KR101239005B1 - 솔레노이드 밸브 및 이를 포함하는 자동밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로를 개폐 제어하는 자동밸브와 이에 사용되는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 실시례로, 내부를 좌우로 관통하는 작동홀이 형성되어 있으며, 전방에는 상기 작동홀과 연통되는 에어입구홀이 형성되고, 후방에는 상기 에어입구홀을 중심으로 좌우측으로 이격되어 위치되고, 상기 작동홀과 연통되어 있는 제1에어배출홀과 제2에어배출홀이 형성되어 있는 하우징, 상기 에어입구홀을 통해 공급되는 압축공기의 압력을 측정하는 압력계 및 상기 하우징에 결합되는 것으로, 상기 작동홀에 삽입되어 작동홀의 길이 방향으로 슬라이딩 이동 가능하고, 상기 에어입구홀을 제1에어배출홀 또는 제2에어배출홀에 선택적으로 연통시키는 로드와, 상기 로드를 슬라이딩 이동시키는 작동부를 구비하는 로드작동부를 포함하는 솔레노이드 밸브를 제시한다.

Description

솔레노이드 밸브 및 이를 포함하는 자동밸브{Solenoid valve and Auto valve having it}

본 발명은 관로를 개폐 제어하는 자동밸브와 이에 사용되는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

자동밸브는 제어신호를 받아 들여 관로를 개폐하는 제어 장치이다. 제어 수단은 다양한데 그 중 하나는 자동밸브의 구동력은 압축공기를 통하여 얻고, 압축공기의 흐름 방향의 제어는 솔레노이드 밸브가 제어하도록 구성된다.

제어 대상이 되는 유체의 종류 및 압력 조건의 다양성 및 실제 유체의 흐름을 개폐하기 위한 압축공기의 압력 범위의 다양성으로 인하여, 하나의 완제품으로 제작되기 보다는 각기 해당 부품을 분할 제작하고, 필요에 따라 적정한 부품을 조립하여 자동밸브를 구성하는 것이 일반적이다.

이와 같은 조립식 자동밸브는 사용처에 따른 적합한 조합으로 구성하여, 만족스런 성능과 비용을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 다양한 부품 간을 연결해주는 배관 자재를 사용해야 하므로, 구성이 복잡해지는 단점이 있다.

비록 기존 부품 간에 규격이 정해져 유통되고 있으므로, 조립에 큰 어려움이 없더라도 작동 신뢰성이 높지 못하게 된다. 일례로, 공압을 이용하는 자동밸브는 산업 현장에서 대부분 복수 개가 사용되는데, 적은 수의 컴프레셔에서 공급되는 압축공기를 분기하여 사용하다 보니, 모든 자동밸브들에 균등한 압력으로 압축공기를 공급하기 어렵게 된다. 또한 자동밸브들의 개폐작동은 공정의 진행에 따라 미리 정해진 특정 패턴에 따라 이루어지는데, 어느 자동밸브에 공급되는 공기의 압력이 갑자기 낮아지는 경우가 있다. 이 경우, 자동밸브 자체에 결함이 존재하는지 또는 공급된 압축공기의 압력 저하가 원인인지를 구분하는 것이 쉽지 아니하다.

한편 종래의 기술에서 각 부품을 조합하는 과정 중에 성능이 제대로 발휘되지 못하는 부분이 있다. 일례로 사용된 압축공기의 배출 문제가 그러한 데, 압축공기의 배출 속도를 제어하는 기존의 밴트장치는 제어 범위가 너무 좁아 사용자가 의도한 만큼 배출 속도를 설정하기가 매우 까다로운 단점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0021139호 (2012.03.08) 대한민국 공개특허 제10-1989-0010471호 (1989.08.09)

본 발명은 조립의 간편성이 증진되며, 작동의 신뢰성이 향상되고, 작동제어를 위한 설정이 용이하도록 한 솔레노이드 밸브를 제시한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 내부를 좌우로 관통하는 작동홀이 형성되어 있으며, 전방에는 상기 작동홀과 연통되는 에어입구홀이 형성되고, 후방에는 상기 에어입구홀을 중심으로 좌우측으로 이격되어 위치되고, 상기 작동홀과 연통되어 있는 제1에어배출홀과 제2에어배출홀이 형성되어 있는 하우징, 상기 에어입구홀을 통해 공급되는 압축공기의 압력을 측정하는 압력계 및 상기 하우징에 결합되는 것으로, 상기 작동홀에 삽입되어 작동홀의 길이 방향으로 슬라이딩 이동 가능하고, 상기 에어입구홀을 제1에어배출홀 또는 제2에어배출홀에 선택적으로 연통시키는 로드와, 상기 로드를 슬라이딩 이동시키는 작동부를 구비하는 로드작동부를 포함하는 솔레노이드 밸브를 제시한다.

