KR101950233B1

KR101950233B1 - 코일 어셈블리

Info

Publication number: KR101950233B1
Application number: KR1020170069815A
Authority: KR
Inventors: 이창훈; 노의동; 김동우; 박준효; 김문학
Original assignee: 주식회사 유니크
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2019-02-22
Also published as: KR20180133284A

Abstract

본 발명은 코일의 시선부가 보빈의 측면을 따라 감길 수 있도록 하여 보빈의 외주면에 자연스럽게 정렬될 수 있도록 한 코일 어셈블리에 관한 것으로, 스풀(spool) 형상의 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 일단에 구비되며 상기 코일의 시선부와 종선부가 각각 랩핑되는 한 쌍의 단자로 구성된다. 상기 구성 중 보빈은, 원통 형상의 몸체와, 상기 몸체의 일단에 형성되고 절개부가 마련된 제1플랜지와, 상기 제1플랜지의 외측에 형성된 보조 플랜지과, 상기 제1플랜지와 상기 보조 플랜지 사이에 형성된 안내홈과, 상기 몸체의 일단에 형성되며 상기 단자가 설치되는 장착부와, 상기 몸체의 타단에 형성된 제2플랜지로 이루어진다.

Description

코일 어셈블리{COIL ASSEMBLY}

본 발명은 코일 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 솔레노이드 밸브 등에 구비되어 전원 인가 시 자기장을 발생시키는 코일 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 솔레노이드 밸브는 자동차의 엔진을 포함하는 파워트레인(power train)에 설치되어 연료, 오일 등 유체의 흐름을 단속하거나 압력을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 연료계통에서는 연료의 공급 및 분사를 제어하고, 냉각계통에서는 윤활 및 냉각을 위한 순환을 제어하며, 동력전달계통에서는 유압을 제어하는 역할을 한다.

통상의 솔레노이드 밸브는, 유체의 흐름을 단속하거나 압력을 제어하는 밸브와, 전원 인가 시 밸브를 작동시키는 솔레노이드를 포함하여 구성된다.

상기 솔레노이드의 구조를 살펴보면, 전원 인가 시 자기장을 발생시키는 코일 어셈블리와, 상기 코일 어셈블리에서 발생한 자기장을 유도하는 고정철심과, 유도된 자기장에 의해 이동을 하는 가동철심과, 상기 가동철심과 함께 이동을 하며 밸브를 작동시키는 로드로 구성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 코일 어셈블리(1)는 상단과 하단 둘레에 플랜지(12)가 형성된 스풀(spool) 형상의 보빈(10)을 포함한다. 보빈(10)의 외주면에는 전원 인가 시 자기장을 발생시키는 코일(20)이 감기며, 하단 일측에는 코일(20)과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 단자(30)가 마련된다. 이때, 보빈(10)에 감긴 코일(20)의 시선부(22)는 단자(30)에 1회 이상 랩핑된 후 전기 융착 등을 통해 고정된다.

상기 구성 중 코일(20)은 보빈(10)의 외주면에 원통 형상으로 적층된 정렬권선의 형태로 이루어지는데, 이럴 경우 단자(30)에 랩핑되는 시선부(22)가 정렬권선의 상단을 내주연에서 외주연 측으로 가로지르므로, 시선부(22)의 경로 상에 눌림 현상이 발생하게 된다(도 11의 (a) 참조).

또한, 시선부(22)를 단자(30)에 랩핑하는 과정에서 정렬권선과의 본딩 또는/및 플랜지(12)와의 접촉 등에 의해 꺾임이 생길 수 있으며, 꺾임 부위에서 단락 또는 단선 등의 문제가 발생하게 된다(도 11의 (b) 참조).

대한민국등록특허공보 제10-1574999호(2015.12.01.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 코일의 시선부가 보빈의 측면을 따라 감길 수 있도록 하여 보빈의 외주면에 자연스럽게 정렬될 수 있도록 한 코일 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 정렬권선의 눌림 현상을 방지할 수 있고, 단락 및 단선의 우려가 없는 코일 어셈블리의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 코일 어셈블리는, 스풀(spool) 형상의 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 일단에 구비되며 상기 코일의 시선부와 종선부가 각각 랩핑되는 한 쌍의 단자로 구성된다.

