KR20150094511A - 전자 파일롯식 스풀 밸브 - Google Patents

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Abstract

스풀의 내부에 입력용 포트에 상시 연통하는 파일롯 통로를 형성하고, 이 파일롯 통로와 파일롯 피스톤의 일측의 제 2 수압실을 상기 스풀과 파일롯 피스톤이 연결되는 부분에 형성한 상시 개방 연통로를 통해서 상시 연통시킴과 아울러, 상기 제 2 수압실과 상기 파일롯 피스톤의 타측의 제 1 수압실을 피스톤 박스에 형성되어서 파일롯 밸브에 의해 개폐되는 개폐 연통로를 통해서 연통시키고, 상기 파일롯 밸브를 온, 오프시켜서 상기 제 1 수압실에 대해서 파일롯 에어를 급배기함으로써 상기 파일롯 피스톤을 구동하여 스풀을 스위칭한다.

Description

전자 파일롯식 스풀 밸브{SOLENOID-OPERATED PILOT TYPE SPOOL VALVE}
본 발명은 전자 조작 방식의 파일롯 밸브에 의해서 스풀을 스위칭하는 전자 파일롯식 스풀 밸브에 관한 것이다.
전자 조작 방식의 파일롯 밸브에 의해서 스풀을 스위칭하는 전자 파일롯식 스풀 밸브는, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 이미 주지의 것이다. 이러한 종류의 스풀 밸브는 2개의 파일롯 밸브를 갖는 더블 파일롯식의 스풀 밸브와, 1개의 파일롯 밸브를 갖는 싱클 파일롯식의 스풀 밸브가 있다.
이 중, 상기 더블 파일롯식의 스풀 밸브는 스풀의 양단에 설치한 파일롯 피스톤에 상기 2개의 파일롯 밸브를 교대로 온, 오프시켜서 파일롯 에어를 교대로 작용시킴으로써 상기 스풀을 왕복동시켜서 복수의 포트간의 유로를 스위칭하는 것이다.
한편, 상기 싱글 파일롯식의 스풀 밸브는 스풀의 일단과 타단에 교대로 지름이 다른 파일롯 피스톤을 배치하고, 소경의 파일롯 피스톤에 파일롯 에어를 상시 작용시킨 상태에서 상기 파일롯 밸브를 온, 오프시켜서 대경의 파일롯 피스톤에 대하여 파일롯 에어를 급배기함으로써, 양 파일롯 피스톤의 수압 면적 차에 의거한 작용력 차를 이용하여 상기 스풀을 왕복동시켜서 복수의 포트간의 유로를 스위칭하는 것이다.
이러한 종류의 스풀 밸브는, 통상 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 상기 스풀을 내장하는 밸브 바디의 양단에 피스톤 박스를 접속하고, 이 피스톤 박스의 내부에 상기 파일롯 피스톤을 수용하고, 상기 파일롯 에어는 상기 밸브 바디에 형성된 입력 포트로부터 상기 밸브 바디의 내부를 통과하는 파일롯 통로를 통해서 상기 피스톤 박스까지 안내하고, 상기 피스톤 박스에 형성된 통로를 통해서 상기 파일롯 피스톤에 작용시키도록 구성되어 있다.
이 때문에, 상기 종래의 스풀 밸브에 있어서는 입력용, 출력용, 배기용의 복수의 포트나, 각종 부품을 부착하기 위한 오목부나 구멍, 또는 매니폴드 베이스에 부착하기 위한 복수의 부착 고멍 등이 형성되어 있는 상기 밸브 바디의 내부에 상기 파일롯 통로를 더 형성할 필요가 있고, 이 결과 밸브 바디의 내부구조가 복잡하게 되어서 설계 및 가공이 번잡하다는 문제가 있었다.
일본 특허공개 평 9-42525호 공보
본 발명의 과제는 파일롯 통로를 밸브 바디의 내부에 형성할 필요가 없고, 따라서 상기 밸브 바디의 내부구조가 간단하여 설계 및 가공이 용이한 전자 파일롯식 스풀 밸브를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 전자 파일롯식 스풀 밸브는 입력용, 출력용, 배기용의 포트를 갖는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 상기 밸브 바디를 관통하고 또한 상기 포트에 연통하도록 형성된 밸브 구멍과, 상기 밸브 구멍 내에 상기 밸브 구멍의 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되어 상기 포트끼리를 연결하는 유로를 개폐하는 스풀과, 상기 스풀의 내부에 상기 스풀의 동작 위치에 구애되지 않고 항상 상기 입력용 포트에 연통되도록 형성된 파일롯 통로를 갖는 주밸브부, 및 상기 밸브 바디의 단부에 설치된 파일롯 밸브부를 갖고, 상기 파일롯 밸브부는 상기 밸브 바디에 접속된 피스톤 박스와, 상기 스풀의 단부에 연결되도록 형성되어서 상기 피스폰 박스의 내부에 슬라이딩 가능하게 수용된 상기 스풀보다 대경의 파일롯 피스톤과, 상기 파일롯 피스톤의 일측과 타측으로 구획된 제 1 수압실 및 제 2 수압실과, 상기 스풀과 파일롯 피스톤이 연결되는 부분에 상기 파일롯 통로와 상기 제 2 수압실을 상시 연통시키도록 형성된 상시 개방 연통로와, 상기 피스톤 박스에 상기 파일롯 통로와 상기 제 1 수압실을 파일롯 밸브를 통해서 연통시키도록 형성된 개폐 연통로와, 상기 개폐 연통로를 개폐하는 전자 조작식의 상기 파일롯 밸브를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 개폐 연통로는 일단이 상기 제 2 수압실에 연통함으로써 상기 제 2 수압실 및 상기 상시 개방 연통로를 통해서 상기 파일롯 통로에 연통하고 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 파일롯 피스톤이 상기 스풀과 별체로 형성되어서 상기 스풀에 연결되고, 상기 상시 개방 연통로는 상기 스풀과 상기 파일롯 피스톤 사이에 개재되는 간극에 의해서 형성되어 있는 것이다.
