KR20220075355A - 전자기 흡인을 개선할 수 있는 물 유입구 솔레노이드 밸브 및 이를 위한 구현 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기 흡인을 개선할 수 있는 물 유입구 솔레노이드 밸브 및 이를 위한 구현 방법에 관한 것이다. 본 방법은 고정자 조립체(102)에 플라스틱을 사출함으로써 플라스틱 캡슐화된 고정자 조립체를 획득하는 단계; 및 물 유입구 솔레노이드 밸브를 형성하기 위해 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체 및 가동 철심(201)을 함께 포함하는 밸브 본체 조립체를 조립하는 단계를 포함한다. 플라스틱 캡슐화된 고정자 조립체는, 코일 조립체(103)의 중심 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114); 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 내부 측면들에 있는 물 절연 슬리브(117); 코일 조립체(103) 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)를 연결시키는 자기 요크(111); 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113)의 내부 측면에 장착되는 자기 전도성 기초부(121); 및 코일 조립체(103) 및 자기 요크(111)를 피복하는 플라스틱 캡슐화 층(116)을 포함한다. 가동 철심(201)의 상단부 면을 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 상부 에지보다 더 낮지 않고 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 상부 에지와 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113)의 하부 에지 사이의 갭의 높이의 1/4보다 더 높지 않은 초기 포지션에 설정함으로써, 물 유입구 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡인이 개선된다.
Description
본 발명은 물을 위한 솔레노이드 밸브의 제조 기술 분야에 관한 것으로, 그리고 특히 전자기적 흡입력을 증가시킬 수 있는 물을 위한 솔레노이드 밸브 및 그의 구현 방법에 관한 것이다.
물을 위한 솔레노이드 밸브(또는 물 유입구 밸브)는 물 소스의 공급 또는 차단을 제어하는 기능을 한다. 물이 작동 동안 특정한 압력을 가지기 때문에, 이 솔레노이드 밸브는 물을 위한 팩이 없는 파일럿-작동된 솔레노이드 밸브(packless pilot-operated solenoid valve)로서 설계될 수 있다. 도 1은 코일 권선부를 플라스틱 밀봉하기 위한 플라스틱 밀봉된 층(116), 플라스틱 밀봉된 층 외부에 장착되는 자기 요크(111), 플러그(107), 물 유입구(215), 및 물 유출구(216)를 포함하는, 현재 보다 일반적으로 사용되는 물을 위한 솔레노이드 밸브의 구조를 도시한다.
도 1은 본질적으로 2개의 부품들, 파일럿 밸브 및 1차 밸브로 구성되는, 물을 위한 솔레노이드 밸브를 도시한다. 권선부(109)가 활성화되지 않을 때, 가동 철심(201)은 자체-중량 및 복귀 스프링의 반력으로 인해 떨어지고, 그리고 1차 밸브 플러그(203)의 유동 관통 홀(210)을 폐쇄해서, 밸런싱된 홀(213)로부터 밸브 플러그의 상부 공동에 진입하는 물이 밖으로 누출하지 않을 수 있고, 그리고 밸브 다이어프램 상의 그리고 그 아래의 유효 지탱 면적들에서의 차이로 인해, 압력 차이가 형성되어서, 밸브 플러그 다이어프램은 1차 밸브 시트에 맞닿아 가압되며, 그리고 밸브가 폐쇄된다. 권선부(109)가 활성화될 때, 자기적 흡인(attraction)은 가동 철심(201)이 위로 당기며, 그리고 밸브 플러그의 상부 공동(211)에서의 물은 유동 관통 홀(210)을 통해 밸브의 유출구로 배출된다. 유동 관통 홀의 유동 능력이 밸런싱된 홀(213)의 유동 능력보다 훨씬 더 크게 설계되기 때문에, 충분한 압력 손실이 밸런싱된 홀(213) 상에 물 유동에 의해 생성되며, 밸브 플러그의 상부 공동(211)의 압력은 급격하게 감소되는 반면, 밸브 플러그의 하부 공동(212)의 압력은 유입구의 압력과 동일하게 유지되어서, 밸브 플러그 다이어프램의 상부 및 하부 측면들 사이의 압력 차이는, 밸브 플러그 다이어프램이 위로 벌지하는(bulge) 것을 유발시키며, 밸브는 개방된다. 도 1에 도시된 물을 위한 솔레노이드 밸브의 주요 문제는, 물 격리 슬리브(117)가 별도로 제조되어야 하며, 그리고 제조된 물 격리 슬리브는 조립에 의해 자기 전도성 내부 슬리브 내로 삽입되어서, 코일 랙(104)의 중간 홀에 설치되는 물 격리 슬리브(117)는, 밸브가 폐쇄될 때의 압력 충격 및 기계적 조립 동안의 가능한 구조적 손상을 견디기 위해 일정한 두께를 가져야 하며, 물을 위한 기존의 솔레노이드 밸브의 비작동 공극이 1.5mm보다 더 큰 것을 초래하며, 따라서 가동 철심이 작용하게 하기 위해 보다 많은 전자기력을 요구하며; 또한, 물 격리 슬리브를 별도로 제조하는 것은 제조 비용을 증가시킨다.
또한, 요크(111)가 플라스틱 밀봉된 코일 권선부의 플라스틱 밀봉된 층(116) 외부에 장착되기 때문에, 요크(111)는, 자기 전도성 내부 슬리브를 통해 코일 랙에 요크를 고정하기 위해 자기 전도성 내부 슬리브와 함께 용접되어야 하며, 용접 프로세스 및 제조 비용이 증가된다.
시장에서의 물들을 위한 솔레노이드 밸브들의 권선 에나멜된 와이어들 모두는 구리 와이어들을 약 26.5g 내지 28g의 총량으로 사용한다. 구리 와이어의 양을 감소시키는 것은 비용을 감소시키기 위한 가장 직접적인 방식이다. 그러나, 구리 와이어들의 양을 감소시키는 것은 필연적으로 물들을 위한 솔레노이드 밸브들의 성능에 영향을 줄 것이다. 자기 회로 구조를 개선함으로써, 구리 와이어의 사용은, 물 유입구 밸브의 성능 레벨을 유지하거나 심지어 개선하는 조건 하에서 감소될 수 있으며, 그리고 성능 및 비용 사이의 균형이 달성될 수 있으며, 이는 발명에 의해 해결될 문제이다.
