KR102622996B1 - 방폭 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보빈의 권취홈에 합성수지를 몰딩하여 코일을 외기로부터 완벽하게 밀폐차단시킴으로써 방수, 방진 및 방폭이 강화된 방폭 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방폭 솔레노이드 밸브는 내부에 중공이 형성되고 외부에 권취홈이 형성되는 보빈; 상기 보빈의 권취홈에 권취되는 코일; 상기 보빈을 내장하는 하우징; 상기 코일의 전자기력으로 상기 보빈의 중공에서 인출입되는 플런저;를 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 코일이 권취된 상기 보빈의 권취홈은 합성수지로 몰딩처리 되는 것을 특징으로 한다.

Description

방폭 솔레노이드 밸브{Explosion-proof type solenoid valve}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보빈의 권취홈에 합성수지를 몰딩하여 코일을 외기로부터 완벽하게 밀폐차단시킴으로써 방수, 방진 및 방폭이 강화된 방폭 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

솔레노이드 밸브(solenoid valve)는 코일에 전류가 인가되면 코일주위에 자기장이 형성되고, 이 코일 내부에 위치한 철심이 자화되어 큰 자기력을 발생시키는 솔레노이드의 원리를 이용하는 밸브를 일컫는다.

공개특허 10-2011-0027043 "솔레노이드 밸브", 등록특허 10-0743919 "간단한 구조의 긴 작동거리를 가지는 온오프 솔레노이드밸브" 등에서 보는 바와 같이, 솔레노이드밸브는 보빈, 보빈의 외주연에 권취되는 코일, 보빈의 중공에서 인출입되는 플런저, 보빈을 내장하는 하우징을 포함하여 이루어진다.

종래기술에서 보빈에 권취된 코일은 외부에 노출된다. 권취된 코일의 외면으로 절연테이프가 부착되기도 하지만, 이때도 코일은 외부에 노출되는 것이다. 그래서 코일은 외부의 물기나 먼지가 침투하여 접촉되는 상황이 발생된다. 코일에 물기나 먼지가 접촉되면 솔레노이드밸브는 오동작하거나 손상될 위험이 있다. 그리고 코일은 보빈에 여러층으로 감기면서 서로 접촉되기에 전원이 인가되는 때에 아크가 발생될 수 있고, 심하면 폭발이 될 수도 있다.

본 발명은 이처럼 종래기술에 따른 솔레노이드밸브가 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 보빈에서 코일이 권취된 권취홈을 합성수지로 몰딩처리하여서 코일에 외부공기에 노출되는 것을 완벽하게 차단함으로써 방수, 방진 및 방폭을 강화하고, 그에 따라 오동작이나 손상을 방지하는 방폭 솔레노이드밸브를 제공함을 목적으로 한다.

그리고 플런저의 표면을 전해연마처리 하여 부식을 방지하고, 솔레노이드밸브를 완충기능이 강화된 설치대에 설치하여서 구동에 따른 충격으로부터 보호되고 소음의 발생을 줄인 방폭 솔레노이드밸브를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방폭 솔레노이드 밸브는

내부에 중공이 형성되고 외부에 권취홈이 형성되는 보빈;

상기 보빈의 권취홈에 권취되는 코일;

상기 보빈을 내장하는 하우징;

상기 코일의 전자기력으로 상기 보빈의 중공에서 인출입되는 플런저;를 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서,

상기 코일이 권취된 상기 보빈의 권취홈은 합성수지로 몰딩처리 되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 플런저의 표면은 전해연마처리 되는 것을 특징으로 하고,

상기 코일에는 기준온도 이상으로 상승시 단선되어 전원을 차단하는 프로텍터가 구비되는 것을 특징으로 하고,

상기 하우징이 내측에 장착되는 홀더;

상기 홀더가 위에 설치되는 설치대;를 더 포함하되,

상기 설치대는 바닥판과, 상기 바닥판 위에 배치되며 그 위에 상기 홀더가 올려지는 완충판과, 상기 바닥판과 완충판 사이 곳곳에 개재되어서 완충판에 가해지는 충격을 흡수하는 완충스프링과, 상기 완충판에 가해지는 충격이 완충판 전체에 균일하게 분산되도록 하는 충격분산수단을 포함하고,

