KR101462030B1 - 내부 파일럿식 감압밸브 - Google Patents

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Abstract

내부 파일럿식 감압밸브(10)는 일차포트(11)에 공급된 압축공기를 감압하여 이차포트(12)로 유출한다. 이차 쪽에 유입된 압력은 핸들(61)을 회전시켜서 파일럿 다이아프램(49)에 가해지는 스프링 힘을 조정하는 것에 의해서 설정된다. 파일럿 다이아프램(49)과 압력조정 스프링부재(59)가 조립되어진 보닛(47)이 압력조정 어댑터(28)에 삽입된 후에 회전시키면 외측 돌기부(71)가 내측 돌기부(73)에 맞닿아 장착된다. 압력조정 어댑터(28)와 보닛(47)과의 사이에 로크부재(77)를 삽입하면, 압력조정 어댑터(28)는 로크된다.

Description

내부 파일럿식 감압밸브{INTERNAL PILOT TYPE PRESSURE REGULATOR}
본 발명은 일차 압력이 도입되는 파일럿 압력실을 구비하는 내부 파일럿식 감압밸브에 관한 것이다.
공기압 공급원에서 공급되는 압축 공기를 소정의 압력으로 압력조정하여 공기압 실린더 등의 공기압 기기에 공급하는 레귤레이터라고도 불리는 감압밸브가 사용된다. 이러한 감압밸브로서는, 예를 들어, 특허 문헌 1 및 비 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 압축 공기가 공급되는 일차측 포트와, 공기압 기기가 접속되는 이차측 포트를 연통하는 연통공을 개폐하는 주 밸브체를 가지고, 주 밸브체에는 연통공을 닫는 방향의 스프링 힘이 주 밸브 스프링부재에 의해 가해지고 있다. 감압밸브는 이차측 포트의 압력이 공급되는 이차측 압력실을 구획하는 다이아프램을 가지고 있으며, 다이아 프램에는 주 밸브체가 설치된 주 밸브 샤프트가 맞닿아 있다.
JP 10-268943 A1
사단법인 일본유공압학회 편집 「신판 유공압편람」461페이지~465페이지, 가부시키가이샤 오오무, 1989년 2월 25일 발행
감압밸브에는 위에서 설명한 직동식 이외에, 일차 포트의 공기를 파일럿 압력으로 한 내부 파일럿식 형이 있다. 이 타입의 감압밸브는 직동식 감압밸브를 파일럿 밸브로 한 구조이며, 이차 압력실과 내부 파일럿실을 구획하는 주 밸브 다이아 프램이 있고, 이 주 밸브 다이아프램은 주 밸브 샤프트가 맞닿고 있다. 이 타입의 감압밸브는 또한 일차 포트의 공기의 압력에 따라 내부 파일럿실에 공급되는 압력을 조정하는 파일럿 다이아프램을 가지고 있다. 따라서, 주 밸브 다이아프램과 파일럿 다이아프램이 설치된 내부 파일럿식 감압밸브는 유량 특성을 직동식 감압밸브보다 높일 수 있다. 유량 특성은 가로축에 이차 유량을 나타내고, 세로축에 이차 압력을 나타내는 그래프로 나타낼 수 있다. 이차 유량이 증가되어도 이차 압력을 설정 압력으로 일정하게 유지할 수 있어야 한다 . 실제로는 이차 유량의 증가에 따라 이차 압력이 저하하는 경향이 있지만, 이차 유량을 증가시켜도 이차 압력이 그다지 저하하지 않는 이차 유량 범위가 있어, 통상적으로 이 범위에서 감압밸브가 사용된다.
내부 파일럿식 감압밸브는 2개의 다이아프램을 가지고 있으며, 파일럿 다이아프램은 감압밸브의 케이스체의 보닛(bonnet)에 내장되어있다. 보닛은 케이스체로서의 어댑터에 나사 부재를 사용하여 부착하는 형태와, 보닛의 외주면에 형성되는 수나사를 케이스체로서의 어댑터의 암나사에 나사 결합시켜 부착하는 형태가 있다. 따라서 복수개의 나사부재를 이용한 형태에서는 감압밸브를 조립하려면 보닛을 어댑터에 나사 고정하는 작업이 불가피하여, 파일럿 다이아프램을 교환할 때 복수개의 나사를 풀고 보닛을 하우징에서 분리할 필요가 있다. 또한 보닛을 케이스체에 나사 결합시키는 형태에서는 보닛을 다수회 회전시킬 필요가 있어, 보닛의 착탈에 시간이 걸리게 된다. 따라서 내부 파일럿식 감압밸브는 직동형 감압밸브에 비해 조립시의 작업성과, 파일럿 다이아프램 교환시의 작업성이 불량하다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 내부 파일럿식 감압밸브의 조립시 및 다이아프램의 교환시의 작업성을 향상시키는 데에 있다.
