KR20010070370A - 2포트 밸브 - Google Patents

Abstract

밸브체와 밸브시트의 평행도의 어긋남을 자동적으로 수정할 수 있고, 밀봉성이 우수하고, 밸브체의 조립이나 밸브체의 교환이 용이한 2포트 밸브를 제공한다.

샤프트(15)의 단부부근에 어깨부(51) 및 소경부(52)를 형성하고, 상기 소경부(52)의 선단부부근에 고정링(54)이 장착되는 홈부(55)를 설치하고, 밸브체(25)에 상기 소경부(52)가 삽입되는 관통구멍 및 상기 관통구멍의 일부를 확경해서 형성한 환형의 계단부를 설치하고, 상기 계단부에 샤프트와 밸브체사이를 밀봉하는 시일재(65)를 장착하고, 밸브체(25)와 고정링(54)사이에 플레이트(66)를 설치하고, 밸브체(25)는 홈부(55)에 장착된 고정링(54) 및 플레이트(66)에 의해 상기 계단부에 장착된 시일재(65)를 압압하면서 어깨부(51)에 밀착되어 걸리게 된다.

Description

2포트 밸브{TWO-PORT VALVE}

본 발명은 공기, 기름, 물, 증기 등의 유체의 흐름과 막음을 행하는 파일롯형 등의 2포트 밸브에 관한 것이다.

피스톤이나 다이어프램 등의 수압체의 일면측의 압력작용실에 파일롯밸브의 전환에 의해 압력유체를 공급·배출시킴으로써, 수압체 및 이것에 밸브막대를 통해연결된 밸브체를 상하이동시켜 밸브시트를 개폐하고, 상기 밸브시트의 개폐에 의해 압력유체의 입력포트와 출력포트의 흐름과 막음을 행하는 파일롯형 2포트 밸브는 이미 알려져 있다.

일례로서, 도 4에 나타내는 종래의 파일롯형 2포트 밸브(100)는 압력유체가 입력포트로부터 도입되는 입력실(103), 출력포트(104), 이들 포트를 연통시키는 유로중의 밸브시트(105), 및 상기 밸브시트(105)를 개폐하는 밸브체(106)를 갖는 주밸브(101)와, 파일롯밸브(102)를 구비하고, 상기 주밸브(101)는 밸브막대(107)를 통해 상기 밸브체(106)를 상하로 이동시킴으로써 상기 밸브시트(105)를 개폐하고, 상기 밸브막대(107)에는 수압체(이 예에서는, 다이어프램)(108)가 고정부착되는 동시에, 복귀스프링(109)에 의해 상시 폐쇄밸브방향으로 밀려져 있고, 상기 수압체(108)는 상기 파일롯밸브(102)에 의해 압력작용실(110)로 압력유체를 공급·배출함으로써 상하로 이동하도록 하고 있다.

그리고, 상기 공지의 파일롯형 2포트 밸브(100)는 밸브막대(107)의 하방부분에 어깨부 및 축방향으로 연장하는 소경부로 이루어진 제1계단부(114)와 제2계단부(115)를 형성하고, 제2계단부(115)의 소경부의 외주에 숫나사를 형성하고, 제1계단부(114) 및 제2계단부(115)의 소경부에는 각각 밸브체(106) 및 받이판(116)을 삽입하고, 너트(117)를 제2계단부(115)의 소경부에 나사식넣기함으로써 받이판(116)을 통해 밸브체(106)를 제1계단부(114)의 어깨부에 밀착해서 밸브체(106)를 밸브막대(107)에 부착하고 있다.

그러나, 이러한 종류의 파일롯형 2포트 밸브(100)에서는 밸브체(106)를 밸브막대(107)에 부착할 때에, 너트(117)를 나사식넣기함으로써 받이판(116)을 통해 밸브체(106)를 밸브막대(107)에 밀착하고 있으므로, 하기 (1)∼(4)에 나타낸 문제점을 갖고 있다.

또, 파일롯형 이외의 2포트밸브에 있어서도 본질적으로 동일한 문제를 갖고 있다.

