KR20160133471A - 다이아프램의 고정 구조, 그것을 구비한 다이아프램 펌프 및 밸브 장치, 그리고 다이아프램의 고정 방법 - Google Patents

다이아프램의 고정 구조, 그것을 구비한 다이아프램 펌프 및 밸브 장치, 그리고 다이아프램의 고정 방법 Download PDF

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Abstract

내부에 공간 (20) 을 형성하는 케이스 (2) 에, 공간 (20) 을 제 1 실 (21) 과 제 2 실 (22) 로 나누는 다이아프램 (3) 이, 고정 구조 (4) 에 의해 고정된다. 케이스 (2) 는, 제 1 실 (21) 측을 형성하는 제 1 오목부 (50) 를 갖는 제 1 프레임 (5) 과, 제 2 실 (22) 측을 형성하는 제 2 오목부 (60) 를 갖는 제 2 프레임 (6) 을 구비한다. 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 는, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 의 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 사이에서 압축되어 유지된다. 고정 구조 (4) 는, 제 1 프레임 (5) 의 제 1 아암부 (52) 와 제 2 프레임 (6) 의 제 2 아암부 (62) 를 케이스 (2) 의 외측에서 단단히 조이는 체결 도구 (7) 를 추가로 구비한다.

Description

다이아프램의 고정 구조, 그것을 구비한 다이아프램 펌프 및 밸브 장치, 그리고 다이아프램의 고정 방법{STRUCTURE FOR SECURING DIAPHRAGM, DIAPHRAGM PUMP AND VALVE DEVICE PROVIDED WITH SAID STRUCTURE, AND METHOD FOR SECURING DIAPHRAGM}
본 발명은 내부에 공간을 형성하는 케이스에 공간을 제 1 실과 제 2 실로 나누는 다이아프램을 고정시키는 다이아프램의 고정 구조, 그것을 구비한 다이아프램 펌프 및 밸브 장치, 그리고 다이아프램의 고정 방법에 관한 것이다.
화학 검사, 환경 분석 또는 생명 공학 연구 등의 각종 분석에서는, 피처리 유체를 정확한 분량으로 송출하기 위해서, 다이아프램을 구비한 다이아프램 펌프나 밸브 장치가 사용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 1 쌍의 프레임에 의해 다이아프램을 협지하여 고정시키는 구조의 다이아프램 펌프가 개시되어 있다. 이 다이아프램 펌프에서는, 다이아프램의 둘레 가장자리부에서의 유체의 리크를 억제하기 위해서, 복수쌍의 나사 및 너트에 의해 각 프레임끼리가 결합되어 있다.
일본 공개특허공보 평11-183359호 상기 유체의 리크는, 1 쌍의 프레임이 다이아프램을 압축하는 힘이 전체적 또는 부분적으로 부족한 것에서 기인한다. 그래서, 상기 다이아프램의 고정 구조에서는, 다이아프램을 충분한 힘으로 균등하게 압축하기 위해서, 다수의 나사 및 너트가 사용되고 있다.
그러나, 상기 다이아프램의 고정 구조에서는, 부품 점수가 증가하여, 다이아프램 펌프나 밸브 장치의 비용 절감을 막는 한 요인으로 되고 있다. 또, 나사 및 너트의 체결 작업은 손이 많이 가, 작업자에게 부담을 강요함과 함께, 다이아프램 펌프나 밸브 장치의 조립에 필요로 하는 공정수가 증가한다.
본 발명은 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 부품 점수를 삭감함과 함께, 조립을 용이하게 함으로써, 비용 절감을 도모할 수 있는 다이아프램의 고정 구조 등을 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 내부에 공간을 형성하는 케이스에, 상기 공간을 제 1 실과 제 2 실로 나누는 다이아프램을 고정시키는 다이아프램의 고정 구조로서, 상기 케이스는, 상기 제 1 실측을 형성하는 제 1 오목부를 갖는 제 1 프레임과, 상기 제 2 실측을 형성하는 제 2 오목부를 갖는 제 2 프레임을 구비하고, 상기 제 1 프레임은, 상기 제 2 프레임에 대향하는 제 1 프레임 본체와, 상기 제 1 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 2 프레임측으로 연장되는 복수의 제 1 아암부를 갖고, 상기 제 2 프레임은, 상기 제 1 프레임에 대향하는 제 2 프레임 본체와, 상기 제 2 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 1 프레임측으로 연장되는 복수의 제 2 아암부를 갖고, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임의 끼워 맞춤에 의해, 상기 다이아프램의 둘레 가장자리부는, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임 사이에서 압축되어 유지됨과 함께, 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부를 상기 케이스의 외측에서 단단히 조이는 체결 도구를 추가로 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 제 1 아암부 및 상기 제 2 아암부에는, 상기 체결 도구의 위치를 유지하기 위한 위치 어긋남 방지 수단이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 위치 어긋남 방지 수단은, 상기 각 제 1 아암부에 형성된 상기 체결 도구보다 상기 제 2 프레임 본체측에서 케이스 외방으로 장출되는 제 1 고정 돌기와, 상기 각 제 2 아암부에 형성된 상기 체결 도구보다 상기 제 1 프레임 본체측에서 케이스 외방으로 장출되는 제 2 고정 돌기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 위치 어긋남 방지 수단은, 상기 제 1 아암부 및 상기 제 2 아암부의 외주면을, 상기 케이스의 외측 가장자리를 따라 연장하는 환상 (環狀) 홈인 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부가, 상기 케이스의 외측 가장자리를 따라 교대로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부가, 상기 케이스의 외주를 따라 연속해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 다이아프램의 상기 둘레 가장자리부는, 두께가 큰 후육부가 연속해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 제 1 프레임 및/또는 상기 제 2 프레임에는, 상기 후육부가 배치되는 위치 결정용의 오목홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 다이아프램의 고정 구조를 구비한 다이아프램 펌프로서, 상기 제 1 프레임은, 상기 제 1 실에 연통되는 제 1 포트가 형성되고, 상기 제 2 프레임은, 상기 제 2 실에 연통되는 제 2 포트가 형성되고, 상기 제 1 실에는, 상기 제 1 포트를 개재하여, 상기 다이아프램을 구동시키기 위한 유체가 공급되고, 상기 제 2 실에는, 상기 제 2 포트를 개재하여, 피처리 유체가 유출입 (流出入) 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 다이아프램의 고정 구조를 구비한 밸브 장치로서, 상기 제 1 프레임의 상기 제 1 실에는, 상기 다이아프램을 구동시키기 위한 구동 수단이 형성되고, 상기 제 2 프레임은, 상기 제 2 실에 유체를 유입시키는 유입 포트와, 상기 제 2 실로부터 유체를 유출시키는 유출 포트를 갖고, 상기 유출 포트는, 주위에 밸브 시트가 형성된 개구를 갖고, 상기 다이아프램은, 상기 밸브 시트에 착좌 (着座) 또는 이간되어, 상기 유출 포트를 개폐하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 내부에 공간을 형성하는 케이스에, 상기 공간을 제 1 실과 제 2 실로 나누는 다이아프램을 고정시키는 다이아프램의 고정 방법으로서, 상기 케이스는, 상기 제 1 실측을 형성하는 제 1 오목부를 갖는 제 1 프레임과, 상기 제 2 실측을 형성하는 제 2 오목부를 갖는 제 2 프레임을 구비하고, 상기 제 1 프레임은, 상기 제 2 프레임에 대향하는 제 1 프레임 본체와, 상기 제 1 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 2 프레임측으로 연장되는 복수의 제 1 아암부를 갖고, 상기 제 2 프레임은, 상기 제 1 프레임에 대향하는 제 2 프레임 본체와, 상기 제 2 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 1 프레임측으로 연장되는 복수의 제 2 아암부를 갖고, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 끼워 맞추는 프레임 끼워 맞춤 공정과, 상기 다이아프램의 둘레 가장자리부를, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임 사이에서 압축하여 유지하는 다이아프램 유지 공정과, 상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부를 상기 케이스의 외측에서 체결 도구를 장착하여, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 단단히 조이는 체결 도구 장착 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 내부에 공간을 형성하는 케이스에 공간을 제 1 실과 제 2 실로 나누는 다이아프램을 고정시키는 다이아프램의 고정 구조로서, 케이스가, 제 1 실측을 형성하는 제 1 오목부를 갖는 제 1 프레임과, 제 2 실측을 형성하는 제 2 오목부를 갖는 제 2 프레임을 구비한다. 다이아프램의 둘레 가장자리부는, 제 1 프레임과 제 2 프레임의 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임과 제 2 프레임 사이에서 압축되어 유지된다. 이로써, 다이아프램의 둘레 가장자리부에서의 피처리 유체의 리크가 억제된다.
