| 【発明の名称】 |
比例制御バルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】池尾 利洋
【氏名】籠橋 宏
【氏名】伊藤 智博
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| 【要約】 |
【課題】位置検出器の調整が簡単な比例制御バルブを提供すること。
【解決手段】本発明の比例制御バルブ１は、弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器５２のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、位置検出器５２の検出ロッド５３と可動部材とを連絡する可動部材に固定された連絡部材５４に、検出ロッド５３の位置を調整する調整部材５６を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行う比例制御バルブにおいて、前記位置検出器の検出ロッドと前記可動部材とを連絡する前記可動部材に固定された連絡部材に、前記検出ロッドの位置を調整する調整部材を備えたことを特徴とする比例制御バルブ。
【請求項２】 弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行う比例制御バルブにおいて、前記弁体と可動部材とに連結された軸部材が、リニアブッシュ又はボールスプラインによって摺動支持されたことを特徴とする比例制御バルブ。
【請求項３】 駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備える比例制御バルブにおいて、前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して位置を調節可能にネジ止めされた位置決部材とを有することを特徴とする比例制御バルブ。
【請求項４】 駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備える比例制御バルブにおいて、前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して付け外し可能な位置決部材とを有することを特徴とする比例制御バルブ。
【請求項５】 駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備える比例制御バルブにおいて、前記駆動部は、前記可動部材が駆動部の本体内を軸方向に直線運動するものであって、前記可動部材はボールスプラインを構成して前記本体内に設けられ、又は、前記可動部材と前記本体内との断面形状が非円形をした同形であることにより、前記可動部材を回転防止させることを特徴とする比例制御バルブ。
【請求項６】 駆動部の可動部材に固定された中空の軸部材に対して弁体が固定され、弁本体に形成されたポート間に存在する弁座面に弁体が当接・離間し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行う比例制御バルブにおいて、前記弁体に埋設されたヒータに接続され、前記軸部材の中空部を通って前記駆動部側から外部に延設されたヒータケーブルが、前記駆動部側から出た部分が曲げられて配置され、当該曲げ部分に補強材が被覆されたことを特徴とする比例制御バルブ。
【請求項７】 駆動部の可動部材に固定された中空の軸部材に対して弁体が固定され、弁本体に形成されたポート間に存在する弁座面に弁体が当接・離間し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行う比例制御バルブにおいて、前記弁体にはヒータが埋設され、そのヒータに接続されたヒータケーブルが前記軸部材の中空部を通って前記駆動部側から外部に延設されるものであって、ヒータケーブルを前記軸部材と同軸上に配置させる保持部材を有することを特徴とする比例制御バルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弁体の弁座からの離間距離（リフト量）を制御して流体流量を調整する比例制御バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】比例制御バルブの利用としては、真空圧力制御システムに組み込まれるものを一例として挙げることができる。ここで、図６は、真空圧力制御システムを示す図である。真空圧力制御システムは、真空容器である真空チャンバー１０１に、ウエハ１０５を段状に配置するためのチャンバー室１０２が形成され、入口１０３には、プロセスガスの供給源及びパージ用の窒素ガス供給源が接続され、出口１０４には、弁開度比例弁である比例制御バルブ１０８を介して真空ポンプ１０９に接続されている。そして、その出口１０４側に連通する分岐管には、遮断弁１０６を介して圧力センサ１０７が接続されている。
