KR20140000150A

KR20140000150A - 2방 밸브

Info

Publication number: KR20140000150A
Application number: KR1020130064042A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 후카노; 타다시 우치노; 야스노리 스즈키
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-01-02
Also published as: DE102013106500A1; CN103511658A; JP5435439B2; US9328829B2; JP2014005856A; KR101479323B1; CN103511658B; TWI518273B; TW201408917A; US20130341550A1

Abstract

본 발명은, 2방 밸브에 관한 것이며, 2방 밸브(10)는, 탄성 재료로 이루어지며 샤프트(80)의 하단부에 연결된 밸브체(82)를 가지고, 상기 밸브체(82)는, 샤프트(80)에 연결되는 축부(98)를 가진 본체부(100)와, 해당 본체부(100)의 외주측에 형성되는 박막 형상의 스커트부(102)로 이루어진다. 그리고, 스커트부(102)의 외측 가장자리부(104)가 바디(14)의 접속부(42)와 하우징(16)의 소직경부(48) 사이에 밀착 지지된다. 또한, 본체부(100)의 중앙부에는, 하측을 향하여 돌출된 립 부(106)가 형성되고, 상기 립 부(106)가 바디(14)에 있어서 격리벽(30)의 정수리부(34)에 안착함으로써 밸브 닫힘 상태가 된다.

Description

2방 밸브{TWO-WAY VALVE}

본 발명은, 밸브체를 작동시킴으로써 유체의 흐름 상태를 절환하는 2방 밸브에 관한 것이다.

종래부터, 압력 유체가 흐르는 유로가 바디에 형성되어, 해당 유로의 도중에 설치된 밸브 시트에 대하여 밸브체를 안착 또는 이격시킴으로써, 상기 유로에 있어서 상기 압력 유체의 흐름 상태를 절환하는 2방 밸브가 알려져 있다.

이와 같은 2방 밸브는, 예를 들면 일본공개특허 특공평7-45908호 공보에 개시된 바와 같이, 유체 통로를 가진 본체의 상부에 실린더 및 실린더 커버가 설치되고, 상기 본체와 상기 실린더 사이에 다이어프램 밸브를 구성하는 다이어프램의 외측 가장자리부가 밀착 지지된다. 그리고, 다이어프램의 상면 중앙에는 핀이 삽입 관통됨으로써 연결되며, 해당 핀의 상부가 컴프레서와 연결되고, 해당 컴프레서가 컴프레서 서스펜더(suspender)를 통하여 스핀들의 하단부에 연결됨으로써, 상기 스핀들의 회전 작용 하에서 상기 다이어프램이 상하 방향으로 휘어지는 것과 같이 위치 변경한다.

또한, 일본공개특허 특개평10-184947호 공보에 개시된 2방 밸브에서는, 유체 통로를 가진 본체와, 해당 본체의 상부에 연결된 보닛(bonnet)과, 상기 보닛의 실린더 챔버에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치된 피스톤을 구비하고, 상기 피스톤에 연결된 스핀들의 하단부에 컴프레서가 연결됨과 동시에, 해당 컴프레서의 하면에는 다이어프램이 장착된다. 그리고, 다이어프램을 포함하는 다이어프램 밸브를 밸브 개방시키는 경우에는, 실린더 챔버에 설치된 스프링에 의하여 피스톤이 상승하고, 이에 수반하여 스핀들 및 다이어프램이 상승한다. 반대로, 다이어프램 밸브를 밸브 닫힘 상태로 하는 경우에는, 상기 실린더 챔버에 압력 유체를 공급함으로써 피스톤을 밀어 내리고, 다이어프램을 하강시켜 본체의 밸브 시트에 대하여 안착시킨다.

그러나, 위에서 설명한 일본공개특허 특개평10-184947호 공보의 2방 밸브에서는, 다이어프램 밸브를 구성하는 다이어프램이 안착하는 본체의 밸브 시트가 평면 형상으로 형성되어 있으므로, 밸브 폐쇄시에 있어서 상기 다이어프램과 밸브 시트의 접촉 면적이 크며, 이에 수반하여 상기 밸브 시트에 안착시켰을 때 큰 하중이 필요하게 된다. 그 때문에, 실린더 챔버에 공급하는 압력 유체의 공급 압력을 높게 함과 동시에, 해당 압력 유체의 압력에 반대하는 스프링의 탄성 반발력을 크게 설정할 필요가 생긴다. 그 결과, 스프링에 요구되는 비용이 상승함과 동시에, 높은 탄성 반발력의 스프링을 조립하기 위한 조립 작업성이 저하되고 만다.

또한, 다이어프램의 외측 가장자리부를 실린더와 본체 사이에서 밀착 지지하는 구성으로 한 경우, 예를 들면, 상기 실린더와 본체를 체결하는 볼트 체결력이 저하되는 경우에, 상기 외측 가장자리부에 의한 상기 실린더와 본체 사이의 기밀성이 저하되어버리므로, 최근 요청이 쇄도하는 다이어프램을 이용한 2방 밸브의 고 수명화에 대응하는 것이 어렵다.

