KR100495708B1

KR100495708B1 - 전자밸브

Info

Publication number: KR100495708B1
Application number: KR10-2002-0076688A
Authority: KR
Inventors: 후카노요시히로; 요시다마사미; 사사키노리야
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2005-06-16
Also published as: KR20030045661A; DE60208965D1; EP1318340B1; CN1424522A; TW552367B; TW200300832A; US6932320B2; CN1221752C; EP1318340A2; US20030102453A1; EP1318340A3; DE60208965T2

Abstract

전자밸브는 밸브본체(48)에 형성되고 제1 포트(42)와 제2 포트(44)를 연통하는 제1 밸브착지부(58), 밸브본체(48)에 배열된 가이드부재(62), 상기 가이드부재(62)의 실질적인 중앙개구부에 형성된 제2 밸브착지부(66), 솔레노이드(52)의 여자작용하에 고정철심(84)에 의해 흡인되는 가동철심(86), 상기 가동철심(86)에 직접 연결된 밸브플러그(102), 및 상기 밸브플러그(102)에 부착되고 상기 가동철심(86)이 변위할 때 상기 제1 및 제2 밸브착지부(58, 66)에 착지되는 탄성부(104)를 포함한다.

Description

전자밸브{Solenoid-Operated Valve}

본 발명은 솔레노이드의 여자작용하에 유체통로를 개폐하는 밸브플러그에 가동철심을 직접연결하는 전자밸브에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들어 액츄에이터에 압축공기를 공급하거나, 또는 압축공기를 공기중에 배기함에 따라 압축공기의 흐름방향을 제어하는 전자밸브가 사용되어 왔다.

예를 들어, 일분국 실개소60-178678호공보에는 이러한 종류의 종래기술에 관한 전자밸브가 개시되어 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 밸브본체(2)의 제1 및 제2 유체포트(3, 4) 사이의 연통을 상호 절환하는 흡기용 밸브플러그(5)와, 배기용 밸브로서 기능을 하도록 밸브본체(2)의 제3 유체포트(6)의 연통을 상호 절환하는 시일부재(7)가 장착된 가동철심(8)이 배치되고, 밸브본체(2)의 내부에는 흡기용 밸브플러그(5)와 가동철심(8)과의 사이에 2개의 연결봉(9a, 9b)이 끼워져 있다.

밸브본체(2)의 상부에 배치된 케이싱(10) 내에 배설된 솔레노이드(11)에 전류가 공급되지 않는 오프상태에서는 가동철심(8)이 제1 스프링(12)에 의해 하방(화살표 B방향)으로 변위하고, 시일부재(7)가 제1 착지부(13)에 착지하여 제3 유체포트(6)와 전자밸브(1)의 내부와의 연통이 차단되며, 가동철심(8)에 의한 연결봉(9a, 9b)에의 압압작용하에 밸브플러그(5)가 제2 스프링(14)의 스프링력에 대항하여 하방으로 변위하기 때문에, 제2 착지부(15)로부터 이간되어 제1 유체포트(3)와 제2 유체포트(4)가 연통되게 된다.

또 솔레노이드(11)에 전류를 공급하면 미도신된 코일의 여자작용하에 가동철심(8)이 고정철심(16)쪽으로 흡인되고, 제1 스프링(12)의 스프링력에 대항하여 상방(화살표 A방향)으로 변위하기 때문에, 시일부재(7)가 제1 착지부(13)로부터 이간되어 제3 유체포트(6)와 전자밸브(1)의 내부가 연통된 상태로 되며, 연결봉(9a, 9b)에 의해 압압된 밸브플러그(5)가 제2 스프링(14)의 스프링력에 의해 제2 착지부(15)에 착지되어 제1 유체포트(3)와 제2 유체포트(4)와의 연통이 차단된다.

도 16에 도시된 종래의 전자밸브(1)에서 가동철심(8)의 시일부재(7) 및 밸브플러그(5)는 각각 제1 및 제2 스프링(12, 14)의 스프링력에 의해 제1 및 제2 착지부(13, 15)에 각각 착지하여 시일하는 구성으로 되어 있다. 그러나 제1 스프링(12)과 제2 스프링(14)의 각 스프링력간의 관계에 따라 밸브플러그(5)가 상기 제1 및 제2 착지부(13, 15)를 압압할 때 안정한 시일력이 얻어지지 않으며, 밸브플러그(5)의 개폐동작에 대한 응답속도가 안정하지 않다는 문제가 있다.

또 상기 밸브플러그(5)가 착지된 제2 착지부(15)에 대한 시일력을 향상시키기 위해서는 제2 스프링(14)의 스프링력을 증대시켜 제2 착지부(15)에 대하여 밸브플러그(5)를 압압할 필요가 있다. 그러나 제2 스프링(14)의 스프링력을 증대시키면 밸브플러그(5)의 상면과 가동철심(8)의 하면과의 사이에 끼워지는 연결봉(9a, 9b)이 밸브플러그(5)를 통해 상방으로 변위한다. 따라서 가동철심(8)이 상기 연결봉(9a, 9b)의 압압작용하에 반강제적으로 상방으로 변위함에 따라 시일부재(7)가 제1 착지부(13)로부터 떨어지기 때문에 제3 유체포트(6)와 전자밸브(1) 내부와의 기밀이 유지될 수 있게 된다.

