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KR20160131924A - 유로전환유닛 - Google Patents

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KR20160131924A
KR20160131924A KR1020160055109A KR20160055109A KR20160131924A KR 20160131924 A KR20160131924 A KR 20160131924A KR 1020160055109 A KR1020160055109 A KR 1020160055109A KR 20160055109 A KR20160055109 A KR 20160055109A KR 20160131924 A KR20160131924 A KR 20160131924A
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KR
South Korea
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spool
output port
pressure
piston
air
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Application number
KR1020160055109A
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Inventor
가츠시 하타노
Original Assignee
에스엠시 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of KR20160131924A publication Critical patent/KR20160131924A/ko
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Abstract

유로전환유닛(10)은, 복수의 포트(40, 42, 44, 46, 48)가 형성된 밸브몸체(24)와, 밸브몸체(24) 내에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 배치된 스풀(30)과, 스풀(30)을 A방향으로 구동하는 스풀 구동부(32)와, 밸브몸체(24) 내에서 스풀(30)을 탄성적으로 가압 가능한 가압기구(34)와, 제1 출력포트(42)의 압력에 근거해 B방향의 힘을 스풀(30)에 작용시키는 피스톤부(36)를 구비한다.

Description

유로전환유닛 {FLOW PASSAGE SWITCHING UNIT}
본 발명은, 에어실린더를 갖춘 공기압 시스템에 사용되는 유로전환유닛에 관한 것이다.
공기압 액츄에이터로서 각종 자동기계에 널리 이용되고 있는 에어실린더는, 로드가 고정된 피스톤을, 압력실 내에 있어서의 압축공기의 급기 및 배기에 의해 왕복운동 시키게 되어 있다. 그리고, 이러한 에어실린더에 대한 압축공기의 급기 및 배기는, 전환 밸브를 통해서 실시하는 것이 일반적이다.
그런데, 상기 에어실린더에 있어서는, 피스톤의 왕복운동 중 일을 하는 작업 스트로크 시에는, 로드에 외부 부하가 걸리기 때문에, 큰 구동력이 필요하게 된다. 이것에 비해, 초기 위치를 향하여 돌아가는 복귀 스트로크 시에는, 로드에 상기 외부 부하가 걸리지 않기 때문에, 상기 작업 스트로크 시보다 작은 구동력으로 완료된다. 상기 구동력은 압력실 내에 공급하는 압축공기의 압력의 크기에 따른다. 공기 소비량의 절감은, 복귀 스트로크 시의 압력을 저감시킴으로써 실현될 수 있다.
따라서, 상기의 문제를 해결하기 위해, 하기 일본 특허공개공보 특개2013-24345호 공보의 에너지 절약 밸브가 제안되고 있다. 이 에너지 절약 밸브는, 밸브구멍, 급기포트, 제1 출력포트, 제2 출력포트 및 배기포트가 형성된 주밸브 본체와, 밸브구멍 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 제1 출력포트 및 제2 출력포트를 각각 급기포트 또는 배기포트에 접속시키는 한 개의 스풀과, 스풀을 제1 위치로부터 제2 위치로 전환시키는 스풀 구동부와, 제2 출력포트의 압력을 작용시키는 수압면을 가지는 동시에 탄성적인 가압력이 부여된 압력조절 피스톤을 구비한다. 스풀은, 제2 출력포트의 압력에 따라 급기포트로부터 제2 출력포트로 통하는 유로의 단면적을 변화시키도록 이동하여, 제2 출력포트의 압력을 급기포트로부터 공급되는 압축공기의 압력보다도 작은 설정압력으로 한다.
