TWI577909B - Butterfly pressure control valve - Google Patents

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TWI577909B
TWI577909B TW102142082A TW102142082A TWI577909B TW I577909 B TWI577909 B TW I577909B TW 102142082 A TW102142082 A TW 102142082A TW 102142082 A TW102142082 A TW 102142082A TW I577909 B TWI577909 B TW I577909B
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Inventor
Yasuhito Yamada
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Kitz Sct Corp
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Description

蝶形壓力控制閥
本發明係關於，例如在半導體製造製程，可確保高密封性而從微小流量至大流量進行正確地控制且從大氣壓至低真空進行高速地壓力控制之具有隔離機能之蝶形壓力控制閥。
以往，在例如半導體製造製程之真空容器、即真空腔室和真空泵之間，會有設置具有隔離機能之壓力控制閥的情況。真空用隔離閥是用來使真空腔室排氣、或將排氣停止而使真空腔室內接近既定的真空壓力，在藉由該真空用隔離閥進行壓力控制的情況是要求，在閉閥時確保高密封性，在流量調整時從微小流量至大流量進行正確地控制，從大氣壓至低真空縱使壓力改變的情況仍能抑制開閥度的急劇變化而防止亂流，可避免粒子飛散而進行高精度且高速地壓力控制。
作為半導體製造製程所使用之真空用隔離閥，基於構造可簡單化、占地面積小等的觀點，採用蝶形壓力控制閥是有利的。作為這種真空用隔離閥，例如專利 文獻1之蝶形壓力控制閥被提出。該壓力控制閥具有閥開閉機構，該閥開閉機構係具備：沿流路的方向往復移動而能接近或遠離閥體之座環、朝使座環離開閥體的方向供給空氣之空氣流路、以及將座環朝閥體方向彈壓之彈簧。依據該閥，是藉由來自空氣流路之空氣供給和彈簧的彈壓力使座環接近或遠離閥體而使閥體旋轉，藉此能進行高精度地流量控制。
[專利文獻1]日本特開2010-60133號公報
然而，專利文獻1之蝶形壓力控制閥，由於裝設於殼體側之座環是藉由通過電空比例閥之空氣驅動來進行動作，該空氣的壓縮性之響應性有極限存在。在半導體製造裝置的排氣系統，可能要求更高速的真空壓力控制，而必須發揮空氣驅動以上的響應性以使微小流量時的動作高速地實施。
該壓力控制式閥，是組合利用空氣驅動之座環的動作和利用馬達驅動之閥體的旋轉來進行控制，空氣驅動系統和機械驅動系統所形成的構造導致內部複雜化而使全體有大型化的傾向。因此，期望能利用更簡單的構造達成小型化。
由於分成空氣驅動系統和機械驅動系統，當基於某些理由而使對空氣驅動系統之空氣供給發生停止、或停電情 況等之動力源異常時，容易發生錯誤動作。特別是在空氣供給停止的情況，縱使閥體不在閉位置時也可能使座環強制地返回閉位置，而成為錯誤動作的原因。期望能在這樣的異常時能夠緊急且安全地停止。
本發明是有鑑於上述問題點進行深入研究的結果而開發完成的，其目的是為了提供一種蝶形壓力控制閥，適用於在真空區域內進行壓力控制的情況，利用來自同一驅動源的動力可發揮高密封性且從微小流量至大流量進行正確地流量控制，可發揮隔離機能而從大氣壓至低真空進行高速地且確保安全壓力控制，構造簡單而達成小型化。
為了達成上述目的，請求項1的發明是一種蝶形壓力控制閥，其具有閥開閉機構，該閥開閉機構係具備：可朝與殼體內之流路垂直的方向旋轉之閥體、沿流路的方向往復移動而能使閥座密封部接近或遠離閥體之座環、使該座環離開閥體且讓閥體旋轉之凸輪機構、以及使座環沿閥體方向往復移動之往復移動機構；該閥開閉機構，在藉由凸輪機構使座環離開閥體的狀態下讓閥體無滑動地旋轉，當閥體旋轉成閉閥狀態時藉由凸輪機構和往復移動機構使座環接近或遠離閥體而控制流路內的壓力，該閥開閉機構設置成能利用同一驅動源進行驅動。
請求項2的發明之蝶形壓力控制閥，驅動源 為馬達，以與該馬達的輸出軸同軸的方式將凸輪機構之凸輪構件安裝於殼體的外側，在該凸輪構件設有凸輪面和凸輪槽，該凸輪面，是用來使往復移動機構動作而讓座環往復移動；該凸輪槽，是用來使讓閥體旋轉的齒條小齒輪機構動作。
