KR20160089389A

KR20160089389A - 밸브 장치

Info

Publication number: KR20160089389A
Application number: KR1020167014883A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 후타마타; 다케시 이시마루; 고우헤이 모리타
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-07-27
Also published as: EP3076054B1; WO2015079800A1; JP6228439B2; US20160367990A1; KR102241053B1; EP3076054A4; US9802198B2; CN105723135A; JP2015102196A; CN105723135B; EP3076054A1

Abstract

유로 블록(20) 내에 마련되는 오목부(22)와, 오목부(22)를 덮는 것에 의해 유체가 흐르는 밸브실(21)을 형성하는 다이어프램과, 오목부(22)로 개구되고 또한 밸브실(21)로 유체를 유입시키는 유입 포트(23)와, 오목부(22)로 개구되고 또한 밸브실(21)로부터 유체를 유출시키는 NC 유출 포트(24) 및 NO 유출 포트(25)와, 다이어프램을 요동시켜, 다이어프램을, NC 유출 포트(24)의 개구(24a)가 이루는 제1 밸브 시트(24b) 및 NO 유출 포트(25)의 개구(25a)가 이루는 제2 밸브 시트(25b) 중의 어느 것에 밀착시킴으로써, 밸브실(21)의 유체를 다른쪽 유출 포트로부터 유출시킨다. 오목부(22)는, 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)로부터, 유입 포트(23)의 유입 개구(23a)로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)를 갖는다.

Description

밸브 장치{VALVE DEVICE}

본 발명은, 화학 검사 장치, 환경 분석 장치 또는 생명 공학 연구 기기 등의 각종 분석 장치에 사용되는 밸브 장치에 관한 것이다.

상기 각종 분석 장치에 있어서, 측정 정밀도의 향상, 검사 속도의 향상, 검체, 시약의 극소화, 장치의 소형화 등이 중요 과제가 되고 있고, 측정에 이용되는 유체의 유량 제어를 행하는 밸브 장치에 대하여 한층 더 성능을 향상시키는 것이 요구되고 있다. 이러한 밸브 장치에는, 우수한 내약품성 등을 실현하기 위해, 밸브의 개폐 기구로서 다이어프램이 사용되고 있다. 다이어프램은, 밸브실을 구획하는 격벽을 구성하고, 외부로부터 구동력을 받아 유체의 유로를 전환한다.

이 종류의 밸브 장치에 있어서는, 하우징에 유입 포트와 2개의 유출 포트가 밸브실과 연통되도록 마련되고, 다이어프램이 요동함으로써, 어느 한쪽의 유출 포트를 폐쇄함과 함께 다른쪽의 유출 포트를 개방하여, 유체의 유로를 전환한다. 그러나, 유로 전환 동작시에 있어서의 다이어프램의 탄성 변형에 따라, 밸브실의 내부 용적이 변화하고, 이 내부 용적의 변화량(펌핑 볼륨)에 해당하는 유체가 유출 포트로 압출된다. 이 때문에, 유출량의 정밀도를 높이는 것이 어려웠다.

그래서, 종래부터 펌핑 볼륨을 감소시키기 위해, 다이어프램의 신축을 담당하는 막부를 축소시키는 방법이 검토되고 있었다. 그러나, 이러한 방법을 이용하더라도 펌핑 볼륨의 저감이 충분하다고는 할 수 없어, 또 다른 펌핑 볼륨의 저감책이 기대되고 있다. 한편, 전술한 막부의 축소에 따라, 막부에서의 국소적인 신축률이 증대되기 때문에, 다이어프램의 수명이 줄어든다고 하는 문제가 생겨, 새로운 펌핑 볼륨의 저감책이 기대되고 있다.

이러한 배경하에, 하기 특허문헌 1에는, 유입 포트의 면적이 유출 포트의 면적의 2배 이상으로 설정된 밸브 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 제4252512호 공보

그러나, 전술한 밸브 장치에 있어서, 유입 포트의 단면적과 유출 포트의 단면적이 크게 상이하면, 유입 포트 부근을 흐르는 유체와 유출 포트 부근을 흐르는 유체의 사이에서 유량에 차이가 생기기 때문에, 유입 포트로부터 유입시키는 유체의 유량을 제어하는 것에 의해, 유출 포트로부터 유출시키는 유체의 유량을 정밀하게 관리하는 것이 어려웠다.

