KR100422998B1

KR100422998B1 - 전자기식으로작동되는압력스위칭밸브

Info

Publication number: KR100422998B1
Application number: KR1019960008116A
Authority: KR
Inventors: 크리머 에르빈; 미에레 틸만; 슈마허 스테펜
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 2004-06-10
Also published as: JPH08270819A; DE19510646C2; KR960034829A; JP3822667B2; US5651530A; DE19510646A1

Abstract

본 발명은 바람직하게는 차량의 자동 변속기에서 압력 매체의 흐름을 제어하기 위한 전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브(10)가 밸브 하우징(16) 및 이와 연결된 밸브 연결 엘리먼트(33)를 갖는 것이다. 상기 밸브 하우징(16)에서 자석 코일(13)은 그 안에 자석 코어(15)를 구비한다. 상기 자석 코어(15)는 이 자석 코어와 함께 작용하는 압력 매체를 위한 통로를 갖는다. 본 발명에 따라, 상기 자석 코일(13) 안으로 연장하는 슬리브형 부분(22)과 상기 자석 코일(13)의 정면에 나란히 연장하는 가장자리(21)와 함께 자석 아마추어(20)를 형성하는 것이 공개되어 있다. 상기 자석 아마추어(20)의 특별한 형상을 통해 전자기적인 성질 및 성능이 개선된다.

Description

전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브

종래 기술

본 발명은 특허청구 범위 제1항의 전제부에 따른 전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브(pressure switching valve)에 관한 것이다.

상기 종류의 공지된 압력 스위칭 밸브는 원통형 또는 판형의 아마추어를 가지며, 상기 아마추어는 자석 코어에 형성된 개구부와 함께 작용하고, 상기 개구부를 통해 압력매체가 흐를 수 있다. 상기 개구부에서, 펌프로부터 차량의 자동 변속기 내의 컨슈머(consumer)로 향한 압력매체 흐름이 자석코어에 의해 개폐된다. 이와 같은 종류의 압력 스위칭 밸브에서는, 원통형 아마추어의 사용시에 이 아마추어가, 상기 아마추어와 자석 코어 사이의 좁은 방사형 베어링 갭으로 인해 오염되기 쉽기 때문에 막히는 것이 단점이다. 또한, 유효 자기(magnetic) 표면이 원통형 아마추어의 상대적으로 작은 횡단면에 의해 제한된다. 그에 반해 판형의 아마추어는, 이것이 흔들리거나 경우에 따라서는 기울어지는 단점을 갖는다. 그 작동 갭이 코일 외부에, 따라서 최대 자력 선속 밀도 밖에 있기 때문에, 그 자기력이 제한된다.

본 발명의 장점

특허청구의 범위 제1항의 특징을 가지는 본 발명에 따른 전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브는, 아마추어가 코일 내부에서 최대 자력 선속 밀도의 영역에 배열되고 쉽게 오염되지 않는 동시에 아마추어에 대한 큰 유효 자기 표면을 갖는 장점이 있다. 또한, 특유의 횡단면 형상을 통해 자석 코어의 비교적 작은 질량 및 높은 스위칭 속도가 얻어질 수 있다. 또한, 특유의 횡단면 형상을 통해, 비교적 적은 비용으로 압력매체를 위한 통로를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 압력 스위칭 밸브의 그외 장점 및 유리한 실시예는 종속항 및 상세한 설명 부분에 제시되어 있다. 자석 아마추어가 일체형 스탬핑(stamping) 부재로서 특히 간단하게 제조될 수 있다. 밸브 엘리먼트로서 볼(ball)을 사용함으로써, 정확한 밸브 시트 및 간단하게 조정될 수 있는 밸브 리프트(lift)가 얻어진다. 자석 코어는 최대 자계 세기의 영역에 배열되는 것이 특히 유리하다. 이로 인해, 자석 코어의 이동시에 자석 코일 내로 역 유도(counter induction)가 나타나고, 이것은 전자 회로에 의해 아마추어 이동으로서 인식되고 제어 장치에 제어 값으로서 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 자석 코어가 스프링에 의해 에워싸이고, 상기 스프링은 자석 아마추어의 축방향 가이드를 보장한다.

