JP2019148294A - Degree-of-opening adjustment valve - Google Patents

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土肥 亮介
Ryosuke Doi
亮介 土肥
洋平 澤田
Yohei Sawada
洋平 澤田
西野 功二
Koji Nishino
功二 西野
池田 信一
Nobukazu Ikeda
信一 池田
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Abstract

To provide a degree-of-opening adjustment valve that precisely adjusts a gas flow rate, causes little wear, and imposes a low load on a motor shaft.SOLUTION: An opening adjustment valve includes a body 2, a casing 10, a stem 8, a motor 9, and transmission means. The transmission means includes: a bearing holding body 14 fixed by being inserted by an output shaft 9a; a first thrust bearing 15 interposed between the bearing holding body 14 and the motor 9; and a second thrust bearing 16 interposed between the bearing holding body 14 and the stem 8. The output shaft 9a and the stem 8 are in parallel with each other and are separated from each other at a prescribed distance. A surface of the second thrust bearing 16 in contact with the stem 8 is inclined with respect to a plane perpendicular to the output shaft 9a of the motor 9, and a washer 16c on a body side of the second thrust bearing 16 is not subject to a contamination problem due to wear because it keeps a state of being in contact with the stem 8 and does not rotate in conjunction with the bearing holding body 14.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、ボディ内に設けられた流体通路を開放または遮断して、同通路を流れる流体を制御する開度調整に関し、特に、伝達手段として傾斜したベアリングを利用するようにした傾斜ベアリング型の開度調整バルブに関する。   The present invention relates to opening adjustment for controlling a fluid flowing in a passage by opening or closing a fluid passage provided in the body, and more particularly, a tilt bearing type in which a tilted bearing is used as a transmission means. The present invention relates to an opening adjustment valve.

特許文献1に記載のカムを使ったガス流弁は、高圧ガスクロマトグラフィ、分留および半導体ウェーハの製造等のための高精度・小流量の用途での使用を目的とするものである。例えば、半導体製品を製造するエピタキシャルリアクタ内でのガス流管理においては、電気を伝導する度合いを決める基板面に打ち込まれる不純物を非常に精密にコントロールしなければならない。このような精密にコントロールされたガス流を用いることで複雑な回路が半導体ウェーハ中に埋込まれる。   The gas flow valve using the cam described in Patent Document 1 is intended for use in high-precision gas flow applications such as high-pressure gas chromatography, fractional distillation, and semiconductor wafer production. For example, in gas flow management in an epitaxial reactor for manufacturing a semiconductor product, impurities implanted into the substrate surface that determine the degree of conduction of electricity must be controlled very precisely. By using such a precisely controlled gas flow, complex circuits are embedded in the semiconductor wafer.

このような工程は、一般に、エピタキシャルリアクタとして良く知られた高温オーブン内で化学蒸着(CVD)により行なわれる。あらゆる場合において、種々の層が、ガス状材料から蒸着により堆積される。蒸着を制御するため、そして、基板表面上に形成される層の成長をより正確に制御するためには、基板上を流れる選択ガスの流量、および暴露時間等を入念に制御しなければならない。この工程を迅速かつ正確に達成できる度合いが、歩留りを大幅に向上させ、これにより半導体製品の製造コストを低減する。特許文献1に記載の弁(図4(a)参照)は、精密にガス流量を調整するために発明されたものである。   Such a process is generally performed by chemical vapor deposition (CVD) in a high temperature oven well known as an epitaxial reactor. In all cases, the various layers are deposited by vapor deposition from gaseous materials. In order to control the deposition and to more accurately control the growth of the layer formed on the substrate surface, the flow rate of the selective gas flowing on the substrate, the exposure time, and the like must be carefully controlled. The degree to which this process can be achieved quickly and accurately greatly increases the yield, thereby reducing the manufacturing cost of the semiconductor product. The valve described in Patent Document 1 (see FIG. 4A) was invented in order to precisely adjust the gas flow rate.

モータ112の駆動軸124にはキャップ128が設けられ、キャップ128の下面にはカム面130が形成されている(図4(b)参照)。カム面130は、カム回転軸線を形成する軸線126にほぼ垂直であるが、図4(b)に示すように、カム面130は回転軸線126に対して1.5°だけわずかに傾斜している。内部キャビティ150は、往復運動可能なプランジャすなわちピストン156を受け入れ、このピストン156の遠位端にはダイヤフラム122と接触する作用面158が設けられている。ピストン156の他端には、ボール162を受け入れるためのテーパ状ボア160が設けられている。ボール162は、接触点170でカム面130と接触している。   A cap 128 is provided on the drive shaft 124 of the motor 112, and a cam surface 130 is formed on the lower surface of the cap 128 (see FIG. 4B). The cam surface 130 is substantially perpendicular to the axis 126 that forms the cam rotation axis, but the cam surface 130 is slightly inclined by 1.5 ° with respect to the rotation axis 126 as shown in FIG. Yes. Inner cavity 150 receives a reciprocable plunger or piston 156 having a working surface 158 at the distal end of piston 156 that contacts diaphragm 122. A tapered bore 160 for receiving the ball 162 is provided at the other end of the piston 156. Ball 162 is in contact with cam surface 130 at contact point 170.

