KR101408898B1

KR101408898B1 - 절환 밸브

Info

Publication number: KR101408898B1
Application number: KR1020120144864A
Authority: KR
Inventors: 히사시 하타노
Original assignee: 시이케이디이 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-17
Also published as: JP5759883B2; KR20130069436A; JP2013124738A

Abstract

수동 조작 기능 및 표시 기능을 갖는 절환 밸브(1)를 제공한다. 마스터 캡(7)에는, 파일럿 실(21)과 마스터 캡(7)의 외부를 연통하는 축공(31)이 형성되어 있다. 축공(31)에는 수동축(32)이 왕복 운동 가능하게 수용된다. 수동축(32)을 마스터 캡의 외부로부터 압압(押壓)하여, 마스터 캡(7)의 내부로 이동시키는 것으로, 그 수동축(32)이 피스톤(25)을 직접 압압하여 스풀 본체(3)를 이동시킨다. 또한, 수동축(32)은, 파일럿실(21)에 파일럿 유체가 공급되면, 초기 상태로부터 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동가능하다. 절환 밸브(1)는, 수동축(32)을, 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 탄지하는 탄지 부재(53)를 구비하고 있다.

Description

절환 밸브{SWITCHING VALVE}

본 발명은, 파일럿 유체에 의해 밸브체를 구동하는 파일럿식의 절환 밸브에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 절환 밸브는, 복수 개의 포트를 갖는 것과 함께 밸브체를 왕복 운동 가능하게 수용하는 밸브 케이싱을 구비하고 있다. 절환 밸브는, 밸브 케이싱에 수용된 파일럿실에 파일럿 유체를 공급하는 것, 및 파일럿실로부터 파일럿 유체를 배출하는 것으로서, 상기 밸브체를 왕복 운동시키는 포트 사이의 연통상태를 절환하도록 되어 있다. 이러한 절환 밸브에는, 작업자가 수동으로 밸브체를 이동시키는 포트 사이의 연통상태를 절환가능한 수동 조작 기능을 갖는 절환 밸브가 있다. 예를들면, 특허문헌 1에는, 외부로부터 조작가능한 수동축을 구비하며, 작업자가 그 수동축의 위치를 변경하는 것으로, 파일럿실에 대한 파일럿 유체의 공급 및 배출을 제어가능한 절환 밸브가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 절환 밸브는, 예를들면 유지 시에 절환 밸브의 동작확인이 가능하도록 되어 있다.

또한, 파일럿 유체의 공급시인가 아닌가 (포트 사이의 연통상태) 를 외부에 표시하는 표시 기능을 갖는 절환 밸브가 있다. 예를들면 특허문헌 2에는, 파일럿실에 공급된 파일일 유체의 압력에 응하여 변위하는 긴 치수(長尺) 형상의 인디케이터를 구비한 절환 밸브가 개시되어 있고, 작업자는 인디케이터의 위치를 확인하는 것으로 파일럿 유체가 공급되고 있는 상태인가 아닌가를 판단 가능하도록 되어 있다.

그런데, 근년에는, 상기 수동 조작 기능 및 표시 기능의 쌍방을 구비한 절환 밸브가 요구되도록 되어 오고 있다. 그러나, 절환 밸브에 양 기능을 부가하도록 하면, 작업자가 조작하는 수동축이나 파일럿 유체의 압력에 응하여 변위하는 인디케이터, 및 이러한 수동축 및 인디케이터를 탄지하는 스프링 등의 많은 부품이 필요하게 되고, 부품 개수가 증가하여 절환 밸브의 구성이 복잡화되어 버린다. 그 결과, 예를들면 절환 밸브의 대형화나 코스트 증대를 초래할 염려가 있고, 이 점에 있어서 개선이 요망되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특개평 9-229209호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 2003-322276로 공보

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 되어진 것으로서, 그 목적은, 간소한 구성으로 수동 조작 기능 및 표시 기능을 갖는 절환 밸브를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 태양에 의하면, 축선방향을 따라 연장하는 밸브공, 및 그 밸브공에 연통하는 복수 개의 포트에 있어서, 그 포트의 각각은, 상기 밸브공에 메인 유체를 공급하고, 혹은 상기 밸브공으로부터 메인 유체를 배출하는 상기 복수 개의 포트가 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브공 내에서 상기 밸브공의 축선방향을 따라 왕복동작 가능하게 수용된, 상기 각 포트 사이의 연통상태를 절환하는 밸브체와, 상기 밸브공의 축선 방향에서 상기 밸브 하우징의 양 단부 중 적어도 한 쪽에 연결된 적어도 하나의 마스터 캡을 구비하는 절환 밸브가 제공된다. 상기 마스터 캡에는, 파일럿 유체가 공급 및 배출되는 파일럿 실이 형성되어 있다. 상기 밸브체는, 상기 파일럿 유체의 공급 및 배출에 의해 왕복 운동한다. 상기 마스터 캡에는, 상기 파일럿실과 그 마스터 캡의 외부를 연통하는 축공이 형성되어 있다. 상기 축공에는 수동축이, 상기 축공의 연장 방향을 따라, 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 왕복 운동 가능하게 수용된다. 상기 수동축은 상기 제1 위치에서 상기 마스터 캡의 내부에 배치되며, 더욱이 상기 제2 위치에서 상기 마스터 캡의 외부로 돌출한다. 상기 수동축은, 초기 상태에서, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에 위치한다. 상기 절환 밸브는, 상기 초기 상태로부터 상기 제2 위치로 향하여 이동되는 상기 수동축(32)을 상기 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 탄지하는 탄지 부재(53)를 구비하고 있다. 상기 마스터 캡의 외부로부터 상기 수동축을 압압(押壓)하여, 상기 수동축을 상기 초기 상태로부터 상기 제1 위치로 향하여 이동시키는 것에 의해 상기 밸브체가 이동되어, 상기 각 포트 사이의 연통상태가 절환된다. 상기 파일럿실에 파일럿 유체를 공급하는 것에 의해, 상기 밸브체가 이동되어, 상기 각 포트 사이의 연통상태가 절환되어지는 것과 함께, 상기 수동축이 상기 파일럿 유체의 압력에 의해, 상기 탄지 부재의 탄지력에 저항하여 상기 초기 상태로부터 상기 제2 위치로 향하여 이동되어진다.

상기 수동축은, 그 수동축에서 상기 밸브공으로부터 이격된 부분을 구성하는 외측 축부를 구비하며, 상기 수동축이 상기 제2 위치로 이동시키게 되어진 상태에서, 그 수동축의 외측 축부가 상기 마스터 캡으로부터 돌출하도록 형성되는 것이 좋다.

상기 수동축은, 그 수동축에서 상기 밸브공으로부터 이격된 부분을 구성하는 외측 축부를 구비하며, 상기 수동축이 상기 초기 상태에서, 그 수동축의 외측 축부가 상기 축공 내로 수용되도록 형성되는 것이 좋다.

상기 축공은, 상기 마스터 캡의 외부로 개방하는 외측 구멍부, 및 상기 외측 구멍부에 연속하여 연장함과 함께 그 외측 구멍부보다도 상기 축공의 직경 방향으로 크게 되어진 내측 구멍부를 갖고, 상기 외측 구멍부 및 상기 내측 구멍부의 사이에는 단차부가 형성되며, 상기 수동축은, 그 수동축에서 상기 밸브공으로부터 이격된 부분을 구성하는 것과 함께, 상기 외측 구멍부 내에 수용되는 외측 축부와, 상기 내측 구멍부 내에 수용되는 내측 축부와, 상기 외측 축부 및 상기 내측 축부를 연결하는 중간 축부를 가지며, 상기 외측 축부(43)에는, 상기 중간 축부(44)의 외주면보다도 직경방향 외측방향으로 연출(延出)한 외측 연출부(延出部)가 형성됨과 동시에, 상기 내측 축부(46)에는, 상기 중간 축부(44)의 외주면보다도 직경방향 외측방향으로 연출(延出)한 제1 내측 연출부(延出部)가 형성되며(도 2 및 도 6 참조), 상기 수동축의 중간 축부에는, 상기 축공의 연장방향을 따라 이동 가능하게 감합(嵌合)함과 동시에, 상기 축공의 연장 방향에서 상기 단차부에 대향하는 받침 부재가 설치되어, 상기 탄지 부재의 일단은, 상기 받침 부재에 꼭 접하는 것이 좋다.

