KR100750034B1

KR100750034B1 - 솔레노이드 구동 장치 및 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR100750034B1
Application number: KR1020040065642A
Authority: KR
Inventors: 고꾸부다까히로; 사사고슈운뻬이
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2007-08-16
Also published as: KR20050025273A; US20050051748A1; EP1512893B1; DE602004005280T2; DE602004005280D1; US7028980B2; CN1592048A; EP1512893A1; JP2005085793A

Abstract

본 발명은 플런저를 원활하게 진퇴시킬 수 있어 솔레노이드 밸브의 특성을 향상시킬 수 있게 한다.

비자성 부재로 이루어지는 보빈(15)에 권선(16)을 권치 장착함으로써 형성된 코일(17)과, 상기 코일(17)의 양단부에 인접시켜 배치되어 자성 부재로 이루어지는 단부(58, 59)와, 상기 코일(17) 및 단부(58, 59)를 둘러싸 배치되어 자성 부재로 이루어지는 요크(20)와, 상기 보빈(15) 및 단부(58, 59)의 직경 방향 내측에 형성된 중공부(22)에 미끄럼 이동 가능하게 배치된 플런저(54)를 갖는다. 그리고, 상기 플런저(54)는 자성 부재로 이루어지는 베이스 및 비자성 부재로 이루어지는 제1 층 및 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로 이루어지는 제2 층을 구비한다. 플런저(54)와 단부(58, 59) 사이에서 자기의 분리를 행할 수 있다.

코일, 단부, 요크, 중공부, 플런저, 보빈, 권선

Description

솔레노이드 구동 장치 및 솔레노이드 밸브 {SOLENOID DRIVING DEVICE AND SOLENOID VALVE}

도1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 리니어 솔레노이드 밸브의 단면도.

도2는 종래의 리니어 솔레노이드 밸브의 단면도.

도3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 플런저의 주요부를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 리니어 솔레노이드 밸브

11 : 솔레노이드부

15 : 보빈

16 : 권선

17 : 코일

20 : 요크

22 : 중공부

26 : 스풀

54 : 플런저

58, 59 : 단부

62 : 밸브 본체

83 : 베이스

84 : 중간층

85 : 최외층

본 발명은, 솔레노이드 구동 장치 및 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

종래, 예를 들어 자동 변속기의 유압 회로로는 각종의 솔레노이드 밸브가 배치되고, 상기 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 구동 장치를 구성하는 솔레노이드부 및 밸브부를 구비하고, 솔레노이드부의 코일에 전류를 공급함으로써 밸브부를 작동시켜 유로를 개폐하거나, 오일의 유량을 조정하거나, 유압을 조정하거나 하도록 되어 있다.

다음에, 상기 솔레노이드 밸브 중 리니어 솔레노이드 밸브에 대해 설명한다.

도2는 종래의 리니어 솔레노이드 밸브의 단면도이다.

도면에 있어서, 부호 11은 솔레노이드부, 12는 상기 솔레노이드부(11)를 구동함으로써 작동하게 되는 밸브부를 구성하는 조압 밸브부이다. 상기 솔레노이드부(11)는 코일 어셈블리(13), 상기 코일 어셈블리(13)에 대해 진퇴(도면에 있어서 좌우 방향으로 이동) 가능하게 배치된 플런저(14) 및 상기 코일 어셈블리(13)를 둘러싸 배치된 요크(20)를 구비한다. 또한, 상기 코일 어셈블리(13)는 보빈(15)에 권선(16)을 권치 장착함으로써 형성된 코일(17), 상기 코일(17)의 양단부에 배치된 단부(18, 19) 및 상기 코일(17)에 전류를 공급하는 터미널(21)을 구비하고, 상기 보빈(15)과 단부(18, 19)는 용접, 납땜, 소결 접합 또는 접착 등에 의해 일체적으로 조립 부착된다.

상기 보빈(15)의 조압 밸브부(12)측에 내주면이 테이퍼형의 형상을 갖는 플랜지부(28)가 두께로 형성된다. 그리고, 상기 단부(19)의 내주연의 근방에 상기 플랜지부(28)의 내주면에 대응시켜 테이퍼형의 모서리부(31)가 후방(도면에 있어서 우측)을 향해 돌출시켜 형성된다.

