KR101987456B1 - Sleeve construction for electronic solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자식 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 압축천연가스(CNG) 차량의 연료계통에서 연료의 흐름을 조절하는 전자식 솔레노이드 밸브의 슬리브 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic solenoid valve, and more particularly, to a sleeve structure of an electronic solenoid valve that regulates the flow of fuel in a fuel system of a compressed natural gas (CNG) vehicle.
CNG를 사용하는 차량의 연료계통에서 핵심적 기능을 담당하는 레귤레이터는 고압으로 충전된 연료를 감압하면서 일정한 압력을 유지하며, 레귤레이터의 하류측으로 설치되는 솔레노이드 밸브의 비례제어를 통하여 경량화와 더불어 정밀한 압력제어를 도모한다. 물론 솔레노이드 밸브의 경량화는 양산의 조립성, 작동의 신뢰성과 내구성 등을 기반으로 구현되어야 한다.The regulator, which plays a key role in the fuel system of a vehicle using CNG, maintains a constant pressure while depressurizing the fuel charged with high pressure. The proportional control of the solenoid valve installed on the downstream side of the regulator provides light weight and precise pressure control . Of course, the weight reduction of the solenoid valve should be realized based on mass production assemblability, reliability of operation and durability.
솔레노이드 밸브의 구조와 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1532970호(선행문헌 1), 일본 공개특허공보 제2005-351410호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.Prior art documents relating to the structure of a solenoid valve are disclosed in Korean Patent Registration No. 1532970 (Prior Art 1) and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-351410 (Prior Art 2).
선행문헌 1에 의하면 극심 및 축 방향으로 이동 아마추어를 포함하는 유량제어 밸브로서, 극심의 단부면은 아마추어용 정지부를 형성하고, 극심은 스테인리스 페라이트 강으로 이루어지며, 정지부를 형성하는 극심의 단부면은 소성 냉간 성형에 의해 제조되는 섹션에 제공된다. 이에, 가공의 정확성과 내구성을 갖는 동시에 경제적인 가공성을 기대한다.According to the
그러나, 선행문헌 1은 CNG 차량의 연료계통 경량화를 위한 구조의 간단함과 더불어 강성의 유지를 반영하지 못하여 한계성을 드러낸다.However, in the
선행문헌 2는 스토퍼의 외각면에 스토퍼 축방향 X의 하중을 받은 마찰면(예를 들면 널링 가공면)을 설치하고, 스토퍼를 슬리브에 압입할 때는 치구에서 마찰면을 지지하고 스토퍼를 슬리브에 압입한다. 이에, 압력 센서를 스토퍼의 단면에 장착한 전자 밸브에서 스토퍼의 소형화 또는 전자밸브의 소형화를 도모하는 효과를 기대한다.In the
다만, 선행문헌 2에 의하면 스토퍼의 단순화를 요체로 하므로 슬리브 자체의 구조 단순화와 더불어 강성을 유지하는 설계 요소가 미흡하다.However, according to the
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 압축천연가스(CNG) 차량의 연료계통에서 비교적 간단하면서 강성을 유지하는 구조로 적용되어 연료의 흐름을 조절하기 위한 전자식 솔레노이드 밸브의 슬리브 구조를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems of the prior art by providing a sleeve of an electromagnetic solenoid valve for controlling the flow of fuel, which is applied to a structure of a fuel system of a compressed natural gas Structure.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전자식 솔레노이드 밸브의 주요부를 형성하는 슬리브 구조에 있어서: 본체 내부에 플란저를 수용하도록 탑재되는 슬리브통체의 외주면 일부에 축경으로 함몰되는 공극부를 구비하고, 상기 슬리브통체는 공극부의 강성을 높이도록 주름면으로 형성되는 보강수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a sleeve structure for forming a main part of an electromagnetic solenoid valve, the sleeve structure comprising: a hollow portion which is recessed by a diameter of a shaft on a part of an outer circumferential surface of a sleeve cylinder, And the reinforcing means formed of a corrugated surface so as to increase the rigidity of the air gap portion.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보강수단은 플란저의 흡인력 저하가 0.5%를 초과하지 않는 범위에서 주름면의 산높이와 피치를 선정하는 것을 특징으로 한다.In the detailed construction of the present invention, the reinforcing means is characterized in that the height and pitch of the corrugated surface are selected within a range in which the reduction in suction force of the flanger does not exceed 0.5%.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보강수단은 공극부의 적어도 일부에서 주름면과 연결되는 구배면을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the reinforcing means further comprises a sphere rear surface connected to the corrugated surface at least a part of the gap portion.
