KR100907328B1 - 에어 오퍼레이팅 밸브 - Google Patents

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Abstract

값이 싼 에어 오퍼레이팅 밸브를 제공하기 위해, 피스톤과, 조작 에어를 이용하여 피스톤을 습동하는 실린더와, 피스톤의 습동에 의하여 구동되는 밸브부를 포함하는 에어 오퍼레이팅 밸브에 있어서, 실린더는, 중공부를 구비하는 외장 부재와, 외장 부재의 중공부에 장전되어 피스톤이 습동되는 제1, 제2 피스톤실을 형성하는 내장 부재를 구비한다.
에어 오퍼레이팅 밸브, 피스톤, 중공부, 피스톤실

Description

에어 오퍼레이팅 밸브{AIR-OPERATED VALVE}
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 단면도이고,
도 2는, 도 1에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 평면도이고,
도 3은, 도 1에 도시된 제1 피스톤와 제2 피스톤의 중앙 종단면도이고,
도 4는, 도 1에 도시된 내장 부품의 외관 사시도이고,
도 5는, 도 1에 도시된 캡과 베이스와 외장 부재의 관계를 도시한 단면도이고,
도 6은, 도 1에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브이고, 조작 에어 유로 구조를 도시한 도면이고,
도 7은, 본 발명의 제２ 실시 형태에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 단면도이고,
도 8은, 본 발명의 제３ 실시 형태에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 단면도이고, 캡이 밸브 개폐 검지 센서를 구비하는 것을 도시한 것이고,
도 9는, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 평면도이고,
도 10은, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 캡에, 스트로크 조정 손잡이를 설치한 도면이고,
도 11은, 도 10에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 평면도이고,
도 12는, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 캡에, 개폐 표시기를 설치한 도면이고, 밸브 닫힘 상태를 도시한 것이고,
도 13은, 도 12에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 열림 상태를 도시한 것이고,
도 14는, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 캡를, 인스턴트 조인트를 구비한 캡으로 교환한 도면이고,
도 15는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 단면도이고, 캡이 급배기 포트만을 구비하는 것을 도시한 것이고,
도 16은,도 15에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 평면도이고,
도 17은,도 15에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 옵션 플레이트를, 밸브 개폐 검지 센서를 구비하는 옵션 플레이트로 교환한 도면이고,
도 18은, 도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 평면도이고,
도 19는, 도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브에 스트로크 조정 손잡이를 장착한 경우의 단면도이고,
도 20은, 도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브에 개폐 표시기를 장착한 경우의 단면도이고,
도 21은,도 15에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 캡를 구성하는 옵션 플레이트를, 인스턴트 조인트를 장착한 옵션 플레이트로 교환한 도면이고,
도 22는, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브를, 노멀 클로즈 타입의 ３단 식 에어 오퍼레이팅 밸브의 내부 구조를 도시한 도면이고,
도 23은, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브를, 노멀 클로즈 타입의 １단식 에어 오퍼레이팅 밸브로 변형한 경우의 내부 구조를 도시한 도면이고,
도 24는, 도 23에 도시된 노멀 클로즈 타입의 １단식 에어 오퍼레이팅 밸브를 노멀 오픈 타입으로 변경한 경우의 내부 구조를 도시한 도면이고,
도 25는, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브를 구성하는 내장 부품의 변형 예를 도시한 도면이고,
도 26은, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브를 구성하는 외장 부재의 변형 예를 도시한 도면이고,
도 ２７은, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 외장 부재를 캡과 베이스에 연결하는 연결 구조의 변형 예를 도시한 도면이고,
도 28은, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 외장 부재를 캡와 베이스에 연결한 연결 구조의 변형 예를 도시한 도면이고,
도 29는, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 외장 부재를 캡과 베이스에 연결한 연결 구조의 변형 예를 도시한 도면이고,
도 ３０은, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 변형 예이고, 압입부에 O자 링(마찰 부재)를 장착한 것을 도시한 도면이고,
도 31은, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브의 단면도이다.
일본 특허 공개 : ２００５－２１４２３１
본 발명은, 조작 에어를 이용하여 피스톤을 실린더 내에서 습동시키는 것에 의하여 밸브부를 구동시키는 에어 오퍼레이팅 밸브에 관한 것이다.
조작 에어를 이용하여 피스톤을 실린더 내에서 습동시키는 것에 의하여 밸브부를 구동시키는 에어 오퍼레이팅 밸브로서는, 예를 들면 도 31에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)가 있다.
에어 오퍼레이팅 밸브(1100)는, 본체(1101)에 액추에이터부(1110)를 설치하고, 또한, 액추에이터부(1110)를 강제적으로 구동시키는 수동기구(1120)를 액추에이터부(1110)에 설치하는 외관을 구성하고 있다.
본체(1101)는, 1차측 유로(1102)와 2차측 유로(1103)의 사이에 밸브 시트(1104)가 마련되어 있다. 다이어프램(1105)은, 본체(1101)에 홀더(1106)를 이용하여 어댑터(1107)를 체결하는 것에 의하여, 본체(1101)와 홀더(1106)의 사이에 외연부가 협지되어 있다. 스템(1108)은 홀더(1106)에 습동이 자유롭게 장전되고, 다이어프램(1105)의 배압면에 접촉하고 있다. 액추에이터부(1110)는, 센터로드(center rod)(1118)를 스템(1108)에 맞대도록 어댑터(1107)에 체결되고, 본체(1101)에 장착된다.
액추에이터부(1110)에서는, 조작 에어의 내압성을 확보하기 위해, O자 링 이외의 구성 부품은 스테인리스 등의 강성을 갖는 금속으로 형성되어 있다. 액추에이 터부(1110)는, 중공 모양의 베이스(1111)와 캡(1112)을 나사식으로 접속하여 실린더를 구성한다. 베이스(1111)와 캡(1112)은, 칸막이판(1113)을 끼워 지지하고, 칸막이판(1113)으로 구분된 제1 피스톤실(1114)과 제2 피스톤실(1115)을 형성한다. 제1 피스톤실(1114)과 제2 피스톤실(1115)에서는, 제1 피스톤(1116)과 제2 피스톤(1117)이 습동 가능하게 장전되고, 가압실(1114a, 1115a)과 배압실(1114b, 1115b)로 기밀하게 구획된다.
센터로드(center rod)(1118)는, 제1 피스톤(1116)으로부터 칸막이판(1113)을 이용하여 제2 피스톤(1117)으로 관통되고, 제1, 제2 피스톤(1116, 1117)에 고정되어 있다. 제1 피스톤실(1114)의 배압실(1114b)에는 압축 스프링(1119)이 압축되는 방식으로 설치되고, 압축 스프링(1119)의 탄성력이 제1 피스톤(1116)과 센터로드(center rod)(1118)를 이용하여 스템(1108)에 작용하고, 다이어프램(1105)를 밸브 시트(1104)에 접합시킨다.
센터로드(center rod)(1118)에는, 상단면에서 중앙 부근까지 축선에 따라 주요 유로(1118a)가 천공 설치되고, 주요 유로(1118a)에 직교하도록 분기 유로(1118b, 1118c)가 형성되어 있다. 분기 유로(1118b, 1118c)는, 가압실(1114a, 1115a)에 연통하도록 형성되어 있다. 센터로드(center rod)(1118)는, 상단부가 캡(1112)에 형성한 급배기 유로(1112b) 내에 위치하고, 센터로드(center rod)(1118)의 유로(1118a, 1118b, 1118c)를 경유하여 가압실(1114a, 1115a)로 조작 에어를 공급하고, 또는, 가압실(1114a, 1115a)로부터 조작 에어를 배출하게 되어 있다. 한편, 캡(1112)에는, 배압실(1114b)에 연통하도록 제1 호흡공(1112a)이 형성 되어 있다. 또, 베이스(1111)에는, 배압실(1115b)에 연통하도록 제2 호흡공(1111a)이 형성되어 있다. 따라서, 액추에이터부(1110)는, 압축 스프링(1119)의 탄성력과, 가압실(1114a, 1115a)에 작용한 조작 에어의 압력의 밸런스에 대응하여 센터로드(center rod)(1118)가 도면 내 상하 방향으로 이동한다.
이와 같은 구성을 갖는 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)는, 조작 에어를 급배기 유로(1112b)에 공급하지 않는 때에는, 압축 스프링(1119)의 탄성력이 제1 피스톤(1116), 센터로드(center rod)(1118), 스템(1108)을 이용하여 다이어프램(1105)에 작용하고, 다이어프램(1105)을 밸브 시트(1104)에 접합시킨다. 이 경우, 1차측 유로(1102)에 공급된 제어 유체가 차단되고, 밸브 시트(1104)로부터 2차측 유로(1103)로 흐르지 않는다.
한편, 조작 에어를 급배기 유로(1112b)에 공급하고, 가압실(1114a, 1115a)의 내압이 압축 스프링(1119)의 탄성력을 극복한 경우에는, 센터로드(center rod)(1118)가 도면 내 위를 향하여 상승하여 스템(1108)으로부터 이격된다. 다이어프램(1105)은, 밸브 시트 방향으로 가압 되지 않게 되고, 자신의 반력에 의하여 밸브 시트(1104)로부터 떨어진다. 이 상태에서, 1차측 유로(1102)에 제어 유체를 공급하면, 제어 유체가 1차측 유로(1102)로부터 밸브 시트(1104)를 이용하여 2차측 유로(1103)로 흐르게 된다.
그 다음, 가압실(1114a, 1115a)의 조작 에어를 급배기 유로(1112b)로부터 배출하면, 압축 스프링(1119)의 탄성력보다도 가압실(1114a, 1115a)의 내압이 작아지고, 센터로드(center rod)(1118)가 하강한다. 센터로드(center rod)(1118)는, 스 템(1108)을 이용하여 다이어프램(1105)를 밸브 시트 방향으로 가압하고, 다이어프램(1105)을 밸브 시트(1104)에 접합시킨다. 이것에 의해, 유로가 차단되고, 1차측 유로(1102)에 공급된 제어 유체가 밸브 시트(1104)로부터 2차측 유로(1103)로 흐르지 않게 된다.
그렇지만, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)는, 강성이 높은 금속으로 된 베이스(1111)와 캡(1112)의 나사를 서로 끼워 실린더를 구성하고 있다. 이 베이스(1111)와 캡(1112)은 제1, 제2 피스톤실(1114, 1115)을 위한 큰 중공부를 형성하기 위해 가공되어 진다. 또, 제1, 제2 피스톤(1116, 1117)이 습동하는 습동면이 거칠게 형성되어 있다면, 제1, 제2 피스톤(1116, 1117)에 장착된 O자 링에 흠집이 생기고, 조작 에어가 가압실(1114a, 1115a)로부터 배압실(1114b, 1115b)로 누설된다. 이러한 흠집을 피하기 위해, 베이스(1111)와 캡(1112)은 향상된 표면 거칠기를 가진 각각의 습동면을 형성하도록 가공된다. 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)는, 금속재료를 이용하여 내압성을 확보하는 베이스(1111) 또는 캡(1112)에 다수의 절삭 가공을 하여, 금속재료를 필요없이 소비하기 때문에, 비용이 많이 소요되었다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이고, 저 비용의 에어 오퍼레이팅 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브는, 피스톤과, 조작 에어를 이용하여 피스톤이 습동하는 실린더와, 피스톤의 습동에 의하 여 구동되는 밸브부를 가지며, 여기서 실린더는, 중공부를 구비하는 외장 부재와, 외장 부재의 중공부에 장전되어 피스톤이 습동되는 피스톤실을 형성하는 내장 부재를 포함한다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 에어 오퍼레이팅 밸브는, 실린더의 기능을 피스톤을 습동시키는 기능과, 조작 에어에 대한 내압성을 확보하는 구조체로서의 기능으로 나누고, 전자의 기능을 달성하는 부재로서 내장 부재를 설치하고, 후자의 기능을 달성하는 부품으로서 외장 부재를 설치하고 있다. 그 때문에, 내장 부재는, 피스톤실을 구성하는 부분만 외장 부재보다 구조가 복잡하게 된다. 따라서, 본 발명의 에어 오퍼레이팅 밸브에 의하면, 외장 부재와 내장 부재에 다른 재료를 이용하여 재료의 적절한 이용을 도모하고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
다음에, 본 발명에 따른 에어 오퍼레이팅 밸브의 일 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
우선, 본 발명의 에어 오퍼레이팅 밸브의 제1 실시 형태를 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 단면도이다. 도 2는, 도 1에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 평면도이다.
