KR101386902B1 - 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하는 솔레노이드 장치에 관한 것으로 특히, 상면 개구부에 프레임이 설치된 원통형의 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되는 중공형의 보빈과; 전압의 공급시 자기장을 발생시켜 주는 코일과; 코일에 공급되는 전압에 부응하여 생성되는 자기장의 생성방향과 크기에 대응하여 상하운동을 하는 플런저와; 상기 플런저의 섭동봉에 삽입 설치되는 제 1 댐퍼와; 상기 플런저의 저면에 고정 설치된 샤프트에 삽입 설치되는 제 2 댐퍼와; 자기장의 소멸시 플런저가 원위치로 되돌아가도록 하는 스프링;을 포함하는 솔레노이드 장치에 있어서, 상기 제 1 댐퍼는 상기 하우징의 프레임 내측에 형성한 댐퍼 수용홈과 상기 보빈의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부 상면 사이에 고정 설치하고, 상기 제 2 댐퍼는 평평하게 성형한 상기 플런저의 저면과 스프링의 상단 내측 사이에서 스프링의 탄성력에 대응하여 압축되는 형태를 갖도록 상기 샤프트에 억지 끼움 형태로 설치한 것을 특징으로 한다.
따라서, 솔레노이드 장치 자체의 작동 성능 및 제품의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있고, 플런저의 손상 등을 방지하여 솔레노이드 자체의 수명을 대폭 연장할 수 있을 뿐만 아니라 플런저의 가공이 용이하여 제품의 생산원가를 대폭 줄일 수 있다.

Description

솔레노이드 장치의 댐퍼 구조{Damper structure of solenoid apparatus}

본 발명은 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 솔레노이드 장치의 하우징에 설치된 프레임과 플런저 상면 사이 및 상기 플런저의 저면과 커버 사이에서 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주기 위해 플런저의 상,하부에 설치되는 제 1 및 제 2 댐퍼가 보다 견고하게 지지되도록 함과 동시에 이탈을 방지하여 솔레노이드 장치 자체의 작동 성능을 대폭 향상시킬 수 있고, 플런저의 손상 등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 플런저의 가공이 용이하도록 하여 제품의 생산원가를 줄일 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 솔레노이드는 코일을 원통형으로 감은 상태에서 전류를 흘려 소정 자기장을 형성하는 것을 말한다. 상기와 같이 솔레노이드는 자기장을 이용하여 플런저를 이동시킴으로써 일정 신호에 따라 밸브를 개폐하거나 조립 라인에서 부품을 소정위치로 이동시키는 역할을 한다. 즉, 전기 에너지를 기계적 직선 운동으로 변환시켜 주는 전기기계 장치이다.

즉, 솔레노이드는 전기 에너지를 기계적 직선 운동 에너지로 변환하는 전기기계장치로서, 사용 방법이 간단하고 가격이 저렴하여 솔레노이드 밸브, 솔레노이드 액츄에이터 등 산업 전반에 다양한 용도로 널리 사용되고 있으며 그 구조 또한 다양하다.

이와 같은 솔레노이드는 전원이 인가되면 내부 코일에서 발생된 자기장에 의해 자기력이 발생하게 되고, 발생된 자기력에 의해 보빈 중공부에 위치한 금속 재질의 플런저가 스프링의 탄성력을 극복하고 보빈 내부로 당겨지게 된다.

이때, 상기 플런저는 통상 샤프트가 조립되어 함께 이동하고, 상기 샤프트 또는 플런저는 외부의 각종 기구와 연결되어 기구를 밀거나 당기는 작동을 하게 된다.

도 1은 종래 솔레노이드 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

이와 같은 구조를 갖는 솔레노이드 장치는 통상 코일(30)에 전원 전압이 인가되면 상기 코일(30)에서 자기장이 발생되어 금속의 플런저(10)가 자화되며, 이와 같이 자회된 상기 플런저(10)는 코일에서 발생된 자기력에 의해 스프링(80)의 반력을 이겨내고 보빈(60) 내부로 이동하여 도면상 플런저(10) 하단에 고정 설치된 제 2 댐퍼(42)가 커버(95)의 내면과 충돌하여 플런저(10)가 멈추게 된다.

또한, 공급되던 전원 전압이 차단될 시에는 코일(30)에서 발생되던 자기장이 소멸되어 플런저(10)가 자기력을 상실하게 되고, 스프링(80)의 탄성력(즉, 복원력)에 의해 플런저(10)는 초기 위치로 밀려나면서 플런저(10) 상단 섭동봉(11)에 고정 설치된 제 1 댐퍼(41)와 하우징(70)에 설치된 프레임(50)의 내면이 충돌하며 플런저(10)가 초기 위치로 복귀하게 된다.

