KR20080111415A - 2포트 전자밸브 - Google Patents

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KR20080111415A
KR20080111415A KR1020080057512A KR20080057512A KR20080111415A KR 20080111415 A KR20080111415 A KR 20080111415A KR 1020080057512 A KR1020080057512 A KR 1020080057512A KR 20080057512 A KR20080057512 A KR 20080057512A KR 20080111415 A KR20080111415 A KR 20080111415A
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타쿠미 마츠모토
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

가동 철심에 제 1 캡을 부착함과 아울러, 이 제 1 캡에 밸브 부재를 유지하는 제 2 캡을 변위 가능하게 감합하고, 상기 가동 철심을 초기 위치를 향해서 바이어싱하는 철심 복귀 스프링의 바이어싱 포오스(F1)와, 상기 가동 철심과 밸브 부재 사이에 개재하는 완충 스프링의 바이어싱 포오스(F2)를 Fl>F2가 되도록 설정하고, 또한 상기 가동 철심이 초기 위치에 있을 때 밸브 부재와 상기 제 2 캡의 규제부 사이, 및 상기 제 2 캡의 맞물림 돌출부와 상기 제 1 캡의 맞물림 오목부의 전단벽 사이에 각각 공극(x,y)을 개재시킨다.
2포트 전자밸브

Description

2포트 전자밸브{TWO-PORT SOLENOID VALVE}
본 발명은 2개의 포트를 연결하는 유로를 포펫식의 밸브 부재로 개폐하도록 구성된 2포트 전자밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 밸브 부재를 전자 조작부의 가동 철심에 의해 직동식으로 개폐 조작하는 타입의 2포트 전자밸브에 관한 것이다.
2개의 포트를 연결하는 유로 안의 밸브 시트에 접촉·이간해서 상기 유로를 개폐하는 밸브 부재를 전자 조작부의 가동 철심에 의해 직동식으로 개폐 조작하는 타입의 2포트 전자밸브는, 예를 들면 일본 특허공개 평3-92687호 공보에 기재되어 있는 것과 같이 공지되어 있다.
이런 종류의 2포트 전자밸브는 일반적으로 여자 코일로의 통전에 의해 발생하는 자기력에 의해 서로 흡착되는 고정 철심 및 가동 철심과, 상기 가동 철심에 유지된 밸브 부재와, 상기 가동 철심을 고정 철심으로부터 이간시키는 초기 위치를 향해서 바이어싱(biasing)하는 철심 복귀 스프링을 갖고 있다. 그리고, 상기 여자 코일이 비통전일 때는 상기 철심 복귀 스프링의 바이어싱 포오스(biasing force)에 의해 가동 철심이 고정 철심으로부터 이간시켜져 상기 가동 철심에 유지된 밸브 부 재가 밸브 시트에 압박되어서 유로가 폐쇄되고, 상기 여자 코일에 전류가 통전되면 상기 가동 철심이 고정 철심에 흡착됨으로써 상기 밸브 부재가 밸브 시트로부터 떨어져서 유로가 개방되도록 구성되어 있다.
여기에서 상기 여자 코일로의 통전 상태에서는 가동 철심이 고정 철심에 흡착됨으로써 철심 복귀 스프링이 압축된 상태가 되어 있다. 이 때문에, 이 상태에서 상기 여자 코일로의 통전을 차단해서 밸브 닫힘 상태로 스위칭하는 경우 상기 철심 복귀 스프링의 바이어싱 포오스에 의해 가동 철심이 강하게 고정 철심으로부터 이간시켜지고, 상기 가동 철심의 관성력에 의해 밸브 부재가 큰 충격력으로 밸브 시트에 충돌하게 되며, 이것을 반복함으로써 밸브 부재의 마모가 발생하기 쉬워진다.
이 때문에, 상기 특허문헌에 기재되어 있는 전자밸브에 있어서는 상기 밸브 부재와 가동 철심 사이에 완충 스프링을 개재하고, 이 완충 스프링에서 상기 충격력을 흡수시키도록 하고 있다.
