(57)【要約】【課題】ピストンの数の増加要望に容易に対応可能な多段アクチュエータを提供する。【解決手段】多段アクチュエータ１は、下段ピストン５および上段ピストン６に結合された中間ピストン７と、中間ピストン７と下段ピストン５との中間に位置してボンネット２に固定されている下カウンタープレート９と、上段ピストン６と中間ピストン７との中間に位置してアクチュエータキャップ３に固定されている上カウンタープレート１０と、中間ピストン７を上下移動可能に支持する中間リング８とを備えている。中間リング８の下端部に、ボンネット２のねじ部２ａに着脱可能にねじ合わされているねじ部８ａが、同上端部に、アクチュエータキャップ３のねじ部３ａに着脱可能にねじ合わされているねじ部８ｂがそれぞれ形成されている。【選択図】　　図１
2004100889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部におねじ部またはめねじ部が設けられた筒状ボンネットと、下端部にボンネットにねじ合わせ可能なねじ部を有しボンネットとともにピストン可動空間を形成するアクチュエータキャップと、下方にのびるステムが一体に設けられてボンネット内に上下移動可能に支持された下段ピストンと、アクチュエータキャップに上下移動可能に支持された上段ピストンと、下段ピストンと上段ピストンとの間に配置されて一体に上下移動可能なように両ピストンに結合された中間ピストンと、中間ピストンと下段ピストンとの中間に位置してボンネットに固定されている下カウンタープレートと、上段ピストンと中間ピストンとの中間に位置してアクチュエータキャップに固定されている上カウンタープレートとを備えている多段アクチュエータにおいて、
中間ピストンを上下移動可能に支持する中間リングをさらに備えており、中間リングの下端部に、ボンネットのねじ部に着脱可能にねじ合わされているねじ部が、同上端部に、アクチュエータキャップのねじ部に着脱可能にねじ合わされているねじ部がそれぞれ形成されていることを特徴とする多段アクチュエータ。
【請求項２】
下段および中間ピストンは、それぞれその上に位置するカウンタプレートを貫通する上方突出部を有しており、下段ピストンとボンネットの上面との間に、下側空気導入室が、上段ピストンと上カウンタプレートとの間に、上側空気導入室が、中間ピストンと下カウンタープレートとの間に、中間空気導入室がそれぞれ形成されるとともに、各空気導入室に通じる通路がアクチュエータキャップ頂壁および各ピストンに形成されることにより、各空気導入室への空気導入時にステムを上方に移動させるようになされている請求項１の多段アクチュエータ。
【請求項３】
ステムを下方に付勢するばねがボンネットに設けられ、上段ピストンを下方に付勢するばねがアクチュエータキャップに設けられ、下段ピストンと中間ピストンとがねじ合わされ、中間ピストンの上方突出部の先端が上段ピストンの下面に当接させられている請求項２の多段アクチュエータ。
【請求項４】
上段および中間ピストンは、それぞれその下に位置するカウンタプレートを貫通する下方突出部を有しており、アクチュエータキャップ頂壁下面と上段ピストンとの間に、上側空気導入室が、上カウンタプレートと中間ピストンとの間に、中間空気導入室が、下カウンタープレートと下段ピストンとの間に、下側空気導入室がそれぞれ形成されるとともに、各空気導入室に通じる通路がアクチュエータキャップ頂壁、上段ピストンおよび中間ピストンに形成されることにより、各空気導入室への空気導入時にステムを下方に移動させるようになされている請求項１の多段アクチュエータ。
【請求項５】
下段ピストンを上方に付勢するばねがボンネットに設けられ、中間ピストンの下方突出部の先端が下段ピストンの上面に当接させられ、上段ピストンの下方突出部の先端が中間ピストンの上面に当接させられている請求項４の多段アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、与えられた流体圧力を複数のピストンのそれぞれに作用させることによってトータルの駆動力を増大させる多段アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多段アクチュエータとして、上端部におねじ部またはめねじ部が設けられた筒状ボンネットと、下端部にボンネットにねじ合わせ可能なねじ部を有しボンネットとともにピストン可動空間を形成するアクチュエータキャップと、下方にのびるステムが一体に設けられてボンネット内に上下移動可能に支持された下段ピストンと、アクチュエータキャップに上下移動可能に支持された上段ピストンと、下段ピストンと上段ピストンとの間に配置されて一体に上下移動可能なように両ピストンに結合された中間ピストンと、中間ピストンと下段ピストンとの中間に位置してボンネットに固定されている下カウンタープレートと、上段ピストンと中間ピストンとの中間に位置してアクチュエータキャップに固定されている上カウンタープレートとを備えているものが知られており、必要に応じて、アクチュエータキャップを長くして、中間ピストンの数を増やすようになされている（特許文献１参照）。