KR20010092280A

KR20010092280A - 전자기 구동장치, 전자기 구동장치를 구비한 유체제어밸브 및 전자기 구동장치 제조 방법

Info

Publication number: KR20010092280A
Application number: KR1020010012836A
Authority: KR
Inventors: 다치바나세이지; 나카네히로유키; 와타나베미츠히로; 수다나오야; 가미야요시타카
Original assignee: 오카메 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2001-10-24
Also published as: DE60103199T2; EP1134471A3; JP2001263521A; US20010022474A1; EP1134471A2; KR100442445B1; US6601822B2; EP1134471B1; DE60103199D1

Abstract

전자기 구동장치에 있어서, 고정코어(13)는 플런저(17)가 수용되어 왕복 이동하는 고정 하우징부(14)와, 코일(20)을 통전시킬 때 플런저가 끌어 당겨지는 쪽으로 흡인부(16)를 구비하고 있다. 상기 하우징부에는 링부의 외주벽을 절삭가공함으로써 형성되고 하우징부의 기계적 강도가 실질적으로 손상받지 않을 정도로 그 두께가 링부에 인접한 하우징부 일부의 두께보다 더 얇은 링부(15)가 마련되어 있다. 링부에는 상기 벽을 반경방향으로 관통하는 다수의 관통구멍(15a)이 마련되어 있다. 상기 링부의 자속 영역이 얇은 벽과 관통 구멍으로 인해 제한됨으로써 자기저항(magnetic resistance)이 증대된다.

Description

전자기 구동장치, 전자기 구동장치를 구비한 유체 제어밸브 및 전자기 구동장치 제조 방법{ELECTROMAGNETIC DRIVING DEVICE, FLUID CONTROL VALVE HAVING SAME AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 가동소자를 수용하는 하우징부와 이 가동소자를 끌어 당기는 흡인부(attracting portion)가 일체로 형성된 전자기 구동장치 및, 전자기 구동장치를 갖는 유체제어밸브와 전자기 구동장치의 제조방법에 관한 것이다.

가동소자를 수용하는 하우징부와 이 가동소자를 끌어 당기는 흡인부가 별도의 부분으로 형성된 종래의 전자기 구동장치에 있어서, 하우징부의 축 중심과 흡인부의 축 중심은 이들을 조립할 때의 에러(errors)로 인해 어긋날 가능성이 있다.

따라서, 상기 하우징부의 축 중심과 흡인부의 축 중심이 어느 정도 어긋난다해도 가동소자의 상호 이동을 방해하지 않기 위해서, 하우징부 및 가동소자 사이 및 흡인부 및 가동소자 사이의 반경 방향 공기 틈새(air gaps)는 그 축 중심의 어긋남 량(offset amount)만큼 더 크게 되어 있다. 더욱 커진 공기 틈새에 의해 흡인력 즉, 흡인력(attracting force)이 감소되기 때문에, 소정의 흡인력을 확보하기 위해 코일을 더 감을 필요가 있다. 코일 감는 회수를 증대시키면 전자기 구동장치의 몸체(body)가 더 커지게 된다.

JP-A-11-500509 및 JP-A-7-189852에 개시된 바와 같이, 하우징부의 축 중심과 흡인부의 축 중심 어긋남을 제거하기 위해, 예를 들어 절삭가공에 의해 하우징부와 흡인부가 일체로 형성된 전자기 구동장치가 알려져 있다. 그러나, 하우징부와흡인부가 일체로 형성될 때, 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속(magnetic flux)이 가동소자를 통과하는 것이 아니라 하우징부와 흡인부를 바로 통과할 가능성이 있어 흡인력이 제한된다.

JP-A-11-500509호에 개시된 밸브는, 자속이 자기 저항을 증대시키기 위해 통과하는 좁은 영역을 갖는 두께가 얇은 드로틀링부(throttling portion)가 하우징부와 흡인부 사이에 마련되어 있다. 상기 드로틀링부는 하우징부와 흡인부 사이를 직접 통과하는 자속을 제한하는 역할을 함으로써 가동소자를 흡인력이 확보될 수 있다.

흡인력이 충분히 확보될 정도로 하우징부와 흡인부 사이를 바로 통과하는 자속을 제한하기 위해, 드로틀링부의 두께는 상당히 얇아야 한다. 이 두께가 얇으면 얇을 수록 드로틀부의 기계적 강도가 더욱 약해짐으로써 하우징부가 손상될 수 있다.

