등록특허 10-0386681
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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.7
F16K 1/52
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2003년06월02일
10-0386681
2003년05월23일
(21) 출원번호 10-2000-0061057 (65) 공개번호 특2001-0051078
(22) 출원일자 2000년10월17일 (43) 공개일자 2001년06월25일
(30) 우선권주장 11-295936 1999년10월18일 일본(JP)
(73) 특허권자 에스엠씨 가부시키 가이샤
일본 도쿄 105-8659 미나토구 심바시 1초메 16-4
(72) 발
명자
호소노마사유키
일본국이바라끼껜300-2493,쓰쿠바군,야와라무라,기누노다이4-쪼메,2-2,에스엠씨주식회사쓰꾸바기쥬쓰센타내
사또도시오
일본국이바라끼껜300-2493,쓰쿠바군,야와라무라,기누노다이4-쪼메,2-2,에스엠씨주식회사쓰꾸바기쥬쓰센타내
요세이까이
일본국이바라끼껜300-2493,쓰쿠바군,야와라무라,기누노다이4-쪼메,2-2,에스엠씨주식회사쓰꾸바기쥬쓰센타내
(74) 대리인 황이남
심사관 : 이병재
(54) 압력조정기구
요약
압력조정핸들(108), 상기 압력조정핸들(108)와 일체로 회동함으로써 스프링부재(222)의 탄력을 조정하는 압력조정
나사(224), 상기 압력조정핸들(108)을 소정 방향으로 회동시킴에 따라 설정된 압력값이 표시되는 압력설정눈금(118)
을 포함한다. 그 결과, 압력제어밸브와 일체로 구성되어 구조가 간단하며 작업자가 용이하게 압력을 조정할 수 있는
압력조정기구(100)가 얻어진다.
대표도
도 1
색인어
압력조정핸들, 압력조정나사, 압력조정기구
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 압력조정기구가 적용된 제1 압력유량 제어밸브의 종단면도,
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도 2는 도 1의 II-II선 종단면도,
도 3은 제1 압력유량 제어밸브의 측면도,
도 4는 압력조정기구를 구성하는 커버부재를 떼어낸 상태를 나타낸 설명도,
도 5는 밸브스토퍼의 사시도,
도 6은 도 1에 도시된 제1 압력유량 제어밸브가 조립된 유체압회로의 개략 구성도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 압력조정기구가 적용된 제2 압력유량 제어밸브의 축방향 종단면도,
도 8은 도 7의 VIII-VIII선 횡단면도,
도 9는 도 7에 도시된 제2 압력유량 제어밸브가 조립된 미터아웃 제어의 회로구성도,
도 10은 도 7에 도시된 제2 압력유량 제어밸브의 특성곡선을 나타낸 설명도,
도 11은 비교예에 의한 압력유량 제어밸브의 특성곡선을 나타낸 설명도.
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 실린더 등의 액추에이터에 공급되는 압력유체의 압력을 간편하게 조정할 수 있는 압력조정기구에 관한 것
이다.
종래부터 예를 들어 실린더 등의 액추에이터에 공급되는 압력유체의 압력을 제어하기 위해 압력제어밸브가 사용되고
있다. 이 압력제어밸브는 에어를 사용매체로 한 경우 공기압시스템에서의 공기압력을 각각 사용목적에 따라 제어하
는 기능을 한다.
그런데, 상기 압력제어밸브로 제어되는 2차압력을 조정하는 경우 (예를 들어, 2차 압력설정, 재설정 등을 포함), 압력
제어밸브의 2차 포트에 유체압기기가 연통되는 통로에, 예를 들어 압력기를 장착하여 상기 압력계로 유체압기기에 공
급되는 2차 압력을 계측하고, 작업자는 상기 압력계의 포인터를 눈으로 확인하면서 압력제어밸브의 2차 압력을 조정
한다.
즉, 종래기술에 관한 압력제어밸브에서는 설정되는 2차 압력을 표시하기 위한 기구가 압력제어밸브 자체에 설치되어
있지 않기 때문에 압력계 등의 계측기를 병용하여 2차 압력을 조정할 필요가 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
그러나, 상기 종래기술에 관한 압력제어밸브에서는 2차 압력을 조정할 때마다 그 때마다 압력계를 부착했다 떼어냈다
하지 않으면 아니되어 그 착탈작업이 번잡하고, 협소한 설치환경에 따른 압력제어밸브의 2차 포트와 유체압기기를
연통시 키는 통로에 압력계를 장착하는 것이 곤란한 경우도 있다.