이 경우 제1 스프링(12)의 스프링력을 제2 스프링(14)과 마찬가지로 증대시킴에 따라 상기 문제는 해결되지만, 제1 및 제2 스프링(12, 14)의 스프링력의 발란스조정이 어렵다는 또다른 문제가 있다. 또 제1 스프링(12)의 스프링력을 증대시키면 그 여자작용하에 가동철심(8)을 상방으로 흡인할 때 저항력으로 되기 때문에 전자밸브(1)의 흡인력을 크게 할 필요가 있고, 그에 따라 전자밸브(1)의 소비전력이 커지게 되기 때문에 전자밸브(1)의 장치 전체 구성이 대형화된다는 문제가 있다.

예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 이 전자밸브(20)에서는 복수의 유체포트(21a∼21c)가 형성되어 있는 밸브본체(22)의 상부에 케이싱(23)이 장착되고, 이 케이싱(23) 내부에 솔레노이드(24)가 배설되어 있다. 상기 솔레노이드(24)의 여자작용하에 각 유체포트(21a∼21c)의 연통상태를 밸브기구부(25)에 의해 상호 절환하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 솔레노이드(24)의 코일(26)이 권취된 보빈(27)과 밸브본체(3)와의 사에에는 자성체로 된 자기플레이트(28)가 개재되어 있고, 가동철심(29)의 외주면에 대향하는 자기플레이트(28)의 내주면(30)은 두께가 C로 단면이 실질적으로 장방형으로 형성되어 있다.

상시 솔레노이드(24)에 전류가 공급되면 코일(26)의 여자작용하에 발생한 자속은 코일(26)로부터 자기플레이트(28)의 내주면(30)을 통과하여 가동철심(29)쪽으로 돌아가고, 다시 가동철심(29)으로부터 고정철심(31)을 통과하여 코일(26)로 복귀한다. 이 경우 상기 자속은 자기플레이트(28)가 향하는 가동철심(29)쪽의 내주면(30)의 면적(도 17 및 18의 C)에 대응하여 발생한다.

그 결과, 도 17에 도시된 바와 같이, 가동철심(29)이 고정철심(31)쪽으로 흡인되어 상방(화살표 A)으로 변위하고, 다시 가동철심(29)에 연결된 연결부재(32)와 밸브플러그(33)가 상방(화살표 A)으로 변위함에 따라 유체포트(21a)와 유체포트(21b)가 연통된 상태가 된다.

도 18에 도시된 바와 같이, 종래의 전자밸브(20)에서는 코일(26)의 여자작용하에 코일(26)로부터 발생하는 자속은 자기플레이트(28)를 통해 가동철심(29)쪽으로 돌아간다. 이 때, 코일(26)의 여자작용하에 발생하는 가동철심(29)의 흡인력을 증대시켜서 보다 밸브플러그(33)의 응답속도를 향상시켜야 한다는 요청이 있다.

종래기술에 의한 전자밸브에서는 일반적으로 솔레노이드(전자석)를 여자함에 따라 보빈의 홀부의 내주면을 따라 가동철심을 고정철심쪽으로 흡인하여 변위시켜서 가동철심과 일체로 밸브플러그를 작동시키는 방법이 채용되고 있다.

그러나, 종래기술에 의한 전자밸브에서는 가동철심이 솔레노이드의 여자작용하에 보빈의 홀부의 내주면을 따라 변위할 때, 가동철심의 섭동면과 보빈의 내주면이 면접촉되어 섭동저항이 발생하고, 콘트롤러 등으로부터의 전기신호에 대해 전자밸브의 응답속도가 늦어진다는 문제가 있다.

또 가동철심의 섭동면과 보빈의 내주면이 면접촉하면서 섭동하기 때문에 가동철심과 보빈의 섭동부분이 마모되고, 내구성이 저하되기 때문에 보수유지사이클이 단축된다는 문제가 있다.

또 종래기술에 의한 전자밸브에서는, 예를 들어 전자밸브의 소형경량화를 위해서 부품수를 줄일 필요가 있었고, 가동철심과 동축상에 대향하여 설치되는 고정철심이 전자밸브 전체의 단가에 차지하는 비율이 비교적 크다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 가동철심과 밸브플러그를 직접 연결함으로써 부품수를 줄이고, 밸브플러그의 착지력을 향상시킬 수 있는 전자밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 가동철심을 향하는 링부재의 단면형상을 넓게 함으로써 자속밀도를 증가시켜서 가동철심의 흡인력을 증대시킬 수 있는 전자밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 가동철심이 보빈 내에서 변위할 때의 섭동저항을 줄임으로써 전자밸브의 응답성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 전자밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 종래에 설치되었던 고정철심이 불필요함에 따라 구조가 간략하게 되고, 부품수가 줄어들어 단가를 절감할 수 있는 전자밸브를 제공하는 데 있다.

도 1 내지 도 4에서, 참조숫자(40)은 본 발명의 제1 실시에에 의한 전자밸브를 나타낸다.

상기 전자밸브(40)는 소정의 간격으로 떨어져 병렬로 배치된 다수의 제1∼제3 포트(42, 44, 46)가 형성된 밸브본체(48), 상기 밸브본체(48)의 상부에 일체로 연결된 금속 박판재로 된 본네트(50), 상기 본네트(50)의 내부에 설치된 솔레노이드(52), 및 상기 솔레노이드(52)의 여자작용하에 제1∼제3 포트(42, 44, 46)의 연통상태를 상호 절환하는 밸브기구부(54)가 포함된다.

