KR101829943B1 - 전자기식 구동 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 안정된 시일 성능을 발휘할 수 있는 전자기식 구동 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전자기식 구동 유닛은, 플런저(3)를 내포하는 이너 하우징(H)과, 플런저를 축심 방향으로 가동시키는 솔레노이드 어셈블리(SA)와, 이 솔레노이드 어셈블리를 덮는 케이스(6)를 구비한다. 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리 사이에, 환상의 제1 시일 부재(11)를 장착하기 위한 제1 환상 공간(50a)이 형성된다. 이 제1 환상 공간(50a)은 제1 시일 부재의 외경을 OD1로 했을 때에, 당해 공간의 임의의 단면이, 거리 LA1 < 외경 OD1 < 거리 LB1의 관계를 만족하는 대략 직사각형 형상을 이루고 있고, 제1 표면(SF1) 및 제2 표면(SF2)이 제1 시일 부재와 각각 밀착되는 위치는 제2 표면(SF2)과 제4 표면(SF4)이 교차되는 교점보다 축심 방향에서 제3 표면(SF3)측에 형성되어 있다.

Description

전자기식 구동 유닛 {ELECTROMAGNETIC DRIVE UNIT}

본 발명은 전자기식 구동 유닛에 관한 것으로, 특히 플런저를 내포하는 이너 하우징의 외측에 솔레노이드 어셈블리를 부착하는 형식의 전자기식 구동 유닛에 적합한 시일 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 전자기식 구동 유닛은 솔레노이드 어셈블리를 전기 공급 제어함으로써, 플런저를 축심 방향으로 가동하도록 구성되어 있다. 여기서, 솔레노이드 어셈블리는, 통상 코일이 감긴 상태의 보빈을 외측으로부터 외장 몰드로 둘러싸 구성되어 있지만, 보빈과 외장 몰드가 완전히 밀착되어 있지 않은 부위로부터 물이 침입하면, 코일이 쇼트하거나, 부식에 의해 코일이 단선하는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 이러한 문제의 발생을 방지하기 위해서, 종래부터 솔레노이드 어셈블리를 케이스로 덮는 동시에, 케이스와 솔레노이드 어셈블리 사이의 홈에 O링 등의 시일 부재를 장착하여, 케이스와 솔레노이드 어셈블리의 간극을 시일하는 구조가 알려져 있다.

O링을 사용한 시일 구조로서, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 기술은, 코일이 감긴 보빈을 포함하는 내장 부재와, 이 내장 부재를 피복하는 외장 부재와, 이들의 부재를 수납하는 케이스를 구비한 성형 코일에 있어서, 내장 부재와 외장 부재와 케이스와의 3 부재로 구획된 단면 삼각형의 오목 홈이 형성되어 있고, 그 오목 홈에 O링을 삽입함으로써 각 부재 사이의 간극을 시일하는 것이다. 이러한 시일 구조에 의하면, O링이 상기한 3 부재와 각각 밀착함으로써, 물의 침입을 방지할 수 있다.

일본 실용신안 공고 평4-3452호 공보

그러나 특허 문헌 1에서는, O링과 상기 3 부재가 밀착함으로써 간극을 시일하는 구조이므로, 각 부재의 가공 정밀도 여하에 의해, 오목 홈의 형상에 편차가 발생해 버린다. 그로 인해, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 요구하는 시일 성능을 얻을 수 없는 경우가 있는 등의 과제가 남겨져 있다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 시일 부재와 밀착하는 부재의 개수를 적게 함으로써, 안정된 시일 성능을 발휘할 수 있는 전자기식 구동 유닛을 제공하는 데 있다. 또한, 가공 공정을 적게 하여, 제조 비용을 낮게 억제할 수 있는 전자기식 구동 유닛을 제공하는 것도 본 발명의 다른 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 발명은 플런저를 내포하는 이너 하우징과, 이 이너 하우징을 둘러싸도록 부착되어, 전기 공급 제어에 의해 상기 플런저를 축심 방향으로 가동시키는 솔레노이드 어셈블리와, 이 솔레노이드 어셈블리를 덮는 케이스를 구비하고, 상기 이너 하우징은 일단부면측에 피구동 장치가 부착되는 플랜지부와, 이 플랜지부의 타단부면측에 설치되어, 상기 플런저의 가동을 안내하는 내주면을 갖는 속이 빈 몸체부를 갖고, 상기 솔레노이드 어셈블리는 보빈과, 이 보빈에 감긴 코일과, 이 코일이 감긴 상태의 상기 보빈을 외측으로부터 둘러싸는 외장 몰드를 갖는 전자기식 구동 유닛이며, 상기 몸체부를 상기 보빈에 삽입하여 상기 이너 하우징에 상기 솔레노이드 어셈블리가 부착되면, 상기 이너 하우징과 상기 솔레노이드 어셈블리와의 사이에, 환상(링 형상)의 제1 시일 부재(예를 들어, O링)를 장착하기 위한 제1 환상 공간이 형성되고, 상기 제1 환상 공간은 상기 몸체부의 주위를 따라서 형성된 환상의 공간이며, 상기 몸체부의 외주면 중 상기 플랜지부 근방에 형성된 제1 표면과, 상기 외장 몰드의 표면 중 상기 제1 표면으로부터 상기 축심 방향과 직교하는 방향으로 거리 LA1만큼 이격된 위치에 형성되어, 상기 제1 표면과 대면하는 제2 표면과, 상기 플랜지부의 상기 타단부면에 형성된 제3 표면과, 상기 보빈의 표면 중 상기 제3 표면으로부터 상기 축심 방향으로 거리 LB1만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제3 표면과 대면하는 제4 표면에 의해 구획되어 있는 동시에, 상기 제1 시일 부재의 외경을 OD1로 했을 때에, 당해 공간의 임의의 단면이 거리 LA1 < 외경 OD1, 또한, 거리 LA1 < 거리 LB1의 관계를 만족하는 대략 직사각형 형상을 이루고, 상기 제1 환상 공간에 상기 제1 시일 부재가 장착된 상태에서의 상기 제1 환상 공간의 단면에 있어서, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면이 상기 제1 시일 부재와 각각 밀착되는 위치는, 상기 제2 표면과 상기 제4 표면이 교차되는 교점(바꾸어 말하면, 제2 표면과 제4 표면과의 경계 부분)보다 상기 축심 방향에서 상기 제3 표면측에 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

제1 발명에서는, 제1 환상 공간 중 제1 표면과 제2 표면과의 거리 LA1이 제1 시일 부재의 외경 OD1보다 짧은 구성이므로, 제1 시일 부재가 제1 환상 공간에 장착되면, 제1 표면과 제2 표면에 찌부러져 변형되면서 제1 표면 및 제2 표면의 2군데에서 밀착한다. 한편, 제1 발명에서는 제1 환상 공간 중 제3 표면과 제4 표면과의 거리 LB1이 제1 표면과 제2 표면과의 거리 LA1보다 긴 구성이므로, 제1 시일 부재는 시일 효과를 충분히 발휘할 정도로 제3 표면과 제4 표면에 밀착하는 일은 없다. 즉, 제1 발명에서는 제1 시일 부재가 제1 표면 및 제2 표면의 2면과 밀착함으로써, 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극을 시일하는 구조로 되어 있는 것이다. 바꾸어 말하면, 제1 시일 부재가, 제1 표면이 형성된 이너 하우징과 제2 표면이 형성된 외장 몰드와의 2 부재에 대하여 밀착함으로써, 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극이 밀봉되는 것이다.

여기서, 이 제2 표면과 제4 표면이 교차되는 교점은, 보빈과 외장 몰드가 접하는 경계의 부분이므로, 보빈과 외장 몰드와의 사이에 간극이 발생하면, 이 간극으로 물이 침입할 가능성이 있다. 그런데 제1 발명에서는, 제1 시일 부재가 제1 표면 및 제2 표면과 밀착되는 위치[도 5의 (a)의 PT1, PT2 참조]는 제2 표면과 제4 표면이 교차되는 교점[도 5의 (a)의 PT3 참조]보다 축심 방향에서 제3 표면측[도 5의 (a)에서는 하측]에 형성되도록 되어 있으므로, 물이 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극으로부터 침입하여 와도, 제1 시일 부재의 내측으로 물이 침입하는 일은 없다. 따라서, 보빈과 외장 몰드와의 사이로부터 물이 침입하여 코일이 쇼트하는 등의 문제는 확실하게 방지할 수 있다.