제 1 프레임은, 제 2 프레임에 대향하는 제 1 프레임 본체와, 제 1 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 제 2 프레임측으로 연장되는 복수의 제 1 아암부를 갖고, 제 2 프레임은, 제 1 프레임에 대향하는 제 2 프레임 본체와, 제 2 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 제 1 프레임측으로 연장되는 복수의 제 2 아암부를 갖는다. 또한 본 다이아프램의 고정 구조는, 제 1 아암부와 제 2 아암부를 케이스의 외측에서 단단히 조이는 체결 도구를 구비므로, 제 1 프레임과 제 2 프레임의 강고한 끼워 맞춤 상태가 실현된다. 따라서, 다이아프램의 고정 구조의 부품 점수를 삭감함과 함께, 조립을 용이하게 하여, 비용 절감을 도모하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다이아프램 펌프는, 상기 다이아프램의 고정 구조를 구비하고, 제 1 프레임의 제 1 실에는, 제 1 포트를 개재하여, 다이아프램을 구동시키기 위한 유체가 공급되고, 제 2 프레임의 제 2 실에는, 제 2 포트를 개재하여, 피처리 유체가 유출입한다. 이로써, 간소하고 또한 저렴한 구성의 다이아프램 펌프로, 피처리 유체를 정확한 분량으로 송출하는 것이 가능해진다.
본 발명의 밸브 장치는, 상기 다이아프램의 고정 구조를 구비하고, 제 1 프레임의 제 1 실에는, 다이아프램을 구동시키기 위한 구동 수단이 형성되고, 제 2 프레임은, 상기 제 2 실에 유체를 유입시키는 유입 포트와, 상기 제 2 실로부터 유체를 유출시키는 유출 포트를 갖는다. 유출 포트는, 주위에 밸브 시트가 형성된 개구를 갖고, 다이아프램은, 밸브 시트에 착좌 또는 이간되어, 유출 포트를 개폐한다. 이로써, 간소하고 또한 저렴한 구성의 밸브 장치로, 피처리 유체를 정확한 분량으로 송출하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다이아프램의 고정 방법은, 제 1 프레임과 제 2 프레임을 끼워 맞추는 프레임 끼워 맞춤 공정을 포함한다. 이로써, 제 1 프레임과 제 2 프레임이 충분한 힘으로 강고하게 끼워 맞춰진다. 또한 본 고정 방법은, 다이아프램의 둘레 가장자리부를 제 1 프레임과 제 2 프레임 사이에서 압축하여 유지하는 다이아프램 유지 공정을 포함하므로, 다이아프램의 둘레 가장자리부에서의 피처리 유체의 리크가 억제된다. 또한 본 고정 방법은, 케이스의 외측에서 체결 도구를 장착하여, 제 1 프레임과 제 2 프레임을 단단히 조여 강고한 끼워 맞춤 상태를 실현하는 체결 도구 장착 공정을 포함하므로, 제 1 프레임과 제 2 프레임이 강고하게 일체화되어, 다이아프램의 둘레 가장자리부에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 다이아프램 펌프를 구비한 분석 장치의 일부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2 는, 도 1 의 다이아프램 펌프의 사시도이다.
도 3 은, 도 2 의 다이아프램 펌프의 평면도이다.
도 4 는, 도 3 의 다이아프램의 A-A 선 단면도이다.
도 5 는, 도 3 의 다이아프램의 B-B 선 단면도이다.
도 6 은, 도 2 의 다이아프램 펌프의 조립 사시도이다.
도 7 은, 도 6 의 제 1 케이스 또는 제 2 케이스의 사시도이다.
도 8 은, 도 6 의 다이아프램의 단면도이다.
도 9 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 밸브 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 도 9 의 솔레노이드 코일에 통전된 상태의 밸브 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11 은, 도 9 의 케이스의 사시도이다.
도 12 는, 도 11 의 케이스의 조립 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태가 도면에 기초하여 설명된다.
(제 1 실시형태)
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 다이아프램 펌프 (1) 의 개략 구성이 나타나 있다. 다이아프램 펌프 (1) 는, 시료 등의 피처리 유체를 정량으로 송출한다. 다이아프램 펌프 (1) 는, 내부에 공간 (20) 을 형성하는 케이스 (2) 와, 공간 (20) 을 제 1 실 (21) 과 제 2 실 (22) 로 나누는 다이아프램 (3) 을 가지고 있다. 기체 등의 유체가 제 1 실 (21) 에 충전되고 배출됨으로써, 피처리 유체가 제 2 실 (22) 로부터 송출된다.
즉, 제 1 실 (21) 에 충전되고, 배출되는 기체에 의해 다이아프램 (3) 이 구동되어 변형됨으로써, 정량의 유체가 제 2 실 (22) 로부터 송출된다. 송출되는 유체의 체적은, 공간 (20) 의 용적 및 공간 (20) 내에서 차지하는 다이아프램 (3) 의 체적 등에 의해 정해진다.
