KR100478095B1

KR100478095B1 - 출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛

Info

Publication number: KR100478095B1
Application number: KR10-2002-0063412A
Authority: KR
Inventors: 도이요시타다; 노무라마코토
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2005-03-25
Also published as: DE10248319B4; US6675830B2; DE10248319A1; KR20030032867A; JP2003122438A; JP3523629B2; US20030075220A1

Abstract

유체압 제어기구를 갖는 밸브유닛에 있어서, 압력설정이 완료한 상태 등을 모니터하는 수단을, 간단 또한 콤팩트하게 조립가능하게 한다.

베이스 탑재형 밸브와 출력압을 제어하는 압력제어장치(4)를 일체화하여 밸브유닛을 구성한다. 상기 압력제어장치는, 외부로부터의 설정압력의 전기신호에 따라서 출력압을 제어하는 압력제어부(42)와, 그 압력제어부로부터의 압력공기를 대유량화하여 출력하는 부스터부(43)를 일체화하여 구성한다. 압력제어부를 제어하는 신호제어부(45)에, 부스터부로부터 출력된 유체의 압력을 검출하는 압력센서(74)의 출력을 피드백하고, 이것이 설정압력과 동일할 때에, 압력설정완료의 신호를 모니터하기 위하여 출력하는 기능을 가지게 한다.

Description

출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛{VALVE UNIT CAPABLE OF MONITORING OUTPUT PRESSURE}

본 발명은, 스폿용접을 위한 건실린더를 구동하기 위한 유체압 제어기구를 갖는 밸브와 같이, 로브트암에 설치하기 위하여 그 소형화, 경량화가 요구되고, 또한 출력압의 모니터기능을 구비하는 것이 요구되는 경우에 바람직한 밸브유닛에 관한 것이다.

스폿용접을 위한 건실린더에 있어서의 크램프압을 압력제어장치에 의해서 제어하고, 이것을 밸브를 통해서 출력하는 것은, 일반적으로 행해지고 있는 것이다. 이와 같은 경우에, 통상은, 상기 압력제어장치나 밸브, 압력센서 등에는 범용품을 사용하고, 이들을 개별로 설치하여 배관에 의해 서로 접속하여 이용하고 있다. 이 때문에, 이들 사이의 배관작업을 필요로 할뿐만 아니라, 이들 배관에 의해서도 전체적인 구조가 번잡화됨과 동시에 중량이 증가하고, 로버트암 등에 설치하기 위해서는, 그 소형화, 경량화, 구조의 간소화, 배관작업의 간력화 등이 요망되고 있다. 이것은, 압력제어장치나 밸브 등을 로버트암에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 일반적으로 상기 소형화 등은 설비기기에 있어서 항상 요구되고 있는 부분이다.

또한, 상기한 바와 같이, 압력제어장치나 밸브, 압력센서 등의 요소를 개별로 설치하면, 압력제어장치에 의한 압력설정의 완료 등을 모니터하도록 하여도, 이를 위한 배선이나 배관이 복잡화될뿐만 아니라, 또한 이 모니터를 위한 기기가 난잡하게 배치되게 된다. 또한, 상기 압력제어장치나 밸브, 압력센서 등의 각 요소를 배관에 의해 서로 접속하면, 접속배관에 있어서의 압력손실이 크게 될뿐만 아니라, 이들 배관 중 등의 압력공기 밀봉부의 용적이 증대되고, 이 때문에, 압력설정 정밀도가 저하함과 동시에 응답성을 저하시킨다라는 문제가 있었다.

본 발명의 기술적 과제는, 로보트암에 설치되어서 사용하는 유체압 제어기구를 가지는 밸브유닛에 있어서, 출력압이나 압력설정이 완료한 상태를 모니터하기 위한 수단을, 간단 또한 콤팩트하게 조립가능하게 구성하는 것에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 상기 압력제어장치와 밸브나 압력센서 사이의 배관의 필요성을 없고, 결과적으로, 이들 소형화, 경량화, 구조의 간소화, 배관작업의 간략화를 도모하며, 이것에 의해서 출력압 등의 모니터수단을 콤팩트하게 조립할 수 있게 한 밸브유닛을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 배관에 의한 압력손실의 증가나, 압력공기 밀봉부의 용적의 증대를 억제하여, 이로써, 압력설정 정밀도나 응답성의 향상을 도모하도록 한 출력압을 모니터가능한 밸브유닛을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 베이스 상에 밸브를 얹어놓도록 범용의 베이스 탑재형 밸브를 그대로 이용하고, 상기 베이스와 밸브 사이에 압력제어장치를 끼워넣도록 한 출력압을 모니터가능한 밸브유닛을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의하면, 공급통과구멍을 포함하는 복수의 통과구멍을 갖는 베이스와, 공급포트를 포함하는 복수의 포트를 갖는 밸브와, 이들 베이스와 밸브 사이에 개재하고, 상기 공급통과구멍으로부터 공급포트에 공급되는 공기의 압력을 제어하는 압력제어장치를, 서로 결합, 일체화한 밸브유닛이 제공된다.

