KR20000068545A - 전자기 작동밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기 작동밸브에 관한 것으로서, 이 작동밸브는 축방향으로 운동하는 밸브니들(6)이 제공되는 것을 특징으로 하며, 밸브니들은 전기자(12)와, 밸브폐쇄부재(13)와, 이들에 연결된 연결부품(14)에 의해 형성된다. 관형상의 연결부품(14)은 두 개의 세로연장 슬롯(50)을 가지며, 이 슬롯은 연결부품(14)의 전체길이 이상이 아니라 이 길이의 적어도 75%이상으로 연장한다. 슬롯형성 영역에는 두 개의 탄성 반쪽셸이 위치한다. 연결부품(14)중 슬롯이 없는 단부상에는 밸브폐쇄부재(13)가 고정된다. 상기 밸브는, 특히 혼합압축형 외부점화식 내연기관의 연료주입시스템에서 사용하기 적절하다.
Description
DE-PS 38 31 196에 따르면 밸브시트지지체의 관통보어내에 축방향으로 운동가능한 밸브니들을 갖는 전자기 작동밸브가 이미 공지되어 있다. 밸브니들에는 실린더형 전기자와, 원추형 밸브폐쇄부재와, 이들 양 구조부품에 상호 결합된 파이프나 케이스모양의 연결부품이 형성된다. 연결부품은 평면 금속판으로 제조되며, 이 금속판은 실린더형상을 이룰 때까지 점진적으로 구부러질 수 있다. 이러한 형태에서 연결부품은 이 연결부품의 축방향 전장이상으로 연장된 슬롯을 가지며, 이 슬롯은 세로축에 평행하거나 밸브세로축에 대해 경사지게 뻗을 수 있다. 사용된 금속판의 세로방향으로 뻗어 있는 양 평면에는 일정 간격으로 상호 대향된 슬롯이 형성된다.
DE-OS 40 08 675에 의하면, 연결부품상에 용접이음선을 갖는 밸브폐쇄부재가 고정된 전자기 작동밸브가 이미 공지되어 있으며, 여기서 용접이음선은 적어도 세로슬롯의 영역이나 다른 위치상에 원주방향으로 형성된다.
본 발명은 독립에 기재된 전자기 작동밸브에 관한 것이다.
도 1은 전자기 작동밸브를 부분적으로 도시한 도면.
도 2는 개별부품으로서 축방향으로 운동가능한 밸브니들을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 따른 연결부품을 도시한 평면도.
도 4는 연결부품을 형성하기 위한 접합판을 도시한 단면도.
독립항의 특징적인 장점을 구비한 본 발명에 따른 전자기 작동밸브는, 특히 간단한 기술과 방법을 통하여 저렴하게 제조될 수 있는 장점을 갖는다. 본 발명은 비교적 큰 허용오차를 갖는 연결부품을 형성할 수 있는 추가의 장점을 갖는다. 낮은 중량과 큰 안정성을 통하여 연결부품은 넓은 면적의 유압식 유동횡단면을 갖는다. 축방향 길이의 대부분 이상으로 연장된 슬롯으로 인하여 연결부품은 단부에 대해 탄성적이며, 이러한 탄성을 통해 전기자와 용이하게 결합한다. 탄성적 가요성을 통하여 양 반쪽셸을 구비한 연결부품은 인장하에서 전기자의 내부구멍에 삽입될 수 있으며, 그 결과 전기자의 조립과정시 불리한 인장형성이 방지된다. 한편 밸브시트부재는 연결부품의 슬롯없는 단부상에서 매우 간단하면서 안전하게 고정될 수 있다. 비자성 물질로 제조된 연결부품의 슬롯은 원치않는 와류를 방지한다.
종속항에 기재한 특징을 통하여 독립항에 주어진 장점의 다른 발전형태와 개선이 가능하다.
연결부품은 금속판으로 제조되며, 이 금속판은 박판층을 손목시계모양으로 압인하여 딥드로잉으로 제조하는 것이 특히 바람직하다. 박판층의 딥드로잉가공시, 형성된 두 개의 접합판은 단면상에서 원형의 반쪽셸로 구성되도록 가공되며, 이때 슬롯은 접합판의 세로연장 각 정면들이 적은 간격으로 상호 대향되도록 형성된다.