도 2 및 3 에는, 다이아프램 펌프 (1) 의 외관이 나타나 있다. 도 4 및 도 5 에는, 도 3 에서 나타내는 다이아프램 펌프 (1) 의 A-A 선 단면 및 B-B 선 단면도가 나타나 있다. 도 6 에는, 다이아프램 펌프 (1) 의 조립 사시도가 나타나 있다. 다이아프램 (3) 은, 고정 구조 (4) 에 의해 케이스 (2) 에 고정되어 있다.
다이아프램 펌프 (1) 의 케이스 (2) 는, 제 1 오목부 (50) 를 갖는 제 1 프레임 (5) 과, 제 2 오목부 (60) 를 갖는 제 2 프레임 (6) 을 구비하고 있다. 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 은, 서로 끼워 맞춰지고, 체결 도구 (7) 를 개재하여, 강고한 끼워 맞춤 상태가 실현되고 있다. 제 1 오목부 (50) 는, 제 1 실 (21) 측의 공간 (20a) 을 형성한다. 제 2 오목부 (60) 는, 제 2 실 (22) 측의 공간 (20b) 을 형성한다. 제 1 오목부 (50) 와 제 2 오목부 (60) 는, 서로 대향하여 배치되어 있다. 제 1 오목부 (50) 및 제 2 오목부 (60) 는, 유발상으로 형성되어 있다.
제 1 프레임 (5) 및 제 2 프레임 (6) 을 구성하는 재료는, 내약품성 등을 고려하여 설정되어 있다. 예를 들어, PP (폴리프로필렌), POM (폴리아세탈), PEEK (폴리에테르에테르케톤), PPS (폴리페닐렌술파이드) 또는 PTFE (폴리테트라플루오로틸렌) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 은, 접착 등을 수반하지 않고, 기계적인 끼워 맞춤에 의해 접합되어 있으므로, 난접착 재료를 적용할 수 있어, 재료 선택의 자유도가 높아진다.
도 4 및 5 에 나타낸 바와 같이, 다이아프램 (3) 은, 공간 (20) 을 제 1 실 (21) 과 제 2 실 (22) 로 나누는 막부 (31) 와, 막부 (31) 의 외주 가장자리에 형성되어 있는 둘레 가장자리부 (32) 를 가지고 있다. 둘레 가장자리부 (32) 는, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 에 의해 협지되어 있다. 막부 (31) 가 탄성 변형됨으로써, 제 1 실 (21) 및 제 2 실 (22) 의 용적이 교대로 증감한다.
다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 는, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 의 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 사이에서 압축되어 유지되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 억제된다.
다이아프램 (3) 은, 예를 들어, 고무 성분으로서, 에틸렌-프로필렌-디엔 (EPDM), 불소계 고무 (FKM, FPM, FFKM), 수소화니트릴 고무 (HNBR), 부틸렌계 고무 (IIR) 또는 실리콘 고무 (VMQ) 의 1 종 이상을 함유하고 있는 탄성 재료에 의해 구성되어 있다. 폴리머 주사슬에 이중 결합을 함유하는 고무 재료를 사용한 경우, 장기간에 걸친 사용시에, 폴리머 주사슬이 절단되어, 다이아프램 (3) 의 내구성능을 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 상기 고무 성분 중에서는, 가스 배리어성, 내열성, 내약품성 및 제조 비용의 관점에서, 특히 에틸렌-프로필렌-디엔이 바람직하다.
도 7 은, 제 1 프레임 (5) 을 나타내고 있다. 도 2, 3, 5 및 7 등에 나타낸 바와 같이, 제 1 프레임 (5) 은, 상기 제 1 오목부 (50) 와, 제 2 프레임 (6) 에 대향하는 제 1 프레임 본체 (51) 와, 제 2 프레임 (6) 을 고정 상태로 유지하는 제 1 아암부 (52) 를 가지고 있다. 제 1 오목부 (50) 는, 다이아프램을 간격을 두고 제 1 프레임 본체 (51) 의 제 2 프레임 (6) 에 대향하는 내단면에 형성되어 있다. 제 1 프레임 본체 (51) 는, 개략 원주상으로 형성되어 있다. 제 1 아암부 (52) 는, 제 1 프레임 본체 (51) 의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 복수 형성되어 있다.
도 6, 7 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 은, 동일한 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 을 동일한 금형에 의해 제조할 수 있어, 다이아프램 펌프 (1) 의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
제 2 프레임 (6) 은, 제 1 프레임 (5) 에 대향하는 제 2 프레임 본체 (61) 와, 제 1 프레임 (5) 을 고정 상태로 유지하는 제 2 아암부 (62) 를 가지고 있다. 제 2 프레임 본체 (61) 의 제 1 프레임 (5) 에 대향하는 내단면에는, 제 2 오목부 (60) 가 형성되어 있다. 제 2 프레임 본체 (61) 는, 개략 원주상으로 형성되어 있다. 제 2 아암부 (62) 는, 제 2 프레임 본체 (61) 의 외측 가장자리에 간헐적으로 복수 형성되어 있다.
상기 서술한 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 의 끼워 맞춤시에, 제 1 아암부 (52) 와 제 2 프레임 (6) 사이에 발생하는 마찰력에 의해, 제 2 프레임 (6) 이 고정 상태로 유지된다. 나아가서는, 제 2 아암부 (62) 와 제 1 프레임 (5) 사이에 발생하는 마찰력에 의해, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 의 강고한 끼워 맞춤 상태가 실현된다.
제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에는, 케이스 (2) 의 외측에서 체결 도구 (7) 가 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 체결 도구 (7) 로서, 탄성 변형 가능한 금속으로 이루어지는 스냅 링이 적용되어 있다. 체결 도구 (7) 는, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에 자유롭게 탈착할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 체결 도구 (7) 가 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에 장착되면, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 가 체결 도구 (7) 에 의해 단단히 조여져, 제 1 프레임 (5) 이 고정 상태로 유지된다. 이로써, 나사 및 너트를 체결하지 않고, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 이 끼워 맞춰져 일체화된다. 따라서, 다이아프램 (3) 의 고정 구조 (4) 의 부품 점수를 삭감함과 함께, 조립을 용이하게 하여, 비용 절감을 도모하는 것이 가능해진다. 나아가서는, 다이아프램 펌프 (1) 의 구성을 간소하고 또한 저렴한 것으로 하는 것이 가능해진다.
