KR102579702B1 - 유압제어용 솔레노이드 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 유압제어용 솔레노이드 체크밸브에 관한 것으로, 특히 유압 제어용 솔레노이드 밸브의 저압 작동의 경우와 같이, 유량이나 압력이 낮아 복귀 흐름 경로의 차단을 위한 유압이 약하게 작용하더라도, 솔레노이드 밸브를 통해 작동 포트 쪽으로 공급되는 유압이 복귀 체크 밸브의 체크볼 시트(16a)를 통해 기밀 유지를 보다 확실히 차단해, 작동 포트 쪽으로 공급될 때 체크밸브의 기능 안정성 강화와 더불어 신뢰성 있고 안정적으로 성능을 구현할 수 있는 솔레노이드 체크밸브에 관한 것이다.

Description

유압제어용 솔레노이드 체크밸브{SOLENOID OPERATED CHECK VALVE FOR HYDRAULIC CONTROL}

본 발명은 유압제어용 솔레노이드 체크밸브에 관한 것으로, 특히 유압 제어용 솔레노이드 밸브가 저압 작동의 경우에, 유량이나 압력이 낮아 복귀 흐름 경로를 차단하기 위한 유압이 약하게 작용하더라도, 솔레노이드 밸브부 내 복귀 체크 밸브의 체크볼 시트 형상의 개선을 통해 복귀 체크 밸브의 기밀 유지를 보다 확실히 하여, 복귀 흐름을 확실하게 차단함으로써, 작동 포트 쪽으로 공급될 때 체크밸브의 기능 안정성 강화와 더불어 신뢰성 있고 안정적으로 성능을 구현할 수 있는 유압제어용 솔레노이드 체크밸브에 관한 것이다.

일반적으로 농기계등 차량의 작업기등 엑츄이이터 작동에 유압인 압력 또는 유량을 전달해 작동하거나 정지하게 되는데, 빠른 작업능률과 고정작업의 반복 안정성을 위해 작업기를 정지시키는 특정상 정지 작용시 체크밸브부의 기밀 상태에 따라 작업기 처짐 및 작동 불가등의 현상이 발생되는 경우가 빈번하게 된다.

이와 같은 처짐 현상을 방지하기 위해 솔레노이드 밸브에 체크밸브 기능이 포함된 제어 밸브가 널리 사용되고 있으며 액츄에이터(작업기) 정지시 액츄에이터가 정지한 위치에서 과대한 처짐을 방지하여 어떠한 작업 조건에서도 일정하고 안정적으로 운전자가 의도한 작업을 유지시켜 주기 위하여 체크 밸브 시스템이 적용되고 있다.

이러한 작업기의 유압 시스템에는 엑츄에이터 동작 제어를 하기 위해 솔레노이드 밸브가 사용되며, 이와 같은 솔레노이드밸브는 종래에 온-오프 제어 방식으로 제어하였으나, 최근에는 각 상황에 적절히 대응할 수 있도록 하기 위해 비례 제어방식에 의해 제어하고 있다.

이와 같은 솔레노이드 밸브는 아래 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 통상적으로 엑츄에이터에서 제어밸브로 흐름을 형성 할 때 그 경로를 차단하고, 제어밸브에서 엑츄에이터로 흐름을 형상할 때 그 경로를 열어주는 복귀 체크 밸브를 구비하게 된다.

그러나, 이와 같이 엑츄에이터와 제어밸브사이에서 엑츄에이터 쪽을 복귀되는 흐름 경로를 열어주는 복귀 체크 밸브는 일반적으로, 솔레노이드 밸브로 복귀되는 유량이 가하는 압력으로 그 경로가 열리는 방식으로 이루어짐에 따라, 정상 작동 시에는 복귀 체크 밸브가 체크볼 시트의 시트부의 기밀정도로 닫힌 상태를 유지해야 하지만, 특히 저압 작동 시는 복귀 체크 밸브쪽으로 가해지는 유량이 적어 볼을 충분히 밀어내지 못해 복귀 체크 밸브가 완전히 차단되지 못하는 형상이 발생되고, 이로 인해 복귀 체크 밸브로서 충분한 작용을 발휘하지 못하게 된다.