이 밸브유닛에 있어서의 상기 압력제어장치는, 상기 베이스의 공급통과구멍으로부터 공급되는 공기를, 외부로부터 전기신호로 주어지는 설정압력과 동일하게 되도록 압력제어하여 출력하는 압력제어부; 이 압력제어부로부터의 공기로 출력압이 제어됨으로써, 대유량의 공기를 상기 밸브의 공급포트에 출력하는 부스터부; 상기 압력제어부로부터 부스터부에 출력된 공기의 압력을 검출하는 제1압력센서; 상기 부스터부로부터 밸브에 출력된 공기의 압력을 검출하는 제2압력센서; 상기 제1압력센서에 의한 검출압력과 상기 설정압력을 비교하여, 이들이 동일하게 되었을 때에 상기 압력제어부를 그대로의 제어상태로 유지하는 기능과, 상기 제2압력센서에 의한 검출압력과 상기 설정압력을 비교하여, 이들이 동일할 때에 압려설정완료의 모니터용 신호를 출력하는 기능을 구비한 신호제어부를 갖는다.

상기 압력제어장치에는, 압력설정완료에 의해 점등되는 램프를 설치할 수 있다.

본 발명의 구체적인 구성형태에 의하면, 상기 압력제어장치의 압력제어부가, 압력설정용 전기신호에 따라서 상기 부스터부를 제어하는 다이어프램 구동밸브와, 이 다이어프램 구동밸브를 구동하는 공급용 밸브 및 배기용 밸브를 갖고 있다. 상기 다이어프램 구동밸브는, 다이어프램의 양측에 형성된 제1 및 제2다이어프램실과, 제1다이어프램실의 압력이 제2다이어프램실의 압력보다 높은 경우에 열리는 급기밸브체와, 낮은 경우에 열리는 배기밸브체를 갖고 있으며, 상기 제1다이어프램실이, 상기 공급용 밸브를 통해서 상기 베이스의 공급통과구멍에 연통됨과 아울러, 상기 배기용 밸브를 통해서 외부에 연통되고, 또한, 상기 제2다이어프램실이, 상기 부스터부에 직접 연통됨과 아울러, 상기 급기밸브체를 통해서 상기 베이스의 공급통과구멍에 연통되고, 또한 상기 배기밸브체를 통해서 외부에도 연통되어 있다. 또한, 상기 신호제어부는, 상기 설정압력과 상기 제1압력센서에 의한 검출압력과의 차에 따라서 상기 공급용 밸브 및 배기용 밸브를 개폐하는 기능을 갖는다.

