KR20110001895A

KR20110001895A - 소형전자밸브

Info

Publication number: KR20110001895A
Application number: KR1020100058050A
Authority: KR
Inventors: 야스노리 니시무라; 시게노부 니시다; 다카시 이노우에
Original assignee: 씨케이디 가부시키 가이샤
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2011-01-06
Also published as: TW201100677A; JP2011012700A; CN101936420A

Abstract

[과제] 소형전자밸브의 코일 발열 억제 및 소형전자밸브의 조립성의 향상
[해결수단]
코일(5), 코일(5)의 중공부에 고정되는 고정 철심(6), 고정 철심(6)에 흡입되는 가동 철심(7), 가동 철심(7)에 고정설치되는 밸브체(9) 및 중공 형상의 외부 커버(4)를 포함하는 액츄에이터부(2); 및 밸브체(9)가 내재되는 밸브실(33), 밸브실(33)에 연통되는 유입로(31) 및 유출로(32), 유입로(31) 및 유출로(32)가 형성되는 밸브 본체(30), 밸브 본체(30)에 형성됨과 동시에 밸브체(9)가 당접·이간되는 밸브 시트(34) 및 밸브체(9)를 밸브 시트(34)에 접하게 하는 판스프링(8)을 포함하는 본체부(3)를 포함하는 소형전자밸브(1)에 있어서, 코일은 엣지와이즈(edgewise) 코일이며, 외부 커버(4)의 측면에 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 코일 삽입공(40)이 형성되어 있는 것에 의해, 코일의 발열 억제 및 조립성 향상을 도모할 수 있다.

Description

소형전자밸브{Small Electromagnetic Valve}

본 발명은 코일을 이용한 소형전자밸브에 관한 것이다.

소형전자밸브에 있어서, 필요한 흡인력을 확보하기 위해 전력을 증가시킬 필요가 있지만, 고정 철심과 본네트와의 사이의 공간을 점유하는 코일의 점적률(占積率)이 작으면, 코일의 저항이 커져, 코일의 발열이 문제가 된다.

종래, 소형전자밸브의 점적률(占積率)을 높이기 위한 기술로서, 예를 들면 도 19에 도시한, 특허문헌 1에 기재되는 전자밸브(100)가 있다.

전자밸브(100)는 단면이 정방형인 코일(113)이 중공 원통 형상으로 형성된 코일 보빈(115)에 감긴 액츄에이터부(110)를 가진다.

코일(113)의 단면이 정방형이기 때문에, 적층된 코일(113)의 간격을 감소시킬 수 있고, 여분의 공간을 배제할 수 있다.

일본등록특허 4167995호

그렇지만, (1) 폭이 10㎜ 정도의 소형전자밸브가 되면, 점적률(占積率)을 60% 정도까지 올리지 않으면, 코일이 발열하는 문제가 있다. 그렇지만, 코일 보빈(115)이 있기 때문에, 통상 점적률(占積率)을 높이기 곤란하다. 또한, 그 문제에 대하여, 특허문헌 1에서는 코일(113)의 단면형상이 정방형이고, 간격 없이 적층할 수 있다고 기재하고 있지만, 실제로 특허문헌 1에 기재된 발명을 실시하면, 코일(113)을 정연(整然)하고 간격 없이 적층하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 코일(113)은 가는 도선이고, 내부 응력이 있기 때문에, 코일(113)을 코일 장치에 의해 강한 힘으로 끌어당겨, 코일(113)을 곧게 적층하려고 해도, 특허문헌 1과 같은 6단에 걸쳐서 적층하면 원주방향의 벗어남이 확대되기 때문에, 코일(113)이 원주방향으로 넓어지는 만큼 정연하게 간격 없이 적층할 수 없다. 따라서 코일 사이에 간격이 생겨서 점적률(占積率)을 60% 까지 올릴 수 없다.

또한, (2) 도 19에 도시되어 있지 않지만, 코일(113)에는 제1 단자 및 제2 단자가 코일(113)에 대하여 돌출하는 형상으로 형성되어 있기 때문에, 코일 보빈(115)에 삽입할 때에, 제1 단자 및 제2 단자가 방해가 되어 삽입하기 어려워, 조립성이 나쁘기 때문에 문제가 된다. 코일(113)의 도선이 가늘기 때문에, 코일 보빈(115)에 본체를 삽입하고, 제1 및 제2 단자를 본체측면을 따라서 꺼내는 것이 가능하지만, 특히 엣지와이즈(edgewise) 코일에 있어서는 도선의 폭이 넓기 때문에, 제1 단자 및 제2 단자를 본체측면을 따라서 꺼내기 곤란하여, 특히 조립성이 나쁘기 때문에 문제가 된다.

