KR100966347B1 - 솔레노이드밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 솔레노이드밸브에 관한 것이다. 본 발명은, 구조물(10)에 고정되는 일측이 커버(52)에 의해 차폐되고, 타측이 캡(54)에 의해 차폐되는 하우징(50); 상기 하우징(50)의 내부에서 전자기력을 제공하는 솔레노이드(60); 상기 솔레노이드(60)의 전자기력에 의해 이동하는 플런저(72); 상기 플런저(72)와 함께 이동하고, 단부에 밸브부재(74a)를 갖는 로드(74) 및; 상기 로드(74)에 끼워지고, 방수재로 이루어져서 상기 하우징(50)의 커버(52)를 관통한 로드(74)의 일부분과 함께 상기 하우징(50)의 커버(52)를 실링하는 원통형의 실링부재;를 포함하며, 상기 실링부재는, 상기 로드(74)에 끼워지는 내주면에 그루브(82)가 형성되어 그루브(82)를 중심으로 내주면의 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 로드(74)의 외주면에 밀착되는 방수링(80)인 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 방수링(80)의 상단부(81a) 및 하단부(81b)에 의해 로드(74)의 외주면을 확실하게 실링할 수 있다.
솔레노이드, 로드, 하우징, 커버, 실링

Description

솔레노이드밸브 { SOLENOID VALVE }
본 발명은 솔레노이드밸브에 관한 것으로서, 유체가 소통되는 구조물의 챔버에 설치되어 유체를 단속하는 솔레노이드밸브에 관한 것이다. 특히, 액상으로 형성된 유체를 단속하는데 사용되는 솔레노이드밸브에 관한 것이다.
일반적으로 실린더 헤드 및 실린더 블록으로 분리된 차량의 엔진 실린더와 같은 구조물에는 헤드 및 블록의 분리냉각을 위해 냉각수와 같은 액상의 유체가 순환되는 유로가 마련된다. 이러한 구조물에는 전자제어가 가능한 솔레노이드밸브가 설치되어 유체의 소통을 단속한다.
이와 같이 액상의 유체를 단속하는 일반적인 솔레노이드밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 코일(22)이 와인딩된 보빈(24)으로 이루어진 솔레노이드(20)가 하우징(30)의 내부에서 전자기력을 발생시킴에 따라 플런저(1)가 로드(3)와 함께 이동한다. 따라서, 로드(3)에 설치된 밸브부재(3a)는 구조물(10)의 챔버(CH)에 형성된 밸브시트(14)를 개폐한다.
여기서, 전술한 하우징(30)은 도시된 바와 같이 커버(32)가 구조물(10)에 밀착되어 고정되면서 챔버(CH)의 개방된 부위를 차폐한다. 그리고, 커버(32)는 도시 된 바와 같이 다이어프램(DP)에 의해 방수된다. 즉, 다이어프램(DP)은 도시된 바와 같이 로드(3)가 관통된 상태로 커버(32)의 일측면을 차폐하여 커버(32)의 일측면을 실링한다.
그러나, 이러한 일반적인 솔레노이드밸브는 2차원적으로 박막형성된 다이어프램(DP)이 로드(3)의 반복적인 이동에 의해 훼손거나 파손될 경우 방수가 불가능하다는 문제가 있다.
또, 다이어프램(DP)이 유로(12)를 통해 챔버(CH)로 유입되는 유체의 압력에 의해 상부로 볼록하게 변형되면서 로드(3)의 이동을 방해하는 문제도 있다. 물론, 로드(3)는 다이어프램(DP)에 의해 신속하게 이동할 수 없으므로 제어신호에 대한 응답성이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 3차원적인 형태로 형성되어 로드의 외주면에 끼워진 상태로 로드의 외주면과 커버의 일측면을 실링하는 원통형의 방수부재가 마련된 솔레노이드밸브를 제공하기 위함이 그 목적이다.
