TW201937097A - 凸輪式控制閥及凸輪式控制閥的行程調整方法 - Google Patents

Abstract

本發明，能簡單地執行閥體對閥座之抵接壓力的調整、和安裝有驅動手段的承座的高度調整，此外，可達成零件數量的削減、組合的簡化及成本削減。
本發明具備：本體(4)，具備流體流路(2)及具有彈性的閥座(3)；和閥體(5)，對閥座(3)形成接觸、分離而開閉流體流路(2)；和管帽(6)，固定於本體(4)；和支柱(7)，可朝管帽(6)的軸方向移動地插入該管帽(6)而受到支承，促使閥體(5)移動而抵接於閥座(3)；和凸輪(8)，對支柱(7)作用而將該支柱(7)朝閥體(5)的方向按壓；和驅動手段，用來轉動驅動凸輪(8)；和承座(10)，可朝管帽(6)的軸方向移動地由該管帽(6)所支承，並保持驅動手段；和第1防鬆螺帽(11)，可朝螺帽(6)的軸方向移動調整地鎖附於該管帽(6)，促使承座(10)沿著管帽(6)移動；及第2防鬆螺帽(12)，可朝螺帽(6)的軸方向移動調整地鎖附於該管帽(6)，與第1防鬆螺帽(11)挾持固定承座(10)的局部。

Description

凸輪式控制閥及凸輪式控制閥的行程調整方法

本發明，主要是安置於半導體製造設備和太陽能電池(solar battery)製造步驟等的流體供給線、或者冷卻單元(chiller unit)的冷媒循環迴路等，用於氣體和冷媒等流體之流量調整的裝置，特別是關於：採用凸輪及馬達，能少量且精密地調整氣體和冷媒等流量的馬達驅動型的凸輪式控制閥及凸輪式控制閥的行程調整方的改良。

傳統上，就這種馬達驅動型的凸輪式控制閥而言，已知有譬如日本實開昭61-117971號公報(專利文獻1)和日本實開昭61-117972號公報(專利文獻2)所揭示的構造。

亦即，前述馬達驅動型的凸輪式控制閥，雖然圖面未顯示，但是皆具備：具備流體流路及閥座的閥箱；和對閥箱的閥座形成接觸、分離的閥體；和將閥體朝向從閥座分離的方向彈推的彈性體；和連結於閥體，可升降地由閥箱的上蓋所支承的閥棒；和抵接於「設在閥棒之上端部的凸輪輥子」，而將閥棒下壓的凸輪板；及用來轉動驅動凸輪板的脈衝馬達(步進馬達)等，藉由脈衝馬達(pulse motor)使凸輪板轉動，透過凸輪將閥棒下壓，藉此使設在閥棒下端的閥體朝向閥座接觸。

前述馬達驅動型的凸輪式控制閥，可執行高精確度的流量控制，是可達成絕佳的實用效果的裝置。

再者，採用脈衝馬達的凸輪式控制閥，由於對應於供給至脈衝馬達的脈動數，凸輪板僅以特定的角度轉動，且藉由凸輪板的轉動使閥棒及閥體少量位移而執行流體的流量控制，因此，當閥全開時或者全閉時，為了使閥體及閥棒正確地位於零點位置(全開位置或者全閉位置)，必須執行零點調整。

亦即，當凸輪式控制閥全開時，為了使凸輪板的最小半徑部分抵接於凸輪輥子，且閥體與閥座形成最分(遠)離的狀態，因此必須調整，此外，當凸輪式控制閥全閉時，為了使凸輪板的最大半徑部分抵接於凸輪輥子，且閥體以適當的力接觸於閥座，因此必須調整。

但是，在上述的傳統馬達驅動型的凸輪式控制閥中，完全不具備用來將閥體等朝向零點位置進行位置調整的調整機構，而存在所謂「閥的零點調整相當繁瑣費時」的問題。

此外，倘若不提高凸輪式控制閥之各構成零件的加工精確度和組裝精確度等，將存在：閥體過度地朝閥座壓附、或者閥體與閥座的接觸不充分的情形。其結果，存在所謂：凸輪式控制閥的閥座等損傷、或者流體洩漏的問題。

