專利名稱：凸輪式閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要夾設(shè)在半導體制造設(shè)備等的流體供給線及冷卻 單元的冷卻介質(zhì)循環(huán)回路等中而用于氣體及冷卻介質(zhì)等的流體的流量調(diào) 節(jié)用的技術(shù)，特別地，涉及一種能夠微小且精密地控制氣體及冷卻介質(zhì)等 的流量的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式岡的改良。
背景技術(shù)：
以往，作為步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥，公知有例如公開于實開昭
61-117971號公報(參考文獻1)及實開昭61-117972號公報(參考文獻 2)等中的構(gòu)造。
即，上述凸輪式閥未圖示是如下述的裝置，包括具有流體通路以及 閥座的閥箱、與閥箱的閥座抵接分離的閥體、向從閥座離開的方向?qū)﹂y體 施力的彈性體、與閥體連結(jié)而被升降自如地支承在閥箱的上蓋上的閥桿、 與設(shè)置在閥桿的上端部的凸輪滾子抵接而將閥桿推下的凸輪板、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 凸輪板的脈沖馬達(步進馬達)等，利用脈沖馬達使凸輪板旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由凸 輪板將閥桿向下方推下，由此使設(shè)置在閥桿的下端的閥體向閥座抵接。
該步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥是能夠進行高精度的流量控制而獲得 優(yōu)異的實用的效用的裝置。
使用步進馬達的凸輪式閥是如下述的裝置，與向步進馬達供給的脈沖 數(shù)對應(yīng)而凸輪板旋轉(zhuǎn)既定的角度，通過凸輪板的旋轉(zhuǎn)而閥桿以及閥體微小 量變位而進行流體的流量控制，所以在閥的全開時或者全開時必須被進行 零點調(diào)節(jié)以使閥體以及閥桿等正確地位于零點位置(全開位置或者全閉位 置)。
即，在閥的全開時，必須調(diào)節(jié)為凸輪板的最小半徑部分與凸輪滾子抵 接且閥體和閥座為最大離開的狀態(tài)，此外，在閥的全閉時，必須調(diào)節(jié)為凸 輪板的最大半徑部分與凸輪滾子抵接且閥體以適當?shù)牧ο蜷y座抵接。
但是，在上述的以往的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥中，存在完全不具 備將閥體等向零點位置進行位置調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機構(gòu)、對于閥的零點調(diào)節(jié)非常 麻煩的問題。此外，若不提高凸輪式閥的各構(gòu)成部件的加工精度及組裝精度等，則 存在閥體過度地向閥座推抵，或者閥體與閥座的接觸變得不充分，其結(jié)果， 存在閥的閥座等損傷，流體泄漏的問題。
專利文獻l:實開昭61-117971號公報 專利文獻2:實開昭61-117972號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題點而提出的，其目的在于提供一種步進馬達 驅(qū)動型的凸輪式閥，能夠?qū)⒅С杏刹竭M馬達以及凸輪機構(gòu)構(gòu)成的促動器的 位置沿上下方向微調(diào)，能夠簡單且容易地進行閥的零點調(diào)節(jié)。
為了達成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案1的發(fā)明是一種步進馬達驅(qū)動 型的凸輪式閥，在具有流入通路、流出通路、閥室以及閥座的機身內(nèi)升降 自如地配設(shè)軸桿，利用促動器使上述軸桿下降，所述促動器包括配設(shè)于軸 桿的上方位置的步進馬達以及將步進馬達的旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動并 向軸桿傳遞的凸輪機構(gòu)，使配設(shè)在閥室內(nèi)的膜片或者設(shè)置在軸桿的下端部 的閥體向閥座抵接，該步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥的特征在于，在覆蓋上 述機體的閥室的閥蓋上設(shè)置升降自如地支承促動器的升降支承機構(gòu)，在該 升降支承機構(gòu)上設(shè)置微調(diào)促動器相對于軸桿的高度位置的高度微調(diào)機構(gòu)。