상기 코일 어셈블리(13)는 상기 터미널(21)의 부분을 제외하여 원통형으로 형성되고, 코일 어셈블리(13) 내[보빈(15) 및 단부(18, 19)의 직경 방향 내측]에는 축 방향에 있어서 동일 직경을 갖는 중공부(22)가 형성되고, 상기 중공부(22)에 상기 플런저(14)가 미끄럼 이동 가능하게 끼워 넣어진다. 상기 플런저(14)는 외주면이 축 방향에 있어서 동일 직경을 갖고, 축 방향에 있어서 코일(17)보다 길어진다.

상기 플런저(14)에 있어서, 전단부면(도면에 있어서 좌단부면)(S1)의 중앙에 조압 밸브부(12)의 스풀(26)의 후단부(도면에 있어서 우단부)가 접촉하게 되고, 조압 밸브부(12)로부터 떨어진 측의 단부면, 즉 후단부면(도면에 있어서 우단부면)(S2)에는 소정 높이의 구면형의 접촉부(27)가 일체적으로 형성된다.

그런데, 상기 보빈(15)은 비자성 부재로 이루어지고, 상기 솔레노이드부(11)에 있어서 코일(17)에 전류가 공급되면 자속이 생기고, 요크(20)로부터 단부(18), 플런저(14) 및 단부(19)를 차례로 통해 요크(20)로 복귀하는 자로가 형성되고, 이에 수반하여 상기 자로에 있어서의 모서리부(31)와 플런저(14) 사이에 흡인부(S)가 형성된다.

그리고, 코일(17)이 플런저(14)를 소정의 흡인력으로 흡인하여 플런저(14)에 추진력을 발생시킨다. 그 결과, 추진력은 스풀(26)에 전달되고 조압 밸브부(12)가 작동하게 되어 유압이 조정된다.

그런데, 권선(16)에 전류가 공급되는 데 수반하여 플런저(14)에 추진력이 발생되고, 상기 플런저(14)가 중공부(22) 내에 있어서 진퇴하게 되지만, 플런저(14)는 중공부(22)에 끼워 넣어진 상태로 코일 어셈블리(13)에 의해 지지되기 때문에, 플런저(14)의 외주면과 코일 어셈블리(13)의 내주면 사이에 마찰이 발생된다. 그래서, 플런저(14)의 외주면에 표면 처리를 실시함으로써 마찰계수(μ)가 작은 외층을 형성하도록 하고 있다. 또한, 플런저(14)의 외주면과 코일 어셈블리(13)의 내주면 사이에 철분 등의 미소한 이물질이 진입되는 일이 없도록, 상기 외층을 비자성 부재로 형성하도록 하고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2003-134781호 공보

그러나, 상기 종래의 리니어 솔레노이드 밸브에 있어서, 마찰계수(μ)가 작은 비자성 부재로서 불소 수지(PTFE : 폴리테트라플루오로에틸렌), 이황화 몰리브덴, 아몰퍼스 카본(DLC) 등을 사용할 필요가 있기 때문에, 외층의 막 두께를 크게 하는 데 한계가 있다.

따라서, 플런저(14)와 단부(18, 19) 사이에서 자기의 분리를 충분히 행하는 것이 곤란해지고, 직경 방향의 힘(사이드 포스)이 플런저(14)에 가해지는 것을 충분히 억제할 수 없게 되어 버린다.

그 경우, 플런저(14)와 코일 어셈블리(13) 사이의 미끄럼 이동 불량이 발생되어 플런저(14)를 원활하게 진퇴시킬 수 없으며, 조압 밸브부(12)에 의해 정밀도 좋게 유압을 조정할 수 없게 되어 리니어 솔레노이드 밸브의 특성이 저하되어 버린다.

