KR101898478B1

KR101898478B1 - 고압 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR101898478B1
Application number: KR1020170047217A
Authority: KR
Inventors: 차경호
Original assignee: 주식회사 지엠에스
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-09-14

Abstract

본 발명은 고압 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스풀의 마모가 많은 패드부를 기구부와 분리 제작하여 패드 마모시 패드만 교체하도록 하고, 고압이 스플에 직접 영향을 주지 않고 슬리브에 의해 그 충격완화시킴과 아울러 리크 수준을 높여 제품의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은, 솔레노이드코일(11)과, 이 솔레노이드코일(11)의 자장에 의해 자화되는 슬리브(12)와, 상기 슬리브(12)의 자화에 의한 자력으로 승강이동되는 스풀(13)과, 상기 스풀(13)과 슬리브(12) 사이에 탄력 설치되는 코일스프링(14)과, 상기 스풀(13)의 단부에서 커버(16)에 의해 고정 설치되어 전기적 신호에 의해 상하 승강되며 밸브하우징(20)의 입구포트(21)로부터 솔시트(22)에 뚫어진 오리피스(23)의 통로를 개폐시키는 패드(15)로 구성된 고압 솔레노이드밸브에 있어서,
상기 스풀(13)의 하단부에는 숫나사부(13a)를 형성하여 패드(15)를 내부에 수용하고 있는 커버(16)의 암나사부(16b)와 나사 체결시키고,
상기 슬리브(12)의 단부를 입구포트(21)의 통로를 적어도 일부 가로 막으면서 밸브하우징(20)과 틈새(d)를 유지한 상태로 연장시켜 입구포트(21)로부터 송출되는 유체의 가압력이 슬리브(12)에 의해 분산되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

고압 솔레노이드 밸브{High pressure solenoid valve}

본 발명은 고압 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스풀의 마모가 많은 패드부를 기구부와 분리 제작하여 패드 마모시 패드만 교체하도록 하고, 고압이 스플에 직접 영향을 주지 않고 슬리브에 의해 그 충격완화시킴과 아울러 리크 수준을 높여 제품의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 솔레노이드밸브(10)는 전자석의 원리를 이용한 것으로, 일정한 방향으로 물리적인 힘을 전달하여 스풀(13)-spool-이 밸브 하우징(20)의 유로 출입구를 개폐함으로써 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 유로(流路)를 개폐하는 전자식 밸브의 일종이며, 전기, 전자, 기계장치 등과 같은 여러 산업분야에서 매우 광범위하게 사용되고 있다.

이러한 솔레노이드밸브(10)는 스풀(13)이 이동됨에 따라 유로를 개폐시키게 되는데, 고압의 오일이나 유체가 유동하는 시스템에서는 하우징(20) 내부로 유입된 유체의 모든 압력이 스풀(13)에 직접 작용하게 된다.

따라서, 솔시트(22)와 접촉 또는 유로가 개방된 위치에서 압력의 영향을 받는 위치로 스풀(13)의 단부에는 패드(15)를 설치하게 된다.

스풀(13)은 솔레노이드 코일(11)에 둘러 싸여 있는 슬리브(12)의 안내로 상하 일정거리를 승강하게 되며, 스풀(13)과 슬리브(12) 사이에는 코일스프링(14)이 탄력 설치된다.

또, 패드(15)는 주로 아세탈 재질로 스풀(13)의 단부에 위치시킨 상태에서 커버(16)가 억지 끼워맞춤 방식으로 일체로 조립시키게 된다.

특허문헌 : 국내 공개특허 제10-1994-008981호(공개일자 1994년5월16일) 국내 특허등록 제10-1628569호(등록일자 2016년6월1일)

이러한 종래 솔레노이드 고압밸브 구조에 의하면, 패드(15)가 분해가 가능한 구조가 아니고 스풀(13)에 일체형으로 조립되므로 마모가 발생하더라도 스풀(13) 전체를 교체할 수 밖에 없다.

따라서, 유지 보수비가 많이 소요되어 비경제적이다.

또, 스풀(13)의 상단 중심부에서 비교적 적은 직경의 코일스프링(14)으로 가압하여 솔시트(22)와 패드(15)가 밀착되도록 탄력 지지하게 되므로 패드(15) 및 스풀(13) 자체가 쉽게 좌우로 유동되면서 경사진 상태로 오리피스홀의 입구를 막아 리크 발생의 원인이 되었다.

