KR100402597B1

KR100402597B1 - 전자밸브

Info

Publication number: KR100402597B1
Application number: KR10-2001-0013222A
Authority: KR
Inventors: 후카노요시히로
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2003-10-17
Also published as: TW469329B; US20010023931A1; CN1314558A; DE60108282T2; JP3664631B2; US6390445B2; CN1201107C; EP1134470A2; DE60108282D1; EP1134470A3; JP2001263522A; KR20010092336A; EP1134470B1

Abstract

가동철심(42)의 일단부에 연결되고 상기 가동철심(42)과 일체로 연동하는 원판상부재(46); 및 탄성부재로 형성되고 상기 원판상부재(46)을 덮는 라이닝부재(48)를 포함하며, 솔레노이드부(22)가 비여자 상태에 있을 때 상기 라이닝부재(48)에 형성된 돌기부(60a∼60d)의 일부만이 링부재(44)의 하면부에 접촉되고, 상기 솔레노이드부(22)가 여기되면 상기 링부재(44)에 대한 상기 돌기부(60a∼60d)의 접촉면적이 점차 커지도록 되어 있다.

Description

전자밸브{Solenoid-Operated Valve}

본 발명은 동작할 때의 당접음(abutment sound)을 방지하고 정적을 유지할 수 있는 전자밸브에 관한 것이다.

종래부터 예를 들어, 액츄에이터에 압축공기를 공급하거나 또는 압축공기를 대기중에 배기함에 따라 압축공기의 흐름방향을 제어하는 전자밸브가 사용되었다.

종래기술에 의한 전자밸브에서는 솔레노이드(전자석)에 의해 밸브플러그를 조작하는 방식이 일반적으로 채용되었고, 미도시된 고정철심, 코일 및 가동철심 등으로 구성되었다.

이 경우, 코일에 통전함에 따라 흡인력이 발생하고, 상기 흡인력에 의해 가동철심이 변위함으로써 밸브플러그가 작동되도록 되어 있다.

그러나, 상기 종래기술에 의한 전자밸브에서는 코일에 통전하여 밸브플러그를 변위시키거나 또는 코일로의 통전을 정지하여 밸브플러그가 원위치로 복귀할 때, 밸브플러그 또는 상기 밸브플러그와 일체로 변위하는 다른 부재와 충돌하여 당접음이 발생한다는 문제점이 있다.

또한 코일의 흡인작용에 의해 가동철심이 변위하여 고정철심에 당접함에 따라 당접음이 발생한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 고려하여 된 것으로, 전자밸브 작동시에 당접음이 발생하는 것을 방지하고 정적을 유지할 수 있는 전자밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자밸브의 축방향에 따른 종단면도,

도 2는 도 1의 오프상태로부터 전환된 후의 온상태를 도시한 동작설명도,

도 3은 도 1의 전자밸브를 구성하는 라이닝부재의 사시도.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 솔레노이드의 여자작용하에 가동철심을 흡인함에 따라 밸브플러그를 변위시키는 전자밸브에 있어서,

상기 가동철심의 일단부에 연결되고, 상기 가동철심과 일체로 연동하는 연동부재; 및 탄성부재에 의해 형성되고 상기 연동부재를 피복하는 라이닝부재를 포함하며, 솔레노이드가 비여자상태에 있을 때 상기 라이닝부재에 형성된 돌기부의 일부만이 솔레노이드측의 부재에 접촉하고, 상기 솔레노이드가 여자되면 솔레노이드측의 부재에 대한 상기 돌기부의 접촉면적이 점차 커지도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 라이닝부재의 돌기부에는 중심측으로부터 반경 외측방향으로경사진 경사면이 형성되어 있고, 솔레노이드의 여자작용하에 가동철심이 변위함에 따라 솔레노이드측의 부재에 대한 상기 경사면의 접촉면적이 점차 증대되고, 종국적으로는 돌기부의 탄성변형에 의해 가동철심의 변위량이 규제된다.

