KR0182824B1 - 평형식 직동형 전자밸브 - Google Patents

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KR0182824B1
KR0182824B1 KR1019950013416A KR19950013416A KR0182824B1 KR 0182824 B1 KR0182824 B1 KR 0182824B1 KR 1019950013416 A KR1019950013416 A KR 1019950013416A KR 19950013416 A KR19950013416 A KR 19950013416A KR 0182824 B1 KR0182824 B1 KR 0182824B1
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요시오 아소오
마사미 쿠라모치
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타카다 요시유키
에스엠씨이 카부시키가이샤
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Abstract

직동형 전자밸브에 있어서, 밸브체(10)의 양 쪽 끝에 작용하는 유체압 작용력을 평형을 이루도록 하여, 그 밸브체(10)의 경사짐이나 마모를 방지하고, 그 밸브체(10)의 전환작동을 원활하게, 또한, 안정화시키기 위해서, 상기한 밸브체(10)의 양 쪽에 있는 2개의 챔버(16,17)를 밸브체 내부의 관통공(12)에 의해 서로 연통하도록 하며, 그 밸브체(10)의 양 쪽 끝에서 미끄럼 이동을 안내하는 가이드링(15,15)을 설치하고, 이들 가이드링(15,15)에, 상기한 각 챔버(16,17)와 배출포트(EA,EB)가 개구하는 밸브공 부분은 연통시키는 절결(15a)을 각각 형성한다.

Description

평형식 직동형 전자밸브
제1도는 본 발명의 평형식 직동형 전자밸브의 제1실시예의 비통전상태의 종단 정면도이다.
제2도는 제1도의 전자밸브의 코일에 통전한 상태의 종단 정면도이다.
제3도는 제1도의 전자밸브의 좌측면도이다.
제4도는 가이드링의 확대 사시도이다.
제5도는 본 발명의 평형식 직동형 전자밸브의 제1실시예의 통전상태의 종단 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 직동형 전자밸브 2 : 밸브 본체부
3 : 전자 조작부 6 : 밸브공
10 : 밸브체 11 : 밸브봉
12 : 관통공 15 : 가이드링
15a : 절결 18 : 복귀스프링
19 : 밸브스프링 27 : 가동철심
P : 공급포트 EA, EB : 배출포트
본 발명은 전자 조작부에 의해서 밸브부재를 직접 구동하는 작동형 전자밸브에 관한 것으로, 좀더 자세하게는, 밸브체의 양 쪽에 작용하는 유체압 작용력이 평형을 이루고 있는 평형식 직동형 전자밸브에 관한 것이다.
전자 조작부에 의해서 밸브체를 직접 구동하는 작동전자밸브는, 밸브체를 원활하게 이동시키기 위해서, 밸브체의 양쪽으로 서로 대향하여 작용하는 유체압에 의한 작용력을 평형을 이루도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 밸브체의 양 쪽 챔버를 그 밸브체에 형성한 축방향의 관통공에 의해서 서로 연통시키고, 이들 챔버 중의 어느 한 쪽을 직접 배출포트에 연통시킨 평형식 직동형 전자밸브가 일본국 특개소 61-096272호 공보에 기재되어 있다.