参照番号172で示す方向に駆動軸124を180°回転させると、ボール162およびピストン156が図4の位置から上方に移動される。駆動軸124をさらに回転させると、ピストン156は下方に移動し始める。このように、ピストン156の作用端158は、駆動軸124の回転方向および回転度合いに従って、ダイヤフラム122を押圧しまたは押圧力を低下させ、ガス流量を精密にコントロールしている。   When the drive shaft 124 is rotated 180 ° in the direction indicated by the reference number 172, the ball 162 and the piston 156 are moved upward from the position of FIG. As the drive shaft 124 is further rotated, the piston 156 begins to move downward. As described above, the working end 158 of the piston 156 presses the diaphragm 122 or reduces the pressing force according to the rotation direction and the degree of rotation of the drive shaft 124 to precisely control the gas flow rate.

特許第4074017号公報Japanese Patent No. 4074017

特許文献1に記載のガス流弁では、ボール162が転がらず擦れるため、ボール162やテーパ状ボア160の表面が摩耗する構造となっている。摩耗粒子がガス流に流入してしまうとコンタミネーションとなり、歩留まり低下の原因となる。さらに、ボール162の摩耗が一定量以上になると、摩擦係数の増大によって焼き付きなどが発生してボール162が動かなくなり、ガス流弁が機能しなくなる。   In the gas flow valve described in Patent Document 1, since the ball 162 rubs without rolling, the surface of the ball 162 or the tapered bore 160 is worn. When the wear particles flow into the gas flow, contamination occurs and causes a decrease in yield. Further, if the wear of the ball 162 exceeds a certain amount, seizure or the like occurs due to an increase in the friction coefficient, the ball 162 does not move, and the gas flow valve does not function.

駆動軸124に固定したキャップ128の下面はカム面130となっている。このカム面130によってピストン156を荷重30〜40kgで押圧する。この大きな荷重をモータの駆動軸124だけで受けているので、軸(スラスト)方向にかかる押圧力は、モータの駆動軸124だけで受け止める構造となっている。   A lower surface of the cap 128 fixed to the drive shaft 124 is a cam surface 130. The cam surface 130 presses the piston 156 with a load of 30 to 40 kg. Since this large load is received only by the drive shaft 124 of the motor, the pressing force applied in the axial direction (thrust) is received only by the drive shaft 124 of the motor.

モータ軸にかけられることができるスラスト耐荷重は、一般にモータの自重程度であり、ガス流弁などで使用されるモータでは数100g程度が限界である。これよりも過大な荷重が駆動軸124にかかるとモータの軸を適正な位置に保持できず、また、同時にカム面が、30乃至40kgf程度の荷重が直接受けることでモータ軸先端に過大なラジアル荷重が加わりモータ軸が反ることによって軸折れ等につながりモータの破損の原因となる。   The thrust load capacity that can be applied to the motor shaft is generally about the weight of the motor, and the limit is about several hundred grams for a motor used in a gas flow valve or the like. If an excessive load is applied to the drive shaft 124, the motor shaft cannot be held at an appropriate position. At the same time, the cam surface is directly subjected to a load of about 30 to 40 kgf, so that an excessive radial is applied to the tip of the motor shaft. If a load is applied and the motor shaft is warped, the shaft may be broken and the motor may be damaged.

この発明の目的は、精密にガス流量を調整することができる開度調整バルブであって、バルブ内部で発生する摩耗量が少なく、かつ、モータ軸にかかる軸方向荷重が小さい開度調整バルブを提供することである。   An object of the present invention is an opening adjustment valve capable of precisely adjusting a gas flow rate, wherein the opening adjustment valve has a small amount of wear generated inside the valve and a small axial load applied to the motor shaft. Is to provide.

