KR20190065313A - 전자기 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아마추어 공간(34)에서 길이 방향 축(14)을 따라 이동 가능한 아마추어(36), 상기 길이 방향 축(14) 주위로 연장하며 상기 아마추어(36)를 이동시키기 위한 자기장을 발생시키는 코일, 특히 압력 제어 밸브의 밸브 요소를 작동시키기 위한, 상기 아마추어(36)에 운동 결합된 작동 요소(46), 자속을 안내하기 위한 폴 디스크(61), 및 상기 아마추어 공간(34)을 한정하는 커버(32)를 포함하는 전자기 액추에이터(10)에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 커버(32)와 상기 폴 디스크(61)는 함께 일체형 부품이다.

Description

전자기 액추에이터

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 전자기 액추에이터에 관한 것이다.

최신 자동차 자동 변속기에서, 유압식 클러치는 기어를 변경하는 데 사용된다. 이러한 변속이 부드럽게 운전자가 알아챌 수 없도록 이루어지기 위해서는, 클러치에서의 유압을 소정의 압력 램프에 따라 최고의 압력 정밀도로 설정할 필요가 있다. 이를 위해 필요한 압력은 일반적으로 유압 압력 제어 밸브에 의해 제공된다. 이러한 압력 제어 밸브는 특히 전자기 액추에이터를 통해 작동될 수 있다. 전자기 액추에이터의 예는 DE 10 2012 223 430 A1 및 DE 10 2008 044 237 A1에 나타난다.

본 발명의 과제는 재료 및 비용이 절감되는 전자기 액추에이터를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 전자기 액추에이터에 의해 해결된다. 바람직한 개선 예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다. 본 발명에 중요한 특징들은 다음의 설명 및 도면에 나타나며, 특징들은 단독으로 및 상이한 조합으로 본 발명에 중요할 수 있다.

본 발명은 커버가 폴 디스크를 포함하면서도 일체형으로 형성된다는 사실에 의해 재료 및 비용이 절감될 수 있다는 장점을 갖는다. 비용 절감은 제조 설비에 대한 투자 감소에 의해 주어지며, 특히 커버가 폴 디스크와 함께 단일 공정 단계에서 액추에이터에 고정될 수 있다는 점에 의해 주어진다. 또한, 폴 디스크의 기능, 즉 자속을 가능하게 하여 자기 회로를 폐쇄하는 기능뿐만 아니라 커버의 기능, 즉 아마추어 공간의 축 방향 한정이 단일 부품에 의해 수행되기 때문에 바람직한 방식으로 기능 통합이 이루어진다. 그럼에도, 특히 액추에이터 하우징에 대한 커버의 유연한 고정뿐만 아니라 커버 상에 코일에 대한 전기 접속부의 유연한 배치가 가능해진다.

일 실시 예에서, 커버는 커버 재킷 및 커버 바닥을 포함하여 포트 형으로 형성되고, 상기 커버 재킷 및/또는 커버 바닥은 아마추어 공간을 한정하는 폴 튜브에 접촉한다. 결과적으로, 폴 튜브는 반경 방향으로, 즉 길이 방향 축에 대해 수직으로, 아마추어 공간을 한정하며, 커버는 축 방향 단부 측에서 아마추어 공간을 한정한다. 이 경우, 한편으로는 폴 튜브가 아마추어를 지지하고 안내하는 역할을 하고, 다른 한편으로는 코일에 의해 생성될 수 있는 자속이 폴 튜브를 통해 안내된다.

이와 관련하여, 특히 커버 재킷만이 반경 방향으로 폴 튜브에 접촉하거나, 또는 커버 재킷과 커버 바닥이 폴 튜브에 반경 방향 및 축 방향으로 접촉하는 것이 가능하다. 폴 튜브로부터 커버로의 반경 방향 및/또는 축 방향 전이부에서, 자기 전이가 형성되므로, 자기 회로를 형성하기 위해 폴 튜브로부터 폴 디스크를 포함하거나 또는 형성하는 커버로의 자속이 가능해진다. 이 경우, 자속 전이 면이 클수록 자기 효율이 더 높아진다. 특히, 커버가 폴 튜브에 반경 방향 및 축 방향으로 접촉하면, 거의 에어 갭 없는 축 방향 전이 면이 형성될 수 있으며, 이는 자기 효율을 증가시킨다.

추가의 실시 예에서, 폴 튜브는 코일에 의해 둘러싸인 제 1 섹션과 커버 재킷에 의해 둘러싸인 제 2 섹션을 포함하며, 제 2 섹션의 외경은 제 1 섹션의 외경보다 10% 내지 30%, 특히 20% 더 크다. 결과적으로, 폴 튜브에서 가공 체적이 너무 많이 커지지 않으면서 큰 반경 방향 자속 전이 면이 형성될 수 있다. 또한, 이로 인해, 커버 상의 자유 공간이 코일의 전기 접속을 위한 전기 커넥터를 배치하기 위한 커넥터 슬롯을 위해 충분히 제공되는 것이 보장된다.

