KR102022940B1 - 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브에 관한 것이다.
다양한 장치들, 특히 몰드, 다이스와 같이 고중량물을 록킹 혹은 이동 등의 동작을 위하여 액튜에이터에는 고압의 유압력이 공급되어야 한다. 이러한 고압의 유압력의 공급을 보다 작은 유압펌프로 가능하게 하기 위하여 에어가압 유압펌프를 사용한다. 이러한 경우 고압의 유압을 액튜에이터의 동작을 위한 실린더측에 공급하거나 필요시 이 유로를 차단하고 드레인시켜 주는 유압로의 절환을 위하여 밸브장치가 필요하다. 이러한 장치는 고압의 유압력을 이겨낼 수 있는 공압을 사용하므로 밸브체의 크기의 소형화에 한계를 겪고 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해소하고자,
1차 실린더의 행정동작과 2차실린더의 행정동작이 연동하는 2단 실린더를 구비한 에어실린더부와, 상기 에어실린더부의 왕복동작과 연동한 밸브보디의 승하강 동작에 의하여 공급되는 유압력을 밸브보디의 포트들로 전환하는 전환 밸브부를 포함하여 이루어진 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브를 개발하였다.
특히, 에어실린더부는,
1차 실린더 블록, 상기 1차 실린더 블록의 실린더 쳄버에 장착되어 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 1차 피스톤, 상기 1차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출하여 2차 피스톤에 접하는 1차 피스톤 축, 상기 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 1차 에어드레인을 구비한 1차 실린더부,
2차 실린더 블록, 상기 2차 실린더 블록의 2차 실린더 쳄버에 장착되어 2차 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 2차 피스톤, 상기 2차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출한 2차 피스톤축, 상기 2차 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 2차 에어 드레인 그리고 상기 2차 피스톤 축과 플런저를 체결하는 피스톤 볼트를 구비한 2차 실린더부와 같이 2단의 실린더를 채용하였다. 이러한 2단 실린더의 채용은 소형화의 완성과 함께 보다 큰 힘의 압력이 동작하여 정확한 유압절환이 가능하다. 따라서, 반도체장비, 소형의 각종 액튜에이터의 소형 정밀화를 가능하게 하였다.

Description

에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브{Non-leak oil pressure conversion valve for air powered oil pump}

본 발명은 에어 가압 유압 장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 특히 논리크 에어 파일런 유압 절환 밸브의 크기를 소형화하는 동시에 작동력은 증진시킨 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브에 관한 것이다.

프레스 장치의 금형, 사출 성형 장치의 금형의 고정 클램프 혹은 금형의 이동과 상하 왕복동작 혹은 전후이동을 용이하게 수행하기 위하여 유압력을 이용하고 있다.

일반적으로 유압력을 발생하기 위하여 공압에 의한 압력으로 유압을 발생하는, 비교적 소형화한 유압장치는 증압 펌프와 오일탱크, 에어파일럿 유압 절환 밸브 그리고 고정용 액튜에이터, 상하 왕복 액튜에이터 등으로 구성된다.

통상적으로 유압이 이동하는 3개의 포트가 구비된 유압밸브는 고압 유체를 이용한 장치의 유압회로에서 유체의 흐름을 제어하기 위한 기능을 가지는 것으로, 고압의 환경에서 유압 기계 장치의 정밀한 작동을 위하여 논리크(Non leak)특성을 가져야 한다.

