KR101584934B1 - 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브 - Google Patents

피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브 Download PDF

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KR101584934B1 KR1020150031677A KR20150031677A KR101584934B1 KR 101584934 B1 KR101584934 B1 KR 101584934B1 KR 1020150031677 A KR1020150031677 A KR 1020150031677A KR 20150031677 A KR20150031677 A KR 20150031677A KR 101584934 B1 KR101584934 B1 KR 101584934B1
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김근헌
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파카코리아 주식회사
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Abstract

본 발명은 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브에 관한 것으로, 일측면과 상면에 각각 연통되도록 형성되는 유입공(11)과, 저면과 타측면에 각각 연통되도록 형성되는 잔압배출공(14)과, 상기 유입공(11)과 상기 잔압배출공(14)을 연통 연결하는 연통공(12) 및 상기 연통공(12)과 연결되며 타측면에 형성되는 유출공(13)을 구비하는 밸브본체(10)와; 상기 밸브본체(10)의 상면과 저면에 각각 복수 개의 체결볼트(B)에 의해 밀착 설치되는 상하부커버(20A, 20B)와; 상기 밸브본체(10)의 상면과 상부커버(20A) 및 상기 밸브본체(10)의 저면과 하부커버(20B) 사이에 각각 설치되는 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B) 및; 상기 밸브본체(10)에 형성된 상기 연통공(12)의 양단에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B)와 각각 선택적으로 접촉되는 오리피스부(40A, 40B);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 2개의 피에조 액추에이터를 설치함으로써 밸브본체 내부에 잔압이 생길 수 있는 공간이 감소되고, 이에 의해 밸브의 잔압을 더욱 신속하게 제거할 수 있어 제품 선별 작업의 정확성이 향상된다.

Description

피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브{3 Port Valve Using Dual Piezo Actuators}
본 발명은 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인가된 전압에 의해 휨 변형하는 피에조 액추에이터를 이용하여 작동유체(압축공기)의 공급을 정확하게 단속하고, 밸브 내부의 잔압을 빠르게 제거할 수 있는 3포트 밸브에 관한 것이다.
피에조 밸브는 일반적으로 인가된 전압에 의해 휨 변형하는 피에조 액추에이터를 내부에 구비하여 액추에이터의 휨 변형에 의해 밸브에 마련된 유로의 개폐를 제어하는 용도로 사용되는데, 이러한 피에조 밸브는 차량의 엔진으로 공급되는 연료를 제어하거나 차량에 설치된 등받이의 에어백으로 공급되는 공기를 제어하는 데에 사용되기도 한다.
특히, 피에조 밸브를 소형 전자부품이나 적층 세라믹 콘덴서(MLCC) 등의 소형 부품 생산시 불량품을 선별하기 위한 용도로 사용할 때에는 신속하고 정확한 선별을 달성하기 위해 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 배기 포트가 구비된 구조의 3포트 피에조 밸브가 사용된다.
이에 대하여 더욱 상세히 설명하면 부품 선별용 3포트 피에조 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 공기 유로(In, Out)가 각각 형성된 하우징의 내부에 플레이트 형태의 피에조 액추에이터를 설치하고, 이 피에조 액추에이터에 전압을 인가함으로써 인가된 전압에 의해 유로를 개폐하는 구조의 밸브로서 전자 부품, MLCC 등의 소형 물체를 선별할 때에는 밸브를 순간적으로 개방하여 압축공기를 부품쪽으로 불어주게 되는데, 이때 밸브의 내부에 압축공기가 남아있게 되면, 즉 잔압이 남아 있게 되면 Out측 공기 유로를 통해 압축공기가 지속적으로 배출됨으로써 밸브를 개방하지도 않았음에도 다음 부품을 불어주게 되는 오작동의 우려가 있기 때문에 부품 선별용 피에조 밸브에 배기포트(port)를 구비하여 이 배기포트를 통해 압축공기가 배출되도록 함으로써 밸브 내의 잔압을 신속하게 제거할 수 있도록 하고 있다.