본 발명의 목적은, 전자기력을 상승시킬 수 있는, 물을 위한 솔레노이드 밸브 및 가동 철심 상에 작용하는 전자기력을 향상시키기 위한 그리고 물을 위한 솔레노이드 밸브를 제조하고 그리고 제조 비용을 감소시키기 위한 제조 프로세스를 간소화하기 위한 이의 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있는 물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법으로서, 이 방법은,
고정자 조립체(stator assembly) 상에 플라스틱을 사출함으로써 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체(plastic-sealed stator assembly)를 획득하는 단계 ─ 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체는,
코일 조립체(coil assembly);
코일 조립체의 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(upper magnetic conductive inner sleeve) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브;
상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브 내부에 위치되는 물 격리 슬리브(water-isolating sleeve);
코일 조립체 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브를 연결시키는 요크(yoke);
물 격리 슬리브의 내부 측 상에 장착되는 자기 전도성 시트(magnetic conductive seat); 및
코일 조립체 및 요크를 덮는 플라스틱 밀봉된 층(plastic-sealed layer)을 포함함 ─ ; 및
물을 위한 솔레노이드 밸브를 형성하기 위해 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체 및 가동 철심(movable iron core)을 함께 포함하는 밸브 본체 조립체를 조립하는 단계를 포함하며,
초기 포지션의 가동 철심의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지로부터 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 초기 포지션에서의 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 가동 철심의 길이는 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 높이들의 합의 1/4 이상과 같이 설정된다. 이러한 방식으로, 코어 재료가 절약될 수 있는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브와 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 갭(gap)은 2mm 내지 5mm이고; 가동 철심의 직경이 6mm로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되며; 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm이고, 그의 벽 두께는 1mm이며, 그리고 그의 외경은 8.5 ± 0.1mm이고; 물 격리 슬리브는 5.5 ± 0.1mm의 내경 및 6.5 ± 0.1mm의 외경을 가지고; 및 자기 전도성 시트의 중량은 가동 철심의 중량의 60% 이상이다.
바람직하게는, 사출 플라스틱이 상기 코일 조립체에 설치되는 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 실행되어서, 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 물 격리 슬리브를 형성한다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부에 형성되는 물 격리 슬리브를 포함하는 물 격리 슬리브 조립체는 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 스토퍼, 및 인서트로서 함께 배치되는 하부 자기 전도성 내부 슬리브 상에 플라스틱을 사출함으로써 제조되며; 그 후, 물 격리 슬리브 조립체는 코일 조립체의 홀 내로 장착된다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브는 원통형이며, 그리고 실린더의 벽에는 접착제 통과를 위한 반경방향 관통 홀들이 제공된다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부 표면들에는 반경방향 관통 홀들과 연통하는 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들이 제공된다.
바람직하게는, 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브가 제공되는 코일 랙(coil rack)의 홀 내로 플라스틱을 사출함으로써, 물 격리 슬리브를 형성하기 위해 사용되는 사출된 플라스틱은 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들을 따라 반경방향 관통 홀 내로 유동하며, 따라서 물 격리 슬리브를 고정시키기 위한 루트(root)를 형성한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있는, 물을 위한 솔레노이드 밸브로서, 상기 솔레노이드 밸브는,
플라스틱 밀봉된 고정자 조립체 ─ 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체는,
코일 조립체(coil assembly);
코일 조립체의 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(upper magnetic conductive inner sleeve) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브;
상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브 내부에 위치되는 물 격리 슬리브(water-isolating sleeve);
코일 조립체 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브를 연결시키는 요크(yoke);
물 격리 슬리브의 내부 측 상에 장착되는 자기 전도성 시트(magnetic conductive seat); 및
코일 조립체 및 요크를 덮는 플라스틱 밀봉된 층(plastic-sealed layer)을 포함함 ─ ; 및
물을 위한 솔레노이드 밸브를 형성하도록 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체와 조립하기 위해, 가동 철심을 포함하는 밸브 본체 조립체;
초기 포지션의 가동 철심의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지로부터 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 초기 포지션에서의 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 가동 철심의 길이는 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 높이들의 합의 1/4 이상과 같이 설정된다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브와 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 갭(gap)은 2mm 내지 5mm이고; 가동 철심의 직경이 6mm로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되며; 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm이고, 그의 벽 두께는 1mm이며, 그리고 그의 외경은 8.5 ± 0.1mm이고; 물 격리 슬리브는 5.5 ± 0.1mm의 내경 및 6.5 ± 0.1mm의 외경을 가지고; 및 자기 전도성 시트의 중량은 가동 철심의 중량의 60% 이상이다.
바람직하게는, 사출 플라스틱이 코일 조립체에 설치되는 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 실행되어서, 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 물 격리 슬리브를 형성한다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부에 형성되는 물 격리 슬리브를 포함하는 물 격리 슬리브 조립체는 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 스토퍼, 및 인서트로서 함께 배치되는 하부 자기 전도성 내부 슬리브 상에 플라스틱을 사출함으로써 제조되며; 그 후, 물 격리 슬리브 조립체는 코일 조립체의 홀 내로 장착된다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브는 원통형이며, 그리고 실린더의 벽에는 접착제 통과를 위한 반경방향 관통 홀들이 제공된다.
바람직하게는, 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부 표면들에는 반경방향 관통 홀들과 연통하는 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들이 제공된다.
바람직하게는, 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브가 제공되는 코일 랙의 홀 내로 플라스틱을 사출함으로써, 물 격리 슬리브를 형성하기 위해 사용되는 사출된 플라스틱은 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들 따라 반경방향 관통 홀 내로 유동하며, 따라서 물 격리 슬리브를 고정시키기 위한 루트를 형성한다.
종래 기술에 대해, 자기 회로 구조의 개선이 주요 자속에 의해 생성되는 단부 표면 흡입력을 향상시켜서, 밸브가 활성화되며 그리고 저압 활성 성능이 보다 양호할 때 전체 전자기적 흡입력이 보다 큰 것이 본 발명의 유리한 기술적인 효과이다.
또한, 플라스틱을 사출함으로써 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부 표면들 상에 물 격리 슬리브를 형성함으로써, 물 격리 슬리브의 두께는 크게 감소될 수 있으며, 이에 의해 가동 철심 상에 작용하는 전자기력을 향상시킨다.
