KR940007036B1 - 비례 유량 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비례 유량 제어 밸브

제 1 도는 본 발명에 따른 비례 유량 제어 밸브의 제 1 실시예의 종단면도.

제 2 도는 제 1 도의 주요부 확대도.

제 3 도는 제 1 도의 유량 특성도.

제 4 도는 종래 스풀형의 비례 유량 제어 밸브의 종단면도.

제 5 도는 제 4 도의 유량 특성도.

제 6 도는 종래 포펫형(poppet type) 밸브의 대표 유량 특성도.

제 7 도는 본 발명에 따른 비례 유량 제어 밸브의 제 2 실시예의 종단면도.

제 8 도는 제 7 도의 주요부 확대도.

제 9 도는 본 발명에 따른 비례 유량 제어 밸브의 제 3 실시예의 종단면도.

제 10 도는 제 9 도의 주요부 확대도.

제 11 도는 밸브 조립체의 경사에 의한 유량 변동을 설명한 유량 특성도.

제 12 도 및 제 16 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 비례 유량 제어 밸브의 단면도 및 특성도.

제 13 도는 종래 장치의 단면도.

제 14 도 및 제 15 도는 다른 종래 장치의 단면도 및 주요부 확대 단면도.

제 17 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 다른 비례 유량 제어 밸브의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 101, 301, 401 : 솔레노이드 장치 2, 102, 302, 402 : 고정 철심

3, 103, 303, 403 : 케이스 4, 104, 304, 404 : 가동 철심

5, 105, 305, 405 : 리턴 스프링 6, 106, 306, 406 : 전자 코일

7, 107, 307, 407 : 파이프(원통형 부재) 8, 108, 308, 408 : 스프링

11, 111, 311, 411 : 비례 유량 제어 밸브 본체

11a, 111a, 311a, 411a : 유체 도입 통로

11c, 111c, 311c, 411c : 유체 도출 통로 13, 113, 313, 420 : 밸브 시트

14, 114, 314, 414 : 밸브 15, 115, 315, 415 : 스프링(탄성체)

16, 116, 316, 416 : 홀더 18, 118, 318, 418 : 밸브 조립체

19, 119, 319, 419 : 가이드 부재

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 유체의 유량을 구동원의 출력에 대하여 비례적으로 제어하는 밸브에 관한 것으로, 특히 내연기관에 있어서 흡기관의 드로틀 밸브 근방에 설치된 바이패스 통로에 배치하는 흡입 공기량 조정을 위한 비례 유량 제어 밸브로서 유용한 것이다.

또한, 본 발명은 유체의 유량을 구동원의 출력에 대하여 비례적으로 제어하는 밸브에 관한 것으로, 예를들어 엔진의 흡입 공기 유량을 제어하는 비례 유량 제어 밸브에 관한 것이다.

[종래 기술]

전자 제어 연료 분사식 엔진에 있어서 흡기관의 드로틀 밸브 근방에 바이패스 통로를 설치하고, 이 바이패스 통로를 개폐함으로서 엔진의 흡입 공기량을 조정하도록 한 것은 종래 기술에 공지되어 있다.

제 4 도는 상기 바이패스 통로의 개폐에 사용되는 비례 유량 제어 밸브의 종래의 일실시예를 나타내는 것이고, 참조부호 1은 솔레노이드 장치이고, 그 내부 중앙에는 길이 방향으로 고정 철심(2)이 설치되어 있다. 또한, 솔레노이드 장치(1)의 내주에 원통형의 케이스(3)가 장착되고, 상기 고정 철심(2)에 대칭하는 위치에서 밸브체인 유량 조정 수단으로서의 가동 철심(4)이 설치되고, 그 사이에 리턴 스프링(5)이 개재되어 있다.

상기 케이스(3)의 내주면에는 절연재(3a)를 거쳐 전자 코일(6)이 설치되고, 이 전자 코일(6)이 권장된 보빈(6a)의 내주면에는 원통형 부재인 파이프(7)가 장착되어 있고, 이 파이프(7)의 내측에 상기 고정 철심(2) 및 가동 철심(4)이 설치되어 있다. 그리고, 이 고정 철심(2)과 가동 철심(4) 사이의 공간에 스프링 홀더(5a)에 걸쳐서 상기 리턴 스프링(5)이 설치되어 있고, 가동 철심(4)은 이 리턴 스프링(5)에 의해 전자코일(6)의 전자 흡입력에 저항하는 방향에 부세되어 있다. 즉, 리턴 스프링(5)에 의해 가동 철심(4)에는 제 4 도에서 좌측 방향으로 가압하는 힘이 항시 작용하고 있다. 상기 전자 코일(6)에는 외부로 도출하는 리드와이어(6b)가 접속되어 있다.

가동 철심(4)의 상기 리턴 스프링(5)의 반대 측에는 스프링(8)이 설치되어 있다. 이 스프링(8)은 가동 철심(4)의 선단(제4도에 좌단) 근방의 직경이 감소되는 단부(4a)와 스프링 홀더(9) 사이에 설치되어 있고, 스프링 홀더(9)는 조정 나사(10)의 선단에 고정되어 있다.

상기 단부(4a)를 포함하는 가동 철심(4)의 선단부와, 스프링(8)의 스프링 홀더(9) 및 조정 나사(10)는 솔레노이드 장치(1)에 연결된 비례 유량 제어 밸브 본체(11)의 내부 공기실(11b)에 위치되어 있다. 비례유량 제어 밸브 본체(11)에는 솔레노이드 장치(1)측의 단부 근방에 유체 도입 통로(11a)가 설치되어 있고, 선단(제 4 도의 좌측) 근방에는 상기 공기실(11b)에 개구하는 유체 도출 통로(11c)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 파이프(7)의 선단(제 4 도의 좌측)이 완충재(12)를 거쳐서 비례 유량 제어 밸브 본체(11)내에 고정된 지지 부재(25)에 유지되고, 이것에 의하여 비례 유량 제어 밸브 본체(11)의 상기 공기실(11b)이 유체 도입 통로(11a)측에서 구획되어 있다.

상기 조정 나사(10)는 비례 유량 제어 밸브 본체(11)에 대하여 유체 도출 통로(11c)가 설치된 상기 선단측에서 가동 철심(4)측으로 향하는 방향으로 결합되어 있다. 그리고, 이 조정 나사(10)에 고정된 스프링 홀더(9)에 유지되는 상기 스프링(8)에 의하여 가동 철심(4)은 제 4 도의 우방향, 즉 전자 흡인력이 작동하는방향오로 항상 부세되어 있다.

상기 파이프(7)의 선단 근방에는 비례 유량 제어 밸브 본체(11)의 상기 유체 도입 통로(11a)에 연통하는 소정 치수의 유체 유통 구멍(7a)이 형성되어 있다. 이 유체 유통 구멍(7a)은 전자 코일(6)의 비통전시에는 가동 철심(4)의 외주면에 의하여 닫혀지는 위치에 설치된다.

가동 철심(4)의 측심부에는 유체 도출 통로(11c)로 연통하는 상기 공기실(11b)측의 압력과 가동 철심(4)과 고정 철심(2) 사이에 형성되는 공간의 압력을 균형시키기 위하여 도통 구멍(4b)이 설치되어 있다.

스프링 홀더(9)와 가동 철심(4)의 단부(4a) 사이에 설치되어 가동 철심(4)을 전자 코일(6)에 의한 흡인력이 작동하는 방향으로 부세하는 상기 스프링(8)은 그 부세력이 조정 나사(10)에 의하여 미리 조정되고, 그것에 의하여 가동 철심(4)의 위치가 설정된다.

이러한 구성의 비례 유체 제어 밸브에 있어서 전자 코일(6)로 통전하여 이 전자 코일(6)을 여자하면 가동 철심(4)은 리턴 스프링(5)의 가압력에 저항하여 고정 철심(2)측에 흡입된다. 이때, 흡인 방향에 작용하는 상기 스프링(8)은 가동 철심(4)의 이동에 따라 신장한다.

그리고, 가동 철심(4)이 상술한 고정 철심(2)측에 흡인되면 파이프(7a)의 상기 유체 유통 구멍이 열리고, 흡기관에서 바이패스 통로로 분류한 유체(공기)가 유체 도입 통로(11a), 파이프(7)의 유체 유통 구멍(7a), 스프링(8)의 피치사이, 공기실(11b)을 지나 유체 도출 통로(11c)로 흐르며, 바이패스 통로를 흘러 흡기관의 흐름에 합류한다.

또한, 이런 종류의 비례 유량 제어 밸브에서는 미끄럼 이동부의 마찰 저항에 의한 히스테리시스(hysteresis)를 감소시키므로, 전자 코일로의 통전을 어느 일정의 주파수로서 단속시키고, 그 온(ON) 시간과 오프(OFF) 시간의 비율을 바꾸어 가동 철심을 미끄럼 이동시키도록 하는 듀티 제어나, 일정의 전류치(CD 분)에 변동(AC 분)을 가져 가동 철심을 미끄럼 이동시키도록 하는 디터(dither) 제어가 일반적으로 사용되고 있다.

그런데, 제 4 도에 도시한 상기 비례 유량 제어 밸브는 스풀(spool) 타입의 밸브이므로, 스풀을 이루는 가동 철심(4)과 슬리브를 이루는 파이프(7) 사이의 틈새에서 유체의 누설이 있으며, 그 때문에 제 5 도에 나타나듯이 제어 듀티를 0으로 했을때에도 유량이 0으로 되지 않았다. 그러나, 내연 기관의 바이패스 공기 유량의 제어에서는 공전 운전 상태에서 바이패스 공기를 흐르게 할 필요가 없을때에는 바이패스 통로에서의 누설량을 0으로 하여 기관 회전수를 낮추어 연료를 절약하는 것이 좋다. 특히, 배기량이 작은 차량에서는 공전 운전에 필요한 공기 유량의 절대치가 작으므로 드로틀 밸브 쪽에서의 누출량만으로도 기관의 공전 회전을 확보할 수 있는 경우가 있으며, 그러나 경우에는 상기와 같은 바이패스 통로에서이 누설량을 0으로 하고, 불필요한 기관의 공전 회전수가 상승하지 않도록 하여 연료 소비율을 개선하는 것이 자동차의 그레이드(grade)와 연료 소비율과의 관계에서도 강하게 요망되는 것이다.

