KR100919762B1 - Plunger of Solenoid valve - Google Patents

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KR100919762B1 KR1020090007972A KR20090007972A KR100919762B1 KR 100919762 B1 KR100919762 B1 KR 100919762B1 KR 1020090007972 A KR1020090007972 A KR 1020090007972A KR 20090007972 A KR20090007972 A KR 20090007972A KR 100919762 B1 KR100919762 B1 KR 100919762B1
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안찬식
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Abstract

코어에 형성되는 자기력에 의해 작동하도록 자성체로 이루어진 플런저를 자성재질의 금속분말을 압축성형한 후 고온 가열하여 제작하는 소결금속으로 구성하는 것에 의해 자기특성을 향상시킬 있고 또한 생산성을 향상시킴과 동시에 대량생산이 가능하게 함으로써 제품의 제조단가를 절감시켜 경제적 효과를 도모할 수 있는 소결금속 플런저를 가지는 솔레노이드 밸브를 개시한다.The plunger made of magnetic material is composed of sintered metal produced by compressing and molding a magnetic metal powder so as to operate by magnetic force formed in the core, and then heating it at a high temperature to improve magnetic properties and improve productivity. Disclosed is a solenoid valve having a sintered metal plunger capable of producing a product, thereby reducing the manufacturing cost of the product and achieving an economic effect.

본 발명은, 유입구와 유출구를 가지는 상부본체와, 상기 유출구의 잔압을 배출하는 배출구가 형성된 코어와, 조립된 상부본체와 코어 내부에서 왕복운동하면서 유입구, 유출구, 배출구로 유체를 배출 및 차단하여 유체압력을 제어하는 로드본체와, 이 로드본체의 끝단부에 설치되어 로드본체를 고정지지하고 코일에서 발생된 자기력이 작용하는 플런저와, 상기 코어의 일부분과 플런저의 외부를 감싸고 자기력을 발생시킬 수 있게 외주면 전체에 코일이 권선되는 보빈과, 코어와 결합하여 보빈을 고정지지하고 이 보빈과 플런저를 보호하는 케이스와, 상대커넥터와 결합되기 위한 터미널단자가 마련된 커넥터를 구비하는 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 플런저가 자성재질의 금속분말을 압축성형한 후 고온 가열하여 제작한 소결금속으로 이루어진 것이다.The present invention, the upper body having an inlet and an outlet, the core is formed with an outlet for discharging the residual pressure of the outlet, the assembled upper body and the core while reciprocating in the fluid inside and out of the inlet, outlet, outlet to shut off the fluid A rod main body for controlling pressure, a plunger installed at an end of the rod main body to fix and support the rod main body, and to apply magnetic force generated from the coil, to surround a portion of the core and the outside of the plunger and generate a magnetic force A solenoid valve having a bobbin in which a coil is wound around an outer circumferential surface thereof, a case in which a bobbin and a plunger are fixed to and supported by a core, and a connector provided with a terminal terminal for engaging with a mating connector. Composed of sintered metal produced by compression molding of metal powder of magnetic material to be.

Description

소결성형 플런저를 구비한 솔레노이드 밸브{Plunger of Solenoid valve}Solenoid valve with sintered plunger

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일에서 발생하는 자기력에 의해 작동하여 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 하는 플런저를 소결성형으로 제작하여 구성하는 것에 의해 자기특성을 향상시키고 생산성을 향상시킴과 동시에 제조비용의 절감으로 경제적 효과를 도모할 수 있는 소결금속 플런저를 구비한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a solenoid valve, and more particularly, to improve magnetic properties and improve productivity by constructing a plunger manufactured by sintering molding to control fluid flow by operating by a magnetic force generated in a coil. The present invention relates to a solenoid valve having a sintered metal plunger capable of economical effect at the same time reducing the manufacturing cost.

일반적으로, 솔레노이드 밸브 중 특히, 차량의 자동변속기용 유압 솔레노이드 밸브는 내부에 플런저(plunger)와 스프링 등의 기본적인 구성요소를 설치하고 이들이 전류인가에 따라 작동되도록 하여 유체의 흐름을 제어하기 위한 수단으로 크게 온/오프(on/off) 방식, 펄스폭 변조방식 및 가변 제어방식으로 나눌 수 있다.In general, among the solenoid valves, in particular, the hydraulic solenoid valve for the automatic transmission of the vehicle is a means for controlling the flow of fluid by installing basic components such as a plunger and a spring and operating them according to the application of current. It can be largely divided into an on / off method, a pulse width modulation method, and a variable control method.