본 발명은 상기의 종래기술과 관련하여 이루어진 것으로서, 공기 소비량의 절감에 의한 유지비용이나 초기비용을 억제할 수 있고, 게다가 간단한 구성으로 경제성이 뛰어난 유로전환유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 제1 압력실로의 압축공기의 도입에 의해서 피스톤의 작업 스트로크를 실시하고, 제2 압력실로의 상기 압축공기의 도입에 의해서 상기 피스톤의 복귀 스트로크를 실시하는 에어실린더를 구비한 공기압 시스템에 사용되는 유로전환유닛으로서, 밸브구멍, 압력 공급원으로부터의 압축공기가 공급되는 급기포트, 상기 제1 압력실에 접속되는 제1 출력포트, 상기 제2 압력실에 접속되는 제2 출력포트 및 대기에 개방된 배기포트가 형성되며, 상기 급기포트, 상기 제1 출력포트, 상기 제2 출력포트 및 상기 배기포트가 상기 밸브구멍과 연통하는 밸브몸체와, 축방향의 제1 단부 및 제2 단부를 가지며, 상기 밸브구멍에 축방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 배치된 스풀과, 전자밸브를 가지며, 상기 전자밸브의 통전 상태에 따라 상기 스풀의 상기 제1 단부에 힘을 작용시킴으로써 상기 제1 단부측으로부터 상기 제2 단부 측을 향하는 제1 방향으로 상기 스풀을 구동하는 스풀 구동부와, 상기 밸브몸체 내에 배치되며, 상기 스풀을 탄성적으로 가압 가능한 가압기구와, 상기 밸브몸체 내에 배치되며, 상기 제1 출력포트의 압력에 근거하여 상기 제1 방향과는 반대의 제2 방향의 힘을 상기 스풀에 작용시키는 피스톤부를 구비한다. 상기 유로전환유닛에 있어서, 상기 스풀 구동부가 오프 상태이고 또한 상기 제1 출력포트의 압력에 따라 상기 피스톤부에 작용하는 힘이 상기 가압기구의 가압력보다 클 때는, 상기 스풀은, 상기 가압기구의 가압력에 저항하여, 상기 제1 출력포트와 상기 배기포트를 연통시키고 또한 상기 급기포트와 상기 제2 출력포트를 연통시키는 제1 위치에 위치결정된다. 또, 상기 제1 출력포트의 압력에 따라 상기 피스톤부에 작용하는 힘이 상기 가압기구의 가압력보다 작아지면, 상기 스풀은, 상기 가압기구의 가압력에 의해서, 상기 급기포트를 상기 제1 출력포트와 상기 제2 출력포트 중 어느 것에도 연통시키지 않는 제2 위치로 이동시킨다.
상기와 같이 구성된 유로전환유닛에 의하면, 에어실린더의 복귀 스트로크에 있어서 피스톤이 스트로크 엔드에 도달하면, 스풀은, 가압기구의 탄성 가압력에 의해서, 급기포트를 제1 출력포트와 제2 출력포트 중 어느 것에도 연통시키지 않는 제2 위치(클로즈드 센터)로 이동시킨다. 이 때문에, 에어실린더의 복귀 스트로크의 종료와 동시에 제2 압력실로의 불필요한 압축공기의 도입이 차단되어, 제2 압력실의 승압이 정지된다. 따라서, 복귀 스트로크 시에 있어서의 공기 소비량의 절감에 의해, 운전 비용을 억제할 수 있다. 또, 이 유로전환유닛은, 구성이 간편하고 경제성이 뛰어나다.
상기의 유로전환유닛에 있어서, 상기 스풀 구동부는, 상기 급기포트와 상기 제1 출력포트가 연통하고 있을 때 상기 압축공기의 압력을 받는 구동 피스톤을 가지며, 상기 구동 피스톤의 수압면적은, 상기 피스톤부의 수압면적보다 클 수 있다.
이 구성에 의해, 수압면적의 차이를 이용하여, 압축공기의 압력을 받는 구동 피스톤에 의해, 급기포트와 제1 출력포트를 연통시키는 위치에 스풀을 확실히 이동시킬 수 있다. 따라서, 에어실린더의 작업 스트로크를 문제 없이 실시할 수 있다.
상기의 유로전환유닛에 있어서, 상기 밸브몸체 내에는, 상기 가압기구를 걸어멈춰질 수 있는 걸어멈춤부가 설치될 수 있으며, 상기 걸어멈춤부는, 상기 스풀이 상기 가압기구의 가압작용 하에 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때, 상기 가압기구를 걸어멈춤으로써 상기 스풀을 상기 제2 위치에 정지시킬 수 있다.