なお、特許文献２には、本願が対象とする多段アクチュエータとは構成および作用が異なっているが、２段のピストンを備えた流体制御器が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７３５３号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２８３３２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記多段アクチュエータにおいて、使用中のものからピストンの数を増やす場合には、アクチュエータキャップごと変更することが一般的であり、要求されるピストン数に合うアクチュエータキャップがない場合には、新たに作成する必要があった。
【０００６】
この発明の目的は、ピストンの数の増加要望に容易に対応可能な多段アクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による多段アクチュエータは、上端部におねじ部またはめねじ部が設けられた筒状ボンネットと、下端部にボンネットにねじ合わせ可能なねじ部を有しボンネットとともにピストン可動空間を形成するアクチュエータキャップと、下方にのびるステムが一体に設けられてボンネット内に上下移動可能に支持された下段ピストンと、アクチュエータキャップに上下移動可能に支持された上段ピストンと、下段ピストンと上段ピストンとの間に配置されて一体に上下移動可能なように両ピストンに結合された中間ピストンと、中間ピストンと下段ピストンとの中間に位置してボンネットに固定されている下カウンタープレートと、上段ピストンと中間ピストンとの中間に位置してアクチュエータキャップに固定されている上カウンタープレートとを備えている多段アクチュエータにおいて、中間ピストンを上下移動可能に支持する中間リングをさらに備えており、中間リングの下端部に、ボンネットのねじ部に着脱可能にねじ合わされているねじ部が、同上端部に、アクチュエータキャップのねじ部に着脱可能にねじ合わされているねじ部がそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
下段ピストン、上段ピストンおよび中間ピストンの結合形態は、ねじなどによって一体とする結合であってもよく、ピストン同士を互いに接触させ、下段ピストンが上方に移動した際に、中間ピストンおよび上段ピストンが下段ピストンと一体に上方移動する結合形態にしたり、上段ピストンが下方に移動した際に、中間ピストンおよび下段ピストンが上段ピストンと一体に下方移動する結合形態にしたりしてもよい。
【０００９】
この発明の多段アクチュエータによると、ピストンの数を増やす場合には、一旦、アクチュエータキャップをボンネットから外して、中間ピストンを支持した中間リングをボンネットに取り付け、その中間リングの上から、外したアクチュエータキャップを取り付ければよく、ピストンの数の増加要望に容易に対応できる。また、この逆の操作によって、ピストンの数を減らすことも容易にできる。
【００１０】
この発明における中間ピストンの数は、例えば、１つとされるが、１つに限定されるものではない。中間ピストンが２つ以上の場合には、中間リングは、各ピストンにつき１つ設けられるとともに、隣り合うピストンに対向するカウンタープレートが中間リングに設けられ、１つのピストンおよび１つのカウンタープレートを支持した中間リングを１つのユニットとし、このユニットを増減することにより、多段アクチュエータの段数の増減を行うことが好ましい。こうして、２段と３段との切換えはもちろんのこと、２段と４段とや、３段と４段との切換えも容易に行うことができる。
【００１１】
多段アクチュエータは、常時閉型および常時開型のいずれでも可能であり、常時閉型は、例えば、下段および中間ピストンは、それぞれその上に位置するカウンタプレートを貫通する上方突出部を有しており、下段ピストンとボンネットの上面との間に、下側空気導入室が、上段ピストンと上カウンタプレートとの間に、上側空気導入室が、中間ピストンと下カウンタープレートとの間に、中間空気導入室がそれぞれ形成されるとともに、各空気導入室に通じる通路がアクチュエータキャップ頂壁および各ピストンに形成されることにより、各空気導入室への空気導入時にステムを上方に移動させるようになされている構成とされ、さらに、ステムを下方に付勢するばねがボンネットに設けられ、上段ピストンを下方に付勢するばねがアクチュエータキャップに設けられ、下段ピストンと中間ピストンとがねじ合わされ、中間ピストンの上方突出部の先端が上段ピストンの下面に当接させられている構成とされる。
【００１２】