밸브본체(48)의 측면에는 하방 순서로 제1 포트(42), 제2 포트(44) 및 제3 포트(46)가 형성되어 있다. 압력유체는 미도시된 압력유체공급원으로부터 제1 포트(42)로 공급되고, 제2 포트(44)는 상기 제1 포트(42)의 상방에 상기 제1 포트(42)로부터 소정 간격 떨어져 형성되어 있으며, 제3 포트(46)는 상기 제2 포트(44)에서 소정 간격 떨어지도록 상기 제2 포트(44)의 상방에 형성되어 있다. 제3 포트(46)는 후술하는 챔버(56) 내부의 유체를 대기중에 개방한다.

밸브본체(48)의 실질적인 중앙부에는 상기 제1∼제3 포트(42, 44, 46)와 각각 연통하는 챔버(56)가 형성되어 있고, 상기 챔버(56)의 실질적인 중앙부에는 챔버(56)쪽으로 소정의 길이만큼 확장된 제1 밸브착지부(58)가 형성되어 있다, 상기 제1 밸브착지부(58)의 실질적인 중앙부에는 밸브본체(48)의 내부를 통해 상기 제1 포트(42)와 연통되는 통로(60)가 형성되어 있다,

상기 챔버(56)의 상부측에 형성된 단부에는 수지재로 된 가이드부재(62)가 일체로 장착되어 있다. 상기 가이드부재(62)의 외주면의 홈부에는 제1 시일부재(64)가 장착되어 있으며, 실질적인 중앙부에는 제1 밸브착지부(58)쪽으로 소정의 길이만큼 확장된 제2 밸브착지부(66)가 형성되어 있다. 상기 제2 밸브착지부(66)의 실질적인 중앙부에는 선단부로부터 축방향으로 연재된 제1 연통로(68)가 형성되어 있으며, 상기 제1 연통로(68)와 연통하고 실질적으로 직교하는 제2 연통로(70: 도 2 및 도 4 참조)가 가이드부재(62) 내에 형성되어 있다.

상기 제2 연통로(70)는 가이드부재(62)의 외주면에 형성된 요부(72)에 연통되어 있다. 상기 요부(72)는 가이드부재(62)에 장착된 제1 시일부재(64) 및 후술하는 제2 시일부재(96)에 의해 기밀하게 유지된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드부재(62)의 외측에는 제1 밸브착지부(58)쪽으로 소정의 길이만큼 확장된 플랜지부(74)가 형성되어 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1∼제3 포트(42, 44, 46)의 일단면에는 탄성재로 된 가스킷(76)이 내부에 형성된 환상홈에 일체로 장착되어 미도시된 다른 유체기구 등에 접속할 때 각 포트(42, 44, 46)를 기밀하게 유지한다.

상기 본네트(50)의 상면에는 미도시된 전원으로부터 솔레노이드(52)에 전류를 공급하기 위한 한쌍의 리드선(78a, 78b: 도 2 및 도 4 참조)이 접속되어 있다.

솔레노이드(52)는 상기 본네트(50)의 내부에 설치되고 코일(80)이 권취된 보빈(82), 상기 본네트(50)에 일단부가 연결된 고정철심(84), 및 상기 보빈(82)의 내부에 설치되고 후술하는 스프링부재(106)의 작용하에 고정철심(84)으로부터 떨어지는 방향으로 강제되는 가동철심(86)으로 되어 있다. 또한 상기 고정철심(84) 및 가동철심(86)은 단면적이 실질적으로 장방형으로 형성되어 있다.

밸브본체(48)와 보빈(82)과의 사이에는, 예를 들어 영구자석의 자성체로 된 링부재(88)가 끼워지도록 설치되고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 링부재(88)에는 다른 부분에 비해 얇은 형상으로 형성된 플레이트부(90)와, 가동철심(86)을 향하는 상기 플레이트부(90)의 내주면과 본네트(50)를 향하는 플레이트부(90)의 외주면이 각각 축방향을 따라 소정의 길이만큼 돌출된 확장부(92a, 92b)가 형성되어 있다. 확장부(92a)의 내주면의 단부와 확장부(92b)의 외주면의 단부는 각각 모서리가 둥글게 처리된 각형상으로 형성되어 있다.

보빈(64)의 하면 및 밸브본체(48)의 상면은 상기 확장부(92a, 92b)의 단면형상에 대응하도록 소정 길이만큼 패인 홈부(94a, 94b)가 각각 내주측과 외주측에 형성되어 있고 상기 확장부(92a, 92b)와 체결된다.

상기 확장부(92a)는 링부재(88)의 내주측에만 형성하거나, 또는 예를 들어 확장부(92a)를 링부재(88)의 내주측에 형성하고, 확장부(92b)를 링부재(88)의 외주측에 형성할 수도 있다.

상기 플레이트부(90)의 가동철심(86)의 축방향 두께 D는 종래기술에 따른 전자밸브(1)의 자기플레이트(9)의 두께 C(도 17 및 도 18 참조)와 같게 형성한다(D=C). 또 상기 확장부(92a, 92b)의 가동철심(86)의 축방향 두께 E는 상기 플레이트부(90)의 두께 D보다 크게 형성한다(E>D).

