KR100433920B1

KR100433920B1 - 자기센서가 부착된 전자밸브

Info

Publication number: KR100433920B1
Application number: KR10-2002-0000887A
Authority: KR
Inventors: 미스미케이지
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2004-06-04
Also published as: JP3637282B2; KR20020061501A; CN1366154A; DE60221587D1; TW524302U; US20020092571A1; US6591865B2; EP1223371A2; EP1223371B1; CN1293334C; DE60221587T2; JP2002213639A; EP1223371A3

Abstract

전자밸브에 있어서의 밸브체의 전환상태를 감시하는 마그넷의 조립을 간단, 용이화하는 동시에, 상기 마그넷의 근접을 검출하는 자기센서를, 내수, 방진성이 우수한 상태로 간단하게 장착할 수 있게 한다.

파일롯 유체압에 의해서 구동함으로써 압력유체의 흐름방향을 전환하는 전자밸브에 있어서, 밸브체(11)의 단부에 형성한 세경부(11a)에 링형상의 마그넷(13A, 13B)을 끼워붙이고, 그것을 밸브체 끝에서 피스톤(23A, 23B)과의 접촉면을 형성하는 캡(14A, 14B)의 압입하여 걸어붙여서 고정한다. 밸브보디(10)에서의 밸브구멍(10a)의 외측에서 마그넷에 근접하는 위치에 수용실(30)을 형성하여 자기센서(31A, 31B)를 수용하고, 상기 수용실(30)에 커버(35)를 피착하며, 상기 커버에 파일롯밸브(20A, 20B)로의 통전선 및 자기센서로부터의 신호선을 도출하는 커넥터(37)를 설치한다.

Description

자기센서가 부착된 전자밸브{SOLENOID VALVE WITH MAGNETOMETRIC SENSORS}

본 발명은 밸브체의 전환상태를 감시하고, 그 전환상태를 신호로서 표시하기 위한 마그넷 및 자기센서를 짜넣은 자기센서가 부착된 전자밸브에 관한 것이다.

종래부터, 전자밸브에 그 밸브체에 의한 전환상태를 감시하고, 그 전환상태를 신호로서 표시하기 위한 마그넷 및 자기센서를 부설하는 것에 대해서는, 여러가지의 제안이 이루어지고 있지만, 그들의 조립을 간단하고 쉽게 함과 동시에 자기센서를 내수, 방진성이 우수한 상태로 간단하게 장착할 수 있도록 하는 것에 대하여, 충분한 배려가 이루어져 있다고는 말할 수 없다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전자밸브에 있어서의 밸브체의 전환상태를 감시하고, 그 전환상태를 신호로서 표시하기 위한 마그넷의 조립을 간단, 용이화함과 동시에, 상기 마그넷의 근접을 검출하는 자기센서를 내수, 방진성이 우수한 상태로 간단하게 장착할 수 있도록 하여, 결과적으로 안전성, 신뢰성을 향상시킨 자기센서가 부착된 전자밸브를 저렴하게 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명에 관한 자기센서가 부착된 전자밸브의 제1실시예의 종단면도,

도 2는 도 1의 실시예에서의 요부 확대단면도,

도 3은 본 발명에 관한 자기센서가 부착된 전자밸브의 제2실시예의 종단면도,

도 4는 도 3의 실시예에서의 요부 확대단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 전자밸브 2 : 베이스