이 구성에 의해, 에어실린더의 복귀 스트로크의 종료에 수반하여 스풀을 제2 위치로 확실히 이동시킬 수 있다.
본 발명의 유로전환유닛에 의하면, 공기 소비량의 절감에 의한 운전 비용이나 초기 비용을 억제할 수 있고, 게다가 간단한 구성을 가지며 경제성이 뛰어나다.
본 발명의 상기된 그리고 또 다른 목적, 특징 및 장점들은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시를 위해 도시된 첨부 도면들과 함께 취해질 때 이어지는 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 유로전환유닛을 구비한 공기압 시스템의 개략 구성도(제1 작용 설명도)이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 공기압 시스템의 제2 작용 설명도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 공기압 시스템의 제3 작용 설명도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 공기압 시스템의 제4 작용 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 유로 유닛 및 유로전환유닛에 대해 적절한 실시형태를 들어 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 나타내는 본 발명의 실시형태에 따른 유로전환유닛(10)은, 에어실린더(14)를 구비한 공기압 시스템(12)에 사용되는 것이다. 에어실린더(14)는, 피스톤실(16)이 형성된 실린더 튜브(18)와, 실린더 튜브(18) 내에 왕복 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤(20)과, 피스톤(20)에 연결된 피스톤 로드(22)를 구비한다.
피스톤실(16)은, 피스톤(20)에 의해서, 제1 압력실(16A)과 제2 압력실(16B)로 나눠져 있다. 에어실린더(14)는, 제1 압력실(16A)에 압축공기가 공급됨으로써, 일을 하는 작업 스트로크를 실시하며, 제2 압력실(16B)에 압축공기가 공급됨으로써, 피스톤(20)을 초기 위치를 향하여 복귀시키는 복귀 스트로크를 실시한다.
공기압 시스템(12)은, 상기 에어실린더(14)와, 도시하지 않은 압력 공급원(에어 컴프레서 등)으로부터의 압축공기의 에어실린더(14)에 대한 급배기를 전환시키는 유로전환유닛(10)을 구비한다.
유로전환유닛(10)은, 밸브구멍(25) 및 복수의 포트가 형성된 밸브몸체(24)와, 밸브몸체(24)의 축방향의 제1 단부(24a)에 연결 고정된 어댑터(26)와, 밸브몸체(24)의 제1 단부(24a)와는 반대쪽의 제2 단부(24b)에 연결 고정된 엔드 플레이트(28)와, 밸브몸체(24) 내에 축방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 배치된 스풀(30)과, 제1 단부(24a)로부터 제2 단부(24b)를 향하는 제1 방향(A방향)으로 구동하는 스풀 구동부(32)와, 스풀(30)을 탄성적으로 가압 가능한 가압기구(34)와, 제1 방향과는 반대의 제2 방향(B방향)의 힘을 스풀(30)에 작용시키는 피스톤부(36)를 갖는다.
밸브몸체(24)에 있어서, 밸브구멍(25)은 축방향으로 관통 형성되어 있고, 이 밸브구멍(25) 내에 스풀(30)이 왕복 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 스풀(30)의 외주부에는 축방향으로 간격을 두고 복수의 환형 씰 부재(38)가 장착되어 있다.
밸브몸체(24)에 있어서의 복수의 포트는, 급기포트(40)와, 제1 출력포트(42)와, 제2 출력포트(44)와, 제1 배기포트(46)와, 제2 배기포트(48)를 포함한다. 급기포트(40), 제1 출력포트(42), 제2 출력포트(44), 제1 배기포트(46) 및 제2 배기포트(48)는, 밸브구멍(25)과 연통하고 있다.
또한, 별개로 설치되는 제1 배기포트(46) 및 제2 배기포트(48)를 대신하여, 공통의 하나의 배기포트가 밸브몸체(24)에 설치되어도 좋다.
