KR20160143515A - 유체기기 - Google Patents

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사파스고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 유로를 갖는 유닛과 복수의 공급처에 유체를 공급하는 유로를 갖는 유닛을 별개로 교환 가능하게 하는 것이다.
본 발명은 제1 방향을 따라 유체를 유통시키는 복수의 제1 유로를 갖는 제1 유체 유닛(10)과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 유체를 유통시키는 복수의 제2 유로를 갖는 제2 유체 유닛(20)과, 복수의 제1 유로와 복수의 제2 유로가 교차하는 복수의 위치의 각각 배치되는 복수의 개폐밸브(30)를 구비하고, 제1 유체 유닛(10) 및 제2 유체 유닛(20)은, 복수의 위치의 각각에서 제1 유로의 복수의 개소에 형성된 유출구와 제2 유로의 복수의 개소에 형성된 유입구가 연결되도록 배치되어 있는 유체기기(100)를 제공한다.

Description

유체기기 {FLUID DEVICE}
본 발명은 유체기기에 관한 것이다.
종래에는 반도체제조 장치에 사용되는 약액이나 순수 등의 유체를 복수의 공급처의 각각에 개별로 공급 가능한 유체기기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1참조).
특허문헌 1에 개시된 유체기기는 약액을 순환시키는 약액유로에서 2개의 약액유출 유로로 약액을 인도하는 2개의 연결유로를 구비하고 있다. 특허문헌 1에 개시된 유체기기는, 약액유로에서 2개의 연결유로로의 입구의 개구에 각각 조작밸브를 마련하고, 조작밸브의 개폐 상태를 전환하는 것에 의해 약액유로에서 연결유로로의 약액의 유통 상태를 전환하는 것이다.
또한, 특허문헌 1에 공개되는 유체기기는, 초순수를 순환시키는 초순수 유로에서 2개의 연결유로로의 입구의 개구에 각각 조작밸브를 마련하고, 조작밸브의 개폐 상태를 전환하는 것에 의해 초순수 유로에서 연결유로로의 초순수의 유통 상태를 전환하는 것이다.
이와 같이, 특허문헌 1에 공개되는 유체기기는, 조작밸브의 개폐 상태를 전환하는 것에 의해, 2개의 약액유출 유로의 각각에 약액유로에서 공급되는 약액 또는 초순수 유로에서 공급되는 초순수의 어느 한쪽을 공급하는 것이다.
일본특허공개 2008-291941호 공보
특허문헌 1에 공개되는 유체기기는, 약액유로와 초순수 유로와 그것들을 2개의 약액유출 유로로 연결하는 연결유로를, 단일의 베이스부재의 내부에 형성한 것이다. 이로 인해, 약액유로에 약액의 일부(예를 들면, 슬러리액에 포함되는 지립)가 응고하여 약액유로를 교환할 경우나 초순수 유로를 교환할 경우에는, 연결유로를 포함하는 단일의 베이스 부재의 전체를 교환 할 필요가 있다.
연결유로를 포함하는 베이스 부재의 전체를 교환할 경우, 베이스 부재에 장착된 모든 조작밸브나 모든 배관을 베이스 부재에서 탈거할 필요가 있고, 교환 작업에 많은 수고를 필요로 한다. 또한, 베이스 부재의 연결 유로 부분이 교환할 필요가 없는 상태라도, 단일의 베이스 부재의 전체를 교환 할 필요가 있으므로, 교환에 필요한 비용이 증대된다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 복수의 공급처로 공급하는 유체기기에 있어서, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 유로를 갖는 유닛과 복수의 공급처로 유체를 공급하는 유로를 갖는 유닛을 각각 별개로 교환 가능하게 하고, 교환에 필요한 수고 및 비용을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 하기의 수단을 채용하였다.
본 발명의 일태양에 관한 유체기기는, 복수의 공급원에서 공급되는 유체의 각각을 제1 방향을 따라 유통시키는 복수의 제1 유로를 갖는 제1 유체 유닛과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 유체를 유통시키는 복수의 제2 유로를 갖는 동시에 복수의 공급처로 유체를 공급하는 제2 유체 유닛과, 상기 복수의 제1 유로와 상기 복수의 제2 유로가 교차하는 복수의 교차 위치의 각각에 배치되고, 상기 제1 유로에서 상기 제2 유로로의 유체의 유통 상태를 전환하는 복수의 개폐밸브를 구비하고, 상기 제1 유체 유닛 및 상기 제2 유체 유닛은, 상기 복수의 교차 위치의 각각에서 상기 제1 유로의 복수의 개소(箇所)에 형성된 유출구와 상기 제2 유로의 복수의 개소에 형성된 유입구가 접속되도록 착탈 가능하도록 연결되어 있다.
본 발명의 일태양에 관한 유체기기에 의하면, 제1 유체 유닛이 갖는 제1 유로와 제2 유체 유닛이 갖는 제2 유로가 교차하는 복수의 교차 위치의 각각에 배치되는 개폐밸브에 의해, 각 교차 위치에서의 제1 유로에서 제2 유로로의 유체의 유통 상태를 전환할 수 있다.
따라서, 개폐밸브의 개폐 상태를 적절히 전환하는 것에 의해, 복수의 공급처 각각에, 복수의 공급원에서 공급되는 유체 중 임의의 유체를 공급할 수 있다.
또한, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 제1 유체 유닛과, 복수의 공급처에 유체를 공급하는 제2 유체 유닛이 각각 별개의 유닛으로 되어 있고, 그것들이 착탈 가능하게 연결되어 있다.
따라서, 제1 유체 유닛 및 제2 유체 유닛의 어느 한쪽이 교환할 필요가 있게 된 경우, 교환이 필요할 한쪽의 유체 유닛 만을 교환하고, 다른 쪽의 유체 유닛은 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다. 또한, 한 쪽의 유체 유닛을 교환할 때에, 교환하지 않는 다른 쪽의 유체 유닛에 장착된 배관 등을 탈거할 필요는 없다.
이와 같이, 본 발명의 일태양에 관한 유체기기에 의하면, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 복수의 공급처로 공급하는 유체기기에 있어서, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 유로를 갖는 유닛과 복수의 공급처에 유체를 공급하는 유로를 갖는 유닛을 각각 별개로 교환 가능하게 하고, 교환에 필요한 수고 및 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일태양에 관한 유체기기에 있어서는, 상기 제1 유체 유닛은, 각각 단일의 상기 제1 유로를 갖는 제1 유로 부재를 복수 구비하고, 상기 제2 유체 유닛은, 각각 단일의 상기 제2 유로를 갖는 제2 유로 부재를 복수 구비하는 구성일 수도 있다.
본 구성에 의하면, 제1 유체 유닛이 갖는 복수의 제1 유로 중 교환이 필요한 제1 유로를 갖는 제1 유로 부재만을 교환하고, 다른 제1 유로 부재를 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다. 마찬가지로, 제2 유체 유닛이 갖는 복수의 제2 유로 중 교환이 필요한 제2 유로를 갖는 제2 유로 부재 만을 교환하고, 다른 제2 유로 부재를 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다.
따라서, 교환이 필요한 유로를 갖는 단일의 유로 부재만을 교환 가능하게 하고, 교환에 필요한 수고 및 비용을 더욱 감소시킬 수 있다.
상기 구성의 유체기기에 있어서는, 원환상(円環狀)으로 형성되는 원환부(円環部)와 상기 원환부의 둘레방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 너트부를 갖는 조립체를 구비하고, 상기 복수의 너트부는, 상기 제2 유로 부재의 상면 또는 하면으로 개구되는 삽입홀에 삽입되고, 상기 복수의 너트부의 일단측에는, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재의 각각 형성된 관통홀에서 삽입되는 복수의 제1 체결볼트가 체결되고, 상기 복수의 너트부의 타단측에는, 상기 개폐밸브 및 상기 제2 유로 부재의 각각 형성된 관통홀에서 삽입되는 복수의 제2 체결볼트가 체결되는 형태일 수 있다.
본 형태의 유체기기에 의하면, 복수의 너트부와 제1 체결볼트와의 체결력이 원환부를 통해 인접하는 부재에 전달되고, 복수의 너트부와 제2 체결볼트의 체결력이 원환부를 통해 인접하는 부재에 전달된다.
원환부는 그 전체 둘레에 걸쳐서 제2 유로 부재의 상면 또는 하면에 접촉되어 있으므로, 복수의 쌍의 너트부 및 제1 체결볼트의 체결력에 차이가 생기는 경우나, 복수의 쌍의 너트부 및 제2 체결볼트의 체결력에 차이가 생기는 경우라도, 원환부에 인접하는 부재에 스트레인이 생기는 것이 억제된다.