有鑑於此，為了消弭這樣的問題點，本案的申請人開發出：可將凸輪及步進馬達朝上下方向微調，能簡單且容易地執行閥的零點調整的凸輪式控制閥(譬如，專利文獻3)。

亦即，如第5圖所示，前述凸輪式控制閥30具備：本體33，具有流體流路31及閥座32；和閥體34，對閥座32形成接觸、分離，而開閉流體流路31；和管帽36，覆蓋於本體33，並藉由管帽螺帽35而固定於本體33；和閥棒37，可上下移動地由管帽36所導引，將閥體34下壓而接觸於閥座32；和凸輪38，被配置於閥棒37的上方位置，用來將閥棒37下壓；和馬達39，用來轉動驅動凸輪38；和馬達承座40，用來保持馬達39；和支承框41，被固定於本體33側，將馬達承座40支承成可朝上下方向移動；和彈性構件42，將馬達承座40從支承框41的上邊部41a分離的方向彈推；及2支高度調整螺絲43，可滑動地插入支承框41的上邊部41a，並且鎖入馬達承座40，利用前述2支高度調整螺絲43將馬達承座40在支承框41支承成懸吊狀，並執行馬達承座40對支承框41的高度調整。

此外，前述凸輪式控制閥30具備接觸壓力調整機構，該接觸壓力調整機構是由以下所構成：活塞構件44，可朝上下方向移動地由支承框41的上邊部41a及馬達承座40所支承，並且抵接於彈性構件44；及彈力調整螺絲45，鎖入支承框41的上邊部41a，按壓活塞構件44而調整彈性構件42的彈力。

然後，根據前述凸輪式控制閥30，由於藉由高度調整螺絲43將馬達承座40在支承框41支承成懸吊狀，因此，能藉由調整高度整螺絲43對馬達承座40的鎖入程度，來調整「安裝有凸輪38的馬達39」的上下高度，其結果，具有可簡單地執行閥的零點調整的好處。不僅如此，由於高度調整螺絲43設在支承框41的上邊部41a，因此具有容易操作高度調整螺絲43的好處。

此外，根據前述凸輪式控制閥30，由於可利用接觸壓力調整機構來調整彈性構件42的彈力，因此具有：可在執行了凸輪38及馬達39的高度調整之後，調整閥體34對閥座32之抵接壓力的好處。

話雖如此，即使在上述的凸輪式控制閥30中，仍然殘存著應解決的問題點。

亦即，前述凸輪式控制閥30，當調整閥體34對閥座32之抵接壓力時，由於形成轉動彈力調整螺絲45來調整彈性構件42的彈力，因此存在彈力調整螺絲45將彈性構件42過度鎖緊、或者彈性構件42的鎖緊不充分的情形，而存有：難以將閥體34對閥座32的抵接壓力調整成預定的壓力、作業者需要熟練度的問題。舉例來說，倘若過度地鎖緊彈性構件42，將導致閥體34和閥座32大量變形而破損、或者開閥變得困難的問題，相反地，倘若彈性構件42的鎖緊不充分，將無法確保所期待的密封性。

此外，前述凸輪式控制閥30，是分別轉動2支高度調整螺絲43，來調整設有凸輪38及馬達39之馬達承座40的下限位置。由於執行上述彈力調整螺絲45的調整、與其高度調整，因此馬達承座40的位置調整存在耗時的問題。不僅如此，必須以相同的量來轉動操作2支高度調整螺絲43，因此存在調整變得繁瑣的問題。

除此之外，前述凸輪式控制閥30，需要將馬達承座40支承成可朝上下方向移動的支承框41、將支承框41固定於本體33側的防鬆螺帽46、2支高度調整螺絲43、活塞構件44、彈力調整螺絲45等，而存在零件數量變多招致組裝複雜化、和成本上揚的問題。

[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1] 日本實開昭61-117971號公報
[專利文獻2] 日本實開昭61-117972號公報
[專利文獻3] 日本特許第5357721號公報

[發明欲解決之問題]

本發明，是有鑑於這樣的問題所研發的發明，其目的在於提供：能簡單地執行閥體對閥座之抵接壓力的調整、和用來安裝作為驅動手段之馬達的承座的高度調整，並且能達成零件數量的削減，而達成組裝的簡化及成本降低的凸輪式控制閥及凸輪式控制閥的行程調整方法。

[解決問題之手段]

為了達成上述目的，本發明之凸輪式控制閥的第1樣態具備：本體，具備流體流路及設在該流體流路中途且具有彈性的閥座；和閥體，對前述閥座形成接觸、分離而用來開閉前述流體流路；和筒狀的管帽，固定於前述本體；和支柱，可朝前述管帽的軸方向移動地插入該管帽內而受到支承，藉由使前述閥體移動而抵接於前述閥座，進而閉鎖前述流體流路；和凸輪，對前述支柱作用而將該支柱朝前述閥體的方向按壓；和驅動手段，將前述凸輪朝正、反轉方向轉動驅動；和承座，可朝前述管帽的軸方向移動地由該管帽所支承，並保持前述驅動手段；第1防鬆螺帽，可朝前述管帽的軸方向移動調整地鎖合於該管帽，並使前述承座沿著前述管帽移動；及第2防鬆螺帽，可沿著前述管帽的軸方向移動調整地鎖合於該管帽，並與前述第1防鬆螺帽挾持固定前述承座的局部。

