KR20210012939A - 필터 장치 - Google Patents
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Abstract
(과제) 부압과 정압이 선택적으로 스위칭되어 공급되는 유로에 설치하기 위한 필터 장치에 있어서, 보다 간단하고 합리적인 유로 구조를 실현하는 것이 가능한 것을 제공한다.
(해결수단) 제 1 포트(20)와 제 2 포트(30) 사이에, 부압측 필터(4)를 갖는 부압측 유로(40) 및 정압측 필터(5)를 갖는 정압측 유로(50)를 병렬로 접속하고, 부압측 유로 및 정압측 유로와 제 1 포트의 사이에 셔틀 밸브(7)를 개재시킴으로써 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때에는 제 1 포트를 부압측 유로를 통해서 제 2 포트에 연통시키고, 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때에는 제 1 포트를 정압측 유로를 통해서 제 2 포트에 연통시키도록 하였다.
(해결수단) 제 1 포트(20)와 제 2 포트(30) 사이에, 부압측 필터(4)를 갖는 부압측 유로(40) 및 정압측 필터(5)를 갖는 정압측 유로(50)를 병렬로 접속하고, 부압측 유로 및 정압측 유로와 제 1 포트의 사이에 셔틀 밸브(7)를 개재시킴으로써 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때에는 제 1 포트를 부압측 유로를 통해서 제 2 포트에 연통시키고, 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때에는 제 1 포트를 정압측 유로를 통해서 제 2 포트에 연통시키도록 하였다.
Description
본 발명은 부압과 정압이 선택적으로 스위칭되어 공급되는 유로에 부착되고, 상기 유로를 흐르는 기체에 포함된 진애 등의 이물을 제거하기 위한 필터 장치 에 관한 것이다.
워크를 흡착 패드에 흡착시켜서 소정 위치에 반송하는 흡착 반송 장치는 예를 들면, 반도체칩 등의 전자 부품을 흡착해서 기판 상에 탑재하는 경우 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 흡착 반송 장치에 있어서는 진공압(부압)이 공급된 흡착 패드에 워크를 흡착시켜서 소정 위치까지 반송하고, 그 소정 위치에서, 흡착 패드에 공급하는 유체압을 진공 파괴압(정압)으로 스위칭함으로써 워크를 흡착 패드로부터 이탈시키도록 되어 있다.
통상, 이러한 흡착 반송 장치의 흡착 패드에 접속된 유로에는 예를 들면, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 필터 장치가 설치되어 있다. 이 필터 장치는 진공압 공급 시(부압 공급 시) 및 진공 파괴 시(정압 공급 시)에, 그 유로를 흐르는 기체(공기)에 혼입한 진애 등의 이물을 제거하는 것이다. 이러한 필터 장치를 설치함으로써, 부압 공급 시에는 흡착 패드로부터 흡인된 공기에 혼입된 이물이 부압원에 침입하는 것을 방지하고, 상기 부압원이 그 이물로 손상되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한 반대로, 정압 공급 시에는 정압원으로부터의 공기에 혼입된 이물이 흡착 패드로부터 방출되는 것을 방지하여 워크 및 그 주위가 방출된 이물로 오염되는 것을 방지할 수 있다.
그런데, 상기 흡착 반송 장치에 있어서, 상기 부압 공급 시와 정압 공급 시에서는 상기 유로 내를 흐르는 공기의 흐름 방향이 역방향이 된다. 그래서, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 필터 장치에 있어서는 상기 필터 장치 내에, 부압원으로부터의 부압이 공급되는 부압용 유로와 정압원으로부터의 정압이 공급되는 정압용 유로가 병렬로 형성되어 있다. 그리고, 상기 부압용 유로에 있어서는 부압용 필터와, 흡착 패드측으로부터 부압원측을 향한 공기의 흐름을 허용하는 역지 밸브가 직렬로 접속되고, 상기 정압용 유로에 있어서는 정압용 필터와, 정압원측으로부터 흡착 패드측을 향한 공기의 흐름을 허용하는 역지 밸브가 직렬로 접속되어 있다.
상기 필터 장치를 이러한 구성으로 함으로써, 부압 공급 시에 필터로 포착된 이물이, 정압 공급 시에 진공 파괴용의 공기에 혼입해서 상기 진공 패드로부터 방출되어버리거나, 정압 공급 시에 필터로 포착된 이물이 부압 공급 시에 진공 패드로부터 흡인된 공기에 혼입해서 부압원에 흡입되어버리거나 하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시된 필터 장치에 있어서는 복수의 밸브체(역지 밸브)를 필요로 하는 것 등으로부터, 내부의 유로 구조가 복잡한 것이 되는 경향이 있어서, 압력 효율이 저하하거나 각종 코스트가 커지거나 하는 경우 등이 염려된다.
본 발명의 기술적 과제는 부압과 정압이 선택적으로 스위칭되어 공급되는 유로에 설치하기 위한 필터 장치에 있어서, 보다 간단하고 합리적인 유로 구조를 실현하는 것이 가능한 것을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 부압 및 정압이 선택적으로 스위칭되어 공급되는 유로에 설치되어 상기 유로를 흐르는 기체로부터 이물을 여과하기 위한 필터 장치로서, 상기 필터 장치는 부압 및 정압을 선택적으로 스위칭하여 입력하기 위한 제 1 포트와, 상기 제 1 포트로부터 입력된 부압 및 정압을 외부로 출력하기 위한 제 2 포트와, 이들 제 1 포트 및 제 2 포트 사이에 설치되어서 이들 제 1 및 제 2 포트에 대하여 병렬로 접속된 부압측 필터 및 정압측 필터를 갖고 있고, 상기 부압측 필터는 상기 제 2 포트로부터 제 1 포트로 흐르는 기체로부터 이물을 여과하기 위한 통기성의 부압측 필터 엘리먼트를 갖고, 상기 정압측 필터는 상기 제 1 포트로부터 제 2 포트로 흐르는 기체로부터 이물을 여과하기 위한 통기성의 정압측 필터 엘리먼트를 갖고 있고, 상기 제 1 포트와 상기 부압측 및 정압측 필터 사이에는 셔틀 밸브가 배치되어 있고, 상기 셔틀 밸브는 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때에는 상기 제 1 포트와 상기 부압측 필터 사이의 연통을 개방해서 상기 제 2 포트로부터 상기 부압을 출력함과 동시에, 상기 제 1 포트와 상기 정압측 필터 사이의 연통을 차단하고, 한편, 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때에는 상기 제 1 포트와 상기 정압측 필터 사이의 연통을 개방해서 상기 제 2 포트로부터 상기 정압을 출력함과 동시에, 상기 제 1 포트와 상기 부압측 필터 사이의 연통을 차단하는 밸브체를 갖고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 필터 장치는 상기 제 1 포트와 제 2 포트 사이에 상기 부압측 필터를 포함한 부압측 유로와, 상기 정압측 필터를 포함한 정압측 유로를 갖고 있고, 이들 부압측 유로 및 정압측 유로의 일단이 상기 셔틀 밸브에 연통되고, 상기 부압측 유로 및 정압측 유로의 타단이 상기 제 2 포트에 연통되어 있다. 보다 바람직하게는 상기 정압측 유로에 있어서의 상기 정압측 필터 엘리먼트보다 제 2 포트 부근의 유로 부분에, 스로틀부가 형성되어 있다.
본 발명에 따른 필터 장치의 바람직한 실시형태에 있어서는 상기 필터 장치는 길이의 축을 따라 연장되어 있어서, 그 축방향의 양 단에 제 1 단 및 제 2 단을 갖고 있고, 상기 필터 장치는 상기 부압측 및 정압측 필터를 포함해서 축방향으로 연장되는 필터 본체부와, 상기 제 1 포트 및 상기 셔틀 밸브를 포함해서 상기 필터 본체부에 있어서의 제 1 단측의 단부에 착탈 가능하게 부착된 제 1 캡부와, 상기 제 2 포트를 포함해서 상기 필터 본체부에 있어서의 제 2 단측의 단부에 착탈 가능하게 부착된 제 2 캡부를 갖고 있고, 상기 필터 본체부에 있어서, 상기 부압측 및 정압측 필터는 축방향에 서로 평행을 이루어 이어설치되어 있고, 이들 부압측 및 정압측 필터의 양 단부가 상기 제 1 캡부 및 제 2 캡부에 대하여 착탈 가능하게 연결되어 있어서 그것에 의해 상기 부압측 유로 및 정압측 유로에 있어서의 제 1 단측의 단부가 상기 셔틀 밸브에 연통됨과 아울러, 상기 부압측 유로 및 정압측 유로에 있어서의 제 2 단측의 단부가 상기 제 2 포트에 연통되어 있다.
