KR20060046713A

KR20060046713A - 솔레노이드밸브

Info

Publication number: KR20060046713A
Application number: KR1020050066930A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 후카노; 노리야 사사키; 마사토 호소이
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2006-05-17
Also published as: TWI290201B; JP4273499B2; DE102005034787A1; CN1724903B; CN1724903A; JP2006038030A; TW200606363A; KR100718583B1; US20060017034A1; DE102005034787B4; US7445193B2

Abstract

밸브자리부(28)가 제1 및 제2 포트(12,14)를 가지는 밸브본체(16)에 형성된다. 판상의 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28) 상에 착좌할 수 있도록 설치된다. 상기 밸브자리부(28)의 방향으로 상기 가동철심(70)을 압박하는 스프링(76)이 상기 가동철심(70)과 솔레노이드부 사이에 설치된다. 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)에 착좌될 때, 상기 가동철심(70)은 상기 압력유체의 압박력에 추가하여 상기 스프링(76)의 탄발력에 의해 상기 밸브자리부(28)의 방향으로 압박된다.

솔레노이드밸브

Description

솔레노이드밸브{Solenoid-operated valve}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 있어서의 솔레노이드밸브의 종단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 솔레노이드밸브의 가동철심이 밸브자리부로부터 이간한 밸브열림상태를 나타내는 확대종단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 솔레노이드밸브의 가동철심 및 스프링을 분해한 상태를 나타내는 일부생략 분해사시도이다.

도 4는 도 1에 도시된 솔레노이드밸브로부터 밸브본체를 이간시킨 상태를 나타내는 평면도이다.

도 5는 도 1에 도시된 밸브닫힘상태의 솔레노이드밸브에 있어서의 스프링 주위를 나타내는 확대종단면도이다.

도 6은 도 2에 도시된 밸브열림상태의 솔레노이드밸브에 있어서의 스프링 주위를 나타내는 확대종단면도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브의 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 100 … 솔레노이드밸브 12 … 제1 포트

14 … 제2 포트 16 … 밸브본체

18 … 서브본체 20 … 케이싱

22 … 코일 24 … 솔레노이드부

26 … 밀폐부재 28 … 밸브자리부

30 … 장착홀 32 … 유지부재

36 … 연통챔버 40 … 에어홈

42 … 플랜지부 56 … 접속부

60 … 회로기판 64 … 플레임

66 … 고정철심 68 … 보빈

70, 102 … 가동철심 76, 106 … 스프링

104 … 장착홈 110 … 정점부

본 발명은, 코일의 여자작용 하에 변위하는 가동철심을 갖는 솔레노이드밸브에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 가동철심이 변위할 때의 응답성의 향상을 가능하게 한 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

종래부터, 솔레노이드(전자석)에 전류를 통전하는 것에 의하여 여자하며, 그 여자작용하에 가동철심에 인력이 발생하여 고정철심측으로 변위되며, 상기 가동철심에 의하여 밸브플러그의 밸브열림상태 및 밸브닫힘상태를 전환하는 솔레노이드밸브가 채용되고 있다.

예를 들면, 이와 같은 솔레노이드밸브는 반송되고 있는 쌀이나 찻잎 등으로부터 불량품, 불순물 등의 선별 및 제거를 실시하는 선별기에 채용되고 있다. 이러한 경우에는, 검출센서에 의하여 반송로 상에서 반송되고 있는 상기 불량품 또는 불순물이 검출된다. 상기 검출센서로부터의 검출신호가 상기 솔레노이드밸브에 공급되는 것에 의하여, 상기 솔레노이드밸브가 밸브열림상태가 된다. 따라서, 상기 솔레노이드밸브로부터 압축공기를 반송로를 향하여 분출하며 상기 압축공기에 의하여 불량물 등을 제거하고 있다. 이와 같은 솔레노이드밸브에는 검출센서로부터의 검출신호에 대응하여 고속으로 밸브열림/밸브닫힘동작을 실시하는 것에 의해 압축공기를 분출시키는 것이 가능한 고속응답성이 요구되고 있다.

상술한 바와 같은 솔레노이드밸브는 솔레노이드부와 밸브부를 포함한다. 입력포트 및 출력포트에 연통하는 밸브챔버의 내부에 판상의 가동철심이 축선방향으로 변위가 자유롭게 설치되어 있다. 상기 가동철심의 상방에 상기 솔레노이드부가 설치된다. 상기 솔레노이드부는 솔레노이드밸브의 축선과 대략 직교하도록 배설된 코일보빈(coil bobbin)에 감겨져 있는 코일을 포함한다. 상기 코일보빈의 중앙부에는 고정철심이 삽입고정되어 있다.

