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Patent Searching and Data


Title:
CAM VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/026306
Kind Code:
A1
Abstract:
A cam valve in which a zero point adjustment of the valve is simply and easily made by finely vertically adjusting an actuator made up of a stepping motor and a cam mechanism. In the cam valve (1) of a stepping motor drive type, a stem (7) is vertically movably installed in a body (2) having an inflow path (2a), an outflow path (2b), a valve chamber (2c), and a valve seat (2d). The stem (7) is lowered by the actuator composed of the stepping motor (9) provided above the stem (7) and of the cam mechanism (10) for converting the rotational motion of the stepping motor (9) into linear motion and transmitting it to the stem (7). This causes a diaphragm (3) placed in the valve chamber (2c) or a valve body (30) placed at the lower end of the stem (7) to be in contact with the valve seat (2d). A lifting support mechanism (11) for liftably supporting the actuator is provided on a bonnet (5) covering the valve chamber (2c) of the body (2), and the lifting support mechanism (11) is provided with a fine height adjustment mechanism (12) for performing a fine adjustment of the height of the actuator relative to the stem (7).

Inventors:
DOHI RYOUSUKE (JP)
NISHINO KOUJI (JP)
IKEDA NOBUKAZU (JP)
SAWADA YOHEI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/000891
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 21, 2007
Export Citation:
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Assignee:
FUJIKIN KK (JP)
DOHI RYOUSUKE (JP)
NISHINO KOUJI (JP)
IKEDA NOBUKAZU (JP)
SAWADA YOHEI (JP)
International Classes:
F16K31/524; F16K1/00; F16K7/16; F16K31/04; F16K41/10
Foreign References:
JP2006112504A2006-04-27
JP2002168361A2002-06-14
JPS6117779A1986-01-25
JPS61117972U1986-07-25
JPS61117971U1986-07-25
JPS61117972U1986-07-25
Other References:
See also references of EP 2058568A4
Attorney, Agent or Firm:
SUGIMOTO, Takeo (1-21 Kitahama 2-chome, Chuo-ku, Osaka-sh, Osaka 41, JP)
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Claims:
 流入通路(2a)、流出通路(2b)、弁室(2c)及び弁座(2d)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)及びステッピングモータ(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(10)から成るアクチュエータにより下降させ、弁室(2c)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(2d)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(2c)を覆うボンネット(5)にアクチュエータを昇降自在に支持する昇降支持機構(11)を設け、当該昇降支持機構(11)にステム(7)に対するアクチュエータの高さ位置を微調整する高さ微調整機構(12)を設けたことを特徴とするカム式バルブ。
 昇降支持機構(11)が、ボンネット(5)に設けた取付け台(14)と、取付け台(14)にステム(7)と平行に立設したガイド軸(16)と、ガイド軸(16)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(10)から成るアクチュエータが取り付けられる昇降台(17)と、ガイド軸(16)の上端部に取り付けられ、アクチュエータ及び昇降台(17)を囲繞する収納ケース(18)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。
 高さ微調整機構(12)が、収納ケース(18)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(17)の下面に当接して昇降台(17)を支持する調整ネジ(12a)と、昇降台(17)の上面と収納ケース(18)の天井部との間に介設され、昇降台(17)を下方へ押圧附勢して調整ネジ(12a)の上端面へ常時当接させる弾性体(12b)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。
 昇降支持機構(11)が、ボンネット(5)に設けた取付け台(14)と、取付け台(14)にステム(7)と平行に立設したガイド軸(16)と、ガイド軸(16)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(10)から成るアクチュエータが取り付けられる昇降台(17)と、ガイド軸(16)の上端部に取り付けられ、アクチュエータ及び昇降台(17)を囲繞する収納ケース(18)とから成り、又、高さ微調整機構(12)が、収納ケース(18)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(17)の下面に当接して昇降台(17)を支持する調整ネジ(12a)と、昇降台(17)の上面と収納ケース(18)の天井部との間に介設され、昇降台(17)を下方へ押圧附勢して調整ネジ(12a)の上端面へ常時当接させる弾性体(12b)とから成り、調整ネジ(12a)の締め込み量を調整することによって、アクチュエータを取り付けた昇降台(17)の高さを変え、ステム(7)に対するアクチュエー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。
Description:
カム式バルブ