일본공개특허 특공평7-45908호 공보 일본공개특허 특개평10-184947호 공보

본 발명의 일반적인 목적은, 제조 비용 및 조립 공수의 절감을 도모하면서, 고 수명화를 도모할 수 있는 2방 밸브를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 압력유체가 공급·배출되는 한 쌍의 제1 및 제2 포트와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 접속하는 유로와, 상기 유로의 도중에 형성되어 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 이격하는 격리부를 가진 바디와,

상기 바디의 내부에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되고, 상기 격리부의 단부에 형성된 밸브 시트에 안착되는 본체부와, 해당 본체부의 외주측에 박막 형상으로 형성되어 상기 바디에 지지되는 스커트부를 가지고, 상기 밸브 시트에 상기 본체부가 안착함으로써 상기 유로의 연통을 차단하는 다이어프램 밸브와,

탄성 재료로 이루어지며, 상기 스커트부에 밀착하여 접하도록 설치됨으로써 해당 스커트부에 부여되는 부하를 완화하는 보호체를 구비하며,

상기 다이어프램 밸브는, 축 방향으로 자유로이 위치 변경 가능하게 설치된 샤프트의 일단부에 연결되고, 상기 샤프트의 타단부에 연결되는 피스톤에는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 밸브 시트측을 향하여 밀어 붙이는 스프링이 설치됨과 동시에, 상기 본체부에는, 상기 밸브 시트와 대면하는 바닥부에, 해당 밸브 시트에 안착했을 때 상기 격리부의 일부를 감싸는 립 부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 2방 밸브에 있어서, 제1 및 제2 포트를 가진 바디의 내부에 다이어프램 밸브가 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되고, 해당 다이어프램 밸브는, 상기 바디의 격리부 단부에 형성된 밸브 시트에 안착하는 본체부와, 해당 본체부의 외주측에 박막 형상으로 형성되어 상기 바디에 지지되는 스커트부를 가진다. 그리고, 다이어프램 밸브가 샤프트를 통하여 연결되는 피스톤의 위치 변경 작용 하에 밸브 시트에 대하여 안착할 때, 본체부의 바닥부에 형성된 립 부가 상기 격리부의 일부를 감싸도록 안착한다. 또한, 피스톤은 스프링의 탄성 반발력에 의하여 밸브 시트측으로 밀어 붙여짐으로써, 다이어프램 밸브가 상기 밸브 시트측을 향하여 밀어 눌려져 안착한다.

따라서, 다이어프램 밸브가 밸브 시트에 안착하고, 제1 포트 및 제2 포트의 연통이 차단된 밸브 닫힘 상태에 있어서, 립 부가 격리부의 일부를 감싸도록 하여 안착함으로써, 상기 다이어프램 밸브와 상기 밸브 시트를 면접촉시킴으로써 씰링된 종래의 2방 밸브와 비교하여, 작은 하중에도 폐쇄시에 있어서 씰을 행하는 것이 가능해지면서도, 씰 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

그 결과, 밸브 폐쇄시에 있어서 다이어프램 밸브를 밀어 누르는 밀어 누르는 힘, 즉 스프링의 탄성 반발력을 억제할 수 있으며, 해당 스프링의 소형화를 도모할 수 있으므로, 2방 밸브의 제조 비용 절감 및 탄성 반발력이 큰 스프링을 조립할 경우와 비교하여, 조립공수의 절감을 도모할 수 있다. 또한, 씰 성능의 향상에 수반하여 2방 밸브의 고 수명화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

첨부한 도면과 함께 다음의 바람직한 실시 형태 예의 설명으로부터 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점이 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 2방 밸브의 전체 단면도이다.
도 2a는 도 1의 2방 밸브에 있어서 요부 A를 나타낸 확대 단면도이며, 도 2b는 도 1의 2방 밸브에 있어서 요부 B를 나타낸 확대 단면도이고, 도 2c는 도 1의 2 방 밸브에 있어서 요부 C를 나타낸 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 2방 밸브에 있어서, 밸브체가 상측으로 이동하여 제1 유로 및 제2 유로가 연통하는 밸브 열림 상태를 나타낸 전체 단면도이다.

2방 밸브(10)는 도 1과 같이 압력 유체가 흐르는 유로(12)를 가진 바디(14)와, 해당 바디(14)의 중앙부에 연결되는 하우징(16)과, 해당 하우징(16)의 내부에 설치되는 밸브 기구(18)와, 상기 하우징(16)의 단부를 밀폐하는 보닛(20)을 포함한다.

바디(14)는 예를 들면, 수지제 재료로 형성되고, 그 일단부측(화살표 D 방향)에 형성되며, 압력 유체가 공급되는 제1 포트(22)와, 타단부측(화살표 E 방향)에 형성되며 상기 압력 유체가 배출되는 제2 포트(24)와, 상기 제1 포트(22)에 접속되는 제1 유로(26)와, 상기 제2 포트(24)에 접속되는 제2 유로(28)를 가진다.

제1 및 제2 유로(26, 28)은, 대략 동일한 통로 직경에, 상호 일직선 형상으로 이루어지도록 형성되며, 해당 제1 유로(26)와 제2 유로(28)의 경계 부위에는, 상기 제1 및 제2 유로(26, 28)의 연장 형성 방향(화살표 D, E 방향)에 대하여 대략 직교하도록 격리벽(30)이 형성되는 것이다.