이 때, 바람직하게는 상기 부압측 필터는 축방향으로 연장되는 통형상의 상기 부압측 필터 엘리먼트와, 상기 부압측 필터 엘리먼트를 내부에 수용하고, 상기 부압측 필터 엘리먼트의 외주면 상에 부압측 환형상 외유로를 형성하는 통형상의 부압측 필터 케이스와, 상기 부압측 필터 케이스에 있어서의 제 1 단측의 단부와 상기 제 1 캡부 사이를 연결하는 부압측 제 1 이음매와, 상기 부압측 필터 케이스에 있어서의 제 2 단측의 단부와 상기 제 2 캡부 사이를 연결하는 부압측 제 2 이음매를 갖고 있고, 상기 부압측 제 1 이음매에는 상기 부압측 유로 중, 상기 셔틀 밸브와 상기 부압측 필터 엘리먼트의 내부 유로를 연통시키는 부압측 제 1 유로가 형성되고, 상기 부압측 제 2 이음매에는 상기 부압측 유로 중, 상기 부압측 환형상 외유로와 상기 제 2 포트를 연통시키는 부압측 제 2 유로가 형성되어 있고, 상기 정압측 필터는 축방향으로 연장되는 통형상의 상기 정압측 필터 엘리먼트와, 상기 정압측 필터 엘리먼트를 내부에 수용하고, 상기 정압측 필터 엘리먼트의 외주면 상에 정압측 환형상 외유로를 형성하는 통형상의 정압측 필터 케이스와, 상기 정압측 필터 케이스에 있어서의 제 1 단측의 단부와 상기 제 1 캡부 사이를 연결하는 정압측 제 1 이음매와, 상기 정압측 필터 케이스에 있어서의 제 2 단측의 단부와 상기 제 2 캡부 사이를 연결하는 정압측 제 2 이음매를 갖고 있고, 상기 정압측 제 1 이음매에는 상기 정압측 유로 중, 상기 셔틀 밸브와 상기 정압측 환형상 외유로를 연통시키는 정압측 제 1 유로가 형성되고, 상기 정압측 제 2 이음매에는 상기 정압측 유로 중, 상기 정압측 필터 엘리먼트의 내부 유로와 상기 제 2 포트를 연통시키는 정압측 제 2 유로가 형성되어 있다.
보다 바람직하게는 상기 정압측 제 1 유로의 유효 단면적을 부압측 제 2 유로의 유효 단면적과 동일하게 형성하고, 또한, 상기 정압측 제 2 유로의 유효 단면적을 부압측 제 1 유로의 유효 단면적보다 작게 형성함으로써, 상기 정압측 유로에 있어서의 상기 정압측 필터 엘리먼트보다 제 2 포트 부근의 유로 부분에, 스로틀부가 형성되어 있다. 또한, 보다 바람직하게는 상기 부압측 필터 케이스 및 정압측 필터 케이스는 투명한 재료에 의해 형성되어 있고, 그것에 의하여 상기 부압측 필터 엘리먼트 및 정압측 필터 엘리먼트를, 상기 부압측 및 정압측 필터 케이스를 통해서 외부로부터 목시할 수 있도록 되어 있다.
또한, 보다 바람직하게는 상기 셔틀 밸브가, 상기 제 1 캡부에 형성된 밸브 부착 구멍과, 상기 밸브 부착 구멍 내에 감합되어서 선단부와 상기 밸브 부착 구멍의 저부의 사이에 밸브실을 형성하는 유로 형성용 바디와, 상기 밸브실에 배치된 상기 밸브체를 갖고 있고, 상기 밸브 부착 구멍에 있어서의 상기 밸브체보다 저부측에는 상기 부압측 유로에 연통된 제 1 연통 유로가 형성되고, 상기 밸브실에 있어서의 상기 제 1 연통 유로의 개구부 주위의 내주면에는 상기 밸브체가 접근 이반하는 환형상의 제 1 밸브 시트가 형성되어 있고, 상기 유로 형성용 바디의 선단부에는 상기 정압측 유로에 연통된 제 2 연통 유로가 형성되고, 상기 제 2 연통 유로의 개구부 주위에는 상기 밸브체가 접근 이반하는 환형상의 제 2 밸브 시트가 형성되어 있고, 상기 제 1 포트가 상기 밸브실에 있어서의 상기 밸브체보다 제 2 밸브 시트측의 구획 부분에 연통되어 있고, 상기 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때에는 상기 밸브체가, 상기 제 1 밸브 시트로부터 이간됨과 아울러 상기 제 2 밸브 시트에 착좌하고, 상기 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때에는 상기 밸브체가 상기 제 1 밸브 시트에 착좌함과 아울러 상기 제 2 밸브 시트로부터 이간하도록 되어 있다.
본 발명에 따른 필터 장치에 의하면, 제 1 포트에 입력되는 압력이 부압 또는 정압으로 선택적으로 스위칭되었을 때에, 상기 필터 장치에 유입하는 기체로부터 이물을 제거하는 필터의 스위칭을 단일의 밸브체에 의해 유로를 스위칭하는 셔틀 밸브로 행하도록 하였기 때문에, 보다 간단하고 합리적인 유로 구조를 구비한 필터 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 장치의 적용예를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 필터 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필터 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 있어서의 셔틀 밸브의 동작을 나타내는 확대도이고, (a)는 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때, (b)는 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때를 나타내고 있다.
도 5는 도 2에 있어서의 부압측 및 정압측 필터의 확대도이고, (a)는 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때의 부압측 필터(4) 내에 있어서의 유체의 흐름을 나타내고 있고, (b)는 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때의 정압측 필터(5) 내에 있어서의 유체의 흐름을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 필터 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필터 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 있어서의 셔틀 밸브의 동작을 나타내는 확대도이고, (a)는 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때, (b)는 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때를 나타내고 있다.
도 5는 도 2에 있어서의 부압측 및 정압측 필터의 확대도이고, (a)는 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때의 부압측 필터(4) 내에 있어서의 유체의 흐름을 나타내고 있고, (b)는 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때의 정압측 필터(5) 내에 있어서의 유체의 흐름을 나타내고 있다.
본 발명에 따른 필터 장치(1)는 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 워크를 흡착 패드(10)에 흡착시켜서 소정 위치에 반송하는 흡착 반송 장치 등에 사용되는 것으로서, 부압원(13) 및 정압원(14)을, 전자 파일롯식 스위칭 밸브(11, 12)에 의해 선택적으로 스위칭되어 연통되는 유로(15)에 설치하고, 상기 유로(15)를 흐르는 공기 등의 기체를 여과하기 위한 것이다. 여기서, 상기 부압원(13)으로서는 대기압보다 낮은 압력을 공급하는 진공압 발생 장치(이젝터 장치 등)를 사용할 수 있고, 정압원(14)으로서는 대기압보다 높은 압력을 공급하는 컴프레서 등을 사용할 수 있다.
이와 같이, 부압원(13)과 정압원(14)으로부터, 부압과 정압이 선택적으로 스위칭되어 공급되는 유로(15)에 필터 장치(1)를 개재시킴으로써, 상기 유로(15)에 부압원(13)으로부터 부압이 공급되고 있을 때에는 상기 흡착 패드(10) 등의 유체압기기로부터 흡인된 공기 등의 기체로부터 진애 등의 이물을 여과(제거)하고, 상기 부압원(13)에 상기 이물이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 그 한편, 상기 유로(15)에 정압원(14)으로부터 진공 파괴용의 정압이 공급되고 있을 때에는 상기 정압원(14)으로부터 공급되는 정압의 공기 등의 기체로부터 진애 등의 이물을 여과(제거)하여 워크 및 그 주위가 이물로 오염되는 것을 방지할 수 있다.
상기 필터 장치(1)는 상기 스위칭 밸브(11, 12)에 의해, 상기 부압원(13) 및 정압원(14)에 대하여 선택적으로 스위칭되어 연통되기 위한 제 1 포트(20)와, 상기 제 1 포트(20)로부터 입력된 부압 및 정압을, 흡착 패드(10) 등의 외부의 유체압 기기에 대하여 출력하기 위한 제 2 포트(30)를 갖고 있다. 또한, 이들 제 1 포트(20)와 제 2 포트(30) 사이에는 부압측 필터(4)를 갖는 부압측 유로(40) 및 정압측 필터(5)를 갖는 정압측 유로(50)가 설치되어 있고, 이들 부압측 유로(40) 및 정압측 유로(50)는 상기 제 1 및 제 2 포트(20, 30)에 대하여 병렬로 접속되어 있다.