이것에 의해, 제1 유로 부재와 제2 유로 부재와의 연결 위치에 있어서의 실 성능과, 제2 유로 부재와 개폐밸브의 연결 위치에 있어서의 실 성능이 각각 향상된다.
상기 구성의 유체기기에 있어서는, 상기 복수의 상기 제2 유로 부재의 상기 공급처 측의 단부에 각각 장착되고, 상기 제2 유로에서 상기 공급처로 공급되는 유체의 압력을 검지하는 복수의 압력센서를 구비하는 것일 수 있다.
이와 같이 하는 것으로, 복수의 제2 유로에서 공급처로 공급되는 유체의 압력을 복수의 압력센서로 각각 검지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 복수의 공급처로 공급하는 유체기기에 있어서, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 유로를 갖는 유닛과 복수의 공급처에 유체를 공급하는 유로를 갖는 유닛을 각각 별개로 교환 가능하게 하고, 교환에 필요한 수고 및 비용을 감소시킬 수 있다.
도1은 본 실시형태의 유체기기를 도시한 상면도이다.
도2는 도1에 도시한 유체기기의 개략 구성도이다.
도3은 도1에 도시한 유체기기의 유로 계통도이다.
도4는 도1에 도시한 유체기기의 저면도이다.
도5는 도1에 도시한 유체기기의 A-A 방향 부분 단면도이다.
도6은 도1에 도시한 유체기기의 B-B 방향 부분 단면도이다.
도7은 도1에 도시한 개폐밸브의 상면도이다.
도8은 도7에 도시한 개폐밸브의 C-C 방향 단면도이다.
도9는 도7에 도시한 개폐밸브의 E-E 방향 단면도이다.
도10은 도7에 도시한 개폐밸브의 D-D 방향 단면도이다.
도11a는 도10에 도시한 암나사부 조립체를 도시한 정면도이다.
도11b는 도10에 도시한 암나사부 조립체를 도시한 상면도이다.
도12는 도10에 도시한 암나사부 조립체를 제2 유로 부재에 장착한 상태를 도시한 상면도이다.
도13은 도12에 도시한 제2 유로 부재의 F-F 방향 단면도이다.
도14는 도1에 도시한 압력센서의 상면도이다.
도15는 도14에 도시한 압력센서의 G-G 방향 부분 단면도이다.
도16은 도14에 도시한 압력센서의 H-H 방향 단면도이다.
도17은 도14에 도시한 압력센서의 저면도이다.
도18은 도17에 도시한 압력센서의 I-I 방향 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 1실시형태의 유체기기(100)에 대하여 도면을 기초로 설명한다.
도1에 도시한 유체기기(100)는, 복수의 공급원에서 공급되는 유체(순수나 불산 등의 약액)에서 임의의 유체를 선택적으로 복수의 공급처로 공급하는 것이 가능한 유체기기이다.
도1의 상면도에 나타낸 바와 같이, 유체기기(100)는, 복수의 공급원(도2에 도시한 (IN1~IN6))으로부터 유체가 공급되는 제1 유로 부재(11~16)를 갖는 제1 유체 유닛(10)과, 복수의 공급처(도2에 도시한 (OUT1~OUT5))로 유체를 공급하는 제2 유로 부재(21~25)를 갖는 제2 유체 유닛(20)과, 복수의 개폐밸브(30)와, 제2 유로 부재(21~25)의 공급처 측의 단부에 각각 장착되는 복수의 압력센서(41~45)와, 복수의 개폐밸브(30)의 개폐상태를 제어하는 제어부(50)(도3참조)를 구비한다.
한편, 제1 유체 유닛(10)은 드레인 유로 부재(17)를 가지고 있고 드레인 유로 부재(17)의 드레인 포트(17c,17d)는 각각 음압원(미도시)에 접속되어 있다. 음압원으로는 애스퍼레이터 등을 이용할 수 있다.
도2는, 도1에 도시한 유체기기(100)의 개략구성을 모식적으로 나타낸 도이다. 도2는, 도1에 도시한 유체기기(100)을 상면측에서 본 경우에, 제1 유체 유닛(10)의 제1 유로 부재(11~16)가 각각 갖는 제1 유로(11a~16a)와, 제1 유체 유닛(10)의 드레인 유로 부재(17)가 갖는 드레인 유로(17a)와, 제2 유체 유닛(20)의 제2 유로 부재(21~25)가 각각 갖는 제2 유로(21a~25a)가 어떻게 배치되는지를 모식적으로 나타내고 있다.
도1에 도시한 복수의 제1 유로 부재(11~16)는 각각 단일의 제1 유로(11a~16a)를 갖는 부재이다. 또한, 복수의 제2 유로 부재(21~25)는, 각각 단일의 제2 유로(21a~25a)를 갖는 부재이다. 제1 유로 부재(11~16)및 제2 유로 부재(21~25)는 불소수지제(예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)) 부재이다.
도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 복수의 제1 유로(11a~16a)는, 복수의 공급원(IN1~IN6)으로부터 공급되는 유체의 각각을 유입부(11c~16c)에서 유출부(11d~16d)를 향해 제1 방향(도1및 도2에 있어서의 상하 방향)을 따라 유통시키는 유로이다.
복수의 공급원(IN1~IN6)으로부터 공급되는 유체 각각은, 복수의 제1 유로(11a~16a)에서 배출되어 복수의 순환유로(RETURN1~RETURN6)에 공급된다. 복수의 순환유로(RETURN1~RETURN6)는, 각각 복수의 공급원(IN1~IN6)에 유체를 되돌리는 유로이다. 복수의 공급원(IN1~IN6)으로 돌아간 유체는, 다시 제1 유로(11a~16a)로 인도된다.
이와 같이, 복수의 제1 유로(11a~16a)에는, 복수의 순환유로(RETURN1~RETURN6)를 통해 유체가 상시 순환하게 되어 있다. 그로 인해, 제1 유로(11a~16a)의 내부에서는, 유체의 일부(예를 들면, 슬러리액에 포함되는 지립)가 응고되기 어렵다.
또한, 도2에 나타낸 바와 같이, 복수의 제2 유로(21a~25a)는, 제1 방향으로 직교하는 제2 방향(도2에 있어서의 좌우 방향)을 따라 유체를 유통시켜 복수의 공급처(OUT1~OUT5)로 공급하는 유로이다.
한편, 도2에서는, 복수의 제1 유로(11a~16a)가 유체를 유통시키는 제1 방향과, 복수의 제2 유로(21a~25a)가 유체를 유통시키는 제2 방향이 직교하는 것으로 하였으나, 이것들이 교차하는 방향이면 반드시 직교하지 않을 수도 있다.
도2에 나타낸 바와 같이, 제1 유로 부재(11)가 갖는 제1 유로(11a)는, 제2 유로 부재(21~25)가 갖는 제2 유로(21a~25a)의 각각과, 위치P11, P21, P31, P41, P51의 5개소에서 교차하도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 제1 유로(12a~16a)는 제2 유로(21a~25a)의 각각과, 위치P12~P52, 위치P13~P53, 위치P14~P54, 위치P15~P55, 위치P16~P56의 5개소에서 교차하도록 배치되어 있다.
또한, 드레인 유로 부재(17)가 갖는 드레인 유로(17a)는, 제2 유로 부재(21~25)가 갖는 제2 유로(21a~25a)의 각각과 위치P17, P27, P37, P47, P57의 5개소에서 교차하도록 배치되어 있다.
드레인 유로(17a)는 제2 유로(21a~25a)의 내부에 체류하는 유체를 드레인 포트(17c,17d)와 연통하는 음압원(미도시)의 작용에 의해 드레인 포트(17c,17d)에서 외부로 배출하기 위한 유로이다.
도2에 도시한 위치P11~P51, 위치P12~P52, 위치P13~P53, 위치P14~P54, 위치P15~P55, 위치P16~P56, 위치P17~P57의 합계 35개소 각각에는 개폐밸브(30)가 배치되어 있다.
위치P17~P57 이외의 다른 위치에 배치되는 개폐밸브(30)는 각 위치에 있어서 제1 유로(11a~16a)에서 제2 유로(21a~25a)로 유체를 유입시키는 유입상태와, 각 위치에 있어서 제1 유로(11a~16a)에서 제2 유로(21a~25a)로 유체를 유입시키지 않는 차단상태를 전환하는 것이다.
한편, 위치P17~P57에 배치되는 개폐밸브(30)는 각 위치에 있어서 제2 유로(21a~25a)에서 음압원(미도시)과 연통하는 드레인 유로(17a)로 유체를 배출시키는 배출상태와, 각 위치에 있어서 제2 유로(21a~25a)에서 드레인 유로(17a)로 유체를 배출시키지 않는 차단상태를 전환하는 것이다.
