KR102028253B1

KR102028253B1 - Pneumatic servo valve using stepping motor

Info

Publication number: KR102028253B1
Application number: KR1020170147675A
Authority: KR
Inventors: 윤용호
Original assignee: 윤용호
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-10-02
Also published as: KR20190051734A

Abstract

본 발명의 일실시 예에 의하면, 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브는, 유체가 유입되는 입력구 및 상기 유체가 유출되는 출력구가 각각 일측 및 타측에 형성되고, 상기 입력구와 상기 출력구에 연결되어 상기 입력구로부터 유입된 유체가 상기 출력구로 유출되도록 안내하는 메인유로가 내부에 형성된 메인프레임; 상기 메인유로상에 설치되며, 승강에 의해서 상기 메인유로를 개폐하는 제1개폐프레임; 상기 메인프레임의 상부면이 함몰되어 형성된 하부홈에 대응되도록 하부면에 상부홈이 함몰 형성되며, 하부가 상기 메인브레임의 상부에 연결되어 내부공간을 형성하는 미들프레임; 상기 내부공간에 설치되며 상기 제1개폐프레임에 승강 구동력을 제공 가능한 승강프레임; 그리고 상기 내부공간 및 상기 승강프레임의 상부에 설치되며, 가압에 의해 상기 승강프레임을 하강 가능한 구동핀;을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the pneumatic servo valve using a stepping motor, an input port through which a fluid flows in and an output port through which the fluid flows out are formed at one side and the other side, respectively, and are connected to the input port and the output port. A main frame having a main flow path configured to guide the fluid introduced from the input port to the output port; A first opening / closing frame installed on the main flow path and opening and closing the main flow path by lifting up and down; A middle frame in which an upper groove is recessed in a lower surface so as to correspond to a lower groove formed by recessing an upper surface of the main frame, and a lower frame connected to an upper portion of the main frame to form an inner space; A lifting frame installed in the inner space and capable of providing a lifting driving force to the first opening / closing frame; And a driving pin installed at an upper portion of the inner space and the elevating frame and capable of lowering the elevating frame by pressing.

Description

PNEUMATIC SERVO VALVE USING STEPPING MOTOR}

본 발명은 공압 서보밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동모터를 이용하여 공기(air), 기체(gas) 등 유체가 공급되는 외부탱크의 출력 압력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 목표 압력의 도달 시간을 정밀하게 제어할 수 있는 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a pneumatic servo valve, and more particularly, it is possible to adjust the output pressure of an external tank to which a fluid such as air, gas, etc. is supplied using a driving motor, and to achieve a target pressure arrival time. It relates to a pneumatic servo valve using a stepping motor that can be precisely controlled.

일반적으로 서보 밸브(servo valve)란 입력 신호의 함수를 이용하여 유량 또는 압력을 제어하는 밸브를 말한다. 이러한 서보밸브는 각종 산업용 유압시스템, 자동차의 자동변속기, 건설기계 등 여러 산업분야에서 다양한 형태로 많이 사용되고 있다.In general, a servo valve is a valve that controls a flow rate or a pressure by using a function of an input signal. Such servo valves are widely used in various forms in various industrial hydraulic systems, automatic transmissions of automobiles, construction machinery, and the like.

또한 이러한 서보밸브는 대체로 공압을 이용하여 유체가 흐르는 통로의 개폐량을 조절하기 때문에 제어량이 목표 값을 초과하여 상승하는 오버슈트(Overshoot)가 발생한다는 문제가 있다. 따라서, 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 없다는 문제가 있다.In addition, since the servo valve generally controls the opening and closing amount of the passage through which the fluid flows using pneumatic pressure, there is a problem that an overshoot occurs in which the control amount rises above the target value. Therefore, there is a problem in that the output pressure of the outer tank cannot be precisely controlled.

대한민국등록실용신안공보 제20-0467301호(2013.06.07.)Republic of Korea Utility Model Registration Publication No. 20-0467301 (2013.06.07.)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 제어량이 목표값을 초과하는 오버슈트가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있는 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a pneumatic servo valve using a stepping motor that can not only control the output amount exceeds the target value, but also can accurately control the output pressure of the external tank.

본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.Further objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and drawings.

상기 승강프레임은, 상기 내부공간에 횡으로 설치되어 상기 내부공간을 상부 및 하부공간으로 각각 구획하며, 상기 상부공간의 내부압력에 의해 승강 가능한 승강판; 그리고 일단이 상기 수평판에 연결되고 타단이 상기 제1개폐르레임에 연결되어 상기 제1개폐프레임을 가압 가능한 수직바;를 구비할 수 있다.The elevating frame, the elevating plate horizontally installed in the inner space partitions the inner space into an upper and lower space, respectively, the elevating plate can be lifted by the internal pressure of the upper space; And a vertical bar having one end connected to the horizontal plate and the other end connected to the first opening / closing frame to pressurize the first opening / closing frame.

상기 승강판은, 하단부에 상기 수직바의 상단부가 연결되는 원형의 수평판; 그리고 상기 수평판의 외주면에 내주면이 연결되고, 외주면이 상기 하부홈의 둘레에 연결되며, 상하방향으로 탄성력을 가지는 탄성판;을 구비할 수 있다.The elevating plate, the lower end of the circular horizontal plate is connected to the upper end of the vertical bar; And an inner circumferential surface is connected to the outer circumferential surface of the horizontal plate, an outer circumferential surface is connected to the circumference of the lower groove, the elastic plate having an elastic force in the vertical direction; may be provided.

