JP4196293B2 - 真空調圧用バルブ - Google Patents
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Description
この場合に、上記ストッパーの位置調節を迅速且つ正確に行う必要があるため、その駆動を電動モータによって行うのが有利である。しかし、ストッパーの位置調節のみであれば小型で安価な電動モータを使用できるが、それによって位置調節したストッパーに上記ピストンが大きな駆動力で押し付けられるため、ストッパーの支持をその駆動力に耐えるように行う必要があり、また、その駆動力の作用下でストッパーを小型の電動モータにより駆動することは困難であるため、この対策について考慮する必要がある。
本発明の他の技術的課題は、弁部材を駆動するためのピストンの停止位置を設定するストッパーの駆動を小型で安価な電動モータによって行うことを可能とし、それによって、経済性に優れた真空調圧用バルブを提供することにある。
また、上記シリンダ部は、上記弁シャフトの先端に取り付けられたピストンと、このピストンに上記弁部材が開放する方向の流体圧を作用させる受圧室と、この受圧室にパイロット流体を給排するためのパイロットポートとを有するものである。
さらに、上記弁開度調節部は、上記ピストンの背面に向けて突出して該ピストンの移動範囲を規制するストッパーと、該ストッパーに設けた移動子を回転−直動変換機構を介して任意の位置まで無段階に前後進駆動する電動モータとを有するものである。
そして、上記電磁弁を、その出力圧を調整できない単なる方向切換弁とした場合には、上記メインコントローラが、電動モータの駆動に際して、少なくとも弁部材の弁開度を小さくする方向への電動モータの駆動時に、上記受圧室の圧力を排出し、該電動モータにより上記回転−直動変換機構を介して移動子を駆動する駆動力を軽減させる機能を有するものとして構成される。
一方、上記電磁弁を、パイロットポートに供給するパイロット流体を圧力制御して供給可能なものとした場合には、上記メインコントローラが、電動モータの駆動に際して上記受圧室の圧力を制御された一定圧まで低下させ、該電動モータにより上記回転−直動変換機構を介して移動子を駆動する駆動力を軽減させる機能を有するものとして構成される。
また、本発明の他の具体的な構成態様においては、上記電磁弁を、第1及び第2の二つの2ポート弁で構成し、該第1の弁の入力側が空気圧源に接続され、該第2の弁の出力側が大気に開放され、該第1の弁の出力側と該第2の弁の入力側とを上記パイロットポートに接続されたものとすることができるが、該電磁弁を、単一の3ポート弁で構成し、該3ポート弁を空気圧源からの圧縮空気を上記パイロットポートに給排可能に接続したものとすることもできる。
上記弁部材15の背面中央部には、弁シャフト20の基端部が取り付けられている。この弁シャフト20は、バルブハウジング10の内部を上記軸線Lに沿って延び、その先端部は、弁主体部1とシリンダ部2とを区画する隔壁31を貫通して該シリンダ部2の内部に延出し、ピストン32に連結されている。
上記ピストン32の一面側で、該ピストン32と上記隔壁31との間には受圧室37が形成され、この受圧室37が、上記シリンダハウジング30の側面に開口するパイロットポート38に接続されている。上記ピストン32の他面側は、外部に開放する呼吸室39となっている。
上記ボールねじは、電動モータ45の出力軸46に設けたねじ部50と、該ねじ部50に非回転の状態で該モータ45の出力軸46の軸線方向に移動するようにボールを介して螺挿された雌ねじ部52を有する上記移動子51とによって構成され、該移動子51に、上記ストッパー41の基端部がねじ53で連結されている。
また、上記カバーブロック40内には、前記弁制御部4の一部を構成し、上記電動モータ45の出力軸46の回転量を検出して、その信号を該弁制御部4に出力するところの、ロータリーエンコーダからなる回転量センサー54を設けている。
上記第1及び第2の2ポート弁62a,62bは、上記メインコントローラ63からの制御信号により開閉されるが、空気圧源65から上記受圧室37に供給されるパイロット流体を該第1の弁62aによって通断し、また、上記受圧室37から排出されるパイロット流体を該第2の弁62bによって通断することにより、それらの弁62a,62bを出力圧を調整しない一つの3ポートの方向切換弁として機能させることができる。
そのため、上記第1及び第2の2ポート弁62a,62bに代えて単一の3ポート弁を用い、該3ポート弁を空気圧源65からの圧縮空気を上記パイロットポート38に給排可能に接続することもできる。
上記第1及び第2の2ポート弁62a,62bに代えて単一の3ポート弁を用いる場合にも、該3ポート弁に圧力調整機能をもたせて、それをメインコントローラ63で制御することにより、空気圧源65からの圧縮空気を上記パイロットポート38に圧力調整して供給することが可能になる。