그러나, 이와 같은 구성을 갖는 종래 솔레노이드 장치는, 도면상 상기 플런저(10)의 저단부를 스프링(80)의 동작을 원활하게 하기 위해 상광하협(上廣下狹) 형태로 테이퍼(taper)지도록 성형한 구성을 갖는다.

이와 같이 상기 플런저(10)의 저단부를 상광하협 형태로 테이퍼(taper)지게 성형하게 되면 상기 스프링(80)의 동작을 원활하게 하는 기능에 있어서는 효과적이지만, 상기 플런저(10) 자체를 제작하는 공법 측면에서는 테이퍼 형상으로 절삭 가공하는 공수가 추가되기 때문에 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

또한, 제 1 댐퍼(41)와 제 2 댐퍼(42)는 플런저(10)와 샤프트(20)에 각각 삽입되어 직선운동을 하게 되는데, 이와 같은 상기 제 1 댐퍼(41)와 제 2 댐퍼(42)는 탄성 재질로 제작되며, 제 1 댐퍼(41)와 제 2 댐퍼(42)는 플런저(10)와 샤프트(20)로부터 이탈을 방지하기 위해 댐퍼 재질의 탄성을 이용하여 억지 끼움 방법으로 조립된다.

그런데, 상기와 같이 억지 끼움에 의해 플런저(10)의 섭동봉(11)과 샤프트(20)에 각각 고정 설치된 상기 제 1 댐퍼(41)와 제 2 댐퍼(42)는 항상 원주 방향으로 인장력을 받고 있어 장시간 사용시, 댐퍼들의 물성이 열화되어 헐거워짐에 따라 플런저(10)의 섭동봉(11)과 샤프트(20)로부터 이탈됨으로 인하여 플런저(10)의 작동을 방해하는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 제 2 댐퍼(42)가 금속 재질인 스프링(80)과 플런저(10)에 직접 접촉되는 형태에서 충격력을 흡수하는 형태를 갖기 때문에 반복 작동시 상기 플런저의 표면에 도금된 도금의 일부가 손상되어 녹이 발생하게 되는 등의 문제점도 있다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-1193468호(2012년 10월 16일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 솔레노이드 장치의 작동시 하우징 상부에 설치된 프레임 내면과 플런저 상면 사이 및 상기 플런저의 저면과 커버의 내면 사이에서 발생되는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주기 위해 플런저의 상,하부에 설치되는 제 1 및 제 2 댐퍼의 구조를 개선하여 댐퍼들이 보다 견고하게 지지되도록 함과 동시에 장시간 동안 많이 작동되어도 이탈되지 않도록 함으로써 솔레노이드 장치 자체의 작동 성능 및 제품의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있고, 플런저의 손상 등을 방지하여 솔레노이드 자체의 수명을 대폭 연장할 수 있을 뿐만 아니라 플런저의 가공이 용이하여 제품의 생산원가를 대폭 줄일 수 있는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상면 개구부에 프레임이 설치된 원통형의 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되는 중공형의 보빈과; 상기 보빈의 외주면 상에 권선되어 전압의 공급시 자기장을 발생시켜 주는 코일과; 상기 보빈의 중공부와 하우징의 프레임 내에 설치되어 코일에 공급되는 전압에 부응하여 생성되는 자기장의 생성방향과 크기에 대응하여 상기 보빈의 중공부와 하우징의 프레임 내에서 상하운동을 하는 플런저와; 상기 플런저의 상단 섭동봉에 삽입된 상태에서 하우징의 프레임 내측에 고정 설치되는 제 1 댐퍼와; 상기 플런저의 저면에 고정 설치된 샤프트에 삽입 설치되는 제 2 댐퍼와; 상기 플런저의 샤프트에 삽입 설치되어 자기장의 소멸시 플런저가 원위치로 되돌아가도록 탄성력을 발생하는 스프링;을 포함하는 솔레노이드 장치에 있어서, 상기 제 1 댐퍼는 상기 하우징의 프레임 내측에 형성한 댐퍼 수용홈과 상기 보빈의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부 상면 사이에 고정 설치하고, 상기 제 2 댐퍼는 평평하게 성형한 상기 플런저의 저면과 스프링의 상단 내측 사이에서 스프링의 탄성력에 대응하여 압축되는 형태를 갖도록 상기 샤프트에 억지 끼움 형태로 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1 댐퍼는,

소정 형상을 갖고 상기 플런저의 섭동봉 외면을 감싸는 형태로 끼워져 결합되어 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주는 완충부와;