此外，本發(fā)明的技術(shù)方案2的發(fā)明是如技術(shù)方案1所述的發(fā)明，其特 征在于，升降支承機構(gòu)包括安裝臺，設(shè)置在閥蓋上；引導軸，與軸桿平 行地立設(shè)在安裝臺上；升降臺，升降自如地^t支承在引導軸的上端部，安 裝有包括步進馬達以及凸輪機構(gòu)的促動器；收納殼體，安裝在引導軸的上 端部，包圍促動器以及升降臺。
進而，本發(fā)明的技術(shù)方案3的發(fā)明是如技術(shù)方案1所述的發(fā)明，其特 征在于，高度微調(diào)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺紋件，沿上下方向移動調(diào)節(jié)自如地被 螺紋插入在收納殼體的底部上，上端面與升降臺的下表面抵接而支承升降 臺；彈性體，夾設(shè)在升降臺的上表面與收納殼體的頂板部之間，對升降臺 向下方推壓施力而使其總是與調(diào)節(jié)螺紋件的上端面抵接。
本發(fā)明的技術(shù)方案4的發(fā)明是如技術(shù)方案1所述的發(fā)明，其特征在于， 升降支承機構(gòu)包括安裝臺，設(shè)置在岡蓋上；引導軸，與軸桿平行地立設(shè) 在安裝臺上；升降臺，升降自如地被支承在引導軸的上端部，安裝有包括 步進馬達以及凸輪機構(gòu)的促動器；收納殼體，安裝在引導軸的上端部，包圍促動器以及升降臺，此外高度微調(diào)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺紋件，沿上下方向 移動調(diào)節(jié)自如地被螺紋插入在收納殼體的底部上，上端面與升降臺的下表
面抵接而支承升降臺；彈性體，夾設(shè)在升降臺的上表面與收納殼體的頂板 部之間，對升降臺向下方推壓施力而使其總是向調(diào)節(jié)螺紋件的上端面抵 接，通過將調(diào)節(jié)螺紋件的旋入量進行調(diào)節(jié)，改變安裝有促動器的升降臺的 高度，微調(diào)促動器相對于軸桿的高度位置。
本發(fā)明的凸輪式閥構(gòu)成為在閥的閥蓋上設(shè)置升降支承結(jié)構(gòu)，所述升 降支承結(jié)構(gòu)升降自如地支承包括步進馬達以及凸輪機構(gòu)的促動器，在該升 降支承機構(gòu)上設(shè)置高度微調(diào)機構(gòu)，所述高度微調(diào)機構(gòu)微調(diào)促動器相對于軸 桿的高度位置，所以通過操作高度微調(diào)機構(gòu)，能夠簡單且容易地進行閥的 零點調(diào)節(jié)。其結(jié)果，本發(fā)明的凸輪式閥不存在閥的膜片及閥體向閥座過度
推抵，或者膜片及閥體與閥座的接觸變得不充分的問題，能夠防止膜片及 閥體、閥座等的損傷，并且能夠防止在閥的全閉時的流體的泄漏，能夠可 靠且良好地進行高精度的流量控制。而且，即使不提高閥的各構(gòu)成部件的 加工精度及組裝精度等，也能夠進行調(diào)節(jié)以使在閥的全開時或者全閉時膜 片及閥體、軸桿等正確地位于零點位置(全開位置或者全閉位置)。
此外，本發(fā)明的凸輪式閥構(gòu)成為在設(shè)置于閥的閥蓋上的安裝臺上立 設(shè)引導軸，在該引導軸的上端部升降自如地支承安裝有包括步進馬達以及 凸輪機構(gòu)的促動器的升降臺，所以促動器被配置在從機體離開的位置。而 且，本發(fā)明的凸輪式閥為用收納殼體包圍促動器以及升降臺的結(jié)構(gòu)。其結(jié) 果，即使將本發(fā)明的凸輪式閥夾設(shè)在使用高溫的流體及低溫的流體的流體 供給線及冷卻介質(zhì)循環(huán)回路中，促動器也不易受到高溫的流體及低溫的流 體的不良影響，能夠謀求促動器的長壽命化。
進而，本發(fā)明的凸輪式閥的高度微調(diào)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺紋件，沿上下
升;臺:彈性體，夾設(shè)在;降臺的上表面與收納殼^的頂板部之間而將升 降臺向下方推壓施力，所以高度微調(diào)機構(gòu)自身的構(gòu)造也變得非常簡單，并 且即使將高度微調(diào)機構(gòu)設(shè)置在升降支承機構(gòu)上也不會成為妨礙。


圖l是本發(fā)明的第一實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式岡(凸輪式 膜片閥)的縱剖主視圖。
6圖2是圖1所示的凸輪式閥的縱剖側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明的第二實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥(凸輪式 波紋管閥)的縱剖主視圖。
圖4是圖3所示的凸輪式閥的縱剖側(cè)視圖。