본 발명은, 상기 종래의 리니어 솔레노이드 밸브의 문제점을 해결하여 플런저를 원활하게 진퇴시킬 수 있어, 솔레노이드 밸브의 특성을 향상시킬 수 있는 솔레노이드 구동 장치 및 솔레노이드 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그로 인해, 본 발명의 솔레노이드 구동 장치에 있어서는 비자성 부재로 이루어지는 보빈에 권선을 권치 장착함으로써 형성된 코일과, 상기 코일의 양단부에 인접시켜 배치되어 자성 부재로 이루어지는 단부와, 상기 코일 및 단부를 둘러싸 배치되어 자성 부재로 이루어지는 요크와, 상기 보빈 및 단부의 직경 방향 내측에 형성된 중공부에 미끄럼 이동 가능하게 배치된 플런저를 갖는다.

그리고, 상기 플런저는 자성 부재로 이루어지는 베이스, 상기 베이스의 직경 방향 외측에 형성되어 비자성 부재로 이루어지는 제1 층, 및 상기 제1 층의 직경 방향 외측에 형성되어 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로 이루어지는 제2 층을 구비한다.

본 발명의 다른 솔레노이드 구동 장치에 있어서는, 상기 제1 층은 제2 층보 다 두껍게 형성된다.

본 발명의 또 다른 솔레노이드 구동 장치에 있어서는, 상기 제1 층은 도금 처리에 의해 형성된다.

본 발명의 또 다른 솔레노이드 구동 장치에 있어서는, 상기 제2 층은 불소 수지, 이황화 몰리브덴 및 아몰퍼스 카본 중 어느 하나에 따라서 형성된다.

본 발명의 솔레노이드 밸브에 있어서는, 비자성 부재로 이루어지는 보빈에 권선을 권치 장착함으로써 형성된 코일과, 상기 코일의 양단부에 인접시켜 배치되어 자성 부재로 이루어지는 단부와, 상기 코일 및 단부를 둘러싸 배치되어 자성 부재로 이루어지는 요크와, 상기 보빈 및 단부의 직경 방향 내측에 형성된 중공부에 미끄럼 이동 가능하게 배치된 플런저와, 상기 요크와 일체적으로 조립된 밸브 본체와, 상기 밸브 본체 내에 있어서 진퇴 가능하게 배치되어 일단부가 상기 플런저에 접촉하게 된 스풀을 갖는다.

그리고, 상기 플런저는 자성 부재로 이루어지는 베이스, 상기 베이스의 직경 방향 외측에 형성되어 비자성 부재로 이루어지는 제1 층, 및 상기 제1 층의 직경 방향 외측에 형성되어 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로부터 이루어지는 제2 층을 구비한다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이 경우, 솔레노이드 밸브로서 리니어 솔레노이드 밸브에 대해 설명한다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 리니어 솔레노이드 밸브의 단면도, 도3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 플런저의 주요부를 도시하는 단면도이다.

도면에 있어서, 부호 10은 리니어 솔레노이드 밸브이며, 상기 리니어 솔레노이드 밸브(10)는 자동 변속기의 유압 회로에 있어서의 라인압의 유로 등에 도시되지 않은 변조기 밸브를 통해 접속되고, 변조기 밸브에 있어서 발생하게 된 소정의 유압, 즉 조절기압이 입력압으로서 리니어 솔레노이드 밸브(10)에 공급된다. 그리고, 리니어 솔레노이드 밸브(10)는 전류를 기초로 하여 작동하게 되고, 전류에 대응하는 유압을 소정의 출력압(바이로트압)으로서 도시되지 않은 제어 밸브에 대해 출력한다.

또한, 부호 11은 솔레노이드 구동 장치를 구성하는 솔레노이드부, 12는 상기 솔레노이드부(11)를 구동함으로써 작동하게 되는 밸브부로서의 조압 밸브부이며, 상기 리니어 솔레노이드 밸브(10)는 솔레노이드부(11)를 상측에, 조압 밸브부(12)를 하측에 두어 도시되지 않은 자동 변속기 케이스에 부착된다. 상기 솔레노이드부(11)는 코일 어셈블리(13), 상기 코일 어셈블리(13)에 대해 진퇴(도1에 있어서 좌우 방향으로 이동) 가능하게 배치된 플런저(54) 및 상기 코일 어셈블리(13)를 둘러싸 배치된 통형의 하우징으로서의 요크(20)를 구비한다.

