WO2017010694A1 - 전자 비례 감압 밸브 - Google Patents

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WO2017010694A1
WO2017010694A1 PCT/KR2016/006539 KR2016006539W WO2017010694A1 WO 2017010694 A1 WO2017010694 A1 WO 2017010694A1 KR 2016006539 W KR2016006539 W KR 2016006539W WO 2017010694 A1 WO2017010694 A1 WO 2017010694A1
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WO
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port
chamber
valve
land
valve piston
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Application number
PCT/KR2016/006539
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English (en)
French (fr)
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안경관
딘앙충
이현수
이세영
이소영
박형규
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic proportional pressure reducing valve, and more particularly, to an electromagnetic proportional pressure reducing valve that controls the flow and pressure of a fluid.
  • a number of hydraulic control valves are used in hydraulic heavy equipment, which controls the flow of the fluid discharged from the hydraulic pump to ensure the desired operation in each actuator.
  • the control method of the hydraulic control valve includes a pilot method in which the piston of the control valve is operated by a pilot pressure transmitted from the outside, a manual operation type in which a piston directly connected to the lever is operated by operating a lever by hand, and a solenoid by an electrical signal. And an electronic operation method for operating a piston.
  • An electromagnetic proportional pressure reducing valve is a valve of an electromagnetic operation type, and is largely comprised of the solenoid part which produces an electromagnetic force, and the valve part used as a fluid flow path.
  • the solenoid portion includes a housing, a coil for generating magnetic force, and an armature moving according to the magnetic force of the coil.
  • the valve unit is configured to include a piston moving by the movement of the armature, a sleeve formed with various ports, and selectively opens and closes various ports through the movement of the piston to control the pressure and flow of the fluid.
  • Such a conventional electromagnetic proportional pressure reducing valve is formed in a complicated shape, thereby a complicated manufacturing process, there is a problem that the manufacturing time and cost increase.
  • Patent Document 0001 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0124254
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic proportional pressure reducing valve which is formed in a simple shape so that the manufacturing process is simple and the manufacturing time and cost can be reduced.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object comprises a solenoid portion having an armature moving by a magnetic force; And a valve sleeve coupled to the solenoid portion, the valve sleeve having a plurality of ports formed therein, and a valve piston disposed inside the valve sleeve so as to contact the armature and partitioning an inner space of the valve sleeve into a plurality of chambers. And a valve portion, wherein the valve piston has a plurality of bores formed therein to communicate the plurality of chambers.
  • the plurality of ports may include a first port formed on an outer circumference of the valve sleeve and proximate the solenoid portion, a second port formed on an outer circumference of the valve sleeve at a distance from the first port in an axial direction, and the valve. It may be formed at the axial end of the sleeve.
  • the valve piston has a plurality of lands protruding in the circumferential direction on the outer circumference, and the plurality of lands of the valve piston are first lands which are located in close contact with one inner peripheral surface of the valve sleeve adjacent to the solenoid portion.
  • the second land may face the first port, and the third land may face the second port.
  • the width of the second land may be smaller than the first port.
  • the width of the third land may be larger than the second port.
  • the diameter of the third land may be larger than the diameter of the first land or the second land.
  • the plurality of chambers may include a first chamber in which a predetermined portion of the valve piston in contact with the armature is located, a second chamber that is a space between the first land, and the second land, and a space between the second land and the third land.
  • the third chamber may include a fourth chamber which is separated from the third chamber by the third land and communicates with the third port.
  • An inner diameter of the valve sleeve forming the fourth chamber may be larger than an inner diameter of the valve sleeve forming the third chamber.
  • the plurality of bores are formed by being excavated in one direction from the side of the valve piston, the first bore for communicating the first chamber and the second chamber and excavated in the inward direction from the other side of the valve piston, It may include a second bore for communicating a third chamber and the fourth chamber.
  • a plurality of holes may be formed on the outer circumference of the valve piston to communicate the plurality of chambers through the plurality of bores.
  • the valve piston moved by the movement of the solenoid portion includes a plurality of positions, wherein the plurality of positions include a first position, the first port, the second port, and the first port to communicate with the third port; And a second position for disconnecting the third port, and a third position for communicating the second port with the third port.
  • the valve unit may further include a rod spring for returning the valve piston from the second position or the third position to the first position when there is no movement of the armature.
  • the solenoid unit may further include a magnetic coil surrounding the armature, and the armature may move by a magnetic force generated by the magnetic coil.
  • the third port may be an output port.
  • Notches may be formed in the second land and the third land.
  • the plurality of ports may include a first port formed on an outer circumference of the valve sleeve and proximate the solenoid portion, a second port formed on an outer circumference of the valve sleeve at a distance from the first port in an axial direction, and the valve. It may include a third port formed in the axial end of the sleeve.
  • the plurality of lands may include: a first land formed on an outer circumference of the valve piston, the first land closely formed on an inner circumferential surface of the valve sleeve adjacent to the solenoid portion, and a third land formed on an outer circumference of the valve piston to face the second port. And a second land formed between the first land and the third land on an outer circumference of the valve piston.
  • the plurality of through holes may include a first through hole formed through the second land in the axial direction and a second through hole formed through the second land in the radial direction.
  • the central portion of the second land may be smaller in diameter than the outer portion.
  • the third land may be wider than the second port.
  • the third land may have a smaller diameter than the first land or the second land.
  • the plurality of chambers may include: a first chamber in which a predetermined portion of the valve piston in contact with the armature is located, a second chamber in the valve sleeve space between the first land and the second land, the second land, and the And a third chamber that is an interior space of the valve sleeve between third lands.
  • the bore is formed by being drilled inwardly from the shaft end of the valve piston, the first chamber and the third port can communicate.
  • An inner diameter of the valve sleeve forming the third port may be smaller than an inner diameter of the valve sleeve forming the second chamber and the third chamber.
  • the plurality of through holes may include a third through hole formed at an outer circumference of the valve piston positioned in the first chamber so that the plurality of chambers communicate with each other through the bore.
  • the valve piston moved by the movement of the solenoid portion includes a plurality of positions, wherein the plurality of positions include a first position, the first port, the second port, and the first port to communicate with the third port; And a second position to disconnect the third port, and a third position to communicate the first port and the second port.
  • the valve unit may further include a rod spring for returning the valve piston from the second position or the third position to the first position when there is no movement of the armature.
  • the solenoid unit may further include a magnetic coil surrounding the armature, and the armature may move by a magnetic force generated by the magnetic coil.
  • the first port may be an output port.
  • Notches may be formed in the second land and the third land.
  • the piston shape is simplified, the manufacturing process is simple, and the manufacturing time and cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electromagnetic proportional pressure reducing valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an electromagnetic proportional pressure reducing valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a side view of the valve piston showing that the notch is formed in the valve piston of the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the first embodiment of the present invention.
  • 4 to 8 are diagrams illustrating the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of an electromagnetic proportional pressure reducing valve according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view of an electromagnetic proportional pressure reducing valve according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG 11 is a side view of the valve piston showing that the notch is formed in the valve piston of the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the second embodiment of the present invention.
  • 12 to 16 are operation explanatory diagrams showing an operation process of the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the second embodiment of the present invention.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the first embodiment of the present invention may include a solenoid part 100 and a valve part 200, and the solenoid part 100 operated by a control signal. It is possible to change the communication relationship of the various ports formed in the valve unit 200 by using the input unit (for example, the pump), the output unit (for example the actuator) and the storage unit (for example) It is a kind of solenoid valve that controls the flow and pressure of the fluid that is input or output from the tank.
  • the solenoid part 100 may include an armature 110, an armature housing 120, a magnetic coil 130, a body cover 140, an adjustment screw 150, a load spring 160, a flange 170, and the like. have.
  • the armature 110 may be formed in a cylindrical shape.
  • the armature 110 may be formed with a guide groove 111 which is dug inwardly on one side (the left side of FIG. 2), and may be provided with a rod-shaped armature rod 113 on the other side (the right side of FIG. 2).
  • the armature 110 may move in either direction (the right direction of FIG. 1) by the peripheral magnetic force.
  • the armature housing 120 may receive an armature 110 therein.
  • the armature housing 120 may be formed such that the inner circumferential surface is in close contact with the outer circumferential surface of the armature 110.
  • the armature housing 120 may be formed with holes on both sides to communicate with the outside air.
  • the magnetic coil 130 may be formed of a conductive wire through which a current may flow, and may be provided to surround the outer circumference of the armature housing 120.
  • the magnetic coil 130 may be divided into a coil head 131 and a coil body 133, and a washer may be provided between the coil head 131 and the coil body 133.
  • the body cover 140 may be formed in a cylindrical shape to cover the entire magnetic coil 130.
  • the body cover 140 may include an outer cover 141 and an end cover 143.
  • the outer cover 141 and the end cover 143 are preferably separated from each other to facilitate assembly, but may be integrally formed.
  • the end face cover 143 is formed with a hole in the center, the inner circumferential surface of the end cover 143 may be in contact with the bearing (Bearing: Br) provided on one side of the armature housing (120).
  • the bearing Bearing: Br
  • One side of the armature housing 120 may be further provided with an external circlip (EC) for fixing the bearing (Br).
  • the adjusting screw 150 is coupled to a nut (Nut) fixed to one side of the armature housing 120, a predetermined portion may be located inside the armature housing 120.
  • a nut Nut
  • the adjustment screw 150 is further entered into the armature housing 120 by manual operation, the position of the armature 110 can be adjusted.
  • the rod spring 160 may be disposed in the guide groove 111 of the armature 110, and one side may contact the adjusting screw 150, and the other side may contact the armature 110.
  • the rod spring 160 is compressed when the adjusting screw 150 is further inserted into the armature housing 120, and when it is no longer compressed, the armature 110 is directed in one direction (right direction as shown in FIG. 2). You can move it.
  • the flange 170 may be formed in a protruding shape for inserting one side (the left side of FIG. 2) into the other side of the armature housing 120 (the right side of FIG. 2), and the main body portion of the armature housing 120, the magnetic coil 130. ),
  • the body cover 140 may be in contact with the other side of the body cover 140.
  • a ring for sealing may be provided between the inner circumference of the armature housing 120 and the outer circumference of the protruding portion of the flange 170 inserted into the armature housing 120.
  • the flange 170 may have a hole formed in the center thereof.
  • the armature rod 113 of the armature 110 may be located through the flange 170 through a hole formed in the center of the flange 170.
  • the flange 170 may have a shape in which the other side may accommodate a part of the valve part 200.
  • the other side of the flange 170 may be formed to hold the outer circumference of the valve unit 200 tightly, and a ring for sealing is provided between the inner circumference of the other side of the flange 170 and the outer circumference of the valve unit 200. Can be.
