KR100437209B1 - 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브의 유입구에 큰 제동압이 걸린 상태에서도 밸브의 개폐동작이 용이하게 이루어지도록 유로가 2단으로 순차 개폐되는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 유입구와 유출구가 형성된 중공의 밸브하우징, 일단이 밸브하우징에 결합되는 중공의 슬리브, 슬리브의 타단에 결합된 마그네틱 밸브코어, 슬리브의 내에 진퇴 가능하게 설치되며 밸브하우징 내로 소정길이 연장되는 플런저부를 갖는 아마츄어, 아마츄어를 진퇴시키도록 밸브코어와 슬리브의 외측에 설치된 여자코일, 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 아마츄어를 밸브하우징 쪽으로 전진시키도록 밸브코어와 아마츄어 사이에 설치된 복원스프링, 아마츄어의 동작시 유출구가 2단으로 순차 개폐되도록 밸브하우징 내에 진퇴 가능하게 설치되며 그 중앙에 형성된 오리피스의 일단이 아마츄어의 플런저부와 접하여 개폐되고 탄단이 오리피스보다 내경이 큰 유출구와 접하여 유출구를 개폐하도록 된 스풀, 일단이 스풀의 외면에 미끄럼 가능하게 결합되고 타단이 아마츄어의 플런저부 외면에 고정되는 중공의 지지부재, 스풀이 아마츄어 쪽으로 이동하려는 힘을 갖도록 스풀을 탄력 지지하는 스풀복원스프링을 포함하는 것이다.

Description

브레이크시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE SYSTEM}

본 발명은 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 유입구에 큰 제동압이 걸린 상태에서도 밸브의 개폐동작이 용이하게 이루어지도록 유로가 2단으로 순차 개폐되는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 안티록 브레이크시스템은 마스터실린더에서 바퀴측의 휠실린더로 연결되는 유압라인 또는 바퀴 측에서 복귀하는 유압라인의 중도에 설치되어 유로를 개폐함으로써 단속적인 제동압이 형성되도록 하는 다수의 솔레노이드밸브를 구비한다.

이러한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈레이터블록(13)의 밸브결합공(14)에 압입되어 결합되는 것으로, 중앙에 길이방향의 관통공(2)이 형성되고 유체의 흐름을 위한 입구(3)와 출구(4)가 형성된 밸브하우징(1)을 구비한다.

밸브하우징(1)의 일단에는 내부에 진퇴 가능한 아마츄어(5)를 구비한 원통형 슬리브(6)가 고정되며, 슬리브(6)의 개방된 단부에는 슬리브(6)의 개방된 부분을 폐쇄함과 동시에 아마츄어(5)의 진퇴시키는 밸브코어(7)가 결합된다. 이때 아마츄어(5)는 일단이 밸브하우징(1)의 관통공(2) 내부에 설치된 밸브시트(8) 쪽으로 연장되어, 진퇴운동을 통해 밸브시트(8)의 오리피스(8a)를 개폐할 수 있도록 구성된다.

또한 아마츄어(5)와 밸브코어(7) 사이에는 아마츄어(5)가 평소 오리피스(8a)를 폐쇄한 상태를 유지하도록 아마츄어(5)에 탄성 복원력을 부여하는 복원스프링(9)이 설치되고, 슬리브(6)와 밸브코어(7)의 외측에는 아마츄어(5)를 진퇴시키는 여자코일(10)이 설치된다.

이러한 구성의 솔레노이드밸브는 여자코일(10)에 전원이 인가될 때 밸브코어(7)와 아마츄어(5) 사이에 자기력이 생기고, 이 자기력에 의해 아마츄어(5)가 밸브코어(7) 쪽으로 이동하면서 밸브시트(8)의 오리피스(8a)를 열어준다. 그리고 여자코일(10)에 전원이 인가되지 않을 때에는 자기력이 해제되며 복원스프링(9)의 탄성에 의해 아마츄어(5)가 원상태로 복원되면서 오리피스(8a)가 닫힌다.

그런데 이러한 구성의 종래 솔레노이드밸브는 아마츄어(5)가 밸브시트(8)의 오리피스(8a)를 폐쇄한 상황에서 입구측과 출구측의 압력차가 큰 상태이기 때문에, 아마츄어(5)를 동작시켜 오리피스(8a)를 열기 위해서는 큰 자기력이 요구되는 결점이 있었다. 또한 이러한 솔레노이드밸브가 저온상태에서 원활히 동작하고 유체의 흐름이 원활하기 위해서는 오리피스(8a)가 소정크기 이상의 단면적을 유지해야 하는데, 오리피스(8a)의 단면적을 크게 할 수록 밸브를 여는데 큰 힘이 요구되기 때문에 밸브의 개폐가 불안정해지는 문제가 있었다. 따라서 종래에는 이러한 문제들을 해결하기 위해 아마츄어(5)에 큰 힘(자기력)이 가해지도록 하여 밸브의 개폐가 원활하도록 하기도 했으나, 이럴 경우 밸브의 동작소음이 클 뿐 아니라 여자코일(10)의 부피가 커져야 하는 문제가 따랐다.

