KR101225291B1 - 양방향 솔레노이드 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양방향 솔레노이드 실린더에 관한 것이다, 본 발명은 보빈이 내장된 중공하우징; 상기 보빈을 상기 중공하우징의 내부에 구속하는 스토퍼; 상기 보빈에 와인딩된 상태로 상기 중공하우징의 내부 일측에 내장되고, 통전되는 전원에 의해 중공하우징(140)의 내부 일측에 전자기력을 제공하며, 일측단자를 갖는 일측코일; 상기 보빈에 와인딩되어 상기 중공하우징의 내부 타측에 내장되고, 일측코일과 통전가능하게 연결되어 중공하우징의 내부 타측에 전자기력을 제공하며, 타측단자를 갖는 타측코일; 상기 일측코일 및 타측코일 사이에서 자력을 제공하는 마그네트; 상기 자력과 전자기력에 의해 왕복하고, 로드를 갖는 플런저; 상기 일측단자나 상기 타측단자에 양전류를 인가하는 양전류단자; 상기 일측단자나 타측단자에 음전류를 인가하는 음전류단자; 및 상기 양전류단자나 음전류단자를 상기 일측단자나 타측단자에 교번상태로 스위칭시키는 스위치;를 포함한다. 본 발명은 일측코일 및 타측코일이 동시에 전자기력을 제공한다.

Description

양방향 솔레노이드 실린더 {BIDIRECTIONAL SOLENOID CYLINDER}

본 발명은 양방향 솔레노이드 실린더에 관한 것으로서, 전자기력에 의해 양측으로 작동이 가능한 양방향 솔레노이드 실린더에 관한 것이다.

일반적으로, 양방향 솔레노이드 실린더는 주로 유체를 제어하는 밸브나 다른 부품에게 구동력을 제공하는 엑츄에이터로 사용된다. 이러한 양방향 솔레노이드는 하우징의 내부 양측에서 순차적으로 제각기 발생되는 전자기력에 의해 하우징에 내장된 로드나 플런저가 하우징의 양측으로 이동한다. 따라서, 양방향 솔레노이드 실린더는 필요에 따라 일측이나 타측으로 로드를 이동시킬 수 있다.

이와 같은 양방향 솔레노이드 실린더는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같은 형태로 다양하게 제조된다. 이렇게, 도 1 내지 도 5에 도시된 양방향 솔레노이드를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 1은 대한민국 특허청에 특허등록된 등록 제226672호(명칭: 양방향으로 작동가능한 솔레노이드 구조)에 의한 양방향 솔레노이드 밸브(이하 "제1 종래기술"이라 함)이다. 이러한 제1 종래기술은 양단에 로드가 형성되어 하우징(2)에 내장된 플런저(4)의 양측에 제1코일(6a) 및 제2코일(6b)가 제각기 와인딩되고, 제1코일(6a) 및 제2코일(6b)에 제1단자(T1) 및 제2단자(T2)가 마련되며, 차량에 접지된 접지단자(5)가 제1코일(6a) 및 제2코일(6b)에 연결된다. 따라서, 제1 종래기술은 스위치(SW)가 제1단자(T1)에 스위칭되어 점선화살표로 도시된 바와 같이 제1코일(6a)에 전류가 통전될 경우 플런저(4)가 제1코일(6a)의 전자기력에 의해 일측으로 이동되고, 이와 달리 스위치(SW)가 제2단자(T2)에 스위칭되어 실선화살표로 도시된 바와 같이 제2코일(6b)에 전류가 통전될 경우 플런저(4)가 제2코일(6b)의 전자기력에 의해 타측으로 이동된다.

그러나, 이러한 제1 종래기술은 제1코일(6a)이나 제2코일(6b) 중 플런저(4)의 이동방향에 위치한 어느 한 곳에만 전원을 인가하여 어느 하나에서만 발생된 전자기력으로 플런저(4)를 이동시켜야 하므로 플런저(4)를 이동시키기 위한 충분한 전자기력이 확보되도록 제1코일(6a)이나 제2코일(6b)의 권선수를 증가시켜서 투자율을 강화하여야 한다. 이로 인하여, 제1 종래기술은 제1코일(6a)이나 제2코일(6b)의 권선두께가 증가하여 자중이 증가할 뿐만 아니라 크기가 비대해지는 문제가 있다.

또한, 제1 종래기술은 플런저(4)의 이동방향에 위치한 제1코일(6a)이나 제2코일(6b) 중 어느 하나에서 발생되는 전자기력에 의해 이동하므로 원활한 이동은 가능하지만, 플런저(4)에 작용하는 전자기력이 플런저(4)의 초기 이동시나 이동 완료시에도 동일한 크기로 제공되므로 플런저(4)가 이동이 완료될 경우 하우징(2)의 양단에 결합된 캡과 충돌하면서 소음을 크게 발생시키는 문제도 있다.

다음, 첨부된 도 2는 대한민국 특허청에 특허등록된 등록 제407542호(명칭: 냉매의 방향 전환용 밸브)에 의한 양방향 솔레노이드 밸브(이하 "제2 종래기술"이라 함)이다. 이러한 제2 종래기술은 상부보빈(11)의 상부코일(11a)에 전원이 인가되어 상부코일(11a)에서 전자기력이 발생될 경우 스플(10)이 상방으로 이동하고, 이와 달리 상부코일(11a)과 반대방향으로 하부보빈(12)에 와인딩된 하부코일(11b)에 전원이 인가되어 하부코일(12a)에서 전자기력이 발생될 경우 상부코일(11a)과 반대로 발생되는 하부코일(12a)의 자력선에 의한 전자기력에 의하여 스플(10)이 하부로 이동한다. 따라서, 스플(10)은 양방향 제어가 가능하다.

하지만, 이러한 제2 종래기술은 상부코일(11a)이나 하부코일(12a)이 제각각의 와인딩 공정에 의해 상부보빈(11) 및 하부보빈(12)에 한번에 와인딩되지 못하고 별개의 공정에 의해 제각기 와인딩되므로 제조공정이 복잡하다는 문제가 있다.

또, 상부코일(11a)이나 하부코일(12a)이 제각기 작동하므로 제1 종래기술과 동일한 문제를 야기시킨다. 즉, 제2 종래기술은 자중이 증가할 뿐만 아니라 크기가 비대해지는 문제가 있으며, 스플(10)의 양단부에 설치된 플랜지형태의 스토퍼가 충돌 소음을 크게 발생시키는 문제도 있다.