더욱이, JP-A-7-189852호에 개시된 전자기 액츄에이터에는 자기 저항을 증대시키기 위한 비자성 재료부(non-magnetic material portion)가 하우징부의 일부에 마련되어 있다. 이 경우, 상기 비자성 재료부가 비자성 재료의 확산에 의해, 예컨데 레이저 방사(laser radiation)에 의해 형성된다면, 상기 비자성 재료부의 표면은 거칠어지는 경향이 있다. JP-A-7-189852호에 개시된 액츄에이터 내의 비자성부(non-magnetic portion)가 가동소자와 슬라이딩 접촉할 수 없는 상태에 있기 때문에, 상기 비자성부의 내주벽이 거칠다 해도 가동소자의 이동은 방해받지 않는다. 그러나, 비자성 재료부가 가동소자와 슬라이딩 접촉하는 상태로 된 전자기액츄에이터에 있어서, 비자성부의 거친 표면에 의해 가동소자의 원활한 이동이 방해받을 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 고정코어의 하우징부를 손상시키지 않고 큰 흡인력을 발생시키면서 소형인 전자기 구동장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전자기 구동장치의 몸체를 더 크게 하지 않고서도 가동소자에 대한 구동력이 더욱 강력한 전자기 구동장치를 갖는 유체제어밸브를 제공하기 위한 것이다.

또한, 또 다른 목적은 전자기 구동장치의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 여러 목적들을 달성하기 위해, 코일과, 가동소자와, 이 가동소자가 상호 이동하도록 수용된 하우징부를 갖는 고정 소자와, 상기 가동소자가 코일 통전시 발생되는 자속에 의해 끌어 당겨지는 쪽의 흡인부를 갖춘 전자기 구동장치에 있어서, 상기 하우징부에는 상기 가동소자와 반경방향으로 마주보는 위치에 링부가 마련되어 있으며, 하우징부와 흡인부는 일체로 형성되어 있다.

앞서 설명한 장치와 함께, 상기 링부에는 링부의 벽을 반경방향으로 관통하는 적어도 하나의 관통 구멍이 마련되어 있다.

상기 하우징부와 흡인부는 절삭가공에 의해 일체로 형성되어 계속 이용되므로, 하우징부 축 중심과 흡인부 축 중심의 어긋남이 없어진다. 이에 의해 하우징부 및 가동소자 사이와 흡인부 및 가동소자 사이의 반경방향 공기 틈새가 최소화됨으로써 흡인부와 가동소자 사이의 흡인력이 증가될 수 있다.

또한, 하나 또는 하나 이상의 관통 구멍이 형성되어 링부의 자기 저항을 증대시킴으로써 상기 일체로 형성된 하우징부와 흡인부 사이에서 바로 흐르는 자속이 제한된다. 링부의 두께를 감소시키지 않고 상기 관통 구멍들 각각의 직경 및 수를 조절함으로써 자기 저항은 증대될 수 있다. 따라서, 하우징부의 기계적 강도가 확보되어 하우징부의 손상이 방지된다.

하나 또는 하나 이상의 관통 구멍 대신, 링부의 자기 저항을 증대시키기 위해 링부에는 내주면 또는 외주면상에 하나 또는 하나 이상의 리세스(recesses) 또는 링형상의 홈이 마련될 수 있다. 상기 링부의 두께를 감소시키지 않고 상기 리세스 또는 링형상 홈들의 각각의 깊이와 넓이(폭) 및 수를 조절함으로써 상기 자기 저항이 증대될 수 있다.

또한, 상기 링부의 자기 저항을 증대시키기 위해, 링부에는 외주면상에 비자성 확산층(non-magnetic diffusion layer)이 마련될 수 있다. 비자성 재료는 상기 링부의 내주면상에서 확산되지 않으므로, 상기 링부의 내주면이 거칠지 않고 부드러워 가동소자와 링부 사이의 원활한 슬라이딩 이동이 확보될 수 있다.

또한, 상기 링부의 자기 저항을 증대시키기 위해, 상기 링부에는, 예를 들어 가압에 의한 가공경화(work hardening by pressing)를 근거로 하여, 이 링부의 금속 조직 구조의 변형을 야기함으로써 형성된 비자성 물질이 마련될 수 있다.

링부의 기계적 강도가 실질적으로 손상되지 않을 정도로 링부의 벽 두께는 축방향으로 링부에 인접한 하우징부의 두께보다 더 얇은 것이 바람직하다. 이것이 또한 링부의 자기 저항을 증대시키는 원인이 될 것이다.

자기 구동장치 제조방법으로서, 링부의 벽을 반경방향으로 관통하는 하나 또는 하나 이상의 관통 구멍을 형성한 후, 링부를 포함하는 고정 코어의 외주면에 대해 수지 성형이 실행되는 한편, 링부의 내주벽상에 인접한 블로킹 부재(blocking member)로 인해 관통 구멍은 폐쇠되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 수지는 관통 구멍을 통하여 링부의 내부로 누출되지 않는다.