그리고, 상기 입력포트로부터 공급된 압축공기에 의하여, 상기 가동철심이 하방으로 압박되어, 상기 가동철심은 밸브자리에 착좌된다. 상기 밸브닫힘상태에서 상기 코일에 통전되어 가동철심과 고정철심과의 사이에 자계가 발생하며, 상기 가동철심이 고정철심의 방향으로 인력이 작용하는 것에 의하여, 상기 가동철심은 상기 밸브자리로부터 이간하여 밸브열림상태가 된다(예를 들면, 일본특허특허 제2955520호 참조).

일반적으로 이와 같은 솔레노이드밸브에 있어서는, 반송로 상에 반송되어 있는 불순물 등을 확실히 제거하기 위하여, 상기 밸브플러그의 개폐를 실시할 때의 가동철심의 축선방향을 따른 변위속도에 대한 요구가 있다.

일본특허 제2955520호에 관련된 종래기술에 있어서는, 상기 솔레노이드밸브를 밸브닫힘상태로 할 때에, 상기 코일의 전류공급을 정지하고, 상기 입력포트로부터 밸브챔버로 공급되고 있는 압축공기의 공기압력에 의하여, 가동철심을 밸브자리방향을 따라서 변위시키고 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 요구되는 고속도를 얻기 위하여, 상기 입력포트에 공급되고 있는 압축공기의 에어압력을 증대시켜서, 상기 밸브를 닫을 때에 있어서의 상기 가동철심의 변위속도를 고속화시킨다.

그러나, 상기 압축공기의 에어압력은, 본래 밸브열림상태에서 상기 입력포트로부터 상기 출력포트로 유통하도록 되어 있고, 상기 압축공기는 상기 출력포트로부터 외부로 배출되서, 불순물 등을 제거한다. 그러므로, 단지 상기 가동철심의 변위속도를 증대시킬 목적으로, 상기 밸브가 상기 공기압력의 변화에 의해 닫힐 때, 상기 가동철심의 변위속도가 증가되도록 상기 공기압력을 증대시키는 것은 곤란하다.

본 발명은, 밸브열림상태로부터 밸브닫힘상태로 전환될 때의 가동철심의 응답성을 한층 더 향상시킬 수가 있는 솔레노이드밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기의 그리고 다른 목적, 특징, 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시예가 도해적인 예시로 보이는 첨부되는 도면과 연계되는 다음의 설명에서 더욱 명확해진다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코일의 여자작용하에 가동철심에 인력을 작용하는 것에 의하여, 압력유체가 유통하는 한쪽의 포트와 다른 쪽의 포트와의 연통상태와 비연통상태를 전환하는 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 한쪽 또는 다른 쪽의 포트로부터 공급되는 상기 압력유체가 도입되는 연통챔버를 갖는 본체;

상기 연통챔버의 내부에 축선방향을 따라서 변위가 자유롭게 설치되고, 상기 본체의 내부에 형성되는 밸브자리에 착좌하는 상기 가동철심;

상기 가동철심과 대향하는 위치에 설치되고, 상기 코일이 감긴 보빈이 고정되는 고정철심; 및

상기 고정철심과 상기 가동철심과의 사이에 설치되고, 상기 가동철심을 상기 밸브자리의 방향을 향하여 압박하는 탄성부재를 포함하고,

상기 가동철심이 상기 밸브자리에 착좌하는 것에 의하여, 상기 한쪽의 포트와 다른쪽의 포트의 상기 연통상태가 차단되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탄성부재는 상기 코일의 여자작용하에 상기 가동철심이 상기 고정철심의 방향으로 변위하였을 때에, 상기 가동철심과 상기 고정철심과의 사이에 형성되는 소정의 간격의 클리어런스를 유지할 수 있는 탄발력을 가지도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가동철심에 반대되게 위치하고, 이에 상기 압력유체를 공급하여 상기 한쪽 포트와 연통되는 연통홈이 상기 연통챔버 내에 설치되고, 상기 가동철심은 상기 연통홈을 통해 유통하는 상기 압력유체의 압박작용 하에 상기 밸브자리부의 방향을 향하여 압박되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탄성부재는 박판형상으로 형성되는 평탄부; 및

상기 평탄부로부터 일측으로 돌출하며, 상기 평탄부에 대하여 절곡된 한쌍의 절곡부를 포함하고,

상기 절곡부는 상기 가동철심에 접하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재가 상기 고정철심의 방향으로 볼록하게 되도록 아크형상으로 절곡되어 형성되고, 상기 탄성부재의 정점부가 상기 고정철심에 항상 맞접하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가동철심은 상기 가동철심의 변위방향의 박판형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가동철심의 방향으로 팽창되고, 상기 가동철심의 변위방향과 대략 평행하게 위치하는 돌출부가 상기 연통챔버에 형성되고, 상기 본체의 축선에 대략 수직방향으로 상기 가동철심의 변위는 상기 가동철심의 측면에 상기 돌출부가 맞접하는 것에 의해 제한되는 것을 특징으로 한다.

