KR100732245B1 - 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

코어를 구성하는 컵과 니플을 각각 성형한 후, 이를 접합 등의 방법으로 조립하여 간단한 공정으로 제작할 수 있는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 및 그 제조방법에 관한 것이다.

그러한 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법은, 소정의 직경과 길이를 갖는 판상 소재를 가압하여 중심부에 관통홀을 천공한 후 밴딩하여 코어용 컵 형태로 성형하는 컵부 성형공정, 소정의 직경과 길이를 갖는 소재를 금형의 역할을 수행하는 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 소성 변형시켜 컵부의 관통홀에 삽입되는 삽입부를 성형하고, 피어싱 펀치에 의한 펀칭으로 상기 삽입부 내부에 홀을 관통된 코어용 니플부를 성형하는 공정, 상기 공정으로 각각 성형된 코어용 컵부의 관통홀에 니플부의 삽입부를 삽입하고 이를 접합하여 일체로 연결하는 접합공정을 포함하는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법을 제공한다.

상기 접합공정은 용접, 모재 자체의 용융, 브레이징, 접착 등의 방법 중에서 어느 하나의 방법이 이용된다.

또한 본 발명은, 자동차에 제공되어 전자기적인 작동에 의하여 유체의 흐름을 제어하도록 코일이 권취된 보빈이 조립되는 솔레노이드 밸브 코어에 있어서,

상기 코어는 컵부와 니플부로 이루어지고, 이들 컵부와 니플부는 접합제로 조립된 자동차용 솔레노이드 밸브 코어를 제공한다.

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Description

자동차용 솔레노이드 밸브 코어 및 그 제조방법{SOLENOID VALVE CORE FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 솔레노이드 밸브 코어의 제조방법에 있어서 컵의 성형공정을 설명하기 위한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 솔레노이드 밸브 코어의 제조방법에 있어서 니플의 성형공정을 설명하기 위한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 자동차용 솔레노이드 밸브 코어의 제조방법에 의하여 각각 성형된 컵과 니플이 조립된 것을 나타내는 단면도.

본 발명은 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어를 구성하는 컵과 니플을 각각 성형한 후, 이를 접합 등의 방법으로 조립하여 간단한 공정으로 제작할 수 있는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 솔레노이드 밸브는 전자석의 원리를 이용하여 일정한 방향으로 물리적인 힘을 전달하여 실린더와 플런저 사이의 출입구를 변환함으로써 유로(流 路)를 개폐하도록 이루어진 장치로서, 전기, 전자, 기계장치 등과 같은 여러 산업분야에서 매우 광범위하게 사용되고 있다.

이러한 기능을 수행하는 솔레노이드 밸브는 차량에서는 유체의 흐름을 제어하기 위해 주로 사용되고 있으며, 특히 자동차의 자동변속기 유압을 제어하기 위해서 많이 사용되고 있다. 또한 연료전지를 에너지원으로 하는 전기차량의 경우, 수소, 공기 및 물 등의 유체 흐름을 제어하기 위해서도 많이 사용되고 있다.

이와 같이 유체의 흐름을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브는 평상시에는 플런저가 복원 스프링의 탄성력에 의해 격벽에 밀착되어 유체 유입공을 막아 유체의 통로를 폐쇄하도록 되어 있다.

즉, 평상시에는 유체의 흐르는 힘보다 복원 스프링의 탄성력이 더 크므로, 플런저가 격벽에 밀착된 상태로 유체의 흐름을 차단한다.

유체를 유입시키고자 할 때에는 코일에 전기를 인가하면, 자력에 의하여 플런저가 이동됨과 동시에 유입공을 개방하여 격벽의 유체 유입공과 플런저의 중공을 통해 유체가 유입된다.

즉, 코일에 전기가 인가되면, 내부에 자기장이 형성되고, 이 자기장은 플런저가 격벽으로부터 이탈되도록 흡인력을 제공한다. 그리고 플런저가 이동함에 따라 격벽의 유체 유입공이 개방되면서 유체가 압력차에 의해 플런저의 중공을 통해 유입된다.