圖5是在第二實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥(凸輪式波紋管 閥)上施加改良的裝置，是凸輪式閥的要部的縱剖側(cè)視圖。
附圖標記說明
1…凸輪式閥
2…機體
2a…流入通路
2b…流出通路
2c…閥室
2d…閥座
3…膜片
4…推壓接頭
5…閥蓋
6...閥蓋螺母
7…軸桿
8…膜片推壓件
9…步進馬達
10…凸輪機構(gòu)
11…升降支承機構(gòu)
12…高度微調(diào)機構(gòu)
12a…調(diào)節(jié)螺紋件
12b…彈性體
13...固定螺紋件
14…安裝臺
15…螺栓
16…引導軸
17...升降臺
18…收納殼體30…閥體
具體實施例方式
以下，基于附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
圖l以及圖2表示本發(fā)明的第一實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式 閥1，該凸輪式閥1夾設(shè)在例如與半導體制造裝置等的兩個室(雙室)分 別連接的分支狀的流體供給線上，作為將TEOS及N2等的流體以適當?shù)谋?例(例如5比5至4比6 )向兩室供給的分流控制用的閥而被使用，構(gòu)成 為常開型的膜片閥以使金屬制的膜片直接地向閥座2d接抵或者從閥座2d 離開而使流體通路成為打開或者關(guān)閉。
即，上述凸輪式閥1如圖1以及圖2所示，包括機體2，具有流入 通路2a、流出通路2b、閥室2c以及閥座2d;金屬制的膜片3，保持上方 開放的閥室2c的氣密，并且中央部上下運動而向閥座2d直接地接抵或者 從閥座2d離開；環(huán)狀的推壓接頭4，配設(shè)在膜片3的外周緣部上表面； 筒狀的閥蓋5，經(jīng)由推壓接頭4在與機體2之間氣密狀地夾持膜片3的外 周緣部；閥蓋螺母6，將閥蓋5固定在機體2上；軸桿7，配設(shè)在機體2 內(nèi)，被升降自如地支承在閥蓋5上；膜片推壓件8，設(shè)置在軸桿7的下端 部，在軸桿7下降時與膜片3抵接而將膜片3的中央部推下；促動器，配 設(shè)在軸桿7的上方位置，包括使軸桿7下降的步進馬達9以及凸輪機構(gòu) 10;升降支承機構(gòu)11，設(shè)置在閥蓋5上，升降自如地支承促動器；高度 微調(diào)機構(gòu)12,設(shè)置在升降支承機構(gòu)ll上，微調(diào)促動器相對于軸桿7的高 度位置，通過利用高度微調(diào)機構(gòu)12上下地微調(diào)而改變驅(qū)動軸桿7的促動 器的高度位置，能夠進行閥的零點調(diào)節(jié)。
另外，該凸輪式閥1的升降支承機構(gòu)11、促動器以及高度微調(diào)機構(gòu) 12以外的各結(jié)構(gòu)，因為構(gòu)成為與以往公知的裝置相同結(jié)構(gòu)，所以在此省 略其詳細的說明。
上述升降支承機構(gòu)11是在軸桿7的上方位置升降自如的支承驅(qū)動軸 桿7的促動器的機構(gòu)，包括帶有凸緣14a的安裝臺14，包括被螺紋安 裝在閥蓋5的外周面上而利用固定螺紋件13被固定在閥蓋5上的筒狀的 內(nèi)側(cè)部件14'以及與內(nèi)側(cè)部件14'嵌合固定的筒狀的外側(cè)部件14〃 ；帶 階梯的左右的引導軸16，利用螺栓15被立設(shè)在安裝臺14的外側(cè)部件14 "的凸緣14a上表面，上半部分與下半部分相比形成為小徑，與軸桿7平
8行；箱狀的升降臺17，沿上下方向滑動自如地被支承在兩引導軸16的小 徑部分上，安裝有促動器的前面開放；收納殼體18，借助螺栓15'被安 裝在左右的引導軸16的小徑部分上，包圍兩引導軸16的小徑部分、促動 器以及升降臺17;止振板19，被架設(shè)在兩引導軸16的下端部，插通支承 有構(gòu)成促動器的凸輪機構(gòu)10的凸輪桿22的下端部而使其沿上下方向滑動 白如。
此外，升降支承機構(gòu)11的收納殼體18包括罩板18a，被組裝為箱 狀；底板18b，為了與升降臺17的下表面對置而利用小螺釘20被固定在 罩板18a的底部內(nèi)表面上，插通支承有凸輪機構(gòu)10的凸輪桿22的上端部 使其沿上下方向滑動自如；頂板18c，為了與升降臺17的上表面對置而 固定在罩板18a的頂板部內(nèi)表面上。
上述促動器包括步進馬達9以及凸輪機構(gòu)10,是利用凸輪機構(gòu)10將 步進馬達9的旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)樯舷路较虻闹本€運動并向軸桿7傳遞的機 構(gòu)。
即，步進馬達9以水平姿態(tài)被收納在收納殼體18內(nèi)，以其輸出軸9a 與軸桿7為垂直的姿態(tài)的方式被固定在升降臺17上。在該實施方式中， 步進馬達9使用基本步距角是0. 9度、勵磁方法為1至2相勵磁時步距角 為0. 45度的兩相型的步進馬達9。
