KR100589665B1

KR100589665B1 - 브레이크시스템용 솔레노이드밸브

Info

Publication number: KR100589665B1
Application number: KR1020010063321A
Authority: KR
Inventors: 최성호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2006-06-14
Also published as: KR20030031609A

Abstract

본 발명은 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 특히 밸브의 개폐 및 밸브의 통과유량의 제어가 용이하도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은 중앙에 길이방향의 중공부가 마련된 밸브하우징과, 밸브하우징에 결합되는 밸브돔의 내에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 아마츄어를 진퇴시키는 여자코일과, 아마츄어의 동작에 따라 진퇴하도록 중공부 내에 설치된 플런저와, 플런저가 진퇴할 때 밸브의 개폐가 이루어지도록 밸브하우징의 일단으로부터 중공부 내로 진입하도록 압입되며 그 중앙에 플런저의 단부와 접하여 개폐되는 길이방향의 제1오리피스가 형성된 밸브시트와, 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 제1오리피스가 열린 상태가 되도록 플런저를 복원시키는 복원스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서, 밸브하우징의 측방으로부터 유입되는 오일이 밸브돔 내의 아마츄어 쪽으로 진입하도록 밸브하우징에 길이방향으로 길게 형성된 유입유로와, 유입유로를 통해 밸브돔 내로 유입된 오일이 중공부의 내면과 플런저 외면사이의 틈을 통해 제1오리피스 쪽으로 흐르면서 유체의 유동에 따른 힘이 플런저에 작용하도록 중공부와 플런저 사이의 이격된 틈으로 이루어지는 제2오리피스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE SYSTEM}

도 1은 종래 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 제1실시예의 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 제2실시예의 구성을 보인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 제3실시예의 구성을 보인 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11: 밸브하우징, 11a: 중공부,

11b: 유입유로, 12: 밸브돔,

13: 아마츄어, 15: 여자코일,

16: 플런저, 17: 밸브시트,

17a: 제1오리피스, 19: 복원스프링,

20: 제2오리피스.

본 발명은 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 개폐 및 밸브의 통과유량의 제어가 용이한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

차량용 안티록 브레이크시스템은 바퀴 측으로 전해지는 제동유압이 주기적으로 단속(斷續)되도록 함으로써 바퀴의 노면슬립이 방지되도록 하는 장치이다. 그리고 이러한 브레이크시스템에 있어서 솔레노이드밸브는 브레이크 유압라인의 중도에 설치되며, 유로를 개폐함으로써 단속적인 제동압이 형성되도록 한다.

브레이크시스템에 적용되는 종래 솔레노이드밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙에 길이방향의 중공부(3a)가 형성되고, 외면이 모듈레이터블록(1)의 밸브결합공(1a)에 압입 고정되는 밸브하우징(3)을 구비한다. 이때 밸브하우징(3)에는 하부의 입구유로(2a)를 통해 유입된 오일이 중공부(3a)를 통해 모듈레이터블록(1)내에 형성된 다른 유로(2b)로 흐르도록 반경반향으로 관통된 출구유로(4)가 형성된다.

또 모듈레이터블록(1)의 밸브결합공(1a) 외측의 밸브하우징(3)에는 밸브하우징(3)의 일단을 밀폐시키는 원통형의 밸브돔(5)이 결합되고, 이 밸브돔(5) 내부에는 진퇴 가능한 아마츄어(6)가 설치된다. 그리고 밸브돔(5)의 외측에는 아마츄어(6)를 진퇴시키는 여자코일(7)이 마련되고, 밸브하우징(3)의 중공부(3a) 내에는 아마츄어(6)의 동작에 따라 그 길이방향으로 진퇴하는 봉상의 플런저(8)가 설치된다.

또 밸브하우징(3)의 중공부(3a) 내에는 플런저(8)의 진퇴에 따라 밸브가 개폐될 수 있도록 중앙에 관통된 오리피스(9a)가 형성되고 외면이 밸브하우징(3)의 중공부(3a) 내면에 압입 고정되는 밸브시트(9)가 설치된다. 그리고 플런저(8)의 단부와 밸브시트(9) 사이에는 여자코일(7)에 전원이 인가되지 않을 때 플런저(8)와 아마츄어(6)를 복원시켜 오리피스(9a)가 개방되도록 하는 복원스프링(8a)이 설치된다.