또, 적어도 하나 이상의 쌍의 돌출부가 상기 연통챔버 내에 설치되고, 상기 돌출부는 상기 돌출부 서로가 대향하도록 배설되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서의 솔레노이드밸브에 대하여 적절한 실시예와 첨부의 도면을 참조하면서 이하 상세히 설명한다.

도 1에 있어서, 참조부호 10은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 솔레노이드밸브(10)는 압력유체가 공급·배출되는 제1 및 제2 포트(12, 14)를 가지는 밸브본체(본체)(16)와, 상기 밸브본체(16)의 상부에 일체적으로 연결되는 서브본체(18)와, 상기 서브본체(18)의 상부에 연결되는 케이싱(20)과, 상기 케이싱(20)의 내부에 설치되며, 코일(22)의 여자작용하에 상기 제1 및 제2 포트(12, 14)의 연통상태를 전환하는 솔레노이드부(24)를 포함한다.

상기 밸브본체(16)는 수지제 재료에 의하여 단면이 대략 직사각형상으로 형성된다. 상기 밸브본체(16)의 일단면에는 도시하지 않은 압력유체 공급원에 접속되어 압력유체(예를 들면, 압축공기)가 공급되는 제1포트(12)가 형성된다. 상기 제1포트(12)로부터 공급된 압력유체가 배출되는 제2포트(14)는 상기 밸브본체(16)의 대략 중앙부에 형성된다. 또한, 제1 포트(12)는 제2 포트(14)를 가운데에 두고 양측에 각각 형성되어 있다.

또, 상기 밸브본체(16)의 일단면에는 상기 제2 포트(14)의 주위를 둘러싸도록 오목홈에 의하여 밀폐부재(26)가 장착된다. 또한, 상기 제1 포트(12)의 외주측에도 동일하게 오목홈을 통하여 밀폐부재(26)가 장착되어 있다. 즉, 솔레노이드밸브(10)의 밸브본체(16)를, 예를 들면, 매니폴드(27)의 평면(27a) 상에 장착한 경우에, 상기 밀폐부재(26)가 상기 평면(27a)에 맞접하고, 상기 매니폴드(27)와 상기 밸브본체(16)의 제1 및 제2 포트(12, 14) 사이의 기밀이 확실하게 유지된다.

또한, 상기 매니폴드(27)은 상기 제1 및 제2 포트(12, 14)에 반대되는 위치에 각각 형성되는 제1 및 제2 통로(27b, 27c)를 가진다. 상기 제1통로(27b)는 도시되지 않은 압력유체공급원과 연결된다. 상기 제2통로(27c)는 예를 들면, 쌀이나 찻잎을 운반하는 반송로(도시 생략)와 연통된다.

상기 밸브본체(16)의 타단면측상의 대략 중앙부에는, 상기 케이싱(20)을 향하여(화살표 A방향) 돌출하며, 또한, 상기 제2 포트(14)와 연통하는 밸브자리부(28)가 형성되어 있다. 상기 밸브자리부(28)의 단면은 상기 밸브본체(16)의 타단면과 대략 동일하게 평면이 되도록 형성되어 있다. 상기 밸브자리부(28)의 내부는 상기 제2포트(14)와 연통되도록 통형상으로 형성된다.

한편, 상기 밸브본체(16)와 상기 케이싱(20)과의 사이에는, 수지제 재료에 의하여 통형상으로 형성되는 서브본체(18)가 설치된다. 상기 서브본체(18)와 맞접하는 상기 밸브본체(16)의 단면에는, 밀폐부재(26)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 밀폐부재(26)에 의하여 밸브본체(16) 및 서브본체(18)의 내부의 기밀이 확실하게 유지된다.

상기 서브본체(18)의 대략 중앙부에는 고정철심(66)이 삽입되는 삽통홀(29)가 형성된다. 또한, 한쌍의 장착홀(30)이 형성되며, 상기 장착홀(30)은 상기 삽통홀(29)의 중심으로부터 소정의 거리로 이간된다. 상기 장착홀(30)에는 한 쌍의 유지부재(32)가 설치되며, 상기 유지부재(32) 각각은 자성재료로 이루어진다. 상기 유지부재(32)의 외벽부는 상기 서브본체(18) 상에 형성된 계단부(34)에 설치되고, 상기 유지부재(32)의 내벽부는 상기 장착홀(30)과 상기 삽통홀(29) 사이에 설치된다. 따라서, 상기 유지부재(32)는 상기 유지부재(32)의 부분이 상기 장착홀(30)에 삽입된 상태로 상기 서브본체(18)와 유지된다.

상기 계단부(34) 및 상기 유지부재(32)와 맞접하는 상기 서브본체(18)의 단면 상의 오목홈에 밀폐부재(26)가 장착된다. 상기 밀폐부재(26)에 의하여 상기 서브본체(18) 내의 기밀이 유지된다.