그러나 상기와 같이 밸브의 내부에 배기 포트를 구비하더라도 잔압이 생성되는 것을 완전히 배제하기 위해서는 판 형태의 피에조 액추에이터의 크기만큼의 밸브 내부 용적이 확보되어야 하고, 따라서 그만큼 잔압을 제거하여야 하는 공간이 커지기 때문에 잔압을 제거하는 데에 소요되는 시간도 오래 걸릴 수밖에 없어 결과적으로 신속하고도 정확한 부품의 선별이 곤란하다는 문제가 있다.
KR 10-1155116 B1 JP 1997-079408 A
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브가 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 2개의 피에조 액추에이터를 이용하여 밸브 내부에서의 잔압이 생성될 수 있는 공간을 최소화함으로써 밸브 내부로부터의 잔압을 신속하게 제거할 수 있으며, 그 결과 제품 선별의 정확성을 높일 수 있는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브를, 일측면과 상면에 각각 연통되도록 형성되는 유입공과, 저면과 타측면에 각각 연통되도록 형성되는 잔압배출공과, 유입공과 잔압배출공을 연통 연결하는 연통공 및 연통공과 연결되며 타측면에 형성되는 유출공을 구비하는 밸브본체와; 밸브본체의 상면과 저면에 각각 복수 개의 체결볼트에 의해 밀착 설치되는 상하부커버와; 밸브본체의 상면과 상부커버 및 밸브본체의 저면과 하부커버 사이에 각각 설치되는 한 쌍의 피에조 액추에이터 및; 밸브본체에 형성된 연통공의 양단에 각각 설치되어 한 쌍의 피에조 액추에이터와 각각 선택적으로 접촉되는 오리피스부;로 구성하는 것에 의해 달성된다.
그리고 본 발명은, 밸브본체의 상면과 저면에는 각각 상기 피에조 액추에이터가 안착되는 액추에이터설치홈이 형성되고, 액추에이터설치홈의 가장자리에는 둘레를 따라 O링설치홈이 형성되며, O링설치홈에는 각각 실링부재가 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 유출공에는 유출공의 내부 압력을 검출하는 압력센서가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더하여 본 발명은 오리피스부는 중앙을 상하로 관통하는 통공과, 통공의 상면 둘레에 상부로 돌출 형성된 접촉부로 이루어지고, 통공의 크기는 부품의 선별작업의 정확도와 신속성을 고려하여 결정되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
더욱이 본 발명은, 유입공에는 원터치 방식의 피팅결합구가 설치되고, 유출공에는 노즐이 설치되며, 잔압배출공에는 소음기가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 한 쌍의 피에조 액추에이터는 RLP 액추에이터인 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더하여 본 발명은, 한 쌍의 피에조 액추에이터는 원판 형상의 압전세라믹레이어와, 압전세라믹레이어의 상, 하면에 각각 밀착 설치되는 제1, 2폴리이미드 라미네이팅 디스크와, 제1폴리이미드 라미네이팅 디스크의 상면에 밀착 설치되는 SST 밴딩레이어 및 제2폴리이미드 라미네이팅 디스크의 저면에 밀착 설치되는 캡레이어로 이루어지고, 압전세라믹레이어와 제1, 2폴리이미드 라미네이팅 디스크 사이에는 한 쌍의 접점판이 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 밸브본체의 상면과 저면에 각각 1개씩의 피에조 액추에이터가 각각 설치되어 전원이 인가되면 이들 피에조 액추에이터의 동작에 의해 유입공을 통해 연통공으로 유입된 작동유체(압축공기)가 유출공로 유입되어 노즐을 통해 외부로 토출된 다음, 전원이 차단되면 피에조 액추에이터가 개폐 동작이 전환되어 밸브본체의 내부에 잔류하는 작동유체가 잔압배출공을 통해 외부로 신속하면서도 정확하게 배출된다.
