KR20050016043A - 파일럿식 전자 밸브 - Google Patents

파일럿식 전자 밸브

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KR20050016043A
KR20050016043A KR1020040060093A KR20040060093A KR20050016043A KR 20050016043 A KR20050016043 A KR 20050016043A KR 1020040060093 A KR1020040060093 A KR 1020040060093A KR 20040060093 A KR20040060093 A KR 20040060093A KR 20050016043 A KR20050016043 A KR 20050016043A
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오시마마사유키
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

파일럿식 전자 밸브에 있어서, 보다 간단한 구성에 의하여 피스톤의 기울어짐을 방지하고 피스톤을 짧게 하고, 수동조작자의 운동을 피스톤 및 메인 밸브에 전달하여 수동조작자의 작동에 의하여 메인 밸브를 이동시키는 것을 과제로 한다.
피스톤 챔버(15)와 수동조작자 챔버(31)의 사이에 격벽(隔璧; 36)이 형성되고, 격벽(36)에 안내 구멍(32)이 형성되며, 피스톤(40)의 좌측에 가이드 돌출부(33)가 형성되어 있다. 가이드 돌출부(33)가 안내 구멍(32)에 삽입관통되고, 경사면(34)을 가지는 수동조작자(35)가 수동조작자 챔버(31)에 왕복이동 가능상태로 설치되어 있다. 수동조작자(35)의 작동조작에 의하여 경사면(34)이 가이드 돌출부(33)의 경사부(37)에 접촉하여 피스톤 및 메인 밸브를 작동시킬 수 있다.

Description

파일럿식 전자 밸브{Pilot-controlled electromagnetic valve}
본 발명은, 공기압 조작 시스템에 있어서 이용되는 파일럿 조작식 전자(電磁)절환밸브(파일럿식 전자(電磁) 밸브)에 관한 것이다.
일본국 특허공개 2000-283118호 공보(특허문헌 1)에는, 피스톤 챔버의 일방측에 메인 밸브 챔버가 형성되고, 피스톤 챔버의 타방측에 격벽(隔璧)을 개재하여 수동조작자 챔버가 형성되고, 피스톤 챔버에 피스톤이 슬라이딩 가능하게 설치됨과 동시에 메인 밸브 챔버에 메인 밸브가 슬라이딩 가능하게 설치되고, 피스톤의 이동에 의하여 메인 밸브가 이동되는 파일럿식 전자(電磁) 밸브가 기재되어 있다. 도 3은, 특허문헌 1의 내용 중 본 발명과의 공통 개소 등을 정리하여 기재한 것이다.
도 3에 있어서, 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)의 일방측(도 3에서는 우측)에 메인 밸브 블럭(10)이 인접하여 배치되고, 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)과 메인 밸브 블럭(10)은 연결구(20) 등에 의하여 고정되어 있다. 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)의 타방측(도 3에서는 좌측)에 파일럿 밸브(12)가 인접하여 배치되고, 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)과 파일럿 밸브(12)는 볼트 등에 의하여 고정되어 있다. 메인 밸브 블럭(10)에는 길이방향으로 관통한 메인 밸브 챔버(13)가 형성되고, 메인 밸브 챔버(13)에는 메인 밸브(스풀)(14)가 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 메인 밸브 블럭(10)의 하면(下面)에는 한쪽 끝에서부터 순서대로 제1배기포트(EA), 제1출력포트(A), 급기포트(P), 제2출력포트(B), 제2배기포트(EB)가 개구되고, 각 포트는 메인 밸브 챔버(13)의 소정의 개소에 연통되어 있다.
