WO2008026306A1

WO2008026306A1 - Vanne de came

Info

Publication number: WO2008026306A1
Application number: PCT/JP2007/000891
Authority: WO
Inventors: Ryousuke Dohi; Kouji Nishino; Nobukazu Ikeda; Yohei Sawada
Original assignee: Fujikin Incorporated
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2008-03-06
Also published as: US20100207044A1; CN101512202A; US8561966B2; JP2008057594A; JP4619337B2; KR20090018647A; TWI350355B; EP2058568A1; TW200833988A; KR101020142B1; EP2058568A4; CN101512202B

Description

明細書

カム式バルブ

技術分野

[0001 ] 本発明は、主に半導体製造設備等の流体供給ラインやチラ一ユニットの冷媒循環回路等に介設されてガスゃ冷媒等の流体の流量調整用に用いられるものであり、特に、ガスゃ冷媒等の流量を微少且つ精密に制御できるようにしたステッピングモータ駆動型のカム式バルブの改良に関するものである。背景技術

[0002] 従来、ステッピングモータ駆動型のカム式バルブとしては、例えば実開昭 6 1 - 1 1 7 9 7 1号公報（参考文献 1 ) や実開昭 6 1 - 1 1 7 9 7 2号公報（参考文献 2 ) 等に開示された構造のものが知られている。

[0003] 即ち、前記カム式バルブは、図示していないが、流体通路及び弁座を有する弁箱と、弁箱の弁座に当離座する弁体と、弁体を弁座から離座する方向へ附勢する弾性体と、弁体に連結されて弁箱の上蓋に昇降自在に支持された弁棒と、弁棒の上端部に設けたカムローラに当接して弁棒を押し下げるカム板と、カム板を回転駆動するパルスモータ（ステッピングモータ）等から構成されており、パルスモータによりカム板を回転させ、カム板を介して弁棒を下方へ押し下げることによって、弁棒の下端に設けた弁体を弁座へ当座させるようにしたものである。

このステツビングモータ駆動型のカム式バルブは、高精度な流量制御を行うことができ、優れた実用的効用を奏するものである。

[0004] ところで、ステッピングモータを用いたカム式バルブは、ステッピングモ —タに供給するパルス数に応じてカム板が所定の角度だけ回転し、カム板の回転により弁棒及び弁体が微少量変位して流体の流量制御を行なうものであるから、バルブの全開時又は全開時に弁体及び弁棒等が零点位置（全開位置又は全閉位置）へ正確に位置するように零点調整されていなければならない即ち、バルブの全開時には、カム板の最小半径部分がカムローラに当接し且つ弁体と弁座が最も離間した状態となるように調整し、又、バルブの全閉時には、カム板の最大半径部分がカムローラに当接し且つ弁体が弁座に適切な力で当座するように調整しなければならない。

[0005] しかし、上述した従来のステッピングモータ駆動型のカム式バルブに於いては、弁体等を零点位置へ位置調整する調整機構を全く備えておらず、バルブの零点調整に極めて手間取ると云う問題があった。

又、カム式バルブの各構成部品の加工精度や組立精度等を高めておかないと、弁体が弁座へ過度に押し付けられたり、或いは弁体と弁座の接触が不十分になったりし、その結果、バルブの弁座等が損傷したり、流体が漏洩したりすると云う問題があった。

特許文献 1 ：実開昭 6 1 - 1 1 7 9 7 1号公報

特許文献 2：実開昭 6 1 - 1 1 7 9 7 2号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、ステッピングモータ及びカム機構から成るァクチユエ一タを支持する位置を上下方向へ微調整できて、バルブの零点調整を簡単且つ容易に行えるようにしたステッピングモータ駆動型のカム式バルブを提供することにある。課題を解決するための手段

[0007] 上記目的を達成するために、本発明の請求項 1の発明は、流入通路、流出通路、弁室及び弁座を有するボディ内にステムを昇降自在に配設し、前記ステムをステムの上方位置に配設したステッピングモータ及びステッピングモータの回転運動を直線運動に変えてステムに伝達するカム機構から成るァクチユエ一タにより下降させ、弁室内に配設したダイヤフラム又はステムの下端部に設けた弁体を弁座へ当座させるようにしたステッピングモータ駆動型のカム式バルブに於いて、前記ボディの弁室を覆うボンネットにァクチユエータを昇降自在に支持する昇降支持機構を設け、当該昇降支持機構にステムに対するァクチユエータの高さ位置を微調整する高さ微調整機構を設けたことに特徴がある。

又、本発明の請求項 2の発明は、請求項 1の発明に於いて、昇降支持機構力ボンネットに設けた取付け台と、取付け台にステムと平行に立設したガィド軸と、ガイド軸の上端部に昇降自在に支持され、ステッピングモータ及びカム機構から成るァクチユエータが取り付けられる昇降台と、ガイド軸の上端部に取り付けられ、ァクチユエータ及び昇降台を囲繞する収納ケースとから成ることを特徴とするものである。