  • the valve unit 200 serves as a flow path and may include a valve sleeve 210, a valve piston 220, a rod spring 230, and the like.
  • the valve sleeve 210 may be formed in a hollow cylindrical shape. One side of the valve sleeve 210 may be inserted into the flange 170. A plurality of first ports T and second ports P may be formed at the outer circumference of the valve sleeve 210, and a third port A may be formed at the shaft end of the valve sleeve 210.
  • the first port T is formed near the solenoid portion 100 on the outer circumference of the valve sleeve 210, and the second port P is axially oriented from the first port T on the outer circumference of the valve sleeve 210. It may be formed to be spaced apart by a predetermined distance.
  • the first port (T) may be connected to the storage unit (tank) for storing the fluid
  • the second port (P) may be connected to the input unit (pump) for supplying the fluid
  • the third port (A) It may be connected to an output unit (actuator) which receives the fluid and operates through the fluid. That is, the first port T may be used as a tank port, the second port P may be used as an input port, and the third port A may be used as an output port.
  • the outer circumferential predetermined portion of the valve sleeve 210 may be formed to protrude to facilitate communication with the storage unit, the input unit, and the like.
  • the valve piston 220 may be formed in a columnar shape.
  • the valve piston 220 may be disposed inside the valve sleeve 210.
  • the valve piston 220 may be disposed such that one side (left of FIG. 1) contacts the armature rod 113 of the armature 110.
  • the valve piston 220 may include a plurality of lands protruding in the circumferential direction on the outer circumference thereof, and the plurality of lands may include a first land 221, a second land 222, and a third land 223. can do.
  • the first land 221 is closely located to one inner circumferential surface of the valve sleeve 210 adjacent to the solenoid portion 210, and the third land 223 is located farthest from the solenoid portion 210, and the second land 222 is located closest to the solenoid portion 210. ) May be located between the first land 221 and the third land 223.
  • the second land 222 may be located to face the first port T of the valve sleeve 210, and the third land 223 may be located to face the second port P of the valve sleeve 210.
  • the width of the second land 222 is preferably smaller than the first port T, and the width of the third land 223 is larger than the second port P.
  • the third land 223 may be larger in diameter than the first land 221 or the second land 222.
  • the valve piston 220 may have a plurality of bores formed therein.
  • the plurality of bores may include a first bore 224 and a second bore 225.
  • the first bore 224 is formed to be deeply dug inward from one side (left reference Fig. 1) of the valve piston 220
  • the second bore 225 is formed from the other side (right reference Fig. 1) of the valve piston 220 It can be formed deeply dug in the inner direction.
  • the sizes of the first bore 224 and the second bore 225 may be appropriately set.
  • the first bore 224 and the second bore 225 is preferably formed in the center of the valve piston 220, but is not limited thereto.
  • the size of the first bore 224 is preferably smaller than the diameter of the armature rod 113.
  • valve piston 220 When the valve piston 220 is disposed inside the valve sleeve 210, the internal space of the valve sleeve 210 is formed by the plurality of lands of the valve piston 220, so that the first chamber 211, the second chamber 212, It may be partitioned into a third chamber 213 and a fourth chamber 214.
  • the first chamber 211 may include an inner space of the flange 170 and an inner space of one side (left of FIG. 1) of the valve sleeve 210.
  • the second chamber 212 and the third chamber 213 communicate with each other when the valve piston 220 is in an initial state, but when the second land 222 is in close contact with the inner circumferential surface of the valve sleeve 210, Can be distinguished.
  • the fourth chamber 214 is an inner space of the other side (the right side of FIG. 1) of the valve sleeve 210, and the third land 223 may be located. A portion of the third chamber 213 and the fourth chamber 214 may communicate with each other when the third land 223 is moved.
  • the inner diameter of the valve sleeve 210 forming the fourth chamber 214 is preferably larger than the inner diameter of the valve sleeve 210 forming the third chamber 213.
  • the sizes of the first chamber 211, the second chamber 212, the third chamber 213, and the fourth chamber 214 may be varied by the movement of the valve piston 220.
  • a plurality of predetermined positions may be provided at the outer circumference of the valve piston 220. Holes may be formed.
  • the plurality of holes may include a first hole h1, a second hole h2, and a third hole h3.
  • the first hole h1, the second hole h2, and the third hole h3 are formed by digging in the center direction from the outer circumference of the valve piston 220, and the first hole h1 is formed with the first bore 224.
  • the first chamber 211 may be in communication
  • the second hole h2 may be in communication with the first bore 224 and the second chamber 212
  • the third hole h3 may be in the second bore 225.
  • the third chamber 213 may be in communication.
  • the first hole h1 is formed at the outer circumference of the left side (refer to FIG. 1) of the valve piston 220 based on the first land 221, and the second hole h2 is formed of the first land 221 and the first land 221. It is formed on the outer circumference of the valve piston 220 between the two lands 222, and the third hole h3 is formed on the outer circumference of the valve piston 220 between the second land 222 and the third land 223. Can be.
  • first chamber 211 and the second chamber 212 may communicate with each other through the first bore 224, the first hole h1, and the second hole h2.
  • the third chamber 213 and the fourth chamber 214 may communicate with each other through the second bore 225 and the third hole h3.
  • the first hole h1, the second hole h2, and the third hole h3 may be semicircular or circular, but are not limited thereto.
  • the rod spring 230 has a valve sleeve 210 such that one side is in contact with the third land 223 of the valve piston 220 and the other side is in contact with the inner surface of the other side of the valve sleeve 210. It may be disposed inside.
  • the load spring 230 is compressed when the valve piston 220 moves to the right (see FIG. 2) by the armature 210 and expands through restoring force when the armature 210 disappears to arm the valve piston 220. And may be returned to the position before being moved by 210.
  • the first port T and the third port A are moved by moving the valve piston 220 by using the armature 110 by the control signal.
  • the second port P and the third port A may be changed into the communication state.
  • the electronic proportional pressure reducing valve controls the flow and pressure of the fluid flowing in or out of the input unit (eg, pump), output unit (eg, actuator), and storage unit (eg, tank) that can be connected to these various ports. can do.
  • the notch is formed in the valve piston of the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to an embodiment of the present invention.
  • a notch n may be formed in the second land 222 and the third land 223 of the valve piston 220, and the notch n may be formed in a second direction in the direction toward the third chamber 213.
  • the outer circumferential predetermined portion of the land 222 may be formed by digging or the outer circumferential predetermined portion of the third land in the direction toward the third chamber 213 may be formed by digging.
  • the notch n may be formed to prevent the pressure of the fluid flowing into or out of the first port T and the second port P from changing rapidly.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve has no control signal, and thus the valve piston 220 is not moved.
  • the second land 222 of the valve piston 220 is not in contact with the inner circumferential surface of the valve sleeve 210, and the second chamber 212 and the third chamber 213 are in communication with each other. That is, in the electromagnetic proportional pressure reducing valve of the initial state, the first port T and the third port A communicate with each other, and the second port P is blocked by the third land. Accordingly, the storage unit (tank) connected to the first port T and the output unit (actuator) connected to the third port A may be in communication.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve is in an initial state, the position of the valve piston for communicating the first port T and the third port A is defined as the first position.
  • the second land 222 of the valve piston 220 is moved to a position where it starts to contact the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 forming the third chamber 213, where the second of the valve sleeve 210 is moved.
  • the chamber 212 and the third chamber 213 are disconnected by the second land 222 of the valve piston 220.
  • the third land 223 of the valve piston 220 has moved to the right side (see FIG. 5), but is still blocking the second port P. That is, in the electromagnetic proportional pressure reducing valve of FIG. 5, the first port T, the second port P, and the third port A are disconnected by the valve piston 220.
  • the position of the valve piston 220 for disconnecting the first port T, the second fabric P, and the third port A is defined as the second position.
  • the second land 222 of the valve piston 220 abuts against the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 forming the third chamber 213.
  • the third land 223 of the valve piston 220 is further moved to the right to communicate the second port P with the third chamber 213.
  • the second port P and the third port A communicate with each other.
  • the position of the valve piston 220 communicating with the second port P and the third port A is defined as a third position.
  • the fluid when the fluid is pressurized by the input unit (pump), the fluid flows into the second port P, and the third chamber 213 and the third hole h3 communicated with the second port P. ), The second bore 225 and the fourth chamber 214 sequentially flow to the third port A, and are finally supplied to an output unit (actuator) connected to the third port A.
  • FIG. Therefore, the driving of the output unit (actuator) can be made through the supplied fluid.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve may be used as a flow path for returning the fluid supplied to the output part (actuator) to the storage part (tank part).
  • the valve part 200 ′ serves as a flow path, and may include a valve sleeve 210 ′, a valve piston 220 ′, a rod spring 230 ′, and the like.
  • the valve sleeve 210 ' may be formed in a hollow cylindrical shape. One side of the valve sleeve 210 'may be inserted into and coupled to the flange 170'. A plurality of first ports 241 'and second ports 242' are formed on the outer circumference of the valve sleeve 210 ', and a third port 243' is formed on the shaft end of the valve sleeve 210 '. Can be.
  • the first port 241 ' is formed near the solenoid portion 100' on the outer circumference of the valve sleeve 210 ', and the second port 242' is formed on the outer circumference of the valve sleeve 210 '. 241 'may be spaced apart a predetermined distance in the axial direction.
  • the first port 241 ′ may be connected to an output unit (actuator) that receives fluid and operates through the fluid, and the second port 242 ′ may be connected to an input unit (pump) for supplying fluid.
  • the third port 243 ′ may be connected to a storage unit (tank) for storing the fluid. That is, the first port 241 'may be used as an output port, the second port 242' may be used as an input port, and the third port 243 'may be used as a tank port.
  • the second land 222 ' is positioned so that a portion of the second land 222' faces the first port 241 'of the valve sleeve 210', and the third land 223 'is the second port of the valve sleeve 210'. May be positioned opposite to 242 '.
  • the width of the third land 223 ' is preferably greater than that of the second port 242'.
  • the third land 223 ' is preferably smaller in diameter than the first land 221' or the second land 222 '.
  • a plurality of through holes may be formed in the second land 222 ′ of the valve piston 220 ′.
  • the plurality of through holes include a first through hole 222'a and a second through hole 222'b.
  • the first through hole 222 ′ a may be formed through the second land in the axial direction (the axial direction of the valve piston of FIG. 10).
  • the second through hole 222 ′ b may be formed to penetrate through the second land 222 ′ in the radial direction (the radial direction of the valve piston of FIG. 10). It is preferable that the first through hole 222'a and the second through hole 222'b do not communicate with each other at a specific position of the valve piston 220 'which will be described later.
