KR20130004261A

KR20130004261A - 유량 제어장치

Info

Publication number: KR20130004261A
Application number: KR1020127019280A
Authority: KR
Inventors: 히로스케 야마다; 사나에 나카무라; 아키라 구리바야시
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2013-01-09
Also published as: US9115811B2; RU2012135062A; TW201126083A; JP5282196B2; KR101409926B1; EP2527696A1; EP2527696B1; JP2011149488A; EP2527696A4; US20120273074A1; TWI402444B; CN102762903B; WO2011089737A1; CN102762903A; RU2509942C1

Abstract

본 발명은, 유량 제어장치에 관한 것으로, 유량 제어장치(10)는 압력유체가 공급되는 제1 포트(12)를 가지는 제1 몸체(14)와, 상기 제1 몸체(14)에 대해 조립되는 제2 몸체(18)를 구비한다. 이 제1 몸체(14)의 내부에는, 제1 포트(12)로부터 제2 포트(16)로 유동하는 압력유체의 유동 상태를 제어하는 밸브기구(20)가 설치되어 있다. 또, 제1 몸체(14)의 제1 연결부(30)가, 제2 몸체(18)의 상단부에 형성된 제2 연결부(128)의 내부에 삽입되어 결합되는 것에 의해, 상기 제1 몸체(14)와 상기 제2 몸체(18)가 일체로 연결된다.

Description

유량 제어장치 {FLOW CONTROL DEVICE}

본 발명은, 밸브부를 가지는 로드를 축선방향으로 변위시키는 것에 의해, 1조의 포트 사이를 유동하는 유체의 유량을 제어할 수 있는 유량 제어장치에 관한 것이다.

본 출원인은, 일본 공개실용신안 실개평4－95180 호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 실린더 등의 유체압기기에 배관을 통하여 접속되고, 이 유체압기기에 공급 및 배출되는 유체의 유량을 조정하는 것에 의해 이 유체압기기의 동작을 제어할 수 있는 유량 제어장치를 제안하고 있다.

본 발명의 일반적인 목적은, 부품 개수의 삭감 및 조립성의 향상을 도모함과 함께 소형화를 도모하는 것이 가능한 유량 제어장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 밸브부를 가지는 로드를 축선방향으로 변위시키는 것에 의해, 1조의 제1 포트와 제2 포트와의 사이를 유동하는 유체의 유량을 제어할 수 있는 유량 제어장치에 있어서,

상기 제1 포트를 가지며, 상기 유체를 공급 또는 배출하는 튜브가 접속되는 연결부와, 상기 로드를 축선방향에 따라 안내하는 가이드부와, 상기 밸브부가 착좌하는 시트부를 가지는 제1 몸체와,

상기 제1 몸체의 하부에 설치되고, 상기 유체가 배출 또는 공급되는 상기 제2 포트를 가지는 제2 몸체

를 구비하고,

상기 제1 몸체의 외주면에는, 상기 제2 몸체의 내주면에 맞닿는 체크밸브가 유지되는 홀더부가 형성되고, 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체와의 사이에는, 상기 제1 포트에 연통하고, 상기 유체가 유동하는 유로가 형성됨과 함께, 상기 제1 몸체의 외주 단부에 설치된 제1 연결부와, 상기 제2 몸체의 단부에 설치된 제2 연결부가 연결되는 것을 특징으로 한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유량 제어장치의 전체 단면도이다.
도 2는, 도 1의 유량 제어장치에 있어서의 제1 몸체의 일부와 제2 몸체를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 유량 제어장치의 분해 사시도이다.
도 4는, 도 2의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는, 변형예에 따른 유량 제어장치의 전체 단면도이다.
도 6은, 도 1에 나타내는 유량 제어장치의 일부 생략 평면도이다.
도 7은, 도 2에 나타내는 VII-VII선을 따른 단면도이다.
도 8은, 도 1에 나타내는 유량 제어장치에 있어서의 핸들을 위쪽으로 이동시켜, 니들밸브를 시트부로부터 이격시킨 밸브 개방상태를 나타내는 전체 단면도이다.
도 9는, 도 8의 IX-IX선을 따른 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 유량 제어장치의 전체 단면도이다.
도 11은, 도 10에 나타내는 유량 제어장치의 분해 사시도이다.
도 12는, 도 10의 XII-XII선을 따른 단면도이다.

도 1에 있어서, 참조부호 10은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유량 제어장치를 나타낸다.

이 유량 제어장치(10)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 압력유체가 공급되는 제1 포트(12)를 가지는 제1 몸체(14)와, 상기 압력유체가 배출되는 제2 포트(16)를 가지며, 상기 제1 몸체(14)에 대해서 조립되는 제2 몸체(18)와, 상기 제1 포트(12)로부터 제2 포트(16)로 유동하는 압력유체(예를 들면, 압축 에어)의 유동 상태를 제어하는 밸브기구(20)와, 상기 밸브기구(20)에 의한 압력유체의 유량을 수동으로 제어하기 위한 핸들(조작부)(22)을 포함한다. 또한, 도 1 및 도 2는, 밸브기구(20)를 구성하는 니들밸브(로드)(24)에 의해 제1 포트(12)와 제2 포트(16)의 연통이 차단된 폐쇄상태를 나타내고 있다.

또, 제1 및 제2 몸체(14, 18)는, 예를 들면, 수지제 재료에 의해 형성된다.

제1 몸체(14)는, 예를 들면, 수지제 재료로 형성되고, 원통형상으로 형성되어 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라 소정 길이로 연장하는 본체부(26)와, 상기 본체부(26)의 측방에 접속되고 내부에 제1 포트(12)를 갖는 접속부(연결부)(28)와, 상기 본체부(26)의 외주측에 형성되고 제2 몸체(18)와 연결되는 제1 연결부(제1 끼워맞춤부)(30)로 구성된다.

