KR102125015B1

KR102125015B1 - 듀얼 솔레노이드 밸브장치

Info

Publication number: KR102125015B1
Application number: KR1020190044241A
Authority: KR
Inventors: 이형욱
Original assignee: 홍성정공(주)
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-06-22

Abstract

개시된 본 발명에 의한 듀얼 솔레노이드 밸브장치는, 유체가 유입되어 배출되는 유로가 내부에 마련되는 몸체부, 전류 인가에 연동하여 몸체부의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제1솔레노이드부 및 전류 인가에 연동하여 제1솔레노이드부의 자세를 고정 및 해제시키는 제2솔레노이드부를 포함하며, 제1 및 제2솔레노이드부 중 적어도 어느 하나에 전류 인가 후에 제1솔레노이드부의 자세가 제2솔레노이드부에 의해 지지되면 전류 인가가 해제된다. 이러한 구성에 의하면 제1솔레노이드부의 유로 개방 자세를 유지하기 위한 지속적인 전류 인가가 불필요하여, 저전력의 밸브 구동이 가능해진다.

Description

듀얼 솔레노이드 밸브장치{DUAL SOLENOID VALVE APPARATUS}

본 발명은 듀얼 솔레노이드 밸브장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저전력으로 밸브 유로의 개방 및 폐쇄 상태를 자세 유지시킬 수 있는 듀얼 솔레노이드 밸브장치에 관한 것이다.

원통형으로 감겨진 전기 코일에 전류를 인가하면, 원의 내측에 자기장이 발생되고, 발생된 자기장으로 자성물질을 접근시키면 원의 중심부로 자기장이 이동하게 된다. 이와 같이, 코일에 전기 에너지를 흘러 기계 에너지로 변환시키는 코일과 자성물질을 합쳐, 솔레노이드라고 한다. 솔레노이드 밸브는 솔레노이드와 한 개 또는 그 이상의 오리피스(Orifice)를 밸브 몸체에 결합한 것으로서, 수동밸브를 대신하여 원격으로 전류 인가를 제어하여 유체의 흐름을 제어한다.

한편, 일반적인 솔레노이드 밸브는 코일이 자성 물질인 플런저를 자기장에 의해 일방향으로 가압함으로써, 밸브의 유로를 개방시키게 된다. 그로 인해, 솔레노이드 밸브의 유로를 지속적으로 개방시키고자 할 경우에는, 솔레노이드 코일에 전류가 지속적으로 인가됨에 따라, 전력 소모가 상당하다. 이에 따라, 근래에는 전력 소모량을 저감시킬 수 있는 친환경 솔레노이드 밸브에 대한 연구가 요구되고 있는 추세이다.

한국 등록특허공보 제10-1612148호 한국 공개특허공보 제10-2015-0019527호

본 발명의 목적은 저전력으로 솔레노이드 밸브의 유로 개방 및 폐쇄를 제어할 수 있는 듀얼 솔레노이드 밸브장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 듀얼 솔레노이드 밸브장치는, 유체가 유입되어 배출되는 유로가 내부에 마련되는 몸체부, 전류 인가에 연동하여, 상기 몸체부의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제1솔레노이드부 및, 전류 인가에 연동하여, 상기 제1솔레노이드부의 자세를 고정 및 해제시키는 제2솔레노이드부를 포함하며, 상기 제1 및 제2솔레노이드부 중 적어도 어느 하나에 전류 인가 후, 상기 제1솔레노이드부의 자세가 상기 제2솔레노이드부에 의해 지지되면 전류 인가가 해제된다.

또한, 상기 제1 및 제2솔레노이드부는 각각 전류가 독립적으로 인가된 후 해제되도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 제1솔레노이드부는, 중공의 제1솔레노이드 몸체, 상기 제1솔레노이드 몸체의 내외로 움직임 가능하여, 상기 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1플런저, 상기 제1플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제1솔레노이드 코일, 상기 제1플런저를 상기 유로를 향해 탄성 가압하는 제1탄성체 및, 상기 제1플런저로부터 상기 제2솔레노이드부를 향해 돌출되는 제1간섭핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2솔레노이드부는, 중공의 제2솔레노이드 몸체, 상기 제1솔레노이드부를 향해 상기 제2솔레노이드 몸체 내외로 움직임 가능한 제2플런저, 상기 제2플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제2솔레노이드 코일, 상기 제2플런저를 상기 제1솔레노이드부를 향해 탄성 가압하는 제2탄성체 및, 상기 제2플런저로부터 상기 제1솔레노이드부를 향해 돌출되어, 상기 제1간섭핀를 지지 가능한 제2간섭핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 몸체부에는 상기 제1 및 제2간섭핀이 삽입되어 움직임 가능한 제1 및 제2간섭로가 마련되며, 상기 제1 및 제2간섭로는 상호 직교하는 방향으로 연통할 수 있다.

