阅读说明：本技术 流量控制阀以及使用该流量控制阀的温度控制装置 (Flow control valve and the temperature control equipment for using the flow control valve ) 是由 小野茂彦 平冈克通 于 2018-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种流量控制阀以及使用该流量控制阀的温度控制装置,该流量控制阀与不具备以局部缩小阀芯和与该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置的间隙缩小部的流量控制阀相比,可以抑制该流量控制阀全闭时的流体的泄漏。流量控制阀具备：阀主体,所述阀主体具有阀座,所述阀座由圆柱形状的空间构成并且形成有供流体流通的单个或多个截面呈矩形的阀口；阀芯,所述阀芯为圆筒形状,以对所述阀口进行开闭的方式旋转自如地配置在所述阀主体的阀座内,并且所述阀芯的开口部在外周面开口；间隙缩小部,所述间隙缩小部以局部缩小所述阀芯和该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置；以及驱动机构,所述驱动机构驱动所述阀芯旋转。(The present invention provides a kind of flow control valve and the temperature control equipment using the flow control valve, the flow control valve is not the same as having the leakage of the fluid when flow control valve can be inhibited fully closed compared with subcontract spool and the flow control valve in the gap shrinks portion being arranged in a manner of the gap between the opposite component of the spool.Flow control valve has: valve body, and the valve body has valve seat, and the valve seat is made of the space of cylindrical shape and is formed with the valve port of the single or multiple rectangular in cross-section for fluid circulation；Spool, the spool are cylindrical shape, are rotatably freely configured in the valve seat of the valve body in such a way that the valve port is opened and closed, and the opening portion of the spool is open in outer peripheral surface；Gap shrinks portion is arranged in a manner of the gap between the opposite component of gap shrinks portion spool and the spool described in the subcontract；And driving mechanism, the driving mechanism drive the Spool rotating.)

流量控制阀以及使用该流量控制阀的温度控制装置

技术领域

本发明涉及流量控制阀以及使用该流量控制阀的温度控制装置。

背景技术

以往，作为与流量控制阀相关的技术，本申请人已经提出了专利文献1等中公开的技术。

专利文献1中的流量控制阀构成为具备：阀主体，所述阀主体具有阀座，所述阀座由圆柱形状的空间构成并且形成有第一流体流入的截面呈矩形的第一阀口和第二流体流入的截面呈矩形的第二阀口；阀芯，所述阀芯在所述阀主体的阀座内旋转自如地配置成在将所述第一阀口从关闭状态切换到打开状态的同时将所述第二阀口从打开状态切换到关闭状态，所述阀芯形成为具有预先确定的中心角的半圆筒形状并且沿着周向的两端面形成为曲面形状；以及驱动所述阀芯旋转的驱动机构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6104443号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种流量控制阀以及使用该流量控制阀的温度控制装置，该流量控制阀与不具备以局部缩小阀芯和与该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置的间隙缩小部的流量控制阀相比，可以抑制该流量控制阀全闭时的流体的泄漏。

用于解决课题的方案

技术方案1所述的发明涉及流量控制阀，其特征在于，具备：

阀主体，所述阀主体具有阀座，所述阀座由圆柱形状的空间构成并且形成有供流体流通的单个或多个截面呈矩形的阀口；

阀芯，所述阀芯为圆筒形状，以对所述阀口进行开闭的方式旋转自如地配置在所述阀主体的阀座内，并且所述阀芯的开口部在外周面开口；

间隙缩小部，所述间隙缩小部以局部缩小所述阀芯和该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置；以及

驱动机构，所述驱动机构驱动所述阀芯旋转。

技术方案2所述的发明涉及流量控制阀，其特征在于，具备：

阀主体，所述阀主体具有阀座，所述阀座由圆柱形状的空间构成并且形成有第一流体流入的截面呈矩形的第一阀口和第二流体流入的截面呈矩形的第二阀口；

阀芯，所述阀芯在所述阀主体的阀座内旋转自如地配置成在将所述第一阀口从关闭状态切换到打开状态的同时将所述第二阀口从打开状态切换到关闭状态，所述阀芯形成为具有预先确定的中心角的半圆筒形状并且沿着周向的两端面形成为曲面形状或平面形状；

间隙缩小部，所述间隙缩小部以局部缩小所述阀芯和该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置；以及

驱动机构，所述驱动机构驱动所述阀芯旋转。

技术方案3所述的发明涉及流量控制阀，其特征在于，具备：

阀主体，所述阀主体具有阀座，所述阀座由圆柱形状的空间构成并且形成有流体流出的截面呈矩形的第一阀口和所述流体流出的截面呈矩形的第二阀口；

阀芯，所述阀芯在所述阀主体的阀座内旋转自如地配置成在将所述第一阀口从关闭状态切换到打开状态的同时将所述第二阀口从打开状态切换到关闭状态，所述阀芯形成为具有预先确定的中心角的半圆筒形状并且沿着周向的两端面形成为曲面形状或平面形状；

间隙缩小部，所述间隙缩小部以局部缩小所述阀芯和该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置；以及

驱动机构，所述驱动机构驱动所述阀芯旋转。

技术方案4所述的发明涉及流量控制阀，其特征在于，具备：

阀主体，所述阀主体具有由圆柱形状的空间构成的阀座，在所述阀座的周面形成有供流体流通的截面呈矩形的第一阀口，在所述阀座的沿着轴向的一端部形成有供流体流通的第三阀口；

阀芯，所述阀芯旋转自如地配置在所述阀主体的所述阀座内，所述阀芯形成为构成具有预先确定的中心角的圆筒形状的一部分的形状，以使所述第一阀口的开口面积呈直线状变化；

间隙缩小部，所述间隙缩小部以局部缩小所述阀芯和该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置；以及