일례로 종래 기술의 솔레노이드 밸브에 대해 살펴보면 다음과 같다. 도 1 및 도 2에서 나타낸 것과 같이, 종래 기술의 솔레노이드 밸브는 일정하게 제어된 압력의 오토메틱 오일이 공급되는 유입구(1a)와 설정된 제어압력의 오일이 유출되는 유출구(1b)로 구성된 상부본체(1)와, 상기 유출구(1b)의 잔압을 배출하는 배출구(3a)가 설치되고 패킹(9)이 결합된 코어(3)와, 조립된 상부본체(1)와 코어(3) 내 부에서 왕복운동하면서 유입구(1a), 유출구(1b), 배출구(3a)로 유체를 배출 및 차단하여 유체압력을 제어하는 로드본체(2)와, 이 로드본체(2)의 끝단부에 설치되어 로드본체(2)를 고정지지하고 코일(5)에서 발생된 자기력이 작용하는 플런저(4)와, 상기 코어(3)의 일부분과 플런저(4)의 외부를 감싸고 자기력을 발생시킬 수 있게 외주면 전체에 코일(5)이 권선되는 보빈(6)과, 코어(3)와 결합하여 보빈(6)을 고정지지하고 이 보빈(6)과 플런저(4)를 보호하는 케이스(7)와, 상대커넥터와 결합되기 위한 터미널단자(8a)가 마련된 커넥터(8)를 포함하는 구성으로 되어 있다.Looking at the solenoid valve of the prior art as an example as follows. As shown in Fig. 1 and 2, the solenoid valve of the prior art is composed of an inlet (1a) is supplied with automatic oil of a constant controlled pressure and an upper body (1b) is an outlet (1b) through which the oil of the set control pressure flows out. ) And a core 3 having a packing 9 coupled thereto and an outlet 3a for discharging the residual pressure of the outlet 1b, and a reciprocating motion inside the assembled upper body 1 and the core 3. While the inlet (1a), the outlet (1b), the outlet body (3a) to discharge and block the fluid to control the fluid pressure and the rod body (2) is installed at the end of the rod body (2) ) And a plunger (4) in which the magnetic force generated by the coil (5) acts, and a coil (5) throughout the outer circumferential surface to surround a portion of the core (3) and the outside of the plunger (4) and generate magnetic force. The bobbin (6) is wound and the core (3) is coupled to hold the bobbin (6) to support the bobbin (6) and the plunger (4) It comprises a case (7) for protecting the connector and a connector (8) provided with a terminal terminal (8a) for coupling with the mating connector.

그러나, 이러한 구성의 솔레노이드 밸브에 있어서, 종래에는 코일에서 발생하는 자기력에 의해 작동하여 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 하는 자성재질의 플런저가 선반에 의한 기계가공으로 제조되었던 것으로, 봉형상의 쾌삭강을 선반에 물려 플런저의 형태로 일일이 절삭 가공함에 따라 생산성이 저하되고 대량생산에 어려움이 있어 솔레노이드 밸브의 제조단가를 상승시키는 문제가 있었다. 또한, 연자성이 좋은 순철 재질 원재료를 절삭 가공하여 플런저를 생산할 경우, 가공 과정에서 발생하는 열과 냉각조건에 따라 연자기 특성(연자성)이 악화되는 문제가 있었고 내구성도 약하여 플런저를 사용하는 솔레노이드 밸브에서의 유출구 제어압력이 시간이 지나면서 초기에 비해 변화되는 양상을 보인다. 이때 연자성은 투자율이 크고, 보자력이 작을수록 우수한 것으로 평가되는 물질의 자기적 특성이다. 연자성이 우수하면 전류흐름에 의해 자기장이 형성될 때 강한 자성을 띄면서도 응답성이 높아 전류가 변화함에 따라 자성이 쉽게 변하여 조절이 용이하고, 소모되는 에너지가 낮아 효율을 높일 수 있다는 장점을 가진다. However, in the solenoid valve of such a configuration, in the past, a magnetic material plunger which is operated by a magnetic force generated in a coil to control the flow of fluid is manufactured by machining by a lathe, and the rod-shaped free cutting steel is lathed. As a result of the cutting process in the form of a plunger, the productivity is lowered and there is a difficulty in mass production, thereby increasing the manufacturing cost of the solenoid valve. In addition, when the plunger is produced by cutting raw materials made of soft iron with good magnetic properties, soft magnetic properties (soft magnetic properties) are deteriorated according to heat and cooling conditions generated during the machining process. The outlet control pressure at eosin is changed over time. In this case, the soft magnetic property is a magnetic property of a material which is evaluated as having a high permeability and a smaller coercive force. If the soft magnetic property is excellent, the magnetic field is formed by the current flow, but it has strong magnetism and high responsiveness, and the magnetic property is easily changed as the current is changed, and the energy consumed is low and the efficiency can be improved. .

