KR200472342Y1

KR200472342Y1 - 솔레노이드 구조

Info

Publication number: KR200472342Y1
Application number: KR2020120008363U
Authority: KR
Inventors: 서만승; 최성욱; 최기출
Original assignee: 제니스전장주식회사
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-04-24
Also published as: KR20140001771U

Abstract

본 고안은 하는 솔레노이드 장치에 관한 것으로 특히, 코일이 권선되는 보빈과; 상기 보빈에 수용되는 와셔; 및 상기 보빈을 감싸는 하우징을 구비하는 솔레노이드 구조에 있어서, 상기 보빈은 코일에 권선되는 보빈 몸체와; 상기 보빈 몸체의 일측에 설치되는 제1플랜지부와; 상기 보빈 몸체의 타단부에 설치되는 제2플랜지부와; 상기 제1플랜지부에서 외부로 연장되어 형성되는 제1연장부와; 상기 제2플랜지부에서 외부로 연장되어 형성되는 제2연장부와; 제2연장부의 말단에 위치한 단자 수용부를 포함하고, 상기 와셔는 제2연장부 삽입홈과 외주면 및 상기 제2연장부 삽입홈과 외주면 사이에 개방부가 형성된 것을 포함함을 특징으로 한다.
따라서, 와셔 후방에 견고한 단자 고정부를 구비시킬 수 있고, 하우징의 도피부 가공이 제거되어 가공비를 절감할 수 있으며, 제2플랜지부의 두께를 얇게 형성할 수 있어 자속 누설을 최소화할 수 있음은 물론 솔레노이드의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있고, 특히 제품 자체의 경쟁력을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

솔레노이드 구조{Solenoid structure}

본 고안은 솔레노이드 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제2연장부 삽입홈과 외주면이 연결된 개방부가 형성된 와셔를 사용하여 단자 고정부를 견고하게 마련하고, 하우징의 가공부위를 제거하여 가공비를 대폭 절감할 수 있도록 고안한 솔레노이드의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 솔레노이드는 코일을 원통형으로 권취한 상태에서 전류를 흘려 소정 자기장을 형성하는 것을 말한다. 상기와 같이 솔레노이드는 자기장을 이용하여 플런저를 이동시킴으로써 일정 신호에 따라 밸브를 개폐하거나 조립 라인에서 부품을 소정위치로 이동시키는 역할을 한다. 즉, 전기 에너지를 기계적 직선 운동으로 변환시켜 주는 전기기계 장치이다.

즉, 솔레노이드는 전기 에너지를 기계적 직선 운동 에너지로 변환하는 전기기계장치로서, 사용 방법이 간단하고 가격이 저렴하여 솔레노이드 밸브, 솔레노이드 액츄에이터 등 산업 전반에 다양한 용도로 널리 사용되고 있으며 그 구조 또한 다양하다.

이와 같은 솔레노이드는 전원이 인가되면 내부 코일에서 발생된 자기장에 의해 자기력이 발생하게 되고, 발생된 자기력에 의해 보빈 중공부에 위치한 금속 재질의 플런저가 스프링력을 극복하고 보빈 내부로 흡인되게 된다.

그런데, 통상 흡인력을 증가시키기 위해 보빈 내부에는 금속 재질의 코어가 설치되나, 금속 재질의 코어는 작동시 충격 소음이 유발되거나 전원 해제 시 잔류 자기에 의해 플런저가 복귀되지 않게 되는 문제점이 있어, 탄성력이 큰 댐퍼가 추가되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 방법으로 보빈 내부에 코어를 사용하지 않고 보빈 외부에 와셔를 설치하여 흡인력을 증가시키는 코어리스 구조의 솔레노이드가 고안되어 사용 중이다.

도 1의 (a)(b)는 종래의 와셔를 사용하는 솔레노이드의 분해 사시도 및 조립도이다.

상기한 도 1의 (a)(b)에 도시된 도면을 참조하여 종래 솔레노이드 구조를 설명하면 다음과 같다.

원통형의 보빈(100)에 코일(30)이 층층이 권선되고, 상기와 같이 권선된 코일(30)의 양끝은 보빈의 일측에 구비된 제2플랜지부(120)에 설치되는 단자(400)에 각각 전기적으로 연결되며, 연장부 삽입공(210)과 외주면(220)이 구비된 금속 재질의 와셔(200)는 상기 제2플랜지부(120) 뒷 단에 돌출 성형된 제2연장부(121)의 외경에 연장부 삽입공(210)이 접촉되게 삽입되어 조립되고, 상기 보빈(100)의 중공부(130)에는 스프링(미도시)과 플런저(미도시)가 삽입되어 보빈 어셈블리가 형성되며, 상기 보빈 어셈블리는 원통 형상을 갖는 별도 하우징(300) 내부에 삽입된다.