另一方面，凸輪機構(gòu)10包括圓盤狀的凸輪板21,利用固定螺紋件 13被固定在步進馬達9的輸出軸9a上，外周面形成為凸輪面21a;凸輪 桿22，經(jīng)由筒狀的襯瓦(乂夕》)37沿上下方向滑動自如地被插通支承 在收納殼體18的底板18b以及止振板19上，下端面與軸桿7的上端面抵 接；凸輪滾子24(軸承)，經(jīng)由銷23旋轉(zhuǎn)自如地支承在凸輪桿22的形成 為分叉狀的上端部上，與凸輪板21的凸輪面21a抵接，若凸輪板21利用 步進馬達9被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，則凸輪板21的凸輪面21a推壓凸輪滾子24而使 凸輪桿22以及與其抵接的軸桿7下降。
此外，凸輪板21的凸輪面21a在0度至200度的范圍內(nèi)其半徑從最 小半徑漸增而變成最大半徑，在200度至360度的范圍內(nèi)變成保持最大半 徑。
進而，凸輪板21在230度的附近安裝有止動件(省略圖示)以便不 進行360度旋轉(zhuǎn)，成為在原點(0度)至200度之間正反旋轉(zhuǎn)。
另外，在圖1以及圖2中，25是經(jīng)由托架26安裝在升降臺17上的全開位置檢測用的光電傳感器，27是被安裝在凸輪板21上而被光電傳感 器檢測位置的傳感器板。
上述高度微調(diào)機構(gòu)12是微調(diào)促動器的高度位置而進行閥的零點調(diào)節(jié) 的機構(gòu)，包括兩根調(diào)節(jié)螺紋件12a，沿上下方向移動調(diào)節(jié)自如地被螺紋 插入在收納殼體18的底板18b上，上端面與升降臺17的下表面抵接而支 承升降臺17;彈性體12b(壓縮螺旋彈簧)，夾設(shè)在升降臺17的上表面與 收納殼體18的頂板18c之間，對升降臺17向下方推壓施力而使其總是與 調(diào)節(jié)螺紋件12a的上端面抵接。
根據(jù)該高度微調(diào)機構(gòu)12，在凸輪板21的最小半徑部分與凸輪滾子24 抵接的狀態(tài)下調(diào)節(jié)兩個調(diào)節(jié)螺紋件12a的旋入量而將安裝有促動器的升 降臺17的位置沿上下方向微調(diào)，通過改變促動器的高度位置而使凸輪機 構(gòu)10的凸輪桿22的下端面向位于最上位的位置的軸桿7的上端面抵接， 能夠進行閥的零點調(diào)節(jié)。即，能夠?qū)㈤y向全開位置調(diào)節(jié)。
并且，在進行了零點調(diào)節(jié)的凸輪式閥1中，在凸輪板21的最小半徑 部分與凸輪滾子24抵接時，通過膜片3的彈力及機體2內(nèi)的流體壓而軸 桿7成為最為上升狀態(tài)，膜片3的中央部成為與閥座2d最為離開的全開 位置。
若在該狀態(tài)下向步進馬達9施加既定數(shù)的脈沖輸入信號，則步進馬達 9進行與輸入脈沖數(shù)對應(yīng)的步進旋轉(zhuǎn)，由此凸輪板21旋轉(zhuǎn)既定的角度。
若凸輪板21旋轉(zhuǎn)，則凸輪滾子24被向下方推壓，由此凸輪桿22以 及軸桿7克服膜片3的彈力以及機體2內(nèi)的流體壓而逐漸下降，并且膜片 3的中央部經(jīng)由膜片推壓件8被向下方漸漸推下。其結(jié)果，膜片3與閥座 2d的間隔變窄，流體的流量被控制。
并且，若膜片3的中央部被完全地推下而膜片3的中央部與閥座2(1 抵接，則閥成為全閉狀態(tài)而流體的流通被完全地隔斷。
在該狀態(tài)下凸輪板21向相反方向旋轉(zhuǎn)，凸輪板21的最小半徑部分與 凸輪滾子24對置，則膜片3通過其彈力和機體2內(nèi)的流體壓復(fù)原到原來 的形狀，并且將軸桿7以及凸輪桿22向上方推上。其結(jié)果，凸輪式閥1 成為膜片3與閥座2d最為離開的全開位置。
在該凸輪式閥1中，利用升降支承機構(gòu)11相對于軸桿7而升降自如 地支承驅(qū)動軸桿7的促動器，并在上述支承機構(gòu)11上設(shè)置有高度微調(diào)機 構(gòu)12，所述高度微調(diào)機構(gòu)12包括支承升降臺17的調(diào)節(jié)螺紋件12a和將升降臺17向下方推壓施力的彈性體12b，所以在膜片3向閥座2d抵接后， 安裝有促動器的升降臺17整體上升而壓縮彈性體Hb。其結(jié)果，在該凸 輪式閥1中，膜片3不會被向閥座2d過度地推壓，能夠防止膜片3及閥 座2d等的損傷，并且能夠可靠地防止在閥的全閉時的流體的泄漏。而且， 即使不提高閥的各構(gòu)成部件的加工精度及組裝精度，也能夠進行調(diào)節(jié)以使 在閥的全開時或者全閉時膜片3和軸桿7等正確地位于零點位置(全開位 置或者全閉位置)。