그런데, 상기 종래의 전자밸브는 가동 철심의 전단면에 함몰부를 형성해서 이 함몰부 내에 상기 밸브 부재를 수용하고 있기 때문에, 상기 가동 철심을 밸브 부재에 맞춘 크기 및 형상의 함몰부를 구비한 특수한 형상으로 형성해야만 해 그 구성이 복잡화되서 제조가 번거롭다. 또한, 설계 상의 형편으로 밸브 시트를 가동 철심으부터 떨어진 위치에 설치해야만 하는 경우에 단순히 가동 철심의 길이를 그만큼 길게 할 수 없는 경우가 많기 때문에 용이하게 대응할 수 없다.
그래서 본 발명의 목적은, 2포트 전자밸브에 있어서의 종래의 문제점을 해소하고, 밸브 부재의 마모를 방지할 수 있는 구성이면서, 가동 철심에 밸브 부재를 수용하기 위한 함몰부를 형성하지 않고 상기 밸브 부재를 배치할 수 있고, 또한 설계 상의 형편으로 밸브 시트를 가동 철심으로부터 떨어진 위치에 설치해야만 하는 경우라도 용이하게 대응할 수 있는, 간단하고 합리적인 설계 구조를 갖는 2포트 전자밸브를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 밸브 바디에 여자 코일로의 통전에 의해 발생되는 자기력으로 서로 흡착되는 고정 철심 및 가동 철심과, 2개의 포트를 연결하는 유로에 형성된 밸브 시트와, 상기 가동 철심의 작용으로 상기 밸브 시트에 접촉·이간함으로써 상기 유로를 개폐하는 밸브 부재와, 서로 변위 가능하게 되도록 감합해서 상기 가동 철심의 작용력을 상기 밸브 부재에 전달하는 중공의 제 1 캡 및 제 2 캡을, 밸브 축선을 따라 동심상으로 배치함으로써 구성된 2포트 전자밸브가 제공된다.
상기 제 1 캡은 상기 가동 철심의 전단부에 상기 가동 철심에 대한 전방으로의 이동이 규제된 상태로 부착되어 있고, 철심 복귀 스프링에 의해 바이어싱됨으로써 상기 가동 철심을 고정 철심으로부터 이간시키는 방향으로 압박함과 아울러, 상기 제 2 캡의 맞물림 돌출부에 맞물리는 맞물림 오목부를 갖고, 또한 상기 제 2 캡은 상기 제 1 캡에 감합되는 부분에 상기 맞물림 돌출부를 갖고 있으며, 이 맞물림 돌출부가 상기 맞물림 오목부에 변위 가능하게 맞물리고, 상기 제 2 캡의 내부에는 상기 밸브 부재가 변위 가능하게 되도록 수용되며, 상기 제 2 캡의 전단부에는 이 밸브 부재의 전방으로의 이동을 규제하는 규제부가 형성되고, 상기 밸브 부재와 가동 철심 사이에는 이들 밸브 부재와 가동 철심을 서로 이간시키는 방향으로 바이어싱하는 완충 스프링이 개재되어 있다.
그리고, 상기 철심 복귀 스프링 및 완충 스프링의 바이어싱 포오스(F1,F2)는 F1>F2와 같이 관련되고, 또한 상기 여자 코일로의 비통전시에 상기 가동 철심 및 제 1 캡이 철심 복귀 스프링에 의해 초기 위치를 차지하며, 상기 밸브 부재가 완충 스프링에 의해 상기 밸브 시트에 압박되어 있을 때 상기 밸브 부재와 상기 제 2 캡의 규제부 사이, 및 상기 제 2 캡의 맞물림 돌출부와 상기 제 1 캡의 맞물림 오목부의 전단벽 사이에 각각 공극이 개재되도록 구성되어 있다.
본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 제 1 캡이 외주에 상기 철심 복귀 스프링을 위한 스프링 시트를 가짐과 아울러 내부에 상기 가동 철심이 감합되는 철심 감합 구멍과, 상기 가동 철심이 록킹되는 철심 록킹 시트와, 상기 제 2 캡의 기단부가 감합되는 캡 감합실과, 상기 캡 감합실에 형성된 상기 맞물림 오목부를 갖고, 또한 상기 제 2 캡이 원통상을 하고 있으며, 그 기단부에 상기 맞물림 돌출부를 갖는 것이다.