【０００３】真空圧力制御システムでは、真空チャンバー１０１内にシリコンウェハが入れられ、真空ポンプ１０９が行う一定の吸引動作によって容器内が真空にされる。そして、真空チャンバー１０１内にプロセスガスが導入され、化学反応させた薄膜形成が行われる。その際、比例制御バルブ１０８は、真空チャンバー１０１内の真空圧力が所定値に保たれるように開度を調節し、真空チャンバー１０１内の真空度の制御を行っている。これは、真空チャンバー内で化学反応を行うとき、使用する反応ガスによって最適な真空圧力が決まっているからである。
【０００４】次に、従来の比例制御バルブ１０８について具体的に説明する。図７は、従来の比例制御バルブ１０８を示した断面図である。比例制御バルブ１０８は、主に上側部分の駆動部１１０と下側部分の弁部１３０とから構成されている。駆動部１１０は、シリンダカバー１１１内にピストン１１２が上下に摺動自在な状態で装填され、そのピストン１１２には、中心を貫いた中空軸１１３が一体に形成され、上方からの復帰バネ１１４によって下方に常時付勢されている。シリンダカバー１１１は、中空軸１１３が貫いたエアポートブロック１１５に嵌合され、ピストン１１２の下方には気密な状態の加圧室１１６が構成されている。そして、その加圧室１１６に連通するエアポートブロック１１５に穿設されたエアポート１１７には、電磁比例弁１２１が接続されている。
【０００５】また、ピストン１１２には連結ロッド１１８が上方に突設され、その連結ロッド１１８の上端には位置検出器であるポテンショメータ１２２が連結されている。よって、この比例制御バルブ１０８は、ピストン１１２の可動量は、連結ロッド１１８を介してポテンショメータ１２２によってフィードバックされ、そのポテンショメータ１２２からのフィードバック値に基づき、制御回路によって電磁比例弁１２１が制御されてピストン１１２を加圧するエアの調節が行われるよう構成されている。
【０００６】一方弁部１３０は、弁本体１３１の下方に真空チャンバーに接続する入力ポート１３２が、側方に真空ポンプに接続する出力ポート１３３が形成され、入力ポート１３２の上端には環状の弁座１３４が形成されている。その弁座１３４に対して当接・離間する弁体１３５は、中空軸１１３の下端に固定されてピストン１１２と一体になっている。そして、弁体１３５と駆動部１１０側に固定されたブラケット１３７とに中空軸１１３を覆った金属ベローズ１３６が連結され、駆動部１１０側への流体の漏れを防止している。また、弁本体１３１にはバンドヒータ１４１が巻かれている。プロセスガスが液化、析出しないように装置全体を加熱する必要があるからである。また、内部からも加熱するように弁体１３５にヒータ１４２が埋め込まれ、そのヒータ１４２に接続されたヒータケーブル１４３が中空軸１１３を通って外に延びている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような比例制御バルブ１０８では、図８に示すように、与えられた弁開度指令値と、弁体１３５のリフト量を示すポテンショメータ１２２からのフィードバック値とが位置制御回路８１で比較され、その比較に基づく操作量出力によって正確な弁開度、即ち弁体１３５のリフト量が制御されている。そこで、通常、ポテンショメータ１２２を比例制御バルブ１０８へ取り付けるに際してゼロ・スパン調整が行われる。弁体１３５のリフト量を正確に制御するには、ポテンショメータ１２２のフィードバック値と、弁開度指令値とが一対一の電気的対応関係になければならないからである。しかしながら、従来の比例制御バルブ１０８では、ポテンショメータ１２２のゼロ・スパン調整が非常に煩わしい手間のかかる作業であった。そして、ゼロ・スパン調整は、次のような手順によって行われていた。
【０００８】先ず、弁体１３５のリフト量が０ｍｍになる弁開度指令値（例えば０Ｖ）が出力された時に、弁体１３５のリフト量が０ｍｍ、即ち閉弁状態を示すポテンショメータ１２２からのフィードバック値が例えば１．２Ｖになるように、そのポテンショメータ１２２が接続された増幅回路部の調整トリマを調整する。そして、次に、制御部から弁体１３５のリフト量が２８ｍｍになる弁開度指令値（例えば５．０Ｖ）が出力された時に、駆動した弁体１３５のリフト量が２８ｍｍになったときのフィードバック値が例えば４．８Ｖになるように、増幅回路部分の調整トリマを調整する。