그리고 본 발명은 밸브본체에 2개의 피에조 액추에이터를 구비함으로써 잔압이 생성될 수 있는 공간을 줄일 수 있고, 그 결과 잔압을 제거하는 데에 소요되는 시간이 감소됨과 동시에 신속하고도 정확한 부품의 선별이 가능하다.
도 1(a, b)은 종래의 3포트 피에조 밸브의 예를 보인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브의 예를 보인 사시도,
도 3은 도 2의 분리 사시도,
도 4는 도 2의 A-A선 단면도,
도 5는 도 2의 B-B선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 밸브본체의 예를 보인 사시도,
도 7은 도 6의 분리 사시도,
도 8(a)은 본 발명에 따른 밸브본체의 상면을 보인 평면도,
도 8(b)은 본 발명에 따른 밸브본체의 저면을 보인 저면도,
도 9(a, b)는 본 발명에 따른 상, 하부커버의 예를 보인 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 피에조 액추에이터의 예를 보인 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 피에조 액추에이터의 예를 보인 분리 사시도,
도 12(a, b)는 본 발명에 따른 오리피스부의 예를 보인 사시도 및 단면도,
도 13은 작동유체가 본 발명에 따른 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브의 유입공을 통해 유입된 다음 유출공을 통해 배출되는 예를 보인 사용 상태도,
도 14는 본 발명에 따른 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브의 배출공을 통해 밸브본체 내부의 잔압이 제거되는 예를 보인 사용 상태도이다.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 2개의 피에조 액추에이터를 이용하여 밸브 내부의 잔압을 신속하게 제거할 수 있도록 함으로써 제품 선별의 정확성을 높일 수 있는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브에 관한 것으로 본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 밸브본체(10), 상, 하부커버(20A, 20B), 피에조 액추에이터(30A, 30B) 및 오리피스부(40A, 40B)로 이루어진다.
밸브본체(10)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 직사각형의 박스 형상의 하우징으로 이루어지고, 그 내부에는 작동유체가 흐르도록 유로가 형성되는데, 이를 위해 밸브본체(10)의 일측면과 상면에는 유입공(11)이 서로 연통되도록 형성되고, 저면과 타측면에는 잔압배출공(14)이 서로 연통되도록 형성되고, 상면의 중앙과 저면의 중앙에는 연통공(12)이 연통 형성됨으로써 유입공(11)과 잔압배출공(14)이 서로 연통되고, 이 연통공(12)에는 유출공(13)이 밸브본체(10)의 타측면을 연결하도록 형성된다.
이를 더욱 상세히 설명하면 도 4 및 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 밸브본체(10)의 일측면에는 밸브본체(10)의 일측면과 수평을 이루도록 제1유입부(11A)가 형성되고, 이 제1유입부(11A)와 밸브본체(10)의 상면을 연결하도록 수직의 제2유입부(11B)가 형성됨으로써 밸브본체(10)의 내부에는 "┘"자 형상의 유로를 가지는 유입부(11)가 형성된다.
그리고 도 5 및 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 밸브본체(10)의 저면과, 이 저면과 연통하여 수직으로 형성되는 제1잔압배출부(14A)가 형성되고, 일단은 이 제1잔압배출부(14A)와 연결되면서 타단은 밸브본체(10)의 타측면을 연결하도록 수평의 제2잔압배출부(14B)가 형성됨으로써 밸브본체(10)의 내부에는 "┌"자 형상의 유로를 가지는 잔압배출공(14)이 형성된다.
또한 도 4 및 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 밸브본체(10)에는 밸브본체(10)의 타측면을 관통하도록 수평의 제1유출부(13A)가 형성되고, 일단은 이 제1유출부(13A)와 연결되면서 타단은 밸브본체(10)의 타측면을 관통하는 제2유출부(13B)가 형성됨으로써 밸브본체(10)의 내부에는 유출부(13)가 형성되며, 이때 제1유출부(13A)의 일단은 유입공(11)과 잔압배출공(14)을 서로 연통시키는 연통공(12)의 중간 부분과 연결된다.
