KR102086119B1 - 피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브 - Google Patents

피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브 Download PDF

Info

Publication number
KR102086119B1
KR102086119B1 KR1020180063539A KR20180063539A KR102086119B1 KR 102086119 B1 KR102086119 B1 KR 102086119B1 KR 1020180063539 A KR1020180063539 A KR 1020180063539A KR 20180063539 A KR20180063539 A KR 20180063539A KR 102086119 B1 KR102086119 B1 KR 102086119B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sleeve
spool
flange
land portion
reducing valve
Prior art date
Application number
KR1020180063539A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190137407A (ko
Inventor
김문곤
진정만
전광옥
Original Assignee
에스에프하이월드 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스에프하이월드 주식회사 filed Critical 에스에프하이월드 주식회사
Priority to KR1020180063539A priority Critical patent/KR102086119B1/ko
Publication of KR20190137407A publication Critical patent/KR20190137407A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102086119B1 publication Critical patent/KR102086119B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/06—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for adjusting the opening pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267—Valves or distributors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/04—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
    • F16K27/048—Electromagnetically actuated valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/061—Sliding valves
    • F16K31/0613—Sliding valves with cylindrical slides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비례감압밸브로서, 비례감압밸브로서, 제1 단부와 제2 단부를 갖는 소정 직경의 실린더형 본체와 이 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드부를 구비한 스풀; 개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통형 형상이며, 상기 스풀과 동축으로 정렬되어 스풀을 둘러싸며 제1 내지 제3 관통구가 형성된 원통형의 슬리브; 상기 슬리브의 제2 단부에 결합되며 상기 스풀이 상기 슬리브 내에서 움직이도록 스풀의 제2 단부에 힘을 가할 수 있는 액추에이터; 상기 슬리브를 수용하는 내부 공간을 가지며, 상기 슬리브의 제1 내지 제3 관통공과 각각 연통하는 제1 내지 제3 유로를 갖는 하우징; 및 상기 하우징의 내부 벽면과 상기 스풀의 제1 단부 사이에 개재된 스프링;을 포함하고, 상기 액추에이터는, 왕복운동 가능한 플런저와 이에 결합된 피스톤 로드; 상기 플런저를 둘러싸며 내부에 솔레노이드 코일을 포함하는 케이스; 및 상기 슬리브와 상기 케이스 사이에 개재되는 플랜지;를 포함하고, 상기 플랜지는, 상기 플랜지의 본체를 관통함으로써 상기 슬리브의 내부 공간과 상기 케이스의 내부 공간 사이를 연통시키는 복수개의 드레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브를 개시한다.

Description

피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브 {Proportional pressure-reducing valve with solenoid actuator having improved piston-controllability}
본 발명은 비례감압밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 개선된 형상의 랜드부를 갖는 스풀과 액추에이터를 구비함으로써 제작이 용이하고 밸브 소형화에도 유리하며 제어 정밀성도 향상시킬 수 있는 비례감압밸브에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기, 크레인, 지게차 등과 같은 산업용 장비는 장비를 구동시키기 위한 유압 시스템을 구비하며, 이러한 유압 시스템은 시스템내의 작동유체 압력을 제어하기 위한 전자 비례감압밸브를 포함한다. 비례감압밸브는 솔레노이드 코일을 구비한 액추에이터에서 발생하는 전자기력에 비례하는 2차 제어압력을 얻을 수 있는 밸브로서, 주요 구성요소와 동작원리가 예컨대 한국 공개특허공보 제1999-0010175호, 공개특허공보 제2014-0010251호 등에 공지되어 있다.
그런데 종래의 비례감압밸브의 주요 부품인 스풀(spool)은 실린더형의 본체와 이 본체보다 큰 직경의 다수의 랜드(land)로 형성되는데 스풀을 기존의 스풀을 제작하기가 쉽지 않았다. 또한 종래 비례감압밸브의 경우 솔레노이드 액추에이터에서 발생하는 전자기력이 중심축에 대해 대칭적이지 않아서 플런저를 정밀하게 제어할 수 없어 밸브의 유량도 정밀하게 제어할 수 없는 문제가 있다.