이러한 격리벽(30)은, 바디(14)의 바닥부, 즉 제1 및 제2 유로(26, 28)의 바닥면으로부터 서서히 하우징(16)측(화살표 F 방향)을 향하도록 단면이 원호 형상으로 형성된 사면부(32)와, 상기 사면부(32)의 선단에 형성되는 정수리부(34)로 이루어진다. 그리고, 정수리부(34)는 예를 들면, 상기 제1 및 제2 유로(26, 28)의 내주면 상측보다 높게 형성되고, 후술할 밸브체(82)가 안착되는 밸브 시트부로서 기능한다.

바꿔말하면, 격리벽(30)은 정수리부(34)를 향하여 상측(화살표 F 방향)으로 연장 형성되는 단면이 원호 형상인 경사면을 가진 산 형상으로 형성된다.

정수리부(34)는, 선단이 제1 및 제2 유로(26, 28)의 연장 형성 방향과 대략 평행한 선단면을 가지고, 사면부(32)로부터 상기 선단면을 향하여 서서히 폭이 좁아지는 단면이 테이퍼 형상으로 형성된다.

또한, 제1 포트(22) 및 제2 포트(24)와 대면하는 바디(14)의 일단부 및 타단부에, 각각 원통 형상의 접속 플러그(36a, 36b)가 각각 장착된다. 이러한 접속 플러그(36a, 36b)는, 바디(14)의 일단부 및 타단부에 맞닿아 접한 상태에서 그 외주측에 체결 너트(38)를 삽입 관통시켜, 해당 체결 너트(38)를 바디(14)의 외주면에 형성되는 제1 나사부(40)에 나사 결합시킴으로써, 상기 접속 플러그(36a, 36b)가 상기 바디(14)의 일단부 및 타단부에 대하여 체결된다. 그리고, 접속 플러그(36a, 36b)에는 압력 유체가 공급·배출되는 배관(미도시)이 각각 접속된다.

한편, 바디(14)의 대략 중앙부에는, 제1 및 제2 유로(26, 28)의 연장 형성 방향(화살표 D, E 방향)에 대하여 직교하고, 상측(화살표 F 방향)을 향하여 개방된 접속부(42)가 형성된다. 그리고, 이러한 개방된 접속부(42)의 내부에는, 후술할 하우징(16)의 소직경부(48)가 삽입됨과 동시에, 상기 접속부(42)의 외주면에는, 링 형상의 잠금 너트(44)가 나사 결합되는 제2 나사부(46)가 형성된다.

하우징(16)은 예를 들면, 수지제 재료로 형성되고, 바디(14)의 접속부(42)에 연결되는 소직경부(48)와, 해당 소직경부(48)에 대하여 직경이 확장된 대직경부(50)와, 상기 대직경부(50)와 상기 소직경부(48)의 경계 부위에 형성되며, 후술할 밸브 기구(18)의 샤프트(80)를 자유로이 위치 변경 가능하게 지지하는 샤프트 지지부(52)를 가진다. 소직경부(48) 및 대직경부(50)는, 각각 축 방향(화살표 F, G 방향)으로 개방되고, 같은 축 위에 형성된다.

그리고, 소직경부(48)를 하측(화살표 G 방향)으로 하여 바디(14)의 접속부(42)의 내부에 삽입하고, 상기 소직경부(48)의 외주면에 형성된 플랜지부(54)를 상기 접속부(42)의 단부에 맞닿아 접하도록 한 상태에서, 해당 소직경부(48)의 외주측에 형성된 잠금 너트(44)를 제2 나사부(46)에 대하여 나사 결합시킨다. 이렇게 하여, 바디(14)의 접속부(42)에 대하여 하우징(16)의 소직경부(48)가 연결된다.

대직경부(50)는, 상측(화살표 F 방향)을 향하여 개방된 원통 형상으로 형성되고, 그 내부에는 후술할 밸브 기구(18)의 피스톤(56)이 수납됨과 동시에, 상기 대직경부(50)의 외측 둘레벽에는, 외부로 개방된 공급 포트(58) 및 배기 포트(60)가 형성된다.

공급 포트(58) 및 배기 포트(60)는, 해당 공급 포트(58)가 바디(14)측(화살표 G 방향), 상기 배기 포트(60)가 보닛(20)측(화살표 F 방향)이 되도록 상호 소정 간격 이격하여 형성된다. 또한, 공급 포트(58) 및 배기 포트(60)에는 각각 튜브(62)가 접속됨과 동시에, 대직경부(50)의 내부에 형성된 피스톤 챔버(62)가 각각 연통된다. 그리고, 공급 포트(58)에는, 도시하지 않은 압력 유체 공급원이 접속되는 한편, 배기 포트(60)는, 대기로 개방되어 있다.

샤프트 지지부(52)는 대직경부(50) 및 소직경부(48)와 같은 축 위에 형성되고, 상기 대직경부(50)측(화살표 F 방향)이 되는 끝면에는, 링 형상홈을 통하여 피스톤 댐퍼(66)가 장착된다(도 2a 참조). 이러한 피스톤 댐퍼(66)는 도 1 및 도 2a와 같이 예를 들면, 고무 등의 탄성 재료로 이루어진 링 형상으로 형성되고, 링 형상홈으로부터 소정 높이만큼 보닛(20)측(화살표 F 방향)으로 돌출됨과 동시에, 그 상면에는 단면이 반원 형상으로 돌출된 볼록부(68, 도 2 a 참조)가 더 형성된다.

