KR101337086B1

KR101337086B1 - 유체 제어기

Info

Publication number: KR101337086B1
Application number: KR1020127003838A
Authority: KR
Inventors: 히사토시 아카모토; 무츠노리 고요모기
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2013-12-05
Also published as: TWI470159B; CN102483173B; JPWO2011024771A1; WO2011024771A1; TW201115052A; CN102483173A; KR20120031519A; JP5560276B2

Abstract

본 발명은, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성을 향상시킨 유체 제어기를 제공한다.
본 발명의 유체 제어기는, 두 개의 밸브체 및 이를 유지하는 보디(11)를 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 보디 어셈블리(2)와, 두 개의 피스톤 및 이것과 일체로 상하 이동함으로써 각 밸브체를 개폐하는 두 개의 스템(33, 34)을 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 액추에이터 어셈블리(3)를 구비하고 있다. 각각 미리 조립된 보디 어셈블리(2)와 액추에이터 어셈블리(3)가 어셈블리간 결합용 나사 수단(4)에 의해 분해 가능하게 결합되어 있다.

Description

유체 제어기{FLUID CONTROLLER}

본 발명은 3포트 2헤드(2실린더) 타입의 3포트 밸브와 같이 복수 개의 밸브체, 복수 개의 스템 및 복수 개의 피스톤이 조립되어 하나의 부품으로서 취급되는 유체 제어기에 관한 것이다.

종래 유체 제어기로서, 복수 개의 밸브체와, 이를 유지하는 보디와, 상하 이동함으로써 각 밸브체를 개폐하는 복수 개의 스템과, 각 스템을 상하 이동시키는 피스톤을 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 3포트 밸브가 알려져 있다(특허문헌 1).

이 특허문헌 1의 3포트 밸브에서는, 예를 들면 밸브체를 교환하는 경우에는, 유체 제어기를 구성하는 부품을 차례로 떼어내어, 밸브체를 교환하고, 그 후, 떼어낸 부품을 차례로 조립해 가도록 되어 있다. 또한, 그 세정 시에는, 전용 세정기를 사용하여 일체인 채로 세정하거나, 모든 부품을 분해하고 나서 세정하는 것 중 어느 하나의 방법이 채용되고 있다.

일본 특허 공개 제2000-320700호 공보

상기 특허문헌 1의 것에서는, 밸브체를 교환하는 경우에 품이 든다는 문제가 있고, 분해 세정을 위한 비용이나 품이 든다는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성을 향상시킨 유체 제어기를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 유체 제어기는, 복수 개의 밸브체 및 이를 유지하는 보디를 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 보디 어셈블리와, 복수 개의 피스톤 및 이것과 일체로 상하 이동함으로써 각 밸브체를 개폐하는 복수 개의 스템을 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 액추에이터 어셈블리를 구비하고 있고, 각각 미리 조립된 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리가 분해 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

"복수"는, 예컨대 두 개도 되지만, 셋 이상으로 하는 것도 가능하다. 두 개의 밸브체 및 피스톤을 가지고 있는 경우, 유체 제어기는, 예컨대 2포트 밸브와 3포트 밸브가 일체로 되어, 전체적으로 3포트 밸브(3포트의 유체 제어기)로서 사용되는 형태가 되는데, 이에 한정되지 않는다. 유체 제어기는, 예컨대 다이어프램 밸브의 형태로 될 수도 있으며, 이에 한정되지 않고, 예컨대 벨로우즈 밸브의 형태로 될 수도 있다. 보디에는, 소요(所要)의 형상으로 이루어진 복수 개의 통로 및 그 개구(측면 또는 바닥면에 개구되는 포트)가 마련된다.

액추에이터 구조는, 피스톤의 상방으로의 이동 및 하방으로의 이동을 모두 압축 공기로 행하는 것(더블 액션 타입)일 수도 있고, 피스톤을 압박 부재에 의해 통로가 상시 개방으로 되는 방향으로 압박하고, 압축 공기에 의해 통로를 폐쇄하는 방향으로 피스톤을 이동시키는 노멀 오픈일 수도 있으며, 피스톤을 압박 부재에 의해 통로가 상시 폐쇄로 되는 방향으로 압박하고, 압축 공기에 의해 통로를 개방하는 방향으로 피스톤을 이동시키는 노멀 클로즈일 수도 있다. 또한, 압축 공기에 의해 피스톤을 상하 이동시키는 것 이외에, 전자(電磁) 구동에 의해 피스톤을 상하 이동시킬 수도 있다.