상기 완충부의 외측 단부에서 원통 형상을 갖도록 일체로 성형되어 상기 제 1 댐퍼가 상기 하우징의 프레임 내측에 형성한 댐퍼 수용홈과 상기 보빈의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부 상면 사이에 고정 설치되도록 하는 고정부;를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제 1 댐퍼의 완충부 내경은 상기 플런저의 섭동봉 외경보다 크게 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 댐퍼의 고정부 내측에 일체로 형성되는 완충부는, 종단면이 "┓┏" 형상 또는 "┫┣" 형상 또는 "━ ━" 형상 중 어느 한 형상을 갖도록 성형한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 프레임의 내측 저부에 형성된 상기 댐퍼 수용홈의 내경은 상기 제 1 댐퍼의 고정부 외경과 같거나 그보다 크고, 깊이는 제 1 댐퍼의 고정부 높이와 상기 보빈의 링형 돌출부 높이를 합한 것과 같거나 그보다 깊게 형성한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제 2 댐퍼는,

상기 스프링의 상단부가 평평하게 성형한 상기 플런저의 저면과 직접 접촉되지 않도록 함과 동시에 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 플런저의 저면과 스프링의 상면 사이에서 완충 및 흡수하는 와셔형 완충부와; 상기 와셔형 완충부의 저면에서 외경이 스프링의 내경보다 작은 링 형상을 갖게 일체로 돌출 성형된 형태를 갖는 스프링 결합부;를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 플런저의 샤프트는 스프링을 관통하지 않게 짧게 성형하고, 상기 제 2 댐퍼의 스프링 결합부 저부에는 상기 와셔형 완충부에 형성된 샤프트 통과공을 통해 결합되는 짧은 샤프트의 저단부를 받쳐주는 샤프트 받침판을 일체로 성형하여, 상기 제 2 댐퍼가 샤프트의 저단부를 감싸는 형태로 결합되게 한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조에 의하면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 플런저의 상부에서 발생되는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주는 제 1 댐퍼가 하우징의 프레임과 보빈 사이에 고정됨에 따라 장시간 사용에 따른 열화에 의한 제 1 댐퍼의 이탈을 방지할 수 있다.

둘째, 상기 제 1 댐퍼가 프레임과 보빈 사이에 고정됨에 따라 제 1 댐퍼에 별도의 완충부가 형성될 수 있어 충격 및 소음에 대한 완충 및 흡수효과를 개선할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 스프링의 압축력에 의해 제 2 댐퍼가 항상 플런저의 중심축 방향으로 고정되기 때문에 장시간 사용에 따른 열화에 의한 제 2 댐퍼의 이탈을 방지할 수 있는 이점이 있다.

넷째, 스프링과 플런저 사이에 탄성재질인 제 2 댐퍼의 와셔형 완충부가 위치하게 되어 금속재질의 직접적인 접촉이 방지되어 도금 손상에 따른 녹 발생의 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.

다섯째, 플런저의 저단부에 형성되던 테이퍼부의 가공이 불필요하게 되어 가공 공수절감에 따른 원가절감효과가 있으며, 특히 제품 자체의 상품성과 작동에 대한 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래의 솔레노이드 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 솔레노이드 장치의 단면도.
도 3은 본 발명 중 제 1 댐퍼에 대한 일 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 단면도.
도 4는 본 발명 중 제 2 댐퍼에 대한 일 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 부분 단면도.
도 5는 본 발명 중 제 1 댐퍼에 대한 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 단면도.
도 6은 본 발명 중 제 1 댐퍼에 대한 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 단면도.
도 7은 본 발명 중 제 2 댐퍼에 대한 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 부분 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 솔레노이드 장치의 단면도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 중 제 1 댐퍼에 대한 일 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 단면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명 중 제 2 댐퍼에 대한 일 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 부분 단면도를 나타낸 것이다.

또한, 도 5는 본 발명 중 제 1 댐퍼에 대한 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 단면도를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명 중 제 1 댐퍼에 대한 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 단면도를 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명 중 제 2 댐퍼에 대한 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 부분 단면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명은,

상면 개구부에 프레임(110)이 설치된 원통형의 하우징(100)과; 상기 하우징(100) 내에 설치되는 중공형의 보빈(200)과; 상기 보빈(200)의 외주면 상에 권선되어 전압의 공급시 자기장을 발생시켜 주는 코일(300)과; 상기 보빈(200)의 중공부와 하우징(100)의 프레임(110) 내에 설치되어 코일(300)에 공급되는 전압에 부응하여 생성되는 자기장의 생성방향과 크기에 대응하여 상기 보빈(200)의 중공부와 하우징(100)의 프레임(110) 내에서 상하운동을 하는 플런저(400)와; 상기 플런저(400)의 상단 섭동봉(410)에 삽입된 상태에서 하우징(100)의 프레임(110) 내측에 고정 설치되는 제 1 댐퍼(500)와; 상기 플런저(400)의 저면에 고정 설치된 샤프트(420)에 삽입 설치되는 제 2 댐퍼(600)와; 상기 플런저(400)의 샤프트(420)에 삽입 설치되어 자기장의 소멸시 플런저(400)가 원위치로 되돌아가도록 탄성력을 발생하는 스프링(700);을 포함하는 솔레노이드 장치에 있어서,

