KR20140001770U - 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하는 솔레노이드 장치에 관한 것으로 특히, 공지된 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리 중 플런저는 관통 홀이 구비된 파이프 형상으로 성형하고, 상기 파이프형 플런저의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 샤프트의 내측 단부에는 파이프형 플런저의 외부으로 일정길이만큼 돌출되어 스프링이 결합될 수 있도록 하는 스프링 결합용 연장부를 형성하되, 상기 샤프트는 파이프형 플런저의 외면 또는 양단부에서 가해지는 코킹 압력에 의해 형성되는 코킹부에 의해 파이프형 플런저의 내부에 일체로 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 파이프형 플런저와 샤프트로 구성되는 플런저 어셈블리를 NC 공작기계 등을 사용하지 않고도 간편하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간도 단축할 수 있어 생산원가를 대폭 절감할 수 있음은 물론 솔레노이드 장치 자체의 상품성과 신뢰도를 증대시킬 수 있고 동종 제품들과의 경쟁력도 대폭 확보할 수 있다.

Description

솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리{Plunger assembly of solenoid apparatus}

본 고안은 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 솔레노이드 장치의 플런저를 관통 홀이 구비된 파이프 형상으로 제조하여 제작이 간편하면서 원가절감과 함께 제조시간을 단축할 수 있도록 고안한 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리에 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.

이와 같은 솔레노이드는 전기에너지를 공급받아 솔레노이드 내부에 감긴 코일에 전류가 흐르게 되고 이때, 코일에서 발생된 자기장에 의해 보빈 내부에 위치한 금속 재질의 플런저가 보빈 내부 방향으로 당겨지게 된다.

통상 플런저에는 샤프트가 조립되어 함께 이동하고, 상기 샤프트는 외부 기구와 연결되어 기구를 밀거나 당기는 작동을 하게 된다.

또한, 솔레노이드 장치는 전자석의 작용으로 밸브나 레버 등의 작동에 응용되어 밸브장치, 기계장치 및 차량의 시프트 레버의 시프트 락 장치 등을 포함하는 다양한 영역에서 사용된다.

도 1은 종래 솔레노이드 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 솔레노이드 장치는 전원인가 시 코일(40)에서 발생된 자기장에 의해 금속 플런저(20)가 자화되어 스프링(60)의 반력을 이겨내고 보빈(50) 내부로 이동하게 되고, 전원 공급 해제 시에는 코일(40)의 자기장이 사라지게 되어 스프링(60)의 탄성력(즉, 복원력)에 의해 보빈(50)의 내부로 이동된 금속 플런저(20)가 외부로 이동되어 초기 위치로 복귀하게 된다.

한편, 이러한 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리(10)는 스트로크를 길게 가져가기 위해 플런저(20)의 일단부에는 스프링 결합돌부(21)가 형성되게 제작되고, 타단부에는 외부 기구와 연결되는 샤프트(30)를 수용하기 위한 샤프트 수용홈(22)이 구비된다.

그러나 이와 같은 구성을 갖는 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리(10) 중 플런저(20)는 내부가 채워진 인발봉을 NC 공작기계를 사용하여 일단부에는 스프링 결합돌부(21)를 절삭 가공하여 형상을 만들어 내고, 타단부에는 샤프트(30)를 삽입하기 위한 샤프트 수용홈(22)을 홀 가공을 통해 형성시켜야만 하므로 양쪽이 가공되고, 절삭부가 많아져 가공 시간이 길어지고 고가의 장비를 사용하기 때문에 제조 원가가 상승하게 되며, 또한 절삭 가공 부분이 많아 스크랩으로 인한 재료 손실이 발생하는 등의 문제점이 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, 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리를 제작할 때 플런저를 샤프트가 끼워질 수 있는 관통 홀이 구비된 파이프 형상으로 제작하고, 상기 샤프트의 내단부에는 파이프형 플런저의 내측 단부를 통해 외부로 돌출될 수 있도록 스프링 결합용 연장부를 형성하여 종래 스프링 결합돌부의 기능을 수행할 수 있도록 제조함으로써 파이프형 플런저와 샤프트로 구성되는 플런저 어셈블리를 NC 공작기계 등을 사용하지 않고도 간편하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간도 단축할 수 있어 생산원가를 대폭 절감할 수 있음은 물론 솔레노이드 장치 자체의 상품성과 신뢰도를 증대시킬 수 있고 제품에 따른 경쟁력도 대폭 확보할 수 있는 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 전원인가 시 코일에서 발생된 자기장에 의해 플런저와 샤프트로 구성된 플런저 어셈블리의 플런저가 자화되어 스프링의 반력을 이겨내고 보빈 내부로 이동되고, 전원 공급 해제 시 코일의 자기장이 사라지며 스프링의 복원력에 의해 플런저가 보빈의 외부로 이동되는 솔레노이드 장치에 있어서, 상기 플런저 어셈블리의 플런저를 관통 홀이 구비된 파이프 형상으로 성형하고, 상기 파이프형 플런저의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 샤프트의 내측 단부에는 파이프형 플런저의 외부으로 일정길이만큼 돌출되어 스프링이 결합될 수 있도록 하는 스프링 결합용 연장부를 형성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 파이프형 플런저의 내부로 삽입 설치되는 샤프트는 상기 파이프형 플런저의 외면 또는 양단부에서 가해지는 코킹 압력에 의해 형성되는 코킹부에 의해 파이프형 플런저의 내부에 일체로 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리를 제작할 때 플런저를 샤프트가 끼워질 수 있는 관통 홀이 구비된 파이프 형상으로 제작하고, 상기 샤프트의 내단부에는 파이프형 플런저의 내측 단부를 통해 외부로 돌출될 수 있도록 스프링 결합용 연장부를 형성하여 종래 스프링 결합돌부의 기능을 수행할 수 있도록 제조함으로써 파이프형 플런저와 샤프트로 구성되는 플런저 어셈블리를 NC 공작기계 등을 사용하지 않고도 간편하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간도 단축할 수 있어 생산원가를 대폭 절감할 수 있음은 물론 솔레노이드 장치 자체의 상품성과 신뢰도를 증대시킬 수 있고 동종 제품들과의 경쟁력도 대폭 확보할 수 있는 등 매우 유용한 고안인 것이다.

