KR20180020176A - 다연 일체형 매니폴드 밸브 - Google Patents

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Abstract

1개의 매니폴드에 복수의 밸브 기구를 일체로 조립함으로써, 소형화 또한 경량화된 다연 일체형 매니폴드 밸브를 얻는다.
본 발명의 다연 일체형 매니폴드 밸브는 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)이 내부를 관통하는 압출재에 의해 형성된 1개의 매니폴드(2)에, 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 양방과 직접 교차함으로써 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)에 각각 연통하는 복수의 밸브 구멍(6)과, 상기 밸브 구멍(6)에 개별적으로 연통하도록 형성된 출력 포트(7A, 7B)와, 상기 밸브 구멍(6)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 스풀(15)과, 각 밸브 구멍(6)의 일단 또는 양단에 개별적으로 부착된 전자식 파일럿 밸브(21)를 설치한다.

Description

다연 일체형 매니폴드 밸브
본 발명은 1개의 매니폴드에 복수의 밸브 기구를 일체로 조립한, 다연 일체형의 매니폴드 밸브에 관한 것이다.
압력 유체를 제어하는 밸브를 복수개 집합 상태에서 사용하는 경우, 종래에는 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 밸브를 탑재 가능하도록 구성된 단체형 매니폴드에 필요수의 밸브를 탑재함으로써, 다연형 매니폴드 밸브로서 사용되고 있었다. 이 때 상기 밸브는 개스킷을 통해서 상기 매니폴드에 볼트로 개별적으로 고정되어 있다.
이 때문에, 완성된 매니폴드 밸브는 각각 형성한 매니폴드와 밸브를 연결함으로써 전체가 상당히 대형으로 되어 있고, 이것에 상기 개스킷 및 볼트가 가해짐으로써 그 중량도 컸다.
또한, 최근에 있어서는 산업용 로봇이나 물품 반송 장치 등의 가동 부분에 복수의 밸브를 집합 상태로 탑재하는 경우가 많고, 이러한 경우에 상기 매니폴드 밸브가 사용되고 있었다.
그런데, 상술한 바와 같이, 종래의 매니폴드 밸브는 상당히 대형이고 중량도 크기 때문에 넓은 설치 스페이스를 필요로 할뿐만 아니라, 상기 가동 부분에 미치는 기계적 부담이나 에너지적 부담이 크다는 문제가 있었다. 이 때문에, 상기 가동 부분에 미치는 기계적 부담의 경감이나 에너지 절약으로 한 관점에서, 가능한 한 소형화 또한 경량화된 매니폴드 밸브의 출현이 요구되고 있다.
한편, 특허문헌 2에는 1개의 밸브 보디에 복수의 밸브 요소를 조립한 밸브 시스템이 개시되어 있다. 이 밸브 시스템은 상기 밸브 보디에 형성된 장착 구멍 내에 상기 밸브 요소를 장착한 것으로, 상기 특허문헌 1에 개시된 매니폴드 밸브보다 소형화 또한 경량화되어 있다고 할 수 있다.
그러나, 이 밸브 시스템은 상기 밸브 보디의 양면에, 상기 밸브 보디와는 별체의 오일 통로 형성 부재를 겹쳐서 고정함으로써, 상기 밸브 보디와 오일 통로 형성 부재 사이에 오일 통로를 형성하고, 또한 일방의 오일 통로 형성 부재의 외면에 뚜껑을 겹쳐서 고정하고 상기 뚜껑에 배관 접속용 조인트를 형성한 것이기 때문에, 오일 통로 및 조인트의 형성 방법이 복잡하여 충분히 소형화 또한 경량화되어 있다고 말하기 어렵다.
일본 특허 공개 평 7-208627호 공보 일본 특허 공개 평 10-325483호 공보
본 발명의 기술적 과제는 1개의 매니폴드에 복수의 밸브 기구를 일체로 조립함으로써, 종래품과 비교하여 더욱더 소형화 또한 경량화된 다연 일체형 매니폴드 밸브를 형성하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면, 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍이 내부를 관통하는 압출재에 의해 형성되고, 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 관통방향인 세로방향과, 상기 세로방향에 직교하는 가로방향과, 상기 세로방향 및 가로방향의 양방향에 직교하는 상하방향을 갖는 매니폴드, 상기 매니폴드의 내부를 가로방향으로 관통함과 아울러, 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 양방과 직접 교차함으로써 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍에 각각 연통하는 복수의 밸브 구멍, 상기 매니폴드의 상면 및 하면 중 적어도 일방의 면에, 상기 복수의 밸브 구멍에 개별적으로 연통하도록 형성된 출력 포트, 상기 밸브 구멍의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 출력 포트와 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍을 연결하는 유로를 스위칭하는 스풀, 상기 스풀을 구동하기 위해서, 각 밸브 구멍의 일단 또는 양단에 개별적으로 부착된 전자식 파일럿 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 다연 일체형 매니폴드 밸브가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 유체 공급 구멍과 상기 유체 배출 구멍은 상기 매니폴드의 상하방향의 서로 다른 위치에 형성되어 있고, 단면 형상이 비원형임과 아울러, 단면의 일부에 일정 구멍 폭을 갖는 긴 구멍 부분을 갖고, 상기 유체 공급 구멍의 긴 구멍 부분과 상기 유체 배출 구멍의 긴 구멍 부분은 상기 매니폴드의 상하방향을 향하여 상호 역방향으로 연장되고, 상기 밸브 구멍에 대하여 서로 상하 역방향으로부터 교차하고 있는 것이 바람직하다.
