KR101402011B1 - 공압식 파일럿 밸브 - Google Patents

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KR101402011B1
KR101402011B1 KR1020130018640A KR20130018640A KR101402011B1 KR 101402011 B1 KR101402011 B1 KR 101402011B1 KR 1020130018640 A KR1020130018640 A KR 1020130018640A KR 20130018640 A KR20130018640 A KR 20130018640A KR 101402011 B1 KR101402011 B1 KR 101402011B1
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노만현
류시환
전진우
유영묵
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하스코피엔디(주)
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Abstract

본 발명에 따른 공압식 파일럿 밸브는 4 웨이 밸브에 의해 제어되어 내부에 수용된 피스톤이 왕복 행정 운동을 수행하는 공압 실린더의 상부 및 하부에 각각 결합되어 있으며, 상기 4 웨이 밸브의 작동을 제어하는 공압식 파일럿 밸브로서, 적어도 일측에 공압 유입부가 관통 형성되어 있는 하우징, 상기 하우징의 내부에 수용되어 왕복 행정 운동을 수행하며, 내부 적어도 일부에 상기 공압 유입부와 연결되는 관통된 공압 연결 유로가 형성되어 있으며, 외경의 적어도 일부에 돌출 형성된 스토퍼 접촉부를 포함하는 피스톤 로드, 상기 피스톤 로드의 상부에 결합되어 있는 밸브 피스톤, 상기 하우징의 상부에 결합되어 있는 밸브 실린더, 상기 하우징의 하부에 결합되어 있으며, 적어도 일측에 공압식 파일럿 밸브의 개방 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 4 웨이 밸브로 배출되는 공압 배출부가 관통 형성되어 있으며, 상기 스토퍼 접촉부와의 접촉을 통해 상기 피스톤 로드의 하방 행정 운동을 제한하는 스토퍼를 포함하는 리테이너, 상기 하우징과 상기 피스톤 로드 사이에 수용되어 있으며, 상기 하우징과 상기 피스톤 로드 사이의 공간에 형성된 공압의 외부 유출을 차단하는 제1 차단 부재, 상기 리테이너와 상기 피스톤 로드 사이에 수용되어 있으며, 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 공압 배출부로 배출되는 것을 차단하는 제2 차단 부재, 그리고, 상기 밸브 피스톤과 밸브 실린더의 사이에 수용되어 있으며, 상기 밸브 피스톤과 상기 밸브 실린더 사이의 공간에 형성된 공압의 외부 유출을 차단하는 제3 차단 부재를 포함한다.

Description

공압식 파일럿 밸브{A PNEUMATIC PILOT VALVE}
본 발명은 공압식 파일럿 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공압 모터나 공압 실린더 장치의 공압 실린더의 작동을 제어하는데 사용되는 4 웨이 밸브를 공압식으로 제어하는 공압식 파일럿 밸브에 관한 것이다.
최근 산업 현장에서 폭넓게 사용되고 있는 피스톤식 공압 모터나 공압 실린더 장치에 사용되는 공압 실린더는 출력을 유지하면서 변환 시점에서 밸브의 빠른 행정 방향 전환을 제어해야 그 효율성을 보장할 수 있는데 그 제어 방식으로는 통상적으로 전기식, 기계식, 공압식 제어 방식이 있다.
이중 공압식 제어 방식으로는 공압식 파일럿 밸브가 주로 사용되며, 이 경우 공압식 모터나 공압 실린더 장치는 공압 실린더, 4 웨이 밸브 및 한 쌍의 공압식 파일럿 밸브가 연계되어 구성된다(도 8 내지 도 9 참조).
공압식 파일럿 밸브는 공압 실린더 극단부에 대칭으로 2개가 장착되어 공압 실린더 내의 피스톤의 상하방 왕복 행정 운동에서 접지되어 요구되는 시점에 체크(check)되고, 이 시점에 공압력을 4 웨이 밸브로 이송시킴으로써, 4 웨이 밸브 피스톤의 위치 이동에 의해 공압 실린더의 행정 운동 방향을 변환시킨다.
이때, 공압식 파일럿 밸브는 체크 시점과 휴지기에 있어, 모두 원위치로 복원되려는 현상인 이력 현상을 보유해야 하며, 신속하고 안정적인 행정 변위를 지원해야 한다. 즉 공압식 파일럿 밸브는 이력 현상이 발생되어야만 반복적인 4 웨이 밸브의 제어를 가능하게 하는 특징을 가지고 있다.