실시예의 상세한 설명

제1도에 도시된 전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브(10)는 바람직하게는 차량의 자동 변속기에 사용되는 여기에 상세히 도시되지 않은 유압 시스템의 구성 요소이다. 이것은 공지된 바와 같이 펌프(P), 컨슈머(A)와 귀환 용기(T) 사이의 압력매체 흐름을 개폐한다. 압력 스위칭 밸브는 금속 슬리브(11)에 삽입된, 코일체(12)에 감겨있는 자석 코일(13) 및 전기 단자(14)를 갖는다. 스위칭 밸브(10)의 하우징(16)은 슬리브(11) 및 코일체(12) 그리고 자석 코일(13)의 사출성형에 의해 플라스틱 물질로 형성된다. 코일체(12)의 내부에 자석 코어(15)가 삽입된다. 상기 자석 코어(15)의 길이는 코일체(12) 길이의 약 2/3이고, 자석 코어(15)는 단자(14)를 향한 측면에서 코일체(12)와 대략 동일한 평면으로 끝난다.

자석 코어(15)는 보어 부분(17a, 17b)을 갖는 계단형 보어(17)에 의해 동축으로 관통된다. 단자(14)를 향한, 더 큰 직경을 가진 보어 부분(17a)이 귀환 용기(T)와 연결되어 있다. 상기 보어 부분(17b)의 개구부는 밸브 볼(19)을 위한 밸브 시트(18)를 형성한다. 밸브 볼(19)은 아마추어(20)에 가압된다.

아마추어(20)는 플랜지 형상으로 둘러싸인 가장자리(21)가 있는 U-형상 횡단면을 갖는다. 아마추어(20)로부터 최대 자력 선속 밀도의 영역까지, 슬리브형 부분(22)의 바닥(23)이 자석 코일(13) 안으로 돌출한다. 이는 상기 슬리브형 부분(22)이 이 실시예에서 적어도 대략적으로 자석 코일(13)의 내부 공간의 1/3까지 도달하는 것을 의미한다. 가장자리(21)는 자석 코일(13)의 정면에 대해 평행하게 배열된 자극 원판(pole disc:24)에 의해 일정 방향으로 놓이고, 이것은 자석 코일(13)과 아마추어(20)의 가장자리(20) 사이에 위치하며 상기 슬리브(11)와 연결된다. 또한, 가장자리(21)의 둘레에 자극 원판(24)쪽으로 향한 지지 칼라(supporting collar; 25)가 형성되어 있다.

가장자리(21)에는 동일한 각도 간격으로 예를 들어 압력매체를 위한 4개의 통로가 축방향으로 형성되어 있다. 마찬가지로 슬리브형 부분(22)의 바닥(23)에서 밸브 볼(19)의 옆 측면에 압력 매체용 통로로서 사용되는 다수의, 예를 들어 2개의 리세스(29)가 위치한다.

바람직한 실시예에서, 아마추어(20)가 일체형 스탬핑 부재로서 만들어지고, 통로(27) 또는 리세스(29)가 펀칭을 통해 형성된다. 드로잉 프로세스에 후속해서, 밸브 볼(19)이 슬리브형 부분(22)에 가압된다.