이러한 구성의 솔레노이드밸브는 여자코일(7)에 전원이 인가되면 아마츄어(6)와 이에 인접하는 밸브하우징(3) 사이의 자기력에 의해 아마츄어(6)가 밸브하우징(3) 쪽으로 전진하고, 플런저(8)가 밸브시트(9) 쪽으로 전진하면서 밸브시트(9)의 오리피스(9a)를 폐쇄한다. 그리고 여자코일(7)에 전원이 인가되지 않을 때에는 자기력이 해제되며 복원스프링(8a)의 탄성에 의해 플런저(9)와 아마츄어(6)가 후퇴하면서 오리피스(9a)가 열린다.

그런데 이러한 종래 솔레노이드밸브는 플런저(8)의 진퇴동작에 따라 오리피스(9a)가 열리거나 닫힐 때 오리피스(9a)의 개도가 급변할 뿐 아니라, 밸브가 단지 열린상태와 닫힌상태만을 유지하도록 제어되기 때문에 밸브가 소정구간 열린상태에서 오리피스(9a)를 통과하는 유량을 제어하기 가 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브의 개폐 및 통과유량의 제어가 용이하도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는, 중앙에 길이방향의 중공부가 마련된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징에 결합되는 밸브돔의 내에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 상기 아마츄어를 진퇴시키는 여자코일과, 상기 아마츄어의 동작에 따라 진퇴하도록 상기 중공부 내에 설치된 플런저와, 상기 플런저가 진퇴할 때 밸브의 개폐가 이루어지도록 상기 밸브하우징의 일단으로부터 상기 중공부 내로 진입하도록 압입되며 그 중앙에 상기 플런저의 단부와 접하여 개폐되는 길이방향의 제1오리피스가 형성된 밸브시트와, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 제1오리피스가 열린 상태가 되도록 상기 플런저를 복원시키는 복원스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서, 상기 밸브하우징의 측방으로부터 유입되는 오일이 상기 밸브돔 내의 상기 아마츄어 쪽으로 진입하도록 상기 밸브하우징에 길이방향으로 길게 형성된 유입유로와, 상기 유입유로를 통해 상기 밸브돔 내로 유입된 오일이 상기 제1오리피스 쪽으로 흐르도록 하면서 유체의 유동에 따른 힘이 상기 플런저에 작용하도록 하는 제2오리피스가 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제2오리피스는 상기 중공부의 내면과 상기 플런저 외면 사이의 이격된 틈을 통해 이루어지거나, 상기 플런저에 길이방향으로 형성되는 소정직경의 유로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는, 중앙에 길이방향의 중공부가 형성된 밸브하우징, 일단이 상기 밸브하우징에 결합되는 중공의 슬리 브, 상기 슬리브의 타단에 결합된 마그네틱 밸브코어, 상기 슬리브의 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 밸브하우징 내로 소정길이 연장되는 플런저를 갖는 아마츄어, 상기 아마츄어를 진퇴시키는 여자코일, 상기 플런저가 진퇴할 때 밸브의 개폐가 이루어지도록 상기 밸브하우징의 일단으로부터 상기 중공부 내로 진입하도록 압입되며 그 중앙에 상기 플런저의 단부와 접하여 개폐되는 길이방향의 제1오리피스가 형성된 밸브시트와, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 제1오리피스가 닫힌 상태가 되도록 상기 아마츄어를 가압하는 복원스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서, 상기 밸브하우징의 측방으로부터 유입되는 오일이 상기 슬리브 내의 상기 아마츄어 쪽으로 진입하도록 상기 밸브하우징에 길이방향으로 길게 형성된 유입유로와, 상기 유입유로를 통해 상기 슬리브 내로 유입된 오일이 상기 중공부의 내면과 상기 플런저 외면사이의 틈을 통해 상기 제1오리피스 쪽으로 흐르면서 유체의 유동에 따른 힘이 상기 플런저에 작용하도록 상기 중공부와 상기 플런저 사이의 이격된 틈으로 이루어지는 제2오리피스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 제1실시 예는 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크시스템용 모듈레이터블록(10)에 압입 고정되는 것으로, 중앙에 길이방향의 중공부(11a)가 형성되고, 중공부(11a)의 외측에 역시 길이방향의 유입유로(11b)가 형성된 밸브하우징(11)을 구비한다. 또 밸브하우징(11)의 상부 에는 얇은 원통상으로 마련된 밸브돔(12)이 씌워져 결합되고, 밸브돔(12)의 내측에는 길이방향으로 소정구간 진퇴가 가능하도록 된 원통형상의 아마츄어(13)가 설치된다. 이때 밸브하우징(11)은 상부의 외경이 밸브돔(12)의 내경보다 작도록 마련되어 밸브돔(12)이 밸브하우징(11) 외면에 씌워져 결합될 때 밸부하우징(11)의 상부 외면과 밸브돔(12)의 내면 사이에 유로(14)가 형성될 수 있도록 한다. 이는 밸브하우징(11)의 외측에 길이방향으로 형성되는 유입유로(11b)가 밸브하우징(11) 외면과 밸브돔(12) 내면 사이에 형성되는 유로(14)와 연계될 수 있도록 한 것이다.