특허문헌1: 한국 공개특허 제2014-0010251호 (2014년 1월 24일 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 개선된 형상의 랜드부를 갖는 스풀과 액추에이터를 구비함으로써 제작이 용이하고 밸브 소형화에도 유리하며 제어 정밀성도 향상시킬 수 있는 비례감압밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비례감압밸브로서, 비례감압밸브로서, 제1 단부와 제2 단부를 갖는 소정 직경의 실린더형 본체와 이 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드부를 구비한 스풀; 개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통형 형상이며, 상기 스풀과 동축으로 정렬되어 스풀을 둘러싸며 제1 내지 제3 관통구가 형성된 원통형의 슬리브; 상기 슬리브의 제2 단부에 결합되며 상기 스풀이 상기 슬리브 내에서 움직이도록 스풀의 제2 단부에 힘을 가할 수 있는 액추에이터; 상기 슬리브를 수용하는 내부 공간을 가지며, 상기 슬리브의 제1 내지 제3 관통공과 각각 연통하는 제1 내지 제3 유로를 갖는 하우징; 및 상기 하우징의 내부 벽면과 상기 스풀의 제1 단부 사이에 개재된 스프링;을 포함하고, 상기 액추에이터는, 왕복운동 가능한 플런저와 이에 결합된 피스톤 로드; 상기 플런저를 둘러싸며 내부에 솔레노이드 코일을 포함하는 케이스; 및 상기 슬리브와 상기 케이스 사이에 개재되는 플랜지;를 포함하고, 상기 플랜지는, 상기 플랜지의 본체를 관통함으로써 상기 슬리브의 내부 공간과 상기 케이스의 내부 공간 사이를 연통시키는 복수개의 드레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브를 개시한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 비례감압밸브에 의하면, 스풀의 선단의 돌출부를 제거하고 스프링을 선단의 홈에 결합하도록 구성하여 밸브 소형화를 도모할 수 있으며, 스풀을 움직임을 가이드하는 랜드부를 원통형으로 구성하고 유체가 통과하는 그루브를 형성함으로써 랜드부의 종래 대비 스풀을 제작 용이성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 액추에이터의 플랜지에 복수개의 드레인을 형성하되 각 드레인을 중심축에 대해 서로 대칭인 위치에 배치함으로써 중심축에 대해 대칭적인 자기장을 형성할 수 있어 밸브 유량의 정밀 제어성을 향상시키는 이점이 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비례감압밸브의 분해사시도,
도2는 일 실시예에 따른 비례감압밸브의 측단면도,
도3 및 도4는 제1 실시예에 따른 스풀을 설명하기 위한 도면,
도5 및 도6은 제2 실시예에 따른 스풀을 설명하기 위한 도면,
도7은 일 실시예에 따른 플랜지를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도8은 일 실시예에 따른 플랜지의 기술적 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서의 도면에 있어서, 구성요소들의 길이, 두께, 넓이 등의 수치는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장하여 표시될 수 있다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예를 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비례감압밸브의 분해사시도이고 도2는 비례감압밸브의 측단면도이다.
도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 비례감압밸브는 하우징(10), 액추에이터(20), 슬리브(300, 및 스풀(40)을 포함할 수 있다. 도2에 도시한 것처럼 하우징(10)은 슬리브(30)를 수용하는 내부 공간을 갖는 육면체의 블록이며 내부에 복수개의 유로가 형성될 수 있다. 도시한 실시예에서 하우징(10)은 제1 내지 제3 유로(101,102,103)를 포함하며, 후술하겠지만 이들 유로(101,102,103)의 각각은 슬리브(30)의 제1 내지 제3 관통공(301,302,303)과 각각 연통하도록 구성된다.
일 실시예에서 제1 유로(101)는 유체를 공급하는 유체탱크와 연결되고 제2 유로(102)는 실린더에 연결되고 제3 유로(103)는 유체가 복귀하는 저장탱크에 연결될 수 있으며, 밸브의 동작에 따라 제1 유로(101)에서 제2 유로(102)를 통해 실린더에 유체가 공급되어 실린더를 작동시키거나 실린더의 유체가 제2 유로(102)에서 제3 유로(103)를 통해 저장탱크로 복귀할 수 있다.
액추에이터(20)는 슬리브(30)의 일 단부에 결합되며, 슬리브(30) 내부에 배치되는 스풀(40)이 슬리브(30) 내에서 움직이도록 스풀(40)에 힘을 가할 수 있다. 일 실시예에서 액추에이터(20)는 케이스(210), 플랜지(flange)(220), 플런저(plunger)(230), 및 피스톤 로드(240)를 포함할 수 있다. 케이스(10)는 플런저(230)를 둘러싸며 내부에 솔레노이드 코일을 포함하는 원통형의 하우징 부재이다. 플랜지(220)는 슬리브(30)와 케이스(210) 사이에 개재되어 케이스(210)와 슬리브(30)를 결합시킨다. 플런저(230)는 실린더형의 부재일 수 있고, 전자기력에 의해 케이스(10) 내에서 왕복운동 할 수 있다. 플런저(230)의 일 단부에는 피스톤 로드(240)가 결합되어 있다.
