１に出力する。一方、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の逆回転方向であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数＋バックラッシュを打ち消すための１００ステップ分の逆回転方向のパルスをモータ１１に出力する。そして、その後、１００ステップ分の正回転方向パルスを出力する。
【００２２】
例えば、モータ１１のステップ数で１０００ステップ位置にあるナット１９を２０００ステップ位置へ移動する場合は、図示されないコントローラは正回転１０００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力し、モータ１１は１０００ステップ分の正回転をして停止する。一方、２０００ステップ位置にあるナット１９を１０００ステップ位置へ移動する場合には、図示されないコントローラは、移動量より１００ステップ分余分の逆回転１１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１１００ステップ分の逆回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。その後、図示されないコントローラは、正回転１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１００ステップ分の正回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。この２回の５０パルス分のバックラッシュは互いに逆方向であるので打ち消される。これによって、正回転と逆回転のどちらの場合もバックラッシュによる誤差がなく、ナット１９の位置の精密な制御が可能であるので、弁開停止位置が精密に制御される。
【００２３】
次に、流量制御弁１の弁開動作について説明する。図３に、本発明を具体化した制御方法によって操作されたパイロット室５５内の空気圧力の変化を表すグラフ図を示す。本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、図示されないコントローラは、使用者による弁開動作開始の指示とともに、電空レギュレータ部３１を操作し、パイロット室５５の空気圧力を不動限界圧力まで上昇させる。ここでは不動限界圧力が０．１５ＭＰａであるので、図示されないコントローラは電空レギュレータ部３１に、パイロット室５５の空気圧力０．１５ＭＰａに対応する電気信号を入力する。
【００２４】
続いて、予め算出した単位時間あたりの空気圧増加量に相当する割合で、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を増加させる。図３には、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６１と、弁開操作時間２秒で弁開停止位置１．４ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６２とを示す。図３に示すように、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合は、２秒間のうちにパイロット室５５を不動限界圧力０．１５ＭＰａから目標空気圧０．２６ＭＰａまで上昇させるように、図示されないコントローラは、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を変化させる。
【００２５】
この流量制御弁１は、パイロット室５５の圧力が（不動限界圧力＋０．０１ＭＰａ）〜弁開空気圧の範囲でピストン２２が移動する。例えば、弁開停止位置２．６ｍｍでは、０．１６〜０．２５ＭＰａの範囲がピストン２２の移動可能な圧力である。一方、この流量制御弁１の制御方法によれば、図３のグラフ６１に示すように、パイロット室５５の空気圧力をまず０．１６ＭＰａにしてから弁開操作時間でゆっくり上昇させる。従って、使用者による弁開動作開始の指示からごく短時間で、実際にピストン２２が移動可能な０．１６ＭＰａとなるので、弁開動作の立ち上がりが速くなった。また、ピストン２２とともにダイアフラム２４が移動して制御流体の流量が変更される時間は、図３に示すように、時間ＴＣとなる。従来は図６に示すように時間ＴＡであったことと比べると、弁開操作時間２秒のうち実際にピストン２２とダイアフラム２４とが移動している時間が長くなり、制御流体の流量をより緩やかに増大させることができた。また、弁開停止位置１．４ｍｍの場合は従来の時間ＴＢに比較して時間ＴＤとなり、さらに効果的である。
【００２６】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１では、ナット１９の移動範囲の上下限位置である原点位置と調整限度点を検出するために、それぞれ原点スイッチ２５と調整限度点スイッチ２６とが設けられている（図１参照）。そして、ナット１９を原点（あるいは、調整限度点）へ復帰する際には、モータ１１を回転させて、この原点スイッチ２５（あるいは調整限度点スイッチ２６）によって検出される原点位置（あるいは、調整限度点位置）へ移動する。このとき、ナット１９を弁開停止位置へ移動させる場合と同様に所定方向へ回転させることで、バックラッシュが打ち消される。またあるいは、スイッチに応差がある場合には、その応差も同時に打ち消される。
【００２７】
具体的には、例えば、ナット１９の原点を検出する場合について説明する。モータ１１の回転の所定方向が、ナット１９を原点に近づける方向である場合には、モータ１１の所定方向回転によってナット１９が原点に近づき、原点スイッチ２５がＯＮとなったところで停止する。一方、モータ１１の回転の所定方向が、ナット１９を原点から遠ざける方向である場合には、モータ１１の所定方向の逆方向回転によってナット１９が原点に近づき、原点スイッチ２５がＯＮとなったところでモータ１１を反転させ、モータ１１を所定方向に回転させて、原点スイッチ２５がＯＦＦとなったところで停止する。
【００２８】
これによって、モータ１１の原点（あるいは、調整限度点）を検出することができるとともに、ナット１９の原点位置（あるいは、調整限度点位置）への移動時にもバックラッシュによる誤差や検出スイッチの応差が発生しない。また、流量制御弁１の使用時に、ナット１９の位置が原点や調整限度点に達したことを検出したり、さらに原点や調整限度点を超えて移動するように指示された場合、図示されないコントローラは、使用者に警告を表示するとともにそれ以上の移動は行わない。
【００２９】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１としてステッピングモータを使用しており、これは通電時の発熱量が比較的大きい。そのため、ナット１９を所望の停止位置に停止させた後は、図示されないコントローラは、モータ１１の通電を遮断する。これによって、制御流体の液温が上昇することを防止する。
【００３０】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１を操作するために、図示されないコントローラによりパルス等の操作信号が送出される。この操作信号によってモータ１１が操作され、その結果、ナット１９が移動して停止する。電空レギュレータ部３１によってパイロット室５５の空気圧力が上昇されれば、ピストン２２がナット１９に当接されるので、このナット１９の停止位置は弁の開度に対応する。この弁の開度とモータ１１への操作信号との関係を図４に示す。
【００３１】
モータ１１の基準位置に相当する原点は原点スイッチ２５によって検出されるものであり、原点スイッチ２５の取付精度によっていくらかの個体差が生じることは避けられない。原点スイッチ２５の取付位置が基準位置である場合の、操作信号と弁の開度との関係は、図４に実線で示した基準曲線Ｌ１である。それに対して、原点スイッチ２５の取付位置の精度により、モータ１１の原点位置がずれた場合、例えば、図４に示したサンプル曲線Ｌ２，Ｌ３のようになることがある。この各サンプル曲線Ｌ２，Ｌ３と基準曲線Ｌ１との差を、測定して個体差値ｋ１，ｋ２を求める。このずれは、原点スイッチ２５の取付位置のずれに由来するものであり、操作信号に対する弁の開度の増加量（グラフの傾き）はどの流量制御弁１についても同じである。
【００３２】
各流量制御弁１を制御する場合には、基準の操作信号に対して測定された個体差値ｋ１，ｋ２を加減する。サンプル曲線Ｌ２のように、原点スイッチ２５の取付位置がやや上方で、基準値より小さい操作信号でも弁が開放される場合には、操作信号＝（基準操作信号−個体差値ｋ１）によって操作する。また、サンプル曲線Ｌ３のように、原点スイッチ２５の取付位置がやや下方で、基準値より大きい操作信号でなければ弁が開放しない場合には、操作信号＝（基準操作信号＋個体差値ｋ２）によって操作する。これらの個体差値ｋ１，ｋ２を符号付きで各流量制御弁１に明記しておくことにより、個体差を減少させた制御が可能となる。特に、オープンループ制御で使用する場合においても、高精度な流量制御ができる。
【００３３】
以上詳細に説明したように本実施の形態の流量制御弁１の制御方法によれば、電空レギュレータ部３１を操作してパイロット室５５内に供給される圧縮空気の圧力でピストン２２が移動されて弁開する流量制御弁１に対して、弁開動作の開始とともに、パイロット室５５内へ供給される圧縮空気の圧力を調整して、パイロット室５５内が不動限界圧力となるように電空レギュレータ部３１を操作する。この不動限界圧力は、復帰バネ２０の付勢力に抗してピストン２２が移動する直前の空気圧であるので、このままではピストン２２は移動しないが、さらにわずかでも空気圧が上昇されればピストン２２は即座に移動を開始する。続いて、パイロット室５５内の空気圧力を増加させて、所望される弁開操作時間において所望される弁開停止位置にピストン２２が達するように、電空レギュレータ部３１を操作する。従って、弁開動作の開始からごく短時間でピストン２２及びダイアフラム２４の移動が開始されるとともに、弁開操作時間の終了の直前に弁開停止位置となるようにすることができ、弁開操作時間のほとんどの部分を実際にダイアフラム２４が移動している時間とすることができる。これにより、弁開動作の立ち上がりが速く、弁開操作時間のうち実際にピストン２２及びダイアフラム２４が移動している時間を長くすることができるので、流量制御の信頼性を向上させることができた。
【００３４】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、モータ１１を操作してナット１９を停止位置へ移動させ、ナット１９にピストン２２が突き当たることで弁開停止位置が決定される。そこで、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータ１１の回転方向が所定方向である場合には、モータ１１を所定方向へ回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータは所定方向へ回転してから停止する。一方、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータの回転方向が所定方向の逆方向である場合には、モータ１１を逆方向へ回転させてナット１９に停止位置を通過させ、さらに、モータ１１を所定方向に回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータ１１は所定方向に回転してから停止する。従って、いずれの場合にも、モータ１１は所定方向に回転されてから停止されるので、回転方向の変化によるバックラッシュは打ち消され、バックラッシュによる誤差をなくしてナット１９を精密に位置決めできる。これにより、バックラッシュの影響を減少させて、高精度な流量制御が可能となった。
【００３５】