제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 외장 부재(21)에 여러 개의 내장 부품(22A, 22B, 22C)으로부터 구성된 내장 부재(20)을 장전하고 외장 부재(21)의 양단 개구부를, 「제２ 폐쇄 플레이트」의 일례인　베이스(25)와, 「제１ 폐쇄 플레이트」의 일례인　캡(26A)으로 폐쇄하는 것에 의하여 실린더(19)를 구성 하고, 실린더(19)의 벽을 외장 부재(21)와 여러 개의 내장 부재(20)에 의하여 이중 구조를 하고 있는 점에 특징이 있다.
＜전체 구성＞
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 제어 유체를 제어하는 밸브부(2)와, 밸브부(2)에 구동력을 주는 액추에이터부(3A)를 구비한다. 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 액추에이터부(3A)를 어댑터(11)를 이용하여 본체(4)에 연결하는 것에 의하여, 원주 모양의 외관을 구성한다.
밸브부(2)는, 본체(4)에 내장되어 있다. 본체(4)는, 스테인리스나 알루미늄 등, 강성과 내열성이 있는 금속재료를 원주 모양으로 형성한 것이다. 본체(4)의 하측면에는, 1차측 포트5와 2차측 포트6이 마련되어 있다. 한편, 본체(4)의 상측면에는, 설치 구멍(7)이 원주 모양으로 개설되어 있다. 설치 구멍(7)의 저벽 중앙부에는, 밸브 시트(8)가 환 모양으로 설치되고, 그 밸브 시트(8)를 이용하여 1차측 포트5와 2차측 포트6가 연통하고 있다.
밸브부(2)는, 본체(4)의 설치 구멍(7)에 다이어프램(9)을 장착하고, 다이어프램(9)의 외연부를 홀더(10)로 누르고, 설치 구멍(7)의 내주면과 홀더(10)의 외주면과의 사이에 삽입된 어댑터(11)를 본체(4)에 체결하는 것에 의하여, 다이어프램(9)의 외연부를 본체(4)와 홀더(10)의 사이에서 협지하고 있다. 다이어프램(9)은, 수지나 금속 등을 얇은 막 모양으로 형성하고, 변형 가능하게 한 것이다. 그리고, 홀더(10)와 어댑터(11)는, 내열성이나 강성을 갖는 금속을 재질로 하고 있다. 홀더(10)에는, 다이어프램(9)에 접촉하도록 금속제의 스템(13)이 장전되고, 스 템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 액추에이터부(3A)의 구동력을 전달하게 되어 있다.
액추에이터부(3A)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외관이 원주 형상을 하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액추에이터부(3A)는, 노멀 클로즈 타입의 에어 실린더 구조를 갖는다. 액추에이터부(3A)는, 「제1, 제2 피스톤」의 일례인　 피스톤(23, 24)을 수납하는 실린더(19)를, 여러 개의 부품, 구체적으로는 외장 부재(21)와 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 베이스(25)와 캡(26A)으로 분할하여 구성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액추에이터부(3A)는, 파이프 모양의 외장 부재(21)에 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 피스톤(23, 24)을 교대로 장전하고, 외장 부재(21)의 양단 개구부에 베이스(25)와 캡(26A)을 설치하는 것에 의하여, 베이스(25)와 캡(26A) 사이에 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 끼워 넣어 지지하고, 실린더(19)의 벽을 이중 구조로 하고 있다. 내장 부품(22A, 22B, 22C)은, 외장 부재(21)의 내부에 대하여 중첩된 상태로 고정되고, 제1 피스톤실(27)과 제2 피스톤실(28)을 형성한다. 피스톤(23, 24)은, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)에 습동 가능하게 장전되고, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 가압실(27a, 28a)과 배압실(27b, 28b)로 각각 구획되어 있다. 제2 피스톤실(28)의 배압실(28b)에는, 「탄성 부재」의 일례인 압축 스프링(29A)이 압축되어 설치되고, 피스톤(23, 24)에 도면 내 아래 방향(밸브 시트 방향)의 힘을 항상 부여하고 있다.
이와 같이, 액추에이터부(3A)는, 개별적으로 설치된 외장 부재(21), 내장 부 품(22A, 22B, 22C), 피스톤(23, 24), 베이스(25), 캡(26A)를 조합시켜 실린더(19)를 구성한다. 그리고, 액추에이터부(3A)는, 어댑터(11)을 이용하여 본체(4)에 고정된다. 그 때문에, 부품의 치수나 조립의 불규칙성에 따라서는, 피스톤(23, 24)이 밸브 시트(8)에 대하여 같은 축 상에 배치되지 않는 것이 있다. 그러나, 피스톤(23, 24)은, 원주 모양의 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 구동력을 전달한다. 그 때문에, 피스톤(23)이 스템(13)에 접합한 위치가 축선으로부터 약간 빗나간 경우에도, 스템(13)이 다이어프램(9)에 면 접촉하여 구동력을 분산하여 전달하기 때문에, 다이어프램(9)을 밸브 시트(8)에 대하여 원주 방향으로 균일한 힘으로 밀착하여 접속시키는 것이 가능하다.
상기 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 캡(26A)에 상단면 중앙부에 설치된 급배기 포트(85)를 이용하여 조작 에어를 공급하거나 배기한다. 급배기 포트(85)는, 피스톤(23, 24)에 형성한 내부 유로(후술)를 이용하여 제1, 제2 피스톤실(27, 28)의 가압실(27a, 28a)에 연통한다. 또, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 외장 부재(21)의 내주면과 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 외주면의 사이에, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)의 배압실(27b, 28b)을 어댑터(11)에 형성되는 호흡공(12)에 연통시키기 위한 도통 유로(31)가 여러개 형성되어 있다. 따라서, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 압축 스프링(29A)의 탄성력(반발력)과, 가압실(27a, 28a)의 내압과의 밸런스에 대응하여, 피스톤(23, 24)이 축선 방향으로 이동하고, 밸브부(2)에 구동력을 전달하는 것이 가능하다.
＜피스톤의 구성＞
도 3은, 도 1에 도시된 피스톤(23)과 피스톤(24)의 중앙 종단면도이다.
피스톤(23, 24)은, ＰＰＳ(폴리페닐렌 황화물(polyphenylene sulfide)), ＰＢＴ(폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)), ＰＯＭ(폴리 아세탈(polyacetal)), ＰＡ(폴리아미드(polyamide)), ＰＶＤＦ(폴리비닐리덴 플루오르화물(polyvinylidene fluride)) 등, 내열성이 있고 경량인 수지를 사출 성형한 수지 성형물이다.
피스톤(23)은, 피스톤부(41)에, 「제1 피스톤 로드」의 일례인　피스톤 로드(42)와, 피스톤 로드(43)를 일체로 형성한 것이다. 피스톤부(41)는, 원주 모양을 하고, 외경 치수가 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 각 내경 치수와 거의 같은 지름으로 되어 있다. 피스톤부(41)에는, 고무나 수지등의 탄성 재료로 설치된 O자 링등의 실링 부재(33)(도 1 참조)를 장착하기 위한 장착구(44)가 외주면을 따라 환 모양으로 마련되어 있다. 또, 피스톤 로드(42, 43)에도, 고무나 수지 등의 탄성 재료로 설치된 O자 링 등의 실링 부재(32, 34)(도 1 참조)를 장착하기 위한 장착구(45, 46)가 외주면을 따라 환 모양으로 마련되어 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(23)에는, 「바이패스 유로」의 일부를 구성한 주요 유로(47)와, 「제１ 분기 유로」의 일례인　분기 유로(48)에 의하여 Ｔ자 모양으로 형성된 내부 유로가 마련되어 있다. 주요 유로(47)는, 피스톤 로드(43)의 단면 중앙부에서 축선을 따라 분기 유로(48)까지 형성되어 있다. 분기 유로(48)는, 가압실(27a)에 대응하는 위치이고, 피스톤 로드(42)의 장착구(45)와, 피스톤 로드(42)가 피스톤부(41)에 접속한 기단부(基端部)의 사이에 마련되어 있 다. 분기 유로(48)는, 피스톤 로드(42)의 지름 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 분기 유로(48)는, 단면의 가로 폭이 넓은 직사각형 모양을 하고 있다.
한편, 피스톤(24)은, 피스톤부(51)에, 「제2 피스톤 로드」의 일례인　피스톤 로드(52)를 일체로서 형성한 것이다. 피스톤부(51)는, 원주 모양을 하고, 외경 치수가 내장 부품(22A, 22B, 22C) 각각의 내경 치수와 거의 같은 지름으로 되어 있다. 피스톤부(51)에는, 고무나 수지등의 탄성 재료로 설치된 O자 링 등의 실링 부재(35)(도 1 참조)를 장착하기 위한 장착구(53)가 외주면을 따라 환 모양으로 마련되어 있다. 한편, 피스톤 로드(52)는, 피스톤 로드(42)와 거의 동일한 형상이다. 피스톤 로드(52)는, 고무나 수지 등의 탄성 재료로 설치된 O자 링 등의 실링 부재(36)(도 1 참조)를 장착하기 위한 장착구(54)가 외주면을 따라 환 모양으로 마련되어 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(24)에는, 「바이패스 유로」의 일부를 구성하는 주요 유로(55)와, 「제２ 분기 유로」의 일례인 분기 유로(56)를 Ｔ자 모양으로 형성하는 내부 유로가 마련되어 있다. 주요 유로(55)는, 피스톤부(51)의 단면 중앙부에서 축선을 따라 분기 유로(56)까지 형성되어 있다. 분기 유로(56)는, 캡(26A)의 삽입공(81)에 대응하는 위치이고, 피스톤 로드(52)의 장착구(53)보다 선단측에 마련되어 있다. 그 때문에, 분기 유로(56)는, 피스톤(23)에 설치되는 분기 유로(48)의 피스톤부(41)로부터의 거리와 비교하여, 피스톤부(51)로부터의 거리가 길어지고 있다. 분기 유로(56)는, 피스톤 로드(52)의 지름 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 분기 유로(56)는, 단면의 가로 폭이 넓은 직사각형 모양을 하고 있 다.
피스톤(24)은, 주요 유로(55)의 개구부에, 접합 오목부(57)가 주요 유로(55)와 동심원 모양으로 마련되어 있다. 접합 오목부(57)의 저벽에는, 연통로(58)가 방사형으로 형성되고, 주요 유로(55)를 흐르는 조작 에어의 일부를 연통로(58)를 이용하여 접합 오목부(57)로 유도하고 있다.
또한, 피스톤(24)은, 피스톤 로드(24)의 기단부(基端部)가 확경되어 가이드부(59)를 구비한다. 가이드부(59)는, 압축 스프링(29A)에 삽입되고, 압축 스프링(29A)을 축선 방향으로 안정시켜 신축시키기 위해 마련되어 있다.
이와 같은 피스톤(23, 24)은, 피스톤(23)의 피스톤 로드(43)를 피스톤(24)의 접합 오목부(57)에 끼우고, 단면을 접합시키는 것에 의하여, 피스톤(24)의 주요 유로(55)와 피스톤(23)의 주요 유로(47)가 연통한다.
다음에, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 실린더(19)를 구성하는 부품에 관하여 설명한다.