또한 상기 고정철심과 가동철심과의 사이에 개재되고 상기 고정철심으로부터 떨어지는 방향으로 상기 가동철심을 추진하는 제 1스프링부재, 및 상기 가동철심과 연동부재와의 사이에 개재되고 상기 고정철심에 접근하는 방향으로 상기 가동철심을 추진하는 제 2스프링부재를 포함하며, 상기 솔레노이드가 비여자상태에 있을 때 상기 라이닝부재에 형성된 돌기부의 일부만이 상기 솔레노이드측의 부재에 접촉하도록 상기 제 1스프링부재 및 제 2스프링부재의 스프링 상수가 설정되어 있다.

또한 상기 돌기부는 주위방향을 따라 소정각도 떨어져서 다수개가 형성되어 있고, 상기 인접하는 돌기부 사이에 높이 방향의 크기가 상기 돌기부보다도 낮게 형성된 철부가 설치되어 있으며, 상기 철부는 상기 솔레노이드가 비여자상태에 있을 때 상기 솔레노이드측의 부재에 접촉하지 않고, 상기 솔레노이드가 여자상태에 있을 때 상기 솔레노이드측의 부재에 당접하도록 설치할 수 있다.

본 발명에 의하면, 솔레노이드가 비여자상태에 있을 때 라이닝부재에 형성된 돌기부의 일부만이 솔레노이드측의 부재에 접촉하고, 상기 솔레노이드가 여자하면 솔레노이드측의 부재에 대한 상기 돌기부의 접촉면적이 점차 커져서 솔레노이드가 온상태에 이른다. 따라서, 전자밸브를 온/오프 동작시킨 경우, 라이닝부재에 의한 완충작용에 의해 가동철심과 일체로 연동하는 연동부재가 당접음을 발생시키는 것을 방지한다.

이하에, 본 발명에 의한 전자밸브에 대한 적절한 실시예를 들어 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1에서 참조번호(10)은 본 발명의 실시예에 의한 전자밸브를 나타낸다.

전자밸브(10)은 압력유체 공급포트(12), 압력유체 배출포트(14) 및 배기포트(16)가 형성된 밸브본체(18); 상기 밸브본체(18)의 일측면부에 일체로 연결되는 바닥에 장착된 실린더형 본네트(20); 상기 본네트(20)의 내부에 배설된 솔레노이드부(22); 및 상기 솔레노이드부(22)의 작용하에 각 포트사이의 연통상태를 절환하는 밸브 기구부(24)로 구성된다.

또한 참조번호(26)은 대기에 연통하여 밸브본체(18)내의 공기를 외부로 배출하는 포트를 나타낸다. 또한 상기 압력유체 공급포트(12), 압력유체 배출포트(14), 배기포트(16) 및 포트(26)에는 각각 시일부재(28)가 장착되며, 상기 밸브본체(18)와 본네트(20)와의 사이에도 시일부재(30)가 개재되어 있다.

솔레노이드부(22)는 본네트(20)의 내부에 조립되고 바닥에 장착되는 실린더형으로 형성된 캡부재(32); 상기 캡부재(32)의 내부에 배설되고, 코일(34)이 감긴 보빈(36); 상기 캡부재(32)에 일단부가 연결된 고정철심(38); 상기 고정철심(38)과 동축상으로 배설되고, 상기 고정철심(38)과의 사이에 개재된 제 1스프링부재(40)의 탄력작용하에 떨어지는 방향으로 추진되는 가동철심(42); 및 상기 가동철심(42)의 외주면을 감싸는 링부재(44)를 포함한다.

밸브 기구부(24)는 가동철심(42)의 축방향을 따라 일단부에 나사체결된 원판상부재(연동부재:46); 고무 등의 탄성재료로 형성되고 상기 원판상부재(46)의 외주면을 덮는 라이닝부재(48); 상기 가동철심(42)의 홀부(50)내에 삽입되는 실린더부와 상기 원판상부재(46)의 중심홀(52)을 따라 섭동하는 철부가 일체로 형성된 변위부재(54); 및 상기 가동철심(42)의 홀부(50)내에 배설되고 상기 가동철심(42)와 변위부재(54)와의 사이에 개재된 제 2스프링부재(56)를 포함한다.

