KR200459709Y1 - 직동형 전자 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 직동형 전자 밸브에 관한 것으로서, 제1포트와, 제2포트와, 제3포트와, 상기 제1포트와 제2포트 사이에 마련된 제1유로 및 상기 제2포트와 제3포트 사이에 마련되는 제2유로를 가지는 밸브 본체; 통형의 하우징인 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일의 내부에 배치되며, 외주에는 코일이 감기고 내부에는 가이드구멍이 형성되어 있는 보빈; 상기 보빈의 가이드구멍 내에 고정되며, 상기 코일에 전류가 인가될 때 자기력을 발생시키는 고정철심; 상기 고정철심의 자기력에 의해 그 고정철심 방향으로 이동 가능하게 상기 보빈의 가이드구멍에 끼워지는 가동철심; 상기 밸브 본체의 내부에 배치되며, 상기 제1유로를 개방시키는 동시에 상기 제2유로를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 제2유로를 개방시키는 동시에 상기 제1유로를 폐쇄시키는 제2위치 사이에서 이동 가능한 스풀; 상기 스풀에 마련되며 상기 제1유로 또는 제2유로를 폐쇄시킬 수 있는 밀봉부; 및 상기 스풀을 상기 제1위치 측으로 탄성 바이어스시키는 복귀스프링;을 구비하는 직동형 전자 밸브에 있어서, 상기 가동철심은 상기 고정철심과 상기 스풀의 사이에 배치되며; 일단부는 상기 가동철심에 결합되고 타단부는 상기 스풀에 결합됨으로써, 상기 가동철심의 위치 이동과 상기 스풀의 위치 이동을 서로 연동시켜주는 스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면, 가동철심이 고정철심과 스풀의 사이에 배치됨으로써, 별도의 코일을 개발할 필요없이 솔레노이드형 전자 밸브에서 일반적으로 사용되고 있 는 코일을 사용할 수 있는 효과가 있다.

직동형 전자 밸브, 가동철심, 솔레노이드, 리테이너, 조절너트

Description

직동형 전자 밸브 {Direct-acting type Electric Valve}

본 고안은 직동형 전자 밸브에 관한 것으로서, 특히 별도의 코일을 개발할 필요없이 솔레노이드형 전자 밸브에서 일반적으로 사용되고 있는 코일을 사용할 수 있는 직동형 전자 밸브에 관한 것이다.

직동형 전자 밸브는, 코일에 의하여 발생되는 전자기력을 이용하여 가동철심이 밸브의 스풀을 직접 구동시키는 방식의 밸브로서, 입력포트로 유입되는 공기, 물, 기름, 증기 등의 유체를 출력포트로 유출시키거나 차단시키는 작용을 한다.

도 5에는 이러한 직동형 전자 밸브의 일례가 도시되어 있는데, 이 직동형 전자 밸브(1)는, 3개의 포트(2, 3, 4)와, 상기 포트들 사이에 마련된 유로들을 개방시키는 위치와 폐쇄시키는 위치 사이에서 이동 가능한 스풀(5)과, 상기 스풀(5)을 상기 가동철심(6) 방향으로 탄성 바이어스시키는 복귀스프링(5a)과, 상기 유로들을 폐쇄시킬 수 있도록 상기 스풀(5)에 마련되며 완충기능이 있는 탄성재에 의해 형성되는 밀봉부(5b)와, 상기 스풀(5)에 연결된 가동철심(6)과, 전자기력을 발생시킬 수 있는 코일(7)과, 상기 스풀(5)과 상기 가동철심(6) 사이에 배치되며, 상기 스풀(5)이 관통하는 중공(8)을 가진 고정철심(9)을 구비한다.

상기 직동형 전자 밸브(1)에서는, 상기 코일(7)에 전류를 통전시키게 되면, 상기 가동철심(6)이 상기 고정철심(9) 방향으로 이동하게 됨으로써, 상기 밀봉부(5b)가 상기 포트(3)과 포트(4)를 연결하는 유로를 폐쇄하는 동시에 상기 포트(2)과 포트(3)를 연결하는 유로를 개방하는 상태가 되고, 반대로, 상기 코일(7)에 전류를 단전시키게 되면, 상기 복귀스프링(5a)에 의하여 상기 스풀(5)이 상기 가동철심(6) 방향으로 이동하게 됨으로써, 상기 밀봉부(5b)가 상기 포트(3)과 포트(4)를 연결하는 유로를 개방하는 동시에 상기 포트(2)과 포트(3)를 연결하는 유로를 폐쇄하는 상태가 된다.