또한, 제2 종래기술은 상부코일(11a) 및 하부코일(11b)에 전원이 제각기 공급되어 제각각으로 작동하도록, 상부코일(11a) 및 하부코일(11b)에 미도시된 플러스단자 및 마이너스단자를 제각기 설치하여야 하므로 4개의 단자를 구비해야할 뿐만 아니라 이로 인하여 배선이 복잡해지는 문제가 있다.

그 다음, 첨부된 도 3은 대한민국 특허청에 공개된 특허공개 제63912호(명칭: 변전설비 차단기용 액츄에이터)에 의한 양방향 솔레노이드 실린더(이하 "제3 종래기술"이라 함)이다. 이러한 제3 종래기술은 보빈에 와인딩된 좌측코일(21)에서 전자기력이 발생될 경우 플런저(20)가 좌측으로 이동하고, 이와 달리 보빈에 와인딩된 우측코일(22)에서 전자기력이 발생될 경우 플런저(20)가 우측으로 이동한다. 따라서, 플런저(20)는 양방향으로 이동하면서 일단부의 링크를 시소운동시킨다.

그러나, 이러한 제3 종래기술은 좌측코일(21)이나 우측코일(22)이 제각기 작동하므로 제1 및 제2 종래기술과 동일한 문제를 야기시킨다. 즉, 제3 종래기술은 자중이 증가할 뿐만 아니라 크기가 비대해지는 문제가 있고, 플런저(20)의 단부가 충돌 소음을 크게 발생시키는 문제도 있으며, 배선이 복잡하다는 문제도 있을 뿐만 아니라 좌측코일(21)이나 우측코일(22)을 별개의 공정으로 와인딩하여야 하므로 제조공정이 복잡하다는 문제도 있다.

이어서, 첨부된 도 4 및 도 5는 대한민국 특허청에 실용신안등록된 공고 제1944-3010호(명칭: 전자 솔레노이드)에 의한 양방향 솔레노이드 실린더(이하 "제4 종래기술"이라 함)이다. 이러한 제4 종래기술은 도 4에 도시된 바와 같이 타측보빈에 마련된 타측코일(42)에 전원이 공급되어 타측코일(42)에서 전자기력이 발생될 경우, 점선 및 실선으로 표시된 바와 같은 전자기력 및 마그네트(43)의 자력에 의해 로드(40)가 화살표로 도시된 바와 같이 타측으로 이동한다. 그리고, 이와 반대로 도 5에 도시된 바와 같이 일측보빈에 와인딩된 일측코일(41)에 전원이 공급되어 일측코일(41)에서 전자기력이 발생될 경우 전자기력 및 마그네트(43)의 자력에 의해 로드(40)가 원위치로 복귀한다.

하지만, 이러한 제4 종래기술은 일측코일(41) 및 타측코일(42)이 도시된 바와 같이 분리된 보빈에 제각기 와인딩되어 분리된 상태를 이루면서 제각각의 공급 전원에 의해 제각각으로 전자기력을 발생시키므로 전술한 제1 및 제2 종래기술과 동일한 문제를 발생시킨다. 즉, 제4 종래기술은 자중이 증가할 뿐만 아니라 크기가 비대해지는 문제가 있고, 로드(40)에 플랜지형태로 형성된 스토퍼가 충돌 소음을 크게 발생시키는 문제도 있으며, 배선이 복잡한 문제도 있을 뿐만 아니라 일측코일(41)이나 타측코일(42)을 별개의 공정으로 제각기 와인딩하여야 하므로 제조공정이 복잡하다는 문제도 있다.

이에 더하여, 제4 종래기술은 마그네트(43)의 자력이 후술(본 발명의 도 10 설명 참고)되는 바와 같이 일측코일(41)이나 타측코일(42)에서 발생되는 전자기력에 대항하는 반력성 자력을 로드(40)에 제공하여 로드(40)의 응답성을 저하시키는 문제도 발생시킨다.

결론적으로, 전술한 바와 같은 종래기술에 의한 양방향 솔레노이드 실린더는코일들의 권선수를 증가시켜야 하므로 자중이 증가할 뿐만 아니라 크기가 비대해지는 문제가 있고, 충돌 소음이 크게 발생되는 문제도 있으며, 배선이 복잡한 문제도 있을 뿐만 아니라 복수의 코일들을 별개의 공정으로 제각기 와인딩하여야 하므로 제조공정이 복잡하다는 문제도 있다. 특히, 제4 종래기술과 같이 마그네트(43)가 코일들 사이에 개재된 경우 마그네트(43)에 의해 로드(40)의 이동방향을 저해하는 반력성 자력이 로드(40)에 제공되므로 로드(40)의 응답성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 마그네트와 함께 직렬상태로 마련된 복수의 코일이 통전가능하게 연결되어 어느 하나의 코일로 전원을 인가하여도 복수의 코일에서 동시에 전자기력이 발생됨에 따라 코일의 권선두께 및 마그네트의 크기를 감소시켜도 플런저의 이동에 필요한 전자기력을 충분히 확보할 수 있으며, 전원을 복수의 코일에 교번상태로 인가하여 플런저의 이동에 필요한 자력을 제공할 수 있는 양방향 솔레노이드 실린더를 제공하기 위함이 그 목적이다.