스풀타입의 밸브에서도 전자 코일의 비통전시에 제어스풀(가동 철심)의 선단에 맞닿도록 스톱퍼를 설치한것이 종래에부터 공지되어 있지만(실개소 63-145078호 공보 참조), 이러한 스톱퍼를 제 4 도에 도시한 바와같은 구조의 비례 유량 제어 밸브에서는 밸브 시트로서도 가능하고, 그것에 의하여 밀봉(sea1) 성능을 향상시키는 것이 고려된다. 그러나, 이런 종류의 비례 유량 제어 밸브에서는 상술한 미끄럼 이동부의 마찰 저항에 의한 히스테리시스를 감소시키기 위하여 전자 코일로의 통전을 어느 일정의 주파수로서 단속시키도록 하는 튜티 제어나 디터 제어가 일반적으로 행하여 짐으로, 밸브 시트를 설치하는 것은 가동 철심에 의하여 구성되는 유량 조정 수단이 시트를 이탈 또는 시트에 접촉하는 것을 반복할때마다 밸브 시트와 충돌함으로서 소음을 발생하고, 제 6 도에 나타나듯이 유량 특성에 이상 현상을 발생시킨다. 이러한 소음이나 이상 현상을 피하기 위하여 유량 조정 수단 또는 밸브 시트의 맞닿음면에 고무등의 탄성체를 설치하는 것도 고려되지만, 그 경우, 소기의 목적을 충분히 달성하기 위하여는 탄성체의 경도를 매우 작게하여 친밀하기 쉬운것으로 할 필요가 있으며, 그렇게 하면 유량 조정 수단과 밸브 시트의 맞닿음 위치나 맞닿음 하중에 불균형이 생기고 그 결과 밸브 개폐 시기의 불균형이 크게 된다는 문제가 발생한다.

이상의 현상은 포펫(poppet) 밸브의 경우에서도 같다. 포펫 밸브의 경우는 구조상 밀봉 성능을 향상시키기 쉽지만 상기와 같은 타음이나 유량 특성의 이상 현상이 발생하기 쉽다.

이러한 문제를 해소하기 위하여, 특개소 63-243582호 공보에 기재되어 있듯이, 측부에 벨로우즈(bellows)가 일체식으로 형성된 경질수지 재료제의 밸브 본체를 판스프링에 의하여 유지된 이동 코어(가동 철심)에 유동가능하게 삽입하고, 걸어맞춤편에 의하여 밸브 본체의 밸브 좌측으로 범위를 규제하고, 밸브본체와 가동 철심 사이에 탄성체를 배치하여, 이 탄성체에 의하여 밸브 본체를 걸어맞춤편 측에 소정의 부세력으로 가압하도록 구성한 포펫 밸브가 제안되어 있다.

또한, 다른 종래예로서는 전자 제어 연료 분사식 엔진이 있어서 흡기관의 트로틀 밸브의 근방에 바이패스 통로를 설치하고, 이 바이패스 통로의 개폐에 의하여 엔진의 흡입 공기량을 조절하도록 한 것이 공지되어 있으며, 이 바이패스 통로의 개폐에는 비례 유량 제어 밸브가 사용되고 있다. 제 13 도는 종래의 비례 유량제어 밸브의 단면도이고, 참조부호 401은 솔레노이드 장치이며, 내부 중앙에는 긴쪽 방향에 고정 철심(402)이 설치되어 있다. 이 고정 철심(402)과 밸브체로 되는 유량 조정 수단으로서의 가동 철심(404)이 원통형부재인 파이프(407)내에 삽입되어 있다. 파이프(407)의 외주에는 보빈(406a)이 설치되어 있으며, 이 보빈(406a)에 전자 코일(406)이 권장되어 있다. 전자코일(406)의 외주에는 절연재(403a)를 거쳐 케이스(403)가 덮혀져 있다. 참조부호 406b는 전자 코일(406)에 접속되어 외부로 도출하는 리드와이어이다. 파이프(407)내에서는 고정 철심(402)가 가동 철심(404) 사이에 소정의 공간이 설치되어 있으며, 이 공간 내에 리턴 스프링(405)이 스프링 홀더(405a)를 거쳐 설치되어 있다. 리턴 스프링(405)은 전자 코일(406)의 전자 흡입력에 저항하는 방향으로 가동 철심(404)을 부세하고 있다. 즉 가동 철심(404)은 좌측방향으로 가압되어 있다. 파이프(407)의 좌단 근방에는 구멍(407a)이 형성되어 있고 구멍(407a)은 흡기관과 병렬 통로를 형성하는 바이패스 통로와 연통하는 유체 도입 통로(411a)와 대향하도록 되어 있다. 파이프(407)의 좌단은 완충재(412)를 거쳐 지지 부재(425)에 의해 유지되고, 지지 부재(425)는 비례 유량 제어 밸브 본체(411)에 고정되어 있다. 가동 철심(404)의 좌단 근방은 직경이 축소된 단부(404a)가 형성되고, 단부(404a)는 구멍(407a)의 근방에 위치하게 되어 본체(411)의 공기실(411b)내에 위치하고 있다. 본체(411)의 좌단 근방에는 유체도출 통로(411c)가 설치되고, 유체 도출 통로(4llc)는 공기실(411b)과 연통하고 있다.

본체(411)의 좌단에는 가동 철심(404) 방향으로 향하여 조정 나사(410)가 나사 결합되고, 조정 나사(410)의 선단에는 스프링 홀더(409)가 고정되어 있다. 스프링 홀더(409)와 가동 철심(404)의 단부(404a) 사이에는 스프링(408)이 설치되고, 스프링(408)에 의하여 가동 철심(404)은 항상 우방향 즉 전자 흡인력이 작동하는 방향으로 부세되고 있다. 또한, 가동 철심(404)의 축심부에는 유체 유통부의 압력과 가동 철심(404) 및 고정 철심(402)에서 만들어진 부분의 입력을 균형시키기 위하여 도통 구멍(404b)이 설치되어 있다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다. 전자 코일(406)로 통전하면, 가동 철심(404)은 리턴 스프링(405)의 가압력에 저항하여 고정 철심(402)측으로 흡인된다. 이때, 흡인력이 작동하는 방향으로 힘을 부세하고 있는 스프링(408)도 동시에 고정 철심(402)측으로 동작한다. 스프링(408)은 스프링 홀더(409)와 가동 철심(404)의 단부(404a) 사이에 설치되어 있으며, 조정 나사(410)에 의하여 가동 철심(404)의 위치가 조정되어 있다. 상기 가동 철심(404)이 고정 철심(402)측에 흡입되고 흡기관에서 바이패스 통로로 분류한 유체는 유체도입 통로(411a), 구멍(407a), 공기실(411b) 및, 유체 도출 통로(411c)를 거쳐 바이패스 통로에서 흡기관으로 향하여 흐른다. 또한, 이런 종류의 비례 유량 제어 밸브에서는 미끄럼 이동부의 마찰 저항에 의한 히스테리시스를 감소시킴으로 전자 코일(406)로의 통전을 어느 일정의 주파수로서 단속시키고, 그 온 시간과 오프 시간의 비율을 변화시켜서 가동 철심(404)을 미끄럼 이동시키는 듀티 제어나, 또는 일정의 전류치(직류분)에 변동(교류분)을 가져 가동 철심(404)을 미끄럼 이동시키는 디터 제어가 일반적으로 사용되고 있다.

상기 종래의 비례 유량 제어 밸브에서는 스풀 타입의 밸브이므로 전자 코일(406)로의 통전을 차단했을때에도 스풀을 이루는 가동 철심(404)과 슬리브를 이루는 파이프(407)의 클리어린스부에서 유체가 누설되어 누설량을 0으로 하고자 하는 운전 상태(예를 들면 공전시)에서도 0으로 할 수 없었다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 전자 코일(406)의 비통전시에 가동 철심(404)의 단부(404a)측이 맞닿는 밸브 시트를 설치한 것이 고려되었지만(실개소 630145078호 공보), 듀티 제어나 디터 제어가 행하여지고 있으므로 가동 철심(404)과 밸브 시트의 충돌에 의하여 소음을 발생하고, 듀티와 유량이 비례하지 않은 이상 현상이 생긴다는 과제가 생기었다. 그래서 이 소음이나 이상 현상을 피하기 위하여 가동 철심(404)과 밸브 시트의 맞닿음면에 고무등의 탄성체를 설치하는 것도 고려되었지만, 탄성체의 경도를 매우 작게하여 친숙하기 쉽게 할 필요가 있으며, 가동 철심(404)과 밸브 시트의 맞닿음 위치나 맞닿음 하중에 불균형을 발생하고, 밸브를 열때에 불균형을 발생시키는 과제가 발생하였다.

그래서, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제14도 및 제15도에 나타내는 것이 고려되었다. 제14도 및 제l5도에서 가동 철심(404)의 안내부인 직경 축소부(404c)에는 밸브(414)가 미끄럼 이동가능하게 끼워 삽입되고, 직경 축소부(404c)의 밸브(414)의 선단측에는 홀더(416)가 고정된다. 탄성체(415)는 가동 철심(404)과 밸브(414) 사이에 설치되고, 양자를 소정의 힘으로 팽팽하게된 밸브(414)를 홀더(416)에 맞닿게 한다. 각 부재(404,414 내지 416)로 되는 밸브 조립체(418)는 스프링(408) 및 리턴 스프링(405)의 부세력에 의하여, 가동 철심(404)과 파이프(407)의 클리어린스에 의하여 생기는 기울기를 허용한 상태에서 밸브 시트(420)에 맞닿음된다. 또한 솔레노이드 장치(401)와 밸브 본체(411)는 가이드부(419)에 의하여 가터(gutter)없이 감합하고 있으므로, 밸브 조립체(418)와 밸브 시트(420)의 맞닿음부의 벗어남은 밸브 조립체(418)의 기울음만에 의하여 생긴다. 이때의 밸브(414)와 밸브 시트(420)의 맞닿음 하중은 탄성체(415)에 의한 밸브(414)와 홀더(416)의 맞닿음 하중보다도 작게 설정되어 있으며, 완전 폐쇄시에도 밸브(414)와 홀더(416) 사이에 간격이 생기지 않도록 되어 있다. 밸브(414)의 맞닿음부는 구형상을 이루고, 밸브 시트(420)의 맞닿음부는 원추형상(테이퍼)을 이루고 있다. 이 양자는 폴리브틸렌 텔레프탈레이트(PBT)로 구성 가능하다. 가동 철심(404)과 파이프(407)의 미끄럼 이동 직경과, 밸브(414)와 밸브 시트(420)의 맞닿음 원 직경은 대략일치하고 있으며, 예를 들면 11mm이다.