상기 보빈은, 원통 형상의 몸체와, 상기 몸체의 일단에 형성되고 절개부가 마련된 제1플랜지와, 상기 제1플랜지의 외측에 형성된 보조 플랜지와, 상기 제1플랜지와 상기 보조 플랜지 사이에 형성된 안내홈과, 상기 몸체의 일단에 형성되며 상기 단자가 설치되는 장착부와, 상기 몸체의 타단에 형성된 제2플랜지로 이루어진다.

여기서, 상기 안내홈은 상기 몸체의 둘레를 따라 상기 장착부까지 연장되고, 상기 안내홈의 일단 측 모서리는 곡면으로 형성된다. 또한, 상기 장착부에는 상기 종선부를 안내하는 유도홈이 형성되고, 상기 유도홈의 바닥은 곡면으로 형성된다.

상술한 구성의 본 발명은, 보빈의 몸체에 감긴 코일의 시선부가 절개부를 통해 안내홈에 삽입되고 안내홈을 따라 감긴 후 단자에 랩핑되는 구조로 가지므로, 코일의 시선부가 보빈의 측면을 따라 안내되어 보빈의 외주면에 자연스럽게 정렬될 수 있다.

또한, 본 발명은 코일의 시선부가 정렬권선에서 이격되므로 정렬권선과의 접촉에 의한 눌림 현상을 방지할 수 있으며, 정렬권선과의 본딩 또는/및 플랜지와의 접촉 등에 의해 꺾임이 발생하지 않으므로, 단락 및 단선의 우려가 없다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 어셈블리의 사시도.
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 어셈블리의 측면과 평면을 각각 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 어셈블리 중 보빈의 변형례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 어셈블리 중 정렬권선을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 어셈블리 중 단자를 도시한 도면.
도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 어셈블리의 사시도와 측면도.
도 10은 종래의 코일 어셈블리를 도시한 도면.
도 11은 종래의 코일 어셈블리 중 정렬권선을 도시한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 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.

본 발명의 일 실시예에 따른 코일 어셈블리는 솔레노이드의 내부에 설치되어 전원 인가 시 자기장을 발생시키는 부품이다. 코일 어셈블리에서 발생한 자기장은 코어 및 요크 등과 같은 고정철심에 의해 유도되어 가동철심(일례로, 플런저)을 이동시킨다.

도 1과 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 코일 어셈블리(1)에 대해 살펴보면 다음과 같다.

코일 어셈블리(1)는, 스풀(spool) 형상의 보빈(100)과, 보빈(100)의 외주면에 감긴 코일(200)과, 보빈(100)의 상단에 구비되고 코일(200)의 시선부(210) 및 종선부(220)가 랩핑되는 단자(300)를 포함하여 구성된다.

보빈(100)은 솔레노이드에 설치되어 코일(200)과 고정철심(코어, 요크 등) 사이, 그리고 코일(200)과 가동철심(플런저) 사이를 전기적으로 차단하는 수단이다. 이러한 보빈(100)은 성형이 용이하고 경량이며 전기절연성이 우수한 합성수지로 제작된다.

보빈(100)은 상하로 연장된 원통 형상의 몸체(110)를 포함한다. 몸체(110)의 내부는 가동철심의 설치가 가능하도록 중공으로 형성된다. 몸체(110)의 외주면에는 코일(200)이 촘촘하고 균일하게 감긴다.

몸체(110)의 상단과 하단에는 제1플랜지(120)와 제2플랜지(130)가 형성된다. 제1플랜지(120)와 제2플랜지(130)는 몸체(110)보다 큰 직경으로 형성되는데, 이는 코일(200)이 일정 두께를 가진 원통 형상, 즉 정렬권선의 형태로 감길 수 있도록 하기 위함이다.