본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브의 개폐동작이 2단에 걸쳐 순차 개폐되도록 함으로써 밸브의 유입구에 큰 제동압이 걸린 상태에서도 밸브의 개폐가 용이하게 이루어지도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 2단 개폐장치의 구성을 보인 분해사시도이다.

도 4, 도 5, 도 6은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브 유로의 순차적인 개폐동작을 보인 상세도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 모듈레이터블록, 21: 밸브수용홈,

31: 밸브하우징, 31a: 유입구,

31b: 유출구, 32: 슬리브,

33: 밸브코어, 34: 아마츄어,

35: 여자코일조립체, 36: 복원스프링,

41: 스풀, 41a: 오리피스,

42: 지지부재, 43: 스풀복원스프링.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는, 둘레에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 일단에 유체의 유출구가 형성된 중공의 밸브하우징, 일단이 상기 밸브하우징에 결합되는 중공의 슬리브, 상기 슬리브의 타단에 결합된 마그네틱 밸브코어, 상기 슬리브의 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 밸브하우징 내로 소정길이 연장되는 플런저부를 갖는 아마츄어, 상기 아마츄어를 진퇴시키도록 상기 밸브코어와 상기 슬리브의 외측에 설치된 여자코일, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 아마츄어를 상기 밸브하우징 쪽으로 전진시키도록 상기 밸브코어와 상기 아마츄어 사이에 설치된 복원스프링, 상기 아마츄어의 동작시 상기 유출구가 2단으로 순차 개폐되도록 상기 밸브하우징 내에 진퇴 가능하게 설치되며 그 중앙에 형성된 오리피스의 일단이 상기 아마츄어의 플런저부와 접하여 개폐되고 탄단이 상기 오리피스보다 내경이 큰 유출구와 접하여 상기 유출구를 개폐하도록 된 스풀, 상기 스풀을 지지하도록 일단이 상기 스풀의 외면에 미끄럼 가능하게 끼워지고 타단이 상기 아마츄어의 플런저부 외면에 고정되는 중공의 지지부재, 상기 스풀이 상기 아마츄어 쪽으로 이동하려는 힘을 갖도록 상기 스풀을 탄력 지지하는 스풀복원스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지지부재에는 상기 스풀의 승강안내 및 유체의 유통이 가능하도록 양측에 길이방향으로 절개된 절개홈이 형성되고, 상기 스풀의 외면에는 상기 절개홈을 통해 외측으로 소정길이 연장되는 걸림턱이 마련되며, 상기 스풀복원스프링은 상기 지지부재의 외측에 설치되며 상단이 상기 스풀의 걸림턱을 지지하도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지지부재의 절개홈은 상기 아마츄어가 밸브코어 쪽으로 소정구간 이상 이동할 때 상기 스풀의 걸림턱을 끌어당기도록 상기 아마츄어에 고정되는 상단으로부터 절개되며 하단이 상기 스풀의 걸림턱에 걸려서 지지되도록 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, 내부에 다수의 유로(20a,20b)가 형성된 모듈레이터블록(20)의 밸브결합공(21)에 압입되어 설치되고, 유입구(31a)와 유출구(31b)가 모듈레이터블록(20) 내의 유로(20a,20b)와 각각 연통되는 밸브하우징(31)을 구비한다.

또 밸브하우징(31) 외면에는 원통형상으로 마련된 중공의 슬리브(32)가 결합되고, 밸브결합공(21)의 외측으로 연장되는 슬리브(32)의 개방된 쪽 단부에는 마그네틱 밸브코어(33)가 결합된다. 즉 슬리브(32)는 상부에 밸브코어(33)가 결합됨으로써 폐쇄된다.

또한 슬리브(32)의 내부에는 밸브하우징(31)의 유로를 개폐할 수 있도록 상하로 진퇴가 가능한 원통상의 아마츄어(34)가 설치된다. 이때 아마츄어(34)는 상부가 슬리브(32)의 내면에 미끄럼 가능하게 지지되고, 하부가 상부의 직경보다 작은 플런저부(34a)로 이루어져 밸브하우징(31)의 중공부(31c) 내부로 연장된다. 그리고 플런저부(34a)의 하단에는 유로의 개폐를 위한 개폐볼(34b)이 결합된다.