도 1은 종래 솔레노이드 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 플런저 어셈블리가 적용된 솔레노이드 장치의 단면도.
도 3은 본 고안 플런저 어셈블리의 분해 정면도.
도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 플런저 어셈블리의 결합상태 정면도.
도 5는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 플런저 어셈블리의 결합상태 정면도.

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

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 플런저 어셈블리가 적용된 솔레노이드 장치의 단면도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 고안 플런저 어셈블리의 분해 정면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 플런저 어셈블리의 결합상태 정면도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 플런저 어셈블리의 결합상태 정면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 고안은,

전원인가 시 코일(4)에서 발생된 자기장에 의해 플런저(2)와 샤프트(3)로 구성된 플런저 어셈블리(1)의 플런저(2)가 자화되어 스프링(6)의 반력을 이겨내고 보빈(5) 내부로 이동되고, 전원 공급 해제 시 코일(4)의 자기장이 사라지며 스프링(6)의 복원력에 의해 플런저(2)가 보빈(5)의 외부로 이동되는 솔레노이드 장치에 있어서,

상기 플런저 어셈블리(1)의 플런저(2)를 관통 홀(2a)이 구비된 파이프 형상으로 성형하고,

상기 파이프형 플런저(2)의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 샤프트(3)의 내측 단부에는 파이프형 플런저(2)의 외부으로 일정길이만큼 돌출되어 스프링(6)이 결합될 수 있도록 하는 스프링 결합용 연장부(3c)를 형성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 파이프형 플런저(2)의 내부로 삽입 설치되는 샤프트(3)는,

상기 파이프형 플런저(2)의 외면 또는 양단부에서 파이프형 플런저(2)의 내면과 샤프트(3)의 외면 사이 틈새를 통해 가해지는 코킹 압력에 의해 형성되는 코킹부(2b, 2c)에 의해 파이프형 플런저(2)의 내부에 일체로 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안은 기본적으로 전원인가 시 코일(4)에서 발생된 자기장에 의해 플런저(2)와 샤프트(3)로 구성된 플런저 어셈블리(1)의 플런저(2)가 자화되어 스프링(6)의 반력을 이겨내고 보빈(5) 내부로 이동되고, 전원 공급 해제 시 코일(4)의 자기장이 사라지며 스프링(6)의 복원력에 의해 플런저(2)가 보빈(5)의 외부로 이동되는 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리(1) 중 상기 플런저(2)를 관통 홀(2a)이 구비된 파이프 형상으로 성형하고, 상기 파이프형 플런저(2)의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 샤프트(3)의 내측 단부에는 파이프형 플런저(2)의 외부으로 일정길이만큼 돌출되어 스프링(6)이 결합될 수 있도록 하는 스프링 결합용 연장부(3c)를 형성한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

즉, 본 고안은 솔레노이드 장치에서 자기력과 스프링력에 의해 직선 왕복운동하는 플런저 어셈블리(1)에 관련한 것으로, 특히 플런저 어셈블리(1)의 제조원가를 절감하고 제조시간도 단축할 수 있도록 그 구조를 개선한 것이다.

본 고안에서 적용한 상기 플런저(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부가 관통되도록 성형된 관통 홀(2a)을 구비한 파이프 형상을 갖는 것이다.