다음으로, 도3을 이용하여 본 실시형태의 유체기기(100)의 유로 계통(系統)에 대하여 설명한다. 도3은, 제1 유로(11a~16a)와 제2 유로(21a~25a)와 개폐밸브(30)와 압력센서(41~45)에 의해 구성되는 유로 계통을 모식적으로 나타낸 도이다.
도3에 나타낸 바와 같이, 제1 유로(11a~16a)와 제2 유로(21a)의 사이에 개폐밸브(30)가 각각 배치되어 있다.
유체기기(100)가 포함하는 제어부(50)는 복수의 제1 유로(11a~16a)와 제2 유로(21a)의 사이에 배치되는 5개의 개폐밸브(30) 중 어느 하나를 열림 상태로 하고 그 외의 개폐밸브(30)를 닫힘 상태로 하는 것에 의해, 제1 유로(11a~16a) 중 어느 하나에서 유체를 제2 유로(21a)에 공급할 수 있다.
마찬가지로, 유체기기(100)가 포함하는 제어부(50)는, 복수의 제1 유로(11a~16a)와 제2 유로(25a)의 사이에 배치되는 5개의 개폐밸브(30) 중 어느 하나를 열림 상태로 하고 그 외의 개폐밸브(30)를 닫힘 상태로 하는 것에 의해, 제1 유로(11a~16a) 중 어느 하나에서 유체를 제2 유로(25a)에 공급할 수 있다.
그 외의 제2 유로(22a~24a)(미도시)에 대해서도, 복수의 제1 유로(11a~16a)와 각 제2 유로(22a~24a)의 사이에 배치되는 5개의 개폐밸브(30) 중 어느 것을 열림 상태로 하고 그 외의 개폐밸브(30)를 닫힘 상태로 하는 것에 의해, 제1 유로(11a~16a) 중 어느 하나에서 유체를 제2 유로(22a~24a)에 공급할 수 있다.
제어부(50)는, 압축 공기원 (미도시)에서 각 개폐밸브(30)에 압축 공기를 공급하도록 제어하여 각 개폐밸브(30)를 열림 상태로 하고, 압축 공기원(미도시)에서 각 개폐밸브(30)에 압축 공기가 공급되지 않도록 제어하여 각 개폐밸브(30)를 닫힘 상태로 한다.
다음으로, 도4를 이용하여 본 실시형태의 유체기기(100)를 설치면(S)에 장착하는 구조에 대하여 설명한다.
도4의 저면도에 나타낸 바와 같이, 유체기기(100)의 저면측에는, 유체기기(100)를 설치면(S)에 장착하기 위한 한 쌍의 제1 베이스부재(61, 62)가 장착되어 있다.
제1 베이스부재(61)에는, 체결홀(61a,6lb)이 형성되어 있고, 체결홀(61a, 6lb)에 체결볼트(미도시)를 삽입하여 설치면(S)의 체결홀(미도시)에 체결하는 것에 의해, 제1 베이스부재(61)가 설치면(S)에 고정된다. 마찬가지로, 제1 베이스부재(62)에는, 체결홀(62a,62b)이 형성되어 있고, 체결홀(62a,62b)에 체결볼트(미도시)를 삽입하여 설치면(S)의 체결홀(미도시)에 체결하는 것에 의해, 제1 베이스부재(62)가 설치면(S)에 고정된다.
도4 및 도5(도1에 도시한 유체기기의 A-A 방향 부분 단면도)에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1 베이스부재(61,62)에는 제1 유로 부재(11,13,15) 및 드레인 유로 부재(17)가 배치되는 위치에 있어서, 제2 베이스부재(63)가 체결볼트에 의해 고정되어 있다.
각 제2 베이스부재(63)는, 후술하는 바와 같이, 제1 유로 부재(11~16)및 드레인 유로 부재(17)를 개폐밸브(30)와의 사이에 끼운 상태로, 각각 제2 유로 부재(21~25)에 장착할 수 있는 부재이다.
도4에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1 베이스 부재(61,62)에 제2 베이스 부재(63)가 고정되므로, 제1 유로 부재(11,13,15) 및 드레인 유로 부재(17)는, 제2 베이스 부재(63) 및 한 쌍의 제1 베이스 부재(61,62)를 통해 설치면(S)에 고정된다.
한편, 제1 유로 부재(12,14,16)는, 한 쌍의 제1 베이스 부재(61,62)에 직접적으로 고정되는 것이 아니지만, 제2 베이스 부재(63)를 통해 제2 유로 부재(21~25)에 장착되어 있다.
그로 인해, 제1 유로 부재(12,14,16)는, 제2 유로 부재(21~25)을 통해 제1 유로 부재(11,13,15) 및 드레인 유로 부재(17)에 고정되고, 최종적으로 제2 베이스 부재(63) 및 한 쌍의 제1 베이스 부재(61,62)를 통해 설치면(S)에 고정된다.
이와 같이, 제1 유로 부재(11~16) 및 드레인 유로 부재(17), 및 제2 유로 부재(21~25)의 각각은, 설치면(S)에 대하여 고정된다.
다음으로, 제1 유체 유닛(10)의 제1 유로 부재(11~16)와 제2 유체 유닛(20)의 제2 유로 부재(21~25)를 접속하는 구조에 대하여 도5및 도6을 이용하여 설명한다.
도5(도1에 도시한 유체기기의 A-A 방향 부분 단면도)에 나타낸 바와 같이, 제1 유로 부재(13)의 내부에는 제1 유로(13a)가 형성되어 있고, 제1 유로(13a)의 복수의 개소에 유출구(13b)가 형성되어 있다. 유출구(13b)가 형성되는 위치는, 도2에 도시한 위치(P13~P53)로 되어 있다.
한편, 도5는 제1 유로 부재(13)를 도시한 도면이나, 제1 유로 부재(11,12,14~16)및 드레인 유로 부재(17)에 대해서도 같은 구조로 되어 있다.
즉, 제1 유로 부재(11,12,14~16)의 내부에는 제1 유로(11a,12a,14a~16a)가 형성되어 있고, 제1 유로(11a ,12a ,14a~16a)의 복수의 개소에 유출구(1lb,12b,14b,15b,16b)가 형성되어 있다. 유출구(1lb,12b,14b,15b,16b)가 형성되는 위치는, 도2에 도시한 위치P11~P51, 위치P12~P52, 위치P14~P54, 위치P15~P55, 위치P16~P56로 되어 있다.
또한, 드레인 유로 부재(17)의 내부에는 드레인 유로(17a)가 형성되어 있고, 드레인 유로(17a)의 복수의 개소에 드레인 개구(17b)가 형성되어 있다. 드레인 개구(17b)가 형성되는 위치는 도2에 도시한 위치(P17~P57)로 되어 있다.
도6에 나타낸 바와 같이, 드레인 유로(17a)의 유로 지름은 제1 유로(11a~16a)의 유로 지름보다도 소경(小徑)으로 되어 있다. 이것은, 드레인 유로(17a)의 유로 지름을 소경으로 하여 드레인 유로(17a)의 체적을 작게 하는 것에 의해, 음압원(미도시)에 의한 흡인 성능을 높이기 위함이다.
도6(도1에 도시한 유체기기의 B-B 방향 부분 단면도)에 나타낸 바와 같이, 제2 유로 부재(23)의 내부에는 제2 유로(23a)가 형성되어 있고, 제2 유로(23a)의 복수의 개소에 유입구(23b)가 형성되어 있다. 유입구(23b)가 형성되는 위치는, 도2에 도시한 위치(P31~P37)로 되어 있다.
한편, 도6은 제2 유로 부재(23)를 도시한 것이나, 제2 유로 부재(21,22,24,25)에 대해서도 같은 구조로 되어 있다.
즉, 제2 유로 부재(21,22,24,25)의 내부에는 제2 유로(21a,22a,24a,25a)가 형성되어 있고, 제2 유로(21a,22a,24a,25a)의 복수의 개소에 유입구(2lb,22b,24b,25b)가 형성되어 있다. 유입구(2lb,22b,24b,25b)가 형성되는 위치는, 각각 도2에 도시한 위치P11~P17, 위치P21~P27, 위치P41~P47, 위치P51~P57로 되어 있다.
이와 같이, 제1 유체 유닛(10) 및 제2 유체 유닛(20)은, 위치P11~P51, 위치P12~P52, 위치P13~P53, 위치P14~P54, 위치P15~P55, 위치P16~P56의 합계30 개소의 각각에서, 제1 유로(11a~16a)의 복수의 개소에 형성된 유출구(1lb~16b)와 제2 유로 부재(21~25)의 복수의 개소에 형성된 유입구(2lb~25b)가 연결되게 배치되어 있다. 또한, 각 위치에는 유입구(2lb~25b)를 폐쇄 또는 개방하도록 개폐밸브(30)의 밸브바디부가 배치되어 있다.