상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 상기 긴 구멍 부분이 각 밸브 구멍과 교차하는 부분의 상하방향 길이는 상기 밸브 구멍의 내경보다 작고, 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 상기 긴 구멍 부분이 각 밸브 구멍과 교차하는 위치에는 상기 밸브 구멍의 내경보다 대경화된 원호 형상의 오목부가 상기 밸브 구멍과 동심 형상으로 형성된다.
본 발명의 1개의 구체적인 구성 형태에 의하면, 상기 파일럿 밸브가 어댑터 플레이트를 통해서 상기 매니폴드의 측면에 부착되고, 상기 어댑터 플레이트에는 상기 스풀의 일단에 접촉하는 구동용 피스톤과, 상기 구동용 피스톤에 파일럿 유체를 작용시키는 구동용 압력실이 설치되고, 상기 구동용 압력실은 상기 파일럿 밸브를 통해서 상기 유체 공급 구멍에 접속된다.
본 발명의 다른 구체적인 구성 형태에 의하면, 일단에만 상기 파일럿 밸브가 부착된 상기 밸브 구멍의 타단에는 엔드 플레이트가 부착되고, 상기 엔드 플레이트에는 상기 스풀의 타단에 접촉하는 복귀용 피스톤과, 상기 복귀용 피스톤에 파일럿 유체를 작용시키는 복귀용 압력실이 설치되고, 상기 복귀용 피스톤은 상기 구동용 피스톤보다 소경을 이루고, 상기 복귀용 압력실은 상기 유체 공급 구멍에 항상 연통하고 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍이 관통하는 1개의 매니폴드에, 복수의 밸브 구멍을 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍과 직접 교차하도록 형성하고, 각 밸브 구멍에 스풀을 삽입함과 아울러, 상기 스풀을 구동하는 파일럿 밸브 등을 상기 매니폴드에 부착함으로써, 종래품과 비교하여 더욱더 소형화 또한 경량화된 다연 일체형 매니폴드 밸브를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다연 일체형 매니폴드 밸브의 제 1 실시형태를, 일부 밸브 기구를 분해하여 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 매니폴드 밸브의 완성품의 평면도이다.
도 3은 도 2의 정면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V선에 따른 단면도이다.
도 6은 매니폴드를 형성하기 전의 블록체의 사시도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
도 8은 도 6의 블록체를 가공하여 형성한 매니폴드의 사시도이다.
도 9는 도 8의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 다연 일체형 매니폴드 밸브의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 매니폴드 밸브를, 중앙의 밸브 기구의 위치에서 파탄하여 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 다연 일체형 매니폴드 밸브의 제 3 실시형태를, 일부 밸브 기구를 분해하여 나타내는 사시도이다.
도 13은 상기 제 3 실시형태의 매니폴드 밸브를, 도 4와 같은 위치에서 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 1~도 5는 본 발명에 따른 다연 일체형 매니폴드 밸브의 제 1 실시형태를 나타내는 것으로, 이 제 1 실시형태의 매니폴드 밸브(1A)는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 형성된 1개의 매니폴드(2)에, 압축 공기 등의 압력 유체를 제어하는 복수의 밸브 기구(3A)를 일체로 조립한 것이다. 도시한 예는, 상기 매니폴드(2)에 5쌍의 밸브 기구(3A)가 조립된 5연의 매니폴드 밸브이고, 상기 5쌍의 밸브 기구(3A)는 모두가 싱글 솔레노이드 타입의 5포트 밸브로, 서로 같은 구성을 갖고 있다.
상기 매니폴드(2)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같은 블록체(2')에, 필요한 가공을 행함으로써 형성된 것으로, 상기 블록체(2')는 압출 성형된 금속제(예를 들면, 알루미늄 합금제)의 압출재를 소요 연수의 밸브 기구(3A)를 조립하는데 필요한 길이로 절단한 것이다. 이 블록체(2')에는 유체 공급 구멍(4)과 유체 배출 구멍(5A, 5B)이 미리 형성되어 있어, 이 블록체(2')에, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 조립해야 할 밸브 기구(3A)의 수에 따른 복수의 밸브 구멍(6), 출력 포트(7A, 7B), 파일럿 공급 구멍(8a, 8b), 배관 접속구(9a, 9b), 나사 구멍(10) 등을 형성함으로써 상기 매니폴드(2)가 형성된다.