도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 부압측 필터(4)는 통기성의 부압측 필터 엘리먼트(41)를 갖고 있고, 상기 제 1 포트(20)로부터 부압이 입력되었을 때에, 상기 필터 엘리먼트(41)에 의해, 상기 제 2 포트(30)로부터 부압측 유로(40)를 통해서 제 1 포트(20)로 흐르는 기체로부터 이물이 제거되도록 되어 있다. 그 한편, 상기 정압측 필터(5)는 통기성의 정압측 필터 엘리먼트(51)를 갖고 있고, 상기 제 1 포트(20)로부터 정압이 입력되었을 때에, 상기 필터 엘리먼트(51)에 의해, 상기 제 1 포트(20)로부터 정압측 유로(50)을 통해서 제 2 포트(30)로 흐르는 기체로부터 이물이 제거되도록 되어 있다.
이러한 기능을 실현하기 위해서, 이 필터 장치(1)에 있어서는 상기 제 1 포트(20)와 상기 부압측 유로(40) 및 정압측 유로(50) 사이에 셔틀 밸브(7)가 배치되어 있다. 구체적으로는 부압측 유로(40) 및 정압측 유로(50)의 일단이 셔틀 밸브(7)를 통해서 제 1 포트(20)에 접속되고, 이들 유로(40, 50)의 타단이 직접적으로 제 2 포트(30)에 접속되어 있다. 그렇게 함으로써, 제 1 포트(20)에 부압이 공급되었을 때에는 상기 제 1 포트(20)와 상기 부압측 유로(40) 사이의 연통이 개방되어서 상기 제 2 포트(30)로부터 상기 부압이 출력되고, 그것과 동시에, 상기 제 1 포트(20)와 상기 정압측 유로(50) 사이의 연통이 차단된다. 그 때, 제 2 포트(30)로부터 필터 장치(1) 내에 유입한 기체가, 부압측 필터(4)의 필터 엘리먼트(41)로 여과된 후에, 제 1 포트(20)로부터 유출한다.
그 한편으로, 상기 제 1 포트(20)에 정압이 공급되었을 때에는 상기 제 1 포트(20)와 상기 정압측 유로(50) 사이의 연통이 개방되어서 상기 제 2 포트(30)로부터 상기 정압이 출력되고, 그것과 동시에, 상기 제 1 포트(20)와 상기 부압측 유로(40) 사이의 연통이 차단된다. 그 때, 제 1 포트(20)로부터 필터 장치(1) 내에 도입된 기체가, 정압측 필터(5)의 필터 엘리먼트(51)로 여과된 후에, 제 2 포트(30)로부터 유출된다.
또한, 본 실시형태에 따른 필터 장치(1)에 있어서는 정압측 유로(50)에 있어서의 상기 정압측 필터 엘리먼트(51)보다 제 2 포트(30)측의 유로 부분에 스로틀부(50a)가 설치되어 있다. 이러한 스로틀부(50a)를 정압측 유로(50)에 설치함으로써, 특히 필터 장치(1)의 제 1 포트(20)에 공급하는 기체의 압력을 부압으로 스위칭했을 때에, 제 1 포트(20)와의 연통을 부압측 유로(40)로 스위칭하는 셔틀 밸브(7)의 응답성을 향상시킬 수 있다. 또한, 스로틀부(50a)를 정압측 필터 엘리먼트(51)보다 제 2 포트(30)측에 설치함으로써, 제 1 포트(20)에 정압을 공급했을 때에 상기 필터 엘리먼트(51)로 포착된 이물이, 다시 제 1 포트(20)측으로 되돌려 보내지는 것을 가급적으로 억제할 수 있다.
상기 필터 장치(1)의 구조에 대해서 도 2 및 도 3을 이용하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 필터 장치(1)는 길이의 제 1 축(L1) 방향으로 연장되어 있고, 상기 축(L1) 방향의 양 단에 제 1 단(1a) 및 제 2 단(1b)을 갖고 있다. 그리고, 이 필터 장치(1)는 상기 부압측 및 정압측 필터(4, 5)를 포함해서 축(L1) 방향으로 연장되는 필터 본체부(6)와, 상기 제 1 포트(20) 및 상기 셔틀 밸브(7)를 포함해서 상기 필터 본체부(6)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부에 착탈 가능하게 부착된 제 1 캡부(2)와, 상기 제 2 포트(30)를 포함해서 상기 필터 본체부(6)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부에 착탈 가능하게 부착된 제 2 캡부(3)를 갖고 있다. 또한, 도면 중의 부호 9는 상기 필터 장치(1)를 소정 위치에 고정하기 위한 브래킷을 나타내고 있고, 상기 필터 본체부의 측방으로부터 착탈 가능하게 부착된다.
상기 필터 본체부(6)는 상기 부압측 유로(40)를 형성하는 상기 부압측 필터(4)와, 상기 정압측 유로(50)를 형성하는 상기 정압측 필터(5)와, 이들 부압측 및 정압측 필터(4, 5)를 제 1 축(L1) 방향에 있어서 서로 평행하게 유지하는 홀더(8)를 갖고 있다. 즉, 상기 부압측 유로(40)와 정압측 유로(50)는 제 1 축(L1) 방향에 있어서 서로 평행하게 연장되어 있다. 그리고, 제 1 축(L1) 방향에 있어서의 부압측 및 정압측 필터(4, 5)의 양 단부가 상기 제 1 캡부(2) 및 제 2 캡부(3)에 대하여 착탈 가능하게 연결되어 있다. 그 결과, 상기 부압측 유로(40) 및 정압측 유로(50)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부가 상기 셔틀 밸브(7)에 연통됨과 아울러, 상기 부압측 유로(40) 및 정압측 유로(50)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부가 상기 제 2 포트(30)에 연통되어 있다.
상기 부압측 및 정압측 필터(4, 5)는 제 1 축(L1) 방향에 있어서 서로 역방향으로 배치되어 있는 점 및 정압측 필터(5)에는 상기 스로틀부(50a)가 설치되어 있는 것에 대해서, 부압측 필터(4)에는 스로틀부가 설치되어 있지 않은 점을 제외하면, 서로 같은 구조를 구비하고 있다. 이들 부압측 및 정압측 필터(4, 5)는 중공의 통형상으로 형성되어서 축방향에 이어설치된 상기 부압측 및 정압측 필터 엘리먼트(41, 51)와, 중공의 통형상으로 형성되어서 축방향으로 이어설치되고, 상기 필터 엘리먼트(41, 51)를 내부에 수용하는 부압측 및 정압측 필터 케이스(42, 52)를 갖고 있다. 그리고, 이들 필터 엘리먼트(41, 51) 내에는 제 1 축(L1) 방향에 관통하는 부압측 내부 유로(41a) 및 정압측 내부 유로(51a)가 형성되어 있다.
또한, 이들 필터 케이스(42, 52)의 내경은 상기 필터 엘리먼트(41, 51)의 외경보다 크게 형성되어 있어서, 상기 필터 케이스(42, 52) 내에, 상기 필터 엘리먼트(41, 51) 전체가 동축에 수용되어 있다. 그 때문에 상기 부압측 필터 엘리먼트(41)의 외주면 상(즉, 상기 필터 엘리먼트(41)의 외주면과 부압측 필터 케이스(42)의 내주면 사이)에는 부압측 환형상 외유로(43)가 형성되어 있다. 한편, 상기 정압측 필터 엘리먼트(51)의 외주면 상(즉, 상기 필터 엘리먼트(51)의 외주면과 정압측 필터 케이스(52)의 내주면 사이)에는 정압측 환형상 외유로(53)가 형성되어 있다.
여기서, 이들 필터 케이스(42, 52)는 모두 투명한 수지 등의 투명한 재료에 의해 형성되어 있다. 이와 같이, 필터 케이스(42, 52)를 투명한 것으로 함으로써, 필터 엘리먼트(41, 51)의 외주면을 외부로부터, 상기 필터 엘리먼트(41, 51)의 상태(오염 상태 등)를 육안으로 확인할 수 있도록 되어 있다. 또한, 부압측의 필터 엘리먼트(41) 및 필터 케이스(42)와, 정압측의 필터 엘리먼트(51) 및 필터 케이스(52)는 제 1 축(L1) 방향에 있어서 서로 역방향으로 배치되어 있는 점을 제외하면, 서로 같은 구조를 갖고 있다.
