JP4234847B2

JP4234847B2 - Proportional control valve

Info

Publication number: JP4234847B2
Application number: JP15770699A
Authority: JP
Inventors: 利洋池尾; 宏籠橋; 智博伊藤
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: JP2000346236A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁体の弁座からの離間距離（リフト量）を制御して流体流量を調整する比例制御バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
比例制御バルブの利用としては、真空圧力制御システムに組み込まれるものを一例として挙げることができる。ここで、図６は、真空圧力制御システムを示す図である。
真空圧力制御システムは、真空容器である真空チャンバー１０１に、ウエハ１０５を段状に配置するためのチャンバー室１０２が形成され、入口１０３には、プロセスガスの供給源及びパージ用の窒素ガス供給源が接続され、出口１０４には、弁開度比例弁である比例制御バルブ１０８を介して真空ポンプ１０９に接続されている。そして、その出口１０４側に連通する分岐管には、遮断弁１０６を介して圧力センサ１０７が接続されている。
【０００３】
真空圧力制御システムでは、真空チャンバー１０１内にシリコンウェハが入れられ、真空ポンプ１０９が行う一定の吸引動作によって容器内が真空にされる。そして、真空チャンバー１０１内にプロセスガスが導入され、化学反応させた薄膜形成が行われる。その際、比例制御バルブ１０８は、真空チャンバー１０１内の真空圧力が所定値に保たれるように開度を調節し、真空チャンバー１０１内の真空度の制御を行っている。これは、真空チャンバー内で化学反応を行うとき、使用する反応ガスによって最適な真空圧力が決まっているからである。
【０００４】
次に、従来の比例制御バルブ１０８について具体的に説明する。図７は、従来の比例制御バルブ１０８を示した断面図である。
比例制御バルブ１０８は、主に上側部分の駆動部１１０と下側部分の弁部１３０とから構成されている。駆動部１１０は、シリンダカバー１１１内にピストン１１２が上下に摺動自在な状態で装填され、そのピストン１１２には、中心を貫いた中空軸１１３が一体に形成され、上方からの復帰バネ１１４によって下方に常時付勢されている。
シリンダカバー１１１は、中空軸１１３が貫いたエアポートブロック１１５に嵌合され、ピストン１１２の下方には気密な状態の加圧室１１６が構成されている。そして、その加圧室１１６に連通するエアポートブロック１１５に穿設されたエアポート１１７には、電磁比例弁１２１が接続されている。
【０００５】
また、ピストン１１２には連結ロッド１１８が上方に突設され、その連結ロッド１１８の上端には位置検出器であるポテンショメータ１２２が連結されている。よって、この比例制御バルブ１０８は、ピストン１１２の可動量は、連結ロッド１１８を介してポテンショメータ１２２によってフィードバックされ、そのポテンショメータ１２２からのフィードバック値に基づき、制御回路によって電磁比例弁１２１が制御されてピストン１１２を加圧するエアの調節が行われるよう構成されている。
【０００６】
一方弁部１３０は、弁本体１３１の下方に真空チャンバーに接続する入力ポート１３２が、側方に真空ポンプに接続する出力ポート１３３が形成され、入力ポート１３２の上端には環状の弁座１３４が形成されている。その弁座１３４に対して当接・離間する弁体１３５は、中空軸１１３の下端に固定されてピストン１１２と一体になっている。そして、弁体１３５と駆動部１１０側に固定されたブラケット１３７とに中空軸１１３を覆った金属ベローズ１３６が連結され、駆動部１１０側への流体の漏れを防止している。
また、弁本体１３１にはバンドヒータ１４１が巻かれている。プロセスガスが液化、析出しないように装置全体を加熱する必要があるからである。また、内部からも加熱するように弁体１３５にヒータ１４２が埋め込まれ、そのヒータ１４２に接続されたヒータケーブル１４３が中空軸１１３を通って外に延びている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような比例制御バルブ１０８では、図８に示すように、与えられた弁開度指令値と、弁体１３５のリフト量を示すポテンショメータ１２２からのフィードバック値とが位置制御回路８１で比較され、その比較に基づく操作量出力によって正確な弁開度、即ち弁体１３５のリフト量が制御されている。
そこで、通常、ポテンショメータ１２２を比例制御バルブ１０８へ取り付けるに際してゼロ・スパン調整が行われる。弁体１３５のリフト量を正確に制御するには、ポテンショメータ１２２のフィードバック値と、弁開度指令値とが一対一の電気的対応関係になければならないからである。
しかしながら、従来の比例制御バルブ１０８では、ポテンショメータ１２２のゼロ・スパン調整が非常に煩わしい手間のかかる作業であった。そして、ゼロ・スパン調整は、次のような手順によって行われていた。
【０００８】
先ず、弁体１３５のリフト量が０ｍｍになる弁開度指令値（例えば０Ｖ）が出力された時に、弁体１３５のリフト量が０ｍｍ、即ち閉弁状態を示すポテンショメータ１２２からのフィードバック値が例えば１．２Ｖになるように、そのポテンショメータ１２２が接続された増幅回路部の調整トリマを調整する。
そして、次に、制御部から弁体１３５のリフト量が２８ｍｍになる弁開度指令値（例えば５．０Ｖ）が出力された時に、駆動した弁体１３５のリフト量が２８ｍｍになったときのフィードバック値が例えば４．８Ｖになるように、増幅回路部分の調整トリマを調整する。
【０００９】
しかし、０ｍｍ調整の後に２８ｍｍ調整を行うと、先に行った０ｍｍ調整に微妙なズレが生じてしまうため、再度０ｍｍ調整を行う必要がある。そして、それによって更に２８ｍｍ調整に微妙なズレが生じるため、両点の調整を３〜５回程度繰り返して行いゼロ・スパンを合わせ込む必要があった。
そして、前述した従来の比例制御バルブ１０８では、ポテンショメータ１２２をピストン１１２に連結していたため、メンテナンスや部品交換などのために分解した比例制御バルブ１０８を再組立する場合、各部の組み付け状態の違いなどによってゼロ・スパンの調整に狂いが生じるため、ゼロ・スパン調整は分解の度に行わなければならなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、係る課題を解決すべく、位置検出器の調整が簡単な比例制御バルブを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の比例制御バルブは、弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記位置検出器の検出ロッドと前記可動部材とを連絡する前記可動部材に固定された連絡部材に、前記検出ロッドの位置を調整する調整部材を備えたことを特徴とする。
よって、例えば、可動部材がシリンダのピストンの場合、そのピストンを可動させるエアを供給するための電磁比例弁に対する弁開度指令値と、ピストンの位置を検出する位置検出器からのフィードバック値との電気的対応関係を予め一対一に決定付け、位置検出器を組み付けた後に、調整部材によってそのフィードバック値と弁体における実際のリフト量との対応をとることができるため、メンテナンスの度に電気的関係を調整する必要がなく、位置検出器の調整が簡単になる。
【００１２】
また、本発明の比例制御バルブは、弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記弁体と可動部材とに連結された軸部材が、リニアブッシュ又はボールスプラインによって摺動支持されたことを特徴とする。
よって、軸部材が摺動するリニアブッシュとのクリアランスを小さくすることができ、軸部材のガタが小さくなった。そのため、弁の開閉動作を円滑に行うことができるようになり、寸法公差を大きくとることができるために各部品の製作コストを抑えることができるようになった。
【００１３】
