KR100536301B1 - 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일조립체의 케이스가 유동하는 현상을 방지하여, 정확한 밸브의 제어가 가능하도록 한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

본 발명에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는 유로를 개폐할 수 있도록 아마추어가 진퇴운동 가능하게 내장된 슬리브를 구비하며, 유압블록에 압입되는 밸브조립체와;

전원인가 시 형성되는 전자기력으로 상기 아마추어를 작동시키기 위하여 전류가 인가되는 코일과, 상기 코일이 감기는 보빈과, 상기 보빈을 감싸는 케이스를 구비하며, ECU 하우징에 설치되는 코일조립체;를 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 보빈에는 상기 유압블록과 상기 ECU하우징 사이의 거리가 벌어질 때 상기 케이스를 상기 유압블록 측으로 밀착시킬 수 있도록 탄성변형하는 탄성변형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크 시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE SYSTEM}

본 발명은 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔레노이드 밸브의 코일조립체에 관한 것이다.

일반적으로 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(VDC: Vehicle Dynamic Control System) 등이 개시되어 있다.

이러한 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 휠브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수 개의 솔레노이드밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 일시 저장된 오일을 강제 펌핑하기 위한 펌프와, 펌프에서 펌핑되는 오일을 압력맥동을 저감시키기 위한 고압어큐뮬레이터와, 솔레노이드밸브 및 펌프 구동을 전기적으로 제어하기 위한 전기제어장치(ECU: Electric Control Unit)를 포함하고 있다.

이러한 솔레노이드밸브의 밸브조립체와, 어큐뮬레이터 및 펌프 등은 알루미늄재질의 유압블록에 콤팩트하게 설치되며, ECU는 내부에 솔레노이드밸브의 코일조립체와 회로기판이 내장된 하우징을 구비하여 유압블록과 볼트결합되는데, 이의 상세한 구조는 대한민국 특허공개 2003-0020108호에 개시된 바와 같다.

즉, 도1에 도시된 바와 같이, 전자제어식 브레이크 시스템의 ECU(10)는 평판부(11b)과 측면부(11a)가 구비되며 상하부가 개방된 ECU 하우징(11)과, 이 ECU 하우징(11)의 평판부(11b) 상측에 장착되는 회로기판(12)과, ECU 하우징(11)의 상부 개방부를 덮는 커버(13)를 구비한다. 이 ECU 하우징(11)은 다수의 솔레노이드밸브(20)와, 펌프(미도시)와, 고압 및 저압어큐뮬레이터(미도시) 등이 내장된 유압블록(30)에 마운팅볼트(미도시)를 통하여 결합된다.

솔레노이드밸브(20)는 오리피스(21b)를 개폐하도록 아마추어(21c)가 진퇴운동 가능하게 내장된 슬리브(21a)를 갖춘 밸브조립체(21)와, 슬리브(21a)가 여유있게 관통 결합되며 전원인가 시 형성되는 전자기력으로 아마추어(21c)를 작동시키기 위한 코일조립체(22)를 갖추고 있다.

밸브조립체(21)는 유압블록(30)에 압입결합되고, 코일조립체(22)는 ECU 하우징(11)의 평판부(11b)에 세워져 설치되며 후술하는 리드선(23)을 통해 회로기판(12)과 전기적으로 접속하게 된다.

코일조립체(22)는 도2에 도시된 바와 같이, ECU 하우징(11)의 평판부(11b)에 형성된 리세스부(40)에 고정된다. 코일조립체(22)는 외주에 코일(22a)이 수회 권선된 통 형상의 보빈(50)과, 이 보빈(50)의 상부에 삽입 고정되며 코일(22a) 단부가 접속되어 전원공급을 안내하는 리드선(23)과, 보빈(50)을 감싸도록 결합되는 케이스(22c,22d)를 포함한다. 보빈(50)은 플라스틱재로 사출 성형공정을 통해 제조되는데, 제조과정에서 저부에 리드선(23)이 길이방향으로 삽입 고정된다. 또한 케이스(22c,22d)는 보빈(50) 외측을 감싸도록 결합되며 상부가 개방된 통형상의 상부케이스(22d)와, 이 상부케이스(22d)에 보빈(50)이 수용 결합된 상태에서 상부케이스(22d)의 개방부를 덮는 하부케이스(22c)로 이루어진다.

