KR20030035932A - 유압밸브를 작동하기 위한 비례자석 등의 전자석 - Google Patents

유압밸브를 작동하기 위한 비례자석 등의 전자석 Download PDF

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KR20030035932A
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 권선 코일 (3) 을 지지하고 외주가 자석 하우징 (4) 에 의해 둘러싸여 있는 중공 실린더형 코일 본체 (2) 를 갖는 전자석 (1) 에 관한 것이다. 상기 코일 본체 (2) 의 정면은 상부 극편 (5) 및 하부 극편 (7) 에 의해서 한정되고, 중공 실린더 내부에 자화 불가능한 금속관 (8) 을 포함하며, 이 금속관 (8) 의 공동부는 자석 유도자 (10) 를 위한 유도자 공간 (9) 으로서 형성된다. 상기 자석 유도자 (10) 는 상기 유도자 공간 (9) 을 제 1 챔버 (11) 및 제 2 챔버 (12) 로 나누며, 상기 2개의 챔버는 상기 자석 유도자 (10) 내의 압력평형 채널을 통해 서로 결합된다. 또한, 상기 자석 유도자 (10) 는 하부 극편 (7) 내의 축방향 보어 (13) 를 관통해서 안내되는 태핏 푸시 로드 (14) 를 통해 유압 밸브의 제어 피스톤과 연결되며, 상기 밸브의 내부 공간은 하부 극편 (7) 내의 추가의 압력평형 채널을 통해 유도자 공간 (9) 의 제 1 챔버 (11) 와 연결된다.
상기 태핏 푸시 로드 (14) 는 본 발명에 따라 상기 자석 유도자 (10) 와 분리된 느슨한 형상 로드로서 형성되고, 상기 로드의 횡단부 형상은 축방향 보어 (13) 의 횡단부 형상과 다르고, 상기 로드의 횡단면 크기는 축방향 보어 (13) 의 횡단면 크기보다 작다. 또한 상기 전자석 (10) 은 중앙 종방향 보어 (17) 를 갖는데, 상기 보어의 직경은 상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 최대 형상체 폭보다는 작고, 상기 태핏 푸시 로드의 최소 형상체 폭보다는 크다.

Description

유압밸브를 작동하기 위한 비례자석 등의 전자석 {ELECTROMAGNET, ESPECIALLY PROPORTIONAL MAGNET FOR OPERATING A HYDRAULIC VALVE}
본 발명은 청구항 1 의 전제부를 형성하는 장점에 따른 전자석에 관한 것으로, 본 발명은 내연 기관의 가스 교체 밸브의 제어 시간을 변동시키기 위한 장치의 유압 시스템 내부에 배치된 유압밸브를 작동하기 위한 비례자석에서 특히 바람직하게 실현될 수 있다.
독일 특허출원 공개공보 제 195 04 185 호에는, 적어도 하나의 권선 코일을 지지하고 외주가 자석 하우징에 의해 둘러싸인 코일 본체를 포함하는, 유압밸브를 작동하기 위한 종래의 전자석이 공지되어 있다. 상기 코일 본체의 정면은 극성 관이 삽입된 링형의 극성 디스크로 형성된 상부 극편 및 극성 코어가 형성된 극성 플레이트로 형성된 하부 극편에 의해 형성되며, 상기 상부 극편상에는 전기 접속용 본체가 올려지고, 상기 하부 극편은 코일 본체의 중공 실린더 내부로 돌출한다. 이 경우 코일 본체의 중공 실린더는 자화 불가능한 금속관으로 피복되고, 상기 금속관의 공동부는 축을 따라 움직일 수 있는 원통형의 자석 유도자를 위한 유도자 공간으로 형성되어 있다. 상기 자석 유도자는 유도자 공간을 재차 제 1 챔버 및 제 2 챔버로 나누며, 상기 2개의 챔버는 유압식 밸브를 통해 유도자 공간 내부로 주입되는 작동 유체의 압력을 보상하기 위해서 상기 자석 유도자 내의 다수의 편심 축방향 보어를 통해 서로 결합되어 있다. 그밖에 상기 자석 유도자의 밸브측 정면에 있는 중앙 기저부의 보어 내부에는 태핏 푸시 로드 (tappet push rod) 가 고정되어 있으며, 상기 로드는 마찬가지로 하부 극편에 있는 밸브 하우징의 중앙 축방향 보어를 관통하여 뻗고, 유압밸브의 밸브 하우징 내부 공간에 배치된 제어 피스톤과 연결된다. 이 경우 유압밸브의 밸브 하우징은 전자석의 하부 극편에 밀봉 방식으로 인접하며, 제어 피스톤을 안내하는 밸브 하우징의 내부 공간은 상기 중앙 축방향 보어 옆에 배치된, 하부 극편에 있는 추가의 편심 보어를 통해서 압력 보상을 위해 유도자 공간의 제 1 챔버와 연결되어 있다.
