KR100413321B1 - 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 특히 밸브의 개폐시 닫힘력이 항상 일정하여 유로의 개도 조절이 용이하고, 밸브의 동작성능이 향상될 수 있도록 한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 아마츄어와 밸브코어사이에 자속이 흐르는 면적이 커지도록 아마츄어와 인접하는 플런저의 외경을 작게하고, 밸브코어의 관통공에 자속이 흐르는 플럭스링을 설치하여 아마츄어와 밸브코어사이의 인력이 커져 밸브의 동작성능이 향상되도록 한 것이고, 또한, 밸브코어와 아마츄어가 인접하는 부분에 플럭스링의 설치를 통한 단차가 형성되도록 함으로써, 아마츄어의 진퇴에 따른 공극의 이격정도와 무관하게 밸브의 닫힘력이 항상 일정하게 유지되도록 한 것이다.

Description

브레이크시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE SYSTEM}

본 발명은 차량의 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 개폐시 닫힘력이 항상 일정하여 유로의 개도 조절이 용이하고,밸브의 동작성능이 향상될 수 있도록 한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

차량에 장착되는 유압브레이크장치 중에는 바퀴측으로 전해지는 제동유압을 주기적으로 단속(斷續)하여 바퀴의 슬립을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM, 이하 'ABS'라 칭함)이 있다. 그리고 차량용 ABS에는 마스터실린더에서 바퀴측의 휠실린더로 연결된 유압라인 또는 바퀴측에서 복귀하는 유압라인의 중도에 설치되어 유로를 개폐함으로써, 단속적인 제동압이 형성되도록 하는 다수의 솔레노이드밸브가 설치되어 있다.

이러한 솔레노이드 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙에 길이방향의 관통공(2)이 형성되고 일측에 유압라인이 연결되는 입구(3)와 출구(4)가 형성된 밸브코어(1)를 구비하고, 밸브코어(1)의 일단을 밀폐시키는 밸브돔(5)의 내부에 진퇴 가능한 아마츄어(6)를 구비한다. 또 밸브돔(5)의 외측에는 아마츄어(6)를 진퇴시키는 여자코일(7)이 마련되며, 밸브코어(1)의 관통공(2) 내부에는 아마츄어(6)의 진퇴운동과 연동하여 밸브코어(1)의 입구(3)를 개폐하는 플런저(8)가 설치된다. 그리고 입구(3)와 인접하는 플런저(8)의 일단에는 여자코일(7)에 전원이 인가되지 않을 때 플런저(8)와 아마츄어(6)를 복귀시켜 밸브코어(1)의 입구(3)를 개방시키는 복귀스프링(9)이 마련된다. 또한 플런저(8)의 하단에는 복귀스프링(8)이 지지될 수 있도록 단이진 스프링지지턱(8a)이 형성되고, 이 스프링지지턱(8a)의 구성을 위해 플런저(8)가 소정의 직경을 갖도록 구성되어 있다.

이러한 구성의 솔레노이드밸브는 여자코일(7)에 전원이 인가되면,아마츄어(6)와 이에 인접하는 밸브코어(1) 사이의 자기력에 의해 아마츄어(6)가 밸브코어(1) 쪽으로 전진하고, 플런저(8)가 입구(3)쪽으로 전진하면서 유로를 폐쇄한다. 그리고 여자코일(7)에 전원이 인가되지 않을 때에는 자기력이 해제되며 복귀스프링(9)의 탄성에 의해 플런저(8)와 아마츄어(6)가 후퇴하면서 유로가 열린다.

그런데, 이와 같은 구성의 종래 솔레노이드밸브는 복귀스프링(9)을 지지하는 스프링지지턱(8a)을 형성하기 위해 플런저(8)가 필요이상으로 큰 직경을 갖도록 되어있고, 또한 이러한 외경의 플런저(8)가 아마츄어(6)의 일단에 지지되기 때문에, 아마츄어(6)와 인접하는 밸브코어(1)의 단면적이 작아져서 아마츄어(6)와 밸브코어(1) 사이에 작용되는 인력이 작아 밸브의 동작성능이 떨어지는 문제가 있었다.