此外，在該凸輪式閥l中，在設(shè)置在閥的閥蓋5上的安裝臺"上立 設(shè)引導軸16，將安裝有促動器的升降臺17升降自如地支承在該引導軸16 的上端部，所以促動器被配置在從機體2離開的位置上。而且，該凸輪式 閥1為用收納殼體18包圍促動器以及升降臺17的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果，即使將 該凸輪式閥1夾設(shè)在使用高溫的流體的流體供給線上，促動器也不易受到 高溫的流體的不良影響，能夠謀求促動器的長壽命化。
圖3以及圖4表示本發(fā)明的第二實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式 閥1，該凸輪式閥l被分別夾設(shè)在例如半導體及液晶等的制造裝置的用于 冷卻、加熱的冷卻單元的冷卻介質(zhì)循環(huán)回路的高溫度的流體(氫氟醚等的 冷卻介質(zhì))流動處以及冷卻介質(zhì)循環(huán)回路的^f氐溫度的流體(冷卻介質(zhì))流 動處，被用作進行在冷卻介質(zhì)循環(huán)回路內(nèi)流動的流體的流量控制的冷卻介 質(zhì)控制用的閥，構(gòu)成為常開型的波紋管閥以使設(shè)置在軸桿7的下端部的閥 體30向閥座2d接抵或者從閥座2d離開而使流體通路變成打開或者關(guān)閉， 并且利用金屬制的波紋管31防止流體的泄漏。
即，上述凸輪式閥1如圖3以及圖4所示，包括機體2，具有流入 通路2a、流出通路2b、閥室2c以及閥座2d;波紋管凸緣29，經(jīng)由密封 件28被配設(shè)在閥室2c內(nèi)的上方位置；筒狀的閥蓋5，在與機體2之間氣 密狀地夾持波紋管凸緣19的外周緣部；閥蓋螺母6，將閥蓋5固定在機 體2上；軸桿7，配設(shè)在機體2內(nèi)，滑動自如地插通在波紋管凸緣29的 中央部；閥體30，設(shè)置在軸桿7的下端部，與閥座2d接抵或者從閥座2d 離開；金屬制的波紋管31，上端部利用焊接而與波紋管凸緣29氣密狀地 固接，并且下端部利用焊接與軸桿7的下端部氣密狀地固接；保持件32， 經(jīng)由銷23'安裝在軸桿7的上端部，滑動自如地被收納進閥蓋5內(nèi)而在 閥蓋5內(nèi)保持軸桿7的上端部；開閥用的壓縮螺旋彈簧33,被夾設(shè)在波 紋管凸緣29與保持件32之間，經(jīng)由保持件32將軸桿7向上方施力保持；推壓螺栓34，被螺接在保持件32的上端部，與凸輪機構(gòu)10的凸輪桿22 的下端部抵接；促動器，配置在軸桿7的上方位置，包括使軸桿7下降的 步進馬達9以及凸輪機構(gòu)10;升降支承機構(gòu)ll，設(shè)置在閥蓋5上，升降 自如地支承促動器；高度微調(diào)機構(gòu)12,設(shè)置在升降支承機構(gòu)ll上，微調(diào) 促動器相對于軸桿7的高度位置，通過利用高度微調(diào)機構(gòu)12上下地微調(diào) 而改變驅(qū)動軸桿7的促動器的高度位置，能夠進行閥的零點調(diào)節(jié)。
另外，該凸輪式閥1的升降支承機構(gòu)11、促動器以及高度微調(diào)機構(gòu) 12以外的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成為與以往公知的裝置相同結(jié)構(gòu)，所以在此省略其詳 細的i兌明。
上述升降支承機構(gòu)11是在軸桿7的上方位置升降自如地支承驅(qū)動軸 桿7的促動器的機構(gòu)，包括帶有凸緣14a的筒狀的安裝臺14，嵌合固 定在閥蓋5的外周面上；帶階梯的左右的引導軸16，利用螺栓15被立設(shè) 在安裝臺14的凸緣14a上表面，上半部分與下半部分相比形成為小徑， 與軸桿7平行；箱狀的升降臺17，沿上下方向滑動自如地被支承在兩引 導軸16的小徑部分上，安裝有促動器的前面開放；收納殼體18,利用螺 栓15'被安裝在左右的引導軸16的小徑部分上，包圍兩引導軸16的小 徑部分、促動器以及升降臺17;止振板19，架設(shè)在引導軸16的下端部， 沿上下方向滑動自如地插通支承有構(gòu)成促動器的凸輪機構(gòu)10的凸輪桿22 的下端部。
此外，升降支承機構(gòu)11的收納殼體18包括罩板18a,被組裝為箱 狀；底板18b，為了與升降臺17的下表面對置而利用小螺釘20被固定在 罩板18a的底部內(nèi)表面上，插通支承凸輪機構(gòu)10的凸輪桿22的上端部使 其沿上下方向滑動自如；頂板18c，為了與升降臺17的上表面對置而被 固定在罩板18a的頂板部內(nèi)表面上。
上述促動器包括步進馬達9以及凸輪機構(gòu)10，是利用凸輪機構(gòu)10將 步進馬達9的旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)樯舷路较虻闹本€運動而向軸桿7傳遞的機 構(gòu)。
即，步進馬達9以水平姿態(tài)被收納在收納殼體18內(nèi)，以其輸出軸9a 與軸桿7為垂直的姿態(tài)的方式被固定在升降臺17上。在該實施方式中， 在步進馬達9中，使用基本步距角是O. 25度、為勵磁方法1至2相勵磁 時步距角為0. 125度的兩相型的步進馬達9。
