KR100382323B1 - 전자액추에이터 - Google Patents

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KR100382323B1
KR100382323B1 KR10-2000-0074624A KR20000074624A KR100382323B1 KR 100382323 B1 KR100382323 B1 KR 100382323B1 KR 20000074624 A KR20000074624 A KR 20000074624A KR 100382323 B1 KR100382323 B1 KR 100382323B1
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마쯔누마켄지
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 자동차용 내연기관에 사용되는 전자액추에이터를 구성하는 자기회로부품인 스테이터의 전자기성능을 향상하고, 액추에이터의 소형경량화를 도모하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 해결수단으로서 스테이터(5)와 코일(18)로 구성되는 전자석에 대향시켜서 왕복운동을 자유롭게 한 전기자(3)를 배설하고, 상기 전기자의 이동을 외부로 전달하기 위한 제 1스템(15)을 상기 전기자의 이동쪽의 면에 형성하고, 상기 스테이터를 분말성형법에 의해서 성형하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

전자액추에이터{electromagnetic actuator}
본 발명은 주로 자동차용 내연기관에 사용되는 전자액추에이터에 관한 것이다.
자동차용 내연기관에 검토되어 있는 종래의 전자액추에이터는, 예를 들면 일본국 특개평 11-93629호 공보에 표시되는 바와 같이, 다수의 부품으로 구성되고, 이들 부품에 대해서는, 그 재질이나 경량화에 관한 개시는 되어 있지 않다.
상기의 일본국 특개평 11-93629호 공보등에 개시되는 전자액추에이터는 구동하는 밸브마다 배치되기 때문에, 총중량으로서 내연기관총중량에 직접 영향을 미치고, 예를 들면, 자동차에 사용한 경우에는, 연비나 운동성능에도 영향을 미친다. 그 때문에, 전자액추에이터의 중량저감이 큰 과제로 되어 있다.
전자액추에이터의 경량화를 고려한 경우, 구성부품의 크기와 중량은, 액추에이터에 요구되는 전자력에 거의 비례해서 커지기 때문에, 효율적으로 전자력을 발생시키는 자기회로부품이 필요하다. 그러나, 종래의 규소강판등을 사용한 자기회로부품은 포화자속밀도도 낮고, 또 와전류발생에 의해 액추에이터의 응답성이 저하하기 때문에, 충분한 성능여유을 가지게 하기 위해서는, 자기회로의 대형화, 또한 액추에이터의 대형화, 중량화가 불가피하였다.
그래서, 본 발명은, 자동차용 내연기관에 사용되는 전자액추에이터를 구성하는 자기회로부품인 스테이터의 전자기성능을 향상하고, 액추에이터의 소형경량화를 도모하는 것을 목적으로 한다.
도 1은, 본 발명의 밸브개폐기구의 예를 표시한 단면도
도 2는, (a) (b) 다른 밸브개폐기구의 예를 표시한 부분확대단면도
도 3은, 밸브의 예를 표시한 정면도
도 4는, (a) 스테이터의 예를 표시한 평면도
(b) (a)의 정면단면도
도 5는, (a) 종래의 스테이터의 예를 표시한 평면도
(b) (a)의 정면단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제 2리턴코일스프링 2 : 제 1리턴코일스프링
3 : 전기자 4 : 전자액추에이터
5 : 스테이터 6 : 전자석
7 : 전자석 8, 8a, 8b, 8c : 하우징
9 : 밸브 11 : 밸브가이드
12 : 밸브시트 13 : 리테이너
14 : 제 2스템 15 : 제 1스템
16 : 스템부 17 : 가장자리부
18 : 코일 19 : 내연기관본체
20 : 볼트 21 : 오목부분
22 : 안내구멍 23 : 스토퍼
25 : 흡기포트 26 : 배기포트
27 : 연소실 31 : 전자강판
32 : 오목부분 33 : 안내구멍
34 : 스테이터
상기 과제를 해결하기 위해, 스테이터와 코일로 구성되는 전자석에 대향시켜서 왕복운동을 자유롭게 한 전기자를 배설하고, 상기 전기자의 이동을 외부로 전달하기 위한 제 1스템을 상기 전기자의 이동쪽의 면에 형성하고, 상기 스테이터를 분말성형법에 의해서 성형한 것이다.
금속분말의 분말성형체를 사용하므로, 스테이터의 전자기성능을 향상하고, 액추에이터의 소형경량화를 도모할 수 있다.
(발명의 실시의 형태)
본 발명에 관한 내연기관용 전자액추에이터(4)는, 도 1에 표시한 바와 같이, 한쌍의 전자석(6), (7), 및, 전기자(3) 및 이 전기자(3)에 작용력을 외부의 부하에 전달하는 제 1스템(15)으로 이루어진 가동자로부터 형성된다.
상기 전기자(3)는, 주로 자성재료로 구성되는 것이다. 또, 상기 전자석(6), (7)은, 스테이터(5)와 코일(18)로 구성되고, 코일(18)에 전류를 통하게 함으로써 자장을 발생시킬 수 있다. 이 한쌍의 전자석(6), (7)을 틈새 S를 형성해서 대향시키고, 이 틈새 S에 전기자(3)를 배설하므로, 전자석(6), (7)에 의해서 발생하는 자장에 의해서, 전기자(3)는, 2개의 전자석(6), (7)의 왕복운동이 자유롭게 된다. 이 때, 전기자(3)가, 후술하는 바와 같이, 상기 제 1스템(15) 또는 제 2스템(14)의 적어도 1개와 접합 또는 기계적으로 체결되는 경우는, 그 접합 또는 기계적으로 체결된 제 1스템(15) 또는 제 2스템(14)에 의해서, 또는, 전자석간 하우징(8c)을, 전기자(3)의 바깥둘레면 끝부분에 형성하는 경우는, 이 전자석간 하우징(8c)을 가이드로 해서, 전기자(3)를 2개의 전자석(6), (7)의 사이에서 부드럽게 왕복운동시킬 수 있다.
상기 제 1스템(15)은, 전기자(3)의 다른 쪽의 전자석(6)으로부터 한 쪽의 전자석(7)에의 이동을 외부로 전달하기 위하여, 전기자(3)의 이동쪽의 면에 개구한 상기 한 쪽의 전자석(7)의 스테이터(5)에 형성된 안내구멍(22)에 삽입해서 형성된다. 이 제 1스템(15)에 의해, 전기자(3)의 전자석(6)쪽의 위치로부터 전자석(7)쪽의 위치에의 이동이, 제 1스템(15)의 선단부분과 맞대어져 있는 밸브(9)의 압출에 작용하여, 내연기관의 밸브개방에 연결된다.