그러나 공지된 상기 전자석의 단점은, 상기 전자석의 개별 부품들이 구조적인 형상 및 상호 배열 상태로 인해 정밀하고도 복잡한 제작 과정과 높은 조립 비용을 필요로 하기 때문에, 결과적으로 상기와 같은 전자석을 제작할 때에는 전체적으로 높은 경비를 고려해야만 한다. 따라서, 자석 유도자 및 태핏 푸시 로드를 서로 견고하게 결합된 부품으로 형성하는 동시에 상기 태핏 푸시 로드를 하부 극편에 있는 중앙 축방향 보어를 관통시키는 것은 제조 기술적으로 매우 복잡한 것으로 판명되었는데, 그 이유는 그렇게 함으로써 자석 유도자의 종축과 태핏 푸시 로드 사이에서 및 상기 태핏 푸시 로드와 하부 극편에 있는 중앙 축방향 보어의 종축 사이에서 나타나는 축방향 변위를 피하기 위해 모든 부품에서 복잡한 보정 작업이 반드시 필요하기 때문이다. 상기와 같은 유형의 축방향 변위에 의해서는, 자석 유도자와 유도자 안내부 사이에 있는 및/또는 태핏 푸시 로드와 축방향 보어 사이에 있는 공기 갭의 크기가 동일하지 않게 되는 결과가 나타나고, 그에 따라 전자석에 전류가 공급될 때에는 자석 유도자 또는 태핏 푸시 로드가 상기 유도자 안내부 또는 상기 축방향 보어의 한 장소에 인접하게 되어, 결과적으로 허용할 수 없을 정도로 높은 이력 현상 (hysteresis) 이 야기될 수 있다. 그러나 그밖에 자석 유도자 및 하부 극편에 배치된 편심 압력평형 채널도 또한 비용이 매우 많이 소요되는 것으로 판명되었는데, 그 이유는 상기 채널에 통상적으로 보어가 형성되어야만 하고, 상기 보어의 편심 삽입이 제작 비용을 현저하게 상승시키기 때문이다.
본 발명의 과제는, 개별 부품들의 단순한 구조적 형상 및 상기 부품들의 상호 배열 상태 그리고 적은 제작 비용 및 조립 비용과 더불어 최상의 비용으로 제작할 수 있는 가능성을 특징으로 하는 동시에, 자석 유도자 및 태핏 푸시 로드의 최적의 안내, 및 유도자 공간의 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이의 압력을 보상하기 위한 충분한 가능성, 그리고 상기 제 1 챔버와 밸브 하우징의 내부 공간 사이의 압력을 보상하기 위한 충분한 가능성을 갖는, 유압밸브를 작동하기 위한 전자석, 특히 비례자석을 설계하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따라 형성된 전자석의 제 1 실시예의 종단면도.
도 2 는 본 발명에 따라 형성된 전자석의 제 1 실시예를 도 1 의 선 A-A 에 따라 절단한 횡단면도.
도 3 은 본 발명에 따라 형성된 전자석의 제 2 실시예의 종단면도.
도 4 는 본 발명에 따라 형성된 전자석의 제 2 실시예를 도 3 의 선 A-A 에 따라 절단한 횡단면도.
도 5 는 본 발명에 따라 형성된 전자석의 제 3 실시예의 종단면도.