本発明(1)による開度調整バルブは、流体通路が設けられたボディと、ボディと連設されたケーシングと、ボディ内に配置されかつ往復運動することによって弁体を介して流体通路を開閉するステムと、ケーシング内に出力軸が突出するように設けられた回転駆動手段と、ケーシング内に設けられて前記回転駆動手段の回転を直線運動に変換して前記ステムに伝達する伝達手段とを備えている開度調整バルブであって、伝達手段は、回転駆動手段の出力軸に挿通されて固定されたベアリング保持体と、ベアリング保持体と回転駆動手段との間に介在された第1のスラストベアリングと、ベアリング保持体とステムとの間に介在された第2のスラストベアリングとを備え、第1及び第2のスラストベアリングは、一対の軌道盤と、当該一対の軌道盤の間に配された転動体とを有するスラストベアリングとされ、ベアリング保持体は、第1のスラストベアリングとの当接面が駆動軸と直交する面と平行で第2のスラストベアリングと当接する面が駆動軸と直交する面に対して傾斜し、ステムは、出力軸と平行に配設され一端が第2のスラストベアリングの軌道盤と当接することを特徴としている。   The opening adjustment valve according to the present invention (1) opens and closes the fluid passage through the valve body by reciprocatingly moving the body provided with the fluid passage, the casing connected to the body, and the body. And a rotation driving means provided in the casing so that the output shaft protrudes, and a transmission means provided in the casing for converting the rotation of the rotation driving means into a linear motion and transmitting it to the stem. The opening adjusting valve is provided, wherein the transmission means is a bearing holder inserted and fixed to the output shaft of the rotation driving means, and a first holding means interposed between the bearing holding body and the rotation driving means. A thrust bearing, and a second thrust bearing interposed between the bearing holder and the stem, the first and second thrust bearings including a pair of washer and the pair of A thrust bearing having a rolling element disposed between the roadbeds, and the bearing holder has a contact surface with the first thrust bearing parallel to a surface perpendicular to the drive shaft and a contact with the second thrust bearing. The contacting surface is inclined with respect to a surface orthogonal to the drive shaft, and the stem is disposed in parallel with the output shaft, and one end is in contact with the bearing plate of the second thrust bearing.

本開度調整バルブは、ボディと、ケーシングと、ステムと、モータと、伝達手段とを主要な構成要素として備えており、伝達手段に主たる特徴を有している。伝達手段は、第1のスラストベアリング、第2のスラストベアリングおよびベアリング保持体を有している。   The opening adjustment valve includes a body, a casing, a stem, a motor, and transmission means as main components, and has the main characteristics of the transmission means. The transmission means includes a first thrust bearing, a second thrust bearing, and a bearing holder.

ベアリング保持体は、モータの出力軸に挿通されて固定されている。第1のスラストベアリングは、ベアリング保持体とモータとの間に介在されており、第2のスラストベアリングベアリングは、ベアリング保持体とステムとの間に介在されて備えられている。   The bearing holder is fixedly inserted through the output shaft of the motor. The first thrust bearing is interposed between the bearing holder and the motor, and the second thrust bearing bearing is interposed between the bearing holder and the stem.

第1のスラストベアリングは、一対の軌道盤と、当該一対の軌道盤の間に配された転動体とを有するスラストベアリングであり、第2のスラストベアリングは、一対の軌道盤と、当該一対の道盤の間に配された転動体とを有し、前記ステムと接する面は、モータの出力軸に直交する平面に対して傾斜させられている。   The first thrust bearing is a thrust bearing having a pair of washer and a rolling element disposed between the pair of washer, and the second thrust bearing is a pair of washer and the pair of Rolling elements disposed between the roadbeds, and a surface in contact with the stem is inclined with respect to a plane perpendicular to the output shaft of the motor.

出力軸とステムとは、平行で所定の距離離れて配置されている。そして、ステムと当接する第2のスラストベアリングのボディ側軌道盤は、スラストベアリングを利用して回転しているので、出力軸の回転によって回転することがなく、回転による摺動部分の摩耗が一切発生することがない。   The output shaft and the stem are arranged in parallel and separated by a predetermined distance. The body-side washer of the second thrust bearing that comes into contact with the stem rotates using the thrust bearing. It does not occur.

第2のスラストベアリングのステムと接する面は、モータの出力軸に直交する平面に対して傾斜させられているので、例えば、所定の角度αだけ傾いていると、ステムが動くストロークは2Rsinα(ここで、Rは第2のスラストベアリングのボディ側の軌道盤とステムの接触点から出力軸の中心軸までの距離である。)となる。このストロークは、モータ出力軸を角度0°〜180°の間において細かいピッチで回転させることによって精密にコントロールされるので、流体の流す流量を非常に精密に調整することができる。   Since the surface of the second thrust bearing that contacts the stem is inclined with respect to a plane perpendicular to the motor output shaft, for example, if the surface is inclined by a predetermined angle α, the stroke of the stem movement is 2R sin α (here R is the distance from the contact point between the washer on the body side of the second thrust bearing and the stem to the center axis of the output shaft.) Since this stroke is precisely controlled by rotating the motor output shaft at a fine pitch between the angles of 0 ° and 180 °, the flow rate of the fluid can be adjusted very precisely.