이와 같이 파이프 형상을 갖는 상기 플런저(2)는 금속 재질로서 인발 가공된 파이프를 정해진 길이로 절단하는 공정에 의해 제작되므로 종래의 플런저 가공에는 샤프트 수용홈을 제작하기 위해 별도의 드릴 공정 등이 필요없이 인발 공정 시 관통 홀(2a)이 형성되기 때문에 플런저(2) 자체의 가공이 용이하여 제조시간이 단축되고 스크랩 발생이 줄어 재료비를 대폭 절감할 수 있다.

또한, 상기 플런저(2)의 관통 홀(2a)에 관통되는 형태로 조립되는 샤프트(3)는 자기장을 통과시킬 수 있는 금속 재질로서 단면의 형상은 상기 플런저(2)의 관통 홀(2a)에 대응되며 샤프트(3)의 외경은 관통 홀(2a)의 내경보다 작게 형성되는 것이 바람직하고, 상기 샤프트(3)의 밴딩 가공 등을 고려하여 저탄소강, 연강 등으로 제작하는 것이 바람직하다.

또, 상기 파이프형 플런저(2)의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 샤프트(3)의 내측 단부에는 파이프형 플런저(2)의 외부으로 일정길이만큼 돌출되어 스프링(6)이 결합될 수 있도록 하는 스프링 결합용 연장부(3c)가 구비되고, 외측 단부에는 "ㄱ"자형 밴딩부(3c)가 형성된 형태를 갖는다.

한편, 상기 플런저(2)와 샤프트(3)를 상호 조립하여 플런저 어셈블리(1)로 제조하고자 할 때, 상기 플런저(2)의 관통 홀(2a)에 샤프트(3)를 삽입시킨 후 상기 플런저(2)의 관통 홀(2a)로부터 샤프트(2)가 이탈되지 않고 완벽히 일체로 고정된 형태를 유지시키기 위해 도 4와 같이 상기 파이프형 플런저(2)의 외면에 공구를 이용하여 코킹 압력를 가하여 상기 파이프형 플런저(2)의 외변 중간부에 소성변형에 의한 코킹부(2b)가 형성되도록 하거나, 또는 도 5와 같이 파이프형 플런저(2)의 내면과 샤프트(3)의 외면 사이 틈새를 통해 코킹 압력을 가하여 상기 파이프형 플런저(2)의 양단부에 소성변형에 의한 코킹부(2c)가 구비되도록 하였다.

따라서 상기 플런저 어셈블리(1)의 샤프트(3)는 내측 단부에 형성된 스프링 결합용 연장부(3c)가 파이프형 플런저(2)의 외측으로 돌출되도록 관통 홀(2a)에 삽입/조립된 후, 코킹 작업에 의해 상호 견고한 결합 상태를 유지하게 되므로 별도의 NC 절삭 가공 없이 스프링 결합이 결합되는 스프링 결합용 연장부(3c)가 플런저(2)에 일체로 형성된 형태를 갖게 된다.

이와 같이 본 고안은 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리(1)를 제조할 때, 플런저(2)는 인발과 절단 가공만으로 파이프 형태로 제작하고, 상기 파이프형 플런저(2)에 샤프트(3)를 관통되게 삽입하고 코킹 작업을 실시하는 것만으로 스프링 결합용 연장부(3c)가 상기 파이프형 플런저(2)의 일단부에서 돌출된 형태를 갖게 되므로 상대적으로 가공이 용이하여 원가 절감이 가능하고 제조 시간을 단축할 수 있다.

뿐만 아니라 솔레노이드 장치 자체의 상품성과 신뢰도가 대폭 증대되어 동종 제품들과의 경쟁력도 대폭 확보할 수 있는 장점을 갖게 된다.

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.

1 : 플런저 어셈블리
2 : 플런저
2a : 관통 홀 2b, 2c : 코킹부
3 : 샤프트
3b : 스프링 결합용 연장부 3c : 밴딩부
4 : 코일
5 : 보빈 6 : 스프링

Claims (2)

1. 전원인가 시 코일에서 발생된 자기장에 의해 플런저와 샤프트로 구성된 플런저 어셈블리의 플런저가 자화되어 스프링의 반력을 이겨내고 보빈 내부로 이동되고, 전원 공급 해제 시 코일의 자기장이 사라지며 스프링의 복원력에 의해 플런저가 보빈의 외부로 이동되는 솔레노이드 장치에 있어서,
   상기 플런저 어셈블리의 플런저를 관통 홀이 구비된 파이프 형상으로 성형하고, 상기 파이프형 플런저의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 샤프트의 내측 단부에는 파이프형 플런저의 외부으로 일정길이만큼 돌출되어 스프링이 결합될 수 있도록 하는 스프링 결합용 연장부를 형성한 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 샤프트는 파이프형 플런저의 외면 또는 양단부에서 가해지는 코킹 압력에 의해 형성되는 코킹부에 의해 상기 파이프형 플런저의 내부에 일체로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 장치의 플런저 어셈블리.
   
   
   

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