또한, 커버 바닥이 아마추어 정지부로서 형성된 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 것이 가능하다. 특히, 다수의 돌출부가 존재할 수 있다. 이로 인해, 아마추어가 커버에 접촉하면, 커버에 대한 접촉 면이 비교적 작고 돌출부의 형성에 의해 아마추어와 커버 바닥 사이에 갭이 존재하기 때문에, 커버에 대한 아마추어의 소위 자기 결합이 방지될 수 있다.

이 경우, 커버 재킷 및/또는 커버 바닥은 아마추어 공간의 환기를 위한 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다. 특히, 커버 바닥 및 커버 재킷에 걸쳐 연장되는 적어도 하나의 홈이 제공되는 것이 가능하다. 결과적으로, 커버 내에 폴 디스크의 통합에도 홈을 통해 아마추어 공간의 환기가 가능해질 수 있거나 또는 아마추어 공간으로부터 또는 아마추어 공간 내로 유압 유체가 이송될 수 있다.

또한, 커버 바닥이 폴 튜브로부터 간격을 갖는 것이 가능하다. 이로 인해, 특히 축 방향 고정력이 폴 튜브 내에 제공된 V-형 홈에 대한 좋지 않은 영향을 미치지 않는 것이 보장될 수 있다. 이러한 V-형 홈은 자기 분리를 나타내는 일체형 폴 튜브에서 실현된다.

이와 관련하여, 특히 커버로부터 떨어져 있는 폴 튜브의 측면에, 아마추어 공간을 한정하는 플럭스 디스크가 제공되고, 상기 플럭스 디스크는 폴 튜브에 단단히 연결되며, 특히 크림프되거나 또는 가압된다. 플럭스 디스크는 특히 폴 디스크에 마주 놓인 아마추어 공간의 축 방향 단부에 제공될 수 있고, 자속을 안내하여 자기 회로를 제공하는 역할을 할 수 있다.

특히 커버 바닥이 폴 튜브로부터 간격을 가져야 하면, 이 간격을 보장하기 위해, 폴 튜브가 플럭스 디스크에 단단히 연결되는 것이 바람직할 수 있다.

이와 관련하여, 커버 재킷이 외부 면에 적어도 하나의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 액추에이터 하우징에 지지되는 것도 가능하다. 이로 인해, 돌출부가 액추에이터 하우징에 접촉하는 경우, 커버 바닥과 폴 튜브 사이의 축 방향 간격이 확보되는 것이 보장될 수 있다.

또한, 커버가 코일의 통전을 위한 전기 커넥터를 배치하기 위한 리세스를 포함하는 것이 제안된다. 리세스는 특히 활꼴로서 형성될 수 있어서, 원형 커버로부터 활꼴이 제거되어, 이를 통해 전기 커넥터가 안내될 수 있거나 그 위에 배치될 수 있다.

또한, 커버가 분말 야금법으로 제조, 특히 소결되는 것이 가능하다. 그 결과, 양호한 자기 특성을 갖는 재료가 사용될 수 있다. 또한, 이 경우 아마추어용 홈 또는 정지부 영역 또는 커넥터 통과를 위한 리세스가 특히 간단하고 저렴하게 그리고 적은 시간 및 비용으로 커버 상에 형성될 수 있다.

제안된 액추에이터를 압력 조절 밸브에 제공하는 것이 특히 가능하며, 이 경우 오일과 같은 작동 매체의 안내 및 압력 제어를 위한 밸브 요소가 작동 요소에 의해 작동될 수 있다. 이러한 압력 제어 밸브는 특히 승용차 자동 변속기에서 기어 변경을 위해 클러치를 유압 작동시키기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 특징들, 적용 가능성들 및 장점들은 도면을 참조하여 설명되는, 본 발명의 실시 예에 대한 다음 설명으로부터 제시될 것이다.

도 1은 제 1 실시 예에 따른 전자기 액추에이터의 길이 방향 단면도이고,
도 2는 도 1에 따른 액추에이터의 커버의 사시도이며,
도 3은 제 2 실시 예에 따른 전자기 액추에이터의 길이 방향 단면도이고,
도 4는 도 3에 따른 액추에이터의 커버의 사시도이다

기능적으로 동등한 요소들 및 영역들은 다음 도면들에서 동일한 도면 번호로 표시되며, 재차 상세하게 설명되지 않는다.