이와 같이, 제1 발명에 의하면, 2 부재에 시일면을 형성하는 것만으로 충분하므로, 가공 정밀도의 편차에 의한 시일면의 밀착 불량이 저감되어, 시일 성능이 안정된다. 그리고 제1 발명에 의하면, 시일 성능이 안정되므로, 솔레노이드 어셈블리가 쇼트하는 등의 문제점의 발생이 억제되는 것이다.

또한, 제2 발명은 상기 구성에 있어서, 상기 보빈은 원통 형상의 보빈 본체와, 이 보빈 본체의 양단부로부터 외측으로 절곡되는 한 쌍의 차양 형상 부재를 구비하는 동시에, 상기 한 쌍의 차양 형상 부재에는 상기 축심 방향을 따라 서로 이격하는 방향으로 돌출하는 돌기부가 각각 설치되어 있고, 상기 외장 몰드는 상기 돌기부를 말려들도록 하여 상기 보빈을 외측으로부터 둘러싸는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

예를 들어, 요철이 없는 평활한 외면으로 형성된 보빈을 외장 몰드로 덮는 구성의 경우, 만일 제1 시일 부재가 열화 등하여 시일 성능이 저하되어, 보빈과 외장 몰드와의 경계로 물이 침입하면, 그대로 보빈과 외장 몰드와의 경계를 물이 타고 코일까지 도달해 버릴 가능성이 있다. 그런데 제2 발명에 의하면, 외장 몰드가 보빈의 차양 형상 부재에 설치된 돌기부를 말려들도록 하여 보빈을 둘러싸는 구성으로 되어 있으므로, 물이 코일에 도달하기 위해서는, 이 돌기부를 타고넘어야만 한다. 즉, 제2 발명은 물이 코일에 도착하기까지의 거리가 길기 때문에, 물이 코일까지 침입해 오는 일은 어렵다. 따라서, 제2 발명은 한층 더 방수성이 우수한 것이다.

또한, 제3 발명은, 상기 구성에 있어서, 상기 플랜지부의 상기 타단부면은 상기 몸체부의 주위를 따라서 원환상으로 형성되고, 상기 외장 몰드를 지지하는 환상 지지면과, 이 환상 지지면으로부터 연속하여 원환상으로 형성되고, 당해 환상 지지면보다 한층 낮은 위치에 있는 환상 단차면을 갖고, 상기 제3 표면은 상기 환상 지지면에 형성되고, 상기 케이스는 그 단부면이 상기 환상 단차면과 접촉된 상태에서 상기 솔레노이드 어셈블리를 덮는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

제3 발명에 의하면, 케이스의 단부면은 환상 지지면보다 한층 낮은 위치에 있는 환상 단차면과 접촉하고 있다. 따라서, 만일 케이스의 단부면과 환상 단차면과의 사이에 간극이 발생하여, 그 간극으로부터 물이 침입했다고 해도, 제1 시일 부재가 장착되는 제1 환상 공간은, 그 환상 단차면보다 한층 높은 위치에 있으므로, 물이 제1 환상 공간에 도착하는 것은 어렵다. 즉, 제3 발명에 의하면, 제1 시일 부재가 장착되는 위치까지 물이 들어오는 것이 어려운 구조로 되어 있으므로, 방수성은 더욱 높아지게 된다.

또한, 제4 발명은, 상기 구성에 있어서, 상기 케이스는 원통 형상의 케이스 본체와, 이 케이스 본체의 일단부를 막는 덮개 부재를 갖는 동시에, 상기 덮개 부재에 상기 몸체부가 관통하는 개구가 마련되고, 상기 이너 하우징에 부착된 상기 솔레노이드 어셈블리를 상기 케이스로 덮으면, 상기 개구로부터 상기 몸체부의 선단부가 노출되고, 상기 케이스와 상기 솔레노이드 어셈블리와 상기 이너 하우징과의 사이에, 환상의 제2 시일 부재(예를 들어, O링)를 장착하기 위한 제2 환상 공간이 형성되고, 상기 제2 환상 공간은 상기 몸체부의 주위를 따라서 형성된 환상의 공간이며, 상기 몸체부의 외주면 중 상기 플랜지부와 반대측의 단부에 형성된 제5 표면과, 상기 외장 몰드의 표면 중 상기 제5 표면으로부터 상기 축심 방향과 직교하는 방향으로 거리 LA2만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제5 표면과 대면하는 제6 표면과, 상기 덮개 부재의 이면에 형성된 제7 표면과, 상기 보빈의 표면 중 상기 제7 표면으로부터 상기 축심 방향으로 거리 LB2만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제7 표면과 대면하는 제8 표면에 의해 구획되어 있는 동시에, 상기 제2 시일 부재의 외경을 OD2로 했을 때에, 당해 공간의 임의의 단면이, 거리 LA2 < 외경 OD2, 또한 거리 LA2 < 거리 LB2의 관계를 만족하는 대략 직사각형 형상을 이루고, 상기 제2 환상 공간에 상기 제2 시일 부재가 장착된 상태에서의 상기 제2 환상 공간의 단면에 있어서, 상기 제5 표면 및 상기 제6 표면이 상기 제2 시일 부재와 각각 밀착되는 위치는, 상기 제6 표면과 상기 제8 표면이 교차되는 교점(바꾸어 말하면, 제6 표면과 제8 표면과의 경계 부분)보다 상기 축심 방향에서 상기 제7 표면측에 형성되도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

제4 발명에서는, 제2 환상 공간 중 제5 표면과 제6 표면과의 거리 LA2가 제2 시일 부재의 외경 OD2보다 짧은 구성이므로, 제2 시일 부재가 제2 환상 공간에 장착되면, 제5 표면과 제6 표면에 찌부러져 변형되면서 제5 표면 및 제6 표면의 2군데에서 밀착된다. 한편, 제4 발명에서는 제2 환상 공간 중 제7 표면과 제8 표면과의 거리 LB2가 제5 표면과 제6 표면과의 거리 LA2보다 긴 구성이므로, 제2 시일 부재는 시일 효과를 충분히 발휘할 정도로 제7 표면과 제8 표면에 밀착되는 일은 없다. 즉, 제4 발명에서는 제2 시일 부재가 제5 표면 및 제6 표면의 2면과 밀착됨으로써, 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극을 시일하는 구조로 되어 있는 것이다. 바꾸어 말하면, 제2 시일 부재가, 제5 표면이 형성된 이너 하우징과 제6 표면이 형성된 외장 몰드의 2 부재에 대하여 밀착됨으로써, 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극이 밀봉되는 것이다.

여기서, 이 제6 표면과 제8 표면이 교차되는 교점은, 보빈과 외장 몰드가 접하는 경계의 부분이므로, 보빈과 외장 몰드 사이에 간극이 발생하면, 이 간극으로 물이 침입할 가능성이 있다. 그런데 제4 발명에서는, 제2 시일 부재가 제5 표면 및 제6 표면과 밀착되는 위치[도 5의 (b)의 PT4, PT5 참조]는 제6 표면과 제8 표면이 교차되는 교점[도 5의 (b)의 PT6 참조]보다 축심 방향에서 제7 표면측[도 5의 (b)에서는 상측]에 형성되도록 되어 있으므로, 물이 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극으로부터 침입하여 와도, 제2 시일 부재의 내측으로 물이 침입하는 일은 없다. 따라서, 보빈과 외장 몰드와의 사이로부터 물이 침입하여 코일이 쇼트하는 등의 문제는 확실하게 방지할 수 있다.

이와 같이, 제4 발명에 의하면, 2 부재에 시일면을 형성하는 것만으로 충분하므로, 가공 정밀도의 편차에 의한 시일면의 밀착 불량이 저감되어, 시일 성능이 안정된다. 그리고 제4 발명에 의하면, 시일 성능이 안정되므로, 솔레노이드 어셈블리가 쇼트하는 등의 문제의 발생이 억제되는 것이다.

