KR20160138906A

KR20160138906A - 파일럿식 전자 밸브

Info

Publication number: KR20160138906A
Application number: KR1020160062677A
Authority: KR
Inventors: 오사무 스에마츠
Original assignee: 시케이디 가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-12-06
Also published as: US20160348803A1; EP3098492A1; US10006558B2; KR101800960B1; EP3098492B1; JP6216738B2; CN106195399A; JP2016217519A; CN106195399B

Abstract

내부 배기형과 외부 배기형에 대응할 수 있는 얇고 콤팩트한 파일럿식 전자 밸브를 제공하는 것이다.
고정 철심(22) 및 가동 철심(18)을 갖는 파일럿 밸브부(2)와, 다이어프램 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트(55)가 형성된 유로 블록체(3)를 구비하는 파일럿식 전자 밸브(1)에 있어서, 파일럿 밸브부(2)가, NO 포트(13)와 코먼 포트(14)와 NC 포트(15)를 구비하고, 유로 블록체(3)는, 입력 포트(49)와, 출력 포트(50)와, 배면실(54)과, NO 유로(45)와, 코먼 유로(46)와, NC 유로(47)와, 외부 배기 유로(48)와, 내부 배기 유로(59)가 형성되고, 또한, 외부 배기 유로(48) 또는 내부 배기 유로(59)를 밀봉하는 제1, 제2의 금속 볼(70, 71)을 갖고, 유로 블록체(3)의 평판 형상의 평판 덮개체(30)에는, 오목부(35)와 코먼 포트(14)를 연통하는 평판 덮개체 연통로(32)가 형성되어 있다.

Description

파일럿식 전자 밸브 {PILOT TYPE SOLENOID VALVE}

본 발명은, 고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자 밸브에 관한 것이다.

유체를 제어하는 파일럿식 전자 밸브는, 예를 들어 공작 기계, 용접 기계, 용단 기계, 수송 기계, 공조 설비 등의 일반 산업 기계나, 산소 농축 장치 등의 의료 기기의 내부에 사용되고 있다. 종래의 파일럿식 전자 밸브에는, 주 밸브체에 다이어프램 밸브체를 사용하여, 다이어프램 밸브체의 배면실의 압력을 전자 밸브로 제어하고, 다이어프램 밸브체의 개폐를 행하게 하는 것이 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에서 제안된 파일럿식 전자 밸브는, 파일럿 밸브부가 제1 유로 연통로를 제3 유로 연통로에 연통시킬 경우에는, 다이어프램 밸브체의 배면실에 유체를 공급해서 배면실을 가압하고, 다이어프램 밸브체를 밸브 시트에 접촉시킨다. 또한, 파일럿 밸브부가 제1 유로 연통로를 제2 유로 연통로에 연통시킬 경우에는, 다이어프램 밸브체의 배면실을 대기에 연통시켜, 배면실로부터 대기에 배기함으로써 배면실을 감압하고, 다이어프램 밸브체를 밸브 시트로부터 이격시킨다.

또한, 예를 들어 다이어프램의 배면실의 유체를 대기에 배출하는 외부 배기형과, 다이어프램의 배면실의 유체를 출력 포트에 배출하는 내부 배기형의 양쪽에 대응할 수 있는 파일럿식 전자 밸브가 있다.

일본 특허 제5546034호 공보

그러나, 파일럿식 전자 밸브는, 예를 들어 다이어프램 밸브체의 배면실을 진공화함으로써 밸브를 개방하는 구조가 요구되는 경우가 있었다. 이 경우, 다이어프램 밸브체의 배면실을 출력 포트에 연통시키는 유로를 파일럿식 전자 밸브에 형성할 필요가 있다. 종래의 파일럿식 전자 밸브는, 배면실로부터 대기에 배기를 행하는 외부 배기형이며, 배면실로부터 출력 포트에 배기를 행하는 내부 배기형에 대응하는 점이 곤란하였다.

또한, 산업계에서는, 두께가 10mm 내지 13mm 정도로 복수개를 병렬 배치 가능한 파일럿식 전자 밸브가 요망되고 있다. 예를 들어, 산소 농축기의 내부에는, 4개 정도의 파일럿식 전자 밸브가 병렬 배치된 상태에서 사용되고 있다. 산소 농축기를 콤팩트하게 하기 위해서, 파일럿식 전자 밸브는, 두께를 10mm 내지 13mm 정도로 얇게 하여, 콤팩트하게 하는 요구가 있었다. 특히, 산소 농축기는, 지금까지 설치형이 주류였지만, 최근 포터블형에의 요구가 높아지고 있는 점에서, 파일럿식 전자 밸브의 박형화, 콤팩트화에의 요구가 높아지고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 파일럿식 전자 밸브 및 외부 배기형과 내부 배기형의 양쪽에 대응할 수 있는 파일럿식 전자 밸브는, 이 박형의 요구에 따를 수 없었다. 왜냐하면, 본체 블록과 덮개체의 합계 두께를 10mm 정도로 하면, 본체 블록 및 덮개체의 두께가 얇기 때문에, 내부 유로를 형성하는 것이 곤란했기 때문이다.

또한, 출원인 등은, 일본 특허 출원 제2016-37983호에 있어서, 두께를 10mm 정도로 할 수 있는 파일럿식 전자 밸브를 제안하였다. 그러나, 이 기술은, 외부 배기형과 내부 배기형의 양쪽에 대응하고 있지 않았다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 내부 배기형과 외부 배기형의 양쪽에 대응할 수 있는 얇고 콤팩트한 파일럿식 전자 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 이하의 구성을 갖고 있다. (1) 고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자 밸브에 있어서, 상기 밸브체는 다이어프램 밸브체인 것, 상기 파일럿 밸브부가, NO 포트와, 코먼 포트와, NC 포트를 구비하는 것, 상기 유로 블록체는, 입력 포트와, 출력 포트와, 상기 다이어프램 밸브체에 의해 구획된 배면실과, 상기 입력 포트와 상기 NO 포트를 연통하는 NO 유로와, 상기 배면실과 상기 코먼 포트를 연통하는 코먼 유로와, 상기 NC 포트에 연통하는 NC 유로와, 상기 NC 유로를 대기에 연통시키는 외부 배기 유로와, 상기 출력 포트와 상기 NC 유로를 연통하는 내부 배기 유로가 형성되어 있는 것, 상기 외부 배기 유로 또는 상기 내부 배기 유로를 밀봉하는 밀봉 부재를 갖는 것, 상기 유로 블록체가, 한 쌍의 넓은 대향면을 구비하는 직육면체 형상이며, 상기 한 쌍의 넓은 대향면을 제외한 4면 중, 제1면에, 상기 파일럿 밸브부가 설치되고, 제2면에, 상기 입력 포트 또는 상기 출력 포트 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 것, 상기 다이어프램 밸브체는, 상기 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것, 상기 유로 블록체는, 블록 본체와 평판 형상의 평판 덮개체를 구비하고, 상기 평판 덮개체가 상기 배면실을 구성하는 오목부를 구비하는 것, 상기 평판 덮개체에는, 상기 오목부와 상기 코먼 포트를 연통하는 평판 덮개체 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 외부 배기 유로 또는 내부 배기 유로를 밀봉 부재로 밀봉함으로써, 유로 블록체의 유로 구성을 내부 배기형 또는 외부 배기형의 양쪽에 대응시킬 수 있다. 그리고, 상기 구성에 의하면, 얇은 평판 덮개체에 오목부를 이용해서 평판 덮개체 연통로를 형성하여, 다이어프램 밸브체의 배면실과 파일럿 밸브부의 코먼 포트를 접속할 수 있으므로, 블록 본체와 평판 덮개체를 중첩한 두께를 10mm 내지 13mm 정도로 얇게 하여, 파일럿식 전자 밸브를 콤팩트하게 할 수 있다.