그런데 종래의 공압식 파일럿 밸브는 이력 현상을 탄성력을 갖는 스프링을 채용하여 통상적인 변위에 따른 동일한 하중 스프링력의 반발 작용에 의해 발생시켜 반복적인 4 웨이 밸브의 피스톤의 왕복 행정 운동을 제어를 하는 방식을 사용하고 있다. 이러한 종래의 공압 작동식 파일럿 밸브는 스프링의 특성상, 변위량에 따른 물리력이 일정하여, 공압 실린더로 유입되는 공기 압력에 따라 큰 폭의 출력 변화가 발생하는 상태에서는 그 출력의 비례성을 제대로 구현하지 못하여 정밀 제어가 어려운 문제점이 있다.
한편, 종래의 공압 작동식 파일럿 밸브를 이용한 제어 대상인 공압 실린더는 행정 운동 방향 전환 시점에 순간적인 출력 저하나 공급되는 공기 압력의 손실을 수반하게 되는 문제점이 있으며, 이것은 시스템적 변수에 따라 공압 모터나 공압 실린더 장치에 연계된 펌프 등의 기기의 작동 효율성과 안정성에 문제를 야기시킬 수 있으며, 공압 모터나 공압 실린더 장치의 스트록 상에서의 변수로 작용될 위험성이 있었다.
KR 10-2012-0014038 A
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래의 공압식 파일럿 밸브가 갖는 문제점을 해결하여 공압 모터나 공압 실린더 장치에 연계된 펌프 등의 기기의 작동 효율성과 안정성을 담보할 수 있는 공압식 파일럿 밸브를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고 하는 다른 기술적 과제는 종래의 공압식 파일럿 밸브가 갖는 문제점을 해결하여 공압 모터나 공압 실린더 장치의 공압 실린더로 유입되는 공기 압력에 따라 큰폭의 출력 변화가 발생하는 상태에서도 이에 연동하여 그 출력의 비례성을 구현할 수 있는 공압식 파일럿 밸브를 제공하는 것이다.
상기의 과제 해결을 위한 본 발명에 따른 공압식 파일럿 밸브는 4 웨이 밸브에 의해 제어되어 내부에 수용된 피스톤이 왕복 행정 운동을 수행하는 공압 실린더의 상부 및 하부에 각각 결합되어 있으며, 상기 4 웨이 밸브의 작동을 제어하는 공압식 파일럿 밸브로서, 적어도 일측에 공압 유입부가 관통 형성되어 있는 하우징, 상기 하우징의 내부에 수용되어 왕복 행정 운동을 수행하며, 내부 적어도 일부에 상기 공압 유입부와 연결되는 관통된 공압 연결 유로가 형성되어 있으며, 외경의 적어도 일부에 돌출 형성된 스토퍼 접촉부를 포함하는 피스톤 로드, 상기 피스톤 로드의 상부에 결합되어 있는 밸브 피스톤, 상기 하우징의 상부에 결합되어 있는 밸브 실린더, 상기 하우징의 하부에 결합되어 있으며, 적어도 일측에 공압식 파일럿 밸브의 개방 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 4 웨이 밸브로 배출되는 공압 배출부가 관통 형성되어 있으며, 상기 스토퍼 접촉부와의 접촉을 통해 상기 피스톤 로드의 하방 행정 운동을 제한하는 스토퍼를 포함하는 리테이너, 상기 하우징과 상기 피스톤 로드 사이에 수용되어 있으며, 상기 하우징과 상기 피스톤 로드 사이의 공간에 형성된 공압의 외부 유출을 차단하는 제1 차단 부재, 상기 리테이너와 상기 피스톤 로드 사이에 수용되어 있으며, 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 공압 배출부로 배출되는 것을 차단하는 제2 차단 부재, 그리고, 상기 밸브 피스톤과 밸브 실린더의 사이에 수용되어 있으며, 상기 밸브 피스톤과 상기 밸브 실린더 사이의 공간에 형성된 공압의 외부 유출을 차단하는 제3 차단 부재를 포함한다.
상기 피스톤 로드는 공압식 파일럿 밸브의 개방 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 공압 배출부로 배출되기 위한 개방 유로를 형성하도록 상기 제3 차단 부재의 하부가 상부에 비해 단면 직경이 감소되도록 마련되는 것이 바람직하다.