  • the second land 222 ′ may have a central portion smaller in diameter than the outer portion. That is, the center portion of the second land 222 'does not contact the inner circumferential surface of the valve sleeve 210' between the first port 241 'and the second port 242', and the outer portion of the second land 222 ' The portion may contact the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 'between the first port 241' and the second port 242 '. For example, when the left side of the second land 222 '(refer to FIG.
  • variable chamber may be configured such that when the left side of the second land 222 '(see FIG. 10) does not contact the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 ′ between the first port 241 ′ and the second port 242 ′, In communication with the first port 241 '.
  • variable chamber is in communication with the second through hole 222'b.
  • valve piston 220 ′ may have a bore 224 ′.
  • the bore 224 ′ may be formed by being deeply dug inward from the axial end (right end of FIG. 1) of the valve piston 220 ′.
  • the bore 224 ' is preferably formed at the center of the valve piston 220', but is not limited thereto.
  • valve piston 220 ' When the valve piston 220 'is disposed inside the valve sleeve 210', the inner space of the valve sleeve 210 'is defined by the plurality of lands of the valve piston 220', thereby reducing the first chamber 211 " It may be divided into a second chamber 212 ′ and a third chamber 213 ′.
  • the first chamber 211 ′′ may include an inner space of the flange 170 ′ and an inner space of one side (left of FIG. 1) of the valve sleeve 210 ′. That is, the first chamber 211 ′′ may be a space where a predetermined portion of the valve piston 220 ′ in contact with the armature 113 ′ is positioned.
  • the second chamber 212 ′ may be a space inside the valve sleeve between the first land 221 ′ and the second land 222 ′.
  • the second chamber 212 ′ may communicate with the first port 241 ′.
  • the variable chamber as described above may be in communication with or disconnected from the second chamber 212 ′ according to the position of the valve piston 200 ′.
  • the third chamber 213 ′ may be a space inside the valve sleeve between the second land 222 ′ and the third land 223 ′.
  • the third chamber 213 ′ may be in communication with or disconnected from the second port 242 ′ depending on the position of the valve piston 200 ′.
  • the inner diameter of the valve sleeve 210 'forming the third port 243' is preferably smaller than the inner diameter of the valve sleeve forming the second chamber 212 'and the third chamber 213'.
  • the sizes of the first chamber 211 ′′, the second chamber 212 ′, the third chamber 213 ′, and the third port 243 ′ vary with the movement of the valve piston 220 ′. Can be.
  • the first chamber 211 ′ for communication between the first chamber 211 ′′, the second chamber 212 ′, the third chamber 213 ′, and the third port 243 ′ of the valve sleeve 210 ′.
  • a third through hole 224 ′ a may be formed at an outer circumference of the valve piston 220 ′ positioned at ').
  • the third through hole 224 ′ a may communicate the first chamber 211 ′′ and the third port 243 ′ through the bore 224 ′.
  • the first chamber 211 ′′ and the second chamber 212 ′ may communicate with each other through the second through hole 222 ′ b, the bore 224 ′, and the third through hole 224 ′ a. have.
  • the second chamber 212 ′ and the third chamber 213 ′ may communicate with each other through the first through hole 222 ′ a.
  • the second chamber 212 ′ and the third port 243 ′ may communicate with each other through the second through hole 222 ′ b and the bore 224 ′.
  • the first through hole 222'a, the second through hole 222'b, and the third through hole 224'a may be semicircular or circular, but are not limited thereto.
  • the load spring 230 ′ is a member having an elastic restoring force and may be located in the first chamber 211 ′.
  • the rod spring 23 may contact one side of the valve piston 220 'which is in contact with the armature rod 113' of the armature 110 ', while the other side may contact the inner wall of the valve sleeve 210'. .
  • the rod spring 230 ' is compressed when the valve piston 220' is moved to the right (refer to FIG. 2) by the armature 210 ', and is expanded through restoring force when the armature 210' force disappears to expand the valve piston ( 220 'may be returned to its position before being moved by the armature 210'.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve moves the valve piston 220 'by using the armature 110' by the control signal, thereby moving the first port 241 'and the third port.
  • the port 243 ' is in communication, the first port 241' and the second port 242 'in the initial state in which the second port 242' is disconnected, the late port in which the third port 243 'is disconnected Can be changed to state.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve is configured to control the flow and pressure of the fluid flowing in or out of an output (eg, an actuator), an input (eg, a pump), and a storage (eg, a tank) that can be connected to these various ports. Can be controlled.
  • a notch is formed in the valve piston of the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the second embodiment of the present invention.
  • Notches n may be formed in the second lands 222 ′ and the third lands 223 ′ of the valve piston 220 ′, and the notches n may be formed on the outer circumference of the second land 222 ′.
  • the predetermined portion may be formed by digging or the outer peripheral portion of the third land may be formed by digging.
  • the notch n may be formed to prevent a sudden change in the pressure of the fluid flowing into or out of the first port 241 'and the second port 242'.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve has no control signal, and thus the valve piston 220 ′ is not moved.
  • the second land 222 'of the valve piston 220' is not in contact with the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 ', and the first chamber 211' ', the second chamber 212', and the third The chamber 213 'is in communication. That is, in the electromagnetic proportional pressure reducing valve in the initial state, the first port 241 'and the third port 243' are in communication with each other, and the second port 242 'is blocked by the third land.
  • an output unit (actuator) connected to the first port 241 'and a storage unit (tank) connected to the third port 243' may be in communication.
  • the position of the valve piston 220 'communicating the first port 241' and the third port 243 ' is defined as a first position.
  • FIG. 13 when a small amount of current I flows in the magnetic coil 130 ′ according to a control signal, a magnetic force is generated around the magnetic coil 130 ′ by the current I.
  • the armature 110 ′ moves to the right side (see FIG. 5) by the magnetic force, and the valve piston 220 ′ moves to the right side (see FIG. 5) by the armature 110 ′ for a predetermined distance.
  • the outer edge of the second land 222 '(see FIG. 13) of the valve piston 220 ′ is moved to a position where it starts to contact the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 ′.
  • the second chamber 212 ′ and the third chamber 213 ′ are disconnected from the first chamber 211 ′′ by the second land 222 ′ of the valve piston 220 ′.
  • the second chamber 212 'and the third chamber 213' are in communication with each other by the first through hole 222'a.
  • the third land 223 'of the valve piston 220' is moved to the right side (see FIG. 5), but is still blocking the second port 242 '. That is, in the electromagnetic proportional pressure reducing valve of FIG. 13, the first port 241 ′, the second port 242 ′, and the third port 243 ′ are disconnected by the valve piston 220 ′.
  • the position of the valve piston 220 'which disconnects the first port 241', the second cloth 242 'and the third port 243' is defined as the second position.
  • the left outer portion of the second land 222 'of the valve piston 220' is abutted against the inner circumferential surface of the valve sleeve 210 'forming the variable chamber as described above.
  • the third land 223 ′ of the valve piston 220 ′ is further moved to the right side (see FIG. 6) to communicate the second port 242 ′ with the third chamber 213 ′.
  • the first port 241 'and the second port 242' communicate.
  • the position of the valve piston 220 'communicating the first port 241' and the second port 242 ' is defined as a third position.
  • the input part pressurizes the fluid to the second port 242 'at the third position of the valve piston 220'
  • the fluid communicates with the second port 242 '. It passes through the chamber 213 ', the first through hole 222'a, and the second chamber 212' sequentially to the first port 241 ', and is finally connected to the first port 241'.
  • the driving of the output unit (actuator) can be made through the supplied fluid.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the second embodiment of the present invention can be used as a flow path for returning the fluid supplied to the output part (actuator) to the storage part (tank part).

Abstract

전자 비례 감압 밸브가 개시된다. 자기력에 의해 움직이는 전기자를 구비하는 솔레노이드부; 및 상기 솔레노이드부와 결합하고, 복수의 포트가 형성되는 밸브 슬리브 및, 상기 전기자에 맞닿도록 상기 밸브 슬리브의 내부에 배치되어, 상기 밸브 슬리브의 내부 공간을 복수의 챔버로 구획하는 밸브 피스톤을 구비하는 밸브부;를 포함하며, 상기 밸브 피스톤은 내측에 복수의 보어가 형성되어, 상기 복수의 챔버를 연통시킬 수 있다.

Description

전자 비례 감압 밸브
본 발명은 전자 비례 감압 밸브에 관한 것으로, 특히 유체의 흐름 및 압력을 제어하는 전자 비례 감압 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 유압 중장비에는 수많은 유압 제어 밸브가 사용되는데, 유압 제어 밸브는 유압 펌프에서 송출된 유체의 흐름을 제어하여 각각의 작동기에서 원하는 동작이 이루어지도록 한다. 이러한 유압 제어 밸브의 제어 방식에는 외부에서 전달되는 파일럿압으로 제어 밸브의 피스톤 조작이 이루어지는 파일럿 방식과, 레버를 손으로 조작하여 레버에 연결된 피스톤을 직접 작동시키는 수동 조작 식과, 전기적인 신호에 의해 솔레노이드로 피스톤을 조작하는 전자 조작 방식 등이 있다.
전자 비례 감압 밸브는 전자 조작 방식의 밸브로서, 전자력을 발생시키는 솔레노이드부, 유체의 유로로 이용되는 밸브부로 크게 구성된다.
솔레노이드부는 하우징, 자기력을 발생시키는 코일, 코일의 자기력에 따라 움직이는 전기자를 포함하여 구성된다.
밸브부는 전기자의 움직임에 의해 이동하는 피스톤, 각종 포트가 형성된 슬리브를 포함하여 구성되며, 피스톤의 이동을 통해 각종 포트를 선택적으로 개폐하여 유체의 압력 및 흐름을 제어한다.
이러한 종래의 전자 비례 감압 밸브는 복잡한 형상으로 형성되고, 이에 따라 제조 과정이 복잡하며, 제조 시간 및 비용이 증가 되는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 0001) 대한민국공개특허 제10-2011-0124254호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 제조 과정이 간단하고, 제조 시간 및 비용을 줄일 수 있도록 단순한 형상으로 형성되는 전자 비례 감압 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 자기력에 의해 움직이는 전기자를 구비하는 솔레노이드부; 및 상기 솔레노이드부와 결합하고, 복수의 포트가 형성되는 밸브 슬리브 및, 상기 전기자에 맞닿도록 상기 밸브 슬리브의 내부에 배치되어, 상기 밸브 슬리브의 내부 공간을 복수의 챔버로 구획하는 밸브 피스톤을 구비하는 밸브부;를 포함하며, 상기 밸브 피스톤은 내측에 복수의 보어가 형성되어, 상기 복수의 챔버를 연통시킬 수 있다.