(1)밸브체는 너트에 의해 밸브막대에 고정되어 있으므로, 밸브체와 밸브시트의 평행도가 일치하기 어렵고 밀봉성이 떨어진다.

(2)밸브막대를 고정해서 너트를 돌리지 않으면 안되므로, 조립이 용이하지 않고, 밸브체의 교환도 용이하지 않다.

(3)너트의 풀림방지대책이 필요하고, 조립성, 신뢰성이 떨어진다.

(4)밸브막대에 나사가공, 회전방지가공이 필요하고, 비용이 상승한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 밸브체와 밸브시트의 평행도의 어긋남을 자동적으로 수정할 수 있고, 밀봉성이 우수하고, 밸브체의 조립이나 밸브체의 교환이 용이하고, 조립성, 신뢰성에 있어서 우수하고, 비용을 저감할 수 있도록 한 2포트 밸브를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 주요부분 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 밸브체의 조립흐름도이다.

도 3은 본 발명의 밸브체의 조립후의 확대단면도이다.

도 4는 종래의 파일롯형 2포트 밸브의 주요부분 종단면도이다.

(부호의 설명)

15-----샤프트 25-----밸브체

51-----어깨부 52-----소경부

54-----고정링 55-----홈부

65-----시일재 66-----플레이트

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 2포트 밸브는, 밸브보디에 압력유체의 입력포트, 출력포트, 이들 포트를 연통시키는 유로중의 밸브시트, 및 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브체를 구비한 2포트 밸브에 있어서, 상기 밸브체를 개폐구동하는 샤프트의 단부에는 어깨부 및 어깨부로부터 축방향으로 연장하는 소경부가 형성되고, 상기 소경부의 선단부부근에는 고정링이 장착되는 홈부가 설치되고, 상기 밸브체에는 상기 샤프트의 소경부가 삽입되는 관통구멍 및 관통구멍의 일부를 확경해서 형성한 환형의 계단부가 설치되고, 상기 계단부에는 상기 샤프트와 상기 밸브체사이를 밀봉하는 시일재가 장착되고, 상기 밸브체가 플레이트를 통해 상기 홈부에 장착된 고정링에 의해 상기 어깨부에 밀착되어 걸리게 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 2포트 밸브는 밸브체의 관통구멍에 형성하는 계단부가 상기 관통구멍의 샤프트선단측을 확경해서 형성되고, 플레이트에 의해 상기 계단부에 장착한 시일재를 통해 밸브체가 어깨부에 밀착되고, 또한, 샤프트의 어깨부가 테이퍼로 되어 있고, 상기 밸브체의 상기 어깨부에 밀착되는 부분은 상기 어깨부의 테이퍼와 거의 일치하는 테이퍼를 갖고 있는 것이 적절하다.

상기 2포트 밸브는 밸브체가 파일롯유체압으로 구동되는 파일롯형 2포트밸브로 하고, 상기 밸브체가 샤프트를 통해 밸브시트의 개폐를 위해 구동되는 피스톤에 연결되고, 상기 피스톤의 일측면에 파일롯유체압이 공급·배출되는 압력작용실이 형성되어 있는 것으로 할 수도 있다.

(작용)

상기 2포트 밸브에 있어서의 밸브체와 샤프트의 조립에 있어서는, 샤프트에 형성한 소경부에 밸브체를 삽입하는 동시에, 밸브체의 계단부에 시일재를 장착하고, 소경부에 삽입한 플레이트에 의해 시일재를 통해 밸브체를 밀착함으로써 밸브체를 샤프트의 어깨부에 탄성적으로 밀착하고, 그 상태에서 고정링을 확경해서 샤프트의 소경부에 삽입하고, 상기 소경부에 설치한 홈부의 위치에서 축경함으로써 고정링을 상기 홈부에 장착한다.

따라서, 플레이트가 시일재를 그 탄력에 저항해서 압압하면서 밸브체를 샤프트의 어깨부에 밀착하고 있는 상태에서, 밸브체는 샤프트의 홈부에 장착된 고정링에 의해 걸려진다.