상기 축공은, 상기 마스터 캡의 외부로 개방하는 외측 구멍부, 및 상기 외측 구멍부에 연속하여 연장함과 동시에 그 외측 구멍부보다도 상기 축공의 직경 방향으로 크게 된 내측 구멍부를 갖고, 상기 외측 구멍부 및 상기 내측 구멍부의 사이에는 단차부가 형성되며, 상기 수동축은, 그 수동축에서 상기 밸브공으로부터 이격된 부분을 구성함과 동시에, 상기 외측 구멍부 내에 수용된 외측 축부와, 상기 외측 축부에 연속하여 형성됨과 동시에 상기 내측 구멍부 내에 수용된 내측 축부를 갖고, 상기 내측 축부(46)에는, 상기 외측 축부(43)보다도 직경방향 외측 방향으로 연출하는 제2 내측 연출부가 형성되며, 그 제2 내측 연출부는, 상기 축공의 연장방향에서 상기 단차부(35)에 대향하고, 상기 탄지 부재(53)는, 상기 단차부 및 상기 제2 내측 연출부의 사이에 배치되는 것이 좋다(도 9 참조).

본 발명에 의하면, 간소한 구성으로 수동 조작 기능 및 표시 기능을 실현하는 절환 밸브를 제공하는 것이 가능하다.

도 1은 제1 실시형태의 절환 밸브를 도시하는 단면도.
도 2는 제1 실시형태의 절환 밸브에서 수동축 근방을 도시하는 확대단면도.
도 3은 제1 실시형태의 절환 밸브에서 공급 포트를 통해 파일럿실로 파일럿 유체를 공급한 상태를 도시하는 단면도.
도 4는 제1 실시형태의 절환 밸브에서 수동축을 압압 조작한 상태를 도시하는 단면도.
도 5는 제2 실시형태의 절환 밸브를 도시하는 단면도.
도 6은 제2 실시형태의 절환 밸브에서 수동축 근방을 도시하는 확대단면도.
도 7은 제2 실시형태의 절환 밸브에서 공급 포트를 통해 제1 파일럿실로 파일럿 유체를 공급한 상태를 도시하는 단면도.
도 8은 제2 실시형태의 절환 밸브에서 수동축을 압압 조작한 상태를 도시하는 단면도.
도 9는 다른 실시예의 절환 밸브에서 수동축 근방을 도시하는 확대단면도.
도 10은 다른 실시예의 절환 밸브에서 공급 포트를 통해 파일럿실로 파일럿 유체를 공급한 상태를 도시하는 단면도.
도 11은 다른 실시예의 절환 밸브에서 수동축을 압압 조작한 상태를 도시하는 단면도.

(제1 실시형태)

이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시형태를 도면에 따라 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 절환 밸브(1)는, 베이스(도시 생략됨)에 고정된 대략 직육면체 형상의 밸브 케이싱(2)과, 그 밸브 케이싱(2) 내에 왕복 운동 가능하게 수용됨과 동시에, 축선방향을 따라 연장하는 스풀 밸브체(3)를 구비하고 있다. 스풀 밸브체(3)는, 축선방향에서 양 단부를 구성하는 제1 단부(도 1의 좌측)와, 제2 단부(도 1의 우측)를 갖고 있다. 절환 밸브(1)는, 파일럿 유체 (본 실시형태에서는, 압축 에어) 에 의해 스풀 밸브체(3)를 구동하여, 에어 실린더 등의 유체압 기기(도시 생략됨)에 공급하는 메인 유체 (본 실시형태에서는, 압축 에어) 의 유로를 절환한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 밸브 케이싱(2)은, 스풀 밸브체(3)의 축선방향을 따라 관통하는 밸브공(5)이 형성된 밸브 하우징(6)을 구비하며, 밸브 하우징(6)의 밸브공(5)에는, 스풀 밸브체(3)가 왕복 운동 가능하게 삽입된다. 밸브 하우징(6)은, 스풀 밸브체(3)의 축선방향에 있어서, 양단부를 구성하는 제1 단부(도 1에서 좌측)와, 제2 단부(도 2에서 우측)를 가지며, 밸브공(5)은, 밸브 하우징(6)의 제1 단부 및 제2 단부에서 개방되어 있다. 밸브 케이싱(2)은, 밸브 하우징(6)의 제1 단부에 연결된 마스터 캡(7)과, 밸브 하우징(6)의 제2 단부에 연결된 엔드캡(8)을 구비하고 있다.

밸브 하우징(6)은, 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 밸브 하우징(6)에는, 메인 유체의 공급원(도시 생략됨)에 접속된 공급 포트(11)와, 배출 유로(도시 생략됨)에 각각 접속된 제1 배출 포트(12) 및 제2 배출 포트(13)와, 유체압 기기에 각각 접속된 제1 출력 포트(14) 및 제2 출력 포트(15)가 형성되어 있다. 각 포트 11~15는, 밸브공(5)에 연통되어 있다. 이제, 공급 포트(11)는, 밸브공(5)의 축선방향에서 밸브 하우징(6)의 중앙 부근에 형성되며, 제1 배출 포트(12) 및 제2 배출 포트(13)는, 공급 포트(11)보다도 밸브 하우징(6)의 제1 단부 및 제2 단부에 근접한 위치에 각각 형성되어 있다. 또한, 제1 출력 포트(14) 및 제2 출력 포트(15)는, 공급 포트(11)와 제1 배출 포트(12)의 사이, 및 공급 포트(11)와 제2 배출 포트(13)의 사이에 각각 형성되어 있다.

스풀 밸브체(3)에는, 스풀 밸브체(3)의 축선방향에서 상호 이격되도록, 복수 개의 밸브부(3a)가 형성되어 있다. 밸브부(3a)는, 밸브공(5) 내를 칸막이하여 메인 유체의 유로, 즉 각 포트 11~15의 사이의 연통상태를 절환한다. 구체적으로는, 각 밸브부(3a)는, 대략 원기둥 형상이고, 밸브공(5)의 내경과 거의 동일한 외경을 갖는다. 각 밸브부(3a)의 외주면에는, 밸브부(3a)와 밸브공(5)의 내주면과의 사이를 실링하는 밀봉부재(16)가 장착되어 있다. 스풀 밸브체(3)가, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(6)의 제1 단부에 근접하여 배치된 제1 절환 위치에 위치한 상태에서, 공급 포트(11)와 제2 출력 포트(15)가 밸브공(5)을 통하여 연통함과 동시에, 제1 배출 포트(12)와 제1 출력 포트(14)가 밸브공(5)을 통하여 연통한다. 한편, 스풀 밸브체(3)가, 밸브 하우징(6)의 제1 단부에 근접하여 배치된 제2 절환 위치에 위치하는 상태(도 3 참조)에서는, 공급 포트(11)와 제1 배출 포트(14)가 밸브공(5)을 통하여 연통함과 동시에, 제2 배출 포트(13)와 제2 출력 포트(15)가 밸브공(5)을 통하여 연통한다.