도 1a 에 도시하듯이, 종래의 논리크 유압전환밸브(100)에는 에어포트(111)로 유입된 공기압과 탄성수단(112)에 의하여 전후로 이동하는 피스톤 로드가 구비된 에어피스톤(2)이 작동되는 에어실린더쳄버(11)과, 이 에어실린더 쳄버(11)의 후방에 작동홀(12)이 형성된 본체(1)가 구비된다. 또한, 작동홀(12)에는 길이방향에 따라 차례로 연통되는 제1 내지 제3포트(121,122,123)를 설치하고, 제1 및 제2포트(121,122)간 유로를 형성하는 스풀하우징(3), 이 스풀하우징(3)과 제3포트(123)간의 유로를 형성하는 중앙블록(4), 제3포트(123)와 중앙블록(4)간의 유로를 형성하는 제1,2보조블록(5,6) 및 중앙블록(4)의 후단에는 본체(1)와 착탈가능하게 결합되는 후단블록(7)이 조립된다. 이때, 스풀하우징(3) 내부에는 전,후에 스풀하우징(3) 또는 중앙블록(4)과 접촉하여 유로를 차단하는 전방볼(81) 및 후방볼(82)이 구비된 스풀(8)이 더 구비되고, 제1,2보조블록(6,7) 내에는 제1보조블록(5)에 지지하는 스프링(91)에 의하여 제2보조블록(7)에 접촉함에 따라 제3포트(123)로 유체의 유출을 방지하는 체커(9)가 구비된다.

또한 도 1b 에 도시한 것은 상기 피스톤 로드와 밸브보디에 형성되는 포트를 개폐하기 위한 스풀을 일체로 구성하여 보다 정확하게 동작이 가능하도록 구성하였다. 이러한 구성은 피스톤이 행정동작의 한계 위치에 도달하여 복동을 개시할 때, 밸브 로드의 소(小)지름부를 통해 제 2 밸브 부재의 시일이 해제되기 시작하면, 에어 도입 챔버에 조금씩 유입되는 가압 에어가 부 밸브체의 부 피스톤부에 작용한다. 부 밸브체는 부 피스톤부와 통형상부를 가지며, 상기 통형상부가 에어 배출구를 향하고 있기 때문에, 부 밸브체는 에어 도입 챔버에 유입된 소량의 가압 에어의 압력에 의해 제 2 밸브 부재의 시일을 해제하는 방향으로 이동하여, 제 2 밸브 부재의 시일이 순식간에 확실히 해제되어 에어 도입 챔버에 가압 에어가 도입되기 때문에, 주 전환 밸브가 에어 배출 위치로 확실히 전환된다. 이 때문에, 주 전환 밸브가 올 포트·오픈의 상태가 되는 일이 없다.

상기한 전환밸브의 개발로 인하여 유압 전환으로서의 동작시 유압리크 현상이나 오포트 오픈 상태도 발생되지 않게 되었다.

현재의 유압밸브는 유압 스플의 개폐 및 논리크 유지에 필요한 힘을 에어실린더 1개에서 공급받기 때문에 크기가 커질 수밖에 없는 구조이다. 일반적인 유압 밸브 1개의 크기는 도 1c 에 도시하듯이 60(가로)*60(세로)*112~115(길이)(단위 mm) 정도이고 중량은 3kg 정도 된다. 보통 금형 교환 장치에 필요한 밸브 수량은 1개에서 십 여개 까지 병렬로 블록과 오일탱크를 이용하여 설치한다. 따라서 블록과 오일 탱크등도 상기 밸브와 체결하기 위하여 커질 수 밖에 없으므로 결과적으로 상당한 중량이 증가된다. 상기한 종래의 논리크 에어 파일럿 유압 전환 밸브 4 개의 채용시 합계 중량은 48kg 정도 된다. 즉, 20 ㎏이 넘을 경우 제작과 설치에 상당한 노동력이 소요되며 항시 2인 이상이 설치 작업을 해야 하는 어려움이 있다

본 발명은 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브에 있어서, 종래 밸브에 비하여 전체적인 부피와 중량을 획기적으로 감소하면서도 정확한 동작을 가능하게 하는 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기한 소형 정밀화를 이루고자,

1차 실린더의 행정동작과 2차실린더의 행정동작이 연동하는 2단 실린더를 구비한 에어실린더부와, 상기 에어실린더부의 왕복동작과 연동한 밸브보디의 승하강 동작에 의하여 공급되는 유압력을 밸브보디의 포트들로 전환하는 전환 밸브부를 포함하여 이루어진 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브를 개발하였다.