이와 같은 복귀 체크 밸브의 불안정한 작용은 솔레노이드 밸브의 작동을 불안정하게 하고, 이에 따라 엑츄에이터의 처짐등으로 안전 사고 발생과 안정적인 성능 구현을 어렵게 하는 취약성을 가져오게 된다.

KR 10-2008-0088077A

이에 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 체크밸브의 밸브 시트의 형상과 구조를 개선하여 유량이 적은 저압 작동 시에도 체크 볼이 밸브 시트에 안정적으로 안착되게 함으로써 밸브 시트와 체크 볼 사이의 기밀성을 높여서 체크밸브의 성능 향상과 신뢰성을 높인 유압제어용 솔레노이드 체크밸브를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유압제어용 솔레노이드 체크밸브로서, 솔레노이드부와 상기 솔레노이드부의 길이방향 한쪽에 결합되어 상기 솔레노이드부의 작동에 따라 유로를 개폐하는 체크밸브부를 포함하고,

상기 솔레노이드부는,

중심축방향으로 내측구명이 형성된 중공형 솔레노이드 케이스;

상기 솔레노이드 케이스에 설치된 솔레노이드;

상기 솔레노이드 케이스의 내측 구멍에 삽입설치되고, 중심축방향으로 대구경의 보어와, 상기 보어와 동축을 이루는 소구경의 구멍을 가진 플런저 가이드;

상기 플런저 가이드의 대구경 보어에 슬라이드 가능하게 설치되어 상기 솔레노이드가 여자(勵磁)되는 경우 전자력에 의해 체크밸브 개방 방향으로 전진하고, 솔레노이드가 소자(消磁)되는 경우, 스프링힘에 의해 체크밸브 폐쇄 방향으로 복귀하는 플런저;

몸체와, 헤드부로 이루어지고, 상기 몸체가 상기 플런저 가이드의 소구경 구멍을 관통하여 선단부가 플런저 가이드의 외부로 돌출하고, 헤드부가 상기 플런저 가이드의 대구경 보어의 바닥면에 밀착하도록 플런저 가이드의 외부로 돌출한 몸체 선단과 플런저 가이드의 단턱부 사이에는 스프링이 설치된 플러그; 및

상기 플러그의 헤드부와 플런저 사이에 압축설치되어 상기 플런저를 체크밸브의 개방방향으로 편향시키는 지지 스프링;을 포함하는 것에 특징이 있다.

또한 본 발명은 상기 체크밸브부가,

상기 솔레노이드 케이스에 결합되어 상기 플런저 가이드이 대구경 보어의 한쪽 선단벽을 이루고, 중심축방향을 따라 푸시 핀 관통구멍, 오일 챔버, 체크밸브 설치 보어가 순차적으로 형성되고, 측벽에는 상기 오일 챔버를 횡방향으로 관통하는 유로가 구비된 체크밸브 몸체;

중심축방향으로 중심 보어가 형성되고 상기 체크밸브 설치 보어의 선단에 결합되어 상기 체크밸브 설치 보어와 함께 내부 유로를 형성하며 바닥벽에는 상기 내부 유로를 외부 유로에 연통시키는 포트가 관통되어 있는 몸체 커버;

중심축방향으로 관통구멍이 형성되고, 중앙부가 오목하도록 가장자리에서 상기 관통구멍의 중심축을 향하여 일정한 각도로 경사지게 구부림 변형되어, 상기 체크밸브 설치 보어에 상기 플런저를 향하여 볼록하게 설치되는 체크볼 시트;

상기 체크볼 시트의 관통구멍의 직경보다 상대적으로 큰 구의 직경을 가지고, 상기 체크볼 시트의 중앙부에 배치되어 일단이 상기 몸체 커버의 내부에 설치된 체크 스프링에 의해 가압되어 체크볼 시트의 중앙부에 밀착함으로써 상기 상기 체크볼 시트의 관통구멍을 폐쇄하는 체크 볼; 및