상기 캡 감합실의 측벽과 제 2 캡의 측면에는 서로 맞물려서 회전 정지 기능을 갖는 돌기와 맞물림 홈을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 제 1 캡의 캡 감합실이 타원형을 이루고 있고, 이 캡 감합실에 있어서의 타원의 단경 방향의 양 측벽에 상기 맞물림 오목부 및 맞물림 홈이 형성되고, 또한 상기 제 2 캡의 직경이 상기 캡 감합실의 단경 방향의 구경보다 작게 형성되어 있으며, 상기 제 2 캡의 직경 방향의 양 측면에 상기 맞물림 돌출부 및 돌기가 형성되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서는, 상기 밸브 바디가 상기 가동 철심의 전단부와 제 1 캡이 수용된 철심실과, 상기 철심실에 동심상으로 이어져서 실 바닥에 상기 밸브 시트가 설치된 원형구멍상의 밸브실을 갖고, 이 밸브실 내에 원통상을 한 상기 제 2 캡을 슬라이딩 가능하게 감합함으로써 이 밸브실의 실 벽에 상기 제 2 캡의 변위를 안내하기 위한 가이드 기능을 갖게 하는 것도 가능하다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 전자밸브는 상기 철심 복귀 스프링과 완충 스프링의 바이어싱 포오스(F1, F2)가 F1>F2와 같이 관련되고, 또한 상기 가동 철심이 초기 위치(밸브 닫힘 위치)에 있을 때 밸브 부재와 상기 제 2 캡의 규제부 사이, 및 상기 제 2 캡의 맞물림 돌출부와 상기 제 1 캡의 맞물림 오목부 사이에 각각 공극이 개재되도록 구성되어 있기 때문에, 여자 코일에 통전한 밸브 열림 상태로부터 상기 여자 코일을 비통전으로 해서 밸브 닫힘 상태로 스위칭했을 경우, 철심 복귀 스프링으로 눌린 가동 철심의 작용력은 밸브 부재가 밸브 시트에 접촉한 뒤 완충 스프링을 압축함으로써 흡수되게 된다.
이 때문에, 가동 철심의 관성력에 의해 상기 밸브 부재가 밸브 시트에 격심하게 충돌할 일이 없어 상기 밸브 부재의 마모가 방지된다. 또한, 여자 코일에 통전해서 상기 가동 철심 조립체를 초기 위치로부터 작동 위치로 스위칭할 때는 압축된 상태에 있는 상기 완충 스프링이 가동 철심을 고정 철심측을 향해서 압박하고, 흡인 동작을 조장하도록 작용하기 때문에 상기 가동 철심의 시동이 신속하고 또한 용이하며 응답성에도 뛰어나다.
또한, 상기 밸브 부재를 제 2 캡에 유지시키도록 하고 있기 때문에 가동 철심에 상기 밸브 부재를 수용하기 위한 맞물림 오목부를 형성할 필요가 없고, 또한 설계 상의 형편으로 밸브 시트를 가동 철심으로부터 떨어진 위치에 설치해야만 하는 경우에도 상기 제 2 캡의 길이를 조정하는 것만으로 용이하게 대응할 수 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 2포트 전자밸브의 일 실시형태가 나타내어져 있다. 이 전자밸브는 2개의 포트(P1,P2)를 연결하는 유로를 개폐하는 포펫식의 밸브 부재(4)를 구비한 주 밸브부(1)와, 상기 밸브 부재(4)를 개폐 조작하기 위한 전자 조작부(2)로 구성되어 있고, 이들 주 밸브부(1)와 전자 조작부(2)가 전자밸브의 중심 축선인 밸브 축선(L)을 따라 직렬로 결합되어 있다.
상기 주 밸브부(1)는 실질적으로 사각 블록으로 이루어지는 밸브 바디(6)를 갖고 있다. 이 밸브 바디(6) 중 하나의 측면에는 입력용과 출력용의 상기 2개의 포트(P1,P2)가 형성되어 있다. 또한, 이 밸브 바디(6)의 내부에는 상기 전자 조작부(2)을 연결한 끝면측으로부터 대경의 원형 구멍 또는 타원형 구멍으로 이루어지는 철심실(7)과, 이 철심실(7)에 동심상으로 이어지는 소경의 원형 구멍으로 이루어지는 밸브실(8)이 형성되어 있고, 이 밸브실(8)의 실 바닥의 중앙에는 반구상을 한 돌기부(9)가 형성되고, 이 돌기부(9)의 최상부에 입력용 연통 구멍(10)이 개구되어 있고, 이 입력용 연통 구멍(10)을 통해서 상기 밸브실(8)이 상기 입력용 포 트(P1)에 연통됨과 아울러, 상기 실 바닥에 가까운 실 측벽 부분에 개구하는 출력용 연통 구멍(도시 생략)을 통해서 상기 출력용 포트(P2)에도 연통하고 있다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 「타원형」이란, 원을 좌우로 늘린 것 같은 형태, 환언하면 2개의 반원의 단부를 평행한 2변으로 연결한 것 같은 형상이며, 이것에는 타원형이나 그것에 유사한 형상도 포함된다.
