KR20110074676A - 자기 유지형 전자 밸브 - Google Patents

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KR20110074676A
KR20110074676A KR1020100131513A KR20100131513A KR20110074676A KR 20110074676 A KR20110074676 A KR 20110074676A KR 1020100131513 A KR1020100131513 A KR 1020100131513A KR 20100131513 A KR20100131513 A KR 20100131513A KR 20110074676 A KR20110074676 A KR 20110074676A
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KR1020100131513A
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히로시 기구치
마사히로 다다
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시케이디 가부시키가이샤
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Abstract

고정 철심(41)에는 축 방향을 따라 서로 대향하는 한 쌍의 제1 맞닿음부(41a) 및 제2 맞닿음부(41c)가 형성되어 있다. 제1 및 제2 맞닿음부(41a, 41c)는 소경부(42)에 의해 서로 연결되어 있다. 고정 철심(41)에는, 제1 맞닿음부(41a)와 제2 맞닿음부(41c) 사이에 오목부(43)가 형성됨과 함께, 오목부(43) 내에 2개의 영구 자석(45)이 설치되어 있다. 코일(33a)로의 통전이 되어 있지 않은 상태에서는, 소경부(42)를 영구 자석(45)으로부터 발생하는 자속의 일부가 통과함으로써, 소경부(42)가 자기포화하고, 소경부(42)를 통과하는 자속 이외의 자속에 의해 자기 회로가 유지되고 있다.

Description

자기 유지형 전자 밸브{SELF-HOLDING TYPE SOLENOID VALVE}
본 발명은 자기 유지형 전자(電磁) 밸브에 관한 것이다.
예를 들면, 일본국 공개특허 제2002-l88743호 공보에는, 종래의 자기 유지형 전자 밸브가 기재되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 공보 기재의 자기 유지형 전자 밸브(50)는 밸브 보디(51)를 구비한다. 밸브 보디(51)의 일측면에는, 소정의 간격을 두고 서로 이간하는 압력 유체 공급 포트(51a), 압력 유체 배출 포트(51b) 및 배기 포트(51c)가 형성되어 있다. 밸브 보디(51) 내에는 각 포트(51a∼51c) 사이의 연통 상태를 전환하는 밸브 기구(60)가 설치되어 있다.
밸브 보디(51)의 일단면에는, 바닥이 있는 원통 형상의 보닛(52)이 일체적으로 연결됨과 함께, 보닛(52) 내에는, 자성체로 이루어지는 바닥이 있는 원통 형상의 프레임 부재(53)가 끼워져 있다. 프레임 부재(53)의 내부에는, 원통 형상의 보빈(bobbin)(54)이 설치되고, 보빈(54)에는 복수 감기의 코일(54a)이 감겨 있다. 또한, 보빈(54) 내에는 고정 철심(55)이 고착되어 있다. 또한, 프레임 부재(53)의 내부이며, 보빈(54)보다도 밸브 보디(51)에 근접하는 위치에는, 원통 형상의 가이드 링(56)이 끼워짐과 함께, 가이드 링(56) 내에는 가동 철심(57)이 삽입되어 있다.
가동 철심(57)은 스프링(58)의 스프링 힘의 작용 하에 있어, 고정 철심(55)에 대하여 이간하는 방향으로 가압되어 있다. 스프링(58)의 일단부는 가동 철심(57)의 고리 형상 돌기(57a)에 걸림과 함께, 스프링(58)의 타단부는 가이드 링(56)의 고리 형상 홈에 걸려 있다. 고정 철심(55)과 가동 철심(57)은 동축(同軸) 상에 설치되어 있다. 또한, 보빈(54)과 가이드 링(56) 사이에는, 고정 철심(55) 및 가동 철심(57)의 일부의 외주면을 둘러싸도록 고리 형상의 영구 자석(59)이 장착되어 있다.
상기 구성의 자기 유지형 전자 밸브(50)에 있어서, 통전(通電)에 의해 코일(54a)이 여자되면, 그 여자 작용 및 영구 자석(59)의 흡인력이 스프링(58)의 스프링 힘에 이긴다. 그 때문에, 가동 철심(57)이 고정 철심(55)을 향해서 흡인되어 이동해서, 가동 철심(57)이 고정 철심(55)에 맞닿는다. 코일(54a)로의 통전이 정지되면, 코일(54a)의 여자 작용에 의한 흡인력은 소멸한다. 그러나, 가동 철심(57)을 고정 철심(55)으로 향하게 하는 영구 자석(59)의 흡인력이 스프링(58)의 스프링 힘보다도 크기 때문에, 가동 철심(57)이 고정 철심(55)에 흡착된 상태가 유지된다.