상기 부압측 필터(4)는 상기 부압측 필터 케이스(42)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부에, 상기 제 1 캡부(2)와의 연결에 제공되는 부압측 제 1 이음매(44)를 갖고 있고, 동일한 제 2 단(1b)측의 단부에, 상기 제 2 캡부(3)와의 연결에 제공되는 부압측 제 2 이음매(47)를 갖고 있다.
상기 부압측 제 1 이음매(44)는 제 1 축(L1) 방향의 중앙부에 배치된 대경의 본체부(44a)와, 상기 본체부(44a)의 제 1 단(1a)측으로부터 돌출된 소경의 접속부(44b)와, 상기 본체부(44a)의 제 2 단(1b)측으로부터 돌출된 소경의 감합부(44c)에 의하여 일체로 형성되어 있다.
상기 부압측 제 1 이음매(44)에는 상기 제 1 캡부(2)에 설치된 셔틀 밸브(7)의 후술하는 제 2 밸브 개구(71)과, 상기 부압측 필터 엘리먼트(41)의 내부 유로(41a)를 연통시키는 부압측 제 1 유로(45)가 형성되어 있다. 이 부압측 제 1 유로(45)는 상기 접속부(44b)의 끝면으로부터 감합부(44c)의 끝면까지, 제 1 축(L1)을 따라 상기 부압측 제 1 이음매(44)를 직선 형상으로 관통하고 있고, 상기 부압측 유로(40)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부를 형성하고 있다.
또한, 상기 접속부(44b) 및 감합부(44c)의 외주에는 환형상의 시일 부재(S)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 상기 접속부(44b)는 상기 제 1 캡부(2)에 있어서의 상기 제 2 밸브 개구(71)가 형성된 부압측 감합 오목부(21)에 대하여 기밀하게 또한 착탈 가능하게 감합되어 있다. 한편, 상기 감합부(44c)는 상기 부압측 필터 케이스(42)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부에 대하여 기밀하게 또한 착탈 가능하게 감합되어 있다.
상기 부압측 제 2 이음매(47)는 제 1 축(L1) 방향의 중앙부에 배치된 대경의 본체부(47a)와, 상기 본체부(47a)의 제 2 단(1b)측으로부터 돌출된 소경의 접속부(47b)와, 상기 본체부(47a)의 제 1 단(1a)측으로부터 돌출된 소경의 감합부(47c)와, 상기 감합부(47c)의 제 1 단(1a)측으로부터 더욱 돌출되어서 상기 감합부(47c)보다 소경으로 형성된 감합 볼록부(47d)에 의하여 일체로 형성되어 있다.
상기 부압측 제 2 이음매(47)에 있어서는 상기 제 2 캡부(3)의 제 2 포트(30)로 이어지는 후술의 접속 유로(37)과, 상기 부압측 환형상 외유로(43)를 연통시키는 부압측 제 2 유로(48)가 형성되어 있다. 여기서, 이 부압측 제 2 유로(48)는 상기 접속부(47b)의 끝면으로부터 감합부(47c)까지(구체적으로는 감합부(47c)와 감합 볼록부(47d)의 경계 부분까지), 제 1 축(L1)을 따라 직선 형상으로 형성된 축방향 유로부(48a)와, 상기 감합부(47c)를 지름방향으로 관통해서 상기 축방향 유로부(48a)와 직각으로 교차하는 지름방향 유로부(48b)에 의하여 형성되어 있다. 그리고, 상기 지름방향 유로부(48b)에 의해, 상기 축방향 유로부(48a)와 상기 부압측 환형상 외유로(43)가 서로 접속되어 있다. 이 부압측 제 2 유로(48)는 상기 부압측 유로(40)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부를 형성하고 있다.
또한, 상기 접속부(47b) 및 감합부(47c)의 외주에도, 환형상의 시일 부재(S)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 상기 접속부(47b)는 상기 제 2 캡부(3)에 있어서의 상기 접속 유로(37)에 연통된 부압측 감합 오목부(31)에 대하여 기밀하게 또한 착탈 가능하게 감합되어 있다. 한편, 상기 감합부(44c)는 상기 부압측 필터 케이스(42)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부에 대하여 기밀하게 감합되고, 또한 상기감합 볼록부(47d)가 상기 부압측 필터 엘리먼트(41)의 내부 유로(41a)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 개구부에 감합되어 상기 개구부를 폐쇄하고 있다. 여기서, 상기 감합부(47c)에 있어서, 상기 시일 부재(S)는 상기 지름방향 유로부(48b)보다 본체부(47a) 부근의 위치에 배치되어 있다.
그 한편으로, 상기 정압측 필터(5)는 상기 정압측 필터 케이스(52)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부에, 상기 제 1 캡부(2)와의 연결에 제공되는 정압측 제 1 이음매(54)를 갖고 있고, 동일하게 제 2 단(1b)측의 단부에 상기 제 2 캡부(3)와의 연결에 제공되는 정압측 제 2 이음매(57)를 갖고 있다.
상기 정압측 제 1 이음매(54)는 제 1 축(L1) 방향의 중앙부에 배치된 대경의 본체부(54a)와, 상기 본체부(54a)의 제 1 단(1a)측으로부터 돌출된 소경의 접속부(54b)와, 상기 본체부(54a)의 제 2 단(1b)측으로부터 돌출된 소경의 감합부(54c)와, 상기 감합부(54c)의 제 2 단(1b)측으로부터 더욱 돌출되어서 상기 감합부(54c)보다 소경으로 형성된 감합 볼록부(54d)에 의하여 일체로 형성되어 있다. 여기서, 이 정압측 제 1 이음매(54)와 상기 부압측 제 2 이음매(47)는 제 1 축(L1) 방향에 있어서 서로 역방향으로 배치되어 있는 점을 제외하면, 서로 같은 구조를 갖고 있다.
상기 정압측 제 1 이음매(54)에 있어서는 상기 제 1 캡부(2)에 설치된 셔틀 밸브(7)의 후술하는 제 3 밸브 개구(72)와, 상기 정압측 환형상 외유로(53)를 연통시키는 정압측 제 1 유로(55)가 형성되어 있다. 여기서, 이 정압측 제 1 유로(55)는 상기 접속부(54b)의 끝면으로부터 감합부(54c)까지(구체적으로는 감합부(54c)와 감합 볼록부(54d)의 경계 부분까지), 제 1 축(L1)을 따라 직선 형상으로 형성된 축방향 유로부(55a)와, 상기 감합부(54c)를 지름방향으로 관통해서 상기 축방향 유로부(55a)와 직각으로 교차하는 지름방향 유로부(55b)에 의하여 형성되어 있다. 그리고, 상기 지름방향 유로부(55b)에 의해, 상기 축방향 유로부(55a)와 상기 정압측 환형상 외유로(53)가 서로 접속되어 있다. 이 정압측 제 1 유로(55)는 상기 정압측 유로(50)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부를 형성하고 있다.
또한, 상기 접속부(54b) 및 감합부(54c)의 외주에는 환형상의 시일 부재(S)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 상기 접속부(54b)는 상기 제 1 캡부(2)에 있어서의 상기 제 3 밸브 개구(72)가 형성된 정압측 감합 오목부(22)에 대하여 기밀하게 또한 착탈 가능하게 감합되어 있다. 한편, 상기 감합부(54c)는 상기 정압측 필터 케이스(52)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부에 대하여 기밀하게 감합되고, 또한 상기 감합 볼록부(54d)가, 상기 정압측 필터 엘리먼트(51)의 내부 유로(51a)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 개구부에 감합되어 상기 개구부를 폐쇄하고 있다. 여기서, 상기 감합부(54c)에 있어서, 상기 시일 부재(S)는 상기 지름방향 유로부(55b)보다 본체부(57a) 부근의 위치에 배치되어 있다.
상기 정압측 제 2 이음매(57)는 제 1 축(L1) 방향의 중앙부에 배치된 대경의 본체부(57a)와, 상기 본체부(57a)의 제 2 단(1b)측으로부터 돌출된 소경의 접속부(57b)과, 상기 본체부(57a)의 제 1 단(1a)측으로부터 돌출된 소경의 감합부(57c)에 의하여 일체로 형성되어 있다.
상기 정압측 제 2 이음매(57)에는 상기 제 2 캡부(3)의 제 2 포트(30)로 이어지는 상기 접속 유로(37)와, 상기 정압측 필터 엘리먼트(51)의 내부 유로(51a)를 연통시키는 정압측 제 2 유로(58)가 형성되어 있다. 이 정압측 제 2 유로(58)는 상기 접속부(57b)의 끝면으로부터 감합부(57c)의 끝면까지, 제 1 축(L1)을 따라 상기 정압측 제 2 이음매(57)를 직선 형상으로 관통하고 있고, 상기 정압측 유로(50)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부를 형성하고 있다.
