CN102483180A - 凸轮式控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种当向上下方向对安装了凸轮的马达进行高度调整时容易接近调整螺丝的凸轮式控制阀。该凸轮式控制阀具备：具有流体流路(2)和阀座(3)的阀箱(4)、就位于阀座(3)或离开阀座(3)而开闭流体流路(2)的阀体(5)、压下阀体(5)并使该阀体抵接于阀座(3)的阀棒(6)、作用于阀棒(6)而压下阀棒(6)的凸轮(7)、对凸轮(7)进行旋转驱动的马达(8)、保持马达(8)的马达保持器(9)、固定于阀箱(4)并以能够上下移动的方式支撑马达保持器(9)的支撑框(10)、沿着使马达保持器(9)从支撑框(10)的上边部离开的方向驱使该马达保持器的弹性部件(11)以及用于将马达保持器(9)以悬挂状支撑于支撑框(10)并调整马达保持器(9)相对于支撑框(10)的高度的高度调整螺丝(12)，该高度调整螺丝(12)以能够滑动的方式插入支撑框(10)的上边部并拧入马达保持器(9)。

Description

凸轮式控制阀

技术领域

本发明主要涉及介入于半导体制造设备或太阳能电池制造工序等的流体供给线或冷却单元的冷却介质循环回路等而用于气体或冷却介质等流体的流量调整用，尤其是能够微量且精密地控制气体或冷却介质等的流量的控制马达驱动型的凸轮式控制阀的改进。

背景技术

一直以来，控制马达驱动型的凸轮式控制阀，例如被日本实开昭61-117971号公报(参考文献1)或日本实开昭61-117972号公报(参考文献2)公开。

即，前述凸轮式控制阀，虽然图中未显示，但是由具有流体通路和阀座的阀箱、就位于阀箱的阀座或离开该阀箱的阀座的阀体、向从阀座离开的方向驱使阀体的弹性体、连结于阀体并升降自如地被支撑于阀箱的上盖的阀棒、抵接于设在阀棒的上端部的凸轮辊而压下阀棒的凸轮板以及对凸轮板进行旋转驱动的步进马达(脉冲马达)等构成，由步进马达使凸轮板旋转，经由凸轮板而向下方压下阀棒，由此，使设于阀棒的下端的阀体向阀座就位。

该步进马达驱动型的凸轮式控制阀，能够进行高精度的流量控制，起到优异的实用效用。

另外，关于使用了步进马达的凸轮式控制阀，由于凸轮板与供给至步进马达的脉冲数相应而仅仅旋转规定的角度，并且凸轮板的旋转使得阀棒和阀体进行微量位移而控制流体的流量，因而当阀全开时或者阀全闭时，不得不以向零点位置(全开位置或全闭位置)正确地定位的方式对阀体和阀棒等进行零点调整。

即，当阀全开时，不得不以凸轮板的最小半径部分抵接于凸轮辊且阀体和阀座成为最大地离开的状态的方式进行调整，另外，当阀全闭时，不得不以凸轮板的最大半径部分抵接于凸轮辊且阀体通过适当的力就位于阀座的方式进行调整。

但是，在上述现有的步进马达驱动型的凸轮式控制阀中，存在着完全不具备对阀体等向零点位置进行调整位置的调整机构，且阀的零点调整极其耗费人工的问题。

另外，如果不预先提高凸轮式控制阀的各构成部件的加工精度或组装精度等，则存在着阀体被过度地向阀座按压或者阀体和阀座的接触变得不充分的情况。结果，存在着阀的阀座等损坏或者流体泄漏的问题。

为了消除这样的问题，本发明的发明者等，提供了具备高度调整机构的凸轮式控制阀，其中，该高度调整机构能够向上下方向微调整由步进马达和凸轮机构构成的致动器(例如，专利文献3)。

依照专利文献3的凸轮式控制阀，由于设有高度调整机构，因而容易微调整致动器的上下方向高度，但是也存在着难以接近高度调整机构的调整螺丝的情况。另外，专利文献3的凸轮式控制阀，在进行了致动器的高度调整之后，不能容易地微调整阀体抵接于阀座的力。