또한 종래의 솔레노이드밸브는 밸브코어(1)의 상단과 대향하는 아마츄어(6)의 하단이 평면으로 구성되어 있기 때문에, 밸브의 개폐동작시 밸브코어(1)의 상단과 아마츄어(6) 하단사이의 공극(t)이 작아질수록 아마츄어(6)와 밸브코어(1)사이에 작용되는 인력이 커져서 밸브의 닫힘력이 커지고, 공극(t)이 커질수록 밸브의 닫힘력이 떨어지는 문제가 있었다. 즉 자속의 흐름이 일정하기 때문에 공극(t)의 이격정도에 따라 닫힘력이 크게 변화하게 되는데, 이러한 이유로 인해 밸브의 개도 조절이 원활하지 못한 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 아마츄어와 인접하는 밸브코어의 단면적이 커지게 함으로써 밸브의 동작성능이 향상되도록 하는 동시에, 밸브코어와 아마츄어가 인접하는 부분에 상호 대응하는 단차를 형성하여 밸브의 닫힘력이 항상 일정하도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 요부 상세도이다.

도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 다른 실시 예를 보인 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11: 밸브코어, 12: 관통공,

15: 밸브돔, 16: 아마츄어,

17: 여자코일, 18: 플런저,

19: 플럭스링, 20: 밸브시트,

21: 복귀스프링.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는, 중앙에 길이방향의 관통공이 형성되고 일측에 유체의 흐름을 위한 입구와 출구가 형성된 밸브코어와, 상기 밸브코어의 일단을 밀폐시키는 밸브돔의 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 상기 아마츄어를 진퇴시키도록 상기 밸브돔의 외측에 설치된 여자코일과, 상기 아마츄어의 진퇴운동과 연동하여 상기 밸브코어의 입구를 개폐하도록 상기 밸브코어의 관통공 내부에 진퇴 가능하게 설치된 플런저와, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 플런저와 아마츄어를 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서, 상기 아마츄어와 상기 밸브코어가 인접하는 공극에 상호 대응하는 단차가 형성되어 상기 아마츄어와 상기 밸브코어 사이에 작용하는 인력이 일정하도록 상기 밸브코어의 관통공에는 자성체로 이루어진 중공의 플럭스링이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차는 상기 아마츄어의 일단 중앙부가 상기 밸브코어 내부로 진입하도록 상기 아마츄어의 일단에 볼록형 단차가 형성되고, 이에 대응하는 상기 밸브코어의 일단에 오목형 단차가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차는 상기 밸브코어의 일단에 상기 플럭스링의 일부가 돌출하여 볼록형 단차를 이루고, 이에 대응하는 상기 아마츄어의 일단에 오목형 단차가형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플런저는 상기 아마츄어와 인접하는 쪽의 외경이 타단의 외경보다 작게 형성되며 상기 플럭스링의 내부에서 진퇴하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 길이방향의 관통공(12)이 형성되고 하단에 오일의 유입과 배출을 위한 입구(13)와 출구(14)가 마련된 마그네틱 밸브코어(11)를 구비한다. 그리고 밸브코어(11)의 상단부에는 얇은 원통상으로 마련된 밸브돔(15)이 씌워져 결합되며, 밸브돔(15)의 내측에는 길이방향으로 소정구간 진퇴가 가능하도록 원통형상의 아마츄어(16)가 설치된다. 그리고 밸브돔(15)의 외면에는 전원을 인가받아 자기력을 발생시킴으로써 아마츄어(16)를 진퇴시키는 원통형상의 여자코일(17)이 씌워져 결합된다. 여기서 부호 30은 밸브코어(11)가 결합되는 통상의 ABS용 모듈레이터블록이고, 부호 31은 밸브코어(11)의 입구(13)와 연통하도록 모듈레이터블록(30) 내부에 형성된 입구유로이며, 부호 32는 출구(14)와 연통하도록 된 출구유로이다.

또한, 밸브코어(11) 내측 관통공(12)에는 길이방향으로 진퇴가 가능한 봉상의 플런저(18)가 설치된다. 이때 플런저(18)는 일단이 밸브코어(11)의 입구(13)에 설치된 밸브시트(20)와 인접하도록 배치되고, 타단이 아마츄어(16)의 하단과 접하도록 배치된다. 또한 플런저(18)는 아마츄어(16)와 인접하는 상부의 외경(d1)이 작게 형성되고 하부의 외경(d2)이 크게 형성된다. 이는 후술할 플럭스링(19)과 밸브코어(11)의 상단을 통해 아마츄어(16)와 인접하는 상부의 단면적이 넓어져서 자속의 흐름이 원활해지고 밸브의 닫힘력이 커질 수 있도록 한 것이다. 도면에서 여자코일(17)의 주위에 파선으로 도시한 부분은 자속의 흐름을 나타낸 것이다.