(2) (1)에 기재된 구성에 있어서, 상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 동축 상에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 내부 배기형과 외부 배기형을 전환하기 위한 외부 배기 유로와 내부 배기 유로를 작은 공간에서 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면, 밀봉 부재를 외부 배기 유로 또는 내부 배기 유로에 간단하게 배치할 수 있어, 조립 작업성이 좋다.

(3) (2)에 기재된 구성에 있어서, 상기 외부 배기 유로의 유로 직경이 상기 내부 배기 유로의 유로 직경보다 큰 것, 상기 밀봉 부재가, 상기 외부 배기 유로에 압입되는 제1 밀봉 부재와, 상기 외부 배기 유로에 삽입 가능한 크기이며, 상기 내부 배기 유로에 압입되는 제2 밀봉 부재인 것이 바람직하다.

상기 구성에서는, 외부 배기 유로의 유로 직경이 내부 배기 유로의 유로 직경보다 크므로, 외부 배기 유로보다 안쪽에 위치하는 내부 배기 유로에 대하여 제2 밀봉 부재를 압입하기 쉽고, 외부 배기형의 유로를 유로 블록체에 형성하기 쉽다. 또한, 외부 배기 유로의 개구부로부터, 제2 밀봉 부재보다 큰 제1 밀봉 부재를 압입하면, 간단하게 내부 배기형의 유로를 유로 블록체에 형성할 수 있다. 따라서, 상기 구성에 의하면, 내부 배기형 또는 외부 배기형의 유로를 간단하게 전환해서 형성할 수 있어, 조립 작업성이 좋다.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 상기 밀봉 부재가, 구형 형상 또는 원기둥 형상인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 밀봉 부재가 구형 형상 또는 원기둥 형상이므로, 밀봉 부재를 외부 배기 유로 또는 내부 배기 유로에 압입하기 쉽다.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 상기 밀봉 부재가 상기 유로 블록체에 대하여 용착 또는 접착되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 밀봉 부재가 외부 배기 유로 또는 내부 배기 유로에 압입된 상태에서 유로 블록체에 대하여 용착 또는 접착되어 있으므로, 배면실로부터 배기되는 유체가 밀봉 부재와 유로 블록체의 사이로부터 누설되는 것을 방지하여, 배기 효율의 저하를 억제할 수 있다.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 상기 유로 블록체는, 상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 제1 단면 상에 형성되고, 상기 NC 유로가 상기 제1 단면에 대하여 평행한 제2 단면 상에 형성되어 있고, 상기 NC 유로를 상기 외부 배기 유로 및 상기 내부 배기 유로에 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 것이 바람직하다.

상기 구성에서는, 예를 들어 입력 포트와 출력 포트의 유로 단면적을 작게 하여, 블록 본체와 평판 덮개체를 중첩한 두께를 10mm 정도로 얇게 할 수 있다.

따라서, 상기 구성에 의하면, 내부 배기형과 외부 배기형의 양쪽에 대응할 수 있는 얇고 콤팩트한 파일럿식 전자 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브의 정면도이다.
도 2는, 도 1의 AA 단면도이다.
도 3은, 도 2의 BB 단면도이며, 외부 배기형을 도시한다.
도 4는, 도 2의 BB 단면도이며, 내부 배기형을 도시한다.
도 5는, 도 1의 CC 단면도이다.
도 6은, 블록 본체의 정면도이다.
도 7은, 도 6의 하면도이다.
도 8은, 도 6의 상면도이다.
도 9는, 도 6의 우측면도이다.
도 10은, 도 6의 FF 단면도이다.
도 11은, 도 6의 GG 단면도이다.
도 12는, 평판 덮개체를 오목부측에서 본 도면이다.
도 13은, 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브의 밸브 폐쇄 동작을 설명하는 도면이다.
도 14는, 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브의 밸브 개방 동작을 설명하는 도면이다.
도 15는, 외부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브의 밸브 개방 동작을 설명하는 도면이다.
도 16은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브의 단면도이다.
도 17은, 도 16의 JJ 단면에서의 바이패스 유로 근방의 확대 단면도이다.
도 18은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브의 단면도이며, 외부 배기형을 도시한다.
도 19는, 도 18에 도시하는 파일럿식 전자 밸브이며, 내부 배기형을 도시한다.
도 20은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브의 단면도이다.
도 21은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브의 단면도이며, 외부 배기형을 도시한다.