다음으로, 개폐밸브(30)에 대하여 도7에서 도9를 이용하여 설명한다. 도7에서 도9에 도시한 개폐밸브(30)는, 도2의 위치(P11)에 배치되는 것이나, 다른 위치에 배치되는 개폐밸브(30)의 구조도 같은 것으로 한다.
도7에 나타낸 바와 같이, 개폐밸브(30)는, 본체부(30a)와 공기 포트 접속부(30b)를 갖는다. 또한, 도8에 나타낸 바와 같이, 본체부(30a)는, 제1 보디(31)와 제2 보디(32)와 피스톤부(33)와 밸브바디부(34)와 스프링부(35)를 구비한다.
도8(도7에 도시한 개폐밸브의 C-C 방향 단면도)에 나타낸 바와 같이 밸브바디부(34)는, 축선(X)을 따라 상하 방향으로 이동하는 것에 의해, 제1 유로(11a)의 유출구(1lb)와 연통하는 제2 유로 부재(21)의 유입구(2lb)에서 제2 유로(21a)로 유체가 유입하는 유입 상태와, 유입구(2lb)에서 제2 유로(21a)로 유체가 유입하지 않는 차단 상태를 전환하는 부재이다. 도8에 도시한 상태는, 밸브바디부(34)의 선단이 제2 유로 부재(21)의 유입구(2lb)에 형성되는 밸브시트에 접촉한 상태이며, 유입구(2lb)에서 제2 유로(21a)로 유체가 유입되지 않는 차단 상태이다.
밸브바디부(34)의 상단은 피스톤부(33)의 하단에 장착되어 있고, 밸브바디부(34)와 피스톤부(33)가 일체가 되어 축선(X)을 따라 이동하게 되어 있다.
도8에 나타낸 바와 같이, 피스톤부(33)는, 제2 보디(32)에 수용되어 있다. 피스톤부(33)는, 그 외주면을 제2 보디(32)의 내주면에 접촉시키면서 축선(X)을 따라 이동 가능하게 되어 있다. 피스톤부(33)의 외주면의 복수의 개소에는 축선(X) 주변으로 연장되는 무단(無端)형상의 X링(33a)이 배치되어 있다. X링(33a)이 제2 보디(32)의 내주면에 접촉하는 것에 의해 피스톤부(33)와 제2 보디(32)의 사이에 형성되는 압력실(P1)의 기밀성(氣密性)이 유지되고 있다.
스프링부(35)는 제1 보디(31)의 내부에 배치되고, 피스톤부(33)에 축선(X)을 따라 하방을 향해서 부세력을 가하게 되어 있다.
압력실(P1)이 대기압 상태로 유지될 경우, 스프링부(35)는, 밸브바디부(34)의 선단을 제2 유로 부재(21)의 유입구(2lb)에 접촉시키는 부세력을 피스톤부(33)에 가한다.
제2 보디(32)의 외주면에는 압력실(P1)로 압축 공기를 인도하기 위한 조작 포트(32a)가 형성되어 있다. 조작 포트(32a)의 외주면에는 공기 포트 접속부(30b)가 장착되어 있다.
또한, 조작 포트(32a)의 내주면 및 공기 포트 접속부(30b)의 내주면에 접촉하도록 연통부재(30d)가 배치되어 있다.
제1 보디(31)의 외주면에는 압력실(P2)로 압축 공기를 인도하기 위한 조작 포트(31a)가 형성되어 있다. 조작 포트(31a)의 외주면에는 공기 포트 접속부(30b)가 장착되어 있다.
또한, 조작 포트(31a)의 내주면 및 공기 포트 접속부(30b)의 내주면에 접촉하도록 연통부재(30c)가 배치되어 있다.
도9(도7에 도시한 개폐밸브의 E-E 방향 단면도)에 나타낸 바와 같이, 공기 포트 접속부(30b)는, 압축 공기원(미도시)으로부터 압축 공기가 공급되는 압축 공기배관(70)이 장착된 포트부(30e)와, 포트부(30e)로부터 조작 포트(32a)의 외주면에 형성된 유입구(32b)로 압축 공기를 인도하는 압축 공기 유로(30f)를 구비한다.
압축 공기 유로(30f)에서 유입구(32b)로 인도된 압축 공기는, 연통부재(30d)의 외주면과 조작 포트(32a)의 내주면 사이에 형성되는 원환상(円環狀) 유로(30g)에서 연통부재(30d)의 내부에 형성되는 유로로 인도되어 압력실(P1)에 도달한다.
압력실(P1)에 도달한 압축 공기는, 피스톤부(33)를 축선(X)을 따른 상방으로 이동시키는 부세력을 가한다. 피스톤부(33)를 축선(X)을 따른 상방으로 이동시키는 압축 공기의 부세력이, 피스톤부(33)를 축선(X)을 따른 하방으로 이동시키는 스프링부(35)의 부세력을 상회하면, 피스톤부(33)가 상방으로 이동한다.
피스톤부(33)가 상방으로 이동함에 따라 밸브바디부(34)도 상방으로 이동하여 유입구(2lb)의 밸브시트에서 이간되고, 제2 유로 부재(21)의 유입구(2lb)에서 제2 유로(21a)로 유체가 유입하는 유입 상태가 된다.
한편, 이상에서 설명한 개폐밸브(30)는, 압력실(P1)이 대기압 상태로 유지될 경우에 차단 상태가 되는 노멀 클로즈형의 개폐밸브이나, 노멀 오픈형의 개폐밸브일 수도 있다. 이하에서는, 개폐밸브(30)를 노멀 오픈형으로 하는 변형예에 대하여 설명한다.
도8 및 도9에 도시한 개폐밸브(30)를 노멀 오픈형의 개폐밸브로 할 경우, 압력실(P2)에 배치되어 있는 스프링부(35)를 압력실(P1)에 배치하고, 포트부(30e)에 접속되어 있는 압축 공기배관(70)을 포트부(30h)에 장착한다.
포트부(30h)에서 압축 공기 유로(30i)로 인도된 압축 공기는, 제1 보디(31)의 외주면에 형성된 조작 포트(31a)의 유입구(3lb)로 인도된다.
유입구(3lb)로 인도된 압축 공기는, 연통부재(30c)의 외주면과 조작 포트(31a) 내주면의 사이에 형성되는 원환상 유로(30j)에서 연통부재(30c)의 내부에 형성되는 유로로 인도되어 압력실(P2)에 도달한다.
압력실(P2)에 도달한 압축 공기는, 피스톤부(33)를 축선(X)을 따른 하방으로 이동시키는 부세력을 가한다. 피스톤부(33)를 축선(X)을 따른 하방으로 이동시키는 압축 공기의 부세력이, 피스톤부(33)를 축선(X)을 따른 상방으로 이동시키는 스프링부(35)의 부세력을 상회하면, 피스톤부(33)가 하방으로 이동한다.
피스톤부(33)가 하방으로 이동함에 따라 밸브바디부(34)도 하방으로 이동하고, 제2 유로 부재(21)의 유입구(2lb)에서 제2 유로(21a)로 유체가 유입되지 않는 차단 상태가 된다.
이와 같이, 본 실시형태의 개폐밸브(30)는, 스프링부(35)를 압력실(P1) 또는 압력실(P2) 중 어느 것인가에 배치하고, 압축 공기배관(70)을 포트부(30e) 또는 포트부(30h) 중 어느 것인가에 장착할 수 있다.
이로 인해, 본 실시형태의 개폐밸브(30)는, 스프링부(35)를 압력실(P2)에 배치하여 압축 공기배관(70)을 포트부(30e)에 장착할 경우에는 노멀 클로즈형의 개폐밸브가 되고, 스프링부(35)를 압력실(P1)에 배치하여 압축 공기배관(70)을 포트부(30h)에 장착할 경우에는 노멀 오픈형의 개폐밸브가 된다.
여기에서, 개폐밸브(30)와 제2 유로 부재(21)의 연결 위치에 형성되는 실(seal) 영역에 대하여 설명한다.
도8에 나타낸 바와 같이, 개폐밸브(30)는, 제2 유로 부재(21)의 상면에 연결되어 있다.
개폐밸브(30)가 포함하는 밸브바디부(34)는, 다이아프램 일체형으로 되어 있고, 본체부(34a)와 다이아프램부(34b)를 갖는다.
밸브바디부(34)의 본체부(34a)는, 축선(X)을 따라 연장되는 축형상으로 형성되는 부재이며, 유입구(2lb)의 가장자리부와 접촉 가능하게 되어 있다.