나아가, 상기 제1에어배출홀과 상기 제2에어배출홀의 사이의 상기 작동홀에서 상부로 연통되는 압력측정홀이 형성되어 있고, 상기 압력계는 상기 압력측정홀의 내부 압력을 측정할 수 있다.

또한, 상기 하우징에는 상기 제1에어배출홀과 상기 제2에어배출홀 각각에서 연통되는 제1밴트홀과 제2밴트홀이 형성되어 있고, 상기 제1밴트홀과 상기 제2밴트홀 각각에는 압축공기의 배출 속도를 조절하는 밴트수단이 장착될 수 있다.

더하여, 상기 제1밴트홀 또는 상기 제2밴트홀의 내경은 상부로 갈수록 점차 증대되는 테이퍼부가 형성되어 있고, 상기 밴트수단은 상기 하우징에 나사 결합되어 회전에 의해 상기 제1밴트홀 또는 상기 제2밴트홀에 삽입되는 깊이가 조절되는 몸체부와, 상기 몸체부의 끝단부에 돌출되어 있으며, 상기 테이퍼부의 경사각보다 작은 경사각을 가지는 테이퍼돌기를 포함할 수 있다.

한편, 전술한 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브가 결합되고, 상기 제1에어배출홀과 상기 제2에어배출홀로부터 압축공기를 선택적으로 공급받아 제어 대상이 되는 유체가 통과하는 유로를 개방하거나 폐쇄하는 구동액추에이터를 포함하는 자동밸브를 제시한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 솔레노이드 밸브에 압력계를 부착함으로써, 자동밸브를 설비에서 분리하지 아니하여도 사용자가 압력공기의 압력을 바로 인식할 수 있게 하여, 정상 압력인지 여부를 손쉽게 알 수 있게 하는 장점이 있다.

또한 밴트수단에서 테이퍼돌기의 경사각을 작게 함으로써 밴트되는 에어의 속도를 미세하게 조절할 수 있고, 그에 따라 사용의 편의성이 증대되는 효과를 갖는다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동밸브의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 채용된 솔레노이드 밸브의 하우징을 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 솔레노이드 밸브의 사용 상태를 나타낸 부분 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 채용된 솔레노이드 밸브의 다른 사용 상태를 나타낸 부분 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 하우징의 정면도.
도 6은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 구동액추에이터의 정면도.
도 7은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 구동액추에이터의 평면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 및 이를 포함하는 자동밸브의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

또한 이하의 설명에서 '제1', '제2' 등의 용어는 기술적 의미가 동일성 범위에 있는 구성요소를 편의상 구별하기 위하여 사용된다. 즉, 어떠한 하나의 구성은 임의적으로 '제1구성' 또는 '제2구성'으로 명명될 수 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동밸브의 개략적인 사시도이다.

실시예에 따른 자동밸브(10)는 동력원으로써 공급되는 압축공기를 서로 다른 2개의 출구로 배출하여 밸브의 개폐작동을 제어하는 솔레노이드 밸브(100)와, 이 솔레노이드 밸브(100)에서 배출되는 압축공기로 작동하며, 제어 대상이 되는 유체가 통과하는 유로를 개방하거나 폐쇄하는 구동액추에이터(200)를 포함한다.

더하여, 도 1에는 도시하지 아니하였으나, 도 7에 도시한 바와 같이 솔레노이드 밸브(100)에 결합되며, 솔레노이드 밸브(100)에 공급되는 압축공기에 포함되는 이물질을 필터링하며, 솔레노이드 밸브에 맞게 압력을 조절하는 필터압력레귤레이터(300)가 더 포함될 수 있다. 압축공기의 필터링과 압력 조절을 이루는 필터압력레귤레이터(300)는 널리 알려진 기성제품일 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에서 솔레노이드 밸브(100)는 압축공기가 통과하는 유로를 내부에 형성하고 있는 하우징(1)과, 하우징 내부에서 압축공기의 배출 방향을 제어하는 로드를 작동시키는 로드작동부(2)를 포함한다.

