KR0127551B1 - 앤티로크 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브 및 제조방법 - Google Patents

앤티로크 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브 및 제조방법

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KR0127551B1
KR0127551B1 KR1019950030580A KR19950030580A KR0127551B1 KR 0127551 B1 KR0127551 B1 KR 0127551B1 KR 1019950030580 A KR1019950030580 A KR 1019950030580A KR 19950030580 A KR19950030580 A KR 19950030580A KR 0127551 B1 KR0127551 B1 KR 0127551B1
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Abstract

모듈레이터 몸체를 솔레노이드 밸브의 구성요소로써 이용하는 ABS용 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브 및 그 제조방법이 개시된다. 밸브 하우징에는 하나의 포트만 형성되어 있고, 모듈레이터 몸체에 형성되어 있는 유로들을 제 2 및 제 3 의 포트로 이용하여 솔레노이드 밸브가 완성된다. 이에 따라 소요 부품수가 감소되어 소형화 및 경량화가 달성된다.

Description

앤티로크 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브 및 제조방법
제1A도는 종래의 2위치/2웨이 솔레노이드 밸브를 사용한 종래의 앤티로크 브레이크 시스템의 개략 유압회로도.
제1B도는 종래의 3위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 사용한 종래의 앤티로크 브레이크 시스템의 개략 유압회로도.
제2도는 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 단면도.
제3도는 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 조립도.
제4도는 모듈레이터 블록 조립체와 솔레노이드 밸브 조립체의 조립이 각각 완료된 후, 서로 조립되기 전의 상태를 도시한 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 조립도.
제5도는 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 사용하여 구성된 앤티로크 브레이크 시스템의 일 예를 도시한 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 모듈레이트 블록 26 : 출구밸브시팅면
2 : 하우징 28 : 제1챔버
3 : 솔레노이드 덮개 30 : 제2포트
4 : 보빈 32 : 제2챔버
5 : 솔레노이드 코일 34 : 입구노즐구멍
6 : 아마츄어 36 : 전기단자
7 : 입구노즐 38 : 홀
8 : 출구노즐 40 : 제3포트
9 : 스풀 42 : 테이퍼면
10 : 부싱 56 : 모터
11 : 실린더 58 : 펌프
12 : 스피링 안내축 62 : 댐퍼
13 : 스프링 66 : 어큐물레이터
14 : 캘리퍼 필터 80 : 브레이크 페달
15 : 펌프 필터 82 : 마스터 실린더
16,16' : ○링 92 : 제 1차륜속도센서
18 : 솔레노이드 어셈블리 94 : 제2차륜속도센서
19 : 돌출부 100 : 솔레노이드 밸브
20 : 제1포트 110 : 모듈레이터 블록 조립체
21 : 제1구멍 120 : 솔레노이드 밸브 조립체
22 : 푸시로드 300 : 앤티로크 브레이크 시스템
23 : 제2구멍 S1 : 제1솔레노이드 밸브
24 : 입구밸브시팅면 S2 : 제2솔레노이드 밸브
본 발명은 앤티로크 브레이크 시스템(anti-lock brake system, 이하 ABS라 함)용 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브에 관한 것이며, 더욱 상세히는 모듈레이터 블록을 밸브의 일부 구성요소로써 이용한 ABS용 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
차량이 제동될 때 차륜이 록킹되는 것을 방지하는 ABS는 주지되어 있다. 제동시 차륜이 록킹되어 지면 위를 미끄러지게 되면, 타이어와 지면과의 마찰력이 감소되어 제동거리가 길어지게 된다. ABS는 이러한 록킹을 방지하기 위해 개발되었다. ABS의 작동원리는 차륜에 작용하는 제동압력을 반복적으로 증가, 유지 또는 감소시켜, 차륜의 록킹이 발생되지 않도록 하는 것이다. 제동압력의 증가는 가압모드로, 제동압력의 유지는 정압모드로, 제동압력의 감소는 감압모드로 통칭된다. ABS는 일반적으로 마스터실린더가 아닌 압력발생원(펌프 등), 전기 신호에 의해 작동되는 밸브, 차륜의 회전속도를 감지하는 센서 및 효율적인 제동을 위해 소정의 알고리즘에 따라 밸브를 개폐시키는 제어기로 구성된다.