제14도 및 제15도에 나타난 종래 장치에서는 듀티 제어나 디터 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우, 이들의 제어에 기인하는 밸브 조립체(418)의 미소 진동에 의하여 시트의 이탈 또는 시트에의 접촉시에 밸브시트(420)와 충돌하여 발생하는 반발력을 탄성체(415)에 의하여 흡인할 수 있다. 밸브(414)와 밸브 시트(420)의 맞닿음형상을 구형상과 원추형상(테이퍼)으로 하였으므로, 가동 철심(404)과 파이프(407)의 클리어린스에 의한 밸브 조립체(418)의 기울음이 있어도 소정의 맞닿음원 직경에 의한 밀봉 성능을 확보할 수 있다. 상기 맞닿음원 직경과, 가동 철심(424)과 파이프(407)의 미끄럼 이동직경이 대략 일치하고 있으므로 비통전시에 흡기관내의 부압이 유체 도출 통로(411c)에 인가되어도 밸브 조립체(418)에 가하는 힘을 밸런스하게 하며, 안정된 상태를 유지할 수 있다. 삽입하지 않아도 접착이나 코오킹(calking)에서도 좋고, 직경축소부(404c)보다 더욱 소직경부를 설치하여 여기에 고착하여도 좋다. 밸브(414)의 맛닿음부는 다단의 원추면으로 하고, 밸브 시트(420)의 맞닿음편을 구형상의 내면으로 하여도 좋다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

종래의 스풀 타입의 밸브에 의하면, 예를 들어 내연기관의 드로틀 밸브를 바이패스하는 통로를 개폐하는 비례 유량 제어 밸브를 구성한 경우에는 상기 스풀을 이루는 가동 철심과 슬리브(원통부재) 사이의 클리어린스부에서의 누설이 있으며, 그 때문에 유량을 0으로 하고자 하는 운전 영역에서도 완전하게는 0으로 하는것이 가능하지 않다는 문제가 발생한다. 밸브 시트를 설치하면, 듀티 제어나 디져 제어를 실행한 경우에 유량 조정 수단의 밸브 시트에 대한 이탈, 접촉등에 의해 타음을 발생하거나, 이상 현상을 발생하는 것이 있으며, 그러한 소음이나 이상 현상을 피하기 위하여 착좌부에 탄성체를 설치하면, 맞닿음 위치가 맞닿음하중의 불균형에 의하여 밸브가 열릴때 불균형이 크게 된다는 문제가 생긴다.

포펫형의 밸브에서는 상술한 벨로우즈와 일체의 경질 수지 재료제의 밸브체를 판스프링에 의하여 유지된 가동 철심에 유동가능하게 삽입하고, 이 밸브체를 탄성체에 의하여 걸어맞춤편 측에 가압하는 구성에 의하여 상기와 같은 문제를 해결한 예가 있다. 그러나, 이예에서는 2종류이상의 코일스프링, 판스프링, 벨로우즈등을 조합하고, 이것과 전자 코일에 의한 흡인력의 밸런스로서 작동 특성을 결정할 필요가 있으므로, 특성의 설정이 번잡하고, 불균형이 나오기 쉬워 조정이 어렵다는 문제가 있다. 상기의 예에서는 밸브체와 유지판사이, 유지판과 마그네트판 사이, 가동 철심과 고정 철심(스테터코어) 사이, 각 공간을 각각 도통시켜서 압력을 균형시키지 않으면, 댐퍼 효과가 생겨 버리고, 빠른 작동을 얻을 수 없게 된다. 그 때문에 도통공간이 복수개소 필요하게 되고, 그 만큼 이물의 침입에 의한 도통 공간의 폐쇄 가능성이 크고, 폐쇄한 경우에는 정상의 유량 특성이 얻어지지 않게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 완전 폐쇄시의 누설량을 거의 0으로 할수 없고, 유량조정 수단의 밸브 시트에 대한 이탈, 접촉시에 소음을 발생하거나 유량 특성의 이상 현상을 발생하거나 하지 않고, 조정이 간단하고, 항상 정상의 유량 특성을 얻을 수 있는 신뢰성이 높은 비례 유량 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이들 단점을 해결하기 위한 것으로, 내연기관의 바이패스 공기 유량의 제어에서 흡기 통로의 상류측에서의 블로우바이 가스(blowby gas)의 유입이나 하류측에서의 기관의 공기 역류에 의하여 카본이나 오일등의 침착물(deposit)이 비례 유량 제어 밸브의 밸브와 가동 철심의 미끄럼 이동부에 부착하는 것을 방지할 수 없으므로, 이들 침착물의 부착에 의하여 미끄럼 이동성이 악화하고, 다음과 같은 문제를 일으켜 버린다. 즉, 밸브와 가동 철심이 팽팽한 상태인채로 미끄럼 이동할 수 없는 경우에는 밸브와 밸브 시트의 충돌 반발력을 흡수할 수 없게 되므로, 소음이나 유량 특성의 이상 현상이 발생한다. 또한, 탄성체가 어느 정도 압축된 상태에서 미끄럼 이동할 수 없는 경우에는 구동원을 오프(OFF)로 하여도 밸브가 열려진 상태로 되어 버리고, 최악의 경우에는 기관의 과회전을 초래하고, 기관이 폭주할 우려가 생긴다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유량 조정 수단의 밸브 시트에 대한 이탈, 접촉시에 소음을 발생하거나 유량 특성의 이상 현상을 발생하거나 하는 것 없이, 내연기관의 바이패스 공기 유량의 제어에 사용한 경우에 블로우바이 가스의 유입이나 기관의 공기 역류에 의한 침착물이 충돌 반발력 흡수 구조부에 부착하여 작동불량을 일으키는 것을 방지할 수 있는 신뢰성이 높은 완전 폐쇄기능 부착 비례 유량제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이들 단점을 해결하도록 밸브 조립체를 구성한 것으로, 그 경우에 밸브(밸브 본체)가 시트에서 이탈하여 소정량 만큼 스토로크(stroke) 했을때에는 밸브와 밸브 시트 사이의 최소유로 면적으로 유량이 규정되는 셈이지만, 동시에 미끄럼 이동부의 클리어린스에 의한 기울음을 허용하는 상태에서 밸브 시트에 대하여 소정의 맞닿음부를 확보할 수 있도록 밸브 조립체를 구성하는 것으로 됨으로, 밸브 시트와 홀더(걸어 맞춤편)의 간격에 그다지 여유가 없으면, 밸브 시트와 홀더 사이의 원환형상 간극사이가 불균일하게 변동하고, 그 결과 제11도에 도시한 유량 특성에 변동을 발생시킨다. 그러한 밸브 조립체로서 최대 유량을 증대시키는 것으로 밸브 조립체의 스토로크를 크게한 경우에 상기와 같이 밸브 시트와 홀더의 간격에 여유가 없으면, 밸브 조립체의 스트로크를 크게 하여도 밸브 시트와 홀더의 간극부로서 쵸크(choke)가 생겨서 유량이 제한되어 버리는 문제가 생긴다. 한편 밸브 시트내경을 크게 하면 상기와 같은 쵸크를 발생하지 않도록 할수 있으므로, 밸브와 밸브 시트의 맞닿음원 직경을 크게 하도록 했을 때에는 밸브 조립체에 가하는 압력이 불균형으로 되지 않도록 가동 철심의 미끄럼 이동 지지부의 직경까지 크게 하지 않으면 안되게 되고, 그 때문에 비례 -유량 제어 밸브와 밸브 전체가 대형화하여 버리는 문제가 생긴다. 상기와 같이 밸브와 밸브 시트의 맞닿음원 직경을 크게 하면, 밸브 조립체에 대한 유량 게인(gain)이 크게 되고, 제어성이 악화하는 문제도 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유량 조정 수단의 밸브 시트에 대한 이탈, 접촉시에 소음을 발생하거나 유량 특성의 이상 현상을 발생하거나 하지 않고, 미끄럼 이동부의 클리어린스에 의한 기울음에 기인하여 유량 특성에 변동이 발생하는 것을 막을 수 있고, 대형화나 제어성의 악화를 수반하지 않고 대유량 방법에 대응할 수 있는 완전 폐쇄기능부 비례 유량 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 제14도 및 제15도에 도시된 종래 장치에서 최대 유량의 규제는 가동 철심(404)에 압입하고 있는 스톱퍼(417)와 고정 철심(402)의 테이퍼형상 선단(402a)의 맞닿음에 의하여 행하여지고 있으므로, 전개시 바로 앞에서 스톱퍼(417)와 고정 철심(402)의 소음이 발생하고, 유량 특성에도 악영향이 있었다. 이것을 개선하기 위하여, 공급 전압(전류)의 최대값의 경우에서도 전자 흡인력과 스프링(405,408)의 반발력과의 균형에 의하여, 스톱퍼(417)와 고정 철심(402)이 맞닿는 바로 앞에서 스토로크의 최대값으로 되도록 하는 것이 고려되었지만, 흡인력이나 스프링힘의 불균형이 그대로 최대 스토로크 값으로 영향함으로 최대 유량에 불균형이 생기었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 소음이나 유량 특성의 이상 현상을 해소할 수 있고, 최대 유량의 불균형을 해소할 수 있는 비례 유량 제어 밸브를 얻는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 관한 비례 유량 제어 밸브는 비례 유량 제어 밸브 본체에 밸브 시트를 설치하고, 가동 철심에 미끄럼 이동가능하게 밸브를 끼워 삽입하고, 이 밸브를 가동 철심 사이에 설치한 탄성체에 의하여 밸브 시트로 향하는 방향으로 부세하고, 또한 탄성체에 의한 밸브의 밸브 시트로 향하는 방향으로의 이동을 규제하는 홀더를 가동 철심에 고정하여, 이들 가동 철심과 밸브와 탄성체와 홀더로 구성되는 밸브 조립체를 리턴스프링으로 부세하여 원통형 부재에 의하여 미끄럼 이동지지 시킨 것이다.