제 1 아암부 (52) 에는, 체결 도구 (7) 의 위치를 유지하기 위한 위치 어긋남 방지 수단 (53) 이 형성되어 있다. 위치 어긋남 방지 수단 (53) 은, 각 제 1 아암부 (52) 에 형성된 체결 도구 (7) 보다 제 2 프레임 본체 (61) 측에서 케이스 (2) 의 외방으로 장출되는 제 1 고정 돌기 (54) 를 포함하고 있다. 제 1 아암부 (52) 에 제 1 고정 돌기 (54) 가 형성됨으로써, 제 1 아암부 (52) 의 외측은 계단상으로 형성되어 있다. 제 1 아암부 (52) 의 내측도 계단상으로 형성되어 있다.
동일하게, 제 2 아암부 (62) 에는, 체결 도구 (7) 의 위치를 유지하기 위한 위치 어긋남 방지 수단 (63) 이 형성되어 있다. 위치 어긋남 방지 수단 (63) 은, 각 제 2 아암부 (62) 에 형성된 체결 도구 (7) 보다 제 1 프레임 본체 (51) 측에서 케이스 (2) 의 외방으로 장출되는 제 2 고정 돌기 (64) 를 포함하고 있다. 제 2 아암부 (62) 에 제 2 고정 돌기 (64) 가 형성됨으로써, 제 2 아암부 (62) 의 외측은 계단상으로 형성되어 있다. 제 2 아암부 (62) 의 내측도 계단상으로 형성되어 있다.
케이스 (2) 에 체결 도구 (7) 가 장착됨으로써, 체결 도구 (7) 는, 제 1 고정 돌기 (54) 를 제 1 아암부 (52) 의 선단 방향으로 탄성 지지함과 함께, 제 2 고정 돌기 (64) 를 제 2 아암부 (62) 의 선단 방향으로 탄성 지지한다. 이로써, 제 1 프레임 본체 (51) 와 제 2 프레임 본체 (61) 가 밀착되어, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 가 제 1 프레임 본체 (51) 및 제 2 프레임 본체 (61) 에 의해 압축 상태로 협지된다. 따라서, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 한층 억제된다.
위치 어긋남 방지 수단 (53, 63) 의 형태는, 상기 서술한 제 1 고정 돌기 (54), 제 2 고정 돌기 (64) 에 한정되지 않고, 체결 도구 (7) 의 위치를 유지하기 위한 기능을 갖는 형태이면 된다. 예를 들어, 위치 어긋남 방지 수단 (53, 63) 은, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 의 외주면을, 케이스 (2) 의 외측 가장자리를 따라 연장하는 환상 홈 (도시 생략) 이어도 된다. 이러한 환상 홈에 의해서도, 체결 도구 (7) 의 위치가 유지됨과 함께, 체결 도구 (7) 가 발생하는 탄성력에 의해, 제 1 프레임 본체 (51) 와 제 2 프레임 본체 (61) 의 밀착성이 높아져, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 한층 억제된다.
도 4, 7 에 나타낸 바와 같이, 제 1 프레임 (5) 에는, 제 1 실 (21) 에 연통되는 제 1 포트 (57) 가 형성되어 있다. 제 1 포트 (57) 의 선단부에는, 배관 (도시 생략) 을 접속하기 위한 니플 (58) 이 형성되어 있다. 제 1 실 (21) 에는, 배관 및 제 1 포트 (57) 를 개재하여, 다이아프램 (3) 을 구동시키기 위한 기체가 유입출된다. 또한, 제 1 아암부 (52) 는, 니플 (58) 과의 간섭을 회피하여 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 제 1 포트 (57) 는, 원주상의 제 1 프레임 (5) 의 단면을 따라 연장되어, 측면에 형성되어 있는 니플 (58) 에 연통되어 있지만, 제 1 포트 (57) 는, 원주상의 제 1 프레임 (5) 의 단면을 향하여 연장되는 형태이어도 된다. 이 경우, 니플 (58) 은, 제 1 프레임 (5) 의 단면에 형성된다.
도 4, 7 에 나타낸 바와 같이, 제 2 프레임 (6) 에는, 제 2 실 (22) 에 연통되는 제 2 포트 (67) 가 형성되어 있다. 제 2 포트 (67) 의 선단부에는, 배관 (도시 생략) 을 접속하기 위한 니플 (68) 이 형성되어 있다. 제 2 실 (22) 에는, 배관 및 제 2 포트 (67) 를 개재하여, 피처리 유체가 유입출된다. 또한, 제 2 아암부 (62) 는, 니플 (68) 과의 간섭을 회피하여 형성되어 있다. 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 은, 니플 (58) 과 니플 (68) 이 평면에서 보았을 때 겹치도록 위치를 맞춰 끼워 맞춰진다.
본 실시형태에서는, 제 2 포트 (67) 는, 원주상의 제 2 프레임 (6) 의 단면을 따라 연장되어, 측면에 형성되어 있는 니플 (68) 에 연통되어 있지만, 제 2 포트 (67) 는, 원주상의 제 2 프레임 (6) 의 단면을 향하여 연장되는 형태이어도 된다. 이 경우, 니플 (68) 은, 제 2 프레임 (6) 의 단면에 형성된다.
도 2, 6 에 나타낸 바와 같이, 제 1 아암부 (52) 와 제 2 아암부 (62) 는, 케이스 (2) 의 외주를 따라 교대로 형성되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 를 균등하게 압축하는 것이 가능해져, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
또한 본 실시형태에서는, 제 1 아암부 (52) 와 제 2 아암부 (62) 가 케이스 (2) 의 외주를 따라 연속해서 형성되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 를 충분한 힘으로 균등하게 압축하는 것이 가능해져, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
도 6, 7 에 나타낸 바와 같이, 제 1 프레임 (5) 의 이웃하는 제 1 아암부 (52) 의 사이에는, 제 3 오목부 (59) 가 형성되어 있다. 제 3 오목부 (59) 는, 제 2 프레임 (6) 의 제 2 아암부 (62) 에 대응하는 형상으로 계단상으로 형성되어 있다. 제 3 오목부 (59) 는, 제 2 프레임 (6) 의 제 2 아암부 (62) 와 끼워 맞춰진다. 상기 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 이 보다 한층 강고하게 끼워 맞춰져 일체화된다. 따라서, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
한편, 제 2 프레임 (6) 의 이웃하는 제 2 아암부 (62) 의 사이에는, 제 4 오목부 (69) 가 형성되어 있다. 제 4 오목부 (69) 는, 제 1 프레임 (5) 의 제 1 아암부 (52) 에 대응하는 형상으로 계단상으로 형성되어 있다. 제 4 오목부 (69) 는, 제 1 프레임 (5) 의 제 1 아암부 (52) 와 끼워 맞춰진다. 상기 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 이 보다 한층 강고하게 끼워 맞춰져 일체화된다. 따라서, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
도 8 은, 다이아프램 (3) 의 A-A 선 단면을 나타내고 있다. 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 는, 막부 (31) 보다 두께가 큰 후육부 (33) 가 연속해서 형성되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3) 의 내구성을 충분히 확보한 후에, 제 1 프레임 (5) 및 제 2 프레임 (6) 이, 후육부 (33) 에 충분한 압력을 가하여 다이아프램 (3) 을 유지할 수 있어, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
도 7 에 나타낸 바와 같이, 제 1 프레임 (5) 에는, 후육부 (33) 가 끼워 맞춰지는 오목홈 (55) 이 형성되어 있다. 동일하게, 제 2 프레임 (6) 에는, 후육부 (33) 가 끼워 맞춰지는 오목홈 (65) 이 형성되어 있다. 오목홈 (55) 과 오목홈 (65) 의 깊이의 합계는, 후육부 (33) 의 두께보다 작게 설정되어 있다. 이와 같은 오목홈 (55 및 65) 에 의해, 후육부 (33) 가 적당히 압축되어, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다. 또, 오목홈 (55 및 65) 은, 다이아프램 (3) 을 제 1 프레임 (5) 및 제 2 프레임 (6) 의 내부에 장착할 때에 위치 결정용의 홈으로서 기능하여, 다이아프램 펌프 (1) 의 생산 효율을 높인다.