제1A도는 상시 개방형 및 상시 폐쇄형의 2개의 2위치/2웨이 솔레노이드 밸브를 이용한 ABS를 나타내는 개략도이다. 가압모드에서, 제 1 및 제 2 의 2/2솔레노이드 밸브(S220 및 S221)에 전력이 인가되지 않아 유압펌프(120)의 출구측의 제 1 밸브(S220)는 개방되고, 유압펌프(120)의 입구측의 제 2 밸브(S221)는 폐쇄되어, 유압펌프(120)에서 발생된 유압은 차륜에 장착된 브레이크 휠실린더에 제공된다. 정압모드에서, 제 1 밸브(S220)에 전력이 인가되어 제 1 밸브(S220)가 폐쇄되어, 브레이크 휠실린더의 압력이 일정하게 유지된다. 감압모드에서, 제 1 밸브(S220) 및 제 2 밸브(S221)에 전력이 제공되어, 제 1 밸브(S220)가 폐쇄되어 제 2 밸브(S221)가 개방되어 브레이크 휠실린더의 압력이 감소된다. 그런데, 이러한 시스템은 안정적으로 작동되나, 하나의 차륜에 두 개의 솔레노이드 밸브가 필요하므로, 밸브의 사용수량이 증가하고, 전체 시스템의 부피가 커진다고 하는 단점이 있다.
제1B도는 3위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 이용한 종래의 ABS를 나타내는 개략도이다. 가압모드에서, 3/3 솔레노이드 밸브(S330)에 전력이 인가되지 않아 유압펌프(120)에 의해 발생된 유압은 브레이크 휠실린더에 제공되어 제동압력이 상승된다. 정압모드에서, 3/3 솔레노이드 밸브(S330)에 1차 ON신호가 인가되어 3/3 솔레노이드 밸브(S330)의 3통로가 모두 폐쇄되어 브레이크 휠실린더의 압력이 일정하게 유지된다. 감압모드에서, 3/3 솔레노이드 밸브(S330)에 1차 ON신호의 진폭의 약 2배의 진폭을 가진 2차 ON신호가 인가되어 브레이크 휠실린더의 압력이 감소된다. 그런데, 이러한 시스템은 하나의 차륜에 하나의 밸브가 필요하므로 사용되는 밸브의 수량이 감소되나, 밸브의 구조가 복잡하고, 밸브의 크기가 크며, 2단 전압제어로 인해 전자제어장치의 구조가 복잡하고, 반응시간이 느리며, 밸브작동시 큰 힘이 필요하고, 이에 따라 시스템이 불안정하다는 단점을 가진다.
따라서, 사용되는 솔레노이드 밸브의 수가 적고, 동작이 안정한 ABS 및 이어 사용되는 솔레노이드 밸브의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명은 상술의 단점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명자들은 ABS에 사용되는 솔레노이드 밸브들이 모듈레이터 블록에 내장되는 점에 착안하여 모듈레이터 블록을 솔레노이드 밸브의 구성요소의 일부로 사용하는 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 개발하였다.
본 발명의 제1목적은 모듈레이터 블록DMF 솔레노이드 밸브의 구성요소의 일부로써 이용하여, 제조비용이 저렴하고 소형화 및 경량화가 가능한 ABS용 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은 상기의 ABS용 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기의 제 1목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는, 유체발성원으로부터 유체가 제공되는 하나의 포트를 구비한 하우징과 상기 하우징과 기밀적으로 결합되어 상기 하우징의 일단을 폐쇄하는 덮개로 구성된 밸브몸체, 유체가 유입되는 제 1유로, 유체가 출입하는 제 2유로와, 유체가 유출되는 제 3유로가 형성되며, 상기 제 1유로는 상기 포트와 연통되는 모듈레이터 블록, 상기 하우징, 상기 덮개와 상기 모듈레이터 블록에 의해 포위되어 형성된 첨버를 구분하여, 상기 포트와 연통된 제 1챔버와 상기 제 2유로 및 상기 제 3유로와 연통된 제 2챔버를 형성하는 격벽, 전기신호에 따라 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버를 구분하는 상기 격벽에 형성되어 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버를 연통시키는 제 1개구와 상기 제 3유로를 선택적으로 개폐하여, 상기 포트와 상기 제 2유로를 연통시키거나 또는 상기 제 2유로와 상기 제 3유로를 연통시키도록 작동되어, 전기신호가 인가되지 않는 노말상태에서는 상기 제 3유로를 폐쇄하는 제 1위치에 위치되며, 전기신호가 인가되는 액티브상태에서는 상기 제 1개구를 폐쇄하는 제 2위치에 위치되는, 상기 밸브몸체의 길이방향을 따라 이동가능한 밸브개폐수단, 그리고 고리형상의 솔레노이드 코일, 상기 솔레노이드 코일이 감겨있는 보빈 및 상기 솔레노이드 코일과 전기적으로 연결되어 상기 밸브몸체 외부로 노출되는 전극으로 구성되어, 전기신호가 인가되지 않는 상태에서 상기 제 1위치에 있는 상기 밸브개폐수단을 전기신호가 인가됨에 따라 상기 제 2위치로 이동시키는 솔레노이드 어셈블리로 구성된다.