제1플랜지(120)의 상부에는 보조 플랜지(140)가 형성된다. 제1플랜지(120)와 보조 플랜지(140)의 일측(도면상 전면 측)에는 장착부(150)가 형성되고, 장착부(150)에는 한 쌍의 단자(300)가 설치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 보조 플랜지(140)는 제1플랜지(120)보다 작은 직경으로 형성된다. 보조 플랜지(140)는 제1플랜지(120)에서 상부로 이격되게 위치되며, 제1플랜지(120)와 보조 플랜지(140) 사이에는 코일(200)의 시선부(210)가 삽입되는 안내홈(160)이 형성된다. 이때, 보조 플랜지(140)의 둘레에는 이탈 방지 돌기(190)가 마련된다. 이탈 방지 돌기(190)는 안내홈(160) 측으로 돌출되어 안내홈(160)에 삽입된 코일(200)의 이탈되는 것을 방지한다. 즉, 코일 어셈블리(1)의 외부에 오버 몰딩을 할 때 몰딩의 사출압력에 의해 코일(200)이 안내홈(160)에서 이탈되는 것을 방지한다.

안내홈(160)은 몸체(110)의 외주면에 감긴 코일(200)의 시선부(210)를 장착부(150)까지 안내한다. 이를 위하여, 안내홈(160)은 몸체(110)의 상단 둘레를 따라 장착부(150)까지 연장된다. 이때, 안내홈(160)의 일단 측(장착부(150) 측 단부) 모서리는 곡면으로 형성되는데, 이는 안내홈(160)에 삽입된 코일(200)의 시선부(210)가 해당 모서리와의 접촉 시 꺾이는 것을 방지하기 위함이다(도 2 참조).

본 실시예에서는 안내홈(160)의 일단 측 모서리를 곡면으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 각단면의 모서리를 챔퍼링(chamfering)하여 평면으로 가공할 수도 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제1플랜지(120)는 몸체(110)의 상단 둘레를 감싸는 소정 두께의 원판이다. 제1플랜지(120)의 일측에는 몸체(110)에 감긴 코일(200)의 시선부(210)를 안내홈(160)으로 인도하는 절개부(170)가 형성된다.

절개부(170)는 제1플랜지(120)의 일측에서 반경방향으로 연장되고, 몸체(110)의 길이방향에 대해 소정 각도 기울어지게 형성된다. 이와 같이, 절개부(170)를 기울어지게 형성할 경우 코일(200)의 시선부(210)가 절개부(170)를 통해 안내홈(160)에 삽입되는 과정에서 절개부(170)와의 접촉에 의한 꺾임을 방지할 수 있다.

특히, 본 실시예에서는 코일(200)의 시선부(210)와 접촉되는 절개부(170)의 좌측 상단과 우측 하단을 곡면으로 형성함으로써 코일(200)의 시선부(210)가 꺾이는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 코일(200)이 보빈(100)의 측면을 따라 자연스럽게 감길 수 있도록 하였다.

한편, 본 실시예에서는 절개부(170)가 제1플랜지(120)의 반경방향으로 연장된 것으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 도 5에 도시된 것처럼 절개부(170)가 몸체(110)의 접선방향으로 연장되도록 절개할 수 있으며, 이럴 경우 안내홈(160)의 길이를 단축시킬 수 있다.

장착부(150)는 제1플랜지(120)와 보조 플랜지(140)의 전면 측으로 돌출된 육면체의 블록 형상이다. 장착부(150)의 일측(도면상 우측)에는 코일(200)의 시선부(210)가 삽입되는 안내홈(160)이 형성되고, 타측(도면상 좌측) 하단에는 코일(200)의 종선부(220)가 삽입되는 유도홈(180)이 형성된다.

유도홈(180)은 코일(200)의 종선부(220)를 꺾임 없이 단자(300)까지 안내하기 위한 것으로, 유도홈(180)의 바닥은 곡면으로 형성된다. 유도홈(180)은 전술한 안내홈(160)과 마찬가지로 각단면의 모서리를 챔퍼링(chamfering)한 평면으로 가공될 수도 있다.

코일(200)은 전원 인가 시 보빈(100)의 주위에 자기장을 발생시키는 도선이다. 이러한 코일(200)은 보빈(100)의 외주면에 촘촘하고 균일하게 감겨 원통 형상의 정렬권선의 형태를 갖는다.