자기 유지형 전자 밸브(50)에서는, 가동 철심(57)에서의 고정 철심(55)과 대향하는 측의 일부를 둘러싸도록 영구 자석(59)이 설치되어 있다. 이에 따라, 고정 철심(55)과 가동 철심(57) 사이의 흡착면의 주위에 영구 자석(59)이 설치되어 있다. 고정 철심(55)과 가동 철심(57) 사이의 흡착면의 주위에 영구 자석(59)이 설치되어 있기 때문에, 가동 철심(57)을 고정 철심(55)으로 향하게 하는 흡인력이 커진다. 그러나, 가동 철심(57)이 영구 자석(59)에서의 가이드 링(56)과 대향하는 단면을 향해서 흡착되기 쉬워진다. 즉, 가동 철심(57)이 영구 자석(59)에 대하여 가로 방향으로 흡착되기 쉬워진다. 따라서, 자기 유지형 전자 밸브(50)에서는, 영구 자석(59)에 의한 가동 철심(57)의 가로방향으로의 흡착을 가능한 한 완화시켜서, 가동 철심(57)을 고정 철심(55)을 향해서 원활하게 이동시키기 위한 수단이 필요하게 되어버린다. 그 때문에, 자기 유지형 전자 밸브(50)의 구성이 복잡해져버린다.
그래서, 가동 철심(57)이 영구 자석(59)에 의해 가로 방향으로 흡착되는 것을 회피하기 위해서, 영구 자석(59)을 가동 철심(57)에 대하여 가동 철심(57)의 이동 방향을 따라 뻗도록 배치하는 것이 고려된다. 이 경우, 도 5에서 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 고정 철심(55)의 좌측에 영구 자석(59)이 설치된다. 영구 자석(59)을 이렇게 배치하는 것은, 영구 자석(59)에 가동 철심(57)이 직접 흡착되어, 영구 자석(59)에 충격이 가해지는 것을 억제하기 위해서, 영구 자석(59)과 가동 철심(57) 사이에 고정 철심(55)을 개재시킬 필요가 있기 때문이다. 이 때문에, 가동 철심(57)에서의 원하는 스트로크 길이를 얻기 위해서, 즉 스트로크 조정을 위해서, 고정 철심(55) 및 영구 자석(59)의 위치를 조정하고자 할 경우, 고정 철심(55) 및 영구 자석(59)을 각각 따로 이동시키지 않으면 안된다. 그 때문에, 스트로크 조정이 번거롭다는 문제가 있다.
일본국 공개특허 제2002-l88743호 공보
본 발명의 목적은, 고정 철심과 영구 자석을 일체적으로 이동시켜서 가동 철심의 스트로크 조정을 간단하게 행할 수 있고, 또한 가동 철심의 가로 방향으로의 흡착을 억제할 수 있는 자기 유지형 전자 밸브를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 의하면, 코일이 권회(卷回)된 원통 형상의 보빈과, 보빈 내에 삽입되는 고정 철심과, 고정 철심과 동축 상에 설치된 가동 철심과, 코일로의 통전 시에 고정 철심에 가동 철심을 흡착시켜서 자기 유지하기 위한 적어도 하나의 영구 자석을 구비한 자기 유지형 전자 밸브에 있어서, 고정 철심에는 축 방향을 따라 서로 대향하는 한 쌍의 맞닿음부가 형성됨과 함께, 양 맞닿음부는, 각 맞닿음부의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 연결부에 의해 서로 연결되고, 영구 자석이 양 맞닿음부 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 자기 유지형 전자 밸브를 나타내는 종단면도.
도 2는 고정 철심 및 영구 자석을 나타내는 사시도.
도 3은 통전에 의해 코일이 여자된 상태를 나타내는 솔레노이드부의 종단면도.
도 4는 소경(小徑; 작은 지름)부의 단면적과 흡인력 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 종래의 자기 유지형 전자 밸브를 나타내는 종단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예에 관한 자기 유지형 전자 밸브(이하, 단순히 「전자 밸브」라 기재함)를 도 1 ∼ 도 4에 따라서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 전자 밸브(10)는 공기의 유로를 전환하기 위한 밸브체(21)를 가지는 주 밸브부(11)와, 밸브체(21)를 구동시키기 위한 솔레노이드부(31)로 구성되어 있다. 또한, 도 1의 우측을 전자 밸브(10)의 제1 단측(端側)이라 정의하고, 도 1의 좌측을 전자 밸브(10)의 제2 단측이라 정의한다. 전자 밸브(10)를 구성하는 각종 부재에 관해서도 도 1의 우측을 제1 단측이라 정의하고, 도 1의 좌측을 제2 단측이라 정의한다.