驱动机构，所述驱动机构驱动所述阀芯旋转。

技术方案5所述的发明在技术方案1所述的流量控制阀中，所述阀口由阀口形成部件形成，所述阀口形成部件由与所述阀主体分体的部件构成，

所述间隙缩小部由所述阀口形成部件的与所述阀芯相向的前端部构成。

技术方案6所述的发明在技术方案5所述的流量控制阀中，所述流量控制阀具备调整所述阀芯与所述间隙缩小部之间的间隙的间隙调整部件。

技术方案7所述的发明涉及温度控制装置，其特征在于，具备：

温度控制机构，所述温度控制机构具有供由调整了混合比的低温侧流体以及高温侧流体构成的温度控制用流体流动的温度控制用流路；

第一供给机构，所述第一供给机构供给被调整为低温侧的预先确定的第一温度的所述低温侧流体；

第二供给机构，所述第二供给机构供给被调整为高温侧的预先确定的第二温度的所述高温侧流体；以及

流量控制阀，所述流量控制阀与所述第一供给机构和所述第二供给机构连接，对从所述第一供给机构供给的所述低温侧流体和从所述第二供给机构供给的所述高温侧流体调整混合比并使其向所述温度控制用流路流动，

作为所述流量控制阀而使用技术方案1、2、5、6中任一项所述的流量控制阀。

技术方案8所述的发明涉及温度控制装置，其特征在于，具备：

温度控制机构，所述温度控制机构具有供由调整了混合比的低温侧流体以及高温侧流体构成的温度控制用流体流动的温度控制用流路；

第一供给机构，所述第一供给机构供给被调整为低温侧的预先确定的第一温度的所述低温侧流体；

第二供给机构，所述第二供给机构供给被调整为高温侧的预先确定的第二温度的所述高温侧流体；

混合机构，所述混合机构与所述第一供给机构和所述第二供给机构连接，将从所述第一供给机构供给的所述低温侧流体和从所述第二供给机构供给的所述高温侧流体混合并向所述温度控制用流路供给；以及

流量控制阀，所述流量控制阀对在所述温度控制用流路中流通的温度控制用流体一边控制流量一边将其分配到所述第一供给机构和所述第二供给机构，

作为所述流量控制阀而使用技术方案1、3、5、6中任一项所述的流量控制阀。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种流量控制阀以及使用该流量控制阀的温度控制装置，该流量控制阀与不具备以局部缩小阀芯和与该阀芯相向的部件之间的间隙的方式设置的间隙缩小部的流量控制阀相比，可以抑制该流量控制阀全闭时的流体的泄漏。

附图说明

图1是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的外观立体图。

图2是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的主视图、其右视图以及促动器部的仰视图。

图3是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的图2(b)的A-A剖视图。

图4是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的主要部分的剖视示意图。

图5是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的主要部分的局部剖切的分解立体图。

图6是表示阀座的结构图。

图7是表示阀座的安装状态的水平截面结构图。

图8是表示调整环的立体结构图。

图9是表示阀轴的开闭状态的截面示意图。

图10是表示阀轴的结构图。

图11是表示不同的阀轴的截面示意图。

图12是表示进一步不同的阀轴的截面示意图。

图13是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的特性的曲线图。

图14是表示作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的特性的曲线图。

图15是表示实验例2的结果的图表。

图16是表示作为本发明的实施方式2的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的主要部分的截面结构图。

图17是表示作为本发明的实施方式3的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的主要部分的截面结构图。

图18是表示应用了作为本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的恒温维持装置(冷却装置)的概念图。

图19是表示应用了作为本发明的实施方式2的流量控制用三通阀的一例的三通阀型电动阀的恒温维持装置(冷却装置)的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

[实施方式1]

图1是表示作为本发明的实施方式1的流量控制阀的一例的三通阀型电动阀的外观立体图，图2(a)(b)(c)是主视图、其右视图以及促动器部的仰视图，图3是图2(b)的A-A线剖视图，图4是表示三通阀型电动阀的主要部分的截面立体图，图5是表示三通阀型电动阀的主要部分的分解立体图。

三通阀型电动阀1构成为旋转型三通阀。如图1所示，三通阀型电动阀1大致由配置在下部的阀部2、配置在上部的促动器部3、以及配置在阀部2与促动器部3之间的密封部4和联接部5构成。

如图2至图5所示，阀部2具备由SUS等金属形成为大致长方体形状的阀主体6。如图3所示，在阀主体6上，在其一个侧面(在图示例中为左侧面)分别设置有作为第一流体的低温侧流体流入的第一流入口7和与由圆柱形状的空间构成的阀座8连通的截面呈矩形的第一阀口9。

在本实施方式中，并非将第一流入口7以及第一阀口9直接设置于阀主体6，而是通过将作为形成有第一流入口7以及第一阀口9的阀口形成部件的一例的第一阀座70安装于阀主体6，从而设置第一流入口7以及第一阀口9。

如图6所示，第一阀座70一体地具备：配置在阀主体6的内侧且形成为方筒形状的方筒部71、配置在阀主体6的外侧且形成为圆筒形状的圆筒部72、以及以外径朝向圆筒部82侧增大的方式配置在方筒部71与圆筒部72之间的锥形部73。在第一阀座70的方筒部71的内部，形成有具有矩形(在本实施方式中为正方形)的截面的棱柱形状的第一阀口9。另外，在第一阀座70的圆筒部72的内部，形成有具有与第一阀口9大致外接的圆形的截面的圆柱形状的第一流入口7。

作为第一阀座70的材料，例如使用所谓的“超级工程塑料”。超级工程塑料具有超过通常的工程塑料的耐热性、高温时的机械强度。作为超级工程塑料，可以列举聚醚醚酮(PEET)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或它们的复合材料等。需要说明的是，作为第一阀座70的材料，例如，适当地使用エンズィンガージャパン(Ensinger Japan)株式会社制的作为切削加工用PEEK树脂原料的“TECAPEEK”(注册商标)、尤其是配合10％PTFE而滑动性优异的“TECAPEEK TF 10blue”(商品名)等。