＜내장 부품의 구성＞
도 1에 도시된 내장 부품(22A, 22B, 22C)은, ＰＰＳ, ＰＢＴ, ＰＯＭ, ＰＡ, ＰＶＤＦ등, 내열성과 강성을 가지는 수지를 사출 성형한 수지 성형물이다. 내장 부품(22A, 22B, 22C)은, 동일 형상을 하고 있기 때문에, 여기에서는, 설명의 편의상, 내장 부품(22B)에 관하여 설명하고, 내장 부품(22A, 22C)의 설명을 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 내장 부품(22)은, 한쪽 방향이 개구된 컵 모양을 하고 있다. 내장 부품(22B)은, 측면이 원통 형상으로 형성되고, 측면의 개구부의 일단을 막도록 폐색 단면이 마련되어 있다. 내장 부품(22B)은, 외경 치수가 외장 부재(21)의 내경 치수와 거의 같은 지름으로 되고, 측면의 내경 치수는 피스톤부(51)의 외경 치수와 동일하게 되어 있다. 내장 부품(22B)의 측면은, 내장 부품(22B)을 외장 부재(21)에 장전한 때에 외장 부재(21)의 내주면에 접합하여 지지되기 위해, 두께가 얇게 되어 있다. 이것에 대하여, 내장 부품(22B)의 폐색단면(閉塞端面)은, 내장 부품(22B)을 외장 부재(21)에 장전한 때에 외장 부재(21)의 중공부를 구분하여 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 형성하는 칸막이 판으로 되기 때문에, 조작 에어에 대한 내압성을 확보하도록 두께가 마련되어 있다.
도４는, 도 1에 도시된 상태로부터 상하 방향으로 놓여진 내장 부품(22B)의 외관 사시도이다.
내장 부품(22B)은, 폐색단면(閉塞端面)의 중앙부에 피스톤(23)의 피스톤 로드(43)(내장 부품(22A, 22C)의 경우는 피스톤 로드(42, 52)를 관통하기 위한 관통공(61)이 마련되어 있다. 폐색단면(閉塞端面)의 외면에는, 관통공(61)과 동심원상에 환 모양의 홈(62)이 형성되어 있다. 그리고, 폐색단면(閉塞端面)의 외면에는, 관통공(61)과 환 모양의 홈(62)의 사이에서 외경 방향으로 길게, 안내 홈(63)이 여러 개 형성되어 있다. 그리고, 내장 부품(22B)의 외주면에는, Ｄ 절단 통로(64)가 안내 홈(63)으로부터 연속하도록 축선과 평행하게 형성되어 있다. 내장 부품(22B)은, 측면의 개구단부에 Ｄ 절단 통로(64)와 연속하도록, 절결부(65)가 형성되어 있다.
＜외장 부재, 베이스, 캡의 구성＞
도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(25)와 캡(26A)은, 외장 부재(21)의 양단부를 코킹하는 것에 의해 고정되고, 액추에이터부(3A)의 외관을 구성한다. 금속제의 외장 부재(21)와 베이스(25)와 캡(26A)은, 수지제의 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 주위를 감싸고 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 강도를 보완한다.
도５는, 도 1에 도시된 캡(26A)과 베이스(25)와 외장 부재(21)의 관계를 도시한 단면도이다.
외장 부재(21)는, 양단이 개방된 원통 형상을 한다. 외장 부재(21)는, 스테인리스 등의 강성을 갖는 금속을, 인발 가공 또는 압출 가공으로부터 얇은 두께의 파이프 모양으로 성형하고, 그 인발관 또는 압출관을 소정의 길이로 절단한 것이다. 외장 부재(21)의 전체 길이는, 내장 부품(22A, 22B, 22C) 을 중첩시켜, 피스톤실을 몇개 설치하는 가에 의해 결정된다. 또, 외장 부재(21)의 두께는, 조작 에어에 대한 내압성을 고려하여 결정된다. 제1 실시 형태로는 0.5 mm가 제시된다.
＜베이스·캡＞
베이스(25)와 캡(26A)은, 압축 스프링(29A)의 탄성력에 대항하여 내장 부품(22A, 22B, 22C)를 중첩시켜 외장 부재(21)에 수납하도록, 외장 부재(21)의 양단부를 막고, 외장 부재(21)의 내부에 공간(간극)을 형성한다. 베이스(25) 및 캡(26A)은, 스테인리스나 알루미늄 등, 강성을 갖는 금속을 재질로 하는 원주 형상을 한다. 또, 캡(26A)과 베이스(25)는, 내장 부품(22A, 22C)의 폐색단면(閉塞端面)에 접합하여, 내장 부품(22A, 22C)을 지지한다.
베이스(25)는, 최대 외경 치수가 외장 부재(21)의 외경 치수와 같은 지름이 거나, 보다 큰 원주 모양을 하고, 중앙부에 연결공(71)이 관통하여 마련되어 있다. 연결공(71)의 내주면에는, 어댑터(11)의 외주면에 설치된 수나사를 체결하기 위한 암컷 나사가 형성되어 있다. 베이스(25)의 한 끝면에는, 연결공(71)과 같은 축상에, 내장 부품(22A)의 위치를 결정하기 위한 위치 결정 오목부(72)가 마련되어 있다. 그리고, 위치 결정 오목부(72)가 형성되는 단면의 외주에는, 외장 부재(21)의 개방단부를 압입(壓入)하기 위해, 압입대를 갖는 압입부(73)가 마련되어 있다. 또한, 베이스(25)의 외주면에는, 압입부(73)보다 내측에, 외장 부재(21)의 단부를 코킹하여 안 쪽으로 변형시키기 위한 코킹홈(74)이 환 모양으로 형성되어 있다.
캡(26A)은, 최대 외경 치수가 외장 부재(21)의 외경 치수와 같은 지름이거나, 보다 큰 원주 모양을 한다. 캡(26A)은, 삽입공(81)이 한 끝면 중앙부에 원주 모양으로 개설되어 있다. 삽입공(81)은, 피스톤(24)의 피스톤 로드(52)가 비접촉으로 삽입할 수 있도록 형성되어 있다. 캡(26A)의 한 끝면에는, 고무나 수지등의 탄성 재료로 된 O자 링 등의 실링 부재(37)(도 1 참조)을 장착하기 위한 장착구(82)가, 삽입공(81)의 주위에 환 모양으로 마련되어 있다. 장착구(82)는, 내장 부품(22C)의 환 모양 홈(62)에 대응한다. 캡(26A)의 한 끝면 외주에는, 외장 부재(21)의 개방단부를 압입하기 위해, 압입대를 갖는 압입부(83)가 마련되어 있다. 그리고, 캡(26A)의 외주면에는, 압입부(83)보다 내측에, 외장 부재(21)의 단부를 코킹하여 안 쪽으로 변형시키기 위한 코킹홈(84)이 환 모양으로 형성되어 있다. 이와 같은 캡(26A)은, 다른 단면 중앙부로부터 삽입공(81)에 연통하도록 급배기 포트(85)가 마련되어 있다.
＜에어 오퍼레이팅 밸브의 조립 방법＞
다음에, 상기 구성 요소를 구비한 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 조립 방법에 관하여 일례를 설명한다.
우선, 본체(4)의 설치 구멍(7)에 밸브 시트(8)을 고정하고, 설치 구멍(7)에 다이어프램(9)를 설치한다. 그리고, 다이어프램(9)의 외연부를 누르도록 홀더(10)를 본체(4)의 설치 구멍(7)에 삽입하고, 홀더(10)에 스템(13)을 끼워 넣은 후, 어댑터(11)를 본체(4)에 체결하여 고정한다. 이것에 의해 밸브부(2)가 조립된다.
그리고, 액추에이터부(3A)를 조립한다. 피스톤(23, 24)의 장착구(44, 45, 46, 53, 54)에, 실링 부재(32, 33, 34, 35, 36)을 장착한다. 그리고, 외장 부재(21)의 일단 개구부에 베이스(25)의 압입부(73)를 압입한다. 그리고, 내장 부품(22A), 피스톤(23), 내장 부품(22B), 피스톤(24), 압축 스프링(29A), 내장 부품(22C)를 외장 부재(21)에 장전한다. 이 때, 피스톤(23)의 피스톤 로드(42)가 내장 부품(22A)의 관통공(61)과 베이스(25)에 관통된다. 그리고, 내장 부품(22C)의 관통공(61)으로부터 바깥쪽으로 돌출하는 피스톤 로드(52)를 관통하도록 캡(26A)을 외장 부재(21)의 개구단부에 끼워 맞추어, 내장 부품(22C)의 환 모양 홈(62)과 캡(26A)의 장착구(82)의 사이에서 실링 부재(37)을 누르도록, 외장 부재(21)의 다른 단의 개구부에 캡(26A)의 압입부(83)를 압입한다. 이 단계에서, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 피스톤(23, 24)과 압축 스프링(29A)이 외장 부재(21) 내에 임시 지지 된다. 그리고 나서, 외장 부재(21)의 양단부를, 베이스(25)와 캡(26A)의 코킹홈(74, 84)에 따라 코킹하여 고정한다.
그 후, 액추에이터부(3A)를 밸브부(2)에 연결한다. 즉, 본체(4)에 나사식으로 설치된 어댑터(11)를 베이스(25)의 연결공(71)에 체결한다. 이 때, 베이스(25)로부터 바깥쪽으로 돌출하는 피스톤(23)의 피스톤 로드(42)가 스템(13)에 돌출 접촉하여, 피스톤(23, 24)에 작용하는 압축 스프링(29A)의 탄성력을 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 전달하고, 다이어프램(9)을 밸브 시트(8)에 접합시킨다. 이상으로 조립이 완료된다.
＜조작 에어 유로 구조＞
상기와 같이 조립하는 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 조작 에어 유로 구조에 관하여 설명한다. 도 6은, 도 1에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)이고, 조작 에어 유로 구조를 도시한 도면이다.
급배기 포트(85)는, 캡(26A)의 삽입공(81), 피스톤(24)의 분기 유로(56), 주요 유로(55), 피스톤(23)의 주요 유로(47), 분기 유로(48)를 이용하여 제1 피스톤실(27)의 가압실(27a)에 연통하여 있다. 또, 급배기 포트(85)는, 캡(26A)의 삽입공(81), 피스톤(24)의 분기 유로(56), 주요 유로(55), 연통로(58), 접합 오목부(57)를 이용하여 제2 피스톤실(28)의 가압실(28a)에 연통하고 있다.
이와 같이, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에는, 피스톤(23, 24)에 설치하는 유로(47, 48, 55, 56)에 의하여, 가압실(27a, 28a)에 조작 에어를 공급, 배출하기 위한 유로가 형성된다.
또, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 도면 내 도트 해칭(dot hatching)으로 도시된 바와 같이, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)의 배압실(27b, 28b)을 어댑터(11)에 설치하는 １개의 호흡공(12)에 도통시키기 위한 도통 유로(31)를 구비한다.
내장 부품(22A, 22B, 22C)은, 외주면에 형성된 D 절단 통로(64)에 의하여 외장 부재(21)와의 사이에 공간을 형성한다. 제1 피스톤실(27)의 배압실(27b)은, 내장 부품(22A)의 절결부(65)와, 내장 부품(22B)의 안내 홈(63)을 이용하여, 내장 부품(22A)의 D 절단 통로(64)에 의하여 설치된 공간에 연통된다. 제2 피스톤실(28)의 배압실(28b)은, 내장 부품(22B, 22C)에 설치된 절결부(65)를 이용하여, 내장 부품(22B, 22C)의 D 절단 통로(64)에 의하여 설치된 공간에 연통된다.
내장 부품(22A)의 폐색단면(閉塞端面)과 베이스(25)의 사이에는, 내장 부품(22A)에 설치되는 환 모양 홈(62)과 안내 홈(63)에 의하여 간극이 형성되어 있다. 이 간극은, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)의 사이에 형성되는 공간에 연통되는 한편, 어댑터(11)에 설치된 중공 구멍에 연통되어 있다. 어댑터(11)에는, 중공 구멍에 연통하도록 호흡공(12)이 형성되어 있다.
이와 같이, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과의 사이에 형성된 공간, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)의 사이에 형성된 공간, 내장 부품(22A)과 베이스(25)의 사이에 형성된 공간에 의하여, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)의 배압실(27b, 28b)을 어댑터(11)의 호흡공(12)에 연통시키기 위한 도통 유로(31)가 형성된다.
＜에어 오퍼레이팅 밸브의 동작 설명＞
다음에, 제1 실시 형태에 관련된 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 동작을 설명한다.
에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(4)에 설치된 설치 구멍(14)에 볼트(도시하지 않고)를 끼워 관통시키고, 그 볼트를 설치 플레이트나 반도체 제조 장치 등에 체결하는 것에 의하여, 설치 고정된다. 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 급배기 포트(85)가 급배기관(도시하지 않고)을 이용하여 급배기 제어 장치(도시하지 않고)에 접속되어, 조작 에어의 급배기를 제어한다.