상기 돌기부(9)의 최상부에는 상기 입력용 연통 구멍(10)의 개구의 주위를 둘러싸는 원환상의 상기 밸브 시트(3)가 밸브 축선(L)과 동심상으로 형성되고, 상기 밸브실(8) 내에는 이 밸브 시트(3)에 접촉·이간하는 포펫식의 상기 밸브 부재(4)가 원통상의 제 2 캡(12)에 유지되어서 변위 가능하게 되도록 배치되어 있다. 이 밸브 부재(4)는 고무 또는 합성 고무 등의 탄성과 밀봉성을 갖는 소재로 짧은 원기둥상으로 형성된 것이다.
도면 중 13은 전자밸브를 배치 위치에 고정시키기 위한 나사를 삽입하는 나사삽입 구멍이다.
상기 전자 조작부(2)는 철 등의 자성재로 형성된 사각통형상의 자기 커버(16)를 갖고, 상기 자기 커버(16)의 내부에 여자 코일(17)이 감긴 비자성 재제로 중공의 보빈(18)과, 이 보빈(18)의 일단과 상기 밸브 바디(6) 사이에 개재하는 자성 재제의 자기 플레이트(19)와, 밸브 축선(L) 상의 위치에서 상기 보빈(18)과 이 자기 플레이트(19)에 걸쳐서 연장되는 내구멍(20)과, 이 내구멍(20) 내에 배치되어서 서로 자기 흡착되는 자성 재제의 고정 철심(21) 및 가동 철심(22)을 구비하고 있다. 상기 자기 플레이트(19)는 그 외주부를 상기 자기 커버(16)의 내면에 접촉시 킴으로써 상기 자기 커버(16)에 자기 결합되어 있다.
상기 고정 철심(21) 및 가동 철심(22)은 도 2에 가동 철심(22)에 대해서 대표적으로 나타내는 바와 같이, 그들의 단면 형상이 타원형을 이루는 것으로, 그들 측면에는 타원의 단경 방향의 양 측면에 얕게 만곡된 홈부(24)가 형성됨과 아울러, 타원의 장경 방향의 양 측면에 평평한 표면을 갖는 평탄부(25)가 형성되어 있다. 또한, 상기 양 철심(21,22)의 축선 방향의 일단측에는 타원형의 플랜지부(26)가 형성되어 있다. 그리고, 이들 고정 철심(21) 및 가동 철심(22)이 상기 보빈(18)과 자기 플레이트(19)에 걸치는 타원형의 내구멍(20)의 내부에 상기 플랜지부(26)가 형성되어 있지 않은 측의 단부를 서로 대향시킨 상태로 배치되어 있다.
상기 고정 철심(21)은 상기 플랜지부(26)를 보빈(18)의 단부의 오목 단차부(18a) 내에 감합시키고, 상기 보빈(18)과 자기 커버(16)의 끝벽부(16a) 사이에 끼움으로써 상기 내구멍(20)의 내부에 고정적으로 배치되어 있다. 또한, 상기 고정 철심(21)은 상기 플랜지부(26)가 끝벽부(16a)에 접촉함으로써 상기 자기 커버(16)에 자기적으로 결합되어 있다.
한편, 상기 가동 철심(22)은 중심 구멍(22a)을 구비한 중공상의 것으로, 상기 내구멍(20)의 내부에 밸브 축선(L)을 따라 이동 가능하게 되도록 배치되어 있고, 상기 플랜지부(26)를 갖는 전단부가 상기 철심실(7) 내에 연장 돌출되어 있다. 그리고, 이 가동 철심(22)의 전단부에 상기 가동 철심(22)의 작용력을 상기 밸브 부재(4)에 전달하는 중공의 제 1 캡(11)과 상기 제 2 캡(12)이 동심상으로 연결되어 있다.