상기 스테이터(5)는, 철계열 재료를 기계가공해서 제조해도 되나, 철계열 분말을 분말성형법에 의해서 성형함으로써 제조해도 된다. 구체적으로는, 상기 철계열 분말을 냉간금형프레스성형법, 온간금형프레스성형법 또는 사출성형법의 어느하나의 방법에 의해 성형함으로써, 제조할 수 있다.
이에 대해, 종래의 전자석은, 도 5에 표시한 바와 같이, 전자강판(31)등을 넣은 오목부분(32)이나, 안내구멍(33)등을 기계가공에 의해 형성된 스테이터(34)에 코일을 감아붙인 구조를 취하므로, 전자석으로서는, 체적이 큰 것으로 되어, 절삭등의 기계가공이 필요하게 된다.
이를 위해, 상기의 분말성형법에 의해서 성형하는 방법을 채용함으로써, 도 4에 표시한 바와 같이, 오목부분(21)이나 안내구멍(22)을 정밀도 좋게 성형할 수 있고, 성형후의 기계가공을 생략할 수 있는 이점이 있다. 또, 종래의 스테이터(34)에 비해서, 현격히 체적을 작게 구성하는 것이 가능하게 되고, 또 미리 형성한 코일을 당해 오목부분에 장착하는 것이 가능하게 되고, 극히 공정수가 적은 대량생산성에 풍부한 제조가 가능하게 된다.
특히, 종래의 적층강판을 사용한 전자석과 동등이상의 자속밀도를 얻는 동시에 가공성을 올리기 위해서는, 성형체의 밀도를 올릴 필요가 있다. 성형체의 밀도를 올리고, 또한 보다 콤팩트하게 스테이터(5)를 성형하기 위해서는, 온간에 의한 프레스성형이나 사출성형이 보다 유리하다.
상기의 분말성형법이란, 사용되는 철의 용탕(溶湯)을 고압의 물의 분사에 의해 급냉응고분말을 작성하고, 이것을 건조, 소정의 크기의 메시를 통과시킴으로 인한 분말입도분조정등의 기본공정을 거쳐, 상기의 소정의 방법에 의해 성형하고, 치밀화와 동시에 부품화하기 위하여 형상을 부여하는 방법이다.
상기 분말성형에 사용되는 철계열 분말은, 통상의 철계열 분말이라도 되나,철산화피막 또는 피복수지막을 가진 철계열 분말이 바람직하다. 이들 철계열 분말을 사용해서 분말성형하면, 얻게 된 스테이터(5)의 구성성분으로서, 상기 철산화피막 또는 피복수지막의 일부 또는 전부가 잔류한다. 이 때문에, 스케일이 없는 금속에서는 발생하기 쉬운 와전류의 발생이 억제되고, 철손실이 적은 스테이터를 얻을 수 있다. 이 때문에, 스테이터(5)를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있게 된다. 상기 철산화피막이란, 철계열 분말의 표면을 산화시킴으로써 형성되는 피막을 말한다. 또, 상기 피복수지막이란, 열가소성수지나 열경화성수지를 철계열 분말의 표면에 도포, 침지, 증착등을 행하여, 철계열 분말의 표면에 형성시킨 수지피막을 말한다.
특히, 얻게 되는 상기 스테이터(5)의 밀도는, 7.0∼9.0g/㎤가 좋고, 7.4∼7.8g/㎤가 바람직하다. 7.0g/㎤보다 작으면, 충분한 자기특성을 발휘할 수 없는 경우가 있고, 또, 가공중에 잘림이 발생하기 쉬운 문제점을 가진다. 또, 9.0g/㎤보다 크면, 불순물혼입에 의한 자기특성의 저하가 현저해지는 경우가 있다.
이 때문에, 이 스테이터(5)를 사용한 전자석은, 상기의 체적감소의 효과에 의해, 후술하는 하우징(8)을 포함한 구성부품의 체적감소에도 연결되어 중량경감을 도모할 수 있게 된다.
또, 종래는 스테이터(34)의 안내구멍(33)에 스템을 통과시키는 경우, 소정의 프레인베어링을 장착할 필요가 있었던 것에 대해, 상기 스테이터(5)를 사용하면, 성형체표면의 평활성이나 치수정밀도가 확보되므로, 프레인베어링을 설치할 필요가 없고, 안내구멍(22)에 제 1스템(15) 또는 제 2스템(14)을 삽입하고, 그리고, 이들을 직접 슬라이드시키는 것이 가능하게 되어, 부품점수의 경감이 중량저감 및 대량생산성에 연결된다.
상기 코일(18)은, 구리계열 재료로 형성해도 되나, 알루미늄을 주성분으로 하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 코일(18)의 경량화를 도모할 수 있다. 이 코일(18)로서는, JIS H 4000에 규정되어 있는, 1000계열이나 6000계열의 알루미늄합금을 사용할 수 있다. 또 코일(18)의 피복재로서는, 필요한 내열성에 따라 상이하나, 180℃이상의 내열성이 바람직하고, 에스테르이미드나 폴리이미드, 폴리아미드이미드를 들 수 있다.
그래서, 이 전자액추에이터의 작동시 또는 작동중에, 전기자(3)와 스테이터(5)가 직접 접촉하여, 충격등을 발생했을 때, 스테이터(5)가 마모나 결손등의 문제를 발생하는 경우가 있다. 따라서, 상기의 전기자(3)를 스테이터(5)와 직접 접촉하지 않도록 왕복운동시키는 것이 바람직하다. 이 방법으로서는, 전기자(3)의 왕복운동을 전기회로에 의해 제어하는 방법이나, 도 2(a) (b)에 표시한 바와 같이, 스테이터(5)의 표면에 철판등의 스토퍼(23)를 설치하고, 이 스토퍼(23)를 개재해서 상기의 전기자(3)와 스테이터(5)를 맞닿게 하는 방법을 들 수 있다. 이 스토퍼(23)를 사용함으로써, 보다 바람직하게는 이 스토퍼를 철판으로 구성하면, 스테이터(5)의 마모나 결손등을 억제할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 내연기관용 밸브개폐기구는, 상기 전자액추에이터(4), 하우징(8), 밸브(9), 제 2스템(14)으로 구성된다.
상기의 전자액추에이터(4)는, 하우징(8)에 수납되고, 이 하우징(8)을 고정부재(20)에 의해서 내연기관본체(19)에 장착된다.
