KR100670632B1

KR100670632B1 - 전자 파일롯식 스위칭 밸브

Info

Publication number: KR100670632B1
Application number: KR1020050100457A
Authority: KR
Inventors: 타쿠미 마쯔모토; 분야 하야시
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-01-17
Also published as: DE102005049391A1; TW200617308A; US20060086395A1; JP4228370B2; KR20060049315A; US7438088B2; CN100354559C; JP2006118678A; CN1766384A; TWI296690B

Abstract

본 발명은 주 밸브부의 상면에 파일롯 밸브와 프린트 회로 기판 등을 효율적으로 또한 분해나 조립이 용이하도록 탑재함으로써, 가공성과 유지 보수성(maintenance)을 높인 스위칭 밸브를 얻는 것을 과제로 한다.

이를 위해, 주 밸브부(2)의 하우징(10)의 상면에 밸브 어댑터(4)를 제 1 나사(24)에 의해 설치하고, 이 밸브 어댑터(4) 상에 파일롯 밸브(6a, 6b)를 제 2 나사(26)로 설치하고, 이들 파일롯 밸브(6a, 6b)의 상부에 프린트 회로 기판(43)을 설치하여 서로 전기적으로 접속시키며, 이들 밸브 어댑터(4), 파일롯 밸브(6a, 6b), 및 프린트 회로 기판(43)을 덮는 보호 커버(44)를 하우징(10)의 상면에 제 3 나사(59)로 기밀하게 설치하고, 상기 밸브 어댑터(4)와 하우징(10) 사이에 파일롯 공급 유로(29)를 형성함과 아울러, 이 밸브 어댑터(4)에 상기 파일롯 밸브(6a, 6b)를 파일롯용의 각 유로 구멍(21a, 21b, 21c)에 연통시키기 위한 중계 구멍(31,32,33)을 형성한다.

전자 파일롯식 스위칭 밸브

Description

전자 파일롯식 스위칭 밸브{ELECTROMAGNETIC PILOT TYPE DIRECTIONAL CONTROL VALVE}

도 1은 본 발명에 의한 스위칭 밸브의 제 1 실시형태를 도시하는 단면도이다.

도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 3은 도 1의 III-II1선에 따른 단면도이다.

도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 부분 단면도이다.

도 5는 하우징의 평면도이다.

도 6은 밸브 어댑터의 평면도이다.

도 7은 밸브 어댑터의 하면도이다.

도 8은 본 발명에 의한 스위칭 밸브의 제 2 실시형태를 도시하는 단면도이다.

도 9는 본 발명에 의한 스위칭 밸브의 제 3 실시형태를 도시하는 단면도이다.

도 10은 제 3 실시형태의 스위칭 밸브를 도 9와는 다른 위치에서 단면으로 해서 도시하는 요부 확대 단면도이다.

[부호의 설명]

1A, 1B, 1C: 스위칭 밸브 2: 주 밸브부

3: 파일롯 조작부 4: 밸브 어댑터

5: 스풀(spool) 6a, 6b: 파일롯 밸브

10: 하우징 11a, 11b: 엔드 플레이트(end plate)

16a, 16b: 피스톤 17a,17b: 파일롯 압력실

19: 오목부 21a, 21b, 21c: 파일롯 유로 구멍

23: 개스킷 24: 제 1 나사

25a, 25b: 밸브 탑재부 26: 제 2 나사

29: 파일롯 공급 유로 31, 32, 33: 중계 구멍

43: 프린트 회로 기판 44: 보호 커버

45: 수전(受電) 커넥터 45a, 45b, 45c: 단자

50: 제 1 커넥터부 54: 제 2 커넥터부

57: 커버 설치면 58: 개스킷

59: 제 3 나사 P, A, B, EA, EB: 포트(port)

본 발명은 전자 조작식의 파일롯 밸브로 스풀(spool)을 구동하도록 구성된 전자 파일롯식 스위칭 밸브에 관한 것이다.

밸브 구멍내를 슬라이딩하는 유로(流路) 스위칭용의 스풀을 1개 또는 2개의 전자 조작식의 파일롯 밸브로 구동하도록 구성된 전자 파일롯식 스위칭 밸브는 종래부터 알려져 있다. 이 종류의 스위칭 밸브에 있어서는 상기 파일롯 밸브가 하우징의 축선 방향의 일단 또는 양단에 설치되든지 또는, 상기 하우징의 상면에 설치되지만, 후자와 같이 파일롯 밸브를 하우징의 상면에 설치한 스위칭 밸브는 횡방향의 길이를 짧게 할 수 있다는 이점이 있기 때문에, 가로폭이 좁은 장소에서의 사용에 적합하다.

특허문헌1에서는 파일롯 밸브를 하우징의 상면에 설치한 스위칭 밸브가 개시되어 있다. 이 스위칭 밸브는 파일롯 밸브가 방호 커버로 덮여져 있어, 방수성에도 뛰어나다는 이점을 가지는 것으로 기능면에서의 문제는 특히 없지만, 상기 파일롯 밸브가 하우징의 상면에 직접 설치되어 있기 때문에, 이 하우징에 서로 교착하는 방향으로 연장되는 복수의 파일롯용 유로를 그것들이 교차하는 일이 없도록 장소를 선택하면서 적당하게 절곡된 상태로 형성하지 않으면 안되고, 또한 파일롯 밸브를 설치하기 위한 복수의 나사 구멍도 상기 파일롯용 유로를 피한 위치에 형성하지 않으면 안되기 때문에 가공성에서 약간 난점이 있다.