상기 제 1 캡(11)은 외형이 타원형을 이루는 중공 부재로서, 그 내부에는 후단부측에서 전단부측을 향해서 순차적으로 상기 가동 철심(22)이 감합되는 타원형의 철심 감합 구멍(29)과, 상기 가동 철심(22)의 플랜지부(26)가 록킹되는 타원형의 철심 록킹 시트(30)와, 상기 제 2 캡(12)의 기단부가 변위 가능하게 감합되는 타원형의 캡 감합실(31)이 동심상으로 형성되어 있다.
또한, 상기 캡 감합실(31)에 있어서의 타원의 단경 방향의 구멍벽의 마주 보는 위치에는 상기 제 2 캡(l2)에 형성된 맞물림 돌출부(32)가 감합되는 맞물림 오목부(33)가 형성됨과 아울러 상기 맞물림 오목부(33)의 밸브 축선(L)을 따른 전방측의 벽인 전단벽(33a)에 상기 제 2 캡(12)에 형성된 위치 결정용 돌기(34)가 맞물리는 반원상의 맞물림 홈(35)이 형성되어 있다.
이 제 1 캡(11)의 상기 가동 철심(22)에 대한 부착은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 캡(11)을 가동 철심(22)의 후단부측에서 감합시킴으로써 행하여지지만, 이때 상기 가동 철심(22)의 플랜지부(26)가 상기 철심 록킹 시트(30)에 제 1 캡(11)의 전면측으로부터 록킹되기 때문에 이 제 1 캡(11)은 상기 가동 철심(22)에 대하여 전방으로의 이동이 규제된 상태에서 부착되게 된다. 그러나, 상기 제 1 캡(11)의 가동 철심(22)에 대한 후방으로의 이동은 자유이다.
그러나, 상기 제 1 캡(11)은 가동 철심(22)에 대하여 후방으로의 이동도 규제된 상태, 즉 고정적으로 부착되어 있어도 상관없다.
상기 제 1 캡(11)의 중간부 외주에는 단차상을 한 스프링 시트(1la)가 형성되고, 이 스프링 시트(1la)와, 밸브 바디(6)에 대하여 고정 관계에 있는 부재인 상 기 자기 플레이트(19) 사이에 철심 복귀 스프링(37)이 개재되어 있다. 이 철심 복귀 스프링(37)은 상기 제 1 캡(11)을 통해서 상기 가동 철심(22)을 고정 철심(21)로부터 이간시키는 방향으로 바이어싱하는 것 이다.
상기 제 2 캡(12)은 원통상을 한 부재로서, 그 외경(d)은 상기 제 1 캡(11)의 타원 형상을 한 캡 감합실(31)의 단경 방향의 구경(D)보다 소경이다. 이 제 2 캡(12)의 중공 구멍(12a) 내부에는 상기 밸브 부재(4)가 밸브 축선(L)을 따라 변위 가능하게 되도록 수용되어 있고, 상기 제 2 캡(12)의 전단부에는 이 상기 밸브 부재(4)의 전방으로의 이동을 규제하는 내향의 플랜지상을 한 규제부(l2b)가 형성되며, 상기 밸브 부재(4)와 가동 철심(22) 사이에 이들 밸브 부재(4)와 가동 철심(22)을 서로 이간시키는 방향으로 바이어싱하는 완충 스프링(38)이 개재되어 있다.
또한, 상기 제 2 캡(12)의 후단부의 직경 방향의 양 측면에는 상기 맞물림 돌출부(32)와 위치 결정용 돌기(34)가 형성되어 있다. 이 중 맞물림 돌출부(32)는 상기 제 2 캡(12)의 원주 방향으로 연장되는 원호상의 돌출부이고, 또한 위치 결정용 돌기(34)는 반원주상을 하고 있으며, 상기 맞물림 돌출부(32)보다 제 2 캡(12)의 전방측의 위치에 축선 방향으로 연장 형성되어 있다.