상기의 제 2목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔레노이드 밸브를 제조하는 방법은 유체가 유입되는 제 1유로, 유체가 출입하는 제 2유로와 유체가 유출되는 제 3유로가 형성된 모듈레이 블록의 상기 제 3유로 상에 출구노즐을 압입하고 기밀적으로 결합하는 단계, 그리고 상기 제 2유로를 출입하는 유체를 여과하도록 캘리퍼 필터를 삽입하는 단계로 이루어진 모듈레이터 블록 조립체 조립단계, 스풀이 일체로 형성된 푸시로드에 입구노즐과 부싱을 끼우고, 아마츄어의 양단에 각각 형성된 폐쇄구멍에 스프링 안내축과 입구노즐 및 부싱이 끼워진 상기 푸시로드를 삽입하고, 상기 아마츄어를 외측에서 압착함으로써 상기 스프링 안내축과 상기 푸시로드를 상기 아마츄어에 고정하여 밸브개폐수단을 조립하는 단계, 밸브 하우징 내에 상기 아마츄어가 왕복이동할 수 있는 공간이 확보되도록 상기 하우징 하우징 내에 원총형 밀봉부재를 삽입하고, 상기 하우징과 상기 밀봉부재에 의해 형성된 공간에 솔레노이드 코일이 감겨진 보빈을 삽입하고, 솔레노이드 덮개를 압입하고, 상기 하우징과 상기 솔레노이드 덮개를 기밀적으로 결합하고, 상기 하우징과 상기 원통형 실린더와 상기 솔레노이드 덮개에 형성되어 상기 실린더의 내부로 삽입되는 돌출부에 의해 형성된 챔버를 기밀적으로 형성하는 단계, 상기 밸브개폐수단의 상기 스프링 안내축에 스프링을 끼우고 상기 챔버 내로 삽입하고, 상기 입구노즐과 상기 하우징을 기밀적으로 결합하는 단계, 그리고 상기 하우징 외부에 제 1○-링과 상기 제 1유로에 유입되는 유체를 여과하는 펌프필터와 제 2○-링을 끼우는 단계로 이루어진 솔레노이드 밸브 조립채를 조립하는 단계, 그리고 상기 솔레노이드 밸브 조립체를 상기 모듈레이터 블록 조립체에 삽입하고 고정하는 단계로 구성된다.
본 발명에 따른 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브에 의하면, 솔레노이드 코일에 전력이 인가되지 않은 경우, 스풀이 스프링의 탄성력에 의해 제 3포트를 폐쇄하고 있으므로 제1포트와 제2포트가 연통된다. 솔레노이드 코일에 전력이 인가되면, 스풀이 스프링의 탄성력을 극복하여 후퇴되므로 제3포트는 개방되고 제1포트가 폐쇄되어, 제 2포트와 제3포트가 연통된다. 본 발명의 솔레노이드 밸브는 구조가 간단하고 부품수가 적어 고장이 적고 작동시 에러발생 가능성이 낮아 신뢰도가 매우 높다. 또한 반응시간이 빨라 성능 좋은 ABS를 구성할 수 있다.
본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 사용하여 구성된 ABS에 의하면, 운전자가 브레이크 페달을 밟을 경우, 각 차륜에 장착된 차륜속도센서로부터의 신호에 의거하여, 모터가 작동되어 ABS가 작동을 시작한다. 가압모드에서 펌프에 의해 발생된 유압은 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 제 1포트 및 제 2포트를 통해 브레이크 휠실린더에 제공된다. 이 때, 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브는 상시 개방형이므로 전력이 인가되지 않는다. 감압모드에서 솔레노이드 코일에 전력이 인가되어 제 1포트가 폐쇄되고 제 2포트와 제 3포트가 연통된다. 제 2포트와 제 3포트가 연통되면, 브레이크 휠실린더에 저장된 유체의 일부가 제 3포트를 통해 어큐물레이터에 전달되어, 제동압력이 감소되게 된다. 감압모드는 PWM신호제어 또는 뱅뱅제어에 의해 솔레노이드 밸브의 개폐를 반복함으로써 달성된다.
본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 사용하여 구성된 ABS에 의하면, 각 차륜에 하나의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브가 할당되므로, 사용되는 솔레노이드 구동의 밸브의 수가 감소되어, 시스템이 단순하게 되어 오작동 가능성이 감소된다. 따라서, 신뢰도 높은 제동특성을 가징 ABS가 제공되게 된다.