이런 순철 재료 가공상의 문제점을 줄이기 위해 원재료로 순철보다 연자성이 떨어지는 SUM계열 가령 SUM24L (KS 규격 기준)등의 쾌삭강을 사용하여 가공성을 높이면서 플런저를 생산할 수 있다. 표1은 기존의 플런저 가공용 원재료의 일 예에서의 구성성분비를 나타낸다. In order to reduce such problems in processing pure iron materials, plungers can be produced while improving machinability by using free cutting steel such as SUM series, which is less soft magnetic than pure iron, as SUM24L (KS standard). Table 1 shows the component ratios in one example of conventional raw materials for plunger processing.

구성원소Member 탄소carbon 철iron 납lead 망간manganese 인sign 황sulfur 함유량 (질량%)Content (mass%) 0.13이하0.13 or less 98.07~ 98.8498.07 ~ 98.84 0.15~ 0.350.15 ~ 0.35 0.7~ 1.00.7 ~ 1.0 0.07~ 0.120.07 ~ 0.12 0.24~ 0.330.24-0.33

그러나, 쾌삭강은 절삭 가공에 용이하지만 이미 언급하였듯이 순철 베이스의 재료에 비해 연자성이 떨어지고, 따라서, 솔레노이드 동작의 정밀하고 효율적인 조절에서 불리한 점이 있었다. 또한 쾌삭강을 이용한 플런저에서는 연삭 과정에서의 미세 칩들이 잔존하여 솔레노이드 작동시 문제를 야기할 수 있다.However, free-cutting steels are easy to cut, but, as already mentioned, have low soft magnetic properties compared to pure iron base materials, and thus have disadvantages in the precise and efficient control of solenoid operation. In addition, in the plunger using free-cutting steel, fine chips remain in the grinding process, which may cause problems in the solenoid operation.

연삭 가공에 의한 제조의 문제점을 극복하기 위해 분말 재료를 결합제를 이용하여 고압으로 성형하고, 가열하여 부품을 제작하는 소결 성형을 사용하는 경우, 연자성 특성을 쾌삭강 연삭 가공으로 제작하는 경우에 비해 향상시키고, 칩의 문제를 해결할 수 있지만 완성된 부품의 내구성의 문제는 여전히 남아 솔레노이드 밸브자체의 내구성을 떨어뜨리고, 정밀한 조절을 어렵게하는 문제가 있다.In order to overcome the problems of manufacturing by grinding, when sinter molding is used to form a powder material at high pressure using a binder and heat to produce a part, the soft magnetic properties are improved compared to that of free cutting steel. However, the problem of the chip can be solved, but the problem of the durability of the finished part still remains, the durability of the solenoid valve itself, there is a problem of making precise adjustment difficult.

따라서, 연삭 가공으로 플런저를 형성하는 가공상의 어려움을 극복하면서 동시에 연자성 및 내구성이 뛰어나 플런저가 사용되는 솔레노이드 밸브의 조작성 및 효율과 사용 수명을 증가시킬 수 있는 솔레노이드 밸브용 플런저가 요청된다.Therefore, there is a need for a plunger for a solenoid valve that overcomes the processing difficulties of forming a plunger by grinding and at the same time increases the operability, efficiency and service life of the solenoid valve in which the plunger is used with excellent soft magnetic properties and durability.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 코어에 형성되는 자기력에 의해 작동하도록 자성체로 이루어진 플런저를 자성재질의 금속분말을 압축성형한 후 고온 가열하여 제작되는 소결금속으로 구성함으로써 생산성을 향상시키고 대량생산이 가능하게 함으로써 제품의 제조단가를 절감시켜 경제적 효과를 도모할 수 있고, 또한 전체적인 연자기 특성을 우수하게 유지할 수 있고, 내마모성 혹은 내구성을 갖추어 코어의 자기력에 의해 동작하는 플런저의 자기특성을 안정적으로 유지하고 조절할 수 있는 소결금속 플런저를 가지는 솔레노이드 밸브를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of the sintered metal produced by pressing a plunger made of a magnetic material of the magnetic material to a high temperature and then heated to a magnetic material to operate by a magnetic force formed in the core By improving the productivity and mass production, it is possible to reduce the manufacturing cost of the product and to achieve economic effects, and to maintain the overall soft magnetic properties excellently, and to have abrasion resistance or durability, The present invention provides a solenoid valve having a sintered metal plunger that can stably maintain and adjust the magnetic properties of an operating plunger.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로드본체에 설치되어 코일에서 발생된 자기력에 의해 작동하는 플런저를 구비하는 솔레노이드 밸브에 있어서, 플런저가 자성재질의 금속분말을 압축성형한 후 가열하여 제작한 소결금속으로 이루어지며, 이때, 금속 분말은 탄소 0.01질량% 내지 0.035질량%, 인(P) 0.55질량% 내지 0.7질량%, 구리 0.9질량% 내지 1.1질량%, 산화물을 포함하는 불순물 0.01질량% 내지 0.2질량% 및 잔량의 철(Fe)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the object as described above, in the solenoid valve provided with a plunger installed in the rod body to operate by the magnetic force generated in the coil, the plunger is heated by compressing the metal powder of the magnetic material It is made of the produced sintered metal, wherein the metal powder is 0.01% by mass to 0.035% by mass of carbon, 0.55% by mass to 0.7% by mass of phosphorus (P), 0.9% by mass to 1.1% by mass of copper, 0.01% by mass of impurities It is characterized by consisting of% to 0.2% by mass and the residual amount of iron (Fe).