이 반대의 조작을 행하면, 밸브체를 샤프트로부터 분리할 수 있다.

이렇게, 본 발명의 2포트 밸브는 밸브체를 샤프트에 고정하지 않고, 밸브체를 플레이트를 통해 고정링에 의해 탄성적으로 걸리게 하고 있으므로, 밸브체는 밸브시트로 되어 부착가능하게 되고, 밸브체의 평행도의 어긋남을 자동적으로 수정할 수 있고, 샤프트에 나사가공이나 너트의 회전방지가공이 불필요하게 된다.

또, 고정링에 의해 플레이트가 잠금상태로 되므로 풀림방지대책이 되고, 또, 샤프트와 밸브체사이를 밸브체의 계단부에 장착한 시일재로 밀봉하고 있으므로 밀봉이 확실하다.

도 1은 본 발명을 파일롯형 2포트 밸브에 적용한 실시예를 나타낸 주요부분 종단면도이고, 중심선의 좌측의 밸브체는 개방밸브상태, 우측의 밸브체는 폐쇄밸브상태를 나타낸다.

이 파일롯형 2포트 밸브(1)는 주밸브(2포트 밸브)(2)와 이것에 탑재한 파일롯 밸브(3)를 구비하고, 상기 주밸브(2)는 밸브보디(4)와, 상기 밸브보디(4)에 기밀하게 부착된 커버(5)와, 상기 커버(5)안을 슬라이딩하는 피스톤(18)과, 상기 피스톤(18)의 샤프트(15)에 부착된 밸브체(25)를 구비하고 있다. 상기 밸브보디(4)는 압력유체의 입력포트(6), 출력포트(7), 이들 포트를 연통시키는 유로중에 있어서의 밸브시트(8)의 부착부(9), 및 상기 부착부(9)와 대향해서 상기 커버(5)안으로 개방하는 개구(10)를 구비하고, 상기 밸브보디의 유로중에는 상기 밸브시트(8)를 개폐하는 상기 밸브체(25)가 장착되어 있다. 또, 상기 커버(5)는 내부에 상기 피스톤(18)이나 상기 샤프트(15)를 수용하는 공간부(17)를 갖고, 그 상부부근에는 파일롯포트(11) 및 호흡포트(12)가 설치되어 있다.

상기 커버(5)안에 형성되어 있는 공간부(17)는 하방이 상기 밸브보디(4)의 개구(10)를 향해 개방한 것이고, 상기 개방된 측의 입구부(14)에는 상기 샤프트(15)가 지나는 관통구멍을 가진 스페이서(16)가 기밀하게 수용되어 있다.

상기 스페이서(16)의 상방의 공간부(17)에는 상기 샤프트(15)에 기밀하게 고정부착된 피스톤(18)이 수용되고, 상기 공간부(17)는 그 외주벽을 피스톤(18)이 기밀하게 슬라이딩하는 원통면으로 하고, 상기 피스톤(18)의 상방에 스프링실(17a)이, 상기 피스톤(18)과 상기 스페이서(16)의 상면사이에 압력작용실(17b)이 형성되어 있다.

상기 공간부(17)의 상방에는 중앙에 함몰부(19)를 갖는 둥근 환형의 천정부(60)가 형성되어 있고, 상기 천정부(60)는 피스톤(18)의 상승위치를 규제하고, 상기 함몰부(19)의 상방부분에는 중공의 원통상의 격벽(22)이 돌출해서 설치되어 있다. 상기 격벽(22)안의 공간부(21)는 상기 샤프트(15)의 연장부(15b)가 끼워지는 공간부이고, 상기 공간부(21)의 외주의 격벽(22)에는 상기 샤프트(15)를 안내하는 베어링(24) 및 상기 샤프트(15)의 둘레를 밀봉하는 시일재(23)가 설치되어 있다.

상기 격벽(22)과 함몰부(19)의 외주벽사이에는 환형의 공간부(19a)가 구성되어 있고, 상기 환형의 공간부(19a)를 포함하는 함몰부(19)안에는 상기 피스톤(18)에 작용해서 피스톤(18)을 상시 하방으로 미는 복귀스프링(20)을 수용하고 있다.