복수 개의 밸브체 및 복수 개의 피스톤 등을 내장하는 유체 제어기는, 통상적으로 복수 개의 부품으로 이루어지며 분해 가능한 하나의 조립체(완성품)로서 취급되고 있고, 조립 및 분해 도중에, 중간품으로서의 "조립체"는 존재하지 않았다. 이에 반해, 본 발명에 따르면, 완성품으로서의 조립체인 유체 제어기가 중간품으로서의 조립체인 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리에 의해 구성된다. 즉, 조립시에는 보디 어셈블리 및 액추에이터 어셈블리가 각각 먼저 조립되고, 이들 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리가 분해 가능하게 결합됨으로써 본 발명에 따른 유체 제어기를 얻을 수 있다. 따라서, 밸브체의 교환이 필요해졌을 때에는, 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리로 분해한 후, 보디 어셈블리만을 더 분해하여, 밸브체를 교환하면 된다. 또한, 보디 어셈블리의 분해 세정도 동일하게 하여 용이하게 행할 수 있어, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 향상된다.

보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리를 분해 가능하게 결합하려면, 예컨대 적당한 나사 수단을 사용하면 되며, 나사 수단 대신, 예컨대 세니터리 클램프와 같은 접속 클램프나 그 밖의 고정 지그를 사용할 수도 있다. 나사 수단은, 예컨대 보디 어셈블리 및 액추에이터 어셈블리 중 어느 한쪽의 소정 부위에 설치된 복수 개의 암나사와, 다른 한쪽을 관통하여 각 암나사에 각각 나사 결합된 복수 개의 육각 구멍 구비 볼트로 이루어지는 것이 될 수 있고, 보디 어셈블리 및 액추에이터 어셈블리를 관통하는 복수 개의 볼트와, 여기에 각각 나사 결합된 복수 개의 너트로 이루어지는 것이 될 수도 있다.

보디 어셈블리 및 액추에이터 어셈블리 중 어느 하나 또는 양자 모두가 복수 개(예컨대 2층으로 되지만, 3층 이상으로 하는 것도 가능)의 적층체로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 적층체끼리가 분해 가능하게 결합되어 있는 것이 보다 바람직하다.

예컨대, 유체 통로가 마련되어 있으며 밸브체로서의 다이어프램을 지지하는 보디를 제1 적층체로 하고, 이 제1 적층체에 다이어프램 리테이너를 통해 다이어프램을 고정하는 제2 적층체가 중첩되며, 제1 적층체와 제2 적층체가 분해 가능하게 결합되어 있음으로써, 보디 어셈블리가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 보디 어셈블리의 분해가 용이해져, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 보다 훨씬 향상된다.

또한, 피스톤이 상하 이동하는 실린더실이 형성된 제3 적층체와, 스템을 안내하는 가이드를 유지하는 제4 적층체가 중첩되고, 제3 적층체와 제4 적층체가 분해 가능하게 결합되어 있음으로써, 액추에이터 어셈블리가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 적층체끼리를 분해 가능하게 결합하려면 적당한 나사 수단을 사용할 수 있다.

이와 같이 하면, 유체 제어기는 복수 개의 적층체가 분해 가능하게 결합되고, 이들 적층체에 소요의 부품이 내장된 것으로 되어, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 한층 더 향상된다.

다이어프램 및 밸브 시트는, 수지제로 이루어질 수도 있으나, 분해 후의 재사용시의 개폐 재현성의 점에서 금속제로 이루어지는 것이 바람직하다.

2포트 밸브와 3포트 밸브가 일체로 된 3포트 2헤드 구조로 이루어진 유체 제어기로서, 2포트 밸브와 3포트 밸브가 일체로 이루어진 3포트 2헤드 구조로 되어 있고, 2포트 밸브측 및 3포트 밸브측에, 피스톤을 하방으로 이동시키기 위한 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실 및 피스톤을 상방으로 이동시키기 위한 유로 개방용 압축 공기 도입실 중 적어도 한쪽이 각각 설치되고, 상기 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실 및 상기 유로 개방용 압축 공기 도입실에 압축 공기를 도입하기 위한 압축 공기 배관 접속부가 설치되어 있을 수가 있으며, 또한 2포트 밸브측 및 3포트 밸브측에, 피스톤을 하방으로 이동시키기 위한 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실과 피스톤을 상방으로 이동시키기 위한 유로 개방용 압축 공기 도입실이 각각 설치되고, 각 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실에 압축 공기를 도입하기 위한 압축 공기 배관 접속부가 각각 설치되며, 2포트 밸브측의 압축 공기 배관 접속부와 3포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 도입실이 연통되고, 3포트 밸브측의 압축 공기 배관 접속부와 2포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 도입실이 연통되어 있을 수가 있다.