또한, 상기 제1솔레노이드 코일에 전류가 인가되면, 상기 제1플런저는 상기 제1솔레노이드 몸체의 내부를 향해 이동하여 상기 유로를 개방시키고, 상기 제1플런저의 이동에 연동하여 상기 제2플런저가 상기 제2탄성체의 탄성력에 의해 상기 제1솔레노이드부를 향해 이동되어 상기 제2간섭핀이 상기 제1간섭핀의 위치를 고정시키도록 지지하며, 상기 제1솔레노이드부의 자세가 고정되면 상기 제1솔레노이드 코일에 인가된 전류가 해제될 수 있다.

또한, 상기 제2솔레노이드 코일에 전류가 인가되면, 상기 제2플런저는 상기 제2솔레노이드 몸체의 내부를 향해 이동하여 상기 제1간섭핀의 지지력을 해제시키고, 상기 제2플런저의 이동에 연동하여 상기 제1플런저가 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 유로를 향해 이동되어 상기 유로를 폐쇄시키며, 상기 제1솔레노이드부가 상기 유로를 폐쇄시키면 상기 제2솔레노이드 코일에 인가된 전류가 해제될 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 유입구와 연통하는 제1유로, 상기 유입구와 마주하는 위치의 배출구와 연통하는 제2유로 및, 상기 제1 및 제2유로 사이에 마련된 격벽에 마련되어 상기 제1 및 제2유로 사이를 연결하는 오리피스를 포함하며, 상기 제1솔레노이드부는 상기 제1 및 제2유로에 대해 직교하는 방향으로 가동되어 상기 오리피스를 개방 또는 폐쇄시키고, 상기 제2솔레노이드부는 상기 제1 및 제2유로에 대해 교차하는 방향으로 가동되어 상기 제1솔레노이드부를 간섭할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의한 듀얼 솔레노이드 밸브장치는, 유체가 유입되어 배출되는 유로가 내부에 마련되는 몸체부, 전류 인가에 연동하여, 상기 몸체부의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제1솔레노이드부, 전류 인가에 연동하여, 상기 제1솔레노이드부가 상기 유로를 개방시키는 자세를 고정시키거나 해제시키는 제2솔레노이드부 및, 상기 제1 및 제2솔레노이드부에 인가되는 전류를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1솔레노이드부에 전류를 인가하여 상기 유로를 개방시킨 후 전류를 해제시키며, 상기 제2솔레노이드부에 전류를 인가하여 상기 제1솔레노이드부가 상기 유로를 폐쇄시킨 후 전류를 해제시킨다.

또한, 상기 제1솔레노이드부는, 중공의 제1솔레노이드 몸체, 상기 제1솔레노이드 몸체의 내외로 움직임 가능하여, 상기 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1플런저, 상기 제1플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제1솔레노이드 코일, 상기 제1플런저를 상기 유로를 향해 탄성 가압하는 제1탄성체 및, 상기 제1플런저로부터 상기 제2솔레노이드부를 향해 돌출되는 제1간섭핀을 포함하며, 상기 제1솔레노이드 코일에 의해 발생된 자기장은 상기 제1탄성체의 탄성력보다 큰 힘으로 상기 제1플런저를 상기 유로를 개방시키는 방향으로 가동시킬 수 있다.

또한, 상기 제2솔레노이드부는, 중공의 제2솔레노이드 몸체, 상기 제1솔레노이드부를 향해 상기 제2솔레노이드 몸체 내외로 움직임 가능한 제2플런저, 상기 제2플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제2솔레노이드 코일, 상기 제2플런저를 상기 제1솔레노이드부를 향해 탄성 가압하는 제2탄성체 및, 상기 제2플런저로부터 상기 제1솔레노이드부를 향해 돌출되어, 상기 제1간섭핀을 지지 가능한 제2간섭핀을 포함하며, 상기 제2솔레노이드 코일에 의해 발생된 자기장은 상기 제2탄성체의 탄성력보다 큰 힘으로 상기 제2플런저를 상기 제1솔레노이드부를 비 간섭하는 방향으로 가동시킬 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 전류를 인가하여 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 위치로 제1솔레노이드부를 가동시킨 후, 제2솔레노이드부가 이를 자세 고정시킴으로써, 제1솔레노이드부의 자세 고정을 위한 지속적인 전류 인가가 불필요해진다. 그로 인해, 저전력으로 밸브의 유로 개폐를 제어하여 유지시킬 수 있게 된다.