상기 제 1 댐퍼(500)는 상기 하우징(100)의 프레임(110) 내측에 형성한 댐퍼 수용홈(111)과 상기 보빈(200)의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부(210) 상면 사이에 고정 설치하고,

상기 제 2 댐퍼(600)는 평평하게 성형한 상기 플런저(400)의 저면과 스프링(700)의 상단 내측 사이에서 스프링(700)의 탄성력에 대응하여 압축되는 형태를 갖도록 상기 샤프트(420)에 억지 끼움 형태로 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1 댐퍼(500)는,

소정 형상을 갖고 상기 플런저(400)의 섭동봉(410) 외면을 감싸는 형태로 끼워져 결합되어 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주는 완충부(510)와;

상기 완충부(510)의 외측 단부에서 원통 형상을 갖도록 일체로 성형되어 상기 제 1 댐퍼(500)가 상기 하우징(100)의 프레임(110) 내측에 형성한 댐퍼 수용홈(111)과 상기 보빈(200)의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부(210) 상면 사이에 고정 설치되도록 하는 고정부(520);를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제 1 댐퍼(500)의 완충부(510) 내경은 상기 플런저(400)의 섭동봉(410) 외경보다 크게 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520) 내측에 일체로 형성되는 완충부(510)는,

종단면이 "┓┏" 형상 또는 "┫┣" 형상 또는 "━ ━" 형상 중 어느 한 형상을 갖도록 성형한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 프레임(110)의 내측 저부에 형성된 상기 댐퍼 수용홈(111)의 내경은 상기 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520) 외경과 같거나 그보다 크고,

깊이는 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520) 높이와 상기 보빈(200)의 링형 돌출부(210) 높이를 합한 것과 같거나 그보다 깊게 형성한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제 2 댐퍼(600)는,

상기 스프링(700)의 상단부가 평평하게 성형한 상기 플런저(400)의 저면과 직접 접촉되지 않도록 함과 동시에 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 플런저(400)의 저면과 스프링(700)의 상면 사이에서 완충 및 흡수하는 와셔형 완충부(610)와;

상기 와셔형 완충부(610)의 저면에서 외경이 스프링(700)의 내경보다 작은 링 형상을 갖게 일체로 돌출 성형된 형태를 갖는 스프링 결합부(620);를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 플런저(400)의 샤프트(420)는 스프링(700)을 관통하지 않게 짧게 성형하고, 상기 제 2 댐퍼(600)의 스프링 결합부(620) 저부에는 상기 와셔형 완충부(610)에 형성된 샤프트 통과공을 통해 결합되는 짧은 샤프트(420)의 저단부를 받쳐주는 샤프트 받침판(621)을 일체로 성형하여, 상기 제 2 댐퍼(600)가 샤프트(420)의 저단부를 감싸는 형태로 결합되게 한 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 810, 820은 제 1 및 제 2 슬리브이고, 900은 커버이며, 950은 단자이다.

이때, 상기 제 1 슬리브(810)는 플런저(400)가 프레임(110)의 내부를 원활하게 섭동할 수 있도록 상기 프레임(110)과 상기 플런저(400)의 섭동봉(410) 사이에서 마찰력을 줄여 주는 기능을 하고, 상기 제 2 슬리브(820)는 커버(900)에 형성된 샤프트 통과공에 결합되어 상기 샤프트(420)와 커버(900) 사이의 마찰력을 감소시켜 상기 샤프트(420)가 커버(900)의 샤프트 통과공 내부를 원활하게 섭동할 수 있도록 한다.