여기서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은 코일의 점적률(占積率)을 높여서, 필요한 흡인력을 확보하면서 전지밸브를 소형화하는 경우에 코일의 발열을 작게 하고, 조립성이 양호한 전자밸브를 제공하는 것으로 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 소형전자밸브는 이하의 구성을 가진다.

(1) 코일, 상기 코일의 중공부에 고정되는 고정 철심, 상기 고정 철심에 흡입되는 가동 철심, 상기 가동 철심에 고정설치되는 밸브체 및 중공 형상의 외부 커버를 포함하는 액츄에이터부; 및 상기 밸브체가 내재되는 밸브실, 상기 밸브실에 연통되는 유입로 및 유출로, 상기 유입로 및 상기 유출로가 형성되는 밸브 본체, 상기 밸브 본체에 형성됨과 동시에 상기 밸브체가 당접·이간되는 밸브 시트 및 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 접하게 하는 스프링을 포함하는 본체부를 포함하는 소형전자밸브에 있어서, 상기 코일은 엣지와이즈(edgewise) 코일이며, 상기 외부 커버의 측면에 상기 엣지와이즈(edgewise) 코일의 코일 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

(2) (1)에 기재된 소형전자밸브에 있어서, 상기 엣지와이즈(edgewise) 코일의 점적률(占積率)이 60% 이상인 것을 특징으로 한다.

(3) (1)에 기재된 소형전자밸브에 있어서, 상기 엣지와이즈(edgewise) 코일과 상기 고정 철심이 절연체 테이프를 통해 접촉하고 있는 것을 특징으로 한다.

(4) (1)에 기재된 소형전자밸브에 있어서, 상기 소형전자밸브를 복수 개 병렬함과 동시에 상기 코일 삽입공이 동일 방향을 향하고 있는 것에 의해, 상기 엣지와이즈(edgewise) 코일끼리 마주보지 않는 것을 특징으로 한다.

(5) (1)에 기재된 소형전자밸브에 있어서, 상기 고정 철심을 상기 밸브 본체에 용접하여 고정 철심과 상기 밸브 본체를 일체로 하는 것을 특징으로 한다.

(6) (1)에 기재된 소형전자밸브에 있어서, 고정 철심 삽입부의 일단 외주에 비자성체를 고착하고, 상기 비자성체의 외주에 가동 철심 가이드부를 고착하여, 고정 철심 재료를 구성하며, 상기 고정 철심 재료를 가공하여 가동 철심을 가이드하는 가이드공을 형성하는 것을 특징으로 한다.

(7) (6)에 기재된 소형전자밸브에 있어서, 상기 삽입부와 상기 가동 철심의 사이의 간격이 0.2㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

이하 소형전자밸브의 작용 및 효과에 관하여 설명한다.

(1) 코일은 엣지와이즈(edgewise) 코일이며, 외부 커버의 측면에 엣지와이즈(edgewise) 코일의 코일 삽입공이 형성되어 있는 것으로, 첫 번째로, 엣지와이즈(edgewise) 코일은 코일을 적층할 필요가 없기 때문에, 쓸데없는 간격을 모두 없애고, 점적률(占積率)을 60% 이상까지 높일 수 있고, 저항값을 낮추어, 엣지와이즈(edgewise) 코일의 발열을 억제할 수 있기 때문에 폭이 10㎜ 이하의 소형전자밸브를 실현할 수 있다.

또한, 코일 보빈이 없기 때문에, 고정 철심과 외부 커버 사이에 만들어진 코일 공간에 대한, 코일 점유율을 높일 수 있다.

두 번째로, 외부 커버의 측면에 엣지와이즈(edgewise) 코일의 코일 삽입공이 형성되어 있는 것으로, 엣지와이즈(edgewise) 코일의 제1 단자 및 제2 단자를 굽히거나 하지 않고, 그대로의 형상으로 삽입할 수 있기 때문에, 조립성을 향상시킬 수 있다.

(2) 엣지와이즈(edgewise) 코일의 점적률(占積率)이 60% 이상인 것으로, 저항값을 낮추고, 엣지와이즈(edgewise) 코일의 발열을 억제할 수 있기 때문에, 폭이 10㎜ 이하의 소형전자밸브를 실현할 수 있다.

