KR20100069833A - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동음을 최소화할 수 있도록 한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

본 발명은 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성되고, 상기 플런져(P)가 코어(C)와 접촉되기 전에 댐핑수단이 작동되어 플런져(P)의 상승 속도를 감소시켜 최종에는 코어(C)와 플런져(P)간의 급격한 충돌을 방지한 것이다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 상단 내측에 형성된 홈(P-2)에 삽입되는 탄성체(T1)이며, 상기 탄성체(T1)의 상단은 코어(C)의 하부면에 접촉되고, 상기 탄성체(T1)의 하단은 상기 홈(P-2)의 저면에 접촉되어 탄성적으로 지지되도록 한다.

솔레노이드, 밸브, 플런져, 코어

Description

솔레노이드 밸브{solenoid valve}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브 작동시 발생되는 작동음을 최소화할 수 있도록 한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 솔레노이드 밸브는 자기(磁氣) 코어가 있는 솔레노이드(전자석)와 한 개 또는 그 이상의 오리피스(Orifice)를 포함한 밸브 몸체를 구성하고 있는 두개의 기본부품 조합이다.

오리피스를 통한 유체의 흐름은 솔레노이드에 전류를 통할 때 또는, 전류가 통하지 않을 때 코어의 움직임에 의해 닫히거나 열리면서 제어된다.

도 1은 종래 솔레노이드 밸브를 나타낸 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 솔레노이드 밸브(A)는, 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성된다.

종래 솔레노이드 밸브는 작동시(전원인가시) 플런져(P)와 코어(C)와 맞닿는 순간 '딱'하는 작동 소음이 발생하게 된다.

이러한 소음은 일부 소음을 중요시하는 시스템에서는 심각한 문제가 된다.

따라서, 종래에도 이러한 소음을 저감시키기 위해 다양한 발명이 제안된 바 있다.

선행기술로는 대한민국 특허출원 10-2006-0075144호 『자동차용 PCSV의 작동 소음 저감 구조』가 게시되어 있다.

상기 선행기술 10-2006-0075144호는 원통형의 부싱을 구비하고, 상기 부싱의 내측에 플렌저를 삽입시키는 구조를 갖도록 함으로써, 플런져의 직경을 줄여 코어의 접촉면을 줄이고, 무게의 경량화로 충격소음을 줄일 수 있는 것이다.

한편 또다른 선행기술로는 대한민국 실용신안등록 제0198093호 『솔레노이드밸브용 작동소음 감쇄장치』가 출원된 바 있다.

상기 제0198093호는 냉매유입용 파이프와 냉매 배출용 파이프가 각각 결합되고, 그 상단으로 결합부가 형성되어 있는 바디와, 상기 결합부 내부에 상하 이동가능하게 설치되는 플런저와, 결합부의 상단에 결합되는 코아와, 플런저의 상하 이동을 위해 결합부 상단에 형성되는 마그네트를 포함하여 구성된다.

또 상기 플런저의 상단 중앙에 일정깊이의 결합홈을 형성하고, 코아의 하측에는 'T'자 모양으로 형성되어 그 끝부분이 결합홈에 부분적으로 삽입되어 플런저의 상하 직선운동을 안내하는 가이더를 설치하며, 결합홈의 내부에는 플런저가 하강하는 방향으로 탄성을 가하는 스프링을 설치하되, 상기 플런저의 상승시 플런저 의 상면과 코아의 저면이 직접 부딪히지 않도록 하기 위해 스프링의 최대 압축높이를 결합홈의 깊이보다 높아지도록 설정한 것이다.

또한 플런저의 하측에 테프론 재질의 밸브체를 형성하여 플런저의 하강시 테프론 재질의 밸브체가 배출구에 면접촉될때 발생하는 소음이 감소되도록 하므로서, 솔레노이드밸브의 상하 작동시 강하게 발생하는 작동소음을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기한 종래 기술들은 솔레노이드의 흡인력, 초기 작동력, 작동속도가 현저히 줄어드는 문제점을 내포하고 있다

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 플런져와 코어가 맞닿기 전에 충격을 흡수할 수 있는 댐핑수단이 설치됨으로써 작동소음을 저감시킬 수 있도록 한 솔레노이드 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는, 케이싱의 내부에 삽입된 슬리브와, 상기 슬리브의 외측에 장착된 코일과, 상기 슬리브의 내측 상부에 삽입된 코어와, 상기 슬리브의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져로 구성된 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 플런져가 코어와 접촉되기 전에 댐핑수단이 작동되어 플런져의 상승 속도를 감소시켜 최종에는 코어와 플런져가 강하게 충돌하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브에 의해 달성될 수 있다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져의 상단 내측에 형성된 홈에 삽입되는 탄성체로써, 상기 탄성체의 상단은 코어의 하부면에 접촉되고, 상기 스프링의 하단은 상기 홈의 저면에 접촉되어 탄성적으로 지지되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져의 하단에 형성된 환턱과, 상기 슬리브의 하부에 형성된 하부홈과, 상기 플런져의 하부 외측에 끼워져 하부홈에 삽입되어 일단이 상기 환턱에 지지되어 탄성력을 발생하는 탄성체인 것을 특징으로 한다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져의 하단에 형성된 환턱과, 상기 플런져의 하부 외측에 끼워져 하단은 상기 환턱에 지지되며, 상단은 상기 슬리브의 하단면에 지지되어 탄성력을 발생하는 탄성체인 것을 특징으로 한다.