둘째, 전류가 일시적으로 인가된 후 해제되어도 제1솔레노이드부의 자세를 유지시킬 수 있는 저전력 솔레노이드 밸브 구동에 의해, 친환경 솔레노이드 밸브의 제공이 가능해진다.

셋째, 단순한 구조로 저전력 밸브 구동이 가능해져, 컴팩트한 구조로 다양한 밸브 구동에 적용될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 일 실시예에 의한 듀얼 솔레노이드 밸브장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 듀얼 솔레노이드 밸브장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단하여 유로를 개방시킨 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단하여 유로를 개방시킨 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 듀얼 솔레노이드 밸브장치의 유로가 폐쇄된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 그리고,
도 6은 도 4에 도시된 듀얼 솔레노이드 밸브장치의 유로가 폐쇄된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 듀얼 솔레노이드 밸브장치(1)는 몸체부(10), 제1솔레노이드부(20) 및 제2솔레노이드부(30)를 포함한다.

참고로, 본 발명에서 설명하는 듀얼 솔레노이드 밸브장치(1)는 내연기관 등과 같이 내부에 유체(W)가 공급되어 배출 가능한 장비에 적용되어, 유체(W)의 흐름을 제어하는 것으로 도시 및 예시한다.

몸체부(10)는 유체(W)가 유입되어 배출되는 경로를 제공하는 듀얼 솔레노이드 밸브장치(1)의 밸브 몸체이다. 본 실시예에서는 몸체부(10)가 대략 육면체 형상을 가지며, 서로 마주하는 일면과 타면에 유체(W)가 유입 및 배출되기 위한 유입구(11) 및 배출구(12)가 관통 형성되는 형상으로 도시 및 예시한다. 그러나, 몸체부(10)가 도시된 육면체 형상이 아닌 구, 육면체 등과 같은 다양한 형상으로 변형 가능함은 당연하다. 아울러, 유입구(11)와 배출구(12)의 위치도 도 1의 도시로 제한되지 않으며, 몸체부(10)의 상호 마주하는 면이 아닌 다양한 위치로 변경 가능하다.

도 3 및 도 5를 참고하면, 몸체부(10)의 유입구(11)는 몸체부(10) 내부의 제1유로(13)와 연통하며, 배출구(12)는 몸체부(10) 내부의 제2유로(14)와 연통한다. 여기서, 제1 및 제2유로(13)(14)는 도 4의 도시와 같이, y축방향으로 상호 마주하도록 몸체부(10)에 마련되며, 제1 및 제2유로(13)(14)의 사이에는 격벽(15)이 마련되어 제1 및 제2유로(13)(14) 사이를 차단한다.

이때, 격벽(15)에는 오리피스(16)가 관통 형성되어, 제1 및 제2유로(13)(14)를 상호 연통시킨다. 여기서, 오리피스(16)는 도 4의 도시와 같이, 일측은 후술할 제1솔레노이드부(20)와 마주하도록 z축 방향으로 형성되며 타측은 제2유로(14)와 마주하도록 y축 방향으로 형성됨으로써, 대략 'ㄴ'자 형상을 가지도록 격벽(15)에 관통 형성된다.

제1솔레노이드부(20)는 전류 인가에 연동하여, 몸체부(10)의 제1 및 제2유로(13)(14)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 보다 구체적으로, 제1솔레노이드부(20)는 전류 인가에 연동하여 제1 및 제2유로(13)(14) 사이를 연결하는 오리피스(16)를 개방 또는 폐쇄시킴으로써, 제1유로(13)로 유입된 유체(W)가 제2유로(14)로 배출됨을 제어한다. 이러한 제1솔레노이드부(20)는 도 4 및 도 6의 도시와 같이, 제1유로(13)와 연결되는 오리피스(16)의 일측을 개방 또는 폐쇄시킨다. 그러나, 꼭 이에 한정되지 않으며, 제1솔레노이드부(20)가 제2유로(14)와 연결되는 오리피스(16)의 타측을 개방 또는 폐쇄시키는 변형예도 가능하다.

이러한 제1솔레노이드부(20)는 제1솔레노이드 몸체(21), 제1플런저(22), 제1솔레노이드 코일(23), 제1탄성체(24) 및 제1간섭핀(25)을 포함하여, 몸체부(10)의 제1연결홈(17)에 z축 방향으로 삽입된다.