또한 상기 에어실린더부는,

1차 실린더 블록, 상기 1차 실린더 블록의 실린더 쳄버에 장착되어 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 1차 피스톤, 상기 1차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출하여 2차 피스톤에 접하는 1차 피스톤 축, 상기 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 1차 에어드레인을 구비한 1차 실린더부,

2차 실린더 블록, 상기 2차 실린더 블록의 2차 실린더 쳄버에 장착되어 2차 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 2차 피스톤, 상기 2차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출한 2차 피스톤축, 상기 2차 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 2차 통기관로 그리고 상기 2차 피스톤 축과 플런저를 체결하는 피스톤 볼트를 구비한 2차 실린더부를 포함하여 이루어지면서 소형화와 정밀화를 가능하게 하였다.

본 발명은 상기한 2단 실린더를 구비한 에어실린더의 채용으로 종래의 것에 비하여 크기를 1/3 ~ 1/2로 축소하게 되었다. 축소가 되면 반드시 단점으로 작용하는 힘의 감소를 2단 실린더의 동작으로 오히려 힘의 증대효과를 얻어, 보다 정밀하고 논리크 유압 전환 밸브의 기능은 더욱 강화되었다.

보다 구체적으로는 현재 사용되는 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브의 경우 도 1c 에 도시하듯이 60 X 60 X 111( 단위 mm)( 중량 3 kg)에 비교하여 46 X 46 X 93 (단위 mm)로 부피의 축소와 함께 중량은 약 1.3 ㎏로 감소하였다. 이는 종래 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브의 중량에 비하여 무려 57%의 중량의 축소효과를 거두게 되었다.

본 발명은 이러한 소형화로 인하여 설치는 물론 유지보수에도 적어도 2인 이상의 작업요원의 투입이 필요하던 것을 1인이 설치와 유지보수가 가능하게 되었다.

본 발명은 더 나아가서 소형화로 인하여 반도체나 로봇 혹은 모바일 로봇 등에서 중량의 감소와 정밀 동작을 요구하는 수요에 적절히 대응할 수 있게 되었다.

도 1a 는 종래 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브의 정면도,
도 1b 는 종래 또다른 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브의 평면도,
도 1c 는 종래 범용으로 사용되는 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브의 실제 크기를 보여주는 단면구성도,
도 2 는 종래 에어가압 유압장치(펌프)가 QDC(Quick Die changer)장치에 설치된 상태의 개념도,
도 3 은 본 발명의 에어 파일럿 유압 전환 밸브의 단면도,
도 4 는 본 발명의 에어 파일럿 유압 전환 밸브의 분해사시도,
도 5 는 본 발명의 복동형 에어실린더부만의 분해사시도,
도 6 은 본 발명의 작동 상태 전의 단면도,
도 7 은 본 발명의 작동 상태 후의 단면도임.

이하 본 발명의 대표적인 실시예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 유압이란 압축된 가압유를 의미한다. 본 발명에서 에어가압 유압장치란, 고압의 공압을 가하여 유압력을 증폭하는 장치를 의미하며, 가압에어 구동식 유압펌프, 하이드로 유니트(Hydro unit) 유압펌프 등으로 당업계에서 불리우며, 본 발명에서는 에어가압 유압장치로 통일하여 명명한다. 이러한 명명으로 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 제시하는 실시예는 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 예시하는 것들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본발명의 실시예는 다양한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어", "연통되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명은 특히 액체 와 기체를 연속적으로 연결하는 도관에는 도관 사이에 연결을 위한 니플, 밸브, 개스킷, 플랜저, 엘보우, 어댑터, 부싱, 캡, O링, 커넥터, T관 같은 유공압 이나 수배전 도관계에 사용되는 부품을 모두 함께 포함하여 사용되며 이들의 기재가 없다하여도 본 발명의 기술적 범위에 포함한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" , "구성하다" , "구비하다" 또는 "이루어지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

본 발명은 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브를 소형화와 함께 가압력을 증대할 수 있는 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브를 제공하고자 한다.

본 발명은 도 3에 도시하듯이, 1 차 실린더의 행정동작과 2차실린더의 행정동작이 연동하는 2단 실린더를 구비한 에어실린더부와, 상기 에어실린더부의 왕복동작과 연동한 밸브보디의 승하강 동작에 의하여 공급되는 유압력을 밸브보디의 포트들로 전환하는 전환 밸브부를포함하여 이루어진 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브에 관한 것이다.

