KR20020061156A - 센서가 부착된 전자밸브 - Google Patents

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Abstract

전자밸브(1)에서의 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체의 전환상태를 감시하기 위한 감시수단을 통합하여 구조를 간소화 함과 동시에 조립을 용이하게 함으로써, 안전성, 신뢰성을 향상시킨 센서가 부착된 전자밸브를 제공한다.
전자밸브(1)와, 전자밸브(1)의 각 포트(P, A, B, EA, EB)에 압력유체의 공급배출을 행하는 베이스(2)와, 상기 전자밸브와 베이스 사이에 설치되는 중간블록(3)을 구비한다. 상기 중간블록(3)에 전자밸브의 각 포트와 베이스에서의 각 유로를 각각 개별적으로 연통시키는 연통로(53, 54A, 54B, 55A, 55B)를 설치함과 동시에, 이들 연통로 속을 가로지르는 도관(56)을 설치하고, 이 도관에 압력검출할 연통로(53)로 개구하는 압력도입구(58)를 개설하고, 상기 중간블록(3)에 상기 도관을 통하여 도입된 압력을 검출하는 압력센서(60)를 설치한다.

Description

센서가 부착된 전자밸브{SOLENOID VALVE HAVING SENSOR}
본 발명은 전자밸브에 있어서의 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체의 전환상태를 감시할 수 있도록 한 센서가 부착된 전자밸브에 관한 것이다.
종래부터, 전자밸브에 그 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체에 의한 전환상태를 감시하기 위한 센서를 부설하는 것은 행해지고 있지만, 그들은 필요에 따라서 개별적으로 설치되는 것이고, 전체로서의 장치의 통합이 없고, 조립이 번잡하게 될 뿐만 아니라, 오배선 등의 가능성도 있어 안전성, 신뢰성을 확보하는 것이 곤란하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전자밸브에서의 입출력압의 적당함 부적당함이나 밸브체의 전환상태를 감시하기 위한 감시수단을 통합하여 구조를 간소화함과 동시에 조립을 용이하게 함으로써, 안전성, 신뢰성을 향상시킨 센서가 부착된 전자밸브를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명에 관한 센서가 부착된 전자밸브의 실시예의 종단면도,
도 2는 도 1에서의 가-가 위치에서의 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 전자밸브 2 : 베이스
3 : 중간블록 10 : 밸브보디
11 : 스풀밸브체 16 : 마그넷
20A, 20B : 파일롯밸브 31 : 공급유로
32A, 32B : 출력유로 33A, 33B : 배출유로
50 : 중간블록 본체 51 : 제1하우징
52 : 제2하우징 53, 54A, 54B, 55A, 55B : 연통로
56 : 도관 57 : 압력도공
58 : 압력도입구 60 : 압력센서
61 : 통전부재용 통로 62A, 62B : 자기센서
70 : 표시기 P : 공급포트
A, B : 제1 및 제2의 출력포트 EA, EB : 제1 및 제2의 배출포트
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 센서가 부착된 전자밸브는, 압력유체의 흐름방향을 전환하는 전자밸브와, 상기 전자밸브의 각 포트에 압력유체의 공급배출을 행하는 유로를 구비한 베이스와, 상기 전자밸브와 베이스 사이에 배치되는 중간블록을 구비하고, 상기 중간블록에 전자밸브의 각 포트와 베이스에서의 각 유로를 각각 개별적으로 연통시키는 연통로를 설치함과 아울러, 이들 연통로 속을 가로지르는 도관을 설치하고, 이 도관 내에 설치한 압력도공에 압력검출할 연통로로 개구하는 압력도입구를 개설(開設)하고, 상기 중간블록에 상기 압력도입구를 통하여 도입된 압력을 검출하는 압력센서를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 본 발명의 센서가 부착된 전자밸브에 있어서는, 중간블록의 연통로 속을 가로지르는 도관 내에 통전부재용 통로를 설치하고, 상기 통로에 삽입하여 통과할 수 있고, 또 상기 중간블록에 전자밸브의 밸브체에 설치한 마그넷의 근접을 검출하는 자기센서를 설치하고, 통전부재용 통로에 그 센서출력을 도출하는 신호선을 삽입하여 통과시킬 수 있다. 이 경우에, 상기 중간블록에 자기센서의 출력에 기초하여 밸브체의 동작불량을 표시하는 표시기를 설치하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 중간블록이 중간블록 본체 및 그것에 연접 설치된 제1 및 제2하우징을 구비하고, 상기 중간블록 본체에는 전자밸브의 각 포트와 베이스에서의 각 유로를 연통시키는 연통로 및 상기 연통로 속을 가로지르는 도관이 설치되고, 도관 내에 설치한 압력도공의 일단에 상기 압력센서가 배치되고, 상기 제1하우징에는 전자밸브와 베이스 사이의 통전을 행하는 통전중계부재, 그리고 상기 압력센서 및 자기센서의 출력신호를 베이스를 통하여 외부로 도출하기 위한 신호도출부재가 설치되고, 상기 제2하우징에는 자기센서가 설치된다.