또한, 이 종류의 스위칭 밸브에 일반적으로 요구되는 것은 파일롯 밸브나 그것과 관련되는 프린트 회로 기판 등의 각 부품이 컴팩트하게 모여져서 상기 하우징에 효율적으로 조립되어 있다는 것이다. 또한, 스위칭 밸브의 유지 보수시에 상기 각 부품을 하우징으로부터 순서대로 간단하게 분리하거나, 하우징에 다시 순서대로 간단하게 조립하거나 할 수 있도록 되어있는 것도 중요하다.

[특허문헌1] 일본 특허공개 평 8-145230호 공보

본 발명의 목적은 하우징에 복잡하게 교착(交錯)되거나 절곡된 파일롯용 유로나 파일롯 밸브 설치용의 복수의 나사 구멍 등을 형성하는 일 없이, 상기 하우징의 상면에 파일롯 밸브와 그것과 관련되는 프린트 회로 기판 등의 각 부품을 효율적으로 조립할 수 있음과 아울러, 이들 각 부품의 분해나 재조립 등의 작업을 순서대로 간단하게 행할 수 있도록 한, 가공성과 유지 보수성이 뛰어난 전자 파일롯식 스위칭 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 전자 파일롯식 스위칭 밸브는 사각형의 단면 형상을 갖는 하우징에 주 유체의 공급용, 출력용, 및 배출용의 각 포트, 이들 포트간의 유로를 스위칭하는 스풀, 및 이 스풀을 구동하기 위한 피스톤 및 파일롯 압력실을 설치한 주 밸브부; 상기 하우징의 상면에 설치된 밸브 어댑터; 및 이 밸브 어댑터를 통해서 상기 하우징의 상면에 설치되고, 파일롯 밸브에 의해 상기 파일롯 압력실로 파일롯 유체를 공급해서 상기 스풀을 구동하는 파일롯 조작부를 갖고: 상기 파일롯 조작부는 상기 밸브 어댑터 상에 설치되어진 전자 조작식의 상기 파일롯 밸브, 상기 파일롯 밸브의 상방에 배치되어 상기 파일롯 밸브에 전기 접속된 프린트 회로 기판, 및 상기 하우징의 상면에 기밀하게 설치되고 상기 밸브 어댑터와 파일롯 밸브 및 프린트 회로 기판을 전체적으로 덮는 보호 커버를 갖고; 상기 밸브 어댑터는 하우징 상면과의 사이에 상기 공급용 포트로 통하는 파일롯 공급 유로를 구획함과 아울러, 상기 파일롯 밸브를 하우징 상면에 개구하는 파일롯용 의 각 유로 구멍으로 연통시키기 위한 중계 구멍을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 구체적인 구성 형태에 의하면, 상기 밸브 어댑터는 하우징의 축선 방향으로 긴 플레이트 상을 이루고 있고, 상면의 상대하는 위치에 상기 파일롯 밸브를 설치하기 위한 2개의 밸브 탑재부를 갖고, 또한 상기 하우징의 상면에는 상기 밸브 어댑터와 거의 같은 형상의 오목부가 형성됨과 아울러, 상기 오목부를 둘러싸도록 커버 설치면이 형성되며, 상기 오목부 내에 상기 밸브 어댑터가 개스킷을 통해서 끼워 맞춰진 상태로 설치되고, 상기 커버 설치면에 상기 보호 커버가 개스킷을 통해서 설치되어 있다.

본 발명에 있어서는 상기 밸브 어댑터가 하우징에 제 1 나사로 착탈 가능하게 설치되고, 상기 밸브 어댑터 상의 상기 제 1 나사의 착탈에 방해가 되지 않는 위치에 파일롯 밸브가 제 2 나사로 착탈 가능하게 설치되며, 상기 프린트 회로 기판은 상기 보호 커버의 내부에 설치되어 있어, 이 보호 커버가 상기 하우징에 제 3 나사로 착탈 가능하게 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 파일롯 밸브의 상면에 제 1 커넥터부가 설치되고, 또한 상기 프린트 회로 기판의 하면에 제 2 커넥터부가 설치되어 있어 상기 프린트 회로 기판을 파일롯 밸브의 상부의 소정 위치에 설치하면 이들 커넥터부 끼리 플러그인 식으로 전기 접속되도록 구성되어 있는 것이다.

본 발명의 하나의 바람직한 구성 형태에 의하면 상기 보호 커버의 상면에 파일롯 밸브를 위한 수전(受電) 커넥터가 설치되고, 이 수전 커넥터의 각 단자는 상기 보호 커버를 기밀하게 관통해서 상기 커버의 내외로 연장되며, 기단부는 상기 프린트 회로 기판에 전기적으로 접속되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 구성 형태에 의하면 상기 하우징의 축선 방향의 양단면에 각각 엔드 플레이트가 설치되어 있고, 이들 엔드 플레이트와 상기 각 피스톤 사이에 각각 파일롯 압력실이 구획, 형성됨과 아울러, 일쪽의 엔드 플레이트에 상기 파일롯 밸브를 위한 수전 커넥터가 설치되며, 이 수전 커넥터의 각 단자가 상기 프린트 회로 기판에 전기적으로 접속되어 있다.

