KR101859798B1 - 파일럿식 전자기 밸브 - Google Patents

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오사무 스에마츠
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시케이디 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 두께가 10㎜ 정도의 콤팩트한 파일럿식 전자기 밸브를 제공하는 것이다. 유로 블록체(3)가 한 쌍의 넓은 대향면과, 그것을 둘러싸는 4개의 측면을 구비하는 직육면체 형상이며, 4개의 측면 중, 파일럿 밸브부(2)가 설치되는 제1 면과, 입력 포트(49) 또는 출력 포트(50) 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 제2 면을 갖는 것, 다이어프램 밸브체(60)는 다이어프램 밸브이며, 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것, 유로 블록체(3)는, 밸브 시트(55)의 주위에 밸브실(43)을 구성하는 블록 본체(40)와, 평판 형상의 편평 덮개(30)를 구비하고, 편평 덮개(30)는, 다이어프램 밸브의 배실을 구성하는 오목부(35)를 구비하는 것, 편평 덮개(30)에는, 오목부(35)와 파일럿 밸브부의 커먼 유로(14)를 연통시키는 편평 덮개 연통로(32)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

파일럿식 전자기 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 전자기 밸브에 관한 것이다.
유체를 제어하는 파일럿식 전자기 밸브는, 예를 들어 공작 기계, 용접 기계, 용단 기계, 수송 기계, 공조 설비 등의 일반 산업 기계의 내부에 사용되고 있다.
종래의 파일럿식 전자기 밸브에는, 주 밸브체에 다이어프램 밸브를 사용하여, 다이어프램 밸브의 배실(背室)의 압력을 전자기 밸브로 제어함으로써, 다이어프램 밸브의 개폐를 행하게 하는 것이 있다. 일반적으로 다이어프램 밸브를 수평으로 배치하고 있기 때문에, 파일럿식 전자기 밸브의 설치 스페이스가 커지는 문제가 있었다.
산업계에서는, 두께가 10㎜ 정도이고 복수개를 병렬 배치 가능한 파일럿식 전자기 밸브가 요망되고 있었지만, 실현하는 것이 곤란하였다.
한편, 본 발명자는, 특허문헌 1에 있어서, 4개의 다이어프램 밸브체를 수직으로 배치하여, 전체의 설치 스페이스를 컴팩트화하는 발명을 제안하고 있다.
일본 특허 제5546034호 공보
그러나, 종래의 다이어프램 밸브를 수평으로 배치하는 파일럿식 전자기 밸브에 대해, 특허문헌 1의 다이어프램 밸브를 수직으로 배치하는 것만으로는, 콤팩트한 파일럿식 전자기 밸브를 완성하는 것은 곤란하였다.
그 이유는, 특허문헌 1의 기술에서는, 2쌍의 파일럿식 전자기 밸브에 의해 끼워진 본체 블록 및 파일럿식 전자기 밸브의 덮개가, 큰 블록이며, 내부에 유로를 형성하는 것이 용이하였지만, 본체 블록과 덮개의 합계 두께를 10㎜ 정도의 두께로 하면, 본체 블록 및 덮개의 두께가 얇기 때문에, 내부 유로를 형성하는 것이 곤란하였기 때문이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 두께가 얇은 콤팩트한 파일럿식 전자기 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 일 형태에 관한 파일럿식 전자기 밸브는, 다음과 같은 구성을 갖고 있다.
(1) 고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자기 밸브이며, 유로 블록체가, 한 쌍의 넓은 대향면과, 그것을 둘러싸는 4개의 측면을 구비하는 직육면체 형상이며, 4개의 측면은, 파일럿 밸브부가 설치되는 제1 면과, 입력 포트 또는 출력 포트 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 제2 면을 갖는 것, 밸브체는 다이어프램 밸브이며, 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것, 유로 블록체는, 밸브 시트의 주위에 밸브실을 구성하는 블록 본체와 평판 형상의 편평 덮개를 구비하고, 편평 덮개는, 다이어프램 밸브의 배실을 구성하는 오목부를 구비하는 것, 편평 덮개에는, 오목부와 파일럿 밸브부의 커먼 포트를 연통시키는 편평 덮개 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(2) (1)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 편평 덮개 연통로는, 상기 편평 덮개의 측면에 개구 단부를 갖고, 상기 오목부의 내벽을 향해 연장되는 관통로와, 상기 편평 덮개의 내면으로부터 상기 관통로를 향해 개방된 관통 구멍과, 상기 관통로 내에 배치되고, 상기 개구 단부를 막는 볼을 갖는 것, 상기 유로 블록체가, 상기 관통로의 상기 개구 단부를 차폐하는 벽부를 갖는 것을 특징으로 한다.
(3) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 다이어프램 밸브가, 상기 밸브실과 상기 배실을 격리하고 있는 것, 상기 블록 본체에는, 상기 밸브실과 상기 입력 포트를 연통하는 입력 유로와, 상기 밸브 시트의 개구인 밸브 구멍과 상기 출력 포트를 연통하는 출력 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(4) (3)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 밸브 구멍이 밸브 구멍실을 구성하고, 상기 출력 유로가, 상기 밸브 구멍실의 바닥면측에 슬릿 형상으로 연통하고 있는 것을 특징으로 한다.