상기 승강프레임은, 상기 승강판과 상기 하부홈의 사이에 설치되어 상기 승강판에 탄성력을 제공하는 탄성체;를 더 구비할 수 있다.The elevating frame may further include an elastic body installed between the elevating plate and the lower groove to provide an elastic force to the elevating plate.

상기 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브는, 상기 메인유로의 바닥면과 상기 제1개폐프레임의 사이에 설치되어 상기 제1개폐프레임에 탄성력을 제공하는 제1탄성체;를 더 포함할 수 있다.The pneumatic servo valve using the stepping motor may further include a first elastic body installed between the bottom surface of the main flow path and the first opening / closing frame to provide an elastic force to the first opening / closing frame.

상기 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브는, 하부에 상기 메인유로와 연통되는 통로가 형성되고 상기 유체가 배출되는 배출구와 연통되는 배기공간에 설치되며, 상기 수직바의 외주면에 고정 설치되어 상기 수직바의 승강에 따라 상기 통로를 개폐하는 제2개폐프레임; 그리고 상기 배기공간의 상면과 상기 제2개폐프레임의 사이에 설치되어 상기 제2개폐프레임에 탄성력을 제공하는 제2탄성체;를 더 포함할 수 있다.The pneumatic servo valve using the stepping motor has a passage communicating with the main flow path at a lower portion thereof, and is installed in an exhaust space communicating with a discharge port through which the fluid is discharged, and fixedly installed at an outer circumferential surface of the vertical bar. A second opening / closing frame for opening and closing the passage according to the elevation; And a second elastic body installed between an upper surface of the exhaust space and the second opening / closing frame to provide an elastic force to the second opening / closing frame.

상기 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브는, 상기 구동핀에 연결되어 상기 구동핀에 승강 구동력을 제공 가능한 구동모터;를 더 포함할 수 있다.The pneumatic servo valve using the stepping motor may further include a driving motor connected to the driving pin to provide a lift driving force to the driving pin.

상기 구동모터는 스태핑 모터 또는 보이스코일 모터 중 어느 하나의 모터가 사용될 수 있다.The driving motor may be any one of a stepping motor or a voice coil motor.

본 발명에 따른 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브의 효과는 다음과 같다.Effects of the pneumatic servo valve using the stepping motor according to the present invention are as follows.

첫째, 구동모터를 이용하여 유체가 흐르는 통로의 개폐량을 조절하기 때문에 제어량이 목표값을 초과하는 오버슈트가 발생하지 않는 이점이 있다.First, there is an advantage that the overshoot that the control amount exceeds the target value does not occur because it controls the opening and closing amount of the passage through which the fluid flows using the drive motor.

둘째, 구동모터를 이용하여 유체가 흐르는 통로의 개폐량을 조절하기 때문에 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.Second, there is an advantage that can precisely control the output pressure of the outer tank because it controls the opening and closing amount of the passage through which the fluid flows using the drive motor.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브의 단면도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1의 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브의 작동 과정을 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view of a pneumatic servo valve using a stepping motor according to an embodiment of the present invention.
2 to 3 are views showing the operation of the pneumatic servo valve using the stepping motor of FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도 1 내지 3을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. These embodiments are provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브(1)는 메인프레임(100), 메인유로(110), 제1개폐프레임(120), 제2개폐프레임(140), 미들프레임(200), 구동유닛(300), 승강프레임(400), 제어유닛(500)을 포함한다.1 is a cross-sectional view of a pneumatic servo valve using a stepping motor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the pneumatic servo valve 1 using the stepping motor according to the present embodiment includes a main frame 100, a main flow path 110, a first open / close frame 120, a second open / close frame 140, The middle frame 200, the driving unit 300, the lifting frame 400, and the control unit 500 is included.

메인프레임(100)의 일측면에는 입력구(101)가 함몰 형성되며, 메인프레임(100)의 타측면에는 출력구(103)가 함몰 형성된다. 입력구(101)에는 유체가 공급되는 공급배관(도시안함)이 삽입될 수 있고, 출력구(103)에는 유체가 배출되는 배기배관(도시안함)이 삽입될 수 있다. 출력구(103)에서 배출되는 유체는 상기 배기배관을 통해서 외부탱크(도시안함)로 공급된다. 메인프레임(100)은 상부면이 함몰되어 형성된 하부홈(150)을 가진다. 하부홈(150)은 하부홈(150)의 상부에 위치한 승강판(410)과 함께 하부공간(B)을 형성한다.The input port 101 is recessed on one side of the main frame 100, and the output port 103 is recessed on the other side of the main frame 100. A supply pipe (not shown) through which fluid is supplied may be inserted into the input port 101, and an exhaust pipe (not shown) through which the fluid is discharged may be inserted into the output port 103. The fluid discharged from the output port 103 is supplied to an external tank (not shown) through the exhaust pipe. The main frame 100 has a lower groove 150 formed by recessing an upper surface thereof. The lower groove 150 forms a lower space B together with the lifting plate 410 located above the lower groove 150.