도 1 및 도 2에서는 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스위칭 밸브의 제 1 실시형태가 도시되어 있다. 이 스위칭 밸브(1A)는 더블 파일롯식의 스위칭 밸브로서, 스풀(5)로 주 유체의 유로를 스위칭하는 주 밸브부(2)와 2개의 전자 조작식의 파일롯 밸브(6a, 6b)로 파일롯 유체를 제어해서 상기 스풀(5)을 구동하는 파일롯 조작부(3)를 갖고, 상기 주 밸브부(2)의 상면에 밸브 어댑터(4)를 통해서 이 파일롯 조작부(3)가 설치되어 있다.

또한, 상기 주 유체 및 파일롯 유체는 액체 또는 에어(air) 중 어느 것이라도 좋다.

상기 주 밸브부(2)는 5포트 식의 밸브 구조를 갖는 것으로, 실질적으로 사각형의 단면 형상을 갖는 축선 방향으로 긴 하우징(10)과 이 하우징(10)의 축선 방향의 제 1 단(1Oa)과 제 2 단(10b)에 각각 개스킷(12)을 통해서 기밀하게 설치된 사각형의 제 1 엔드 플레이트(11a) 및 제 2 엔드 플레이트(11b)를 가지며, 각 엔드 플레이트(11a, 11b)에 각각 수동 조작 장치(13)가 설치되어 있다.

상기 하우징(10)에는 그 내부를 축선 방향으로 연장하는 밸브 구멍(15), 이 밸브 구멍(15)과 다른 위치에서 연통하는 주 유체의 공급용, 출력용, 배출용의 5개의 포트(P, A, B, EA, EB), 및 상기 밸브 구멍(15) 내를 슬라이딩해서 이들 포트간의 유로의 연통 상태를 스위칭하는 상기 스풀(5)이 설치되어 있고, 이들 각 포트(P, A, B, EA, EB)는 상기 하우징(10)의 하면에 소정의 배열로 개구되어 있다.

상기 스풀(5)의 축선 방향의 양단에는 서로 동일한 직경으로 수압 면적이 같은 제 1 피스톤(16a)과 제 2 피스톤(16b)이 각각 일체로 형성되고, 각 피스톤(16a, 16b)의 외측 단면인 수압면과 상기 각 엔드 플레이트(11a, 11b)의 사이에 제 1 파일롯 압력실(17a) 및 제 2 파일롯 압력실(17b)이 구획, 형성되어 있다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이 제 2 파일롯 압력실(17b)에 파일롯 유체가 공급되면 스풀(5)이 좌측 방향으로 이동해서 도시한 스위칭 위치를 차지하고, 공급용 포트(P)와 제 2 출력용 포트(B)가 연통함과 아울러, 제 1 출력용 포트(A)와 제 1 배출용 포트(EA)가 연통한다. 반대로, 상기 제 1 파일롯 압력실(17a)에 파일롯 유체가 공급되면 스풀(5)이 우측 방향으로 이동해서 도 1과는 반대측의 스위칭 위치를 차지하고, 공급용 포트(P)와 제 1 출력용 포트(A)가 연통함과 아울러, 제 2 출력용 포트(B)와 제 2 배출용 포트(EB)가 연통한다.

또한, 상기 각 피스톤(16a, 16b)은 반드시 스풀(5)과 일체일 필요는 없고, 상기 스풀(5)과는 별도로 형성하여 그것들을 상기 스풀(5)의 끝면에 접촉시키든지 또는 결합해도 좋다.

상기 하우징(10)의 상면에는 도 5로부터도 알 수 있는 바와 같이, 그 중앙부를 상기 하우징(10)의 축선 방향으로 가늘고 길게 연장하는 오목부(19)가 형성되어 있다. 이 오목부(19)의 중앙에는 상기 공급용 포트(P)로 통하는 파일롯용의 공급 분기 구멍(20)이 개구되고, 상기 오목부(19)의 길이 방향의 양단의 폭이 넓은 부분의 위치에는 각각, 제 1 ∼ 제 3 복수의 유로 구멍(21a, 21b, 21c)이 오목부(19)의 중심에 대하여 서로 대칭의 위치 관계를 차지하도록 형성되어 있다. 또한, 상기 오목부(19)의 양단과 중간의 복수 개소에는 상기 밸브 어댑터(4)를 설치하기 위한 나사 구멍(22)이 형성되어 있다. 그리고, 이 오목부(19) 내에 밀봉용의 개스킷(23) 을 통해서 상기 밸브 어댑터(4)를 끼워 넣고, 제 1 나사(24)를 상기 각 나사 구멍(22)에 나사 체결함으로써 이 밸브 어댑터(4)가 상기 하우징(10)에서 분리 가능하게 설치되어 있다. 상기 제 1 나사(24)는 상기 밸브 어댑터(4)를 하우징(10)에 설치하기 위해서만 사용되는 전용 나사이다.

상기 밸브 어댑터(4)는 도 6 및 도 7로부터도 명확한 바와 같이, 하우징(10)의 축선 방향으로 가늘고 길게 또한 양단에 폭이 넓은 부분을 갖는 플레이트 상을 이루는 것으로, 상기 오목부(19)와 실질적으로 동일한 평면 형상을 가짐과 아울러, 상기 오목부(19)의 깊이와 같거나 그것 보다도 약간 크게 또한 균일한 두께를 갖도록 형성되고, 이 오목부(19) 내에 하우징(10)의 상면과 같은 높이에 있든지 또는 약간 돌출하도록 설치되어 있다. 이 밸브 어댑터(4)의 상면에는 도 6에 도시한 바와 같이 그 중심에 대하여 상대하는 위치 즉, 길이 방향의 한쪽 반 부분과 다른쪽 반 부분에 2개의 밸브 탑재부(25a, 25b)가 서로 대칭을 이루도록 형성되고, 이들 밸브 탑재부(25a, 25b)에 서로 동일한 구조를 갖는 제 1 및 제 2 2개의 파일롯 밸브(6a, 6b)가 마주보는 대칭형으로 배치되며, 각각 전용의 제 2 나사(26)로 분리 가능하게 설치되어 있다. 이들 파일롯 밸브(6a, 6b)는 상기 제 1 나사(24)로 밸브 어댑터(4)를 하우징(10)에 착탈할 때의 방해가 되지 않는 위치에 탑재되어 있다.