또한, 상기 접속부(57b) 및 감합부(57c)의 외주에도, 환형상의 시일 부재(S)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 상기 접속부(57b)는 상기 제 2 캡부(3)에 있어서의 상기 접속 유로(37)에 연통된 정압측 감합 오목부(32)에 대하여 기밀하게 또한 착탈 가능하게 감합되어 있다. 한편, 상기 감합부(57c)는 상기 정압측 필터 케이스(52)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부에 대하여 기밀하게 감합되어 있다.
여기서, 이 정압측 제 2 이음매(57)와 상기 부압측 제 1 이음매(44)는 제 1 축(L1) 방향에 있어서 서로 역방향으로 배치되어 있는 점, 및 정압측 제 2 유로(58)의 지름이 부압측 제 1 유로(45)의 지름보다 작게 형성되어 있는 점을 제외하면, 서로 같은 구조를 구비하고 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서는 정압측 제 1 유로(55)의 유효 단면적과 부압측 제 2 유로(48)의 유효 단면적을 동일하게 형성하고, 또한, 상기 정압측 제 2 유로(58)의 지름(유효 단면적)을, 부압측 제 1 유로(45)의 지름(유효 단면적)보다 작게 형성하고 있다. 그 결과, 상기 정압측 제 2 유로(58)에 의해, 상기 스로틀부(50a)가 형성되어 있다. 환언하면, 정압측 필터(5)의 합성 유효 단면적(즉, 정압측 유로(50)의 합성 유효 단면적)이 부압측 필터(4)의 합성 유효 단면적(즉, 부압측 유로(40)의 합성 유효 단면적)보다 작게 형성되어 있다.
상기 홀더(8)는 제 1 축(L1) 방향으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 상기 부압측 필터(4) 및 정압측 필터(5)를 감합시켜 유지하기 위한 제 1 감합 홈(8a) 및 제 2 감합 홈(8b)을 갖고 있다. 상기 제 1 및 제 2 감합 홈(8a, 8b)은 상기 홀더(8)의 지름방향의 양 단에 개구부를 갖고, 상기 홀더(8)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 끝면과 제 2 단(1b)측의 끝면 사이를 직선 형상으로 관통하고 있다. 이 때, 이들 감합 홈(8a, 8b)의 횡단면은 중심각이 180°이상인 부채 형상으로 형성되어 있다. 즉, 홀더(8)의 외주면에 제 1 축(L1)을 따라 형성된 제 1 및 제 2 감합 홈(8a, 8b)의 개구폭은 그들 감합 홈(8a, 8b)의 직경보다 작게 되어 있다.
또한, 상기 홀더(8)의 축(L1) 방향의 길이는 상기 필터(4, 5)에 있어서, 축(L1) 방향의 양 단부에 설치된 접속부(44b, 47b, 54b, 57b)를 제외한 길이와 실질적으로 동일하게 되어 있다. 그리고, 상기 홀더(8)의 외주면에 있어서의 제 1 단(1a) 측 및 제 2 단(1b)측의 단부에는 상기 브래킷(9)의 후술하는 제 1 및 제 2 파지부(91, 92)를 결합시키는 제 1 및 제 2 결합 홈(8c, 8d)이 축(L1) 주위의 둘레 방향에 오목하게 설치되어 있다.
상기 제 1 캡부(2)는 제 1 축(L1) 방향으로 연장되는 원기둥 형상의 캡 본체부(23)와, 그 제 1 단(1a)측의 끝면의 중앙부로부터 축(L1)방향으로 세워서 설치된 통형상 돌기부(24)에 의하여 일체로 형성되어 있다. 상기 캡 본체부(23)의 제 2단(1b)측의 끝면에는 상기 부압측 및 정압측 필터(4, 5)의 제 1 단(1a)측의 접속부(44b, 54b)를 착탈 가능하게 감합시키기 위한 상기 부압측 및 정압측 감합 오목부(21, 22)가 형성되어 있다. 상기 통형상 돌기부(24)내에는 퀵 이음매(25)가 감합되어 상기 제 1 포트(20)가 형성되어 있음과 아울러, 상기 제 1 포트(20)를 상기 캡 본체부(23) 내의 셔틀 밸브(7)에 대하여 접속하는 제 1 밸브 개구(70)가 형성되어 있다.
도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 셔틀 밸브(7)는 상기 제 1 캡부(2)의 캡 본체부(23)에 형성된 밸브 부착 구멍(73)과, 상기 밸브 부착 구멍(73)내에 감합되어 상기 밸브 부착 구멍(73)의 내부에 밸브실(74)을 형성하는 유로 형성용 바디(75)와, 상기 밸브실(74) 내에 왕복 운동 가능하게 수용된 단일의 밸브체(76)와, 상기 셔틀 밸브(7) 내에 기체를 출입시키는 상기 제 1 밸브 개구(70), 제 2 밸브 개구(71) 및 제 3 밸브 개구(72)를 갖고 있다. 그리고, 이들 밸브 개구에 공급되는 기체의 압력차에 의해 상기 밸브체(76)를 동작시키고, 이들 밸브 개구 간의 연통 상태를 스위칭할 수 있도록 되어 있다.
상기 밸브 부착 구멍(73)은 상기 캡 본체부(23)에 있어서의 제 1 축(L1) 주위의 외주면에 개구하고, 상기 제 1 축(L1)과 직교하는 제 2 축(L2) 방향으로 연장되어 있고, 저부를 향하여 서서히 지름이 작아져 가도록 형성되어 있다.
상기 유로 형성용 바디(75)는 제 2 축(L2) 방향에 있어서, 상기 밸브 부착 구멍(73)의 깊이보다 짧은 길이로 형성되어 있다. 그보다, 상기 바디(75)의 선단부와 상기 밸브 부착 구멍(73) 사이에는 상기 밸브실(74)이 형성되어 있다. 상기 밸브실(74)의 제 2 축(L2) 주위의 측벽(내주면)은 밸브 부착 구멍(73)의 저방향을 향해서 지름이 직선 형상으로 매끄럽게 축소해 가는 원추면 형상으로 형성되어 있고, 그 원추 형상의 측벽에 의해, 상기 밸브체(76)가 접근 이반하는 환형상의 제 1 밸브 시트(74a)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 밸브실(74)의 저부(즉, 밸브 부착 구멍(73)의 저부)에는 상기 제 2 밸브 개구(71)를 구비한 제 1 연통 유로(77)가 접속되어 있다. 즉, 상기 제 1 밸브 시트(74a)는 상기 밸브실(74)에 있어서의 제 1 연통 유로(77)의 개구부 주위의 내주면에 형성되어 있다.
상기 유로 형성용 바디(75)의 내부에는 상기 밸브실(74)과 상기 제 3 밸브 개구(72)를 연통시키는 제 2 연통 유로(78)가 형성되어 있고, 상기 바디(75)의 선단부에는 상기 밸브실(74)에 대한 상기 제 2 연통 유로(78)의 개구부를 형성하는 통형상 개구부(75b)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 통형상 개구부(75b)의 선단(즉, 유로 형성용 바디(75)의 선단)이며, 상기 제 2 연통 유로(78)의 개구부 주위에는 상기 밸브체(76)가 접근 이반하는 환형상의 제 2 밸브 시트(75a)가 형성되어 있다.
상기 제 2 연통 유로(78)는 상기 유로 형성용 바디(75)의 선단으로부터 기단측에 제 2 축(L2)을 따라 직선형상으로 연장되는 축방향 유로부(78a)와, 상기 바디(75)를 지름방향으로 관통해서 상기 축방향 유로부(78a)와 직각으로 교차하는 지름방향 유로부(78b)로 형성되어 있다. 또한, 상기 지름방향 유로부(78b)의 양 단은 상기 유로 형성용 바디(75)와 밸브 부착 구멍(73) 사이에 형성된 환형상 유로(79)에 개구하고 있고, 상기 환형상 유로부(79)를 통해서 상기 제 3 밸브 개구(72)에 연통되어 있다. 이 때, 제 2 축(L2) 방향에 있어서의 상기 환형상 유로(79)의 양측에는 시일 부재(S, S)가 설치되어 있고, 그것에 의해, 유로 형성용 바디(75)와 밸브 부착 구멍(73) 사이가 기밀하게 시일되어 있다.