また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備え、前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して位置を調節可能にネジ止めされた位置決部材とを有することを特徴とする。
よって、ベローズ組立の取り付け及び取り外しの際に、回転防止部材にネジ止めした位置決部材を、その回転方向の窓部の側面に当てることで、ピストンの回転を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備え、前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して付け外し可能な位置決部材とを有することを特徴とする。
よって、ベローズ組立の取り付け及び取り外しの際に、回転防止部材に位置決部材を取り付け、その回転方向の窓部の側面に当該位置決部材を当てることで、可動部材の回転を防止することができる。
【００１５】
また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備え、前記駆動部は、前記可動部材が駆動部の本体内を軸方向に直線運動するものであって、前記可動部材はボールスプラインを構成して前記本体内に設けられ、又は、前記可動部材と前記本体内との断面形状が非円形をした同形であることにより、前記可動部材を回転防止させることを特徴とする。
よって、駆動部の本体に対して可動部材の回転が止められるため、ベローズ組立の取り付け及び取り外しの際の可動部材の回転が防止できる。
【００１６】
また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された中空の軸部材に対して弁体が固定され、弁本体に形成されたポート間に存在する弁座面に弁体が当接・離間し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記弁体に埋設されたヒータに接続され、前記軸部材の中空部を通って前記駆動部側から外部に延設されたヒータケーブルが、前記駆動部側から出た部分が曲げられて配置され、当該曲げ部分に補強材が被覆されたことを特徴とする。
よって、可動部材が軸方向の移動を行う際に、前記ヒータケーブルの曲げ部分には曲げの力が作用するが、補強材が曲げの力によって起こる曲げ部分の亀裂などを防止することができる。
【００１７】
また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された中空の軸部材に対して弁体が固定され、弁本体に形成されたポート間に存在する弁座面に弁体が当接・離間し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記弁体にはヒータが埋設され、そのヒータに接続されたヒータケーブルが前記軸部材の中空部を通って前記駆動部側から外部に延設されるものであって、ヒータケーブルを前記軸部材と同軸上に配置させる保持部材を有することを特徴とする。
よって、軸部材や駆動部の出口の角部などに当たらないように、ヒータケーブルを軸部材の軸上に配置でき、ヒータケーブルが可動部によって変動する際に当該角部に擦れないようにできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態を図面を参照して以下に説明する。図１及び図２は、本実施の形態の比例制御バルブ１を示した断面図であり、図１は閉弁時、図２は開弁時を示している。なお、この比例制御バルブも前記従来例と同様に、真空圧力制御システムに組み込まれるものである。
比例制御バルブ１は、前記従来例のものと同様に主に上側部分の駆動部と下側部分の弁部とから構成されている。
駆動部は、エアシリンダによって構成され、筒形状のシリンダカバー１１が上方のキャップ１２と、下方のエアポートブロック１３とに一体的に固定されている。シリンダカバー１１内には、復帰バネ１４によって下方に付勢されたピストン１５が装填され、ピストン１５の底面に取付プレート１６によって挟み込まれ、下方の加圧室１９との隔膜となるベロフラム１７が一体に取り付けられている。べローフラム１７の下方に形成された密閉空間の加圧室１９には、エアポートブロック１３に穿設されたエアポート１８が連通し、不図示の電磁比例弁と接続されている。
【００１９】
ピストン１５は、縁部に垂直に立ち上がった円筒部分が形成され、そこに回転防止のための回転防止プレート２１が水平に突設されている。回転防止プレート２１がピストン１５とともに上下する領域には、シリンダカバー１１の側面に窓１１ａが形成されている。
ピストン１５には、その中心を貫いた中空軸２０が一体に形成され、エアポートブロック１３を貫通してバルブボディ３１内にまで延設されている。この中空軸２０が貫通するエアポートブロック１３の貫通孔にはリニアブッシュ２２が嵌挿され、中空軸２０は、このリニアブッシュ２２内にはめられて摺動可能に支持されている。
【００２０】
一方、バルブボディ３１は、下方に真空チャンバー側に接続される入力ポート３２が、側方には真空ポンプ側に接続される出力ポート３３が形成されている。入力ポート３２の上端には環状の弁座３４が形成され、その弁座３４に対して当接・離間する弁体３５が、バルブボディ３１内にまで進入した中空軸２０に連結されている。
弁体３５は、中空軸２０に直接固定される支持体３６に、入力ポート３２へ入り込む弁体ブロック３７がネジ止めされ、同時に弁座３４に直接接するシール用のＯリング３８が保持されている。弁体ブロック３７は、それが入力ポート３２へ入り込むことにより、弁開度を小さくして微少な流量調節ができるようにしたものである。
【００２１】
そして、この弁体３５を構成する支持体３６は、金属ベローズ３９の下端に接続され、その金属ベローズ３９の上端にはブラケット４０に接続され、これら支持体３６、金属ベローズ３９及びブラケット４０によってベローズ組立が構成されている。
よって、ブラケット３９が、図示するようにバルブボディ３１とエアポートブロック１３との間に挟み込まれて組み付けられれば、中空軸２０の通るエアポートブロック１３の貫通部分がバルブボディ３１内の流路と隔離され、弁部を流れる流体が駆動部へ漏れることはない。
【００２２】
また、流路の一部となるバルブボディ３１には、バンドヒータ４１が巻かれている。これは、プロセスガスが液化、析出しないように装置全体を加熱する必要があるからである。更に、内部からも加熱するように中空軸２０の下端部分にもヒータ４２が装填され、そのヒータ４２に接続されたヒータケーブル４３は、中空軸２０を通ってキャップ１２の孔１２ａを通って外へと延びている。
ヒータケーブル４３は、中空軸２０の出口付近で保護クリップ４４に保持され、中空軸２０の出口からキャップ１２を出てコントロールボックス５１に沿って配置（図３参照）されるまでの曲げ部分が、スパイラルチューブ４５によって被覆されている。
【００２３】
保護クリップ４４でヒータケーブル４３を保持するのは、ヒータケーブル４３が倒れないように支持することによってキャップ１２の角部などに擦れないようにして、パーティクルの発生を防止するためである。この点においては、更に、開閉の際のヒータケーブル４３が擦れるおそれのあるキャップ１２の孔１２ａ部分にブッシュ２３を嵌合し、擦れによる摩耗を防止している。
一方、スパイラルチューブ４５によってヒータケーブル４３を被覆したのは、弁が開閉する際にヒータケーブル４３が上下するため、その都度曲げの力が作用する曲げ部分の強度を確保するためである。
【００２４】
次に、図３は、比例制御バルブ１を図１の裏面側から示した外観図であり、コントロールボックス５１を一部切り欠いて内部を示した図である。このコントロールボックス５１内には、弁体３５のリフト量をフィードバック制御するための位置検出器であるポテンショメータ５２が設けられている。
ポテンショメータ５２は、その検出ロッド５３が、内設されたスプリングによって上方に付勢され、上端がピストン１５に固定された段付きの連絡バー５４に対して押し当てられている。その連絡バー５４には先端部分の貫通孔に合わせてナット５５が固定され、そのナット５５に下方から調整ネジ５６が螺合されている。従って、ポテンショメータ５２の検出ロッド５３は、連絡バー５４に螺合された調整ネジ５６に下方から先端が突き当てられている。