링부에 축방향으로 인접한 하우징부 일부의 두께보다 링부의 반경방향 두께를 두껍게 만든 후, 링부를 포함하는 고정 코어의 외주면에 대해 수지 성형이 실행되는 한편, 상기 링부는 이 링부의 내주벽에 인접한 블로킹 부재에 의해 지지됨으로써 상기 링부가 수지의 압력으로 인해 변형되는 것이 방지되는 또 다른 방법이 있다.

관련 부품의 기능 및 작동 방법뿐만 아니라, 모두가 본 출원의 일부를 이루는 이하의 상세한 설명과 특허청구의 범위 및 도면을 검토해 보면, 본 발명의 기타 특징과 장점들을 알게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 제어밸브를 도시하는 단면도.

도 2는 상기 제1 실시예에 따른 링부의 확대도.

도 3A는, 상기 제1 실시예의 제조방법에 따라 고정코어 위에 내주 스풀(spool)을 형성시키기 위해 고정 코어가 수지로 채워지기 전의 고정 코어의 단면도.

도 3B는, 상기 제1 실시예의 제조방법에 따라 고정코어 위에 내주 스풀을 형성시키기 위해 고정 코어가 수지로 채워진 후의 고정 코어의 단면도.

도 4는, 제1 수정 제조방법에 따라 고정코어 위에 내주 스풀을 형성시키기 위해 고정 코어가 수지로 채워진 후의 고정 코어의 단면도.

도 5는, 제2 수정 제조방법에 따라 고정코어 위에 내주 스풀을 형성시키기 위해 고정 코어가 수지로 채워진 후의 고정 코어의 단면도.

도 6은 제2 수정 제조방법에 따라 고정 코어의 외벽을 도시한 정면도.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 링부의 확대 단면도.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 링부의 확대 단면도.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 링부의 확대 단면도.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 링부의 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 유체제어밸브

10 : 선형 솔레노이드

11 : 원통형 요크

13 : 고정 코어

14 : 하우징부

15 : 링부

15a : 관통 구멍

16 : 흡인부

17 : 플런저

18 : 축

20 : 코일

21, 30 : 스풀

32 : 입력 포트

33 : 출력 포트

34 : 피드백 포트

35 : 배출 포트

40 : 스프링

100, 110, 111, 120, 125 : 블로킹 부재

도면을 참조하여 본 발명에 대한 다수의 바람직한 실시예를 설명한다.

(제1 실시예)

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 제어밸브를 도시한 것이다.

상기 유체 제어밸브(1)는 차량용 자동 변속기의 유압 제어장치로 공급되는 작동 오일(oil)을 제어하기 위한 스풀형(spool type) 유압 제어밸브이다.

전자기 구동장치로서의 기능을 하는 선형(linear) 솔레노이드(10)는 원통형요크(11)와 엔드 플레이트(end plate)(12)와 고정 코어(13)와 플런저(17)와 축(18) 및 코일(20)로 구성된다. 상기 요크(11)와 엔드 플레이트(12) 및 고정 코어(13)은 고정소자의 구성요소이고, 플런저(17) 및 축(18)은 가동소자의 구성요소이다.

요크(11)와 엔드 플레이트(12)와 고정 코어(13) 및 플런저(17)는 자성 재료로 제조된다. 요크(11)의 양끝이 스풀 하우징(31)의 가장자리 원주와 엔드 플레이트(12) 각각을 잡아주는 방식으로, 스풀(30)이 슬라이딩 가능 상태로 되어 왕복 이동할 수 있게 수용되는 스풀 하우징(31)과 엔드 플레이트(12) 사이에 고정코어(13)는 고정되어 있다.

고정 코어는, 플런저가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와, 플런저(17)을 끌어 당기기 위한 자기 흡인력을 발생시키는 흡인부(16)를 갖는다. 플런저(17)가 하우징부(14)에 고착되는 것을 방지하기 위해, 하우징부(14)의 내주면 또는 플런저의 외주면은 비자성 재료로 코팅되거나 도금된다.

도2에 도시된 바와 같이, 하우징부(14)에는 플런저(17)와 반경방향으로 마주보는 위치에 링부(15)가 마련되어 있다. 링부(15)는 하우징부(14)의 외주벽을 링 형상으로 절삭가공함으로써 형성된다. 링부(15)의 두께는, 하우징부(14)의 기계적요구 강도가 손상되지 않을 정도로 링부에 축방향으로 인접한 하우징부(14)의 두께보다 더 얇다. 링부(15)에는 반경방향으로 관통된 다수의 구멍(15a)이 마련되어 있다. 링부(15)가 얇고 다수의 관통 구멍(15a)을 갖기 때문에, 자속이 통과하는 영역의 링부(15)는 좁고 제한되어 있다. 관통 구멍(15a)은, 레이저 방사와 절삭가공 및 프레스 가공 또는 워터제트 작업(water jet working)에 의해 제공된다.