이때, 복원 스프링은 양단부가 플런저와 격벽에 각각 연결되어 있으므로, 플런저의 이동에 의해 신장되고, 이 복원 스프링의 신장력은 자기장이 제거된 후에 플런저를 원래 위치인 격벽에 밀착시키도록 복원력으로 작용하게 된다.

이와 같은 솔레노이드 밸브에는 전자기적인 작동을 위하여 코어가 구비되며, 이 코어의 내측으로는 코일이 권취된 보빈이 설치되어, 전원이 코일에 공급되면 코어의 내부에 위치한 플런저가 이동하여 유체의 흐름을 단속하게 된다.

이와 같은 솔레노이드 밸브 코어는 단조 및 다단계의 성형 가공에 의하여 성형하는데, 솔레노이드 밸브 코어의 가공공정을 살펴보면, 먼저 원소재를 필요한 길이 만큼 커팅하는 커팅공정과,

상기 커팅공정에 의해 불규칙하게 되어 있는 소재 절단면의 평면을 평활하게 하여 주기 위해 펀치로 가압하여 소성변형시키는 1차 소성변형공정과,

상기 1차 소성변형공정을 거친 소재의 좌,우형상이 동일하도록 펀치로 가압하여 소성변형시키는 2차 소성변형공정과,

상기 2차 소성변형공정을 거친 소재를 소둔(어닐링)작업에 의해 강도를 약화시켜 단조작업이 용이토록 하기 위한 소둔공정과,

상기 소둔공정을 거친 소재의 표면에 발생된 스케일을 제거하기 위한 쇼트공정과,

상기 쇼트공정을 거친 소재의 표면 마찰계수를 줄여 단조를 용이토록 하기 위해 아연계 인산염 피막을 한 후, 소재 표면에 윤활제를 도포하는 피막공정과,

상기 피막공정을 거친 소재를 냉간 다단성형기의 다이에 넣고 펀칭을 하여 홀을 성형하는 홀 성형공정과,

상기 홀 성형공정을 거친 소재를 냉간 다단성형기의 피어싱 펀치에 의한 펀 칭으로 내경 형상을 완성시키는 펀칭공정과,

상기 펀칭공정을 거친 소재를 냉간 다단성형기의 피어싱 핀을 이용하여 관통시킴으로서 통공을 얻어 코어로 완성시키는 관통단계 등의 여러 단계의 공정으로 이루어진다.

이러한 종래기술에 의한 솔레노이드 밸브 코어의 제작과정을 살펴보면, 코일소재를 커팅하는 절단공정, 커팅된 블랭크소재를 성형하는 1차성형공정, 2차성형공정, 소둔공정, 쇼트공정, 피막공정, 성형공정 등과 같은 많은 공정단계로 나누어 작업을 행하고 있고, 또 컵부와 니플부로 이루어진 코어를 상기와 같은 공정을 통하여 일체형으로 제작하므로 작업공정 및 작업시간이 오래 걸리고 그러한 이유로 생산성 저하 및 원가상승의 요인으로 작용한다.

또한 소재의 가공을 용이하게 하기 위한 윤활처리 공정도 블랭크의 표면 마찰계수를 줄여 성형가공 시 발생되는 압조력을 최소화하여 금형 파손, 치수 불량을 막아주고 단조를 용이하게 하는 중요한 공정인데, 이와 같은 윤활처리 공정은 예비탈지단계, 본탈지단계, 1차수세단계, 산세단계(황산 + 염산 1:1), 2차수세단계, 3차수세단계, 피막(아연계)단계, 피막 1차수세단계, 피막 2차수세단계, 중화단계, 윤활단계, 건조단계로 많은 공정으로 이루어져 작업성이 저하되고 환경오염 등을 발생시킨다.