专利文献1：日本实开昭61-117971号公报

专利文献2：日本实开昭61-117972号公报

专利文献3：日本特开2008-57594号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题而做出的，其主要目的在于，提供当对安装了凸轮的马达向上下方向进行调整高度时容易接近调整螺丝的凸轮式控制阀，其目的还在于，提供能够在阀体向阀座抵接时调节抵接压力的凸轮式控制阀。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明涉及的凸轮式控制阀，其特征在于，具备：具有流体流路和设于该流体流路的中途的阀座的阀箱、就位于前述阀座或离开所述阀座而开闭前述流体流路的阀体、用于通过压下该阀体并使该阀体抵接于前述阀座从而关闭前述流体流路的阀棒、作用于前述阀棒而沿着压下该阀棒的方向按压该阀棒的凸轮、对该凸轮进行旋转驱动的马达、保持该马达的马达保持器、固定至前述阀箱而以能够沿着上下方向移动的方式支撑前述马达保持器的支撑框、沿着使前述马达保持器从前述支撑框的上边部离开的方向驱使该马达保持器的弹性部件以及用于将前述马达保持器以悬挂状支撑于前述支撑框并调整前述马达保持器相对于前述支撑框的高度的高度调整螺丝，前述高度调整螺丝以能够滑动的方式插入前述支撑框的上边部，并且拧入前述马达保持器。

本发明涉及的前述凸轮式控制阀，优选地还具备用于调整前述阀体向阀座的抵接压力的就位压力调整机构。

前述就位压力调整机构，优选地具备抵接于前述弹性部件的活塞部件和拧入前述支撑框的上边部且按压该活塞部件而调整前述弹性部件的弹性力的弹性力调整螺丝。

前述弹性部件，优选地被容纳在形成于前述马达保持器的上表面的第1圆筒状凹部，前述活塞部件的至少一部分优选地嵌入前述第1圆筒状凹部。

优选地，在前述支撑框的上边部的下表面形成有第2圆筒状凹部，前述活塞部件的下侧部嵌入前述第1圆筒状凹部，并且前述活塞部件的上侧部嵌入前述第2圆筒状凹部，前述弹性力调整螺丝的螺丝孔连通至前述第2圆筒状凹部。

优选地，前述支撑框具备沿着上下方向直立设置的一对支柱，以滑动自如的方式抵接于前述一对支柱的对置的侧面的凹面形成在前述马达保持器的侧面。

优选地，前述凸轮是圆柱形，旋转中心设于从圆柱形的圆的中心偏心的位置。

发明的效果

依照本发明涉及的凸轮式控制阀，由弹性部件沿着使前述马达保持器从前述支撑框的上边部离开的方向驱使该马达保持器，同时将以能够滑动的方式插入前述支撑框的上边部的高度调整螺丝拧入前述马达保持器，利用该高度调整螺丝将前述马达保持器以悬挂状支撑于前述支撑框，因而通过从支撑框的上部接近高度调整螺丝而调整高度调整螺丝的拧入程度，从而能够调整安装了凸轮的马达的上下高度。

另外，通过使活塞部件抵接于前述弹性部件，进而由拧入前述支撑框的上边部的弹性力调整螺丝按压该活塞部件，从而调整前述弹性部件的弹性力，由此，能够调整前述阀体就位于前述阀座时的该阀体向阀座的抵接压力。弹性力调整螺丝，由于拧入支撑框的上边部，因而调整时的接近也是容易的。