본 발명의 다른 구체적인 구성형태에 의하면, 상기 압력제어장치의 부스터부가, 슬라이딩가능한 피스톤과, 이 피스톤의 양측의 제1피스톤실 및 제2피스톤실과, 상기 피스톤으로부터 연출되는 로드와, 이 로드의 선단부가 면하는 밸브실을 갖고 있다. 상기 밸브실에는, 상기 밸브의 공급포트에 통하는 제어압 출력로와, 상기 베이스의 공급통과구멍에 통하는 공급로와, 외부로 개방되는 배기로가 연통되어 있으며, 상기 출력로와 공급로 사이에 공급밸브시트가, 또한 출력로와 배기로 사이에 배기밸브시트가 각각 형성됨과 아울러, 상기 로드에 구동되어서 이들 밸브시트를 개폐하는 공급밸브체와 배기밸브체가 설치되고, 또한, 상기 제1피스톤실이 상기 압력제어부에 연통되고, 제2피스톤실이 상기 밸브실에 연통되어 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 구성형태에 의하면, 상기 압력제어장치가 유로형성부를 갖고, 이 유로형성부가, 베이스의 상기 공급통과구멍과 압력제어부 및 부스터부를 연결하는 상기 공급로와, 상기 부스터부와 밸브를 연결하는 상기 제어압 출력로를 가짐과 아울러, 상기 공급통과구멍을 제외한 베이스 상의 그 외의 통과구멍과 상기 공급포트를 제외한 밸브의 그 외의 포트를 서로 연통하는 복수의 연통로를 갖고 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 유체압 제어기구를 갖는 밸브유닛에 있어서, 출력압이나 압력설정이 완료한 상태를 모니터하기 위한 수단을 간단 또한 콤팩트하게 조립하는 것이 가능하고, 또한 베이스와 밸브 사이에 압력제어장치를 끼워넣음으로써, 압력제어장치와 밸브나 압력센서 사이의 배관의 필요성이 없게 되고, 이들 전체적인 구조의 소형화, 경량화, 간소화, 배관작업의 간략화를 도모할 수 있고, 또한, 상기 배관의 생략에 의해, 배관에 의한 압력손실의 증가나, 압력공기 밀봉부의 용적의 증대를 억제하고, 이로써, 압력설정 정밀도나 응답성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1 내지 도 3은, 본 발명에 관한 밸브유닛의 실시예를 나타내고 있다. 이 밸브유닛은, 베이스(1) 상에 밸브(2)를 탑재하도록 구성된 범용 베이스탑재용 밸브를 그대로 이용하고, 이 베이스(1)와 밸브(2) 사이에 압력제어장치(4)를 끼워넣도록 한 것이다. 따라서, 당연히, 상기 베이스(1)와 밸브(2)는, 이들을 직접적으로 접합하여 베이스 탑재용 밸브로서 사용가능한 것이고, 이 밸브유닛을 제조하기 위한 특별한 베이스나 밸브를 설계하거나 제조할 필요는 없다.

상기 베이스(1)의 블럭본체(10)에는, 공급통과구멍(11)과, 한쌍의 출력통과구멍(12A,12B)과, 한쌍의 배출통과구멍(13A,13B)이 설치되고, 이들 각 통과구멍이 탑재면(10a)에 개구되어 있다. 상기 공급통과구멍(11) 및 한쌍의 배출통과구멍 (13A,13B)은, 인접하는 베이스 끼리를 연결하는 공통공급로(15) 및 공통배출로 (16A,16B)에 연통되고, 또한, 한쌍의 출력통과구멍(12A,12B)은, 상기 블럭본체(10) 내를 통해서 그 끝면의 출력배관포트(17A,17B)에 개구되어 있다. 또한, 상기 본체블럭(10)의 탑재면(10a)에는 보조배기통과구멍(18)이 개구되고, 이 보조배기통과구멍(18)이, 압력제어장치(4)에 있어서의 배기용 밸브(66)로부터의 배기로(71)에 연통되어 있다.

상기 밸브(2)는, 스폿용접을 위한 건실린더 등의 피구동기기에 대해서 압력이 제어된 공기를 공급하는 것이므로, 상기 블럭본체(10) 상의 상기 탑재면(10a)에 탑재가능하고, 그 탑재에 의해서 베이스탑재형 밸브를 구성하는 것이다. 이 밸브(2)는, 주밸브부(21)와 파일럿 밸브부(22)를 구비하고 있다. 주밸브부(21)의 밸브몸체 (23)에 설치된 설치면(23a)에는, 공급포트(24), 출력포트(25A,25B) 및 배출포트 (26A,26B)가 개구되고, 이들 각 포트가, 상기 블럭본체(10)의 탑재면(10a)에 개구되는 각 통과구멍(11,12A,12B,13A,13B)에 대응되어 있다. 또한, 상기 설치면(23a)에는, 외부 파일럿 공급포트(27)가 개구되어 있다.

또한, 상기 밸브몸체(23)의 밸브구멍(30) 내에는, 밸브체(31)를 슬라이딩가능하게 삽입통과하고, 이 밸브체(31)의 파일럿 밸브부(22)측의 한끝에, 이 파일럿 밸브부(22)로부터의 파일럿유체로 밸브체(31)를 구동하는 파일럿 압력실(32)이 형성됨과 아울러, 상기 밸브체(31)의 타방의 끝부에 복귀용 스프링(33)의 가압력을 작용시키고 있다. 또한 이 밸브체(31)에서, 상기 공급포트(24)를 한쌍의 출력포트 (25A,25B) 중 어느 하나에 연통시킴과 아울러, 다른쪽의 출력포트를 배출포트 (26A,26B) 중 어느 하나에 연통시키도록 하고 있다.