また、第1のスラストベアリングおよび第2のスラストベアリングは、スラストベアリングとして機能するので、転動体である玉と軌道盤との間で発生する摩耗はなく、また、第2のスラストベアリングとステムとは摺動することがないので、従来の流量弁のような摩耗粉が流体に流れ込むことをなくすことができる。さらに、ステムにかかるステム軸方向荷重を、これらのスラストベアリングで受け止めるので、回転駆動手段(モータ等)の出力軸にかかる荷重を皆無とすることができる。   In addition, since the first thrust bearing and the second thrust bearing function as thrust bearings, there is no wear generated between the balls that are the rolling elements and the raceway, and the second thrust bearing and the stem Since it does not slide, it is possible to prevent wear powder like a conventional flow valve from flowing into the fluid. Furthermore, since the stem axial load applied to the stem is received by these thrust bearings, the load applied to the output shaft of the rotation drive means (motor or the like) can be eliminated.

本発明(2)の開度調整バルブは、本発明(1)の開度調整バルブであって、モータの出力軸の軸方向の遊びであるエンドプレーの範囲内で、前記第1のスラストベアリングの転動体が前記第1のスラストベアリングのモータ側の軌道盤に当接するように前記ベアリング保持体が、前記出力軸に固定されていることを特徴としている。   The opening degree adjusting valve of the present invention (2) is the opening degree adjusting valve of the present invention (1), wherein the first thrust bearing is within the range of the end play which is play in the axial direction of the output shaft of the motor. The bearing holder is fixed to the output shaft so that the rolling element contacts the raceway on the motor side of the first thrust bearing.

電動モータでは、モータ軸(出力軸)がスラスト方向に移動するあそびを有している。またモータは一般に予圧ばねにより軸受部に予圧をかけているので、予圧量以上のスラスト荷重がかかると、軸がモータ内側に向けて移動するようになっている。   In the electric motor, the motor shaft (output shaft) has play that moves in the thrust direction. Further, since the motor generally preloads the bearing portion with a preload spring, the shaft moves toward the inside of the motor when a thrust load exceeding the preload amount is applied.

前記第1のスラストベアリングの転動体が前記第1のスラストベアリングのモータ側の軌道盤に当接する状態において、前記ベアリング保持体が、前記出力軸に固定されている位置がエンドプレーの範囲内にあるので、前記第2のスラストベアリングのボディ側の軌道盤をモータ側に付勢しても、その付勢された力は、第1のスラストベアリングのモータ側の軌道盤で受け止められるので、モータには付勢力はかからない。これによって、モータが破損することがなくなる。   In a state where the rolling element of the first thrust bearing is in contact with the raceway on the motor side of the first thrust bearing, the position where the bearing holder is fixed to the output shaft is within the range of the end play. Therefore, even if the body side washer of the second thrust bearing is urged to the motor side, the urged force is received by the motor side washer of the first thrust bearing. There is no power. This prevents the motor from being damaged.

本発明による開度調整バルブの実施例の一部切欠きの縦断面図であり、ステムが最も下方向に移動した状態を示している。It is a longitudinal cross-sectional view of the notch of the Example of the opening degree adjustment valve by this invention, and has shown the state which the stem moved to the most downward direction. 同実施例の開度調整バルブの実施例の一部切欠きの縦断面図であり、ステムが最も上方向に移動した状態を示している。It is a partially cutaway longitudinal cross-sectional view of the Example of the opening degree adjustment valve | bulb of the Example, and has shown the state which the stem moved to the uppermost direction. 同実施例の回転角度と変位量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle and displacement amount of the Example. 従来のカム作動弁を示し、(a)は一部切欠きの断面図、(b)はカムの形状を示す正面図である。A conventional cam operating valve is shown, (a) is a partially cutaway sectional view, (b) is a front view showing the shape of the cam.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳しく説明する。便宜的に図面上での方向によって部位等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
図1は、この発明のこの発明による開度調整バルブ1の実施例の縦断面図を示しており、ステムが最も下方向に移動した状態を示している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For convenience, the direction of a part or the like may be referred to as up, down, left, or right depending on the direction on the drawing, but these do not limit the scope of the present invention.
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of an embodiment of an opening degree adjusting valve 1 according to the present invention, and shows a state where a stem has moved most downward.