본체부(26)는, 하단부에 형성되는 제1 통부(32)와, 이 제1 통부(32)의 상부에 접속되고 이 제1 통부(32)에 대해서 직경이 확대되는 제2 통부(가이드부)(34)와, 이 제2 통부(34)의 상부에 접속되고 이 제2 통부(34)에 대해서 직경이 확대되는 제3 통부(36)로 이루어진다. 그리고, 제1 내지 제3 통부(32, 34, 36)의 내부에는, 각각 제1 내지 제3 관통구멍(38, 40, 42)이 형성된다. 이 제1 내지 제3 통부(32, 34, 36)는, 이 제1 통부(32)로부터 제3 통부(36)를 향해 단계적으로 외주직경이 커지도록 형성되고, 마찬가지로, 제1 내지 제3 관통구멍(38, 40, 42)은, 상기 제1 내지 제3 통부(32, 34, 36)에 대응하여 이 제1 관통구멍(38), 제2 관통구멍(40) 및 제3 관통구멍(42)의 차례로 단계적으로 내주직경이 커지도록 형성되어 있다.

제1 통부(32)의 외주면에는, 환형상의 체크밸브(44)가 환형 홈을 통하여 장착되어, 이 제1 통부(32)가 삽입관통되는 제2 몸체(18)의 내벽면에 맞닿아 있다. 이 체크밸브(44)는, 예를 들면, 고무 등의 탄성재료로 아래쪽을 향해 개구된 단면이 대략 V자 모양으로 형성되고, 외주면으로부터 반경 외측방향으로 경사하여 돌출한 플랜지부(46)가 제2 몸체(18)에 대해서 맞닿는다. 즉, 제1 통부(32)는, 체크밸브(44)를 유지할 수 있는 홀더부로서 기능한다.

또, 제1 통부(32)의 하단부에는, 복수의 핀(48)이 원주방향을 따라 등간격으로 이격되도록 설치되고, 상기 제1 통부(32)의 외주면에 대해서 반경 내측방향으로 소정 폭으로 형성됨과 함께, 아래쪽(화살표 A 방향)을 향해 소정 길이로 연장되어 있다.

그리고, 제1 통부(32)를 구성하는 복수의 핀(48)이 제2 포트(16)의 내주면에 미끄럼 접촉하는 것에 의해, 상기 제1 통부(32)를 포함한 제1 몸체(14)의 본체부(26)와 제2 몸체(18)가 동출상이 되도록 위치결정된다. 즉, 핀(48)은, 제1 몸체(14)의 본체부(26)를 제2 몸체(18)에 대해서 동축상으로 배치하여 위치결정을 행하는 위치결정 수단으로서 기능한다.

또, 핀(48)은, 제2 포트(16)에 공급된 유체의 흐름을 정류하여 하류측으로 유동시키는 정류 기능도 겸비하고 있다.

한편, 제1 관통구멍(38)은, 대략 일정 직경으로 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라 관통하고, 후술하는 밸브기구(20)의 니들밸브(24)의 일부가 삽입관통된다.

제2 통부(34)는, 본체부(26)의 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따른 대략 중앙부에 형성되고, 그 내부의 제2 관통구멍(40)에는, 밸브기구(20)를 구성하는 니들밸브(24)(후술한다)가 변위 가능하게 삽입관통되어 있다. 그리고, 제2 통부(34)에는, 축선과 직교방향으로 관통하는 한 쌍의 연통구멍(50a, 50b)이 형성되어, 이 제2 통부(34)의 외부와 제2 관통구멍(40)이 연통한다.

연통구멍(50a, 50b)은, 단면이 대략 직사각형상으로 개구되고, 제2 통부(34)의 축선을 중심으로서 이 축선과 직교방향으로 일직선상에 형성됨과 함께, 상기 연통구멍(50a, 50b)의 위치가, 후술하는 제1 연결부(30)의 하단부보다 아래쪽(화살표 A 방향)이 되도록 형성되어 있다.

또한, 이 연통구멍(50a, 50b)은, 제2 통부(34)에 대해 반경방향을 향해 대략 수평으로 관통하는 경우로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 도 5의 제1 몸체(14a)에 형성되는 연통구멍(52a, 52b)과 같이, 외주측을 향해 소정 각도로 아래쪽으로 경사하도록 형성해도 좋다. 이 경우에도, 연통구멍(52a, 52b)이, 제1 연결부(30)의 하단부보다 아래쪽(화살표 A 방향)이 되도록 형성된다.

또, 제2 통부(34)의 하부에는, 제1 통부(32)와의 경계부에 밸브기구(20)를 구성하는 니들밸브(24)가 착좌 가능한 시트부(54)가 형성된다. 시트부(54)는, 제1 통부(32)의 내주면과 제2 통부(34)의 내주면을 접속하는 평면상으로 형성되어, 본체부(26)의 축선과 직교하도록 형성된다.

제3 통부(36)에는, 그 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따른 대략 중앙부로부터 반경 외측방향으로 직경이 확대된 후, 아래쪽(화살표 A 방향)을 향해 연장하는 제1 연결부(30)가 접속됨과 함께, 상기 제1 연결부(30)가 접속되는 부위와 대략 동일 높이로 접속부(28)가 접속되어 있다.

또, 제3 통부(36)의 상부에는, 외주면을 따라 복수의 이빨을 가진 제1 맞물림부(56)가 설치된다(도 7 참조). 이 제1 맞물림부(56)는, 단면이 삼각형상인 이빨이 반경 방향으로 요철형상으로 또한 연속적으로 형성되어, 후술하는 핸들(22)이 맞물린다.