또한, 샤프트 지지부(52)의 중심에는, 축 방향(화살표 F, G 방향)을 따라 관통된 샤프트 홀(70)이 형성되고, 해당 샤프트 홀(70)은 대직경부(50)로부터 소직경부(48)까지 관통된다.

보닛(20)은 예를 들면, 수지제 재료로 이루어진 바닥이 있는 통 형상으로 형성되고, 하우징(16)에 있어서 대직경부(50)의 내부에 삽입되는 끼움 결합부(72)와, 후술할 인디케이터(96)를 자유로이 위치 변경 가능하게 지지하는 인디케이터 지지부(74)를 가진다.

끼움 결합부(72)는, 하우징(16)에 있어서 대직경부(50)의 내부에 있어서 하측(화살표 G 방향)으로 소정 길이만큼 돌출되고, 그 하단부는, 피스톤 챔버(64)에 형성된 피스톤(56)이 상측으로 위치 변경했을 때의 상단 위치를 규제하는 스토퍼가 된다. 그리고, 끼움 결합부(72)가 대직경부(50)의 내부에 삽입됨으로써, 상기 보닛(20)과 하우징(16)의 대직경부(50)로부터 피스톤 챔버(64)가 형성된다.

인디케이터 지지부(74)는, 보닛(20)의 대략 중앙부에 형성되고, 그 중심에는 후술할 인디케이터(96)가 자유로이 위치 변경 가능하게 지지되는 인디케이터 지지홀(76)이 축 방향(화살표 F, G 방향)을 따라 관통된다. 그리고, 인디케이터 지지홀(76)의 개방부에는, 예를 들면 투명 또는 반투명한 수지제 재료로 이루어진 바닥이 있는 통 형상으로 형성된 캡(78)이 장착됨으로써 밀봉된다.

이러한 캡(78)은 예를 들면, 보닛(20)의 상면에 대하여 상측으로 돌출되도록 장착된다. 이렇게 하여, 보닛(20)의 내부가 캡(78)에 의하여 밀폐된 상태가 된다. 그리고, 인디케이터 지지홀(76)은 하우징(16)의 샤프트 홀(70)과 같은 축 위에 형성된다.

그리고, 위에서 설명한 바디(14), 하우징(16) 및 보닛(20)은, 도시하지 않은 복수의 연결 볼트에 의하여 상호 연결된다.

밸브 기구(18)는, 하우징(16)의 대직경부(50)에 형성된 피스톤 챔버(64)에 수납되는 피스톤(56)과, 해당 피스톤(56)의 중심에 연결되는 샤프트(80)와, 상기 샤프트(80)의 하단부에 연결되는 밸브체(82, 다이어프램 밸브)와, 상기 밸브체(82)와 샤프트(80) 사이에 장착되는 버퍼 링(84, 링 체)을 포함한다.

피스톤(56)은 원반 형상으로 형성되고, 하우징(16)의 내부에 형성되는 피스톤 챔버(64)에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되며, 그 외주면에 설치된 피스톤 패킹(86)이 상기 대직경부(50)의 내주면에 슬라이딩하며 접한다. 또한, 피스톤(56)의 중심에는, 피스톤 홀이 축 방향(화살표 F, G 방향)을 따라 관통되고, 샤프트(80)의 일단부가 삽입 관통된다. 그리고, 샤프트(80)의 일단부에는, 피스톤(56)의 상면에 대하여 돌출된 부위에 어댑터(88)가 결합됨으로써 상기 피스톤(56)에 대하여 연결된다.

또한, 피스톤(56)의 상면에는, 소정 깊이에 축 방향(화살표 G 방향)으로 함몰된 스프링 시트부(90)가 형성되고, 해당 스프링 시트부(90)와 보닛(20) 사이에는 한 쌍의 제1 및 제2 스프링(92, 94, 스프링)이 장착된다.

제1 및 제2 스프링(92, 94)는 예를 들면, 코일 스프링으로 이루어지고, 직경이 작은 제1 스프링(92)이 샤프트(80)에 근접한 내주측, 해당 제1 스프링(92)에 대하여 큰 직경인 제2 스프링(94)이 외주측이 되도록 배치된다. 그리고, 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 탄성 반발력은 피스톤(56)을 바디(14)측, 즉 하측(화살표 G 방향)으로 밀어 누르는 방향으로 밀어 붙여진다.

또한, 샤프트(80)의 일단부에는 피스톤(56)에 대하여 돌출된 부위에, 어댑터(88)를 통하여 인디케이터(96)가 같은 축 위에 연결된다. 인디케이터(96)는 축 방향(화살표 F, G 방향)을 따라 소정 길이를 가진 축체로 이루어지고, 보닛(20)에 형성된 인디케이터 지지홀(76)에 자유로이 위치 변경 가능하게 지지된다.

그리고, 인디케이터(96)에 있어서 적어도 상단부는, 예를 들면 적색 또는 오렌지색 등 외부로부터 시각적으로 인식하기 쉬운 색으로 채색되고, 피스톤(56) 및 샤프트(80)와 함께 축 방향(화살표 F, G 방향)으로 위치 변경하며, 그 상단부가 캡(78) 내부에 삽입됨으로써, 해당 캡(78)을 통하여 인디케이터(96)를 외부로부터 시각적으로 인식할 수 있다. 그리고, 인디케이터(96)의 일부만 채색하는 것은 아니며, 해당 인디케이터(96) 전체를 채색하도록 하여도 좋다.