이하, 본 발명을 구체화한 파일럿식 전자 밸브에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 1에, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 2에, 도 1의 AA 단면도를 도시한다. 도 3 및 도 4에, 도 2의 BB 단면도를 도시한다. 특히, 도 3에, 외부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)를 도시하고, 도 4에, 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)를 도시한다. 도 5에, 도 1의 CC 단면도를 도시한다. 도 6에, 블록 본체(40)의 정면도를 도시한다. 도 7에, 도 6의 하면도를 도시한다. 도 8에, 도 6의 상면도를 도시한다. 도 9에, 도 6의 우측면도를 도시한다. 도 10에, 도 6의 FF 단면도를 도시한다. 도 11에, 도 6의 GG 단면도를 도시한다. 도 12에, 평판 덮개체(30)를 오목부(35)측에서 본 도면을 도시한다. 도 13에, 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)의 밸브 폐쇄 동작을 설명하는 도면을 도시한다. 도 14에, 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)의 밸브 개방 동작을 설명하는 도면을 도시한다. 도 15에, 외부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)의 밸브 개방 동작을 설명하는 도면을 도시한다. 또한, 도 13 내지 도 15에서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 파일럿 밸브부(2)를 도 3, 4에 상당하는 단면으로서 도시하고, 유로 블록체(3)를 도 5에 상당하는 단면으로서 도시한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 파일럿식 전자 밸브(1)는, 파일럿 밸브부(2)와, 유로 블록체(3)에 의해 구성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유로 블록체(3)는, 수지제의 블록 본체(40)와 수지제의 평판 덮개체(30)를 갖는다. 먼저, 블록 본체(40)의 구조를 설명한다. 블록 본체(40)의 중심에, 대략 원통 형상의 오목부인 밸브실(43)이 형성되어 있다. 밸브실(43)의 중앙 저면에는, 밸브 시트(55)가 형성되어 있다. 밸브 시트(55)의 중심에는, 밸브 구멍이 형성되고, 밸브 구멍은 저면을 구비하고, 밸브 구멍실(41)을 형성하고 있다. 도 5에 도시한 밸브 구멍실(41)의 저면 우측 단부에는, 슬릿 형상의 출력 유로(42)가 연통하고 있다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 출력 유로(42)의 일단부는, 유로 블록체(3)의 제2면(3b)을 구성하는 블록 본체(40)의 측면(40b)에 개구하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 밸브실(43)의 좌측 단부에는, 입력 유로(44)가 연통하고 있다. 입력 유로(44)는, 출력 유로(42)보다 도면 중 상하 방향(블록 본체(40)의 두께 방향)의 길이가 길어져 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 입력 유로(44)의 일단부는, 밸브실(43)의 저면에 대하여 C 형상으로 개구하고 있다. 입력 유로(44)의 타단부는, 블록 본체(40)의 측면(40b)에 개구하고 있다. 도 6에 도시한 입력 유로(44)에는, NO 유로(45)가 개구되어 있다. 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, NO 유로(45)의 타단부는, 유로 블록체(3)의 제1면(3a)(예를 들어 도 3 참조)을 구성하는 블록 본체(40)의 측면(40a)에 개구하고 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)는, 설치판부(56)가 일체로 설치되어 있다. 설치판부(56)에는, 입력 유로(44)와 연통하는 입력 포트(49), 출력 유로(42)와 연통하는 출력 포트(50)가 형성되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)의 측면(40b)에는, 도시하지 않은 시일 부재가 장착되는 장착 홈(56a)이 입력 포트(49)와 출력 포트(50)의 주위를 따라 형성되어 있다. 설치판부(56)의 양단부에는, 설치 나사용 구멍(51, 52)이 형성되어 있다. 파일럿식 전자 밸브(1)는, 입력 포트(49) 및 출력 포트(50)에 대응하는 각 포트가 형성된 매니폴드 블록에 대하여, 설치 나사용 구멍(51, 52)을 사용해서 설치된다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)에는, NC 유로(47)가 도면 중 상하 방향을 따라 측면(40a)부터 바닥이 있는 구멍 형상으로 개설되어 있다. NC 유로(47)의 저부(도면 중 하단부)에는, 외부 배기 유로(48)와 내부 배기 유로(59)가 연통하고 있다. 외부 배기 유로(48)와 내부 배기 유로(59)는, NC 유로(47)에 대하여 직교하는 방향에 동축 상에 형성되어 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 외부 배기 유로(48)는, 유로 블록체(3)의 제3면(3c)(도 3 및 도 4 참조)을 구성하는 블록 본체(40)의 측면(40c)에 개구하고, NC 유로(47)를 대기에 연통시킨다. 도 3에 도시한 바와 같이, 외부 배기 유로(48)는, 외측 유로부(48a)와 외측 압입부(48b)와 외측 단차부(48c)를 구비한다. 외측 유로부(48a)는, 스트레이트 형상으로 형성되어 NC 유로(47)에 연통한다. 외측 압입부(48b)는, 외측 유로부(48a)의 개구 부분에 외측 유로부(48a)보다 큰 직경으로 설치되어 있다. 외측 단차부(48c)는, 외측 유로부(48a)와 외측 압입부(48b)의 사이에 설치된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 외부 배기 유로(48)는, 제1 금속 볼(70)(밀봉 부재, 제1 밀봉 부재의 일례)이, 외측 단차부(48c)에 충돌되도록 외측 압입부(48b)에 압입된다. 이에 의해, 제1 금속 볼(70)이 외측 압입부(48b)의 내벽과 외측 단차부(48c)에 대하여 수지를 왜곡시키면서 밀착하므로, 외부 배기 유로(48)가 기밀하게 밀봉되고, NC 유로(47)가 내부 배기 유로(59)를 거쳐서 출력 유로(42)에 연통한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)의 측면(40c)에는, 오목부(40d)가 외부 배기 유로(48)의 개구부의 주위에 직사각 형상으로 형성되어 있고, 그 오목부(40d)에 평판 덮개체(30)에 돌출 설치된 직사각 형상의 돌기(30a)를 끼워 맞추게 함으로써, 외부 배기 유로(48)의 개구 부분을 돌기(30a)로 차폐하도록 하고 있다. 이에 의해, 외부 배기 유로(48)를 밀봉하는 제1 금속 볼(70)에 대하여, 외부 배기 유로(48)의 개구 방향에 유체압이 작용해도, 제1 금속 볼(70)이 개구로부터 튀어나오지 않아, 시일성이 담보된다.

도 4 및 도 10에 도시한 바와 같이, 내부 배기 유로(59)는, 출력 유로(42)에 개구하고, NC 유로(47)를 출력 유로(42)에 연통시킨다. 도 4에 도시한 바와 같이, 내부 배기 유로(59)는, 내측 유로부(59a)와 내측 압입부(59b)와 내측 단차부(59c)를 구비한다. 내측 유로부(59a)는, 외측 유로부(48a)보다 소직경의 유로 직경으로 외측 유로부(48a)와 동축이 되도록 스트레이트 형상으로 형성되고, 출력 유로(42)에 연통한다. 내측 압입부(59b)는, 유로 직경이 외측 유로부(48a)의 유로 직경보다 작아서 내측 유로부(59a)의 유로 직경보다 커지도록 설치되고, 외측 유로부(48a)와 내측 유로부(59a)의 사이에 형성된다. 내측 단차부(59c)는, 내측 유로부(59a)와 내측 압입부(59b)의 사이에 설치된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 내부 배기 유로(59)는, 제1 금속 볼(70)보다 직경이 작은 제2 금속 볼(71)(밀봉 부재, 제2 밀봉 부재의 일례)이, 외부 배기 유로(48)에 삽입 관통되고, 내측 단차부(59c)에 충돌되도록 내측 압입부(59b)에 압입된다. 이에 의해, 제2 금속 볼(71)이 내측 압입부(59b)의 내벽과 내측 단차부(59c)에 대하여 수지를 왜곡시키면서 밀착하므로, 내부 배기 유로(59)가 기밀하게 밀봉되고, NC 유로(47)가 외부 배기 유로(48)를 거쳐서 대기에 연통한다. 또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 돌기(30a)에는, 호흡 구멍(30b)이 외부 배기 유로(48)의 개구부보다 작은 직경으로 관통 설치되어, 대기 배기가 원활하게 행하여지도록 되어 있다.

이어서, 평판 덮개체(30)의 구조 및 다이어프램 밸브체(60)의 설치 구조에 대해서 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 평판 덮개체(30)의 내측면의 중심부에는, 오목부(35)가 형성되어 있다. 오목부(35)가, 다이어프램 밸브체(60)의 배면실(54)을 구성하고 있다.