도1에 도시된 바와 같이, 흡인부(16)는, 플런저(17)와 축방향으로 마주보는 대향부(16a)와, 대향부(16a)와 링부(15) 사이에 위치하고 있으면서 직경이 상기 대향부(16a)쪽으로 갈수록 더 작아지는 테이퍼부(16b)를 갖는다. 플런저(17)에는 상기 대향부(16a) 측면 상의 끝에 직경이 흡인부(19)쪽으로 갈수록 더 작아지는 테이퍼부(17a)가 마련되어 있다.

축(18)은 플런저(17) 내로 가압되어 끼워져 있으며 플런저(17)와 함께 왕복 이동한다. 축(18)의 끝은 스풀(30)의 끝과 접하고 있다.

코일(20)은 수지 성형에 의해 원통형상으로 형성되어 요크(11) 및 고정 코어(13)에 의해 고정되어 있다. 회로 내에서 코일(20)과 연결된 터미널(도시하지 않음)로부터 코일(20)로 전류가 공급될 때, 자속은 요크(11)와 플런저(17) 및 고정 코어(13)으로 구성된 자기 회로를 통과해 흐름으로써 흡인력이 고정 코어(13)의 흡인부(16)와 플런저(17) 사이에서 생성된다. 따라서, 플런저(17)와 축(18)은 도1에서 아래로 이동한다. 도1에 있어 플런저(17)의 하향 이동은 스토퍼(19)에 의해 제한된다.

스풀 하우징(31)이 스풀(30)을 수용함으로써 스풀(30)은 스풀 하우징 내에서 왕복 이동한다. 스풀 하우징(31)에는 입력 포트(32)와 출력 포트(33)와 피드백 포트(34) 및 배출 포트(ejecting port)(35)가 마련되어 있다. 작동 오일이 공급되어 펌프에 의해 탱크(도시하지 않음)로부터 입력 포트(32)로 주입된다. 작동 오일이 출력 포트(33)로부터 자동 변속기의 맞물림 장치(도시하지 않음)로 공급된다. 출력 포트(33)는 유체 제어밸브 외부에 있는 일부분에서 피드백 포트(34)와 연통하는 상태로 되어 있어 작동 오일 중 일부는 피드백 포트(34)로 들어간다. 피드백 포트(34)는 피드백 챔버(feedback chamber)(36)와 연통하는 상태로 되어 있다. 작동 오일은 배출 포트(35)로부터 나와 탱크로 배출된다.

스풀(30)에는 선형 솔레노이드 밸브(10)의 맞은편 측면으로부터 순서대로 정렬되어 대직경부(37)와 대직경부(38) 및 소직경부(39)가 마련되어 있다. 소직경부(39)의 직경은 대직경부(37 또는 38)의 직경보다 더 작다. 스풀(30)은 선형 솔레노이드(10)의 축(18)과 항상 접촉하고 있는 상태로 되어 있다. 플런저(17)의 이동이 축(18)을 통해 스풀로 전달됨으로써 스풀(30)은 스풀 하우징(31) 내에서 왕복 이동한다.

선형 솔레노이드(10)의 맞은편 측면에 위치하여 밀치는 수단으로서의 역할을 하는 스프링(40)은 스풀(30)을 선형 솔레노이드(10)쪽으로 밀친다.

피드백 챔버(36)는, 피드백 챔버 내의 유압 오일로 인해 그 외경에 응답하는 힘이 각각 가해지는 대직경부(38)와 소직경부(39) 사이에 위치하고 있다. 따라서, 피드백 챔버(38) 내의 유압 오일이 선형 솔레노이드(10)의 맞은편 방향으로 스풀(30)을 밀친다. 유체 제어밸브(1)에 의한 유압 오일 출력 중 일부의 피드백은, 공급되는 유압 또는 입력의 변동으로 인해 출력 압력이 변동하는 것을 방지하는 역할을 한다. 스프링(40)의 밀치는 힘이 코일로 공급되는 전류를 바탕으로 하여 고정 코어(13) 내에서 발생되는 전자기 흡인력과 스풀(30)이 피드백 챔버(36) 내에서 유압 코일로부터 받는 힘으로 인해 스풀(30)을 밀치는 플런저(17)의 힘과 평형을 이루는 위치에서 스풀(30)은 정지 상태로 있게 된다.