本發明之凸輪式控制閥的第2樣態，在前述第1樣態中，前述閥座，是由「由具有彈力的合成樹脂形成環狀」的閥座(VALVE SEAT)所形成。

本發明之凸輪式控制閥的第3樣態，在前述第1樣態或第2樣態中，前述閥體是由金屬膜片所形成，該金屬膜片，其朝向一側鼓出的中央部，受到前述支柱的按壓而朝另一側彈性變形進而接觸於前述閥座，並藉由解除前述支柱的按壓，而藉由本身所保有的彈性而彈性恢復，進而從前述閥座分離。

本發明之凸輪式控制閥的第4樣態，在前述第1樣態中，前述管帽，形成可供前述支柱插入的圓筒狀，使前述第1防鬆螺帽及前述第2防鬆螺帽分別可朝前述管帽的軸方向移動調整地鎖合於該管帽的外周面，將前述第1防鬆螺帽配設於前述承座內，並將前述第2防鬆螺帽配設於前述承座外的位置。

本發明之凸輪式控制閥的第5樣態，在前述第1樣態或第4樣態中，在前述管帽與前述支柱之間，嵌設有使前述支柱朝前述管帽的軸方向直線運動的線性軸襯(linear bushing)。

本發明之凸輪式控制閥的第6樣態，在前述第1樣態、第4樣態或第5樣態的其中任一個中，前述承座，形成前面開放的箱狀，該承座的下邊部，可朝前述管帽的軸方向滑動地穿過該管帽。

本發明之凸輪式控制閥的行程調整方法的第1樣態，是前述第1樣態至第6樣態之其中任一的凸輪式控制閥的行程調整方法，包含：第1步驟，在由凸輪將支柱及閥體下壓而前述閥體抵接於閥座的狀態下，將凸輪的轉動中心與支柱之間的距離成為最大的凸輪位置作為原點位置，從該原點位置使凸輪形成預定角度的轉動，而在前述閥座與前述閥體之間形成間隙；和第2步驟，在本體的流體流路，使預定量的氣體從一次側流向二次側；和第3步驟，將第1防鬆螺帽朝下方鎖緊調整並將承座沿著管帽下壓調整，調整前述閥座與前述閥體之間的間隙，使前述本體之流體流路的一次側壓力成為預定的壓力；和第4步驟，將第2防鬆螺帽朝上方鎖緊調整，並與前述第1防鬆螺帽挾持固定前述承座的局部而將該承座固定於前述管帽；及第5步驟，使前述凸輪轉動預定角度回到原點位置，並由前述閥體促使前述閥座彈性變形，在前述閥體與前述閥座之間確保密封性。

[發明的效果]

本發明的凸輪式控制閥，藉由安裝有「作為凸輪的轉動操作及第1防鬆螺帽之驅動手段的馬達」之承座的高度調整等，來調整閥體對閥座的抵接壓力，因此，相較於「藉由彈力調整螺絲的鎖緊操作而促使彈性構件變形，進而調整閥體對閥座之抵接壓力」的傳統凸輪式控制閥，能簡單地執行閥體對閥座之抵接壓力的調整。

本發明的凸輪式控制閥，由於是利用第1防鬆螺帽來執行「設有凸輪及驅動手段的承座」的高度調整，並以第2防鬆螺帽將承座固定於預定的高度，因此，相較於「轉動2支高度調整螺絲來執行承座之高度調整」的傳統凸輪式控制閥，能簡單且容易地執行承座的高度調整。

本發明的凸輪式控制閥，設有凸輪及驅動手段的承座，由管帽支承成可朝上下方向自由移動，並且以一個第1防鬆螺帽對螺帽進行高度調整，此外，由彈性構件形成閥座，利用閥座的彈力調整閥體對閥座的抵接壓力，因此，不需要傳統凸輪式控制閥中所必須的支承框、2支高度調整螺絲、活塞構件、彈力調整螺絲等，使得零件數量變少，能達成組裝的簡化及成本的降低。