다이어프램 밸브체(60)는, 원판 형상으로 외주부가 얇고 중심부가 두툼한 다이어프램(61)과, 다이어프램(61)의 중심부에 일체로 성형된 수지 본체(62)에 의해 구성되어 있다. 다이어프램(61)의 외주부가, 블록 본체(40)와 평판 덮개체(30)로 끼움 지지되어 보유 지지됨과 동시에, 시일되어 있다. 또한, 다이어프램(61)의 두툼한 중심부가, 밸브체부(61c)로서 밸브 시트(55)에 접촉한다. 다이어프램 밸브체(60)는, 밸브실(43)과, 오목부(35)를 격리하고 있다. 다이어프램 밸브체(60)는, 밸브실(43)측에 위치하는 수압면과 배면실(54)측에 위치하는 배압면의 면적이 거의 동일하게, 단순히 입력 포트(49)에 공급되는 압축 공기를 배면실(54)에 공급하는 것만으로는, 수압면과 배압면에 동일 정도의 압력이 작용하여, 확실한 밸브 폐지력이 얻어지지 않는다. 따라서, 다이어프램 밸브체(60)는, 수지 본체(62)의 상면 중앙부에 오목부가 형성되고, 그 오목부에 코일 스프링(63)이 설치되어 있다. 코일 스프링(63)은, 다이어프램 밸브체(60)가 밸브 시트(55)에 접촉하는 방향으로 가압하고 있다. 도 5의 상태에서는, 다이어프램 밸브체(60)는, 밸브 시트(55)에 접촉된 상태이다. 후술하는데, 코일 스프링(63)의 가압력은 크지 않고, 다이어프램 밸브체(60)가 밸브 시트(55)에 접촉하고 있는 것은, 배면실(54)에 공급되는 압축 공기의 힘과 코일 스프링(63)의 합력에 의한다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 다이어프램 밸브체(60)는, 다이어프램(61)의 외주부에 시일 링(61a, 61b)이 일체로 설치되고, 그 시일 링(61a, 61b)을 블록 본체(40)에 형성된 시일 홈(40g, 40h)에 끼워 맞추게 함으로써, 조립 시의 위치 결정이 행하여진다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 평판 덮개체(30)는, 시일 홈(40g, 40h)의 내측의 위치에 대응해서 형성된 연통 구멍(34)과 감합 구멍(36)에, 블록 본체(40)에 설치된 돌출부(40e, 40f)가 감합됨으로써, 조립 시에 블록 본체(40)에 대하여 위치 결정된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 평판 덮개체(30)의 오목부(35)의 측면(일부 저면)에는, 평판 덮개체 연통로(32)를 형성하기 위한 관통로의 일단부가 개구하고 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 평판 덮개체 연통로(32)를 형성하기 위한 관통로의 타단부는, 평판 덮개체(30)의 측면에 개구하고 있다. 즉, 그 관통로는, 평판 덮개체(30)의 측면으로부터 오목부(35)의 내벽을 향해서 개구되어 있다. 평판 덮개체(30)의 측면의 개구에는, 금속 볼(33)이 압입되어, 개구를 막고 있다. 평판 덮개체(30)의 두께는 3mm 정도이고, 평판 덮개체 연통로(32)의 직경은 1mm 정도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)의 상면의 우측 단부에는, 차폐벽(58)이 형성되어 있고, 평판 덮개체 연통로(32)의 금속 볼(33)이 삽입되어 있는 개구를 차폐하고 있다. 이에 의해, 금속 볼(33)의 압입 상태가 느슨해져도 금속 볼(33)은 개구로부터 튀어나오지 않아, 시일성이 담보된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 평판 덮개체(30)의 평판 덮개체 연통로(32)의 도중의 하면에는, 연통 구멍(34)이 개구하고 있다. 연통 구멍(34)에는, 블록 본체(40)의 돌출부(40e)가 삽입되어 접속되어 있다. 돌출부(40e)에는, 연통로(57)가 형성되어 있다. 도 11에 도시한 바와 같이, 연통로(57)는, 블록 본체(40)에 형성된 코먼 유로(46)의 일단부와 연통하고 있다. 코먼 유로(46)의 타단부는, 블록 본체(40)의 측면(40a)에 개구하고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 연통로(57)는, 다이어프램(61)에 일체로 성형된 2개의 시일 링(61a, 61b) 중, 시일 링(61a)에 의해 시일되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 평판 덮개체(30)는, 3개의 나사(72)에 의해, 블록 본체(40)의 나사 구멍(53)(도 6 참조)에 나사 고정되어 있다. 평판 덮개체(30)가, 블록 본체(40)에 나사 고정된 상태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 유로 블록체(3)의 두께(L1)는 13mm 정도이다. 여기서, 파일럿 밸브부(2)의 두께(L2)는 10mm 정도이다.

이어서, 파일럿 밸브부(2)의 구조를 설명한다. 도 3에 도시한 파일럿 밸브부(2)는, 좌측에, 중공 형상의 코일(17)이 배치되어 있다. 코일(17)의 중공부의 좌측 단부에, 고정 철심(22)이 고정 설치되어 있다. 코일(17)의 중공부의 우측 단부에는, 가동 철심(18)이, 직선 방향으로 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 가동 철심(18)의 우측 단부에는, 고무제의 파일럿 밸브체(19)가 부설되어 있다. 파일럿 밸브체(19)는, 밸브 시트(20)에 접촉하고 있다. 밸브 시트(20)는, 원뿔대 형상의 볼록부의 정상부에 형성되어 있다. 가동 철심(18)에는, 플랜지부가 형성되고, 플랜지부에 제1 가압 스프링(21)이 설치되어 있다. 제1 가압 스프링(21)은, 파일럿 밸브체(19)가 밸브 시트(20)에 접촉하는 방향으로, 가동 철심(18)을 가압하고 있다. 또한, 파일럿 밸브체(19)는, 제2 가압 스프링(25)에 의해, 밸브 시트(20)와 반대 방향으로 가압되어 있다. 제2 가압 스프링(25)은, 제1 가압 스프링(21)보다 가압력이 작고, 도 3에 도시한 바와 같이, 코일(17)에 전류가 흐르고 있지 않은 경우에는, 파일럿 밸브체(19)는, 제1 및 제2의 가압 스프링(21, 25)의 가압력의 차에 의해 밸브 시트(20)에 접촉하고 있다.

파일럿 밸브실(16)은, 코먼 포트(14) 및 NO 포트(13)에 연통하고 있다. 즉, 코먼 포트(14)와 NO 포트(13)는, 연통로(26)와 파일럿 밸브실(16)을 거쳐서 연통한다. 밸브 시트(20)의 중심에 있는 밸브 구멍은, NC 포트(15)에 연통하고 있다. 파일럿 밸브부(2)는, 도 13에 도시하는 바와 같이 코일(17)이 비통전인 경우에는, 파일럿 밸브체(19)가 밸브 시트(20)에 접촉하고, 코먼 포트(14)를 NO 포트(13)에 연통시키도록 파일럿 유로가 전환된다. 한편, 파일럿 밸브부(2)는, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 코일(17)이 통전되는 경우에는, 파일럿 밸브체(19)가 밸브 시트(20)로부터 이격되고, 연통로(26)의 개구 부분에 설치된 밸브 시트(27)에 접촉하고, 코먼 포트(14)를 NC 포트(15)에 연통시키도록 파일럿 유로가 전환된다.

파일럿 밸브부(2)의 코먼 포트(14)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 유로 블록체(3)의 코먼 유로(46)를 거쳐서 연통로(57)와 연통하고 있다. 마찬가지로, NO 포트(13)는, NO 유로(45)와 연통하고 있다. 마찬가지로, NC 포트(15)는, NC 유로(47)를 거쳐서 외부 배기 유로(48) 및 내부 배기 유로(59)와 연통하고 있다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 파일럿 밸브부(2)의 상단부면에는, 2개의 배선(11, 12)이 접속되어 있다. 배선(11, 12)은 코일(17)에 접속되어 있다.

이어서, 파일럿식 전자 밸브(1)의 조립에 대해서 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 외부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(1)를 조립할 경우에는, 블록 본체(40)의 외부 배기 유로(48)(외측 압입부(48b), 외측 유로부(48a))에 제2 금속 볼(71)을 삽입하고, 내부 배기 유로(59)(내측 압입부(59b))에 압입한다. 이 때, 제2 금속 볼(71)을 내측 단차부(59c)에 충돌할 때까지 내측 압입부(59b)에 압입함으로써, 누구나 제2 금속 볼(71)을 내부 배기 유로(59)에 대하여 일의적으로 배치할 수 있다.

그리고, 다이어프램 밸브체(60)의 시일 링(61a, 61b)을 블록 본체(40)의 시일 홈(40g, 40h)에 끼워 맞추고, 다이어프램 밸브체(60)를 블록 본체(40)에 대하여 위치 결정한다. 그리고, 평판 덮개체(30)의 연통 구멍(34)과 감합 구멍(36)에 블록 본체(40)의 돌출부(40e, 40f)를 삽입하고, 돌기(30a)를 오목부(40d)에 끼워 맞추게 하도록 하여, 평판 덮개체(30)를 블록 본체(40)에 중첩한다. 그리고, 나사(72)를 평판 덮개체(30)의 삽입 관통 구멍(30c)(도 12 참조)에 관통시켜서 블록 본체(40)의 나사 구멍(53)(도 6 참조)에 조임으로써 평판 덮개체(30)를 블록 본체(40)에 고정한다. 이에 의해, 다이어프램 밸브체(60)는, 다이어프램(61)의 외측 테두리가 평판 덮개체(30)와 블록 본체(40)에 기밀하게 끼움 지지되어, 밸브실(43)과 오목부(35)를 격리한다.