상기 밸브체(76)는 상기 밸브실(74)에 있어서의 상기 제 1 연통 유로(77)의 개구부와 상기 제 2 연통 유로(78)의 개구부(즉, 제 2 밸브 시트(75a))의 사이에, 제 2 축(L2) 방향에 대하여 왕복 운동 가능하게 배치되어 있다. 즉, 상기 밸브체(76)는 상기 밸브실(74)을, 상기 제 1 연통 유로(77)가 접속된 부분(제 1 실)(74b)과, 상기 제 2 밸브 시트가 배치된 부분(제 2 실)(74c)으로 구획되어 있다. 그리고, 상기 밸브체(76)는 상기 제 1 밸브 시트(74a)에 접근 이반하는 립형상으로 형성된 환형상의 역지 밸브부(76a)와, 상기 제 2 밸브 시트(75a)에 접근 이반하는 포핏 밸브부(76b)에 의하여 일체로 형성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 밸브체(76)는 고무 탄성을 갖는 수지 재료에 의해 일체 성형된 것으로, 상기 포핏 밸브부(76b)는 제 2 축(L2) 상에 배치되고 있고, 상기 포핏 밸브부(76b)에 있어서의 상기 제 2 실(74c)측의 면(즉, 제 2 밸브 시트(75a)에 접근 이반하는 면)의 중앙 부분이, 상기 제 2 실(74c)측을 향해서 융기하고 있다. 또한, 상기 역지 밸브부(76a)는 상기 포핏 밸브부(76b)에 있어서의 제 2 축(L2) 주위의 외주부로부터 상기 제 2 실(74c)측을 향해서, 상기 제 1 밸브 시트(74a)에 따르는 바와 같이 확대 개방하는 원추 통형으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 역지 밸브부(76a)에 의해, 제 1 실(74b)측으로부터 제 2 실(74c)측으로의 기체의 흐름은 허용되는(도 4(a) 참조) 한편, 제 2 실(74c)측으로부터 제 1 실(74b)측으로의 기체의 흐름은 차단되도록(도 4(b) 참조) 되어 있다.
또한, 상기 밸브실(74)의 제 2 실(74c)은 상기 통형상 개구부(75b)의 외주면과 상기 밸브 부착 구멍(73)의 측벽면 사이에 형성된 환형상의 공극(74d)을 포함하고 있다. 이 환형상의 공극(74d)에는 상기 제 1 밸브 개구(70)가 접속되어 있고, 상기 제 1 포트(20)에 입력된 압력이 상기 공극(74d)으로부터 밸브실(74)에 대하여 공급되도록 되어 있다. 또한, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 밸브체(76)의 포핏 밸브부(76b)가 제 2 밸브 시트(75a)에 착좌한 상태에 있어서는 상기 제 1 밸브 시트(74a)로부터 이간된 역지 밸브부(76a)가 이 공극(74d)에 수용되도록 되어 있다.
상기 제 2 캡부(3)도, 제 1 캡부(2)과 마찬가지로, 제 1 축(L1) 방향으로 연장되는 원기둥 형상의 캡 본체부(33)와, 그 제 2 단(1b)측의 끝면의 중앙부로부터 축(L1) 방향으로 세워서 설치된 통형상 돌기부(34)에 의하여 일체로 형성되어 있다. 상기 캡 본체부(33)의 제 1 단(1a)측의 끝면에는 상기 부압측 및 정압측 필터(4, 5)의 제 2 단(1b)측의 접속부(47b, 57b)를 착탈 가능하게 감합하기 위한 상기 부압측 및 정압측 감합 오목부(31, 32)가 형성되어 있다. 상기 통형상 돌기부(34)내에는 퀵 이음매(35)가 감합되어 상기 제 2 포트(30)가 형성되어 있다.
이 제 2 캡부(3)는 상기 캡 본체부(33)의 내부에, 상기 제 2 축(L2)과 평행하게 연장되는 상기 접속 유로(37)를 갖고 있다. 상기 접속 유로의 일단부에는 상기 부압측 필터(4)가 접속되고, 그 타단부에는 상기 정압측 필터(5)가 접속되어 있다. 그리고, 상기 접속 유로의 중앙부에는 상기 제 2 포트(30)가 접속되어 있다. 즉, 상기 부압측 필터(4) 및 정압측 필터(5)는 상기 제 2 포트(30)에 대하여 상시 연통된 상태에 있다.
또한, 필터 본체부(6)와 제 1 캡부(2) 및 제 2 캡부(3)를 서로 결합시키는데 있어서는 필터 본체부(6)의 홀더(8)에 관설된 1쌍의 고정 구멍(8e, 8e), 제 1 캡부(2)에 관설된 1쌍의 고정 구멍(26, 26) 및 제 2 캡부(3)에 관설된 1쌍의 고정 구멍(36, 36)에 대하여, 도시하지 않은 1쌍의 타이 로드를 삽입 통과함으로써 착탈 가능하게 함께 체결하면 된다.
상기 브래킷(9)은 필터 장치(1)를 소정의 위치에 대하여 착탈 가능하게 부착하기 위한 것이고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 브래킷(9)을 상기 소정의 위치에 고정하기 위한 고정용 플레이트(90)와, 상기 고정용 플레이트(90)의 편면으로부터 일체로 세워서 설치되어 상기 홀더(8)를 파지하기 위한 제 1 및 제 2 파지부(91, 92)를 갖고 있다. 상기 고정용 플레이트(90)는 제 1 축(L1) 방향으로 긴 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 그 제 1 단(1a)측의 단부에 제 1 파지부(91)가 설치되고, 제 2 단(1b)측의 단부에 제 2 파지부(92)가 설치되어 있다.
상기 제 1 파지부(91)는 고정용 플레이트(90)에 있어서의 폭의 폭방향의 양 단부로부터 세워서 설치된 1쌍의 제 1 파지 암(91a, 91b)을 갖고 있고, 상기 제 2 파지부(92)도 동일하게 하여 1쌍의 제 2 파지 암(92a, 92b)을 갖고 있다. 그리고, 상기 1쌍의 제 1 파지 암(91a, 91b)을 상기 홀더(8)의 제 1 결합 홈(8c)에 결합시켜, 상기 제 1 파지부(91)로 상기 홀더(8)에 있어서의 제 1 단(1a)측의 단부를 협지하고, 또한 동일하게 하여 상기 파지 암(92a, 92b)을 상기 홀더(8)의 제 2 결합 홈(8d)에 결합시켜서, 상기 제 2 파지부(92)로 상기 홀더(8)에 있어서의 제 2 단(1b)측의 단부를 협지하고 있다.
다음에 상술의 구조를 갖는 필터 장치(1)의 작용 효과에 관하여 설명한다.
우선, 도 1에 있어서, 필터 장치(1)의 제 1 포트(20)에 부압원(13)으로부터 부압이 입력되었을 때에는 도 4(a)와 같이, 상기 제 1 밸브 개구(70)를 통해서 밸브실(74)의 제 2 실(74c)에 부압이 공급된다. 그러면, 제 1 실(74b)측의 압력이 제 2 실(74c)측의 압력보다 높게 되고, 상기 밸브체(76)의 역지 밸브부(76a)가 상기 제 1 밸브 시트(74a)로부터 이간함과 아울러, 상기 포핏 밸브부(76b)가 상기 제 2 밸브 시트(75a)에 착좌한다. 그 때, 상기 정압측 필터의 정압측 제 2 유로(58)에 의해 상기 스로틀부(50a)가 형성되어 있기 때문에, 상기 제 2 실(74c)에 있어서의 부압의 상승이 빨라져 상기 셔틀 밸브(7)의 응답성을 향상시킬 수 있다. 이 상태에 있어서는 셔틀 밸브(7)의 상기 제 1 밸브 개구(70)와 제 2 밸브 개구(71)가 연통 됨으로써, 제 1 포트(20)가 부압측 필터(4)를 통해서 제 2 포트(30)에 연통되어 상기 제 2 포트(30)로부터 부압이 출력된다.