다른 한편으로, 플라스틱을 사출함으로써 요크 및 코일 조립체를 함께 고정시킴으로써, 물을 위한 솔레노이드 밸브를 제조하기 위한 제조 프로세스는 간소화될 수 있으며, 제조 비용은 감소될 수 있고, 그리고 제품 품질은 개선될 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 내용, 특징들 및 기술적 효과들을 추가로 이해하도록 첨부 도면들 및 실시예들을 참조하여 상세히 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 종래의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 구조물을 도시하는 개략도이다.
도 2는 가동 철심의 스트로크에 대한 가동 철심의 하중 반력을 예시하는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 고정자 조립체의 분해도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 고정자 조립체의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 고정자 조립체에 플라스틱을 우선적으로 사출함으로써 형성되는 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체의 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 제1 실시예의 정면도이다.
도 9b는 본 발명의 도 9a의 단면도(A-A)이다.
도 9c는 본 발명의 도 9a의 단면도(B-B)이다.
도 9d는 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 제1 실시예의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 2차 플라스틱 패킹을 겪은 물을 위한 솔레노이드 밸브의 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체에 의해 형성되는 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체의 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 물 격리 슬리브를 형성하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 개략도이며, 도 12는 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 하부 자기 전도성 내부 슬리브, 및 인서트로서의 스토퍼의 포지션 관계를 도시하고, 도 13은 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 하부 자기 전도성 내부 슬리브 및 인서트들로서의 스토퍼 상에 플라스틱을 사출함으로써 형성되는 물 격리 슬리브 조립체의 사시도이며, 그리고 도 14는 물 격리 슬리브 조립체의 단면도이다.
도면 부호 설명: 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체-100; 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체-101; 고정자 조립체 102; 코일 조립체-103; 코일 랙-104; 요크 위치결정 보스-105; 자기 전도성 내부 슬리브 위치결정 링-106; 인서트-107; 전자 구성요소들-108; 코일 권선부-109; 요크-111; 요크 위치결정 홈-112; 상부 자기 전도성 내부 슬리브-113; 하부 자기 전도성 내부 슬리브-114; 자기 전도성 내부 슬리브 접착제 통과 홀-115; 플라스틱 밀봉된 층-116; 물 격리 슬리브-117; 물 격리 슬리브 기초부-118; 물 격리 슬리브의 내부 공동-119; 자기 전도성 시트-121; 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 내부 홈-122; 자기 전도성 내부 슬리브 조인트 시임-123; 복귀 스프링-200; 가동 철심-201; 유동 관통 홀 플러그 고무-202; 밸브 플러그-203; 밸브 플러그 고무-204; 밸브 본체(205); 장착 랙-206; 압력 릴리프 링-207; 고무 개스킷-208; 필터 스크린 조립체-209; 유동 관통 홀-210; 밸브 플러그 상부 공동-211; 밸브 플러그 하부 공동-212; 밸런싱된 홀-213; 물 유입구-215; 물 유출구-216 .
도 2는 가동 철심의 스트로크에 대한 가동 철심의 하중 반력을 예시하는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 고정자 조립체의 분해도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 고정자 조립체의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 고정자 조립체에 플라스틱을 우선적으로 사출함으로써 형성되는 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 물을 위한 솔레노이드 밸브의 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체의 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 제1 실시예의 정면도이다.
도 9b는 본 발명의 도 9a의 단면도(A-A)이다.
도 9c는 본 발명의 도 9a의 단면도(B-B)이다.
도 9d는 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 제1 실시예의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 2차 플라스틱 패킹을 겪은 물을 위한 솔레노이드 밸브의 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체에 의해 형성되는 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체의 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 물 격리 슬리브를 형성하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 개략도이며, 도 12는 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 하부 자기 전도성 내부 슬리브, 및 인서트로서의 스토퍼의 포지션 관계를 도시하고, 도 13은 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 하부 자기 전도성 내부 슬리브 및 인서트들로서의 스토퍼 상에 플라스틱을 사출함으로써 형성되는 물 격리 슬리브 조립체의 사시도이며, 그리고 도 14는 물 격리 슬리브 조립체의 단면도이다.
도면 부호 설명: 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체-100; 1차 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체-101; 고정자 조립체 102; 코일 조립체-103; 코일 랙-104; 요크 위치결정 보스-105; 자기 전도성 내부 슬리브 위치결정 링-106; 인서트-107; 전자 구성요소들-108; 코일 권선부-109; 요크-111; 요크 위치결정 홈-112; 상부 자기 전도성 내부 슬리브-113; 하부 자기 전도성 내부 슬리브-114; 자기 전도성 내부 슬리브 접착제 통과 홀-115; 플라스틱 밀봉된 층-116; 물 격리 슬리브-117; 물 격리 슬리브 기초부-118; 물 격리 슬리브의 내부 공동-119; 자기 전도성 시트-121; 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 내부 홈-122; 자기 전도성 내부 슬리브 조인트 시임-123; 복귀 스프링-200; 가동 철심-201; 유동 관통 홀 플러그 고무-202; 밸브 플러그-203; 밸브 플러그 고무-204; 밸브 본체(205); 장착 랙-206; 압력 릴리프 링-207; 고무 개스킷-208; 필터 스크린 조립체-209; 유동 관통 홀-210; 밸브 플러그 상부 공동-211; 밸브 플러그 하부 공동-212; 밸런싱된 홀-213; 물 유입구-215; 물 유출구-216 .
본 발명은 코일 랙, 자기 전도성 내부 슬리브, 물 격리 슬리브, 가동 철심, 및 자기 전도성 기초부의 구조로부터 출발하고, 그리고 물 유입구 밸브가 자기 회로 구조물을 개선시킴으로써 시작될 때 전자기적 흡입력을 향상시키며, 와이어 소모는 감소되며, 그리고 비용은 최소 시작 전압 요건을 충족하는 조건 하에서 감소된다.
본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 자기 회로는 요크, 자기 전도성 시트, 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 가동 철심, 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브로 구성된다.