상기 스페이서(16)는 상방 및 하방의 단부부근을 소경부(16a, 16b)로 하고, 그 사이를 대경부(16c)로 한 중앙에 관통구멍을 갖는 원통형을 이루고 있고, 하방의 소경부(16b)는 상기 밸브보디의 개구(10)에 삽입되고, 대경부(16c)의 하단면은 상기 개구(10)의 둘레의 보디벽에 의해 지지되는 동시에, 상기 개구(10)를 둘러싸듯이 설치된 보디벽상의 환형의 홈에 장착되어 있는 시일재(31)에 의해 밀봉되고, 대경부(16c)의 상단면은 상기 입구부(14)의 상부의 환형의 홈부에 장착된 고정링(26)에 의해 위치결정되어 있다. 또, 대경부(16c)의 상부외주면에는 시일재(27)를 장착하기 위한 환형의 홈이 설치되고, 한편, 상기 샤프트(15)가 지나는 관통구멍의 둘레벽의 상단부근에는 상기 샤프트(15)를 안내하는 베어링(50)이 부착되고, 관통구멍의 둘레벽하단과 베어링(50)사이에는 시일재(28, 29, 30)를 장착하기 위한 환형의 홈이 각각 설치되고, 각 환형의 홈에는 환형의 시일재(28, 29, 30)가 각각 장착되어 있다.

또, 상기 시일재(27)는 압력작용실(17b)과 외기를 차단하는 시일재이고, 시일재(28)는 샤프트에 부착한 먼지 등을 닦는 시일재(스크레이퍼)이고, 시일재(29)는 밸브보디측으로부터의 유체의 침입을 방지하는 시일재이고, 시일재(30)는 압력작용실(17b)의 압력을 밀봉하는 시일재이다.

상기 샤프트(15)는 피스톤(18)이 부착되어 있는 부분보다 위의 지름이 스페이서(16)를 관통하는 부분의 지름보다 소경으로 되어 있고, 샤프트(15)의 상방부분은 상기 공간부(21)에 수용되고, 스페이서(16)를 관통해서 밸브보디(4)안으로 연장한 샤프트(15)의 하방부분은 축경되어 상기 밸브시트(8)를 개폐하는 밸브체(25)가 시일재(34)에 의해 기밀하게 부착되어 있다.

상기 피스톤(18)의 주위에는 피스톤패킹(33)이 장착되어 있고, 피스톤(18)의 상방의 스프링실(17a)은 상기 호흡포트(12)에 연통하고, 압력작용실(17b)은 샤프트(15)안에 형성된 통공(15a)에 의해 공간부(21)에 연통하고 있다. 커버(5)상에 파일롯밸브(3)를 탑재하는 경우에는 도시한 바와 같이 상기 공간부(21)가 파일롯밸브(3)를 통해 파일롯포트(11) 또는 호흡포트(12)에 연통된다.

상기 파일롯밸브(3)의 전환에 의해, 공간부(21)가 호흡포트(12)와의 연통이 차단되는 동시에 파일롯포트(11)에 연통하면, 파일롯포트(11)로부터의 압력유체는 통공(15a)을 통해 압력작용실(17b)에 공급되므로, 피스톤(18)은 복귀스프링(20)의 스프링력에 저항해서 압력유체에 의해 밀려 올려지고, 따라서 피스톤(18)을 고정부착한 샤프트(15)를 통해 밸브체(25)가 상방으로 이동하므로 밸브시트(8)가 개방하고, 입력포트(6)의 압력유체는 출력포트(7)로 흐른다.

한편, 파일롯밸브(3)가 전환되어, 공간부(21)가 파일롯포트(11)와의 연통이 차단되어, 호흡포트(12)에 연통하면, 압력작용실(17b)의 압력유체는 통공(15a) 및 공간부(21)를 통해 호흡포트(12)로부터 유출되므로, 복귀스프링(20)의 스프링력에의해 피스톤(18)이 밀려내려지고, 따라서 피스톤(18)을 고정부착한 샤프트(15)를 통해 상기 밸브체(25)가 하방으로 이동하므로, 상기 밸브시트(8)가 폐쇄되고, 입력포트(6)의 압력유체는 출력포트(7)로 흐르지 않는다.