更に、本発明の請求項 3の発明は、請求項 1の発明に於いて、高さ微調整機構が、収納ケースの底部に上下方向へ移動調整自在に螺揷され、上端面が昇降台の下面に当接して昇降台を支持する調整ネジと、昇降台の上面と収納ケースの天井部との間に介設され、昇降台を下方へ押圧附勢して調整ネジの上端面へ常時当接させる弾性体とから成ることを特徴とするものである。

[0008] 本発明の請求項 4の発明は、請求項 1の発明に於いて、昇降支持機構が、ボンネッ卜に設けた取付け台と、取付け台にステムと平行に立設したガイド軸と、ガイド軸の上端部に昇降自在に支持され、ステッピングモータ及び力ム機構から成るァクチユエータが取り付けられる昇降台と、ガイド軸の上端部に取り付けられ、ァクチユエータ及び昇降台を囲繞する収納ケースとから成り、又、高さ微調整機構が、収納ケースの底部に上下方向へ移動調整自在に螺揷され、上端面が昇降台の下面に当接して昇降台を支持する調整ネジと、昇降台の上面と収納ケースの天井部との間に介設され、昇降台を下方へ押圧附勢して調整ネジの上端面へ当接させる弾性体とから成り、調整ネジの締め込み量を調整することによって、ァクチユエータを取り付けた昇降台の高さを変え、ステムに対するァクチユエ一タの高さ位置を微調整するようにしたことに特徴がある。

発明の効果

[0009] 本発明のカム式バルブは、バルブのボンネットにステッピングモータ及びカム機構から成るァクチユエータを昇降自在に支持する昇降支持機構を設け、当該昇降支持機構にステムに対するァクチユエータの高さ位置を微調整する高さ微調整機構を設ける構成としているため、高さ微調整機構を操作することによって、バルブの零点調整を簡単且つ容易に行うことができる。その結果、本発明のカム式バルブは、バルブのダイヤフラムや弁体が弁座へ過度に押し付けられたり、或いはダイヤフラムや弁体と弁座との接触が不十分になったりすると云うことがなく、ダイヤフラムや弁体、弁座等の損傷を防止することができると共に、バルブの全閉時に於ける流体の漏洩を防止することができ、高精度な流量制御を確実且つ良好に行える。然も、バルブの各構成部品の加工精度や組立精度等を高めなくても、バルブの全開時又は全開時にダイヤフラムや弁体、ステム等が零点位置（全開位置又は全閉位置）に正確に位置するように調整することができる。

又、本発明のカム式バルブは、バルブのボンネットに設けた取付け台にガィド軸を立設し、当該ガイド軸の上端部にステッピングモータ及びカム機構から成るァクチユエータが取り付けられる昇降台を昇降自在に支持する構成としているため、ァクチユエ一タがポディから離間した位置に配置されることになる。然も、本発明のカム式バルブは、ァクチユエ一タ及び昇降台を収納ケースで囲繞する構成としている。その結果、本発明のカム式バルブを高温の流体や低温の流体を取り扱う流体供給ラインゃ冷媒循環回路に介設しても、ァクチユエータが高温の流体や低温の流体の悪影響を受け難くなり、ァクチユエ一タの延命化等を図れることになる。

更に、本発明のカム式バルブは、高さ微調整機構が、収納ケースの底部に上下方向へ移動調整自在に螺揷されて昇降台を下面側から支持する調整ネジと、昇降台の上面と収納ケースの天井部との間に介設されて昇降台を下方へ押圧附勢する弾性体とから構成されているため、高さ微調整機構自体の構造も極めて簡単になると共に、高さ微調整機構を昇降支持機構に設けても邪魔になると云うことがない。

図面の簡単な説明

[図 1 ]本発明の第 1の実施形態に係るステッピングモータ駆動型のカム式バルブ（カム式ダイヤフラムバルブ）の縦断正面図である。

[図 2]図 1に示すカム式バルブの縦断側面図である。

[図 3]本発明の第 2の実施形態に係るステツピングモータ駆動型の力ム式/くルブ（カム式べローズバルブ）の縦断正面図である。

[図 4]図 3に示すカム式/くルブの縦断側面図である。

[図 5]第 2の実施形態に係るステッピングモータ駆動型のカム式バルブ（カム式べローズバルブ）に改良を加えたものであり、カム式バルブの要部の縦断側面図である。

符号の説明

[001 1 ] 1はカム式バルブ、 2はボディ、 2 aは流入通路、 2 bは流出通路、 2 c は弁室、 2 dは弁座、 3はダイヤフラム、 4は押えアダプタ一、 5はポンネット、 6はボンネットナット、 7はステム、 8はダイヤフラム押え、 9はステツビングモータ、 1 0はカム機構、 1 1は昇降支持機構、 1 2は高さ微調整機構、 1 2 aは調整ネジ、 1 2 bは弾性体、 1 3は止めネジ、 1 4は取付け台、 1 5はポルト、 1 6はガイド軸、 1 7は昇降台、 1 8は収納ケース、 3 0は弁体。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図 1及び図 2は本発明の第 1の実施形態に係るステツビングモータ駆動型のカム式バルブ 1を示し、当該カム式バルブ 1は、例えば半導体製造装置等の二つのチャンバ一（ツインチャンバ一）に夫々接続された分岐状の流体供給ラインに介設され、両チャンバ一へ T E O Sや N ₂等の流体を適宜の比率（例えば 5対 5〜4対 6 ) で供給する分流制御用のバルブとして用いられるものであり、金属製のダイヤフラムを直接に弁座 2 dへ接当又は弁座 2 dから離間させて流体通路を開又は閉にするようにしたノーマルオープン型のダイャフラムバルブに構成されている。