마스터 캡(7)은, 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 마스터 캡(7)은, 밸브 하우징(6)에 대향하는 대향면(7a)과, 상면(7b)과, 대향면(7a)의 반대측에 위치하는 반대면(7c)를 갖고 있다. 마스터 캡(7)은, 대향면(7a)으로 개방됨과 동시에, 밸브공(5)의 내경보다도 큰 내경을 갖는 둥근 구멍 형상의 파일럿실(21)이 밸브공(5)과 동축으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 마스터 캡(7)에는, 파일럿 유체의 공급원(도시 생략됨)으로부터 연장하는 배관(도시 생략됨)이 접속된 공급 포트(22), 및 공급 포트(22)와 파일럿실(21)을 연통하는 연통 유로(22)가 형성되어 있다. 공급 포트(22)는, 마스터 캡(7)의 상면(7b)으로 개방되어 있다. 파일럿실(21)에는, 스풀 밸브체(3)의 제1 단부에 설치된 축 단부(3b)에 감합된 대략 원판 형상의 피스톤(25)이 왕복 운동 가능하게 수용되어 있다. 피스톤(25)의 외주면에는, 그 피스톤(25)과 파일럿실(21)의 내주면 사이를 실링하는 밀봉 부재(26)가 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 파일럿 유체의 공급원에 설치된 밸브(도시 생략됨)에 의해, 절환 밸브(1)로의 파일럿 유체의 공급이 제어된다.

엔드캡(8)은, 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 엔드캡(8)은, 밸브 하우징(6)에 대향하는 대향면(8a)을 갖고 있다. 엔드캡(8)에는, 그 대향면(8b)으로 개방하는 둥근 구멍 형상의 수용실(27)이 형성되어 있다. 수용실(27)에는, 스풀 밸브체(3)를, 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 탄지하는 밸브 탄지 부재(28)가 수용되어 있다. 본 실시형태의 밸브 탄지 부재(28)는, 코일 스프링에 의해 구성되어 있다. 밸브 탄지 부재(28)는, 파일럿실(21)로 파일럿 유체가 공급되면, 압축된 스풀 밸브체(3)가 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 이동하는 것을 허용하는 한편, 파일럿실(21)로의 파일럿 유체의 공급이 정지되면, 스풀 밸브체(3)를 밸브공(5)의 축선방향을 따라 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 이동시키도록 설정된 스프링 정수(탄성계수)를 갖는다.

절환 밸브(1)는, 파일럿 유체의 공급원으로부터 파일럿 유체가 공급되고 있지 않더라도, 작업자가 수동으로 스풀 밸브체(3)를 이동시켜서 각 포트 11~15 사이의 연통상태를 절환시키는 것이 가능하다 (수동조작 기능). 또한, 절환 밸브(1)는, 파일럿 유체가 파일럿실(21)로 공급되고 있는 상태인가 아닌가 (각 포트 11~15 사이의 연통상태) 를 표시하는 것이 가능하다 (표시 기능).

상술하면, 마스터 캡(7)에는, 파일럿실(21)과 외부를 연통하는 축공(31)이 상기 밸브공(5)과 동축 상에 형성되어 있다. 축공(31)은, 마스터 캡(7)의 반대면(7c)으로 개방되어 있다. 축공(31)에는, 축공(31)의 연장 방향을 따라 연장하는 수동축(32)이 스풀 밸브체(3)와 동축 상에서 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 왕복 운동 가능하게 수용되어 있다. 수동축(32)은, 제1 위치에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 마스터 캡(7)의 내부에 배치된다. 수동축(32)은, 제2 위치에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 마스터 캡(7)의 외부로 돌출한다. 수동축(32)은, 축공(31)의 연장 방향을 따라, 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 (밸브공(5)으로 접근하는 방향을 향하여) 이동하는 것이고, 피스톤(25)을 직접 압압하여, 스풀 밸브체(3)를 제1 절환 위치로부터 제2 절환 위치로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 상기 수동조작 기능이 실현되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 축공(31)은, 마스터 캡(7)의 반대면(7c)으로 개방하는 외측 구멍부(33), 및 외측 구멍부(33)에 연속함과 동시에 파일럿실(21)로 개방하는 내측 구멍부(34)로부터 구성되어 있다. 외측 구멍부(33)는, 원형의 단면 형상을 갖고 있다. 내측 구멍부(34)는, 외측 구멍부(33)의 외경보다도 큰 내경을 갖고 있다. 즉, 내측 구멍부(34)는, 외측 구멍부(34)보다도 축공(31)의 직경 방향에서 크게 된 형상을 이루고 있다.

수동축(32)은, 수동축(32)에서 밸브공(5)으로부터 이격한 부분을 구성하는 제1 축부재(41)와, 마스터 캡(7)의 내부(파일럿실(21)의 근방)에 배치된 제2 축부재(42)를 구비하며, 제1 축부재(41) 및 제2 축부재(42)는 상호 연결되어 있다. 수동축(32)의 축선방향 길이는 축공(31)의 축선방향 길이보다도 약간 짧다. 수동축(32)이, 마스터 캡(7)의 외부로부터 압압되어 있지 않고, 더욱이 파일럿실(21)에 파일럿 유체가 공급되지 않는 상태를 수동축(32)의 초기 상태로 한다. 초기 상태에서, 수동축(32)은 파일럿실(21)로는 진입하지 않고, 수동축(32)의 전체가 축공(31) 내로 수용된다. 수동축(32)은, 파일럿실(21)로 파일럿 유체가 공급되면, 파일럿 유체의 압력에 의해, 초기 상태로부터 축공(31)의 연장방향을 따라, 제2 위치로 향하며, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동가능하다.

구체적으로는, 제1 축부재(41)는, 축공(31)의 연장방향에서 양 단부를 구성하는 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 제1 축부재(41)의 제2 단부는, 제1 축부재(41)의 제1 단부보다도 마스터 캡(7)의 대향면(7a)의 근방에 배치된다. 제1 축부재(41)는, 그 제1 단부로부터 제2 단부를 향하여 순서대로, 외측 축부(43), 중간 축부(44), 및 나사부(45)를 갖고 있다. 외측 축부(43), 중간 축부(44), 및 나사부(45)는, 상호 연결되어 있다. 외측 축부(43)는, 내측 구멍부(33) 내로 왕복 운동 가능하게 수용된다. 외측 축부(43)는 대략 원기둥 형상으로 형성됨과 동시에, 외측 축부(43)의 외경은 내측 구멍부(33)의 내경과 거의 동일하다. 또한 외측 축부(43)의 축선방향 길이는, 외측 구멍부(33)의 축선방향 길이와 거의 동일하다. 중간 축부(44)는, 대략 원기둥 형상으로 형성됨과 동시에, 중간 축부(44)의 외경은, 외측 축부(43)의 외경보다도 작다. 즉, 외측 축부(43)에는, 중간 축부(44)의 외주면으로부터 축공(31)의 직경방향 외측으로 연장한 연출(延出)한 외측 연출부(延出部)가 형성되어 있다.

제2 축부재(42)의 전체는, 내측 구멍부(34) 안에서 왕복 운동 가능하게 수용된 내측 축부(46)로서 작용한다. 내측 축부(46)는, 대략 원기둥 형상으로 형성됨과 동시에, 내측 축부(46)의 외경은 내측 구멍부(34)의 내경과 거의 동일하다. 즉, 내측 축부(46)의 외경은, 중간 축부(44)의 외경 및 외측 구멍부(33)의 내경보다도 크다. 따라서, 내측 축부(46)에는, 중간 축부(44)의 외주면으로부터 축공(31)의 직경방향 외측으로 연출된 내측 연출부가 형성되어 있다. 또한, 내측 축부(46)의 내측 연출부는, 축공(31)의 연장하는 방향에서, 외측 구멍부(33)와 내측 구멍부(34) 사이의 경계에 형성된 단차부(35)에 대향한다. 내측 축부(46)의 외주면에는, 그 내측 축부946)와 축공(31)의 내주면 사이를 실링하는 밀봉 부재(47)가 장착되어 있다.

