KR20140144745A - 솔레노이드 밸브 시스템 - Google Patents

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Abstract

솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a)에서, 복수의 제1 내지 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 복수의 제1 내지 제3 그룹들(14, 16, 18)로 나눈다. 이 경우, 안전 전원 제어 유닛(22, 22a)은 제1 내지 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 제어하기 위하여 제1 내지 제3 그룹들(14, 16, 18)마다 제공된다.

Description

솔레노이드 밸브 시스템{SOLEMOID VALVE SYSTEM}
본 발명은 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛의 안전 기능을 갖춘 솔레노이드 밸브 시스템에 관한 것이다.
종래부터, 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들이 연결되어 매니폴드로 만들어지고, 각 솔레노이드 밸브 유닛들에서 솔레노이드 밸브들의 이상이나 오동작을 회피하기 위한 안전 장치 또는 안전 대책을 갖춘 솔레노이드 밸브 시스템을 더 포함하고 있다.
　이러한 솔레노이드 밸브 시스템에서는, 예를 들면, 솔레노이드 밸브 유닛에 제어 신호를 출력하는 시리얼 전송 유닛이나, 복수의 솔레노이드 밸브 유닛에 대해 서로 이웃이 되는 솔레노이드 밸브 유닛에 상기 제어 신호를 출력하는 회로에, 고장 등의 이상이 일어난다고 알려져 있다. 이 경우, 안전 장치 또는 안전 대책으로서, 이러한 이상이 발생한 솔레노이드 밸브 유닛의 솔레노이드 밸브에 상기 제어 신호가 입력되어도, 해당 솔레노이드 밸브 유닛이 제어될 수 없는 상태로 할 필요가 있다.
　거기서, 본 출원인은, 일본 공개특허 특개 2003－139264호 공보와 같이, 본 출원은 복수의 솔레노이드 밸브 유닛의 각각 제어 신호를 출력하는 시리얼 전송 유닛과, 상기 솔레노이드 밸브 유닛과의 사이에, 상기 솔레노이드 밸브 유닛의 모두에 대해서 인터락(interlock) 제어를 실시하는 인터락 유닛을 갖춘 솔레노이드 밸브 제어장치를 제안하고 있다. 이 경우, 상기 인터락 유닛은, 시리얼 전송 유닛으로부터 솔레노이드 밸브 유닛으로 출력되는 일반 신호(common signals)를 인터락 제어한 결과로, 솔레노이드 밸브 제어장치 전체에 대해서, 전체적으로 인터락 제어를 실시하고 있다.
　또한 유럽 특허 EP2026156B1 명세서에는, 상기 스위치 수단의 작동 상태에 대해, 안전 모듈이 전원 공급 라인용의 스위치 수단을 가지며, 상기 안전 모듈을 경유해 전원이 공급되는 밸브 모듈의 전원 공급 라인을 차단하는 것이 개시되고 있다.
그렇지만, 유럽 특허 EP2026156B1 명세서의 구성에 대해, 안전 모듈의 스위치 수단은, 모든 밸브 모듈에 대한 전원 공급 라인을 차단한다. 이러한 이유로, 이상이 발생한 솔레노이드 밸브 유닛과 관련하지 않는 다른 솔레노이드 밸브 유닛에 대해서도, 전원 공급이 차단되게 된다. 따라서, 유럽 특허 EP2026156B1 명세서의 구성에서는, 안전 장치 또는 안전 대책이 충분하지 않다.
일본 공개특허 특개 2003－139264호 유럽 특허 EP2026156B1
본 발명은, 앞에서 살펴본 문제들을 고려해 상정된 것이다. 본 발명은 매니폴드로 만들어진 복수의 솔레노이드 밸브 유닛에서, 비작동으로 해야 할 솔레노이드 밸브에만 설치되어 효과적이며 확실히 그 작동을 정지시킬 수 있으므로 안전성을 높일 수가 있는 솔레노이드 밸브 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
앞에서 본 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들을 가지고, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들이 제어 신호들에 의하여 각각 제어되는 솔레노이드 밸브 시스템에 있어서, 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들들은, 복수의 그룹들로 나뉘어지고, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은 상기 복수의 그룹들 각각에 대하여, 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들에서 솔레노이드 밸브들을, 상기 제어 신호들에 관계없이, 직접적으로 제어하기 위한 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들에 상기 제어 신호들이 입력된 상태에 있는 경우, 상기 제어 유닛은 상기 솔레노이드 밸브 유닛들이 제어 가능하게 되는 작동 가능 상태와, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들이 작동되지 않는 비작동 상태 사이를 스위칭하는 것을 특징으로 한다.
　본 발명에 의하면, 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들은, 복수의 그룹들로 나뉘어지고, 제어 유닛에 의해 각각의 그룹마다 제어된다. 이러한 제어에 의해, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들에 있어서의 솔레노이드 밸브들은, 제어 신호들에 대응해 제어 가능한 작동 가능 상태와 상기 제어 신호들과 관계없이 제어할 수 없는 비작동 상태로 변환된다.
　이와 같이, 제어 유닛이 각각의 그룹마다 솔레노이드 밸브 유닛들을 제어함으로써, 비작동으로 제어되야 할 솔레노이드 밸브를 가지는 그룹에 대해서는 솔레노이드 밸브들은 작동하지 않게 제어되면서, 그 외의 그룹에 대해서는 솔레노이드 밸브들을 작동 가능하게 제어될 수 있다. 또한, 제어 유닛은, 솔레노이드 밸브 유닛들을, 제어 신호와 관계없이 제어할 수 없는 비작동 상태로 스위칭할 수 있다. 그 때문에, 상기 제어 신호를 출력하는 기기나, 솔레노이드 밸브 유닛들 또는 솔레노이드 밸브들에 있어서의 제어 신호에 관련된 회로들이 고장났을 경우라도, 비작동으로 제어되야 할 솔레노이드 밸브들은 확실하고 효과적으로 그 작동이 정지될 수 있다. 따라서, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛의 안전성을 높일 수 있다.
　또한, 상기 제어 유닛은, 상기 제어 신호들을 상기 솔레노이드 밸브 유닛들로 출력하여 상기 솔레노이드 밸브 유닛을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브 제어 유닛과, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들의 작동 가능 상태와 상기 비작동 상태를 스위칭하기 위한 전원 제어 유닛을 포함할 수 있다.
　상기 솔레노이드 밸브 시스템은, 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들에 전력을 공급하는 전원부와, 상기 복수의 그룹들마다 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들과 상기 전원부를 연결하는 복수의 전력 공급로들을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전원 제어 유닛은 상기 전원부로부터 상기 복수의 전력 공급로들로 전력이 공급되는 전력 공급 상태를 상기 복수의 그룹들마다 제어한다.
또한, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은, 상기 복수의 전력 공급로들과 상기 전원부를 접속하기 위한 스위칭 수단들을 더 포함하며, 상기 전원 제어 유닛의 제어에 대응하여, 상기 스위칭 수단들은 상기 전력 공급로들에 대한 전력이 공급되는 전력 공급 상태를 스위칭한다.
이 경우, 상기 전원 제어 유닛은 상기 전원부와 상기 솔레노이드 밸브 유닛들 사이에 설치될 수 있으며, 상기 스위칭 수단들은 상기 전원 제어 유닛에 제공될 수 있다. 또한, 상기 스위칭 수단들은 상기 복수의 그룹들 각각에 제공될 수 있다.
또한, 상기 그룹들 각각은, 적어도 2 이상의 상기 솔레노이드 밸브 유닛들을 포함할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브 유닛들 중 하나는, 상기 제어 유닛의 제어에 대응하여 작동 상태가 스위칭되는 제1 밸브를 포함할 수 있으며, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들 중 다른 하나는, 상기 제1 밸브의 스위칭 작용하에 공급되는 유체의 공급 상태에 대응하여 작동 상태가 스위칭되는 제2 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 그룹들 각각은 상기 제2 밸브에 대하여 공급되는 상기 유체의 공급 상태를 검출하는 공급 상태 검출 유닛을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 공급 상태 검출 유닛은 상기 유체의 압력을 검출하는 압력 센서, 또는 상기 유체의 압력이 소정 압력까지 낮아진 것을 나타내는 출력 신호를 출력하는 압력 스위치를 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브 시스템은 상기 공급 상태 검출 유닛에 의하여 검출된 상기 유체의 공급 상태를 기반으로 하여, 상기 제1 밸브로부터 상기 유체가 상기 제2 밸브에 적절히 공급되고 있는지 아닌지를 판정하는 공급 상태 판정 유닛을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어 유닛은 상기 솔레노이드 밸브 유닛의 동작을 지시하는 지시 신호의 공급을 기반으로 하여, 상기 솔레노이드 밸브 유닛을 제어하고, 상기 공급 상태 판정 유닛은, 상기 지시 신호가 나타내는 지시 내용과, 상기 유체의 공급 상태가 일관되는지 아닌지를 판정할 수 있다.
또한, 상기 공급 상태 판정 유닛은 상기 제어 유닛 내에 설치되거나, 상기 지시 신호를 공급할 수 있는 외부 제어 기기에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 지시 신호가 상기 외부 제어 기기로부터 상기 제어 유닛에 공급되거나, 상기 지시 신호가 상기 공급 상태 판정 유닛으로부터 상기 제어 유닛에 공급된다.