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

 従来、ステッピングモータ駆動型のカム バルブとしては、例えば実開昭61-117971号公 (参考文献1)や実開昭61-117972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

 即ち、前記カム式バルブは、図示していな が、流体通路及び弁座を有する弁箱と、弁 の弁座に当離座する弁体と、弁体を弁座か 離座する方向へ附勢する弾性体と、弁体に 結されて弁箱の上蓋に昇降自在に支持され 弁棒と、弁棒の上端部に設けたカムローラ 当接して弁棒を押し下げるカム板と、カム 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 によりカム板を回転させ、カム板を介して 棒を下方へ押し下げることによって、弁棒 下端に設けた弁体を弁座へ当座させるよう したものである。
 このステッピングモータ駆動型のカム式バ 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。

 ところで、ステッピングモータを用いたカ 式バルブは、ステッピングモータに供給す パルス数に応じてカム板が所定の角度だけ 転し、カム板の回転により弁棒及び弁体が 少量変位して流体の流量制御を行なうもの あるから、バルブの全開時又は全開時に弁 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 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 径部分がカムローラに当接し且つ弁体と弁 が最も離間した状態となるように調整し、 、バルブの全閉時には、カム板の最大半径 分がカムローラに当接し且つ弁体が弁座に 切な力で当座するように調整しなければな ない。

 しかし、上述した従来のステッピングモー 駆動型のカム式バルブに於いては、弁体等 零点位置へ位置調整する調整機構を全く備 ておらず、バルブの零点調整に極めて手間 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 組立精度等を高めておかないと、弁体が弁 へ過度に押し付けられたり、或いは弁体と 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 たりすると云う問題があった。

実開昭61-117971号公報

実開昭61-117972号公報

 本発明は、このような問題点に鑑みて為 れたものであり、その目的は、ステッピン モータ及びカム機構から成るアクチュエー 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 うにしたステッピングモータ駆動型のカム バルブを提供することにある。

 上記目的を達成するために、本発明の請求 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アクチュエータ 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アクチュエータを 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アクチュエ 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 明に於いて、昇降支持機構が、ボンネット 設けた取付け台と、取付け台にステムと平 に立設したガイド軸と、ガイド軸の上端部 昇降自在に支持され、ステッピングモータ びカム機構から成るアクチュエータが取り けられる昇降台と、ガイド軸の上端部に取 付けられ、アクチュエータ及び昇降台を囲 する収納ケースとから成ることを特徴とす ものである。
 更に、本発明の請求項3の発明は、請求項1 発明に於いて、高さ微調整機構が、収納ケ スの底部に上下方向へ移動調整自在に螺挿 れ、上端面が昇降台の下面に当接して昇降 を支持する調整ネジと、昇降台の上面と収 ケースの天井部との間に介設され、昇降台 下方へ押圧附勢して調整ネジの上端面へ常 当接させる弾性体とから成ることを特徴と るものである。