(5) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면에 상기 입력 포트와 상기 출력 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(6) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면에 상기 입력 포트가 형성되고, 상기 4개의 측면 중 제3 면에 상기 출력 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(7) (6)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면과 상기 제3 면이 직교하는 면인 것을 특징으로 한다.
(8) (6)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면과 상기 제3 면이 대향하는 면인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파일럿식 전자기 밸브는, 다음과 같은 작용, 효과를 발휘한다.
(1) 고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자기 밸브이며, 유로 블록체가, 한 쌍의 넓은 대향면과, 그것을 둘러싸는 4개의 측면을 구비하는 직육면체 형상이며, 4개의 면은, 파일럿 밸브부가 설치되는 제1 면과, 입력 포트 또는 출력 포트 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 제2 면을 갖는 것, 밸브체는 다이어프램 밸브이며, 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것, 유로 블록체는, 밸브 시트의 주위에 밸브실을 구성하는 블록 본체와, 평판 형상의 편평 덮개를 구비하고, 편평 덮개는, 다이어프램 밸브의 배실을 구성하는 오목부를 구비하는 것, 편평 덮개에는, 오목부와 파일럿 밸브부의 커먼 포트를 연통시키는 편평 덮개 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 얇은 편평 덮개에 오목부를 이용하여 편평 덮개 연통로를 형성하여, 다이어프램 밸브의 배실과 파일럿 밸브부의 커먼 포트를 접속할 수 있으므로, 블록 본체와 편평 덮개를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로, 얇게 할 수 있다.
또한, 파일럿식 전자기 밸브를 소형화한 것에 의해, 직동 밸브만 배치할 수 있었던 스페이스에, 파일럿식 전자기 밸브를 배치할 수 있기 때문에, 대유량에 대응 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 파일럿식 전자기 밸브는, 저압으로 대용량이 얻어지기 때문에, 종래 고압을 가하고 있었던 장치의 압력 전체를 낮출 수 있어, 가압 펌프 등의 소형화가 가능하게 되고, 장치 전체의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
(2) (1)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 편평 덮개 연통로는, 상기 편평 덮개의 측면에 개구 단부를 갖고, 상기 오목부의 내벽을 향해 연장되는 관통로와, 상기 편평 덮개의 내면으로부터 상기 관통로를 향해 개방된 관통 구멍과, 상기 관통로 내에 배치되고, 관통로의 개구 단부를 막는 볼을 갖는 것, 상기 유로 블록체가, 상기 관통로의 개구 단부를 차폐하는 벽부를 갖는 것을 특징으로 하기 때문에, 3㎜ 정도의 얇은 편평 덮개에 편평 덮개 연통로를 확실 또한 용이하게 형성할 수 있으므로, 블록 본체와 편평 덮개를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로, 얇게 할 수 있다.
(3) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 다이어프램 밸브가, 밸브실과 상기 배실을 격리하고 있는 것, 상기 블록 본체에는, 상기 밸브실과 상기 입력 포트를 연통하는 입력 유로와, 상기 밸브 시트의 개구인 밸브 구멍과 상기 출력 포트를 연통하는 출력 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 블록 본체에 필요한 유로를 형성할 수 있으므로, 블록 본체와 편평 덮개를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로 얇게 할 수 있다.
(4) (3)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 밸브 구멍이 밸브 구멍실을 구성하고, 상기 출력 유로가, 상기 밸브 구멍실의 바닥면측에 슬릿 형상으로 연통하고 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 출력 유로의 단면적을 확보하면서, 블록 본체의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 블록 본체와 편평 덮개를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로 얇게 할 수 있다.
(5) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면에 상기 입력 포트와 상기 출력 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 예를 들어 제2 면을 제1 면과 대향하여 배치하면, 설치 면에 입력 포트 출력 포트를 배치할 수 있으므로, 설치 스페이스를 작게 할 수 있다.
(6) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면에 입력 포트가 형성되고, 상기 4개의 측면 중 제3 면에 상기 출력 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 입력 포트와 출구 포트가 다른 면에 형성되어, 배관을 분산시킬 수 있으므로, 배관이 용이하게 되고, 메인터넌스 시의 사용 편의성을 좋게 할 수 있다.
(7) (6)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면과 상기 제3 면이 직교하는 면인 것을 특징으로 하기 때문에, 다른 기기와의 접속이 용이하게 됨과 함께, 배관을 분산시킬 수 있으므로, 배관이 용이하게 되고, 메인터넌스 시의 사용 편의성을 좋게 할 수 있다.
(8) (6)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서, 상기 제2 면과 상기 제3 면이 대향하는 면인 것을 특징으로 하기 때문에, 나머지 일면을 설치 면으로 하면, 종래의 파일럿식 전자기 밸브와 동일하게 입력 포트와 출력 포트를 직선상으로 배치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 파일럿식 전자기 밸브의 정면도.
도 2는 도 1의 우측면도.
도 3은 도 1의 저면도.
도 4는 도 3의 BB 단면도.
도 5는 도 1의 AA 단면도.
