KR100839715B1

KR100839715B1 - 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR100839715B1
Application number: KR1020070042464A
Authority: KR
Inventors: 박종원
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2008-06-19
Also published as: CN101298891A; US7717399B2; CN101298891B; US20080272321A1

Abstract

본 발명은 자동차 슬립(Slip)제어 시스템에 이용되는 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 제동 액압을 제공하는 오일인 작동유가 필터(12)를 거쳐 솔레노이드 밸브(1) 측면을 통해 유입된 후, 솔레노이드 밸브(1)를 이루는 밸브 바디(4)에 형성된 측면 가공 홀을 통해 플런저(5)의 정면 방향으로 유입된 다음, 밸브 시트(8)와 밸브 바디(4)간에 형성되는 측면 공간을 통해 밸브 바디(4)의 측면으로 배출 흐름을 형성해 출구로 빠져나가는 흐름 경로를 형성함에 따라, 솔레노이드 밸브(1)의 측면 입구부를 통해 밸브 플런저(5) 정면으로 작동유가 유입되어 선형 압력 제어를 용이하게 하면서도, 밸브 플런저(5) 정면으로 유입을 위한 유로 가공이 펌프 하우징 케이스(P)에 형성되지 않아 전체적인 크기가 커지는 단점을 회피할 수 있는 특징이 있다.

Description

측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브{Side flux path inlet typed solenoid valve}

도 1은 본 발명에 따른 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브의 사시도

도 2는 도 1의 A-A 선 단면도,

도 3은 도 1의 B-B 선 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브로 유입되는 작동유가 플런저 정면으로 방향 전환되는 유로 형성도

도 5는 본 발명에 따른 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브에서 배출되는 유로 형성도

도 6은 본 발명에 따른 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브가 ABS(Anti Lock Brake System)에 적용된 HECU(Hydraulic Electronic Control Unit)에 사용된 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 솔레노이드 밸브 2 : 스테이터

3 : 슬리브 4 : 밸브바디

4a : 연장 결합단 4b : 펌프 결합단

4c : 유로 형성단 4d,8b : 바디 형성 유로

5 : 플런저 6 : 코일 스프링

7 : 체크 볼 8 : 밸브 시트

8a : 시트 바디 9 : 오리피스

10 : 전환 유로 경로 10a : 축 방향 유입 유로

10b,10d : 원주 방향 연통 유로

10c : 축 방향 역전 유로 10e : 축 방향 배출 유로

11 : 커버 12 : 필터

20 : 모터 앗세이 30 : 펌프 하우징 블록

40 : 밸브 앗세이 50 : 컨트롤 앗세이

60 : 어큐물레이터 앗세이

a,b,c,d,e,f,g : 오일 순환 흐름 경로

P : 펌프 하우징 케이스 Pa : 밸브 삽입 홀

PI : 유입구 PO : 배출구

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형 압력제어를 위해 밸브 자체에 플런저 정면으로 작동유를 유입하는 유로가 펌프 하우징 블록내 추가적인 유로 가공이 없이, 밸브에 기본적으로 형성된 측면 입구부를 이용함에 따라 전체적인 크기 확대를 회피할 수 있도록 된 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 브레이크는 브레이크 페달 작동에 의해 유압인 제동 압을 휠 브레이크측으로 전달해 감속하거나 정지하게 되는데, 주행중인 차량을 강제로 정지시키는 특성상 제동 작용 시 제동압력 또는 노면 상태에 따라 미끄러지는 슬립(Slip)현상이 발생되는 경우가 빈번하게 된다.

이와 같은 슬립 현상을 방지하기 위해 휠 브레이크의 제동압을 전자적으로 제어하는 브레이크가 널리 사용되는데, 즉 ABS(Anti Lock Brake System)이나, 차량의 급 발진 또는 급 가속 시 구동륜의 과대한 슬립을 방지하는 TCS(Traction Control System)또는, 운전자가 요구하는 차량주행방향과 실제 차량의 주행방향과의 차이를 최소화시켜 어떠한 운전조건에서도 안전하게 운전자가 의도한 차량의 주행방향을 유지시켜 주는 ESP(Electronic Stability Program) 시스템이 적용되고 있다.