체크밸브 유로개방 작동시 상기 관통구멍을 관통하여 상기 체크 볼을 밀어낼 수 있도록 상기 체크볼 시트의 관통구멍보다 작은 직경을 가지고, 상기 체크밸브 몸체의 푸시 핀 관통구멍을 관통하여, 솔레노이드쪽 선단은 상기 플런저의 선단에 맞닿고, 체크밸브부쪽의 선단은 상기 체크볼 시트의 관통구멍에 노출된 체크 볼에 맞닿아 있도록 배치된 푸시 핀;을 포함한 것에 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 플런저 가이드의 대구경 보어의 상기 플런저의 전방에, 상기 플런저의 중심축방향 이동을 안내하기 위한 가이드 블록이 구비되고, 상기 가이드 블록의 중심축방향으로는 상기 푸시 핀의 한쪽 선단이 관통할 수 있도록 관통구멍이 형성된 것에 특징이 있다.

그리고, 본 발명은 상기 솔레노이드가 작동불능인 경우에, 상기 솔레노이드 케이스의 외측으로 돌출된 상기 플러그의 선단을 눌러서 플런저와 푸시 핀을 밀어줌으로써 체크 볼을 복귀 유로의 개방위치로 강제로 이동시킬 수 있도록 되어 있는 것에 특징이 있다.

상기한 본 발명에 의하면, 유량이 적은 저압 작동 시에도 체크 볼이 밸브 시트에 안정적으로 안착되게 함으로써 밸브 시트와 체크 볼 사이의 기밀성을 높여서 체크밸브의 성능 향상과 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압제어용 솔레노이드 체크밸브의 길이방향 결합단면도로서, 체크밸브가 복귀 유로를 폐쇄한 상태의 결합단면도이다.
도 2는 도 1의 'I'부의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 체크밸브부의 체크볼 시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유압제어용 솔레노이드 체크밸브의 길이방향 결합단면도로서, 체크밸브가 복귀 유로를 개방한 상태의 결합단면도이다.
도 5는 도 4의 'II'부의 부분 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 유압제어용 솔레노이드 체크밸브는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 솔레노이드부(A)와 상기 솔레노이드부(A)의 길이방향 한쪽에 결합되는 체크밸브부(B)로 구성된다.

여기서, 상기 솔레노이드부(A)는,

중심축방향으로 내측구명이 형성된 중공형 솔레노이드 케이스(4);

상기 솔레노이드 케이스(4)에 설치된 솔레노이드(4a);

상기 솔레노이드 케이스(4)의 내측 구멍에 삽입설치되고, 중심축방향으로 대구경의 보어(12a)와, 상기 보어(12a)와 동축을 이루는 소구경의 구멍(12b)을 가진 플런저 가이드(12);

상기 플런저 가이드(12)의 대구경 보어(12a)에 슬라이드 가능하게 설치되어 상기 솔레노이드(4a)가 여자(勵磁)되는 경우 전자력에 의해 체크밸브 개방 방향으로 전진하고, 솔레노이드(4a)가 소자(消磁)되는 경우, 스프링힘에 의해 체크밸브 폐쇄 방향으로 복귀하는 플런저(6);

몸체(2a)와, 헤드부(2b)로 이루어지고, 상기 몸체(2a)가 상기 플런저 가이드(12)의 소구경 구멍(12b)을 관통하여 선단부가 플런저 가이드(12)의 외부로 돌출하고, 헤드부(2a)가 상기 플런저 가이드의 대구경 보어(12a)의 바닥면에 밀착하도록 플런저 가이드(12)의 외부로 돌출한 몸체 선단과 플런저 가이드의 단턱부 사이에는 스프링(3)이 설치된 플러그(2); 및

상기 플러그(2)의 헤드부(2b)와 플런저(6) 사이에 압축설치되어 상기 플런저(6)를 체크밸브의 개방방향으로 편향시키는 지지 스프링(5);을 포함한다.