밸브바디부(34)의 다이아프램부(34b)는, 본체부(34a)에 연결되는 동시에 본체부(34a)의 축선(X)을 따른 이동에 따라 변형 가능한 박막 원환상의 내주측 영역과, 제2 유로 부재(21)의 상면과 제2 보디(32)의 하면의 사이에 끼인 상태로 유지되는 외주측 영역을 갖는 부재이다.
다이아프램부(34b)의 외주측 영역의 가장자리부에는, 축선(X)을 따라 하방을 향하여 돌출하는 환형 돌기부(34c)가 형성되어 있다. 환형 돌기부(34c)는, 축선(X) 주변에 연장되는 무단형상(환형)으로 형성되어 있다.
이 환형 돌기부(34c)는, 제2 유로 부재(21)의 상면에 형성되는 환형 요부(21e)에 삽입되어 있다.
환형 요부(21e)는 제2 유로 부재(21)의 상면에 형성되는 홈이며, 축선(X) 주변으로 연장되는 무단형상(환형)으로 형성되어 있다.
환형 돌기부(34c)를 환형 요부(21e)에 삽입하는 것에 의해, 축선(X) 주변으로 연장되는 무단형상(환형)의 실 영역(에지실 영역)이 형성된다. 이 실 영역에 의해, 제2 유로(21a)로부터 제2 유로 부재(21)와 다이아프램부(34b)의 외주측 영역의 사이에 침입하는 유체가 외부로 유출되는 것이 억제된다.
환형 돌기부(34c)와 환형 요부(21e)에 의해 형성되는 실 영역의 외주측에는 O링(21f)이 배치되어 있다.
도8에 나타낸 바와 같이, O링(21f)은 축선(X)에 직교하는 경방향의 이동이 제2 유로 부재(21)와 다이아프램부(34b)의 외주측 영역에 의해 규제된 상태로 배치된다. O링(21f)이 제2 유로 부재(21)와 다이아프램부(34b)의 외주측 영역의 각각에 접촉된 상태로 배치되는 것에 의해 실 영역이 형성된다.
이와 같이, 개폐밸브(30)와 제2 유로 부재(21)의 연결 위치에는 환형 돌기부(34c)와 환형 요부(21e)에 의해 형성되는 실 영역에 더해, 그 외주측에 O링(21f)에 의해 형성되는 실 영역이 더 존재한다.
그로 인해, 개폐밸브(30)의 교환에 의해 환형 돌기부(34c)에 상처가 나거나, 혹은 고온의 유체에 의해 환형 돌기부(34c)와 환형 요부(21e)가 변형될 경우 등, 충분한 실 영역이 형성되지 않은 경우에도, O링(21f)에 의해 형성되는 실 영역에 의해 유체의 유출을 확실히 억제할 수 있다.
다음으로, 제1 유로 부재(11)와 제2 유로 부재(21)의 연결 위치에 형성되는 실 영역에 대하여 설명한다.
도8에 나타낸 바와 같이, 제1 유로 부재(11)의 상면은, 제2 유로 부재(21)의 하면에 연결되어 있다.
제2 유로 부재(21)의 하면에는, 축선(X)을 따라 하방을 향해 돌출되는 환형 돌기부(21g)가 형성되어 있다. 환형 돌기부(21g)는 축선(X) 주변으로 연장되는 무단형상(환형)으로 형성되어 있다.
환형 돌기부(21g)는, 제1 유로 부재(11)의 상면에 형성되는 환형 요부(11e)에 삽입되어 있다.
환형 요부(11e)는, 제1 유로 부재(11)의 상면에 형성되는 홈이며, 축선(X) 주변으로 연장되는 무단형상(환형)으로 형성되어 있다.
환형 돌기부(21g)를 환형 요부(11e)에 삽입하는 것에 의해 축선(X) 주변으로 연장되는 무단형상(환형)의 실 영역(에지 실 영역)이 형성된다. 이 실 영역에 의해, 제1 유로(11a)에서 제1 유로 부재(11)의 상면과 제2 유로 부재(21)의 하면의 사이에 침입하는 유체가 외부로 유출되는 것이 억제된다.
환형 돌기부(21g)와 환형 요부(11e)에 의해 형성되는 실 영역의 외주측에는, O링(11f)이 배치되어 있다.
도8에 나타낸 바와 같이, O링(11f)은, 축선(X)에 직교하는 경방향의 이동이 제1 유로 부재(11)와 제2 유로 부재(21)에 의해 규제된 상태로 배치된다. O링(11f)이 제1 유로 부재(11)와 제2 유로 부재(21)의 각각에 접촉한 상태로 배치되는 것에 의해 실 영역이 형성된다.
이와 같이, 제1 유로 부재(11)와 제2 유로 부재(21)의 연결 위치에는, 환형 돌기부(21g)와 환형 요부(11e)에 의해 형성되는 실 영역에 더해, 그 외주측에 O링(11f)에 의해 형성되는 실 영역이 더 존재한다.
따라서, 제1 유로 부재(11) 교환에 의해 환형 돌기부(21g)에 상처가 나거나, 혹은 고온의 유체에 의해 환형 돌기부(21g)와 환형 요부(11e)가 변형될 경우 등, 충분한 실 영역이 형성되지 않은 경우라도, O링(11f)에 의해 형성되는 실 영역에 의해 유체의 유출을 확실히 억제할 수 있다.
한편, 다이아프램부(34b)의 환형 돌기부(34c)가 형성되는 경방향의 위치는, 제2 유로 부재(21)의 환형 돌기부(21g)가 형성되는 경방향의 위치와 일치한다. 마찬가지로 제2 유로 부재(21)의 환형 요부(21e)가 형성되는 경방향의 위치는, 제1 유로 부재(11)의 환형 요부(11e)가 형성되는 경방향의 위치와 일치한다.
따라서, 후술하는 체결볼트(90,91)의 체결력이, 환형 돌기부(34c)가 환형 요부(21e)에 삽입되는 위치와, 환형 돌기부(21g)가 환형 요부(11e)에 삽입되는 위치의 쌍방에 확실히 전달되어, 각 위치에 형성되는 실 영역의 실성(sealing)을 높일 수 있다.
다음으로, 제1 유체 유닛(10)과 제2 유체 유닛(20)과 개폐밸브(30)를 착탈 가능하게 연결하는 연결 구조에 대하여 설명한다.
도10(도7에 도시한 개폐밸브의 D-D 방향 단면도)에 나타낸 바와 같이, 제2 베이스부재(63), 제1 유체 유닛(10)및 제2 유체 유닛(20)의 각각 4개소 (도10에는 2개소가 나타나 있음)에 형성된 관통홀에 체결볼트(90)를 삽입하고, 암나사부 조립체(80)의 4개소의 너트부(81)의 하단측에 장착되어 있다.
또한, 개폐밸브(30)및 제2 유체 유닛(20)의 각각 4개소(도10에는 2개소가 나타나 있음)에 형성된 관통홀에 체결볼트(91)를 삽입하고, 암나사부 조립체(80)의 4개소의 너트부(81)의 상단측에 장착되어 있다.
도11a 및 도11b에 나타낸 바와 같이, 암나사부 조립체(80)는, 원통상으로 형성되는 너트부(81)를 원환상으로 형성되는 원환부(82)의 둘레방향의 등간격의 위치(도11(b)에서는 90°간격의 4개소)에 배치한 형상으로 되어 있다. 원통형상으로 형성되는 너트부(81)의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다.
너트부(81)의 하단측(일단측)의 암나사에는, 도10의 하방에서 삽입되는 4개의 체결볼트(90)(제1 체결볼트)의 선단에 형성된 수나사가 체결된다. 한편, 너트부(81)의 상단측(타단측)의 암나사에는, 도10의 상방에서 삽입되는 4개의 체결볼트(91)(제2 체결볼트)의 선단에 형성된 수나사가 체결된다.
4개의 체결볼트(90)는, 제2 베이스부재(63), 제1 유로 부재(11) 및 제2 유로 부재(21)의 각각에 형성된 관통홀에 하방에서 삽입된다. 한편, 4개의 체결볼트(91)는 개폐밸브(30)및 제2 유로 부재(21)의 각각 형성된 관통홀에 상방에서 삽입된다.
암나사부 조립체(80)는, 너트부(81)와 원환부(82)를 일체로 성형한 부재이다. 암나사부 조립체(80)는, 체결볼트(90)에 의해 단단히 조여진 것에 대해 변형이 생기기 어려운 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 암나사부 조립체(80)를 형성하는 재료로서, 스테인레스 등의 금속부재를 이용하는 것이 바람직하다.