더욱이, 제1 맞물림부(56)의 아래쪽에는, 제3 통부(36)의 외주면에 대해서 아래쪽(화살표 A 방향)을 향해 서서히 반경 외측방향으로 돌출하는 제1 볼록부(58)와, 이 제1 볼록부(58)에 대해서 더욱더 아래쪽에 형성되는 단면이 삼각형상인 제2 볼록부(60)가 설치된다. 또한, 제1 및 제2 볼록부(58, 60)는, 제3 통부(36)의 외주면을 따라 환형상으로 형성되어 있다.

제1 연결부(30)는, 본체부(26)를 구성하는 제2 및 제3 통부(34, 36)에 대해서 반경 외측방향으로 소정 간격만큼만 이격되고, 아래쪽(화살표 A 방향)을 향해 소정 길이로 연장되어 있다. 그리고, 제1 연결부(30)의 하단부 근방에는, 외주면에 형성된 환형 홈을 통하여 O 링(62)이 장착됨과 함께, 상기 환형 홈에 대해서 약간 위쪽(화살표 B 방향)에는, 제2 몸체(18)가 걸어맞춰지는 걸어맞춤 홈(64)이 형성되어 있다.

한편, 제3 통부(36)의 제3 관통구멍(42)은, 위쪽(화살표 B 방향)을 향해 개구되고, 제2 관통구멍(40)과의 경계부에 인접하도록 너트(66)가 끼워맞춰져 고정됨과 함께, 상기 제3 관통구멍(42)의 상부에는, 후술하는 핸들(22)의 일부가 삽입되어 있다. 그리고, 너트(66)에는, 밸브기구(20)의 니들밸브(24)가 나사결합되어 있다.

접속부(28)는, 본체부(26)에 대해서 직교하는 수평 방향으로 연장되고, 이 본체부(26)로부터 이격되는 방향을 향해 제1 포트(12)가 개구되어 있다. 즉, 접속부(28)는, 본체부(26)에 대해서 측방향으로 소정 길이로 돌출하도록 형성되어 있다. 다시 말해서, 제1 몸체(14)는, 본체부(26)와 접속부(28)로부터 단면이 대략 T자 모양으로 형성되고, 상기 접속부(28)는, 상기 본체부(26)로부터 이격되는 방향으로 연장되어 있다.

이 접속부(28)에는, 개구된 단부측에 제1 포트(12)가 형성되고, 이 제1 포트(12)에 인접한 본체부(26) 측에는, 상기 제1 포트(12)보다 직경이 축소하는 제1 접속구멍(68)이 형성되고, 이 제1 접속구멍(68)에 인접한 본체부(26) 측에는, 상기 제1 접속구멍(68)보다 축경이 축소하는 제2 접속구멍(70)이 형성된다. 그리고, 제2 접속구멍(70)은, 본체부(26)의 외주측과 제1 연결부(30)의 사이에 설치된 유로(72)와 연통하고 있다. 이 제1 포트(12)에는, 압력유체를 공급하는 유체용 튜브(튜브)(74)를 접속하기 위한 연결기구(75)가 설치된다.

연결기구(75)는, 제1 포트(12)에 삽입된 유체용 튜브(74)를 결합하는 척(76)과, 상기 제1 포트(12)의 내주면에 결합되는 가이드(78)와, 이 가이드(78)를 따라 변위 가능하며, 상기 척(76)에 의한 상기 유체용 튜브(74)의 결합상태를 해제하는 릴리즈 부시(80)와, 상기 제1 포트(12)와 유체용 튜브(74)에 맞닿아 기밀을 유지하는 패킹(82)을 갖는다.

척(76)은, 예를 들면, 박판재를 프레스 가공하는 것에 의해 대략 원통형상으로 형성되고, 그 일단부에 형성되어 반경 내측방향을 향해 경사한 발톱부(84)와, 타단부에 형성되어 반경 외측방향을 향해 절곡된 결합부(86)를 구비한다.

가이드(78)는, 척(76)과 마찬가지로, 예를 들면, 박판재를 프레스 가공하는 것에 의해 대략 원통형상으로 형성되어 제1 포트(12)의 내주면에 맞닿도록 설치된다.

릴리즈 부시(80)는, 예를 들면, 수지제 재료로 원통형상으로 형성되고, 그 일단부측이, 제1 포트(12) 내에 있어서 가이드(78) 및 척(76)의 내주측에 삽입된다. 이 일단부는, 반경 외측방향으로 돌출하고, 선단측을 향해 서서히 직경이 축소하는 테이퍼 형상으로 형성되어, 척(76)의 발톱부(84)에 면하도록 설치된다.

패킹(82)은, 예를 들면, 고무 등의 탄성 재료로 단면이 대략 T자 모양으로 형성되고, 제1 포트(12) 내에 있어서 제1 접속구멍(68)과의 경계부에 맞닿도록 배치된다. 이 패킹(82)은, 링 형상으로 형성되고, 그 외주면에 형성되어 제1 포트(12)의 내주면에 맞닿는 돌출부(92)와, 내주면으로부터 돌출하여 유체용 튜브(74)의 외주면에 미끄럼 접촉하는 밀봉부(94)를 포함한다.

밸브기구(20)는, 제1 몸체(14)를 구성하는 본체부(26)의 내부에 삽입관통되어 축선방향(화살표 A, B 방향)으로 변위하는 니들밸브(24)를 포함하며, 상기 니들밸브(24)는, 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라 소정 길이를 가지는 샤프트 형상체로 이루어진다. 상세하게는, 니들밸브(24)는, 본체부(26)를 구성하는 제2 통부(34)의 제2 관통구멍(40)에 삽입관통되어, 그 내주면에 미끄럼 접촉하는 것에 의해 축선방향을 따라 안내된다. 즉, 제2 통부(34)는, 니들밸브(24)를 축선방향을 따라 안내하는 가이드부로서 기능한다.