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

 本発明のカム式バルブは、バルブのボンネ トにステッピングモータ及びカム機構から るアクチュエータを昇降自在に支持する昇 支持機構を設け、当該昇降支持機構にステ に対するアクチュエータの高さ位置を微調 する高さ微調整機構を設ける構成としてい ため、高さ微調整機構を操作することによ て、バルブの零点調整を簡単且つ容易に行 ことができる。その結果、本発明のカム式 ルブは、バルブのダイヤフラムや弁体が弁 へ過度に押し付けられたり、或いはダイヤ ラムや弁体と弁座との接触が不十分になっ りすると云うことがなく、ダイヤフラムや 体、弁座等の損傷を防止することができる 共に、バルブの全閉時に於ける流体の漏洩 防止することができ、高精度な流量制御を 実且つ良好に行える。然も、バルブの各構 部品の加工精度や組立精度等を高めなくて 、バルブの全開時又は全開時にダイヤフラ 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 とができる。
 又、本発明のカム式バルブは、バルブのボ ネットに設けた取付け台にガイド軸を立設 、当該ガイド軸の上端部にステッピングモ タ及びカム機構から成るアクチュエータが り付けられる昇降台を昇降自在に支持する 成としているため、アクチュエータがボデ 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、アクチュ ータ及び昇降台を収納ケースで囲繞する構 としている。その結果、本発明のカム式バ ブを高温の流体や低温の流体を取り扱う流 供給ラインや冷媒循環回路に介設しても、 クチュエータが高温の流体や低温の流体の 影響を受け難くなり、アクチュエータの延 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 機構が、収納ケースの底部に上下方向へ移 調整自在に螺挿されて昇降台を下面側から 持する調整ネジと、昇降台の上面と収納ケ スの天井部との間に介設されて昇降台を下 へ押圧附勢する弾性体とから構成されてい ため、高さ微調整機構自体の構造も極めて 単になると共に、高さ微調整機構を昇降支 機構に設けても邪魔になると云うことがな 。

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 ヤフラムバルブ)の縦断正面図である。 図1に示すカム式バルブの縦断側面図で ある。 本発明の第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(カム式ベ ーズバルブ)の縦断正面図である。 図3に示すカム式バルブの縦断側面図で ある。 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(カム式ベローズバ ブ)に改良を加えたものであり、カム式バル の要部の縦断側面図である。

符号の説明

 1はカム式バルブ、2はボディ、2aは流入通 路、2bは流出通路、2cは弁室、2dは弁座、3は イヤフラム、4は押えアダプター、5はボンネ 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はステッピングモータ 10はカム機構、11は昇降支持機構、12は高さ 調整機構、12aは調整ネジ、12bは弾性体、13は 止めネジ、14は取付け台、15はボルト、16はガ イド軸、17は昇降台、18は収納ケース、30は弁 体。

 以下、本発明の実施の形態を図面に基づい 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 テッピ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 造装置等の二つのチャンバー(ツインチャン ー)に夫々接続された分岐状の流体供給ライ ンに介設され、両チャンバーへTEOSやN 等の流体を適宜の比率(例えば5対5~4対6)で供 する分流制御用のバルブとして用いられる のであり、金属製のダイヤフラムを直接に 座2dへ接当又は弁座2dから離間させて流体通 を開又は閉にするようにしたノーマルオー ン型のダイヤフラムバルブに構成されてい 。

 即ち、前記カム式バルブ1は、図1及び図2に す如く、流入通路2a、流出通路2b、弁室2c及 弁座2dを有するボディ2と、上方が開放され 弁室2cの気密を保持すると共に、中央部が 下動して弁座2dへ直接に接当又は弁座2dから 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 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 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 在に支持されたステム7と、ステム7の下端 に設けられ、ステム7の下降時にダイヤフラ 3に当接してダイヤフラム3の中央部を押し 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を下降させるステッ ングモータ9及びカム機構10から成るアクチ エータと、ボンネット5に設けられ、アクチ 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11に設けられ、ステム7に するアクチュエータの高さ位置を微調整す 高さ微調整機構12とから構成されており、ス テム7を駆動するアクチュエータの高さ位置 高さ微調整機構12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11、 クチュエータ及び高さ微調整機構12以外の 構成は、従来公知のものと同様構造に構成 れているため、ここではその詳細な説明を 略する。