더욱이, 상기 공급 상태 검출 유닛이 상기 압력 스위치인 경우, 상기 공급 상태 판정 유닛은 상기 지시 신호의 공급으로부터 소정의 임계 시간 기간(threshold time period)이 경과하여도, 상기 출력 신호가 상기 압력 스위치로부터 상기 공급 상태 판정 유닛에 공급되지 않을 때, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들이 비정상적으로 작동하고 있다고 판정할 수 있다.
덧붙여, 상기 임계 시간 기간은, 상기 솔레노이드 밸브 유닛이 정상적으로 작동하는 경우, 상기 지시 신호의 공급으로부터 상기 공급 상태 판정 유닛에 상기 출력 신호가 공급되기까지의 시간 기간(time period)보다도 길고, 조절 가능한 시간일 수 있다. 이것에 의해, 상기 임계 시간은 임의의 값으로 설정될 수 있다.
이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
더욱 구체적으로는, 솔레노이드 밸브 시스템에서는, 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들은 복수의 그룹들로 나뉘고, 상기 그룹들마다 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들을 제어하는 제어 유닛이 제공된다. 따라서, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들에 서 솔레노이드 밸브들의 상기 작동 상태를 상기 그룹들 각각마다 제어될 수 있다. 이리하여, 비작동으로 되어야 할 솔레노이드 밸브를 가진 그룹에 대하여 솔레노이드 밸브들은 작동하지 않도록 제어되면서, 그 외의 그룹들에 대하여는 솔레노이드 밸브들은 작동 가능하도록 제어될 수 있다. 따라서, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들에서, 작동 정지해야 할 솔레노이드 밸브들은 확실하고 효과적으로 정지될 수 있으며, 안전성을 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 도시된 예에 의하여 보여지는 본 발명의 적절한 실시예의 첨부된 도면들과 연계하여 후술할 설명들로부터 더욱 적절하고 명확하게 될 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 솔레노이드 밸브 시스템의 변형예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템에 대해, 제어 신호에 의하여 제어 가능한 상태에 있는 솔레노이드 밸브 유닛의 회로도이다.
도 4는, 도 3에 나타낸 솔레노이드 밸브 시스템에서, 제2 그룹의 제2 솔레노이드 밸브 유닛이 제어될 수 없는 상태에 있는 솔레노이드 밸브 유닛의 회로도이다.
도 5는, 본 발명의 제3의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템의 개략 구성도이다.
도 6은, 본 발명의 제4의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템의 개략 구성도이다.
도 7은, 외부 제어 기기로부터 제어 유닛에 대한 지시 신호의 공급으로부터, 외부 제어 기기에 대한 잔여 압력 정보의 입력까지의 각 구성 요소의 상태를 나타낸한 타이밍 차트이다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 시스템에 대해 적합한 실시의 형태를 들어, 첨부의 도면을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다. 도 1에 대해, 참조 부호 10은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템을 나타낸다.
도 1과 같이, 솔레노이드 밸브 시스템(10)은, 전원부(12)와 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)과, 상기 전원부(12)로부터 상기 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 대한 통전 상태(energized state), 예를 들어 전원 공급을 제어하기 위한 제어 유닛(19)을 구비한다.
제어 유닛(19)은, 시리얼 전송 유닛(20, 이하, 단지 SI유닛이라고 한다)(솔레노이드 밸브 제어 유닛) 과 안전 전원 제어 유닛(22, 전원 제어 유닛)로 구성된다. SI 유닛(20)은, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 제어 신호(sc1)를 출력함으로써 순차 제어를 실시한다. 또한, 안전 전원 제어 유닛(22)은, 상기 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 있어서의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)를 제어 신호(sc1)에 구애받지 않고 제어한다. 달리 말해, 안전 전원 제어 유닛(22)은, 상기 솔레노이드 밸브들을 직접적으로 제어할 수 있다.
또한, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에는, 시퀀서, 시리얼/패러렐 변환 유닛 또는 안전 대책용의 PLC(Programmable　Logic　Controller) 등과 같은 외부 콘트롤러로서의 외부 제어 기기(23)가 설치되어 있다. 외부 제어 기기(23)는, 버스(24)를 통해 제어 유닛(19)으로 연결되어 지시 신호(sc2)를 출력한다. 그 때문에, 제어 유닛(19)의 SI 유닛(20)및 안전 전원 제어 유닛(22)은, 외부 제어 기기(23)으로부터 버스(24)를 통하여, 상기 지시 신호(sc2)의 공급을 받게 된다.
제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은 각각 복수의 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)로 나뉘어져 있다.
또한, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에서는, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 동작을 지시하는 지시 신호(sc2)를 외부 제어 기기(23)으로부터 입력 가능하다.
전원부(12)는 솔레노이드 밸브 시스템(10)에 있어서의 각 구성 요소, 더욱 구체적으로는, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 있어서의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)을 동작시키기 위해서, 필요한 전압 및 전류, 더욱 구체적으로는, 필요한 전력을 공급한다. 전원부(12)는, 예를 들면, 안전 전원 제어 유닛(22)을 통하여, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 전기적으로 연결되어 상기 전력을 공급한다.
제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은 도시하지 않은 입력 단자와, 도시하지 않은 출력 단자와, 도시하지 않은 솔레노이드로 동작하는 솔레노이드 밸브를 각각 포함한다. 상기 솔레노이드 밸브들은, 예를 들면, 단동식(single-action type), 복동식(double-action type)이나, 3 포지션의 솔레노이드 밸브일 수 있다.
예를 들면, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은, 제어 유닛(19)측으로부터 상기 제1 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d), 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d), 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(18a~18d)의 순서로 설치된다. 따라서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은, 각각, 4개의 솔레노이드 밸브 유닛들이 순서대로 병렬로 설치된다. 그리고, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은, 서로 이웃하는 솔레노이드 밸브 유닛의 출력 단자와 한편의 솔레노이드 밸브 유닛의 입력 단자를 연결해 연결되고 배열된다.
이와 같이 연결된 상태에서, 일단을 구성하는 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a)의 입력 단자는 제어 유닛(19)의 SI 유닛(20)에 연결된다. 따라서, 상기 SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)는 상기 입력 단자에 입력된다.
예를 들면, 이 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a)에서, 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a)의 솔레노이드 밸브는, SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)에 대응하여 동작된다. 또한, 출력 단자를 통하여, 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a)은, 이 제어 신호(sc1)를 서로 이웃이 되는 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14b)의 입력 단자로 입력한다. 이와 같이 하여, 제어 신호(sc1)는 동작을 위하여 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 차례차례 입력된다.
또한, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에는, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 전력 공급로들(26, 28, 30)이 각각 제공된다.
전력 공급로들(26, 28, 30)은, 예를 들면, 제어 유닛(19)의 안전 전원 제어 유닛(22)에 연결되고, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 각각 가로질러 설치된다. 그리고, 전력 공급로들(26, 28, 30)은, 안전 전원 제어 유닛(22)을 통하여 전원부(12)로부터 공급된 전력을, 각각, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)로 공급한다.
따라서, 제1 그룹(14)에 배치되고 설치되는 제1 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d)의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)은 제1 그룹(14)용의 전력 공급로(26)으로부터 전력이 공급되는 경우에는, SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)에 대응하여 제어 가능한 상태(이하, 작동 가능 상태라 함)가 된다. 한편, 전원부(12)로부터 상기 솔레노이드 밸브들에 대하여 전력이 공급되지 않는 경우, 해당 솔레노이드 밸브들은, 상기 제어 신호(sc1)가 입력되어도, 제어할 수가 없는 상태(이하, 비작동 상태라고도 한다)가 된다.
이와 같이 하여, 제2및 제3 그룹들(16, 18)에 각각 배치되고 설치되는 제2 및 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d, 18a~18d)의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)은 각각 제2및 제3 그룹들(16, 18)용의 전력 공급로(28, 30)으로부터의 전력 공급에 따라, 작동 가능 상태 또는 비작동 상태에 놓인다.
덧붙여, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 개수는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 12개로 한정되지는 않는다. 달리 말해, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에서는, 소망한 개수의 솔레노이드 밸브 유닛들이 제공될 수 있다.
또한, 도 1과 같이, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은, 3개의 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)로 각각 나뉘어진다. 솔레노이드 밸브 시스템(10)은 도 1에 나타내는 경우로 한정되지 않으며, 적어도 2개 이상의 소망하는 그룹들로 나뉘어 질 수 있다.
게다가, 도 1에서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은, 4개씩으로, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)로 나뉘어진다. 솔레노이드 밸브 시스템(10)은, 도 1에 나타내는 경우로 한정되지 않으며, 그룹마다 적어도 1개 이상의 소망한 개수의 솔레노이드 밸브 유닛들이 제공될 수 있다.
SI 유닛(20)은, 버스(24)와 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a) 사이에 연결된다. 지시 신호(sc2)에 응답한 제어 신호(sc1)는, 외부 제어 기기(23)으로부터 버스(24)를 통하여 입력되고, 상기 SI 유닛(20)으로부터 상기 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a)으로 입력된다.
안전 전원 제어 유닛(22)은, 버스(24)와 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a) 사이에 연결된다. 외부 제어 기기(23)으로부터 버스(24)를 통하여 입력되는 지시 신호(sc2)에 응답하여, 안전 전원 제어 유닛(22)은, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)에 대한 전력 공급을 제어한다.
