KR101144654B1 - 오토레버용 솔레노이드 장치 - Google Patents

오토레버용 솔레노이드 장치 Download PDF

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KR101144654B1 KR1020110107330A KR20110107330A KR101144654B1 KR 101144654 B1 KR101144654 B1 KR 101144654B1 KR 1020110107330 A KR1020110107330 A KR 1020110107330A KR 20110107330 A KR20110107330 A KR 20110107330A KR 101144654 B1 KR101144654 B1 KR 101144654B1
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김지훈
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파코스(주)
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Abstract

제품의 구동시 발생되는 소음을 저감시키기 위하여, 본 발명은 내부에 길이방향으로 형성된 관통홀이 선택적으로 전자기장이 형성되도록 외면에 코일이 권취된 보빈; 외주를 따라 형성된 결합홈에 오링이 구비되어, 상기 관통홀의 일측을 밀폐하도록 배치되는 코어; 상기 코일의 통전시 상기 관통홀을 따라 선택적으로 이동가능하게 삽입되되, 노출된 일측부에 샤프트가 연결되는 플런저; 상기 보빈의 외주를 감싸도록 배치된 커버와, 상기 커버에 연결되어 외부와 구획되는 내부공간을 형성하되 그 단부에 상기 샤프트의 외주가 관통되는 안내관통홀이 형성된 커버입구부를 포함하는 브라켓; 및 상기 안내관통홀의 테두리에 결합되도록 외주에 결합홈이 형성되며, 내주가 상기 샤프트의 외주와 접하여 상기 내부공간을 밀폐하도록 배치되는 씰부재를 포함하여 이루어지는 솔레노이드 장치를 제공한다.

Description

오토레버용 솔레노이드 장치{solenoid apparatus for Auto lever}
본 발명은 오토레버용 솔레노이드 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달 작동시 발생하는 구동 소음을 크게 줄일 수 있는 오토레버용 솔레노이드 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 솔레노이드 장치는 전선을 촘촘하고 균일하게 감아 만드는 솔레노이드를 이용한 것으로서, 코일에 흐르는 전류로 내측에 자기장이 발생하므로 전자석으로 사용된다. 여기서, 자기장의 세기는 단위길이당 코일의 감긴 횟수와 비례하며, 코일의 내측에 철심을 구비하여 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다.
또한, 솔레노이드 장치는 전자석의 작용으로 밸브나 레버 등의 작동에 응용되어 밸브장치, 기계장치 및 차량의 변속 레버(shift lever)의 시프트 락 장치 등을 포함하는 다양한 영역에서 사용된다. 일 예로, 상기 시프트 락 장치는 시프트 락의 작동이 브레이크 페달의 운동과 연동하면서 온되고 오프되는 솔레노이드를 사용함으로써 변속레버가 구동되도록 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 자동차 오토레버에 사용되는 솔레노이드 장치를 설명한다.
한편, 도 1은 종래의 솔레노이드 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 솔레노이드 장치는 브라켓(10)의 내부에 자기장이 형성되도록 전류가 흐르는 코일(3)이 감긴 보빈(5)이 구비되며, 상기 보빈(5)의 내측은 코일(3)의 장력과 솔레노이드 작동시 발생하는 열로 인해 팽창될 수 있는 보빈(5)의 내경 치수를 유지하도록 비철금속 재료로서 원통형으로 형성된 슬리브(4a)가 구비되며, 상기 보빈(5)의 내측 및 브라켓(10) 일측에 코어(2)가 고정되고 타측에 전자석의 작용으로 형성되는 자기장과의 상호 작용으로 이동되는 플런저(4)가 구비된다.
또한, 상기 코어(2)의 일측에 전원 차단시 상기 플런저(4)에 복원력이 작용되는 스프링(6)이 구비되고, 상기 코어(2)와 상기 플런저(4)의 충돌을 완화시키는 댐퍼(8)와 완충링(9)이 구비되며, 상기 플런저(4)에는 샤프트(7)가 연결된다.
여기서, 종래의 솔레노이드 장치는 상기 코일(3)에 인가된 전류에 의해 발생된 자기장으로 인해 상기 플런저(4)와 상기 코어(2)가 전자석으로 자화되어 상호간에 인력이 발생되어 상기 플런저(4)가 유입되는 동작을 수행한다.
또한, 상기 플런저(4)의 복귀 시에는 상기 코일(3)의 인가된 전류가 차단되어 자기장이 사라지게 되며 플런저(4)와 코어(2)를 밀어내는 방향으로 조립된 스프링(6)의 의해 복원동작이 수행된다.
그로 인해, 차량용 변속레버에 사용되는 종래의 솔레노이드 장치는 작동/복귀시 슬리브(4a) 내측과 플런저(4) 외측이 상호 접촉으로 인한 원활한 이동을 보장하고 작동 소음을 방지하도록 상기 플런저(4)의 외면과 슬리브의 내측(4a)에 그리스(grease) 윤활제를 도포하며 상기 댐퍼(8) 및 상기 완충링(9)을 구비하였다.