여기서, 로드작동부(2)는 로드(21)와 작동부(26)를 포함한다. 로드는 하우징의 내부에서 슬라이딩 이동하는 부재로 그 외주면에는 복수의 피스톤부재(22, 23, 24, 25)가 결합되어 있다(도 3 내지 도 4 참고).

한편, 작동부(26)는 로드(21)를 하우징(1)의 내부에서 그 길이 방향으로 이동시키는 것으로, 익히 알려진 바와 같은 솔레노이드의 구동 수단을 구비한다. 여기서 구동수단은 솔레노이드에 전류가 흘러 자기장이 형성되면 근처의 철제 물체를 끌어당기는 성질을 이용한 것으로, 작동부는 공지된 다양한 구성 중 어느 하나로 이루어진다.

도 2를 참고하면, 하우징(1)에는 로드작동부에서 연장된 로드(21)가 이동하는 작동홀(11)이 형성되어 있다. 작동홀(11)은 도면을 기준으로 하우징(1)의 좌우를 관통하는 홀로 형성된다.

또한 하우징(1)의 전방에는 에어입구홀(12)이 형성되어 있다. 에어입구홀(12)은 작동홀(11)과 연통되어 있다.

추가적인 구성으로 에어입구홀(12)에는 메시망(121)이 설치되어 있다. 메시망(121)은 하우징(1)의 내부로 유입되는 압축공기에 포함된 여러 이물질을 필터링하여, 로드(21)에 결합된 피스톤부재들이나 구동액추에이터의 내부를 이물질로부터 보호하는 기능을 담당한다.

특히 메시망(121)은 전술한 필터압력레귤레이터가 구비되지 아니한 경우에, 압축공기에 포함되어 유입될 수 있는 테플론 조각이나 금속 가루 등을 차단함으로써 피스톤부재에 결합된 실링 등의 파손을 방지할 수 있는 것이다. 도시하지 아니하였으나, 이러한 메시망은 일정 기간 이후에 교체할 수 있도록, 하우징에서 분리 가능한 구조일 수 있다.

도 3이나 도 4를 참고하면, 하우징(1)의 배면에는 제1에어배출홀(13)과 제2에어배출홀(14)이 형성되어 있다. 제1에어배출홀(13)과 제2에어배출홀(14)은 하우징의 내부에 형성된 작동홀(11)과 연통되어 있다.

도시된 바와 같이, 제1에어입구홀(12)과 제2에어입구홀(12)은 에어입구홀(12)을 중심으로 하여, 하우징(1)의 좌측과 우측에 이격되게 형성된다. 따라서 제1,2에어입구홀 사이에서 작동홀에 에어입구홀이 연결된다.

도 3은 로드(21)가 신축되어 에어입구홀(12)에서 유입된 압축공기가 제2에어배출홀(14)로 배출되는 사용 상태가 도시되어 있다.

로드(21)에 결합되어 있는 피스톤부재들은 소정 간격으로 이격되어 있다. 설명의 편의상 도면의 좌측부터 차례로 제1피스톤부재(22), 제2피스톤부재(23), 제3피스톤부재(24) 및 제4피스톤부재(25)로 명명한다. 이러한 로드(21)는 하우징의 좌측 편에 연결된 작동부(26)에 의하여 작동홀(11)의 길이 방향을 따라 작동홀의 내부에서 좌우로 이동한다. 또한 하우징(1)의 우측편에는 하우징의 끝단부에 위치하며, 로드(21)의 끝단부를 탄성있게 눌러주는 스프링(261)이 결합되어 있다.

스프링(261)은 로드(21)를 작동부(26)의 내부로 탄성있게 밀어주어, 전원 공급이 중단된 상태에서 로드(21)를 원래의 위치로 복원시킨다.