상기 가동 철심과 밸브의 상호 미끄럼 이동부의 적어도 한쪽에는 저마찰계수의 수지 코팅을 실시하면 된다.

또한, 본 발명에 관한 비례 유량 제어 밸브는 비례 유량 제어 밸브 본체에 밸브 시트를 설치하고, 가동 철심에 미끄럼 이동가능하게 밸브를 끼워 삽입하고, 이 밸브를 가동 철심 사이에 설치한 탄성체에 의하여 밸브 시트로 향하는 방향으로 부세하고, 탄성체에 의한 밸브의 밸브 시트로 향하는 방향으로의 이동을 규제하는 홀더를 가동 철심에 고정하여, 이들 가동 철심과 밸브와 탄성체와 홀더로서 구성되는 밸브 조립체를 리턴 스프링으로 부세하여 원통부재에 의하여 미끄럼 이동 지지시키고, 밸브의 단부와 이것에 대향하는 상기 원통형 부재의 단부를 미끄럼 이동측 방향으로 상호 중합시키는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 비례 유량 제어 밸브는 비례 유량 제어 밸브 본체에 밸브 시트를 설치하고, 가동 철심에 미끄럼 이동가능하게 밸브를 끼워 삽입하고, 이 밸브를 가동 철심 사이에 설치한 탄성체에 의하여 밸브 시트로 향하는 방향으로 부세하고, 또한 탄성체에 의한 밸브의 밸브 시트로 향하는 방향으로의 이동을 규제하는 홀더를 가동 철심에 고정하고, 홀더의 반대측 밸브의 일단이 비례 유량 제어 밸브 본체측에 유지되어 홀더를 거쳐 리턴 스프링의 부세력에 저항하는 방향으로 가동 철심을 부세하는 스프링을 설치하고, 이들 가동 철심과 밸브와 탄성체와 홀더에서 구성되는 밸브 조립체를 리턴 스프링으로 부세하여 원통형 부재에 의하여 미끄럼 이동 지지시키고, 밸브의 스프링에 가까운 측의 단부를 홀더와의 맞닿음부를 초과하여 적어도 스프링과 홀더의 맞닿음부와 동일의 위치까지 미끄럼 이동축방향으로 설치한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 비례 유량 제어 밸브는 가동 철심을 흡인 방향과 반대 방향으로 부세하여 가동 철심이 고정 철심과 맞닿음하지 않도록 한 스프링과, 밸브 시트에 설치되고 밸브 시트와 밸브의 이간 거리가 소정치 이상으로 되었을때에 이 사이에 형성되는 최소 유량 통로 면적을 일정하게 하는 원통부를 설치한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 비례 유량 제어 밸브는 가동 철심을 흡인 방향과 반대 방향으로 부세하여 가동 철심이 고정 철심과 맞닿음하지 않도록 한 스프링과 홀더에 설치되고 밸브와 밸브 시트의 이간 거리가 소정치 이상으로 되었을때에 이 사이에 형성되는 최소 유체 통로 면적을 일정하게 하는 원통부를 설치한 것이다.

[작용]

본 발명에서는 가동 철심, 밸브, 탄성체 및 홀더로 이루어지는 밸브 조립체는 탄성체가 소정의 부세력으로 가동 철심과 밸브를 팽팽하게 한 상태이고, 리턴 스프링에 의하여 밸브 시트에 대하여 소정의 부세력으로 맞닿음시킨다. 그 때문에, 듀티 제어나 디터 제어에 의한 유체 제어에서 밸브 조립체의 미소 진동에 따른 이탈 또는 접촉시에 밸브 시트의 충돌에 의하여 발생하는 반발력을 탄성체가 흡수한다. 따라서 밸브와 밸브 시트의 충돌에 의한 소음의 발생을 방지하고 유량 특성에 이상 현상이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 가동 철심과 밸브의 상호 미끄럼 이동부에 저마찰계수의 수지 코팅이 실시됨으로서 해당 미끄럼 이동부의 마찰력이 저감되어 마모입자의 발생이 제어되고, 미끄럼 이동 클리어린스의 저감이 가능하게 되어 미소한 이물의 침입이나 밸브와 가동 철심의 상태적인 기울음등에 기인하는 동작 불량을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 밸브의 단부와 이것에 대향하는 상기 원통형 부재의 단부가 미끄럼 이동축 방향으로 서로 중합하는것에 의하여 블로우바이 가스나 기관에서의 역류 가스가 밸브와 가동 철심의 미끄럼 이동부에 직접 유입하는 것이 방지되고, 그것에 의하여 그들의 가스에 포함되는 카본이나 오일등의 디포지트가 상기 미끄럼 이동부에 들어가서 부착되는 것이 방지된다.

또한, 밸브의 스프링에 가까운 측의 단부가 홀더의 맞닿음부를 초과하여 적어도 스프링과 홀더의 맞닿음부와 동일위치까지 미끄럼 이동축 방향으로 설치되어 있으므로, 밸브가 이좌하여 소정량만큼 스토로크 했을때에서도, 홀더 부분에 의하여 유체의 흐름이 방해로 되거나 편류되거나 하는 것이 없어진다. 따라서, 유량특성의 변동이 방지되고, 최대 유량 증대를 위하여 스토로크를 크게 하여도 홀더와의 간격부에서 쵸크가 생기는 일은 없다.

또한, 본 발명에서는 가동 철심과 고정 철심이 맞닿음하지 않도록 흡인력과 스프링력이 밸런스된다. 여자코일의 흡인력에 의하여 가동 철심이 이동하고, 밸브가 밸브 시트에서 소정 거리이상 이탈 했을때에 이 사이의 최소 유체 통로 면적은 밸브. 시트의 원통부와 밸브 외경의 사이 또는 홀더의 원통부와 밸브 시트의 내경 사이의 통로면적에 규제되어 실질적으로 일정하게 된다.

[실시예]

제 1 도는 본 발명에 의한 비례 유량 제어 밸브의 제 1 실시예의 종단면도, 제2도는 그 주요부 확대도이다. 여기서 제 4 도의 종래 실시예와 동일 부분 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 사용하고 있다.

참조부호 1은 솔레노이드 장치이고, 그 내부 중앙에는 긴쪽 방향으로 고정 철심(2)이 설치되어 있다. 솔레노이드 장치(1)의 내주에 원통형상의 케이스(3)가 장착되고, 상기 고정 철심(2)에 대칭하는 위치에는 가동 철심(4)이 설치되고, 그 사이에 리턴 스프링(5)이 개재되어 있다.

가동 철심(4)은 안내부로 이루어진 직경축소부(4c)를 가지고, 그 직경 축소부(4c)에는 밸브(14)가 미끄럼이동 가능하게 끼워 삽입되어 있다. 그리고, 상기 밸브(14)를 선단측으로 부세하도록 상기 직경 축소부(4c) 외주에 스프링(15)이 설치되고, 상기 직경 축소부(4c)의 선단에는 상기 밸브의 선단측으로의 이동을 규제하는 홀더(16)가 고정되어 있다. 상기 스프링(15)은 밸브(14)와 가동 철심(4)을 서로 팽팽하게 하여, 밸브(14)를 홀더(16)에 맞닿음시키고 있다. 이와 같이 하여, 가동 철심(4)과 밸브(14)와 스프링(15)과 홀더(16)로 밸브 조립체(18)가 구성되어 있다.

상기 케이스(3)의 내주면에는 절연재(3a)를 거쳐 전자 코일(6)이 설치되고, 이 전자 코일(6)이 권장된 보빈(6a)의 내주면에는 원통형 부재로 이루어진 파이프(7)가 장착되어 이 파이프(7)의 내측에 상기 고정 철심(2)과 가동 철심(4)이 대향하게 설치되어 있다. 그리고, 이 고정 철심(2)과 가동 철심(4)사이의 공간에 스프링 홀더(5a)를 거쳐 상기 리턴 스프링(5)이 설치되고, 가동 철심(4)은 이 리턴 스프링(5)에 의하여 전자 코일(6)의 전자 흡인력에 저항하는 방향으로 부세되고 있다. 즉 리턴 스프링(5)에 의하여, 가동 철심(4)에는 제 1 도에서 좌측방향으로 가압하는 힘이 항상 작용하고 있다. 상기 전자 코일(6)에는 외부로 도출하는 리드 와이어(6b)가 접속되어 있다.

가동 철심(4)의 상기 리턴 스프링(5)과의 반대측에는 스프링(8)이 설치되어 있다. 이 스프링(8)은 가동 철심(4)의 직경 축소부(4c) 선단에 고정된 상기 홀더(16)와 스프링 홀더(9)사이에 설치되고, 그 스프링 홀더(9)는 비례 유량 제어 밸브 본체(11)에 나사 결합된 조정 나사(10)의 선단에 고정되어 있다.

비례 유량 제어 밸브 본체(11)에는 솔레노이드 장치(1)측의 단부 근방에 유체 도입 통로(11a)가 설치되고, 선단(제 1 도에서 좌단)측에는 유체 도출 통로(11c)가 설치되어 있다.

솔레노이드 장치(1)와 비례 유량 제어 밸브 본체(11)는 솔레노이드 장치(1)의 단부에 감착된 가이드 부재(19)의 리브형상 가이드부(19a)에 비례 유량 제어 밸브 본체(11)가 감착됨으로서, 가터없이 서로 감합 고정 되어 있다. 또한, 이 가이드 부재(19)에는 가동 철심(4)을 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 상기 파이프(7)의 일단이 유지되어 있다. 그리고, 비례 유량 제어 밸브 본체(11)에는 상기 밸브 조립체(18)에 대향하는 위치에 밸브 시트(13)가 감착되고, 이것에 의하여 유체 도출 통로(11c)에 연통하는 공기실(11b)이 유체 도입 통로(11a)측에서 구획되어 있다.