본 발명은, 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 유입 포트의 단면적과 유출 포트의 단면적을 크게 상이하게 하지 않고 펌핑 볼륨의 저감을 도모하고, 유출량을 정밀하게 제어할 수 있는 밸브 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 케이싱 내에 마련되는 오목부와, 상기 오목부를 덮는 것에 의해 상기 오목부와의 사이에 유체가 흐르는 공간인 밸브실을 형성하는 다이어프램과, 상기 오목부로 개구되고 또한 상기 밸브실로 유체를 유입시키는 유입 포트와, 상기 오목부로 개구되고 또한 상기 밸브실로부터 유체를 유출시키는 유출 포트와, 상기 다이어프램을 요동시켜, 상기 다이어프램을, 상기 유출 포트의 개구가 이루는 밸브 시트에 밀착 또는 격리시킴으로써, 상기 유출 포트를 폐쇄 또는 개방하는 다이어프램 구동 수단을 갖는 밸브 장치로서, 상기 오목부는, 상기 밸브 시트측으로부터, 상기 유입 포트가 상기 밸브실과 연통되는 유입 개구로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 경사부를 가지며, 상기 밸브실은, 상기 유출 포트 및 유입 포트가 나열되는 세로 방향과, 상기 세로 방향 및 상기 깊이 방향과 직교하는 폭 방향을 가지며, 상기 유입 개구의 폭 방향의 양측에 제1 볼록부가 마련됨으로써, 상기 경사부는, 상기 유입 개구로부터 상기 밸브 시트로 갈수록 폭이 점차 증가하는 테이퍼형인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 제1 볼록부는, 상기 밸브실의 폭 방향의 양측으로부터 상기 유입 개구로 갈수록, 상기 유입 개구를 통과하는 평면에 대한 기울기가 점차 증가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 유출 포트는, 제1 유출 포트 및 제2 유출 포트의 2계통이 배치되고, 상기 다이어프램 구동 수단이, 상기 다이어프램을 요동시켜, 상기 다이어프램을, 상기 제1 유출 포트의 개구가 이루는 제1 밸브 시트 또는 상기 제2 유출 포트의 개구가 이루는 제2 밸브 시트 중 어느 한쪽에 밀착시킴으로써, 상기 밸브실의 유체를 상기 제1 유출 포트 또는 상기 제2 유출 포트 중의 다른쪽으로부터 유출시키고, 상기 오목부는, 상기 제1 밸브 시트측으로부터, 상기 유입 포트가 상기 밸브실과 연통되는 유입 개구로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 제1 경사부와, 상기 제2 밸브 시트측으로부터, 상기 유입 개구로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 제2 경사부를 가지며, 상기 제1 유출 포트, 유입 포트 및 제2 유출 포트는 이 순서로 배열되고, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 유입 개구로부터 상기 제1 밸브 시트 및 제2 밸브 시트로 갈수록 폭이 점차 증가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 다이어프램측에서 본 평면도에 있어서, 상기 경사부는 30∼60도의 테이퍼각을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 오목부의 둘레 가장자리에는, 상기 다이어프램과 밀착하여 그 다이어프램을 유지하는 유지면이 형성되고, 상기 제1 볼록부의 상기 유지면으로부터의 깊이는 0 mm보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 경사부에는, 상기 다이어프램측으로 돌출되는 제2 볼록부가 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 유입 개구의 깊이는 상기 밸브 시트의 깊이보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 유입 개구의 깊이와 상기 밸브 시트의 깊이의 차이가 0.3 mm 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 밸브 시트는 상기 다이어프램측으로 돌출되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 경사부는, 상기 유입 개구를 통과하는 평면에 대하여 3도∼15도의 각도로 경사지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 케이싱은, 상기 오목부가 형성되는 제1 블록과, 상기 제1 블록에 고착되어 상기 다이어프램을 유지하는 제2 블록을 포함하고, 상기 제1 블록과 상기 제2 블록의 맞춤면을 기준면으로 했을 때, 상기 밸브 시트의 깊이(DA)는 1.5∼2.5 mm이고, 상기 유입 개구의 깊이(DB)는 2.0∼3.0 mm인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 밸브 장치에 있어서, 상기 다이어프램 구동 수단은, 코일과, 상기 코일에 대한 통전에 의해 상기 다이어프램에 변위를 부여하는 플런저를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 밸브 장치는, 밸브 시트측으로부터 유입 개구로 갈수록 다이어프램으로부터의 깊이가 점차 증가하는 경사부가 오목부에 형성되기 때문에, 밸브실의 내부 용적이 증가한다. 이에 따라, 밸브실의 내부 용적에 대한 펌핑 볼륨의 비율이 작아지고, 다이어프램의 요동에 따른 밸브실의 내부 용적의 변동의 대부분은, 밸브실의 내부 압력의 변동으로서 흡수된다. 따라서, 유입 포트의 단면적과 유출 포트의 단면적을 크게 상이하게 하지 않고, 펌핑 볼륨을 충분히 저감할 수 있다.

한편, 단순히 밸브실의 내부 용적을 크게 설정한 경우, 밸브실의 내부에 유체가 체류하는 것이 우려된다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 유입 개구로부터 밸브 시트측에 걸쳐서, 유체가 원활하게 흐르도록 경사부가 형성되기 때문에, 밸브실의 내부에 유체가 체류하는 것이 억제된다. 또한, 유입 개구의 폭 방향의 양측에 제1 볼록부가 마련됨으로써, 경사부는, 유입 개구로부터 밸브 시트로 갈수록 폭이 점차 증가하는 테이퍼형이다. 이에 따라, 유출 개구의 근방에서도 유로의 단면적이 충분히 확보되어, 유체의 원활한 흐름이 저해되지 않고, 유체의 체류가 한층 더 억제된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 밸브 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 솔레노이드 코일에 통전된 상태에서의 밸브 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 유로 블록의 사시도이다.
도 4는 도 1의 유로 블록의 다이어프램측에서 본 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6의 (a)는 도 4의 B-B선 단면도, (b)는 도 4의 C-C선 단면도이다.
도 7은 밸브실 내의 유체의 흐름을 나타내는 평면도이다.
도 8은 유로 블록의 변형예를 다이어프램측에서 본 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시의 일형태가 도면에 기초하여 설명된다.

도 1, 2는, 본 실시형태의 밸브 장치(1)의 단면도이다. 도 1은, 후술하는 솔레노이드 코일(55)에 대한 통전을 차단하고 있는 비통전 상태이고, 도 2는, 솔레노이드 코일(55)에 통전하고 있는 통전 상태이다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 밸브 장치(1)는, 유체의 유로를 내포하는 케이싱(2)과, 케이싱(2)에 대하여 요동 가능하게 마련되는 요동 밸브(4)와, 요동 밸브(4)를 구동시키는 밸브 구동부(5)(다이어프램 구동 수단)와, 케이싱(2) 및 밸브 구동부(5)를 지지하는 프레임(6)을 구비한다.

케이싱(2)은, 유로 블록(20)(제1 블록)과, 서브 블록(3)(제2 블록)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 유로 블록(20)은, 예컨대 수지 성분으로서, PPS(폴리페닐렌술파이드), PEEK(폴리에테르에테르케톤) 또는 PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 중, 어느 1종 이상을 포함하는 수지 재료로 구성된다. 상기 수지 성분 중에서는, 내열성, 내약품성 및 제조 비용의 관점에서, 특히 PPS가 바람직하다.