본 발명의 내부 파일럿식 감압밸브는 압축 공기가 공급되는 일차 포트와, 해당 일차 포트에 제1 연통공을 통해 연통하여 압력조정된 압축 공기를 유출하는 이차 포트가 형성되고, 상기 제1 연통공을 개폐하는 주 밸브체를 갖는 주 밸브 샤프트가 상기 제1 연통공에 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 포트 블럭과, 상기 포트블럭에 착탈가능하게 장착되어 상기 이차포트에 연통하는 이차 압력실과 반대측의 파일럿 압력실로 분리하는 주 밸브 다이아프램을 상기 포트 블럭과의 사이에서 고정하는 압력조정 어댑터와, 상기 파일럿 압력실 및 상기 일차포트를 연통시키는 제2 연통공을 개폐하는 파일럿 밸브체를 개폐하는 파일럿 다이아프램과, 상기 파일럿 압력실 내의 파일럿 압력을 조정하는 압력조정 스프링부재가 조립된 원통부를 구비하고, 상기 압력조정 어댑터의 원통형 장착부 내에 착탈가능하게 장착되는 보닛과, 상기 원통 부의 외주면에 반경 방향 외측으로 돌출하여 설치되는 외측 돌기부와, 상기 원통형 장착부 내에 돌출하여 설치되어, 상기 보닛을 상기 압력조정 어댑터 내에 축방향으로 삽입한 후 회전시키면 상기 외측 돌기부가 맞닿는 내측 돌기부와, 상기 외측 돌기부가 상기 내측 돌기부에 맞닿은 상태 하에서 상기 원통부의 내면에 설치된 스토퍼와 상기 외측 돌기부와 상기 원통형 장착부와 상기 원통부로 구획된 간격 내에 삽입되는 로크부재를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내부 파일럿식 감압밸브는 상기 로크부재가 축방향으로 이동하여 탈락하는 것을 방지하는 링 형상의 탈락 방지 부재를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 내부 파일럿식 감압밸브는 상기 외측 돌기부를 상기 보닛에 2개 설치하고, 상기 내측 돌기부를 상기 외측 돌기부의 수에 대응하여 상기 압력조정 어댑터에 2개 설치하고, 상기 보닛을 상기 압력조정 어댑터 내에 삽입한 후 상기 보닛을 거의 4 분의 1 회전시키면 각각의 상기 외측 돌기부가 상기 내측 돌기부에 맞닿는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 내부 파일럿 식 감압밸브는 상기 파일럿 다이아프램과의 사이에서 상기 압력조정 스프링부재를 보유하는 스프링 수납 부재에 나사 결합되는 조정나사부재를 상기 보닛에 회전가능하게 설치하고, 상기 조정나사부재에 결합하는 단벽부와 상기 보닛의 외주를 덮는 원통부를 가지는 핸들을, 상기 보닛에 축 방향으로 밀어붙여 상기 보닛에 맞물려 상기 핸들의 회전을 저지하는 로크 위치와, 상기 핸들을 상기 보닛에서 축 방향으로 잡아당겨 상기 핸들의 회전을 허용하는 회전 위치 사이에서 축방향으로 왕복운동가능하게 상기 보닛의 외측에 장착하고, 상기 핸들이 회전 위치로 될 때 외부로 노출되고, 상기 핸들이 로크 위치로 될 때 상기 핸들에 의해 덮어씌워지는 핸들위치알림부를 상기 보닛의 외주면에 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파일럿 감압밸브에서는, 파일럿 다이아프램과 압력조정 스프링부재가 포함된 보닛을 압력조정 어댑터에 삽입하고 1 회전 이하의 각도로 회전시키는 것에 의해, 돌기부와 스토퍼가 맞닿아서 보닛이 압력조정 어댑터에 장착된다. 보닛과 압력조정 어댑터의 사이로 로크부재를 삽입하면, 보닛의 회전이 저지된다. 이처럼 간단한 작업으로 보닛을 압력조정 어댑터에 조립할 수 있을 뿐만아니라, 보닛을 압력조정 어댑터에서 분리할 수 있어서, 내부 파일럿식 감압밸브의 조립 작업성 및 다이아프램의 교환 작업성을 향상시킬 수 있다. 로크부재의 탈락을 탈락방지 부재에 의해 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 내부 파일럿식 감압밸브의 정면도이다.
도 2의(A),(B)는 각각 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 3-3선 확대 단면도이다.
도 4는 핸들을 로크 위치로 이동했을 때의 핸들과 보닛의 부분을 나타내는 단면도이다.
도 5는 파일럿 감압밸브의 압력조정 어댑터와, 이에 삽입 전의 보닛을 나타내는 사시도이다.
도 6의(A)는 보닛을 압력조정 어댑터에 삽입한 상태에서의 도 5의 6A-6A선 단면도이며,(B)는(A)와 같은 상태에서의 도 5의 6B-6B선 단면도이다 .
도 7의(A)는 도 6의 상태에서 보닛을 90도 회전시킨 상태에서 압력조정 어댑터의 단면도이며,(B)는(A)에 표시된 간격으로 로크부재가 삽입된 상태에서 압력조정 어댑터의 단면도이다.
도 8의(A)는 로크부재를 삽입하고 있는 상태에서 압력조정 어댑터와 보닛을 나타내는 사시도이고,(B)는 핸들위치알림부를 부착시킨 상태에서 압력조정 어댑터와 보닛을 나타내는 사시도이다.
도 9는 보닛에 설치된 돌기부와 로크부재의 위치 관계를 나타내는 압력조정 어댑터와 보닛의 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 이 내부 파일럿식 감압밸브(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 압축 공기가 도시하지 않은 공기압 공급원에서 일차 배관을 통해 공급되는 일차 포트(11)와 공기압 기기가 이차 배관을 통해 접속되는 이차 포트(12)가 형성된 블럭 본체(13a)를 가지고 있다. 일차 포트(11)는 일차의 배관이 나사 결합되는 나사공(11a)이 형성되고 이차 포트(12)에 이차의 배관이 나사 결합되는 나사공(12a)이 형성되어 있다. 각각의 나사공(11a , 12a)은 중심축이 일치한 상태로 블럭 본체(13a)에 형성되어, 블럭 본체(13a)의 서로 반대측의 외면에 개구되어 있다. 블럭 본체(13a)의 중심부에는 각각의 나사공(11a, 12a)에 대하여 직각 방향으로 되어 축 방향으로 연장하는 연통공(14)이 형성되어 있으며, 연통공(14)(제1 연통공)을 통해 일차 포트(11)는 이차 포트(12)에 연통되어 있다. 일차 포트(11)에서 연통공(14)을 통해 이차 포트(12)에 이르는 공기 유통부가 감압밸브의 주 유로부(流路部)가 된다 .