상기 조정 나사(10)는 비례 유량 제어 밸브 본체(11)의 유체 도출 통로(11c)가 설치된 상기 선단측에서 가동 철심(4)측으로 향하여 나사 결합되어 있다. 그리고, 이 조정 나사(10)에 고정된 스프링 홀더(9)에 유지되는 상기 스프링(8)은 가동 철심(4)을 전자 흡인력이 작동하는 방향과 같은 방향으로 항상 부세하고 있다.

홀더(16)는 가동 철심(4)의 직경 축소부(4c)로 압입되어 일체로 된다. 따라서, 탄성체(15)에 의해 밸브(14)는 밸브 시트 방향으로 부세되지만 홀더에 의해 이동이 규제되고 있다.

이상과 같이 조립된 밸브 조립체(18)는 상기 스프링(8)과 리턴 스프링(5)의 부세력을 받아서 가동 철심(4)을 파이프(7)의 클리어린스에 의해 생긴 기울어짐이 허용된 상태로 밸브 시트(13)에 맞닿음시킨다. 여기서 홀더(16)와 스프링 홀더(9)사이에 설치된 상기 스프링(8)은 그 부세력이 조정 나사(10)에 의하여 미리 조정되고, 그것에 의하여 밸브 조립체(18)의 밸브 시트(13)측으로의 부세력이 조정된다. 또한 이때, 밸브(14)와 밸브 시트(13)의 맞닿음하중은 스프링(15)에 의한 밸브(14)와 홀더(16)의 맞닿음 하중 보다도 작게하여 완전 폐쇄시에 밸브(14)와 홀더(16)사이에 간극이 생기지 않도록 하는 설정이 행하여진다.

상기 밸브 시트(13)의 시트면은 테이퍼형상(원추)으로 되고 이것에 대한 밸브(14)의 맞닿음면은 구형상으로 되어 있다. 여기서 상기 테이퍼 형상의 시트면과 구형상의 맞닿음면에 대한 맞닿음원의 직경은 예를들면 11mm이고, 가동 철심(4)과 파이프(7)의 미끄럼 이동 직경과 대략 일치하도록 설정되어 있다. 상기 밸브 시트(13)와 밸브(14)는 예를들면 폴리브틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate ; PBT)로 구성하는 것이 가능하다.

상기 가동 철심(4)의 축심부에는 유체 도출 통로(11c)로 연통하는 상기 공기실(11b)측의 압력과 가동 철심(4)과 고정 철심(2)사이에 형성되는 공간의 압력을 밸런스 시키기 위하여 도통 구멍(4b)이 설치되어 있다. 이 도통 구멍(4b)은 최대 직경이 3mm 이상으로 되도록 된다.

이러한 구성의 비례 유량 제어 밸브에서 전자 코일(6)로 통전하면 가동 철심(4)이 리턴 스프링(5)의 가압력에 저항하여 고정 철심(2)측으로 흡인되고, 밸브 조립체(18)가 이동하여 밸브가 열린다. 여기서 이 비례유량 제어 밸브를 사용하여 듀티 제어나 디터 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우, 이들 제어에 기인하는 밸브 조립체(18)의 미소 진동에 따른 이탈 또는 접촉등의 충돌에 의하여 발생하는 반발력은 밸브(14)를 부세하는 상기 스프링(15)에 의하여 흡수된다. 그 결과 제 3 도에 나타나듯이 듀티가 0일때의 밀봉 성능이 확보되고, 이상현상이 없는 유량 특성이 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는 상기와 같이 솔레노이드 장치(1)와 비례 유량 제어 밸브 본체(11)가 가이드 부재(19)에 의하여 가터없이 감합되어 있으므로, 밸브 조립체(18)와 밸브 시트(13)의 맞닿음부의 벗어남은 가동 철심(4)과 파이프(7)의 클리어린스에 의하여 생기는 밸브 조립체(18)의 기울어짐 만으로 되고, 상기와 같이 밸브 시트(13)의 시트면이 테이퍼형상이고, 그것에 대한 밸브(14)의 맞닿음면이 구형상으로 되어 있으므로, 상기 기울어짐이 있어도 소정 직경의 맞닿음원으로서 맞닿음으로서 밀봉 성능이 확보된다. 또한, 가동 철심(4)과 파이프(7)의 미끄럼 이동 틈새는 0.02 내지 0.2mm로 되고, 미끄럼 이동 길이(L)와 미끄럼 이동 직경(D)의 비 L/D는 l.5 이상으로 된다.

본 실시예에서는 상기와 같이 밸브 시트(13)와 밸브(14)의 맞닿음원 직경이 가동 철심(4)과 파이프(7)의 미끄럼 이동 직경과 대략 일치하고 있으므로, 비통전시에서 흡기관내 부압이 유체 도출 통로(11c)에 인가되어도 도통 구멍(4b)을 거쳐 밸브 조립체(18)에 좌우에서 가하는 힘은 밸런스하고, 안정된 상태가 유지된다.

그런데, 상기 구조에 의하여 밸브(14)와 밸브 시트(13)가 충돌했을때에, 밸브에 가하는 반발력을 스프링(15)이 흡수하면서 밸브(14)가 이동하는 셈이지만, 이 경우 밸브(14)와 가동 철심(4)의 직경 축소부(4c)의 미끄럼 이동면에 있어서 마모 입자의 발생이나 미묘한 이물의 침입이나 밸브(14)와 가동 철심(4)의 상대적인 기울어짐등에 의하여 밸브(14)가 가동 철심(4)의 직경 축소부(4c)상을 유연하계 미끄럼 이동하지 않게된 것은 다음과 같은 불합리한 현상이 생긴다. 즉, 밸브(14)와 가동 철심(4)이 평행한 상태인채로 미끄럼 이동하지 않은 경우에는 밸브(14)와 밸브 시트(13)의 충돌에 의한 반발력을 흡수할 수 없게 되어, 소음이나 유량 특성의 이상 현상이 발생한다. 스프링(15)이 어느 정도 입축된 상태에서 미끄럼 이동할 수 없는 경우는 구동원을 오프로 하여도 밸브(14)가 열린체로 되어 버리고, 최악의 경우에는 기관의 과회전을 초래하고, 폭주할 우려가 생긴다. 그래서, 본 실시예에서는 가동 철심(4)의 직경 축소부(4c)와 밸브(14)의 상호 미끄럼 이동부의 적어도 한쪽에 테프론(Teflon ; 상품명)등의 저마찰 계수의 수지 코팅을 실시하도록 하고 있다. 이 코팅의 막두께는 10 내지 30μm 정도로 된다. 또한, 가동 철심(4)의 파이프(7)의 미끄럼 이동부에도 같은 코팅을 실행하면 좋고, 그 경우에는 예를들면 대상물인 가동 철심(4)을 회전시키면서, 스프레이에 의하여 코팅을 실행하는 방법을 사용할 수 있다. 이 스프레이에 의하여 코팅하는 방법은 도브 담금에 의한 코팅에 비하여 막두께를 균등하게 할 수 있고, 불필요한 부분에 코팅을 하지 않고 완료하는 등의 잇점이 있다. 가동 철심(4)의 밸브(14)의 미끄럼 이동부인 직경 축소(4c)와, 파이프(7)의 미끄럼 이동부에 동일의 코팅을 실시하도록 하면 마스킹(masking)처리를 할 필요도 없고, 그 만큼 공정 개선에 관련한다.

상기와 같이, 밸브(14)와 가동 철심(4)의 미끄럼 이동부에 저마찰 계수의 고팅을 실시한 것에 의하여, 이들 미끄럼 이동부의 마찰력이 저감되고, 마모 입자의 발생을 방지할 수 있다. 마찰력이 저감됨으로서 미끄럼 이동 클리어린스를 작게하는 것이 가능하게 됨으로, 미소한 이물의 침입을 미연에 방지하고, 기울음 등에 의한 동작 불량을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 홀더(16)는 가동 철심(4)에 대하여 압입에 따라 고정할 수 있고, 그외에 접착이나 코오킹에 의하여 고정하는 것도 가능하다. 가동 철심(4)의 직경 축소부(4c)의 선단에 더욱 소직경부의 부분을 설치하여 홀더를 고정하도록 하여도 좋다.

밸브(14)와 밸브 시트(13)의 맞닿음부는 밸브(14)측에 다단 원추형상의 맞닿음면을 설치하고, 밸브 시트(13)측의 시트면을 구형상으로 하여도 좋다.

제 7 도는 본 발명에 따른 비례 유량 제어 밸브의 제 2 실시예의 종단면도, 제 8 도는 그 주요부 확대도이다. 여기서 제 4 도의 종래 실시예와 동일한 부분 또는 상당하는 부분에는 유사한 부호를 사용하고 있다.

참조부호 101은 솔레노이드 장치이고, 그 내부 중앙에는 긴쪽 방향으로 고정 철심(102)이 설치되어 있다. 솔레노이드 장치(101) 내주에 원통형상의 케이스(103)가 장착되고, 상기 고정 철심(102)에 대칭하는 위치에는 가동 철심(104)이 설치되고, 그 사이에 리턴 스프링(105)이 개재되어 있다.

가동 철심(104)은 안내부인 직경 축소부(104c)를 가지고, 그 직경 축소부(104c)에는 밸브(114)가 미끄럼이동 가능하게 끼워 삽입되어 있다. 그리고 상기 밸브(114)를 선단측으로 부세하도록 상기 직경 축소부(104c) 외주에 스프링(115)이 설치되고, 상기 직경 축소부(104c)의 선단에는 상기 밸브(114)의 선단측으로의 이동을 규제하는 홀더(116)가 고정되어 있다. 상기 스프링(115)은 밸브(114)와 가동 철심(104)을 서로 팽팽하게 하여, 밸브(114)를 홀더(116)에 맞닿음시키고 있으며, 이와 같이 하여 가동 철심(104)과 밸브(114)와 스프링(115)과 홀더(116)로 밸브 조립체(118)가 구성되어 있다. 여기서 상기 밸브(114)의 원통형 부재인 파이프(107)측의 단부는 직경이 확대되어 환형상을 이루고, 이 환형상의 단부가 파이프(107)의 단부를 외측에서 덮도록, 이들 밸브(114)의 단부와 파이프(107)의 단부가 미끄럼 이동축 방향으로 상호 중합하고 있다. 또한 이 밸브(114)의 단부와 파이프(107)의 단부의 미끄럼 이동축 방향의 오버랩량을 밸브(114)가 밸브 시트(113)에 접촉한 상태에서 소정의 최소값(치수)으로 되고 한편, 후술하둣이 전자 코일(106)에 통전되어, 가동 철심(104)이 리턴 스프링(105)의 가압력에 저항하여 고정 철심(102)측에 흡입되고, 밸브 조립체(118)가 이동하여 완전 폐쇄 상태로 되었을때에도 가이드 부재(119)에 맞닿음하지 않도록 하는 치수로 설정된다.