도12에 나타낸 바와 같이, 암나사부 조립체(80)는, 원환부(82)가 제2 유로 부재(21)의 유입구(2lb)를 둘러싸도록 제2 유로 부재(21)의 상면에 접촉한 상태로 배치된다.
또한, 도13(도12에 도시한 제2 유로 부재의 F-F 방향 단면도)에 나타낸 바와 같이, 암나사부 조립체(80)의 너트부(81)는, 제2 유로 부재(21)에 형성되는 삽입홀(21c)에 삽입된다. 삽입홀(21c)은, 제2 유로 부재(21)의 상면에 개구되도록 형성되어 있다.
이와 같이, 암나사부 조립체(80)는 원환부(82)가 전체 둘레에 걸쳐서 제2 유로 부재(21)의 상면과 접촉하고, 너트부(81)가 제2 유로 부재(21)의 삽입홀(21c)에 삽입된 상태에서 제2 유로 부재(21)에 장착할 수 있다.
따라서, 제2 유로 부재(21)의 하방에서 삽입되어 너트부(81)에 체결되는 4개의 체결볼트(90)의 체결력은, 원환부(82)의 전체 둘레에서 제2 유로 부재(21)의 상면에 전달된다. 이것에 의해, 원환부(82)를 마련하지 않은 경우에 비해, 4개의 체결볼트(90)의 체결력에 차이가 생겼다고 하더라도, 제2 유로 부재(21)의 상면에 스트레인이 생기는 것이 억제된다.
마찬가지로, 제2 유로 부재(21)의 상방에서 삽입되어 너트부(81)에 체결되는 4개의 체결볼트(91)의 체결력은, 원환부(82)의 전체 둘레에서 개폐밸브(30)의 하면으로 전달된다. 이것에 의해, 원환부(82)를 마련하지 않은 경우에 비해, 4개의 체결볼트(90)의 체결력에 차이가 생겼다고 하더라도, 개폐밸브(30)의 하면에 스트레인이 생기는 것이 억제된다.
이와 같이, 암나사부 조립체(80)를 이용하는 것에 의해, 제2 유로 부재(21~25)의 상면 및 개폐밸브(30)의 하면에 스트레인이 생기는 것이 억제된다. 이로 인해, 제1 유로 부재(11~16)와 제2 유로 부재(21~25)의 연결 위치에 있어서의 실 성능과, 제2 유로 부재(21~25)와 개폐밸브(30)의 연결 위치에 있어서의 실 성능이 향상된다.
이상에 있어서는, 암나사부 조립체(80)가 제2 유로 부재(21)의 상면으로 개구되는 삽입홀(21c)에 삽입되는 것으로 하였으나, 다른 태양일 수도 있다.
예를 들면, 삽입홀(21c)이 제2 유로 부재(21)의 하면으로 개구되게 형성되고, 암나사부 조립체(80)가 제2 유로 부재(21)의 하면으로부터 삽입홀(21c)에 삽입되는 것일 수 있다.
이 경우, 암나사부 조립체(80)는, 원환부(82)가 전체 둘레에 걸쳐서 제2 유로 부재(21)의 하면과 접촉하고, 너트부(81)가 제2 유로 부재(21)의 삽입홀(21c)에 삽입된 상태에서 제2 유로 부재(21)에 장착된다.
또한, 제2 유로 부재(21)의 상방에서 삽입되어 너트부(81)에 체결되는 4개의 체결볼트(91)의 체결력은, 원환부(82)의 전체 둘레에서 제2 유로 부재(21)의 하면으로 전달된다. 이것에 의해, 원환부(82)를 마련하지 않은 경우에 비해, 4개의 체결볼트(91)의 체결력에 차이가 생겼다고 하더라도, 제2 유로 부재(21)의 하면에 스트레인이 생기는 것이 억제된다.
마찬가지로, 제2 유로 부재(21)의 하방에서 삽입되어 너트부(81)에 체결되는 4개의 체결볼트(90)의 체결력은, 원환부(82)의 전체 둘레에서 제1 유로 부재(11)의 상면으로 전달된다. 이것에 의해, 원환부(82)를 마련하지 않은 경우에 비해, 4개의 체결볼트(90)의 체결력에 차이가 생겼다고 하더라도, 제1 유로 부재(11)의 상면에 스트레인이 생기는 것이 억제된다.
이상과 같이, 제1 유체 유닛(10)과 제2 유체 유닛(20)과 개폐밸브(30)는, 암나사부 조립체(80)와 체결볼트(90,91)에 의해 착탈 가능하게 연결되어 있다.
구체적으로는, 제1 유체 유닛(10)의 제1 유로 부재(11~16)와 드레인 유로 부재(17)는, 하방으로 배치되는 제2 베이스부재(63)와 상방에 배치되는 제2 유로 부재(21~25)에 대하여 착탈 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제2 유체 유닛(20)의 제2 유로 부재(21~25)는, 상방에 배치되는 개폐밸브(30)와 하방에 배치되는 제1 유로 부재(11~16), 드레인 유로 부재(17)에 대하여 착탈 가능하게 연결되어 있다. 또한, 복수의 개폐밸브(30)의 각각은, 하방에 배치되는 제2 유로 부재(21~25)에 대하여 착탈 가능하게 연결되어 있다.
따라서, 암나사부 조립체(80)에 체결볼트(90,91)를 체결하는 것에 의해 이것들이 연결된 연결 상태가 되고, 암나사부 조립체(80)에서 체결볼트(90,91)를 탈거하는 것에 의해 이것들의 연결이 해제된 분리 상태가 된다. 따라서, 제1 유체 유닛(10)과 제2 유체 유닛(20)과 개폐밸브(30)를 각각 별개로 교환할 수 있다.
다음으로, 제2 유로 부재(21~25)의 공급처 측의 단부에 각각 장착되는 압력센서(41~45)에 대하여 설명한다. 도14는, 도1에 도시한 압력센서(41)의 상면도이다. 또한, 도15는, 도14에 도시한 압력센서의 G-G 방향 부분 단면도이다. 한편, 이하에서는 압력센서(41)에 대하여 설명하지만, 다른 압력센서(42~45)는 압력센서(41)와 동일하므로 설명을 생략한다.
도15에 나타낸 바와 같이, 압력센서(41)는 제1 보디(41a)와 제2 보디(4lb)와 압력 검출 소자(41c)와 유체 도입 부재(41d)와 플레이트(41h)와 어스 플레이트(41j)를 구비한다.
도14~도17에 나타낸 바와 같이, 제1 보디(41a)와 제2 보디(4lb)는, 각각 평면으로 볼 때 대략 정방형의 부재이다. 제1 보디(41a)를 평면으로 볼 때 네 모서리에는, 체결볼트(41i)(도16참조)를 관통시키는 관통홀이 형성되고, 제2 보디(4lb)에는 체결볼트(41i)가 삽입되는 삽입홀이 형성되어 있다.
도16에 나타낸 바와 같이, 제1 보디(41a)는, 제1 보디(41a)의 관통홀 및 제2 유로 부재(21)의 관통홀에 삽입한 체결볼트(41i)를 플레이트(41h)의 체결홀에 체결하는 것에 의해, 제2 유로 부재(21)를 끼운 상태로 플레이트(41h)에 고정된다.
플레이트(41h)와 체결볼트(41i)는 각각 금속제이므로, 제2 유로 부재(21)의 제2 유로(21a)에서의 유체의 유통에 의해 발생하는 정전기는 체결볼트(41i)를 통해 플레이트(41h)에 전달된다.
이와 같이, 압력센서(41)는 체결볼트(41i)를 플레이트(41h)에 체결하는 것에 의해 제2 유로 부재(21)에 대하여 고정할 수 있고, 체결볼트(41i)를 느슨히 하여 제2 유로 부재(21)와의 고정을 해제할 수 있다. 압력센서(41)는 4개의 체결볼트(41i)에 의해 제2 유로 부재(21)에 착탈 가능한 구조로 되어 있으므로, 고장시의 유지 관리가 용이하다.
도17 및 도18에 나타낸 바와 같이, 제2 보디(4lb)는, 제2 보디(4lb)의 관통홀에 삽입한 체결볼트(41l)를 제2 유로 부재(21)의 체결홀에 체결하는 것에 의해 플레이트(41h)를 끼운 상태로 제2 유로 부재(21)에 고정된다.
이와 같이, 플레이트(41h)는, 체결볼트(41i)의 체결 상태에 관계 없이, 체결볼트(41l)에 의해 제2 보디(4lb)와 제2 유로 부재(21)의 사이에 끼워진 상태로 고정된다. 이로 인해, 압력센서(41)의 교환을 위하여 체결볼트(41i)를 플레이트(41h)에서 탈거해도 플레이트(41h)가 탈락하는 일은 없다.