(3) 엣지와이즈(edgewise) 코일과 고정 철심이 절연체 테이프를 통해 접촉하고 있는 것으로, 엣지와이즈(edgewise) 코일의 피복이 손상된 경우에도, 확실한 절연성을 확보할 수 있기 때문에, 절연성을 더욱 높일 수 있다.

(4) 소형전자밸브를 복수 개 병렬함과 동시에 코일 삽입공이 동일 방향을 향하고 있는 것에 의해, 엣지와이즈(edgewise) 코일끼리 직접 마주보지 않기 때문에, 엣지와이즈(edgewise) 코일에 발생한 자력이 인접한 소형전자밸브에 주는 영향을 감소시킬 수 있다.

(5) 고정 철심이 밸브본체에 용접되어 있기 때문에, 메커니컬한 실링, 예를 들면, O 링이 필요하지 않기 때문에, 비용을 절감할 수 있다. 또한, O링을 사용하면 설치장소를 필요로 하지만, 용접을 하면 설치장소가 필요하지 않기 때문에, 전자밸브를 소형화할 수 있다. 게다가, 고정 철심과 밸브 본체가 일체가 되기 때문에, 누출을 방지할 수 있다.

(6) 고정 철심 삽입부의 일단 외주에 비자성체를 고착하고, 비자성체의 외주에 가동 철심 가이드부를 고착하여, 고정 철심 재료를 구성하며, 고정 철심 재료를 절삭가공하여 가동 철심을 가이드하는 가이드공을 형성하는 것으로, 고정 철심과 가동 철심 사이의 간격을 0.2㎜ 이하로 할 수 있다.

(7) 고정 철심과 가동 철심 사이의 간격이 0.2㎜ 이하인 것으로, 자기효율이 양호해지고, 필요한 전력이 작아도 되기 때문에, 절감된 에너지로 전자밸브를 개폐할 수 있다.

도 1은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 소형전자밸브의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 소형전자밸브의 우측면도이다.
도 3은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 소형전자밸브의 상면도이다.
도 4는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 소형전자밸브의 외관 상방 사시도이다.
도 5는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 소형전자밸브의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 외부 커버의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 외부 커버의 우측면도이다.
도 8은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 외부 커버의 좌측면도이다.
도 9는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 외부 커버의 하면도이다.
도 10은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 외부 커버의 외관 상방 사시도이다.
도 11은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 고정 철심의 외관 상방 사시도이다.
도 12는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 고정 철심의 외관 하방 사시도이다.
도 13은 본 발명의 본 실시예 1에 대한 도 11에 도시한 고정 철심의 BB 단면도이다.
도 14는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 고정 철심 재료의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 본 실시예 1에 대한 도 2에 도시한 소형전자밸브의 AA 단면도이다.
도 16은 본 발명의 본 실시예 1의 개선 전 예시의 소형전자밸브의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 본 실시예 2에 대한 소형전자집적밸브의 외관 상방 사시도이다.
도 18은 본 발명의 본 실시예 2에 대한 소형전자집적밸브의 정면도이다.
도 19는 종래기술에 대한 특허문헌 1의 전자밸브의 단면도이다.

계속해서, 본 발명에 관한 소형전자밸브의 일 실시형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시형태)

<소형전자밸브의 구성>

도 1에, 소형전자밸브(1)의 정면도를 도시한다. 도 2는 우측면도를 도시하고, 도 3은 상면도를, 도 4는 외관 상방 사시도를 도시하며, 도 5는 소형전자밸브(1)의 분해 사시도를 도시한다. 도 15에 도 2의 AA 단면도를 도시한다.

도 1에 도시한 것처럼, 소형전자밸브(1)는 액츄에이터부(2) 및 본체부(3)로 구성되어 있다.

도 15에 도시한 것처럼, 본체부(3)의 밸브 본체(30)의 내부에는 제1 유로(31), 제2 유로(32)가 형성되어 있고, 제1 유로(31) 및 제2 유로(32)는 밸브실(33)과 연통되어 있다. 제2 유로(32)와 밸브실(33)이 연통하는 연통부분에는 밸브공(35)이 형성되며, 밸브공(35)의 주변부분에는 밸브 시트(34)가 형성되어 있다.