本發明之凸輪式控制閥的行程調整方法，由於包含：第1步驟，使凸輪從原點位置轉動預定角度，而在閥座與閥體之間形成間隙；和第2步驟，在本體的流體流路，使預定量的氣體從一次側流向二次側；和第3步驟，將第1防鬆螺帽朝下方鎖緊調整並將承座沿著管帽下壓調整，調整閥座與閥體之間的間隙，使本體之流體流路的一次側壓力成為預定的壓力；和第4步驟，將第2防鬆螺帽朝上方鎖緊調整，並與第1防鬆螺帽挾持固定承座的局部而將該承座固定於管帽；及第5步驟，使凸輪轉動預定角度回到原點位置，並由閥體促使閥座彈性變形，在閥體與閥座之間確保密封性，因此，可以簡單且容易地執行凸輪式控制閥的行程調整。
其結果，根據本發明之凸輪式控制閥的行程調整方法，不會有所謂彈力調整螺絲將彈性構件過度鎖緊、或者彈性構件的鎖緊不充分的情形，即使是作業者不熟練的場合，也能簡單且容易地將閥體對閥座的抵接壓力調整成預定的壓力。

以下，根據圖面詳細地說明本發明的實施形態。

第1圖~第3圖，顯示本發明其中一個實施形態的凸輪式控制閥1，該凸輪式控制閥1，主要是嵌設於半導體製造設備和太陽能電池製造步驟等的流體供給線、或者冷卻單元的冷媒循環迴路等，用於氣體和冷媒等流體的流量調整用的裝置，為了使金屬膜片製的閥體5，對由「合成樹脂製之環狀的閥座」所形成閥座3形成接觸、分離進而開閉流體流路2，而構成常開型(normally open type)的凸輪式控制閥1。

亦即，如第1圖~第3圖所示，前述凸輪式控制閥1具備：本體4，具備流體流路2及設在流體流路2中途且具有彈性的閥座3；和閥體5，對閥座3形成接觸、分離而用來開閉流體流路2；和管帽6，固定於本體4；和支柱7，可朝上下方向移動地插入管帽6而受到支承，藉由將閥體5下壓而抵接於閥座3，進而閉鎖流體流路2；和凸輪8，對支柱7作用而將該支柱7朝下壓的方向按壓；和驅動手段，譬如為馬達9，將凸輪8朝正、反轉方向轉動驅動；和承座(以下稱為馬達承座10)，可朝上下方向移動地由管帽6所支承，並保持馬達9；第1防鬆螺帽11，可朝上下方向移動調整地鎖合於管帽6，並沿著管帽6將馬達承座10下壓；及第2防鬆螺帽12，可沿著上下方向移動調整地鎖合於管帽6，並與第1防鬆螺帽11挾持固定馬達承座10的局部。就用來轉動驅動凸輪8的驅動手段而言，除了如本實施形態所採用的馬達9(譬如，步進馬達)之外，也可以採用：使用壓力缸、以及齒條與小齒輪(rack and pinion)等的各種方式。

具體地說，前述本體4，是由不鏽鋼等的金屬材形成塊狀，並具備流體流路2、形成於流體流路2途中且朝向上方的閥室13、設於閥室13的底面且具有彈性的閥座3、可供管帽6以縱向的姿勢鎖合的母螺紋4a。

在前述本體4設有熱流量感測器(Thermal flow sensor)14，該熱流量感測器14是由用來測量流動於流體流路2內的流體之流量的整流層部14a及流量偵測部14b所形成。

前述閥座3，是由「由具有彈力的合成樹脂形成環狀」的閥座(Valve seat)所形成，並且以「圍繞上游側之流體流路2之向上的開口」的方式，嵌合固定在形成於流體流路2途中之閥室13的底面。該閥座3，只要是具有彈性的材料，則無特殊的限制，在本實施形態中，譬如是由聚氯三氟乙烯樹脂(PolyChloroTriFluoroEthylene；PCTFE)所形成。該閥座3的彈力，可承擔第5圖所示之傳統彈性構件42的任務。

前述閥體5，是藉由「使一片或者複數片圓形之金屬薄板的中央部朝向上方鼓出，而形成倒置盤狀」的金屬膜片所形成。該金屬膜片，被收納於本體4的閥室13內，將已鎖合於本體4之母螺紋4a的管帽6的下端部朝向本體4的母螺紋4a鎖入，而與「已載置於金屬膜片之外周緣部的不鏽鋼製之環狀的按壓接頭(pressing adapter)15」一起，將金屬膜片的外周緣部朝本體4側按壓，藉此固定於本體4。