메인프레임(100)의 내부에는 유체가 이동할 수 있는 경로인 메인유로(110)가 형성된다. 메인유로(110)는 입력구(101) 및 출력구(103)에 연결되며, 입력구(101)로부터 유입된 유체가 출력구(103)로 유출되도록 안내하는 경로를 제공한다. 이러한 메인유로(110)상에는 제1개폐프레임(120)이 설치되며, 제1개폐프레임(120)은 승강에 의해서 메인유로(110)의 개폐량(개폐 정도)를 제어하여 출력구(103)로 배출되는 유체의 유동량 및 유동압력을 조절할 수 있다.The main flow path 110, which is a path through which fluid can move, is formed in the main frame 100. The main flow path 110 is connected to the input port 101 and the output port 103, and provides a path for guiding the fluid introduced from the input port 101 to the output port 103. The first opening and closing frame 120 is installed on the main flow path 110, and the first opening and closing frame 120 controls the opening and closing amount (a degree of opening and closing) of the main flow path 110 by lifting up and down to the output port 103. The flow amount and flow pressure of the discharged fluid can be adjusted.

메인유로(110)는 제1메인유로(111), 제2메인유로(112), 제3메인유로(113), 제4메인유로(114)를 포함할 수 있다. 메인유로(110)의 개폐여부에 따라서 입력구(101)로 유입된 유체는 제1메인유로(111), 제2메인유로(113) 및 제4메인유로(114)를 경유하여 출력구로 배출될 수 있다.The main channel 110 may include a first main channel 111, a second main channel 112, a third main channel 113, and a fourth main channel 114. The fluid introduced into the input port 101 according to whether the main channel 110 is opened or closed may be discharged to the output port via the first main channel 111, the second main channel 113, and the fourth main channel 114. Can be.

제1메인유로(111)는 일측이 입력구(101)에 연통되고 타측이 제2메인유로(112)에 연통된다.One side of the first main passage 111 communicates with the input port 101 and the other side communicates with the second main passage 112.

제2메인유로(112)는 제1메인유로(111)와 연통되며, 제2메인유로(112)의 하면에는 좌측홈(L)이 함몰 형성되며, 좌측홈(L)의 오른쪽 면에는 좌측홀(105)이 관통 형성된다. 이 좌측홀(105)에는 후술할 제1수평판(121)의 일단부가 위치하게 되며, 제1수평판(121)은 좌측홀(105)의 상면 및 하면 사이를 승강하게 된다.The second main flow path 112 communicates with the first main flow path 111, and a left groove L is formed on the bottom surface of the second main flow path 112, and a left hole is formed on the right side of the left groove L. 105 is formed through. One end of the first horizontal plate 121 to be described later is positioned in the left hole 105, and the first horizontal plate 121 is moved up and down between the upper and lower surfaces of the left hole 105.

제3메인유로(113)는 좌측홀(105)의 오른쪽에 위치하며, 제3메인유로(113)의 하면에는 삽입홈(109)이 함몰 형성된다. 제3메인유로(113)의 오른쪽 면에는 우측홈(107)이 함몰 형성된다. 이 우측홈(107)에는 후술할 제1수평판(121)의 타단부가 위치하게 되며, 제1수평판(121)은 우측홈(107)의 상면과 하면 사이를 승강하게 된다. 이때 제1수평판(121)이 안정적으로 승강할 수 있도록, 우측홈(107)의 상면과 하면은 좌측홀(105)의 상면 및 하면과 각각 수평하게 일직선상으로 배치되는 것이 바람직하다. 제3메인유로(113)는 관통홀(151)을 통해서 상부의 배기공간(E)과 연통되며 제4메인유로(114)와 연통된다. The third main passage 113 is located at the right side of the left hole 105, and an insertion groove 109 is recessed in the lower surface of the third main passage 113. The right groove 107 is recessed in the right side surface of the third main passage 113. The other end of the first horizontal plate 121 to be described later is located in the right groove 107, and the first horizontal plate 121 is moved up and down between the upper and lower surfaces of the right groove 107. In this case, the upper and lower surfaces of the right groove 107 may be disposed in a straight line horizontally with the upper and lower surfaces of the left hole 105 so that the first horizontal plate 121 can be stably elevated. The third main passage 113 communicates with the upper exhaust space E through the through hole 151 and communicates with the fourth main passage 114.

제4메인유로(114)는 출력구(103)와 연통되며, 상부의 제2연결유로(132)와 연통된다.The fourth main passage 114 communicates with the output port 103 and communicates with the second connection passage 132.

제2연결유로(132)는 제3연결유로(133)를 통해서 하부공간(B)과 연통된다. 따라서 상부공간(A)의 내부압력과 하부공간(B)의 내부압력의 비는 1:1 상태를 유지할 수 있도록 수평판(410)이 승강하게 된다. The second connection passage 132 communicates with the lower space B through the third connection passage 133. Therefore, the ratio of the internal pressure of the upper space (A) and the internal pressure of the lower space (B) is the horizontal plate 410 is elevated so as to maintain a 1: 1 state.

