JP2008057594A - カム式バルブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 流入通路2a、流出通路2b、弁室2c及び弁座2dを有するボディ2内にステム7を昇降自在に配設し、前記ステム7をステム7の上方位置に配設したステッピングモータ9及びステッピングモータ9の回転運動を直線運動に変えてステム7に伝達するカム機構10から成るアクチュエータにより下降させ、弁室2c内に配設したダイヤフラム3又はステム7の下端部に設けた弁体30を弁座2dへ当座させるようにしたステッピングモータ駆動型のカム式バルブ1に於いて、前記ボディ2の弁室2cを覆うボンネット5にアクチュエータを昇降自在に支持する昇降支持機構11を設け、当該昇降支持機構11にステム7に対するアクチュエータの高さ位置を微調整する高さ微調整機構12を設ける。
【選択図】 図1
Description
このステッピングモータ駆動型のカム式バルブは、高精度な流量制御を行うことができ、優れた実用的効用を奏するものである。
即ち、バルブの全開時には、カム板の最小半径部分がカムローラに当接し且つ弁体と弁座が最も離間した状態となるように調整し、又、バルブの全閉時には、カム板の最大半径部分がカムローラに当接し且つ弁体が弁座に適切な力で当座するように調整しなければならない。
又、カム式バルブの各構成部品の加工精度や組立精度等を高めておかないと、弁体が弁座へ過度に押し付けられたり、或いは弁体と弁座の接触が不十分になったりすることがあった。その結果、バルブの弁座等が損傷したり、流体が漏洩したりすると云う問題があった。
又、本発明のカム式バルブは、バルブのボンネットに設けた取付け台にガイド軸を立設し、当該ガイド軸の上端部にステッピングモータ及びカム機構から成るアクチュエータが取り付けられる昇降台を昇降自在に支持する構成としているため、アクチュエータがボディから離間した位置に配置されることになる。然も、本発明のカム式バルブは、アクチュエータ及び昇降台を収納ケースで囲繞する構成としている。その結果、本発明のカム式バルブを高温の流体や低温の流体を取り扱う流体供給ラインや冷媒循環回路に介設しても、アクチュエータが高温の流体や低温の流体の悪影響を受け難くなり、アクチュエータの延命化等を図れることになる。
更に、本発明のカム式バルブは、高さ微調整機構が、収納ケースの底部に上下方向へ移動調整自在に螺挿されて昇降台を下面側から支持する調整ネジと、昇降台の上面と収納ケースの天井部との間に介設されて昇降台を下方へ押圧附勢する弾性体とから構成されているため、高さ微調整機構自体の構造も極めて簡単になると共に、高さ微調整機構を昇降支持機構に設けても邪魔になると云うことがない。
図1及び図2は本発明の第1の実施形態に係るステッピングモータ駆動型のカム式バルブ1を示し、当該カム式バルブ1は、例えば半導体製造装置等の二つのチャンバー(ツインチャンバー)に夫々接続された分岐状の流体供給ラインに介設され、両チャンバーへTEOSやN2 等の流体を適宜の比率(例えば5対5〜4対6)で供給する分流制御用のバルブとして用いられるものであり、金属製のダイヤフラムを直接弁座2dへ当離座させて流体通路の開閉を行うようにしたノーマルオープン型のダイヤフラムバルブに構成されている。
尚、このカム式バルブ1の昇降支持機構11、アクチュエータ及び高さ微調整機構12以外の各構成は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。
又、昇降支持機構11の収納ケース18は、箱状に組み立てられたカバープレート18aと、カバープレート18aの底部内面に昇降台17の下面に対向すべくビス20により固定され、カム機構10のカム棒22の上端部を上下方向へ摺動自在に挿通支持する底板18bと、カバープレート18aの天井部内面に昇降台17の上面に対向すべく固定された天井板18cとから成る。
又、カム板21のカム面21aは、0度〜200度の範囲では最小半径からその半径が漸増して最大半径になり、200度〜360度の範囲では最大半径のままになっている。
更に、カム板21は、360度回転しないように230度の付近にストッパー(図示省略)が取り付けられており、原点(0度)〜200度の間で正逆回転するようになっている。
この高さ微調整機構12によれば、カム板21の最小半径部分がカムローラ24に当接している状態で二つの調整ネジ12aの締め込み量を調整してアクチュエータが取り付けられた昇降台17を上下方向に微調整し、アクチュエータの高さ位置を変えてカム機構10のカム棒22の下端面を最上位の位置にあるステム7の上端面へ当接させることによって、バルブの零点調整を行うことができる。即ち、バルブを全開位置へ調整することができる。
この状態でステッピングモータ9へ所定数のパルス入力信号が加えられると、ステッピングモータ9が入力パルス数に応じたステッピング回転を行い、これによりカム板21が所定の角度だけ回転する。
カム板21が回転すると、カムローラ24が下方へ押圧され、これによりカム棒22及びステム7がダイヤフラム3の弾性力及びボディ2内の流体圧に抗して漸次下降すると共に、ダイヤフラム3の中央部がダイヤフラム押え8を介して下方へ徐々に押し下げられる。その結果、ダイヤフラム3と弁座2dとの間隔が狭くなり、流体の流量が制御されることになる。
この状態でカム板21が反対方向に回転し、カム板21の最小半径部分がカムローラ24に対向すると、ダイヤフラム3がその弾性力やボディ2内の流体圧により元の形状に復元すると共に、ステム7及びカム棒22を上方へ押し上げる。その結果、カム式バルブ1は、ダイヤフラム3と弁座2dとが最も離間した全開位置となる。