【００２５】
そこで、このような構成からなる比例制御バルブ１では、次のような動作によって流量制御が行われる。この比例制御バルブ１でも、前記従来例と同様図８に示すように、与えられた弁開度指令値と、弁体３５のリフト量を示すポテンショメータ５２からのフィードバック値とが位置制御回路８１で比較され、その比較に基づく操作量出力によって正確な弁開度、即ち弁体３５のリフト量が制御される。
より具体的には、弁開度指令値を受けた位置制御回路８１によって不図示の電磁比例弁の開閉が制御され、エアポート１８から流入したエアによる加圧室１９内のエア圧と、復帰バネ１４とのバランスによってピストン１５が上昇或いは下降して位置決めされる。ピストン１５の位置は、連絡バー５４を介してポテンショメータ５２に伝えられ、検出ロッド５３の位置によって得られるフィードバック値が位置制御回路８１へと入力される。そのため、位置制御回路８１では、その弁開度指令値とフィードバック値との比較に基づいて操作量出力がなされ、更なるエア圧調整によって弁開度が制御される。
【００２６】
従って、加圧室１９がエアによって加圧されると、可動するピストン１５と中空軸２０によって連結された弁体３５は、図１の状態からピストン１５に伴って上昇し、図２に示すように、Ｏリング３８が弁座３４から離間して入力ポート３２と出力ポート３３との間が開放される。そして、フィードバック制御された加圧室１９内のエア圧によってピストン１５の位置、即ち弁体３５のリフト量が決定され、この比例制御バルブ１に接続された真空チャンバー内の真空度が制御される。
一方、加圧室１９内の圧力が下げられると、復帰バネ１４の付勢力によってピストン１５が押し下げられ、弁体３５は図２に示すように上昇した位置から下降し、そのＯリング３８が弁座３４へ当接して入力ポート３２と出力ポート３３との間が遮断される。
【００２７】
ところで、本実施の形態の比例制御バルブ１でも、弁体３５のリフト量を正確に制御するには、ポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁開度指令値とが一対一の電気的対応関係にするためにゼロ・スパン調整する必要がある。しかしながら、本実施の形態の場合、従来のようにポテンショメータ５２を比例制御バルブ１に取り付けた後に行うのではなく、予めゼロ・スパン調整を行ったポテンショメータ５２を比例制御バルブ１へと取り付ける。
ポテンショメータ５２のゼロ・スパン調整は、図示しない治具にポテンショメータ５２を取り付けて行う。治具は、ポテンショメータ５２をセットした時に、検出ロッド５３が比例制御バルブ１に組み付けた時と同じ位置（例えば、閉弁時の０ｍｍを示す位置）になるように、またスパンの位置（２８ｍｍ）になるように、スライドしてその検出ロッド５３を支持することができるものである。
【００２８】
そこで、ポテンショメータ５２を治具に取り付けて検出ロッド５３の位置を０ｍｍにし、弁体３５のリフト量が０ｍｍになる弁開度指令値（例えば０Ｖ）の出力に合わせて、フィードバック値が例えば１．２Ｖになるように、ポテンショメータ５２が接続された増幅回路部の調整トリマを調整する。そして、次に、検出ロッド５３の位置を２８ｍｍにし、弁体３５のリフト量が２８ｍｍになる弁開度指令値（例えば５．０Ｖ）の出力に合わせて、フィードバック値が例えば４．８Ｖになるように、ポテンショメータ５２が接続された増幅回路部の調整トリマを調整する。更に、微妙なズレを調整するために、０ｍｍ調整及び２８ｍｍ調整を３〜５回程度繰り返してゼロ・スパンを合わせ込む。
これによって、ポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁開度指令値との電気的対応関係が一対一に決定付けられる。
【００２９】
そして、このようにゼロ・スパン調整を行ったポテンショメータ５２を比例制御バルブ１へ組み付けた後、弁開度指令値に基づいてリフト量が０ｍｍ又は２８ｍｍになった弁体３５に対応するように検出ロッド５３を位置決めする。組み付けられたポテンショメータ５２の検出ロッド５３は、連絡バー５４の先端にネジ止めされた調整ネジ５６に押し当てられて位置決めされている。そのため、例えば、弁体３５の位置を０ｍｍとした場合に、その調整ネジ５６を回し、予め調整したポテンショメータ５２のフィードバック値が１．２Ｖになる高さに、検出ロッド５３を位置決めする。この調整によって、ポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁体３５における実際のリフト量との対応が整えられる。
【００３０】
従って、本実施の形態では、予めポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁開度指令値との電気的対応関係が一対一に決定付け、ポテンショメータ５２の組み付け後に、そのフィードバック値と弁体３５における実際のリフト量との対応をとるようにしたため、メンテナンスの度に電気的関係を調整する必要がなくなった。
即ち、比例制御バルブ１を再組立した際には、再組立時の締付力の相違などによって弁体３５が動き始めた直後における弁開度（弁のリフト量）が変わることがある。しかし、そうした場合にも、調整ネジ５６を回して高さを調整することだけでゼロ・スパン調整を行うことができるようになった。
【００３１】
次に、本実施の形態の比例制御バルブ１では、中空軸２０の軸受けとしてリニアブッシュ２２を使用しているが、従来はメタルブッシュが使用されていた。従来のようなメタルブッシュを使用した場合には、開閉動作を繰り返した後の中空軸とメタルブッシュとの抵抗が摩擦によって初期状態と大きく異なるため、圧力制御の応答性等にバラツキが生じてしまっていた。また、比例制御バルブ１では、弁体３５の弁体ブロック３７が入力ポート３２へと入り込むため（従来も同様な構成）、中空軸とメタルブッシュのようにクリアランスが大きいと、中空軸のガタによって円滑な動作を妨げたり、また、それを回避するために高い部品精度が要求されることから製作コストが高くなる問題があった。
【００３２】
そこで、本実施の形態ではリニアブッシュ２２を使用したことで、中空軸２０との摺動抵抗が小さくなり、初期状態と開閉動作を繰り返した後とで圧力制御の応答性にバラツキがなくなった。
また、リニアブッシュ２２にしたことで、中空軸２０とのクリアランスが小さくなり、中空軸２０のガタが小さくなった。半径方向のガタを実際の寸法公差から計算したところ、従来のメタルブッシュでは０．１７２〜０．３５６ｍｍ程度であったものが、リニアブッシュ２２にしたことで０．０８６ｍｍ以下に抑えることができた。これによって、開閉動作を円滑に行うことができるようになり、各部品の製作コストも抑えることができるようになった。
【００３３】
次に、比例制御バルブ１の組立について説明する。ここで、図４は、バルブボディ３１を外した状態の比例制御バルブ１を示す側面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。
比例制御バルブ１を分解する場合、先ず図４に示すように、バルブボディ３１を駆動部のエアポートブロック１３から外し、続いて支持体３６、金属ベローズ３９及びブラケット４０からなるベローズ組立６１を中空軸２０から外す。ベローズ組立６１は支持体３６によって中空軸２０に螺合しているため、ベローズ組立６１全体を支持体３６とともに回転させる。ところが、このとき中空軸２０も回転してしまったのではベロフラム１７を破いてしまう等の問題がある。そのため、その中空軸２０がピン２６によって固定されたピストン１５の回転が回転防止プレート２１によって規制される。
【００３４】
シリンダカバー１１は、図４に示しように側面に窓１１ａが開設され、そこへピストン１５に固定された回転防止プレート２１が突設されている。また、その回転防止プレート２１の端面には更に位置決プレート６２がネジ止めされている。位置決プレート６２は、回転防止プレート２１の横幅とほぼ同じ長さで、ネジ６３の貫通する貫通孔が横広に形成されて回転防止プレート２１の端面に対して左右にずらせることができるようになっている。
【００３５】