제4메인유로(114)는 제2연결유로(132) 및 제4연결유로(134)을 통해서 제7보조유로(9)와 연통된다. 제7보조유로(9)의 일단에는 압력센서(7)가 설치되어 제7보조유로(9)의 내부압력을 측정할 수 있다. 즉 제7보조유로(9)의 내부압력을 측정함으로써 제4메인유로(114)의 내부압력을 알 수 있게 된다.The fourth main passage 114 communicates with the seventh auxiliary passage 9 through the second connecting passage 132 and the fourth connecting passage 134. A pressure sensor 7 is installed at one end of the seventh auxiliary passage 9 to measure the internal pressure of the seventh auxiliary passage 9. That is, by measuring the internal pressure of the seventh auxiliary passage (9) it is possible to know the internal pressure of the fourth main passage (114).

배기공간(E)은 제3메인유로(113)의 상부에 위치하며, 배기공간(E)의 하면에는 관통홀(151)이 관통 형성된다. 이러한 관통홀(151)을 통해서 배기공간(E)은 제3메인유로(113)와 연통된다. 배기공간(E)은 외부와 연통되어 있으므로 배기공간(E)의 유체는 외부로 배기될 수 있다. 배기공간(E)의 상면에는 관통홈(153)이 함몰 형성된다. 관통홈(153)에서 후술할 제2수직통(143)이 승강함에 따라서 제2수평판(141)이 승강하게 된다. 제2수평판(141)이 승강함에 따라서 제2수평판(141)은 관통홀(151)을 개방 또는 폐쇄하므로 제3메인유로(113)는 배기공간(E)과 연통 또는 차단된다. 또한, 관통홈(153)은 슬라이드홀(159)이 관통 형성되어 수직바(430)의 승강을 안내한다.The exhaust space E is positioned above the third main passage 113, and a through hole 151 is formed through the lower surface of the exhaust space E. The exhaust space E communicates with the third main passage 113 through the through hole 151. Since the exhaust space E communicates with the outside, the fluid in the exhaust space E may be exhausted to the outside. The through groove 153 is recessed in the upper surface of the exhaust space E. As the second vertical cylinder 143, which will be described later, moves up and down in the through groove 153, the second horizontal plate 141 moves up and down. As the second horizontal plate 141 is elevated, the second horizontal plate 141 opens or closes the through hole 151, so that the third main passage 113 communicates with or is blocked from the exhaust space E. In addition, the through hole 153 is a slide hole 159 is formed to guide the lifting of the vertical bar 430.

미들프레임(200)은 메인프레임(100)의 상부에 배치되며, 미들프레임(110)의 하면이 함몰되어 상부홈(230)이 형성된다. 상부홈(230)은 상부홈(230) 하부에 위치한 승강판(410)과 함께 상부공간(A)을 형성하게 된다. 즉, 미들프레임(200)의 상부홈(230)이 메인프레임(100)의 하부홈(150)에 대응되도록 미들프레임(200)의 하면은 메인프레임(100)의 상면과 결합된다. 따라서 이러한 상부홈(230)과 하부홈(150)은 하나의 내부공간(S)을 형성하게 된다.The middle frame 200 is disposed above the main frame 100, and the lower surface of the middle frame 110 is recessed to form the upper groove 230. The upper groove 230 forms an upper space A together with the elevating plate 410 positioned below the upper groove 230. That is, the lower surface of the middle frame 200 is coupled with the upper surface of the main frame 100 so that the upper groove 230 of the middle frame 200 corresponds to the lower groove 150 of the main frame 100. Therefore, the upper groove 230 and the lower groove 150 forms a single interior space (S).

제어유닛(500)은 구동모터(312)에 전기적으로 연결되며 PCB보드가 사용될 수 있다. 제어유닛(500)은 구동모터(312)를 구동시켜 구동핀(319)에 승강 구동력을 제공할 수 있다.The control unit 500 is electrically connected to the drive motor 312 and a PCB board may be used. The control unit 500 may drive the driving motor 312 to provide a lift driving force to the driving pin 319.

제어유닛(500)은 압력센서(7)에 전기적으로 연결되며, 압력센서(7)로부터 전송된 측정된 압력신호의 값에 따라서 구동모터(312)를 제어하게 된다. 이렇게 함으로써 외부탱크의 출력압력을 일정하게 조절할 수 있게 된다.The control unit 500 is electrically connected to the pressure sensor 7, and controls the drive motor 312 according to the value of the measured pressure signal transmitted from the pressure sensor 7. In this way, the output pressure of the outer tank can be adjusted constantly.

구동유닛(300)은 제어유닛(500)에 전기적으로 연결되며, 제어유닛(500)의 제어신호에 의해서 승강프레임(400)을 승강시킬 수 있다. 구동유닛(300)은 구동모터(312) 및 구동핀(319)을 포함할 수 있다. The driving unit 300 is electrically connected to the control unit 500, and can lift the lifting frame 400 by the control signal of the control unit 500. The driving unit 300 may include a driving motor 312 and a driving pin 319.

구동모터(312)은 구동핀(319)에 연결되어 구동핀(319)에 승강구동력을 제공할 수 있다. 구동모터(300)는 서보모터(Servo motor), 일정한 각도를 회전하는 스태핑모터 또는 영구자석의 자기장과 코일에 의해 발생되는 힘을 이용한 보이스코일 모터(VCMS)가 사용될 수 있다. The driving motor 312 may be connected to the driving pin 319 to provide a lift driving force to the driving pin 319. The driving motor 300 may be a servo motor, a stepping motor rotating a predetermined angle, or a voice coil motor (VCMS) using a force generated by a magnetic field and a coil of a permanent magnet.