상기 복수의 포트는, 상기 밸브 슬리브의 외주에 상기 솔레노이드부에 근접하여 형성되는 제1 포트, 상기 밸브 슬리브의 외주에 상기 제1 포트로부터 축 방향으로 소정 거리 이격되어 형성되는 제2 포트 및 상기 밸브 슬리브의 축단부에 형성될 수 있다.
상기 밸브 피스톤은 외주에 원주 방향으로 돌출된 형태의 랜드를 복수개 구비하고, 상기 밸브 피스톤의 복수의 랜드는, 상기 솔레노이드부에 인접한 상기 밸브 슬리브의 일측 내주면에 밀접하게 위치하는 제1 랜드, 상기 제1 포트와 대향하게 위치하는 제2 랜드 및, 상기 제2 포트와 대향하게 위치하는 제3 랜드를 포함할 수 있다.
상기 제2 랜드의 폭이 상기 제1 포트보다 작을 수 있다.
상기 제3 랜드의 폭이 상기 제2 포트보다 클 수 있다.
상기 제3 랜드의 직경이 상기 제1 랜드 또는 상기 제2 랜드의 직경보다 클 수 있다.
상기 복수의 챔버는, 상기 전기자와 맞닿는 밸브 피스톤의 소정 부분이 위치하게 되는 제1 챔버, 상기 제1 랜드 및 상기 제2 랜드 사이 공간인 제2 챔버, 상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드 사이 공간인 제3 챔버, 상기 제3 랜드에 의해 상기 제3 챔버와 구분되고 상기 제3 포트와 연통하는 제4 챔버를 포함할 수 있다.
상기 제4 챔버를 형성하는 상기 밸브 슬리브의 내부 직경이 상기 제3 챔버를 형성하는 상기 밸브 슬리브의 내부 직경보다 클 수 있다.
상기 복수의 보어는, 상기 밸브 피스톤의 일측으로부터 내측 방향으로 파여져 형성되어, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연통시키는 제1 보어 및, 상기 밸브 피스톤의 타측으로부터 내측 방향으로 파여져 형성되어, 상기 제3 챔버와 상기 제4 챔버를 연통시키는 제2 보어를 포함할 수 있다.
상기 복수의 보어를 통해 상기 복수의 챔버가 연통되도록 상기 밸브 피스톤의 외주에 복수의 홀이 형성될 수 있다.
상기 솔레노이드부의 움직임에 의해 이동되는 상기 밸브 피스톤은 복수의 위치를 포함하고, 상기 복수의 위치는 상기 제1 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 제1 위치, 상기 제1 포트, 상기 제2 포트 및 상기 제3 포트를 단절시키는 제2 위치, 상기 제2 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 제3 위치를 포함할 수 있다.
상기 밸브부는, 상기 전기자의 움직임이 없을 시, 상기 밸브 피스톤을 상기 제2 위치 또는 상기 제3 위치에서 상기 제1 위치로 되돌리는 로드 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드부는, 상기 전기자 주변을 감싸는 자기 코일을 더 포함하고, 상기 자기 코일이 발생하는 자기력에 의해 상기 전기자가 움직일 수 있다.
상기 제3 포트는 출력 포트일 수 있다.
상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드에 노치가 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 자기력에 의해 움직이는 전기자를 구비하는 솔레노이드부; 및 상기 솔레노이드부와 결합하고, 복수의 포트가 형성되는 밸브 슬리브 및, 복수의 랜드를 구비한 채 상기 전기자에 맞닿도록 상기 밸브 슬리브의 내부에 배치되어, 상기 밸브 슬리브의 내부 공간을 복수의 챔버로 구획하는 밸브 피스톤을 구비하는 밸브부;를 포함하며, 상기 밸브 피스톤은 보어 및 복수의 관통홀이 형성되어, 상기 복수의 챔버를 연통시킬 수 있다.
상기 복수의 포트는, 상기 밸브 슬리브의 외주에 상기 솔레노이드부에 근접하여 형성되는 제1 포트, 상기 밸브 슬리브의 외주에 상기 제1 포트로부터 축 방향으로 소정 거리 이격되어 형성되는 제2 포트 및 상기 밸브 슬리브의 축단부에 형성되는 제3 포트를 포함할 수 있다.
상기 복수의 랜드는, 상기 밸브 피스톤의 외주에 상기 솔레노이드부에 인접한 상기 밸브 슬리브의 일측 내주면에 밀접하게 형성되는 제1 랜드, 상기 밸브 피스톤의 외주에 상기 제2 포트와 대향하게 형성되는 제3 랜드 및, 상기 밸브 피스톤의 외주에 상기 제1 랜드 및 상기 제3 랜드 사이에 형성되는 제2 랜드를 포함할 수 있다.
상기 복수의 관통홀은, 상기 제2 랜드에 축 방향으로 관통 형성되는 제1 관통홀 및 상기 제2 랜드에 직경 방향으로 관통 형성되는 제2 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 제2 랜드의 중앙부가 외곽부보다 직경이 작을 수 있다.
상기 제3 랜드가 상기 제2 포트보다 폭이 넓을 수 있다.
상기 제3 랜드가 상기 제1 랜드 또는 상기 제2 랜드보다 직경이 작을 수 있다.
상기 복수의 챔버는, 상기 전기자와 맞닿는 밸브 피스톤의 소정 부분이 위치하게 되는 제1 챔버, 상기 제1 랜드 및 상기 제2 랜드 사이의 상기 밸브 슬리브 내부 공간인 제2 챔버, 상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드 사이의 상기 밸브 슬리브 내부 공간인 제3 챔버를 포함할 수 있다.
상기 보어는 상기 밸브 피스톤의 축단부로부터 내측으로 파여져 형성되어, 상기 제1 챔버와 상기 제3 포트를 연통시킬 수 있다.
상기 제3 포트를 형성하는 상기 밸브 슬리브의 내부 직경이 상기 제2 챔버 및 상기 제3 챔버를 형성하는 상기 밸브 슬리브의 내부 직경보다 작을 수 있다.
상기 복수의 관통홀은, 상기 보어를 통해 상기 복수의 챔버가 연통되도록 상기 제1 챔버에 위치하는 상기 밸브 피스톤의 외주에 형성되는 제3 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드부의 움직임에 의해 이동되는 상기 밸브 피스톤은 복수의 위치를 포함하고, 상기 복수의 위치는 상기 제1 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 제1 위치, 상기 제1 포트, 상기 제2 포트 및 상기 제3 포트를 단절시키는 제2 위치, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 연통시키는 제3 위치를 포함할 수 있다.
상기 밸브부는, 상기 전기자의 움직임이 없을 시, 상기 밸브 피스톤을 상기 제2 위치 또는 상기 제3 위치에서 상기 제1 위치로 되돌리는 로드 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드부는, 상기 전기자 주변을 감싸는 자기 코일을 더 포함하고, 상기 자기 코일이 발생하는 자기력에 의해 상기 전기자가 움직일 수 있다.
상기 제1 포트는 출력 포트일 수 있다.
상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드에 노치가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브에 의하면, 단순한 형상의 피스톤을 통해 유체 흐름 및 압력 제어가 가능하다.
또한, 피스톤 형상이 단순화되어, 제조 과정이 간단하며, 제조 시간 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 밸브 피스톤에 노치가 형성된 것을 보여주는 밸브 피스톤의 측면도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 동작 과정을 보여주는 동작 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 사시도이다.
도 10는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 밸브 피스톤에 노치가 형성된 것을 보여주는 밸브 피스톤의 측면도이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 동작 과정을 보여주는 동작 설명도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 및 도 8를 참고하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 솔레노이드부(100) 및 밸브부(200)를 포함할 수 있으며, 제어 신호에 의해 동작하는 솔레노이드부(100)를 이용하여 밸브부(200)에 형성된 각종 포트의 연통 관계를 변경 가능하고, 이를 통해 이러한 각종 포트에 연결될 수 있는 입력부(예컨대, 펌프), 출력부(예컨대, 액츄에이터) 및 저장부(예컨대, 탱크)에서 입력되거나 출력되어 흐르게 되는 유체의 흐름 및 압력을 제어하는 일종의 솔레노이드 밸브이다.
솔레노이드부(100)는 전기자(110), 전기자 하우징(120), 자기 코일(130), 바디 커버(140), 조절 스크류(150), 로드 스프링(160) 및 플랜지(170) 등을 포함할 수 있다.
전기자(110)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 전기자(110)는 일측(도2 기준 좌측)에 내측으로 파여진 가이드 홈(111)이 형성되며, 타측(도2 기준 우측)에 막대 형상의 전기자 로드(113)가 구비될 수 있다. 전기자(110)는 주변 자기력에 의해 어느 한 쪽 방향(도1 기준 우측 방향)으로 움직일 수 있다.
전기자 하우징(120)은 내부에 전기자(110)를 수용할 수 있다. 전기자 하우징(120)은 내주면이 전기자(110)의 외주면과 밀접하도록 형성될 수 있다. 전기자 하우징(120)은 양측에 외기와 연통하도록 하는 구멍이 형성될 수 있다.
자기 코일(130)은 전류가 흐를 수 있는 도선으로 이루어지며, 전기자 하우징(120)의 외주를 감싸는 형태로 구비될 수 있다. 자기 코일(130)은 코일 머리(131)와 코일 몸체(133)로 구분될 수 있고, 코일 머리(131)와 코일 몸체(133) 사이에는 와셔(Washer: Wa)가 구비될 수 있다. 자기 코일(130)에 전류가 흐르게 되면, 자기력이 발생하게 되고 발생된 자기력에 의해 자기 코일(130) 내부에 위치하고 있는 전기자(110)가 상기한 바 있는 한 쪽 방향(도2 기준 우측 방향)으로 움직이게 된다.
바디 커버(140)는 자기 코일(130) 전체를 덮을 수 있도록 원통 형태로 형성될 수 있다. 바디 커버(140)는 외주 커버(141) 및 단면 커버(143)를 포함할 수 있다. 외주 커버(141)와 단면 커버(143)는 조립이 용이하도록 서로 분리 가능한 것이 바람직하나, 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 단면 커버(143)는 중앙에 구멍이 형성되고, 단면 커버(143)의 내주면은 전기자 하우징(120) 일측에 구비된 베어링(Bearing: Br)과 맞닿을 수 있다. 전기자 하우징(120) 일측에는 베어링(Br)의 고정을 위한 외부 고정링(External Circlip: EC)이 더 구비될 수 있다.
조절 스크류(150)는 전기자 하우징(120) 일측에 고정된 너트(Nut)와 결합하고, 소정 부분이 전기자 하우징(120) 내부에 위치할 수 있다. 조절 스크류(150)는 수동 조작에 의해 전기자 하우징(120)의 내부로 더욱 들어가게 되면, 전기자(110)의 위치를 조절할 수 있다.