상기 블록체(2')는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 압출재의 압출방향인 세로방향(X방향)과, 상기 세로방향에 직교하는 가로방향(Y방향)과, 상기 세로방향 및 가로방향의 양방향에 직교하는 상하방향(Z방향)을 갖고, 상기 블록체(2')의 내부를, 모든 밸브 기구(3A)에 압력 유체를 공급하기 위한 1개의 상기 유체 공급 구멍(4)과, 모든 밸브 기구(3A)로부터의 배출 유체를 외부로 배출하기 위한 2개의 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)이 세로방향으로 곧장 관통하고 있다.
도 7로부터 명백한 바와 같이, 상기 유체 공급 구멍(4)은 상기 블록체(2')의 가로방향의 중앙에 설치되고, 상기 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)은 상기 유체 공급 구멍(4)의 양측에 설치되어 있다. 또한, 상기 유체 공급 구멍(4)과 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)은 상기 블록체(2') 상하방향의 서로 다른 위치에 형성되어 있어, 상기 유체 공급 구멍(4)은 상기 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)보다 낮은 위치에 형성되고, 상기 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)은 서로 같은 위치에 형성되어 있다.
상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)은 모두 비원형을 이루는 구멍이고, 주 구멍 부분(4a, 5a)과 긴 구멍 부분(4b, 5b)을 갖고 있다. 상기 유체 배출 구멍(5A와 5B)의 단면 형상은 서로 같거나 또는 좌우 대칭을 이루고 있다.
이 중, 상기 유체 공급 구멍(4)의 주 구멍 부분(4a)은 가상 원주면(C1)의 일부인 원호 형상벽(11a)과, 상기 원호 형상벽(11a)의 양단으로부터 반경방향으로 연장되는 2개의 측벽(11b)으로 둘러싸여진 부분이고, 또한 상기 긴 구멍 부분(4b)은 상기 가상 원주면(C1)의 일부인 원호 형상벽(11c)과, 2개의 서로 평행한 측벽(11d)으로 둘러싸여진, 일정 구멍 폭(W4)을 갖는 가늘고 긴 긴 구멍 형상을 한 부분이다. 상기 원호 형상벽(11a)과 원호 형상벽(11c)은 상기 가상 원주면(C1)의 직경방향의 서로 반대측에 위치하는 부분이고, 따라서 상기 주 구멍 부분(4a)과 긴 구멍 부분(4b)은 상기 가상 원주면(C1)의 직경방향으로 이어져 있고, 상기 긴 구멍 부분(4b)의 구멍 폭(W4)은 상기 주 구멍 부분(4a)의 최대 구멍 폭보다 좁다.
한편, 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 주 구멍 부분(5a)은 가상 원주면(C2)의 일부인 원호 형상벽(12a)과, 상기 원호 형상벽(12a)의 양단으로 이어지는 좌우의 측벽(12b)으로 둘러싸여진 부분이고, 상기 긴 구멍 부분(5b)은 상기 가상 원주면(C2)의 일부인 원호 형상벽(12c)과, 2개의 서로 평행한 측벽(12d)으로 둘러싸여진, 일정 구멍 폭(W5)을 갖는 가늘고 긴 긴 구멍 형상을 한 부분이다. 상기 주 구멍 부분(5a)과 긴 구멍 부분(5b)은 상기 가상 원주면(C2)의 직경방향으로 이어져 있다. 상기 원호 형상벽(12a)과 원호 형상벽(12c)은 상기 가상 원주면(C2)의 직경방향의 서로 반대측에 위치하고 있다.
상기 가상 원주면(C1과 C2)은 동일한 직경이고, 상기 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)의 구멍 폭(W5)은 서로 동일하고, 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)의 구멍 폭(W4)은 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)의 구멍 폭(W5)과 동일하지만, 그보다 작게 형성되어 있다.
또한, 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)과 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)은 상기 블록체(2')의 내부를 상하방향을 향하여 서로 역방향 또한 평행하게 연장되어 있다. 즉, 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)은 상기 블록체(2')의 내부를 상방을 향하여 연장되고, 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)은 상기 블록체(2')의 내부를 하방을 향하여 연장되고, 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)의 선단(하단)과, 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)의 선단(상단)은 상기 블록체(2') 상하방향의 거의 같은 위치를 차지하고 있다.
다음에, 도 8 및 도 9를 참조하여, 상기 블록체(2')를 가공하여 얻어진 상기 매니폴드(2)에 대해서 설명한다.