본 발명에서 솔레노이드 밸브는, 유입구와 유출구를 가지는 상부본체와, 상기 유출구의 잔압을 배출하는 배출구가 형성된 코어와, 조립된 상부본체와 코어 내부에서 왕복운동하면서 유입구, 유출구, 배출구로 유체를 배출 및 차단하여 유체압 력을 제어하는 로드본체와, 이 로드본체의 끝단부에 설치되어 로드본체를 고정지지하고 코일에서 발생된 자기력이 작용하는 플런저와, 상기 코어의 일부분과 플런저의 외부를 감싸고 자기력을 발생시킬 수 있게 외주면 전체에 코일이 권선되는 보빈과, 코어와 결합하여 보빈을 고정지지하고 이 보빈과 플런저를 보호하는 케이스와, 상대커넥터와 결합되기 위한 터미널단자가 마련된 커넥터를 구비하여 이루어질 수 있다. In the present invention, the solenoid valve, the upper body having an inlet and an outlet, the core is formed with a discharge port for discharging the residual pressure of the outlet, the assembled upper body and the core while reciprocating in the inside and discharge the fluid to the inlet, outlet, outlet A rod body which blocks the fluid pressure by controlling the fluid pressure, a plunger which is installed at the end of the rod body to hold the rod body and acts as a magnetic force generated from the coil, and wraps a portion of the core and the outside of the plunger and applies the magnetic force. It is possible to have a bobbin with a coil wound around the outer circumferential surface so as to be generated, a case for holding the bobbin fixed to the core to protect the bobbin and the plunger, and a terminal terminal having a terminal terminal for engaging with the mating connector. .

이러한 특징적 구성을 가지는 본 발명은, 코일에서 발생하는 자기력에 의해 작동하여 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 자성체로 이루어진 플런저가 연자성이 우수한 순철을 베이스로 하여, 금속 분말을 소결 성형하여 이루어진다. The present invention having such a characteristic configuration is achieved by sintering and forming a metal powder based on pure iron having a soft magnetic property in which a plunger made of a magnetic material is operated by a magnetic force generated in a coil to control the flow of fluid.

따라서, 종래의 선반에 의한 기계가공으로 일일이 절삭가공하여 제조하는 것에 비하여 생산성이 향상되고 대량생산이 가능하여 제품의 제조원가를 절감함으로써 경제성을 높일 수 있고, 절삭 가공에 의한 특성 변화 없이 순철의 우수한 연자성을 유지하여 솔레노이드 밸브의 응답성을 높은 상태로 지속할 수 있다.Therefore, the productivity is improved and mass production is possible compared to the manufacturing by cutting by machining by lathe by the conventional lathe, and the economical efficiency can be improved by reducing the manufacturing cost of the product, and the excellent ductility of pure iron without changing the characteristics by cutting. The magnetism can be maintained to maintain the high responsiveness of the solenoid valve.

또한, 플런저가 부품으로 채용되는 솔레노이드 내에서 사용에 따른 플런저 자체의 연자성의 현저한 변화가 없고, 사용중에 플런저가 높은 유압이나 불순물 칩에 의해 마모되는 현상도 종래의 순철계 플런저에 비해 덜하며 쾌삭강을 연삭 가공하여 형성한 플런저에 비해서도 떨어지지 않는 내구성을 가지므로 이를 채용한 솔레노이드 밸브의 사용 수명을 길게할 수 있다.In addition, there is no significant change in the soft magnetic properties of the plunger itself according to the use in the solenoid in which the plunger is used as a part, and the phenomenon of wear of the plunger by high hydraulic pressure or impurity chips during use is less than that of the conventional pure iron plunger. The service life of the solenoid valve adopting this can be extended because it has a durability that does not fall compared to the plunger formed by grinding.