구동핀(319)은 승강판(410)의 상부에 위치하며 승강판(410)의 중앙부에 배치된다. 구동핀(319)은 구동모터(300)의 승강구동력에 의해서 승강판(410)을 아래로 하강시킬 수 있다.The driving pin 319 is positioned above the lifting plate 410 and is disposed at the center of the lifting plate 410. The driving pin 319 may lower the lifting plate 410 by the lifting driving force of the driving motor 300.

구동유닛(300)은 구동모터(312)의 하단에 연결되어 구동모터(312)를 지지하는 구동모터지지판(314)와, 구동핀(319)의 상단에 설치되며 구동핀(319)이 삽입되어 승강 가능한 내부홀이 수직 방향으로 형성된 구동핀지지판(318)과, 구동모터지지판(314) 및 구동핀지지판(318)의 사이에 설치되어 구동모터지지판(314), 구동핀지지판(318) 및 제7보조유로(9)를 지지하는 연결판(316)을 더 포함할 수 있다.The drive unit 300 is connected to the lower end of the drive motor 312, the drive motor support plate 314 for supporting the drive motor 312 and the drive pin 319 is installed on the top of the drive pin 319 is inserted The inner and lower movable holes are installed between the driving pin support plate 318 and the driving motor support plate 314 and the driving pin support plate 318 formed in the vertical direction, and the driving motor support plate 314, the driving pin support plate 318, and It may further include a connecting plate 316 for supporting the seven auxiliary passage (9).

제1개폐프레임(120)은 메인유로(110)상에 설치되며, 승강에 의해서 메인유로(110)를 개폐하여 메인유로(110)의 개폐량을 조절함으로써 메인유로(110)의 공기(air), 기체(gas) 등 유체의 유동량 및 유동압력을 조절할 수 있다. 제1개폐프레임(120)은 제1수평판(121) 및 제1수직통(123)을 포함할 수 있다.The first opening / closing frame 120 is installed on the main flow path 110, and opens and closes the main flow path 110 by raising and lowering, thereby controlling the opening and closing amount of the main flow path 110. Flow rate and flow pressure of the fluid, such as gas (gas) can be adjusted. The first opening and closing frame 120 may include a first horizontal plate 121 and a first vertical cylinder 123.

제1수평판(121)은 제3메인유로(113)에 위치하며 좌측홀(105) 및 우측홈(107)의 상면 및 하면 사이를 승강할 수 있다. 삽입홈(109)과 제1수평판(121)의 사이에는 제1탄성체(125)가 설치되어 제1수평판(121)에 탄성력을 제공함으로써 제1수평판(121)의 상승을 돕는다. 제1수평판(121)의 하면에는 하부가 개방된 원통형의 제1수직통(123)이 연결되며, 이러한 제1수직통(123)은 제1수평판(121)의 상승시 좌측공간(L)과 제3메인유로(113)의 차단을 돕는다. 이때, 제1탄성체(125)의 상단부는 제1수직통(123)의 내부에 위치하게 된다.The first horizontal plate 121 may be positioned in the third main passage 113 and may move up and down between the upper and lower surfaces of the left hole 105 and the right groove 107. The first elastic body 125 is installed between the insertion groove 109 and the first horizontal plate 121 to provide an elastic force to the first horizontal plate 121 to help lift the first horizontal plate 121. The lower surface of the first horizontal plate 121 is connected to a cylindrical first vertical cylinder 123 having an open lower portion, and the first vertical cylinder 123 is left space (L) when the first horizontal plate 121 is raised. ) And the third main euro 113 to help block. At this time, the upper end of the first elastic body 125 is positioned inside the first vertical cylinder 123.

승강프레임(400)은 하강에 의해서 제1개폐프레임(120)을 가압하거나 상승에 의해서 제1개폐프레임(120)을 가압해제 함으로써 제1개폐프레임(120)에 승강구동력을 제공할 수 있다. 승강프레임(400)은 승강판(410) 및 수직바(430)를 포함할 수 있다.The lifting frame 400 may provide a lifting driving force to the first opening and closing frame 120 by pressing the first opening and closing frame 120 by lowering or releasing the first opening and closing frame 120 by rising. The lifting frame 400 may include a lifting plate 410 and a vertical bar 430.

승강판(410)은 원판형으로 내부공간(S)에 횡으로 설치되며 내부공간(S)을 상부공간(A) 및 하부공간(B)으로 각각 구획한다. 승강판(410)은 상부공간(A)의 내부압력이 하부공간(B)의 내부압력보다 크면 하강하고, 하부공간(B)의 내부압력이 상부공간(A)의 내부압력보다 크면 상승하게 된다. 승강판(410)은 수평판(412) 및 탄성판(414)을 포함할 수 있다.The elevating plate 410 is disc-shaped and is installed laterally in the inner space S, and partitions the inner space S into the upper space A and the lower space B, respectively. The lifting plate 410 is lowered when the internal pressure of the upper space A is greater than the internal pressure of the lower space B, and increases when the internal pressure of the lower space B is greater than the internal pressure of the upper space A. . The lifting plate 410 may include a horizontal plate 412 and an elastic plate 414.