연통공(14) 내에는 주 밸브 샤프트(15)가 축 방향으로 이동가능하게 장착되어 있다. 이 주 밸브 샤프트(15)의 일단부측에 연통공(14)의 내경보다 큰 직경의 플랜지부(16a)가 설치되어, 연통공(14)의 연통측 개구부에 형성된 주 밸브 시트(seat)(17)에 맞닿는 고무제의 주 밸브체(16)가 플랜지부(16a)에 설치되어있다. 주 밸브 샤프트(15)의 타단부는 블럭 본체(13a)에 형성되어 있는 가이드홀(18)내에 슬라이딩가능하게 결합되어 있으며, 가이드홀(18)을 연통공(14)보다 작은 직경으로 하는 것에 의해, 주 밸브 샤프트(15)의 슬라이딩 저항을 작게 하고 있다.
블럭 본체(13a)의 구멍 단부에는 암나사(19a)가 형성되고, 이 암나사(19a)에 나사 결합되는 수나사(19b)를 가지는 덮개(13b)가 블럭 본체(13a)에 부착되고 있다. 덮개(13b)와 블럭 본체(13a)에 의해 포트 블럭(13)이 구성된다. 이 포트 블럭(13)내에는 일차 포트(11)에 연통하는 일차 실(21)이 형성되어, 일차 실(21)을 개재하여 연통공(14)은 일차 포트(11)에 연통하고 있다. 덮개(13b)에는 가이드 통체(22)가 형성되고, 가이드 통체(22)에는 주 밸브 샤프트(15)의 일단부에 설치된 원통형상의 슬라이딩부(15a)가 슬라이딩가능하게 결합되어 있다. 주 밸브 샤프트(15)에는 주 밸브 샤프트(15)의 일단면에 개구하고, 이차 포트(12)에 연통 하는 연통 유로(23)가 형성되고, 가이드 통체(22)와 주 밸브 샤프트(15)의 일단면에 의해 가이드 통체(22) 내에 구획된 하는 밸런스 실(24)에는 연통유로(23)를 개재하여 이차 포트(12)의 압력이 공급되도록 되어있다. 밸런스 실(24)은 슬라이딩부(15a)의 링 형상 홈에 장착된 시일(25)에 의해 일차 포트(11)에 실링되어 있다.
밸런스 실(24) 내의 슬라이딩부(15a)에 압축 코일 스프링으로 구성된 주 밸브 스프링부재(26)가 장착되어 있으며, 이 주 밸브 스프링부재(26)의 일단은 커버(13b)에 맞닿고, 타단은 주 밸브 샤프트(15)에 맞닿아 있다. 이 주 밸브 스프링부재(26)에 의해 주 밸브 샤프트(15)에는 주 밸브체(16)를 주 밸브 시트(17)를 향해 가압하여 연통공(14)을 닫는 방향의 스프링 힘이 가해진다. 일차 실(21)에서 주 밸브 샤프트(15)의 축방향으로 가해지는 힘으로는, 플랜지부(16a)의 도면에서 아래로 향하는 힘, 즉 일차 수압부(27a)에 걸리는 추력이 있다. 또한 플랜지부(16a)의 도면에서 위로 향하는 힘, 즉 주 밸브체(16)의 일차 실(21) 내부분의 반대측 수압부(27b)에 걸리는 추력이 있다. 그 2개의 추력은 수압면적이 거의 동일하기 때문에 거의 상쇄된다. 밸런스 실(24)의 내경은, 연통공(14)의 내경과 거의 동일, 즉 수압 면적은 거의 동일하므로, 밸런스 실(24)의 이차 압력에 의해 주 밸브체(16)를 닫는 방향으로 주 밸브 샤프트(15)에 가해지는 추력과, 이차 포트(12)의 이차 압력에 의해 주 밸브체(16)를 개방하는 방향으로 주 밸브 샤프트(15)에 가해지는 추력이 거의 동일하게 되어 상쇄된다.
이상과 같이, 일차 압력과 이차 압력에 의한 주 밸브 샤프트(15)의 축방향 추력은 거의 상쇄되므로, 주 밸브 샤프트(15)의 축방향으로 가해지는 힘은 주 밸브 스프링부재(26)의 스프링 힘으로 된다.
블럭 본체(13a)에는 플랜지부(28a)와 원통형 장착부(28b)를 갖는 압력조정 어댑터(28)가 장착되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압력조정 어댑터(28)는 4개의 나사부재(29)에 의해 플랜지부(28a)의 부분에서 포트블럭(13)의 블럭 본체(13a)에 체결되어, 분리 가능하게 되어 있다. 플랜 지부(28a)는 도 5에 도시된 바와 같이, 나사부재(29)가 관통하는 설치공(29a)이 형성되어 있다. 블럭 본체(13a)와 압력조정 어댑터(28)의 사이에는 주 밸브 다이아프램(31)이 고정되어있다. 주 밸브 다이아프램(31)은 고무제의 탄성변형부(31a) 및 이에 고정된 금속 또는 수지제의 보강디스크(31b)를 갖고 있다.