【０００９】しかし、０ｍｍ調整の後に２８ｍｍ調整を行うと、先に行った０ｍｍ調整に微妙なズレが生じてしまうため、再度０ｍｍ調整を行う必要がある。そして、それによって更に２８ｍｍ調整に微妙なズレが生じるため、両点の調整を３〜５回程度繰り返して行いゼロ・スパンを合わせ込む必要があった。そして、前述した従来の比例制御バルブ１０８では、ポテンショメータ１２２をピストン１１２に連結していたため、メンテナンスや部品交換などのために分解した比例制御バルブ１０８を再組立する場合、各部の組み付け状態の違いなどによってゼロ・スパンの調整に狂いが生じるため、ゼロ・スパン調整は分解の度に行わなければならなかった。
【００１０】そこで、本発明は、係る課題を解決すべく、位置検出器の調整が簡単な比例制御バルブを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の比例制御バルブは、弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記位置検出器の検出ロッドと前記可動部材とを連絡する前記可動部材に固定された連絡部材に、前記検出ロッドの位置を調整する調整部材を備えたことを特徴とする。よって、例えば、可動部材がシリンダのピストンの場合、そのピストンを可動させるエアを供給するための電磁比例弁に対する弁開度指令値と、ピストンの位置を検出する位置検出器からのフィードバック値との電気的対応関係を予め一対一に決定付け、位置検出器を組み付けた後に、調整部材によってそのフィードバック値と弁体における実際のリフト量との対応をとることができるため、メンテナンスの度に電気的関係を調整する必要がなく、位置検出器の調整が簡単になる。
【００１２】また、本発明の比例制御バルブは、弁体に連結された可動部材の移動を位置検出器のフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記弁体と可動部材とに連結された軸部材が、リニアブッシュ又はボールスプラインによって摺動支持されたことを特徴とする。よって、軸部材が摺動するリニアブッシュとのクリアランスを小さくすることができ、軸部材のガタが小さくなった。そのため、弁の開閉動作を円滑に行うことができるようになり、寸法公差を大きくとることができるために各部品の製作コストを抑えることができるようになった。
【００１３】また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備え、前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して位置を調節可能にネジ止めされた位置決部材とを有することを特徴とする。よって、ベローズ組立の取り付け及び取り外しの際に、回転防止部材にネジ止めした位置決部材を、その回転方向の窓部の側面に当てることで、ピストンの回転を防止することができる。
【００１４】また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備え、前記駆動部に可動部材の移動方向に沿って開設された窓部と、その窓部内に配置するように前記可動部材に対して半径方向に突設された回転防止部材と、その回転防止部材に対して付け外し可能な位置決部材とを有することを特徴とする。よって、ベローズ組立の取り付け及び取り外しの際に、回転防止部材に位置決部材を取り付け、その回転方向の窓部の側面に当該位置決部材を当てることで、可動部材の回転を防止することができる。
【００１５】また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された軸部材に対して弁体が螺合され、弁本体内を流れる流体の駆動部側への浸入を防止すべく、前記軸部材が貫通した貫通部分を塞ぐベローズが前記弁体に一体に形成されたベローズ組立を備え、前記駆動部は、前記可動部材が駆動部の本体内を軸方向に直線運動するものであって、前記可動部材はボールスプラインを構成して前記本体内に設けられ、又は、前記可動部材と前記本体内との断面形状が非円形をした同形であることにより、前記可動部材を回転防止させることを特徴とする。よって、駆動部の本体に対して可動部材の回転が止められるため、ベローズ組立の取り付け及び取り外しの際の可動部材の回転が防止できる。