附图说明

图1是显示本发明涉及的凸轮式控制阀的一个实施方式的全闭状态的、与图2的I-I线相对应的剖面图。

图2是与图1所示的凸轮式控制阀的II-II线相对应的剖面图。

图3是显示图1的凸轮式控制阀的全开状态的剖面图。

图4是显示图1的凸轮式控制阀的外观的正面图。

图5是显示图1的凸轮式控制阀的外观的局部剖面侧面图。

图6是显示凸轮的变更样式的侧面图。

图7是图6所示的凸轮的正面图。

具体实施方式

以下，参照图1～7，说明本发明涉及的凸轮式控制阀的实施方式。此外，贯穿全部附图，在相同的构成部分附上相同符号。

凸轮式控制阀1，具备：具有流体流路2和设于流体流路2的中途的阀座3的阀箱4、以从阀座3离开而打开流体流路2的方式能够弹性恢复的阀体5、用于通过压下阀体5并抵接于阀座3而关闭流体流路2的阀棒6、作用于阀棒6而沿着压下阀棒6的方向按压该阀棒6的凸轮7、对凸轮7进行旋转驱动的马达8、保持马达8的马达保持器9、固定于阀箱4并以能够沿着上下方向移动的方式支撑马达保持器9的支撑框10、沿着使马达保持器9从支撑框10的上边部10a离开的方向驱使该马达保持器9的弹性部件11以及用于将马达保持器9以悬挂状支撑于支撑框10并调整马达保持器9相对于支撑框10的高度的高度调整螺丝12。

关于阀箱4，在形成有流体流路2的本体4a，蒙盖有阀盖4b，阀盖4b由阀盖螺母4c固定在本体4a。

在图示的示例中，阀体5由金属膜片(diaphragm)形成。构成阀体5的金属膜片经由圆环状的压紧转接器13而被阀盖4b固定至本体4a。前述金属膜片，在阀打开时，成为以中央部稍稍隆起而从阀座3脱离的方式弯曲的形状，如果被阀棒6按压，则发生弹性变形而抵接于阀座3并关闭流体流路2，如果阀棒6的按压被解除，则通过自身的保有弹性进行弹性恢复而使流体流路2开通。在前述金属膜片和阀座3之间，形成有阀室4d。金属膜片能够使用利用镍钴合金等的薄板形成的公知的金属膜片。

阀棒6载置于膜片压板14之上。膜片压板14为带有凸缘14a的盘状。如图1、图2所示，凸缘14a能够在压紧转接器13和阀盖4b内的台阶部4e之间沿着上下方向移动。

阀棒6被阀盖4b引导而以能够上下移动的方式被支撑。在阀棒6的上端部，如图2所示地形成有槽6a，轴承15经由弹性销16而旋转自如地被支撑于槽6a。

轴承15抵接于凸轮7。凸轮7为圆柱状，以仅仅从中心轴线偏心规定距离(在图示的示例中为0.2mm)的位置成为旋转中心的方式固定在马达8的旋转轴8a。此外，代替图1、图2所示的凸轮7，如图6和图7所示，也能够为凸轮7A，该凸轮7A设有凸轮板7c，通过使从旋转中心7a至凸轮板7c的周面的距离沿着旋转方向逐渐变化，从而形成凸轮面。

在马达8，经由安装螺丝8b而安装有马达保持器9。马达保持器9为前表面敞开的箱形，容纳凸轮7和经由轴承17而承接凸轮7的前端轴7b的倒T形的轴承接部18。轴承接部18由安装螺丝19固定在马达保持器9。马达8使用能够控制位置的马达，在图示的示例中，使用步进马达。

支撑框10具备由锁定螺母20固定在阀箱4的板状的基底10b、直立设置于基底10b的一对支柱10c以及悬架地固定至一对支柱10c的上部的上边部10a。一对支柱10c由固定螺丝10d固定至基底10b，并且由固定螺丝10e固定至上边部10a。

高度调整螺丝12以能够滑动的方式插入在形成于支撑框10的上边部10a的带有台阶的通孔10f，头部12a抵接于带有台阶的通孔10f的台阶部而被支撑。高度调整螺丝12的阳螺纹部贯通支撑框10，并拧入形成于马达保持器9的上边部9a的阴螺纹孔9b。高度调整螺丝12被止动螺丝21固定。此外，也可以使高度调整螺丝12穿过平垫圈(图中未显示)，并使该平垫圈抵接于带有台阶的通孔10f的台阶部而使高度调整螺丝12被支撑于支撑框10。