이하, 본 발명의 솔레노이드 밸브를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 솔레노이드 밸브의 분해사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 솔레노이드 밸브는, 일정하게 제어된 압력의 오토메틱 오일이 공급되는 유입구(11a)와 설정된 제어압력의 오일이 유출되는 유출구(11b)로 구성된 상부본체(11)를 구비하고, 상기 유출구(11b)의 잔압을 배출하는 배출구(13a)가 설치되고 패킹(19)이 결합된 코어(13)를 구비한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the solenoid valve of this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing. Figure 3 is an exploded perspective view of a solenoid valve showing a preferred embodiment of the present invention, as shown in the solenoid valve of the present invention, the inlet (11a) is supplied with the automatic oil of a constant controlled pressure and the oil of the set control pressure It has an upper body 11 composed of the outlet 11b is discharged, the outlet 13a for discharging the residual pressure of the outlet 11b is provided and has a core 13 to which the packing 19 is coupled.

또한, 상기 조립된 상부본체(11)와 코어(13) 내부에 설치되어 왕복운동하면서 유입구(11a), 유출구(11b), 배출구(13a)로 유체를 배출 및 차단하여 유체압력을 제어하는 로드본체(12)와, 이 로드본체(12)의 끝단부에 설치되어 로드본체(12)를 고정지지하고 코일(15)에서 발생된 자기력이 작용하는 플런저(14)와, 상기 코어(13)의 일부분과 플런저(14)의 외부를 감싸고 자기력을 발생시킬 수 있게 외주면 전체에 코일(15)이 권선되는 보빈(16)과, 코어(13)와 결합하여 보빈(16)을 고정지지하고 이 보빈(16)과 플런저(14)를 보호하는 케이스(17)와, 상대커넥터와 결합되기 위한 터미널단자(18a)가 마련된 커넥터(18)로 구성된다.In addition, the rod main body 11 is installed inside the assembled upper body 11 and the core 13 to control the fluid pressure by discharging and blocking the fluid to the inlet (11a), outlet (11b), outlet (13a) while reciprocating (12), a plunger (14) provided at the end of the rod main body (12) for holding and supporting the rod main body (12) and acting on the magnetic force generated by the coil (15), and a part of the core (13). And the bobbin 16 in which the coil 15 is wound around the outer circumferential surface to surround the outside of the plunger 14 and generate a magnetic force, and the bobbin 16 is fixed to and supported by the core 13. ) And a case 17 for protecting the plunger 14 and a connector 18 provided with a terminal terminal 18a for engaging with the mating connector.

이때, 본 발명은 코일(15)에서 발생된 자기력이 작용하여 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 하는 상기 플런저(14)가 소결금속으로 구성되어 있다. At this time, in the present invention, the plunger 14 is formed of a sintered metal so that the magnetic force generated in the coil 15 acts to control the flow of the fluid.

소결 금속 플런저(14)는 자성재질을 가지는 하나 또는 둘 이상의 금속분말(혹은 물질 분말)을 혼합한 후, 플런저(14)의 형상으로 압축 성형하여 플런저성형체를 형성하고, 이 플런저성형체를 고온으로 가열하여 소결함으로써 제조할 수 있 다. 이때 금속 분말은 탄소 0.01질량% 내지 0.035질량%, 인(P) 0.55질량% 내지 0.8질량%, 구리 0.9질량% 내지 1.1질량%, 산화물을 포함하는 불순물 0.01질량% 내지 0.2질량% 및 잔량의 철(Fe)로 이루어지도록 한다. 여기서 탄소의 함량은 베이스 금속이 순철 범위에 들때 통상적으로 포함되는 탄소의 양으로, 0.035질량%를 넘지 않되, 특별한 고순도 순철을 사용할 필요가 없어 비용상 부담이 없도록 하는 양이다. 인의 함량은 베이스 금속이 순철 범위에 들면서도 플런저가 부품 상태에서 내마모성을 가져 솔레노이드의 압력 제어가 부품 수명동안 안정적이고 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 함량이며, 0.8 질량%를 초과하여 너무 많은 경우, 재료 비용을 상승시키고, 가공 과정에서 불순물을 형성 가능성을 높여 오히려 자기 특성을 떨어뜨리는 문제를 발생시킬 수 있다. 구리는 무른 금속으로 압축성형과 소결에서 결합을 강화하고 기공율을 줄일 수 있으나, 반자성체로 많은 량이 함유되면 내구성과 연자성에 악영향을 끼칠 수 있다. 산화물 등의 불순물은 합리적인 비용의 제작 과정에서 완전히 배제될 수 없으나 0.2 질량% 이상으로 많이 포함되면 플런저의 연자성을 악화시킬 수 있다. The sintered metal plunger 14 mixes one or two or more metal powders (or material powders) having a magnetic material, and then compression-forms the shape of the plunger 14 to form a plunger molded body, and the plunger molded body is heated to a high temperature. It can be produced by sintering. At this time, the metal powder is 0.01% by mass to 0.035% by mass of carbon, 0.55% by mass to 0.8% by mass of phosphorus (P), 0.9% by mass to 1.1% by mass of copper, 0.01% by mass to 0.2% by mass of impurities including an oxide, and the residual amount of iron. It is made of (Fe). Here, the carbon content is an amount of carbon that is typically included when the base metal is in the pure iron range, which does not exceed 0.035 mass%, so that there is no need to use a special high purity pure iron, so that there is no cost burden. Phosphorus content is the content that the plunger is abrasion resistant in the part state even when the base metal is in the pure iron range, so that the pressure control of the solenoid can be made stable and accurate for the life of the part. It may increase the likelihood of forming impurities in the processing, and may cause a problem of deterioration of magnetic properties. Copper is a soft metal that can strengthen bonds and reduce porosity in compression molding and sintering, but a large amount of diamagnetic material can adversely affect durability and soft magnetic properties. Impurities such as oxides cannot be completely excluded in a reasonable manufacturing process, but when included in an amount of more than 0.2% by mass, the soft magnetic properties of the plunger may be deteriorated.