또, 이 실시예에서는, 파일롯밸브(3)를 커버(5)상에 설치함으로써, 상기 공간부(21)를 파일롯포트(11)에 연통시키거나 호흡포트(12)에 연통시키도록 하고 있지만, 이 파일롯형 2포트 밸브는 반드시 그것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 파일롯포트(11)에 도시하지 않은 3포트 밸브를 통해 외부로부터 파일롯유체압을 도입할 수도 있고, 그 경우에는 간단히 상기 파일롯포트(11)와 상기 공간부(21)를 연통시키면 되고, 도시한 파일롯밸브(3)를 생략할 수 있다. 또, 이 경우에는, 공간부(21)의 압력유체는 3포트 밸브를 전환하는 것에 의해 공급·배출되므로, 공간부(21)를 호흡포트(12)에 연통시킬 필요는 없어진다.

도 2∼3은 샤프트(15) 및 밸브체(25)의 연결구조에 대한 실시예를 나타내고, 도 2는 밸브체의 조립흐름도, 도 3은 밸브체의 조립후의 확대단면도이다.

상기 샤프트(15)는 그 하방부분이 축경되어 테이퍼각이 큰 테이퍼상(접시모양)의 어깨부(51)가 형성되고, 또한 어깨부(51)에서 축방향으로 연장하는 소경부(52)가 형성되어 있다. 또, 상기 소경부(52)의 선단부에는 테이퍼(53)가 형성되고, 상기 테이퍼(53)의 상부에는 테이퍼(53)에 인접해서 고정링(54)이 장착되는 홈부(55)가 형성되어 있다.

상기 밸브체(25)는 상기 샤프트(15)의 소경부(52)가 삽입되는 관통구멍(61)을 갖고, 상기 관통구멍(61)은 샤프트(15)의 선단측의 일부가 확경되어 환형의 계단부(62)가 형성되어 있고, 상기 관통구멍(61)의 타단은 상기 어깨부(51)의 테이퍼와 거의 일치하는 테이퍼를 갖도록 확경된 테이퍼부(63)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 계단부(62)에는 상기 샤프트(15)의 소경부(52)와 상기 밸브체(25)사이를 밀봉하는 시일재(65)가 장착되고, 밸브체(25)는 샤프트(15)의 소경부(52)가 삽입되는 관통구멍을 갖는 플레이트(66)를 통해, 상기 홈부(55)에 장착된 고정링(54)에 의해 상기 어깨부(51)에 밀착해서 걸리게 되어 있다. 탄성부재로 이루어진 환형의 시일재(65)는 그것을 계단부(62)에 장착했을 때, 도 3에 나타내듯이, 샤프트의 축방향의 크기가 계단부(62)의 깊이보다 크고, 그 때문에 홈부(55)에 장착한 고정링(54)에 의해 플레이트(66)를 장착했을 때, 밸브체(25)가 플레이트(66)에 의해 시일재(65)를 통해 탄성적으로 어깨부(51)에 밀착된다. 고정링(54)은 탄성있는 금속선을 C자형으로 구부린 것이다.

밸브체(25)의 조립은 다음과 같이 해서 이루어진다.

샤프트(15)에 대한 밸브체(25)의 장착에 있어서는, 밸브체(25)를 샤프트(15)의 단부부근에 형성한 소경부(52)에 삽입하는 동시에, 둥근 환형의 계단부(62)에 시일재(65)를 장착하고, 계속해서 상기 소경부(52)에 플레이트(66)를 삽입하고, 상기 플레이트(66)에 의해 시일재(65) 및 밸브체(25)를 밀착함으로써, 밸브체(25)의 테이퍼부(63)를 샤프트(15)의 테이퍼상의 어깨부(51)에 밀착하고, 그 상태에서 고정링(54)을 확경해서 샤프트(15)에 삽입하고, 소경부(52)에 설치한 홈부(55)의 위치에서 축경함으로써 고정링(54)을 홈부(55)에 장착한다.