아마추어(20)의 슬리브형 부분(22)이 스프링(30)에 의해 에워싸이고, 상기 스프링(30)은 한편으로는 가장자리(20)에, 그리고 다른 한편으로는 자석 코어(15)의 둘레에 형성된 숄더(31)에 대하여 지지된다. 스프링(30)은 방사방향 유극을 가지고 코일체(12) 내에 배열된다. 자석 코일(13)에 전류가 흐르지 않는 상태에서 스프링(30)은, 아마추어(20) 및 밸브 볼(19)이 시트(18)로부터 들리도록 하여 상기 시트(18)를 통해 귀환 용기(T)와 연결이 이루어지게 한다. 아마추어(20)의 가장자리(21)는 밸브 연결 엘리먼트(33)의 역시 환형인 리세스(32) 내에 유극을 가지고 배열되어 있다. 슬리브(11) 내에 숄더(34)를 성형한 후에, 자극 원판(24)과 밸브 연결 엘리먼트(33)로 구성된 결합체가 상기 숄더(34)에 대해 놓인 다음, 슬리브(11)의 돌출한 가장자리(36)가 밸브 연결 엘리먼트(33)에 대해 플랜지됨으로써 기밀한 연결이 이루어지는 방식으로, 밸브 연결 엘리먼트(33)는 절단없는 변형 과정을 통해 슬리브(11)와 연결된다.

바람직하게는, 플라스틱으로 이루어지는 밸브 연결 엘리먼트(33)가 슬리브형 부분(22) 내로 돌출한 연장부(37)를 가지며, 상기 연장부(37)는 거의 바닥(23)에까지 도달한다. 연장부(37)에는 보어 부분(17b)에 대해 동축으로 또 다른 보어(38)가 형성된다. 상기 보어(38)는 대략 보어 부분(17b)과 동일한 직경을 갖는다. 보어(38)는 밸브 연결 엘리먼트(33)에서 횡방향 보어(39)로 이어지고, 이것은 펌프(P)의 연결부와 연결된다. 또한, 아마추어(20)의 이동 경로는, 자석 코일(13)에 전류가 흐르지 않는 상태에서 아마추어(20)의 밸브 볼(19)이 스프링(30)에 의해 보어(38)에 대해 가압되어 이것을 펌프(P) 쪽으로 기밀하게 폐쇄시킨다.

횡방향 보어(39)를 교차하지 않는 채널(41)이 보어(38)에 대해 평행하게 밸브 연결 엘리먼트(33) 내에 뻗어 있고, 상기 채널은 한편으로는 밸브 연결 엘리먼트(33)의 리세스(32)에 이어지고 다른 한편으로는 컨슈머(A)와 연결된다.

전술한 압력 스위칭 밸브(10)는 다음과 같이 작용한다: 자석 코일(13)에 전류가 흐르지 않는 상태에서 자석 아마추어(20)는 스프링(30)의 힘에 의해 밸브 연결 엘리먼트(33)의 연장부(37)의 방향으로 압착되므로, 밸브 볼(19)은 펌프(P)에 대해 보어(38)를 밀봉한다. 따라서, 채널(41), 리세스(32), 통로(27) 및 리세스(29), 및 보어 부분(17b, 17a)을 통해 컨슈머(A)와 귀환 용기(T) 사이의 연속하는 연결이 이루어진다.

그에 반해, 자석 코일(13)에 전류가 흐르는 상태에서 아마추어(20)는 자석 코어(15)에 의해 당겨진다. 그 때문에, 밸브 볼(19)이 시트(18) 위에 놓이고 귀환 용기(T)에 대해 보어(17)를 밀봉한다. 펌프(P)와 컨슈머(A) 사이에 연속하는 연결이 주어진다. 상기 연결은 횡방향 보어(39) 및 보어(38), 연장부(37)와 슬리브형 부분(22) 사이의 원형 갭, 리세스(32) 및 채널(41)에 의해 형성된다.