이 하우징(8)은, 도 1에 표시한 바와 같이, 전자석(6), (7)의 바깥둘레면을 씌우는 하우징(8a), 전자석(6), (7)의 상단부분을 씌우는 하우징(8b), 2개의 전자석(6), (7)의 틈새를 유지하기 위한 전자석간 하우징(8c)의 조합으로 구성되나, 하우징(8)으로서는, 상기 3개의 부재로 구성되는 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 관한 내연기관용 밸브개폐기구의 조립조건등에 따라서 임의의 부재로 구성할 수 있다.
상기 하우징(8)을 형성하는 재료로서는, 철계열 재료라도 되나, 금속다공체로 이루어진 골재에 금속재료를 함침시킨 함침복합재료가 바람직하다. 이 재료를 사용함으로써, 강도가 높은 하우징(8)을 얻을 수 있고, 또, 하우징(8)의 얇은 두께화, 콤팩트화가 가능하게 된다. 이 때문에, 중량경감에 연결될 수 있다.
상기 금속다공체는, 발포수지에 흑연등으로 도전처리를 한 후에 전기도금하고, 열처리하여 발포수지를 제거해서 얻는 방법, 발포수지에 금속·수지슬러리를 함침시켜서 건조하고, 이어서 열처리하여 발포수지를 제거해서 얻는 방법등에 의해서 제조할 수 있다.
상기 금속다공체로서는 Fe, Cr, Ni등을 함유하는 고강도의 합금재료가 바람직하고, 또 그 체적률은, 필요하게 되는 강도나 중량등에 의해 변하나, 3%~20%의 범위내인 것이 바람직하다.
상기의 금속다공체로 이루어진 골재에 함침시키는 금속재료로서는, 알루미늄금속이나 알루미늄합금등의 알루미늄을 주성분으로 하는 재료, 마그네슘금속이나 마그네슘합금등의 마그네슘을 주성분으로 하는 재료, 또는 발포알루미늄에서 선택되는 어느 하나 또는 2개이상을 들 수 있다.
상기의 금속다공체로 이루어진 골재에 금속재료를 함침시켜서 함침복합화하는 방법으로서는, 다이캐스팅, 용탕단조등의 고압주조법이나, 수㎫이하의 저압에서의 함침주조법도 사용할 수 있다. 이것은 금속다공체의 셀구멍직경이 0.1mm∼1mm정도로 비교적 큰 사이즈인 것과, 모든 셀이 연속적으로 통한 오픈셀구조를 가지기 때문이다.
상기 발포알루미늄이란, 알루미늄금속이나 알루미늄-칼슘합금등의 알루미늄합금을 용융시키고, 이것에 수소화티타늄이나 수소화지르코늄등의 발포제를 첨가하고, 이 발포제의 분해에 의해서 발포를 발생시켜서 얻게 된 발포상태의 알루미늄금속 또는 알루미늄합금을 말한다.
이와 같이 해서 얻게 된 함침복합재료는, 상기 금속재료로서, 알루미늄계열 재료나 마그네슘계열 재료를 사용하면, 전체로서 중량을 경감할 수 있고, 하우징(8)자체의 중량경감을 도모할 수 있다.
상기 고정부재(20)는, 도 1에 표시한 바와 같이, 일반적으로 볼트가 사용된다. 이 고정부재(20)의 재료로서는, 철계열 재료를 사용할 수 있으나, 알루미늄금속이나 알루미늄합금등의 알루미늄을 주성분으로 하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
고정부재(20)로서 상기의 알루미늄을 주성분으로 하는 재료를 사용함으로써, 경량화를 도모할 수 있다. 또, 고정부재(20)로서 상기의 알루미늄을 주성분으로 하는 재료를 사용하는 것은, 이 하우징(8)을 장착하는 내연기관본체(19), 예를 들면엔진헤드등은, 알루미늄계열 재료로 되어 있기 때문에, 결합시 및 동작시에 온도변화가 발생했을 때의 열팽창계수의 차이에 의해 여분의 응력발생을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 상기 고정부재(20)를 구성하는 재료의 구체예로서는, JIS H 4000에 규정의 재료가 좋고, 인장강도의 점에서는 4000, 5000, 6000, 7000계열이 바람직하다.
상기 내연기관본체(19)에는, 이 내연기관의 흡기포트(25) 또는 배기포트(26)와 연소실(27)을 도통 또는 차단하기 위한 밸브(9)가 설치된다.
이 밸브(9)는, 밸브를 구성하는 가장자리부분(17)과, 축을 구성하는 스템부(16)로 형성된다. 이 밸브(9)를 구성하는 재료는, 철계열 재료라도 되나, 적어도, 가장자리부분(17)이 내열성을 가진 재료이면 된다. 그 구성으로서는, 도 1에 표시한 바와 같이, 스템부(16)와 가장자리부분(17)을 동일 재질로 구성하는 것, 예를 들면, 양자 모두, 질화규소 또는 사이아론을 주성분으로 하는 세라믹스를 사용한 것이나, 도 3에 표시한 바와 같이, 스템부(16)와 가장자리부분(17)을 상이한 재질로 구성하는 것, 예를 들면, 스템부(16)로서, 상기한 바와 같은 분말성형법을 사용해서 알루미늄합금분말등을 성형하고, 이어서 소결한 알루미늄합금소결재(이하, 「알루미늄합금고화재」라 칭함.)를 사용하고, 가장자리부분(17)으로서 내열강철합금을 사용한 것을 들 수 있다. 이들 재료를 사용함으로써, 밸브를 구성하는 가장자리부분(17)의 내열성을 유지하는 동시에, 경량화에 기여할 수 있다.
상기 내열강철합금으로서는, JIS SUH 3(Fe-11중량% Cr-2중량% Si-1중량% Mo-0.6중량% Mn-0.4중량%C)등을 예로서 들 수 있다.
상기 질화규소 또는 사이아론을 주성분으로 하는 세라믹스에 관해서는, 파손에 대한 신뢰성의 확보로부터 질화규소 또는 사이아론이 80중량%이상 함유되고, 상대밀도가 95중량%이상의 소결체의 사용이 바람직하다.
상기 세라믹스에는, 섬유나 위스커에 의해 강화된 섬유강화세라믹스나 위스커강화세라믹스가 포함된다.