상기 확장부(92a, 92b)는 축방향으로 상방과 하방 양쪽으로 돌출된 단면이 실질적으로 I형상으로 형성된다. 또한 링부재(88)의 단면형상은 I형상의 단면에 한정되지 않고, 가동철심(86) 및 본네트(50)측이 플레이트부(90)에 대해 축방향으로 소정 길이만큼 확대된 형상일 수 있다.

자성재료로 된 링부재(88)는 수지재로 된 보빈(82)과 다른 금속재질로 제조할 수 있고, 링부재(88)는 보빈(82)과 일체로 형성할 수도 있다. 즉, 링부재(88)와 보빈(82)을 일체로 형성하여 제조함으로써 링부재(88)와 보빈(82)의 축심을 일치시킬 수 있기 때문에, 보빈(82)의 내부를 축방향으로 섭동하는 가동철심(86)이 링부재(88)와 보빈(82)의 축심이 어긋남에 따라 일어날 수도 있는 링부재(88)의 내주면과의 접촉을 방지할 수 있다.

상기 링부재(88)와 가이드부재(62)와의 접합면에는 가이드부재(62)의 홈부에 제2 시일부재(96)가 장착된다. 링부재(88)는 내부에 상기 가동철심(86)이 삽통되는 홀부(98)를 갖는다. 또한 가동철심(86)의 외주면과 링부재(88)의 홀부(98)와의 사이에는 소정의 간격만큼 떨어져 있는 틈새가 설치되어 있기 때문에 링부재(88)와 가동철심(86)이 접촉되지 않아 가동철심(86)의 섭동저항이 발생되지 않는다.

또 도 6에 도시된 바와 같이, 링부재(88)의 각모서리에는 절단부분(99: cutout)이 형성되어 있고, 조립시에 밸브본체(48)에 형성된 미도시된 돌출부와 체결됨으로써 링부재(88)의 축심이 변위하는 것을 방지하여 링부재(88)가 확실하게 위치결정된다.

보빈(82)과 본네트(50)와의 사이에는 상기 보빈(82)의 상부에 형성된 홈부에 제3 시일부재(100)가 장착되어 보빈(82)과 본네트(50)와의 기밀을 유지한다.

밸브기구(54)는 가동철심(86)과 일체로 연결되어 가동철심(86)과 연동하는 밸브플러그(102), 상기 밸브플러그(102)의 실질적인 중앙부에 일체로 장착된 탄성부(104), 및 상기 가이드부재(62)의 제2 밸브착지부(66)의 단부와 밸브플러그(102)와의 사이에 개장된 스프링부재(106)로 되어 있다.

밸브플러그(102)는 단면이 실질적으로 "U"자 형상으로 형성되고(도 1 및 도 3 참조), 상기 밸브플러그(102)의 아암(108a, 108b)의 일단부에는 소정의 길이로 내측으로 확장된 한 쌍의 체결폴부(110a, 110b: pawl)가 형성되어 있으며, 상기 체결폴부(110a, 110b)는 가동철심(86)의 측면에 형성된 체결홈(112a, 112b)에 체결된다. 또 체결홈(112a, 112b)은 체결폴부(110a, 110b)의 형상에 상응한 형상으로 형성되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 가동철심(86)을 밸브플러그(102)에 대해 화살표 G방향으로 실질적으로 수평하게 변위시킴에 따라 체결홈(112a, 112b)의 내부에 체결폴부(110a, 110b)가 삽입되며, 밸브플러그(102)와 가동철심(86)이 확실하게 직접적으로 연결된다(도 1 및 도 3 참조). 그 결과, 밸브플러그(102)는 가동철심(86)의 변위작용하에 일체로 변위한다.

또 상기 아암부(108a, 108b)의 타단부를 연결하는 연결부(114)의 실질적으로 중앙부에 배치된 탄성부(104)는 밸브플러그(102)의 실질적인 중앙부에 형성된 장착홀(116)의 내부에 용접된 수지재를 도입하여 고화시켜 일체로 형성함에 따라 형성된다. 즉, 탄성부(104)는 장착홀(116)의 내부에 도입된 용융된 수지재의 고화작용하에 밸브플러그(102)와 일체로 장착되고, 탄성부(104)의 상면(118a) 및 하면(118b)이 외부로 노출된 상태가 된다(도 1 및 도 3 참조).

장착홀(116) 내부의 실질적인 중앙부에는 내주면간을 연결하는 연결봉(120)이 설치되어 있고, 상기 장착홀(116)에 도입된 수지재는 상기 연결봉(120)을 둘러싸서 고화되기 때문에 탄성부(104)가 장착홀(116)로부터 떨어지는 것을 방지한다.

그 결과, 도 1에 도시된 바와 같이, 가동철심(86)의 변위작용시에 탄성부(104)가 제1 밸브착지부(58)에 착지될 때에 탄성부(104)는 제1 밸브착지부(58)에 압압되기 때에 통로(60)와 챔버(56)가 확실하게 기밀된다. 이 경우, 스프링부재(106)는 밸브플러그(102)를 강제하여 밸브플러그(102)가 제1 밸브착지부(58)에 대해 압압하게 된다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 전자밸브(40)는 기본적으로 상기와 같은 구성으로 되어 있다. 이하에 그 작동 및 작용효과에 대해 설명한다.