본 발명의 목적은 간단한 구조로 압력제어밸브와 일체로 구성할 수 있고, 작업자가 용이하게 압력을 조정할 수 있는
압력조정기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 주된 목적은 용이하게 소정의 압력값으로 설정할 수 있고, 용이하게 압력설정 및 압력재설정 작업을 할 수
있는 압력조정기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 이점은 본 발명의 바람직한 실시예에 첨부된 도면과 관련하여 이하의 내용에 의해서 보다
분명해 질 것이다.
발명의 구성 및 작용
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 압력조정기구(100)를 제1 압력유량 제어밸브(200)에 적용한 종단면 구성도이다.
제1 압력유량 제어밸브(200)는 실질적으로 2개의 원통상 부재가 실질적으로 직교하는 방향으로 일체로 결합되고 내
감된 원통상의 제1 밸브본체(202)의 축을 회동중심으로 하여 회동자재하게 설치된 제2 밸브본체(204), 상기 제2 밸
브본체(204)의 돌기부(16)를 회동중심으로 회동자재하게 연결된 제3 밸브본체(206: 도 2 참조)를 포함한다.
또한 제1 밸브본체(202)의 외주면에는 환상 홈을 통해 링상의 제1 및 제2 시일부재(208a, 208b)가 장착되고, 제2 밸
브본체(204)와 제3 밸브본체(206)와의 연결부위에는 환상 홈을 통해 링상의 제3 시일부재(208c)가 장착되어 있다(
도 2 참조). 또 제3 밸브본체(206)의 일단부에는 미도시된 관을 통해 압력유체공급원에 접속되 는 관조인트부(22)가
설치되어 있다.
상기 제1 밸브본체(202)의 내부에는 1차 포트(24)로부터 공급된 압력유체의 유량을 조정하는 유량조정부(210)와 제
1 체크밸브(212: 도 2 참조)가 실질적으로 동축상에 설치되고, 제2 밸브본체(204)의 내부에는 상기 제1 밸브본체(20
2)의 축과 실질적으로 직교하는 방향으로 압력조정부(214)와 제2 체크밸브(216)가 동축상에 설치되어 있다. 상기 제
1 밸브본체(202)와 제2 밸브본체(204)와의 연결부위에는 유량조정부(210)와 압력조정부(214)를 연통시키는 연통로
(217)가 형성되어 있다.
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유량조정부(210)는 유량조정기구(150)를 가지며, 상기 유량조정기구(150)는 상기 제2 밸브본체(204)의 중싱부에 형
성된 단부 관통홀(stepped through-hole: 152)를 따라 연재되고 상기 단부 관통홀(152) 내에 회동자재하게 지지된
조정나사부재(42), 상기 조정나사부재(42)의 일단부(154)가 홀부에 압입되어 고정됨에 따라 상기 조정나사부재(42)
와 일체로 회동하는 유량조정핸들(156), 탄력작용하에 상기 유량조정핸들(156)이 조정나사부재(42)로부터 떨어지는
방향으로 압압됨에 따라 상기 유량조정핸들(156)이 헛도는 것을 방지하는 기능을 하는 스프링부재(158)를 갖는다.
또한 참조번호 159는 조정나사부재(42)의 중간부에 장착된 O링을 나타낸다.
상기 조정나사부재(42)의 타단부(160)는 실질적으로 테이퍼상으로 형성되고, 유량조정핸들(156)을 소정 방향으로
회동시켜 조정나사부재(42)의 나입량을 증감시킴에 따라 조정나사부재(42)의 타단부(160)와 단부 관통홀(152)의 내
벽면과의 간격이 조정된다. 따라서 단부 관통홀(152)을 유통하는 압력유체는 조정나사부재(42)의 타단부(160)와 단
부 관통홀(152)의 내벽면과의 간격에 의해 소정의 유량이 교축된 다.
또 이와 같이 하여 회전된 조정나사(42)의 회전수는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 밸브본체(202)의 외주면에 형성된
회전수 설정눈금(162)에 의해 확인가능하도록 표시되기 때문에 제1 압력유량 제어밸브(200)를 새로운 다른 것으로
교환할 때 상기 회전수 설정눈금(162)에 의해 표시된 회전수와 동일한 회전수로 설정함으로써 용이하게 스로틀량을
재설정할 수 있다. 예를 들어 회전수 설정눈금(162)의 "0"은 0회전, 회전수 설정눈금(162)의 "5"는 5회전, 회전수 설
정눈금(162)의 "10"는 10회전을 나타낸다.