流体通路2a,2bが備えられたボディ2は、上方に突出した筒状突起部11を有し、筒状突起部11の内部には凹部が形成され、この凹部の内部にボンネット6が挿入され、ボンネット6の上部には貫通孔6bを有する天井部6cが形成されている。   The body 2 provided with the fluid passages 2a and 2b has a cylindrical protruding portion 11 protruding upward, and a concave portion is formed inside the cylindrical protruding portion 11, and the bonnet 6 is inserted into the concave portion. A ceiling portion 6c having a through hole 6b is formed at the top of the bonnet 6.

筒状突起部11とボンネットナット12とは、ねじ接合によって固定されている。ボンネットナット12の上面には、貫通孔12bがあけられて、ボンネット6の天井部6cが上方に突出している。ボンネットナット12の上部のフランジ部12aとボンネット6に設けられたフランジ部6aとが接触して、ボンネットナット12を締めこむと、ボンネット6が下方に移動して、ボンネット6の下端面に接触している押さえアダプタ13を下方に押圧し、弁体(ダイヤフラム)4はボディ2の内部に固定される。   The cylindrical projection 11 and the bonnet nut 12 are fixed by screw joining. A through hole 12b is formed in the upper surface of the bonnet nut 12, and the ceiling portion 6c of the bonnet 6 protrudes upward. When the upper flange portion 12a of the bonnet nut 12 and the flange portion 6a provided on the bonnet 6 come into contact with each other and the bonnet nut 12 is tightened, the bonnet 6 moves downward and comes into contact with the lower end surface of the bonnet 6. The holding adapter 13 is pressed downward, and the valve body (diaphragm) 4 is fixed inside the body 2.

ボンネット6の内部には凹部が形成されており、この内部にディスク5が備えられている。ディスク5の上部にはフランジ5bが形成され、フランジ5bの下面と押さえアダプタ13の上面の間の空間には、ディスク5を上方に付勢するための圧縮コイルばね17が備えられている。ディスク5の下面に配設される弁体押さえ5aが弁体4を押圧し、弁体4とボディ2に設けられた弁座3との隙間の大きさが調整されて、流体の流れる量が調節される。貫通孔6bとケーシング10の底壁の設けられた貫通孔10bを貫通するステム8がディスク5の上面に当接している。   A recess is formed inside the bonnet 6, and a disk 5 is provided inside the bonnet 6. A flange 5b is formed on the upper part of the disk 5, and a compression coil spring 17 for urging the disk 5 upward is provided in a space between the lower surface of the flange 5b and the upper surface of the holding adapter 13. The valve body presser 5a disposed on the lower surface of the disk 5 presses the valve body 4, the size of the gap between the valve body 4 and the valve seat 3 provided on the body 2 is adjusted, and the amount of fluid flowing is adjusted. Adjusted. A stem 8 passing through the through hole 6 b and the through hole 10 b provided in the bottom wall of the casing 10 is in contact with the upper surface of the disk 5.

ケーシング10は、ボンネット6の上面に固定されている。ケーシング10には上面が開口した凹部10aが形成されている。この凹部10aの上方には、回転駆動手段9が固定される。回転駆動手段9は、特に限定するものではないが、本実施形態においてはモータ9を使用する。このモータ9はモータカバー7で覆われている。そして、モータ9の出力軸9aが凹部10aに突出している。   The casing 10 is fixed to the upper surface of the bonnet 6. The casing 10 is formed with a recess 10a whose upper surface is open. The rotational drive means 9 is fixed above the recess 10a. The rotational drive means 9 is not particularly limited, but in the present embodiment, the motor 9 is used. The motor 9 is covered with a motor cover 7. And the output shaft 9a of the motor 9 protrudes in the recessed part 10a.

凹部10aの中に、本発明の主たる特徴部分である伝達手段が備えられている。伝達手段は、モータ9の出力軸9aが挿通されて固定されたベアリング保持体14と、ベアリング保持体14とモータ9との間に介在された第1のスラストベアリング15と、ベアリング保持体14とステム9との間に介在された第2のスラストベアリング16とを備えている。出力軸9aとステム8とは、平行で所定の距離離れている。ベアリング保持体14の第1のスラストベアリング15との当接面は、出力軸9aと直交し、第2のスラストベアリング16との当接面は、出力軸9aと直交する面に対し所定角度αだけ傾斜して構成されている。   In the recess 10a, transmission means which is a main characteristic part of the present invention is provided. The transmission means includes a bearing holder 14 in which the output shaft 9 a of the motor 9 is inserted and fixed, a first thrust bearing 15 interposed between the bearing holder 14 and the motor 9, and the bearing holder 14. A second thrust bearing 16 interposed between the stem 9 and the stem 9 is provided. The output shaft 9a and the stem 8 are parallel and separated by a predetermined distance. The contact surface of the bearing holder 14 with the first thrust bearing 15 is orthogonal to the output shaft 9a, and the contact surface with the second thrust bearing 16 is a predetermined angle α with respect to the surface orthogonal to the output shaft 9a. It is composed only of inclination.