이 경우, 상기 파일롯 피스톤의 상기 제 1 수압실에 면하는 제 1 수압면의 수압 면적과 상기 제 2 수압실에 면하는 제 2 수압면의 수압 면적은 서로 같고, 상기 스풀의 상기 제 2 수압실에 면하는 스풀 수압면의 수압 면적은 상기 파일롯 피스톤의 상기 제 2 수압면의 수압 면적보다 작다.
또는, 상기 파일롯 피스톤과 상기 스풀은 하나의 소재에 의해서 일체로 형성되고, 상기 상시 개방 연통로는 상기 파일롯 피스톤 또는 스풀의 측면에 개구해서 상기 제 2 수압실에 연통하는 통공에 의해 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 파일롯 피스톤의 외주에 부착된 피스톤 패킹이 시일에 방향성을 갖는 립 타입의 피스톤 패킹이며, 상기 피스톤 패킹은 상기 제 1 수압실로부터 제 2 수압실을 향하는 에어는 차단하지 않지만, 상기 제 2 수압실로부터 제 1 수압실로 향하는 에어는 차단하는 방향으로 배치되어 있는 것이다.
본 발명에 있어서는, 상기 주밸브부의 양단에 상기 파일롯 밸브부가 각각 설치되어 있어도 상기 주밸브부의 일단에 상기 파일롯 밸브부가 설치되어 있어도 좋다.
(발명의 효과)
본 발명에 있어서는 파일롯 통로를 주밸브부의 밸브 바디의 내부에 형성할 필요가 없기 때문에, 유로의 배분이 용이하고, 밸브 바디의 내부구조도 간단하게 되기 때문에 상기 밸브 바디의 설계 및 가공도 용이하다.
도 1은 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스풀 밸브의 제 1 실시형태를 나타내는 단면도이고, 파일롯 밸브가 오프일 때의 스위칭 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 요부 확대도이다.
도 3은 도 1에 있어서 파일롯 밸브가 온일 때의 스위칭 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 스풀 밸브의 제 1 변형예를 나타내는 요부 단면도이고, (a)부분은 파일롯 밸브가 오프일 때의 동작 상태, (b)부분은 파일롯 밸브가 온일 때의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 제 1 실시형태의 스풀 밸브의 제 2 변형예를 나타내는 요부 단면도이고, (a)부분은 파일롯 밸브가 오프일 때의 동작 상태, (b)부분은 파일롯 밸브가 온일 때의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스풀 밸브의 제 2 실시형태를 나타내는 단면도이고, 한쪽의 파일롯 밸브가 온일 때, 다른쪽의 파일롯 밸브가 오프일 때의 스위칭 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스풀 밸브의 제 1 실시형태를 나타내는 것이다. 이 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)는 1개의 파일롯 밸브(4)를 갖는 싱글 파일롯식의 스풀 밸브이고, 5포트 밸브로서의 밸브 구조를 갖는 주밸브부(2)와, 상기 주밸브부(2)의 일단측에 설치된 파일롯 밸브부(3)를 갖고 있다.
상기 주밸브부(2)의 밸브 바디(10)에는 입력용, 출력용, 배기용의 5개의 포트(P, A1, A2, R1, R2)가 형성되어 있다. 이 5개의 포트의 배치는 중앙의 입력용 포트(P)의 양측에 제 1 및 제 2 출력용 포트(A1, A2)가 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 출력용 포트(A1, A2)의 양 외측에 제 1 및 제 2 배기용 포트(R1, R2)가 위치하는 배치이다. 또한, 상기 밸브 바디(10)의 내부에는 상기 5개의 포트(P, A1, A2, R1, R2)에 연통하는 원형의 밸브 구멍(11)이 상기 밸브 바디(10)를 제 1 단(10a)측에서 제 2 단(10b)측까지 관통하도록 형성되어 있다.