그리고 제2유출부(13B)에는 압력센서(50)가 설치되며 이에 의해 유출공(13)을 통해 밸브본체(10)의 외부로 배출되는 작동유체의 압력이 검출된다.
유입공(11)과 유출공(13) 및 잔압배출공(14)의 일단에는 각각 나사산이 형성되는데, 이에 의해 유입공(11)에는 압축공기 공급호스 등의 일단이 삽입되어 원터치 방식에 의해 결합 고정되는 피팅결합구(11')가 나사 결합되고, 유출공(13)에는 작동유체가 고압으로 토출될 수 있도록 노즐(13')이 나사 결합되며, 잔압배출공(14)에는 잔압이 배출되는 과정에서 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음기(14')가 나사 결합될 수 있다.
그리고 밸브본체(10)의 상면과 저면에는 각각 도 6에 도시된 바와 같이 후술하는 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 설치될 수 있도록 피에조 액추에이터(30A, 30B)의 형상에 대응되는 형상의 액추에이터설치홈(15)이 형성되고, 이 액추에이터설치홈(15)의 일측에는 한 쌍의 단자설치공(16)이 형성된다.
이때 단자설치공(16)에는 후술하는 피에조 액추에이터(30A, 30B)의 접점판(35, 36)과 접촉되는 단자(도면부호 없음)가 삽입 설치됨으로써 도 7에 도시된 바와 같이 단자설치공(16)에 설치된 전원단자가 각각 밸브본체(10)의 중간 부분을 수평으로 관통하여 삽입 설치되는 전원공급단자(L)와 접촉되게 되고, 이에 의해 피에조 액추에이터(30A, 30B)의 접점판(35, 36)과 접촉되면서 피에조 액추에이터(30A, 30B)에 전원이 공급된다.
그리고 전원공급단자(L)가 삽입되기 위한 삽입공(도면부호 없음)과 단자설치공(16)을 가공할 때에는 밸브본체(10)의 전후면을 관통하여 연결공(도면부호 없음)이 형성하여 가공을 더욱 쉽게 할 수도 있는데, 이때 이들 연결공에는 각각 고무 재질의 플러그(P)을 삽입 설치함으로써 전원공급단자(L)가 외부로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
밸브본체(10)의 상면과 저면에 각각 형성되면서 서로 연통되는 연통공(12)의 양단에는 각각 오리피스설치홈(15A)이 형성되고, 이 오리피스설치홈(15A)에는 후술하는 오리피스부(40A, 40B)가 각각 삽입 설치되고, 이 오리피스부(40A, 40B)에 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 전원인가에 의해 선택적으로 접촉됨으로써 연통공(12)이 개폐되고, 이에 의해 작동유체의 유로가 연결되거나 또는 차단된다.
그리고 액추에이터설치홈(15)의 가장자리에는 그 둘레를 따라 O링설치홈(17, 18)이 형성되고, 이 O링설치홈(17, 18)에는 실링부재(S1, S2)가 각각 삽입 설치된 다음 후술하는 상, 하부커버(20A, 20B)에 의해 밀착 조립됨으로써 피에조 액추에이터(30A, 30B)의 둘레를 따라 작동유체가 누출되지 않고 밸브본체(10)의 기밀이 유지된다.
밸브본체(10)의 상하면에는 각각 상하면을 관통하는 복수 개의 관통공(H)이 형성되고, 이들 관통공(H)에는 각각 후술하는 상, 하부커버(20A, 20B)를 연결하는 체결볼트(B)가 삽입 체결됨으로써 상, 하부커버(20A, 20B)가 각각 밸브본체(10)의 상면과 저면에 견고하게 고정 설치된다.