이전에 제안된 전자밸브체는, 밸브체의 축방향에 형성한 관통공에 의해 밸브체의 양 쪽 챔버가 연통하므로써, 그 밸브체 양 쪽 끝에 작용하는 유체압 작용력이 평형을 이루고 있기 때문에, 그 밸브체를 비교적 용이하게 전환할 수 있으나, 그 밸브체는 중간부의 일부만 밸브공에 접동자재하게 지지되어 있고, 축방향 양 끝 부분은 완전히 자유의 상태로 있기 때문에, 전환시에 그 밸브체가 기울어지기 쉽고, 이때문에, 밸브체와 밸브공 사이의 마모 등에 의해서 작동불량이 발생하여 전환이 원활하게 이루어지기 어렵고, 전자밸브의 수명도 짧은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 밸브체의 양 쪽 끝에 작용하는 유체압 작용력을 항상 평형을 이루도록 한 평형식 직동형 전자밸브에 있어서, 상기한 밸브체의 경사짐이나 마모 등을 방지하여 그 밸브체의 전환동작을 원활하게 또한 안전하게 하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는, 압력유체의 흐름을 전환하는 밸브체를 내장한 밸브 본체부와, 상기한 밸브체를 직접 구동하는 가동철심을 구비한 전자 조작부로 이루어지는 직동형 전자밸브에 있어서, 상기한 밸브본체부가 상기한 밸브체를 수용하는 밸브공과, 그 밸브공 중앙부에서 개구하는 공급포트와, 그 공급포트의 양 쪽에 있어서의 밸브공에서 개구하는 2개의 출력포트와, 이들 출력포트의 양 외측에 있어서의 밸브공에서 개구하는 2개의 배출포트와, 상기한 밸브공의 양 쪽 끝에 형성된 1개의 챔버를 보유하고, 상기한 밸브체에는, 상기한 2개의 챔버를 서로 연통시키기 위한 관통공이 형성되어 있고, 그 밸브체의 양단부 외주에, 밸브공 내면에 미끄럼접촉 하므로써 밸브체의 이동을 안내하는 가이드링이 각각 부착되고, 이들 가이드링에는, 상기한 각 챔버와 배출포트가 개구하는 밸브공 부분을 연통시키는 절결이 각각 형성되어서, 상기한 밸브체의 양 쪽 끝의 압력을 받는 면적이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 평형식 직동형 전자밸브가 제공된다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 밸브공의 양 쪽 끝에 있는 2개의 챔버의 한 쪽에 전자 조작부의 가동철심이 위치하고, 그 가동철심을 복귀 방향으로 밀기 위한 복귀스프링이 설치되고, 다른 쪽의 챔버로 밸브체를 가동철심 쪽을 향해서 밀어주는 밸브스프링이 설치되어 있다.
상기한 구성의 평형식 직동형 전자밸브에 있어서는, 전자 조작부에 대한 통전 또는 해제에 의해 밸브체가 전환되는데, 밸브공 양 쪽 끝의 챔버가 밸브체에 형성한 관통공에 의해 서로 연통하고 있기 때문에, 그 밸브체의 양 쪽 끝에 작용하는 유체압 작용력은 항상 평형을 이루고 있고, 이 때문에, 그 밸브체의 전환은 용이하게 행해진다.
또, 상기한 밸브체의 축방향의 양 쪽 끝 부분은 가이드링에 의해서 지지되고 있으므로, 전환시에 그 밸브체가 경사지는 일이 없고, 이에 의해서, 밸브체의 전환은 아주 원활하게 또한 안정적으로 행해지고, 마모에 의한 작동불량이나 수명 저하의 문제가 없다.
또, 출력포트로부터 배출포트로 배출되는 유체는, 가이드링의 절결을 통해서 한 쪽 챔버 내부로 유입한 후, 밸브체 내부의 관통공을 통해서 다른 쪽의 챔버 내부로도 유입하고, 이 유체는 또한 다른 쪽 가이드링의 절결을 통해서 다른 배출포트로부터도 배출되기 때문에, 유체의 배출속도를 빨리 할 수 있다.
[실시예]
제1도 내지 제4도는 본 발명에 의한 평형식 직동형 전자밸브의 제1실시예를 표시한 것으로, 이 제1실시예의 직동형 전자밸브(1)는, 밸브 본체부(2)와 전자 조작부(3)를 구비하고 있다.
상기한 밸브 본체부(2)에는 밸브 보디(5)가 있으며, 그 밸브 보디(5)는, 밸브체(10)가 수용된 밸브공(6)과, 그 밸브공(6)의 거의 중앙부에서 개구하는 압축공기의 공급포트(P)와, 그 공급포트(P)의 양 쪽의 위치에 있어서의 밸브공(6)에서 개구하는 출력포트(A,B)와, 이들 출력포트(A,B)의 다른 외측의 위치에 있어서의 밸브공(6)에서 개구하는 배출포트(EA,EB)를 구비하고 있다. 상기한 밸브공(6)의 한 쪽 끝에는 폐쇄부재(8)가 스냅링으로 고정되고, 이 폐쇄부재(8)의 외주에 기밀을 유지하기 위한 밀봉부재(8a)가 부착되어 있고, 밸브공(6)의 다른 쪽 끝에는, 전자 조작부(3)에 밀접하는 밀봉부재(9)에 의해서 밀봉상태로 폐쇄되어 있다.