내측 축부(46)의 축선방향 길이와, 중간 축부(44)의 축선방향 길이의 합계는, 내측 구멍부(34)의 축선방향 길이보다도 약간 짧다. 내측 축부(46)는, 축공(31)의 연장 방향에서 양 단부를 구성하는 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 내측 축부(46)의 제2 단부는, 내측 축부(46)의 제1 단부보다도 마스터 캡(7)의 대향면(7a)의 근방에 배치된다. 또한, 내측 축부(46)에는, 제1 단부로 개방하는 나사구멍(48)이 형성되어 있다. 제1 축부재(41)와 제2 축부재(42)는, 제1 축부재(41)의 나사부(45)가 그 나사 구멍(48)에 나사결합하는 것에 의해 상호 연결되어 있다. 따라서, 내측 축부(46)는, 중간 축부(44)를 통하여 외측 축부(43)에 연결되어 있다. 수동축(32)은, 초기 상태에서, 내측 축부(46)가 단차부(35)와의 사이에 간격을 내면서 배치되도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 수동축(32)은 축공(31)의 연장방향을 따라, 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여, 이동가능하게 되어 있다.

수동축(32)의 중간 축부(44)의 주위에는, 외측 축부(43)와 내측 축부(46)의 사이에서, 축공(31)의 연장 방향을 따라 상대이동 가능한 한 쌍의 받침 부재(51, 52)가 감합되어 있다. 수동축(32)에는, 받침 부재(51, 52)를 상호 이격시키는 방향으로 탄지하는 탄지 부재로서 작용하는 축 탄지 부재(53)가 장착되어 있다. 받침 부재(51)가, 축공(31)의 연장 방향을 따라, 파일럿실(21)로부터 이격하도록 이동하는 것은, 단차부(35)에서 규제된다. 즉, 축공(31) 안에는, 단차부(35)와 수동축(32)의 내측 축부(46)와의 사이에서 축 탄지 부재(53)가 압축 가능하게 설치되어 있다. 제1 실시형태의 축 탄지 부재(53)는, 코일 스프링에 의해 구성되어 있다.

구체적으로는, 받침 부재(51, 52)는, 각각 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 외측 축부(43)의 근방에 배치된 받침 부재(51)에 있어서, 그 외측 축부(43)에 대향하는 단부에는, 직경방향 외측으로 연출된 원고리 형상의 플랜지부(51a)가 형성되어 있다. 내측 축부(46)의 근방에 배치된 받침 부재(52)에 있어서, 그 내측 축부(46)에 대향하는 단부에는, 직경방향 외측으로 연출된 원고리 형상의 플랜지부(52a)가 형성되어 있다. 플랜지부(52a, 52b)의 외경은, 각각 내측 구멍부(34)의 내경과 거의 동일하다. 플랜지부(52a)는, 축공(31)의 연장 방향에서 단차부(35)에 대향한다. 축 탄지 부재(53)는, 축공(31)의 연장 방향에서 양 단부를 구성하는 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)를 갖고 있다. 축 탄지 부재(53)의 외측 단부(53a)는, 받침 부재(51)의 플랜지부(51a)에 꼭 접하고, 측 탄지 부재(53)의 내측 단부(53b)는, 받침 부재(52)의 플랜지부(52a)에 꼭 접한다. 축 탄지 부재(53)는, 수동축(32)의 초기 상태에서, 압축되지 않은 자유 상태이어도 좋고, 또한, 어느 정도 압축된 압축 상태이어도 좋다.

축 탄지 부재(53)는, 소정의 탄성 계수를 갖는다. 그 탄성 계수는, 파일럿실(21)에 파일럿 유체가 공급되면, 축 탄지 부재(53)가 압축되며, 수동축(32)이 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동하는 것을 허용하는 한편, 파일럿 유체의 공급이 정지되면, 수동축(32)을 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동시키도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 수동축(32)은, 파일럿실(21)로 파일럿 유체가 공급되면, 파일럿 유체의 압력에 의해, 축 탄지 부재(53)의 탄지력에 대항하여, 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여, 이동시킨다. 이와 같이 수동축(32)은, 파일럿 유체의 공급에 있어서, 수동조작에 의해 스풀 밸브체를 이동시킬 때의 수동축(32)의 이동방향과는 다른 방향으로 변위한다. 그 때문에, 작업자는, 수동축(32)의 위치를 확인하는 것으로 파일럿 유체가 공급되고 있는 상태인가 아닌가를 판단하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 상기 표시 기능이 실현되어 있다.

이와 같이 구성된 절환 밸브(1)에서는, 상기와 같이 수동축(32)의 축선방향 길이가 축공(31)의 축선방향 길이보다도 짧고, 게다가 외측 축부(43)의 축선방향 길이가 외측 구멍부(33)의 축선방향 길이와 거의 동일하게 형성되어 있다. 그 때문에, 수동축(32)의 초기 상태에서는, 외측 축부(43)를 포함하는 수동축(32)의 전체가 축공(31) 내에 수용되어 있다. 또한, 수동축(32)이 초기 상태로부터, 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동하면, 외측 축부(43)가 마스터 캡(7)으로부터 외부로 돌출한다.

다음에, 제1 실시형태의 절환 밸브의 동작에 대하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 작업자에 의해 수동축(32)이 마스터 캡(7)의 외부로부터 압압되고 있지 않고, 게다가 파일럿실(21)에 파일럿 유체가 공급되고 있지 않은 상태(수동축(32)의 초기 상태)에서는, 스풀 밸브체(3)는, 밸브 탄지 부재(28)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치에 위치한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 파일럿실(21)에 파일럿 유체가 공급되면, 스풀 밸브체(3)는, 피스톤(25)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 압압되며, 밸브 탄지 부재(28)를 압축하여 제2 절환 위치로 이동한다. 이때, 수동축(32)은, 파일럿 유체의 압력을 받아, 제2 위치로 향하며, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 압압되며, 축 탄지 부재(53)의 탄지력에 대항하여, 제2 위치로 향하여 이동한다. 그것에 의해, 외측 축부(43)가 마스터 캡(7)의 외부로 돌출한다. 도 3에서는, 파일럿 유체를 점 해칭에 의해 표시한다. 파일럿 유체의 공급이 정지되면, 스풀 밸브체(3)는, 밸브 탄지 부재(28)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치로 이동함과 동시에, 수동축(32)은, 축 탄지 부재(53)에 의해 마스터 캡(7)의 내부로 향하여, 즉 파일럿실(21)로 접근하는 방향으로, 압압된 초기 상태로 복귀한다 (도 1 참조).

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 작업자가 공구(도시 생략됨)를 사용하여 마스터 캡(7)의 반대면(7c)의 개구로부터 수동축(32)을 압압하면, 수동축(32)은 초기 상태로부터, 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동하여 피스톤(25)을 직접 압압한다. 이것에 의해, 스풀 밸브체(3)는, 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 압압된 제2 절환 위치로 이동한다. 이때, 받침 부재(51)는, 외측 축부(43)의 외측 연출부로 압압된 수동축(32)과 일체로 이동하기 때문에, 받침 부재(51, 52)에 축 탄지 부재(53)의 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)가 각각 꼭 접한 상태가 유지되며, 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)가 불규칙하게 변위하는 것이 방지된다. 수동축(32)이 작업자에 의해 압압되지 않게 되면, 스풀 밸브체(3)는, 밸브 탄지 부재(28)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치로 이동한다. 이때, 수동축(32)은 피스톤(25)을 통하여 스풀 본체(3)로 압압된 초기 상태로 복귀한다.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 의하면, 이하의 작용효과를 나타내는 것이 가능하다.

(1) 수동축(32)은, 마스터 캡(7)의 외부로부터 압압되어, 초기 상태로부터 제1 위치로 향하며, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동시켜지므로 스풀 본체(3)를 이동시킨다. 초기 상태로부터, 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동된 수동축(32)을 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 탄지하는 축 탄지 부재(53)가 축공(31) 안에 설치되어 있다. 파일럿실(21)로 파일럿 유체가 공급되면, 스풀 본체(3)가 이동됨과 동시에, 수동축(32)은, 파일럿 유체의 압력에 의해, 축 탄지 부재(53)의 탄지력에 대항하여, 초기 상태로부터, 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동한다.