또한, 제5 발명은, 상기 구성에 있어서, 상기 이너 하우징은 자성체 재료로 이루어지는 스테이터와, 이 스테이터와 동일축 위에 배치되어, 자성체 재료로 이루어지는 요크와, 비자성체 재료로 이루어져, 상기 스테이터와 상기 요크와의 사이의 위치에서, 또한 상기 스테이터와 동일축 위에 배치되는 동시에 상기 스테이터와 상기 요크를 일체적으로 연결하는 원통 형상 부재를 갖고 이루어지고, 상기 스테이터는 상기 플랜지부와, 이 플랜지부의 상기 타단부면으로부터 상기 축심 방향으로 돌출되는 고정 철심을 구비하고, 상기 몸체부는 상기 고정 철심과, 상기 요크와, 상기 원통 형상 부재를 포함하여 구성되는 동시에, 상기 요크에 상기 플런저의 가동을 안내하는 상기 내주면이 형성되고, 상기 요크의 외주면 중 상기 스테이터측의 단부에는 한층 낮은 제1 단차부가 형성되고, 상기 고정 철심은 상기 플런저와 대면하는 기단부면을 갖고, 상기 기단부면에는 축 방향으로 돌출되는 원환상의 부재로 자력을 제어하는 자기 제어부가 설치되는 동시에, 상기 고정 철심의 외주면 중 상기 기단부면측의 단부에는 한층 낮은 제2 단차부가 형성되고, 상기 원통 형상 부재는 일단부측의 내경이 상기 제1 단차부의 외경과 대략 동일, 또한 타단부측의 내경이 상기 제2 단차부의 외경과 대략 동일해지도록 형성되고, 상기 이너 하우징은 상기 원통 형상 부재의 일단부측을 상기 제1 단차부에 끼워 넣은 상태에서 상기 원통 형상 부재와 상기 요크를 용접에 의해 접합하고, 상기 원통 형상 부재의 타단부측을 상기 제2 단차부에 끼워 넣은 상태에서 상기 원통 형상 부재와 상기 스테이터를 용접에 의해 접합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

제5 발명에 의하면, 원통 형상 부재의 일단부측을 요크의 제1 단차부에 외측으로부터 끼워 넣고, 원통 형상 부재의 타단부측을 스테이터의 제2 단차부에 외측으로부터 끼워 넣은 상태에서, 서로의 접속부를 용접에 의해 접합하면 이너 하우징을 형성할 수 있다. 즉, 각 부재를 용접한 후에, 내주면을 기계 가공할 필요가 없다. 따라서, 제5 발명은 이너 하우징의 가공 공정을 적게 할 수 있어, 제조 비용을 줄일 수 있다.

또한, 제5 발명에서는, 이너 하우징의 내주면을 기계 가공할 필요가 없으므로, 공작 기계의 날 끝을 삽입하기 위한 개구를 이너 하우징에 미리 설치해 두고, 기계 가공 후에 그 개구를 막는 등의 구조로 하지 않아도 된다. 그로 인해 개구를 막는 부재가 불필요해져 부품 개수가 저감되어, 한층 더 비용 삭감이 예상된다. 덧붙여서, 제5 발명에 의하면, 이너 하우징의 내주면의 기계 가공이 불필요해지므로, 기계 가공의 정밀도에 의한 이너 하우징의 품질 편차가 발생하는 일도 없어져, 품질이 안정되는 등의 이점도 있다.

또, 제5 발명에 관한 원통 형상 부재의 일단부측의 내경이 제1 단차부의 외경과 대략 동일하다고 하는 것은, 원통 형상 부재의 일단부측의 내경이 압입 등에 의해 제1 단차부와 끼워 맞춤 가능한 치수인 것을 의미하고 있고, 마찬가지로, 원통 형상 부재의 타단부측의 내경이 제2 단차부의 외경과 대략 동일하다고 하는 것은, 원통 형상 부재의 타단부측의 내경이 압입 등에 의해 제2 단차부와 끼워 맞춤 가능한 치수인 것을 의미하고 있다.

또, 상기 원통 형상 부재와 상기 스테이터와의 용접선은, 상기 기단부면으로부터 상기 자기 제어부를 구성하는 상기 원환상의 부재가 돌출되는 방향과 반대인 방향으로 소정의 거리(도 2의 거리 X 참조)를 이격한 위치에 형성되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 자기 제어부는 전자기식 구동 유닛의 성능을 좌우하는 중요한 부분이므로, 용접의 왜곡으로 자기 제어부의 동일 축도나 요동 정밀도가 저하되거나, 혹은 용접에 의한 열의 영향으로 자성이 변화되거나 하는 것은 피해야만 하는 결과, 이러한 구성에 의하면, 원통 형상 부재와 스테이터와의 용접선을, 자기 제어부로부터 떨어진 위치에 형성하고 있으므로, 자기 제어부가 용접에 의한 영향을 받는 일은 거의 없다. 따라서, 원통 형상 부재와 스테이터를 용접에 의해 접합해도, 전자기식 구동 유닛의 성능 저하를 방지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 원통 형상 부재와 상기 요크는 맞댐 용접에 의해 접합되어, 상기 원통 형상 부재와 상기 스테이터는 겹침 용접에 의해 접합되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 요크의 내주면은 플런저가 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면으로 되어 있으므로, 용접에 의해 미끄럼 이동면이 왜곡되는 것은 피해야만 하는 결과, 이러한 구성에 의하면, 원통 형상 부재와 요크는 맞댐 용접에 의해 접합되므로, 요크의 내주면, 즉 플런저의 미끄럼 이동면이 용접의 영향을 받아서 왜곡되는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 이러한 구성에서는 원통 형상 부재와 스테이터는 겹침 용접에 의해 접합되도록 되어 있으므로, 맞댐 용접에 의해 접합하는 작업에 비해 용접 작업의 관리에 수고가 들지 않게 되므로, 작업 효율이 향상되어 이너 하우징의 공사 기간 단축 및 비용 저감이 한층 더 예상되게 된다.

본 발명에 따르면, 이너 하우징과 외장 몰드의 2 부재가 시일 부재와 밀착되어 이너 하우징과 솔레노이드 어셈블리와의 사이의 간극을 시일하는 구조로 되어 있으므로, 종래와 같은 3 부재가 시일 부재와 밀착되는 시일 구조에 비하여, 각 부재의 치수 편차를 적게 할 수 있다. 따라서, 안정된 시일 성능이 발휘된다. 게다가, 본 발명에 따르면, 이너 하우징을 요크와 스테이터를 각각 원통 형상 부재에 끼워 넣어 용접만 하는 간단한 구성으로 할 수 있으므로, 종래에 비해 가공 공정을 적게 할 수 있어, 비용 삭감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 예에 관한 전자기식 구동 유닛을 사용한 전자기 밸브의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전자기식 구동 유닛의 이너 하우징 부분을 확대한 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 전자기식 구동 유닛의 C부를 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 전자기식 구동 유닛의 D부를 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 환상 공간에 O링이 장착된 상태를 도시하는 도면이며, (a)는 제1 환상 공간에 O링이 장착된 상태를 도시한 도면이며, (b)는 제2 환상 공간에 O링이 장착된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태 예에 대해서, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 예에 관한 전자기식 구동 유닛(DR)은, 그 일단부측에 피구동 장치인 방향 제어 밸브 유닛(SP)을 접속함으로써, 전자기 밸브(SOV)로서 사용된다. 이 전자기 밸브(SOV)는 전자기 작동 방식으로 작동하는 3 포트 2 위치의 방향 제어 밸브이며, 예를 들어 미니 쇼벨(shovel)의 캐빈 간섭 방지/깊이 제어, 유압 피스톤·모터의 경전각 제어, 컨트롤 밸브의 스풀/드로틀 밸브의 제어, AT차의 클러치 팩, 전·후진 전환 클러치 제어 등에 사용할 수 있는 것이다.

전자기식 구동 유닛(DR)은, 자성체 재료로 이루어지는 스테이터(1)와, 비자성체 재료로 이루어지는 링(원통 형상 부재)(5)과, 자성체 재료로 이루어지는 요크(2)로 형성된 이너 하우징(H)을 구비하고 있다. 이너 하우징(H)을 구성하는 스테이터(1)와 링(5)과 요크(2)는 서로 동일축 위에 배치되어 있다. 또한, 이너 하우징(H)에는, 그 외주면을 둘러싸도록 솔레노이드 어셈블리(SA)가 부착되어 있는 동시에, 이너 하우징(H)의 내부에는 플런저(3)가 수용되어 있다. 그리고 솔레노이드 어셈블리(SA)를 구성하는 소켓(14)으로부터 전기 공급을 행함으로써, 플런저(3)가 이너 하우징(H)의 내주면으로 안내되면서 축심 방향(도 1의 상하 방향)으로 가동하도록 되어 있다.