そして、常時開型は、例えば、上段および中間ピストンは、それぞれその下に位置するカウンタプレートを貫通する下方突出部を有しており、アクチュエータキャップ頂壁下面と上段ピストンとの間に、上側空気導入室が、上カウンタプレートと中間ピストンとの間に、中間空気導入室が、下カウンタープレートと下段ピストンとの間に、下側空気導入室がそれぞれ形成されるとともに、各空気導入室に通じる通路がアクチュエータキャップ頂壁、上段ピストンおよび中間ピストンに形成されることにより、各空気導入室への空気導入時にステムを下方に移動させるようになされている構成とされ、さらに、下段ピストンを上方に付勢するばねがボンネットに設けられ、中間ピストンの下方突出部の先端が下段ピストンの上面に当接させられ、上段ピストンの下方突出部の先端が中間ピストンの上面に当接させられている構成とされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図の左右をいうものとする。
【００１４】
図１は、この発明の多段アクチュエータの第１実施形態である常時閉型のものの閉状態を示し、図２は、この発明の多段アクチュエータの第２実施形態である常時開型のものの開状態を示し、図３は、第１および第２実施形態のアクチュエータをそれぞれ１つずつボディに取り付けることにより得られる流体制御器を示している。
【００１５】
図１に示す第１実施形態の多段アクチュエータ（１）は、上端部におねじ部（２ａ）が設けられた円筒状ボンネット（２）と、下端部にボンネット（２）にねじ合わせ可能なめねじ部（３ａ）を有しボンネット（２）とともにピストン可動空間を形成する円筒状アクチュエータキャップ（３）と、下方にのびるステム（４）が一体に設けられてボンネット（２）内に上下移動可能に支持された下段ピストン（５）と、アクチュエータキャップ（３）に上下移動可能に支持された上段ピストン（６）と、下段ピストン（５）と上段ピストン（６）との間に配置されて両ピストン（５）（６）と一体に上下移動可能なように両ピストン（５）（６）に結合された中間ピストン（７）と、中間ピストン（７）を上下移動可能に支持する中間リング（８）と、中間ピストン（７）と下段ピストン（５）との中間に位置してボンネット（２）に固定されている下カウンタープレート（９）と、上段ピストン（６）と中間ピストン（７）との中間に位置してアクチュエータキャップ（３）に固定されている上カウンタープレート（１０）とを備えている。
【００１６】
ボンネット（２）およびアクチュエータキャップ（３）は、外径および内径がいずれも相等しくなされている。そして、ボンネット（２）のおねじ部（２ａ）は、円筒状とされており、アクチュエータキャップ（３）のめねじ部（３ａ）にねじ合わせ可能な径とされている。中間リング（８）は、外径がボンネット（２）およびアクチュエータキャップ（３）の外径に等しくかつ内周にめねじ部が形成されている大径部（８ａ）と、内径がボンネットおねじ部（２ａ）およびアクチュエータキャップ（３）の内径に等しくかつ外周におねじ部が形成されている小径部（８ｂ）とからなる。中間リング（８）の小径部（８ｂ）のおねじ部は、ボンネット（２）のおねじ部（２ａ）と同じ形状に、また、中間リング（８）の大径部（８ａ）のめねじ部は、アクチュエータキャップ（３）のめねじ部（３ａ）と同じ形状になされている。そして、中間リング（８）の大径部（８ａ）のめねじ部がボンネット（２）のおねじ部（２ａ）に着脱可能にねじ合わされており、中間リング（８）の小径部（８ｂ）のおねじ部がアクチュエータキャップ（３）のめねじ部（３ａ）に着脱可能にねじ合わされている。下段ピストン（５）、上段ピストン（６）、中間ピストン（７）、下カウンタープレート（９）および上カウンタープレート（１０）の外径は、いずれもボンネットおねじ部（２ａ）、アクチュエータキャップ（３）および中間リング小径部（８ｂ）の各内径に等しくなされている。
【００１７】
ボンネット（２）は、ダイアフラムなどによって開閉される流体通路を有するボディに取り付けられるもので、この実施形態のものでは、ボディに設けられためねじ部にねじ合わせ可能なおねじ部（２ｂ）を外周に有している。
【００１８】
アクチュエータキャップ（３）は、頂壁（３ｂ）を有する円筒状に形成されており、その頂壁（３ｂ）上面の中央部には、圧縮空気導入管を接続するためのめねじ部（１１）が設けられている。アクチュエータキャップ（３）の頂壁（３ｂ）の下面の中央部には、めねじ部（１１）に通じる円形の中央凹所（１２）が設けられ、アクチュエータキャップ（３）の頂壁（３ｂ）の下面には、さらに、この凹所（１２）を囲むように環状のばね受け凹所（１３）が設けられている。
【００１９】
ステム（４）は、下段ピストン（５）の中央部から下方にのびる軸状に形成されている。ステム（４）の下端部には、ダイヤフラムなどの弁体を押さえるための弁体押さえ（１４）が設けられている。
【００２０】
下段ピストン（５）は、円板部分の上面の中央部に設けられた上方突出部（１５）を有しており、この上方突出部（１５）の上端部には、基端部分よりも小径のおねじ部（１６）が設けられている。
【００２１】
上段ピストン（６）は、円板部分の上面の中央部に設けられた上方突出部（１７）を有しており、この上方突出部（１７）は、アクチュエータキャップ（３）の頂壁（３ｂ）の下面の凹所（１２）内に摺動可能に嵌め入れられている。上段ピストン（６）の下面の中央部には、アクチュエータキャップ（３）の頂壁（３ｂ）の下面の凹所（１２）と同心でかつ同径の円形の凹所（１８）が設けられている。