請求項3的發明之蝶形壓力控制閥，往復移動機構係具有：固接於座環之連接棒、將座環朝閥體方向彈壓之彈簧、以及設置於殼體之外周側且藉由與凸輪面抵接的滾子而以朝流路的垂直線為中心進行旋轉之2個四分之一圓狀的槓桿，隨著凸輪構件的旋轉使各槓桿旋轉而透過連接棒讓座環往復移動。
請求項4的發明之蝶形壓力控制閥，齒條小齒輪機構設於凸輪機構的下部，該齒條小齒輪機構具有可相對殼體滑移自如之滑移構件，該齒條小齒輪機構，是使設置於該滑移構件的上面側之銷卡合於凸輪槽，且使設置於中央附近之齒條和設置於閥軸之小齒輪嚙合，藉由凸輪構件的旋轉透過銷和凸輪槽使滑移構件滑移，藉由該滑移透過齒條和小齒輪而讓閥體旋轉。
請求項5的發明之蝶形壓力控制閥，將凸輪面設置於前述凸輪構件的外周面，將凸輪槽設置於凸輪構件的內側，凸輪面和凸輪槽是形成於：凸輪構件之使座環和閥體連續地動作且彼此的動作不會發生干涉的位置。
依據請求項1之發明，是特別適用於在真空區域內實施壓力控制的情況之蝶形壓力控制閥，利用來自同一驅動源之動力而藉由凸輪機構、往復移動機構所進行之機械動作可發揮高密封性且從微小流量至大流量連續地控制並實施正確地流量控制，可發揮隔離機能而從大氣壓至低真空進行高速地壓力控制，特別是藉由使微小流量時的座環響應性提昇而能進行高精度的流量控制。利用同一驅動源來驅動閥開閉機構，因此構造變簡單而能謀求小型化，基於成本和占地面積的觀點是有利的。縱使在發生停電等的情況，也能避免座環和閥體互相干涉而能安全地停止，可避免錯誤動作和故障的發生。
依據請求項2之發明，藉由將凸輪構件設置於殼體的外側，使該凸輪構件不致曝露於流路側，可防止粒子發生和反應生成物之附著而對高純度的流體進行流量控制。藉由來自驅動源、即馬達的輸出軸之旋轉而使凸輪構件旋轉，透過該凸輪構件使往復移動機構動作而讓座環往復移動，並使齒條小齒輪機構動作而讓閥體旋轉，如此利用同一個馬達而透過1個凸輪構件，藉由座環的動作可進行閉閥密封及微小流量域的壓力控制，且藉由閥體的旋轉可進行大流量域的壓力控制。
依據請求項3之發明，由於往復移動機構不致曝露於流路側，可防止粒子發生和反應生成物之附著。當凸輪構件朝開閥方向旋轉時，藉由該凸輪構件的旋轉而透過滾子使槓桿朝推壓連接棒的方向旋轉而讓座環離開閥 體；當凸輪構件朝閉閥方向旋轉時，利用彈簧的彈壓力使座環確實地返回既定位置而能發揮高密封性並維持閉閥狀態。
依據請求項4之發明，凸輪構件的旋轉可藉由齒條小齒輪機構一邊減速一邊傳遞至閥體，能精細地控制閥體的中間開度而進行正確地流量控制。又使齒條小齒輪機構不致曝露於流路內，可達成小型化而使設置空間縮小。
依據請求項5之發明，能使座環和閥體以連續且互不干涉的方式動作，可透過凸輪構件使來自驅動源之動力機械性地傳遞至閥體和座環，因此從閉閥至開閥狀態可高速且順暢地進行高精度的流量控制。
1‧‧‧閥本體
3‧‧‧殼體
4‧‧‧流路
10‧‧‧閥開閉機構
11‧‧‧閥體
12‧‧‧座環
13‧‧‧凸輪機構
14‧‧‧往復移動機構
15‧‧‧齒條小齒輪機構
21‧‧‧閥軸
25‧‧‧閥座密封部
26‧‧‧小齒輪
30‧‧‧凸輪構件
31‧‧‧馬達(驅動源)
40‧‧‧滾子
41‧‧‧凸輪面
42‧‧‧凸輪槽
47‧‧‧銷
50‧‧‧連接棒
51‧‧‧彈簧
52‧‧‧槓桿
70‧‧‧滑移構件
73‧‧‧齒條
L‧‧‧垂直線
圖1係顯示本發明的蝶形壓力控制閥之一實施形態的局部省略剖面圖。
圖2係圖1的局部剖開前視圖。
圖3係圖2的A-A放大剖面圖。
圖4(a)係顯示凸輪構件的俯視圖。圖4(b)係圖4(a)的C-C剖面圖。
圖5係圖2的B-B放大剖面圖。
圖6(a)係顯示閉閥時的槓桿狀態之局部放大俯視圖。圖6(b)係顯示座環的開狀態時之槓桿狀態之局部 放大俯視圖。
圖7(a)~(c)係顯示閉閥時的狀態之說明圖。
圖8(a)~(c)係顯示座環的開狀態之說明圖。
圖9(a)~(c)係顯示開閥時的狀態之說明圖。
以下，對於本發明的蝶形壓力控制閥之較佳實施形態，根據圖式詳細地說明。圖1、圖2所示之本發明的蝶形壓力控制閥，例如設置於半導體製造製程之未圖示的管路之真空腔室和真空泵之間的真空排氣側，具有閥本體1、致動器2。
在圖1~圖3中，在閥本體1之殼體3內形成有流路4，為了將該流路4開閉而在閥本體1設有閥開閉機構10。閥開閉機構10係具備：閥體11、座環12、凸輪機構13、以及往復移動機構14。此外，在凸輪機構13和閥體11之間設有齒條小齒輪機構15。