제2피스톤부재(23)는 제1에어배출홀(13)과 에어입구홀(12) 사이를 차단하며, 제1피스톤부재(22)는 제1에어배출홀(13)을 통해 유입되는 압축공기가 작동홀(11) 좌측부를 통해 작동홀(11)의 외부로 유출되는 것을 차단한다. 한편, 제3피스톤부재(24)는 에어입구홀(12)로 들어온 압축공기가 작동홀(11)의 내부로 유입될 틈을 형성하고 있으며, 제4피스톤부재(25)는 에어입구홀(12)로 유입된 압축공기가 작동홀(11)의 우측으로 빠져나가지 못하도록 작동홀(11)을 막고 있다.

이로써 에어입구홀(12)로 들어온 압축공기는 제2에어배출홀(14)로 배출되면서, 제1입구배출홀(19)로 유입되는 공기는 후술하는 제1밴트홀(16)로 유입될 수 있게 된다.

반면 도 4에서는 로드(21)가 신장된 상태로, 제1피스톤부재(22)와 제2피스톤부재(23)가 에어입구홀(12)로 들어온 압축공기가 제1에어배출홀(13)만으로 배출되도록 유로를 생성하고 있으며, 제3피스톤부재(24)와 제4피스톤부재(25)는 제2에어배출홀(14)을 통하여 유입된 공기가 제2밴트홀(17)으로만 유출되도록 작동홀(11) 내에 유로를 형성하고 있다.

이와 같이, 로드(21)의 신축 작동에 의해 공급된 압축공기는 제1에어배출홀(13) 또는 제2에어배출홀(14) 중 어느 하나에 선택적으로 배출된다.

나아가 하우징(1)에는 에어입구홀(12)을 통해 공급되는 압축공기의 압력을 측정하는 압력계(3)가 장착된다.

여기서 압력계(3)는 압축공기의 압력에 의해 변위하는 다이어프램과, 이 다이어프램에 의해 회전하는 다이얼식 압력계일 수 있다. 이와 달리, 압력센서를 통해 측정된 압력값을 전자 디스플레이에 의해 표출하는 전자식 압력계 등 압력계의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.

압력계의 설치는 하우징에 에어입구홀의 내경에 직접 도달하는 홀을 뚫고, 압력계가 상기 홀의 압력을 측정하도록 하여 에어입구홀의 압력을 직접 측정할 수 있다.

도시된 본 발명의 실시예에서는 제1에어배출홀(13)과 제2에어배출홀(14)의 사이에 작동홀에서 상부로 연통되는 압력측정홀(15)을 형성하고, 압력계(3)는 압력측정홀(15) 내부의 압력을 측정하도록 구성된다.

도 3 내지 5에는 압력측정홀(15)이 도시되어 있다. 도 3 내지 도 4에서 압력측정홀(15)과 작동홀(11)의 연결지점은 작동홀(11)의 중심에서 일측으로 치우쳐진 위치에 형성되며, 이 압력측정홀(15)은 압축공기의 정상적인 유입 상태(즉, 도 3인 도 4와 같은 사용 상태)에서 제2피스톤부재(23) 또는 제3피스톤부재(24)에 의해 완전히 막히지 아니함으로써, 에어배출홀(19)에서 유입되는 압축공기가 항시 유통된다. 따라서 제1에어배출홀(13) 또는 제2에어배출홀(14)을 통해 배출되는 압축공기, 즉 에어입구홀(12)을 통해 들어오는 압축공기의 압력을 압력계(3)가 측정할 수 있게 된다.

이러한 압력측정홀(15)의 위치는 하우징의 내부에 직선형 홀을 형성할 수 있게 하므로, 압력측정홀(15)의 형성이 매우 용이한 장점이 있다.

나아가 압력계의 디스플레이 창에는 솔레노이드 밸브 및 구동액추에이터의 작동에 요구되는 압축공기의 압력 범위가 표시되어, 사용자가 압력계를 관찰함으로써 순간적인 압력의 저하를 인지할 수 있도록 구성된다. 또한 압력계의 지시바늘에는 형광물질을 도포하여 사용자가 쉽게 인식할 수 있게 구성된다.

솔레노이드 밸브(100)의 하우징(1)에 압력계(3)가 부착됨으로써 사용자는 현재 공급되는 압축공기의 압력을 알 수 있게 된다. 예를 들어, 자동밸브의 개폐작동이 원활하게 이루어지지 않는 경우, 사용자는 압력계를 통해 압축공기의 압력을 확인하여 작동밸브의 불완전한 작동이 압축공기의 압력저하에 기인한 것인지, 자동밸브 자체의 결함에 의한 것인지를 알 수 있게 된다.