유로 블록(20)은, 유체가 흐르는 공간인 밸브실(21)을 구성하는 오목부(22)와, 밸브실(21)과 연통되는 유입 포트(23)(공통 포트), NC(Normally Close: 통상시 폐쇄) 유출 포트(24)(제1 유출 포트) 및 NO(Normally Open: 통상시 개방) 유출 포트(25)(제2 유출 포트)와, 요동 밸브(4)를 유지하는 유지면(26)을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유입 포트(23)는 항상 개방되어 있고, 유입 포트(23)로부터 밸브실(21) 내로 유체가 공급된다. 통상시에 있어서는, NC 유출 포트(24)는 폐쇄되고, NO 유출 포트(25)는 개방되고, 유입 포트(23)로부터 밸브실(21)로 유입되는 유체는, 화살표(A)를 따라서 흐르고, NO 유출 포트(25)로부터 유출된다.

서브 블록(3)은, 예컨대 수지 재료로 형성되며, 요동 밸브(4) 및 후술하는 플런저(51, 52)를 수용하는 수용부(31)와, 요동 밸브(4)를 유지면(26)에 압박하는 압박부(32)를 갖는다. 서브 블록(3)은, 유로 블록(20)의 오목부(22)가 형성되어 있는 맞춤면(27)에 장착되고, 나사(도시하지 않음) 등에 의해 유로 블록(20)에 고착된다.

요동 밸브(4)는, 탄성을 갖는 다이어프램(41)과, 다이어프램(41)과 일체화되는 요동 부재(42)와, 요동 부재(42)를 요동 가능하게 지지하는 축부재(43)를 갖는다. 다이어프램(41)은, 예컨대 고무 재료로 형성되며, 오목부(22)를 덮도록 케이싱(2)에 장착됨으로써 오목부(22)와의 사이에 밸브실(21)을 형성한다. 요동 부재(42)는, 예컨대 수지 재료로 형성되며, 유입 포트(23)의 상측에 배치된다. 축부재(43)는, 예컨대 금속 재료로 형성된다. 축부재(43)는, 유입 포트(23)의 상측에서, 유입 포트(23)에 대략 직교하여 설치되며, 그 양끝은 서브 블록(3)에 지지된다.

축부재(43)를 회전축으로 하여 요동 밸브(4)가 시소형으로 요동함으로써, NC 유출 포트(24) 또는 NO 유출 포트(25) 중 어느 한쪽의 포트가 폐쇄되고, 다른쪽의 포트가 개방된다. 다이어프램(41)은, 외측으로 연장되는 외주부(41a)를 갖는다. 외주부(41a)는, 유로 블록(20)의 유지면(26)과 서브 블록(3)의 압박부(32) 사이에 끼워져 유지ㆍ구속됨으로써 유로 블록(20)에 밀착된다. 이에 따라, 밸브실(21)가 밀폐되어 유체의 누설이 방지된다.

밸브 구동부(5)는, 제1 플런저(가동 철심)(51)와, 제2 플런저(52)와, 제1 코일 스프링(53)과, 제2 코일 스프링(54)과, 솔레노이드 코일(55)과, 고정 철심(56)을 갖는다. 제1 플런저(51)는, NC 유출 포트(24)의 상측에 배치된다. 제1 플런저(51)는, 솔레노이드 코일(55)이 감기는 코일 보빈(57)의 내부에 삽입된다. 제1 코일 스프링(53)은, 고정 철심(56)에 형성되는 오목부(56a)에 장전된다. 제1 코일 스프링(53)의 일단은, 고정 철심(56)의 오목부(56a)의 바닥과 접촉하고, 타단은, 제1 플런저(51)의 상부면과 접촉한다. 제1 코일 스프링(53)은, 제1 플런저(51)를 요동 부재(42)의 접촉부(42a)측으로 아래로 압박하고, 이에 따라, 제1 플런저(51)의 선단부(51b)가 요동 부재(42)의 접촉부(42a)를 압박한다. 제1 코일 스프링(53)의 스프링 하중(탄성력)은, 제2 코일 스프링(54)의 스프링 하중보다 크게 설정된다.

제2 플런저(52)는, NO 유출 포트(25)의 상측에 배치된다. 제2 플런저(52)에는, 제2 코일 스프링(54)이 삽입되는 원통부(52a)와, 원통부(52a)의 단부 가장자리에 형성된 플랜지형의 선단부(52b)가 형성된다. 제2 코일 스프링(54)의 일단은, 제2 플런저(52)의 선단부(52b)와 접촉하고, 타단은, 서브 블록(3)의 바닥면과 접촉한다. 제2 코일 스프링(54)은, 제2 플런저(52)를 요동 부재(42)의 접촉부(42b)측으로 아래로 압박하고, 이에 따라, 제2 플런저(52)의 선단부(52b)가 요동 부재(42)의 접촉부(42b)를 압박한다.

솔레노이드 코일(55)은, 통형상의 코일 보빈(57)의 주위에 감긴다. 솔레노이드 코일(55)은 통전에 의해 전자력을 발생시킨다. 솔레노이드 코일(55)에는, 제1 코일 스프링(53)의 탄성력보다 큰 전자력을 발생시키도록, 미리 정해진 전류가 흐른다.

프레임(6)은, 서브 블록(3)의 상부에 설치된다. 프레임(6)은, 제1 플런저(51), 제1 코일 스프링(53), 솔레노이드 코일(55), 고정 철심(56) 및 코일 보빈(57)을 수용한다. 프레임(6)에 의해, 솔레노이드 코일(55), 고정 철심(56) 및 코일 보빈(57)이 고정된다. 제2 코일 스프링(54)은, 서브 블록(3)에 마련되는 오목부에 장전된다. 제2 코일 스프링(54)은, 서브 블록(3)의 오목부의 바닥과 접촉하여, 탄성력을 발생시킨다.

솔레노이드 코일(55)에 대한 급전 등을 행하기 위한 케이블(55a)은, 프레임(6)의 내부로 인입된다.

이하, 밸브 장치(1)의 개폐 동작이 설명된다. 이미 설명한 바와 같이, 제1 코일 스프링(53)의 스프링 하중은, 제2 코일 스프링(54)의 스프링 하중보다 크기 때문에, 통상시에 있어서는, 요동 밸브(4)의 자세는, 도 1에 도시된 바와 같이, 도면 중 반시계 방향으로 회동된 자세로 유지되어, NC 유출 포트(24)가 폐쇄되고, NO 유출 포트(25)가 개방된다. 이에 따라, 화살표(A)로 도시된 바와 같이, 유입 포트(23)로부터 밸브실(21)로 유입되는 유체는, NO 유출 포트(25)로부터 배출된다.