우선, 주 밸브부(11)에 관하여 설명한다.
주 밸브부(11)는, 비자성재제(합성수지 재료제)의 긴 박스 형상의 보디(12)를 구비한다. 보디(12)에는, 이 보디(12)의 길이 방향의 제1 단(端)으로부터 제2단에 걸쳐서 뻗는 관통 구멍(12a)이 형성되어 있다. 또한, 보디(12)의 일측면에는, 보디(12)에서의 길이 방향의 제1 단으로부터 제2 단을 향하여, 공급 포트(13), 출력 포트(14) 및 배출 포트(15)가 이 순서로 형성되어 있다. 각 포트(13∼15)는 관통 구멍(12a)를 향해서 개구되어 있다. 공급 포트(13)에는 정압 공급원(도시 생략)으로부터 정압 공기가 공급되고, 출력 포트(14)는 에어 실린더 등의 공기압 기기(도시 생략)에 접속된다. 또한, 배출 포트(15)에는 배기용 배관(도시 생략)이 접속된다.
관통 구멍(12a)의 제1 단에는, 바닥이 있는 원통 형상의 리테이너(17)가 장착되어 있다. 이에 따라, 관통 구멍(12a)의 제1 단이 밀봉되어 있다. 리테이너(17)는 관통 구멍(12a)의 제1 단을 밀봉하는 바닥부(底部)(17a)와, 바닥부(17a)의 주연(周緣)부로부터 원통 형상으로 뻗는 연장부(17b)로 이루어진다. 연장부(17b)의 선단은 출력 포트(14)에서의 관통 구멍(12a)으로의 개구 주위까지 뻗어 있다. 연장부(17b)에서, 공급 포트(13)와 겹치는 위치에는 연통 구멍(17c)이 형성되며, 공급 포트(13)와 리테이너(17)의 내부 공간은 연통 구멍(17c)을 거쳐서 연통하고 있다.
또한, 연장부(17b)의 선단부에는, 공급 밸브 자리(18)가 관통 구멍(12a)을 둘러싸도록 형성되어 있다. 또한, 보디(12)에서, 출력 포트(14)와 배출 포트(15) 사이에서 관통 구멍(12a)을 둘러싸는 단면(端面)에는 배출 밸브 자리(19)가 공급 밸브 자리(18)에 대향하도록 형성되어 있다. 그리고, 공급 밸브 자리(18)와 배출 밸브 자리(19) 사이이며, 또한 출력 포트(14) 상에 위치하는 공간에 밸브실(20)이 구획 형성되어 있다. 밸브실(20) 내에는 밸브체(21)가 수용됨과 함께, 밸브체(21)는 공급 밸브 자리(18) 및 배출 밸브 자리(19) 각각에 대하여 접리(接離) 가능하게 되어 있다. 또한, 리테이너(17)의 내부 공간과 밸브실(20)은 서로 연통하고 있다.
밸브체(21)는 관통 구멍(12a)에 삽입된 원통 형상의 로드(22)의 외주면에 끼워져 있다. 이에 따라, 밸브체(21)는 로드(22)에 대하여 일체적으로 고정되어 있다. 로드(22)의 제1 단측에는 바깥 쪽으로 돌출하는 돌출부(22a)가 형성되어 있다. 이 돌출부(22a)가 리테이너(17) 내에 위치하도록 로드(22)의 제1 단측의 부분이 리테이너(17) 내에 삽입되어 있다. 돌출부(22a)와 리테이너(17)의 바닥부(17a) 사이에는 밸브 복귀 스프링(23)이 개재되어 있다. 밸브체(21)는 밸브 복귀 스프링(23)의 스프링 힘에 의해 공급 밸브 자리(18)로부터 이간하는 방향으로 가압되어 있다.
