KR101012411B1 - 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립구조가 변경된 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 대표적인 특징은 솔레노이드 밸브의 구성 중 하나인 캡과 바디부분의 조립을 코킹방식에서 락킹방식으로 변경한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

본 발명에 의한 솔레노이드 밸브는 솔레노이드를 사용하는 모든 밸브에 적용 가능하고, 락킹방식을 사용함으로써 조립시 플런저와 코어의 스트로크 변화를 최소화 할 수 있으며, 제품성능의 안정화를 이룰 수 있는 특징이 있다.

또한, 락킹 방식으로 조립시 항상 일정한 위치에서 결합되어 외부하중 및 충격이 강하게 발생되더라도 분리되지 않으며, 특히, 미세한 스트로크를 조정하여 밸브를 가변해야 하는 제품의 경우에 락킹 체결방식을 적용하면 스트로크 변화에 따른 성능 불안정을 해소할 수 있다.

솔레노이드밸브, 조립, 락킹, 전자, 스트로크

Description

솔레노이드밸브{Solenoid valve}

본 발명은 조립구조가 변경된 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 대표적인 특징은 솔레노이드 밸브의 구성 중 하나인 캡과 바디부분의 조립을 코킹방식에서 락킹방식으로 변경한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

솔레노이드밸브는 솔레노이드코일에 전류를 인가시켜 전자력을 발생시키고 이러한 전자력을 이용하여 플런저를 직선 이동시킴으로써 유체의 유동경로를 변경하는 수단으로서 널리 사용되고 있다.

도 1a 및 도 1b는 가스의 유동을 단속하기 위한 솔레노이드밸브의 일예가 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면 솔레노이드밸브는 캡(100)과, 플레이트스프링(210)과, 플런저(220)와, 바디(400)와, 요크(300) 및 코어(500)를 포함한다.

캡(100)은 유체가 유출되는 복수개의 유출포트(101,102,103)와, 상기 복수개의 유출포트(101,102,103)와 각각 연통되는 밸브실이 형성되어 있다.

플레이트스프링(210)은 플런저(220)의 상부에 구비되어 플런저(220)와 함께 바디(400)의 내부 상단에 구비되는 것으로, 자체적인 탄성복원력을 플런저(220)에 가함으로써 플런저(220)의 직선이동을 도와 플런저(220)의 직선이동을 위해 소비되는 전력을 절감하게 한다.

또한, 플레이트스프링(220)의 상부 가장자리는 고무에 의한 몰딩부(211)를 구비하여 캡(100)과 바디(400) 사이를 실링한다.

플런저(220)는 상기 플레이트스프링(210)의 하부에 구비되어 코일의 전자력에 의해 직선이동되는 구성으로 상부는 밸브실 내에 직선이동됨으로서 유출포트(101,102,103) 중 어느 하나, 또는 후술하는 코어(500)의 상부를 개폐하여 코어(500)로부터 유출포트로의 유체 유동 및 유출포트(101,102,103)간의 유체 유동을 단속한다.

바디(400)는 상부 양측에 다수개의 홈(411,421)을 형성한 플랜지(410,420)를 구비하고, 내부는 코일과 보빈과 상하부가 개방된 코어(500)가 구비된다.

요크(300)는 코어(500)와 일체형으로 이루어진 구성으로 양측엔 상기 플랜지(410,420)에 형성된 다수개의 홈(411,421) 중 어느 하나에 삽입되어 고정됨으로써 요크(300)와 바디(400)를 고정하는 1고정부(311,321)와, 상기 플랜지(410,420)에 형성된 다수개의 홈(411,421) 중 적어도 하나 이상의 홈에 삽입하고 캡(100)의 하부를 고정하는 2고정부(312,322)가 형성된다.

종래의 많은 솔레노이드밸브는 이와 같이 구성에 의해 주로 코킹방식을 취하고 있으나 코킹 및 컬링시에 2고정부(312,322)가 캡(100)을 바디(400)의 하측으로 무리하게 인장하고 있어 바디(400) 내부의 구성(플런저, 플레이트스프링 등)에 영향을 주어 스트로크의 변화를 주거나, 캡(100)의 하부측을 손상하는 사례 등의 문 제점을 야기하였다.

즉, 코킹시 과다한 하중이 가해졌을 경우 제품에 크랙이 발생할 수 있으며, 스트로크에 민감한 제품일수록 성능상의 변화가 발생되어 성능이 불안정한 결과가 초래되었다.

또한, 코킹 및 컬링을 해야하기 때문에 관련지그 및 설비를 제작해야 하며 제품형상 변경시 설비를 재제작해야 하는 문제점을 야기하고, 잘못된 위치의 코킹으로 인해 제품에 손상이 가해졌을 경우 분해가 어려워 재생이 불가능한 단점이 있었다.