이와 같이 조립한 유로 블록체(3)의 제1면(3a)에 대하여 도시하지 않은 시일 부재를 개재해서 파일럿 밸브부(2)를 배치하고, 파일럿 밸브부(2)에 삽입 관통한 도시하지 않은 나사를 블록 본체(40)의 나사 구멍(40i)(도 8 참조)에 체결함으로써, 유로 블록체(3)에 파일럿 밸브부(2)를 고정한다. 이에 의해, 파일럿 밸브부(2)의 NO 포트(13)와 코먼 포트(14)와 NC 포트(15)에, 유로 블록체(3)의 NO 유로(45)와 코먼 유로(46)와 NC 유로(47)가 각각 기밀하게 연통한다. 이와 같이 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)는, 오목부(35)가 평판 덮개체 연통로(32), 연통 구멍(34), 연통로(57), 코먼 유로(46), 코먼 포트(14), NC 포트(15), NC 유로(47), 외부 배기 유로(48)를 거쳐서 대기에 연통하고, 배면실(54)로부터 대기에 배기를 행하는 외부 배기형의 유로 구조가 된다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 내부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(1)를 조립할 경우에는, 블록 본체(40)의 외부 배기 유로(48)(외측 압입부(48b))에 제1 금속 볼(70)을 압입한다. 이 때, 제1 금속 볼(70)을 외측 단차부(48c)에 충돌할 때까지 외측 압입부(48b)에 압입함으로써, 누구나 제1 금속 볼(70)을 외부 배기 유로(48)에 일의적으로 배치할 수 있다. 이 이후의 조립 수순은, 외부 배기형과 동일하므로 설명을 생략한다. 이러한 파일럿식 전자 밸브(1)는, 오목부(35)가 평판 덮개체 연통로(32), 연통 구멍(34), 연통로(57), 코먼 유로(46), 코먼 포트(14), NC 포트(15), NC 유로(47), 내부 배기 유로(59), 출력 유로(42)를 거쳐서 출력 포트(50)에 연통하고, 배면실(54)로부터 출력 포트(50)에 배기를 행하는 내부 배기형의 유로 구조가 된다.

또한, 여기서는, 유로 블록체(3)를 조립한 후, 파일럿 밸브부(2)를 유로 블록체(3)에 설치했지만, 블록 본체(40)에 파일럿 밸브부(2)를 설치한 후, 유로 블록체(3)를 조립해도 된다.

이어서, 파일럿식 전자 밸브(1)의 작용을 설명한다. 먼저, 도 4에 도시한 바와 같이 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)의 밸브 폐쇄하는 동작을 설명한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 코일(17)에 통전되어 있지 않은 상태에서는, 제1 가압 스프링(21)이 제2 가압 스프링(25)을 이겨서, 파일럿 밸브체(19)를 밸브 시트(20)에 접촉시키고 있다. 따라서, 코먼 포트(14)와 NC 포트(15)는 차단되어 있다. 한편, 입력 유로(44)에는, 예를 들어 항상 압축 공기가 공급되고 있으므로, NO 유로(45), NO 포트(13)를 거쳐서, 코먼 포트(14)에 압축 공기가 공급되고 있다. 또한, 압축 공기는, 코먼 유로(46), 연통로(57), 평판 덮개체 연통로(32)를 거쳐서, 배면실(54)에 공급되고 있다(도 13의 도트 해칭 부분을 참조).

다이어프램 밸브체(60)는, 압축 공기의 압력을 받지 않는 상태에서는, 코일 스프링(63)에 의해 밸브 시트(55)에 접촉하는데, 코일 스프링(63)의 힘은 작으므로, 다이어프램 밸브체(60)에 필요한 폐지력이 얻어지지 않고 있다.

배면실(54)에 압축 공기가 공급되면, 밸브 구멍실(41)의 압력이 낮으므로(2차측 압력이 1차측 압력보다 낮으므로), 다이어프램 밸브체(60)는, 배면실(54)과 밸브 구멍실(41)의 차압력과, 밸브 시트 내경의 면적과의 곱의 힘이 폐지력으로서 얻어진다. 즉, 다이어프램 밸브체(60)는, 밸브 시트(55)에 접촉하지 않는 상태에서 배면실(54)에 압축 공기가 공급되면, 수압면과 배압면의 면적이 거의 동일하므로, 수압면에 작용하는 압력과 배압면에 작용하는 압력이 거의 동일해진다. 이 경우, 다이어프램 밸브체(60)는, 코일 스프링(63)의 스프링력에 의해 밸브 시트(55)에 접촉한다. 이에 의해, 밸브 시트(55)를 통과하는 압축 공기가 좁혀져, 2차측 압력이 저하된다. 그러자, 배압면에 작용하는 압력이 수압면에 작용하는 압력보다 커지고, 이 압력차가 폐지력이 된다. 이 상태에서, 파일럿식 전자 밸브(1)는, 폐쇄 밸브 상태에 있다.

이어서, 도 4에 도시한 바와 같이 내부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)가 밸브 개방하는 동작을 설명한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 코일(17)에 통전된 상태에서는, 가동 철심(18)은, 자석화한 고정 철심(22)에 흡인되고, 제1 가압 스프링(21)에 저항해서 고정 철심(22)에 접촉하고 있다. 이에 의해, 파일럿 밸브체(19)는, 제2 가압 스프링(25)에 가압되고, 밸브 시트(20)로부터 이격되어 있다. 따라서, 코먼 포트(14)와 NC 포트(15)는 연통하고 있다. 한편, 입력 유로(44)에는, 항상 예를 들어, 압축 공기가 공급되고 있으므로, NO 유로(45), NO 포트(13)를 거쳐서, 연통로(26)에 압축 공기가 공급되고 있다. 그러나, 코먼 포트(14)와 NC 포트(15)가 연통하면, 파일럿 밸브체(19)가 밸브 시트(27)에 접촉해서 NO 포트(13)와 코먼 포트(14)의 사이를 차단하여, 배면실(54)에 압축 공기가 공급되지 않게 된다(도 14의 도트 밀도가 낮은 도트 해칭 부분을 참조). 그리고, NC 포트(15)가 NC 유로(47), 내부 배기 유로(59)를 거쳐서 출력 유로(42)에 연통하므로, 배면실(54)의 압축 공기가 평판 덮개체 연통로(32), 연통 구멍(34), 연통로(57), 코먼 유로(46), 코먼 포트(14), NC 포트(15), NC 유로(47), 내부 배기 유로(59)를 거쳐서 출력 유로(42)에 배기된다(도 14의 도트 밀도가 높은 도트 해칭 부분을 참조). 이에 의해, 배면실(54)의 내압이 순시에 저하된다.

배면실(54)로부터 압축 공기가 방출되면, 다이어프램 밸브체(60)는, 밸브실(43) 내의 압력에 의해 밸브 시트(55)로부터 이격된다. 이에 의해, 밸브실(43)과 밸브 구멍실(41)은 연통된다. 이 상태에서, 파일럿식 전자 밸브(1)는, 개방 밸브 상태에 있다.