그리고, 고압의 유체가 직접 스풀(13) 또는 패드(15)에 충격을 가하게 되므로 수명이 짧아 전체적으로 제품의 내구성이 짧고 신뢰성도 낮게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 마모가 발생될 때 패드만을 교체 할 수 있어 전체 유지 보수비를 절감할 수 있도록 한 솔레노이드 고압밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 리크의 발생원인을 줄이고 유체의 높은 압력이 스풀에 직접 가해지지 않도록 분산하여 수명을 연장시킬 수 있도록 한 솔레노이드 고압밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보다 안정적인 상태로 패드가 오리피스홀을 막아 리크 수준과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 솔레노이드 고압밸브를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구성은,

솔레노이드코일(11)과,

이 솔레노이드코일(11)의 자장에 의해 자화되는 슬리브(12)와,

상기 슬리브(12)의 자화에 의한 자력으로 승강이동되는 스풀(13)과,

상기 스풀(13)과 슬리브(12) 사이에 탄력 설치되는 코일스프링(14)과,

상기 스풀(13)의 단부에서 커버(16)에 의해 고정 설치되어 전기적 신호에 의해 상하 승강되며 밸브하우징(20)의 입구포트(21)로부터 솔시트(22)에 뚫어진 오리피스(23)의 통로를 개폐시키는 패드(15)로 구성된 고압 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 스풀(13)의 하단부에는 숫나사부(13a)를 형성하여 패드(15)를 내부에 수용하고 있는 커버(16)의 암나사부(16b)와 나사 체결시키고,

상기 슬리브(12)의 단부를 입구포트(21)의 통로를 적어도 일부 가로 막으면서 밸브하우징(20)과 틈새(d)를 유지한 상태로 연장시켜 입구포트(21)로부터 송출되는 유체의 가압력이 슬리브(12)에 의해 분산되도록 구성하는 것에 의해 달성된다.

여기서, 상기 슬리브(12)의 단부 외경에는 모떼기(12a)를 형성하게 된다.

상기 코일스프링(14)은 스풀(13)의 외경부 내측에 접촉되는 코일직경으로 설정된다.

이러한 본 발명에 의하면, 패드에 마모가 발생하더라도 전체 부품을 교환하지 않고 커버를 분해하여 패드만 교체 가능하므로 유지 보수비를 크게 절감할 수 있다.

또, 고압의 압력이 슬리브를 통해 충격을 분산하게 되므로 전체 내구성을 향상시킬 수 있어 경제적이다.

그리고, 코일스프링이 스풀의 외경 근처에서 보다 큰 직경으로 가압하게 되므로 안정적인 실링으로 리크 수준을 높이고, 전체 제품의 신뢰성을 크게 향상시키게 된다.

도 1은 종래 솔레노이드 고압 밸브의 구조를 보인 단면도.
도 2는 도 1의 요부 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 솔레노이드 고압 밸브의 구조를 보인 단면도.
도 4는 본 발명이 스풀과 패드의 상승으로 유로가 개방된 상태를 보인 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 요부 분해도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 고압 솔레노이드밸브(10)는 메니폴드(30)의 유입구(31)로부터 입구포트(21)를 통해 유입되는 에어 또는 오일의 압력이 예로서 200 bar 내외의 고압의 유체 통로를 제어하는데 사용되는 고압용 밸브임을 밝혀둔다.

솔레노이드밸브(10)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브하우징(20)에 접속되어 입구포트(21)로부터 유입되는 고압 유체를 솔시트(22)의 오리피스(23)로 공급되는 것을 전기 신호에 의해 패드(15)가 스풀(13)과 같이 승강 작동되며 개폐 제어하게 된다.

밸브하우징(20)은 메니폴드(30) 위에 안착되어 볼트(33)에 의해 고정 설치되어, 입구포트(21)는 고압의 유체가 인입되는 유입구(31)와, 상기 시트의 오리피스(23)는 유체출구(32)가 각각 연결된다.

슬리브(12)의 상부측 둘레는 솔레노이드코일(11)이 권선되어 전기 전원의 공급으로 자기력에 의해 슬리브(12)를 자화시켜 하측 내부로 수용된 스풀(13)과 패드(15)를 동시에 당겨 솔시트(22)의 오리피스(23)를 개방하게 된다.

그리고, 전원 공급이 차단되면 슬리브(12)와 스풀(13) 사이에 탄성 구비된 코일스프링(14)에 의해 패드(15)가 스풀(13)과 같이 하강되며 솔시트(22)의 오리피스(23)를 밀폐시키게 된다.

슬리브(12)는 하부가 상부를 향해 오목하게 홈을 파내어 스풀(13)이 수용된 상태로 일정 거리 상하 승강하는 것을 가이드하게 된다.

솔시트(22)에 접촉 또는 비접촉되어 오리피스(23)를 개폐시키는 패드(15)는 주로 아세탈(acetal)재질로 커버(16)에 의해 강제로 압입, 고정 설치된 상태로, 고압의 유로를 개폐시키게 되므로 마모가 쉽게 발생되며, 리크로 인해 교체가 필요하게 된다.