또한, 상기 코일 어셈블리(13)는 보빈(15)에 권선(16)을 권치 장착함으로써 형성된 코일(17), 상기 코일(17)의 후단부(도1에 있어서 우단부)에 인접시켜 배치된 제1 단부 요크로서의 환형의 단부(58), 상기 코일(17)의 전단부(도1에 있어서 좌단부)에 인접시켜 배치된 제2 단부 요크로서의 환형의 단부(59) 및 상기 코일(17)에 전류를 공급하는 터미널(21)을 구비한다.

상기 코일 어셈블리(13)는 상기 터미널(21)의 부분을 제외하여 원통형으로 형성되고, 코일 어셈블리(13) 내[보빈(15) 및 단부(58, 59)의 직경 방향 내측]에는 축 방향에 있어서 동일 직경을 갖는 중공부(22)가 형성되고, 상기 중공부(22)에 상기 플런저(54)가 미끄럼 이동 가능하게 끼워 넣어진다. 따라서, 플런저(54)는 중공부(22)에 끼워 넣어진 상태로 코일 어셈블리(13)에 의해 지지된다.

상기 보빈(15)은 비자성 부재로 이루어지고 비자성 부재로서, 예를 들어 스테인레스 스틸(SUS) 등의 비자성 금속을 사용하거나, 합성 수지를 사용하거나 할 수 있다. 상기 보빈(15)은 통형부(51), 상기 통형부(51)의 후단부에 있어서 직경 방향 외측을 향해 형성된 환형의 플랜지부(52) 및 통형부(51)의 전단부에 있어서 직경 방향 외측을 향해 형성된 환형의 플랜지부(53)를 구비하고, 단면이「コ」글자의 형상을 갖는다. 그리고, 상기 보빈(15)과 단부(58, 59)는 용접, 납땜, 소결 접합 또는 접착 등에 의해 일체적으로 조립 부착된다.

상기 단부(58, 59)는 자성 부재, 즉 강자성 부재로 이루어지고 강자성 부재로서, 예를 들어 전자연철 등을 사용할 수 있다. 상기 전자연철로서는 순(純)철을 95[％] 이상, 바람직하게는 거의 99[％] 이상(소수점 제1 정도로 반올림하여 99[％] 이상) 포함하는 것, 즉 실질적으로 순수 철이 사용된다.

또한, 상기 요크(20)는 바닥이 있는 통형체로 이루어지고, 통형부(55) 및 원형의 형상을 갖는 바닥부(56)를 구비하여 디프드로잉 및 냉간 단조 등의 소성 금속 가공에 의해 일체적으로 형성된다. 상기 통형부(55)의 전단부의 원주 방향에 있어서의 소정 부분에 절결부(57)가 형성되고, 상기 절결부(57)를 통해 코일 어셈블리(13)에 터미널(21)이 부착된다.

상기 요크(20)는 자성 부재, 즉 강자성 부재로 이루어지고 강자성 부재로서, 소성 금속 가공이 용이한 탄소량이 적은 저탄소강, 예를 들어 상기 단부(58, 59)와 마찬가지의 전자연철을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 요크(20)에 있어서 통형부(55)의 전단부에 코오킹부(81)가 형성되어 요크(20) 내에 코일 어셈블리(13)를 끼워 넣고, 조압 밸브부(12)의 밸브 본체(62)를 세트한 후 코오킹부(81)와 밸브 본체(62)의 후단부에 형성된 플랜지부(63)를 코오킹함으로써, 솔레노이드부(11) 및 조압 밸브부(12)가 일체적으로 조립 부착된다.

상기 플런저(54)는 외주면이 축 방향에 있어서 동일 직경을 갖고, 축 방향에 있어서 코일(17)보다 길어진다. 그리고, 상기 플런저(54)에 있어서 전단부면(도1에 있어서 좌단부면)(S1)의 중앙에 조압 밸브부(12)의 스풀(26)의 후단부가 접촉하게 되고, 후단부면(도1에 있어서 우단부면)(S2)에는 소정 높이의 구면형의 접촉부(27)가 일체적으로 형성된다. 해당 접촉부(27)의 표면에는 표면 처리가 실시되어 비자성 부재로 이루어지는 외층이 형성된다.