[0013] 即ち、前記カム式バルブ 1は、図 1及び図 2に示す如く、流入通路 2 a、流出通路 2 b、弁室 2 c及び弁座 2 dを有するボディ 2と、上方が開放された弁室 2 cの気密を保持すると共に、中央部が上下動して弁座 2 dへ直接に接当又は弁座 2 dから離間する金属製のダイヤフラム 3と、ダイヤフラム 3 の外周縁部上面に配設した環状の押えアダプター 4と、ダイヤフラム 3の外周縁部を押えアダプター 4を介してボディ 2との間で気密状に挾持する筒状のボンネット 5と、ボンネット 5をボディ 2に固定するボンネットナット 6 と、ボディ 2内に配設され、ボンネット 5に昇降自在に支持されたステム 7 と、ステム 7の下端部に設けられ、ステム 7の下降時にダイヤフラム 3に当接してダイヤフラム 3の中央部を押し下げるダイヤフラム押え 8と、ステム 7の上方位置に配設され、ステム 7を下降させるステツビングモータ 9及びカム機構 1 0から成るァクチユエ一タと、ボンネット 5に設けられ、ァクチユエータを昇降自在に支持する昇降支持機構 1 1 と、昇降支持機構 1 1に設けられ、ステム 7に対するァクチユエータの高さ位置を微調整する高さ微調整機構 1 2とから構成されており、ステム 7を駆動するァクチユエ一タの高さ位置を高さ微調整機構 1 2により上下に微調整して変えることにより、バルブの零点調整を行えるようにしたものである。

尚、このカム式バルブ 1の昇降支持機構 1 1、ァクチユエ一タ及び高さ微調整機構 1 2以外の各構成は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

前記昇降支持機構 1 1は、ステム 7を駆動するァクチユエ一タをステム 7 の上方位置で昇降自在に支持するものであり、ボンネット 5の外周面に螺着されて止めネジ 1 3によりボンネット 5に固定された筒状の内側部材 1 4 ' 及び内側部材 1 4 ' に嵌合固定された筒状の外側部材 1 4 " から成るフランジ 1 4 a付の取付け台 1 4と、取付け台 1 4の外側部材 1 4 " のフランジ 1 4 a上面にポルト 1 5により立設され、上半分が下半分よりも小径に形成されてステム 7と平行な段付きの左右のガイド軸 1 6と、両ガイド軸 1 6の小径部分に上下方向へ摺動自在に支持され、ァクチユエ一タが取り付けられる前面が開放された箱状の昇降台 1 7と、左右のガイド軸 1 6の小径部分にポルト 1 5 ' により取り付けられ、両ガイド軸 1 6の小径部分、ァクチユエ一タ及び昇降台 1 7を囲繞する収納ケース 1 8と、両ガイド軸 1 6の下端部に架設され、ァクチユエ一タのカム機構 1 0を構成するカム棒 2 2の下端部を上下方向へ摺動自在に揷通支持する振れ止め板 1 9等から構成されている。又、昇降支持機構 1 1の収納ケース 1 8は、箱状に組み立てられたカバ一プレート 1 8 aと、カバ一プレート 1 8 aの底部内面に昇降台 1 7の下面に対向すべくビス 2 0により固定され、カム機構 1 0のカム棒 2 2の上端部を上下方向へ摺動自在に揷通支持する底板 1 8 bと、カバープレート 1 8 aの天井部内面に昇降台 1 7の上面に対向すべく固定された天井板 1 8 cとから成る。

[0015] 前記ァクチユエ一タは、ステッピングモータ 9及びカム機構 1 0から成り、ステッピングモータ 9の回転運動をカム機構 1 0により上下方向の直線運動に変えてステム 7に伝達するものである。

[001 6] 即ち、ステッピングモータ 9は、収納ケース 1 8内に水平姿勢で収納されており、その出力軸 9 aがステム 7と直交する姿勢になるように昇降台 1 7 に固定されている。この実施形態に於いては、ステッピングモータ 9には、基本ステップ角が 0 . 9度で、励磁方法が 1 _ 2相励磁のときにステップ角が 0 . 4 5度になる 2相型のステッピングモータ 9が使用されている。