바람직한 방법에 있어서, 예를 들어 원추형으로 형성된 밸브폐쇄부재를 연결부재의 슬롯없는 단부상에 견고하게 결합하기 위해서, 매우 높은 동적 견고성을 가지며 360o의 각도로 완전히 둘러싸이는 용접이음선을 통하여 형성된다. 구조물의 간단하면서 안전한 조정능력은 매우 균일한 용접이음선을 형성할 수 있는 장점을 갖는다.
이하에서, 본 발명의 추가적인 장점과 특징을 첨부한 도면을 참조한 실시예를 통하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예로서 내연기관의 연료분사장치를 위한 분사밸브의 형태에서 사용되는 전자기 작동밸브를 부분적으로 도시한다. 이 밸브는 관형의 밸브시트지지체(1)를 가지며, 이 지지체의 내부에는 밸브세로축(2)에 대해 동축으로 세로보어(3)가 형성된다. 세로보어(3)에는 축방향으로 운동하는 밸브니들(6)이 설치된다.
밸브의 전자기 구동은 공지된 방식으로 실시된다. 밸브니들(6)의 축방향 운동을 위해서 그리고 이를 통하여 복원스프링(8)의 스프링력에 대향하는 개방과 밸브의 폐쇄를 위해서, 단지 부분적으로 도시하며, 자력코일(10)과, 철심(11)과, 전기자(12)를 갖는 전자기 회로가 사용된다. 밸브니들(6)은 전기자(12), 예를 들어 원추형 밸브폐쇄부재(13)와, 이들 부품들에 결합된 연결부품(14)에 의해 형성되며, 여기서 연결부품(14)은 관형상의 구조를 갖는다. 복원스프링(8)은 밸브연결부품(14)의 상부 정면상에 이 복원스프링의 하단부가 지탱된다. 전기자(12)는 밸브폐쇄부재(13)로부터 이격된 연결부품(14)의 단부와 용접이음선(15)을 통하여 결합되며 철심(11)상에 존재한다. 한편 밸브폐쇄부재(13)는 전기자(12)로부터 이격된 연결부품(14)의 단부와 용접이음선(16)을 통하여 견고하게 결합된다. 자력코일(10)은 철심(11)을 둘러싸며, 이 철심은 상세하게 도시하지 않으며, 밸브에 의하여 측정하고자 하는 매질, 여기서는 이 자력코일(10)을 통하여 연료를 안내하기 위해 사용된 연료유입관의 단부에 도시한다.
철심(11)의 하단부와 밸브시트지지체(1)에는 관형상의 금속 중간부품(19)이, 예를 들어 용접을 통하여 밸브세로축(2)에 대해 동축으로 결합된다. 유동방향으로 놓여있으며 철심(11)으로부터 이격된 밸브시트지지체(1)의 단부에서, 밸브세로축(2)에 대해 동축으로 뻗어 있는 세로보어(3)에는 실린더형상의 밸브시트본체(25)가 용접을 통하여 형성된다. 밸브시트본체(25)는 철심(11)을 향하는 고정 밸브시트(26)를 갖는다.
자력코일(10)은 강자성 부품으로서 사용되는 적어도 하나의 안내부품(30)에 의해 원주방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 이 안내부품의 한쪽 단부는 철심(11)과 다른쪽 단부는 밸브시트지지체(1)와 접하며, 예를 들어 용접, 납땜, 또는 접착제를 통하여 결합된다.
축방향운동 동안 밸브폐쇄부재(13)를 안내하기 위해서, 밸브시트본체(25)의 안내구멍(31)이 사용된다. 밸브폐쇄부재(13)를 향하는 하부 정면(32)상에는 밸브시트본체(25)가, 예를 들어 사발형태로 형성된 분사구셸(34)과 동축으로 그리고 견고하게 결합된다. 밸브시트본체(25)와 분사구셸(34)의 결합은, 예를 들어 원주방향으로 밀봉하기 위하여 레이저에 의해 형성된 용접이음선(45)을 통하여 이루어진다. 조립기술을 통하여 부식이나 펀칭으로 형성된 적어도 하나의, 예를 들면 4개의 분사구(46)들의 영역에서 분사구셸(34)의 원치않는 형성은 방지된다.