에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 급배기 포트(85)에 조작 에어가 공급되지 않는 때에는, 압축 스프링(29A)의 탄성력에 의하여 피스톤(23, 24)이 밸브 시트 방향으로 내려가게 되고, 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)를 밸브 시트(8)에 접합시킨다. 그 때문에, 1차측 포트5에 공급되는 제어 유체는, 밸브 시트(8)로부터 2차측 포트6로 흐르지 않는다.
그 다음, 급배기 포트(85)에 조작 에어를 공급하면, 조작 에어는 피스톤(24)의 분기 유로(56), 주요 유로(55), 피스톤(23)의 주요 유로(47), 분기 유로(48)를 경유하여 제1 피스톤실(27)의 가압실(27a)로 공급된다. 또, 조작 에어는, 피스톤(24)의 분기 유로(56), 주요 유로(55), 연통로(58), 접합 오목부(57)를 이용하여 가압실(28a)로 공급된다. 가압실(27a, 28a)이 가압되고 압축 스프링(29A)의 탄성력을 극복하면, 피스톤(23, 24)은 배압실(27b, 28b)로부터 도통 유로(31)에 공기를 압출하여 호흡공(12)으로부터 배기하면서 도면 내 윗방향(밸브 시트(8)와 반대 방향)으로 원활히 상승하고, 피스톤 로드(42)를 스템(13)으로부터 이격시킨다. 이것에 의해, 다이어프램(9)은, 밸브 시트 방향으로 가압되지 않게 되고, 자신의 반력에 의하여 밸브 시트(8)로부터 멀어진다. 이 상태에서 1차측 포트5에 제어 유체를 공급하면, 제어 유체가 1차측 포트５로부터 밸브 시트(8)를 이용하여 2차측 포트6으로 흐른다.
또한, 그 다음, 급배기 포트(85)로부터 가압실(27a, 28a)의 조작 에어를 배출하여, 압축 스프링(29A)의 탄성력보다 가압실(27a, 28a)의 내압이 작아지면, 피스톤(23, 24)은 하강하여 피스톤 로드(42)를 스템(13)에 맞대고, 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 밸브 시트 방향의 힘을 부여한다. 이 때, 호흡공(12)으로부터 도통 유로(31)를 이용하여 배압실(27b, 28b)로 공기가 급기되기 때문에, 피스톤(23, 24)은 원활히 하강한다. 피스톤(23, 24)이 다이어프램(9)을 밸브 시트(8)에 접합시키고 유로를 차단하면, 제어 유체는 밸브 시트(8)로부터 2차측 포트6로 흐르지 않게 된다.
＜작용 효과＞
따라서 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에서는, 실린더(19)의 기능을 피스톤(23, 24)를 습동시키는 기능과, 조작 에어에 대한 내압성을 확보하는 등의 구조체로서의 기능으로 나누고, 전자의 기능을 달성하는 부재로서 내장 부품(22A, 22B, 22C)를 설치하고, 후자의 기능을 달성하는 부품으로서 외장 부재(21)를 설치하고 있다(도 1 참조). 그 때문에, 내장 부품(22A, 22B, 22C)은, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 구성하는 부분만 외장 부재(21)보다 구조가 복잡하게 된다. 따라서, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에 의하면, 외장 부재(21)에 고가인 재료를 사용하고, 내장 부재(20)(내장 부품(22A, 22B, 22C))에 값이 싼 재료를 사용하는 등, 외장 부재(21)와 내장 부품(22A, 22B, 22C)에 다른 재료를 이용하는 것에 의하여 재료의 적절한 이용을 도모하고, 비용 절감을 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에서는, 양단이 개구된 통 모양의 외장 부재(21)의 양단 개구부에 베이스(25)와 캡(26A)을 설치하여 폐쇄하고, 그 내부에 내장 부품(22A, 22B, 22C)를 배치하고 실린더(19)를 구성하기 때문에 (도 1 참조), 외장 부재(21)나 베이스(25), 캡(26A)을 컵 모양으로 형성하는 절삭 가공이 불필요하고, 절삭으로 삭제되는 필요없는 부분이 외장 부재(21)나 베이스(25), 캡(26A)에서는 없다. 따라서, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에 의하면, 가공비나 재료비를 삭감하고 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에서는, 종래 기술(도 31 참조)과 같이 별도 칸막이판을 설치하지 않아도, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 개구단면(開口端面)을 다른 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 개구단면(開口端面) 또는 폐색단면(閉塞端面)에 맞대도록 하여 중첩시키는 것에 의하여, 연속하여 설치되는 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 폐색단면(閉塞端面)으로 구분되는 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 형성한다(도 1 참조). 피스톤(23, 24)은, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 폐색단면(閉塞端面)에 설치된 관통공(61)에 피스톤 로드(42, 43, 52)를 관통시키고, 제1, 제2 피스톤실(27, 28) 내의 습동을 허용한다. 이와 같이, 여러 개의 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 조합시키는 것에 의하여 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 설치하여, 내장 부재(20)를 구성하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에 의하면, 내장 부품(22A, 22B, 22C)를 공동으로 사용하여, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 설치하는 것이 가능하고, 비용 절감을 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)이 사출 성형에 의한 수지 형성품이기 때문에, 가공시간이나 절삭 가공의 수가 적게 되고, 게다가, 피스톤(23, 24)이 미끄러져 접촉하는 측면 내벽의 면 거칠기를, 절삭 가공 등을 행하지 않고도 간단하게 향상시키는 것이 가능하고, 또한 가공비가 저가이다. 한편, 외장 부재(21)는, 인발 가공이나 압출 가공에 의하여 간단하게 형성한 금속 파이프이기 때문에, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)를 값이 싸게 제작할 수 있다. 이것에 더하여, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 외장 부재(21)에 장전하고, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 강도를 외장 부재(21)로 보완하기 위해, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 측면을 얇게 하여, 소형으로 할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에 의하면, 외장 부재(21)와 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 측면을 얇게 하는 것에 의하여 실린더(19)의 소형화를 도모하면서, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)의 가공비를 억제하고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)이 수지로 마련되고, 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 지지하는 외장 부재(21)와 베이스(25)와 캡(26A)을 강성을 갖는 금속으로 하기 때문에, 실린더(19)을 전부 금속으로 구성하는 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)보다 경량화할 수 있다. 구체적으로는, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)(도 1 참조)는, 수동기구(1120)를 제외하는 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)와 비교하여, 밸브 중량을 10% 가볍게 하는 것이 가능하다.
그리고, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 파이프 모양의 외장 부품(21)에 삽입하고, 외장 부재(21)의 양단부를 원주상의 베이스(25)와 캡(26A)에 코킹하여 고정하고, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 주위를 지지하도록 하고 있기 때문에, 실린더(19)를 간단하게 조립하는 것이 가능하다. 또, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)와 같이, 중공부를 설치하기 위한 절삭 가공 등을 베이스(25)와 캡(26A)에 실시할 필요가 없고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다. 또한, 외장 부재(21)는, 조작 에어에 대한 내압성을 확보할 수 있는 범위에서 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)를 구성하는 액추에이터부(1110)의 외경 치수를 바꾸지 않고, 피스톤(23, 24)의 피스톤 지름을 크게 할 수 있고, 그것에 의하여 압축 스프링(29A)의 스프링 하중을 올리고 실링의 성능을 올리는 것이 가능하다. 즉, 보다 큰 압력의 제어 유체를 제어하는 것이 가능하다.
또, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)의 사이에, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)의 배압실(27b, 28b)을 １개의 호흡공(12)에 도통시키는 도통 유로(31)를 갖기 때문에 (도 6 참조), 호흡공(12)을 형성하는 가공 수를 최소한으로 억제하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 피스톤(23, 24)이 수지를 사출 형성한 수지 형성품이기 때문에, 피스톤 제조시의 절삭 가공 수를 줄이고 비용 절감를 도모하는 것이 가능함과 동시에, 밸브 중량이 경량화되는 것이 가능하 다.
또한, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 주요 유로(47)를 흐르는 조작 에어를 제1 피스톤실(27)의 가압실(27a)에 공급하는 분기 유로(48)의 유로 단면이, 장방형 모양이다(도 3 참조). 밸브가 소형화되면, 그것에 따라, 가압실(27a)의 축선 방향의 폭(높이)이 낮아진다. 분기 유로(48)의 유로 단면이 환 형태인 경우, 유로 단면의 직경이 가압실(27a)의 높이로 제한되고, 유로 단면적을 넓히는 것이 가능하다. 그러나, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 분기 유로(48)의 유로 단면 가로 폭을 크게 하면, 유로 단면적을 가압실(27a)의 높이로 제한하지 않고, 유로 단면적을 넓히는 것이 가능하다. 구체적으로는, 분기 유로(48)의 축선 방향의 폭을 1 mm로 밖에 잡지 않는 경우, 분기 유로(48)를 직경 1 mm의 환 모양의 유로 단면으로 하기 보다, 세로 폭1 mm, 가로 폭 2.5 mm의 장방형 유로 단면으로 하는 편이, 유로 단면적을 약3 배 크게 확보 가능하게 한다. 따라서, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에 의하면, 분기 유로(48)를 이용하여 가압실(27a)에 조작 에어를 효율적으로 급배기할 수 있고, 양호한 응답성을 유지할 수 있다. 게다가, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)는, 유로 단면적을 크게 하기 때문에, 피스톤(23)의 전체 길이를 길게 하거나, 가압실(27a)의 용적을 크게 할 필요가 없다.
(제２ 실시 형태)
계속하여, 본 발명의 에어 오퍼레이팅 밸브의 제２ 실시 형태를 설명한다. 도 7은, 본 발명의 제２ 실시 형태에 관련된 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)의 단면도이 다.
제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)의 구성 부품을 여러 개 변경하여, 외장 부재(21)와 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 피스톤(23, 24)마다 상하 반전시키는 것에 의하여, 노멀 클로즈 타입의 액추에이터부(3A)를 노멀 오픈 타입의 액추에이터부(3B)로 변경하고 있는 점에 특징을 갖는다. 따라서, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)와 많은 부품이 공통되다. 따라서, 여기에서는, 제1 실시 형태와 서로 다른 점을 중심으로 설명하고, 공통된 점은 도면에 제1 실시 형태와 동일 부호를 붙이고, 설명을 적절히 할애한다.
＜전체 구성＞
에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에서는, 외장 부재(21)에, 하측에서 순서대로 내장 부품(22C), 피스톤(24), 내장 부품(22B), 피스톤(23), 내장 부품(22A)을 적층하고, 외장 부재(21)의 상하 단부를 캡(26A)과 베이스(25)에 코킹 고정하여, 액추에이터부(3B)를 구성하고 있다. 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 제2 피스톤실(28)의 배압실(28b)에, 「탄성 부재」의 일례인　 압축 스프링(29B)이 압축되어 설치되어 있다. 압축 스프링(29B)은, 피스톤(24)을 스템(13)으로부터 이격시키기 위해 필요한 힘을 확보하면 좋기 때문에, 평상시 밸브 닫힘 상태 때와 밸브 닫힘 저지력이 동일한 정도가 되도록, 제1 실시 형태의 압축 스프링(29A)보다 탄성력이 작은 것을 사용하고 있다. 이와 같은 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 압축 스프링(29B)의 탄성력에 의하여 피스톤(23, 24)이 올라가고, 피스톤 로드(52)를 스템(13)으로부터 이격 시킨다. 그 때문에, 다이어프램(9)은, 밸브 시트 방향으로 압력받지 않는다.
피스톤(23)은, 피스톤 로드(54)의 장착구(54)에 실링 부재(36)을 장착하고, 피스톤 로드(42)의 장착구４５에 실링 부재(32)를 장착하지 않는 상태에서 실린더(19) 내에 장전되어 있다. 피스톤(23)은, 실링 부재(32)가 장착되어 있지 않는 피스톤 로드(42)를 캡(26A)의 삽입공(81)에 삽입하는 것에 의하여, 피스톤 로드(42)의 외주면과 삽입공(81)의 내주면의 사이에 간극을 설치하고, 그 간극을 이용하여 급배기 포트(85)를 제1 피스톤실(27)의 가압실(27a)에 연통시키고 있다.