또한, 예를 들면, 도 1과 같이, 안전 전원 제어 유닛(22)은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 각각에 안전 스위치들(32, 34, 36, 전환 수단)를 갖춘다. 안전 스위치들(32, 34, 36)의 일단은 각각 전원부(12)에 연결되고, 그 타단은, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에 있어서의 전력 공급로들(26, 28, 30)로 각각 연결된다.
그리고, 외부 제어 기기(23)으로부터의 지시 신호(sc2)에 응답하여, 안전 스위치들(32, 34, 36)은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 전원부(12)로부터 전력 공급로들(26, 28, 30)에 대한 전력 공급 상태를 온 또는 오프로 스위칭할 수 있게 구성된다. 또한, 안전 스위치들(32, 34, 36)은, 전원부(12)의 플러스측과 마이너스측과의 양쪽 모두에 대해서 배치되고 설치될 수 있다.
안전 전원 제어 유닛(22)은, 지시 신호(sc2)에 응답하여, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에 대해서 개별의 제어 신호를 출력함으로써, 해당 제어 신호에 의하여, 상기 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 제어하도록 구성할 수도 있다.
버스(24)는 제어 유닛(19)에 연결됨과 함께 외부 제어 기기(23)에 연결된다. 전술한 버스(24)는, 예를 들면, 외부 제어 기기(23)으로부터 입력되는 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 동작에 관한 지시 신호(sc2)를, 제어 유닛(19)를 구성하는 SI 유닛(20) 및 안전 전원 제어 유닛(22)으로 출력한다.
본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10)은, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이다. 다음으로, 솔레노이드 밸브 시스템(10)의 동작 및 효과에 대해 설명할 것이다.
먼저, 솔레노이드 밸브 시스템(10)을 정상적으로 사용하는 경우에, 안전 전원 제어 유닛(22)의 안전 스위치들(32, 34, 36)은 모두 온 상태가 된다. 더욱 구체적으로는, 전원부(12)는 안전 전원 제어 유닛(22)을 통하여 전력 공급로들(26, 28, 30)에 대하여 각각 연결된다. 덧붙여 도 1에 대해, 안전 스위치들(32, 34, 36)은 오프 상태로 도시되어 있다.
이 경우, 전원부(12)로부터 공급되는 전력은, 안전 스위치들(32, 34, 36)을 통하여 전력 공급로들(26, 28, 30)로 각각 공급된다. 따라서, 전력은 모든 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에 있어서의 모든 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 공급된다.
따라서, 모든 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)은, SI 유닛(20)으로부터 입력되는 제어 신호(sc1)에 응답하여 작동 가능 상태가 된다.
한편, 솔레노이드 밸브 시스템(10)을 사용함에 따라, 솔레노이드 밸브 유닛들의 일부 솔레노이드 밸브들만, 예를 들면, 제2 그룹(16)에 대비할 수 있는 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d)의 솔레노이드 밸브들만을 비작동 상태로 하는 경우가 있다. 이 경우, 외부 제어 기기(23)으로부터 제2 그룹(16)의 비작동을 지시하는 지시 신호(sc2)를, 버스(24)를 통하여 안전 전원 제어 유닛(22)으로 입력한다.
따라서, 상기 지시 신호(sc2)에 응답하여, 안전 전원 제어 유닛(22)은, 안전 스위치(34)만을 오프 상태로 바꾼다(안전 스위치들(32, 36)은 온 상태). 이 경우, 전원부(12)로부터의 전력은 안전 스위치들(32, 36)를 통하여 전력 공급로(26, 30)로 공급되고, 전력은 제1 및 제3 그룹들(14, 18)에 있어서의 제1 및 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 18a~18d)에 공급된다. 또한, 안전 스위치(34)는 오프 상태이기 때문에, 전력은 전력 공급로(28)에 공급되지 않고, 전력은 제2 그룹(16)에 있어서의 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d)에 공급되지 않는다.
따라서, 제1 및 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d 및 18a~18d)의 솔레노이드 밸브들은 작동 가능 상태가 되어 SI 유닛(20)으로부터 입력되는 제어 신호(sc1)에 응답하여 작동될 수 있다. 한편, 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d)의 솔레노이드 밸브들은 비작동 상태가 되며, SI 유닛(20)으로부터 제어 신호(sc1)가 입력되어도 작동되지 않는다.
이상과 같이, 제1의 실시 형태에 의하면, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은 복수의 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)로 나뉘어진다. 그리고, 안전 전원 제어 유닛(22)은 상기 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 상기 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 솔레노이드 밸브들(도시하지 않음)을 직접적으로 제어하도록 제공된다. 이것에 의해, 안전 전원 제어 유닛(22)은 상기 솔레노이드 밸브의 작동 제어를 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 각각 실시할 수 있다.
따라서, 비작동 상태가 되야 하는 솔레노이드 밸브들을 가지는 그룹에 대해서는, 솔레노이드 밸브들은 SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)에 의하여 작동할 수 없게 하고, 한편 그 외의 그룹들에 대하여, 그 외의 그룹들의 솔레노이드 밸브들은 상기 제어 신호(sc1)에 응답하여 작동할 수 있도록 선택적으로 제어될 수 있다. 달리 말해, 상기 그룹들은 선택적으로 제어되는 상기 솔레노이드 밸브들을 가진다. 따라서, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 통하여, 비작동 상태가 되야 하는 솔레노이드 밸브들은 확실하고 효과적으로 그 작동이 정지될 수 있으므로, 안전성을 높일 수 있다.
예를 들면, 복수의 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 대해, 일부의 솔레노이드 밸브 유닛들(예를 들면, 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d))에 이상이 발생하여, 상기 일부의 솔레노이드 밸브 유닛들을 제어 신호(sc1)로 제어를 할 수 없는 경우에, 상기 일부의 솔레노이드 밸브 유닛들 및 상기 일부의 솔레노이드 밸브 유닛들과 소정의 관계를 가지는 솔레노이드 밸브 유닛들의 솔레노이드 밸브들을 비작동 상태로 하며, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에 연결되는 유체압 기기들의 안전을 확보하면서, 다른 솔레노이드 밸브 유닛들의 솔레노이드 밸브들은 작동 가능한 상태로 유지될 수 있다.
더욱 구체적으로는, 솔레노이드 밸브 시스템(10)에 대해, 안전 스위치들(32, 34, 36) 각각의 일단이 전원부(12)에 대해서 연결되고, 또한 각각의 타단이 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 설치되는 전력 공급로들(26, 28, 30)에 대해서 연결된다. 이것에 의해, 안전 전원 제어 유닛(22)은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 안전 스위치들(32, 34, 36)을 제어할 수 있다. 따라서, 전원부(12)로부터 전력 공급로들(26, 28, 30)에 대한 전력 공급은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 각각 독립적으로 따로이 바뀔 수 있다.
따라서, 그룹마다 솔레노이드 밸브 유닛들을 매니폴드의 형태로 제공하고, 그룹마다 전원부를 갖출 필요가 없어진다. 즉, 1개에 매니폴드의 형태로 구성된 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 대해서, 1개의 전원부(12)를 갖춘 구성으로, 복수의 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 전력 공급을 실시할 수 있다. 그 때문에, 솔레노이드 밸브 시스템(10)의 소형화가 가능해져, 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 상기 제1의 실시 형태에서는, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 전력 공급로들(26, 28, 30) 각각에 대하여 전원 공급을 온 및 오프로 하기 위한 안전 전원 제어 유닛(22)에 안전 스위치들(32, 34, 36)이 제공되는 구조가 제공된다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 구조에 한정되지 않는다.
예를 들면, 안전 전원 제어 유닛(22)에 안전 스위치들(32, 34, 36)을 제공하는 대신에, 도 2에 나타낼 변형예에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10a)와 같이, 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)은 전력 공급로들(26a, 28a, 30a)과 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)을 가로질로 설치되는 공통 전력 공급로(38) 사이에 각각 설치될 수도 있을 것이다.
이 경우, 솔레노이드 밸브 시스템(10a)를 구성하는 안전 전원 제어 유닛(22a)은 전원부(12)로 연결되지 않고 버스(24)와 제1 솔레노이드 밸브 유닛(14a) 사이에 연결된다. 또한, 이러한 안전 전원 제어 유닛(22a)은 외부 제어 기기(23)으로부터의 지시 신호(sc2)에 응답하여, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)마다의 제어 신호들(sc3, sc4, sc5)을 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)에 각각 입력하도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 안전 전원 제어 유닛(22a)로부터 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에 대한 제어 신호들은, 각각 따로 따로 출력되는 패러렐 신호들(sc3, sc4, sc5)로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 시리얼 신호로서 제어 신호(sc3)만을 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)에 각각 입력하여 제어하도록 할 수 있을 것이다.
안전 스위치들(32a, 34a, 36a)은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 각각의 일단을 구성하는 솔레노이드 밸브 유닛, 예를 들면, SI 유닛(20) 측에 배치되고 설치되는 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a, 16a, 18a)에 일체적으로 제공될 수 있다. 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)의 일단은, 전원부(12)에 연결되어 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)을 가로질러 설치되는 공통 전력 공급로(38)와 연결된다. 공통 전력 공급로(38)는, 전원부(12)로부터 공급되는 전력을, 상기 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)에 공급하되, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 대해서 직접 공급하는 것은 아니다.
