KR20230078319A

KR20230078319A - 자동 모션 제어 밸브

Info

Publication number: KR20230078319A
Application number: KR1020210165981A
Authority: KR
Inventors: 박근종; 김호용; 이정규
Original assignee: 주식회사 영진테크
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2023-06-02
Also published as: KR102554165B1

Abstract

본 발명은 자동 모션 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압 단조용 해머의 위치를 제어하는 밸브 어셈블리에 설치되어 유체의 안내 및 복귀를 제어하는 자동 모션 제어 밸브에 관한 것으로, 유압 단조용 해머의 위치를 제어하는 밸브 어셈블리에 설치되어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유체의 안내 및 복귀를 제어하는 모션 제어 밸브에 있어서, 내부에 상기 솔레노이드 밸브에 의해 제어된 유압이 전달되는 제1상승포트와 하강포트가 형성되고, 중심축에 상기 하강포트와 연통되는 하강포트챔버가 형성되는 상단바디; 상기 상단바디 하단에 결합되며, 상기 제1상승포트와 연통되는 제2상승포트가 형성되고, 실린더가 동축 결합되는 중단바디; 상기 중단바디의 하단에 결합되며, 상측에는 상승포트통공이 동축 형성되고, 중단에는 상기 상승포트통공 및 제2상승포트와 연통되는 제3상승포트가 형성되며, 하단에는 피스톤가이드통공이 형성되는 하단바디; 상기 실린더에 체결되며, 상단이 상기 상단바디 하부에 스토핑되고, 하단이 상기 하단바디 상단에 스토핑되는 피스톤헤드; 상기 상승포트통공과 비접촉되며, 상기 피스톤가이드통공에 밀착 접촉되는 피스톤; 상기 상단바디의 상측 축선상에 센서몸체가 고정 형성되고, 상기 센서몸체에서 상기 피스톤 내측으로 동축 연장되는 센싱로드부가 형성되어 상기 피스톤의 위치를 센싱하는 포지션센서;로 구성되어, 상기 하강포트가 개방되어 상기 하강포트챔버에 유체가 공급되면 상기 피스톤헤드의 상부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤이 하강되고, 상기 제1상승포트가 개방되어 상기 상승포트통공으로 유체가 공급되면 상기 피스톤헤드의 하부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤이 상승되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 모션 제어 밸브{AUTOMATIC MOTION CONTROL VALVE}

본 발명은 자동 모션 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압 단조용 해머의 위치를 제어하는 밸브 어셈블리에 설치되어 유체의 안내 및 복귀를 제어하는 자동 모션 제어 밸브에 관한 것이다.

단조란, 소성 가공의 일종으로 금속 가공물을 두드려 일정 형태로 성형하는 공법이다. 단조기계는 크게 프레스와 해머로 구분할 수 있으며, 용량, 속도, 행정 특성에 따라 다양한 단조 기계가 사용된다. 특히, 대형 단조 산업은 핵심 기간사업으로서 자동차, 중장비, 조선, 산업기계 등 다양한 범위에서 활용되며 유압 단조용 해머의 경우 고속으로 작동하여 작업시간이 짧으므로 생산성이 높은 장점이 있다.

이러한 유압 단조용 해머는 램의 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하여 가공하는 방식으로, 중력 낙하 해머, 카운터 블로우 해머, 고속 단조기 등의 종류가 있으며, 일반적으로 이러한 장치는 내부에 밸브 어셈블리가 내장되어 해머의 승강 및 하강 위치를 제어하도록 형성된다.

종래 밸브 어셈블리는 핸드레버를 구비하여 작업자가 수동으로 내부에 공급되는 유량을 조절하여 피스톤을 동작시킴으로써 해머의 승하강 구동을 제어하였다. 그러나, 이러한 방법은 수동으로 이루어지므로 그 위치제어가 정확히 이루어지지 않는 문제점이 있어, 이를 개선한 기술의 개발이 시급한 실정이다.

[0001] 한국등록특허공보 제10-0436242호(유압충격해머) [0002] 한국등록특허공보 제10-1160106호(유압식 해머) [0003] 한국등록특허공보 제10-0562188호(단조 프레스 슬라이드 또는 단조기 슬라이드용 유압 구동시스템)

본 발명의 일 목적은, 유로의 방향 설정 및 유량의 조절을 자동으로 수행하여 유압 단조용 해머의 위치를 일정하게 제어할 수 있는 자동 모션 제어 밸브를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 피스톤의 승하강 구동 시 피스톤의 위치를 감지하는 포지션센서가 구비되어 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하고, 설정된 위치까지 피스톤이 승하강되도록 컨트롤할 수 있는 자동 모션 제어 밸브를 제공하는 것이다.