また、ナット１９の停止位置として、移動可能範囲の両端に位置する原点や調整限度点が含まれ、同様の制御方法でモータ１１は所定方向に回転して停止される。これにより、原点や調整限度点にナット１９を停止させるときにも、同様にバックラッシュによる誤差をなくすことができる。また、原点や調整限度点を検出するために、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６を設ければ、当接部材がその位置に到達したことを正確に検出することができる。一方、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６を設けた場合、それらスイッチの応差が発生するが、この点でも、モータ１１を所定方向に回転して停止することが有効となる。すなわち、それらの原点または調整限度点へのナット１９の移動が、モータ１１の所定方向回転であれば原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６がナット１９を検出したときにモータ１１を停止する。あるいは、モータ１１の所定方向の逆方向回転であれば、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６がナット１９を検出したときにモータ１１をそれまでの逆方向（すなわち所定方向）へ回転させ、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６がナット１９を検出しなくなったときにモータ１１を停止させる。このようにしてモータ１１を所定方向に回転して停止することで、検出手段の応差を打ち消すことができる。また、ナット１９を停止位置に停止させた後は、モータ１１への通電を遮断するので、モータ１１の発熱を防止し、制御流体の液温の上昇を防止することができる。
【００３６】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、原点スイッチ２５によってナット１９が原点に到達したことが検出される。また、原点スイッチ２５がナット１９を検出したときの操作信号値を、基準原点に対応する操作信号値と比較して、個体差値ｋ１，ｋ２として得ることができる。この個体差値によって基準曲線Ｌ１を補整すれば、ナット１９の停止位置と操作信号との関係は、この補整された基準曲線に基づいて決定される。従って、原点スイッチ２５の取付位置の誤差による個体差を、個体差値ｋ１，ｋ２によって補整することができる。これにより、流量制御弁１の個体差による誤差を減少させて、高精度な流量制御が可能となる。流体の流出時間が短時間で、応答性の問題からフィードバック制御が困難であり、オープンループ制御を行う場合には、特に有効である。
【００３７】
また、上記とは別の実施の形態の制御方法によって制御される流量制御弁１の断面図を図８に示す。本発明の制御方法は、従来の技術の欄に記載した流量制御弁１を図示されないコントローラによって制御する方法である。流量制御弁１は、従来の技術で説明した流量制御弁１００に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６を取り付けたものである。その他の部分については流量制御弁１００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３８】
図８に示すように、ナット１９の上面に２本の被検出子１９ａ，１９ｂが設けられ、ハウジング１４に設けられた孔を貫通して上方へ延びている。そして、ハウジング１４内には、カップリング１３を挟んで両側に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６が設けられる。原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６は、いずれも光学式スイッチであり、図９に示すように、被検出子１９ａ，１９ｂの先端部によって光が遮られることで、ナット１９の位置が検出される。この原点スイッチ２５が、請求項１に記載の検出手段に相当する。
尚、被検出子１９ａは、原点スイッチ２５より下に離れる構造をとることはない。
【００３９】
図示されないコントローラの記憶装置には、図７に示したような、流量制御弁１におけるパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係が記憶される。このグラフに表示された数値は例示であるが、復帰バネ２０，２１等の構成によって決定されるものであり、流量制御弁１に固有の関係であるので、図示されないコントローラの記憶装置に予め記憶させておくことができる。この流量制御弁１では、パイロット室５５内の空気圧力が、０．１６ＭＰａ以上となったときに、復帰バネ２０，２１の付勢力に抗してピストン２２が移動を始める。従って、この流量制御弁１では、ピストン２２が移動する直前の圧力である不動限界圧力は０．１５ＭＰａである。
【００４０】
また、流量制御弁１が操作されるときには、使用者によって弁開停止位置と弁開操作時間が指示される。図示されないコントローラは、記憶装置に記憶されているパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係から、指示された弁開停止位置まで弁開するための最小の空気圧である弁開空気圧を算出する。さらに、安定した弁開状態とするためにこれに０．０１ＭＰａを加えた圧力を目標空気圧とする。例えば、図７に示したように、弁開停止位置１．４ｍｍでは、弁開空気圧が０．２１ＭＰａ、目標空気圧が０．２２ＭＰａとなる。また、弁開停止位置２．６ｍｍでは、弁開空気圧０．２５ＭＰａ、目標空気圧０．２６ＭＰａとなる。
【００４１】
次に、図示されないコントローラは、不動限界圧力からパイロット室５５の空気圧を一定割合で上昇させ、使用者によって指示された弁開操作時間内に目標空気圧に到達させるため、空気圧の増加割合を算出する。すなわち、（単位時間あたりの空気圧増加量）＝（目標空気圧−不動限界圧力）／（弁開操作時間）として算出される。
【００４２】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、弁開動作を始める前に、図示されないコントローラはモータ１１を操作して、使用者によって指示された弁開停止位置へナット１９を移動させる。この流量制御弁１では、モータ１１はステッピングモータであるので、図示されないコントローラは、モータ１１に回転ステップ数に相当するパルスを入力することによって、モータ１１を精密に操作することができる。また、モータ１１の回転は、ギアボックス１５で減速され、軸５６とカップリング１３とを介してネジ１６の回転として伝達される。そして、ネジ１６の回転はナット１９の軸方向直線移動に変換されるので、図示されないコントローラは、モータ１１の回転ステップ数によってナット１９の位置を操作することができる。
【００４３】
ここで、ギアボックス１５や、ネジ１６とナット１９との間等の減速変換手段にはバックラッシュがあり、モータ１１を精密に操作しても、ナット１９の位置にはバックラッシュによる誤差が発生する。バックラッシュはモータ１１の回転方向に拘わらずほぼ同じであり、モータ１１を停止する前には、いつも同じ所定の回転方向に回転させてから停止することで打ち消すことができる。そのために、指定された弁開停止位置へナット１９を移動させるためのモータ１１の回転方向が、その所定方向の逆方向である場合には、モータ１１を余分に回転させてナット１９に停止位置を通過させてから、その余分に回転したステップ数だけ所定方向へ回転させる。余分に回転させるステップ数は、バックラッシュによってモータ１１を回転させてもナット１９が移動しないモータ１１の回転量より十分に大きく、流量制御弁１の構成によって固有の値として図示されないコントローラの記憶装置に記憶させておく。
【００４４】
例えば、流量制御弁１のバックラッシュが約５０ステップ分であるとすると、図示されないコントローラの記憶装置には、バックラッシュを打ち消すための回転量として１００ステップを記憶させる。また、所定の回転方向としてモータ１１のステップ数を増大する方向の正回転を設定する。これらから、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の正回転方向（ナット１９を上へ移動させる方向）であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数分のパルスをモータ１１に出力する。一方、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の逆回転方向（ナット１９を下へ移動させる方向）であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数＋バックラッシュを打ち消すための１００ステップ分の逆回転方向のパルスをモータ１１に出力する。そして、その後、１００ステップ分の正回転方向パルスを出力する。
【００４５】
例えば、モータ１１のステップ数で１０００ステップ位置にあるナット１９を２０００ステップ位置へ移動する場合は、図示されないコントローラは正回転１０００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力し、モータ１１は１０００ステップ分の正回転をして停止する。一方、２０００ステップ位置にあるナット１９を１０００ステップ位置へ移動する場合には、図示されないコントローラは、移動量より１００ステップ分余分の逆回転１１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１１００ステップ分の逆回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。その後、図示されないコントローラは、正回転１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１００ステップ分の正回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。この２回の５０パルス分のバックラッシュは互いに逆方向であるので打ち消される。これによって、正回転と逆回転のどちらの場合もバックラッシュによる誤差がなく、ナット１９の位置の精密な制御が可能であるので、弁開停止位置が精密に制御される。
【００４６】
次に、流量制御弁１の弁開動作について説明する。図１０に、本発明を具体化した制御方法によって操作されたパイロット室５５内の空気圧力の変化を表すグラフ図を示す。本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、図示されないコントローラは、使用者による弁開動作開始の指示とともに、電空レギュレータ部３１を操作し、パイロット室５５の空気圧力を不動限界圧力まで上昇させる。ここでは不動限界圧力が０．１５ＭＰａであるので、図示されないコントローラは電空レギュレータ部３１に、パイロット室５５の空気圧力０．１５ＭＰａに対応する電気信号を入力する。
【００４７】
続いて、予め算出した単位時間あたりの空気圧増加量に相当する割合で、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を増加させる。図１０には、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６１と、弁開操作時間２秒で弁開停止位置１．４ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６２とを示す。図１０に示すように、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合は、２秒間のうちにパイロット室５５を不動限界圧力０．１５ＭＰａから目標空気圧０．２６ＭＰａまで上昇させるように、図示されないコントローラは、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を変化させる。
【００４８】
この流量制御弁１は、パイロット室５５の圧力が（不動限界圧力＋０．０１ＭＰａ）〜弁開空気圧の範囲でピストン２２が移動する。例えば、弁開停止位置２．６ｍｍでは、０．１６〜０．２５ＭＰａの範囲がピストン２２の移動可能な圧力である。一方、この流量制御弁１の制御方法によれば、図１０のグラフ６１に示すように、パイロット室５５の空気圧力をまず０．１６ＭＰａにしてから弁開操作時間でゆっくり上昇させる。従って、使用者による弁開動作開始の指示からごく短時間で、実際にピストン２２が移動可能な０．１６ＭＰａとなるので、弁開動作の立ち上がりが速くなった。また、ピストン２２とともにダイアフラム２４が移動して制御流体の流量が変更される時間は、図１０に示すように、時間ＴＣとなる。従来は図６に示すように時間ＴＡであったことと比べると、弁開操作時間２秒のうち実際にピストン２２とダイアフラム２４とが移動している時間が長くなり、制御流体の流量をより緩やかに増大させることができた。また、弁開停止位置１．４ｍｍの場合は従来の時間ＴＢに比較して時間ＴＤとなり、さらに効果的である。