이하, 본 실시형태의 케이스 (2) 에, 다이아프램 (3) 을 고정시키는 다이아프램의 고정 방법에 대해 도 6 을 참조하여 설명한다. 다이아프램의 고정 방법은, 프레임 끼워 맞춤 공정과, 다이아프램 유지 공정과, 체결 도구 장착 공정을 포함한다.
프레임 끼워 맞춤 공정에서는, 다이아프램 (3) 을 개재하여 제 1 오목부 (50) (도 5 등 참조) 와 제 2 오목부 (60) 가 마주보게 되고, 제 1 아암부 (52) 와 제 2 아암부 (62) 가 케이스 (2) 의 외측 가장자리를 따라 교대로 배치되면서, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 이 끼워 맞춰진다. 다이아프램 유지 공정에서는, 다이아프램 (3) 의 둘레 가장자리부 (32) 가, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 사이에서 압축되어 유지된다. 그 후, 체결 도구 장착 공정에서는, 체결 도구 (7) 가, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에 케이스 (2) 의 외측에서 장착된다. 이로써, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 가 체결 도구 (7) 에 의해 단단히 조여져, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 의 강고한 끼워 맞춤 상태가 실현되어, 제 1 프레임 (5) 과 제 2 프레임 (6) 이 강고하게 일체화된다.
(제 2 실시형태)
도 9 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 밸브 장치를 나타내고 있다. 밸브 장치 (8) 는, 내부에 공간 (20A) 을 형성하는 케이스 (2A) 와, 공간 (20A) 을 제 1 실 (21A) 와 제 2 실 (22A) 로 나누는 다이아프램 (3A) 을 가지고 있다. 다이아프램 (3A) 은, 고정 구조 (4A) 에 의해 케이스 (2A) 에 고정되어 있다.
케이스 (2A) 는, 제 1 오목부 (50A) 를 갖는 제 1 프레임 (5A) 과, 제 2 오목부 (60A) 를 갖는 제 2 프레임 (6A) 을 구비하고 있다. 제 1 오목부 (50A) 는, 제 1 실 (21A) 측의 공간을 형성한다. 제 2 오목부 (60A) 는, 제 2 실 (22A) 측의 공간을 형성한다.
다이아프램 (3A) 은, 공간 (20A) 을 제 1 실 (21A) 과 제 2 실 (22A) 로 나누는 막부 (31A) 와, 막부 (31A) 의 외주 가장자리에 형성되어 있는 둘레 가장자리부 (32A) 를 가지고 있다. 둘레 가장자리부 (32A) 는, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 에 의해 협지되어 있다. 막부 (31A) 가 탄성 변형됨으로써, 다이아프램 (3A) 은 요동 가능한 것이 된다.
다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 는, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 의 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 사이에서 압축되어 유지되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 억제된다.
제 1 프레임 (5A) 및 제 2 프레임 (6A) 을 구성하는 재료는, 제 1 실시형태의 제 1 프레임 (5) 및 제 2 프레임 (6) 과 동일하다. 다이아프램 (3A) 을 구성하는 재료에 대해서도, 제 1 실시형태의 다이아프램 (3) 과 동일하다.
제 1 프레임 (5A) 의 제 1 오목부 (50A) 즉 제 1 실 (21A) 에는, 다이아프램 (3A) 을 구동시키는 구동 수단 (80) 이 형성되어 있다. 다이아프램 (3A) 은, 구동 수단 (80) 에 의해 구동되어 요동된다. 구동 수단 (80) 은, 다이아프램 (3A) 과 일체로 요동되는 요동 부재 (81) 와, 요동 부재 (81) 의 일단부를 가압하는 제 1 플런저 (가동 철심) (82) 와, 요동 부재 (81) 의 타단부를 가압하는 제 2 플런저 (83) 등을 가지고 있다. 요동 부재 (81) 는, 공간 (20A) 에 수용되어 있다. 요동 부재 (81) 는, 축 부재 (81a) 에 의해, 자유롭게 회동 (回動) 할 수 있도록 지지되어 있다. 축 부재 (81a) 의 양단은, 제 1 프레임 (5A) 에 지지되어 있다.
제 1 플런저 (82) 는, 제 1 코일 스프링 (84), 솔레노이드 코일 (85) 및 고정 철심 (86) 에 의해 구동되고, 그 구동력을 요동 부재 (81) 에 전달한다. 제 2 플런저 (83) 는, 제 2 코일 스프링 (87) 에 의해 구동되고, 그 구동력을 요동 부재 (81) 에 전달한다. 제 1 코일 스프링 (84) 의 스프링 하중은, 제 2 코일 스프링 (87) 의 스프링 하중보다 크게 설정되어 있다. 제 1 플런저 (82) 및 제 2 플런저 (83) 에 의해 전달된 구동력을 받아, 요동 부재 (81) 및 다이아프램 (3A) 은, 축 부재 (81a) 를 회전축으로 하여 시소상으로 회동한다.
제 2 프레임 (6A) 은, 제 2 실 (22A) 에 유체를 유입시키는 유입 포트 (Common 포트) (71) 와, 제 2 실 (22A) 로부터 유체를 유출시키는 NC (Normally Close) 유출 포트 (72) 및 NO (Normally Open) 유출 포트 (73) 를 가지고 있다. NC 유출 포트 (72) 는, 주위에 밸브 시트 (72a) 가 형성된 개구 (72b) 를 가지고 있다. 다이아프램 (3A) 은, 밸브 시트 (72a) 에 착좌 또는 이간되어, NC 유출 포트 (72) 를 개폐한다. NO 유출 포트 (73) 는, 주위에 밸브 시트 (73a) 가 형성된 개구 (73b) 를 가지고 있다. 다이아프램 (3A) 은, 밸브 시트 (73a) 에 착좌 또는 이간되어, NO 유출 포트 (73) 를 개폐한다. 요동 부재 (81) 가 회동함으로써, NC 유출 포트 (72) 또는 NO 유출 포트 (73) 중 어느 일방의 포트가 폐쇄되고 타방의 포트가 개방된다. 이로써, 각 포트가 교대로 개폐된다. 본 실시형태에 관련된 밸브 장치 (8) 는, 구동 수단 (80) 의 솔레노이드 코일 (85) 이 발생하는 전자력에 의해 다이아프램 (3A) 을 구동시켜, NC 유출 포트 (72) 및 NO 유출 포트 (73) 를 개폐하여 유로를 전환하는, 이른바 전자 밸브이다.