상기 체크밸브부(B)는, 상기 솔레노이드 케이스(4)에 결합되어 상기 플런저 가이드(12)가 대구경 보어(12a)의 한쪽 선단벽을 이루고, 중심축방향을 따라 푸시 핀 관통구멍(8a), 오일 챔버(8b), 체크밸브 설치 보어(8c)가 순차적으로 형성되고, 측벽에는 상기 오일 챔버(8b)를 횡방향으로 관통하는 유로(9a)가 구비된 체크밸브 몸체(8);

중심축방향으로 중심 보어(19a)가 형성되고 상기 체크밸브 설치 보어(8c)의 선단에 결합되어 상기 체크밸브 설치 보어(8c)와 함께 내부 유로(19b)를 형성하며 바닥벽에는 상기 내부 유로(19b)를 외부 유로에 연통시키는 포트(19c)가 관통되어 있는 몸체 커버(19);

중심축방향으로 관통구멍(16a)이 형성되고, 중앙부가 오목하도록 가장자리에서 상기 관통구멍의 중심축을 향하여 일정한 각도로 경사진 원뿔대 형상으로 이루어져, 상기 체크밸브 설치 보어(8c)에 직경이 작은 중앙부가 상기 플런저(6)를 향하도록 설치되는 체크볼 시트(16);

상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)의 직경보다 상대적으로 큰 구의 직경을 가지고, 상기 체크볼 시트(16)의 중앙부에 배치되어 일단이 상기 몸체 커버(19)의 내부에 설치된 체크 스프링(18)에 의해 가압되어 체크볼 시트(16)의 중앙부에 밀착함으로써 상기 상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)을 폐쇄하는 체크 볼(17); 및

체크밸브 유로개방 작동시 상기 관통구멍(16a)을 관통하여 상기 체크 볼(17)을 밀어낼 수 있도록 상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)보다 작은 직경을 가지고, 상기 체크밸브 몸체(8)의 푸시 핀 관통구멍(8a)을 관통하여, 솔레노이드부(A)쪽 선단은 상기 플런저(6)의 선단에 맞닿고, 체크밸브부(B)쪽의 선단은 상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)에 노출된 체크 볼(17)에 맞닿아 있도록 배치된 푸시 핀(7);을 포함한 구성으로 되어 있다.

상기 플러그(2)에 설치되는 스프링(3)은 플러그(2)의 선단에 고정설치된 스프링 시트(1)에 지지될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 솔레노이드부(A)의 솔레노이드(4a)가 작동불능인 경우에, 상기 솔레노이드 케이스(4)의 외측으로 돌출된 상기 플러그(2)의 선단을 눌러서 플런저(6)와 푸시 핀(7)을 밀어줌으로써 체크 볼(17)을 복귀 유로의 개방위치로 강제로 이동시킬 수 있다.

또한, 제어밸브(도시생략)에서 엑츄에이터(도시생략) 쪽으로 오일이 흐르는 통로를 형성하는 체크밸브 몸체(8)는 플런저 작동 시, 푸시 핀(7)을 밀어 체크 볼(17)을 체크볼 시트(16a)에서 밀착해제함으로써 개방된 몸체 커버(19)의 포트(19c)로 오일이 공급되도록 축 방향을 관통하는 유로가 형성된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 농기계등 차량의 작업을 위한 작업기등 엑츄에이터 작동을 위해 엑츄에이터와 조작밸브 흐름 경로에 구비된 솔레노이드 밸브의 작동을 통해 작업기의 작동을 제어하며 고정작업이 안정적으로 유지하하는 기본적인 기능을 구현하게 된다.

이에 더해 본원 발명의 솔레노이드 밸브는 특히, 저압 작동 시와 같이 유량이 적어 복귀 흐름 경로의 차단을 위한 체크 볼(17)의 안착이 약하게 작용하더라도, 체크볼 시트(16a)의 형상을 통해 복귀 경로를 보다 확실히 차단해, 엑츄에이터에서 제어 밸브 쪽으로 유량이 공급될 때 솔레노이드 밸브의 기밀 유지 안정성 강화와 더불어 안정적으로 작업을 구현할 수 있다.