이때, 상기 하우징(300)은 금속 재질로써 코일(30)에서 발생된 자기장을 통과시켜 와셔(200)와 플런저로 흘리는 자기루프가 형성되도록 하는 기능을 한다.

그런데, 종래 솔레노이드에서 사용된 와셔(200)는 연장부 삽입공(210)과 외주면(220)이 분리된 디스크 형상의 금속판으로 형상이 간단하여 제작이 간단한 장점이 있는 반면, 와셔(200)와 하우징(300)이 보빈(100) 외부를 둘러싸고 있어 코일(30)을 전원과 연결하기 위한 단자(400)가 코일(30)과 와셔(200) 사이에 위치한 제2플랜지부(120)에 구비되어 있으므로 상기 단자(400)를 외부로 돌출하기 위한 도피부(330)를 하우징(300)에 추가 가공시켜야만 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 제2플랜지부(120)는 상기 단자(400)를 수용하기 위해 두께가 단자(400)보다 두꺼운 형태를 가져야함에 따라, 자속이 누설되어 솔레노이드의 흡인력이 저하되는 문제점이 발생되고, 또 상기와 같이 제2플랜지부(120)의 두께가 두꺼워지는 문제점은 앞에서 설명한 하우징(300)에 형성되는 도피부(330)의 가공부가 넓어지는 문제를 함께 포함하고 있다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-0954525호(2010년 04월 16일) 2. 대한민국 등록특허공보 10-1144654호(2012년 05월 03일)

본 고안은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 와셔의 제2연장부 삽입홈과 외주면이 연결된 개방부 사이로 보빈에 권선된 코일이 와셔 후방으로 연결되도록 함으로써 와셔 후방에 견고한 단자 고정부를 구비시킬 수 있고, 또 단자 고정부가 와셔 외부에 구비되도록 함으로써 하우징의 도피부 가공이 제거되어 가공비를 절감할 수 있으며, 또한 단자 고정 기능이 제2플랜지부에서 분리될 수 있도록 함으로써 제2플랜지부의 두께를 얇게 형성할 수 있어 자속 누설을 최소화할 수 있음은 물론 솔레노이드의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있고 제품 자체의 경쟁력도 대폭 확보할 수 있는 솔레노이드 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 코일이 권선되는 보빈과; 상기 보빈에 수용되는 와셔; 및 상기 보빈을 감싸는 하우징을 구비하는 솔레노이드 구조에 있어서, 상기 보빈은 코일에 권선되는 보빈 몸체와; 상기 보빈 몸체의 일측에 설치되는 제1플랜지부와; 상기 보빈 몸체의 타단부에 설치되는 제2플랜지부와; 상기 제1플랜지부에서 외부로 연장되어 형성되는 제1연장부와; 상기 제2플랜지부에서 외부로 연장되어 형성되는 제2연장부와; 제2연장부의 말단에 위치한 단자 수용부를 포함하고, 상기 와셔는 제2연장부 삽입홈과 외주면 및 상기 제2연장부 삽입홈과 외주면 사이에 개방부가 형성된 것을 포함함을 특징으로 한다.

이때, 상기 와셔의 제2연장부 삽입홈 형상은 제2연장부의 단면 형상과 동일하게 성형하고, 상기 와셔의 외주면의 외경 및 단면 형상은 하우징의 내경 및 단면 형상과 동일하게 형성하며, 상기 개방부의 폭은 상기 단자 수용부와 제2연장부 및 제2플랜지부 사이에 형성된 통로부보다 크게 성형한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 솔레노이드 구조에 의하면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 와셔의 제2연장부 삽입홈과 외주면이 연결된 개방부 사이로 보빈에 권선된 코일이 와셔 후방으로 연결되도록 함으로써 와셔 후방에 견고한 단자 고정부를 구비시킬 수 있다.

둘째, 단자 고정부가 와셔 외부에 구비되도록 함으로써 하우징의 도피부 가공이 제거되어 가공비를 절감할 수 있다.

셋째, 단자 고정 기능이 제2플랜지부에서 분리될 수 있도록 함으로써 제2플랜지부의 두께를 얇게 형성할 수 있어 자속 누설을 최소화할 수 있음은 물론 솔레노이드의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있고, 특히 제품 자체의 경쟁력을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 고안인 것이다.