도 1에 코일(80)에 전류가 공급되지 않은 비여자상태를 나타낸 것으로, 밸브플러그(102)의 탄성부(104)의 하면(118b)이 스프링부재(106)의 스프링력에 의해 제1 밸브착지부(58)에 착지되어 제1 포트(42)와 제2 포트(44)의 연통이 차단된 오프상태를 나타낸다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 포트(44)는 탄성부(104)의 상면(118a)과 가이드부재(62)의 제2 밸브착지부(66) 및 플랜지부(74)에 의해 형성된 간격을 통해 챔버(56)와 제1 연통로(68)가 연통된 상태이기 때문에 제2 포트(44)가 제2 연통로(70) 및 요부(72)를 통해 제3 포트(46)와 연통되어 있는 상태이다. 이 때문에 외부에 연통된 제3 포트(46)와 연통되어 있는 챔버(56)는 대기 개방상태로 된다.

이와 같은 오프상태에서, 미도시된 전원으로부터 전압을 가하여 코일(80)에 통전함에 따라 상기 코일(80)이 여자되고, 여자작용하에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 자속이 코일(80)로부터 링부재(88)쪽으로 향한다.

또 자속은 링부재(88)의 확장부(92a)로부터 가동철심(86)을 통해 고정철심(84)쪽으로 향하도록 발생하여 코일(80)로 복귀한다. 또한 링부재(88)의 가동철심(86)측의 단면이 축방향으로 소정의 길이만큼 돌출된 확장부(92a, 92b)를 설치함에 따라 가동철심(86)을 향하는 링부재(88)의 축방향의 두께 E를 종래기술의 전자밸브(1)의 자기플레이트(9)의 두께 C(도 18 참조)에 비해 크게할 수 있다. 그 결과, 가동철심(86)을 향하는 링부재(88)의 면적이 크고, 코일(80)로부터 가동철심(86)쪽으로의 자속밀도가 커지기 때문에(도 5의 화살표 참조), 가동철심(86)의 흡인력이 종래기술의 전자밸브(1)에 비해 커지게 된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 코일(80)의 여자작용하에 가동철심(86)이 본네트(50)의 고정철심(84)쪽으로 흡인되고(화살표 X1방향), 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전자밸브(40)가 오프상태에서 온상태로 절환된다.

스프링부재(106)의 스프링력에 대항하여 가동철심(86)이 고정철심(84)쪽으로 미소 거리만큼 변위함으로써 가동철심(86)에 연결된 밸브플러그(102)가 일체로 상승한다(화살표 X1방향). 이 때 가동철심(86)의 상단부가 고정철심(84)의 단면에 당접함으로써 변위종단위치가 된다.

따라서 가동철심(86)의 변위작용하에 밸브플러그(102)의 탄성부(104)의 하면(118b)이 제1 밸브착지부(58)로부터 떨어지기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 제1 포트(42)와 제2 포트(44)가 통로(60) 및 챔버(56)를 통해 연통된 온상태가 된다. 그 결과, 제1 포트(42)를 통해 미도시된 압력유체공급원에 의해 공급된 압력유체는 탄성부(104)와 제1 밸브착지부(58)와의 간격을 통과하고, 챔버(56) 및 제2 포트(44)를 통해 미도시된 유체기기에 공급된다.

이 때, 탄성부(104)의 상면(118a)이 밸브플러그(102)의 변위작용하에 제2 밸브착지부(66)의 선단 및 플랜지부(74)의 선단에 당접하기 때문에 제1 연통로(68)가 폐쇄되고, 제1 연통로(68)와 챔버(56)의 연통이 차단된다. 또한 가동철심(86)의 상방에 가해진 흡인력이 밸브플러그(108)의 탄성부(104)에 일체로 부여되기 때문에 탄성부(104)의 상면(118a)이 제2 밸브착지부(66)의 선단에 강력하게 압압되어 보다 확실하게 제1 연통로(68)의 기밀이 유지된다. 즉, 제2 포트(44)와 제3 포트(46)의 연통이 차단되는 상태가 된다.

상기한 바와 같이, 제1 실시예에서는 가동철심(86)의 체결홈(112a, 112b)에 밸브플러그(102)의 체결폴부(110a, 110b)를 체결시킴에 따라 가동철심(86)과 밸브플러그(102)를 직접 연결하고, 상기 밸브플러그(102)의 연결부(114)에 탄성부(104)를 설치한다. 그 결과, 가동철심(86)의 변위작용하에 연결부(114)의 탄성부(104)의 상면(118a) 및 하면(118b)에 의해 제1 및 제2 밸브착지부(58, 66)를 교대로 개폐할 수 있기 때문에, 도 16에 도시한 종래기술의 전자밸브에서의 밸브플러그(5)와 가동철심(8)의 시일부재(7) 등 2개의 개폐부재를 설치할 필요가 없다. 그 결과, 전자밸브(40)의 구조를 간소하게 할 수 있으며, 부품수를 줄일 수 있다.

또 도 16에 도시된 바와 같이, 종래기술의 전자밸브(1)에서의 가동철심(8)과 밸브플러그(5) 양측에 각각 배설되어 있던 제1 및 제2 스프링(12, 14)을 본 실시예의 전자밸브(20)에서는 단일 스프링부재(106)로 할 수 있기 때문에, 쌍방의 스프링(12, 14)의 스프링력을 상호 조정하여 밸브플러그(5) 및 시일부재(7)의 착지력을 조정하는 번잡한 작업이 불필요하게 된다.

