KR20140147176A - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 솔레노이드 밸브는, 하우징; 상기 하우징에 설치되며 코일이 권취된 보빈; 상기 보빈의 중심에 설치된 코어; 상기 코어의 자화에 따라 슬라이딩 운동을 하는 플런저; 상기 하우징의 하부에 설치되며 입구포트와 출구포트가 형성된 바디; 상기 출구포트에 형성된 밸브시트; 상기 플런저에 설치되어 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브체; 및 상기 밸브체가 상기 밸브시트를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 인가하는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

솔레노이드 밸브{solenoid valve}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기체 또는 액체를 대량으로 유동시키는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 솔레노이드 밸브는 기체 또는 액체(이하, '유체'라고 함)가 유동하는 유로를 개폐하거나 전환해주는 기능을 수행하는 장치로서, 전원공급에 따라 코어의 자화가 발생하여 그 흡인력으로 플런저가 이동되면서 유로를 개폐시키게 된다.

이러한 솔레노이드 밸브는 구조 특성상 유로크기와 플런저의 스트로크에 제한이 있어 유체를 대량으로 유동시키는 장치에는 설치가 제한적이였다.

이와 같은 솔레노이드 밸브에 관한 대표적인 예가 본 출원인이 선출원한 하기 특허문헌 1(이하, 종래기술)의 '솔레노이드 밸브'에 개시되어 있다.

그러나, 종래기술의 솔레노이드 밸브 또한 유체의 유로인 밸브시트(오리피스)가 작음과 동시에 플런저의 스트로크에 제한이 있어 유체를 대량으로 유동시키기 어려운 문제점이 있었다.

즉, 종래기술의 솔레노이드 밸브는 플런저와 코어 사이의 내부에 스프링이 장착된 구조 특성상 플런저의 스트로크가 짧은 단점이 있었다.

더욱이, 종래기술의 솔레노이드 밸브는 플런저의 스트로크를 길게할 시에 스프링의 구조 특성상 플런저가 정확한 상하운동을 수행하기 힘든 구조를 가지게 된다.

또한, 플런저의 스트로크에 의해 플런저와 코어가 직접 접촉하여 접촉 소음이 발생하였다.

따라서, 밸브시트의 단면적을 크게함과 동시에 플런저의 스트로크를 길게하여 유체를 대량으로 유동시킬 수 있는 개선된 솔레노이드 밸브의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제2011-0012263호(2011.02.09)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 밸브시트의 단면적을 크게 함과 동시에 플런저의 스트로크를 길게하여 유체를 대량으로 유동시킬 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔레노이드 밸브는, 하우징; 상기 하우징에 설치되며 코일이 권취된 보빈; 상기 보빈의 중심에 설치된 코어; 상기 코어의 자화에 따라 슬라이딩 운동을 하는 플런저; 상기 하우징의 하부에 설치되며 입구포트와 출구포트가 형성된 바디; 상기 출구포트에 형성된 밸브시트; 상기 플런저에 설치되어 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브체; 및 상기 밸브체가 상기 밸브시트를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 인가하는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바디의 개방된 단부를 마감하는 커버가 더 구비되며, 상기 커버의 상부에는 하우징이 고정설치되고, 상기 스프링은 상기 커버와 밸브체의 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브체에는 걸림홈이 형성되고, 상기 플런저에는 상기 걸림홈에 대응되는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림홈의 입구에는 경사진 가이드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브체는 소경부와 대경부로 구분 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플런저에는 수용홈이 형성되며, 상기 수용홈에는 코어 및 플런저의 재질보다 무른 재질의 스페이서가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스페이서는 플런저와 코어의 대면부위가 서로 접촉하지 않는 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링은 하측에서 상측으로 갈수록 외경이 늘어나도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징을 감싸는 브라켓이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코어에는 보빈 및 브라켓을 가로질러 관통하는 숫나사가 형성되며, 상기 숫나사에는 너트가 설치되고, 상기 숫나사에는 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는 코어 및 플런저가 삽입되는 슬리브가 개재되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 밸브에 따르면, 밸브시트의 단면적을 크게함과 동시에 스프링이 플런저의 외주면을 감싸는 형태로 구조를 개선하여 플런저의 스트로크를 길게하여 유체를 대량으로 유동시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 스프링이 플런저의 외주면을 감싸고 있어 플런저의 상하운동의 이격이 크더라도 스프링의 좌굴 및 압축 시 휨으로 인해 받는 횡력의 영향이 적어 플런저의 스트로크를 길게하기에 적합할 뿐 아니라 스프링의 힘이 밸브시트에 직접 가해지기 때문에 밸브 클로징(Valve Closing) 상태에서 기밀성이 향상된다.

또한, 플런저의 스트로크가 길어짐에 따라 가장 취약한 부분인 소음에 대해 플런저 내부에 스페이서를 설치하여 둔탁한 소음을 감쇠 시킬 수 있게 된다.

또한, Rubber 재질의 밸브체와 플런저에는 걸림홈과 걸림턱이 각각 형성되어 있어 밸브체와 플런저의 조립성이 개섬됨과 동시에 밸브체의 이탈이 방지된다. 이에 따라, 밸브체는 플런저와 동일한 움직임이 가능하게 된다.