상기 탄성체는 코일 스프링, 플레이트 스프링, 러버 스프링 중 택일된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 플런져와 코어가 맞닿기 전에 충격을 흡수할 수 있는 댐핑수단이 설치됨으로써 작동소음을 저감시킬 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는, 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성된다.

본 발명은 작동신호가 주어지면, 플런져(P)가 상승하여 그 상단면이 코어(C)의 하단면과 접촉된다.

이때, 상기 플런져(P)와 코어(C)가 접촉되기 전에 댐핑수단이 작동되어 플런 져(P)의 상승 속도를 감소시킴으로써 최종에는 코어(C)와 플런져(P)가 충돌하지 않도록 하여 소음을 저감시킨 것이다.

상기 댐핑수단은 다양한 실시예로 구현이 가능하며, 본 발명에서는 3가지의 실시예를 제안한다.

실시예 1

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 솔레노이드 밸브(A1)는, 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성된다.

상기 플런져(P)와 코어(C)가 접촉되기 전에 댐핑수단이 작동되도록 한다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 상단 내측에 형성된 홈(P-2)에 삽입되는 탄성체(T1)로써, 상기 탄성체(T1)의 상단은 코어(C)의 하부면에 접촉되고, 상기 탄성체(T1)의 하단은 상기 홈(P-2)의 저면에 접촉되어 탄성적으로 지지되도록 하여 구성된다.

상기 플런져(P)에는 전자력이 해제되었을때 하방으로 이동시키는 힘을 제공하는 리턴 스프링(R)이 설치된다.

상기 리턴 스프링(R)은 플런져(P)의 중앙에 형성된 삽입공(P-1)에 삽입되며, 하단부는 삽입공(P-1)의 내측에 지지되고 상단부는 코어(C)의 하단면에 지지됨으로써 탄성력을 제공하게 된다.

상기 홈(P-2)은 삽입공(P-1)의 상부에 형성되며, 상기 삽입공(P-1)보다 더 직경이 크게 형성되고, 상부가 개구되어 형성된다.

따라서, 개구된 홈(P-2)을 통해 탄성체(T1)를 삽입하게 되며, 이렇게 삽입된 탄성체(T1)는 리턴 스프링(R)의 외측으로 결합되는 구조이다.

상기 탄성체(T1)는 코일 스프링이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 않고, 플레이트 스프링 또는 러버 스프링이 적용될 수 있다.

상기 플레이트 스프링은 금속판을 코일 형상으로 가공하여 탄성력을 갖도록 한 것으로, 내측에는 리턴 스프링(R)이 삽입되는 통로를 갖도록 한 통상의 스프링 와셔와 유사한 형상이다.

상기 러버 스프링은 탄성을 갖는 고무재질로써 내측에는 리턴 스프링(R)이 삽입되는 통로가 형성된 원통형상이다.

따라서, 제1실시예(A1)에 따르면, 플런져(P)가 상승하면 1차적으로 리턴 스프링(R)이 압축되고, 일정 지점을 지나면 2차적으로 댐핑수단인 탄성체(T1)가 압축되기 시작하면서 상승속도를 감소시키게 되며, 플런져(P)의 상단이 코어(C)의 하단면에 닿기 직전까지 감속되므로 최종에는 코어(C)와 플런져(P)가 부딪히는 소음이 거의 발생하지 않게 된다.

실시예 2

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 솔레노이드 밸브(A2)는, 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬 리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성된다.

상기 플런져(P)와 코어(C)가 접촉되기 전에 댐핑수단이 작동되도록 한 것이다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 하단에 형성된 환턱(P-3)과, 상기 슬리브(S)의 하부에 형성된 하부홈(S-2)과, 상기 플런져(P)의 하부 외측에 끼워져 하부홈(S-2)에 삽입되어 일단이 상기 환턱(P-3)에 지지되어 탄성력을 발생하는 탄성체(T2)로 구성된다.

상기 환턱(P-3)은 플런져(P) 보다 직경이 크게 형성되므로 탄성체(T2)의 하단이 지지될 수 있다.