10, 60 : 밸브보디 10a, 60a : 밸브구멍

11, 61 : 스풀밸브체 11a, 61a : 세경부

13A, 13B : 마그넷 14A, 14B, 64A, 64B : 캡

20A, 20B : 파일롯밸브 23A, 23B : 피스톤

30, 80 : 수용실 31A, 31B : 자기센서

33A, 33B, 73A, 73B : 통전선 35, 85 : 커버

36A, 36B, 76A, 76B : 신호선 37, 77 : 커넥터

38A, 38B, 88A, 88B : 표시창 39A, 39B, 89A, 89B : 표시등

92 : 배선덕트 P : 공급포트

A, B : 제1 및 제2의 출력포트 EA, EB : 제1 및 제2의 배출포트

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 자기센서가 부착된 전자밸브는, 복수의 포트를 구비한 밸브보디와, 이 밸브보디의 내부에 형성된 밸브구멍과, 이 밸브구멍 내에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어진 밸브체와, 이 밸브체의 축방향의 양측에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤과, 이들 피스톤에 파일롯 유체를 공급하여 상기 밸브체를 전환하는 하나 이상의 파일롯밸브와, 상기 밸브체의 양단에 끼워부착되어 상기 밸브체의 단부에 상기 피스톤이 접촉하는 접촉면을 형성하는 캡과, 상기 밸브체의 적어도 한쪽의 단부에 끼워넣어져 상기 캡에 의해 그 위치에 고정된 링형상의 마그넷과, 상기 밸브보디의 내부에 상기 밸브구멍 및 마그넷에 근접하도록 형성된 수용실과, 이 수용실 내에 설치된 1개 이상의 자기센서와, 상기 수용실을 덮은 커버를 보유하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서 상기 수용실은, 상기 밸브구멍의 축방향의 양단부 근방까지 확장되어 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 커버에 커넥터가 부착되고, 이 커넥터와 상기 파일롯밸브 및 자기센서가 상기 수용실 내를 경유하는 리드선으로 서로 연결되어 있다.

상기 수용실 내에는 상기 파일롯밸브의 동작상태를 표시하기 위한 표시등이 설치됨과 동시에, 상기 커버에 상기 표시등을 투시하기 위한 표시창이 형성되어 있어도 좋다.

본 발명의 전자밸브는 상기 각 포트로 통하는 유체유로를 구비한 베이스 위에 탑재하는 것이 가능하다.

이 경우에, 상기 베이스에 배선용의 덕트를 형성함과 동시에, 이 덕트 내에커넥터를 부착하고, 이 커넥터와 상기 파일롯밸브 및 자기센서를, 상기 수용실 내를 경유하는 리드선으로 서로 연결할 수 있다.

상기 구성을 보유하는 자기센서가 부착된 전자밸브는, 전자밸브에서의 밸브체의 전환상태를 감시하고, 그 전환상태를 신호로서 표시하기 위한 마그넷 및 자기센서를 구비한 전자밸브에 있어서, 상기 마그넷을 밸브체의 단부의 세경부에 끼워붙이고, 밸브체 끝에서 피스톤과의 접촉면을 형성하는 캡의 압입계착에 의해 고정되어 있기 때문에, 그 조립이 간단하고 용이화 되며, 또 밸브보디에서의 밸브구멍의 외측에서 상기 마그넷에 근접하는 위치에 수용실을 형성하여 자기센서를 수용하고, 상기 수용실에 커버를 피착하고 있기 때문에, 자기센서를 내수, 방진성이 우수한 상태로 간단하게 장착할 수 있다.

또한, 파일롯밸브로의 통전선 및 자기센서로부터의 신호선을 정리하여 도출하는 커넥터를, 상기 수용실의 커버 혹은 베이스에 연달아 설치된 배선덕트에 설치하고, 상기 수용실에 파일롯밸브의 동작상태를 표시하는 표시등을 설치하여, 수용실 커버의 표시창을 통하여 그것을 시인할 수 있도록 하고 있기 때문에, 각종 배선의 처리 및 표시등을 설치하기 위한 구조가 간소화될 뿐만 아니라, 오배선, 오조립 등의 가능성도 현저하게 저하되고, 조립이 용이하여 안전성, 신뢰성, 경제성에 있어서도 우수한 것으로 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 관한 자기센서가 부착된 전자밸브의 제1실시예를 나타내는 것이고, 이 자기센서가 부착된 전자밸브는, 개략적으로는 압력유체(압축공기)의 흐름의 방향을 전환하는 전자밸브(1)와, 상기 전자밸브(1)의 각 포트에 압력유체의 공급배출을 행하는 유로를 구비한 베이스(2)를 구비하고 있다.