 前記昇降支持機構11は、ステム7を駆動する クチュエータをステム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 面に螺着されて止めネジ13によりボンネット 5に固定された筒状の内側部材14″及び内側部 材14″に嵌合固定された筒状の外側部材14′ ら成るフランジ14a付の取付け台14と、取付け 台14の外側部材14′のフランジ14a上面にボル 15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 のガイド軸16と、両ガイド軸16の小径部分に 下方向へ摺動自在に支持され、アクチュエ タが取り付けられる前面が開放された箱状 昇降台17と、左右のガイド軸16の小径部分に ボルト15″により取り付けられ、両ガイド軸1 6の小径部分、アクチュエータ及び昇降台17を 囲繞する収納ケース18と、両ガイド軸16の下 部に架設され、アクチュエータのカム機構10 を構成するカム棒22の下端部を上下方向へ摺 自在に挿通支持する振れ止め板19等から構 されている。
 又、昇降支持機構11の収納ケース18は、箱状 に組み立てられたカバープレート18aと、カバ ープレート18aの底部内面に昇降台17の下面に 向すべくビス20により固定され、カム機構10 のカム棒22の上端部を上下方向へ摺動自在に 通支持する底板18bと、カバープレート18aの 井部内面に昇降台17の上面に対向すべく固 された天井板18cとから成る。

 前記アクチュエータは、ステッピングモ タ9及びカム機構10から成り、ステッピング ータ9の回転運動をカム機構10により上下方 の直線運動に変えてステム7に伝達するもの である。

 即ち、ステッピングモータ9は、収納ケー ス18内に水平姿勢で収納されており、その出 軸9aがステム7と直交する姿勢になるように 降台17に固定されている。この実施形態に いては、ステッピングモータ9には、基本ス ップ角が0.9度で、励磁方法が1-2相励磁のと にステップ角が0.45度になる2相型のステッ ングモータ9が使用されている。

 一方、カム機構10は、ステッピングモータ9 出力軸9aに止めネジ13により固定され、外周 面がカム面21aに形成された円盤状のカム板21 、収納ケース18の底板18b及び振れ止め板19に 筒状のメタル37を介して上下方向へ摺動自在 挿通支持され、下端面がステム7の上端面に 当接するカム棒22と、カム棒22の二股状に形 した上端部にピン23を介して回転自在に支持 され、カム板21のカム面21aに当接するカムロ ラ24(ベアリング)とから成り、カム板21がス ッピングモータ9により回転駆動されると、 カム板21のカム面21aがカムローラ24を押圧し カム棒22及びこれに当接するステム7を下降 せるようになっている。
 又、カム板21のカム面21aは、0度~200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、200度~360度の範囲では最大半径の まになっている。
 更に、カム板21は、360度回転しないように23 0度の付近にストッパー(図示省略)が取り付け られており、原点(0度)~200度の間で正逆回転 るようになっている。

 尚、図1及び図2に於いて、25は昇降台17に ラケット26を介して取り付けた全開位置検 用のフォトセンサー、27はカム板21に取り付 られ、フォトセンサーにより位置検出され センサープレートである。

 前記高さ微調整機構12は、アクチュエータ 高さ位置を微調整してバルブの零点調整を うものであり、収納ケース18の底板18bに上下 方向へ移動調整自在に螺挿され、上端面が昇 降台17の下面に当接して昇降台17を支持する 本の調整ネジ12aと、昇降台17の上面と収納ケ ース18の天井板18c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12aの上端面 常時当接させる弾性体12b(圧縮コイルスプリ グ)とから成る。
 この高さ微調整機構12によれば、カム板21の 最小半径部分がカムローラ24に当接している 態で二つの調整ネジ12aの締め込み量を調整 てアクチュ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、アクチュエ タの高さ位置を変えてカム機構10のカム棒22 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。

 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21の最小半径部分がカムロ ラ24に当接しているときには、ダイヤフラ 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、ダイヤフラ 3の中央部と弁座2dとが最も離間した全開位 となっている。
 この状態でステッピングモータ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 グ回転を行い、これによりカム板21が所定の 角度だけ回転する。
 カム板21が回転すると、カムローラ24が下方 へ押圧され、これによりカム棒22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 圧に抗して漸次下降すると共に、ダイヤフ ム3の中央部がダイヤフラム押え8を介して 方へ徐々に押し下げられる。その結果、ダ ヤフラム3と弁座2dとの間隔が狭くなり、流 の流量が制御されることになる。