또한, 종래 기술에서는 블랭크 소재를 성형할 때에 과대한 변형률로 작업하기 위하여 여러 단계의 가열, 냉각, 공냉공정 등의 열처리조건에 의해 소재의 인장 강도가 약화되어 인성을 증대시키는 열처리단계로 소둔을 실시하므로 작업공정 및 작업시간이 지연되어 생산성이 효율적이지 못하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차용 솔레노이드 밸브 코어를 구성하는 컵부와 니플부를 각각 제작한 후, 이를 조립하여 제품의 생산성을 높일 수 있는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법은,

소정의 직경과 길이를 갖는 판상 소재를 가압하여 중심부에 관통홀을 천공한 후 밴딩하여 코어용 컵 형태로 성형하는 컵부 성형공정;

소정의 직경과 길이를 갖는 소재를 금형의 역할을 수행하는 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 소성 변형시켜 컵부의 관통홀에 삽입되는 삽입부를 성형하고, 피어싱 펀치에 의한 펀칭으로 상기 삽입부 내부에 홀을 관통된 코어용 니플부를 성형하는 공정;

상기 공정으로 각각 성형된 코어용 컵부의 관통홀에 니플부의 삽입부를 삽입하고 이를 접합하여 일체로 연결하는 접합공정;

을 포함하는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법을 제공한다.

상기 접합공정은 모재 자체의 용융, 브레이징, 플라스틱과 같은 고분자 종류를 용융시켜 접착시키는 방법 중에서 어느 하나의 방법이 이용될 수 있다.

또한 본 발명은 자동차에 제공되어 전자기적인 작동에 의하여 유체의 흐름을 제어하도록 코일이 권취된 보빈이 조립되는 솔레노이드 밸브 코어에 있어서,

상기 코어는 컵부와 니플부로 이루어지고, 이들 컵부와 니플부는 접합제로 조립된 자동차용 솔레노이드 밸브 코어를 제공하는데 있다..

상기 접합제는, 용융부, 용접부, Cu층, 고분자 층 중에서 어느 하나로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법을 설명하기 위하여 컵에 제조되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법을 설명하기 위하여 컵에 조립되는 니플이 제조되는 과정을 나타내는 도면으로서, 먼저 도 1a에서와 같이 프레스에 의한 원소재를 절단하는 절단공정을 행하여 컵을 성형하기 위한 소재(100)를 마련한다.

상기 소재(100)가 의 절단은 제조하려는 컵의 높이 및 체적을 정확히 계산하여 절단길이를 미리 결정한 후 진행된다.

이렇게 소재(100)가 마련되면 프레스 등으로 가압하여 도 1b에서와 같이 외경부를 일정두께로 감소시키고 관통홀(110)을 천공하는 공정을 행한다.

이러한 공정이 완료되면 도 1c에서와 같이 관통홀(110)이 형성된 판상 소재(100)를 가압 밴딩하여 내부가 공간부(120)로 이루어진 컵 형태로 성형한 후, 이 컵 형상의 옆면을 도 1d에서와 같이 내부에 부품삽입을 용이하게 할 수 있도록 노칭하여 홈(130)을 성형하면 컵(C)의 성형이 완료된다.

상기 도 1c와 도 1d의 공정 즉, 밴딩 가공공정 및 노칭공정은 한번의 공정으로 단일화시킬 수도 있다.

한편, 이와는 별도로 도 2의 공정을 통하여 본 발명의 자동차용 솔레노이드 밸브 코어에 제공되는 니플을 성형할 수 있는데, 이를 위하여 먼저, 원소재를 도시되지 않은 포마기와 같은 압연공급를 통하여 공급하면서 컷팅 나이프가 작동하여 일정길이의 소재(200)를 절단한다.

이러한 절단공정시 절단된 소재(200)는 제조하려는 니플의 길이 및 체적과 펀치부의 작용으로 압축되는 비율을 정확히 계산하여 절단길이를 미리 결정한 후 진행된다.