그러나, 상기 플런저(4)의 외면에 도포되는 그리스는 상기 플런저(4)가 직선 왕복운동을 수행하는 동안에 누출 발생과 솔레노이드 통전시 발생되는 열(120~150℃)로 인해 기화되어 댐핑 효과가 저하되어 마찰과 작동소음이 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여, 상기 플런저(4)의 외면과 슬리브(4a) 내측에 그리스가 과다하게 도포되는 경우에는 상기 브라켓(10)과 상기 플런저(4) 사이의 공간에 구비된 공기가 외부로 유출되지 못해 솔레노이드 장치의 작동속도가 현저히 느려져 제품 오작동의 원인이 될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 브레이크 페달 작동시 발생하는 구동 소음을 줄일 수 있는 오토레버용 솔레노이드 장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내부에 길이방향으로 형성된 관통홀이 선택적으로 전자기장이 형성되도록 외면에 코일이 권취된 보빈; 외주를 따라 형성된 결합홈에 오링이 구비되어, 상기 관통홀의 일측을 밀폐하도록 배치되는 코어; 상기 코일의 통전시 상기 관통홀을 따라 선택적으로 이동가능하게 삽입되되, 노출된 일측부에 샤프트가 연결되는 플런저; 상기 보빈의 외주를 감싸도록 배치된 커버와, 상기 커버에 연결되어 외부와 구획되는 내부공간을 형성하되 그 단부에 상기 샤프트의 외주가 관통되는 안내관통홀이 형성된 커버입구부를 포함하는 브라켓; 및 상기 안내관통홀의 테두리에 결합되도록 외주에 결합홈이 형성되며, 내주가 상기 샤프트의 외주와 접하여 상기 내부공간을 밀폐하도록 배치되는 씰부재를 포함하되, 상기 보빈은, 내측으로 상기 관통홀이 형성되며 외면에 상기 코일이 권취되는 몸통부와, 상기 몸통부의 양측에 구비되어 상기 코일의 권취 영역을 설정하는 고정날개부와, 상기 몸통부의 일측으로부터 길이방향으로 연장되어 상기 플런저의 이동을 안내하도록 그의 단부가 상기 커버입구부에 접하도록 구비되는 연장부를 포함함을 특징으로 하는 오토레버용 솔레노이드 장치를 제공한다.
여기서, 상기 커버입구부는 그의 내부공간에 상기 플런저가 선택적으로 유입 및 유출되도록 상기 커버로부터 단차지게 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 씰부재는 내측에 관통된 상기 샤프트의 왕복이동으로 상기 윤활제가 유출됨을 차단하도록 상기 샤프트의 외주에 오버랩 배치되는 실링 돌출부가 구비되며, 상기 플런저의 왕복이동에 따른 마찰시 발생되는 윤활제의 기화증기가 왕복되도록, 상기 플런저의 외주면에는 길이방향을 따라 에어벤트 유로홈이 형성됨이 바람직하다.
더욱이, 상기 연장부의 단부는 상기 씰부재와 접하여 그의 내부가 밀폐됨이 바람직하다.
상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 솔레노이드 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 보빈 내측에 수용된 플런저의 반복적인 직선운동에 따른 솔레노이드 작동시 발생되는 열과 자동차 사용 환경온도에서 발생되는 열로 인해 생성되는 윤활제의 기화된 증기를 에어벤트 유로홈을 통해서 상기 플런저의 이동방향에 반대되는 방향으로 윤활제의 기화증기를 유통시켜 상기 플런저의 왕복이동 구동시 댐핑효과를 증대시킬 수 있다.
둘째, 보빈 연장부 내지 슬리브 연장부가 씰부재의 측단부에 맞닿아 보빈 내부를 밀폐시켜 윤활제의 기화증기가 외부로 유출되는 것을 최소화하고 상기 윤활제를 상기 브라켓의 내부에 구속하여 상기 플런저와 상기 코어 사이에 댐핑작용을 수행하므로 브레이크 페달 작동으로 왕복이동하는 상기 플런저와 상기 코어의 충돌로 발생하는 충격 소음을 현저히 감소시킬 수 있다.
셋째, 상기 씰부재가 샤프트의 외주를 오버랩하여 구성되므로 상기 샤프트의 왕복운동시 적절한 부하를 발생하여 상기 플러저를 일정한 속도로 제어할 수 있고, 상기 윤활제의 외부 누출을 막을 수 있어 상기 오토레버용 솔레노이드 작동 소음을 크게 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 솔레노이드 장치.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 전원 인가 상태를 나타낸 측단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 씰부재 사시도.
도 6는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 플런저 사시도.