수평판(412)은 원판형으로 하단부에 수직바(430)의 상단부가 연결된다. 탄성판(414)은 외주면이 하부홈(150)의 둘레에 연결되며, 내주면이 수평판(410)의 외주면에 연결된다. 이러한 탄성판(414)의 탄성력으로 인해서 승강판(410)은 상부공간(A)과 하부공간(B)의 내부압력 차이에 따라 승강하게 된다. 탄성판(414)은 탄성력이 있는 플렉서블(Flexible)한 재질인 것이 바람직하다.The horizontal plate 412 is a disk-shaped upper end of the vertical bar 430 is connected to the lower end. The elastic plate 414 has an outer circumferential surface connected to the circumference of the lower groove 150, and an inner circumferential surface is connected to the outer circumferential surface of the horizontal plate 410. Due to the elastic force of the elastic plate 414, the elevating plate 410 is elevated according to the internal pressure difference between the upper space (A) and the lower space (B). The elastic plate 414 is preferably a flexible material having elasticity.

수직바(430)는 상단이 수평판(412)에 연결되고 하단은 제1개폐프레임(120)의 상부에 위치한다. 수직바(430)의 하단은 승강판(410)이 승강함에 따라 함께 승강할 수 있다. 수직바(430)는 제1개폐프레임(120)을 가압하여 메인유로(110)를 개방하거나 제1개폐프레임(120)을 가압 해제하여 메인유로(110)를 폐쇄할 수 있다. 즉, 수직바(430)는 제1개폐프레임(120)을 가압하는 정도에 따라서 메인유로(110)의 개폐량을 조절할 수 있다.The vertical bar 430 has an upper end connected to the horizontal plate 412 and a lower end positioned above the first opening / closing frame 120. The lower end of the vertical bar 430 may be elevated together as the lifting plate 410 is elevated. The vertical bar 430 may press the first opening / closing frame 120 to open the main passage 110 or release the first opening / closing frame 120 to close the main passage 110. That is, the vertical bar 430 may adjust the opening and closing amount of the main flow path 110 according to the degree of pressing the first opening and closing frame 120.

제2개폐프레임의 하부에 수직바(430)의 기설정된 위치에는 스톱바(3)가 설치된다. 스톱바(3)는 수직바(430)의 외부면으로부터 돌출 형성되며, 제2개폐프레임(140)의 하강을 제한할 수 있다.A stop bar 3 is installed at a predetermined position of the vertical bar 430 at the bottom of the second opening and closing frame. The stop bar 3 is formed to protrude from an outer surface of the vertical bar 430 and may limit the lowering of the second opening and closing frame 140.

탄성체(450)는 하부홈(150)과 승강판(410) 사이에 설치되어 승강판(410)에 탄성력을 제공한다. 탄성체(450)는 승강판(410)의 상승을 돕는다. The elastic member 450 is installed between the lower groove 150 and the elevating plate 410 to provide an elastic force to the elevating plate 410. The elastic member 450 helps the lifting plate 410 to rise.

제2개폐프레임(140)은 승강에 의해 관통홀(151)을 개폐하여 배기공간(E)과 제3메인유로(113)를 연통 또는 차단할 수 있다. 제2개폐프레임(140)이 관통홀(151)을 개방하면 외부탱크(도신 안함)의 내부 유체는 출력구(103), 제4메인유로(114), 제3메인유로(113) 및 배기공간(E)을 경유하여 배출구(220)로 배출된다. 이렇게 함으로써 상기 외부탱크의 내부압력을 낮출 수 있게 된다. 제2개폐프레임(140)은 제2수평판(141) 및 제2수직통(143)을 포함할 수 있다.The second opening / closing frame 140 may open or close the through hole 151 by lifting and lowering to communicate or block the exhaust space E and the third main passage 113. When the second opening and closing frame 140 opens the through-hole 151, the inner fluid of the outer tank (not shown) is discharged from the outlet 103, the fourth main passage 114, the third main passage 113 and the exhaust space. It is discharged to the discharge port 220 via (E). This makes it possible to lower the internal pressure of the outer tank. The second opening and closing frame 140 may include a second horizontal plate 141 and a second vertical cylinder 143.

제2수평판(141)은 원판형으로 배기공간(E)의 내부에 배치되며 관통홀(151)의 상부에 위치한다. 제2수평판(141)의 반지름은 관통홀(151)의 반지름 이상인 것이 바람직하다. 제2수평판(141)은 수직바(430)의 외주면에 고정 설치되며 수직바(430)와 함께 승강한다. 제2수직통(143)은 상부가 개방된 원통형으로 하단부가 제2수평판(141)의 상단부에 연결되며, 상단부는 관통홈(153)에 위치한다. 제2탄성체(145)가 관통홈(153)과 제2수평판(141) 사이에 설치되어 제2수평판(141)에 탄성력을 제공한다. 제2탄성체(145)는 제2수평판(141)의 하강을 돕는다. 즉, 제2 수평판(141)이 하강하여 관통홀(151)에 맞닿으면 관통홀(151)을 차단하게 된다. 반면에 수평판(141)이 상승하여 관통홀(151)로부터 이격되면 관통홀(151)을 개방하게 된다.The second horizontal plate 141 has a disc shape and is disposed inside the exhaust space E and is positioned above the through hole 151. The radius of the second horizontal plate 141 is preferably equal to or larger than the radius of the through hole 151. The second horizontal plate 141 is fixedly installed on the outer circumferential surface of the vertical bar 430 and moves up and down with the vertical bar 430. The second vertical cylinder 143 is an open cylindrical shape, the lower end is connected to the upper end of the second horizontal plate 141, the upper end is located in the through groove 153. The second elastic member 145 is installed between the through groove 153 and the second horizontal plate 141 to provide an elastic force to the second horizontal plate 141. The second elastic body 145 helps to lower the second horizontal plate 141. That is, when the second horizontal plate 141 descends to contact the through hole 151, the second hole 151 blocks the through hole 151. On the other hand, when the horizontal plate 141 rises and is spaced apart from the through hole 151, the through hole 151 is opened.