【００４９】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１では、ナット１９の移動範囲の上下限位置である原点位置と調整限度点を検出するために、それぞれ原点スイッチ２５と調整限度点スイッチ２６とが設けられている（図８参照）。そして、ナット１９を原点（あるいは、調整限度点）へ復帰する際には、モータ１１を回転させて、この原点スイッチ２５（あるいは調整限度点スイッチ２６）によって検出される原点位置（あるいは、調整限度点位置）へ移動する。特に、ナット１９を原点に復帰させる際には、ナット１９を弁開停止位置へ移動させる場合と同様に所定方向へ回転させることで、バックラッシュが打ち消される。また、スイッチに応差がある場合には、その応差も同時に打ち消される。
【００５０】
具体的には、ナット１９の原点を検出する場合について説明する。図１５（ａ）に示すように、原点スイッチ２５がＯＦＦとなっている場合には、ナット１９を下へ移動させる方向にモータ１１を回転させ、原点スイッチ２５がＯＮとなっところで、バックラッシュを打ち消すために更に１００ステップ分、ナット１９を下へ移動させる方向にモータ１１を回転させる。その後、ナット１９を上へ移動させる方向に、モータ１１を回転させ、原点スイッチ２５がオフになったところで停止させる。
また、図１５（ｂ）に示すように、原点スイッチ２５がＯＮとになっている場合には、先ず、バックラッシュを打ち消すために１００ステップ分、ナット１９を下へ移動させる方向にモータ１１を回転させる。その後、ナット１９を上へ移動させる方向に、モータ１１を回転させ、原点スイッチ２５がオフになったところで停止させる。
また、ナット１９の調整限度点を検出する場合について説明する。モータ１１の回転によってナット１９が調整限度点に近づき、調整限度点スイッチ２６がＯＮになったところで停止させる。
【００５１】
これによって、モータ１１の原点（あるいは、調整限度点）を検出することができるとともに、ナット１９の原点位置への移動時にもバックラッシュによる誤差や検出スイッチの応差が発生しない。また、流量制御弁１の使用時に、ナット１９の位置が原点や調整限度点に達したことを検出したり、さらに原点や調整限度点を超えて移動するように指示された場合、図示されないコントローラは、使用者に警告を表示するとともにそれ以上の移動は行わない。
【００５２】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１としてステッピングモータを使用しており、これは通電時の発熱量が比較的大きい。そのため、ナット１９を所望の停止位置に停止させた後は、図示されないコントローラは、モータ１１の通電を遮断する。これによって、制御流体の液温が上昇することを防止する。
【００５３】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１を操作するために、図示されないコントローラによりパルス等の操作信号が送出される。この操作信号によってモータ１１が操作され、その結果、ナット１９が移動して停止する。電空レギュレータ部３１によってパイロット室５５の空気圧力が上昇されれば、ピストン２２がナット１９に当接されるので、このナット１９の停止位置は弁の開度に対応する。この弁の開度と電空レギュレータ部３１への操作信号との関係を図１１に示す。
【００５４】
操作信号と弁の開度には、復帰バネ２０の荷重のばらつき等により、いくらかの個体差が生じることは避けられない。操作信号と弁の開度との関係は、図１１に実線で示した基準直線Ｌ１である。それに対して、復帰バネ２０の荷重のばらつき等により、例えば、図４に示したサンプル曲線Ｌ２，Ｌ３のようになることがある。この各サンプル曲線Ｌ２，Ｌ３と基準曲線Ｌ１との差を測定して、個体差ｋ１，ｋ２を求める。このずれは、復帰バネ２０の荷重のばらつきの影響が大きい場合が多く、操作信号に対する弁の開度の増加量（グラフの傾き）は操作信号に対する弁の開度の増加量（グラフの傾き）はどの流量制御弁１についても同じである。
【００５５】
各流量制御弁１を制御する場合には、基準の操作信号に対して測定された個体差値ｋ１，ｋ２を加減する。サンプル曲線Ｌ２のように、復帰バネ２０のセット荷重がやや小さく、基準値より小さい操作信号でも弁が開放される場合には、操作信号＝（基準操作信号−個体差値ｋ１）によって操作する。また、サンプル曲線Ｌ３のように、復帰バネ２０のセット荷重がやや大きく、基準値より大きい操作信号でなければ弁が開放しない場合には、操作信号＝（基準操作信号＋個体差値ｋ２）によって操作する。これらの個体差値ｋ１，ｋ２を符号付きで各流量制御弁１に明記しておくことにより、個体差を減少させた制御が可能となる。特に、オープンループ制御で使用する場合においても、高精度な流量制御ができる。
【００５６】
以上詳細に説明したように本実施の形態の流量制御弁１の制御方法によれば、電空レギュレータ部３１を操作してパイロット室５５内に供給される圧縮空気の圧力でピストン２２が移動されて弁開する流量制御弁１に対して、弁開動作の開始とともに、パイロット室５５内へ供給される圧縮空気の圧力を調整して、パイロット室５５内が不動限界圧力となるように電空レギュレータ部３１を操作する。この不動限界圧力は、復帰バネ２０の付勢力に抗してピストン２２が移動する直前の空気圧であるので、このままではピストン２２は移動しないが、さらにわずかでも空気圧が上昇されればピストン２２は即座に移動を開始する。続いて、パイロット室５５内の空気圧力を増加させて、所望される弁開操作時間において所望される弁開停止位置にピストン２２が達するように、電空レギュレータ部３１を操作する。従って、弁開動作の開始からごく短時間でピストン２２及びダイアフラム２４の移動が開始されるとともに、弁開操作時間の終了の直前に弁開停止位置となるようにすることができ、弁開操作時間のほとんどの部分を実際にダイアフラム２４が移動している時間とすることができる。これにより、弁開動作の立ち上がりが速く、弁開操作時間のうち実際にピストン２２及びダイアフラム２４が移動している時間を長くすることができるので、流量制御の信頼性を向上させることができた。
【００５７】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、モータ１１を操作してナット１９を停止位置へ移動させ、ナット１９にピストン２２が突き当たることで弁開停止位置が決定される。そこで、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータ１１の回転方向がナット１９を上へ移動させる方向である場合には、モータ１１を当該方向へ回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータは当該方向へ回転してから停止する。一方、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータの回転方向がナット１９を下へ移動させる方向である場合には、モータ１１を当該方向へ回転させてナット１９に停止位置を通過させ、さらに、モータ１１を当該方向とは反対方向に回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータ１１は当該方向とは反対方向に回転してから停止する。従って、いずれの場合にも、モータ１１は所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）に回転されてから停止されるので、回転方向の変化によるバックラッシュは打ち消され、バックラッシュによる誤差をなくしてナット１９を精密に位置決めできる。これにより、バックラッシュの影響を減少させて、高精度な流量制御が可能となった。
【００５８】
また、ナット１９の停止位置として、移動可能範囲の両端に位置する原点が含まれ、同様の制御方法でモータ１１は所定方向に回転して停止される。これにより、原点にナット１９を停止させるときにも、同様にバックラッシュによる誤差をなくすことができる。また、原点や調整限度点を検出するために、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６を設ければ、当接部材がその位置に到達したことを正確に検出することができる。一方、原点スイッチ２５を設けた場合、そのスイッチの応差が発生するが、この点でも、モータ１１を所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）に回転して停止することが有効となる。すなわち、それらの原点へのナット１９の移動が、モータ１１の所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）の回転であれば原点スイッチ２５がナット１９を検出しなくなったときにモータ１１を停止する。あるいは、モータ１１の所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）の逆方向（ナット１９を下へ移動させる方向）の回転であれば、原点スイッチ２５がナット１９を検出した後でモータ１１が所定量回転したときにモータ１１の回転を反転させ、原点スイッチ２５がナット１９を検出しなくなったときにモータ１１を停止させる。このようにしてモータ１１を所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）に回転して停止することで、検出手段の応差を打ち消すことができる。また、ナット１９を停止位置に停止させた後は、モータ１１への通電を遮断するので、モータ１１の発熱を防止し、制御流体の液温の上昇を防止することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、原点スイッチ２５によってナット１９が原点に到達したことが検出される。また、原点スイッチ２５がナット１９を検出したときの操作信号値を、基準原点に対応する操作信号値と比較して、個体差値ｋ１，ｋ２として得ることができる。この個体差値によって基準曲線Ｌ１を補整すれば、ナット１９の停止位置と操作信号との関係は、この補整された基準曲線に基づいて決定される。従って、バネのセット荷重のばらつきによる個体差を、個体差値ｋ１，ｋ２によって補整することができる。これにより、流量制御弁１の個体差による誤差を減少させて、高精度な流量制御が可能となる。流体の流出時間が短時間で、応答性の問題からフィードバック制御が困難であり、オープンループ制御を行う場合には、特に有効である。
【００６０】
また、本実施の形態の流量制御弁１のモータ１１は、２相励磁であるために、図１２に示すように、２つのコイルＶ１，Ｖ２があり、それらのコイルＶ１，Ｖ２に流れる電流の向きｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４により、位相は、図１３に示すように、４通りの組合せに分けることができる。すなわち、ｒ１ｒ３→ｒ１ｒ４→ｒ２ｒ４→ｒ２ｒ３→ｒ１ｒ３→…のように連続して位相を変えることにより、モータ１１を回転させることができ、例えば、１ステップ動作させる場合には位相を１つ、２ステップ動作させる場合には位相を２つ、回転方向に応じてずらしていく。従って、図示されないコントローラは、ステップ数と位相により、ナット１９の停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することができる。この点、図示されないコントローラの記憶装置には、ステップ数と位相が記憶されており、再度電源が投入された場合でも、図１４に示すように、ナット１９の停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することができる。
【００６１】
また、ナット１９を原点に復帰させる場合、図示されないコントローラは、モータ１１を回転させる際には、ステップ数をカウントしており、カウントされたステップ数が所定値を越えた時には、使用者に警告を表示するとともに、モータ１１の回転を停止させる（例えば、図１５（ｂ）のｄからｅが該当）。