상기 공압식 파일럿 밸브는 상기 공압 유입부로 유입되는 공압력만을 이용하여 이력 현상을 발생시키며, 휴지기에는 상기 제2 차단 부재 상부의 내부 체적 공간부가 밀폐된 상태에 있으며, 밀폐된 체적 공간부에 유입된 공압은 상기 공압 실린더의 내부 압력과 동일하며, 상기 제2 차단 부재 하부의 체적 공간부는 대기압 상태로 상기 제2 차단 부재를 기준으로 상부와 하부간 상호 편차력이 발생하고, 상기 밀폐된 체적 공간부의 소정 단면적에 작용하는 공압의 출력에 의해 상기 피스톤 로드가 상기 피스톤 방향으로 이력 현상을 보유한 체 상기 스토퍼 접촉부가 상기 스토퍼에 접촉되어 구속된 상태에 있을 수 있다.
상기 공압식 파일럿 밸브는 상기 피스톤이 상행정 운동을 시작하여 상기 피스톤 접촉부와의 접촉에 의해 상기 피스톤 로드가 상부로 이동하는 경우, 상기 제2 차단 부재에 의한 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태가 해제되기 전까지 상기 밀폐된 체적 공간부의 체적 변위에 따라 유입된 공압에 의한 반발력을 상승시키고, 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 해제 시점에 즉각적으로 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압을 상기 개방 유로를 경유하여 상기 공압 배출부를 통해 상기 4 웨이 밸브로 배출하여 상기 4 웨이 밸브 피스톤의 위치를 이동시키고 이를 통해 상행정 운동 상태인 상기 피스톤을 하행정 운동으로 변경시킬 수 있다.
상기 공압식 파일럿 밸브는 기 제2 차단 부재에 의한 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태가 다시 이루어질 때까지 상기 밸브 피스톤의 단면적에 작용하는 공압의 출력에 의해 발생하는 이력 현상에 의해 상기 스토퍼 접촉부가 상기 스토퍼와 접촉할 때까지 상기 피스톤 접촉부가 행정 방향 변경된 상기 피스톤과 접촉 상태를 유지하며, 상기 피스톤이 상기 피스톤 접촉부로부터 이탈하면, 상기 휴지기로 전환되어 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압을 상기 공압 배출부를 통해 상기 4 웨이 밸브로 배출하는 배기 시점까지 휴지기 상태의 이력 현상을 유지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 공압식 파일럿 밸브에 의하면, 이력 현상을 순수하게 유입되는 공압만을 이용하여 발생시킬 수 있는 구조이므로 공압식 파일럿 밸브 내의 실린더의 체적 변위에 따른 압력의 반발 효과를 상승시켜 공압식 파일럿 밸브가 개방되는 시점에 4 웨이 밸브로의 공기 압력 유입에 가속도로 작용하여 빠른 속도로 4 웨이 밸브 피스톤의 위치 전환이 가능하며, 파일럿 밸브의 개방 시점과 공압 실린더 피스톤의 행정 운동 방향 변경 및 이력 현상에 의해 재 밀폐되는 시간을 최소화하고, 제어용으로 소실되는 압력을 최소화할 수 있다. 따라서 공압 모터나 공압 실린더 장치의 전환 시점의 순간적인 출력 저하를 축소시키며, 공압 실린더 피스톤의 행정 속도 및 시스템적인 변수에 의해 작용되는 행정 스트록의 변수를 최소화하며, 저출력 공압 모터나 공압 실린더 장치에서도 공압식 파일럿 밸브에 작용하는 저항력을 연동 제어하여, 입력된 공압력에 의한 공압 모터나 공압 실린더 장치의 출력 안정성 및 비례적 출력 제어가 가능한 유리한 효과가 있다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브의 결합 사시도 및 분해 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 공압식 파일럿 밸브 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 단면도,
도 4 는 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브 <A>가 휴지기 또는 폐쇄 상태이고 공압식 파일럿 밸브 <B>가 개방 상태일 때의 상태도,
도 5는 도 4의 공압식 파일럿 밸브 <A>의 확대도,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브 <A>가 개방 상태이고 공압식 파일럿 밸브 <B>가 폐쇄 상태일 때의 상태도,
도 7은 도 6의 공압식 파일럿 밸브 <A>의 확대도,
도 8은 도 4의 상태에서의 공압식 모터 또는 공압식 실린더 장치의 전체 상태도, 그리고,
도 9는 도 6의 상태에서의 공압식 모터 또는 공압식 실린더 장치의 전체 상태도이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 기술하는 실시예는 본 발명의 이상적인 결합 사시도, 분해 사시도, 단면도, 상태도 및 확대도를 참고하여 설명될 것이다.