내부 파일럿식 감압밸브(10)를 도시하지 않은 부재에 부착하기 위하여, 압력조정 어댑터(28)의 원통형 장착부(28b)에는 수나사가 형성되고, 이 수나사에는 도 2에 도시된 바와 같이 너트(30)가 나사결합된다.
블럭 본체(13a)와 압력조정 어댑터(28)의 접촉 말단면에는 오목부가 각각 형성되고, 블럭 본체(13a)와 압력조정 어댑터(28)의 사이에 배치되는 주 밸브 다이아프램(31)에 의해 블럭 본체(13a)의 오목부에 형성되는 이차 압력실(32)과, 압력조정 어댑터(28)의 오목부에 형성되는 파일럿 압력실(33)로 구획되어 있다. 이차 압력실(32)은 블럭 본체(13a)에 형성한 연통공(34)을 통해 이차 포트(12)에 연통하여, 이차 압력실(32)은 이차 포트(12)와 동일한 이차 압력이 된다. 주 밸브 다이아프램(31)에는 주 밸브 샤프트(15)의 타단이 맞닿게 되고, 이 맞닿은 부분은 시일구조로 되어있다. 이차 압력실(32)의 압력이 파일럿 압력실(33)의 압력보다 낮아지면 주 밸브 다이아프램(31)은 도면에서 위쪽으로 탄성변형하고, 주 밸브 샤프트(15)의 타단은 시일링되고, 주 밸브 샤프트는 축방향 위쪽으로 변위한다. 반대로, 이차 압력실(32)의 압력이 파일럿 압력실(33)의 압력보다 높아지면 주 밸브 다이아프램(31)은 도면에서 아래로 탄성변형한다. 주 밸브 다이아프램(31)이 또한 도면에서 아래로 탄성 변형하면 주 밸브체(16)가 주 밸브시트(17)에 맞닿기 때문에 주 밸브 샤프트(15)는 더이상 아래쪽으로 변위하지 않기 때문에, 주 밸브 샤프트(15)의 타단의 시일은 해제된다.
이차 포트(12)에 접속된 이차 배관에 의해 공기압 기기에 압축 공기가 공급되면, 이차 압력실(32)의 압력이 저하한다. 따라서 주 밸브 다이아프램(31)은 파일럿 압력실(33) 내의 파일럿 압력에 의해 주 밸브 샤프트(15)를 향해 변위하고, 주 밸브체(16)는 주 밸브시트(17)에서 떨어지게 된다. 이것에 의해, 일차 포트(11)에서 이차 포트(12)로 일차 압력의 압축 공기가 공급되고 이차 포트(12)의 압력이 증가된다. 이차 압력이 증가되면 파일럿 압력에 저항하여 주 밸브 다이아 프램(31)은 도면 중 아래로 탄성 변형하기 때문에 주 밸브 샤프트(15)는 그림에서 아래쪽으로 변위한다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 주 밸브체(16)가 주 밸브시트(17)에 접촉 시일링하여 이차 포트(12)에 압축 공기의 공급이 중지된다. 이렇게 하여 이차 포트(12)의 압력은 설정치로 되돌려진다.
주 밸브 샤프트(15)의 타단부 내에는 주 밸브 다이아프램(31)이 부딪히게 되는 타단면에 개구된 배기공(35)이 형성되고, 이 배기공(35)의 내측 단부는 직경 방향의 연통공(35a)을 통해 가이드공(18)으로 향해 개구되어 있다. 가이드공(18)에는 연통공(35a)에 대해 축방향 양측에 위치시킨 시일(36)이 설치되어 있어, 양측의 시일(36) 사이에 개구시킨 블럭 본체(13a)에는, 배기공(35)을 외부로 연통시키는 배기공(도시 생략)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 이차 압력실(32)의 압력이 파일럿 압력실(33)의 압력보다 높게 되어서, 주 밸브 다이아프램(31)이 주 밸브 샤프트(15)에서 떨어지는 방향으로 탄성변형하면 이차 압력실(32)의 공기는 배기공(35)을 통해 외부로 배출된다. 예를 들어, 공기압 기기를 갖는 전자부품 조립 라인에서, 감압밸브의 이차에 설치한 구동기기가 작업물을 눌렀을 때에 일시적으로 이차 포트내의 압력이 파일럿 압력실의 압력보다 높으므로 이차 배관 내의 압축 공기는 배기공(35)에서 외부로 배출된다.
압력조정 어댑터(28)에 형성된 수용공(37)에는 밸브 홀더(38)가 내장되어 있다. 이 밸브 홀더(38)는 수용공(37)에 결합하는 대경 통체(38a) 사이에 간격을 두고 소경 통체(38b)를 가지고 있다. 대경 통체(38a)와 소경 통체(38b)를 각각의 기단부로 연결하는 단벽 부(39)는 압력조정 어댑터(28)의 바닥면에 대향하고, 소경 통체(38b)의 선단부는 밸브 시트 부(41)가 압력조정 어댑터(28)의 바닥면을 향해 설치되어있다 . 파일럿 유로(43)는, 포트 블럭(13)과, 압력조정 어댑터(28)와, 주 밸브 다이아프램(31)의 단부를 관통하여 마련되어 있다. 또한 파일럿 유로(43)는 소경 통체(38b) 내에 설치된 밸브 실(42)과 일차 포트(11)에 연통하고 있다. 대경 통체(38a)와 소경 통체(38b) 사이에 연통 실(44)이 형성 되어 있다. 이 연통 실(44)은 후술하는 파일럿 밸브체(55)가 밸브 시트부(41)의 밸브 시트를 시트하지 않는 경우, 밸브 시트부에 형성한 연통공(45)(제2 연통공)과 후술하는 스템(51)과의 간격을 통해 밸브 실(42)과 연통한다. 또한 연통 실(44)은 단벽부(39)에 형성한 연통공(46)과 압력조정 어댑터(28)에 형성한 연통공(46a)에 의해 파일럿 압력실(33)에 항상 연통하고 있다.