도 1의 (a)(b)는 종래의 와셔를 사용하는 솔레노이드의 분해 사시도 및 조립도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와셔를 사용한 솔레노이드의 분해도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와셔를 사용한 솔레노이드의 조립도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와셔의 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 와셔의 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와셔를 사용한 솔레노이드의 분해도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와셔를 사용한 솔레노이드의 조립도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와셔의 사시도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 와셔의 사시도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 고안은,

코일(30)이 권선되는 보빈(100)과; 상기 보빈(100)에 수용되는 와셔(200); 및 상기 보빈(100)을 감싸는 하우징(300)을 구비하는 솔레노이드 구조에 있어서,

상기 보빈(100)은, 코일(30)에 권선되는 보빈 몸체(140)와; 상기 보빈 몸체(140)의 일측에 설치되는 제1플랜지부(110)와; 상기 보빈 몸체(140)의 타단부에 설치되는 제2플랜지부(120)와; 상기 제1플랜지부(110)에서 외부로 연장되어 형성되는 제1연장부(111)와; 상기 제2플랜지부(120)에서 외부로 연장되어 형성되는 제2연장부(121)와; 제2연장부(121)의 말단에 위치한 단자 수용부(150)를 포함하고,

상기 와셔(200)는, 제2연장부 삽입홈(210')과 외주면(220) 및 상기 제2연장부 삽입홈(210')과 외주면(220) 사이에 형성되는 개방부(230)를 포함한다.

이때, 상기 와셔(200)의 제2연장부 삽입홈(210')의 형상은 제2연장부(121) 단면의 형상과 동일하게 성형하고, 상기 와셔(200)의 외주면(220)의 외경 및 단면 형상은 하우징(300) 내경의 단면 형상과 동일하게 형성하며, 상기 개방부(230)의 폭은 상기 단자 수용부(150)와 제2연장부(121) 및 제2플랜지부(120) 사이에 형성된 통로부(160)보다 크게 성형한 형태를 갖는다.

이와 같이 구성된 본 고안 솔레노이드 구조에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안이 적용된 솔레노이드는 기본적으로 코일(30)이 권선되는 보빈(100)과, 상기 보빈(100)에 수용되는 와셔(200) 및 상기 보빈(100)을 감싸는 하우징(300)을 포함한 형태를 갖는다. 즉, 외주면에 코일(30)에 권선되어 축 방향으로 중공부가 형성된 원통 형상의 보빈(100)과, 상기 보빈(100)에 삽입되는 와셔(200) 및 상기 보빈(100)을 감싸는 하우징(300)을 포함하는 것이다.

이때, 상기 보빈(100)은 원통 형상을 갖는 것으로 중심부에는 플런저(미도시)와 스프링(미도시)이 삽입되도록 중공부(130)가 형성되어 있으며, 상기 중공부(130)는 상기 플런저 작동시 상기 플런저의 작동을 안내하는 역할을 한다.

또, 상기 보빈(100)은 보빈 몸체(140)에 코일이 권선되고, 상기 보빈의 재질은 절연을 위해서 플라스틱과 같은 절연체를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보빈(100)은 전술한 바와 같이 외주면에 코일(30)이 권선되는 보빈 몸체(140)와, 상기 보빈 몸체(140)의 일단부에 설치되는 제1플랜지부(110), 상기 보빈 몸체(140)의 타단부에 설치되는 제2플랜지부(120), 상기 제1플랜지부(110)에서 외부로 연장된 제1연장부(111) 및 상기 제2플랜지부(120)에서 외부로 연장되어 형성되는 제2연장부(121)를 포함한 구성을 갖는다.

한편, 상기 제2연장부(121)의 제2플랜지부(120) 타단부에는 단자 수용부(150)가 구비되고, 상기 단자 수용부(150)는 후술하는 단자(400)가 압입 또는 인서트 등의 방법으로 고정 설치된다.

뿐만 아니라, 상기 단자 수용부(150)와 제2연장부(121) 및 제2플랜지부(120) 사이에는 통로부(160)가 구비되는데, 이때 상기 통로부(160)는 상기 단자 수용부(150)와 제2연장부(121) 및 제2플랜지부(120)에 접하여 생성된 벽으로서, 보빈(100)에 권선된 코일 양 끝단을 단자 수용부(150)에 조립되는 단자(400)에 연결 될 수 있도록 통로를 제공한다.

상기 통로부(160)는 코일(30)을 외부 충격으로부터 보호하기 위해 내부가 파인 코일 보호용 홈(161)을 구비하며, 상기 코일 보호용 홈(161)은 두 코일이 동시에 통과 가능하게 한 개, 또는 두 코일이 각각 통과 가능하도록 두 개 이상으로 구성된다.

한편, 상기 와셔(200)는 금속 재질로서, 코일(30)에서 발생된 자기장을 하우징(300)과 플런저로 연결시키는 역할을 하며, 이와 같은 상기 와셔(200)는 "U"자 형상을 갖는 제2연장부 삽입홈(210')과 외주면(220) 및 상기 제2연장부 삽입홈(210')과 외주면(220) 사이에 형성되는 개방부(230)를 일체로 구비한 구성을 갖는다.