이하, 제2도를 참조하여 본발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 실시예를 상세히 기재한다.
본 실시예에 따른 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브(100)는 대별하여 모듈레이터 블록 조립체(110 : 제4도 참조)와 솔레노이드 밸브 조립체(120 : 제4도 참조)로 구성된다.
모듈레이터 블록(1)에는 3개의 유로가 형성되어 각각 마스터 실린더(82, 제5도 참조), 차륜에 장착된 브레이크 휠실린더(도시안됨) 및 어큐물레이터(66, 제5도 참조)와 연통된다. 마스터 실린더(82, 제5도 참조)에 의해 발생된 유압이 화살표 A방향으로 전달되는 유로는 하우징(2)에 형성된 제 1포트(20)와 펌프 필터(15)를 통해 연통된다. 화살표 B방향으로 유압이 전달되며 브레이크 휠실린더(도시안됨)와 연통하는 유로는 제 2포트 (30)를 구성하며, 화살표 C방향으로 유압이 전달되며 어큐물레이터 (66, 제5도 참조)와 연통하는 유로는 제 3포트(40)를 구성된다.
제 3포트(40)는 출구노즐(8)을 통해 제 2챔버(32)와 연통되며, 제 2챔버(32)는 모듈레이터 블록(1)내에 형성되며, 하우징(2)과 압입 코오킹에 의해 결합된 입구노즐(7)과 모듈레이터 블록(1)에 형성된 제3포트(40)와 연통하도록 모듈레이터 블록(1)과 압입 코오킹에 의해 결합된 출구노즐(8)에 의해 한정된다. 제 2챔버(32)는 또한 모듈레이터 블록(1)에 형성된 제 2포트(30)와 캘리퍼 필터(14)를 통해 연통된다.
제 1챔버(28)는 하우징(2)내에 형성되며, 제 1챔버(28)의 일단은 입구노즐(7)에 의해 한정되며, 타단은 솔레노이드 덮개(3)에 의해 한정된다.
제 1챔버(28)에는 스프링(13), 스프링안내축(12), 아마츄어(6), 푸시로드(22) 및 부싱(10)이 포함된다. 스프링(13)의 일단은 솔레노이드 덮개(3)에 지지되며, 타단은 스프링안내축(12)에 끼워진 채로 아마츄어(6)에 지지된다. 스프링안내축(12)은 아마추어(6)의 일단의 중심부에 끼워 고정되며, 스프링(13)을 안내하고 지지하는 기능을 한다. 아마츄어(6)는 강자성체로 만들어지며, 하우징(2)도 동일한 재질로 제작될 수 있다. 아마츄어(6)의 타단부에는 푸시로드(22)가 끼워져 고정된다.
푸시로드(22)는 부싱(10)과 입구노즐(7)을 통하여 연장되며, 부시로드(22)의 타단부에는 스풀(9)이 일체로 형성된다. 푸시로드(22)는 아마츄어(6)와 압착에 의해 조립된다. 부싱(10)은 푸시로드(22)를 지지하는 기능을 하며, 푸시로드(22)가 삽입되는 개구 외에 유체가 유통되는 유통공이 형성되어 있다. 이 유통공이 형상 및 개수는 특별히 한정되지 않으며, 솔레노이드 밸브의 작동을 원활히 하도록 결정된다. 스풀(9)은 제2챔버(32) 내에서 푸시로드(22)의 축방향으로 왕복운동하면서, 입구노즐(7) 및 출구노즐(8)을 선택적으로 개폐한다. 푸시로드(22) 및 스풀(9)은 예컨데 냉간단압법에 의해(제작되며, 바람직하게는 로크웰 경도 60 내지 65의 경도를 가진다. 출구노즐(8)에 형성된 출구밸브시팅면(26)에 안착되는 스풀(9)의 끝은 예컨데 반구형 형상을 가지며, 출구밸브시팅면(26)은 이곳에 안착되는 스풀(9)의 끝의 형상과 정합되는 형상을 가진다.
푸시로드(22)가 관통하는 입구노즐구멍(34)의 직경은 푸시로드(22)의 직경보다 크게 형성되어, 입구노즐구멍(34)과 푸시로드(22) 사이에 간극이 형성된다. 이 간극을 통해 제 1챔버(28)와 제 2챔버(32)가 연통된다. 스풀(9)과 접촉하는 입구노즐(7)에 형성된 입구밸브시팅면(24)의 형상은 접촉시 유체의 흐름이 단절될 수 있도록 입구밸브시팅면(24)에 안착되는 스풀(9)의 형성과 정합되는 형상을 가진다.