스테이터(1)는 일단부면에 방향 제어 밸브 유닛(SP)이 부착되는 부착부(1f)를 갖는 원반 형상의 플랜지부(1a)와, 이 플랜지부(1a)의 타단부면으로부터 축심 방향으로 돌출되도록 형성된 원기둥 형상의 고정 철심(1b)이 일체화되고, 축심을 따라서 플랜지부(1a)와 고정 철심(1b)을 관통하는 관통 구멍(1c)이 마련된 구성을 이루고 있다. 고정 철심(1b)은 이너 하우징(H)의 몸체부의 일부를 구성하는 것이며, 그 단부면은 플런저(3)의 한쪽 단부면(3c)과 대면하는 기단부면(1d)으로 되어 있다.

이 기단부면(1d)에는, 자력을 제어하기 위한 자기 제어부(1e)가 설치되어 있다. 이 자기 제어부(1e)는 기단부면(1d)의 주연부로부터 축심 방향으로 돌출되는 원환상의 부재로 이루어지는 것이며, 그 형상을 상세하게 설명하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 그 외경은 기단부면(1d)으로부터 선단부(도 1의 상측 방향)로 감에 따라서 점차 작아져 가지만, 그 내경은 고정 철심(1b)의 축심 방향을 따라 일정하게 구성되어 있고, 선단부에 평면에서 보아 폭이 가는 원환상의 평탄한 면이 형성된 형상으로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 따른 자기 제어부(1e)는 속이 찬 원뿔대 형상의 부재를, 그 상면의 외경보다 약간 작은 지름의 구멍을 축심 방향을 따라 관통시켜 이루어지는 속이 빈 원뿔대 형상으로 되어 있는 것이다.

또한, 스테이터(1)를 구성하는 고정 철심(1b)의 외주면 중 기단부면(1d)측의 단부에는, 한층 낮은 제2 단차부(1g)(도 2 참조)가 형성되어 있다. 이 제2 단차부(1g)는 링(5)이 끼워 넣어지는 부분이며, 자기 제어부(1e)의 외주면과 연속되게 설치되어 있다. 또, 관통 구멍(1c)에는 고정 철심(1b)의 기단부면(1d)측으로부터 스토퍼(10)가 끼워 넣어져 있다. 이 스토퍼(10)는 플런저(3)가 고정 철심(1b)의 기단부면(1d)과 완전히 접촉하는 일이 없도록 가동 범위를 규제하기 위한 것이다.

또한, 플랜지부(1a)의 타단부면은, 도 2에 도시한 바와 같이, 고정 철심(1b)의 주위를 따라서 원환상으로 형성된 환상 지지면(PL1)과, 이 환상 지지면(PL1)으로부터 연속하여 원환상으로 형성된 환상 단차면(PL2)을 갖고 있다. 환상 지지면(PL1)은, 도 3에 도시한 바와 같이 외장 몰드(9)를 지지하는 면인 동시에, 상세하게는 후술하지만, 그 일부가 O링(제1 시일 부재)(11)을 장착하기 위한 제1 환상 공간(50a)을 구획하는 제3 표면(SF3)으로 되어 있다. 한편, 환상 단차면(PL2)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 환상 지지면(PL1)보다 한층 낮은 위치에 형성되어, 케이스(6)의 단부면(6d)이 접촉하는 면으로 되어 있다.

이어서, 플런저(3)는 자성체 재료로 이루어지는 원통 형상의 부재의 외주면에, 균일한 두께의 비자성체 재료로 이루어지는 수지층(3e)이 피복된 구성으로 되어 있다. 이 수지층(3e)은 예를 들어 나일론계 수지로 이루어지는 것이며, 그 두께는 수지층(3e)의 내구성이나, 요크(2)의 내주면과의 미끄럼 이동 저항을 고려하여, 0.03㎜ 내지 0.2㎜의 범위 내로 하고 있다. 또한, 플런저(3)에는 축심 방향으로 관통하는 관통 구멍(3a)이 마련되어 있고, 이 관통 구멍(3a)에 막대 형상의 핀(4)이 압입되어, 플런저(3)와 핀(4)은 일체적으로 형성되어 있다. 그리고 플런저(3)의 축심 방향으로의 이동에 따라 핀(4)도 축심 방향으로 이동하고, 핀(4)이 후술하는 스풀(23)을 가압함으로써, 스풀(23)이 축심 방향으로 가동하도록 되어 있다.

또, 플런저(3)의 한쪽 단부면(3c)은 자기 제어부(1e)가 설치된 기단부면(1d)과 대면하는 면이며, 다른 쪽의 단부면(3d)은 다음에 설명하는 요크(2)의 저부(2a)와 대면하는 면이다. 또한, 부호 3b는 축심으로부터 반경 방향으로 떨어진 위치에 축심 방향을 따르도록 설치된 관통 구멍(3b)이다. 이 관통 구멍(3b)은 상세하게는 후술하지만, 방향 제어 밸브 유닛(SP)측으로부터 공급된 오일이 흐르는 유로로 되어 있다.

이어서, 요크(2)는 자로가 되는 저부(2a)와, 이 저부(2a)로부터 축심 방향으로 연장되는 긴 통부(2b)를 구비하여 구성되어 있다. 긴 통부(2b)는 그 내주면이 플런저(3)의 외주면과 미끄럼 접촉하는 미끄럼 접촉면으로 되어 있고, 플런저(3)는 이 긴 통부(2b)의 내주면으로 안내되어 축심 방향으로 가동한다. 한편, 요크(2)의 외주면 중 스테이터(1)측의 단부, 즉 긴 통부(2b)의 선단부측의 단부에는, 한층 낮은 제1 단차부(2e)(도 2 참조)가 형성되어 있고, 이 제1 단차부(2e)에, 링(5)이 끼워 넣어지도록 되어 있다.

또한, 요크(2)의 저부(2a)에는 관통 구멍(2c)이 축심 방향을 따라 설치되어 있고, 이 관통 구멍(2c)의 내부에는 암나사(2d)가 형성되어 있다. 이 관통 구멍(2c)에는, 다음에 설명하는 스크류(15)가 삽입되어 있다.

이 스크류(15)는 수나사(15c)를 갖는 헤드부(15d)와, 수나사(15a)가 형성되어, 외경이 헤드부(15d)보다 작은 축부(15b)를 구비하여 구성된 부재이다. 스크류(15)는 관통 구멍(2c)에 삽입된 상태에서, 그 선단부가 스프링(17)을 거쳐 플런저(3)의 단부면(3d)을 가압하고 있다. 이 가압력은 스크류(15)를 정역 회전시킴으로써 조정 가능하다. 즉, 이 스크류(15)는 스풀(23)의 조작력 조절을 위해 설치되어 있는 것이다. 또, 너트(18)는 스크류(15)의 느슨함을 방지하기 위한 로크용의 너트이며, 내주면에 수나사(15c)와 동일한 크기의 암나사(18a)가 형성되어 있다. 또한, O링(16)은 이너 하우징(H) 내의 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또, 본 실시 형태의 고정 철심(1b)과 요크(2)와 링(5)이 본 발명에 따른 이너 하우징의 몸체부에 상당하고, 본 실시 형태의 플랜지부(1a)가 본 발명에 따른 이너 하우징의 플랜지부에 상당한다.

이어서, 솔레노이드 어셈블리(SA)는 이너 하우징(H)의 외측을 둘러싸도록 설치되어 있고, 보빈(7)과, 이 보빈(7)에 감긴 코일(8)과, 보빈(7)에 외부 끼움되어 코일(8)을 덮는 외장 몰드(9)와, 코일(8)과 전기적으로 접속된 터미널(13)과, 암형 플러그(도시하지 않음)가 삽입되는 소켓(14)을 구비하여 구성되어 있다. 그리고 소켓(14)에 암형 플러그를 삽입함으로써, 터미널(13)을 거쳐 외부로부터 코일(8)로 전기 공급 제어되어, 플런저(3)의 단부면(3c)이 스테이터(1)의 기단부면(1d)에 대하여 근접 이격하도록 되어 있다.

보빈(7)은 원통 형상의 보빈 본체(7a)와, 이 보빈 본체(7a)의 양단부로부터 외측으로 절곡되는 한 쌍의 차양 형상 부재(7b, 7c)를 구비하고 있다. 그리고 차양 형상 부재(7b)에는, 도 1에 있어서의 하측 방향으로 돌출되도록 돌기부(7d)가 설치되어 있고, 차양 형상 부재(7c)에는, 도 1에 있어서의 상부 방향으로 돌출되도록 돌기부(7e)가 설치되어 있다. 즉, 이들의 돌기부(7d, 7e)는 축심 방향을 따라 서로 이격하는 방향으로 돌출되어 있다. 그리고 외장 몰드(9)는 돌기부(7d, 7e)를 말려들도록(덮이도록) 하여 보빈(7)을 외측으로부터 감싸고 있다. 따라서, 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7b, 7c)와의 경계면은 돌기부(7d, 7e)에 의해 요철이 형성된 상태로 되어 있다.