상기 구성에 의하면, 수동축(32)에 의해, 수동조작 기능 및 표시 기능의 양쪽이 실현된다. 따라서, 절환 밸브(1)에 수동축(32)을 설치하여, 게다가 파일럿 유체의 압력에 기하여 변위하는 인디케이터 등의 부재를 별도 설치할 필요가 없고, 절환 밸브(1)의 구성을 간소화하는 것이 가능하다. 또한, 마스터 캡(7)에 형성되는 유로나 구멍을 감소시켜 그 형상을 간소화하는 것이 가능하다. 또한, 필요에 따라, 예를들면 축공(31)에 초기 상태로부터 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동불능하게 형성한 수동축을 수용하는 것으로 수동조작 기능만을 갖는 절환 밸브를 구성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 다른 종류의 절환 밸브에 대해서도, 공통의 마스터 캡(7)을 사용하는 것이 가능하다.

(2) 수동축(32)은, 제2 위치에 있어서, 수동축(32)의 외측 축부(43)가 마스터 캡(7)으로부터 돌출하도록 형성되어 있다. 그 때문에, 작업자는, 파일럿 유체가 공급된 상태인가 아닌가를 용이하게 판단하는 것이 가능하다.

(3) 수동축(32)은, 초기 상태에 있어서, 수동축(32)의 외측 축부(43)가 축공(31) 안으로 수용되도록 형성되어 있다. 그 때문에, 수동축(32)의 초기 상태에 있어서 절환 밸브가 대형화하는 것을 억제할 수 있다. 특히, 제1 실시형태의 구성에서는, 파일럿 유체가 공급되는가 아닌가에 의해, 수동축(32)이 축공(310으로부터 돌출하고, 혹은 축공(31) 안으로 수용되면, 절환 밸브의 외관 형상이 크게 변화하기 때문에, 파일럿 유체의 공급시인가 아닌가를 보다 용이하게 판단하는 것이 가능하다.

(4) 수동축(32)의 중간 축부(44)에는, 축공(31)의 연장방향을 따라 상대이동 가능한 받침 부재(51, 52)가 감합되어 있다. 받침 부재(51)는, 축공(31)의 연장방향에서 단차부(35)에 대향한다. 받침 부재(51, 52)의 사이에는 축 탄지 부재(53)가 설치되며, 축 탄지 부재(53)의 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)가 각각 받침 부재(51, 52)에 꼭 접하여 있다. 그 때문에, 수동축(32)을 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동시킬 때에, 축 탄지 부재(53)의 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)가 불규칙하게 변위하는 것을 방지할 수 있다. 혹은, 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)가 축공(31)의 내주면으로 슬라이딩하여, 그 축공(31)의 내주면을 손상시키는 것을 억제할 수 있다.

(제2 실시형태)

다음에, 본 발명을 구체화한 제2 실시형태를 도면에 따라 설명한다. 이제, 설명의 편의상, 동일 구성에 대해서는 제1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 밸브 하우징(6)에는, 대략 T자 형상의 공급통로(61)가 형성되어 있다. 공급통로(61)는, 밸브공(5)에 개방되어 있고, 스풀 밸브체(3)의 위치와 무관하게 공급 포트(11)와 연통하도록 구성되어 있다. 공급통로(61)는, 밸브 하우징(6)의 제1 단부 및 제2 단부에 개방되어 있다. 도 5 내지 도 7에서는, 파일럿 유체를 점 해칭에 의해 표시한다.

마스터 캡(7)은, 밸브 하우징(6)에 연결되는 대략 직육면체 형상의 캡 본체(62)를 구비하고 있다. 캡 본체(62)는, 밸브 하우징(6)에 대향하는 대향면(62a) 와, 스풀 본체(3)의 축선에 직교하는 높이 방향에 있어서 캡 본체(62)의 상측(도 4에서 상측)의 상면(62b)과, 캡 본체(62)의 밸브 하우징(6)으로부터 이격하는 면, 즉 대향면(62a)의 반대측에 위치하는 반대면(62c)을 갖고 있다. 마스터 캡(7)은, 캡 본체(62)의 상면(62b)에 고정된 커버 부재(63)와, 캡 본체(62)의 반대면(62c)에 연결된 접속 부재(64)를 더 구비하고 있다.

캡 본체(62)에는, 대향면(62a)에 개방함과 동시에, 밸브공(5)의 내경보다 큰 내경을 갖는 둥근 구멍 형상의 제1 파일럿실(65)이 밸브공(5)과 동축으로 되도록 형성되어 있다. 제1 파일럿실(65)에는, 스풀 본체(3)의 제1 단부에 설치된 축 단부(3b)에 감합된 대략 원판 형상의 제1 피스톤(66)이 왕복 운동 가능하게 수용되어 있다. 제1 피스톤(66)의 외주면에는, 그 제1 피스톤(66)과 제1 파일럿실(65)의 내주면 사이를 실링하는 밀봉 부재(67)가 장착되어 있다.

또한, 캡 본체(62)에는, 상면(62b)으로 개방함과 동시에, 밸브공(5)의 축선방향에 직교하는 높이 방향을 따라 삽입구멍(68)이 형성되어 있다. 삽입구멍(68)은, 캡 본체(62)의 상면(62b)으로 개방하는 대경 구멍부(69)와, 대경 구멍부(69)에 연속하여 형성된 소경 구멍부(70)로 이루어진다. 제2 실시형태에서는, 대경 구멍부(69) 및 소경 구멍부(70)는, 원형의 단면 형상을 갖고, 소경 구멍부(70)의 내경은, 대경 구멍부(69)의 내경보다도 작다. 또한, 도 5에 있어서 확대하여 나타낸 바와 같이, 캡 본체(62)에는, 제1 파일럿실(65)과 삽입 구멍(68)의 소경 구멍부(70)를 연통하는 연통공(71), 및 소경 구멍부(70)의 내주면에 있어서 연통공(71)보다도 상방(도 5에서 상측)의 위치로 개방함과 동시에 상기 밸브 하우징(6)의 공급통로(61)에 접속되는 접속공(72)이 형성되어 있다. 게다가, 캡 본체(62)에는, 반대면(62c)으로 개방하고, 또한 소경 구멍부(70)의 내주면에 있어서 연통공(71)보다도 하방(도 5에서 하측)의 위치로 개방하는 도입공(73)이 형성되어 있다.

커버 부재(63)는, 대략 직사각판 형상이고, 커버 부재(63)에는, 높이 방향으로 관통하는 관통공(75)이 형성되어 있다. 관통공(75)은, 원형의 단면형상을 갖고, 삽입 구멍(68)의 대경 구멍부(69)의 내경 보다도 작은 내경을 갖는다. 제2 실시형태에서는, 삽입구멍(68)과 관통공(75)에 의해 수동축(32)이 수용되는 축공이 구성되어 있고, 관통공(75)이 외측 구멍부에 상당하며, 대경 구멍부(69)가 내측 구멍부에 상당한다. 수동축(2)은, 그 축공의 연장 방향을 따라, 제1 위치 및 제2 위치의 사이에서 왕복 운동 가능하다. 수동측(32)은, 제1 위치에서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 마스터 캡(7)의 내부에 배치된다. 수동측(32)은, 제2 위치에서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 마스터 캡(7)의 외부로 돌출한다.

접속 부재(64)에는, 파일럿 유체의 공급원(도시 생략됨)으로부터 연장하는 배관(도시 생략됨)이 접속된 공급 포트(76), 및 공급 포트(76)와 캡 본체(62)의 도입공(73)을 연통하는 연통 유로(77)가 형성되어 있다. 제2 실시형태의 공급 포트(76)는, 접속 부재(64)에서 밸브 하우징(6)으로부터 이격하는 면으로 개방되어 있다.