이러한 안정적인 기밀 유지가 가능하도록 해주는 체크볼 시트(16a)는 도 3에 도시되어 있다. 체크볼 시트(16)는 중심축방향으로 관통구멍(16a)이 형성되고, 중앙부가 오목하도록 가장자리에서 상기 관통구멍(16a)의 중심축을 향하여 일정한 각도로 경사지게 구부림 변형되어, 상기 체크밸브 설치 보어(8c)에 상기 플런저(6)를 향하여 볼록하게 설치된다.

솔레노이드 밸브의 작용을 작업기 작동시 저압으로 작동될 때를 통해 설명하면 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 플런저(6)의 작동에 따라 핀(7)을 밀어 체크 볼(17)과 체크볼 시트(16a)간에 통로가 열리면 체크밸브 몸체(8)의 유로(9a)에서 몸체 커버(19)의 포트(19c)로 유동한다.

이와 같이 몸체 커버(19)에 형성된 포트(19c)로 공급된 오일은 도3에 도시된 바와 같이, 굵은 실선 화살표의 방향을 통해 빠져나가면서 엑츄에이터 쪽으로 배출되어 작업기의 동작을 위한 유압으로 작용하게 된다.

엑츄에이터 작동상태에서 작업기 로더등이 높이를 유지하며 고정작업을 위해 솔레노이드 전원을 차단하게 될 경우 플런저(6)가 푸시 핀(7)을 통해 체크 볼(17)에 작용하는 힘이 해제되면서 체크 볼(17)과 체크볼 시트(16a)는 체크 스프링(18)에 의해 복귀하여 밀착하게 되고 이때 도 3에 도시된 바와 같이 체크볼 시트(16a)의 내측면에 체크 볼(17)이 안착되며 더욱 밀착되어 포트(19c)를 굵은 점선 화살표의 방향을 보다 확실히 밀폐시켜 주게 된다.

이에 따라 저압이 걸리는 솔레노이드 밸브에서도 엑츄에이터에서 제어밸브 쪽으로 오일이 회수될 때, 몸체 커버(19)의 포트(19c)쪽을 통한 오일 유입을 완전히 차단시켜 엑츄에이터의 안정적인 고정작업이 가능하게 한다.

A: 솔레노이드부 B: 체크밸브부
1: 스프링 시트 2: 플러그
3: 스프링 4: 솔레노이드 케이스
4a: 솔레노이드
5: 지지 스프링 6: 플런저
7: 푸시 핀 8: 체크밸브 몸체
8a: 푸시 핀 관통구멍 8b: 오일 챔버
8c: 체크밸브 설치 보어 9a: 유로
12: 플런저 가이드 12a: 대구경 보어
12b: 소구경 구멍 14: 스냅링
16: 체크볼 시트 16a: 관통구멍
17: 체크 볼 18: 체크 스프링
19: 몸체 커버 19a: 중심 보어
19b: 내부 유로 19C: 포트

Claims (3)