상기 전자밸브(1)는 밸브보디(10) 내에 관통하여 설치한 밸브구멍(10a)에, 공급포트(P), 제1 및 제2의 출력포트(A, B) 그리고 제1 및 제2의 배출포트(EA, EB)를 개구시키고, 상기 밸브구멍(10a) 내에 상기 포트간의 유로를 전환하는 스풀밸브체(11)를 슬라이딩 가능하게 끼워넣고 있다. 상기 밸브체(11)는 전자밸브로서 주지와 같이 그 축선방향의 한쪽 측 또는 다른쪽 측으로의 이동에 의해, 공급포트(P)를 제1 또는 제2의 출력포트(A, B)로 전환하여 연통시키고, 그것에 따라서 공급포트(P)에 연통하지 않는 쪽의 출력포트를, 제1 또는 제2의 배출포트(EA, EB)에 연통시키는 것이다.

또한, 도시하지 않은 전자밸브는, 밸브체(11)가 밸브구멍의 일단측 및 타단측의 전환위치를 취하는 2위치 밸브로 하고 있지만, 각 포트를 폐쇄 또는 개방한 상태로 유지하는 중립정지위치를 취한 3위치 밸브로 하는 것도 가능하다.

상기 스풀밸브체(11)는 그 양단부에 형성한 세경부(11a)에 링형상의 마그넷(13A, 13B)을 끼워붙이고 있다. 이 마그넷(13A, 13B)은 후술의 자기센서에 의한 스풀밸브체(11)의 위치의 검출에 제공하는 것이고, 밸브체(11)의 일단의 마그넷(13A)은 밸브체 끝에 후술하는 피스톤(23A)과의 접촉면을 형성하는 합성수지제의 캡(14A)을 압입하여 걸어부착함으로써, 상기 밸브체(11)에 고정하고 있다. 또, 밸브체(11)의 타단의 마그넷(13B)은 링(15) 및 배출포트(EB)용의 한쪽의 밀봉부재(16a)를 통하여 피스톤(23B)과의 접촉면을 형성하는 합성수지제의 캡(14B)을 압입하여 걸어부착시킴으로써, 상기 밸브체(11)에 고정하고 있다. 이들 캡(14A,14B)는 피스톤(23A, 23B)의 충돌에 대한 완충적 기능을 발휘하는 것이다. 또한, 당연하지만, 밸브보디(10) 및 스풀밸브체(11)는 비자성재료(알루미늄)제이다.

상기 캡(14A)의 밸브체로의 부착은 도 2에 상세하게 나타내는 바와 같이, 상기 밸브체(11)의 단부의 세경부(11a)에 오목홈(17)을 형성하고, 합성수지제로 약간의 변형이 가능한 상기 캡(14A) 내에 상기 세경부(11a)를 압입하고, 캡 내주면의 클로부(18)를 상기 오목홈(17)에 걸어부착시킴으로써 행하고 있다. 밸브체(11)의 타단의 캡(14B)에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 도 2중의 부호 16b는 배출포트(EA)용의 한쪽의 밀봉부재를 나타내고 있다.

상기 밸브보디(10)의 양단에는 파일롯밸브(20A, 20B)를 탑재하는 어댑터(21A, 21B)를 연달아 설치하고, 상기 어댑터(21A, 21B)에서의 밸브보디(10)와의 접합면에, 밸브보디(10)의 밸브구멍(10a)과 동심의 피스톤실(22A, 22B)을 형성하고, 그들의 피스톤실(22A, 22B)에 상기 밸브체(11)의 단부의 캡(14A, 14B)에 접촉하는 피스톤(23A, 23B)을 수용하고 있다.