如图4以及图5所示，在阀主体6上，与第一阀座70的外形对应地通过切削加工等而形成有与该阀座70相似形状的凹部76。凹部76具备与第一阀座70的方筒部71对应的方筒部76a、与圆筒部72对应的圆筒部76b、以及与锥形部73对应的锥形部76c。第一阀座70液密状地安装于阀主体6的凹部76。另外，如图3以及图4所示，在第一阀座70的锥形部73与凹部76的锥形部76c之间形成有微小的间隙。其结果是，阀主体6的凹部76在安装有第一阀座70的状态下，该阀座70沿着阀主体6的内外方向在数100μm～数mm左右自如地移动与锥形部73和凹部76的锥形部76c之间的微小的间隙对应的距离，构成为能够调整阀座70的安装位置。

如图6(b)所示，在第一阀座70的方筒部71的前端，设置有构成与形成于阀主体6的圆柱形状的阀座8对应的圆柱形状的曲面的一部分的、作为平面圆弧形状的间隙缩小部的一例的凹部74。凹部74的曲率半径R被设定为与阀座8的曲率半径或阀轴34的曲率半径大致相等的值。阀主体6的阀座8如后所述，为了防止在该阀座8的内部旋转的阀轴34的咬住，在其与阀轴34的外周面之间形成有微小的间隙。如图7所示，第一阀座70的凹部74以在将该第一阀座70安装于阀主体6的状态下相比阀主体6的阀座8向阀轴34侧突出的方式安装。其结果是，阀轴34与作为与该阀轴34相向的部件的阀主体6的阀座8的内表面之间的间隙G被设定为与阀座8的其他部分相比局部缩小了第一阀座70的凹部74突出的量的值。这样，第一阀座70的凹部74与阀轴34之间的间隙G1被设定为比阀轴34与阀座8的内表面之间的间隙G2窄(小)的所需要的值(G1<G2)。需要说明的是，第一阀座70的凹部74与阀轴34之间的间隙G1也可以是阀座70的凹部74与阀轴34接触的状态、即无间隙的状态(间隙G1＝0)。

但是，在第一阀座70的凹部74与阀轴34接触的情况下，在对阀轴34进行旋转驱动时，阀轴34的旋转转矩有可能因凹部74的接触阻力而上升。因此，考虑阀轴34的旋转转矩来调整第一阀座70的凹部74与阀轴34接触的程度。即，被调整为如下程度：阀轴34的旋转转矩不增加或即便增加其增加量也微小，不妨碍阀轴34的旋转。

如图6所示，在第一阀座70的位于圆筒部72的外侧的端面设置有环形部75，该环形部75的外径被设定为比圆筒部72小，该环形部75形成为薄壁且短的圆筒形状。在该第一阀座70的环形部75以外装的状态安装有O型环15。O型环15由具有耐热性的合成树脂形成为截面呈圆形或截面呈矩形的环形。在O型环15的外侧安装有O型环推压件16。O型环推压件16由具有耐热性的合成树脂或金属形成为截面呈矩形的环形。并且，在第一阀座70的外侧配置有调整环77，该调整环77作为调整阀轴34与第一阀座70的凹部74之间的间隙G1的间隙调整部件的一例。如图8所示，调整环77由长度相对被设定得较短的圆筒形状的部件构成，该圆筒形状的部件由具有耐热性的合成树脂或金属构成且在外周面形成有外螺纹77a。在调整环77的外侧的端面，在将该调整环77紧固并安装于设置于阀主体6的内螺纹部78时用于卡定对紧固量进行调整用的未图示的夹具而使该调整环77旋转的凹槽77b分别设置于180度相向的位置。

在阀主体6设置有用于安装调整环77的内螺纹部78。在位于内螺纹部78的外侧的开口端部，以直径朝向外周扩大的方式设置有锥形部79。在锥形部79夹设有O型环79a。

调整环77通过调整相对于阀主体6的内螺纹部78的拧入量，从而对该调整环77朝向内侧推动第一阀座70的量(距离)进行调整。若使调整环77的拧入量增加，则如图7所示，第一阀座70通过调整环77经由O型环推压件16被推压，凹部74从阀座8的内周面突出而向接近阀轴34的方向位移，该凹部74与阀轴34之间的间隙G1减少。另外，若将调整环77的拧入量预先设定为较少的量，则第一阀座70被调整环77推动的距离减少，并配置在从阀轴34离开的位置，第一阀座70的凹部74与阀轴34之间的间隙G1相对增大。调整环77的外螺纹77a以及阀主体6的内螺纹部78的节距设定得较小，构成为能够对第一阀座70的突出量进行微调。

另外，如图3以及图4所示，在阀主体6的一侧面，通过4根内六角螺栓11(参照图3)安装有用于连接使低温侧流体流入的未图示的配管的第一凸缘部件10。在图5中，附图标记11a表示供内六角螺栓11紧固的螺纹孔。第一凸缘部件10与阀主体6同样地由SUS等金属形成。第一凸缘部件10具有：形成为与阀主体6的侧面形状相同的侧面矩形的凸缘部12、在凸缘部12的内侧面突出设置为圆筒形状的***部13(参照图4)、以及在凸缘部12的外侧面突出设置为厚壁的大致圆筒形状并与未图示的配管连接的配管连接部14。配管连接部14的内周被设定为例如Rc1/2(其口径为直径约21mm的带锥形的内螺纹)、或直径约0.58英寸的内螺纹。需要说明的是，配管连接部14的形状并不限于内螺纹或带锥形的内螺纹，也可以是安装管的管配件等，只要能够从第一流入口7流入流体即可。

在阀主体6上，在其另一个侧面(图3中的右侧面)分别设置有作为第二流体的高温侧流体流入的第二流入口17和与由圆柱形状的空间构成的阀座8连通的截面呈矩形的第二阀口18。

在本实施方式中构成为，并非将第二流入口17以及第二阀口18直接设置于阀主体6，而是通过将作为形成有第二流入口17以及第二阀口18的阀口形成部件的一例的第二阀座80安装于阀主体6，从而设置第二流入口17以及第二阀口18。