결과적으로, 플런저의 스트로크 길이를 길게 함과 동시에 원반 모양의 밸브체 및 대구경 밸브시트에 의해 오리피스(Orifice) 내경을 극대화 할 수 있어 대유량 배출 능력이 우수하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 솔레노이드 밸브의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 솔레노이드 밸브의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(A)는, 하우징(100)과, 상기 하우징(100)에 설치되며 코일(210)이 권취된 보빈(200)과, 상기 보빈(200)의 중심에 설치된 코어(300)와, 상기 코어(300)의 자화에 따라 슬라이딩 운동을 하는 플런저(400)와, 상기 하우징(100)의 하부에 설치되며 입구포트(510)와 출구포트(520)가 형성된 바디(500)와, 상기 출구포트(520)에 형성된 밸브시트(600)와, 상기 플런저(400)에 설치되어 상기 밸브시트(600)를 개폐하는 밸브체(700) 및 상기 밸브체(700)가 상기 밸브시트(600)를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 인가하는 스프링(800)으로 구성된다.

또한, 상기 하우징(100)은 외부 전원을 공급받기 위한 커넥터(101)가 일체로 사출 형성된다.

그리고, 상기 하우징(100)의 내부로 코일(210)이 감긴 보빈(200)이 고정되어 누설자속을 방지하여 원활한 작동이 이루어지게 된다.

한편, 상기 하우징(100)에는 코어(300) 및 플런저(400)가 삽입되는 슬리브(110)가 개재된다.

이에 따라, 상기 슬리브(110)에 의해 코어(300)와 플런저(400)의 움직임 발생시 횡력에 의한 습동마찰을 최소화 및 작동 부품을 고정하게 된다.

또한, 상기 보빈(200)은 권취릴 형태로 형성되어 있어 코일(210)이 감기기에 적합한 형태로 형성된다.

그리고, 상기 바디(500)의 개방된 단부를 마감하는 커버(530)가 더 구비되며, 상기 커버(530)의 상부에는 하우징(100)이 고정설치된다.

한편, 상기 스프링(800)은 상기 커버(530)와 밸브체(700)의 사이에 설치된다.

또한, 상기 밸브체(700)에는 걸림홈(710)이 형성되고, 상기 플런저(400)에는 상기 걸림홈(710)에 대응되는 걸림턱(410)이 형성된다.

그리고, 상기 걸림홈(710)의 입구에는 경사진 가이드(711)가 형성되어 상기 걸림턱(410)을 상기 걸림홈(710)에 조립시에 원할하게 삽입된다.

한편, 상기 밸브체(700)는 소경부(700a)와 대경부(700b)로 구분 형성된다. 즉 밸브 시트(600)와 접촉하는 대경부(700b)를 크게 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 플런저(400)에는 수용홈(420)이 형성되며, 상기 수용홈(420)에는 코어(300) 및 플런저(400)의 재질보다 무른 재질의 스페이서(900)가 설치된다.

그리고, 상기 스페이서(900)는 플런저(400)와 코어(300)의 대면부위가 서로 접촉하지 않는 높이를 가지도록 형성되어 상기 플런저(400)와 코어(300)가 직접 접촉함에 발생하는 소음을 억제하게 된다.

이에 따라, 상기 플런저(400)와 코어(300) 사이에 상대적으로 연질의 스페이서(900)를 설치하여 플런저(400)의 스크로크에 따른 코어(300)와의 접촉 소음을 스페이서(900)가 흡수하여 소음을 저감하게 된다.

더욱이, 상기 스페이서(900)에 의해 플런저(400)와 코어(300)의 상하 공극(airgap) 축소로 인해 더 높은 자속밀도를 가질 수 있어 높은 흡인력으로 인해 응답성이 높아지게 된다.

또한, 상기 스페이서(900)의 높이에 따라 플런저(400)의 스트로트를 달리할 수 있게 된다. 즉 스페이서(900)의 교체만으로 플런저(400)의 스트로크를 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기 코어(300)에는 충격흡수부재(600) 및 스프링(500)이 설치되는 돌출부(310)가 형성되며, 상기 플런저(400)에는 상기 돌출부(310)가 삽입되는 안착홈(401)이 형성된다.

이에 따라, 상기 코어(300)에는 돌출부(310)가 형성되어 있어 자성체인 코어(300)의 단면적이 넓어지는 효과가 있어 흡인력이 상승하게 된다.

한편, 상기 스프링(800)은 하측에서 상측으로 갈수록 외경이 늘어나도록 형성되어 스프링(800)의 좌굴 및 압축 시 휨으로 인해 받는 횡력의 영향이 적어지게 된다.

또한, 상기 하우징(100)을 감싸는 연자성체인 'ㄷ'자 형상의 브라켓(120)이 더 구비되어 상기 코어(300)의 누설자속을 최소화하여 흡인력이 최대한 발생하게 된다.

더불어, 상기 브라켓(120)은 하우징(100)의 조립시에 설치되어 조립성이 향상된다.