도 5에 도시한 것처럼, 액츄에이터부(2)는 외부 커버(4), 엣지와이즈(edgewise) 코일(5), 고정 철심(6), 가동 철심(7) 및 판스프링(8)을 포함한다. 액츄에이터부(2)는 밸브 본체(30)에 고정 설치되어 있다.

도 15에 도시한 것처럼, 외부 커버(4)의 내부에는 중공 원통 형상의 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)이 삽입되어 있고, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 내부에 고정 철심(6)이 절연체 테이프(12)를 통해 고정 설치되며, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 일단 개부구에 고정 철심(6)의 일부인 가동 철심 가이드부(62)가 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 저면에 접한 형태로 고정 설치되어 있다. 가동 철심 가이드부(62) 안에는 가동 철심(7)이 판스프링(8)의 탄성력에 의해 미끄러질 수 있게 가이드되도록 장착되어 있다. 고정 철심(6)과 가동 철심(7)은 밸브 시트(34)와 동축 상에 배설되어 있다. 가동 철심(7)의 밸브 시트(34) 쪽의 선단부에는 밸브체(9)가 고정 설치되어 있다.

외부 커버(4)의 구성을 설명한다.

도 6에, 외부 커버(4)의 정면도를 도시하고, 도 7에 우측면도를, 도 8에 좌측면도를, 도 9에 하면도를 도시하며, 도 10에 외관 사시도를 도시한다.

도 6에 도시한 것처럼, 외부 커버(4)는 상면(4C), 하면(4D)을 가지는 거의 원주 형상을 이루고, 또한 정면에는 절취부인 정면절취면(4A) 및 배면에는 절취부인 배면절취면(4B)이 형성되어 있다. 정면절취면(4A) 및 배면절취면(4B)이 형성되어 있는 것으로, 액츄에이터부(2)가 밸브 본체(30)에서 돌출되지 않아, 소형화가 가능하다.

도 8에 도시한 것처럼, 외부 커버(4)의 내부에는 중공 원주 형상의 코일공(41)이 형성되어 있다. 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)이 삽입가능한 크기이기 때문에 코일공(41)의 원주방향의 지름은 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 원주방향의 지름에 공차를 더한 크기이다. 도 9에 도시한 것처럼, 코일공(41)의 하면(4D)은 관통되어 있지만, 도 10에 도시한 것처럼, 상면(4C)은 관통되어 있지 않다. 또한, 코일공(41)은 도 9에 도시한 우측면(4E)의 중간위치에서 정면(4A)의 코일공(41)의 최외주단에서 정면(4A)에 수직으로 연장된 선까지 코일 삽입 가로공(42)이 형성되어 있다. 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)이 삽입가능한 높이이기 때문에, 코일 삽입 가로공(42)의 축 방향의 높이는 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 축 방향의 높이에 공차를 더한 높이이다.

코일공(41) 및 코일 삽입 가로공(42)이 코일 삽입공(40)을 구성한다.

외부 커버(4) 중 코일 삽입공(40) 이외의 부분의 두꺼운 부분을 차단벽(43)이라 한다.

엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 구성에 대하여, 도 5를 이용하여 설명한다.

도 5에 도시한 것처럼, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)은 1개의 박판 형상의 코일로서, 단면 평각이 나선 형상으로 복층되어 있고, 중공부에 고정 철심(6)을 삽입하는 고정 철심 삽입공(51)의 공간을 형성하고 있다. 고정 철심 삽입공(51)의 형상은 고정 철심(6)의 형상에 따라 다르기 때문에, 원주 형상, 각주 형상 등이어도 좋다. 본 실시예에서는, 고정 철심 삽입공(51)은 원주 형상을 이룬다. 고정 철심(6)의 고정 철심 삽입부(61)를 삽입하기 때문에, 고정 철심 삽입공(51)의 원주 방향의 크기는 고정 철심 삽입부(61)의 원주 방향의 크기에 공차를 더한 크기이다. 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)은 에나멜 등으로 절연 피복되어 있다. 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 절연 피복은 단면 평판의 도선에 피복되지 않아, 절연 피복하는 면적을 줄이기 때문에, 가는 도선에 절연 피복하는 경우와 비교하여, 에나멜 등의 절연재의 비용을 줄일 수 있다. 또한, 절연 피복되어 있는 면적이 작기 때문에, 가는 도선에 절연 피복을 하는 경우에 비교하여, 점적률(占積率)이 좋다.