此外，形成前述閥體5的金屬膜片，當開閥時中央部大幅上升而從閥座3分離，一旦金屬膜片的中央部被支柱7朝下方按壓，將透過碟盤19及膜片按壓具21，形成彈性變形而抵接於閥座3並將流體流路2閉鎖，此外，支柱7所形成的按壓一旦解除，將藉由本身所具有的彈性而形成彈性恢復並開放流體流路2。

金屬膜片，是使用由鎳鈷合金、英高鎳合金(Inconel，註冊商標)、SPRON(註冊商標)合金等的金屬薄板所形成之傳統的物品。

前述管帽6，是由不鏽鋼等的金屬材料形成可供支柱7插入的筒形，在管帽6的下端部外周面形成有：可自由裝卸地鎖附於本體4之母螺紋4a的下部公螺紋6a，在管帽6的上端部外周面形成有：可供第1防鬆螺帽11鎖附成朝向沿著管帽6之軸方向的方向(以下，將「沿著管帽6之軸方向的方向」稱為上下方向)移動調整的上述公螺紋6b，在管帽6的中間部外周面形成有：可供第2防鬆螺帽12鎖附成朝上下方向移動調整的中間部公螺紋6c。

此外，在管帽6的中間部公螺紋6c與下部公螺紋6a之間的外周面，形成有：利用板手等工具使管帽6轉動而鎖入本體4之多角形的螺帽部6d。

不僅如此，在管帽6的上部公螺紋6b與中間部公螺紋6c之間的外周面，形成有：將馬達承座10支承成可滑動移動於上下方向之圓形的滑動部6e。

前述支柱7，是由不鏽鋼等的金屬材料形成圓柱狀，在支柱7的上端部形成有：用來將「抵接於凸輪8之軸承製的輥子16」支承成可自由轉動的雙叉部7a。前述輥子16，是以「其局部從上方突出於支柱7之雙叉部7a的溝」的姿勢所配設，並藉由「穿過雙叉部7a並受到支承的平行銷17」而支承成自由轉動。

然後，前述支柱7，在管帽6透過線性軸襯18支承成可朝上下方向自由移動，並且載置於：可上下移動地插入管帽6之下端部內側的碟盤19上。

前述線性軸襯18，是複數個滾珠在保持器(圖中皆未顯示)中循環運動之無限直線運動(Infinite line motion)的導引裝置，由扣環20固定成不會從管帽6脫離。該線性軸襯18，由於滾珠與支柱7形成點接觸，因此能以低摩擦且高精確度形成直線運動，能獲得高精確度的運動。在管帽6的支柱7穿過口，除了線性軸襯18之外，也能裝配無油軸襯(oilless bush)。

此外，前述碟盤19，是由不鏽鋼等的金屬材料形成具有鍔的圓柱狀，在碟盤19的下端面裝配有：抵接於「作為閥體5之金屬膜片的中央部上表面」，且為合成樹脂製的膜片按壓具21。該碟盤19，是藉由其鍔部19a抵接於按壓接頭15的上表面，而限制支柱7之不合理下降的構件。此外，鍔部19a，藉由抵接於「形成於管帽6之支柱7穿過口的下端部的段部」，而限制支柱7的上升。

在上述的實施形態中，雖然支柱7與碟盤19形成獨立的個體，但在其他的實施形態中，雖然圖面中未顯示，支柱7與碟盤19亦可形成一體。

前述凸輪8，是由不鏽鋼製的金屬材料形成圓柱狀，為了使「從中心軸線偏心預定距離的位置」成為轉動中心8a，而固定於水平姿勢之馬達9的轉動軸9a。該凸輪8，其外周面成為凸輪面8b，由凸輪面8b將支柱7、碟盤19及閥體5下壓而使閥體5接觸於閥座3的狀態下，將「凸輪8的轉動中心8a與支柱7之間的距離成為最大」之凸輪8的位置，作為原點位置。在本實施形態中，如第4圖所示，凸輪8的形狀是設定成：倘若從原點位置轉動50度，支柱7、碟盤19及閥體5將朝上方位移約80μm。此外，凸輪8形成左右對稱狀。

雖然在上述的實施形態中，凸輪8形成圓柱狀，但在其他的實施形態中，凸輪8亦可形成圓板狀。此外，雖然在上述的實施形態中，凸輪8形成左右對稱狀，但在其他的實施形態中，凸輪8亦可形成左右非對稱狀。

前述馬達9，在本實施形態中，是以水平姿勢，由複數支固定螺栓22安裝於馬達承座10。該馬達9，使用可控制位置的步進馬達。

雖然在上述的實施形態中，使用步進馬達作為馬達9，但只要是可控制轉動角度的馬達，則可以是任何形式的馬達。舉例來說，馬達9亦可採用：伺服馬達(DC馬達+編碼器)和AC伺服馬達(AC馬達+編碼器)、超音波馬達。