즉, 상기 주밸브부(21)는, 상기 파일럿 밸브부(22)의 작동에 의해서 상기 파일럿 압력실(32)에 공급되는 압력공기에 의해 밸브체(31)를 한쪽의 전환위치로 이동시켜서, 한쪽의 출력포트(25A)에 공급포트(24)로부터의 압력공기를 출력시키고, 또한, 상기 파일럿 밸브부(22)의 작동을 해제함으로써, 복귀용 스프링(33)의 가압력으로 밸브체(31)를 다른쪽의 전환위치로 복귀시키고, 다른쪽의 출력포트(25B)로부터 압력공기를 출력시키는 것이다.

상기 베이스(1)와 밸브(2) 사이에 끼워장착되는 압력제어장치(4)는, 상기 베이스(1)의 각 통과구멍과 밸브(2)의 각 포트를 연결하는 복수의 유로를 구비한 유로형성부(41)와, 외부의 컨트롤유닛(44)으로부터 신호제어부(45)에 보내지는 전기신호(시리얼신호)에 기초하여, 베이스(1)의 공급통과구멍(11)으로부터의 공기압력을 설정압력으로 제어하는 압력제어부(조절기부)(42)와, 이 압력공기를 대유량화하여 밸브(2)에 출력하는 부스터부(43)를 구비하고 있다.

상기 유로형성부(41)는, 베이스(1)의 블럭본체(10)에 있어서의 탑재면(10a)과 밸브(2)의 밸브몸체(23)에 있어서의 설치면(23a) 사이에 끼워장착되는 몸체 (50)를 갖고 있다. 이 몸체(50)에는, 블럭본체(10)의 공급통과구멍(11)에 연통되는 공급로(51)와, 이 공급로(51)에 공급된 공기를, 상기 압력제어부(42)에 있어서 컨트롤유닛(44)으로부터의 신호에 따라서 압력제어하고, 밸브(2)의 공급포트(24)에 출력하는 제어압 공급로(52)를 갖고 있다. 이 제어압 공급로(52)에는, 필요에 따라서 압력게이지(56)를 설치하고, 부스터부(43)로부터의 출력압을 표시시킬 수 있다. 또한, 상기 유로형성부(41)는, 베이스(1)의 블럭본체(10)에 설치된 출력통과구멍 (12A,12B) 및 배출통과구멍(13A,13B)을, 밸브(2)가 대응하는 출력포트(25A,25B) 및 배출포트(26A,26B)에 직접 연통시키는 연통로(53A,53B,54A,54B)를 갖고 있다.

또한, 상기 공급로(51)로부터 분기시킨 파일럿공급로(55)를 밸브(2)의 외부파일럿 공급포트(27)에 대응시켜서 설치되어 있다. 이 외부파일럿 공급포트(27)를 통해서 파일럿 밸브부(22)에 공급되는 파일럿 압력공기는, 상기 파일럿 밸브부(22)의 동작에 의해 파일럿 압력실(32)에 공급되고, 밸브체(31)를 구동하는 것이다. 따라서, 통상 설치되어 있는 베이스(1)의 외부파일럿유로(보조배기통과구멍(18)에 상당)는 사용되지 않는다. 이로써, 압력제어장치(4)의 설정압력이 밸브(2)에 있어서의 파일럿 밸브부(22)의 사용압력이하의 경우에도, 밸브(2)가 작동하도록 하고 있다.

상기 압력제어장치(4)의 압력제어부(42)는, 다이어프램 구동밸브(60)를 구비하고 있다. 이 다이어프램 구동밸브(60)는, 다이어프램(61)에 의해서 구획된 제1 및 제2다이어프램실(62,63)을 구비하고, 상기 다이어프램(61)에, 제1 다이어프램실 (62)의 압력이 제2 다이어프램실(63)의 압력보다 높은 경우에 열리는 급기밸브체 (68)와, 그 압력이 역전되었을 때에 열리는 배기밸브체(69)를 구비하고 있다. 또한, 상기 압력제어부(42)는, 공급용 밸브(65)(도 1 및 도 2참조)와 밸기용 밸브 (66)(도 1 및 도 3참조)를 갖고 있으며, 상기 공급용 밸브(65)는, 베이스(1)의 공급통과구멍(11)에 연통하는 공급로(51)를 제1 다이어프램실(62)에 연통시키고, 상기 배기용 밸브(66)는, 상기 제1다이어프램실(62)의 유체를 상기 배기로(71)를 통해서 배출한다.