또 슬리브(32)와 밸브코어(33)의 외측에는 슬리브(32) 내의 아마츄어(34)를 진퇴시키기 위한 여자코일조립체(35)가 설치되고, 슬리브(32) 내의 아마츄어(34)의 상부와 밸브코어(33) 사이에는 여자코일(35a)에 전원이 인가되지 않을 때 아마츄어(34)를 밸브하우징(31) 쪽으로 이동시키도록 아마츄어(34)를 탄력 지지하는 복원스프링(36)이 설치된다. 그리고 아마츄어(34)의 하부에는 아마츄어(34)의 동작시에 밸브하우징(31)의 유출구(31b)가 2단으로 순차 개폐되도록 하기 위한 2단 개폐장치(40)가 마련된다.

2단 개폐장치(40)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브하우징(31)의 중공부(31c) 내에 진퇴 가능하게 설치되며 그 중앙에 소정크기의 오리피스(41a)가 형성된 스풀(41)과, 스풀(41)을 진퇴 가능하게 지지하도록 스풀(41)의 둘레에 설치되는 지지부재(42), 그리고 스풀(41)에 복원력을 부여하는 스풀복원스프링(43)을 포함한다.

스풀(41)은 아마츄어(34)의 플런저부(34a)와 대체로 유사한 외경을 갖도록 형성되며 중앙의 오리피스(41a)가 상하로 관통되어, 오리피스(41a)의 상단이 아마츄어(34)의 플런저부(34a)에 결합된 개폐볼(34b)과 접하여 개폐되도록 구성된다. 그리고 스풀(41)의 하단은 밸브하우징(31)의 유출구(31b)와 접하여 유출구(31b)를개폐하도록 구성된다. 이때 스풀(41)의 내에 형성되는 오리피스(41a)는 밸브하우징(31)의 유출구(31b)보다 작은 직경으로 형성되고, 스풀(41)의 하단은 밸브하우징의 유출구(31b)와 밀접할 수 있도록 소정의 경사를 갖는 원뿔형으로 구성된다. 또한 스풀(41)의 외면 양측에는 후술할 지지부재(42) 및 스풀복원스프링(43)에 지지될 수 있도록 외측방향으로 소정길이 연장된 걸림턱(41b)이 형성된다.

스풀(41)을 지지하는 지지부재(42)는 둥근 원통형상으로 마련되며, 지지부재(42)의 양측에는 스풀(41)의 걸림턱(41b)이 소정구간 진퇴 가능한 상태로 결합될 수 있도록 그 상단으로부터 길이방향으로 절개된 절개홈(42a)이 마련된다. 이때 스풀(41)은 지지부재(42)의 상부로부터 지지부재(42)의 내부로 진입되어 결합되며, 걸림턱(41b)이 지지부재(42)의 절개홈(42a)을 통해 소정길이 외측으로 돌출한 상태로 지지된다. 그리고 지지부재(42)의 상부는 아마츄어(34)의 플런저부(34a)에 형성된 결합홈(34c)에 가압성형을 통해 고정된다. 이때 스풀(41)은 아마츄어(34)가 승강할 때 오리피스(41a)의 개폐가 가능하도록 지지부재(42)의 내에서 소정구간(t) 승강 가능한 상태를 유지하도록 해야 한다.

지지부재(42)의 외측에 설치되는 스풀복원스프링(43)은 평소 스풀(41)이 아마츄어(34) 쪽으로 이동하려는 복원력을 갖도록 그 상단이 지지부재(42)의 절개홈(42a)을 통해 외측으로 연장된 스풀(41)의 걸림턱(41b)에 지지되고, 하단이 밸브하우징(31)의 중공부(31c) 내에 마련된 단턱(31d)에 지지된다. 그리고 스풀복원스프링(43)의 탄성은 평소 아마츄어(34)에 전원이 인가되지 않을 때 오리피스(41a)가 폐쇄된 상태를 유지할 수 있도록 아마츄어(34)를 복원시키는 복원스프링(36)보다 작도록 한다.

다음은 이러한 구성의 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 개폐동작을 설명한다.

여자코일(35)에 전원이 인가되지 않을 때에는 도 4에 도시된 바와 같이, 복원스프링(36)의 탄성에 의해 아마츄어(34)가 밸브하우징(31)쪽으로 전진된 상태를 유지하므로, 스풀(41)의 하단을 통해 밸브하우징(31)의 유출구(31b)가 폐쇄되고, 개폐볼(34b)을 통해 스풀(41) 상부의 오리피스(41a)가 폐쇄된 상태를 유지한다.

