KR20170028377A - 솔레노이드 곡선 형상화를 위한 곡선형 션트 - Google Patents

Abstract

케이싱을 포함하는 솔레노이드 액추에이터가 제공된다. 코일이 케이싱 내에 위치된다. 자속관 및 축방향으로 분리된 자극편이 코일에 의해 둘러싸인다. 전기자는 자속관 및 자극편의 보어 내에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 자속관 및 자극편은 자속 쵸크에 의해 분리된다. 코어 션트는 자속 쵸크로부터 자극편을 나란하게 배치한다. 코어 션트는, 큰 관형 단면 두께 및 작은 관형 단면 두께 상에서, 증강된 성능 안정성을 제공하기 위해 곡선 션트의 외부 직경을 갖는다.

Description

솔레노이드 곡선 형상화를 위한 곡선형 션트{CURVED SHUNT FOR SOLENOID CURVE SHAPING}

본 발명은 솔레노이드 액추에이터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 분야는 솔레노이드 액추에이터 밸브, 특히 자동차의 트랜스미션에서 사용 가능한 수중 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

많은 솔레노이드 밸브는 강자성 케이싱을 갖는다. 케이싱 내에는 코일이 삽입된다. 코일은 케이싱과 자기적으로 연결되는 자속관을 둘러싼다. 또한, 케이싱과 자기적으로 연결되는 자극편이 자속관으로부터 축방향으로 분리된다. 자속 쵸크는 자극편으로부터 자속관을 축방향으로 분리한다. 전기자는 자극편과 자속관의 내측 보어 내에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 전기자는 통상적으로 종종 스풀 타입 밸브인 밸브 부재와 연결되는 푸시 로드와 인접해 있다. 스풀 타입 밸브는 통상적으로 유압 하우징으로 둘러싸인다. 유압 하우징은 종종 제어 압력 입구 및 출구 또는 포트와 연결될 수 있다. 제어 압력 포트는 통상적으로 트랜스미션의 유압 구성요소와 연결될 것이다. 공급 압력 입구 또는 포트는 솔레노이드 밸브를 가압 유체 공급원과 연결하는 하우징과 연결될 것이다. 하우징은 종종 유체 압력 섬프(sump)를 제공하기 위해 배기 포트와 연결된다. 솔레노이드 밸브는 통상적으로 제어 포트를 공급 포트 또는 배기 포트와 선택적으로 연결함으로써 제어 압력을 제어하는데 사용될 것이다. 통상적으로 전자 컨트롤러는 솔레노이드 스풀 밸브를 중립 또는 바람직한 위치로부터 제어 압력 이내의 요구되는 압력을 가능하게 하는 위치로 이동하도록 솔레노이드 밸브에 신호를 보내는 것을 제공한다.

많은 솔레노이드 밸브 적용예에서, 스풀 밸브는 노멀리 하이(normally high) 제어 압력 또는 노멀리 로우(normally low) 제어 압력이 되는 위치에 부세되는 스프링일 것이다. 노멀리 하이 위치에서, 스풀 밸브는 공급 포트를 제어 포트와 연결하도록 부세된 스프링이다. 노멀리 로우 타입의 솔레노이드 밸브에서, 스풀 밸브는 제어 포트를 배기 포트와 연결하도록 부세된 스프링이고, 솔레노이드 밸브는 스프링 부세력에 대항하여 작동되어 제어 포트를 공급 포트와 연결한다.

전술한 바와 같이 솔레노이드 밸브가 작동되면, 코일 내의 전류는 자속 루프를 생성하고, 이 자속 루프는 (자속 초크 때문에) 케이싱에서 자속관으로 들어가 전기자로 들어간 다음, 코어 션트로 되돌아가고 자극편으로 되돌아가고, 그 후 케이싱으로 되돌아간다. 이러한 자속 루프는 전기자를 자속관 및 자극편 내에서 그 보어로 이동하도록 유도한다. 푸시 로드를 통한 전기자의 이동은 배기 포트 및/또는 공급 포트와 제어 포트의 연결을 선택적으로 변경하기 위해서 스풀 밸브로 전달된다.