또한, 상기 제2다이어프램실(63)은, 그 압력을 대유량화하는 부스터부(43)에 직접 연통함과 아울러, 상기 공급밸브체(68)를 통해서 상기 공급로(51)에 연통되어 있고, 또한, 상기 배기밸브체(69)를 통해서 제어부 배기로(70)에도 연통되고, 배출통과구멍(13A)을 통해서 외부로 개방되어 있다.

따라서, 공급로(51)의 압력공기가, 공급용 밸브(65)의 동작에 의해 제1다이어프램실(62)에 공급되면, 도에 있어서 다이어프램(61)이 눌러내려지고, 이로써 급기밸브체(68)가 개방되기 때문에, 상기 공급로(51)의 압력공기는, 이 급기밸브체 (68)를 통해서 제2다이어프램실(63)에도 보내진다.

또한, 이 상태에서는, 다이어프램(61)에 설치한 배기밸브체(69)가, 제2다이어프램실(63)로부터 베이스(1)의 배출통과구멍(13A)에 이르는 제어부 배기로(70)를 닫고 있다.

한편, 배기용 밸브(66)의 동작에 의해, 제1다이어프램실(62)의 압력공기가 배기로(71)에 배출되면, 제2다이어프램실(63) 내의 압력에 의해 다이어프램(61)이 도면에 있어서 눌러올려지고, 급기밸브체(63)가 닫힘과 동시에 배기밸브체(69)가 열려서, 제2다이어프램실(63)의 압력공기가 제어부 배기로(70)를 통해서 베이스(1)의 배출통과구멍(13A)에 배출된다.

압력제어장치(4)의 신호제어부(45)는, 컨트롤유닛(44)으로부터 보내져 오는 설정압력에 관한 전기신호(시리얼신호)를 받고, 압력제어부(42)로부터 부스터부 (43)에 출력되고 있는 공기압력을, 이 설정압력과 동일하게 되도록 제어하는 것이다. 즉 상기 신호제어부(45)는, 전기신호에 의해 입력된 설정압력이, 제1압력센서 (73)에서 검출된 부스터부(43)로의 출력공기압력보다 높을 때에는, 상기 공급용 밸브(65)를 개방하여 상기 공기압력을 상승시키고, 상기 공기압력이 설정압력에까지 도달하면, 상기 공급용 밸브(65)를 닫고, 역으로, 상기 설정압력이 출력공기압력보다 낮을 때에는, 상기 배기용 밸브(66)를 개방하여 상기 공기압력을 저하시키고, 이 공기압력이 설정압력에까지 도달하면, 상기 배기용 밸브(66)를 닫도록 기능하는 것이다.

따라서, 압력제어장치(4)의 신호제어부(45)에 설정압력에 관한 전기신호가 입력되고, 이 시점의 출력공기압력보다 상기 설정압력이 높을 때에는, 상기 신호제어부에 의한 제어로 상기 공급용 밸브(65)가 개방되고, 공급로(51)로부터의 압력공기가 제1다이어프램실(62)에 공급된다. 이것에 수반하여, 상기한 바와 같이 급기밸브체(68)를 통해서 공급로(51)로부터의 압력공기가 제2다이어프램실(63)에 보내지지만, 제2다이어프램실(63)은 부스터부(43)에 있어서의 제1피스톤실(81)에 연통되어 있으므로, 제2다이어프램실(63)에 보내진 압력공기가, 상기 제1피스톤실(81)에도 보내진다.

또한, 상기 제1압력센서(73)에서 검출된 압력은 신호제어부(45)에 피드백되고, 그래서 컨트롤유닛(44)으로부터 입력되어 있는 설정압력과 비교되고, 압력센서 (73)에 의한 검출압력이 설정압력에까지 도달하면, 신호제어부(45)에 의해 공급용 밸브(65)가 닫혀진다. 따라서, 제1다이어프램실(62) 내는 설정압력으로 유지되고, 압력제어부(42)에 있어서는 그 시점의 제어상태가 유지되고, 상기 제1피스톤실(81)에는 압력제어부(42)의 출력인 설정압력의 압력공기가 도입된다.