또한, 파이롯밸브(20A, 20B)의 구조 및 그 유로에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

상기 파일롯밸브(20A, 20B)는 피스톤실(22A, 22A)에 파일롯 유체압을 공급배출하고, 그것에 의해 피스톤(23A, 23B)을 통하여 스풀밸브체(11)를 구동하여 압력유체의 흐름방향을 전환하는 것이다. 즉, 파일롯밸브(20A)의 솔레노이드에 통전하면, 파일롯밸브체의 전환에 의해 파일롯 공급유로의 파일롯 유체압이 피스톤실(22A)에 도입되어 피스톤(23A)에 작용하고, 스풀밸브체(11)가 도면에 있어서 오른쪽으로 움직여서 밸브보디(10) 내의 유로가 전환된다. 또, 파일롯밸브(20A)의 솔레노이드로의 통전을 해제함과 동시에 파일롯밸브(20B)의 솔레노이드에 통전하면, 상기 피스톤실(22A)의 파일롯 유체압이 배출됨과 동시에 파일롯 공급유로의 파일롯 유체압이 피스톤실(22B)에 도입되어 피스톤(23B)에 작용하고, 스풀밸브체(11)가 도면에 있어서 왼쪽으로 이동하여 밸브보디(10) 내의 유로가 전환된다.

상기 밸브보디(10)에서의 밸브구멍(10a)의 외측에서 상기 마그넷(13A, 13B)에 근접하는 위치에는, 자기센서(31A, 31B) 등을 수용하는 수용실(30)을 형성하고 있다. 즉, 밸브보디(10)에 있어서의 밸브구멍(10a)의 각 포트와는 반대의 측에, 상기 밸브구멍(10a)의 축방향 양단부 근방까지 확장된 오목부를 형성하고, 이 오목부에 의해서 상기 수용실(30)을 형성하고 있다. 또, 이 수용실(30)의 측면에는 상기 어댑터(21A, 21B)에서의 파일롯밸브(20A, 20B)로의 통전선(33A, 33B)의 도출구(32A, 32B)를 향하게 하고 있다.

상기 수용실(30) 내에는, 상기 마그넷(13A, 13B)에 대응하는 자기센서(31A, 31B)가, 밸브체(11)가 소정 위치에 달하였을 때 상기 마그넷을 검출하도록 수용되어 있다. 또, 상기 수용실(30)에 커버(35)를 피착하고, 상기 커버(35)에 파일롯밸브(20A, 20B)로의 통전선(33A, 33B) 및 자기센서(31A, 31B)로부터의 신호선(36A, 36B)을 정리하여 외부로 도출하기 위한 커넥터(37)를 설치하고 있다. 또한, 상기 수용실(30)의 커버(35)에 표시창(38A, 38B)를 설치하고, 수용실(30) 내에서의 상기 표시창(38A, 38B)의 내측에 파일롯밸브(20A, 20B)의 동작상태를 표시하는표시등(39A, 39B)을 설치하고 있다.

또한, 도시한 2위치 밸브에 있어서는 상기 자기센서(31A, 31B)가 마그넷(13A, 13B)을 검출함으로써 밸브체(11)가 밸브구멍(10a)의 양단 위치에 이동한 것을 검지하도록 되어 있다. 상기 자기센서 및 마그넷은 각각 하나이어도 좋다. 또, 전자밸브가 3위치 밸브인 경우와 같이 전자밸브의 유로전환방식이 다른 경우에는, 그것에 따라서 검출위치를 설정할 수 있다. 그 경우에, 필요수의 마그넷 및 자기센서를 설치하게 되지만, 통상은 그들의 설치수는 1~2개이다.

또, 도면중 41A, 41B는 상기 표시등(39A, 39B)을 부착한 프린트기판, 42A, 42B는 상기 기판(41A, 41B)에 부착한 전기적 소자를 나타내고 있다.