상기 구성을 보유하는 센서가 부착된 전자밸브는, 전자밸브와 베이스 사이에 배치하는 중간블록에, 전자밸브에서의 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체의 전환상태를 감시하기 위한 감시수단을 통합하여 설치하고 있으므로, 해당 감시수단을 설치하기 위한 구조가 간소화 될 뿐만 아니라, 오배선, 오조립 등의 가능성도 현저하게 저하되고, 조립이 용이하여 경제성에 있어서도 우수한 것으로 되고, 게다가 중간블록에 의해서 전자밸브와 베이스 사이에 상기 감시수단을 끼워넣기 때문에, 그들이 보호받아 안전성이나 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 관한 센서가 부착된 전자밸브의 실시예를 나타내는 것이고, 이 센서가 부착된 전자밸브는 개략적으로는 압력유체(압축공기)의 흐름방향을 전환하는 전자밸브(1)와, 상기 전자밸브(1)의 각 포트에 압력유체의 공급배출을 행하는 유로를 구비한 베이스(2)와, 상기 전자밸브(1)와 베이스(2)의 사이에 배치되어 각종 감시수단 등을 설치하는 중간블록(3)을 구비하고 있다.
상기 전자밸브(1)에 있어서는, 밸브보디(10) 내를 관통하는 밸브구멍(10a)에, 공급포트(P), 제1 및 제2의 출력포트(A, B), 그리고 제1 및 제2의 배출포트(EA, EB)를 개구시키고, 상기 밸브구멍(10a) 내에 상기 포트간의 유로를 전환하는 스풀밸브체(11)를 슬라이딩 가능하게 끼워넣고 있다. 상기 밸브체(11)는 전자밸브로서 주지와 같이, 그 축선방향의 일단 또는 타단으로의 이동에 의해 공급포트(P)를 제1 또는 제2의 출력포트(A, B)로 전환하여 연통시키고, 그것에 따라서 공급포트(P)로 연통하지 않는 출력포트를 제1 또는 제2의 배출포트(EA, EB)로 연통시키는 것이다.
또, 도면에 나타내는 전자밸브는, 각 포트를 봉쇄한 상태로 유지하는 중립정지위치를 갖는 3위치 밸브로 한 것이고, 그때문에 밸브보디(10)의 일단에 보조블록(12)을 연접하고, 상기 보조블록(12) 내에서 밸브체(11) 오목단부와 밸브보디(10)에 결합하는 스토퍼(13a)와, 밸브체(11)의 다른 오목단부와 보조블록(12)에 결합하는 스토퍼(13b) 사이에, 스프링(14)을 축설(縮設)하고, 스풀밸브체(11)의 양단에 작용하는 파일롯 유체압에 의해 상기 스풀밸브체(11)에 구동력이 발생하지 않는 상태에 있어서는, 그 스프링(14)의 미는 힘에 의해 스토퍼(13a, 13b)가 모두 밸브보디(10) 또는 보조블록(12)에 결합하는 도시의 중립정지위치에 유지되도록 구성하고 있다.