특히, 방수부재가 외주면을 통해 로드의 외주면과 커버의 일측면을 실링할 수 있는 솔레노이드밸브를 제공하기 위함이 그 목적이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브는, 유로와 연통된 챔버를 갖는 구조물에 장착되어 전자기력에 의해 밸브시트를 개폐하는 솔레노이드밸브에 있어서, 상기 구조물에 밀착상태로 고정되는 일측이 커버에 의해 차폐되고, 타측이 자기회로를 형성하는 캡에 의해 차폐되는 원통형의 하우징; 상기 하우징에 내장되어 전자기력을 제공하는 솔레노이드; 상기 솔레노이드의 전자기력에 의해 상기 하우징의 내부에서 이동하는 플런저; 상기 플런저와 함께 이동하고, 상기 하우징의 커버를 관통하여 상기 유로에 의해 유체가 소통되는 상기 구조물의 챔버에 삽입되며, 단부에 밸브부재가 결합되어 상기 유로의 유체를 단속하는 로드 및; 상기 로드에 끼워지고, 방수재로 이루어져서 상기 하우징의 커버를 관통한 로드의 일부분과 함께 상기 하우징의 커버를 실링하는 원통형의 실링부재;를 포함하며, 상기 실링부재는, 상기 로드에 끼워지는 내주면에 그루브가 형성되어 그루브를 중심으로 내주면의 상단부 및 하단부가 로드의 외주면에 밀착되고, 방수재로 이루어져서 내주면의 상단부 및 하단부를 통해 로드의 외주면을 실링하는 방수링;인 것을 특징으로한다.
상기 방수링은, 상기 상단부가 형성된 상부면에 원주방향을 따라 적어도 하나의 슬릿이 형성되어, 상부면에 유체의 소통을 방지하는 걸림턱;을 더 포함할 수 있다.
상기 그루브는, 상기 상단부 및 하단부가 상부 및 하부를 향해 벌어진 형태의 단면을 갖도록, 중심부에서 상부 및 하부를 향해 확장된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명은, 상기 그루브에 충전되어 이동하는 상기 로드의 마찰력을 감쇠시키는 윤활제;를 더 포함한다.
상기 방수링은 원주방향을 따라 내부에 인서트되어 강성을 보강하는 원통형의 보강재;를 더 포함할 수도 있다.
상기 보강재는, 상기 상단부가 형성된 상기 방수링의 상부면 및, 방수링의 외주면을 방수링의 내부에서 보강가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 방수링은, 상기 하단부가 형성된 하부면에 원주방향을 따라서 형성되어 하단부에 전달되는 상기 로드의 마찰력을 댐핑하는 홈형태의 댐퍼;를 더 포함할 수도 있다.
상기 하우징의 커버는, 상기 구조물의 챔버로 삽입되어 상기 실링부재의 외주면을 감싸고, 외주면에 패킹이 장착되는 원통형의 연장부;를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 실링부재가 로드의 외주면과 함께 커버의 일측면을 실링하므로 로드가 관통되는 커버의 관통부위를 통해 액상의 유체가 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 실링부재가 원통형으로 형성됨에 따라 로드의 이동에 의해 실링부재가 훼손되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 방수링으로 구성된 실링부재가 그루브를 중심으로 형성된 방수링의 내주면측 상단부 및 하단부를 통해 로드의 외주면을 실링하므로 로드의 외주면을 다단계로 확실하게 실링할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 솔레노이드밸브를 설명하면 다음과 같으며, 첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 솔레노이드밸브의 구성을 도시한 종단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 솔레노이드밸브는 커버(52) 및 자기회로를 형성하는 캡(54)에 의해 양단부가 차폐되는 하우징(50)의 내부에 솔레노이드(60)와 플런저(72)가 내장된다. 플런저(72)는 솔레노이드(60)의 보빈(64)에 와인딩된 코일(62)로부터 전자기력이 발생됨에 따라 하우징(50)의 내부에서 이동한다. 이때, 플런저(72)는 도시된 바와 같이 하우징(50)의 커버(52)를 관통하는 로드(74)와 함께 이동한다. 물론, 플런저(72)는 로드(74)가 억지끼움에 의해 압입고정됨에 따라 로드(74)와 함께 이동한다.