도 2는 가동 철심의 하중 반력과 가동 철심의 행정(stroke) 사이의 관계를 도시하며, 작동시에 가동 철심에 작용하는 하중 반력 특성은 도 2의 곡선(1)으로서 도시된다. F-S 좌표계에서, F는 가동 철심에 작용하는 하중 반력이며, S는 가동 철심의 흡입 행정이다. 하중 반력은 주로 가동 철심에 작용하는 물의 힘(F1), 가동 철심의 자체 중량(G), 및 스프링의 탄성력(F2)로 구성되며, 여기서 F1 및 F2는 중요하고 그리고 변경된다. 가동 철심이 유동 관통 홀을 폐쇄할 때, F1은 물 소스 압력 및 유동 관통 홀의 단면적의 곱과 동일하며, 그리고 도면의 지점(A)은, 폐쇄된 밸브 상태에 대응하고; 파워-온(power-on) 후에 상승하는 가동 철심의 초기 단계에서, 밸브 플러그 다이어프램이 또한 상승하기 때문에, 유동 관통 홀은 막히며, 밸브 플러그의 상부 공동의 압력은 여전히 가동 철심 상에서 하향 작용력을 가지지만, 연속적으로 감소되었고; 그 후, 스프링이 압축되며 그리고 스프링 힘이 강화된다. F1은 F2가 증가하는 것보다 더 빠르게 감소하기 때문에, 곡선(1)의 제1 절반부는 천천히 감소한다. 지점(B)에서, 밸브 플러그 다이어프램은 완전히 상승하며, 유동 관통 홀이 막히지 않고, F1은 완전히 사라지며, 그리고 하중 반력이 최저점으로 급격히 떨어지고; 그 후, 가동 철심은 F2에 대해 상승하며, 그리고 지점(B) 후의 경사진 선 세그먼트의 기울기는 스프링의 탄성 계수이다.
하중 반력 특성에 적응하기 위해, 가동 철심에 작용하는 전자기적 흡입력 특성은 도 2에서 도시된 바와 같다. 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브 그리고 가동 철심의 상대적인 포지션들은 전자기적 흡입력의 특정 효과에 중요한 역할을 한다. 작동 공극은 가동 철심과 상부 자기 전도성 내부 슬리브 사이에 존재하며, 그리고 메인 비작동 공극은 가동 철심과 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이에 형성된다. 가동 철심이 상부 자기 전도성 내부 슬리브로 흡입되지 않기 전에, 자기 전위는 주로 작동 공극에서 떨어지며; 전자기적 흡입력은 가동 철심의 측면 표면 상의 누설 자속(leakage flux)에 의해 생성되는 전자기력 및 메인 자속(main magnetic flux)에 의해 생성되는 단부 표면 흡입력을 포함하고; 가동 철심의 상단부 표면이 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지에 가까울 때, 단부 표면 흡입력의 효과가 보다 크며; 상단부 표면이 상부 자기 내부 슬리브의 하부 에지 가까울수록, 전체 전자기적 흡입력이 더 커지며, 그리고 가동 철심이 상부 자기 전도성 내부 슬리브에 들어가려 할 때, 최대 값이 도달된다. 가동 철심이 상부 자기 전도성 내부 슬리브로 흡입된 후, 작동 공극의 길이는 변하지 않으며, 그리고 공극 면적이 가동 철심의 깊이와 함께 증가하고, 작동 공극 자기는, 비작동 공극 자기 컨덕턴스와 비교될 수 있는 정도로 신속하게 증가해서, 작동 공극 자기 압력 강하는 비례하여 감소되며, 그리고 이에 따라, 전자기적 흡입력은 감소된다. 전자석 흡인력 특성 곡선의 하강 구간 및 하중 반력 특성 곡선의 상승 구간은 지점(C)에서 교차하며, 가동 철심은 완료되고, 그리고 물을 위한 솔레노이드 밸브는 또한 전도된다(conducted).
가동 철심은 특정 흡입 행정을 가져야 한다는 것을 고려하여, 자기 누설(magnetic leakage)은 상부 자기 내부 슬리브와 하부 자기 내부 슬리브 사이의 갭에 존재하며, 그리고 자기 시트는 상부 자기 내부 슬리브에 설치되고, 본 발명은 다음과 같이 자기 회로 구조물을 개선시킨다:
1. (가동 철심이 파워-온 전에 위치되는 포지션과 동등한) 초기 포지션의 가동 철심의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지보다 더 낮지 않고, 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지와 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지 사이의 거리의 1/4보다 더 높지 않아서, 초기 포지션의 가동 철심의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브보다 약간 더 높아, 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지와 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지 사이의 갭의 자기 누출이 초기 포지션에서 가동 철심 상에 완전히 작용하고, 그리고 가동 철심이 신뢰가능한 흡입 행정을 가지는 것을 보장하며, 이에 의해 흡입의 신뢰성을 개선시킨다.
2. (하부 자기 전도성 내부 슬리브의 초기 위치에서의 가동 철심의 길이와 동등한) 초기 위치의 가동 철심과 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 소켓 길이는 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 높이들의 합의 1/4 이상이며, 즉 가동 철심의 길이는 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 길이 미만일 수 있지만, 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 길이의 1/2 이상이어서, 비작동 공극의 자기 전도가 너무 작지 않으며, 철심이 포화되는 것을 보장하고, 그리고 큰 임펄스 전류 충격을 견디기 위해 물을 위한 솔레노이드 밸브의 능력이 개선시킨다.
특정 수치들(specific numerical values)은 다음과 같이 설정된다:
상부 자기 전도성 내부 슬리브와 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 갭은 2mm 내지 5mm이며;
자기 전도성 시트의 중량은 가동 철심의 60% 이상일 수 있고;
가동 철심의 직경이 6mm으로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되며;
물 격리 슬리브의 내경은 5.5 ± 0.1mm이고, 벽 두께는 0.5mm이며, 외경은 6.5 ± 0.1mm이고;
자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm이며, 벽 두께는 1mm이고, 외경은 8.5 ± 0.1mm이며;
코일 랙에서의 홀의 애퍼처는 약 8.7mm이고; 그리고
코일 랙 벽 두께는 1mm로부터 0.4mm까지 감소된다.
가동 철심의 감소된 직경의 결과로서, 코일 권선부가 활성화될 때, 자화된 자기 전도성 시트와 가동 철심 사이의 인력 충돌에 의해 생성되는 소음이 또한 감소된다. 물 격리 슬리브, 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브, 그리고 코일 랙의 애퍼처들은 가동 철심의 직경의 감소를 수용하기 위해 감소된다. 코일 랙의 애퍼처가 감소될 때, 구리 와이어 소모가 감소되며, 권선 저항이 감소되고, 그리고 권선 회전들의 수 및 와이어 직경이 변하지 않는 조건 하에서 전류가 증가되며, 이는 솔레노이드 흡인 및 저전압 시작 성능을 개선시킨다.