そこで、ベローズ組立６１を中空軸２０から外す場合には、ベローズ組立６１を左方向に回転させるため、位置決プレート６２を図４及び図５に示すように、シリンダカバー１１の窓１１ａの左側面に当てた状態で回転防止プレート２１へネジ止めする。これによってベローズ組立６１を左方向に回転させた場合に、中空軸２０及びピストン１５に左方向の回転力が加わっても、位置決プレート６２によって同方向の回転が規制される。逆にベローズ組立６１を組み付ける場合には、位置決プレート６２を窓１１ａの右側面に当てるようにして回転防止プレート２１へネジ止めすれば、右方向の回転が加わっても、位置決プレート６２によって同方向の回転が規制される。
一方、比例制御バルブ１を駆動させる場合には、位置決プレート６２を回転防止プレート２１の端面の横幅に重ね合わせ、窓１１ａの左右の側面から離し、若しくはネジ６３を外すことにより、位置決プレート６２を取り外す。
【００３６】
従って、回転防止プレート２１にネジ止めした位置決プレート６２の位置を変えることによって、ベローズ組立６１の取り外しの際にピストン１５を回転させることがない。そのため、ピストン１５と一体のベロフラム１７や、中空軸２０内に固定されたヒータ４２のヒータケーブル４３の捻りによる破損が防止される。
ところで、このような回転防止は従来からも行われていたが、その場合、ピストンをシリンダカバーへ直接固定する方法が取られていたため、固定を外すのを忘れて比例制御バルブを駆動させてしまいバルブ自体を破損させるおそれがあった。しかし、本実施に形態では、万一そのようなことがあってもピストン１５がシリンダカバー１１と固定されていないため、位置決プレート６２が擦れるだけでバルブ自体の破損は防止される。
【００３７】
以上、本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態について説明したが、本発明はこれ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。
例えば、前記実施の形態では、ポテンショメータ５２の検出ロッド５３の位置調整に調整ネジ５６を使用したが、ネジに限らず孔に圧入され摺動可能なピン部材のようなものであってもよい。
また、前記実施の形態では、ピストン１５が円筒形であるため、ベローズ組立６１の付け外しを行う際に中空軸２０が回転しないように回転防止プレート２１及び位置決プレート６２を設けるようにしたが、シリンダカバー１１内に設けられたピストン１５がボールスプラインを構成するように構成し、又は、ピストン１５とシリンダカバー１１内との断面形状を非円形をした同形とし、回転を規制し軸方向への移動を可能にするようにしてもよい。
また、摺動抵抗を小さくするリニアブッシュ２２に替えてボールスプラインを設けるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、弁体に連結された可動部材の移動をポテンショメータのフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記ポテンショメータの検出ロッドと前記可動部材とを連絡する前記可動部材に固定された連絡部材に、前記検出ロッドの位置を調整する調整部材を備えるので、ポテンショメータの調整が簡単な比例制御バルブを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態を示した閉弁時の断面図である。
【図２】本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態を示した開弁時の断面図である。
【図３】本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態を示した図１の裏面側から示した図である。
【図４】バルブボディ３１を外した状態の比例制御バルブ１を示す側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】真空圧力制御システムを示す図である。
【図７】従来の比例制御バルブ１０８を示した断面図である。
【図８】比例制御バルブのフィードバック制御を示すブロック図である。
【符号の説明】
１比例制御バルブ
１５ピストン
３４弁座
３５弁体
５２ポテンショメータ
５３検出ロッド
５４連絡バー
５５ナット
５６調整ネジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a proportional control valve that adjusts a fluid flow rate by controlling a separation distance (lift amount) of a valve body from a valve seat.
[0002]
[Prior art]
As an example of utilization of the proportional control valve, one incorporated in a vacuum pressure control system can be given. Here, FIG. 6 is a diagram showing a vacuum pressure control system.
In the vacuum pressure control system, a chamber chamber 102 for arranging wafers 105 in a step shape is formed in a vacuum chamber 101 which is a vacuum vessel, and a process gas supply source and a purge nitrogen gas supply source are provided at an inlet 103. The outlet 104 is connected to a vacuum pump 109 via a proportional control valve 108 which is a valve opening proportional valve. A pressure sensor 107 is connected to the branch pipe communicating with the outlet 104 via a shutoff valve 106.
[0003]
In the vacuum pressure control system, a silicon wafer is placed in the vacuum chamber 101, and the inside of the container is evacuated by a constant suction operation performed by the vacuum pump 109. Then, a process gas is introduced into the vacuum chamber 101, and a thin film is formed by chemical reaction. At that time, the proportional control valve 108 controls the degree of vacuum in the vacuum chamber 101 by adjusting the opening degree so that the vacuum pressure in the vacuum chamber 101 is maintained at a predetermined value. This is because when the chemical reaction is performed in the vacuum chamber, the optimum vacuum pressure is determined by the reaction gas used.
[0004]
Next, the conventional proportional control valve 108 will be specifically described. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional proportional control valve 108.