또한, 상기 플런저(54)에는 축 방향으로 소정 직경의 유로(30)를 관통시켜 형성되고, 상기 유로(30)를 통해 플런저(54)의 전단부측과 후단부측이 연통하게 된다. 따라서, 플런저(54)가 진퇴하게 되는 데 수반하여 중공부(22) 내에 있어서의 플런저(54)의 전단부측의 오일이 후방(도1에 있어서 우측)으로 흐르거나, 중공부(22) 내에 있어서의 플런저(54)의 후단부측의 오일이 전방(도1에 있어서 좌측)으로 흐르거나 한다.

이와 같이, 플런저(54)에 접촉부(27)가 형성되고, 또한 접촉부(27)의 표면에 비자성 부재로 이루어지는 외부층이 형성되기 때문에, 접촉부(27)가 요크(20)에 접촉된 상태에 있어서 요크(20)와 접촉부(27) 사이에 자속이 생기는 것을 억제할 수 있어 자기를 분리할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 있어서 상기 접촉부(27)는 구면형의 형상을 갖지만 원기둥형, 각기둥형, 환형 등의 각종의 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 플런저(54)에 접촉부(27)가 형성되도록 되어 있지만 플런저(54)의 후단부면(S2)을 평탄하게 하고, 요크(20)에 접촉부를 플런저(54)측을 향해 돌출시켜 형성하거나, 플런저(54) 및 요크(20)에 접촉부를 형성하거나 할 수도 있다.

그런데, 상기 플랜지부(52, 53) 중 조압 밸브부(12)측에 배치된 플랜지부(53)가 두께로 형성되고, 또한 플랜지부(53)의 내주면이 테이퍼형으로 형성된다. 즉, 플랜지부(53)의 내경은 플랜지부(53)의 전단부에 있어서 가장 크고, 후방이 되는 데 따라서 작아져 플랜지부(53)의 후단부에 있어서 통형부(51)의 내경과 같아진다.

그리고, 상기 단부(59)의 내주연의 근방에 상기 플랜지부(53)의 내주면에 대응시켜 테이퍼형의 외주면을 구비하고, 단부면이 직각 삼각형의 형상을 갖는 모서리부(61)가 후방을 향해 돌출시켜 형성되고, 플랜지부(53)의 내주면과 모서리부(61)의 외주면이 접촉하게 된다. 그로 인해, 모서리부(61)의 외경은 권선(16)의 전단부에 있어서 가장 크고, 후방이 되는 데 따라서 작아져 단부(59)의 내경과 같아진다. 이 경우, 모서리부(61)는 후방을 향해 선 가늘게 형성되기 때문에 모서리 부(61)에 있어서 자기 포화가 형성된다.

또, 본 실시 형태에 있어서 상기 모서리부(61)의 외주면 및 플랜지부(53)의 내주면은 테이퍼형이 되지만, 외주면 및 내주면을 볼록형 또는 오목형으로 만곡시키거나, 다른 경사각의 다단 경사면으로 하거나 할 수도 있다.

또한, 상기 플런저(54)는 단부(58, 59) 및 요크(20)와 마찬가지로 강자성 부재로 이루어지고 강자성 부재로서, 예를 들어 전자연철 등을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 플런저(54)의 외주면에는 표면 처리가 실시되고, 복수의 본 실시 형태에 있어서는 2층의 층 구조가 형성된다. 따라서, 상기 플런저(54)는 자성 부재, 즉 강자성 부재로 이루어지는 베이스(83), 상기 베이스(83)의 직경 방향 외측에 형성된 제1 층으로서의 중간층(84) 및 상기 중간층(84)의 직경 방향 외측에 형성된 제2 층으로서의 최외층(85)을 구비한다. 또, 중간층(84) 및 최외층(85)에 의해 외층(70)이 구성된다.

상기 중간층(84)은 최외층(85)보다 충분히 두껍게 형성되어 비자성 부재로 이루어지고, 예를 들어 도금 처리에 의해 형성된다. 도금 처리에 있어서는, Ni - P 도금, Sn 도금, Cu 도금 등의 피막이 형성된다.