밸브체(82)는 예를 들면, 고무 등의 탄성 재료로 이루어지며, 샤프트(80)에 연결되는 축부(98)를 가진 본체부(100)와, 해당 본체부(100)의 외주측에 형성된 박막 형상의 스커트부(102)로 이루어지며, 해당 스커트부(102)의 외측 가장자리부(104)가 바디(14)의 접속부(42)와 하우징(16)의 소직경부(48) 사이에 밀착 지지된다.

본체부(100)의 중앙부에는, 바디(14)와 대면하는 하면에 대하여 하측(화살표 G 방향)을 향하여 돌출된 립 부(106)가 형성되고, 하우징(16)측이 되는 상면에는, 샤프트(80)에 연결되는 축부(98)가 돌출되도록 형성된다. 축부(98)가 샤프트(80)의 하단부에 나사 결합됨으로써, 밸브체(82)가 상기 샤프트(80)의 하단부에 연결된다.

이러한 립 부(106)의 내부에는, 도 2b와 같이 본체부(100)의 하면에 대하여 하측(화살표 G 방향)으로 소정 높이 돌출되고, 단면이 반원 형상으로 형성된 돌기부(108)가 형성된다. 그리고, 밸브체(82)가 하측으로 위치 변경하여 격리벽(30)의 정수리부(34)에 안착할 때, 립 부(106)의 내부에 해당 정수리부(34)가 삽입됨과 동시에, 돌기부(108)가 상기 정수리부(34)의 선단면에 맞닿아 접한다.

스커트부(102)의 외측 가장자리부(104)는, 도 2c와 같이 해당 스커트부(102)의 연장 형상 방향에 대하여 대략 직각으로 절곡하여 형성되고, 그 외주면에는 한 쌍의 제1 링 형상 볼록부(110, 링 형상 돌기부)가 형성된다. 그리고, 외측 가장자리부(104)가 바디(14)의 접속부(42)와 하우징(16)의 소직경부(48) 사이에 밀착 지지될 때, 상기 제1 링 형상 볼록부(110)가 상기 접속부(42)의 내주면에 대하여 맞닿아 접하고, 눌려 찌그러짐으로써 변형한다. 이렇게 하여, 한 쌍의 제1 링 형상 볼록부(110)를 접속부(42)의 내주면에 대하여 확실하게 맞닿아 접하도록 하는 것이 가능하게 되고, 외측 가장자리부(104)에 의한 바디(14)와 하우징(16) 사이의 씰 성능을 높일 수 있다.

또한, 바디(14)의 접속부(42)에는 도 2c와 같이 상측(화살표 F 방향)을 향하여 돌출되고 스커트부(102)에 있어서 외측 가장자리부(104)의 하면에 맞닿아 접하는 제2 링 형상 볼록부(112)가 형성된다. 제2 링 형상 볼록부(112)는, 외측 가장자리부(104)가 접속부(42)와 소직경부(48) 사이에 밀착 지지될 때, 상기 외측 가장자리부(104)를 밀어 누르도록 설치된다.

버퍼 링(84)은, 하우징(16)에 있어서 소직경부(48)의 내부에 설치되고, 그 중심부가 원통 형상으로 형성됨과 동시에, 해당 중심부로부터 반경 외측 방향으로 직경이 확장되도록 형성된다. 그리고, 버퍼 링(84)의 중심부에는, 샤프트(80)의 하단부가 삽입 관통되어, 밸브체(82)의 본체부(100)와 상기 샤프트(80)의 단차부 사이에 밀착 지지됨으로써 해당 샤프트(80) 및 피스톤(56)에 대하여 연결된다. 이렇게 함으로써, 버퍼 링(84)은 샤프트(80) 및 밸브체(82)와 함께 일체적으로 위치 변경한다.

또한, 버퍼 링(84)의 외주면에는, 도 1 및 도 2c와 같이, 링 형상 홈을 통하여 웨어 링(114)이 장착되고, 해당 웨어 링(114)이 상기 소직경부(48)의 내주면에 슬라이딩하여 접함으로써, 상기 버퍼 링(84)이 하우징(16)의 내부에서 위치 변경할 때, 축 방향(화살표 F, G 방향)을 따라 높은 정밀도로 안내된다.

한편, 버퍼 링(84)은, 중심부로부터 반경 외측 방향으로 직경이 확장되도록 형성되고, 그 하면에 일부가 본체부(100)에 맞닿아 접하도록 설치됨과 동시에, 밸브체(82)의 스커트부(102)와 대략 평행하게 설치된다. 그리고, 밸브체(82)의 스커트부(102)와 버퍼 링(84) 사이의 공간에는, 탄성 재료로 이루어지는 보호부재(116, 보호체)가 설치된다.