상기 밸브 구멍(11)의 내부에는 인접하는 상기 포트끼리를 연결하는 유로를 개폐하는 스풀(12)이 상기 밸브 구멍(11)의 축선(L) 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 상기 스풀(12)은 상기 입력용 포트(P)와 제 1 출력용 포트(A1)를 연결하는 유로를 개폐하는 제 1 랜드부(12a)와, 상기 입력용 포트(P)와 제 2 출력용 포트(A2)를 연결하는 유로를 개폐하는 제 2 랜드부(12b)와, 상기 제 1 출력용 포트(A1)와 제 1 배기용 포트(R1)를 연결하는 유로를 개폐하는 제 3 랜드부(12c)와, 상기 제 2 출력용 포트(A2)와 제 2 배기용 포트(R2)를 연결하는 유로를 개폐하는 제 4 랜드부(12d)를 갖고 있고, 각 랜드부(12a∼12d)의 외주에 시일 부재(13)가 부착되어 있다.
또한, 상기 스풀(12)은 상기 제 3 랜드부(12c)보다 외측의 단부에 상기 밸브 구멍(11)의 제 1 단(10a)측의 구멍 끝을 상시 폐쇄하는 제 1 밀봉용 랜드부(12e)를 가짐과 아울러, 상기 제 4 랜드부(12d)보다 외측의 단부에 상기 밸브 구멍(11)의 제 2 단(10b)측의 구멍 끝을 상시 폐쇄하는 제 2 밀봉용 랜드부(12f)를 갖고, 각 밀봉용 랜드부(12e, 12f)의 외주에 시일 부재(14)가 부착되어 있다.
또한, 상기 스풀(12)의 내부에는 그 스풀(12)의 중심을 축선(L) 방향으로 연장하는 파일롯 통로(15)가 형성되고, 그 파일롯 통로(15)의 일단(15a)은 상기 밸브 바디(10)의 제 1 단(10a)측에 있어서 상기 스풀(12)의 단부에 개구되고, 상기 파일롯 통로(15)의 타단은 상기 제 1 랜드부(12a)와 제 2 랜드부(12b) 사이의 위치에서 상기 스풀(12)의 측면에 개구되는 파일롯 입력 구멍(15b)을 연통시키고, 이 파일롯 입력 구멍(15b)을 통해서 상기 입력용 포트(P)에 연통하고 있다. 상기 파일롯 입력 구멍(15b)이 개구하는 위치는 상기 제 1 랜드부(12a) 및 제 2 랜드부(12b)의 어느 쪽이 유로를 개방하거나 또는 폐쇄하고 있는 상태에서도, 항상 상기 입력용 포트(P)에 연통하는 위치이다. 따라서, 상기 파일롯 통로(15)는 상기 스풀(12)이 어떠한 동작 위치에 있어도 항상 상기 입력용 포트(P)에 연통하고 있게 된다.
상기 파일롯 밸브부(3)는 상기 밸브 바디(10)의 제 1 단(10a)에 접속된 피스톤 박스(20)와, 그 피스톤 박스(20)에 연결된 상기 파일롯 밸브(4)를 갖고 있다.
상기 피스톤 박스(20)의 내부에는 상기 밸브 구멍(11)의 단부로 통하는 피스톤실(21)에 형성되고, 그 피스톤실(21)의 내부에 파일롯 피스톤(22)이 축선(L) 방향으로 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다. 상기 피스톤실(21)은 상기 밸브 구멍(11)보다 대경이고, 따라서 상기 파일롯 피스톤(22)은 상기 스풀(12)보다 대경이다.
상기 파일롯 피스톤(22)의 상기 스풀(12)을 마주보는 측의 면에는 상기 밸브 구멍(11)보다 약간 소경의 원기둥 형상을 이루는 피스톤축(23)이 형성되고, 그 피스톤축(23)을 직경 방향으로 횡단하는 홈 형상의 오목부(24) 내에 상기 스풀(12)의 단부에 형성된 플랜지 형상의 볼록부(25)가 록킹됨으로써 상기 파일롯 피스톤(22)과 상기 스풀(12)이 후술의 상시 개방 연통로(35)로 되는 간극(26)을 통해서 일체로 연결되어 있다. 또한, 상기 피스톤축(23)은 상기 파일롯 피스톤(22)에 의한 스풀(12)의 스위칭 동작에 따라서 상기 밸브 구멍(11) 내에 끼워넣어지거나 탈출되거나 하고, 상기 피스톤축(23)이 상기 밸브 구멍(11) 내에 끼워넣어졌을 때에 상기 피스톤축(23)의 외주와 상기 밸브 구멍(11)의 내주 사이에는 상기 간극(26)으로 통하는 환상의 간극(27)(도 3 참조)이 형성된다.