엣지와이즈(edgewise) 코일(5)은 1개의 박판 형상의 코일이므로, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)에는 2개의 단부가 있고, 단부는 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 제1 단자(5a), 제2 단자(5b)를 구성한다. 제1 단자(5a)는 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 상방에서 돌출하여 형성되어 있다. 제2 단자(5b)는 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 하방에서 돌출하여 형성되어 있다. 제1 단자, 제2 단자는 반대여도 좋다.

엣지와이즈(edgewise) 코일(5)은 박판 형상의 코일이 나선 형상으로 적층되어 있기 때문에, 박판 형상의 서로 겹치는 코일 사이의 간격을 줄일 수 있고, 게다가 코일 보빈을 필요로 하지 않기 때문에 점적률(占積率)이 향상된다.

또한, 본 실시예 1과 같이 박판 형상으로 단면 평각이 장방형이고 상하로 적층하는 경우에는, 횡축 방향으로 감을 필요가 없기 때문에 코일 본체의 형상이 부정확하게 되지 않아, 코일을 감을 때 가이드하는 보빈이 필요없다. 또한, 보빈이 없기 때문에, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 폭을 확대할 수 있고, 용적을 크게 할 수 있기 때문에 점적률(占積率)을 높일 수 있다.

종래의, 단면 형상이 구형상인 코일에 있어서, 점적률(占積率)은 35%를 넘지 않고, 소형전자밸브(1)를 개폐시키기 위해, 기전력 400AT에 대하여 전력이 5.7W가 필요하고, 온도 상승은 285K였다. 또한, 특허문헌 1과 같이, 단면 형상이 정방형인 코일에 있어서, 점적률(占積率)은 50%이지만, 소형전자밸브(1)를 개폐시키기 위해, 기전력 400AT에 대하여 전력은 4.6W가 필요하고, 온도 상승은 230K였다.

이에 대하여, 본 실시예 1과 같이 박판 형상으로 단면평각이 장방형이고 상하로 다층되는 경우의 코일에 있어서는, 점적률(占積率)을 60%로 할 수 있어, 특허문헌 1과 비교하여 점적률(占積率)이 25% 향상될 수 있고, 코일의 저항값을 줄일 수 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다. 따라서, 점적률(占積率)을 60%로 할 수 있기 때문에, 소형전자밸브(1)의 폭이 10㎜ 정도로 소형화할 수 있다.

또한, 온도상승은 185K로 억제할 수 있어, 특허문헌 1과 비교하여 온도상승을 약 24% 억제할 수 있었다. 또한, 온도 상승을 약 24% 줄일 수 있기 때문에, 전력은 3.7W로 줄일 수 있어, 특허문헌 1과 비교하여 약 20%의 전력만 소비할 수 있었다.

고정 철심(6)의 구성에 관하여 설명한다.

도 11에 고정 철심(6)의 상방 사시도를, 도 12에 하방 사시도를, 도 13에 도 11의 BB 절단면을 도시한다.

고정 철심(6)은 도 11에 도시한 것처럼, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 중앙에 삽입되는, 고정 철심 삽입부(61)와 내부에 가동 철심(7) 및 도 12 및 도 13에 도시한 것처럼 판스프링(8) 등이 수납되는 가이드공(62A)이 형성된 가동 철심 가이드부(62)로 구성되어 있다. 고정 철심 삽입부(61)는 자성체로 구성되어 있다. 도 15에 도시한 것처럼, 고정 철심 삽입부(61)의 외주에는 보빈에서 변해서, 절연체인 절연체 테이프(12)가 점착 테이프에 의해 감긴다. 절연체 테이프(12)를 감은 것으로 인해, 고정 철심 삽입부(61)와 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)이 닿아, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 절연 피복이 벗어지는 것을 방지할 수 있다.

도 13에 도시한 것처럼, 고정 철심 삽입부(61)와 접하는 부분을 포함하는, 가동 철심 가이드부(62)의 상면에는, 비자성체부(62B)로 구성되어 있다. 도 15에 도시한 것처럼, 가이드공(62A) 안에는 수지제(PTFE 등)인 쿠션성을 가지는 스토퍼(10)를 포함하며, 스토퍼(10)는 고정 철심 삽입부(61)와 면 접촉하고 있다.