한편, 피스톤(24)의 경우는, 피스톤 로드(52)를 베이스(25)의 연결공(71)에 끼워 관통시키고 밸브부(2) 측에 진퇴 가능하게 배치한다. 피스톤(24)에서는, 강구나 탄성 부재를 구 모양을 한「차단 부재」의 일례인 고정 마개(90)가 주요 유로(55)에 압입되고, 주요 유로(55)를 기밀하게 막고 있다. 그 때문에, 캡(26A)의 급배기 포트(85)는, 삽입공(81)으로부터 피스톤(23)의 분기 유로(48), 주요 유로(47), 피스톤(24)의 연통로(58), 접합 오목부(57)을 이용하여 제2 피스톤실(28)의 가압실(28a)에 연통된다.
또한, 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에 있어서도, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 외주면에 형성된 D 절단 통로(64)에 의하여, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)의 사이에 여러 개의 도통 유로(31)가 형성되고, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)의 배압실(27b, 28b)을 호흡공(12)에 도통시킨다.
＜에어 오퍼레이팅 밸브의 동작 설명＞
이와 같은 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 급배기 포트(85)에 조작 에어를 공 급하고 있지 않는 때에는, 압축 스프링(29B)의 탄성력에 의하여, 피스톤(24)과 피스톤(23)이 위로 올라가게 된다. 그 때문에, 다이어프램(9)은, 스템(13)을 이용하여 밸브 시트 방향으로 가압 되지 않고, 자신의 반력에 의하여 밸브 시트(8)로부터 떨어져 있다. 이 상태에서 1차측 포트5에 제어 유체를 공급하면, 제어 유체가 1차측 포트5에 공급하는 제어 유체가 밸브 시트(8)를 이용하여 2차측 포트6에 흐른다.
이것에 대하여, 급배기 포트(85)에 조작 에어를 공급한 때에는, 조작 에어가, 삽입공(81)으로부터 제1 피스톤실(27)의 가압실(27a)에 공급됨과 동시에, 삽입공(81)으로부터 피스톤(23)의 분기 유로(48), 주요 유로(47), 피스톤(24)의 연통로(58), 접합 오목부(57)를 이용하여 제2 피스톤실(28)의 가압실(28a)에 공급되고, 가압실(27a, 28a)이 가압된다. 가압실(27a, 28a)의 내압이 압축 스프링(29B)의 탄성력을 극복하면, 피스톤(23, 24)이 배압실(28b, 27b)로부터 도통 유로(31)을 이용하여 호흡공(12)에 공기를 배기하면서 하강하고, 피스톤(24)의 피스톤 로드(52)를 스템(13) 맞대고, 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 밸브 시트 방향의 힘을 부여한다. 피스톤(23, 24)이 다이어프램(9)을 밸브 시트(8)에 접합시키면, 제어 유체가 1차측 포트5로부터 밸브 시트(8)를 이용하여 2차측 포트6에 흐르지 않게 된다.
그 다음에, 급배기 포트(85)로부터 가압실(27a, 28a)의 조작 에어를 배출하고, 압축 스프링(29B)의 탄성력이 가압실(27a, 28a)의 내압을 극복하면, 피스톤(23, 24)이 상승하고 스템(13)으로부터 이격된다. 이 때, 호흡공(12)으로부터 도통 유로(31)를 이용하여 배압실(27b, 28b)에 공기가 공급되기 때문에, 피스톤(23, 24)이 원활히 상승한다. 다이어프램(9)은, 밸브 시트 방향으로 가압되지 않게 되 고, 자신의 반력에 의하여 밸브 시트(8)로부터 떨어진다. 그 때문에, 1차측 포트5에 제어 유체를 공급하면, 제어 유체가 1차측 포트5로부터 밸브 시트(8)을 이용하여 2차측 포트6에 흐른다.
＜작용 효과＞
따라서, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에 의하면, 외장 부재(21)의 중공부에, 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 형성하는 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 장전하고, 실린더(19)의 벽을 이중 구조로 하고 있기 때문에 (도 7 참조), 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)와 마찬가지로, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 조작 에어를 이용하여 피스톤(23, 24)을 실린더(19) 내에서 이동시키는 것에 의하여 밸브부(2)에 구동력을 주는 것이고, 피스톤부(41, 51)를 끼워 피스톤 로드(42, 52)가 반대 방향으로 되도록 피스톤(23, 24)을 내장 부재(20)(내장 부품(22A, 22B, 22C))에 수납하고, 외장 부재(21)의 중공부에 내장 부재(20)(내장 부품(22A, 22B, 22C))을 장전하는 경우에, 장전 방향을 축선 방향으로 반전시키는 것에 의하여, 노멀 오픈 타입과 노멀 클로즈 타입을 변경한다. 즉, 도 1에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)와 같이 평상시 밸브 닫힘 상태에서는 피스톤 로드(42)에 의하여 밸브부 ４２에 구동력을 주고, 도 7에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)와 같이 평상시 밸브 열림 상태에서는 피스톤 로드(52)에 의하여 밸브부(2)에 구동력을 주도록, 피스톤(23, 24)을 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 사이에 배치하여 실린더(19)에 수납한다. 이와 같이, 에 어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 동일한 피스톤(23, 24)이나 내장 부재(20)(내장 부품(22A, 22B, 22C))를 이용하여 노멀 오픈 타입와 노멀 클로즈 타입를 변경하는 것이 가능하기 때문에, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)와 같이 노멀 오픈 타입 전용의 베이스나 캡, 피스톤, 또는, 노멀 클로즈 타입 전용의 베이스나 캡, 피스톤등을 보유할 필요가 없다. 따라서, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에 의하면, 노멀 오픈 타입과 노멀 클로즈 타입에서 피스톤(23, 24) 등의 밸브 구성 부품을 공통화하고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에서는, 탄성 특성이 다른 노멀 클로즈 타입 때의 압축 스프링(29A)을, 노멀 오픈 타입 때의 압축 스프링(29B)으로 교환하기 때문에 (도 1 및 도 7 참조), 노멀 오픈 타입과 노멀 클로즈 타입의 밸브 닫힘력을 거의 동일하게 하여 밸브부(2)에 작용하는 부하를 간단하게 균일화하는 것이 가능하다.
또한, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)는, 피스톤(23)이, 축선에 따라 주요 유로(47)를 형성함과 동시에, 주요 유로(47)에 직교하도록 분기 유로(48)를 형성하고, 피스톤(24)이, 축선에 따라 주요 유로(55)을 형성함과 동시에, 주요 유로(55)에 직교하도록 분기 유로(56)을 형성하고, 피스톤(24)의 주요 유로(55)에 고정 마개(90)을 장착하여 주요 유로(55)와 분기 유로(56)의 사이를 막는 것에 의하여, 노멀 오픈 때와 노멀 클로즈 때에 조작 에어를 가압실(27a, 28a)에 공급하는 유로를 전환한다(도 1 및 도 7 참조). 그 때문에, 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에 의하면, 피스톤(23, 24)을 반전시킨 때의 내부 유로 구성을 고정 마개(90)만으로 변경하는 것이 가능하고, 피스톤(23, 24)을 공용화하고 가공 비용이나 관리 비용 등을 절감하는 것에 의하여 비용 절감을 도모하면서, 노멀 클로즈 때와 노멀 오픈 때에 있어서 조작 에어의 가압실(27a, 28a)로의 공급을 가능하게 할 수 있다.
또한, 정상 밸브 열림 상태의 제２ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1B)에서는, 도 1에서 도시된 정상 밸브 닫힘 상태의 경우(피스톤 로드(42, 52)에 실링 부재(32, 36)를 장착)와는 달리, 도 7에서 도시된 바와 같이 피스톤 로드(52)만으로 실링 부재(36)를 장착하고, 피스톤 로드(42)에 실링 부재(32)를 장착하지 않기 때문에, 실링 부재(32)를 피스톤 로드(42)에 착탈하면 정상 밸브 닫힘 상태와 정상 밸브 열림 상태에서 동일한 피스톤(23, 24)을 반전하여 사용하는 것이 가능하고, 피스톤(23, 24)의 가공 비용이나 관리 비용을 절감할 수 있다.
(제３ 실시 형태)
다음에, 본 발명의 에어 오퍼레이팅 밸브에 관련된 제３ 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 8은, 본 발명의 제３ 실시 형태에 관련된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 단면도이고, 캡(26B)이 밸브 개폐 검지 센서(91)를 구비하는 것을 나타낸다. 도 ９는, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 평면도이다.
제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤(23, 24)이 「내마모 부품」의 일례인　금속 부품(105, 106)을 고정하고 있는 점, 및 캡(26B, 26C)을 교환하여 기능 추가 변경을 한 점이, 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)와 서로 다르다. 따라서, 여기에서는, 제1 실시 형태와 서로 다른 점을 중심으로 설명 하고, 공통된 점은 도면에 제1 실시 형태와 동일 부호를 붙이고, 설명을 적절히 할애한다.
＜전체 구성＞
도 8에 도시된 바와 같이, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 밸브부(2)에 액추에이터부 ３Ｃ를 연결하는 것에 의하여 외관이 구성되어 있다. 외장 부재(21)는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 피스톤(23, 24)과 압축 스프링(29A)을 수납한 상태에서, 상하 개방단부에 베이스(25)와 캡(26B)이 코킹 고정되어 있다.
캡(26B)은, 외경 치수가 캡(26A)과 동일하고, 외장 부재(21)의 상단 개구부가 회전 가능하게 코킹 고정되어 있다. 캡(26B)의 단면에는, 원주 오목부(101)가 삽입공(81)의 개구부에 원주 모양으로 마련되어 있다. 캡(26B)의 도면 내 상단면에는, 삽입공(81)보다 외측에 급배기 포트(85)가 개설되어 있다. 급배기 포트(85)는, 바이패스 유로(102)를 이용하여 원주 오목부(101)에 연통하고 있다. 또, 캡(26B)의 도면 내 상단면에는, 삽입공(81)과 축선을 비켜나면서, 삽입공(81)에 겹쳐지도록, 「설치부」의 일례인　접속공(103)이 마련되어 있다. 접속공(103)의 내주면에는, 암컷 나사가 형성되어 있고, 밸브 개폐 검지 센서(91)가 나사식으로 설치되어 있다. 밸브 개폐 검지 센서(91)는, 검출부를 삽입공(81)에 돌출시키도록 접속공(103)에 체결 고정되어 있다.
에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤(23)의 피스톤 로드(42)의 선단부와, 피스톤(24)의 피스톤 로드(52)의 선단부에, 금속 부품(105, 106)을 고정하고 있다. 금속 부품(105, 106)은, 스테인리스나 황동 등의 강성이나 강도가 높고, 자성을 갖 는 금속재료로 형성되어 있다. 금속 부품(105, 106)은, 수지제의 피스톤 로드(42, 52)에 압입, 인서트(insert) 성형, 접착, 용착 등에 의하여 고정되어 있다.
＜에어 오퍼레이팅 밸브의 설치＞
에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 설치 구멍(14)(도 ９ 참조)에 끼워 관통시킨 볼트(도시하지 않고)를 이용하여 설치판이나 반도체 제조 장치 등에 조립된다. 그리고, 급배기관이 급배기 포트(85)에 위쪽에서 접속된다. 이 때, 급배기 포트(85)가 급배기관의 위치에서 빗나가 있으면, 배관 작업이 어렵게 된다. 그러나, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 캡(26B)을 외장 부재(21)에 대하여 회전할 수 있도록 코킹 고정하고 있다. 그 때문에, 급배기 포트(85)가 급배기관의 위치에서 빗나가 있는 경우에는, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)를 설치판 등에 조립한 후, 캡(26B)만을 회전시켜, 급배기 포트(85)의 위치 조절이 가능하다. 또, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 밸브 개폐 검지 센서(91)의 배선이 상방으로 인출되어, 도시하지 않은 외부 제어 장치에 접속된다.