상기 밸브 어댑터(4)의 하면에는 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 그 중앙부를 길이 방향으로 연장해서 2개의 밸브 탑재부(25a, 25b)에 걸치는 오목홈(28a)이 형성되고, 이 오목홈(28a)과 상기 하우징(10)의 상면 사이에 상기 공급 분기 구멍(20)으로 통하는 파일롯 공급 유로(29)가 구획, 형성되어 있다. 또한, 상기 밸브 어댑터(4)의 양단부의 각 파일롯 밸브(6a, 6b)에 대응하는 위치에는 각각 제 1 ∼ 제 3의 복수의 중계 구멍(31, 32, 33)이 형성되어 있다. 이 중 제 1 중계 구멍(31)은 상기 오목홈(28a) 내로 개구되어 있고, 파일롯 밸브(6a, 6b)의 공급용 파일롯 포트(PP)를 상기 파일롯 공급 유로(29)로 연통시키고 있으며, 또한 상기 제 2 중계 구멍(32)은 다른 오목부(28b) 내로 개구되어 있어 파일롯 밸브(6a, 6b)의 출력용 파일롯 포트(PA)를 이 오목부(28b)를 통해서 상기 제 1 유로 구멍(21a)으로 연통시키고 있으며, 또한 상기 제 3 중계 구멍(33)은 다른 오목부(28c) 내로 개구되어 있어 파일롯 밸브(6a, 6b)의 배출용 파일롯 포트(PE)를 이 오목부(28c)를 통해서 상기 제 2 유로 구멍(21b)으로 연통시키고 있다.

그리고, 상기 제 1 유로 구멍(21a)은 엔드 플레이트(11a, 11b)에 형성된 수동 조작 장치(13)의 밸브실(35)로 인도되고, 상기 밸브실(35)의 하측에 구획된 제 1 실 부분(35a)으로 개구(36)를 통해서 연통되어 있으며, 상기 제 2 유로 구멍(21b)은 도시되지 않은 파일롯 배출구로 연통되어 있고, 상기 제 3 유로 구멍(21c)은 상기 파일롯 공급 유로(29)를 상기 밸브실(35)의 상측에 구획된 제 2 실 부분 (35b)으로 연통시키고 있다.

상기 수동 조작 장치(13)는 파일롯 밸브(6a, 6b)에 의한 스위칭 상태를 수동 조작으로 재현하기 위한 것으로, 제 1 엔드 플레이트(11a)의 수동 조작 장치(13)가 제 1 파일롯 밸브(6a)에 대응하고, 제 2 엔드 플레이트(11b)의 수동 조작 장치(13)가 제 2 파일롯 밸브(6b)에 대응하고 있다. 이들 수동 조작 장치(13)는 상기 밸브실(35) 내에서 상하 이동 가능하게 수용된 밸브봉(39)을 갖고 있다. 이 밸브봉(39)은 상하에 2개의 밀봉 부재(40a, 40b)를 갖고 있어, 이들 밀봉 부재(40a, 40b)로 밸브실(35)을 상기한 상하 2개의 실 부분(35a, 35b)으로 구획하고 있다. 또한, 상기 밸브실(35)은 도통 구멍(37)을 통해서 상기 파일롯 압력실(17a, 17b)에 연통하고 있다.

그리고, 상기 밸브봉(39)이 비조작 상태에 있을 때는 도 1에 도시한 바와 같이 하방의 밀봉 부재(40b)로 상기 도통 구멍(37)이 제 3 유로 구멍(21c)으로부터 차단되고, 제 1 유로 구멍(21a)으로 통하는 개구(36)와 연통하기 때문에 상기 파일롯 압력실(17a, 17b)은 파일롯 밸브(6a, 6b)를 통해서 상기 파일롯 공급 유로(29)와 연통한 상태가 된다. 상기 밸브봉(39)을 아래로 누르는 조작을 하면 하방의 밀봉 부재(40b)로 상기 도통 구멍(37)이 개구(36)로부터 차단되어서 제 3 유로 구멍(21c)과 연통되기 때문에, 상기 파일롯 압력실(17a, 17b)은 파일롯 공급 유로(29)와 직접 연통한다.

또한, 도면 중의 41은 상기 밸브봉(39)을 비조작 위치인 상승 위치에 복귀시키기 위한 복귀 용수철이지만, 이 밸브봉(39)은 그것에 작용하는 유체압으로 비조 작 위치에 복귀시키도록 구성할 수도 있다. 또한, 이 밸브봉(39)은 자기 유지형으로서 아래로 누르는 위치에 걸리도록 구성할 수도 있다.