【００１６】また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された中空の軸部材に対して弁体が固定され、弁本体に形成されたポート間に存在する弁座面に弁体が当接・離間し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記弁体に埋設されたヒータに接続され、前記軸部材の中空部を通って前記駆動部側から外部に延設されたヒータケーブルが、前記駆動部側から出た部分が曲げられて配置され、当該曲げ部分に補強材が被覆されたことを特徴とする。よって、可動部材が軸方向の移動を行う際に、前記ヒータケーブルの曲げ部分には曲げの力が作用するが、補強材が曲げの力によって起こる曲げ部分の亀裂などを防止することができる。
【００１７】また、本発明の比例制御バルブは、駆動部の可動部材に固定された中空の軸部材に対して弁体が固定され、弁本体に形成されたポート間に存在する弁座面に弁体が当接・離間し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記弁体にはヒータが埋設され、そのヒータに接続されたヒータケーブルが前記軸部材の中空部を通って前記駆動部側から外部に延設されるものであって、ヒータケーブルを前記軸部材と同軸上に配置させる保持部材を有することを特徴とする。よって、軸部材や駆動部の出口の角部などに当たらないように、ヒータケーブルを軸部材の軸上に配置でき、ヒータケーブルが可動部によって変動する際に当該角部に擦れないようにできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態を図面を参照して以下に説明する。図１及び図２は、本実施の形態の比例制御バルブ１を示した断面図であり、図１は閉弁時、図２は開弁時を示している。なお、この比例制御バルブも前記従来例と同様に、真空圧力制御システムに組み込まれるものである。比例制御バルブ１は、前記従来例のものと同様に主に上側部分の駆動部と下側部分の弁部とから構成されている。駆動部は、エアシリンダによって構成され、筒形状のシリンダカバー１１が上方のキャップ１２と、下方のエアポートブロック１３とに一体的に固定されている。シリンダカバー１１内には、復帰バネ１４によって下方に付勢されたピストン１５が装填され、ピストン１５の底面に取付プレート１６によって挟み込まれ、下方の加圧室１９との隔膜となるベロフラム１７が一体に取り付けられている。べローフラム１７の下方に形成された密閉空間の加圧室１９には、エアポートブロック１３に穿設されたエアポート１８が連通し、不図示の電磁比例弁と接続されている。
【００１９】ピストン１５は、縁部に垂直に立ち上がった円筒部分が形成され、そこに回転防止のための回転防止プレート２１が水平に突設されている。回転防止プレート２１がピストン１５とともに上下する領域には、シリンダカバー１１の側面に窓１１ａが形成されている。ピストン１５には、その中心を貫いた中空軸２０が一体に形成され、エアポートブロック１３を貫通してバルブボディ３１内にまで延設されている。この中空軸２０が貫通するエアポートブロック１３の貫通孔にはリニアブッシュ２２が嵌挿され、中空軸２０は、このリニアブッシュ２２内にはめられて摺動可能に支持されている。
【００２０】一方、バルブボディ３１は、下方に真空チャンバー側に接続される入力ポート３２が、側方には真空ポンプ側に接続される出力ポート３３が形成されている。入力ポート３２の上端には環状の弁座３４が形成され、その弁座３４に対して当接・離間する弁体３５が、バルブボディ３１内にまで進入した中空軸２０に連結されている。弁体３５は、中空軸２０に直接固定される支持体３６に、入力ポート３２へ入り込む弁体ブロック３７がネジ止めされ、同時に弁座３４に直接接するシール用のＯリング３８が保持されている。弁体ブロック３７は、それが入力ポート３２へ入り込むことにより、弁開度を小さくして微少な流量調節ができるようにしたものである。
【００２１】そして、この弁体３５を構成する支持体３６は、金属ベローズ３９の下端に接続され、その金属ベローズ３９の上端にはブラケット４０に接続され、これら支持体３６、金属ベローズ３９及びブラケット４０によってベローズ組立が構成されている。よって、ブラケット３９が、図示するようにバルブボディ３１とエアポートブロック１３との間に挟み込まれて組み付けられれば、中空軸２０の通るエアポートブロック１３の貫通部分がバルブボディ３１内の流路と隔離され、弁部を流れる流体が駆動部へ漏れることはない。