특히, 복수의 코일에서 동시에 발생되는 전자기력 중 어느 하나가 플런저의 이동시 반력으로 작용하는 마그네트의 일부 자력을 상쇄시킬 수 있으며, 플런저의 최종 이동시 종래 보다 약한 전자기력을 제공할 수 있는 양방향 솔레노이드 실린더를 제공하기 위함이 그 목적이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자기력에 의해 양방향으로 작동하는 양방향 솔레노이드 실린더에 있어서, 중공하우징; 상기 중공하우징에 내장되는 적어도 하나의 보빈; 상기 보빈을 상기 중공하우징의 내부에 구속하는 스토퍼; 상기 보빈에 와인딩된 상태로 상기 중공하우징의 내부 일측에 내장되고, 통전되는 전원에 의해 중공하우징의 내부 일측에 전자기력을 제공하는 일측코일; 상기 일측코일에 연결되어 전원을 통전하는 일측단자; 상기 보빈에 와인딩되어 일측코일과 이격된 상태로 상기 중공하우징의 내부 타측에 내장되고, 일측코일을 구성하는 도선으로 제조됨에 따라 일측코일과 통전가능하게 연결되어 일측코일과 직렬로 통전되며, 통전되는 전원에 의해 중공하우징의 내부 타측에 전자기력을 제공하는 타측코일; 상기 타측코일에 연결되어 전원을 통전하는 타측단자; 상기 일측코일 및 타측코일 사이에서 자력을 제공하는 마그네트; 상기 마그네트의 자력과 상기 일측코일 및 타측코일의 전자기력에 의해 상기 보빈에 삽입된 상태로 왕복하는 플런저; 상기 플런저에 결합되어 플런저에 의해 이동하는 로드; 상기 일측단자나 상기 타측단자에 양전류를 인가하여 상기 일측코일이나 타측코일에 양전류의 전원을 제공하는 양전류단자; 상기 양전류단자와 교번상태로 상기 일측단자나 타측단자에 음전류를 인가하여 상기 일측코일이나 타측코일에 음전류의 전원을 제공하는 음전류단자; 및 상기 양전류단자나 음전류단자를 상기 일측단자나 타측단자에 교번상태로 스위칭시키는 스위치;를 포함하며, 상기 일측코일 및 타측코일은, 상기 일측단자나 타측단자로 인가되는 전원이 통전되도록 상기 도선에 의해 서로 연결됨에 따라 일측단자나 타측단자 중 어느 하나에 전원이 통전되면 상기 중공하우징의 내부 일측 및 타측에서 전자기력을 동시에 제각기 발생시키며, 발생되는 전자기력 중 전원이 출력되는 방향에 위치한 전자기력이 상기 마그네트에서 발생되는 자력의 일부를 상쇄시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명은, 일측코일 및 타측코일이 통전가능하게 연결되어 일측코일 및 타측코일이 동시에 전자기력을 제공하므로 플런저를 원활하게 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 일측코일 및 타측코일의 권선두께 및 마그네트의 크기를 감소시켜서 전체적인 중량을 감소시킬 수 있는 동시에 콤팩트한 크기의 제조가 가능하며, 전원을 일측코일 및 타측코일에 교번상태로 인가하여 플런저의 이동에 부합되는 자력선을 형성할 수 있으므로 플런저의 이동에 작용하는 유효 전자기력을 효율적으로 제공할 수 있다.

특히, 일측코일이나 타측코일에서 동시에 발생되는 전자기력 중 어느 하나의 전자기력이 플런저의 초기 이동시 반력으로 작용하는 마그네트의 자력을 상쇄시킬 수 있으므로 플런저를 원활하게 초기 기동시킬 수 있으며, 일측코일 및 타측코일의 권선두께를 종래 보다 얇게 형성하여 플런저의 최종 이동시 종래 보다 약한 전자기력을 제공할 수 있으므로 플런저의 최종 이동시 발생되는 충격소음을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.

도 1은 제1 종래기술에 의한 양방향 솔레노이드 실린더의 단면도;
도 2는 제2 종래기술에 의한 양방향 솔레노이드 실린더의 단면도;
도 3은 제3 종래기술에 의한 양방향 솔레노이드 실린더의 단면도;
도 4는 제4 종래기술에 의한 양방향 솔레노이드 실린더의 작동전 단면도;
도 5는 도 4에 도시된 양방향 솔레노이드 실린더의 작동상태 단면도;
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더의 종단면도;
도 7은 도 6에 도시된 양방향 솔레노이드 실린더의 일방향 작동상태를 도시한 종단면도;
도 8은 도 7에 도시된 양방향 솔레노이드 실린더의 자기회로도;
도 9는 도 8에 도시된 양방향 솔레노이드 실린더의 타방향 작동상태를 도시한 종단면도;
도 10은 비교예의 의한 양방향 솔레노이드 실린더의 자기회로도; 및
도 11은 도 6 및 도 10에 도시된 양방향 솔레노이드 실린더의 자기력을 평가한 그래프.

이하, 첨부된 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더를 설명하면 다음과 같다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더는, 도시된 바와 같이 중공하우징(140), 보빈(110), 일측코일(110a), 일측단자(T1), 타측코일(110b), 타측단자(T2), 마그네트(M), 플런저(121), 로드(123), 양전류단자(PT), 음전류단자(MT) 및 스위치(SW), 그리고 후술되는 스토퍼를 포함한다.

중공하우징(140)은 예컨대, 도시된 바와 같이 내부에 중공을 갖는 원통으로 구성할 수 있다. 중공하우징(140)은 도시된 바와 같이 양단부에 후술되는 캡(131a)이 결합된다.

보빈(110)은 도시된 바와 같이 중공하우징(140)에 내장된다. 보빈(110)은 예컨대, 도시된 바와 같이 중공하우징(140)의 길이방향을 따라 길게 형성되어 단일체로 구성될 수 있다. 즉, 보빈(110)은 길이를 갖는 하나의 부재로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 보빈(110)은 도시된 바와 같이 일측에 후술되는 일측코일(110a)이 와인딩되고, 타측에 후술되는 타측코일(110b)이 일측코일(110a)과 이격된 상태로 와인딩된다.

하지만, 보빈(110)은 도시된 바와 달리 양분되어 종래기술의 보빈과 같이 한쌍으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 보빈(110)은 중공하우징(140)의 내부 양측에 제각기 내장되어 중공하우징(140)의 길이방향을 따라 정렬된다. 이때, 중공하우징(140)의 내부 일측에 내장된 보빈(미도시)은 후술되는 일측코일(110a)이 와인딩된다. 이와 반대로, 중공하우징(140)의 내부 타측에 내장된 보빈(미도시)은 후술되는 타측코일(110b)이 와인딩된다. 결론적으로, 중공하우징(140)의 내부 양측에 제각기 내장된 한쌍의 보빈은 후술되는 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)이 제각기 와인딩된다. 따라서, 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)은 중공하우징(140)의 내부 일측 및 타측에 제각기 내장된다.

여기서, 전술한 2개의 보빈은 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 내용이므로 그 자세한 설명은 생략한다. 이러한 보빈은 전술한 바와 같이 단일체로 형성될 경우 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)이 일측 및 타측에 제각기 와인딩되므로 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)을 용이하게 와인딩할 수 있으며, 이로 인하여 와인딩작업을 간편하게 실행할 수 있을 뿐만 아니라 성형비용 등의 제조비용을 절감할 수 있으므로 2개로 분할하여 구성하는 것보다는 단일체로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 보빈은 이후의 설명에서 혼동되지 않도록 도시된 바와 같이 하나로 구성된 것만을 그 예로 설명한다.

일측코일(110a)은 도시된 바와 같이 보빈(110)에 와인딩된 상태로 중공하우징(140)의 내부 일측에 내장된다. 이러한 일측코일(110a)은 후술되는 바와 같이 통전되는 전원에 의해 중공하우징(140)의 내부 일측에 전자기력을 제공한다. 일측코일(110a)은 도시된 바와 같이 하나로 구성된 보빈(110)의 일측에 와인딩된다. 이때, 일측코일(110a)은 도시된 바와 같이 전술한 종래의 코일들 보다 얇은 두께로 와인딩된다. 특히, 일측코일(110a)은 도시된 바와 같이 종래의 코일에 비해 약 절반의 두께로 와인딩된다.