본 발명은 전자기적 흡입력을 개선시킬 수 있는, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법을 제공하며, 본 방법은,
고정자 조립체 상이 플라스틱을 사출함으로써 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체를 획득하는 단계; 및
물을 위한 솔레노이드 밸브를 형성하기 위해 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체 및 가동 철심(201)을 함께 포함하는 밸브 본체 조립체를 조립하는 단계를 포함하며;
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체는, 코일 랙(104), 코일 랙(104) 상에 권선된 코일 권선부(109), 인서트(107), 및 코일 랙(104) 상에 장착되는 전자 구성요소(108)를 가지는 코일 조립체(103)(도 5 참조); 코일 조립체의 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114); 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114) 내부에 위치되는 물 격리 슬리브(117); 코일 조립체 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)를 연결시키는 요크(111); 상부 물 격리 슬리브(117) 내부에 장착되는 자기 전도성 시트(121); 및 코일 조립체 및 요크(111)를 덮는 플라스틱 밀봉된 층(116)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 초기 포지션의 가동 철심(201)의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 상부 에지로부터 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113)의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 증가시킨다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 밸브 본체 조립체는, 물 격리 슬리브에 수용되는 복귀 스프링(200) 및 가동 철심(201); 유동 관통 홀 밸브 플러그 고무(202); 밸브 플러그(203); 밸브 플러그 고무(204); 밸브 본체(205), 장착 랙(206), 압력 완화 링(207), 고무 가스킷(208), 및 필터 스크린 조립체(209) 등을 포함한다. 물을 위한 솔레노이드 밸브의 밸브 본체 조립체의 이러한 구성요소들이 물을 위한 기존의 솔레노이드 밸브의 모든 구성요소들이며 그리고 이의 연결 관계는 또한 종래 기술에서와 실질적으로 동일하기 때문에, 이는 종래 기술에 속한다. 간결함을 위해, 종래 기술로 간주되는 것에 대한 상세한 설명은 생략된다.
본 발명에 따르면, 초기 포지션에서 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 가동 철심의 길이를 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 높이들의 합의 1/4 이상이도록 설정함으로써, 비작동 공극의 자기 전도가 너무 작지 않는 것을 보장하도록, 철심의 자기 포화를 회피하고, 그리고 큰 임펄스 전류 충격을 견디기 위해 물에 대한 솔레노이드 밸브의 능력을 개선시킨다.
자기 회로 구조물의 위에서 언급된 개선을 달성하기 위한 본 발명의 특정한 매개변수들은, 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들 사이의 갭(gap)은 2mm 내지 5mm인 것; 가동 철심의 직경이 6mm로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되는 것; 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm인 것, 벽 두께는 1mm인 것, 그리고 외경은 8.5 ± 0.1mm인 것; 물 격리 슬리브의 내경은 5.5 ± 0.1mm인 것, 그리고 외경은 6.5 ± 0.1mm인 것; 및 자기 전도성 시트의 중량은 가동 철심의 중량의 60% 이상인 것을 포함해서, 자기 전도성 시트를 적합하게 증가시키고, 전자기적 흡입력을 증가시키고, 그리고 밸브 석션의 신뢰성을 향상시킨다.
도 4를 참조하면, 본 발명은 코일 조립체에 장착되는 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114) 내부에 플라스틱을 사출함으로써 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114) 내부에 물 격리 슬리브를 형성할 수 있다.
도 5 내지 도 11은 본 발명에 따른 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114) 내부에 물 격리 슬리브를 형성하는 구체적인 프로세스를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)는 코일 조립체 상의 공동 상에 장착되며, 그리고 코일 랙(104)의 홀에서의 자기 전도성 내부 슬리브 위치결정 링(106)(도 4 참조)은 자기 요크(111)와 접촉할 수 있는 포지션에서 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)를 규정하고; 그 후, 요크(111)의 요크 위치결정 홈들(112)은 코일 랙(104)의 상단부 및 하단부 면들의 요크 위치결정 보스들(105)과 맞물려져서, 요크(111)는 한편으로는 코일 랙(104) 상에 위치결정되고 그리고 밀접하게 접촉되고 그리고 다른 한편으로 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114)과 커플링되며, 이에 의해 도 6에 도시된 고정자 조립체(102)를 형성한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명은 요크(111)를 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들에 용접하는 용접 프로세스를 감소시킬 수 있고, 그리고 하나의 요크를 감소시킬 수 있다. 그러나, 종래 기술에서, 상부 자기 전도성 내부 슬리브를 하나의 요크와 용접하는 것, 하부 자기 전도성 내부 슬리브를 다른 요크와 용접하는 것, 그리고 그 후 2개의 요크들을 맞대기-결합하는 것이 필수적이다(맞대기 결합이 달성되지 않을 수 있는 품질 문제가 존재할 수 있음). 따라서, 본 발명에 따르면, 단계들이 감소될 수 있으며, 비용이 감소될 수 있고, 그리고 제품 품질이 개선될 수 있다.
본 발명에서, 고정자 조립체(102)는 기초부 또는 인서트로서 사용되며, 그리고 플라스틱은 물 격리 슬리브를 갖는 고정자 조립체(100) 상에 사출되며, 고정자 조립체는,
도 6에 도시되는 고정자 조립체(102)를 몰드 내로 넣고 그리고 플라스틱을 처음에 사출함으로써, 코일 권선부(109), 요크(111), 및 전자 구성요소(108)는 플라스틱으로 래핑되지만, 인서트(107) 및 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)를 갖는 코일 랙(125)에서의 홀은 노출되며, 따라서 도 7 및 도 8에 도시되는 1차 플라스틱 밀봉된 조립체(101)를 형성하며;
1차 플라스틱 밀봉된 조립체(101)를 다른 몰드 내로 넣고 그리고 두번째로 플라스틱을 사출함으로써, 물 격리 슬리브(117)는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113)와 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)이 코일 랙(125)의 홀 상에 형성되어서, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 물 격리 슬리브를 갖는 통합형 고정자 조립체(100)를 제조한다.
도 11은 물 격리 슬리브를 가지는 통합형 고정자 조립체(100)의 구조물을 도시한다. 요크(111)는 플라스틱 밀봉된 층(116)에 의해 코일 조립체(103)에 단단히 고정되며, 그리고 물 격리 슬리브(117)는 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114)의 내벽들 상에 사출 성형되어서, 약 0.5mm의 두께를 가지는 물 격리 슬리브(117)는 코일 랙의 홀에 형성되며, 즉, 본 발명은 사출-플라스틱 프로세스에 의해 물 격리 슬리브(117)의 두께를 감소시킨다. 본 발명은, 가동 철심(201)과 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 갭을 크게 감소시킬 수 있고 그리고 종래 기술의 1.7mm 두께의 물 격리 슬리브에 대해, 가동 철심(201) 상에 작용하는 전자기력을 증가시킬 수 있다.