또, 니들밸브(24)는, 그 하단부에 형성되어 유체의 유량을 제어할 수 있는 제어부(96)와, 상기 제어부(96)의 상부에 접속되고 제1 몸체(14)의 시트부(54)에 착좌 가능한 착좌부(98)와, 상기 착좌부(98)의 상부에 형성되어 상단부측까지 연장하는 샤프트부(100)를 포함한다.

제어부(96)는, 선단을 향해 서서히 직경이 축소하고, 제1 통부(32)의 제1 관통구멍(38)에 삽입관통되어 가장 선단에 설치되는 제1 제어면(102)과, 이 제1 제어면(102)의 위쪽에 형성되는 제2 제어면(104)을 갖는다. 제1 제어면(102)은, 제2 제어면(104)과 비교해, 니들밸브(24)의 축선에 대한 경사 각도가 크게 설정되어 있다. 즉, 제1 제어면(102)은, 제2 제어면(104)에 대해서 보다 테이퍼 형상이 되도록 형성되어 있다.

착좌부(98)는, 단면이 원형 모양으로 형성되고, 제어부(96)에 대해서 반경 외측방향으로 직경이 확대되어, 제1 몸체(14)의 제2 관통구멍(40)에 삽입관통되어 있다. 그리고, 착좌부(98)의 외주면에는, 환형 홈을 통하여 O 링(106)이 장착되어 제2 관통구멍(40)의 내주면에 맞닿아 있다. 또한, O 링(106)은, 착좌부(98)의 아래쪽 면이 시트부(54)에 착좌되었을 때, 연통구멍(50a, 50b)보다 위쪽(화살표 B 방향)이 되는 위치에 장착되어 있다.

샤프트부(100)는, 2개의 원호면을 가지는 단면이 대략 직사각형상으로 형성되고(도 3 및 도 6 참조), 축선방향을 따라 소정 길이로 형성되어 제2 및 제3 관통구멍(40, 42)에 삽입관통된다. 샤프트부(100)의 외주면에는, 나사(108)가 형성되어 본체부(26)의 내부에 설치된 너트(66)에 나사결합됨과 함께, 상기 샤프트부(100)의 상단부에는 핸들(22)이 연결된다. 이것에 의해, 샤프트부(100)를 포함한 니들밸브(24)를 핸들(22)에 의해 회전시킴으로써 이 니들밸브(24)를 본체부(26)의 축선방향을 따라 진퇴 동작시킨다.

핸들(22)은, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 바닥이 있는 원통형으로 형성되고 상부에 설치되는 원반형상의 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)의 바깥둘레부에서 아래쪽을 향해 연장하는 외벽부(112)와, 상기 베이스부(110)의 대략 중심부에서 아래쪽을 향해 연장하는 환형상의 내벽부(114)를 구비하며, 상기 내벽부(114)의 내주측에는 니들밸브(24)의 샤프트부(100)가 삽입되는 샤프트 구멍(116)이 형성된다.

그리고, 핸들(22)은, 제1 몸체(14)를 구성하는 본체부(26)의 상부측으로부터 장착되어, 샤프트 구멍(116)에 니들밸브(24)의 샤프트부(100)가 삽입관통됨과 함께, 외벽부(112)가 제3 통부(36)의 외주측, 내벽부(114)가 상기 제3 통부(36)의 내주측이 되도록 장착된다. 이때, 핸들(22)은, 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라 변위 가능하게 설치되고, 내벽부(114)가 제3 통부(36)와 니들밸브(24)와의 사이에 배치되어 있기 때문에, 상기 제3 통부(36) 및 니들밸브(24)를 따라 안내된다.

베이스부(110)의 외주면에는, 반경 외측방향으로 돌출하는 복수의 볼록부로 이루어지는 파지부(118)가 설치되고, 도시하지 않은 작업자가 핸들(22)을 파지하여 회전시킬 때, 파지부(118)에 의해 미끄럼방지 기능이 수행될 수 있다.

또, 베이스부(110)의 하부면 측에는, 외벽부(112)의 내주면으로부터 반경 내측방향으로 돌출하고, 복수의 이빨을 가진 제2 맞물림부(120)가 형성된다(도 7 참조). 제2 맞물림부(120)는, 단면이 삼각형상인 복수의 이빨이 반경 방향으로 요철 형상으로 형성되어, 제1 몸체(14)의 상부에 형성된 제1 맞물림부(56)에 끼워맞춤되는 것에 의해 회전 방향으로의 변위가 규제된다. 즉, 제1 및 제2 맞물림부(56, 120)는, 제1 몸체(14)에 대한 핸들(22)의 회전동작을 규제하는 회전 규제수단으로서 기능한다.

이 제2 맞물림부(120)는, 핸들(22)의 원주방향을 따라 서로 등각도로 이격하도록 분할하여 설치된다.

외벽부(112)의 하단부에는, 반경 내측방향으로 직각으로 절곡된 훅부(122)가 설치되고, 상기 훅부(122)는 핸들(22)의 원주방향을 따라 등각도로 이격되도록 복수개(예를 들면, 3개소)가 설치되어 있다. 다시 말해서, 복수의 훅부(122)는, 제2 맞물림부(120)의 사이가 되는 위치에 각각 배치되어 있다.

제2 몸체(18)는, 원통형상으로 형성되고, 하단부에 형성되어 외주면에 나사(132)가 형성된 부착부(124)와, 상기 부착부(124)의 상부에 형성된 단면이 육각 형상인 조임부(126)와, 상기 조임부(126)에 인접한 상단부에 형성되어 제1 몸체(14)의 제1 연결부(30)에 연결되는 제2 연결부(제2 끼워맞춤부)(128)와, 상기 제2 몸체(18)의 내부를 축선방향에 따라 관통하는 삽입관통구멍(130)을 구비한다.