코일(200)의 양단에는 단자(300)에 랩핑되는 시선부(210)와 종선부(220)가 마련된다. 코일(200)의 일단인 시선부(210)는 정렬권선(200)의 내주연에서 연장되고, 절개부(170)를 통해 안내홈(160)에 삽입되며, 안내홈(160)을 따라 장착부(150)까지 안내된 후 단자(300)에 랩핑된다. 반면, 코일(200)의 타단인 종선부(220)는 정렬권선의 외주연에서 연장되고, 유도홈(180)을 통해 장착부(150)까지 안내된 후 단자(300)에 랩핑된다.

상술한 구성의 본 실시예에 따르면, 코일(200)의 시선부(210)가 보빈(100)의 상단에 형성된 안내홈(160)과 절개부(170)를 통해 몸체(110)의 외주면 측으로 자연스럽게 유도되므로 코일(200)을 균일하고 촘촘하게 감을 수 있으며 정렬권선(200)의 품질을 향상시킬 수 있다(도 6의 (a) 참조).

또한, 코일(200)의 시선부(210)가 정렬권선(200)의 상부에서 이격되어 안내홈(160)에 삽입되므로 정렬권선(200)을 가로지르는 코일(200)의 시선부(210)에 의한 눌림 현상을 방지할 수 있다. 특히, 정렬권선(200)과의 본딩 또는/및 제1플랜지(120)와의 접촉 등에 의한 꺾임이 발생하지 않으므로, 단락 및 단선의 우려가 없다(도 6의 (b) 참조).

도 7에 도시된 바와 같이, 단자(300)는 외부 전원을 코일(200)에 전달하는 수단으로서, 코일(200)의 시선부(210)와 종선부(220)가 각각 랩핑되는 한 쌍(310,320)으로 구성된다.

단자(300)는 일 방향으로 연장된 형태를 가진 핀 단자이다. 이러한 단자(300)는, 소켓 단자(미도시)에 삽입되어 기계, 전기적으로 접촉되는 접촉부(330)와, 접촉부(330)의 후단에 형성되며 시선부(210)와 종선부(220)가 랩핑되는 랩핑부(340)로 이루어진다. 이때, 랩핑부(340)의 각 모서리는 곡면으로 형성되어 시선부(210)와 종선부(220)의 랩핑 시 꺾이거나 절단되는 것을 방지한다.

단자(300)의 측면에는, 시선부(210)와 종선부(220)의 랩핑방향을 전환시키는 전환돌기(350)와, 전환돌기(350)를 통해 방향이 전환된 시선부(210)와 종선부(220)를 단자(300)에 고정시키는 절첩부(360)가 돌출된다.

랩핑부(340)에 감긴 시선부(210)와 종선부(220)는 전환돌기(350)를 통해 랩핑방향이 전환되어 단자(300)와 평행하게 배치된다. 또한, 단자(300)와 평행하게 배치된 시선부(210)와 종선부(220)는 U자 형상으로 벤딩되는 절첩부(360)에 의해 단자(300)에 압착 및 고정된다.

상술한 단자(300)의 구조에 따르면, 코일(200)의 시선부(210)와 종선부(220)를 랩핑하는 과정에서 늘어지며 꺾이거나 절단되는 등의 문제를 방지할 수 있다.

도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 어셈블리(1)를 도시한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 코일 어셈블리(1)는 코일(200)의 시선부(210)와 종선부(220)를 장착부(150)까지 안내하는 안내홈(160) 및 절개부(170)가 보빈(100)의 양측에 각각 마련된 구조를 갖는다.

즉, 본 실시예에 따른 코일 어셈블리(1)의 보빈(100)은, 상하로 연장된 원통 형상의 몸체(110)와, 몸체(110)의 상단 및 하단에 각각 형성된 제1 및 제2플랜지(120,130)와, 제1플랜지(120)의 상부에 형성된 보조 플랜지(140)와, 제1플랜지(120)와 보조 플랜지(140)의 전면 측에 형성된 장착부(150)로 이루어진다.