또한 조정나사부재(42)의 회전수는 유량조정핸들(156)의 외주면에 설치된 삼각마크(164)에 대응하는 회전수 설정눈
금(162)의 수치를 판독함으로써 인식된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 압력조정부(214)는 제2 밸브본체(204)의 개구부에 연결되는 캡부재(218), 상기 캡(218)의
일단부에 설치된 압력조정기구(100)를 갖는다.
상기 압력조정기구(100)는 상기 캡부재(218)의 돌기부(102)에 형성된 관통홀 (220)의 나사부(104)에 나합되고 상기
나사부(104)에 대한 나입량을 증감시킴에 따라 후술하는 스프링부재(압력조정스프링: 222)의 탄력을 설정하는 압력
조정나사(2 24), 고정나사(106)에 의해 상기 압력조정나사(224)의 일단부에 고정되고 상기 압력조정나사(224)와 일
체로 회동하는 압력조정핸들(108), 및 상기 압력조정핸들(10 8)과 캡부재(218)의 돌기부(102)를 둘러싸는 실린더바
닥에 장착된 커버부재(110)가 구비되어 있다.
또한 압력조정나사(224)에는 돌기부(102)의 내주면에 섭접하는 O링(112)이 장착되고, 상기 O링(112)은 압력조정핸
들(108)이 헛도는 것을 방지하는 기능을 한다. 상기 압력조정나사(224)는 축방향을 따라 미소한 거리만큼 변위자재
하게 설치되어 있고 주위방향을 따라 회동자재하게 설치되어 있으며, 상기 압력조정나사(224 )는 압력조정핸들(108)
에 설치된 고정나사(106)에 의해 축방향 및 주위방향으로 조정된 임의의 위치에 고정된다.
상기 커버부재(110)는 캡부재(218)로부터 착탈자재하게 설치되어 있다(도 4 참조). 즉 상기 커버부재(110)의 일단부
의 내주면에는 제1 환상 철부(114)가 형성되어 있고, 상기 돌기부(102)의 외주면에는 제2 환상 철부(116)가 형성되
어 있다. 커버부재(110)의 제1 환상 철부(114)가 돌기부(102)의 제2 환상 철부(116)에 체결됨에 따라 커버부재(110)
가 돌기부(102)에 장착되며, 상기 제1 환상 철부(114)가 그 탄성작용하에 제2 환상 철부(116)를 넘어 이간되는 방향
으로 변위됨으로써 커버부재(110)를 돌기부(102)로부터 떼어낼 수 있다.
또 압력조정부(214)는 압력조정나사(224)와 동축상으로 배설된 밸브플러그(2 28), 상기 밸브플러그(228)의 일단부
에 형성된 단일 다리부(230)에 당접하는 밸브스토퍼(232), 상기 압력조정나사(224)와 밸브플러그(228)와의 사이에
개장되어 탄력작용하에 밸브플러그(228)를 밸브스토퍼(232) 쪽으로 압압하는 스프링부재(222), 및 1차 포트(24)로
부터 공급된 압력유체가 2차 포트(30)로 유통되는 것을 방지하는 제2 체크밸브(216)가 구비되어 있다.
이 경우, 커버부재(110)를 떼어내어 압력조정핸들(108)을 소정 방향으로 회 동시킴에 따라 상기 압력조정핸들(108)
과 일체로 압력조정나사(224)가 회동하고, 상기 압력조정나사(224)가 스프링부재(222)를 압압함으로써 스프링부재(
222)의 탄력이 조정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 돌기부(102)의 외주면에는 예를 들어 1, 2, 3 등의 압력값이 소정의 간격을 두고 표시
된 압력설정 눈금(압력표시눈금: 118)이 설치되고, 압력조정핸들(108)을 회동시켜 압력설정눈금(118)으로 표시된 압
력값과 2차 압력이 대응하도록 스프링부재(222)의 스프링 정수를 미리 설정해 둔다. 이 경우 압력설정눈금(118)의 "0
.1"은 0.1Mpa, 압력설정눈금(118)의 "0.2"는 0.2Mpa, 압력설정눈금(118)의 "0.3"는 0.3Mpa를 나타낸다.
또한 설정된 2차 압력은 압력조정핸들(108)의 외주면에 설치된 3각마크(120)에 대응하는 압력설정눈금(118)의 수치
를 읽음으로써 확인된다.
상기 밸브스토퍼(232)는 실질적으로 원판상으로 형성되고, 도 5에 도시된 바와 같이 원형의 다수개의 홀부(236a∼2
36d)의 중심이 동심원상으로 배치되며, 상기 밸브플러그(228)가 실질적으로 중앙부에 당접하여 그 변위가 규제된다.