본 발명의 일 실시예에서는 소결 성형으로 아래 표2의 성분을 가진 플런저를 제작하였다.In one embodiment of the present invention, a plunger having the components shown in Table 2 below was manufactured by sintering molding.

구성원소Member 탄소carbon 철(base 금속)Iron (base metal) 인sign 산화물 기타 불순물Oxide other impurities 구리Copper 함유량(질량%)Content (mass%) 0.030.03 잔량Remaining amount 0.60.6 0.130.13 1.01.0

이때, 불순물은 인위적으로 첨가하지 않으며, 제작 과정에서 산화 등이 이루어지면서 자연적으로 포함된 부분이다. 베이스 금속(base metal)인 철은 특별히 고순도의 순철을 사용하지 않고 탄소가 비교적 많은 순철이나 탄소가 적은 연강을 사용한다. 이 경우, 탄소도 인위적으로 투입하지 않고 철 자체에 포함된 양을 그대로 가져갈 수 있어 제작이 간단하게 될 수 있다. 따라서, 소결 성형에 이용하는 물질 분말로는 철과 인 및 구리가 사용된다. 인은 철에 비해 소량이므로 고르게 섞기 위해서는 분말의 입도를 미세하게 하는 것이 바람직하다. 금속 분말은 더블콘(double cone) 혼합기에서 1시간 15분간 혼합하였다. 본 실시예에서는 결합제는 사용되지 않지만 결합제로는 물(H2O)를 사용하거나, 물에 다른 물질을 섞어 사용하는 경우도 있다. 성형을 위해 성형틀에 금속 분말을 넣을 때 틀에서 이형이 용이하도록 윤활제를 틀에 바르거나 금속 분말에 섞어 사용할 수 있으며, 윤활제는 금속 분말 질량의 1% 정도 가령, 0.8%를 사용하였다. At this time, the impurities are not artificially added, and are naturally included in the manufacturing process, such as oxidation. The base metal iron does not use pure iron of high purity, but rather pure iron or low carbon carbon steel. In this case, carbon can be taken as it is without artificially added to the iron itself can be made simple. Therefore, iron, phosphorus and copper are used as the material powder used for sintering molding. Since phosphorus is a small amount compared to iron, it is preferable to make the particle size of the powder fine to mix evenly. The metal powder was mixed for 1 hour and 15 minutes in a double cone mixer. Although the binder is not used in this embodiment, water (H 2 O) may be used as the binder, or a mixture of water and other substances may be used. When the metal powder is put into the mold for molding, a lubricant may be applied to the mold or mixed with the metal powder to facilitate release from the mold. The lubricant used is about 1% of the mass of the metal powder, for example, 0.8%.

소결 성형시 형성될 제품 내의 공극을 줄이고, 고온에서의 사용에 따른 부품 특성 변화를 줄이기 위해 소결 압력은 충분히 높은 수치, 가령 10ton/cm2 정도나 그 이상의 수치로 하는 것이 바람직하며, 이런 압력 하에서 6.8g/cm3의 성형밀도를 얻었다. 소결을 위한 가열 온도도 철의 용융온도보나는 낮지만 900도씨 이상의 온도 가령 1120도씨 정도로 충분히 높게 한다.In order to reduce the voids in the product to be formed during sintering molding and to reduce the change of part properties due to the use at high temperature, the sintering pressure should be high enough, for example, 10 ton / cm 2 or higher, and under this pressure, 6.8 Molding density of g / cm 3 was obtained. The heating temperature for sintering is also lower than the melting temperature of iron, but it is high enough for temperatures above 900 degrees Celsius, such as 1120 degrees Celsius.