The proportional control valve 108 is mainly composed of an upper portion driving portion 110 and a lower portion valve portion 130. The drive unit 110 is loaded in a cylinder cover 111 in a state in which a piston 112 is slidable up and down. A hollow shaft 113 penetrating the center is integrally formed on the piston 112, and a return spring 114 from above is provided. Always biased downward.
The cylinder cover 111 is fitted into an air port block 115 through which a hollow shaft 113 passes, and an airtight pressurizing chamber 116 is formed below the piston 112. An electromagnetic proportional valve 121 is connected to the air port 117 formed in the air port block 115 communicating with the pressurizing chamber 116.
[0005]
A connecting rod 118 projects upward from the piston 112, and a potentiometer 122, which is a position detector, is connected to the upper end of the connecting rod 118. Therefore, in this proportional control valve 108, the movable amount of the piston 112 is fed back by the potentiometer 122 via the connecting rod 118, and the electromagnetic proportional valve 121 is controlled by the control circuit based on the feedback value from the potentiometer 122, and the piston Adjustment of the air which pressurizes 112 is performed.
[0006]
On the other hand, the valve portion 130 has an input port 132 connected to the vacuum chamber below the valve body 131 and an output port 133 connected to the vacuum pump on the side. An annular valve seat 134 is formed at the upper end of the input port 132. Is formed. A valve body 135 that contacts and separates from the valve seat 134 is fixed to the lower end of the hollow shaft 113 and integrated with the piston 112. And the metal bellows 136 which covered the hollow shaft 113 is connected with the valve body 135 and the bracket 137 fixed to the drive part 110 side, and the leak of the fluid to the drive part 110 side is prevented.
A band heater 141 is wound around the valve body 131. This is because it is necessary to heat the entire apparatus so that the process gas does not liquefy or precipitate. Further, a heater 142 is embedded in the valve body 135 so as to heat from the inside, and a heater cable 143 connected to the heater 142 extends through the hollow shaft 113.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a proportional control valve 108, as shown in FIG. 8, the given valve opening command value and the feedback value from the potentiometer 122 indicating the lift amount of the valve body 135 are compared by the position control circuit 81. The exact valve opening, that is, the lift amount of the valve body 135 is controlled by the operation amount output based on the comparison.
Therefore, normally, when the potentiometer 122 is attached to the proportional control valve 108, zero / span adjustment is performed. This is because, in order to accurately control the lift amount of the valve body 135, the feedback value of the potentiometer 122 and the valve opening command value must have a one-to-one electrical correspondence.
However, with the conventional proportional control valve 108, the zero / span adjustment of the potentiometer 122 is a very troublesome and time-consuming operation. The zero / span adjustment was performed by the following procedure.
[0008]
First, when a valve opening command value (for example, 0 V) is output at which the lift amount of the valve body 135 is 0 mm, the lift amount of the valve body 135 is 0 mm, that is, the feedback value from the potentiometer 122 indicating the closed state is, for example, The adjustment trimmer of the amplifier circuit section to which the potentiometer 122 is connected is adjusted so as to be 1.2V.
Next, when the valve opening command value (for example, 5.0 V) at which the lift amount of the valve body 135 is 28 mm is output from the control unit, the lift amount of the driven valve body 135 is 28 mm. The adjustment trimmer of the amplifier circuit part is adjusted so that the feedback value becomes, for example, 4.8V.
[0009]
However, if the 28 mm adjustment is performed after the 0 mm adjustment, a slight deviation occurs in the previously performed 0 mm adjustment, and therefore it is necessary to perform the 0 mm adjustment again. Then, since a slight deviation occurs in the adjustment of 28 mm, it is necessary to adjust both points about 3 to 5 times to adjust the zero span.
In the above-described conventional proportional control valve 108, the potentiometer 122 is connected to the piston 112. Therefore, when reassembling the proportional control valve 108 that has been disassembled for maintenance, parts replacement, etc. Therefore, the zero / span adjustment had to be performed at every disassembly.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a proportional control valve in which the position detector can be easily adjusted in order to solve the problem.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The proportional control valve of the present invention performs feedback control on the movement of the movable member connected to the valve body based on the feedback value of the position detector, and adjusts the flow rate based on the valve opening based on the lift amount of the valve body. And the adjustment member which adjusts the position of the said detection rod is provided in the connection member fixed to the said movable member which connects the detection rod of the said position detector and the said movable member.
Therefore, for example, when the movable member is a piston of a cylinder, a valve opening command value for an electromagnetic proportional valve for supplying air for moving the piston, and a feedback value from a position detector that detects the position of the piston Since the electrical correspondence is determined in a one-to-one relationship in advance and the position detector is assembled, the adjustment member can take the correspondence between the feedback value and the actual lift amount in the valve body. It is not necessary to adjust the relationship, and the position detector can be easily adjusted.
[0012]
In addition, the proportional control valve of the present invention performs feedback control on the movement of the movable member connected to the valve body based on the feedback value of the position detector, and adjusts the flow rate according to the opening degree of the valve based on the lift amount of the valve body. The shaft member connected to the valve body and the movable member is slidably supported by a linear bush or a ball spline.
Therefore, the clearance with the linear bush on which the shaft member slides can be reduced, and the backlash of the shaft member is reduced. Therefore, the opening and closing operation of the valve can be performed smoothly, and the dimensional tolerance can be increased, so that the manufacturing cost of each part can be suppressed.
[0013]
Further, in the proportional control valve of the present invention, the valve body is screwed to the shaft member fixed to the movable member of the driving unit, and the fluid flowing in the valve body is prevented from entering the driving unit side. A bellows for closing a penetrating portion through which the shaft member penetrates is provided with a bellows assembly formed integrally with the valve body, and a window portion opened along the moving direction of the movable member in the driving portion, and disposed in the window portion As described above, the anti-rotation member that protrudes in the radial direction with respect to the movable member, and a positioning member that is screwed so that the position of the anti-rotation member can be adjusted.
Therefore, when attaching and removing the bellows assembly, the rotation of the piston can be prevented by applying the positioning member screwed to the rotation preventing member to the side surface of the window portion in the rotation direction.
[0014]
Further, in the proportional control valve of the present invention, the valve body is screwed to the shaft member fixed to the movable member of the driving unit, and the fluid flowing in the valve body is prevented from entering the driving unit side. A bellows for closing a penetrating portion through which the shaft member penetrates is provided with a bellows assembly formed integrally with the valve body, and a window portion opened along the moving direction of the movable member in the driving portion, and disposed in the window portion As described above, the anti-rotation member that protrudes in the radial direction with respect to the movable member and a positioning member that can be attached to and detached from the anti-rotation member are provided.
Therefore, when attaching and removing the bellows assembly, the positioning member is attached to the rotation preventing member, and the positioning member is applied to the side surface of the window portion in the rotation direction, thereby preventing the movable member from rotating. .