在閥開閉機構10中，閥體11是形成為大致圓板狀，藉由緊固螺栓20安裝於旋轉軸、即閥軸21，利用該閥軸21而能朝與流路4垂直的方向旋轉。在閥體11的外周側形成有裝設槽22，在該裝設槽22裝設O型環23。O型環23配設於座環12之與後述閥座密封部25抵接的一側，藉由該O型環23將閥座密封部25和閥體11之間密封。
如圖1所示般，在閥軸21的上部附近安裝小 齒輪26，該小齒輪26成為能與閥軸21一體地旋轉。在圖3中，閥軸21設定成在流路方向上偏離閥體11的中心Q。在閥軸21的上端側設有軸承27，閥軸21是藉由該軸承27予以軸支承而設置成能與後述凸輪構件30相對地旋轉。如此般，閥軸21成為與驅動源、即馬達31之輸出軸32分離的狀態。
在圖3中，座環12係包含：具有閥座密封部25之筒狀部35、及凸緣狀部36。筒狀部35的外徑設置成能在殼體3內的流路4內滑動，在該筒狀部35的閥體11側設有閥座密封部25。閥座密封部25以能讓O型環23抵接密封的方式形成於座環12的內周面側，且形成為從內徑側朝外徑側逐漸擴徑之錐狀。雖未圖示出，其錐角設定為不致與旋轉的閥體11發生干涉，例如可設定成10~15°左右。閥座密封部25也能成為錐狀以外，例如可設計成圓弧狀。凸緣狀部36是設置於閥座密封部25之相反側，其外徑形成為可在殼體3內所形成之擴徑狀的導引部3a移動。
座環12，是藉由導引部3a導引凸緣狀部36而安裝於流路4內，利用導引部3a和凸緣狀部36間之間隙G而能沿流路4方向往復移動自如，閥座密封部25成為能接近或遠離閥體11的O型環23。在座環12和殼體3之間設有O型環、即密封環37，利用該密封環37，縱使在座環12滑動時也能防止發生流體洩漏。
圖1、圖2之凸輪機構13，係具有讓座環12 離開閥體11且讓該閥體11旋轉的功能，其具備有凸輪構件30及凸輪從動件、即滾子40。圖4所示之凸輪構件30，是在殼體3的外側呈同軸地安裝於馬達31之輸出軸32，將來自馬達31的旋轉力輸入而使其旋轉。在凸輪構件30的外周側設有凸輪面41，在凸輪構件30的內側設有凸輪槽42。
凸輪面41，是用來將凸輪構件30的旋轉運動轉換成滾子40往流路方向的往復運動，而透過該滾子40藉由往復移動機構14的動作使座環12往復移動。在圖4中，在將凸輪構件30旋轉前(閥全閉狀態)其與滾子40的接點設為0°的情況，凸輪面41當中，凸輪構件30沿順時針方向從0°至90°旋轉時與滾子40之接點、即圓弧45是由變形正弦曲線所形成，從90°至270°旋轉時的圓弧46是由構成以點P為中心之真圓一部分的曲線所形成。
凸輪槽42，是用來將凸輪構件30的旋轉運動傳遞至後述銷47，使齒條小齒輪機構15動作而讓閥體11旋轉。在圖4中，凸輪槽42當中，當凸輪面41的圓弧45與滾子40抵接時(凸輪構件30從0°至90°旋轉時)之銷47所卡合之槽部(圖4(a)中，從270°至0°的範圍之槽)48，是由曲線狀的槽所形成，該曲線狀的槽是將以點P為中心之真圓的一部分作為節圓，又當凸輪面41的圓弧46與滾子40抵接時(凸輪構件30旋轉成90°以上時)之銷47所卡合的槽部(圖4(a)中，從0°至180°以內的範圍之槽)49，是由變形正弦曲線所形成。
如上述般，將凸輪面41之圓弧45、46和凸輪槽42之槽部48、49以錯開的方式配置，將凸輪面41和凸輪槽42形成於：凸輪構件30之使座環12和閥體11連續地動作且彼此的動作不發生干涉的位置，因此當座環12、閥體11當中之一方側透過變形正弦曲線將旋轉運動轉換成直線運動時，另一方側是藉由構成真圓的一部分之圓弧而不致進行運動的轉換。
圖3所示之往復移動機構14，係具有將座環12朝閥體11的方向彈壓之功能，其具備有連接棒50、彈簧51、槓桿52。連接棒50的一端側是藉由螺栓53緊固於座環12，另一端側則是藉由螺栓53緊固於圓板狀的板構件54，該板構件54往流路4方向之直線運動是透過連接棒50傳遞至座環12而使座環12往復移動，藉此使該座環12接近或遠離閥體11。在板構件54之外周側形成有卡止凹部55，將緊固於槓桿52之卡止銷56卡止於該卡止凹部55。
彈簧51是以彈壓狀態設置於殼體3上所形成之凹狀槽3b和板構件54之間，相對於板構件54將座環12朝閥體11方向彈壓。藉由該彈簧51，通常在圖3中使板構件54朝右方向移動而使座環12密合密封於閉閥狀態的閥體11。在本實施形態，彈簧51是在座環12的圓周方向上等間隔地裝設8個，但該彈簧51的數量可適宜地增減。