도 15에 도시한 것처럼, 판스프링(8)은 고정 철심(6)과 밸브 본체(30)의 사이에 축설되어 있다. 판스프링(8)은 원판 형상이고, 그 두께 방향에 대하여, 탄성 변형하는 스프링이다. 가동 철심(7)의 중심에는 밸브체(9)가 삽입되고, 밸브체(9)가 판스프링(8)과 접합하는 것으로, 가동 철심(7), 판스프링(8) 및 밸브체(9)가 일체가 된다. 가동 철심(7)과 고정 철심(6)의 사이에는 스토퍼(10)가 있다. 수지제(PTEF 등)인 쿠션성을 가지는 스토퍼(10)를 가지기 때문에, 가동 철심(7)이 스토퍼(10)에 접할 때에도, 가동 철심(7)이 접할 때 발생하는 파티클이 발생하지 않는다.

도 15에 도시하는, 소형전자밸브(1)의 폐쇄시에 있어서, 고정 철심(6) 중 고정 철심 삽입부(61)의 저면과 가동 철심(7)의 상면까지의 길이 α는 0.1㎜이다. 0.1㎜인 것은 고정 철심(6)의 고정 철심 삽입부(61)가 가이드공(62A)에 접하고 있기 때문이다.

당초 고안한, 도 16에 도시한 소형전자밸브(13)에 있어서는, 고정 철심 삽입부(610)은 가동 철심 가이드부(620)의 비자성체(620B) 위에 설치되어 있었기 때문에, 고정 철심 삽입부(610)의 저면과 가동 철심(700)까지의 길이 β는 0.25㎜였다. 즉, 고정 철심 삽입부(610)와 가동 철심(700)까지의 사이에는 스트로크 폭의 0.1㎜ 이외에, 가동 철심 가이드부의 비자성체(620B)의 두께 0.15㎜가 더해져, 합계로 0.25㎜ 이상이 되기 때문이다.

그래서, 본 실시예 1에 있어서, 고정 철심(6) 중 고정 철심 삽입부(61)의 저면과 가동 철심(7)의 상면까지의 길이 α는 0.1㎜이였다. 고정 철심 삽입부(61)에는 자계가 발생하여 가동 철심(7)을 끌어올린다. 그 때문에 고정 철심 삽입부(61)와 가동 철심(7)의 길이가 0.1㎜로 짧은 것에 의해, 필요한 자력을 줄일 수 있고, 감소한 에너지로 소형전자밸브(1)를 개폐시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 길이 α를 0.1㎜로 하였지만, 길이 α가 0.2㎜ 이하이면, 0.25㎜ 이상인 경우와 비교하여, 감소된 에너지로 소형전자밸브(1)를 개폐할 수 있다는 것을 실험으로 확인하였다.

고정 철심(6) 중 고정 철심 삽입부(81)의 저면과 가동 철심(7)의 상면까지의 길이 α가 0.2㎜ 이하로 하는 제조방법을 이하에서 나타낸다. 도 14에 고정 철심(6)의 형성 전단계인 고정 철심 재료(160)의 단면도를 도시한다.

도 14에 도시한 것처럼, 고정 철심 재료(160)는 원주 형상의 고정 철심 재료부(161)의 외주 하단부에 중공 원통 형상의 비자성체 재료부(162B)를 내포하는 고정 철심 가이드 재료부(162)가 일체로 되어 있다. 첫 번째로, 고정 철심 재료(160)를 형성한다.

두 번째로, 고정 철심 재료(160)의 고정 철심 재료부(161), 고정 철심 가이드 재료부(162), 비자성체 재료부(162B)를 절삭하여, 도 13에 도시하는 가이드공(62A)을 형성한다. 고정 철심 재료부(161), 고정 철심 가이드 재료부(162), 비자성체 재료부(162B)를 절삭하여, 도 13에 도시한 것처럼, 가이드공(62A)에 고정 철심 삽입부(61)가 접하는 구성이 된다.

이상과 같이, 도 15에 도시한 것처럼, 고정 철심(6) 중 고정 철심 삽입부(61)의 저면과 가동 철심(7)의 상면까지의 길이 α를 0.2㎜ 이하로 할 수 있다.

<소형전자밸브의 조립>

소형전자밸브(1)의 조립에 관하여, 도 5를 이용하여 설명한다.

첫 번째로, 외부 커버(4)의 코일 삽입공(40)의 코일 삽입 가로공(42)에 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)을 삽입한다. 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)을 외부 커버(4)에 대하여 가로로서 삽입할 수 있기 때문에, 제1 단자(5a) 및 제2 단자(5b)가 방해 없이, 외부 커버(4)로 삽입될 수 있다. 또한, 제1 단자(5a)와 제2 단자(5b)를 엣지와이즈(edgewise) 코일(5) 삽입 후에 외부로 꺼낼 필요가 없기 때문에 조립성이 좋다. 왜냐하면, 소형전자밸브(1)의 폭이 10㎜로 초소형이기 때문에, 외부 커버(4)에 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)을 삽입한 후, 제1 단자(5a) 및 제2 단자(5b)를 외부로 꺼내기 곤란하기 때문이다.