또한, 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)의 타단은, 전력 공급로들(26a, 28a, 30a)과 각각 연결되고, 상기 전력 공급로들(26a, 28a, 30a)은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에서 각각 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 가로질러 설치된다.
그리고, 안전 전원 제어 유닛(22a)로부터 입력되는 제어 신호들(sc3, sc4, sc5)에 응답하여, 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)은, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 전원부(12)로부터 전력 공급로들(26a, 28a, 30a)에 대한 전력 공급 상태를 온과 오프 상태 사이에서 각각 바꿀 수 있게 된다.
이상과 같이, 변형예에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10a)에서는, 안전 스위치들(32a, 34a, 36a)은 각각 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a, 16a, 18a)과 일체적으로 배치된다. 이것에 의해, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d) 각각이 모든 전력 공급로들(26a, 28a, 30a)를 갖출 필요가 없기 때문에, 소형화가 가능해진다. 또한, 제1 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d)(제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d) 또는 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(18a~18d))을 총괄하여 고려하면, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에 공통된 단일 모듈의 형태로 하는(모듈러화하는) 것도 가능하다.
다음으로, 제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(100)을 구성하는, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14c, 16a, 16b, 18a, 18b)을 도 3및 도 4에 나타낸다. 덧붙여 상술한 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10)과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(100)은, 복수의 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)과 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)로 에어 등의 유체를 공급하는 공급 통로들(108, 110, 112)을 각각 갖춘 점에서, 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10)과 다르다.
일례로서, 도 3및 도 4에서는, 제1 그룹(14)이 제1 밸브(102a) 및 제2 밸브들(102b, 102c)을 구비하고, 제2 그룹(16)이 제1 밸브(104a) 및 제2 밸브(104b)를 구비하고, 제3 그룹(18)이 제1 밸브(106a) 및 제2 밸브(106b)를 구비한다.
솔레노이드 밸브 시스템(100)은 도 3및 도 4에 도시된 구성에 한정되지 않으며, 후술할 도 5및 도 6과 같은, 제1 그룹(14)이 제1 밸브(102a) 및 제2 밸브들(102b~102d)을 구비하며, 제2 그룹(16)이 제1 밸브(104a) 및 제2 밸브들(104b~104d)을 구비하고, 제3 그룹(18)이 제1 밸브(106a) 및 제2 밸브들(106b~106d)을 구비한 경우에도 적용될 수 있다.
도 3및 도 4로 돌아와, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 복수의 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에서, 안전 전원 제어 유닛(22, 도 1 참조) 또는 안전 전원 제어 유닛(22a, 도 2 참조)로부터의 제어에 응답하여 스위칭되는 밸브들이다. 또한, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)들은, 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터의 외부 파일럿 유체에 의해 작동 상태가 스위칭되는 밸브들이다.
또한, 솔레노이드 밸브 시스템(100)에서, 예를 들면, 제1, 제2, 제3 그룹들(14, 16, 18)이 2개 이상의 제1, 제2, 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 구비한 경우에, 1개의 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로, 1개 이상의 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)을 구비하도록 구성된다.
편의상, 도 3및 도 4에서는, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛(14d, 16c, 16d, 18c, 18d)은 도시가 생략되어 있지만, 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10)과 같이, 실제로, 각각 4개의 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은 각각 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에 각각 제공된다.
또한, 솔레노이드 밸브 시스템(100)에는, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 외부 파일럿 통로(114, 116, 118), 제1 배출 통로(120, 122, 124), 그리고 제2 배출 통로(126, 128, 130)가, 그리고 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118), 제1 배출 통로들(120, 122, 124), 그리고 제2 배출 통로들(126, 128, 130)이 각각 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 가로질러 설치된다.
제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 각각의 일단을 구성하는 솔레노이드 밸브 유닛들, 예를 들면, 제어 유닛(19, SI 유닛(20)) 측에 배치되고 설치되는, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a, 16a, 18a)에 설치된다.
또한, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 안전 전원 제어 유닛(22)에 의한 안전 스위치들(32, 34, 36)의 스위칭, 혹은 안전 전원 제어 유닛(22a)에 의한 제어 신호들(sc3, sc4, sc5)의 전환에 대응하여 각각 스위칭되는 단동식의 솔레노이드 밸브다.
제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은, 예를 들면, 솔레노이드들에 의해 동작하는 파일럿 밸브들을 포함하며, 상기 파일럿 밸브들의 동작에 응답하여 스위칭된다. 솔레노이드들은 안전 전원 제어 유닛(22(22a))에 의해 제어된다. 안전 전원 제어 유닛(22(22a))에 의해 상기 솔레노이드에 대한 전류 공급이 차단되었을 때에, 제1 밸브(102a, 104a, 106a)는 공급 통로(108, 110, 112)와 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)과의 연통을 차단한다. 따라서, 상기 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)은 제2 배출 통로들(126, 128, 130)와 연통한 상태(즉, 배출 상태)로 스위칭된다.
제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 안전 전원 제어 유닛(22(22a))에 의하여 제어되야 할 필요는 없으며, 예를 들면, SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)에 응답하여 스위칭되도록 구성될 수 있다.
제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a, 16a, 18a)로부터 이격된 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b, 14c, 16b, 18b)에 각각 배치된다. 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은, 예를 들면, SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)에 응답하여 스위칭되는 복동식의 솔레노이드 밸브들이다. 그러나, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은, 단동식의 솔레노이드 밸브들로 구성될 수도 있을 것이다.
또한, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은, 예를 들면, 솔레노이드에 의해 각각 스위칭되는 2개의 파일럿 밸브들(144a 및 144b, 146a 및 146b, 148a 및 148b, 150a 및 150b)로 구성된다. 이러한 파일럿 밸브들(144a 및 144b, 146a 및 146b)은 외부 파일럿 통로(114)와 연결되며, 파일럿 밸브들(148a 및 148b)은 외부 파일럿 통로(116)와 연결되고, 파일럿 밸브들(150a 및 150b)은 외부 파일럿 통로(118)에 연결된다.
그리고, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터 공급되는 외부 파일럿 유체에 대응하여, 공급 통로들(108, 110, 112)에 대한 제1 포트들(132b, 132c, 136b, 140b)과 제2 포트들(134b, 134c, 138b, 142b)의 연통 상태를 스위칭함으로써, 유체가 흐르는 방향을 각각 스위칭한다.
압력 유체가 공급되는 제1 포트들(132a~132c) 및 제2 포트들(134a~134c)은 제1 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14c)에 각각 제공된다. 똑같이, 제1 포트들(136a, 136b, 140a, 140b)과 제2 포트들(138a, 138b, 142a, 142b)이 제2 및 제3 솔레노이드 밸브 유닛들(16a, 16b, 18a, 18b)에도 제공된다.
공급 통로(108)는 제1 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d)의 모든 밸브들, 예를 들면, 제1 밸브(102a) 및 제2 밸브들(102b, 102c)과 연결된다. 공급 통로(110)는 제2 솔레노이드 밸브들(16a~16d)의 모든 밸브들, 예를 들면, 제1 밸브(104a) 및 제2 밸브(104b)와 연결된다. 공급 통로(112)는 제3 솔레노이드 밸브들(18a~18d)의 모든 밸브들, 예를 들면, 제1 밸브(106a) 및 제2 밸브(106b)와 연결된다.
외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)은 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a, 16a, 18a)의 제2 포트들(134a, 138a, 142a)과 각각 연결됨과 함께, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)의 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)과 각각 연결된다.
제1 배출 통로들(120, 122, 124) 뿐만 아니라 제2 배출 통로들(126, 128, 130)은, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 제1 밸브들(102a, 104a, 106a) 뿐만 아니라 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)과 각각 연결된다.
공급 통로들(108, 110, 112)에 공급되는 상기 압력 유체는, 동일한 유체를 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 각각 마다 분기되는 방법으로 공급될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 각 공급 통로들(108, 110, 112)이 도 3~도 6에서는 독립한 형태로 도시되고 있지만, 상기 공급 통로들은 1개의 공급 통로로 공통화하여 공유될 수 있을 것이며, 동일한 유체를 흐르도록 할 수 있다.
또한, 제1 배출 통로들(120, 122, 124)로부터 배출되는 배출은, 동일한 흐름으로 집약될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 도 3~도 6에서 제1 배출 통로들(120, 122, 124)가 독립하여 형성된 것으로 도시되고 있지만, 상기 배출 통로들은 1개의 배출 통로로 공통화하여 공유되고 연결될 수 있으며, 동일한 흐름으로 집약될 수 있다.
또한, 제2 배출 통로들(126, 128, 130)으로부터 배출되는 배출은, 동일한 흐름으로 집약될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 도 3~도 6에서 제2 배출 통로들(126, 128, 130)이 독립하여 형성된 것으로 도시되고 있지만, 상기 배출 통로들은 1개의 배출 통로로 공통화하여 공유되고 연결될 수 있으며, 동일한 흐름으로 집약될 수 있다.
본 발명의 제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(100)은, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이다. 다음으로, 솔레노이드 밸브 시스템(100)의 동작 및 작용 효과에 대해 설명한다.
이 경우, 유체는 공급 통로들(108, 110, 112)에 미리 공급되고 있다.