如图6中带括号的附图标记所示，第二阀座80与第一阀座70同样地构成。即，第二阀座80一体地具备：配置在阀主体6的内侧且形成为方筒形状的方筒部81、配置在阀主体6的外侧且形成为圆筒形状的圆筒部82、以及以外径朝向圆筒部82侧增大的方式配置在方筒部81与圆筒部82之间的锥形部83。在第二阀座80的方筒部81的内部，形成有具有矩形(在本实施方式中为正方形)的截面的棱柱形状的第二阀口18。另外，在第二阀座80的圆筒部82的内部，形成有具有与第二阀口18大致外接的圆形的截面的圆筒形状的第二流入口17。

如图4以及图5所示，在阀主体6上，与第二阀座80的外形对应地通过切削加工等形成有与该阀座80相似形状的凹部86。凹部86具备与第二阀座80的方筒部81对应的方筒部86a、与圆筒部82对应的圆筒部86b、以及与锥形部83对应的锥形部86c。第二阀座80液密状地安装于阀主体6的凹部86。另外，如图3以及图4所示，在第二阀座80的锥形部83与凹部86的锥形部86c之间形成有微小的间隙。其结果是，阀主体6的凹部86在安装有第二阀座80的状态下，该阀座80沿着阀主体6的内外方向在数100μm～数mm左右自如地移动与锥形部83和凹部86的锥形部86c之间的微小的间隙对应的距离，构成为能够调整阀座80的安装位置。需要说明的是，第二阀座80由与第一阀座70相同的材料形成。

如图6所示，在第二阀座80的位于圆筒部82的外侧的端面，较短地设置有形成为薄壁的圆筒形状的环形部85，该环形部85的外径设定为比圆筒部82的外径小。在第二阀座80的环形部85以外装的状态安装有O型环24。另外，在O型环24的外侧安装有O型环推压件25。并且，在第二阀座80的外侧配置有调整环87，该调整环87作为调整阀轴34与第二阀座80的前端部84之间的间隙G3的间隙调整部件的一例。需要说明的是，间隙G3被设定为与间隙G1相等的值。如图8中带括号的附图标记所示，调整环87由在外周面形成有外螺纹87a的长度相对被设定得较短的圆筒形状的部件构成。在调整环87的外侧的端面，在将该调整环87紧固并安装于设置于阀主体6的内螺纹部88时用于卡定对紧固量进行调整用的未图示的夹具而使该调整环87旋转的凹槽87b分别设置于180度相向的位置。

在阀主体6上设置有用于安装调整环87的内螺纹部88。在位于内螺纹部88的外侧的开口端部，以直径朝向外周扩大的方式设置有锥形部89。在锥形部89夹设有O型环89a。

如图3以及图4所示，在阀主体6的另一个侧面，通过4根内六角螺栓20(参照图3)安装有用于连接使高温侧流体流入的未图示的配管的第二凸缘部件19。第二凸缘部件19与第一凸缘部件10同样地由SUS等金属形成。第二凸缘部件19具有：形成为与阀主体6的侧面形状相同的侧面矩形的凸缘部21、在凸缘部21的内侧面突出设置为圆筒形状的***部22、以及在凸缘部21的外侧面突出设置为厚壁的大致圆筒形状并与未图示的配管连接的配管连接部23。配管连接部23的内周被设定为例如Rc1/2(其口径为直径约21mm的带锥形的内螺纹)、或直径约0.58英寸的内螺纹。需要说明的是，配管连接部23的形状与配管连接部14同样地，并不限于内螺纹或带锥形的内螺纹，也可以是安装管的管配件等，只要能够从第二流入口17流入流体即可。

在此，作为第一流体的低温侧流体以及作为第二流体的高温侧流体是用于温度控制的流体，将温度相对较低的流体称为低温侧流体，将温度相对较高的流体称为高温侧流体。因此，低温侧流体以及高温侧流体是指相对的温度的流体，并不意味着温度绝对低的低温的流体以及温度绝对高的高温的流体。作为低温侧流体以及高温侧流体，优选使用例如在压力为0～1MPa、0～80℃左右的温度范围内调整为0～30℃左右的温度的水(纯水等)、以及调整为50～80℃左右的温度的水(纯水)等。另外，作为低温侧流体以及高温侧流体，例如使用在-20～+120℃左右的温度范围内即便在-20℃左右的温度也不冻结并且即便在+120℃左右也不沸腾的Fluorinert(注册商标)等氟类非活性液体、乙二醇等流体。

另外，如图3所示，在阀主体6上，在其下端面开设有截面呈圆形状的流出口26，作为供混合有低温侧流体和高温侧流体的温度控制用流体流出的第三阀口。在阀主体6的下端面，通过4根内六角螺栓28安装有用于连接使温度控制用流体流出的未图示的配管的第三凸缘部件27。在流出口26的下端部，经由为了安装第三凸缘部件27而呈锥形扩径的锥形部26a开口有圆筒部26b。第三凸缘部件27与第一凸缘部件10以及第二凸缘部件19同样地由SUS等金属形成。第三凸缘部件27具有：形成为比阀主体6的下端面形状小的平面矩形的凸缘部29、在凸缘部29的上端面突出设置为圆筒形状的***部30、以及在凸缘部29的下端面突出设置为厚壁的大致圆筒形状并与未图示的配管连接的配管连接部31。配管连接部31的内周被设定为例如Rc1/2(其口径为直径约21mm的带锥形的内螺纹)、或直径约0.58英寸的内螺纹。在阀主体6的第三流入口26的下端内周端，实施了用于在其与第三凸缘部件27的凸缘部29之间安装O型环32的倒角33。需要说明的是，配管连接部31的形状并不限于内螺纹或带锥形的内螺纹，也可以是安装管的管配件等，只要能够从流出口26流出流体即可。