另一方面，凸輪機構(gòu)10包括圓盤狀的凸輪板21，外周面形為凸輪面21a，在一側(cè)面突設(shè)形成的支承軸21b經(jīng)由軸承35a旋轉(zhuǎn)自如地被支承 在固定于升降臺17的底部上表面的軸承臺35上，并且在另一側(cè)面突設(shè)形 成的支承軸21b經(jīng)由連接器36與步進馬達9的輸出軸9a連結(jié)；凸輪桿 22，經(jīng)由筒狀的襯瓦37沿上下方向滑動自如地被插通支承在收納殼體18 的底板18b以及止振板19上，下端面與推壓螺栓34的頭部上表面抵接； 凸輪滾子24 (軸承)，經(jīng)由銷23旋轉(zhuǎn)自如地被支承在凸輪桿22的形成為 分叉狀的上端部上，與凸輪板21的凸輪面21a抵接，若凸輪板21利用步 進馬達9被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，則凸輪板21的凸輪面21a推壓凸輪滾子24而使凸 輪桿22、推壓螺栓34、保持件32以及軸桿7下降。
此外，凸輪板21的凸輪面21a在0度至200度的范圍內(nèi)其半徑從最 小半徑漸增而變成最大半徑，在200度至360度的范圍內(nèi)保持最大半徑。
進而，凸輪板21在230度的附近安裝有止動件(省略圖示)以便不 進行360度旋轉(zhuǎn)，成為在原點(0度)至200度之間正反旋轉(zhuǎn)。
另外，在圖3以及圖4中，25是經(jīng)由托架26安裝在升降臺17上的 全開位置檢測用的光電傳感器，27是被安裝在凸輪板21上而被光電傳感 器檢測位置的傳感器板。
上述高度微調(diào)機構(gòu)12是微調(diào)促動器的高度位置而進行閥的零點調(diào)節(jié) 的機構(gòu)，包括兩根調(diào)節(jié)螺紋件12a,沿上下方向移動調(diào)節(jié)自如地被螺紋 插入在收納殼體18的底板18b上，上端面與升降臺17的下表面抵接而支 承升降臺17;彈性體12b(壓縮螺旋彈簧)，夾設(shè)在升降臺17的上表面與 收納殼體18的頂板18c之間，對升降臺17向下方推壓施力而使其總是與 調(diào)節(jié)螺紋件12a的上端面抵接。
根據(jù)該高度微調(diào)機構(gòu)12,在凸輪板21的最小半徑部分與凸輪滾子24 抵接的狀態(tài)下調(diào)節(jié)兩個調(diào)節(jié)螺紋件12a的旋入量而將安裝有促動器的升 降臺17的位置沿上下方向微調(diào)，通過改變促動器的高度位置而使凸輪機 構(gòu)10的凸輪桿22的下端面向位于最上位的位置的推壓螺栓34的頭部上 表面抵接，從而能夠進行閥的零點調(diào)節(jié)。即，能夠?qū)㈤y向全開位置調(diào)節(jié)。
并且，在進行了零點調(diào)節(jié)的凸輪式閥1中，在凸輪板21的最小半徑 部分與凸輪滾子24抵接時，通過開閥用的壓縮螺旋彈簧33的彈力從而軸 桿7以及凸輪桿22等成為最為上升的狀態(tài)，設(shè)置在軸桿7的下端部的閥 體30成為與閥座2d最為離開的全開位置。
若在該狀態(tài)下向步進馬達9施加既定數(shù)的脈沖輸入信號，則步進馬達9進行對應(yīng)于輸入脈沖數(shù)的步進旋轉(zhuǎn)，由此凸輪板21旋轉(zhuǎn)既定的角度。
若凸輪板21旋轉(zhuǎn)，則凸輪滾子24被向下方推壓，由此凸輪桿22、 推壓螺栓34、保持件32以及軸桿7克服開閥用的壓縮螺旋彈簧33的彈 力而逐漸下降。其結(jié)果，設(shè)置在軸桿7的下端部的閥體30與閥座2d的間 隔變窄，能夠控制流體的流量。
并且，若軸桿7向最下位的位置下降而設(shè)置在軸桿7的下端部的閥體 30向閥座2d抵接，則閥成為全閉狀態(tài)而流體的流通被完全地隔斷。
在該狀態(tài)下凸輪板21向相反方向旋轉(zhuǎn)，凸輪板21的最小半徑部分與 凸輪滾子24對置，則通過開岡用的壓縮螺旋彈簧33的彈力而將軸桿7以 及凸輪桿22等向上方推上。其結(jié)果，凸輪式閥1為設(shè)置在軸桿7的下端 部的閥體30與閥座2d最為離開的全開位置。
在該凸輪式閥1中，利用升降支承機構(gòu)11相對于軸桿7升降自如地 支承驅(qū)動軸桿7的促動器，并在上述支承機構(gòu)11上設(shè)置有高度微調(diào)機構(gòu) 12，所述高度微調(diào)機構(gòu)12包括支承升降臺17的調(diào)節(jié)螺紋件12a和將升降 臺17向下方推壓施力的彈性體12b，所以在膜片3向閥座2抵接后，安 裝有促動器的升降臺17全體上升而壓縮彈性體Ub。其結(jié)果，在該凸輪 式閥1中，膜片3不會^:向閥座2d過度地推壓，能夠防止閥體30及閥座 2d等的損傷，并且能夠可靠地防止在閥的全閉時流體的泄漏。而且，即 使不提高閥的各構(gòu)成部件的加工精度及組裝精度，也能夠進行調(diào)節(jié)以使在 閥的全開時(全閉時)閥體30及軸桿7等正確地位于零點位置(全開位 置或者全閉位置)。