이 솔레노이드 어셈블리(SA)를 덮고 있는 것이 케이스(6)이다. 케이스(6)는 원통 형상의 케이스 본체(6a)와, 이 케이스 본체(6a)의 일단부를 막는 덮개 부재(6b)를 구비하여 구성되어 있다. 그리고 이 덮개 부재(6b)에는, 요크(2)의 저부(2a)가 관통하는 개구(6c)가 마련되어 있다. 그로 인해, 케이스(6)를 이너 하우징(H)에 부착하면, 요크(2)의 저부(2a)가 덮개 부재(6b)의 개구(6c)로부터 노출되도록 되어 있다. 이것은, 케이스(6)를 이너 하우징(H)에 부착한 후라도, 스크류(15)를 조작할 수 있도록 하기 위해서이다.

이와 같이 구성된 전자기식 구동 유닛(DR)은, 솔레노이드 어셈블리(SA)의 코일(8)로 물이 침입하는 것을 방지하기 위한 시일 구조를 구비하고 있다. 이하, 본 실시 형태에 따른 시일 구조에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 이너 하우징(H)에 솔레노이드 어셈블리(SA)를 부착한 상태에 있어서, 이너 하우징(H)의 외주면과 외장 몰드(9)와의 사이에 제1 환상 공간(50a) 및 제2 환상 공간(50b)이 형성되어 있다. 제1 환상 공간(50a)은 고정 철심(1b)의 주위를 따라서 형성된 환상의 공간이며, 이 제1 환상 공간(50a)에 O링(제1 시일 부재)(11)이 장착됨으로써, 이너 하우징(H)과 솔레노이드 어셈블리(SA)와의 사이의 간극이 시일된다. 또한, 제2 환상 공간(50b)은 요크(2)의 저부(2a)의 외주면을 따라 형성된 환상의 공간이며, 이 제2 환상 공간(50b)에 O링(제2 시일 부재)(12)이 장착됨으로써, 이너 하우징(H)과 솔레노이드 어셈블리(SA)와의 사이의 간극이 시일된다.

제1 환상 공간(50a)은 도 3에 도시한 바와 같이, 4개의 표면(SF1 내지 SF4)에 의해 구획된 단면 대략 직사각 형상의 환상 공간이다. 제1 표면(SF1)은, 고정 철심(1b)의 외주면 중 플랜지부(1a) 근방에 형성된 표면이다. 제2 표면(SF2)은 외장 몰드(9)의 표면 중 제1 표면(SF1)으로부터 축심 방향(도 3의 상하 방향)과 직교하는 방향(도 3의 좌우 방향)으로 거리 LA1만큼 이격한 위치에 형성되어, 제1 표면(SF1)과 대면하는 표면이다. 제3 표면(SF3)은 플랜지부(1a)의 환상 지지면(PL1)에 형성된 표면이다. 제4 표면(SF4)은 보빈(7)의 차양 형상 부재(7b)의 표면 중 외장 몰드(9)와 밀착되어 있지 않은 표면이며, 제3 표면(SF3)으로부터 축심 방향으로 거리 LB1만큼 이격한 위치에 형성되어, 제3 표면(SF3)과 대면하는 표면이다.

여기서, 이 제1 환상 공간(50a)은 O링(11)의 단면 외경을 OD1로 했을 때에, 당해 공간(50a)의 임의의 단면이, 거리 LA1 < 외경 OD1 < 거리 LB1의 관계를 만족하고 있다. 그리고 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, O링(11)이 제1 환상 공간(50a)에 장착된 상태에서는, 제1 표면(SF1)이 O링(11)과 밀착되는 위치(PT1) 및 제2 표면(SF2)이 O링(11)과 밀착되는 위치(PT2)는, 제2 표면(SF2)과 제4 표면(SF4)이 교차되는 교점(PT3)보다 축심 방향[도 5의 (a)에 있어서 상하 방향]에서 제3 표면(SF3)측에 형성되도록 되어 있다. 즉, 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7b)와의 경계는 교점(PT3)의 위치에 있고, 그 교점(PT3)은 O링(11)이 표면(SF1, SF2)과 밀착되는 위치(PT1 및 PT2)보다 내측[축심 방향에 있어서 PT1 및 PT2보다 제4 표면(SF4)의 측, 즉, 도 5의 (a)에 있어서 PT1 및 PT2보다 상측]에 있으므로, 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7b)와의 경계는, O링(11)에 의해 시일되는 위치의 내측에 위치하게 된다.

따라서, 만일 케이스(6)의 단부면(6d)과 환상 단차면(PL2)과의 사이의 간극으로부터 물이 침입했다고 해도, O링(11)이 PT1의 위치에서 제1 표면(SF1)과 밀착되고, PT2의 위치에서 제2 표면(SF2)과 밀착되어 있으므로, 물이 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7b)와의 경계 부분, 즉 PT3의 위치까지 침입하는 일은 통상은 있을 수 없는 일이다. 게다가, 도 3에 도시한 바와 같이, 환상 단차면(PL2)보다 한층 높은 위치에 제1 환상 공간(50a)이 있으므로, 물이 환상 단차면(PL2)으로부터 환상 지지면(PL1)까지 도달하는 것은 어렵다. 따라서, 본 실시 형태의 예에서는, 코일(8)까지 물이 침입해 오는 것을 확실하게 방지할 수 있는 것이다.

게다가, 외장 몰드(9)와 이너 하우징(H)과의 2 부재만이 O링(11)과 밀착되어 시일면을 형성하도록 되어 있으므로, 시일 성능은 안정되어 있다. 또한, 돌기부(7d)를 외장 몰드(9)가 말려들게 하는 구조로 되어 있으므로, 만일 O링(11)이 열화되어 시일 성능이 저하되었다고 해도, 물이 돌기부(7d)를 넘어 코일(8) 내로 침입해 오는 일은 매우 어려우므로, 코일(8)이 쇼트하는 등의 문제가 발생하는 일은 거의 없다.

한편, 제2 환상 공간(50b)은 도 4에 도시한 바와 같이, 4개의 표면(SF5 내지 SF8)에 의해 구획된 단면 대략 직사각 형상의 환상 공간이다. 제5 표면(SF5)은, 요크(2)의 저부(2a) 단부에 형성된 표면이다. 제6 표면(SF6)은 외장 몰드(9)의 표면 중 제5 표면(SF5)으로부터 축심 방향(도 4의 상하 방향)과 직교하는 방향(도 4의 좌우 방향)으로 거리 LA2만큼 이격한 위치에 형성되어, 제5 표면(SF5)과 대면하는 표면이다. 제7 표면(SF7)은 덮개 부재(6b)의 이면에 형성된 표면이다. 제8 표면은 보빈(7)의 차양 형상 부재(7c)의 표면 중 외장 몰드(9)와 밀착되어 있지 않은 표면이며, 제7 표면(SF7)으로부터 축심 방향으로 거리 LB2만큼 이격한 위치에 형성되어, 제7 표면(SF7)과 대면하는 표면이다.

여기서, 이 제2 환상 공간(50b)은 O링(12)의 단면 외경을 OD2로 했을 때에, 당해 공간(50b)의 임의의 단면이, 거리 LA2 < 외경 OD2 < 거리 LB2의 관계를 만족하고 있다. 그리고 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, O링(12)이 제2 환상 공간(50b)에 장착된 상태에서는, 제5 표면(SF5)이 O링(12)과 밀착되는 위치(PT4) 및 제6 표면(SF6)이 O링(12)과 밀착되는 위치(PT5)는, 제6 표면(SF6)과 제8 표면(SF8)이 교차되는 교점(PT6)보다 축심 방향[도 5의 (b)에 있어서 상하 방향]에서 제7 표면(SF7)측에 형성되도록 되어 있다. 즉, 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7c)와의 경계는 교점(PT6)의 위치에 있고, 그 교점(PT6)은 O링(12)이 표면(SF5, SF6)과 밀착되는 위치(PT4 및 PT5)보다 내측[축심 방향에 있어서 PT4 및 PT5보다 제8 표면(SF8)의 측, 즉, 도 5의 (b)에 있어서 PT4 및 PT5보다 하측]에 있으므로, 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7c)와의 경계는, O링(12)에 의해 시일되는 위치의 내측에 위치하게 된다.