그리고, 밸브체(21)가 밸브 복귀 스프링(23)의 스프링 힘에 의해 공급 밸브 자리(18)로부터 이간하는 방향으로 이동하면, 밸브체(21)는 배출 밸브 자리(19)에 착석한다. 이에 따라, 공급 포트(13)와 출력 포트(14)가 연통 구멍(17c), 리테이너(17)의 내부 공간 및 밸브실(20)을 거쳐서 서로 연통하여, 출력 포트(14)로부터 공기압 기기로 정압 공기가 공급된다. 또한, 밸브체(21)가 밸브 복귀 스프링(23)의 스프링 힘에 대항해서 배출 밸브 자리(19)로부터 이간하는 방향으로 이동하면, 밸브체(21)는 공급 밸브 자리(18)에 착석한다. 이에 따라, 출력 포트(14)와 배출 포트(15)가 밸브실(20) 및 관통 구멍(12a)을 거쳐서 서로 연통하여, 공기압 기기로부터 출력 포트(14)로 배출된 공기가 배출 포트(15)로부터 배출된다.
다음에, 솔레노이드부(31)에 관하여 설명한다.
솔레노이드부(31)는 자성 재료로 형성된 원통 형상의 자기(磁氣) 커버(32)를 구비한다. 자기 커버(32)의 제1 단은, 보디(12)의 제2 단과 접합되어 있다. 또한, 자기 커버(32)의 제2 단에는 삽입 구멍(32a)이 형성되어 있다. 자기 커버(32)의 내측에는, 원통 형상의 보빈(33)이 설치되고, 이 보빈(33)에는 복수 감기의 코일(33a)이 감겨 있다.
자기 커버(32)의 내부이며, 보빈(33)보다도 보디(12)에 근접하는 위치에는, 가이드 링(34)이 설치되어 있다. 자기 커버(32)의 제2 단측의 내면과 보디(12)의 제2 단면 사이에 보빈(33) 및 가이드 링(34)이 삽입 지지되어 있다. 가이드 링(34) 및 보빈(33) 내에는, 대략 원기둥 형상임과 함께 자성체로 이루어지는 가동 철심(35)이 삽입되어 있다. 가동 철심(35)의 제1 단부는 관통 구멍(12a)의 제2 단부에 인입되도록 연장된다. 가동 철심(35)의 제1 단면은 로드(22)의 제2 단면에 맞닿아 있다. 또한, 가동 철심(35)의 제1 단에는, 바깥 쪽으로 돌출하는 날밑(鍔)(35a)이 형성됨과 함께, 가이드 링(34)과 날밑(35a) 사이에 철심 복귀 스프링(36)이 개재되어 있다. 가동 철심(35)은 철심 복귀 스프링(36)의 스프링 힘에 의해 로드(22)를 가압하는 방향으로 가압되어 있다.
또한, 보빈(33) 내에는 대략 원기둥 형상임과 함께 자성체로 이루어지는 고정 철심(41)이 설치되어 있다. 고정 철심(41)의 일단면, 즉 제1 단면은 자극면이 되어 있고, 이 자극면이 가동 철심(35)의 타단면, 즉 제2 단면과 대향하도록 설치되어 있다. 따라서, 가동 철심(35)과 고정 철심(41)은 동축 상에 설치되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 고정 철심(41)에서의 축 방향의 제2 단쪽에는, 고정 철심(41)에서의 축방향의 양단부보다도 작은 직경의 연결부로서의 소경부(42)가 형성되어 있다. 소경부(42)는 단면(斷面)에서 보았을 때 원형 형상임과 함께 고정 철심(41)의 축 방향을 따라 같은 직경으로 뻗도록 형성되어 있다.
또한, 고정 철심(41)에는 축방향을 따라 서로 대향하는 한 쌍의 제1 및 제2 맞닿음부(41a, 41c)가 형성되어 있다. 제1 맞닿음부(41a)는 원기둥 형상이며, 고정 철심(41)의 제1 단측에 배치되어 있다. 제1 맞닿음부(41a)는 소경부(42)보다도 큰 직경(大徑)으로 형성되어 있다. 또한, 고정 철심(41)의 타단, 즉 제2 단에는, 바깥 쪽으로 돌출하는 원판 형상의 플랜지부(41b)가 형성되어 있다. 플랜지부(41b)는 소경부(42) 및 제1 맞닿음부(41a)보다도 큰 직경으로 형성되어 있다. 또한, 제2 맞닿음부(41c)는 플랜지부(41b)와 소경부(42) 사이에 형성되고, 소경부(42)보다도 큰 직경이며 또한 플랜지부(41b)보다도 작은 직경이다. 제1 및 제2 맞닿음부(41a, 41c)는 소경부(42)에 의해 서로 연결되어 있다. 고정 철심(41)의 제1 맞닿음부(41a), 소경부(42) 및 제2 맞닿음부(41c)가 보빈(33) 내에 삽입되어 있다. 또한, 보빈(33)의 제2 단측에서의 내주부와 플랜지부(41b) 사이에는, 미세 조정 수단으로서의 O링(46)이 개재되어 있다.