도 6 은 본 발명에 따라 형성된 전자석의 제 3 실시예를 도 5 의 선 A-A 에 따라 절단한 횡단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 전자석 2: 코일 본체
3: 권선 코일 4: 자석 하우징
5: 상부 극편 6: 전기 접속부
7: 하부 극편 8: 금속관
9: 유도자 공간 10: 자석 유도자
11: 제 1 챔버 12: 제 2 챔버
13: 축방향 보어 14: 태핏 푸시 로드
15: 정면 16, 18: 압력평형 채널
17: 종방향 보어 19: 3각 형상체
20: 4각 형상체 21: 원형 형상체
22: 금속관의 내측면 23, 24: 베어링 장소
상기 과제는 청구항 1 의 전제부에 따른 전자석에 있어서 본 발명에 따라,하부 극편에 있는 축방향 보어 내에서 안내되는 태핏 푸시 로드는 자석 유도자와 분리된 형상 로드로서 형성되고, 상기 로드의 횡단부 형상은 축방향 보어의 횡단부 형상과 다르고, 상기 로드의 횡단면 크기는 축방향 보어의 횡단면 크기보다 작기 때문에, 하부 극편에 있는 상기 축방향 보어 내부의 빈 횡단면 공간은 동시에 유압밸브의 밸브 하우징의 내부 공간과 전자석의 유도자 공간 내의 제 1 챔버 사이에서 압력평형 채널로서 이용될 수 있다. 이 경우 전자석의 자석 유도자로부터 태핏 푸시 로드를 분리시키는 것은, 자석 유도자의 종축과 태핏 푸시 로드의 종축 사이에서 및 상기 태핏 푸시 로드의 종축과 하부 극편에 있는 축방향 보어의 종축 사이에서 더이상 축방향 변위가 야기될 가능성이 없고, 그에 의해서 자석 유도자뿐만 아니라 태핏 푸시 로드도 또한 최적으로 서로 분리되어 안내될 수 있다는 장점을 갖는다. 이 경우 하부 극편에 있는 축방향 보어는 바람직하게 원형의 횡단면을 갖는 중앙 관통 보어로서 형성되고, 상기 보어의 직경은 대략 태핏 푸시 로드의 최대 형상체 폭과 일치한다. 그럼으로써, 태핏 푸시 로드를 정확하게 하부 극편에 있는 축방향 보어 내부에서 안내할 수 있는 동시에 비용이 많이 소요되는 하부 극편의 편심 보어에 의해 형성되고 지금까지 통상적이던 특수한 압력평형 채널을 절약할 수 있는데, 그 이유는 상기 압력평형 채널들이 이제는 조형된 태핏 푸시 로드 옆에서 형성되는, 축방향 보어 내의 빈 횡단면 공간에 의해서 형성되기 때문이다.
본 발명에 따라 형성된 전자석을 마찬가지로 최상의 비용으로 제작하기에 적합한 추가의 장점은, 태핏 푸시 로드의 정면에 인접하는 자석 유도자가 중앙 종방향 보어를 가지고, 상기 보어의 직경이 상기 태핏 푸시 로드의 최대 형상체 폭보다는 작은 동시에 상기 태핏 푸시 로드의 최소 형상체 폭보다는 크기 때문에, 결과적으로 상기 태핏 푸시 로드의 정면이 자석 유도자 내의 종방향 보어의 개구를 다만 부분적으로만 덮게 되고, 그럼으로써 상기 종방향 보어가 상기 보어 개구의 빈 횡단면에 걸쳐, 전자석의 유도자 공간에 있는 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에서 압력평형 채널로서 이용될 수 있다는 것이다. 