 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2d 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21が反対方向に回転し、 ム板21の最小半径部分がカムローラ24に対向 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 、ステム7及びカム棒22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2dとが最も離間した全開位置となる。

 このカム式バルブ1に於いては、ステム7を 動するアクチュエータを昇降支持機構11によ りステム7に対して昇降自在に支持し、前記 持機構11に昇降台17を支持する調整ネジ12aと 降台17を下方へ押圧附勢する弾性体12bとか 成る高さ微調整機構12を設けているため、ダ イヤフラム3が弁座2dへ当座した後は、アクチ ュエータを取り付けた昇降台17全体が上昇し 弾性体12b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2d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2d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やステム7 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14にガイド軸 16を立設し、このガイド軸16の上端部にアク ュエータが取り付けられる昇降台17を昇降自 在に支持する構成としているため、アクチュ エータがボディ2から離間した位置に配置さ ることになる。然も、このカム式バルブ1は アクチュエータ及び昇降台17を収納ケース18 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 給ラインに介設しても、アクチュエータが 温の流体の悪影響を受け難くなり、アクチ エータの延命化等を図れることになる。

 図3及び図4は本発明の第2の実施形態に係 ステッピ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 や液晶等の製造装置の冷却、加熱に使用す チラーユニットの冷媒循環回路の高い温度 流体(ハイドロフルオ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 環回路内を流れる流体の流量制御を行う冷 制御用のバルブとして用いられるものであ 、ステム7の下端部に設けた弁体30を弁座2d 接当又は弁座2d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31に り流体の漏洩を防止するようにしたノーマ オープン型のベローズバルブに構成されて る。

 即ち、前記カム式バルブ1は、図3及び図4に す如く、流入通路2a、流出通路2b、弁室2c及 弁座2dを有するボディ2と、弁室2c内の上方 置にシール材28を介して配設されたベローズ フランジ29と、ベローズフランジ29の外周縁 をボディ2との間で気密状に挾持する筒状の ンネット5と、ボンネット5をボディ2に固定 るボンネットナット6と、ボディ2内に配設 れ、ベローズフランジ29の中央部に摺動自在 に挿通されたステム7と、ステム7の下端部に けられ、弁座2dに接当又は弁座2dから離間座 する弁体30と、上端部がベローズフランジ29 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 に固着された金属製のベローズ31と、ステ 7の上端部にピン23″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 7の上端部をボンネット5内で保持するホル ー32と、ベローズフランジ29とホルダー32と 間に介設され、ホルダー32を介してステム7 上方へ附勢保持する開弁用の圧縮コイルス リング33と、ホルダー32の上端部に螺着され カム機構10のカム棒22の下端部が当接する押 えボルト34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ータ9 びカム機構10から成るアクチュエータと、 ンネット5に設けられ、アクチュエータを昇 自在に支持する昇降支持機構11と、昇降支 機構11に設けられ、ステム7に対するアクチ エータの高さ位置を微調整する高さ微調整 構12とから構成されており、ステム7を駆動 るアクチュエータの高さ位置を高さ微調整 構12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、カム式バルブ1の昇降支持機構11、アク ュエータ及び高さ微調整機構12以外の構成 、従来公知のものと同様構造に構成されて るため、ここではその詳細な説明を省略す 。

 前記昇降支持機構11は、ステム7を駆動する クチュエータをステム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 面に嵌合固定されたフランジ14a付きの筒状 取付け台14と、取付け台14のフランジ14a上面 ボルト15により立設され、上半分が下半分 りも小径に形成されてステム7と平行な段付 の左右のガイド軸16と、両ガイド軸16の小径 部分に上下方向へ摺動自在に支持され、アク チュ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17と、左右のガイド軸16の小 部分にボルト15″により取り付けられ、両ガ イド軸16の小径部分、アクチュエータ及び昇 台17を囲繞する収納ケース18と、ガイド軸16 下端部に架設され、アクチュエータのカム 構10を構成するカム棒22の下端部を上下方向 へ摺動自在に挿通支持する振れ止め板19等か 構成されている。
 又、昇降支持機構11の収納ケース18は、箱状 に組み立てられたカバープレート18aと、カバ ープレート18aの底部内面に昇降台17の下面に 向すべくビス20により固定され、カム機構10 のカム棒22の上端部を上下方向へ摺動自在に 通支持する底板18bと、カバープレート18aの 井部内面に昇降台17の上面に対向すべく固 された天井板18cとから成る。