그리고 이와 같은 소재(200)를 냉간 다단성형기의 피어싱 펀치에 의한 펀칭으로 내부공간(210)의 형상을 완성시키는 펀칭단계와, 상기 펀칭단계를 거쳐 내부공간(210)을 갖는 소재(200)를 냉간 다단성형기의 피어싱 핀을 이용하여 관통시킴으로서 관통홀(220) 및 삽입부(230)를 형성하는 단계 및, 소성변형으로 소재(200)의 하부에 홈(240)을 형성하는 공정을 통하여 도 2b에서와 같은 코어용 니플(N)을 제작 할 수 있는데, 이와 같은 가공방법은 일반적인 단조성형에 의하여 성형 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 니플(N)에 형성된 홈(240)은 뒤에서 설명되는 브레이징 가공공정에서 접합제의 삽입 및 용융에 의한 접합을 용이하게 하기 위하여 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

상기와 같이 가공된 코어용 컵(C)과 니플(N)은 소재의 특성에 따라 열처리 (어닐링, 소둔)를 행할 수도 있다.

본 발명의 특징은 이와 같이 코어용 컵(C)과 니플(N)을 각각 제작하여 이를 조립하는 것으로 솔레노이드 밸브 코어를 제작할 수 있도록 구성된다.

이러한 조립을 위하여 도 3에서와 같이 니플(N)의 홈(240)에 접합제(300)를 끼운 후, 코어용 컵(C)의 관통홀(110)에 니플(N)의 삽입부(230)를 삽입한다.

상기 접합제(300)는 동(Cu), 플라스틱과 같은 고분자 물질 등이 사용될 수 있으며, 이러한 상태에서 접합제(300)에 열을 가하면 접합제(300)가 용융되면서 니플(N)과 컵(C)은 접합되어 일체로 연결되어 자동차용 솔레노이드밸드 코어의 제작이 완료된다.

이와 같은 공정시 이용되는 브레이징은 통상적인 방법이 사용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

또한 이러한 브레이징 공정이외에도 용접, 소재 자체를 용융시키는 방법으로도 컵(C)과 니플(N)을 연결시킬 수도 있고, 그 이외에 금속과 금속을 기밀을 유지하며 서로 연결하는 방법이면 어느 것이나 이용 할 수 있다.

이와 같은 간단한 공정에 의하여 자동차용 솔레노이드 밸브의 코어는 간단하게 제작할 수 있으며, 자동차의 자동변속기 등에 유압을 제어하기 위한 수단 등으로 설치하여 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 자동차용 솔레노이드 밸브 코어는, 컵과 니플을 각각 성형한 후, 이를 용접, 용융, 접합제 등으로 접합하여 간단한 공 정으로 제작할 수 있으므로 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 윤활 처리 공정이 필요없어 환경오염과 공정비용을 낮출 수 있으며, 열처리공정으로 소둔공정이 필요없어 작업공정 및 작업시간을 단축할 수 있다.

Claims (6)

1. 소정의 직경과 길이를 갖는 판상 소재를 가압하여 중심부에 관통홀을 천공한 후 밴딩하여 코어용 컵 형태로 성형하는 컵부 성형공정;

   소정의 직경과 길이를 갖는 소재를 금형의 역할을 수행하는 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 소성 변형시켜 컵부의 관통홀에 삽입되는 삽입부를 성형하고, 피어싱 펀치에 의한 펀칭으로 상기 삽입부 내부에 홀을 관통된 코어용 니플부를 성형하는 공정;

   상기 공정으로 각각 성형된 코어용 컵부의 관통홀에 니플부의 삽입부를 삽입하고 이를 접합하여 일체로 연결하는 접합공정;

   을 포함하는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 접합공정은 용접, 모재 자체의 용융, 브레이징, 접착 등의 방법 중에서 어느 하나의 방법이 이용되는 것을 특징으로 하는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 성형된 코어용 컵부와 니플부의 경도를 더욱 향상시키기 위하여 접합공정 이전에 컵부와 니플부에 열처리 공정이 더욱 행하여지는 것을 특징으로 하는 자동차용 솔레노이드 밸브 코어 제조방법.
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