급기포트(40)에는 압력 공급원으로부터의 압축공기가 공급된다. 제1 출력포트(42)는, 스풀(30)의 위치에 따라, 스풀(30)에 제공된 환형의 제1 오목부(52)를 통하여, 급기포트(40)와 제1 배기포트(46)에 선택적으로 연통 가능하다. 제2 출력포트(44)는, 스풀(30)의 위치에 따라, 스풀(30)에 설제공된 환형의 제2 오목부(54)를 통하여, 급기포트(40)와 제2 배기포트(48)에 선택적으로 연통 가능하다. 제1 오목부(52)와 제2 오목부(54)는, 스풀(30)에 있어서 축방향으로 상이한 위치에 설치되어 있다.
유로전환유닛(10)은, 스풀(30)의 축방향 위치에 따라, 급기포트(40)와 제1 출력포트(42)를 연통시키는 동시에 제2 출력포트(44)와 제2 배기포트(48)을 연통시키는 전환 상태(도 2)와, 급기포트(40)와 제2 출력포트(44)를 연통시키는 동시에 제1 출력포트(42)와 제1 배기포트(46)를 연통시키는 전환 상태(도 3)와, 급기포트(40)를 제1 출력포트(42)와 제2 출력포트(44) 중 어느 것에도 연통시키지 않는 전환 상태(도 1, 도 4)로 작동한다.
도시된 예에서는, 급기포트(40), 제1 출력포트(42), 제2 출력포트(44), 제1 배기포트(46) 및 제2 배기포트(48)는, 밸브몸체(24)에 대해 같은 쪽에 설치되어 있다. 또한, 변형예에 있어서는, 급기포트(40), 제1 출력포트(42), 제2 출력포트(44), 제1 배기포트(46) 및 제2 배기포트(48)는, 밸브몸체(24)에 있어서의 일측과 타측에 분산해서 설치되어도 좋다. 예를 들면, 제1 출력포트(42) 및 제2 출력포트(44)는 밸브몸체(24)에 있어서의 일측에 설치되고, 급기포트(40), 제1 배기포트(46) 및 제2 배기포트(48)는 밸브몸체(24)에 있어서의 타측에 설치되어도 좋다.
스풀 구동부(32)는, 스풀(30)의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 배치되어 스풀(30)을 A방향으로 가압하는 구동 피스톤(56)과, 이 구동 피스톤(56)을 구동하는 전자밸브(58)를 갖는다. 어댑터(26)에는 밸브몸체(24) 쪽으로 개구되는 오목부(61)가 제공되어 있고, 해당 오목부(61) 내에 구동 피스톤(56)이 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 구동 피스톤(56)의 외주부에는 링형 씰 부재(64)가 장착되어 있다. 씰 부재(64)는 어댑터(26)의 내주면에서 전체 둘레에 걸쳐 밀착되어 있다.
전자밸브(58)는, 구동 피스톤(56)의 스풀(30)과는 반대쪽에 설치된 수압면에 급기포트(40)에 공급되는 압축공기의 압력을 작용시키고, 구동 피스톤(56)을 A방향으로 구동하도록 구성되어 있다. 전자밸브(58) 내의 유로는, 밸브몸체(24)에 형성된 공기유로(63) 및 어댑터(26)에 형성된 공기유로를 통하여, 급기포트(40)와 연통하고 있다. 전자밸브(58)는, 통전에 의해 온이 되면 압축공기를 압력 작용실(65)에 유입시키고, 통전 해제에 의해 오프가 되면 압력 작용실(65) 내의 공기를 외부로 배출하도록 변환되는 것이다.
가압기구(34)는, 밸브몸체(24) 내에 배치되어 스풀(30)을 축방향으로 탄성적으로 가압 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로 본 실시형태에서는, 가압기구(34)는, 스풀(30)의 축방향으로 이동 가능한 제1 가동부재(59) 및 제2 가동부재(60)와, 제1 가동부재(59)와 제2 가동부재(60) 사이에 유지되는 탄성부재(68)(코일 스프링)를 갖는다. 밸브몸체(24)의 제1 단부(24a)쪽의 내측에는 통형상 부재(29)가 배치되어 있고, 가압기구(34)는 통형상 부재(29)의 내측에 배치되어 있다.