또한, 상기 커버(900)는 하우징(100)의 하단 개구부에 결합되고, 상기 샤프트(420)가 하향 관통되도록 샤프트 통과공을 구비하고 있으며, 이와 같은 상기 커버(900)는 샤프트(420)가 상하 왕복운동을 할 경우 상기 샤프트(420)가 흔들림이 없도록 지지해 주는 상기 제 2 슬리브(820)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명이 적용된 솔레노이드 장치는, 하우징(100)과 보빈(200), 코일(300), 플런저(400), 제 1 댐퍼(500), 제 2 댐퍼(600) 및 스프링(700)으로 구성된 공지의 솔레노이드 장치 중, 상기 제 1 및 제 2 댐퍼(500)(600)의 형상과 구성을 일부 변경함은 물론 그 설치위치를 변경시켜 상기 제 1 및 제 2 댐퍼(600)가 보다 견고하게 지지되도록 함과 동시에 장시간 작동되어도 이탈되지 않도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 공지된 솔레노이드 장치 중 상기 하우징(100)은 원통형으로 형성된 상태에서 상면 개구부에 플런저(400)의 승,하강운동을 안내해 줌과 동시에 플런저(400)의 이탈을 방지하기 위한 프레임(110)을 구비하고 타측은 보빈(200)의 삽입이 원활하도록 개구된 형태를 갖고 각 구성품이 설치될 수 있도록 케이싱 역할을 하게 된다.

상기 프레임(110)은 금속 재질로 상기 하우징(100)에 일체로 성형시켜 줄 수도 있으나, 별도로 가공하여 조립하는 것이 더 바람직하며, 이와 같은 프레임(110)은 보빈(200)의 중공부에 삽입된 플런저(400)의 섭동봉(410) 일부가 스프링(700)의 탄발력에 의해 외부로 인출 가능하게 관통 홀이 구비되어 있으며, 상기 보빈(200)의 링형 돌출부(210)와 동축을 이루며 조립되어 진다.

또, 상기 보빈(200)은 플런저(400)와 스프링(700)이 삽입 설치될 수 있도록 속이 중공부를 구비한 원통 형상을 갖고 코일(300)이 권선된 형태에서 상기 하우징(100) 내에 설치되는 것으로, 그 재질은 절연을 위해서 플리스틱과 같은 절연체를 사용하여 성형하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코일(300)은 보빈(200)의 외주면 상에 정해진 횟수만큼 권선된 형태를 갖고 전압이 공급되면 인가되는 전압의 높이 및 전류의 세기에 대응하는 자기장을 발생시켜 플런저(400)가 승,하강 이동될 수 있는 힘으로 제공한다.

또, 상기 플런저(400)는 금속재질로써 프레임(110) 외부로 돌출되는 섭동봉(410)과, 자기장의 소멸시 플런저(400) 자체가 원위치로 되돌아가도록 탄성력을 발생시키는 스프링(700)이 삽입되어 지지되도록 상기 플런저(400)의 저단부에 억지로 삽입 설치한 샤프트(420)를 구비하고, 상기 보빈(200)의 중공부와 하우징(100)의 프레임(110) 내에 설치된 상태에서, 상기 코일(300)에 공급되는 전압에 부응하여 생성되는 자기장의 크기에 대응하여 상기 보빈(200)의 중공부와 하우징(100)의 프레임(110) 내에서 승,하강 왕복운동을 하며 각종 대상물의 구동력을 전달하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 스프링(700)은 플런저(400)의 샤프트(420)에 삽입 설치된 형태에서 상기 플런저(400)의 저부와 커버(900)의 내면 사이에 탄력적으로 설치되어 자기장의 소멸시 플런저(400)가 원위치로 되돌아가도록 탄성력을 발생시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

한편, 본 발명에서는 공지된 솔레노이드 장치에서 상기 하우징(100)의 프레임(110) 내부에 소정 형상과 깊이를 갖는 댐퍼 수용홈(111)을 형성시켜 주고, 또한 상기 플런저(400)의 상단 섭동봉(410)에 삽입 설치되는 제 1 댐퍼(500)와, 상기 플런저(400)의 저면에 고정 설치된 샤프트(420)에 삽입 설치되는 제 2 댐퍼(600)의 형상 및 그 설치 위치를 변형시켰다.

즉, 종래 상기 플런저(400)의 상단 섭동봉(410)에 억지 끼움 방식으로 설치되던 상기 제 1 댐퍼(500)는 상기 하우징(100)의 프레임(110) 내측에 형성한 댐퍼 수용홈(111)의 내부와 상기 보빈(200)의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부(210) 상면 사이에 고정 설치하고, 종래 상기 플런저(400)의 하단 테이퍼 부분과 스프링(700) 사이에 설치되던 상기 제 2 댐퍼(600)는 테이퍼진 부분을 아예 평평하게 성형시킨 상기 플런저(400)의 저면과 스프링(700)의 상단 내측 사이에서 상기 샤프트(420)에 억지 끼움 형태로 설치되어 항상 상기 스프링(700)의 탄성력에 대응하여 압축되는 형태를 갖도록 하였다.