또 탄성부(104)가 제2 밸브착지부(66)에 착지할 때의 탄성부(104)의 압압력이 가동철심(86)의 흡인력에 가해진 흡인력에 의해 강해지기 때문에, 도 16에 도시된 종래의 스프링(12, 14)에 의한 착지부(13, 15)에의 압압력에 비해 착지력을 보다 향상시킬 수 있고 안정한 착지력을 얻을 수 있으며, 제2 밸브착지부(66)의 기밀을 확실하게 유지할 수 있다.

또 밸브플러그(102)를 가동철심(86)과 직접 연결함에 따라 밸브플러그(102)가 가동철심(86)의 변위에 대해 일체로 변위하기 때문에 가동철심(86)의 변위에 대해 밸브플러그(102)의 개폐작업의 응답성을 보다 향상시킬 수 있다.

제1 실시예에서는 가동철심(86)을 향하는 상기 링부재(88)의 내주측과 본네트(50)를 향하는 링부재(88)의 외주측에 각각 축방향으로 소정의 길이만큼 확대된 확장부(92a, 92b)를 설치함에 따라 코일(80)의 여자작용하에 자속이 코일(80)로부터 링부재(88)로 향하면, 가동철심(86)을 향하는 링부재(88)의 표면적이 증가하기 때문에 확장부(92a)로부터 가동철심(86)쪽으로 향하는 자속밀도가 증가할 수 있다. 그 결과, 가동철심(86)으로의 자속밀도를 증대시킬 수 있기 때문에 가동철심(86)의 흡인력을 종래에 비해 증대시킬 수 있다.

또 확장부(92a) 외에 링부재(88)의 외주측에 확장부(92b)를 형성함으로써 내주측에만 확장부(92a)를 형성한 경우에 비해 자속밀도를 보다 증대시킬 수 있기 때문에 흡인력을 보다 증대시킬 수 있다.

이하의 실시예에서 제1 실시예에 의한 전자밸브(40)의 기능과 효과가 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.

도 8∼도 12에, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자밸브(150)가 도시된다.

도 1∼도 4에 도시된 전자밸브(40)와 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하고, 그 상세한 설명은 생각한다.

제2 실시예에 의한 전자밸브(150)에는 가동철심(86)이 삽입된 보빈(54)의 홀부(152) 내주면에 가동철심(58)쪽으로 소정의 길이로 돌출된 다수의 지지부(154a∼154f)가 형성되어 있다.

지지부(154a∼154f)는 외주방향으로 소정의 길이만큼 각각 떨어져 형성되어 있다. 지지부(154a, 154e), (154b, 154d), (154c, 154f)는 보빈(82a)의 홀부(152)의 내주면에 각각 쌍으로 형성되어 있다(도 9 참조).

지지부(154a∼154f)는 외주방향으로 소정의 거리만큼 각각 떨어져 형성되어 있기 때문에 가동철심(86)에 대한 섭동면은 지지부(154a∼154f)에 의해 실질적으로 균일하게 지지될 수 있다. 한편, 보빈(82a)의 섭동면을 지지하기 위해서 다수의 지지부(154a∼154f)는 보빈(82a)의 홀부(152)의 내주면의 외주치수에 비례하여 증감시킬 수도 있다.

또 도 10에 도시된 바와 같이, 지지부(154a∼154f)는 밸브플러그(102)의 체결폴부(110a, 110b) 부근의 위치에서 가동철심(86)의 섭동범위 내에 축방향으로 소정의 길이만큼 확대되도록 형성되고, 다수의 지지부(154a∼154f)는 가동철심(86)의 섭동면에 대해 당접하도록 형성된다. 즉, 가동철심(86)이 코일(80)의 여자작용하에 축방향으로 변위할 때, 가동철심(86)은 지지부(154a∼154f)를 향하는 평면에서 섭동한다.

지지부(154a∼154f)는 가동철심(86)으로부터 축방향을 따라 고정철심(84)쪽으로 확대되도록 지지부(154a∼154f)를 형성하지 않고도 가동철심(86)의 섭동범위 내에서만 확대될 수도 있다.

지지부(154a∼154f)의 형상은 가동철심(86)의 축방향에 배치된 형상에 한정되지 않으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 다수의 지지부(154g∼154i)가 가동철심(86)의 섭동범위 내에서 축에 실질적으로 직교하는 원주방향으로 돌아가도록 형성될 수도 있다. 다수의 지지부(154g∼154i)는 소정의 길이만큼 서로 떨어질 수도 있다. 즉 지지부(154g∼154i)가 소정의 길이만큼 서로 떨어질 때, 가동철심(86)의 섭동면을 실질적으로 균일하게 지지할 수 있다.

또 도 9에 도시된 지지부(154a)의 폭 H가 줄어들면 가동철심(86)에 대한 접촉면이 종래기술의 전자밸브에 비해 줄어들기 때문에 섭동저항을 줄일 수 있다.

