KR20030089444A - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자 및 밀봉 부재의 이동 방향으로 놓여있는 밀봉 시트의 정면을 폐쇄하기 위한 솔레노이드 밸브, 특히 자동차의 탱크 환기 장치용 재생 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 전기자가 스프링력에 의해 밀봉 시트에 가압되고, 밀봉 부재(6)를 구비한 전기자(5)는 밸브 하우징에 연결된 두 개의 판 스프링(9, 10)에 의해 고정된다.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}
본 발명은 전기자 및 밀봉 부재의 이동 방향으로 놓여있는 밀봉 시트의 정면을 폐쇄하기 위한 솔레노이드 밸브, 특히 자동차의 탱크 환기 장치용 재생 밸브에 관한 것이다.
전자기식 계량 밸브의 사용은 일반적으로 공지되어 있다. 이러한 밸브에서는 전기적 구동의 펄스 간격 비율의 변화율에 의해 양 영역의 유동률이 제어될 수 있다. 이를 위해 작동시 진동 운동을 실행하는 전기자가 펄스폭 변조에 따라 밀봉 시트에 가압되거나, 또는 각각 소정의 유동량에 따라 밀봉 시트로부터 제거된다. 전기자의 정면에는 밀봉 시트 탄성중합체가 제공된다. 이러한 밸브는 통상적으로 활성 매체(獨:aggressive Medien)에 대한 저항성을 가져야만 하고 큰 온도 범위에서도 계량 정확도를 유지해야만 한다. 또한 상기 밸브는 가급적 음향적으로 감지되기 어려워야만 하고 가급적 적은 비용으로 제조될 수 있어야만 한다. 이로 인해 밀봉 부재의 신속한 이동을 가능하게 하고 구동 주파수가 10Hz 이상인 솔레노이드 밸브가 주로 사용된다. 이러한 솔레노이드 밸브에서는 전기자의 위치를 설정하는 것이 특히 중요한데, 상기 전기자는 작동시 매우 높은 사이클 횟수를 달성하면서도 매우 높은 수명에 대한 요구를 충족시켜야만 한다.
전기적으로 구동되는 솔레노이드 코일에 의해 밀봉 부재가 작동되도록 형성된 재생 밸브가 DE 42 29 110 C1에 공지되어 있다. 이러한 재생 밸브는 실제로 그 효과가 입증되었다.
본 발명의 목적은 밸브의 오랜 작동 시간후에도 허용 공차가 낮은 특성 곡선의 폭을 보장하기 위해 전기자의 개선된 위치 설정을 구현하는데 있다. 또한 연료 가스의 큰 유동률이 감소되면서, 개선된 자력 경로 특성 곡선이 달성되어야만 한다. 또한 극미 계량 방법이 개선되어야만 한다.
도 1은 솔레노이드 밸브의 종단면도이고,
도 2는 판 스프링 및 극판을 구비한 전기자의 평면도이며,
도 3은 판 스프링 및 극판을 구비한 전기자의 측면도이고,
도 4는 도 2의 C-C에 따른 전기자, 판 스프링 및 극판의 단면도이다.
상기 목적은 청구항 1항의 특징부에 의해 달성된다. 전제부에 제시한 방식의 솔레노이드 밸브에 있어서, 고정된 밀봉 부재를 구비한 전기자가 밸브 하우징에 연결된 두 개의 판 스프링에 의해 고정된다. 이러한 조치에 의해 전기자의 마찰없는 설치가 가능해진다. 그 밖에도 전기자를 부시 또는 중공 플레이트 내에서 가이드할 때 통상적으로 존재하는 마찰력이 전술한 해결책에 의해 제거된다. 이로 인해 사용될 자력에 대한 매우 우수한 힘 경로 특성 곡선이 달성된다. 전기자의 양측면에 판 스프링이 배치됨으로써 전기자가 휘는 것이 확실히 방지된다. 전기자의 경우에 따른 위치 설정시 발생하는 마모가 방지되고 전 수명에 걸쳐서 우수한 장기 특성(long-term behaviour)이 달성된다. 바람직하게는 상기 판 스프링은 사행 스프링(meandering spring)으로서 형성된다.
전기자는 중량 감소에 관련하여 원통형으로 형성될 수 있다. 밀봉 시트쪽으로 향한 전기자의 단부에 밀봉 부재가 배치된다. 이 경우 상기 밀봉 부재는 전기자의 내부 보어를 커버한다.