로드(74)는 플런저(72)와 함께 이동하면서 구조물(10)의 챔버(CH)에 형성된 밸브시트(14)를 개폐한다. 이때, 로드(74)는 도시된 바와 같이 유로(12)에 의해 유체가 소통되는 구조물(10)의 챔버(CH)에 삽입된 상태로, 단부에 설치된 밸브부재(74a)에 의해 밸브시트(14)를 개폐한다. 즉, 로드(74)는 밸브부재(74a)와 함께 이동하면서 밸브시트(14)를 개폐한다.
한편, 구조물(10)에 밀착상태로 고정되는 하우징(50)의 커버(52) 및 로드(74)는 실링부재에 의해 실링된다. 이러한 실링부재는 로드(74)에 끼워지고, 방수재로 이루어져서 하우징(50)의 커버(52)를 관통한 로드(74)의 일부분과 함께 하우징(50)의 커버(52)를 실링하는 원통형의 부재이다.
이러한 실링부재는 예컨대, 도시된 바와 같은 원통형의 방수링(80)으로 구성할 수 있다. 이러한 방수링(80)은 도면상의 확대도 "가"에 도시된 바와 같이 로드(74)에 끼워지는 내주면의 중간부분에 그루브(82)가 형성되어 그루브(82)를 중심으로 내주면의 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 로드(74)의 외주면에 밀착된다. 그리고, 방수링(80)은 방수재로 이루어져서 내주면의 상단부(81a) 및 하단부(81b)를 통해 로드(74)의 외주면을 실링한다. 즉, 방수재로 이루어진 방수링(80)은 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 로드(74)의 외주면에 밀착됨에 따라 로드(74)의 외주면을 실링한다.
이러한 방수링(80)은 확대도 "가"에 도시된 바와 같이 상단부(81a)가 형성된 상부면에 원주방향을 따라 적어도 하나의 슬릿(84)이 형성되어, 상부면에 유체의 소통을 방지하는 걸림턱(81b')이 형성된다. 이러한 걸림턱(81b')은 확대 도시된 바와 같이 하우징(50)의 커버(52)에 밀착된다. 따라서, 걸림턱(81b')은 커버(52)의 일측면을 실링한다.
여기서, 전술한 방수링(80)은 방수가 가능한 동시에 탄성력을 갖는 고무재로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 방수링(80)은 로드(74)의 외주면을 효율적으로 수밀하도록 로드(74)에 억지끼움으로 압입고정된다.
한편, 전술한 방수링(80)의 그루브(82)는 확대도 "가"에 도시된 바와 같이 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 상부 및 하부를 향해 벌어진 형태의 단면을 갖도록, 중심부에서 상부 및 하부를 향해 확장된 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 그루브(82)를 구성하는 이유는 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 확대 도시된 바와 같이 상부 및 하부를 향하도록 형성하여 상단부(81a) 및 하단부(81b)의 단부를 이격시키기 위함이다. 만약, 상단부(81a) 및 하단부(81b)의 단부 간격을 협소하게 형성할 경우 상단부(81a) 및 하단부(81b)는 로드(74)의 이동시 탄력적으로 로드(74)의 외주면을 실링하지 못한다. 왜냐하면, 상단부(81a) 및 하단부(81b)는 단부가 인접할 수록 탄성력이 감소되기 때문이다.
이와 같은 그루브(82)는 확대 도시된 바와 같이 윤활제(OL)가 충전될 수 있다. 이러한 윤활제(OL)는 로드(74)의 이동시 로드(74)의 마찰력을 감쇠시킨다. 따라서, 로드(74)는 매우 원활하게 이동한다.