한편, 상기 배기용 밸브(66)는, 압력제어장치(4)의 신호제어부(45)에 입력된 전기신호에 의한 설정압력이, 그 시점의 출력공기압력보다 낮을 때에 구동되고, 제1다이어프램실(62)의 압력공기를 배기로(71)로부터 배출시키는 것이므로, 이것에 수반하여, 상기한 바와 같이, 배기밸브체(69)가 열려서 제2다이어프램실(63)의 압력공기가 제어부 배기로(70)를 통해서 배출되지만, 제2다이어프램실(63)이 제1피스톤실(81)에 연통되어 있으므로, 상기 제1피스톤실(81)의 압력공기도 제2다이어프램실(63)을 통해서 배출된다.

또한, 상기 압력센서(73)에 있어서 검출된 압력이 신호제어부(45)에 피드백되고, 검출압력이 설정압력에까지 저하되면, 신호제어부(45)에 의해 배기용 밸브 (66)가 닫혀진다. 따라서, 상기 제1다이어프램실(62) 내의 압력은 항상 신호제어부 (45)에 입력되어 있는 설정압력으로 되도록 제어된다. 또한, 상기 제1피스톤실 (81)은 설정압력으로 유지된다.

상기 부스터부(43)는, 피스톤(80)에 의해서 구획된 상기 제1피스톤실(81)과 그 반대측의 제2피스톤실(82)을 구비하고, 상기 제2피스톤실(82)은, 이 부스터부 (43)의 출력이 송출되는 제어압 출력로(85)에 연통되고, 이 제어압 출력로(85)는, 상기 제어압 공급로(52)에 연통되어 있다. 또한, 밸브실(84) 내에는, 상기 제어압 출력로(85)과의 접속구를 끼워서 공급밸브시트(86)와 배기밸브시트(87)가 서로 역방향으로 배치되고, 이들 공급밸브시트(86) 및 배기밸브시트(87)에 각각, 공급밸브시트(91) 및 배기밸브체(92)가 스프링(88,89)으로 압접되고, 상기 공급밸브체(91)의 배후에는, 베이스(1)의 공급통과구멍(11)에 연통되는 상기 공급로(51)가 개구되고, 또한, 배기밸브체(92)의 배후에는, 상기 제어부 배기로(70)가 개구되어 있다. 또한, 상기 피스톤(80)에 연결된 로드(83)가 압압부(95)를 갖고, 상기 피스톤(80)의 축방향 이동에 수반되는 이 압압부(95)의 변이로, 상기 공급밸브체(91) 또는 배기밸브체(92)를 밸브개방시키도록 되어 있다. 또한, 상기 제어압 출력로(85)는, 밸브(2)측으로 출력되는 출력유체의 압력을 검출하는 제2압력센서(74)에 연통되어 있다. 이 제2압력센서는, 피구동기기(실린더)에 부착되고, 구동압력을 검출하여 이것을 신호제어부(45)에 피드백하도록 하여도 좋다.

따라서, 상기 압력제어장치(4)의 압력제어부(42)에서 설정압력으로 제어된 압력공기가, 부스터부(43)의 제1피스톤실(81)에 도입되고, 그 압력이 제2피스톤실 (82)의 공기압력보다 높을 때에는, 피스톤(80)에 연결된 로드(83)의 압압부(95)에 의해 공급밸브체(91)가 압압되어서 밸브개방한다. 그래서, 공급로(51)로부터 압력공기가 밸브실(84) 내에 유입되고, 제어압 출력로(85)를 통해서 밸브(2)측에 출력된다. 이 유체압은 제2피스톤실(82)에도 피드백되고, 피스톤(80)의 양측의 피스톤실압력이 동등하게 되면, 피스톤(80)이 중위위치로 되밀어진다. 이 때문에, 상기 공급밸브체(91)가 닫혀서, 제1피스톤실(81)에 도입되어 있는 설정압력과 동압의 압력공기가 제어압 공급로(52)를 통해서 밸브(2)의 공급포트(24)에 공급되고, 밸브 (2)의 구동에 따라서 실린더 등의 피구동기기에 출력된다. 밸브로부터의 출력에 의해서 제어압 출력로(85)의 공기압력, 즉 제2피스톤실(82)의 압력이 저하하였을 때에는, 당연히 상기 공급밸브체(91)가 압압되어 밸브개방되고, 제어압 출력로(85)의 공기압력이 설정압력으로 유지된다.