한편, 최외층(85)은 상기 중간층(84)으로부터 마찰계수(μ)가 작은 재료이며, 또한 비자성 부재로 이루어지고, 예를 들어 코팅 처리에 의해 형성되고, 예를 들어 마찰계수(μ)가 작은 재료로서 자기 윤활성 재료 등이 사용된다. 또, 상기 코팅 처리에 있어서 불소 수지(PTFE : 폴리테트라플루오로에틸렌), 이황화 몰리브덴, 아몰퍼스 카본(DLC) 등의 피막이 형성된다. 상기 최외층(85)을 질화 처리(터 프트라이드 등), 클로마이징 처리, 확산 접합 처리(접합에 의해 표면에 내마모성 금속 또는 저마찰성 금속을 형성하는 처리) 등에 의해 형성할 수도 있다.

한편, 조압 밸브부(12)는 밸브 본체(62), 상기 밸브 본체(62)에 대해 진퇴 가능하게 끼워 넣어진 스풀(26), 상기 밸브 본체(62)의 전단부에 스냅이 고정되고, 스풀(26)이 밸브 본체(62)로부터 빠져나가는 것을 방지하는 빠짐 방지용의 단부 플레이트(64), 상기 단부 플레이트(64)와 스풀(26)의 전단부 사이에 배치되고, 스풀(26)을 솔레노이드부(11)측을 향해 소정의 스프링 하중에 의해 압박하는 압박 부재로서의 스프링(44)을 구비한다.

상기 스풀(26)은 전단부에 형성되고, 스프링(44) 내에 삽입되는 스프링 시트(60), 상기 스프링 시트(60)의 후방에 인접시켜 형성된 대직경의 랜드(66), 상기 랜드(66)의 후방에 인접시켜 형성된 소직경의 홈(67), 상기 홈(67)의 후방에 인접시켜 형성된 대직경의 랜드(68), 상기 랜드(68)의 후방에 인접시켜 형성된 소직경의 홈(69), 상기 홈(69)의 후방에 인접시켜 형성된 소경의 랜드(71) 및 상기 랜드(71)의 후방에 인접시켜 형성된 소경의 플런저 접촉부(72)를 구비한다.

상기 밸브 본체(62)는 상기 변조기 밸브로부터 공급된 입력압이 공급되는 입력 포트(p1), 출력압을 제어 밸브에 대해 출력하기 위한 출력 포트(p2), 밀폐된 피드백 포트(p3) 및 드레인 포트(p4)를 구비하고, 상기 피드백 포트(p3)는 도시되지 않은 피드백 유로를 통해 상기 출력 포트(p2)와 연통시키게 되어 출력압이 피드백압으로서 공급되고, 랜드(68, 71)의 면적차에 대응하는 압박력을 발생시켜 상기 압박력으로 스풀(26)을 전방으로 압박한다. 또, 상기 입력 포트(p1)에는 절결부(k) 가 형성된다.

따라서, 상기 스풀(26)은 플런저(54)에 의한 추진력, 스프링(44)의 스프링 하중 및 피드백압에 의한 압박력을 받고, 플런저 접촉부(72)를 플런저(54)에 접촉시킨 상태로 플런저(54)와 일체적으로 진퇴한다.

이와 같이, 플런저(54)는 통형부(51) 및 단부(58, 59)에 의해 직접 지지되기 때문에, 종래와 같이 코일(17)로 직경 방향 내측에 고정자 코어를 배치할 필요가 없다. 따라서, 솔레노이드부(11)를 그 만큼 소형화할 수 있는 것뿐만 아니라, 권선(16)의 권취수를 많게 하여 기자력을 크게 할 수 있다.

또한, 보빈(15), 중간층(84) 및 최외층(85)이 비자성 부재에 의해 형성되기 때문에, 플런저(54)의 외주면과 코일 어셈블리(13)의 내주면 사이에 철분 등의 미소한 이물질이 진입되는 일이 없다. 따라서, 플런저(54)를 원활하게 진퇴시킬 수 있다.

또한, 중간층(84)에 대해서는 마찰계수(μ)가 작은 비자성 부재, 예를 들어 불소 수지, 이황화 몰리브덴, 아몰퍼스 카본 등을 사용할 필요가 없다. 따라서, 최외층(85)으로부터 마찰계수(μ)가 큰 재료를 비자성 부재로서 사용하고, Ni - P 도금, Sn 도금, Cu 도금 등의 도금 처리에 의해 중간층(84)을 형성할 수 있기 때문에, 중간층(84)의 막 두께를 용이하게 크게 할 수 있어 외층(70)의 막 두께를 크게 할 수 있다.

