KR101174207B1 - 유로 개폐용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

유로 개폐용 솔레노이드 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LPG 차량에 사용되는 연료 유로 개폐용 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 플런저부의 포스트 상에 댐퍼를 위치시켜 코어와 플런저가 발생하는 충격음을 감소시킬 수 있는 유로 개폐용 솔레노이드 밸브를 제공한다. 본 발명에 의해, 솔레노이드 밸브의 작동으로 코어와 플런저 사이에서 발생하는 충격음을 60% 이상 감소시킬 수 있다.

Description

유로 개폐용 솔레노이드 밸브{Solenoid Valve for opening and closing a passage of fluid}
본 발명은 유로 개폐용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 LPG 차량에 사용되는 연료 유로 개폐용 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 플런저부의 포스트 상에 댐퍼를 위치시켜 코어와 플런저가 발생하는 충격음을 감소시킬 수 있는 유로 개폐용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
LPG 차량에는 연료 차단 기능을 갖는 솔레노이드 밸브(fuel solenoid valve)가 장착된다. 솔레노이드 밸브는 코어(core)와 플런저(plunger)의 두 개의 자성체 주위에 전류 인가를 조절하여 자성체 자화를 조절함으로써 연료 유로를 개폐한다.
도 1은 종래 기술에 따른 솔레노이드 밸브의 사시도이며, 도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 솔레노이드 밸브의 개폐를 도시하는 단면도이다.
솔레노이드 밸브는 자성체인 코어(10)와, 코어(10) 하단에 위치하는 보어(bore)(11)와, 보어(11) 내에 삽입될 수 있는 플런저(20)와, 유로 개방 상태(도 2a)에서 코어(10)와 플런저(20)의 일정 거리(D)만큼의 이격을 유지할 수 있게 하는 프리스트레스된 스프링(40)과, 플런저(20) 하단에 위치하여 유로를 개폐할 수 있는 개폐부(30)를 포함한다. 상기 일정 거리(D)는 1mm 이하인 것이 일반적이며, 보다 상세하게 약 0.9mm이다.
도 2a에 도시된 바와 같이 유로 폐쇄 상태에서는 스프링(40)에 의해 코어(10)와 플런저(20)가 일정 거리(D)만큼 이격된다. 종래 기술에서 일반적으로 스프링(40)은 플런저(20) 외측에 위치한다.
코어(10)와 플런저(20) 주위에 전류를 인가하면 도 2b에 도시된 바와 같이 인력에 의해 코어(10)와 플런저(20)가 붙으면서 유로(50)가 개방된다.
코어(10)와 플런저(20)가 붙을 때에 차량의 운전자가 인지할 수 있을 정도의 큰 충격음이 발생한다. 예민한 소비자에게 이러한 충격음은 불편함을 유발할 수 있다.
이러한 충격음을 방지하기 위해, 플런저(20)의 상부에 고무 성분의 댐퍼(damper)를 추가할 수 있는데, 댐퍼를 추가하게 되면 결과적으로 코어(20)와 플런저(20) 사이의 간격(D)이 커져서 솔레노이드 밸브의 초기 작동력이 변경되는 문제가 발생한다.
이러한 초기 작동력을 보상하기 위해 솔레노이드 밸브 주변에 코일을 더 많이 감아서 인력을 상승시키는 방법이 있으나, 이 경우 솔레노이드 밸브 자체의 크기가 커져서 복잡한 연료 공급 라인에 설치되기 어렵다는 문제점이 있다.
이에, 전술한 바와 같이 솔레노이드 밸브 작동시 충격음을 감소시키되, 솔레노이드 밸브 자체의 크기를 유지하면서 솔레노이드 밸브의 초기 작동력을 유지시킬 수 있는 유로 개폐용 솔레노이드 밸브를 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 코어; 상기 코어 하단의 보어 내에 삽입 가능하며, 자화된 경우 상기 코어와 인력을 띄는 원통형의 플런저부; 상기 플런저부를 상기 코어로부터 이격시키도록 프리스트레스된 스프링; 및 상기 플런저부의 하단에 연결되어 유로를 개폐시킬 수 있는 개폐부를 포함하는 솔레노이드 밸브로서, 상기 플런저부는 중공형의 플런저 및 상기 플런저의 중공 내에 위치하는 포스트를 포함하며, 상기 포스트 상부에 댐퍼가 위치하는 것을 특징으로 하는, 유로 개폐용 솔레노이드 밸브를 제공한다.
또한, 상기 댐퍼의 높이는 상기 플런저의 높이보다 높은 것이 바람직하다.
또한, 상기 스프링은 상기 플런저와 상기 포스트 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 댐퍼는 NBR, H-NBR, FKM으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 유로는 LPG 연료 유로인 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의해, 솔레노이드 밸브의 초기 작동력이 유지되고, 솔레노이드 밸브의 크기가 변경되지 않으면서도, 솔레노이드 밸브 작동시 발생하는 충격음을 약 60% 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 솔레노이드 밸브의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 솔레노이드 밸브의 개폐상태를 각각 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 개폐상태를 각각 도시하는 단면도이다.
도 4c는 도 4b의 "A"의 확대도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 사시도이며, 도 4a와 도 4b는 솔의 개폐 상태를 도시하는 단면도이다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는 코어(100)와 코어 하단의 보어(110)와, 상기 보어(110)에 삽입될 수 있는 플런저부(200)와, 플런저부(200) 내에 삽입되는 스프링(400)과 플런저부(200) 하단에서 유로를 개폐하는 개폐부(300)를 포함한다.