그러나, 상기 직동형 전자 밸브(1)에서는, 상기 고정철심(9)이 상기 스풀(5)과 상기 가동철심(6) 사이에 배치되기 때문에, 일반적으로 솔레노이드형 전자 밸브에서 사용되는 코일을 사용할 수 없고, 상기 직동형 전자 밸브(1)에 맞는 코일(7)을 새롭게 제작해야 하므로, 전체적인 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 별도의 코일을 개발할 필요없이 솔레노이드형 전자 밸브에서 일반적으로 사용되고 있는 코일을 사용할 수 있도록 구조가 개선된 직동형 전자 밸브를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 직동형 전자 밸브는, 제1포트와, 제2포트와, 제3포트와, 상기 제1포트와 제2포트 사이에 마련된 제1유로 및 상기 제2포트와 제3포트 사이에 마련되는 제2유로를 가지는 밸브 본체; 통형의 하우징인 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일의 내부에 배치되며, 외주에는 코일이 감기고 내부에는 가이드구멍이 형성되어 있는 보빈; 상기 보빈의 가이드구멍 내에 고정되며, 상기 코일에 전류가 인가될 때 자기력을 발생시키는 고정철심; 상기 고정철심의 자기력에 의해 그 고정철심 방향으로 이동 가능하게 상기 보빈의 가이드구멍에 끼워지는 가동철심; 상기 밸브 본체의 내부에 배치되며, 상기 제1유로를 개방시키는 동시에 상기 제2유로를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 제2유로를 개방시키는 동시에 상기 제1유로를 폐쇄시키는 제2위치 사이에서 이동 가능한 스풀; 상기 스풀에 마련되며 상기 제1유로 또는 제2유로를 폐쇄시킬 수 있는 밀봉부; 및 상기 스풀을 상기 제1위치 측으로 탄성 바이어스시키는 복귀스프링;을 구비하는 직동형 전자 밸브에 있어서, 상기 가동철심은 상기 고정철심과 상기 스풀의 사이에 배치되며; 일단부는 상기 가동철심에 결합되고 타단부는 상기 스풀에 결합됨으로써, 상기 가 동철심의 위치 이동과 상기 스풀의 위치 이동을 서로 연동시켜주는 스템;을 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.

본 고안에 따르면, 가동철심이 고정철심과 스풀의 사이에 배치됨으로써, 별도의 코일을 개발할 필요없이 솔레노이드형 전자 밸브에서 일반적으로 사용되고 있는 코일을 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직동형 전자 밸브의 스풀이 제2위치에 있는 상태의 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 직동형 전자 밸브의 스풀이 제1위치에 있는 상태의 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 직동형 전자 밸브(100)는, 공기, 물, 기름, 증기 등의 유체의 흐름을 차단하거나 허용하게 하기 위하여 전자기력을 이용하여 개폐되는 밸브로서, 솔레노이드 코일(11)과, 밸브 본체(12)와, 보빈(20)과, 고정철심(30)과, 가동철심(40)과, 스풀(50)과, 스템(60)과, 복귀스프링(70)을 포함하여 구성된다.

상기 솔레노이드 코일(11)은, 전자기력을 발생시키는 구성요소들을 내부에 배치할 수 있는 통형의 하우징이다.

상기 밸브 본체(12)는, 상기 직동형 전자 밸브(100)를 구성하는 기계적 요소 들의 하우징 역할을 하는 것으로서, 일단이 상기 솔레노이드 코일(11)과 결합되어 있다. 상기 밸브 본체(12)의 내부에는, 제1포트(13)와, 제2포트(14)와, 제3포트(15)가 형성되어 있고, 상기 제1포트(13)와 제2포트(14) 사이에는 그 둘을 연결하는 제1유로(16)가 형성되어 있고, 상기 제2포트(14)와 제3포트(15) 사이에는 그 둘을 연결하는 제2유로(17)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 상기 제1포트(13)와 상기 제3포트(15)가 상기 밸브 본체(12)의 일면에 동일한 방향으로 형성되어 있고, 상기 제2포트(14)는 상기 밸브 본체(12)의 타면에 형성되어 있다.