그 결과, 플런저(54)와 단부(58, 59) 사이에서 자기의 분리를 행할 수 있기 때문에, 직경 방향의 힘이 플런저(54)에 가해지는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 플런저(54)와 코일 어셈블리(13) 사이의 미끄럼 이동이 양호하게 되기 때문에, 플런저(54)를 원활하게 진퇴시킬 수 있고 조압 밸브부(12)에 의해 정밀도 좋게 유압을 조정할 수 있어 리니어 솔레노이드 밸브(10)의 특성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 상기 구성의 리니어 솔레노이드 밸브(10)의 동작에 대해 설명한다.

플런저(54)의 초기 위치에 있어서, 접촉부(27)가 바닥부(56)와 접촉하게 되어 터미널(21)을 통해 코일(17)에 전류가 공급되면 자속이 생기지만, 보빈(15)이 비자성 부재로 형성되어 있기 때문에, 보빈(15)을 우회하여 요크(20)로부터 단부(58), 플런저(54) 및 단부(59)를 차례로 통해 요크(20)로 복귀하는 자로가 형성되고, 이에 의해 상기 자로에 있어서의 모서리부(61)와 플런저(54) 사이에 흡인부(S)가 형성된다.

이 경우, 접촉부(27)가 형성된 만큼만 플런저(54)의 후단부면(S2)과 요크(20) 사이에 간극이 형성되는 동시에, 전술된 바와 같이 접촉부(27)의 표면에는 표면 처리가 실시되어 비자성 부재로 이루어지는 외층(70)이 형성되어 있기 때문에, 플런저(54)의 후단부로부터 자속이 누설되는 일이 없다. 또한, 단부(58, 59)의 내주면과 플런저(54)의 외주면 사이의 간극이 충분히 작게 되므로, 자로의 자기 저항을 작게 할 수 있다.

그리고, 코일(17)이 플런저(54)를 소정의 흡인력으로 흡인하여 플런저(54)에 추진력을 발생시킨다. 그 결과, 상기 스프링(44)에 의한 스프링 하중에 대항하여 추진력은 상기 피드백압과 함께 스풀(26)에 전달되고, 조압 밸브부(12)가 작동하게 되어 스풀(26)을 전진(도1에 있어서 좌측 방향으로 이동)시킨다. 이 경우, 플런저 (54)의 스트로크량을 기초로 하여 스풀(26)이 스프링 하중에 대항하여 플런저(54)와 일체적으로 전진하게 되어 스풀(26)의 위치가 제어된다. 이에 의해, 입력 포트(p1)와 드레인 포트(p4)와의 유통 비율이 제어되어 리니어에 유압이 조정되고, 출력 포트(p2)로부터 조정된 유압이 상기 출력압으로서 출력된다.

그런데, 상기 흡인부(S)에 있어서 모서리부(61)는 후방을 향해 선 가늘게 형성되고, 모서리부(61)에 있어서 자로의 단면적이 작아진다. 따라서, 모서리부(61)에 있어서 코일(17)에 공급되는 전류의 값, 즉 전류치 및 플런저(54)의 스트로크량에 따라서 자기 포화가 형성된다. 그 결과, 각 전류치에 있어서의 플런저(54)의 스트로크량에 대한 흡인력이 비교적 편평해진다.

또한, 축 방향에 있어서 플런저(54)와 단부(59)는, 항상 오버랩되어 있어 소정의 자속 인도부가 확보된다. 그리고, 플런저(54) 및 요크(20)의 각 자속 통과 단부 면적이 모두 거의 일정하다면, 단부(58)와 플런저(54) 오버랩량을 플런저(54)의 스트로크에 상관없이 상기 자속 통과 단부 면적 이상으로 설정함으로써, 솔레노이드부(11)를 소형화할 수 있는 것뿐만 아니라 자기 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 코일(17)에의 전류의 공급을 절단하면 스프링 하중에 의해, 스풀(26) 및 플런저(54)가 후퇴(도1에 있어서 우측 방향으로 이동)하게 된다. 이에 의해, 접촉부(27)가 바닥부(56)에 충돌한다. 이 때, 접촉부(27)는 구면형의 형상을 갖고, 또한 요크(20)는 저탄소강 등의 비교적 부드러운 금속으로 이루어지고, 또한 냉간 단조 등의 소성 금속 가공에 의해 형성되어 있기 때문에, 충격은 작아져 플런저(54)는 급속히 초기 위치로 복귀한다.