솔레노이드 밸브의 특성들 중 소정의 속성은 불안정한 성능을 유도할 수 있다. 불안정성을 야기할 수 있는 솔레노이드 밸브의 제1 특성은 스풀 밸브 상에 가해질 수 있는 전기자의 힘 출력이 심지어 코일 전류 값이 일정하게 유지되는 경우에도 스풀 밸브의 축방향 위치에 따라 변한다는 것이다. 따라서, 전기자가 그 초기 위치에서보다 더 연장된 위치에 있을 때 전기자는 스풀 밸브 상에 더 많은 힘을 가할 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다. 솔레노이드 액추에이터와 관련된 다른 문제는 통상적으로 전기자를 비-계합 위치로 부세시키는 스프링이 전기자의 축방향 위치에 따라 전기자 상에 상이한 양의 힘을 가한다는 것이다. 전기자가 그의 완전히 연장된 위치에 있을 때, 스프링은 통상적으로 그의 최대 에너지 축적 상태에 있고, 따라서 전기자가 초기에 그의 휴지 위치로부터 이동할 때보다 전기자에 대해서 더 많은 에너지를 가한다. 축방향 위치에 따른 전기자의 힘 출력의 특성 및 축방향 위치에 따른 스프링의 저항력은 때때로 솔레노이드 밸브에서 불안정한 거동을 촉발할 수 있다. 전기자의 축방향 위치 변동으로 인하여 전기자의 힘이 출력되면, 솔레노이드 밸브가 활성화되어 종종 전기자가 요구되는 위치를 넘어 이동하게 하여 제어 포트를 공급 포트 또는 배기 포트에 과다 노출시킬 수 있다. 이것은 솔레노이드 밸브가 제어 압력을 요구되는 것 이상으로 증가시키거나 또는 감소시키게 한다. 솔레노이드 컨트롤러는 통상적으로 제어 압력을 인식하는 압력 센서가 컨트롤러에 신호를 보내서 전기자의 활성화를 저하시키는데 충분한 시간 지연이 있을 때까지, 솔레노이드 밸브의 이러한 과잉 반응을 인지하지 못한다. 컨트롤러는 제어 압력 이내의 압력을 인식하지만, 전기자의 축방향 위치를 인식하지는 못한다. 따라서, 수식 또는 데이터 테이블에 기초하여 컨트롤러는 솔레노이드 밸브에 보상 신호를 제공함으로써 전기자가 그의 이전 위치로부터 역전하게 될 것이다. 이러한 역전은 종종 전기자의 축방향 위치에 기인한 솔레노이드 액추에이터 힘 및 스프링 힘의 변수로 인해 부정확할 것이다. 다시, 컨트롤러는 솔레노이드 밸브가 과다 보상하게 하고, 그 결과가 요구되는 제어 압력으로부터 제어 압력의 바람직하지 않은 변동이 될 것이다. 전기자 위치에 따라 변하는 스프링 부세력 출력 및 전기자 힘 출력의 변동을 보상할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이 바람직하다.

상기 및 그 외의 다양한 요구를 분명히 하기 위해, 본 발명의 제안이 이루어진다. 바람직한 구현예에서, 본 발명은 케이싱을 포함하는 솔레노이드 액추에이터 또는 솔레노이드 밸브를 제시한다. 코일은 케이싱 내에 위치한다. 자속관은 상기 케이싱과 자기적으로 연결되고 상기 코일에 의해 둘러싸인다. 자극편이 상기 자속관과 축방향으로 정렬되고 상기 자속관으로부터 분리되며, 상기 코일에 의해 둘러싸인다. 자극편은 자기적으로 케이싱과 연결된다. 전기자는 상기 자속관 및 상기 자극편 내에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 밸브 부재는 상기 전기자에 의해 이동된다. 자속 쵸크는 상기 자속관을 상기 자극편으로부터 분리한다. 코어 션트는 상기 자극편을 상기 자속 쵸크로부터 나란하게 배치한다. 상기 코어 션트는 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께로 테이퍼링된다. 외부 직경을 따라서 상기 코어 션트는 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께까지 곡선 형상을 갖는다.

본 발명의 또 다른 적용 분야는 이하에 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 구체적인 실시예들은 본 발명의 바람직한 구현예를 나타내지만, 단지 예시의 목적으로 의도되는 것이지 본 발명의 범위를 제한하려고 의도되는 것이 아님을 이해해야 한다.

본 발명은 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 더 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 구현예인 노멀리 하이 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 2는 반경이 다른 코어 션트들을 위한 다양한 고정 암페어 수에 대한 전기자 축방향 위치 대 전기자 힘 출력의 그래픽 예시도이다.
도 3은 1.2 암페어에 대한 전기자 축방향 위치 대 전기자 힘 출력의 확대도이다.
도 4는 오목 코어 션트에 대한 복수의 선형 분절로부터 형성된 코어 션트의 확대도이다.
도 5는 볼록 코어 션트에 대한 복수의 선형 분절로부터 형성된 코어 션트의 확대도이다.
도 6은 노멀리 로우 타입의 솔레노이드 밸브인 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이다.