따라서, 만일 케이스(6)의 개구(6c)와 요크(2)의 저부(2a)와의 사이의 간극으로부터 물이 침입했다고 해도, O링(12)이 PT4의 위치에서 제5 표면(SF5)과 밀착되고, PT5의 위치에서 제6 표면(SF6)과 밀착되어 있으므로, 물이 외장 몰드(9)와 보빈(7)의 차양 형상 부재(7c)와의 경계 부분, 즉 PT6의 위치까지 침입하는 일은 통상은 있을 수 없는 일이다. 따라서, 본 실시 형태의 예에서는 코일(8)까지 물이 침입해 오는 것을 방지할 수 있다.

게다가, 외장 몰드(9)와 이너 하우징(H)과의 2 부재만이 O링(12)과 밀착되어 시일면을 형성하도록 되어 있으므로, 시일 성능은 안정되어 있다. 또한, 돌기부(7e)를 외장 몰드(9)가 말려들게 하는 구조로 되어 있으므로, 만일 O링(12)이 열화되어 시일 성능이 저하되었다고 해도, 물이 돌기부(7e)를 넘어 코일(8) 내로 침입해 오는 일은 매우 어려우므로, 코일(8)이 쇼트하는 등의 문제가 발생하는 일은 거의 없다. 또, 도 3 및 도 4에 있어서, 설명의 편의상, O링(11, 12)의 도시는 각각 생략하고 있다.

이어서, 이너 하우징(H)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 플런저(3)를 내포한 상태에서, 요크(2)의 제1 단차부(2e)에 링(5)의 일단부측을 끼워 넣는 동시에, 스테이터(1)의 제2 단차부(1g)에 링(5)의 타단부측을 끼워 넣어서 이너 하우징(H)을 조립하는 제1 공정의 작업을 행한다. 이 제1 공정의 작업 내용을 구체적으로 설명하면, 우선 스테이터(1)의 관통 구멍(1c)에 기단부면(1d)측으로부터 스토퍼(10)를 압입하고, 계속해서 스테이터(1)의 제2 단차부(1g)에 링(5)의 단부면이 접촉할 때까지 압입한다. 이 상태에서, 핀(4)이 압입된 플런저(3)를 스테이터(1)의 관통 구멍(1c)에 삽입하면서 플런저(3)를 스테이터(1)에 장착한다. 이어서, 요크(2)의 제1 단차부(2e)의 단부면이 링(5)에 접촉할 때까지 압입한다. 이것으로, 플런저(3)가 이너 하우징(H)에 내포된다.

이 제1 공정에 이어서, 링(5)의 일단부측의 단부면과 요크(2)의 제1 단차부(2e)와의 맞댐부를 맞댐 용접에 의해 접합하는 제2 공정의 작업을 행한다. 이 제2 공정의 작업 내용을 구체적으로 설명하면, 우선 요크(2)의 저부(2a)측의 단부면 근방을 클램프하여, 요크(2)에 대하여 링(5)이 기울어 끼워 넣어져 있지 않은지, 요크(2)의 제1 단차부(2e)와 링(5)의 단부면과의 맞댐부의 간극은 균일한지 등, 요크(2)와 링(5)을 용접하기 위한 사전 체크를 행한다. 계속해서, 요크(2)의 제1 단차부(2e)와 링(5)의 단부면의 맞댐부(도 2의 A부)를 레이저 용접에 의해 전체 둘레에 걸쳐서 접합한다.

이 제2 공정에 이어서, 링(5)의 타단부측과 스테이터(1)의 제2 단차부(1g)를 겹침 용접에 의해 접합하는 제3 공정의 작업을 행한다. 이 제3 공정의 작업 내용을 구체적으로 설명하면, 요크(2)에 대하여 스테이터(1)가 기운 상태에서 링(5)에 끼워 넣어져 있지 않은지, 스테이터(1)의 제2 단차부(1g)와 링(5)의 단부면과의 맞댐부의 간극은 균일한지 등, 스테이터(1)와 링(5)을 용접하기 위한 사전 체크를 행한다. 계속해서, 링(5)과 스테이터(1)의 제2 단차부(1g)와의 중첩된 부분을, 레이저 용접에 의해 전체 둘레에 걸쳐서 접합한다. 또, 용접 공정에서의 품질 관리는, 제2 공정 쪽이 제3 공정보다도 엄격한 것으로 되어 있다. 여기서, 용접선은 스테이터(1)의 기단부면(1d)으로부터 자기 제어부(1e)를 구성하는 원환상의 부재가 돌출되는 방향(도 2의 상측 방향)과 반대인 방향(도 2의 하측 방향)으로 소정의 거리(X)를 이격한 위치(도 2의 B 위치)에 형성되도록 한다. 이와 같이 제1 내지 제3 공정까지의 작업을 행하여 이너 하우징(H)이 완성된다.

이와 같이 구성된 전자기식 구동 유닛(DR)에는, 방향 제어 밸브 유닛(SP)이 전자기식 구동 유닛(DR)에 대하여 동일축 위에 부착되어 있다. 이 방향 제어 밸브 유닛(SP)은 슬리브 형상의 밸브 케이싱(30)과, 그 내부에 동일축 위에 설치된 스풀(23)을 구비하여 구성되어 있다. 밸브 케이싱(30)에는 유압 펌프(도시하지 않음)와 접속되는 공급 포트(31)와, 작동기(도시하지 않음)와 접속되는 출력 포트(32)와, 탱크(도시하지 않음)와 접속되는 드레인 포트(33)가 설치되어 있다.

한편, 스풀(23)은 일단부측이 전자기식 구동 유닛(DR)의 핀(4)과 접촉하도록 부착되어 있고, 핀(4)의 축심 방향의 이동에 따라 스풀(23)이 축심 방향으로 이동하도록 되어 있다. 또, 이 스풀(23)에는 스프링(24)이 감겨 있다. 스프링(24)은 그 일단부가 밸브 케이싱(30)의 내벽에 걸림 지지되고, 타단부가 스풀(23)에 끼워 넣어진 원환상의 심(25)과 접촉하고 있다. 따라서, 스풀(23)은 스프링(24)의 가압력에 의해, 스테이터(1)측(도 1의 상측 방향)으로 항상 가압된 상태에서 밸브 케이싱(30) 내에 수용되어 있다.

또한, 스풀(23)의 외주면에는 2개의 랜드부(36, 37)가 설치되어 있다. 랜드(36)가 밸브 케이싱(30)의 내주면의 일부인 시일면(34)과 접촉된 상태에서는, 공급 포트(31)와 출력 포트(32)는 폐색되어 있지만, 스풀(23)이 축심 방향으로 가동하여, 랜드(36)와 시일면(34)이 접촉되지 않은 상태로 되었을 때에는, 공급 포트(31)와 출력 포트(32)가 연통하고, 유압 펌프로부터 공급 포트(31)로 공급된 압유는 밸브 케이싱(30)과 스풀(23)과의 사이의 공간을 흘러, 출력 포트(32)로부터 나와 작동기로 유도된다.

랜드(37)가 밸브 케이싱(30)의 내주면의 일부인 시일면(35)과 접촉된 상태에서는, 출력 포트(32)와 드레인 포트(33)는 폐색되어 있지만, 스풀(23)이 축심 방향으로 가동하여, 랜드(37)가 시일면(35)과 접촉되어 있지 않은 상태가 된 경우에는, 출력 포트(32)와 드레인 포트(33)가 연통하므로, 작동기에 공급되고 있던 압유가, 밸브 케이싱(30)과 스풀(23) 사이의 공간을 흘러, 드레인 포트(33)로부터 탱크로 되돌아 간다.

또한, 본 실시 형태에서는 스풀(23)의 축심을 따라서 유로(38)가 설치되어 있다. 이 유로(38)는 스풀(23)의 외주면에 형성된 입구(39) 및 출구(40)에 연통하고 있다. 탱크 내의 오일은 드레인 포트(33)로부터 입구(39)로 유도되어, 유로(38)를 통해 출구(40)로부터 유출되고, 그대로 스테이터(1)의 플랜지부(1a)의 단부면으로부터 관통 구멍(1c)을 통해 전자기식 구동 유닛(DR)의 이너 하우징(H)의 내부로 유도된다. 그리고 이너 하우징(H) 내부로 유도된 오일은, 플런저(3)의 관통 구멍(3b)을 통해 플런저(3)와 요크(2)의 저부(2a)와의 사이의 공간으로 흘러 간다. 이와 같이 하여, 탱크 내의 오일이 방향 제어 밸브 유닛(SP)의 스풀(23)의 내부를 통해, 전자기식 구동 유닛(DR)의 이너 하우징(H)의 내부로 유도되어, 이너 하우징(H)이 오일로 침지되게 된다. 물론, 밸브 케이싱(30)과 스테이터(1)의 부착부(1f)와의 접속부는 오일이 누설되지 않도록 시일되어 있는 것은 물론이다.