在圖1、圖2中，2個槓桿52、52分別設成 四分之一圓狀，透過軸承57並藉由軸接部58而將其中央附近安裝於殼體3的外周側，藉此能以朝流路4之垂直線L為中心進行旋轉。如圖6所示般，在一方的槓桿52設有與凸輪構件30之凸輪面41抵接之滾子40，在另一方的槓桿52安裝用來卡止於滾子40之L字形的卡止片59。當凸輪構件30之移位量從滾子40傳遞至一方側的槓桿52時，該槓桿52和其卡止片59卡止於滾子40之槓桿52分別以軸接部58為中心進行旋轉，使各槓桿52、52的前端側以行程S朝將板構件54推壓的方向移動。又在圖6中，為了表示2個槓桿52、52而標示不同方向的斜線。
再者，在任一方之槓桿52的上部安裝有板狀的開關片60，在致動器2設有藉由該開關片60進行開關之極限開關61。當槓桿52旋轉時，開關片60將極限開關61打開，如此能確認座環12已進行離開動作。
上述閥開閉機構10，藉由凸輪機構13在讓座環12離開閥體11的狀態下使該閥體11無滑動地旋轉，當閥體11旋轉成閉閥狀態時藉由凸輪機構13和往復移動機構14使座環12接近或遠離閥體11，而控制流路4內的壓力。凸輪機構13和往復移動機構14設置成能使用馬達31所構成之同一驅動源進行驅動。
在圖1中，齒條小齒輪機構15是設置於凸輪機構13的下部，而由滑移構件70和設置於閥軸21之前述小齒輪26所構成。如圖5所示般，滑移構件70形成為 矩形，能沿著並設於殼體3上部之軌道構件71而相對於殼體3滑移自如。在滑移構件70的上面側呈一體地安裝有銷47，該銷47卡合於凸輪槽42。在滑移構件70之中央附近設有長孔72，以沿著該長孔72的方式呈一體地安裝齒條73，在該齒條73嚙合小齒輪26。依據此構造，當凸輪構件30旋轉時銷47會沿著凸輪槽42移動，透過銷47和凸輪槽42使滑移構件70滑移，藉由該滑移而透過與齒條73嚙合之小齒輪26使閥軸21旋轉而將閥體11開閉。
圖1、圖2之致動器2，是搭載於閥本體1，從搭載於其內部之馬達31的輸出軸32能將旋轉傳遞至凸輪構件30。馬達31例如較佳為步進馬達，在此情況，可利用高精度的旋轉控制而進行流量調節。
上述蝶形壓力控制閥，藉由使具有錐狀的閥座密封部25之座環12沿配管流路方向往復動作而能進行閥體11之密封及微小流量域的壓力控制，藉由使安裝於與配管流路方向垂直的方向上之閥體11旋轉90°而進行開閉動作，可實施大流量域的壓力控制。
接下來，說明本發明的蝶形壓力控制閥之上述實施形態的動作。
首先，要使閥從閉閥狀態變成開閥狀態的情況，在圖7的閥本體1之閉閥狀態下，從圖7(a)的狀態使馬達31的輸出軸32朝箭頭之順時針方向旋轉時，藉由該輸出軸32的旋轉使凸輪構件30一體地旋轉。如圖7(a)、 圖8(a)所示般，當凸輪構件30從0°至90°旋轉時，由於凸輪面41的圓弧45形成為變形正弦曲線，與凸輪構件30抵接之滾子40會隨著凸輪構件30之半徑增加而從圖7(b)移動至圖8(b)的狀態，與該滾子40成為一體之槓桿52及卡止於滾子40之槓桿52分別以軸接部58為中心進行旋轉運動，如圖6(b)所示般使各槓桿52、52的前端側移動行程S。這時，利用彈簧51的彈壓力將滾子40緊壓於凸輪構件30，因此藉由凸輪構件30的旋轉能使槓桿52確實地作動，隨著該槓桿52的旋轉而將彈簧51壓縮。
當槓桿52的前端側移動時，安裝於該前端側之卡止銷56透過卡止凹部55將板構件54推壓，從該板構件54透過連接棒50使座環12如圖8(c)所示般進行直線運動，使該座環12從閥體11離開行程S的距離。
這時，由於凸輪槽42的槽部48成為將以點P為中心之真圓的一部分作為節圓之曲線狀槽，當凸輪構件30從0°至90°旋轉時，該旋轉不致傳遞至銷47，如此可避免滑移構件70從圖8的狀態發生進一步的滑移。
從該狀態使凸輪構件30如圖9(a)所示般旋轉成90°以上時，由於凸輪面41的圓弧46是由構成以點P為中心之真圓的一部分之曲線所形成，與凸輪構件30抵接之滾子40不致從圖8(b)的狀態進一步移動，如圖9(c)所示般保持成座環12之既定的離開狀態。
另一方面，在凸輪槽42側，槽部49是由變 形正弦曲線所形成，如圖9(b)所示般一邊沿著該槽部49使銷47移動一邊使滑移構件70沿著軌道構件71進行直線運動而滑移，藉由安裝於滑移構件70之齒條73使小齒輪26朝逆時針方向進行旋轉運動而使閥軸21朝開方向旋轉，藉此使閥體11成為開狀態。在此情況，由於將凸輪槽42的長度設定成，當銷47到達凸輪槽42的端部側時使閥體11成為全開狀態，如圖9(c)所示般，當凸輪構件30旋轉至極限時，閥體11會旋轉90°而成為全開狀態。