상기 제 2 캡(12)의 제 1 캡(11)에 대한 부착은 다음과 같이 해서 행하여진다. 즉, 상기 제 2 캡(12)을 상기 맞물림 돌출부(32) 및 위치 결정용 돌기(34)를 제 1 캡(11)에 있어서의 캡 감합실(3l)의 장경 방향을 향한 자세(도 2 참조)로 하고, 중공 구멍(12a) 내에 상기 밸브 부재(4)와 완충 스프링(38)을 수용한 상태에서 상기 제 2 캡(12)의 기단부를 상기 캡 감합실(31) 내에 삽입한다. 그리고, 상기 제 2 캡(12)을 축선의 주위에 90도 회전시켜 상기 맞물림 돌출부(32)를 맞물림 오목부(33) 내에 감합시킴과 아울러, 상기 위치 결정용 돌기(34)를 맞물림 홈(35)에 맞물리게 함으로써 이 제 2 캡(12)이 밸브 부재(4)와 가동 철심(22) 사이에 상기 완충 스프링(38)을 압축한 상태에서 상기 제 1 캡(11)에 부분적으로 감합된 상태로 연결된다. 이때 상기 제 2 캡(12)은 상기 맞물림 돌출부(32)가 상기 맞물림 오목부(33) 내를 전후 방향으로 이동할 수 있는 범위 내, 환언하면 이 맞물림 돌출부(32)가 상기 맞물림 오목부(33)의 전단벽(33a)에 접촉하는 위치와 후단벽(33b)에 접촉하는 위치 사이에서 상기 제 1 캡(11)에 대하여 밸브 축선(L) 방향으로 상대적으로 변위 가능하다.
상기 제 2 캡(12)은 상기 밸브실(8) 내에 그 실 벽과 거의 미끄럼 접촉하는 정도의 미소한 갭을 통해서 슬라이딩 가능하게 수용되어 있고, 이것에 의해 상기 밸브실(8)의 실 벽이 상기 제 2 캡(12)의 변위를 안내하는 가이드의 역할을 하고 있다. 따라서 상기 제 2 캡(12)은 이 실 벽의 가이드 기능에 의해 좌우 흔들림이나 비틀림 등을 발생시키지 않고 안정적으로 변위할 수 있다.
여기에서, 상기 철심 복귀 스프링(37) 및 완충 스프링(38)의 바이어싱 포오스(F1,F2)는 F1>F2와 같이 관련되어 있고, 또한 상기 여자 코일(17)로의 비전통시에 상기 가동 철심(22) 및 제 1 캡(11)이 철심 복귀 스프링(37)에 의해 도 1의 초기 위치를 차지하며, 상기 밸브 부재(4)가 완충 스프링(38)에 의해 상기 밸브 시트(3)에 압박되어 있을 때 상기 밸브 부재(4)와 상기 제 2 캡(12)의 규제부(12b) 사이, 및 상기 제 2 캡(12)의 맞물림 돌출부(32)와 상기 제 1 캡(11)의 맞물림 오목부(33)의 전단벽(33a) 사이에 각각 공극(x,y)이 개재되도록 구성되어 있다.
상기 구성을 갖는 2포트 전자밸브에 있어서, 상기 여자 코일(17)이 비통전인 상태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가동 철심(22)이 제 1 캡(11)을 통해서 작용하는 철심 복귀 스프링(37)의 바이어싱 포오스에 의해 고정 철심(21)으로부터 이간하는 초기 위치를 차지하고 있다. 이때 상기 제 1 캡(11)의 전단면은 철심실(7)의 실 저벽에 상기 밸브실(8)의 주위를 둘러싸도록 형성된 환상의 스토퍼(39)에 접촉하고 있다. 또한, 상기 제 2 캡(12)이 제 1 캡(11) 및 가동 철심(22)에 압박되어서 밸브 시트(3)측으로 변위하기 때문에 상기 제 2 캡(12) 내의 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 접촉해서 입력용 연통 구멍(10)을 폐쇄시키고, 상기 밸브 시트(3)와 가동 철심(22) 사이의 완충 스프링(38)은 압축되어 있다. 그리고, 상기 밸브 부재(4)와 제 2 캡(12)의 규제부(12b) 사이, 및 상기 제 2 캡(12)의 맞물림 돌출부(32)와 상기 제 1 캡(11)의 맞물림 오목부(33)의 전단벽(33a) 사이에 각각 상기 공극(x,y)이 형성되어 있다.