제1솔레노이드 몸체(21)는 중공의 원통 형상을 가지며, 내부에 후술할 제1플런저(22), 제1솔레노이드 코일(23), 제1탄성체(24) 및 제1간섭핀(25)을 지지한다. 이러한 제1솔레노이드 몸체(21)는 몸체부(10)의 제1연결홈(17)에 일단이 삽입되어 연결된다. 참고로, 제1솔레노이드 몸체(21)의 일단에는 후술할 제1플런저(22)의 출입을 위한 제1출입구(21a)가 관통 형성된다.

제1플런저(22)는 제1솔레노이드 몸체(21) 내외로 출입 가능하여, 제1 및 제2유로(13)(14) 사이를 개방 또는 폐쇄시키는 방향으로 움직임 가능하게 마련된다. 이러한 제1플런저(22)는 제1솔레노이드 몸체(21)의 중심축 상에 설치되어, 제1출입구(21a)를 통해 제1솔레노이드 몸체(21)의 내외를 축방향인 z축 방향으로 출입 가능한 원통 형상을 가진다. 참고로, 제1플런저(22)는 후술할 제1솔레노이드 코일(23)로부터 발생된 자기장과의 간섭을 위해, 자성 물질로 마련된다.

제1솔레노이드 코일(23)은 제1솔레노이드 몸체(21)의 내부에서 제1 플런저(22)를 중심으로, 제1플런저(22)의 외주에 원통형으로 감겨지는 전기 코일이다. 이러한 제1솔레노이드 코일(23)은 외부로부터 전류가 인가되면, 원의 중심부인 제1플런저(22)로 자기장을 발생시켜, 자성 물질인 제1플런저(22)의 중심으로 자기장이 이동하게 된다.

즉, 제1솔레노이드 코일(23)에 전류 인가로 인해, 전기 에너지가 기계 에너지로 변환되어, 제1플런저(22)의 일단이 제1출입구(21a)를 통해 제1솔레노이드 몸체(21)의 내외로 출입되도록 가동된다.

제1탄성체(24)는 제1 및 제2유로(13)(14) 사이를 향해 제1플런저(22)를 탄성 가압한다. 본 실시예에서는 제1탄성체(24)는 제1플런저(22)의 타단과 제1솔레노이드 몸체(21)의 내벽 사이에 개재되는 코일 스프링을 포함하는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1탄성체(24)가 판스프링, 전자석 등과 같이 제1플런저(22)를 제1솔레노이드 몸체(21)의 외부를 향해 탄성 가압할 수 있는 다양한 탄성수단 중 어느 하나로 채용될 수 있음은 당연하다.

이러한 제1탄성체(24)는 제1솔레노이드 몸체(21)의 내벽에 대해 제1플런저(22)의 타단을 제1플런저(22)의 축방향인 z축 방향으로 가압하게 된다. 즉, 제1탄성체(24)는 제1플런저(22)를 제1솔레노이드 몸체(21)의 외부를 향해 탄성 가압하도록 지지함으로써, 제1플런저(22)가 오리피스(26)를 폐쇄시키는 자세를 탄성 지지한다.

제1간섭핀(25)은 제1플런저(22)로부터 제2솔레노이드부(30)를 향해 돌출되도록 마련되는 핀이다. 이러한 제1간섭핀(25)은 제1출입구(21a)를 통해 출입되는 제1플런저(22)의 일단으로부터 돌출되어, 몸체부(10)의 제1연결홈(17)에 마련된 제1간섭로(26)(도 3 참조)에 삽입된다. 여기서, 제1간섭로(26)는 제1 및 제2유로(13)(14) 사이에 마련되는 격벽(15)에 마련된 오리피스(16)를 간섭하지 않는 위치에 관통 형성된다.

참고로, 오리피스(16)는 제1솔레노이드부(20)와 마주하는 몸체부(10)의 제1연결홈(17)의 중심영역에 관통 형성되고, 제1플런저(22)의 일단은 오리피스(16)를 선택적으로 폐쇄시키도록 가동된다. 이에 따라, 제1간섭핀(25)은 오리피스(16)을 간섭하지 않도록, 제1플런저(22)의 일단의 중심축으로부터 외주를 향해 치우진 위치에 돌출됨이 좋다.