엔드캡(8)은, 밸브 하우징(6)에 대향하는 대향면(8a)을 갖고, 엔드캡(8)에는, 대향면(8a)으로 개방하는 둥근 구멍 형상의 제2 파일럿실(81)이 형성되어 있다. 제2 파일럿실(81)에는, 스풀 본체(3)의 제2 단부에 설치된 축단부(3c)에 감합된 대략 원판 형상의 제2 피스톤(82)이 왕복가능하게 수용되어 있다. 제2 피스톤(82)의 외주면에는, 그 제2 피스톤(82)과 제2 파일럿실(81)의 내주면 사이를 실링하는 밀봉부재(83)가 장착되어 있다. 또한, 엔드캡(8)에는, 상기 밸브 하우징(6)의 공급통로(61)에 접속됨과 동시에 제2 파일럿실(81)에 접속된 접속유로(84)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 제2 파일럿실(81)에는 공급통로(61)를 통하여 메인 유체의 일부가, 파일럿 유체로서 상시공급되도록 되어 있다. 파일럿 유체의 압력을 수용하는 제2 피스톤(82)의 압력을 받는 면적은, 파일럿 유체의 압력을 받는 제1 피스톤의 압력을 받는 면적보다도 작게 설정되어 있다. 따라서, 제1 파일럿실(65)에 파일럿 유체가 공급되면, 제1 피스톤(66)이 밸브공(5)으로 향하여 이동하고, 그것에 의해 스풀 본체(3)가 밸브공(5)의 축선방향을 따라 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 압압되어 제2 절환 위치로 이동한다. 한편, 제1 파일럿실(65)로의 파일럿 유체의 공급이 정지되면, 제2 피스톤(82)이 밸브공(5)으로 향하여 이동하고, 그것에 의해 스풀 본체(3)가 밸브공(5)의 축선방향을 따라 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치로 이동한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 수동축(32)은, 제1 실시형태에서, 외측 축부(43) 및 중간 축부(44)를 갖는 제1 축부재(41)와, 내측 축부(46)를 갖는 제2 축부재(42)를 구비하며, 제1 축부재(41) 및 제2 축부재(42)는 상호 연결되어 있다. 또한, 수동축(32)에는, 제1 실시형태와 동일하게, 받침 부재(51, 52) 및 축 탄지 부재(53)가 중간 축부(44)에 장착되어 있다. 수동축(32)의 축선방향 길이는, 삽입구멍(68)의 축선방향 길이 및 관통공(75)의 축선방향 길이의 합계보다도 짧다. 외측 축부(43)의 외경은, 관통공(75)의 내경과 거의 동일하고, 외측 축부(43)의 축선방향 길이는, 관통공(75)의 축선방향 길이와 거의 동일하다.

제2 축부재(42)는, 내측 축부(46)로부터 하방향으로 연출하고, 게다가 소경 구멍부(70)로 왕복 운동 가능하게 수용된 밸브체부(91)를 갖고 있다. 내측 축부(46)의 외경은, 소경 구멍부(70)의 내경과 거의 동일하다. 내측 축부(46)의 상단부에는, 직경방향 외측으로 연출한 원고리 형상의 내측 연출부(92)가 형성되어 있다. 내측 연출부(92)의 외경은, 대경 구멍부(69)의 내경과 거의 동일하다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 밸브체부(91)는, 원기둥 형상이고, 소경 구멍부(70)의 내경보다도 작은 외경을 갖는다. 밸브체부(91)에는, 높이 방향, 즉 축공의 연장방향에서 상호 이격된 한 쌍의 밸브부(91a)가 형성되어 있다. 한 쌍의 밸브부(91a)는, 소경 구멍부(70) 안을 칸막이하여, 상기 연결공(71), 접속공(72) 및 도입공(73) 간의 연통상태를 절환한다. 구체적으로는, 각 밸브부(91a)는, 대략 원기둥 형상이고, 소경 구멍부(70)의 내경과 거의 동일한 외경을 갖고 있다. 각 밸브부(91a)의 외주면에는, 밸브부(91a)와 소경 구멍부(70)의 내주면 사이를 실링하는 밀봉 부재(93)가 장착되어 있다. 각 밸브부(91a)는, 받침 부재(51)가 커버 부재(63)에 꼭 접한 상태에서, 연통공(71)과 접속공(72)을 차단시킴과 동시에 연통공(71)과 도입공(73)을 연통시키도록 형성되어 있다. 이때, 수동축(32)은 초기 상태에 있으나, 초기 상태로부터 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동시키고 있다. 또한, 각 밸브부(91a)는, 수동축(32)이, 초기 상태로부터, 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동하며, 내부 연출부(92)가 대경 구멍부(69)와 소경 구멍부(70)의 경계에 위치하는 단차부(94)(도 6 참조)에 꼭 접하는 상태에서, 연통공(71)과 접속공(72)을 연통시킴과 동시에 연통공(71)과 도입공(73)을 차단시키도록 형성되어 있다.

수동축(32)을, 삽입구멍(68)에서, 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여(하방향으로) 이동시키는 것에 의해, 연통공(71)과 접속공(72)이 연통한다. 이때, 제1 파일럿실(65)에 공급통로(61)를 통하여 메인 유체의 일부가 파일럿 유체로서 공급되며, 스풀 밸브체(3)가 제1 절환 위치로부터 제2 절환 위치로 이동되어진다. 즉, 수동조작 기능이 실현될 수 있다.

또한, 밸브부(91)의 선단부와 소경 구멍부(70)의 바닥부 사이에는, 수동축(32)을 축공의 연장방향을 따라서 상방향으로 탄지하는 복귀용 탄지 부재(95)가 배치되어 있다. 그 때문에, 수동축(32)을 초기 상태로부터 제1 위치로 이동시킬 때에는, 복귀용 탄지 부재(95)의 탄지력에 대항하여, 수동축(32)을 압압한다. 제2 실시형태의 축 탄지 부재(53)는, 코일스프링에 의해 구성되어 있다. 복귀용 탄지 부재(95)는, 축 탄지 부재(53)의 탄성 계수 보다도 작은 탄성 계수를 갖고 있으며, 받침 부재(51)가 커버 부재(63)에 꼭 접한 상태의 수동축(32)을 그 이상 상측으로 이동시키지 않도록 되어 있다.

제1 실시형태와 동일하게, 수동축(32)은, 공급 포트(76)를 통하여 제1 파일럿실(65)로 파일럿 유체가 공급되면, 축 탄지 부재(53)의 탄지력에 대항하여, 제2 위치로 향하며, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동한다. 이것에 의해, 상기 표시 기능이 실현될 수 있다.

이와 같이 구성된 절환 밸브(1)에서는, 수동축(32)의 축선방향 길이가 삽입구멍(68) 및 관통공(75)의 축선방향 길이의 합계보다도 짧고, 더욱이 외측 축부(43)의 축선방향 길이가 외측 구멍부(33)의 축선방향 길이와 거의 동일하다. 그 때문에, 수동축(32)의 초기 상태에서, 외측 축부(43)가 관통공(75) 안으로 수용될 수 있다. 수동축(32)이 초기 상태로부터 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동하면, 외측 축부(43)가 커버부재(63)로부터 마스터 캡(7)의 외부로 돌출하도록 되어 있다.

다음에, 제2 실시형태의 절환 밸브의 동작에 대하여 설명한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 작업자에 의해 수동축(32)이 마스터 캡(7)의 외부로부터 압압되고 있지 않아, 게다가 제1 파일럿실(65)에 파일럿 유체가 공급되고 있지 않은 상태에서는, 스풀 밸브체(3)는, 제2 피스톤(82)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치에 위치한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 파일럿실(65)에 파일럿 유체가 공급되면, 스풀 밸브체(3)는, 제1 피스톤(66)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 압압되며 제2 절환 위치로 이동한다. 이때, 수동축(32)은, 파일럿 유체의 압력에 의해 제2 위치로 향하며, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 (상측 방향으로) 압압되며, 축 탄지 부재(53)의 탄지력에 대항하여, 제2 위치로 향하여 이동한다. 그것에 의해, 외측 축부(43)가 마스터 캡(7)의 외부로 돌출한다. 파일럿 유체의 공급이 정지되면, 스풀 밸브체(3)는, 제2 피스톤(82)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치로 이동함과 동시에, 수동축(32)은, 축 탄지 부재(53)에 의해 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 (하측 방향으로) 압압된 초기 상태로 복귀한다 (도 5 참조).