아마추어(20)의 이동시에, 이것이 스프링(30) 및 연장부(37)에 의해 그리고 지지 칼라(25)에 의해 축방향으로 가이드되어 약간 기울어지는 것이 특히 유리하다. 또한, 압력 스위칭 밸브(10)는 아마추어(20)의 특별한 구성을 통해 쉽게 오염되지 않기 때문에, 입자에 대한 그 어떤 협소한 갭도, 특히 슬리브형 부분(22)과 자석 코일(13) 사이에 존재하지 않는다. 아마추어(20)의 슬리브형 부분(22)이 최대 자계 세기의 영역에 배열됨으로써, 아마추어(20)의 이동시에 자석 코일(13) 내로 역 유도가 나타난다. 상기 역 유도는 적합한 평가 회로에 의해 또는 제어 장치에 의해 아마추어 이동으로서 인식된다. 또한, 아마추어 리프트는 단지 적은 공차만을 갖는데, 그 이유는 이것은 아마추어(20)의 바닥(23) 내에 밸브 볼(19)의 가압 깊이에 의해 정확하게 형성될 수 있고, 밸브 볼(19)이 매우 정확하게 대량 생산될 수있기 때문이다. 아마추어(20)가 스탬핑 부재로서 형성되기 때문에, 이것은 비교적 작은 질량을 가지며, 따라서 자석 코일(13)에 대한 전류 공급의 변경시에 높은 조종 속도를 갖는다.

또한, 시트(18)를 향한 바닥(23)의 부분이 상응하게 또는 반구 형상으로 만들어지면, 밸브 볼(19) 대신에 슬리브형 부분(22)의 바닥(23)이 밸브 엘리먼트로서 사용될 수 있다.

제 1 도는 본 발명의 실시예인 전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브의 종단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 스위칭 밸브 11 : 금속 슬리브

12 : 코일체 13 : 자석 코일

14 : 전기 단자 15 : 자석 코어

18 : 밸브 시트 20 : 아마추어

23 :바닥 24 : 자극 원판(pole disc)

29 : 리세스 30 : 스프링

33 : 연결 엘리먼트 37 : 연결부

Claims

밸브 하우징과; 이 밸브 하우징의 내부에 배치된 자석 코일과; 상기 자석 코일과 연관되며 밸브 시트를 구비한 압력 매체용 통로를 갖는 자석 코어와; 자석 아마추어와: 상기 압력매체의 흐름을 제어하기 위해 상기 밸브 하우징내에 배치된 밸브 엘리먼트를 구비하는, 전자기식으로 작동되는 압력 스위칭 밸브에 있어서,

상기 자석 아마추어가 최대 자력선속 밀도의 영역까지 상기 자석 코일 내로 연장되는 슬리브형 부분을 가지며, 상기 영역에서 바닥을 구비하고, 상기 바닥과 슬리브형 부분이 U형 횡단면을 형성하고, 상기 밸브 엘리먼트가 상기 바닥내에 배치되고, 상기 자석 아마추어의 상기 슬리브형 부분이 상기 통로의 밸브 시트와 함께 협동하며, 상기 자석 아마추어의 슬리브형 부분이 상기 자석 코일 외부로 연장하는 플랜지 형상의 환형 가장자리를 갖는 압력 스위칭 밸브.
제1항에 있어서,

상기 슬리브헝 부분이 적어도 1/3까지 상기 자석 코일 안으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 자석 아마추어 내에 상기 압력매체를 위한 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 자석 아마추어가 일체형 스탬핑 부재로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 슬리브형 부분은 바닥을 가지며, 상기 통로를 위한 폐쇄 엘리먼트로서 이용되는 밸브 볼이 상기 바닥에 가압되는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제5항에 있어서,

상기 폐쇄 엘리먼트는 상기 바닥을 스탬핑함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 슬리브형 부분은, 한편으로는 상기 자석 코어에 대해 그리고 다른 한편으로는 상기 가장자리에 지지되는 스프링에 의해 에워싸이는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 가장자리는 상기 자석 코일을 향한 그 정면에 지지 칼라를 가지는 것을특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.
제1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 밸브 엘리먼트는 상기 슬리브형 부분 안으로 들어간 연장부를 가지며, 상기 폐쇄 엘리먼트와 함께 작용하는 압력매체 채널이 상기 연장부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 스위칭 밸브.