[001 7] —方、カム機構 1 0は、ステッピングモータ 9の出力軸 9 aに止めネジ 1 3により固定され、外周面がカム面 2 1 aに形成された円盤状のカム板 2 1 と、収納ケース 1 8の底板 1 8 b及び振れ止め板 1 9に筒状のメタル 3 7を介して上下方向へ摺動自在に揷通支持され、下端面がステム 7の上端面に当接するカム棒 2 2と、カム棒 2 2の二股状に形成した上端部にピン 2 3を介して回転自在に支持され、カム板 2 1のカム面 2 1 aに当接するカムローラ 2 4 (ベアリング）と力、ら成り、カム板 2 1がステッピングモータ 9により回転駆動されると、カム板 2 1のカム面 2 1 aがカムローラ 2 4を押圧してカム棒 2 2及びこれに当接するステム 7を下降させるようになつている。又、カム板 2 1のカム面 2 1 aは、 0度〜 2 0 0度の範囲では最小半径からその半径が漸増して最大半径になり、 2 0 0度〜 3 6 0度の範囲では最大半径のままになっている。

更に、カム板 2 1は、 3 6 0度回転しないように 2 3 0度の付近にストツパー（図示省略）が取り付けられており、原点（0度）〜2 0 0度の間で正逆回転するようになっている。

[0018] 尚、図 1及び図 2に於いて、 2 5は昇降台 1 7にブラケット 2 6を介して取り付けた全開位置検出用のフォトセンサ一、 2 7はカム板 2 1に取り付けられ、フォトセンサ一により位置検出されるセンサ一プレートである。

[001 9] 前記高さ微調整機構 1 2は、ァクチユエータの高さ位置を微調整してバルブの零点調整を行うものであり、収納ケース 1 8の底板 1 8 bに上下方向へ移動調整自在に螺揷され、上端面が昇降台 1 7の下面に当接して昇降台 1 7 を支持する二本の調整ネジ 1 2 aと、昇降台 1 7の上面と収納ケース 1 8の天井板 1 8 cとの間に介設され、昇降台 1 7を下方へ押圧附勢して調整ネジ 1 2 aの上端面へ常時当接させる弾性体 1 2 b (圧縮コイルスプリング）と力、ら成る。

この高さ微調整機構 1 2によれば、カム板 2 1の最小半径部分がカムローラ 2 4に当接している状態で二つの調整ネジ 1 2 aの締め込み量を調整してァクチユエータが取り付けられた昇降台 1 7の位置を上下方向に微調整し、ァクチユエ一タの高さ位置を変えてカム機構 1 0のカム棒 2 2の下端面を最上位の位置にあるステム 7の上端面へ当接させることにより、バルブの零点調整を行うことができる。即ち、バルブを全開位置へ調整することができる

[0020] 而して、零点調整を行ったカム式バルブ 1に於いては、カム板 2 1の最小半径部分がカムローラ 2 4に当接しているときには、ダイヤフラム 3の弾性力やボディ 2内の流体圧によりステム 7等が最も上昇した状態となり、ダイャフラム 3の中央部と弁座 2 dとが最も離間した全開位置となっている。この状態でステツビングモータ 9へ所定数のパルス入力信号が加えられると、ステッピングモータ 9が入力パルス数に応じたステッピング回転を行い、これによりカム板 2 1が所定の角度だけ回転する。カム板 2 1が回転すると、カムローラ 2 4が下方へ押圧され、これによりカム棒 2 2及びステム 7がダイヤフラム 3の弾性力及びボディ 2内の流体圧に杭して漸次下降すると共に、ダイヤフラム 3の中央部がダイヤフラム押え 8を介して下方へ徐々に押し下げられる。その結果、ダイヤフラム 3と弁座 2 dとの間隔が狭くなり、流体の流量が制御されることになる。

[0021 ] そして、ダイヤフラム 3の中央部が完全に押し下げられてダイヤフラム 3 の中央部が弁座 2 dに当座したら、バルブが全閉状態になって流体の流通が完全に遮断される。

この状態でカム板 2 1が反対方向に回転し、カム板 2 1の最小半径部分がカムローラ 2 4に対向すると、ダイヤフラム 3がその弾性力やボディ 2内の流体圧により元の形状に復元すると共に、ステム 7及びカム棒 2 2を上方へ押し上げる。その結果、カム式バルブ 1は、ダイヤフラム 3と弁座 2 dとが最も離間した全開位置となる。

[0022] このカム式バルブ 1に於いては、ステム 7を駆動するァクチユエ一タを昇降支持機構 1 1によりステム 7に対して昇降自在に支持し、前記支持機構 1 1に昇降台 1 7を支持する調整ネジ 1 2 aと昇降台 1 7を下方へ押圧附勢する弾性体 1 2 bとから成る高さ微調整機構 1 2を設けているため、ダイヤフラム 3が弁座 2 dへ当座した後は、ァクチユエ一タを取り付けた昇降台 1 7 全体が上昇して弾性体 1 2 bを圧縮することになる。その結果、このカム式バルブ 1に於いては、ダイヤフラム 3が弁座 2 dへ過度に押し付けられると云うことがなく、ダイヤフラム 3や弁座 2 d等の損傷を防止することができると共に、バルブの全閉時に於ける流体の漏洩を確実に防止することができる。然も、バルブの各構成部品の加工精度や組立精度を高めなくても、バルブの全開時（又は全閉時）にダイヤフラム 3ゃステム 7等が零点位置（全開位置又は全閉位置）に正確に位置するように調整することができる。