압력조정 어댑터(28)에는 보닛(47)이 착탈가능하게 장착되어 있다. 이 보닛(47)은 압력조정 어댑터(28)의 원통형 장착부(28b)에 결합하는 원통부(47a)와 원통부(47a)의 단부에 마련된 단벽부(47b)를 가지고 있으며, 원통부(47a)는 밸브 홀더(38)의 외측에 감합(嵌合)하고 있다. 보닛(47)의 내주면에는 반경방향 내측으로 돌출하는 돌기부(48)가 축방향으로 연장 형성되어 있고, 돌기부(48)는 원주 방향으로 간격을 두고 복수로 형성되어있다. 보닛(47)에는 파일럿 다이아프램(49)이 배치되고, 이 파일럿 다이아프램(49)에 의해 보닛(47) 내의 스프링 실(50)과 밸브 홀더(38) 내의 연통 실(44)로 구획되어있다.
파일럿 다이아 프램(49)의 외주부의 상면은 밸브 홀더(38)의 대경 통체(38a)에 맞닿는다. 파일럿 다이아프램(49)의 주단(周端)의 하면은 복수의 돌기부(48)에 의해 하면 측에서 도면 중 위쪽으로 가압되는 슬립 와셔(48a)에 맞닿는다. 슬립 와셔(48a)는 링형상의 수지로 구성되어 있다. 따라서, 파일럿 다이아프램(49)의 외주부는 대경 통체(38a)와 슬립 와셔(48a) 사이에 샌드위치되어 있다. 파일럿 다이아프램(49)의 지름방향 중앙부에는 스템(51)이 설치된다. 이 스템(51)에는 밸브 실(42)과 스프링 실(50)을 연통시키는 관통공(52)이 형성 되고, 스템(51)의 일단부는 연통공(45) 안에 들어가 있다. 스템(51)에는 파일럿 다이아프램(49)의 연통 실(44) 쪽의 중심부를 덮는 디스크부(51a)가 설치된다. 이 디스크부(51a)에 파일럿 다이아프램(49)을 사이에 두고 대향하는 보강 디스크(53)가 너트(54)에 의해 스템(51)에 고정되어 있다.
밸브 실(42) 내에는 강구로 구성된 파일럿 밸브체(55)가 배치되어 있다. 이 파일럿 밸브체(55)에는 파일럿 스프링부재(56)에 의해 연통공(45)과 스템(51)의 단부의 밸브 시트를 닫는 방향의 스프링 힘이 가해진다. 파일럿 밸브체(55)가 밸브 시트부(41)에 맞닿으면 연통공(45)이 닫혀진다. 스템(51)의 밸브 실(42) 쪽 단부는 파일럿 밸브체(55)가 맞닿는 밸브 시트로 되어, 파일럿 밸브체(55)가 스템(51)의 밸브 시트에 맞닿으면 관통공(52)이 닫혀진다. 또한, 도 3은 연통공(45)과 관통공(52)이 모두 닫힌 상태이다. 또한 파일럿 밸브체(55)와 소경 통체(38b)의 내벽 사이에는 공기가 유통 가능한 간격이 있다.
보닛(47)의 단벽부(47b)에는 조정나사부재(57)가 회전가능하게 부착되어 있다. 이 조정나사부재(57)의 내측 단부에는 수나사(57a)가 형성되어 있고, 이 수나사(57a)에 나사 결합되는 스프링 수납(58)과 강화 디스크(53) 사이에는 압축 코일 스프링으로 구성된 압력조정 스프링부재(59)가 장착되어 있다. 이 압력조정 스프링부재(59)에 의해 파일럿 다이아프램(49)에는 도면 중 위쪽으로 향하는 추력이 가해진다. 또한, 연통 실(44)의 파일럿 압력과, 밸브 실(42)의 일차 압력과, 파일럿 스프링부재(56)에 의해, 파일럿 다이아프램(49)에는 도면 중 아래쪽으로 향하는 추력이 부여된다. 이러한 상향과 하향 추력의 밸런스로 스템(51)의 축방향의 위치가 설정된다.
스템(51)이 파일럿 밸브체(55)를 밸브 시트부(41)에서 떨어지는 방향으로, 도 3에서 위쪽으로 이동하면, 파일럿 압력실(33)은 연통실(44), 스템 상단 소경부의 외주와 연통공(45)과의 간격, 밸브 실(42), 및 파일럿 유로(43)를 통해 일차 포트(11)와 연통한다. 이것에 의해, 파일럿 압력실(33) 내의 파일럿 압력은 일차 포트(11)의 압력에 접근한다. 또한, 스템(51) 단부의 밸브 시트는 파일럿 밸브체(55)에 맞닿기 때문에, 관통공(52)은 폐쇄된다. 따라서 밸브 실(42)과 연통 실(44)이 스프링 실(50)에, 즉 대기에 개방되지 않는 반면, 스템(51)이 파일럿 밸브체(55)에서 떨어지면, 밸브 시트부(41)에 접촉하는 파일럿 밸브체(55)에 의해 밸브 실(42)은 닫혀진다. 또한 스템(51) 단부의 밸브 시트와 파일럿 밸브체(55)는 멀어지므로, 스템(51)의 관통공(52)을 통해 연통 실(44)이 스프링 실(50)과 연통 한다. 이것에 의해, 연통 실(44) 및 관통공(52)을 통해 파일럿 압력실(33)은 스프링 실(50)과 연통한다. 스프링 실(50)은 보닛(47)에 형성한 숨구멍(60)에 의해 외부와 연통하고, 관통공(52) 및 연통공(45)을 통해 파일럿 압력실(33)이 스프링 실(50)과 연통하면, 파일럿 압력실(33)의 공기는 외부로 배출되고, 파일럿 압력은 외부의 대기압에 접근한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파일럿 다이아프램(49)에 걸리는 상향 및 하향 추력이 균형을 이루면, 파일럿 밸브체(55)가 연통공(45)을 폐쇄함과 동시에 스템(51)이 파일럿 밸브체(55)에 맞닿아 스템 상단의 밸브 시트를 폐쇄한 상태로 하여, 파일럿 압력은 설정한 압력으로 보유된다. 따라서 스프링 수납(58)과 파일럿 다이아프램(49) 사이의 압력조정 스프링부재(59)의 압축 스트로크를 조정하는 것에 의해서, 압력조정 스프링부재(59)에 의해 파일럿 다이아프램(49)에 가해지는 스프링 힘을 조정하여 파일럿 압력실(33)내의 파일럿 압력이 조정되어, 파일럿 압력에 따라 이차 포트(12)로 토출되는 압축 공기의 이차 압력이 설정된다.