1. 유압제어용 솔레노이드 체크밸브로서, 솔레노이드부(A)와 상기 솔레노이드부(A)의 길이방향 한쪽에 결합되어 상기 솔레노이드부(A)의 작동에 따라 유로를 개폐하는 체크밸브부(B)를 포함하고,
   상기 솔레노이드부(A)는,
   중심축방향으로 내측구명이 형성된 중공형 솔레노이드 케이스(4);
   상기 솔레노이드 케이스(4)에 설치된 솔레노이드(4a);
   상기 솔레노이드 케이스(4)의 내측 구멍에 삽입설치되고, 중심축방향으로 대구경의 보어(12a)와, 상기 보어(12a)와 동축을 이루는 소구경의 구멍(12b)을 가진 플런저 가이드(12);
   상기 플런저 가이드(12)의 대구경 보어(12a)에 슬라이드 가능하게 설치되어 상기 솔레노이드(4a)가 여자(勵磁)되는 경우 전자력에 의해 체크밸브 개방 방향으로 전진하고, 솔레노이드(4a)가 소자(消磁)되는 경우, 스프링힘에 의해 체크밸브 폐쇄 방향으로 복귀하는 플런저(6);
   몸체(2a)와, 헤드부(2b)로 이루어지고, 상기 몸체(2a)가 상기 플런저 가이드(12)의 소구경 구멍(12b)을 관통하여 선단부가 플런저 가이드(12)의 외부로 돌출하고, 헤드부(2a)가 상기 플런저 가이드의 대구경 보어(12a)의 바닥면에 밀착하도록 플런저 가이드(12)의 외부로 돌출한 몸체 선단과 플런저 가이드의 단턱부 사이에는 스프링(3)이 설치된 플러그(2); 및
   상기 플러그(2)의 헤드부(2b)와 플런저(6) 사이에 압축설치되어 상기 플런저(6)를 체크밸브의 개방방향으로 편향시키는 지지 스프링(5);을 포함하는 유압제어용 솔레노이드 체크밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 체크밸브부(B)는,
   상기 솔레노이드 케이스(4)에 결합되어 상기 플런저 가이드(12)이 대구경 보어(12a)의 한쪽 선단벽을 이루고, 중심축방향을 따라 푸시 핀 관통구멍(8a), 오일 챔버(8b), 체크밸브 설치 보어(8c)가 순차적으로 형성되고, 측벽에는 상기 오일 챔버(8b)를 횡방향으로 관통하는 유로(9a)가 구비된 체크밸브 몸체(8);
   중심축방향으로 중심 보어(19a)가 형성되고 상기 체크밸브 설치 보어(8c)의 선단에 결합되어 상기 체크밸브 설치 보어(8c)와 함께 내부 유로(19b)를 형성하며 바닥벽에는 상기 내부 유로(19b)를 외부 유로에 연통시키는 포트(19c)가 관통되어 있는 몸체 커버(19);
   중심축방향으로 관통구멍(16a)이 형성되고, 작은 직경의 중앙부가 오목하도록 가장자리에서 상기 관통구멍의 중심축을 향하여 일정한 각도로 경사지는 원뿔대 형상으로 이루어져, 상기 체크밸브 설치 보어(8c)에 작은 직경의 중앙부가 상기 플런저(6)를 향하도록 설치되는 체크볼 시트(16);
   상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)의 직경보다 상대적으로 큰 구의 직경을 가지고, 상기 체크볼 시트(16)의 중앙부에 배치되어 일단이 상기 몸체 커버(19)의 내부에 설치된 체크 스프링(18)에 의해 가압되어 체크볼 시트(16)의 중앙부에 밀착함으로써 상기 상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)을 폐쇄하는 체크 볼(17); 및
   체크밸브 유로개방 작동시 상기 관통구멍(16a)을 관통하여 상기 체크 볼(17)을 밀어낼 수 있도록 상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)보다 작은 직경을 가지고, 상기 체크밸브 몸체(8)의 푸시 핀 관통구멍(8a)을 관통하여, 솔레노이드부(A)쪽 선단은 상기 플런저(6)의 선단에 맞닿고, 체크밸브부(B)쪽의 선단은 상기 체크볼 시트(16)의 관통구멍(16a)에 노출된 체크 볼(17)에 맞닿아 있도록 배치된 푸시 핀(7);을 포함한 유압제어용 솔레노이드 체크밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 솔레노이드부(A)의 솔레노이드(4a)가 작동불능인 경우에,
   상기 솔레노이드 케이스(4)의 외측으로 돌출된 상기 플러그(2)의 선단을 눌러서 플런저(6)와 푸시 핀(7)을 밀어줌으로써 체크 볼(17)을 복귀 유로의 개방위치로 강제로 이동시킬 수 있도록 된 유압제어용 솔레노이드 체크밸브.