KR20180066406A - 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 코어플레이트(5)가 원판부(5a)와 원통부(5b)로 분리 구성되어 원판부(5a)의 상하 위치를 조절하여 자기력의 세기를 조절할 수 있게 된다. 따라서 솔레노이드밸브의 자기력 산포가 감소되어 작동 정밀성 및 안정성이 향상된다.

Description

솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔레노이드밸브 의 자기력 산포를 감소시킬 수 있도록 된 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

솔레노이드밸브는 전자 밸브로서, 도선을 감은 코일에 전기를 공급하여 그 때 발생하는 자기장의 힘에 의해 밸브가 개폐되도록 된 밸브이다. 전류 공급 여부에 따라 on/off 작동만 하는 타입과 전류 세기 제어에 따라 작동량(스트로크)이 제어되는 타입이 있다.

자동차에서 솔레노이드밸브는 인젝터, 비상 연료 차단 장치, 변속기 밸브바디의 유로 제어 등 다양한 곳에 사용된다.

종래의 솔레노이드밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 보빈(1)에 감겨진 코일(2)과, 보빈(1) 내측에 구비된 원통형 코어(3)와, 코어(3)의 내경부에 삽입된 아마추어(4)와, 수평부는 보빈(1)과 코어(3)의 상부를 덮고 수직부는 코어(3)의 내경부에 삽입된 코어플레이트(5)와, 코어플레이트(5)의 내경부로 삽입되어 일단이 아마추어(4)에 밀착되고 타단은 유로 개폐용 스풀(미도시)에 밀착된 로드(6) 및 상기 부품들의 외부를 감싸는 하우징(7)을 포함한다.

따라서, 상기 코일(2)에 전류가 공급되면 형성되는 자기장에 의해 아마추어(4)가 코어플레이트(5)쪽으로 이동되면서 로드(6)를 밀어주고, 로드(6)가 스풀을 밀어 줌으로써 스풀 위치에 따른 유로 제어가 이루어진다. 따라서, 공급 전류의 세기를 조절함으로써 스풀의 위치를 조절하여 유로를 제어할 수 있다.

또한, 스풀의 타단은 스프링으로 지지되어 있어 전류 공급이 중지되었을 때 스풀, 로드(6), 아마추어(4)가 원위치로 복귀된다. 부호 S는 아마추어(4)의 최대 스트로크를 나타낸다. 아마추어(4)와 밀착된 상태에서 이동되는 로드(6)는 아마추어(4)와 동일한 스트로크를 가진다.

한편, 솔레노이드밸브는 작동의 정밀성 및 안정성 향상을 위해 동일한 세기의 전류가 공급되었을 때 동일한 세기의 자기력이 발생하여야만 한다. 그러나, 솔레노이드밸브를 구성하는 각 부품들의 치수 공차에 의해 자기력의 산포가 발생하는 문제점이 있었다.

솔레노이드밸브의 자기력 세기는 코일(2)의 권선수와 전류의 세기 이외에도 솔레노이드밸브를 이루는 각 부품 즉, 상기 코어(3), 코어플레이트(5), 하우징(7) 등의 치수에 영향을 받는다. 특히 하우징은 프레스 가공에 의해 제조되므로 공법 특성상 공차가 크게 발생하여 자기력 산포에 악영향을 미치고 있다.

상기 각 부품들은 모두 각각의 허용 공차를 가지고 있으므로 어떤 부품끼리 조합되었느냐에 따라 동일 전류를 공급하였을 때 발생하는 자기력의 세기에 차이가 발생하게 된다.

따라서, 각 부품들의 공차를 감소시켜 자기력 산포를 감소시키는 것은 매우 어려울 뿐만 아니라, 부품들의 공차를 감소시킬 경우 부품 생산의 불량률이 증가하게 되므로 제조 단가가 상승하게 되는 단점이 있어 부품 공차를 감소시켜 자기력 산포를 감소시키는 것에는 한계가 있었다.