또한, 제2 사출 플라스틱에서, 수나사들(external threads)을 가지는 물 격리 슬리브의 기초부(118)는 또한, 물을 위한 솔레노이드 밸브를 조립할 때, 물 격리 슬리브를 가지는 통합형 고정자 조립체(100)가 암나사들을 가지는 밸브 본체(205) 상에서 나사결합될 수 있도록 사출 성형된다(도 11 참조).
그 후, 자기 전도성 시트(121)는, 도 4에 도시된 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체를 형성하기 위해 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 내에 장착된다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 구조물을 도시한다. 본 발명의 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)는 원통형이며, 그리고 그의 벽에는 접착제 통과를 위한 반경방향 관통 홀(115)이 제공되고, 그리고 실린더 벽의 내부 표면에는 (플라스틱 사출 동안 핫 멜트 플라스틱의 유동을 용이하게 하기 위한) 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 홈(122)이 제공되며, 그리고 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 홈(122)은 반경방향 관통 홀(115)과 연통한다. 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들을 가지는 코일랙의 홀에 플라스틱을 사출함으로써, 물 격리 슬리브를 형성하는데 사용되는 사출된 플라스틱은 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 홈(122)을 따라 자기 전도성 내부 슬리브 관통 홀(115) 내로 유동하여, 물 격리 슬리브(117)를 위치결정하기 위한 루트를 형성하여, 물 격리 슬리브(117)는 자기 전도성 내부 슬리브 위치결정 링(106)에 의해 위치결정된 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114)에 단단히 고정된다.
또한, 본 발명은, 물 격리 슬리브가 플라스틱 밀봉될 때 반경방향 홈들을 사용하여 물 격리 슬리브를 추가로 고정시키기 위해 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들(113, 114)의 내부 표면들 상에 복수의 원주방향 홈들(미도시)을 더 제공할 수 있다.
도 12 내지 도 14는 물 격리 슬리브를 형성하기 위한 본 발명의 다른 실시예를 예시한다. 첫째로, 상부 자기 내부 슬리브(113), 스토퍼(106), 및 하부 자기 내부 슬리브(114)는 (도 12에 도시된 바와 같이) 함께 배치된다. 둘째로, 함께 배치되는 상부 자기 내부 슬리브(113), 스토퍼(106), 및 하부 자기 내부 슬리브(114)는, 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브 내부에 형성되는 물 격리 슬리브를 포함하는 물 격리 슬리브 조립체를 제조하도록 플라스틱을 사출하기 위해 인서트들로서 사용된다(도 13 및 도 14 참조). 그 후, 물 격리 슬리브 조립체는 코일 조립체의 홀 내로 설치되며, 그리고 플라스틱이 사출되며, 따라서 도 4와 도시되는 바와 같이 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체를 형성한다.
“물 재킷(jacket) 및 보빈(bobbin)과 함께 인서트들로서 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들을 사출 성형하는 것"에 대한 기술과 비교하여, 본 발명의 물 유입구 솔레노이드 밸브의 실현 방법은, 작동 공극을 크게 감소시킬 수 있는데, 왜냐하면 본 발명의 물 격리 슬리브는 코일 랙의 홀에 플라스틱을 사출함으로써 형성되며, 그리고 매우 얇은 물 격리 슬리브가 형성될 수 있다. “물 재킷 및 보빈과 함께 인서트들로서 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들을 사출 성형하는 것"에 대한 기술은 "자기 내부 슬리브, 워터 재킷, 및 코일 랙이 통합형 부품으로 사출 성형되는 것”이어서, 별도의 물 재킷, 코일 랙, 및 자기 내부 슬리브를 제조하는 것이 필수적이며; 제조 프로세스 및 강도와 같은 요인들을 고려하여, 물 재킷은 특정 두께를 가져야 해서, 그의 두께는, 플라스틱이 코일 랙의 홀에 사출되는 본 발명의 물 격리 슬리브의 두께보다 더 크다. 또한, “워터 재킷 및 보빈과 함께 인서트들로서 상부 및 하부 자기 내부 슬리브들을 사출 성형하는 것"에 대한 기술은, 통합형 고정자 조립체를 형성하기 위해 요크, 코일 권선부, 인서트, 코일 랙, 마그네틱 내부 슬리브 및 물 격리 슬리브를 함께 포장하지 않을 수 있다.
본 발명은, 또한 상기 방법에 따라 제조된 전자기적 흡입력이 증가시키는 것을 물을 위한 솔레노이드 밸브에 제공하며, 이 솔레노이드 밸브는,
플라스틱 밀봉된 고정자 조립체;
물을 위한 솔레노이드 밸브를 형성하도록 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체와 조립하기 위해, 가동 철심을 포함하는 밸브 본체 조립체;
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체는, 코일 랙(104), 코일 랙(104) 상에 권선된 코일 권선부(109), 인서트(107), 및 코일 랙(104) 상에 장착되는 전자 구성요소(108)를 가지는 코일 조립체(도 5 참조); 코일 조립체의 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114); 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114) 내부에 위치되는 물 격리 슬리브(117); 코일 조립체 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)를 연결시키는 요크(111); 상부 물 격리 슬리브(117) 내부에 장착되는 자기 전도성 시트(121); 및 코일 조립체 및 요크(111)를 덮는 플라스틱 밀봉된 층(116)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 초기 포지션의 가동 철심(201)의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)의 상부 에지로부터 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113)의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 증가시킨다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 물을 위한 솔레노이드 밸브의 밸브 본체 조립체는, 물 격리 슬리브에 수용되는 복귀 스프링(200) 및 가동 철심(201); 유동 관통 홀 밸브 플러그 고무(202); 밸브 플러그(203); 밸브 플러그 고무(204); 밸브 본체(205), 장착 랙(206), 압력 완화 링(207), 고무 가스킷(208), 및 필터 스크린 조립체(209) 등을 포함한다.