接著，要從開閥狀態變成閉閥狀態的情況，是在圖9的開閥狀態下，使馬達31的輸出軸32朝逆時針方向旋轉。當藉由該輸出軸32的旋轉使凸輪構件30朝逆時針方向旋轉至圖8(a)的狀態時，在圖8(c)中，滑移構件70以與開閥動作相反的動作滑移，透過齒條73和小齒輪26而使閥體11旋轉至閉狀態。這時，利用凸輪面41之圓弧46的形狀，使座環12保持成從閥體11離開的狀態。
再者，當凸輪構件30旋轉成圖7(a)狀態的情況，利用在殼體3和板構件54之間被壓縮之彈簧51的彈壓力，使滾子40隨著凸輪構件30之半徑減少而從圖8(b)至圖7(b)的狀態使板構件54移動而朝與開閥動作相反的方向讓槓桿52旋轉，透過連接棒50緊固於該槓桿52之座環12進行直線運動而成為圖7(c)的狀態，使閥座密封部25抵接於閥體11而成為閉閥狀態。在該閉 閥狀態下，利用彈簧51將閥座密封部強力緊壓於閥體11，因此可發揮高密封性。
如上述般，本發明之蝶形壓力控制閥，透過閥開閉機構10之凸輪機構13、往復移動機構14、齒條小齒輪機構15，將座環12實施位置控制，且將閥體11實施旋轉控制而進行流量控制，如此在開閥閉時的全區域能使響應性提高，特別是利用凸輪機構13使座環12往復動作而能控制微小流量，因此可高精度地進行壓力控制。
閥開閉機構10是利用同一驅動源之馬達31進行驅動，因此能將閥本體1、致動器2的內部構造簡單化而達成全體的小型化。
在致動器本體1的動作中，因停電等使來自馬達31的旋轉力停止的情況，凸輪構件30的旋轉也會停止，透過該凸輪構件30使座環12和閥體11分別在中途位置停止，因此座環12和閥體11彼此不致接觸，當馬達31再度開始旋轉時能從動作的中途順暢地使動作再度開始。
再者，設置成使凸輪機構13、往復移動機構14、齒條小齒輪機構15不致曝露於流路4內，縱使是使用於半導體製造裝置的情況，也不容易發生反應生成物等的附著所造成之作動異常，翻修和保養也變容易。
1‧‧‧閥本體
2‧‧‧致動器
3‧‧‧殼體
3a‧‧‧導引部
4‧‧‧流路
10‧‧‧閥開閉機構
11‧‧‧閥體
12‧‧‧座環
13‧‧‧凸輪機構
14‧‧‧往復移動機構
15‧‧‧齒條小齒輪機構
20‧‧‧緊固螺栓
21‧‧‧閥軸
22‧‧‧裝設槽
23‧‧‧O型環
25‧‧‧閥座密封部
26‧‧‧小齒輪
27‧‧‧軸承
30‧‧‧凸輪構件
31‧‧‧馬達(驅動源)
32‧‧‧輸出軸
35‧‧‧筒狀部
36‧‧‧凸緣狀部
37‧‧‧密封環
40‧‧‧滾子
52‧‧‧槓桿
54‧‧‧板構件
55‧‧‧卡止凹部
58‧‧‧軸接部
60‧‧‧開關片
61‧‧‧極限開關
70‧‧‧滑移構件
71‧‧‧軌道構件
73‧‧‧齒條
G‧‧‧間隙

Claims (9)

  1. 一種蝶形壓力控制閥，其特徵在於，具有閥開閉機構，該閥開閉機構係具備：可朝與殼體內之流路垂直的方向旋轉之閥體、沿前述流路的方向往復移動而能使閥座密封部接近或遠離前述閥體之座環、使該座環離開前述閥體且讓前述閥體旋轉之凸輪機構、以及使前述座環沿前述閥體方向往復移動之往復移動機構；該閥開閉機構，在藉由前述凸輪機構使前述座環離開前述閥體的狀態下讓閥體無滑動地旋轉，當前述閥體旋轉成閉閥狀態時藉由前述凸輪機構和前述往復移動機構使前述座環接近或遠離前述閥體而控制前述流路內的壓力，該閥開閉機構設置成能利用同一驅動源進行驅動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之蝶形壓力控制閥，其中，前述驅動源為馬達，以與該馬達的輸出軸同軸的方式將前述凸輪機構之凸輪構件安裝於前述殼體的外側，在該凸輪構件設有凸輪面和凸輪槽，該凸輪面，是用來使前述往復移動機構動作而讓前述座環往復移動；該凸輪槽，是用來使讓前述閥體旋轉的齒條小齒輪機構動作。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之蝶形壓力控制閥，其中， 前述往復移動機構係具有：固接於前述座環之連接棒、將前述座環朝前述閥體方向彈壓之彈簧、以及設置於前述殼體之外周側且藉由與前述凸輪面抵接的滾子而以朝前述流路的垂直線為中心進行旋轉之2個四分之一圓狀的槓桿，隨著前述凸輪構件的旋轉使前述各槓桿旋轉而透過前述連接棒讓前述座環往復移動。