바람직한 구현예의 하기의 설명은 실질적으로 단순한 예시일 뿐이고, 어떤 식으로든 본 발명, 그 적용, 또는 용도를 제한하는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 어셈블리가 제공된다. 솔레노이드 밸브(7)는 솔레노이드 액추에이터(10)를 갖는다. 솔레노이드 액추에이터(10)는 종종 케이싱 또는 캔(12)으로 언급되는 프레임 또는 자성 하우징을 포함한다. 캔(12)은 통상적으로 스틸과 같은, 강자성 재료로부터 제조된다. 캔(12) 내부에는 보빈(14)이 장착된다. 보빈(14)은 통상적으로 플라스틱 또는 다른 폴리머 재료와 같은 비-자성 재료로부터 제조된다. 보빈(14) 주위에는 코일(16)(개략적으로 도시됨)이 감싸여 있다. 가장 흔하게는, 코일은 동선으로 제조된다. 전기 단자(18)(하나만 도시됨)는 코일(16)의 전류 작동을 조절하는 제어 소스와의 연결을 허용하도록 제공된다. 보빈(14) 내에는 자극편(22)이 위치한다. 자극편(22)은 그 최상단부를 따라서 자기적으로 캔(12)과 연결된다. 자극편(22)은 코일(16)에 의해 둘러싸인다. 도시된 바와 같이, 자속 쵸크(30)를 통하는 자극편(22)은 자속관(24)에 일체적으로 연결된다. 자속관(24)은 자극편(22)과 축방향으로 정렬된다. 자속관(24)은 캔(12)과 자기적으로 연결되는 일체형의 플럭스 와셔(26)를 갖는다.

자속 쵸크(30)는 자속관(24)로부터 자극편(22)을 축방향으로 분리한다. 자극편(22) 및 자속관(24)의 보어 내에는 전기자(32)가 슬라이딩 가능하게 장착된다. 선택적으로, 전기자(32) 또는 자극편(22)의 내부 또는 자속관(24)의 내부는 높은 인 함유 무전해 니켈 또는 다른 비-자성 재료의 얇은 코팅제로 코팅될 수 있다.

유압 하우징(40)은 솔레노이드 액추에이터(10)와 연결된다. 유압 하우징(40)은 폴리머와 같은 금속 또는 비-금속 재료일 수 있다. 유압 하우징(40) 내에는 라이너(42)가 삽입된다. 대부분의 적용예에서, 라이너(42)는 금속 재료이다. 라이너(42)는 축방향 보어(44)를 갖는다. 축방향 보어(44) 내에는 밸브 부재(46)가 슬라이딩 가능하게 장착된다. 밸브 부재(46)는 그 하단부 상에 축방향 보어(48)를 갖는다. 축방향 보어(48)는 밸브 부재(46)의 최극단부와 교차하고, 일련의 교차하는 크로스 보어(50)와 교차한다. 유압 하우징(40)은 압력 섬프와 연결하기 위한 배기 포트(52) 및 펌프 또는 다른 압력 공급원과 연결하기 위한 압력 공급 포트(54)를 갖는다. 유압 하우징(40)의 축방향 단부는 제어 포트(56)를 위해 제공된다. 리테이너(58)가 밸브 부재(46)를 둘러싸고 있다. 리테이너(58)는 낮은 스프링율의 스프링(60)에 의해 부세되어 푸시 로드(62)와 밸브 부재(46)의 결합을 보장한다. 푸시 로드(62)는 센터링 티(64)와 일체로 연결되고, 필요에 따라 단일편의 작업 재고품으로부터 제조될 수 있다. 센터링 티(64)는 전기자(32)의 단부 상의 수용 캐비티 내에 삽입된다. 전기자(32)의 최상부는 스프링 장착 연장부(66)를 갖는다. 비-자성 에어 갭 스페이서(68)가 연장부(66) 주위에 끼워맞춤된다. 에어 갭 스페이서(68)는 자극편(22)과 전기자(32)의 어느 의도하지 않은 자성 래칭(magnetic latching)을 방지한다. 연장부(66)는 하향 위치에서 전기자(32)를 부세시키는 부세 스프링(70)을 장착하고, 여기에서 솔레노이드(7)가 작동되지 않을 때에 크로스 보어(50)는 공급 포트(54)에 의해 노출된다. 그러므로, 솔레노이드(7)는 노멀리 온(normally on) 또는 노멀리 하이 타입의 솔레노이드이다. 교정 플러그(72)가 부세 스프링(70) 상에 예압 압축 조정을 제공하기 위해 제공된다. 자극편(22)은 코어 션트(80)에 의해 자속 쵸크(30)로부터 나란하게 배치된다.