또, 밸브시트(20)와 인접하는 플런저(18)의 하단에는 아마츄어(16)의 동작으로 플런저(18)가 전진할 때 밸브시트(20)의 유로를 막아 오일의 흐름을 차단시키는 구체(18a)와, 여자코일(17)에 전원이 인가되지 않을 때 플런저(18)와 아마츄어(16)를 복귀시켜 유로를 개방시키는 복귀스프링(21)이 설치된다. 이 복귀스프링(21)은 일단이 밸브시트(20)에 지지되고 타단이 플런저(18)의 단부에 일부 끼워진 상태로 지지된다. 여기서 플런저(18)는 스프링지지턱(18b)을 형성하고 또한 밸브 개폐를 위한 구체(18a)를 결합하기 위해 하부가 비교적 큰 외경(d2)으로 형성된다.

또한, 밸브코어(11)의 관통공(12)의 내면에는 플런저(18) 상부의 진퇴를 안내하는 한편, 아마츄어(16)와 밸브코어(11) 사이의 공극에 단차를 형성하여 자속의 흐름을 유도하는 중공의 플럭스링(19)이 압입되어 설치된다. 이 플럭스링(19)은 자속이 흐를 수 있는 자성체로 이루어지고, 그 상단이 밸브코어(11)의 관통공(12) 내부에 진입된 상태로 설치되어 밸브코어(11)의 상단에 오목형 단차를 형성하며, 이에 대향하는 아마츄어(16)의 하단 중앙부에는 상호 대응하는 형상으로 마련되어 오목형 단차의 내부로 진입하는 볼록형 단차가 형성된다.

이러한 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 아마츄어(16)의 외주부 하단과 밸브코어 상단사이의 공극(t1)에 자속이 흐르도록 하는 동시에, 플럭스링(19)의 상단과 아마츄어(16)의 볼록부(16a) 하단사이의 공극(t2)에 자속이 흐르도록 함으로써자속의 흐름면적이 확장될 수 있도록 한 것이다. 또한 이러한 구성은 밸브코어(11)의 내부로 진입하는 아마츄어(16)의 볼록부 측면(16b)과 이에 대응하여 겹치는 관통공(12)의 내면사이에 자속이 흐르도록 함으로써, 아마츄어(16)의 진퇴동작과 무관하게 밸브의 닫힘력이 항상 일정하게 유지되어 밸브의 개도조절이 용이하도록 한 것이다. 이에 대한 상세한 설명은 동작설명과 아울러 후술한다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예를 도시한 것으로, 일반적인 구성은 상술한 실시 예와 동일하나 관통공(12)에 결합되는 플럭스링(19)의 상단이 밸브코어(11)의 상단으로 돌출하도록 한 것이다. 즉, 도 5의 솔레노이드밸브는 플럭스링(19)의 상단이 밸브코어(11)의 상부로 소정길이 돌출하여 볼록형 단차를 형성하고, 이에 대향하는 아마츄어(16)의 하단에 플럭스링(19)의 상단을 수용할 수 있도록 볼록형 단차에 대응하는 오목형 단차가 형성된 것이다. 이는 단차부의 구성이 상술한 실시 예와 상반되는 구조이지만 상술한 실시와 동일한 효과를 발휘한다.

다음은 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 개폐동작을 설명한다.

여자코일(17)에 전원이 인가되어 아마츄어(16)와 밸브코어(11) 사이에 자기력이 형성되면, 밸브코어(11)와 아마츄어(16) 사이의 공극(t1,t2)에 작용되는 인력에 의해 아마츄어(16)가 밸브코어(11) 쪽으로 전진한다. 그리고 아마츄어(16)는 플런저(18)를 밸브시트(20) 쪽으로 밀어주어 밸브시트(20)의 유로를 폐쇄시킨다. 그리고 여자코일(17)에 전원이 인가되지 않을 때에는 아마츄어(16)와 밸브코어(11) 사이의 자기력이 해제되면서, 플런저(18) 하단의 복귀스프링(21) 탄성에 의해 플런저(18)와 아마츄어(16)가 복귀하면서 유로가 열린다.

이때 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 플런저(18)의 상부 외경(d1)이 하부 외경(d2)보다 작게 형성되고, 플런저(18)의 상부 주위에 플럭스링(19)이 설치됨으로써 아마츄어(16)와 밸브코어(11) 사이의 공극(t1,t2)을 통해 자속이 흐르는 단면적이 커지게 되므로, 큰 인력이 생성되어 밸브의 동작성능이 향상된다. 즉 자속이 흐르는 밸브코어(11)의 상단부와 플럭스링(19)의 상단부가 밸브코어(11)의 하단과 인접하게 되므로, 아마츄어(16)와 밸브코어(11) 사이에 작용하는 인력이 커진다.