일측단자(T1)는 도시된 바와 같이 일측코일(110a)에 연결되어 후술되는 양전류단자(PT)나 음전류단자(MT)의 전원을 통전시킨다. 따라서, 일측단자(T1)는 일측코일(110a)에 양전류나 음전류의 전원을 통전시킨다. 이러한 일측단자(T1)는 예컨대, 도시된 바와 같이 하나로 구성되어 일측코일(110a)에 연결될 수 있으며, 이와 달리 복수로 구성되어 일측코일(110a)에 연결될 수도 있다.

타측코일(110b)은 도시된 바와 같이 일측코일(110a)과 이격된 상태로 중공하우징(140)의 내부 타측에 내장된다. 이때, 타측코일(110b)은 예컨대, 일측코일(110a)을 구성하는 도선으로 제조되며, 보빈(110)의 타측에 와인딩되어 보빈(110)의 타측에 마련된다. 즉, 타측코일(110b)은 하나의 도선이 보빈(110)의 일측에 와인딩되어 일측코일(110a)을 구성한 후, 절단되지 않은 상태로 보빈(110)의 타측에 와인딩됨에 따라 보빈(110)의 타측에 마련된다. 이때, 타측코일(110b)은 도선이 절단되지 않으므로 도시된 바와 같이 일측코일(110a)과 연결되는 연결도선(110c)에 의해 일측코일(110a)과 통전가능하게 연결된다. 물론, 타측코일(110b)은 연결도선(110c)을 통해 일측코일(110a)과 직렬로 통전된다. 이러한 타측코일(110b)은 전술한 바와 같이 보빈(110)이 2개로 구성될 경우에도 연결도선(110c)을 통해 일측코일(110a)과 통전가능하게 연결된다.

타측코일(110b)은 일측코일(110a)과 동일한 방향의 자력선이 형성되도록 일측코일(110a)의 와인딩 방향과 동일한 방향으로 보빈(110)의 타측에 와인딩될 수 있다. 하지만, 타측코일(110b)은 후술되는 바와 같이 플런저(121)를 이동시키는 전자기력이나, 마그네트(M)의 일부 자력(MF)을 상쇄시키는 자력만 발생시키면 되므로 일측코일(110a)과 반대되는 방향으로 보빈(110)에 와인딩될 수도 있다. 설명에 있어서, 타측코일(110b)은 일측코일(110a)과 동일한 방향으로 와인딩된 것을 그 예로 설명한다.

타측코일(110b)은 일측코일(110a)과 동일한 방향으로 와인딩될 경우 통전시 일측코일(110a)과 동일한 방향의 자력선을 형성한다. 즉, 타측코일(110b)은 통전되는 전원에 의해 중공하우징(140)의 내부 타측에 전자기력을 제공한다. 이러한 타측코일(110b)은 도시된 바와 같이 일측코일(110a)과 동일한 두께로 와인딩되어 전술한 종래의 코일 보다 얇은 두께를 갖는다. 물론, 타측코일(110b)은 도시된 바와 같이 종래의 코일에 비해 절반의 두께를 갖는다.

여기서, 전술한 타측코일(110b)은 전술한 바와 달리 일측코일(110a)과 연결되지 않은 도선으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우 타측코일(110b)은 일측의 단부나 미도시된 별개의 통전선에 의해 일측코일(110a)과 통전가능하게 연결될 수 있다. 하지만, 이러한 경우 타측코일(110b)은 일측코일(110a)과 통전되도록, 일측의 단부가 일측코일(110a)에 연결되거나, 별개의 통전선을 준비한 후 통전선의 일단부를 일측의 단부에 연결한 다음 통전선의 타단부를 일측코일(110a)에 연결하여야 한다. 따라서, 이러한 경우의 타측코일(110b)은 제조공정이 복잡해지므로 전술한 바와 같이 일측코일(110a)을 형성하는 도선에 의해 제조되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 타측단자(T2)는 도시된 바와 같이 타측코일(110b)에 연결되어 후술되는 양전류단자(PT)나 음전류단자(MT)의 전원을 통전시킨다. 따라서, 타측단자(T2)는 타측코일(110b)에 음전류나 양전류의 전원을 통전시킨다. 이러한 타측단자(T2)는 도시된 바와 같이 하나로 구성되어 타측코일(110b)에 연결될 수 있으며, 도시된 바와 달리 복수로 구성되어 타측코일(110b)에 연결될 수도 있다.

마그네트(M)는 도시된 바와 같이 일측코일(110a) 및 타측코일(110b) 사이에 설치된다. 이러한 마그네트(M)는 도시된 바와 같이 보빈(110)의 중간부분에 설치되어 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)에 자력을 제공한다. 마그네트(M)는 도시된 바와 같이 보빈(110)의 중간부분에 끼움돌기(P)가 마련될 경우 끼움돌기(P)에 억지끼움으로 고정된다. 따라서, 마그네트(M)는 보빈(110)의 외측에 견고하게 고정된다. 이러한 마그네트(M)는 도시된 바와 같이 하나로 구성될 수 있으며, 이와 달리 복수로 구성될 수 있다. 이와 같은 마그네트(M)의 수량은 요구되는 자력에 의해 결정된다.

플런저(121)는 도시된 바와 같이 보빈(110)에 이동가능하게 삽입된다. 플런저(121)는 후술되는 바와 같이 마그네트(M)의 자력과 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)의 전자기력에 의해 보빈(110)에 삽입된 상태로 보빈(110)의 축방향을 따라 왕복한다.

로드(123)는 도시된 바와 같이 플런저(121)에 결합되어 플런저(121)에 의해 이동한다. 즉, 로드(123)는 플런저(121)와 함께 보빈(110)을 따라 왕복한다.

양전류단자(PT)는 도시된 바와 같이 외부로부터 양전류를 공급받아서 일측단자(T1)나 타측단자(T2)에 인가한다. 따라서, 양전류단자(PT)는 일측단자(T1)나 타측단자(T2)를 통해 일측코일(110a)이나 타측코일(110b)에 양전류의 전원을 제공한다. 이러한 양전류단자(PT)는 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더가 미도시된 차량에 설치될 경우, 도시된 바와 같이 배터리(B)로부터 양전류를 공급받는다.