또한, 이 전자밸브(1)는 반드시 상술한 3위치 밸브일 필요는 없고, 중립정지위치가 없는 2위치 밸브로 하는 것도 가능하다.
또, 상기 전자밸브(1)에서의 보조블록(12)에는 스풀밸브체(11)가 여유있게 삽입되는 삽입통과구멍(15a)을 설치한 스페이서(15)를 접촉하고, 상기 스페이서(15)의 삽입통과구멍(15a) 내에 위치하도록 스풀밸브체(11)에 링형상의 마그넷(16)을 끼워붙이고 있다. 이 링형상 마그넷(16)은 뒤에 서술하는 자기센서에 의한 스풀밸브체(11)의 위치 검출에 제공되는 것으로, 스풀밸브체(11)가 상기 중립정지위치(도시위치)에 있을 때에, 마그넷(16)이 상기 스페이서(15)의 삽입통과구멍(15a) 내의 거의 중앙에 위치하도록 하고, 상기 스풀밸브체(11)상에 그 단부에 끼워붙인 캡(17)에 의해 고정하고 있다.
상기 전자밸브(1)에 있어서는, 스풀밸브체(11)를 파일롯 유체압으로 구동하기 위하여, 한쌍의 솔레노이드(21A, 21B)로 구동되는 파일롯밸브(20A, 20B)를 구비함과 아울러, 스풀밸브체(11)의 양단이 끼워넣어지는 피스톤블록(22A, 22B) 내의 피스톤실(23A, 23B)에 있어서, 각각 밸브체(11)의 단부에 피스톤(24A, 24B)을 접촉하고 있다. 상기 파일롯밸브(20A, 20B)는 밸브보디(10)의 공급포트(P)에 연통하는 파일롯 공급유로(25)의 유체를, 솔레노이드(21A, 21B)에 의한 파일롯 밸브체의 구동에 의해 피스톤실(23A, 23B)에 공급배출하는 것이다.
즉, 파이롯밸브(20A)의 솔레노이드(21A)에 통전하면, 파일롯 밸브체의 전환에 의해 파일롯 공급유로(25)의 파일롯 유체압이 피스톤실(23A)에 도입되어 피스톤(24A)에 작용하고, 스풀밸브체(11)가 도면에 있어서 오른쪽으로 이동하여 밸브보디(10) 내의 유로가 전환되고, 또 솔레노이드(21A)로의 통전을 해제함과 동시에 솔레노이드(21B)에 통전하면, 상기 피스톤실(23A)의 파일롯 유체압이 배출됨과 동시에 공급유로(25)의 파일롯 유체압이 피스톤실(23B)에 도입되어 피스톤(24B)에 작용하고, 스풀밸브체(11)가 도면에 있어서 왼쪽으로 이동하여 밸브보디(10) 내의 유로가 전환된다.
또한, 양 솔레노이드(21A, 21B)에 통전하고 있지 않을 때에는 상기 스프링(14)에 의해 스풀밸브체(11)가 중립정지위치에 유지된다.
또, 상기 파일롯밸브(20A, 20B) 외측의 커버에는 표시창(26)을 설치하고, 솔레노이드(21A, 21B)로의 통전상태를 표시하는 표시등(27A, 27B)을 그 표시창(26)의 배후에 병렬배치하고 있다. 또한, 이 표시등(27A, 27B)은 단일한 것으로 하여 2색발광에 의해 솔레노이드(21A, 21B)의 동작표시를 행할 수 있다.
또한, 중간블록(3)과의 접합면에는 상기 중간블록(3)에서의 급전단자를 통하여 보내지는 솔레노이드(21A, 21B)로의 전력을 받기 위한 수전단자(28)를 설치하고 있다.