前述馬達承座10，是由鋁、不鏽鋼等金屬材料形成前面開放的箱狀，在該馬達承座10的背面，馬達9以水平姿勢由固定螺栓22所安裝，此外，在馬達承座10的內側，收容有凸輪8、及支承凸輪8之前端部的軸承承座23。

前述軸承承座23，由不鏽鋼等金屬材料形成T字型，並且在馬達承座10的上邊部10a下表面，由複數支固定螺栓24固定成懸吊狀。該軸承承座23具備：將「嵌合於凸輪8之前端部的支承軸25」支承成可自由轉動的軸承26。

此外，在馬達承座10的其中一個側壁內面，安裝有用來偵測凸輪8之轉動角度位置的感測器27(譬如，光感測器(photosensor))。

然後，前述馬達承座10，在其下邊部10b形成有：管帽6的滑動部6e可朝上下方向自由滑動地穿過之貫穿狀的滑動孔10c，藉由管帽6的滑動部6e穿過該滑動孔10c，而形成能相對於管帽6朝上下方向滑動。

前述第1防鬆螺帽11，其外周面形成圓形，在其內周面形成有：可自由裝卸地鎖合於管帽6之上部公螺紋6b的母螺紋11a。該第1防鬆螺帽11，當已鎖附於管帽6的上部公螺紋6b時，位在馬達承座10的下邊部10b上，是用來執行「將馬達承座10沿著管帽6下壓」之任務的構件。

此外，在第1防鬆螺帽11的外周面，於每個固定的角度形成有轉動操作用孔11b，藉由將棒狀的工具插入轉動操作用孔11b，可以轉動操作第1防鬆螺帽11。因此，即使是第1防鬆螺帽被收容於前面開放之箱狀的馬達承座10內的狀態，也能簡單且容易地轉動操作第1防鬆螺帽11。

前述第2防鬆螺帽12，其外周面形成多角形，在其內周面形成有：可自由裝卸地鎖合於管帽6之下部公螺紋6a的母螺紋12a。該第2防鬆螺帽12，當已鎖附於管帽6的下部公螺紋6a時，位在馬達承座10的下邊部10b的下方，是用來與第1防鬆螺帽11挾持固定馬達承座10之下邊部10b的構件。

接下來，說明上述凸輪式控制閥1的行程調整方法。

首先，使凸輪8的轉動角度位置轉動至「凸輪8的轉動中心8a與輥子16之間的距離成為最大」的位置，將該位置作為凸輪8的原點位置，從該原點位置使凸輪8轉動預定角度，而在閥座3與閥體5之間形成預定的間隙(第1步驟)。

一旦將凸輪8設於原點位置，將藉由凸輪8使支柱7及碟盤19對抗「形成閥體5的金屬膜片的彈力」而下壓，並且金屬膜片的中央部被「設於碟盤19的膜片按壓具21」下壓而抵接於閥座3。亦即，一旦將凸輪8設於原點位置，凸輪式控制閥1便成為流體流路2已封閉的狀態。

一旦使凸輪8從原點位置轉動預定角度，形成閥體5的金屬膜片的中央部將藉由本身的彈力而恢復成原來的形狀，同時支柱7及碟盤19將受到金屬膜片的彈力而朝上方上推預定量。其結果，凸輪式控制閥1，在閥座3及閥體5之間形成預定的間隙，形成流體流路2開啟的狀態。

在本實施形態中，是使凸輪8從原點位置轉動50度。此外，凸輪8之凸輪面8a的形狀，是採下述方式決定：當已使凸輪8從原點位置轉動50度時，支柱7、碟盤19及形成閥體5的金屬膜片的中央部朝上方位移約80μm。

倘若使凸輪8從原點位置轉動50度而成為流體流路2開啟的狀態，預定量的氣體便流向本體4的流體流路2。亦即，在本體4的流體流路2，預定量的氣體從一次側流向二次側(第2步驟)。