피스톤 로드(240)는 플랜지(220)를 관통하여 플랜지(220) 외부로 돌출되어 있으며 피스톤 로드(240)의 단부가 슬리브(30) 내에 배치된 스풀(40)과 접촉하도록 구성된다. 스풀(40)의 좌측에 스풀(40)과 단부와 하우징(10)의 내부 벽면 사이에 개재된 제1 스프링(120)이 배치되고 플런저(230)의 우측에는 플런저(230)와 케이스(210) 사이에 개재된 제2 스프링(215)이 배치되어 있으며, 플런저(230), 피스톤 로드(240), 및 스풀(40)이 제1 스프링(120)과 제2 스프링(215)의 탄성력에 의해 지지되고 있다. 이에 따라, 솔레노이드 코일에 전류가 인가되면 전자기력에 의해 플런저(230) 및 피스톤 로드(240)가 (도2에서) 좌측으로 움직여서 스풀(40)을 좌측으로 밀어내고, 솔레노이드 코일에 인가되는 전류 공급이 중단되면 플런저(230) 및 피스톤 로드(240)가 오른쪽으로 움직여 복귀할 수 있다.
슬리브(30)는 개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통형의 부재이다. 슬리브(30)는 스풀(40)과 동축으로 정렬되어 스풀(40)을 둘러싸도록 배치되며 슬리브(30)의 표면에는 복수개의 관통구가 형성될 수 있다. 도시한 실시예에서 슬리브(30)는 제1 내지 제3 관통구(301,302,303)를 포함한다. 슬리브(30)의 제1 내지 제3 관통구(301,302,303)의 각각은 하우징(10)의 제1 내지 제3 유로(101,102,103)의 각각과 연통하는 위치에 형성된다.
스풀(spool)(40)은 슬리브(30) 내부에 배치되어 액추에이터(20)의 동작에 의해 좌우로 왕복운동 할 수 있는 부재이다. 이제 도3 및 도4를 참조하여 제1 실시예에 따른 스풀(40)을 설명하기로 한다.
도면을 참조하면, 스풀(40)은 제1 단부(401)와 제2 단부(402)를 갖는 소정 직경의 실린더형 본체(400)와 이 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드(land)부(410,420,430,440)를 구비한다. 일 실시예에서 제1 내지 제4 랜드부(410,420,430,440)의 직경은 슬리브(30)의 내경과 동일할 수 있다.
도면에 도시한 것처럼 제1 랜드부(410)의 표면에 랜드부(410)의 둘레를 따라 하나 이상의 홈(411)을 포함할 수 있다. 스풀(40)이 슬리브(30) 내부에 끼워진 상태에서 홈(411)에는 유체가 채워질 수 있으며, 스풀(40)이 슬리브(30) 내에서 움직일 때 홈(411)에 채워진 유체가 윤활 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서 본체(400)와 제1 내지 제4 랜드부(410,420,430,440)는 일체로 제조될 수 있으며, 대안적 실시예에서 본체(400)와 랜드부가 각기 개별적으로 제조된 후 결합될 수도 있다.
도시한 실시예에서 스풀(40)의 제1 단부(401)에서 제2 단부(402)측 방향으로 제1 랜드부(410), 제2 랜드부(420), 제3 랜드부(430), 및 제4 랜드부(440)가 차례로 배치된다. 각 랜드부(410,420,430,440)의 폭이나 이격 거리는 슬리브(30)의 관통구(301,302,303)의 형성 위치에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서 제1 랜드부(410)와 제2 랜드부(420) 사이에 슬리브(30)의 제1 관통구(301)가 위치하고, 제2 랜드부(420)와 제4 랜드부(440) 사이에 슬리브(30)의 제2 관통구(302)가 위치하고, 제4 랜드부(440)가 적어도 부분적으로 슬리브(30)의 제3 관통구(303)와 중첩할 수 있도록 각 랜드부(410,420,430,440)가 배치된다. 이러한 구성에 의해, 스풀(40)이 좌우로 왕복운동 함에 따라 스풀(40)의 제1 및 제2 랜드부(410,420)가 슬리브(30)의 제1 관통구(301)를 개폐하고 스풀(40)의 제4 랜드부(440)가 슬리브(30)의 제3 관통구(303)를 개폐할 수 있다.
제3 랜드부(430)는 스풀(40)의 왕복 운동을 가이드 하는 역할을 한다. 즉 스풀(40)이 슬리브(30) 내에서 왕복 운동하는 동안 스풀(40)과 슬리브(30)의 중심축이 정렬되어 움직일 수 있도록 가이드 한다. 따라서 슬리브(30) 내부의 제2 랜드부(420)와 제4 랜드부(440) 사이의 공간에서 유체가 자유롭게 이동할 수 있기 위해 제3 랜드부(430)의 표면에 하나 이상의 그루브(431)가 형성되어 있다. 그루브(431)는 제3 랜드부(430)의 표면에 길이방향을 따라 랜드부(430)의 일단에서 타단까지 형성되며, 따라서 제2 랜드부(420)와 제4 랜드부(440) 사이의 공간의 유체가 그루브(431)을 통해 제3 랜드부(430)의 좌우로 자유롭게 흐를 수 있다.