상기 하부홈(S-2)은 상기 환턱(P-3)의 직경 보다 약간 크게 형성함으로써 플런져(P) 및 환턱(P-3)이 하부홈(S-2) 내에 삽입되어 작동이 가능하도록 설정된다.

상기 탄성체(T2)는 코일스프링, 플레이트 스프링 또는 러버 스프링 중 선택된다.

상기 제 2실시예(A2)에 따른 솔레노이드 밸브의 작동관계도 앞서 설명한 제 1실시예(A1)와 대동소이 하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

실시예 3

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 솔레노이드 밸브(A3)는, 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성된다.

상기 플런져(P)와 코어(C)가 접촉되기 전에 댐핑수단이 작동되도록 한 것이다.

상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 하단에 형성된 환턱(P-3)과, 상기 플런져(P)의 하부 외측에 끼워져 하단은 상기 환턱(P-3)에 지지되며, 상단은 상기 슬리브(S)의 하단면에 지지되어 탄성력을 발생하는 탄성체(T3)로 구성된다.

제 3실시예(A3)는 제 2실시예(A2)와 달리 슬리브(S)에 하부홈(S-2)을 형성하지 않았다.

특히 중요한 것은 상기 탄성체(T3)로는 러버 스프링을 사용하여야 하며, 러버 스프링의 두께는 플런져(P)의 이동거리보다 훨씬 작아야 한다.

따라서, 플런져(P)가 하강할때는 동반하여 탄성체(T3)가 하강하며, 플런져(P)가 상승할때는 탄성체(T3)의 상단이 코어(C)의 하단부에 충돌되면서 감속되기 시작하고, 플런져(P)가 완전히 상승을 마칠때까지 천천히 상승하게 되므로 소음발생을 억제할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구 의 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 종래 솔레노이드 밸브를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

K : 케이싱 S : 슬리브

L : 코일 C : 코어

P : 플런져 T1~T3 : 탄성체

Claims (10)

1. 케이싱(K)의 내부에 삽입된 슬리브(S)와, 상기 슬리브(S)의 외측에 장착된 코일(L)과, 상기 슬리브(S)의 내측 상부에 삽입된 코어(C)와, 상기 슬리브(S)의 내측 하부에 삽입되어 승강작동하는 플런져(P)로 구성된 솔레노이드 밸브에 있어서,

   상기 플런져(P)와 코어(C) 사이에 설치되며, 상기 플런져(P)의 상승 속도를 감소시켜 코어(C)와 플런져(P)가 충돌하지 않도록 하는 댐핑수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 상단 내측에 형성된 홈(P-2)에 삽입되는 탄성체(T1)이며, 상기 탄성체(T1)의 상단은 코어(C)의 하부면에 접촉되고, 상기 탄성체(T1)의 하단은 상기 홈(P-2)의 저면에 접촉되어 탄성적으로 지지되도록 한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 플런져(P)는 중앙에 삽입공(P-1)이 형성되고, 상기 삽입공(P-1)에 리턴 스프링(R)이 삽입되며,

   상기 홈(P-2)은 상기 삽입공(P-1)의 상부에 형성되며, 상기 삽입공(P-1)보다 더 직경이 크게 형성되고, 상부는 개구되어 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 하단에 형성된 환턱(P-3)과, 상기 슬리브(S)의 하부에 형성된 하부홈(S-2)과, 상기 플런져(P)의 하부 외측에 끼워져 하부홈(S-2)에 삽입되어 일단이 상기 환턱(P-3)에 지지되어 탄성력을 발생하는 탄성체(T2)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 하부홈(S-2)은 상기 환턱(P-3)의 직경보다 크게 형성됨으로써 상기 플런져(P) 및 환턱(P-3)이 상기 하부홈(S-2) 내에 삽입되어 작동이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
6. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 탄성체(T1,T2)는 코일 스프링, 플레이트 스프링, 러버 스프링 중 택일된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 플레이트 스프링은 금속판을 코일 형상으로 가공하여 탄성력을 갖도록 한 것으로, 내측에는 리턴 스프링(R)이 삽입되는 통로를 갖도록 형성된 것을 특징 으로 하는 솔레노이드 밸브.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 러버 스프링은 탄성을 갖는 고무재질로써 내측에는 리턴 스프링(R)이 삽입되는 통로가 형성된 원통형상인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 댐핑수단은, 상기 플런져(P)의 하단에 형성된 환턱(P-3)과, 상기 플런져(P)의 하부 외측에 끼워져 하단은 상기 환턱(P-3)에 지지되며, 상단은 상기 슬리브(S)의 하단면에 지지되어 탄성력을 발생하는 탄성체(T3)로 구성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 탄성체(T3)는 탄성을 갖는 고무재질로써 내측에는 리턴 스프링(R)이 삽입되는 통로가 형성된 원통형상의 러버 스프링인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.

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