밸브플러그(228)는 고무 등의 탄성체로 피복되어 스프링부재(222)의 탄력에 대항하여 시트부(238)에 착지하는 테이
퍼면(240), 밸브플러그(228)와 동축상으로 일체로 연결되는 스템(242), 및 환상 홈에 의해 상기 스템(242)에 장착되
는 패킹(2 44)을 포함한다.
이 경우, 스템(242)에 장착된 패킹(244)의 직경과 시트부(238)의 직경이 실질적으로 동일하게 형성되고, 2차 포트(3
0)로부터 도출되는 2차 압력이 스프링부재 (222)의 탄력에 대응하여 균형잡힌 압력으로 됨에 따라 밸브플러그(228)
가 밸브스토퍼(232)로부터 떨어지는 방향으로 변위되고 시트부(238)에 착지된다.
본 실시예에 따른 압력조정기구(100)가 적용된 제1 압력유량 제어밸브(200)는 기본적으로 이상과 같이 구성된 것으
로, 이하에 그 동작 및 작용효과에 대해 설명한다.
우선, 제1 압력유량 제어밸브(200)를 사용하여 도 6에 도시된 바와 같이, 미터아웃 제어를 하는 유체압회로(246)를
구성한다. 즉, 미도시된 관을 사용하여 압력유량 제어밸브(200)의 1차 포트(24)를 방향절환밸브(113)에 접속하고 2
차 포트(3 0)를 실린더(115)의 일방 포트(117a)에 접속한다. 또한 실린더(115)의 타방 포트(1 17b)와 방향절환밸브(
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113)과의 사이에는 다른 제어밸브(119)가 개장되고 방향절환밸브(113)에 압력유체공급원(121)이 접속된다.
이어서, 압력조정기구(100)를 사용하여 2차 압력을 소정의 압력으로 조정하는 경우에 대해 설명한다.
커버부재(110)를 떼어내어 압력조정핸들(108)을 소정의 방향으로 회동시킴에 따라 상기 압력조정핸들(108)과 일체
로 압력조정나사(224)가 회동되고, 상기 압력조정나사(224)가 스프링부재(222)를 압압함으로써 상기 스프링부재(22
2)의 탄력이 조정된다. 이 경우, 압력조정핸들(108)에 설치된 3각마크(120)에 의해 지시되는 압력설정눈금(118)의
압력값과 2차 압력이 대응하도록 스프링부재(222)의 스프링 정수를 미리 설정하기 때문에 작업자는 압력설정눈금(1
18)을 확인하면서 압력조정핸들(108)을 회동시켜 2차 압력을 소정의 압력값으로 용이하게 설정할 수 있다.
또 유량조정기구(150)에서는 스로틀량을 제어하기 위해 회동하는 유량조정핸들(156)의 회전수가 3각마크(164)에
의해 지시되는 회전수 설정눈금(162)를 읽는 것만으로도 작업자는 상기 회전수를 카운터하지 않고 용이하게 눈으로
확인할 수 있다.
이와 같이 구성된 유체압회로(246)에서 압력유체공급원(121)의 구동작용하에 다른 제어밸브(119)에 의해 헤드측의
실린더챔버(258)에 압력유체를 공급함에 따라 피스톤(250)이 화살표 F방향으로 변위한다. 로드측 실린더챔버(252)
로부터 도출된 압력유체는 제1 압력유량 제어밸브(200)의 2차 포트(30)로 공급되고, 유량조정부(2 10)에 의해 소정
의 유량으로 교축된 후 연통로(217)를 통해 압력조정부(214)에 도입된다.
또한 유량조정부(210)에서의 스로틀량은 유량조정핸들(156)의 회전작용하에 조정나사부재(42)의 타단부(160)와 단
부관통홀(152)의 내벽면과의 간격에 의해 미리 설정된다.
압력조정부(214)에 도입된 압력유체는 밸브스토퍼(232)의 홀부(236a∼236d)를 통과하고, 밸브플러그(228)의 테이
퍼면(240)과 시트부(238)과의 사이를 유통하여 1차 포트(24)로부터 도출된다. 이 경우, 2차 포트(30)로부터 공급되
는 2차 압력이 스프링부재(222)의 탄력에 대응하여 균형을 이룸으로써 밸브플러그(228)가 시트부(238)에 착지되어
밸브폐쇄상태가 된다.