도시한 실시예에서는 스풀(40)의 중심축에 대해 90도 간격으로 이격된 4개의 그루브(431)를 도시하였지만 이는 예시적인 것이며, 구체적 실시 형태에 따라 하나 또는 복수개의 그루브(431)가 제3 랜드부(430)의 표면의 임의의 위치에 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
한편 도2 내지 도4를 참조하면, 스풀(40)의 본체(400)의 내부에는 길이방향으로 형성된 제1 구멍(404) 및 방사상 방향으로 형성된 제2 구멍(405)을 포함한다. 제1 구멍(404)은 스풀 본체(400)의 제1 단부(401)측으로 개방되며 본체(400) 내부로 길이방향으로 소정 길이 형성되어 있다. 제2 구멍(405)은 제2 랜드부(420)와 제4 랜드부(440) 사이에서 스풀 본체(400)의 내부에 방사상 방향으로 형성되며 제1 구멍(404)과 연통한다.
일 실시예에서 하우징(10)의 내부 벽면에는 스풀(40)의 제1 구멍(404)에 부분적으로 삽입되도록 설치된 핀(110)을 더 포함할 수 있다. 핀(110)의 일단은 스풀(30)의 제1 구멍(404)에 삽입되고 타단은 하우징(10)의 내부 벽면에 부착되어 고정되어 있다. 핀(110)의 외경은 스풀의 제1 구멍(404)의 내경과 동일하다. 따라서 예컨대 슬리브(30) 내부 공간에 유체가 채워지면 이 유체 중 일부가 제1 구멍(404)과 제2 구멍(405)에도 채워지므로 유체의 압력이 핀(110)의 일단부에도 가해지게 된다.
제1 구멍(404)에 부분적으로 끼워진 핀(110)은 스풀(40)이 슬리브(30) 내에서 좌우로 왕복운동을 하는 동안 스풀(40)의 움직임을 가이드 하는 역할도 할 수 있다. 즉 스풀(40)이 움직이는 동안 핀(110)의 적어도 일부가 스풀(40)의 제1 구멍(404)에 삽입되어 있으므로 스풀(40)이 중심축에서 벗어나서 정렬이 틀어지는 것을 막을 수 있다.
일 실시예에서 핀(110)은 핀(110)의 둘레를 따라 형성된 하나 이상의 홈(111)을 더 포함할 수 있다. 밸브의 동작시 홈(111)에 유체가 채워지게 되며, 이 유체는 스풀(40)이 왕복운동을 할 때 윤활 역할을 할 수 있다.
한편 도시한 실시예에서 스풀(40)의 제1 단부(401)의 표면에는 환형의 홈(403)이 단부면의 둘레를 따라 형성되어 있다. 환형의 홈(403)은 제1 스프링(120)을 끼우기 위한 것이다. 제1 스프링(120)의 일단부는 하우징(10)의 내부 벽면에 고정되고 타단부는 스풀(40)의 제1 단부의 환형의 홈(403)에 끼워짐으로써 하우징(10)의 내부 벽면과 스풀(40) 사이에 개재될 수 있다.
이와 같이 스풀의 제1 단부(401)의 표면에 홈(403)을 형성하고 제1 스프링(120)을 홈(403)에 끼워서 고정하도록 구성하면 종래에 비해 스풀(40)의 길이를 줄일 수 있어 전체 밸브 크기를 줄이는 효과를 가진다. 즉 종래에는 홈(403)이 없었고 스프링(120)을 끼울 수 있는 돌출부가 스풀의 제1 단부(401) 표면에 형성되어 있었다. 따라서 이 돌출부의 돌출된 길이만큼 스풀(40)의 전체 길이가 길었기 때문에 스풀(40)의 소형화에 방해가 되었다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면 이 돌출부를 제거한 대신 스풀의 제1 단부(401)의 표면에 홈을 형성하고 이 홈에 제1 스프링(120)을 끼워서 결합하기 때문에 스풀 길이를 줄이는 효과가 있다. 또한 스풀(40)을 제1 스프링(120)으로 지지할 뿐만 아니라 하우징(10)의 내부 벽면에 설치된 핀(110)의 선단부를 스풀의 제1 구멍(404)에 삽입하여 스풀(40)의 움직임을 가이드 하기 때문에, 스풀의 제1 단부(401)에 돌출부가 제거되었더라도 스풀(40)이 왕복운동하는 동안 슬리브(30)의 중심축에서 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같은 실시예에 따른 비례감압밸브의 동작을 간단히 설명하기로 한다.