또 밸브돔(12)의 외면에는 전원을 인가받아 자기력을 발생시킴으로써 아마츄어(13)를 진퇴시키는 여자코일(15)이 설치되고, 밸브하우징(11)의 중공부(11a) 내에는 길이방향으로 진퇴 가능한 봉상의 플런저(16)가 설치된다. 이때 플런저(16)의 하단에는 밸브의 개폐를 위한 개폐볼(16a)이 설치된다. 그리고 밸브하우징(11)의 중공부(11a) 하측에는 플런저(16)가 진퇴할 때 개폐볼(16a)과 접하여 유로의 개폐가 이루어지도록 중앙에 소정직경의 제1오리피스(17a)가 형성된 밸브시트(17)가 설치된다. 이때 밸브시트(17)는 외면이 밸브하우징(11)의 하단으로부터 중공부(11a) 내로 압입되어 고정된다.

또 밸브시트(17)의 하단은 외경이 확장된 구조로 마련되며, 그 외면에 모듈레이터블록(10)의 밸브결합공(10a) 내면과의 사이에 기밀이 유지되도록 하는 립실(18)이 설치된다. 그리고 밸브시트(17)와 인접하는 플런저(16)의 외면에는 단차형의 스프링지지턱(16b)이 형성되고, 이 스프링지지턱(16b)과 밸브시트(17) 사이에는 여자코일(15)에 전류가 인가되지 않을 때 플런저(16)가 상승되어 밸브가 열리 도록 하는 복원스프링(19)이 설치된다.

또한 본 발명은 유입유로(11b)를 통해 아마츄어(13) 쪽으로 유입된 오일이 밸브하우징(11)의 중공부(11a) 내면과 플러저(16) 외면 사이를 통해 제1오리피스(17a) 쪽으로 흐르면서 유체의 유동에 따른 힘(f)이 플런저(16)에 작용할 수 있도록 하기 위해 밸브하우징(11)의 중공부(11a)와 플런저(16) 사이의 이격된 틈으로 이루어지는 제2오리피스(20)를 구비한다. 이는 유체의 유동에 의한 힘(f)이 플런저(16)에 작용되어 밸브의 개폐가 용이해질 수 있게 한 것이다.

이러한 구성으로 된 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 동작을 설명하면 다음과 같다.

여자코일(15)에 전류가 인가되어 자기력이 형성되면, 아마츄어(13)가 밸브하우징(11) 쪽으로 이동하면서 플런저(16)의 상단을 밀어준다. 그리고 플런저(16) 하단의 개폐볼(16a)은 밸브시트(17) 쪽으로 이동하여 밸브시트(17)의 제1오리피스(17a)를 폐쇄시킨다. 이때 복원스프링(19)은 플런저(16)에 밀려 압축된 상태를 유지한다. 반대로, 여자코일(15)에 전원이 인가되지 않을 때에는 자기력이 해제되고, 플런저(16) 하단의 복원스프링(19) 탄성에 의해 플런저(16)와 아마츄어(13)가 반대로 이동하면서 제1오리피스(17a)가 열리고 오일의 흐름이 이루어진다.