또한, 이와 같은 솔레노이드밸브는 요크(300)에 코어(500)를 압입한 후 브레이징 처리한 것이어서 코어(500)와 요크간(300)의 직각도 오차 및 조립공차가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플런저와 코어의 스트로크 변화를 최소화하고, 안정적인 동작이 가능하도록 락킹방식으로 조립되는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 상부는 복수개의 유출포트가 형성되고, 하부는 상기 복수개의 유출포트와 각각 연통되는 밸브실이 형성되며, 하부의 양측은 결합홈이 형성된 캡과; 상기 캡의 하부 내주면과 대응되는 외주면을 갖으며 양측은 상기 캡의 결합홈에 끼움 결합되도록 양측에 돌출턱이 형성된 돌출부와, 상기 캡의 하부 외주면과 대응되는 외주면을 갖으며 돌출부의 하부로 연장되는 중공부와, 상기 중공부의 상부 양측에 수평으로 구비되며 다수개의 끼움홈이 형성된 플랜지를 포함하는 바디와; 관통공이 형성된 받침판의 양측으로부터 수직으로 평행하게 연장되는 가이드판과, 상기 가이드판 중 어느 하나의 가이드판의 일측과 직교되는 방향으로 연장되며 결합공을 형성한 결합편과, 상기 가이드판의 각각의 상측에 형성되어 플랜지의 끼움홈에 삽입 고정되는 다수개의 돌출편으로 구성되는 요크와; 상기 바디의 내주면에 장착되며 내측에 걸림턱을 형성한 보빈과; 상기 보빈의 걸림턱과 요크의 관통공에 걸림되어 고정되며 내부는 유체가 출입되도록 개방된 구조로 형성되어 상부는 바디의 상부측에 위치되고, 하부는 요크의 하부측으로 돌출되는 코어와; 상기 보빈의 외주면과 바디의 내주면 사이에 개재되고 전류가 인가되면 여자되 어 전자력을 발생하는 코일과; 상기 코일의 전자력에 의해 직선이동되며 내부는 압축스프링을 구비하여 코어의 상부에 삽입되는 플런저와; 중심은 판막이 구비되고 가장자리는 유로홈이 형성되어 상기 플런저의 상부에 구비되는 플레이트스프링과; 상기 플레이트스프링의 상부 및 유로홈과 플레이트스프링의 둘레 사이에 캡의 하단과 밀착되도록 오버몰딩된 몰딩부를 포함하여 요크 돌출편과 바디의 플랜지 및 바디의 돌출턱과 캡의 결합홈이 서로 락킹방식으로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 솔레노이드 밸브에 의하면 솔레노이드 밸브의 구성 중 하나인 캡과 바디부분의 조립을 코킹방식에서 락킹방식으로 변경함으로써 바디가 항상 캡의 일정한 위치에 결합됨으로 플런저와 코어의 스트로크 변화를 최소화할 수 있어 미세한 스트로크 조정을 요하는 솔레노이드 밸브의 경우에 적용하면 성능 불안전을 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 바디와 캡의 결합된 부분에 외부하중이 발생하더라도 이탈현상이 종래에 비해 현저히 방지됨으로써 이 또한 스트로크의 변화를 최소화하여 성능의 안정화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

또한, 코킹방식에 의해 이루어진 솔레노이드 밸브는 코킹을 위한 코킹지그 및 소형프레스기가 필요하였으나, 본 발명의 솔레노이드 밸브는 락킹방식임으로 최소의 간단한 지그만으로도 수작업조립이 가능하여 조립시간이 단축되는 효과가 있다.

또한, 요크와 코어를 분리함으로써 일체형 가공시 발생되는 코어와 요크간의 직각도 오차 및 조립공차를 방지하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들과 관련하여 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이 크게 캡(10)과, 바디와, 요크와, 코어로 구성되며, 캡(10)과, 바디와, 요크가 락킹방식으로 결합함으로써 캡(10)의 손상 및 결합으로 인한 바디의 내부에 구비되는 플런저(22)와 플레이트스프링(21)에 영향을 덜 주어 스트로크의 변화를 최소화시킨 것이 특징이다.

캡(10)은 복수개의 유출포트(11,12,13)가 상부에 형성되고, 상기 복수개의 유출포트(11,12,13)와 각각 연통되는 밸브실(17)이 하부에 형성되며, 하부의 양측은 결합홈(14,15)이 형성된다.

도 3 및 도 4를 참조하면 캡(10)의 유출포트(11,12,13) 중 두개의 유출포트(11,12)는 캡(10)의 하부측 유출공(11a,11b)과 서로 연통되고, 나머지 하나의 유출포트(13)는 캡(10)의 하부측 유출공(13a)과 연통된다.