상기한 전자(前者)의 구성의 "적어도 한쪽이 각각 설치되고"는, 2포트 밸브측 폐쇄용-3포트 밸브측 폐쇄용과, 2포트 밸브측 폐쇄용-3포트 밸브측 개방용과, 2포트 밸브측 개방용-3포트 밸브측 폐쇄용과, 2포트 밸브측 개방용-3포트 밸브측 개방용과, 2포트 밸브측 폐쇄용 및 개방용-3포트 밸브측 폐쇄용과, 2포트 밸브측 폐쇄용 및 개방용-3포트 밸브측 개방용과, 2포트 밸브측 폐쇄용-3포트 밸브측 폐쇄용 및 개방용과, 2포트 밸브측 개방용-3포트 밸브측 폐쇄용 및 개방용, 그리고 2포트 밸브측 폐쇄용 및 개방용-3포트 밸브측 폐쇄용 및 개방용의 총 9개의 조합이 가능한 것을 의미하고 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 피스톤의 이동 방향(스템의 축선 방향)을 상하 방향이라고 한다. 이 방향은 편의적인 것으로서, 실제 부착에서는 상하 방향이 연직 방향뿐만 아니라, 수평 방향이 될 수도 있다.

본 발명의 유체 제어기에 따르면, 복수 개의 밸브체 및 이를 유지하는 보디를 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 보디 어셈블리와, 복수 개의 피스톤 및 이것과 일체로 상하 이동함으로써 각 밸브체를 개폐하는 복수 개의 스템을 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 액추에이터 어셈블리를 구비하고 있고, 각각 미리 조립된 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리가 분해 가능하게 결합되어 있으므로, 밸브체의 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수가 필요해졌을 때에는, 유체 제어기를 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리로 분해한 후, 밸브체를 교환하는 경우에는, 보디 어셈블리만을 분해 및 재조립하면 되고, 또한 보디 어셈블리의 분해 세정도 동일하게 하여 용이하게 행할 수 있어, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 제어기의 제1 실시형태를 도시한 정면 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체 제어기의 보디 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유체 제어기의 액추에이터 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유체 제어기의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유체 제어기의 보디 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유체 제어기의 제2 실시형태를 도시한 정면 단면도이다.
도 7은 그 평면도이다.

본 발명의 실시형태를 이하 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상하 및 좌우는 도 1의 상하 및 좌우를 말하는 것이다. 또한, 이들에 직교하는 방향을 전후라고 한다.

도 1부터 도 5까지는 본 발명에 따른 유체 제어기(1)의 제1 실시형태를 도시하고 있다.

이 유체 제어기(1)는, 좌측의 2포트 밸브와 우측의 3포트 밸브가 일체화된 3포트 2헤드(실린더) 구조의 3포트 밸브라고 칭하는 것으로서, 좌우 두 개의 밸브체(12, 13) 및 이를 유지하는 보디(11)를 포함하는 복수 개의 부품(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 조립체인 보디 어셈블리(2)와, 좌우 두 개의 피스톤(31, 32) 및 이것과 일체로 상하 이동함으로써 각 밸브체(12, 13)를 개폐하는 좌우 두 개의 스템(33, 34)을 포함하는 복수 개의 부품(31, 32, 33, 34, 35, 38, 39, 40, 41)의 조립체인 액추에이터 어셈블리(3)를 구비하고 있으며, 각각 미리 조립된 보디 어셈블리(2)와 액추에이터 어셈블리(3)가 어셈블리간 결합용 나사 수단(4)에 의해 분해 가능하게 결합되어 있다.

보디(11)는, 직육면체 블록형으로 이루어지고, 그 우측면에 제1 포트(18)가, 그 좌측면에 제2 포트(19)가, 그 전면(도 2 참조)에 제3 포트(20)가 각각 마련되어 있다. 또한, 보디(11)의 상면에는, 상방으로 개구되는 좌우의 원형 오목부(21, 22)가 각각 형성되어 있다.