본 발명에 따르면, 초기 포지션의 가동 철심의 상단부 면은 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지로부터 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 초기 포지션에서 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 가동 철심의 길이를 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 높이들의 합의 1/4 이상이도록 설정함으로써, 비작동 공극의 자기 전도가 너무 작지 않는 것을 보장하도록, 철심의 자기 포화를 회피하고, 그리고 큰 임펄스 전류 충격을 견디기 위해 물에 대한 솔레노이드 밸브의 능력을 개선시킨다.
자기 회로 구조물의 위에서 언급된 개선을 달성하기 위한 본 발명의 특정한 매개변수들은, 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들 사이의 갭(gap)은 2mm 내지 5mm인 것; 가동 철심의 직경이 6mm로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되는 것; 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm인 것,벽 두께는 1mm인 것, 그리고 외경은 8.5 ± 0.1mm인 것; 물 격리 슬리브의 내경은 5.5 ± 0.1mm인 것, 그리고 외경은 6.5 ± 0.1mm인 것; 및 자기 전도성 시트의 중량은 가동 철심의 중량의 60% 이상인 것을 포함해서, 자기 전도성 시트를 적합하게 증가시키고, 전자기적 흡입력을 증가시키고, 그리고 밸브 석션의 신뢰성을 향상시킨다.
게다가, 본 발명에 따르면, 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들 내부의 물 격리 슬리브는 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 내부 표면들 상에 플라스틱을 사출함으로써 형성된다.
대안적으로, 본 발명은 또한, 상부 자기 내부 슬리브, 스토퍼 및 하부 자기 내부 슬리브를 인서트로서 함께 배치할 수 있고, 그리고 코일 조립체의 홀에 설치되는 물 격리 슬리브 조립체를 형성하기 위해 이들 상에 사출 성형을 수행할 수 있고 그리고 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 표면들 상의 사출 성형에 의해 형성되는 물 격리 슬리브를 포함한다.
다른 한편으로, 본 발명의 상부 자기 전도성 내부 슬리브(113) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브(114)는 원통형이며, 그리고 그의 벽에는 접착제 통과를 위한 반경방향 관통 홀(115)이 제공된다. 그의 벽의 내부 표면에는 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 홈(122)이 제공되며, 그리고 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 홈(122)은 반경방향 관통 홀(115)과 연통한다. 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들을 가지는 코일랙의 홀에 플라스틱을 사출함으로써, 물 격리 슬리브를 형성하는데 사용되는 사출된 플라스틱은 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브 축방향 홈(122)을 따라 자기 전도성 내부 슬리브 관통 홀(115) 내로 유동하여, 사출 성형된 물 격리 슬리브(117)를 위치결정하기 위한 루트를 형성한다.
본 발명자의 실험적 연구에 따르면, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 자기 회로 구조는, 밸브의 저압 시작 성능에 영향을 미치지 않으면서, 소모품들이 감소될 수 있으며 그리고 비용이 감소될 수 있는 크기로 설계된다. 가동 철심의 직경은 6mm으로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되었으며; 물 격리 슬리브의 내경은 5.5 ± 0.1mm이고, 벽 두께는 0.5 mm이며, 그리고 외경은 6.5 ± 0.1 mm이고; 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 내경은 6.5 ± 0.1mm이며, 벽 두께는 1mm이고, 그리고 외부 직경은 8.5 ± 0.1mm이며; 코일 랙의 홀의 애퍼처는 약 8.7mm이다.
물 격리 슬리브가 밸브의 작동 동안 가동 철심의 작용으로 인해 진동하기 때문에, 코일 랙은 손상을 방지하기 위해 특정 강성 요건들을 충족해야 한다. GB14536.1-2008 "Electrical automatic controllers for household and similar purposes" 및 GB 4706.1-2005 "Safety of electrical appliances for household and similar purposes"의 조항들에 따라, 물 유입구 밸브의 자기 요크는 노출되고 그리고 사람의 손들에 접근가능하다. 절연에 대한 요건들을 충족하기 위해, 골격 벽 두께는 0.7mm보다 더 커야 한다. 본 발명의 물 유입구 밸브의 자기 요크는 플라스틱 밀봉되며, 이는 사람의 손들에 의해 만져질 수 없으며, 그리고 골격은 두께 요건을 가지지 않고, 그리고 단지 골격의 두께가 최소화될 수 있도록, 권선할 때 변형되지 않기 위해 강도를 보장해야 한다.
본 발명이 물 격리 슬리브 사출 성형의 제조 프로세스를 채택하기 때문에, 물 격리 슬리브는 플라스틱을 고정자 조립체 상에 사출함으로써 형성되고 그리고 코일 랙과 통합되며, 그리고 코일 랙의 벽 두께는 국가 표준에 의해 제한되지 않으며, 코일 랙의 홀의 벽 두께는 1mm로부터 0.4mm까지 감소되어서, 코일 직경은 더 감소되며, 그리고 구리 와이어의 양은 권선 회전들의 수 및 와이어 직경이 변경되지 않는 조건 하에서 더 감소된다.
게다가, 가동 철심이 보다 작아지고 그리고 보다 가벼워짐에 따라, 코일 권선부(109)가 활성화되며, 자기화된 자기 시트(121)와 가동 철심(201) 사이의 흡인에 의해 발생되는 소음이 또한 감소한다.
본 실시예의 물을 위한 솔레노이드 밸브에 사용되는 물 격리 슬리브의 사출 성형 프로세스가 물을 위한 솔레노이드 밸브의 제조 프로세스를 단지 예시하고, 자기 회로 구조를 제한하지 않는 것이 유의되어야 한다. 본 발명의 자기 회로 구조 개선 방법은, 시동(start-up)시에 솔레노이드 흡인력을 향상할 때 물들을 위한 모든 솔레노이드 밸브에 대해 효율적이어서, 와이어 소모를 감소시키고 그리고 최소 시동 전압 요건들을 충족하는 조건 하에서 철심 흡입부를 이동시킴으로써 생성되는 소음을 감소시킨다.