종래의 기술에서, 자동밸브의 작동이 불안정하게 이루어지는 경우에, 압축공기를 공급하는 에어배관과 자동밸브를 분리한 후 에어배관의 압력을 별도의 압력측정장치에 연결해야 하는 번거로움이 있었으나, 본 발명에 의해 이러한 번거로움은 해소된다.

나아가 하우징(1)에는 구동액추에이터(200)에서 배출되는 압축공기를 적절한 속도로 외부로 배출하기 위한 밴트수단(4)이 구비된다.

구동액추에이터(200)는 제1에어배출홀(13) 또는 제2에어배출홀(14)에서 공급된 압축공기를 이용하여 작동하는 바, 어느 한 에어배출홀을 통해 압축공기를 공급받을 때, 나머지 에어배출홀을 통하여 전에 공급되어 구동액추에이터(200) 내부에 존재하는 압축공기를 배출하게 된다. 즉, 제1,2에어배출홀은 구동액추에이터에서 사용되었던 압축공기를 배출하는 통로로 사용된다.

하우징(1)에는 제1에어배출홀(13)과 제2에어배출홀(14)과 연통되며, 하우징(1)의 상부로 연결되는 제1밴트홀(16)과 제2밴트홀(17)이 형성된다.

구체적으로, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1밴트홀(16)은 제1에어배출홀(13)에 인접한 작동홀(11)과 연통되며, 제2밴트홀(17)은 제2에어배출홀(14)에 인접한 작동홀(11)과 연통된다.

도 3에서 제1밴트홀(16)은 제1피스톤부재(22)와 제2피스톤부재(23)의 사이에 위치하여, 제2에어배출홀(14)로 압축공기가 유동할 때에, 제1에어배출홀(13)을 통해 유입되는 압축공기가 제1밴트홀(16)을 통해 빠져 나가게 된다. 한편, 제2밴트홀(17)은 제4피스톤부재(25)가 격벽을 형성하므로 에어입구홀(12)로 들어온 압축공기의 유동 공간과 연통되지 못하게 된다.

반대로 도 4에서는 제1밴트홀(16)이 제1피스톤부재(22)에 의해 공급된 압축공기의 유동 공간과 구획되고, 제2밴트홀(17)은 제3피스톤부재(24)와 제4피스톤부재(25) 사이에 위치되므로 제2에어배출홀(14)과 연통된다.

이와 같이, 제1밴트홀(16)과 제2밴트홀(17)은 제2에어배출홀(14) 또는 제1에어배출홀(13)로 공급된 압축공기가 유동될 때에, 제1에어배출홀(13) 또는 제2에어배출홀(14)을 통해 구동액추에이터로부터 들어오는 압축공기가 배출되는 통로를 형성한다.

도 5를 참고하면, 제2밴트홀(17)과 제2밴트홀(17)을 빠져나가는 압축공기의 배출속도를 조절하는 밴트수단(4)이 도시되어 있다. 구동액추에이터에서 작동홀로 들어온 압축공기는 제2밴트홀(17)을 통하여 하우징의 외부로 배출된다.

제2밴트홀(17)의 내부는 상부를 향하여 단면이 점차 증대되는 테이퍼부(171)가 형성된다. 제2밴트홀(17)의 단면은 원형으로, 테이퍼부(171)는 대략 원통 형상이 된다.

밴트수단(4)은 하우징에 나사 결합되어 회전에 의해 제2밴트홀에 삽입되는 깊이가 조절되는 몸체부(41)와, 몸체부(41)의 끝단부에 돌출되어 있으며 테이퍼부(171)에 대응하는 경사를 가지는 테이퍼돌기(42)를 포함한다.

제2밴트홀(17)의 입구에는 나사홀이 형성된 연결부재(18)가 장착되며, 연결부재(18)의 나사홀에는 밴트수단(4)의 몸체부(41)가 나사결합된다. 이 몸체부의 상단부에는 몸체부(41)를 용이하게 회전시키기 위한 손잡이부(43)가 결합되어 있다.