在阀主体6的中央，具备通过安装第一阀座70以及第二阀座80而设置有截面呈矩形的第一阀口9以及截面呈矩形的第二阀口18的阀座8。阀座8由形成为与后述的阀芯的外形对应的圆柱形状的空间构成。另外，阀座8的一部分由第一阀座70以及第二阀座80形成。形成为圆柱形状的阀座8以贯穿阀主体6的上端面的状态设置。如图9所示，设置于阀主体6的第一阀口9以及第二阀口18相对于形成为圆柱形状的阀座8的中心轴(旋转轴)C呈轴对称地配置。进一步说明，第一阀口9以及第二阀口18以相对于形成为圆柱形状的阀座8正交的方式配置，第一阀口9的一端缘在经由中心轴C与第二阀口18的另一端缘相向的位置(相差180度的位置)开口。另外，第一阀口9的另一端缘在经由中心轴C与第二阀口18的一端缘相向的位置(相差180度的位置)开口。需要说明的是，在图9中，为便于说明，阀座8与阀轴34之间的间隙的图示被省略。

另外，如图3以及图4所示，第一阀口9以及第二阀口18如上所述由通过将第一阀座70以及第二阀座80安装于阀主体6而形成的、截面呈正方形等截面形成为矩形的开口部构成。第一阀口9以及第二阀口18的一边的长度被设定为比第一流入口7以及第二流入口17的直径小，形成为与该第一流入口7以及第二流入口17内接的矩形截面形状。

如图10所示，作为阀芯的一例的阀轴34由SUS等金属形成为外形为大致圆柱形状。阀轴34以一体的方式大致具备：作为阀芯发挥功能的阀芯部35、分别设置于该阀芯部35的上下并将阀轴34支承为旋转自如的上下的轴支承部36、37、设置在上轴支承部36的上部的密封部38、以及经由锥形部39设置在密封部38的上部的联接部40。

上下的轴支承部36、37分别形成为以外径比阀芯部35小且具有相同直径的方式设定的圆筒形状。下轴支承部37的沿着轴向的长度被设定为比上轴支承部36稍长。如图3所示，下轴支承部37经由轴承41旋转自如地支承在设置于阀主体6的阀座8的下端部。在阀座8的下部，以朝向内周突出的方式设置有对轴承41进行支承的环形的支承部42。轴承41、支承部42以及第三凸缘部件27的***部30被设定为相同的内径，构成为通过了阀芯部35的内部的温度控制用流体几乎不产生阻力地向第三凸缘部件27的连接部31流出。另一方面，在上轴支承部36安装有止推垫圈43，使阀轴34被后述的密封框体53推压而产生的负荷降低。

另外，如图3以及图10(b)所示，阀芯部35形成为设置有大致半圆筒形状的开口部44的圆筒形状，该开口部44具有高度比第一阀口9以及第二阀口18的开口高度H1低的开口高度H2。阀芯部35的设置有开口部44的阀动作部45形成为具有预先确定的中心角α(例如，约190度)的半圆筒形状(圆筒形状的部分中的除开口部44之外的大致半圆筒形状)。阀动作部45在阀座8内旋转自如地配置成，包括位于开口部44的上下的阀芯部35在内在将第一阀口9从关闭状态切换到打开状态的同时，将第二阀口18从相反方向的打开状态切换到关闭状态，并且为了防止金属彼此的咬住而隔着微小的间隙与阀座8的内周面处于非接触状态。如图9所示，在阀动作部45的上下配置的上下的阀轴部46、47形成为具有与阀动作部45相同的外径的圆筒形状，与阀座8的内周面隔着微小的间隙地以非接触状态旋转自如。在阀动作部45及上下的阀轴部46、47、以及密封部38的内部，以朝向下端部贯穿的状态设置有上端部成为小径的圆柱形状的空间48。

另外，阀动作部45的沿着周向(旋转方向)的两端面45a、45b沿着与其中心轴C交叉的(正交的)方向的截面形状形成为曲面形状。进一步说明，如图11(a)所示，阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b的与旋转轴C交叉的截面形状形成为朝向开口部44呈凸形状的圆弧形状。两端部45a、45b的曲率半径例如被设定为阀动作部45的厚度T的1/2。其结果是，两端部45a、45b的截面形状为半圆形。

阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b的与旋转轴C交叉的截面形状并不限于圆弧形状，沿着周向(旋转方向)的两端面45a、45b形成为曲面形状即可。作为阀动作部45，如图11(b)所示，沿着周向的两端部45a、45b的与旋转轴C交叉的截面形状也可以形成为将位于外周面侧的第一曲线部50和位于内周面侧且曲率半径比第一曲线部50小的第二曲线部51平滑地连接的曲线状。

如图11所示，阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b在阀轴34被旋转驱动而对第一阀口9以及第二阀口18进行开闭时，在低温侧流体以及高温侧流体的流动中，以从第一阀口9以及第二阀口18的沿着周向的端部突出或退避的方式移动(旋转)，从而使第一阀口9以及第二阀口18从打开状态向关闭状态或从关闭状态向打开状态转移。此时，阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b为了使第一阀口9以及第二阀口18的相对于阀轴34的旋转角度的开口面积进一步线性(直线状)地变化，截面形状形成为曲面形状。

另外，如图12所示，阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b也可以形成为沿着半径方向的平面状。

在阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b的截面形状形成为曲面形状的情况下，如图11(b)所示，即便阀轴34的开度超过50％，也可以使第一阀口9以及第二阀口18的相对于阀轴34的旋转角度的开口面积进一步线性(直线状)地变化。

如图3所示，密封部4将阀轴34密封为液密状态。密封部4具有由SUS等金属形成为具有供阀轴34插通的插通孔52的圆筒形状的密封框体53。密封框体53配置于在阀主体6的上端面设置的圆柱形状的凹部54。密封框体53成为如下结构：经由环形的密封部件55、56确定其与阀轴34之间的位置关系，并经由未图示的定位销相对于后述的间隔部件59固定为防止转动状态。在密封框体53的内周面，上下配置有由将阀轴34密封的O型环等构成的两个环形的密封部件55、56。作为密封部件55、56，例如使用乙丙橡胶(EPDM)制的O型环。位于上方的密封部件56被按压部件56a按压。另外，密封框体53通过由O型环等构成的环形的密封部件57相对于阀主体6被密封。