【００２２】
中間ピストン（７）は、円板部分の上面の中央部に設けられた上方突出部（１９）を有しており、この上方突出部（１９）は、上段ピストン（６）の下面の凹所（１８）内に摺動可能に嵌め入れられている。中間ピストン（７）の中央部には、下面から上方突出部（１９）の基端部内までのびるめねじ部（２０）が設けられており、このめねじ部（２０）と下段ピストン（５）の上方突出部（１５）に設けられたおねじ部（１６）とがねじ合わされることにより、中間ピストン（７）と下段ピストン（５）とが一体に上下移動するようになされている。
【００２３】
下カウンタープレート（９）には、下段ピストン（５）の上方突出部（１５）が摺動可能に挿通されている中央貫通孔（９ａ）が設けられており、下カウンタプレート（９）の下端部には、フランジ部（９ｂ）が設けられている。下カウンタプレート（９）は、中間リング（８）の大径部（８ａ）と小径部（８ｂ）との間の段部（８ｃ）とボンネット（２）のおねじ部（２ａ）上端との間にそのフランジ部（９ｂ）が位置させられており、この状態で中間リング（８）の大径部（８ａ）がボンネット（２）にねじ込まれることにより、下カウンタプレート（９）がボンネット（２）に固定されている。
【００２４】
上カウンタープレート（１０）には、中間ピストン（７）の上方突出部（１９）が摺動可能に挿通されている中央貫通孔（１０ａ）が設けられており、上カウンタプレート（１０）の下端部には、フランジ部（１０ｂ）が設けられている。上カウンタプレート（１０）は、中間リング（８）の上端に対向するようにアクチュエータキャップ（３）に形成された段部（３ｃ）と中間リング（８）の上端との間にそのフランジ部（１０ｂ）が位置させられており、この状態でアクチュエータキャップ（３）が中間リング（８）の小径部（８ｂ）にねじ込まれることにより、上カウンタプレート（１０）がアクチュエータキャップ（３）に固定されている。
【００２５】
ボンネット（２）の内周部には、ステム（４）の下端部を下向きに付勢する下コイルばね（２１）が設けられている。この下コイルばね（２１）は、ボンネット（２）の上端部近くに設けられた段部（２ｃ）とステム（４）の下端部に設けられたフランジ部（４ａ）とによって受け止められている。
【００２６】
上段ピストン（６）の円板部の上面には、アクチュエータキャップ（３）の頂壁（３ｂ）下面に設けられた環状のばね受け凹所（１３）と対向するように環状のばね受け凹所（２２）が設けられている。そして、アクチュエータキャップ（３）と上段ピストン（６）との間に、両ばね受け凹所（１３）（２２）の底面によって受け止められて上段ピストン（６）を下向きに付勢する上コイルばね（２３）が設けられている。この上コイルばね（２３）に下向きに付勢されることによって、上段ピストン（６）の下面の凹所（１８）底面に中間ピストン（７）の上方突出部（１９）の先端が当接させられている。したがって、上コイルばね（２３）の付勢力は、この当接部を介して中間ピストン（７）に伝えられ、中間ピストン（７）と一体のステム（４）に下向きの力を付与している。こうして、全てのピストン（５）（６）（７）およびステム（４）がコイルばね（２１）（２３）の下向き付勢力によって一体とされ、ステムが流路閉に対応する位置に位置させられている。そして、コイルばね（２１）（２３）の下向き付勢力に抗してステム（４）が上方に移動させられると、上段ピストン（６）は、中間ピストン（７）の上方突出部（１９）に押圧され、ステム（４）および他の２つのピストン（５）（７）と一体に上方移動する。
【００２７】
下段ピストン（５）の上方移動は、下カウンタプレート（９）によって規制されており、中間ピストン（７）の上方移動は、上カウンタープレート（１０）によって規制され、上段ピストン（６）の上方への移動は、アクチュエータキャップ（３）の頂壁（３ｂ）によって規制されている。
【００２８】
下段ピストン（５）とボンネット（２）の上面との間に、下側空気導入室（２４）が形成され、上段ピストン（６）と上カウンタプレート（１０）との間に、上側空気導入室（２５）が形成され、中間ピストン（７）と下カウンタープレート（９）との間に、中間空気導入室（２６）が形成されている。
【００２９】
上段ピストン（６）には、上方突出部（１７）内を貫通して、中央の凹所（１８）内に開口する軸方向空気通路（２７）が設けられている。中間ピストン（７）には、上方突出部（１９）を貫通してめねじ部（２０）に連通している軸方向空気通路（２８）と、軸方向空気通路（２８）から上側空気導入室（２５）に連通するように設けられた径方向空気通路（２９）とが設けられている。下段ピストン（５）には、上端が中間ピストン（７）の軸方向空気通路（２８）に通じ、下端が下側空気導入室（２４）とほぼ同位置に位置させられた軸方向空気通路（３０）と、軸方向空気通路（３０）中間部から中間空気導入室（２６）に連通するように設けられた径方向空気通路（３１）と、軸方向空気通路（３０）下端部から下側空気導入室（２４）に連通するように設けられた径方向空気通路（３２）とが設けられている。