【００２２】また、流路の一部となるバルブボディ３１には、バンドヒータ４１が巻かれている。これは、プロセスガスが液化、析出しないように装置全体を加熱する必要があるからである。更に、内部からも加熱するように中空軸２０の下端部分にもヒータ４２が装填され、そのヒータ４２に接続されたヒータケーブル４３は、中空軸２０を通ってキャップ１２の孔１２ａを通って外へと延びている。ヒータケーブル４３は、中空軸２０の出口付近で保護クリップ４４に保持され、中空軸２０の出口からキャップ１２を出てコントロールボックス５１に沿って配置（図３参照）されるまでの曲げ部分が、スパイラルチューブ４５によって被覆されている。
【００２３】保護クリップ４４でヒータケーブル４３を保持するのは、ヒータケーブル４３が倒れないように支持することによってキャップ１２の角部などに擦れないようにして、パーティクルの発生を防止するためである。この点においては、更に、開閉の際のヒータケーブル４３が擦れるおそれのあるキャップ１２の孔１２ａ部分にブッシュ２３を嵌合し、擦れによる摩耗を防止している。一方、スパイラルチューブ４５によってヒータケーブル４３を被覆したのは、弁が開閉する際にヒータケーブル４３が上下するため、その都度曲げの力が作用する曲げ部分の強度を確保するためである。
【００２４】次に、図３は、比例制御バルブ１を図１の裏面側から示した外観図であり、コントロールボックス５１を一部切り欠いて内部を示した図である。このコントロールボックス５１内には、弁体３５のリフト量をフィードバック制御するための位置検出器であるポテンショメータ５２が設けられている。ポテンショメータ５２は、その検出ロッド５３が、内設されたスプリングによって上方に付勢され、上端がピストン１５に固定された段付きの連絡バー５４に対して押し当てられている。その連絡バー５４には先端部分の貫通孔に合わせてナット５５が固定され、そのナット５５に下方から調整ネジ５６が螺合されている。従って、ポテンショメータ５２の検出ロッド５３は、連絡バー５４に螺合された調整ネジ５６に下方から先端が突き当てられている。
【００２５】そこで、このような構成からなる比例制御バルブ１では、次のような動作によって流量制御が行われる。この比例制御バルブ１でも、前記従来例と同様図８に示すように、与えられた弁開度指令値と、弁体３５のリフト量を示すポテンショメータ５２からのフィードバック値とが位置制御回路８１で比較され、その比較に基づく操作量出力によって正確な弁開度、即ち弁体３５のリフト量が制御される。より具体的には、弁開度指令値を受けた位置制御回路８１によって不図示の電磁比例弁の開閉が制御され、エアポート１８から流入したエアによる加圧室１９内のエア圧と、復帰バネ１４とのバランスによってピストン１５が上昇或いは下降して位置決めされる。ピストン１５の位置は、連絡バー５４を介してポテンショメータ５２に伝えられ、検出ロッド５３の位置によって得られるフィードバック値が位置制御回路８１へと入力される。そのため、位置制御回路８１では、その弁開度指令値とフィードバック値との比較に基づいて操作量出力がなされ、更なるエア圧調整によって弁開度が制御される。
【００２６】従って、加圧室１９がエアによって加圧されると、可動するピストン１５と中空軸２０によって連結された弁体３５は、図１の状態からピストン１５に伴って上昇し、図２に示すように、Ｏリング３８が弁座３４から離間して入力ポート３２と出力ポート３３との間が開放される。そして、フィードバック制御された加圧室１９内のエア圧によってピストン１５の位置、即ち弁体３５のリフト量が決定され、この比例制御バルブ１に接続された真空チャンバー内の真空度が制御される。一方、加圧室１９内の圧力が下げられると、復帰バネ１４の付勢力によってピストン１５が押し下げられ、弁体３５は図２に示すように上昇した位置から下降し、そのＯリング３８が弁座３４へ当接して入力ポート３２と出力ポート３３との間が遮断される。
【００２７】ところで、本実施の形態の比例制御バルブ１でも、弁体３５のリフト量を正確に制御するには、ポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁開度指令値とが一対一の電気的対応関係にするためにゼロ・スパン調整する必要がある。しかしながら、本実施の形態の場合、従来のようにポテンショメータ５２を比例制御バルブ１に取り付けた後に行うのではなく、予めゼロ・スパン調整を行ったポテンショメータ５２を比例制御バルブ１へと取り付ける。ポテンショメータ５２のゼロ・スパン調整は、図示しない治具にポテンショメータ５２を取り付けて行う。治具は、ポテンショメータ５２をセットした時に、検出ロッド５３が比例制御バルブ１に組み付けた時と同じ位置（例えば、閉弁時の０ｍｍを示す位置）になるように、またスパンの位置（２８ｍｍ）になるように、スライドしてその検出ロッド５３を支持することができるものである。