한편, 솔레노이드 코일(55)에 미리 정해진 전류가 흐르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 전자력에 의해 제1 플런저(51)가 제1 코일 스프링(53)을 압축하는 방향으로 이동한다. 이에 따라, 제2 플런저(52)의 선단부(52b)가 요동 부재(42)의 접촉부(42b)를 압박함으로써, 요동 밸브(4)가 도면 중 시계 방향으로 회동되어, NO 유출 포트(25)가 폐쇄되고, NC 유출 포트(24)가 개방된다. 이에 따라, 화살표(B)로 도시된 바와 같이, 유입 포트(23)로부터 밸브실(21)로 유입되는 유체는, NC 유출 포트(24)로부터 배출된다.

도 3 내지 도 6은, 유로 블록(20)을 나타내고 있다. 유로 블록(20)에는, 밸브실(21)을 구획하는 오목부(22)가 형성된다. 오목부(22)는, 서브 블록(3)이 접합되는 맞춤면(27)으로부터 움푹 패여 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 맞춤면(27)과는 반대측의 이면으로부터는, NC 유출 니플(29b), 유입 니플(29a) 및 NO 유출 니플(29c)이 돌출되어 형성된다. 유입 포트(23)는, 오목부(22)로부터 유입 니플(29a)을 관통하여 형성된다. NC 유출 포트(24)는, 오목부(22)로부터 NC 유출 니플(29b)을, NO 유출 포트(25)는, 오목부(22)로부터 NO 유출 니플(29c)을 각각 관통하여 형성된다. NC 유출 포트(24), 유입 포트(23) 및 NO 유출 포트(25)는, 이 순서로 배열된다.

이하, NC 유출 포트(24), 유입 포트(23) 및 NO 유출 포트(25)가 나열되는 세로의 방향을 세로 방향(X), 오목부(22)가 형성되는 깊이의 방향을 깊이 방향(Z), 세로 방향(X) 및 깊이 방향(Z)과 직교하는 폭의 방향을 폭 방향(Y)으로 한다.

유입 포트(23)는, 오목부(22)에 면하여 개구된 유입 개구(23a)를 갖는다. 유입 개구(23a)는, 밸브실(21)과 연통되어 형성된다. 유입 포트(23)는, 유입 개구(23a)로부터 밸브실(21)로 유체를 유입시킨다. NC 유출 포트(24) 및 NO 유출 포트(25)도, 오목부(22)에 면하여 개구된 유출 개구(24a, 25a)를 갖는다. 유출 개구(24a, 25a)는, 밸브실(21)과 연통되어 형성되고, NC 유출 포트(24) 및 NO 유출 포트(25)는, 유출 개구(24a, 25a)를 통해 밸브실(21)로부터 유체를 유출시킨다.

NC 유출 포트(24)의 유출 개구(24a)에는, 제1 밸브 시트(24b)가 마련되고, NO 유출 포트(25)의 유출 개구(25a)에는, 제2 밸브 시트(25b)가 마련된다. 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)는, 다이어프램(41)측으로 돌출된 통형상으로 형성된다. 요동 밸브(4)의 요동에 따라서 다이어프램(41)이 제1 밸브 시트(24b) 또는 제2 밸브 시트(25b)와 밀착함으로써, NC 유출 포트(24) 또는 NO 유출 포트(25)가 폐쇄된다. 이 때, 다른쪽 유출 포트가 개방되어, 유입 포트(23)로부터 밸브실(21)로 유입되는 유체는, 이 개방된 유출 포트로부터 밸브 장치(1)의 외부로 배출된다. 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)는, 다이어프램(41)측으로 돌출되어 형성되기 때문에, 포트 폐쇄시에 있어서의 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)와 다이어프램(41)의 밀폐성이 높아진다. 이에 따라, NC 유출 포트(24) 또는 NO 유출 포트(25)가 폐쇄되었을 때, 밸브실(21)로부터 NC 유출 포트(24) 또는 NO 유출 포트(25)로 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제1 밸브 시트(24b)의 선단의 시트면에는, 다이어프램(41)측으로 융기된 제1 융기부(24c)가 형성된다. 제1 융기부(24c)는, NC 유출 포트(24)의 개구측, 즉 제1 밸브 시트(24b)의 내주부에 있어서, 둘레 방향으로 연속하여 형성된다. 제1 융기부(24c)에 의해, NC 유출 포트(24)의 폐쇄시에 있어서의 제1 밸브 시트(24b)와 다이어프램(41)의 밀폐성이 한층 더 높아지고, 유체의 누설이 방지된다. NO 유출 포트(25)의 제2 밸브 시트(25b)에 관해서도, 마찬가지로 제1 융기부(25c)가 마련된다.

유지면(26)은, 오목부(22)의 둘레 가장자리에 마련된다. 오목부(22)의 측벽(22a)을 사이에 두고, 유지면(26)과 맞춤면(27)은 높이가 다르게 형성된다. 유지면(26)의 내주부에는, 다이어프램(41)측으로 융기된 제2 융기부(26a)가 형성된다. 제2 융기부(26a)는, 둘레 방향으로 연속하여 형성된다. 제2 융기부(26a)에 의해, 유지면(26)과 다이어프램(41)의 외주부(41a)의 밀폐성이 높아지고, 유체의 누설이 방지된다.

오목부(22)의 주변에는, 유로 블록(20)의 본체 부분(20a)의 대략 대각형으로 한 쌍의 관통 구멍(28)이 형성된다. 관통 구멍(28)을 관통하는 나사에 의해 유로 블록(20)과 서브 블록(3)이 고착된다.