상기 매니폴드(2)에는 복수의 상기 밸브 구멍(6)이 상기 매니폴드(2)의 내부를 가로방향으로 곧장 관통하도록 형성되어 있다. 상기 복수의 밸브 구멍(6)은 상기 매니폴드(2) 상하방향의 서로 같은 위치에 일정 간격을 유지하여 상호 평행하게 배치되고, 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(4b, 5b)과 직접 교차함으로써 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)에 각각 연통하고 있다. 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)과 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)은 상기 밸브 구멍(6)에 서로 역방향으로부터 교차하고 있다. 즉, 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)은 상기 밸브 구멍(6)에 상기 밸브 구멍(6)의 하방측으로부터 교차하고, 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)은 상기 밸브 구멍(6)에 상기 밸브 구멍(6)의 상방측으로부터 교차하고 있다. 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)이 각 밸브 구멍(6)과 교차하는 부분의 상하방향 길이(H4), 및 상기 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)이 각 밸브 구멍(6)과 교차하는 부분의 상하방향 길이(H5)는 모두 상기 밸브 구멍(6)의 내경(D)보다 작고, 이 때문에 상기 긴 구멍 부분(4b, 5b)이 각 밸브 구멍(6)과 교차하는 위치에는 상기 밸브 구멍(6)의 내경보다 대경화된 원호 형상의 오목부(14)가 상기 밸브 구멍(6)과 동심 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이, 상기 밸브 구멍(6)을 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)과 직접 교차하는 위치에 형성함으로써, 상기 밸브 구멍(6)을 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)으로부터 상하방향으로 떨어진 위치에 형성하고, 각 유로 구멍에 연통 구멍으로 연통시키는 경우와 비교하여, 매니폴드(2)의 높이, 즉 상하방향 폭을 대폭 낮추는 것이 가능하게 되어, 매니폴드 밸브(1A)를 소형화할 수 있다. 또한, 각각 형성한 매니폴드와 밸브를 연결하는 경우와 비교해도, 전체를 현저하게 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 개스킷이나 연결용 볼트 등이 일체 불필요하므로 대폭적인 경량화도 도모할 수 있다.
또한, 상기 밸브 구멍(6)을 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(4b, 5b)을 가로지르도록 형성함으로써, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 밸브 구멍(6) 내에 삽입한 스풀(15)의 스위칭 동작시에, 각 밀봉 부재(16a~16d)가 올라앉는 밸브 시트(17)의 측 가장자리(17a)를 상기 밸브 구멍(6)의 중심축선(L)과 직교하는 평면 상에 형성할 수 있다.
또한, 도시한 예에서는 5개의 밸브 구멍(6)이 설치되어 있지만, 상기 밸브 구멍(6)의 수는 5개로 한정되는 것은 아니고, 조립해야 할 밸브 기구(3A)의 수에 따라 적당히 증감된다.
상기 매니폴드(2)의 상면에는 상기 복수의 밸브 구멍(6)에 개별적으로 연통하는 복수의 상기 출력 포트(7A, 7B)가 설치되어 있다. 도시의 예에서는 각 밸브 구멍(6)마다에 각각 2개의 출력 포트(7A, 7B)가 상기 밸브 구멍(6)을 따라 매니폴드(2)의 가로방향으로 인접하도록 설치되고, 일방의 제 1 출력 포트(7A)는 상기 유체 공급 구멍(4)과 제 1 유체 배출 구멍(5A) 사이의 위치에서 상기 밸브 구멍(6)에 연통하고, 타방의 제 2 출력 포트(7B)는 상기 유체 공급 구멍(4)과 제 2 유체 배출 구멍(5B) 사이의 위치에서 상기 밸브 구멍(6)에 연통하고 있다.
상기 출력 포트(7A, 7B)는 상기 매니폴드(2)의 하면에 형성해도 좋고, 상면과 하면의 양방에 형성해도 좋다. 상기 출력 포트(7A, 7B)를 상면과 하면의 양면에 형성했을 경우에는 어느 일방의 면의 출력 포트(7A, 7B)가 선택적으로 사용되고, 타방의 면의 출력 포트(7A, 7B)는 플러그 등으로 막아진다.
또한, 상기 매니폴드(2)의 세로방향의 양단부에는 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 양단부에, 배관을 접속하기 위한 원형의 나사 구멍으로 이루어지는 상기 배관 접속구(9a, 9b)가 상기 가상 원주면(C1, C2)과 동심 형상으로 형성되고, 이 배관 접속구(9a, 9b)에 배관의 단부에 연결된 조인트를 비틀어 넣어 접속하도록 구성되어 있다. 상기 유체 공급 구멍(4) 및 유체 배출 구멍(5A, 5B) 중 어느 하나가 일단의 배관 접속구(9a 또는 9b)에 배관을 접속하지 않을 때는 그 배관 접속구(9a 또는 9b)는 플러그로 막아진다.
상기 배관 접속구(9a, 9b)의 내경은 상기 가상 원주면(C1, C2)의 직경과 동일한 직경이거나, 또는 그보다 큰 직경이다.