한편, 방수링(80)은 내부에 도시된 바와 같이 보강재(86)가 인서트될 수 있다. 이러한 보강재(86)는 금속재로 구성할 수 있으며, 이와 달리 경질의 플라스틱으로 구성할 수도 있다. 보강재(86)는 확대 도시된 바와 같이 방수링(80)의 원주방향을 따라 내부에 인서트되어 방수링(80)의 강성을 보강한다.
이와 같은 원통형의 보강재(86)는 상단부(81a)가 형성된 방수링(80)의 상부면 및 방수링(80)의 외주면을, 방수링(80)의 내부에서 보강가능하도록 형성할 수 있다. 이렇게 형성하려면, 보강재(86)를 확대 도시된 바와 같이 방수링(80)의 상부면에 수평으로 인서트되는 수평부(86a) 및 방수링(80)의 외주면에 수직으로 인서트 되는 수직부(86b)로 구성하면된다. 이러한 보강재(86)는 억지끼움되는 고무재 방수링(80)의 강성을 보강한다. 따라서, 방수링(80)은 로드(74)의 외주면에 견고하게 고정된다.
한편, 방수링(80)은 확대도 "가"에 도시된 바와 같이 하단부(81b)가 형성된 하부면에 원주방향을 따라서 형성되어 하단부(81b)에 전달되는 로드(74)의 마찰력을 댐핑하는 홈형태의 댐퍼(88)가 형성된다. 이러한 댐퍼(88)는 로드(74)가 이동할 경우 하단부(81b)가 유동하는 것을 허용한다. 따라서, 하단부(81b)는 탄력적으로 로드(74)의 외주면을 지지하므로 로드(74)를 이동가능한 상태로 실링한다.
다른 한편, 하우징(50)의 커버(52)는 도시된 바와 같이 구조물(10)의 챔버(CH)로 삽입되어 실링부재의 외주면을 감싸고, 외주면에 패킹(PK)이 장착되는 원통형의 연장부(52a)가 형성된다. 즉, 연장부(52a)는 방수링(80)의 외주면을 차폐하여 감싼다. 이때, 패킹(PK)은 연장부(52a)의 외주면으로 액상의 유체가 유입되는 것을 방지한다. 따라서, 커버(52)는 연장부(52a)의 내부가 방수링(80)에 의해 실링되고, 연장부(52a)의 외부가 패킹(PK)에 의해 실링된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 솔레노이드밸브는, 로드(74)의 이동시 방수링(80)의 상단부(81a) 및 하단부(81b)에 의해 로드(74)의 외주면이 방수된다. 따라서, 하우징(50)의 커버(52)는 로드(74)가 관통되는 부위가 실링된다. 이러한 커버(52)는 방수링(80)의 상부면에 형성된 걸림턱(81b')에 의해 챔버(CH)와 대향하는 일측면이 실링된다. 이때, 커버(52)는 걸림턱(81b')이 도시된 바와 같이 복수개로 구성됨에 따라 견고하게 실링된다.
이러한 솔레노이드밸브는 방수링(80)의 상단부(81a) 및 하단부(81b)에 의해 로드(74)의 외주면이 다단계로 실링되므로 로드(74)의 마찰력을 최소화하면서 로드(74)의 이동을 가능케 할 뿐만 아니라 로드(74)의 외주면을 확실하게 실링할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 솔레노이드밸브는 방수링(80)이 종래의 다이어프램과 달리 원통형으로 형성되므로 콤팩트하게 형성될 수 있다.
여기서, 전술한 방수링(80)은 보강재(86)가 인서트될 경우 보다 견고하게 로드(74)의 외주면에 고정된다. 따라서, 방수링(80)은 견고하게 고정된 상태로 로드(74)의 외주면을 실링한다. 이러한 방수링(80)은 하부면에 홈형태의 댐퍼(88)가 형성될 경우, 하단부(81b)의 유동성이 확보되어 로드(74)의 외주면을 탄력지지한 상태로 실링할 뿐만 아니라, 로드(74)의 이동성을 허용한다.