조정나사부재(57)를 회전시키기 위한 핸들(61)이 보닛(47)의 외측에 부착되어 있다. 이 핸들(61)은 보닛(47)의 외주를 덮는 원통부(61a)와, 이와 일체로 되어 있는 단벽부(61b)를 가지고 있다. 핸들(61)의 단벽부(61b)에는 조정나사부재(57)의 외측 단부(57b)에 축방향으로 슬라이딩가능하게 감합하는 감합부(62)가 형성되어있다. 외측 단부(57b)는 횡단면이 사각형으로 되어 있으며, 감합부(62)의 내주면은 외측 단부(57b)에 대응하여 횡단면이 사각형으로 되어 있다. 따라서 핸들(61)을 회전시키면 조정나사부재(57)가 회전하게 된다.
보닛(47)의 단벽부(47b)의 외주면에는 축방향으로 연장하는 맞물림 홈(63)이 원주방향으로 다수 형성되고, 핸들(61)의 내주면에는 맞물림 홈(63)에 맞물리는 맞물림 돌기(64)가 설치되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 핸들(61)을 잡아당기면 맞물림 돌기(64)와 맞물림 홈(63)의 맞물림이 풀려 회전위치가 된다. 이 회전 위치에서는 핸들(61)의 회전이 허용되어 핸들(61)을 보닛(47)의 외측으로 회전시킬 수 있게 된다. 이에 반하여, 도 4에 나타낸 바와 같이, 핸들(61)을 보닛(47)을 향해 축방향으로 밀어 붙이면, 맞물림 돌기(64)가 맞물림 홈(63)에 맞물려 핸들(61)은 로크 위치가 된다. 이 로크 위치는 핸들(61)을 회전시키는 것을 저지한다.
작업자가 이차 압력을 조정하는 경우에는, 핸들(61)을 도 3에 나타낸 회전 위치로 이동시켜 핸들(61)을 회전시킨다. 이것에 의해, 수나사(57a)에 나사 결합하는 스프링 수납(58)이 조정나사부재(57)의 축방향으로 이동하고 압력조정 스프링부재(59)의 축방향의 길이가 변화하여 스프링 힘이 조정된다. 한편, 도 4에 나타낸 바와 같이, 핸들(61)을 로크 위치로 이동시키면 핸들(61)을 부주의로 회전조작하는 것이 방지된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 핸들(61)의 원통부(61a)에는, 이에 슬릿을 형성하는 것에 의해 직경 방향으로 탄성 변형하는 짝결합(係合)편(65)이 형성되어있다. 짝결합편(65)의 선단부에는 도 3에 도시된 바와 같이 짝결합 돌기(66)가 형성되고, 핸들(61)을 회전 위치까지 이동시킨 때에 짝결합돌기(66)에 결합시킨 핸들(61)이 벗어나는 것을 방지하기 위해 보닛(47)에는 스토퍼(67)가 형성되어있다.
보닛(47)에는 핸들위치알림부(68)이 설치되어 있고, 이 핸들위치알림부(68)는 띠 형상의 부재를 보닛(47)에 감는 것에 의해 구성되고, 이 부재의 색채는 핸들(61) 및 보닛(47) 과 다른 색채로 되어있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 핸들(61)을 회전위치로 이동시키면, 도 1 및도 2(A) 와 같이, 핸들위치알림부(68)가 외부로 노출된다. 이와는 반대로, 도 2(B) 및 도 6과 같이, 핸들(61)을 로크 위치로 이동시키면 핸들위치알림부(68)는 핸들(61)에 의해 덮여져 외부에서 관찰할 수 없게된다. 이와같이 핸들위치알림부(68)를 설치하는 것에 의해, 핸들(61)이 로크 위치에 있는지 회전 위치에 있는지 작업자는 외부에서 쉽게 식별 할 수 있게 된다. 핸들위치알림부(68)는, 위에서 설명한 것처럼, 띠형상의 부재를 감는 것으로 구성되어 있지만, 보닛(47)의 외주면에 색채를 부여하는 것에 의해, 핸들위치알림부(68)를 형성할 수도 있다. 핸들위치알림부(68)를 핸들(61) 및 보닛(47)과는 상이한 색상으로 하는 것에 의해, 외부에서 핸들(61)의 위치를 쉽게 식별할 수 있게 된다.