이때, 상기 프레임(110)의 내측 저부에 형성되는 상기 댐퍼 수용홈(111)의 내경은 상기 제 1 댐퍼(500)를 설치하는데 어려움이 없고 상기 제 1 댐퍼(500)가 변형되지 않도록 하기 위해, 상기 제 1 댐퍼(500)에서 후술하는 고정부(520)의 외경과 적어도 같거나 또는 그보다 크게 성형하는 것이 바람직하고, 또 깊이는 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520) 높이와 상기 보빈(200)의 링형 돌출부(210) 높이를 합한 것과 같거나 그보다 깊게 성형하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명이 적용된 솔레노이드 장치 중 상기 제 1 댐퍼(500)는, 완충부(510)와 고정부(520)가 일체로 구비되도록 탄성력이 매우 좋은 고무나 실리콘 등과 같은 재질로 성형한 것이다.

이때, 상기 제 1 댐퍼(500)의 완충부(510)는 후술하는 바와 같이 다양한 형상을 갖도록 성형된 형태를 가짐과 동시에 그 내경이 상기 플런저(400)의 섭동봉(410) 외경보다 큰 지름을 갖도록 성형시켜 줌으로써 상기 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520)가 상기 플런저(400)의 섭동봉(410) 외면을 감싸는 형태로 끼워져 결합되어 플런저(400)의 섭동봉(410)이 마찰 없이 승,하강 왕복이동될 수 있도록 함과 동시에 솔레노이드 작동시 상기 플런저(400)를 통해 가해지는 압력에 대응하여 그 형상이 변형 및 압축되며 상기 플런저(400)의 상면과 하우징(100)의 프레임(110) 내측에 형성된 상기 댐퍼 수용홈(111)의 천정면 사이에서 발생될 수 있는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

또, 상기 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520)는 상기 완충부(510)의 외측 단부에서 원통 형상을 갖고 일체로 성형된 상태에서 상,하면이 상기 하우징(100)의 프레임(110) 내측에 형성한 댐퍼 수용홈(111) 천정면과 상기 보빈(200)의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부(210) 상면에 각각 접촉되도록 프레임(110)의 댐퍼 수용홈(111) 내에 삽입 설치된 형태를 갖고, 상기 제 1 댐퍼(500)가 상기 하우징(100)의 프레임(110)에 형성한 댐퍼 수용홈(111)과 상기 보빈(200)의 링형 돌출부(210) 상면에 사이에 고정 설치된 형태를 유지하도록 한다.

이때, 상기 제 1 댐퍼(500)의 고정부(520) 내측에 일체로 형성되는 완충부(510)는, 종단면이 도 2 및 도 3과 같이 "┓┏" 형상을 갖도록 성형하거나, 또는 도 5와 같이 "┫┣" 형상을 갖도록 성형하거나, 또는 도 6과 같이 "━ ━" 형상을 갖도록 성형한 것을 포함한다.

이와 같은 완충부(510)의 형상은, 본 발명이 적용된 솔리노이드 장치의 전체 크기를 포함하여 프레임(110)의 내측 저부에 형성되는 댐퍼 수용홈(111)의 공간 크기 및 높이 등을 감안하여 이들 중 어느 한 형상을 갖도록 성형하면 되며, 상기 프레임(110)의 댐퍼 수용홈(111) 내 공간부에서 상기 완충부(510)가 충격력에 부응하여 변형되며 충격을 완충시켜 줄 수 있음과 동시에 소음을 흡수시킬 수만 있으면 어떠한 형상을 갖게 성형하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 상기 제 1 댐퍼(500)의 완충부(510)는 전술한 바와 같이 원통 형상을 갖는 고정부(520)에서 중심 축 방향으로 종단면이 "┓┏" 형상 또는 "┫┣" 형상 또는 "━ ━" 형상 중 어느 한 형상을 갖도록 돌출되게 연장 성형된 것으로서, 상기 완충부(510)의 내경이 결국 제 1 댐퍼(500)의 내경이 된다.

또, 상기 완충부(510)의 높이는 고정부(520)의 높이보다는 낮도록 성형하여 줌으로서 상기 제 1 댐퍼(500)의 완충부(510)가 상기 프레임(110)의 댐퍼 수용홈(111) 내 빈 공간부에 위치하게 된다.

따라서, 상기 플런저(400)가 스프링(700)의 복원력에 의해 원위치로 복귀하며 상기 제 1 댐퍼(500)와 충돌하더라도 상기 완충부(510)가 플런저(400)의 상면과 상기 프레임(110)의 댐퍼 수용홈(111) 사이에 형성된 빈 공간에서 탄성 변형되기 때문에, 충격력이 프레임(110)으로 전달되지 않음은 물론 소음 역시 발생되지 않게 된다.