밸브시트본체(25)와 분사구셸(34)로서 구성된 밸브시트부품을 세로보어(3)내에 끼워 넣는 두께는 밸브니들(6)의 조정을 결정하며, 이때문에 밸브니들(6)의 단부는 자력코일(10)이 여자되지 않을 때 밸브폐쇄부재(13)의 설치를 통하여 밸브시트(26)의 평면상에 고정된다. 밸브니들(6)의 다른 단부는 자력코일(10)이 여자될 때, 예를 들면 전기자(12)의 상부 정면의 설치를 통하여 철심(11)의 하부 정면(35)상에 고정된다. 이 밸브니들(6)의 양 단부위치들 사이의 통로는 스트로크를 나타낸다.
원추형상의 밸브폐쇄부재(13)는 유동방향으로 밸브시트본체(25)의 밸브시트(26)의 원추절두형 평면과 협동하며, 이 평면에는 밸브시트본체(25)의 안내구멍(31)이 유동방향으로 형성된다. 안내구멍(31)은 적어도 하나의 유동통로(27)를 가지며, 이 유동통로(27)는 밸브시트본체(25)의 밸브시트(26)를 향한 방향으로 매질의 유동을 가능하게 한다. 한편 밸브폐쇄부재(13)상에도 유동통로가 슬롯의 형태로 제공된다.
도 2와 도 3에는 본 발명에 따른 밸브니들(6)의 연결부품(14)을 전기자(12) 및 밸브폐쇄부재(13)와의 견고한 결합 전의 개별구조물로서 도시하며, 도 3은 연결부품(14)의 단부상에서 유동방향으로 바라본 평면도이다. 관형의 연결부품(14)에는 내벽을 관통하는 세로연장 슬롯(50)이 제공되며, 이 슬롯은 연결부품(14)의 전장 이상으로 연장하지 않는다. 밸브세로축(2)에 대해 평행하게 연장된 슬롯(50)은 연결부품(14)의 축방향길이의 대부분에 걸쳐 뻗어 있으며 적어도 길이의 75%, 예를 들어 90%이상까지 뻗어 있다. 제작된 연결부품(14)상에서 유동방향으로 슬롯없는 단부(55)의 길이는, 예를 들면 약 1mm 정도이며, 그 결과 밸브폐쇄부재(13)를 향하는 포켓체적은 세로보어(52)에서 매우 작다.
슬롯의 한정된 길이에 근거하여 폐쇄된 유동방향 단부(51)를 갖는 두 개의 슬롯(50)을 통하여 철심(11)으로부터 내부 세로구멍(52)을 향하여 유동하는 연료에서 밸브시트지지체(1)의 세로보어(3) 외부를 향하여 형성된다. 연료는 밸브시트본체(25)의 유동통로(27) 또는 밸브폐쇄부재(13)의 원주상을 통과하여 밸브시트(26)와 유동방향으로 제시된 분사구(46)에까지 도달하며, 이 분사구(46)를 거쳐 연료는 내연기관의 흡입관 또는 실린더에 분사된다. 슬롯(50)은 유동횡단면을 나타내며, 이를 통하여 연료는 매우 신속하게 내부 세로구멍(52)으로부터 세로보어(3)에 도달할 수 있다.
연결부품(14)은 상관습상의 파이프로부터 필요한 길이만큼 개개의 연결부품으로 절단되며, 슬롯(50)은, 예를 들어 프레이즈가공, 톱날가공, 레이저절단으로 한쪽 단부로부터 길이방향으로 형성될 수 있다.