위에서 설명한 내부 파일럿 식 감압밸브(10)에 의해 이차 압력을 설정하는 경우에는, 핸들(61)을 회전 위치로 한 상태에서 핸들(61)을 회전시킨다. 이것에 의해, 압력조정 스프링부재(59)의 스프링 힘이 조정 되고, 파일럿 압력실(33)의 파일럿 압력이 조정된다. 파일럿 압력에 의해 이차 포트(12)에 공급되는 이차 압력이 설정된다.
도 5는 압력조정 어댑터와, 이에 삽입 전의 보닛을 나타낸 사시도이다. 도 6의(A)는 보닛을 압력조정 어댑터에 삽입한 상태에서 도 5의 6A-6A 선 단면도이며,(B)는(A)와 같은 상태에서 도 5의 6B-6B 선 단면도이다.
보닛(47)은 위에서 설명한 바와 같이, 압력조정 어댑터(28)의 원통형 장착부(28b)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 보닛(47)의 외주면에는 도 5에 도시 된 바와 같이, 반경 방향 외측으로 돌출하는 외측 돌기부(71)가 원주 방향으로 연장하여 설치되어있다. 외측 돌기부(71)는 원주방향으로 180도 위상을 이동한 2개소에 설치되어, 각각의 외측 돌기부(71)는 도 6의(A)에 도시된 바와 같이 보닛(47)의 원주 방향으로 각도 θ의 범위에 설치되어있다. 외측 돌기부(71)의 양 단면(71a , 71b) 사이의 각도 θ는 약 90도로 되어있다. 압력조정 어댑터(28)의 원통형 장착부(28b)의 내주면에는 보닛(47)을 압력조정 어댑터(28)에 삽입할 때 외측 돌기부(71)의 축방향 이동을 안내하는 가이드 오목부(72)가 형성되어 있다. 이 가이드 오목부(72)의 내경은 보닛(47)을 매끄럽게 압력조정 어댑터(28)에 삽입할 수 있도록, 외측 돌기부(71)의 외주면의 직경보다 약간 크게 설정되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 원통형 장착부(28b)의 단부에는 반경 방향 내측으로 돌출하는 내측 돌기부(73)가 원주 방향으로 연장하여 설치되어있다. 내측 돌기부(73)는 외측 돌기부(71)의 사이의 부분에 원주 방향으로 180 도 위상을 이동하여 2 개소에 설치되어있다. 각각의 내측 돌기부(73)의 양 단면(73a, 73b) 사이의 각도는 외측 돌기부(71)의 각도 θ보다 작은 각도로 되어있다.
각각의 내측 돌기부(73)의 축 방향 내측에는, 가이드 오목부(72)의 원주 방향 일단부측에 이어지는 로크용 오목부(74)가 형성되어 있다. 로크용 오목부(74)의 내경은 가이드 오목부(72)의 내경과 동일하게 되고, 로크용 오목부(74)의 폭은 외측 돌기부(71)의 폭보다보다 크게 설정 되어 있다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 외측 돌기부(71)의 원주 방향 위치를 가이드 오목부(72)의 위치에 맞추어 보닛(47)을 원통형 장착부(28b)에 삽입하면, 도 6의(A),(B)와 같이 각각의 외측 돌기부(71)는 가이드 오목부(72)에 들어가게 된다. 이 상태에서, 보닛(47)을 도 6에서 시계 방향으로 약 90도, 즉 4 분의 1 회전시키면, 도 7의(A)와 같이 각각의 외측 돌기부(71)가 로크용 오목부(74)에 들어가게 된다. 이것에 의해, 외측 돌기부(71)는 내측 돌기부(73)에 짝결합하여, 보닛(47)의 탈락이 방지된다. 이 상태에서, 압력조정 스프링부재(59)의 스프링 힘이 보닛(47)에 가해지기 때문에, 외측 돌기부(71)는 내측 돌기부(73)로 가압되어 부착된다.
압력조정 어댑터(28)의 원통형 장착부(28b)의 내주면에는, 외측 돌기부(71)의 단면(71b)에 맞닿는 스토퍼(75)가 설치되어서, 보닛(47)의 회전 각도가 스토퍼(75)에 의해 규제된다.
도 7의(A)에 도시된 바와 같이, 외측 돌기부(71)가 로크용 오목부(74)에 들어가 내측 돌기부(73)에 맞닿은 상태에서, 가이드 오목부(72)의 내주면과 보닛(47)의 원통부(47a)의 외주면과, 외측 돌기부(71)의 단면(71a)과, 스토퍼(75)에 의해 원호상의 간격(76)이 구획 형성된다. 간격(76)에는 도 7의(B)에 도시된 바와 같이, 횡단면 원호상의 로크부재(77)이 삽입된다. 로크부재(77)가 삽입되면 로크부재(77)의 원주 방향 일측면이 외측 돌기부(71)의 단면(71a)에 맞닿고 타측면이 스토퍼(75)에 맞닿아서, 보닛(47)이 압력조정 어댑터(28)에 대하여 회전하는 것이 방지된다.