又、このカム式バルブ 1に於いては、バルブのボンネット 5に設けた取付け台 1 4にガイド軸 1 6を立設し、このガイド軸 1 6の上端部にァクチユエータが取り付けられる昇降台 1 7を昇降自在に支持する構成としているため、ァクチユエ一タがポディ 2から離間した位置に配置されることになる。然も、このカム式バルブ 1は、ァクチユエ一タ及び昇降台 1 7を収納ケース 1 8で囲繞する構成としている。その結果、このカム式バルブ 1を高温の流体を取り扱う流体供給ラインに介設しても、ァクチユエータが高温の流体の悪影響を受け難くなり、ァクチユエ一タの延命化等を図れることになる。

[0023] 図 3及び図 4は本発明の第 2の実施形態に係るステツビングモータ駆動型のカム式バルブ 1を示し、当該カム式バルブ 1は、例えば半導体や液晶等の製造装置の冷却、加熱に使用するチラ一ュニッ卜の冷媒循環回路の高い温度の流体（ハイド口フルォロエーテル等の冷媒）が流れる個所及び冷媒循環回路の低い温度の流体（冷媒）が流れる個所に夫々介設され、冷媒循環回路内を流れる流体の流量制御を行う冷媒制御用のバルブとして用いられるものであり、ステム 7の下端部に設けた弁体 3 0を弁座 2 dへ接当又は弁座 2 dから離間させて流体通路を開又は閉にすると共に、金属製のベローズ 3 1により流体の漏洩を防止するようにしたノーマルオープン型のベローズバルブに構成されている。

[0024] 即ち、前記カム式バルブ 1は、図 3及び図 4に示す如く、流入通路 2 a、流出通路 2 b、弁室 2 c及び弁座 2 dを有するボディ 2と、弁室 2 c内の上方位置にシール材 2 8を介して配設されたベローズフランジ 2 9と、ベロ一ズフランジ 2 9の外周縁部をボディ 2との間で気密状に挾持する筒状のボンネット 5と、ポンネット 5をボディ 2に固定するポンネットナット 6と、ポディ 2内に配設され、ベローズフランジ 2 9の中央部に摺動自在に揷通されたステム 7と、ステム 7の下端部に設けられ、弁座 2 dに接当又は弁座 2 d から離間座する弁体 3 0と、上端部がベローズフランジ 2 9に溶接により気密状に固着されていると共に、下端部がステム 7の下端部に溶接により気密状に固着された金属製のベロ一ズ 3 1 と、ステム 7の上端部にピン 2 3 ' を介して取り付けられ、ボンネット 5内に摺動自在に収納されてステム 7の上端部をボンネット 5内で保持するホルダ一 3 2と、ベローズフランジ 2 9とホルダ一 3 2との間に介設され、ホルダ一 3 2を介してステム 7を上方へ附勢保持する開弁用の圧縮コイルスプリング 3 3と、ホルダー 3 2の上端部に螺着され、カム機構 1 0のカム棒 2 2の下端部が当接する押えポルト 3 4と、ステム 7の上方位置に配設され、ステム 7を下降させるステッピングモ一タ 9及びカム機構 1 0から成るァクチユエ一タと、ボンネット 5に設けられ、ァクチユエータを昇降自在に支持する昇降支持機構 1 1 と、昇降支持機構 1 1に設けられ、ステム 7に対するァクチユエ一タの高さ位置を微調整する高さ微調整機構 1 2とから構成されており、ステム 7を駆動するァクチユエータの高さ位置を高さ微調整機構 1 2により上下に微調整して変えることにより、 /くルブの零点調整を行えるようにしたものである。

尚、カム式バルブ 1の昇降支持機構 1 1、ァクチユエータ及び高さ微調整機構 1 2以外の構成は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

前記昇降支持機構 1 1は、ステム 7を駆動するァクチユエ一タをステム 7 の上方位置で昇降自在に支持するものであり、ボンネット 5の外周面に嵌合固定されたフランジ 1 4 a付きの筒状の取付け台 1 4と、取付け台 1 4のフランジ 1 4 a上面にポルト 1 5により立設され、上半分が下半分よりも小径に形成されてステム 7と平行な段付きの左右のガイド軸 1 6と、両ガイド軸 1 6の小径部分に上下方向へ摺動自在に支持され、ァクチユエータが取り付けられる前面が開放された箱状の昇降台 1 7と、左右のガイド軸 1 6の小径部分にポルト 1 5 ' により取り付けられ、両ガイド軸 1 6の小径部分、ァクチユエ一タ及び昇降台 1 7を囲繞する収納ケース 1 8と、ガイド軸 1 6の下端部に架設され、ァクチユエ一タのカム機構 1 0を構成するカム棒 2 2の下端部を上下方向へ摺動自在に揷通支持する振れ止め板 1 9等から構成されている。

又、昇降支持機構 1 1の収納ケース 1 8は、箱状に組み立てられたカバ一プレート 1 8 aと、カバ一プレート 1 8 aの底部内面に昇降台 1 7の下面に対向すべくビス 2 0により固定され、カム機構 1 0のカム棒 2 2の上端部を上下方向へ摺動自在に揷通支持する底板 1 8 bと、カバープレート 1 8 aの天井部内面に昇降台 1 7の上面に対向すべく固定された天井板 1 8 cとから成る。