로드 스프링(160)은 전기자(110)의 가이드 홈(111)에 배치되어, 일측이 조절 스크류(150)에 맞닿고, 타측이 전기자(110)에 맞닿을 수 있다. 로드 스프링(160)은 조절 스크류(150)가 전기자 하우징(120) 내부로 더욱 들어가게 되면 압축되고, 더 이상 압축되지 않는 상태가 되면, 전기자(110)를 한 쪽 방향(도2 기준 우측 방향)으로 이동시킬 수 있다.
플랜지(170)는 일측(도2 기준 좌측)이 전기자 하우징(120) 타측(도2 기준 우측)에 삽입되기 위한 돌출 형상으로 형성될 수 있고, 본체 부분이 전기자 하우징(120), 자기 코일(130), 바디 커버(140) 각각의 타측에 접촉될 수 있다. 전기자 하우징(120) 내주 및 전기자 하우징(120)에 삽입된 플랜지(170)의 돌출 부분 외주 사이에는 밀봉을 위한 링(ring1)이 구비될 수 있다. 플랜지(170)는 중앙에 구멍이 형성될 수 있다. 여기서, 전기자(110)의 전기자 로드(113)는 플랜지(170) 중앙에 형성된 구멍을 통해 플랜지(170)를 관통하여 위치할 수 있다.
플랜지(170)는 타측이 밸브부(200)의 일부를 수용 가능한 형태로 형성될 수 있다. 플랜지(170)의 타측은 밸브부(200)의 외주를 꽉 잡은 형태로 형성될 수 있으며, 플랜지(170) 타측의 내주와 밸브부(200)의 외주 사이에는 밀봉을 위한 링(ring2)이 구비될 수 있다.
밸브부(200)는 유로 역할을 수행하는 것으로서, 밸브 슬리브(210), 밸브 피스톤(220) 및 로드 스프링(230) 등을 포함할 수 있다.
밸브 슬리브(210)는 내부가 빈 원통 형상으로 형성될 수 있다. 밸브 슬리브(210)는 일측 소정 부분이 플랜지(170)에 삽입 결합될 수 있다. 밸브 슬리브(210)의 외주에는 제1 포트(T), 제2 포트(P) 각각이 복수개 형성되고, 밸브 슬리브(210)의 축단부에는 제3 포트(A)가 형성될 수 있다. 제1 포트(T)는 밸브 슬리브(210)의 외주에 솔레노이드부(100)에 근접하여 형성되고, 제2 포트(P)는 밸브 슬리브(210)의 외주에 제1 포트(T)로부터 축 방향으로 소정 거리 이격되어 형성될 수 있다.
여기서, 제1 포트(T)는 유체를 저장하는 저장부(탱크)와 연결될 수 있고, 제2 포트(P)는 유체를 공급하는 입력부(펌프)와 연결될 수 있으며, 제3 포트(A)는 유체를 공급 받아 유체를 통해 동작하는 출력부(액츄에이터)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 포트(T)는 탱크 포트로 이용되고, 제2 포트(P)는 입력 포트로 이용되며, 제3 포트(A)는 출력 포트로 이용될 수 있다.
밸브 슬리브(210)의 외주 소정 부분은 저장부, 입력부 등과의 연통을 용이하게 하기 위해 돌출되어 형성될 수 있다.
밸브 피스톤(220)은 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 밸브 피스톤(220)은 밸브 슬리브(210) 내부에 배치될 수 있다. 밸브 피스톤(220)은 일측(도1 기준 좌측)이 전기자(110)의 전기자 로드(113)에 맞닿도록 배치될 수 있다.
밸브 피스톤(220)은 외주에 원주 방향으로 돌출된 형태의 복수의 랜드를 구비할 수 있으며, 복수의 랜드는 제1 랜드(221), 제2 랜드(222) 및 제3 랜드(223)를 포함할 수 있다. 제1 랜드(221)는 솔레노이드부(210)에 인접한 밸브 슬리브(210)의 일측 내주면에 밀접하게 위치하고, 제3 랜드(223)는 솔레노이드부(210)와 가장 먼 쪽에 위치하고, 제2 랜드(222)는 제1 랜드(221)와 제3 랜드(223) 사이에 위치할 수 있다.
또한, 제2 랜드(222)는 밸브 슬리브(210)의 제1 포트(T)와 대향하게 위치하고, 제3 랜드(223)는 밸브 슬리브(210)의 제2 포트(P)와 대향하게 위치할 수 있다. 제2 랜드(222)의 폭은 제1 포트(T)보다 작게 형성되고, 제3 랜드(223)의 폭은 제2 포트(P)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 더불어, 제3 랜드(223)는 제1 랜드(221) 또는 제2 랜드(222)보다 직경이 큰 것이 바람직하다.
밸브 피스톤(220)은 내측에 복수의 보어가 형성될 수 있다. 복수의 보어는 제1 보어(224) 및 제2 보어(225)를 포함할 수 있다. 제1 보어(224)는 밸브 피스톤(220)의 일측(도1 기준 좌측)으로부터 내측 방향으로 깊게 파여져 형성되고, 제2 보어(225)는 밸브 피스톤(220)의 타측(도1 기준 우측)으로부터 내측 방향으로 깊게 파여져 형성될 수 있다. 제1 보어(224)와 제2 보어(225)의 크기는 적절히 설정될 수 있다. 제1 보어(224) 및 제2 보어(225)는 밸브 피스톤(220)의 중심에 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 보어(224)의 크기는 전기자 로드(113)의 직경보다 작은 것이 바람직하다.
밸브 피스톤(220)이 밸브 슬리브(210) 내부에 배치되면, 밸브 슬리브(210)의 내부 공간이 밸브 피스톤(220)의 복수의 랜드에 의해 제1 챔버(211), 제2 챔버(212), 제3 챔버(213) 및 제4 챔버(214)로 구획될 수 있다.
제1 챔버(211)는 플랜지(170)의 내부 공간 및 밸브 슬리브(210)의 일측(도1 기준 좌측) 내부 공간을 포함할 수 있다. 제2 챔버(212) 및 제3 챔버(213)는 밸브 피스톤(220)이 초기 상태인 경우에 서로 연통되어 있으나, 제2 랜드(222)가 밸브 슬리브(210) 내주면에 밀착한 상태인 경우 서로 구분될 수 있다. 제4챔버(214)는 밸브 슬리브(210)의 타측(도1 기준 우측) 내부 공간이며, 제3 랜드(223)가 위치할 수 있다. 제3 챔버(213)와 제4 챔버(214)의 일부는 제3 랜드(223)가 이동되면, 서로 연통될 수 있다. 또한, 제4 챔버(214)를 형성하는 밸브 슬리브(210)의 내부 직경은 제3 챔버(213)를 형성하는 밸브 슬리브(210)의 내부 직경보다 큰 것이 바람직하다. 이와 더불어, 제1 챔버(211), 제2 챔버(212), 제3 챔버(213) 및 제4 챔버(214)의 크기는 밸브 피스톤의(220)의 움직임에 의해 가변될 수 있다.
이러한 밸브 슬리브(210)의 제1 챔버(211), 제2 챔버(212), 제3 챔버(213) 및 제4 챔버(214)의 연통을 위해 밸브 피스톤(220)의 외주 소정 위치에 복수의 홀이 형성될 수 있다. 복수의 홀은 제1 홀(h1), 제2 홀(h2) 및 제3 홀(h3)을 포함할 수 있다.
제1 홀(h1), 제2 홀(h2) 및 제3 홀(h3)은 밸브 피스톤(220)의 외주에서 중심 방향으로 파여져 형성되고, 제1 홀(h1)은 제1 보어(224)와 제1 챔버(211)를 연통시킬 수 있고, 제2 홀(h2)은 제1 보어(224)와 제2 챔버(212)를 연통시킬 수 있으며, 제3 홀(h3)은 제2 보어(225)와 제3 챔버(213)를 연통시킬 수 있다.
즉, 제1 홀(h1)은 제1 랜드(221)를 기준으로 밸브 피스톤(220)의 좌측(도1 기준) 외주에 형성되고, 제2 홀(h2)은 제1 랜드(221)와 제2 랜드(222) 사이의 밸브 피스톤(220)의 외주에 형성되고, 제3 홀(h3)은 제2 랜드(222)와 제3 랜드(223) 사이의 밸브 피스톤(220)의 외주에 형성될 수 있다.
이에 따라 제1 챔버(211)와 제2 챔버(212)는 제1 보어(224), 제1 홀(h1) 및 제2 홀(h2)을 통해 서로 연통될 수 있다. 제3 챔버(213)와 제4 챔버(214)는 제2 보어(225) 및 제3 홀(h3)을 통해 서로 연통될 수 있다. 제1 홀(h1), 제2 홀(h2) 및 제3 홀(h3)은 반원 형상 또는 원 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
로드 스프링(230)은 일측이 밸브 피스톤(220)의 제3 랜드(223)에 맞닿으면서, 타측이 밸브 슬리브(210)의 타측(도2 기준 우측) 내부면에 맞닿도록, 밸브 슬리브(210)의 내부에 배치될 수 있다. 로드 스프링(230)은 밸브 피스톤(220)이 전기자(210)에 의해 우측(도2 기준)으로 이동할 경우 압축되고, 전기자(210) 힘이 사라질 경우 복원력을 통해 팽창되어 밸브 피스톤(220)을 전기자(210)에 의해 이동되기 전 위치로 되돌릴 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호에 의한 전기자(110)의 움직임을 이용하여 밸브 피스톤(220)을 이동시킴으로써, 제1 포트(T)와 제3 포트(A)가 연통된 초기 상태에서 제2 포트(P)와 제3 포트(A)가 연통된 상태로 변경시킬 수 있다. 또한, 전자 비례 감압 밸브는 이러한 각종 포트에 연결될 수 있는 입력부(예컨대, 펌프), 출력부(예컨대, 액츄에이터) 및 저장부(예컨대, 탱크)에서 입력되거나 출력되어 흐르게 되는 유체의 흐름 및 압력을 제어할 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 밸브 피스톤에 노치가 형성된 것을 확인할 수 있다.
밸브 피스톤(220)의 제2 랜드(222) 및 제3 랜드(223)에는 노치(Notch:n)가 형성될 수 있으며, 이러한 노치(n)는 제3 챔버(213)를 향하는 방향의 제2 랜드(222)의 외주 소정 부분이 파여져 형성되거나, 제3 챔버(213)를 향하는 방향의 제3 랜드의 외주 소정 부분이 파여져 형성될 수 있다. 또한, 노치(n)는 제1 포트(T) 및 제2 포트(P)로 유입 또는 배출되는 유체의 압력이 급격하게 변화하는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
이후, 도 4 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 전자비례 감압 밸브의 동작 과정을 설명한다.