제1 가동부재(59)는, 관통구멍(59a)을 가지는 링 형상으로 구성되어 있다. 제2 가동부재(60)는, 관통구멍(60a)을 가지는 링 형상으로 구성되어 있다. 스풀(30)의 B방향측 축부는, 제1 가동부재(59)의 관통구멍(59a) 및 제2 가동부재(60)의 관통구멍(60a)에 삽입되어 있다. 스풀(30)에는, 제1 가동부재(59) 및 제2 가동부재(60)를 수용하는 환형상 오목부(31)(소직경부)가 형성되어 있다. 도 1에 있어서, 제1 가동부재(59)는 환형상 오목부(31)의 A방향 측에 설치된 단차부(31a)에 걸어맞춰져 있고, 제2 가동부재(60)는 환형상 오목부(31)의 B방향 측에 설치된 단차부(31b)에 걸어맞춰져 있다.
밸브몸체(24)에는, 제1 가동부재(59)를 걸어멈춤으로써 제1 가동부재(59)의 A방향측 이동 한계위치를 규정하는 제1 걸어멈춤부(69)가 설치되어 있다. 한편, 통형상 부재(29)에는, 제2 가동부재(60)을 걸어멈춤으로써 제2 가동부재(60)의 B방향측 이동 한계위치를 규정하는 제2 걸어멈춤부(75)가 설치되어 있다.
탄성부재(68)의 일단부는 제1 가동부재(59)에 맞닿아 있다. 탄성부재(68)의 타단부는 제2 가동부재(60)에 맞닿아 있다.
피스톤부(36)는, 밸브몸체(24) 내에 배치되어, 제1 출력포트(42)의 압력에 근거해 제2 방향(B방향)의 힘을 스풀(30)에 작용시키도록 구성되어 있다. 피스톤부(36)의 외주부에는 패킹(77)이 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 스풀(30)의 A방향 단부에 피스톤부(36)가 일체로 형성되어 있다. 또한, 피스톤부(36)는, 스풀(30)과는 별도의 부품으로 구성되어도 좋다.
엔드 플레이트(28)에는, 피스톤부(36)에 대향하는 압력 작용실(72)과, 밸브몸체(24)에 설치된 공기유로(74)와 압력 작용실(72)을 연통하는 연통로(76)가 형성되어 있다. 제1 출력포트(42)의 압력은, 공기유로(74) 및 연통로(76)를 통하여, 피스톤부(36)의 수압면에 작용한다. 따라서, 피스톤부(36)는, 제1 출력포트(42)의 압력에 근거해 스풀(30)을 B방향으로 가압한다. 상기 구동 피스톤(56)의 수압면적은, 피스톤부(36)의 수압면적보다 크다.
상술한 탄성부재(68)의 스풀(30)에 대한 A방향의 가압력(탄성반발력)은, 에어실린더(14)가 복귀 스트로크를 실시할 때의 제1 출력포트(42)의 압력에 의해서 피스톤부(36)가 스풀(30)을 B방향으로 가압하는 힘보다 작다. 따라서, 급기포트(40)에 압축공기가 공급되는 상태로 스풀 구동부(32)가 온 상태로부터 오프 상태에 전환되면, 제1 출력포트(42)의 압력에 따른 피스톤부(36)의 B방향의 가압력에 의해, 스풀(30)은, 가압기구(34)(탄성부재(68))의 A방향의 가압력에 저항하여 B방향으로 이동된다.
또, 에어실린더(14)의 복귀 스트로크가 종료하면, 스풀(30)에 대한 피스톤부(36)의 B방향의 가압력은, 가압기구(34)의 A방향의 가압력보다 작아진다. 이 때문에, 스풀(30)은, 가압기구(34)의 A방향의 가압력에 의해 A방향으로 이동된다.
다음에, 상기와 같이 구성된 유로전환유닛(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 1에 있어서, 압력 공급원으로부터의 압축공기가 급기포트(40)에 공급되고 있지만 스풀 구동부(32)의 전자밸브(58)는 오프 상태이며, 스풀(30)은, 급기포트(40)를 제1 출력포트(42)와 제2 출력포트(44) 중 어느 것에도 연통시키지 않는 위치(클로즈드 센터)에 위치하고 있다. 또, 에어실린더(14)의 피스톤(20)은 초기 위치(복귀측의 스트로크 엔드)에 위치하고 있어, 제2 압력실(16B)에는 얼마 안 되는 공기압이 남겨진 상태로 유지되어 있다.