【００６２】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、図示されないコントローラの記憶装置には、ステップ数と位相が記憶されており、再度電源が投入された場合でも、ナット１９の停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することができる。従って、再度電源を投入した場合でも、当該停止位置にナット１９を停止させるようにモータ１１を操作することができるので、移動可能範囲を超えて、ナット１９ひいてはピストン２２及びダイアフラム２４の弁開停止位置を移動させるようなことは起こらない。また、図示されないコントローラの電源投入時の位相とモータ１１の位相が同一になるため、図示されないコントローラの電源投入時の位相にまで、モータ１１が動作することは起こらない。
【００６３】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、ナット１９を原点へ復帰する際には、モータ１１を回転させて、この原点スイッチ２５のＯＮ・ＯＦＦによって検出される原点位置へ移動する。この点、図示されないコントローラは、モータ１１を回転させる際には、ステップ数をカウントしており、カウントされたステップ数が所定値を越えた時には、使用者に警告を表示するとともに、モータ１１の回転を停止させている（図１５（ｂ）のｄからｅが該当）。従って、原点スイッチ２５が機能しなくなっても、モータ１１の回転を自動的に停止させることができる。
【００６４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の流量制御弁を示した断面図である。
【図２】原点スイッチ部分を示した図である。
【図３】本発明の流量制御弁の制御方法によるパイロット室の空気圧力の変化を示したグラフ図である。
【図４】本発明の流量制御弁の制御方法による操作信号と弁の開度との関係を示したグラフ図である。
【図５】従来の流量制御弁を示した断面図である。
【図６】従来の流量制御弁の制御方法によるパイロット室の空気圧力の変化を示したグラフ図である。
【図７】流量制御弁の特性を示したグラフ図である。
【図８】本発明の流量制御弁を示した断面図である。
【図９】原点スイッチ部分を示した図である。
【図１０】本発明の流量制御弁の制御方法によるパイロット室の空気圧力の変化を示したグラフ図である。
【図１１】本発明の流量制御弁の制御方法による操作信号と弁の開度との関係を示したグラフ図である。
【図１２】本発明の流量制御弁のモータの構成を示した概略図である。
【図１３】本発明の流量制御弁のモータの位相の組合せを示した図である。
【図１４】本発明の流量制御弁において、再度電源が投入された際に、ナットの停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することを示した概念図である。
【図１５】本発明の制御弁において、ナットの原点復帰の際のナットの移動（モータの回転）について説明した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 流量制御弁
１１ モータ
１９ ナット
２０ 復帰バネ
２２ ピストン
２４ ダイアフラム
２５ 原点スイッチ
２６ 調整限度点スイッチ
３１ 電空レギュレータ部
５４ 弁座
５５ パイロット室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気の圧力がバネの付勢力に抗することにより、開状態へ移行する流量制御弁の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造装置に薬液を供給するために流量制御弁が用いられている。本出願人は、特願２００１−２７４４６７において、流量調整を遠隔制御で且つ精度よく行うことができる流量制御弁を提案している。図５に、かかる流量制御弁１００の断面図を示す。
流量制御弁１００は、アンダーボディ２７と、アンダーボディ２７の上方に固設されたシリンダ２３と、シリンダ２３の上方に固設されたハウジング１４と、ハウジング１４にカバー１２を介して装着されたモータ１１とによって全体の外形をなしている。ここでは、モータ１１として、ステッピングモータを採用している。
【０００３】
アンダーボディ２７には、図中左方に入力ポート５１と図中右方に出力ポート５２とが形成され、中央に円環形状の弁座５４が形成されている。また、シリンダ２３の内部には、略円柱形状のピストン２２が軸方向に摺動可能かつ気密にはめ込まれている。ピストン２２の下面とシリンダ２３の内面とによりパイロット室５５が区画され、パイロット室５５には、シリンダ２３に形成された操作ポート５３が連通している。さらに、ピストン２２の下端には、弁体としてのダイアフラム２４が取り付けられ、ダイアフラム２４の周縁は、アンダーボディ２７とシリンダ２３とに挟持されている。ダイアフラム２４がピストン２２の上下動に伴って移動して弁座５４に密着あるいは離間することによって、入力ポート５１と出力ポート５２との間が遮断あるいは連通される。
【０００４】
また、略円筒形状のハウジング１４の内部には、ピストン２２を図中下方に付勢する復帰バネ２０が装着されている。さらに、当接部材であるナット１９を螺装したネジ１６が設けられ、ネジ１６に対するナット１９のスラスト方向のガタを防止するために、ナット１９とピストン２２との間に復帰バネ２１が装着されている。そして、ネジ１６は、カップリング１３により軸５６と連結され、ハウジング１４の上部に設けられたモータ１１の回転が、ギアボックス１５と軸５６を介してネジ１６に伝えられる。さらに、流量制御弁１００では、シリンダ２３に形成された操作ポート５３に対し、電空レギュレータ部３１が取り付けられている。電空レギュレータ部３１は、ノーマルクローズの吸気比例弁３２とノーマルクローズの排気比例弁３３とをコントロール基板３５を介して操作されるものであり、手動操作のニードル弁３４をも備えている。
【０００５】
流量制御弁１００では、パイロット室５５の空気圧力が、電空レギュレータ部３１によって操作ポート５３を介して制御される。電空レギュレータ部３１は、入力された電気信号に対応してパイロット室５５の空気圧力を調整し、この空気圧力の上昇によってピストン２２を復帰バネ２０に抗して図中上方へ移動させる。これにより、ダイアフラム２４が弁座５４から離間して流量制御弁１００は弁開する。そして、移動されたピストン２２は、その上面がナット１９に当接することによって停止されるので、ナット１９の停止位置によってダイアフラム２４の位置である弁開停止位置が規定される。そして、このナット１９は、ネジ１６に伝えられるモータ１１の回動動作によって上下動される。
【０００６】
従来、この流量制御弁１００は、使用者によって指示される弁開停止位置と弁開操作時間とに対応して、図示されないコントローラによって、電空レギュレータ部３１とモータ１１とが操作される。ここで、弁開停止位置は、前述したように、ナット１９によるピストン２２の停止位置であり、モータ１１を回動させてナット１９の位置をその指定された停止位置に合わせる。モータ１１をステッピングモータとしてそのステップ数によって制御することで、ナット１９の停止位置を高精度に制御できる。
【０００７】
また、弁開操作時間は、使用者によって指示され、弁閉状態において使用者が弁開動作を指示してから、その時間内にピストン２２をナット１９に当接させて弁開停止位置に到達させるものである。図示されないコントローラは、弁開操作時間内にピストン２２が弁開停止位置まで移動するように、電空レギュレータ部３１を操作してパイロット室５５の空気圧を上昇させる。半導体製造工程等では、弁開動作が速い程良いというわけではなく、指定された弁開操作時間内で緩やかに弁開して、少しずつ流量を増大させることが望まれる。
【０００８】
そのため、図示されないコントローラは、パイロット室５５の空気圧を弁開操作時間終了時に最大空気圧とするように、単位時間あたり一定の割合で空気圧を上昇させる。ここで、最大空気圧とは、ネジ１６の先端位置で決定される最大の弁開停止位置へピストン２２を移動させるためのパイロット室５５の空気圧である。弁開動作指示からの時間とパイロット室５５の空気圧との関係の例を図６に示す。図６の例は、弁開操作時間が２秒で、最大空気圧が０．３ＭＰａの場合を示している。図６に示すように、弁開操作時間の２秒間にパイロット室５５の空気圧を一定の割合で上昇させ、２秒終了時に最大空気圧の０．３ＭＰａとなるようにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、流量制御弁１００では、ナット１９を所定の停止位置に停止するために、図示されないコントローラは、モータ１１を操作するための操作信号を出力する。このとき、モータ１１あるいはナット１９の基準位置である原点をセンサ等の検出手段で検出した場合、図示されないコントローラによるモータ１１の操作は、その原点を基準にして行われる。従って、センサ等の取付精度にばらつきがあれば、図示されないコントローラが出力する操作信号とナット１９の停止位置との関係には、個々の弁による個体差が生じることになる。しかし、組立作業上、センサの取付精度を向上させることは大変困難であるため、弁の個体差を減少させることは大変困難であるという問題点があった。
【００１０】
特に、この問題点は流量制御弁１００をオープンループ制御で使用した場合に重要となる。一般的な流量制御弁１００の使用方法は、流量データをフィードバックして行うフィードバック制御であるが、例えば、流体の流出時間が短い場合には、応答性の問題からフィードバック制御が困難となる。このような場合には、オープンループ制御で使用することとなり、図示されないコントローラが出力する操作信号のみによってモータ１１が操作される。従って、この場合には原点位置の個体差はそのままナット１９の停止位置の個体差となり、弁開度の個体差に直結してしまう。そのため、特に、原点位置の個体差は小さいことが望ましいからである。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、検出手段の取付精度による弁開度の個体差を減少させて、高精度な流量制御を可能にした流量制御弁の制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、ピストンの先端に設けられた弁体がバネの付勢力により弁座に密接して閉状態となる一方、パイロット室内に供給した圧縮空気の圧力で前記ピストンを移動させることにより前記弁体が前記弁座から離間して開状態となり、さらに、モータの回転が減速変換手段によって当接部材の直線移動に変換されることにより、前記当接部材の停止位置と操作信号の関係を示す基準曲線に基づいて、前記当接部材が停止位置へ移動して停止されるように前記モータを操作し、前記ピストンが前記当接部材に突き当たることで前記弁体の弁開停止位置が決定されて流体の流量を調整する流量制御弁の制御方法において、前記ピストンが、弁閉に到達したことをオンからオフになること又はオフからオンになることで検出する検出手段を設け、前記検出手段がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値と基準原点に対応する操作信号値との差を個体差値とし、前記基準曲線を、前記個体差値によって補整することを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する流量制御弁の制御方法において、前記流量制御弁をオープンループ制御によって使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