상기 보빈(20)은, 상기 솔레노이드 코일(11)의 내부에 배치되며, 외주에는 전류의 공급에 의해 전자기장을 발생시키는 코일(21)이 환형으로 감겨져 있으며, 상기 보빈(20)의 내부에는 원형 단면을 가지는 가이드구멍(22)이 형성되어 있다.

상기 고정철심(30)은, 원기둥 형상의 금속부재로서, 상기 보빈(20)의 가이드구멍(22) 내에 고정되어 있으며, 상기 코일(21)에 전류가 인가될 때 형성된 전자기장에 의하여 자기력을 발생시키게 된다.

상기 가동철심(40)은, 일측에 개구된 결합공(41)이 형성되어 있는 원기둥 형상의 금속부재로서, 상기 고정철심(30)과 상기 스풀(50)의 사이에서 상기 고정철심(30)과 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 고정철심(30) 방향("B"방향) 및 그 반대 방향("A"방향)으로 슬라이딩될 수 있도록 상기 보빈(20)의 가이드구멍(22)에 끼워진다.

상기 스풀(50)은, 길이 방향으로 관통하는 중공(51)을 가지는 부재로서, 상기 밸브 본체(12)의 내부에서 배치되며, 상기 제1유로(16)를 개방시키는 동시에 상 기 제2유로(17)를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 제2유로(17)를 개방시키는 동시에 상기 제1유로(16)를 폐쇄시키는 제2위치 사이에서 이동 가능하다. 여기서 제1위치란 도 2에 도시된 위치를 말하며, 제2위치란 도 1에 도시된 위치를 말한다.

상기 스풀(50)의 중앙부에는, 상기 제1유로(16)의 일단에 착탈되거나 상기 제2유로(17)의 일단에 착탈됨으로써 상기 유로(16, 17)를 폐쇄 또는 개방시킬 수 있는 밀봉부(54)가 마련되어 있는데, 상기 밀봉부(54)는, 포펫링(52)과 리테이너(53)를 구비한다.

상기 포펫링(52)은, 완충기능이 있는 탄성재에 의해 형성되는 환형의 부재로서, 내주면이 상기 스풀(50)의 외주면에 결합되며, 외주면에는 둘레방향으로 안착홈(56)이 형성되어 있다. 이 포펫링(52)의 양 측면 중 하나가 상기 제1유로(16)의 일단에 착탈되거나 상기 제2유로(17)의 일단에 착탈됨으로써 상기 유로(16, 17)를 폐쇄 또는 개방시키게 된다.

상기 리테이너(53)는, 상기 포펫링(52)의 외주면 안착홈(56)에 장착되는 환형의 부재로서, 상기 포펫링(52)의 외주면을 감싸서 일정한 압력으로 구속해주는 기능을 한다.

상기 스템(60)은, 상기 가동철심(40)의 위치 이동과 상기 스풀(50)의 위치 이동을 서로 연동시켜주는 금속봉 형상의 부재로서, 상기 스풀(50)의 중공(51)내에서 슬라이딩될 수 있는 상태로 배치되며, 일단부는 상기 가동철심(40)의 결합공(41) 내부에서 슬라이딩될 수 있는 상태로 완충스프링(62)에 의하여 상기 가동철심(40)에 결합되고, 타단부는 상기 스풀(50)의 중공(51)을 관통한 상태로 상기 스 풀(50)에 지지되어 있는 조절너트(61)와 나사결합되어 있다.

상기 완충스프링(62)은, 상기 가동철심(40)에 대하여 상기 스템(60)을 상기 고정철심(30) 측("B" 방향)으로 탄성 바이어스시키는 스프링으로서, 상기 결합공(41)의 내부에 배치되어 있다.

상기 조절너트(61)는, 상기 스풀(50)의 위치를 조절하는 기능을 하는 너트로서, 상기 조절너트(61)를 조이게 되면 상기 스풀(50)이 "B"방향으로 이동하게 되고, 상기 조절너트(61)를 풀게 되면 상기 스풀(50)이 "A"방향으로 이동하게 된다. 즉, 상기 조절너트(61)에 의하여 상기 스템(60)에 대한 상기 스풀(50)의 상대적 위치 조절이 가능하다.