오목부(22)는, 제1 경사부(81)와 제2 경사부(82)를 갖는다. 제1 경사부(81)는, 제1 밸브 시트(24b)측으로부터, 유입 개구(23a)로 갈수록 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 증가하도록 형성된다. 마찬가지로, 제2 경사부(82)도, 제2 밸브 시트(25b)측으로부터, 유입 개구(23a)로 갈수록 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 증가하도록 형성된다. 여기서, 다이어프램(41)으로부터의 깊이란, 다이어프램(41)의 외주부(41a)와 밀착되는 유지면(26)으로부터의 깊이 방향(Z)의 거리이다.

이러한 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)에 의해, 유입 개구(23a) 근방의 용적이 증가하고, 밸브실(21) 전체의 내부 용적도 증가한다. 이에 따라, 밸브실(21)의 내부 용적에 대한 펌핑 볼륨의 비율이 작아지고, 다이어프램(41)의 요동에 따른 밸브실(21)의 내부 용적의 변동의 대부분은, 밸브실(21)의 내부 압력의 변동으로서 흡수되어, 펌핑 볼륨을 충분히 저감할 수 있다. 또한, 제1 경사부(81)에 의해 유입 개구(23a)로부터 유출 개구(24a)로 갈수록 오목부(22)의 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 감소하게 되기 때문에, 유입 개구(23a)로부터 유출 개구(24a)에 걸쳐서 원활한 유로를 얻을 수 있다. 그 결과, 밸브실(21) 내에서의 유체의 흐름이 원활해져, 유체의 체류가 억제된다. 제2 경사부(82)에 관해서도 동일하다.

이러한 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)가 오목부(22)에 형성되는 것에 의해, 맞춤면(27)을 기준면으로 하는 유입 개구(23a)의 깊이(DB)는, 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)의 깊이(DA)보다 커진다. 본 실시형태에 있어서, 유입 개구(23a)의 깊이(DB)와, 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)의 깊이(DA)의 차이(DB-DA)는, 바람직하게는 0.3 mm 이상이고, 보다 바람직하게는 0.4 mm 이상이다. 차이(DB-DA)가 0.3 mm 미만인 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 충분히 증가하지 않아, 펌핑 볼륨을 저감하는 효과가 작아진다.

제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)의 깊이(DA)는, 바람직하게는 1.5 mm 이상, 보다 바람직하게는 1.8 mm 이상이고, 바람직하게는 2.5 mm 이하, 보다 바람직하게는 2.2 mm 이하이다. 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)의 깊이(DA)가 1.5 mm 미만인 경우, 펌핑 볼륨을 저감하는 효과가 작아진다. 한편, 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)의 깊이(DA)가 2.5 mm를 초과하는 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있다. 마찬가지로, 유입 개구(23a)의 깊이(DB)는, 바람직하게는 2.0 mm 이상, 보다 바람직하게는 2.3 mm 이상이고, 바람직하게는 3.0 mm 이하, 보다 바람직하게는 2.7 mm 이하이다. 유입 개구(23a)의 깊이(DB)가 2.0 mm 미만인 경우, 펌핑 볼륨을 저감하는 효과가 작아진다. 한편, 유입 개구(23a)의 깊이(DB)가 3.0 mm를 초과하는 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있다.

도 5에 도시되는 세로 방향(X)을 따라서 깊이 방향(Z)으로 신장하는 단면에 있어서, 유입 개구(23a)를 통과하는 평면에 대한 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)의 경사각(θ)은, 3도∼15도인 것이 바람직하다. 경사각(θ)이 3도 미만인 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 충분히 증가하지 않아, 펌핑 볼륨을 저감하는 효과가 작아진다. 한편, 경사각(θ)이 15도를 초과하는 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있다.

오목부(22)에는, 다이어프램(41)측에 댐형으로 융기된 제1 볼록부(83)가 형성된다. 제1 볼록부(83)는, 유입 개구(23a)의 폭 방향(Y)의 양측에 마련된다. 이러한 제1 볼록부(83)에 의해, 밸브실(21)은, 평면도에서 표주박형(덤벨형)의 형상이다. 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)는, 제1 볼록부(83)로 갈수록 유지면(26)으로부터의 깊이가 점차 감소하는 사면형으로 형성된다. 오목부(22)의 폭 방향(Y)의 양측에 제1 볼록부(83)가 마련됨으로써, 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)는, 유입 개구(23a)로부터 제1 밸브 시트(24b) 및 제2 밸브 시트(25b)로 갈수록 폭이 점차 증가한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)는, 다이어프램(41)측에서 본 평면도에서 테이퍼형으로 형성된다. 전술한 바와 같이, 제1 경사부(81)는, 유입 개구(23a)로부터 유출 개구(24a)로 갈수록 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 감소하기 때문에, 유출 개구(24a)의 근방에서 유로의 단면적이 부족할 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태에 있어서는, 유입 개구(23a)로부터 제1 밸브 시트(24b)로 갈수록 제1 경사부(81)의 폭이 점차 증가하기 때문에, 유출 개구(24a)의 근방에서도 유로의 단면적이 충분히 확보되어, 유체의 원활한 흐름이 저해되지 않는다. 유입 개구(23a)로부터 유출 개구(25a)로 향하는 유체의 흐름에 관해서도, 상기와 동일하다.