또한, 도18에 나타낸 바와 같이, 어스 플레이트(41j)는, 어스 플레이트(41j)의 관통홀 및 제2 보디(4lb)의 관통홀에 삽입한 체결볼트(41k)를 플레이트(41h)의 체결홀에 체결하는 것에 의해, 제2 보디(4lb)를 끼운 상태로 플레이트(41h)에 고정된다.
플레이트(41h)와 체결볼트(41k)와 어스 플레이트(41j)는 각각 금속제이므로, 플레이트(41h)는 어스 플레이트(41j)와 전기적으로 도통(導通)된 상태가 된다. 이로 인해, 제2 유로 부재(21)에서 발생하여 플레이트(41h)로 전달된 정전기는, 어스 플레이트(41j)로 전달된다.
어스 플레이트(41j)는, 어스 단자(미도시)를 통해 접지되어 있으므로, 어스 플레이트(41j)로 전달된 정전기는 외부로 방전된다.
이와 같이, 제2 유로 부재(21)에서 발생한 정전기는, 체결볼트(41l)에서 플레이트(41h)로 전달되고, 플레이트(41h)에서 체결볼트(41k)로 전달되고, 체결볼트(41k)에서 어스 플레이트(41j)로 전달되어 최종적으로 외부로 방전된다.
따라서, 제2 유로 부재(21)에서 발생한 정전기에 의해, 압력센서(41)의 압력 검출 소자(41c)가 오동작하거나 혹은 고장나는 것이 방지된다.
도15에 나타낸 바와 같이, 제1 보디(41a)의 내부에는 압력 검출 소자(41c)와 유체 도입 부재(41d)가 배치되어 있다.
유체 도입 부재(41d)는, 제2 유로 부재(21)의 제2 유로(21a)에 연통하는 유출구(21d)에서 유출하는 유체를 압력 검출실(41f)로 인도하는 도입 유로(41e)가 내부에 형성된 부재이다.
유출구(21d)에서 도입 유로(41e)로 인도된 유체는 압력 검출 소자(41c)와 유체 도입 부재(41d)의 상면의 사이에 형성되는 압력 검출실(41f)로 인도된다.
압력 검출 소자(41c)는, 도입 유로(41e)에서 압력 검출실(41f)로 인도된 유체의 압력에 따라 검출 신호를 출력하는 소자이다. 압력센서(41)는, 압력 검출 소자(41c)가 검출한 검출 신호를 케이블(41g)에 포함되는 신호선을 통해 제어부(50)에 전달한다.
도15에 나타낸 바와 같이, 도입 유로(41e)의 유로지름은, 제2 유로 부재(21)의 제2 유로(21a)의 유로지름에 대하여 충분히 작게 되어 있다. 도입 유로(41e)의 유로지름은, 예를 들면 0.5mm이상 5mm이하의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 특히, 0.5mm이상 2mm이하의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
도입 유로(41e)의 유로지름을 충분히 작게 하는 것으로, 제2 유로(21a)에 있어서 유체에 큰 압력변동(워터 해머)이 생겼다 하더라도, 도입 유로(41e)에서 압력 손실이 생기므로, 큰 압력변동이 압력 검출실(41f)에 전달되기 어렵게 할 수 있다. 이것에 의해, 제2 유로(21a)에 있어서 유체에 큰 압력 변동이 생겼을 경우에 압력 검출 소자(41c)가 손상되는 불량이 억제된다.
또한, 도입 유로(41e)의 유로지름을 충분히 작게 하는 것으로, 도입 유로(41e) 내의 유체의 유통량에 대한 유로 길이가 충분히 확보된다. 따라서, 예를 들면, 도입 유로(41e)에 도입되는 유체의 온도가 급격하게 상승한 경우에도, 제2 유로(21a)에서 압력 검출 소자(41c)에 도달할 때까지 유체의 온도를 충분히 저하시킬 수 있다. 따라서, 도입 유로(41e)에 유입되는 유체의 온도가 급격하게 변화되는 경우에도 온도변화에 의해 압력 검출 소자(41c)의 검출값에 계측 오차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
도15에 도시한 압력센서(41)는, 제1 보디(41a)를 제2 유로 부재(21)에서 탈거 한 경우에, 압력 검출 소자(41c)가 외부에 노출되지 않고 유체 도입 부재(41d)로 보호되게 되어 있다.
따라서, 압력센서(41)의 장착시에 압력 검출 소자(41c)가 손상되는 불량이 억제된다.
다음으로, 압력센서(41)와 제2 유로 부재(21)의 연결 위치에 형성되는 실 영역에 대하여 설명한다.
도15에 나타낸 바와 같이, 제2 유로 부재(21)의 상면은, 압력센서(41)의 유체 도입 부재(41d)의 하면에 연결되어 있다.
유체 도입 부재(41d)의 하면에는, 하방을 향해 돌출되어 무단형상(환형)으로 연장되는 환형 돌기부(41n)가 형성되어 있다.
환형 돌기부(41n)는, 제2 유로 부재(21)의 상면에 형성되는 환형 요부(21h)에 삽입되어 있다.
환형 요부(21h)는 제2 유로 부재(21)의 상면에 형성되는 홈이며, 무단형상(환형)으로 형성되어 있다.
환형 돌기부(41n)를 환형 요부(21h)에 삽입하는 것에 의해, 무단형상(환형)의 실 영역(에지 실 영역)이 형성된다. 이 실 영역에 의해 유출구(21d)에서 제2 유로 부재(21)의 상면과 유체 도입 부재(41d)의 하면의 사이에 침입하는 유체가 외부로 유출되는 것이 억제된다.
환형 돌기부(41n)와 환형 요부(21h)에 의해 형성되는 실 영역의 외주측에는, O링(21i)이 배치되어 있다.
도15에 나타낸 바와 같이, O링(21i)은, 경방향의 이동이 제2 유로 부재(21)와 유체 도입 부재(41d)에 의해 규제된 상태로 배치된다. O링(21i)이 제2 유로 부재(21)와 유체 도입 부재(41d)의 각각에 접촉된 상태로 배치되는 것에 의해 실 영역이 형성된다.
이와 같이, 제2 유로 부재(21)와 유체 도입 부재(41d)의 연결 위치에는, 환형 돌기부(41n)와 환형 요부(21h)에 의해 형성되는 실 영역에 더해, 그 외주측에 O링(21i)에 의해 형성되는 실 영역이 더 존재한다.
따라서, 압력센서(41)의 교환에 의해 환형 돌기부(41n)에 상처가 나거나 혹은 고온의 유체에 의해 환형 돌기부(41n)와 환형 요부(21h)가 변형될 경우 등, 충분한 실 영역이 형성되지 않은 경우라도, O링(21i)에 의해 형성되는 실 영역에 의해 유체의 유출을 확실히 억제할 수 있다.
한편, 제1 보디(41a)의 재질(예를 들면, 폴리불화비닐리덴(PVDF))은, 유체 도입 부재(41d)의 재질(예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE))보다도 강도가 높은 재질로 되어 있다.
또한, 도15에 나타낸 바와 같이, 제1 보디(41a)의 내경(D1)은 환형 돌기부(41n)의 외경(D2)보다도 작게 되어 있다.
따라서, 제1 보디(41a)가 체결볼트(41i)에 의해 플레이트(41h)에 체결될 때의 체결력이, 제1 보디(41a)에서 환형 돌기부(41n)에 확실히 전달된다. 이것에 의해, 환형 돌기부(41n)와 환형 요부(21h)에 의해 형성되는 실 영역의 실성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 압력센서(41)를 일체구조로 하여 압력센서(41)를 교환할 때 작업성을 향상하는 점에 대하여 설명한다.
도15에 도시한 제1 보디(41a)와 유체 도입 부재(41d)는, 제1 보디(41a)의 내주면에 형성되는 홈에 대하여 유체 도입 부재(41d)의 외주면에 형성되는 돌기를 끼워 넣는(박아 넣는) 것에 의해 일체화 된 구조부재로 되어 있다.
또한, 제1 보디(41a) 및 유체 도입 부재(41d)의 상방에 배치되는 압력센서(41)의 다른 부재도, 제1 보디(41a) 및 유체 도입 부재(41d)와 일체화 되어 있다.
따라서, 압력센서(41)를 제2 유로 부재(21)의 상면에 장착할 때에는, 이들 일체화 된 구조부재를 제2 유로 부재(21)의 상면에 배치하면 된다.
따라서, 본 실시형태의 압력센서(41)는 일체화 된 구조부재를 제2 유로 부재(21)의 상면에 배치하고, 제2 보디(4lb)와의 사이에 제2 유로 부재(21)을 끼운 상태로 이것들을 체결한다고 하는 간단한 작업에 의해 제2 유로 부재(21)에 장착할 수 있다.