한편, 로드(74)는 방수링(80)의 그루브(82)에 윤활제(OL)가 충전될 경우, 윤활제(OL)에 의해 마찰력이 감쇠된다. 따라서, 로드(74)는 원활하게 이동한다.
다른 한편, 하우징(50)의 커버(52)는 하부면에 원통형의 연장부(52a)가 형성될 경우 보다 확실하게 실링된다. 특히, 연장부(52a)의 외주면에 패킹(PK)이 고정될 경우 거의 완전하게 실링된다.
상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 일반적인 솔레노이드밸브의 구성을 도시한 종단면도; 및
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 솔레노이드밸브의 구성을 도시한 종단면도.
<도면의 주요부호 설명>
50 : 하우징
60 : 솔레노이드
72 : 플런저
74 : 로드
80 : 방수링

Claims (8)

  1. 유로(12)와 연통된 챔버(CH)를 갖는 구조물(10)에 장착되어 전자기력에 의해 밸브시트(14)를 개폐하는 솔레노이드밸브에 있어서,
    상기 구조물(10)에 밀착상태로 고정되는 일측이 커버(52)에 의해 차폐되고, 타측이 자기회로를 형성하는 캡(54)에 의해 차폐되는 원통형의 하우징(50);
    상기 하우징(50)에 내장되어 전자기력을 제공하는 솔레노이드(60);
    상기 솔레노이드(60)의 전자기력에 의해 상기 하우징(50)의 내부에서 이동하는 플런저(72);
    상기 플런저(72)와 함께 이동하고, 상기 하우징(50)의 커버(52)를 관통하여 상기 유로(12)에 의해 유체가 소통되는 상기 구조물(10)의 챔버(CH)에 삽입되며, 단부에 밸브부재(74a)가 결합되어 상기 유로(12)의 유체를 단속하는 로드(74); 및
    상기 로드(74)에 끼워지고, 방수재로 이루어져서 상기 하우징(50)의 커버(52)를 관통한 로드(74)의 일부분과 함께 상기 하우징(50)의 커버(52)를 실링하는 원통형의 실링부재;를 포함하며,
    상기 실링부재는,
    상기 로드(74)에 끼워지는 내주면에 그루브(82)가 형성되어 그루브(82)를 중심으로 내주면의 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 로드(74)의 외주면에 밀착되고, 방수재로 이루어져서 내주면의 상단부(81a) 및 하단부(81b)를 통해 로드(74)의 외주면을 실링하는 방수링(80);인 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방수링(80)은,
    상기 상단부(81a)가 형성된 상부면에 원주방향을 따라 적어도 하나의 슬릿(84)이 형성되어, 상부면에 유체의 소통을 방지하는 걸림턱(81b');을 더 포함하는 솔레노이드밸브.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브(82)는,
    상기 상단부(81a) 및 하단부(81b)가 상부 및 하부를 향해 벌어진 형태의 단면을 갖도록, 중심부에서 상부 및 하부를 향해 확장된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브(82)에 충전되어 이동하는 상기 로드(74)의 마찰력을 감쇠시키는 윤활제(OL);를 더 포함하는 솔레노이드밸브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방수링(80)은 원주방향을 따라 내부에 인서트되어 강성을 보강하는 원통형의 보강재(86);를 더 포함하는 솔레노이드밸브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 보강재(86)는,
    상기 상단부(81a)가 형성된 상기 방수링(80)의 상부면 및, 방수링(80)의 외주면을 방수링(80)의 내부에서 보강가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노 이드밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 방수링(80)은,
    상기 하단부(81b)가 형성된 하부면에 원주방향을 따라서 형성되어 하단부(81b)에 전달되는 상기 로드(74)의 마찰력을 댐핑하는 홈형태의 댐퍼(88);를 더 포함하는 솔레노이드밸브.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(50)의 커버(52)는,
    상기 구조물(10)의 챔버(CH)로 삽입되어 상기 실링부재의 외주면을 감싸고, 외주면에 패킹(PK)이 장착되는 원통형의 연장부(52a);를 더 포함하는 솔레노이드밸브.
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