한편, 상기 베이스(2)는 하나의 전자밸브(1)에 대응하는 매니폴드로서 형성되고, 그 다수를 연접하여 사용하는 것으로, 베이스 본체(30)에는 상기 전자밸브(1)의 각 포트(P, A, B, EA, EB)에 대응하는 공급유로(31), 출력유로(32A, 32B), 및 배출유로(33A, 33B)를 설치하고, 공급유로(31) 및 배출유로(33A, 33B)는 인접하는 베이스(2)에 있어서 서로 연통시키기 위하여 상기 베이스(2)의 연접면간을 관통시켜서 설치하여 공급통공(34) 및 배출통공(35A, 35B)에 연통시키고, 또 상기 출력유로(32A, 32B)는 베이스(2)의 끝면에 개별로 개구시켜서 배관용 튜브를 연결하기 위한 원터치이음매(36A, 36B)를 부착하고 있다.
또, 상기 베이스 본체(30)에서의 양측의 연접면에는 복수의 베이스(2)를 접합하였을 때에 서로 접속되고, 양 베이스(2)간에서 전력공급 및 신호전송을 행하는 커넥터(40)를 설치하고, 이 커넥터(40)를 신호처리용의 프린트기판(41)을 통하여 중간블록(3)의 접속단자에 접촉이간 가능하게 접합되는 접속단자(42)에 전기적으로 접속하고 있다. 상기 프린트기판(41)은 커넥터(40)를 통하여 인접하는 베이스로부터 전송되는 신호를 받고, 그 신호에 기초하여 탑재되어 있는 전자밸브(1)에서의 솔레노이드(21A) 또는 솔레노이드(21B)에 전력을 공급할 때에, 그들 통전회로에 필요한 통전을 행하도록 제어하고, 또 전자밸브(1)에서의 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체(11)의 전환상태를 감시하는 뒤에 서술하는 센서의 출력을, 커넥터(40)를 통하여 제어장치에 전송하기 위한 제어를 행하는 것이다.
상기 중간블록(3)은 중간블록 본체(50) 및 그 양단측에 연접 설치된 제1 및 제2하우징(51, 52)을 구비하고, 이 중간블록(3)은 전자밸브(1)와 베이스(2) 사이에끼우기 때문에 그 상하의 대향면에 상기 전자밸브(1) 및 베이스(2)의 접합면과 적합한 접합면을 보유하고 있다.
상기 중간블록 본체(50)는, 전자밸브(1) 및 베이스(2)의 접합면 사이에 전자밸브(1)에서의 각 포트(P, A, B, EA, EB)와, 베이스(2)에서의 각 유로(31, 32A, 32B, 33A, 33B)를 각각 개별적으로 연통시키는 연통로(53, 54A, 54B, 55A, 55B)를 구비하고 있다. 이들 연통로(53, 54A, 54B, 55A, 55B)에는 도 2로부터 알수 있는 바와 같이, 상기 연통로에서의 유체의 흐름을 방해하지 않는 범위 내에서 가로지르는 도관(56)을 설치하고 있다. 그리고, 이 도관(56) 내에는 필요한 범위 내에 압력도공(57)을 뚫어서 형성함과 아울러, 상기 도관(56)을 관통하는 통전부재용 통로(61)를 설치하고 있다.