联接部5配置在内置有密封部4的阀主体6与促动器部3之间。联接部5用于将阀轴34和使该阀轴34一体旋转的未图示的旋转轴连结。联接部5构成为具有：配置在密封部4与促动器部3之间的间隔部件59；固定在间隔部件59的上部的安装板60；以及收容于以贯通状态形成在间隔部件59以及安装板60的内部的圆柱形状的空间61并将阀轴34与未图示的旋转轴连结的联接部件62。间隔部件59由SUS等金属形成为具有与阀主体6大致相同的平面形状的、高度较低的方筒状。间隔部件59通过螺纹固定等手段固定于阀主体6以及安装板60双方。另外，如图2(c)所示，安装板60由SUS等金属形成为平面多边形的板状。安装板60通过内六角螺栓63以固定于促动器部3的底座64的状态安装。

如图3所示，联接部件62由金属、具有耐热性的合成树脂或陶瓷等形成为圆柱形状。在阀轴34的上端以沿着水平方向贯穿的方式设置有凹槽65。而且，阀轴34通过将设置于联接部件62的凸部66嵌合于凹槽65，从而连结固定于联接部件62。另一方面，在联接部件62的上端以沿着水平方向贯穿的方式设置有凹槽67。未图示的旋转轴通过在设置于联接部件62的凹槽67中嵌合未图示的凸部，从而连结固定于联接部件62。间隔部件59在侧面具有开口部68，该开口部68用于在液体从密封部件55、56泄漏时检测通过插通孔52泄漏的液体。开口部68被设定为例如Rc1/16(其口径为直径约8mm的带锥形的内螺纹)。

如图2所示，促动器部3具备形成为平面矩形的底座64。在底座64的上部，通过螺钉91固定安装有作为内置有由步进电机、编码器等构成的驱动机构的长方体形状的箱体而构成的壳体90。促动器部3的驱动机构只要能够基于控制信号使旋转轴58向所希望的方向以规定的精度旋转即可，其结构并未限定。驱动机构由步进电机、将该步进电机的旋转驱动力经由齿轮等驱动力传递机构传递到旋转轴58的驱动力传递机构、以及检测旋转轴58的旋转角度的编码器等角度传感器构成。

需要说明的是，在图2中，附图标记92表示步进电机侧电缆，93表示角度传感器侧电缆。这些步进电机侧电缆92以及角度传感器侧电缆93与对三通阀型电动阀1进行控制的未图示的控制装置分别连接。

<三通阀型电动阀的动作>

在本实施方式的三通阀型电动阀1中，如下所述控制低温侧流体以及高温侧流体的流量。

如图5所示，三通阀型电动阀1在组装时或使用时的调整时，从阀主体6拆卸第一凸缘部件10以及第二凸缘部件19而成为调整环77、87在外部露出的状态。在该状态下，通过使用未图示的夹具对调整环77、87相对于阀主体6的紧固量进行调整，从而如图7所示，使第一阀座70以及第二阀座80相对于阀主体6的阀座8的突出量变化。在使调整环相对于阀主体6的紧固量增加的情况下，第一阀座70以及第二阀座80的凹部从阀主体6的阀座8的内周面突出，第一阀座70以及第二阀座80的凹部与阀轴34的外周面之间的间隙G1减少。另一方面，在使调整环相对于阀主体6的紧固量减少的情况下，第一阀座70以及第二阀座80的凹部从阀主体6的阀座8的内周面突出的长度减少，第一阀座70以及第二阀座80的凹部与阀轴34的外周面之间的间隙G1增加。

在本实施方式中，第一阀座70以及第二阀座80的凹部与阀轴34的外周面之间的间隙G1被设定为5～10μm左右。但是，第一阀座70以及第二阀座80的凹部与阀轴34的外周面之间的间隙G1并不限于该值，也可以是比该值小的值、例如间隙G1＝0μm，也可以设定为10μm以上。

如图1所示，经由第一凸缘部件10以及第二凸缘部件19，将调整为预先确定的低温侧的设定温度的低温侧流体以及调整为预先确定的高温侧的设定温度的高温侧流体经由未图示的配管供给到三通阀型电动阀1。如图9(a)所示，三通阀型电动阀1例如在开始动作前的初始状态下，成为阀轴34的阀动作部45在将第一阀口9堵塞(全闭)的同时将第二阀口18开放(全开)的状态。

如图3所示，当使设置于促动器部3的未图示的步进电机旋转驱动规定量时，三通阀型电动阀1与步进电机的旋转量相应地驱动旋转轴58旋转。当旋转轴58被驱动而旋转时，三通阀型电动阀1使连结固定于该旋转轴58的阀轴34旋转与旋转轴58的旋转量(旋转角)相同的角度。随着阀轴34的旋转，阀动作部45在阀座8的内部旋转，如图12(a)所示，阀动作部45的沿着周向的一端部45a将第一阀口9逐渐开放，从第一壳体部件10经由第一流入口7流入的低温侧流体从第一阀口9流入阀座8的内部。

此时，如图12(a)所示，由于阀动作部45的沿着周向的另一端部45b将第二阀口18开放，因此，从第二壳体部件19经由第二流入口17流入的高温侧流体从第二阀口18流入阀座8的内部，与低温侧流体混合后的高温侧流体经由阀座8并经由阀主体6的流出口30从第三壳体部件27流出到外部。高温侧流体的温度被调整为比低温侧流体高的温度且预先确定的恒定的温度(例如，80℃)。

如图11(b)所示，在三通阀型电动阀1中，当阀轴34被旋转驱动而使阀动作部45的沿着周向的一端部45a将第一阀口9逐渐开放时，从第一壳体部件10流入的低温侧流体和从第二壳体部件19流入的高温侧流体在阀室8以及阀轴34的内部混合而成为温度控制用流体，并经由阀主体6的流出口30从第三壳体部件27向外部供给。

在三通阀型电动阀1中，阀轴34随着旋转轴58的旋转驱动而旋转，在阀动作部45的沿着周向的一端部45a将第一阀口9逐渐开放的同时，阀动作部45的沿着周向的另一端部45b将第二阀口18逐渐堵塞，从第一阀口9流入的低温侧流体和从第二阀口18流入的高温侧流体在阀室8以及阀轴34的内部混合，作为温度根据低温侧流体与高温侧流体的混合比而被调整的温度控制用流体，从阀主体6的流出口30向外部供给。