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之蝶形壓力控制閥，其中，前述齒條小齒輪機構設於前述凸輪機構的下部，該齒條小齒輪機構具有可相對前述殼體滑移自如之滑移構件，該齒條小齒輪機構，是使設置於該滑移構件的上面側之銷卡合於前述凸輪槽，且使設置於中央附近之齒條和設置於閥軸之小齒輪嚙合，藉由前述凸輪構件的旋轉透過前述銷和凸輪槽使前述滑移構件滑移，藉由該滑移透過前述齒條和小齒輪而讓前述閥體旋轉。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之蝶形壓力控制閥，其中，前述齒條小齒輪機構設於前述凸輪機構的下部，該齒條小齒輪機構具有可相對前述殼體滑移自如之滑移構件，該齒條小齒輪機構，是使設置於該滑移構件的上面側之銷卡合於前述凸輪槽，且使設置於中央附近之齒條和設置於閥軸之小齒輪嚙合，藉由前述凸輪構件的旋轉透過前述銷和凸輪槽使前述滑移構件滑移，藉由該滑移透過前述齒條和小齒輪而讓前述閥體旋轉。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之蝶形壓力控制閥，其中，將前述凸輪面設置於前述凸輪構件的外周面，將前述凸輪槽設置於前述凸輪構件的內側，前述凸輪面和凸輪槽是形成於：前述凸輪構件之使前述座環和閥體連續地動作且彼此的動作不會發生干涉的位置。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之蝶形壓力控制閥，其中，將前述凸輪面設置於前述凸輪構件的外周面，將前述凸輪槽設置於前述凸輪構件的內側，前述凸輪面和凸輪槽是形成於：前述凸輪構件之使前述座環和閥體連續地動作且彼此的動作不會發生干涉的位置。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之蝶形壓力控制閥，其中，將前述凸輪面設置於前述凸輪構件的外周面，將前述凸輪槽設置於前述凸輪構件的內側，前述凸輪面和凸輪槽是形成於：前述凸輪構件之使前述座環和閥體連續地動作且彼此的動作不會發生干涉的位置。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之蝶形壓力控制閥，其中，將前述凸輪面設置於前述凸輪構件的外周面，將前述凸輪槽設置於前述凸輪構件的內側，前述凸輪面和凸輪槽是形成於：前述凸輪構件之使前述座環和閥體連續地動作且彼此的動作不會發生干涉的位置。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2892508A1 (en) 2012-11-26 2014-05-30 Adc Telecommunications, Inc. Timeslot mapping and/or aggregation element for digital radio frequency transport architecture
CN106855127A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 寿天泽 截止式偏芯蝶阀
JP6857491B2 (ja) * 2016-02-11 2021-04-14 Ckd株式会社 真空圧力制御装置
CN107061758B (zh) 2016-02-11 2019-04-12 Ckd株式会社 真空压力控制装置
US10557736B2 (en) * 2016-05-10 2020-02-11 Mks Instruments, Inc. Predictive diagnostics systems and methods using vacuum pressure control valves
KR101952032B1 (ko) * 2017-09-27 2019-05-08 현대위아 주식회사 웨이스트 게이트 밸브장치
KR102474379B1 (ko) * 2018-04-18 2022-12-05 현대자동차 주식회사 밸브 장치
CN108757959A (zh) * 2018-07-20 2018-11-06 江苏金发科技新材料有限公司 应用于动态称重设备中的蝶阀控制机构
KR102453794B1 (ko) 2018-07-24 2022-10-12 가부시키가이샤 후지킨 밸브 장치, 유체 제어 장치, 유체 제어 방법, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법
CN111219492B (zh) * 2018-11-23 2022-04-05 盾安环境技术有限公司 电子阀