보호부재(116)는 예를 들면, 고무 등의 탄성 재료로 형성되고, 스커트부(102)의 상면과 버퍼 링(84) 사이에 배치되도록 함으로써, 상기 보호부재(116)가 얇은 살 형상으로 형성된 스커트부(102)에 밀착된다. 따라서, 밸브체(82)의 위치 변경에 수반하여 스커트부(102)가 구부러지는 경우에, 해당 스커트부(102)의 변형에 따르도록 변형함으로써 상기 스커트부(102)를 보호한다.

그리고, 밸브체(82)는 바디(14)에 형성된 격리벽(30)의 정수리부(34)에 대하여 본체부(100)의 립 부(106)가 안착함으로써, 제1 포트(22)와 제2 포트(24)의 연통이 차단되는 밸브 닫힘 상태가 되고, 반대로 상기 본체부(100)가 상기 정수리부(34)로부터 이격함으로써 제1 및 제2 유로(26, 28)를 통하여 상기 제1 포트(22)와 제2 포트(24)가 연통하는 밸브 열림 상태가 된다.

본 발명의 실시 형태에 따른 2방 밸브(10)는 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 다음에 그 동작 및 작용 효과에 관하여 설명한다. 여기서는, 도 1에 나타낸 밸브체(82)가 하강하고, 그 립 부(106)가 정수리부(34)에 대하여 안착한 제1 유로(26)와 제2 유로(28)의 연통이 차단된 밸브 닫힘 상태를 초기 상태로 하여 설명한다.

우선, 도 1에 나타낸 초기 상태에 있는 2방 밸브(10)에서는, 밸브체(82)가 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 탄성 반발력에 의하여 피스톤(56)이 하측(화살표 G 방향)으로 밀어 눌려짐으로써, 샤프트(80)를 통하여 하측으로 이동하고, 립 부(106)가 격리벽(30)의 정수리부(34)에 안착한 밸브 닫힘 상태에 있다. 따라서, 제1 포트(22)로부터 제1 유로(26)로 공급되는 압력 유체가 격리벽(30) 및 밸브체(82)에 의하여 제2 유로(28)측으로 흐르는 것이 저지되고 있다. 그리고, 이 경우 공급 포트(58)에는 압력 유체가 공급되지 않는 상태에 있다.

다음으로, 2방 밸브(10)를 밸브 열림 상태로 하는 경우에는, 도시하지 않은 압력 유체 공급원으로부터 튜브(62)를 통하여 공급 포트(58)로 압력 유체를 공급함으로써, 해당 압력 유체가 피스톤 챔버(64)로 공급되고, 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 탄성 반발력에 저항하여 피스톤(56)을 상측(화살표 F 방향)으로 밀어 올린다. 이렇게 함으로써, 피스톤(56)이 피스톤 챔버(64)를 따라 상승하며, 이에 수반하여 샤프트(80), 인디케이터(96) 및 밸브체(82)가 일체적으로 축 방향(화살표 F 방향)을 따라 상승한다. 따라서, 도 3과 같이 밸브체(82)의 립 부(106)가 격리벽(30)의 정수리부(34)로부터 이격하고, 제1 유로(26)와 제2 유로(28)의 연통 차단 상태가 해제된다. 그 결과, 압력 유체는 제1 유로(26)로부터 제2 유로(28)로 흐르기 시작한다.

그리고, 피스톤(56)은 그 외측 가장자리부가 보닛(20)의 끼움 결합부(72)의 하단부에 맞닿아 접할 때까지 상승하여 정지하고, 밸브체(82)가 전부 열림 상태로 되는 밸브 열림 상태가 된다. 이때, 인디케이터(96)가 상승하여 캡(78)의 상단부까지 이동한다. 따라서, 작업자는 캡(78)을 통하여 외부로부터 상기 인디케이터(96)를 시각적으로 인식함으로써, 밸브체(82)가 전부 열림 상태로 된 밸브 열림 상태임을 확실하고 쉽게 확인할 수 있다.

이 경우, 보호부재(116)가 밸브체(82)의 상승에 수반하는 스커트부(102)의 휘어지고 구부러짐에 대응하여 변형함으로써, 박막 형상으로 형성된 스커트부(102)를 항상 보호하면서 변형시킬 수 있게 되므로, 상기 스커트부(102)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 공급 포트(58)에 압력 유체가 공급되는 것을 정지함으로써, 피스톤(56)에 대한 상측으로 밀어 누르는 힘이 소멸되고, 해당 피스톤(56)이 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 탄성 반발력에 의하여 해당 피스톤(56)이 다시 하측(화살표 G 방향)으로 밀어 눌려지며, 이에 수반하여 샤프트(80), 인디케이터(96) 및 밸브체(82)가 일체적으로 하강한다. 그리고, 피스톤(56)이 피스톤 댐퍼(66)에 맞닿아 접함으로써, 그 하강이 정지함과 동시에, 상기 피스톤(56) 및 하우징(16)에 대한 충격 및 충격음의 발생이 완화된다. 동시에, 밸브체(82)의 립 부(106)가 격리벽(30)의 정수리부(34)를 감싸도록 안착함으로써, 제1 유로(26) 및 제2 유로(28)의 연통이 차단되는 밸브 닫힘 상태가 된다.

이때, 립 부(106)의 내부에 형성된 돌기부(108)가 정수리부(34)의 선단면에 맞닿아 접함으로써, 상기 립 부(106)뿐만 아니라 돌기부(108)에 의하여도 격리벽(30)과 밸브체(82) 사이의 압력 유체 흐름이 차단되므로, 제1 유로(26)와 제2 유로(28)의 연통을 더욱 확실하게 차단할 수 있게 된다.