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 작업자가 공구(도시 생략됨)를 사용하여 관통공(75)의 개구로부터 수동축(32)을 압압하면, 수동축(32)은 복귀용 탄지 부재(95)의 탄지력에 대항하여 초기 상태로부터, 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동하여, 연통공(71)과 접속공(72)을 연통시키는 것에 의해, 제1 파일럿실(65)로 메인 유체의 일부가 파일럿 유체로서 공급된다. 이것에 의해, 스풀 밸브체(3)는, 제1 피스톤(66)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 압압된 제2 절환 위치로 이동한다. 작업자에 의해 압압되지 않게 되면, 수동축(32)은, 복귀용 탄지 부재(95)에 의해 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 압압된 초기 상태로 복귀한다. 이때, 연통공(71)과 접속공(72)이 차단되어 제1 파일럿실(65)에 파일럿 유체가 공급되지 않게 된다. 그리하여, 스풀 밸브체(3)는, 제2 피스톤(82)에 의해 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제1 단부로 향하여 압압된 제1 절환 위치로 이동한다.

이상 상술한 바와 같이, 제2 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 작용효과를 나타내는 것이 가능하다.

상기 각 실시형태는, 이것을 적절히 변경한 이하의 태양으로 실시하는 것이 가능하다.

·제1 실시형태에 있어서, 수동축(32)에 받침 부재(51, 52)를 설치하지 않고, 축 탄지 부재(53)를 수동축(32)의 외주에 장착하여도 좋다. 도 9에 나타낸 예에서는, 수동축(32)은, 수동축(32)에 있어서 밸브공(5)으로부터 이격되는 부분을 구성하고, 게다가 외측 구멍부(33)로 왕복 운동 가능하게 수용된 외측 축부(43)와, 외측 축부(43)에 연속하여 형성됨과 동시에 내측 구멍부(34)에 왕복 운동 가능하게 수용된 내측 축부(46)를 구비하고 있다. 외측 축부(43)는, 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있음과 동시에, 외측 축부(43)의 외경은, 외측 구멍부(22)의 내경과 거의 동일하다. 또한, 외측 축부(43)의 축선방향 길이는, 외측 구멍부(33)의 축선방향 길이보다도 짧다. 내측 축부(46)는, 외측 축부(43)에 연속하여 형성되어 있음과 동시에 축 탄지 부재(53)가 감합하는 감합부(101)와, 감합부(101)보다도 큰 직경의 대경부(102)를 갖고 있다. 즉, 대경부(102)에는, 외측 축부(43)보다도 축공(31)의 직경방향 외측으로 연출한 내측 연출부가 형성되어 있다. 축 탄지 부재(53)는 단차부(35)와 대경부(102) 사이에 배치되어 있다.

이와 같이 구성된 절환 밸브(1)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 파일럿실(21)로 파일럿 유체가 공급되면, 제1 실시형태와 동일하게 스풀 밸브체(3)는 제2 절환 위치로 이동하고, 수동축(32)은 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 향하여 이동한 외측 축부(43)가 마스터 캡(7)의 외부로 돌출한다. 또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 작업자가 공구(도시 생략됨)를 사용하여, 마스터 캡(7)에 형성된 축공(31)의 개구로부터 수동축(32)을 압압하면, 수동축(32)은 초기 상태로부터, 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동하여 피스톤(25)을 직접 압압한다. 이것에 의해, 스풀 밸브체(3)가 밸브공(5)의 축선방향을 따라, 밸브 하우징(6)의 제2 단부로 향하여 압압된 제2 절환 위치로 이동한다. 이 구성에서는, 받침 부재(51, 52)를 설치한 경우에 비하여, 부품 개수를 삭감하여 코스트를 저감하는 것이 가능하다.

마찬가지로, 제2 실시형태에 있어서, 수동축(32)에 받침 부재(51, 52)를 설치하지 않고, 축 탄지 부재(53)를 수동축(32)의 외주에 장착하여도 좋다.

·상기 각 실시형태에 있어서, 받침 부재(52)를 설치하지 않고, 축 탄지 부재(53)의 내측 단부(53b)를 내측 축부(46)에 꼭 접하도록 하여도 좋다. 이와 같은 구성에서도, 수동축(32)을 제1 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 이동시킬 때에, 자유상태로 된 축 탄지 부재(53)의 외측 단부(53a) 및 내측 단부(53b)가 불규칙하게 변위하는 것을 방지할 수 있다.

·제1 실시형태에서는, 외측 축부(43) 및 내측 축부(46)의 외경을 중간 축부(44)의 외경보다도 크게 하여 외측 연출부를 형성하였으나, 이에 한하지 않고, 예를들면 외측 축부(43) 및 내측 축부(46)에 직경방향 외측으로 돌출하는 돌기를 형성하고, 그 돌기를 외측 연출부 및 내측 연출부로 하여도 좋다, 마찬가지로, 제2 실시형태에 있어서, 외측 축부(43) 및 내측 축부(46)에 직경방향 외측으로 돌출하는 돌기를 형성하여도 좋다.

·제1 실시형태에서는, 축공(31)은 원형의 단면 형상을 갖고 있었으나, 이에 한하지 않고, 예를들면 다각형 또는 타원형의 단면 형상을 갖고 있어도 좋다. 또한, 수동축(32)은, 다각형 또는 타원형의 단면 형상을 갖고 있어도 좋다. 마찬가지로, 제2 실시형태에 있어서, 삽입구멍(68), 관통공(75), 혹은 수동축(32)이 다각형, 타원형 등의 단면 형상을 갖고 있어도 좋다.

·제1 실시형태에서는, 수동축(32)의 초기 상태에 있어서, 외측 축부(43)가 축공(31) 안으로 수용되도록 하였으나, 초기 상태에 있어서 외측 축부(43)가 축공(31)으로부터 마스터 캡(7)의 외부로 돌출하여도 좋다. 이 경우에는, 수동축(32)이, 초기 상태로부터 제2 위치로 향하여, 즉 마스터 캡(7)의 외부로 이동할 때에 처음부터 노출하는 수동축(32)의 부분에 주위와 다른 색을 부가하거나, 당해 부분의 형상을 변경하거나 하는 것이 요망된다. 마찬가지로, 제2 실시형태에 있어서, 수동축(32)의 초기 상태에 있어서, 외측 축부(43)가 관통공(75)으로부터 돌출하여도 좋다.

·제1 실시형태에서는, 수동축(32)이 제2 위치로 이동할 때, 외측 축부(43)가 외부로 돌출하도록 하였으나, 외부로 돌출하지 않고, 축공(31) 안으로 수용된 채로 되어 있어도 좋다. 이 경우에는, 예를들면 축공(31)에 임시 개구창을 형성하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제2 실시형태에 있어서, 수동축(32)이 제2 위치로 이동할 때, 외측 축부(43)가 관통공(75) 안으로 수용된 채로 되어 있어도 좋다.

·상기 각 실시형태에서는, 수동축(32)은, 외측 축부(43) 및 중간 축부(44)를 갖는 제1 축부재(41)와, 내측 축부(46)를 갖는 제2 축부재(42)를 구비하며, 제1 축부재(41) 및 제2 축부재(42)는 상호 연결되어 있었으나, 이에 한하지 않고, 예를 들면 외측 축부(43)를 갖는 축부재, 중간 축부를 갖는 축부재, 및 내측 축부(46)를 갖는 축부재를 구비하며, 이들 축부재를 연결하는 것으로 수동축을 구성하여도 좋다. 또한, 각 축부재들은, 나사에 의하지 않고, 삽입 등의 가공에 의해 상호 연결하여도 좋다.

·상기 각 실시형태에서는, 축 탄지 부재(53)를 코일 스프링에 의해 구성하였으나, 이에 한하지 않고, 예를 들면 판스프링 등의 다른 스프링 부재나 고무 등의 탄성체에 의해 구성하여도 좋다. 밸브 탄지 부재(28) 및 복귀용 탄지 부재(95)도, 예를들면 판스프링 등의 다른 스프링 부재나 고무 등의 탄성체에 의해 구성하여도 좋다.