在本實施形態中，在本體4的流體流路2，100sccm的N₂ 氣體(氮氣)從一次側流向二次側。

倘若N₂ 氣體流動於本體4的流體流路2，將鎖附於管帽6之上部公螺紋6b的第1防鬆螺帽11朝下方鎖緊調整，使設有馬達9及凸輪8的馬達承座10沿著管帽6的滑動部6e朝下方滑動移動，調整閥座3與閥體5之間的間隙，使本體4之流體流路2的一次側壓力成為預定的壓力(第3步驟)。亦即，一旦將第1防鬆螺帽11朝下方鎖緊調整，設有馬達9及凸輪8的馬達承座10將下降，藉由下降的凸輪8使支柱7及碟盤19對抗「形成閥體5的金屬膜片」的彈力而將其下壓，而調整閥座3與閥體5之間的間隙，使本體4之流體流路2的一次側壓力形成變化。

在本實施形態中，第1防鬆螺帽11朝下方的鎖緊量，是調整成：使本體4之流體流路2的一次側壓力成為50Torr。

倘若第1防鬆螺帽11的鎖緊調整結束，將已鎖附於管帽6之中間部公螺紋6c的第2防鬆螺帽12朝上方鎖緊調整，而與第1防鬆螺帽11挾持固定馬達承座10之下邊部10b，而將馬達承座10固定於管帽6(第4步驟)。如此一來，可決定凸輪8的高度及凸輪8的轉動中心8a的位置。

倘若將馬達承座10固定於管帽6，使凸輪8朝向與前述相反的方向轉動預定角度而回到原點位置(第5步驟)。此時，藉由凸輪8使支柱7及碟盤19對抗「形成閥體5的金屬膜片的彈力」而下壓，並使金屬膜片的中央部以緊密貼附於「由具有彈性的閥座所形成的閥座3」的狀態壓附，而以預定量將閥座3壓潰。其結果，凸輪式控制閥1，成為閉閥狀態，並且可在閉閥時確保所期待的密封性。

在本實施形態中，是使凸輪8朝向與前述相反的方向轉動50度而回到原點位置。此外，為了藉由凸輪8的位移特性、流量特性來確保必要的密封性能，當閉閥時形成：將閥座3壓潰約40μm。

倘若凸輪式控制閥1成為閉閥狀態，壓力為100Torr的N₂ 氣體將施加於本體4之流體流路2的一次側，並確認來自閥座3的洩漏是否為0.1%F.S.以下。倘若來自閥座3的洩漏成為0.1%F.S.以下，閉閥時的密封性則受到確保。

如以上所述，執行凸輪式控制閥1之行程(亦即，支柱7及碟盤19的升降量、金屬膜片的變形量)的調整。

接著，倘若如以上所述執行凸輪式控制閥1的行程調整，而在閉閥狀態下確保了所期待的密封性能，便對馬達9發送脈衝訊號，使凸輪8朝向開啟凸輪式控制閥1的方向轉動。一旦如此，從閥體5抵接於閥座3的狀態，縮小凸輪8的轉動中心8a與輥子16之間的距離，藉由形成閥體5的金屬膜片自身的彈力，使閥體5從閥座3分離，而開放流體流路2。

當開放流體流路2，且流動於流體流路2的流量已達到所期待的值時，停止馬達9的轉動，將停止位置的轉動角度位置記憶於馬達9的控制迴路(圖示省略)，設定成最開度。

如此一來，在前述凸輪式控制閥1中，一旦在最大開度的狀態下對馬達9輸入預定數值的脈衝訊號，馬達9將執行對應於輸入脈動數的步進(stepping)轉動，藉此使凸輪8轉動預定的角度。

一旦凸輪8轉動，便將輥子16朝下方按壓，如此一來，支柱7及碟盤19將對抗「形成閥體5的金屬膜片的彈力」而逐漸下壓，並且金屬膜片的中央部透過「設於碟盤19的膜片按壓具21」而朝下方緩緩地下壓。其結果，金屬膜片與閥座3之間的間隔變窄，使流體的流量受到控制。

然後，形成閥體5的金屬膜片被下壓，使金屬膜片的中央部接觸於閥座3，一旦閥座3成為被預定量壓饋的狀態，凸輪式控制閥1便成為全閉狀態而將流體流路2閉鎖。此時，閥座3為了確保必要的密封性能，必須要較閥體5更壓潰約40μm。

一旦從該狀態使凸輪8朝向與前述相反的方向轉動，而縮短凸輪8與輥子16之間的距離時，形成閥體5的金屬膜片將藉由本身的彈力而恢復成原來的形狀，同時將支柱7及碟盤19朝上方上推。其結果，凸輪式控制閥1，其金屬膜片與閥座3分離而開放流體流路2。

[產業上的利用性]

本發明的凸輪式控制閥1，雖然主要是使用於半導體製造設備等的流體供給線和冷卻單元的冷媒循環迴路，但是其使用對象並不侷限於前述半導體製造裝置等，也能使用於化學產業和藥品產業、食品產業等之各種裝置中的流體供給線等。