이하, 밸브 장치 (8) 의 개폐 동작이 설명된다. 유입 포트 (71) 는, 항상 개방되어 있고, 유입 포트 (71) 로부터 제 2 실 (22A) 내로 유체가 공급된다. 앞에서 서술한 바와 같이, 제 1 코일 스프링 (84) 의 스프링 하중은, 제 2 코일 스프링 (87) 의 스프링 하중보다 크기 때문에, 제 1 코일 스프링 (84) 이 발생하는 탄성력은, 제 2 코일 스프링 (87) 이 발생하는 탄성력보다 크다. 그 때문에, 통상시에 있어서는, 요동 부재 (81) 및 다이아프램 (3A) 의 자세는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 도면 중 반시계 방향으로 회동된 자세로 유지되어, NC 유출 포트 (72) 가 폐쇄되고, NO 유출 포트 (73) 가 개방된다. 이에 수반하여, 화살표 A 로 나타낸 바와 같이, 유입 포트 (71) 로부터 제 2 실 (22A) 로 흘러들어간 유체는, NO 유출 포트 (73) 로부터 송출된다.
도 10 은, 솔레노이드 코일 (85) 에 통전된 상태의 밸브 장치 (8) 를 나타내고 있다. 솔레노이드 코일 (85) 에 소정의 전류가 흐르면, 그 전자력에 의해 제 1 플런저 (82) 가 제 1 코일 스프링 (84) 을 압축하는 방향으로 이동한다. 이 때, 제 2 플런저 (83) 가 요동 부재 (81) 를 가압하고 있으므로, 요동 부재 (81) 및 다이아프램 (3A) 이 시계 방향으로 회동되어, NO 유출 포트 (73) 가 폐쇄되고, NC 유출 포트 (72) 가 개방된다. 이에 수반하여, 화살표 B 로 나타낸 바와 같이, 유입 포트 (71) 로부터 제 2 실 (22A) 로 흘러들어간 유체는, NC 유출 포트 (72) 로부터 송출된다.
도 11 은, 밸브 장치 (8) 에 구비되는 케이스 (2A) 의 사시도를 나타내고 있다. 도 12 는, 케이스 (2) 와 다이아프램 (3A) 의 조립 사시도를 나타내고 있다. 제 1 프레임 (5A) 은, 상기 제 1 오목부 (50A) 와, 제 2 프레임 (6A) 에 대향하는 제 1 프레임 본체 (51A) 와, 제 2 프레임 (6A) 을 고정 상태로 유지하는 제 1 아암부 (52A) 를 가지고 있다. 도 9 에 나타낸 바와 같이, 제 1 오목부 (50A) 는, 제 1 프레임 본체 (51A) 의 제 2 프레임 (6A) 에 대향하는 내단면에 형성되어 있다. 제 1 아암부 (52A) 는, 제 1 프레임 본체 (51A) 의 외측 가장자리를 따라 복수 형성되어 있다. 제 2 프레임 (6A) 은, 제 1 프레임 (5A) 에 대향하는 제 2 프레임 본체 (61A) 와, 제 1 프레임 (5A) 을 고정 상태로 유지하는 제 2 아암부 (62A) 를 가지고 있다. 제 2 프레임 본체 (61A) 의 제 1 프레임 (5A) 에 대향하는 내단면에는, 제 2 오목부 (60A) 가 형성되어 있다. 제 2 아암부 (62A) 는, 제 2 프레임 본체 (61A) 의 외측 가장자리를 따라 복수 형성되어 있다.
상기 서술한 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 의 끼워 맞춤시에, 제 1 아암부 (52A) 와 제 2 프레임 (6A), 제 2 프레임 (6A) 이 고정 상태로 유지된다. 또한 제 2 아암부 (62A) 와 제 1 프레임 (5A) 사이에 발생하는 마찰력에 의해, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 의 강고한 끼워 맞춤 상태가 실현된다.
제 1 아암부 (52A) 및 제 2 아암부 (62A) 에는, 케이스 (2A) 의 외측에서 체결 도구 (7A) 가 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 체결 도구 (7A) 로서, 탄성 변형 가능한 금속으로 이루어지는 스냅 링이 적용되어 있다. 체결 도구 (7A) 는, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에 자유롭게 탈착할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 체결 도구 (7A) 가 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에 장착되면, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 가 체결 도구 (7A) 에 의해 단단히 조여져, 제 1 프레임 (5A) 이 고정 상태로 유지된다. 이로써, 나사 및 너트를 체결하지 않고, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 이 끼워 맞춰져 일체화된다. 따라서, 다이아프램 (3A) 의 고정 구조 (4A) 의 부품 점수를 삭감함과 함께, 조립을 용이하게 하여, 비용 절감을 도모하는 것이 가능해진다. 나아가서는, 밸브 장치 (8) 의 구성을 간소하고 또한 저렴한 것으로 하는 것이 가능해진다. 본 실시형태에서는, 제 1 아암부 (52) 및 제 2 아암부 (62) 에 대한 장착의 용이성을 고려하여, 2 분할된 1 쌍의 체결 도구 (7A) 가 적용되어 있지만, 일체적으로 형성된 환상의 체결 도구이어도 된다.
제 1 아암부 (52A) 에는, 체결 도구 (7A) 의 위치를 유지하기 위한 위치 어긋남 방지 수단 (53A) 이 형성되어 있다. 위치 어긋남 방지 수단 (53A) 은, 각 제 1 아암부 (52A) 에 형성된 체결 도구 (7A) 보다 제 2 프레임 본체 (61A) 측에서 케이스 (2A) 의 외방으로 장출되는 제 1 고정 돌기 (54A) 를 포함하고 있다. 제 1 아암부 (52A) 에 제 1 고정 돌기 (54A) 가 형성됨으로써, 제 1 아암부 (52A) 의 외측은 계단상으로 형성되어 있다. 제 1 아암부 (52A) 의 내측도 계단상으로 형성되어 있다.