설명에 앞서 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브(1)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 4 웨이 밸브(2)와 공압 실린더(3)와 상호 연계되어 공압 모터나 공압 실린더 장치를 구성하여 펌프 등의 기기를 구동시키는데 사용되는 것임을 밝혀 둔다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브(1)에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브의 결합 사시도 및 분해 사시도, 그리고, 도 3은 도 1에 도시된 공압식 파일럿 밸브 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브(1)는 하우징(10), 피스톤 로드(20), 밸브 피스톤(30), 밸브 실린더(40), 리테이너(50) 및 제1 내지 제5 차단 부재(62, 64, 66, 68, 69)를 포함한다.
하우징(10)은 상하 방향으로 통공된 원기둥 형상으로, 측면에 레귤레이터(미도시)에 의해 조정된 공압이 유입 배관을 통해 내부로 유입되기 위한 적어도 하나 이상의 공압 유입부(13)가 내부로 관통 형성되어 있다(도 8 및 도 9 참조). 또한, 하우징(10)의 내경에는 제1 차단 부재(62)를 수용하는 제1 차단 부재 수용부(12)가 형성되어 있으며, 외경에는 제5 차단 부재(69)를 수용하는 제5 차단 부재 수용홈(15)이 형성되어 있다. 하우징(10)은 최종 제어 대상인 공압 실린더(3)의 상부 및 하부에 각각 한 쌍이 대향 되게 결합 된다(도 8 및 도 9 참조).
제1 차단 부재(62)는 제1 차단 부재 수용부(12)에 수용되어 하우징(10)과 후술할 피스톤 로드(20) 사이의 공간을 밀폐함으로써 하우징(10)과 피스톤 로드(20) 사이 등에 형성된 공압식 파일럿 밸브(1) 내부의 밀폐 공간부에 형성된 공압의 외부 유출을 차단한다.
제1 차단 부재(62)는 본 실시예에서는 오-링(O-ring)을 사용하였으나 공압의 외부 유출을 차단하기 위한 것으로 적절하다면 다른 공지의 차단 부재 구성으로 변경되어도 무방함은 물론이며, 이는 후술할 제2 내지 제5 차단 부재(64, 66, 68, 69)도 오-링 대신 다른 공지의 차단 부재 구성으로 변경할 수 있음은 물론이다.
제5 차단 부재(69)는 공압식 파일럿 밸브(1)로 내부로 유입되는 공압의 외부 대기압으로의 유출을 차단한다.
피스톤 로드(20)는 하우징(10)의 내부에 수용되어 상하 왕복 행정 운동을 통해 공압식 파일럿 밸브(1)의 내부를 밀폐하거나 개방하는 역할을 수행하며, 제2 차단 부재 수용부(22) 및 공압 연결 유로(23)가 형성되어 있으며, 스토퍼 접촉부(26) 및 피스톤 접촉부(28)를 포함한다.
제2 차단 부재 수용부(22)는 가운데 부분 외경에 형성되어 있으며, 제2 차단 부재(64)를 수용한다.
제2 차단 부재(64)는 공압식 파일럿 밸브(10)의 내부가 밀폐된 폐쇄 상태에서 공압 유입부(13)로부터 하우징(10)과 피스톤 로드(20) 사이의 밀폐된 내부 공간부로 유입된 공압이 공압 배출부(54)로 배출되는 것을 차단한다.
공압 연결 유로(23)는 제2 차단 부재 수용부(22)의 상부 측면으로부터 내부를 향해 관통되어 상부를 향해 관 형태로 통공되어 있으며, 공압 유입부(13)로부터 유입된 공압이 후술할 밸브 피스톤(30)과 밸브 실린더(40)에 의해 형성된 공간부로 이동하는 통로이다.
스토퍼 접촉부(26)는 제2 차단 부재 수용부(22)의 하부 둘레부 적어도 일부에 측면을 향해 돌출 형성되어 있다.