음전류단자(MT)는 외부로부터 음전류를 공급받아서 후술되는 바와 같이 양전류단자(PT)와 교번상태로 일측단자(T1)나 타측단자(T2)에 음전류를 인가한다. 따라서, 음전류단자(MT)는 일측단자(T1)나 타측단자(T2)를 통해 일측코일(110a)이나 타측코일(110b)에 음전류의 전원을 제공한다. 이러한 음전류단자(MT)는 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더가 미도시된 차량에 설치될 경우, 미도시된 차체에 도시된 바와 같이 접지되어 차체로부터 배터리(B)의 음전류를 공급받는다.

스위치(SW)는 예컨대, 실선으로 도시된 바와 같은 제1스위치(SW1) 및 파선으로 도시된 바와 같은 제2스위치(SW2)로 구성할 수 있으며, 제조상의 편의성과 신속성 및 반복적인 스위칭작동의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 통상의 릴레이로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 스위치(SW)는 후술되는 바와 같이 양전류단자(PT)나 음전류단자(MT)를 일측단자(T1)나 타측단자(T2)에 교번상태로 스위칭시킨다.

여기서, 전술한 제1스위치(SW1)는 도시된 바와 같이 배터리(B)에 연결된 양전류단자(PT)를 후술되는 바와 같이 일측코일(110a)의 일측단자(T1)나 타측코일(110b)의 타측단자(T2)에 스위칭시켜서 일측코일(110a)이나 타측코일(110b)에 양전류를 인가한다. 그리고, 전술한 제1스위치(SW1)는 도시된 바와 같이 차체에 접지된 음전류단자(MT)를 후술되는 바와 같이 일측코일(110a)의 일측단자(T1)나 타측코일(110b)의 타측단자(T2)에 스위칭시킨다. 따라서, 스위치(SW)는 양전류단자(PT)나 음전류단자(MT)를 일측단자(T1)나 타측단자(T2)에 스위칭시킨다.

한편, 스토퍼는 예컨대, 도시된 바와 같이 중공하우징(140)의 양단부에 결합되는 캡(131a)으로 구성할 수 있다. 이러한 캡(131a)은 도시된 바와 같이 로드(123)가 관통되는 상태로 중공하우징(140)의 양단을 차폐하여 보빈(110)을 중공하우징(140)의 내부에 구속한다. 즉, 스토퍼는 보빈(110)을 중공하우징(140)의 내부에 구속하는 요소이다.

여기서, 전술한 캡(131a)은 예컨대, 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)의 전자기력에 의해 자기회로를 형성하는 자성체로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 캡(131a)은 자기회로를 형성하는 요크로 구성될 수 있다. 이러한 캡(131a)은 자성체로 구성될 경우 자기회로를 형성하는 요크작용을 하므로 전자기력을 강화시킬 수 있으며, 중공하우징(140)의 양단부를 차폐하므로 보빈(110)을 중공하우징(140)의 내부에 용이하게 고정할 수 있을 뿐만 아니라 중공하우징(140)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

다른 한편, 전술한 연결도선(110c)은 도시된 바와 같이 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)이 이격됨에 따라 외부로 노출된다. 따라서, 중공하우징(140)은 연결도선(110c)을 수용하여 연결부를 보호하는 수용수단이 내부에 마련될 수 있다.

수용수단은 예컨대, 확대 도시된 바와 같이 마그네트(M)에 홈형태로 형성되어 상기 연결도선(110c)이 삽입되는 그루브홀더(GR)로 구성할 수 있다. 그루브홀더(GR)는 도시된 바와 같이 연결도선(110c)을 마그네트(M)에 관통시켜서 외부로부터 연결도선(110c)을 보호하여 연결도선(110c)의 단선을 방지한다. 이러한 그루브홀더(GR)는 도시된 바와 달리 보빈(110)에 마련될 수도 있다. 이러한 경우 그루브홀더(GR)는 보빈(110)의 외주면에 보빈(110)의 길이방향을 따라 형성된다.

수용수단은 마그네트(M)나 보빈(110)에 홈형태로 형성되는 그루브홀더(GR)로 구성될 경우 그루브홀더(GR)를 별개의 부재를 이용하지 않고도 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 수용수단은 별개의 부재가 추가되지 않아도 연결도선(110c)을 수용하여 보호할 수 있다.

여기서, 전술한 연결도선(110c)은 그루브홀더(GR)에 삽입된 후 에폭시와 같은 경화물질이 도포될 수 있다. 이러한 경우 연결도선(110c)은 경화물질에 의해 그루브홀더(GR)에 견고하게 고정된다. 따라서, 연결도선(110c)은 단선이 더욱더 방지된다.

도 7을 참조하면, 스위치(SW)는 도시된 바와 같이 플런저(121)를 하방으로 하강시킬 경우, 제1스위치(SW1)를 통해 양전류단자(PT)를 타측코일(110b)의 타측단자(T2)에 스위칭시켜서 배터리(B)의 양전류를 타측코일(110b)에 인가한다. 그리고, 스위치(SW)는 제2스위치(SW2)를 통해 음전류단자(MT)를 일측코일(110a)의 일측단자(T1)에 스위칭시켜서 배터리(B)의 음전류를 일측코일(110a)에 인가한다. 즉, 스위치(SW)는 양전류단자(PT) 및 음전류단자(MT)를 타측코일(110b)의 타측단자(T2) 및 일측코일(110a)의 일측단자(T1)에 교번상태로 스위칭시킨다. 따라서, 배터리(B)는 전원이 양전류단자(PT)를 통해 인가된 후 제1스위치(SW1), 타측단자(T2), 타측코일(110b), 연결도선(110c), 일측코일(110a), 일측단자(T1), 제2스위치(SW2) 및 음전류단자(MT)를 순차적으로 경유한 다음 음전류단자(MT)를 통해 차체에 통전된다. 즉, 배터리(B)의 전원은 도면의 ①→②→③→④의 순으로 통전된다.

이때, 타측코일(110b)은 타측단자(T2)를 통해 유입되는 전원에 의해 후술되는 바와 같이 전자기력을 발생시켜서 플런저(121)를 하방으로 당긴다. 즉, 타측코일(110b)은 전자기력에 의한 인력을 플런저(121)에 제공한다. 따라서, 플런저(121)는 타측코일(110b)의 전자기력에 의해 도시된 바와 같이 하방으로 이동하면서 로드(123)를 중공하우징(140)의 하부로 돌출시킨다.