また、上記第1及び第2の電磁弁62a,62bの切換えにより上記受圧室37内のパイロット流体を排出して該室の流体圧を低下させることにより、上記復帰ばね23の弾発力で弁部材15を閉弁させることができる。
このような問題に対処するために、上記メインコントローラ63に、電動モータ45の駆動に際して、少なくとも弁部材15の弁開度を小さくする方向への電動モータ45の駆動時には、上記受圧室37の圧力を排出または低下させ、該電動モータ45により上記回転−直動変換機構47を介して移動子51を駆動する駆動力を軽減させる機能を持たせることができる。なお、弁部材15の弁開度を小さくする方向への電動モータ45の駆動時ばかりでなく、逆方向への電動モータ45の駆動時にも同様に受圧室37の圧力を排出または低下させることができる。
2 シリンダ部
3 弁開度調節部
4 弁制御部
5 真空チャンバ
6 真空ポンプ
10 バルブハウジング
11 第1メインポート
12 第2メインポート
13 流路
14 弁座
15 弁部材
20 弁シャフト
23 復帰ばね
32 ピストン
37 受圧室
38 パイロットポート
41 ストッパー
45 電動モータ
46 出力軸
47 回転−直動変換機構
51 移動子
52 雌ねじ部
54 回転量センサー
60 圧力センサー
62 電磁弁
62a 第1の2ポート弁
62b 第2の2ポート弁
63 メインコントローラ
64 モータコントローラ
Claims (5)
- 真空チャンバ及び真空ポンプに接続するための第1メインポート及び第2メインポートと、これら両メインポートを結ぶ流路と、該流路中に上記第1メインポートの回りを取り囲むように設けられた弁座とを備えたバルブハウジングと、該バルブハウジング内に設けられている、上記弁座を開閉する弁部材と、この弁部材から上記バルブハウジングの軸線方向に延びて先端がシリンダ部に達する弁シャフトと、上記弁部材を弁座の閉鎖方向に向けて付勢する復帰ばねとを有する弁主体部、
上記弁シャフトの先端に取り付けられたピストンと、このピストンに上記弁部材が開放する方向の流体圧を作用させる受圧室と、この受圧室にパイロット流体を給排するためのパイロットポートとを有する上記シリンダ部、
上記ピストンの背面に向けて突出して該ピストンの移動範囲を規制するストッパーと、該ストッパーに設けた移動子を回転−直動変換機構を介して任意の位置まで無段階に前後進駆動する電動モータとを有する弁開度調節部、及び、
上記電動モータの回転量を検出する回転量センサーと、上記真空チャンバの圧力を検出する圧力センサーと、上記パイロットポートにパイロット流体を給排する電磁弁と、圧力設定値の信号及び上記圧力センサーからの圧力信号に基づいて、上記電動モータの駆動を制御するモータコントローラに弁部材の開度を適切に設定するためのストッパー位置の信号を出力すると共に、上記電磁弁に上記受圧室内の流体圧がピストンの駆動制御に必要な圧力になるように制御するための制御信号を出力するメインコントローラと、該メインコントローラからのストッパー位置の信号と上記回転量センサーからの信号に基づいて上記電動モータを制御する上記モータコントローラとを有し、上記電動モータで上記ストッパーを変位させて上記ピストンによる上記弁部材の開度を制御する弁制御部、
を備え、
上記メインコントローラが、電動モータの駆動に際して、少なくとも弁部材の弁開度を小さくする方向への電動モータの駆動時には、上記受圧室の圧力を排出または低下させ、該電動モータにより上記回転−直動変換機構を介して移動子を駆動する駆動力を軽減させる機能を有している、
ことを特徴とする真空調圧用バルブ。 - 上記電磁弁を、パイロットポートに供給するパイロット流体を圧力制御して供給可能なものとし、上記メインコントローラが、電動モータの駆動に際して上記受圧室の圧力を制御された一定圧まで低下させ、該電動モータにより上記回転−直動変換機構を介して移動子を駆動する駆動力を軽減させる機能を有している、
ことを特徴とする請求項1に記載の真空調圧用バルブ。 - 上記回転−直動変換機構が、上記電動モータの出力軸の回転を上記移動子の直動に変換するボールねじで構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の真空調圧用バルブ。 - 上記電磁弁が、第1及び第2の二つの2ポート弁で構成され、該第1の弁の入力側が空気圧源に接続され、該第2の弁の出力側が大気に開放され、該第1の弁の出力側と該第2の弁の入力側とを上記パイロットポートに接続している、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の真空調圧用バルブ。 - 上記電磁弁が、単一の3ポート弁で構成され、該3ポート弁を空気圧源からの圧縮空気を上記パイロットポートに給排可能に接続している、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の真空調圧用バルブ。
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