[0015]
Further, in the proportional control valve of the present invention, the valve body is screwed to the shaft member fixed to the movable member of the driving unit, and the fluid flowing in the valve body is prevented from entering the driving unit side. A bellows assembly in which a bellows that closes a penetrating portion through which the shaft member penetrates is formed integrally with the valve body, and the drive unit is a unit in which the movable member linearly moves in the axial direction in the main body of the drive unit. The movable member constitutes a ball spline and is provided in the main body, or the movable member and the main body have a non-circular cross-sectional shape to prevent the movable member from rotating. It is characterized by.
Therefore, since the rotation of the movable member is stopped with respect to the main body of the drive unit, the rotation of the movable member at the time of attaching and detaching the bellows assembly can be prevented.
[0016]
In the proportional control valve of the present invention, the valve body is fixed to the hollow shaft member fixed to the movable member of the drive unit, and the valve body is located on the valve seat surface existing between the ports formed in the valve body. The flow rate is adjusted by the opening and closing of the valve based on the lift amount of the valve body, which contacts and separates, and is connected to a heater embedded in the valve body, and is driven through the hollow portion of the shaft member The heater cable extended from the part side to the outside is arranged such that a part protruding from the driving part side is bent, and the bent part is covered with a reinforcing material.
Therefore, when the movable member moves in the axial direction, a bending force acts on the bent portion of the heater cable, but it is possible to prevent a crack in the bent portion caused by the bending force of the reinforcing material.
[0017]
In the proportional control valve of the present invention, the valve body is fixed to the hollow shaft member fixed to the movable member of the drive unit, and the valve body is located on the valve seat surface existing between the ports formed in the valve body. The valve body is abutted and separated, and the flow rate is adjusted by the opening degree of the valve based on the lift amount of the valve body. A heater is embedded in the valve body, and a heater cable connected to the heater is connected to the shaft member. It has a holding member that extends through the hollow portion from the driving portion side to the outside, and that arranges the heater cable coaxially with the shaft member.
Therefore, the heater cable can be arranged on the shaft of the shaft member so as not to hit the corner of the shaft member or the exit of the drive unit, and can be prevented from rubbing against the corner when the heater cable fluctuates by the movable part. .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a proportional control valve according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing the proportional control valve 1 of the present embodiment. FIG. 1 shows the valve closing time, and FIG. 2 shows the valve opening time. Note that this proportional control valve is also incorporated into the vacuum pressure control system in the same manner as the conventional example.
Similar to the conventional example, the proportional control valve 1 is mainly composed of an upper portion driving portion and a lower portion valve portion.
The drive unit is constituted by an air cylinder, and a cylindrical cylinder cover 11 is integrally fixed to an upper cap 12 and a lower air port block 13. A piston 15 urged downward by a return spring 14 is loaded in the cylinder cover 11, and is sandwiched by a mounting plate 16 on the bottom surface of the piston 15, and a bellophram 17 serving as a diaphragm with respect to the lower pressurizing chamber 19 is integrated. Is attached. An air port 18 formed in the air port block 13 communicates with a pressurizing chamber 19 in a sealed space formed below the bellows frame 17 and is connected to an electromagnetic proportional valve (not shown).
[0019]
The piston 15 is formed with a cylindrical portion that rises perpendicularly to an edge portion, and an anti-rotation plate 21 for preventing rotation is provided horizontally there. A window 11 a is formed on the side surface of the cylinder cover 11 in a region where the rotation prevention plate 21 moves up and down together with the piston 15.
The piston 15 is integrally formed with a hollow shaft 20 penetrating the center thereof, and extends through the air port block 13 into the valve body 31. A linear bush 22 is fitted into the through hole of the air port block 13 through which the hollow shaft 20 passes, and the hollow shaft 20 is fitted into the linear bush 22 and is slidably supported.
[0020]
On the other hand, the valve body 31 is formed with an input port 32 connected to the vacuum chamber side below and an output port 33 connected to the vacuum pump side on the side. An annular valve seat 34 is formed at the upper end of the input port 32, and a valve body 35 that comes into contact with and separates from the valve seat 34 is connected to the hollow shaft 20 that has entered the valve body 31.
In the valve body 35, a valve body block 37 that enters the input port 32 is screwed to a support body 36 that is directly fixed to the hollow shaft 20, and at the same time, a sealing O-ring 38 that directly contacts the valve seat 34 is held. . When the valve body block 37 enters the input port 32, the valve opening degree is reduced to allow fine flow rate adjustment.
[0021]
The support body 36 constituting the valve body 35 is connected to the lower end of the metal bellows 39, and the upper end of the metal bellows 39 is connected to the bracket 40. The support body 36, the metal bellows 39 and the bracket 40 support the bellows. Assembly is configured.
Therefore, if the bracket 39 is sandwiched and assembled between the valve body 31 and the air port block 13 as shown in the drawing, the through portion of the air port block 13 through which the hollow shaft 20 passes is isolated from the flow path in the valve body 31. The fluid flowing through the valve section does not leak to the drive section.
[0022]
A band heater 41 is wound around the valve body 31 that is a part of the flow path. This is because it is necessary to heat the entire apparatus so that the process gas does not liquefy and precipitate. Further, a heater 42 is also loaded on the lower end portion of the hollow shaft 20 so as to be heated from the inside, and the heater cable 43 connected to the heater 42 passes through the hollow shaft 20 and passes through the hole 12a of the cap 12. It extends to.
The heater cable 43 is held by the protective clip 44 in the vicinity of the outlet of the hollow shaft 20, and a bent portion from the outlet of the hollow shaft 20 until the cap 12 is disposed along the control box 51 (see FIG. 3) It is covered with a spiral tube 45.
[0023]
The reason why the heater cable 43 is held by the protection clip 44 is to prevent the generation of particles by preventing the heater cable 43 from rubbing against the corners of the cap 12 by supporting the heater cable 43 so as not to fall down. In this respect, the bush 23 is fitted into the hole 12a portion of the cap 12 where the heater cable 43 may be rubbed during opening and closing to prevent wear due to the rub.
On the other hand, the reason why the heater cable 43 is covered with the spiral tube 45 is to ensure the strength of the bent portion where the bending force acts each time the heater cable 43 moves up and down when the valve opens and closes.
[0024]
Next, FIG. 3 is an external view showing the proportional control valve 1 from the back side of FIG. 1, and is a view showing the inside of the control box 51 with a part cut away. In the control box 51, a potentiometer 52, which is a position detector for feedback control of the lift amount of the valve body 35, is provided.
The potentiometer 52 has its detection rod 53 biased upward by a spring provided therein and is pressed against a stepped communication bar 54 whose upper end is fixed to the piston 15. A nut 55 is fixed to the connecting bar 54 in accordance with the through hole at the tip, and an adjustment screw 56 is screwed onto the nut 55 from below. Therefore, the tip of the detection rod 53 of the potentiometer 52 is abutted against the adjustment screw 56 screwed to the communication bar 54 from below.