도 6은 도 1의 CC 단면도.
도 7은 파일럿 밸브가 폐쇄된 상태에 있어서의 파일럿 밸브부의 구조를 도시하는 단면도.
도 8은 파일럿 밸브가 개방된 상태에 있어서의 파일럿 밸브부의 구조를 도시하는 단면도.
도 9a, 9b는 제2 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브의 정면도 및 저면도.
도 10a, 10b는 제3 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브의 정면도 및 저면도.
도 11a, 11b는 제4 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브의 정면도 및 저면도.
도 12a, 12b는 제5 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브의 정면도 및 우측면도.
도 13은 제6 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브의 정면도.
도 14는 제7 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브의 정면도.
도 15는 제8 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브 매니폴드의 정면도.
도 16은 도 15의 좌측면도.
도 17은 도 15의 저면도.
도 18은 제8 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브 매니폴드 회로도.
이하, 본 발명을 구체화한 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1에, 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 2에, 도 1의 우측면도를 도시한다. 도 3에, 도 1의 저면도를 도시한다. 도 4에, 도 3의 BB 단면도를 도시한다. 도 5에, 도 1의 AA 단면도를 도시한다. 도 6에, 도 1의 CC 단면도를 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 파일럿식 전자기 밸브(1)는 파일럿 밸브부(2)와, 유로 블록체(3)에 의해 구성되어 있다.
이어서, 유로 블록체(3)의 구조에 대해, 도 4, 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 유로 블록체(3)는, 한 쌍의 넓은 대향면(3a, 3b)을 갖는 직육면체 형상의 블록체이며, 블록 본체(40)와, 이것에 설치되는 편평 덮개(30)를 갖는다. 먼저, 블록 본체(40)의 구조를 설명한다. 블록 본체(40)의 중심에, 대략 원통 형상의 오목부인 밸브실(43)이 형성되어 있다. 또한, 한 쌍의 대향면(3a, 3b)은, 유로 블록체(3)의 두께[전자기 밸브(1)의 두께 L1; 도 2]를 규정하는 측면에 의해 둘러싸여 있다.
밸브실(43)의 중앙 바닥면에는, 밸브 시트(55)가 형성되어 있다. 밸브 시트(55)의 중심에는, 밸브 구멍(31)이 형성되고, 밸브 구멍(31)은 바닥면을 구비하고, 밸브 구멍실(41)을 형성하고 있다. 밸브 구멍실(41)의 바닥면 좌측 단부에는, 슬릿 형상의 출력 유로(42)가 연통하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 출력 유로(42)의 일단부는, 블록 본체(40)의 하단부면(40b)에 개방되어 있다. 출력 유로(42)가 연장하는 방향과 직교하고 밸브 구멍(31)의 중심축을 통과하는 단면에서 보았을 때, 출력 유로(42)와 밸브 구멍실(41)은 서로 겹치는 영역을 갖는다.
도 4, 5에 도시한 바와 같이, 밸브실(43)의 우측 단부에는, 단면이 정사각형 형상의 입력 유로(44)가 연통하고 있다. 입력 유로(44)의 일단부는, 블록 본체(40)의 하단부면(40b)에 개방되어 있다. 입력 유로(44)의 타단부에는, NO 연통로(45)가 개방되어 있다. NO 연통로(45)의 타단부는, 블록 본체(40)의 상단부면(40a)에 개방되어 있다.
블록 본체(40)의 하단부면(40b)에는, 설치 판(56)이 2개의 나사(72)에 의해 고정 설치되어 있다. 설치 판(56)에는, 입력 유로(44)와 연통하는 입력 포트(49), 출력 유로(42)와 연통하는 출력 포트(50)가 형성되어 있다. 설치 판(56)의 양단부에는, 설치 나사용 구멍(51, 52)이 형성되어 있다. 파일럿식 전자기 밸브(1)는 입력 포트(49) 및 출력 포트(50)에 대응하는 각 포트가 형성된 매니폴드 블록에 대해, 설치 나사용 구멍(51, 52)을 사용하여 설치된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)의 우측 상단부면의 개구와, 우측면 상부의 개구를 연통하는 대기 유로(47)가 형성되어 있다.
이어서, 편평 덮개(30)의 구조 및 다이어프램 밸브체(60)의 설치 구조에 대해 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 블록 본체(40)에 대면하는 편평 덮개(30)의 내측면의 중심부에는, 오목부(35)가 형성되어 있다. 오목부(35)가 다이어프램 밸브체(60)의 배실을 구성하고 있다.