한편, 일측코일(110a)은 연결도선(110c)을 통해 유입되는 타측코일(110b)의 전원에 의하여 타측코일(110b)과 함께 전자기력을 발생시킨다. 이러한 일측코일(110a)은 발생되는 전자기력을 이용하여 마그네트(M)의 일부 자력을 후술되는 바와 같이 상쇄시킨다. 즉, 전원이 출력되는 일측코일(110a)은 출력되는 전원에 의해 전자기력을 발생시켜서 마그네트(M)의 일부 자력을 상쇄시킨다. 따라서, 플런저(121)는 일측코일(110a)에서 전자기력이 발생하여도 원활하게 하강한다.

결론적으로, 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)은 전원이 통전될 경우 중공하우징(140)의 내부 일측 및 타측에서 동시에 제각각으로 전자기력을 발생시켜서, 마그네트(M)의 일부 자력을 상쇄시키거나 플런저(121)에 인력을 제공한다.

도 8을 참조하면, 타측코일(110b)은 타측단자(T2)를 통해 유입되는 전원에 의해 화살표로 도시된 바와 같이 하방을 향하는 반시계 방향 자력선의 전자기력(EF)을 발생시켜서 플런저(121)를 하방으로 당긴다. 이때, 타측코일(110b)은 보빈(110)의 중간부분에 설치된 마그네트(M)의 자력(MF)과 함께 자기회로를 형성하면서 화살표로 도시된 바와 같이 하방을 향하는 자력선을 형성한다. 따라서, 타측코일(110b)은 플런저(121)를 로드(123)와 함께 하방으로 이동시킨다.

한편, 일측코일(110a)은 타측코일(110b)의 작동시 타측코일(110b)과 동일한 방향으로 와인딩됨에 따라 연결도선(110c)을 통해 유입되는 전원에 의해 화살표로 도시된 바와 같이 타측코일(110b)과 동일 방향 자력선의 전자기력(EF)을 발생시킨다. 즉, 일측코일(110a)은 하방을 향하는 자력선을 형성한다. 이러한 일측코일(110a)은 발생된 전자기력(EF)이 도시된 바와 같이 마그네트(M)에서 발생되어 플런저(121)에 작용하는 일부의 자력(MF)을 상쇄시킨다. 따라서, 마그네트(M)는 일측코일(110a)의 방향으로 작용하는 자력(MF)이 약화되어 사실상 일측코일(110a) 방향의 자력(MF)이 상실된다. 즉, 마그네트(M)는 플런저(121)의 이동시 반력으로 작용하는 자력(MF)을 플런저(121)에 거의 제공하지 않는다. 이로 인하여, 플런저(121)는 반력이 제공되지 않으므로 원활하게 초기 기동(이동)을 실시한다.

한편, 플런저(121)는 타측코일(110b)에서 전자기력(EF)이 발생되고, 일측코일(110a)에 의해 마그네트(M)의 상부측 자력(MF)이 사실상 상실되어 전자기력(EF)의 약화가 방지되므로 초기 이동시 원활하게 기동한다. 이때, 플런저(121)는 타측코일(110b)이 종래의 코일 보다 얇은 두께로 와인딩됨에 따라 종래 보다 약한 전자기력(EF)이 발생하여도 마그네트(M)의 자력(MF)에 의한 상부측 반력이 작용하지 않으므로 원활하게 기동한다. 따라서, 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)은 권선두께가 종래 보다 얇아도 종래와 거의 동일하게 플런저(121)를 이동시킬 수 있다. 즉, 종래에는 상부측 자력(MF)을 극복하기 위해 코일을 두껍게 권선하여야 하였지만, 본 발명은 상부측 자력(MF)이 일측코일(11a)에 의해 상실되므로 얇게 권선하여도 원활하게 작동한다.

플런저(121)는 타측코일(110b)의 전자기력(EF)에 의해 하방으로 이동한 후 중공하우징(140)의 단부에 결합된 캡(131a)에 충돌하면서 이동이 완료된다. 이때, 플런저(121)는 타측코일(110b)의 전자기력(EF)이 종래의 코일 보다 얇은 두께로 와인딩되고, 일측코일(110a)의 전자기력(EF)이 마그네트(M)의 일부 자력(MF)과 상쇄되어 타측코일(110b)의 전자기력(EF)만이 구동원으로 작용하므로 이동이 완료되는 최종 이동시의 전자기력(EF)이 종래 보다 약하게 작용한다. 즉, 플런저(121)는 이동이 완료되는 최종 지점에 종래 보다 약한 전자기력(EF)이 작용한다. 따라서, 플런저(121)는 종래 보다 약하게 캡(131a)과 충돌되므로 충돌소음이 종래 보다 감쇠된다.

여기서, 전술한 마그네트(M)는 종래의 마그네트 보다 얇은 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 마그네트(M)는 플런저(121)가 반력성 자력(MF)의 상실에 의해 초기 기동이 우수하고, 타측코일(110b)의 전자기력(EF)만으로 사실상 이동되므로 전술한 종래의 마그네트 보다 얇은 두께로 형성되어도 플런저(121)의 이동에 지장을 주지 않는다. 이러한 마그네트(M)는 본 발명의 출원인이 실험한 바에 의하면 종래의 마그네트 보다 약 절반의 두께로 형성되어도 충분하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더는 마그네트(M)의 두께가 감소함에 따라 총 중량이 감소된다. 물론, 본 발명의 실시예에 의한 양방향 솔레노이드 실린더는 전술한 바와 같이 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)의 권선두께도 종래 보다 절반으로 절감되므로 총 중량이 더욱더 감소된다.

도 9를 참조하면, 스위치(SW)는 도시된 바와 같이 플런저(121)를 상부로 상승시킬 경우, 제1스위치(SW1)가 양전류단자(PT)를 일측코일(110a)의 일측단자(T1)에 스위칭시켜서 배터리(B)의 양전류를 일측코일(110a)에 인가한다. 그리고, 스위치(SW)는 제2스위치(SW2)를 통해 음전류단자(MT)를 타측코일(110b)의 타측단자(T2)에 스위칭시켜서 배터리(B)의 음전류를 타측코일(110b)에 인가한다. 따라서, 배터리(B)의 전원은 양전류단자(PT)로 인가된 후 제1스위치(SW1), 일측단자(T1), 일측코일(110a), 연결도선(110c), 타측코일(110b), 타측단자(T2), 제2스위치(SW2) 및 음전류단자(MT)를 순차적으로 경유한 다음 음전류단자(MT)를 통해 차체에 통전된다. 즉, 배터리(B)의 전원은 플런저(121)를 하강시키는 전술한 도 7과 반대로 인가되어 플런저(121)가 상승하도록, 도면의 ①→②→③→④의 순으로 통전된다.