도 1에서, 상세히 도시되지 않은 압력 제어 밸브를 위한 전자기 액추에이터가 전체적으로 도면 부호 10으로 표시되어있다. 액추에이터(10)는 특히 압연되고 연결된 시트 부품으로 제조될 수 있는 실질적으로 관형인 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 길이 방향 축(14)을 중심으로 실질적으로 회전 대칭으로 연장한다. 하우징(12)내에서 코일 바디(16)가 길이 방향 축(14)을 중심으로 마찬가지로 회전 대칭으로 배치되며, 상기 코일 바디(16)는 자기 코일(18)을 지지한다. 자기 코일(18)은 상세히 도시되지 않은 전원 접속부를 통해 전류를 공급받는다. 코일 바디(16) 내부에 폴 튜브(20)가 제공된다. 폴 튜브(20)는 코일(18)에 의해 둘러싸인 제 1 원통형 섹션(21), 및 도 1의 우측 단부 영역에 제공된 제 2 섹션(23)을 포함한다. 제 1 섹션(21)은 외경(D1)을 가지며, 제 2 섹션(23)은 외경(D2)을 갖는다. 여기서, D2는 D1보다 약 20% 더 크다. 폴 튜브(20)는 그 외주(22) 상에서 섹션(21)의 영역에 전체적으로 대략 V-형 슬롯(24)을 포함한다.

슬롯(24)은 V-홈으로서 형성되고 자기 단락을 방지하는 역할을 한다. 또한, 폴 튜브(20)는 원통형의 계단식 내부 리세스(26)를 포함한다. 상기 리세스(26)는 도 1에 도시된 폴 튜브의 우측 단부로부터 좌측 단부 영역에 제공된 자기 요크(28)까지 연장되고, 상기 요크(28)는 관통 개구(30)를 포함한다. 내부 리세스(26)는 제 1 축 방향 단부에서 요크(28)에 의해, 반경 방향으로 폴 튜브(20)에 의해 그리고 제 2 축 방향 단부에서 커버(32)에 의해 한정된다. 원통형 리세스(26)는 아마추어 공간(34)을 형성하며, 상기 아마추어 공간(34) 내에는 아마추어(36)가 활주 가능하게 장착된다. 아마추어(36)의 중앙 리세스(42) 내로 볼트(44)가 압입된다. 아마추어가 요크(28)의 방향으로 이동되면, 볼트(44)는 액추에이터(10)의 작동 요소(46)에 접촉한다. 작동 요소(46)는 두 부분으로 구성되며, 관통 개구(30)를 통해 안내되는 플런저(48) 및 그 위에 가압된 분리부(50)를 포함하고, 상기 분리부(50)에 볼트(44)가 접촉할 수 있다. 작동 요소(46)는 특히 압력 제어 밸브의 도시되지 않은 밸브 요소를 작동시키기 위해 형성될 수 있다. 요크(28)의, 돌출부로서 형성된, 원통형 자유 단부(38) 상에 환형 플럭스 디스크(40)가 배치된다. 플럭스 디스크(40)는 자기 코일(18)에 의해 발생된 자속을 안내하는 역할을 한다.

특히, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 커버(32)는 커버 재킷(52) 및 커버 바닥(54)을 포함하여 포트 형으로 형성된다. 도 1에 따르면, 커버 재킷(52)의 내주면(55)은 폴 튜브(20)의 제 2 섹션(23)의 외주 면(57)에 접촉한다. 또한, 커버 바닥(54)은 폴 튜브(20)의 제 2 섹션(23)에 축 방향으로 접촉한다. 그 결과, 특히 큰 자속 전이 영역이 제공될 수 있다. 아마추어 정지부들(56)을 형성하기 위해, 커버 바닥(54)은 다수의 돌출부를 포함한다. 또한, 커버(32) 내에 환기 홈(58)이 제공되고, 상기 환기 홈(58)은 커버 바닥(54)으로부터 커버 재킷(52)을 통해 연장된다. 전기 커넥터용 슬롯을 형성하기 위해, 원통형 커버(32)로부터 활꼴이 제거되므로 커버 재킷(52)의 섹션(60)이 직선으로 형성된다.

액추에이터(10)의 기능은 다음과 같다: 전류가 자기 코일(18)에 인가되면, 자속이 발생하고, 폴 튜브(20), 플럭스 디스크(40) 및 커버(32) 사이의 자기 회로가 형성된다. 따라서, 커버(32)는 적어도 부분적으로 자성이고 따라서 폴 디스크(61)를 형성한다. 자기 회로를 통과하는 자속으로부터 아마추어(36)에 대한 자력이 생기고, 이로 인해 상기 아마추어는 코일(18)에 인가되는 전류에 따라 길이 방향 축(14)을 따라 변위된다. 작동 요소(46)와의 이동 결합으로 인해, 이는 길이 방향 축(14)을 따라 축 방향으로도 이동된다.