피스톤 접촉부(28)는 피스톤 로드(20)의 최하단에 위치하여 공압 실린더(3)의 피스톤(3a)과 접촉이 일어나는 부분이다.
한편, 피스톤 로드(20)는 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이 공압식 파일럿 밸브(1)의 개방 상태에서 공압 유입부(13)로부터 유입된 공압이 후술할 공압 배출부(54)로 배출되도록 하기 위한 개방된 유로를 용이하게 형성할 수 있도록 제2 차단 부재(64)의 하부가 상부에 비해 단면 직경이 감소되도록 마련되는 것이 바람직하다.
밸브 피스톤(30)은 피스톤 로드(20)의 상부에 결합되어 있으며, 측면 둘레부에는 제3 차단 부재(66)를 수용하는 제3 차단 부재 수용부(32)가 형성되어 있으며, 상하 방향 내부에는 피스톤 로드(20)의 공압 연결 유로(23)의 상부와 연결되는 공압 연결 유로(34)가 관통 형성되어 있다.
제3 차단 부재(66)는 밸브 피스톤(30)과 밸브 실린더(40) 사이의 공간부에 형성된 공압의 외부 유출을 차단한다.
밸브 실린더(40)는 밸브 피스톤(30)을 수용한 상태로 하우징(10)의 상부에 결합되어 있다.
리테이너(50)는 하우징의 하부에 결합되어 있으며, 공압 배출부(54) 및 스토퍼(55)가 형성되어 있다.
공압 배출부(54)는 공압식 파일럿 밸브(1)의 개방 상태에서 개방된 유로를 거쳐 공압 유입부(13)로부터 밸브(1) 내부로 유입된 공압을 4 웨이 밸브(2)로 배출하는 통로로서 리테이너(50)의 측면에 적어도 하나가 관통 형성되어 있다.
스토퍼(55)는 리테이너(50)의 하부 내경에 돌출 형성되어 있으며, 피스톤 로드(20)가 하방 행정 운동을 하는 경우 스토퍼 접촉부(26)와 접촉됨으로써 피스톤 로드(20)의 하방 이동을 제한한다.
제4 차단 부재(68)는 스토퍼(55)의 하부에 결합되어 있으며, 공압 실린더(3)의 피스톤(3a)의 상부와 공압식 파일럿 밸브(1) 간을 상호 밀폐한다.
이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브(1)를 그 작동 방법을 중심으로 도 4 내지 도 9를 참조하여 다시 한번 설명한다.
설명에 앞서 공압 모터 또는 공압 실린더 장치의 구성인 공압식 파일럿 밸브(1), 4 웨이 밸브(2) 및 공압 실린더(3)의 상호 작동 관계 설명은 특별한 언급이 없는 한 공압 실린더(3)의 상부에 결합된 공압식 파일럿 밸브<A>를 기준으로 설명하며, 이는 특허청구범위의 기재 시에도 마찬가지도 반영이 되어 있음을 밝혀둔다.
도 4 는 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브 <A>가 휴지기 또는 폐쇄 상태이고 공압식 파일럿 밸브 <B>가 개방 상태일 때의 상태도, 도 5는 도 4의 공압식 파일럿 밸브 <A>의 확대도, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브 <A>가 개방 상태이고 공압식 파일럿 밸브 <B>가 폐쇄 상태일 때의 상태도, 도 7은 도 6의 공압식 파일럿 밸브 <A>의 확대도, 도 8은 도 4의 상태에서의 공압식 모터 또는 공압식 실린더 장치의 전체 상태도, 그리고, 도 9는 도 6의 상태에서의 공압식 모터 또는 공압식 실린더 장치의 전체 상태도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브(1)는 별도의 스프링 등 탄성 부재 없이 공압 유입부(13)로 유입되는 공압력만을 이용하여 이력 현상을 발생시킨다.
본 발명의 한 실시예에 따른 공압식 파일럿 밸브(1)는 최초 휴지기 또는 폐쇄 상태에서는 도 4, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2 차단 부재(64) 상부의 내부 체적 공간부가 밀폐된 상태에 있으며, 밀폐된 체적 공간부에 유입된 공압은 공압 실린더(3)의 내부 압력과 동일하다. 한편, 제2 차단 부재(64) 하부의 체적 공간부는 대기압 상태로 제2 차단 부재(64)를 기준으로 상부와 하부간 상호 편차력이 발생하고, 상부의 밀폐된 체적 공간부의 소정 단면적(S1)에 작용하는 공압의 출력에 의해 피스톤 로드(20)가 공압 실린더(3)의 피스톤(3a) 방향으로 이력 현상을 보유한 체 스토퍼 접촉부(26)가 스토퍼(55)에 접촉되어 더 이상 하방으로 이동하지 못하는 상태로 구속된 상태에 있다.