뿐만 아니라, 상기 제 1 댐퍼(500)의 완충부(510) 내경은 플런저(400)가 상,하 왕복운동을 할 경우 상기 플런저(400)의 섭동봉(410)과 마찰이 없도록 전술한 바와 같이 섭동봉(410)의 외경보다 크게 형성된 형태이므로 상기 제 1 댐퍼(500)가 프레임(110)과 보빈(200) 사이에 고정된 상태에서 장시간 사용됨에 따라 상기 제 1 댐퍼(500) 재질의 열화가 발생하더라도 상기 제 1 댐퍼(500)는 프레임(110)과 보빈(200) 사이에 고정된 상태를 유지하게 되어, 플런저(400)의 상,하 왕복운동 시 제 1 댐퍼(500)의 이탈에 의한 걸림 문제가 개선됨과 동시에 충격에 대한 완충 및 소음 흡수에 대한 효과도 크게 개선된다.

한편, 평단면을 갖도록 성형한 상기 플런저(400)의 저면과 스프링(700) 사이에 설치되어 충격 완충 및 소음 흡수 기능을 수행하는 상기 제 2 댐퍼(600)는, 상기 플런저(400)의 샤프트(420)에 억지로 삽입 설치할 수 있도록 중심점에 샤프트(420)의 외경과 동일한 내경을 갖는 샤프트 통과공(부호 기입 생략함)이 각각 구비된 와셔형 완충부(610)와 스프링 결합부(620)가 일체로 구비되도록 제 1 댐퍼(500)와 마찬가지로 탄성력이 매우 좋은 고무나 실리콘 등과 같은 재질로 성형한 형태를 갖는다.

이때, 상기 제 2 댐퍼(600)의 와셔형 완충부(610)는 명칭에서 볼 수 있는 바와 같이 와셔 형상을 갖는 것으로, 상기 스프링(700)의 상단부 자체가 평평하게 성형한 상기 플런저(400)의 저면과 직접 접촉되지 않도록 함과 동시에 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 플런저(400)의 저면과 스프링(700)의 상면 사이에서 완충 및 흡수하는 기능을 수행하게 된다.

또, 상기 제 2 댐퍼(600)의 스프링 결합부(620)는 전술한 바와 같이 기본적으로 상기 와셔형 완충부(610)와 마찬가지로 중심점에 샤프트(420)의 외경과 동일한 내경을 갖는 샤프트 통과공(부호 기입 생략함)을 구비하고, 도 4와 같이 상기 와셔형 완충부(610)의 저면에서 외경이 스프링(700)의 내경보다 작은 링 형상을 갖게 일체로 돌출 성형된 형태를 갖고 스프링(700)의 상단 내부에 끼워져 결합될 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 전술한 제 2 댐퍼(600)에 대한 일 실시 예는 도 2 및 도 4와 같이 플런저(400)의 저부에 설치되는 샤프트(420)가 스프링(700) 및 커버(900)를 관통하는 형태를 가질 경우의 예를 중심으로 설명한 것으로, 만약 상기 플런저(400)의 샤프트(420)가 도 7과 같이 스프링(700)을 관통하지 않을 정도로 짧게 성형한 경우에는, 상기 제 2 댐퍼(600)의 스프링 결합부(620)에 도면 부호를 생략한 샤프트 통과공을 성형하지 않고, 상기 와셔형 완충부(610)에 형성된 샤프트 통과공을 통해 결합되는 짧은 길이를 갖는 상기 샤프트(420)의 저단부가 까워져 받쳐줄 수 있도록 하는 샤프트 받침판(621)을 일체로 더 성형하여, 상기 제 2 댐퍼(600)가 샤프트(420)의 저단부를 감싸는 형태로 결합되게 할 수도 있다.

이 경우, 상기 플런저(400)의 저면에 고정 설치되는 샤프트(420)의 길이는 최소화하면서도 제 2 샤프트(420)의 기능 자체는 그대로 유지시킬 수 있어 제품의 생산원가를 대폭 절감할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 솔레노이드 장치의 작동시 하우징(100) 상면 개구부에 설치된 프레임(110) 내면과 플런저(400) 상면 사이 및 상기 플런저(400)의 저면과 커버(900)의 내면 사이에 설치되어 각각의 위치에서 발생되는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주기 위는 상기 제 1 및 제 2 댐퍼(500)(600)의 구조를 종래와 달리 개선함과 동시에 상기 프레임(110) 내측에는 댐퍼 수용홈(111)을 형성해 주고, 상기 샤프트(420)가 고정 설치되는 플런저(400)의 저단부는 종래와 같이 테이퍼지게 성형하지 않고 단순하게 평면을 갖도록 성형해 줌으로써 상기 제 1 및 제 2 댐퍼(500)(600)를 보다 견고하게 지지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명이 적용된 솔레노이드 장치가 장시간 동안 많이 작동되어도 제 1 및 제 2 댐퍼(500)(600)의 이탈을 방지할 수 있어 솔레노이드 장치 자체의 작동 성능 및 제품의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 플런저(400)의 손상 등을 아예 방지할 수 있으므로 솔레노이드 장치 자체의 수명을 대폭 연장할 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