【００２８】そこで、ポテンショメータ５２を治具に取り付けて検出ロッド５３の位置を０ｍｍにし、弁体３５のリフト量が０ｍｍになる弁開度指令値（例えば０Ｖ）の出力に合わせて、フィードバック値が例えば１．２Ｖになるように、ポテンショメータ５２が接続された増幅回路部の調整トリマを調整する。そして、次に、検出ロッド５３の位置を２８ｍｍにし、弁体３５のリフト量が２８ｍｍになる弁開度指令値（例えば５．０Ｖ）の出力に合わせて、フィードバック値が例えば４．８Ｖになるように、ポテンショメータ５２が接続された増幅回路部の調整トリマを調整する。更に、微妙なズレを調整するために、０ｍｍ調整及び２８ｍｍ調整を３〜５回程度繰り返してゼロ・スパンを合わせ込む。これによって、ポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁開度指令値との電気的対応関係が一対一に決定付けられる。
【００２９】そして、このようにゼロ・スパン調整を行ったポテンショメータ５２を比例制御バルブ１へ組み付けた後、弁開度指令値に基づいてリフト量が０ｍｍ又は２８ｍｍになった弁体３５に対応するように検出ロッド５３を位置決めする。組み付けられたポテンショメータ５２の検出ロッド５３は、連絡バー５４の先端にネジ止めされた調整ネジ５６に押し当てられて位置決めされている。そのため、例えば、弁体３５の位置を０ｍｍとした場合に、その調整ネジ５６を回し、予め調整したポテンショメータ５２のフィードバック値が１．２Ｖになる高さに、検出ロッド５３を位置決めする。この調整によって、ポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁体３５における実際のリフト量との対応が整えられる。
【００３０】従って、本実施の形態では、予めポテンショメータ５２のフィードバック値と、弁開度指令値との電気的対応関係が一対一に決定付け、ポテンショメータ５２の組み付け後に、そのフィードバック値と弁体３５における実際のリフト量との対応をとるようにしたため、メンテナンスの度に電気的関係を調整する必要がなくなった。即ち、比例制御バルブ１を再組立した際には、再組立時の締付力の相違などによって弁体３５が動き始めた直後における弁開度（弁のリフト量）が変わることがある。しかし、そうした場合にも、調整ネジ５６を回して高さを調整することだけでゼロ・スパン調整を行うことができるようになった。
【００３１】次に、本実施の形態の比例制御バルブ１では、中空軸２０の軸受けとしてリニアブッシュ２２を使用しているが、従来はメタルブッシュが使用されていた。従来のようなメタルブッシュを使用した場合には、開閉動作を繰り返した後の中空軸とメタルブッシュとの抵抗が摩擦によって初期状態と大きく異なるため、圧力制御の応答性等にバラツキが生じてしまっていた。また、比例制御バルブ１では、弁体３５の弁体ブロック３７が入力ポート３２へと入り込むため（従来も同様な構成）、中空軸とメタルブッシュのようにクリアランスが大きいと、中空軸のガタによって円滑な動作を妨げたり、また、それを回避するために高い部品精度が要求されることから製作コストが高くなる問題があった。
【００３２】そこで、本実施の形態ではリニアブッシュ２２を使用したことで、中空軸２０との摺動抵抗が小さくなり、初期状態と開閉動作を繰り返した後とで圧力制御の応答性にバラツキがなくなった。また、リニアブッシュ２２にしたことで、中空軸２０とのクリアランスが小さくなり、中空軸２０のガタが小さくなった。半径方向のガタを実際の寸法公差から計算したところ、従来のメタルブッシュでは０．１７２〜０．３５６ｍｍ程度であったものが、リニアブッシュ２２にしたことで０．０８６ｍｍ以下に抑えることができた。これによって、開閉動作を円滑に行うことができるようになり、各部品の製作コストも抑えることができるようになった。
【００３３】次に、比例制御バルブ１の組立について説明する。ここで、図４は、バルブボディ３１を外した状態の比例制御バルブ１を示す側面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。比例制御バルブ１を分解する場合、先ず図４に示すように、バルブボディ３１を駆動部のエアポートブロック１３から外し、続いて支持体３６、金属ベローズ３９及びブラケット４０からなるベローズ組立６１を中空軸２０から外す。ベローズ組立６１は支持体３６によって中空軸２０に螺合しているため、ベローズ組立６１全体を支持体３６とともに回転させる。ところが、このとき中空軸２０も回転してしまったのではベロフラム１７を破いてしまう等の問題がある。そのため、その中空軸２０がピン２６によって固定されたピストン１５の回転が回転防止プレート２１によって規制される。