연료 가스의 높은 유동률은 전기자의 상부 에지가 극심(pole core)을 동심으로 둘러쌈으로써 달성된다. 이로 인해 큰 개구가 형성될 수 있다. 밸브의 특히 바람직한 형성은 전기자가 극판(pole plate)을 동축방향으로 둘러쌈으로써 달성된다. 상기 극판은 솔레노이드 밸브의 하우징과 연결되고, 상기 극판의 양측면에는 사행 스프링이 설치될 수 있다. 이를 위해 상기 극판의 양측면에는 노브(knob)가 있으며, 상기 노브에 사행 스프링이 고정된다. 상기 사행 스프링은 상기 노브와 코킹(caulking)되거나 용접될 수 있다. 제조 기술상의 이유로 볼 때, 그리고 밸브 하우징에 가이드 시트를 간단하게 설치하기 위해서 상기 가이드 시트는 사행 스프링에 대해 회전 대칭적으로 형성될 수 있다. 즉 상기 가이드 시트의 어떤 측면이 하우징 내에 삽입되는지와는 상관없이, 상기 가이드 시트는 어떠한 경우든지 밸브 하우징을 구비한 사행 스프링과 연결될 수 있다.
밀봉 부재는 개구를 갖는 금속 지지 바디 및 상기 지지 바디와 포지티브하게및/또는 넌-포지티브하게 연결된 탄성중합체 밀봉 지지부로 이루어지는 것이 바람직하다. 이로 인해 밀봉 지지부와 지지 바디 간의 매우 확실한 연결이 제조될 수 있다. 또한 상기 지지 바디에 의해 밀봉 부재와 전기자와의 연결이 더욱 간단해진다. 이를 위해 상기 전기자는 밀봉 시트쪽으로 향한 에지에서 주변을 둘러싸는 홈을 갖추고 있으며, 상기 홈 내로 지지 바디가 가압된다.
밀봉 부재 및 판 스프링을 구비한 전기자의 형성은 재생 밸브에서 특히 바람직하게 사용될 수 있는데, 상기 재생 밸브에서는 밀봉 시트를 형성하는 개구를 갖는 라발 노즐(Laval nozzle)이 밸브 하우징의 중심에 제공된다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1에는 솔레노이드 밸브(1)의 단면이 도시되며, 상기 솔레노이드 밸브(1)는 높은 구동 주파수를 달성한다. 상기 솔레노이드 밸브(1)의 하우징은 상부(2) 및 하부(3)로 이루어진다. 상부(2)에는 극심(獨:Polkern)(12)을 갖는 전자석(4)이 삽입된다. 상기 극심(12)은 밀봉 부재(6)를 갖는 전기자(5)와 상호작용한다. 상기 밀봉 부재(6)는 전자석의 중심에 배치된 스프링(7)에 의해 하우징 하부(3)에 놓여있는 밀봉 시트(8)에 가압된다. 단지 판 스프링(9, 10)에 의해서만 밀봉 부재(6)가 밀봉 시트(8)에 가압되는, 스프링(7) 없는 실시예가 달성될 수 있는데, 이는 몇몇 변형예에서 장점으로 작용한다. 상기 전기자(5)는 사행 스프링으로서 형성되는 판 스프링(9 및 10)에 의해 고정된다. 전자석(4)의 클립(clip)(11)에는 극판(13)이 설치되며, 상기 극판(13)은 동시에 전기자(5)용 수용부로서 사용된다. 그러나 상기 전기자(5)와 극판(13)의 접촉은 이루어지지 않는다. 상기 극판(13)의상부면 및 하부면에는 노브(14 및 15)가 있으며, 상기 노브(14 및 15)에는 사행 스프링(9 및 10)이 고정된다. 두 개의 하우징 부분, 즉 상부(2) 및 하부(3)는 서로 연결된다. 상기 하우징 하부(3)의 중심에는 라발 노즐(16)이 설치되며, 상기 라발 노즐(16)의 유입구에는 밀봉 시트(8)가 형성된다. 밸브를 통해 흐르는 매체가 밸브 하부(3)의 링 챔버(17) 내로 유입되어서, 라발 노즐(獨:Lavalduese)(16)을 통해 바깥으로 배출된다.
도 2는 고정된 사행 스프링(10) 및 상기 사행 스프링(10)에 의해 고정된 전기자(5)를 구비한 극판(13)의 평면도이다. 여기서는 밀봉 부재(6)의 하부면을 볼 수 있다. 상기 극판(13)은 서로 맞은편에 있는 두 개의 섀클(shackle)(19 및 20)을 가지며, 상기 섀클(19 및 20)에 의해 상기 극판(13)이 클립(11)에 고정된다. 이를 위해 개구(21)가 제공되는데, 상기 개구(21) 내로 클립(11)의 적합한 핀이 삽입된다. 사행 스프링(10)은 세 개의 스프링 레그(spring leg)(22)를 갖는다. 상기 사행 스프링(10)은 그것의 내부에 있는 에지(23)에 의해 전기자(5)와 용접되거나 코킹된다. 상기 사행 스프링(10)은 상기 스프링 레그(22)용 연결 지점(24)에서 노브(14)와도 연결된다. 상기 극판(13)의 하부에 놓인 노브(15)는 가는 선으로 표시된다. 상기 극판(13)의 하부에 있는 사행 스프링(9)은 상기 노브(15)에 코킹된다. 상기 노브(15)는 상기 노브(14)에 대해 회전 대칭적으로 놓여있다. 즉 극판(13)의 한 면 뿐만 아니라 다른 면도 사용될 수 있다.