본 발명에서는 패드(15)의 교체를 위해 상기 스풀(13)의 하단부에는 숫나사부(13a)를 형성하여 패드(15)를 내부에 수용하고 있는 커버(16)의 암나사부(16b)와 나사 체결시키게 된다.

커버(16)는 도면에서와 같이 상부가 트여지고 내부로는 패드(15)가 수용된 상태로 하부에는 패드(15)를 받쳐지도록 걸림턱(16c)이 형성되며, 상단 내경으로는 암나사부(16b)가 형성되어 스풀(13)의 숫나사부(13a)와 나사 체결되는 것이다.

따라서, 패드(15)의 교체가 필요로 하는 경우에는 커버(16)를 스풀(13)에서부터 해체되도록 나사 조임을 풀어서 마모가 발생된 패드(15)를 새것으로 교체한 후 다시 커버(16) 내부에 끼운 다음 스풀(13)에 나사 체결하여 조립이 완료된다.

그러므로, 종래와 같이 스풀(13)이나 솔레노이드밸브 전체를 보수나 교환하지 않고도 단지 패드(15) 만을 쉽게 교체하여 사용가능하게 되므로, 유지 보수가 경제적이다.

한편, 상기 슬리브(12)의 단부를 밸브하우징(20)과 틈새(d)를 유지한 상태로 연장시키게 된다.

이때, 슬리브(12)의 하단부가 입구포트(21)의 통로를 적어도 일부 가로 막으면 틈새(d)를 통해 유로는 개방하게 되므로, 입구포트(21)로부터 송출되는 유체의 가압력이 슬리브(12)의 단부에 의해 1차 분산된 후 패드(15)에 전달 되도록 한다.

슬리브(12)는 강도가 우수한 금속재로 성형되므로 고압의 강도에도 변형될 염려는 없다.

여기서, 상기 슬리브(12)의 단부 외경, 즉 고압의 유체가 직접 전달되는 위치에는 모떼기(12a)를 형성하여 유체가 접촉되는 면적을 향상시키고 부드럽게 유로를 유도될 수 있도록 하는 것에 의해 충격 분산 효과를 향상시키게 된다.

그리고, 상기 코일스프링(14)은 스풀(13)의 외경부 내측에 접촉되는 코일직경으로 설정된다.

따라서, 종래 중앙으로 직경이 작은 크기로 코일스프링이 설치되는 경우에 비하여 스풀(13)의 외경에 근접된 위치에서 보다 넓게 코일스프링(14)의 탄성력이 작용되므로 패드(15)가 솔시트(22)에 접촉되는 면이 경사지지 않고 안정적인 상태를 유지하게 된다.

그러므로, 리크 수준과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.

밸브 하우징(20)과 솔시트(22) 및 메니폴드(30)의 접촉부 경계에는 다수개의 O링들이 설치되어 기밀을 유지하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 - 솔레노이드밸브 11 - 솔레노이드코일
12 - 슬리브 13 - 스풀
13a - 숫나사부 14 - 코일스프링
15 - 패드 16 - 커버
16b - 숫나사부 20 - 밸브 하우징
21 - 입구포트 22 - 솔시트
23 - 오리피스

Claims

솔레노이드코일(11)과,
이 솔레노이드코일(11)의 자장에 의해 자화되는 슬리브(12)와,
상기 슬리브(12)의 자화에 의한 자력으로 승강이동되는 스풀(13)과,
상기 스풀(13)과 슬리브(12) 사이에 탄력 설치되는 코일스프링(14)과,
상기 스풀(13)의 단부에서 커버(16)에 의해 고정 설치되어 전기적 신호에 의해 상하 승강되며 밸브하우징(20)의 입구포트(21)로부터 솔시트(22)에 뚫어진 오리피스(23)의 통로를 개폐시키는 패드(15)로 구성된 고압 솔레노이드밸브에 있어서,
상기 스풀(13)의 하단부에는 숫나사부(13a)를 형성하여 패드(15)를 내부에 수용하고 있는 커버(16)의 암나사부(16b)와 나사 체결시키고,
상기 슬리브(12)의 단부를 입구포트(21)의 통로를 적어도 일부 가로 막으면서 밸브하우징(20)과 틈새(d)를 유지한 상태로 연장시켜 입구포트(21)로부터 송출되는 유체의 가압력이 슬리브(12)에 의해 분산되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고압 솔레노이드 밸브.
청구항 1에 있어서, 상기 슬리브(12)의 단부 외경에는 모떼기(12a)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 솔레노이드 밸브.
청구항 1에 있어서, 상기 코일스프링(14)은 스풀(13)의 외경부 내측에 접촉되는 코일직경으로 설정됨을 특징으로 하는 고압 솔레노이드 밸브.