상기 라이닝부재(48)는 도 3에 도시한 바와 같이, 실질적으로 원통상으로 형성되고 그 환상면부(58)에는 주위방향을 따라 이간각도가 약 90도인 4개의 돌기부(60a∼60d)가 형성되고, 각 돌기부(60a∼60d)의 상면부에는 중심부로부터 반경 외측방향으로 완만하게 하강하는 경사면(62)이 형성되어 있다. 또한 인접하는 돌기부(60a∼60d) 사이에는 높이방향의 크기가 상기 돌기부(60a∼60d)보다 낮게 형성된 단면이 실질적으로 사다리형인 철부(64a∼64d)가 설치되어 있다. 또한 라이닝부재(48)의 저면부에는 도 1에 도시한 바와 같이, 환상철부(66)가 일체로 형성되어 있다.

또한 밸브 기구부(24)는 밸브본체(18)의 내부에 고착되고, 변위부재(54)의 철부를 감싸는 홀부가 형성된 리테이너(68); 상기 리테이너(68)에 형성된 상부측 시이트부(70)와 상기 밸브본체(18)에 형성된 하부측 시이트부(72)에 각각 착지되는 포핏 밸브(74); 및 상기 포핏 밸브(74)를 상방으로 압압하는 제 3스프링부재(76)를 갖는다. 또한 상기 포핏 밸브(74)에는 밸브본체(18)의 내부에 형성된 밸브챔버(78)를 따라 섭동하는 가이드부(80)가 연결되어 있다. 상기 가이드부(80)에는 압력유체 공급포트(12)와 압력유체 배출포트(14)를 연통시키는 통로(82)가 형성되어 있다.

이 경우, 상기 포핏 밸브(74)가 하부측 시이트부(72)로부터 떨어짐에 따라압력유체 공급포트(12)와 압력유체 배출포트(14)가 연통하고, 상기 포핏 밸브(74)가 하부측 시이트부(72)에 착지됨에 따라 상기 연통상태가 차단된다. 또한 상기 포핏 밸브(74)가 상부측 시이트부(70)로부터 떨어짐에 따라 밸브챔버(78)내에 잔재하는 압력유체가 배기포트(16)를 통해 외부로 배출되고, 상기 포핏 밸브(74)가 상부측 시이트부(70)에 착지됨에 따라 상기 배기상태가 차단된다.

또한 실질적으로 테이퍼상으로 형성된 변위부재(54)의 철부의 일단부와 포핏 밸브(74)의 상면부는 당접 또는 이간 가능하도록 분리되어 형성되어 있다.

(실시예)

본 발명의 실시예에 의한 전자밸브(10)는 기본적으로 이상과 같이 구성되며, 이어서 그 작동 및 작용효과에 대해서 설명한다.

도 1은 코일(34)에 전류를 공급하지 않는 비여자상태이고, 포핏 밸브(74)가 하부측 시이트부(72)에 착지되어 압력유체 공급포트(12)와 압력유체 배출포트(14)와의 연통이 차단된 오프상태를 나타내고 있다.

상기 오프상태에서는 라이닝부재(48)의 돌기부(60a∼60d)의 경사면(62)의 일부가 링부재(44)의 하면부에 접촉하도록 제 1스프링부재(40)와 제 2스프링부재(56)의 스프링 상수가 설정되어 있다. 따라서, 라이닝부재(48)의 저면부의 환상철부(66)와 리테이너(68)의 내벽면과의 사이에는 소정의 틈이 형성되어 비접촉상태가 되도록 되어 있다. 또한 오프상태에서는 인접하는 돌기부(60a∼60d)사이에 형성된 철부(64a∼64d)가 링부재(44)의 하부면에 대해서 비접촉상태가 되도록 형성되어 있다.

이와 같은 오프상태에서 미도시된 전원을 가하여 코일(34)에 통전함으로써 상기 코일(34)이 여자되고, 그 여자작용에 의해 가동철심(42)이 고정철심(38)쪽으로 흡인되며, 도 2에 도시한 바와 같이 전자밸브(10)가 오프상태에서 온상태로 절환된다.