본 발명의 변형예로서, 상기 보강수단은 주름면의 상단 및 하단을 직교하며 연결되는 복수의 리브체를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the reinforcing means further comprises a plurality of ribs orthogonally connected to the upper and lower ends of the corrugated surface.
본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 보강수단은 주름면의 외면 일부에 사출성형이 가능한 비자성 소재의 몰딩부재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another modification of the present invention, the reinforcing means further comprises a molding member of a nonmagnetic material capable of injection molding on a part of the outer surface of the pleated surface.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 압축천연가스(CNG) 차량의 연료계통에서 비교적 간단하면서 강성을 유지하는 구조로 적용되어 연료유동 조절의 작동 신뢰성을 유지하면서 경량화와 내구성을 확보하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the structure of the fuel system of a compressed natural gas (CNG) vehicle is relatively simple and rigidity is maintained, thereby achieving lighter weight and durability while maintaining operational reliability of fuel flow control.
도 1은 본 발명에 따른 밸브를 주요부 단면으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 밸브의 주요부를 분해하여 나타내는 사시도
도 3은 본 발명에 따른 밸브의 슬리브를 분해하여 나타내는 사시도
도 4는 본 발명에 따른 밸브의 주요부 변형예를 나타내는 구성도
도 5는 종래와 본 발명의 자기장 해석 결과를 나타내는 비교자료Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic view of a valve according to the present invention,
Fig. 2 is a perspective view showing a main portion of the valve according to the present invention in a disassembled view; Fig.
Figure 3 is a perspective view of the sleeve of the valve according to the invention,
4 is a schematic view showing a modification of the main portion of the valve according to the present invention
5 is a graph showing the results of magnetic field analysis
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 전자식 솔레노이드 밸브의 주요부를 형성하는 슬리브 구조에 관하여 제안한다. CNG를 사용하는 차량의 연료계통에서 레귤레이터와 연계되는 전자식 솔레노이드 밸브를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 주요부는 솔레노이드 밸브의 작동과 관련되는 내부의 구성품을 요체로 한다.The present invention proposes a sleeve structure forming the main part of an electronic solenoid valve. But is not limited to, an electronic solenoid valve associated with a regulator in the fuel system of a vehicle using CNG. The main part consists of the internal components related to the operation of the solenoid valve.