액추에이터(20)의 솔레노이드 코일에 전류가 인가되지 않으면 스풀(40)은 슬리브(30) 내에서 도2와 같은 위치에 놓여진다. 즉 제1 유로(101)가 스풀(40)의 제1 및 제2 랜드부(410,420) 사이에 위치하며 제1 유로(101)가 폐쇄되어 있고 제2 유로(102)측으로(예컨대 실린더측으로) 유체가 흐르지 않는다. 그리고 스풀(40)의 제4 랜드부(440)와 슬리브(30)의 제3 관통공(303) 사이에 연통 공간이 형성되어 있어서, 실린더측 유체가 제2 유로(102)로부터 슬리브(30) 내부 공간으로 유입되고 제3 유로(103)를 따라 빠져나감에 따라 실린더측 유압이 낮아질 수 있다.
만일 액추에이터(20)에 전기가 인가되면, 솔레노이드 코일에 전류가 흐름에 따라 전자기력이 생성되고 플런저(230) 및 이에 결합된 피스톤 로드(240)가 왼쪽으로 움직이며 스풀(40)을 왼쪽으로 밀어낸다. 이에 따라 스풀(40)이 왼쪽으로 소정 거리 움직이면 제1 유로(101)가 개방되어 슬리브(30)의 내부 공간과 연통하고 제3 유로(103)는 제4 랜드부(440)에 의해 폐쇄된다. 제2 유로(102)에까지 유체가 채워지면 슬리브(30) 내의 공간에서 유체가 스풀의 제2 랜드부(220)를 왼쪽으로 밀어내는 압력이 생기고 제4 랜드부(240)를 오른쪽으로 밀어내는 압력이 생기며, 이 때 제2 랜드부(420)와 제4 랜드부(440) 사이에는 핀(110)의 단면적 만큼의 면적 차이가 있으므로 제4 랜드부(440)측으로 힘이 발생하여 스풀(40)을 오른쪽으로 움직이려고 하며, 이 상태에서 예컨대 운전자가 액추에이터(20)를 조절하여(즉 솔레노이드 코일에 인가하는 전류 세기를 조절하여) 스풀(40)이 오른쪽으로 움직이지 않도록 제어할 수 있다.
도5 및 도6은 대안적 실시예에 따른 스풀을 나타낸다. 도면을 참조하면, 대안적 실시예에 따른 스풀(50)은 제1 단부(501)와 제2 단부(502)를 갖는 소정 직경의 실린더형 본체(500)와 이 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드부(510,520,530,540)를 구비한다.
도시한 실시예에서 스풀(50)의 제1 단부(501)에서 제2 단부(502)측 방향으로 제1 랜드부(510), 제2 랜드부(520), 제4 랜드부(540), 및 제3 랜드부(530)가 차례로 배치된다. 즉 도5의 실시예는 제3 랜드부(530)가 도면 상에서 가장 오른쪽에 배치되는 점에서 도3의 실시예와 다르다.
제1 랜드부(510), 제2 랜드부(520), 및 제4 랜드부(540)의 형상이나 배치관계 및 역할은 도3의 실시예의 제1, 제2, 및 제4 랜드부(410,420,440)와 동일 또는 유사하다. 즉 스풀(50)의 제1 랜드부(510)와 제2 랜드부(520) 사이에 슬리브(30)의 제1 관통구(301)가 위치하고, 제2 랜드부(520)와 제4 랜드부(540) 사이에 슬리브(30)의 제2 관통구(302)가 위치하고, 제4 랜드부(540)가 적어도 부분적으로 슬리브(30)의 제3 관통구(303)와 중첩하면서 위치하도록 배치되며, 이러한 구성에 의해 스풀(50)이 좌우로 왕복운동 함에 따라 스풀(50)의 제1 및 제2 랜드부(510,520)가 슬리브(30)의 제1 관통구(301)를 개폐하고 스풀(50)의 제4 랜드부(540)가 슬리브(30)의 제3 관통구(303)를 개폐할 수 있다.
제3 랜드부(530)는 스풀(50)의 왕복 운동을 가이드하는 역할을 하며 제4 랜드부(540)와 스풀의 제2 단부(502) 사이에 위치한다. 제3 랜드부(530)의 외경은 이 제3 랜드부(530)를 둘러싸는 슬리브(30)의 내경과 동일할 수 있다. 대안적으로, 예컨대 도2에 도시한 것처럼 플랜지(220)의 표면에서 슬리브(30) 방향으로 돌출한 원통 형태의 슬리브 결합부(222)의 내부에 의해 제3 랜드부(530)가 둘러싸여 있다면, 제3 랜드부(530)의 외경이 슬리브 결합부(222)의 내경과 동일할 수 있다.