동일하게, 제 2 아암부 (62A) 에는, 체결 도구 (7A) 의 위치를 유지하기 위한 위치 어긋남 방지 수단 (63A) 이 형성되어 있다. 위치 어긋남 방지 수단 (63A) 은, 각 제 2 아암부 (62A) 에 형성된 체결 도구 (7A) 보다 제 1 프레임 본체 (51A) 측에서 케이스 (2A) 의 외방으로 장출되는 제 2 고정 돌기 (64A) 를 포함하고 있다. 제 2 아암부 (62A) 에 제 2 고정 돌기 (64A) 가 형성됨으로써, 제 2 아암부 (62A) 의 외측은 계단상으로 형성되어 있다. 제 2 아암부 (62A) 의 내측도 계단상으로 형성되어 있다.
케이스 (2A) 에 체결 도구 (7A) 가 장착됨으로써, 체결 도구 (7A) 는, 제 1 고정 돌기 (54A) 를 제 1 아암부 (52A) 의 선단 방향으로 탄성 지지함과 함께, 그 반작용으로, 제 2 고정 돌기 (64A) 를 제 2 아암부 (62A) 의 선단 방향으로 탄성 지지한다. 이로써, 제 1 프레임 본체 (51A) 와 제 2 프레임 본체 (61A) 가 밀착되어, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 가 제 1 프레임 본체 (51A) 및 제 2 프레임 본체 (61A) 에 의해 압축 상태로 협지된다. 따라서, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 한층 억제된다.
도 12 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 위치 어긋남 방지 수단 (53A) 으로서, 제 1 프레임 본체 (51A) 의 외측 가장자리에, 제 3 오목부 (56A) 가 형성되어 있다. 동일하게 위치 어긋남 방지 수단 (63A) 으로서, 제 2 프레임 본체 (61A) 의 외측 가장자리에, 제 4 오목부 (66A) 가 형성되어 있다. 제 3 오목부 (56A) 및 제 4 오목부 (66A) 에는, 체결 도구 (7A) 의 선단부에 내방으로 돌출되어 형성되어 있는 볼록부 (70A) 가 끼워 맞춰진다. 제 3 오목부 (56A) 및 제 4 오목부 (66A) 와 볼록부 (70A) 의 끼워 맞춤에 의해, 체결 도구 (7A) 의 위치 어긋남 및 이탈이 방지된다.
위치 어긋남 방지 수단 (53A) 의 형태는, 상기 서술한 제 1 고정 돌기 (54A), 제 3 오목부 (56A) 에 한정되지 않고, 체결 도구 (7A) 의 위치를 유지하기 위한 기능을 갖는 형태이면 된다. 동일하게, 위치 어긋남 방지 수단 (63A) 의 형태도, 상기 서술한 제 2 고정 돌기 (64A), 제 4 오목부 (66A) 에 한정되지 않고, 체결 도구 (7A) 의 위치를 유지하기 위한 기능을 갖는 형태이면 된다. 예를 들어, 위치 어긋남 방지 수단 (53A, 63A) 은, 제 1 아암부 (52A) 및 제 2 아암부 (62A) 의 외주면을, 케이스 (2A) 의 외측 가장자리를 따라 연장하는 환상 홈 (도시 생략) 이어도 된다. 이러한 환상 홈에 의해서도, 체결 도구 (7A) 의 위치가 유지됨과 함께, 체결 도구 (7A) 가 발생하는 탄성력에 의해, 제 1 프레임 본체 (51A) 와 제 2 프레임 본체 (61A) 의 밀착성이 높아져, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 한층 억제된다.
제 1 아암부 (52A) 와 제 2 아암부 (62A) 는, 케이스 (2A) 의 외주를 따라 교대로 형성되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 를 균등하게 압축하는 것이 가능해져, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
또한 본 실시형태에서는, 제 1 아암부 (52A) 와 제 2 아암부 (62A) 가 케이스 (2A) 의 외주를 따라 연속해서 형성되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 를 충분한 힘으로 균등하게 압축하는 것이 가능해져, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
제 1 프레임 (5A) 의 이웃하는 제 1 아암부 (52A) 의 사이에는, 제 5 오목부 (59A) 가 형성되어 있다. 제 5 오목부 (59A) 는, 제 2 프레임 (6A) 의 제 2 아암부 (62A) 에 대응하는 형상으로 계단상으로 형성되어 있다. 제 5 오목부 (59A) 는, 제 2 프레임 (6A) 의 제 2 아암부 (62A) 와 끼워 맞춰진다. 상기 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 이 보다 한층 강고하게 끼워 맞춰져 일체화된다. 따라서, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
한편, 제 2 프레임 (6A) 의 이웃하는 제 2 아암부 (62A) 의 사이에는, 제 6 오목부 (69A) 가 형성되어 있다. 제 6 오목부 (69A) 는, 제 1 프레임 (5A) 의 제 1 아암부 (52A) 에 대응하는 형상으로 계단상으로 형성되어 있다. 제 6 오목부 (69A) 는, 제 1 프레임 (5A) 의 제 1 아암부 (52A) 와 끼워 맞춰진다. 상기 끼워 맞춤에 의해, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 이 보다 한층 강고하게 끼워 맞춰져 일체화된다. 따라서, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 는, 막부 (31A) 보다 두께가 큰 후육부 (33A) 가 연속해서 형성되어 있다. 이로써, 다이아프램 (3A) 의 내구성을 충분히 확보한 후에, 제 1 프레임 (5A) 및 제 2 프레임 (6A) 이, 후육부 (33A) 에 충분한 압력을 가하여 다이아프램 (3A) 을 유지할 수 있어, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 에서의 피처리 유체의 리크가 보다 한층 억제된다.
제 2 프레임 (6A) 에는, 후육부 (33A) 가 끼워 맞춰지는 오목홈 (65A) 이 형성되어 있다.
이하, 본 실시형태의 케이스 (2A) 에, 다이아프램 (3A) 을 고정시키는 다이아프램 (A) 의 고정 방법에 대하여, 도 11 을 참조하여 설명한다. 다이아프램 (3A) 의 고정 방법은, 프레임 끼워 맞춤 공정과, 다이아프램 유지 공정과, 체결 도구 장착 공정을 포함한다.
프레임 끼워 맞춤 공정에서는, 다이아프램 (3A) 을 개재하여 제 1 오목부 (50A) (도 9 등 참조) 와 제 2 오목부 (60A) 가 마주보게 되고, 제 1 아암부 (52A) 와 제 2 아암부 (62A) 가 케이스 (2A) 의 외측 가장자리를 따라 교대로 배치되면서, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 이 끼워 맞춰진다. 다이아프램 유지 공정에서는, 다이아프램 (3A) 의 둘레 가장자리부 (32A) 가, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 사이에서 압축하여 유지된다. 그 후, 체결 도구 장착 공정에서는, 체결 도구 (7A) 가, 제 1 아암부 (52A) 및 제 2 아암부 (62A) 에 케이스 (2A) 의 외측에서 장착된다. 이로써, 제 1 아암부 (52A) 및 제 2 아암부 (62A) 가 체결 도구 (7A) 에 의해 단단히 조여져, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 이 고정 상태로 유지된다. 따라서, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 의 강고한 끼워 맞춤 상태가 실현되어, 제 1 프레임 (5A) 과 제 2 프레임 (6A) 이 강고하게 일체화된다.