고정 철심(41)에서의 축방향의 제2 단쪽에서, 제1 맞닿음부(41a), 소경부(42) 및 제2 맞닿음부(41c)에 의해 둘러싸인 위치에 오목부(43)가 형성되어 있다. 오목부(43)는 고정 철심(41)에서의 둘레 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 오목하게 형성되어 있다. 고정 철심(41)의 오목부(43) 내에는, 한 쌍의 반원통 형상의 영구 자석(45)이 설치되어 있다. 각 영구 자석(45)의 내주면에서의 원호의 반경은, 소경부(42)의 반경보다도 약간 크게 되어 있다. 이 때문에, 오목부(43) 내에 영구 자석(45)이 설치되었을 때, 각 영구 자석(45)의 내주면이 소경부(42)의 외주면에 연하도록 되어 있다. 또한, 2개의 영구 자석(45)을 오목부(43) 내에 설치함과 함께 원통 형상으로 조합시킨 상태에서, 2개의 영구 자석(45)으로 이루어지는 원통의 외경은 보빈(33)의 내경보다 약간 작게 설정되어 있다.
그리고, 2개의 영구 자석(45)은 소경부(42)를 둘러싸도록 오목부(43) 내에 설치되어 있다. 각 영구 자석(45)에서의 길이 방향의 길이는, 고정 철심(41)의 축방향으로의 오목부(43)의 길이, 즉, 제1 맞닿음부(41a) 및 제2 맞닿음부(41c)에서의 대향면 간의 길이보다도 약간 작게 설정되어 있다. 각 영구 자석(45)은, 각 영구 자석(45)에서의 길이 방향의 양단면과, 각 단면에 대향하는 제1 맞닿음부(41a) 및 제2 맞닿음부(41c) 사이에 간극이 형성됨이 없이 오목부(43) 내에 설치되어 있다.
오목부(43) 내에 영구 자석(45)이 설치된 상태에서, 고정 철심(41)의 위치는 가동 철심(35)의 스트로크 길이가 원하는 스트로크 길이가 되도록, 보빈(33) 내에서 조정된다. 이때, 고정 철심(41)을 보빈(33) 내로 삽입하는 방향으로 이동시키면, 제2 맞닿음부(41c)에 영구 자석(45)이 맞닿아, 고정 철심(41)과 함께 영구 자석(45)이 보빈(33)의 내주면에 의해 고정 철심(41)의 축 방향을 따라 안내되도록 이동한다. 이에 대하여, 고정 철심(41)을 보빈(33)으로부터 인출하는 방향으로 이동시키면, 제1 맞닿음부(41a)에 영구 자석(45)이 맞닿아, 고정 철심(41)과 함께 영구 자석(45)이 보빈(33)의 내주면에 의해 고정 철심(41)의 축 방향을 따라 안내되도록 이동한다.
그리고, 고정 철심(41)이 가동 철심(35)을 향해서 이동하면, O링(46)의 탄성력에 의해 고정 철심(41)을 밀어 되돌리는 반발력이 발생한다. 이 O링(46)의 반발력을 이용해서 고정 철심(41)의 위치가 미조정된다. 그 후, 삽입 구멍(32a)과 플랜지부(41b) 사이의 경계가 레이저 용접에 의해 접합된다. 따라서, 고정 철심(41)이 자기 커버(32)에 대하여 고정됨과 함께, 고정 철심(41)이 보빈(33) 내에서 유지된다. 그 결과, 영구 자석(45)이 가동 철심(35)에 대하여 가동 철심(35)의 이동 방향을 따라 뻗도록 배치된다.
상기 구성의 전자 밸브(10)에서, 통전에 의해 코일(33a)이 여자되면, 도 3에 나타내는 바와 같이 코일(33a)의 주위에 고정 철심(41), 가이드 링(34) 및 자기 커버(32)를 통과하는 자기 회로(L)(도 3에 나타내는 2점 쇄선)가 형성된다. 그리고, 코일(33a)의 여자 작용 및 영구 자석(45)의 흡인력이 철심 복귀 스프링(36)의 스프링 힘에 이겨서, 가동 철심(35)이 고정 철심(41)을 향해서 흡인되어 이동한다. 이에 따라, 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 맞닿은 상태가 된다. 그러면, 밸브체(21)는 밸브 복귀 스프링(23)의 스프링 힘에 의해 공급 밸브 자리(18)로부터 이간하는 방향으로 이동함과 함께, 배출 밸브 자리(19)에 착석한다. 이에 따라, 공급 포트(13)와 출력 포트(14)가 서로 연통한다.