이와 같은 실시예는 다만 자석 유도자 및 태핏 푸시 로드를 분리함으로써 및 상기 태핏 푸시 로드의 조형된 형상에 의해서만 가능하고, 상당히 간단하면서도 경우에 따라서는 심지어 비절단 방식으로 제작될 수 있는, 자석 유도자 내의 단 하나의 중앙 관통 보어에 의해 전자석의 유도자 공간에 있는 챔버 사이에 압력평형 채널이 형성된다는 장점을 가지며, 상기 압력평형 채널에 의해서는 마찬가지로 비용이 많이 소요되고 지금까지 통상적이던 편심 보어 또는 자석 유도자 내의 축방향 홈에 의해 형성된 특수한 압력평형 채널이 절약될 수 있다. 이 때, 자석 유도자 내의 종방향 보어의 개구 상으로 돌출하여 자석 유도자의 정면에 인접하는 조형된 상기 태핏 푸시 로드의 형상체는, 하부 극편의 중앙에서 안내되는 태핏 푸시 로드 및 마찬가지로 중앙 자석 유도자에 배치된 종방향 보어에도 불구하고, 전자석에 의해 발생되는 자석 유도자의 축방향 운동을 태핏 푸시 로드로 전달하기에 충분한 접촉면이 자석 유도자와 태핏 푸시 로드 사이에 존재하도록 보장해준다. 이 목적을 위해서 필요한 자석 유도자와 태핏 푸시 로드 사이의 영구적인 접촉은, 유압밸브의 제어 피스톤과 작동 결합하는 스프링 부재에 의해서 파워 결합 방식으로 보장되며, 상기 스프링 부재는 상기 태핏 푸시 로드를 제어 피스톤을 통해 자석 유도자의 정면을 향해 가압하여 전류를 공급받은 전자석에 대해 힘의 균형을 만들어 준다.
또한, 본 발명에 따라 형성된 전자석의 바람직한 실시예에서는, 태핏 푸시 로드를 바람직하게 형상체 에지가 라운딩처리된 다각형 형상체로서 형성하거나, 또는 놋쇠 합금으로 이루어지고 한 측면 혹은 다수의 측면이 평탄하게 처리된 라운드 형상체로서 형성하는 것이 제안된다. 상기와 같은 형상체는 압출에 의해 비절단 방식으로 제작될 수 있고, 마찬가지로 비절단 천공 절단 공정에 의해 적합한 길이로 절단될 수 있으며, 그럼으로써 또한 전자석이 최상의 비용으로 제작될 수 있도록 기여한다. 이 경우 특히 바람직한 형상체는, 상기 형상체의 안내를 개선하기 위해서 하부 극편에서 축방향 보어의 반경을 갖는 상기 형상체의 에지가 라운딩처리된 3각 형상체 또는 다각형 형상체이거나, 또는 하부 극편에서 축방향 보어보다 약간 더 작은 직경을 갖고 형상체의 외부면이 1회 또는 다수회의 축방향 평탄화 공정에 의해 형성된 원형 형상체이다. 그러나 이 경우에는 또한 예를 들어 하부 극편에 있는 타원형 축방향 보어 내부에서 안내되는 타원형 형상체 또는 원형 형상체와 같은 다른 적합한 형상체, 및/또는 태핏 푸시 로드를 위해 적합한 다른 제작 재료의 사용도 생각할 수 있다.
또한 특히 캠 샤프트 조절 장치를 제어하기 위해 제공된 유압밸브의 작동 부재로서 기능하는, 본 발명에 따라 형성된 전자석의 사용과 관련하여서는, 대체로 통상적인 것과 같이, 유압 시스템 내부에서 10 바아까지의 정지 작동 압력으로 작업이 이루어지는 경우에는, 하부 극편에 있는 압력평형 채널의 횡단면뿐만 아니라 태핏 푸시 로드의 정면에 의해 덮이지 않는, 자석 유도자 내의 종방향 보어의 횡단면도 각각 적어도 0.5 ㎟ 의 전체 유동 횡단부를 갖도록 형성되는 것이 제안된다. 상기 전체 유동 횡단부는 태핏 푸시 로드를 위한 형상체의 형상 및 형상체의 크기를 선택할 때 고려될 수 있고, 압력 수단의 온도가 낮고 압력 수단의 점성이 높은 경우에도 압력평형 채널 내에서의 지나치게 작은 횡단부에 의한 이력 현상의 증가 및/또는 자석 유도자에서의 댐핑 효과가 저지될 수 있는 하부 한계값을 나타낸다.