두 번째로, 고정 철심(6)의 고정 철심 삽입부(61)를 절연체 실링(12)을 감은 상태에서, 외부 커버(4)의 하면(4D)에서 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)의 고정 철심 삽입부(51)로 삽입한다. 이것에 의해, 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)을 외부 커버(4)에 고정할 수 있다.

세 번째로, 고정 철심(6)에 도시하지 않은 스토퍼(10) 및 도 5에 도시하는 가동 철심(7), 판스프링(8) 및 밸브체(9)를 가이드공(62A)으로 삽입한다.

네 번째로, 고정 철심(6)을 밸브 본체(30)에 고정 설치한다. 구체적으로, 고정 철심(6) 중 고정 철심 가이드부(62)의 외주면을 밸브 본체(30)에 용접한다. 용접된 부분을 용접부(38)라 한다. 용접부(38)에 의해 실링되어 있기 때문에, 메커니컬한 실링, 예를 들면 O 링이 필요하지 않아, 비용을 절감할 수 있다. 또한, O링을 사용하면 설치장소가 필요하지만, 용접을 하면 설치장소가 필요하지 않기 때문에, 소형전자밸브(1)를 소형화할 수 있다. 게다가, 고정 철심(6)과 밸브 본체(30)가 용접부(38)에 의해 일체가 되기 때문에, 누출을 방지할 수 있다.

<소형전자밸브의 작용·효과>

소형전자밸브(1)는 도 15에 도시한 것처럼, 통전되지 않을 때 밸브체(9)는 판스프링(8)에 의해 밸브 시트(34) 쪽으로 항상 가세되어, 밸브체(9)가 밸브 시트(34)를 눌러 밸브공(35)을 닫은 상태로 있다. 이하, 이 상태를 초기 상태로 설명한다.

초기 상태에서, 밸브체(9)가 밸브 시트(34)에서 떨어지고, 유체를 제1 유로(31)에서 제2 유로(32)로 유입하는 상태로 전환하는 동작에 관하여 설명한다. 반대로, 유체를 제2 유로(32)에서 제2 유로(31)로 유입하는 상태로 하는 동작도 마찬가지이다.

도 15의 밸브체(9)가 밸브를 닫은 초기 상태에 있어서, 액츄에이터부(2)의 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)에 전압을 공급한다. 엣지와이즈(edgewise) 코일(5)에 전압이 공급되면, 고정 철심(6)에 자계가 발생하여 가동 철심(7)을 흡인한다. 가동 철심(7)은 연결된 밸브체(9)에 축설된 판스프링(8)에 대항하여 축 방향의 고정 철심(6) 방향으로 미끄러진다. 가동 철심(7)이 축 방향의 고정 철심(6) 방향으로 미끄러지고, 연결된 밸브체(9)도 이동하여 밸브 시트(34)에서 떨어져 소형전자밸브(1)가 열린 상태가 된다.

소형전자밸브(1)가 열린 상태가 되면, 제1 유로(31)에서 제2 유로(32)로 유체가 유입된다. 고정 철심(6)과 밸브 본체(30)가 용접되고 용접부(38)가 형성되어 고정 설치되어 있기 때문에, 밸브실(33)로 유입된 유체는 고정 철심(6)과 밸브 본체(30)와의 이음새에서 누출되지 않는다. 즉, 용접부(38)에 의한 실링은 메커니컬한 실링과 달리, 고정 철심(6)과 밸브 본체(30)가 일체로 되어 있기 때문에, 유체가 누출되지 않는다.

(제2 실시형태)

제2 실시형태의 소형전자집적밸브(80)는 제1 실시형태의 소형전자밸브(1)와 비교하여, 밸브 본체(30)의 폭이 11㎜, 액츄에이터부(2)의 폭이 10㎜인 것 외에, 소형전자밸브(1)의 구성과 같기 때문에, 소형전자밸브(1)의 설명에 관하여는 설명을 생략한다.

도 17에, 소형전자집적밸브(80)의 외관 사시도를 도시하고, 도 18에 소형전자집적밸브(80)의 측면도를 도시한다.