한편, 연결부품(14)의 제조는, 도 4에 도시한 바와 같이 평면 금속판으로 구성된 박판층(56)을 이용하여 소위 손목시계형태로, 예를 들어 펀칭을 통하여 제조될 수 있다. 박판층(56)은 중앙 원형 영역(57)으로 구성되며, 이 영역으로부터 길이방향으로 연장된 두 개의 접합판(58)이 정확하게 반대위치로 연장된다. 접합판(58)은 중앙 영역(57)의 직경보다 작은 폭을 갖는다. 도시하지 않은 딥드로잉공구 를 통한 압인이 영역(57)에서 시작한다. 압인과 딥드로잉공구의 연판에 의한 상응하는 형태를 통하여 양 접합판(58)은 완전 90o까지 딥드로잉프로세스에서 전환되며, 반원형상으로 형성되며, 그 결과 연결부품(14)의 두 개의 탄성 반쪽셸이 형성된다. 마지막으로 양 접합판(58)의 각 세로연장 정면은 두 개의 슬롯(50)을 형성하며, 이 슬롯들은 작은 간격을 통하여 상호 대향된다.
밸브시트(26)에 대해 실질적으로 비대칭적으로 유동하는 연료를 통하여 분사구(46)로부터 분사된 연료의 제트형태의 원치않는 영향을 방지하기 위하여, 연결부품(14)에는 이 연결부품(14)의 양 반쪽셸의 내벽을 관통하는 복수의 유동구멍(60)이 선택적으로 제공된다. 예를 들어 원형으로 그리고 펀칭을 통하여 형성된 유동구멍(60)들을 도 2의 연결부품(14)상에 도시한다.
박판층(56)으로 구성된 연결부품(14)의 제조는 특히 간단하면서 용이한 제조기술을 통하여 이루어지며, 이 기술은 상이한 제질의 부속품을 연속제조할 수 있다. 연결부품(14)내에 슬롯(50)를 제공하므로써 연결부품(14)은 전기자(12)를 향한 쪽에서 탄성적이며, 그 결과 전기자(12)의 내부 구멍과 연결부품(14)에 대하여 비교적 큰 허용오차가 선택될 수 있다. 탄성 가요적인 성질 때문에 양 반쪽셸을 구비한 연결부품(14)은 전기자(12)의 내부 구멍내에 인장하에서 삽입가능하다.
용접이음선(16)은 밸브폐쇄부재(13)상에 접하는 연결부품(14)의 원주를 따라 매우 높은 동적 겹합능력을 제공할 수 있다.
Claims (8)
- 밸브세로축과, 자력코일에 의해 부분적으로 둘러싸인 철심과, 전기자와, 밸브시트와 협동하는 밸브폐쇄부재와, 전기자와 밸브폐쇄부재를 연결하는 연결부품을 갖는, 특히, 내연기관의 연료분사장치를 위한 연료분사밸브와 같은 전자기 작동밸브에 있어서,상기 연결부품(14)에는 내벽을 관통하는 두 개의 슬롯(50)이 제공되며, 이때 슬롯(50)은 연결부품(14)의 상단으로부터 축방향 길이의 75% 이상 및 100% 미만으로 연장하는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연결부품(14)은 금속판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양 슬롯(50)은 약 180o의 각도로 대향배치되며 밸브세로축(2)에 대해 평행하게 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결부품(14)의 내벽에는 이 내벽을 관통하는 하나 이상의 유동개구(60)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 밸브폐쇄부재(13)는 원추형으로 형성되며, 밸브연결부품(14)의 슬롯없는 단부(55)와 결합되는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 5 항에 있어서, 상기 밸브폐쇄부재(13)와 연결부품(14) 사이의 견고한 결합은 360o의 각도로 완전히 둘러싸인 용접이음선(16)을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연결부품(14)은 펀칭작업과 이 펀칭작업후 딥드로잉에 의해 제조될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
- 제 7 항에 있어서, 상기 연결부품(14)은 금속판으로 이루어진 박판층(56)으로 형성되며, 이 박판층은 중앙 원형 영역(57)과 이 원형 영역으로부터 반대방향으로 연장된 두 개의 접합판(58)을 구비한 손목시계 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 작동밸브.
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