입력 포트(32)로부터 출력 포트(33)로 흐르는 작동 오일의 량은 스풀 하우징(31)의 내주벽(31a)과 대직경부(38)의 외주벽이 서로 겹치는 길이를 나타내는 씨일 길이(seal length)에 따라 좌우된다. 씨일 길이가 짧아 지면 짧아질수록, 입력 포트(32)로부터 출력 포트(33)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 증대된다. 한편, 씨일 길이가 길어지면 길어질수록 입력 포트(32)로부터 출력 포트(33)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 감소한다. 마찬가지로, 출력 포트(33)로부터 배출 포트(35)로 흐르는 작동 오일의 량은 스풀 하우징(31)의 내주벽(31b)과 대직경부(37)의 외주벽에 대한 씨일 길이에 따라 좌우된다. 유체 제어밸브(1)의 작동은 추후 설명한다.

(1) 코일 비통전시

도1에 도시된 바와 같이, 코일(20)이 통전되지 않을 때, 스프링(40)의 밀치는 힘이 유압 오일의 피드백 힘과 평형을 이루는 위치에서 스풀(30)은 정지 상태에 있게 된다. 입력 포트(32)가 출력 포트와 연통되는 상태로 되고 나서 입력 포트(32)로부터 출력 포트(33)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 증대된다. 배출 포트(35)가 폐쇠됨에 따라 자동 변속기로 공급되는 작동 오일의 유압은 최대를 나타낸다.

(2) 코일 통전시

코일이 통전될 때, 하우징부(14)와 흡인부(16) 사이를 흐르는 자속은 제한되며 그 이유는 링부(15)가 자기 저항으로 작용하기 때문이다. 따라서, 자속은 하우징부(14)와 플런저(17) 사이 및 플런저(17)의 테이퍼부(17a)와 흡인부(16)의 테이퍼부(16b) 사이를 흐른다. 플런저(17)를 통하는 것이 아니라 링부(15)를 통해 하우징부(14)와 흡인부(16) 사이를 바로 통과하는 자속은 플런저(17)를 흡인력을 가하지 않는다. 자속은 하우징부(14)와 흡인부(16) 사이를 바로 흐르는 것이 방지되기 때문에, 플런저(17)를 흡인력은 더욱 증대된다.

코일(20)을 통전시킬 때, 플런저(17)는 스프링(40)의 밀치는 힘을 이겨 흡인부(16)로 끌어 당겨짐으로써 스풀(30)은 도1에서 하향 이동한다. 내주벽(31a)과 대직경부(38)에 대해 씨일 길이가 더욱 길어지고 내주벽(31b)과 대직경부(37)가 더욱 짧아짐에 따라, 입력 포트(32)로부터 출력 포트(33)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 감소하며 출력 포트(33)로부터 배출 포트(35)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 증대된다. 따라서, 출력 포트(33)로부터 흘러 나온 작동 오일의 유압은 감소한다.

한편, 스풀(30)이 선형 솔레노이드(10) 쪽으로 이동할 때, 내주벽(31a) 및 대직경부(38)에 대한 씨일 길이는 더 짧아지고 내주벽(31b)과 대직경부(37)는 더 길어짐으로써 입력 포트(32)로부터 출력 포트(33)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 증대되며 출력 포트(33)로부터 배출 포트(35)로 흐르는 작동 오일의 량은 더욱 감소한다. 따라서, 출력 포트(33)로부터 나온 작동 오일의 유압은 증대된다.

유체 제어밸브(1)에 있어서, 선형 솔레노이드(10)는 코일(20)로 공급되는 전류를 제어함으로써 선형 솔레노이드(10) 쪽으로 스풀(30)을 밀치는 힘을 조절하도록 작동하여 출력 포트(33)로부터 나오는 작동 오일의 유압이 조절된다. 코일(20)로 공급되는 전류의 량이 증대됨에 따라, 흡인부(16)의 전자기 흡인력은 이 전류 량에 비례하여 증대됨으로써 축(18)의 밀치는 힘이 선형 솔레노이드(10)와 반대 방향으로 스풀(30)을 이동시킨다. 전자기 흡인력으로 인해 플런저(17)로부터 스풀(30)로 작용하는 힘과 피드백된 작동 오일의 유압으로 인해 선형 솔레노이드(10)와 반대 방향으로 스풀(30)을 밀치는 힘이 스프링(40)의 밀치는 힘과 평형을 이루는 위치에서 스풀(30)은 정지 상태에 있게 된다. 따라서, 출력 포트(33)로부터 나온 작동 오일의 유압은 코일(20)로 공급된 전류의 량에 비례하여 감소한다.

다음 사항은, 제1 실시예의 고정 코어(13) 주위에서 코일(20)이 감기는 내주 스풀(21)의 제조방법에 관한 것이다.