즉, 스템(242)에 장착된 패킹(244)의 직경과 시트부(238)의 직경이 실질적으로 동일하게 설정되고, 2차 포트(30)로
부터 공급되는 2차 압력이 스프링부재(222 )의 탄력에 대응하여 균형을 이룸으로써 밸브플러그(228)가 변위하여 시
트부(238)에 착지된다. 따라서 밸브플러그(214)는 밸브폐쇄상태가 되고, 압력유체의 유통이 차단된다. 그 결과, 로드
측 실린더챔버(252)는 소정의 압력으로 유지된 상태가 되고, 피스톤(250)은 이와 같은 소정의 압력이 유지된 압력유
체의 작용하에 화살표 F방향으로 종단위치까지 변위한다.
또한 유량조정부(210)에 의해 소정의 유량으로 교축된 압력유체의 일부는 제2 체크밸브(216)의 설편(109)을 내측으
로 구부리면서 유통하고 1차 포트(24)로부터 도출된다.
제1 압력유량 제어밸브(200)에서는 예를 들어 로드측 실린더챔버(252)의 압력이 압력조정나사(224)에 의해 설정된
설정압력 이하로 떨어질 때에도 연통로(21 7)를 통해 도입된 압력유체가 제2 체크밸브(216)를 통과하여 1차 포트(24
)로부터 도출된다. 이와 같은 경우에서도 피스톤(250)의 속도제어를 계속해서 수행할 수 있다는 이점이 있다.
또 제1 체크밸브(212)의 방향을 상기와 반대방향으로 조립시킨 미도시된 압력유량 제어밸브를 구성하여 체크작용을
상기와 반대방향으로 미치게 함으로써 제1 압력유량 제어밸브(200)를 미도시된 미터인 제어의 유체압회로에도 적용
할 수 있다. 이 경우 다른 제어밸브(119)에서의 체크방향이 상기와는 반대방향으로 설정된다.
이와 같이 조립시에 제1 체크밸브(212)의 방향을 어느 한 방향으로 선택함에 따라 미터아웃 제어의 유체압회로(246)
또는 미터인 제어의 유체압회로중 어느 것 으로도 적용할 수 있는 제1 압력유량 제어밸브(200)를 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 압력조정기구(100)를 간단한 구조로 구성하고, 작업자가 압력설정눈금(118)을 눈으로 보면서 압력
조정핸들(108)을 회동시킴에 따라 용이하게 2차 압력을 설정할 수 있다. 또 커버부재(110)를 설치함에 따라 내부에
먼지 등이 들어가는 것을 방지함과 동시에 접촉 등에 의한 압력조정핸들(108)의 오조작을 방지하기 때문에 일단 설정
된 압력값을 확실하게 유지할 수 있다. 유량조정기구(150)를 설치함에 따라 조정나사부재(42)의 회전수를 간편하게
재조정 또는 재설정할 수 있다.
이어서, 본 실시예에 의한 압력조정기구(100)를 제2 압력유량 제어밸브에 적용한 종단면도를 도 7에 도시한다. 동일
한 구성요소에는 동일한 참조번호를 붙이고, 그 작용효과는 전기와 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
제2 압력유량 제어밸브(300)는 실질적으로 통상의 2개 부재가 실질적으로 직교하는 방향으로 일체로 결합되고 내감
된 원통상의 제1 밸브본체(302)의 축을 회동중심으로 하여 회동자재하게 설치된 제2 밸브본체(304), 및 실질적으로
L자형으로 구부러지고 상기 제2 밸브본체(304)의 돌기부(306: 도 8 참조)의 축을 회동 중심으로 하여 회동자재하게
연결된 제3 밸브본체(308)를 갖는다. 상기 제1 밸브본체(302 )는 제1 본체부로서 기능을 하며, 상기 제2 밸브본체(30
4) 및 제3 밸브본체(308)는 제2 본체부로서 기능을 한다.
상기 제3 밸브본체(308)에는 상기 제3 밸브본체(308)를 따라 굴곡지고, 1차 포트(24)에 연통하는 제6 통로(310)가
형성되어 있다. 또 제1 밸브본체(302)의 하 단부에는 실질적으로 2차 포트(30)로서 기능을 하는 홀부가 형성된다.
상기 제2 밸브본체(304)의 내부에는 상기 제6 통로(310)에 연통하는 제6 챔버(312)로 도입된 압력유체를 소정의 유
량으로 교축하여 제2 포트(30)쪽으로 도출하는 제1 유량조정부(314), 및 1차 포트(24)로부터 도입된 압력유체가 2차
포트(30 )쪽으로 유통되는 것을 방지하는 제1 체크밸브(316)가 동축상으로 배설되어 있다.
제1 유량조정부(314)는 제2 밸브본체(304)의 홀부에 감합되는 제1 캡부재(31 8), 및 상기 제1 캡부재(318)의 중심부
에 형성된 단부 관통홀(152)을 따라 연재되고 상기 단부 관통홀(152) 내에 회동자재하게 지지되는 제1 조정나사부재
(42)를 갖는다.