도 2에는 솔레노이드밸브의 자기력선도가 도시되어 있다. a는 최소공차제품(최소 공차를 가진 부품들이 조합된 제품)의 자기력선도이고 b는 최대공차제품(최대 공차를 가진 부품들이 조합된 제품)의 자기력선도로서 종래의 솔레노이드밸브는 임의의 스트로크에서 a와 b 사이의 수직거리에 해당하는 만큼의 자기력 편차를 가진다. 즉, 종래의 솔레노이드밸브는 a와 b 사이의 면적에 해당되는 자기력 산포를 가진다.

대한민국 등록특허공보 제10-1158423호(2012.06.14.)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자기력 산포가 감소되어 작동의 정밀성과 안정성이 향상된 솔레노이드밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보빈에 감겨진 코일과, 상기 보빈의 내측에 구비된 코어와, 상기 코어의 내경부에 삽입된 아마추어와, 상기 보빈과 코어의 상부를 덮는 원판부와 그 원판부의 내경에 삽입된 원통부로 분리 구성되어 원통부의 상하 위치를 조절할 수 있고 상기 원통부가 코어의 내경부에 삽입된 코어플레이트와, 상기 코어플레이트의 원통부 내경에 삽입되어 일단이 아마추어에 밀착된 로드 및 상기 코일, 보빈, 코어, 아마추어, 코어플레이트, 로드가 내장되는 하우징을 포함한다.

상기 원통부는 원판부의 내경에 압입되고, 원통부가 상하 방향으로 눌려서 그 상하 위치가 조절될 수 있다.

상기 원통부는 원판부의 내경에 나사 체결되고, 원통부가 회전 조작되어 그 상하 위치가 조절될 수 있다.

상기 원통부는 원판부에 코킹, 본딩, 용접 중 어느 한 가지 방법에 의해 고정된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 코어플레이트의 내측 원통부 위치를 조절하여 발생 자기력의 세기를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 부품 조립 중 특정 전류값에서 항상 일정한 자기력이 발생하도록 자기력을 세팅(setting)할 수 있게 되어 솔레노이드밸브의 자기력 산포를 감소시킬 수 있게 된다.

따라서, 솔레노이드밸브의 작동 정밀성과 안정성이 향상된다.

상기와 같이 부품들의 공차와는 상관 없이 솔레노이드밸브의 자기력 산포를 감소시킬 수 있으므로 부품들의 공차를 보다 여유 있게 설정할 수 있으며, 이에 부품 제조시 불량률이 감소되어 제조 비용을 절감할 수 있게 된다.

도 1은 종래 솔레노이드밸브의 단면도.
도 2는 종래 솔레노이드밸브의 자기력 산포를 나타낸 자기력선도.
도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 자기력 산포를 나타낸 자기력선도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 단면도로서, 유로제어부(스풀 설치 부분)를 제외하고 자력발생부만을 도시한 것이다. 종래기술과 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 부여하였다.

솔레노이드밸브는 보빈(1)에 감겨진 코일(2)과, 보빈(1) 내측에 구비된 원통형 코어(3)와, 코어(3)의 내경부에 삽입된 아마추어(4)와, 외측부가 보빈(1)과 코어(3)의 상부를 덮고 내측부는 코어(3)의 내경부에 삽입된 코어플레이트(5)와, 코어플레이트(5)의 내경부로 삽입되어 일단이 아마추어(4)에 밀착되고 타단은 유로 개폐용 스풀(미도시)에 밀착된 로드(6) 및 상기 부품들의 외부를 감싸는 하우징(7)을 포함한다.

상기와 같은 구성에 있어서, 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 상기 코어플레이트(5)가 외측의 원판부(5a)와 내측의 원통부(5b)로 분리 구성되고, 원통부(5b)는 원판부(5a)의 내경에 삽입되며, 삽입 상태에서 원통부(5b)의 위치를 상하 방향으로 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기 원판부(5a)의 내주면과 원통부(5b)의 외주면은 상호 밀착되는 매끄러운 원주면으로서 원통부(5b)는 원판부(5a)의 내경에 압입된다. 원통부(5b)를 하방으로 누르거나 상방으로 밀어서 상하 방향의 위치를 조절할 수 있다. 상하 위치를 조절한 후에는 코킹, 본딩, 용접 등의 다양한 방법을 통해 원통부(5b)를 원판부(5a)에 고정한다.