또, 상기 서브본체(18)의 내부에는 상기 삽통홀(29) 및 상기 장착홀(30)로부터 상기 밸브본체(16)의 방향(화살표 B방향)으로 상기 압력유체가 유통하는 연통챔버(36)가 형성되어 있다. 상기 연통챔버(36)는 상기 서브본체(18)의 측면에 위치하는 상기 밸브본체(16)의 단면(화살표 A방향), 서브본체(18)의 내벽면, 유지부재(32)에 의하여 둘러싸이도록 형성된다. 상기 제1 포트(12)와 상기 제2 포트(14)가 서로 연통하였을 때에, 상기 연통챔버(36)의 내부에 압력유체가 도입된다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연통챔버(36)에 면하는 상기 서브본체(18)의 삽통 홀(29) 측으로 돌출된 복수(예를 들어, 6개)의 돌출부(38)가 상호 소정의 거리로 이간되어 상기 서브본체(18)의 내벽면에 형성된다.

또한, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 돌출부(38)는 상기 장착홀(30)에 각각 대면하는 상기 서브본체(18)의 내벽면에 설치되고, 상기 돌출부(38)는 상기 장착홀(30)과 상기 삽통홀(29) 사이의 내벽면 상에 각각 설치된다. 즉, 상기 돌출부(38)는 상기 삽통홀(29)에 대해 대략 대칭인 위치에 설치된다. 또한, 상기 돌출부(38)는 상호 반대방향에 배설된다. 상기 돌출부(38)는 상기 내벽면으로부터의 그 돌출량이 각각 실질적으로 동일하도록 형성된다.

상기 밸브본체(16)와 반대되는 상기 서브본체(18)의 단면에 소정의 깊이만큼 오목한 복수의 에어홈(40)이 형성되어 있다. 상기 에어홈(40)은 상기 장착홀(30)과 상기 삽통홀(29) 사이(도1의 화살표 C방향)에서 연통되도록 일직선상으로 연장된다. 상기 복수(예를 들어 4개)의 에어홈(40)은 소정의 거리로 상호 이간되면서, 대략 상호 평행하게 형성된다. 그리고, 상기 에어홈(40)은 상기 연통챔버(36)과 연통되도록 형성되기 때문에, 제1 포트(12)로부터 공급된 압력유체는 상기 연통챔버(36)로부터 상기 에어홈(40)을 통하여 상기 제2포트(14)(도 6 참조)까지 유통한다.

상기 케이싱(20)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지제재료로 이루어지는 바닥부를 가지는 통체로 형성된다. 상기 케이싱(20)의 개구한 일단면측에 형성되는 플랜지부(42)가 연결볼트(44)에 의하여 상기 서브본체(18)와 연결되어 있다. 즉, 상기 연결볼트(44)는 상기 케이싱(20) 및 상기 서브본체(18)의 관통홀(46a, 46b)에 삽통되며, 상기 연결볼트(44)는 상기 밸브본체(16)의 나사홀(48)에 나사결합된다. 따라서, 상기 케이싱(20), 상기 서브본체(18) 및 상기 밸브본체(16)가 일체적으로 연결된다.

또, 상기 케이싱(20), 상기 서브본체(18) 및 상기 밸브본체(16)에는 일직선상으로 관통한 삽통홀(50a, 50b, 50c)이 각각 형성된다. 상기 삽통홀(50a~50c)에 삽통된 고정볼트(52) 및 워셔(54)에 의해 상기 솔레노이드밸브(10)가 매니폴드(27)에 일체적으로 고정된다.

상기 케이싱(20)의 상부에는 도시하지 않은 전원에 접속된 커넥터 등이 접속가능한 접속부(56)가 형성된다. 상기 접속부(56)는 접속핀(58)을 통하여 상기 케이싱(20)의 내부에 배설된 회로기판(60)에 접속되어 있다. 그리고, 상기 전원으로부터 접속부(56)에 공급된 전류가, 상기 접속핀(58)으로부터 상기 회로기판(60)으로 공급된다. 상기 회로기판(60)과 프레임(64)를 접속하고 있는 접속부재(62)를 통하여 전류가 상기 프레임(64)으로 공급된다.

상기 솔레노이드부(24)는 상기 밸브본체(16)측을 향하여 개구한, 단면이 대략U자 형상의 상기 프레임(64)과, 상기 프레임(64)의 내부에 장착되는 상기 고정철심(66)과, 상기 고정철심(66)의 주면에 장착되며, 상기 코일(22)이 감긴 통형상의 보빈(68)과, 상기 고정철심(66)과 상기 밸브본체와의 사이에 축선방향을 따라서 변위가 자유롭게 설치되는 가동철심(70)을 포함한다.

상기 프레임(64)은 금속제재료 등의 자성재료로 형성된다. 상기 프레임(64)은 상기 프레임(64)의 개구한 단부가 유지부재(32)에 맞접하도록 배설되어 있다.