이때 본 발명은 유입유로(11b)를 통해 아마츄어(13) 쪽으로 유입된 오일이 플런저(16) 외면과 중공부(11a) 내면 사이의 제2오리피스(20)를 통해 제1오리피스(17a) 쪽으로 흐르기 때문에, 제2오리피스(20)를 통과하는 유체의 힘(f)에 의해 플런저(16)가 제1오리피스(17a) 쪽으로 이동하려 하게 된다. 즉 본 발명은 밸브를 폐쇄할 때 플런저(16)에 작용되는 힘이 여자코일(15)의 자기력에 의해 아마츄어(13)가 플런저(16)를 가압하는 힘과 제2오리피스(20)를 통과하는 유체 힘(f)의 합력이 된다. 따라서 본 발명은 자기력과 유체 힘(f)의 합력이 복원스프링(19)의 탄성을 극복하기만 하면 밸브의 개폐동작이 가능해지므로 작은 자기력으로도 밸브의 개폐가 가능해진다.

또한 본 발명은 여자코일(15)에 소정의 전류를 인가하여 생성된 자기력이 복원스프링(19)의 탄성과 거의 같아진 상태에서 오일이 흐르게 될 경우, 제2오리피스(20)에 작용하는 유체의 힘(f)에 의해서 플런저(16)가 이동하여 제1오리피스(17a)를 폐쇄하려하게 된다. 이때 최초 제1오리피스(17a)의 열림이 큰 상태에서는 오일의 흐름이 많아 플런저(16)에 작용되는 유체의 힘(f)도 크기 때문에 이 힘(f)이 밸브를 닫는 쪽으로 작용한다. 그리고 제1오리피스(17a)의 열림이 점차 작아져 유체의 흐름이 작아지면 플런저(16)에 작용하는 유체의 힘도 작아지기 때문에 플런저(16)가 복원스프링(19)의 힘에 의해 다시 열리는 방향으로 동작하여 제1오리피스(17a)의 열림이 커진다. 그리고 이러한 현상은 적절한 선에서 평형을 이루게 되는데, 이를 통해 제1오리피스(17a)를 통과하는 오일의 양이 적절히 유지되도록 할 수 있게 된다. 또한 이러한 상태에서 여자코일(15)에 인가되는 전류량을 증감시켜 자기력이 소정량 변화하도록 하면 밸브의 개도를 손쉽게 조절하여 제1오리피스(17a)를 통과하는 유량을 조절할 수 있게 된다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 제2실시 예를 도시한 것이다. 상술한 제1실시예에서 제2오리피스(20)가 플런저(16)의 외면과 중공부(11a)의 내면 사이의 이격된 틈을 통해 이루어지는 것인 반면에, 제2실시예는 제2오리피스(21)가 플런저(16)의 상부에 길이방향으로 형성되는 소정직경의 유로로 이루어지는 것이다. 그 밖에 구성 및 밸브의 개폐원리는 상술한 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

또한 도 4는 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 제3실시예를 도시한 것으로, 상술한 제1실시예의 기술사상이 평소 닫힌 상태를 유지하는 통상적인 노말 클로즈(Normal Close)형 솔레노이드밸브에 적용된 것이다.

제3실시예는 중앙에 길이방향의 중공부(31a)가 형성되고 외측에 길이방향의 유입유로(31b)가 형성된 밸브하우징(31), 밸브하우징(31)에 결합되는 원통형의 슬리브(32), 슬리브(32)의 타단(상단)에 결합되는 마그네틱 밸브코어(33), 슬리브(32)의 내에 진퇴 가능하게 설치되며 밸브하우징(31)의 중공부(31a) 내로 소정길이 연장되는 플런저(34a)를 갖는 아마츄어(34)를 구비한다. 그리고 아마츄어(34)와 밸브코어(33) 사이에 설치되는 복원스프링(35)이 평소 아마츄어(34)를 제1오리피스(36a)가 형성된 밸브시트(36) 쪽으로 가압함으로써 여자코일(37)에 전원이 인가되지 않을 때 밸브가 폐쇄된 상태를 유지하도록 하는 노말 클로즈형 솔레노이드밸브이다. 이러한 제3실시예는 플런저(34a)의 외면과 밸브하우징(31)의 중공부(31a) 내면사이의 이격된 틈을 통해 제2오리피스(40)가 형성되도록 한 것이다. 그 밖에 구성은 상술한 제1실시예와 동일하다.