이어서, 도 3에 도시한 바와 같이 외부 배기형으로 조립된 파일럿식 전자 밸브(1)의 작용을 설명한다. 외부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 내부 배기형과 동일하게 밸브 폐쇄되므로, 여기에서는 밸브 개방하는 동작만을 설명한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 외부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 코일(17)이 통전되면, 도 14에 도시한 내부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(1)와 마찬가지로 하여, 코먼 포트(14)와 NC 포트(15)가 연통한다. 한편, 입력 유로(44)에는, 항상 예를 들어, 압축 공기가 공급되고 있으므로, 내부 배기형과 마찬가지로 하여 배면실(54)에 압축 공기가 공급되지 않게 된다(도 15의 도트 밀도가 낮은 도트 해칭 부분을 참조). 그리고, NC 포트(15)가 NC 유로(47), 외부 배기 유로(48), 평판 덮개체(30)의 호흡 구멍(30b)(도 3 참조)을 거쳐서 대기에 연통하므로, 배면실(54)의 압축 공기가 평판 덮개체 연통로(32), 연통 구멍(34), 연통로(57), 코먼 유로(46), 코먼 포트(14), NC 포트(15), NC 유로(47), 외부 배기 유로(48), 호흡 구멍(30b)(도 3 참조)을 거쳐서 대기에 배기된다(도 15의 도트 밀도가 높은 도트 해칭 부분을 참조). 이에 의해, 배면실(54)의 내압이 순시에 저하된다. 배면실(54)의 압력 저하에 의해 다이어프램 밸브체(60)가 밸브 개방되는 동작은, 내부 배기형과 동일하므로, 설명을 생략한다.

또한, 제2 금속 볼(71)은, 대기 배기되는 압축 공기에 의해 출력 유로(42)측으로 가압된다. 이 경우, 제2 금속 볼(71)은, 내측 단차부(59c)에 걸림 지지되어 출력 유로(42) 내에 튀어나오지 않는다. 또한, 제2 금속 볼(71)은, 내측 단차부(59c)에 압착해서 안정적인 시일을 행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 고정 철심(22) 및 가동 철심(18)을 갖는 파일럿 밸브부(2)와, 밸브체가 접촉 이격되는 밸브 시트(55)가 형성된 유로 블록체(3)를 구비하는 파일럿식 전자 밸브(1)에 있어서, 밸브체는 다이어프램 밸브체(60)인 것, 파일럿 밸브부(2)가, NO 포트(13)와, 코먼 포트(14)와, NC 포트(15)를 구비하는 것, 유로 블록체(3)는, 입력 포트(49)와, 출력 포트(50)와, 다이어프램 밸브체(60)에 의해 구획된 배면실(54)과, 입력 포트(49)와 NO 포트(13)를 연통하는 NO 유로(45)와, 배면실(54)과 코먼 포트(14)를 연통하는 코먼 유로(46)와, NC 포트(15)에 연통하는 NC 유로(47)와, NC 유로(47)를 대기에 연통시키는 외부 배기 유로(48)와, 출력 포트(50)와 NC 유로(47)를 연통하는 내부 배기 유로(59)가 형성되어 있는 것, 외부 배기 유로(48) 또는 내부 배기 유로(59)를 밀봉하는 밀봉 부재(제1 및 제2의 금속 볼(70, 71))를 갖는 것, 유로 블록체(3)가, 한 쌍의 넓은 대향면을 구비하는 직육면체 형상이며, 한 쌍의 넓은 대향면을 제외한 4면 중, 제1면(3a)에, 파일럿 밸브부(2)가 설치되고, 제2면(3b)에, 입력 포트(49)와 출력 포트(50)가 형성되어 있는 것, 다이어프램 밸브체(60)는, 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것, 유로 블록체(3)는, 블록 본체(40)와 평판 형상의 평판 덮개체(30)를 구비하고, 평판 덮개체(30)가 배면실(54)을 구성하는 오목부(35)를 구비하는 것, 평판 덮개체(30)에는, 오목부(35)와 코먼 포트(14)를 연통하는 평판 덮개체 연통로(32)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 외부 배기 유로(48) 또는 내부 배기 유로(59)를 제1 또는 제2의 금속 볼(70, 71)로 밀봉함으로써, 유로 블록체(3)의 유로 구성을 내부 배기형 또는 외부 배기형의 양쪽에 대응시킬 수 있다. 또한, 유로 블록체(3)를 외부 배기형과 내부 배기형으로 공용할 수 있으므로, 외부 배기형과 내부 배기형에 대응하는 금형을 별개로 필요로 하지 않아, 파일럿식 전자 밸브의 제조 비용이 저렴해진다. 또한, 얇은 평판 덮개체(30)에 오목부(35)를 이용해서 평판 덮개체 연통로(32)를 형성하여, 다이어프램 밸브체(60)의 배면실(54)과 파일럿 밸브부(2)의 코먼 포트(14)를 접속할 수 있으므로, 블록 본체(40)와 평판 덮개체(30)를 중첩한 두께를 13mm 정도로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 외부 배기 유로(48)와 내부 배기 유로(59)가 동축 상에 설치되어 있으므로, 내부 배기형과 외부 배기형을 전환하기 위한 외부 배기 유로(48)와 내부 배기 유로(59)를 작은 공간에서 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 제1 또는 제2의 금속 볼(70, 71)을 외부 배기 유로(48) 또는 내부 배기 유로(59)에 간단하게 배치할 수 있어, 조립 작업성이 좋다.

또한, 본 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 외부 배기 유로(48)의 유로 직경이 내부 배기 유로(59)의 유로 직경보다 큰 것, 밀봉 부재가, 외부 배기 유로(48)에 압입되는 제1 금속 볼(70)과, 외부 배기 유로(48)에 삽입 가능한 크기이며, 내부 배기 유로(59)에 압입되는 제2 금속 볼(71)인 것을 특징으로 하므로, 외부 배기 유로(48)보다 안쪽에 위치하는 내부 배기 유로(59)에 대하여 제2 금속 볼(71)을 압입하기 쉽고, 외부 배기형의 유로를 유로 블록체(3)에 형성하기 쉽다. 또한, 외부 배기 유로(48)의 개구부로부터 제2 금속 볼(71)보다 큰 제1 금속 볼(70)을 압입하면, 간단하게 내부 배기형의 유로를 유로 블록체(3)에 형성할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)에 의하면, 내부 배기형 또는 외부 배기형의 유로를 간단하게 전환해서 형성할 수 있어, 조립 작업성이 좋다.

또한, 본 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 제1 및 제2의 금속 볼(70, 71)이 구형 형상이므로, 제1 또는 제2의 금속 볼(70, 71)을 외부 배기 유로(48) 또는 내부 배기 유로(59)에 압입하기 쉽다.

또한, 본 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)는, 제1 또는 제2의 금속 볼(70, 71)이 금속제인데, 이들을 수지제의 볼로 해도 된다. 이 경우, 수지제의 볼을 수지제의 유로 블록체(3)에 대하여 압입된 상태에서 용착 또는 접착되어 있으면, 배면실(54)로부터 배기되는 압축 공기가 그 수지제의 볼과 유로 블록체(3)의 사이로부터 누설되는 것을 방지하여, 배기 효율의 저하를 억제할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 내부 배기형과 외부 배기형의 양쪽에 대응할 수 있는 얇고 콤팩트한 파일럿식 전자 밸브(1)를 제공할 수 있다.

(제2 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브에 대해서 설명한다. 도 16에, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브(101)의 단면도를 도시하고, 도 17에, 도 16의 JJ 단면에서의 바이패스 유로(102) 근방의 확대 단면도를 도시한다. 제2 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(101)의 구성은, 대부분이 제1 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)와 동일하므로, 동일한 내용의 구성은, 동일한 번호를 붙여서 설명을 생략하고, 서로 다른 점만 도면을 사용해서 상세하게 설명한다.

