蝶式压力控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有隔离功能的蝶式压力控制阀，该蝶式压力控制阀在例如半导体制造工序中，能够确保高密封性，并且从微小流量到大流量准确地进行控制，并从大气压到低真空高速地进行压力控制。
【背景技术】
[0002]以往，有时在例如半导体制造工序中的作为真空容器的真空腔和真空泵之间设有具有隔离功能的压力控制阀。真空用隔离阀用于从真空腔排气或者停止排气而使真空腔内接近规定的真空压力，在利用该真空用隔离阀进行压力控制的情况下，要求在闭阀时确保高密封性，在调整流量时从微小流量到大流量准确地进行控制，即使从大气压到低真空进行压力变化的情况下也抑制阀开度的急剧的变化而防止紊流并防止颗粒的飞散，并且高精度且高速地进行压力控制。
[0003]作为在半导体制造工序中使用的真空用隔离阀，从构造能够简化、占用面积性的优越性等方面来看，使用蝶式的压力控制阀较有利。作为这种真空用隔离阀，例如提出了专利文献I的蝶式压力控制阀。该压力控制阀具有阀开闭机构，该阀开闭机构包括:座环，其能够在流路的方向上往复运动而与阀芯接触分离；空气流路，其在使座环从阀芯分离的方向上供给空气；以及弹簧，其用于在阀芯方向上对座环施力。在该阀中，利用来自空气流路的空气供给和弹簧的作用力，使座环与阀芯接触分离，使阀芯旋转，从而高精度地进行流量控制。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-60133号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]然而，在专利文献I的蝶式压力控制阀中，安装于阀体侧的座环通过由电-气比例阀进行的空气驱动来进行动作，因此由该空气的压缩性带来的响应性存在极限。在半导体制造的排气系统中，有时要求更高速的真空压力控制，有时需要发挥超过空气驱动的响应性来高速地实施微小流量时的动作。
[0009]在该压力控制式阀中，由于是通过利用空气驱动进行的座环的动作和利用马达驱动进行的阀芯的旋转的组合而进行控制，因此存在由于由这些空气驱动系统和机械驱动系统形成的构造导致内部复杂化而使得整体大型化的倾向。因此，期望能够以更简单的构造实现小型化。
[0010]由于分成空气驱动系统和机械驱动系统，因此容易在由于某种原因向空气驱动系统进行的空气供给停止或者停电的情况下等动力源异常时发生错误动作。特别是，在空气供给停止了的情况下，即使阀芯不在闭位置也欲仅使座环强制地返回闭位置，从而有可能成为错误动作的原因。在这样的异常时，期望的是能够紧急并安全地停止。
[0011]本发明是鉴于上述的课题点进行专心研宄而开发完成的，其目的在于提供一种蝶式压力控制阀，其是适合于在真空区域内进行压力控制的情况的蝶式压力控制阀，其中，通过来自相同驱动源的动力，能够发挥高密封性，并且从微小流量到大流量准确地进行流量控制，能够发挥隔离功能而从大气压到低真空确保安全地进行高速的压力控制，并且以简单的构造实现了小型化。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了达到上述目的，技术方案I的发明是一种蝶式压力控制阀，该蝶式压力控制阀具有阀开闭机构，该阀开闭机构包括:阀芯，其能够在相对于阀体内的流路垂直的方向上旋转；座环，其能够在流路的方向上往复运动而使阀座密封部与阀芯接触分离；凸轮机构，其用于使该座环从阀芯分离且使阀芯旋转；以及往复运动机构，其用于使座环在阀芯方向上往复运动，该阀开闭机构是如下的开闭机构:在通过凸轮机构使座环从阀芯分离了的状态下使该阀芯无滑动地旋转，在阀芯旋转到闭阀状态时通过凸轮机构和往复运动机构使座环与阀芯接触分离，从而控制流路内的压力；将该阀开闭机构设置为能够由相同驱动源进行驱动。
[0014]技术方案2的发明是一种蝶式压力控制阀，其中，驱动源是马达，与该马达的输出轴同轴地将凸轮机构的凸轮构件安装于阀体的外侧，在该凸轮构件设有:凸轮面，其用于使往复运动机构动作而使座环往复运动；以及凸轮槽，其用于使齿轮齿条机构动作，该齿轮齿条机构用于使阀芯旋转。