제1 볼록부(83)의 유지면(26)으로부터의 깊이는, 바람직하게는 0 mm보다 크고, 보다 바람직하게는 0.3 mm 이상이고, 바람직하게는 1.0 mm 이하, 보다 바람직하게는 0.7 mm 이하이다. 제1 볼록부(83)의 유지면(26)으로부터의 깊이란, 제1 볼록부(83)의 폭 방향(Y)의 외측 단부와, 유지면(26)의 내측 둘레 단부(본 실시형태에 있어서는, 제2 융기부(26a))의 깊이 방향(Z)의 거리이다. 제1 볼록부(83)의 유지면(26)으로부터의 깊이가 0.3 mm 미만인 경우, 밸브 폐쇄시에, 다이어프램(41)이 제1 볼록부(83)와 접촉하여 마모됨으로써, 밸브 장치(1)의 내구성이 저하될 우려가 있다. 제1 볼록부(83)의 유지면(26)으로부터의 깊이가 1.0 mm를 초과하는 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 볼록부(83)의 유입 포트(23)측의 단부(폭 방향(Y)의 내측 단부)에는, 밸브실(21)의 폭 방향의 양측으로부터 유입 포트(23)로 갈수록 유지면(26)으로부터의 깊이가 점차 증가하는 제3 경사부(83a)가 형성된다. 제3 경사부(83a)는, 밸브실(21)의 폭 방향의 양측으로부터 유입 포트(23)의 유입 개구(23a)로 갈수록, 유입 개구(23a)를 통과하는 평면에 대한 각도가 점차 증가하도록 형성된다. 이러한 제3 경사부(83a)에 의해, 다이어프램(41)의 제1 볼록부(83)와의 접촉에 따르는 마모가 한층 더 억제되어, 밸브 장치(1)의 내구성이 향상된다. 또한, 유입 포트(23)로부터 유입되는 유체의 흐름이 원활해져, 유체의 체류가 억제된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다이어프램(41)측에서 본 평면도에 있어서, 한 쌍의 제1 볼록부(83)에 의해 사이에 끼워지는 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)의 테이퍼각(α)은 30∼60도인 것이 바람직하다. 테이퍼각(α)이 30도 미만인 경우, 밸브 폐쇄시에, 다이어프램(41)이 제1 볼록부(83)와 접촉하여 마모됨으로써, 밸브 장치(1)의 내구성이 저하될 우려가 있다. 또는, 밸브실(21)의 내부 용적이 충분히 증가하지 않아, 펌핑 볼륨을 저감하는 효과가 작아진다. 한편, 테이퍼각(α)이 60도를 초과하는 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있다.

제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)에는, 다이어프램(41)측, 즉 -Z 방향으로 돌출되는 제2 볼록부(84)가 마련된다. 제2 볼록부(84)는, 유입 개구(23a)로부터 유출 개구(24a, 25a)로 갈수록 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)로부터의 돌출량이 점차 증가한다. 이와 같은 제2 볼록부(84)에 의해, 유입 개구(23a)로부터 유출 개구(24a, 25a)에 걸쳐서 유체의 흐름이 원활해진다.

제2 볼록부(84)는, 도 3 및 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)로부터 계단형으로 돌출된다. 즉, 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)의 폭 방향(Y)의 중앙부로부터 양측으로 갈수록, 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 단계적으로 증가한다. 제2 볼록부(84)는, 상기 형태 외에 슬로프형으로 돌출된 형태이어도 좋다. 이 형태에 있어서는, 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)의 폭 방향(Y)의 중앙부로부터 양측으로 갈수록 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 증가한다.

제2 볼록부(84)의 폭 방향(Y)의 길이는 0.1 mm 이상이 바람직하다. 제2 볼록부(84)의 폭 방향(Y)의 길이가 0.1 mm 미만인 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있는 동시에, 유체의 흐름을 충분히 원활화할 수 없을 우려가 있다.

제2 볼록부(84)의 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)로부터의 돌출량은, 0.1 mm∼1.0 mm인 것이 바람직하다. 제2 볼록부(84)의 돌출량이 0.1 mm 미만인 경우, 밸브실(21)의 내부 용적이 과도하게 커져, 유체의 체류가 생길 우려가 있는 동시에, 유체의 흐름을 충분히 원활화할 수 없을 우려가 있다. 제2 볼록부(84)의 돌출량이 1.0 mm를 넘는 경우, 밸브 폐쇄시에, 다이어프램(41)이 제1 볼록부(83)와 접촉하여 마모됨으로써, 밸브 장치(1)의 내구성이 저하될 우려가 있다.

도 7의 (a)는, 제1 경사부(81), 제2 경사부(82), 제1 볼록부(83) 및 제2 볼록부(84)를 갖는 본 실시형태의 유로 블록(20)의 밸브실(21) 내의 유체의 흐름을 나타내고 있다. 한편, 도 7의 (b)는, 제1 경사부(81), 제2 경사부(82), 제1 볼록부(83) 및 제2 볼록부(84)를 갖지 않는 유로 블록(120)의 밸브실(121) 내의 유체의 흐름을 나타내고 있다.

다이어프램(41)에 의해 유출 개구(24a)가 폐쇄되어 있을 때의 유체의 흐름은, 실선 화살표로 표시된다. 유입 포트(23)의 유입 개구(23a)로부터 밸브실(21) 내로 유입되는 유체는, 제2 경사부(82)측의 제2 볼록부(84)를 따라서 흐르고, 제2 밸브 시트(25b)를 타고 넘어 유출 개구(25a)로부터 배출된다. 이 때, 제2 볼록부(84)의 폭 방향(Y)의 양측의 제2 경사부(82)를 따라서 흐르는 유체는, 제2 밸브 시트(25b)의 주위를 감돌면서, 제2 밸브 시트(25b)를 타고 넘어, 유출 개구(25a)로부터 배출된다. 한편, 다이어프램(41)에 의해 유출 개구(25a)가 폐쇄되어 있을 때의 유체의 흐름은, 파선 화살표로 표시된다. 이 경우의 유체의 흐름도 상기와 동일하다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유로 블록(20)에서는, 제1 경사부(81), 제2 경사부(82), 제1 볼록부(83) 및 제2 볼록부(84)에 의해 밸브실(21) 내의 유로가 도 7과 같이 형성되어, 유체가 원활하게 이동할 수 있다. 이에 따라, 밸브실(21) 내에서의 유체의 체류가 효과적으로 억제된다.

이에 비해, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 경사부(81), 제2 경사부(82), 제1 볼록부(83) 및 제2 볼록부(84)를 갖지 않는 유로 블록(120)에서는, 유체의 원활한 이동이 담보되지 않아, 특히 제1 밸브 시트(24b)의 배면 영역(124) 및 제2 밸브 시트(25b)의 배면 영역(125)에서 유체의 체류가 생길 우려가 있다.