먼저, 솔레노이드 밸브 시스템(100)을 정상적으로 사용하는 경우에는, 공급 통로들(108, 110, 112)와 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)를 연통시키기 위하여, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 안전 전원 제어 유닛(22(22a))에 의해 작동된다. 따라서, 도 3과 같이, 공급 통로들(108, 110, 112)은 제1 포트들(132a, 136a, 140a) 및 제2 포트들(134a, 138a, 142a)이 각각 연통한 상태로 스위칭된다. 예를 들면, 모든 안전 스위치들(32, 34, 36)은 안전 전원 제어 유닛(22)에 의하여 온 상태가 되거나, 대안적으로, 모든 제어 신호들(sc3, sc4, sc5)은 안전 전원 제어 유닛(22a)에 의하여 온 상태가 된다.
이리하여, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 스위칭 작용하에, 공급 통로들(108, 110, 112)은 각각 제1 포트들(132a, 136a, 140a) 및 제2 포트들(134a, 138a, 142a)과 연통된다. 따라서, 유체는 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)을 통하여, 제1 포트들(132a, 136a, 140a) 및 제2 포트들(134a, 138a, 142a)에 각각 공급된다.
또한, 제2 포트들(134a, 138a, 142a)에 공급된 유체는 외부 파일럿 유체로서 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)에도 각각 공급된다. 이것에 의해, 외부 파일럿 유체는 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)의 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)에 각각 공급된다.
다음으로, 외부 파일럿 유체는 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)을 통하여 한 쌍의 파일럿 밸브들(144a 및 144b, 146a 및 146b, 148a 및 148b, 150a 및 150b)에 각각 공급된다.
이때, 제어 신호(sc1)는 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)에 대하여 입력되고, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)을 작동시킨다. 따라서, 도 3과 같이 공급 통로들(108, 110, 112)은 제1 포트들(132b, 132c), 제1 포트(136b), 그리고 제1 포트(140b)와 각각 연통한 상태로 스위칭된다.
이 경우, 예를 들면, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)의 각각은, 상기 파일럿 밸브들(예를 들면, 파일럿 밸브들(144a, 146a, 148a, 150a))의 한 쌍 중 하나가 열리는 한편, 다른 파일럿 밸브(예를 들면, 파일럿 밸브(144b, 146b, 148b, 150b))는 닫힘 상태를 유지한다. 따라서, 외부 파일럿 유체는 상기 파일럿 밸브들(144a, 146a, 148a, 150a)에만 공급된다. 이리하여, 도 3와 같이, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은 파일럿 밸브들(144a, 146a, 148a, 150a)을 통과한 외부 파일럿 유체의 작용하에 스위칭된다.
그 때문에, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)의 스위칭 작용하에서, 공급 통로들(108, 110, 112)은 제1 포트들(132b, 132c, 136b, 140b)과 각각 연통하고, 제2 배출 통로들(126, 128, 130)은 제2 포트들(134b, 134c, 138b, 142b)과 각각 연통한다. 따라서, 유체는 상기 제 2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)을 통하여 제1 포트들(132b, 132c, 136b, 140b)에 공급된다.
제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 제1 배출 통로들(120, 122, 124), 또는 제2 배출 통로들(126, 128, 130)와 연통되지 않는다. 또한, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은 제1 배출 통로들(120, 122, 124)와 연통되지 않는다.
한편, 도 4와 같이, 솔레노이드 밸브 시스템(100)을 사용하는 것에 즈음해, 일부의 솔레노이드 밸브 유닛들의 솔레노이드 밸브들만, 예를 들면, 제2 그룹(16)에 대비할 수 있는 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16a~16d)의 솔레노이드 밸브들만을 비작동 상태로 하는 경우가 있다.
이 경우, 먼저, 외부 제어 기기(23)으로부터 제2 그룹(16)의 비작동을 지시하는 지시 신호(sc2)가 버스(24)를 통하여 안전 전원 제어 유닛(22(22a))으로 입력된다.
이 지시 신호(sc2)에 응답하여, 안전 전원 제어 유닛(22(22a))은, 제2 그룹(16)의 제1 밸브(104a)를 스위칭하고, 공급 통로(110)와 외부 파일럿 통로(116)와의 연통 상태, 즉, 공급 통로(110)와 제1및 제2 포트들(136a, 138a)의 연통 상태를 차단하여, 외부 파일럿 통로(116)가 제2 배출 통로(128)와 연통하도록 제어한다. 안전 전원 제어 유닛(22)에 의하여, 예를 들면, 제2 그룹(16)과 관련되는 안전 스위치(34)만을 오프 상태로 하거나, 안전 전원 제어 유닛(22a)에 의하여, 제2 그룹(16)과 관련되는 제어 신호(sc4)만을 오프 상태로 한다.
이 경우, 제2 그룹(16)에서는, 제1 밸브(104a)를 고려하여, 솔레노이드에 대한 전류 또는 파일럿 밸브에 대한 유체가 공급되지 않는다. 따라서, 도 4와 같이, 제1 밸브(104a)만이 강제적으로 제1 밸브들(102a, 106a)과는 다른 상태로 스위칭된다.
다른 제1 및 제3 그룹들(14, 18)에 제공된 제1 밸브들(102a, 106a), 및, 제2 밸브(102b, 102c, 106 b)에 대해서는, 공급 통로(108, 112)와 외부 파일럿 통로(114, 118)의 연통 상태가 유지되고, 이러한 동작은 이미 위에서 기술하였기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
이것에 의해, 제1 밸브(104a)의 상태를 스위칭함에 의하여, 제1 배출 통로(122)및 제2 배출 통로(128)는 제1 포트(136a) 및 제2 포트(138a)와 각각 연통된다. 더욱 구체적으로는, 공급 통로(110)와 제1 포트(136a) 및 제2 포트(138a)와의 연통이 차단되기 때문에, 유체는 제1 포트(136a) 및 제2 포트(138a)에 공급되지 않는다.
따라서, 제2 포트(138a)와 연결된 외부 파일럿 통로(116)는 외부 파일럿 유체가 공급되지 않도록 제2 배출 통로(128)와 연통하고, 제2 그룹(16)에서는 외부 파일럿 유체가 제2 솔레노이드 밸브 유닛들(16b~16d)에 공급되지 않는다. 예를 들면, 제2 솔레노이드 밸브 유닛(16b)의 제2 밸브(104b)에서는, 그 파일럿 밸브들(148a, 148b)의 어느 것에도 외부 파일럿 유체가 공급되지 않기 때문에, 제2 밸브(104b)가 변환되지 않는 비작동 상태(비스위칭 상태)가 되어, 제어 신호(sc1)가 입력되어도 작동하지 않으며, 도 4와 같은 상태로 유지된다.
이상과 같이, 제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(100)에서는, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에 각각 제공된 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에서, 유체의 연통 상태는 안전 전원 제어 유닛(22(22a))에 의한 제어에 응답하여 스위칭 가능하게 되고, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)은 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a) 및 공급 통로들(108, 110, 112)로부터의 외부 파일럿 유체에 의해 작동 상태가 스위칭된다.
따라서, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다, 안전 전원 제어 유닛(22(22a))이 적어도 1개의 솔레노이드 밸브들, 더욱 구체적으로는 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 전환 동작을 직접적으로 제어하면, 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터 다른 솔레노이드 밸브, 즉, 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)에 대한 외부 파일럿 유체의 공급은 제어될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 제 2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)의 작동 상태가 제어될 수 있다.
따라서, 비작동 상태가 되어야 할 솔레노이드 밸브들을 가진 그룹들에 대해서는 솔레노이드 밸브들을 SI 유닛(20)으로부터의 제어 신호(sc1)에서는 작동할 수 없게 제어함으로써, 그 외의 그룹들에 대해서는 솔레노이드 밸브들을 작동 가능하게 유지할 수 있다. 따라서, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 대해, 비작동이 되야 할 솔레노이드 밸브들에 대해 효과적이며 확실하게 그 작동을 정지하는 것으로부터, 안전성을 더욱 높일 수 있다.
다음으로, 제3의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(200)을 도 5에 나타낸다. 덧붙여 상술한 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10)및 제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(100)으로 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 제3의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(200)에서는, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)마다의 전력 공급로들(26, 28, 30)의 제어에 응답하여, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)을 제어하는 점에서, 제1의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(10) 및 제2의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(100)과 서로 다르다.
솔레노이드 밸브 시스템(200)에서는, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 전력 공급로들(26, 28, 30), 또는 안전 스위치들(32, 34, 36)의 타단과 각각 연결된다. 이 때문에, 상기 전력 공급로들(26, 28, 30)에 공급된 전력은, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로 공급되고, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)이 솔레노이드 밸브들로서 동작하기 위해서 이용된다.
더욱 구체적으로는, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 전력 공급로들(26, 28, 30)에 대한 전력 공급에 응답하여 각각 작동 상태가 변환된다.
본 발명의 제3의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(200)은, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이다. 다음으로, 솔레노이드 밸브 시스템(200)의 동작 및 작용 효과에 대해 설명한다.
먼저, 안전 전원 제어 유닛(22)이 안전 스위치들(32, 34, 36)을 온 상태로 하면, 전력은 전원부(12)로부터 전력 공급로들(26, 28, 30)로 공급되고, 상기 전력은, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에도 공급된다.
이 경우, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 전력 공급로들(26, 28, 30)로부터의 전력이 상기 솔레노이드들에 공급된 작동 가능한 상태가 된다.