다이어프램 밸브체(60)는 원판 형상으로 외주부가 얇고 중심부에 두께가 있는 다이어프램(61)과, 다이어프램(61)의 중심부에 일체로 성형된 수지 본체(62)에 의해 구성되어 있다. 다이어프램(61)의 외주부가, 블록 본체(40)와 편평 덮개(30)에 의해 끼움 지지되어 보유 지지됨과 함께, 시일되어 있다. 다이어프램 밸브체(60)는 밸브실(43)과, 오목부(35)를 격리하고 있다. 수지 본체(62)의 상면 중앙부에는, 오목부(62a)가 형성되고, 그 오목부(62a)에 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 접촉한 상태이다. 후술하지만, 코일 스프링(63)의 가압력은 크지 않고, 다이어프램 밸브체(60)가 밸브 시트(55)에 접촉하고 있는 것은, 배실인 오목부(35)에 공급되는 압축 공기의 힘과 코일 스프링(63)의 합력에 의한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 편평 덮개(30)의 오목부(35)의 측면에는, 편평 덮개 연통로(32)를 형성하기 위한 관통로(37)의 일단부(도 5에 있어서 좌측 단부)가 개방되어 있다. 편평 덮개 연통로(32)를 형성하기 위한 관통로(37)의 타단부(도 5에 있어서 우측 단부)는, 편평 덮개(30)의 측면에 개방되어 있다. 즉, 그 관통로(37)는, 편평 덮개(30)의 성형 시에 금형에 있어서 편평 덮개(30)의 측면으로부터 삽입된 핀을 뺄 필요가 있으므로, 편평 덮개(30)의 측면으로부터 오목부(35)의 내벽을 향해 개방되어 있다. 관통로(37) 내에 있어서, 편평 덮개(30)의 측면의 개구에는, 금속 볼(33)이 압입되고, 개구를 막고 있다. 관통로(37)는, 금속 볼(33)이 압입됨으로써, 편평 덮개 연통로(32)를 형성한다. 본 실시 형태에 있어서, 편평 덮개(30)의 두께는, 3㎜ 정도이며, 편평 덮개 연통로(32)의 직경은, 1㎜ 정도이다.
도 5에 있어서, 블록 본체(40)의 상면의 우측 단부에는, 차폐 벽(58)이 형성되어 있고, 편평 덮개 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 튀어나오는 일이 없어, 편평 덮개 연통로(32)에 있어서의 시일성이 담보된다.
편평 덮개(30)의 편평 덮개 연통로(32)의 도중의 내면에는, 관통 구멍(36)이 개방되어 있다. 관통 구멍(36)에는, 블록 본체(40)의 원통 형상 돌출부(34)가 삽입되어 접속되어 있다. 돌출부(34)에는, 연통로(57)가 형성되어 있다. 연통로(57)는, 블록 본체(40)에 형성된 커먼 연통로(46)의 일단부와 연통하고 있다. 커먼 연통로(46)의 타단부는, 블록 본체(40)의 상단부면(4a)에 개방되어 있다. 연통로(57)는 다이어프램(61)에 일체로 성형된 2개의 시일 링(61a, 61b) 중, 시일 링(61b)에 의해 시일되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 편평 덮개(30)는 3개의 나사(71)에 의해, 블록 본체(40)의 나사 구멍(53)에 나사 고정되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 편평 덮개(30)가 블록 본체(40)에 나사 고정된 상태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 유로 블록체(3)의 두께 L1은, 10㎜이다. 여기서, 파일럿 밸브부(2)의 두께도, 10㎜이다.
이어서, 파일럿 밸브부(2)의 구조를 설명한다. 도 7에 파일럿 밸브부(2)의 구조를 도시한다. 도 7은 파일럿 밸브가 폐쇄된 상태를 도시하고 있다.
파일럿 밸브부(2) 내부의 좌측에, 중공 형상의 코일(17)이 배치되어 있다. 코일(17)의 좌측 단부에, 고정 철심(22)이 고정 설치되어 있다. 코일(17)의 우측 단부에는, 가동 철심(18)이 직선 방향(도 7에 있어서 좌우 방향)으로 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 접촉 가능하게 설치되어 있다. 밸브 시트(20)는 원추 사다리꼴 형상의 볼록부의 정상부에 형성되어 있다. 가동 철심(18)에는, 플랜지부(18a)가 형성되고, 플랜지부(18a)에 가압 스프링(21)이 설치되어 있다. 가압 스프링(21)은 파일럿 밸브체(19)가 밸브 시트(20)에 접촉하는 방향으로, 가동 철심(18)을 가압하고 있다. 도 7에서는, 코일(17)에 전류가 흐르고 있지 않으므로, 파일럿 밸브체(19)는 가압 스프링(21)의 가압력에 의해 밸브 시트(20)에 접촉하고 있다.
파일럿 밸브실(16)은 커먼 유로(14) 및 NO 유로(13)에 연통하고 있다. 즉, 커먼 유로(14)와 NO 유로(13)는, 항상 연통하는 상태에 있다. 밸브 시트(20)의 중심에 있는 밸브 구멍(20a)은, NC 유로(15)에 연통하고 있다.
파일럿 밸브부(2)의 커먼 유로(14)는 유로 블록체(3)의 커먼 연통로(46)를 통해 연통로(57)와 연통하고 있다. 마찬가지로, NO 유로(13)는 NO 연통로(45)와 연통하고 있다. 마찬가지로, NC 유로(15)는 대기 유로(47)와 연통하고 있다.
한편, 파일럿 밸브부(2)의 상단부면에는, 2개의 배선(11, 12)이 접속되어 있다. 배선(11, 12)은, 코일(17)에 접속되어 있다.
이어서, 파일럿식 전자기 밸브(1)의 작용을 설명한다.