또, 알루미늄합금고화재는, 슬라이드상황하에 있어서의 내열강도를 가지므로, 미세한 알루미기 결정입자내에, 동일한 정도로 미세한 금속간 화합물이 석출해서 내열강화한 합금설계를 가지며, 또한 치밀체인 것이 바람직하다. 이와 같은 예로서는, Al-17중량% Si-1.5중량% Zr-1.5% Ni-2% Fe-5%Mm을 들 수 있다. 여기서, 「Mm」이란, 미시메탈, 즉, 란탄이나 세륨등의 희소토류원소이고 주로 구성된 복합금속을 말한다. 이와 같은 조성의 합금용탕을 고압의 가스분사에 의해 급냉응고분말을 작성하고, 이것을 압분(壓粉)한 위에, 500℃정도에서 가열한 뒤, 열간단조하여 치밀화화 동시에 부품화하기 위하여 형상을 부여한다. 이와 같이 해서 얻게 된 소정 형상의 알루미늄합금고화재는, 100∼1000㎚정도의 미세한 알루미기 결정입자로 구성되고 그 베이스에 알루미늄과 다른 원소금속과의 경질의 복합금속간 결합화합물이 미세석출해서 강화되어 있다. 이 치밀화의 정도는, 95%이상이 바람직하다.
스템부(16)로서, 상기 알루미늄합금고화재를 사용하고, 가장자리부분(17)으로서, 내열강철합금을 사용하는 경우, 이들은 열압착등에 의해서 접합할 수 있다.
이와 같이, 스템부(16)와 가장자리부분(17)을 상이한 재료로 제조해서 접합하는 방법에 의해, 밸브의 대부분을 알루미늄합금화해서 경량화를 도모할 수 있고,연소에 노출되어, 고온으로 되는 부위를 선택적으로 강화하는 것이 가능하게 된다.
또, 알루미늄합금고화재나 티탄합금고화재에 관해서는 스템부(16)의 표면 또는 끝면의 마모성을 향상시키기 때문에, 세라믹스슬라이드막, 탄소계열 슬라이드막, 또는 복합재피복막등의 슬라이드막을 형성할 수 있다.
상기 밸브(9)는, 전기자(3)를 한 쪽의 전자석(7)쪽으로 이동시킴으로써, 제 1스템(15)을 밸브(9)의 스템부(16)를 눌러서 밸브개방조작을 행하도록, 전자액추에이터(4)의 제 1스템(15)의 선단부와 밸브(9)의 스템부(16)의 선단부를 맞대도록 배설된다.
또, 밸브폐쇄조작을 행하기 위한 힘의 부여를 밸브(9)에 주기 위해, 밸브(9)의 스템부(16)에, 리테이너(13)를 형성하는 동시에, 이 리테이너(13)와 내연기관본체(19)와의 사이에 제 1리턴스프링(2)을 장착한다.
또, 밸브(9)의 밸브개방 및 밸브폐쇄를 안내하기 위한 밸브가이드(11)를 내연기관본체(19)에 설치한다.
구체적으로는, 밸브(9)의 가장자리부분(17)이 흡기포트(25) 또는 배기포트(26)와 연소실(27)과의 경계에 형성되고, 그 경계부분에 밸브시트(12)가 장착된다. 밸브(9)는, 상기의 제 1리턴스프링(2)에 의해서 폐쇄되고, 흡기포트(25) 또는 배기포트(26)와 연소실(27)과는 차단된다. 그리고, 전기자(3)의 이동에 의해서 제 1스템(15)이 밸브(9)의 스템부(16)의 선단부를 누르면, 가장자리부분(17)이 연소실(27)내에 압출되고, 흡기포트(25) 또는 배기포트(26)와 연소실(27)이 도통된다. 그 후, 다시 제 1리턴스프링(2)의 힘의 부여에 의해, 가장자리부분(17)이 밸브시트(12)에 압압되어, 그 경로는 차단된다. 여기서, 밸브시트(12)는, 가장자리부분(17)을 받치는 부재이고, 이에 의해, 가장자리부분(17)이 내연기관본체(19)에 직접 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
또, 제 1리턴스프링(2)은, 내연기관본체(19)에 형성된 오목부분에 수납되어 있고, 또, 밸브가이드(11)는, 상기 오목부분과 흡기포트(25) 또는 배기포트(26)와의 사이를 관통하는 밸브(9)의 스템부(16)를 가이드하도록 설치된다.
상기 리테이너(13), (13')를 구성하는 재료로서는, 철계열 재료라도 되나, 고속에 의한 밸브(9)의 개폐특성을 향상하는 관성중량저감 및 내연기관총중량저감의 관점에서, 상기의 알루미늄합금고화재가 바람직하다. 이것은, 압축스프링의 반복응력을 받기 때문에, 높은 피로특성이 요구되므로, 서브미크론의 미세한 결정입자를 형성하는 합금설계와 급냉응고프로세스를 행할 필요가 있기 때문이다. 이것을 사용함으로써, 리테이너(13), (13')자체를 경량화할 수 있다.
상기 알루미늄합금고화재로서는, 밸브(9)나 제 1스템(15), 제 2스템(14)등에서 사용되는 알루미늄합금고화재를 사용할 수 있으나, 밸브고속운동시에 제 1리턴스프링(2)이나 제 2리턴스프링(1)과의 슬라이드가 발생하기 때문에, 알루미늄합금만으로는 처리가 곤란하게 되는 경우가 있다. 이 경우는, 평균입자직경 1∼5㎛정도, 최대 15㎛직경 정도의 경질입자를 10중량% 배합한 상기의 알루미늄합금분말을 사용함으로써, 마모를 억제할 수 있다. 상기 경질입자로서는, 질화세라믹, 산화세라믹, 탄화세라믹등이 바람직하다. 이 예로서는, 질화규소, 알루미나, 탄화규소등을 들 수 있다.
상기의 전기자(3)의 면 중, 제 1스템(15)을 형성한 면과 반대쪽의 면에 제 2스템(14)이 형성된다. 그리고, 이 제 2스템(14)에 상기와 마찬가지의 리테이너(13')가 형성되고, 이 리테이너(13')와 하우징(8)과의 사이에, 상기 제 2스템(14)이 전기자(3)를 누르는 방향의 힘의 부여를 주는 제 2리턴스프링(1)이 장착된다.
이 제 2리턴스프링(1)에 의해, 전기자(3)에 가해지는 제 1리턴스프링(2)의 힘의 부여에 대항할 수 있고, 전기자(3)가 제 1리턴스프링(2)의 힘의 부여에 의해서, 다른 쪽의 전자석(6)쪽으로 압압되는 것을 방지할 수 있다.