본 발명에 따르면 본체(10) 내부에 플란저(16)를 수용하도록 탑재되는 슬리브통체(30)의 외주면 일부에 축경으로 함몰되는 공극부(36)를 구비한다. 본체(10)는 자속 형성을 위한 코일(14)을 탑재한 원통형 몸체로서 중심에 원통형의 중공부를 지닌다. 슬리브통체(30)는 상측의 코어부(32)와 헤드부(34)에서 하측의 커링부(38)까지 일체의 원통형 구조이다. 슬리브통체(30)의 코어부(32) 하측으로 형성되는 중공부에는 플란저(16)와 니들(18)이 상하운동 가능하게 수용된다. 공극부(36)는 슬리브통체(30) 상에서 축경되면서 두께가 얇아지는 부분으로서 플란저(21)의 변위와 관계없이 일정한 흡인력이 유지되도록 한다. 즉, 본 발명에 적용되는 비례제어 방식의 솔레노이드 밸브에서 제어각(control cone) 부근의 누설자속과 자기포화에 기인한 자기회로 분산을 유도한다.According to the present invention, a
이때, 슬리브통체(30)가 공극부(36)에 의하여 두께가 얇아지므로 필연적으로 강성의 저하가 수반된다. 강성이 저하된 슬리브통체(30)는 조립 과정에서는 물론 고압 연료의 개폐단속 과정에서 변형을 유발하여 작동 신뢰성과 내구성 열화를 초래하는 요인으로 작용한다.At this time, since the thickness of the
한편, 슬리브통체(30)는 하단의 커링부(38)를 이용하여 하부바디(12)와 일체로 결합된다. 하부바디(12)의 하단에는 유로(22) 상에 볼(25)을 수용한 가이드시트(20)가 결합된다. 볼(25)은 플란저(16)와 일체로 결합된 니들(18)에 연동하여 유로(22)를 개폐한다.On the other hand, the
또, 본 발명에 따르면 상기 슬리브통체(30)는 공극부(36)의 강성을 높이도록 주름면(42)으로 형성되는 보강수단(40)을 포함하여 이루어진다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 주름면(42)은 공극부(36)와 접하는 외면에 삼각형 단면으로 예시하지만, 이에 한정되지 않고 파형 단면, 사다리형 단면 등을 적용할 수 있다. 슬리브통체(30)를 소성가공하는 과정에서 주름면(42)이 동시에 형성되도록 하며, 소성가공과 더불어 부분적으로 절삭가공을 부가할 수도 있다. 어느 경우에나 보강수단(40)의 주름면(42)은 슬리브통체(30)의 축경된 부분에서 단면계수를 증대하여 강도와 강성을 보강한다.According to the present invention, the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보강수단(40)은 플란저(16)의 흡인력 저하가 0.5%를 초과하지 않는 범위에서 주름면(42)의 산높이와 피치를 선정하는 것을 특징으로 한다. 주름면(42)의 산높이에 피치 치수에 따라서 공극부(36)에서 자속의 누설에 의한 흡인력 변동이 발생한다. 플란저(16)의 흡인력 저하가 0.5%를 초과하면 성능에 영향을 줄 수 있다. The reinforcement means 40 is characterized in that the height and pitch of the
이때, 도시에는 생략하나, 주름면(42)의 산높이와 피치는 축방향으로 균일하지 않고 차등적으로 적용될 수 있다. 다만, 주름면(42)의 산높이가 증대하고 피치가 감소하면 성형성이 불량해지고 강성 증대의 기대치가 낮아진다.At this time, the mountain height and the pitch of the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보강수단(40)은 공극부(36)의 적어도 일부에서 주름면(42)과 연결되는 구배면(44)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 공극부(36)의 상측에 접하는 영역에는 넓은 길이의 구배면(44)이 형성되어 제어각과 연계한 흡인력 유지에 기여한다. 즉. 상측의 구배면(44)은 플란저(16)의 왕복운동 행정단에서 잔류 자속을 해소시키는 시간을 단축하여 일정한 흡인력 유지에 조력한다. 도 3을 참조하면, 공극부(36)의 하측에 접하는 영역에는 짧은 길이의 구배면(44)이 챔퍼와 같은 형태로 형성되어 강성의 저하를 방지한다. 하측의 구배면(44)은 평면, 오목 곡면, 볼록 곡면 중에서 선택적으로 형성된다.As a detailed configuration of the present invention, the reinforcing means 40 further comprises a sphere
본 발명의 변형예로서, 상기 보강수단(40)은 주름면(42)의 상단 및 하단을 직교하며 연결되는 복수의 리브체(46)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 4를 참조하면, 리브체(46)가 주름면(42)의 산과 산을 연결하면서 골과 골을 메우는 형태로 예시된다. 도시에는 생략하나 리브체(46)는 폭이 좁은 띠 형태로 주름면(42)의 3~4개소에 분할되도록 배치한다. 주름면(42)과 리브체(46)의 일체화 구조는 슬리브통체(30)의 축경된 부분에서 강도와 강성을 보강한다.In a modification of the present invention, the reinforcing means 40 further comprises a plurality of