[0025]
Therefore, in the proportional control valve 1 having such a configuration, the flow rate is controlled by the following operation. Also in this proportional control valve 1, as shown in FIG. 8 as in the conventional example, the given valve opening command value and the feedback value from the potentiometer 52 indicating the lift amount of the valve body 35 are obtained by the position control circuit 81. The exact valve opening, that is, the lift amount of the valve body 35 is controlled by the operation amount output based on the comparison.
More specifically, the position control circuit 81 that receives the valve opening command value controls the opening and closing of an electromagnetic proportional valve (not shown), and the air pressure in the pressurizing chamber 19 due to the air flowing in from the air port 18 and the return spring 14, the piston 15 is moved up or down by the balance. The position of the piston 15 is transmitted to the potentiometer 52 via the communication bar 54, and a feedback value obtained by the position of the detection rod 53 is input to the position control circuit 81. Therefore, the position control circuit 81 outputs an operation amount based on the comparison between the valve opening command value and the feedback value, and the valve opening is controlled by further air pressure adjustment.
[0026]
Therefore, when the pressurizing chamber 19 is pressurized with air, the valve body 35 connected by the movable piston 15 and the hollow shaft 20 rises with the piston 15 from the state of FIG. 1, and as shown in FIG. In addition, the O-ring 38 is separated from the valve seat 34 to open the space between the input port 32 and the output port 33. The position of the piston 15, that is, the lift amount of the valve body 35 is determined by the air pressure in the pressurizing chamber 19 that is feedback-controlled, and the degree of vacuum in the vacuum chamber connected to the proportional control valve 1 is controlled. .
On the other hand, when the pressure in the pressurizing chamber 19 is lowered, the piston 15 is pushed down by the urging force of the return spring 14, and the valve body 35 is lowered from the raised position as shown in FIG. The input port 32 and the output port 33 are blocked by coming into contact with the seat 34.
[0027]
By the way, also in the proportional control valve 1 of the present embodiment, in order to accurately control the lift amount of the valve body 35, the feedback value of the potentiometer 52 and the valve opening command value have a one-to-one electrical correspondence. Therefore, it is necessary to adjust the zero and span. However, in the case of the present embodiment, the potentiometer 52 that has been subjected to zero / span adjustment in advance is attached to the proportional control valve 1 instead of being performed after the potentiometer 52 is attached to the proportional control valve 1 as in the prior art.
The zero / span adjustment of the potentiometer 52 is performed by attaching the potentiometer 52 to a jig (not shown). When the potentiometer 52 is set, the jig is positioned at the same position as when the detection rod 53 is assembled to the proportional control valve 1 (for example, a position indicating 0 mm when the valve is closed), and the span position (28 mm). Thus, the detection rod 53 can be supported by sliding.
[0028]
Therefore, the potentiometer 52 is attached to a jig so that the position of the detection rod 53 is 0 mm, and the feedback value is, for example, 1. in accordance with the output of the valve opening command value (for example, 0 V) at which the lift amount of the valve body 35 is 0 mm. The adjustment trimmer of the amplification circuit unit to which the potentiometer 52 is connected is adjusted so that the voltage becomes 2V. Next, the position of the detection rod 53 is set to 28 mm, and the feedback value becomes, for example, 4.8 V in accordance with the output of the valve opening command value (for example, 5.0 V) at which the lift amount of the valve body 35 becomes 28 mm. As described above, the adjustment trimmer of the amplifier circuit section to which the potentiometer 52 is connected is adjusted. Furthermore, in order to adjust the subtle deviation, the zero span is adjusted by repeating 0 mm adjustment and 28 mm adjustment about 3 to 5 times.
As a result, the electrical correspondence between the feedback value of the potentiometer 52 and the valve opening command value is determined on a one-to-one basis.
[0029]
Then, after the potentiometer 52 thus adjusted to zero / span is assembled to the proportional control valve 1, detection is performed so as to correspond to the valve body 35 having a lift amount of 0 mm or 28 mm based on the valve opening command value. The rod 53 is positioned. The detection rod 53 of the assembled potentiometer 52 is positioned by being pressed against an adjustment screw 56 screwed to the tip of the connection bar 54. Therefore, for example, when the position of the valve body 35 is set to 0 mm, the adjustment screw 56 is turned to position the detection rod 53 at a height at which the feedback value of the potentiometer 52 adjusted in advance is 1.2V. By this adjustment, correspondence between the feedback value of the potentiometer 52 and the actual lift amount in the valve body 35 is adjusted.
[0030]
Therefore, in the present embodiment, the electrical correspondence between the feedback value of the potentiometer 52 and the valve opening command value is determined one-to-one in advance, and after the potentiometer 52 is assembled, the feedback value and the actual value in the valve body 35 are determined. Since it corresponds to the lift amount, it is no longer necessary to adjust the electrical relationship for each maintenance.
That is, when the proportional control valve 1 is reassembled, the valve opening degree (valve lift amount) immediately after the valve body 35 starts to move may change due to a difference in tightening force at the time of reassembly. However, even in such a case, the zero / span adjustment can be performed only by turning the adjusting screw 56 to adjust the height.
[0031]
Next, in the proportional control valve 1 of the present embodiment, the linear bush 22 is used as the bearing of the hollow shaft 20, but conventionally a metal bush is used. When a conventional metal bush is used, the resistance between the hollow shaft and the metal bush after repeated opening and closing operations differs greatly from the initial state due to friction, resulting in variations in pressure control response. It was. Further, in the proportional control valve 1, since the valve body block 37 of the valve body 35 enters the input port 32 (same configuration as before), if the clearance is large like the hollow shaft and the metal bush, In order to prevent smooth operation or to avoid it, there is a problem that the manufacturing cost is high because high part accuracy is required.
[0032]
Therefore, in this embodiment, the linear bush 22 is used, so that the sliding resistance with the hollow shaft 20 is reduced, and there is no variation in the responsiveness of the pressure control between the initial state and after the opening / closing operation is repeated.
Further, since the linear bush 22 is used, the clearance with the hollow shaft 20 is reduced, and the backlash of the hollow shaft 20 is reduced. When the radial play was calculated from the actual dimensional tolerances, the conventional metal bush, which was about 0.172 to 0.356 mm, was reduced to 0.086 mm or less by using the linear bush 22. . As a result, the opening / closing operation can be performed smoothly, and the production cost of each component can be reduced.
[0033]
Next, assembly of the proportional control valve 1 will be described. 4 is a side view showing the proportional control valve 1 with the valve body 31 removed, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
When disassembling the proportional control valve 1, first, as shown in FIG. 4, the valve body 31 is removed from the air port block 13 of the drive unit, and then the bellows assembly 61 including the support 36, the metal bellows 39 and the bracket 40 is attached to the hollow shaft Remove from 20. Since the bellows assembly 61 is screwed to the hollow shaft 20 by the support 36, the entire bellows assembly 61 is rotated together with the support 36. However, if the hollow shaft 20 is also rotated at this time, there is a problem that the belofram 17 is broken. Therefore, the rotation of the piston 15 with the hollow shaft 20 fixed by the pin 26 is restricted by the rotation prevention plate 21.