CN109667978B (zh) * 2018-12-24 2020-04-24 浙江敦豪斯五金工业有限公司 一种混合型角行程阀门开关的执行器
EP3904739A4 (en) * 2018-12-26 2022-09-21 Cosmo Koki Co., Ltd. FLUID CONTROL DEVICE
US11428326B2 (en) * 2018-12-28 2022-08-30 Kitz Corporation Centric butterfly valve
CN111434957A (zh) * 2019-01-14 2020-07-21 伊利诺斯工具制品有限公司 多通道阀
CN109944978B (zh) * 2019-04-28 2020-06-23 唐山伟德船用设备有限公司 一种挤压式自动密封闸阀
JP2021181801A (ja) 2020-05-19 2021-11-25 コスモ工機株式会社 制流体の設置方法、及び制流体を備えた流体制御装置
CN115899310B (zh) * 2023-01-06 2023-05-09 无锡斯考尔自动控制设备有限公司 一种高频金属硬密封球阀

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964431A (en) * 1989-10-16 1990-10-23 Allied-Signal Inc. Butterfly valve apparatus and method
TW342428B (en) * 1996-02-14 1998-10-11 Boc Group Inc Valve
US5957428A (en) * 1995-11-13 1999-09-28 Kabushiki Kaisha Yokota Seisakusho Composite-action butterfly valve
TW530137B (en) * 2002-08-27 2003-05-01 Macronix Int Co Ltd Rotary vane type throttle valve
TWM277843U (en) * 2005-05-31 2005-10-11 Shuei-Jing Chen Reciprocating structure for opening/closing device
US7032883B2 (en) * 2004-04-07 2006-04-25 Hr Textron, Inc. Hybrid butterfly fluid control valve
TWM305869U (en) * 2006-06-12 2007-02-01 Shuei-Jing Chen Improved position-returning structure of on-off device
JP2010060133A (ja) * 2008-08-06 2010-03-18 Kitz Sct:Kk バタフライ式圧力制御バルブ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB562204A (en) * 1942-12-14 1944-06-22 Wellman Smith Owen Eng Co Ltd Improvements in or relating to butterfly valves
US2934309A (en) * 1956-08-24 1960-04-26 American Radiator & Standard Floating seat butterfly valve
JPS4933215A (zh) * 1972-07-27 1974-03-27
US3904171A (en) * 1974-09-26 1975-09-09 Chronister Dev Inc Multi-function cam operator for valve
US4295783A (en) 1978-02-09 1981-10-20 Lebost Barry Alan Fluid turbine
JPS54121344U (zh) * 1978-02-14 1979-08-24
JPS54122132U (zh) * 1978-02-15 1979-08-27