 前記アクチュエータは、ステッピングモ タ9及びカム機構10から成り、ステッピング ータ9の回転運動をカム機構10により上下方 の直線運動に変えてステム7に伝達するもの である。

 即ち、ステッピングモータ9は、収納ケー ス18内に水平姿勢で収納されており、その出 軸9aがステム7と直交する姿勢になるように 降台17に固定されている。この実施形態に いては、ステッピングモータ9には、基本ス ップ角が0.25度で、励磁方法が1-2相励磁のと きにステップ角が0.125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。

 一方、カム機構10は、外周面がカム面21aに 成され、一側面に突設形成した支持軸21bが 降台17の底部上面に固定した軸受台35にベア ング35aを介して回転自在に支持されている 共に、他側面に突設形成した支持軸21bがカ プリング36を介してステッピングモータ9の 力軸9aに連結された円盤状のカム板21と、収 納ケース18の底板18b及び振れ止め板19に筒状 メタル37を介して上下方向へ摺動自在に挿通 支持され、下端面が押えボルト34の頭部上面 当接するカム棒22と、カム棒22の二股状に形 成した上端部にピン23を介して回転自在に支 され、カム板21のカム面21aに当接するカム ーラ24(ベアリング)とから成り、カム板21が テッピングモータ9により回転駆動されると カム板21のカム面21aがカムローラ24を押圧し てカム棒22、押えボルト34、ホルダー32及びス テム7を下降させるようになっている。
 又、カム板21のカム面21aは、0度~200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、200度~360度の範囲では最大半径の まになっている。
 更に、カム板21は、360度回転しないように23 0度の付近にストッパー(図示省略)が取り付け られており、原点(0度)~200度の間で正逆回転 るようになっている。

 尚、図3及び図4に於いて、25は昇降台17に ラケット26を介して取り付けた全開位置検 用のフォトセンサー、27はカム板21に取り付 られ、フォトセンサーにより位置検出され センサープレートである。

 前記高さ微調整機構12は、アクチュエータ 高さ位置を微調整してバルブの零点調整を うものであり、収納ケース18の底板18bに上下 方向へ移動調整自在に螺挿され、上端面が昇 降台17の下面に当接して昇降台17を支持する 本の調整ネジ12aと、昇降台17の上面と収納ケ ース18の天井板18c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12aの上端面 常時当接させる弾性体12b(圧縮コイルスプリ グ)とから成る。
 この高さ微調整機構12によれば、カム板21の 最小半径部分がカムローラ24に当接している 態で二つの調整ネジ12aの締め込み量を調整 てアクチュ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、アクチュエ タの高さ位置を変えてカム機構10のカム棒22 下端面を最上位の位置にある押えボルト34 頭部上面へ当接させることにより、バルブ 零点調整を行うことができる。即ち、バル を全開位置へ調整することができる。

 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21の最小半径部分がカムロ ラ24に当接しているときには、開弁用の圧 コイルスプリング33の弾性力によりステム7 びカム棒22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30と弁座2dとが最 離間した全開位置となっている。
 この状態でステッピングモータ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 グ回転を行い、これによりカム板21が所定の 角度だけ回転する。
 カム板21が回転すると、カムローラ24が下方 へ押圧され、これによりカム棒22、押えボル 34、ホルダー32及びステム7が開弁用の圧縮 イルスプリング33の弾性力に抗して漸次下降 する。その結果、ステム7の下端部に設けた 体30と弁座2dとの間隔が狭くなり、流体の流 が制御されることになる。