상기 파일롯 조작부(3)는 상기 밸브 어댑터(4)의 각 밸브 탑재부(25a, 25b)에 탑재된 2개의 상기 파일롯 밸브(6a, 6b), 이들 파일롯 밸브(6a, 6b)의 상방에 배치되어서 각 파일롯 밸브(6a, 6b)와 전기적으로 접속된 프린트 회로 기판(43), 및 상기 하우징(10)의 상면에 기밀하게 설치되고 상기 밸브 어댑터(4)와 파일롯 밸브(6a, 6b) 및 프린트 회로 기판(43)을 전체적으로 덮는 보호 커버(44)를 갖고 있다. 이 보호 커버(44)의 상면 중앙부에는 상기 프린트 회로 기판(43)을 통해서 각 파일롯 밸브(6a, 6b)에 전기적으로 접속된 수전 커넥터(45)가 설치되고, 전원으로부터의 외부 커넥터를 이 수전 커넥터(45)에 스위칭 밸브의 상부로 접속될 수 있게 되어 있다.

상기 파일롯 밸브(6a, 6b)는 공지의 3포트식 전자 밸브와 실질적으로 같은 구조를 갖는 것으로, 상기한 공급용, 출력용, 배출용의 각 파일롯 포트(PP, PA, PE), 이들 파일롯 포트를 연결하는 유로를 스위칭하는 파일롯 밸브 부재(46), 이 파일롯 밸브 부재(46)를 동작시키는 가동 철심(47), 이 가동 철심(47)을 자기력에 의해 구동하는 여자 코일(48) 및 고정 철심(49)을 갖고 있다. 이 파일롯 밸브(6a, 6b)는 각 파일롯 포트(PP, PA, PE)를 각 중계 구멍(31, 32, 33)에 개별적으로 연통시킨 상태로 상기 밸브 어댑터(4)에 설치되어 있고, 상기 파일롯 밸브(6a, 6b)의 상면에는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 상기 여자 코일(48)로 도통하는 2개의 코일 단자(50a, 50b)를 구비한 제 1 커넥터부(50)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 여자 코일(48)로 도통하면 공급용 파일롯 포트(PP)와 출력용 파일롯 포트(PA)가 연통하여 상기 파일롯 공급 유로(29)로부터의 파일롯 유체가 대응하는 파일롯 압력실(17a, 17b)로 공급되고, 여자 코일(48)의 통전을 차단하면 상기 공급용 파일롯 포트(PP)가 차단되어서 출력용 파일롯 포트(PA)와 배출용 파일롯 포트(PE)가 연통하여 상기 파일롯 압력실(17a, 17b)이 대기로 개방되도록 되어 있다.

따라서, 도 1에 있어서 제 1 파일롯 밸브(6a)에 통전하여 제 2 파일롯 밸브(6b)를 통전시키지 않으면 제 1 파일롯 밸브(6a)에 의해 파일롯 유체가 제 1 파일롯 압력실(17a)로 공급됨과 아울러, 제 2 파일롯 밸브(6b)에 의해 제 2 파일롯 압력실(17b)이 대기로 개방되기 때문에 스풀(5)은 도 1의 위치로부터 우측 방향으로 이동하고, 반대로, 제 2 파일롯 밸브(6b)에 통전하여 제 1 파일롯 밸브(6a)를 통전시키지 않으면 제 2 파일롯 밸브(6b)에 의해 파일롯 유체가 제 2 파일롯 압력실(17b)에 공급됨과 아울러, 제 1 파일롯 밸브(6a)에 의해 제 1 파일롯 압력실(17a)이 대기로 개방되기 때문에 스풀(5)은 좌측 방향으로 이동해서 도 1의 위치를 차지하게 된다.

상기 프린트 회로 기판(43)은 상기 2개의 파일롯 밸브(6a, 6b)에 걸치도록 설치되고, 이들 2개의 파일롯 밸브(6a, 6b)의 상부를 거의 덮고 있다. 이 프린트 회로 기판(43)에는 다이오드나 저항기 등의 전자부품(51)과 표시등(52)을 구비한 2조의 제어 회로가 인쇄에 의해 형성되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 각 파일롯 밸브(6a, 6b)의 제 1 커넥터부(50)와 대응하는 위치 에 상기 기판(43)으로부터 하방으로 연장하는 2개의 접속 단자를 구비한 2개의 제 2 커넥터부(54)가 형성되고, 이 프린트 회로 기판(43)을 파일롯 밸브(6a, 6b)의 상부의 소정의 위치에 설치하면 이 제 2 커넥터부(54)가 각 파일롯 밸브(6a, 6b)의 제 1 커넥터부(50)에 플러그인 식으로 전기적으로 접속되도록 되어 있다. 또한 이 프린트 회로 기판(43)은 상기 보호 커버(44)의 내부에 나사 클램프나 훅(hook)으로 거는 등의 방법에 의해 설치되어 있고, 이것에 의해 이 보호 커버(44)와 함께 하우징(10)에 대하여 착탈되도록 되어 있다.

또한, 상기 수전 커넥터(45)는 3개의 단자(45a, 45b, 45c)를 갖고, 이들의 각 단자는 상기 보호 커버(44)를 기밀하게 관통해서 선단이 상면에 돌출하고, 기단부가 보호 커버(44) 내에 있어서 상기 프린트 회로 기판(43) 상의 2조의 제어 회로에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 제 1 단자(45a)가 공통 단자로서 2조의 제어 회로에 공통적으로 접속되고, 다른 제 2 단자(45b)와 제 3 단자(45c)가 개별 단자로서 2조의 제어 회로에 개별적으로 접속되어 있다. 그러나, 단자의 수를 4개로 하고, 전체를 개별 단자로서 각 제어 회로에 2개씩 접속해도 좋다. 또한, 상기 각 단자를 프린트 회로 기판(43)에 납땜함으로써 이 프린트 회로 기판(43)을 보호 커버(44)에 설치되도록 해도 좋다.