또한, 상기 압력제어부(42)에서 설정압력으로 제어되어서 제1피스톤실(81)에 도입된 공기압력이, 제2피스톤실(82)의 공기압력보다 낮을 때에는, 피스톤(80)에 연결된 로드(83)의 압압부(95)에 의해 배기밸브체(92)가 압압되어서 밸브개방한다. 그래서, 제어압 출력로(85)로부터 밸브(2)측에 출력되어 있는 유체압이 저하하고, 이것이 제2피스톤실(82)에도 피드백되고, 피스톤(80)의 양측의 피스톤실 압력이 동등하게 되면, 피스톤(80)이 중위위치로 되밀려서 배기밸브체(92)가 닫혀진다. 이 때문에, 제1피스톤실(81)에 도입되어 있는 설정압력과 동압의 압력공기가 제어압 공급로(52)를 통해서 밸브(2)의 공급포트(24)에 출력된다.

상기한 바와 같이, 압력제어부(42)에 있어서 압력제어된 압력공기에 의해 부스터부(43)의 출력압이 제어되고, 대유량화된 압력공기가 밸브(2)측에 출력된다. 또한, 부스터부(43)로부터 출력된 공기압력은, 제2압력센서(74)에서 검출되어서 신호제어부(45)에 피드백되고, 이것이 컨트롤유닛(44)으로부터의 전기신호에 의해 상기 신호제어부(45)에 주어진 설정압력과 동일할 때에는, 컨트롤유닛(44)의 모니터부로 압력설정완료의 신호를 피드백함과 동시에, 압력제어부(42)에 설치한 램프 (98)를 점등시키고, 압력설정완료를 표시시킨다.

또한, 상기 모니터부에 대해서는, 압력설정완료의 신호뿐만 아니라, 출력압 그 외의 데이터를 신호제어부(45)로부터 모니터를 위하여 피드백시킬 수 있다.

또한, 상기 압력제어장치(4)에 있어서는, 어떠한 이유로 통전이 끊어지거나, 또는 설정압력에 관해서의 전기신호에 이상이 생겼을 때에는, 자동적으로 베이스 (1)의 공급통과구멍의 일차측 압력과 동등한 압력이 출력되도록, 항상 개방밸브를 이용하는 등의 배려를 행하고 있다.

이상에 상술한 본 발명의 밸브유닛에 의하면, 유체압 제어기구를 가지는 밸브유닛에 있어서, 압력제어장치의 동작상태를 모니터하기 위한 수단을, 간단 또한 콤팩트하게 조립하는 것이 가능하고, 또한, 베이스와 밸브 사이에 압력제어장치를 끼워넣음으로써, 압력제어장치와 밸브나 압력센서 사이의 배관의 필요성이 없게 되고, 이들 전체적인 구조의 소형화, 경량화, 간소화, 배관작업의 간략화를 도모할 수 있고, 또한, 상기 배관의 생략에 의해, 배관에 의한 압력손실의 증가나, 압력공기 밀봉부의 용적의 증대를 억제하고, 이로써, 압력설정 정밀도나 응답성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 밸브유닛의 실시예의 구성을 나타내는 요부 종단면도이며, 밸브에 있어서의 밸브체의 상하 절반부는 다른 동작상태를 나타내고 있다.

도 2는, 상기 실시예에 있어서의 압력제어부의 구성 및 공급용 밸브의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.

도 3은, 상기 실시예에 있어서의 압력제어부의 구성 및 배기용 밸브의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 … 베이스 2 … 밸브

4 … 압력제어장치 11 … 공급통과구멍

12A,12B … 출력통과구멍 13A,13B … 배출통과구멍

24 … 공급포트 25A,25B … 출력포트

26A,26B … 배출포트 41 … 유로형성부

42 … 압력제어부 43 … 부스터부

45 … 신호제어부 51 … 공급로

53A,53B,54A,54B … 연통로 60 … 다이어프램 구동밸브

61 … 다이어프램 62,63 … 제1 및 제2다이어프램실

65 … 공급용 밸브 66 … 배기용 밸브

68 … 급기밸브체 69 … 배기밸브체

70 … 배기로 73,74 … 제1 및 제2압력센서

80 … 피스톤 81,82 … 제1 및 제2피스톤실

83 … 로드 84 … 밸브실

85 … 제어압 출력로 86 … 공급밸브시트

87 … 배기밸브시트 91 … 공급밸브체

92 … 배기밸브체 98 … 램프

Claims

공급통과구멍을 포함하는 복수의 통과구멍을 갖는 베이스와, 공급포트를 포함하는 복수의 포트를 갖는 밸브와, 이들 베이스와 밸브 사이에 개재하고, 상기 공급통과구멍으로부터 공급포트에 공급되는 공기의 압력을 제어하는 압력제어장치를, 서로 결합, 일체화한 밸브유닛으로서,