밸브의 단부, 원통형 부재의 단부가 미끄럼 이동축 방향으로 서로 중합되는 것은 상술한 바와 같이 제 7 도에 미끄럼 이동축 방향에 대하여 밸브 단부와 원통형 부재(파이프)의 단부의 길이로 중합되어 있는 것을 도시하고 있다.

상기 케이스(103)의 내주면에는 절연재(103a)를 거쳐 전자 코일(106)이 설치되고, 이 전자 코일(106)이 권장된 보빈(106a)의 내주면에는 파이프(107)가 장착되어, 이 파이프(107)의 내측에 상기 고정 철심(102)및 가동 철심(104)이 대향하게 설치되어 있다. 그리고, 이 고정 철심(102)과 가동 철심(104)사이의 공간에 스프링 홀더(105a)를 거쳐 상기 리턴 스프링(105)이 설치되고, 가동 철심(104)은 이 리턴 스프링(105)에 의하여 전자 코일(106)의 전자 흡인력에 저항하는 방향으로 부세되어 있다. 즉 리턴 스프링(105)에 의하면, 가동 철심(104)에는 제 7 도에서 좌측방향으로 가압하는 힘이 항상 작용하고 있다. 상기 전자 코일(106)에는 외부에 도출하는 리드 와이어(106b)가 접속되어 있다.

가동 철심(104)의 상기 리턴 스프링(105)과의 반대측에는 스프링(108)이 설치되어 있다. 이 스프링(108)은 가동 철심(104)의 직경 축소부(104c) 선단에 고정된 상기 홀더(116)와 스프링 홀더(109)의 사이에 설치되고, 그 스프링 홀더(109)는 비례 유량 제어 밸브 본체(111)에 나사 결합된 조정 나사(110)의 선단에 고정되어 있다.

비례 유량 제어 밸브 본체(111)에는 솔레노이드 장치(101)측의 단부 근방에 유체 도입 통로(111a)가 설치되고, 선단(제 7 도에서 좌단)측에는 유체 도출 통로(111c)가 설치되어 있다.

솔레노이드 장치(101)와 비례 유량 제어 밸브 본체(111)는 솔레노이드 장치(101)의 단부에 감착된 가이드부재(119)의 리브형상 가이드부(119a)에 비례 유량 제어 밸브 본체(111)가 감착됨으로서, 가터없이 서로감합 고정되어 있다. 또한, 이 가이드 부재(119)에는 가동 철심(104)을 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 상기 파이프(107)의 일단이 유지되어 있다. 그리고, 비례 유량 제어 밸브 본체(111)에는 상기 밸브 조립체(118)에 대향하는 위치에 밸브 시트(113)가 감착되고, 이것에 의하여 유체 도출 통로(111c)에 연통하는 공기실(111b)이 유체 도입 통로(111a)측에서 구획되어 있다.

상기 조정 나사(10)는 비례 유량 제어 밸브 본체(111)의 유체 도출 통로(111c)가 설치된 상기 선단측에서 가동 철심(104)측으로 향하여 나사 결합되어 있다. 그리고 이 조정 나사(110)에 고정된 스프링 홀더(109a)에 유지되는 상기 스프링(108)은 가동 철심(104)을 전자 흡인력이 작동하는 방향과 같은 방향으로 항상 부세되어 있다.

이상과 같이 조립된 밸브 조립체(118)는 상기 스프링(108)과 리턴 스프링(105)의 부세력을 받아서, 가동 철심(104)을 파이프(107)의 클리어린스에 의해 생긴 기울어짐이 허용된 상태로 밸브 시트(113)에 맞닿음시킴 된다. 여기서 홀더(116)와 스프링 홀더(109)사이에 설치된 상기 스프링(108)은 그 부세력이 조정 나사(110)에 의하여 미리 조정되고, 그것에 의하여 밸브 조립체(118)의 밸브 시트(113)측으로의 부세력이 조정된다. 또한, 이때, 밸브(114)와 밸브 시트(113)의 맞닿음하중은 스프링(115)에 의한 밸브(114)와 홀더(116)의 맞닿음하중 보다도 작게 하여 완전 폐쇄시에 밸브(114)와 홀더(116)의 사이에 간극이 생기지 않도록 설정이 행하여 진다.

상기 밸브 시트(113)의 시트면은 테이퍼형상(원추)으로 되고 이것에 대한 밸브(114)의 접촉면은 구형상으로 되어 있다. 여기서, 상기 테이퍼상의 시트면과 구형상의 맞닿음면에 대한 맞닿음원의 직경은 예를들면11mm이고, 가동 철심(104)과 파이프(107)의 미끄럼 이동 직경과 대략 일치하도록 설정되어 있다. 또한 상기 밸브 시트(113)와 밸브(114)는 예를들면 폴리브틸렌 텔레프랄레이트(PBT)로 구성하는 것이 가능하다.

상기 가동 철심(104)의 축심부에는 유체 도출 통로(111c)로 연동하는 상기 공기실(111b)측의 압력과 가동 철심(104)과 고정 철심(102)사이에 형성되는 공간의 압력을 밸런스 시키기 위하여 도통 구멍(104b)이 설치되어 있다. 이 도통 구멍(104b)은 최대 직경이 3mm 이상으로 되도록 된다.

이러한 구성에 비례 유량 제어 밸브에서 전자 코일(106)로 통전하면, 가동 철심(104)이 리턴 스프링(105)의 가압력에 저항하여 고정 철심(102)측으로 흡인되고, 밸브 조립체(118)가 이동하여 밸브가 개방된다. 여기서 이 비례 유량 제어 밸브를 사용하여 듀티 제어나 디져 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우, 이들 제어에 기인하는 밸브 조립체(118)의 미소 진동에 따른 이탈 또는 접촉시의 충돌에 의하여 발생하는 반발력은 밸브(114)를 부세하는 상기 스프링(115)에 의하여 흡수된다. 그 결과, 제 3 도에 나타나듯이 듀티가 0일때의 밀봉 성능이 확보되고, 소음이나 이상현상이 없는 유량 특성이 얻어진다. 또한 상기와 같이 밸브(114)의 단부(114a)가 파이프(107)의 단부(107a)에 대하여 외측에서 덮도록 미끄럼 이동축 방향으로 중합하고 있으므로서, 이 비례 유량 제어 밸브를 내연기관의 바이패스 공기량 제어에 사용한 경우에서도 블로우바이가스나기관에서의 역류 가스가 상기 밸브(114)와 가동 철심(104)의 미끄럼 이동부에 직접 유입하는 것이 방지되고, 그것에 의하여 그들의 가스에 포함되는 카본이나 오일등의 디포지트가 상기 미끄럼 이동부에 들어가 부착하는 것이 방지된다.

또한, 본 실시예에서는 상기와 같이 솔레노이드 장치(101)와 비례 유량 제어 밸브 본체(111)가 가이드 부재(119)에 의하여 가터없이 감합되어 있으므로, 밸브 조립체(118)와 밸브 시트(113)의 맞닿음부의 벗어남은 가동 철심(104)과 파이프(107)의 클리어린스에 의하여 생기는 밸브 조립체(118)의 기울어짐만으로 되고, 상기와 같이 밸브 시트(113)의 시트면이 테이퍼 형상이고, 그것에 대한 밸브(14)의 맞닿음면이 구형상으로되어 있으므로, 상기 기울어짐이 있어도, 소정 직경의 맞닿음원으로 맞닿음으로서 밀봉 성능이 확보된다. 또한 가동 철심(104)과 파이프(107)의 미끄럼 이동길이(L) 미끄럼 이동직경(D)의 비 L/D는 1.5 이상으로 된다.

본 실시예에서는 상기와 같이 밸브 시트(113)와 밸브(114)의 맞닿음원 직경이 가동 철심(104)과 파이프(107)의 미끄럼 이동 직경과 대략 일치하고 있으므로, 비통전시에서 흡기관내 부압이 유체 도출 통로(111c)에 인가되어도 도통 구멍(104b)을 거쳐 밸브 조립체(118)에 좌우에서 가하는 힘은 밸런스하고, 안정된 상태가 유지된다.

또한, 상기 홀더(116)는 가동 철심(104)에 대하여 압입에 따라 고정할 수 있고, 그외에 접착이나 코오킹에 의하여 고정하는 것도 가능하다. 가동 철심(104)의 직경 축소부(104c)의 선단에 소직경부의 부분을 설치하여 홀더를 고정하도록 하여도 좋다.

밸브(114)와 밸브 시트(113)의 맞닿음부는 밸브(114)측에 다단 원추형상의 맞닿음면을 설치하고, 밸브 시트(13)쪽의 시트면을 구형상으로 하여도 좋다.

또한, 상기 밸브(114)와 파이프(107)의 각각의 단부의 중합 구조는 밸브(114)쪽이 내측으로 되고, 파이프쪽이 외측으로 되도록 하여도 좋다.

제 9 도는 본 발명에 따른 비례 유량 제어 밸브의 제 3 실시예의 종단면도, 제10도는 그 주요부 확대도이다. 여기서 제 4 도의 종래 실시예와 동일한 부분 또는 상당하는 부분에는 유사한 부호를 사용하고 있다.