마지막으로 본 발명에 따라 형성된 전자석을 최상의 비용으로 제작하기 위한 추가의 조치로서, 코일 본체의 중공 실린더 내의 자화 불가능한 금속관을 바람직하게는 한 면이 폐쇄된 컵 형태의 구리관으로 형성하는 것이 제안되는데, 상기 구리관은 권선 코일을 유압밸브의 작동 유체에 대해 밀봉시키는 동시에 상기 관의 내측면은 자석 유도자를 위한 안내부로서 형성되어 있다. 상기와 같이 한 면이 폐쇄된 구리관은 비용적으로 유리하게 비절단 방식의 디프 드로잉 가공부로 제작될 수 있고, 통상적으로 상기와 같은 전자석에서 추가로 유도자 공간 내부로 삽입되는, 적어도 고합금의 녹슬지 않는 강으로 이루어진 압력관 부시를 절약할 수 있게 해준다. 그러나, 컵 형태의 구리관 대신에 다른 적합한 재료로, 동일한 형상으로 형성된 관을 사용하는 것도 가능하다. 그밖에, 금속관 및 자석 유도자를 위한 제작 재료에 따라 예를 들어 PTFE-코팅 또는 주석층, 구리층, 니켈층 또는 산화 피막층 (anodizing layer) 으로 형성될 수 있는, 마찰이 없고 마모를 감소시키는 코팅을, 자석 유도자의 이력 현상을 줄이고 전자석의 수명을 연장하기 위해서 자화 불가능한 금속관의 내측면에 및/또는 금속 유도자에 제공하는 것이 바람직하다고 판명되었다. 상기 코팅에 부가적으로 또는 대안적으로도, 자석 유도자의 마찰 계수 및 이력 현상을 더욱 줄이기 위해, 자화 불가능한 금속관의 내측면에 있는 자석 유도자의 전체 외부면을 유도하지 않는 것이 또한 장점이 된다. 그렇기 때문에 자화 불가능한 금속관의 내측면에 있는 베어링 장소를 규정하기 위해, 자석 유도자의 상단부 및 하단부는 바람직하게 센터리스 연삭 공정 (centerless grinding) 에 의해 가공되며, 이 경우 자석 유도자의 직경은 상기 베어링 장소 사이에서 공지된 방식에 따라 최소로 줄어든다.
따라서 유압밸브를 작동하기 위해 본 발명에 따라 형성된 전자석, 특히 비례자석은 선행 기술에 공지된 전자석에 비해 구조적으로 간단하게 형성되고 상호 배열된 개별 부품으로 이루어지고, 상기 부품들의 제작 및 조립에 적은 비용이 소요되며, 그럼으로써 전자석의 제작을 위한 비용이 현저하게 감소된다는 장점을 갖는다. 특히 자석 유도자 및 태핏 푸시 로드를 각각 별개로 안내되는 개별적인 부품으로 분리하면, 지금까지 상당한 비용을 들여서 자석 유도자 및 하부 극편에 추가로 통합될 편심 압력평형 채널, 및 자석 유도자의 종축, 태핏 푸시 로드의 종축 및 중앙 축방향 보어의 종축 사이에서의 축방향 변위를 피하기 위한 복잡한 보정 작업을 피할 수 있게 된다.
본 발명은 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명되며, 관련 도면에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1, 도 3 및 도 5 에서는, 특히 내연 기관의 가스 교체 밸브의 제어 시간을 변동시키기 위한 장치를 제어하기 위한, 도시되지 않은 유압밸브를 작동하기에 적합한, 비례자석으로 형성된 전자석 (1) 이 명확하게 드러난다. 분명하게 볼수 있는 바와 같이 상기 전자석 (1) 은 중공 실린더형 코일 본체 (2) 를 포함하며, 상기 본체는 권선 코일 (3) 을 지지하고 외주가 자석 하우징 (4) 에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 본체의 정면은 그 위에 전기 접속부 (6) 가 올려져 있는 상부 극편 (5) 및 코일 본체 (2) 의 중공 실린더 내부로 돌출하는 하부 극편 (7) 에 의해서 한정된다. 코일 본체 (2) 의 중공 실린더 내부에는 또한 자화 불가능한 금속관 (8) 이 배치되어 있고, 상기 금속관 (8) 의 공동부는 축을 따라 움직일 수 있는 원통형 자석 유도자를 위한 유도자 공간 (9) 으로서 형성되어 있다. 상기 자석 유도자 (10) 는 유도자 공간을 재차 제 1 챔버 (11) 및 제 2 챔버 (12) 로 나누며, 상기 2개의 챔버는 유압식 밸브를 통해 유도자 공간 (9) 내부로 주입되는 작동 유체의 압력을 보상하기 위해서 상기 자석 유도자 (10) 내에 있는, 하기에서 자세하게 기술되는 압력평형 채널을 통해 서로 결합되어 있다.