솔레노이드(7)는 통상적으로 제어 포트(56)와 연결된 유압 파트의 제어 체적 내 압력을 설정하도록 명령 신호가 송신되는 적용예에서 사용된다. 배기 압력은 매우 낮거나 0이고 모든 의도와 목적을 위해서 상수로 고려될 수 있다. 솔레노이드(7)와 함께 사용되는 공급 압력은 통상적으로 광범위에 걸쳐 가변한다. 제어 압력은 가변할 수 있고 제어 압력은 보통 솔레노이드(7)에 송신되는 신호에 의해 설정된다. 제어 포트(56)와 연결된 유압 구성요소 내의 유압 유체의 양 또는 제어 체적의 크기는 가변할 수 있어, 공급 포트로부터 제어 포트로(또는 제어 포트로부터 배기 포트로)의 유체 전달의 변동이 솔레노이드 밸브(7)에 의해 실현되게 한다.

요구되는 제어 압력을 위해, 솔레노이드(7)는 코일(16)에 전달된 주어진 전류에 의해 작동된다. 코일(16) 내의 주어진 전류는 캔(12), 자속관(24), 전기자(32), 코어 션트(80) 및 자극편(22) 사이의 자기 루프에 의해 야기된 자기력으로부터 전기자(32)가 상부 방향으로 당겨지게 할 것이다. 이러한 코일의 작동은 부세 스프링(70)의 힘에 대항해서 전기자(32)가 상부 방향으로 자기적으로 당겨지게 한다. 제어 포트(56) 내의 유압이 밸브(46)의 단면 상에 작용하여 전기자(32)를 밸브 부재(46) 내로 상부 방향으로 밀어서 푸시 로드(62)와 접촉하게 해서 그의 추가적인 상부 방향 이동을 제한한다.

솔레노이드(7)가 구동된 후에, 힘의 균형이 있게 된다. 코일(16)의 활성화 힘은 전기자(32)가 상부 방향 힘을 제공하게 한다. 이러한 전기자(32)의 상부 방향 힘은 부세 스프링(70)에 의해 제지된다. 솔레노이드(7)에 의해 제어되고 있는 유압 구성요소 내 압력은 밸브(46)의 단면에 대해 밀도록 제어 포트(56)를 통해 작용한다. 제어되는 구성요소 내부의 압력이 요구되는 것을 넘어 상승해야 하는 경우, 제어 포트(56)를 통해 작용하는 유체 압력은 밸브 부재(46)를 상부 방향으로 밀어냄으로써 크로스 보어(50)가 랜딩(86)을 통한 유출을 계량하게 하고, 그런 다음에 구성요소 내부의 유체가 배기 포트(52)를 통해 방출되게 할 것이다. 유체의 손실은 구성요소 내부의 압력을 요구되는 제어 압력으로 낮추게 한다. 몇몇 이유로, 제어 체적의 팽창 또는 그 반대로, 제어 포트와 연결된 유압 구성요소 내부의 압력이 저하되는 경우, 밸브 부재(46) 상에 작용하는 압력은 감소되고 부세 스프링(70)은 전기자를 하부로 밀고, 푸시 로드(62)를 밸브 부재 내로 밀어서, 크로스 포트(50)가, 공급 포트(54)로부터, 요구된 압력이 만족될 때까지 가압 유체가 유압 구성요소에 첨가되는 그러한 시점으로의 유입을 계량하게 한다.