밸브본체(10)의 상면과 저면에 밀착 설치되는 상, 하부커버(20A, 20B)는 도 9에 도시된 바와 같이 판 형상으로 이루어지고, 밸브본체(10)의 관통공(H)과 대응되는 위치에는 복수 개의 결합공(21)이 형성된다. 이때 상, 하부커버(20A, 20B) 중 어느 일측의 결합공(21)에는 나사산이 형성되는 것으로 실시될 수 있는데, 이에 의해 별도로 너트를 이용하여 조립하지 않고도 체결볼트(B)만을 이용하여 쉽게 조립된다.
그리고 상, 하부커버(20A, 20B)의 상면 및 저면에는 각각 O링설치홈(17)과 단자설치공(16)의 형상과 대응되는 형상의 돌출부(22, 23)가 돌출 형성되는데, 이러한 구성에 의해 밸브본체(10)에 상, 하부커버(20A, 20B)가 밀착 조립되면 실링부재(S)가 자연스럽게 가압 밀착되면서 밸브본체(10)의 기밀이 유지되고, 이와 동시에 단자(35, 36)가 쉽게 유동되지 않고 강건하게 고정된다.
밸브본체(10)의 상면과 저면을 연통하여 형성된 연통공(12)의 양단, 즉 밸브본체(10)의 상면과 상부커버(20A) 및 상기 밸브본체(10)의 저면과 하부커버(20B) 사이에는 각각 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 구비됨으로써 전원의 인가에 의해 연통공(12)을 선택적으로 개폐하게 되는데, 이때 피에조 액추에이터(30A, 30B)는 도 10에 도시된 바와 같은 원판 형상의 RLP(Ruggedized Laminated Piezo) 액추에이터를 포함하고, 이를 더욱 상세히 설명하면 본 발명의 피에조 액추에이터(30A, 30B)는 원판 형상의 RLP 액추에이터로 이루어지며, 이때 RLP 액추에이터는 도 11에 도시된 바와 같이 원판 형상의 압전세라믹레이어(PZT ceramic layer, 31)와, 압전세라믹레이어(31)의 상하면에 각각 밀착 설치되는 제1, 2폴리이미드 라미네이팅 디스크(Polyimide Laminating Disk, 32A, 32B)와, 제1폴리이미드 라미네이팅 디스크(32A)의 상면에 밀착 설치되는 SST 밴딩레이어(SST Bending Layer, 33) 및 제2폴리이미드 라미네이팅 디스크(32B)의 저면에 밀착 설치되는 베릴륨동(BeCu) 재질의 캡레이어(BeCu Capping Layer, 34)로 이루어지고, 압전세라믹레이어(31)와 제1, 2폴리이미드 라미네이팅 디스크(32A, 32B) 사이에는 한 쌍의 접점판(35, 36)이 구비되어 밸브본체(10)의 전원단자와 접촉된다.
상기와 같은 구조의 RLP 액추에이터에 전원이 인가되면 압전세라믹레이어(31)가 수축되면서 수축이 일어나지 않는 SST 밴딩레이어(33)에 의해 휨이 발생하게 되고, 이에 의해 오리피스부(40A, 40B)와 접촉되거나 또는 이격됨으로써 작동유체의 유로를 선택적으로 개폐하게 된다.
따라서 피에조 액추에이터(30A, 30B)의 압전세라믹레이어(31)와 SST 밴딩레이어(33)를 밸브본체(10)의 상면과 저면에 각각 설치할 때에는 이들에 전원을 인가하거나 차단하였을 때 서로 반대방향으로 동작되도록 설치한다.
상기와 같은 설치방법에 의해 전원이 차단된 상태에서는 도 4에 도시된 바와 같이 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 수평의 상태로 형상이 유지되면서 상부의 피에조 액추에이터(30A)가 상부 오리피스부(40A)에 밀착되고, 하부의 피에조 액추에이터(30B)는 하부 오리피스부(40B)와 이격된 상태로 유지되면서 연통공(12)과 잔압배출공(14)이 서로 연통되어 연통공(12)의 작동유체가 잔압배출공(14)을 따라 흐르면서 밸브본체(10)의 외부로 배출되며, 이때 잔압배출공(14)의 직경은 유출공(13)의 직경보다 크며, 이에 의해 밸브본체(10)의 내부의 작동유체가 잔압배출공(14)을 통해 쉽게 배출된다.