한편, 상기 베이스(2)는 하나의 전자밸브(1)에 대응하는 매니폴드로서 형성되고, 그 다수를 연접하여 사용하는 것이고, 베이스본체(50)에는 상기 전자밸브(1)의 각 포트(P, A, B, EA, EB)에 대응하는 공급유로(51), 출력유로(52A, 52B) 및 배출유로(53A, 53B)를 설치하고, 공급유로(51) 및 배출유로(53A, 53B)는 인접하는 베이스(2)에 있어서 서로 연통시키기 위하여 상기 베이스(2)의 연접면간을 관통시켜서 설치한 공급통구멍(54) 및 배출통구멍(55A, 55B)에 연통시키고, 또 상기 출력유로(52A, 52B)는 베이스(2)의 끝면에 개별로 개구시키고 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 관한 자기센서가 부착된 전자밸브의 제2실시예를 나타내고 있다. 이 제2실시예는 이하에 설명하는 점을 제외하고 상기 제1실시예와 실질적인 구성 및 작용에 있어서 다른 점이 없기 때문에, 제1실시예와 실질적으로 동일한 주요부분에 대하여 제1실시예와 동일한 부호를 붙여서 그들의 설명은 생략한다.

우선, 이 제2실시예의 자기센서가 부착된 전자밸브에서는, 스풀밸브체(61)의 양단의 세경부(61a)에, 링형상의 마그넷(13A, 13B)을 끼워붙이고, 이들 마그넷(13A, 13B)을 합성수지제의 캡(64A, 64B)의 압입, 걸어붙임에 의해 상기 밸브체(61)에 고정하고 있다. 즉, 도 4에 상세하게 나타내는 바와 같이, 밸브체(61)의 단부의 세경부(61a)에 클로부(67)를 형성하고, 이것에 합성수지제로 약간의 변형이 가능한 캡(64A, 64B)을 압입하고, 그 내주면에 상기 클로부(67)를 결합시킴으로써 상기 캡(64A, 64B)을 부착하고 있다. 이 구조도 캡을 밸브체의 세경부에 압입하는 것 만으로 고정할 수 있는 점에서는 제1실시예와 다른 점이 없다.

또한, 베이스본체(90)에는, 밸브보디(60)에서의 밸브구멍(60a)과 각 포트(P,A, B, EA, EB)의 간섭을 피한 위치에, 수용실(80)로부터 베이스본체(90)의 일측부에 달하는 배선통로(도시생략)를 설치하고, 이 배선통로를 통하여 파일롯밸브(20A, 20B)로의 통전선(73A, 73B) 및 자기센서(31A, 31B)로부터의 신호선(76A, 76B)을 정리하여 도출하고 있다.

한편, 베이스본체(90)의 한쪽에는 상기 베이스본체 위에 탑재된 전자밸브(1)의 각 배선을 수용하는 배선덕트(92)를 설치하고 있다. 이 배선덕트(92)는 그 전부 또는 일부를 상기 베이스본체(90)와 일체로 형성하거나, 또는 별체로 형성하는 것이 가능한 것이다. 그리고, 이 배선덕트(92)에 상기 통전선(73A, 73B) 및 신호선(76A, 76B)을 접속하고, 상기 덕트(92) 내를 통하여 외부로 도출하기 위한 커넥터(77)를 설치하고 있다.

자기센서(31A, 31B)를 수용한 수용실(80)에 피착하는 커버(85)는, 상기 배선덕트(92)로의 커넥터(77)의 설치에 따라, 제1실시예에 나타낸 바와 같은 커넥터(37)를 설치하고 있지 않지만, 상기 커버(85)에는 표시창(88A, 88B)를 설치하고, 그 표시창(88A, 88B)의 내측에 표시등(89A, 89B)을 설치하고 있다.

상기 구성을 보유하는 제1실시예 및 제2실시예의 자기센서가 부착된 전자밸브는, 전자밸브(1)에서의 밸브체(11, 61)의 전환상태를 감시하고, 그 전환상태를 신호로서 표시하기 위한 마그넷(13A, 13B) 및 자기센서(31A, 31B)를 구비한 자기밸브에 있어서, 상기 마그넷(13A, 13B)을 밸브체의 단부의 세경부(11a, 61a)에 끼워붙이고, 밸브체 끝에서 피스톤과의 접촉면을 형성하는 캡(14A, 14B, 64A, 64B)의 압입계착에 의해 고정하고 있기 때문에, 그 조립이 간단, 용이화되고, 또 밸브보디(10, 60)에서의 밸브구멍의 외측에서 상기 마그넷에 근접하는 위치에 수용실(30, 80)을 형성하여 상기 자기센서를 수용하고, 그 수용실에 커버(35, 85)를 피착하고 있기 때문에, 자기센서를 내수, 방진성이 우수한 상태로 간단하게 장착할 수 있다.