도 4에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호가 없어 밸브 피스톤(220)이 움직이지 않은 초기 상태이다. 이때 밸브 피스톤(220)의 제2 랜드(222)는 밸브 슬리브(210)의 내주면에 맞닿지 않은 상태이며, 제2 챔버(212)와 제3 챔버(213)는 연통되어있다. 즉, 초기 상태의 전자 비례 감압 밸브는 제1 포트(T)와 제3 포트(A)가 연통되어있고, 제2 포트(P)가 제3 랜드에 의해 막혀있는 상태이다. 이에 따라, 제1 포트(T)에 연결되는 저장부(탱크)와 제3 포트(A)에 연결되는 출력부(액츄에이터)가 연통될 수 있다. 이러한 전자 비례 감압 밸브가 초기 상태일 때, 제1 포트(T)와 제3 포트(A)를 연통시키는 밸브 피스톤의 위치를 제1 위치로 정의한다.
도 5에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호에 따라 대략 적은 량의 전류(I)가 자기 코일(130)에 흐르게 되면, 전류(I)에 의해 자기 코일(130) 주변에 자기력이 발생하고, 자기력에 의해 전기자(110)가 우측(도5 기준)으로 이동하게 되어, 전기자(110)에 의해 밸브 피스톤(220)이 우측(도5 기준)으로 소정 거리 이동한 상태이다.
이러한 밸브 피스톤(220)의 제2 랜드(222)는 제3 챔버(213)를 형성하는 밸브 슬리브(210)의 내주면에 맞닿기 시작하는 위치로 이동되는 데, 이때 밸브 슬리브(210)의 제2 챔버(212)와 제3 챔버(213)는 밸브 피스톤(220)의 제2 랜드(222)에 의해 단절된다. 또한, 밸브 피스톤(220)의 제3 랜드(223)는 우측(도5 기준)으로 이동되었으나, 여전히 제2 포트(P)를 막고 있는 상태이다. 즉, 도 5의 전자 비례 감압 밸브는 제1 포트(T), 제2 포트(P) 및 제3 포트(A)가 밸브 피스톤(220)에 의해 단절되어있는 상태이다. 이러한 제1 포트(T), 제2 포(P) 및 제3 포트(A)를 단절시키는 밸브 피스톤(220)의 위치를 제2 위치로 정의한다.
도 6에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호에 따라 더욱 많은 전류(I)가 자기 코일(130)에 흐르게 되면, 전류(I)에 의해 자기 코일(130) 주변에 높은 자기력이 발생하고, 높은 자기력에 의해 전기자(110)가 우측(도6 기준)으로 더욱 이동하게 되어, 전기자(110)에 의해 밸브 피스톤(220)이 우측(도6 기준)으로 더욱 많이 이동한 상태이다.
이러한 밸브 피스톤(220)의 제2 랜드(222)는 제3 챔버(213)를 형성하는 밸브 슬리브(210)의 내주면에 확실히 맞닿게 된다. 또한, 밸브 피스톤(220)의 제3 랜드(223)는 우측으로 더욱 이동되어 제2 포트(P)와 제3 챔버(213)를 연통시키게 된다. 이때 제2 포트(P)와 제3 포트(A)가 연통된다. 이러한 제2 포트(P)와 제3 포트(A)를 연통시키는 밸브 피스톤(220)의 위치를 제3 위치로 정의한다.
예컨대, 입력부(펌프)에서 유체를 가압하여 전달하게 되면, 유체는 제2 포트(P)로 흘러들어가게 되고, 제2 포트(P)와 연통되어 있는 제3 챔버(213), 제 3홀(h3), 제2 보어(225) 및 제4 챔버(214)를 순차적으로 거쳐 제3 포트(A)로 흐르게 되며, 최종적으로 제3 포트(A)와 연결되어 있는 출력부(액츄에이터)에 공급된다. 따라서, 공급된 유체를 통해 출력부(액츄에이터)의 구동이 이루어질 수 있다.
도 7에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호에 따라 다시 작은 량의 전류(I)가 자기 코일(130)에 흐르게 되면, 로드 스프링(230)의 복원력에 의해 밸브 피스톤(220)이 도 5의 밸브 피스톤(220)의 제2 위치로 되돌아가게 되고, 도 5와 마찬가지로 제1 포트(T), 제2 포트(P) 및 제3 포트(A)가 밸브 피스톤(220)에 의해 단절된 상태이다. 이때 전자 비례 감압 밸브는 도 5의 전자 비례 감압 밸브와 달리, 제3 챔버(213) 내에 제2 포트(P)로부터 흘러 들어오던 유체가 남아있게 되는 상태이다.
도 8에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호가 없어 전류(I)가 자기 코일(130)에 흐르지 않게 되면, 로드 스프링(230)의 복원력에 의해 밸브 피스톤(220)이 도 4의 밸브 피스톤(220)의 제1 위치로 되돌아가게 되고, 도 4와 마찬가지로 제1 포트(T)와 제3 포트(A)가 연통되고, 제2 포트(P)가 제3 랜드(223)에 의해 막혀있는 상태이다.
예컨대, 출력부(액츄에이터)에서 공급되어 있던 유체를 배출하게 되면, 유체는 제3 포트(A)로 흘러 들어가게 되고, 제3 포트(A)와 연통되어 있는 제4 챔버(213), 제2 보어(225), 제 3홀(h3), 제3 챔버(213)를 순차적으로 거쳐 제1 포트(T)로 흐르게 되며, 최종적으로 제1 포트(T)와 연결되어 있는 저장부(탱크)에 공급된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 출력부(액츄에이터)에 공급되어 있던 유체를 저장부(탱크부)로 되돌리는 유로로 이용될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 설명은 가능하면 생략한다.
밸브부(200')는 유로 역할을 수행하는 것으로서, 밸브 슬리브(210'), 밸브 피스톤(220') 및 로드 스프링(230') 등을 포함할 수 있다.
밸브 슬리브(210')는 내부가 빈 원통 형상으로 형성될 수 있다. 밸브 슬리브(210')는 일측 소정 부분이 플랜지(170')에 삽입 결합할 수 있다. 밸브 슬리브(210')의 외주에는 제1 포트(241'), 제2 포트(242') 각각이 복수개 형성되고, 밸브 슬리브(210')의 축단부에는 제3 포트(243')가 형성될 수 있다. 제1 포트(241')는 밸브 슬리브(210')의 외주에 솔레노이드부(100')에 근접하여 형성되고, 제2 포트(242')는 밸브 슬리브(210')의 외주에 제1 포트(241')로부터 축 방향으로 소정 거리 이격되어 형성될 수 있다.
여기서, 제1 포트(241')는 유체를 공급 받아 유체를 통해 동작하는 출력부(액츄에이터)와 연결될 수 있고, 제2 포트(242')는 유체를 공급하는 입력부(펌프)와 연결될 수 있으며, 제3 포트(243')는 유체를 저장하는 저장부(탱크)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 포트(241')는 출력 포트로 이용되고, 제2 포트(242')는 입력 포트로 이용되며, 제3 포트(243')는 탱크 포트로 이용될 수 있다.
또한, 제2 랜드(222')는 소정 부분이 밸브 슬리브(210')의 제1 포트(241')와 대향하게 위치하고, 제3 랜드(223')는 밸브 슬리브(210')의 제2 포트(242')와 대향하게 위치할 수 있다. 제3 랜드(223')의 폭은 제2 포트(242')보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 더불어, 제3 랜드(223')는 제1 랜드(221') 또는 제2 랜드(222')보다 직경이 작은 것이 바람직하다.
밸브 피스톤(220')의 제2 랜드(222')에는 복수의 관통홀이 형성될 수 있다. 복수의 관통홀은 제1 관통홀(222'a) 및 제2 관통홀(222'b)을 포함한다. 제1 관통홀(222'a)은 축 방향(도 10의 밸브 피스톤의 축 방향)으로 제2 랜드를 관통하여 형성될 수 있다. 제2 관통홀(222'b)은 직경 방향(도 10의 밸브 피스톤의 직경 방향)으로 제 2랜드(222')를 관통하여 형성될 수 있다. 제1 관통홀(222'a)과 제2 관통홀(222'b)은 후술하게 될 밸브 피스톤(220')의 특정 위치에서 서로 연통되지 않는 것이 바람직하다.
이러한 제2 랜드(222')는 중앙부가 외곽부보다 직경이 작게 형성될 수 있다. 즉, 제2 랜드(222')의 중앙부는 제1 포트(241') 및 제2 포트(242') 사이의 밸브 슬리브(210') 내주면에 맞닿지 않고, 제2 랜드(222')의 외곽부는 제1 포트(241') 및 제2 포트(242') 사이의 밸브 슬리브(210') 내주면에 맞닿을 수 있다. 예컨대, 제2 랜드(222')의 좌측(도 10 기준) 외곽부가 제1 포트(241') 및 제2 포트(242') 사이의 밸브 슬리브(210') 내주면에 맞닿게 되면, 제2 랜드(222')의 중앙부와 제1 포트(241') 및 제2 포트(242') 사이의 밸브 슬리브(210') 내주면 사이에는 가변 챔버가 형성된다.
이러한 가변 챔버는 제2 랜드(222')의 좌측(도 10 기준) 외곽부가 제1 포트(241') 및 제2 포트(242') 사이의 밸브 슬리브(210') 내주면에 맞닿지 않게 되면, 제1 포트(241')와 연통된다. 또한, 가변 챔버는 제2 관통홀(222'b)과 연통된다.
이와 더불어, 밸브 피스톤(220')은 보어(224')가 형성될 수 있다. 보어(224')는 밸브 피스톤(220')의 축단부(도1 기준 우측 단부)으로부터 내측 방향으로 깊게 파여져 형성될 수 있다. 보어(224')는 밸브 피스톤(220')의 중심에 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
밸브 피스톤(220')이 밸브 슬리브(210') 내부에 배치되면, 밸브 슬리브(210')의 내부 공간이 밸브 피스톤(220')의 복수의 랜드에 의해 제1 챔버(211''), 제 2 챔버(212') 및 제3 챔버(213')로 구획될 수 있다.
제1 챔버(211'')는 플랜지(170')의 내부 공간 및 밸브 슬리브(210')의 일측(도1 기준 좌측) 내부 공간을 포함할 수 있다. 즉, 제1 챔버(211'')는 전기자(113')와 맞닿는 밸브 피스톤(220')의 소정 부분이 위치하게 되는 공간일 수 있다.
제2 챔버(212')는 제1 랜드(221')와 제2 랜드(222') 사이의 밸브 슬리브 내부 공간일 수 있다. 제2 챔버(212')는 제1 포트(241')와 연통될 수 있다. 여기서, 앞서 설명한 바 있는 가변 챔버는 밸브 피스톤(200')의 위치에 따라 제2 챔버(212')와 연통 또는 단절될 수 있다.