그렇게 하면, 도 1의 흡착 패드(10)로부터 흡인된 기체(공기 등)가 제 2 포트(30)로부터 제 2 캡부(3) 내의 접속 유로(37)를 통해서 부압측 필터(4)에 유입하고, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 부압측 필터(4) 내에 있어서, 상기 기체는 부압측 제 2 이음매(47)의 부압측 제 2 유로(48)를 통해서 부압측 환형상 외유로(43)로 안내되고, 이어서, 부압측 필터 엘리먼트(41)로 여과되어서, 그 내부 유로(41a)로 안내된다. 또한, 그 여과 후의 기체는 부압측 제 1 이음매(44)의 부압측 제 1 유로(45) 및 셔틀 밸브(7)의 제 2 밸브 개구(71) 및 제 1 밸브 개구(70)를 순차적으로 거쳐서, 상기 제 1 포트(20)로부터 상기 부압원(13)으로 유출한다. 이렇게, 흡착 패드(10)로부터 흡인된 기체에 혼입한 진애 등의 이물을 상기 부압측 필터 엘리먼트(41)로 제거하기 때문에, 상기 이물이 부압원(13)에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
반대로, 도 1에 있어서, 필터 장치(1)의 제 1 포트(20)에 정압원(14)으로부터 진공 파괴용의 정압이 입력되었을 때, 즉, 압축 기체(압축 공기 등)가 유입되었을 때에는 도 4(b)와 같이 , 상기 제 1 밸브 개구(70)를 통해서 밸브실(74)의 제 2 실(74c)에 압축 기체가 유입한다. 그러면, 제 2 실(74c)측의 압력이 제 1 실(74b)측의 압력보다도 높게 되고, 상기 밸브체(76)의 포핏 밸브부(76b)가 상기 제 2 밸브 시트(75a)로부터 이간함과 아울러, 상기 역지 밸브부(76a)가 상기 제 1 밸브 시트(74a)에 착좌한다. 이 상태에 있어서는 셔틀 밸브(7)의 상기 제 1 밸브 개구(70)와 제 3 밸브 개구(72)가 연통됨으로써, 제 1 포트(20)가 정압측 필터(5)를 통해서 제 2 포트(30)에 연통된다.
그렇게 하면, 상기 제 1 포트(20)로부터 유입된 압축 기체가 셔틀 밸브(7)를 통해서 정압측 필터(5)에 유입하고, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 정압측 필터(5) 내에 있어서, 상기 기체는 정압측 제 1 이음매(54)의 정압측 제 1 유로(55)를 통해서 정압측 환형상 외유로(53)로 안내되고, 이어서, 정압측 필터 엘리먼트(51)로 여과되어서, 그 내부 유로(51a)로 안내된다. 또한, 그 여과 후의 기체는 정압측 제 2 이음매(57)의 정압측 제 2 유로(58) 및 상기 제 2 캡부(3) 내의 접속 유로(37)를 순차적으로 걸쳐서, 상기 제 2 포트(30)로부터 상기 흡착 패드(10)로 유출하고, 상기 흡착 패드(10)의 진공을 파괴한다. 이와 같이, 정압원(14)으로부터의 압축 기체에 혼입한 진애 등의 이물을 상기 정압측 필터 엘리먼트(51)로 제거하기 때문에, 진공 파괴와 함께 상기 이물이 흡착 패드(10)로부터 방출되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 필터 장치(1)에 의하면, 제 1 포트(20)에 입력되는 압력이 부압 또는 정압으로 선택적으로 스위칭되었을 때에, 상기 필터 장치(1)에 유입하는 기체로부터 이물을 제거하는 부압측 및 정압측 필터(4, 5)의 스위칭을, 단일의 밸브체(76)에 의해 3개의 밸브 개구(70, 71, 72)의 연통 상태를 스위칭하는 셔틀 밸브(7)로 행하도록 하였기 때문에, 보다 간단하고 합리적인 유로 구조를 구비한 필터 장치(1)를 제공하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명에 따른 필터 장치의 일실시형태에 대해서 상세하게 설명해왔지만, 본 실시형태에 있어서는 예를 들면, 제 1 및 제 2 포트(20, 30)의 이음매를 퀵 이음매(25, 35)를 바꾸어 나사에 의한 이음매로 하여도 되고, 필터 엘리먼트(41, 51)에 대해서도, 원통 형상의 것을 바꾸어 원기둥 형상의 것으로 하여도 된다.
1 필터 장치
1a 제 1 단
1b 제 2 단
2 제 1 캡부
20 제 1 포트
21 부압측 감합 오목부
22 정압측 감합 오목부
23 캡 본체부
24 통형상 돌기부
25 퀵 이음매
26 고정 구멍
3 제 2 캡부
30 제 2 포트
31 부압측 감합 오목부
32 정압측 감합 오목부
33 캡 본체부
34 통형상 돌기부
35 퀵 이음매
36 고정 구멍
37 접속 유로
4 부압측 필터
40 부압측 유로
41 부압측 필터 엘리먼트
41a 부압측 내부 유로(내부 유로)
42 부압측 필터 케이스
43 부압측 환형상 외유로
44 부압측 제 1 이음매
44a 본체부
44b 접속부
44c 감합부
45 부압측 제 1 유로
47 부압측 제 2 이음매
47a 본체부
47b 접속부
47c 감합부
47d 감합 볼록부
48 부압측 제 2 유로
48a 축방향 유로부
48b 지름방향 유로부
5 정압측 필터
50 정압측 유로
50a 스로틀부
51 정압측 필터 엘리먼트
51a 정압측 내부 유로(내부 유로)
52 정압측 필터 케이스
53 정압측 환형상 외유로
54 정압측 제 1 이음매
54a 본체부
54b 접속부
54c 감합부
54d 감합 볼록부
55 정압측 제 1 유로
55a 축방향 유로부
55b 지름방향 유로부
57 정압측 제 2 이음매
57a 본체부
57b 접속부
57c 감합부
58 정압측 제 2 유로
6 필터 본체부
7 셔틀 밸브
70 제 1 밸브 개구
71 제 2 밸브 개구
72 제 3 밸브 개구
73 밸브 부착 구멍
74 밸브실
74a 제 1 밸브 시트
74b 제 1 실
74c 제 2 실
74d 공극
75 유로 형성용 바디
75a 제 2 밸브 시트
75b 통형상 개구부
76 밸브체
76a 역지 밸브부
76b 포핏 밸브부
77 제 1 연통 유로
78 제 2 연통 유로
78a 축방향 유로부
78b 지름방향 유로부
79 환형상 유로
8 홀더
8a 제 1 감합 홈
8b 제 2 감합 홈
8c 제 1 결합 홈
8d 제 2 결합 홈
8e 고정 구멍
9 브래킷
90 고정용 플레이트
91 제 1 파지부
91a, 91b 제 1 파지 암
92 제 2 파지부
92a, 92b 제 2 파지 암
10 흡착 패드
11, 12 전자 파일롯식 스위칭 밸브
13 부압원(이젝터 장치)
14 정압원(컴프레서)
15 유로
L1 제 1 축(축)
L2 제 2 축
S 시일 부재
1a 제 1 단
1b 제 2 단
2 제 1 캡부
20 제 1 포트
21 부압측 감합 오목부
22 정압측 감합 오목부
23 캡 본체부
24 통형상 돌기부
25 퀵 이음매
26 고정 구멍
3 제 2 캡부
30 제 2 포트
31 부압측 감합 오목부
32 정압측 감합 오목부
33 캡 본체부
34 통형상 돌기부
35 퀵 이음매
36 고정 구멍
37 접속 유로
4 부압측 필터
40 부압측 유로
41 부압측 필터 엘리먼트
41a 부압측 내부 유로(내부 유로)
42 부압측 필터 케이스
43 부압측 환형상 외유로
44 부압측 제 1 이음매
44a 본체부
44b 접속부
44c 감합부
45 부압측 제 1 유로
47 부압측 제 2 이음매
47a 본체부
47b 접속부
47c 감합부
47d 감합 볼록부
48 부압측 제 2 유로
48a 축방향 유로부
48b 지름방향 유로부
5 정압측 필터
50 정압측 유로
50a 스로틀부
51 정압측 필터 엘리먼트
51a 정압측 내부 유로(내부 유로)
52 정압측 필터 케이스
53 정압측 환형상 외유로
54 정압측 제 1 이음매
54a 본체부
54b 접속부
54c 감합부
54d 감합 볼록부
55 정압측 제 1 유로
55a 축방향 유로부
55b 지름방향 유로부
57 정압측 제 2 이음매
57a 본체부
57b 접속부
57c 감합부
58 정압측 제 2 유로
6 필터 본체부
7 셔틀 밸브
70 제 1 밸브 개구
71 제 2 밸브 개구
72 제 3 밸브 개구
73 밸브 부착 구멍
74 밸브실
74a 제 1 밸브 시트
74b 제 1 실
74c 제 2 실
74d 공극
75 유로 형성용 바디
75a 제 2 밸브 시트
75b 통형상 개구부
76 밸브체
76a 역지 밸브부
76b 포핏 밸브부
77 제 1 연통 유로