그리고 전원이 인가되면 도 13에 도시된 바와 같이 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 위쪽으로 휘어지면서 상부 오리피스부(40A)가 개방됨과 동시에 하부 오리피스부(40B)는 차단되고, 이에 의해 유입공(11)을 통해 밸브본체(10)의 내부로 공급된 작동유체는 연통공(12)을 거쳐 유출공(13)으로 흐르면서 노즐(13')을 통해 외부로 분출된다.
밸브본체(10)의 연통공(12)의 양단에 각각 설치되어 피에조 액추에이터(30A, 30B)와 선택적으로 접촉되는 오리피스부(40A, 40B)는 도 12(a, b)에 도시된 바와 같이 중앙을 상하로 관통하는 통공(41)과, 이 통공(41)의 상면 둘레에 상부로 돌출 형성된 접촉부(42)로 이루어지고, 이때 오리피스부(40A, 40B)의 통공(41)의 크기(직경)는 부품의 선별작업의 정확도와 신속성을 고려하여 결정된다.
이하에서는 이상 설명한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브의 동작에 대해 도 1 및 도 14를 참조하여 간략히 설명한다.
본 발명의 밸브를 사용하기 위해 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B)에 각각 전원을 인가하게 되면 이에 의해 도 13에 도시된 바와 같이 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 똑같이 상부쪽으로 휘어지게 되고, 따라서 상부의 피에조 액추에이터(30A)가 상부 오리피스부(40A)와 이격됨으로써 유입공(11)을 통해 작동유체가 밸브본체(10)의 내부로 유입된 다음 통공(41)과 연통공(12)을 차례로 거친 후 연통공(12)의 측면에 형성된 유출공(13)을 따라 흐른 다음 노즐(13')을 통해 외부로 신속하게 배출된다.
이때 하부의 피에조 액추에이터(30A)에서는 하부 피에조 액추에이터(30A)의 휨 동작에 의해 하부의 오리피스부(40B)와 밀착된 상태가 그대로 유지되고, 이에 의해 작동유체가의 잔압배출공(14)으로의 흐름이 차단된다.
이후 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B)에 공급된 전원이 차단되게 되면 휨 변형이 제거되면서 도 14에 도시된 바와 같이 피에조 액추에이터(30A, 30B)의 형상이 원래의 형상으로 복귀되고, 이에 의해 상부의 피에조 액추에이터(30A)는 상부의 오리피스부(40A)와 밀착되면서 작동유체의 연통공(12)으로의 흐름이 차단되고, 이와 반대로 하부의 피에조 액추에이터(30B)는 오리피스부(40B)와 이격되면서 자연스럽게 연통공(12)과 잔압배출공(14)이 서로 연통되게 되고, 이에 의해 작동유체가 유출공(13)에 비해 상대적으로 직경이 크게 형성된 잔압배출공(14)을 따라 흐르면서 신속하게 밸브본체(10)의 외부로 배출되며, 그 결과 작동유체의 배출과 차단이 정확하게 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 2개의 피에조 액추에이터를 이용하여 3포트 밸브를 구성함으로써 밸브본체 내부에 잔압이 생길 수 있는 공간을 최소화할 수 있어 밸브본체 내부의 잔압을 빠르게 제거할 수 있으며, 그 결과 작동유체(압축공기)의 공급을 더욱 정확하게 단속할 수 있다.