또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니라, 본 발명의 취지를 기초로 하여 여러 가지 변형시키는 것이 가능하고, 이들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 솔레노이드 구동 장치에 있어서는 비자성 부재로 이루어지는 보빈에 권선을 권치 장착함으로써 형성된 코일과, 상기 코일의 양단부에 인접시켜 배치되어 자성 부재로 이루어지는 단부와, 상기 코일 및 단부를 둘러싸 배치되어 자성 부재로 이루어지는 요크와, 상기 보빈 및 단부의 직경 방향 내측에 형성된 중공부에 미끄럼 이동 가능하게 배치된 플런저를 갖는다.

그리고, 상기 플런저는 자성 부재로 이루어지는 베이스, 상기 베이스의 직경 방향 외측에 형성되어 비자성 부재로 이루어지는 제1 층, 및 상기 제1 층의 직경 방향 외측에 형성되어 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로 이루어지는 제2 층을 갖춘다.

이 경우, 플런저는 자성 부재로 이루어지는 베이스, 상기 베이스의 직경 방향 외측에 형성되어 비자성 부재로 이루어지는 제1 층, 및 상기 제1 층의 직경 방향 외측에 형성되어 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로 이루어지는 제2 층을 구비하기 때문에, 플런저와 단부 사이에서 자기의 분리를 행할 수 있어 직경 방향의 힘이 플런저에 가해지는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 플런저와 보빈 및 단부 사이의 미끄럼 이동이 양호해지기 때문에, 플런저를 원활하게 진퇴시킬 수 있어 솔레노이드 밸브의 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims

비자성 부재로 이루어지는 보빈에 권선을 권치 장착함으로써 형성된 코일과, 상기 코일의 양단부에 인접시켜 배치되어 자성 부재로 이루어지는 단부와, 상기 코일 및 단부를 둘러싸 배치되어 자성 부재로 이루어지는 요크와, 상기 보빈 및 단부의 직경 방향 내측에 형성된 중공부에 미끄럼 이동 가능하게 배치된 플런저를 갖는 동시에, 상기 플런저는 자성 부재로 이루어지는 베이스, 상기 베이스의 직경 방향 외측에 형성되어 비자성 부재로 이루어지는 제1 층, 및 상기 제1 층의 직경 방향 외측에 형성되어 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로 이루어지는 제2 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 층은 제2 층보다 두껍게 형성되는 솔레노이드 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 층은 도금 처리에 의해 형성되는 솔레노이드 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 층은 불소 수지, 이황화 몰리브덴 및 아몰퍼스 카본 중 어느 하나에 의해 형성되는 솔레노이드 구동 장치.
비자성 부재로 이루어지는 보빈에 권선을 권치 장착함으로써 형성된 코일과, 상기 코일의 양단부에 인접시켜 배치되어 자성 부재로 이루어지는 단부와, 상기 코일 및 단부를 둘러싸 배치되어 자성 부재로 이루어지는 요크와, 상기 보빈 및 단부의 직경 방향 내측에 형성된 중공부에 미끄럼 이동 가능하게 배치된 플런저와, 상기 요크와 일체적으로 조립된 밸브 본체와, 상기 밸브 본체 내에 있어서 진퇴 가능하게 배치되어 일단부가 상기 플런저에 접촉하게 된 스풀을 갖는 동시에, 상기 플런저는 자성 부재로 이루어지는 베이스, 상기 베이스의 직경 방향 외측에 형성되어 비자성 부재로 이루어지는 제1 층, 및 상기 제1 층의 직경 방향 외측에 형성되어 제1 층보다 마찰계수가 작은 비자성 부재로 이루어지는 제2 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.