弹性部件11，在图示的示例中是螺旋弹簧，被容纳在形成于马达保持器9的上表面的第1圆筒状凹部9c。关于弹性部件11，代替螺旋弹簧，例如也能够重叠地使用多个弹性垫圈。弹性部件11具有充分地比构成阀体5的金属膜片的弹性恢复力更大的弹性按压力。

活塞部件22抵接于弹性部件11，拧入支撑框10的上边部10a的弹性力调整螺丝23按压活塞部件22。活塞部件22的下侧部嵌入第1圆筒状凹部9c。在支撑框10的上边部10a的下表面，形成有第2圆筒状凹部24，活塞部件22的上侧部嵌入第2圆筒状凹部24。形成于上边部10a的弹性力调整螺丝23用的螺丝孔10g连通至第2圆筒状凹部24。利用将活塞部件22的上下部嵌入上下的凹部9c、24的构成，活塞部件22被稳定地引导。弹性力调整螺丝23被止动螺丝25固定。

在马达保持器9的两侧面，分别形成有滑动自如地抵接于一对支柱10c的对置的侧面的凹面9d。这些凹面9d、9d，作为马达保持器9向上下方向移动时的被引导面而起作用，由于该被引导面沿着纵向方向遍及马达保持器9的侧面而延伸，因而马达保持器9被稳定引导。

在凸轮7，固定有扇形的感知板26。探测感知板26的传感器27由固定螺丝28固定至马达保持器9。作为传感器27，例如，能够使用照片微传感器，能够通过检测感知板26横切传感器27的光轴位置27a，从而检测凸轮7的旋转角度位置。

限制阀棒6的围绕轴线的旋转的限制部件29突出地由固定螺丝30固定至马达保持器9的内壁。具体而言，限制部件29的前端部，通过卡合至阀棒6的容纳了轴承15的槽6a，从而限制阀棒6的围绕轴线的旋转。

在支撑框10，固定有罩盖31、32，在罩盖31的顶板，安装有用于连接缆线的连接器33。

以下，说明具有如上所述的构成的凸轮式控制阀的动作。

首先，如图1所示，使凸轮7的旋转角度位置旋转至凸轮7的旋转中心和轴承15的距离最大的位置。此时，如图1、图2所示，凸轮7抵抗构成阀体5的金属膜片的保有弹性而压下阀棒6和膜片压板14，使该金属膜片弹性地变形，抵接于阀座3并处于关闭流体流路2的位置。在该位置，感知板26将传感器27的光轴27a遮光，传感器27检测出感知板26的位置。

在阀关闭状态中，以确保所期望的密封性的方式调整高度调整螺丝12的拧入程度和弹性力调整螺丝23的拧入程度。

通过调整高度调整螺丝12的拧入程度，从而调整了马达保持器9和凸轮7的高度位置。高度调整螺丝12，由于能够从凸轮式控制阀1的上方接近，因而容易调整。另外，在为从凸轮式控制阀的下方接近高度调整螺丝的构成的情况下，用于形成用于接近凸轮式控制阀的下方的空间的高度尺寸成为必要，但是与之相比，通过成为能够从凸轮式控制阀1的上方接近高度调整螺丝12的构成，从而能够使高度尺寸减少。

弹性力调整螺丝23，通过改变其拧入程度，从而改变弹性部件11的弹性力，结果，阀棒6和膜片压板14按压由金属膜片构成的阀体5的力改变。如此，构成了调整阀体5向阀座3的抵接压力的就位压力调整机构。此外，在这种情况下，由于弹性力调整螺丝23也能够从支撑框10的上方接近，因而操作性良好。

如果如上所述地在阀关闭状态中确保了所期望的密封性，则向马达8发送脉冲信号而使凸轮7沿图1的逆时针旋转方向进行旋转。如果从阀体5抵接于阀座3的状态(图1)起使凸轮7沿逆时针旋转方向进行旋转，则凸轮7的旋转中心和轴承15的距离缩短，构成阀体5的金属膜片的自身弹性力，使得阀体5从阀座3脱离，如图3所示，使流体流路2开通。