본 실시예에서 사용되는 각각의 오링(5)은 링 형상을 가지며, 고무 등 탄성체가 사용될 수 있다. 이러한 오링(5)은 각 통로의 기밀성을 유지하기 위해서 사용된다.Each O-ring 5 used in the present embodiment has a ring shape, and an elastic body such as rubber may be used. This O-ring 5 is used to maintain the airtightness of each passage.

도 2 내지 도 3은 도 1의 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브의 작동 과정을 나타내는 도면이다. 이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 실시 예에 따른 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브의 작동 과정을 단계별로 설명한다.2 to 3 are views showing the operation of the pneumatic servo valve using the stepping motor of FIG. Hereinafter, an operation process of the pneumatic servo valve using the stepping motor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 3.

도 2에서와 같이, 구동모터(312)의 승강구동력에 의해서 구동핀(319)이 하강하여 승강프레임(400)을 가압하게 되면 승강프레임(400)은 하강하게 된다. 승강프레임(400)이 하강함에 따라 수직바(430)의 하단은 제2개폐프레임(120)을 가압한다. 이때, 제2개폐프레임(120)도 하강하게 되어 좌측홀(105)은 개방 상태가 된다. 따라서, 좌측공간(L)의 유체는 좌측홀(105), 제3메인유로(113) 및 제4메인유로(114)를 통해서 출력구(103)로 이동하게 된다. 즉, 입력구(101)를 통해 공급된 유체가 출력구(101)로 배출되는 것이다. 따라서, 출력구(101)와 연통되는 외부탱크의 내부압력은 상승하게 된다.As shown in FIG. 2, when the driving pin 319 descends by the lifting driving force of the driving motor 312 to press the lifting frame 400, the lifting frame 400 is lowered. As the lifting frame 400 descends, the lower end of the vertical bar 430 presses the second opening and closing frame 120. At this time, the second opening and closing frame 120 is also lowered and the left hole 105 is in an open state. Accordingly, the fluid in the left space L moves to the output port 103 through the left hole 105, the third main passage 113, and the fourth main passage 114. That is, the fluid supplied through the input port 101 is discharged to the output port 101. Therefore, the internal pressure of the outer tank communicating with the output port 101 is increased.

도 3에서와 같이, 구동모터(312)의 승강구동력에 의해서 구동핀(319)이 상승하여 승강프레임(400)을 가압 해제하게 되면 승강프레임(400)은 상승하게 된다. 승강프레임(400)이 상승함에 따라서 수직바(430)도 상승하게 되며, 이에 따라 제1개폐프레임(120)도 상승하게 된다. 따라서 좌측홀(105)은 제1게폐프레임(120)에 의해서 차단된다.As shown in FIG. 3, when the driving pin 319 is lifted by the lifting driving force of the driving motor 312 and the pressure is released from the lifting frame 400, the lifting frame 400 is raised. As the lifting frame 400 rises, the vertical bar 430 also rises, so that the first opening / closing frame 120 also rises. Therefore, the left hole 105 is blocked by the first closing frame 120.

한편, 승강프레임(400)이 상승함에 따라서 스톱바(3)도 상승한다. 스톱바(3)의 상승에 의한 제2개폐프레임(140)의 상승으로 관통홀(151)은 개방상태가 된다. 즉, 배기공간(E)은 관통홀(151)을 통해서 제3메인유로(113)와 연통된다. 외부탱크의 유체는 출력구(103), 제4메인유로(114), 제3메인유로(113), 배기공간(E)을 통해서 외부로 배출된다. 따라서, 외부탱크의 내부압력은 낮아지게 된다.On the other hand, as the lifting frame 400 rises, the stop bar 3 also rises. As the second opening / closing frame 140 rises due to the rise of the stop bar 3, the through-hole 151 is opened. That is, the exhaust space E communicates with the third main passage 113 through the through hole 151. The fluid of the external tank is discharged to the outside through the output port 103, the fourth main passage 114, the third main passage 113, the exhaust space (E). Therefore, the internal pressure of the outer tank is lowered.

결과적으로, 본 실시 예에 따른 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브는 공기(air), 기체(gas) 등 유체가 공급되는 외부탱크의 압력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 외부탱크로 공급되는 공기(air), 기체(gas) 등 유체의 유동량과 유동압력을 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.As a result, the pneumatic servo valve using the stepping motor according to the present embodiment can not only adjust the pressure of the external tank to which the fluid is supplied, such as air or gas, but also the air supplied to the external tank, There is an effect that can precisely control the flow amount and flow pressure of the fluid, such as gas (gas).