すなわち、本発明の制御方法で制御される流量制御弁では、検出手段によってピストンが弁閉に到達したことが検出される。また、検出手段がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値を、基準原点に対応する操作信号値と比較して、個体差値として得ることができる。この個体差値によって基準曲線を補整すれば、当接部材の停止位置と操作信号との関係は、この補整された基準曲線に基づいて決定される。従って、検出手段の取付位置の誤差による個体差を、個体差値によって補整することができる。これにより、流量制御弁の個体差による誤差を減少させて、高精度な流量制御が可能となる。さらに、バネのセット荷重のばらつきによる個体差についても補整することができる。流体の流出時間が短時間で、応答性の問題からフィードバック制御が困難であり、オープンループ制御を行う場合には、特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態の制御方法によって制御される流量制御弁１の断面図を図１に示す。本発明の制御方法は、従来の技術の欄に記載した流量制御弁１を図示されないコントローラによって制御する方法である。流量制御弁１は、従来の技術で説明した流量制御弁１００に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６を取り付けたものである。その他の部分については流量制御弁１００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００１５】
図１に示すように、ナット１９の上面に２本の被検出子１９ａ，１９ｂが設けられ、ハウジング１４に設けられた孔を貫通して上方へ延びている。そして、ハウジング１４内には、カップリング１３を挟んで両側に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６が設けられる。原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６は、いずれも光学式スイッチであり、図２に示すように、被検出子１９ａ，１９ｂの先端部によって光が遮られることで、ナット１９の位置が検出される。
【００１６】
図示されないコントローラの記憶装置には、図７に示したような、流量制御弁１におけるパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係が記憶される。このグラフに表示された数値は例示であるが、復帰バネ２０，２１等の構成によって決定されるものであり、流量制御弁１に固有の関係であるので、図示されないコントローラの記憶装置に予め記憶させておくことができる。この流量制御弁１では、パイロット室５５内の空気圧力が、０．１６ＭＰａ以上となったときに、復帰バネ２０，２１の付勢力に抗してピストン２２が移動を始める。従って、この流量制御弁１では、ピストン２２が移動する直前の圧力である不動限界圧力は０．１５ＭＰａである。
【００１７】
また、流量制御弁１が操作されるときには、使用者によって弁開停止位置と弁開操作時間が指示される。図示されないコントローラは、記憶装置に記憶されているパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係から、指示された弁開停止位置まで弁開するための最小の空気圧である弁開空気圧を算出する。さらに、安定した弁開状態とするためにこれに０．０１ＭＰａを加えた圧力を目標空気圧とする。例えば、図７に示したように、弁開停止位置１．４ｍｍでは、弁開空気圧が０．２１ＭＰａ、目標空気圧が０．２２ＭＰａとなる。また、弁開停止位置２．６ｍｍでは、弁開空気圧０．２５ＭＰａ、目標空気圧０．２６ＭＰａとなる。
【００１８】
次に、図示されないコントローラは、不動限界圧力からパイロット室５５の空気圧を一定割合で上昇させ、使用者によって指示された弁開操作時間内に目標空気圧に到達させるため、空気圧の増加割合を算出する。すなわち、（単位時間あたりの空気圧増加量）＝（目標空気圧−不動限界圧力）／（弁開操作時間）として算出される。
【００１９】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、弁開動作を始める前に、図示されないコントローラはモータ１１を操作して、使用者によって指示された弁開停止位置へナット１９を移動させる。この流量制御弁１では、モータ１１はステッピングモータであるので、図示されないコントローラは、モータ１１に回転ステップ数に相当するパルスを入力することによって、モータ１１を精密に操作することができる。また、モータ１１の回転は、ギアボックス１５で減速され、軸５６とカップリング１３とを介してネジ１６の回転として伝達される。そして、ネジ１６の回転はナット１９の軸方向直線移動に変換されるので、図示されないコントローラは、モータ１１の回転ステップ数によってナット１９の位置を操作することができる。
【００２０】
ここで、ギアボックス１５や、ネジ１６とナット１９との間等の減速変換手段にはバックラッシュがあり、モータ１１を精密に操作しても、ナット１９の位置にはバックラッシュによる誤差が発生する。バックラッシュはモータ１１の回転方向に拘わらずほぼ同じであり、モータ１１を停止する前には、いつも同じ所定の回転方向に回転させてから停止することで打ち消すことができる。そのために、指定された弁開停止位置へナット１９を移動させるためのモータ１１の回転方向が、その所定方向の逆方向である場合には、モータ１１を余分に回転させてナット１９に停止位置を通過させてから、その余分に回転したステップ数だけ所定方向へ回転させる。余分に回転させるステップ数は、バックラッシュによってモータ１１を回転させてもナット１９が移動しないモータ１１の回転量より十分に大きく、流量制御弁１の構成によって固有の値として図示されないコントローラの記憶装置に記憶させておく。
【００２１】
例えば、流量制御弁１のバックラッシュが約５０ステップ分であるとすると、図示されないコントローラの記憶装置には、バックラッシュを打ち消すための回転量として１００ステップを記憶させる。また、所定の回転方向としてモータ１１のステップ数を増大する方向の正回転を設定する。これらから、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の正回転方向であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数分のパルスをモータ１１に出力する。一方、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の逆回転方向であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数＋バックラッシュを打ち消すための１００ステップ分の逆回転方向のパルスをモータ１１に出力する。そして、その後、１００ステップ分の正回転方向パルスを出力する。
【００２２】
例えば、モータ１１のステップ数で１０００ステップ位置にあるナット１９を２０００ステップ位置へ移動する場合は、図示されないコントローラは正回転１０００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力し、モータ１１は１０００ステップ分の正回転をして停止する。一方、２０００ステップ位置にあるナット１９を１０００ステップ位置へ移動する場合には、図示されないコントローラは、移動量より１００ステップ分余分の逆回転１１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１１００ステップ分の逆回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。その後、図示されないコントローラは、正回転１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１００ステップ分の正回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。この２回の５０パルス分のバックラッシュは互いに逆方向であるので打ち消される。これによって、正回転と逆回転のどちらの場合もバックラッシュによる誤差がなく、ナット１９の位置の精密な制御が可能であるので、弁開停止位置が精密に制御される。
【００２３】
次に、流量制御弁１の弁開動作について説明する。図３に、本発明を具体化した制御方法によって操作されたパイロット室５５内の空気圧力の変化を表すグラフ図を示す。本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、図示されないコントローラは、使用者による弁開動作開始の指示とともに、電空レギュレータ部３１を操作し、パイロット室５５の空気圧力を不動限界圧力まで上昇させる。ここでは不動限界圧力が０．１５ＭＰａであるので、図示されないコントローラは電空レギュレータ部３１に、パイロット室５５の空気圧力０．１５ＭＰａに対応する電気信号を入力する。
【００２４】
続いて、予め算出した単位時間あたりの空気圧増加量に相当する割合で、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を増加させる。図３には、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６１と、弁開操作時間２秒で弁開停止位置１．４ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６２とを示す。図３に示すように、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合は、２秒間のうちにパイロット室５５を不動限界圧力０．１５ＭＰａから目標空気圧０．２６ＭＰａまで上昇させるように、図示されないコントローラは、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を変化させる。
【００２５】
この流量制御弁１は、パイロット室５５の圧力が（不動限界圧力＋０．０１ＭＰａ）〜弁開空気圧の範囲でピストン２２が移動する。例えば、弁開停止位置２．６ｍｍでは、０．１６〜０．２５ＭＰａの範囲がピストン２２の移動可能な圧力である。一方、この流量制御弁１の制御方法によれば、図３のグラフ６１に示すように、パイロット室５５の空気圧力をまず０．１６ＭＰａにしてから弁開操作時間でゆっくり上昇させる。従って、使用者による弁開動作開始の指示からごく短時間で、実際にピストン２２が移動可能な０．１６ＭＰａとなるので、弁開動作の立ち上がりが速くなった。また、ピストン２２とともにダイアフラム２４が移動して制御流体の流量が変更される時間は、図３に示すように、時間ＴＣとなる。従来は図６に示すように時間ＴＡであったことと比べると、弁開操作時間２秒のうち実際にピストン２２とダイアフラム２４とが移動している時間が長くなり、制御流体の流量をより緩やかに増大させることができた。また、弁開停止位置１．４ｍｍの場合は従来の時間ＴＢに比較して時間ＴＤとなり、さらに効果的である。
【００２６】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１では、ナット１９の移動範囲の上下限位置である原点位置と調整限度点を検出するために、それぞれ原点スイッチ２５と調整限度点スイッチ２６とが設けられている（図１参照）。そして、ナット１９を原点（あるいは、調整限度点）へ復帰する際には、モータ１１を回転させて、この原点スイッチ２５（あるいは調整限度点スイッチ２６）によって検出される原点位置（あるいは、調整限度点位置）へ移動する。このとき、ナット１９を弁開停止位置へ移動させる場合と同様に所定方向へ回転させることで、バックラッシュが打ち消される。またあるいは、スイッチに応差がある場合には、その応差も同時に打ち消される。
【００２７】
具体的には、例えば、ナット１９の原点を検出する場合について説明する。モータ１１の回転の所定方向が、ナット１９を原点に近づける方向である場合には、モータ１１の所定方向回転によってナット１９が原点に近づき、原点スイッチ２５がＯＮとなったところで停止する。一方、モータ１１の回転の所定方向が、ナット１９を原点から遠ざける方向である場合には、モータ１１の所定方向の逆方向回転によってナット１９が原点に近づき、原点スイッチ２５がＯＮとなったところでモータ１１を反転させ、モータ１１を所定方向に回転させて、原点スイッチ２５がＯＦＦとなったところで停止する。
【００２８】
これによって、モータ１１の原点（あるいは、調整限度点）を検出することができるとともに、ナット１９の原点位置（あるいは、調整限度点位置）への移動時にもバックラッシュによる誤差や検出スイッチの応差が発生しない。また、流量制御弁１の使用時に、ナット１９の位置が原点や調整限度点に達したことを検出したり、さらに原点や調整限度点を超えて移動するように指示された場合、図示されないコントローラは、使用者に警告を表示するとともにそれ以上の移動は行わない。