이러한 전자 제어 식 브레이크 시스템에는 브레이크 휠 실린더의 액압을 조절하기 위해 솔레노이드 밸브가 사용되며, 이와 같은 솔레노이드 밸브는 종래에 온-오프 제어 방식으로 제어하였으나, 최근에는 각 상황에 적절히 대응할 수 있도록 하기 위해 PWM(Pulse Width Modulation; 이하 PWM) 제어 방식에 의해 제어하고 있다.

예를 들면, ABS/ESP에 있어서 노멀오픈(Normal Open)형 솔레노이드 밸브의 구동 시, 제어부(이는 통상, ABS/ESP HU(Hydraulc Unit)라 함)는 미리 설정된 PWM 신호의 듀티(Duty)비를 조정하여 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브를 구동하여 브레이크 휠 실린더에서의 압력을 제어하는 방식이다.

이와 같은 솔레노이드 밸브는 오일 펌프 하우징 블록 내에 장착되어져 작동 시 마스터 실린더에서 휠 실린더로 흐름을 형성할 때 그 경로를 차단하고, 휠 실린더에서 마스터 실린더쪽으로 흐름을 형성할 때 그 경로를 열어주는 작용을 함에 따라, 펌프 하우징 블록 내에 형성된 유로는 솔레노이드 밸브와 더불어 연관 부품인 펌프와 어규뮬레이터등으로 오일이 연결되도록 가공되어진다.

이에 따라 펌프 하우징 블록 내에 형성된 유로의 입/출구부와 솔레노이드 밸브의 입/출구부 위치가 서로 맞춘 상태로 조립되어진다.

또한, 솔레노이드밸브의 PWM 제어를 위해서는 선형 압력 제어가 요구되므로, 이를 위해 솔레노이드밸브내 오일의 유입이 플런저(Plunger)의 방향에 대해 정면에서 이루어지는 것이 바람직하게 된다.

그러나, 통상적으로 솔레노이드 밸브가 조립된 펌프 하우징 블록 내에 유로는 솔레노이드 밸브의 측면 방향에서 오일 유입이 이루어는 구조를 갖게 됨에 따라, 솔레노이드 밸브의 플런저(Plunger) 정면이 아닌 방향에서 오일이 유입되어져 선형 압력 제어가 어렵고 PWM 제어도 용이하지 않는 한계가 있게 된다.

또한, 이러한 유로에 따른 한계를 해소하고자 솔레노이드 밸브의 오일 유입을 플런저 정면으로 이루어지도록 펌프 하우징 블록 내 유로를 가공 즉, 펌프 하우징 블록 내 유로의 입/출구부가 전환되도록 가공을 하는 경우는 가공비용이 크게 증가됨은 물론, 유로의 입/출구부 전환으로 인해 펌프 하우징 블록의 전체의 크기 가 커져 소형화에 역행되는 취약함이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 오일 펌프를 이루는 펌프 하우징 블록으로 조립된 솔레노이드 밸브의 내부 유로에서 플런저(Plunger) 정면 방향으로 오일이 유입 되도록 해, 솔레노이드 밸브의 선형 압력 제어가 용이해짐과 더불어 보다 정밀한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 성능을 구현 할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 솔레노이드 밸브내 유로 전환을 통해 플런저 정면 방향으로 오일이 유입됨에 따라, 솔레노이드 밸브가 조립된 펌프 하우징 블록 내 유로의 입/출구부 전환을 위한 추가적인 가공 공정이 불필요하므로, 오일 펌프와 이에 연관된 HECU(Hydraulic Electric Control Unit) 전체 크기는 물론 중량도 감소할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브가 전류를 공급받는 코일 전자기장에 의해 자화되는 스테이터(Stator)와 코일 스프링을 매개로 탄발 지지되고, 상기 스테이터와 같이 자화되어 왕복 운동되어 내부 유로를 개폐하는 플런저와;

슬리브를 매개로 스테이터 부위에 결합되고, 그 내부에서 왕복 운동되는 플런저를 통해 펌프 하우징 케이스의 유입구와 배출구사이에 유로 흐름 통로를 형성하도록, 상기 유입구와 배출구에 연통된 밸브 삽입 홀로 결합되는 밸브바디;