또, 밸브 케이싱(30)은 3개의 포트(31, 32, 33)에 따로따로 접속된 유로를 포함하는 케이스(도시하지 않음)에 둘러싸이고, 이들 유로 사이는 밸브 케이싱(30)에 외부 끼움된 O링(21, 22)에 의해 격리되어 있다.

계속해서, 전자기식 구동 유닛(DR)과 방향 제어 밸브 유닛(SP)으로 구성된 전자기 밸브(SOV)의 동작을 설명한다. 전자기 밸브(SOV)를 동작시키는 데 있어서는, 우선, 전자기 밸브(SOV)를 전원에 접속한다. 이 전원은 직류 전원 또는 교류 전원 중 어느 것이라도 좋고, 예를 들어 직류 전원으로서는 DC12V나 DC24V, 교류 전원으로서는 AC100V(50/60Hz)나 AC200V를 사용할 수 있다.

코일(8)에 전기를 공급하고 있지 않은 초기 상태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스풀(23)은 스프링(24)에 의해 스테이터(1)측으로 가압되고 있으므로, 공급 포트(31)와 출력 포트(32)가 연통하고, 출력 포트(32)와 드레인 포트(33)가 폐색된 상태에 있다.

전원으로부터 터미널(13)을 거쳐 코일(8)에 전기가 공급되면, 코일(8)에 의해 자장(여자력)이 발생하고, 플런저(3)는 그 전류량에 따른 흡인력으로 고정 철심(1b)에 흡인된다. 이때, 플런저(3)는 그 외주면에 형성된 수지층(3e)이 긴 통부(2b)의 내주면과 미끄럼 접촉하면서, 고정 철심(1b)을 향해 변위한다. 이 플런저(3)의 변위량은, 플런저(3)에 압입된 핀(4)을 거쳐 스풀(23)에 전달되어, 도 1의 하측 방향으로 스풀(23)을 이동시킨다. 그렇게 하면, 공급 포트(31)와 출력 포트(32)는 랜드(36)와 시일면(34)이 접촉함으로써 폐색되어, 출력 포트(32)와 드레인 포트(33)가 연통한다.

그리고 코일(8)에의 전기 공급을 멈춘 경우에는, 코일(8)에 의한 자장이 소멸되어, 스프링(24)의 신장력에 의해, 스풀(23)을 도 1의 상부 방향으로 이동시켜, 초기 상태로 복귀시킨다. 이렇게 해서, 코일(8)에의 비전기 공급 시에는, 유압 펌프로부터의 압유는 공급 포트(31)로부터 밸브 케이싱(30) 내를 흘러, 출력 포트(32)를 경유하여 작동기로 공급된다. 한편, 코일(8)로의 전기 공급 시에는, 작동기에 공급된 압유는 출력 포트(32)로부터 밸브 케이싱(30) 내를 흘러, 드레인 포트(33)를 경유하여 탱크로 배출된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 외장 몰드(9)와 이너 하우징(H)의 2 부재에 O링(11, 12)이 밀착되는 시일 구조이므로, 3 부재에 O링을 밀착시키는 시일 구조에 비하여, O링의 밀착면의 치수 편차가 적어진다. 따라서, 안정된 시일 성능을 발휘하게 된다. 게다가, 이너 하우징(H)을 제작하는 데 있어서, 스테이터(1)와 링(5)과 요크(2)를 용접에 의해 접합하는 것만으로 되어, 용접 후에 이너 하우징(H)의 내주면을 기계 가공할 필요가 없다. 따라서, 가공 공정을 적게 할 수 있어, 저비용으로 짧은 기간 내에 이너 하우징을 제작할 수 있다. 게다가, 요크(2)와 링(5)은 맞댐 용접에 의해 접합하고 있으므로, 요크(2)의 용접에 의한 변형 등이 억제되어, 플런저(3)의 가동은 양호하게 유지된다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 스테이터(1)와 링(5)은 겹침 용접에 의해 접합하고 있으므로, 용접에 필요로 하는 수고를 줄일 수 있어, 비용 저감에도 크게 기여할 수 있다. 게다가, 겹침 용접의 용접선을, 기단부면(1d)으로부터 거리 X만큼, 자기 제어부(1e)와 떨어진 위치에 형성하고 있으므로, 자기 제어부(1e)가 겹침 용접에 의한 열 영향으로 자성이 변화되는 등의 염려도 없다. 게다가, 링(5)과 요크(2)를 맞댐 용접하는 제2 공정 후에, 링(5)과 스테이터(1)를 겹침 용접하는 제3 공정을 행하는 제조 방법으로 했으므로, 용접 품질의 편차를 억제할 수 있는 동시에, 용접 공정의 관리를 간소화할 수 있다.

또, 상기 실시 형태 예에서는, 외장 몰드(9)가 돌기부(7d, 7e)를 말려들게 하는 구조로 했지만, 돌기부(7d, 7e)를 설치하지 않은 보빈(7)의 구조를 채용할 수도 있다. 즉, 외장 몰드(9)가 돌기부(7d, 7e)가 없는 보빈(7)의 외면을 둘러싸는 구성으로 해도 된다. 이러한 구성에 의해서도, 외장 몰드(9) 및 이너 하우징(H)의 2 부재가 O링과 각각 밀착되어, 이너 하우징(H)과 솔레노이드 어셈블리(SA)와의 간극을 시일할 수 있으므로, 상기 실시 형태 예와 마찬가지로 안정된 시일 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 돌기부(7d, 7e)를 복수 설치한 구성으로 할 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 코일(8) 내로의 물의 침입을 한층 더 방지할 수 있으므로, 시일 성능이 향상된다.

또한, 상기 실시 형태 예에서는, 제1 환상 공간(50a)은 O링(11)의 외경을 OD1로 했을 때에, 당해 공간(50a)의 임의의 단면이, 거리 LA1 < 외경 OD1 < 거리 LB1의 관계를 만족하는 구성으로 했지만, 제1 환상 공간(50a)의 임의의 단면이, 「거리 LA1 < 외경 OD1 ≤ 거리 LB1」의 관계를 만족하는 구성, 혹은「거리 LA1 < 거리 LB1 ≤ 외경 OD1」의 관계를 만족하는 구성으로 해도 된다. 또한, 제2 환상 공간(50b)에 대해서도 마찬가지로, O링(12)의 외경을 OD2로 했을 때에, 당해 공간(50b)의 임의의 단면이,「거리 LA2 < 외경 OD2 ≤ 거리 LB2」의 관계를 만족하는 구성, 혹은「거리 LA2 < 거리 LB2 ≤ 외경 OD2」의 관계를 만족하는 구성으로 해도 된다.

1 : 스테이터
1a : 플랜지부
1b : 고정 철심(몸체부)
1d : 기단부면
1e : 자기 제어부
1g : 제2 단차부
2 : 요크(몸체부)
2e : 제1 단차부
3 : 플런저
5 : 링(원통 형상 부재)(몸체부)
6 : 케이스
6a : 케이스 본체
6b : 덮개 부재
6c : 개구
6d : 단부면
7 : 보빈
7a : 보빈 본체
7b, 7c : 차양 형상 부재
7d, 7e : 돌기부
8 : 코일
9 : 외장 몰드
11 : O링(제1 시일 부재)
12 : O링(제2 시일 부재)
50a : 제1 환상 공간
50b : 제2 환상 공간
SF1 내지 SF8 : 제1 표면 내지 제8 표면
PL1 : 환상 지지면
PL2 : 환상 단차면
H : 이너 하우징
SA : 솔레노이드 어셈블리
DR : 전자기식 구동 유닛
SP : 방향 제어 밸브 유닛(피구동 장치)
SOV : 전자기 밸브

Claims (5)