이러한 구성을 가지는 제1솔레노이드부(20)는 제1솔레노이드 코일(23)에 전류가 인가되면, 제1솔레노이드 코일(23)에서 발생되는 자기장에 의해 자성 물질인 제1플런저(22)가 도 3와 같이 제1솔레노이드 몸체(21)의 내부를 향해 이동하게 된다. 이때, 제1솔레노이드 코일(23)로부터 발생되는 자기장은 제1탄성체(24)의 탄성력보다 큰 힘으로써, 제1플런저(22)를 제1탄성체(24)를 향해 가동시키게 된다. 그로 인해, 제1플런저(22)가 제1솔레노이드 몸체(21)의 내부로 진입하여 오리피스(16)의 일측을 개방시켜, 제1 및 제2유로(13)(14)가 상호 연통하게 된다.

제2솔레노이드부(30)는 전류 인가에 연동하여, 제1솔레노이드부(20)를 간섭 또는 비간섭하여 제1솔레노이드부(20)를 자세 고정 또는 해제시킨다. 이러한 제2솔레노이드부(30)는 제2솔레노이드 몸체(31), 제2플런저(32), 제2솔레노이드 코일(33), 제2탄성체(34) 및 제2간섭핀(35)을 포함한다.

제2솔레노이드 몸체(31)는 제1솔레노이드 몸체(21)와 마찬가지로 중공의 원통 형상을 가지며, 내부에 제2플런저(32), 제2솔레노이드 코일(33), 제2탄성체(34) 및 제2간섭핀(35)을 지지한다.

제2플런저(32)는 제1플런저(22)와 마찬가지로 자성 물질로 형성되어 원통 형상을 가진다. 이러한 제2플런저(32)는 제2솔레노이드 몸체(31)에 마련된 제2출입구(31a)에 삽입되어 제2솔레노이드 몸체(31)의 내외로 움직임 가능하게 마련된다. 이러한 제2플런저(32)는 제1플런저(22)의 움직임 방향인 z축 방향에 직교하는 x축 방향으로 움직임 가능하도록 마련되어, 일단이 제1플런저(22)를 향해 진입 및 후퇴하는 방향으로 움직임 가능하다.

제2솔레노이드 코일(33)은 제2플런저(32)의 외주에 감겨지며, 전류 인가에 연동하여 자기장 발생에 의해 제2플런저(32)를 x축 방향으로 가동시키게 된다. 여기서, 제2솔레노이드 코일(33)은 제1솔레노이드 코일(23)과 상호 독립적으로 전류가 인가되도록 제어될 수 있다.

제2탄성체(34)는 제2플런저(32)를 제1솔레노이드부(20)를 향해 탄성 가압한다. 즉, 제2탄성체(34)는 제2플런저(32)를 제2솔레노이드 몸체(31)의 외부를 향해 탄성 가압한다. 이러한 제2탄성체(34)는 제1탄성체(24)와 마찬가지로, 제2플런저(32)의 타단과 제2솔레노이드 몸체(31)의 내면 사이에 개재되는 코일 스프링을 포함하는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다.

제2간섭핀(35)은 제2플런저(32)의 일단으로부터 돌출되어 제1간섭핀(25)의 단부를 지지한다. 이때, 제2간섭핀(35)은 제2플런저(32)의 축방향인 x축방향으로 돌출된다. 이러한 제2간섭핀(35)은 몸체부(10)의 제2연결홈(18)에 관통 형성된 제2간섭로(36)에 삽입된다.

참고로, 도 3의 도시와 같이 제1 및 제2간섭로(26)(36)는 각각 z축 및 x축 방향으로 상호 연통 가능하게 마련됨으로써, 대략 'ㄴ'자 형상으로 몸체부(10)에 마련된다.

이러한 제2솔레노이드부(30)는 제2솔레노이드 코일(33)에 전류가 인가되면 자기장의 간섭에 의해 자성 물질로 마련된 제2플런저(32)가 제2솔레노이드 몸체(31)의 내부에서 x축방향으로 가동된다. 이때, 제2솔레노이드 코일(33)로부터 발생된 자기장은 제2플런저(32)를 탄성 가압하는 제2탄성체(34)의 탄성력보다 큰 힘으로써, 전류 인가시 제2플런저(32)는 도 5과 같이, 제2탄성체(34)를 향해 이동되어, 제2간섭로(36)로부터 제2간섭핀(35)이 후퇴하게 된다. 반대로, 제2솔레노이드 코일(33)에 전류 인가가 해제되어 자기장 간섭이 해제되면, 제2플런저(32)는 제2탄성체(34)의 탄성력에 의해 몸체부(10)를 향해 탄성 가압되어 제2간섭로(36)로 제2간섭핀(35)이 진입되어 제1간섭핀(25)의 단부를 지지하게 된다.