제2 실시예에 따른 전자밸브(150)에 있어서, 다수의 지지부(154a∼154f, 154g∼154i)는 가동철심(86)이 삽입된 보빈(82a(b))의 홀부(152) 내주면에 소정의 길이만큼 가동철심(86)쪽으로 돌출되어 있다. 가동철심(86)은 지지부(154a∼154f, 154g∼154i)를 따라 섭동하기 때문에 가동철심(86)과 보빈(82a(b)) 사이의 접촉면적은 종래기술의 전자밸브에 비해 작아진다. 따라서 가동철심(86)의 섭동저항을 줄일 수 있다. 그 결과, 가동철심(86)을 원활하게 변위시킬 수 있으며, 전자밸브(150)의 응답속도를 향상시킬 수 있다.

지지부(154a∼154f, 154g∼154i)를 구비하면, 가동철심(86)과 보빈(82a(b))사이의 접촉면적이 종래기술의 전자밸브에 비해 줄어들기 때문에 가동철심(86)과 보빈(82a(b))의 섭동시에 접촉에 의해 발생하는 마모를 줄일 수 있게 된다. 그 결과, 수지재 등으로 된 보빈(82a(b))의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 유지보수사이클을 연장할 수 있다.

도 13 내지 도 15에 제3 실시예에 의한 전자밸브(200)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 전자밸브(40)와 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.

제3 실시예에 따른 전자밸브(200)에는 솔레노이드(52)에 배치된 코일(80)을 향하도록 본네트(프레임부재: 50)의 실질적인 중앙부 위에 가동철심(86)쪽으로 소정의 길이만큼 동축상으로 돌출되어 있는 돌기부(202)가 있다.

돌출부(202)의 돌출량 J는 돌출부(202)의 단면(204)이 적어도 코일(80)의 상단면(206) 위에서 가동철심(86)쪽으로 돌출하도록 설정된다(도 13 및 도 14 참조). 즉, 돌출부(202)의 일부가 코일(80)의 일부와 동축방향으로 중첩되기 때문에 가동철심(86)은 코일(80)의 여자작용하에 돌출부(202)쪽으로 흡인될 수 있다.

돌출부(202)의 돌출량 J가 가동철심(86)쪽으로 증가하게 되면, 돌출량 J에 비례하는 자기력을 얻을 수 있기 때문에 가동철심(86)에 발생되는 흡인력은 보다 증가하게 된다.

돌출부(202)의 폭 K(도 13 참조)는 가동철심(86)의 폭 L(도 13 참조)과 실질적으로 동일하다. 또 돌출부(202)의 두께 M(도 14 참조)은 가동철심(86)의 두께 N(도 14 참조)과 실질적으로 동일하다. 즉, 돌출부(202)의 단면 형상(도 13의 참조번호 K, 도 14의 참조번호 M 참조)과, 가동철심(86)의 형상(도 13의 참조번호 L, 도 14의 참조번호 N 참조)은 단면이 실질적으로 장방형으로 동일하다.

또 금속재로 된 돌출부(202)는 가동철심(86) 위에서 가동철심(86)쪽으로 소정의 길이만큼 돌출되어 있고, 돌출부(202)의 형상은 가동철심(86)과 실질적으로 동일하며, 종래의 고정철심은 필요하지 않다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 한쌍의 리드선(78a, 78b)은 돌출부(202)로부터 외주쪽으로 소정의 길이만큼 떨어진 위치에 연결되어 있어 미도시된 전원으로부터 솔레노이드(52)로 전류를 공급하게 된다.

보다 큰 흡인력이 필요한 경우는 도 15에 도시된 바와 같이, 금속재로 된 별도의 부가부재(210)를 본네트(50)의 돌출부(202)와 반대쪽에 배치된 요부(208)에 부착할 수도 있다.

제3 실시예에 의한 전자밸브(200)에는 종래기술의 고정철심 대신에 본네트(50)의 실질적인 중앙부에 가동철심(86)쪽으로 동축상에 돌출된 돌출부(202)가 형성되어 있다. 그 결과, 솔레노이드(52)의 여자작용하에 본네트(50)의 돌출부(202)에 의해 가동철심(86)을 흡인할 수 있다. 그 결과, 고정철심이 불필요하기 때문에 부품수를 줄일 수 있고 단가를 절감할 수 있게 된다.

또 금속재로 된 별도의 부가부재(210)를 본네트(50)의 요부(208)에 부착하는 경우에는 돌출부(202)와 별도의 부가부재(210)를 갖는 경우가 돌출부(202)만을 갖는 경우 보다 큰 흡입력을 가질 수 있다.

본 발명에 의하면, 링부재의 단면형상을 넓게 함으로써 자속밀도를 증가시켜서 가동철심의 흡인력을 증대시킬 수 있고, 가동철심이 보빈 내에서 변위할 때의 섭동저항을 줄임으로써 전자밸브의 응답성 및 내구성을 향상시킬 수으며, 종래에 사용되었던 고정철심이 불필요함에 따라 구조가 간략하게 되고, 부품수가 줄어들어 단가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전자밸브의 폐쇄시에서의 종단면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 종단면도,

도 3은 도 1에 도시된 전자밸브의 개방시에서의 종단면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 종단면도,

도 5는 도 1에 도시된 링부재 부근의 부분확대 종단면도,

도 6은 도 1에 도시된 전자밸브의 링부재의 사시도,

도 7은 도 1에 도시된 밸브플러그 및 전자밸브의 가동철심의 조립체를 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자밸브의 폐쇄시에서의 종단면도,