본 발명이 위에서 상세히 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 그리고 다양한 수정들이 본 발명의 원리들에 따라 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 원리들에 따라 이루어진 수정예들은, 본 발명의 범주에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (16)
- 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있는, 물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법으로서, 상기 방법은,
고정자 조립체(stator assembly) 상에 플라스틱을 사출함으로써 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체(plastic-sealed stator assembly)를 획득하는 단계 ─ 상기 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체는,
코일 조립체(coil assembly);
상기 코일 조립체의 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브(upper magnetic conductive inner sleeve) 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브;
상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 내부에 위치되는 물 격리 슬리브(water-isolating sleeve);
상기 코일 조립체 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브를 연결시키는 요크(yoke);
상기 물 격리 슬리브의 내부 측 상에 장착되는 자기 전도성 시트(magnetic conductive seat); 및
상기 코일 조립체 및 상기 요크를 덮는 플라스틱 밀봉된 층(plastic-sealed layer)을 포함함 ─ ; 및
물을 위한 상기 솔레노이드 밸브를 형성하기 위해 상기 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체 및 가동 철심(movable iron core)을 함께 포함하는 밸브 본체 조립체를 조립하는 단계를 포함하며,
초기 포지션의 상기 가동 철심의 상단부 면은 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지로부터 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 상기 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 초기 포지션에서의 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 가동 철심의 길이는 상기 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 높이들의 합의 1/4 이상과 같이 설정되며, 이러한 방식으로, 코어 재료가 절약될 수 있는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상부 자기 전도성 내부 슬리브와 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 갭(gap)은 2mm 내지 5mm이고; 상기 가동 철심의 직경이 6mm로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되며; 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm이고, 그의 벽 두께는 1mm이며, 그리고 그의 외경은 8.5 ± 0.1mm이고; 물 격리 슬리브는 5.5 ± 0.1mm의 내경 및 6.5 ± 0.1mm의 외경을 가지고; 및 상기 자기 전도성 시트의 중량은 상기 가동 철심의 중량의 60% 이상인,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제2 항에 있어서,
플라스틱은, 상기 코일 조립체에 설치되는 상기 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 사출되어서, 상기 상부 자기 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 상기 물 격리 슬리브를 형성하는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부에 형성되는 물 격리 슬리브를 포함하는 물 격리 슬리브 조립체는 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 스토퍼(stopper), 및 인서트(insert)로서 함께 배치되는 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 상에 플라스틱을 사출함으로써 제조되며; 그 후, 상기 물 격리 슬리브 조립체는 상기 코일 조립체의 홀 내로 장착되고 그리고 플라스틱의 사출이 실행되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브는 실린더 형상이며, 그리고 상기 실린더의 벽에는 접착제 통과를 위한 반경방향 관통 홀들이 제공되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제6 항에 있어서,
상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부 표면들에는 반경방향 관통 홀들과 연통하는 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들이 제공되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 상부 자기 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 내부 슬리브가 제공되는 코일 랙(coil rack)의 홀 내로 플라스틱을 사출함으로써, 상기 물 격리 슬리브를 형성하기 위해 사용되는 상기 사출된 플라스틱은 상기 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들 따라 상기 반경방향 관통 홀 내로 유동하며, 따라서 상기 물 격리 슬리브를 고정시키기 위한 루트(root)를 형성하는,
물을 위한 솔레노이드 밸브의 구현 방법. - 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있는, 물을 위한 솔레노이드 밸브로서, 상기 솔레노이드 밸브는,
플라스틱 밀봉된 고정자 조립체 ─ 상기 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체는,
코일 조립체;
상기 코일 조립체의 홀에 장착되는 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브;
상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 내부에 위치되는 물 격리 슬리브;
상기 코일 조립체 외부에 위치되고 그리고 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브를 연결시키는 요크;
상기 물 격리 슬리브의 내부 측 상에 장착되는 자기 전도성 시트; 및
상기 코일 조립체 및 상기 요크를 덮는 플라스틱 밀봉된 층을 포함함 ─ ; 및
상기 물을 위한 솔레노이드 밸브를 형성하도록 상기 플라스틱 밀봉된 고정자 조립체와 조립하기 위해, 가동 철심을 포함하는 밸브 본체 조립체를 포함하며,
초기 포지션의 상기 가동 철심의 상단부 면은 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지보다 더 낮지 않게 그리고 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 상부 에지로부터 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브의 하부 에지까지의 거리의 1/4보다 더 높지 않게 설정되어서, 상기 물을 위한 솔레노이드 밸브의 전자기적 흡입력을 향상시킬 수 있는,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제7 항에 있어서,
상기 초기 포지션에서의 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 가동 철심의 길이는 상기 상부 및 하부 자기 전도성 내부 슬리브들의 높이들의 합의 1/4 이상과 같이 설정되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
상부 자기 전도성 내부 슬리브와 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 사이의 갭(gap)은 2mm 내지 5mm이고; 상기 가동 철심의 직경이 6mm로부터 5 ± 0.1mm까지 감소되며; 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내경은 6.5 ± 0.1mm이고, 그의 벽 두께는 1mm이며, 그리고 그의 외경은 8.5 ± 0.1mm이고; 물 격리 슬리브는 5.5 ± 0.1mm의 내경 및 6.5 ± 0.1mm의 외경을 가지고; 및 상기 자기 전도성 시트의 중량은 상기 가동 철심의 중량의 60% 이상인,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
플라스틱의 사출이 상기 코일 조립체에 설치되는 상기 상부 자기 내부 슬리브 및 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 실행되어서, 상기 상부 자기 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 내부 슬리브의 내부 측면들 상에 상기 물 격리 슬리브를 형성하는,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부에 형성되는 물 격리 슬리브를 포함하는 물 격리 슬리브 조립체는 상기 상부 자기 전도성 내부 슬리브, 스토퍼, 및 인서트로서 함께 배치되는 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브 상에 플라스틱을 사출함으로써 제조되며; 그 후, 상기 물 격리 슬리브 조립체는 상기 코일 조립체의 홀 내로 장착되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브는 실린더 형상이며, 그리고 상기 실린더의 벽에는 접착제 통과를 위한 반경방향 관통 홀들이 제공되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제14 항에 있어서,
상부 자기 전도성 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 전도성 내부 슬리브의 내부 표면들에는 반경방향 관통 홀들과 연통하는 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들이 제공되는,
물을 위한 솔레노이드 밸브. - 제15 항에 있어서,
상기 상부 자기 내부 슬리브 및 상기 하부 자기 내부 슬리브가 제공되는 코일 랙의 홀 내로 플라스틱을 사출함으로써, 상기 물 격리 슬리브를 형성하기 위해 사용되는 상기 사출된 플라스틱은 상기 축방향 자기 전도성 내부 슬리브 홈들을 따라 상기 반경방향 관통 홀 내로 유동하며, 따라서 상기 물 격리 슬리브를 고정시키기 위한 루트를 형성하는,
물을 위한 솔레노이드 밸브.
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