이 상태에서 도 6, 도 7 및 도 9 과 같이 피스톤(3a)이 상행정 운동을 시작하여 피스톤 접촉부(28)와의 접촉에 의해 피스톤 로드(20)가 상부로 이동하면, 제2 차단 부재(64)에 의해 형성된 개폐부(A)가 개방되어 공압식 파일럿 밸브(1,A)의 폐쇄 상태가 해제되기 전 즉 개방되기 전까지 밀폐된 체적 공간부의 체적 변위에 따라 유입된 공압에 의한 반발력을 상승시키고, 공압식 파일럿 밸브(1)의 폐쇄 해제 시점 즉 개방시점에 즉각적으로 공압 유입부(13)로부터 유입된 공압을 개방된 유로를 경유하여 공압 배출부(54)를 통해 4 웨이 밸브(2)로 배출하여 배출된 공압력을 이용하여 4 웨이 밸브 피스톤(2a)의 위치를 하방으로 이동시키고 이를 통해 상행정 운동 상태인 공압 실린더(3) 내부의 피스톤(3a)의 상부로 공압이 유입됨으로써 피스톤(3a)은 하행정 운동으로 변경되게 된다.
피스톤(3a)이 하행정 운동 상태로 변경되면 공압식 파일럿 밸브(1)는 제2 차단 부재(64)에 의한 개폐부(A)가 폐쇄됨으로써 공압식 파일럿 밸브(1)의 폐쇄 상태가 다시 이루어질 때까지 밸브 피스톤(30)의 단면적(S2)에 작용하는 공압의 출력에 의해 발생하는 이력 현상을 이용하여 스토퍼 접촉부(26)가 스토퍼(55)와 접촉할 때까지 피스톤 접촉부(26)가 행정 방향 변경된 피스톤(3a)과 접촉 상태를 유지하게 된다.
한편, 피스톤(3a)의 하 행정 운동이 계속 진행되어 피스톤(3a)이 피스톤 접촉부(26)로부터 이탈하면, 공압식 파일럿 밸브(1)는 상술한 휴지기로 전환되어 공압 유입부(13)로부터 유입된 공압을 공압 배출부(54)를 통해 4 웨이 밸브(2)로 배출하는 배기 시점까지 휴지기 상태의 이력 현상을 유지하게 된다.
한편, 공압 실린더(3) 내부의 피스톤(3a)은 하행정 운동 상태가 더욱 진행되면 공압 실린더(3)의 하부 끝단부에 장착된 공압식 파일럿 밸브(1, B)의 피스톤 로드(20)의 피스톤 접촉부(28)에 접촉하게 되고, 상기 기술된 공압식 파일럿 밸브(1)의 방식과 동일하게 작동 및 제어되게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 공압식 파일럿 밸브 2 : 4 웨이 밸브
3 : 공압 실린더
10 : 하우징 12 : 제1 차단 부재 수용부
13 : 공압 유입부 15 : 제5 차단 부재 수용부
20 : 피스톤 로드 22 : 제2 차단 부재 수용부
23, 34 : 공압 연결 유로 26 : 스토퍼 접촉부
28 : 피스톤 접촉부 30 : 밸브 피스톤
32 : 제3 차단 부재 수용홈 40 : 밸브 실린더
50 : 리테이너 54 : 공압 배출부
55 : 스토퍼 62, 64, 66, 68, 69 : 차단 부재

Claims (5)

  1. 4 웨이 밸브에 의해 제어되어 내부에 수용된 피스톤이 왕복 행정 운동을 수행하는 공압 실린더의 상부 및 하부에 각각 결합되어 있으며, 상기 4 웨이 밸브의 작동을 제어하는 공압식 파일럿 밸브로서,
    적어도 일측에 공압 유입부가 관통 형성되어 있는 하우징,
    상기 하우징의 내부에 수용되어 왕복 행정 운동을 수행하며, 내부 적어도 일부에 상기 공압 유입부와 연결되는 관통된 공압 연결 유로가 형성되어 있으며, 외경의 적어도 일부에 돌출 형성된 스토퍼 접촉부를 포함하는 피스톤 로드,
    상기 피스톤 로드의 상부에 결합되어 있는 밸브 피스톤,
    상기 하우징의 상부에 결합되어 있는 밸브 실린더,
    상기 하우징의 하부에 결합되어 있으며, 적어도 일측에 공압식 파일럿 밸브의 개방 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 4 웨이 밸브로 배출되는 공압 배출부가 관통 형성되어 있으며, 상기 스토퍼 접촉부와의 접촉을 통해 상기 피스톤 로드의 하방 행정 운동을 제한하는 스토퍼를 포함하는 리테이너,