제3 챔버(213')는 제2 랜드(222')와 제3 랜드(223') 사이의 밸브 슬리브 내부 공간일 수 있다. 제3 챔버(213')는 밸브 피스톤(200')의 위치에 따라 제2 포트(242')와 연통 또는 단절될 수 있다.
또한, 제3 포트(243')를 형성하는 밸브 슬리브(210')의 내부 직경이 제2 챔버(212') 및 제3 챔버(213')를 형성하는 밸브 슬리브의 내부 직경보다 작은 것이 바람직하다. 이와 더불어, 제1 챔버(211''), 제2 챔버(212'), 제3 챔버(213') 및 제3 포트(243')의 크기는 밸브 피스톤의(220')의 움직임에 의해 가변될 수 있다.
이러한 밸브 슬리브(210')의 제1 챔버(211''), 제2 챔버(212'), 제3 챔버(213') 및 제3 포트(243')의 연통을 위해 제1 챔버(211'')에 위치하는 밸브 피스톤(220')의 외주에 제3 관통홀(224'a)이 형성될 수 있다. 제3 관통홀(224'a)은 보어(224')를 통해 제1 챔버(211'')와 제3 포트(243')를 연통시킬 수 있다.
이에 따라 제1 챔버(211'')와 제2 챔버(212')는 제2 관통홀(222'b), 보어(224') 및 제3 관통홀(224'a)를 통해 서로 연통될 수 있다. 제2 챔버(212')와 제3 챔버(213')는 제1 관통홀(222'a)을 서로 통해 연통될 수 있다. 제2 챔버(212')와 제3 포트(243')는 제2 관통홀(222'b), 보어(224')를 통해 서로 연통될 수 있다. 제1 관통홀(222'a), 제2 관통홀(222'b) 및 제3 관통홀(224'a)은 반원 형상 또는 원 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
로드 스프링(230')은 탄성 복원력을 가지는 부재로서, 제1 챔버(211')에 위치할 수 있다. 로드 스프링(23)은 일측이 전기자(110')의 전기자 로드(113')에 맞닿는 밸브 피스톤(220')의 일측에 맞닿으면서, 타측이 밸브 슬리브(210')의 내부벽에 맞닿을 수 있다.
로드 스프링(230')은 밸브 피스톤(220')이 전기자(210')에 의해 우측(도2 기준)으로 이동할 경우 압축되고, 전기자(210') 힘이 사라질 경우 복원력을 통해 팽창되어 밸브 피스톤(220')을 전기자(210')에 의해 이동되기 전 위치로 되돌릴 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호에 의한 전기자(110')의 움직임을 이용하여 밸브 피스톤(220')을 이동시킴으로써, 제1 포트(241')와 제3 포트(243')가 연통되고, 제2 포트(242')가 단절된 초기 상태에서 제1 포트(241')와 제2 포트(242')가 연통되고, 제3 포트(243')가 단절된 후기 상태로 변경시킬 수 있다. 또한, 전자 비례 감압 밸브는 이러한 각종 포트에 연결될 수 있는 출력부(예컨대, 액츄에이터), 입력부(예컨대, 펌프), 및 저장부(예컨대, 탱크)에서 입력되거나 출력되어 흐르게 되는 유체의 흐름 및 압력을 제어할 수 있다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브의 밸브 피스톤에 노치가 형성된 것을 확인할 수 있다.
밸브 피스톤(220')의 제2 랜드(222') 및 제3 랜드(223')에는 노치(Notch:n)가 형성될 수 있으며, 이러한 노치(n)는 제2 랜드(222')의 외주 소정 부분이 파여져 형성되거나, 제3 랜드의 외주 소정 부분이 파여져 형성될 수 있다.
또한, 노치(n)는 제1 포트(241') 및 제2 포트(242')로 유입 또는 배출되는 유체의 압력이 급격하게 변화하는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
이후, 도 12 내지 도 18을 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자비례 감압 밸브의 동작 과정을 설명한다.
도 12에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호가 없어 밸브 피스톤(220')이 움직이지 않은 초기 상태이다. 이때 밸브 피스톤(220')의 제2 랜드(222')는 밸브 슬리브(210')의 내주면에 맞닿지 않은 상태이며, 제1 챔버(211''), 제2 챔버(212'), 제3 챔버(213')는 연통되어있다. 즉, 초기 상태의 전자 비례 감압 밸브는 제1 포트(241')와 제3 포트(243')가 연통되어있고, 제2 포트(242')가 제3 랜드에 의해 막혀있는 상태이다. 이에 따라, 제1 포트(241')에 연결되는 출력부(액츄에이터)와 제3 포트(243')에 연결되는 저장부(탱크)가 연통될 수 있다. 이러한 전자 비례 감압 밸브가 초기 상태일 때, 제1 포트(241')와 제3 포트(243')를 연통시키는 밸브 피스톤(220')의 위치를 제1 위치로 정의한다.
도 13에서 전자 비례 감압 밸브는, 제어 신호에 따라 대략 적은 량의 전류(I)가 자기 코일(130')에 흐르게 되면, 전류(I)에 의해 자기 코일(130') 주변에 자기력이 발생하고, 자기력에 의해 전기자(110')가 우측(도5 기준)으로 이동하게 되어, 전기자(110')에 의해 밸브 피스톤(220')이 우측(도5 기준)으로 소정 거리 이동한 상태이다.
이러한 밸브 피스톤(220')의 제2 랜드(222') 좌측(도 13 기준) 외곽부가 밸브 슬리브(210')의 내주면에 맞닿기 시작하는 위치로 이동되는 데, 이때 밸브 슬리브(210')의 제2 챔버(212')와 제3 챔버(213')는 밸브 피스톤(220')의 제2 랜드(222')에 의해 제1 챔버(211'')와 단절된다. 여기서, 제2 챔버(212')와 제3 챔버(213')는 제1 관통홀(222'a)에 의해 연통된 상태이다.
또한, 밸브 피스톤(220')의 제3 랜드(223')는 우측(도5 기준)으로 이동되었으나, 여전히 제2 포트(242')를 막고 있는 상태이다. 즉, 도 13의 전자 비례 감압 밸브는 제1 포트(241'), 제2 포트(242') 및 제3 포트(243')가 밸브 피스톤(220')에 의해 단절되어있는 상태이다. 이러한 제1 포트(241'), 제2 포(242') 및 제3 포트(243')를 단절시키는 밸브 피스톤(220')의 위치를 제2 위치로 정의한다.
도 14에서 전자 비례 감압 밸브는, 제어 신호에 따라 더욱 많은 전류(I)가 자기 코일(130')에 흐르게 되면, 전류(I)에 의해 자기 코일(130') 주변에 높은 자기력이 발생하고, 높은 자기력에 의해 전기자(110')가 우측(도6 기준)으로 더욱 이동하게 되어, 전기자(110')에 의해 밸브 피스톤(220')이 우측(도6 기준)으로 더욱 많이 이동한 상태이다.
이러한 밸브 피스톤(220')의 제2 랜드(222') 좌측 외곽부는 상기한 바 있는 가변 챔버를 형성하는 밸브 슬리브(210')의 내주면에 확실히 맞닿게 된다. 또한, 밸브 피스톤(220')의 제3 랜드(223')는 우측(도6 기준)으로 더욱 이동되어 제2 포트(242')와 제3 챔버(213')를 연통시키게 된다. 이때 제1 포트(241')와 제2 포트(242')가 연통된다. 이러한 제1 포트(241')와 제2 포트(242')를 연통시키는 밸브 피스톤(220')의 위치를 제3 위치로 정의한다.
예컨대, 이러한 밸브 피스톤(220')의 제3 위치에서 입력부(펌프)가 유체를 가압하여 제2 포트(242')로 전달하게 되면, 유체는 제2 포트(242')와 연통되어 있는 제3 챔버(213'), 제1 관통홀(222'a), 제2 챔버(212')를 순차적으로 거쳐 제1 포트(241')로 흐르게 되며, 최종적으로 제1 포트(241')와 연결되어 있는 출력부(액츄에이터)에 공급된다. 따라서, 공급된 유체를 통해 출력부(액츄에이터)의 구동이 이루어질 수 있다.
도 15에서 전자 비례 감압 밸브는, 제어 신호에 따라 다시 작은 량의 전류(I)가 자기 코일(130')에 흐르게 되면, 로드 스프링(230')의 복원력에 의해 밸브피스톤(220')이 도 13의 밸브 피스톤(220')의 제2 위치로 되돌아가게 되고, 도 15와 마찬가지로 제1 포트(241'), 제2 포트(242') 및 제3 포트(243')가 밸브 피스톤(220')에 의해 단절된 상태이다. 이때 전자 비례 감압 밸브는 도 13의 전자 비례 감압 밸브와 달리, 제2 챔버(212') 및 제3 챔버(213') 내에 제2 포트(242')로부터 흘러 들어오던 유체가 남아있게 되는 상태이다.
도 16에서 전자 비례 감압 밸브는 제어 신호가 없어 전류(I)가 자기 코일(130')에 흐르지 않게 되면, 로드 스프링(230')의 복원력에 의해 밸브 피스톤(220')이 도 12의 밸브 피스톤(220')의 제1 위치로 되돌아가게 되고, 도 12와 마찬가지로 제1 포트(241')와 제3 포트(243')가 연통되고, 제2 포트(242')가 제3 랜드(223')에 의해 막혀있는 상태이다.