몸체부(41)의 회전 방향에 따라 밴트수단(4)은 제2밴트홀(17)을 따라 하강하거나, 상승하게 된다.

테이퍼돌기(42)는 테이퍼부(171)의 경사각도보다 작은 경사를 가지는 원뿔 형상이다. 일례로, 도시된 바와 같이 상하 수직선에 대하여 테이퍼부(171)의 경사각도가 대략 20도로 형성될 때에, 테이퍼돌기(42)의 경사각은 대략 10도로, 테이퍼돌기(42)는 테이퍼부(171)의 경사각도보다 작은 경사각도로 형성된다.

몸체부(41)가 하강할수록 테이퍼부(171)와 테이퍼돌기(42) 사이의 간격(S), 즉 압축공기가 통과하는 유로의 단면적이 작아지게 된다. 이로써, 밴트수단(4)이 하강할수록 제2밴트홀(17)을 통과하는 압축 공기의 배출 속도는 늦어지게 된다. 테이퍼돌기(42)와 테이퍼부(171) 사이를 통과한 압축공기는 하우징의 측면에 형성된 배출홀(19)을 통하여 외부로 빠져나가게 된다. 밴트수단을 통한 압축공기의 배출속도는 구동액추에이터의 작동속도에 반영되기 때문에, 결국 후술하는 밸브판의 작동 속도 즉 자동밸브의 개폐속도에 반영된다.

이러한 제2밴트홀(17)의 형상과 밴트수단(4)은, 제1밴트홀(16)에도 동일하게 적용되는 것이다.

본 발명은 하우징의 내부에 형성되는 테이퍼부(171)의 경사보다 테이퍼돌기(42)의 경사를 작게 형성함으로써 테이퍼부(171)의 회전에 따른 간격(S)의 미세 조절이 가능하다.

구체적으로, 몸체부와 연결부재에 형성되는 나사산의 피치를 가공이 용이한 일반적인 사이즈로 형성하더라도, 경사각도가 더 작은 테이퍼돌기(42)를 이용함으로써 테이퍼부(171)와 테이퍼돌기(42) 사이의 간격(S)을 미세하게 조절할 수 있게 된다.

또한, 테이퍼부(171)보다 작은 경사 각도를 가지는 테이퍼돌기(42)에 의해 몸체부(41)의 상하 이동 범위를 길게 할 수 있다.

그에 따라 사용자는 압축공기의 배출속도를 미세하게 설정하여, 자동밸브의 적절한 개폐 작동 속도를 손쉽게 제어할 수 있게 된다.

만일, 테이퍼부와 테이퍼돌기의 경사각도가 일치한다면, 몸체부와 연결부재의 피치 간격에 의해서만 유로의 간격 조절이 가능하게 되므로, 나사산의 피치를 작게 형성하기 위한 제조의 곤란함과 원가 상승의 부담이 있게 된다. 그러나 본 발명은 테이퍼돌기의 각도를 줄임으로써 몸체부에 형성하는 나사산의 피치와 무관하게 밴트수단의 미세 조정이 가능해지는 장점이 있다.

도 5에서 하우징(1)에는 태그를 달기 위한 태그용 홀(191)이 형성되어 있다. 태그용 홀(191)은 작동홀이나 기타 하우징의 내부에 형성된 유로와는 연결되지 아니한 별도의 홀로, 이 태그용 홀(191)에 태그(도시 생략)를 매달 수 있게 하는 것이다.

종래의 기술에서는 태그를 마땅히 거치할 구성을 제공하고 있지 않아, 사용자가 복수의 자동밸브를 구별하기 위한 태그를 달기가 어려웠지만, 본 발명은 태그용 홀(191)을 제공하여 사용 편의성을 증대시킨다.

도 6과 도 7에는 자동밸브의 작동을 위한 구동액추에이터가 도시되어 있다.

구동액추에이터(200)는 압축공기를 공급받아 배관을 통과하는 액체를 단속하기 위한 것으로, 도시된 실시예 외에 널리 알려진 다양한 밸브 작동 수단으로 대체될 수 있다.

도시된 실시예에서 구동액추에이터(200)는 공급된 압축공기를 이용하여 직선 운동을 얻고, 이 직선운동을 회전운동으로 전환하여 유로를 개폐하는 밸브판을 작동시키는 유닛이다.