제1 포트(18)와 제2 포트(19)는, 제1 포트(18)로부터 좌측의 원형 오목부(21)의 주연부에 개구(23a)를 통하여 통해 있는 제1 입구 통로(23)와, 좌측의 원형 오목부(21)의 중앙부로부터 제2 포트(19)에 이르는 제1 출구 통로(24)에 의해 접속되어 있으며, 제3 포트(20)는, 제3 포트(20)로부터 우측의 원형 오목부(22)의 주연부에 이르는 제2 입구 통로[도 5에 그 개구(23b)가 도시되어 있음]와, 우측의 원형 오목부(22)의 중앙부로부터 제1 입구 통로(23)의 도중 부분에 통하는 제2 출구 통로(25)를 통하여, 제1 포트(18) 및 제2 포트(19)에 접속되어 있다. 제1 출구 통로(24)의 개구 주연부에는 환형 밸브 시트(26)가 설치되어 있고, 우측의 원형 오목부(22)의 제2 출구 통로(25)의 개구 주연부에도 동일한 환형 밸브 시트(27)가 설치되어 있다.

보디 어셈블리(2)는, 상기 보디(11) 외에, 각 원형 오목부(21, 22)에 끼워 넣어지고 환형 밸브 시트(26, 27)에 밀어붙여지거나 환형 밸브 시트(26, 27)로부터 이격되어 각 출구 통로(24, 25)를 개폐하는 다이어프램(밸브체)(12, 13)과, 다이어프램(12, 13)을 원형 오목부(21, 22) 내에 유지하는 다이어프램 리테이너(15, 16)와, 다이어프램 리테이너(15, 16)의 상부가 끼워 넣어지는 하방으로 개구된 오목부를 갖는 직육면체 블록형의 본네트(14)를 구비하고 있다.

액추에이터 어셈블리(3)는, 좌우의 피스톤(31, 32) 및 좌우의 스템(33, 34) 외에, 좌우의 피스톤(31, 32)이 상하 이동 가능하게 수납되는 하방으로 개구된 좌우의 실린더실(36, 37)이 형성된 직육면체 블록형의 액추에이터 캡(35)과, 각 스템(33, 34)을 안내하는 좌우의 원통형 가이드(38, 39)와, 이들 가이드(38, 39)를 이동 불가능하게 유지하는 직육면체 블록형의 액추에이터 케이스(40)를 구비하고 있다.

각 피스톤(31, 32)은, 각 실린더실(36, 37) 내에 O링을 개재하여 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 각 피스톤(31, 32)의 상면과 액추에이터 캡(35)의 상벽 하면과의 사이가 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(36a, 37a)로 되며, 각 피스톤(31, 32)의 하면과 각 가이드(38, 39)의 상면과의 사이가 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b, 37b)로 되어 있다. 액추에이터 캡(35)의 상벽에는, 각 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(36a, 37a)에 통하는 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부(42, 43)가 마련되고, 액추에이터 캡(35)의 둘레벽(도 3 참조)에는 각 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b, 37b)에 통하는 유로 개방용 압축 공기 배관 접속부(44, 45)가 마련되어 있다. 여기서, 유로 개방용 압축 공기 배관 접속부(44, 45)는, 도 1에 도시한 단면도에 있어서, 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b, 37b)에 통해 있음을 나타내기 위해 파선으로 도시하였다.

각 스템(33, 34)은, 각 피스톤(31, 32)의 하면 중앙부로부터 하방으로 연장되고, 그 하단부가 원통형 가이드(38, 39)의 하면으로부터 하방으로 돌출되어 다이어프램(12, 13)의 중앙부에 맞닿아 있다.

원통형 가이드(38, 39)는, 실린더실(36, 37) 내에 O링을 개재하여 배치되고 액추에이터 케이스(40)의 상면에 형성된 오목부에 수용되는 대직경부(38a, 39a)와, 대직경부(38a, 39a)의 하면으로부터 하방으로 연장되고 액추에이터 케이스(40)에 형성된 관통 구멍을 삽통하여 본네트(14)의 상면에 형성된 오목부에 수용되는 소직경부(38b, 39b)로 이루어진다.