이상, 본 발명의 밸브 장치가 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 상기의 구체적인 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 양태로 변경하여 실시된다.
1 다이아프램 펌프
2 케이스
3 다이아프램
4 고정 구조
5 제 1 프레임
6 제 2 프레임
7 체결 도구
8 밸브 장치
20 공간
21 제 1 실
22 제 2 실
32 둘레 가장자리부
33 후육부
50 제 1 오목부
51 제 1 프레임 본체
52 제 1 아암부
53 위치 어긋남 방지 수단
54 제 1 고정 돌기
60 제 2 오목부
61 제 2 프레임 본체
62 제 2 아암부
63 위치 어긋남 방지 수단
64 제 2 고정 돌기
71 유입 포트
72 NC 유출 포트
73 NO 유출 포트
80 구동 수단

Claims (11)

  1. 내부에 공간을 형성하는 케이스에, 상기 공간을 제 1 실과 제 2 실로 나누는 다이아프램을 고정시키는 다이아프램의 고정 구조로서,
    상기 케이스는, 상기 제 1 실측을 형성하는 제 1 오목부를 갖는 제 1 프레임과, 상기 제 2 실측을 형성하는 제 2 오목부를 갖는 제 2 프레임을 구비하고,
    상기 제 1 프레임은, 상기 제 2 프레임에 대향하는 제 1 프레임 본체와, 상기 제 1 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 2 프레임측으로 연장되는 복수의 제 1 아암부를 갖고,
    상기 제 2 프레임은, 상기 제 1 프레임에 대향하는 제 2 프레임 본체와, 상기 제 2 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 1 프레임측으로 연장되는 복수의 제 2 아암부를 갖고,
    상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임의 끼워 맞춤에 의해, 상기 다이아프램의 둘레 가장자리부는, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임 사이에서 압축되어 유지됨과 함께,
    상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부를 상기 케이스의 외측에서 단단히 조이는 체결 도구를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 다이아프램의 고정 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부 및 상기 제 2 아암부에는, 상기 체결 도구의 위치를 유지하기 위한 위치 어긋남 방지 수단이 형성되어 있는 다이아프램의 고정 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 어긋남 방지 수단은, 상기 각 제 1 아암부에 형성된 상기 체결 도구보다 상기 제 2 프레임 본체측에서 케이스 외방으로 장출되는 제 1 고정 돌기와, 상기 각 제 2 아암부에 형성된 상기 체결 도구보다 상기 제 1 프레임 본체측에서 케이스 외방으로 장출되는 제 2 고정 돌기를 포함하는 다이아프램의 고정 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 어긋남 방지 수단은, 상기 제 1 아암부 및 상기 제 2 아암부의 외주면을, 상기 케이스의 외측 가장자리를 따라 연장하는 환상 홈인 다이아프램의 고정 구조.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부가, 상기 케이스의 외측 가장자리를 따라 교대로 형성되어 있는 다이아프램의 고정 구조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부가, 상기 케이스의 외주를 따라 연속해서 형성되어 있는 다이아프램의 고정 구조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이아프램의 상기 둘레 가장자리부는, 두께가 큰 후육부가 연속해서 형성되어 있는 다이아프램의 고정 구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임 및/또는 상기 제 2 프레임에는, 상기 후육부가 배치되는 위치 결정용의 오목홈이 형성되어 있는 다이아프램의 고정 구조.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 다이아프램의 고정 구조를 구비하고,
    상기 제 1 프레임은, 상기 제 1 실에 연통되는 제 1 포트가 형성되고,
    상기 제 2 프레임은, 상기 제 2 실에 연통되는 제 2 포트가 형성되고,
    상기 제 1 실에는, 상기 제 1 포트를 개재하여, 상기 다이아프램을 구동시키기 위한 유체가 공급되고,
    상기 제 2 실에는, 상기 제 2 포트를 개재하여, 피처리 유체가 유출입하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 펌프.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 다이아프램의 고정 구조를 구비하고,
    상기 제 1 프레임의 상기 제 1 실에는, 상기 다이아프램을 구동시키기 위한 구동 수단이 형성되고,
    상기 제 2 프레임은, 상기 제 2 실에 유체를 유입시키는 유입 포트와, 상기 제 2 실로부터 유체를 유출시키는 유출 포트를 갖고,
    상기 유출 포트는, 주위에 밸브 시트가 형성된 개구를 갖고,
    상기 다이아프램은, 상기 밸브 시트에 착좌 또는 이간되어, 상기 유출 포트를 개폐하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  11. 내부에 공간을 형성하는 케이스에, 상기 공간을 제 1 실과 제 2 실로 나누는 다이아프램을 고정시키는 다이아프램의 고정 방법으로서,
    상기 케이스는, 상기 제 1 실측을 형성하는 제 1 오목부를 갖는 제 1 프레임과, 상기 제 2 실측을 형성하는 제 2 오목부를 갖는 제 2 프레임을 구비하고,
    상기 제 1 프레임은, 상기 제 2 프레임에 대향하는 제 1 프레임 본체와, 상기 제 1 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 2 프레임측으로 연장되는 복수의 제 1 아암부를 갖고,
    상기 제 2 프레임은, 상기 제 1 프레임에 대향하는 제 2 프레임 본체와, 상기 제 2 프레임 본체의 외측 가장자리를 따라 간헐적으로 형성되고 또한 상기 제 1 프레임측으로 연장되는 복수의 제 2 아암부를 갖고,
    상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 끼워 맞추는 프레임 끼워 맞춤 공정과,
    상기 다이아프램의 둘레 가장자리부를, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임 사이에서 압축하여 유지하는 다이아프램 유지 공정과,
    상기 제 1 아암부와 상기 제 2 아암부를 상기 케이스의 외측에서 체결 도구를 장착하여, 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 단단히 조이는 체결 도구 장착 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램의 고정 방법.
KR1020167026674A 2014-03-20 2015-01-23 다이아프램의 고정 구조, 그것을 구비한 다이아프램 펌프 및 밸브 장치, 그리고 다이아프램의 고정 방법 KR102339441B1 (ko)

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상기 유체의 리크는, 1 쌍의 프레임이 다이아프램을 압축하는 힘이 전체적 또는 부분적으로 부족한 것에서 기인한다. 그래서, 상기 다이아프램의 고정 구조에서는, 다이아프램을 충분한 힘으로 균등하게 압축하기 위해서, 다수의 나사 및 너트가 사용되고 있다.

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