제1 밸브들(102a, 104a, 106a)이 작동 가능 상태인 경우의 이후의 동작에 대해서는 제2의 실시 형태와 관련하여 설명했기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 안전 전원 제어 유닛(22)이 안전 스위치들(32, 34, 36)을 오프 상태로 하면, 전원부(12)로부터의 전력은 전력 공급로들(26, 28, 30)에 공급되지 않고, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에도 전력이 공급되지 않는다.
이 경우, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은, 공급 통로들(108, 110, 112)와 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)과의 연통 상태를 차단하도록 스위칭된다.
제1 밸브들(102a, 104a, 106a)이 비작동 상태인 경우의 이후의 동작에 대해서는 상술했기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
더욱 구체적으로, 도 5와 같이, 제2 밸브들(102b~102d)는 외부 파일럿 통로(114)와 연결되고, 제2 밸브들(104b~104d)은 외부 파일럿 통로(116)와 연결되며, 제2 밸브들(106b~106d)은 외부 파일럿 통로(118)와 연결된다. 전술한 바와 같이, 도 3및 도 4의 솔레노이드 밸브 시스템(100)에서는, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터의 외부 파일럿 유체에 의해 제2 밸브들(102b, 102c, 104b, 106b)의 작동 상태가 스위칭된다. 그 때문에, 도 5의 솔레노이드 밸브 시스템(200)에서도, 도 3및 도 4의 경우와 같이, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터의 외부 파일럿 유체에 의해, 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)의 작동 상태가 스위칭된다.
이상과 같이, 제3의 실시 형태에 의하면, 솔레노이드 밸브 시스템(200)에서, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)은 안전 전원 제어 유닛(22)에 의한 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)마다의 전력 공급로들(26, 28, 30)의 제어에 각각 응답하여, 개별적으로 작동된다.
따라서, 안전 전원 제어 유닛(22)은 전력 공급로들(26, 28, 30)에 대한 전력의 공급 상태를 제어하고, 이러한 전력 제어를 기반으로 하여, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 작동 상태가 제어된다. 또한, 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 작동 상태를 기반으로 하여, 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)의 작동 상태는 제어될 수 있다.
따라서, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)에서 솔레노이드 밸브들의 작동 상태 제어는 전력 공급을 제어하는 것과, 외부 파일럿 유체의 공급을 제어하는 것에 의하여 동시에 실시될 수 있다. 따라서, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들에서, 비작동이 되야 할 솔레노이드 밸브들은 확실하게 효과적으로 그 작동이 정지되므로, 안전성을 더욱 높일 수 있다.
다음으로, 제4의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(300)을 도 6에 나타낸다. 덧붙여 상술한 제3의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(200)과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 제4의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(300)에서는, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)에 있어서의 외부 파일럿 유체에 따른 공급 상태를 검출하는 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)이 제공된다는 점에서, 제3의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(200)과 서로 다르다. 또한, 솔레노이드 밸브 시스템(300)에서는, 제어 유닛(19)은 상기 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)에 의해 검출된 외부 파일럿 유체의 공급 상태에 따른 판정을 실시하는 공급 상태 판정 유닛(308)를 구성한다.
공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)은, 예를 들면, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18) 마다 배치되고 설치되어 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)과 공급 상태 판정 유닛(308)과의 사이에 각각 배치된다. 또한, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)은, 예를 들면, 유체의 압력을 검출 가능한 압력 센서들로 이루어지며, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)과 각각 연결된다. 이 경우, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)은 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)에 공급되는 외부 파일럿 유체, 더욱 구체적으로는, 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)에 공급되는 외부 파일럿 유체의 압력을 검출하는 것으로 공급 상태를 검출한다. 상기 공급 상태는 상기신호로서 공급 상태 판정 유닛(308)에 출력된다.
공급 상태 판정 유닛(308)은, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)과 버스(24) 사이에 설치되고, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)에 의하여 검출된 외부 파일럿 유체의 공급 상태가 입력된다. 입력된 상기 공급 상태를 기반으로 하여, 공급 상태 판정 유닛(308)은 외부 파일럿 유체가 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)로 각각 적절히 공급되고 있는지 아닌지, 즉, 외부 파일럿 유체가 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)에 적절히 공급되고 있는지 아닌지를 판정한다.
그리고, 공급 상태 판정 유닛(308)은, 예를 들면, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 외부 파일럿 유체의 공급 상태와 비교하고, 외부 제어 기기(23)으로부터 버스(24)를 통하여 제어 유닛(19)에 입력되는 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 지시 신호(sc2)와 비교해 일관된지 아닌지를 판정하며, 그 일관성이 논리적으로 모순되는 그룹에 대해서는, 공급 상태 판정 유닛(308)은 솔레노이드 밸브들 또는 유사한 것에 고장 등의 이상이 생긴 것으로 판정할 수 있다.
본 발명의 제4의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(300)은, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이다. 다음으로, 솔레노이드 밸브 시스템(300)의 동작 및 작용 효과에 대해 설명한다.
먼저, 솔레노이드 밸브 시스템(300)의 시동에 따라, 지시 신호(sc2)는, 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 모두에 대해서 솔레노이드 밸브를 작동 가능하게 하도록, 안전 전원 제어 유닛(22)에 입력된다. 이 지시 신호(sc2)에 의해, 안전 스위치들(32, 34, 36)이 온 상태로 변환되면, 전원부(12)로부터의 전력은 전력 공급로들(26, 28, 30)로 공급되고, 전력은 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 차례차례 공급된다.
따라서, 전력은 전력 공급로들(26, 28, 30)로부터 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에 공급되고, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 스위칭 작용하에, 공급 통로들(108, 110, 112)은 제2 포트(134a, 138a, 142a, 도 3 참조)를 통하여 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)과 연통된다. 그 결과, 공급 통로들(108, 110, 112)로부터의 외부 파일럿 유체는 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)의 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)로 각각 공급된다. 따라서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)의 작동 제어는 안전 스위치들(32, 34, 36)의 스위칭 작용하에 전원부(12)로부터 공급되는 전력과 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)을 통해서 공급되는 외부 파일럿 유체에 의해 실시될 수 있다.
한편, 안전 스위치들(32, 34, 36)이 오프 상태로 변환되면, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 전력이 공급되지 않게 되므로, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에도 전력이 공급되지 않고, 통전이 차단된 상태가 된다. 그 때문에, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 작동에 의한, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)로부터 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)에 대한 외부 파일럿 유체의 공급이 정지된다. 따라서, 안전 스위치들(32, 34, 36)을 오프 상태에 둠으로써, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은 전기적으로 비작동 상태가 되고, 외부 파일럿 유체의 공급을 정지함에 의하여, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)은 비작동 상태가 되므로, 안전성을 높일 수 있게 된다.
또한, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)은 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)에서 외부 파일럿 유체의 압력 등을 검출한다.
다음으로, 공급 상태 판정 유닛(308)은, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)에 의해 검출되고 입력된 공급 상태(압력)를 판정하고, 예를 들면, 상기 공급 상태와 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 지시 신호(sc2)와의 일관성과 관련하여 논리적인 모순이 있는지 없는지를 판정한다.
이리하여, 공급 상태 판정 유닛(308)은, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)에 외부 파일럿 유체가 적절히 공급되고 있는지 아닌지를 확인할 수 있다.
이상과 같이, 제4의 실시 형태에 의하면, 솔레노이드 밸브 시스템(300)에서, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)의 외부 파일럿 유체의 공급 상태를 검출하는 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)과, 상기 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)에 의해 검출된 공급 상태를 판정하는 공급 상태 판정 유닛(308)이 제공된다. 이것에 의해, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)을 통하여 외부 파일럿 유체가 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)에 적절히 공급되고 있는지 아닌지를 판정할 수 있다.
따라서, 솔레노이드 밸브를 비작동 상태로 하는 것을 지시한 지시 신호(sc2)의 공급에도 불구하고, 외부 파일럿 유체가 외부 파일럿 통로들(114, 116 또는 118)에 공급되고 있으면, 안전 전원 제어 유닛(22), 혹은 안전 스위치(32, 34 또는 36)의 고장이나, 전력 공급로들(26, 28 또는 30)의 단선 등의 손상이라고 검출될 수 있다. 따라서, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 동작 불량이 확실히 검출될 수 있다. 따라서, 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들에서, 비작동이 되야 할 솔레노이드 밸브들은 더욱 확실하고 효과적으로 그 작동이 정지될 수 있으므로, 안전성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 제4의 실시 형태에서는, 상기의 구성에 대신하여, 솔레노이드 밸브 시스템(300a)은 공급 상태 검출 유닛(302)을 압력 스위치로 구성하도록 제공하고, 공급 상태 판정 유닛(308)을 입력 회로부(310)로 대체하며, 외부 제어 기기(23)에 제공된 공급 상태 판정 유닛(312)을 제공할 수 있다.
솔레노이드 밸브 시스템(300)과는 다른 솔레노이드 밸브 시스템(300a)의 동작에 대해, 도 7의 타이밍 차트를 참조하면서 설명한다. 도 7은, 안전상의 관점으로부터, 각 솔레노이드 밸브들을 비작동 상태로 함에 의하여 외부 파일럿 유체의 공급을 확실히 정지시킬 필요가 있는 경우에, 솔레노이드 밸브들의 비작동에 의한 외부 파일럿 유체의 공급 정지를 지시하는 지시 신호(sc2)의 공급으로부터 외부 제어 기기(23)에 잔여 압력 정보가 입력될 때까지의 각부의 시간 변화를 나타내는 타이밍 차트이다.