도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태와 상이한 점은, 바이패스 유로(102)를 구비하는 점만이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다. 도 16에 도시한 바와 같이, NC 유로(47)와, 외부 배기 유로(48) 및 내부 배기 유로(59)가, 상이한 단면 상에 형성되어 있다. 즉, 도 17에 도시한 바와 같이, 외부 배기 유로(48)와 내부 배기 유로(59)는, NC 유로(47)와, 블록 본체(40)의 평판 덮개체(30)가 설치되는 면(103)과 대향하는 면(104)의 사이에, 형성되어 있다. 도 17에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)는, 면(103)으로부터 NC 유로(47)의 단부를 통과하여, 외부 배기 유로(48)(외측 유로부(48a))에 연통되도록 바닥이 있는 구멍을 개설되고, 그 바닥이 있는 구멍의 개구에 금속 볼(105)을 압입해서 밀봉함으로써, 바이패스 유로(102)가 형성되어 있다. 평판 덮개체(30)는, 면(103)에 중첩된 상태에서 블록 본체(40)에 고정되어, 바이패스 유로(102)의 개구를 차폐한다. 또한, 바이패스 유로(102)는, 개구 부분의 내경이 크게 되어, 금속 볼(105)을 위치 결정하기 위한 단차부(102a)가 형성되어 있다. 유로 블록체(3)는, 설치판(56x)와 블록 본체(40)가 볼트(106)로 연결되어 있다.

이러한 파일럿식 전자 밸브(1)에 의하면, 유로 블록체(3)는, 외부 배기 유로(48)와 내부 배기 유로(59)가 제1 단면 상에 형성되고, NC 유로(47)가 제1 단면에 대하여 평행한 제2 단면 상에 형성되어 있고, NC 유로(47)를 외부 배기 유로(48) 및 내부 배기 유로(59)에 연통시키는 바이패스 유로(102)를 가지므로, 예를 들어 입력 포트(49)와 출력 포트(50)의 유로 단면적을 작게 하여, 블록 본체(40)와 평판 덮개체(30)를 중첩한 두께를 10mm 정도로 얇게 할 수 있다.

또한, 바이패스 유로(102)의 개구가 평판 덮개체(30)로 차폐되어 있으므로, 금속 볼(105)의 압입 상태가 완화되어도, 금속 볼(105)이 튀어나오지 않아, 시일성이 담보된다.

(제3 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브에 대해서 설명한다. 도 18 및 도 19에, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브의 단면도를 도시한다. 도 18에, 외부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(201)를 도시하고, 도 19에 내부 배기형의 파일럿식 전자 밸브(201)를 도시한다. 제3 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(201)가, 제1 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)와 상이한 점은, 제1 또는 제2의 플러그(202, 203)만이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.

도 19에 도시한 제1 플러그(202)는, 금속을 원기둥 형상으로 성형한 것이며, 외측 단차부(48c)에 충돌하도록 해서 외측 압입부(48b)에 압입된다. 이에 의해, 제1 플러그(202)가, 외측 압입부(48b)의 내벽과 외측 단차부(48c)에 대하여 수지를 왜곡시키면서 밀착하여, 외부 배기 유로(48)가 밀봉된다. 도 18에 도시한 바와 같이, 제2 플러그(203)는, 금속을 제1 플러그(202)보다 소직경의 원기둥 형상으로 성형한 것이다. 제2 플러그(203)는, 외부 배기 유로(48)에 삽입 관통 가능한 크기이며, 내측 단차부(59c)에 충돌하도록 하여 내측 압입부(59b)에 압입된다. 이에 의해, 제2 플러그(203)가, 내측 압입부(59b)의 내벽과 내측 단차부(59c)에 대하여 수지를 왜곡시키면서 밀착하여, 내부 배기 유로(59)가 밀봉된다.

따라서, 제3 실시 형태에 따르면, 제1 또는 제2의 플러그(202, 203)가 원기둥 형상을 이루므로, 외부 배기 유로(48) 또는 내부 배기 유로(59)에 압입하기 쉽다.

또한, 제1 또는 제2의 플러그(202, 203)는, 수지제이어도 된다. 이 경우, 수지제의 플러그를 수지제의 유로 블록체(3)에 압접한 상태에서 용착 또는 접착하도록 하면, 배기되는 압축 공기가 대기측 또는 출력 유로(42)측에 누설되기 어려워져서, 배기 효율의 저하를 억제할 수 있다.

(제4 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제4 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브에 대해서 설명한다. 도 20에, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브(301)의 단면도를 도시한다. 도 20에 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태가 제1 실시 형태와 상이한 점은, 외부 배기 유로(302)와 내부 배기 유로(303)가 동일한 직경으로 형성되어 있는 점만이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.

블록 본체(40)는, 관통 구멍이 NC 유로(47)에 대하여 직교하는 방향에 측면(40c)으로부터 출력 유로(42)에 연통하도록 형성되어, 내부 배기 유로(303)를 구성한다. 또한, 블록 본체(40)는, 그 관통 구멍보다 대직경을 갖는 구멍이, 측면(40c)으로부터 관통 구멍과 동축 상에 형성되어 있는 것으로, 내부 배기 유로(303)와의 경계에 환 형상 바닥이 있다. 이 대직경 구멍은, NC 유로(47)와 출력 유로(42)의 사이의 위치까지 형성되어, 외부 배기 유로(302)를 구성한다. 외부 배기 유로(302)는, 내부 배기 유로(303)보다 유로 직경이 크고, 외부 배기 유로(302)와 내부 배기 유로(303)의 사이에 단차부(304)가 설치되어 있다. 금속 볼(305)(밀봉 부재의 일례)은, 외부 배기 유로(302)에 압입되는 크기를 갖고 있다.

이러한 파일럿식 전자 밸브(301)는, 금속 볼(305)을 도 20의 실선으로 나타낸 바와 같이 단차부(304)에 충돌하도록 외부 배기 유로(302)에 압입함으로써, 내부 배기 유로(303)를 밀봉한다. 이에 의해, NC 포트(15)가 NC 유로(47), 외부 배기 유로(302), 평판 덮개체(30)의 호흡 구멍(30b)을 거쳐서 대기에 연통하여, 파일럿식 전자 밸브(301)가 외부 배기형의 유로를 구비하게 된다. 한편, 금속 볼(305)을 도 20의 상상선으로 나타낸 바와 같이 외부 배기 유로(302)의 개구 부근 위치까지 압입함으로써, 외부 배기 유로(302)를 밀봉한다. 이에 의해, NC 포트(15)가 NC 유로(47), 내부 배기 유로(303)를 거쳐서 출력 유로(42)에 연통하여, 파일럿식 전자 밸브(301)가 내부 배기형의 유로를 구비하게 된다. 따라서, 파일럿식 전자 밸브(301)는, 금속 볼(305)의 배치에 따라 내부 배기형과 외부 배기형의 유로를 간단하게 전환할 수 있어, 조립 작업성이 좋다.

또한, 외부 배기할 경우에는, 금속 볼(305)이 배기되는 압축 공기의 압력에 의해 단차부(304)에 밀착되어, 시일성이 담보된다. 또한, 내부 배기할 경우에는, 금속 볼(305)이 돌기(30a)에 걸림 지지되어, 시일성이 담보된다. 따라서, 제1 실시 형태보다 외부 배기 유로(302)와 내부 배기 유로(303)의 구조를 간략화해도, 금속 볼(305)에 의한 밀봉 기능이 얻어진다. 또한, 제1 실시 형태에 비해 유로 구조를 간략화한 분만큼, 금형의 구조가 간단해져, 제조 비용이 저렴해진다.

또한, 제4 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(301)는, 제1 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(1)에 비해, 외부 배기 유로(302)와 내부 배기 유로(303)를 밀봉하는 금속 볼(305)을 공통화하여, 부품 관리 부담을 경감시킬 수 있다.