이러한 상태에서 여자코일(35)에 전원이 인가되면, 아마츄어(34)와 밸브코어(33)사이에 발생하는 자기력에 의해 아마츄어(34)가 밸브코어(33) 쪽으로 이동되면서 유로가 열린다. 이때는 밸브의 유입구(31a) 측에 높은 제동압이 걸린 상태이므로, 스풀(41)에 작용하는 압력도 크기 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이 스풀(41)보다 아마츄어(34)의 상승이 먼저 이루어지면서 개폐볼(34b)이 스풀(41) 상부와 이격되어 스풀(41) 상부의 오리피스(41a)가 먼저 열린다. 따라서 이때는 유입구(31a)로 유입된 유체가 스풀(41)에 형성된 오리피스(41a)를 통해 유출구(31b) 쪽으로 흐른다.

그리고 스풀(41)의 오리피스(41a)를 통해 흐르는 유체가 소정량 유출구(31b) 쪽으로 흘러서 유입구(31a) 측과 유출구(31b) 측의 압력차를 작아지면, 도 6에 도시된 바와 같이 지지부재(42)를 통해 스풀(41)에 전해지는 아마츄어(34)의 상승력 및 스풀복원스프링(43)의 탄성에 의해 스풀(41)이 2차로 상승되면서 스풀(41) 하단이 밸브하우징(31)의 유출구(31b) 상단으로부터 이격된다. 따라서 이때는유입구(31a)로 유입된 유체가 직경이 큰 밸브하우징의 유출구(31b)로 곧바로 흐르게 되므로 유입구(31a)로부터 유출구(31b)로의 유체 흐름이 원활해진다.

이처럼 본 발명은 아마츄어(34)와 스풀(41)의 순차 상승에 의한 2단계 동작을 통해 밸브의 유로가 열리게 되므로, 유입구(31a) 측과 유출구(31b) 측의 큰 압력차가 존재하는 상황에서도 작은 힘으로 밸브를 열수 있기 때문에, 여자코일(35)의 부피를 줄일 수 있게 된다.

또한 본 발명은 유입구(31a) 측과 유출구(31b) 측의 압력차가 작은 상황에서 아마츄어(34)가 열리는 방향으로 동작할 경우, 스풀복원스프링(43)의 탄성에 의해 스풀(41)의 하단이 즉시 열리기 때문에 유로의 개방이 더욱 신속하게 이루어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 아마츄어의 하부에 설치되는 스풀을 통해 밸브의 개폐동작이 2단에 걸쳐 순차적으로 이루어지기 때문에, 밸브의 유입구에 큰 제동압이 걸린 상태에서도 작은 힘으로 밸브의 개폐가 용이하게 이루어지는 효과가 있다.

또한 본 발명은 작은 힘으로도 밸브의 개폐가 가능하기 때문에 아마츄어의 동작을 위한 여자코일의 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 둘레에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 일단에 유체의 유출구가 형성된 중공의 밸브하우징, 일단이 상기 밸브하우징에 결합되는 중공의 슬리브, 상기 슬리브의 타단에 결합된 마그네틱 밸브코어, 상기 슬리브의 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 밸브하우징 내로 소정길이 연장되는 플런저부를 갖는 아마츄어, 상기 아마츄어를 진퇴시키도록 상기 밸브코어와 상기 슬리브의 외측에 설치된 여자코일, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 아마츄어를 상기 밸브하우징 쪽으로 전진시키도록 상기 밸브코어와 상기 아마츄어 사이에 설치된 복원스프링, 상기 아마츄어의 동작시 상기 유출구가 2단으로 순차 개폐되도록 상기 밸브하우징 내에 진퇴 가능하게 설치되며 그 중앙에 형성된 오리피스의 일단이 상기 아마츄어의 플런저부와 접하여 개폐되고 탄단이 상기 오리피스보다 내경이 큰 유출구와 접하여 상기 유출구를 개폐하도록 된 스풀, 상기 스풀을 지지하도록 일단이 상기 스풀의 외면에 미끄럼 가능하게 끼워지고 타단이 상기 아마츄어의 플런저부 외면에 고정되는 중공의 지지부재, 상기 스풀이 상기 아마츄어 쪽으로 이동하려는 힘을 갖도록 상기 스풀을 탄력 지지하는 스풀복원스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지부재에는 상기 스풀의 승강안내 및 유체의 유통이 가능하도록 양측에 길이방향으로 절개된 절개홈이 형성되고, 상기 스풀의 외면에는 상기 절개홈을 통해 외측으로 소정길이 연장되는 걸림턱이 마련되며, 상기 스풀복원스프링은 상기 지지부재의 외측에 설치되며 상단이 상기 스풀의 걸림턱을 지지하도록 된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지지부재의 절개홈은 상기 아마츄어가 밸브코어 쪽으로 소정구간 이상 이동할 때 상기 스풀의 걸림턱을 끌어당기도록 상기 아마츄어에 고정되는 상단으로부터 절개되며 하단이 상기 스풀의 걸림턱에 걸려서 지지되도록 된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.