또한, 파일롯밸브로의 통전선 및 자기센서로부터의 신호선을 정리하여 도출하는 커넥터(37, 77)를, 상기 수용실의 커버(35) 혹은 베이스에 연달아 설치한 배선덕트(92)를 설치하고, 상기 수용실에 파일롯밸브의 동작상태를 표시하는 표시등(39A, 39B, 89A, 89B)을 설치하여 수용실 커버의 표시창을 통하여 그것을 시인할 수 있도록 하고 있기 때문에, 각종 배선의 처리 및 표시등을 설치하기 위한 구조가 간소화될 뿐만아니라, 오배선, 오조립 등의 가능성도 현저하게 저하되어 조립이 용이하고, 안전성, 신뢰성, 경제성에 있어서도 우수한 것으로 된다.

이상 상술한 본 발명에 의하면, 전자밸브에 있어서의 밸브체의 전환상태를 감시하고, 그 전환상태를 신호로서 검출하기 위한 마그넷의 조립을 간단, 용이화함과 동시에, 상기 마그넷의 근접을 검출하는 자기센서를 내수, 방진성이 우수한 상태로 간단하게 장착할 수 있도록 하여, 결과적으로 안전성, 신뢰성을 향상시킨 자기센서가 부착된 전자밸브를 저렴하게 제공할 수 있다.

Claims

복수의 포트를 구비한 밸브보디와, 이 밸브보디의 내부에 형성된 밸브구멍과, 이 밸브구멍 내에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어진 밸브체와, 이 밸브체의 축방향의 양측에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤과, 이들 피스톤에 파일롯 유체를 공급하여 상기 밸브체를 전환하는 1개 이상의 파일롯밸브와, 상기 밸브체의 양단에 끼워부착되어 상기 밸브체의 단부에 상기 피스톤이 접촉하는 접촉면을 형성하는 캡과, 상기 밸브체의 적어도 한쪽의 단부에 끼워넣어져 상기 캡에 의해 그 위치에 고정된 링형상의 마그넷과, 상기 밸브보디의 내부에 상기 밸브구멍 및 마그넷에 근접하도록 형성된 수용실과, 이 수용실 내에 설치된 1개 이상의 자기센서와, 상기 수용실을 덮는 커버를 보유하는 것을 특징으로 하는 자기센서가 부착된 전자밸브.
제1항에 있어서, 상기 수용실은 상기 밸브구멍의 축방향 양단부 근방까지 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 자기센서가 부착된 전자밸브.
제2항에 있어서, 상기 커버에 커넥터가 부착되고, 이 커넥터와 상기 파일롯밸브 및 자기센서가 상기 수용실 내를 경유하는 리드선으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자기센서가 부착된 전자밸브.
제2항에 있어서, 상기 수용실 내에 상기 파일롯밸브의 동작상태를 표시하기위한 표시등이 설치됨과 동시에, 상기 커버에 상기 표시등을 투시하기 위한 표시창이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기센서가 부착된 전자밸브.
제2항에 있어서, 상기 전자밸브는 상기 각 포트로 통하는 유체유로를 구비한 베이스상에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 자기센서가 부착된 전자밸브.
제5항에 있어서, 상기 베이스는 배선용의 덕트를 보유하고 있고, 이 덕트 내에 커넥터가 부착되며, 이 커넥터와 상기 파일롯밸브 및 자기센서가 상기 수용실 내를 경유하는 리드선으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자기센서가 부착된 전자밸브.