상기 파일롯 피스톤(22)의 외주에는 피스톤 패킹(28)이 부착되고, 이 피스톤 패킹(28)에 의해 상기 파일롯 피스톤(22)의 일측과 타측에 제 1 수압실(29)과 제 2 수압실(30)이 구획됨과 아울러, 상기 파일롯 피스톤(22)의 한쪽의 면과 다른쪽의 면에 상기 제 1 수압실(29)에 면하는 제 1 수압면(31)과, 상기 제 2 수암실(30)에 면하는 제 2 수압면(32)이 형성되어 있다. 상기 제 2 수압면(32)은 상기 피스톤축(23)의 둘레를 둘러싸는 환상의 면과 상기 피스톤축(23)의 끝면을 포함하는 면으로서, 그 수압 면적은 상기 제 1 수압면(31)의 수압 면적과 같다. 한편, 상기 스풀(12) 단부의 상기 제 2 수압실(30)에 면하는 수풀 수압면(33)의 수압 면적은 상기 제 2 수압면(32)의 수압 면적보다 작다.
상기 피스톤 패킹(28)은 시일에 방향성을 갖는 립 타입의 피스톤 패킹이며, 그 피스톤 패킹(28)은 립을 제 2 수압실(30)측으로 향하게 함으로써 상기 제 1 수압실(29)로부터 제 2 수압실(30)로 향하는 파일롯 에어는 차단하지 않지만, 상기 제 2 수압실(30)로부터 제 1 수압실(29)로 향하는 파일롯 에어는 차단하는 방향으로 배치되어 있다. 그러나, 상기 피스톤 패킹(28)은 O링이어도 좋다.
상기 파일롯 통로(15)와 상기 제 2 수압실(30)은 상기 상시 개방 연통로(35)를 통해서 상시 연통되고, 상기 파일롯 통로(15)와 상기 제 1 수압실(29)은 상기 파일롯 밸브(4)에 의해 개폐되는 개폐 연통로(36)를 통해서 상호 연통되어 있다.
상기 상시 개방 연통로(35)는 상기 스풀(12)과 파일롯 피스톤(22)의 연결 부분에 형성된 상기 간극(26)에 의해서 형성되어 있다. 또한, 상기 피스톤축(23)이 상기 밸브 구멍(11) 내에 끼워넣어졌을 때에 그 피스톤축(23)의 외주와 밸브 구멍(11)의 내주 사이에 형성되는 상기 간극(27)도 상기 상시 개방 연통로(35)의 일부라고 할 수도 있다.
한편, 상기 개폐 연통로(36)는 상기 피스톤 박스(20)에 형성되어 있고, 상기 제 2 수압실(30)과 파일롯 밸브(4)를 연결하는 제 1 연결로 부분(37)과, 상기 파일롯 밸브(4)와 상기 제 1 수압실(29)을 연결하는 제 2 연결로 부분(38)으로 나뉘어져 있다. 상기 제 1 연결로 부분(37)은 상기 제 1 연통 구멍(39)을 통해서 상기 제 2 수압실(30)에 연통함으로써 상기 제 2 수압실(30)과 상기 상시 개방 연통로(35)를 통해서 상기 파일롯 통로(15)에 상시 연통하고, 상기 제 2 연통로 부분(38)은 수동 조작부(41)의 조작 구멍(43) 내에 형성된 제 2 연통 구멍(40)을 통해서 상기 제 1 수압실(29)에 연통하고 있다.
상기 파일롯 밸브(4)는 3포트식의 전자밸브이고, 상기 파일롯 밸브(4)에 통전하면 상기 개폐 연통로(36)의 제 1 연통로 부분(37)과 제 2 연통로 부분(38)이 연통하여 상기 제 2 수압실(30)로부터의 파일롯 에어가 제 2 수압실(29)에 공급되고, 상기 파일롯 밸브(4)를 비연통으로 하면 상기 개폐 연통로(36)의 제 1 연통로 부분(37)과 제 2 연통로 부분(38)이 차단됨과 아울러 상기 제 2 연통로 부분(38)이 대기에 개방되어, 상기 제 1 수압실(29) 내의 파일롯 에어가 대기로 배출된다.
상기 피스톤 박스(20)에는 상기 수동 조작부(41)가 설치되어 있다. 이 수동 조작부(41)는 정전시나 유지보수시 등에 상기 파일롯 밸브(4)에 통전했을 때와 같은 상태를 조작자(42)의 수동 조작으로 실현시키는 것으로, 조작 구멍(43)의 내부에 상기 조작자(42)가 누름 조작 가능하게 수용되어 있다. 상기 조작 구멍(43)은 수동용 파일롯 유로(44)를 통해서 상기 제 2 수압실(30)에 연통하고, 상기 조작 구멍(43)의 일부에 상기 제 2 연통로 부분(38)의 상기 제 2 연통 구멍(40)이 형성되어 있다.
상기 조작자(42)는, 통상 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 복귀 스프링(45)으로 눌려서 상승한 비조작 위치에 있고, 이 때 상기 조작자(42)의 O링(46)은 상기 제 2 연통 구멍(40)보다 윗쪽(수용동 파일롯 유로(44)측)에 있기 때문에, 상기 수동용 파일롯 유로(44)는 차단되지만 상기 제 2 연통로 부분(38)은 차단되지 않는다.