【００３０】
下カウンタプレート（９）と下段ピストン（５）との間には、下段ピストン（５）上昇用の空間（３３）が存在しており、中間リング（８）の中間部およびボンネット（２）のおねじ部（２ａ）には、この空間に通じる空気抜き孔（８ｄ）（２ｄ）がそれぞれ設けられている。同様に、上カウンタプレート（１０）と中間ピストン（７）との間にも、中間ピストン（７）上昇用の空間（３４）が存在しており、アクチュエータキャップ（３）の下端部および中間リング（８）の上端部には、この空間に通じる空気抜き孔（３ｄ）（８ｅ）がそれぞれ設けられている。同様に、上ピストン（６）とアクチュエータキャップ頂壁（３ｂ）との間に、上ピストン（６）上昇用の空間（３５）が存在しており、アクチュエータキャップ（３）には、この空間に通じる空気抜き孔（３ｅ）が設けられている。
【００３１】
各ピストン（５）（６）（７）および各カウンタプレート（９）（１０）の外周とこれに対応するアクチュエータキャップ（３）、中間リング（８）およびボンネット（３）の各部分の内周との間には、大径のＯリング（３６）が設けられており、また、各カウンタプレート（９）（１０）の内周とこれに対応する各ピストン（５）（７）の上方突出部（１５）（１９）の外周との間には、小径のＯリング（３７）が設けられており、上段ピストン（６）の上方突出部（１７）とアクチュエータキャップ（３）の中央凹所（１２）周面との間にも小径のＯリング（３７）が設けられている。
【００３２】
この第１実施形態の多段アクチュエータ（１）によると、図１に示す流路閉に対応する状態においては、上段ピストン（６）が上コイルばね（２３）によって下向きに付勢され、この力が中間ピストン（７）を介してステム（４）に伝えられ、ステム（４）は、下コイルばね（２１）によっても下向きに付勢されていることから、下方に移動させられ、弁体押さえ（１４）を介して弁体を下向きに押圧して流路を閉じることができる。この状態で、アクチュエータキャップ（３）のめねじ部（１１）に接続された圧縮空気導入管から圧縮空気を導入すると、同空気は、上段ピストン（６）の軸方向空気通路（２７）、中間ピストン（７）の軸方向空気通路（２８）および径方向空気通路（２９）を経て、上側空気導入室（２５）に導入され、上段ピストン（６）を上向きに押圧し、さらに、下段ピストン（５）の軸方向空気通路（３０）およびその中間に位置する径方向空気通路（３１）を経て、中間空気導入室（２６）に導入され、中間ピストン（７）を上向きに押圧し、さらに、下段ピストン（５）の軸方向空気通路（３０）下部およびその下端部に位置する径方向空気通路（３２）を経て、下側空気導入室（２４）に導入され、下段ピストン（５）を上向きに押圧する。これにより、一体に設けられた下段ピストン（５）、ステム（４）および中間ピストン（７）が上方に移動し、これらが上段ピストン（６）を上向きに押し上げることによって、全てのピストン（５）（６）（７）およびステム（４）が上方に移動する。下段および中間ピストン（５）（７）は、その上に位置するカウンタプレート（９）（１０）に当接して停止し、これにより、流路開の状態が得られる。この後、圧縮空気の元圧力をゼロにすると、上および下コイルばね（２１）（２３）の付勢力によって、全てのピストン（５）（６）（７）およびステム（４）が一体に下方に移動させられ、多段アクチュエータ（１）は、常時閉の状態に復帰させられる。
【００３３】
図１に示した状態において、アクチュエータキャップ（３）をねじ回して取り外すと、これとともに、上コイルばね（２３）、上段ピストン（６）および上カウンタープレート（１０）が取り外される。次いで、中間リング（８）をねじ回して取り外すと、これとともに、中間ピストン（７）およびステム（４）付き下段ピストン（５）の一体品と下カウンタープレート（９）とが取り外し可能となる。そして、中間リング（８）、上段ピストン（６）、上カウンタープレート（１０）および上コイルばね（２３）を取り除き、残りの部材（４）（５）（７）（９）をボンネット（２）に支持させて、アクチュエータキャップ（３）をねじ回してボンネット（２）に取り付けることにより、２段のピストン（５）（７）を備えたアクチュエータに変更することができる。そして、この逆を行うことにより、２段のアクチュエータを容易に３段のピストン（５）（６）（７）を備えたアクチュエータに変更することができる。
【００３４】
図２に示す第２実施形態の多段アクチュエータ（４１）は、上端部におねじ部（４２ａ）が設けられた円筒状ボンネット（４２）と、下端部にボンネット（４２）にねじ合わせ可能なめねじ部（４３ａ）を有しボンネット（４２）とともにピストン可動空間を形成する円筒状アクチュエータキャップ（４３）と、下方にのびるステム（４４）が一体に設けられてボンネット（４２）内に上下移動可能に支持された下段ピストン（４５）と、アクチュエータキャップ（４３）に上下移動可能に支持された上段ピストン（４６）と、下段ピストン（４５）と上段ピストン（４６）との間に配置されて両ピストン（４５）（４６）と一体に上下移動可能なように両ピストン（４５）（４６）に結合された中間ピストン（４７）と、中間ピストン（４７）を上下移動可能に支持する中間リング（４８）と、中間ピストン（４７）と下段ピストン（４５）との中間に位置してボンネット（４２）に固定されている下カウンタープレート（４９）と、上段ピストン（４６）と中間ピストン（４７）との中間に位置してアクチュエータキャップ（４３）に固定されている上カウンタープレート（５０）とを備えている。