예컨대, 밸브 피스톤(220')의 제1 위치에서 출력부(액츄에이터)가 공급되어 있던 유체를 배출하게 되면, 유체는 제1 포트(241')로 흘러 들어가게 되고, 제1 포트(241')와 연통되어 있는 제2 챔버(212'), 제2 관통홀(222'b), 보어(224')를 순차적으로 거쳐 제3 포트(243')로 흐르게 되며, 최종적으로 제3 포트(243')와 연결되어 있는 저장부(탱크)에 공급된다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 비례 감압 밸브는 출력부(액츄에이터)에 공급되어 있던 유체를 저장부(탱크부)로 되돌리는 유로로 이용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
[부호의 설명]
100, 100': 솔레노이드부
110, 110': 전기자
120, 120': 전기자 하우징
130, 130': 자기 코일
140, 140': 바디 커버
150, 150': 조절 스크류
160, 160': 로드 스프링
170, 170': 플랜지
200, 200': 밸브부
210, 210': 밸브 슬리브
211, 211': 제1 챔버
212, 212': 제2 챔버
213, 213': 제3 챔버
214: 제4 챔버
220, 220': 밸브 피스톤
221, 221': 제1 랜드
222, 222': 제2 랜드
223, 223': 제3 랜드
224: 제1 보어
224': 보어
225: 제2 보어
h1, h2, h3: 제1, 제2, 제3 홀
230, 230': 로드 스프링
241, 241': 제1 포트
242, 242': 제2 포트
243, 243': 제3 포트

Claims (31)

  1. 자기력에 의해 움직이는 전기자를 구비하는 솔레노이드부; 및
    상기 솔레노이드부와 결합하여 작동하는 밸브부를 포함하는 전자 비례 감압 밸브로서,
    상기 밸브부는,
    원통 형상으로 형성된 밸브 슬리브 및,
    상기 밸브 슬리브의 내부에서 축방향으로 이동가능하게 배치된 기둥 형상의 밸브 피스톤을 포함하고,
    상기 밸브 슬리브는 외주에 반경방향으로 개방된 제1 포트 및 제2 포트를 구비하고, 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽 축단부에 축방향으로 개방된 제3 포트를 구비하되, 상기 제2 포트는 상기 제1 포트로부터 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽으로 이격되어 위치하며,
    상기 밸브 피스톤의 상기 솔레노이드부 쪽 축단부에는 상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 체적이 변동하는 제1 챔버가 형성되고,
    상기 밸브 피스톤은 외주에 원주 방향으로 돌출된 복수의 랜드를 구비하며, 상기 밸브 피스톤과 상기 밸브 슬리브 사이에는 상기 복수의 랜드에 의해 구획되는 복수의 챔버가 형성되되, 상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 상기 복수의 챔버와 상기 제1 포트 및 제2 포트가 선택적으로 연통 또는 차단되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 챔버와 상기 제1 포트 및 제2 포트가 선택적으로 연통 또는 차단되는 것에 의해서, 상기 제3 포트가 상기 제1 포트 또는 상기 제2 포트와 선택적으로 연통하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 챔버는 제2 챔버 및 제3 챔버를 포함하고, 상기 제3 챔버는 상기 제2 챔버로부터 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽으로 이격되어 위치하며,
    상기 밸브 피스톤은 내부에 제1 보어가 형성되어 있고, 상기 제1 보어는 일측으로 상기 제1 챔버와 연통하며, 타측으로 상기 제2 챔버와 연통함으로써, 상기 제2 챔버가 상기 제1 포트에 연통하는 위치에서 상기 제1 챔버와 상기 제1 포트를 연통하게 하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 챔버는 제2 챔버 및 제3 챔버를 포함하고, 상기 제3 챔버는 상기 제2 챔버로부터 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽으로 이격되어 위치하며,
    상기 밸브 피스톤은 내부에 제2 보어가 형성되어 있고, 상기 제2 보어는 일측으로 상기 제3 챔버와 연통하며, 타측으로 상기 제3 포트와 연통함으로써, 상기 제3 챔버가 상기 제2 포트에 연통하는 위치에서 상기 제2 포트와 상기 제1 포트를 연통하게 하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버는 서로 연통 또는 차단되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버가 서로 연통하는 위치에서, 상기 제1 챔버, 상기 제2 챔버, 상기 제1 포트, 상기 제3 챔버, 상기 제3 포트는 상기 제1 보어 및 상기 제2 보어를 통하여 모두 연통되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 랜드는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 구획하는 제1 랜드와, 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 구획하는 제2 랜드를 포함하며, 상기 제2 랜드는 상기 밸브 피스톤의 위치에 따라 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 서로 연통 또는 차단시키도록 구성되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버가 서로 연통하는 위치에서, 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버는 모두 상기 제1 포트와 연통하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 랜드의 폭이 상기 제1 포트보다 작은 것을 특징으로 하는 전자 비례 감압 밸브.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 랜드는 제3 랜드를 더 포함하며, 상기 제3 랜드는 상기 밸브 피스톤의 위치에 따라 상기 제3 챔버와 상기 제2 포트를 연통 또는 차단시키도록 구성되어, 상기 제2 포트와 상기 제3 챔버가 연통할 때 상기 제2 포트와 상기 제3 포트가 연통하도록 하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3 랜드의 폭이 상기 제2 포트보다 큰 것인 전자 비례 감압 밸브.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 랜드의 직경이 상기 제2 랜드의 직경보다 크며, 상기 밸브 슬리브의 내주면과 상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드가 기밀 접촉이 되도록 상기 제1 포트에 인접한 부위에서보다 상기 제2 포트에 인접한 부위에서 상기 밸브 슬리브의 내경이 더 크게 구성된 것인 전자 비례 감압 밸브.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤은 상기 솔레노이드부의 움직임에 의해 상기 밸브 슬리브의 내부에서 축방향으로 이동하며,
    상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라, 상기 밸브 피스톤은 상기 제1 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 제1 위치, 상기 제1 포트, 상기 제2 포트 및 상기 제3 포트를 단절시키는 제2 위치, 상기 제2 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 제3 위치를 가지며,
    상기 밸브 피스톤을 상기 제1 위치를 향하는 방향으로 복원력을 가하도록 제공되는 탄성부재를 더 포함하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 제1 보어와 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버의 연통을 위해 상기 제1 보어로부터 상기 밸브 피스톤 외주방향으로 반경방향으로 연장하여 관통하는 복수의 홀이 형성되며,
    상기 제2 보어와 상기 제3 챔버의 연통을 위해 상기 제2 보어로부터 상기 밸브 피스톤 외주방향으로 반경방향으로 연장하여 관통하는 복수의 홀이 형성되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포트는 저장부와 연결된 포트이고, 상기 제2 포트는 입력포트이고, 상기 제3 포트는 출력 포트인 것인 전자 비례 감압 밸브.
  16. 자기력에 의해 움직이는 전기자를 구비하는 솔레노이드부; 및
    상기 솔레노이드부와 결합하여 작동하는 밸브부를 포함하는 전자 비례 감압 밸브로서,
    상기 밸브부는,
    원통 형상으로 형성된 밸브 슬리브 및,
    상기 밸브 슬리브의 내부에서 축방향으로 이동가능하게 배치된 기둥 형상의 밸브 피스톤을 포함하고,
    상기 밸브 슬리브는 외주에 반경방향으로 개방된 제1 포트 및 제2 포트를 구비하고, 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽 축단부에 축방향으로 개방된 제3 포트를 구비하되, 상기 제2 포트는 상기 제1 포트로부터 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽으로 이격되어 위치하며,
    상기 제3 포트는 저장부와 연결된 포트이고,
    상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 상기 제1 포트 및 제2 포트가 선택적으로 연통 또는 차단되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤의 상기 솔레노이드부 쪽 축단부에는 상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 체적이 변동하는 제1 챔버가 형성되고,
    상기 밸브 피스톤은 외주에 원주 방향으로 돌출된 복수의 랜드를 구비하며,
    상기 밸브 피스톤과 상기 밸브 슬리브 사이에는 상기 복수의 랜드에 의해 구획되는 복수의 챔버가 형성되되, 상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 상기 복수의 챔버와 제1 포트 및 제2 포트가 선택적으로 연통 또는 차단되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 챔버는 제2 챔버 및 제3 챔버를 포함하고, 상기 제3 챔버는 상기 제2 챔버로부터 상기 솔레노이드부에 대향하는 쪽으로 이격되어 위치하며,
    상기 밸브 피스톤은 내부에 보어가 형성되어 있고, 상기 보어는 일측으로 상기 제1 챔버와 연통하며, 타측으로 상기 제3 포트와 연통함으로써 상기 제1 챔버와 상기 제3 포트를 연통시키며, 상기 보어는 상기 밸브 피스톤의 축방향 이동 위치에 따라 선택적으로 상기 제1 포트와 연통 또는 차단되어 상기 제1 포트와 상기 제3 포트가 선택적으로 연통 또는 차단되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 랜드는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 구획하는 제1 랜드와, 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 구획하는 제2 랜드를 포함하며, 상기 제2 랜드는 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 상시 연통시키도록 구성되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 랜드의 중앙부가 외곽부보다 직경이 작게 형성되어 원주방향으로 상기 밸브 슬리브와의 사이에 원주방향 가변 챔버가 형성되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 랜드는 상기 제2 챔버와 상기 제3 챔버를 연통시키는 제1 관통홀이 형성되며,
    상기 제2 랜드의 상기 중앙부에는 상기 보어로부터 외주방향으로 반경방향으로 연장하여 관통하여 상기 가변 챔버와 상기 보어를 연통시키는 제2 관통홀이 형성되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 가변 챔버는 상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라 상기 제1 포트와 연통 또는 차단되고,
    상기 가변 챔버가 상기 제1 포트와 연통하는 위치에서, 상기 제1 챔버, 상기 제2 챔버, 상기 제1 포트, 상기 제3 챔버, 상기 가변 챔버, 상기 제3 포트는 상기 보어를 통하여 모두 연통되는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 랜드는 제3 랜드를 더 포함하며, 상기 제3 랜드는 상기 밸브 피스톤의 위치에 따라 상기 제3 챔버와 상기 제2 포트를 연통 또는 차단시키도록 구성되어, 상기 제2 포트와 상기 제3 챔버가 연통할 때 상기 제2 포트와 상기 제3 포트가 연통하도록 하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제3 랜드는 상기 제2 포트보다 폭이 넓은 것인 전자 비례 감압 밸브.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제3 랜드의 직경이 상기 제2 랜드의 직경보다 작으며, 상기 밸브 슬리브의 내주면과 상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드가 기밀 접촉이 되도록 상기 제1 포트에 인접한 부위에서보다 상기 제2 포트에 인접한 부위에서 상기 밸브 슬리브의 내경이 더 작게 구성된 것인 전자 비례 감압 밸브.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 제3 포트에 인접한 상기 밸브 슬리브의 내부 직경이 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에 있는 상기 밸브 슬리브의 내부 직경보다 작은 것인 전자 비례 감압 밸브.
  27. 제16항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤은 상기 솔레노이드부의 움직임에 의해 상기 밸브 슬리브의 내부에서 축방향으로 이동하며,
    상기 밸브 피스톤의 축방향 이동에 따라, 상기 밸브 피스톤은 상기 제1 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 제1 위치, 상기 제1 포트, 상기 제2 포트 및 상기 제3 포트를 단절시키는 제2 위치, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 연통시키는 제 3 위치를 가지는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤을 상기 제1 위치를 향하는 방향으로 복원력을 가하도록 제공되는 탄성부재를 더 포함하는 것인 전자 비례 감압 밸브.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 제1 챔버 위치에서 상기 밸브 피스톤 외주에 설치되는 스프링인 것인 전자 비례 감압 밸브.
  30. 제16항에 있어서,
    상기 제1 포트는 출력 포트인 것을 특징으로 하는 전자 비례 감압 밸브.
  31. 제23항에 있어서,
    상기 제2 랜드 및 상기 제3 랜드에 노치가 형성된 것을 특징으로 하는 전자 비례 감압 밸브.
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