또한 도 1, 도 3 및 도 5 에서는, 자석 유도자 (10) 가 하부 극편 (7) 에 있는 중앙 축방향 보어 (13) 를 관통해서 안내되는 태핏 푸시 로드 (14) 를 통해 도시되지 않은 유압밸브의 제어 피스톤과 연결되어 있으며, 이 경우 상기 제어 피스톤은 전자석 (1) 의 하부 극편 (7) 에 밀봉 방식으로 인접하는, 마찬가지로 도시되지 않은 밸브 하우징 내에서 안내되고, 상기 하우징의 내부 공간은 동일하게 하기에서 자세히 기술되는, 하부 극편 (7) 에 있는 추가의 압력평형 채널을 통해 유도자 공간 (9) 의 제 1 챔버 (11) 와 연결되어 있다.
또한 도 1, 도 3 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 하부 극편 (7) 에 있는 축방향 보어 (13) 내부에서 안내되는 태핏 푸시 로드 (14) 가 본 발명에 따라 자석 유도자 (10) 와 분리된 느슨한 형상 로드로서 형성되며, 상기 로드의 횡단부 형상은 도 2, 도 4 및 도 6 에서 알 수 있는 바와 같이 축방향 보어 (13) 의 횡단부 형상과 다르고, 상기 로드의 횡단면 크기는 축방향 보어 (13) 의 횡단면 크기보다 작다. 이 경우에 바람직한 실시예는, 태핏 푸시 로드 (14) 가 도 2 에 도시된 바와 같이 형상체 에지가 라운딩처리된 3각 형상체 (19) 로 형성되거나, 또는 도 4 에 도시된 바와 같이 마찬가지로 형상체 에지가 라운딩처리된 4각 형상체 (20) 로 혹은 도 6 에서 볼 수 있는 바와 같이 2개의 면이 평행하게 평탄처리된, 놋쇠 합금으로 이루어진 라운드 형상체 (21) 로 형성되며, 상기 라운드 형상체 (21) 는 압출 공정에 의해 비절단 방식으로 제작될 수 있고, 천공 절단 방식에 의해 일정 길이로 절단될 수 있는 실시예이다. 상기 형상체에 의해 형성되는, 하부 극편 (7) 의 축방향 보어 (13) 내부의 빈 횡단부 공간은 나중에 마지막으로 언급한 압력평형 채널 (16) 을 형성하는데, 상기 채널을 통해서는 유압밸브의 밸브 하우징의 내부 공간이 전자석 (1) 의 유도자 공간 (9) 내의 제 1 챔버 (11) 와 연결된다.