＜에어 오퍼레이팅 밸브의 동작 설명＞
에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 조작 에어를 급배기 포트(85)에 공급하지 않는 때에는, 압축 스프링(29A)의 탄성력에 의하여 피스톤(23, 24)이 밑으로 내려가고, 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)을 밸브 시트(8)에 접합시킨다.
그 다음, 조작 에어를 급배기 포트(85)에 공급하면, 조작 에어가 바이패스 유로(102), 원주 오목부(101), 피스톤(24)의 분기 유로(56), 주요 유로(55), 피스톤(23)의 주요 유로(47), 분기 유로(48)을 이용하여 가압실(27a)에 공급됨과 동시 에, 피스톤(24)의 주요 유로(55)로부터 연통로(58), 접합 오목부(57)를 이용하여 가압실(28a)에 공급된다. 가압실(27a, 28a)의 내압이 압축 스프링(29A)의 탄성력을 극복하면, 피스톤(23, 24)이 상승하고, 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 부여하고 있던 밸브 시트 방향의 힘을 해제한다. 이것에 의해, 다이어프램(9)은 자신의 반력에 의하여 밸브 시트(8)로부터 떨어진다. 이 상태에서 1차측 포트5에 제어 유체를 공급하면, 제어 유체가 1차측 포트５로부터 밸브 시트(8)을 이용하여 2차측 포트6에 흐른다.
또한 그 다음, 가압실(27a, 28a)의 조작 에어를 급배기 포트(85)로부터 배기하면, 압축 스프링(29A)의 탄성력에 의하여 피스톤(23, 24)이 하강하고, 피스톤(23)의 피스톤 로드(42)를 스템(13)에 맞대고, 다이어프램(9)에 밸브 시트 방향의 힘을 가한다. 이 힘에 의하여, 다이어프램(9)은 밸브 시트(8)에 접합되고, 1차측 포트５에 공급된 제어 유체는 밸브 시트(8)로부터 2차측 포트6에 흐르지 않게 된다.
이와 같이 밸브를 개폐하는 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 밸브 개폐 상태를 밸브 개폐 검지 센서(91)에 의하여 검출한다. 즉, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤(23, 24)이 상승하여 밸브가 열릴 때에는, 피스톤(24)에 설치된 피스톤 로드(52)의 금속 부품(106)이 밸브 개폐 검지 센서(91)에 근접한다. 밸브 개폐 검지 센서(91)는, 금속 부품(106)을 인식하여, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)가 밸브 열림 상태인 것을 검출하고, 도시하지 않은 외부 제어 장치에 밸브 열림 검출 신호를 송신한다. 한편, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤(23, 24)이 하강하여 밸브 닫힘 인 때에는, 금속 부품(106)이 밸브 개폐 검지 센서(91)로부터 멀어진다. 밸브 개폐 검지 센서(91)는, 금속 부품(106)을 인식할 수 있게 되면, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)가 밸브 닫힘 상태인 것을 검출하고, 도시하지 않은 외부 제어 장치에 밸브 닫힘 검출 신호를 출력한다.
＜기능 변경＞
그런데, 밸브 개폐 검지 센서(91)는, 캡(26B)의 접속공(103)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 그 때문에, 접속공(103)에 설치된 기기를 교환하면, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)에 부여된 기능을 간단하게 변경하는 것이 가능하다.
도 10은, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 캡(26B)에, 스트로크 조정 손잡이(92)를 설치한 도면이다. 도 11은, 도 10에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 평면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 캡(26B)의 접속공(103)에, 「밸브 열림 조정 기구」의 일례인　스트로크 조정 손잡이(92)를 나사식으로 설치하고 있다. 스트로크 조정 손잡이(92)는, 회전량을 조정하는 것에 의하여, 삽입공(81)에 돌출되는 하단부분의 위치를 조정한다. 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤 로드(52)를 스트로크 조정 손잡이(92)에 접합할 때까지 피스톤(23, 24)을 이동시키고, 다이어프램(9)이 밸브 시트(8)로부터 이격하는 양(스트로크)을 조정한다. 이 때, 피스톤 로드(52)는, 선단부가 스트로크 조정 손잡이(92)에 충돌하여 눌리지만, 선단부에 금속 부품(106)이 고정되어 있기 때문에, 스트로크 조정 손잡이(92)에 부딪치는 충격으로 마모되거나 변형되는 경우는 없다. 또한, 도 11에 도시된 캡(26B)과 같이, 스트로크 조정 손잡이(92)의 주위에 메모리를 마련해 두면, 유량 조정을 용이하게 하는 것이 가능하다.
도 12는, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 캡(26B)에, 개폐 표시기(93)을 설치한 도면이고, 밸브 닫힘 상태를 나타낸다. 도 13은, 도 12에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 밸브 열림 상태를 나타낸다.
도 12 및 도 13에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 캡(26B)의 접속공(103)에 개폐 표시기(93)가 나사식으로 설치 되어 있다. 개폐 표시기(93)는, 로드(42)를 외부에 돌출 가능하게 설치하고, 코일 스프링(95)에 의하여 로드(42)를 피스톤(24)의 피스톤 로드(52)에 맞대고 있다. 이 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)에 의하면, 피스톤(23, 24)이 위쪽으로 이동하는 때에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 코일 스프링(95)의 탄성력에 대항하여 로드(42)가 튀어 나오도록 밀어올린다. 또, 피스톤(23, 24)이 하강한 때에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 로드(42)는 코일 스프링(95)의 탄성력에 의하여 하강한다. 따라서, 사용자는, 로드(42)가 개폐 표시기(93)로부터 돌출된 양에 근거하여 밸브 개폐 상태를 판단하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우, 피스톤 로드(52)에 금속 부재(106)가 고정되어 있기 때문에, 피스톤 로드(52)가 로드(42)에 스쳐 마모되지 않는다.
도 14는, 도 8에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 캡(26B)을, 인스턴트 조인트(96)를 구비한 캡(26C)으로 교환한 도면이다.
도 14에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 인스턴트 조인트(96)를 장착한 캡(26C)에 외장 부재(21)를 설치하고 있다. 캡(26C)에는, 인스턴트 조인트(96)를 장착할 수 있도록, 삽입공(81)보다 외측의 빗나간 위치에 급배기 포트(85)가 마련되어 있다. 급배기 포트(85)는, 바이패스 유로(102)를 이용하여 원주 오목부(101)에 연통하고 있다. 이 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 급배기관을 인스턴트 조인트(96)에 원터치로 접속할 수 있기 때문에, 배관이 용이하다.
＜작용 효과＞
따라서 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤(23)에 설치된 피스톤 로드(42)의 선단부에 금속 부품(105)을 장착하여(도 8 참조), 피스톤 로드(42)의 내마모성이나 강도를 크게 하고 있다. 그 때문에, 피스톤 로드(42)를 스템(13)에 접해서 다이어프램(9)에 구동력을 전달하는 경우에도, 피스톤(23)의 열화를 방지하는 것이 가능하다. 또, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 피스톤 로드(42)가 마모 등이 되지 않기 때문에, 피스톤(23, 24)이 밸브부(2)를 작동시키기 위한 스트로크가 변화되지 않고, 유량 특성이 변화되기 어렵다.
또한, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)에 의하면, 베이스(25)와 캡(26B, 26C)을 회전할 수 있도록 외장 부재(21)를 베이스(25)와 캡(26B, 26C)에 코킹하기 때문에, 베이스(25)와 캡(26B, 26C)에 회전기구를 설치할 필요가 없고, 전체 높이를 낮게 하는 것이 가능하다. 또, 외장 부재(21)에 나사 등을 절삭 가공할 필요가 없고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 밸브 개폐 검지 센서(91), 스트로크 조정 손잡이(92), 개폐 표시기(93), 인스턴트 조인트(96) 등의 유체 제어부품을 설치한 캡(26B, 26C)은, 급배기 포트(85)만을 설치한 제1 실시 형 태의 캡(26A)과 동일한 외형을 구비한다(도 1 및 도 8, 도 10, 도 12∼도 14 참조). 그 때문에, 외장 부재(21)에 설치된 캡(26A, 26B, 26C)을 변경하는 것만으로, 밸브 개폐 검지 기능이나 표시기 기능 등의 기능을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)에 의하면, 캡(26B, 26C) 이외의 부품을 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)와 공용화하고, 기능의 추가 변경이 가능하고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
이것은, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)와 비교하면(도 31 참조), 효과가 현저하다. 즉, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)는, 밸브 개폐 검지 기능을 부여하는 경우, 캡(1112)을 통째로 밸브 개폐 검지 센서를 구비한 캡으로 교환하지 않으면 안된다. 그 캡에는, 피스톤실(1114)을 형성하기 위한 중공부를 설치하고 있기 때문에, 가공비와 필요없는 재료비가 소비된다. 이것에 대하여, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 캡(26B, 26C)이 간단한 원주 형상을 하고, 급배기 포트(85)와 접속공(103)을 설치하는 것 뿐이기 때문에, 가공이 적고, 절삭 가공에 의하여 재료를 필요없이 소비하지 않는다(도 8, 도 10, 도 12∼도 14 참조). 그 때문에, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 외장 부재(21)와 내장 부재(20) 등을 제1 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)와 공용화하고, 값이 싸게 제조할 수 있는 캡(26A, 26B, 26C)만을 교환하면 기능 변경이 가능하다. 따라서, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 종래의 에어 오퍼레이팅 밸브(1100)(도 31 참조)와 비교하여, 기능 변경에 필요로 하는 부품을 값이 싸게 할 수 있다. 또한, 제３ 실시 형태의 캡(26B, 26C)은, 종래 기술의 캡 (1112)(도 31 참조)과 비교하여 작기 때문에, 저장 장소를 선택하지 않는다.
또한, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 캡(26B)의 접속공(103)에 밸브 개폐 검지 센서(91), 스트로크 조정 손잡이(92), 개폐 표시기(93)의 어느 것이나 나사식으로 설치 가능하기 때문에(도 8, 도 10, 도 12 참조), 사용자가 밸브 개폐 검지 센서(91), 스트로크 조정 손잡이(92), 개폐 표시기(93)를 임의로 착탈하여, 간단하게 기능 변경을 할 수가 있다.
　또한, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)는, 캡(26B, 26C)에 급배기 포트(85)를 설치하고, 급배기관을 위쪽에서 급배기 포트(85)에 접속하도록 하기 때문에(도 8, 도 10, 도 12∼도 14 참조), 급배기관이 주위의 부품에 간섭하는 것을 고려할 필요가 없어지고, 에어 오퍼레이팅 밸브를 배치하는 설계의 자유도를 늘리는 것이 가능하다. 또한, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 측면에 조인트 배관을 설치하지 않기 때문에, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)의 설치 공간이 작아도 괜찮고, 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)를 밀집하여 배치하는 것이 가능하다.
(제4 실시 형태)
다음에, 본 발명의 에어 오퍼레이팅 밸브에 관련된 제4 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 15는, 본 발명의 제4 실시 형태에 관련된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)의 단면도이고, 캡(26D)이 급배기 포트(85)만을 구비한 것을 나타낸다. 도 16은, 도 15에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)의 평면도이다.
제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 캡(26D)이 2분할되고 있는 점이, 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)와 서로 다르다. 따라서, 여기에서 는, 제３ 실시 형태와 서로 다른 점을 중심으로 설명하고, 제３ 실시 형태와 공통된 구성에 관해서는 제３ 실시 형태와 동일 부호를 도면에 붙이고, 설명을 적절히 할애한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)에서, 캡(26D)은, 「제１ 플레이트」의 일례인 고정 플레이트(111)와, 「제２ 플레이트」의 일례인 옵션 플레이트(112A)로 분할되고, 도 16에 도시된 바와 같이, 고정 플레이트(111)와 옵션 플레이트(112A)를 위쪽에서 ２개의 볼트(113, 113)로 고정한 것이다.