도 1에 있어서, 압축 공기가 도입되어 있지 않은 상태에서는, 각 다이어프램(12, 13)의 탄성력에 의해, 각 스템(33, 34)은, 출구 통로(24, 25)가 개방되는 상방 위치에 있고, 각 피스톤(31, 32)은 그 상면이 실린더실(36, 37)의 상면에 맞닿아 있다. 이 상태에서, 각 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b, 37b)을 배기하고, 압축 공기를 각 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부(42, 43)로부터 각 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(36a, 37a)로 도입함으로써, 각 피스톤(31, 32)은 하방으로 이동하며, 이에 따라 각 스템(33, 34)은, 각 다이어프램(12, 13)에 의해 출구 통로(24, 25)가 폐쇄되는 하방 위치로 이동된다. 따라서, 우측의 3포트 밸브에 있어서, 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부(43)로부터 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(37a)로 압축 공기를 도입하고, 좌측의 2포트 밸브에 있어서, 유로 개방용 압축 공기 배관 접속부(44)로부터 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b)로 압축 공기를 도입함으로써, 좌측의 2포트 밸브를 개방으로 하며, 우측의 3포트 밸브를 폐쇄로 할 수 있고, 또한 좌측의 2포트 밸브에 있어서, 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부(42)로부터 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(36a)로 압축 공기를 도입하고, 우측의 3포트 밸브에 있어서, 유로 개방용 압축 공기 배관 접속부(45)로부터 유로 개방용 압축 공기 도입실(37b)로 압축 공기를 도입함으로써, 좌측의 2포트 밸브를 폐쇄로 하며, 우측의 3포트 밸브를 개방으로 할 수 있다.

보디(11)와 본네트(14)는 서로 중첩되어 보디 결합용 나사 수단(17)에 의해 결합되어 있고, 이 보디 결합용 나사 수단(17)은, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 보디(11)에 마련된 총 6개의 암나사(28)와, 본네트(14)를 관통하는 총 6개의 볼트 삽통 구멍(29)과, 본네트(14) 측으로부터 각 볼트 삽통 구멍(29)에 삽통되어 각 암나사(28)에 각각 나사 결합된 총 6개의 육각 구멍 구비 볼트(30)로 이루어지는 것으로 되어 있다. 이와 같이 하여, 보디 어셈블리(2)는, 제1 적층체로서의 보디(11)와 제2 적층체로서의 본네트(14)가, 보디 결합용 나사 수단(17)에 의해 분리 가능하게 결합되고, 그 내부에, 두 개의 다이어프램(12, 13)과 두 개의 다이어프램 리테이너(15, 16)가 내장된 것으로 되어 있다.

마찬가지로, 액추에이터 캡(35)과 액추에이터 케이스(40)는 서로 중첩되어 액추에이터 결합용 나사 수단(41)에 의해 결합되어 있고, 이 액추에이터 결합용 나사 수단(41)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 액추에이터 캡(35)에 마련된 총 4개의 암나사(도시 생략)와, 액추에이터 케이스(40)를 관통하는 총 4개의 볼트 삽통 구멍(46)과, 액추에이터 케이스(40) 측으로부터 각 볼트 삽통 구멍(46)에 삽통되어 각 암나사에 각각 나사 결합된 총 4개의 육각 구멍 구비 볼트(47)로 이루어지는 것으로 되어 있다. 이와 같이 하여, 액추에이터 어셈블리(3)는, 제3 적층체로서의 액추에이터 캡(35)과 제4 적층체로서의 액추에이터 케이스(40)가 액추에이터 결합용 나사 수단(41)에 의해 분리 가능하게 결합되고, 그 내부에, 두 개의 피스톤(31, 32), 두 개의 스템(33, 34) 및 두 개의 원통형 가이드(38, 39) 등이 내장된 것으로 되어 있다.

보디 어셈블리(2)와 액추에이터 어셈블리(3)를 결합하는 어셈블리간 결합용 나사 수단(4)은, 도 4 등에 도시한 바와 같이, 액추에이터 어셈블리(3)의 액추에이터 케이스(40)에 마련된 두 개의 암나사(51)와, 보디 어셈블리(2)의 보디(11) 및 본네트(14)를 관통하는 두 개의 볼트 삽통 구멍(52)과, 보디 어셈블리(2) 측으로부터 볼트 삽통 구멍(52)에 삽통되어 각 암나사(51)에 각각 나사 결합된 2개의 육각 구멍 구비 볼트(53)로 이루어지는 것으로 되어 있다.