한편, 도 4와 같이, 상기 원판부(5a)의 내주면에 암나사가 형성되고, 원통부(5b)의 외주면에 수나사가 형성되어 원판부(5a)와 원통부(5b)는 서로 나사 결합될 수 있다.

나사 결합된 후에는 원통부(5b)를 회전시켜 상하 위치를 조절할 수 있고, 위치 조절 후에는 상기한 바와 같은 다양한 방법으로 원통부(5b)를 원판부(5a)에 고정한다.

이제 본 발명의 작용 효과를 설명한다.

코일(2)에 전류를 공급했을 때 발생하는 자기력은 코일(2) 주변 자성체의 치수, 형상 등 구조적인 영향을 받는다.

본 발명은 코일(2) 주변 자성체의 하나인 코어플레이트(5)를 원판부(5a)와 원통부(5b)로 분리 구성함으로써 원통부(5b)의 상하 위치를 조절하여 자기력의 세기를 조절할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 하우징(7)내에 코일(2), 코어(3), 아마추어(4), 코어플레이트(5), 로드(6) 등의 부품을 조립한 후, 코일(2)에 일정한 크기의 전류를 공급하면서 그때 일정한 자기력이 발생하도록 상기 원통부(5b)의 상하 위치를 조절하는 세팅 작업을 실시한다.

자기력의 세기는 아마추어(4)나 로드(6)가 이동한 거리로 알 수 있는데, 즉, 일정한 세기의 전류를 공급했을 때 아마추어(4)나 로드(6)의 스트로크값이 일정해지도록 원통부(5b)의 상하 위치를 조절하면서 자기력의 세기를 조절하는 것이다.

상기와 같이 코어플레이트(5)의 원통부(5b) 상하 위치 조절을 통해 자기력을 세팅한 후에는 코킹, 본딩, 용접 등의 다양한 방법을 통해 원통부(5b)를 원판부(5a)에 고정한다.

상기와 같은 자기력 세팅 과정을 거친 솔레노이드밸브들은 부품들의 공차 차이에 상관없이 거의 동일한 자기력을 발생시키게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 자기력선도로서, A는 최소공차제품의 자기력선도이고 B는 최대공차제품의 자기력선도로서, 임의 스트로크에서 A와 B 사이의 수직거리 즉, 자기력의 차이가 종래의 경우를 도시한 도 2에 비해 감소하였음을 알 수 있다(c > C).

또한, 자기력 산포 정도를 나타내는 A와 B 사이의 면적도 종래의 경우보다 크게 감소하였음을 확인할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 부품 공차에 따른 자기력 산포가 감소됨으로써 솔레노이드밸브의 작동 정밀성과 안정성이 한층 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 자기력 세팅이 가능하므로 부품의 치수가 자기력에 영향을 주는 정도가 감소되므로 종래에 비하여 각 부품의 공차를 보다 여유 있게 설정할 수 있게 된다. 따라서, 부품 제조시 불량율이 감소되므로 제조비용이 절감되는 효과도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 보빈 2 : 코일
3 : 코어 4 : 아마추어
5 : 코어플레이트 5a : 원판부
5b : 원통부 6 : 로드
7 : 하우징

Claims (4)

1. 보빈에 감겨진 코일과,
   상기 보빈의 내측에 구비된 코어와,
   상기 코어의 내경부에 삽입된 아마추어와,
   상기 보빈과 코어의 상부를 덮는 원판부와 그 원판부의 내경에 삽입된 원통부로 분리 구성되어 원통부의 상하 위치를 조절할 수 있고 상기 원통부가 코어의 내경부에 삽입된 코어플레이트와,
   상기 코어플레이트의 원통부 내경에 삽입되어 일단이 아마추어에 밀착된 로드 및
   상기 코일, 보빈, 코어, 아마추어, 코어플레이트, 로드가 내장되는 하우징
   을 포함하는 솔레노이드밸브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 원통부는 원판부의 내경에 압입되고, 원통부가 상하 방향으로 눌려서 그 상하 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 원통부는 원판부의 내경에 나사 체결되고, 원통부가 회전 조작되어 그 상하 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
4. 청구항 2 또는 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원통부는 원판부에 코킹, 본딩, 용접 중 어느 한 가지 방법에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
   
   

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