도 7a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 플런저 A-A' 방향 절단면도.
도 7b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 플런저 A-A'방향 절단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 측단면도.
도 9은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치를 나타낸 측단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치를 상세히 설명한다. 또한 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 전원 인가 상태를 나타낸 측단면도이다.
도 2 내지 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치(100)는 보빈(110), 코어(120), 플런저(130), 브라켓(140) 및 씰부재(150)를 포함하여 이루어진다.
상세히, 상기 보빈(110)은 내부에 길이방향으로 형성된 관통홀(111)이 선택적으로 전자기장이 형성되도록 외면에 코일(112)이 권취된다. 여기서, 상기 보빈(110)은 길이방향으로 중앙부가 관통된 원통 형상으로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 상기 보빈(110)는 외면에 상기 코일(112)이 권취되는 몸통부(115)와, 상기 몸통부(115)의 양측에 구비되어 상기 코일(112)의 권취 영역을 설정하는 고정날개부(116a,116b)와, 상기 몸통부(115)의 일측으로부터 길이방향으로 연장되어 상기 플런저(130)의 이동을 안내하는 연장부(117)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 고정날개부는 상기 몸통부(115)의 일측 단부가 절곡되어 원주를 따라 연장하여 형성되는 제1고정날개(116a)와, 대향된 타측부에 형성되는 제2고정날개(116b)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1 및 제2고정날개(116a, 116b)는 상기 코일(112)이 권취될 권취 영역을 설정하고, 상기 코일(112)을 구속시킨다. 그리고, 상기 제1고정날개(116a)의 일측부에는 전원오프시 상기 코일(112)에 발생되는 역기전력을 방지하는 다이오드(113)가 구비된다.
한편, 상기 관통홀(111)의 일측 개구부에는 상기 코어(120)가 고정되어 구비되는데, 상기 코어(120)의 외주를 따라 형성된 오링 결합홈(121)에 오링(O-ring, 122)이 구비되어, 상기 관통홀(111)의 일측을 밀폐하도록 배치된다.
여기서, 상기 코어(120)는 순철, 쾌삭강, 니켈 또는 그의 합금으로 이루어진 강자성체의 재질의 원통 형상으로 구비됨이 바람직하며, 외부에서 강한 자기장이 걸었을 때, 그 자기장의 방향으로 자화되어 자기장이 사라져도 자석처럼 다른 강자성체를 끌어당길 수 있다. 그리고, 상기 코어(120)는 자계가 원활한 넓은 면적을 가지기 위해 위로 올라가면서 안으로 굽어드는 상협하광(上陜下廣)구조로 테이퍼 처리되고, 그 하단부는 고정철심의 역할을 하기 위해 상기 브라켓(140) 내부에 고정됨이 바람직하다.
한편, 상기 코일(112)의 통전시 상기 관통홀(111)을 따라 선택적으로 왕복이동 가능하게 삽입되되, 노출된 일측부에 샤프트(131)가 연결되는 플런저(130)가 구비되는데, 상기 플런저(130)의 외면에는 마찰 감소를 위한 윤활제가 도포되며, 상기 플런저(130)의 상부에 상기 코일(112)의 비통전시 복귀되도록 탄성 작용하는 스프링(132)이 구비된다.
여기서, 상기 플런저(130)는 원통형으로 구비된 상기 관통홀(111)에서 왕복 이동가능도록 원통 형상으로 이루어지며, 상기 코일(112)에 통전시 자화에 따른 자성체 결합이 원활한 이동철심 역할을 하기 위해 강자성체로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 스프링(132)은 상기 플런저(130)의 상단부에 구비된 스프링 구속부재(133)에 조립된 형태로 구속되고, 대향된 타측은 상기 브라켓(140)의 내부에 돌출되어 구비된 제2요크(143)의 측단부에 의해 지지된다.
상세히, 상기 보빈(110) 내측에 전자기장이 형성되어 상기 플런저(130)가 유입이동될 경우 상기 스프링(132)은 수축되고, 상기 전자기장이 상쇄되면 상기 스프링(132)은 탄발적으로 이완되어 상기 플런저(130)가 유출되도록 한다.
한편, 상기 플런저(130)의 하단부 및 상기 코어(120)의 상단부 접촉 면적이 증가되도록 상호 간에 대응되는 형태의 경사면(125) 및 평단면(126)이 형성되되, 상기 평단면(126) 중 어느 일측에는 충격을 흡수하여 충격 소음을 줄일 수 있는 합성고무 등의 연질 재료의 댐퍼(136)가 구비된다.
그리고, 상기 플런저(130)의 왕복 이동시 발생하는 마찰력을 감소시켜 원활한 이동과 마찰 소음을 줄이기 위하여, 상기 플런저(130)의 외면에는 그리스 등의 윤활제가 도포 된다.