부착부(124)는, 예를 들면, 유체압기기(S) 등에 대해서 외주면에 설치된 나사(132)를 통하여 접속되고, 그 내부에는 대략 일정직경으로 이루어지는 제2 포트(16)가 형성된다. 이 제2 포트(16)는 삽입관통구멍(130)의 일부를 구성하고 있다. 그리고, 제2 포트(16)에는, 제1 몸체(14)를 구성하는 제1 통부(32)의 핀(48)이 삽입되고, 그 내주면에 미끄럼 접촉하는 것에 의해 상기 제1 몸체(14)가 제2 포트(16)를 갖는 제2 몸체(18)에 대해서 동축상이 되도록 위치결정된다.

또, 삽입관통구멍(130)은, 제2 포트(16)의 상부측(화살표 B 방향)에 있어서, 반경 외측방향으로 직경이 확대되고, 그 내주면에는 제1 몸체(14)에 장착된 체크밸브(44)가 맞닿아 있다.

조임부(126)는, 예를 들면, 도시하지 않은 공구를 이용해 유량 제어장치(10)를 다른 유체압기기(S) 등에 접속할 때에 이용된다. 그리고, 접속부(28)의 내부에 형성된 삽입관통구멍(130)은, 제2 포트(16)와 연통하고, 위쪽을 향해 서서히 직경이 확대되도록 연장되어 있다.

제2 연결부(128)는, 그 내주면이 반경 외측방향으로 가장 직경이 확대되도록 형성되고, 그 내주면에는 반경 내측방향으로 돌출되는 돌기부(134)가 환형상으로 형성된다. 또, 제2 연결부(128)의 내주직경은, 제1 연결부(30)의 외주직경과 대략 동일하게 설정되어 있다. 그리고, 제2 연결부(128)가, 제1 몸체(14)를 구성하는 제1 연결부(30)의 외주측을 덮도록 장착되었을 때, 돌기부(134)가 걸어맞춤 홈(64)에 삽입되어 결합됨과 함께, 상기 제2 연결부(128)의 내주면이 제1 연결부(30)의 외주면과 맞닿는다.

이것에 의해, 제2 연결부(128)를 포함하는 제2 몸체(18)에 대해서 제1 연결부(30)를 포함하는 제1 몸체(14)가 연결되어 상대적인 축선방향으로의 변위가 규제됨과 함께, 상기 제1 연결부(30)와 제2 연결부(128)가 끼워맞춰지기 때문에, 상기 제1 몸체(14)의 본체부(26)와 제2 몸체(18)가 동축상이 되도록 위치결정된다.

또, 서로 연결된 제1 및 제2 몸체(14, 18)는, 축선방향(화살표 A, B 방향)으로의 상대 변위가 규제되어 있지만, 돌기부(134)와 걸어맞춤 홈(64)과의 결합작용하에 이 제1 및 제2 몸체(14, 18)의 축선을 중심으로 하여 원주방향으로 회전 가능하게 연결된다.

본 발명의 제1 실시형태에 따른 유량 제어장치(10)는, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 다음에 그 동작 및 작용 효과에 대해 설명한다. 또한, 여기에서는, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브기구(20)를 구성하는 니들밸브(24)가 핸들(22)의 회전 작용하에 하강하여, 이 니들밸브(24)의 착좌부(98)가 시트부(54)에 착좌해 제1 포트(12)와 제2 포트(16)의 연통이 차단된 폐쇄상태이며, 더욱이, 핸들(22)이 아래쪽으로 이동한 제1 맞물림부(56)와 제2 맞물림부(120)가 맞물린 회전 규제 상태를 초기 상태로 하여 설명한다.

이 초기 상태에 있어서, 유체압기기(S) 등으로부터 제2 몸체(18)의 제2 포트(16)로 압력유체가 공급되는 것에 의해, 상기 압력유체가 제1 몸체(14)의 핀(48)에 의해 정류되어, 제1 통부(32)의 제1 관통구멍(38)을 통해서 위쪽으로 유동한다. 또한, 이 경우, 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)의 사이에는 체크밸브(44)가 설치되어 있고, 그 플랜지부(46)가 아래쪽을 향해 개구되도록 설치되어 있다. 그 때문에, 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18) 사이를 통한 압력유체의 하류측으로의 유동이 저지된다.

그리고, 도시하지 않은 작업자가 핸들(22)을 축선방향을 따라 위쪽(화살표 B 방향)으로 이동시켜, 니들밸브(24)의 회전 변위가 규제된 상태를 해제한다(도 8 및 도 9 참조). 이때, 핸들(22)의 훅부(122)가, 제2 볼록부(60)의 하부에 유지된 상태로부터 이 제2 볼록부(60)와 제1 볼록부(58)의 사이로 이동하여, 상기 제1 볼록부(58)에 결합되는 것에 의해, 제1 몸체(14)로부터의 이탈이 방지된다.

상세하게는, 핸들(22)을 니들밸브(24)의 샤프트부(100)를 따라 위쪽(화살표 B 방향)으로 이동시키는 것에 의해, 상기 핸들(22)의 내주측에 설치된 제2 맞물림부(120)가, 제1 몸체(14)의 상단부에 설치된 제1 맞물림부(56)로부터 이탈되기 때문에, 상기 핸들(22)의 회전 규제 상태가 해제된다.