상기 도관(56) 내의 압력도공(57)은 중간블록 본체(50)의 일단에서 연통로(54B)의 위치에 도달한 곳까지 개설하고 있지만, 연통로(53) 또는 연통로(54A)의 위치까지의 것으로 할 수도 있고, 이 압력도공(57)에서 압력검출할 연통로에 압력도입구(58)를 개구시키고 있다. 도시의 예에서는, 공급유로(31)로 연통하는 연통로(53)에 압력도입구(58)를 개설하고 있지만, 연통로(54A) 또는 연통로(54B)의 압력(출력포트(A 또는 B)의 압력)을 검출하고자 하는 경우에는, 상기 압력도입구(58) 대신에 압력도입구(58A 또는 58B)를 설치하면 된다. 이들은 연통로(53, 54A, 54B)중 어느 하나로부터 압력도공(57)에 대하여 선택적으로 천공함으로써 임의 연통로의 압력을 검출할 수 있으므로, 압력도공(57)은 도시한 바와 같이 연통로(54B)의 위치에 도달하는 곳까지 개설하여 두는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 중간블록 본체(50)에는 상기 압력도공(57)의 개구단에 상기 도공을 통하여 도입된 압력을 검출하는 압력센서(60)를 설치하고 있다.
또, 상기 중간블록 본체(50)에서의 도관(56) 내에는 상기 압력도공(57)과 평행하게 상기 도관(56)의 일단에서 타단에 달하는 통전부재용 통로(61)를 병설(倂設)하고 있다. 상기 통로(61)에는 밸브보디(10)의 양단간에서 통전할 필요가 있는 임의통전부재를 삽입하여 통과시킬 수 있지만, 도시의 예에서는 전자밸브(1)의 밸브체(11)에 설치한 마그넷(16)의 근접을 검출하는 자기센서(62A, 62B)의 출력을 도출하는 신호선(63)을 삽입하여 통과시키고 있다.
중간블록(3)에 있어서의 상기 제1하우징(51)에는 전자밸브(1)와 베이스(2) 사이의 통전의 중계를 행하는 통전중계부재로서, 전자밸브(1)와의 접합면에 상기 전자밸브(1)의 수전단자(28)와 접합하는 급전단자(65)를 설치함과 아울러, 베이스(2)와의 접합면에 설치한 접속단자(42)와 접속되는 접속단자(66)를 설치하고, 그들의 급전단자(65) 및 접속단자(66)를 프린트기판(67)을 통하여 전기적으로 접속하고 있다.
또, 압력센서(60) 및 자기센서(62A, 62B)의 출력신호를 베이스(2)를 통하여 외부로 도출하는 신호도출부재로서, 제1하우징(51) 내에는 압력센서(60) 및 통로(61) 중의 통전부재를 통하여 도출되는 자기센서(62A, 62B)의 출력신호를, 상기 프린트기판(67) 및 접속단자(66)를 통하여 베이스(2)측의 접속단자(42)로 보내는 전기적 회로요소를 구비하고 있다.
상기 프린트기판(67)은, 신호처리에 필요한 반도체소자(68)를 구비하고, 압력센서(60) 및 자기센서(62A, 62B)의 출력을 신호선을 통하여 송출하는데 적합한 신호로서 출력하는 것이고, 상기 프린트기판(67) 자체는 접속단자(66)를 구비한 누름덮개(69)에 의해서 고정되어 있다. 또, 이 프린트기판(67)에는 자기센서(62A, 62B)의 출력에 기초하여 필요에 따라서 솔레노이드(21A, 21B)로의 통전개시시의 신호 등을 참작하여, 스풀밸브체(11)의 전환지연이나 미동작 등의 동작불량을 표시등에 의해서 표시하는 표시기(70)를 설치하고, 표시창(71)을 통하여 확인할 수 있도록 하고 있다.
한편, 상기 제2하우징(52)에는 상기 전자밸브(1)에서의 스페이서(15)의 오목부(15b)에 끼워넣음으로써 상기 스페이서(15)의 삽입통과구멍(15a) 내에 위치하는 스풀밸브체(11)상의 마그넷(16)에 근접하도록 하여 상기 자기센서(62A, 62B)를 설치하고 있다. 이 자기센서(62A, 62B)는 마그넷(16)의 근접, 이간을 검출하고, 그것에 의해서 스풀밸브체(11)의 실제의 위치를 검출하는 것이고, 도시의 실시예에서는 2개의 자기센서에 의해 파일롯밸브(20A)를 구동하였을 때의 마그넷의 위치(PA), 파일롯밸브(20A)를 구동하였을 때의 마그넷의 위치(PB) 및 중간위치에 있는 마그넷의 위치를 검출하도록 하고 있지만, 같은 목적을 달성할 수 있는 것이면 자기센서는 임의수를 배치하는 것이 가능하고, 또 상기 마그넷(16)에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 검출하는 스풀밸브체(11)의 이동위치도 임의로 설정할 수 있다.