[0026] 前記ァクチユエ一タは、ステッピングモータ 9及びカム機構 1 0から成り、ステッピングモータ 9の回転運動をカム機構 1 0により上下方向の直線運動に変えてステム 7に伝達するものである。

[0027] 即ち、ステツビングモータ 9は、収納ケース 1 8内に水平姿勢で収納されており、その出力軸 9 aがステム 7と直交する姿勢になるように昇降台 1 7 に固定されている。この実施形態に於いては、ステッピングモータ 9には、基本ステップ角が 0 . 2 5度で、励磁方法が 1 _ 2相励磁のときにステップ角が 0 . 1 2 5度になる 2相型のステッピングモータ 9が使用されている。

[0028] —方、カム機構 1 0は、外周面がカム面 2 1 aに形成され、一側面に突設形成した支持軸 2 1 bが昇降台 1 7の底部上面に固定した軸受台 3 5にベアリング 3 5 aを介して回転自在に支持されていると共に、他側面に突設形成した支持軸 2 1 bがカップリング 3 6を介してステッピングモータ 9の出力軸 9 aに連結された円盤状のカム板 2 1 と、収納ケース 1 8の底板 1 8 b及び振れ止め板 1 9に筒状のメタル 3 7を介して上下方向へ摺動自在に揷通支持され、下端面が押えポルト 3 4の頭部上面に当接するカム棒 2 2と、カム棒 2 2の二股状に形成した上端部にピン 2 3を介して回転自在に支持され、カム板 2 1のカム面 2 1 aに当接するカムローラ 2 4 (ベアリング）とから成り、カム板 2 1がステッピングモータ 9により回転駆動されると、カム板 2 1のカム面 2 1 aがカムローラ 2 4を押圧してカム棒 2 2、押えポルト 3 4、ホルダ一 3 2及びステム 7を下降させるようになつている。

又、カム板 2 1のカム面 2 1 aは、 0度〜 2 0 0度の範囲では最小半径からその半径が漸増して最大半径になり、 2 0 0度〜 3 6 0度の範囲では最大半径のままになっている。

更に、カム板 2 1は、 3 6 0度回転しないように 2 3 0度の付近にストツパー（図示省略）が取り付けられており、原点（0度）〜2 0 0度の間で正逆回転するようになっている。 [0029] 尚、図 3及び図 4に於いて、 2 5は昇降台 1 7にブラケット 2 6を介して取り付けた全開位置検出用のフォトセンサ一、 2 7はカム板 2 1に取り付けられ、フォトセンサ一により位置検出されるセンサ一プレートである。

[0030] 前記高さ微調整機構 1 2は、ァクチユエータの高さ位置を微調整してバルブの零点調整を行うものであり、収納ケース 1 8の底板 1 8 bに上下方向へ移動調整自在に螺揷され、上端面が昇降台 1 7の下面に当接して昇降台 1 7 を支持する二本の調整ネジ 1 2 aと、昇降台 1 7の上面と収納ケース 1 8の天井板 1 8 cとの間に介設され、昇降台 1 7を下方へ押圧附勢して調整ネジ 1 2 aの上端面へ常時当接させる弾性体 1 2 b (圧縮コイルスプリング）と力、ら成る。

この高さ微調整機構 1 2によれば、カム板 2 1の最小半径部分がカムローラ 2 4に当接している状態で二つの調整ネジ 1 2 aの締め込み量を調整してァクチユエータが取り付けられた昇降台 1 7の位置を上下方向に微調整し、ァクチユエ一タの高さ位置を変えてカム機構 1 0のカム棒 2 2の下端面を最上位の位置にある押えポルト 3 4の頭部上面へ当接させることにより、バルブの零点調整を行うことができる。即ち、バルブを全開位置へ調整することができる。

[0031 ] 而して、零点調整を行ったカム式バルブ 1に於いては、カム板 2 1の最小半径部分がカムローラ 2 4に当接しているときには、開弁用の圧縮コイルスプリング 3 3の弾性力によりステム 7及びカム棒 2 2等が最も上昇した状態となり、ステム 7の下端部に設けた弁体 3 0と弁座 2 dとが最も離間した全開位置となっている。

この状態でステツビングモータ 9へ所定数のパルス入力信号が加えられると、ステッピングモータ 9が入力パルス数に応じたステッピング回転を行い、これによりカム板 2 1が所定の角度だけ回転する。

カム板 2 1が回転すると、カムローラ 2 4が下方へ押圧され、これによりカム棒 2 2、押えポルト 3 4、ホルダ一 3 2及びステム 7が開弁用の圧縮コィルスプリング 3 3の弾性力に杭して漸次下降する。その結果、ステム 7の下端部に設けた弁体 3 0と弁座 2 dとの間隔が狭くなり、流体の流量が制御されることになる。

[0032] そして、ステム 7が最下位の位置へ下降してステム 7の下端部に設けた弁体 3 0が弁座 2 dに当座したら、バルブが全閉状態になって流体の流通が完全に遮断される。