그리고, 피스톤(56)에 의한 하측으로의 추력이 피스톤 댐퍼(66)에 맞닿아 접함으로써 적절히 완화되므로, 밸브체(82)가 격리벽(30)의 정수리부(34)에 안착할 때의 충격이 완화되고, 상기 밸브체(82)에 대한 부하를 경감시킨다. 그 결과, 밸브체(82)를 더욱 긴 기간에 걸쳐 사용할 수 있게 되며, 그 교환 사이클을 길게 할 수 있다.

이상과 같이 본 실시 형태에서는, 본체부(100)와 해당 본체부(100)의 외주측에 연장 형성된 박막 형상의 스커트부(102)를 가진 다이어프램식 밸브체(82)를 포함한 2방 밸브(10)에 있어서, 상기 본체부(100)의 하부에, 밸브 시트로서 기능하는 격리벽(30)의 정수리부(34)에 맞닿아 접하고, 해당 정수리부(34)를 감싸도록 립 부(106)를 설치한다. 따라서, 밸브체와 밸브 시트를 면접촉시킴으로써 밀봉하는 종래의 2방 밸브와 비교하여, 적은 하중으로, 밸브 닫힘 시에 있어서 씰(seal)을 확실하게 행할 수 있게 된다. 따라서, 밸브 닫힘 시에 있어서, 밸브체(82)의 밸브 시트에 대하여 안착시킬 때의 밀어 누르는 힘, 즉 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 탄성 반발력을 억제할 수 있으며, 이에 수반하여 상기 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 탄성 반발력에 저항하여 밸브체(82)를 상기 밸브 시트로부터 이격시키는 경우의 밀어 누르는 힘을 억제할 수 있다.

즉, 공급 포트(58)에 공급되는 압력 유체의 공급량을 억제할 수 있음과 동시에, 제1 및 제2 스프링(92, 94)의 소형화를 도모할 수 있으므로, 2방 밸브(10)의 제조 비용 및 조립 공수의 절감을 도모하는 것이 가능하게 된다.

또한, 립 부(106)에 의한 씰 성능의 향상에 수반하여, 예를 들면 밸브체(82)의 교환 사이클을 길게 할 수 있으므로, 2방 밸브(10)의 고 수명화를 도모할 수 있다.

그리고, 밸브체(82)의 외측 가장자리부(104)에 한 쌍의 제1 링 형상 볼록부(110)를 설치하고, 해당 외측 가장자리부(104)를 바디(14)와 하우징(16) 사이에 밀착 지지하였을 때, 상기 제1 링 형상 볼록부(110)가 상기 바디(14)의 접속부(42)에 맞닿아 접하여 밀어 찌그러지도록 변형한다. 따라서, 예를 들면 바디(14), 하우징(16) 및 보닛(20)을 상호 연결하는 연결 볼트(미도시)의 체결력이 저하하고 마는 경우에도, 상기 제1 링 형상 볼록부(110)에 의하여 상기 바디(14)와 하우징(16) 사이의 씰 성능이 확실하게 유지되고, 해당 바디(14)와 상기 하우징(16) 사이를 통한 압력 유체의 누출이 방지된다.

그리고 또한, 바디(14)의 접속부(42)에, 밸브체(82)의 스커트부(102)측을 향하여 돌출된 제2 링 형상 볼록부(112)를 형성함으로써, 예를 들면 바디(14), 하우징(16) 및 보닛(20)을 상호 연결하는 연결 볼트(미도시)의 체결력이 저하하고 마는 경우에도, 상기 제2 링 형상 볼록부(112)에 의하여 상기 바디(14)와 하우징(16) 사이의 씰 성능이 확실하게 유지되고, 해당 바디(14)와 상기 하우징(16) 사이를 통한 압력 유체의 누출이 방지된다.

따라서, 위에서 설명한 제1 링 형상 볼록부(110), 제2 링 형상 볼록부(112)를 형성함으로써, 2방 밸브(10)에 있어서 씰 성능을 한층 더 높이는 것이 가능하게 되며, 그 결과, 상기 2방 밸브(10)의 고 수명화를 도모할 수 있다.

그리고 또한, 밸브체(82)와 일체적으로 설치된 버퍼 링(84)에는, 그 외주면에 링 형상의 웨어 링(114)이 장착되고, 해당 웨어 링(114)이 하우징(16)에 있어서 소직경부(48)의 내주면에 슬라이딩하여 접함으로써, 상기 웨어 링(114) 및 밸브체(82)가 축 방향을 따라 높은 정밀도로 안내된다. 그 결과, 밸브체(82)의 중앙부에 형성된 립 부(106)를 항상 격리벽(30)의 정수리부(34)와 일직선 상에 배치하는 것이 가능하며, 해당 립 부(106)를 확실하게 상기 정수리부(34)에 대하여 안착시켜 밀봉할 수 있다. 바꿔 말하면, 웨어 링(114)을 통하여 버퍼 링(84)을 하우징(16)의 축 방향을 따라 높은 정밀도로 자유로이 위치 변경 가능하게 안내함으로써, 상기 버퍼 링(84)이 연결되는 샤프트(80)의 중심 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 립 부(106)는, 밸브 시트가 되는 격리벽(30)의 정수리부(34)측, 즉 하측을 향하여 서서히 폭이 넓어지는 형상이 되고 단면이 테이퍼 형상으로 형성되어 있으므로, 정수리부(34)에 안착시킬 때 원활하게 안착시키는 것이 가능하게 된다.