코일(17)에 통전되어 있지 않은 상태에 대해 설명한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 파일럿 밸브체(19)는 가압 스프링(21)에 의해 가압되고, 밸브 시트(20)에 접촉하고 있다. 따라서, 커먼 유로(14)와 NC 유로(15)는 차단되어 있다.
한편, 입력 유로(44)에는, 예를 들어 항상 압축 공기가 공급되어 있기 때문에, NO 연통로(45), NO 유로(13)를 통해, 커먼 유로(14)에 압축 공기가 공급되어 있다. 또한, 압축 공기는, 커먼 연통로(46), 연통로(57), 편평 덮개 연통로(32)를 통해, 배실인 오목부(35)에 공급되어 있다.
다이어프램 밸브체(60)는 압축 공기의 힘을 받지 않는 상태에서는, 밸브 시트(55)에 접촉하지 않는 위치에 있지만, 코일 스프링(63)의 힘은 크지 않으므로, 그 힘만으로는, 다이어프램 밸브체(60)는, 밸브 시트(55)에 필요한 폐쇄력이 얻어지고 있지 않다.
오목부(35)에 압축 공기가 공급되면, 다이어프램 밸브체(60)는 밸브 시트(55)에 접촉하는 방향으로 힘을 받는다. 이 힘과 코일 스프링(63)의 합력에 의해, 다이어프램 밸브체(60)는 밸브 시트(55)에 대해 필요한 폐쇄력이 얻어지기 때문에, 밸브실(43)과 밸브 구멍실(41)은 차단된다. 이 상태에서, 파일럿식 전자기 밸브(1)는 밸브 폐쇄 상태에 있다.
이어서, 코일(17)에 통전한 상태에 대해 설명한다. 도 8에 있어서, 코일(17)에 통전된 경우를 도시한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 가동 철심(18)은 자석화한 고정 철심(22)에 흡인되고 가압 스프링(21)에 저항하여, 고정 철심(22)에 접촉하고 있다. 이에 의해, 파일럿 밸브체(19)는 밸브 시트(20)로부터 이격되어 있다. 따라서, 커먼 유로(14)와 NC 유로(15)는 연통하고 있다.
한편, 입력 유로(44)에는, 항상 예를 들어, 압축 공기가 공급되어 있기 때문에, NO 연통로(45), NO 유로(13)를 통해, 커먼 유로(14)에 압축 공기가 공급되어 있다. 그러나, 커먼 유로(14)와 NC 유로(15)가 연통하면, NC 유로(15)가 연통하는 대기 유로(47)가 대기에 개방되어 있기 때문에, 압축 공기가 대기에 방출되고, 배실인 오목부(35)의 공기압은 순식간에 저하된다.
다이어프램 밸브체(60)는 압축 공기의 힘을 받지 않는 상태에서는, 밸브 시트(55)에 접촉하지 않는 위치에 있지만, 코일 스프링(63)의 힘은 크지 않으므로, 그 힘만으로는, 다이어프램 밸브체(60)는 밸브 시트(55)에 필요한 폐쇄력이 얻어지고 있지 않다.
오목부(35)로부터 압축 공기가 방출되면, 다이어프램 밸브체(60)는 다이어프램 밸브체(60)의 복원력에 의해, 밸브 시트(55)로부터 이격되는 방향으로 변형된다. 또한 오목부(35)의 압력이 방출됨으로써, 밸브실(43)의 압력 쪽이 커지므로, 다이어프램 밸브체(60)는 밸브 시트(55)로부터 이격되는 것이다. 이에 의해, 밸브실(43)과 밸브 구멍실(41)은 연통된다. 이 상태에서, 파일럿식 전자기 밸브(1)는 밸브 개방 상태에 있다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 의하면, (1) 고정 철심(22) 및 가동 철심(18)을 갖는 파일럿 밸브부(2)와, 다이어프램 밸브체(60)가 접촉 이격하는 밸브 시트(55)가 형성된 유로 블록체(3)를 구비하는 파일럿식 전자기 밸브(1)이며, 유로 블록체(3)가 한 쌍의 넓은 대향면(3a, 3b)과, 그것을 둘러싸는 4개의 측면을 구비하는 직육면체 형상이며, 4개의 측면은, 파일럿 밸브부(2)가 설치되는 제1 면(도 1에 있어서 상면)과, 입력 포트(49) 또는 출력 포트(50) 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 제2 면(도 1에 있어서 하면)을 갖는 것, 다이어프램 밸브체(60)는 다이어프램 밸브이며, 한 쌍의 넓은 대향면(3a, 3b)에 평행하게 배치되어 있는 것, 유로 블록체(3)는 밸브 시트(55)의 주위에 밸브실(43)을 구성하는 블록 본체(40)와, 평판 형상의 편평 덮개(30)를 구비하고, 편평 덮개(30)는 다이어프램 밸브의 배실을 구성하는 오목부(35)를 구비하는 것, 편평 덮개(30)에는, 오목부(35)와 파일럿 밸브부의 커먼 유로(14)를 연통시키는 편평 덮개 연통로(32)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 얇은 편평 덮개(30)에 오목부(35)를 이용하여 편평 덮개 연통로(32)를 형성하여, 오목부(35)와 파일럿 밸브부(2)의 커먼 유로(14)를 접속할 수 있으므로, 블록 본체(40)와 편평 덮개(30)를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로 얇게 할 수 있다.