상기 제1 조정나사부재(42)의 타단부(160)는 실질적으로 테이퍼상으로 형성되고, 제1 조정나사부재(42)의 나입량을
증감시킴으로써 제1 조정나사부재(42)의 타단부(160)와 단부관통홀(152)의 내벽면과의 간격이 조정된다. 따라서 1
차 포트(1 52)로부터 공급된 압력유체는 제1 조정나사부재(42)의 타단부(160)와 단부 관통홀( 152)의 내벽면과의 간
격에 따라 소정의 유량으로 교축된다. 또한 상기 단부관통홀( 152)의 일단부는 제7 챔버(330)를 통해 제1 밸브본체(3
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02)에 형성된 상부측 제1 연통로(332)와 연통되도록 형성되어 있다.
또 상기 제2 밸브본체(304)의 상부측에는 링본체(334)를 통해 제2 캡부재(3 36)가 지지되고, 상기 제2 캡부재(336)
에는 밸브개폐부로서 기능을 하는 밸브개폐기구(338)가 설치되어 있다.
이 밸브개폐기구(338)에는 제2 캡부재(336)에 형성된 홀부(340)를 따라 섭동 자재한 밸브플러그(344)가 있으며, 상
기 밸브플러그(344)의 일단에는 예를 들어 천연고무 또는 합성고무 등의 재료로 되어 있고 단면이 실질적으로 테이퍼
상으로 형성된 탄성체(342)가 부착되어 있다. 또 밸브개폐기구(338)에는 상기 제2 캡부재(33 6)에 형성되고 상기 밸
브플러그(344)가 착지되는 시트부(346)를 포함한다. 상기 밸브플러그(344)에는 환상 홈을 통해 가요성 재료로 형성
된 단면이 실질적으로 V자형인 패킹(354)가 장착된다.
이 경우, 실질적으로 시트부(346)로서 기능을 하는 홀부의 직경과 밸브플러그(344)가 섭동변위하는 제2 캡부재(336)
의 홀부(340)의 직경이 실질적으로 동일하게 설정되어 있다. 즉, 시트부(346)의 홀부의 직경과 제2 캡부재(336)의 홀
부(340)의 직경을 실질적으로 동일하게 설정하여 밸브플러그(344)에 수압면적차를 두지 않음에 따라 제6 챔버(312)
에 연통하는 제7 통로(356)를 통해 1차 압력이 도입되어도 밸브플러그(344)는 균형을 이룬 상태가 되어 시트부(346)
에 착지된 상태로 유지되어 있다.
시트부(346)의 하방쪽에는 제2 밸브본체(304)의 주방향을 따라 연재하는 환상 통로(358)가 형성되고, 상기 환상 통
로(358)는 하부측의 제2 연통로(360)를 통해 2차 포트(30)와 연통하도록 설치되어 있다. 또한 상기 환상 통로(358)
와 제6 챔버(312)와의 사이에는 환상 시일부재(362)가 개장되어 연통되지 않은 상태로 형성되어 있다.
상기 제1 밸브본체(302)의 내부에는 제1 연통로(332)를 통해 도입된 압력유체를 소정의 유량으로 교축하여 2차 포
트(30) 쪽으로 도출하는 제2 유량조정부(36 4), 및 2차 포트(30)로부터 도입된 압력유체가 1차 포트(24) 쪽으로 유통
되는 것을 방지하는 제2 체크밸브(366)이 동축상에 배설되어 있다.
원통상 부재(370)의 일단부에는 제2 체크밸브(366)가 외감되고, 상기 제2 체크밸브(366)는 2차 포트(30)로부터 공
급되고 원통상 홀부(380)를 통해 도입된 압력유체의 작용하에 변형되어 그 설편이 제1 밸브본체(302)의 내벽면에 접
촉됨에 따라 1차 포트(24)쪽으로 유통되는 것을 방지하며, 제1 연통로(332)를 통과한 압력유체의 작용하에 상기 설
밸브가 내측으로 구부러짐에 따라 상기 제1 연통로(332)를 통과한 압력유체는 2차 포트(30)쪽으로 도출된다.
본 실시예에 의한 압력조정기구(100)가 적용된 제2 압력유량 제어밸브(300)는 기본적으로 이상과 같이 구성된 것으
로, 이하에 그 동작 및 작용효과에 대해 설명한다.