또, 상기 고정철심(66)의 일단부에는 대략 중앙부에 돌출한 돌출부(72)가 형 성된다. 상기 돌출부(72)가 프레임(64)의 대략 중앙부에 형성된 홀부(74)에 삽입된다. 따라서, 상기 프레임(64)에 대한 고정철심(66)의 대략 수평방향(도 1에서 화살표 C방향)으로의 변위가 제한된다. 환언하면, 상기 프레임(64)과 상기 고정철심(66)은 상대적으로 위치하게 된다.

상기 보빈(68)의 일단부는 프레임(64)의 내벽면에 맞접하고, 타단부가 상기 서브본체(18)에 맞접한다. 그러므로, 상기 보빈(68)이 상기 케이싱(20)과 상기 서브본체(18)와의 사이에 개재되어 있는 상태가 된다.

그리고, 보빈(68)의 일단부에 설치된 밀폐부재(26)가 상기 프레임(64)에 맞접하고, 상기 보빈(68)의 타단부가 상기 서브본체(18)의 단면에 설치된 다른 밀폐부재(26)에 맞접한다. 따라서, 상기 보빈(68)의 내부의 기밀이 유지된다.

가동철심(70)은 도3 및 도4에 나타내는 바와 같이, 금속제재료로 이루어지는 대략 직사각형상의 플레이트형상으로 형성된다. 상기 서브본체(18)의 연통챔버(36)에 상기 가동철심(70)이 배설된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가동철심(70)의 측면은 상기 서브본체(18)에 형성된 복수의 돌출부(38)에 맞접하여, 상기 가동철심(70)의 변위가 대략 수평방향으로 상기 돌출부(38)에 의해 제한되는 상태가 된다. 환언하면, 상기 가동철심(70)은 상기 솔레노이드밸브의 단지 축선방향(도 1에 도시된 화살표 A 및 B 방향)으로 변위가능하게 설치된다. 상기 가동철심(70)의 변위는 상기 축선에 대략 수직방향으로 억제된다. 상기 복수의 돌출부(38)이 상술한 바와 같이 설치되었을 때, 상기 가동철심(70)은 좀 더 확실하게 유지될 수 있고, 대략 수평방향으로의 변위를 제한할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 연통챔버(36)의 축선방향을 따른 높이 수치 T1은 상기 가동철심(70)의 두께 수치 T2보다 약간 크게 형성되어 있다(T1>T2). 즉, 상기 가동철심(70)을 상기 연통챔버(36)에 배설하고, 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)에 착좌되면, 상기 유지부재(32) 및 서브본체(18)의 단면과 가동철심(70)과의 사이에는 약간의 클리어런스 T3(에어갭)가 형성된다(T3=T1-T2).

또, 도4에 도시하는 바와 같이, 상기 연통챔버(36)의 내벽면과 상기 가동철심(70)의 외주면과의 사이에는 간극(36a)이 형성된다. 그러므로, 상기 제1 포트(12)로부터 도입된 압력유체가 상기 간극(36a)을 통하여 항상 연통챔버(36)로 도입되어 있다.

반면, 상기 가동철심(70)과 상기 유지부재(32)와의 사이에는 한쌍의 스프링(탄성부재)(76)이 설치된다. 상기 스프링(76)은 중심인 상기 서브본체(18)의 상기 삽입홀(29)로부터 각각 소정의 거리로 이간된다. 상기 스프링(76)은 예를 들면, 판스프링을 포함한다. 상기 스프링(76)의 탄발작용하에 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)를 향하여(화살표B 방향) 가세되어 있다.

상기 스프링(76)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 판상의 비자성재료로 단면이 대략 U자 형상으로 형성된다. 상기 유지부재(32)와 상기 서브본체(18)와의 사이에 개재된 평탄부(76a)가 지지점으로 작용한다. 상기 스프링(76)은 한쌍의 절곡부(76b, 76c)를 가지고, 상기 절곡부(76b, 76c) 각각은 상기 가동철심(70)에 맞접한 타단부측을 향하여 소정의 각도로 경사진다.(도 5 및 도 6 참조). 즉, 상기 스프링(76)의 상기 절곡부(76b, 76c)는 항상 가동철심(70)의 단면에 맞접하고 있는 상태이다.

상술한 바와 같이, 상기 가동철심(70)이 상기 스프링(76)의 탄발력에 의하여 압박되어 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)에 착좌하는 것에 의하여 밸브닫힘상태가 된다. 그러므로, 상기 가동철심(70)이 솔레노이드밸브(10)의 밸브열림상태와 밸브닫힘상태를 전환하는 밸브플러그로써 기능하고 있다.

또한, 상기 스프링(76)은 대략 U자형상의 단면을 가지도록 형성된 한 쌍의 스프링(76)으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 고무부재 등에 의해 상기 가동철심(70)을 상기 밸브자리부(28)측을 향하여 압박하는 탄발력을 갖는 것이라면 특별히 상기 스프링(76)의 형상 및 종류는 한정되지 않는다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브(10)는 기본적으로는 상술한 바와 같이 구성된다. 다음에 그 동작과 작용효과에 대하여 설명한다.