밸브조립체(21)의 삽입을 쉽게 하기 위하여 케이스(22c,22d)가 유동할 수 있도록 케이스(22c,22d)는 보빈(50)보다 약간 크게 만들어진다. 따라서 도2에 도시된 바와 같이, 보빈(50)과 케이스(22c,22d) 사이에는 소정의 간극(G)이 이 생기게 되고, 이 간극(G)으로 인하여 케이스(22c,22d)는 보빈(50)에 대하여 상대적인 운동이 가능하게 된다.

이상적인 경우, 조립이 완료되고 난 후, 케이스(22c,22d)는 유압블록(30)과 ECU 하우징(11)의 평판부(11b) 사이에서 빈틈없이 고정되기 때문에 움직이지 않는다. 그러나 공정 중, 또는 사용 중에 충격이나 ECU 하우징(11)의 뒤틀림 등으로 인해 유압블록(30)과 ECU 하우징(11) 사이의 거리가 벌어지게 되면, 케이스(22c,22d)가 고정되지 못하고 보빈(50)과의 간극(G)으로 인해 상하로 진동하게 되는 현상이 일어난다.

케이스(22c,22d)가 고정되지 않으면 그 위치가 불안정하여 밸브 제어가 정확하게 이루어지지 못하는 문제점이 발생하는데, 특히 고정밀도 제어가 요구되는 최근에는 이러한 문제가 더욱 심각하다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 코일조립체의 케이스가 움직이는 현상을 방지하여, 정확한 밸브의 제어가 가능한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는 유로를 개폐할 수 있도록 아마추어가 진퇴운동 가능하게 내장된 슬리브를 구비하며, 유압블록에 압입되는 밸브조립체와;

전원인가 시 형성되는 전자기력으로 상기 아마추어를 작동시키기 위하여 전류가 인가되는 코일과, 상기 코일이 감기는 보빈과, 상기 보빈을 감싸는 케이스를 구비하며, ECU 하우징에 설치되는 코일조립체;를 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 보빈에는 상기 유압블록과 상기 ECU하우징 사이의 거리가 벌어질 때 상기 케이스를 상기 유압블록 측으로 밀착시킬 수 있도록 탄성변형하는 탄성변형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보빈은 코일이 감기는 원통형상의 원통부와, 상기 원통부의 하측에 반경 방향으로 다수개로 절개된 하측 가드부를 포함하고,

상기 탄성변형부는 상기 하측 가드부에 마련되어 아래 방향으로 소정각도로 기울어지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이스는 상기 보빈의 외측을 감싸도록 결합되며 상부가 개방된 통형상의 하부케이스와, 상기 하부케이스에 보빈이 수용된 상태에서 상기 하부케이스의 개방부를 덮는 상부케이스를 포함하고,

상기 하부케이스는 상기 탄성변형부에 의해 상기 유압블록 측으로 밀착되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보빈은 상기 원통부의 상측에서 반경 방향으로 연장되는 상측 가드부와, 상기 상측 가드부에서 상방으로 연장되어 상기 ECU 하우징을 관통하는 제1,2고정보스와, 상기 제1,2고정보스의 하측에 마련되는 제1,2고정보스 베이스부를 포함하고,

상기 상부케이스에는 상기 제1,2고정보스 베이스부가 상기 ECU 하우징의 저면에 접하도록 상기 제1,2고정보스 베이스부를 외부로 노출되도록 하는 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 ECU(110)는 평판부(111b)와 측면부(111a)가 마련되며 상하부가 개방된 ECU 하우징(111)과, 이 ECU 하우징(111)의 평판부(111b) 상측공간에 장착되는 회로기판(112)과, 이 회로기판(112)과 후술하는 코일조립체(122)의 리드선(123)을 전기적으로 접속시킨 후 ECU 하우징(111)의 개방부를 덮는 커버(113)를 구비하여, 전자제어식 브레이크 시스템을 전체적으로 제어하게 된다.

그리고 ECU 하우징(111)의 하부에는 다수의 솔레노이드밸브(120)와, 펌프(미도시)와, 저압 및 고압어큐뮬레이터(미도시) 등이 콤팩트하게 내장된 유압블록(130)이 마운팅볼트(미도시)를 통해 결합된다.