이 상태에서 상기 여자 코일(17)에 통전하면 상기 가동 철심(22)은 고정 철심(21)에 흡착되어, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 캡(11)을 통해서 철심 복귀 스프링(37)을 압축하면서 작동 위치(밸브 열림 위치)로 이동한다. 이때, 상기 제 1 캡(11)의 이동 도중에 있어서 상기 맞물림 오목부(33)의 전단벽(33a)과 제 2 캡(12)의 맞물림 돌출부(32) 사이의 공극(y)이 제로가 된 시점에서 상기 제 1 캡(11)이 제 2 캡(12)에 맞물려서 상기 제 2 캡(12)을 함께 상기 작동 위치를 향해 서 이동시킨다. 계속해서, 상기 제 2 캡(12)의 이동 도중에 있어서, 상기 규제부(12b)와 밸브 부재(4) 사이의 공극(x)이 제로가 된 시점에서 상기 제 2 캡(12)이 밸브 부재(4)에 맞물리고, 상기 밸브 부재(4)를 함께 상기 작동 위치까지 이동시킨다. 이 때문에, 상기 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)로부터 떨어져서 입력용 연통 구멍(10)이 개방된다.
이 상태에서는 상기 가동 철심(22)의 전단면 및 제 1 캡(11)의 맞물림 오목부(33)의 후단벽(33b)과, 제 2 캡(12)의 맞물림 돌출부(32) 사이에 공극이 형성된다.
또한, 상기 여자 코일(17)에 통전해서 가동 철심(22)이 흡착 동작을 개시할 때 압축된 상태에 있는 상기 완충 스프링(38)이 상기 가동 철심(22)을 고정 철심(21)측을 향해서 압박하여 흡착 동작을 조장하도록 작용하고, 이 작용에 의해 상기 가동 철심(22)의 시동이 신속하고 또한 용이하게 되어 응답성이 향상된다.
상기 여자 코일(17)을 통전 상태로부터 비통전으로 스위칭하면, 상기 가동 철심(22)이 철심 복귀 스프링(37)의 바이어싱 포오스에 의해 상술한 초기 위치로 스위칭되고, 완충 스프링(38)을 통해서 상기 밸브 부재(4)를 밸브 시트(3)에 압박시킴으로써 입력용 연통 구멍(10)을 폐쇄시킨다. 이때, 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 접촉해서 그 위치에 정지한 뒤 상기 밸브 부재(4)에 작용하는 가동 철심(22)의 관성력은 상기 완충 스프링(38)을 압축함으로써 흡수된다. 이 때문에, 상기 가동 철심(22)의 관성력의 작용으로 상기 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 격심하게 충돌하거나, 필요 이상의 힘으로 강하게 압박되거나 하는 일이 없고, 상기 밸 브 부재(4)의 마모가 방지되어서 내구성이 향상된다.
또한, 상술한 바와 같이 밸브 부재(4)를 제 2 캡(12)에 유지시킴으로써 종래품과 같이 가동 철심(22)에 상기 밸브 부재(4)를 수용하기 위한 함몰부를 형성할 필요가 없다.
또한, 설계 상의 형편으로 상기 밸브 시트(3)를 가동 철심(22)으로부터 떨어진 위치에 설치해야만 하는 경우에는 상기 제 2 캡(12)의 길이를 조정함으로써 용이하게 대응할 수 있고, 가동 철심(22)을 롱 사이즈로 하는 것에 의한 중량의 증가나 관성력의 증가라는 문제를 회피할 수 있다.
도면에 나타낸 실시형태에 있어서는 고정 철심(21)과 가동 철심(22)의 단면 형상이 타원형을 하고 있지만 그들의 단면 형상은 원형이어도 된다. 이 경우, 보빈(18) 및 자기 플레이트(19)의 내구멍(20)이나, 제 1 캡(11) 및 그것에 형성되는 철심 감합 구멍(29)이나 철심 록킹 시트(30) 등, 상기 고정 철심(2l) 및 가동 철심(22)에 관련되는 부재나 부분의 형상도 그것에 맞춰서 원형으로 형성되는 것은 말할 필요도 없는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전자밸브의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 가동 철심과 제 1 및 제 2 캡에 관련되는 부품을 분해해서 나타내는 사시도이다.
도 3은 다른 동작 상태를 나타내는 도 1의 요부 확대도이다.