수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)에는 일방측에 개구한 피스톤 챔버(15)가 형성되고, 대경(大徑)의 피스톤 챔버(15)와 소경(小徑)의 메인 밸브 챔버(13)는 동심상(同心狀)으로 연통되고, 피스톤 챔버(15)와 메인 밸브 챔버(13)의 사이는 연통되어 있다. 메인 밸브 챔버(13)의 일단(一端)(도 3에서는 우단(右端)에서 대기에 연통되어 있다)에는 스프링 받이(spring retainer; 24)가 고정되고, 메인 밸브(14)의 일단부의 개구 구멍(25)의 바닥부와 스프링 받이(24)의 사이에 스프링(17)이 개재되어 장착되어 있다. 피스톤 챔버(15)에는 피스톤(16)이 슬라이딩 가능하게 설치되고, 피스톤 제1챔버(도 3에서는 피스톤(16)의 좌측 챔버)(22)에 압축공기가 유입되었을 때는, 피스톤(16)ㆍ메인 밸브(14)가 스프링(17)의 힘에 저항하여 일측방향(도 3에서는 우측방향)으로 이동한다. 그리고, 메인 밸브(14)의 양단부와 메인 밸브 챔버(13)의 사이는, 2개의 O링(O-ring)에 의하여 기밀상태로 되어 있다.
수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)에는 밸브체(18), 공급포트(p), 출력포트(a), 배기포트(e)가 설치되고, 공급포트(p)는 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)의 공급유로(27) 및 메인 밸브 블럭(10)의 공급유로(27a)를 지나서 공급포트(P)에 연통되어 있다. 출력포트(a)는 출력유로(28)를 지나서 피스톤 제1챔버(22)에 연통되고, 배기포트(e)는 대기에 연통되어 있다. 도시가 생략되어 있지만, 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)에는 수동조작실이 형성되고, 수동조작실 내에 설치된 수동조작자의 조작에 의하여, 압축공기가 피스톤 제1챔버(22)에 유입되도록 구성되어 있다.
피스톤(16)의 외주에는 환상(環狀)홈이 형성되고, 환상홈에는 실링용 피스톤 패킹(30)이 장착되어 있다. 피스톤 패킹(30)으로부터의 공기누출이나 편마모를 방지하기 위하여, 피스톤(16)이 기울어지지 않도록 피스톤(16)에 가이드를 마련하는 것이 필요하다. 도 3의 전자(電磁) 밸브는 2 포지션 타입이지만, 3 포지션 타입의 전자 밸브에서는 피스톤(16)과 메인 밸브(14)가 떨어지는 작동공정이 있으므로, 가이드가 특히 중요해진다. 통상, 도 3에 나타낸 바와 같이 피스톤 패킹(30)의 양측에 가이드를 마련하고 있지만, 가이드의 폭이 커지면 전자 밸브의 전체길이(L)가 길어져서, 소형화의 요청에 반(反)하는 것이 된다. 그래서, 피스톤(16)의 폭(L')을 삭제하여 피스톤(16)을 짧게 하고자 한다. 또한, 수동조작자와 피스톤(16)의 관계도 간단한 것으로 하고자 한다.
일본국 특허공개 2002-250463호 공보(특허문헌 2)의 도 3 등에는, 파일럿식 전자 밸브에 있어서, 피스톤의 일방측에 환상(環狀) 돌출부를 마련하고, 이 환상 돌출부에 메인 밸브의 타방측의 소경(小徑) 돌출부를 끼워맞추는 것이 개시되어 있다. 이 구조에 의하여 피스톤의 기울어짐이 방지되고, 피스톤의 상기 폭(L')을 삭제하여 피스톤을 짧게 할 수 있다고 판단된다. 이와 같이, 피스톤의 기울어짐을 방지하여, 피스톤을 짧게 하는 것은 이미 알려져 있지만, 본 발명에서는 더욱 간단한 구성으로 피스톤의 기울어짐을 방지하여, 피스톤을 짧게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 전자(電磁) 밸브에 있어서, 더욱 간단한 구성에 의하여 피스톤의 기울어짐을 방지하여 피스톤을 짧게 하고, 수동조작자의 운동을 피스톤 및 메인 밸브에 전달하여 수동조작자의 조작에 의하여 메인 밸브를 이동시키는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 달성하기 위하여, 피스톤 챔버의 일방측에 메인 밸브 챔버가 형성되고, 피스톤 챔버의 타방측에 격벽을 개재하여 수동조작자 챔버가 형성되고, 피스톤 챔버에 피스톤이 슬라이딩 가능하게 설치됨과 동시에 메인 밸브 챔버에 메인 밸브가 슬라이딩 가능하게 설치되고, 피스톤의 이동에 의하여 메인 밸브가 이동되는 파일럿식 전자 밸브에 있어서,
상기 격벽에 안내 구멍이 형성되고, 피스톤의 타방측에 가이드 돌출부가 형성되고, 가이드 돌출부가 안내 구멍에 삽입관통되고, 경사면을 가지는 수동조작자가 수동조작자 챔버에 왕복이동 가능상태로 설치되고, 수동조작자의 조작에 의하여 경사면이 가이드 돌출부에 접촉하여 피스톤을 작동시키는 것을 제1구성으로 한다.