상기 파일럿 공급 구멍(8a, 8b)은 상기 유체 공급 구멍(4)을 기점으로 하여 상기 매니폴드(2)의 내부를 가로방향으로 연장하고, 이 중, 일방의 제 1 파일럿 공급 구멍(8a)의 선단은 상기 매니폴드(2)의 일방의 측면에 개구하고, 타방의 제 2 파일럿 공급 구멍(8b)의 선단은 상기 매니폴드(2)의 타방의 측면에 개구하고 있다.
상기 매니폴드(2)를 사용하여 매니폴드 밸브(1A)를 형성할 때는 도 1, 도 4, 도 5로부터 명백하게 나타낸 바와 같이, 상기 밸브 구멍(6) 내에 각각 상기 스풀(15)이 슬라이딩 가능하게 삽입됨과 아울러, 각 밸브 구멍(6)의 일단측에 어댑터 플레이트(20)를 통해서 파일럿 밸브(21)가 부착되고, 상기 밸브 구멍(6)의 타단측에는 엔드 플레이트(22)가 부착된다.
상기 스풀(15)은 상기 유체 공급 구멍(4)과 상기 제 1 출력 포트(7A)를 연결하는 유로를 개폐하는 제 1 밀봉 부재(16a)와, 상기 유체 공급 구멍(4)과 상기 제 2 출력 포트(7B)를 연결하는 유로를 개폐하는 제 2 밀봉 부재(16b)와, 상기 제 1 출력 포트(7A)와 상기 제 1 유체 배출 구멍(5A)을 연결하는 유로를 개폐하는 제 3 밀봉 부재(16c)와, 상기 제 2 출력 포트(7B)와 상기 제 2 유체 배출 구멍(5B)을 연결하는 유로를 개폐하는 제 4 밀봉 부재(16d)와, 상기 밸브 구멍(6)의 양단부를 항상 폐쇄하는 제 5 밀봉 부재(16e) 및 제 6 밀봉 부재(16f)를 갖고 있다.
상기 어댑터 플레이트(20)는 상기 매니폴드(2) 상하방향으로 가늘고 긴 블록 모양을 한 부재이고, 구동용 피스톤(24)과, 수동 조작 기구(25)를 갖고, 상기 매니폴드(2)의 측면의 상기 나사 구멍(10)에 나사 결합된 부착 나사(26)로 상기 매니폴드(2)에 고정되고, 이 어댑터 플레이트(20)의 외면에 상기 파일럿 밸브(21)가 상기 어댑터 플레이트(20)의 나사 구멍(27)에 나사 결합된 부착 나사(28)로 고정되어 있다.
상기 구동용 피스톤(24)은 상기 어댑터 플레이트(20)의 피스톤실(30) 내에, 상기 구동용 피스톤(24)의 외주에 부착된 립 모양의 밀봉 부재(31)를 통해서 상기 축선(L)방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 상기 스풀(15)에 마주 향하는 끝면에 형성된 다리부(24a)가 상기 스풀(15)의 끝면에 접촉하고, 상기 구동용 피스톤(24)의 배면은 상기 피스톤실(30) 내에 형성된 구동용 압력실(32)에 대면하고 있다.
상기 구동용 압력실(32)은 파일럿 연통 구멍(33)으로부터, 수동 조작 기구(25)의 조작자 구멍(34)의 하반부(34b), 파일럿 출력 구멍(35), 파일럿 밸브(21), 파일럿 입력 구멍(36), 상기 수동 조작 기구(25)의 조작자 구멍(34)의 상반부(34a) 및 파일럿 중계 구멍(37)을 통하여, 상기 제 1 파일럿 공급 구멍(8a)에 접속되어 있다.
또한, 상기 구동용 피스톤(24)과 상기 스풀(15)의 끝면 사이의 공간부(38)는 도시하지 않은 통공을 통하여 대기로 개방되어 있다.
상기 파일럿 밸브(21)는 3포트식 솔레노이드 밸브이고, 상기 파일럿 밸브(21)에 통전하면, 상기 파일럿 입력 구멍(36)과 파일럿 출력 구멍(35)이 연통함으로써, 상기 제 1 파일럿 공급 구멍(8a)으로부터의 파일럿 유체가 상기 파일럿 연통 구멍(33)으로부터 상기 구동용 압력실(32)로 유입되고, 상기 구동용 피스톤(24)이 도 4와 같이 우측방향으로 이동하여 스풀(15)이 제 1 위치로 스위칭된다. 이 때, 상기 유체 공급 구멍(4)과 제 1 출력 포트(7A)가 연통함과 아울러, 상기 제 2 출력 포트(7B)와 제 2 유체 배출 구멍(5B)가 연통하고, 또한 상기 유체 공급 구멍(4)과 제 2 출력 포트(7B)를 연결하는 유로가 제 2 밀봉 부재(16b)로 차단됨과 아울러, 상기 제 1 출력 포트(7A)와 제 1 유체 배출 구멍(5A)을 연결하는 유로가 제 3 밀봉 부재(16c)로 차단된다.