[0015]技术方案3的发明是一种蝶式压力控制阀，其中，往复运动机构是如下的机构，其具有:连接棒，其固定于座环；弹簧，其在阀芯方向上对座环施力；以及2个四分之一圆状的杆，其设于阀体的外周侧，通过与凸轮面抵接的辊而以向流路的垂线为中心旋转；各杆伴随着凸轮构件的旋转而旋转，从而经由连接棒使座环往复运动。
[0016]技术方案4的发明是一种蝶式压力控制阀，其中，将齿轮齿条机构设于凸轮机构的下部，该齿轮齿条机构是如下的机构，其具有相对于阀体滑动自如的滑动构件，设于该滑动构件的上表面侧的销与凸轮槽卡合，且设于中央附近的齿条与设于阀杆的小齿轮相啮合，通过凸轮构件的旋转，滑动构件经由销和凸轮槽进行滑动，通过该滑动使阀芯经由齿条和小齿轮旋转。
[0017]技术方案5的发明是一种蝶式压力控制阀，其中，将凸轮面设于所述凸轮构件的外周面，将凸轮槽设于凸轮构件的内侧，该凸轮面和凸轮槽形成于凸轮构件中的如下位置:座环和阀芯连续地动作，且相互的动作不干扰。
[0018]发明的效果
[0019]根据技术方案I的发明，其特别是一种适合于在真空区域内进行压力控制的情况的蝶式压力控制阀，通过来自相同驱动源的动力，利用由凸轮机构、往复运动机构进行的机械动作，能够发挥高密封性，并且从微小流量到大流量连续地进行控制而准确地进行流量控制，并能够发挥隔离功能而从大气压到低真空高速地进行压力控制，特别是，能够通过提高在微小流量时的座环的响应性而进行高精度的流量控制。通过由相同驱动源驱动阀开闭机构，能够做成简单的构造而实现小型化，这在成本、占用面积的方面较有利。即使在发生停电等的情况下，座环与阀芯不会干扰就能够安全地停止，能够避免错误动作、故障的产生。
[0020]根据技术方案2的发明，通过将凸轮构件设于阀体的外侧，该凸轮构件不会露出到流路侧，能够防止颗粒的产生、反应生成物的附着而对高纯度的流体进行流量控制。通过来自作为驱动源的马达的输出轴的旋转使凸轮构件旋转，经由该凸轮构件使往复运动机构动作而使座环往复运动，并使齿轮齿条机构动作而使阀芯旋转，从而能够由相同的马达经由I个凸轮构件进行由座环的动作进行的闭阀密封和在微小流量区域的压力控制，且能够进行由阀芯的旋转进行的在大流量区域的压力控制。
[0021]根据技术方案3的发明，由于往复运动机构不会露出到流路侧，因此能够防止颗粒的产生、反应生成物的附着。在凸轮构件向开阀方向旋转时，通过该凸轮构件的旋转，经由辊通过杆使连接棒向按压方向旋转而使座环从阀芯分离，在凸轮构件向闭阀方向旋转时，能够在弹簧的弹性作用力的作用下使座环切实地返回至规定的位置，从而能够在发挥高密封性的同时维持闭阀状态。
[0022]根据技术方案4的发明，能够通过齿轮齿条机构使凸轮构件的旋转减速并且传递到阀芯，并能够细微地控制阀芯的中间开度而准确地进行流量控制。由于不使齿轮齿条机构露出到流路内就能够小型化，因此能够减小设置空间。
[0023]根据技术方案5的发明，能够使座环和阀芯连续地且不相干扰地动作，并且经由凸轮构件将来自驱动源的动力机械地传递到阀芯、座环，因此能够在从闭阀直到开阀状态进行高速且平稳的高精度的流量控制。
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明的蝶式压力控制阀的一实施方式的局部省略剖视图。
[0025]图2是图1的局部剖切主视图。
[0026]图3是图2的A — A放大剖视图。
[0027]图4(a)是表示凸轮构件的俯视图。图4(b)是图4(a)的C 一 C剖视图。
[0028]图5是图2的B — B放大剖视图。
[0029]图6 (a)是表不闭阀时的杆的状态的局部放大俯视图。图6 (b)是表不座环的开状态下的杆的状态的局部放大俯视图。
[0030]图7是表示闭阀时的状态的说明图。
[0031]图8是表示座环的开状态的说明图。
[0032]图9是表示开阀时的状态的说明图。
【具体实施方式】
[0033]以下，基于附图对本发明的蝶式压力控制阀的优选实施方式详细地进行说明。图1、图2所示的本发明的蝶式压力控制阀，例如设于半导体制造工序的未图示的管路的真空腔与真空泵之间的真空排气侧，并具有