본 발명은, 제1구성에 있어서, 상기 경사면이 수동조작자의 선단부에 일방측을 향하여 형성되고, 상기 가이드 돌출부의 선단에 완만하게 경사진 경사부가 형성되고, 경사면과 가이드 돌출부의 경사부가 맞물리는 것을 제2구성으로 한다. 그리고, 경사부의 형상으로서 절두원추면(截頭圓錐面), 회전방물면(回轉放物面), 구면(球面)을 들 수 있다.
본 발명은, 제1, 제2구성에 있어서, 수동조작자 챔버의 타방측에 지지면이 형성되고, 수동조작자의 타방의 면이 지지면에 슬라이딩 가능하게 접촉하고, 상기 경사면이 타방의 방향으로 이동하는 것이 방지된 것을 제3구성으로 한다.
본 발명은, 제1 내지 제3구성에 있어서, 상기 수동조작자가 수동조작자 챔버에 회전 불가능한 상태 또한 이동범위제한의 상태가 되고, 수동조작자의 기단부(基端部)에 파지부(把持部, grip portion)가 형성된 것을 제4구성으로 한다.
< 실시예 >
도 1(a), 도 1(b), 도 2는 본 발명의 파일럿식 전자 밸브의 실시예를 나타낸다. 도 1(a), 도 1(b), 도 2의 설명에 있어서, 도 3과 동일한 부재에는 동일한 부호를 부가하여, 그 설명은 생략 또는 간략하게 한다. 그리고, 실시예의 설명에서 말하는 우방(右方), 좌방(左方)은 본 발명의 일방향, 타방향을 의미하고, 마찬가지로 우측, 좌측은 본 발명의 일방측, 타방측을 의미한다.
실시예의 특징은, 피스톤 챔버(15)와 수동조작자 챔버(31)의 사이의 격벽(36)에 안내 구멍(32)이 형성되고, 피스톤(40)의 좌측에 가이드 돌출부(33)가 형성되고, 가이드 돌출부(33)가 안내 구멍(32)에 삽입관통되고, 경사면(34)을 가지는 수동조작자(35)가 수동조작자 챔버(31)에 왕복이동 가능상태로 설치되고, 수동조작자(35)의 조작에 의하여 경사면(34)이 가이드 돌출부(33)에 접촉하여 피스톤(40) 및 메인 밸브(14)를 작동시키는 것이다.
피스톤(40)은, 종래의 피스톤(16)과 비교하면 폭(L')만큼 폭이 짧고(도 3 참조), 좌측에 대략 원통상의 가이드 돌출부(33)가 형성되고, 가이드 돌출부(33)의 선단에 완만하게 경사진 경사부(37)가 형성되어 있다. 도 1(a), 도 1(b)에는, 절두원추면의 경사부(37)가 도시되어 있지만, 경사부(37)의 형상은 회전방물면, 구면 등이어도 좋다. 가이드 돌출부(33)는 안내 구멍(32)에 공기가 자유롭게 유통하는 상태로 삽입관통되고, 경사부(37)는 수동조작자 챔버(31) 내에 위치하고 있다. 가이드 돌출부(33)를 안내 구멍(32)에 삽입관통함으로써, 피스톤(40)의 경사가 방지된다. 경사방지와 공기의 유통을 확실하게 하기 위하여, 가이드 돌출부(33)의 외주부에 길이방향(도 1(a)에서는 좌우방향)의 다수의 세로홈을 형성하고, 가이드 돌출부(33)의 외주부와 안내 구멍(32)의 사이의 덜컹거림을 없애고, 공기를 세로홈에서 유통시킬 수 있다.