참조부호 301은 솔레노이드 장치이고, 그 내부 중앙에는 긴쪽 방향으로 고정 철심(302)이 설치되어 있다. 솔레노이드 장치(301)의 내주에 원통형상의 케이스(303)가 장착되고, 상기 고정 철심(302)에 대칭하는 위치에는 가동 철심(304)이 설치되고, 그 사이에 리턴 스프링(305)이 개재되어 있다.

가동 철심(304)은 안내부인 직경 축소부(304c)를 가지고, 그 직경 축소부(304c)에는 밸브(314)가 미끄럼이동 가능하게 끼워 삽입되어 있다. 그리고, 상기 밸브(314)를 선단측으로 부세하도록 상기 직경 축소부(304c) 외주에 스프링(315)이 설치되고, 상기 직경 축소부(304c)의 선단에는 상기 밸브의 선단측으로의 이동을 규제하는 홀더(316)가 고정되어 있다. 상기 스프링(315)은 밸브(314)와 가동 철심(304)을 서로 팽팽하게 하여, 밸브(314)를 홀더(316)에 맞닿음시키고 있다. 이와 같이 하여, 가동 철심(304)과 밸브(314)와 스프링(3l5)과 홀더(316)로서 밸브 조립체(318)가 구성되어 있다. 가동 철심(304)의 상기 리턴 스프링(305)과의 반대측에는 스프링(308)이 설치되어 있다. 이 스프링(308)은 가동 철심(304)의 직경 축소부(304c) 선단에 고정된 상기 홀더(316)와 스프링 홀더(309)사이에 설치되고, 그 스프링 홀더(309)는 비례 유량 제어 밸브 본체(311)에 나사 결합된 조정 나사(310)의 선단에 고정되어 있다.

상기 밸브(314)는 홀더(316)에 맞닿음하는 스프링(308)에 가까운 측의 단부가 홀더(316)의 외주를 둘러싸도록 홀더(316)와의 맞닿음부위치를 초과하여 미끄럼 이동축 방향으로 돌출하는 형으로 설치되고, 그 연장설치부의 단면은 밸브 시트(313)의 테이퍼형상(원추)의 시트면에 맞닿음하는 구형상의 맞닿음면으로 되어있다. 그리고, 제10도에서 선 ①로 도시한 상기 구형상 맞닿음면의 내주 선단 위치는 제10도의 선 ②로 도시한 스프링(308)과 홀더(316)의 당접부 위치를 초과한 것으로 설정되어 있다. 또한 제10도의 선 ③은 밸브(314)와 밸브 시트(313)의 맞닿음부 위치를 나타낸다. 여기서 상기 테이퍼 형상의 시트면과 구형상의 맞닿음면에 대한 맞닿음원의 직경은 예를들면 11mm이고, 가동 철심(304)과 원통형 부재인 파이프(307)의 미끄럼 이동직경은 대략 일치하도록 설정되어 있다. 상기 밸브 시트(313)와 밸브(314)는 예를들면 폴리브틸렌텔레프탈레이트(PBT)로 구성하는 것이 가능하다.

상기 케이스(303)의 내주면에는 절연재(303)를 거쳐 전자 코일(306)이 설치되고, 이 전자 코일(306)이 권장된 보빈(306a)의 내주면에는 파이프(307)가 장착되어 이 파이프(307)의 내측에 상기 고정 철심(302)및 가동 철심(304)이 대향하게 설치되어 있다. 그리고 이 고정 철심(302)과 가동 철심(304)사이의 공간에 스프링 홀더(305a)를 거쳐 상기 리턴 스프링(305)이 설치되고, 가동 철심(304)은 이 리턴 스프링(305)에 의하여 전자 코일(306)의 전자 흡인력에 저항하는 방향으로 부세되어 있다. 즉, 리턴 스프링(305)에 의하여 가동 철심(304)에는 제 9 도에서 좌방향으로 가압하는 힘이 항상 작용하고 있다. 상기 전자 코일(306)에는 외부로 도출하는 리드 와이어(306b)가 접속되어 있다.

비례 유량 제어 밸브 본체(311)에는 솔레노이드 장치(301)측의 단부 근방에 유체 도입 통로(311a)가 설치되고, 선단(제9도에서 좌단)측에는 유체 도출 통로(311c)가 설치되어 있다.

솔레노이드 장치(301)와 비례 유량 제어 밸브 본체(311)는 솔레노이느 장치(301)의 단부에 감착된 가이드부재(319)의 리브형상 가이드부(319a)에 비례 유량 제어 밸브 본체(311)가 감착됨으로써, 가터 없이 서로 감합 고정되어 있다. 이 가이드 부재(319)에는 가동 철심(304)을 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 상기 파이프(307)의 일단이 유지되어 있다. 그리고 비례 유량 제어 밸브 본체(311)에는 상기 밸브 조립체(318)에 대향하는 위치에 밸브 시트(313)가 감착되고, 이것에 의하여 유체 도출 통로(311c)에 연통하는 공기실(311b)이 유체 도입 통로(311a)측에서 구획되어 있다.

상기 조정 나사(310)는 비례 유량 기어 밸브 본체(311)의 유체 도출 통로(311c)가 설치된 상기 선단측에서 가동 철심(304)측으로 향하여 나사 결합되어 있다. 그리고, 이 조정 나사(310)에 고정된 스프링 홀더(309)에 유지되는 상기 스프링(308)은 가동 철심(304)을 전자 흡인력이 작동하는 방향과 같은 방향으로 항상 부세하고 있다.

이상과 같이 조립된 밸브 조립체{318)는 상기 스프링(308)과 리턴 스프링(305)의 부세력을 받아서 가동 철심(304)을 파이프(307)의 클리어린스에 의해 생긴 기울어짐이 허용된 상태로 밸브 시트(313)에 맞닿음시킨다. 여기서, 홀더(316)와 스프링 홀더(309)사이에 장치된 상기 스프링(308)은 그 부세력이 조정 나사(310)에 의하여 미리 조정되고, 그것에 의하여 밸브 조립체(318)의 밸브 시트(313)측으로의 부세력이 조정된다. 또한 이때, 밸브(314)와 밸브 시트(313)의 맞닿음하중은 스프링(315)에 의한 밸브(314)와 홀더(316)의 맞닿음하중 보다도 작게 하여 완전 폐쇄시에 밸브(314)와 홀더(316)사이에 간극이 생기지 않도록 하는 설정이 행하여진다.

상기 가동 철심(304)의 축심부에는 유체 도출 통로(311c)에 연통하는 상기 공기실(311b)측의 압력과 가동 철심(304)과 고정 철심(302)사이에 형성되는 공간의 압력을 밸런스시키기 위하여 도통 구멍(304b)이 설치되어 있다. 이 도통 구멍(304b)은 최대 직경이 3mm 이상으로 되도록 된다.

이러한 구성의 비례 유량에 제어 밸브에서, 전자 코일(306)로 통전하면 가동 철심(302)이 리턴 스프링(305)의 가압력에 저항하여 고정 철심(302)측으로 흡인되고, 밸브 조립체(318)가 이동하여 밸브가 열린다. 여기서 이 비례 유량 제어 밸브를 사용하여 듀티 제어나 디터 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우, 이들 제어에 기인하는 밸브 조립체(318)의 미소 진동에 따른 이탈 또는 접촉시의 총돌에 의하여 발생하는 반발력은 밸브(314)를 부세하는 상기 스프링(315)에 의하여 흡수된다. 상기와 같이 밸브(314)의 단부가 홀더(316)의 외주를 둘러싸도록 돌출형성되고 그 선단이 스프링(308)과 홀더(316)의 맞닿음부 위치를 초과한 것에 설정되어 있으므로, 밸브(314)가 이좌하여 소정량만큼 스트로크하여도 홀더(316)에 의하여 유체의 흐름이 방해되거나 편류되거나 하는 일이 없다. 그 결과, 제 3 도에 나타나듯이 듀티가 0일때의 밀봉성능이 확보될 수 있고, 이상 현상의 발생이 없고, 밸즈 조립체의 기울어짐에 의한 유량 특성의 변동이 생기지 않는 안정된 유량 특성이 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는 상기와 같이 솔레노이드 장치(301)와 비례 유량 제어 밸브 본체(311)가 가이드 부재(319)에 의하여 가터없이 감합되어 있으므로, 밸브 조립체(318)와 밸브 시트(313)의 맞닿음부의 벗어남은 가동 철심(304)과 파이프(307)의 클리어린스에 의하여 생기는 밸브 조립체(318)의 기울어짐만으로 되고, 상기와 같이 밸브 시트(313)의 시트면이 테이퍼 형상이고, 그것에 대한 밸브(314)의 맞닿음면이 구형상으로되어 있으므로, 상기 기울어짐이 있어도 소정 직경의 맞닿음원으로 맞닿음함으로서 밀봉성능이 확보된다. 또한, 가동 철심(304)과 파이프(307)의 미끄럼 이동 클리어런스는 0.02 내지 0.2mm로 되고, 미끄럼 이동길이(L)와 미끄럼 이동 직경(D)의 비 L/D는 1.5 이상으로 된다.

본 실시예에서는 상기와 같이, 밸브 시트(313)와 밸브(314)의 맞닿음원 직경이 가동 철심(304)과 파이프(307)의 미끄럼 이동 직경과 대략 일치하고 있으므로, 비통전시에서 흡기관내의 음의 압력이 유체 도출 통로(311c)에 인가되어도 도통 구멍(304b)을 거쳐 밸브 조립체(3l8)에 좌우에서 가하는 힘은 밸런스하고, 안정된 상태가 유지된다.

또한, 상기 실시예에서는 밸브(314)의 선단위치를 스프링(308)과 홀더(316)의 맞닿음부 위치를 초과한 곳에 설정하고 있지만, 이 선단 위치를 스프링(308)과 홀더(316)의 맞닿음부 위치와 동일한 위치이어도 좋다. 또한, 본 발명의 제 4 실시예를 제12도 내지 제17도를 참조로 설명한다. 제12도는 본 발명의 제 4 실시예에의한 단면도를 나타내고, 제14도 및 제15도에 나타낸 종래 장치와 비교하여 스톱퍼(417)를 설치하지 않는 것과, 밸브 시트(420)의 고정 철심(402)측에 원통부(420a)를 설치한 것이 다르다. 전자 코일(406)에 최대전류를 흐르게 한 경우에서도 전자 흡인력과 스프링(408)의 밸런스에 의하여 가동 철심(404)과 고정 철심(402)이 맞닿음하지 않도록 되어 있다.