상기 충격분산수단은 상기 바닥판에 회전 가능하게 구비되는 회전판과, 상기 회전판에 구비되고 상부에 경사면이 형성되는 복수의 제1경사블럭과, 상기 완충판에 구비되는 하부에 상기 경사면에 접촉되는 대응경사면이 형성되는 복수의 제2경사블럭과, 상기 제1경사블럭의 양측에 형성되는 활주레일과, 상기 제2경사블럭의 양측에 구비되고 상기 활주레일에 삽입되어 활주레일을 따라 이동하는 활주롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방폭 솔레노이드밸브는 보빈에 권취된 코일의 표면을 합성수지로 몰딩처리하여 코일이 외부공기와 접촉되는 것을 완벽하게 차단함으로써, 물이나 먼지 등의 이물질이 코일에 접촉되어 오동작이나 손상될 위험이 원천적으로 차단되고, 코일과 공기와의 접촉도 완벽하게 차단하여 코일에 아크가 발생되지 않고, 플런지의 외면은 전해연마처리 되어서 부식에 강하고, 완충효율이 강화된 설치대를 사용하여 구동에 따른 충격으로부터 보호되고 소음의 발생을 확연하게 줄어든 제품으로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명에 따른 방폭 솔레노이드 밸브의 구조를 보여는 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 프로텍터를 회로적으로 보여주는 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 설치대의 사시도.
도 4 는 도3의 분해 사시도.
도 5 은 도3의 단면도

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방폭 솔레노이드 밸브에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 방폭 솔레노이드 밸브에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 방폭 솔레노이드 밸브는 보빈(10), 코일(20), 하우징(30), 플런저(40), 홀더(50), 설치대(100)를 포함하여 이루어진다.

상기 보빈(10)은 내부에 중공(11)이 형성된 원통형 구조로 이루어지고, 양측에는 외측으로 절곡되어서 외면에 권취홈(15)을 형성하는 날개(13)가 구비된다.

상기 코일(20)은 상기 보빈(10)의 외주연인 권취홈(15)에 여러층으로 정렬되어 권취된다.

상기 코일(20)은 리드선(70)에 연결되어서 전원을 공급받는다.

상기 코일(20)은 전원이 인가되면 발열되고, 발열로 온도가 상승되면 자체 저항이 증가한다. 코일(20)의 저항이 증가하면 솔레노이드밸브 구동의 정밀성이 떨어진다.

그래서 코일(20)의 고온으로 인한 화재를 예방하고, 정밀한 구동을 위해서 코일(20)에는 프로텍터(60)가 구비된다.

도2를 참조하면, 상기 프로텍터(60)는 일측에는 상기 코일(20)에 연결되어 타측에는 상기 리드선(70)이 연결된다. 상기 프로텍터(60)는 상기 코일(20)의 온도가 기준온도 이상으로 상승하면, 다시말해, 코일(20)에서 전달되는 온도가 기준온도 이상이 되면 단선되어서 리드선(70)에서 공급되는 전원을 차단한다. 상기 프로텍터(60)로는 바이메탈을 사용할 수 있다. 상기 프로텍터(60)가 단선되는 기준온도는 120도, 단선된 프로텍터(60)가 다시 접선되는 기준온도는 80도 설정할 수 있다.

상기 코일(20)은 상기 보빈(10)의 권취홈(15)에 권취한 후에는 합성수지(80)를 권취홈(15)에 몰딩처리하여서 코일(20)을 외부공기와 완벽하게 밀폐차단시킨다. 여기서, 몰딩처리하는 합성수지(80)로는 에폭시를 사용할 수 있다.

상기 코일(20)은 에폭시 몰딩처리로 외기와 완벽하게 밀폐차단됨으로써, 코일(20)에 먼지나 물 등의 이물질이 접촉될 소지가 원천적으로 차단되고, 공기와도 차단되어 아크가 발생되지 않는다.