본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 보강수단(40)은 주름면(42)의 외면 일부에 사출성형이 가능한 비자성 소재의 몰딩부재(50)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 4에서, 몰딩부재(50)가 주름면(42)과 리브체(46)를 감싸도록 그 외측으로 형성된 상태를 예시한다. 몰딩부재(50)는 내충격성, 내마모성, 내열성, 내한성을 지닌 수지재를 기반으로 형성되지만 부분적으로 비자성 금속을 포함하도록 구성될 수도 있다. 어느 경우에나 몰딩부재(50)가 슬리브통체(30)의 공극부(36)에 부가되면 누설자속 방지에 의한 흡인력 증대와 더불어 기계적인 강도와 강성의 보강을 기대할 수 있다.As another modification of the present invention, the reinforcing means 40 further comprises a
도 5의 시뮬레이션에 의하면, 보강수단(40)의 주름면(42)이 설정된 치수 규격으로 형성되는 경우 흡인력 저하가 5% 이하인 것으로 나타난다. 도 5(a)는 주름면(42)이 없는 경우, 도 5(b)는 주름면(42)을 구비한 경우, 도 5 (c)는 플란저(16)의 변위에 따른 자력(흡인력)을 나타낸다.According to the simulation shown in Fig. 5, when the
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
10: 본체 12: 하부바디
14: 코일 16: 플란저
18: 니들 20: 가이드시트
22: 유로 25: 볼
30: 슬리브통체 32: 코어부
34: 헤드부 36: 공극부
38: 커링부 40: 보강수단
42: 주름면 44: 구배면
46: 리브체 50: 몰딩부재10: main body 12: lower body
14: coil 16: flanger
18: Needle 20: guide sheet
22: Euro 25: Ball
30: sleeve cylinder 32: core portion
34: head part 36:
38: curling portion 40: reinforcing means
42: corrugated surface 44: sphere back surface
46: rib body 50: molding member
Claims (5)
본체(10) 내부에 플란저(16)를 수용하도록 탑재되는 슬리브통체(30)의 외주면 일부에 축경으로 함몰되며 플란저(16)와 대향하는 공극부(36)를 구비하고,
상기 슬리브통체(30)는 공극부(36)의 강성을 높이도록 주름면(42)으로 형성되는 보강수단(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 보강수단(40)은 플란저(16)의 흡인력 저하가 0.5%를 초과하지 않는 범위에서 주름면(42)의 산높이와 피치를 선정하고,
상기 보강수단(40)은 공극부(36)의 적어도 일부에서 주름면(42)과 연결되는 구배면(44)을 더 구비하며,
상기 보강수단(40)은 주름면(42)의 상단 및 하단을 직교하며 연결되는 복수의 리브체(46)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 솔레노이드 밸브의 슬리브 구조.A sleeve structure forming a main part of an electronic solenoid valve in a fuel system of a vehicle using CNG, the structure comprising:
A hollow portion 36 which is recessed at a diameter of the shaft and is opposed to the flange 16 at a part of the outer circumferential surface of the sleeve cylinder 30 mounted to receive the flange 16 inside the body 10,
The sleeve cylinder 30 includes reinforcing means 40 formed of a corrugated surface 42 to increase the rigidity of the air gap portion 36,
The reinforcing means 40 selects the peak height and pitch of the corrugated surface 42 within a range in which the decrease in the suction force of the flange 16 does not exceed 0.5%
The reinforcing means 40 further comprises a spherical back surface 44 connected to the corrugated surface 42 at at least a portion of the void 36,
Wherein the reinforcing means (40) further comprises a plurality of ribs (46) perpendicularly connected to upper and lower ends of the corrugated surface (42).
상기 보강수단(40)은 주름면(42)의 외면 일부에 사출성형이 가능한 비자성 소재의 몰딩부재(50)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 솔레노이드 밸브의 슬리브 구조.The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing means (40) further comprises a molding member (50) of a nonmagnetic material capable of injection molding on a part of the outer surface of the corrugated surface (42).
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