此外，在該凸輪式閥l中，在設(shè)置在閥的閥蓋5上的安裝臺14上立 設(shè)引導軸16，將安裝有促動器的升降臺17升降自如地支承在該引導軸16 的上端部，所以促動器被配置在從機體2離開的位置上。而且，該凸輪式 閥l構(gòu)成為用收納殼體18包圍促動器以及升降臺17。其結(jié)果，即使將該 凸輪式閥1夾設(shè)在使用冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)循環(huán)回路中，促動器也不易受 到冷卻介質(zhì)的不良影響，能夠謀求促動器的長壽命化。
另外，在上述的第一以及第二實施方式的步進馬達驅(qū)動型凸輪式閥1 (常開型的膜片閥以及常開型的波紋管閥)中，都是隨著凸輪式閥1的開 閉動作，凸輪桿22的分叉狀的上端部內(nèi)表面與凸輪滾子24的旋轉(zhuǎn)部側(cè)面 (軸承的旋轉(zhuǎn)部側(cè)面)互相摩擦，有時產(chǎn)生磨耗粉。凸輪式閥1的開閉次 數(shù)越多，該磨耗粉越容易產(chǎn)生。此外，在上述兩凸輪式閥1中，在凸輪板21的軸心與凸輪滾子24 的軸心不平行的情況下，凸輪板1的載荷無法均一地施加在凸輪滾子24 上，存在隨著凸輪板21的旋轉(zhuǎn)而凸輪桿22旋轉(zhuǎn)的危險。
圖5所示的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥1是在上述的第二實施方式的 步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥1 (常開型的波紋管閥)上施加改良，能夠防 止磨耗粉的產(chǎn)生和凸輪桿22的旋轉(zhuǎn)的裝置。
即，在上述凸輪式閥l中，如圖5所示，在凸輪桿22的分叉狀的上 端部內(nèi)表面與凸輪滾子24的兩側(cè)面之間形成能夠插入墊團38的間隙，在 該間隙中插入墊圈38而將其安裝在銷23上。其結(jié)果，該凸輪式閥1的凸 輪桿22的分叉狀的上端部內(nèi)表面與凸輪滾子24的旋轉(zhuǎn)部側(cè)面(軸承的旋 轉(zhuǎn)部側(cè)面)的摩擦變得不存在，能夠防止隨著凸輪式閥1的開閉的磨耗粉 的產(chǎn)生。
此外，在上述凸輪式閥l中，如圖5所示，在凸輪桿22上形成與凸 輪板21以及凸輪滾子24的軸心平行的縱長的銷用貫通孔22a，并且在收 納殼體18的底板18b上形成與銷用貫通孔22a對置的銷用嵌合孔18b'， 在上述銷用貫通孔22a上插通旋轉(zhuǎn)防止用銷39而將其兩端部嵌入底板18b 的銷用嵌合孔18b'內(nèi)，并且在銷用嵌合孔18b'上螺紋安裝塞子40而對 旋轉(zhuǎn)防止用銷39進行防脫。其結(jié)果，該凸輪式閥1利用旋轉(zhuǎn)防止用銷39 能夠防止凸輪桿22旋轉(zhuǎn)。另外，旋轉(zhuǎn)防止用銷39的外徑以及銷用貫通孔 22a的寬度當然設(shè)定為在凸輪式閥1的開閉時凸輪桿22能夠不旋轉(zhuǎn)地升 降運動。
進而，在上述凸輪式閥l中，如圖5所示，凸輪桿22的分叉狀的上 端部上表面形成為與凸輪滾子24的外周面的上表面為同一個面，謀求防 止凸輪板21與凸輪桿22的接觸。
圖5所示的凸輪式閥1能夠獲得與上述的第一以及第二實施方式的步 進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥1(常開型的膜片閥以及常開型的波紋管閥)相 同的作用效果。并且，該凸輪式閥1能夠防止磨耗粉的產(chǎn)生，并且能夠防 止凸輪桿22的旋轉(zhuǎn)。
另外，在上述實施方式中，在第二實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪 式閥1 (常開型的波紋管閥)上施加改良以便防止磨耗粉的產(chǎn)生和凸輪桿 22的旋轉(zhuǎn)，但是在其他的實施方式中，雖然未圖示，但也可以在上述的 第一實施方式的步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥1(常開型的膜片閥)上施加與圖5所示的凸輪式閥1相同的改良，以便防止磨耗粉的產(chǎn)生和凸輪桿 22的旋轉(zhuǎn)。
工業(yè)實用性
本發(fā)明的凸輪式閥1主要用于半導體制造設(shè)備等的流體供給線及冷 卻單元的冷卻介質(zhì)循環(huán)回路中，但是其利用對象不限定于上述半導體制造 裝置等，也可以被用于化學產(chǎn)業(yè)和藥品產(chǎn)業(yè)、食品產(chǎn)業(yè)等的各種裝置的流 體供給線等中。