Claims (6)

  1. 밸브 바디에 여자 코일로의 통전에 의해 발생하는 자기력으로 서로 흡착되는 고정 철심 및 가동 철심과, 2개의 포트를 연결하는 유로에 형성된 밸브 시트와, 상기 가동 철심의 작용으로 상기 밸브 시트에 접촉·이간함으로써 상기 유로를 개폐하는 밸브 부재와, 서로 변위 가능하도록 감합해서 상기 가동 철심의 작용력을 상기 밸브 부재에 전달하는 중공의 제 1 캡 및 제 2 캡을, 밸브 축선을 따라 동심상으로 배치함으로써 구성되고:
    상기 제 1 캡은 상기 가동 철심의 전단부에 상기 가동 철심에 대한 전방으로의 이동이 규제된 상태로 부착되어 있고, 철심 복귀 스프링에 의해 바이어싱됨으로써 상기 가동 철심을 고정 철심으로부터 이간시키는 방향으로 압박함과 아울러, 상기 제 2 캡의 맞물림 돌출부에 맞물리는 맞물림 오목부를 갖고;
    상기 제 2 캡은 상기 제 1 캡에 감합되는 부분에 상기 맞물림 돌출부를 갖고 있고, 이 맞물림 돌출부가 상기 맞물림 오목부에 변위 가능하게 맞물리고, 상기 제 2 캡의 내부에는 상기 밸브 부재가 변위 가능하도록 수용되고, 상기 제 2 캡의 전단부에는 이 밸브 부재의 전방으로의 이동을 규제하는 규제부가 형성되고, 상기 밸브 부재와 가동 철심 사이에는 이들 밸브 부재와 가동 철심을 서로 이간시키는 방향으로 바이어싱하는 완충 스프링이 개재되어 있고;
    상기 철심 복귀 스프링 및 완충 스프링의 바이어싱 포오스(F1,F2)는 F1>F2와 같이 관련되고;
    또한, 상기 여자 코일로의 비통전시에 상기 가동 철심 및 제 1 캡이 철심 복귀 스프링에 의해 초기 위치를 차지하고, 상기 밸브 부재가 완충 스프링에 의해 상기 밸브 시트에 압박되어 있을 때 상기 밸브 부재와 상기 제 2 캡의 규제부 사이, 및 상기 제 2 캡의 맞물림 돌출부와 상기 제 1 캡의 맞물림 오목부의 전단벽 사이에 각각 공극이 개재되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 2포트 전자밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 캡은 외주에 상기 철심 복귀 스프링을 위한 스프링 시트를 가짐과 아울러, 내부에 상기 가동 철심이 감합되는 철심 감합 구멍과, 상기 가동 철심이 록킹되는 철심 록킹 시트와, 상기 제 2 캡의 기단부가 감합되는 캡 감합실과, 상기 캡 감합실에 형성된 상기 맞물림 오목부를 갖고; 또한 상기 제 2 캡이 원통상을 하고 있고, 그 기단부에 상기 맞물림 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 2포트 전자밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 캡 감합실의 측벽과 제 2 캡의 측면에 서로 맞물려서 회전 정지 기능을 갖는 돌기와 맞물림 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2포트 전자밸브.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 캡의 캡 감합실은 타원형을 이루고 있고, 상기 캡 감합실에 있어서의 타원의 단경 방향의 양 측벽에 상기 맞물림 오목부가 형성되어 있고, 또한 상기 제 2 캡은 직경이 상기 캡 감합실의 단경 방향의 구경보다 작 게 형성되어 있고, 상기 제 2 캡의 직경 방향의 양 측면에 상기 맞물림 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2포트 전자밸브.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 캡의 캡 감합실은 타원형을 이루고 있고, 상기캡 감합실에 있어서의 타원의 단경 방향의 양 측벽에 상기 맞물림 오목부와 맞물림 홈이 형성되어 있고, 또한 상기 제 2 캡은 직경이 상기 캡 감합실의 단경 방향의 구경보다 작게 형성되어 있고, 상기 제 2 캡의 직경 방향의 양 측면에 상기 맞물림 돌출부와 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2포트 전자밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 바디가 상기 가동 철심의 전단부와 제 1 캡이 수용된 철심실과, 상기 철심실에 동심상으로 이어져서 실 바닥에 상기 밸브 시트가 설치된 원형구멍상의 밸브실을 갖고; 이 밸브실 내에 원통상을 한 상기 제 2 캡을 슬라이딩 가능하게 감합함으로써 이 밸브실의 실 벽에 상기 제 2 캡의 변위를 안내하기 위한 가이드 기능을 갖게 한 것을 특징으로 하는 2포트 전자밸브.
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