도 1은 상기 접속부(56)를 통하여 상기 코일(22)에 전류가 공급되어있지 않은 비여자상태와, 상기 가동철심(70)이 스프링(76)의 탄발력에 의하여 상기 밸브자리부(28) 상에 착좌하여 제1 포트(12)와 제2 포트(14)와의 연통이 차단된 밸브닫힘상태를 도시하고 있다. 또 이 경우에도, 도시하지 않은 압력유체 공급원으로부터 상기 제1 포트(12)로 공급되는 상기 압력유체는, 상기 가동철심(70)과 상기 연통챔버(36)의 내벽면과의 사이의 상기 간극(36a)을 통하여 상기 연통챔버(36)의 내부에 도입되어 있다.

우선, 상술한 바와 같은 밸브닫힘상태로부터 시작하여, 도시하지 않은 전원을 가세하여 상기 접속부(56)를 통하여 상기 코일(22)에 통전하는 것에 의하여, 상기 코일(22)이 여자된다. 그 여자작용하에 상기 가동철심(70)이 고정철심(66)의 방향(화살표A 방향)으로 인력이 발생한다. 따라서, 상기 가동철심(70)이 상기 스프링(76)의 탄발력(반력)에 저항하여 상기 고정철심(66)의 방향(화살표A 방향)으로 미소거리만큼 변위하여, 상기 가동철심(70)은 상기 밸브자리부(28)로부터 이간한다. 상기 솔레노이드밸브(10)가 도 1에 타나내는 밸브닫힘상태로부터 도 2에 나타내는 밸브열림상태로 전환된다.

그리고, 상기 가동철심(70)이 고정철심(66)의 방향(화살표A 방향)으로 미소거리만큼 변위한 후에, 상기 가동철심(70)의 변위력(상기 고정철심(66)의 인력)과 상기 스프링(76)의 탄발력이 균형을 이룬다. 따라서, 상기 가동철심(70)의 변위가 멈춰진다. 즉, 상기 스프링(76)의 탄발력에 의하여 상기 가동철심(70)의 변위가 제한된다. 그러므로, 상기 가동철심(70)과 상기 고정철심(66)이 서로 접촉하지 않는다. 환언하면, 상기 스프링(76)은 상기 가동철심(70)의 축선방향(화살표 A방향)을 따른 고정철심(66) 측으로의 변위를 규제하기 위한 스토퍼기능을 구비하고 있다.

유사하게, 상기 가동철심(70)이 상기 고정철심(66)의 방향(화살표A 방향)으로 변위하였을 때에, 상기 가동철심(70)이 서브본체(18) 및 유지부재(32)에 역시 접촉하지 않는다.

따라서, 상기 가동철심(70)이 밸브자리부(28)로부터 이간한 밸브열림상태에 있어서도, 상기 연통챔버(36)의 내부에서 상기 가동철심(70)과 상기 고정철심(66) 과의 사이에는 에어갭이 되는 약간의 클리어런스 T3'가 형성된다. 상기 클리어런스 T3'는, 밸브닫힘상태에 제공되는 상기 클리어런스 T3보다 작아진다(T3'<T3)(도 5 및 도 6 참조).

그리고, 밸브열림상태에서 상기 솔레노이드밸브(10)의 제1 포트(12)로부터 공급된 압력유체가 상기 연통챔버(36)에 의하여 상기 밸브자리부(28)와 상기 가동철심(70)과의 사이의 간극(36a)을 통과하여 유통하며, 상기 압력유체는 상기 제2 포트(14)로부터 배출된다. 그럼로, 상기 압력유체는 상기 매니폴드(27)에 공급된다.

다음으로, 상기와 반대로 상기 솔레노이드밸브(10)를 밸브닫힘상태로 될 때, 도시하지 않은 전원에 의해 상기 코일(22)에 통전되어 있는 전류가 멸세된다. 따라서, 상기 코일(22)의 여자작용하에 상기 고정철심(66)의 방향(화살표 A방향)으로 인력이 작용되어 있던 상기 가동철심(70)이, 제1 포트(12)로부터 에어홈(40)을 통하여 연통챔버(36)로 도입되고 있는 압력유체에 의한 압박력과, 추가적인 상기 스프링(76)의 탄발력에 의하여 상기 고정철심(66)으로부터 이간하는 방향(화살표B 방향)으로 압박된다. 즉, 상기 가동철심(70)은 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)에 착좌되도록 압박된다. 그리고, 상기 압력유체의 압박력과 상기 스프링(76)의 탄발력에 의해 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)에 착좌하는 때에, 상기 압력유체가 상기 제1 포트(12)로부터 공급되어 있는 동안 상기 제2 포트(14)로의 압력유체의 유통이 차단된 밸브닫힘상태가 된다.