이와 같이 하여, 이 유체 제어기(1)는, 각각 복수 층(2층으로 도시)의 적층체(11, 14, 35, 40)로 이루어지며 미리 조립된 보디 어셈블리(2)와 액추에이터 어셈블리(3)가 적당한 결합 수단(어셈블리간 결합용 나사 수단이 도시됨)(4)에 의해 분해 가능하게 결합된 것으로 되어 있다. 따라서, 이 유체 제어기(1)에 의하면, 다이어프램(밸브체)(12, 13)의 교환이 필요해졌을 때에는, 어셈블리간 결합용 나사 수단(4)을 풀어서, 보디 어셈블리(2)와 액추에이터 어셈블리(3)로 분해한 후, 도 5에 도시한 바와 같이, 보디 어셈블리(2)만을 더 분해하여, 다이어프램(12, 13)을 교환하면 되며, 또한 보디 어셈블리(3)의 분해 세정도 마찬가지로 용이하게 행할 수 있어, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 향상되고 있다.

다이어프램(12, 13) 및 환형 밸브 시트(26, 27)는 모두 금속제로 되어 있으며, 이에 따라 유체 제어기(1)를 분해한 후의 재사용시에 개폐 재현성이 확보되고 있다.

이 유체 제어기(1)는, 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 그 구성을 다양하게 변경할 수 있고, 예컨대 포트의 수(밸브체 등의 수)를 세 개 이상으로 한 다련(多連) 구조로 할 수도 있다. 또한, 유체 제어기(1)의 액추에이터의 구조는, 전부가 더블 액션 타입[상기 실시형태에 개시한 바와 같이 피스톤(31, 32)의 상하 이동 모두를 압축 공기에 의해 행하는 형태]으로 할 수도 있으나, 피스톤의 형상을 변경하거나, 피스톤을 상하 이동시키는 구성을 변경함으로써, 그 일부 또는 전부를 노멀 클로즈[피스톤(31, 32)의 상방으로의 이동은, 유로 개방용 압축 공기 배관 접속부(44, 45)로부터 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b, 37b)로의 압축 공기 도입에 의해 행하고, 피스톤(31, 32)의 하방으로의 이동은, 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부(42, 43)로부터 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(36a, 37a)로의 압축 공기 도입 대신에, 압축 코일 스프링 등의 압박 부재에 의해 행하는 형태], 또는 노멀 오픈[피스톤(31, 32)의 하방으로의 이동은, 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부(42, 43)로부터 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(36a, 37a)로의 압축 공기 도입에 의해 행하고, 피스톤(31, 32)의 상방으로의 이동은, 유로 개방용 압축 공기 배관 접속부(44, 45)로부터 유로 개방용 압축 공기 도입실(36b, 37b)로의 압축 공기 도입 대신에, 압축 코일 스프링 등의 압박 부재에 의해 행하는 형태]으로 할 수도 있다.

또한, 상기한 제1 실시형태에 따르면, 압축 공기 배관 접속부(42, 43, 43, 44)는 총 4개 있으며, 각 압축 공기 배관 접속부(42, 43, 43, 44)로부터 도입되는 압축 공기를 서로 연관시켜 온/오프함으로써, 2포트 밸브가 개방이고 3포트 밸브가 폐쇄인 상태와 2포트 밸브가 폐쇄이고 3포트 밸브가 개방인 상태가 전환되는데, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 압축 공기 배관 접속부(68, 69)를 두 개로 줄이고, 소요의 압축 공기 통로(71, 72)를 추가함으로써, 일측의 압축 공기 배관 접속부(68)로부터 압축 공기를 도입했을 때에는, 2포트 밸브가 개방이고 3포트 밸브가 폐쇄된 상태로 되고, 타측의 압축 공기 배관 접속부(69)로부터 압축 공기를 도입했을 때에는, 2포트 밸브가 폐쇄이고 3포트 밸브가 개방된 상태로 되도록 할 수도 있다. 이하의 설명에 있어서, 도 1과 동일한 구성의 것에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.