·상기 각 실시형태에서는, 밸브 하우징(6)의 제2 단부에 마스터 캡(7)을 연결하여도 좋다.

·상기 각 실시형태에서는, 메인 유체 및 파일럿 유체로서 압축 에어를 사용하였으나, 이에 한하지 않고, 다른 유체를 사용하여도 좋다.

·상기 각 실시형태에서는, 마스터 캡(7)의 공급 포트(22, 76)에 공급원으로부터 연장하는 배관이 접속되도록 하고, 그 공급원에 설치된 밸브로 절환 밸브(1)로의 파일럿 유체의 공급을 제어하도록 하도록 하였으나, 예를 들면 마스터 캡(7)에 전자밸브로 이루어지는 파일럿 밸브를 직접 연결하고, 그 파일럿 밸브로 파일럿 유체의 공급을 제어하여도 좋다.

·상기 각 실시형태에서는, 본 발명을 스풀 밸브체(3)에 의해 5개의 포트(11~15) 간의 연결상태를 절환하는 절환 밸브(1)에 적용하였으나, 이에 한하지 않고, 예를 들면 다른 개수의 포트를 갖는 절환 밸브나, 밸브체로서 포트 밸브를 이용하는 절환 밸브에 적용하여도 좋다.

1 : 절환 밸브 2 : 밸브 케이싱
3 : 스풀 밸브체 5 : 밸브공
6 : 밸브 하우징 7 : 마스터 캡
8 : 엔드캡

Claims

축선방향을 따라 연장하는 밸브공(5), 및 그 밸브공(5)에 연통하는 복수 개의 포트(11, 12, 13, 14, 15)에서, 그 포트의 각각은, 상기 밸브공(5)에 메인 유체를 공급하고, 혹은 상기 밸브공으로부터 메인 유체를 배출하는 상기 복수 개의 포트가 형성된 밸브 하우징(6)과, 상기 밸브공(5) 내에서 상기 밸브공의 축선방향을 따라 왕복동작 가능하게 수용된, 상기 각 포트 사이의 연통상태를 절환하는 밸브체(3)와, 상기 밸브공의 축선 방향에서 상기 밸브 하우징의 양 단부 중 적어도 한 쪽에 연결된 적어도 하나의 마스터 캡(7)을 구비하며, 상기 마스터 캡에는, 파일럿 유체가 공급 및 배출되는 파일럿 실(21)이 형성되며, 상기 밸브체(3)는, 상기 파일럿 유체의 공급 및 배출에 의해, 왕복 운동하는 절환 밸브로서,
상기 마스터 캡(7)에는, 상기 파일럿실(21)과 그 마스터 캡(7)의 외부를 연통하는 축공(31)이 형성되어 있음과 함께, 상기 축공에는 수동축(32)이, 상기 축공의 연장 방향을 따라, 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 왕복 운동 가능하게 수용되며, 상기 수동축(32)은, 상기 제1 위치에서 상기 마스터 캡(7)의 내부에 배치되며, 더욱이 상기 제2 위치에서 상기 마스터 캡(7)의 외부로 돌출하며, 상기 수동축(32)은, 초기 상태에서, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에 위치하고,
상기 절환 밸브는, 상기 초기 상태로부터 상기 제2 위치로 향하여 이동되는 상기 수동축(32)을 상기 마스터 캡(7)의 내부로 향하여 탄지하는 탄지 부재(53)를 구비하고,
상기 마스터 캡(7)의 외부로부터 상기 수동축(32)을 압압(押壓)하여, 상기 수동축(32)을 상기 초기 상태로부터 상기 제1 위치로 향하여 이동시키는 것에 의해 상기 밸브체(3)가 이동되어, 상기 각 포트 사이의 연통상태가 절환되며,
상기 파일럿실(21)에 파일럿 유체를 공급하는 것에 의해, 상기 밸브체(3)가 이동되어, 상기 각 포트 사이의 연통상태가 절환되어지는 것과 함께, 상기 수동축(32)이 상기 파일럿 유체의 압력에 의해, 상기 탄지 부재(53)의 탄지력에 저항하여 상기 초기 상태로부터 상기 제2 위치로 향하여 이동되어지는 것을 특징으로 하는 절환 밸브.
제1항에 있어서,
상기 수동축(32)은, 그 수동축에서 상기 밸브공(5)으로부터 이격된 부분을 구성하는 외측 축부(43)를 구비하며, 상기 수동축(32)이 상기 제2 위치로 이동시키게 되어진 상태에서, 그 수동축(32)의 외측 축부(43)가 상기 마스터 캡(7)으로부터 돌출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 절환 밸브.
제1항에 있어서,
상기 수동축(32)은, 그 수동축에서 상기 밸브공(5)으로부터 이격된 부분을 구성하는 외측 축부(43)를 구비하며, 상기 수동축(32)은, 상기 초기 상태에서, 그 수동축(32)의 외측 축부(43)가 상기 축공(31) 내로 수용되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 절환 밸브.
제1항에 있어서,
상기 축공(31)은, 상기 마스터 캡(7)의 외부로 개방하는 외측 구멍부(33), 및 상기 외측 구멍부(33)에 연속하여 연장함과 함께 그 외측 구멍부보다도 상기 축공의 직경 방향으로 크게 되어진 내측 구멍부(34)를 갖고, 상기 외측 구멍부(33) 및 상기 내측 구멍부(34)의 사이에는 단차부(35)가 형성되며,
상기 수동축(32)은, 그 수동축에서 상기 밸브공으로부터 이격된 부분을 구성하는 것과 함께, 상기 외측 구멍부(33) 내에 수용되는 외측 축부(43)와, 상기 내측 구멍부(34) 내에 수용되는 내측 축부(46)와, 상기 외측 축부(43) 및 상기 내측 축부(46)를 연결하는 중간 축부(44)를 가지며,
상기 외측 축부(43)에는, 상기 중간 축부(44)의 외주면보다도 직경방향 외측방향으로 연출(延出)한 외측 연출부(延出部)가 형성됨과 동시에, 상기 내측 축부(46)에는, 상기 중간 축부(44)의 외주면보다도 직경방향 외측방향으로 연출(延出)한 제1 내측 연출부(延出部)가 형성되며,
상기 수동축(32)의 중간 축부(44)에는, 상기 축공(31)의 연장방향을 따라 이동 가능하게 감합(嵌合)함과 동시에, 상기 축공(31)의 연장 방향에서 상기 단차부(35)에 대향하는 받침 부재(52)가 설치되며,
상기 탄지 부재(53)의 일단은, 상기 받침 부재(52)에 꼭 접하는 것을 특징으로 하는 절환 밸브.
제1항에 있어서,
상기 축공(31)은, 상기 마스터 캡(7)의 외부로 개방하는 외측 구멍부(33), 및 상기 외측 구멍부(33)에 연속하여 연장함과 동시에 그 외측 구멍부보다도 상기 축공의 직경 방향으로 크게 된 내측 구멍부(34)를 갖고, 상기 외측 구멍부(33) 및 상기 내측 구멍부(34)의 사이에는 단차부(35)가 형성되며,
상기 수동축(32)은, 그 수동축에서 상기 밸브공으로부터 이격된 부분을 구성함과 동시에, 상기 외측 구멍부(33) 내에 수용된 외측 축부(43)와, 상기 외측 축부(43)에 연속하여 형성됨과 동시에 상기 내측 구멍부(34) 내에 수용된 내측 축부(46)를 갖고,
상기 내측 축부(46)에는, 상기 외측 축부(43)보다도 직경방향 외측 방향으로 연출하는 제2 내측 연출부가 형성되며, 그 제2 내측 연출부는, 상기 축공의 연장방향에서 상기 단차부(35)에 대향하고, 상기 탄지 부재(53)는, 상기 단차부(35) 및 상기 제2 내측 연출부의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 절환 밸브.