따라서, 플레이트(66)가 시일재(65)를 그 탄력에 저항해서 압압하면서 밸브체(25)의 테이퍼부(63)를 샤프트(15)의 테이퍼상의 어깨부(51)에 밀착하고 있는 상태에서, 상기 밸브체(25)는 샤프트(15)의 홈부(55)에 장착된 고정링(54)에 의해 플레이트(66)를 통해 샤프트(15)에 걸리게 된다.

이렇게 해서 밸브체(25)는 샤프트(15)에 장착되지만, 이 반대의 조작을 행하면 밸브체(25)를 샤프트(15)로부터 분리할 수 있다.

이 파일롯형 2포트 밸브는 밸브체(25)를 샤프트(15)에 너트 등으로 고정하지 않고, 밸브체(25)를 플레이트(66)를 사이에 끼워서 고정링(54)에 의해 걸리게 하고 있으므로, 밸브체(25)는 밸브시트(8)로 되어 부착가능하게 되고, 밸브체(25)의 평행도의 어긋남을 자동적으로 수정할 수 있고, 샤프트에 나사가공이나 너트의 회전방지가공이 불필요하게 된다.

또, 고정링(54)에 의해 플레이트(66)가 잠금상태로 되므로, 풀림방지대책이 되고, 샤프트에 나사가공이나 너트의 회전방지가공이 불필요하게 되므로, 밸브체의 조립이나 밸브체의 교환이 용이하고, 조립성, 신뢰성이 우수한 것이 되고, 비용이 적게 된다.

또, 샤프트(15)와 밸브체(25)사이를 밸브체(25)의 계단부(62)에 장착한 시일재(65)로 밀봉하고 있으므로 밀봉이 확실하다.

이상에 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 밸브체와 밸브시트의 평행도의 어긋남을 자동적으로 수정할 수 있고, 밀봉성이 우수하고, 밸브체의 조립이나 밸브체의 교환이 용이하고, 조립성, 신뢰성이 우수하고, 비용이 적게 드는 2포트 밸브를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 밸브보디에 압력유체의 입력포트, 출력포트, 이들 포트를 연통시키는 유로중의 밸브시트, 및 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브체를 구비한 2포트 밸브에 있어서,

   상기 밸브체를 개폐구동하는 샤프트의 단부에는 어깨부 및 어깨부로부터 축방향으로 연장하는 소경부가 형성되고, 상기 소경부의 선단부부근에는 고정링이 장착되는 홈부가 설치되고,

   상기 밸브체에는 상기 샤프트의 소경부가 삽입되는 관통구멍 및 상기 관통구멍의 일부를 확경해서 형성한 환형의 계단부가 설치되고, 상기 계단부에는 상기 샤프트와 상기 밸브체사이를 밀봉하는 시일재가 장착되고,

   상기 밸브체가 플레이트를 통해 상기 홈부에 장착된 고정링에 의해 상기 어깨부에 밀착해서 걸려져 있는 것을 특징으로 하는 2포트 밸브.
2. 제1항에 있어서, 밸브체의 관통구멍에 형성하는 계단부가 상기 관통구멍의 샤프트선단측을 확경해서 형성되고, 플레이트에 의해 상기 계단부에 장착한 시일재를 통해 밸브체가 어깨부에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 2포트 밸브.
3. 제1항에 있어서, 샤프트의 어깨부가 테이퍼로 되어 있고, 상기 밸브체의 상기 어깨부에 밀착되는 부분은 상기 어깨부의 테이퍼와 거의 일치하는 테이퍼를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 2포트 밸브.
4. 제1항에 기재된 2포트 밸브를 밸브체가 파일롯유체압으로 구동되는 파일롯형 2포트 밸브로 하고,

   상기 밸브체가 샤프트를 통해 밸브시트의 개폐를 위해 구동되는 피스톤에 연결되고, 상기 피스톤의 일측면에 파일롯유체압이 공급·배출되는 압력작용실이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일롯형 2포트 밸브.