또한, 도 1, 도 3 및 도 5 에서 알 수 있는 바와 같이, 자석 유도자 (10) 는 정면에 느슨하게 인접하는 태핏 푸시 로드 (14) 에도 불구하고 본 발명에 따라 하나의 중앙 종방향 보어 (17) 를 가지며, 상기 보어는 도 2, 도 4 및 도 6 에 도시된 바와 같이 직경이 상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 최대 형상체 폭보다는 작고, 상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 최소 형상체 폭보다는 크다. 그럼으로써, 상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 정면 (15) 이 자석 유도자 (10) 내의 종방향 보어 (17) 의 개구를 다만 부분적으로만 덮게 되고, 그럼으로써 자석 유도자 (10) 내의 종방향 보어(17) 는 상기 보어 개구의 빈 횡단면에 걸쳐 처음에 언급한 압력평형 채널 (18) 을 형성하며, 상기 채널 (18) 을 통해 제 1 챔버 (11) 가 전자석 (1) 의 유도자 공간 (9) 내의 제 2 챔버 (12) 와 연결된다. 태핏 푸시 로드 (14) 의 정면 (15) 에 의해 덮이지 않는, 자석 유도자 (10) 내의 종방향 보어 (17) 의 횡단면뿐만 아니라 하부 극편 (7) 에 있는 압력평형 채널 (16) 의 전술한 횡단면도 또한 각각 적어도 0.5 ㎟ 의 전체 유동 횡단면을 갖는데, 그 이유는 전자석 (1) 에 의해 작동되는 유압밸브가 캠 샤프트의 조절을 위한 유압 장치를 제어하기 위해 제공되고, 상기 장치의 유압 시스템 내부에서는 10 바아까지의 정지 작동 압력이 존재한다.
마지막으로 도 1, 도 3 및 도 5 에서 더 알 수 있는 바와 같이, 코일 본체 (2) 의 중공 실린더 내의 자화 불가능한 금속관 (8) 은 한 면이 폐쇄된 컵 형태의 구리관으로 형성되며, 이 구리관은 권선 코일 (3) 을 유압밸브의 작동 유체에 대해 밀봉시키고, 상기 구리관의 내측면 (22) 은 자석 유도자 (10) 를 위한 안내부로서 형성되어 있다. 구리관 (8) 의 내측면 (22) 에 있는 베어링 장소 (23, 24) 를 규정하기 위해, 자석 유도자 (10) 의 상단부 및 하단부는 바람직하게 센터리스 연삭 공정에 의해 가공되어, 상기 베어링 장소 (23, 24) 사이에서 최소 직경으로 축소 형성된다. 추가적으로, 상기 베어링 장소 (23, 24) 는 자세하게 도시되지 않은, 마찰이 없고 마모를 감소시키며 자석 유도자의 이력 현상을 줄이고 전자석 (1) 의 수명을 연장시키는 PTFE-코팅과 함께 형성된다.
본 발명에 의하여, 개별 부품들의 단순한 구조적 형상 및 상기 부품들의 상호 배열 상태 그리고 적은 제작 비용 및 조립 비용과 더불어 최상의 비용으로 제작될 수 있는 동시에, 자석 유도자 및 태핏 푸시 로드를 최적으로 안내할 수 있고, 유도자 공간의 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이의 압력을 보상할 수 있으며, 그리고 상기 제 1 챔버와 밸브 하우징의 내부 공간 사이의 압력을 보상할 수 있는, 유압밸브를 작동하기 위한 전자석, 특히 비례자석이 제공된다.

Claims (7)

  1. 전자석 (1) 이 중공 실린더형 코일 본체 (2) 를 포함하며, 상기 본체는 권선 코일 (3) 을 지지하고 외주가 자석 하우징 (4) 에 의해 둘러싸여 있으며,
    상기 코일 본체 (2) 는 그 위에 전기 접속부 (6) 가 올려져 있는 상부 극편 (5) 및 코일 본체 (2) 의 중공 실린더 내부로 돌출하는 하부 극편 (7) 에 의해서 한정되며,
    상기 코일 본체 (2) 의 중공 실린더 내부에는 자화 불가능한 금속관 (8) 이 배치되고, 상기 관의 공동부는 축을 따라 움직일 수 있는 원통형 자석 유도자 (10) 를 위한 유도자 공간 (9) 으로서 형성되며,
    상기 자석 유도자 (10) 는 상기 유도자 공간 (9) 을 재차 제 1 챔버 (11) 및 제 2 챔버 (12) 로 나누며, 상기 2개의 챔버는 상기 자석 유도자 (10) 내에 있는 적어도 하나의 축방향 압력평형 채널을 통해 서로 결합되며,
    상기 자석 유도자 (10) 는 하부 극편 (7) 에 있는 축방향 보어 (13) 를 관통해서 안내되는 태핏 푸시 로드 (14) 를 통해 유압밸브의 밸브 하우징 내에 있는 제어 피스톤과 연결되며,