도 1의 상태로부터, 스풀 구동부(32)가 온 상태가 되면, 급기포트(40)에 공급되는 압축공기의 압력(공급압P)이 구동 피스톤(56)의 수압면에 작용하여, 스풀(30)은 구동 피스톤(56)에 의해서 A방향으로 가압된다. 이것에 의해, 도 2와 같이, 스풀(30)은, 급기포트(40)와 제1 출력포트(42)를 연통시키고 또한 제2 출력포트(44)와 제2 배기포트(48)을 연통시키는 위치로 이동된다. 스풀(30)의 A방향으로의 이동에 수반하여, 단차부(31b)와 걸어맞춰지는 제2 가동부재(60)도 A방향으로 이동되고, 탄성부재(68)는 축방향으로 압축된다.
또한, 이 경우, 공기유로(74) 및 연통로(76)를 통하여 제1 출력포트(42)와 연통하는 피스톤부(36)에도 공급압(P)이 작용하지만, 구동 피스톤(56)의 수압면적은 피스톤부(36)의 수압면적보다 크기 때문에, 구동 피스톤(56)이 스풀(30)을 A방향으로 누르는 힘은, 피스톤부(36)가 스풀(30)을 B방향으로 가압하는 힘보다 크다. 따라서, 구동 피스톤(56)은, 피스톤부(36)의 B방향의 가압력에 저항하여, 상기와 같이 스풀(30)을 A방향으로 이동시킬 수 있다.
이러한 스풀(30)의 이동에 수반하여, 급기포트(40)에 공급된 압축공기는, 제1 출력포트(42)를 통하여 에어실린더(14)의 제1 압력실(16A)로 도입된다. 이것에 의해서, 에어실린더(14)는 피스톤 로드(22)를 전진시키는 작업 스트로크를 실시한다. 이 때, 제2 출력포트(44)와 제2 배기포트(48)가 연통하고 있기 때문에, 에어실린더(14)의 제2 압력실(16B)에 모여 있던 공기는 제2 출력포트(44)로 유입되고, 계속해서 제2 배기포트(48)를 통하여 외기로 배기된다. 따라서, 전자밸브(58)가 온 상태를 유지함으로써, 도 2와 같이, 에어실린더(14)의 피스톤(20)은 작업측 스트로크 엔드까지 이동하여 정지한다.
다음에, 급기포트(40)로의 압축공기의 공급이 유지되면서 스풀 구동부(32)의 전자밸브(58)가 오프가 되면, 도 3과 같이, 스풀(30)은, 제1 출력포트(42)와 제1 배기포트(46)를 연통시키고 또한 급기포트(40)와 제2 출력포트(44)를 연통시키는 위치( 제1 위치)에 위치된다.
구체적으로는, 전자밸브(58)가 오프가 되면, 급기포트(40)에 공급되는 압축공기의 압력은 구동 피스톤(56)의 수압면에 작용하지 않게 된다. 그 결과, 제1 출력포트(42)의 압력에 근거해 피스톤부(36)가 스풀(30)을 B방향으로 가압하는 힘은, 가압기구(34)가 스풀(30)을 A방향으로 가압하는 힘보다 커져, 스풀(30)은, 가압기구(34)의 가압력에 저항하여 B방향으로 이동된다. 이 때, 제1 가동부재(59)는 스풀(30)의 단차부(31a)에 밀려 B방향으로 이동되고, 제2 가동부재(60)는 통형상 부재(29)의 제2 걸어멈춤부(75)에 의해서 걸어멈춤된다.
이러한 스풀(30)의 이동에 수반하여, 급기포트(40)에 공급된 압축공기는, 제2 출력포트(44)를 통하여 에어실린더(14)의 제2 압력실(16B)로 도입된다. 이것에 의해서, 에어실린더(14)는 피스톤 로드(22)를 후퇴시키는 복귀 스트로크를 실시한다. 이 때, 에어실린더(14)의 제1 압력실(16A)에 모여 있던 공기는, 제1 출력포트(42)로 유입되고, 계속해서 제1 배기포트(46)를 통하여 외기로 배기된다.