그리고, 밸브체(82)에는, 샤프트(80)를 통하여 인디케이터(96)가 연결되어 있으므로, 해당 밸브체(82)가 상승한 밸브 열림 상태인 것을, 작업자가 상기 인디케이터(96)의 상단부를 캡(78)을 통하여 외부로부터 쉽고 확실하게 확인할 수 있다.

그리고 또한, 밸브체(82)는 버퍼 링(84)을 통하여 하우징(16)의 소직경부(48)와 같은 축 위에 배치되어 있으므로, 상기 소직경부(48)와 바디(14)의 접속부(42)를 끼움 결합시켜 조립하는 것만으로, 상기 밸브체(82)와 격리벽(30)을 일직선 상에 배치하는 것이 가능하게 된다. 즉, 바디(14)에 대하여 하우징(16)을 조립하는 간단한 작업으로, 밸브체(82), 샤프트(80) 및 피스톤(56)과 격리벽(30)을 동심 형상이 되도록 확실하게 배치할 수 있다. 따라서, 밸브체(82)가 하강하여 격리벽(30)에 안착할 때, 립 부(106)를 정수리부(34)에 대하여 확실하게 안착시켜 감쌀 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 2방 밸브는, 위에서 설명한 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하는 일이 없이 다양한 구성을 채택하여 얻을 수 있음은 물론이다.

Claims

압력유체가 공급·배출되는 한 쌍의 제1 및 제2 포트(22, 24)와, 상기 제1 포트(22)와 상기 제2 포트(24)를 접속하는 유로(26, 28)와, 상기 유로(26, 28)의 도중에 형성되어 상기 제1 포트(22)와 상기 제2 포트(24)를 이격하는 격리부(30)를 가진 바디(14)와,
상기 바디(14)의 내부에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되고, 상기 격리부(30)의 단부에 형성된 밸브 시트(34)에 안착되는 본체부(100)와, 해당 본체부(100)의 외주측에 박막 형상으로 형성되어 상기 바디(14)에 지지되는 스커트부(102)를 가지고, 상기 밸브 시트(34)에 상기 본체부(100)가 안착함으로써 상기 유로(26, 28)의 연통을 차단하는 다이어프램 밸브(82)와,
탄성 재료로 이루어지며, 상기 스커트부(102)에 밀착하여 접하도록 설치됨으로써 해당 스커트부(102)에 부여되는 부하를 완화하는 보호체(116)를 구비하며,
상기 다이어프램 밸브(82)는, 축 방향으로 자유로이 위치 변경 가능하게 설치된 샤프트(80)의 일단부에 연결되고, 상기 샤프트(80)의 타단부에 연결되는 피스톤(56)에는, 상기 다이어프램 밸브(82)를 상기 밸브 시트(34)측을 향하여 밀어 붙이는 스프링(92, 94)이 설치됨과 동시에, 상기 본체부(100)에는, 상기 밸브 시트(34)와 대면하는 바닥부에, 해당 밸브 시트(34)에 안착했을 때 상기 격리부(30)의 일부를 감싸는 립 부(106)를 가지는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 립 부(106)의 내부에는, 상기 밸브 시트(34)측을 향하여 돌출된 돌기부(108)가 형성되며, 상기 밸브 시트(34)에 안착했을 때 해당 밸브 시트(34)에 맞닿아 접하는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 다이어프램 밸브(82)의 외측 가장자리부(104)에는, 외주측을 향하여 돌출되고, 상기 바디(14)에 맞닿아 접하는 링 형상 돌기부(110)가 형성되는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 바디(14)에는, 상기 다이어프램 밸브(82)가 상기 밸브 시트(34)에 안착한 밸브 폐쇄시에 상기 피스톤(56)을 소정 위치에서 정지하는 위치 결정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 위치 결정 기구는, 탄성 재료로 형성된 링 형상의 댐퍼(66)인 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 다이어프램 밸브는, 상기 보호체(116)를 감싸도록 링 체(84)가 설치되며, 상기 링 체(84)의 외주면에는, 상기 바디(14)에 연결되는 하우징(16)의 내주면에 슬라이딩하여 접하는 웨어 링(114)이 설치되고, 상기 웨어 링(114)을 통하여 상기 링 체(84)가 축 방향으로 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 6에 있어서,
상기 바디(14)에 대하여 상기 하우징(16)을 끼움 결합하여 연결함으로써, 상기 다이어프램 밸브(82), 상기 샤프트(80)와 상기 밸브 시트(34)가 같은 중심 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트(80)의 단부에는, 상기 다이어프램 밸브(82)의 개폐 상태를 시각적으로 인식 가능한 인디케이터(96)가 설치되는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 격리부(30)는, 상기 유로(26, 28)의 내벽면으로부터 돌출되고, 그 정수리부에 상기 밸브 시트(34)를 가진 단면이 산 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 2방 밸브.