    상기 전자석 (1) 에 고정된 밸브 하우징의 내부 공간은 하부 극편 (7) 에 있는 추가의 압력평형 채널을 통해 유도자 공간 (9) 의 제 1 챔버 (11) 와 연결되는 장점을 갖는, 내연 기관의 가스 교체 밸브의 제어 시간을 변동시키기 위한 장치의 유압 시스템 내부에 배치된 유압밸브를 작동하기 위한, 비례자석 등의 전자석에 있어서,
    하부 극편 (7) 에 있는 축방향 보어 (13) 내부에서 안내되는 태핏 푸시 로드 (14) 가 상기 자석 유도자 (10) 와 분리된 느슨한 형상 로드로서 형성되며, 상기 로드의 횡단부 형상은 축방향 보어 (13) 의 횡단부 형상과 다르고, 상기 로드의 횡단면 크기는 축방향 보어 (13) 의 횡단면 크기보다 작으며,
    하부 극편 (7) 에 있는 상기 축방향 보어 (13) 내부의 빈 횡단면 공간은 동시에 유압밸브의 밸브 하우징의 내부 공간과 전자석 (1) 의 유도자 공간 (9) 에 있는 제 1 챔버 (11) 사이에서 압력평형 채널 (16) 로서 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자석.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 정면에 인접하는 자석 유도자 (10) 는 중앙 종방향 보어 (17) 를 가지고, 상기 종방향 보어 (17) 의 직경은 상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 최대 형상체 폭보다는 작고 상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 최소 형상체 폭보다는 크게 형성됨으로써,
    상기 태핏 푸시 로드 (14) 의 정면 (15) 은 자석 유도자 (10) 내의 종방향 보어 (17) 를 다만 부분적으로만 덮게 되어, 상기 종방향 보어 (17) 는 상기 전자석 (1) 의 유도자 공간 (9) 에 있는 제 1 챔버 (11) 와 제 2 챔버 (12) 와 사이에서 압력평형 채널 (18) 로서 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자석.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 태핏 푸시 로드 (14) 는 바람직하게 형상체 에지가 라운딩처리된 다각형 형상체 (19, 20) 로 형성되거나, 또는 하나 혹은 다수의 측면이 평탄처리된, 놋쇠 합금으로 이루어진 라운드 형상체 (21) 로 형성되며, 상기 라운드 형상체는 압출 공정에 의해 비절단 방식으로 제작될 수 있고, 천공 절단 방식에 의해 일정 길이로 절단될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자석.
  4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 극편 (7) 에 있는 압력평형 채널 (16) 의 횡단면뿐만 아니라 태핏 푸시 로드 (14) 의 정면 (15) 에 의해 덮이지 않는, 자석 유도자 (10) 내의 종방향 보어 (17) 의 횡단면도 또한 각각 10 바아까지의 정지 작동 압력 조건하에서 적어도 0.5 ㎟ 의 전체 유동 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 전자석.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 본체 (2) 의 중공 실린더 내의 자화 불가능한 금속관 (8) 은 바람직하게 한 면이 폐쇄된 컵 형태의 구리관으로 형성되며, 상기 구리관은 권선 코일 (3) 을 유압밸브의 작동 유체에 대해 밀봉시키는 동시에 상기 관의 내측면 (22) 은 자석 유도자 (10) 를 위한 안내부로서 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 자화 불가능한 금속관 (8) 의 전자석 (10) 및/또는 내측면 (22) 은 자석 유도자 (10) 의 이력 현상을 줄이고 전자석 (1) 의 수명을 연장시키기 위해서 바람직하게 마찰이 없고 마모를 줄여주는 코팅, 예컨대 PTFE-코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 전자석.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 자화 불가능한 금속관 (8) 의 내측면 (22) 에 있는 베어링 장소 (23, 24) 를 규정하기 위해, 상기 자석 유도자 (10) 의 상단부 및 하단부가 바람직하게 센터리스 연삭 공정에 의해 가공되며, 상기 자석 유도자 (10) 의 직경은 상기 베어링 장소 (23, 24) 사이에서 최소로 줄어드는 것을 특징으로 하는 전자석.
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