상기 보호 커버(44)는 후드(hood) 상을 하고 있어 그 하단부 전체 둘레에 사각형의 당접면(44a)을 가짐과 아울러, 하단부의 좌우 양측에 바깥 쪽으로 돌출된 플랜지 상의 설치부(44b)를 가지고 있다. 그리고, 상기 당접면(44a)을 하우징(10)의 상면에 오목부(19)를 둘러싸도록 형성된 커버 설치면(57)에 개스킷(58)을 통해 서 기밀하게 당접시키고, 상기 설치부(44b)에 형성된 나사 삽입 구멍(60a)을 통해서 커버 설치면(57) 상의 나사 구멍(60b)에 전용의 제 3 나사(59)를 나사 결합함으로써 상기 하우징(10)에 착탈 가능하게 설치되어 있다. 이 보호 커버(44)의 상면 양단부에는 상기 각 표시등(52)에 대응하는 위치에 투광성이 있는 표시창(44c)이 형성되고, 이 표시창(44c)을 통해서 상기 표시등(52)의 점등 상황을 확인함으로써, 각 파일롯 밸브(6a, 6b)의 동작 상황을 알 수 있도록 되어 있다.

상기 보호 커버(44)의 하단의 당접면(44a)은 그 외측의 형상이 상기 하우징(10)의 상면의 외형과 거의 동일한 형상 및 크기를 갖도록 형성되고, 또한 내측의 형상이 상기 오목부(19)와 거의 동일한 형상 및 크기를 갖도록 형성되어 있다. 따라서, 이 보호 커버(44)를 하우징(10)의 상면에 설치했을 때, 상기 하우징(10)의 상면 전체가 이 보호 커버(44)로 거의 완전하게 또한 기밀한 상태로 덮어지고, 파일롯 조작부(3)의 기밀성과 방수성이 확실하게 유지되게 된다.

상기 제 1 실시형태의 스위칭 밸브(1A)에 있어서, 유지 보수시에 주 밸브부(2)와 파일롯 조작부(3)를 분리할 때는 우선, 제 3 나사(59)를 풀어서 상기 보호 커버(44)와 프린트 회로 기판(43)을 다른 부품에 관계없이 함께 분리할 수 있다. 다음으로, 제 2 나사(26)를 풀면, 각 파일롯 밸브(6a, 6b)를 개별적으로 분리할 수 있다. 그리고, 최후에 제 1 나사(24)를 풀음으로써 밸브 어댑터(4)를 하우징(10)으로부터 분리할 수 있다. 또는, 이 밸브 어댑터(4)를 파일롯 밸브(6a, 6b)를 설치한 채 분리할 수도 있다. 유지 보수가 종료한 뒤에는 분리한 경우와는 역 순서로 상기 각 부품을 전용의 각 나사(24, 26, 59)로 설치해 가면 좋다.

이렇게 해서 상기 스위칭 밸브(1A)는 주 밸브부(2)의 하우징(10)의 상면에 상기 밸브 어댑터(4)를 통해서 파일롯 조작부(3)를 구성하는 파일롯 밸브(6a, 6b)나 프린트 회로 기판(43) 등의 각 부품을 컴팩트하게 합친 상태에서 효율적으로 순번대로 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 유지 보수시에 있어서의 각 부품의 분해 작업이나 재조립의 작업도 순서대로 간단하게 행할 수 있다.

게다가, 상기 밸브 어댑터(4)에 파일롯 밸브(6a, 6b)를 설치함과 아울러, 이 밸브 어댑터(4)를 이용해서 파일롯용 공급 유로(29)나 각 중계 구멍(31, 32, 33) 등을 형성하도록 했으므로, 상기 하우징(10)에 복잡하게 교착하거나 구부러진 복수의 파일롯용 유로를 형성하거나 이들 유로를 피하는 장소를 선택해서 파일롯 밸브(6a, 6b)를 설치하기 위한 복수의 나사 구멍 등을 형성할 필요가 없고, 설계가 용이하여 가공성에도 뛰어나다.

도 8은 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스위칭 밸브의 제 2 실시형태를 도시하는 것이다. 이 제 2 실시형태의 스위칭 밸브(1B)는 1개의 파일롯 밸브(6a)만을 구비한 싱글 파일롯 식의 스위칭 밸브로서, 상기 제 1 실시형태의 더블 파일롯 식의 스위칭 밸브(1A)에 있어서 우측의 제 2 파일롯 밸브(6b)를 제거함과 아울러, 스풀(5)에 일체로 형성되어 있는 제 2 피스톤(16b)의 기능을 소실시키고 그 대신에 별도의 작은 직경의 피스톤을 제 2 피스톤으로 해서 설치한 것이다. 이하, 이 제 2 실시형태의 스위칭 밸브(1B)의 구성 중 주로 상기 제 1 실시형태의 스위칭 밸브(1A)와 다른 부분에 대해서 설명한다.