유압 구성요소 내의 요구된 압력을 전에 언급된 바와 같이 변경하기 위해서, 코일(16)이 컨트롤러(미도시)에 의해 구동된다. 근본적으로, 전류 증가는 증가된 힘이 전기자 상에 가해지도록 유도함으로써 전기자를 상부 방향으로 당기게 할 것이다. 도 2를 참조하면, 라인(100)은 .4 암페어 전류에 대해 전기자에 의해 가해지는 힘을 예시한다. 전기자가 플럭스 와셔(68)와 코어의 접촉으로부터 가장 멀리 이격된 위치에(대략 2.2 mm에) 있을 때, 본 발명의 솔레노이드 밸브에 앞선 솔레노이드 밸브는 3.3 뉴톤의 힘을 가했다. 라인(200)에서 보이는 동일한 축방향 위치에서, 0.8 암페어 전류일 때에는 대략 8.3 뉴톤의 힘이 존재하고, 1.2 암페어의 전류에서 전기자는 대략 13.8 뉴톤의 힘을 가한다. 가해진 힘에 적용되는 전류 사이의 관계는 근본적으로 선형의 비례 관계이다. 그러나, 전기자의 축방향 위치에 기초하여 주어진 전류에 대하여 전기자에 의해 가해진 힘에 변동이 있다. 0.4 암페어와 같은, 매우 낮은 암페어수 수에서, 주어진 축방향 위치에 대한 전기자에 의해 제공된 힘에 단지 미약한 변화가 있다. 그러나 코일의 전류가 증가함에 따라, 축방향 위치에 기인한 전기자 힘의 변동은 증가하는 경향이 있다. 코어에 접촉하는 에어 갭 스페이서(68)로부터 2.2 밀리미터 이격된 위치에서의 0.8 암페어(라인(200))에서, 전기자에 의해 가해진 힘은 대략 8.3 뉴톤 이다. 그러나, 전기자가 상부 방향으로 더욱 이동함에 따라 힘은 10 뉴톤에 이른다. 상기 영향은 1.2 암페어의 전류에 대해서 더 분명해지고, 2.2 밀리미터 이격된 위치에서 힘이 대략 13.8 뉴톤이고(라인(300)), 에어 갭 스페이서가 약간 압축된 상부 위치에서 가해진 힘은 대략 15.5 뉴톤이다. 자극편(22)에 관계된 전기자의 축방향 위치에 기초한 전기자의 힘 출력의 불일치 또는 변동은 솔레노이드 밸브의 기능에서 도전과제를 제시할 수 있다.

코어 션트(80)는 작은 관형 단면 두께(84)로 아래로 테이퍼링되는 큰 관형 단면 두께(82)를 갖는다. 코어 션트(80)의 외부 직경을 따르는 본 형식 이전에는, 큰 관형 단면 두께(82) 내지 작은 관형 단면 두께(84) 사이에 규정된 경로는 직선이었다. 본 발명은 이러한 션트 형상을 직선에서 곡선인 것으로 변형시킨다. 코어 션트 외부 직경의 굴곡은 원추 함수 또는 원형 반경과 같은 곡선 형상의 굴곡일 수 있다. 소정의 적용예에서 상기 굴곡은 볼록이고; 다른 적용예에서 상기 굴곡은 오목일 수 있다. 솔레노이드 밸브(7)에서, 상기 곡률의 반경은 바람직하게는 40 밀리미터에서 오목 형상이다.

도 3을 참조하면, 힘 출력 대비 전기자 축방향 위치 그래프가 1.2 암페어 전류에 대하여 도 1에 도시된 솔레노이드를 위해 제공된다. 도 3의 그래프는 기술을 명확하게 하기 위해서 확대되어 있는 도 2에 도시된 확대 그래프이다. 라인(300)은 본 발명 이전의 솔레노이드 밸브의 힘 출력 사이의 관계를 도시하고, 여기서 플럭스 코어 션트의 외부 직경(OD)의 테이퍼는 그의 최대 직경으로부터 그의 최소 직경까지 단순히 직선이다. 전기자가 자극편으로부터 이격된 그의 최극단 위치에 있을 때에 힘은 대략 13.8 뉴톤이고, 전기자가 자극편을 향하여 최극단 위치에 있을 때 힘 출력은 대략 15.5 뉴톤이다. 라인(320)은 전기자의 축방향 위치에 기초하여 부세 스프링(70)에 의해 전기자 상에 가해진 힘을 도시한다. 라인(320)은 근본적으로 선형이며, 그의 기울기는 교정 플러그에 의한 조정에 기인한 임의의 예압과 함께 스프링의 스프링율에 따른다. 자극편으로부터 이격된 전기자의 최극단 위치에서, 스프링은 전기자에 대하여 대략 11.5 뉴톤의 힘을 가한다. 전기자가 자극편에 가장 인접해 있을 때, 스프링은 전기자 상에 대략 16.5 뉴톤의 힘을 가한다. 라인(340)은 10 밀리미터 반경에서 플럭스 션트 상에 볼록한 10 밀리미터 반경을 형성하는 효과를 도시한다. 자극편으로부터 이격된 극단 위치에서, 1.2 암페어는 약 11.6 뉴톤의 힘을 생성하고 반대편의 극단 위치는 전기자 상에 대략 18.5 뉴톤의 힘을 가한다. 라인(330)은 볼록한 20 밀리미터 반경을 갖는 션트에 대한 힘 출력 대 전기자 축방향 위치를 도시한다. 라인(360)은 -20 밀리미터의 오목한 곡률을 갖는 션트에 대한 힘 출력 대 전기자 축방향 위치를 도시한다. 라인(350)은 션트가 -10 밀리미터 반경의 오목한 곡률을 가질 때의 힘 출력 대 전기자 축방향 위치를 제공한다.