상기 복귀스프링(70)은, 상기 스풀(50)을 상기 제1위치 측("A" 방향)으로 탄성 바이어스시키는 스프링이다.

이하에서는, 상술한 직동형 전자 밸브(100)의 작동원리를 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코일(21)에 전류가 인가되지 않은 상태에서는, 상기 복귀스프링(70)이 상기 스풀(50)을 "A" 방향으로 이동시키게 되고 상기 포펫링(52)이 상기 제1유로(16)의 일단에 밀착하게 됨으로써, 상기 스풀(50)이 상기 제2유로(17)를 개방시키는 동시에 상기 제1유로(16)를 폐쇄시키는 제2위치에 있는 상태가 된다. 이때, 상기 복귀스프링(70)은 상기 포펫링(52)이 상기 제1유로(16)의 일단에 밀착되어 일정한 면압(surface pressure)을 유지할 수 있도록 해주는 작용을 한다.

이후, 상기 코일(21)에 전류가 인가되면, 상기 코일(21)의 내부에 전자기장 이 형성되고, 그 전자기장에 의하여 상기 고정철심(30)은 자기력을 가지게 된다. 따라서, 상기 고정철심(30)의 자기력에 의하여 상기 가동철심(40)은 "B" 방향으로 이동을 개시하게 된다. 이렇게 상기 가동철심(40)이 이동함에 따라 상기 스풀(50)도 "B" 방향으로 이동을 개시하게 되고, 결국 도 2에 도시된 바와 같이 상기 포펫링(52)이 상기 제2유로(17)의 일단에 밀착하게 됨으로써, 상기 스풀(50)이 상기 제2유로(17)를 폐쇄시키는 동시에 상기 제1유로(16)를 개방시키는 제1위치에 있는 상태가 된다. 이때, 상기 완충스프링(62)은 상기 포펫링(52)이 상기 제2유로(17)의 일단에 밀착되어 일정한 면압(surface pressure)을 유지할 수 있도록 해주는 작용을 한다.

상술한 직동형 전자 밸브(100)는, 상기 가동철심(40)이 상기 고정철심(30)과 스풀(50)의 사이에 배치됨으로써, 도 5에 도시된 종래의 직동형 전자 밸브(1)와 같이 별도의 코일(7)을 개발할 필요없이, 보편적인 솔레노이드형 전자 밸브에서 일반적으로 사용되고 있는 코일(21)을 사용할 수 있으므로, 부품 조달이 용이하고 별도의 제품 개발 비용이 필요하지 않아 전체적인 제조 비용이 절감된다는 장점이 있다.

또한, 상기 직동형 전자 밸브(100)는, 상기 스템(60)의 타단부가 상기 스풀(50)의 중공(51)을 관통한 상태로 조절너트(61)에 의하여 상기 스풀(50)과 나사결합되어 있으므로, 상기 조절너트(61)를 좌우로 돌려서 조절하게 되면 상기 스풀(50)도 "A" 방향 또는 "B" 방향으로 이동하게 되고, 따라서 상기 포펫링(52)이 상기 제1유로(16)의 일단에 밀착되는 면압(surface pressure)과 상기 포펫링(52)이 상기 제2유로(17)의 일단에 밀착되는 면압(surface pressure)을 세밀하게 조절할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 3에는 본 발명에 따른 다른 실시예인 직동형 전자 밸브(200)의 단면도가 도시되어 있다. 상기 직동형 전자 밸브(200)는, 밸브 본체(210)와, 보빈(220)과, 고정철심(230)과, 가동철심(240)과, 복귀스프링(270)과, 스풀스프링(271)을 포함하여 구성된다.

이 직동형 전자 밸브(200)는, 솔레노이드 코일(211)와 밸브 본체(212)가 결합된 구조로 되어 있으며, 제1포트(213)와 제2포트(214)와 제3포트(215)가 상기 밸브 본체(212)의 일면에 모두 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해서도 상술한 직동형 전자 밸브(100)와 마찬가지의 효과가 있다.

