JP6014476B2 - バタフライ式圧力制御バルブ - Google Patents
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Description
この圧力制御式バルブでは、エア駆動によるシートリングの動作とモータ駆動による弁体の回転との組み合わせにより制御しているため、これらのエア駆動系と機械駆動系とによる構造により内部が複雑化して全体が大型化する傾向にある。そのため、より簡単な構造でコンパクト化できるものが望まれている。
エア駆動系と機械駆動系とに分かれているため、何らかの理由でエア駆動系へのエア供給が止まったり、停電になったりする場合等の動力源の異常時に誤動作しやすくなっていた。特に、エア供給が停止した場合には、弁体が閉位置に無いときにもシートリングだけが強制的に閉位置に戻ろうとすることで、誤動作の原因となるおそれがある。このような異常時には、緊急で安全に停止できることが望まれている。
先ず、バルブを弁閉状態から弁開状態にする場合には、図7のバルブ本体1の弁閉状態において、図7(a)の状態からモータ31の出力軸32を矢印の時計方向に回転させると、この出力軸32の回転によりカム部材30が一体に回転する。図7(a)、図8(a)に示すように、カム部材30が0°から90°まで回転するときには、カム面41の円弧45が変形正弦曲線となっていることで、カム部材30と当接しているローラ40がカム部材30の半径の増加に伴って図7(b)から図8(b)の状態まで移動し、このローラ40と一体のレバー52及びローラ40に係止しているレバー52が、それぞれ軸着部58を中心に回転運動し、図6(b)に示すように、各レバー52、52の先端側がストロークSで移動する。このとき、スプリング51の付勢力によりローラ40がカム部材30に押し付けられているため、カム部材30の回転によりレバー52が確実に作動し、このレバー52の回転に伴ってスプリング51が圧縮する。
バルブ開閉機構10を同一駆動源であるモータ31で駆動していることで、バルブ本体1やアクチュエータ2の内部構造を簡略化して全体のコンパクト化が可能となる。
アクチュエータ本体1の動作中において、停電等によりモータ31からの回転力が停止した場合にはカム部材30も回転を停止し、このカム部材30を介してシートリング12と弁体11とがそれぞれ途中位置で止まるため、シートリング12と弁体11とが互いに接触することがなく、モータ31の回転が再開したときに動作の途中からスムーズに動作を再開できる。
さらに、カム機構13、往復動機構14、ラック・ピニオン機構15を流路4内に露出させることなく設けていることで、半導体製造装置に使用した場合にも反応生成物等の付着による作動不具合が生じにくくなり、オーバーホールやメンテナンスも容易になる。
3 ボデー
4 流路
10 バルブ開閉機構
11 弁体
12 シートリング
13 カム機構
14 往復動機構
15 ラック・ピニオン機構
21 弁軸
25 弁座シール部
26 ピニオン
30 カム部材
31 モータ(駆動源)
40 ローラ
41 カム面
42 カム溝
47 ピン
50 連接棒
51 スプリング
52 レバー
70 スライド部材
73 ラック
L 垂線
Claims (4)
- ボデー内の流路に対して垂直方向に回転可能な弁体と、前記流路の方向に往復動して前記弁体に弁座シール部を接離可能なシートリングと、このシートリングを前記弁体から離間させかつ前記弁体を回転させるカム機構と、前記シートリングを前記弁体方向に往復動させる往復動機構とを備えたバルブ開閉機構を有し、このバルブ開閉機構は、前記カム機構により前記シートリングを前記弁体から離間させた状態でこの弁体を無摺動で回転させ、前記弁体を弁閉状態に回転したときに前記カム機構と前記往復動機構とにより前記シートリングを前記弁体に接離させて前記流路内の圧力を制御する開閉機構であり、このバルブ開閉機構が同一駆動源で駆動可能に設けられると共に、前記駆動源はモータであり、このモータの出力軸と同軸に前記カム機構のカム部材が前記ボデーの外側に取付けられ、このカム部材に前記往復動機構を動作させて前記シートリングを往復動させるためのカム面と、前記弁体を回転させるラック・ピニオン機構を動作させるためのカム溝とを備えたことを特徴とするバタフライ式圧力制御バルブ。
- 前記往復動機構は、前記シートリングに固着された連接棒と、前記シートリングを前記弁体方向に付勢するスプリングと、前記ボデーの外周側に設けられ、前記カム面に当接するローラにより前記流路への垂線を中心に回転する2つの四分円状のレバーとを有し、前記カム部材の回転に伴って前記各レバーが回転して前記連接棒を介して前記シートリングを往復動させる機構である請求項1に記載のバタフライ式圧力制御バルブ。
- 前記ラック・ピニオン機構を前記カム機構の下部に設け、このラック・ピニオン機構は、前記ボデーに対してスライド自在なスライド部材を有し、このスライド部材の上面側に設けたピンが前記カム溝に係合し、かつ、中央付近に設けたラックと弁軸に設けたピニオンとが噛合し、前記カム部材の回転により前記ピンとカム溝とを介して前記スライド部材がスライドし、このスライドにより前記ラックとピニオンとを介して前記弁体を回転させる機構である請求項2に記載のバタフライ式圧力制御バルブ。
- 前記カム面を前記カム部材の外周面、前記カム溝を前記カム部材の内側に設け、これらカム面とカム溝は、前記カム部材における前記シートリングと弁体とが連続的に動作し、かつ相互の動作が干渉しない位置に形成されている請求項1乃至3の何れか1項に記載のバタフライ式圧力制御バルブ。
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