この状態でカム板 2 1が反対方向に回転し、カム板 2 1の最小半径部分がカムローラ 2 4に対向すると、開弁用の圧縮コイルスプリング 3 3の弾性力によりステム 7及びカム棒 2 2等を上方へ押し上げる。その結果、カム式バルブ 1は、ステム 7の下端部に設けた弁体 3 0と弁座 2 dとが最も離間した全開位置となる。

[0033] このカム式バルブ 1に於いては、ステム 7を駆動するァクチユエ一タを昇降支持機構 1 1によりステム 7に対して昇降自在に支持し、前記支持機構 1 1に昇降台 1 7を支持する調整ネジ 1 2 aと昇降台 1 7を下方へ押圧附勢する弾性体 1 2 bとから成る高さ微調整機構 1 2を設けているため、ダイヤフラム 3が弁座 2 dへ当座した後は、ァクチユエ一タを取り付けた昇降台 1 7 全体が上昇して弾性体 1 2 bを圧縮することになる。その結果、このカム式バルブ 1に於いては、ダイヤフラム 3が弁座 2 dへ過度に押し付けられると云うことがなく、弁体 3 0や弁座 2 d等の損傷を防止することができると共に、バルブの全閉時に於ける流体の漏洩を確実に防止することができる。然も、バルブの各構成部品の加工精度や組立精度を高めなくても、バルブの全開時（全閉時）に弁体 3 0及びステム 7等が零点位置（全開位置又は全閉位置）に正確に位置するように調整することができる。

又、このカム式バルブ 1に於いては、バルブのボンネット 5に設けた取付け台 1 4にガイド軸 1 6を立設し、このガイド軸 1 6の上端部にァクチユエータが取り付けられる昇降台 1 7を昇降自在に支持する構成としているため、ァクチユエ一タがポディ 2から離間した位置に配置されることになる。然も、このカム式バルブ 1は、ァクチユエ一タ及び昇降台 1 7を収納ケース 1 8で囲繞する構成としている。その結果、このカム式バルブ 1を冷媒を取り扱う冷媒循環回路に介設しても、ァクチユエータが冷媒の悪影響を受け難くなり、ァクチユエ一タの延命化等を図れることになる。

[0034] 尚、上述した第 1及び第 2の実施形態に係るステッピングモータ駆動型のカム式バルブ 1 (ノーマルオープン型のダイヤフラムバルブ及びノーマルォープン型のベローズバルブ）に於いては、何れもカム式バルブ 1の開閉動作に伴って、カム棒 2 2の二股状の上端部内面とカムローラ 2 4の回転部側面 (ベアリングの回転部側面）とが擦れ合い、磨耗粉が発生することがある。この磨耗粉は、カム式バルブ 1の開閉回数が多くなる程、発生し易くなる。又、前記両カム式バルブ 1に於いては、カム板 2 1の軸心とカムローラ 2 4の軸心が平行でない場合、カム板 1の荷重がカムローラ 2 4に均一に掛からず、カム板 2 1の回転に伴ってカム棒 2 2が回転する虞がある。

[0035] 図 5に示すステッピングモータ駆動型のカム式バルブ 1は、上述した第 2 の実施形態に係るステツピングモータ駆動型の力ム式/くルブ 1 (ノーマルォープン型のベローズバルブ）に改良を加え、磨耗粉の発生とカム棒 2 2の回転を防止できるようにしたものである。

[0036] 即ち、前記カム式バルブ 1に於いては、図 5に示す如く、カム棒 2 2の二股状の上端部内面とカムローラ 2 4の両側面との間にワッシャー 3 8を挿入できる隙間を形成し、当該隙間にワッシャー 3 8を挿入してこれをピン 2 3 に取り付けている。その結果、このカム式バルブ 1は、カム棒 2 2の二股状の上端部内面とカムローラ 2 4の回転部側面（ベアリングの回転部側面）との擦れ合いが無くなり、カム式バルブ 1の開閉に伴う磨耗粉の発生を防止することができる。

又、前記カム式バルブ 1に於いては、図 5に示す如く、カム棒 2 2にカム板 2 1及びカムローラ 2 4の軸心と平行な縦長のピン用貫通穴 2 2 aを形成すると共に、収納ケース 1 8の底板 1 8 bにピン用貫通穴 2 2 aに対向するピン用嵌合穴 1 8 b ' を形成し、前記ピン用貫通穴 2 2 aに回転防止用ピン 3 9を揷通してその両端部を底板 1 8 bのピン用嵌合穴 1 8 b ' に嵌め込むと共に、ピン用嵌合穴 1 8 b ' にプラグ 4 0を螺着して回転防止用ピン 3 9 を抜け止めしている。その結果、このカム式バルブ 1は、回転防止用ピン 3 9によりカム棒 2 2が回転するのを防止することができる。尚、回転防止用ピン 3 9の外径及びピン用貫通穴 2 2 aの幅は、カム式バルブ 1の開閉時にカム棒 2 2が回転することなく昇降動できるように設定されていることは勿