즉, 가동철심(42)이 고정철심(38)쪽으로 미소 거리만큼 변위하고, 원판상부재(46), 라이닝부재(48) 및 변위부재(54)가 가동철심(42)과 일체로 상승한다. 따라서, 제 3스프링부재(76)의 탄력작용하에 포핏 밸브(74)가 하부측 시이트부(72)로부터 떨어짐에 따라 도 2에 도시한 바와 같이, 압력유체 공급포트(12)와 압력유체 배출포트(14)가 연통된 온상태가 된다. 그 결과, 압력유체 공급포트(12)로부터 도입된 압력유체는 포핏 밸브(74)와 하부측 시이트부(72)와의 사이의 간격을 통해서 밸브챔버(78)로 도출되며, 통로(82) 및 압력유체 배출포트(14)를 통해서 유체기기(미도시)로 공급된다.

전자밸브(10)가 온상태가 될 때, 포핏 밸브(74)의 상면부는 제 3스프링부재(76)의 탄력작용하에 상부측 시이트부(70)에 착지되기 때문에 밸브챔버(78)와 배기포트(16)와의 연통상태가 차단되어 압력유체가 외부로 배기되는 것을 방지한다.

또한 라이닝부재(48)가 가동철심(42)과 일체로 상승할 때, 돌기부(60a∼60d)의 경사면(62)이 링부재(44)에 서서히 접촉하면서 탄성변형되고, 마지막에는 솔레노이드부(22)가 온상태가 될 때까지 가동철심(42)과 라이닝부재(48)가 일체로 변위한다.

따라서, 본 실시예에서는 오프상태에서 돌기부(60a∼60d)의 경사면(62)의 일부가 링부재(44)에 접촉한 상태에 있고, 상기 오프상태로부터 온상태로 절환할 때 링부재(44)의 하면부에 대한 돌기부(60a∼60d)의 경사면(62)의 접촉면적이 점차 증대되어 상기 돌기부(60a∼60d)가 탄성변형한다. 따라서, 라이닝부재(48)가 링부재(44)에 당접함에 따라 발생하는 당접음의 발생을 방지하여 정적을 유지할 수 있다.

바꿔 말하면, 솔레노이드부(22)가 오프상태에서 온상태로, 또는 온상태에서 오프상태로 절환될 때, 링부재(44)와 원판상부재(46)와의 사이에 개재된 라이닝부재(48)의 돌기부(60a∼60d)가 완충작용을 함에 따라 상기 원판상부재(46)가 링부재(44)에 직접 접촉하지 않아 당접음이 발생되지 않는다. 또한 원판상부재(46)와 리테이너(68)와의 사이에는 라이닝부재(48)의 환상철부(66)가 개재됨에 따라 상기 원판상부재(46)가 리테이너(68)에 직접 접촉되지 않아 당접음이 발생되지 않는다.

솔레노이드부(22)가 온상태가 될 때, 종국적으로는 탄성변형된 돌기부(60a∼60d)와 인접하는 상기 돌기부(60a∼60d) 사이에 형성된 철부(64a∼64d)가 각각 링부재(44)의 하면부에 접촉하여 변위종단위치에 도달한다.

또한 솔레노이드부(22)가 온상태가 될 때, 고정철심(38)과 가동철심(42)과의 사이에는 미세한 틈(84: 도 2참조)이 형성되어 있어 상기 고정철심(38)과 가동철심(42)이 접촉되지 않는다. 온상태가 될 때에 고정철심(38)과 가동철심(42)과의 사이에 틈이 형성되도록 미리 가동철심(42)의 축방향의 크기가 매우 정밀하게설정되어 있다. 따라서, 고정철심(38)과 가동철심(42)과의 당접음이 발생되는 것을 방지하여 정적을 유지할 수 있다.

코일(34)에의 통전을 정지하여 전자밸브(10)가 온상태에서 오프상태로 절환된 경우, 가동철심(42)은 복귀스프링으로서 기능을 하는 제 1스프링부재(40)의 탄력작용에 의해 하강한다. 따라서, 원판상부재(46), 라이닝부재(48) 및 변위부재(54)는 가동철심(42)과 일체로 변위하고, 변위부재(54)의 일단부가 포핏 밸브(74)를 하방측으로 압압함에 따라 상기 포핏 밸브(74)가 하부측 시이트부(72)에 착지되어 오프상태가 된다. 또한 변위부재(54)의 일단부가 포핏 밸브(74)의 상면부에 당접할 때, 제 2스프링부재(56)는 당접시의 충격을 흡수함으로써 완충기능을 한다.