1‧‧‧凸輪式控制閥

2‧‧‧流體流路

3‧‧‧閥座

4‧‧‧本體

5‧‧‧閥體

6‧‧‧管帽(bonnet)

7‧‧‧支柱

8‧‧‧凸輪

9‧‧‧馬達(驅動手段)

10‧‧‧馬達承座(承座)

10b‧‧‧馬達承座的下邊部

11‧‧‧第1防鬆螺帽(lock nut)

12‧‧‧第2防鬆螺帽

第1圖：為本發明其中一個實施形態之凸輪式控制閥的立體圖。

第2圖：為第1圖所示之凸輪式控制閥的局部截斷前視圖。

第3圖：為第1圖所示之凸輪式控制閥的局部縱向截斷側視圖。

第4圖：為第1圖所示的凸輪式控制閥所使用之凸輪的說明圖。

第5圖：為傳統凸輪式控制閥的局部縱向截斷前視圖。

Claims (7)

1. 一種凸輪式控制閥，具備： 本體，具備流體流路、及設在該流體流路途中且具有彈性的閥座；和 閥體，對前述閥座形成接觸、分離，而開閉前述流體流路；和 筒狀的管帽，固定於前述本體；和 支柱，可朝前述管帽的軸方向自由移動地插入該管帽內而受到支承，藉由促使前述閥體移動而抵接於前述閥座，進而閉鎖前述流體流路；和 凸輪，對前述支柱作用，將該支柱朝前述閥體的方向按壓；和 驅動手段，將前述凸輪朝正、反轉動方向轉動驅動；和 承座，可朝前述管帽的軸方向移動地由該管帽所支承，並保持前述驅動手段；和 第1防鬆螺帽，可朝前述管帽的軸方向移動調整地鎖合於該管帽，使前述承座沿著前述管帽移動；及 第2防鬆螺帽，可朝前述管帽的軸方向移動調整地鎖合於該管帽，與前述第1防鬆螺帽挾持固定前述承座的局部。
2. 如請求項1所記載的凸輪式控制閥，其中前述閥座是由：由具有彈力的合成樹脂形成環狀的閥座所形成。
3. 如請求項1或請求項2所記載的凸輪式控制閥，其中前述閥體是由金屬膜片所形成，該金屬膜片，其朝向一側鼓出的中央部，受到前述支柱的按壓而朝另一側彈性變形進而接觸於前述閥座，並藉由解除前述支柱的按壓，而藉由本身所保有的彈性而彈性恢復，進而從前述閥座分離。
4. 如請求項1所記載的凸輪式控制閥，其中前述管帽，形成可供前述支柱插入的圓筒狀，使前述第1防鬆螺帽及前述第2防鬆螺帽分別可朝前述管帽的軸方向移動調整地鎖合於該管帽的外周面，將前述第1防鬆螺帽配設於前述承座內，並將前述第2防鬆螺帽配設於前述承座外的位置。
5. 如請求項1或請求項4所記載的凸輪式控制閥，其中在前述管帽與前述支柱之間，嵌設有使前述支柱朝前述管帽的軸方向直線運動的線性軸襯。
6. 請求項4或請求項5之其中任一項所記載的凸輪式控制閥，其中前述承座，形成前面開放的箱狀，該承座的下邊部，可朝前述管帽的軸方向滑動地穿過該管帽。
7. 一種凸輪式控制閥的行程調整方法，是請求項1至請求項6之其中任一項所記載之凸輪式控制閥的行程調整方法，包含： 第1步驟，在藉由凸輪將支柱及閥體下壓而使前述閥體抵接於閥座的狀態下，且凸輪的轉動中心與支柱之間的距離成為最大之凸輪的位置，作為原點位置，從該原點位置使凸輪轉動預定角度，而在前述閥座與前述閥體之間形成間隙；和 第2步驟，在本體的流體流路，預定量的氣體從一次側流向二次側；和 第3步驟，將第1防鬆螺帽朝下方鎖緊調整，而將承座沿著管帽下壓調整，調整前述閥座與前述閥體之間的間隙，使前述本體之流體流路的一次側壓力成為預定的壓力；和 第4步驟，將第2防鬆螺帽朝上方鎖緊調整，與前述第1防鬆螺帽挾持固定前述承座的局部，而將該承座固定於前述管帽；及 第5步驟，使前述凸輪轉動預定角度而回到原點位置，由前述閥體促使前述閥座彈性變形而確保前述閥體與前述閥座之間的密封性。