이 스위칭 밸브(1B)의 밸브 어댑터(4)의 상면에는 상기 제 2 파일롯 밸브 (6b)를 설치해야 할 위치에 각 중계 구멍(31, 32, 33)을 막기 위한 블랭킹 플레이트(blanking plate)(61)가 설치되어 있다. 이 블랭킹 플레이트(61)는 사각형의 블록 형상을 하고 있어, 도시를 생략한 전용의 제 4 나사로 밸브 어댑터(4)에 설치되어 있다.

또한, 스풀(5)의 제 1 피스톤(16a)이 설치되어 있는 제 1 끝과는 반대측의 제 2 끝(5a)에는 이 제 1 피스톤(16a) 보다도 작은 직경이고 수압 면적이 작은 제 2 피스톤(16b)이 설치되어 있다. 이 제 2 피스톤(16b)은 수압 헤드(63)와 이 수압 헤드(63)의 중심으로부터 상기 스풀(5)측을 향해서 연장되는 연결 축부(64)로 이루어진 것으로, 이 연결 축부(64)가 상기 스풀(5)의 끝면 중앙부에 형성된 연결 구멍(65) 내에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰지고, 상기 수압 헤드(63)와 스풀(5) 사이에 개재한 용수철(66)로 스풀(5)로부터 이반하는 방향으로 스냅핑(snapping)되어 있다.

또한, 하우징(10)의 제 2 끝(10b)측에는 상기 제 2 피스톤(16b)의 수압 헤드(63)가 끼워맞춰지는 피스톤 구멍(68)을 구비한 제 2 엔드 플레이트(11b)가 설치되고, 이 제 2 엔드 플레이트(11b)와 상기 제 2 피스톤(16b) 사이에 제 2 파일롯 압력실(17b)이 구획, 형성되어 있다. 이 제 2 파일롯 압력실(17b)은 하우징(10)의 제 3 유로 구멍(21c)과 제 2 엔드 플레이트(11b)의 연락 구멍(69)을 통해서 파일롯 공급 유로(29)로 항상 연통되어 있다. 또한, 이 제 2 엔드 플레이트(11b)에 수동 조작 장치는 설치되어 있지 않다. 또한, 상기 스풀(5)의 제 2 끝(5a)과 제 2 엔드 플레이트(11b) 사이의 실은 호흡실(70)로 되어 있어, 외기(外氣)에 개방되어 있다.

상기 스위칭 밸브(1B)는 제 2 파일롯 압력실(17b)에 파일롯 유체가 항상 공급되어 있는 상태에서 제 1 파일롯 밸브(6a)를 온·오프시켜 제 1 파일롯 압력실(17a)에 파일롯 유체를 공급하거나 배출함으로써, 상기 제 1 피스톤(16a)과 제 2 피스톤(16b)의 수압 면적 차이에 의거하는 작용력의 차이에 의해 스풀(5)을 스위칭하는 것이다.

이 제 2 실시형태의 스위칭 밸브(1B)의 상기 이외의 구성은 실질적으로 제 1 실시형태의 스위칭 밸브(1A)와 같으며, 그것들의 동일 구성 부분에는 서로 같은 부품이 그대로 사용되고 있다. 따라서, 이 스위칭 밸브(1B)에 있어서의 스위칭 밸브(1A)의 주요한 동일 구성 부분에 이 스위칭 밸브(1A)와 동일한 부호를 붙여서 그 설명은 생략한다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스위칭 밸브의 제 3 실시형태를 도시하는 것이다. 이 제 3 실시형태의 스위칭 밸브(1C)가 상기 제 1 실시형태의 스위칭 밸브(1A)와 서로 다른 점은 수전 커넥터(45)가 보호 커버(44)가 아니라 엔드 플레이트로 형성되어 있다는 점이다. 즉, 제 1 엔드 플레이트(11a)에 상기 수전 커넥터(45)가 횡방향을 향해 형성되고 전원으로부터의 외부 커넥터를 스위칭 밸브의 측면 방향으로부터 접속할 수 있도록 되어 있다.

상기 수전 커넥터(45)의 3개의 단자(45a, 45b, 45c)는 제 1 엔드 플레이트(11a)의 내부의 기판실(71) 내에 설치한 커넥터용 기판(72)에 전기접속된 후, 이 커넥터용 기판(72)으로부터 하우징(10)측을 향해서 연장되는 3개의 제 1 기판 단자(73a, 73b, 73c), 상기 하우징(10)에 설치한 3개의 중계 접속 단자(74a, 74b, 74c), 프린트 회로 기판(43)으로부터 아래 방향을 향해 연장되는 3개의 제 2 기판 단자(75a, 75b, 75c)에 순차적으로 도통하고, 이 제 2 기판 단자(75a, 75b, 75c)를 통해서 상기 프린트 회로 기판(43)상의 2개의 제어 회로에 전기접속되어 있다.

상기 복수의 중계 접속 단자(74a, 74b, 74c)는 하우징(10)에 있어서의 밸브 어댑터(4)의 설치 장소로부터 측방으로 벗어난 위치에 설치되어 있어, 하우징(10)의 상면과 제 1 엔드 플레이트(11a)측의 끝면의 양방향을 향하는 접속구를 갖고, 이들 접속구에 상기 제 1 기판 단자(73a, 73b, 73c)와 제 2 기판 단자(75a, 75b, 75c)가 플러그인 식으로 접속되도록 되어 있다.

또한, 도시한 것에 있어서는 상기 제 1 엔드 플레이트(11a)와 반대측의 제 2 엔드 플레이트(11b)에 수동 조작 장치가 설치되어 있지 않지만, 각 엔드 플레이트(11a, 11b)에 각각 수동 조작 장치를 설치할 수도 있다.