그리고 유출포트(11,12,13)는 캡(10)의 하부측 밸브실(17)에 의해 각각 연통되는 구조이다.

바디는 상기 캡(10)의 하부 내주면과 대응되는 외주면을 갖으며 양측은 상기 캡(10)의 결합홈(14,15)에 끼움 결합되도록 양측에 돌출턱(43a)이 형성된 돌출부(43)와, 상기 캡(10)의 하부 외주면과 대응되는 외주면을 갖으며 돌출부(43)의 하부로 연장되는 중공부(45)와, 상기 중공부(45)의 상부 양측에 수평으로 구비되며 다수개의 끼움홈(41a,42a)이 형성된 플랜지(41,42)를 포함하여 구성된다.

여기서, 바디의 돌출턱(43a)은 외력이 작용하면 돌출부(43)의 내측으로 이동되고 외력이 소실되면 복귀되는 후크형태로 구성하는 것이 바람직한데 이는 돌출턱(43a)과 결합홈(14,15)의 결합을 용이하게 하기 위함이다.

요크는 관통공(34a)이 형성된 받침판(34)의 양측으로부터 수직으로 평행하게 연장되는 가이드판(31,32)과, 상기 가이드판(31,32) 중 어느 하나의 가이드판(32)의 일측과 직교되는 방향으로 연장되며 결합공(33a)을 형성한 결합편(33)과, 상기 가이드판(31,32)의 각각의 상측에 형성되어 플랜지(41,42)의 끼움홈(41a,42a)에 삽입 고정되는 다수개의 돌출편(31a,32a)으로 구성된다.

상기 돌출편(31a,32a)은 일측에 돌기(31b,32b)가 형성되어 있어 돌출편(31a,32a)이 상기 끼움홈(41a,42a)에 삽입되면 돌기(31b,32b)가 플랜지(41,42)의 상단을 걸침으로써 고정된다.

보빈(60)은 상기 바디의 내주면에 장착되며 내측에 걸림턱(61)을 형성하여 이루어진 구성이고, 코어는 상기 보빈(60)의 걸림턱(61)과 요크의 관통공(34a)에 상,하부가 걸림되어 고정되고 내부는 유체가 출입되도록 개방된 구조로 형성되며, 상단은 바디의 상부측에 위치되고 하단은 요크의 하부측으로 돌출되는 구성이다.

상기 코어를 상세히 설명하면 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 바디의 중공부(45)에 삽입되어 외주면은 보빈(60)의 내주면과 밀착하되, 보빈(60)의 걸림턱(61)과 요크의 관통공(34a)의 상단에 걸림되는 중심부(51)와, 중심부(51)의 상하 측으로 연장되는 원통(52)과, 상기 원통(52)의 상부로 단턱을 형성하여 연장되는 연장부(54)로 이루어진다. 상기 연장부(54)는 플런저(22)가 삽입되는 부위이고, 이러한 연장부(54)의 일측은 플런저(22)의 삽입시 플런저(22)의 내부에 구비된 압축스프링(90)을 고정하기 위해 고정턱(54a)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 보빈(60)의 걸림턱(61)과 요크의 관통공(34a)에 걸림되어 고정되는 코어의 외주면과 보빈(60)의 내주면 사이는 외부 가스에 노출되는 것으로부터 방지하기 위하여 적어도 하나 이상의 실링부(53)가 개재되는 것이 바람직하다.

코일(70)은 상기 보빈(60)의 외주면과 바디의 내주면 사이에 개재되고 전류가 인가되면 여자되어 전자력을 발생하고, 플런저(22)는 상기 코일(70)의 전자력에 의해 직선이동되며 내부는 압축스프링(90)을 구비하여 코어의 상부에 삽입되는 구성이다.

플레이트스프링(21)은 판막(23)이 중심에 구비되고 가장자리는 유로홈(21b)이 형성되어 상기 플런저(22)의 상부에 구비된다. 몰딩부(21a)는 상기 플레이트스프링(21)의 상부 및 유로홈(21b)과 플레이트스프링(21)의 둘레 사이에 캡(10)의 하단과 밀착되도록 오버몰딩된 구성이다.

이하에서는 이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 결합관계 및 동작관계를 설명한다.

도 3을 참조하면 우선 코어를 바디에 삽입한 후 요크를 바디와 결합한다. 여기서 바디는 코일(70)과 보빈(60)이 장착된 것이며 코어의 중심부(51)는 보빈(60) 의 걸림턱(61) 및 요크의 관통공(34a)에 걸림되어 고정된다.