상기한 밸브공(6)의 내부를 미끄럼 이동하는 밸브체(10)는 중앙부를 관통하는 관통공(12)을 축방향으로 구비한 밸브봉(11)과, 그 밸브봉(11)의 외주에 삽입된 포핏형 밸브부재(13a,13b,14a,14b)와, 밸브봉(11)의 축방향 양 쪽 끝부분에 각각 끼워 맞춘 미끄러짐을 좋게 하기 위한 가이드링(15,15)을 구비하고 있고, 그 밸브체(10)가 도면에서의 좌우 방향으로 전환되므로써, 상기한 밸브부재(13a,13b)가 공급포트(P)와 출력포트(A,B)와의 사이를 교대로 폐쇄 또는 개방함과 함께, 밸브부재(14a,14b)가 출력포트(A,B)와 배출포트(EA,EB)와의 사이를 교대로 개방 또는 폐쇄하도록 구성되어 있다.
상기한 밸브체(10)는 그 축방향 양 쪽 끝에 있어서의 수압면적을 서로 동일하게 하므로써, 그 밸브체(10)의 양 쪽에 작용하는 공기압에 의한 작용력이 서로 동일하게 되도록 구성하고 있다.
그리고, 상기한 밸브체(10)와 전자 조작부(3)와의 사이에 제1스프링실(16)이 형성되고, 밸브체(10)와 폐쇄부재(8)와의 사이에 제2스프링실(17)이 형성되며, 상기한 제1스프링실에는 가동철심(27)을 복귀시키기 위한 복귀스프링(18)이 설치되고, 상기한 제2스프링실(17)에는, 상기한 복귀스프링(18)보다도 스프링장력이 작은 밸브스프링(19)이, 밸브체(10)를 가동철심(27) 쪽을 향하여 밀도록 설치되어 있다.
상기한 밸브부재(13a,13b,14a,14b)는 합성고무 등의 탄성이 있는 소재로 형성되고, 한 쪽의 가이드링(15)은 제4도에 표시된 바와 같이, 폴리아미드수지, 폴리아세탈수지 등에 의해서 일부에 절결(15a)이 있는 원환 형상으로 형성되어, 상기한 절결(15a)이 유로로서의 기능을 하도록 되어 있다.
따라서, 상기한 제1스프링실(16)과 제2스프링실(17)은, 밸브봉(11)에 형성된 관통공(12)에 의해서 서로 연통하며, 가이드링(15,15)의 절결(15a,15a)에 의해서 각각 배출포트(EA,EB)에도 연통하고 있다.
상기한 전자 조작부(3)는, 코일(21)을 감은 보빈(22)과, 그 보빈(22)을 둘러싸는 자기틀(23) 및 지기판(24)과, 보빈(22)의 중심공의 한 쪽 끝에 볼트(25)에 의해 고정된 고정철심(26)과, 상기한 중심공에 미끄럼 이동이 가능하도록 삽입된 가동철심(27)을 구비하고 있고, 상기한 자기틀(23)의 외주면은 합성수지에 의해서 몰드 성형되어 있다. 그리고, 전자 조작부(3)는, 부착용 볼트 등과 같은 적당한 수단에 의해서 밸브 보디(5)의 제1스프링실(17) 쪽에서 기밀하게 부착되고, 자기판(24)과 가동철심(27)의 플랜지부와의 사이에 상기한 복귀스프링(18)이 설치되어 있다. 또, 보빈(22)과 자기판(24)의 사이 및 보빈(22)의 중심공과 고정철심(26)의 사이는 모두 시일링(28,28)에 의해서 밀봉상태를 유지하도록 밀봉되어 있다.
상기한 밸브봉(11)에 있어서의 가동철심(27) 쪽의 끝 부분에는, 쿠숀(30)이 부착되어 있다. 이 쿠숀(30)은, 기부(基部)에 탄력적으로 넓히는 복수의 스프링편(30a)이 있으며, 이들 스프링편(30a)를 관통공(12)에 압입함으로써 밸브봉(11)에 부착되어 있고, 상기한 스프링편(30a,30a) 사이에는 홈(31)이 절단되어서, 이 홈(31)에 의해 관통공(12)과 제1스프링(16)이 서로 연통하고 있다.
상기한 홈(31)를 대신하여, 혹은 상기한 홈(31) 이외에, 쿠숀(30)에 있어서의 밸브봉(11)과 맞닿는 면에 절결(31a)를 형성하고, 이 절결(31a)에 의해서 상기한 관통공(12)과 제1스프링실(16)을 서로 연통시켜도 좋다.