또한, 파일럿식 전자기 밸브(1)를 소형화한 것에 의해, 종래 직동 밸브만 배치할 수 있었던 스페이스에, 파일럿식 전자기 밸브(1)를 배치할 수 있으므로, 대유량에 대응 가능하게 된다. 또한, 파일럿식 전자기 밸브(1)는 저압에서 대용량이 얻어지기 때문에, 종래 고압을 가하고 있었던 장치의 압력 전체를 낮출 수 있고, 가압 펌프 등의 소형화가 가능하게 되고, 장치 전체의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
(2) (1)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브(1)에 있어서, 편평 덮개 연통로(32)는 편평 덮개(30)의 측면에 개구 단부(도 5에 있어서 좌측 단부)를 갖고, 오목부(35)의 내벽을 향해 연장되는 관통로(37)와, 편평 덮개(30)의 내면으로부터 관통로(37)를 향해 개방된 관통 구멍(36)과, 관통로(7) 내에 배치되고, 관통로(37)의 개구 단부를 막는 금속 볼(33)을 갖는 것, 유로 블록체(3)가 관통로(37)의 개구 단부를 차폐하는 차폐 벽(58)을 갖는 것을 특징으로 하기 때문에, 예를 들어 3㎜ 정도의 얇은 편평 덮개(30)에 편평 덮개 연통로(32)를 확실 또한 용이하게 형성할 수 있으므로, 블록 본체(40)와 편평 덮개(30)를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로 얇게 할 수 있다.
(3) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브(1)에 있어서, 다이어프램 밸브체(60)가 밸브실(43)과 오목부(35)를 격리하고 있는 것, 블록 본체(40)에는, 밸브실(43)과 입력 포트(49)를 연통하는 입력 유로(44)와, 밸브 시트(55)의 개구인 밸브 구멍과 출력 포트(50)를 연통하는 출력 유로(42)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 블록 본체(40)에 필요한 유로를 형성할 수 있으므로, 블록 본체(40)와 편평 덮개(30)를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로 얇게 할 수 있다.
(4) (3)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브(1)에 있어서, 밸브 구멍이 밸브 구멍실(41)을 구성하고, 출력 유로(42)가 밸브 구멍실(41)의 바닥면측에 슬릿 형상으로 연통하고 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 출력 유로(42)의 단면적을 확보하면서, 블록 본체(40)의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 블록 본체(40)와 편평 덮개(30)를 겹친 두께를, 예를 들어 10㎜ 정도로 얇게 할 수 있다.
(5) (1) 또는 (2)에 기재되는 파일럿식 전자기 밸브(1)에 있어서, 제2 면에 입력 포트(49)와 출력 포트(50)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 제2 면인 설치 면에 입력 포트(49)와 출력 포트(50)를 배치할 수 있으므로, 설치 스페이스를 작게 할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다. 제2 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 구성은, 대부분이 제1 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)와 동일하므로, 동일한 내용의 구성은, 동일한 번호를 부여하여 설명을 할애하고, 상위한 점만 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 9a에, 제2 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 9b에, 도 9a의 저면도를 도시한다. 제1 실시 형태와 상위한 것은, 입력 포트, 출력 포트에 있어서의 접속 구조뿐이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.
제1 실시 형태에서는, 파일럿식 전자기 밸브(1)를 매니폴드 블록에 직접 설치하는 경우를 상정하고 있었지만, 본 실시 형태에서는, 원 터치 조인트(81, 82)를 유로 블록체(3)에 부설하고 있다. 이에 의해, 사용자는, 튜브를 원 터치 조인트(81, 82)에 접속하여 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에 대해서도, 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
도 10a에, 제3 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 10b에, 도 10a의 저면도를 도시한다. 제1 실시 형태와 상위한 것은, 입력 포트, 출력 포트의 위치뿐이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.
본 실시 형태에서는, 입력 포트(84)와 출력 포트(83)는 모두, 유로 블록체(3)에 있어서, 파일럿 밸브부(2)가 설치되어 있는 면과 직교하는 면(도 10a에 있어서 하면)에 부설되어 있다. 이 구조로 하면, 매니폴드를 포함한 전체 높이를 낮게 할 수 있는 이점이 있다.
이어서, 본 발명의 제4 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다.
도 11a에, 제4 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 11b에, 도 11a의 저면도를 도시한다. 제3 실시 형태와 상위한 것은, 설치 판(85)의 형상뿐이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.
본 실시 형태에서는, 설치 판(85)의 설치부(88, 89)가, 서로 반대 방향으로 돌출되어 있다. 설치부(88, 89)에는, 각각 설치 나사용 구멍(90)이 형성되어 있다. 입력 포트(86)와 출력 포트(87)는 모두, 유로 블록체(3)에 있어서, 파일럿 밸브부(2)가 설치되어 있는 면과 직교하는 면(도 11a에 있어서 하면)에 부설되어 있다. 이 구조로 하면, 매니폴드를 포함한 전체 높이를 낮게 할 수 있는 이점이 있는 동시에, 도 11의 좌우 방향에 있어서의 전자기 밸브(1)의 길이를 짧게 할 수 있는 이점이 있다.