플런저부(200)는 중공의 원통형상이며, 외곽의 원통을 이루는 플런저(210)와, 플런저(210) 내에 위치하며 기둥 형상인 포스트(220)와, 포스트(220) 상단의 댐퍼(230)로 이루어진다.
스프링(400)은 포스트(220)와 플런저(210) 사이에 삽입되며, 프리스트레스되어 설치된다.
솔레노이드 밸브 작동을 위해 코어(100), 플런저(210), 포스트(220)는 자성체로 이루어진다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 설명한다. 도 4a는 솔레노이드 밸브가 유로를 폐쇄하고 있는 상태를 도시하며, 도 4b는 유로(50)를 개방하고 있는 상태를 도시하며, 도 4c는 도 4b의 A부분을 상세히 도시한다.
도 4a와 같이 유로를 폐쇄하는 경우, 코어(100)와 플런저부(200)가 이격되며, 이는 스프링(400)의 프리스트레스에 의해 유지된다.
도 4b와 같이 유로(50)를 개방하기 위해, 코어(100), 플런저(210), 포스트(220)의 주변에 전류를 인가한다. 이에 따라 자기장이 형성되고 코어(100), 플런저(210), 포스트(220)가 자화되어 인력이 작용함으로써, 코어(100)와 플런저부(200)가 붙게 된다.
전술한 바와 같이 코어(100)와 플런저(210) 사이의 거리(D)는 솔레노이드 밸브의 초기 작동력을 잃지 않기 위해 일정하게 유지시킬 수 있다. 거리(D)는 솔레노이드 밸브에서 일반적으로 사용되는 거리와 동일하게 설정될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 코어(100)와 플런저(210) 사이의 거리(D)는 약 0.9mm이다.
특히, 스프링(400)이 플런저부(200) 내측에, 보다 상세하게 플런저(210)와 포스트(220) 사이에 위치함으로써, 스프링(400)이 플런저부(200) 외측에 위치하는 경우와 비교하여 플런저(210)의 단면적을 보다 넓게 할 수 있어서, 플런저(210)가 중공형임으로 인하여 발생되는 단면적 손실을 보상하여 보다 정교하게 초기 작동력을 유지시킬 수 있다.
플런저(210)가 거리(D)를 유지하면서 포스트(220)의 상부에 플런저(210) 높이보다 약간 높게 댐퍼(230)가 위치하여, 코어(100)와 플런저부(200)가 상호 붙게 되는 경우 댐퍼(230)가 코어(100)와 먼저 닿는다.
플런저(210)보다 댐퍼(230)가 코어(100)와 먼저 닿게 됨으로써 댐퍼(230)가 충격음을 감소시킨다. 다수의 실험을 통해, 평균 60% 이상의 충격음 감소 효과가 있음을 확인하였다.
도 4c를 참조하여, 댐퍼(230)를 보다 상세히 설명한다.
코어(100)와 플런저(210) 사이의 거리(D)는 필요에 따라 일정하게 유지시켜 댐퍼(230)와 무관하게 솔레노이드 밸브의 초기 작동력을 일정하게 유지시킨다.
포스트(220)의 높이는 플런저(210)의 높이에 비해 약간 낮게 설정한다. 다음, 포스트(220) 상부에 충분한 높이의 댐퍼(230)를 위치시키되, 댐퍼(230)의 높이가 플런저(210)의 높이보다 일정 거리(d) 더 높도록 위치시킨다.
한편, 댐퍼(230)의 다른 실시예로서는, 플런저(210)의 직상부 방향을 따라 상기 댐퍼(230)를 코어(100)의 하단에 배치하도록 함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 구체적으로는, 댐퍼(230)를 포스트(220)의 직상부에 배치되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
댐퍼(230)는 충격음을 감소시킬 수 있는 소재로 이루어짐과 동시에, 솔레노이드 밸브가 연료와 닿게 되므로 내연료성 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 댐퍼(230)는 FKM, NBR, H-NBR로 이루어지는 것이 바람직하며, FKM으로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 코어 110 : 보어
200 : 플런저부 210 : 플런저
220 : 포스트 230 : 댐퍼
300 : 개폐부 400 : 스프링

Claims (5)

  1. 코어;
    상기 코어 하단의 보어 내에 삽입 가능하며, 자화된 경우 상기 코어와 인력을 띄는 원통형의 플런저부;
    상기 플런저부를 상기 코어로부터 이격시키도록 프리스트레스된 스프링; 및
    상기 플런저부의 하단에 연결되어 유로를 개폐시킬 수 있는 개폐부를 포함하는 솔레노이드 밸브로서,
    상기 플런저부는 중공의 원통 형상으로 상기 플런저부의 외부를 이루는 플런저 및 상기 플런저의 중공 내에 위치하는 기둥 형상의 포스트를 포함하며, 상기 포스트 상부에 댐퍼가 위치하는 것을 특징으로 하는,
    유로 개폐용 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼의 상단은 상기 플런저의 상단보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    유로 개폐용 솔레노이드 밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 플런저와 상기 포스트 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    유로 개폐용 솔레노이드 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼는 NBR, H-NBR, FKM으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는,
    유로 개폐용 솔레노이드 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로는 LPG 연료 유로인 것을 특징으로 하는,
    유로 개폐용 솔레노이드 밸브.
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