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
7CN 102483180 A
说马达保持器 第 1 圆筒状凹部 支撑框 弹性部件 高度调整螺丝 活塞部件 弹性力调整螺丝 第 2 圆筒状凹部明书6/6 页9 9c 10 11 12 22 23 24