 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30が弁座2dに当 したら、バルブが全閉状態になって流体の 通が完全に遮断される。
 この状態でカム板21が反対方向に回転し、 ム板21の最小半径部分がカムローラ24に対向 ると、開弁用の圧縮コイルスプリング33の 性力によりステム7及びカム棒22等を上方へ し上げる。その結果、カム式バルブ1は、ス ム7の下端部に設けた弁体30と弁座2dとが最 離間した全開位置となる。

 このカム式バルブ1に於いては、ステム7を 動するアクチュエータを昇降支持機構11によ りステム7に対して昇降自在に支持し、前記 持機構11に昇降台17を支持する調整ネジ12aと 降台17を下方へ押圧附勢する弾性体12bとか 成る高さ微調整機構12を設けているため、ダ イヤフラム3が弁座2dへ当座した後は、アクチ ュエータを取り付けた昇降台17全体が上昇し 弾性体12b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2dへ過度に押し付けられると云うこ とがなく、弁体30や弁座2d等の損傷を防止す ことができると共に、バルブの全閉時に於 る流体の漏洩を確実に防止することができ 。然も、バルブの各構成部品の加工精度や 立精度を高めなくても、バルブの全開時(全 時)に弁体30及びステム7等が零点位置(全開 置又は全閉位置)に正確に位置するように調 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14にガイド軸 16を立設し、このガイド軸16の上端部にアク ュエータが取り付けられる昇降台17を昇降自 在に支持する構成としているため、アクチュ エータがボディ2から離間した位置に配置さ ることになる。然も、このカム式バルブ1は アクチュエータ及び昇降台17を収納ケース18 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 に介設しても、アクチュエータが冷媒の悪 響を受け難くなり、アクチュエータの延命 等を図れることになる。

 尚、上述した第1及び第2の実施形態に係る 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 ノーマルオープン型のベローズバルブ)に於 ては、何れもカム式バルブ1の開閉動作に伴 て、カム棒22の二股状の上端部内面とカム ーラ24の回転部側面(ベアリングの回転部側 )とが擦れ合い、磨耗粉が発生することがあ 。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21の軸心とカムローラ24の軸心が平行でな 場合、カム板1の荷重がカムローラ24に均一 掛からず、カム板21の回転に伴ってカム棒22 回転する虞がある。

 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 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 を加え、磨耗粉の発生とカム棒22の回転を 止できるようにしたものである。

 即ち、前記カム式バルブ1に於いては、図5 示す如く、カム棒22の二股状の上端部内面と カムローラ24の両側面との間にワッシャー38 挿入できる隙間を形成し、当該隙間にワッ ャー38を挿入してこれをピン23に取り付けて る。その結果、このカム式バルブ1は、カム 棒22の二股状の上端部内面とカムローラ24の 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 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 す如く、カム棒22にカム板21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22aを形 すると共に、収納ケース18の底板18bにピン用 貫通穴22aに対向するピン用嵌合穴18b″を形成 し、前記ピン用貫通穴22aに回転防止用ピン39 挿通してその両端部を底板18bのピン用嵌合 18b″に嵌め込むと共に、ピン用嵌合穴18b″ プラグ40を螺着して回転防止用ピン39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39によりカム棒22が回転 るのを防止することができる。尚、回転防 用ピン39の外径及びピン用貫通穴22aの幅は カム式バルブ1の開閉時にカム棒22が回転す ことなく昇降動できるように設定されてい ことは勿論である。
 更に、前記カム式バルブ1に於いては、図5 示す如く、カム棒22の二股状の上端部上面が カムローラ24の外周面の上面と面一になるよ に形成されており、カム板21とカム棒22との 接触防止を図っている。

 図5に示すカム式バルブ1は、上述した第1 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 ダイヤフラムバルブ及びノーマルオープン 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 、磨耗粉の発生を防止できると共に、カム 22の回転を防止することができる。

 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 ブ)に改良を加えて磨耗粉の発生とカム棒22 回転を防止するようにしたが、他の実施形 に於いては、図示していないが、上述した 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1(ノーマルオープン型のダ ヤフラムバルブ)に図5に示すカム式バルブ1 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。

 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ー ユニット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。