먼저, 시점(t0)에서, 버스(24)를 통하여 제어 유닛(19)에 공급하는 지시 신호를 온 신호에서 오프 신호로 스위칭함으로써, 외부 제어 기기(23)는 제1~제3 그룹들(14, 16, 18)의 모두에 대해서 솔레노이드 밸브들을 비작동으로 하는 것을 지시한다. 이것에 의해, 시점(t1)에서, 지시 신호(sc2)에 따라, 안전 전원 제어 유닛(22)은 안전 스위치들(32, 34, 36)을 온 상태에서 오프 상태로 스위칭한다. 시점(t0)로부터 시점(t1)까지의 기간(period)은, 외부 제어 기기(23)으로부터 버스(24)를 통하여 안전 전원 제어 유닛(22)에 지시 신호(sc2)가 공급될 때까지 필요로 하는 시간(시간 지연)을 나타낸다.
이 결과, 전력 공급로들(26, 28, 30)은, 전원부(12)로부터의 전류 공급이 차단되었기 때문에, 시점(t1)로부터 시점(t2)에 걸쳐, 전력 공급로들(26, 28, 30)의 전압은 전원부(12)로부터 공급되는 전압(Von)에서 0 V까지 낮아진다. 따라서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 전력 공급이 정지되고, 전력은 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에 공급되지 않는다.
그 때문에, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 작동에 의하여, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)로부터 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d)에 대한 외부 파일럿 유체의 공급도 정지된다. 그 결과, 시점(t2) 이후, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)을 흐르는 외부 파일럿 유체는, 서서히 배출되고, 시간 경과에 따라, 해당 외부 파일럿 유체의 압력은, 전압(Von)에 대응하는 압력(Pon)으로부터 줄어든다.
다음으로, 시점(t3)에서, 외부 파일럿 유체의 압력이 소정의 압력(Poff)에 도달했을 때에, 압력 스위치들로 구성된 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)은, 외부 파일럿 유체의 압력이 압력(Poff)까지 낮아진 것을 나타내는 압력 확인 신호(출력 신호)를 입력 회로부(310)에 출력한다.
압력(Poff)은, 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)가 작동 상태에 완전히 교체되기 위하여 요구되는 외부 파일럿 유체의 압력의 최저치(예를 들면, 대기압, 또는, 대기압 근방의 압력)로 정의된다. 따라서, 외부 파일럿 유체의 압력이 압력(Poff)까지 저하하면, 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)는, 작동 상태로부터 비작동 상태로 스위칭된다.
공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)로부터 압력 확인 신호가 입력되었을 경우, 압력 확인 신호의 입력에 대응하여, 입력 회로부(310)는 안전 스위치들(32, 34, 36)이 오프 상태가 되어 있는 것을 확인할 수 있던 것 등을 포함한 정보를, 외부 파일럿 유체의 압력에 관한 잔여 압력 정보(작동 상태(온)로부터 비작동 상태(오프)로 바뀐 것을 나타내는 정보)로서 버스(24)를 통하여, 외부 제어 기기(23)로 출력한다.
이 경우, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)로부터의 압력 확인 신호가 입력 회로부(310)에 입력되므로, 입력 회로부(310)으로부터 외부 제어 기기(23)로 출력되는, 잔여 압력 정보는, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306) 각각의 공급 상태의 정보를 나타낸다.
그리고, 시점(t4)에서, 잔여 압력 정보는 버스(24)를 통하여 외부 제어 기기(23)의 공급 상태 판정 유닛(312)에 입력된다. 시점(t3)로부터 시점(t4)까지의 시간은, 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)이 압력 확인 신호를 출력하고, 입력 회로부(310)가 잔여 압력 정보를 생성하여, 입력 회로부(310)로부터 버스(24)를 통하여 외부 제어 기기(23)에 잔여 압력 정보가 공급 될 때까지 필요로 하는 시간(시간 지연)이다.
입력된 잔여 압력 정보와 지시 신호(sc2)가 가리키는 지시 내용을 기반으로 하여, 공급 상태 판정 유닛(312)은 모든 솔레노이드 밸브들을 비작동으로 하는 해당 지시 내용과 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)의 공급 상태에 대응하는 각각의 잔여 압력 정보가 가리키는 결과가 일관되는지 아닌지를 판정한다.
이 경우, 공급 상태 판정 유닛(312)은, 지시 신호(sc2)가 온 신호로부터 오프 신호에 바뀐 시점(t0)로부터 잔여 압력 정보가 입력된 시점(t4)까지의 시간 기간(T0)이, 미리 설정된 임계 시간 기간(T, threshold time period)보다 짧은가 아닌가를 판정한다.
더욱 구체적으로, 시간 시간(T0, time period)이 임계 시간 기간(T)보다 짧으면(T0＜T), 공급 상태 판정 유닛(312)은 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 정상적으로 기능한다고 판정한다. 또한, 시간 기간(T0)이 반응을 일으키는 임계 시간 기간(T)이상이면(T0≥T), 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d) 가운데, 공급 상태 판정 유닛(312)은 T0≥T가 되는 시간 기간(T0)을 검출한 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)에 대응하는 솔레노이드 밸브 유닛에 고장 등의 이상이 발생하고 있다고 판정한다.
임계 시간 기간(T)은 정상적인 솔레노이드 밸브 유닛들의 시간 기간(T0)보다 길고, 한편, 조정 가능한 시간이며, 시간 기간(T0)에 여유 시간(Tα)을 더한 시간(T=T0＋Tα)이다.
더욱 구체적으로는, 시점(t2)으로부터 시점(t3)까지의 시간 기간(T1)은, 예를 들면, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)등과 같은 공기압 기기의 용적 및 길이나, 외부 파일럿 통로들(114, 116, 118)등의 배관의 용적 및 길이와 같은, 솔레노이드 밸브 시스템(300a)에 의하여 연결되는 공기압 기기들(공기압 회로들)의 구성에 의해 바뀐다. 이리하여, 정상적인 시간 기간(T0)의 길이 또한 상기 공기압 기기들에 따라 바뀐다.
또한, 시간 기간(T1)에 더하여, 시간 기간(T0)은 시점(t1)로부터 시점(t2)까지의 시간 지연이나, 시점(t3)로부터 시점(t4)까지의 시간 지연도 포함한다.
거기서, 제4의 실시 형태에 의하면, 임계 시간 기간(T)은 이러한 솔레노이드 밸브 시스템(300a)의 구성변화들이나 솔레노이드 밸브 시스템(300a)의 구성에 기인하는 시간 지연 등을 고려하여 임의로 설정될 수 있다.
더욱 구체적으로는, 임계 시간 기간(T)은 정상적인 동작시간인 시간 기간(T0)보다 여유를 갖도록 길게 설정되고, 외부 파일럿 유체의 압력과 관련된 시간이며, 사용자가 임의의 시간으로 자유롭게 설정할 수가 있는 파라미터 설정값이기도 하다. 그 때문에, 시간 기간(T0)이 미리 설정된 임계 시간 기간(T)내라면, 공급 상태 판정 유닛(312)은 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 정상적으로 기능한다고 정확하게 판정할 수 있다. 또한, 시간 기간(T0)이 임계 시간 기간(T) 이상이면, 공급 상태 판정 유닛(312)은 솔레노이드 밸브 유닛들 중 몇개에 이상이 발생했다고 정확하게 판정할 수 있다.
제4의 실시 형태와 관련하여, 공급 상태 판정 유닛(312)으로 판정되는 이상 등의 고장에 대해, 일례로서 솔레노이드 밸브 유닛의 이상에 대해 설명했다. 그러나, 제4의 실시 형태의 형태는 솔레노이드 밸브 유닛의 이상에 대한 판정으로 한정되지 않는다.
예를 들면, 잔여 압력 정보가 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)의 고장, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 고장, 안전 스위치들(32, 34, 36)의 고착 또는 합선, 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)에 이르는 배선들의 단선 또는 합선, 상술한 다양한 종류의 공기압 기기들의 이상에 기인하여, 임계 시간 기간(T)내에 온에서 오프로 바뀌지 않는 경우가 있다.
더욱 구체적으로는, 제4의 실시 형태에 의하면, 임계 시간 기간(T)내에 잔여 압력 정보가 온으로부터 오프에 바뀌지 않는 경우, 공급 상태 판정 유닛(312)은 지시 신호(sc2)의 공급으로부터 잔여 압력 정보의 입력까지의 사이의, 도 7에 나타내는 일련의 동작과 관련된 솔레노이드 밸브 시스템(300a)의 각부 가운데, 몇개의 개소에서, 고장 등의 이상이 발생했다고 판정할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제4의 실시 형태에 따른 솔레노이드 밸브 시스템(300)의 변형예인 솔레노이드 밸브 시스템(300a)에서는, 외부 제어 기기(23)으로부터 제어 유닛(19)에 지시 신호(sc2)가 공급되는 경우, 입력 회로부(310)는 버스(24)를 통하여 외부 제어 기기(23)에 잔여 압력 정보를 출력한다. 따라서, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)측에서의 응답 결과(잔여 압력 정보)는, 외부 제어 기기(23)으로부터의 지시 신호(sc2)에 대하여, 외부 제어 기기(23)로 피드백될 수 있다.