(제5 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제5 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브에 대해서 설명한다. 도 21에, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 파일럿식 전자 밸브(401)의 단면도를 도시한다. 도 21에 도시한 바와 같이, 제5 실시 형태가 제1 실시 형태와 상이한 점은, 외부 배기 유로(402)와 내부 배기 유로(403)를 직교 방향에 형성하고 있는 점만이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.

외부 배기 유로(402)는, 블록 본체(40)의 측면(40c)으로부터 NC 유로(47)에 대하여 직교하는 방향에 형성되어 있다. 외부 배기 유로(402)는, NC 유로(47)에 대하여, NC 유로(47)의 개구부(도 21에서 상측 개구단)와 단부(도 21에서 하측 개구단)의 사이에 연통하고 있다. 외부 배기 유로(402)는, 외측 압입부(402b)가 외측 유로부(402a)보다 대직경으로 설치되고, 외측 유로부(402a)와 외측 압입부(402b)의 사이에 설치된 외측 단차부(402c)에 의해, 제1 금속 볼(70)을 위치 결정한다.

내부 배기 유로(403)는, 블록 본체(40)의 측면(40a)으로부터 NC 유로(47)와 동축 상에 형성되어, 출력 유로(42)에 연통하고 있다. 내부 배기 유로(403)는, 내측 유로부(403a)가 NC 유로(47)보다 소직경으로 형성되고, 내측 압입부(403b)가 내측 유로부(403a)보다 대직경이며, NC 유로(47)보다 소직경으로 형성되어 있다. 그로 인해, 내부 배기 유로(403)는, 내측 유로부(403a)와 내측 압입부(403b)의 사이에 내측 단차부(403c)가 설치되고, 내측 압입부(403b)에 압입되는 제2 금속 볼(71)을 위치 결정할 수 있도록 하고 있다.

이러한 제5 실시 형태의 파일럿식 전자 밸브(401)는, 제1 또는 제2의 금속 볼(70, 71)을 외부 배기 유로(402) 또는 내부 배기 유로(403)에 압입해서 밀봉하면, 내부 배기형 또는 외부 배기형에 대응하는 유로를 유로 블록체(3)에 간단하게 형성할 수 있다. 따라서, 제5 실시 형태에 따르면, 내부 배기형과 외부 배기형의 양쪽에 대응할 수 있는 파일럿식 전자 밸브(401)를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 응용이 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 돌기(30a)에 호흡 구멍(30b)을 형성했지만, 호흡 구멍(30b) 대신에 오목 홈을 돌기(30a)에 형성하고, 그 오목 홈을 개재해서 외부 배기 유로(48)를 대기에 개방시키도록 해도 된다. 이에 의하면, 이물이 외부 배기 유로(48)에 들어가기 어려워진다.

상기 실시 형태에서는, 블록 본체(40)를 수지제로 했지만, 금속제로 해도 된다. 이 경우, 금속제의 밀봉 부재를 블록 본체(40)에 용착 또는 접착하도록 하면, 유체 누설을 방지할 수 있다.

1, 101, 201, 301, 401 : 파일럿식 전자 밸브
2 : 파일럿 밸브부
3 : 유로 블록체
3a 내지 3c : 제1 내지 제3의 면
13 : NO 포트
14 : 코먼 포트
15 : NC 포트
18 : 가동 철심
22 : 고정 철심
30 : 평판 덮개체
32 : 평판 덮개체 연통로
35 : 오목부
40 : 블록 본체
42 : 출력 유로
43 : 밸브실
44 : 입력 유로
45 : NO 유로
46 : 코먼 유로
47 : NC 유로
48, 302, 402 : 외부 배기 유로
49 : 입력 포트
50 : 출력 포트
54 : 배면실
55 : 밸브 시트
59, 303, 403 : 내부 배기 유로
60 : 다이어프램 밸브체
70, 71 : 제1 및 제2의 금속 볼(밀봉 부재, 제1 및 제2의 밀봉 부재의 일례)
102 : 바이패스 유로
202, 203 : 제1 및 제2의 플러그(밀봉 부재, 제1 및 제2의 밀봉 부재의 일례)
305 : 금속 볼(밀봉 부재의 일례)

Claims

고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자 밸브에 있어서,
상기 밸브체는 다이어프램 밸브체인 것,
상기 파일럿 밸브부가, NO 포트와, 코먼 포트와, NC 포트를 구비하는 것,
상기 유로 블록체는, 입력 포트와, 출력 포트와, 상기 다이어프램 밸브체에 의해 구획된 배면실과, 상기 입력 포트와 상기 NO 포트를 연통하는 NO 유로와, 상기 배면실과 상기 코먼 포트를 연통하는 코먼 유로와, 상기 NC 포트에 연통하는 NC 유로와, 상기 NC 유로를 대기에 연통시키는 외부 배기 유로와, 상기 출력 포트와 상기 NC 유로를 연통하는 내부 배기 유로가 형성되어 있는 것,
상기 외부 배기 유로 또는 상기 내부 배기 유로를 밀봉하는 밀봉 부재를 갖는 것,
상기 유로 블록체가, 한 쌍의 넓은 대향면을 구비하는 직육면체 형상이며, 상기 한 쌍의 넓은 대향면을 제외한 4면 중, 제1면에, 상기 파일럿 밸브부가 설치되고, 제2면에, 상기 입력 포트 또는 상기 출력 포트 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 것,
상기 다이어프램 밸브체는, 상기 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것,
상기 유로 블록체는, 블록 본체와 평판 형상의 평판 덮개체를 구비하고, 상기 평판 덮개체가 상기 배면실을 구성하는 오목부를 구비하는 것,
상기 평판 덮개체에는, 상기 오목부와 상기 코먼 포트를 연통하는 평판 덮개체 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 전자 밸브.
제1항에 있어서,
상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 동축 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제2항에 있어서,
상기 외부 배기 유로의 유로 직경이 상기 내부 배기 유로의 유로 직경보다 큰 것,
상기 밀봉 부재가, 상기 외부 배기 유로에 압입되는 제1 밀봉 부재와, 상기 외부 배기 유로에 삽입 가능한 크기이며, 상기 내부 배기 유로에 압입되는 제2 밀봉 부재 중 하나인 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 부재가, 구형 형상 또는 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 부재가 상기 유로 블록체에 대하여 용착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로 블록체는, 상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 제1 단면 상에 형성되고, 상기 NC 유로가 상기 제1 단면에 대하여 평행한 제2 단면 상에 형성되어 있고, 상기 NC 유로를 상기 외부 배기 유로 및 상기 내부 배기 유로에 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제4항에 있어서,
상기 밀봉 부재가 상기 유로 블록체에 대하여 용착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제4항에 있어서,
상기 유로 블록체는, 상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 제1 단면 상에 형성되고, 상기 NC 유로가 상기 제1 단면에 대하여 평행한 제2 단면 상에 형성되어 있고, 상기 NC 유로를 상기 외부 배기 유로 및 상기 내부 배기 유로에 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제5항에 있어서,
상기 유로 블록체는, 상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 제1 단면 상에 형성되고, 상기 NC 유로가 상기 제1 단면에 대하여 평행한 제2 단면 상에 형성되어 있고, 상기 NC 유로를 상기 외부 배기 유로 및 상기 내부 배기 유로에 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.
제7항에 있어서,
상기 유로 블록체는, 상기 외부 배기 유로와 상기 내부 배기 유로가 제1 단면 상에 형성되고, 상기 NC 유로가 상기 제1 단면에 대하여 평행한 제2 단면 상에 형성되어 있고, 상기 NC 유로를 상기 외부 배기 유로 및 상기 내부 배기 유로에 연통시키는 바이패스 유로를 갖는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자 밸브.