도4 및 도5는 이런 과정을 통해 얻은 솔레노이드밸브용 플런저의 내경기공율을 알 수 있는 절단면 확대사진이다. 도4 부분에서의 내경기공율은 9.1%를, 도5 부분에서의 내경기공율은 8.7%를 나타내고 있으며, 평균적 기공율은 이들 수치 내에 있으며, 9% 정도의 평균적 기공율을 보이고 있다.4 and 5 are enlarged sectional views showing the inner diameter porosity of the plunger for the solenoid valve obtained through this process. The internal porosity in FIG. 4 is 9.1%, the internal porosity in FIG. 5 is 8.7%, and the average porosity is within these values, and the average porosity is about 9%.

이와 같이 플런저(14)를 소결금속으로 구성함에 따라 플런저(14)를 선반으로 일일이 절삭가공하여 제조할 때에 비하여 생산성이 높고 대량생산이 가능하게 되므로 제품의 제조단가를 낮추어 경제성을 도모할 수 있고, 동시에 연자성 특성을 우수하게 가져갈 수 있게 되므로, 자기특성을 향상시킬 수 있으며, 이로써 코어의 자기력에 의해 작동하는 플런저(140)의 상하 동작에 따른 제어압력의 응답성을 향상시킬 수 있다. 동시에 기존의 연삭 가공을 통해 형성한 플런저와 비교할 때 본원 발명에 사용된 플런저는 부품에 요구되는 보장 기간 중 내마모성을 가짐을 알 수 있었다. As the plunger 14 is made of sintered metal as described above, productivity is high and mass production is possible compared to when the plunger 14 is cut and manufactured on a lathe one by one, so that the manufacturing cost of the product can be lowered and economical efficiency can be achieved. At the same time, it is possible to take the soft magnetic properties excellently, it is possible to improve the magnetic properties, thereby improving the responsiveness of the control pressure according to the vertical operation of the plunger 140 operating by the magnetic force of the core. At the same time, it can be seen that the plunger used in the present invention has abrasion resistance during the guarantee period required for the parts when compared with the plunger formed through the conventional grinding process.

도6 및 도7은 각각 표1과 같은 성분을 가진 플런저 원재료를 절삭가공하여 형성한 플런저의 자기이력곡선과 표2와 같은 성분을 가진 본원 발명과 같은 소결성형된 플런저의 자기이력곡선을 나타내며, 도8은 도6 및 도7과 같은 자기이력곡선에서 얻어낸 특징의 값의 비교 그래프이다.6 and 7 show a magnetic history curve of a plunger formed by cutting a plunger raw material having a component as shown in Table 1 and a magnetic history curve of a sintered plunger as in the present invention having a component as shown in Table 2, respectively. FIG. 8 is a comparison graph of values of features obtained from magnetic hysteresis curves as shown in FIGS. 6 and 7.

이들 그래프를 참조하면, 최대인가자기장이나 최대투자율에서는 기존의 연삭 가공용 원재료에 비해 소결성형 플런저의 값이 5% 내지 8% 차이로 작아 별다른 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나, 보자력(HC:coercive force)과 잔류자속밀도(Br:regidual induction) 비교를 통해 기존의 연삭 가공용 원재료의 그것에 비해 본원 발명의 소결 성형 플런저의 보자력과 잔류자속밀도가 50% 내지 60% 정도로 소결 성형 플런저 쪽이 훨씬 작아 연자성이 우수함을 알 수 있다. Referring to these graphs, it can be seen that there is no difference in the maximum applied magnetic field or the maximum permeability because the value of the sintered plunger is 5% to 8% smaller than that of conventional raw materials for grinding. However, the coercive force and residual magnetic flux density of the sintered molding plunger of the present invention are 50% to 60% compared to those of the conventional raw materials for grinding by comparing the coercive force (H C ) and the residual magnetic flux density (B r : regular induction). It can be seen that the sinter forming plunger side is much smaller so that the soft magnetic property is excellent.

도9는 각각 표1과 같은 성분을 가진 플런저 원재료를 절삭가공하여 형성한 플런저를 사용한 기존 솔레노이드 밸브와 표2와 같은 성분을 가진 본원 발명과 같은 소결성형된 플런저를 사용한 본 발명 솔레노이드 밸브에서의 제어압력 성능 비교를 나타내는 그래프이다.Fig. 9 shows the control of the solenoid valve of the present invention using a conventional solenoid valve using a plunger formed by cutting a plunger raw material having a component as shown in Table 1 and a sintered molded plunger as in the present invention having a component as shown in Table 2. Graph showing pressure performance comparison.