도 1 및 도 2에 도시된 실시 예와는 달리, 도 3에서는 커버 재킷(52)의 내주 면(55)이 폴 튜브(20)의 제 2 섹션(23)의 외주 면(57)에 접촉하기는 하지만, 길이 방향 축(14)을 따르는 축 방향으로, 커버 바닥(54)이 폴 튜브(20)로부터 간격(D3)만큼 떨어져 있다. 이로 인해, 자속 전이 면이 감소하기는 한다. 그러나 커버(32)의 축 방향 고정력에 의해 폴 튜브(20)의 V-형 슬롯(24)에 대한 나쁜 영향이 미치지 않는 것이 보장된다. 축 방향 간격을 확보하기 위해, 폴 튜브(20)는 플럭스 디스크(40)에 단단히 연결되며, 예를 들어 크림프되거나 가압된다. 또한, 커버(32)는 하우징(12)에 지지되고, 상기 커버에서 커버 재킷(52)의 외주에 다수의 돌출부(62)(도 4 참조)가 제공되며, 상기 돌출부들(62)은 탭 형태로 형성될 수 있으며 특히 하우징 내의 상보적 슬롯 내로 삽입될 수 있다. 따라서, 하우징을 향한 돌출부(62)의 측면은 하우징(12)의 상보적 접촉 면에 대한 접촉을 위한 접촉 면으로서의 역할을 하므로, 커버(32)와 폴 튜브(20) 사이의 간격이 확보된다.

10 액추에이터
14 길이 방향 축
18 코일
20 폴 튜브
21 제 1 섹션
23 제 2 섹션
32 커버
34 아마추어 공간
36 아마추어
40 플럭스 디스크
46 작동 요소
52 커버 재킷
54 커버 바닥
56 아마추어 정지부
61 폴 디스크
62 돌출부

Claims (10)

1. 전자기 액추에이터(10)로서, 아마추어 공간(34)에서 길이 방향 축(14)을 따라 이동 가능한 아마추어(36), 상기 길이 방향 축(14) 주위로 연장하며 상기 아마추어(36)를 이동시키기 위한 자기장을 발생시키는 코일, 특히 압력 제어 밸브의 밸브 요소를 작동시키기 위한, 상기 아마추어(36)에 운동 결합된 작동 요소(46), 자속을 안내하기 위한 폴 디스크(61), 및 상기 아마추어 공간(34)을 한정하는 커버(32)를 포함하는, 상기 전자기 액추에이터(10)에 있어서,
   상기 커버(32)와 상기 폴 디스크(61)는 함께 일체형 부품인 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 커버(32)는 커버 재킷(52) 및 커버 바닥을 포함하여 포트 형으로 형성되고, 상기 커버 재킷(52) 및/또는 상기 커버 바닥(54)은 상기 아마추어 공간(34)을 한정하는 폴 튜브(20)에 접촉하는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
3. 제 2 항에 있어서, 상기 폴 튜브(20)는 상기 코일(18)에 의해 둘러싸인 제 1 섹션(21), 및 상기 커버 재킷(52)에 의해 둘러싸인 제 2 섹션(23)을 포함하고, 상기 제 2 섹션(23)의 외경은 상기 제 1 섹션(21)의 외경보다 10% 내지 30%, 특히 20% 더 큰 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 커버 바닥(54)은 아마추어 정지부(56)로서 형성된 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 재킷(52) 및/또는 상기 커버 바닥(54)은 상기 아마추어 공간(34)의 환기를 위한 적어도 하나의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 바닥(54)은 상기 폴 튜브(20)로부터 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버(32)로부터 떨어져 있는 상기 폴 튜브(20)의 측면 상에, 상기 아마추어 공간(34)을 한정하는 플럭스 디스크(40)가 제공되고, 상기 플럭스 디스크(40)는 상기 폴 튜브(20)에 단단히 연결되며, 특히 크림프되거나 가압되는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 재킷(52)은 외부 면에 적어도 하나의 돌출부(62)를 포함하고, 상기 돌출부(62)는 액추에이터 하우징(12)에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버(32)는 상기 코일(18)의 통전을 위한 전기 커넥터를 배치하기 위한 리세스를 포함하고 및/또는 상기 커버(32)는 분말 야금법으로 제조되고, 특히 소결되는 것을 특징으로 하는 전자기 액추에이터(10).
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터(10)를 포함하는 압력 제어 밸브로서, 오일과 같은 작동 매체의 안내 및 압력 제어를 위한 밸브 요소가 작동 요소(46)에 의해 작동될 수 있는, 압력 제어 밸브.

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