플런저(22) 및 플레이트스프링(21)은 바디의 상부에 안착되고, 캡(10)은 바디의 상부와 결합된다. 이때 바디의 돌출턱(43a)을 누른 후 캡(10)의 결합홈(14,15)을 바디의 돌출턱(43a)에 맞추어 결합하면 용이하게 결합될 수 있다.

이와 같은 결합에 의하면 플런저(22) 및 플레이트스프링(21)의 유동을 최소화 함으로서 도 4와 같은 상태를 유지함으로 스트로크의 범위(L)에 영향을 주지 않아 유체(A)의 원활한 이동이 가능하여 결국 솔레노이드밸브의 정밀한 제어를 이룰 수 있다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 솔레노이드밸브 및 솔레노이드밸브의 결합구조를 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 솔레노이드밸브를 도시한 도면이고,

도 3은 도 2의 분리사시도이며,

도 4는 도 2의 단면을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 캡 11,12,13: 유출포트

14,15: 결합홈 17: 밸브실

21: 플레이트스프링 22: 플런저

21a: 몰딩부 21b: 유로홈

23: 판막 31,32: 가이드판

31a,32a: 돌출편 33: 결합편

33a: 결합공 34: 받침판

34a: 관통공 41,42: 플랜지

41a,42a: 끼움홈 43: 돌출부

43a: 돌출턱 45: 중공부

53: 실링부 60: 보빈

61: 걸림턱 70: 코일

90: 압축스프링

Claims (3)

1. 상부는 복수개의 유출포트(11,12,13)가 형성되고, 하부는 상기 복수개의 유출포트(11,12,13)와 각각 연통되는 밸브실(17)이 형성되며, 하부의 양측은 결합홈(14,15)이 형성된 캡(10)과;

   상기 캡(10)의 하부 내주면과 대응되는 외주면을 갖으며 양측은 상기 캡(10)의 결합홈(14,15)에 끼움 결합되도록 양측에 돌출턱(43a)이 형성된 돌출부(43)와, 상기 캡(10)의 하부 외주면과 대응되는 외주면을 갖으며 돌출부(43)의 하부로 연장되는 중공부(45)와, 상기 중공부(45)의 상부 양측에 수평으로 구비되며 다수개의 끼움홈(41a,42a)이 형성된 플랜지(41,42)를 포함하는 바디와;

   관통공(34a)이 형성된 받침판(34)의 양측으로부터 수직으로 평행하게 연장되는 가이드판(31,32)과, 상기 가이드판(31,32) 중 어느 하나의 가이드판(32)의 일측과 직교되는 방향으로 연장되며 결합공(33a)을 형성한 결합편(33)과, 상기 가이드판(31,32)의 각각의 상측에 형성되어 플랜지(41,42)의 끼움홈에 삽입 고정되는 다수개의 돌출편(31a,32a)으로 구성되는 요크와;

   상기 바디의 내주면에 장착되며 내측에 걸림턱(61)을 형성한 보빈(60)과;

   상기 보빈(60)의 걸림턱(61)과 요크의 관통공(34a)에 상,하부가 걸림되어 고정되고 내부는 유체가 출입되도록 개방된 구조로 형성되며, 상단은 바디의 상부측에 위치되고 하단은 요크의 하부측으로 돌출되는 코어와;

   상기 보빈(60)의 외주면과 바디의 내주면 사이에 개재되고 전류가 인가되면 여자되어 전자력을 발생하는 코일(70)과;

   상기 코일(70)의 전자력에 의해 직선이동되며 내부는 압축스프링(90)을 구비하여 코어의 상부에 삽입되는 플런저(22)와;

   중심은 판막(23)이 구비되고 가장자리는 유로홈(21b)이 형성되어 상기 플런저(22)의 상부에 구비되는 플레이트스프링(21)과;

   상기 플레이트스프링(21)의 상부 및 유로홈(21b)과 플레이트스프링(21)의 둘레 사이에 캡(10)의 하단과 밀착되도록 오버몰딩된 몰딩부(21a);

   를 포함하여 요크의 돌출편(31a,32a)과 바디의 플랜지(41,42) 및 바디의 돌출턱(43a)과 캡(10)의 결합홈(14,15)이 서로 락킹방식으로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보빈(60)의 걸림턱(61)과 요크의 관통공(34a)에 걸림되어 고정되는 코어의 외주면과 보빈(60)의 내주면 사이는 외부 가스에 노출되는 것으로부터 방지하기 위하여 적어도 하나 이상의 실링부(53)가 개재되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 바디의 돌출턱(43a)은 외력이 작용하면 돌출부(43)의 내측으로 이동되고 외력이 소실되면 복귀되는 후크형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.

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