상기의 제 1스템(15)이나 제 2스템(14)을 구성하는 재료로서는, 철계열 재료라도 되나, 경량화를 도모하기 위해서는, 질화규소 또는 사이아론을 주성분으로 하는 세라믹스, 알루미늄합금고화재, 티탄합금등을 사용할 수 있다.
상기 질화규소 또는 사이아론을 주성분으로 하는 세라믹스에 관해서는, 파손에 대한 신뢰성의 확보에서 질화규소 또는 사이아론이 80중량% 이상 함유되고, 상대밀도가 95중량% 이상의 소결체의 사용이 바람직하다.
또, 상기 세라믹스에는, 섬유나 위스커에 의해 강화된 섬유강화세라믹스나 위스커강화세라믹스가 포함된다.
또, 알루미늄합금고화재로서는, 슬라이드상황하에 있어서, 내열강도를 가진 고온슬라이드부재일 필요가 있으므로, 상기의 밸브(9)에서 사용한 알루미늄합금고화재를 사용할 수 있다.
또, 상기 제 1스템(15)과 제 2스템(14)은, 동일한 재질로 구성해도 되고, 상이한 재질로 구성해도 된다.
또, 상기 제 1스템(15) 및 제 2스템(14)의 표면이나 끝면에는, 세라믹스슬라이드막, 탄소계열 슬라이드막, 복합재피복막등의 슬라이드막을 형성할 수 있다. 이에 의해, 상기 제 1스템(15) 및 제 2스템(14)이 스테이터(5)의 안내구멍(22)에서 구동할 때의 슬라이드면에서의 동마찰계수나 녹아붙음성의 저감을 도모할 수 있고, 슬라이드에 의한 에너지로스를 경감시키는 것이 가능하게 된다. 또, 상기 제 1스템(15) 및 제 2스템(14)의 끝면에 상기 슬라이드막을 형성하면, 전기자(3)와 회전하면서 접촉할 때, 발생하는 마찰계수를 저감할 수 있고, 에너지로스를 경감하는 것이 가능하게 된다.
상기 슬라이드막을 구성하는 재료로서는, 원소주기율표의 IVa, Va, VIa족 금속 또는 알루미늄(Al), 붕소(B), 실리콘(Si)의 질화물, 탄화물, 탄질화물, 산질화물, 산탄화물, 탄산질화물, 황화물등의 세라믹스막, 다이아몬드라이크카본막(이하, 「DLC막」이라 칭함.), 다이아막, 질화탄소막, 고정윤활재로서의 금속화합물의 분말입자를 폴리머에 분산시킨 복합재막등을 들 수 있다.
상기 슬라이드막의 구성으로서는, 상기의 재료 중, 어느 한 종류의 재료를 사용한 슬라이드막, 또는 2종이상의 혼합슬라이드막, 및, 상기 한 종류의 재료로 이루어진 슬라이드막이나 혼합슬라이드막의 적층슬라이드막을 들 수 있다. 이들 슬라이드막을 형성함으로써, 상기 제 1스템(15)이 스테이터(5)의 안내구멍(22)에서 구동할 때의 슬라이드면에의 윤활오일의 강제적인 공급이 불필요하게 되어 액추에이터의 고장을 억제하는 것이 가능하게 된다.
상기의 전기자(3)는, 필요에 따라서, 제 1스템(15) 또는 제 2스템(14)의 한 쪽 또는 양쪽과 접합 또는 기계적으로 체결해도 된다. 이와 같이 하면, 전기자(3)의 전자석(6), (7)사이의 왕복운동을 안내할 수 있다.
상기 전기자(3)와 접합 또는 기계적 체결을 하는 제 1스템(15) 또는 제 2스템(14)으로서, 전기자(3)보다 비중이 작은 재료를 사용한 스템을 선택하면, 전기자(3)와 동일한 종류의 재료를 사용한 스템을 사용해서 일체의 구동용 부재를 구성하는 것보다도 경량화를 도모할 수 있다.
상기 접합 또는 기계적 체결로서는, 접착제에 의한 접착이나 소정의 가열접합, 압접등의 화학적접합, 코오킹이나 수축끼워맞춤, 팽창끼워맞춤등의 기계적 체결등을 들 수 있다. 또, 탈착에 대한 신뢰성을 확보하기 위해, 스템원주방향으로 오목홈부분을 형성하고, 여기에 전기자(3)를 끼워 넣은 리테이너부품을 사용한 접합수단을 채용할 수 있다. 여기서, 전기자(3)보다도 비중이 작은 재료로서는, 상기의 질화규소 또는 사이아론을 주성분으로 하는 세라믹스, 분말성형법에 의한 알루미늄소결재, 또는 티탄합금을 들 수 있다.
상기 제 1리턴스프링(2) 또는 제 2리턴스프링(1)을 구성하는 재료로서는, 철계열 재료라도 되나, 하기의 재료, 즉, C량 0.55∼0.70중량%, Si량 1.0∼2.2중량%, Cr량 1중량%이하, Mn량 1중량%이하, V량 0.2중량%이하, 필요에 따라서 Mo 및 Nb를 함유하고, 인장강도 1960N/㎟이상, SiO2나 Al2O3등의 개재물이 25㎛이하, 템퍼링마르텐사이트조직을 가진 합금강철을 사용함으로써, 소망의 스프링특성을 얻을 수 있는 동시에, 스프링중량을 경감할 수 있다. 이러한 고강도강철의 경우, 용해주조, 열간압연후, 셰이빙, 와이어드로잉, 페이턴팅을 조합해서 목적의 선직경까지 가공하고, 그 후 담금질템퍼링을 행하여 강철선을 얻는다. 그 후 코일링가공, 변형제거설담금, 쇼트피닝, 또 필요에 따라서 질화처리, 쇼트피닝, 변형제거설담금이 행하여지는 것이 일반적이다.
또, 제 1리턴스프링(2) 또는 제 2리턴스프링(1)의 구성재료로서, Al과 V의 합계가 13중량%이상으로 이루어지고, 인장강도가 1500N/㎟이상에서 표면에 내마모성이 양호한 표면피복이 되어 있는 티탄합금을 사용하면, 소망의 스프링특성을 얻을 수 있고, 스프링중량을 경감할 수 있다. 고강도티탄합금은, 진공속에서 용해하며, 성분편석이 충분히 저감할 때까지 용해주조를 반복하고, 주조후 열간압연하고, 그 후 용체화(溶體化)처리와 와이어드로잉가공을 반복하여, 목적의 선직경까지 가공후, 시효(時效)처리를 실시한다. 코일링가공후에는 상기의 공정과 기본적으로 마찬가지이다.