이어서, 본 발명의 제5 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다.
도 12a에, 제5 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 12b에, 도 12a의 우측면도를 도시한다. 제4 실시 형태와 상위한 것은, 입력 포트, 출력 포트에 있어서의 접속 구조뿐이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.
제4 실시 형태에서는, 파일럿식 전자기 밸브(1)를 매니폴드 블록에 직접 설치하는 경우를 상정하고 있었지만, 본 실시 형태에서는, 원 터치 조인트(91, 92)를 유로 블록체(3)에 부설하고 있다. 이에 의해, 사용자는, 튜브를 원 터치 조인트(91, 92)에 접속하여 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제6 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다.
도 13에, 제6 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 제2 실시 형태와 상위한 것은, 입력 포트, 출력 포트의 위치뿐이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다. 제6 실시 형태에서는, 입력용 원 터치 조인트(94)를 유로 블록체(3)에 있어서, 파일럿 밸브부(2)를 설치하는 설치 면과 직교하는 면(도 13에 있어서 우측면)에 부설하고, 출력용 원 터치 조인트(93)를 파일럿 밸브부(2)의 설치 면에 대향하는 면(도 13에 있어서 하면)에 부설하고 있다. 입력용 원 터치 조인트(94)가 설치된 면(우측면)에 입력 포트가 형성되고, 출력용 원 터치 조인트(93)가 설치된 면(하면)에 출력 포트가 형성되어 있다.
본 실시 형태에 의하면, 입력 포트와 출력 포트가 다른 면에 형성되어, 유로 블록체(3)에 대해 배관을 분산 접속할 수 있으므로, 배관이 용이하게 되고, 메인터넌스 시의 사용 편의성을 좋게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 유로 블록체(3)[파일럿식 전자기 밸브(1)]와 입력용 원 터치 조인트(94)의 설치 면과, 출력용 원 터치 조인트(93)의 설치 면이 직교하는 면인 것을 특징으로 하기 때문에, 다른 기기와의 접속이 용이하게 됨과 함께, 배관을 분산시킬 수 있으므로, 배관이 용이하게 되고, 메인터넌스 시의 사용 편의성을 좋게 할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제7 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다.
도 14에, 제7 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)의 정면도를 도시한다. 제6 실시 형태와 상위한 것은, 입력 포트, 출력 포트의 위치뿐이므로, 그 부분에 대해서만 설명한다.
제7 실시 형태에서는, 입력용 원 터치 조인트(96)를 유체 블록체(3)에 있어서, 파일럿 밸브부(2)를 설치하는 설치 면과 직교하는 면(도 14에 있어서 우측면)에 부설하고, 출력용 원 터치 조인트(95)를 입력용 원 터치 조인트(96)를 설치한 면에 대향하는 면(도 14에 있어서 좌측면)에 부설하고 있다.
본 실시 형태에 의하면, 입력용 원 터치 조인트(96)의 설치 면과, 출력용 원 터치 조인트(95)의 설치 면이 대향하는 면인 것을 특징으로 하기 때문에, 유체 블록체(3)의 나머지의 일면(도 14에 있어서 하면)을, 전자기 밸브(1)를 매니폴드 블록에 설치할 때의 설치 면으로 하면, 종래의 파일럿식 전자기 밸브와 동일하게 입력 포트와 출력 포트를 직선상으로 배치할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제8 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)에 대해 설명한다. 제8 실시 형태는, 제3 실시 형태의 파일럿식 전자기 밸브(1)를 4개(1A, 1B, 1C, 1D) 사용하여, 매니폴드 블록(101)에 접속한 것이다. 파일럿 전자기 밸브(1A, 1B, 1C, 1D)는, 각각 파일럿 밸브부(2A, 2B, 2C, 2D)와 유로 블록체(3A, 3B, 3C, 3D)를 구비한다.
도 15에, 제8 실시 형태의 전자기 밸브(1A, 1B, 1C, 1D)의 정면도를 도시하고, 도 16에, 도 15의 좌측면도를 도시하고, 도 17에, 도 15의 저면도를 도시한다. 또한, 도 18에, 제8 실시 형태의 회로도를 도시한다.
도 18에 도시한 바와 같이, 입력 포트(102)로부터 들어간 흡기는, 2개로 분기되어, 파일럿식 전자기 밸브(1D)와 파일럿식 전자기 밸브(1B)에 입력된다. 파일럿식 전자기 밸브(1D)의 출력은, 2개로 분기되어, 파일럿식 전자기 밸브(1C)의 입력 포트, 제3 출력 포트(105)에 접속한다. 파일럿식 전자기 밸브(1B)의 출력은, 2개로 분기되어, 파일럿식 전자기 밸브(1A)의 입력 포트, 제2 출력 포트(104)에 접속한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 매니폴드 블록(101)의 상면에는, 위로부터 파일럿식 전자기 밸브(1A), 파일럿식 전자기 밸브(1B), 파일럿식 전자기 밸브(1C) 및 파일럿식 전자기 밸브(1D)가 설치되어 있다.