도 3 내지 도 5 등에서는, 단일의 유입 포트(23)에 대하여 2계통의 유출 포트(24, 25)를 갖는 삼방 밸브의 유로 블록(20)이 도시된다. 이러한 유로 블록(20)은, 유출 포트(24, 25) 중 어느 한쪽, 예컨대 유출 포트(24)를 항상 폐쇄함으로써, 이방 밸브로서 사용하는 것도 가능하다. 이러한 사용형태에 있어서도, 제2 경사부(82), 제1 볼록부(83) 및 제2 볼록부(84)의 작용에 의해, 상기와 동일한 효과, 즉 펌핑 볼륨의 저감 효과 및 유체의 체류의 억제 효과를 얻을 수 있다. 다른쪽의 유출 포트(25)를 항상 폐쇄하는 경우라도 상기와 동일하다.

도 8은, 유로 블록(20)의 변형예인 유로 블록(20A)을 나타내고 있다. 유로 블록(20A)은, 밸브실(21)의 양단 근방에 유입 포트(85) 및 유출 포트(86)를 갖는 이방 밸브로서 구성된다.

유입 포트(85)는, 도 3 내지 도 5에 도시되는 유입 포트(23)와 동등하며, 오목부(22)에 면하여 개구된 유입 개구(85a)를 갖는다. 유출 포트(86)는, NC 유출 포트(24) 또는 NO 유출 포트(25)와 동등하며, 오목부(22)에 면하여 개구된 유출 개구(86a)를 갖는다. 유출 포트(86)의 유출 개구(86a)에는 밸브 시트(86b)가 마련된다. 밸브 시트(86b)는, 다이어프램(41)측으로 돌출된 통형상으로 형성된다. 요동 밸브(4)의 요동에 따라서 다이어프램(41)이 밸브 시트(86b)와 밀착됨으로써, 유출 포트(86)가 폐쇄되고, 유체의 유출이 정지된다. 다이어프램(41)이 밸브 시트(86b)로부터 떨어지면, 유출 포트(86)가 개방되고, 유체의 유출이 재개된다.

유로 블록(20A)은, 오목부(22)에 경사부(87)를 갖는다. 경사부(87)는, 밸브 시트(86b)측으로부터, 유입 개구(85a)로 갈수록 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 증가하도록 형성된다. 이러한 경사부(87)에 의해, 유입 개구(85a) 근방의 용적이 증가하고, 밸브실(21) 전체의 내부 용적도 증가한다. 이에 따라, 유로 블록(20)과 마찬가지로, 펌핑 볼륨을 충분히 저감할 수 있다. 또한, 경사부(87)에 의해 유입 개구(85a)로부터 유출 개구(86a)로 갈수록 오목부(22)의 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 감소하게 되기 때문에, 유입 개구(85a)로부터 유출 개구(86a)에 걸쳐서 원활한 유로를 얻을 수 있다. 그 결과, 밸브실(21) 내에서의 유체의 흐름이 원활해져, 유체의 체류가 억제된다.

유로 블록(20A)은 또한, 제1 볼록부(83)와 제2 볼록부(84)를 갖는다. 본 실시형태에서, 제1 볼록부(83)는, 유입 포트(85)의 주위의 대부분을 둘러싸고 형성되지만, 유입 포트(85)에 대하여 폭 방향(Y)의 양측에만 제1 볼록부(83)가 형성되어 있어도 좋다. 유로 블록(20)과 마찬가지로, 제1 볼록부(83)에는 제3 경사부(83a)가 마련된다. 제2 볼록부(84)는 경사부(87)에 마련된다.

이러한 유로 블록(20A)에 있어서도, 제1 볼록부(83), 제2 볼록부(84) 및 경사부(87)의 작용에 의해, 상기와 동일한 효과, 즉 펌핑 볼륨의 저감 효과 및 유체의 체류의 억제 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태의 밸브 장치(1)에 의하면, 제1 밸브 시트(24b)측 및 제2 밸브 시트(25b)측으로부터 유입 개구(23a)로 갈수록 다이어프램(41)으로부터의 깊이가 점차 증가하는 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)가 오목부(22)에 형성되기 때문에, 밸브실(21)의 내부 용적이 증가한다. 이에 따라, 밸브실(21)의 내부 용적에 대한 펌핑 볼륨의 비율이 작아지고, 다이어프램(41)의 요동에 따른 밸브실(21)의 내부 용적의 변동의 대부분은, 밸브실(21)의 내부 압력의 변동으로서 흡수된다. 따라서, 유입 포트(23)의 단면적과 NC 유출 포트(24)의 단면적 및 NO 유출 포트(25)의 단면적을 크게 상이하게 하지 않고, 펌핑 볼륨을 충분히 저감할 수 있다.

한편, 단순히 밸브실(21)의 내부 용적을 크게 설정한 경우, 밸브실(21)의 내부에 유체가 체류하는 것이 우려된다. 이러한 밸브실(21)의 내부에서의 유체의 체류는, 분석 장치의 측정 정밀도를 높이는 데에 있어서 바람직하지 않은 경우가 있다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 유입 개구(23a)로부터 제1 밸브 시트(24b)측 및 제2 밸브 시트(25b)측에 걸쳐서, 유체가 원활하게 흐르도록 제1 경사부(81) 및 제2 경사부(82)가 형성되기 때문에, 밸브실(21)의 내부에 유체가 체류하는 것이 억제된다.

이상, 본 발명의 밸브 장치가 상세히 설명되었지만, 본 발명은 상기 구체적인 실시형태에 한정되지 않고 여러가지 양태로 변경하여 실시된다.

실시예

도 1의 기본 구조를 이루는 밸브 장치가, 표 1의 사양에 기초하여 시험 제작되어 펌핑 볼륨이 테스트되었다. 유로 블록의 소재로서, PPS(폴리페닐렌술파이드)가 이용되었다. 절삭 가공기를 이용하여 PPS제의 블록을 미리 정해진 형상으로 가공함으로써, 각 사양의 유로 블록이 시험 제작되었다. 테스트 방법은 이하와 같다.