상기 구성에서, 가동 철심(404)과 고정 철심(402)은 맞닿음하지 않으므로, 소음이나 유량 특성의 이상형상은 생기지 않는다. 전자 코일(406)에 전류를 흐르게 하여 가동 철심(404)을 고정 철심(402)에 흡인하고, 밸브(414)를 밸브 시트(420)에서 이간시키면 유량은 이간거리에 비례하여 증대하지만, 이간거리가 소정치이상으로 되면 이 사이의 유체 통로 면적을 밸브(414)의 외주와 밸브 시트(420)의 원통부(420a)사이의 면적에서 실질적으로 규제되고, 일정하게 된다. 따라서 그 유량 특성은 제16도의 (이)[(로)는 스톱퍼(417)를 가지는 종래 장치의 경우]도 도시한 바와 같이 되고, 흡인력이나 스프링력에 불균형이 있어도 최대유량에 불균형은 생기지 않는다.

제17도는 본 발명의 제5실시예를 나타내고, 제 4 실시예와의 상위점은 밸브 시트(420)에 원통부를 설치하지 않고, 홀더(416)의 고정 철심(402) 반대측에 원통부(416a)를 설치한 것뿐이다. 이 경우도 밸브(414)와 밸브 시트(420)의 이간거리가 소정치 이상으로 되면 이 사이의 유체 통로 면적은 홀더(416)의 원통부(416a)와 밸브 시트(420)의 내주 사이의 통로 면적에 의하여 규제되어, 실질적으로 일정하게 되고, 제 4 실시예와 동일한 효과를 가진다.

[발명의 효과]

이상과 같은 본 발명에 의하면, 가동 철심과 밸브와 탄성체와 홀더로서 밸브 조립체를 구성하고, 이것을 리턴 스프링으로 부세하여 원통부재에 의하여 미끄럼 이동 지지됨으로서, 완전 폐쇄시의 누설을 없게 하여 밀봉 성능을 확보할 수 있고 듀티 제어나 디터 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우에, 이것들의 제어에 기인하는 이탈 또는 접촉등의 충돌에 의한 반발력을 흡수하여 소음이나 유량 특성의 이상현상을 없게 할 수있고, 조정이 간단하고, 항상 정상의 유량 특성을 유지할 수 있는 신뢰성이 높은 완전 폐쇄 기능 부착 비례유량 제어 밸브가 얻어진다. 또한, 가동 철심과 밸브의 상호 미끄럼 이동부의 적어도 한쪽이 저마찰 계수의 수지 코팅을 실시함으로서 밸브와 가동 철심의 미끄럼 이동부의 마찰력을 저감시켜서 마모입자의 발생을 방지하고, 미끄럼 이동 클리어린스를 작게 할 수 있으므로, 미소한 이물의 침입이나 기울어짐등에 의한 동작불량을 방지하고, 완전 폐쇄 기능 부착 비례 유량 제어 밸브의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 가동 철심의 밸브의 미끄럼 이동부 및 원통부재의 미끄럼 이동부에 동일한 코팅을 실시하는 경우에는 코팅시의 마스킹 처리가 필요없는 만큼 공정개선이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 가동 철심과 밸브와 탄성체와 홀더로서 조립체를 구성하고, 이것을 리턴 스프링으로 부세하여 원통형 부재에 의하여 미끄럼 이동 지지되고, 밸브의 단부와 이것에 대향하는 원통형 부재의 단부를 미끄럼 이동축 방향으로 상호 중합시킨 것에 의하여, 완전 폐쇄시의 누설을 없게 하여 밀봉 성능을 확보할 수 있고, 듀티 제어나 디터 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우에, 이들의 제어에 기인하는 이탈 또는 접촉 등의 충돌에 의한 반발력을 흡수하여 소음이나 유량 특성의 이상 현상을 없게할 수 있고, 기관의 공기량 제어등에서 흡기통로 상류에서의 블로우바이가스나 하류에서의 엔진 역류 가스가 직접 밸브와 가동 철심의 미끄럼 이동부에 흐르는 것을 방지하고, 그들의 가스에 포함되는 카본이나 오일등의 디포지트가 상기 미끄럼 이동부에 부착하는 것을 방지하여 밸브 조립체 부품의 미끄럼 이동성을 양호하게 유지할 수 있다. 따라서 미끄럼 이동 불량에 따른 소음이나 이상 현상이 없고, 과회전이나 그것에 의한 폭주를 없게할수 있는 신뢰성이 높은 완전 폐쇄기능 부착 비례 유량 제어 밸브가 얻어진다.

또한 본 발명에 의하면, 가동 철심과 밸브와 턴성체와 홀더로서 밸브 조립체를 구성하고, 이것을 리턴 스프링으로 부세하여 원통형 부세에 의하여 미끄럼 이동지지되고, 밸브의 단부를 상기 홀더와의 맞닿음부를 초과하여 적어도 스프링과 홀더의 맞닿음부와 동일 위치까지 미끄럼 이동축 방향으로 설치하였으므로, 듀티 제어나 디터 제어에 의하여 유량을 제어하는 경우에서도 완전 폐쇄 기능을 확보할 수 있고, 밸브 시트에 대한 이좌 또는 착좌의 충돌에 의한 반발력을 흡수하여 소음이나 유량 특성의 이상 현상을 없게 할 수 있고, 밸브 조립체의 기울어짐에 의한 유량 변동을 없게 할 수 있고, 비례 유량 제어 밸브 전체의 대형화나 밸브의 스트로크에 대한 유량 게인(gain)의 증대를 수반하지 않고, 최대 유량을 증대시킬 수 있고, 특성이 안정되고, 제어 성능이 양호한 완전 폐쇄 기능 부착 비례 유량 제어 밸브를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 의하여, 가동 철심과 고정 철심은 맞닿음하지 않으므로, 소음이나 유량 특성의 이상 현상의 발생을 방지할 수 있다. 밸브와 밸브 시트의 이간 거리가 소정치 이상으로 되면, 밸브 시트의 원통부와 밸브 사이 또는 홀더의 원통부와 밸브 시트 사이의 유체 통로에 의하여 유량이 일정하게 규제됨으로, 흡인력이나 스프링력의 불균형이 있어도 최대 유량의 불균형을 방지할 수 있다. 또한 가동 철심이나 밸브 사이에 탄성체를 설치하였으므로, 밸브와 밸브 시트의 총돌에 의한 반발력을 탄성체가 흡수하고, 소음이나 유량특성의 이상 현상을 방지할 수 있는 것은 물론이다

Claims (4)

1. 전류를 인가함으로서 자계를 구성하도록 권장된 전자 코일(16,106,306,406)과, 그 전자 코일이 끼워 삽입되는 자성체의 케이스(3,103,303,403)와, 그 케이스와 함께 자기 회로를 구성하는 고정 철심(2,102,302,402)과, 상기 전자 코일에 의한 전자 흡인력에 의하여 상기 고정 철심으로 향하는 방향으로 흡인되도록 원통형 부재(7,107,307,407)내에 접동 가능하게 설치된 가동 철심(4,104,304,404)과, 그 가동 철심을 상기전자 흡인력과는 반대 방향으로 부세하는 리턴 스프링(5,105,305,405)을 구비하며, 상기 가동 철심의 미끄럼 이동에 의하여 비례 유량 제어 밸브 본체(11,111,311,411)의 유체 도입 통로(11a,111a,311a,411a)로 도입되어서 유체 도입 통로로 흐르는 유체의 유량을 제어하는 비례 유량 제어 밸브에 있어서, 상기 비례 유량제어 밸브 본체(11,111,311,411)에 밸브 시트(1,113,313,420)를 설치하고, 상기 가동 철심(4,104,304,404)의 단-부에 안내부(4c,104c,304c,404c)를 설치하여 상기 안내부(4c,104c,304c,404c)에 끼워 삽입하는 밸브(14,114,314,414)와, 그 밸브를 상기 가동 철심과의 사이에 설치한 탄성체(15,115,315,415)에 의해 상기 밸브 시트(13,113,313,420)로 향하는 방향으로 부세하고, 상기 탄성체에 의한 상기 밸브의 상기 밸브 시트로향하는 방향으로의 이동을 규제하는 홀더(16,116,316,416)를 상기 안내부(4c,104c,304c,404c)에 설치하고, 상기 가동 철심(4,104,304,404)과 상기 밸브(14,114,314,414)와 상기 탄성체(15,115,315,415)와 상기 홀더(16,116,316,416)로서 상기 리턴 스프링(5,105,305,405)에 의하여 부세되어 상기 원통형 부재(7,107,307,407)에 의하여 미끄럼 이동 지지되는 밸브 조립체(18,118,318,418)를 구성한 것을 특징으로 하는 비례 유량 제어 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(114)의 단부(114a)와 이것에 대향하는 상기 원통형 부재(107)의 단부(107a)를 미끄럼 이동축 방향으로 상호 중합한 것을 특징으로 하는 비례 유량 제어 밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 홀더(316)의 반대측 밸브(314)에서 일단이 상기 비례 유량 제어 밸브 본체(311)측에 유지되어 그 홀더(316)를 거쳐서 상기 리턴 스프링(305)의 부세력에 저항하는 방향으로 상기 가동 철심(304)을 부세하는 스프링(308)을 설치하고, 상기 밸브(314)의 상기 스프링(308)에 가까운 측의 단부를 상기 홀더(316)와의 맞닿음부를 초과하여 적어도 상기 스프링(308)과 상기 홀더(316)의 맞닿음부와 동일의 위치까지 미끄럼 이동축 방향으로 연장설치한 것을 특징으로 하는 비례 유량 제어 밸브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 시트(420)에 밸브 시트(420)와 밸브(414)의 이간 거리가 소정치 이상으로 되었을때에 이 사이에 형성되는 최소 유체 통로 면적을 일정하게 하는 원통부(420a)를 설치한 것을 특징으로 하는 비례 유량 제어 밸브.