솔레노이드(7)에 대한 힘 균형 다이어그램을 셋업하는 경우에, 제어 압력은 도 1에 도시되는 바와 같이 상부 방향으로 밸브 부재(46)의 직경에 작용할 것이다. 공급 포트(54)를 통해 유입되고 제어 포트(56)로 나가는 유체로부터 밸브 부재 상에 가해지는 미약한 유동력이 있을 것이다. 또한 스프링(60)에 의해 제공되는 미약한 상부 방향 힘이 있을 것이다. 코일(16)이 작동되는 경우에, 전기자에 의해 제공되는 상부 방향 힘이 있다. 솔레노이드 밸브(7)에 대해 상기한 이러한 힘은 스프링(70)에 의해 제공되는 힘에 의해 맞서게 될 것이다. 전기자 상에 스프링(70)에 의해 제공되는 힘은 에어 갭 스페이서(68)가 자극편(22)과 접촉하게 되는 위치로 진행함에 따라 증가한다. 도 1에 도시된 바와 같이 노멀리 하이 솔레노이드 밸브에서, 솔레노이드 밸브의 전류가 증가됨에 따라 제어 압력을 감소시키기 위해서 자기력은 스프링(70)의 반대 방향으로 액추에이터에 작용한다. 솔레노이드 밸브(7)의 동작에서 안정성을 위한 가장 양호한 상황은, 전기자가 축방향으로 자극편(22)을 상부 방향으로 이동시킴에 따라 전기자의 힘 출력의 증가를 스프링(70)에 의해 전기자 상에 가해지는 증가하는 힘보다 다소 작게 하는 것이다. 따라서, 많은 적용예에서, 코어 션트(80)는 오목 형상을 가질 것이고, 즉 션트의 외부 직경은 직선 코어 션트에 비하여 내부 방향으로 굴곡될 것이다

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다-선형 분절 오목 코어 션트의 확대도가 도시된다. 코어 션트(280)는 큰 외부 직경(282) 및 작은 외부 직경(284)을 갖는다. 곡선 션트(280)는 선형 분절(292, 294, 296)로부터 제조된다. 선형 분절(296)은 자속 쵸크(230)에서 종단된다. 분절(292, 294)은 각(293)을 따라 함께 둔각으로 각지게 연결된다.

도 5는 코어 션트(380)의 확대도이고 그의 큰 외부 직경(382)으로부터 그의 작은 외부 직경(384)까지 오목 형상을 갖는다. 3개의 선형 분절(392, 394, 396)이 있다. 선형 분절(392, 394)는 이러한 코어 플럭스 션트에 대해 요구되는 볼록 형상을 제공하기 위해 각(393)을 따라 반사적으로 각지게 연결된다. 코어 플럭스 션트(380)는 코어 자속 쵸크(332)에서 종단된다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 노멀리 로우 수중 솔레노이드 밸브(407)는 강자성 캔(410)을 갖는다. 캔(410)은 그 하단부를 따라서 일련의 슬롯(미도시)을 구비하고, 이들 슬롯은 유압 몸체(416)의 경사 부분(414)과 접촉하여 이를 케이싱(410) 및 호일 전극 와셔(418)에 포획 하는 탭(412)의 위로 굽히는 것을 돕는다. 캔(410)은 일반적으로 그의 하단부를 따라서 개방되고 그의 최상단부(420) 상에서 폐쇄된다. 캔(410)은 대략 관형의 용기(envelope)를 형성한다. 자속관(422)는 보통 자극편(426)으로 언급되는 제2 강자성 환형 자성 부재를 갖는 비-자성 정렬 튜브(424)에 의해 방사상으로 정렬된다. 자극편(426)은 자기적으로 폴 와셔(418)에 의해 캔과 연결된다. 다른 구현예에서(미도시) 자극편(426)은 비록 폴 와셔(418)를 통하여 캔(410)과 자기적으로 연결되더라도 폴 와셔(418)로부터 분리될 수 있다. 자속관(422)를 자극편(426)으로부터 축방향으로 자기적으로 분리시키는 것은 갭(428)에 의해 제공되는 자속 쵸크이다. 케이싱(10)으로부터 자속관(422)과 자극편(426)을 방사상으로 나란하게 배치하는 것은 코일 및 보빈 어셈블리(430)이다.