【００２９】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１としてステッピングモータを使用しており、これは通電時の発熱量が比較的大きい。そのため、ナット１９を所望の停止位置に停止させた後は、図示されないコントローラは、モータ１１の通電を遮断する。これによって、制御流体の液温が上昇することを防止する。
【００３０】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１を操作するために、図示されないコントローラによりパルス等の操作信号が送出される。この操作信号によってモータ１１が操作され、その結果、ナット１９が移動して停止する。電空レギュレータ部３１によってパイロット室５５の空気圧力が上昇されれば、ピストン２２がナット１９に当接されるので、このナット１９の停止位置は弁の開度に対応する。この弁の開度とモータ１１への操作信号との関係を図４に示す。
【００３１】
モータ１１の基準位置に相当する原点は原点スイッチ２５によって検出されるものであり、原点スイッチ２５の取付精度によっていくらかの個体差が生じることは避けられない。原点スイッチ２５の取付位置が基準位置である場合の、操作信号と弁の開度との関係は、図４に実線で示した基準曲線Ｌ１である。それに対して、原点スイッチ２５の取付位置の精度により、モータ１１の原点位置がずれた場合、例えば、図４に示したサンプル曲線Ｌ２，Ｌ３のようになることがある。この各サンプル曲線Ｌ２，Ｌ３と基準曲線Ｌ１との差を、測定して個体差値ｋ１，ｋ２を求める。このずれは、原点スイッチ２５の取付位置のずれに由来するものであり、操作信号に対する弁の開度の増加量（グラフの傾き）はどの流量制御弁１についても同じである。
【００３２】
各流量制御弁１を制御する場合には、基準の操作信号に対して測定された個体差値ｋ１，ｋ２を加減する。サンプル曲線Ｌ２のように、原点スイッチ２５の取付位置がやや上方で、基準値より小さい操作信号でも弁が開放される場合には、操作信号＝（基準操作信号−個体差値ｋ１）によって操作する。また、サンプル曲線Ｌ３のように、原点スイッチ２５の取付位置がやや下方で、基準値より大きい操作信号でなければ弁が開放しない場合には、操作信号＝（基準操作信号＋個体差値ｋ２）によって操作する。これらの個体差値ｋ１，ｋ２を符号付きで各流量制御弁１に明記しておくことにより、個体差を減少させた制御が可能となる。特に、オープンループ制御で使用する場合においても、高精度な流量制御ができる。
【００３３】
以上詳細に説明したように本実施の形態の流量制御弁１の制御方法によれば、電空レギュレータ部３１を操作してパイロット室５５内に供給される圧縮空気の圧力でピストン２２が移動されて弁開する流量制御弁１に対して、弁開動作の開始とともに、パイロット室５５内へ供給される圧縮空気の圧力を調整して、パイロット室５５内が不動限界圧力となるように電空レギュレータ部３１を操作する。この不動限界圧力は、復帰バネ２０の付勢力に抗してピストン２２が移動する直前の空気圧であるので、このままではピストン２２は移動しないが、さらにわずかでも空気圧が上昇されればピストン２２は即座に移動を開始する。続いて、パイロット室５５内の空気圧力を増加させて、所望される弁開操作時間において所望される弁開停止位置にピストン２２が達するように、電空レギュレータ部３１を操作する。従って、弁開動作の開始からごく短時間でピストン２２及びダイアフラム２４の移動が開始されるとともに、弁開操作時間の終了の直前に弁開停止位置となるようにすることができ、弁開操作時間のほとんどの部分を実際にダイアフラム２４が移動している時間とすることができる。これにより、弁開動作の立ち上がりが速く、弁開操作時間のうち実際にピストン２２及びダイアフラム２４が移動している時間を長くすることができるので、流量制御の信頼性を向上させることができた。
【００３４】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、モータ１１を操作してナット１９を停止位置へ移動させ、ナット１９にピストン２２が突き当たることで弁開停止位置が決定される。そこで、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータ１１の回転方向が所定方向である場合には、モータ１１を所定方向へ回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータは所定方向へ回転してから停止する。一方、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータの回転方向が所定方向の逆方向である場合には、モータ１１を逆方向へ回転させてナット１９に停止位置を通過させ、さらに、モータ１１を所定方向に回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータ１１は所定方向に回転してから停止する。従って、いずれの場合にも、モータ１１は所定方向に回転されてから停止されるので、回転方向の変化によるバックラッシュは打ち消され、バックラッシュによる誤差をなくしてナット１９を精密に位置決めできる。これにより、バックラッシュの影響を減少させて、高精度な流量制御が可能となった。
【００３５】
また、ナット１９の停止位置として、移動可能範囲の両端に位置する原点や調整限度点が含まれ、同様の制御方法でモータ１１は所定方向に回転して停止される。これにより、原点や調整限度点にナット１９を停止させるときにも、同様にバックラッシュによる誤差をなくすことができる。また、原点や調整限度点を検出するために、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６を設ければ、当接部材がその位置に到達したことを正確に検出することができる。一方、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６を設けた場合、それらスイッチの応差が発生するが、この点でも、モータ１１を所定方向に回転して停止することが有効となる。すなわち、それらの原点または調整限度点へのナット１９の移動が、モータ１１の所定方向回転であれば原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６がナット１９を検出したときにモータ１１を停止する。あるいは、モータ１１の所定方向の逆方向回転であれば、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６がナット１９を検出したときにモータ１１をそれまでの逆方向（すなわち所定方向）へ回転させ、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６がナット１９を検出しなくなったときにモータ１１を停止させる。このようにしてモータ１１を所定方向に回転して停止することで、検出手段の応差を打ち消すことができる。また、ナット１９を停止位置に停止させた後は、モータ１１への通電を遮断するので、モータ１１の発熱を防止し、制御流体の液温の上昇を防止することができる。
【００３６】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、原点スイッチ２５によってナット１９が原点に到達したことが検出される。また、原点スイッチ２５がナット１９を検出したときの操作信号値を、基準原点に対応する操作信号値と比較して、個体差値ｋ１，ｋ２として得ることができる。この個体差値によって基準曲線Ｌ１を補整すれば、ナット１９の停止位置と操作信号との関係は、この補整された基準曲線に基づいて決定される。従って、原点スイッチ２５の取付位置の誤差による個体差を、個体差値ｋ１，ｋ２によって補整することができる。これにより、流量制御弁１の個体差による誤差を減少させて、高精度な流量制御が可能となる。流体の流出時間が短時間で、応答性の問題からフィードバック制御が困難であり、オープンループ制御を行う場合には、特に有効である。
【００３７】
また、上記とは別の実施の形態の制御方法によって制御される流量制御弁１の断面図を図８に示す。本発明の制御方法は、従来の技術の欄に記載した流量制御弁１を図示されないコントローラによって制御する方法である。流量制御弁１は、従来の技術で説明した流量制御弁１００に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６を取り付けたものである。その他の部分については流量制御弁１００と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３８】
図８に示すように、ナット１９の上面に２本の被検出子１９ａ，１９ｂが設けられ、ハウジング１４に設けられた孔を貫通して上方へ延びている。そして、ハウジング１４内には、カップリング１３を挟んで両側に原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６が設けられる。原点スイッチ２５及び調整限度点スイッチ２６は、いずれも光学式スイッチであり、図９に示すように、被検出子１９ａ，１９ｂの先端部によって光が遮られることで、ナット１９の位置が検出される。この原点スイッチ２５が、請求項１に記載の検出手段に相当する。
尚、被検出子１９ａは、原点スイッチ２５より下に離れる構造をとることはない。
【００３９】
図示されないコントローラの記憶装置には、図７に示したような、流量制御弁１におけるパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係が記憶される。このグラフに表示された数値は例示であるが、復帰バネ２０，２１等の構成によって決定されるものであり、流量制御弁１に固有の関係であるので、図示されないコントローラの記憶装置に予め記憶させておくことができる。この流量制御弁１では、パイロット室５５内の空気圧力が、０．１６ＭＰａ以上となったときに、復帰バネ２０，２１の付勢力に抗してピストン２２が移動を始める。従って、この流量制御弁１では、ピストン２２が移動する直前の圧力である不動限界圧力は０．１５ＭＰａである。
【００４０】
また、流量制御弁１が操作されるときには、使用者によって弁開停止位置と弁開操作時間が指示される。図示されないコントローラは、記憶装置に記憶されているパイロット室５５の空気圧力とピストン２２のストロークとの関係から、指示された弁開停止位置まで弁開するための最小の空気圧である弁開空気圧を算出する。さらに、安定した弁開状態とするためにこれに０．０１ＭＰａを加えた圧力を目標空気圧とする。例えば、図７に示したように、弁開停止位置１．４ｍｍでは、弁開空気圧が０．２１ＭＰａ、目標空気圧が０．２２ＭＰａとなる。また、弁開停止位置２．６ｍｍでは、弁開空気圧０．２５ＭＰａ、目標空気圧０．２６ＭＰａとなる。
【００４１】
次に、図示されないコントローラは、不動限界圧力からパイロット室５５の空気圧を一定割合で上昇させ、使用者によって指示された弁開操作時間内に目標空気圧に到達させるため、空気圧の増加割合を算出する。すなわち、（単位時間あたりの空気圧増加量）＝（目標空気圧−不動限界圧力）／（弁開操作時間）として算出される。
【００４２】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、弁開動作を始める前に、図示されないコントローラはモータ１１を操作して、使用者によって指示された弁開停止位置へナット１９を移動させる。この流量制御弁１では、モータ１１はステッピングモータであるので、図示されないコントローラは、モータ１１に回転ステップ数に相当するパルスを入力することによって、モータ１１を精密に操作することができる。また、モータ１１の回転は、ギアボックス１５で減速され、軸５６とカップリング１３とを介してネジ１６の回転として伝達される。そして、ネジ１６の回転はナット１９の軸方向直線移動に変換されるので、図示されないコントローラは、モータ１１の回転ステップ数によってナット１９の位置を操作することができる。
【００４３】