又、このカム式バルブ1に於いては、バルブのボンネット5に設けた取付け台14にガイド軸16を立設し、このガイド軸16の上端部にアクチュエータが取り付けられる昇降台17を昇降自在に支持する構成としているため、アクチュエータがボディ2から離間した位置に配置されることになる。然も、このカム式バルブ1は、アクチュエータ及び昇降台17を収納ケース18で囲繞する構成としている。その結果、このカム式バルブ1を高温の流体を取り扱う流体供給ラインに介設しても、アクチュエータが高温の流体の悪影響を受け難くなり、アクチュエータの延命化等を図れることになる。
尚、カム式バルブ1の昇降支持機構11、アクチュエータ及び高さ微調整機構12以外の構成は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。
又、昇降支持機構11の収納ケース18は、箱状に組み立てられたカバープレート18aと、カバープレート18aの底部内面に昇降台17の下面に対向すべくビス20により固定され、カム機構10のカム棒22の上端部を上下方向へ摺動自在に挿通支持する底板18bと、カバープレート18aの天井部内面に昇降台17の上面に対向すべく固定された天井板18cとから成る。
又、カム板21のカム面21aは、0度〜200度の範囲では最小半径からその半径が漸増して最大半径になり、200度〜360度の範囲では最大半径のままになっている。
更に、カム板21は、360度回転しないように230度の付近にストッパー(図示省略)が取り付けられており、原点(0度)〜200度の間で正逆回転するようになっている。
この高さ微調整機構12によれば、カム板21の最小半径部分がカムローラ24に当接している状態で二つの調整ネジ12aの締め込み量を調整してアクチュエータが取り付けられた昇降台17を上下方向に微調整し、アクチュエータの高さ位置を変えてカム機構10のカム棒22の下端面を最上位の位置にある押えボルト34の頭部上面へ当接させることによって、バルブの零点調整を行うことができる。即ち、バルブを全開位置へ調整することができる。
この状態でステッピングモータ9へ所定数のパルス入力信号が加えられると、ステッピングモータ9が入力パルス数に応じたステッピング回転を行い、これによりカム板21が所定の角度だけ回転する。
カム板21が回転すると、カムローラ24が下方へ押圧され、これによりカム棒22、押えボルト34、ホルダー32及びステム7が開弁用の圧縮コイルスプリング33の弾性力に抗して漸次下降する。その結果、ステム7の下端部に設けた弁体30と弁座2dとの間隔が狭くなり、流体の流量が制御されることになる。
この状態でカム板21が反対方向に回転し、カム板21の最小半径部分がカムローラ24に対向すると、開弁用の圧縮コイルスプリング33の弾性力によりステム7及びカム棒22等を上方へ押し上げる。その結果、カム式バルブ1は、ステム7の下端部に設けた弁体30と弁座2dとが最も離間した全開位置となる。
又、このカム式バルブ1に於いては、バルブのボンネット5に設けた取付け台14にガイド軸16を立設し、このガイド軸16の上端部にアクチュエータが取り付けられる昇降台17を昇降自在に支持する構成としているため、アクチュエータがボディ2から離間した位置に配置されることになる。然も、このカム式バルブ1は、アクチュエータ及び昇降台17を収納ケース18で囲繞する構成としている。その結果、このカム式バルブ1を冷媒を取り扱う冷媒循環回路に介設しても、アクチュエータが冷媒の悪影響を受け難くなり、アクチュエータの延命化等を図れることになる。
Claims (2)
- 流入通路(2a)、流出通路(2b)、弁室(2c)及び弁座(2d)を有するボディ(2)内にステム(7)を昇降自在に配設し、前記ステム(7)をステム(7)の上方位置に配設したステッピングモータ(9)及びステッピングモータ(9)の回転運動を直線運動に変えてステム(7)に伝達するカム機構(10)から成るアクチュエータにより下降させ、弁室(2c)内に配設したダイヤフラム(3)又はステム(7)の下端部に設けた弁体(30)を弁座(2d)へ当座させるようにしたステッピングモータ駆動型のカム式バルブ(1)に於いて、前記ボディ(2)の弁室(2c)を覆うボンネット(5)にアクチュエータを昇降自在に支持する昇降支持機構(11)を設け、当該昇降支持機構(11)にステム(7)に対するアクチュエータの高さ位置を微調整する高さ微調整機構(12)を設けたことを特徴とするカム式バルブ。
- 昇降支持機構(11)が、ボンネット(5)に設けた取付け台(14)と、取付け台(14)にステム(7)と平行に立設したガイド軸(16)と、ガイド軸(16)の上端部に昇降自在に支持され、ステッピングモータ(9)及びカム機構(10)から成るアクチュエータが取り付けられる昇降台(17)と、ガイド軸(16)の上端部に取り付けられ、アクチュエータ及び昇降台(17)を囲繞する収納ケース(18)とから成り、又、高さ微調整機構(12)が、収納ケース(18)の底部に上下方向へ移動調整自在に螺挿され、上端面が昇降台(17)の下面に当接して昇降台(17)を支持する調整ネジ(12a)と、昇降台(17)の上面と収納ケース(18)の天井部との間に介設され、昇降台(17)を下方へ押圧附勢して調整ネジ(12a)の上端面へ常時当接させる弾性体(12b)とから成り、調整ネジ(12a)の締め込み量を調整することによって、アクチュエータを取り付けた昇降台(17)の高さを変え、ステム(7)に対するアクチュエータの高さ位置を微調整するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のカム式バルブ。
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