또한, 외부 제어 기기(23)의 공급 상태 판정 유닛(312)은 지시 신호(sc2)가 가리키는 지시 내용과 잔여 압력 정보가 일관되는지 아닌지를 판정한다. 이것에 의해, 제1~제3 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 동작들이 외부 제어 기기(23)으로부터의 지시 신호(sc2)에 나타내는 지시 내용과 일관되는지 아닌지를, 외부 제어 기기(23)측에서, 파악될 수 있다.
게다가 지시 신호(sc2)가 가리키는 지시 내용과 잔여 압력 정보가 일관되지 않는 경우, 더욱 구체적으로는, 시간 기간(T0)이 임계 시간 기간(T)이상인 경우에는, 예를 들면, 시간 기간(T0)이 검출된 공급 상태 검출 유닛들(302, 304, 306)에 대응하는 솔레노이드 밸브 유닛에 고장 등의 이상이 일어난 것을, 외부 제어 기기(23)측에서 확실하게 파악될 수 있다.
덧붙여 솔레노이드 밸브 시스템(300a)에서는, 솔레노이드 밸브 시스템(300)과 같이, 제어 유닛(19)내의 공급 상태 판정 유닛(308)은 외부 제어 기기(23)의 공급 상태 판정 유닛(312)과 같은 기능을 가지며, 공급 상태 판정 유닛(308)은 지시 신호(sc2)와 잔여 압력 정보 사이의 일관성을 판정할 수 있다. 이 경우, 공급 상태 판정 유닛(308)은 버스(24)를 통하여 외부 제어 기기(23)에 오로지 판정 결과만 통지하면 된다.
또한, 솔레노이드 밸브 시스템(300a)에서는, 외부 제어 기기(23)으로부터 지시 신호(sc2)를 공급하는 방식을 대신하여, 공급 상태 판정 유닛(308, 312)이 지시 신호(sc2)를 생성할 수 있으며, 도 7의 타이밍 차트에 나타내는 동작들을 실시할 수도 있다. 공급 상태 판정 유닛(312)이 외부 제어 기기(23)내에 제공되는 경우에는, 지시 신호(sc2)는 공급 상태 판정 유닛(312)으로부터 공급된다. 한편, 공급 상태 판정 유닛(308)이 제어 유닛(19) 내에 제공되는 경우에는, 지시 신호(sc2)는 공급 상태 판정 유닛(308)으로부터 공급된다. 이 경우에서도, 솔레노이드 밸브 유닛의 고장 등과 같은 이상이 발생된 것을 판정할 수 있다.
그리고, 솔레노이드 밸브 시스템(300a)에서는, 공급 상태 검출 유닛들(302~306)이 압력 스위치들인 경우에 대해 설명했지만, 압력 센서들이 솔레노이드 밸브 시스템(300)의 경우와 같이 이용될 수 있다. 이 경우, 입력 회로부(310)는 공급 상태 검출 유닛들(302~306)이 검출한 외부 파일럿 유체의 압력이 Poff까지 낮아진 것 등을 포함한 잔여 압력 정보를, 버스(24)를 통하여 외부 제어 기기(23)에 출력한다. 이 경우, 시간 기간(T0)과 임계 시간 기간(T)의 비교에 의하여, 외부 제어 기기(23)의 공급 상태 판정 유닛(312)은 솔레노이드 밸브 유닛들의 고장 등의 이상이 발생했는지 아닌지를 판정할 수 있다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 시스템은 위에서 서술한 실시형태에 한정되지 않는다. 다양한 변화와 변형이 청구하는 청구항들의 명시를 배경으로 하여 본 발명의 범위를 벗어나는 일이 없이 상기 실시예들에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 매니폴드의 형태로 제공된 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 가지고, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 제어 신호들에 의하여 각각 제어되는 솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a)에 있어서,
    상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)들은, 복수의 그룹들(14, 16, 18)로 나뉘어지고,
    상기 솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a)은 상기 복수의 그룹들(14, 16, 18) 각각에 대하여, 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에서 솔레노이드 밸브들(102a~102d, 104a~104d, 106a~106d)을, 상기 제어 신호들에 관계없이, 직접적으로 제어하기 위한 제어 유닛(19)을 더 포함하고,
    상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 상기 제어 신호들이 입력된 상태에 있는 경우, 상기 제어 유닛(19)은 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 제어 가능하게 되는 작동 가능 상태와, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 작동되지 않는 비작동 상태 사이를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛(19)은,
    상기 제어 신호들을 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)로 출력하여 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브 제어 유닛(20)과,
    상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 작동 가능 상태와 상기 비작동 상태를 스위칭하기 위한 전원 제어 유닛(22, 22a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)에 전력을 공급하는 전원부(12)와,
    상기 복수의 그룹들(14, 16, 18)마다 상기 복수의 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)과 상기 전원부(12)를 연결하는 복수의 전력 공급로들(26, 26a, 28, 28a, 30, 30a)을 더 포함하며,
    상기 전원 제어 유닛(22, 22a)은 상기 전원부(12)로부터 상기 복수의 전력 공급로들(26, 26a, 28, 28a, 30, 30a)로 전력이 공급되는 전력 공급 상태를 상기 복수의 그룹들(14, 16, 18)마다 제어하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a).
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 전력 공급로들(26, 26a, 28, 28a, 30, 30a)과 상기 전원부(12)를 접속하기 위한 스위칭 수단들(32, 32a, 34, 34a, 36, 36a)을 더 포함하며,
    상기 전원 제어 유닛(22, 22a)의 제어에 대응하여, 상기 스위칭 수단들(32, 32a, 34, 34a, 36, 36a)은 상기 전력 공급로들(26, 26a, 28, 28a, 30, 30a)에 대한 전력이 공급되는 전력 공급 상태를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(10, 10a, 100, 200, 300, 300a).
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전원 제어 유닛(22)은, 상기 전원부(12)와 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d) 사이에 설치되고,
    상기 스위칭 수단들(32, 34, 36)은, 상기 전원 제어 유닛(22)에 제공되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(10, 100, 200, 300, 300a).
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 스위칭 수단들(32a, 34a, 36a)은 상기 복수의 그룹들(14, 16, 18) 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(10a).
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 그룹들(14, 16, 18) 각각은, 적어도 2 이상의 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 포함하고,
    상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a, 16a, 18a) 중 하나는, 상기 제어 유닛(19)의 제어에 대응하여 작동 상태가 스위칭되는 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)을 포함하며,
    상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14b~14d, 16b~16d, 18b~18d) 중 다른 하나는, 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)의 스위칭 작용하에 공급되는 유체의 공급 상태에 대응하여 작동 상태가 스위칭되는 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(100, 200, 300, 300a).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 그룹들(14, 16, 18)들 각각은 상기 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)에 대하여 공급되는 상기 유체의 공급 상태를 검출하는 공급 상태 검출 유닛들(302~306)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300, 300a).
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 공급 상태 검출 유닛들(302~306)은, 상기 유체의 압력을 검출하는 압력 센서, 또는 상기 유체의 압력이 소정 압력까지 낮아진 것을 나타내는 출력 신호를 출력하는 압력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300, 300a).
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 공급 상태 검출 유닛들(302~306)에 의하여 검출된 상기 유체의 공급 상태를 기반으로 하여, 상기 제1 밸브들(102a, 104a, 106a)로부터 상기 유체가 상기 제2 밸브들(102b~102d, 104b~104d, 106b~106d)에 적절히 공급되고 있는지 아닌지를 판정하는 공급 상태 판정 유닛(308, 312)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300, 300a).
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어 유닛(19)은 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)의 동작을 지시하는 지시 신호의 공급을 기반으로 하여, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)을 제어하고,
    상기 공급 상태 판정 유닛(308, 312)은, 상기 지시 신호가 나타내는 지시 내용과, 상기 유체의 공급 상태가 일관되는지 아닌지를 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300, 300a).
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 공급 상태 판정 유닛(308, 312)은 상기 제어 유닛(19) 내에 설치되거나, 상기 지시 신호를 공급할 수 있는 외부 제어 기기(23)에 설치되고,
    상기 지시 신호가 상기 외부 제어 기기(23)로부터 상기 제어 유닛(19)에 공급되거나, 상기 지시 신호가 상기 공급 상태 판정 유닛(308, 312)으로부터 상기 제어 유닛(19)에 공급되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300, 300a).
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 공급 상태 검출 유닛들(302~306)이 상기 압력 스위치인 경우, 상기 공급 상태 판정 유닛(308, 312)은 상기 지시 신호의 공급으로부터 소정의 임계 시간 기간(threshold time period)이 경과하여도, 상기 출력 신호가 상기 압력 스위치(302~306)로부터 상기 공급 상태 판정 유닛(308, 312)에 공급되지 않을 때, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 비정상적으로 작동하고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300a).
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 임계 시간 기간은, 상기 솔레노이드 밸브 유닛들(14a~14d, 16a~16d, 18a~18d)이 정상적으로 작동하는 경우, 상기 지시 신호의 공급으로부터 상기 공급 상태 판정 유닛(308, 312)에 상기 출력 신호가 공급되기까지의 시간 기간(time period)보다도 길고, 조절 가능한 시간인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 시스템(300a).
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