여기서, 솔레노이드 작동시 발생되는 열로 인해 상기 윤활제가 기화되어 상기 윤활제의 기화증기 형성되는데, 상기 기화증기가 상기 플런저(130)의 이동에 따라 왕복되도록, 상기 플런저(130)의 외주면에 길이방향을 따라 에어벤트 유로홈(135)이 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 기화증기가 상기 에어벤트 유로홈(135)의 단면적 조절을 통하여 상기 보빈(110) 내측으로 상기 플런저(130)가 이동될 때 공기에 의한 댐핑효과를 조절할 수 있으며, 브레이크 작동시 상기 플런저(130)의 유입 및 유출이동으로 발생하는 구동소음을 현저히 줄일 수 있다.
여기서, 상기 플런저(130)의 왕복이동이 부드럽게 이루어질 수 있도록 그의 외주를 감싸고 원통으로 형성되되, 황동 등의 매끈한 표면을 가진 금속재질의 슬리브(134)가 상기 보빈(110)의 관통홀(111) 내측으로 더 구비될 수 있다.
상세히, 상기 오토레버용 솔레노이드 장치(100)가 구동시 발생하는 열로 인해 상기 보빈(110)이 수축되거나 이완되는 현상이 발생하여 상기 플런저(130)와 상기 보빈(110) 사이의 간극이 수축되는 현상이 발생할 수 있는데, 상기 슬리브(134)는 상기 보빈의 수축 및 이완 시에도 플런저의 이동경로를 유지하여 상기 플런저(130)와 상기 보빈(110)사이의 간격을 유지시킬 수 있다.
한편, 상기 브라켓(140)은 장착의 용의성을 위하여 직육면체 형상으로 이루어짐이 바람직한데, 재료 절감과 경량화를 위해서 길이 방향의 대향되는 양면이 개방되는 개방부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 브라켓(140)은 상기 보빈(110)의 외주를 감싸도록 배치된 일체화된 커버(141)에 연결되어 외부와 구획되는 내부공간(144)을 형성하되 그 단부에 상기 샤프트(131)의 외주가 관통되는 안내관통홀(146)이 형성된 커버입구부(145)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 브라켓(140)은 상기 커버(141) 내측으로 상기 보빈(110)을 결합시키기 위해 상기 보빈(110)의 상기 제1고정날개(116a)를 끼움 결합하는 요크(143)가 구비된다.
여기서, 상기 요크(143)는 상기 보빈(110)을 고정지지하고, 자기장의 흐름을 제어하기 위해 금속제로 이루어진다.
한편, 상기 커버(141)는 그의 내부공간(144)에 상기 플런저(130)가 선택적으로 유입 및 유출되도록 상기 커버(141)로부터 단차가 형성된 원통형상으로 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 내부공간(144)에는 상기 플런저(130)와 상기 스프링(132) 및 상기 샤프트(131)를 수용하고, 상기 연장부(117)가 연장되어 수용하도록 구비된다.
또한, 상기 커버(141) 단부의 대향된 타측단부에는 상기 안내관통홀(146)이 형성되며, 상기 안내관통홀(146)은 상기 커버(141)의 단부가 상기 샤프트(131)가 수용된 방향으로 절곡되어 형성되되, 상기 샤프트(131)와 이격된 거리를 가지며 테두리 형상이 원형형태로 구비됨이 바람직하다. 그리고, 상기 커버(141)의 내주를 따라 상기 씰부재(150)가 구비된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 씰부재 사시도이다.
도 2 내지 5에서 보는 바와 같이, 상기 씰부재(150)는 상기 안내관통홀(146)의 내주를 따라 구비되되, 상기 안내관통홀(146)의 테두리에 결합되도록 외주를 따라 결합홈(151)이 형성되어 결합되며, 상기 씰부재(150)의 내주가 상기 샤프트(131)의 외주와 접하여 상기 내부공간(144)을 실질적으로 밀폐하도록 배치된다.
여기서, 상기 씰부재(150)는 내측에 관통되어 수용된 상기 샤프트(131)의 외주에 오버랩 배치되는 실링 돌출부(152)가 구비된다. 상세히, 상기 실링 돌출부(152)는 평면형상의 상기 씰부재(150)의 내주를 따라 돌출되어 형성되되, 상기 샤프트(131)의 외주의 지름보다 작게 구비되어 상기 샤프트(131)에 소정의 길이만큼 간섭되어 오버랩 배치되며, 상기 샤프트(131)의 왕복이동에 따라 이동방향에 대응되도록 탄성 변형가능한 고무재질 혹은 실리콘 고무재질로 이루어짐이 바람직하다.
이로 인해, 상기 씰부재(150)는 상기 샤프트(131)의 외주에 오버랩 배치되어 조임 작용을 수행하여, 상기 샤프트(131)의 왕복이동시 발생하는 상기 윤활제의 유출을 방지하여 상기 윤활제의 부족으로 인해 발생할 수 있는 구동소음을 줄일 수 있고, 상기 샤프트(131)의 왕복 이동 속도를 제어할 수 있다.