이 상태에서 상기 조작자(42)를 누르면 상기 O링(46)이 상기 제 2 연통 구멍(40)보다 아래쪽(제 2 연통로 부분(38)측)의 위치로 이동하기 때문에, 상기 제 2 연통로 부분(38)은 상기 제 2 연통 구멍(40)으로부터 차단되고, 상기 수용동 파일롯 유로(44)가 상기 제 2 연통 구멍(40)에 연통한다. 이 때문에, 상기 수동용 파일롯 유로(44)를 통해서 제 2 수압실(30)에 파일롯 에어가 공급되고, 상기 파일롯 피스톤(22)이 동작한다.
상기 구성을 갖는 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 작용은 다음과 같다. 도 1은 파일롯 밸브(4)가 오프일 때의 스위칭 상태이고, 이 때 파일롯 밸브(4)에 의해서 개폐 연통로(36)의 제 1 연통로 부분(37)과 제 2 연통로 부분(38)이 차단됨과 아울러 상기 제 2 연통로 부분(38)이 대기에 개방됨으로써, 제 1 수압실(29)의 파일롯 에어는 대기로 배출되고 있다. 이 때문에, 상기 파일롯 피스톤(22)은 입력용 포트(P)로부터 파일롯 통로(15), 상시 개방 연통로(35)를 통해서 제 2 수압실(30)에 공급되는 파일롯 에어에 의해서 왼쪽으로 밀리고, 스풀(12)과 함께 도면의 제 1 스위칭 위치를 차지하고 있다. 이 때, 상기 주밸브부(2)에서는 상기 입력용 포트(P)와 제 2 출력용 포트(A2)가 연통함과 아울러 제 1 출력용 포트(A1)와 제 1 배기용 포트(R1)가 연통하고, 제 2 배기용 포트(R2)는 차단되어 있다.
이 상태에서, 상기 파일롯 밸브(4)가 온으로 되면 상기 개폐 연통로(36)의 제 1 연통로 부분(37)과 제 2 연통로 부분(38)이 연통함으로써 상기 개폐 연통로(36)를 통해서 에어가 제 1 수압실(29)에 공급되고, 이 에어의 압력이 상기 제 1 수압면(31)에 작용한다. 상기 제 1 수압면(31)의 수압 면적은 상기 제 2 수압면(32)의 수압 면적과 같기 때문에, 상기 파일롯 피스톤(22)의 양면에 서로 역방향으로 작용하는 작용력은 밸런스되지만, 상기 스풀(12)과 파일롯 피스톤(22)의 연결부분에 있어서 상기 스풀(12)의 끝면에 형성된 상기 스풀 수압면(33)에 도면의 오른쪽 방향으로 작용하는 압력에 의해 상기 스풀(12)은 상기 파일롯 피스톤(12)과 함께 오른쪽 방향으로 이동하고, 도 3의 제 2 스위칭 위치를 차지한다. 이 결과, 상기 주밸브부(2)에 있어서는 상기 입력용 포트(P)와 제 1 출력용 포트(A1)가 연통함과 아울러 제 2 출력용 포트(A2)와 제 2 배기용 포트(R2)가 연통하고, 제 1 배기용 포트(R1)는 차단된다.
이와 같이, 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)는 스풀(12)에 파일롯 통로(15)를 형성하고, 이 파일롯 통로(15)에서 파일롯 피스톤(22)의 일측의 제 2 수압실(30)을 입력용 포트(P)에 상시 연통시키고, 다른쪽의 제 1 수압실(29)에는 파일롯 밸브(4)에 의해 개폐되는 개폐 연통로(36)에 의해 상기 제 2 수압실(30)을 통해서 파일롯 에어를 공급하도록 하고 있으므로, 하나의 파일롯 피스톤(22)의 양면에 하나의 파일롯 밸브(4)로 파일롯 에어를 공급함으로써 상기 스풀(12)을 스위칭할 수 있다. 또한, 상기 파일롯 통로(15)를 주밸브부(2)의 밸브 바디(10)의 내부에 형성할 필요가 없기 때문에 유로의 배분이 용이하고, 상기 밸브 바디(10)의 내부구조도 간단하게 되므로 상기 밸브 바디(10)의 설계 및 가공도 용이하다.
도 4의 (a), (b)는 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 제 1 변형예의 요부를 나타내는 것이고, 이 제 1 변형예는 상기 스풀 밸브(1A)에 상기 스풀(12)의 스위칭 위치를 확인하기 위한 인디게이터(50)를 설치한 것이다. 이 인디게이터(50)는 밸브 바디(10)의 제 2 단(10b)측의 단부에 부착된 투명한 커버(51)와, 상기 스풀(12)의 단부에 형성된 피검출부(52)에 의해서 형성되어 있다.