여기서, 가동 철심(35)이 고정 철심(41)을 향해서 흡인되어 이동하여, 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 맞닿음으로써, 고정 철심(41)에 충격이 전해지고, 고정 철심(41)에 전해진 충격이 영구 자석(45)에 전해지려고 한다. 그러나, 본 실시예에서는 고정 철심(41)에 소경부(42)가 마련되어 있기 때문에, 영구 자석(45)에 전해지려고 하는 충격이 소경부(42)에 전달되고, 또한 소경부(42)로부터 플랜지부(41b) 및 자기 커버(32)에 분산된다. 이 때문에, 고정 철심(41)으로부터 영구 자석(45)에 전해지는 충격이 완화된다.
코일(33a)로의 통전을 정지하면, 코일(33a)의 여자 작용에 의한 흡인력은 소멸한다. 그러나, 이 때, 소경부(42)를 사이에 두도록 영구 자석(45)이 설치되어 있기 때문에, 소경부(42)는 2개의 영구 자석(45)으로부터 발생하는 자속의 일부가 통과해서 자기 포화하고 있다. 이 때문에, 소경부(42)를 통과하는 자속 이외의 자속에 의해 자기 회로(L)가 유지되고, 이 자기 회로(L)에 의해 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 흡착된 상태가 유지된다.
도 4의 그래프에 나타내는 바와 같이, 소경부(42)의 단면적이 작을수록, 소경부(42)는 영구 자석(45)의 자속에 의해 쉽게 자기 포화하기 때문에, 자기 회로(L)의 자속 밀도가 커져 가동 철심(35)을 고정 철심(41)으로 향하게 하는 흡인력이 커진다. 즉, 본 실시예에서의 소경부(42)의 직경은 소경부(42)가 영구 자석(45)의 자속에 의해 포화되면서도, 자기 회로(L)를 유지할 수 있고, 또한 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 맞닿았을 때의 충격에 소경부(42)가 충분히 견딜 수 있는 사이즈로 설정되어 있다.
다음에, 코일(33a)에 통전되는 전류의 극성을 반전시키면, 코일(33a)로부터 발생하는 자속이 자기 회로(L)를 소거하는 방향으로 작용하여, 가동 철심(35)을 고정 철심(41)으로 향하게 하는 흡인력이 작아진다. 그러면, 철심 복귀 스프링(36)의 스프링 힘에 의해 가동 철심(35)이 원래의 위치로 복귀하려고 한다. 그 때문에, 가동 철심(35)이 로드(22)를 가압하는 가압력이 밸브 복귀 스프링(23)의 스프링 힘에 대항해서 로드(22)가 가동 철심(35)에 가압되어, 밸브체(21)가 배출 밸브 자리(19)로부터 이간하는 방향으로 이동한다. 그리고, 밸브체(21)가 공급 밸브 자리(18)에 착좌하여, 출력 포트(14)와 배출 포트(15)가 서로 연통한다.
상기 실시예에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 고정 철심(41)에서의 축 방향의 양측에는 제1 맞닿음부(41a) 및 제2 맞닿음부(41c)가 형성됨과 함께, 제1 및 제2 맞닿음부(41a, 41c)는 소경부(42)에 의해 서로 연결되어 있다. 그리고, 고정 철심(41)에는, 제1 맞닿음부(41a)와 제2 맞닿음부(41c) 사이에 오목부(43)가 형성됨과 함께, 오목부(43) 내에 한 쌍의 영구 자석(45)이 설치되어 있다. 따라서, 오목부(43) 내에 영구 자석(45)이 설치된 상태에서, 보빈(33) 내에 고정 철심(41)을 삽입함으로써, 영구 자석(45)이 가동 철심(35)에 대하여 가동 철심(35)의 이동 방향을 따라 뻗도록 배치된다. 그 때문에, 가동 철심(35)의 가로 방향 또는 반경 방향으로의 흡착을 억제할 수 있다. 또한, 보빈(33) 내에서 고정 철심(41)을 이동시키면, 영구 자석(45)이 제1 맞닿음부(41a) 또는 제2 맞닿음부(41c)에 맞닿아서, 고정 철심(41)과 함께 이동한다. 따라서, 가동 철심(35)의 스트로크 조정을 위하여, 고정 철심(41)에서의 보빈(33) 내에서의 위치를 조정할 때에, 고정 철심(41)과 영구 자석(45)을 일체적으로 이동시킬 수 있어, 가동 철심(35)의 스트로크 조정을 간단하게 행할 수 있다. 또한, 코일(33a)로의 통전이 되어 있지 않은 상태에서, 영구 자석(45)으로부터 발생하는 자속의 일부가 소경부(42)를 통과함으로써 소경부(42)는 자기 포화한다. 그리고, 소경부(42)를 통과하는 자속 이외의 자속에 의해 자기 회로(L)가 유지된다. 따라서, 고정 철심(41)과 영구 자석(45)을 일체적으로 이동 가능하게 하기 위해서 소경부(42)를 형성한 것으로 해도, 가동 철심(35)과 고정 철심(41) 사이에 자기 회로(L)가 형성된다. 그 때문에, 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 흡착된 상태를 유지하기 위한 자기 회로(L)에 악영향을 주는 경우가 없다.