78 제 2 연통 유로
78a 축방향 유로부
78b 지름방향 유로부
79 환형상 유로
8 홀더
8a 제 1 감합 홈
8b 제 2 감합 홈
8c 제 1 결합 홈
8d 제 2 결합 홈
8e 고정 구멍
9 브래킷
90 고정용 플레이트
91 제 1 파지부
91a, 91b 제 1 파지 암
92 제 2 파지부
92a, 92b 제 2 파지 암
10 흡착 패드
11, 12 전자 파일롯식 스위칭 밸브
13 부압원(이젝터 장치)
14 정압원(컴프레서)
15 유로
L1 제 1 축(축)
L2 제 2 축
S 시일 부재
Claims (8)
- 부압 및 정압이 선택적으로 스위칭되어 공급되는 유로에 설치되어 상기 유로를 흐르는 기체로부터 이물을 여과하기 위한 필터 장치로서,
상기 필터 장치는 부압 및 정압을 선택적으로 스위칭하여 입력하기 위한 제 1 포트와, 상기 제 1 포트로부터 입력된 부압 및 정압을 외부로 출력하기 위한 제 2 포트와, 이들 제 1 포트 및 제 2 포트 사이에 설치되어서, 이들 제 1 및 제 2 포트에 대하여 병렬로 접속된 부압측 필터 및 정압측 필터를 갖고 있고,
상기 부압측 필터는 상기 제 2 포트로부터 제 1 포트로 흐르는 기체로부터 이물을 여과하기 위한 통기성의 부압측 필터 엘리먼트를 갖고, 상기 정압측 필터는 상기 제 1 포트로부터 제 2 포트로 흐르는 기체로부터 이물을 여과하기 위한 통기성의 정압측 필터 엘리먼트를 갖고 있고,
상기 제 1 포트와 상기 부압측 및 정압측 필터 사이에는 셔틀 밸브가 배치되어 있고,
상기 셔틀 밸브는 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때에는 상기 제 1 포트와 상기 부압측 필터 사이의 연통을 개방해서 상기 제 2 포트로부터 상기 부압을 출력함과 동시에, 상기 제 1 포트와 상기 정압측 필터 사이의 연통을 차단하고, 한편, 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때에는 상기 제 1 포트와 상기 정압측 필터 사이의 연통을 개방하여 상기 제 2 포트로부터 상기 정압을 출력함과 동시에, 상기 제 1 포트와 상기 부압측 필터 사이의 연통을 차단하는 밸브체를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 필터 장치는 상기 제 1 포트와 제 2 포트 사이에, 상기 부압측 필터를 포함한 부압측 유로와 상기 정압측 필터를 포함한 정압측 유로를 갖고 있고,
이들 부압측 유로 및 정압측 유로의 일단이 상기 셔틀 밸브에 연통되고, 상기 부압측 유로 및 정압측 유로의 타단이 상기 제 2 포트에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 정압측 유로에 있어서의 상기 정압측 필터 엘리먼트보다 제 2 포트 부근의 유로 부분에 스로틀부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 필터 장치는 길이의 축을 따라 연장되어 있어서, 그 축방향의 양 단에 제 1 단 및 제 2 단을 갖고 있고,
상기 필터 장치는 상기 부압측 및 정압측 필터를 포함하여 축방향으로 연장되는 필터 본체부와, 상기 제 1 포트 및 상기 셔틀 밸브를 포함하여 상기 필터 본체부에 있어서의 제 1 단측의 단부에 착탈 가능하게 부착된 제 1 캡부와, 상기 제 2 포트를 포함하여 상기 필터 본체부에 있어서의 제 2 단측의 단부에 착탈 가능하게 부착된 제 2 캡부를 갖고 있고,
상기 필터 본체부에 있어서, 상기 부압측 및 정압측 필터는 축방향으로 서로 평행을 이루어 이어설치되어 있고,
이들 부압측 및 정압측 필터의 양 단부가 상기 제 1 캡부 및 제 2 캡부에 대하여 착탈 가능하게 연결되어 있어서, 그것에 의해 상기 부압측 유로 및 정압측 유로에 있어서의 제 1 단측의 단부가 상기 셔틀 밸브에 연통됨과 아울러, 상기 부압측 유로 및 정압측 유로에 있어서의 제 2 단측의 단부가 상기 제 2 포트에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 부압측 필터는 축방향으로 연장되는 통형상의 상기 부압측 필터 엘리먼트와, 상기 부압측 필터 엘리먼트를 내부에 수용하고, 상기 부압측 필터 엘리먼트의 외주면 상에 부압측 환형상 외유로를 형성하는 통형상의 부압측 필터 케이스와, 상기 부압측 필터 케이스에 있어서의 제 1 단측의 단부와 상기 제 1 캡부 사이를 연결하는 부압측 제 1 이음매와, 상기 부압측 필터 케이스에 있어서의 제 2 단측의 단부와 상기 제 2 캡부 사이를 연결하는 부압측 제 2 이음매를 갖고 있고,
상기 부압측 제 1 이음매에는 상기 부압측 유로 중, 상기 셔틀 밸브와 상기 부압측 필터 엘리먼트의 내부 유로를 연통시키는 부압측 제 1 유로가 형성되고, 상기 부압측 제 2 이음매에는 상기 부압측 유로 중, 상기 부압측 환형상 외유로와 상기 제 2 포트를 연통시키는 부압측 제 2 유로가 형성되어 있고,
상기 정압측 필터는 축방향으로 연장되는 통형상의 상기 정압측 필터 엘리먼트와, 상기 정압측 필터 엘리먼트를 내부에 수용하고, 상기 정압측 필터 엘리먼트의 외주면 상에 정압측 환형상 외유로를 형성하는 통형상의 정압측 필터 케이스와, 상기 정압측 필터 케이스에 있어서의 제 1 단측의 단부와 상기 제 1 캡부 사이를 연결하는 정압측 제 1 이음매와, 상기 정압측 필터 케이스에 있어서의 제 2 단측의 단부와 상기 제 2 캡부 사이를 연결하는 정압측 제 2 이음매를 갖고 있고,
상기 정압측 제 1 이음매에는 상기 정압측 유로 중, 상기 셔틀 밸브와 상기정압측 환형상 외유로를 연통시키는 정압측 제 1 유로가 형성되고, 상기 정압측 제 2 이음매에는 상기 정압측 유로 중, 상기 정압측 필터 엘리먼트의 내부 유로와 상기 제 2 포트를 연통시키는 정압측 제 2 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 정압측 제 1 유로의 유효 단면적을 부압측 제 2 유로의 유효 단면적과 동일하게 형성하고, 또한 상기 정압측 제 2 유로의 유효 단면적을 부압측 제 1 유로의 유효 단면적보다 작게 형성함으로써, 상기 정압측 유로에 있어서의 상기 정압측 필터 엘리먼트보다 제 2 포트 부근의 유로 부분에 스로틀부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 부압측 필터 케이스 및 정압측 필터 케이스는 투명한 재료에 의해 형성되어 있고, 그것에 의해, 상기 부압측 필터 엘리먼트 및 정압측 필터 엘리먼트를 상기 부압측 및 정압측 필터 케이스를 통해서 외부로부터 목시할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 셔틀 밸브가 상기 제 1 캡부에 형성된 밸브 부착 구멍과, 상기 밸브 부착 구멍 내에 감합되어 선단부와 상기 밸브 부착 구멍의 저부 사이에 밸브실을 형성하는 유로 형성용 바디와, 상기 밸브실에 배치된 상기 밸브체를 갖고 있고,
상기 밸브 부착 구멍에 있어서의 상기 밸브체보다 저부측에는 상기 부압측 유로에 연통된 제 1 연통 유로가 형성되고, 상기 밸브실에 있어서의 상기 제 1 연통 유로의 개구부 주위의 내주면에는, 상기 밸브체가 접근 이반하는 환형상의 제 1 밸브 시트가 형성되어 있고,
상기 유로 형성용 바디의 선단부에는 상기 정압측 유로에 연통된 제 2 연통 유로가 형성되고, 상기 제 2 연통 유로의 개구부 주위에는 상기 밸브체가 접근 이반하는 환형상의 제 2 밸브 시트가 형성되어 있고,
상기 제 1 포트가, 상기 밸브실에 있어서의 상기 밸브체보다 제 2 밸브 시트측의 구획 부분에 연통되어 있고,
상기 제 1 포트에 부압이 공급되었을 때에는 상기 밸브체가 상기 제 1 밸브 시트로부터 이간됨과 아울러 상기 제 2 밸브 시트에 착좌하고, 상기 제 1 포트에 정압이 공급되었을 때에는 상기 밸브체가 상기 제 1 밸브 시트에 착좌함과 아울러 상기 제 2 밸브 시트로부터 이간되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
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