본 실시예에 따른 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브(100)는 상시 개방형(normally open type)이므로 전력이 제공되지 않은 노말상태에서 스풀(9)이 출고노즐(8)에 형성된 출구밸브시팅면(26)에 안착되는 개방위치에 있게되어 제3포트(40)를 폐쇄하므로 마스터 실린더(82, 제5도 참조)로부터 발생된 제동압력은 제 1포트(20), 제 1챔버(28), 입구노즐(7), 제2챔버(32) 및 제2포트(30)를 통해 브레이크 휠실린더(도시안됨)에 제공된다. 솔레노이드 코일(5)에 전력이 인가된 경우, 솔레노이드 어셈블리(18)에 의해 발생된 자속으로 인해 아마츄어(6)가 스프링(13)의 탄성력을 극복하고 솔레노이드, 덮개(3) 쪽으로 후퇴하게 된다. 이에 따라 스풀(9)도 출구노즐(8)에 형성된 출구밸브시팅면(26)으로부터 분리되고 입구노즐(7)에 형성된 입구밸브시팅면(24)에 안착되어 입구노즐(7)을 폐쇄시키는 폐쇄위치로 이동되게 된다. 스풀(9)이 폐쇄위치에 있게되면, 제 1포트(20)가 폐쇄되고, 제 3포트(40)가 개방되어, 제 2포트(30)와 제 3포트(40)가 연통되게 된다.
솔레노이드 어셈블리(18)는 고리형상의 솔레노이드 코일(5)과 이 솔레노이드 코일(5)이 감격지는 보빈(4)으로 구성되며, 보빈(4)은 예컨데 몰딩에 의해 일체로 형성되어 이 내부에 감겨진 솔레노이드코일(5)로 유체가 침입하는 것을 방지한다. 또한, 솔레노이드 어셈블리(18)는 원통형 실린더(11)의 외주에 끼워지며, 이 실린더(11)에 의해 제 1챔버(28)내의 유체로부터 보호된다. 실린더(11)는 또한 솔레노이드 어셈블리(18)에 의해 발생된 자속을 차단하는 기능을 갖기 위해 비자성재료로 만들어진다. 전기단자(36)는 하우징(2)의 외부로 노출되어 도선과 연결됨으로써 솔레노이드 코일(5)에 전력이 제공된다.
실린더(11)에는 제 1챔버(28) 내의 유체가 누설되지 않도록 솔레노이드 덮개(3)에 형성된 돌출부(19)가 삽입된다. 돌출부(19)는 실린더(11)의 내벽과 정확히 끼워 맞춰지도록 원통형상을 가지며, 그 중심부에는 스프링(13)이 삽입될 수 있는 일단이 지지되며, 스프링(13)의 타단은 아마추어(6)에 지지되어, 아마츄어(6)가 소정의 힘으로 부싱(10) 쪽으로 가압된다
제 1 및 제 2○-링(16 및16')은 펌프필터(15)를 사이에 두고 하우징(2)의 둘레에 제공된다. 제 1및 제 2○-링(16 및 16')은 제 1포트(20)의 기밀성을 유지하기 위해 제공된다.
제3도 및 제4도는 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 조립도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 모듈레이터 블록(1)에 출구노즐(8)을 압입하고 코오킹 처리하여 모듈레이터 블록(1)과 출구노즐(8) 간의 기밀을 유지시킨다. 그 후 캘리퍼 필터(14)를 삽압하면 모듈레이터 블록 조립체(110)의 조립은 완료된다.
솔레노이드 밸브 조립체(120)는 다음의 순서로 제조된다.
하우징(2)에 스테인레스 스틸재의 실린더(11)를 압입한 후, 솔레노이드 코일(5)이 포함된 상태로 성형된 보빈(4)을 실린더(11)와 하우징(2)간에 형성된 공간에 삽입하고, 솔레노이드 덮개(3)을 압입하고 솔레노이드 덮개(3)와 하우징(2)의 결합부를 코오킹 처리하여 솔레노이드 덮개(3)를 고정시킨다. 압입시, 솔레노이드 덮개(3)의 돌출부(19, 제2도 참조)에 형성된 테이퍼면(42)이 실린더(11)의 내면과 억지 끼워 맞춤되어 기밀이 유지된다.