<펌핑 볼륨>

각 사양의 유로 블록이 밸브 장치에 삽입되고 펌핑 볼륨이 측정되었다. 즉, 모든 포트가 물로 채워지고, 솔레노이드 코일에 12 V의 전압이 인가되고, 유출 포트에 접속된 튜브 내의 수위의 변화가 측정되었다. 튜브 내의 수위의 변화를 튜브 내의 체적으로 변환한 값이 펌핑 볼륨이다. 수위의 측정에는, 만능 투영기(V12-BS 니콘 제조)가 이용되었다. 결과는, 비교예 1을 100으로 하는 지수이며, 수치가 작을수록, 펌핑 볼륨이 작고 밸브 장치의 동작 정밀도가 우수한 것을 나타낸다.

<유체의 체류성>

각 사양의 유로 블록에 해당하는 해석 모델이 작성되어, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 밸브실 내의 유체의 체류성이 계산되었다. 결과는, 비교예 1을 100으로 하는 지수이며, 수치가 작을수록 유체의 체류가 억제되는 것을 나타낸다.

표 1에서 분명한 바와 같이, 실시예의 밸브 장치는, 비교예에 비교해서 펌핑 볼륨이 유의미하게 작고, 동작 정밀도의 향상에 기여하는 것을 확인할 수 있었다.

1: 밸브 장치 2 : 케이싱
3: 서브 블록(제2 블록)
5: 밸브 구동부(다이어프램 구동 수단) 20 : 유로 블록(제1 블록)
20A: 유로 블록(제1 블록) 21 : 밸브실
22: 오목부 23 : 유입 포트
23a: 유입 개구 24: NC 유출 포트(제1 유출 포트)
24b: 제1 밸브 시트 25: NO 유출 포트(제2 유출 포트)
25b: 제2 밸브 시트 41: 다이어프램
55: 솔레노이드 코일 51: 제1 플런저
81: 제1 경사부 82 : 제2 경사부
83: 제1 볼록부 84: 제2 볼록부
85: 유입 포트 85a: 유입 개구
86: 유출 포트 86b: 밸브 시트
87: 경사부

Claims

케이싱 내에 마련되는 오목부와,
상기 오목부를 덮는 것에 의해 상기 오목부와의 사이에 유체가 흐르는 공간인 밸브실을 형성하는 다이어프램과,
상기 오목부로 개구되고 또한 상기 밸브실로 유체를 유입시키는 유입 포트와,
상기 오목부로 개구되고 또한 상기 밸브실로부터 유체를 유출시키는 유출 포트와,
상기 다이어프램을 요동시켜, 상기 다이어프램을, 상기 유출 포트의 개구가 이루는 밸브 시트에 밀착 또는 격리시킴으로써, 상기 유출 포트를 폐쇄 또는 개방하는 다이어프램 구동 수단을 갖는 밸브 장치로서,
상기 오목부는, 상기 밸브 시트측으로부터, 상기 유입 포트가 상기 밸브실과 연통되는 유입 개구로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 경사부를 가지며,
상기 밸브실은, 상기 유출 포트 및 유입 포트가 나열되는 세로 방향과, 상기 세로 방향 및 상기 깊이 방향과 직교하는 폭 방향을 가지며,
상기 유입 개구의 폭 방향의 양측에 제1 볼록부가 마련됨으로써, 상기 경사부는, 상기 유입 개구로부터 상기 밸브 시트로 갈수록 폭이 점차 증가하는 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 볼록부는, 상기 밸브실의 폭 방향의 양측으로부터 상기 유입 개구로 갈수록, 상기 유입 개구를 통과하는 평면에 대한 기울기가 점차 증가하는 것인 밸브 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 유출 포트는, 제1 유출 포트 및 제2 유출 포트의 2계통이 배치되고,
상기 다이어프램 구동 수단이, 상기 다이어프램을 요동시켜, 상기 다이어프램을, 상기 제1 유출 포트의 개구가 이루는 제1 밸브 시트 또는 상기 제2 유출 포트의 개구가 이루는 제2 밸브 시트 중 어느 한쪽에 밀착시킴으로써, 상기 밸브실의 유체를 상기 제1 유출 포트 또는 상기 제2 유출 포트 중의 다른쪽으로부터 유출시키고,
상기 오목부는, 상기 제1 밸브 시트측으로부터, 상기 유입 포트가 상기 밸브실과 연통되는 유입 개구로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 제1 경사부와, 상기 제2 밸브 시트측으로부터, 상기 유입 개구로 갈수록 깊이가 점차 증가하는 제2 경사부를 가지며,
상기 제1 유출 포트, 유입 포트 및 제2 유출 포트는 이 순서로 배열되고,
상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부는, 상기 유입 개구로부터 상기 제1 밸브 시트 및 제2 밸브 시트로 갈수록 폭이 점차 증가하는 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 3항에 있어서,
상기 다이어프램측에서 본 평면도에 있어서, 상기 경사부는 30∼60도의 테이퍼각을 갖는 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 4항에 있어서,
상기 오목부의 둘레 가장자리에는, 상기 다이어프램과 밀착하여 그 다이어프램을 유지하는 유지면이 형성되고,
상기 제1 볼록부의 상기 유지면으로부터의 깊이는 0 mm보다 큰 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사부에는, 상기 다이어프램측으로 돌출되는 제2 볼록부가 마련되는 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입 개구의 깊이는 상기 밸브 시트의 깊이보다 큰 것인 밸브 장치.
제 7항에 있어서,
상기 유입 개구의 깊이와 상기 밸브 시트의 깊이의 차이가 0.3 mm 이상인 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 시트는 상기 다이어프램측으로 돌출되는 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사부는, 상기 유입 개구를 통과하는 평면에 대하여 3도∼15도의 각도로 경사지는 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이싱은, 상기 오목부가 형성되는 제1 블록과, 상기 제1 블록에 고착되어 상기 다이어프램을 유지하는 제2 블록을 포함하고,
상기 제1 블록과 상기 제2 블록의 맞춤면을 기준면으로 했을 때, 상기 밸브 시트의 깊이(DA)는 1.5∼2.5 mm이고, 상기 유입 개구의 깊이(DB)는 2.0∼3.0 mm인 것인 밸브 장치.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다이어프램 구동 수단은, 코일과, 상기 코일에 대한 통전에 의해 상기 다이어프램에 변위를 부여하는 플런저를 포함하는 것인 밸브 장치.