그리고, 상기 코어(300)에는 보빈(200) 및 브라켓(120)을 가로질러 관통하는 숫나사(301)가 형성되며, 상기 숫나사(301)에는 너트(302)가 설치되고, 상기 숫나사(302)에는 체결홈(303)이 형성된다.

이에 따라, 상기 코어(300)의 숫나사(301)와 너트(302)의 결합구조에 의해 코어(300)와 플런저(400) 사이의 간격(gap)을 조절할 수 있어 솔레노이드 밸브의 흡인력의 조정이 가능하게 된다.

구체적으로, 너트(302) 및 체결홈(303)에 전용공구를 이용하여 정 역방향으로 회전시켜 솔레노이드 밸브의 흡인력을 조정하게 된다.

즉, 코어(300)와 플런저(400) 사이의 간격(gap)을 조절할 수 있어 솔레노이드 밸브는 과도한 흡인력 또는 약한 흡인력을 지닐 수 있도록 조정이 가능하기 때문에 하나의 솔레노이드 밸브로 다양한 종류 및 스펙을 가진 시스템(System)에 적용 가능하여 범용성이 향상된다.

본 발명에 따르면, 바디(500)에 형성된 밸브시트(600)에 의해 밸브시트(600)의 단면적을 크게함과 동시에 스프링(800)이 플런저(400)의 외주면을 감싸는 형태로 구조를 개선하여 플런저(400)의 스트로크를 길게하여 유체를 대량으로 유동시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 스프링(800)이 플런저(400)의 외주면을 감싸고 있어 플런저(400)의 상하운동의 이격이 크더라도 스프링(800)의 좌굴 및 압축 시 휨으로 인해 받는 횡력의 영향이 적어 플런저(400)의 스트로를 길게하기에 적합할 뿐 아니라 스프링(800)의 힘이 밸브시트(600)에 직접 가해지기 때문에 밸브 클로징(Valve Closing) 상태에서 기밀성이 향상된다.

더욱이, 상기 플런저(400)의 스트로크가 길어짐에 따라 가장 취약한 부분인 소음에 대해 플런저(400) 내부에 스페이서(900)를 설치하여 둔탁한 소음을 감쇠 시킬 수 있게 된다.

그리고, Rubber 재질의 밸브체(700)와 플런저(400)에는 걸림홈(710)과 걸림턱(410)이 각각 형성되어 있어 밸브체(700)와 플런저(400)의 조립성이 개섬됨과 동시에 밸브체(700)의 이탈이 방지된다. 이에 따라, 밸브체(700)는 플런저(400)와 동일한 움직임이 가능하게 된다.

결과적으로, 플런저(400)의 스트로크 길이를 길게 함과 동시에 원반 모양의 밸브체(700) 및 대구경 밸브시트(600)에 의해 오리피스(Orifice) 내경을 극대화 할 수 있어 대유량 배출 능력이 우수하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 동작을 설명한다.

먼저, 코일(210)을 통해 흐르는 전류는 자계가 되어 코어(300)와 플런저(400)를 자화시킨다.

이때, 발생되는 흡인력으로 인해 자성체이자 가동철심은 플런저(400)는 고정철심인 코어(300)에 붙게 된다.

즉, 상기 플런저(400)가 승강함과 동시에 밸브체(700)는 밸브시트(600)를 개방하여 유체의 유동이 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

A - 솔레노이드 밸브 100 - 하우징
200 - 보빈 210 - 코일
300 - 코어 400 - 플런저
500 - 바디 600 - 밸브시트
700 - 밸브체 800 - 스프링
900 - 스페이서

Claims (11)

1. 하우징;
   상기 하우징에 설치되며 코일이 권취된 보빈;
   상기 보빈의 중심에 설치된 코어;
   상기 코어의 자화에 따라 슬라이딩 운동을 하는 플런저;
   상기 하우징의 하부에 설치되며 입구포트와 출구포트가 형성된 바디;
   상기 출구포트에 형성된 밸브시트;
   상기 플런저에 설치되어 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브체; 및
   상기 밸브체가 상기 밸브시트를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 인가하는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 바디의 개방된 단부를 마감하는 커버가 더 구비되며, 상기 커버의 상부에는 하우징이 고정설치되고,
   상기 스프링은 상기 커버와 밸브체의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브체에는 걸림홈이 형성되고, 상기 플런저에는 상기 걸림홈에 대응되는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 걸림홈의 입구에는 경사진 가이드가 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브체는 소경부와 대경부로 구분 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 플런저에는 수용홈이 형성되며, 상기 수용홈에는 코어 및 플런저의 재질보다 무른 재질의 스페이서가 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 스페이서는 플런저와 코어의 대면부위가 서로 접촉하지 않는 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 스프링은 하측에서 상측으로 갈수록 외경이 늘어나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징을 감싸는 브라켓이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 코어에는 보빈 및 브라켓을 가로질러 관통하는 숫나사가 형성되며, 상기 숫나사에는 너트가 설치되고, 상기 숫나사에는 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에는 코어 및 플런저가 삽입되는 슬리브가 개재되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
    

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