또한, 제 1리턴스프링(2) 또는 제 2리턴스프링(1)의 구성재료로서, Cu, Mg 및 Zn이 합계해서 5중량%이상으로 결정입자직경의 가로세로비가 3이상의 긴 결정입자를 가지며, 인장강도가 600N/㎟이상의 알루미늄합금을 사용하면, 소망의 스프링특성을 얻을 수 있는 동시에, 스프링중량을 경감할 수 있다. 고강도알루미늄합금은, 목적 성분의 분말을 작성하여, 그 분말을 잉곳으로 고화한 후, 단조, 압연의 양쪽 또는 어느 한쪽의 가공을 행하고, 또 와이어드로잉가공, 용체화를 반복하여, 목적의 선직경으로 하고, 최종적으로 시효처리를 실시한다. 코일링이후의 공정은 고강도강철과 기본적으로 동일하나, 질화처리는 실시하지 않는다.
또, 상기의 티탄합금이나 알루미늄합금을 제 1리턴스프링(2) 또는 제 2리턴스프링(1)에 사용하기 위하여, 표면에 내마모성을 향상시키는 것을 목적으로 한 슬라이드막을 형성하는 일도, 필요에 따라서 실시할 수 있다.
상기의 밸브개폐기구는, 흡기계 또는 배기계의 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이 때, 밸브(9)의 가장자리부분(17)으로서 내열강철합금을 사용한 경우는, 흡기계에 사용하는 것이 바람직하고, 밸브(9)의 가장자리부분(17)으로서 질화규소 또는 사이아론계 세라믹을 사용한 배기계에 사용하는 것이 바람직하다.
상기의 제 1스템(15), 제 2스템(14), 하우징(8), 밸브(9), 제 1리턴스프링(2), 제 2리턴스프링(1), 리테이너(13), (13'), 또는 고정부재(20)는, 그 모두를 상기의 철보다 비중이 작은 금속 또는 그 합금, 골재에 의해 강화된 철보다 비중이 작은 합금, 세라믹스, 섬유 또는 위스커강화 세라믹스등으로 제조할 필요는 없고, 그들 중 적어도 하나를, 철보다 비중이 작은 금속 또는 그 합금, 골재에 의해 강화된 철보다 비중이 작은 합금, 세라믹스, 섬유 또는 위스커강화 세라믹스로 형성하고, 나머지를, 철계열 재료로 형성해도, 얻게 되는 내연기관용 전자액추에이터나 내연기관용 밸브개폐기구의 경량화를 도모할 수 있다.
본 발명의 실시태양을 이하에 표시한다.
실시예 1
도 1에 표시한 밸브개폐기구를 구성하는 각 부품을 하기의 재료를 사용해서 제조하고, 밸브개폐기구를 구성하였다.
(전기자)
전기자(3)로서, 기존의 자성의 강철재료를 사용하였다. 또한, 후술하는 제 1스템(15)을 압접접합하였다.
(스테이터)
도 4에 표시한 형태의 스테이터(5)를 분말압축성형체로 제작하였다. 사용한 철분말은, 순(純)철분말이고, 용탕에 고압의 물을 분사함으로써 급냉응고된 분말을 얻고, 그 후, 건조, 소정 크기의 메시를 통과시킴으로 인한 분말입도분포조정등의 기본공정을 거쳐 제조된다. 이런 일련의 공정은, 통상의 소결기계부품용의 출발원료분말의 제조방법과 마찬가지이다. 그 후, 순철분말간의 절연성을 얻기 위하여, 열처리에 의해서 산화피막형성공정을 행하였다.
산화피막형성전의 주된 불순물성분은, 산소가 0.1중량%전후, Si, Mn은 0.05중량%전후, 탄소, 인, 유황이 0.005중량%전후이다. 분말입도는, 금형에의 부드럽고 균일한 흐름충전성을 가지며, 또한 가능한 한 높은 겉보기밀도를 얻을 수 있도록, 상기 급냉응고공정 및 입도분포조정공정에 의해 제어된다. 이와 같이 해서 얻게 된 입도분포는, 200㎛미만 150㎛이상이 5∼10중량%, 150㎛미만 75㎛이상이 40∼50중량%, 75㎛미만 30㎛이상이 40∼50중량%였다. 이런 입도분포를 가진 분말의, 흐름충전성의 지표인 JSPM표준규격의 흐름성평가에 의하면, 직경 2.5㎜의 출구를 가진 깔때기용기에 수납한 50g분말이 그 출구를 통과하여 끝나는 데 필요한 시간은 20∼30초이다. 또, 동 표준규격에 의한 겉보기밀도는 2.9∼3.5g/cm3였다.
상기 분말을 성형해서 스테이터를 제조하기 때문에, 상기 분말을 금형내에 충전하고, 일축으로 압축할 때에, 금형과 철분말과의 녹아붙음방지를 행하기 위해,열경화성수지를 주성분으로 하는 유기수지를 0.5∼0.7중량%를 배합하였다.
상기 분말을 냉간압축성형해서 얻게 되는 분말압축성형체의 밀도는, 7.0g/cm3이고, 온간압축성형해서 얻게 되는 분말압축성형체의 밀도는, 7.3g/㎤였다. 온간압축성형은, 금형 및 압축전 분말을 130∼150℃로 제어하였다. 이 경우의 밀도가 높은 것은, 주로 철분말의 항복응력이 감소해서 연화함으로써, 변형능이 증가하여, 압밀성(壓密性)이 상승한 결과에 의한다.
이들 성형체는, 대기속 200℃에서 수지를 베이킹해서, 스테이터를 얻었다. 베이킹후의 스테이터의 밀도는, 냉간압축성형의 것은, 7.1g/㎤이고, 온간압축성형의 것은, 7.4g/㎤였다.
일반적으로 교류자장에 있어서는, 고주파가 될 정도의 와전류를 발생하고, 자력의 손실이 발생하나, 이와 같은 분말의 집합체로 하면, 와전류의 발생이 분말단위내로 억제되어, 손실을 저하시킬 수 있다. 이 스테이터는, 구조의 특징상, 투자율(透磁率)의 이방성은 거의 없다. 성형베이킹후의 치수불균일은 작고, 추가 가공의 필요는 없었다. 이 때문에, 스템을 통과시키기 위한 베어링을 세트할 필요는 없었다.