JPS54122132A (en) 1978-03-16 1979-09-21 Ricoh Co Ltd Slit exposure method for photreceptor in copier
JPH068101B2 (ja) 1984-09-04 1994-02-02 曙ブレーキ工業株式会社 アンチスキツド制御装置
JPS6164571U (zh) * 1984-10-04 1986-05-01
JPS6431265A (en) 1987-07-15 1989-02-01 Karinetsuto Software Inc Method and system for implementing business function with computer
JPH0641022Y2 (ja) * 1987-08-20 1994-10-26 日本ボールバルブ株式会社 ボールバルブ
JPH01135270A (ja) 1987-11-20 1989-05-26 Sony Corp 同期分離回路
JP2516307Y2 (ja) * 1988-03-09 1996-11-06 株式会社 巴技術研究所 バタフライ弁
JP3242869B2 (ja) * 1996-12-26 2001-12-25 岡野バルブ製造株式会社 弁装置
PL197063B1 (pl) * 2001-04-23 2008-02-29 Zaklad Urzadzen Gazowniczych G Sposób wymiany uszczelnień głównych w kurku kulowym i kurek kulowy
JP3826113B2 (ja) * 2003-06-18 2006-09-27 株式会社巴技術研究所 バタフライ弁の弁体開閉機構

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964431A (en) * 1989-10-16 1990-10-23 Allied-Signal Inc. Butterfly valve apparatus and method
US5957428A (en) * 1995-11-13 1999-09-28 Kabushiki Kaisha Yokota Seisakusho Composite-action butterfly valve
TW342428B (en) * 1996-02-14 1998-10-11 Boc Group Inc Valve
TW530137B (en) * 2002-08-27 2003-05-01 Macronix Int Co Ltd Rotary vane type throttle valve
US7032883B2 (en) * 2004-04-07 2006-04-25 Hr Textron, Inc. Hybrid butterfly fluid control valve
TWM277843U (en) * 2005-05-31 2005-10-11 Shuei-Jing Chen Reciprocating structure for opening/closing device
TWM305869U (en) * 2006-06-12 2007-02-01 Shuei-Jing Chen Improved position-returning structure of on-off device
JP2010060133A (ja) * 2008-08-06 2010-03-18 Kitz Sct:Kk バタフライ式圧力制御バルブ
US8123195B2 (en) * 2008-08-06 2012-02-28 Kitz Sct Corporation Pressure control butterfly valve with opening/closing mechanism

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Publication number Publication date
US20150292627A1 (en) 2015-10-15
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US9739380B2 (en) 2017-08-22
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