5冊 ¾) 。

更に、前記カム式バルブ 1に於いては、図 5に示す如く、カム棒 2 2の二股状の上端部上面がカムローラ 2 4の外周面の上面と面一になるように形成されており、カム板 2 1 とカム棒 2 2との接触防止を図っている。

[0037] 図 5に示すカム式バルブ 1は、上述した第 1及び第 2の実施形態に係るステツビングモータ駆動型のカム式バルブ 1 (ノーマルオープン型のダイヤフラムバルブ及びノーマルオープン型のベローズバルブ）と同様の作用効果を奏することができる。然も、このカム式バルブ 1は、磨耗粉の発生を防止できると共に、カム棒 2 2の回転を防止することができる。

[0038] 尚、上記実施形態に於いては、第 2の実施形態に係るステッピングモータ駆動型のカム式バルブ 1 (ノーマルオープン型のベローズバルブ）に改良を加えて磨耗粉の発生とカム棒 2 2の回転を防止するようにしたが、他の実施形態に於いては、図示していないが、上述した第 1の実施形態に係るステツピングモータ駆動型の力ム式/くルブ 1 (ノ一マルオープン型のダイヤフラムバルブ）に図 5に示すカム式バルブ 1 と同様の改良を加え、磨耗粉の発生とカム棒 2 2の回転を防止するようにしても良い。

産業上の利用可能性

[0039] 本発明に係るカム式バルブ 1は、主として半導体製造設備等の流体供給ラインやチラ一ュニッ卜の冷媒循環回路に於いて利用されるが、その利用対象は上記半導体製造装置等に限定されるものではなく、化学産業や薬品産業、食品産業等の各種装置に於ける流体供給ライン等に於いても利用されるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 流入通路（2 a) 、流出通路（2 b) 、弁室（2 c) 及び弁座（2 d) を有するボディ（2) 内にステム（7) を昇降自在に配設し、前記ステム（7 ) をステム（7) の上方位置に配設したステッピングモータ（9) 及びステッビングモータ（9) の回転運動を直線運動に変えてステム（7) に伝達するカム機構（1 0) から成るァクチユエ一タにより下降させ、弁室（2 c) 内に配設したダイヤフラム（3) 又はステム（7) の下端部に設けた弁体（ 30) を弁座（2 d) へ当座させるようにしたステッピングモータ駆動型のカム式バルブ（1 ) に於いて、前記ボディ（2) の弁室（2 c) を覆うボンネット（5) にァクチユエータを昇降自在に支持する昇降支持機構（1 1 ) を設け、当該昇降支持機構（1 1 ) にステム（7) に対するァクチユエ一タの高さ位置を微調整する高さ微調整機構（1 2) を設けたことを特徴とするカム式バルブ。

[2] 昇降支持機構（1 1 ) 力ボンネット（5) に設けた取付け台（1 4) と、取付け台（1 4) にステム（7) と平行に立設したガイド軸（1 6) と、ガイド軸（1 6) の上端部に昇降自在に支持され、ステッピングモータ（9 ) 及びカム機構（1 0) から成るァクチユエータが取り付けられる昇降台（ 1 7) と、ガイド軸（1 6) の上端部に取り付けられ、ァクチユエ一タ及び昇降台（1 7) を囲繞する収納ケース（1 8) とから成ることを特徴とする請求項 1に記載のカム式バルブ。

[3] 高さ微調整機構（1 2) 力収納ケース（1 8) の底部に上下方向へ移動調整自在に螺揷され、上端面が昇降台（1 7) の下面に当接して昇降台（1 7) を支持する調整ネジ（1 2 a) と、昇降台（1 7) の上面と収納ケース ( 1 8) の天井部との間に介設され、昇降台（1 7) を下方へ押圧附勢して調整ネジ（1 2 a) の上端面へ常時当接させる弾性体（1 2 b) とから成ることを特徴とする請求項 1に記載のカム式バルブ。

[4] 昇降支持機構（1 1 ) 力ボンネット（5) に設けた取付け台（1 4) と、取付け台（1 4) にステム（7) と平行に立設したガイド軸（1 6) と、ガイド軸（1 6) の上端部に昇降自在に支持され、ステッピングモータ（9 ) 及びカム機構（1 0) から成るァクチユエータが取り付けられる昇降台（ 1 7) と、ガイド軸（1 6) の上端部に取り付けられ、ァクチユエ一タ及び昇降台（1 7) を囲繞する収納ケース（1 8) と力、ら成り、又、高さ微調整機構（1 2) 力収納ケース（1 8) の底部に上下方向へ移動調整自在に螺挿され、上端面が昇降台（1 7) の下面に当接して昇降台（1 7) を支持する調整ネジ（1 2 a) と、昇降台（1 7) の上面と収納ケース（1 8) の天井部との間に介設され、昇降台（1 7) を下方へ押圧附勢して調整ネジ（1 2 a) の上端面へ常時当接させる弾性体（1 2 b) と力、ら成り、調整ネジ（ 1 2 a) の締め込み量を調整することによって、ァクチユエ一タを取り付けた昇降台（1 7) の高さを変え、ステム（7) に対するァクチユエ一タの高さ位置を微調整するようにしたことを特徴とする請求項 1に記載のカム式バルブ。