KR101801111B1 - 도료 분사장치용 마이크로 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 도료가 이동되는 이동로가 형성된 장착본체의 내부에 설치되고, 상기 이동로를 개폐하면서 도료의 공급을 단속하는 도료 분사장치용 마이크로 밸브에 관한 것으로서, 선단부 일측에 유입구가 형성되고, 선단부 타측에 유출구가 형성되며, 내부에 상기 유입구와 상기 유출구와 연통되는 수용공간이 형성된 몸체부 및 일단부가 상기 수용공간에 이동 가능하게 설치되고, 타단부가 상기 몸체부 선단을 통해 외부로 노출되어 상기 이동로를 개폐하는 개폐부 및 상기 몸체부 선단부 내면 일측에 설치되고, 자력(磁力)으로 상기 개폐부를 상기 몸체부 선단 방향으로 흡인하는 자성체를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 자성체의 자력(磁力)을 이용하여 압축공기에 의해 개방되는 방향으로 동작된 개폐부의 차폐되는 방향으로의 복귀동작이 이루어지도록 함으로써, 마이크로 밸브의 내구성이 종래와 같이 스프링의 내구성에 의존하지 않게 되어 이에 따른 내구성이 현저하게 향상된다.
또한, 마이크로 밸브 내부에 스프링이 설치되는 별도의 공간을 생략할 수 있어 마이크로 밸브의 사이즈를 현저하게 축소할 수 있게 되어 마이크로 밸브의 초 소형화가 가능하다.
또한, 마이크로 밸브 내면 일측에 내부로 공급되는 압축공기의 일부가 자성체와 접하면서 순환되도록 하는 냉각유로를 형성함에 따라 자성체가 과열되는 것을 방지함으로써, 과열로 인해 마이크로 밸브의 내구성이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

Description

도료 분사장치용 마이크로 밸브{Micro valve of paint spraying apparatus}

본 발명은 도료 분사장치용 마이크로 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자성체에 자력에 의해 마이크로 밸브의 개폐동작이 이루어짐으로써, 내구성이 현저하게 향상될 뿐 아니라 초 소형화가 가능한 도료 분사장치용 마이크로 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 생산 라인에 있어서 차체가 완성된 후, 차체의 부식을 방지하고, 방음과 함께 미관을 수려하게 하여 상품성을 높이기 위해 도장공정이 이루어지고 있다.

상기 도장 공정이 적용되는 도장라인에서는 전처리 공정의 건조로를 통과한 차체의 방청과 표면광택의 인자가 되는 전착(하도)공정과, 실러를 도포한 후, 도료의 내 치핑성, 평활성, 내후성 등을 갖게 하는 중도공정 및 미관상의 광택감을 주는 상도공정 및 클리어 공정 등을 통하여 차체에 도장막을 형성하게 된다.

이러한, 도장라인에서 특히, 중상도 공정에서는 로봇암 선단에 설치되고, 차체에 대한 도료의 도장을 실시하는 도료 분사장치가 제공되는데, 상기 도료 분사장치는 선단에 외부로부터 공급되는 액상도료를 미스트(mist)화하여 분무함과 아울러 분무되는 액상도료 측으로 압축공기를 동시에 분사하여 분무되는 액상도료가 차체에 분사되도록 하는 분사노즐이 설치된다.

그리고, 상기 도료 분사장치는 분사노즐로 공급되는 도료의 공급을 단속하는 마이크로 밸브가 설치되는데, 상기한 마이크로 밸브는 도료 공급부로부터 분사노즐로 공급되는 도료의 공급로를 개폐하면서 도료의 공급을 단속하게 된다.

도 1은 종래의 도료 분사장치용 마이크로 밸브가 설치된 상태를 도시한 것이고, 도 2a 및 도 2b는 종래의 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 동작도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 도료 분사장치용 마이크로 밸브는 내부에 도료의 이동로(41)가 형성된 장착본체(40)의 내부 일측에 설치되어 이동로(41)를 통해 공급되는 도료의 공급을 단속하는 역할을 한다.

이러한 마이크로 밸브는 선단부 외면 일측에 유입구(11)가 형성되고 내부에 수용공간(S)이 형성된 몸체부(10)와, 상기 수용공간(S)에 전후진 이동 가능하도록 설치되어 이동로(41)를 통해 공급되는 도료의 공급을 단속하는 개폐부(20)와 개폐부(20)의 후단에 설치되어 상기 개폐부(20)에 상기 몸체부(10)의 선단 방향으로 탄성력을 인가하는 스프링(30')을 포함하여 이루어진다.