한편, 통상의 솔레노이드밸브는 아마츄어(16)가 밸브코어(11) 쪽으로 접근하여 공극이 작아질수록 아마츄어(16)와 밸브코어(11) 사이에 작용하는 인력이 더욱 커지고, 반대로 공극이 커질수록 인력이 작아지게 되기 때문에, 공극의 이격정도에 따라 닫힘력이 크게 변화하게 된다.

그러나 본 발명은 밸브코어(11)의 내부로 진입하는 아마츄어(16)의 볼록부 측면(16b)과 이에 대응하여 겹치는 관통공(12)의 내면사이에 자속이 흐르게 됨으로써, 아마츄어(16)의 진퇴동작 및 공극(t1,t2)의 이격정도와 무관하게 밸브의 닫힘력이 항상 일정하게 유지된다.

즉 본 발명은 공극(t1,t2)의 이격이 클 때 아마츄어(16)의 볼록부 측면(16b)과 밸브코어(11)의 관통공(12) 내면이 겹치는 면적이 작아 볼록부 측면(16b)을 통하는 자속의 흐름량이 적어지지만, 밸브코어(11)의 상단과 플럭스링(19)의 상단을 통해 흐르는 자속의 량이 그만큼 많아진다. 반대로, 아마츄어(16)가 밸브코어(11) 쪽으로 접근하여 공극(t1,t2)의 이격이 작을 때에는 아마츄어(16)의 볼록부측면(16b)과 밸브코어(11)의 관통공(12) 내면이 겹치는 면적이 커져 볼록부(16a)의 측면(16b)을 통하는 자속의 흐름량이 그만큼 많아진다. 따라서 이때는 밸브코어(11)의 상단과 플럭스링(19)의 상단을 통해 흐르는 자속의 량이 그만큼 적어져서 양자간에 인력으로 작용되는 자속의 흐름은 그만큼 감소하게 된다. 결국 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 이러한 현상을 통해 아마츄어(16)의 진퇴에 따른 공극(t1,t2)의 이격정도와 무관하게 밸브의 닫힘력이 항상 일정하게 유지되고, 이로써 밸브의 개도조절이 용이해진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 아마츄어와 밸브코어사이에 자속이 흐르는 면적이 커지도록 아마츄어와 인접하는 플런저의 외경을 작게하고, 밸브코어의 관통공에 자속이 흐르는 플럭스링이 설치됨으로써 아마츄어와 밸브코어사이의 인력이 커져 밸브의 동작성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 밸브코어와 아마츄어가 인접하는 부분에 플럭스링의 설치를 통한 단차가 형성됨으로써, 아마츄어의 진퇴에 따른 공극의 이격정도와 무관하게 밸브의 닫힘력이 항상 일정하게 유지되고, 이로써 밸브의 개도조절이 용이해지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 중앙에 길이방향의 관통공이 형성되고 일측에 유체의 흐름을 위한 입구와 출구가 형성된 밸브코어와, 상기 밸브코어의 일단을 밀폐시키는 밸브돔의 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 상기 아마츄어를 진퇴시키도록 상기 밸브돔의 외측에 설치된 여자코일과, 상기 아마츄어의 진퇴운동과 연동하여 상기 밸브코어의 입구를 개폐하도록 상기 밸브코어의 관통공 내부에 진퇴 가능하게 설치된 플런저와, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 플런저와 아마츄어를 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

   상기 아마츄어와 상기 밸브코어가 인접하는 공극에 상호 대응하는 단차가 형성되어 상기 아마츄어와 상기 밸브코어 사이에 작용하는 인력이 일정하도록 상기 밸브코어의 관통공에는 자성체로 이루어진 중공의 플럭스링이 설치된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 단차는 상기 아마츄어의 일단 중앙부가 상기 밸브코어 내부로 진입하도록 상기 아마츄어의 일단에 볼록형 단차가 형성되고, 이에 대응하는 상기 밸브코어의 일단에 오목형 단차가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 단차는 상기 밸브코어의 일단에 상기 플럭스링의 일부가 돌출하여 볼록형 단차를 이루고, 이에 대응하는 상기 아마츄어의 일단에 오목형 단차가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 플런저는 상기 아마츄어와 인접하는 쪽의 외경이 타단의 외경보다 작게 형성되며 상기 플럭스링의 내부에서 진퇴하도록 된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.