한편, 제1 및 제2솔레노이드부(20)(30)는 제어부에 의해 각각 전류가 독립적으로 인가되도록 제어됨이 좋다. 보다 구체적으로, 제1솔레노이드(20)에 일시적으로 전류가 인가된 후 해제되거나, 제2솔레노이드(30)에 전류가 인가된 후 해제되도록 제어되는 것이다. 이러한 제1 및 제2솔레노이드부(20)(30)의 전류 인가 제어는 하기 밸브 동작 구성과 함께 보다 자세히 후술한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 듀얼 솔레노이드 밸브장치(1)의 밸브 동작을 도 3 내지 도 6을 참고하여 설명한다.

우선, 도 3의 도시와 같이, 제1솔레노이드 코일(23)에 전류가 인가되면, 제1솔레노이드 코일(23)로부터 자기장이 발생되어 자성 물질인 제1플런저(22)가 도 3에 도시된 화살표 방향인 제1솔레노이드 몸체(21)의 내부를 향해 이동하게 된다. 이때, 제1솔레노이드 코일(23)에 의해 발생된 자기장의 크기는 제1탄성체(24)의 탄성력보다 큼에 따라, 제1플런저(22)가 제1탄성체(24)의 탄성력 방향과 반대방향으로 가동되어 제1탄성체(24)를 압축시키게 된다.

이러한 제1플런저(22)의 움직임에 의해 도 4와 같이, 몸체부(10)의 오리피스(16)가 개방되어 제1 및 제2유로(13)(14)가 상호 연통됨에 따라, 유체(W)가 몸체부(10)의 유입구(11)로 유입되어 배출구(12)로 배출되게 된다.

또한, 제1플런저(22)가 제1솔레노이드 몸체(21)의 내부를 향해 이동함에 연동하여, 제1플런저(22)로부터 돌출된 제1간섭핀(25)도 제1간섭로(26)의 내부에서 제1솔레노이드 몸체(21)의 내부를 향해 후퇴하게 된다. 이때, 제1간섭로(26)와 연결된 제2간섭로(36)의 내에서 제1간섭핀(25)의 단부에 밀착된 제2간섭핀(35)이 제1간섭핀(25)의 움직임에 의해 제1간섭로(26)의 빈 공간으로 이동하게 된다. 이때, 제2간섭핀(35)의 이동력은 제2플런저(32)를 제2솔레노이드 몸체(31)의 외부를 향해 x축 방향으로 탄성 가압하는 제2탄성체(34)의 탄성력에 연동한다.

이렇게 제2간섭핀(35)이 제1간섭로(26)로 진입함으로써, 제1간섭로(26)의 내에서 제1솔레노이드 몸체(21)를 향해 후퇴한 제1간섭핀(25)의 단부를 제2간섭핀(35)이 지지하게 된다. 그로 인해, 제2솔레노이드 코일(33)에 전류 인가가 해제되어도, 제2간섭핀(35)이 제1간섭핀(25)이 제1간섭로(26) 내에서 이동되지 않도록 지지할 수 있게 된다. 이에 따라, 제1플런저(22)가 제1솔레노이드 몸체(21) 내부로 진입된 상태를 계속 유지할 수 있어, 오리피스(16)를 계속 개방시킬 수 있게 된다.

반대로, 오리피스(16)를 커버하여 제1 및 제2유로(13)(14) 사이의 연결을 해제하고자 할 경우, 도 5의 도시와 같이, 제2솔레노이드 코일(33)에 전류를 인가한다. 이때, 제1솔레노이드 코일(23)에 전류 인가는 이미 해제된 상태이다.

제2솔레노이드 코일(33)에 대한 전류 인가에 연동하여, 제2솔레노이드 코일(33)은 자기장을 발생시켜 자성 물질인 제2플런저(32)를 제2탄성체(34)의 탄성력 방향과 반대방향으로 이동시킨다. 그로 인해, 제2플런저(32)로부터 돌출된 제2간섭핀(35)이 제1간섭로(26)를 벗어나 제2간섭로(36) 내로 진입함으로써, 제2간섭핀(35)에 의해 지지된 제1간섭핀(25)의 지지력이 해제된다.

이렇게 제1간섭핀(25)의 지지력이 해제되면, 제1탄성체(24)의 탄성력에 의해 제1플런저(22)가 제1솔레노이드 몸체(21)의 외부를 향해 탄성 가압되어 도 6의 도시와 같이, 오리피스(16)를 폐쇄시키게 된다. 이로써, 오리피스(16)는 제1플런저(22)에 의해 폐쇄되어, 제1 및 제2유로(13)(14) 사이의 유체(W)의 흐름이 차단된다.