개폐부(20)는 세부적으로 수용공간(S)에 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재(21)와, 피스톤부재(21)의 선단방향으로 연장형성되는 샤프트부재(22)와 샤프트부재(22)의 선단에 설치되는 니들부재(23)를 포함하여 구성된다.

위와 같은 마이크로 밸브는 도 2a에 도시된 바와 같이, 유입구(11)를 통해 압축공기가 공급되면 피스톤부재(21)가 몸체부(10) 후단방향으로 이동됨에 따라 샤프트부재(22)가 동반 이동되어 상기 니들부재(23)가 도료의 이동로(41)를 개방하고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 압축공기의 공급이 중단되면 스프링(30')의 탄성 복원력에 의해 상기 피스톤부재(21)가 몸체부(10)의 선단 방향으로 복귀됨에 따라 샤프트부재(22)가 동반 이동되어 상기 니들부재(23)가 도료의 이동로(41)를 차폐하게 된다.

그러나, 상기한 종래의 마이크로 밸브의 내구성은 스프링(30')의 내구성에 의존하게 되는데, 일반적인 압축 스프링의 경우 요구되는 수준의 충분한 개폐 동작 횟수를 담보하기 어려워 내구성을 확보하는데 어려움이 있다.

그리고, 스프링(30')의 품질 관리가 제대로 이루어지지 않는 경우, 마이크로 밸브의 불량 및 오작동이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 마이크로 밸브 내에 스프링(30')이 설치되는 공간을 확보해야함에 따라 마이크로 밸브의 소형화에 한계가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자성체의 자력(磁力)을 이용하여 압축공기에 의해 개방되는 방향으로 동작된 개폐부의 차폐되는 방향으로의 복귀동작이 이루어지도록 한 도료 분사장치용 마이크로 밸브를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 내면 일측에 내부로 공급되는 압축공기의 일부가 자성체와 접하면서 순환되도록 하는 냉각유로를 형성한 도료 분사장치용 마이크로 밸브를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 도료가 이동되는 이동로가 형성된 장착본체의 내부에 설치되고, 상기 이동로를 개폐하면서 도료의 공급을 단속하는 도료 분사장치용 마이크로 밸브에 있어서, 선단부 일측에 유입구가 형성되고, 선단부 타측에 유출구가 형성되며, 내부에 상기 유입구와 상기 유출구와 연통되는 수용공간이 형성된 몸체부 및 일단부가 상기 수용공간에 이동 가능하게 설치되고, 타단부가 상기 몸체부 선단을 통해 외부로 노출되어 상기 이동로를 개폐하는 개폐부 및 상기 몸체부 선단부 내면 일측에 설치되고, 자력(磁力)으로 상기 개폐부를 상기 몸체부 선단 방향으로 흡인하는 자성체를 포함하는 도료 분사장치용 마이크로 밸브가 제공된다.

여기서, 상기 몸체부 선단부 내면 일측과 상기 자성체가 접하는 내면 일측에 상기 유입구와 유출구를 연통하는 냉각유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 냉각 유로는 원형의 띠 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 자성체의 자력(磁力)을 이용하여 압축공기에 의해 개방되는 방향으로 동작된 개폐부의 차폐되는 방향으로의 복귀동작이 이루어지도록 함으로써, 마이크로 밸브의 내구성이 종래와 같이 스프링의 내구성에 의존하지 않게 되어 이에 따른 내구성이 현저하게 향상된다.

또한, 마이크로 밸브 내부에 스프링이 설치되는 별도의 공간을 생략할 수 있어 마이크로 밸브의 사이즈를 현저하게 축소할 수 있게 되어 마이크로 밸브의 초 소형화가 가능하다.

또한, 마이크로 밸브 내면 일측에 내부로 공급되는 압축공기의 일부가 자성체와 접하면서 순환되도록 하는 냉각유로를 형성함에 따라 자성체가 과열되는 것을 방지함으로써, 과열로 인해 마이크로 밸브의 내구성이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 도료 분사장치용 마이크로 밸브가 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 동작도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브가 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 동작도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 내부구조를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 냉각 유로의 압축공기 흐름을 도시한 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 단면도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)는 내부에 도료가 이동되는 이동로(41)가 형성된 장착본체(40)의 내부에 설치되고, 상기 이동로(41)를 개폐하면서 도료의 공급을 단속하는 것으로서, 몸체부(10), 개폐부(20) 및 자성체(30)를 포함하여 이루어진다.

몸체부(10)는 선단부 일측에 유입구(11)가 형성되고, 선단부 타측에 유출구(12)가 형성되며, 내부에 유입구(11)와 유출구(12)가 연통되는 수용공간(S)이 형성된다.

여기서, 몸체부(10)의 유입구(11)는 수용공간(S)으로 유입되는 압축공기의 유입경로를 제공하고, 유출구(12)는 수용공간(S)으로 유입된 압축공기의 유출경로를 제공하며, 수용공간(S)은 후술하는 개폐부(20) 및 자성체(30)의 설치영역을 제공한다.

개폐부(20)는 도료가 이동되는 이동로(41)를 개폐하는 역할을 하는 것으로서, 몸체부(10)의 수용공간에 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재(21), 피스톤부재(21)의 일단으로부터 연장 형성되어 몸체부(10) 선단 외부로 노출되는 샤프트부재(22) 및 샤프트부재(22)의 일측에 결합되어 이동로(41)를 개폐하는 니들부재(23)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 니들부재(23)는 도료가 이동되는 이동로를 차폐할 수 있도록 연성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 개폐부(20)의 피스톤부재(21)는 후술하는 자성체(30)의 자력(磁力)에 의해 흡인되는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.

자성체(30)는 몸체부(10) 선단부 내면 일측에 설치되고, 유입구(11)를 통해 수용공간(S)으로 유입된 압축공기에 의해 가압되어 몸체부(10)의 후단 방향으로 이동한 개폐부(20)의 피스톤부재(21)를 자력(磁力)으로 흡인하여 몸체부의 선단 방향으로 복귀시키는 역할을 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 동작을 설명하기로 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 동작도이다.

도 4a를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)의 개방동작을 살펴보면, 유입구(11)를 통해 몸체부(10)의 수용공간(S)으로 압축공기가 공급되면, 개폐부(20)의 피스톤부재(21)가 압축공기에 의해 가압되어 몸체부(10) 후단 방향으로 이동됨에 따라 샤프트부재(22)도 피스톤부재(21)와 함께 몸체부 후단 방향으로 동반 이동하게 되고, 이에 따라 도료가 이동되는 이동로(41)를 차폐하고 있던 니들부재(23)가 도료가 이동되는 이동로(41)를 개방하게 되어 화살표로 도시된 바와 같이 이동로(41)를 통해 도료가 이동하게 된다.

도 4b를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)의 차폐동작을 살펴보면, 유입구(11)를 통해 몸체부(10)의 수용공간(S)으로 공급되는 압축공기의 공급이 차단되면, 피스톤부재(21)를 가압하던 압축공기의 가압력이 해제됨과 동시에 피스톤부재(21)가 자성체(30)의 자력(磁力)에 흡인되어 몸체부(10) 선단 방향으로 복귀됨에 따라 샤프트부재(22)도 피스톤부재(21)와 함께 몸체부(10) 선단 방향으로 복귀하게 되고, 이에 따라 도료가 이동되는 이동로(41)를 개방하고 있던 니들부재(23)가 도료가 이동되는 이동로(41)를 차폐하여 화살표에 도시된 바와 같이 이동로(41)로 공급된 도료가 니들부재(23)에 의해 차단된다.

상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)는 압축공기에 가압력에 의해 몸체부(10) 후단 방향으로 이동된 개폐부(20)의 피스톤부재(21)가 압축공기의 가압력에 해제됨에 따라 몸체부(10) 선단 방향으로 복귀되도록 하는 수단을 종래와 같이 스프링을 사용하지 않고, 자성체(30)의 자력(磁力)을 이용하여 복귀되도록 함에 따라 마이크로 밸브의 내구성이 스프링의 내구성에 의존하지 않게 되어 이에 따른 내구성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.

또한, 스프링의 설치되는 별도의 공간을 생략할 수 있어 마이크로 밸브의 사이즈를 현저하게 축소할 수 있게 되어 마이크로 밸브의 초소형화가 가능하게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 내부구조를 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브의 냉각 유로의 압축공기 흐름을 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시에에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)는 몸체부(10) 선단부 내면 상단 일측에 유입구(11)와 연통되는 한 쌍의 유입공(11a)이 상하 방향으로 이격되게 형성되고, 선단부 내면 하단 일측에 유출구(12)와 연통되는 한 쌍의 유출공(12a)이 상하 방향으로 이격되게 형성된다.

그리고, 상하 방향으로 이격된 한 쌍의 유입공(11a) 사이와 한 쌍의 유출공(12a) 사이에는 한 쌍의 유입공(11a) 및 한 쌍의 유출공(12a)과 연통되는 원형의 띠 형상의 한 쌍의 냉각유로(13)가 일정 간격 이격되게 형성된다.

또한, 한 쌍의 냉각유로(13) 사이에는 자성체(30)가 안착되는 원형의 띠 형상의 안착면(14)이 형성되고, 상기 안착면(14)에 원형의 띠 형상의 자성체(30)가 안착되어 수용공간 방향으로 개방된 한 쌍의 냉각유로(13)의 개방된 일측을 덮도록 설치된다.

위와 같은 구조로 인해 본 발명의 다른 실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)는 몸체부(10)의 유입구(11)를 통해 유입되는 압축공기의 대부분은 유입공(11a)을 통해 몸체부(10)의 수용공간(S)으로 유입되어 개폐부(20)의 피스톤부재(21)를 몸체부(10) 후단 방향으로 가압하는 동작 유체로서 작용하고, 일부는 도 6에 도시된 바와 같이, 원형의 냉각유로(13)를 따라 순환하면서 유출공(12a)으로 유입되어 유출구(12)를 통해 외부로 배출된다.

이 때, 냉각유로(13)를 따라 순환하는 압축공기는 자성체(30)와 접하면서 순환됨에 따라 잦은 개폐동작으로 인해 피스톤부재(21)와 반복적으로 접촉되어 과열될 수 있는 자성체(30)로부터 열을 흡수하여 외부로 배출하게 된다.

상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 도료 분사장치용 마이크로 밸브(1)는 몸체부 내면 일측에 내부로 공급되는 압축공기의 일부가 자성체(30)와 접하면서 순환되도록 하는 냉각유로(13)를 형성하여 자성체가 과열되는 것을 방지함으로써, 과열로 인해 마이크로 밸브의 내구성이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 도료 분사장치용 마이크로 밸브
10 : 몸체부 11 : 유입구
12 : 유출구 11a : 유입공
12a : 유출공 13 : 냉각유로
14 : 안착면 20 : 개폐부
21 : 피스톤부재 22 : 샤프트부재
23 : 니들부재 30 : 자성체
40 : 장착본체 41 : 이동로
S : 수용공간

Claims (3)

1. 내부에 도료가 이동되는 이동로가 형성된 장착본체의 내부에 설치되고, 상기 이동로를 개폐하면서 도료의 공급을 단속하는 도료 분사장치용 마이크로 밸브에 있어서,
   선단부 일측에 압축공기가 유입되는 유입구가 형성되고, 선단부 타측에 압축공기가 유출되는 유출구가 형성되며, 내부에 상기 유입구와 상기 유출구와 연통되는 수용공간이 형성된 몸체부와;
   일단부가 상기 수용공간에 이동 가능하게 설치되고, 타단부가 상기 몸체부 선단을 통해 외부로 노출되어 상기 이동로를 개폐하는 개폐부와;
   상기 몸체부 선단부 내면 일측에 설치되고, 자력(磁力)으로 상기 개폐부를 상기 몸체부 선단 방향으로 흡인하는 자성체를 포함하고,
   상기 몸체부는 선단부 내면 상단 일측에 상기 유입구와 연통되는 한 쌍의 유입공이 상하 방향으로 이격되게 형성되고, 선단부 내면 하단 일측에 상기 유출구와 연통되는 한 쌍의 유출공이 상하 방향으로 이격되게 형성되며, 상기 한 쌍의 유입공과 상기 한 쌍의 유출공 사이에 상호 대응되는 유입공 및 유출공을 연통하는 원형의 띠 형상의 한 쌍의 냉각유로가 일정 간격 이격되게 형성되되,
   상기 자성체는 상기 한 쌍의 냉각유로 사이에 형성되는 안착면에 안착되어 상기 수용공간 방향으로 개방된 상기 한 쌍의 냉각유로의 개방된 일측을 덮도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도료 분사장치용 마이크로 밸브.
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