另外，在三通阀型电动阀1中，由于阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b形成为截面曲面形状或截面平面形状，因此，可以相对于阀轴34的旋转角度使第一阀口9以及第二阀口18的开口面积线性(直线状)地变化。另外，可认为通过阀动作部45的两端部45a、45b限制流量的低温侧流体以及高温侧流体以接近层流的状态流动，可以根据第一阀口9以及第二阀口18的开口面积高精度地控制低温侧流体以及高温侧流体的混合比(流量)。

在本实施方式的三通阀型电动阀1中，如上所述，在初期成为阀轴34的阀动作部45在将第一阀口9堵塞(全闭)的同时将第二阀口18开放(全开)的状态。

此时，在三通阀型电动阀1中，当阀轴34的阀动作部45将第一阀口9堵塞(全闭)时，理想的是，作为第一流体的低温侧流体的流量应为零。

但是，如图7所示，在三通阀型电动阀1中，为了防止金属彼此的咬住，阀轴34相对于阀座8的内周面旋转自如地配置成在阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间隔着微小的间隙而成为非接触状态。其结果是，在阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间形成有微小的间隙G2。因此，在三通阀型电动阀1中，即便在阀轴34的阀动作部45将第一阀口9堵塞(全闭)的情况下，低温侧流体的流量也不会成为零，低温侧流体经由阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间存在的微小的间隙G2而欲少量地向第二阀口18侧流入。

然而，在本实施方式的三通阀型电动阀1中，如图7所示，在第一阀座70以及第二阀座80设置有凹部74、84，该凹部74、84从阀座8的内周面向阀轴34侧突出，将阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间的间隙G1局部缩小。

因此，在三通阀型电动阀1中，即便为了防止金属彼此的咬住，阀轴34相对于阀座8的内周面旋转自如地配置成在阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间隔着微小的间隙而成为非接触状态，低温侧流体从第一阀口9向阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间存在的微小的间隙G2流入这种情况也会通过阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间的间隙被局部缩小的区域即间隙G1大幅被限制而抑制。

因此，在三通阀型电动阀1中，与不具备以局部缩小阀轴34和与该阀轴34相向的第一阀座70以及第二阀座80之间的间隙的方式设置的凹部74、84的三通阀型电动阀相比，可以大幅抑制该三通阀型电动阀全闭时的流体的泄漏。

另外，同样地，在阀轴34的阀动作部45将第二阀口18堵塞(全闭)的情况下，三通阀型电动阀1也可以大幅抑制作为第二流体的高温侧流体经由第二阀口18向低温侧流体侧泄漏而流入。

实验例1

本发明人进行了如下实验：试制具备图10(a)以及(b)所示那样的阀轴34的三通阀型电动阀1，根据伴随着阀轴34的旋转的第一阀口9以及第二阀口18的开度，确认低温侧流体以及高温侧流体的流量系数Cv值如何变化。

需要说明的是，低温侧流体、高温侧流体以及低温侧流体与高温侧流体混合而成的温度控制用流体的流量系数Cv值，在使阀轴34的旋转角变化时，使检测精度高的一台流量传感器向第一阀口9、第二阀口18以及流出口30的每一个分别移动来进行测定。

图13以及图14是分别表示上述实验例的结果的曲线图。图13与图11(a)的阀轴对应，图14与图11(b)的阀轴对应。

其结果是，由图13以及图14所示的曲线图可知，随着阀轴34的旋转角，低温侧流体的表示流量系数的Cv值呈大致直线状地增加，并且，高温侧流体的表示流量系数的Cv值呈大致直线状地减少，可以高精度地控制低温侧流体以及高温侧流体的混合比(流量)。另外，由图13以及图14所示的曲线图可知，图11(a)(b)的任一个阀轴，在阀轴34的开度为50％以上的区域中都存在流量系数Cv值从直线上稍微偏离的区域。产生上述情况的原因被推定为：与图11(a)的阀轴相比，对图11(b)的阀轴而言，流量系数Cv值从直线上稍微偏离的区域向阀轴34的开度较高的区域偏移，因此，阀动作部45的两端部45a、45b的曲面形状产生影响。

需要说明的是，在图14所示的曲线图中可知：即便在使阀轴34旋转到了全闭位置的情况下，一方的流体的流量系数Cv值也不会完全为零，这可能是因为将阀动作部45的沿着周向的两端部45a、45b的外周侧的曲率半径设定得较大。

实验例2

另外，本发明人进行了如下实验：试制具备图3以及图4所示那样的第一阀座70以及第二阀座80的三通阀型电动阀1，在随着阀轴34的旋转而将第一阀口9全闭时，测定低温侧流体的流量(泄漏量)是何种程度。使阀轴34的外周面与阀座8的内周面之间存在的微小的间隙G1分别变化为150μm、28μm、6.5μm，并且，使低温侧流体的第一阀口9的上游侧与下游侧的差压变化为0.44MPa、0.68MPa来进行实验。

图15是表示实验例2的结果的图表。

由图15可知，在阀轴的外周面与阀主体的阀座的内周面之间的间隙(游隙)为150μm的情况下，若第一流入口与流出口的差压为0.44MPa，则每分钟的泄漏量为2.20L/min，若第一流入口与流出口的差压为0.68MPa，则每分钟的泄漏量大幅增大为2.73L/min。

与此相对，在本实验例2中可知：在将阀轴的外周面与阀主体的阀座的内周面之间的间隙(游隙)设定为28μm的情况下，若第一流入口与流出口的差压为0.44MPa，则每分钟的泄漏量为0.21L/min，即便第一流入口与流出口的差压为0.68MPa，每分钟的泄漏量也大幅减少为0.26L/min。

进而，在本实验例2中可知：在将阀轴的外周面与阀主体的阀座的内周面之间的间隙(直径的游隙)设定为6.5μm时，若第一流入口与流出口的差压为0.44MPa，则每分钟的泄漏量为0.08L/min，即便第一流入口与流出口的差压为0.68MPa，也可以将每分钟的泄漏量进一步大幅减少为0.10L/min。