여기서, 제1플랜지(120)와 보조 플랜지(140) 사이에는 코일(200)의 시선부(210) 및 종선부(220)가 삽입되는 안내홈(160a,160b)이 형성된다. 안내홈(160a,160b)은 몸체(110)의 외주면에 감긴 코일(200)의 시선부(210) 및 종선부(220)를 장착부(150)까지 안내한다. 이를 위하여, 안내홈(160a,160b)은 몸체(110)의 상단 둘레를 따라 장착부(150)까지 연장된다.

또한, 제1플랜지(120)의 양측에는 몸체(110)에 감긴 코일(200)의 시선부(210) 및 종선부(220)를 안내홈(160a,160b)으로 각각 인도하는 절개부(170a,170b)가 형성된다.

절개부(170a,170b)는 제1플랜지(120)의 양측에서 반경방향으로 연장되고, 몸체(110)의 길이방향에 대해 소정 각도 기울어지게 형성된다. 이와 같이, 절개부(170a,170b)를 기울어지게 형성할 경우 코일(200)의 시선부(210) 및 종선부(220)가 절개부(170a,170b)를 통해 안내홈(160a,160b)에 삽입되는 과정에서 절개부(170a,170b)와의 접촉에 의한 꺾임을 방지한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 코일 어셈블리(1)는 코일(200)의 시선부(210)와 종선부(220)가 보빈(100)의 양측에 각각 마련된 안내홈(160a,160b)과 절개부(170a,170b)를 통해 안내되므로 코일(200)이 보빈(100)의 측면을 따라 자연스럽게 감길 수 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 코일 어셈블리 100: 보빈
110: 몸체 120: 제1플랜지
130: 제2플랜지 140: 보조 플랜지
150: 장착부 160: 안내홈
170: 절개부 180: 유도홈
200: 코일 210: 시선부
220: 종선부 300: 단자

Claims

스풀(spool) 형상의 보빈;
상기 보빈의 외주면에 감긴 코일; 및
상기 보빈의 일단에 구비되며 상기 코일의 시선부와 종선부가 각각 랩핑되는 한 쌍의 단자를 포함하고,
상기 보빈은, 원통 형상의 몸체와, 상기 몸체의 일단에 형성되고 절개부가 마련된 제1플랜지와, 상기 제1플랜지의 외측에 형성된 보조 플랜지과, 상기 제1플랜지와 상기 보조 플랜지의 일측에 형성되며 상기 단자가 설치되는 장착부와, 상기 제1플랜지와 상기 보조 플랜지 사이에 형성되고 상기 몸체의 둘레를 따라 상기 장착부까지 연장되며 상기 장착부 측 모서리가 곡면으로 형성된 안내홈과, 상기 몸체의 타단에 형성된 제2플랜지로 이루어지며,
상기 몸체의 외주면에 감긴 상기 코일의 시선부는 상기 절개부를 통해 상기 안내홈에 삽입되고, 상기 안내홈을 따라 감긴 후 상기 단자에 랩핑되며,
상기 보조 플랜지의 둘레에는 상기 안내홈 측으로 돌출되는 이탈 방지 돌기가 마련되어, 상기 안내홈에 삽입된 코일의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 코일 어셈블리.
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청구항 1에 있어서,
상기 장착부에는 상기 종선부를 안내하는 유도홈이 형성되고, 상기 유도홈의 바닥은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 코일 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 절개부는 상기 제1플랜지의 반경방향으로 절개된 것을 특징으로 하는 코일 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 절개부는 상기 몸체의 접선방향으로 절개된 것을 특징으로 하는 코일 어셈블리.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 절개부는 상기 몸체의 길이방향에 대해 기울어지게 절개된 것을 특징으로 하는 코일 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 단자는 일단에 랩핑부가 마련된 핀 단자이고, 상기 랩핑부의 각 모서리는 곡면으로 형성되며, 상기 단자의 서로 대향하는 측면에는 상기 시선부와 상기 종선부의 랩핑방향을 전환하는 전환돌기가 형성되고, 상기 단자의 중단에는 U자 형상으로 벤딩되는 절첩부가 형성되며, 상기 시선부와 상기 종선부는 상기 단자와 평행하게 배치되고 상기 절첩부에 의해 압착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 코일 어셈블리.
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