유압 단조용 해머의 위치를 제어하는 밸브 어셈블리에 설치되어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유체의 안내 및 복귀를 제어하는 모션 제어 밸브에 있어서, 내부에 상기 솔레노이드 밸브에 의해 제어된 유압이 전달되는 제1상승포트와 하강포트가 형성되고, 중심축에 상기 하강포트와 연통되는 하강포트챔버가 형성되는 상단바디; 상기 상단바디 하단에 결합되며, 상기 제1상승포트와 연통되는 제2상승포트가 형성되고, 실린더가 동축 결합되는 중단바디; 상기 중단바디의 하단에 결합되며, 상측에는 상승포트통공이 동축 형성되고, 중단에는 상기 상승포트통공 및 제2상승포트와 연통되는 제3상승포트가 형성되며, 하단에는 피스톤가이드통공이 형성되는 하단바디; 상기 실린더에 체결되며, 상단이 상기 상단바디 하부에 스토핑되고, 하단이 상기 하단바디 상단에 스토핑되는 피스톤헤드; 상기 상승포트통공과 비접촉되며, 상기 피스톤가이드통공에 밀착 접촉되는 피스톤; 상기 상단바디의 상측 축선상에 센서몸체가 고정 형성되고, 상기 센서몸체에서 상기 피스톤 내측으로 동축 연장되는 센싱로드부가 형성되어 상기 피스톤의 위치를 센싱하는 포지션센서;로 구성되어, 상기 하강포트가 개방되어 상기 하강포트챔버에 유체가 공급되면 상기 피스톤헤드의 상부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤이 하강되고, 상기 제1상승포트가 개방되어 상기 상승포트통공으로 유체가 공급되면 상기 피스톤헤드의 하부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤이 상승되는 것을 특징으로 하는 자동 모션 제어 밸브를 본 발명의 요지로 한다.

본 발명인 자동 모션 제어 밸브의 상기 포지션센서는, 중단부에 상기 피스톤헤드의 승강위치를 제한하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 모션 제어 어셈블리로 되는 것이 바람직하다.

상기 자동 모션 밸브는, 상기 상기 포지션센서로부터 수집된 상기 피스톤의 위치정보를 수집하여 상기 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 모션 제어 어셈블리로 되는 것이 바람직하다.

본 발명이 제공됨으로써, 유로의 방향 설정 및 유량의 조절을 자동으로 수행하여 유압 단조용 해머의 위치를 일정하게 제어할 수 있는 자동 모션 제어 밸브가 제공되는 효과가 있다.

또한, 본 피스톤의 승하강 구동 시 유량 조절을 자동으로 피스톤의 위치를 감지하는 포지션센서가 구비되어 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하고, 설정된 위치까지 피스톤이 승하강되도록 컨트롤이 가능한 자동 모션 제어 밸브가 제공되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 자동 모션 제어 밸브가 밸브 어셈블리에 설치된 상태의 단면도이다.
도 2는 본 발명인 자동 모션 제어 밸브의 피스톤이 승강된 상태의 구성을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명인 자동 모션 제어 밸브의 피스톤이 하강된 상태의 구성을 상세히 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

그리고, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

먼저, 본 발명인 자동 모션 제어 밸브(1000)는 유로를 제어하여 유압식 단조용 해머의 타격을 위한 하강구동 및 승강구동을 제어하는 밸브 어셈블리(1)에 설치된다. 이때, 밸브 어셈블리는 솔레노이드 밸브(10)를 구비하여 유체의 공급 방향 및 유량을 제어할 수 있다. 또한, 해머의 승강을 제어하는 파트와 해머의 하강을 제어하는 파트가 구분 형성되어 자동 모션 제어 밸브(1000)가 각각 설치될 수 있으며, 설치되는 파트에 따라 일부 구성의 형태가 바뀔 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명인 자동 모션 제어 밸브(1000)는 상단바디(100), 중단바디(200), 하단바디(300), 피스톤헤드(400), 피스톤(500), 포지션센서(600)로 구성된다.

상단바디(100)는 상측에 솔레노이드 밸브(10)가 배치되고, 솔레노이드 밸브(10)에 의해 제어된 유압이 전달되는 제1상승포트(110) 및 하강포트(120)와, 중심축에 하강포트(120)와 연통 형성되는 하강포트챔버(130)를 포함하여 구성된다.

제1상승포트(110)는 솔레노이드 밸브(10)에 의해 공급되는 제어된 유압을 하방향으로 이동시키는 유로로서, 상단바디(100)의 상하면에 관통 형성되어 하기 기재되는 제2상승포트(210)와 연통되도록 형성된다.

하강포트(120)는 솔레노이드 밸브(10)에 의해 공급되는 제어된 유압을 상단바디(100)의 중심축에 형성된 하강포트챔버(130)로 이동시키는 유로로서, 일측은 솔레노이드 밸브(10)와 연결되고, 타측은 하강포트챔버(130)와 연통되도록 형성된다.