전자밸브(10)가 온상태에서 오프상태로 절환할 때, 라이닝부재(48)의 환상철부(66)와 리테이너(68)의 내벽면과의 사이에는 틈이 형성되고, 상기 라이닝부재(48)의 환상철부(66)와 리테이너(68)의 내벽면이 당접하지 않도록 제 1스프링부재(40) 및 제 2스프링부재(56)의 스프링 상수가 미리 설정되어 있다. 따라서, 전자밸브(10)가 온상태에서 오프상태로 절환할 때, 라이닝부재(48)와 리테이너(68)와의 당접음의 발생이 방지되어 정적을 유지할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 전자밸브(10)가 오프상태에서 온상태로 절환하거나 또는 온상태에서 오프상태로 전환할 때 당접음이 발생되는 것을 방지하여 정온을 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의한 전자밸브를 예를 들어, 병원, 음향시설 등과 같은 정적을 유지해야 하는 환경에서 사용하기 적합하다.

본 발명에 의하면, 전자밸브를 온/오프 작동시키는 경우, 가동철심과 일체로 연동하는 연동부재에 의해 당접음이 발생되는 것을 방지함에 따라 정적을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 전자밸브를 예를 들어, 병원, 음향시설 등과 같은 정적을 유지해야하는 환경에서 적합하게 사용될 수 있다.

Claims

솔레노이드(34)의 여자작용하에 가동철심을 흡인함에 따라 밸브플러그(74)를 변위시키는 전자밸브에 있어서,

상기 가동철심(42)의 일단부에 연결되고 상기 가동철심(42)과 일체로 연동하는 연동부재(46); 및

탄성부재로 형성되고 상기 연동부재(46)를 덮는 라이닝부재(48)를 포함하며, 상기 솔레노이드(34)가 비여자 상태에 있을 때 상기 라이닝부재(48)에 형성된 돌기부(60a∼60d)의 일부만이 솔레노이드측의 부재(44)에 접촉하고, 상기 솔레노이드(34)가 여자되면 상기 솔레노이드측의 부재(44)에 대한 상기 돌기부(60a∼60d)의 접촉면적이 점차 커지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제1항에 있어서, 상기 라이닝부재(48)의 돌기부(60a∼60d)에는 중심측부터 반경 외측방향으로 경사진 경사면(62)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제1항에 있어서, 상기 고정철심(38)과 가동철심(42)과의 사이에 개재되고, 상기 고정철심(38)으로부터 떨어지는 방향으로 상기 가동철심(42)을 추진하는 제 1 스프링부재(40); 및 상기 가동철심(42)과 상기 연동부재(46)와의 사이에 개재되고, 상기 고정철심(38)에 접근하는 방향으로 상기 가동철심(42)을 추진하는 제 2스프링부재(56)를 또한 포함하며,

상기 솔레노이드(34)가 비여자상태에 있을 때 상기 라이닝부재(48)에 형성된 돌기부(60a∼60d)의 일부만이 상기 솔레노이드측의 부재(44)에 접촉하도록 상기 제 1스프링부재(40) 및 제 2스프링부재(56)의 스프링 상수가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제2항에 있어서, 상기 다수의 돌기부(60a∼60d)는 주위방향을 따라 소정각도로 떨어져 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제4항에 있어서, 상기 인접하는 돌기부(60a∼60d) 사이에는 높이 방향의 크기가 상기 돌기부(60a∼60d)보다도 낮게 형성된 철부(64a∼64s)가 설치되어 있으며, 상기 철부(64a∼64d)는 상기 솔레노이드(34)가 비여자상태에 있을 때 상기 솔레노이드측의 부재(44)에 접촉하지 않고, 상기 솔레노이드(34)가 여자상태에 있을 때 상기 솔레노이드측의 부재(44)에 당접하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제2항에 있어서, 상기 라이닝 부재(48)에는 환상 철부(66)가 형성되어 있으며, 상기 환상 철부는 상기 돌기부(60a∼60d)가 형성된 면의 반대 면에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제3항에 있어서, 상기 고정철심(38)과 상기 가동철심(42) 사이에는 상기 솔레노이드(34)가 여기 상태에 있을 때 상기 솔레노이드(34)의 흡인작용에 따라 변위하는 틈(84)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.