본 발명에서 2단의 실린더는 공압력에 의하여 동작하며, 보다 구체적으로, 단동(單動 = single acting ) 2단형의 에어실린더 구조로, 2단으로 배치한 2개의 실린더의 피스톤이 서로 축방향으로 배치되어, 단일 방향인 축방향으로 1차 실린더의 1차 피스톤의 행정동작이 그대로 2차 실린더의 행정동작으로 연동하는 구조이다.

본 발명의 상기한 에어실린더부는,

1차 실린더 블록(10), 상기 1차 실린더 블록의 실린더 쳄버(12)에 장착되어 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 1차 피스톤(13), 상기 1차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출하여 2차 실린더를 관통하여 2차 피스톤 축과 접하는 1차 피스톤 축(14), 상기 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 1차 통기관로(13b)을 구비한 1차 실린더부와,

2차 실린더 블록(16), 상기 2차 실린더 블록의 2차 실린더 쳄버(17)에 장착되어 2차 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 2차 피스톤(18), 상기 2차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출한 2차 피스톤축(19), 상기 2차 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 2차 통기관로(20) 그리고 상기 2차 피스톤 축과 플런저를 체결하는 피스톤 볼트(21)를 구비한 2차 실린더부를 포함하여 이루어진다.

상기 1차 실린더 블록(10)의 외주면에는 에어실린더의 동작을 제어할 수 있도록 적절히 조절된 공압을 에어공급포트(11)를 통하여 공급한다. 에어공급포트는 미도시한 공압체결금구(金具)로 체결하며, 역시 공압의 유출을 막기 위한 실링재도 함께 설치한다.

상기 1차 통기관로(13b)과 2차 통기관로(20)는 실린더의 왕복동작시 쳄버내의 공압을 외부로 배출하기 위한 것이며, 통기관로에는 적절한 밸브의 설치로 실린더의 왕복 행정동작에 연동하여 내부의 공압의 배출이 가능하게 한다.

도시하듯이 1차피스톤의 상면적의 넓이가 1차 피스톤축의 하면적의 넓이에 비하여 충분히 크기 때문에 1차피스톤의 상면에 가해진 공압력이 증폭되어 2차 실린더의 상면을 증폭된 공압력으로 압박한다. 또한 2차 피스톤 축 역시 2차 실린더와 2차 피스톤의 상하 면적 차이만큼 파스칼 원리에 의하여 증폭되어 2차 실린더의 상면을 압박한다. 따라서 가해진 공압력이 1차 실린더의 1차 피스톤과 2차 실린더를 거치면서 종래의 에어 실린더부의 크기보다 현저하게 줄이면서도 강한 압력으로 2개의 실린더를 동시에 축방향 전진동작 가능하게 하였다. 이러한 다단의 실린더의 효과로 종래의 에어실린더 구성에 비하여 작은 구조로 효과적인 유압력의 절환을 위한 밸브 보디의 동작을 제어할 수 있게 되었다. 더 나아가서 이러한 증대효과로 종래의 구조보다 소형화하면서도 오히려 가해지는 압력은 더욱 증폭되어져 보다 강한 유압력의 제어와 절환이 가능하며, 특히 소형화 정밀화로 인하여 작업의 편리함은 물론 유지보수도 용이하게 하게 되었다.

상기 2차 실린더에는 스프링리테이너부(18a)를, 그리고 유압공압부를 분리하는 세퍼레이터층(25)에도 하스프링리테이너부(25a)를 설치하여, 리턴스프링(21)이 배치되어진다. 리턴스프링의 탄성도는 하부의 전환밸브부에 전달할 압력과 상기한 에어실린더부의 크기와 압력증폭도에 따라 결정한다.

상기 1차 실린더, 1차 피스톤, 2차 실린더, 2차 피스톤, 1차 피스톤축, 2차 피스톤 축 그리고 공압을 공급하는 에어공급포트(11)에는 실링용 링을 각각 설치하여, 에어 공급에 의한 피스톤의 왕복동 동작시 공압의 누설이 없도록 하며, 이들에 대한 구체적 설명은 생략한다.