[0034]
As shown in FIG. 4, the cylinder cover 11 is provided with a window 11 a on a side surface, and a rotation prevention plate 21 fixed to the piston 15 is provided there. A positioning plate 62 is further screwed to the end face of the rotation prevention plate 21. The positioning plate 62 has substantially the same length as the lateral width of the rotation prevention plate 21, and a through-hole through which the screw 63 penetrates is formed to be wide so that it can be shifted left and right with respect to the end face of the rotation prevention plate 21. It has become.
[0035]
Therefore, when the bellows assembly 61 is removed from the hollow shaft 20, the positioning plate 62 is moved to the left as shown in FIGS. 4 and 5 in order to rotate the bellows assembly 61 leftward. And screwed to the anti-rotation plate 21. Accordingly, when the bellows assembly 61 is rotated leftward, even if a leftward rotational force is applied to the hollow shaft 20 and the piston 15, rotation in the same direction is restricted by the positioning plate 62. On the contrary, when the bellows assembly 61 is assembled, if the positioning plate 62 is screwed to the rotation prevention plate 21 so as to be in contact with the right side surface of the window 11a, the positioning plate 62 can prevent the rotation of the right direction. The rotation in the same direction is restricted.
On the other hand, when the proportional control valve 1 is driven, the positioning plate 62 is overlapped with the lateral width of the end face of the rotation prevention plate 21 and separated from the left and right side surfaces of the window 11a, or the screw 63 is removed to remove the positioning plate 62. 62 is removed.
[0036]
Therefore, by changing the position of the positioning plate 62 screwed to the rotation prevention plate 21, the piston 15 is not rotated when the bellows assembly 61 is removed. Therefore, damage due to twisting of the bellowram 17 integrated with the piston 15 and the heater cable 43 of the heater 42 fixed in the hollow shaft 20 is prevented.
By the way, although such rotation prevention has been conventionally performed, in that case, since the method of directly fixing the piston to the cylinder cover has been taken, the proportional control valve is driven by forgetting to remove the fixing. There was a risk of damaging the valve itself. However, in the present embodiment, even if such a situation occurs, the piston 15 is not fixed to the cylinder cover 11, so that the valve itself is prevented from being damaged only by rubbing the positioning plate 62.
[0037]
As mentioned above, although one embodiment of the proportional control valve according to the present invention has been described, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the adjustment screw 56 is used to adjust the position of the detection rod 53 of the potentiometer 52. However, the adjustment screw 56 is not limited to a screw, and may be a pin member that can be slid into a hole.
In the above-described embodiment, since the piston 15 is cylindrical, the rotation prevention plate 21 and the positioning plate 62 are provided so that the hollow shaft 20 does not rotate when the bellows assembly 61 is attached or detached. The piston 15 provided in the cylinder cover 11 is configured as a ball spline, or the cross-sectional shape of the piston 15 and the cylinder cover 11 is the same non-circular shape, and the rotation is restricted in the axial direction. May be allowed to move.
Further, a ball spline may be provided in place of the linear bush 22 that reduces the sliding resistance.
[0038]
【The invention's effect】
The present invention feedback-controls the movement of the movable member connected to the valve body based on the feedback value of the potentiometer, and adjusts the flow rate according to the opening degree of the valve based on the lift amount of the valve body. Since the connecting member fixed to the movable member that connects the detection rod and the movable member is provided with an adjustment member that adjusts the position of the detection rod, it is possible to provide a proportional control valve that allows easy adjustment of the potentiometer. It became.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a proportional control valve according to an embodiment of the present invention when the valve is closed.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a proportional control valve according to an embodiment of the present invention when the valve is opened.
3 is a view from the back side of FIG. 1 showing an embodiment of a proportional control valve according to the present invention.
4 is a side view showing the proportional control valve 1 with a valve body 31 removed. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a vacuum pressure control system.
7 is a cross-sectional view showing a conventional proportional control valve 108. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing feedback control of a proportional control valve.
[Explanation of symbols]
1 Proportional control valve
15 piston
34 Valve seat
35 Disc
52 Potentiometer
53 Detection rod
54 Contact Bar
55 nuts
56 Adjustment screw

Claims

駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備える比例制御バルブにおいて、
前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して位置を調節可能にネジ止めされた位置決部材とを有することにより、
前記ベローズ組立の取り外し時に、前記位置決部材が、第１位置にネジ止めされることにより、前記窓部の左側面に当たるため前記駆動部の回転が規制されること、
前記ベローズ組立の組み付け時に、前記位置決部材が、第２位置にネジ止めされることにより、前記窓部の右側面に当たるため前記駆動部の回転が規制されること、
を特徴とする比例制御バルブ。A bellows in which a valve body is screwed to a shaft member fixed to a movable member of the drive unit and blocks a penetrating portion through which the shaft member penetrates to prevent the fluid flowing in the valve body from entering the drive unit side. In a proportional control valve comprising a bellows assembly formed integrally with the valve body,
In the drive part, the window part opened along the moving direction of the movable member, the rotation prevention member projected in the radial direction with respect to the movable member so as to be disposed in the window part, and the rotation prevention member By having a positioning member screwed to adjust the position relative to,
When the bellows assembly is removed, the positioning member is screwed to the first position, so that the rotation of the driving unit is restricted to contact the left side surface of the window unit;
When the bellows assembly is assembled, the positioning member is screwed to the second position, so that the rotation of the driving unit is restricted in order to hit the right side surface of the window unit,
Proportional control valve characterized by

駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備える比例制御バルブにおいて、
前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して付け外し可能な位置決部材とを有することにより、
前記ベローズ組立の取り外し時に、前記位置決部材が、第１位置にネジ止めされることにより、前記窓部の左側面に当たるため前記駆動部の回転が規制されること、
前記ベローズ組立の組み付け時に、前記位置決部材が、第２位置にネジ止めされることにより、前記窓部の右側面に当たるため前記駆動部の回転が規制されること、
を特徴とする比例制御バルブ。A bellows in which a valve body is screwed to a shaft member fixed to a movable member of the drive unit and blocks a penetrating portion through which the shaft member penetrates to prevent the fluid flowing in the valve body from entering the drive unit side. In a proportional control valve comprising a bellows assembly formed integrally with the valve body,
In the drive part, the window part opened along the moving direction of the movable member, the rotation prevention member projected in the radial direction with respect to the movable member so as to be disposed in the window part, and the rotation prevention member On the other hand, by having a positioning member that can be attached and detached,
When the bellows assembly is removed, the positioning member is screwed to the first position, so that the rotation of the driving unit is restricted to contact the left side surface of the window unit;
When the bellows assembly is assembled, the positioning member is screwed to the second position, so that the rotation of the driving unit is restricted in order to hit the right side surface of the window unit,
Proportional control valve characterized by