솔레노이드밸브(120)는 오리피스(121b)를 개폐하도록 아마추어(121c)가 진퇴운동 가능하게 내장된 슬리브(121a)를 갖춘 밸브조립체(121)와, 슬리브(121a)가 여유있게 관통 결합되며 전원인가 시 형성되는 전자기력으로 아마추어(121c)를 작동시키기 위한 코일조립체(122)를 갖추고 있다.

밸브조립체(121)는 유압블록(130)에 압입 결합되고, 코일조립체(122)는 ECU 하우징(111)의 평판부(111b)에 세워져 설치되며 후술하는 리드선(123)을 통해 회로기판(112)과 전기적으로 접속하게 된다.

이러한 코일조립체(122)는 ECU 하우징(111)의 평판부(111b)에 형성된 리세스부(140)에 고정되는데, 그 구조는 다음과 같다.

도4,5에 도시된 바와 같이, 코일조립체(122)는 외주에 코일(122a)이 수회 권선된 통형상의 보빈(150)과, 이 보빈(150)의 상측에 삽입 고정되며 코일(122a) 단부가 접속되어 전원공급을 안내하는 리드선(123)과, 보빈(150)을 감싸도록 결합되는 케이스(122c,122d)를 포함한다.

보빈(150)은 플라스틱 재질로 사출성형공정을 통해 제조되는데, 코일(122a)이 감기는 원통부(151)와, 원통부(151)의 양단부에서 반경방향으로 연장된 상하측 가드부(152,153)와, 상측 가드부(152)에서 상방으로 연장되어 ECU 하우징(111) 평판부(111b)을 관통하는 제1,2고정보스(154,155)와, ECU 하우징(111) 평판부(111b)의 저면에 접하도록 상기 제1,2고정보스(154,155)의 하부에 마련되는 제1,2고정보스 베이스부(154a,155a)를 포함한다. 그리고 하측 가드부(153)는 방사상으로 8개소에서 반경방향으로 절개되며, 원통부(151) 직교하게 형성되어 코일(122a)을 지지하는 지지부(153a)와, 아래방향으로 소정의 각도로 기울어지게 형성된 탄성변형부(153b)를 포함한다.

케이스(122c,122d)는 보빈(150)의 외측을 감싸도록 결합되며 상부가 개방된 통형상의 하부케이스(122c)와, 이 하부케이스(122c)에 보빈(150)이 수용 결합된 상태에서 하부케이스(122c)의 개방부를 덮는 상부케이스(122d)로 구성된다. 하부케이스(122c)의 밑면 중앙부와 상부케이스(122d)의 중앙부에는 밸브조립체(121)의 슬리브(121a)가 관통하여 삽입되도록 삽입공(122e,122f)이 각각 형성되고, 상부케이스(122d)에는 제1,2고정보스 베이스부(154a,155a)가 외부로 노출되도록 형성된 홈(122g,122h)이 마련된다.

한편, ECU 하우징(111)의 평판부(111b)에는 코일조립체(122)를 삽입하기 위한 원기둥 형상의 리세스부(140)가 마련되며, 이 리세스부(140)의 상측에는 제1,2고정보스(154,155)가 삽입되는 제1,2고정홀(141,142)이 마련된다.

제1고정보스(154)에는 리드선(123)이 삽입되며 상측 가드부(152)에서 상방으로 타원봉 타입으로 마련되며, 제2고정보스(155)는 제1고정보스(154)의 반대편에 원형봉 타입으로 마련된다. 제2고정보스(155)는 제2고정홀(142)을 관통하여 돌출되도록 형성된다.

제1고정홀(141)은 제1고정보스(154)의 형상과 대응하도록 리세스부(140) 내측의 상부에 마련되며, 그 상부에는 리드선(123)이 관통하도록 리드선(123) 관통홀(141a)이 마련된다. 제2고정홀(142)의 상부는 상측으로 갈수록 직경이 점차적으로 확대되는 테이퍼부(142a)가 마련된다. 이는 코일조립체(122)를 ECU 하우징(111)에 고정할 때, 제2고정보스(155)를 제2고정홀(142)에 삽입한 후, 제2고정보스(155)의 선단부를 핫 스테이킹(HOT STAKING) 등의 방식으로 변형시켜 고정함으로써 보빈(150)이 ECU 하우징(111)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위함이다.

이하에서는 상기 실시예에 따른 솔레노이드밸브(120)의 작용을 설명한다.