(1) 도3A에 도시한 바와 같이, 얇은 두께의 링부(15)에는 관통 구멍(15a)이 마련되어 있다. 핀(100)은 하우징부(14)의 내주속으로 삽입되어 관통구멍(15a)의 개구부들을 폐쇠시키기 위한 블로킹 부재의 구성요소이다.

(2) 고정 코어(13)의 외주는 수지로 채워짐으로써 코일(20)이 감기는 내주 스풀이 형성된다.

(3) 수지가 경화된 후, 도3B에 도시한 바와 같이 핀(100)을 빼낸다.

(4) 내주 스풀(21)에 코일(20)을 감은 후, 코일(20)의 외주에 수지를 더 채워 넣는다.

(수정예 1)

도4를 참조하여 내주 스풀(21) 제조방법에 대한 제1 수정예를 설명한다. 핀(100)을 하우징부(14) 내로 삽입하는 대신, 작동 오일(111)을 원통형 캡(cap) 부재 내부로 공급하고 원통형 캡 부재의 원통형 측벽을 작동 오일(111)의 유압에 의해 하우징부(14) 내부에 유지시킴으로써 관통 구멍(15a)으로부터의 수지 누출을 방지한다. 원통형 캡 부재(110)와 작동 오일(111)은 블로킹 부재의 구성요소이다.

(수정예 2)

도5 및 도6을 참조하여 내주 스풀(21) 제조방법에 대한 제2 수정예를 설명한다.

(1) 핀(120)이 하우징부(14) 내에 삽입되어 있다. 핀(12)의 외경은 하우징부(14)의 내경과 거의 같거나 하우징부 내경보다 약간 더 작다. 핀(120)에는 축방향 및 직경방향으로 연장된 슬릿(slit)(121)과 이 슬릿(121)의 개구부쪽에서 슬릿(121)으로부터 부분적으로 펼쳐져 있는 테이퍼면이 마련되어 있다. 도6에 도시된 바와 같이, 링부(15)에는 반경방향으로 개방된 슬릿(121)의 개구부들과 마주보는 위치에서 관통 구멍(15a)이 마련되어 있다.

(2) 쐐기형 로드(wedge rod)(125)가 밀쳐져서 핀(120)의 삽입쪽과 반대 쪽으로부터 핀(120)의 테이퍼면(122)과 맞닿는다. 핀(120) 및 쐐기형 로드(125)는 블로킹 부재의 구성요소이다. 쐐기형 로드(125)에는 끝에 경사각이 핀(120)의 테이퍼면(122)의 경사각과 거의 비슷한 테이퍼면(126)이 마련되어 있다. 쐐기형 로드(125)의 테이퍼면(126)이 밀쳐져서 핀(120)의 테이퍼면(122)과 맞닿음에 따라, 핀(120)은 반경방향 바깥쪽으로 핀(120)을 밀쳐서 벌리는 방향으로 작용하는 힘을 수용함으로써 관통 구멍(15a)으로부터의 수지의 누출이 방지된다.

앞서 설명한 내주 스풀(21) 제조방법에 따르면, 블로킹 부재는 관통 구멍(15a)을 폐쇠하여 내주 스풀(21)을 형성하기 위한 수지가 관통 구멍(15)으로부터 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 수지가 플런저(17)의 왕복 이동을 방해하는 일은 결코 없다. 또한, 블로킹 부재는 관통 구멍(15a)을 폐쇠할 뿐만 아니라 내부로부터 얇은 두께의 링부(15)를 지지함으로써 수지가 경화될 때 발생되는 압력으로 인해 링부(15)가 변형되는 것이 방지된다.

앞서 설명한 내주 스풀(21) 제조방법은 관통 구멍(15a)이 링부(15) 내에서 형성되는 제1 실시예뿐만 아니라 이하에서의 제2 실시예 내지 제5 실시예 중 어느 실시예에도 적용할 수 있다.

(제2 실시예)

도7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제1 실시예와 실질적으로 동일한 구조와 부분들은 동일한 참조번호를 붙였다.

제2 실시예에 따르면, 링부(15)의 외주벽은 다수의 리세스(recess)(50)를 갖는다. 이 리세스(50)는 레이저 방사, 전조(form rolling) 또는 프레스 가공에 의해 형성된다. 얇은 두께의 링부(15) 상의 리세스(50)는 자기 회로 영역을 감소시키고 자기 저항을 증대시키는 역할을 한다.

(제3 실시예)

도8을 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 제1 실시예와 실질적으로 동일한 구조와 부분들은 동일한 참조 번호를 붙였다.

제3 실시예에 따르면, 링부(15)의 외주벽은 다수의 링형 홈(55)을 갖는다. 링형 홈(55)은 레이저 방사, 절삭가공 또는 전조에 의해 형성된다. 얇은 두께의 링부(15) 상의 링형 홈(55)은 자기 회로 영역을 감소시키고 자기 저항을 증대시키는역할을 한다.