상기 하우징(30)은 상기 보빈(10)을 내장하여 보호한다. 상기 하우징(30)은 상기 보빈(10)의 외연은 감싸고, 양측은 개방되어 보빈(10)의 중공(11)은 노출시키는 원통형 구조로 이루어진다.

상기 플런저(40)는 스텐레스강의 철심을 사용하고, 상기 보빈(10)의 중공(11)에 삽입되고, 코일(20)의 전자기력에 반응하여 보빈(10)의 중공(11)에서 인출입된다. 상기 플런저(40)의 외측에는 솔레노이드밸브로 작동되는 장비의 부품이 연결된다.

상기 플런저(40)의 표면은 전해연마처리 되어서 부식이 방지된다. 전해연마처리를 위한 금속으로는 니켈, 망간, 크롬 등이 사용될 수 있다.

상기 홀더(50)는 내측에 상기 하우징(30)이 장착된다.

상기 홀더(50)의 내면에는 상기 보빈(10)의 중공(11)으로 삽입되는 가이드(51)가 구비될 수 있다. 상기 가이드(51)에는 단면이 삼각형 모양의 오목홈(53)이 형성되고, 상기 플런저(40)의 내측 단부에는 인입시에 상기 오목홈(53)으로 삽입안착되는 돌출부(41)가 형성된다.

상기 홀더(50)와 가이드는 금속재질로 이루어지고 부식방지를 위해 전해연마처리 될 수 있다.

상기 설치대(100)는 그 위에 상기 홀더(50)가 설치되고, 솔레노이드밸브의 구동, 즉, 플런저(40)의 인출입에 따른 충격을 흡수하여 솔레노이드밸브를 보호하고, 충격에 따른 소음의 발생을 줄여준다.

이하에서는 도3 내지 도5를 참조하여, 상기 설치대(100)에 대하여 설명한다. 참고로, 도면에서는 설치대의 구성과 구조 그리고 작동 매커니즘의 파악이 용이하도록 구성요소들을 다소 과장되게(실제 치수와 다르게) 도시하고 있다.

상기 설치대(100)는 바닥판(110)과, 상기 바닥판(110) 위에 배치되며 그 위에 상기 홀더(50)가 설치되는 완충판(120)과, 상기 바닥판(110)과 완충판(120) 사이 곳곳에 개재되어서 완충판(120)에 가해지는 충격을 흡수하는 완충스프링(130)을 포함하여 이루어진다.

상기 완충판(120)에 가해지는 충격은 일반적으로 특정 부위에 집중된다. 완충판(120)에 가해지는 충격이 특정 부위에 집중되면 완충판(120)은 충격에 의해 기울어지게 되고, 완충판(120)이 기울어지면 충격흡수 효율이 저하되고, 기울어진 완충판(120)이 원위치로 복원되는 과정에서 반대방향으로 기울어지는 현상이 반복되는 요동이 발생된다.

본 발명은 완충판(120)의 특정 부위에 충격이 집중되는 경우에도 완충판(120)은 기울어짐 없이 전체가 상하방향으로만 이동되도록 하는 충격분산수단을 도입하여서, 완충판(120)에 가해지는 충격이 완충판(120) 전체에 균일하게 분산되면서 위와 같은 문제를 해결한다.