비교부재는, 적층규소강판으로 제조하였다. 적층규소강판은, 펀칭가공성과 철보다 높은 투자율의 특성의 균형으로부터 3중량% 실리콘 한방향규소강판을 사용하였다. 압연방향에서 투자율이 크고, 직각방향에서 작다고 하는 이방성이 발생하므로, 도 5(a) (b)에 표시한 바와 같이, 적층한 구조로 하였다. 와전류발생억제를 목적으로 강판표면에는, 수지에 의한 전기절연층이 형성되고, 강판을 맞겹침함으로써 조립하였다. 이것은, 직사각형형상으로 펀칭한 판을 적층조립하고, 레이저로 강판끝부분을 용접해서 고정화하였다. 이 스테이터의 정밀도는, 강판단체(單體)의 정밀도와 적층조립시의 정밀도가 곱해지기 때문에, 상기의 분말압축성형된 스테이터와 비교해서, 높은 치수정밀도를 얻을 수 없었다. 이 때문에, 세트되는 하우징과의 접촉측단면, 전기자와의 기계가공이 필요하였다. 또, 스템을 통과하는 구멍의 치수정밀도도 낮고, 추가 가공 및 베어링을 세트하기 위한 공정이 발생하였다. 쌓아올린 적층강판부재는, 밀도 7.8g/㎤였다.
이상과 같이 해서 작성한 분말압축성형에 의한 스테이터의 직류시의 최대자속밀도는, 냉간성형체 1.3T, 온간성형체 1.5T였다. 이에 대해, 적층규소강철을 사용한 직류시의 최대자속밀도는, 1.3T였다.
또, 생산성을 높이기 위해 온간성형시의 압축응력을 낮추어 가면, 얻게 되는 스테이터의 밀도는, 7.1, 6.9, 6.7g/㎤로 낮아져 가나, 그에 수반하여, 직류시의 최대자속밀도는, 1.3, 1.15, 1.0T로 낮아지고, 자기특성이 뒤떨어져 오므로, 분말압축성형체의 밀도는, 7.0g/㎤이상인 것이 바람직하다. 또, 통상, 추가 가공의 필요는 없으나, 가공성을 확인하기 위하여, 상기 스테이터를 추가 가공하면, 밀도 6.7과 6.9의 것은, 잘림이 발생하였다. 밀도 7.1의 것은, 미세한 잘림은 발생하였으나, 충분히 사용할 수 있는 레벨이었다. 가공성의 면에서도, 분말압축성형체의 밀도는, 7.0g/㎤ 이상이 바람직한 것을 알 수 있다.
상기의 결과로부터, 분말압축성형체는, 그 밀도를 7.0g/㎤이상으로 하면, 적층규소강판에 비해서 공정수가 적고, 콤팩트하면서, 동등이상의 자기특성을 얻을수 있는 것을 확인할 수 있었다.
(코일)
코일(18)로서는, JIS H 4000에 규정의 도전율 50% IACS의 6000계열 재료를 종래의 구리계열 재료에 대해서 사용하였다. 또 이 코일재의 피복재는 폴리이미드로 하였다.
(스템)
제 1스템(15) 및 제 2스템(14)으로서, 시판의 질화규소분말(α결정상율 90% 이상, 평균투경(投徑) 0.8㎛)에 5중량%의 산화이트륨, 2중량%의 산화알루미늄을 에탄올속에서 습식혼합한 분말을 건조하여 소정의 성형용 유기바인더를 첨가한 후, 소정의 성형을 행하고, 1800도, 4기압질소가스분위기, 10시간 소결을 행하고, 또 다이아몬드지석(砥石)에 의해 소정의 형상으로 가공한 것을 사용하였다. 이 소결체와 동시에 제작한 소결체의 강도를 JIS R 1601에 준거해서 3점 구부림강도를 측정한 결과, 평균강도는 1050㎫이었다.
(하우징)
하우징(8)은, 하기의 방법에 의해 제조하였다. 평균입자직경 2.5㎛의 Fe 18%, Cr 8%의 Ni분말 65중량부, 분산제 2중량부, 물 11중량부에 페놀수지 12중량부의 배합비율로 혼합해서 슬러리를 제작하였다. 이 슬러리를 두께 8㎜, 1인치당 셀수가 29개의 폴리우레탄폼에 함침한 후, 금속롤에 의해 과잉으로 부착한 슬러리를 제거하고 120℃에서 10분 건조하였다. 이 시트를 1200℃ 진공속에서 1시간 열처리함으로써 밀도=0.91g/㎤의 금속다공체를 제작하였다. 이 금속다공체를 원통형상으로 가공한 후 금형에 세트하고, 760℃로 가열한 알루미늄합금(2중량% Cu함유 Al)용탕을 1.2㎫로 가압주입함으로써 금속다공체/알루미늄합금복합재로 이루어진 하우징을 제작하였다. 비교부재로서 금속다공체를 복합화하지 않고 알루미늄합금만으로 하우징도 형성하고, 각각에 대해서 인장강도를 측정한 결과, 복합재 : 231㎫, 알루미늄합금 : 142㎫이었다.
(리턴코일스프링)
리턴코일스프링은 하기의 방법에 의해 제조하였다. C=0.65중량%, Si=1.98중량%, Mn=0.78중량%, Cr=0.75중량%, V=0.11중량%, 잔부는 실질 Fe인 성분의 강철을, 용해주조, 압연, 셰이빙, 와이어드로잉가공, 열처리를 반복하여 3.0㎜의 와이어를 얻었다. 비금속개재물은 최대 20㎛였다. 이 와이어를, 코일링, 변형제거설담금, 쇼트피닝, 질화를 조합해서 고강도코일스프링을 제조하였다.
(리테이너)
리테이너(13), (13')는, 코터(리테이너록)라 불리는 유지부품을 개재해서 밸브를 유지하고, 밸브(9)와 일체로 되어서 고속의 왕복운동을 하기 때문에, 내열피로강도, 충격강도가 요구된다. 또, 밸브(9)의 회전에 따라 제 1리턴코일스프링(2)이나 제 2리턴코일스프링(1)과 슬라이드하기 때문에, 내마모성도 요구된다. 내열피로강도, 충격강도유지를 위해, 알루미늄합금으로는, 서브미크론의 미세한 결정입자를 형성하는 합금설계와, 급냉응고프로세스를 행할 필요가 있다. 이와 같은 알루미늄합금으로서, Al-17중량% Si-1.52중량% Zr-1.5중량% Ni-2중량% Fe-5중량%Mm을 사용하고, 평균입자직경 50㎛의 알루미늄분말을 가스냉각응고프로세스로 제작하여,출발원료로 하였다. 또, 내마모특성의 필요성의 관점에서는, 알루미늄합금만으로는 대처가 곤란하고, 경질입자로서 평균입자직경 2㎛, 최대 12㎛직경의 알루미나입자를 9중량% 배합하였다.