앞서 설명한 제1 실시예로부터 제3 실시예까지에 있어서, 외주를 절삭가공함으로써 얇은 두께의 링부(15)를 형성하는 대신, 내주를 절삭가공함으로써 얇은 두께의 링부(15)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 실시예 또는 제3 실시예에 있어서, 리세스(50) 또는 링형 홈(55)을 링부(15)의 외주 상에 형성하는 대신, 리세스(50) 또는 링형 홈(55)은 내주 상에 또는 링부(15)의 내주와 외주 모두에 형성된다.

(제4 실시예)

도9를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다. 제1 실시예와 실질적으로 동일한 구조와 부분들은 동일한 참조 번호를 붙였다. 비자성 확산층(60)이 비자성 재료를 외주쪽으로 확산시킴으로써 얇은 두께의 링부(15)에 마련되어 링부(15)의 자기 저항을 증대시킨다. 비자성 재료는 링부(15)의 내주로 확산되지 않기 때문에, 가동소자와 슬라이딩 접촉하는 상태에 있는 링부(15)의 내주면이 거칠어지는 것이 방지된다. 따라서, 가동소자는 링부(15) 내에서 원활하게 이동한다. 다음과 같은 방법들은 링부(15) 쪽으로 비자성 재료를 확산시키기 위해 고려될 수 있다.

(1) 레이저 방사에 의해 가스 환경 내에서 비자성 재료를 확산시키는 것

(2) 레이저 방사에 의해 고체 상태의 비자성 재료를 확산시키는 것

(3) 숏블라스트(shot blast)에 의해 가스 환경 내에서 비자성 재료를 확산시키는 것

(4) 용융사출에 의해 비자성 재료를 확산시키는 것

(제5 실시예)

도10을 참조하여 본 발명의 제5 실시예를 설명한다. 제1 실시예와 실질적으로 동일한 구조와 부분들은 동일한 참조 번호를 붙였다. 제5 실시예에 따르면, 비자성부(65)는, 링부(15)의 금속 조직 구조에 있어서의 변형을 야기시킴으로써 얇은 두께의 링부(15) 내 자기 저항을 증대시키도록 형성되어 있다. 다음의 방법들은 링부(15)의 금속 조직 구조에 있어서의 변형을 야기시키기 위해 고려될 수 있다.

(1) 전조에 의한 가공경화를 바탕으로 하여 변형을 일으키는 것

(2) 프레스 가공에 의한 가공경화를 바탕으로 하여 변형을 일으키는 것

(3) 코일이 수지에 의해 고정될 때 발생되는 수지의 압력을 바탕으로 하여 변형을 일으키는 것

(4) 레이저 방사에 의한 열을 바탕으로 하여 변형을 일으키는 것

앞서 설명한 여러 실시예에 따르면, 고정 코어의 하우징부(14)와 흡인부(16)가 일체로 제공됨에 따라, 플런저(17)와 고정소자 사이의 반경방향 공기 틈새는 최소 정도까지 작아진다. 또한, 얇은 두께의 링부(15)가 상기 여러 실시예에서 설명한 바와 같은 자기 저항을 증대시키기 위한 수단을 갖기 때문에, 하우징부(14)와 흡인부(16) 사이에서 바로 흐르는 자속은 제한된다. 따라서, 플런저 쪽으로 흡인력은 전자기 구동장치의 몸체나 유체 제어밸브를 크게 만들지 않고서도 증대된다. 또한, 자기 저항이 증대되는 종래의 링부의 두께와 비교하여 링부의 두께가 더 얇다 하더라도, 본 발명의 링부는 종래의 링부와 동일한 자기 저항을 확보할 수 있다. 더욱이, 비교적 얇은 링부는 링부의 기계적 강도를 더욱 증대시키는 역할을 하며, 이것이 링부의 손상을 방지한다.

앞서 설명한 여러 실시예에 있어서, 링부(15)의 두께를 얇게 만드는 대신, (1) 여러 관통 구멍의 총 숫자 및 관통구멍 각각의 직경과, (2) 여러 리세스(50) 각각의 깊이와 각각의 크기와, (3) 링형 홈(55)의 총 숫자와 링형 홈 각각의 폭과 각각의 깊이 및, (4) 비자성 재료가 확산되는 깊이 또는 (5) 변형의 크기를 조절함으로써 얇은 부분을 형성하지 않고도 링부(15)가 마련될 수 있다.