스풀(9)이 일체로 형성된 푸시로드(22)를 입구노즐(7)과 부싱(10)을 통해 아마츄어(6)에 형성된 제1구멍(21)에 삽입된다. 스프링 안내축(12)을 푸시로드(22)가 삽입되는 제1구멍(21)의 반대편에 형성된 제 2구멍(23)에 삽입한다. 그 후, 아마츄어(6)의 외측에서 아마츄어(6)를 압착하여 푸시로드(22)와 스프링 안내축(12)을 아마츄어(6)에 고정시킨다.
스프링 안내축(12)에 스프링(13)을 끼우고, 푸시로드(22)와 스프링 안내축(12)에 고정된 아마츄어(6)를 하우징(2)에 넣는다. 입구노즐(7)과 하우징(2)의 결합부를 코오킹 처리하여, 입구노즐(7)을 하우징(2)에 고정하고 기밀이 유지되도록 한다.
하우징(2)의 외주에 제 1○-링(16), 펌프필터(15) 및 제2○-링(16')을 순서대로 결합하면 솔레노이드 밸브 조립체(120)의 조립이 완료된다. 제4도는 조립이 완료된 모듈레이터 블록 조립체(110)와 솔레노이드 밸브 조립체(120)를 도시하며, 모듈레이터블록 조립체(110)에 솔레노이드 밸브 조립체(120)를 삽입하면 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브의 조립이 완료된다.
제5도는 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브(100)를 사용하여 구성된 ABS (300)의 일 예를 도시한 구성도이다. 도시된 ABS(300)는 하나의마스터실린더가 서로 대각선 방향으로 대향된 차륜에 할당되는 스플릿형(diagonal split type) 제동시스템이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.제5도는 이해를 위해 1차 마스터 실린더(MCP)와 이것에 할당된 후방우측차륜(RR) 및 전방좌측차륜(FL)에 대한 구성도만 도시한다. 각각의 차륜(RR 및 FL)에는 제1차륜속도센서(92)와 제2차륜속도센서(94)가 장착되며, 제1차륜속도센서(92)와 제2차륜속도센서(94)로부터 출력된 속도신호는 ABS (300)의 동작을 제어하는 ECU(90)에 입력된다. ECU(90)의 출력측에는 펌프(58), 구동용모터(56), 제 1및 제 2 솔레노이드 밸브(S1 및 S2)가 접속된다.
이하, 제2도 및 제5도를 참조하여 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브(100)와 이것을 이용하여 구성된 ABS의 작동에 대해 설명한다.
운전자가 브레이크페달 (80)을 밟으면, 1차 마스터 실린더(MCP)로부터 유압은 제1포트(20)와 제2포트(30)를 통해 네 개의 후방 우측 및 전방 좌측 차륜(RR 및 FL)에 각각 장착된 브레이크 휠실린더(도시 안됨)에 제공되어, ABS(300)가 작동되지 않는 상태에서 통상의 제동이 이루진다. ECU(90)에 기억된 소정의 알고리즘에 따라 ABS(300)가 작동되는 경우, ECU(90)로부터 출력된 모터구동신호에 의해 모터(56)가 구동되고, ECU(90)로부터 출력된 밸브개폐신호에 의해 제 1및 제2솔레노이드 밸브(S1및S2)의 제1포트(20)및 제 3포트(40)가 개폐되어, 제동압력이 증가(가압모드), 유지(정압모드), 감소(감압모드)된다.
가압모드에서, 펌프(58)에서 발생된 유압은 댐퍼(62)를 거쳐 ABS(300)가 작동되지 않는 통상의 제동모드와 같이 제1 포트(20)와 제2포트(30)를 통과하여 차륜(RR 및 FR)에 장착된 브레이크 휠실린더에 제공되어, 제동압력이 증가된다. 상시 개방형인 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브(100)는 솔레노이드 코일(5)에 전력이 인가되지 않은 상태에서 스프링(13)의 탄성력에 의해 스풀(9)이 출구밸브시팅면(26)에 안착되어 제3포트(40)를 폐쇄하고 있으므로 펌프(58)에 의해 발생된 유압은 ABS(300)가 작동되지 않는 통상의 제동모드와 같은 경로를 통해 브레이크 휠실린더에 제공된다. 펌프(58)의 출구측에 댐퍼(62)를 위치시키므로써, 펌프(58)의 펌핑작용에 의해 발생된 맥동현상이 감소된다.
감압모드에서, 솔레노이드 코일(5)에 ON신호가 인가되면, 솔레노이드 코일(5)에 의해 발생된 자기력에 의해 아마츄어(6)가 스프링(13)의 탄성력을 극복하여, 솔레노이드 덮개(3) 쪽으로 당겨진다. 이에 따라 스풀(9)이 출국밸브시팅면(26)으로부터 후퇴하여 입구밸브시팅면(24)에 안착되므로, 제3포트(40)가 개방되고 제1포트(20)가 폐쇄된다. 따라서 브레이크 휠실린더 내에 유체는 제2포트(30) 및 제 3포트(40)를 통해 어큐물레이터(66)에 제공되어, 제동압력이 감소된다.