    상기 하우징과 상기 피스톤 로드 사이에 수용되어 있으며, 상기 하우징과 상기 피스톤 로드 사이의 공간에 형성된 공압의 외부 유출을 차단하는 제1 차단 부재,
    상기 리테이너와 상기 피스톤 로드 사이에 수용되어 있으며, 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 공압 배출부로 배출되는 것을 차단하는 제2 차단 부재, 그리고,
    상기 밸브 피스톤과 밸브 실린더의 사이에 수용되어 있으며, 상기 밸브 피스톤과 상기 밸브 실린더 사이의 공간에 형성된 공압의 외부 유출을 차단하는 제3 차단 부재
    를 포함하며,
    상기 공압식 파일럿 밸브는
    상기 공압 유입부로 유입되는 공압력만을 이용하여 이력 현상을 발생시키며,
    휴지기에는 상기 제2 차단 부재 상부의 내부 체적 공간부가 밀폐된 상태에 있으며, 밀폐된 체적 공간부에 유입된 공압은 상기 공압 실린더의 내부 압력과 동일하며, 상기 제2 차단 부재 하부의 체적 공간부는 대기압 상태로 상기 제2 차단 부재를 기준으로 상부와 하부간 상호 편차력이 발생하고, 상기 밀폐된 체적 공간부의 소정 단면적에 작용하는 공압의 출력에 의해 상기 피스톤 로드가 상기 피스톤 방향으로 이력 현상을 보유한 체 상기 스토퍼 접촉부가 상기 스토퍼에 접촉되어 구속된 상태에 있는
    공압식 파일럿 밸브.
  2. 제1항에서,
    상기 피스톤 로드는
    공압식 파일럿 밸브의 개방 상태에서 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압이 상기 공압 배출부로 배출되기 위한 개방 유로를 형성하도록 상기 제2 차단 부재의 하부가 상부에 비해 단면 직경이 감소되도록 마련된
    공압식 파일럿 밸브.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 공압식 파일럿 밸브는
    상기 피스톤이 상행정 운동을 시작하여 상기 피스톤 접촉부와의 접촉에 의해 상기 피스톤 로드가 상부로 이동하는 경우, 상기 제2 차단 부재에 의한 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태가 해제되기 전까지 상기 밀폐된 체적 공간부의 체적 변위에 따라 유입된 공압에 의한 반발력을 상승시키고, 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 해제 시점에 즉각적으로 상기 공압 유입부로부터 유입된 공압을 상기 개방 유로를 경유하여 상기 공압 배출부를 통해 상기 4 웨이 밸브로 배출하여 상기 4 웨이 밸브 피스톤의 위치를 이동시키고 이를 통해 상행정 운동 상태인 상기 피스톤을 하행정 운동으로 변경시키는
    공압식 파일럿 밸브.
  5. 제4항에서,
    상기 공압식 파일럿 밸브는
    상기 제2 차단 부재에 의한 공압식 파일럿 밸브의 폐쇄 상태가 다시 이루어질 때까지 상기 밸브 피스톤의 단면적에 작용하는 공압의 출력에 의해 발생하는 이력 현상에 의해 상기 스토퍼 접촉부가 상기 스토퍼와 접촉할 때까지 상기 피스톤 접촉부가 행정 방향 변경된 상기 피스톤과 접촉 상태를 유지하며,
    상기 피스톤이 상기 피스톤 접촉부로부터 이탈하면, 상기 휴지기로 전환되어
    상기 공압 유입부로부터 유입된 공압을 상기 공압 배출부를 통해 상기 4 웨이 밸브로 배출하는 배기 시점까지 휴지기 상태의 이력 현상을 유지하는
    공압식 파일럿 밸브.
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