상기 구성을 보유하는 센서가 부착된 전자밸브는, 전자밸브(1)와 베이스(2) 사이에 설치하는 중간블록(3)에, 전자밸브(1)에서의 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체의 전환상태를 감시하기 위한 압력센서나 자기센서 등의 감시수단을 통합하여 설치하고 있기 때문에, 해당 감시수단을 설치하기 위한 구조가 간소화될 뿐만 아니라 오배선, 오조립 등의 가능성도 현저하게 저하되고, 조립이 용이하고 경제성에 있어서도 우수한 것으로 되며, 또한 중간블록(3)에 의해서 전자밸브(1)와 베이스(2) 사이에 상기 감시수단을 끼워넣기 때문에 그들이 보호되어 안전성이나 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상, 상세히 서술한 본 발명에 의하면, 전자밸브에서의 입출력압의 적당함과 부적당함이나 밸브체의 전환상태를 감시하기 위한 감시수단을 통합하여, 구조를 간소화 함과 동시에 조립을 용이하게 함으로써 안전성, 신뢰성을 향상시킨 센서가 부착된 전자밸브를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 압력유체의 흐름방향을 전환하는 전자밸브와, 상기 전자밸브의 각 포트에 압력유체의 공급배출을 행하는 유로를 구비한 베이스와, 상기 전자밸브와 베이스 사이에 설치되는 중간블록을 구비하고,
    전자밸브의 각 포트와 베이스에서의 각 유로를 각각 개별적으로 연통시키는 연통로를 상기 중간블록에 설치함과 동시에, 이들 연통로 속을 가로지르는 도관을 설치하고, 이 도관 내에 형성한 압력도공에 압력검출할 연통로로 개구하는 압력도입구를 형성하며, 상기 압력도입구를 통하여 도입된 압력을 검출하는 압력센서를 상기 중간블록에 설치한 것을 특징으로 하는 센서가 부착된 전자밸브.
  2. 제1항에 있어서, 중간블록의 연통로 속을 가로지르는 도관 내에 통전부재용 통로를 설치하고, 상기 통로에 통전부재를 삽입하여 통과시킨 것을 특징으로 하는 센서가 부착된 전자밸브.
  3. 제2항에 있어서, 중간블록에, 전자밸브의 밸브체에 설치한 마그넷의 근접을 검출하는 자기센서를 설치하고, 통전부재용 통로에 그 센서출력을 도출하는 신호선을 삽입하여 통과시킨 것을 특징으로 하는 센서가 부착된 전자밸브.
  4. 제3항에 있어서, 중간블록에 자기센서의 출력에 기초하여 밸브체의 동작불량을 표시하는 표시기를 설치한 것을 특징으로 하는 센서가 부착된 전자밸브.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 중간블록은 중간블록 본체 및 그것에 연접 설치한 제1 및 제2하우징을 구비하고,
    상기 중간블록 본체에는 전자밸브의 각 포트와 베이스에서의 각 유로를 연통시키는 연통로 및 상기 연통로 속을 가로지르는 도관을 설치하고, 도관 내에 형성한 압력도공의 일단에 상기 압력센서를 설치하며,
    상기 제1하우징에는 전자밸브와 베이스 사이의 통전을 행하는 통전중계부재, 상기 압력센서 및 자기센서의 출력신호를 베이스를 통하여 외부로 도출하기 위한 신호도출부재를 설치하고,
    상기 제2하우징에는 자기센서를 설치한 것을 특징으로 하는 센서가 부착된 전자밸브.
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