상기 커버(51)는 밸브 구멍(11)의 단부에 임하는 부분에 외측을 향해서 볼록형으로 만곡하는 반구면 형상의 투시부(51a)를 갖고, 그 투시부(51a)의 중앙 위치에 상기 투시부(51)를 대기에 개방하는 개방 구멍(51b)이 형성되어 있다.
한편, 상기 피검출부(52)는 상기 스풀(12)의 단부의 반구 형상의 부분에 의해 형성되어 있고, 이 피검툴부(52)가 상기 투시부(51a)의 내부에 감합하거나 탈출하거나 할 수 있도록 되어 있다. 이 피검출부(52)는 적색이나 오렌지색 등의 눈에 띠기 쉬운 색으로 착색되어 있어도 좋다.
그리고, 도 1과 같이 파일롯 밸브(4)가 오프인 상태에서 상기 스풀(12)이 상기 제 1 스위칭 위치에 있을 때에, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 상기 피검출부(52)는 밸브 구멍(11) 내에 위치하고, 상기 투시부(51a) 내에 끼워넣어져 있지 않음로써 상기 투시부(51a)를 통해서 시인되지 않기 때문에, 상기 스풀(12)이 상기 제 1 스위칭 위치에 있는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 3과 같이 파일롯 밸브94)가 온인 상태에서 상기 스풀(12)이 제 2 스위칭 위치에 있는 경우에는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 상기 피검출부(52)는 상기 투시부(51a) 내에 갑합되고, 이 투시부(51a)를 통해서 시인되기 때문에 상기 스풀(12)이 상기 제 2 스위칭 위치에 있는 것을 확인할 수 있다.
도 5의 (a), (b)는 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 제 2 변형예의 요부를 나타내는 것이고, 이 제 2 변형예는 상기 스풀 밸브(1A)에 상기 스풀(12)의 스위칭 위치를 검출하기 위한 위치검출장치(55)를 설치한 것이다.
이 위치검출장치(55)는 밸브 바디(10)의 제 2 단(10b)에 부착된 브래킷(56)에 푸시 버튼(57a)에 의해 온, 오프로 스위칭되는 스위칭 스위치(57)를 부착하고, 이 스위칭 스위치(57)의 상기 푸시 버튼(57a)을 상기 스풀(12) 단부의 반구 형상의 압박부(58)에 대향시켜서 배치한 것이다.
그리고, 도 1과 같이 파일롯 밸브(4)가 오프인 상태에서 상기 스풀(12)이 상기 제 1 스위칭 위치에 있을 때에, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 상기 푸시 버튼(57a)은 상기 스풀(12)의 압박부(58)에 의해 눌리지 않기 때문에 상기 스위칭 스위치(57)는 오프의 상태에 있고, 그 스위칭 스위치(57)로부터 위치검출신호는 출력되지 않는다.
한편, 도 3에 나타낸 바와 같이 파일롯 밸브(4)가 온인 상태에서 상기 스풀(12)이 제 2 스위칭 위치에 있을 때, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이 상기 푸시 버튼(57a)이 상기 스풀(12)의 압박부(58)에 의해서 눌려서 변위하기 때문에, 상기 스위칭 스위치(57)는 온으로 되고, 그 스위칭 스위치(57)로부터 위치검출신호가 도시하지 않은 제어장치나 표시장치 등에 출력된다.
도 6은 본 발명에 의한 전자 파일롯식 스풀 밸브의 제 2 실시형태를 나타내는 것이다. 이 제 2 실시형태의 스풀 밸브(1B)는 2개의 파일롯 밸브를 갖는 더블 파일롯식의 스풀 밸브인 것이 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)와 상위하다. 즉, 상기 제 2 실시형태의 스풀 밸브(1B)는 주밸부(2)의 밸브 바디(10)의 제 1 단(10a)측과 제 2 단(10b)측의 양쪽에 각각 파일롯 밸브부를 갖고 있다.
상기 밸브 바디(10)의 제 1 단(10a)측에 설치된 제 1 파일롯 밸브부(3a)와 제 2 단(10b)측에 설치된 제 2 파일롯 밸브부(3b)는 좌우 서로 대향하도록 설치되어 있지만, 양자의 구성은 실질적으로 같고, 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 파일롯 밸브부(3)의 구성과도 실질적으로 같다.
또한, 주밸브부(2)의 구성도 스풀(12)의 내부에 파일롯 통로(15)가 축선(L) 방향으로 관통한 상태로 형성되어 있는 것 이외에, 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 주 밸브부(2)의 구성과 같다.
따라서, 설명의 중복을 피하기 위해서 도 6에 있어서 주밸브부(2)의 주요한 부분에는 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 주밸브부(2)의 것과 같은 부호를 붙이고, 상기 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 주요한 부분에는 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 파일롯 밸브부(3)의 부호에 「a」를 붙인 부호를 부여하고, 상기 제 2 파일롯 밸브부(3b)에는 상기 제 1 실시형태의 스풀 밸브(1A)의 파일롯 밸브(3)의 부호에 「b」를 붙인 부호를 부여하며, 구성의 설명은 생략하는 것으로 한다.