상기 충격분산수단은 상기 바닥판(110)에 회전 가능하게 구비되는 회전판(140)과, 상기 회전판(140)에 구비되고 상부에 경사면(151)이 형성되는 복수의 제1경사블럭(150)과, 상기 완충판(120)에 구비되는 하부에 상기 경사면(151)에 접촉되는 대응경사면(161)이 형성되는 복수의 제2경사블럭(160)과, 상기 제1경사블럭(150)의 양측에 형성되는 활주레일(153)과, 상기 제2경사블럭(160)의 양측에 구비되고 상기 활주레일(153)에 삽입되어 활주레일(153)을 따라 이동하는 활주롤러(163)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전판(140)의 하부면 중심에는 상기 바닥판(110)의 중앙에 구비되는 회전축(111)에 회전 가능하게 결합되는 베어링이 구비되고, 상기 바닥판(110)의 상부면에는 상기 회전판(140)의 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 회전볼이나 회전롤러가 다수 구비되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 바닥판(110)과 완충판(120)의 모퉁이에는 완충판(120)의 승하강을 가이드하는 가이드공(113)과 가이드핀(123)이 구비되고, 상기 회전판(140)에는 스프링(130) 관통하는 라운드진 형태의 광통공(141)이 형성된다.

상기 완충판(120)의 특정 부위에 충격이 가해지면서 그 부위가 눌리면, 충격 부위에 가까운 제2경사블럭(160)이 하강하면서 제2경사블럭(160)의 대응경사면(161)이 제1경사블럭(150)의 경사면(151)을 타고 이동하면서 제1경사블럭(150)을 밀고, 그에 따라 회전판(140)은 회전을 하게 된다. 회전판(140)이 회전하게 되면 모든 제2경사블럭(160)에 구비된 활주롤러(163)는 구속되어 있는 활주레일(153)을 따라 이동하면서 자신의 제2경사블럭(160)을 아래로 당겨서 완충판(120)을 하강시킨다.

이처럼 상기 충격분산수단은 충격이 완충판(120)의 어느 한 부위에 집중되는 경우에 제2경사블럭(160)들 모두가 동시에 아래도 잡아당겨지도록 함으로써, 완충판(120)은 기울어짐 없이 하부방향으로 이동되도록 하고, 원위치로 복원될 때에도 기울어짐 없이 상부방향으로 이동되도록 한다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 방폭 솔레노이드 밸브에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 보빈 20 : 코일
30 : 하우징 40 : 플런저
50 : 홀더 60 : 프로텍터
70 : 리드선 80 : 합성수지 몰딩
100 : 설치대 110 : 바닥판
120 : 완충판 130 : 완충스프링
140 : 회전판 150 : 제1경사블럭
160 : 제2경사블럭

Claims (4)

1. 내부에 중공이 형성되고 외부에 권취홈이 형성되는 보빈;
   상기 보빈의 권취홈에 권취되는 코일;
   상기 보빈을 내장하는 하우징;
   상기 코일의 전자기력으로 상기 보빈의 중공에서 인출입되는 플런저;를 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서,
   상기 코일이 권취된 상기 보빈의 권취홈은 합성수지로 몰딩처리 되고,
   
   상기 하우징이 내측에 장착되는 홀더;
   상기 홀더가 위에 설치되는 설치대;를 더 포함하되,
   상기 설치대는 바닥판과, 상기 바닥판 위에 배치되며 그 위에 상기 홀더가 올려지는 완충판과, 상기 바닥판과 완충판 사이 곳곳에 개재되어서 완충판에 가해지는 충격을 흡수하는 완충스프링과, 상기 완충판에 가해지는 충격이 완충판 전체에 균일하게 분산되도록 하는 충격분산수단을 포함하고,
   상기 충격분산수단은 상기 바닥판에 회전 가능하게 구비되는 회전판과, 상기 회전판에 구비되고 상부에 경사면이 형성되는 복수의 제1경사블럭과, 상기 완충판에 구비되는 하부에 상기 경사면에 접촉되는 대응경사면이 형성되는 복수의 제2경사블럭과, 상기 제1경사블럭의 양측에 형성되는 활주레일과, 상기 제2경사블럭의 양측에 구비되고 상기 활주레일에 삽입되어 활주레일을 따라 이동하는 활주롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방폭 솔레노이드 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 플런저의 표면은 전해연마처리 되는 것을 특징으로 하는 방폭 솔레노이드 밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 코일에는 기준온도 이상으로 상승시 단선되어 전원을 차단하는 프로텍터가 구비되는 것을 특징으로 하는 방폭 솔레노이드 밸브.
4. 삭제

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