그래프는 차량 실장과 같은 실험 환경에서 솔레노이드 밸브를 20000시간 연속 사용한 상태에서 듀티율에 따른 유출구 제어압력 변화를 기록한 것이다. 이때 듀티율은 솔레노이드 밸브의 유출 on/off 시간 비율로 조절할 수 있다.The graph records the change of outlet control pressure according to the duty rate while the solenoid valve is used continuously for 20,000 hours in an experimental environment such as vehicle mounting. At this time, the duty ratio can be adjusted by the on / off time ratio of the solenoid valve.

이때, 기존 연삭 가공 형성 플런저를 사용한 솔레노이드 밸브와 본 발명의 소결성형된 플런저를 사용한 솔레노이드 밸브는 듀티율에 따라 미세한 차이는 있지만 거의 같은 특성을 보여 부품 보장 기간 중에 마모에 따른 내구성의 문제를 일으키지 않을 것을 알 수 있으며, 이는 기존의 순철계 연삭 가공 형성 플런저에 비해 향상된 양태이다.At this time, the solenoid valve using the conventional grinding forming plunger and the solenoid valve using the sintered molded plunger of the present invention have a slight difference depending on the duty ratio, but show almost the same characteristics so as not to cause durability problems due to wear during the parts guarantee period. It is understood that this is an improved aspect compared to conventional pure iron based grinding forming plungers.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described so far are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and those skilled in the art within the technical spirit and claims of the present invention. It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 솔레노이드 밸브를 나타낸 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a conventional solenoid valve.

도 2는 종래의 솔레노이드 밸블를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing a conventional solenoid valve.

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 나타낸 분해 사시도.3 is an exploded perspective view showing a solenoid valve according to the present invention.

도4 및 도5는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브용 플런저의 내경기공율을 알 수 있는 절단면 확대사진.Figure 4 and Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the inner diameter porosity of the plunger for the solenoid valve according to the present invention.

도 6은 종래의 플런저 원재료를 절삭가공하여 형성한 플런저의 자기이력곡선을 나타내는 그래프.6 is a graph showing a magnetic history curve of a plunger formed by cutting a conventional plunger raw material.

도 7은 본 발명에 따른 소결성형 플런저의 자기이력곡선을 나타내는 그래프.7 is a graph showing a hysteresis curve of the sintered molding plunger according to the present invention.

도 8은 도6 및 도7의 자기이력곡선에서 도출된 종래의 플런저 원재료와 본 발명의 소결성형 플런저의 자기이력곡선내의 특징값들의 비교 그래프이다.FIG. 8 is a comparison graph of characteristic values in a magnetic history curve of the conventional plunger raw material derived from the magnetic history curves of FIGS. 6 and 7 and the sintered molded plunger of the present invention.

도 9는 각각 종래의 플런저 원재료를 절삭가공하여 형성한 플런저를 사용한 기존 솔레노이드 밸브와 본원 발명과 같은 소결성형된 플런저를 사용한 본 발명 솔레노이드 밸브에서의 제어압력 성능 비교를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing a comparison of the control pressure performance of the conventional solenoid valve using the plunger formed by cutting the conventional plunger raw material and the solenoid valve of the present invention using the sintered molded plunger of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11 : 상부본체 11a : 유입구11: upper body 11a: inlet

11b : 유출구 12 : 로드본체11b: outlet 12: rod body

13 : 코어 13a : 배출구13: core 13a: outlet

14 : 플런저 15 : 코일14 plunger 15 coil

16 : 보빈 17 : 케이스16: bobbin 17: case

Claims (2)

로드본체에 설치되어 코일에서 발생된 자기력에 의해 작동하는 플런저를 구비하는 솔레노이드 밸브에 있어서,A solenoid valve having a plunger installed on a rod main body and operated by a magnetic force generated by a coil, 상기 플런저가 자성재질의 금속분말을 압축성형한 후 가열하여 제작한 소결금속으로 이루어지며,The plunger is made of a sintered metal produced by compression molding the magnetic metal powder, and 상기 금속 분말은 탄소 0.013질량% 내지 0.04질량%, 인(P) 0.55질량% 내지 1.0질량%, 구리 0.9질량% 내지 1.1질량%, 산화물을 포함하는 불순물 0.01질량% 내지 0.2질량% 및 잔량의 철(Fe)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결성형 플런저를 가지는 솔레노이드 밸브.The metal powder is 0.013% by mass to 0.04% by mass of carbon, 0.55% by mass to 1.0% by mass of phosphorus (P), 0.9% by mass to 1.1% by mass of copper, 0.01% by mass to 0.2% by mass of impurities including an oxide and the balance of iron A solenoid valve having a sintered plunger, which is made of (Fe). 제 1 항에 있어서, 평균기공율은 8.7% 내지 9.1%임을 특징으로 하는 소결성형 플런저를 가지는 솔레노이드 밸브.2. The solenoid valve according to claim 1, wherein the average porosity is 8.7% to 9.1%.
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