한편, 제2솔레노이드 코일(33)에 인가된 전류 인가는 제2간섭핀(35)이 제1간섭로(26)를 벗어나면 해제된다. 또한, 제2간섭핀(35)이 제1간섭로(26)를 벗어남에 연동하여 제1플런저(22)를 탄성 가압하는 제1탄성체(24)의 탄성력에 의해 제1간섭핀(25)이 제1간섭로(26)로 진입된다. 그로 인해, 제2플런저(32)를 제2탄성체(34)가 탄성 가압하여도 제2간섭핀(35)은 제1간섭로(26)로 진입하지 못함에 따라, 제1플런저(22)가 오리피스(16)를 폐쇄시키는 자세는 유지된다.

이상과 같이, 제1 및 제2유로(13)(14) 사이의 유체(W) 흐름을 제어하기 위한 제1플런저(22)의 움직임을 제1솔레노이드 코일(23)에 일시적으로 전류를 인가한 후, 제2플런저(32)에 연결된 제1간섭핀(25)으로 자세 유지시킬 수 있게 된다. 그로 인해, 오리피스(16)의 개방 상태를 유지하기 위해, 제1솔레노이드부(20)에 전류를 지속적으로 인가하지 않아도 됨에 따라, 밸브 동작을 위한 전류 인가 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

참고로, 본 실시예에서는 제1솔레노이드부(20)에 전류가 인가되면 오리피스(16)가 개방되어 제1 및 제2유로(13)(14)가 상호 연통되는 것으로 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 반대로, 제1솔레노이드부(20)에 전류가 인가되면 오리피스(16)가 폐쇄되고, 폐쇄된 자세를 제2솔레노이드부(30)가 자세 유지시키는 변형예도 가능하다. 이 경우, 제1플런저(22)는 제1탄성체(24)에 의해 오리피스(16)를 개방시키는 방향으로 탄성 지지되게 되며, 전류 인가에 연동하여 제1플런저(22)가 제1탄성체(24)의 탄성력보다 큰 자기장의 힘에 의해 오리피스(16)를 폐쇄시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 듀얼 솔레노이드 밸브장치 10: 몸체부
11: 유입구 12: 배출구
13: 제1유로 14: 제2유로
15: 격벽 16: 오리피스
17: 제1연결홈 18: 제2연결홈
20: 제1솔레노이드부 21: 제1솔레노이드 몸체
22: 제1플런저 23: 제1솔레노이드 코일
24: 제1탄성체 25: 제1간섭핀
26: 제1간섭로 30: 제2솔레노이드부
31: 제2솔레노이드 몸체 32: 제2플런저
33: 제2솔레노이드 코일 34: 제2탄성체
35: 제2간섭핀 36: 제2간섭로