도 8의(A)는 로크부재(77)의 삽입 과정을 보여주고, 도 8의(B)는 로크부재(77)가 삽입 완료한 상태를 보여준다. 따라서 보닛(47)은 압력조정 어댑터(28)에 대하여 축방향으로 삽입하는 조작과, 1 회전 이하의 작은 각도 회전시키는 조작에 의해서 압력조정 어댑터(28) 에 장착되게 된다. 게다가, 로크부재(77)가 삽입되면, 보닛(47)은 회전되는 것이 방지되어, 로크 상태로 된다. 도 8의(B)에 도시된 바와 같이, 핸들위치알림부(68)는 링형상으로 형성되고 커트부(68a)가 마련된 띠형상의 수지 부재에 의해 형성되어 있다. 로크부재(77)을 삽입 한 후, 보닛(47)의 외측에 핸들위치알림부(68)를 커트부(68a)를 넓게 하면서 부착하는 것에 의해, 핸들위치알림부(68)가 로크부재(77)에 맞닿는다. 이것에 의해, 로크부재(77)가 밖으로 빠져나오는 것을 핸들위치알림부(68)에 의해 방지할 수 있다. 핸들위치알림부재(68)는 이처럼 로크부재(77)가 축방향으로 이동하여 보닛(47)에서 탈락하는 것을 방지하는 링형상의 탈락방지부재로서도 기능한다.
따라서 종래와 같이, 보닛(47)을 압력조정 어댑터(28)에 나사 부재를 이용하여 부착하도록 한 경우나, 보닛(47)과 압력조정 어댑터(28)를 나사결합시키도록 하는 경우에 비해, 단시간에 용이하게 보닛(47)을 압력조정 어댑터(28)에 착탈할 수 있어서, 작업성이 높아지게 된다. 이것에 의해, 내부 파일럿식 감압밸브의 조립 작업이나 보닛(47) 내의 파일럿 다이아프램(49)의 교환작업을 신속하게 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포트 블럭(13)의 좌우 양측면에는 포트 플러그(78)가 부착되어 있다. 각각의 포트 플러그(78)는 이차 포트(12)에 연통시켜 형성한 연통 포트를 폐색하기 위하여 사용된다. 한쪽의 포트 플러그(78)을 제거하고 이 대신에 압력 게이지를 부착하면, 압력 게이지를 갖춘 감압밸브로 된다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 외측 돌기부(71)와 내측 돌기부(73)은 각각 2 개씩 설치되어 있지만, 각각의 수는 임의로 설정할 수 있다.
내부파일럿식 감압밸브는 압축공기를 공기압 기기에 공급하는 공기 압력 공급시스템에 적용된다.

Claims (4)

  1. 압축 공기가 공급되는 일차 포트와, 상기 일차 포트에 제1 연통공을 통해 연통하고 압력조정된 압축 공기를 유출하는 이차 포트가 형성되고, 상기 제1 연통공을 개폐하는 주 밸브체를 구비한 주 밸브 샤프트가 상기 제1 연통공에 축방향으로 이동가능하게 장착되는 포트 블록과;
    상기 포트 블록에 착탈가능하게 장착되고, 상기 이차 포트에 연통하는 이차 압력실과 반대 측의 파일럿 압력실로 분리하는 주 밸브 다이어프램을 상기 포트 블록과의 사이에서 고정하는 압력조정 어댑터와;
    상기 파일럿 압력실과 상기 일차 포트를 연통하는 제2 연통공을 개폐하는 파일럿 밸브체를 개폐하는 파일럿 다이어프램과, 상기 파일럿 압력실 내의 파일럿 압력을 조정하는 압력조정 스프링부재가 끼워지는 원통부를 구비하고, 상기 압력조정 어댑터의 원통형 장착부 내에 착탈가능하게 장착되는 보닛과;
    상기 원통부의 외주면에 반경방향 외측으로 돌출하여 설치되는 외측 돌기부와;
    상기 원통형 장착부 내에 돌출하여 설치되어 상기 보닛을 상기 압력조정 어댑터 내에 축방향으로 삽입한 후에 회전시키면 상기 외측돌기부가 맞닿는 내측돌기부와;
    상기 외측돌기부가 상기 내측돌기부에 맞닿은 상태에서 상기 원통부의 내면에 마련된 스토퍼와 상기 외측돌기부와 상기 원통형 장착부와 상기 원통부로 구획되는 간극 내에 삽입되는 로크부재를 가지는 것을 특징으로 하는 내부 파일럿식 감압밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로크부재가 축방향으로 이동하여 탈락하는 것을 방지하는 링형상의 탈락 방지부재를 가지는 것을 특징으로 하는 내부 파일럿식 감압밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외측 돌기부를 상기 보닛에 2개 형성하고, 상기 내측 돌기부를 상기 외측 돌기부의 수에 대응하여 상기 압력조정어댑터에 2개 형성하고, 상기보닛을 상기 압력조정어댑터 내에 삽입한 후에 상기 보닛을 4분의 1 회전시키면, 각각의 상기 외측 돌기부가 상기 내측 돌기부에 맞닿는 것을 특징으로 하는 내부파일럿식 감압밸브.
  4. 제1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿다이아프램과의 사이에서 상기 압력조정 스프링부재를 보유하는 스프링 수납부재에 나사결합되는 조정나사 부재를 상기 보닛에 회전가능하게 설치하고,
    상기조정나사 부재에 감합하는 단벽부와 상기 보닛의 외주를 덮는 원통부를 구비하는 핸들을, 상기보닛에 축방향으로 밀어 상기 보닛에 결합하는 것에 의해 상기 핸들의 회전을 저지하는 로크위치와, 상기 핸들을 상기보닛으로부터 축방향으로 잡아당겨 상기 핸들의 회전을 허용하는 회전위치의 사이에서 축방향으로 왕복운동가능하게 상기보닛의 외측에 장착하고,
    상기 핸들이 회전위치로 되면 외부로 노출되고, 상기 핸들이 로크위치로 되면 상기 핸들에 의해 덮어 씌워지는 핸들위치알림부를 상기 보닛의 외주면에 마련한 것을 특징으로 하는 내부 파일럿식 감압밸브.
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