상기 파일럿 밸브(21)의 통전을 해제하면, 상기 구동용 압력실(32) 내의 파일럿 유체가 상기 파일럿 밸브(21)를 통하여 배출되기 때문에, 상기 스풀(15)과 구동용 피스톤(24)은 상기 엔드 플레이트(22)에 설치된 복귀용 피스톤(40)으로 밀려서 도 4의 좌측방향으로 이동하여 복귀 위치를 차지한다. 이 점의 상세에 대해서는 나중에 기술하기로 한다.
상기 수동 조작 기구(25)는 정전시나 메인터넌스시 등에, 상기 파일럿 밸브(21)에 전류가 통전했을 때와 같은 상태를 조작자(41)의 수동 조작으로 실현시킴으로써, 상기 조작자(41)가 상기 조작자 구멍(34)의 내부에 밀어 내리기 조작 가능한 것으로 수용되고, 복귀 스프링(42)의 힘으로 도의 상방을 향하여 항상 부세되어, 통상은 도시한 비조작 위치를 차지하고 있다. 이 때, 상기 조작자(41)의 외주에 부착한 O링(43)에 의해, 상기 조작자 구멍(34)의 하반부(34b)와 상반부(34a)는 차단되어 있다.
이 상태로부터 상기 조작자(41)를 밀어 내리면, 상기 O링(43)이 상기 파일럿 연통 구멍(33)을 앞질러서 하방으로 이동하기 때문에, 상기 조작자 구멍(34)의 하반부(34b)와 상반부(34a)가 서로 연통하고, 상기 파일럿 공급 구멍(8a)으로부터의 파일럿 유체가 상기 조작자 구멍(34)을 통하여 파일럿 연통 구멍(33)으로부터 상기구동용 압력실(32)에 직접 유입되어 상기 구동용 피스톤(24)이 동작한다.
한편, 상기 밸브 구멍(6)의 타단측에 부착된 상기 엔드 플레이트(22)는 상기 어댑터 플레이트(20)와 마찬가지로 세로 길이를 한 블록형 부재이고, 상기 어댑터 플레이트(20)와 마찬가지로 상기 매니폴드(2)의 측면의 나사 구멍에 부착 나사(45)를 나사 결합함으로써 상기 매니폴드(2)에 고정되어 있다.
상기 엔드 플레이트(22)에 형성된 피스톤실(46) 내에는 상기 복귀용 피스톤(40)이 그 외주에 부착된 립 모양의 밀봉 부재(47)를 통해서 상기 축선(L)방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 상기 스풀(15)에 마주 향하는 끝면에 형성된 다리부(40a)가 상기 스풀(15)의 끝면에 접촉하고, 상기 복귀용 피스톤(40)의 배면은 상기 피스톤실(46) 내에 형성된 복귀용 압력실(48)에 면하고 있다. 상기 복귀용 압력실(48)은 상기 엔드 플레이트(22)에 형성된 파일럿 중계 구멍(49)을 통하여, 상기 매니폴드(2)의 제 2 파일럿 공급 구멍(8b)에 항상 연통하여 상기 유체 공급 구멍(4)으로부터 파일럿 유체가 항상 공급되도록 되어 있다.
또한, 상기 복귀용 피스톤(40)과 상기 스풀(15)의 끝면 사이의 공간부(50)는 도시하지 않은 통구를 통하여 대기로 개방되어 있다.
상기 복귀용 피스톤(40)은 상기 구동용 피스톤(24)보다 소경이다. 따라서, 상기 파일럿 밸브(21)에 전류가 통전하여 파일럿 유체가 상기 구동용 압력실(32)에 공급되어 상기 구동용 피스톤(24)에 작용하고 있을 때는 양피스톤(24, 40)의 수압 면적의 차에 근거하는 유체압 작용력의 차에 의해 상기 스풀(15)은 도 4의 스위칭 위치로 이동하고 그 위치를 유지한다. 그리고, 상기 파일럿 밸브(21)가 비통전 상태가 되면, 상기 구동용 압력실(32) 내의 파일럿 유체는 상기 파일럿 밸브(21)를 통하여 외부로 배출되기 때문에, 상기 복귀용 피스톤(40)의 작용력에 의해 상기 스풀(15)은 도 4의 좌측방향을 향하여 눌러 움직여서 상기 복귀 위치로 이동하게 된다. 이 상태가 도 5의 아래에서 두 번째의 밸브 기구(3A)에 의해 나타내어져 있다. 이 때, 상기 유체 공급 구멍(4)과 제 2 출력 포트(7B)가 연통함과 아울러, 상기 제 1 출력 포트(7A)와 제 1 유체 배출 구멍(5A)이 연통하고, 또한 상기 유체 공급 구멍(4)과 제 1 출력 포트(7A)를 연결하는 유로가 제 1 밀봉 부재(16a)로 차단됨과 아울러, 상기 제 2 출력 포트(7B)와 제 2 유체 배출 구멍(5B)을 연결하는 유로가 제 4 밀봉 부재(16d)로 차단된다.