구체적으로 구동액추에이터(200)는 실린더케이스(5), 피스톤부(6), 피니언 기어(7), 밸브판(8) 및 연결부(9)를 포함한다.

실린더케이스(5)는 구동액추에이터(200)의 외형을 형성하며, 내부에는 작동공간(51)이 형성된다. 또한 실린더케이스(5)에는 솔레노이드 밸브(100)의 하우징(1)과 결합되며, 제1에어배출홀과 제2에어배출홀 각각에 연통되는 제1입력홀(52)과 제2입력홀(53)이 형성되어 있다.

제1입력홀(52)은 작동공간(51)의 양 끝단부에 연통되며, 제2입력홀(53)은 작동공간의 중앙부분에 연통된다. 도 7을 참고하면, 제1입력홀(52)을 통하여 공급된 압축공기가 실린더케이스(5)의 양단부를 통해 작동공간(51)의 내부로 공급되며, 동시에 작동공간(51)의 중앙부분에 있던 압축공기는 제2입력홀(53)을 통하여 솔레노이드 밸브의 하우징 내부로 유출되는 것이 도시되어 있다.

피스톤부(6)는 작동공간의 내에서 슬라이딩 이동하며, 일측에는 래크기어(62)가 구비된 부재이다. 피스톤부(6)는 한 쌍의 피스톤(61)으로 구비하는데, 각 피스톤(61)은 작동공간(51) 내에서 서로 대향된 위치에 배치된다. 피스톤(61)들은 공급된 압축공기에 의해 서로 가깝게 이동하거나, 멀리 떨어지는 방향으로 이동된다.

또한 래크기어(62)는 각 피스톤(61)에 서로 대향된 위치에 결합되어 있다. 래크기어(62)는 피스톤(61)과 일체를 이룸으로써 피스톤(61)과 함께 이동된다.

피니언 기어(7)는 실린더케이스(5)에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 래크기어(62)에 맞물려 피스톤부(6)의 이동에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전된다. 도 7에는 양 피스톤(61)이 서로 가까워지는 방향으로 이동함에 따라 피니언 기어(7)가 시계 방향으로 회전됨이 도시되어 있다.

도 6을 참고하면, 피니언 기어(7)의 회전 축에는 밸브판(8)이 연결되어 있다. 밸브판(8)은 피니언 기어(7)의 회전에 따라 회전 축을 중심으로 정방향 또는 역방향으로 회전된다.

제어대상인 유체가 흐르는 배관(P)은 연결부에 연결되어 있다. 연결부(9)에는 밸브판(8)을 감싸는 공간이며, 밸브판(8)의 회전에 따라 폐색되거나 개방되는 유로가 형성되어 있다. 밸브판의 회전에 유로가 개폐되어 배관을 통해 흐르는 유체의 흐름을 제어할 수 있게 된다.

도면에서 제시된 구동액추에이터(200)는 서로 다른 입력홀을 통해 유입되는 압축공기를 이용하여 밸브판을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 유로를 단속하는 구성을 가지는 것이지만, 다른 실시예로 구동액추에이터는 서로 다른 입력홀을 통해 유입되는 압축공기를 이용하여 유체의 흐름을 단속하는 다양한 공지된 구성을 가질 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 별도의 필터압력레귤레이터(300)를 장착하는 경우에, 하우징(1)의 에어입구홀(12) 주변을 돌출시키고, 그 돌출된 끝단부에 플랜지(122)를 형성함으로써 상용되는 필터압력레귤레이터(300)와의 결합을 용이하게 할 수 있다.

종래에는 에어입구홀의 내부에 나사탭을 형성하고, 테플론 테이프를 감은 엘보우를 사용하여 필터압력레귤레이터와 연결하였으나, 이러한 연결 방식은 별도의 엘보우를 사용하는 번거로움과, 테플론 테이프로 인한 내부 오염의 문제가 있는 단점이 있다. 그러나 본 발명과 같이 에어입구홀(12)의 주변을 돌출시킨 후 플랜지(122)를 형성시킴으로써, 간단한 클램프(C)를 통해 하우징(1)과 필터압력레귤레이터(300)를 연결할 수 있는 장점이 있다.