ここで、ギアボックス１５や、ネジ１６とナット１９との間等の減速変換手段にはバックラッシュがあり、モータ１１を精密に操作しても、ナット１９の位置にはバックラッシュによる誤差が発生する。バックラッシュはモータ１１の回転方向に拘わらずほぼ同じであり、モータ１１を停止する前には、いつも同じ所定の回転方向に回転させてから停止することで打ち消すことができる。そのために、指定された弁開停止位置へナット１９を移動させるためのモータ１１の回転方向が、その所定方向の逆方向である場合には、モータ１１を余分に回転させてナット１９に停止位置を通過させてから、その余分に回転したステップ数だけ所定方向へ回転させる。余分に回転させるステップ数は、バックラッシュによってモータ１１を回転させてもナット１９が移動しないモータ１１の回転量より十分に大きく、流量制御弁１の構成によって固有の値として図示されないコントローラの記憶装置に記憶させておく。
【００４４】
例えば、流量制御弁１のバックラッシュが約５０ステップ分であるとすると、図示されないコントローラの記憶装置には、バックラッシュを打ち消すための回転量として１００ステップを記憶させる。また、所定の回転方向としてモータ１１のステップ数を増大する方向の正回転を設定する。これらから、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の正回転方向（ナット１９を上へ移動させる方向）であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数分のパルスをモータ１１に出力する。一方、ナット１９を弁開停止位置へ移動させるための移動方向がモータ１１の逆回転方向（ナット１９を下へ移動させる方向）であれば、図示されないコントローラは、ナット１９の移動距離に応じたステップ数＋バックラッシュを打ち消すための１００ステップ分の逆回転方向のパルスをモータ１１に出力する。そして、その後、１００ステップ分の正回転方向パルスを出力する。
【００４５】
例えば、モータ１１のステップ数で１０００ステップ位置にあるナット１９を２０００ステップ位置へ移動する場合は、図示されないコントローラは正回転１０００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力し、モータ１１は１０００ステップ分の正回転をして停止する。一方、２０００ステップ位置にあるナット１９を１０００ステップ位置へ移動する場合には、図示されないコントローラは、移動量より１００ステップ分余分の逆回転１１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１１００ステップ分の逆回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。その後、図示されないコントローラは、正回転１００ステップ分のパルスをモータ１１へ出力する。そのため、モータ１１は１００ステップ分の正回転をするが、そのうちに約５０ステップ分のバックラッシュが含まれる。この２回の５０パルス分のバックラッシュは互いに逆方向であるので打ち消される。これによって、正回転と逆回転のどちらの場合もバックラッシュによる誤差がなく、ナット１９の位置の精密な制御が可能であるので、弁開停止位置が精密に制御される。
【００４６】
次に、流量制御弁１の弁開動作について説明する。図１０に、本発明を具体化した制御方法によって操作されたパイロット室５５内の空気圧力の変化を表すグラフ図を示す。本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、図示されないコントローラは、使用者による弁開動作開始の指示とともに、電空レギュレータ部３１を操作し、パイロット室５５の空気圧力を不動限界圧力まで上昇させる。ここでは不動限界圧力が０．１５ＭＰａであるので、図示されないコントローラは電空レギュレータ部３１に、パイロット室５５の空気圧力０．１５ＭＰａに対応する電気信号を入力する。
【００４７】
続いて、予め算出した単位時間あたりの空気圧増加量に相当する割合で、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を増加させる。図１０には、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６１と、弁開操作時間２秒で弁開停止位置１．４ｍｍの場合のパイロット室５５の空気圧の変化を表すグラフ６２とを示す。図１０に示すように、弁開操作時間２秒で弁開停止位置２．６ｍｍの場合は、２秒間のうちにパイロット室５５を不動限界圧力０．１５ＭＰａから目標空気圧０．２６ＭＰａまで上昇させるように、図示されないコントローラは、電空レギュレータ部３１に入力する電気信号を変化させる。
【００４８】
この流量制御弁１は、パイロット室５５の圧力が（不動限界圧力＋０．０１ＭＰａ）〜弁開空気圧の範囲でピストン２２が移動する。例えば、弁開停止位置２．６ｍｍでは、０．１６〜０．２５ＭＰａの範囲がピストン２２の移動可能な圧力である。一方、この流量制御弁１の制御方法によれば、図１０のグラフ６１に示すように、パイロット室５５の空気圧力をまず０．１６ＭＰａにしてから弁開操作時間でゆっくり上昇させる。従って、使用者による弁開動作開始の指示からごく短時間で、実際にピストン２２が移動可能な０．１６ＭＰａとなるので、弁開動作の立ち上がりが速くなった。また、ピストン２２とともにダイアフラム２４が移動して制御流体の流量が変更される時間は、図１０に示すように、時間ＴＣとなる。従来は図６に示すように時間ＴＡであったことと比べると、弁開操作時間２秒のうち実際にピストン２２とダイアフラム２４とが移動している時間が長くなり、制御流体の流量をより緩やかに増大させることができた。また、弁開停止位置１．４ｍｍの場合は従来の時間ＴＢに比較して時間ＴＤとなり、さらに効果的である。
【００４９】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１では、ナット１９の移動範囲の上下限位置である原点位置と調整限度点を検出するために、それぞれ原点スイッチ２５と調整限度点スイッチ２６とが設けられている（図８参照）。そして、ナット１９を原点（あるいは、調整限度点）へ復帰する際には、モータ１１を回転させて、この原点スイッチ２５（あるいは調整限度点スイッチ２６）によって検出される原点位置（あるいは、調整限度点位置）へ移動する。特に、ナット１９を原点に復帰させる際には、ナット１９を弁開停止位置へ移動させる場合と同様に所定方向へ回転させることで、バックラッシュが打ち消される。また、スイッチに応差がある場合には、その応差も同時に打ち消される。
【００５０】
具体的には、ナット１９の原点を検出する場合について説明する。図１５（ａ）に示すように、原点スイッチ２５がＯＦＦとなっている場合には、ナット１９を下へ移動させる方向にモータ１１を回転させ、原点スイッチ２５がＯＮとなっところで、バックラッシュを打ち消すために更に１００ステップ分、ナット１９を下へ移動させる方向にモータ１１を回転させる。その後、ナット１９を上へ移動させる方向に、モータ１１を回転させ、原点スイッチ２５がオフになったところで停止させる。
また、図１５（ｂ）に示すように、原点スイッチ２５がＯＮとになっている場合には、先ず、バックラッシュを打ち消すために１００ステップ分、ナット１９を下へ移動させる方向にモータ１１を回転させる。その後、ナット１９を上へ移動させる方向に、モータ１１を回転させ、原点スイッチ２５がオフになったところで停止させる。
また、ナット１９の調整限度点を検出する場合について説明する。モータ１１の回転によってナット１９が調整限度点に近づき、調整限度点スイッチ２６がＯＮになったところで停止させる。
【００５１】
これによって、モータ１１の原点（あるいは、調整限度点）を検出することができるとともに、ナット１９の原点位置への移動時にもバックラッシュによる誤差や検出スイッチの応差が発生しない。また、流量制御弁１の使用時に、ナット１９の位置が原点や調整限度点に達したことを検出したり、さらに原点や調整限度点を超えて移動するように指示された場合、図示されないコントローラは、使用者に警告を表示するとともにそれ以上の移動は行わない。
【００５２】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１としてステッピングモータを使用しており、これは通電時の発熱量が比較的大きい。そのため、ナット１９を所望の停止位置に停止させた後は、図示されないコントローラは、モータ１１の通電を遮断する。これによって、制御流体の液温が上昇することを防止する。
【００５３】
さらに、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、モータ１１を操作するために、図示されないコントローラによりパルス等の操作信号が送出される。この操作信号によってモータ１１が操作され、その結果、ナット１９が移動して停止する。電空レギュレータ部３１によってパイロット室５５の空気圧力が上昇されれば、ピストン２２がナット１９に当接されるので、このナット１９の停止位置は弁の開度に対応する。この弁の開度と電空レギュレータ部３１への操作信号との関係を図１１に示す。
【００５４】
操作信号と弁の開度には、復帰バネ２０の荷重のばらつき等により、いくらかの個体差が生じることは避けられない。操作信号と弁の開度との関係は、図１１に実線で示した基準直線Ｌ１である。それに対して、復帰バネ２０の荷重のばらつき等により、例えば、図４に示したサンプル曲線Ｌ２，Ｌ３のようになることがある。この各サンプル曲線Ｌ２，Ｌ３と基準曲線Ｌ１との差を測定して、個体差ｋ１，ｋ２を求める。このずれは、復帰バネ２０の荷重のばらつきの影響が大きい場合が多く、操作信号に対する弁の開度の増加量（グラフの傾き）は操作信号に対する弁の開度の増加量（グラフの傾き）はどの流量制御弁１についても同じである。
【００５５】
各流量制御弁１を制御する場合には、基準の操作信号に対して測定された個体差値ｋ１，ｋ２を加減する。サンプル曲線Ｌ２のように、復帰バネ２０のセット荷重がやや小さく、基準値より小さい操作信号でも弁が開放される場合には、操作信号＝（基準操作信号−個体差値ｋ１）によって操作する。また、サンプル曲線Ｌ３のように、復帰バネ２０のセット荷重がやや大きく、基準値より大きい操作信号でなければ弁が開放しない場合には、操作信号＝（基準操作信号＋個体差値ｋ２）によって操作する。これらの個体差値ｋ１，ｋ２を符号付きで各流量制御弁１に明記しておくことにより、個体差を減少させた制御が可能となる。特に、オープンループ制御で使用する場合においても、高精度な流量制御ができる。
【００５６】
以上詳細に説明したように本実施の形態の流量制御弁１の制御方法によれば、電空レギュレータ部３１を操作してパイロット室５５内に供給される圧縮空気の圧力でピストン２２が移動されて弁開する流量制御弁１に対して、弁開動作の開始とともに、パイロット室５５内へ供給される圧縮空気の圧力を調整して、パイロット室５５内が不動限界圧力となるように電空レギュレータ部３１を操作する。この不動限界圧力は、復帰バネ２０の付勢力に抗してピストン２２が移動する直前の空気圧であるので、このままではピストン２２は移動しないが、さらにわずかでも空気圧が上昇されればピストン２２は即座に移動を開始する。続いて、パイロット室５５内の空気圧力を増加させて、所望される弁開操作時間において所望される弁開停止位置にピストン２２が達するように、電空レギュレータ部３１を操作する。従って、弁開動作の開始からごく短時間でピストン２２及びダイアフラム２４の移動が開始されるとともに、弁開操作時間の終了の直前に弁開停止位置となるようにすることができ、弁開操作時間のほとんどの部分を実際にダイアフラム２４が移動している時間とすることができる。これにより、弁開動作の立ち上がりが速く、弁開操作時間のうち実際にピストン２２及びダイアフラム２４が移動している時間を長くすることができるので、流量制御の信頼性を向上させることができた。