하강포트챔버(130)는 상단바디(100) 내측에 형성되고, 내부에 유체가 유입되는 공간부로서, 상부와 하부가 단차지게 형성될 수 있다.

중단바디(200)는 상단바디(100)의 하단에 결합되고, 제1상승포트(110)와 연결되는 제2상승포트(210)가 형성된다.

이때, 제2상승포트(210)는 제1상승포트(110)를 통과한 제어된 유압을 하방향으로 이동시키는 유로로서, 중단바디(200)의 상하면에 관통 형성되어 하기 기재되는 제3상승포트(310)와 연통되도록 형성된다.

이때, 중단바디(200)의 중심부 내측으로 상단바디(100)의 하단부가 인입되어 고정될 수 있다.

즉, 상단바디(100)는 하부가 단차지게 형성되어 상단바디(100)의 하단 일부가 중단바디(200)의 중심부에 인입될 수 있다.

그리고, 중단바디(200)의 중심부에는 실린더(220)가 동축 결합된다.

이때, 실린더(220)는 중단바디(200)의 중심부에 고정 결합되되, 상부면이 상단바디(100)의 하부면과 접하도록 배치될 수 있다.

하단바디(300)는 중단바디(200)의 하단에 결합되며, 제3상승포트(310), 상승포트통공(320), 피스톤가이드통공(330)을 포함하여 구성된다.

먼저, 하단바디(300)의 중심부 상측에는 상승포트통공(320)이 동축 형성된다.

이때, 상승포트통공(320)은 실린더(220)의 내부 공간과 연통되도록 형성된다.

제3상승포트(310)는 제2상승포트(210)와 연통되도록 형성되어 제2상승포트(210)에서 유입되는 제어된 유압을 하단바디(300)의 내부 공간부로 유입시키는 통로로 형성된다.

그리고, 하단바디(300)는 상단부가 중단바디(200)의 중심부 내측으로 일부 인입되어 고정된다.

즉, 하단바디(300)는 상부가 단차지게 형성되어 하단바디(300)의 일부가 중단바디(200)의 중심부 내측으로 인입될 수 있다.

피스톤헤드(400)는 실린더(220)에 체결되며 상단이 상단바디(100)의 하부에 스토핑되고, 하단이 하단바디(300)의 상단에 스토핑되도록 형성된다.

이때, 피스톤헤드(400)는 실린더(220) 내측에 밀접접촉되어, 피스톤헤드(400)의 상측에 유입되는 유체는 피스톤헤드(400)의 하측 방향으로 유입되지 않도록 형성되고, 피스톤헤드(400)의 하측에 유입되는 유체는 피스톤헤드(400)의 상측 방향으로 유입되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

피스톤(500)은 상승포트통공(320)과 비접촉되며, 피스톤가이드통공(330)에 밀착 접촉된다.

즉, 피스톤(500)은 상승포트통공(320)보다 작은 지름으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 피스톤(500)은 피스톤헤드(400)의 하부면에 형성되되, 피스톤헤드(400)보다 작은 지름으로 형성되어 피스톤헤드(400)의 하측에서 유입되는 유체가 피스톤헤드(400)의 하부면을 가압할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

포지션센서(600)는 상단바디(100)의 상측 축선상에 배치되어 고정되는 센서몸체(610)와, 센서몸체(610)에서 피스톤(500) 내측으로 연장 형성되는 센싱로드부(620)로 구성되어 피스톤(500)의 위치를 센싱한다.

즉, 피스톤헤드(400) 및 피스톤(500)은 상부면 중심부에 내측으로 공간부가 형성되어 센싱로드부(620)가 상측에서 내측방향으로 인입되도록 형성된다.

즉, 이와 같은 구성을 통해 본 발명인 자동 모션 제어 밸브(1000)는 솔레노이드 밸브(10)에 의해 하강포트(120)가 개방되어 하강포트챔버(130)에 유체가 공급되면, 피스톤헤드(400)의 상부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤헤드(400) 및 피스톤(500)이 하강된다. 이때, 일정유량 이상이 공급되면, 피스톤헤드(400)는 하단바디(300)의 상부면에 스토핑되어 하강 구동이 제어된다.

그리고, 솔레노이드 밸브(10)에 의해 제1상승포트(210)가 개방되어 제2상승포트(210), 제3상승포트(310)를 거쳐 상승포트통공(320)으로 유체가 공급되면, 피스톤헤드(400)의 하부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤헤드(400)와 피스톤(500)이 상승하게 된다. 이때, 일정유량 이상이 공급되면, 피스톤헤드(400)는 상단바디(100)의 하부면에 스토핑되어 상승 구동이 제어된다.