수동조작자 챔버(31)는, 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)에 종방향을 향하여 형성되고, 수동조작자 챔버(31)의 상단은 수동조작자가 부착된 피스톤 블럭(11)의 상면에 개구되어 있다. 수동조작자 챔버(31)에 수동조작자(35)가 왕복이동 가능상태로 삽입되고, 수동조작자(35)의 상단부의 가이드홈(41)에 핀(42)이 맞물리고, 수동조작자(35)가 회전불가능하여 왕복이동의 범위가 제한되어 있다. 수동조작자(35)의 상하방향의 중앙부분의 환상홈에 O링(O-ring; 43)이 장착되고, 수동조작자 챔버(31)와 수동조작자(35)의 사이가 기밀상태로 되어 있다. 수동조작자(35)의 기단(基端)(상단)에는 미도시한 파지부가 형성되고, 파지부에 의하여 수동조작자(35)를 상하방향으로 조작한다. 그리고, 수동조작자(35)를 하방위치에 로크(lock)하는 기구를 마련할 수 있다.
수동조작자(35)의 하반부에는 기단부보다도 약간 소경의 맞물림부재(engagement member; 39)가 있고, 맞물림부재(39)의 선단부(하단부)에 우측을 향한 경사면(34)이 형성되어 있다. 수동조작자(35)의 하방으로의 조작에 의하여 경사면(34)이 가이드 돌출부(33)의 경사부(37)에 접촉하여 피스톤(40) 및 메인 밸브(14)를 우측방향으로 이동시킬 수 있다. 수동조작자 챔버(31)의 하방부의 좌측에는 내측으로 돌출한 지지면(38)이 형성되고, 수동조작자(35)(맞물림부재(39))의 좌측면이 지지면(38)에 슬라이딩 가능하게 접촉하고, 수동조작자(35)의 하방으로의 조작시에 경사면(34)이 좌측방향으로 이동하는 (경사면(34)과 경사부(37)의 맞물림이 해제되는) 것이 방지된다. 그리고, 도 1(a), 도 1(b)에서는, 경사면(34)이 수동조작자(35)의 선단부에 형성되어 있지만, 경사면(34)이 수동조작자(35)의 선단부 이외의 개소, 예컨대 상하방향의 중간부의 우측에 형성할 수가 있다.
도 1(a), 도 1(b)는 파일럿 밸브(12)로부터 OFF신호가 출력된 상태를 나타내고, 수동조작자(35)의 경사면(34)과 가이드 돌출부(33)의 경사부(37)는 이격되고, 출력포트(a)는 배기포트(e)에 연통되고, 피스톤 제1챔버(22)는 출력유로(28) 등을 지나서 대기에 연통되어 있다. 피스톤(40) 및 메인 밸브(14)는 스프링(17)의 탄성 반발력에 의하여 OFF위치(좌측위치)에 있고, 공급포트(P)와 제1출력포트(A)가 연통되고, 제2출력포트(B)와 제2배기포트(EB)가 연통되어 있다. 파일럿 밸브(12)로부터 ON신호가 출력되면, 밸브체(18)가 절환되어서, 압축공기가 공급포트(P)로부터 공급통로(27), 출력통로(28)를 지나서 피스톤 제1챔버(22)에 유입되고, 피스톤(40) 및 메인 밸브(14)는 스프링(17)의 탄성 반발력에 저항하여 이동하고, 메인 밸브(14)가 ON위치로 절환된다.