본 발명의 전자기 구동장치는 스풀형 유압 제어밸브를 갖는 전자기 구동장치뿐만 아니라 몸체를 확대시키지 않고서도 가동소자쪽으로 흡인력이 더 커지는 유체 제어밸브 또는 장치를 갖는 어떤 형태의 전자기 구동장치에도 적용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 고정코어의 하우징부를 손상시키지 않고 큰 흡인력을 발생시키면서 소형인 전자기 구동장치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 전자기 구동장치의 몸체를 더 크게 하지 않고서도 가동소자에 대한 구동력이 더욱 강력한 전자기 구동장치를 갖는 유체제어밸브 및 전자기 구동장치의 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

코일(20)과;

가동소자(17, 18); 및

상기 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와, 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 포함하는 전자기 구동장치에 있어서:

상기 하우징부는 링부(15)와 함께 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있으며;

상기 링부에는 이 링부의 벽을 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 관통 구멍(15a)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치.
코일(20)과;

가동소자(17, 18); 및

상기 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와, 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 포함하는 전자기 구동장치에 있어서:

상기 하우징부는 링부(15)와 함께 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있으며;

상기 링부의 내주면 및 외주면 상에 적어도 하나의 리세스(50)가 마련되어있는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치.
코일(20)과;

가동소자(17, 18); 및

상기 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와, 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 포함하는 전자기 구동장치에 있어서:

상기 하우징부에는 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 링부(15)가 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있으며;

상기 링부에는 적어도 하나의 내주면과 외주면 상에 적어도 하나의 링형 홈(55)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치.
코일(20)과;

가동소자(17, 18); 및

상기 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와, 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 포함하는 전자기 구동장치에 있어서:

상기 하우징부에는 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 링부(15)가 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있으며;

상기 링부의 외주면상에는 비자성 확산층(60)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치.
코일(20)과;

가동소자(17, 18); 및

상기 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와, 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 포함하는 전자기 구동장치에 있어서:

상기 하우징부에는 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 링부(15)가 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있으며;

상기 링부에는 이 링부의 금속 조직 구조에 있어서의 변형을 야기시킴으로써 형성된 비자성 재료(65)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링부의 벽 두께는 이 링부에 축방향으로 인접한 하우징부 일부의 두께보다 더 얇은 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유체가 흘러 통과하는 다수의 포트(32, 33, 34, 35)를 갖는 원통형 하우징(31)과; 상기 각각의 포트를 흘러 통과하는 유체의 량을 조절하기 위해 가동소자와 함께 원통형 하우징 내에서 왕복 이동하는 스풀(30); 및 상기 가동소자가 상기 흡인부 쪽으로 끌어 당겨지는 방향과는 반대 방향으로 상기 스풀을 밀치기 위한 밀침 수단(40)을 더 포함하는 전자기 구동장치.
스풀(21) 상에 감기는 코일(20)과, 가동소자(17, 18)와, 이 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 가지며, 상기 하우징부에는 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 링부(15)가 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있는 전자기 구동장치의 제조방법에 있어서:

상기 링부의 벽을 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 관통 구멍(15a)을 형성하는 단계 및;

상기 관통구멍이 상기 링부의 내주벽에 인접한 블로킹 부재(100, 110&111, 120&125)로 폐쇠됨으로써 수지가 상기 관통 구멍을 통해 상기 링부의 내부로 누출되지 않는 상태에서, 상기 링부를 포함하는 고정 코어의 외주면 상에 수지 성형을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치의 제조방법.
스풀(21) 상에 감기는 코일(20)과, 가동소자(17, 18)와, 이 가동소자가 수용되어 왕복 이동하는 하우징부(14)와 코일을 통전시킬 때 발생되는 자속에 의해 상기 가동소자가 끌어 당겨지는 흡인부(16)를 갖는 고정소자(11, 12, 13)를 가지며, 상기 하우징부에는 상기 가동소자와 반경 방향으로 마주보는 위치에 링부(15)가 마련되어 있고, 상기 하우징부와 상기 흡인부는 일체로 형성되어 있는 전자기 구동장치의 제조방법에 있어서:

축방향으로 링부에 인접한 하우징부 일부의 두께보다 더 얇은 링부의 반경 방향 두께를 제작하는 단계 및;

상기 링부는 이 링부의 내주벽에 인접한 블로킹 부재(100, 110&111, 120&125)에 의해 지지됨으로써 상기 링부가 수지의 압력으로 인해 변형되는 것이 방지되는 상태에서, 상기 링부를 포함하는 고정 코어의 외주면 상에 수지 성형을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 링부의 벽을 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 관통 구멍(15a)을 형성하는 단계를 더 포함하며; 상기 블로킹 부재가 관통 구멍을 폐쇠시킴으로써 수지가 관통 구멍을 통해 상기 링부의 내부로 누출되지 않는 것을 특징으로 하는 전자기 구동장치의 제조방법.