도 17 및 도 18에 도시한 것처럼, 소형전자집적밸브(80)에서는 소형전자밸브(1A, 1B, 1C, 1D)가 동일 방향을 향하여 배치되어 있다. 소형전자밸브(1A, 1B, 1C, 1D)는 액츄에이터부의 폭보다도 밸브 본체의 폭이 넓기 때문에, 액츄에이터부끼리 접촉하지 않는다.

소형전자밸브(1A, 1B, 1C, 1D)는 동일방향을 향하고 있기 때문에, 소형전자밸브(1B)의 코일 삽입공(40B)은 소형전자밸브(1A)의 차단벽(43A)과 마주보고, 소형전자밸브(1C)의 코일 삽입공(40C)은 소형전자밸브(1B)의 차단벽(43B)과 마주보며, 소형전자밸브(1D)의 코일 삽입공(40D)은 소형전자밸브(1C)의 차단벽(43C)과 마주본다. 즉, 소형전자밸브(1A, 1B, 1C, 1D)의 코일 삽입공끼리는 마주보지 않는다. 그 때문에, 소형전자밸브(1A, 1B, 1C, 1D)의 엣지와이즈(edgewise) 코일(5A, 5B, 5C, 5D)에 자계가 발생해도, 인접한 소형전자밸브의 엣지와이즈(edgewise) 코일에 영향을 주지 않는다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 응용이 가능하다.

예를 들면, 실시예에 있어서는 소형전자밸브(1)의 코일 삽입공(40)은 정면 및 우측면의 이측면에 걸쳐서 형성되어 있지만, 일측면에만 형성되어 있어도 좋다. 예를 들면, 일측면에 형성되는 경우에 있어서는 제1 단자 및 제2 단자가 돌출되어 있는 부분의 반대의 엣지와이즈(edgewise) 코일의 본체측에서 삽입하고, 제1 단자 및 제2 단자가 코일 삽입공(40)에서 나오도록 형성한다. 이에 의해, 엣지와이즈(edgewise) 코일의 제1 단자 및 제2 단자를 삽입 후에 취출할 필요가 없고, 조립성을 향상시킬 수 있다.

1 소형전자밸브
2 액츄에이터부
3 본체부
30 밸브 본체
34 밸브 시트
4 외부 커버
40 코일 삽입공
5 엣지와이즈(edgewise) 코일
6 고정 철심
7 가동 철심
8 판스프링
9 밸브체
12 절연체 테이프

Claims

코일, 상기 코일의 중공부에 고정되는 고정 철심, 상기 고정 철심에 흡입되는 가동 철심, 상기 가동 철심에 고정설치되는 밸브체 및 중공 형상의 외부 커버를 포함하는 액츄에이터부; 및
상기 밸브체가 내재되는 밸브실, 상기 밸브실에 연통되는 유입로 및 유출로, 상기 유입로 및 상기 유출로가 형성되는 밸브 본체, 상기 밸브 본체에 형성되고 상기 밸브체가 당접·이간되는 밸브 시트 및 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 접하게 하는 스프링을 포함하는 본체부; 를 포함하는 소형전자밸브에 있어서,
상기 코일은 엣지와이즈(edgewise) 코일이며,
상기 외부 커버의 측면에 상기 엣지와이즈(edgewise) 코일의 코일 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.
제1항에 있어서,
상기 엣지와이즈(edgewise) 코일의 점적률(占積率)이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.
제1항에 있어서,
상기 엣지와이즈(edgewise) 코일과 상기 고정 철심이 절연체 테이프를 통해 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.
제1항에 있어서,
상기 소형전자밸브를 복수 개 병렬함과 동시에 상기 코일 삽입공이 동일 방향을 향하고 있는 것에 의해, 상기 엣지와이즈(edgewise) 코일끼리 마주보지 않는 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.
제1항에 있어서,
상기 고정 철심을 상기 밸브 본체에 용접하여 고정 철심과 상기 밸브 본체를 일체로 하는 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.
제1항에 있어서,
고정 철심 삽입부의 일단 외주에 비자성체를 고착하고, 상기 비자성체의 외주에 가동 철심 가이드부를 고착하여, 고정 철심 재료를 구성하며,
상기 고정 철심 재료를 가공하여 가동 철심을 가이드하는 가이드공을 형성하는 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.
제6항에 있어서,
상기 삽입부와 상기 가동 철심의 사이의 간격이 0.2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 소형전자밸브.