이 경우에, 상기 제1 포트(12)로부터 연통챔버(36)의 내부에 공급되는 압력 유체에 의한 압박력과, 상기 스프링(76)의 하방을 향한 탄발력에 의하여 상기 가동철심(70)을 밸브자리부(28)에 대하여 신속하게 착좌시키도록 상기 가동철심(70)이 고속으로 변위될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 실시예에서는 상기 가동철심(70)과 상기 고정철심(66)과의 사이에 설치된 상기 스프링(76)의 탄발력이, 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)에 착좌되는 밸브닫힘상태 동안 상기 가동철심(70) 상의 압력유체에 의한 압박력에 추가적으로 가세한다. 그러므로, 상기 가동철심(70)을 압력유체의 압박력에 의해서만 밸브자리부(28)에 대하여 착좌시키는 종래의 솔레노이드밸브와 비교하여, 상기 가동철심(70)을 한층 더 신속하게 밸브자리부(28)에 착좌시킬 수가 있다.

따라서, 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)로부터 이간하는 밸브열림작동의 동안에는, 상기 코일(22)의 여자작용하에 상기 가동철심(70)을 고속으로 이간시킬 수 있고, 밸브닫힘 작동의 동안에는 또한 상기 압력유체의 압박력과 상기 스프링(76)의 탄발력에 의하여 고속으로 가동철심(70)을 착좌시킬 수가 있다. 그러므로, 상기 솔레노이드밸브(10)의 밸브열림 및 밸브닫힘 동작의 동안에는 상기 가동철심(70)의 응답성이 향상될 수 있고, 특히 밸브열림상태로부터 밸브닫힘상태로 전환할 때의 응답성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 상기 스프링(76)의 탄발력 하에 밸브열림 작동의 동안에 상기 스프링(76)은 상기 가동철심(70)의 변위량을 규제하는 스토퍼로서도 기능한다. 상기 가동철심(70)이 상기 고정철심(66)의 방향(화살표A 방향)으로 변위하였을 때에, 상기 스프링(76)의 탄발력에 의하여 상기 가동철심(70)이 고정철심(66)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 상기 가동철심(70)과 상기 고정철심(66) 사이의 접촉에 의해 발생하는 접촉음의 발생을 방지할 수 있다. 상기 가동철심(70)의 변위를 규제하기 위한 어떠한 고정수단도 설치할 필요가 없다. 또한, 상기 솔레노이드밸브(10)의 배설을 단순화하는 것에 의해 부품수 및 비용의 삭감이 가능하게 된다.

환언하면, 상기 스프링(76)은 그 탄발력에 의하여, 밸브닫힘 작동의 동안에 상기 가동철심(70)을 상기 밸브자리부(28)의 방향을 향하여 변위시키는 기능과, 밸브열림 작동의 동안에 상기 가동철심(70)이 상기 고정철심(66)에 접촉하지 않도록 규제하는 스토퍼기능을 겸비하고 있다.

또한, 상기 가동철심(70)이 상기 밸브자리부(28)로부터 이간하였을 때에, 상기 스프링(76)에 의하여 상기 가동철심(70)과 상기 고정철심(66)과의 접촉에 의해 발생되는 마모가 방지된다. 그러므로, 상기 가동철심(70) 및 상기 고정철심(66)의 내구성을 향상시킬 수가 있다.

다음에, 제2 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브(100)를 도 7에 나타낸다. 또한, 상술한 제1 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브(10)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 제2 실시예에 있어서의 상기 솔레노이드밸브(100)에서는 제1 실시예에 있어서 상기 가동철심(70)과 상기 유지부재(32)와의 사이에 설치되어 있던 한 쌍의 스프링(76)을 대신하여, 상기 고정철심(66)과 대향하는 가동철심(102)의 단면에 형성되는 장착홈(104)에, 상기 고정철심(66)의 방향으로 볼록하게 형성된 스프링(탄 성부재)(106)이 설치되어 있다는 점에서, 제1 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브(10)와 상이하다.

상기 스프링(106)은 아크형상으로 구부러져 일정한 두께를 가지는 플레이트부재로 형성된다. 상기 스프링(106)은 그 양단부가 장착홈(104)의 코너부(108)에 설치되고, 상기 스프링(106)의 정점부(110)가 항상 상기 고정철심(66)의 타단부에 맞접하도록 설치되어 있다.

이와 같이 구성하는 것에 의하여, 상기 가동철심(102)이 상기 밸브자리부(28)로부터 이간하는 밸브열림 작동의 동안에 상기 가동철심(102)이 상기 스프링(106)의 탄발력에 대항하여 상기 고정철심(66)의 방향으로 변위하면, 상기 가동철심(102)의 변위력과 상기 스프링(106)의 탄발력이 균형이 잡힌 위치에서 상기 가동철심(102)가 유지된다. 그러므로, 상기 가동철심(102)과 상기 고정철심(66)의 사이에 약간의 클리어런스가 형성된 상태가 된다. 밸브열림상태에서 상기 가동철심(102)이 상기 고정철심(66)에 접촉하지 않는다. 한편, 밸브닫힘 작동의 동안에는, 상기 스프링(76)의 탄발력에 의하여 상기 가동철심(70)이 고정철심(66)으로부터 이간하는 방향(화살표B 방향)으로 압박된다. 그러므로, 상기 가동철심(102)을 신속하게 상기 밸브자리부(28)로 착좌시킬 수가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로 상세히 도시하고 설명하였지만, 첨부되는 청구항의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

본 발명에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.