상기 구성을 갖는 제 2 실시형태의 스풀 밸브(1B)의 작용은 다음과 같다. 도 6은 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 파일롯 밸브(4a)가 오프로 되고, 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 파일롯 밸브(4b)가 온으로 되어 있을 때의 스위칭 상태이다.
이 때, 상기 제 1 파일롯 밸브부(3a)에 있어서는 파일롯 밸브(4a)에 의해서 개폐 연통로(36a)의 제 1 연통로 부분(37a)과 제 2 연통로 부분(38a)이 차단됨과 아울러 상기 제 2 연통로 부분(38a)이 대기에 개방됨으로써, 제 1 수압실(29a) 내의 파일롯 에어는 대기로 배출되고 있다.
한편, 제 2 파일롯 밸브부(3b)에 있어서는 개폐 연통로(36b)의 제 1 연통로 부분(37b)과 제 2 연통로 부분(38b)이 연통함으로써 상기 개폐 연통로(36b)를 통해서 파일롯 에어가 제 1 수압실(29b)에 공급되고, 이 파일롯 에어의 압력이 파일롯 피스톤(22b)의 제 1 수압면(31b)에 작용한다.
또한, 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 제 2 수압실(30a)과 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 제 2 수압실(30b)에는 파일롯 통로(15)를 통해서 입력용 포트(P)로부터 파일롯 에어가 상시 공급되고, 각각의 파일롯 피스톤(22a, 22b)의 제 2 수압면(32a, 32b)에 에어 압력이 서로 역방향으로 작용하고 있지만, 2개의 파일롯 피스톤(22a, 22b)은 서로 동일 지름이고, 상기 제 2 수압면(32a, 32b)의 수압 면적도 서로 같기 때문에, 양 파일롯 피스톤(22a, 22b)에 상호 역방향으로 작용하는 작용력은 밸런스되어 있다. 또한, 상기 스풀(12)의 양단의 스풀 수압면(33a, 33b)에 서로 역방향으로 작용하는 작용력도 밸런되어 있다.
이 때문에, 상기 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 파일롯 피스톤(22b)에 의해서 스풀(12)은 왼쪽 방향으로 밀리고, 도면의 제 1 스위칭 위치를 차지하고 있다.
그리고 이때, 주밸브부(2)에 있어서는 입력용 포트(P)와 제 2 출력용 포트(A2)가 연통함과 아울러 제 1 출력용 포트(A1)와 제 1 배기용 포트(R1)가 연통하고, 제 2 배기용 포트(R2)는 차단되어 있다.
이 상태에서, 상기 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 파일롯 밸브(4a)가 온으로 됨과 아울러 상기 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 파일롯 밸브(4b)가 오프로 되면, 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 제 1 수압실(29b) 내의 파일롯 에어가 대기로 배출됨과 아울러 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 제 1 수압실(29a)에 파일롯 에어가 공급되기 때문에, 상기 제 1 파일롯 밸브(3a)의 파일롯 피스톤(22a)에 의해서 스풀(12)은 도 6의 오른쪽 방향으로 밀리고, 도 6과는 반대의 제 2 스위칭 위치로 스위칭된다.
이 때, 주밸브부(2)에 있어서는 입력용 포트(P)와 제 1 출력용 포트(A1)가 연통함과 아울러 제 2 출력용 포트(A2)와 제 2 배기용 포트(R2)가 연통하고, 제 1 배기용 포트(R1)는 차단된다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 파일롯 밸브(4a)가 오프, 상기 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 파일롯 밸브(4b)가 온인 상태에서 상기 스풀(12)이 제 1 스위칭 위치를 차지하고 있을 때, 상기 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 파일롯 밸브(4b)를 오프로 하면 상기 스풀(12)은 제 1 스우칭 위치를 그대로 유지하고, 마찬가지로 상기 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 파일롯 밸브(4a)가 온, 상기 제 2 파일롯 밸브부(3b)의 파일롯 밸브(4b)가 오프인 상태에서 상기 스풀(12)이 제 2 스위칭 위치를 차지하고 있을 때, 상기 제 1 파일롯 밸브부(3a)의 파일롯 밸브(4a)를 오프로 하면 상기 스풀(12)은 제 2 스위칭 위치를 그대로 유지한다.