또, 상기한 가동철심(27)과 밸브봉(11)은, 상술한 바와 같이, 쿠숀(30)을 개재하여 맞닿게 하지 않고, 그들을 직접 맞닿게 할 수 있다. 이 경우, 가동철심(27)과 밸브봉(11)의 사이에 상기한 홈(31) 또는 절결(31a)에 상당하는 적당한 유로가 형성되는 것은 당연하고, 또, 가동철심(27)이 직접 맞닿아도 밸브봉(11)의 단면의 수압면적이 변하지 않는 것도 당연하다.
제1도에서의 참조부호 (34)는 수동으로 가동철심(27)을 이동시키는 수동조작자, (37)은 전자 조작부(30에 부착된 인쇄배선판이고, 외부 전원과 코일의 단자를 전기적으로 접속시킨다.
제1도는 코일(21)에 통전되지 않은 비통전의 상태를 나타내고, 이 상태에서는, 복귀스프링(18)의 스프링장력에 의해서 밸브체(10)가 복귀위치에 위치하고, 밸브부재(13a)가 공급포트(P)와 출력포트(A)와의 사이를 차단함과 함께, 밸브부재(13b)가 출력포트(B)와 배출포트(EB)와의 사이를 개방하고, 또, 밸브부재(14a)가 출력포트(A)와 배출포트(EA)와의 사이를 개방함과 함께 밸브부재(14b)가 출력포트(B)와 배출포트(EB)와의 사이를 차단하고 있다.
코일(21)에 통전하면, 제2도에 표시하는 바와 같이, 가동철심(27)이 고정철심(26)에 흡착되기 때문에, 밸브체(10)가 밸브스프링(19)의 스프링장력에 의해서 도면에서의 오른쪽 방향으로 전환되며, 밸브부재(13a)가 공급포트(P)와 출력포트(A)와의 사이를 개방함과 함께, 밸브부재(13b)가 공급포트(P)와 출력포트(B)와의 사이를 차단하고, 또, 밸브부재(14b)가 출력포트(A)와 배출포트(EA)와의 사이를 차단함과 함께, 밸브부재(14b)가 출력포트(B)와 배출포트(EB) 사이를 개방한다. 코일에 통전하지 않고 수동조작자(34)를 도면에서와 같이, 눌러 내린 경우에도 동일하게 작용한다.
이 경우, 제1스프링실(16)과 제2스프링실(17)이 밸브봉(11)에 형성된 관통공(12)에 의해서 연통하고 있고, 또, 밸브체(10)의 양 끝의 수압면적은 동일하므로, 그 밸브체(10)의 양 끝에 작용하는 공기압에 의한 작용력은 항상 평형을 이루고 있고, 따라서, 그 밸브체의 전환조작은 매우 원활하게 이루어진다. 또, 상기한 밸브체(10)는 가이드링(15,15)에 의해서 미끄럼 이동이 안내되도록 되어 있으므로, 그 밸브체(10)는, 기울어짐이나 흔들림이 없이 원활하게 이동한다.
또, 출력포트(B)로부터 배출포트(EB)로 배출되는 배출공기의 일부는, 가이드링(15)의 절결(15a)을 통해 제2스프링실(17)으로 유입한 후, 관통공(12)과 쿠숀(30)의 홈(31), 또는,절결(31a)을 통해서 제1스프링실(16)로 유입되고, 또, 이 제1스프링실(16)쪽의 가이드링(15)의 절결(15a)을 통하고, 출력포트(A)와의 연통이 차단되어 있는 배출포트(EA)로부터도 배출된다. 따라서, 절결(15a)의 개구면적을 필요로 하는 크기로 형성하므로써, 밸브봉(11)이 경사지지 않도록 하면서 원활하게 이동시키기 위해 설치한 가이드링(15,15)을 유효하게 이용해서, 배기의 배출속도를 신속하게 할 수 있다.
코일(21)에 대한 통전을 해제하거나, 또는, 수동조작자(34)의 눌러내림을 해제하면, 복귀스프링(18)의 스프링장력에 의해 밸브체(10)가 제1도에 표시하는 상태로 복귀한다.