이 핸들(22)을 파지하여 소정 방향으로 회전시키는 것에 의해, 니들밸브(24)가 너트(66)와의 나사결합 작용 하에 회전하면서 위쪽(화살표 B 방향)으로 변위한다. 이때, 니들밸브(24)의 샤프트부(100)가 핸들(22)의 샤프트 구멍(116)을 따라 위쪽으로 서서히 돌출함과 함께, 상기 니들밸브(24)가 제2 통부(34)의 제2 관통구멍(40)에 의해 가이드 된 상태로 위쪽으로 변위한다(도 8 및 도 9 참조).

이것에 의해, 니들밸브(24)는, 착좌부(98)가 시트부(54)에 맞닿은 상태로부터 서서히 이격됨과 함께, 제어부(96)의 제2 제어면(104)과 제1 관통구멍(38)의 사이의 간극이 서서히 확대된다. 그리고, 이 간극을 통해서 제2 관통구멍(40) 내로 유동한 압력유체가, 한 쌍의 연통구멍(50a, 50b)을 통해서 반경 외측방향으로 유동하여 유로(72)로 공급된다. 이때, 압력유체는, 니들밸브(24)의 제어부(96)와 제1 관통구멍(38)의 내주면과의 사이의 간극의 크기에 비례한 유량으로 제어된다.

마지막으로, 압력유체는, 유로(72)를 따라 상승하여 제1 몸체(14)의 접속부(28)로 유동한 후, 이 접속부(28)에 연결기구(75)를 통하여 접속된 유체용 튜브(74)를 통해서 다른 유체압기기에 소망한 유량으로 유동한다. 그리고, 도시하지 않은 작업자가 핸들(22)을 축선방향을 따라 아래쪽(화살표 A 방향)으로 이동시켜, 그 제1 맞물림부(56)를 제2 맞물림부(120)와 맞물리도록 하는 것에 의해, 상기 핸들(22)의 회전이 규제되고, 그에 따라, 니들밸브(24)의 회전 변위가 규제된 상태가 된다.

즉, 니들밸브(24)의 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따른 변위량과, 제2 포트(16)로부터 연통구멍(50a, 50b)을 통해서 제1 포트(12) 측으로 유동하는 압력유체의 유량이 비례한다. 다시 말해서, 니들밸브(24)의 변위량을 제어하는 것에 의해 압력유체의 유량이 제어되게 된다.

또, 핸들(22)을 더욱더 회전시켜, 니들밸브(24)의 제1 제어면(102)을 시트부(54)에 면하는 위치까지 이동시키는 것에 의해, 제2 제어면(104)에 대해서 경사 각도가 크게 설정된 제1 제어면(102)과 제1 관통구멍(38)과의 사이를 통해서 유동하는 압력유체의 유량을 한층 더 증대시킬 수가 있다.

그리고, 유량 제어장치(10)를 통해서 제어되는 압력유체의 유량이, 도시하지 않은 유량계 등에 의해 소망 유량인 것을 확인한 후, 작업자가 핸들(22)을 하강시켜 제1 맞물림부(56)와 제2 맞물림부(120)를 서로 맞물리도록 하는 것에 의해 이 핸들(22)의 회동 동작을 규제한다. 즉, 핸들(22)이 회전 잠금 상태가 된다.

이것에 의해, 예를 들면, 핸들(22)이 잘못 조작되어 니들밸브(24)가 회전해 버리는 것에 기인한 압력유체의 유량 변화가 확실히 방지된다.

한편, 제1 포트(12)로부터 튜브를 통해서 도출되는 압력유체의 유량을 감소시키는 경우에는, 상술한 바와 같이 제2 포트(16)로부터 제1 포트(12)로 압력유체가 유동하고 있는 상태로, 도시하지 않은 작업자가 핸들(22)을 파지하여 다시 위쪽으로 이동시킨 후, 전술한 바와는 반대 방향으로 상기 핸들(22)을 회전시켜, 니들밸브(24)를 제1 몸체(14)의 본체부(26)를 따라 아래쪽(화살표 A 방향)으로 이동시킨다. 상세하게는, 니들밸브(24)는, 제2 통부(34)의 제2 관통구멍(40)에 의해 가이드 된 상태로 아래쪽으로 변위하게 된다.

이것에 의해, 니들밸브(24)의 제어부(96)가, 제1 관통구멍(38)에 있어서의 아래쪽으로 변위하고, 이 제어부(96)와 상기 제1 관통구멍(38) 사이의 간극이 서서히 작아지기 때문에, 이 간극을 통해서 하류측으로 유동하는 압력유체의 유량이 감소하게 된다. 그리고, 핸들(22)을 더욱더 회전시켜, 니들밸브(24)에 있어서의 착좌부(98)가 시트부(54)에 맞닿는 것에 의해, 이 니들밸브(24)의 아래쪽으로의 이동이 규제되어, 연통구멍(50a, 50b)을 통한 제1 포트(12)와 제2 포트(16)의 연통이 차단된 폐쇄상태가 된 초기 상태로 된다.

이상과 같이, 제1 실시형태에서는, 유량 제어장치(10)를 구성하는 제1 몸체(14)를 수지제 재료로 형성하고, 연결기구(75)를 통하여 유체용 튜브(74)가 접속되는 접속부(28)와, 이 접속부(28)가 접합되는 본체부(26)로 구성함과 함께, 상기 본체부(26)에는, 체크밸브(44)가 장착되는 제1 통부(32)와, 밸브기구(20)를 구성하는 니들밸브(24)를 변위 가능하게 지지하고, 또한, 상기 니들밸브(24)가 착좌되는 시트부(54)를 갖는 제2 통부(34)가 설치된다.

이와 같이, 제1 및 제2 통부(32, 34)를 갖는 본체부(26)와 접속부(28)를 일체로 형성하는 것에 의해, 각각 별개의 부재로 구성되어 있던 종래 기술의 경우와 비교해, 부품 개수의 삭감 및 조립 공정수의 삭감을 도모할 수가 있다. 그 결과, 유량 제어장치(10)의 조립성을 향상시킬 수가 있다.