매니폴드 블록(101)의 하측면에는, 입력 포트(102), 제1 출력 포트(103)의 원 터치 조인트가 설치되어 있다.
매니폴드 블록(101)의 좌측면에는, 제2 출력 포트(104), 제3 출력 포트(105)의 원 터치 조인트가 설치되어 있다.
본 실시 형태에 의하면, 각 파일럿식 전자기 밸브(1A, 1B, 1C, 1D)의 두께가 10㎜로 얇으므로, 매니폴드화된 때에 전체를 콤팩트하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 일 없이, 발명의 취지를 일탈하는 일이 없는 범위에서 다양한 응용이 가능하다.
1 : 파일럿식 전자기 밸브
2 : 파일럿 밸브부
3 : 유로 블록체
14 : 커먼 유로
18 : 가동 철심
22 : 고정 철심
30 : 편평 덮개
32 : 편평 덮개 연통로
33 : 금속 볼
35 : 오목부
36 : 관통 구멍
40 : 블록 본체
41 : 밸브 구멍실
42 : 출력 유로
43 : 밸브실
44 : 입력 유로
55 : 밸브 시트
57 : 연통로
58 : 차폐 벽
60 : 다이어프램 밸브체

Claims (16)

  1. 고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서,
    상기 유로 블록체가, 한 쌍의 넓은 대향면과, 그것을 둘러싸는 4개의 측면을 구비하는 직육면체 형상이며, 상기 4개의 측면은, 상기 파일럿 밸브부가 설치되는 제1 면과, 입력 포트 또는 출력 포트 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 제2 면을 갖는 것,
    상기 밸브체는 다이어프램 밸브이며, 상기 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것,
    상기 유로 블록체는, 상기 밸브 시트의 주위에 밸브실을 구성하는 블록 본체와, 평판 형상의 편평 덮개를 구비하고, 상기 편평 덮개는, 상기 다이어프램 밸브의 배실을 구성하는 오목부를 구비하는 것,
    상기 편평 덮개에는, 상기 오목부와 상기 파일럿 밸브부의 커먼 포트를 연통시키는 편평 덮개 연통로가 형성되어 있는 것,
    상기 편평 덮개 연통로는, 상기 편평 덮개의 측면에 개구 단부를 갖고, 상기 오목부의 내벽을 향해 연장되는 관통로와, 상기 편평 덮개의 내면으로부터 상기 관통로를 향해 개방된 관통 구멍과, 상기 관통로 내에 배치되고, 상기 개구 단부를 막는 볼을 갖는 것,
    상기 유로 블록체가, 상기 관통로의 상기 개구 단부를 차폐하는 벽부를 갖는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자기 밸브.
  2. 고정 철심 및 가동 철심을 갖는 파일럿 밸브부와, 밸브체가 접촉 이격하는 밸브 시트가 형성된 유로 블록체를 구비하는 파일럿식 전자기 밸브에 있어서,
    상기 유로 블록체가, 한 쌍의 넓은 대향면과, 그것을 둘러싸는 4개의 측면을 구비하는 직육면체 형상이며, 상기 4개의 측면은, 상기 파일럿 밸브부가 설치되는 제1 면과, 입력 포트 또는 출력 포트 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 제2 면을 갖는 것,
    상기 밸브체는 다이어프램 밸브이며, 상기 한 쌍의 넓은 대향면에 평행하게 배치되어 있는 것,
    상기 유로 블록체는, 상기 밸브 시트의 주위에 밸브실을 구성하는 블록 본체와, 평판 형상의 편평 덮개를 구비하고, 상기 편평 덮개는, 상기 다이어프램 밸브의 배실을 구성하는 오목부를 구비하는 것,
    상기 편평 덮개에는, 상기 오목부와 상기 파일럿 밸브부의 커먼 포트를 연통시키는 편평 덮개 연통로가 형성되어 있는 것,
    상기 다이어프램 밸브가, 상기 밸브실과 상기 배실을 격리하고 있는 것,
    상기 블록 본체에는, 상기 밸브실과 상기 입력 포트를 연통하는 입력 유로와, 상기 밸브 시트의 개구인 밸브 구멍과 상기 출력 포트를 연통하는 출력 유로가 형성되어 있는 것
    상기 밸브 구멍이 밸브 구멍실을 구성하고, 상기 출력 유로가, 상기 밸브 구멍실의 바닥면측에 슬릿 형상으로 연통하고 있는 것,
    상기 출력 유로가 연장하는 방향과 직교하고 상기 밸브 구멍의 중심축을 통과하는 단면에서 보았을 때, 상기 출력 유로와 상기 밸브 구멍실은 서로 겹치는 영역을 갖는 것,
    상기 제2 면에 상기 입력 포트와 상기 출력 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자기 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 면에 상기 입력 포트가 형성되고, 상기 4개의 측면 중 제3 면에 상기 출력 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자기 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 면과 상기 제3 면이 직교하는 면인 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자기 밸브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 면과 상기 제3 면이 대향하는 면인 것을 특징으로 하는, 파일럿식 전자기 밸브.
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