또한 도 10은 제2 압력유량 제어밸브(300)에서 피스톤(424)의 변위량과 실린더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422) 및
로드쪽 실린더챔버(426)의 압력과의 관계를 나타낸 것으로, P H 는 헤드쪽 시린더챔버(422)의 압력의 특성곡선을 나
타내고, P R 는 로드쪽 실린더챔버(426)의 압력 특성곡선을 나타낸다. 이하에, 상기 특성곡선 P H 및 R 와의 관련
해서 제2 유량제어밸브(300)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 제2 압력유량 제어밸브(300)를 조립하여 도 9에 도시된 바와 같이 유체압회로(382)를 구성한다. 상기 유체압회
로(382)에서 압력유체공급원(420)의 구동작용하에 1차 포트(24)를 통해 압력유체(예를 들어, 압축공기)를 공급한다.
이 경 우, 밸브플러그(344)는 스프링부재(350)의 탄력작용하에 시트부(346)에 착지된 밸브폐쇄상태에 있게 된다.
1차 포트(24)를 통해 공급된 압력유체는 제6 통로(310), 제6 챔버(312) 및 제7 통로(356)를 통해 밸브개폐기구(338)
로 도입되지만, 전술한 바와 같이, 시트부 (346)의 홀부의 직경과 제2 캡부재(336)의 홀부(340)의 직경을 실질적으로
동일하게 설정하여 밸브플러그(344)에 수압면적차를 두지 않음으로써 밸브개폐기구(338)에 1차 압력이 도입되어도
밸브플러그(344)는 균형을 이룬 상태에 있어 시트부(34 6)에 착지된 상태로 유지된다.
한편 1차 포트(24)를 통해 공급된 압력유체는 제6 통로(310) 및 제6 챔버(31 2)를 통해 제1 유량조정부(314)로 도입
되고, 소정의 유량으로 교축된 후, 제7 챔버 (330) 및 제1 연통로(332)를 통해 제2 유량조정부(364)로 도입된다. 또한
제6 챔버 (312)로 도입된 압력유체는 제1 체크밸브(316)의 체크작용하에 2차 포트(30)로 유통되는 것이 방지된다.
제2 유량조정부(364)로 도입된 압력유체는 소정의 유량으로 교축된 후, 원형 홀부(380) 및 2차 포트(30)를 통해 실린
더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422)로 공급되고, 피스톤(424)이 화살표 C방향으로 일방의 종단위치까지 변위한다.
이와 같이, 실린더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422)로 공급되는 압력유체는 제1 유량조정부(314) 및 제2 유량조정부(
363)에 의해 유량이 충분히 교축되기 때문에 로드측 실린더챔버(426)의 압력이 낮은 경우에도 소위 피스톤의 점핑현
상이 발생되는 것을 확실하게 막을 수 있다(도 10의 특성곡선 A1 참조).
이어서, 피스톤(424)이 일방의 종단위치에 도달한 후, 헤드쪽 실린더챔버(42 2)의 압력이 상승하고, 이러한 높은 압
력의 유체는 2차 포트(30), 제2 연통로(360) 및 환상 통로(358)를 통해 밸브개폐기구(338)로 도입되며, 밸브플러그(
344)를 상승시켜 시트부(346)로부터 이간시킴에 따라 밸브개폐기구(338)가 밸브개방상태로 된다.
따라서, 1차 포트(24)로부터 도입된 압력유체는 상호 연통되는 제6 통로(31 0), 제6 챔버(312), 제7 통로(356), 환상
통로(358), 제2 연통로(360), 원형 홀부( 380) 및 제2 포트(30)를 통해 실린더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422)로 급
속히 공급된다(도 10의 특성곡선 A2 참조). 그 결과, 피스톤(424)이 일방의 종단위치에 도달한 후, 밸브개폐기구(338
)가 동작하여 헤드쪽 실린더챔버(422)로 고압력의 유체를 급속하게 공급할 수 있기 때문에 예를 들어 미도시된 클램
프실린더에 적용함으로써 아암에 의해 피가공물을 클램프하는 힘을 증대시킬 수 있다.
이어서, 방향절환밸브(412)의 밸브위치를 절환하여 피스톤(424)을 상기와 반대방향(화살표 D방향)으로 변위시킨 경
우 헤드쪽 실린더챔버(422)의 압력이 높기 때문에 밸브플러그(344)는 시트부(346)로부터 이간된 밸브개방상태가 되
고, 2차 포트(30)로부터 도입된 압력유체는 상호 연통되는 원형 홀부(380), 제2 연통로(360), 환상 통로(358), 제7 통
로(356), 제6 챔버(312), 제6 통로(310) 및 1차 포트(24)를 통해 방향절환밸브(412)로부터 대기중으로 급속히 배기
된다(도 10의 특성곡선 A3 참조).