이때, 상기 제2연장부 삽입홈(210')은 코일(30)에서 발생된 자속을 누설 없이 플런저로 연결시키기 위해 제2연장부(121) 형상과 대응되도록 "U"자 형상을 갖게 성형되어진다.

또, 상기 와셔(200)의 외주면(220) 외경 또한 코일(30)에서 발생된 자속을 누설 없이 하우징(300) 내측으로 삽입되도록 하기 위해 상기 하우징(300)의 내경과 대응되도록 형성되어 진다.

한편, 제2연장부 삽입홈(210')과 외주면(220) 사이에는 상기 보빈의 통로부(160)를 수용하기 위한 개방부(230)가 구비되는데, 이때 상기 개방부(230)의 폭은 상기 단자 수용부(150)와 제2연장부(121) 및 제2플랜지부(120) 사이에 형성되는 상기 통로부(160) 폭보다 넓게 형성된다.

또한, 상기 하우징(300)은 금속 재질의 원형 관으로써 일측에는 프레임부(310)가 조립되고 타측은 상기 보빈의 삽입이 원활하도록 열려있다.

이때, 상기 프레임부(310)는 보빈의 중공부(130)에 삽입된 플런저의 일부가 스프링력에 의해 외부로 인출 가능하게 관통 홀이 구비되어 있으며, 상기 보빈(100)의 제1연장부(111)와 동축을 이루며 조립되어 진다.

이와 같은 상기 프레임부(310)는 금속로서, 상기 하우징(300)과 별도로 가공하여 조립하는 것이 바람직하다.

결과적으로, 상기 와셔(200)는 제2연장부 삽입홈(210')과 외주면(220) 사이에 개방부(230)가 구비됨에 따라 보빈(100)에 통로부(160)를 형성하였으며, 그 결과 통로부(160)에 구비된 코일 보호용 홈(161)을 따라 보빈 몸체(140)에 권선된 코일의 양단이 와셔 후방부로 인출 가능하게 되어, 단자(400)를 와셔 후방부에 형성된 단자 수용부(150)에 설치 가능하게 된다.

이때, 상기 단자 수용부(150)가 와셔 후방으로 이동되었기 때문에 하우징(300)의 원통부(320)에 구비되었던 도피부(330)가 삭제될 수 있다.

또한, 제2플랜지부(121)에서 단자 수용부(150)가 제거되어 제2플랜지부(121)의 두께를 줄일 수 있으므로 코일(30)과 와셔(200)가 더욱 가까워져 자속 누설을 줄일 수 있다.

따라서, 본 고안이 적용된 솔레노이드 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도가 대폭 증대됨으로써 제품 자체의 경쟁력 또한 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 하우징(300)이 사각 관체의 형상을 가질 경우, 상기 와셔(200)의 외주면(220)은 는 도 3과 같이 원형으로 성형하지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이 사각 관체 형상을 갖는 하우징의 형상에 대응하여 상기 와셔(200)의 외주면(220)을 사각으로 형성할 수도 있다.

상술한 실시 예는 본 고안의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

30 : 코일
100 : 보빈
110 : 제1플랜지부 120 : 제2플랜지부
111 : 제1연장부 121 : 제2연장부
130 : 중공부 140 : 보빈 몸체
150 : 단자 수용부 160 : 통로부
161 : 코일 보호용 홈
200 : 와셔
210 : 연장부 삽입공 210' : 제2연장부 삽입홈
220 : 외주면 230 : 개방부
300 : 하우징
310 : 프레임부 320 : 원통부
330 : 도피부
400 : 단자

Claims

코일이 권선되는 보빈과; 상기 보빈에 수용되는 와셔; 및 상기 보빈을 감싸는 하우징을 구비하는 솔레노이드 구조에 있어서,
상기 보빈은 코일에 권선되는 보빈 몸체와; 상기 보빈 몸체의 일측에 설치되는 제1플랜지부와; 상기 보빈 몸체의 타단부에 설치되는 제2플랜지부와; 상기 제1플랜지부에서 외부로 연장되어 형성되는 제1연장부와; 상기 제2플랜지부에서 외부로 연장되어 형성되는 제2연장부와; 제2연장부의 말단에 위치한 단자 수용부를 포함하고,
상기 와셔는 제2연장부 삽입홈과 외주면 및 상기 제2연장부 삽입홈과 외주면 사이에 개방부가 형성된 것을 포함함을 특징으로 하는 솔레노이드 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 와셔의 제2연장부 삽입홈 형상은 제2연장부의 단면 형상과 동일하게 성형하고, 상기 와셔의 외주면의 외경 및 단면 형상은 하우징의 내경 및 단면 형상과 동일하게 형성하며, 상기 개방부의 폭은 상기 단자 수용부와 제2연장부 및 제2플랜지부 사이에 형성된 통로부보다 크게 성형한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 구조.