【００３４】シリンダカバー１１は、図４に示しように側面に窓１１ａが開設され、そこへピストン１５に固定された回転防止プレート２１が突設されている。また、その回転防止プレート２１の端面には更に位置決プレート６２がネジ止めされている。位置決プレート６２は、回転防止プレート２１の横幅とほぼ同じ長さで、ネジ６３の貫通する貫通孔が横広に形成されて回転防止プレート２１の端面に対して左右にずらせることができるようになっている。
【００３５】そこで、ベローズ組立６１を中空軸２０から外す場合には、ベローズ組立６１を左方向に回転させるため、位置決プレート６２を図４及び図５に示すように、シリンダカバー１１の窓１１ａの左側面に当てた状態で回転防止プレート２１へネジ止めする。これによってベローズ組立６１を左方向に回転させた場合に、中空軸２０及びピストン１５に左方向の回転力が加わっても、位置決プレート６２によって同方向の回転が規制される。逆にベローズ組立６１を組み付ける場合には、位置決プレート６２を窓１１ａの右側面に当てるようにして回転防止プレート２１へネジ止めすれば、右方向の回転が加わっても、位置決プレート６２によって同方向の回転が規制される。一方、比例制御バルブ１を駆動させる場合には、位置決プレート６２を回転防止プレート２１の端面の横幅に重ね合わせ、窓１１ａの左右の側面から離し、若しくはネジ６３を外すことにより、位置決プレート６２を取り外す。
【００３６】従って、回転防止プレート２１にネジ止めした位置決プレート６２の位置を変えることによって、ベローズ組立６１の取り外しの際にピストン１５を回転させることがない。そのため、ピストン１５と一体のベロフラム１７や、中空軸２０内に固定されたヒータ４２のヒータケーブル４３の捻りによる破損が防止される。ところで、このような回転防止は従来からも行われていたが、その場合、ピストンをシリンダカバーへ直接固定する方法が取られていたため、固定を外すのを忘れて比例制御バルブを駆動させてしまいバルブ自体を破損させるおそれがあった。しかし、本実施に形態では、万一そのようなことがあってもピストン１５がシリンダカバー１１と固定されていないため、位置決プレート６２が擦れるだけでバルブ自体の破損は防止される。
【００３７】以上、本発明に係る比例制御バルブの一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、前記実施の形態では、ポテンショメータ５２の検出ロッド５３の位置調整に調整ネジ５６を使用したが、ネジに限らず孔に圧入され摺動可能なピン部材のようなものであってもよい。また、前記実施の形態では、ピストン１５が円筒形であるため、ベローズ組立６１の付け外しを行う際に中空軸２０が回転しないように回転防止プレート２１及び位置決プレート６２を設けるようにしたが、シリンダカバー１１内に設けられたピストン１５がボールスプラインを構成するように構成し、又は、ピストン１５とシリンダカバー１１内との断面形状を非円形をした同形とし、回転を規制し軸方向への移動を可能にするようにしてもよい。また、摺動抵抗を小さくするリニアブッシュ２２に替えてボールスプラインを設けるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、弁体に連結された可動部材の移動をポテンショメータのフィードバック値に基づいてフィードバック制御し、弁体のリフト量に基づく弁の開度によって流量調節を行うものであって、前記ポテンショメータの検出ロッドと前記可動部材とを連絡する前記可動部材に固定された連絡部材に、前記検出ロッドの位置を調整する調整部材を備えるので、ポテンショメータの調整が簡単な比例制御バルブを提供することが可能となった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０６７６０
【氏名又は名称】シーケーディ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月４日（１９９９．６．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７００９
【弁理士】
【氏名又は名称】富澤 孝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４６２３６（Ｐ２０００−３４６２３６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１５７７０６ |
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