100 : 하우징
110 : 프레임 111 : 댐퍼 수용홈
200 : 보빈
300 : 코일
400 : 플런저
410 : 섭동봉 420 : 샤프트
500 : 제 1 댐퍼
510 : 완충부 520 : 고정부
600 : 제 2 댐퍼 610 : 와셔형 완충부
620 : 스프링 결합부 621 : 샤프트 받침판
700 : 스프링
810, 820 : 제 1 및 제 2 슬리브
900 : 커버
950 : 단자

Claims (7)

1. 상면 개구부에 프레임이 설치된 원통형의 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되는 중공형의 보빈과; 상기 보빈의 외주면 상에 권선되어 전압의 공급시 자기장을 발생시켜 주는 코일과; 상기 보빈의 중공부와 하우징의 프레임 내에 설치되어 코일에 공급되는 전압에 부응하여 생성되는 자기장의 생성방향과 크기에 대응하여 상기 보빈의 중공부와 하우징의 프레임 내에서 상하운동을 하는 플런저와; 상기 플런저의 상단 섭동봉에 삽입된 상태에서 하우징의 프레임 내측에 고정 설치되는 제 1 댐퍼와; 상기 플런저의 저면에 고정 설치된 샤프트에 삽입 설치되는 제 2 댐퍼와; 상기 플런저의 샤프트에 삽입 설치되어 자기장의 소멸시 플런저가 원위치로 되돌아가도록 탄성력을 발생하는 스프링;을 포함하는 솔레노이드 장치에 있어서,
   상기 제 1 댐퍼는 상기 하우징의 프레임 내측에 형성한 댐퍼 수용홈과 상기 보빈의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부 상면 사이에 고정 설치하고,
   상기 제 2 댐퍼는 평평하게 성형한 상기 플런저의 저면과 스프링의 상단 내측 사이에서 스프링의 탄성력에 대응하여 압축되는 형태를 갖도록 상기 샤프트에 설치한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 댐퍼는,
   소정 형상을 갖고 플런저의 섭동봉 외면을 감싸는 형태로 끼워져 결합되어 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 완충 및 흡수시켜 주는 완충부와;
   상기 완충부의 외측 단부에서 원통 형상을 갖도록 일체로 성형되어 상기 제 1 댐퍼가 상기 하우징의 프레임 내측에 형성한 댐퍼 수용홈과 상기 보빈의 상면에 돌출 성형된 링형 돌출부 상면 사이에 고정 설치되도록 하는 고정부;를 구비한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 댐퍼의 완충부 내경은,
   상기 플런저의 섭동봉 외경보다 크게 성형한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 댐퍼의 고정부 내측에 일체로 형성되는 완충부는,
   종단면이 "┓┏" 형상 또는 "┫┣" 형상 또는 "━ ━" 형상 중 어느 한 형상을 갖도록 성형한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레임의 내측 저부에 형성된 상기 댐퍼 수용홈의 내경은 상기 제 1 댐퍼의 고정부 외경과 같거나 그보다 크고,
   깊이는 제 1 댐퍼의 고정부 높이와 상기 보빈의 링형 돌출부 높이를 합한 것과 같거나 그보다 깊게 형성한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 댐퍼는,
   상기 스프링의 상단부가 평평하게 성형한 상기 플런저의 저면과 직접 접촉되지 않도록 함과 동시에 솔레노이드 작동시 발생되는 충격 및 소음을 플런저의 저면과 스프링의 상면 사이에서 완충 및 흡수하는 와셔형 완충부와;
   상기 와셔형 완충부의 저면에서 외경이 스프링의 내경보다 작은 링 형상을 갖게 일체로 돌출 성형된 형태를 갖는 스프링 결합부;를 구비한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 플런저의 샤프트는 스프링을 관통하지 않게 짧게 성형하고, 상기 제 2 댐퍼의 스프링 결합부 저부에는 상기 와셔형 완충부에 형성된 샤프트 통과공을 통해 결합되는 짧은 샤프트의 저단부를 받쳐주는 샤프트 받침판을 일체로 성형하여, 상기 제 2 댐퍼가 샤프트의 저단부를 감싸는 형태로 결합되게 한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 댐퍼 구조.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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