在流体流路2开通，流过流体流路2的流量达到所期望的值之后，使马达8的旋转停止，将停止位置的旋转角度位置存储在马达的控制电路(图中未显示)而设定为最大开度。

本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围中能够进行变更。也能够为如下构成：采用连结固定至阀棒的下端部的类型的公知的阀体(例如，日本实开昭61-117971号公报、日本实开昭61-117972号公报、日本特开2008-57594号的图3所公开的、连结固定至阀棒的下端部的阀体)来代替与阀棒分离独立的金属膜片的阀体，并由安装至阀棒或阀体的波纹管或膜片来防止流体的泄漏。

产业上的利用可能性

本发明涉及的凸轮式控制阀，主要用于半导体制造设备等的流体供给线或冷却单元的冷却介质循环回路，但是其利用对象并不限于前述半导体制造装置等，也用于化学农业或药品产业、食品产业等的各种装置的流体供给线等。

符号说明

1    凸轮式控制阀

2    流体流路

3    阀座

4    阀箱

5    阀体

6    阀棒

7    凸轮

8    马达

9    马达保持器

9c   第1圆筒状凹部

10   支撑框

11   弹性部件

12   高度调整螺丝

22   活塞部件

23   弹性力调整螺丝

24   第2圆筒状凹部

Claims (7)

1.一种凸轮式控制阀，具备：

阀箱，具有流体流路和设于该流体流路的中途的阀座；

阀体，就位于所述阀座或离开所述阀座而开闭所述流体流路；

阀棒，用于通过压下该阀体并使该阀体抵接于所述阀座，从而关闭所述流体流路；

凸轮，作用于所述阀棒而沿着压下该阀棒的方向按压该阀棒；

马达，对该凸轮进行旋转驱动；

马达保持器，保持该马达；

支撑框，固定于所述阀箱而以能够沿着上下方向移动的方式支撑所述马达保持器；

弹性部件，沿着使所述马达保持器从所述支撑框的上边部离开的方向驱使所述马达保持器；以及

高度调整螺丝，用于将所述马达保持器以悬挂状支撑于所述支撑框，并且调整所述马达保持器相对于所述支撑框的高度，所述高度调整螺丝以能够滑动的方式插入所述支撑框的上边部，并且拧入所述马达保持器。

2.根据权利要求1所述的凸轮式控制阀，其特征在于，还具备用于调整所述阀体向阀座的抵接压力的就位压力调整机构。

3.根据权利要求2所述的凸轮式控制阀，其特征在于，所述就位压力调整机构具备：

活塞部件，抵接于所述弹性部件；以及

弹性力调整螺丝，拧入所述支撑框的上边部，按压该活塞部件而调整所述弹性部件的弹性力。

4.根据权利要求3所述的凸轮式控制阀，其特征在于，

所述弹性部件，被容纳在形成于所述马达保持器的上表面的第1圆筒状凹部，

所述活塞部件的至少一部分嵌入所述第1圆筒状凹部。

5.根据权利要求4所述的凸轮式控制阀，其特征在于，

在所述支撑框的上边部的下表面，形成有第2圆筒状凹部，

所述活塞部件的下侧部嵌入所述第1圆筒状凹部，并且所述活塞部件的上侧部嵌入所述第2圆筒状凹部，

所述弹性力调整螺丝的螺丝孔连通至所述第2圆筒状凹部。

6.根据权利要求1所述的凸轮式控制阀，其特征在于，

支撑框具备沿着上下方向直立设置的一对支柱，

以滑动自如的方式抵接于所述一对支柱的对置的侧面的凹面形成在所述马达保持器的侧面。

7.根据权利要求1所述的凸轮式控制阀，其特征在于，所述凸轮是圆柱形，旋转中心设于从圆柱形的圆的中心偏心的位置。

Images