고정 플레이트(111)에는, 삽입공(81)이 원주 모양으로 설치되고, 삽입공(81)의 개구부에 원주 오목부(101)가 형성되어 있다. 또, 고정 플레이트(111)에는, 원주 오목부(101)에 접속하도록 바이패스 유로(102)가 관통되어 마련되어 있다. 고정 플레이트(111)의 단면에는, 삽입공(81)과 원주 오목부(101)와 바이패스 유로(102)의 주위를 감싸도록, 실링 부재(37)를 장착하기 위한 장착구(82)가 형성되어 있다. 그리고, 고정 플레이트(111)에는, 삽입공(81)으로부터 축심을 비켜나면서 삽입공(81)과 겹쳐지도록 제1 접속공(115)이 마련되어 있다. 삽입공(81)의 내벽에는, 실링 부재(38)를 장착하기 위한 장착구(114)가 환 모양으로 형성되고, 피스톤(24)의 피스톤 로드(52)와 삽입공(81)의 내주면의 사이를 기밀하게 구획하고 있다. 또한, 고정 플레이트(111)는, 압입부(83)와 코킹홈(84)도 구비한다.
한편, 옵션 플레이트(112A)에는, 급배기 포트(85)가 고정 플레이트(111)의 바이패스 유로(102)와 대응하여 마련되어 있다. 옵션 플레이트(112A)는, 급배기 포트(85)의 일단의 개구부 주위에, 실링 부재(39)를 장착하기 위한 장착구(117)가 형 성되어 있다.
이와 같은 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 고정 플레이트(111)에 외장 부재(21)를 코킹하여 고정하고 있다. 옵션 플레이트(112A)는, 고정 플레이트(111)에 대하여 볼트(113, 113)로 고정되고, 제１ 접속공(115)을 덮고 있다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이 옵션 플레이트(112A)를 구비하는 캡(26D)은, 급배기 포트(85)로부터 조작 에어를 공급 배기하는 기능만을 갖는다.
제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 볼트 (113, 113)를 이용하고, 옵션 플레이트(112A)가 고정 플레이트(111)에 대하여 착탈 자유롭게 마련되어 있기 때문에, 옵션 플레이트(112A)를 다른 옵션 플레이트(112B, 112C)로 교환하여 기능 변경을 하는 것이 가능하다.
도 17은,도 15에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)의 옵션 플레이트(112A)를, 밸브 개폐 검지 센서(91)를 구비하는 옵션 플레이트(112B)로 교환한 도면이다. 도 18은, 도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)의 평면도이다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 옵션 플레이트(112B)를 고정 플레이트(111)에 볼트 (113, 113)로 고정하고 있다. 옵션 플레이트(112B)에는, 고정 플레이트(111)의 바이패스 유로(102)에 대응하는 급배기 포트(85)가 중심으로부터 비켜나 마련되어 있다. 또, 옵션 플레이트(112B)는, 제１ 접속공(115)에 대응하는 제２ 접속공(116)이 중심으로부터 비켜나 마련되어 있다. 제２ 접속공(116)의 내주면에는 암컷 나사가 형성되고, 밸브 개폐 검지 센서(91)를 나사식으로 설치 가능하도록 되어 있다. 따라서, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 볼 트 (113, 113)를 분리하여 옵션 플레이트(112A)를 옵션 플레이트(112B)로 교환하는 것만으로, 밸브 개폐 검지 기능을 갖는 것이 가능하다.
도 19는, 도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)에 스트로크 조정 손잡이(92)를 장착한 경우의 단면도이다. 도 20은, 도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)에 개폐 표시기(93)를 장착한 경우의 단면도이다.
도 17에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 제２ 접속공(116)에 밸브 개폐 검지 센서(91)를 착탈 가능하게 설치하고 있다. 그 때문에, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 스트로크 조정 손잡이(92)를 제２ 접속공(116)에 나사식으로 설치 하는 것에 의하여, 스트로크 조정 기능을 구비하는 것이 가능하다. 또, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 도 20에 도시된 바와 같이, 개폐 표시기(93)를 제２ 접속공(116)에 나사식으로 설치하는 것에 의하여, 밸브 개폐 상태를 외부에서 알수 있는 표시기 기능을 구비하는 것이 가능하다.
도 21은,도 15에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브의 캡(26D)을 구성하는 옵션 플레이트(112A)를, 인스턴트 조인트(96)를 장착한 옵션 플레이트(112C)로 교환한 도면이다.
옵션 플레이트(112C)는, 옵션 플레이트(112A)와 비교하여 급배기 포트(85)를 얕게 설치하는 것에 의하여 단차를 설치하고, 그 단차에 맞대도록 하여 인스턴트 조인트(96)가 장착되어 있다. 옵션 플레이트(112C)를 구비하는 도 21에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 급배기관을 위쪽에서 원터치로 급배기 포트(85)에 접속하는 것이 가능하다.
＜작용 효과＞
따라서 제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 조작 에어를 이용하여 피스톤을 실린더(19) 내에서 습동시켜, 밸브부에 구동력을 주는 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)에 있어, 실린더(19)의 단부를 막는 캡(26D)을 분할하고, 볼트 (113, 113)을 이용하여 분할한 부재(고정 플레이트(111)과 옵션 플레이트(112A, 112B, 112C)를 연결이 자유롭게 설치한다.(도 15, 도 17, 도 19∼도 21 참조). 그리고, 분할한 부재의 하나인 옵션 플레이트(112A, 112B, 112C)에 인스턴트 조인트(96)와 밸브 개폐 검지 센서(91), 스트로크 조정 손잡이(92), 개폐 표시기(93) 등의 유체 제어 부재를 설치하고 있다(도 15, 도 17, 도 19∼도 21 참조). 그 때문에, 제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 고정 플레이트(111)를 외장 부재(21)에 고정한 채, 옵션 플레이트(112A, 112B, 112C)로 교환하는 것에 의하여, 기능의 추가 변경이 가능하다. 게다가, 제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 고정 플레이트(111)까지도 공용화할 수 있기 때문에, 새로운 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
특히, 상술한 제３ 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1C)에서는, 인스턴트 조인트(96)를 구비한 캡(26C)(도 21 참조)과 밸브 개폐 검지 센서(91) 등을 구비한 캡(26B)(도 17, 도 19, 도 20 참조)은, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)를 조립하기 전이 아니면 사용 장소에서 변경하는 것이 불가능 하지만, 제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)에서는, 옵션 플레이트(112B, 112C)를 교환하면, 인스턴트 조인트(96)를 구비하는 품목과, 밸브 개폐 검지 센서(91)등을 구비하는 품목을 사용 장 소에서도 간단하게 변경하는 것이 가능하다.
다시 설명하면, 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)에서는, 옵션 플레이트(112B)가, 밸브 개폐 검지 센서(91)와 스트로크 조정 손잡이(92)와 개폐 표시기(93)를 제２ 접속공(116)에 임의로 접속하기 때문에 (도 17, 도 19, 도 20 참조), 옵션 플레이트(112B)를 교환하지 않아도, 밸브 개폐 검지 센서(91)와 스트로크 조정 손잡이(92)와 개폐 표시기(93)를 교환하는 것만으로, 기능 변경이 가능하다.
또한, 제4 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)는, 위쪽에서 볼트 (113, 113)을 체결하여 옵션 플레이트(112A, 112B, 112C)를 고정 플레이트(111)에 고정하기 때문에 (도 16, 도 18 참조), 에어 오퍼레이팅 밸브(1D)를 생산 라인에서 조립한 상태에서도, 옵션 플레이트(112A, 112B, 112C)의 교환 작업을 용이하게 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은, 상기 실시의 형태로 한정되지 않고, 다양한 응용이 가능하다.
(1) 예를 들면, 상기 실시의 형태로는, ２단식 에어 오퍼레이팅 밸브(1A)에 관하여 설명했다. 그러나, 도 22에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1E)와 같이, 동일 형상의 내장 부품(22A, 22B, 22C, 22D)을 ４개 겹쳐 외장 부재(21) 내에 고정하는 것에 의하여, ３개의 피스톤실(27, 28, 121)을 형성하여, ３단식의 에어 오퍼레이팅 밸브(1E)를 구성하는 것이 가능하다. 이 경우, 피스톤(23, 24) 사이에, 볼록 모양의 피스톤(122)을 개재시켜도 좋다. 피스톤(122)에는, 주요 유로(123)를 형성하고, 주요 유로(123)의 개구부에 접합 오목부(124)를 설치하고, 접합 오목부(124)의 내주면에 연통로(125)를 형성하는 것도 가능하다. 피스톤실(121)의 가압실(121a)에 급배기 포트(85)를 연통시키기 때문이다. 또한, 피스톤(23, 24)의 사이에 배치된 피스톤(122)의 수를 변경하면, 4단식 이상의 에어 오퍼레이팅 밸브를 구성하는 것이 가능하다.
또한, 도 23에 도시된 바와 같이, 동일 형상의 내장 부품(22B, 22C)을 2개 겹쳐 외장 부재(21) 내에 고정하는 것에 의하여, 1개의 피스톤실(28)을 형성하고, １단식의 에어 오퍼레이팅 밸브(1F)를 구성하는 것이 가능하다. 이 경우, 주요 유로(127)를 이용하여 연통하도록 ２개의 분기 유로(128, 129)를 피스톤(126)에 설치하여도 좋다. 급배기 포트(85)를 분기 유로(128), 주요 유로(127), 분기 유로(129)를 이용하여 피스톤실(28)의 가압실(28a)에 연통시키기 때문이다.
따라서, 상기 에어 오퍼레이팅 밸브(1E, 1F)에 도시된 바와 같이, 내장 부품(22A, 22B,...)을 거듭하여 수를 바꾸는 것만으로, 몇 단식의 에어 오퍼레이팅 밸브라도 만드는 것이 가능하고, 부품을 공용화하고 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들면, 도 24에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1G)는, 도 23에 도시된 압축 스프링(29A)을 압축 스프링(29B)으로 교환함과 동시에, 실링 부재(32)를 분리하여, 피스톤(126)의 주요 유로(127)에 고정 마개(90)를 장착하고, 내장 부품(22B, 22C)을 피스톤(126)마다 외장 부재(21) 내에서 축선 방향으로 반전시키는 것에 의하여, 노멀 클로즈 타입로부터 노멀 오픈 타입으로 변경하고 있다. 그 때문에, 이 변형례에 있어서도, 압축 스프링(29A, 29B)과 실링 부재(32) 이외의 부품을 공용화하고, 노멀 클로즈 타입과 노멀 오픈 타입을 변경하는 것이 가능하고, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 도 22에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1E)에 대해서도, 실링 부재(32)를 분리함과 동시에, 압축 스프링(29A)을 압축 스프링(29B)으로 교환하고, 더욱, 피스톤(24)의 주요 유로(55)에 고정 마개(90)를 장착한 상태에서, 내장 부품(22A, 22B, 22C, 22D)의 피스톤(23, 24, 122)을 일체적으로 반전시켜 외장 부재(21) 내에 배치하면, 노멀 클로즈 타입을 노멀 오픈 타입으로 변경하는 것이 가능하다.
(2) 예를 들면, 상기 실시의 형태로는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 외주면에 D 절단 통로(64)를 형성하는 것에 의하여, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 외장 부재(21)의 사이에 도통 유로(31)를 형성한다. 이것에 대하여, D 절단 통로(64)로 바꾸고, 도 25에 도시된 바와 같이, 단면 사각형 모양의 도통구(131)를 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 외주면에 여러 개 형성해도 좋다. 이 경우에는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 도통구(131)와 외장 부재(21)의 내주면의 사이에 도통 유로(31)가 형성된다. 또, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 외주면에 D 절단 통로(64)를 설치하지 않고, 도 26에 도시된 바와 같이, 외장 부재(21)의 내주면에 도통구(132)를 형성하고, 내장 부품(22)과 외장 부재(21)의 사이에 도통 유로(31)를 형성해도 좋다. 또한, 도통구(132)는, 외장 부재(21)를 인발 가공이나 압출 가공시에 함께 형성하는 것이 가능하고, 가공비가 저가이다. 나아가서는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)에 도통구(131)를 설치함과 동시에, 외장 부재(21)에 도통구(132)를 설치해도 좋다.
(3) 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 외장 부재(21)의 양단부를 베이스(25)와 캡(26A)에 압입한 후에 코킹하여 고정한다.