이상 설명한 것과 같이, 본 실시형태의 유체기기(100)에 의하면, 제1 유체 유닛(10)이 갖는 제1 유로 부재(11~16)와 제2 유체 유닛(20)이 갖는 제2 유로 부재(21~25)가 교차하는 복수의 위치(P11~P56)의 각각에 배치되는 복수의 개폐밸브(30)에 의해 각 위치에서 제1 유로(11a~16a)에서 제2 유로(21a~25a)로의 유체의 유통 상태가 개폐밸브(30)에 의해 전환된다.
따라서, 본 실시형태의 유체기기(100)에 의하면, 개폐밸브(30)의 개폐 상태를 적절히 전환하는 것에 의해 복수의 공급처(OUT1~OUT5)의 각각에 복수의 공급원(IN1~IN6)에서 공급되는 유체 중 임의의 유체를 공급할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 유체기기(100)에 의하면, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 제1 유체 유닛(10)과, 복수의 공급처로 유체를 공급하는 제2 유체 유닛(20)이 각각 별개의 유닛으로 되어 있고, 그것들이 착탈 가능하게 연결되어 있다. 그로 인해, 제1 유체 유닛(10) 및 제2 유체 유닛(20) 중 어느 한쪽의 교환이 필요하게 되었을 경우, 교환이 필요한 한쪽의 유체 유닛 만을 교환하고, 다른 쪽의 유체 유닛은 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다. 또한, 한 쪽의 유체 유닛을 교환할 때에 교환하지 않는 다른 쪽의 유체 유닛에 장착된 배관 등을 탈거할 필요는 없다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 복수의 공급원에서 공급되는 유체를 유통시키는 유로를 갖는 제1 유체 유닛(10)과 복수의 공급처로 유체를 공급하는 유로를 갖는 제2 유체 유닛(20)을 각각 별개로 교환 가능하게 하고 교환에 필요한 수고 및 비용을 감소시킬 수 있다.
본 실시형태의 유체기기(100)는, 제1 유체 유닛(10)이 각각 단일의 제1 유로(11a~16a)를 갖는 제1 유로 부재(11~16)를 구비하고, 제2 유체 유닛(20)이 각각 단일의 제2 유로(21a~25a)를 갖는 제2 유로 부재(21~25)를 구비한다.
이로 인해, 제1 유체 유닛(10)이 갖는 복수의 제1 유로(11a~16a) 중 교환이 필요한 제1 유로를 갖는 제1 유로 부재만을 교환하고, 다른 제1 유로 부재를 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다. 마찬가지로, 제2 유체 유닛(20)이 갖는 복수의 제2 유로(21a~25a) 중 교환이 필요한 제2 유로를 갖는 제2 유로 부재만을 교환하고, 다른 제2 유로 부재를 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다.
따라서, 교환이 필요한 유로를 갖는 단일의 유로 부재만을 교환 가능하게 하여 교환에 필요한 수고 및 비용을 감소시킬 수 있다.
본 실시형태의 유체기기(100)에 의하면, 암나사부 조립체(80)의 복수의 너트부(81)와 체결볼트(90)의 체결력이 원환부(82)를 통해 인접하는 부재에 전달되고, 복수의 너트부(81)와 체결볼트(91)의 체결력이 원환부(82)를 통해 인접하는 부재에 전달된다.
원환부(82)는 그 전체 둘레에 걸쳐서 제2 유로 부재(21~25)의 상면 또는 하면에 접촉되어 있으므로, 복수의 너트부(81)와 복수의 체결볼트(90)의 체결력에 차이가 생기는 경우나 혹은 복수의 너트부(81)와 복수의 체결볼트(91)의 체결력에 차이가 생기는 경우에도, 원환부(82)에 인접하는 부재에 스트레인이 생기는 것이 억제된다.
이것에 의해, 제1 유로 부재(11~16)와 제2 유로 부재(21~25)의 연결 위치에 있어서의 실 성능과, 제2 유로 부재(21~25)와 개폐밸브(30)의 연결 위치에 있어서의 실 성능이 향상된다.
〔다른 실시형태〕
이상의 설명에 있어서는, 제1 유체 유닛(10)이 각각 독립된 복수의 제1 유로 부재(11~16)를 갖고, 제2 유체 유닛(20)이 각각 독립된 복수의 제2 유로 부재(21~25)를 갖는 것으로 하였으나, 다른 태양일 수도 있다.
예를 들면, 제1 유체 유닛(10)을 복수의 제1 유로 부재(11~16) 및 드레인 유로 부재(17)를 일체로 형성한 단일의 부재로 형성하고, 제2 유체 유닛(20)을 복수의 제2 유로 부재(21~25)를 일체로 형성한 단일의 부재로 형성하도록 할 수도 있다.
이 경우, 유체기기(100)는, 최하층에 제1 유체 유닛(10)이 배치되고, 그 상방에 제2 유체 유닛(20)을 포개서 배치하고, 최상층에 개폐밸브(30)를 장착한 3층 구조의 장치가 된다.
이 태양에 의하면, 제1 유체 유닛(10) 및 제2 유체 유닛(20)의 어느 한쪽의 교환이 필요하게 된 경우, 교환이 필요한 쪽의 유체 유닛 만을 교환하고, 다른 쪽의 유체 유닛을 교환하지 않고 그대로 이용할 수 있다. 또한, 한 쪽의 유체 유닛을 교환할 때에, 교환하지 않는 다른 쪽의 유체 유닛에 장착된 배관 등을 탈거할 필요는 없다.
이상의 설명에 있어서는, 드레인 유로 부재(17)의 드레인 포트(17c,17d)를 음압원에 접속하고, 제2 유로(21a~25a)의 내부에 체류하는 유체를 드레인 포트(17c,17d)에서 외부로 배출하는 것으로 하였으나 다른 태양 일 수도 있다.
예를 들면, 드레인 유로 부재(17)의 드레인 포트(17c,17d)를 각각 퍼지 유로 부재(17')의 퍼지 포트(17'c,17'd)로 할 수도 있다. 이 경우, 퍼지 포트(17'c,17'd)를 가압원(예를 들면, 질소 가스 공급원)에 접속하고, 제2 유로(21a~25a)의 내부를 가압하여 제2 유로(21a~25a)의 내부에 체류하는 유체를 공급처 측으로 배출하도록 한다. 이 경우, 제2 유로(21a~25a)의 내부를 순수 등으로 세정하고, 그 후에 제2 유로(21a~25a)의 내부에 체류하는 유체를 공급처 측으로 배출시키는 것이 바람직하다.
그 외, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 공급원에서 공급되는 유체의 각각을 제1 방향을 따라 유통시키는 복수의 제1 유로를 갖는 제1 유체 유닛과,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 유체를 유통시키는 복수의 제2 유로를 갖는 동시에 복수의 공급처로 유체를 공급하는 제2 유체 유닛과,
    상기 복수의 제1 유로와 상기 복수의 제2 유로가 교차하는 복수의 교차 위치의 각각에 배치되고, 상기 제1 유로에서 상기 제2 유로로의 유체의 유통 상태를 전환하는 복수의 개폐밸브를 구비하고,
    상기 제1 유체 유닛 및 상기 제2 유체 유닛은, 상기 복수의 교차 위치의 각각에서 상기 제1 유로의 복수의 개소(箇所)에 형성된 유출구와 상기 제2 유로의 복수의 개소에 형성된 유입구가 접속되도록 착탈 가능하게 연결되어 있는 유체기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유체 유닛은, 각각 단일의 상기 제1 유로를 갖는 제1 유로 부재를 복수 구비하고,
    상기 제2 유체 유닛은, 각각 단일의 상기 제2 유로를 갖는 제2 유로 부재를 복수 구비하는 유체기기.
  3. 제2항에 있어서,
    원환상으로 형성되는 원환부와 상기 원환부의 둘레방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 너트부를 갖는 조립체를 구비하고,
    상기 복수의 너트부는, 상기 제2 유로 부재의 상면 또는 하면으로 개구되는 삽입홀에 삽입되고,
    상기 복수의 너트부의 일단측에는 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재의 각각에 형성된 관통홀에서 삽입되는 복수의 제1 체결볼트가 체결되어,
    상기 복수의 너트부의 타단측에는 상기 개폐밸브 및 상기 제2 유로 부재의 각각에 형성된 관통홀에서 삽입되는 복수의 제2 체결볼트가 체결되는 유체기기.
  4. 제 2 또는 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 상기 제2 유로 부재의 상기 공급처 측의 단부에 각각 장착되고, 상기 제2 유로에서 상기 공급처로 공급되는 유체의 압력을 검지하는 복수의 압력센서를 구비하는 유체기기.
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