즉, 가동철심과 고정철심과의 사이에 설치된 탄성부재에 의하여, 상기 가동철심을 밸브자리측에 압박하는 것에 의하여, 상기 가동철심을 밸브자리에 착좌시키는 밸브닫힘시에, 연통챔버에 공급되고 있는 압력유체에 의한 압박력에 추가하여 탄성부재의 탄발력을 가동철심에 부여할 수가 있다. 그 때문에, 상기 가동철심을 한층 더 신속하게 밸브자리에 대하여 착좌시킬 수가 있으며, 솔레노이드밸브에 있어서 밸브열림상태로부터 밸브닫힘상태로 전환할 때의 가동철심의 응답성을 한층 더 향상시킬 수가 있다.

Claims

코일의 여자작용하에 가동철심에 인력을 작용하는 것에 의하여, 압력유체가 유통하는 한쪽의 포트와 다른 쪽의 포트와의 연통상태와 비연통상태를 전환하는 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 한쪽 또는 다른 쪽의 포트로부터 공급되는 상기 압력유체가 도입되는 연통챔버를 갖는 본체;

상기 연통챔버의 내부에 축선방향을 따라서 변위가 자유롭게 설치되고, 상기 본체의 내부에 형성되는 밸브자리에 착좌하는 상기 가동철심;

상기 가동철심과 대향하는 위치에 설치되고, 상기 코일이 감긴 보빈이 고정되는 고정철심; 및

상기 고정철심과 상기 가동철심과의 사이에 설치되고, 상기 가동철심을 상기 밸브자리의 방향을 향하여 압박하는 탄성부재를 포함하고,

상기 가동철심이 상기 밸브자리에 착좌하는 것에 의하여, 상기 한쪽의 포트와 다른쪽의 포트의 상기 연통상태가 차단되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 코일의 여자작용하에 상기 가동철심이 상기 고정철심의 방향으로 변위하였을 때에, 상기 가동철심과 상기 고정철심과의 사이에 형성되 는 소정의 간격의 클리어런스를 유지할 수 있는 탄발력을 가지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서,

상기 가동철심에 반대되게 위치하고, 이에 상기 압력유체를 공급하기위한 상기 한쪽 포트와 연통되는 연통홈이 상기 연통챔버 내에 설치되고, 상기 가동철심은 상기 연통홈을 통해 유통하는 상기 압력유체의 압박작용 하에 상기 밸브자리부의 방향을 향하여 압박되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재는

박판형상으로 형성되는 평탄부; 및

상기 평탄부로부터 일측으로 돌출하며, 상기 평탄부에 대하여 절곡된 한쌍의 절곡부를 포함하고,

상기 절곡부는 상기 가동철심에 접하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제2항에 있어서, 상기 탄성부재는

박판형상으로 형성되는 평탄부; 및

상기 평탄부로부터 일측으로 돌출하며, 상기 평탄부에 대하여 절곡된 한쌍의 절곡부를 포함하고,

상기 절곡부는 상기 가동철심에 접하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재가 상기 고정철심의 방향으로 볼록하게 되도록 아크형상으로 절곡되어 형성되고, 상기 탄성부재의 정점부가 상기 고정철심에 항상 맞접하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제2항에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재가 상기 고정철심의 방향으로 볼록하게 되도록 아크형상으로 절곡되어 형성되고, 상기 탄성부재의 정점부가 상기 고정철심에 항상 맞접하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서, 상기 가동철심은 상기 가동철심의 변위방향의 박판형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서, 상기 가동철심의 방향으로 팽창되고, 상기 가동철심의 변위방향과 대략 평행하게 위치하는 돌출부가 상기 연통챔버에 형성되고, 상기 본체의 축선에 대략 수직방향으로 상기 가동철심의 변위는 상기 가동철심의 측면에 상기 돌출부가 맞접하는 것에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제3항에 있어서, 상기 가동철심의 방향으로 팽창되고, 상기 가동철심의 변위방향과 대략 평행하게 위치하는 돌출부가 상기 연통챔버에 형성되고, 상기 본체의 축선에 대략 수직방향으로 상기 가동철심의 변위는 상기 가동철심의 측면에 상기 돌출부가 맞접하는 것에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
제10항에 있어서, 적어도 하나 이상의 쌍의 돌출부가 상기 연통챔버 내에 설치되고, 상기 돌출부는 상기 돌출부 서로가 대향하도록 배설되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.