(2) 영구 자석(45)은 소경부(42)를 둘러싸도록 설치되어 있다. 따라서, 소경부(42)를 둘러싸지 않고 소경부(42)의 주위에 부분적으로 영구 자석(45)이 배치되어 있을 경우에 비하여, 효율적으로 소경부(42)를 자기 포화시킬 수 있음과 함께, 자기 회로(L)의 자속 밀도를 크게 할 수 있다.
(3) 각 영구 자석(45)은 반원통 형상임과 함께, 2개의 영구 자석(45)이 오목부(43) 내에 설치되어 있다. 따라서, 예를 들면 3개 이상으로 분할된 영구 자석을 오목부(43) 내에 설치하는 경우에 비하여, 2개의 영구 자석(45)을 오목부(43) 내에 설치하는 것만으로 원통 형상으로 조합시킬 수 있다. 그 결과, 소경부(42)를 둘러싸도록 영구 자석(45)을 용이하게 설치할 수 있다.
(4) 소경부(42)의 직경은, 소경부(42)가 영구 자석(45)의 자속에 의해 포화할 수 있고, 또한 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 흡인되어 가동 철심(35)이 고정 철심(41)에 맞닿았을 때의 충격에 소경부(42)가 견딜 수 있는 직경으로 설정되어 있다. 따라서, 소경부(42)에서, 가동 철심(35)을 고정 철심(41)으로 향하게 하는 흡인력을 발생시킬 수 있고, 또한 영구 자석(45)으로 전해지려고 하는 충격을 소경부(42)에 의해 완화시킬 수 있다.
(5) 영구 자석(45)은, 고정 철심(41)의 오목부(43) 내에 설치됨으로써 고정 철심(41)에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 따라서, 전자 밸브(10)를 조립 부착할 때에, 고정 철심(41)과 영구 자석(45)을 하나의 부품으로서 취급할 수 있어, 고정 철심을 2 분할함과 함께 영구 자석을 양쪽 고정 철심의 사이에 끼우도록 해서 조립 부착하는 경우와 비교하여, 전자 밸브(10)의 조립 부착 작업을 용이하게 행할 수 있다.
(6) 상기 구성의 전자 밸브(10)에서는, 고정 철심(41)에서의 보빈(33) 내에서의 위치를 O링(46)의 탄성력을 이용해서 미조정 가능하다. 따라서, 고정 철심(41)에서의 보빈(33) 내에서의 위치를 미조정할 수 있어, 가동 철심(35)에서의 원하는 스트로크 길이를 더욱 정확하게 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시예는 이하와 같이 변경되어도 된다.
○ 각 영구 자석(45)은 반원통 형상임과 함께, 2개의 영구 자석(45)이 오목부(43) 내에 설치되어 있다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 3개 이상의 영구 자석이 소경부(42)의 주위에 설치되어도 된다.
○ 영구 자석(45)은 소경부(42)를 둘러싸도록 설치되어 있다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면 소경부(42)를 둘러싸지 않고 소경부(42)의 주위에 부분적으로 영구 자석(45)이 배치되어도 된다.
○ 제1 및 제2 맞닿음부(41a, 41c)는 단면에서 보았을 때에 원형 형상의 소경부(42)에 의해 서로 연결되어 있지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 단면에서 보았을 때에 사각형의 연결부에 의해 제1 및 제2 맞닿음부(41a, 41c)가 서로 연결되어 있어도 된다.