상기 압력제어장치가, 상기 베이스의 공급통과구멍으로부터 공급되는 공기를, 외부로부터 전기신호로 주어지는 설정압력과 동일하게 되도록 압력제어하여 출력하는 압력제어부; 이 압력제어부로부터의 공기로 출력압이 제어됨으로써, 대유량의 공기를 상기 밸브의 공급포트에 출력하는 부스터부; 상기 압력제어부로부터 부스터부에 출력된 공기의 압력을 검출하는 제1압력센서; 상기 부스터부로부터 밸브에 출력된 공기의 압력을 검출하는 제2압력센서; 상기 제1압력센서에 의한 검출압력과 상기 설정압력을 비교하여, 이들이 동일하게 되었을 때에 상기 압력제어부를 그대로의 제어상태로 유지하는 기능과, 상기 제2압력센서에 의한 검출압력과 상기 설정압력을 비교하여, 이들이 동일할 때에 압력설정완료의 모니터용 신호를 출력하는 기능을 구비한 신호제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛.
제1항에 있어서, 상기 압력제어장치가 압력설정완료에 의해 점등되는 램프를 갖는 것을 특징으로 하는 출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛.
제1항에 있어서, 상기 압력제어장치의 압력제어부가, 압력설정용 전기신호에 따라서 상기 부스터부를 제어하는 다이어프램 구동밸브와, 이 다이어프램 구동밸브를 구동하는 공급용 밸브 및 배기용 밸브를 갖고,

상기 다이어프램 구동밸브는, 다이어프램의 양측에 형성된 제1 및 제2다이어프램실과, 제1다이어프램실의 압력이 제2다이어프램실의 압력보다 높은 경우에 열리는 급기밸브체와, 낮은 경우에 열리는 배기밸브체를 갖고 있으며, 상기 제1다이어프램실이, 상기 공급용 밸브를 통해서 상기 베이스의 공급통과구멍에 연통됨과 아울러, 상기 배기용 밸브를 통해서 외부에 연통되고, 또한, 상기 제2다이어프램실이, 상기 부스터부에 직접 연통됨과 아울러, 상기 급기밸브체를 통해서 상기 베이스의 공급통과구멍에 연통되고, 또한 상기 배기밸브체를 통해서 외부에도 연통되어 있고,

상기 신호제어부가, 상기 설정압력과 상기 제1압력센서에 의한 검출압력의 차에 따라서 상기 공급용 밸브 및 배기용 밸브를 개폐하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력제어장치의 부스터부가, 슬라이딩가능한 피스톤과, 이 피스톤의 양측의 제1피스톤실 및 제2피스톤실과, 상기 피스톤으로부터 연장되는 로드와, 이 로드의 선단부가 면하는 밸브실을 갖고,

상기 밸브실에는, 상기 밸브의 공급포트에 통하는 제어압 출력로와, 상기 베이스의 공급통과구멍에 통하는 공급로와, 외부로 개방되는 배기로가 연통되어 있어서, 상기 출력로와 공급로 사이에 공급밸브시트가, 또한 출력로와 배기로 사이에 배기밸브시트가 각각 형성됨과 아울러, 상기 로드에 구동되어서 이들 밸브시트를 개폐하는 공급밸브체와 배기밸브체가 설치되고, 또한, 상기 제1피스톤실이 상기 압력제어부에 연통되고, 제2피스톤실이 상기 밸브실에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력제어장치가 유로형성부를 갖고, 이 유로형성부가, 베이스의 상기 공급통과구멍과 압력제어부 및 부스터부를 연결하는 상기 공급로와, 상기 부스터부와 밸브를 연결하는 상기 제어압 출력로를 가짐과 아울러, 상기 공급통과구멍을 제외한 베이스 상의 그 외의 통과구멍과 상기 공급포트를 제외한 밸브의 그 외의 포트를 서로 연통하는 복수의 연통로를 갖는 것을 특징으로 하는 출력압을 모니터할 수 있는 밸브유닛.