상기 밸브바디에 삽입된 플런저의 선단에 구비된 체크 볼과의 접촉 상태에 따라 내부 유로를 개폐하는 밸브 시트;

펌프 하우징 케이스의 유입구쪽에서 밸브바디의 측면으로 유입된 오일 흐름이, 상기 밸브바디의 측면을 타고 흐르면서 밸브바디내 바디 형성 유로로 삽입된 플런저의 정면 방향으로 전환되어 유입된 후, 유입 시와 반대 방향으로 전환되어져 밸브바디의 축 방향으로 형성된 배출구쪽으로 토출되는 흐름 경로를 형성하도록, 상기 밸브바디에 형성된 전환 유로 경로;

상기 전환 유로 경로를 통해 밸브 바디내부로 유입된 오일 흐름이 플런저의 정면 방향인 축 방향으로 전환되도록, 밸브 시트쪽으로 구멍이 형성되고 커버를 매개로 밸브 바디내부에 고정된 오리피스 및;

상기 펌프 하우징 케이스의 유입구쪽에서 위치되어 유입되는 오일내 불순물을 걸러주는 필터;

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 밸브바디는 큰 직경을 이루면서 펌프 하우징 케이스의 밸브 삽입 홀부위로 압입되는 펌프 결합단을 기준으로 해, 후단 부위로는 상기 밸브 삽입 홀밖에서 체크 볼이 구비된 플런저가 삽입되는 연장 결합단이 형성됨과 더불어, 그 반대인 전단 부위로는 상기 밸브 삽입 홀에 대해 오일 유입 공간을 형성하는 유로 형성단이 형성되고,

상기 밸브바디의 내부에서 밸브시트와 플런저가 체크 볼을 사이에 두고 좌·우 양쪽으로 각각 삽입되도록 축 방향으로 관통된 바디 형성 유로가 형성되며,

상기 유로 형성단에는 바디 형성 유로에 연통되면서 밸브 바디내부로 유입된 오일을 플런저의 정면 방향으로 전환하는 전환 유로 경로를 형성되어진다.

또한, 상기 밸브 시트는 밸브바디의 내부로 밀착 압입되는 직경 구간을 제외하고 밸브 바디내부에서 일정 틈을 형성해, 밸브 바디내부에서 플런저 정면으로 유입된 오일이 역 방향으로 전환되어 밸브 바디를 빠져나가는 전환 유로 경로를 형성하는 시트 바디로 이루어지면서, 상기 시트 바디의 내부에는 오일이 흐르는 바디 형성 유로가 축 방향으로 관통해 형성되어 체크 볼에 의해 개폐되어진다.

여기서, 상기 시트 바디는 전체 길이 구간이 동일한 직경으로 이루어지면서, 시트 바디의 외주 면으로는 축 방향을 따라 일정 길이로 홈을 파서 바디 형성 유로와 별도로 작동유 흐름 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전환 유로 경로는 펌프 하우징 케이스의 밸브 삽입 홀의 끝단 부위쪽으로 위치되는 밸브바디의 끝단 부위 외주면에 형성된 축 방향 유입 유로와,

상기 축 방향 유입 유로의 끝단에 대해 직각을 이루어 연통되도록 밸브바디의 원주 방향으로 관통된 원주 방향 연통 유로,

상기 원주 방향 연통 유로를 통해 유입된 오일이 플런저의 정면 쪽으로 흐르도록 유도하는 밸브시트의 바디 형성 유로,

밸브시트의 외경과 밸브시트가 압입된 밸브바디 내경 사이에 형성된 일정 틈인 축 방향 역전 유로,

상기 축 방향 역전 유로의 끝단에 대해 직각을 이루어 밸브바디의 원주 방향으로 관통되어 뚫려진 원주 방향 연통 유로 및

상기 원주 방향 연통 유로의 연결부위에서 밸브바디의 끝단 부위 외주면에 형성되고, 유입구인 상기 축 방향 유입 유로에 간격을 두고 위치된 축 방향 배출 유로로 이루어진다.