강자성 전기자(436)는 자속관(422) 및 자극편(426) 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 캔의 최상단부(420)는 캔(410)과 전기자(436)의 자성 래칭의 방지를 돕기 위해서 딤플(442)로부터 내측 하부 방향으로 연장부를 가질 수 있다. 전기자(436) 또는 대안적으로 자속관(422) 및 자극편(426)은 사이드 래칭의 방지를 돕기 위해서 비-자성 재료의 얇은 라이닝을 가질 수 있다. 전기자(436)는 또한 솔레노이드 밸브(407) 내부의 유체가 전기자(436)의 축방향 측면들 사이에서 이동할 수 있게 하는 일련의 축방향 통로(446)를 가진다. 전기자(436)는 전기자(436)과 연결된 볼(452)을 경유하여 밸브 부재(450)에 움직임을 전한다.

유압 몸체(416)는 크로스 보어(456)에 의해 제공되는 배기 입구/출구 통로를 갖는다. 크로스 보어(458)는 공급 압력과 연결된다. 축방향 보어(460)는 제어 압력과 연결된다. 도시되는 바와 같이, 솔레노이드(407)는 일반적으로 낮은 제어 압력 솔레노이드 밸브이다. 유압 몸체(416)는 금속성 내부 라이너 또는 슬리브(464)를 갖는 폴리머 부재이다. 스풀 부분(466)을 갖는 밸브 부재(450)가 슬리브 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 스풀 부분(466)은 스프링(468)에 의해 부세된다. 스프링(468)은 리테이너 및 와셔(470)를 결합하는 최상단부(492)를 갖는다. 스풀(466)은 일련의 크로스 보어(474)와 교차하는 제어 압력과 연결되는 내부 통로(472)를 갖는다. 크로스 보어(474)는 크로스 보어(456)와 유체 연통하여 제어 압력을 배기와 연통하게 하는 곳에 일반적으로 위치한다. 제어 압력을 공급 압력과 연결되도록 하기 위해서, 코일이 작동되어 스프링(468)의 부세에 대항하여 전기자(436)를 이동하게 하고, 크로스 보어(474)를 시스템에서 유압을 증가시키기 위해 유체 공급부와 연결되는 유압 몸체 크로스 보어(458)와 유체 연통하게 한다. 코일(434)의 활성화는 캔, 플럭스 와셔, 및 자속관에서 자속 루프를 발생시킨다. 갭(428)에 기인하여, 자속 루프는 전기자(436)로 건너가고 그 후에 전기자를 통해 자극편(426)으로 나가게 되고 전기자(436)가 최소 자기 저항점에 도달하게 함으로써, 전기자(436)가 하부 방향으로 이동하게 한다.

솔레노이드 밸브(407)는 제어 포트(460) 내의 유체 압력에 의해 작동되어 스풀(466)을 스프링(468)에 의해 가해진 것과 동일한 방향에서 상부 방향으로 밀게 한다. 대부분의 적용예에서, 전기자(446) 상에 가해지는 스프링 힘은 매우 미약하다. 따라서, 대부분의 적용예에서, 션트(426)는 볼록 형상일 것이다. 스프링(468)에 의해 가해지는 스프링 힘이 상대적으로 큰 적용예에서, 코어 션트의 형상은 오목 형상일 수 있다.

본 발명의 설명은 사실상 예시적인 것일 뿐이며, 따라서, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변경은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 의도되어 있다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않는다.