정압모드는 예컨데 펄스폭변조(PWM), 뱅뱅제어(bang bang control) 등에 의해 스풀(9)을 반복적으로 작동시킴으로써 실현된다. 즉, 솔레노이드 코일(6)에 전력이 반복적으로 인가되면, 스풀(9)에 의해 제1포트(20)또는 제 3포트(40)가 개폐를 반복하게 되어, 제동압력이 소정의 압력레벨을 유지하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브는 모듈레이터 몸체(2)를 솔레노이드 밸브의 구성부재로써 이용함으로써 구조가 간단하고 부품수가 적어, 소형화 및 경량화가 용이하며 고장이 적고, 작동시 에러발생 가능성이 낮아 신뢰도가 매우 높다
또한 본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브는 조립이 용이하여 제조비용이 절감된다
본 발명의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브를 사용하여 구성된 ABS에 의하면, 각 차륜에 하나의 2위치/3웨이 솔레노이드 밸브가 할당되므로, 사용되는 솔레노이드 구동의 밸브의 수가 감소되어, 시스템이 단순하게 되어 오작동 가능성이 감소된다. 따라서 신뢰도 높은 제동특성을 가진 ABS가 제공되게 된다.

Claims (9)

  1. 유체발생원으로부터 유체가 제공되는 하나의 포트를 구비한 하우징과 상기 하우징과 기밀적으로 결합되어 상기 하우징의 일단을 폐쇄하는 덮개로 구성된 밸브몸체, 유체가 유입되는 제 1유로, 유체가 출입하는 제2유로와 유체가 유출되는 제3유로가 형성되며, 상기 제1유로는 상기 포트와 연통되는 모듈레이터 블록. 상기 하우징, 상기 덮개와 상기 모듈레이터 블록에 의해 포위되어 형성된 챔버를 구분하여, 상기 포트와 연통된 제 1챔버와 상기 제 2유로 및 상기 제 3유로와 연통된 제 2챔버를 형성하는 격벽, 전기신호에 따라 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버를 구분하는 상기 격벽에 형성되어 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버를 연통시키는 제 1개구와 상기 제 3유로를 선택적으로 개폐하여 상기 포트와 상기 제 2유로를 연통시키거나 또는 상기 제 2유로와 상기 제3유로를 연통시키도록 작동되어, 전기신호가 인가되지 않는 노말상태에서는 상기 제3유로를 폐쇄하는 제1위치에 위치되며, 전기신호가 인가되는 액티브상태에서는 상기 제1개구를 폐쇄하는 제2위치에 위치되는, 상기 밸브몸체의 길이방향을 따라 이동가능한 밸브개폐수단, 그리고 고리형상의 솔레노이드 코일, 상기 솔레노이드 코일이 감겨있는 보빈 및 상기 솔레노이드 코일과 전기적으로 연결되어 상기 밸브몸체 외부로 노출되는 전극으로 구성되어, 전기신호가 인가되지 않는 상태에서 상기 제1위치에 있는 상기 밸브개폐수단을 전기신호가 인가됨에 따라 상기 제2위치로 이동시키는 솔레노이드 어셈블리로 구성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브개폐수단은 상기 솔레노이드 어셈블리에 의해 발생된 자기력에 반응하여 이동하는 아마츄어, 일단이 상기 덮개의 돌출부 중심에 형성되는 홀의 폐쇄면에 지지되고, 타단이 상기 아마츄어에 지지되는 스프링, 상기 스프링에 삽입되어 상기 스프링을 지지하는 상기 아마츄어의 일단에 고정된 스프링 안내축, 상기 아마츄어의 타단에 고정되는 푸시로드, 그리고 상기 푸시로드와 일체로 형성된 스풀로 구성되며, 상기 제 1챔버 내에서 상기 스프링, 상기 스프링 안내축, 상기 아마츄어 및 상기 푸시로드가 포함되며, 상기 제 2챔버 내에는 상기 스풀이 포함되고, 상기 푸시로드는 상기 격벽에 형성된 제 1개구를 관통하여 상기 제 2챔버 내에 포함된 상기 스풀에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은 입구노즐로 이루어지며, 상기 입구노즐에 형성된 상기 제 1개구의 직경은 상기 제 1개구를 관통하는 상기 푸시로드의 직경보다 크게 형성되며, 이에 따라 상기 제 1개구와 상기 푸시로드 사이에는 소정의 간극이 형성되며, 이를 통해 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버가 