이때, 일측코일(110a)은 일측단자(T1)로 유입되어 타측코일(110b)로 통전되는 전원에 의해 반시계 방향의 자력선을 갖는 전자기력(EF)을 제공하여 플런저(121)를 상방으로 당긴다. 따라서, 플런저(121)는 일측코일(110a)의 전자기력에 의해 도시된 바와 같이 상방으로 이동하면서 로드(123)를 중공하우징(140)의 상부로 돌출시킨다.

한편, 타측코일(110b)은 연결도선(110c)을 통해 유입되는 일측코일(110a)의 전원에 의하여 일측코일(110a)과 함께 전자기력을 발생시키면서 플런저(121)에 반력으로 작용하는 마그네트(M)의 일부 자력을 상쇄시킨다. 따라서, 플런저(121)는 타측코일(110b)에서 전자기력이 발생하여도 원활하게 상승한다.

도 10을 참조하면, 도시된 일측코일(110a-1) 및 타측코일(110b-2)은 전술한 본 발명의 실시예와 도 4 및 도 5에 도시된 종래기술의 성능을 비교하기 위하여 제작된 것으로서 2개의 도선에 의해 제각기 제조되며, 본 발명의 실시예에 적용된 일측코일(110a) 및 타측코일(110b) 보다 약 2배로 두꺼운 권선두께를 갖는다. 즉, 도시된 일측코일(110a-1) 및 타측코일(110b-2)은 서로 연결되지 않으며, 이로 인하여 서로 통전되지 않는다. 이러한 일측코일(110a-1) 및 타측코일(110b-2)은 둘 중 어느 하나만 전원이 인가되어 어느 하나만 전자기력(MF)을 제공한다. 그리고, 도시된 마그네트(M)는 일측코일(110a-1) 및 타측코일(110b-2) 중 어느 하나만 작동하므로 요구되는 전자기력이 발생되도록 본 발명의 실시예 보다 약 2배의 두께로 형성된다.

여기서, 도시된 도면은 플런저(121)가 하강되도록, 타측코일(110b-2)에만 전원이 인가되고, 일측코일(110a-1)에는 전원이 인가되지 않는 것을 도시한 것이다. 이러한 비교예의 타측코일(110b-2)은 화살표로 도시된 바와 같이 반시계 방향의 자력선을 형성하는 전자기력(EF)을 제공하여 플런저(121)를 하방으로 당긴다. 이때, 일측코일(110a-1)은 도시된 바와 같이 마그네트(M)의 자력(MF)에 의해 시계 방향의 자력선을 형성하는 자력(MF)을 발생시킨다. 즉, 일측코일(110a-1) 및 타측코일(110b-2)은 서로 반대 방향의 자력선을 형성하는 자력(MF) 및 전자기력(EF)을 제공한다. 따라서, 플런저(121)는 일측코일(110a-1)에서 발생되는 마그네트(M)의 반력성 자력(MF)이 상쇄되지 못하고 그대로 작용하므로 초기 기동이 신속하지 못하다. 특히, 플런저(121)는 마그네트(M)의 두께가 본 발명의 실시예 보다 2배로 두꺼워서 본 발명의 실시예 보다 약 2배 이상의 반력성 자력(MF)을 제공하므로 초기 기동이 더욱더 신속하지 못하다. 그리고, 플런저(121)는 본 발명의 실시예 보다 약 2배로 두꺼운 타측코일(110b-2)에서 본 발명의 실시예 보다 약 2배 이상의 크기로 발생되는 전자기력(EF)에 의하여 초기 기동 후 하강하므로 캡(131b)과의 충격소음이 감쇠되지 않고, 오히려 본 발명의 실시예 보다 약 2배로 큰 충격소음을 발생시킨다.

결론적으로, 도시된 비교예, 즉 도 4 및 도 5의 종래기술은 일측코일(110a-1)에서 발생되는 마그네트(M)의 자력(MF)에 의해 초기 기동이 신속하지 못하며, 초기 기동 후에는 타측코일(110b-2)의 전자기력(EF)이 너무 강하므로 과도한 충격소음을 유발시킨다. 물론, 비교예는 플런저(121)를 도시된 바와 반대로 상승시킬 경우 전술한 과정을 역으로 작동함에 따라 동일한 문제를 야기시킨다. 물론, 비교예는 일측코일(110a-1) 및 타측코일(110b-2)의 권선두께가 본 발명의 실시예 보다 두껍고, 마그네트(M)의 두께도 본 발명의 실시예 보다 두꺼우므로 본 발명의 실시예 보다 자중이 증가할 뿐만 아니라 크기가 비대하다.

반면, 본 발명의 실시예는 플런저(121)를 도시된 바와 같이 하강시킬 경우, 도 7에서 전술한 바와 같이 일측코일(110a)의 전자기력(EF)이 마그네트(M)의 자력(MF)을 상쇄시켜서 신속한 초기 기동을 가능케 하며, 비교예의 절반 정도의 권선두께를 갖는 타측코일(110b)에서 비교예 보다 약한 전자기력(EF)을 제공하므로 플런저(121)의 충격소음을 비교예 보다 감쇠시킬 수 있다. 물론, 본 발명의 실시예는 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)의 권선두께가 비교예 보다 얇고, 마그네트(M)의 두께가 비교예 보다 얇으므로 비교예 보다 가벼운 중량으로 제조될 수 있을 뿐만 아니라 비교예 보다 작은 크기로 제조될 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예 및 변경전(비교예)의 양방향 솔레노이드 실린더는 플런저(121)가 상부에서 하부로 이동할 경우 그래프의 하부측 특성을 나타내고, 플런저(121)가 하부에서 상부로 이동할 경우 그래프의 상부측 특성을 나타낸다. 이에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 실시예는 플런저(121)를 좌측의 단면도에 도시된 바와 같은 상태에서 하부로 하강시킬 경우, 타측코일(110b)로 전원이 인가된다. 이때, 본 발명의 실시예는 타측코일(110b)과 통전되어 타측코일(110b)과 함께 작동하는 일측코일(110a)로 인하여, 그래프의 하부측에 도시된 바와 같이 초기 기동을 위한 0mm에서 약 20[N]의 전자기력이 발생한다. 즉, 본 발명의 실시예는 초기 기동시 약 20[N]의 전자기력이 발생한다. 반면, 변경전(비교예)의 양방향 솔레노이드 실린더(이하 '비교예'라 함)는 초기 기동시 그래프의 하부측에 도시된 바와 같이 약 18[N]의 전자기력이 발생한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 초기 전자기력이 비교예의 초기 전자기력 보다 강하므로 초기 기동성, 즉 초기 응답성이 비교예 보다 우수하다.