前記第1のスラストベアリング15は、一対の軌道盤15b,15cと、当該一対の軌道盤15b,15cの間に配された転動体(玉)15aとを有するスラストベアリングとされ、第2のスラストベアリング16も、一対の軌道盤16b,16cと、当該一対の軌道盤16b,16cの間に配された転動体(玉)16aとを有している。そして、この第2のスラストベアリング16は、モータ9の出力軸9aに直交する平面に対して角度αをもって傾斜して取り付けられている。これは、ベアリング保持体14の第2のスラストベアリング16との当接面が角度αだけ傾斜して構成することによって実現している。両スラストベアリング15、16の転動体(玉)15a,16aは、いわゆる保持器で保持されているが、図面では省略している。   The first thrust bearing 15 is a thrust bearing having a pair of washer disks 15b and 15c and rolling elements (balls) 15a disposed between the pair of washer disks 15b and 15c. The bearing 16 also has a pair of washer disks 16b and 16c, and rolling elements (balls) 16a disposed between the pair of washer disks 16b and 16c. The second thrust bearing 16 is attached at an angle α to a plane orthogonal to the output shaft 9 a of the motor 9. This is realized by configuring the contact surface of the bearing holder 14 with the second thrust bearing 16 to be inclined by an angle α. The rolling elements (balls) 15a and 16a of the thrust bearings 15 and 16 are held by a so-called cage, but are omitted in the drawing.

出力軸9aとベアリング保持体14とは、固定用ボルト14aで固定されており、軌道盤15bは、ケーシング10等のハウジング等の動かないものに固定されて回転しないようになっている。軌道盤15cと軌道盤16bは、ベアリング保持体14に固定されているので出力軸9aの回転に従って強制的に回転させられる。   The output shaft 9a and the bearing holder 14 are fixed by fixing bolts 14a, and the raceway 15b is fixed to a non-moving object such as a housing such as the casing 10 so as not to rotate. Since the washer 15c and the washer 16b are fixed to the bearing holder 14, they are forcibly rotated according to the rotation of the output shaft 9a.

軌道盤16cは、下方の支持体19に固定されて出力軸9aに回転可能に軸支されている。支持体19は、上部にフランジ部を有しその下方に円筒部19aが形成されている。ケーシングの凹部10aの底面に開口する凹部10aよりも小さな径の凹部10bが形成されている。円筒形状部19aの内周面と出力軸9aの外周面の間には、出力軸玉軸受18(ベアリング)が備えられている。このベアリングは、モータ9の出力軸9aのラジアル方向の反りを有効に防止する。   The washer disk 16c is fixed to the lower support 19 and is rotatably supported on the output shaft 9a. The support body 19 has a flange portion at an upper portion, and a cylindrical portion 19a is formed below the flange portion. A concave portion 10b having a smaller diameter than the concave portion 10a that opens to the bottom surface of the concave portion 10a of the casing is formed. An output shaft ball bearing 18 (bearing) is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 19a and the outer peripheral surface of the output shaft 9a. This bearing effectively prevents the output shaft 9a of the motor 9 from warping in the radial direction.

軌道盤15b、転動体15aおよび軌道盤15cは、スラストベアリング15を形成し、軌道盤16b、転動体16aおよび軌道盤16cはスラストベアリング16を形成している。   The washer 15b, the rolling element 15a, and the washer 15c form a thrust bearing 15, and the washer 16b, the rolling element 16a, and the washer 16c form a thrust bearing 16.

軌道盤16cの下面16dは、上述したようにベアリング保持体14の第2のスラストベアリング16との当接面が角度αだけ傾斜しているので、出力軸9aと直交する水平平面に対してわずかな角度αだけ傾斜している。ステム8は常に圧縮コイルばね17によって上方に付勢されており、さらにステム8には、流体通路2a,2bに流れる高圧流体によって上方への付勢力がかかるため、軌道盤16cは、軌道盤16bと平行な状態を維持した状態で出力軸9aの回転によって回転することなくステム8との当接状態を維持する。また、軌道盤16cの下面16dのステム8との当接箇所は、図例のようにステム8の先端部の曲面にあわせた曲線状の凹部を形成することもできる。   As described above, the lower surface 16d of the washer 16c has a slight contact with respect to the horizontal plane orthogonal to the output shaft 9a because the contact surface of the bearing holder 14 with the second thrust bearing 16 is inclined by an angle α. It is inclined by a certain angle α. Since the stem 8 is always urged upward by the compression coil spring 17, and the stem 8 is urged upward by the high-pressure fluid flowing in the fluid passages 2a and 2b, the washer 16c has the washer 16b. The state of contact with the stem 8 is maintained without rotating by the rotation of the output shaft 9a while maintaining the state parallel to the stem 8a. Moreover, the contact part with the stem 8 of the lower surface 16d of the track washer 16c can also form the curved recessed part matched with the curved surface of the front-end | tip part of the stem 8 like the example of a figure.