본 발명의 솔레노이드밸브(120)에 있어서, 전자기적인 동작은 통상적인 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브와 동일하다.

그러나 본 발명에 따른 솔레노이드밸브(120)의 코일(122a)조립체(122)의 보빈(150)은 제1,2고정보스 베이스부(154a,155a)가 ECU 하우징(111)에 직접 접촉되어 고정되어 있어, ECU 하우징(111)과 보빈(150)이 일체로 거동하게 된다.

이상적인 경우에 도6a에 도시된 바와 같이 케이스(122c,122d), 특히 하부케이스(122c)는 보빈(150)과 유압블록(130)에 의해 움직이지 않도록 고정되나, 충격이나 변형에 의해 유압블록(130)과 유압블록(130) 사이의 거리가 멀어지면, 도6b에 도시된 바와 같이 보빈(150) 하측 가드부(153)의 탄성변형부(153b)가 변형되면서 하부케이스(122c)를 유압블록(130)에 밀착시켜 케이스(122c)가 유동하지 않도록 한다. 따라서 종래 기술에 의한 솔레노이드밸브와 달리 케이스(122c)가 유압블록(130)에 항상 밀착되어 고정되기 때문에 솔레노이드밸브(120)의 정확한 제어가 가능하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브는 코일조립체의 보빈에 케이스를 유압블록으로 밀착시킬 수 있도록 탄성변형하는 탄성변형부가 구비되어 있어, 케이스가 유동하지 않아 솔레노이드 밸브의 정확한 제어가 가능하여 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

도1은 종래 기술에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브의 장착구조를 도시한 단면도.

도2는 도1의 실시예에 따른 솔레노이드밸브의 장착상태를 도시한 단면도.

도3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브의 장착구조를 도시한 단면도.

도4는 도3의 실시예에 따른 솔레노이드밸브의 코일조립체를 도시한 분해사시도.

도5는 도3의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 보빈을 도시한 사시도.

도6a,6b는 도3의 실시예에 따른 솔레노이드밸브의 장착상태를 도시한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110: ECU 111: ECU 하우징

112: 회로기판 113: 커버

120: 솔레노이드밸브 121: 밸브조립체

122: 코일조립체 123: 리드선

150: 보빈 153b: 탄성변형부

Claims (4)

1. 유로를 개폐할 수 있도록 아마추어가 진퇴운동 가능하게 내장된 슬리브를 구비하며, 유압블록에 압입되는 밸브조립체와;

   전원인가 시 형성되는 전자기력으로 상기 아마추어를 작동시키기 위하여 전류가 인가되는 코일과, 상기 코일이 감기는 보빈과, 상기 보빈을 감싸는 케이스를 구비하며, ECU 하우징에 설치되는 코일조립체;를 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

   상기 보빈에는 상기 유압블록과 상기 ECU하우징 사이의 거리가 벌어질 때 상기 케이스를 상기 유압블록 측으로 밀착시킬 수 있도록 탄성변형하는 탄성변형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보빈은 코일이 감기는 원통형상의 원통부와, 상기 원통부의 하측에 반경 방향으로 다수개로 절개된 하측 가드부를 포함하고,

   상기 탄성변형부는 상기 하측 가드부에 마련되어 아래 방향으로 소정각도로 기울어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
3. 제2항에 있어서,

   상기 케이스는 상기 보빈의 외측을 감싸도록 결합되며 상부가 개방된 통형상의 하부케이스와, 상기 하부케이스에 보빈이 수용된 상태에서 상기 하부케이스의 개방부를 덮는 상부케이스를 포함하고,

   상기 하부케이스는 상기 탄성변형부에 의해 상기 유압블록 측으로 밀착되도록 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
4. 제3항에 있어서,

   상기 보빈은 상기 원통부의 상측에서 반경 방향으로 연장되는 상측 가드부와, 상기 상측 가드부에서 상방으로 연장되어 상기 ECU 하우징을 관통하는 제1,2고정보스와, 상기 제1,2고정보스의 하측에 마련되는 제1,2고정보스 베이스부를 포함하고,

   상기 상부케이스에는 상기 제1,2고정보스 베이스부가 상기 ECU 하우징의 저면에 접하도록 상기 제1,2고정보스 베이스부를 외부로 노출되도록 하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.