1. 플런저를 내포하는 이너 하우징과, 이 이너 하우징을 둘러싸도록 부착되어, 전기 공급 제어에 의해 상기 플런저를 축심 방향으로 가동시키는 솔레노이드 어셈블리와, 이 솔레노이드 어셈블리를 덮는 케이스를 구비하고, 상기 이너 하우징은 일단부면측에 피구동 장치가 부착되는 플랜지부와, 이 플랜지부의 타단부면측에 설치되어, 상기 플런저의 가동을 안내하는 내주면을 갖는 속이 빈 몸체부를 갖고, 상기 솔레노이드 어셈블리는, 보빈과, 이 보빈에 감긴 코일과, 이 코일이 감긴 상태의 상기 보빈을 외측으로부터 둘러싸는 외장 몰드를 갖는 전자기식 구동 유닛이며,
   상기 몸체부를 상기 보빈에 삽입하여 상기 이너 하우징에 상기 솔레노이드 어셈블리가 부착되면, 상기 이너 하우징과 상기 솔레노이드 어셈블리와의 사이에, 환상의 제1 시일 부재를 장착하기 위한 제1 환상 공간이 형성되고,
   상기 제1 환상 공간은, 상기 몸체부의 주위를 따라서 형성된 환상의 공간이며, 상기 몸체부의 외주면 중 상기 플랜지부 근방에 형성된 제1 표면과, 상기 외장 몰드의 표면 중 상기 제1 표면으로부터 상기 축심 방향과 직교하는 방향으로 거리 LA1만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제1 표면과 대면하는 제2 표면과, 상기 플랜지부의 상기 타단부면에 형성된 제3 표면과, 상기 보빈의 표면 중 상기 제3 표면으로부터 상기 축심 방향으로 거리 LB1만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제3 표면과 대면하는 제4 표면에 의해 구획되어 있는 동시에, 상기 제1 시일 부재의 외경을 OD1로 했을 때에, 당해 공간의 임의의 단면이 거리 LA1 < 외경 OD1, 또한, 거리 LA1 < 거리 LB1의 관계를 만족하는 직사각형 형상을 이루고,
   상기 제1 환상 공간에 상기 제1 시일 부재가 장착된 상태에서의 상기 제1 환상 공간의 단면에 있어서, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면이 상기 제1 시일 부재와 각각 밀착되는 위치는, 상기 제2 표면과 상기 제4 표면이 교차되는 교점보다 상기 축심 방향에서 상기 제3 표면측에 형성되도록 하고,
   상기 보빈은, 원통 형상의 보빈 본체와, 이 보빈 본체의 양단부로부터 외측으로 절곡하는 한 쌍의 차양 형상 부재를 구비하는 동시에, 상기 한 쌍의 차양 형상 부재에는, 상기 축심 방향을 따라 서로 이격하는 방향으로 돌출되는 돌기부가 각각 설치되어 있고,
   상기 외장 몰드가 상기 돌기부를 말려들도록 하여 상기 보빈을 외측으로부터 둘러쌈으로써, 상기 외장 몰드와 상기 보빈의 한쪽의 차양 형상 부재와의 경계면에는, 상기 한쪽의 차양 형상 부재에 설치된 돌기부에 의한 요철이 형성되고,
   상기 외장 몰드와 상기 보빈의 한쪽의 차양 형상 부재와의 경계는, 상기 제1 시일 부재가 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면과 밀착하는 위치보다 상기 축심 방향에서 상기 제4 표면의 측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 전자기식 구동 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부의 상기 타단부면은, 상기 몸체부의 주위를 따라서 원환상으로 형성되어, 상기 외장 몰드를 지지하는 환상 지지면과, 이 환상 지지면으로부터 연속하여 원환상으로 형성되어, 당해 환상 지지면보다 한층 낮은 위치에 있는 환상 단차면을 갖고,
   상기 제3 표면은 상기 환상 지지면에 형성되고,
   상기 케이스는, 그 단부면이 상기 환상 단차면과 접촉된 상태에서 상기 솔레노이드 어셈블리를 덮는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전자기식 구동 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는, 원통 형상의 케이스 본체와, 이 케이스 본체의 일단부를 막는 덮개 부재를 갖는 동시에, 상기 덮개 부재에 상기 몸체부가 관통하는 개구가 마련되고,
   상기 이너 하우징에 부착된 상기 솔레노이드 어셈블리를 상기 케이스로 덮으면, 상기 개구로부터 상기 몸체부의 선단부가 노출되어, 상기 케이스와 상기 솔레노이드 어셈블리와 상기 이너 하우징과의 사이에, 환상의 제2 시일 부재를 장착하기 위한 제2 환상 공간이 형성되고,
   상기 제2 환상 공간은, 상기 몸체부의 주위를 따라서 형성된 환상의 공간으로, 상기 몸체부의 외주면 중 상기 플랜지부와 반대측의 단부에 형성된 제5 표면과, 상기 외장 몰드의 표면 중 상기 제5 표면으로부터 상기 축심 방향과 직교하는 방향으로 거리 LA2만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제5 표면과 대면하는 제6 표면과, 상기 덮개 부재의 이면에 형성된 제7 표면과, 상기 보빈의 표면 중 상기 제7 표면으로부터 상기 축심 방향으로 거리 LB2만큼 이격한 위치에 형성되어, 상기 제7 표면과 대면하는 제8 표면에 의해 구획되어 있는 동시에, 상기 제2 시일 부재의 외경을 OD2로 했을 때에, 당해 공간의 임의의 단면이, 거리 LA2 < 외경 OD2, 또한 거리 LA2 < 거리 LB2의 관계를 만족하는 직사각형 형상을 이루고,
   상기 제2 환상 공간에 상기 제2 시일 부재가 장착된 상태에서의 상기 제2 환상 공간의 단면에 있어서, 상기 제5 표면 및 상기 제6 표면이 상기 제2 시일 부재와 각각 밀착되는 위치는, 상기 제6 표면과 상기 제8 표면이 교차되는 교점보다 상기 축심 방향에서 상기 제7 표면측에 형성되도록 하고,
   상기 외장 몰드가 상기 돌기부를 말려들도록 하여 상기 보빈을 외측으로부터 둘러쌈으로써, 상기 외장 몰드와 상기 보빈의 다른 쪽의 차양 형상 부재와의 경계면에는, 상기 다른 쪽의 차양 형상 부재에 설치된 돌기부에 의한 요철이 형성되고,
   상기 외장 몰드와 상기 보빈의 다른 쪽의 차양 형상 부재와의 경계는, 상기 제2 시일 부재가 상기 제5 표면 및 상기 제6 표면과 밀착하는 위치보다 상기 축심 방향에서 상기 제8 표면의 측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 전자기식 구동 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 이너 하우징은, 자성체 재료로 이루어지는 스테이터와, 이 스테이터와 동일축 위에 배치되어, 자성체 재료로 이루어지는 요크와, 비자성체 재료로 이루어져, 상기 스테이터와 상기 요크 사이의 위치에서, 또한 상기 스테이터와 동일축 위에 배치되는 동시에 상기 스테이터와 상기 요크를 일체적으로 연결하는 원통 형상 부재를 갖고 이루어지고,
   상기 스테이터는, 상기 플랜지부와, 이 플랜지부의 상기 타단부면으로부터 상기 축심 방향으로 돌출되는 고정 철심을 구비하고,
   상기 몸체부는, 상기 고정 철심과, 상기 요크와, 상기 원통 형상 부재를 포함하여 구성되는 동시에, 상기 요크에 상기 플런저의 가동을 안내하는 상기 내주면이 형성되고,
   상기 요크의 외주면 중 상기 스테이터측의 단부에는, 한층 낮은 제1 단차부가 형성되고,
   상기 고정 철심은, 상기 플런저와 대면하는 기단부면을 갖고, 상기 기단부면에는 축 방향으로 돌출되는 원환상의 부재로 자력을 제어하는 자기 제어부가 설치되는 동시에, 상기 고정 철심의 외주면 중 상기 기단부면측의 단부에는 한층 낮은 제2 단차부가 형성되고,
   상기 원통 형상 부재는, 일단부측의 내경이 상기 제1 단차부의 외경과 동일, 또한 타단부측의 내경이 상기 제2 단차부의 외경과 동일해지도록 형성되고,
   상기 이너 하우징은, 상기 원통 형상 부재의 일단부측을 상기 제1 단차부에 끼워 넣은 상태에서 상기 원통 형상 부재와 상기 요크를 용접에 의해 접합하고, 상기 원통 형상 부재의 타단부측을 상기 제2 단차부에 끼워 넣은 상태에서 상기 원통 형상 부재와 상기 스테이터를 용접에 의해 접합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 전자기식 구동 유닛.
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