또한, 본 실시 예에 따른 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브는 구동모터를 이용하여 유체가 흐르는 통로의 개폐량을 조절하기 때문에 제어량이 목표값을 초과하는 오버슈트가 발생하지 않을 뿐만 아니라 외부탱크의 출력압력을 정밀하게 제어할 수 있다.In addition, since the pneumatic servo valve using the stepping motor according to the present embodiment adjusts the opening and closing amount of the passage through which the fluid flows using the driving motor, the overshoot of the control amount exceeding the target value does not occur and the output of the external tank is not generated. The pressure can be controlled precisely.

본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, other forms of embodiments are possible. Therefore, the spirit and scope of the claims set forth below are not limited to the preferred embodiments.

1: 스태핑모터를 이용한 공압 서보밸브 100: 메인프레임
101: 입력구 103: 출력구
105: 좌측홀 107: 우측홀
109: 삽입홈 111: 제1메인유로 112: 제2메인유로 113: 제3메인유로 114: 제4메인유로 120: 제1개폐프레임
121: 제1수평판 123: 제1수직통
125: 제1탄성체 132: 제2연결유로
133: 제3연결유로 134: 제4연결유로
140: 제2개폐프레임 141: 제2수평판
143: 제2수직통 145: 제2탄성체
150: 하부홈 151: 관통홀
153: 관통홈 159: 슬라이드홀
210: 보조유로 200: 미들프레임
230: 상부홈 500: 제어유닛
312: 구동모터 ` 319: 구동핀
S: 내부공간 A: 상부공간
B: 하부공간 L: 좌측공간
E: 배기공간1: pneumatic servo valve 100 using a stepping motor: mainframe
101: input port 103: output port
105: left hole 107: right hole
109: insertion groove 111: first main euro 112: second main euro 113: third main euro 114: fourth main euro 120: first opening frame
121: first horizontal plate 123: first vertical cylinder
125: first elastic body 132: second connection channel
133: third connection euro 134: fourth connection euro
140: second opening and closing frame 141: second horizontal plate
143: second vertical cylinder 145: second elastic body
150: lower groove 151: through hole
153: through hole 159: slide hole
210: auxiliary flow path 200: middle frame
230: upper groove 500: control unit
312: drive motor `319: drive pin
S: internal space A: upper space
B: lower space L: left space
E: exhaust space

Claims

The input port through which the fluid flows in and the output port through which the fluid flows out are formed on one side and the other side, respectively, and one side communicates with the input port, and one side communicates with the other side of the first main channel. A second main flow path in which a left main hole in which a left hole is formed in a vertical direction with respect to the right surface is recessed on a right side, and a third main flow path in which one side communicates with the left hole and a recess is formed in a lower surface thereof; A main flow path having a fourth main flow path in which one side is in communication with the other side of the third main flow path and in which the other side is in communication with the output port is formed therein, and is in communication with a discharge port through which the fluid is discharged; A main frame having a passage therein for communicating the third main flow path and the exhaust space to a lower portion of the exhaust space formed at an upper portion thereof;
A first opening / closing frame installed on the third main flow path and opening and closing the third main flow path by lifting and lowering;
A middle frame having an upper groove recessed in a lower surface thereof to correspond to a lower groove formed by recessing an upper surface of the main frame, and having a lower portion connected to an upper portion of the main frame to form an inner space;
An elevating plate installed in the inner space and providing a driving force to the first opening / closing frame by elevating, and being provided transversely in the inner space to divide the inner space into an upper space and a lower space, respectively, and one end of the lifting plate; A vertical bar connected to a steel plate and connected to the first opening / closing frame and pressurizing the first opening / closing frame; and
An elevating frame provided between the elevating plate and the lower groove to provide an elastic force to the elevating plate;
A driving pin installed at an upper portion of the inner space and the elevating plate and capable of lowering the elevating plate by pressing;
A first elastic body installed between the bottom surface of the main flow path and the first opening / closing frame to provide an elastic force to the first opening / closing frame;
A second opening / closing frame disposed in the exhaust space and fixedly installed on an outer circumferential surface of the vertical bar and opening and closing the passage in accordance with the elevation of the vertical bar;
A second elastic body installed between an upper surface of the exhaust space and the second opening and closing frame to provide an elastic force to the second opening and closing frame;
A driving motor connected to the driving pin to provide a lift driving force to the driving pin;
A pressure sensor installed in a seventh auxiliary passage communicating with the fourth main passage and measuring and transmitting an internal pressure of the seventh auxiliary passage; and
And a control unit electrically connected to the drive motor and the pressure sensor and controlling the drive motor according to a value of an internal pressure transmitted from the pressure sensor.
The lifting plate,
A circular horizontal plate having a lower end connected to an upper end of the vertical bar; And
An inner circumferential surface is connected to an outer circumferential surface of the horizontal plate, an outer circumferential surface is connected to the circumference of the lower groove, and an elastic plate having elastic force in a vertical direction;
The main frame is provided with a third connection passage communicating the lower space and the fourth main flow path so that the ratio of the internal pressure of the upper space and the lower space is 1: 1. Pneumatic servo valve using a stepping motor.

delete

The method according to claim 1,
The drive motor is a stepping motor, pneumatic servo valve using a stepping motor.