일축 분말압축성형한 후, 500℃로 가열하고, 열간단조에 의해 치밀화와 최종형상부여를 동시에 행하고, 그 후, 끝말림제거 및 표층부의 분말결합이 약한 층을 제거하기 위하여 배럴처리를 행하였다. 기계가공은 행하지 않았다. 밀도는, 3.2g/㎤였다.
종래의 리테이너는, JIS 17C등의 기계구조용 강철, 경우에 따라서는, JIS 17C SCr 415등의 합금강철이 사용되는 일이 많다. 이 비교부재로서의 리테이너는, 후자를 사용해서 제조하였다. 후자의 합금강철을 열간단조에 의해 형상부여한 후, 조가공을 하고, 침탄(浸炭)담금질템퍼링을 행하여, 그 후 마무리가공을 행하였다. 밀도는, 7.8g/㎤였다.
(볼트)
내연기관본체(19)에의 하우징(8)의 장착에 사용되는 볼트로서, JIS H 4000에 규정의 4000계열 재료를 종래의 강철재료에 대해서 사용하였다.
(밸브)
밸브(9)로서, 시판의 질화규소분말(α결정상율 90%이상, 평균투경 0.8㎛)에 5중량%의 산화이트륨, 2중량%의 산화알루미늄을 에탄올속에서 습식혼합한 분말을 건조하여 소정의 성형용 유기바인더를 첨가한 후, 소정의 성형을 행하고, 1800도, 4기압질소가스분위기, 10시간 소결을 행하고, 또 다이아몬드지석에 의해 소정의 형상으로 가공한 것을 사용하였다. 이 소결체와 동시에 제작한 소결체의 강도를 JIS R 1601에 준거해서 3점 구부림강도를 측정한 결과, 평균강도는 1050㎫이었다.
(밸브개폐기구의 제조)
상기의 각 부품을 사용해서, 전자액추에이터 및 밸브개폐기구를 제조하였다.
실시예 2
스템으로서 하기의 스템을 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 전자액추에이터 및 밸브개폐기구를 제조하였다.
(스템)
실시예 1에서 제조한 스템의 표면에 DLC막을 형성하였다. 이 DLC막의 형성에는 하기의 방법을 채용하였다. 공지의 용량결합형 플라즈마CVD법에 의해, 고주파전원(발생주파수 13.56㎒)을 접속한 전극에, 미리 용제나 세제로 세정·건조한 스템기재를 장착하고, 1×10-4㎩의 진공도에서 배기한 후에, 아르곤가스를 1×10-1㎩의 압력으로 유지되도록 될 때까지 가스를 도입하였다. 이 상태에서 고주파전원으로부터 출력 400W의 고주파를 전극에 공급하고, 상기 스템을 장착한 전극이 플라즈마에 의해 씌워지도록 15분간 유지하고, 기재표면의 자연산화막을 이온클리닝해서 제거한 후, 아르곤가스의 공급을 멈추고, 메탄가스를 1×10-1㎩의 압력으로 유지되도록 될 때까지 가스를 도입하고, 고주파전원으로부터 출력 600W의 고주파를 전극에 공급함으로써 DLC막형성을 행하였다. 막두께는 약 1㎛로 하였다.
비교예 1
스테이터, 하우징 및 리테이너에 대해서는, 상기의 비교부재를 사용하고, 그 외의 부품은, 철계열 재료로 제조한 각 부품을 사용해서 전자액추에이터 및 밸브개폐기구를 제조하였다.
[결과]
실시예 1, 2, 비교예 1의 총중량을 측정하였던 바, 실시예 1 및 2는, 비교예 1과 비교하였던 바, 총중량으로서 70중량%의 경량화를 도모할 수 있었다.
또, 실시예 1의 밸브개폐기구, 및 실시예 2의 밸브개폐기구를 각각, 12V의 직류정전압전원을 전원으로 해서 동작시험을 행하고, 그 때의 소비전력의 측정을 행하였다. 그 결과, 실시예 2는 실시예 1보다 소비전력이 20% 저감해 있고, 스템표면에의 DLC막형성에 의해, 스테이터와 스템과의 사이의 슬라이드저항을 보다 저감할 수 있는 것을 알 수 있었다.
본 발명에 관한 스테이터를 사용한 전자석은, 금속분말의 분말성형체를 사용하므로, 스테이터의 전자기성능을 향상하고, 액추에이터의 소형을 도모할 수 있다.
또, 상기 전자석은, 체적감소의 효과에 의해, 하우징을 포함한 구성부품의 체적감소에도 연결되어 중량경감을 도모할 수 있게 된다.
또, 전자액추에이터의 작동시 또는 작동중에, 전기자와 스테이터가 직접 접촉하고, 충격등을 발생해서, 스테이터가 마모나 결손등의 문제를 방지하기 위해, 스테이터의 표면에 철판등의 스토퍼를 설치하면, 스테이터의 마모나 결손등을 억제할 수 있다.
또한, 스템표면에 세라믹스피복막이나 탄소계열 피복막을 형성함으로써, 슬라이드저항을 저감시키고, 소비전력을 저감시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 스테이터와 코일로 각각 구성되는 한 쌍의 전자석과;
    상기 한 쌍의 전자석사이에 배치되어 왕복운동을 가능하게 하는 전기자와;
    상기 전기자의 한 쪽에 형성되어 상기 전기자의 이동을 외부로 전달하는 제 1스템과;
    를 포함하는 전자액츄에이터로서,
    상기 스테이터는, 분말성형법에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 전자액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스테이터는, 철산화피막 또는 피복수지막을 가진 철계열 분말을 분말성형한 것이고, 상기의 철산화피막 또는 피복수지막의 일부 또는 전부가 잔류하는 것을 특징으로 하는 전자액추에이터.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 분말성형법은, 냉간 또는 온간금형프레스성형법, 사출성형법 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자액추에이터.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 스테이터의 밀도는, 7.0g/㎤ 내지 9.0g/㎤인 것을 특징으로 하는 전자액추에이터.
  6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 전기자는, 상기 스테이터와 직접 접촉하지 않도록 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 전자액추에이터.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 스테이터의 표면에 밀착한 철판을 가지며, 상기 철판을 개재해서, 전기자와 맞닿는 것을 특징으로 하는 전자액추에이터.
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