10: 밸브본체 11: 유입공
11': 피팅결합구 11A: 제1유입부
11B: 제2유입부 12: 연통공
13: 유출공 13': 노즐
13A: 제1유출부 13B: 제2유출부
14: 잔압배출공 14': 소음기
14A: 제1잔압배출부 14B: 제2잔압배출부
15: 액추에이터설치홈 15A: 오리피스설치홈
16: 단자설치공 17, 18: O링설치홈
20A: 상부커버 20B: 하부커버
21: 결합공 22, 23: 돌출부
30A, 30B: 피에조 액추에이터 31: 압전세라믹레이어
32A: 제1폴리이미드 라미네이팅 디스크
32B: 제2폴리이미드 라미네이팅 디스크
33: SST 밴딩레이어 34: 캡레이어
35, 36: 접점판 40A, 40B: 오리피스부
41: 통공 42: 접촉부
50: 압력센서 B: 체결볼트
H: 관통공 L: 전원공급단자
P: 플러그 S1, S2: 실링부재

Claims (5)

  1. 일측면과 상면에 각각 연통되도록 형성되는 유입공(11)과, 저면과 타측면에 각각 연통되도록 형성되는 잔압배출공(14)과, 상기 유입공(11)과 상기 잔압배출공(14)을 연통 연결하는 연통공(12) 및 상기 연통공(12)과 연결되며 타측면에 형성되는 유출공(13)을 구비하는 밸브본체(10)와;
    상기 밸브본체(10)의 상면과 저면에 각각 복수 개의 체결볼트(B)에 의해 밀착 설치되는 상하부커버(20A, 20B)와;
    상기 밸브본체(10)의 상면과 상부커버(20A) 및 상기 밸브본체(10)의 저면과 하부커버(20B) 사이에 각각 설치되는 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B) 및;
    상기 밸브본체(10)에 형성된 상기 연통공(12)의 양단에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 피에조 액추에이터(30A, 30B)와 각각 선택적으로 접촉되는 오리피스부(40A, 40B);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브본체(10)의 상면과 저면에는 각각 상기 피에조 액추에이터(30A, 30B)가 안착되는 액추에이터설치홈(15)이 형성되고, 상기 액추에이터설치홈(15)의 가장자리에는 둘레를 따라 O링설치홈(17, 18)이 형성되며, 상기 O링설치홈(17, 18)에는 각각 실링부재(S1, S2)가 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유출공(13)에는 상기 유출공(13)의 내부 압력을 검출하는 압력센서(50)가 설치되는 것을 특징으로 하는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 오리피스부(40A, 40B)는 중앙을 상하로 관통하는 통공(41)과, 상기 통공(41)의 상면 둘레에 상부로 돌출 형성된 접촉부(42)로 이루어지고, 상기 통공(41)의 크기는 부품의 선별작업의 정확도와 신속성을 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입공(11)에는 원터치 방식의 피팅결합구(11')가 설치되고, 상기 유출공(13)에는 노즐(13')이 설치되며, 상기 잔압배출공(14)에는 소음기(14')가 설치되는 것을 특징으로 하는 피에조 액추에이터를 이용한 3포트 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4617952A (en) 1984-07-31 1986-10-21 Yamatake-Honeywell Co. Limited Switching valve and an electro-pneumatic pressure converter utilizing the same
US5340081A (en) 1993-06-07 1994-08-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Means for positively seating a piezoceramic element in a piezoelectric valve during inlet gas injection
US7198250B2 (en) 2000-09-18 2007-04-03 Par Technologies, Llc Piezoelectric actuator and pump using same
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4617952A (en) 1984-07-31 1986-10-21 Yamatake-Honeywell Co. Limited Switching valve and an electro-pneumatic pressure converter utilizing the same
US5340081A (en) 1993-06-07 1994-08-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Means for positively seating a piezoceramic element in a piezoelectric valve during inlet gas injection
US7198250B2 (en) 2000-09-18 2007-04-03 Par Technologies, Llc Piezoelectric actuator and pump using same
US8286665B2 (en) 2006-03-22 2012-10-16 The Regents Of The University Of California Multiplexed latching valves for microfluidic devices and processors

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