이 경우, 밸브체(10)의 이동상태, 제1스프링실(16)과 제2스프링실(17)에 있어서의 밸브체(10)에 작용하는 공기압 작용력이 평형을 이루고 있는 상태와 가이드링(15,15)에 의한 배기의 배출기능 등에 대해서는, 상술한 경우와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
제5도는 본 발명의 평형식 직동형 전자밸브의 제2실시예를 나타내고, 이 제2실시예의 직동형 전자밸브(41)는, 밸브 본체부(2)가 베이스(43)를 구비하고 있으며, 이 베이스(43)를 개재하여 공기배관을 접속하도록 되어 있는 점에서, 상기한 제1실시예의 경우와 상이하다. 즉, 이 전자밸브(41)의 밸브보디(42)에 있어서의 베이스(43)와의 접합면에는, 상기한 제1실시예의 공급포트(P)와 출력포트(A,B) 및 배출포트(EA,EB)에 대응하는 공급통공(p)와 출력통공(a,b) 및 배출통공(ea,eb)이 모두 개구하고, 한 쪽 베이스(43)에 있어서의 상기한 밸브보디(42)와의 접합면에는, 도면에는 표시하지 않은 공급포트로 통하는 공급통공(44) 및 배출포트로 통하는 배출통공(45a,45b)과 베이스(43)의 앞 쪽 면에 설치된 출력포트(46A,46B)로 통하는 출력통공(46a,46b)이 각각 개구하고, 밸브보디(42)를 베이스(43) 위에 올려놓는 것에 의해, 상기한 각 통공의 서로 대응하는 통공이 서로 연통하도록 되어 있다.
제2실시예에 있어서, 상기한 부분 이외의 구성은 실질적으로 제1실시예와 동일하므로, 주요한 동일 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 그 설명은 생략한다.
또, 제2실시예의 자가용은, 압축공기가 베이스(43)의 공급통공(44)과 배출통공(45,45)를 통해서 배출된다는 점과, 압축공기가 베이스(43) 전면의 출력포트(46,46)로부터 출력된다는 점 이외는, 실질적으로 제1실시예와 동일하다.
상기한 각 실시예에서는, 포핏식 밸브체를 구비한 것에 대해서 설명했는데, 그 밸브체는 스플식인 경우도 좋다.
또, 2개의 배기포트를 개별로 설치하고 있는데, 그들은 서로 연통하게 하므로써 1개로 통합할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 평형식 직동형 전자밸브는, 밸브체의 양 쪽에 작용하는 공기압의 작용력을 평형을 이루게 하므로써, 그 밸브체의 전환을 용이하게 할 수 있고, 밸브체의 양 쪽 끝에 설치한 가이드링의 안내에 의해서 그 밸브체의 전환작동을 원활하게, 또한 안전하게 할 수 있으며, 이 결과, 밸브체와 밸브공의 마모가 없어서 전자밸브의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 상기한 가이드링의 절결을 형성하여, 배출유체를 2개의 배출포트로부터 동시에 배출할 수 있도록 하였으므로, 유체의 배출속도를 신속하게 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 입력유체의 흐름을 전환할 수 있는 밸브체(10)를 내장한 밸브 본체부(2)와, 상기한 밸브체(10)를 직접 구동하는 가동철심(27)을 구비한 전자 조작부(3)로 구성되며, 상기한 밸브 본체부(2)가, 상기한 밸브체(10)를 수용하는 밸브공(6)과, 그 밸브공(6)의 중앙부에 개구하는 공급포트(P)와, 그 공급포트(P)의 양쪽에 있어서의 밸브공(6)에 개구하는 2개의 배출포트(EA,EB)와, 상기한 밸브공(6)의 양쪽 끝에 형성된 2개의 챔버가 있으며, 상기한 밸브체(10)에는, 상기한 2개의 챔버를 서로 연통하기 위한 관통공(12)이 형성되어 있으며, 그 밸브체(10)의 양단부 외주에, 밸브공(6) 내면에서 미끄럼 이동하므로써 밸브체(10)의 이동을 안내하는 가이드링(15,15)이 각각 부착되어 있고, 이들 가이드링(15,15)에는 상기한 각 챔버와 배출포트(EA,EB)가 개구하는 밸브공 부분을 연통하는 절결(15a)이 각각 형성되고, 상기한 밸브체(10)의 양 쪽 끝의 수압면적이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 평형식 직동형 전자밸브.
  2. 제1항에 있어서, 밸브공(6)의 양쪽 끝에 잇는 2개의 챔버의 한 쪽 챔버에 전자 조작부(3)의 가동철심(27)이 위치하고, 그 가동철심(27)을 복귀 방향으로 밀어주는 복귀스프링(18)이 설치되며, 다른 쪽의 챔버에 밸브체(10)를 가동철심(27)쪽을 향해 밀어주는 밸브스프링(19)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 평형식 직동형 전자밸브.
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