한편, 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 씰부재(150)의 외주에는 절단부(155)가 더 포함되어 구비될 수 있다. 이는, 상기 안내관통홀(146)의 테두리를 따라 상기 결합홈(151)이 결합할 때, 상기 절단부(155)가 구비된 단부를 양측에서 가압하여 상기 안내관통홀(146)로 결합시키므로 상기 씰부재(150)의 결합 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3 내지 4를 참고하여 상기 오토레버용 솔레노이드 장치(100)에 전원인가에 따라 구동되는 상태를 설명한다.
우선, 전원이 통전시 상기 코일(112)이 자화되어 자기장을 발생시키면, 상기 코어(120) 주위로 자기장이 발생하고, 이 자기장에 의해 코어(120)가 자화되어 플런저(130)와 자계가 원활하게 순환하면서 발생하는 인력으로 인해 상기 스프링(132)이 수축하는 상기 코어(120)의 상단부 측으로 상기 플런저(130)의 하단부가 접근하여 유입된다.
이때, 상기 플런저(130)의 하단부와 상기 코어(120)의 상단부가 상호 충돌하여 발생할 수 있는 소음은 탄성소재로 구비된 상기 댐퍼(136)가 상기 플런저(130)와 상기 코어(120)의 직접적인 접촉을 막아주고 탄발변형되어 충격을 완충하여 구동시 발생하는 충격소음을 줄일 수 있다.
그리고, 상기 코일에(112) 전원이 비통전되면 상기 코일(112) 주변에 발생하는 전자기장이 소멸 되고, 상기 코어(120)와 상기 플러저(130) 사이의 자계에 의한 인력이 상쇄되며 수축되었던 상기 스프링(132)이 본래의 형태로 돌아가기 위하여 탄발 변형이 일어나며, 상기 플런저(130)를 원위치로 밀어내어 상기 코어(120)와 상기 플런저(130)를 이격시키게 된다.
여기서, 상기 코어(120)의 상단부가 테이퍼 가공되는 형태에 대응되도록 상기 플런저(130) 하단부가 형성되어 상기 코어(120)의 일부는 상기 플런저(130)의 내측으로 수용되고, 상기 플런저(130)의 상단부에는 상기 완충링(137)이 구비되어 상기 브라켓(140)의 단부와 충돌하므로 상기 플런저(130)의 충격을 상쇄시킬 수 있다.
한편, 상기 플런저(130)의 외면에는 상기 윤활제가 일정량 도포됨이 바람직한데, 상기 윤활제는 상기 코일(112)의 통전 및 비통전으로 왕복운동을 수행하는 상기 플런저(130)로 인해, 상기 입구 케이스(145)의 상기 내부공간(144)으로 유입되고, 상기 안내관통홀(146)을 통하여 외부로 유출될 수 있는데 이를 상기 씰부재(150)로 실링하여 상기 윤활제의 유출을 방지한다.
도 3 내지 도 4를 참고하면, 상기 씰부재(150)가 상기 샤프트(131)와 상기 안내관통홀(146) 사이를 실링하는 과정을 이해하기 쉽다.
도 3 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 샤프트(131)의 외주를 따라 상기 씰부재(150)가 위치됨을 알 수 있다. 이때, 상기 씰부재(150)의 내주를 따라 구비된 상기 실링 돌출부(152)가 상기 샤프트(131)의 외주에 맞닿아 오버랩 배치되어 실링한다.
즉, 상기 실링 돌출부(152)가 상기 샤프트(131)의 이동방향에 대응되게 탄발적으로 변형이 일어나고, 오버랩 배치되어 상기 윤활제가 상기 안내관통홀(146)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하여 변속레버 작동시 상기 윤활제의 도포량의 부족으로 발생할 수 있는 상기 오로래버용 솔레노이드 장치(100)의 작동 소음을 현저히 줄일 수 있다.
여기서, 상기 씰부재(150)가 상기 샤프트(131)를 단면적으로 실링하면, 상기 샤프트(131)에 많은 마찰부하를 주게 되어 상기 오토레버용 솔레노이드 장치(100)의 올바른 구동을 저하시킬 수 있지만, 상기 씰부재(150)의 내면보다 작은 돌출부위로 구비된 상기 실링 돌출부(152)가 상기 샤프트(131)의 외주를 감싸도록 구비되어, 상기 샤프트(131)의 왕복 이동에 많은 마찰력을 제공하지 않으면서, 상기 샤프트(131)와 상기 안내관통홀(146) 사이를 실링 할 수 있다.
또한, 상기 샤프트(131)가 왕복 구동하면서 발생할 수 있는 상기 윤활제의 기화증기가 상기 브라켓(140)의 내측에서 발생함에 따라, 상기 윤활제의 기화증기의 압력 증가로 인해 상기 플런저(130)가 빠르게 구동할 수 있다. 이때, 상기 실링 돌출부(152)가 상기 샤프트(131)의 왕복이동 속도가 빨라지지 않도록 오버랩 배치되되 오버랩되는 양을 조절하여 상기 샤프트(131)의 외주면에 적절한 조임 및 마찰작용을 수행하도록 하여 이동 속도를 제어할 수 있다.
한편, 상기 플런저(130)의 왕복이동에 따른 마찰시 발생되는 열로 인해 생성되는 상기 기화증기가 상기 브라켓(140)의 상기 커버(141)와 상기 커버입구부(145) 사이에서 왕복되도록, 상기 플런저(130)의 외주면에는 길이방향을 따라 상기 에어벤트 유로홈(135)이 형성되는데, 이는 도 6를 참고하여 설명하면 이해하기 쉽다.
도 6는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 플런저 사시도이고, 도 7a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 플런저 A-A' 방향 절단면도이며, 도 7b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 플런저 A-A'방향 절단면도이다.
도 6 내지 7b에서 보는 바와 같이, 상기 에어벤트 유로홈(135)은 상기 플런저(130)의 외주면을 절삭하여 구비되되, 그의 형상은 다각형 형상의 에어벤트 유로홈(135a) 또는 곡면형태 형상의 에어벤트 유로홈(135b) 등 어느 하나에 국한되지 않고 사용자의 제작 편의성, 목적에 따라 다양한 형태로 구비됨이 바람직하며, 작동환경 및 목적에 따라 복수개로 구비되어도 무방하다.
상세히, 상기 코일(112)이 통전시 발생하는 전자기장에 의해 상기 플런저(130)가 상기 코어(120) 측으로 유입되고, 상기 플런저(130)와 상기 코어(120)의 간격 사이에 구비된 공기는 상기 코어(120) 측으로 유출되지 않고 압축된다. 그리고, 상기 플런저(130)가 유출 및 유입 이동이 반복됨에 따라 상기 보빈(110)과의 마찰에 의해 발생되는 열에 의해 형성된 상기 윤활제의 증기오일과 상기 압축된 공기가 혼합되어 압축증기를 형성하고, 상기 압축증기는 상기 에어벤트 유로홈(135)를 통하여 상기 브라켓(140)의 내부에서 왕복 이동한다.
즉, 상기 브라켓(140)의 상기 커버(141) 내에 형성된 상기 압축증기가 상기 플런저(130)의 유입 동작에 의해 압축되고, 상기 압축증기는 상기 에어벤트 유로홈(135)를 따라 상기 플런저(130)의 이동방향의 반대방향인 상기 커버입구부(145) 측으로 유통된다.
또한, 상기 플런저(130)가 상기 스프링(132)의 탄성 복원력에 의해 유출동작되면, 상기 압축증기는 상기 에어벤트 유로홈(135)를 통해 상기 플런저(130)의 이동방향의 반대방향인 상기 커버(141)의 내부로 유통된다.
따라서, 상기 에어벤트 유로홈(135)를 통해 상기 압축증기가 유통됨에 따라 상기 커버(141) 내부 압력이 증가 되는 것을 방지하여, 상기 플런저(130)의 이동속도가 빨라짐을 예방하고, 상기 플런저(130)의 댐핑효과를 증대시킬 수 있다.
한편, 상기 플런저(130)와 상기 보빈(110)과의 마찰력을 줄이고, 부드러운 왕복이동이 가능하도록 상기 플런저(130)의 외면에는 상기 윤활제가 도포되는데, 많은 양의 상기 윤활제가 도포되면 상기 압축증기가 상기 커버(141)와 상기 커버입구부(145) 사이를 이동할 수 없고, 상기 보빈(110)과 상기 플런저(130) 사이에 상기 윤활제의 막이 형성되어 점성 마찰력이 발생하여 상기 플런저(130)의 원활한 구동을 방해한다.
그러나, 상기 에어벤트 유로홈(135)을 통해 상기 보빈(110)과 상기 플런저(130) 사이에 빈틈이 형성시켜 상기 윤활제의 막이 형성됨을 방지하므로 상기 압축공기를 원활하게 왕복 유통시킬 수 있다.
여기서, 상기 에어벤트 유로홈(135)는 사용자의 목적, 기능 및 제작의 용이성에 따라 상기 보빈(110)의 내주면을 따라 길이방향으로 형성될 수 있고, 상기 플런저(130)의 외주면과 상기 보빈(110)의 내주면에 이중으로 형성되어도 무방하다.
한편, 도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치의 측단면도이다.
본 실시예의 보빈(210)의 연장부(217)를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
본 실시예의 특징은 브라켓(240)의 커버(241)와 커버입구부(245) 사이를 이동하는 상기 압축증기가 상기 보빈(210)의 내부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 스프링(232)을 코어(220)측으로 배치하고, 상기 연장부(217)가 연장되어 상기 연장부(217) 단부를 씰부재(250)와 접하도록 형성하여 그의 내부를 밀폐시키는 것이다.
즉, 도 8에서 보는 바와 같이, 플런저(230)가 코일(212)의 통전에 따른 이동시 상기 플런저(230)와 상기 코어(220) 사이에 발생하는 압축공기가 외부로 유출되어 상기 압축공기로 인해 발생하는 댐퍼 작용이 줄어들어 상기 오토레버용 솔레노이드 장치(200)의 구동소음이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 브라켓(240)의 내측을 밀폐하는 구성을 가진다.
상세히, 상기 연장부(217)의 단부가 커버입구부(245)의 안내관통홀(246)의 테두리를 감싸 구비된 씰부재(250)의 측면에 밀착되어 구비됨이 바람직하며, 이러한 상기 연장부(217)와 상기 씰부재(250)의 밀착 결합은 상기 플런저(230)의 왕복이동에 따라 발생하는 압축공기와 상기 윤활제의 기화증기를 외부로 누출됨을 방지하여 상기 보빈(210)의 내부에 일정량의 압축공기가 구비되도록 함으로써 상기 플런저(230)의 유입이동시 상기 코어(220)와의 충돌 속도를 제어하는 댐퍼로 이용하여 충격 소음의 방지는 물론 제품의 내구성이 현저히 향상될 수 있다.
또한, 상기 플런저(230)가 유출이동시 상기 스프링(232)의 복원 탄성력으로 인해 상기 플런저(230)가 상기 커버입구부(245)의 단부에 부딪혀 충돌소음이 발생할 수 있으나 상기 안내관통홀(246)에 구비된 상기 씰부재(250)와 상기 플런저(230)의 단부가 충돌하므로 상기 플런저(230)의 충격 소음을 현저히 감소시킬 수 있고, 이를 통해 추가적인 완충링을 구비하지 않을 수 있다.
한편, 도 9은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치를 나타낸 측단면도이다. 본 실시예의 상기 오토레버용 솔레노이드 장치(300)의 외형 형태를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 대응되는 구성에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
도 9에서 보는 바와 같이, 본 실시예의 특징은 솔레노이드 장치의 사용 범위를 넓히기 위해서 대형으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 코일(312)의 통전으로 발생되는 전자기장에 의해 상기 플런저가(330)가 왕복이동됨에 따라 상기 플런저(330)의 크기가 대형으로 구비되므로서 발생되는 충격소음을 저감시키기 위해 상기 플런저(330)의 일측단부에는 완충링(337)이 더 구비된다. 또한, 내측에서 발생하는 압력 및 충돌소음을 차단하기 위해 상기 브라켓(340)의 두께가 증가되어 구비될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 솔레노이드 장치의 작동 과정과 작동 효과를 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 오토레버용 솔레노이드 장치(100)는 상기 코일(112)에서 발생되는 전자기장에 의해 상기 플런저(130)가 상기 관통홀(111)로 유입 이동되었다가 상기 코일(112)에서 발생되는 전자기장이 제거되면 상기 스프링(132)의 탄성 복원력에 의해 상기 플런저(130)가 원위치로 복귀된다.
이때, 상기 플런저(130)의 하단부는 상기 코어(120)의 외형과 대응되도록 테이퍼 가공되어 상기 코어(120)를 내측으로 수용하므로 상기 플런저(130)와 상기 코어(120) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 상기 플런저(130)의 이동이 신속하게 이루어진다.
더욱이, 상기 플런저(130)는 상기 코어(120)와 충돌될 즈음에 상기 오링(122)으로 인해 압축된 공기 및 상기 댐퍼(136)에 의해 상기 코어(120)와의 충돌 소음을 최소화한다. 따라서, 상기 오토레버용 솔레노이드 장치(100)는 정숙한 주변환경을 제공하며, 이중 충격완화 구조로 인해 제품의 내구성이 현저히 증가 될 수 있다.
이후, 상기 코일(112)에 전류 공급을 중단하면 상기 플런저(130)는 상기 스프링(132)의 탄성 복원력에 의해 원위치로 유출되게 된다. 이때, 상기 플런저(130) 상측단부에 구비된 상기 완충링(137)에 의해 복원시 발생할 수 있는 충격을 완화시킨다.
또한, 상기 플런저(130)의 왕복이동이 부드럽게 이동될 수 있도록 상기 플런저(130)의 외면에 상기 윤활제가 도포되어 구비된다.
여기서, 상기 플런저(130)의 왕복이동시 발생되는 열에 의해 상기 윤활제의 기화증기가 발생되고, 상기 커버(141)의 내부의 압력이 증가되면, 상기 에어벤트 유로홈(135)을 따라 상기 윤활제의 기화증기가 상기 커버입구부(145)측으로 유통되어 상기 커버(141)와 상기 커버입구부(145) 사이의 압력차가 줄어들게 된다. 이로 인해, 상기 커버(141)의 압력이 커져 상기 플런저(130)의 구동속도가 빨라짐을 제어하여 상기 플런저(130)의 구동소음을 현저히 줄일 수 있다.
또한, 도 8에서 보는 바와 같이, 상기 보빈 연장부(217)의 단부가 연장되어 구비되면 상기 보빈 연장부(217)가 상기 씰부재(250)의 측단부에 맞닿아 상기 압축공기가 외부로 빠져나가는 것을 방지하여 댐퍼 작용을 하는 압축공기를 구속시켜 댐퍼 역활을 수행시키므로 변속 레버의 작동으로 인해 발생하는 충격소음을 줄일 수 있다. 물론, 대형 솔레노이드의 경우에는 전술된 슬리브가 보빈 연장부를 대신하도록 연장되어 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 씰부재(250)가 상기 샤프트(231)의 외주를 오버랩하여 밀폐시키므로 상기 플런저(230)의 왕복 이동에 따라 상기 윤활제가 상기 브라켓(240)의 외부로 누출됨을 방지하고, 상기 실링 돌출부(252)가 샤프트(231)의 이동에 소정의 마찰부하를 주며 조임작용을 수행하여, 상기 플런저(230)의 이동 속도가 빨라짐을 제어할 수 있고, 상기 플런저(230)의 구동소음을 현저히 줄일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구한 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
110, 210: 보빈 111, 211: 관통홀
112, 212: 코일 113, 213: 전원공급단자
115, 215: 몸통부 116, 216: 고정날개부
116a, 216a: 제1고정날개 116b, 216b: 제2고정날개
117, 217: 연장부 120, 220: 코어
121, 221: 오링 결합홈 122, 222: 오링
130, 230: 플런저 131, 231: 샤프트
132, 232: 스프링 133: 스프링 구속부재
135, 235: 에어벤트 유로홈 137: 완충링
140, 240: 브라켓 141, 241: 커버
142, 242: 제1요크 143, 243: 제2요크
145, 245: 커버입구부 146, 246: 안내관통홀
150, 250: 씰부재 151, 251: 결합홈
152, 252: 실링 돌출부 155: 절단부
100, 200, 300: 솔레노이드 장치

Claims (5)

  1. 내부에 길이방향으로 형성된 관통홀이 선택적으로 전자기장이 형성되도록 외면에 코일이 권취된 보빈;
    외주를 따라 형성된 결합홈에 오링이 구비되어, 상기 관통홀의 일측을 밀폐하도록 배치되는 코어;
    상기 코일의 통전시 상기 관통홀을 따라 선택적으로 이동가능하게 삽입되되, 노출된 일측부에 샤프트가 연결되는 플런저;
    상기 보빈의 외주를 감싸도록 배치된 커버와, 상기 커버에 연결되어 외부와 구획되는 내부공간을 형성하되 그 단부에 상기 샤프트의 외주가 관통되는 안내관통홀이 형성된 커버입구부를 포함하는 브라켓; 및
    상기 안내관통홀의 테두리에 결합되도록 외주에 결합홈이 형성되며, 내주가 상기 샤프트의 외주와 접하여 상기 내부공간을 밀폐하도록 배치되는 씰부재를 포함하되,
    상기 보빈은, 내측으로 상기 관통홀이 형성되며 외면에 상기 코일이 권취되는 몸통부와, 상기 몸통부의 양측에 구비되어 상기 코일의 권취 영역을 설정하는 고정날개부와, 상기 몸통부의 일측으로부터 길이방향으로 연장되어 상기 플런저의 이동을 안내하도록 그의 단부가 상기 커버입구부에 접하도록 구비되는 연장부를 포함함을 특징으로 하는 오토레버용 솔레노이드 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버입구부는 그의 내부공간에 상기 플런저가 선택적으로 유입 및 유출되도록 상기 커버로부터 단차지게 형성됨을 특징으로 하는 오토레버용 솔레노이드 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰부재는 내측에 관통된 상기 샤프트의 왕복이동으로 윤활제가 유출됨을 차단하도록 상기 샤프트의 외주에 오버랩 배치되는 실링 돌출부가 구비되며,
    상기 플런저의 왕복이동에 따른 마찰시 발생되는 상기 윤활제의 기화증기가 왕복되도록, 상기 플런저의 외주면에는 길이방향을 따라 에어벤트 유로홈이 형성됨을 특징으로 하는 오토레버용 솔레노이드 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장부의 단부는 상기 씰부재와 접하여 그의 내부가 밀폐됨을 특징으로 하는 오토레버용 솔레노이드 장치.
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