다만, 상기 직동형 전자 밸브(100)에 구비된 상기 완충스프링(62)에 해당하는 구성은 없으며, 상기 직동형 전자 밸브(100)의 복귀스프링(70)에 대응하여 상기 복귀스프링(270)과 스풀스프링(271)을 구비한다는 점에 차이가 있다. 여기서 상기 복귀스프링(270)은 코일(221)에 전류가 인가되지 않을 경우 상기 가동철심(240)을 "A"방향으로 밀어주는 기능을 하며, 이때 상기 스풀스프링(271)은 상기 스풀(250)을 "A"방향으로 밀어줌으로써, 상기 포펫링(252)이 상기 제2유로(217)의 일단에 일정한 면압으로 밀착되도록 하는 기능을 한다.

도 3에 도시된 직동형 전자 밸브(200)의 나머지 구성요소들은, 도 1 내지 도 2를 참조하면서 설명한 실시예에서의 직동형 전자 밸브(100)의 구성요소들과 동일한 구성 및 기능을 가지는 것이므로 그에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

이상으로 본 고안을 설명하였는데, 본 고안의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 고안의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직동형 전자 밸브의 스풀이 제2위치에 있는 상태의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 직동형 전자 밸브의 스풀이 제1위치에 있는 상태의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예인 직동형 전자 밸브의 스풀이 제2위치에 있는 상태의 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 직동형 전자 밸브의 스풀이 제1위치에 있는 상태의 단면도이다.

도 5는 종래의 직동형 전자 밸브를 나타내는 단면도이다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊

100 : 직동형 전자 밸브 9 : 고정철심

11 : 솔레노이드 코일 12 : 밸브 본체

13 : 제1포트 14 : 제2포트

15 : 제3포트 16 : 제1유로

17 : 제2유로 20 : 보빈

21 : 코일 22 : 가이드 구멍

30 : 고정철심 40 : 가동철심

41 : 결합공 50 : 스풀

51 : 중공 52 : 포펫링

53 : 리테이너 54 : 밀봉부

60 : 스템 61 : 조절너트

62 : 완충스프링 70 : 복귀스프링

2, 3, 4 : 포트 5 : 스풀

5a : 복귀스프링 5b : 밀봉부

6 : 가동철심 7 : 코일

8 : 중공

Claims (3)

1. 제1포트와, 제2포트와, 제3포트와, 상기 제1포트와 제2포트 사이에 마련된 제1유로 및 상기 제2포트와 제3포트 사이에 마련되는 제2유로를 가지는 밸브 본체; 통형의 하우징인 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일의 내부에 배치되며, 외주에는 코일이 감기고 내부에는 가이드구멍이 형성되어 있는 보빈; 상기 보빈의 가이드구멍 내에 고정되며, 상기 코일에 전류가 인가될 때 자기력을 발생시키는 고정철심; 상기 고정철심의 자기력에 의해 그 고정철심 방향으로 이동 가능하게 상기 보빈의 가이드구멍에 끼워지는 가동철심; 상기 밸브 본체의 내부에 배치되며, 상기 제1유로를 개방시키는 동시에 상기 제2유로를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 제2유로를 개방시키는 동시에 상기 제1유로를 폐쇄시키는 제2위치 사이에서 이동 가능한 스풀; 상기 스풀에 마련되며 상기 제1유로 또는 제2유로를 폐쇄시킬 수 있는 밀봉부; 및 상기 스풀을 상기 제1위치 측으로 탄성 바이어스시키는 복귀스프링;을 구비하는 직동형 전자 밸브에 있어서,

   상기 가동철심은 상기 고정철심과 상기 스풀의 사이에 배치되며;

   일단부는 상기 가동철심에 결합되고 타단부는 상기 스풀에 결합됨으로써, 상기 가동철심의 위치 이동과 상기 스풀의 위치 이동을 서로 연동시켜주는 스템;을 구비하며,

   상기 스풀은 길이 방향으로 관통하는 중공을 가지며, 상기 스템의 타단부는 상기 스풀의 중공을 관통한 상태로 상기 스풀에 지지되어 있는 조절너트와 나사결합됨으로써, 상기 조절너트에 의하여 상기 스풀의 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 직동형 전자 밸브.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 밀봉부는,

   상기 스풀의 외주면에 결합되며, 완충기능이 있는 탄성재에 의해 형성된 환형의 부재로서, 외주면에는 둘레방향으로 안착홈이 형성되어 있는 포펫링;

   상기 포펫링의 외주면 안착홈에 장착되며, 상기 포펫링의 외주면을 구속해 주는 리테이너;

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 직동형 전자 밸브.

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