【００３５】
ボンネット（４２）およびアクチュエータキャップ（４３）は、外径および内径がいずれも相等しくなされている。そして、ボンネット（４２）のおねじ部（４２ａ）は、円筒状とされており、アクチュエータキャップ（４３）のめねじ部（４３ａ）にねじ合わせ可能な径とされている。中間リング（４８）は、外径がボンネット（４２）およびアクチュエータキャップ（４３）の外径に等しくかつ内周にめねじ部が形成されている大径部（４８ａ）と、内径がボンネットおねじ部（４２ａ）およびアクチュエータキャップ（４３）の内径に等しくかつ外周におねじ部が形成されている小径部（４８ｂ）とからなる。中間リング（４８）の小径部（４８ｂ）のおねじ部は、ボンネット（４２）のおねじ部（４２ａ）と同じ形状に、また、中間リング（４８）の大径部（４８ａ）のめねじ部は、アクチュエータキャップ（４３）のめねじ部（４３ａ）と同じ形状になされている。そして、中間リング（４８）の大径部（４８ａ）のめねじ部がボンネット（４２）のおねじ部（４２ａ）に着脱可能にねじ合わされており、中間リング（４８）の小径部（４８ｂ）のおねじ部がアクチュエータキャップ（４３）のめねじ部（４３ａ）に着脱可能にねじ合わされている。下段ピストン（４５）、上段ピストン（４６）、中間ピストン（４７）、下カウンタープレート（４９）および上カウンタープレート（５０）の外径は、いずれもボンネットおねじ部（４２ａ）、アクチュエータキャップ（４３）および中間リング小径部（４８ｂ）の各内径に等しくなされている。
【００３６】
ボンネット（４２）は、ダイアフラムなどによって開閉される流体通路を有するボディに取り付けられるもので、この実施形態のものでは、ボディに設けられためねじ部にねじ合わせ可能なおねじ部（４２ｂ）を外周に有している。
【００３７】
アクチュエータキャップ（４３）は、頂壁（４３ｂ）を有する円筒状に形成されており、その頂壁（４３ｂ）上面の中央部には、圧縮空気導入管を接続するためのめねじ部（５１）が設けられている。アクチュエータキャップ（４３）の頂壁（４３ｂ）の下面の中央部には、めねじ部（５１）に通じる円形の中央凹所（５２）が設けられている。
【００３８】
ステム（４４）は、下段ピストン（４５）の中央部から下方にのびる軸状に形成されている。ステム（４４）の下端部には、ダイヤフラムなどの弁体を押さえるための弁体押さえ（５４）が設けられている。
【００３９】
下段ピストン（４５）は、円板部分の上面の中央部に設けられた円形の凹所（５５）を有している。
【００４０】
上段ピストン（４６）は、円板部分の下面の中央部に設けられた下方突出部（５７）を有している。上段ピストン（４６）の上面の中央部には、下段ピストン（４５）の円形の凹所（５５）と同形状の円形の凹所（５８）が設けられている。
【００４１】
中間ピストン（４７）は、上段ピストン（４６）と同じ形状とされており、円板部分の下面の中央部に設けられた下方突出部（５９）を有し、その上面の中央部には、下段ピストン（４５）の円形の凹所（５５）と同形状の円形の凹所（６０）が設けられている。
【００４２】
下カウンタープレート（４９）には、中間ピストン（４７）の下方突出部（５９）が摺動可能に挿通されている中央貫通孔（４９ａ）が設けられており、下カウンタプレート（４９）の上端部には、フランジ部（４９ｂ）が設けられている。下カウンタプレート（４９）は、中間リング（４８）の大径部（４８ａ）と小径部（４８ｂ）との間の段部（４８ｃ）とボンネット（４２）のおねじ部（４２ａ）上端部との間にそのフランジ部（４９ｂ）が位置させられており、この状態で中間リング（４８）の大径部（４８ａ）がボンネット（４２）にねじ込まれることにより、下カウンタプレート（４９）がボンネット（４２）に固定されている。
【００４３】
上カウンタープレート（５０）には、上段ピストン（４６）の下方突出部（５７）が摺動可能に挿通されている中央貫通孔（５０ａ）が設けられており、上カウンタプレート（５０）の上端部には、フランジ部（５０ｂ）が設けられている。上カウンタプレート（５０）は、中間リング（４８）の上端に対向するようにアクチュエータキャップ（４３）に形成された段部（４３ｃ）と中間リング（４８）の上端との間にそのフランジ部（５０ｂ）が位置させられており、この状態でアクチュエータキャップ（４３）が中間リング（４８）の小径部（４８ｂ）にねじ込まれることにより、上カウンタプレート（５０）がアクチュエータキャップ（４３）に固定されている。
【００４４】