그리고, 본 발명인 자동 모션 제어 밸브(1000)의 포지션센서(600)는 중단부에 피스톤헤드(400)의 승강위치를 제한하는 스토퍼(630)를 포함하여 구성된다.

스토퍼(630)는 센싱로드부(620)에 형성되어 피스톤헤드(400)의 상부면에 맞닿도록 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 피스톤헤드(400)의 상부면에는 스토퍼(630)가 인입될 수 있는 단차부가 내측방향으로 형성되어 피스톤헤드(400)가 상단바디(100)의 하부면가 맞닿아 스토핑되면 스토퍼(630) 또한 피스톤헤드(400)의 상부면에 맞닿도록 형성되어 피스톤헤드(400)의 이동을 보조적으로 제한할 수 있다.

그리고, 본 발명인 자동 모션 제어 밸브(1000)는 포지션센서(600)로부터 수집된 피스톤(600)의 위치정보를 수집하여 솔레노이드 밸브(10)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 피스톤(600)의 위치가 센싱로드부(620)의 설정된 위치까지 하강되면, 제어부의 판단에 의해 하강포트(120)로 공급되는 유량이 제어되어 피스톤헤드(400)를 가압하는 유체의 공급이 중단되도록 형성된다.

그리고, 피스톤(600)의 위치가 센싱로드부(620)의 설정된 위치까지 승강되면, 제어부의 판단에 의해 상승포트통공(320)으로 공급되는 유량이 제어되어 피스톤헤드(400)를 가압하는 유체의 공급이 중단되도록 형성된다.

그리고, 제어부는 본 발명인 자동 모션 제어 밸브(1000)가 설치되는 밸브 어셈블리 전체의 구동을 제어하도록 형성될 수 있으며, 해머의 하강 타격 구동, 승강 구동을 설정 및 조작할 수 있도록 형성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 자동 모션 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압 단조용 해머의 위치를 제어하는 밸브 어셈블리에 설치되어 유체의 안내 및 복귀를 제어하는 자동 모션 제어 밸브에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주 내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허 청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.

1 : 밸브 어셈블리
10 : 솔레노이드 밸브
100 : 상단바디
110 : 제1상승포트
120 : 하강포트
130 : 하강포트챔버
200 : 중단바디
210 : 제2상승포트
220 : 실린더
300 : 하단바디
310 : 제3상승포트
320 : 상승포트통공
330 : 피스톤가이드통공
340 : 피스톤 가이드
400 : 피스톤헤드
500 : 피스톤
600 : 포지션센서
610 : 센서몸체
620 : 센싱로드부
630 : 스토퍼
1000 : 모션제어밸브

Claims

유압 단조용 해머의 위치를 제어하는 밸브 어셈블리에 설치되어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유체의 안내 및 복귀를 제어하는 모션 제어 밸브에 있어서,
내부에 상기 솔레노이드 밸브에 의해 제어된 유압이 전달되는 제1상승포트와 하강포트가 형성되고, 중심축에 상기 하강포트와 연통되는 하강포트챔버가 형성되는 상단바디;
상기 상단바디 하단에 결합되며, 상기 제1상승포트와 연통되는 제2상승포트가 형성되고, 실린더가 동축 결합되는 중단바디;
상기 중단바디의 하단에 결합되며, 상측에는 상승포트통공이 동축 형성되고, 중단에는 상기 상승포트통공 및 제2상승포트와 연통되는 제3상승포트가 형성되며, 하단에는 피스톤가이드통공이 형성되는 하단바디;
상기 실린더에 체결되며, 상단이 상기 상단바디 하부에 스토핑되고, 하단이 상기 하단바디 상단에 스토핑되는 피스톤헤드;
상기 상승포트통공과 비접촉되며, 상기 피스톤가이드통공에 밀착 접촉되는 피스톤;
상기 상단바디의 상측 축선상에 센서몸체가 고정 형성되고, 상기 센서몸체에서 상기 피스톤 내측으로 동축 연장되는 센싱로드부가 형성되어 상기 피스톤의 위치를 센싱하는 포지션센서;로 구성되어,
상기 하강포트가 개방되어 상기 하강포트챔버에 유체가 공급되면 상기 피스톤헤드의 상부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤이 하강되고, 상기 제1상승포트가 개방되어 상기 상승포트통공으로 유체가 공급되면 상기 피스톤헤드의 하부면이 유체에 의해 가압되어 피스톤이 상승되는 것을 특징으로 하는 자동 모션 제어 밸브.
제1항에 있어서,
상기 포지션센서는,
중단부에 상기 피스톤헤드의 승강위치를 제한하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 모션 제어 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 자동 모션 밸브는,
상기 상기 포지션센서로부터 수집된 상기 피스톤의 위치정보를 수집하여 상기 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 모션 제어 어셈블리.