따라서, 2차 압력이 강하되어 스프링부재(222)의 탄력에 의해 미리 설정된 소정의 압력 이하로 되기 때문에 밸브플러
그(344)가 시트부(346)에 착지되어 밸브폐쇄상태로 된다. 그 결과, 실린더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422)로부터 공
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급되어 2차 포트(30)를 통과한 압력유체는 제2 유량조정부(364) 및 제1 유량조정부(314)에 의해 소정의 유량으로 교
축된 후, 1차 포트(24)로부터 도출되어 피스톤(424)의 변위속도가 제어된다.
이와 같이, 피스톤(424)의 소위 점핑현상이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또 피스톤(424)이 일방의 종단
위치에 도달한 후에 1차 압력을 급속하게 공급할 수 있으며 2차 압력을 급속하게 배기할 수 있다. 따라서 압력전달이
지체되는 것을 해소할 수 있다.
이어서, 비교예에 관한 압력유량 제어밸브(미도시)의 특성곡선을 도 11에 도시한다. 도 11로부터 알 수 있는 바와 같
이, 비교예에서는 실린더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422)로 공급되는 압력유체의 압력값이 급격히 증대되기 때문에
소위 피스톤(424)의 점핑현상이 발생된다.
이에 대해 도 10에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서는 제1 유량조정부(31 4) 및 제2 유량조정부(364)에 의해 1차
포트(24)로부터 공급되는 압력유체의 유량이 교축되기 때문에 실린더(414)의 헤드쪽 실린더챔버(422)에 공급되는
압력유체의 압력이 급격히 증대되는 것을 억제하고, 소위 피스톤(424)의 점핑현상이 방지된다.
발명의 효과
본 발명에 의하면 간단한 구조로 압력제어밸브와 일체로 구성되고, 작업자가 압력설정눈금을 눈으로 확인하면서 용
이하게 압력을 조정할 수 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
압력제어밸브(200, 300)와 일체로 구성되고, 상기 압력제어밸브(200, 300)에 의해 제어된 압력을 조정하기 위한 압
력조정기구에 있어서,
압력조정핸들(108),
상기 압력조정핸들(108)과 일체로 회동함에 따라 압력조정스프링(222)의 탄력을 조정하는 압력조정나사(224), 및
상기 압력조정핸들(108)을 소정의 방향으로 회동시킴에 따라 설정된 압력값이 표시되는 압력표시눈금(118)을 구비
하며,
상기 압력제어밸브(200, 300)는 유량조정기구(150)를 가지며, 상기 유량조정기구(150)는 상기 압력제어밸브(200, 3
00)의 밸브본체(202)의 내부에 회동자재하게 설치되는 것을 특징으로 하는 압력조정기구.
청구항 2.
제1항에 있어서, 상기 압력조정나사(224)는 축방향을 따라 변위하고 주위방향을 따라 회동자재하게 설치되며, 상기
압력조정핸들(108)에 설치된 고정나사(10 6)에 의해 축방향 및 주위방향의 임의의 위치에 고정되는 것을 특징으로
하는 압력조정기구.
청구항 3.
제1항에 있어서, 상기 유량조정기구(150)에는 스로틀량을 조정하는 유량조정핸들(156)의 회전수를 표시하는 회전수
설정눈금(162)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압력조정기구.
청구항 4.
제1항에 있어서, 상기 압력조정핸들(108)을 감싸는 커버부재(110)가 착탈자재하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하
는 압력조정기구.
청구항 5.
제1항에 있어서, 상기 압력조정나사(224)에는 압력조절핸들(108)의 축방향 및 주위방향으로 헛도는 것을 방지하는
헛돌기방지 수단(112)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압력조정기구.
청구항 6.
제1항에 있어서, 상기 압력조정스프링(222)은 압력값이 상기 압력조정핸들(1 08)을 회전시킴에 따라 2차 압력에 대
응하여 상기 압력설정눈금(118)에 표시되도록 설정된 스프링 정수를 갖는 것을 특징으로 하는 압력조정기구.
청구항 7.
제1항에 있어서, 상기 압력조정핸들(108)은 설정된 2차 압력에 따라 상기 압력설정눈금(118)의 수치값을 표시하는
마크(120)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압력조정기구.
청구항 8.
제3항에 있어서, 상기 유량조정핸들(156)은 상기 유량조정핸들(156)의 회전수에 따라 회전수 설정눈금(162)의 수치
값을 표시하는 마크(164)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 압력조정기구.
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