이와 같이 스풀(50)의 제3 랜드부(530)의 외경이 슬리브(30) 또는 액추에이터(20) 중 제3 랜드부(530)를 둘러싸는 영역의 내경과 동일하도록 구성함으로써 스풀(50)이 움직일 때 스풀(50)의 중심축이 틀어지지 않고 슬리브(30)의 중심축과 일체로 정렬되어 가이드 될 수 있다.
다시 도5와 도6을 참조하면, 제3 랜드부(530)는 길이방향을 따라 제3 랜드부(530)의 일단에서 타단까지 형성된 하나 이상의 관통구(531) 또는 하나 이상의 그루브를 포함할 수 있다. 도면에서는 제3 랜드부(530)의 길이방향을 따라 형성된 4개의 관통구(531)를 도시하였다. 그러나 관통구(531)의 크기나 개수는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. 또한 관통구(531) 대신, 예컨대 도3에 도시한 것처럼 제3 랜드부(530)의 표면을 따라 길이방향으로 형성되는 하나 이상의 그루브가 제3 랜드부(530)에 형성될 수도 있다. 이러한 관통구(531) 또는 그루브(도시 생략)를 통해 제4 랜드부(540)와 스풀(50)의 제2 단부(502) 사이에서 슬리브(30) 내의 유체가 자유롭게 이동할 수 있다.
한편 도6에 도시한 것처럼 대안적 실시예에 따른 스풀(50)의 제2 단부(502)의 표면에 임의의 형상의 홈(507)이 형성될 수 있다. 액추에이터(20)의 동작시 피스톤 로드(240)가 왕복운동 함에 따라 피스톤 로드(240)의 단부 표면과 스풀(50)의 제2 단부(502) 표면이 지속적으로 부딪히며 접촉하고 이에 의해 소음이 발생한다. 그러나 도면에 도시한 것처럼 제2 단부(502) 표면에 홈(507)을 형성하게 되면 밸브 동작시 슬리브(30) 내부의 유체 중 일부가 홈(507)에 채워지게 되며 이 채워진 유체가 스풀(50)과 피스톤 로드(240)와의 접촉시 충격을 완화하는 완충 작용을 하고 소음을 저감하는 역할을 하며 스풀(50)의 내구성 향상도 도모할 수 있다.
도시한 실시예에서 각각 대략 “C”자 형태로 형성되고 서로 마주보는 2개의 홈(507)을 도시하였지만 홈(507)의 형태나 개수 및 배치관계 등은 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다.
도7은 일 실시예에 따른 플랜지를 설명하기 위한 도면으로 플랜지(220)의 단면 사시도를 개략적으로 나타내었다. 도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 플랜지(220)는 디스크 형태의 플랜지 본체(221), 플랜지 본체(221)에서 슬리브(30)측 방향으로 돌출한 원통 형태의 슬리브 결합부(222), 및 플랜지 본체(221)에서 케이스(210)측 방향으로 돌출한 원통 형태의 케이스 결합부(223)를 포함할 수 있다.
플랜지 본체(221)의 중심부에는 피스톤 로드(240)가 관통할 수 있도록 관통구(224)가 형성되어 있으며, 이 관통구(224)의 주위 둘레를 따라 복수개의 드레인(225)이 형성되어 있다.
복수개의 드레인(225)은 관통구(224)에 나란하게 플랜지 본체(221)를 관통하도록 구성되어, 슬리브(30)의 내부 공간과 케이스(210)의 내부 공간 사이를 연통시키는 역할을 한다. 따라서 플런저(230)와 피스톤 로드(240)가 케이스(210) 내에서 왕복 운동할 때 유체가 슬리브(30) 내부와 케이스(210) 내부 사이를 자유롭게 이동할 수 있다.
이 때 바람직하게는 복수개의 드레인(225)의 각 드레인이 플랜지(220)의 중심축에 대해 서로 대칭되는 위치에 하나씩 형성되어 있다. 예를 들어 도시한 것처럼 플랜지 본체(221)에 4개의 드레인(225)이 형성되되, 각 드레인(225)이 플랜지(220)의 중심축을 중심으로 서로간에 90도씩 이격되어 배치된다.
이와 같이 복수개의 드레인(225)을 플랜지의 중심축에 대해 서로 대칭되는 위치에 배치함으로써 액추에이터(20)의 제어 성능을 향상시킬 수 있다. 도8에 도시한 것처럼, 액추에이터(20)에 전기가 인가되면 솔레노이드 코일에 전류가 흘러 도면에 화살표로 표시한 것과 같은 자기장이 형성된다. 그런데 자기장이 예컨대 드레인(225)과 같은 빈 공간을 지날 때 저속밀도가 달라져서 자기장 모양이 왜곡되는데, 만일 드레인(225)이 하나만 존재하거나 복수개의 드레인(225)이 있더라도 드레인(225)이 플랜지의 중심축에 대해 대칭이 아닌 형태로 배치된 경우 자기장도 플랜지의 중심축에 대해 대칭적이 아니게 되며, 따라서 중심축과 일치하는 방향의 힘이 플런저(230)이 작용하지 않고 방사상 방향의 불필요한 힘도 플런저(230)에 작용하게 되어 플런저(230)의 제어를 방해한다.