따라서, 상기 각 밸브 기구(3A)는 상기 1개의 파일럿 밸브(21)에 통전하거나 그 통전을 해제함으로써, 상기 스풀(15)을 상기 제 1 위치와 복귀 위치로 스위칭하여 각 포트의 연통 상태를 스위칭할 수 있다.
또한, 도시한 실시형태에서는 상기 매니폴드(2)의 일방의 측면에 모든 밸브 기구(3A)의 어댑터 플레이트(20)와 파일럿 밸브(21)가 부착되고, 타방의 측면에 모든 밸브 기구(3A)의 엔드 플레이트(22)가 부착되어 있지만, 상기 어댑터 플레이트(20) 및 파일럿 밸브(21)와 상기 엔드 플레이트(22)의 배치를 일부 밸브 기구(3A)와 기타 밸브 기구(3A)도 역으로 해도 좋다. 그래서, 상기 어댑터 플레이트(20) 및 엔드 플레이트(22)를 상기 매니폴드(2)의 좌우 어느 측면에도 부착할 수 있도록, 상기 매니폴드(20)에 있어서의 상기 밸브 구멍(6)과 파일럿 공급 구멍(8a, 8b)과 나사 구멍(10)의 상호 위치 관계는 좌측의 측면과 우측의 측면에서 서로 동일하도록 구성되고, 상기 어댑터 플레이트(20)에 있어서의 부착 나사(26) 및 파일럿 중계 구멍(37)의 배치와, 상기 엔드 플레이트(22)에 있어서의 부착 나사(45) 및 파일럿 중계 구멍(49)의 배치도 서로 동일하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 매니폴드 밸브(1A)는 모든 밸브 기구(3A)가 파일럿 밸브(21)를 하나 구비한 싱글 솔레노이드 타입이지만, 도 10에 나타낸 제 2 실시형태의 매니폴드 밸브(1B)와 같이, 상기 싱글 솔레노이드 타입의 밸브 기구(3A)와, 파일럿 밸브(21)를 2개 구비한 더블 솔레노이트 타입의 밸브 기구(3B)가 혼재한 모양으로 매니폴드(2)에 조립되어 있어도 좋고, 또는 모든 밸브 기구가 더블 솔레노이드 타입이어도 상관없다.
상기 더블 솔레노이드 타입의 밸브 기구(3B)는 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 매니폴드(2)의 가로방향의 양측면에 각각, 어댑터 플레이트(20)를 통해서 파일럿 밸브(21)가 부착된 것으로, 상기 매니폴드(2)의 일방의 측면에 부착된 어댑터 플레이트(20) 및 파일럿 밸브(21)와, 타방의 측면에 부착된 어댑터 플레이트(20) 및 파일럿 밸브(21)는 서로 동일 구성이다.
도 11에 있어서, 매니폴드(2) 및 스풀(15)의 구성은 도 4의 제 1 실시형태의 경우와 실질적으로 같기 때문에, 양자의 주요한 동일 구성 부분에 도 4의 경우와 같은 부호를 첨부하고 그 설명은 생략한다.
상기 더블 솔레노이드 타입의 밸브 기구(3A)는 2개의 파일럿 밸브(21)를 교대로 온, 오프 제어함으로써 스풀(15)을 스위칭하는 것이다.
또한, 도 10에 있어서, 매니폴드(2)의 가장 좌측위에 조립된 더블 솔레노이드 타입의 밸브 기구(3B')는 스풀이 3개의 스위칭 위치를 가지는 3위치 밸브이다. 이 밸브 기구(3B')는 2개의 파일럿 밸브(21)가 모두 오프일 때, 일방의 파일럿 밸브(21)의 어댑터 플레이트(20')의 내부에 설치된 복귀 스프링(도시하지 않음)에 의해 스풀이 중립 위치로 복귀하도록 형성된 것이다. 이러한 3위치 밸브의 구성은 공지되어 있기 때문에, 여기에서의 설명은 생략하는 것으로 한다.
상기 밸브 기구(3B') 이외의 밸브 기구(3A 및 3B)는 스풀이 2개의 스위칭 위치를 가지는 2위치 밸브이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 매니폴드 밸브의 제 3 실시형태를 나타내는 것으로, 이 제 3 실시형태의 매니폴드 밸브(1C)는 매니폴드(2)의 내부에, 유체 공급 구멍(4)을 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)을 보다 상하방향의 높은 위치를 차지하도록 형성한 것이다.
따라서, 이 매니폴드 밸브(1C)에 있어서, 상기 유체 공급 구멍(4)의 긴 구멍 부분(4b)은 상기 밸브 구멍(6)에 상기 밸브 구멍(6)의 상방측으로부터 교차하고, 상기 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 긴 구멍 부분(5b)은 상기 밸브 구멍(6)에 상기 밸브 구멍(6)의 하방측으로부터 교차하고, 파일럿 공급 구멍(8a, 8b)은 상기 매니폴드(2)의 내부의 상기 밸브 구멍(6)보다 높은 위치에 형성되어 있다.