연통되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 1챔버는 상기 입구노즐과 상기 덮개에 형성된 돌출부와 원통형 밀봉부재로 포위되어 형성된 상기 하우징 내의 공간이며, 상기 제 2챔버는 상기 입구노즐과 상기 입구노즐과 대향하여 위치되는 출구노즐로 포위되어 형성된 상기 모듈레이터 블록 내에 형성된 공간이며, 상기 출구노즐을 통해 상기 모듈레이터 블록 내에 형성된 상기 제 3유로와 상기 제 2챔버가 연통되며, 상기 원통형 밀봉부재의 외주에는 상기 보빈이 끼워져 있으며, 상기 보빈이 상기 제 1챔버 내의 유체와 접촉되지 않도록 상기 원통형 밀봉부재의 일단은 상기 돌출부가 기밀적으로 끼워지며 타단은 상기 하우징의 내벽과 기밀적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 입구노즐과 상기 출구노즐에는 상기 스풀이 안착되는 입구밸브시팅면과 출구밸브시팅면이 각각 형성되어 있으며, 상기 입구밸브시팅면과 출구밸브시팅면의 형상은 상기 스풀의 형상과 정합되는 형상을 가져 상기 스풀이 상기 입구밸브시팅면 또는 상기 출구밸브시팅면에 안착될 경우, 상기 제 1개구 또는 상기 제 2개구가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1챔버 내의 상기 아마츄어와 상기 입구노즐 사이에 제공된 상기 푸시로드를 지지하는 부싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브
  7. 유체가 유입되는 제 1유로, 유체가 출입하는 제 2유로와, 유체가 유출되는 제 3유로가 형성된 모듈레이터 블록의 상기 제3유로 상에 출구 노즐을 압입하고 기밀적으로 결합하는 단계, 그리고 상기 제2유로를 출입하는 유체를 여과하도록 캘리퍼 필터를 삽입하는 단계로 이루어진 모듈레이터 블록 조립체 조립단계, 스풀이 일체로 형성된 푸시로드에 입구노즐과 부싱을 끼우고, 아마츄어의 양단에 각각 형성된 폐쇄구멍에 스프링 안내축과 입구노즐 및 부싱이 끼워진 상기 푸시로드를 삽입하고, 상기 아마츄어를 외측으로 압착함으로써 상기 스프링 안내축과 상기 푸시로드를 상기 아마츄어에 고정하여 밸브개폐수단을 조립하는 단계, 밸브 하우징 내에 상기 아마츄어가 왕복이동할 수 있는 공간이 확보되도록 상기 하우징 내에 원통형 밀봉부재를 삽입하고, 상기 하우징과 상기 밀봉부재에 의해 형성된 공간에 솔레노이드 코일이 감겨진 보빈을 삽입하고, 솔레노이드 덮개를 압입하고, 상기 하우징과 상기 솔레노이드 덮개를 기밀적으로 결합하고, 상기 하우징과 상기 원통형 실린더와 상기 솔레노이드 덮개에 형성되어 상기 실린더의 내부로 삽입되는 돌출부에 의해 형성된 챔버를 기밀적으로 형성하는 단계, 상기 밸브개폐수단의 상기 스프링 안내축에 스프링을 끼우고, 상기 챔버 내로 삽입하고, 상기 입구노즐과 상기 하우징을 기밀적으로 결합하는 단계, 그리고 상기 하우징 외부에 제 1○-링과 상기 제1유로에 유입되는 유체를 여과하는 펌프필터와, 제2○-링을 끼우는 단계로 이루어진 솔레노이드 밸브 조립체를 조립하는 단계, 그리고 상기 솔레노이드 밸브 조립체를 상기 모듈레이터 블록 조립체에 삽입하고 고정하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 모듈레이터 블록과 상기 출구노즐과의 기밀적 결합, 상기 하우징과 상기 입구노즐의 기밀적 결합, 그리고 상기 하우징과 상기 솔레노이드 덮개의 기밀적 결합은 코오킹 처리에 의해 실행되는 것을 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 제조방법
  9. 제 7항에 있어서, 상기 챔버 형성단계에서 상기 솔레노이드 덮개를 압입함으로써 상기 원통형 실린더의 일단은 내부면이 테이퍼링되어 테이퍼된 상기 돌출부가 끼워 맞춰지고, 타단은 외부면이 테이퍼링되어 테이퍼된 상기 하우징 내면에 끼워 맞춰져서, 챔버가 기밀적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 제조방법.
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