여기서, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예가 비교예 보다 초기 응답성이 우수한 이유를 설명하면, 본 발명의 실시예는 전술한 바와 같이 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)의 권선두께가 비교예의 코일들 보다 얇아도, 전술한 바와 같이 타측코일(110b)의 전자기력에 반력으로 작용하는 마그네트(M)의 일부 자력이 일측코일(110a)의 전자기력에 의해 상쇄되어 타측코일(110b)의 전자기력에 방해를 주지 않으므로 플런저(121)를 하강시키는 타측코일(110b)의 전자기력이 비교예 보다 강하게 발생된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 비교예 보다 초기의 응답성이 우수하다.

한편, 본 발명의 실시예는 플런저(121)가 그래프에 하부에 도시된 바와 같이 0mm에서 초기 이동하여 7mm까지 이동할 경우 하강이 완료된다. 이러한 본 발명의 실시예는 그래프의 하부에 도시된 바와 같이 0mm에서는 전자기력이 비교예 보다 강하지만 7mm가 되기까지는 전자기력이 비교예 보다 약하다. 하지만, 본 발명의 실시예는 플런저(121)를 하강시키기에 충분한 전자기력을 제공한다. 그리고, 본 발명의 실시예는 그래프의 하부에 도시된 바와 같이 오히려 플런저(121)가 7mm까지 이동하여 완전히 하강할 경우, 약 80[N]의 전자기력을 제공하는 비교예 보다 20[N] 정도가 약한 약 60[N]의 전자기력을 제공한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 비교예 보다 약한 전자기력을 최종적으로 제공하므로 플런저(121)가 비교예 보다 약하게 캡(131b)과 충돌한다. 이로 인하여, 본 발명의 실시예는 비교예 보다 작은 충격소음을 발생시킨다.

반대로, 본 발명의 실시예는 7mm까지 하강한 후 다시 반대로 상승할 경우 그래프의 상부 우측에 도시된 바와 같이 플런저(121)가 완전히 하강된 7mm의 위치에서 약 20[N]의 전자기력을 발생시킨다. 반면, 비교예는 플런저(121)가 완전히 하강한 7mm의 위치에서 도시된 바와 같이 약 18[N]의 전자기력을 발생시킨다. 따라서, 본 발명의 실시예는 도시된 바와 같이 다시 상승할 경우에도 초기 응답성이 비교예 보다 우수하다. 물론, 이러한 이유는 전술한 바와 같이 마그네트(M)의 반력이 상쇄되기 때문이다. 그리고, 본 발명의 실시예는 플런저(121)가 완전히 상승하여 다시 원위치인 0mm로 복귀할 경우 그래프의 상부 좌측에 도시된 바와 같이 비교예 보다 약한 약 60[N]의 전자기력을 제공하여 충격소음을 감쇠시킨다.

전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

110 : 보빈
110a : 일측코일 110b : 타측코일
110c : 연결도선 121 : 플런저
123 : 로드 140 : 중공하우징
131a : 캡 M : 마그네트
PT : 양전류단자 MT : 음전류단자
SW : 스위치 T1 : 일측단자
T2 : 타측단자

Claims (6)

1. 전자기력에 의해 양방향으로 작동하는 양방향 솔레노이드 실린더에 있어서,
   중공하우징(140);
   상기 중공하우징(140)에 내장되는 적어도 하나의 보빈;
   상기 보빈을 상기 중공하우징(140)의 내부에 구속하는 스토퍼;
   상기 보빈에 와인딩된 상태로 상기 중공하우징(140)의 내부 일측에 내장되고, 통전되는 전원에 의해 중공하우징(140)의 내부 일측에 전자기력을 제공하는 일측코일(110a);
   상기 일측코일(110a)에 연결되어 전원을 통전하는 일측단자;
   상기 보빈에 와인딩되어 일측코일(110a)과 이격된 상태로 상기 중공하우징(140)의 내부 타측에 내장되고, 일측코일(110a)을 구성하는 도선으로 제조됨에 따라 일측코일(110a)과 통전가능하게 연결되어 일측코일(110a)과 직렬로 통전되며, 통전되는 전원에 의해 중공하우징(140)의 내부 타측에 전자기력을 제공하는 타측코일(110b);
   상기 타측코일(110b)에 연결되어 전원을 통전하는 타측단자;
   상기 일측코일(110a) 및 타측코일(110b) 사이에서 자력을 제공하는 마그네트(M);
   상기 마그네트(M)의 자력과 상기 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)의 전자기력에 의해 상기 보빈에 삽입된 상태로 왕복하는 플런저(121);
   상기 플런저(121)에 결합되어 플런저(121)에 의해 이동하는 로드(123);
   상기 일측단자나 상기 타측단자에 양전류를 인가하여 상기 일측코일(110a)이나 타측코일(110b)에 양전류의 전원을 제공하는 양전류단자;
   상기 양전류단자와 교번상태로 상기 일측단자나 타측단자에 음전류를 인가하여 상기 일측코일(110a)이나 타측코일(110b)에 음전류의 전원을 제공하는 음전류단자; 및
   상기 양전류단자나 음전류단자를 상기 일측단자나 타측단자에 교번상태로 스위칭시키는 스위치;를 포함하며,
   상기 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)은,
   상기 일측단자나 타측단자로 인가되는 전원이 통전되도록 상기 도선에 의해 서로 연결됨에 따라 일측단자나 타측단자 중 어느 하나에 전원이 통전되면 상기 중공하우징(140)의 내부 일측 및 타측에서 전자기력을 동시에 제각기 발생시키며, 발생되는 전자기력 중 전원이 출력되는 방향에 위치한 전자기력이 상기 마그네트(M)에서 발생되는 자력의 일부를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 양방향 솔레노이드 실린더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보빈은,
   상기 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)이 일측 및 타측에 제각기 와인딩되도록 단일체로 형성된 것을 특징으로 하는 양방향 솔레노이드 실린더.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼는,
   상기 로드(123)가 관통되는 상태로 상기 중공하우징(140)의 양단을 차폐하여 상기 보빈을 중공하우징(140)의 내부에 구속하는 캡인 것을 특징으로 하는 양방향 솔레노이드 실린더.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위치는 릴레이로 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 솔레노이드 실린더.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 일측코일(110a) 및 타측코일(110b)을 통전가능하게 연결하는 연결도선(110c)을 수용하여 연결부를 보호하는 수용수단;을 더 포함하는 양방향 솔레노이드 실린더.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 수용수단은,
   상기 마그네트(M)나 상기 보빈에 홈형태로 형성되어 상기 연결도선(110c)이 삽입되는 그루브홀더인 것을 특징으로 하는 양방향 솔레노이드 실린더.

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