도 3은 사행 스프링(9 및 10), 그리고 밀봉 부재(6)를 구비한 전기자(5)를 갖는 극판(13)의 측면을 도시한다. 세 개의 노브(14) 및 그 맞은편에 놓인 두 개의 노브(15)를 볼 수 있다.
도 4는 도 2의 C-C에 따른 단면을 도시한다. 전기자(5)는 사행 스프링(9 및 10)에 의해 극판(13)에 고정된다. 이를 위해 상기 극판(13)에는 노브(14 및 15)가 있다. 상기 도면의 하부에서 볼 수 있듯이, 상기 노브(14 및 15)는 극판(13)의 측면에 형성된다. 원통형 전기자(5) 내에 밀봉 부재(6)가 삽입된다. 상기 밀봉 부재(6)는 금속 지지 바디(30)로 이루어지고, 상기 지지 바디(30)에는 개구가 제공되며 상기 지지 바디(30)의 양측면에는 탄성중합체 밀봉 지지부(31) 및 개구 스토퍼(32)가 존재한다. 노브(18) 위에 스프링(7)이 설치된다. 상기 밀봉 지지부(31)와 개구 스토퍼(32)를 설치할 때 가황 처리가 이루어지는 동안 탄성중합체가 지지 바디(30) 내에 존재하는 개구들을 통해 흘러나옴으로써, 상기 지지 바디(30)와 탄성중합체 밀봉 지지부(31) 또는 개구 스토퍼(32) 간의 포지티브한 연결이 달성된다. 상기 지지 바디(30)의 에지(33)가 전기자(5)에 있는 홈(34) 내로 삽입됨으로써, 밀봉 부재(6)가 전기자(5)와 연결된다. 상기 전기자(5)의 극심(12) 쪽으로 향한 에지(35)의 내부면(36)은 원추형으로 형성되고 마찬가지로 원추형인 극심(12)의 하부 에지를 둘러싼다. 이와 같이 상기 전기자(5) 및 극심(12)이 형성되고 배치됨으로써 밸브(1)의 개방시 높은 유동률이 달성될 수 있다.
본 발명에 의해 밸브의 오랜 작동 시간후에도 허용 공차가 낮은 특성 곡선의 폭을 보장하기 위해 전기자의 개선된 위치 설정이 달성된다. 또한 연료 가스의 큰 유동률이 감소되면서, 개선된 자력 경로 특성 곡선이 달성된다. 또한 극미 계량방법이 개선된다.

Claims (13)

  1. 전기자 및 밀봉 부재의 이동 방향으로 놓여있는 밀봉 시트(8)의 정면을 폐쇄하기 위한 솔레노이드 밸브에 있어서,
    고정된 밀봉 부재(6)를 구비한 전기자(5)가 솔레노이드 밸브 하우징에 연결된 두 개의 판 스프링(9, 10)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 판 스프링(9, 10)이 사행 스프링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자(5)가 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기자(5)가 그것의 상부 에지(35)에 의해 극심(12)을 동심으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기자(5)가 극판(13)에 의해 동축방향으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 극판(13)의 양측면에는 노브(14, 15)가 있으며, 상기 노브(14, 15)에는 상기 사행 스프링(9, 10)이 고정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 사행 스프링(9, 10)이 상기 노브(14, 15)와 코킹되거나 용접되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 극판(13)이 상기 사행 스프링(9, 10)에 대해 회전 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재(6)가 상기 전기자(5)와 연결되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재(6)가 개구를 갖는 금속 지지 바디(30) 및 상기 지지 바디(30)와 포지티브하게 및/또는 넌-포지티브하게 연결된 탄성중합체 밀봉 지지부(31) 및 개구 스토퍼(32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  11. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재(6)가 상기 밀봉 시트(8) 쪽으로 향한 상기 전기자(5)의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  12. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브(1)의 하우징은 상부(2) 및 하부(3)로 이루어지고, 상기 하부(3)의 중심에는 라발 노즐(16)이 배치되며, 상기 라발 노즐(16)의 유입구가 상기 밀봉 시트(8)를 형성하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  13. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브가 자동차의 탱크 환기 장치용 재생 밸브인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
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