ボンネット（４２）の内周部には、下段ピストン（４５）を上向きに付勢するコイルばね（６１）が設けられている。このコイルばね（６１）は、下段ピストン（４５）の下面とボンネット（４２）の中間部に設けられた段部（４２ｃ）とによって受け止められている。このコイルばね（６１）に上向きに付勢されることによって、下段ピストン（４５）の上面の凹所（５５）底面に中間ピストン（４７）の下方突出部（５９）の先端が当接させられている。そして、中間ピストン（４７）が上向き力を受けることによって、中間ピストン（４５）の上面の凹所（６０）底面に上段ピストン（４６）の下方突出部（５７）の先端が当接させられている。こうして、全てのピストン（４５）（４６）（４７）およびステム（４４）がコイルばね（６１）の上向き付勢力によって一体とされ、ステム（４４）が流路開に対応する位置に位置させられている。各ピストン（４５）（４６）（４７）に所定の大きさの下向き力を付与すると、各ピストン（４５）（４６）（４７）は、コイルばね（６１）の上向き付勢力に抗して、下方に移動し、これにより、ステム（４４）を下方に移動させることができる。
【００４５】
上段ピストン（４６）の下方移動は、上カウンタープレート（５０）によって規制され、中間ピストン（４７）の下方移動は、下カウンタプレート（４９）によって規制されており、下段ピストン（４５）の下方移動は、ボンネット（４２）の上面によって規制されている。
【００４６】
アクチュエータキャップ（４３）の頂壁（４３ｂ）下面と上段ピストン（４６）との間に、上側空気導入室（６４）が形成され、上カウンタープレート（５０）と中間ピストン（４７）との間に、中間空気導入室（６５）が形成され、下カウンタープレート（４９）と下段ピストン（４５）との間に、下側空気導入室（６６）が形成されている。
【００４７】
上段ピストン（４６）には、中央の凹所（５８）底面から下方突出部（５７）を貫通してのびる軸方向空気通路（６７）と、軸方向空気通路（６７）から中間空気導入室（６５）に連通するように設けられた径方向空気通路（６８）とが設けられている。中間ピストン（４７）には、中央の凹所（６０）底面から下方突出部（５９）を貫通してのびる軸方向空気通路（６９）と、軸方向空気通路（６９）から下側空気導入室（６６）に連通するように設けられた径方向空気通路（７０）とが設けられている。
【００４８】
下段ピストン（４５）とボンネット（２）の上面との間には、下段ピストン（４５）下降用の空間（７１）が存在している。また、中間ピストン（４７）と下カウンタプレート（４９）との間には、中間ピストン（４７）下降用の空間（７２）が存在しており、中間リング（４８）の中間部には、この空間（７２）に通じる空気抜き孔（４８ｄ）が設けられている。同様に、上ピストン（４６）と上カウンタープレート（５０）との間には、上ピストン（４６）下降用の空間（７３）が存在しており、アクチュエータキャップ（４３）の下端部には、この空間（７３）に通じる空気抜き孔（４３ｄ）が設けられている。
【００４９】
各ピストン（４５）（４６）（４７）および各カウンタプレート（４９）（５０）の外周とこれに対応するアクチュエータキャップ（４３）、中間リング（４８）およびボンネット（４３）の各部分の内周との間には、大径のＯリング（７４）が設けられており、また、各カウンタプレート（４９）（５０）の内周とこれに対応する各ピストン（４６）（４７）の下方突出部（５７）（５９）の外周との間には、小径のＯリング（７５）が設けられている。
【００５０】
この第２実施形態の多段アクチュエータ（４１）によると、図２に示す流路開に対応する状態においては、下段ピストン（４５）がコイルばね（６１）によって上向きに付勢され、この力がステム（４４）に伝えられ、ステム（４４）は、上方に移動させられ、弁体押さえ（５４）を介して弁体を下向きに押圧する力がゼロとなり、流路を開けることができる。この状態で、アクチュエータキャップ（４３）のめねじ部（５１）に接続された圧縮空気導入管から圧縮空気を導入すると、同空気は、アクチュエータキャップ（４３）の頂壁（４３ｂ）の円形凹所（５２）を経て上側空気室（６４）に導入され、上段ピストン（４６）を下向きに押圧し、さらに、上段ピストン（４６）の軸方向空気通路（６７）および径方向空気通路（６８）を経て、中間空気室（６５）に導入され、中間ピストン（４７）を下向きに押圧し、さらに、中間ピストン（４７）の軸方向空気通路（６９）および径方向空気通路（７０）を経て、下側空気導入室（６６）に導入され、下段ピストン（４５）を下向きに押圧する。これにより、各ピストン（４５）（４６）（４７）が下方に移動し、これに伴って下段ピストン（４５）と一体のステム（４４）が下方に移動する。上段および中間ピストン（４６）（４７）は、その下に位置するカウンタプレート（５０）（４９）に当接して停止し、これにより、流路閉の状態が得られる。この後、圧縮空気の元圧力をゼロにすると、コイルばね（６１）の付勢力によって、全てのピストン（４５）（４６）（４７）およびステム（４４）が一体に上方に移動させられ、多段アクチュエータ（４１）は、常時開の状態に復帰させられる。