또한, 이 제 3 실시형태의 스위칭 밸브(1C)의 상기 이외의 구성은 실질적으로 제 1 실시형태의 스위칭 밸브(1A)와 같으므로, 그것들의 주요한 동일 구성부분에 제 1 실시형태의 스위칭 밸브(1A)와 동일한 부호를 붙여서 그 설명은 생략한다.

또한, 이 제 3 실시형태의 스위칭 밸브(1C)는 제 2 실시형태의 스위칭 밸브(1B)와 같이 일부의 부품을 교환하거나 추가함으로써, 싱글 파일롯식 스위칭 밸브로 변경할 수도 있다.

또한, 본 발명을 적용할 수 있는 스위칭 밸브는 5포트식에 한정되는 것은 아니고, 그 이외의 예를 들면 3포트식이라도 상관없다. 3포트식의 경우에는 출력용 및 배출용의 각 포트가 1개씩으로 된다.

본 발명에 의하면 밸브 어댑터에 파일롯 밸브를 설치함과 아울러, 이 밸브 어댑터를 이용해서 파일롯용의 공급 유로와 파일롯 연통 구멍을 형성한 것이므로, 상기 하우징에 복잡하게 교착하고 또한 절곡된 파일롯용 유로를 형성하거나, 이들 유로를 피하는 장소를 선택해서 파일롯 밸브 설치용의 나사 구멍을 형성할 필요가 없고, 설계가 용이하고 가공성에도 뛰어나다. 또한, 상기 밸브 어댑터를 이용해서 하우징의 상면에 파일롯 밸브나 프린트 회로 기판 등의 각 부품을 효율적으로 조립할 수 있고, 이들 각 부품의 분해나 재조립 등의 작업도 용이하고 유지 보수성이 뛰어나다.

Claims

사각형의 단면 형상을 갖는 하우징에 주 유체의 공급용, 출력용, 및 배출용의 각 포트, 이들 포트간의 유로를 스위칭하는 스풀, 이 스풀을 구동하기 위한 피스톤 및 파일롯 압력실을 설치한 주 밸브부;

상기 하우징의 상면에 설치된 밸브 어댑터;

이 밸브 어댑터를 통해서 상기 하우징의 상면에 설치되고, 파일롯 밸브에 의해 상기 파일롯 압력실로 파일롯 유체를 공급해서 상기 스풀을 구동하는 파일롯 조작부를 갖고:

상기 파일롯 조작부는 상기 밸브 어댑터 상에 설치된 전자 조작식의 상기 파일롯 밸브, 상기 파일롯 밸브의 상방에 배치되어 상기 파일롯 밸브에 전기 접속된 프린트 회로 기판, 및 상기 하우징의 상면에 기밀하게 설치되고 상기 밸브 어댑터와 파일롯 밸브 및 프린트 회로 기판을 전체적으로 덮는 보호 커버를 갖고;

상기 밸브 어댑터는 하우징 상면과의 사이에서 상기 공급용 포트로 통하는 파일롯 공급 유로를 구획함과 아울러, 상기 파일롯 밸브를 하우징 상면으로 개구하는 파일롯용의 각 유로 구멍으로 연통시키기 위한 중계 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스위칭 밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 어댑터는 하우징의 축선 방향으로 긴 플레이트 상을 이루고 있고, 상면의 상대하는 위치에 상기 파일롯 밸브를 설치하기 위한 2개의 밸브 탑재부를 갖고, 또한, 상기 하우징의 상면에는 상기 밸브 어댑터와 거의 같은 형상의 오목부가 형성됨과 아울러, 상기 오목부를 둘러싸도록 커버 설치면이 형성되고, 상기 오목부 내에 상기 밸브 어댑터가 개스킷을 통해서 끼워맞춰진 상태로 설치되며, 상기 커버 설치면에 상기 보호 커버가 개스킷을 통해서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 밸브 어댑터는 하우징에 제 1 나사로 착탈 가능하게 설치되고, 상기 밸브 어댑터 상의 상기 제 1 나사의 착탈에 방해되지 않는 위치에 파일롯 밸브가 제 2 나사로 착탈 가능하게 설치되며, 상기 프린트 회로 기판은 상기 보호 커버의 내부에 설치되어 있으며, 이 보호 커버는 상기 하우징에 제 3 나사로 착탈 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 파일롯 밸브의 상면에 제 1 커넥터부가 설치되고, 또한 상기 프린트 회로 기판의 하면에 제 2 커넥터부가 설치되어 있어 상기 프린트 회로 기판을 파일롯 밸브의 상부의 소정의 위치에 설치하면 이들 커넥터부 상호는 플러그인 식으로 전기접속되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보호 커버의 상면에 파일롯 밸브를 위한 수전 커넥터가 설치되고, 이 수전 커넥터의 각 단자는 상기 보호 커버를 기밀하게 관통해서 상기 커버의 내외로 연장되며, 기단부가 상기 프린트 회로 기판에 전기접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 하우징의 축선 방향의 양단면에 각각 엔드 플레이트가 설치되어 있고, 이들 엔드 플레이트와 상기 각 피스톤 사이에 각각 파일롯 압력실이 구획, 형성됨과 아울러, 한 쪽의 엔드 플레이트에 상기 파일롯 밸브를 위한 수전 커넥터가 설치되며, 이 수전 커넥터의 각 단자는 상기 프린트 회로 기판에 전기접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 밸브.