더욱이 드레인(225)이 하나만 있거나 중심축에 대칭이 아닌 형태로 배치된 경우, 수리 등의 이유로 액추에이터(20)를 분해하였다가 다시 재조립할 경우 드레인(225)의 위치가 분해 전 상태의 위치와 달라지게 되므로 플런저(230)에 작용하는 방사상 방향의 힘의 방향도 분해 전 상태의 방향과 달라지게 되어 플런저(230)의 제어를 더욱 방해하게 된다.
그러나 본 발명과 같이 복수개의 드레인(225)을 갖되 각 드레인을 플랜지의 중심축에 대해 서로 대칭되는 위치에 형성하면 플랜지의 중심축에 대해 언제나 대칭적인 균일한 방향으로 자기장이 형성되고 플런저(230)에도 중심축과 일치하는 방향의 힘만 작용하게 되므로 플런저(230)의 정밀 제어를 가능하게 하여 밸브의 유량 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
한편 다시 도7을 참조하면, 플랜지(220)는 플랜지 본체(221)의 표면에서 슬리브(30) 방향으로 돌출되어 형성된 슬리브 결합부(222)를 포함한다. 슬리브 결합부(222)는 원통 형태로 돌출되어 있으며, 슬리브 결합부(222)의 외경과 슬리브(30)의 단부(310)의 내경이 동일하도록 구성된다. 따라서 슬리브 결합부(222)가 슬리브(30)의 단부(310)에 끼움 결합됨으로써 상기 액추에이터(20)가 슬리브(30)에 결합될 수 있다.
이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 하우징 20: 액추에이터
30: 슬리브 40, 50: 스풀
110: 핀 120: 제1 스프링
210: 케이스 220: 플랜지
230: 플런저 240: 피스톤 로드
410, 420, 430, 440, 510, 520, 530, 540: 랜드부

Claims (8)

  1. 비례감압밸브로서,
    제1 단부와 제2 단부를 갖는 소정 직경의 실린더형 본체와 이 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드부를 구비한 스풀;
    개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통형 형상이며, 상기 스풀과 동축으로 정렬되어 스풀을 둘러싸며 제1 내지 제3 관통구(301,302,303)가 형성된 원통형의 슬리브(30);
    상기 슬리브의 제2 단부에 결합되며 상기 스풀이 상기 슬리브 내에서 움직이도록 스풀의 제2 단부에 힘을 가할 수 있는 액추에이터(20);
    상기 슬리브(30)를 수용하는 내부 공간을 가지며, 상기 슬리브의 제1 내지 제3 관통공(301,302,303)과 각각 연통하는 제1 내지 제3 유로(101,102,103)를 갖는 하우징(10); 및
    상기 하우징(10)의 내부 벽면과 상기 스풀의 제1 단부 사이에 개재된 스프링(120);을 포함하고,
    상기 액추에이터(20)는, 왕복운동 가능한 플런저(230)와 이에 결합된 피스톤 로드(240); 상기 플런저(230)를 둘러싸며 내부에 솔레노이드 코일을 포함하는 케이스(210); 및 상기 슬리브(30)와 상기 케이스(210) 사이에 개재되는 플랜지(220);를 포함하고,
    상기 플랜지(220)는, 상기 플랜지(220)의 본체(221)를 관통함으로써 상기 슬리브(30)의 내부 공간과 상기 케이스(210)의 내부 공간 사이를 연통시키는 복수개의 드레인(225)을 포함하고,
    상기 복수개의 드레인(225)의 각 드레인이 상기 플랜지의 중심축에 대해 서로 대칭되는 위치에 하나씩 형성됨으로써, 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 형성되는 자기장이 플랜지의 중심축에 대해 대칭적으로 동일하게 형성되며,
    상기 스풀의 제2 단부의 표면에는 유체가 채워질 수 있는 소정 형상의 홈(507)이 형성되고, 스풀과 피스톤 로드의 접촉시 상기 홈(507)에 채워진 유체가 충격 완화 및 소음 저감의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 드레인이 4개의 드레인이고, 상기 플랜지의 중심축을 중심으로 각 드레인 간에 90도씩 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플랜지가 이 플랜지의 표면에서 상기 슬리브 방향으로 돌출한 원통 형태의 슬리브 결합부(222)를 더 포함하고,
    상기 슬리브 결합부의 외경과 상기 슬리브의 제2 단부의 내경이 동일하여, 상기 슬리브 결합부(222)가 상기 슬리브(30)의 제2 단부에 끼움 결합됨으로써 상기 액추에이터가 상기 슬리브에 결합되는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스풀(50)의 제1 단부에서 제2 단부측 방향으로 상기 제1 랜드부(510), 제2 랜드부(520), 제4 랜드부(540), 및 제3 랜드부(530)가 차례로 배치되고,
    상기 스풀의 제1 랜드부(510)와 제2 랜드부(520) 사이에 슬리브의 제1 관통구(301)가 위치하고, 제2 랜드부(520)와 제4 랜드부(540) 사이에 슬리브의 제2 관통구(302)가 위치하고, 제4 랜드부(540)가 적어도 부분적으로 슬리브의 제3 관통구(303)와 중첩하면서 위치하며,