또, 제1 몸체(14)가 수지성 재료로 형성되어 있기 때문에, 복수의 별개의 부재로 구성되고, 또한, 금속제 재료가 이용되고 있던 종래의 유량 제어장치와 비교해, 상기 금속제 재료의 부재를 삭감할 수가 있기 때문에, 제1 몸체(14)를 포함한 유량 제어장치(10)의 경량화를 도모하는 것이 가능해진다.

더욱이, 니들밸브(24)가 착좌되는 시트부(54)를 제1 몸체(14)에 일체로 설치하는 것에 의해, 상기 시트부(54)를 별개로 하고 있었을 경우에 필요하였던 조립 공정을 불필요하게 하고, 상기 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)와의 축선방향을 따른 상하 방향으로부터의 조립만으로 조립하는 것이 가능하다. 그 결과, 유량 제어장치(10)의 조립성의 향상을 도모할 수가 있다.

또한, 시트부(54)를 제1 몸체(14)에 일체로 설치하고 있기 때문에, 이 시트부(54)를 별개로 설치하였을 경우와 비교해, 유량 제어장치(10)의 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따른 높이를 억제하는 것이 가능해지기 때문에, 상기 유량 제어장치(10)의 소형화를 도모할 수가 있다.

또한, 제1 몸체(14)에 있어서, 본체부(26)에 설치되는 한 쌍의 연통구멍(50a, 50b)을 이 본체부(26)의 외주측에 형성되는 제1 연결부(30)의 하단부보다 하부가 되도록 형성하고 있기 때문에, 예를 들면, 상기 연통구멍(50a, 50b)을 금형이나 가공 지그 등으로 성형할 때에, 상기 제1 연결부(30)와 간섭되지 않고 본체부(26)의 축선과 직교 방향인 수평 방향으로 상기 연통구멍(50a, 50b)을 형성할 수가 있다.

또, 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)를 조립할 때, 이 제1 몸체(14)의 제1 통부(32)를 상기 제2 몸체(18)의 제2 포트(16)에 삽입관통하는 것에 의해, 상기 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)가 서로 끼워맞춰지고, 마찬가지로 제1 몸체(14)의 제1 연결부(30)와 제2 몸체(18)의 제2 연결부(128)를 연결하는 것에 의해, 상기 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)가 서로 끼워맞춰진다. 그 때문에, 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)를, 축선방향을 따라 소정 간격 이격시킨 2개소에 있어서 끼워맞추는 것에 의해, 상기 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)를 간단하고 또한 확실하게 동축상에 배치할 수가 있다.

그 결과, 제1 몸체(14)에 장착된 체크밸브(44)를 확실히 제2 몸체(18)와 맞닿게 할 수 있는 동시에, 제1 연결부(30)에 장착된 O 링(62)도 제2 연결부(128)에 대해서 확실히 맞닿게 할 수 있기 때문에, 상기 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18) 사이의 기밀을 높이는 것이 가능해진다. 또, 제1 몸체(14)와 제2 몸체(18)를 조립한 후에, 동축상이 되도록 조정하기 위한 번잡한 조정 작업이 불필요해지기 때문에, 조립 공정수의 대폭적인 삭감을 도모하는 일도 가능해진다.

또한, 밸브기구(20)를 변위시키는 핸들(22)은, 작업자가 파지하여 위쪽으로 이동시키는 것에 의해, 제1 맞물림부(56)와 제2 맞물림부(120)의 맞물림 상태를 해제하여 니들밸브(24)가 회전동작 가능한 상태로 하고, 또한, 상기 핸들(22)을 하강시켜 제1 맞물림부(56)와 제2 맞물림부(120)를 맞물리도록 하는 것에 의해, 상기 니들밸브(24)의 회전동작을 규제하는 전환 기능을 갖추고 있기 때문에, 상기 핸들(22)에 의해 니들밸브(24)의 변위 규제상태를 간단하고 또한 확실하게 전환시키는 것이 가능해진다.

다음에, 제2 실시형태에 따른 유량 제어장치(150)를 도 10 내지 도 12에 나타낸다. 또한, 상술한 제1 실시형태에 따른 유량 제어장치(10)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.

이 제2 실시형태에 따른 유량 제어장치(150)에서는, 제1 몸체(152)의 하단부에 있어서, 그 내부에 제2 몸체(154)가 끼워맞춰져 연결되어 있는 점에서, 제1 실시형태에 따른 유량 제어장치(10)와 상이하다.

이 유량 제어장치(150)는, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 압력유체가 공급되는 제1 포트(12)를 가지는 제1 몸체(152)와, 상기 압력유체가 배출되는 제2 포트(16)를 가지며 상기 제1 몸체(152)에 대해서 조립될 수 있는 제2 몸체(154)를 구비하고, 상기 제1 몸체(152)를 구성하는 제1 연결부(30)의 내주면에는 반경 외측방향으로 함몰된 결합 홈(156)이 환형상으로 형성된다.

한편, 제2 몸체(154)에는, 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따른 대략 중앙부에 조임부(158)가 형성되고, 그 상부에 형성되는 제2 연결부(128)에는 반경 외측방향으로 돌출하는 환상의 돌기부(160)가 형성된다. 그리고, 제1 몸체(152)와 제2 몸체(154)가 연결될 때, 제2 연결부(128)가 제1 연결부(30)의 내주측에 삽입되고, 돌기부(160)가 결합 홈(156)에 삽입되어 결합됨과 함께, 상기 제2 연결부(128)의 외주면과 제1 연결부(30)의 내주면이 맞닿는다.

이것에 의해, 제1 연결부(30)를 포함하는 제1 몸체(152)에 대해서 제2 연결부(128)를 포함하는 제2 몸체(154)가 연결되어, 상대적인 축선방향으로의 변위가 규제됨과 함께, 상기 제1 연결부(30)와 제2 연결부(128)가 끼워맞춰지기 때문에, 상기 제1 몸체(152)의 본체부(26)와 제2 몸체(154)가 동축상이 되도록 위치결정된다.

또, 서로 연결된 제1 및 제2 몸체(152, 154)는, 축선방향(화살표 A, B 방향)으로의 상대 변위가 규제되어 있지만, 돌기부(160)와 결합 홈(156)과의 결합작용 하에 이 제 1 및 제2 몸체(152, 154)의 축선을 중심으로 하여 원주방향으로 회전 가능하게 연결된다.

더욱이, 제2 몸체(154)의 조임부(158)에는, 하부면 측에 환형 홈을 통하여 밀봉부재(162)가 장착되어, 예를 들면, 제2 몸체(154)의 부착부(124)가 유체압기기(S) 등에 접속될 때, 상기 밀봉부재(162)가 상기 유체압기기(S) 등의 단면에 맞닿는다. 이것에 의해, 제2 몸체(154)와 유체압기기(S) 등과의 사이를 통한 압력유체의 누출이 방지되게 된다.

또한, 본 발명에 따른 유량 제어장치는, 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이, 여러 가지의 구성을 채택할 수 있는 것은 물론이다.

10 : 유량 제어장치
12 : 제1 포트
14 : 제1 몸체
16 : 제2 포트
18 : 제2 몸체
24 : 로드
28 : 연결부
30 : 제1 연결부
32 : 홀더부
34 : 가이드부
44 : 체크밸브
54 : 시트부
72 : 유로
74 : 튜브
128 : 제2 연결부

Claims

밸브부를 가지는 로드(24)를 축선방향으로 변위시키는 것에 의해, 1조의 제1 포트(12)와 제2 포트(16) 사이를 유동하는 유체의 유량을 제어할 수 있는 유량 제어장치(10)에 있어서,
상기 제1 포트(12)를 가지며 상기 유체를 공급 또는 배출하는 튜브(74)가 접속되는 연결부(28)와, 상기 로드(24)를 축선방향을 따라 안내하는 가이드부(34)와, 상기 밸브부가 착좌되는 시트부(54)를 가지는 제1 몸체(14)와,
상기 제1 몸체(14)의 하부에 설치되고 상기 유체가 배출 또는 공급되는 상기 제2 포트(16)를 가지는 제2 몸체(18)
를 구비하며,
상기 제1 몸체(14)의 외주면에는 상기 제2 몸체(18)의 내주면에 맞닿는 체크밸브(44)가 유지되는 홀더부(32)가 형성되고, 상기 제1 몸체(14)와 상기 제2 몸체(18)와의 사이에는, 상기 제1 포트(12)에 연통하여 상기 유체가 유동하는 유로(72)가 형성됨과 함께, 상기 제1 몸체(14)의 외주 단부에 설치된 제1 연결부(30)와, 상기 제2 몸체(18)의 단부에 설치된 제2 연결부(128)가 연결되는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 몸체(14)는, 상기 가이드부(34), 상기 시트부(54) 및 상기 홀더부(32)가 축선방향을 따라 동축상으로 설치되고, 상기 연결부(28)는 상기 축선과 직교하도록 설치되어 단면이 L자 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 몸체(14)에는, 상기 제1 연결부(30)의 하단보다 아래쪽에 상기 유체가 유동하는 연통구멍(50a, 50b, 52a, 52b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연통구멍(50a, 50b, 52a, 52b)은, 상기 제1 몸체(14)의 축선을 중심으로 하여 반경 외측방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 몸체(14)는, 상기 제2 몸체(18)의 내부에 삽입되고 이 제2 몸체(18)의 내주면 또는 외주면에 대해서 끼워맞춰지는 위치결정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 5에 있어서,
상기 위치결정수단은, 상기 제1 몸체(14)의 하단부에 형성되어 상기 제2 몸체(18)의 상기 제2 포트(16)에 대해서 끼워맞춰지는 제1 끼워맞춤부와,
상기 제2 연결부(128)의 내주면에 끼워맞춰지는 제2 끼워맞춤부
를 구비하며,
상기 제2 끼워맞춤부는 상기 제1 연결부(30)인 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 5에 있어서,
상기 위치결정수단은, 상기 제1 몸체(14)의 하단부에 형성되어 상기 제2 몸체(18)의 상기 제2 포트(16)에 대해서 끼워맞춰지는 제1 끼워맞춤부와,
상기 제2 연결부(128)의 외주면에 끼워맞춰지는 제2 끼워맞춤부
를 구비하며,
상기 제2 끼워맞춤부는 상기 제1 연결부(30)인 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 몸체(14)는 상기 로드(24)를 회전시키는 조작부(22)를 구비하고, 상기 조작부(22)에는 상기 로드(24)의 회전동작을 규제하는 회전 규제수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 8에 있어서,
상기 조작부(22)는, 상기 로드(24)가 회전 가능한 상태와, 이 로드(24)의 회전이 규제된 상태 사이에서 전환 가능한 전환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 제1 끼워맞춤부는 원주방향으로 등간격 이격되어 설치된 복수의 핀(48)으로 이루어지고, 이 핀(48)은 상기 제2 포트(16)를 유동하는 상기 유체의 흐름을 정류 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연통구멍(52a, 52b)은 상기 제1 몸체(14)에 있어서 외주측을 향해 서서히 아래쪽으로 경사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유량 제어장치.