Claims

유체가 유입되어 배출되는 유로가 내부에 마련되는 몸체부;
전류 인가에 연동하여, 상기 몸체부의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제1솔레노이드부; 및
전류 인가에 연동하여, 상기 제1솔레노이드부의 자세를 고정 및 해제시키는 제2솔레노이드부;
를 포함하며,
상기 제1 및 제2솔레노이드부 중 적어도 어느 하나에 전류 인가 후, 상기 제1솔레노이드부의 자세가 상기 제2솔레노이드부에 의해 지지되면 전류 인가가 해제되는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2솔레노이드부는 각각 전류가 독립적으로 인가된 후 해제되도록 제어되는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 제1솔레노이드부는,
중공의 제1솔레노이드 몸체;
상기 제1솔레노이드 몸체의 내외로 움직임 가능하여, 상기 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1플런저;
상기 제1플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제1솔레노이드 코일;
상기 제1플런저를 상기 유로를 향해 탄성 가압하는 제1탄성체; 및
상기 제1플런저로부터 상기 제2솔레노이드부를 향해 돌출되는 제1간섭핀;
을 포함하는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제3항에 있어서,
상기 제2솔레노이드부는,
중공의 제2솔레노이드 몸체;
상기 제1솔레노이드부를 향해 상기 제2솔레노이드 몸체 내외로 움직임 가능한 제2플런저;
상기 제2플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제2솔레노이드 코일;
상기 제2플런저를 상기 제1솔레노이드부를 향해 탄성 가압하는 제2탄성체; 및
상기 제2플런저로부터 상기 제1솔레노이드부를 향해 돌출되어, 상기 제1간섭핀를 지지 가능한 제2간섭핀;
을 포함하는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제4항에 있어서,
상기 몸체부에는 상기 제1 및 제2간섭핀이 삽입되어 움직임 가능한 제1 및 제2간섭로가 마련되며,
상기 제1 및 제2간섭로는 상호 직교하는 방향으로 연통하는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제4항에 있어서,
상기 제1솔레노이드 코일에 전류가 인가되면, 상기 제1플런저는 상기 제1솔레노이드 몸체의 내부를 향해 이동하여 상기 유로를 개방시키고, 상기 제1플런저의 이동에 연동하여 상기 제2플런저가 상기 제2탄성체의 탄성력에 의해 상기 제1솔레노이드부를 향해 이동되어 상기 제2간섭핀이 상기 제1간섭핀의 위치를 고정시키도록 지지하며,
상기 제1솔레노이드부의 자세가 고정되면 상기 제1솔레노이드 코일에 인가된 전류가 해제되는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제6항에 있어서,
상기 제2솔레노이드 코일에 전류가 인가되면, 상기 제2플런저는 상기 제2솔레노이드 몸체의 내부를 향해 이동하여 상기 제1간섭핀의 지지력을 해제시키고, 상기 제2플런저의 이동에 연동하여 상기 제1플런저가 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 유로를 향해 이동되어 상기 유로를 폐쇄시키며,
상기 제1솔레노이드부가 상기 유로를 폐쇄시키면 상기 제2솔레노이드 코일에 인가된 전류가 해제되는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체부는 유입구와 연통하는 제1유로, 상기 유입구와 마주하는 위치의 배출구와 연통하는 제2유로 및, 상기 제1 및 제2유로 사이에 마련된 격벽에 마련되어 상기 제1 및 제2유로 사이를 연결하는 오리피스를 포함하며,
상기 제1솔레노이드부는 상기 제1 및 제2유로에 대해 직교하는 방향으로 가동되어 상기 오리피스를 개방 또는 폐쇄시키고, 상기 제2솔레노이드부는 상기 제1 및 제2유로에 대해 교차하는 방향으로 가동되어 상기 제1솔레노이드부를 간섭하는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
유체가 유입되어 배출되는 유로가 내부에 마련되는 몸체부;
전류 인가에 연동하여, 상기 몸체부의 유로를 개방 및 폐쇄시키는 제1솔레노이드부;
전류 인가에 연동하여, 상기 제1솔레노이드부가 상기 유로를 개방시키는 자세를 고정시키거나 해제시키는 제2솔레노이드부; 및
상기 제1 및 제2솔레노이드부에 인가되는 전류를 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1솔레노이드부에 전류를 인가하여 상기 유로를 개방시킨 후 전류를 해제시키며, 상기 제2솔레노이드부에 전류를 인가하여 상기 제1솔레노이드부가 상기 유로를 폐쇄시킨 후 전류를 해제시키는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제9항에 있어서,
상기 제1솔레노이드부는,
중공의 제1솔레노이드 몸체;
상기 제1솔레노이드 몸체의 내외로 움직임 가능하여, 상기 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 제1플런저;
상기 제1플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제1솔레노이드 코일;
상기 제1플런저를 상기 유로를 향해 탄성 가압하는 제1탄성체; 및
상기 제1플런저로부터 상기 제2솔레노이드부를 향해 돌출되는 제1간섭핀;
을 포함하며,
상기 제1솔레노이드 코일에 의해 발생된 자기장은 상기 제1탄성체의 탄성력보다 큰 힘으로 상기 제1플런저를 상기 유로를 개방시키는 방향으로 가동시키는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.
제10항에 있어서,
상기 제2솔레노이드부는,
중공의 제2솔레노이드 몸체;
상기 제1솔레노이드부를 향해 상기 제2솔레노이드 몸체 내외로 움직임 가능한 제2플런저;
상기 제2플런저의 외주에 감겨져, 전류 인가에 의해 자기장을 발생시키는 제2솔레노이드 코일;
상기 제2플런저를 상기 제1솔레노이드부를 향해 탄성 가압하는 제2탄성체; 및
상기 제2플런저로부터 상기 제1솔레노이드부를 향해 돌출되어, 상기 제1간섭핀을 지지 가능한 제2간섭핀;
을 포함하며,
상기 제2솔레노이드 코일에 의해 발생된 자기장은 상기 제2탄성체의 탄성력보다 큰 힘으로 상기 제2플런저를 상기 제1솔레노이드부를 비 간섭하는 방향으로 가동시키는 듀얼 솔레노이드 밸브장치.