    상기 제3 랜드부(530)는 상기 슬리브 또는 상기 액추에이터 중 상기 제3 랜드부를 둘러싸는 영역의 내경과 동일한 외경을 가짐으로써, 상기 스풀이 슬리브 내에서 왕복운동할 때 제3 랜드부가 스풀의 중심축이 슬리브의 중심축과 일체로 정렬되도록 가이드하며,
    상기 스풀(50)은 스풀의 제1 단부(501)의 표면에 형성된 환형의 홈(503)을 더 포함하고, 상기 스프링(120)의 일 단부가 상기 제1 단부(501)의 환형 홈(503)에 끼워져서 배치되는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3 랜드부(530)의 길이방향을 따라 제3 랜드부(530)의 일단에서 타단까지 형성된 하나 이상의 관통구(531) 또는 하나 이상의 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
KR1020180063539A 2018-06-01 2018-06-01 피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브 KR102086119B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180063539A KR102086119B1 (ko) 2018-06-01 2018-06-01 피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180063539A KR102086119B1 (ko) 2018-06-01 2018-06-01 피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190137407A KR20190137407A (ko) 2019-12-11
KR102086119B1 true KR102086119B1 (ko) 2020-04-23

Family

ID=69003673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180063539A KR102086119B1 (ko) 2018-06-01 2018-06-01 피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102086119B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101371105B1 (ko) * 2012-10-24 2014-03-07 (주)대호하이드로릭 일체형 전자비례 감압밸브
JP6323307B2 (ja) * 2014-11-19 2018-05-16 アイシン精機株式会社 リリーフバルブ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384177B1 (ko) 2012-07-16 2014-04-10 주식회사 지더블유 전자 비례 감압 밸브

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101371105B1 (ko) * 2012-10-24 2014-03-07 (주)대호하이드로릭 일체형 전자비례 감압밸브
JP6323307B2 (ja) * 2014-11-19 2018-05-16 アイシン精機株式会社 リリーフバルブ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190137407A (ko) 2019-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210096263A (ko) 가스용 솔레노이드 밸브
KR20080026563A (ko) 솔레노이드 벨브 내 아마추어 행정의 댐핑을 위한 장치
KR102086109B1 (ko) 개선된 형상의 랜드부를 갖는 스풀을 구비한 비례감압밸브
KR100384208B1 (ko) 전자밸브
KR102086117B1 (ko) 개선된 정렬 특성을 갖는 스풀을 구비한 비례감압밸브
KR102086119B1 (ko) 피스톤 제어성이 향상된 솔레노이드 액추에이터를 구비한 비례감압밸브
CN113302425B (zh) 气体用电磁阀
CN103133748A (zh) 电磁阀及控制式电磁阀
KR102142136B1 (ko) 비례감압밸브용 압력 조절부재를 구비한 스풀 및 이를 포함하는 비례감압밸브
JP5462143B2 (ja) 燃料噴射弁
JP2015132281A (ja) 電磁制御ダンパー
CN111212996B (zh) 带电磁比例阀的盖
KR101472474B1 (ko) 솔레노이드 밸브
KR102126522B1 (ko) 조립용이성이 향상된 밸브 구조체
KR102114669B1 (ko) 솔레노이드 밸브용 스풀의 제조방법 및 이에 의해 제조된 솔레노이드 밸브용 스풀
KR101114843B1 (ko) 솔레노이드 밸브
CN213419995U (zh) 线轴阀装置
KR101791040B1 (ko) 솔레노이드 밸브
KR102083517B1 (ko) 유량제어 밸브용 스풀 및 이를 구비한 유량제어 밸브
KR102149963B1 (ko) 가공성 및 제어 정밀성이 향상된 스풀 및 이를 구비한 유량제어 밸브
KR101114841B1 (ko) 솔레노이드 밸브
CN108980440B (zh) 具有通风结构的电磁阀
JP4561976B2 (ja) 電磁切換弁
KR101432491B1 (ko) 솔레노이드 밸브
KR200368330Y1 (ko) 솔레노이드밸브

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant