KR101176645B1 - 솔레노이드 작동식 밸브 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

솔레노이드 작동식 밸브는 밸브 본체상에 조립되는 제 1 플럭스 컬렉터, 코일을 갖는 보빈 및 전기자를 구비하고, 본체 위로 관형 하우징이 씌워지고, 탭의 형태인 하우징의 제 1 부분이 보빈 플랜지 위로 변형되어 조립체를 구속한다. 다음으로, 조정 가능한 폴 피이스를 갖는 제 2 플럭스 컬렉터가 보빈에 인접하여 조립되고, 하우징의 제 2 부분의 변형에 의해 제 위치에 구속된다. 폴 피이스는 하우징의 단부를 통한 조절을 위해 외부에서의 접근이 가능하다.

Description

솔레노이드 작동식 밸브 및 그것의 제조 방법{SOLENOID OPERATED VALVE AND METHOD OF MAKING SAME}
도 1은 본 발명의 조립된 밸브의 사시도로서, 보빈을 구속하기 위한 하우징의 변형된 부분과, 플럭스 컬렉터를 구속하기 위해 변형 조작 가능한 하우징의 다른 부분을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 지시선 2-2를 따라 취해진 단면도.
도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명
12 : 밸브 본체 38 : 제 1 플럭스 컬렉터
42 : 보빈 44 : 코일
60 : 하우징 66 : 제 2 플럭스 컬렉터
본 발명은 전기적으로 작동되는 밸브에 관한 것이며, 상세하게는 솔레노이드 액츄에이터에 의해 작동되는 타입의 밸브에 관한 것이며, 보다 상세하게는 통상적 으로 약 12볼트 내지 14볼트의 직류 전압을 갖는 자동차 탑재형과 같은 비교적 저전압 전력원에 의해 전력이 공급되도록 되어 있는 솔레노이드 작동식 밸브에 관한 것이다.
솔레노이드 작동식 밸브는 저장 장치로부터 엔진의 연소실 입구로의 연료 증기의 유동을 제어하기 위해, 그리고 차량의 자동 시프팅 동력 트랜스미션에서의 유체 압력/유동을 제어하기 위해, 차량 탑재용으로 광범위하게 사용되고 있다.
지금까지는, 밸브 본체에 고정된 폴(pole) 피이스와 전기 코일에 하우징을 씌우고, 하우징의 일부를 변형시켜 조립체를 구속함으로써 그러한 솔레노이드 작동식 밸브를 구성하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 구성은 하우징과의 최종 조립에 앞서, 내부 리테이너가 없이 밸브의 내부 구성요소를 정밀하게 배치하고 견고하게 고정하기 어렵다는 것이 드러났다.
따라서, 내부 구성요소를 배치하고 고정하는데 내부 리테이너 또는 패스너가 필요한 경우, 승용차 및 경트럭 등에 요구되는 대량 생산에 있어서 과도한 추가 비용이 발생하였다.
따라서, 비교적 낮은 전압에서 작동하는 차량 탑재용 전력원에 의해 전력이 공급되도록 되어 있는 솔레노이드 작동식 밸브를 조립하는데 있어서, 밸브 구성요소의 정확한 배치 및 구속을 보장하고, 구성요소 위에 밸브용 하우징을 배치하고, 하우징의 일부를 변형시켜 조립체를 구속함으로써 최종 조립이 달성될 수 있도록 하는 방법 또는 수단이 오랫동안 요구되었다.
본 발명은 솔레노이드 작동식 밸브를 비교적 단순하고 효과적이며 저렴하게 조립하는 기술을 제공하며, 이 기술에서는 하부 폴 피이스, 전기자 및 코일을 가진 보빈을 포함한 내부 구성요소가 본체에 조립되고, 그 위로 하우징이 씌워지며, 하우징의 제 1 부분이 변형되어 보빈을 제 위치에 구속한다. 나머지 폴 피이스 또는 플럭스 컬렉터는 보빈의 단부에 인접하여 하우징내에 수용되고, 하우징의 다른 부분의 변형에 의해 나머지 플럭스 컬렉터가 제 위치에 구속 및 고정된 상태에서 적절한 조정이 이루어진다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 밸브 조립체가 참조부호 "10"으로 포괄적으로 표시되어 있으며, 이것은 밸브 시트(seat)(18) 및 밸빙 챔버 벽(20)과 연통하는 입구(16)가 있는 하부(14)를 갖는 밸브 본체(참조부호 "12"로 포괄적으로 표시됨)를 포함한다.
챔버(30)를 폐쇄하는 하부 본체(12)상에는 제 2 또는 상부 본체 부분(22)이 배치되며, 그 위에는 밸브 시트(18)로부터 반대로 지향된 밸브 시트(24)가 형성되어 있다. 바람직하게는 볼(ball)(26)의 형태인 가동 밸브 폐색체가 밸브 시트(24, 18) 사이에 운동가능하게 배치된다. 밸브 시트(18)와 밸브 시트(24) 사이에 형성된 챔버에는 챔버(30)로부터 압력 제어 신호 출력을 제공하기 위해 하부 본체(14)에 통로(28)가 형성된다. 챔버(30)내 압력은 밸브 시트(18, 24) 사이의 볼(26)의 위치에 의해 제어된다.
상부 본체에는 제어 압력 챔버(30)로부터 대기 또는 섬프(sump)로 밸브 시트(24)를 거쳐 유동하는 유체에 대하여 본체의 외부와의 유체 연통을 위해 적어도 하나의 통로(32)가 형성된다.
밸브 본체(12)는 제어 압력 신호 포트(28)로부터 격리된 입구 포트(16)를 갖는 유체 작동식 구조체(도시되지 않음)에 존재하는 접근 개구 또는 캐비티내에 삽입되도록 되어 있으며, 제어 압력 신호 포트(28)는 본체(12)의 외주 둘레의 홈에 배치된 탄성 밀봉 링(34, 36)에 의해 배기 포트(32)로부터 격리되어 있다.
상부 본체(22)상에는 제 1 또는 하부 환형 플럭스 컬렉터(38)가 접촉 수용되고, 플럭스 컬렉터(38)상에는 그것과 동심 구조로 보빈(42)의 하부 환형 플랜지(40)가 수용되고, 보빈(42)상에는 전기 전도성 재료로 된 코일(44)이 권취되어 있다. 필요하다면, 보빈 플랜지(40)의 축방향 면상에 환형 위치설정 리브가 제공될 수 있고, 플럭스 컬렉터에 형성된 홈(48)에 수용되어 플럭스 컬렉터에 대한 보빈의 위치를 설정한다.
보빈내에는 가동 전기자(50)가 미끄럼 가능하게 수용되며, 이것의 중심에는 예를 들어 강제 끼워맞춤(press fitting) 결합에 의해 핀 또는 로드(52)가 부착된다. 로드(52)는 가동 전기자로부터 하방으로 연장하여 그것에 대항하는 가이드 부싱 또는 베어링(54)을 통과하며, 밸브 시트(24)에 대해 로드를 위치설정 및 중심설정하기 위해 상부 본체(22)에 형성된 테이퍼진 표면(56)과 접촉함으로써 위치설정된다. 부싱(54)은 코일 스프링(58)에 의해 하방으로 편압되어 표면(56)과 접촉하 며, 코일 스프링(58)은 그 하단부가 부싱(54)에 대항하고, 그 상단부가 전기자(50)의 하부에 제공된 오목부에 접촉하여 배치된다.
보빈 및 코일(44) 둘레에는 관형 하우징 또는 캔(60)이 씌워진다. 하우징(60)의 하단부상에는 반경방향 내측으로 연장하는 환형 플랜지(62)가 형성되고, 이것은 상부 하우징 부재(22)상에 형성된 테이퍼진 표면(64)과 접촉하여 밸브 본체상에서 캔을 축방향으로 위치설정한다.
코일(44)을 구비한 보빈(42)과 플럭스 컬렉터(38)는 하우징(60)의 제 1 부분을 보빈의 상부 플랜지(68) 위로 내측으로 변형시킴으로써 본체상에 구속된다. 바람직한 실시예에 있어서, 변형된 부분은 하우징(60)의 외주 둘레에 형성된 다수의 원주방향으로 이격된 탭(70)을 포함한다.
하우징에는 제 2 환형 플럭스 컬렉터(66)가 수용되며, 그 위에는 폴 피이스(72)가 설치되며, 이것은 보빈의 중심 영역내로 연장되어 전기자(50)의 상단부와 함께 공기 갭을 형성한다. 폴 피이스(72)는 하우징의 외부로부터 공기 갭의 조절을 제공하기 위해 플럭스 컬렉터(66)내에 나사결합하는 것이 바람직하다.
전기자(50)와 폴 피이스(72)의 하단부 사이에는 스프링(73)이 제공되어, 전기자를 하방 위치로 바이어스시킴으로써, 로드(52)로 하여금 볼 밸브(36)를 하부 밸브 시트(18)에 강제 접촉시키도록 한다.
보빈의 상부 플랜지(68)로부터 플럭스 컬렉터에 제공된 접근 개구(76)를 통해 한 쌍의 전기 단자(74, 75)가 연장하여, 코일(44)에 대한 외부 전기 접속을 용이하게 한다. 상부 플럭스 컬렉터 및 폴 피이스(72)는 하우징의 제 2 부분을 바람직하게는 플럭스 컬렉터(66)의 상부 표면 위로의 탭(78) 형태로 변형시킴으로써 탭(70)에 축방향으로 저항하는 위치에 구속된다.
따라서, 본 발명은 코일 보빈 및 전기자가 그 위로 배치된 하우징의 제 1 부분의 단순한 금속 변형에 의해 밸브 본체상에 조립되고; 다음으로 플럭스 컬렉터 및 조정가능한 폴 피이스가 그 위에 조립될 수 있고, 하우징의 다른 부분의 단순한 변형에 의해 조립이 완료되는 방식으로 솔레노이드 작동식 밸브를 조립하는 독창적이고 새로운 방법을 제공한다. 폴 피이스는 하우징의 단부를 통해 접근 가능하여, 공기 갭의 조절을 용이하게 한다. 따라서, 본 발명은 구성요소를 조립된 상태 및 정확한 배향으로 구속하는데 별도의 패스너를 필요로 하지 않고 솔레노이드 작동식 밸브를 조립 및 조정하는 저렴하고 간단한 방법을 제공한다.
이상에서 본 발명은 도시된 실시예에 대하여 설명되었지만, 본 발명은 변형 및 수정이 가능하고, 청구범위에 의해서만 제한된다는 것이 이해될 것이다.
본 발명에 따르면, 구성요소를 조립된 상태 및 정확한 배향으로 구속하는데 별도의 패스너를 필요로 하지 않고 솔레노이드 작동식 밸브를 조립 및 조정하는 저렴하고 간단한 방법이 제공된다.

Claims (13)

  1. 솔레노이드 작동식 밸브를 제조하는 방법에 있어서,
    ① 제 1 플럭스 컬렉터(38)를 그 위에 갖는 밸브 본체(12)를 제공하는 단계와,
    ② 보빈(42)과 코일(44)을 상기 보빈의 근위 단부(40)가 상기 제 1 플럭스 컬렉터에 인접하게 배치하는 단계와,
    ③ 상기 보빈의 외주면 둘레에 하우징(60)을 배치하고, 상기 하우징의 제 1 부분(70)을 변형시켜 상기 보빈을 가압하여 상기 본체상에 상기 보빈 및 하우징을 구속하는 단계와,
    ④ 상기 보빈의 원위 단부에 인접하여 상기 하우징내에 제 2 플럭스 컬렉터(66)를 배치하고, 상기 하우징의 제 2 부분(78)을 변형시켜 상기 제 2 플럭스 컬렉터를 가압하여 상기 제 2 플럭스 컬렉트를 상기 하우징내에 구속하는 단계를 포함하는
    솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 제 1 부분을 변형시키는 단계는 다수의 탭(70)을 형성하는 단계 및 상기 보빈의 원위 단부 위로 상기 탭을 구부리는 단계를 포함하는
    솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징을 배치하는 단계는 원통형 쉘을 형성하는 단계 및 상기 원통형 쉘의 근위 단부상에 내향 플랜지(62)를 형성하는 단계를 포함하는
    솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징을 배치하는 단계는 원통형 쉘을 형성하는 단계 및 상기 쉘 둘레에 원주방향으로 이격된 다수의 탭(70)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 부분을 변형시키는 단계는 상기 탭을 구부리는 단계를 포함하는
    솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분을 변형시키는 단계는 상기 하우징의 원위 단부상에 다수의 탭(78)을 형성하는 단계 및 상기 제 2 플럭스 컬렉터를 가압하도록 상기 탭을 구부리는 단계를 포함하는
    솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  6. 솔레노이드 작동식 밸브에 있어서,
    ① 제 1 플럭스 컬렉터(38)를 갖고, 이 제 1 플럭스 컬렉터에 코일 보빈의 일 단부가 인접하는 밸브 본체(12)와,
    ② 상기 본체와 함께 상기 보빈의 외주면을 둘러싸도록 배치되고, 상기 본체상에 상기 보빈을 가압하고 구속하기 위해 변형되는 제 1 부분(70)을 구비하는 하우징(60)과,
    ③ 상기 일 단부에 대하여 멀리 있는 상기 보빈의 다른 단부에 인접하여 배치된 제 2 플럭스 컬렉터(66)를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 제 2 플럭스 컬렉터를 가압하고 구속하기 위해 변형되는 제 2 부분(78)을 구비하는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 제 1 부분은 상기 하우징과 일체로 형성된 다수의 탭(70)을 구비하는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 탭은 상기 보빈의 다른 단부의 플랜지를 가압하도록 내측으로 구부려지는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징의 제 2 부분은 상기 하우징과 일체로 형성된 다수의 탭(78)을 구비하는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 탭은 상기 제 2 플럭스 컬렉터를 가압하도록 내측으로 구부려지는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징은 대체로 원통 관형 구조를 갖는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징의 일 단부는 상기 본체와 결합하는 내측으로 연장하는 표면(62)을 갖는
    솔레노이드 작동식 밸브.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 본체와 결합하는 내측으로 연장하는 표면(62)을 일 단부에 갖는 대체로 원통형인 쉘을 포함하는
    솔레노이드 작동식 밸브.
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