그리고, 에어실린더(14)의 피스톤(20)이 복귀측 스트로크 엔드에 도달하는 것에 수반하여 제1 출력포트(42)의 압력이 저하하면, 제1 출력포트(42)의 압력에 근거하여 피스톤부(36)가 스풀(30)을 B방향으로 가압하는 힘은, 가압기구(34)가 스풀(30)을 A방향으로 가압하는 힘보다 작아진다.
이 때문에, 도 4와 같이, 스풀(30)은, 가압기구(34)의 가압작용 하에 A방향으로 이동된다. 이 때, 가압기구(34)의 제1 가동부재(59)는, 제1 걸어멈춤부(69)에 의해서 걸어멈춰지는 위치에서 정지한다. 제1 가동부재(59)의 정지에 수반하여 스풀(30)도 정지한다. 이 결과, 스풀(30)은, 급기포트(40)를 제1 출력포트(42)와 제2 출력포트(44) 중 어느 것에도 연통시키지 않는 위치(제2 위치/클로즈드 센터)에 위치된다.
이것에 의해, 에어실린더(14)의 제2 압력실(16B)로의 압축공기의 공급이 차단된다. 이와 같이, 에어실린더(14)의 피스톤(20)이 복귀측 스트로크 엔드에 도달한 이후에는, 불필요한 압축공기가 에어실린더(14)의 제2 압력실(16B)에 공급되지 않기 때문에, 공기 소비량을 절감할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따른 유로전환유닛(10)에 의하면, 에어실린더(14)의 복귀 스트로크에 있어서 피스톤(20)이 스트로크 엔드에 도달하면, 스풀(30)은, 가압기구(34)의 탄성 가압력에 의해서, 급기포트(40)를 제1 출력포트(42)와 제2 출력포트(44) 중 어느 것에도 연통시키지 않는 위치(클로즈드 센터)로 이동된다. 이 때문에, 에어실린더(14)의 복귀 스트로크의 종료와 동시에 제2 압력실(16B)로의 불필요한 압축공기의 도입이 차단되어 제2 압력실(16B)의 승압이 정지된다. 따라서, 복귀 스트로크 시에 있어서의 공기 소비량의 절감에 의해, 운전 비용을 억제할 수 있다.
또, 위에서 설명한 바와 같이 에어실린더(14)의 제2 압력실(16B)로의 불필요한 압축공기의 도입이 차단되기 때문에, 제2 압력실(16B)의 내부가 필요 이상으로 가압되지 않는다. 따라서, 다음 사이클의 작업 스트로크에 있어서, 제2 압력실(16B)의 압력에 의한 이동 저항이 감소하고, 이것에 의해 작업 스트로크의 속도가 높아지는 것을 기대할 수 있다.
본 실시형태에서는, 구동 피스톤(56)의 수압면적이, 피스톤부(36)의 수압면적보다 크기 때문에, 수압면적의 차이를 이용하여, 압축공기의 압력을 받는 구동 피스톤(56)에 의해, 급기포트(40)와 제1 출력포트(42)를 연통시키는 위치에 스풀(30)을 확실하게 이동시킬 수 있다. 따라서, 에어실린더(14)의 작업 스트로크를 문제없이 실시할 수 있다.
게다가, 본 실시형태에서는, 밸브몸체(24) 내에는, 가압기구(34)를 걸어멈출 수 있는 제1 걸어멈춤부(69)가 설치되며, 제1 걸어멈춤부(69)는, 스풀(30)이 가압기구(34)의 가압작용 하에 상기 제1 위치(도 3)로부터 상기 제2 위치(도 4)로 이동할 때, 가압기구(34)를 걸어멈춤으로써 스풀(30)을 제2 위치(도 4)에 정지시킨다. 이 구성에 의해, 에어실린더(14)의 복귀 스트로크의 종료에 수반하여 스풀(30)을 제2 위치에 확실하게 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 추가 또는 수정이 가능하다.
10: 유로전환유닛
12: 공기압 시스템
14: 에어실린더
24: 밸브몸체
30: 스풀
32: 스풀 구동부
34: 가압기구
36: 피스톤부

Claims (3)

  1. 제1 압력실(16A)로의 압축공기의 도입에 의해서 피스톤(20)의 작업 스트로크를 실시하고, 제2 압력실(16B)로의 상기 압축공기의 도입에 의해서 상기 피스톤(20)의 복귀 스트로크를 실시하는 에어실린더(14)를 구비한 공기압 시스템(12)에 사용되는 유로전환유닛(10)으로서,
    밸브구멍(25), 압력 공급원으로부터의 압축공기가 공급되는 급기포트(40), 상기 제1 압력실(16A)에 접속되는 제1 출력포트(42), 상기 제2 압력실(16B)에 접속되는 제2 출력포트(44) 및 대기에 개방된 배기포트(46, 48)가 형성되고, 상기 급기포트(40), 상기 제1 출력포트(42), 상기 제2 출력포트(44) 및 상기 배기포트(46, 48)가 상기 밸브구멍(25)과 연통하는 밸브몸체(24)와;
    축방향의 제1 단부 및 제2 단부를 가지며, 상기 밸브구멍(25)에 축방향으로 왕복 슬라이딩 가능하게 배치된 스풀(30)과;
    전자밸브(58)를 가지며, 상기 전자밸브(58)의 통전 상태에 따라 상기 스풀(30)의 상기 제1 단부에 힘을 작용시킴으로써 상기 제1 단부측으로부터 상기 제2 단부측을 향하는 제1 방향으로 상기 스풀(30)를 구동하는 스풀 구동부(32)와;
    상기 밸브몸체(24) 내에 배치되어, 상기 스풀(30)를 탄성적으로 가압 가능한 가압기구(34)와;
    상기 밸브몸체(24) 내에 배치되어, 상기 제1 출력포트(42)의 압력에 근거해 상기 제1 방향과는 반대인 제2 방향의 힘을 상기 스풀(30)에 작용시키는 피스톤부(36); 를 포함하며,
    상기 스풀 구동부(32)가 오프 상태이고 또한 상기 제1 출력포트(42)의 압력에 따라 상기 피스톤부(36)에 작용하는 힘이 상기 가압기구(34)의 가압력보다 클 때, 상기 스풀(30)은, 상기 가압기구(34)의 가압력에 저항하여, 상기 제1 출력포트(42)와 상기 배기포트(46, 48)를 연통시키고 또한 상기 급기포트(40)와 상기 제2 출력포트(44)를 연통시키는 제1 위치에 위치되며;
    상기 제1 출력포트(42)의 압력에 따라 상기 피스톤부(36)에 작용하는 힘이 상기 가압기구(34)의 가압력보다 작을 때, 상기 스풀(30)은, 상기 가압기구(34)의 가압력에 의해서, 상기 급기포트(40)를 상기 제1 출력포트(42)와 상기 제2 출력포트(44) 중 어느 것에도 연통시키지 않는 제2 위치로 이동되는,
    것을 특징으로 하는 유로전환유닛(10).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스풀 구동부(32)는, 상기 급기포트(40)와 상기 제1 출력포트(42)가 연통하고 있을 때 상기 압축공기의 압력을 받는 구동 피스톤(56)을 가지며,
    상기 구동 피스톤(56)의 수압면적은, 상기 피스톤부(36)의 수압면적보다 큰,
    것을 특징으로 하는 유로전환유닛(10).
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브몸체(24) 내에는, 상기 가압기구(34)를 걸어멈출 수 있는 걸어멈춤부(69)가 설치되며,
    상기 걸어멈춤부(69)는, 상기 스풀(30)이 상기 가압기구(34)의 가압작용 하에 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때, 상기 가압기구(34)를 걸어멈춤으로써 상기 스풀(30)를 상기 제2 위치에 정지시키는,
    것을 특징으로 하는 유로전환유닛(10).
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