【００５１】
図２に示した状態において、アクチュエータキャップ（４３）をねじ回して取り外すと、これとともに、上段ピストン（４６）および上カウンタープレート（５０）が取り外される。次いで、中間リング（４８）をねじ回して取り外すと、これとともに、中間ピストン（４７）および下カウンタープレート（４９）が取り外し可能となる。そして、中間リング（８）、上段ピストン（６）および上カウンタープレート（１０）を取り除き、残りの部材（４４）（４５）（４７）（４９）をボンネット（４２）に支持させて、アクチュエータキャップ（４３）をねじ回してボンネット（４２）に取り付けることにより、２段のピストン（４５）（４７）を備えたアクチュエータに変更することができる。そして、この逆を行うことにより、２段のアクチュエータを容易に３段のピストン（４５）（４６）（４７）を備えたアクチュエータに変更することができる。
【００５２】
図３に示す流体制御器は、断面六角形状のボディ（８１）と、常時閉型の多段アクチュエータ（１）と、常時開型の多段アクチュエータ（４１）と、３つの管継手（８２）（８３）（８４）とからなる。
【００５３】
ボディ（８１）は、方形の底面（８１ａ）、底面（８１ａ）から垂直に立ち上がる方形の左右側面（８１ｂ）（８１ｃ）、左右側面（８１ｂ）（８１ｃ）の上端から斜め上向きにのびる方形の左右傾斜面（８１ｄ）（８１ｅ）、傾斜面（８１ｄ）（８１ｅ）の上端同士をつなぐ方形の頂面（８１ｆ）および六角形状の前後面を有しており、左右傾斜面（８１ｄ）（８１ｅ）に、多段アクチュエータ（１）（４１）取付用のめねじ付き凹所（８５）（８６）がそれぞれ設けられている。そして、常時閉型の多段アクチュエータ（１）が左の傾斜面（８１ｄ）のめねじ付き凹所（８５）に、常時開型の多段アクチュエータ（４１）が右の傾斜面（８１ｅ）のめねじ付き凹所（８６）にそれぞれ取り付けられている。３つの管継手（８２）（８３）（８４）は、左右側面（８１ｂ）（８１ｃ）および頂面（８１ｆ）にそれぞれ設けられており、ボディ内流体通路（８７）（８８）（８９）は、左側面（８１ｂ）の管継手（８２）端部から常時閉型の多段アクチュエータ（１）に通じる第１流入路（８７）と、頂面（８１ｆ）の管継手（８３）端部から常時開型の多段アクチュエータ（４１）に通じる第２流入路（８８）と、常時閉型の多段アクチュエータ（１）および常時開型の多段アクチュエータ（４１）の流出口同士を連通して右側面（８１ｃ）の管継手（８４）端部に通じる流出路（８９）とからなる。
【００５４】
多段アクチュエータ（１）（４１）は、図１および図２に示したものであり、各多段アクチュエータ（１）（４１）の流出口には、環状の弁座（９０）およびこれを覆うように配されたダイヤフラム（９１）がそれぞれ設けられており、各アクチュエータ（１）（４１）の弁体押さえ（１４）（５４）がこのダイヤフラム（９１）を押さえるようになされている。
【００５５】
この流体制御器では、多段アクチュエータの第１および第２実施形態において述べたように、多段アクチュエータ（１）（４１）の中間リング（８）（４８）を着脱することにより、ピストン（５）（６）（７）（４５）（４６）（４７）の数を２から３または３から２に変更することが容易であり、同じボディ（８１）および同じ空気圧力を使用して、流路開または閉の力を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による多段アクチュエータの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明による多段アクチュエータの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】この発明の多段アクチュエータが使用されている流体制御器の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
（１）（４１）　　　　多段アクチュエータ
（２）（４２）　　　　ボンネット
（２ａ）（４２ａ）　　　おねじ部
（３）（４３）　　　　アクチュエータキャップ
（３ａ）（４３ａ）　　　めねじ部
（４）（４４）　　　　ステム
（５）（４５）　　　　下段ピストン
（６）（４６）　　　　上段ピストン
（７）（４７）　　　　中間ピストン
（８）（４８）　　　　中間リング
（８ａ）（４８ａ）　　　大径部（ねじ部）
（８ｂ）（４８ｂ）　　　小径部（ねじ部）
（９）（４９）　　　　下カウンタープレート
（１０）（５０）　　　上カウンタプレート
（１５）（１９）　　　上方突出部
（２１）（２３）（６１）　コイルばね
（２４）（６６）　　　下側空気導入室
（２５）（６４）　　　上側空気導入室
（２６）（６５）　　　中間空気導入室
（２８）（２９）（３０）（３１）（３２）　通路
（５７）（５９）　　　下方突出部
（６７）（６８）（６９）（７０）　　　通路
【図１】
2004100889.tif 000003
【図２】
2004100889.tif 000004
【図３】
2004100889.tif 000005