10 : 자동밸브
100 : 솔레노이드 밸브
1 : 하우징
11 : 작동홀 12 : 에어입구홀 121 : 메시망 122 : 플랜지
13 : 제1에어배출홀 14 : 제2에어배출홀 15 : 압력측정홀
16 : 제1밴트홀 17 : 제2밴트홀 171 : 테이퍼부 18 : 연결부재
19 : 배출홀 191 : 태그용 홀
2 : 로드작동부
21 : 로드 22 : 제1피스톤부재 23 : 제2피스톤부재
24 : 재제3피스톤부재 25 : 제4피스톤부재 26 : 작동부
261 : 스프링
3 : 압력계
4 : 밴트수단
41 : 몸체부 42 : 테이퍼돌기 43 : 손잡이부
200 : 구동액추에이터
5 : 실린더케이스 51 : 작동공간 52 : 제1입력홀 53 : 제2입력홀
6 : 피스톤부 61 : 피스톤 62 : 래크기어
7 : 피니언 기어 8 : 밸브판 9 : 연결부
300 : 필터압력레귤레이터
P : 배관 C : 클램프 S : 간격

Claims (6)

1. 내부를 좌우로 관통하는 작동홀이 형성되어 있으며, 전방에는 상기 작동홀과 연통되는 에어입구홀이 형성되고, 후방에는 상기 에어입구홀을 중심으로 좌우측으로 이격되어 위치되고, 상기 작동홀과 연통되어 있는 제1에어배출홀과 제2에어배출홀이 형성되어 있는 하우징;
   상기 에어입구홀을 통해 공급되는 압축공기의 압력을 측정하는 압력계; 및
   상기 하우징에 결합되는 것으로, 상기 작동홀에 삽입되어 작동홀의 길이 방향으로 슬라이딩 이동 가능하고, 상기 에어입구홀을 제1에어배출홀 또는 제2에어배출홀에 선택적으로 연통시키는 로드와, 상기 로드를 슬라이딩 이동시키는 작동부를 구비하는 로드작동부;를 포함하는 솔레노이드 밸브.
2. 제1항에서,
   상기 제1에어배출홀과 상기 제2에어배출홀의 사이의 상기 작동홀에서 상부로 연통되는 압력측정홀이 형성되어 있고,
   상기 압력계는 상기 압력측정홀의 내부 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
3. 제1항에서,
   상기 하우징에는 상기 제1에어배출홀과 상기 제2에어배출홀 각각과 연통되는 제1밴트홀과 제2밴트홀이 형성되어 있고,
   상기 제1밴트홀과 상기 제2밴트홀 각각에는 압축공기의 배출 속도를 조절하는 밴트수단이 장착되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
4. 제3항에서,
   상기 제1밴트홀 또는 상기 제2밴트홀의 내경은 상부로 갈수록 점차 증대되는 테이퍼부가 형성되어 있고,
   상기 밴트수단은
   상기 하우징에 나사 결합되어 회전에 의해 상기 제1밴트홀 또는 상기 제2밴트홀에 삽입되는 깊이가 조절되는 몸체부와,
   상기 몸체부의 끝단부에 돌출되어 있으며, 상기 테이퍼부의 경사각보다 작은 경사각을 가지는 테이퍼돌기를 포함하는 솔레노이드 밸브.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 솔레노이드 밸브;
   상기 솔레노이드 밸브가 결합되고, 상기 제1에어배출홀과 상기 제2에어배출홀로부터 압축공기를 선택적으로 공급받아 제어 대상이 되는 유체가 통과하는 유로를 개방하거나 폐쇄하는 구동액추에이터를 포함하는 자동밸브.
6. 제5항에서,
   상기 구동액추에이터는
   내부에 작동공간을 가지는 실린더케이스.
   상기 솔레노이드 밸브에서 공급된 압축공기에 의하여 상기 작동공간 내에서 슬라이딩 이동하며, 일측에 래크기어가 구비된 피스톤부,
   상기 래크기어에 연결되어 회전되는 피니언 기어,
   상기 피니언 기어의 회전 축에 연결되어 있는 밸브판 및
   상기 밸브판의 회전에 의하여 개폐되며, 제어대상이 되는 유체가 유동하는 배관과 연통되는 유로를 구비하는 연결부를 포함하는 자동밸브.

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