이러한 노말 클로즈형 솔레노이드밸브의 동작은 여자코일(37)에 전류가 인가 될 때 생성되는 자기력에 의해 아마츄어(34)가 상승하면서 제1오리피스(36a)가 열려 유체의 흐름이 이루어지고, 전류를 차단하여 자기력이 해제될 때 복원스프링(35)의 탄성에 의해 아마츄어(34)와 연결된 플런저(34a)가 하강하면서 제1오리피스(36a)가 닫힌다.

또한 여자코일(37)에 소정의 전류가 인가되어 플런저(34)가 열린 상태에서는 제1오리피스(36a)의 열림이 클 때 제2오리피스(40)를 흐르는 오일의 양이 많아 플런저(34a)에 작용되는 유체의 힘도 크기 때문에 이 힘이 밸브를 닫는 쪽으로 작용하고, 제1오리피스(36a)의 열림이 점차 작아져 유체의 흐름이 작아지면 플런저(34a)에 작용하는 유체의 힘도 작아지기 때문에 플런저(34a)가 다시 열리는 방향으로 동작하여 제1오리피스(36a)의 열림이 커진다. 이러한 현상을 이용하면 상술한 제1실시예의 밸브와 마찬가지로 밸브의 개폐 및 밸브를 통과하는 유량의 제어가 보다 용이해진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 제2오리피스를 통과하는 유체의 힘이 플런저에 작용하기 때문에, 밸브의 개폐 및 밸브의 통과유량 제어가 종래보다 용이해지는 효과가 있다.

Claims

중앙에 길이방향의 중공부가 마련된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징에 결합되는 밸브돔의 내에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 상기 아마츄어를 진퇴시키는 여자코일과, 상기 아마츄어의 동작에 따라 진퇴하도록 상기 중공부 내에 설치된 플런저와, 상기 플런저가 진퇴할 때 밸브의 개폐가 이루어지도록 상기 밸브하우징의 일단으로부터 상기 중공부 내로 진입하도록 압입되며 그 중앙에 상기 플런저의 단부와 접하여 개폐되는 길이방향의 제1오리피스가 형성된 밸브시트와, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 제1오리피스가 열린 상태가 되도록 상기 플런저를 복원시키는 복원스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 밸브하우징의 측방으로부터 유입되는 오일이 상기 밸브돔 내의 상기 아마츄어 쪽으로 진입하도록 상기 밸브하우징에 길이방향으로 길게 형성된 유입유로와, 상기 유입유로를 통해 상기 밸브돔 내로 유입된 오일이 상기 제1오리피스 쪽으로 흐르도록 하면서 유체의 유동에 따른 힘이 상기 플런저에 작용하도록 하는 제2오리피스가 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서,

상기 제2오리피스는 상기 중공부의 내면과 상기 플런저 외면 사이의 이격된 틈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
제1항에 있어서,

상기 제2오리피스는 상기 플런저에 길이방향으로 형성되는 소정직경의 유로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
중앙에 길이방향의 중공부가 형성된 밸브하우징, 일단이 상기 밸브하우징에 결합되는 중공의 슬리브, 상기 슬리브의 타단에 결합된 마그네틱 밸브코어, 상기 슬리브의 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 밸브하우징 내로 소정길이 연장되는 플런저를 갖는 아마츄어, 상기 아마츄어를 진퇴시키는 여자코일, 상기 플런저가 진퇴할 때 밸브의 개폐가 이루어지도록 상기 밸브하우징의 일단으로부터 상기 중공부 내로 진입하도록 압입되며 그 중앙에 상기 플런저의 단부와 접하여 개폐되는 길이방향의 제1오리피스가 형성된 밸브시트와, 상기 여자코일에 전원이 인가되지 않을 때 상기 제1오리피스가 닫힌 상태가 되도록 상기 아마츄어를 가압하는 복원스프링을 포함하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 밸브하우징의 측방으로부터 유입되는 오일이 상기 슬리브 내의 상기 아마츄어 쪽으로 진입하도록 상기 밸브하우징에 길이방향으로 길게 형성된 유입유로와, 상기 유입유로를 통해 상기 슬리브 내로 유입된 오일이 상기 중공부의 내면과 상기 플런저 외면사이의 틈을 통해 상기 제1오리피스 쪽으로 흐르면서 유체의 유동에 따른 힘이 상기 플런저에 작용하도록 상기 중공부와 상기 플런저 사이의 이격된 틈으로 이루어지는 제2오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.