図1の状態では、ステム8が最も下方に移動した状態を示している。この状態のときに弁体4(ダイヤフラム弁)は弁座3と圧接しているので、弁は閉状態となっている。図1の状態から出力軸8が180°回転した状態を図2に示している。図2の状態は、ステム8が最も上方に移動した状態を示している。この状態のときに弁体4(ダイヤフラム弁)は弁座3と最も離れた状態になっており、弁は100%の開状態となっている。ステム8が閉状態から100%開状態の間の位置になるように出力軸9aを回転させることによって、弁の開口状態が変化して流体の流量を微細に調節することができる。   In the state of FIG. 1, a state where the stem 8 has moved downward is shown. Since the valve body 4 (diaphragm valve) is in pressure contact with the valve seat 3 in this state, the valve is closed. FIG. 2 shows a state where the output shaft 8 has rotated 180 ° from the state of FIG. The state of FIG. 2 shows a state where the stem 8 has moved most upward. In this state, the valve body 4 (diaphragm valve) is farthest from the valve seat 3, and the valve is 100% open. By rotating the output shaft 9a so that the stem 8 is in a position between the closed state and the 100% open state, the valve open state changes and the fluid flow rate can be finely adjusted.

スラストベアリングを利用して回転しているので、ステム8と当接する第2のスラストベアリング16の軌道盤16cと第1のスラストベアリング15のモータ側軌道盤15bは、出力軸9aの回転によって回転することがなく、回転による摺動部分の摩耗が一切発生することがない。このため、特許文献1に記載の機構にくらべて、摩耗粉等の不純物が流体内に混入して歩留まり低下をきたすおそれが一切発生することがない。   Since the thrust bearing is used for rotation, the washer 16c of the second thrust bearing 16 that contacts the stem 8 and the motor-side washer 15b of the first thrust bearing 15 are rotated by the rotation of the output shaft 9a. No wear of the sliding part due to rotation occurs. For this reason, in comparison with the mechanism described in Patent Document 1, there is no possibility that impurities such as wear powder are mixed in the fluid and the yield is lowered.

さらに、モータ9の出力軸9aの軸方向の遊びであるエンドプレーの範囲内で、転動体15aが軌道盤15bに接するようにベアリング保持体14が、出力軸9aに固定されていれば、ステム8が圧縮コイルばね17による上方への付勢力や、高圧流体がディスク5を上方に押し上げようとする付勢力が、直接に出力軸9aに伝わらず、それらの力は2つのベアリング15,16によって伝達され、最終的にケーシング10等のハウジング等の動かないものに固定されている軌道盤15bに伝達されるので、モータ9の出力軸9aには上向きの力はかからなくなり、モータ9が破損することがなくなる。   Further, if the bearing holder 14 is fixed to the output shaft 9a so that the rolling element 15a is in contact with the raceway 15b within the range of end play which is play in the axial direction of the output shaft 9a of the motor 9, the stem 8 is an upward biasing force by the compression coil spring 17 and a biasing force by which the high-pressure fluid tries to push the disk 5 upward is not directly transmitted to the output shaft 9a. Since it is transmitted and finally transmitted to the washer 15b fixed to a stationary object such as a housing such as the casing 10, no upward force is applied to the output shaft 9a of the motor 9, and the motor 9 is damaged. There is no longer to do.