[实施方式2]

图16是表示作为本发明的实施方式2的流量控制阀的一例的三通阀型电动阀的图。

本实施方式2的三通阀型电动阀1并非混合不同的两种流体，而是构成为将同一流体分配为两份的分配用的三通阀型电动阀1。

分配用的三通阀型电动阀1具有与上述混合用的三通阀型电动阀1相同的结构。但是，如图16所示，分配用的三通阀型电动阀1在阀主体6的下端部具有流入口26，并且，在阀主体6的两侧面具有第一流出口7以及第二流出口17。其他结构与上述混合用的三通阀型电动阀1相同。

[实施方式3]

图17是表示作为本发明的实施方式3的流量控制阀的一例的二通阀型电动阀的图。

本实施方式3的二通阀型电动阀1构成为对一种流体的流量进行控制的流量控制用的二通阀型电动阀1。

即，如图17所示，流量控制用的二通阀型电动阀1在阀主体6的一侧面具有单一的流入口17，并且，在阀主体6的底面具备流出口26。其他结构与上述混合用的三通阀型电动阀1相同。

[实施例1]

图18是表示应用了本发明的实施方式1的流量控制用三通阀的恒温维持装置(冷却装置)的概念图。

该冷却装置100例如用于伴随着等离子体蚀刻处理等的半导体制造装置，将作为温度控制对象W的一例的半导体晶片等的温度维持在恒定温度。半导体晶片等温度控制对象W在受到等离子体蚀刻处理等时，有时温度会随着等离子体的生成或放电等而上升。

冷却装置100具备以与温度控制对象W接触的方式配置的作为温度控制机构的一例且构成为台状的温度控制部101。温度控制部101在内部具有温度控制用流路102，该温度控制用流路102供由调整了混合比的低温侧流体以及高温侧流体构成的温度控制用流体流动。

三通阀型电动阀1经由开闭阀103与温度控制部101的温度控制用流路102连接。低温侧恒温槽104与三通阀型电动阀1的第一凸缘部10连接，该低温侧恒温槽104储存有被调整为预先确定的低温侧的设定温度的低温流体。从低温侧恒温槽104通过第一泵105向三通阀型电动阀1供给低温侧流体。另外，高温侧恒温槽106与三通阀型电动阀1的第二凸缘部19连接，该高温侧恒温槽106储存有被调整为预先确定的高温侧的设定温度的高温流体。从高温侧恒温槽106通过第二泵107向三通阀型电动阀1供给高温侧流体。三通阀型电动阀1的第三凸缘部27经由开闭阀103与温度控制部101的温度控制用流路102连接。

另外，在温度控制部101的温度控制用流路102的流出侧设置有返回用的配管，与低温侧恒温槽104以及高温侧恒温槽106分别连接。

三通阀型电动阀1具备对阀轴34进行旋转驱动的步进电机108。另外，在温度控制部101设置有检测该温度控制部101的温度的温度传感器109。温度传感器109与未图示的控制装置连接，控制装置对三通阀型电动阀1的步进电机108的驱动进行控制。

如图18所示，冷却装置100利用温度传感器109检测温度控制对象W的温度，并基于该温度传感器109的检测结果利用控制装置对三通阀型电动阀1的步进电机108的旋转进行控制，从而将温度控制对象W的温度控制为与预先确定的设定温度相等的温度。

三通阀型电动阀1利用步进电机108对阀轴34进行旋转驱动，从而对从低温侧恒温槽104通过第一泵105供给的低温侧流体与从高温侧恒温槽106通过第二泵107供给的高温侧流体的混合比进行控制，并对从三通阀型电动阀1经由开闭阀103向温度控制部101的温度控制用流路102供给的低温侧流体和高温侧流体混合而成的温度控制用流体的温度进行控制。

此时，如图13所示，三通阀型电动阀1可以根据阀轴34的旋转角高精度地控制低温侧流体与高温侧流体的混合比，可以对温度控制用流体的温度进行微调。因此，使用本实施方式的三通阀型电动阀1的冷却装置100通过使被调整为低温侧流体与高温侧流体的混合比被控制的规定温度的温度控制用流体流向温度控制部101的温度控制用流路102，从而可以将温度控制部101接触的温度控制对象W的温度控制为所希望的温度。

[实施例2]

图19是表示应用了本发明的实施方式2的流量控制用三通阀的恒温维持装置(冷却装置)的概念图。

该冷却装置100为了将在温度控制部101的温度控制用流路102中流动的控制用流体分别分配到低温侧恒温槽104和高温侧恒温槽106而使用三通阀型电动阀1。三通阀型电动阀1通过利用步进电机110驱动阀轴34旋转，从而对分别分配到低温侧恒温槽104和高温侧恒温槽106的控制用流体的流量进行控制。

需要说明的是，在从低温侧恒温槽104通过第一泵105供给的低温侧流体与从高温侧恒温槽106通过第二泵107供给的高温侧流体的混合部111，使用在对各低温侧流体以及高温侧流体的流量进行控制后适当混合的混合机构。作为混合机构，如上所述，当然也可以使用混合用的三通阀型电动阀1。

工业实用性

可以抑制流量控制阀全闭时的流体的泄漏，通过用于温度控制装置，从而可以高精度地控制温度控制对象的温度。

附图标记说明

1…三通阀型电动阀

2…阀部

3…促动器部

4…密封部

5…联接部

6…阀主体

7…第一流入口

8…阀座

9…第一阀口

10…第一凸缘部件

11…内六角螺栓

12…凸缘部

13…***部

14…配管连接部

15…O型环

16…倒角

17…第二流入口

18…第二阀口

19…第二凸缘部件

20…内六角螺栓

21…凸缘部

22…***部

23…配管连接部

34…阀轴

35…阀芯部

45…阀动作部

45a、45b…两端部

70…第一阀座

80…第二阀座

74、84…凹部(间隙缩小部)