도 6 및 도 7에 있어서, 제2 실시형태의 유체 제어기(1)는, 좌측의 2포트 밸브와 우측의 3포트 밸브가 일체화된 3포트 2헤드(실린더) 구조의 3포트 밸브로 칭해지는 것으로서, 좌우 두 개의 밸브체(12, 13) 및 이를 유지하는 보디(11)를 포함하는 복수 개의 부품(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 조립체인 보디 어셈블리(2)와, 좌우 두 개의 피스톤(61, 62) 및 이것과 일체로 상하 이동함으로써 각 밸브체(12, 13)를 개폐하는 좌우 두 개의 스템(63, 64)을 포함하는 복수 개의 부품(61, 62, 63, 64, 65, 38, 39, 40, 41)의 조립체인 액추에이터 어셈블리(3)를 구비하고 있으며, 각각 미리 조립된 보디 어셈블리(2)와 액추에이터 어셈블리(3)가 어셈블리간 결합용 나사 수단(4)에 의해 분해 가능하게 결합되어 있다.

각 피스톤(61, 62)은, 각 실린더실(66, 67) 내에 O링을 개재하여 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 각 피스톤(61, 62)의 상면과 액추에이터 캡(65)의 상벽 하면과의 사이가 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(66a, 67a)로 되며, 각 피스톤(61, 62)의 하면과 각 가이드(38, 39)의 상면과의 사이가 유로 개방용 압축 공기 도입실(66b, 67b)로 되어 있다. 각 스템(63, 64)의 상부에는, 하단이 유로 개방용 압축 공기 도입실(66b, 67b)에 통하고, 상단이 각 스템(63, 64)의 상단면에서 개구되어 있는 유로 개방용 압축 공기 통로(71, 72)가 마련되어 있다.

액추에이터 캡(65)에는, 그 좌측 및 우측에 각각 압축 공기 배관 접속부(68, 69)가 마련되어 있다. 이들 압축 공기 배관 접속부(68, 69)는 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(66a, 67a) 및 유로 개방용 압축 공기 도입실(66b, 67b)에 겸용인 것으로 되어 있다. 즉, 좌측의 압축 공기 배관 접속부(68)는, 주 통로(73)를 통해 2포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 통로(71)에 통해 있고, 역 L자형의 연장 통로(75)를 통해 3포트 밸브측의 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(67a)에 통해 있으며, 우측의 압축 공기 배관 접속부(69)는, 주 통로(74)를 통해 3포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 통로(72)에 통해 있고, 역 L자형의 연장 통로(76)를 통해 2포트 밸브측의 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(66a)에 통해 있다.

또한, 각 연장 통로(75, 76)는, 압축 공기 배관 접속부(68, 69)와 동일한 단면 내에 있는 것이 아니라, 도 7에 도시한 바와 같이, 전후로(도 7의 상하로) 어긋나 있는 것인데, 도 6에서는 편의상 동일한 도면에 도시하였다.

도 6에 있어서, 압축 공기가 도입되어 있지 않은 상태에서는, 각 다이어프램(12, 13)의 탄성력에 의해, 각 스템(63, 64)은, 출구 통로(24, 25)가 개방되는 상방 위치에 있고, 각 피스톤(61, 62)은, 그 상면이 실린더실(66, 67)의 상면에 맞닿아 있다. 이 상태에 있어서, 좌측의 압축 공기 배관 접속부(68)로부터 압축 공기를 도입하면, 압축 공기는, 주 통로(73) 및 2포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 통로(71)를 통해 2포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 도입실(66b)에 도입되고, 연장 통로(75)를 통해 3포트 밸브측의 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(67a)에 도입된다. 그 결과, 2포트 밸브측의 피스톤(61)이 상방으로 이동하고, 3포트 밸브측의 피스톤(62)이 하방으로 이동한다. 따라서, 2포트 밸브측의 통로(24)가 개방 상태로, 3포트 밸브측의 통로(25)가 폐쇄 상태로 된다.

도 6의 상태에 있어서, 우측의 압축 공기 배관 접속부(69)로부터 압축 공기를 도입하면, 압축 공기는 주 통로(74) 및 3포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 통로(72)를 통해 3포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 도입실(67b)에 도입되고, 연장 통로(76)를 통해 2포트 밸브측의 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실(66a)에 도입된다. 그 결과, 2포트 밸브측의 피스톤(61)이 하방으로 이동하고, 3포트 밸브측의 피스톤(62)이 상방으로 이동한다. 따라서, 2포트 밸브측의 통로(24)가 폐쇄 상태로, 3포트 밸브측의 통로(25)가 개방 상태로 된다.

본 제2 실시형태의 것에서는, 제1 실시형태의 것과 마찬가지로, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 향상되고, 게다가 2포트 밸브의 개방 또는 폐쇄와 3포트 밸브의 폐쇄 또는 개방이 하나의 조작으로 동시에 얻어지므로, 그 개폐 제어를 용이하고 확실하게 행할 수 있다.