파일럿 밸브(12)의 출력신호와는 관계없이, 메인 밸브(14)를 강제적으로 ON위치로 절환하고자 할 때는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 수동조작자(35)의 파지부를 손으로 눌러 내리는 조작을 한다. 수동조작자(35)의 하방으로의 이동에 수반하여, 수동조작자(35)의 경사면(34)과 가이드 돌출부(33)의 경사부(37)의 맞물림이 시작되고, 경사면(34)의 하방이동에 따라서 경사부(37)가 우방으로 이동한다. 경사부(37)의 우방이동에 의하여 피스톤(40) 및 메인 밸브(14)가 우방으로 이동하고, 메인 밸브가 ON위치로 절환된다.
본 발명에 있어서는, 피스톤 챔버와 수동조작자 챔버의 사이의 격벽에 안내 구멍이 형성되고, 피스톤의 타방측에 가이드 돌출부가 형성되고, 가이드 돌출부가 안내 구멍에 삽입관통되어 있다. 피스톤의 가이드 돌출부를 격벽의 안내 구멍에 삽입한다고 하는, 특허문헌 2의 구성보다 간단한 구성에 의하여 피스톤의 기울어짐을 방지하여 피스톤을 짧게 하고, 전자 밸브의 전체길이(L)를 짧게 하고 있다.
그리고, 경사면을 가지는 수동조작자가 수동조작자 챔버에 왕복이동 가능상태로 설치되고, 수동조작자의 조작에 의하여 경사면이 가이드 돌출부에 접촉하여 피스톤 및 메인 밸브를 작동시킬 수 있다. 수동조작자의 운동을 피스톤에 직접 전달한다는 간단한 구성으로 메인 밸브를 이동시킬 수 있다.
도 1(a)는, 본 발명의 파일럿식 전자 밸브의 단면도이다.
도 1(b)는, 도 1(a)의 요부확대도이다.
도 2는, 본 발명의 파일럿식 전자 밸브의 수동조작시의 단면도이다.
도 3은, 종래의 파일럿식 전자 밸브의 단면도이다.

Claims (4)

  1. 피스톤 챔버의 일방측에 메인 밸브 챔버가 형성되고, 피스톤 챔버의 타방측에 격벽을 개재하여 수동조작자 챔버가 형성되고, 피스톤 챔버에 피스톤이 슬라이딩 가능하게 설치됨과 동시에 메인 밸브 챔버에 메인 밸브가 슬라이딩 가능하게 설치되고, 피스톤의 이동에 의하여 메인 밸브가 이동되는 파일럿식 전자(電磁) 밸브에 있어서,
    상기 격벽에 안내 구멍이 형성되고, 피스톤의 타방측에 가이드 돌출부가 형성되고, 가이드 돌출부가 안내 구멍에 삽입관통되고, 경사면을 가지는 수동조작자가 수동조작자 챔버에 왕복이동 가능상태로 설치되고, 수동조작자의 조작에 의하여 경사면이 가이드 돌출부에 접촉하여 피스톤을 작동시키는 것을 특징으로 하는 파일럿식 전자 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사면이 수동조작자의 선단부에 일방측을 향하여 형성되고, 상기 가이드 돌출부의 선단에 완만하게 경사진 경사부가 형성되고, 경사면과 가이드 돌출부의 경사부가 맞물리는 것을 특징으로 하는 파일럿식 전자 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    수동조작자 챔버의 타방측에 지지면이 형성되고, 수동조작자의 타방의 면이 지지면에 슬라이딩 가능하게 접촉하고, 상기 경사면이 타방의 방향으로 이동하는 것이 방지된 것을 특징으로 하는 파일럿식 전자 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수동조작자가 수동조작자 챔버에 회전 불가능한 상태 또한 이동범위제한의 상태가 되고, 수동조작자의 기단부(基端部)에 파지부(把持部, grip portion)가 형성된 것을 특징으로 하는 파일럿식 전자 밸브.
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