이 제 2 실시형태에 있어서도 파일롯 통로(15)를 주밸브부(2)의 밸브 바디(10)의 내부에 형성할 필요가 없기 때문에 유로의 배분이 용이하고, 밸브 바디(10)의 내부구조도 간단하게 되므로 상기 밸브 바디(10)의 설계 및 가공도 용이하다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 싱글 파일롯식의 스풀 밸브(1A)에 있어서는 파일롯 피스톤(22)을 스풀(12)과 별체로 형성하여 그 스풀(12)에 일체로 연통되어 있지만, 상기 스풀(12)과 파일롯 피스톤(22)을 하나의 소재에 의해서 일체로 형성할 수도 있고, 이 경우 스풀(12)의 내부의 파일롯 통로(15)와 제 2 수압실(30)을 연결하는 상기 상시 개방 연통로(35)는 상기 스풀(12)과 파일롯 피스톤(22)이 연결되는 부분에 있어서 상기 스풀(12) 또는 파일롯 피스톤(22)의 외주에 개구하여 상기 제 2 수압실(30)에 연통하는 통공에 의해 형성할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태의 더블 파일롯식의 스풀 밸브(1B)의 경우에도, 한쪽의 파일롯 피스톤(22a)과 스풀(12)을 하나의 소재에 의해서 일체로 형성하고, 다른쪽의 파일롯 피스톤(22b)을 상기 스풀(12)과 별체로 형성하여 상기 스풀(12)에 연결하여도 좋다.
또한, 도시한 각 실시형태는 5포트식의 스풀 밸브이지만, 본 발명은 3포트식 또는 4포트식 등, 그 밖의 포트수의 스풀 밸브에도 적용할 수 있다.
1A, 1B : 스풀 밸브 2 : 주밸브부
3 : 파일롯 밸브부 4 : 파일롯 밸브
10 : 밸브 바디 10a : 제 1 단
10b : 제 2 단 11 : 밸브 구멍
12 : 스풀 15 : 파일롯 통로
20, 20a, 20b : 피스톤 박스 21, 21a, 21b : 피스톤실
22, 22a, 22b : 파일롯 피스톤 26 : 간극
28 : 피스톤 패킹 29, 29a, 29b : 제 1 수압실
30, 30a, 30b : 제 2 수압실 35, 35a, 35b : 상시 개방 연통로
36, 36a, 36b : 개폐 연통로 P : 입력용 포트
A1, A2 : 출력용 포트 R1, R2 : 배기용 포트
L : 축선

Claims (8)

  1. 입력용, 출력용, 배기용의 포트를 갖는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 상기 밸브 바디를 관통하고 또한 상기 포트에 연통하도록 형성된 밸브 구멍과, 상기 밸브 구멍 내에 상기 밸브 구멍의 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되어 상기 포트끼리를 연결하는 유로를 개폐하는 스풀과, 상기 스풀의 내부에 상기 스풀의 동작 위치에 구애되지 않고 항상 상기 입력용 포트에 연통되도록 형성된 파일롯 통로를 갖는 주밸브부, 및 상기 밸브 바디의 단부에 설치된 파일롯 밸브부를 갖고,
    상기 파일롯 밸브부는 상기 밸브 바디에 접속된 피스톤 박스와, 상기 스풀의 단부에 연결되도록 형성되어서 상기 피스폰 박스의 내부에 슬라이딩 가능하게 수용된 상기 스풀보다 대경의 파일롯 피스톤과, 상기 파일롯 피스톤의 일측과 타측으로 구획된 제 1 수압실 및 제 2 수압실과, 상기 스풀과 파일롯 피스톤이 연결되는 부분에 상기 파일롯 통로와 상기 제 2 수압실을 상시 연통시키도록 형성된 상시 개방 연통로와, 상기 피스톤 박스에 상기 파일롯 통로와 상기 제 1 수압실을 파일롯 밸브를 통해서 연통시키도록 형성된 개폐 연통로와, 상기 개폐 연통로를 개폐하는 전자 조작식의 상기 파일롯 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐 연통로는 일단이 상기 제 2 수압실에 연통함으로써 상기 제 2 수압실 및 상기 상시 개방 연통로를 통해서 상기 파일롯 통로에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파일롯 피스톤은 상기 스풀과 별체로 형성되어서 상기 스풀에 연결되고, 상기 상시 개방 연통로는 상기 스풀과 상기 파일롯 피스톤 사이에 개재되는 간극에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파일롯 피스톤의 상기 제 1 수압실에 면하는 제 1 수압면의 수압 면적과 상기 제 2 수압실에 면하는 제 2 수압면의 수압 면적은 서로 같고, 상기 스풀의 상기 제 2 수압실에 면하는 스풀 수압면의 수압 면적은 상기 파일롯 피스톤의 상기 제 2 수압면의 수압 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파일롯 피스톤과 상기 스풀은 하나의 소재에 의해서 일체로 형성되고, 상기 상시 개방 연통로는 상기 파일롯 피스톤 또는 스풀의 측면에 개구해서 상기 제 2 수압실에 연통하는 통공에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파일롯 피스톤의 외주에 부착된 피스톤 패킹은 시일에 방향성을 갖는 립 타입의 피스톤 패킹이며, 그 피스톤 패킹은 상기 제 1 수압실로부터 제 2 수압실을 향하는 에어는 차단하지 않지만, 상기 제 2 수압실로부터 제 1 수압실로 향하는 에어는 차단하는 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주밸브부의 양단에 상기 파일롯 밸브부가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주밸브부의 일단에 상기 파일롯 밸브부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 파일롯식 스풀 밸브.
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