본 발명에 따른 유체 제어기는, 예컨대 3포트 밸브로서, 유체 통로의 개폐를 위해 다양한 용도로 사용할 수 있고, 부품 교환이나 분해 세정 등의 유지 보수성이 향상되어 있음으로써, 취급이 용이해지며 사용 용도가 넓어진다.

1 : 유체 제어기 2 : 보디 어셈블리,
3 : 액추에이터 어셈블리 4 : 어셈블리간 결합용 나사 수단
11 : 보디(제1 적층체) 12, 13 : 다이어프램(밸브체)
14 : 본네트(제2 적층체) 15, 16 : 다이어프램 리테이너
17 : 보디 결합용 나사 수단 23 : 제1 입구 통로(유체 통로)
24 : 제1 출구 통로(유체 통로) 25 : 제2 출구 통로(유체 통로)
31, 32 : 피스톤 33, 34 : 스템
35 : 액추에이터 캡(제3 적층체) 36, 37 : 실린더실
36a, 37a : 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실
36b, 37b : 유로 개방용 압축 공기 도입실
38, 39 : 원통형 가이드 40 : 액추에이터 케이스(제4 적층체)
42, 43 : 유로 폐쇄용 압축 공기 배관 접속부
61, 62 : 피스톤 63, 64 : 스템
65 : 액추에이터 캡(제3 적층체) 66, 67 : 실린더실
66a, 67a : 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실
66b, 67b : 유로 개방용 압축 공기 도입실
68, 69 : 압축 공기 배관 접속부

Claims

복수 개의 밸브체 및 이를 유지하는 보디를 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 보디 어셈블리와,
복수 개의 피스톤 및 이것과 일체로 상하 이동함으로써 각 밸브체를 개폐하는 복수 개의 스템을 포함하는 복수 개의 부품의 조립체인 액추에이터 어셈블리
를 구비하고,
각각 미리 조립된 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리는 결합 수단에 의해 결합되며,
상기 결합의 해제에 의해 상기 보디 어셈블리와 액추에이터 어셈블리가 분해가능한 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제1항에 있어서, 상기 보디 어셈블리 및 액추에이터 어셈블리 중 어느 하나 또는 양자 모두가 복수 개의 적층체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제2항에 있어서, 유체 통로가 마련되어 있고 밸브체로서의 다이어프램을 지지하는 보디를 제1 적층체로 하며, 이 제1 적층체에 다이어프램 리테이너를 통해 다이어프램을 고정하는 제2 적층체가 중첩되고, 제1 적층체와 제2 적층체가 분해 가능하게 결합되어 있음으로써, 보디 어셈블리가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제2항 또는 제3항에 있어서, 피스톤이 상하 이동하는 실린더실이 형성된 제3 적층체와, 스템을 안내하는 가이드를 유지하는 제4 적층체가 중첩되고, 제3 적층체와 제4 적층체가 분해 가능하게 결합되어 있음으로써, 액추에이터 어셈블리가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 2포트 밸브와 3포트 밸브가 일체로 된 3포트 2헤드 구조로 되어 있고, 2포트 밸브측 및 3포트 밸브측에, 피스톤을 하방으로 이동시키기 위한 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실 및 피스톤을 상방으로 이동시키기 위한 유로 개방용 압축 공기 도입실 중 적어도 한쪽이 각각 마련되며, 상기 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실 및 상기 유로 개방용 압축 공기 도입실에 압축 공기를 도입하기 위한 압축 공기 배관 접속부가 마련되어 있는 것인 유체 제어기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 2포트 밸브와 3포트 밸브가 일체로 된 3포트 2헤드 구조로 되어 있고, 2포트 밸브측 및 3포트 밸브측에, 피스톤을 하방으로 이동시키기 위한 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실과 피스톤을 상방으로 이동시키기 위한 유로 개방용 압축 공기 도입실이 각각 마련되며, 각 유로 폐쇄용 압축 공기 도입실에 압축 공기를 도입하기 위한 압축 공기 배관 접속부가 각각 마련되고, 2포트 밸브측의 압축 공기 배관 접속부와 3포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 도입실이 연통되며, 3포트 밸브측의 압축 공기 배관 접속부와 2포트 밸브측의 유로 개방용 압축 공기 도입실이 연통되어 있는 것인 유체 제어기.