또한, 이 제 3 실시형태의 상기 이외의 구성은 실질적으로 상기 제 1 실시형태와 같기 때문에, 상기 제 1 실시형태와 대응하는 부분에 상기 제 1 실시형태와 같은 부호를 첨부하고, 그 설명은 생략한다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 상기 밸브 기구는 5포트 밸브이지만, 상기 밸브 기구는 4포트 밸브나 3포트 밸브이어도 좋다. 상기 밸브 기구가 4포트 밸브인 경우, 2개의 유체 배출 구멍(5A, 5B)은 매니폴드(2)의 내부에서 상호 연통됨과 아울러, 일방의 유체 배출 구멍(5A, 5B)의 양단부는 플러그로 막아지고, 이미 일방의 유체 배출 구멍(5A, 5B)만이 사용된다. 또한, 상기 밸브 기구(3A, 3B)가 3포트 밸브인 경우에는 상기 유체 배출 구멍 및 출력 포트는 각각 1개가 된다.
1A, 1B ,1C 매니폴드 밸브 2 매니폴드
4 유체 공급 구멍 4b 긴 구멍 부분
5A, 5B 유체 배출 구멍 5b 긴 구멍 부분
6 밸브 구멍 7A,7B 출력 포트
14 오목부 15 스풀
20 어댑터 플레이트 21 파일럿 밸브
22 엔드 플레이트 24 구동용 피스톤
32 구동용 압력실 40 복귀용 피스톤
48 복귀용 압력실 X 세로방향
Y 가로방향 Z 상하방향
W4, W5 구멍 폭 H4, H5 상하방향 길이
D 밸브 구멍의 내경

Claims (6)

  1. 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍이 내부를 관통하는 압출재에 의해 형성되고, 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 관통방향인 세로방향과, 상기 세로방향에 직교하는 가로방향과, 상기 세로방향 및 가로방향의 양방향에 직교하는 상하방향을 갖는 매니폴드,
    상기 매니폴드의 내부를 가로방향으로 관통함과 아울러, 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 양방과 직접 교차함으로써 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍에 각각 연통하는 복수의 밸브 구멍,
    상기 매니폴드의 상면 및 하면 중 적어도 일방의 면에, 상기 복수의 밸브 구멍에 개별적으로 연통하도록 형성된 출력 포트,
    상기 밸브 구멍의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 출력 포트와 상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍을 연결하는 유로를 스위칭하는 스풀,
    상기 스풀을 구동하기 위해서, 각 밸브 구멍의 일단 또는 양단에 개별적으로 부착된 전자식 파일럿 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 다연 일체형 매니폴드 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 공급 구멍과 상기 유체 배출 구멍은 상기 매니폴드의 상하방향의 서로 다른 위치에 형성되어 있고 단면 형상이 비원형임과 아울러, 단면의 일부에 일정 구멍 폭을 갖는 긴 구멍 부분을 갖고, 상기 유체 공급 구멍의 긴 구멍 부분과 상기 유체 배출 구멍의 긴 구멍 부분은 상기 매니폴드의 상하방향을 향하여 상호 역방향으로 연장되고, 상기 밸브 구멍에 대하여 서로 상하 역방향으로부터 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 상기 긴 구멍 부분이 각 밸브 구멍과 교차하는 부분의 상하방향 길이는 상기 밸브 구멍의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 매니폴드 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 공급 구멍 및 유체 배출 구멍의 상기 긴 구멍 부분이 각 밸브 구멍과 교차하는 위치에는 상기 밸브 구멍의 내경보다 대경화된 원호 형상의 오목부가 상기 밸브 구멍과 동심 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일럿 밸브는 어댑터 플레이트를 통해서 상기 매니폴드의 측면에 부착되고, 상기 어댑터 플레이트에는 상기 스풀의 일단에 접촉하는 구동용 피스톤과, 상기 구동용 피스톤에 파일럿 유체를 작용시키는 구동용 압력실이 설치되고, 상기 구동용 압력실은 상기 파일럿 밸브를 통해서 상기 유체 공급 구멍에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    일단에만 상기 파일럿 밸브가 부착된 상기 밸브 구멍의 타단에는 엔드 플레이트가 부착되고, 상기 엔드 플레이트에는 상기 스풀의 타단에 접촉하는 복귀용 피스톤과, 상기 복귀용 피스톤에 파일럿 유체를 작용시키는 복귀용 압력실이 설치되고, 상기 복귀용 피스톤은 상기 구동용 피스톤보다 소경을 이루고, 상기 복귀용 압력실은 상기 유체 공급 구멍에 항상 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 밸브.
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