図3は、本発明による開度調整バルブの回転角(プレート回転角)とステム9の上下の変位量(バルブ変位量)との関係を示している。プレート回転角度が0°のときステム8が最も下がった状態の閉状態で、プレート回転角度が180°のときステム8が最も上がった状態の100%開状態となる。本実施例では、αを2°として第2のスラストベアリング16を傾斜させており、最大バルブ変位量は0.45mmであり、回転角度を0〜180°内で変化させることによってバルブ変位量を精密にコントロールできる。例えば、回転角度を1°単位でコントロールすると、ステム8の上下方向の変位単位を3μm単位で精密に調整することができる。さらに、本開度調整バルブによれば、ステムとベアリングとの間で摺動部分がなくスラスト方向の荷重がかからないのでモータ9のモータ軸9aに負荷をかけることがない。   FIG. 3 shows the relationship between the rotation angle (plate rotation angle) of the opening adjustment valve according to the present invention and the vertical displacement (valve displacement) of the stem 9. When the plate rotation angle is 0 °, the stem 8 is in the closed state with the lowest position, and when the plate rotation angle is 180 °, the stem 8 is in the most raised state with the highest position. In the present embodiment, the second thrust bearing 16 is inclined with α being 2 °, the maximum valve displacement is 0.45 mm, and the valve displacement is changed by changing the rotation angle within 0 to 180 °. It can be controlled precisely. For example, if the rotation angle is controlled in units of 1 °, the vertical displacement unit of the stem 8 can be precisely adjusted in units of 3 μm. Furthermore, according to this opening degree adjusting valve, there is no sliding portion between the stem and the bearing, and no load in the thrust direction is applied, so that no load is applied to the motor shaft 9a of the motor 9.

1 :開度調整バルブ
2 :ボディ
2a,2b:流体通路
4 :弁体(ダイヤフラム)
8 :ステム
9 :モータ
9a:出力軸
10:ケーシング
14:ベアリング保持体
15:第1のスラストベアリング
15a:転動体(玉)
15b,15c:軌道盤
16:第2のスラストベアリング
16a:転動体(玉)
16d:ステムと接する面
16b,16c:軌道盤
1: Opening adjustment valve 2: Body 2a, 2b: Fluid passage 4: Valve body (diaphragm)
8: Stem 9: Motor 9a: Output shaft 10: Casing 14: Bearing holder 15: First thrust bearing 15a: Rolling element (ball)
15b, 15c: washer 16: second thrust bearing 16a: rolling element (ball)
16d: surfaces 16b and 16c in contact with the stem: washer

Claims (2)

流体通路が設けられたボディと、該ボディと連設されたケーシングと、該ボディ内に配置されかつ往復運動することによって弁体を介して前記流体通路を開閉するステムと、前記ケーシング内に出力軸が突出するように設けられた回転駆動手段と、前記ケーシング内に設けられて前記回転駆動手段の回転を直線運動に変換して前記ステムに伝達する伝達手段とを備えている開度調整バルブであって、
前記伝達手段は、
前記回転駆動手段の出力軸に挿通されて固定されたベアリング保持体と、
前記ベアリング保持体と前記回転駆動手段との間に介在された第1のスラストベアリングと、
前記ベアリング保持体と前記ステムとの間に介在された第2のスラストベアリングとを備え、
前記第1及び第2のスラストベアリングは、一対の軌道盤と、当該一対の軌道盤の間に配された転動体とを有するスラストベアリングとされ、
前記ベアリング保持体は、第1のスラストベアリングとの当接面が前記駆動軸と直交する面と平行で第2のスラストベアリングと当接する面が前記駆動軸と直交する面に対して傾斜し、
前記ステムは、前記出力軸と平行に配設され一端が前記第2のスラストベアリングの軌道盤と当接する開度調整バルブ。
A body provided with a fluid passage, a casing connected to the body, a stem disposed in the body and reciprocating to open and close the fluid passage via a valve body, and an output in the casing An opening adjustment valve provided with a rotation drive means provided so that the shaft protrudes, and a transmission means provided in the casing for converting the rotation of the rotation drive means into a linear motion and transmitting it to the stem Because
The transmission means includes
A bearing holder inserted into and fixed to the output shaft of the rotation driving means;
A first thrust bearing interposed between the bearing holder and the rotational drive means;
A second thrust bearing interposed between the bearing holder and the stem;
The first and second thrust bearings are thrust bearings having a pair of washer disks and rolling elements disposed between the pair of washer disks,
The bearing holder has a contact surface with the first thrust bearing parallel to a surface orthogonal to the drive shaft and a surface in contact with the second thrust bearing inclined with respect to a surface orthogonal to the drive shaft;
The stem is an opening adjustment valve that is arranged in parallel with the output shaft and has one end abutting against the washer of the second thrust bearing.
前記モータの出力軸の軸方向の遊びであるエンドプレーの範囲内で、前記第1のスラストベアリングの転動体が前記第1のスラストベアリングのモータ側の軌道盤に当接するように前記ベアリング保持体が、前記出力軸に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の開度調整バルブ。
The bearing holder so that the rolling element of the first thrust bearing abuts the raceway on the motor side of the first thrust bearing within a range of an end play which is an axial play of the output shaft of the motor. Is fixed to the output shaft. 2. The opening adjusting valve according to claim 1, wherein
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2832434A (en) * 1953-05-22 1958-04-29 Fischer Georg Tube filter installations
JP2010133436A (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Fujikin Inc Fluid controller

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