본 발명에서 상기 1차 피스톤의 중앙의 1차 피스톤 축에는 에어 연결통로(14a)를 설치하여, 에어공급로(11a)와 1차 상측 쳄버(11b)로 진행한 공압이 하측의 2차 실린더의 2차 상측 쳄버(16a)로 진행하도록 한다. 따라서, 1차 실린더의 공압에 의한 2차 실린더 압박과 함께 진행된 공압에 의한 2차 실린더의 압박이 동시에 진행토록하여 실린더부의 소형화와 작동력 증대의 효과를 거두게 하였다.

상기 에어 연결통로의 하단부는 2차 실린더의 상단이 접하여, 에어연결통로로 공급된 공압력이 1차 피스톤과 2차 실린더의 축방향 행정동작을 동시에 유도한다.

따라서 상기 2차 실린더의 축방향 행정동작은 피스톤축과 체결된 플런저도 함께 동작토록 한다.

1차피스톤(13)의 하부에는, 확장홈(13a)을 설치하며, 이 확장홈에 입출가능하도록 1차 실린더 하베이스(16b)에 돌출부(16c)를 설치한다. 동일한 형태로, 2차 피스톤의 하부에도 확장홈(18a)과 세퍼레이터층(25)의 상부에 돌출부(25a)를 설치하였다. 이러한 구조로 인하여 1차 실린더 쳄버(12)와 2차 실린더 쳄버(17)의 실질적 확대효과를 이룰 수 있어, 1차피스톤과 2차 피스톤의 왕복 행정 거리가 확대하는 효과로 소형화와 공압력 증폭의 효과를 거둘 수 있다.

본 발명의 전환밸브부는,

2차 피스톤의 2차 피스톤축(19)과 체결된 플런저(31),

상기 플런저의 왕복 동작에 따라 승강하는 포핏(32),

상기 포핏의 중앙 유압 통로(32a)의 상하단을 개폐하는 상측 볼(33a)및 하측볼(33b)과 포핏을 내장하는 밸브보디(34),

상기 밸브보디와 플런저에 유압을 공급 혹은 배출하는 유압레저브포트(35), 액튜에이터포트(36), 유압포트(39) 그리고 릴리프 밸브 혹은 압력스위치와 연결하는 PsP포트(37)와 RvT포트(38)들을 포함하는 포트부,

그리고 상기 플런저, 포핏, 밸브보디를 내장하면서 포트부에 대한 포트공을 형성한 전환밸브보디(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 포핏의 상하단에는 볼의 표면이 접촉하여 안착할 수 있는 상볼시트(32b)와 하볼시트(32c)를 설치하여, 상기 볼의 볼시트에 대한 안착과 이탈에 동작에 따라 중앙유압전환중앙통로(32a)를 개방 혹은 폐쇄 가능하도록 한다.

본 발명에서 상측 볼과 플런저(31)의 사이에는 거리를 두고 설치한다. 따라서 유압력이 작용하기 전에는 에어공급포트(11)로의 공급압력이 유압력보다 충분히 크지 않더라도 에어실린더부의 작동공간을 확보할 수 있게 한다.