【００５７】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、モータ１１を操作してナット１９を停止位置へ移動させ、ナット１９にピストン２２が突き当たることで弁開停止位置が決定される。そこで、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータ１１の回転方向がナット１９を上へ移動させる方向である場合には、モータ１１を当該方向へ回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータは当該方向へ回転してから停止する。一方、ナット１９を停止位置へ移動するためのモータの回転方向がナット１９を下へ移動させる方向である場合には、モータ１１を当該方向へ回転させてナット１９に停止位置を通過させ、さらに、モータ１１を当該方向とは反対方向に回転させてナット１９を停止位置に停止させるので、停止時にはモータ１１は当該方向とは反対方向に回転してから停止する。従って、いずれの場合にも、モータ１１は所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）に回転されてから停止されるので、回転方向の変化によるバックラッシュは打ち消され、バックラッシュによる誤差をなくしてナット１９を精密に位置決めできる。これにより、バックラッシュの影響を減少させて、高精度な流量制御が可能となった。
【００５８】
また、ナット１９の停止位置として、移動可能範囲の両端に位置する原点が含まれ、同様の制御方法でモータ１１は所定方向に回転して停止される。これにより、原点にナット１９を停止させるときにも、同様にバックラッシュによる誤差をなくすことができる。また、原点や調整限度点を検出するために、原点スイッチ２５または調整限度点スイッチ２６を設ければ、当接部材がその位置に到達したことを正確に検出することができる。一方、原点スイッチ２５を設けた場合、そのスイッチの応差が発生するが、この点でも、モータ１１を所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）に回転して停止することが有効となる。すなわち、それらの原点へのナット１９の移動が、モータ１１の所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）の回転であれば原点スイッチ２５がナット１９を検出しなくなったときにモータ１１を停止する。あるいは、モータ１１の所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）の逆方向（ナット１９を下へ移動させる方向）の回転であれば、原点スイッチ２５がナット１９を検出した後でモータ１１が所定量回転したときにモータ１１の回転を反転させ、原点スイッチ２５がナット１９を検出しなくなったときにモータ１１を停止させる。このようにしてモータ１１を所定方向（ナット１９を上へ移動させる方向）に回転して停止することで、検出手段の応差を打ち消すことができる。また、ナット１９を停止位置に停止させた後は、モータ１１への通電を遮断するので、モータ１１の発熱を防止し、制御流体の液温の上昇を防止することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態の制御方法で制御される流量制御弁１では、原点スイッチ２５によってナット１９が原点に到達したことが検出される。また、原点スイッチ２５がナット１９を検出したときの操作信号値を、基準原点に対応する操作信号値と比較して、個体差値ｋ１，ｋ２として得ることができる。この個体差値によって基準曲線Ｌ１を補整すれば、ナット１９の停止位置と操作信号との関係は、この補整された基準曲線に基づいて決定される。従って、バネのセット荷重のばらつきによる個体差を、個体差値ｋ１，ｋ２によって補整することができる。これにより、流量制御弁１の個体差による誤差を減少させて、高精度な流量制御が可能となる。流体の流出時間が短時間で、応答性の問題からフィードバック制御が困難であり、オープンループ制御を行う場合には、特に有効である。
【００６０】
また、本実施の形態の流量制御弁１のモータ１１は、２相励磁であるために、図１２に示すように、２つのコイルＶ１，Ｖ２があり、それらのコイルＶ１，Ｖ２に流れる電流の向きｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４により、位相は、図１３に示すように、４通りの組合せに分けることができる。すなわち、ｒ１ｒ３→ｒ１ｒ４→ｒ２ｒ４→ｒ２ｒ３→ｒ１ｒ３→…のように連続して位相を変えることにより、モータ１１を回転させることができ、例えば、１ステップ動作させる場合には位相を１つ、２ステップ動作させる場合には位相を２つ、回転方向に応じてずらしていく。従って、図示されないコントローラは、ステップ数と位相により、ナット１９の停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することができる。この点、図示されないコントローラの記憶装置には、ステップ数と位相が記憶されており、再度電源が投入された場合でも、図１４に示すように、ナット１９の停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することができる。
【００６１】
また、ナット１９を原点に復帰させる場合、図示されないコントローラは、モータ１１を回転させる際には、ステップ数をカウントしており、カウントされたステップ数が所定値を越えた時には、使用者に警告を表示するとともに、モータ１１の回転を停止させる（例えば、図１５（ｂ）のｄからｅが該当）。
【００６２】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、図示されないコントローラの記憶装置には、ステップ数と位相が記憶されており、再度電源が投入された場合でも、ナット１９の停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することができる。従って、再度電源を投入した場合でも、当該停止位置にナット１９を停止させるようにモータ１１を操作することができるので、移動可能範囲を超えて、ナット１９ひいてはピストン２２及びダイアフラム２４の弁開停止位置を移動させるようなことは起こらない。また、図示されないコントローラの電源投入時の位相とモータ１１の位相が同一になるため、図示されないコントローラの電源投入時の位相にまで、モータ１１が動作することは起こらない。
【００６３】
また、本実施の形態の流量制御弁１の制御方法では、ナット１９を原点へ復帰する際には、モータ１１を回転させて、この原点スイッチ２５のＯＮ・ＯＦＦによって検出される原点位置へ移動する。この点、図示されないコントローラは、モータ１１を回転させる際には、ステップ数をカウントしており、カウントされたステップ数が所定値を越えた時には、使用者に警告を表示するとともに、モータ１１の回転を停止させている（図１５（ｂ）のｄからｅが該当）。従って、原点スイッチ２５が機能しなくなっても、モータ１１の回転を自動的に停止させることができる。
【００６４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の流量制御弁を示した断面図である。
【図２】原点スイッチ部分を示した図である。
【図３】本発明の流量制御弁の制御方法によるパイロット室の空気圧力の変化を示したグラフ図である。
【図４】本発明の流量制御弁の制御方法による操作信号と弁の開度との関係を示したグラフ図である。
【図５】従来の流量制御弁を示した断面図である。
【図６】従来の流量制御弁の制御方法によるパイロット室の空気圧力の変化を示したグラフ図である。
【図７】流量制御弁の特性を示したグラフ図である。
【図８】本発明の流量制御弁を示した断面図である。
【図９】原点スイッチ部分を示した図である。
【図１０】本発明の流量制御弁の制御方法によるパイロット室の空気圧力の変化を示したグラフ図である。
【図１１】本発明の流量制御弁の制御方法による操作信号と弁の開度との関係を示したグラフ図である。
【図１２】本発明の流量制御弁のモータの構成を示した概略図である。
【図１３】本発明の流量制御弁のモータの位相の組合せを示した図である。
【図１４】本発明の流量制御弁において、再度電源が投入された際に、ナットの停止位置が原点に対して、どの位置にあるのかを把握することを示した概念図である。
【図１５】本発明の制御弁において、ナットの原点復帰の際のナットの移動（モータの回転）について説明した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 流量制御弁
１１ モータ
１９ ナット
２０ 復帰バネ
２２ ピストン
２４ ダイアフラム
２５ 原点スイッチ
２６ 調整限度点スイッチ
３１ 電空レギュレータ部
５４ 弁座
５５ パイロット室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの先端に設けられた弁体がバネの付勢力により弁座に密接して閉状態となる一方、パイロット室内に供給した圧縮空気の圧力で前記ピストンを移動させることにより前記弁体が前記弁座から離間して開状態となり、さらに、モータの回転が減速変換手段によって当接部材の直線移動に変換されることにより、前記当接部材の停止位置と操作信号の関係を示す基準曲線に基づいて、前記当接部材が停止位置へ移動して停止されるように前記モータを操作し、前記ピストンが前記当接部材に突き当たることで前記弁体の弁開停止位置が決定されて流体の流量を調整する流量制御弁の制御方法において、
前記ピストンが、弁閉に到達したことをオンからオフになること又はオフからオンになることで検出する検出手段を設け、
前記検出手段がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値と基準原点に対応する操作信号値との差を個体差値とし、
前記基準曲線を、前記個体差値によって補整することを特徴とする流量制御弁の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載する流量制御弁の制御方法において、
前記流量制御弁をオープンループ制御によって使用することを特徴とする流量制御弁の制御方法。
【請求項１】
ピストンの先端に設けられた弁体がバネの付勢力により弁座に密接して閉状態となる一方、パイロット室内に供給した圧縮空気の圧力で前記ピストンを移動させることにより前記弁体が前記弁座から離間して開状態となり、さらに、モータの回転が減速変換手段によって当接部材の直線移動に変換されることにより、前記当接部材の停止位置と操作信号の関係を示す基準曲線に基づいて、前記当接部材が停止位置へ移動して停止されるように前記モータを操作し、前記ピストンが前記当接部材に突き当たることで前記弁体の弁開停止位置が決定されて流体の流量を調整する流量制御弁の制御方法において、
前記ピストンが、弁閉に到達したことをオンからオフになること又はオフからオンになることで検出する検出手段を設け、
前記検出手段がオンからオフになった又はオフからオンになったときの操作信号値と基準原点に対応する操作信号値との差を個体差値とし、
前記基準曲線を、前記個体差値によって補整することを特徴とする流量制御弁の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載する流量制御弁の制御方法において、
前記流量制御弁をオープンループ制御によって使用することを特徴とする流量制御弁の制御方法。
【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】
【公開番号】特開２００７−２７８５１４（Ｐ２００７−２７８５１４Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５０２８６（Ｐ２００７−１５０２８６）
【出願日】平成１９年６月６日（２００７．６．６）
【分割の表示】特願２００２−３７１２１１（Ｐ２００２−３７１２１１）の分割
【原出願日】平成１４年１２月２４日（２００２．１２．２４）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月６日（２００７．６．６）
【分割の表示】特願２００２−３７１２１１（Ｐ２００２−３７１２１１）の分割
【原出願日】平成１４年１２月２４日（２００２．１２．２４）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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