이것에 대하여, 도 ２７에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1H)의 도면 내 (P) 부에 도시된 바와 같이, 외장 부재(21)의 양단부를 베이스(25)와 캡(26A)에 압입한 후, 외장 부재(21)의 양단부를 베이스(25)와 캡(26A)에 용접 고정해도 좋다. 이 방법에 의하면, 외장 부재(21)에 베이스(25)와 캡(26A)을 견고하게 고정하고, 또 유체 누출도 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 도 28에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1I)의 도면 내 (P1) 부에 도시된 바와 같이, 베이스(25)와 캡(26E)에 코킹홈(74, 84)을 형성하지 않고, 외장 부재(21)의 양단부를 베이스(25)와 캡(26E)에 압입 또는 접착할 뿐, 또는, 압입한 부위를 접착제 등으로 접착시키는 것에 의하여, 외장 부재(21)를 베이스(25)와 캡(26E)에 설치해도 좋다. 이 방법에 의하면, 코킹홈(74, 84)을 가공하는 수고를 줄이는 것이 가능하다.
또한, 도 29에 도시된 에어 오퍼레이팅 밸브(1J)의 도면 내 (P2) 부에 도시된 바와 같이, 베이스(135)와 캡(136) 의 하단 외주면에 수나사를 형성하는 한편, 외장 부재(137)의 개구단 내주면에 암 나사를 형성하고, 외장 부재(137)의 양단부를 베이스(135)와 캡(136) 에 나사식으로 접속하여 결합시켜도 좋다. 이 방법은, 나사 가공을 필요로 하고, 비용이 올라가는 것이지만, 외장 부재(137)의 양단부를 압입하지 않기 때문에, 베이스(135)와 캡(136) 과 외장 부재(137)를 간단하게 착탈하고 재이용할 수 있는 이점이 있다.
(4) 상기 실시 형태에서는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 피스톤(23, 24)을 수지 성형품으로 구성하지만, 알루미늄 다이캐스팅 성형품이나 로스트 왁스 성형품등, 절삭 가공의 수가 적고, 값이 싸게 성형할 수 있는 성형품으로 내장 부품과 피스톤을 구성해도 좋다. 에어 오퍼레이팅 밸브(1A, 1B, 1C, 1D)가 고온의 제어 유체를 제어하는 경우 또 열을 받게 되는 경우에는, 전체의 온도가 80도를 초과하여, 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 피스톤(23, 24)으로서 수지 성형품을 사용할 수 없는 것이 있다. 이 경우에는, 금속인 알루미늄 다이캐스팅 성형품이나 로스트 왁스 성형품에 의하여 내장 부품(22A, 22B, 22C)과 피스톤(23, 24)을 구성하여, 전체 온도가 80도를 초과할 것 같은 내열 온도를 초과하는 환경 아래에서도 에어 오퍼레이팅 밸브(1A, 1B, 1C, 1D)를 사용할 수 있도록 하여도 좋다.
(５)상기 실시 형태에서는, 내장 부품(22A, 22B, 22C)을 전부 동일 형상으로 한다. 이것에 대하여, 외장 부재(21)에 장착한 위치에 따라 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 형상을 바꾸어도 좋다. 즉, 내장 부품(22B)은, 폐색단면(閉塞端面)이 제1, 제2 피스톤실(27, 28)을 구분하는 칸막이판으로서의 역할을 하기 때문에, 폐색단면(閉塞端面)의 두께를 두껍게 하는 한편, 내장 부품(22A, 22C)은, 폐색단면(閉塞端面)이 베이스(25)와 캡(26A, 26B, 26C)에 지지되고 강도가 보완되기 때문에, 폐색단면(閉塞端面)의 두께를 얇게 해도 좋다. 이와 같이, 목적에 따라 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 형상을 바꾸는 것에 의하여, 내장 부품(22A, 22B, 22C)의 재료를 낭비없이 적절하게 사용하는 것이 가능하다. 또, 불필요한 부분의 두께를 얇게 하는 것에 의하여, 밸브의 소형화·경량화를 도모하는 것이 가능하다.
(6) 상기 실시 형태에서는, 외장 부재(21)를 금속제 파이프로 한다. 이것에 대하여, 외장 부재(21)를 수지 성형품으로 하여도 좋다. 이 경우, 외장 부재(21)를 두껍게 하여 내압성을 확보하기 때문에, 밸브가 대형화된다. 그러나, 사출 성형등에 의하여 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 비용 절감을 도모하는 것이 가능하다. 또, 중량을 경량화하는 것도 가능해진다.
(7) 상기 실시 형태에서는, 분기 유로(48, 56)의 형상을 장방형 모양으로 한다. 분기 유로는, 축선 방향의 종 치수보다, 주요 유로에 대하여 교차(직교)하는 방향의 횡 치수보다 긴 형상의 유로 단면으로 하는 것에 의하여, 유로 단면적을 확보할 수 있도록 하면 좋다. 그 때문에, 분기 유로의 유로 단면 형상을, 횡 방향으로 긴 타원형상과, 여러 개의 둥근 구멍을 피스톤 로드의 직경 방향으로 연결하도록 하여 연속으로 설치된 형상으로 하여도 좋다.
(8) 상기 제3, 4 실시 형태에서는, 피스톤(23, 24)에 금속 부품(105, 106)을 설치한다(도 8, 도 17 등). 이것에 대하여, 피스톤(23, 24)이 다른 부품에 접합 등을 하지않으면, 스템(13)에 접하는 선단부에만 금속 부품을 설치하도록 하여도 좋다.
(9) 상기 실시 형태에서는, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A, 1B, 1C, 1D)의 외경을 원주 모양으로 하지만, 외경은 다각형 형상이라도 좋다. 이 경우에는, 외장 부재(21)은, 외주면 형상을 다각형상으로 하고, 내주면 형상을 원주 모양으로 하여 내장 부품(22)을 장전할 수 있도록 하여도 좋고, 외주면 형상과 내주면 형상을 모두 다각형상으로 하여, 내장 부품(22)의 외주면 형상을 다각형으로 하여도 좋다. 또한, 이와 같은 경우라도, 외장 부재(21)가 파이프 모양을 하기 때문에, 인발 가공이나 압출 가공에 의하여 다각형상의 파이프를 설치하고 소정 길이로 절단하면, 외장 부재(21)를 간단하게 제조하는 것이 가능하다.
(10) 상기 실시 형태에서는, 액추에이터부(3A, 3B, 3C)의 구동력을 스템(13)을 이용하여 다이어프램(9)에 전달한다. 이것에 대하여, 피스톤(23, 24)의 선단부에 다이어프램(9)을 스템(13)을 이용하는 일 없이 직접 접합시키고, 다이어프램(9)에 직접 구동력을 전달하도록 하는 것도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 다이어프램(9)은 막 형상으로 되어 있지만, 다른 형태의 다이어프램을 이용해도 좋다. 예를 들면, 본체부와 그 주위에 형성된 막부분으로 된 다이어프램이라도 좋다. 이 경우에는, 피스톤(23, 24)은, 다이어프램의 본체부에 직접 연결된다.
(11) 상기 실시 형태에서는, 에어 오퍼레이팅 밸브(1A~1D)는, 1차측 포트5와 2차측 포트6의 연통상태를 전환하는 2방향 밸브로 마련된다. 이것에 대하여, 상기 실시 형태에서 설명한 액추에이터부(3A, 3B, 3C)의 구조를 3방향 밸브 등의 다방향 밸브에 적용해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태의 에어 오퍼레이팅 밸브(1A~1D)는 다이어프램 밸브이지만, 포핏 밸브라도 상관없다.
본 발명에 따르면, 경량화와 비용 절감을 도모하는 에어 오퍼레이팅 밸브를 제공할 수 있다.

Claims (21)

  1. 피스톤과, 조작 에어를 이용하여 상기 피스톤이 습동하는 실린더와, 상기 피스톤의 습동에 의하여 구동되는 밸브부를 가지는 에어 오퍼레이팅 밸브에 있어서,
    상기 실린더는,
    인발 가공과 압출 가공 중 어느 하나에 의하여 형성되는 금속제 파이프 및
    상기 파이프의 중공부에 장전되고 상기 파이프에 대하여 고정되어 상기 피스톤이 습동되는 피스톤실을 형성하는 내장 부재를 포함하며,
    상기 내장 부재는,
    일방이 개구된 중공 모양을 하고 있고, 폐색단면에 상기 피스톤의 피스톤 로드를 관통시키기 위한 관통공이 형성된 내장 부품을 복수로 조합하여, 상기 피스톤실을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파이프의 제１ 개구부에 장착된 제１ 폐쇄 플레이트 및
    상기 파이프의 제２ 개구부에 장착된 제２ 폐쇄 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내장 부재는, 수지 성형품과 알루미늄 다이캐스트 성형품과 로스트 왁스 성형품 중 어느 하나로 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 내장 부재는, 수지 성형품과 알루미늄 다이캐스트 성형품과 로스트 왁스 성형품 중 어느 하나로 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내장 부재와 상기 파이프의 사이에, 상기 피스톤실을 １개의 호흡공에 도통시키는 도통 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤은, 수지 성형품과 알루미늄 다이캐스트 성형품과 로스트 왁스 성형품 중 어느 하나로 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피스톤은,
    피스톤 로드가 일체적으로 설치되고, 상기 피스톤 로드의 선단부에 내마모성을 갖는 내마모 부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤은, 축선 방향에 따라 형성된 주요 유로와 상기 주요 유로와 연통하여 설치된 분기 유로를 가지고,
    상기 분기 유로의 유로 단면은, 축선 방향의 종 치수보다, 상기 축선 방향과 직교하는 방향의 횡 치수가 긴 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제１ 폐쇄 플레이트와 제２ 폐쇄 플레이트는, 코킹과 용접과 압입과 접착과 계지구조 중 적어도 하나에 의하여 상기 파이프에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 제１ 폐쇄 플레이트는, 급배기 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제１ 폐쇄 플레이트는, 밸브 개폐 검지 센서와 밸브 열림 조정 기구와 표시기 중 적어도 하나를 설치하는 설치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 제１ 폐쇄 플레이트는 상기 파이프에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제１ 폐쇄 플레이트는,
    상기 파이프에 장착된 제１ 플레이트와,
    상기 급배기 포트 및 상기 설치부 중 적어도 하나를 가지고, 상기 제１ 플레이트에 착탈이 가능하게 장착된 제２ 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  18. 제1항에 있어서,
    정상 밸브 닫힘 상태와 정상 밸브 열림 상태 중 어느 하나를 선택하여 구성 가능하고,
    상기 피스톤은, 제1 피스톤 로드와 제2 피스톤 로드와 피스톤부로 마련된 피스톤 구조를 가지고,
    상기 제1 피스톤 로드와 제2 피스톤 로드는, 상기 제1 피스톤 로드가 정상 밸브 닫힘 상태의 경우에 상기 밸브부 측으로 진퇴하는 한편, 상기 제2 피스톤 로드가 정상 열림 상태의 경우에 상기 밸브부 측으로 진퇴하도록 상기 피스톤부에 대해 반대 방향으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 피스톤 구조는,
    상기 제1 피스톤 로드에 축선에 대하여 교차하는 방향으로 형성된 제１ 분기 유로와, 상기 제2 피스톤 로드에 축선에 대하여 교차하는 방향으로 형성된 제２ 분기 유로와, 상기 피스톤에 축선 방향으로 형성되고 상기 제１ 분기 유로와 상기 제２ 분기 유로를 연통시키는 바이패스 유로와, 정상 밸브 열림 상태의 경우에 상기 바이패스 유로에 장착되고 상기 제１ 분기 유로와 상기 제２ 분기 유로의 사이를 차단하는 차단 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 피스톤 구조는, 정상 밸브 닫힘 상태의 경우에, 상기 제1 피스톤 로드와 상기 제2 피스톤 로드에 실링 부재를 장착하는 한편, 정상 밸브 열림 상태의 경우에 상기 제2 피스톤 로드에 실링 부재를 장착하고 상기 제1 피스톤 로드에 실링 부재를 장착하지 않는 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
  21. 제18항에 있어서,
    정상 밸브 닫힘 상태의 경우에 상기 실린더 내에 장착된 탄성 부재는, 정상 밸브 열림 상태의 경우에 상기 실린더 내에 장착된 탄성 부재보다 탄성력이 큰 것을 특징으로 하는 에어 오퍼레이팅 밸브.
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