도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 종단면도,

도 10은 도 8에 도시된 가동철심 및 고정철심을 제거함으로써 코일의 홀부에 형성된 지지부를 나타낸 종단면 사시도,

도 11은 도 10에 도시된 지지부의 변형예를 나타낸 종단면사시도,

도 12는 도 8의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선에 따른 종단면도,

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 의한 전자밸브의 폐쇄시에서의 종단면도,

도 14는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선에 따른 종단면도,

도 15는 도 13에 도시된 요부에 설치된 금속부재를 나타낸 종단면도,

도 16은 종래의 전자밸브를 나타낸 종단면도,

도 17은 또다른 종래의 전자밸브를 나타낸 종단면도,

도 18은 도 17에 도시된 전자밸브를 나타낸 부분확대 종단면도,

Claims

솔레노이드(52)의 여자작용하에 가동철심(86)을 흡인함에 따라 변위하는 밸브플러그(102)를 포함하는 전자밸브에 있어서, 상기 밸브플러그(102)는 상기 가동철심(86)에 직접 연결되고, 상기 밸브플러그(102)는 상기 가동철심(86)의 변위에 따라 밸브본체(48)에 형성된 밸브착지부(58)로부터 착탈되어 상기 밸브본체(48)에 형성된 다수의 포트(42, 44, 46)사이의 유체의 연통이 절환되고,

상기 밸브플러그(102)는 단면이 U자형이며, 한 쌍의 아암(108a, 108b)을 구비하고, 소정의 길이만큼 떨어져 평행하게 연장되며,

상기 아암(108a, 108b)은 체결폴부(110a, 110b)를 구비하고, 상기 체결폴부(110a, 110b)는 상기 가동철심(86)의 측면에 형성된 체결홈(112a, 112b)에 조립되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 밸브플러그(102)는 상기 한쌍의 아암(108a, 108b)의 연결단부용 연결부(114)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제4항에 있어서, 상기 밸브착지부(58, 66)에 착지되는 탄성부(104)는 상기 연결부(114)에 직접 부착되는 특징으로 하는 전자밸브.
솔레노이드(52)의 여자작용하에 가동철심(86)을 흡인함에 따라 변위하는 밸브플러그(102)를 포함하는 전자밸브에 있어서, 자성체의 링부재(88)는 상기 가동철심(86)을 둘러싸고 있고, 제1 확장부(92a)는 상기 가동철심(86)의 축을 따라 한방향 및 다른방향으로 돌출되며, 상기 제1 확장부(92a)는 상기 링부재(88)의 내주면을 따라 확장되고,

상기 링부재(88)는 상기 링부재(88)의 각모서리를 원호상으로 절단함으로써 절단부분(99)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제6항에 있어서, 제2 확장부(92b)는 상기 링부재(88)의 외주면 주위에 상기 가동철심(86)의 축을 따라 한방향 및 다른방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
삭제
제6항에 있어서, 상기 제1 확장부(92a)는 상기 솔레노이드(52) 내의 보빈(82) 및 가이드부재(62)에 형성된 홈부(94a, 94b)에 체결되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제7항에 있어서, 상기 제2 확장부(92a)는 상기 솔레노이드(52) 내의 보빈(82) 및 밸브본체(48)에 형성된 홈부(94a, 94b)에 체결되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제6항에 있어서, 상기 링부재(88)는 금속재로 되어 있고, 상기 솔레노이드(52)에 배열되어 있으며, 보빈(82)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
솔레노이드(52)의 여자작용하에 가동철심(86)을 흡인함에 따라 변위하는 밸브플러그(102)를 포함하는 전자밸브에 있어서, 상기 솔레노이드(52)는 코일(80)이 주위에 권취된 공동 보빈(82a), 및 상기 보빈(82a)의 홀부(152)의 내주면으로부터 상기 가동철심(86)쪽으로 돌출된 지지부(154)를 가지며, 상기 지지부(154)는 상기 가동철심(86)의 외벽면에 체결되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제12항에 있어서, 상기 지지부(154)는 상기 가동철심(86)의 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제13항에 있어서, 상기 다수의 지지부(154)는 소정의 거리만큼 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제12항에 있어서, 상기 지지부(154)는 상기 가동철심(86)에 실질적으로 수직하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제15항에 있어서, 상기 다수의 지지부(154)는 소정의 길이만큼 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
솔레노이드(52)의 여자작용하에 가동철심(86)을 흡인함에 따라 변위하는 밸브플러그(102)를 포함하는 전자밸브에 있어서, 상기 전자밸브는 상기 솔레노이드(52)를 둘러싸는 금속프레임부재(50)의 측벽으로부터 상기 가동철심(86)의 축방향으로 상기 가동철심(86)쪽으로 돌출된 돌출부(202)를 또한 포함하며,

상기 돌출부(202)의 단면은 상기 솔레노이드(52)에 배열된 코일(80)을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제17항에 있어서, 상기 돌출부(202)는 상기 가동철심(86)과 동축상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제17항에 있어서, 상기 돌출부(202)는 상기 코일(80)이 주위에 권취된 보빈(82)의 홀부(152)를 따라 돌출되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제17항에 있어서, 상기 돌출부(202)가 형성된 상기 프레임부재(50)의 외벽면에는 요부(208)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
제20항에 있어서, 상기 요부(208)에는 별도의 부가부재(210)가 일체로 부착된 것을 특징으로 하는 전자밸브.