상기 밸브보디(34)의 측면에는 유압전환보디측가이드공(34a)을 설치하며, 하측으로는 유압인입공(34b)를 설치하여, 유압포트(39)로 부터 공급되는 유압이 상기 유압레저브포트(35), 액튜에이터포트(36), 유압포트(39) 그리고 릴리프 밸브 혹은 압력스위치와 연결하는 PsP포트(37)와 RvT포트(38)로 유압 흐름을 전환가능토록 한다. 밸브보디(34)는 하부에서 항시 상측을 향하여 탄력적으로 지지하도록 하측볼(33b)를 상승시포핏, 상측 볼(33a)이 플런저와 밸브보디의 상측유로(34d)에 접하여 상측유로를 폐쇄한다. 밸브보디의 하측유로(34e)는 유압포트에서 공급된 유압이 밸브보디내부로 진입을 가능하게하여, 유압력으로 NO 동작일 경우 밸브보디와 포핏이 상승을 유도하여, 유압포트(39), 하측유로(34e), 포핏과 밸브보디사이의 공간 그리고 밸브보디의 측면 유압전환보디측가이드공(34a)를 통하여 액튜에이터포트(36)로의 유로를 형성하게 한다. 프레서스위치포트(37)와 릴리프드레인로트(38)에는 압력스위치 하나만을 설치하고 릴리프 밸브를 삭제하는 경우에는의 포트는 폐쇄처리하여 사용할 수 있다. 즉, PsP포트(37)와 RvT포트(38)는 사용자의 선택에 따라 프레서 스위치포트 하나만 개방하고 나머지는 폐쇄하던가 혹은 릴리프 밸브의 동시 설치의 경우에는 2개의 포트를 다 프레서스위치와 릴리프밸브와 연통시켜 일정압력에서의 상하변동을 정밀하게 조절할 수 있다. 상기 PsP(Pressure Switch Port)포트와 RvT(Relief Valve Tank)포트는 공급된 유압이 일정한 압력이하로 낮아질 경우, 이상 상태를 알람시켜 동작을 차단하여 장치의 파손을 방지하기 위한 압력스위치와 연결하거나 혹은, 일정하게 설정된 압력 이상으로 동작 압력이 상승할 경우 상승된 고압을 유압저장 탱크로 바이패스시켜 장치의 손상을 방지하기 위한 릴리프 밸브와 연결하는 포트에 대한 약칭으로 본원 발명에서 약정한 약어이다.

이상 본 발명의 밸브의 동작을 도 6 과 도 7 의 동작 전후 단면도에 의하여 설명한다.

도 6 과 7에 도시한 것은 NO(Nrmal open) 동작을 기본으로 설명한다. 도 6은 전환밸브가 동작하기 전 상태로, 고압의 유압이 유압포트(39)로 공급되면, 유압력의 역방향 공급을 차단하는 체크밸브(39a)를 거쳐, 유압공급통로(39b)를 거쳐 하측유로(34e)로 공급되면, 하측볼(33b)의 상승으로 중앙유압전환중앙통로(32a)이 차단된다. 이러한 차단 동작으로 포핏이 상승하면서 밸브보디의 상측 유압배출공(34c)이 차단된다. 따라서 유압력은 유압전환보디측가이드공(34a)을 통하여 액튜에이터포트(36)로 진행하는 유로를 형성한다. 공급된 유압력은 도 1d 에 도시하듯이 필요한 QDC 다이 교환 장치와 같은 다양한 장치에서 금형이송, 혹은 사출물 인발이나 록킹 등의 장치동작의 동력으로 사용된다.

공급된 동력에 의하여 다양한 작업을 진행하다가, 작업 공정상 필요한 경우, 즉, 다이스 교환, 금형 이송, 록킹 상태 해제 등의 작업이 필요할 경우에는 다이스를 잡아준 상태 혹은 금형의 록킹상태를 해제할 필요가 있는 경우에, 미도시한 수동 혹은 전자적 장치에 의하여 에어공급포트(11)로 공급되는 공급로를 개방한다.

에어공급포트(11)로 고압의 공압이 공급되면, 공급된 공압은 에어공급로(11a)와 1차 상측 쳄버(11b)로 진입하여, 1차 실린더의 상측을 압박하여 1차 실린더를 축방향으로 전진동작시켜, 2차 실린더의 상면을 축방향으로 전진한다. 또한 이 공압은 중앙의 에어 연결통로(14a)를 통하여 2차 실린더의 2차 상측 쳄버(16a)로 공급되어 다시 2차 실린더와 피스톤축(19)를 축방향 전진압력으로 동작한다. 2차 실린더의 전진으로 피스톤축이 전진하면, 피스톤축과 체결된 플런저(31)의 전진으로 이어지며, 전진한 플런저는 상측 볼(33a)을 압박하여 포핏(32)의 전진 동작을 유도한다. 이러한 포핏의 전진동작으로 인하여, 액튜에이터포트(36)로 공급하던 유압력은 다시 유압레저브포트(35)로 진행한다. 따라서 다이스 록킹이나 금형 록킹의 상태를 해제하여 작업원은 필요한 다이스 교체 혹은 금형의 이동 등의 작업을 진행할 수 있는 것이다.