Claims (15)

1. 케이싱;
   상기 케이싱 내에 위치된 코일;
   상기 케이싱과 자기적으로 연결되고 상기 코일에 의해 둘러싸인 자속관;
   상기 자속관과 축방향으로 정렬되고 상기 자속관으로부터 축방향으로 분리되며 상기 코일에 의해 둘러싸이고, 상기 케이싱과 자기적으로 연결되는, 자극편;
   상기 자속관 및 상기 자극편과 슬라이딩 가능하게 장착되는 전기자;
   상기 자극편으로부터 상기 자속관을 분리시키는 자속 쵸크; 및
   상기 자극편과 상기 자속 쵸크를 나란하게 배치하며, 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께로 테이퍼링되고, 외부 직경을 따라서 상기 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께까지 곡선 형상을 갖는 코어 션트를 포함하는, 솔레노이드 액추에이터.
2. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 코어 션트 곡선 형상은 원추 형상인, 솔레노이드 액추에이터.
3. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 코어 션트 곡선 형상은 반경인, 솔레노이드 액추에이터.
4. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 코어 션트 곡선 형상은 볼록인, 솔레노이드 액추에이터.
5. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 코어 션트 곡선 형상은 오목인, 솔레노이드 액추에이터.
6. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 자속 쵸크는, 상기 자극편 및 상기 자속관과 일체적으로 연결된, 솔레노이드 액추에이터.
7. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 자속 쵸크는, 축방향 갭인, 솔레노이드 액추에이터.
8. 케이싱;
   상기 케이싱 내에 위치된 코일;
   상기 코일에 의해 상기 케이싱과 자기적으로 연결된 자속관;
   상기 자속관과 축방향으로 정렬되고 상기 자속관으로부터 축방향으로 분리되며 상기 코일에 의해 둘러싸이고, 자기적으로 상기 케이싱과 연결되는, 자극편;
   상기 코어 및 상기 자극편과 슬라이딩 가능하게 장착되는 전기자;
   상기 전기자에 의해 이동되는 밸브 부재;
   상기 자극편으로부터 상기 자속관을 분리시키는 자속 쵸크; 및
   상기 자극편과 상기 자속 쵸크를 나란하게 배치하며, 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께로 테이퍼링되고, 외부 직경을 따라서 상기 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께까지 곡선 형상을 갖는 상기 코어 션트를 포함하는, 솔레노이드 액추에이터.
9. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
   상기 코어 션트 곡선 형상은 각지게 연결된 복수의 선형 분절로 형성된, 솔레노이드 액추에이터.
10. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
    상기 코어 션트 곡선 형상은 적어도 3개 또는 그보다 많은 선형 분절로 형성된, 솔레노이드 액추에이터.
11. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 부재는 노멀리 로우인, 솔레노이드 액추에이터.
12. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 부재는 노멀리 하이인, 솔레노이드 액추에이터.
13. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 부재는 노멀리 로우이고, 상기 코어 션트는 볼록 형상을 갖는, 솔레노이드 액추에이터.
14. 전술한 또는 하기 항들 중 어느 한 항 또는 다수의 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 부재는 노멀리 하이이고, 상기 코어 션트는 오목 형상을 갖는, 솔레노이드 액추에이터.
15. 케이싱;
    상기 케이싱 내에 위치된 코일;
    상기 케이싱에 자기적으로 연결되고 상기 코일에 의해 둘러싸인 자속관;
    상기 자속관과 축방향으로 정렬되고 상기 자속관으로부터 축방향으로 분리되며 상기 코일에 의해 둘러싸이고, 자기적으로 상기 케이싱과 연결되는, 자극편;
    상기 코어 및 상기 자극편과 슬라이딩 가능하게 장착되는 전기자;
    상기 케이싱과 연결되며, 제어 압력 연결부, 공급 압력 연결부, 및 상기 배기 압력 연결부를 갖는 유압 하우징;
    상기 제어 압력을 상기 공급 압력 또는 상기 배기 압력과 선택적으로 연결하도록 상기 전기자에 의해 이동되는 밸브 부재;
    상기 제어 압력이 축방향으로 상기 스풀 밸브에 대해 반응하며, 상기 제어 압력을 상기 공급 압력 및 배기 압력 중 하나와 연결하는 바람직한 위치에 상기 밸브 부재를 부세시키는 스프링;
    상기 자극편으로부터 상기 자속관을 분리시키는 자속 쵸크; 및
    상기 자극편과 상기 자속 쵸크를 나란하게 배치하며, 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께로 테이퍼링되고, 외부 직경을 따라서 상기 큰 관형 단면 두께로부터 작은 관형 단면 두께까지 곡선 형상을 갖는 코어 션트를 포함하는, 솔레노이드 액추에이터.
    

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