○ 각 영구 자석(45)에서의 길이 방향의 양 단면과, 각 단면에 대향하는 제1 맞닿음부(41a) 및 제2 맞닿음부(41c) 사이에 간극이 형성되어 있어도 된다. 이에 따르면, 이들 간극이 형성되어 있지 않은 경우에 비하여, 오목부(43)에 영구 자석(45)을 설치하는 작업, 및 오목부(43)로부터 영구 자석(45)을 제거하는 작업이 용이해진다.
○ 고정 철심(41)의 제2 단에 플랜지부(41b)을 설치하지 않고, 제2 맞닿음부(41c)만이 설치되어, 제2 맞닿음부(41c)와 삽입 구멍(32a) 사이의 경계가 용접되어도 된다. 즉, 고정 철심(41)의 양단이 같은 직경으로 형성되어 있어도 된다.
○ 보빈(33)의 제2 단측에서의 내주부와 플랜지부(41b) 사이에 미조정 수단으로서 O링(46)이 개재되어 있다. 이에 한정하지 않고, 예를 들면 스프링판이나 스폰지 등의 탄성체가 개재되어도 된다.
○ 보빈(33)의 제2 단측에서의 내주부와 플랜지부(41b) 사이의 O링(46)의 탄성력을 이용함으로써, 이 O링(46)이 미조정 수단으로서 기능한다. 이에 한정하지 않고, 미조정 수단이 다른 구성에 의해 실현되어도 된다. 예를 들면, 삽입 구멍(32a)에 너트가 형성됨과 함께, 플랜지부(41b)의 내주면에 볼트가 형성되어도 된다. 그리고, 삽입 구멍(32a)에 대하여 플랜지부(41b)를 나사 결합하여 전진 또는 후퇴시킴으로써, 고정 철심(41)의 위치가 보빈(33) 내에서 미조정 가능하여도 된다. 이 경우, 삽입 구멍(32a)에 형성된 너트 및 플랜지부(41b)에 형성된 볼트에 의해 미조정 수단이 구성되어 있다.
○ 보빈(33)의 제2 단측에서의 내주부와 플랜지부(41b) 사이의 O링(46)은 생략되어도 된다.
10 : 전자 밸브 11 : 주 밸브부
12 : 보디 13 : 공급 포트
14 : 출력 포트 15 : 배출 포트
17 : 리테이너 18 : 공급 밸브 자리
19 : 배출 밸브 자리 20 : 밸브실
21 : 밸브체 22 : 로드
23 : 밸브 복귀 스프링 31 : 솔레노이드부
32 : 자기 커버 33 : 보빈
34 : 가이드 링 35 : 가동 철심
36 : 철심 복귀 스프링 41 : 고정 철심
42 : 소경부 43 : 오목부
45 : 영구 자석 46 : O링

Claims (7)

  1. 코일이 권회(卷回)된 원통 형상의 보빈과,
    상기 보빈 내에 삽입되는 고정 철심과,
    상기 고정 철심과 동축(同軸) 상에 설치된 가동 철심과,
    상기 코일로의 통전(通電) 시에 상기 고정 철심에 상기 가동 철심을 흡착시켜 자기(自己) 유지하기 위한 적어도 하나의 영구 자석을 구비한 자기 유지형 전자(電磁) 밸브에 있어서,
    상기 고정 철심에는 축 방향을 따라 서로 대향하는 한 쌍의 맞닿음부가 형성됨과 함께, 양 맞닿음부는 각 맞닿음부의 단면적보다도 작은 단면적을 가지는 연결부에 의해 서로 연결되고, 상기 적어도 하나의 영구 자석이 상기 양 맞닿음부 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영구 자석은, 상기 연결부를 둘러싸도록 상기 양 맞닿음부 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는, 상기 각 맞닿음부의 직경보다도 작은 직경을 가지는 소경(小徑)부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영구 자석은 한 쌍의 반원통 형상의 영구 자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 철심의 위치를 상기 보빈 내에서 미조정 가능한 미조정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정 철심의 일단면(一端面)은 상기 가동 철심과 대향하는 자극면이고, 상기 고정 철심의 타단(他端)에는 바깥 쪽으로 돌출하는 플랜지부가 형성되며, 상기 플랜지부와 상기 보빈 사이에 상기 미조정 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영구 자석과 상기 양 맞닿음부 사이에 각각 간극이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 유지형 전자 밸브.
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