상술하듯이 본 발명은 2단의 에어실린더의 설치로 실린더 구조를 소형화하면서도 상기한 포핏의 동작을 유도하는 플런저의 행정동작에 대한 공압력은 오히려 증대되어진다. 따라서 정밀과 소형화와 함께 정확한 논리크 동작을 요구하는 정밀 기계동작에 최적화한 전환밸브로 효과를 거두게 되었다.

10:1차 실린더 블록, 12: 실린더 쳄버, 13:1차 피스톤, 14: 1차 피스톤 축, 16: 2차 실린더 블록, 17:2차 실린더 쳄버, 18:2차 피스톤, 19:2차 피스톤축, 21:피스톤 볼트 32:포핏 35:유압레저브포트, 36:액튜에이터포트, 39:유압포트 37:PsP포트 38:RvT포트

Claims (7)

1차 실린더의 행정동작과 2차실린더의 행정동작이 연동하는 2단 실린더를 구비한 에어실린더부와, 상기 에어실린더부의 왕복동작과 연동한 밸브보디의 승하강 동작에 의하여 공급되는 유압력을 밸브보디의 포트들로 전환하는 전환 밸브부를 포함하여 이루어진 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브에 있어서,
상기 에어실린더부는,
1차 실린더 블록, 상기 1차 실린더 블록의 실린더 쳄버에 장착되어 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 1차 피스톤, 상기 1차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출하여 2차 실린더를 관통하여 2차 피스톤 축과 접하는 1차 피스톤 축, 상기 실린더 쳄버의 공기를 배출가능하게 하는 1차 통기관로를 구비한 1차 실린더부와,,
2차 실린더 블록, 상기 2차 실린더 블록의 2차 실린더 쳄버에 장착되어 2차 실린더 쳄버의 축방향으로 왕복 동작하는 2차 피스톤, 상기 2차 피스톤 중앙에서 축방향으로 돌출한 2차 통기관로 그리고 상기 2차 피스톤 축과 플런저를 체결하는 피스톤 볼트를 구비한 2차 실린더부를 포함하며,
상기 1차 피스톤의 중앙의 1차 피스톤 축에는 에어 연결통로(14a)를 설치하며, 상기 에어 연결통로(14a)의 하단부는 2차 실린더의 상단에 접하여, 에어 연결통로(14a)로 진행한 공압이 하측의 2차 실린더의 상면의 압력으로 작동하며,
상기 2차 피스톤의 피스톤축은 플런저와 체결하되,
1차피스톤의 하부에 확장홈을 설치하며, 이 확장홈에 입출가능하도록 1차 실린더 하베이스에 돌출부를 설치하는 동시에
2차 피스톤의 하부에 확장홈을 설치하고, 세퍼레이터층의 상부에 돌출부를 설치하는 것을 특징으로 하는 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브.

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제 1 항에 있어서,
전환밸브부는,
2차 피스톤의 피스톤축과 체결된 플런저,
상기 플런저의 왕복 동작에 따라 밸브의 개폐를 위하여 승강하는 포핏,
상기 포핏의 중앙 유압 통로의 상하단을 개폐하는 볼과 포핏을 내장하는 밸브보디,
상기 밸브보디와 플런저에 유압을 공급 혹은 배출하는 유압레저브포트, 액튜에이터포트, 유압포트 그리고 릴리프 밸브 혹은 압력스위치와 연결하는 PsP포트 와 RvT포트들을 포함하는 포트부,
그리고 상기 플런저, 포핏, 밸브보디를 내장하면서 포트부에 대한 포트공을 형성한 전환밸브보디에 있어서,
상기 포핏의 상하단에는 볼의 표면이 접촉하여 안착할 수 있는 상볼시트와 하볼시트를 설치하여, 중앙유압전환중앙통로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 에어가압 유압장치용 논리크 에어 파일럿 유압 절환 밸브.

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