權(quán)利要求
1. 一種步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥(1)，在具有流入通路(2a)、流出通路(2b)、閥室(2c)以及閥座(2d)的機身(2)內(nèi)升降自如地配設(shè)軸桿(7)，利用促動器使上述軸桿(7)下降，所述促動器包括配設(shè)于軸桿(7)的上方位置的步進馬達(9)以及將步進馬達(9)的旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動并向軸桿(7)傳遞的凸輪機構(gòu)(10)，使配設(shè)在閥室(2c)內(nèi)的膜片(3)或者設(shè)置在軸桿(7)的下端部的閥體(30)向閥座(2d)抵接，該凸輪閥的特征在于，在覆蓋上述機體(2)的閥室(2c)的閥蓋(5)上設(shè)置升降自如地支承促動器的升降支承機構(gòu)(11)，在該升降支承機構(gòu)(11)上設(shè)置微調(diào)促動器相對于軸桿(7)的高度位置的高度微調(diào)機構(gòu)(12)。
2. 如權(quán)利要求1所述的凸輪式閥，其特征在于，升降支承機構(gòu)(ll) 包括安裝臺(14)，設(shè)置在閥蓋(5)上；引導軸(16),與軸桿(7 )平 行地立設(shè)在安裝臺(14)上；升降臺(17),升降自如地被支承在引導軸(16) 的上端部，安裝有包括步進馬達(9)以及凸輪機構(gòu)(10)的促動 器；收納殼體(18)，安裝在引導軸(16)的上端部，包圍促動器以及升 降臺(17)。
3. 如權(quán)利要求1所述的凸輪式閥，其特征在于，高度微調(diào)機構(gòu)(12) 包括調(diào)節(jié)螺紋件(12a)，沿上下方向移動調(diào)節(jié)自如地被螺紋插入在收納 殼體(18 )的底部上，上端面與升降臺(17〗的下表面抵接而支承升降臺(17) ;彈性體(12b),夾設(shè)在升降臺(17)的上表面與收納殼體(18) 的頂板部之間，對升降臺(17)向下方推壓施力而使其總是與調(diào)節(jié)螺故件(12a)的上端面抵接。
4. 如權(quán)利要求1所述的凸輪式閥，其特征在于，升降支承機構(gòu)(11) 包括安裝臺(14)，設(shè)置在閥蓋(5)上；引導軸(16)，與軸桿(7)平 行地立設(shè)在安裝臺(14)上；升降臺(17)，升降自如地被支承在引導軸(16)的上端部，安裝有包括步進馬達(9)以及凸輪機構(gòu)(10)的促動 器；收納殼體(18)，安裝在引導軸(16)的上端部，包圍促動器以及升 降臺(17)，此外高度微調(diào)機構(gòu)(12)包括調(diào)節(jié)螺紋件(Ua)，沿上下 方向移動調(diào)節(jié)自如地被螺紋插入在收納殼體(18)的底部上，上端面與升 降臺(17)的下表面抵接而支承升降臺(17);彈性體(12b)，夾設(shè)在升 降臺(17)的上表面與收納殼體(18)的頂板部之間，將升降臺(17)向下方推壓施力而使其總是與調(diào)節(jié)螺紋件(12a)的上端面抵接，通過調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)螺紋件(12a)的旋入量，改變安裝有促動器的升降臺(17)的高度， 微調(diào)促動器相對于軸桿(7)的高度位置。
全文摘要
一種凸輪式閥，將包括步進馬達以及凸輪機構(gòu)的促動器沿上下方向微調(diào)而能夠簡單且容易地進行閥的零點調(diào)節(jié)。一種步進馬達驅(qū)動型的凸輪式閥(1)，在具有流入通路(2a)、流出通路(2b)、閥室(2c)以及閥座(2d)的機身(2)內(nèi)升降自如地配設(shè)軸桿(7)，利用促動器使上述軸桿(7)下降，所述促動器包括配設(shè)于軸桿的上方位置的步進馬達(9)以及將步進馬達(9)的旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動而向軸桿(7)傳遞的凸輪機構(gòu)(10)，使配設(shè)在閥室(2c)內(nèi)的膜片(3)或者設(shè)置在軸桿(7)的下端部的閥體(30)向閥座(2d)抵接，其特征在于，在覆蓋上述機體(2)的閥室(2c)的閥蓋(5)上設(shè)置升降自如地支承促動器的升降支承機構(gòu)(11)，在該升降支承機構(gòu)(11)上設(shè)置微調(diào)相對于軸桿(7)的促動器的高度位置的高度微調(diào)機構(gòu)(12)。
文檔編號F16K31/04GK101512202SQ200780032360
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者土肥亮介, 池田信一, 澤田洋平, 西野功二 申請人:株式會社富士金