또한, 상기 축 방향 유입 유로와 축 방향 배출 유로가 형성된 밸브바디의 끝단 부위는, 그 내부로 오리피스와 밸브시트가 순차적으로 위치되는 구간으로 이루어진다.

그리고, 상기 축 방향 유입 유로는 밸브바디의 끝단 부위를 벗어나지 않도록 최 끝단부위에 대해 안쪽으로 간격을 두고 형성되고, 상기 축 방향 배출 유로는 밸브바디의 최 끝단 부위까지 형성되며, 상기 축 방향 유입 유로와 축 방향 배출 유로는 각각 밸브바디의 끝단 부위 외주면에서 축 방향으로 파여진 홈으로 이루어짐과 더불어, 상기 축 방향 유입 유로와 축 방향 배출 유로는 다수 위치에서 서로 90°간격을 두고 형성되어진다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브의 구성도이고, 도 2와 도 3은 각각 도 1의 A-A 선, B-B 선 단면도를 도시한 것인바, 본 발명의 솔레노이드 밸브(1)는 코일 스프링(6)을 매개로 탄발 지지되면서 컨트롤러에 의해 제어되는 전류를 공급받음에 따라 코일 전자기장에 의해 자화되는 스테이터(2,Stator)와 같이 자화되어, 왕복 운동되면서 내부 유로를 개폐하는 플런저(5) 와, 내부로 삽입된 상기 플런저(5)의 개폐 작동에 따라 펌프 하우징 케이스(P)내 입/출구 유로의 흐름 통로를 형성하는 밸브바디(4), 상기 밸브바디(4)의 유로 내로 삽입되어져 플런저(5)의 선단에 구비된 체크 볼(7)과의 접촉 상태에 따라 유로를 형성하는 밸브 시트(8) 및 상기 밸브바디(4)의 측면을 타고 흐르면서 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)로 삽입된 플런저(5)의 정면 방향으로 전환되어 유입된 후, 유입 시와 반대 방향으로 전환되어져 밸브바디(4)에서 토출되는 흐름 경로를 형성하도록, 상기 밸브바디(4)에 형성된 전환 유로 경로(10)로 구성되어진다.

그리고, 상기 펌프 하우징 케이스(P)에는 솔레노이드 밸브(1)가 압입되는 밸브 삽입 홀(Pa)이 형성되며, 상기 밸브 삽입 홀(Pa)에는 그 측면으로 휠 실린더(WC)에서 오일이 유입되는 유입구(PI)가 연통되고, 동일한 축 방향으로 연통되도록 그 선단으로 마스터실린더(M)쪽으로 이어지는 배출구(PO)가 형성되어진다.

이에 더해 상기 펌프 하우징 케이스(P)내 압입된 밸브바디(4)와 플런저(5) 및 스테이터(2)는, 이들을 감싸면서 서로 고정하도록 슬리브(3)를 통해 결합되어진다.

또한, 상기 전환 유로 경로(10)에는 그 내부로 유입된 작동유가 밸브 바디(4)의 축 방향으로 흐름 전환이 이루어지도록 하는 오리피스(9)가 더 구비되어진다.

이때, 상기 오리피스(9)는 축 방향 흐름을 위한 홀(Hole)과 더불어, 전환 유로 경로(10)를 통해 유입되는 작동유를 보다 잘 유입하기 위한 측면 홀(Hole)이 형성된 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 전환 유로 경로(10)가 형성된 밸브바디(4)의 끝단에는 전환 유로 경로(10)를 가공하기 위해 뚫린 구멍을 막도록 커버(11)가 끼워지며, 상기 커버(11)는 밸브바디(4)의 끝단에 뚫린 구멍으로 압입 고정되어진다.

여기서, 상기 커버(11)는 안쪽으로 삽입된 오리피스(9)를 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)의 끝단으로 밀착되도록 작용하고, 밸브바디(4)내 유입된 작동유의 누출을 방지하는 작용을 하게 된다.

이에 더해, 상기 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)로 결합된 밸브바디(4)부위에는 필터(12)가 감싸게 되는데, 상기 필터(12)는 금속 망 재질로 이루어지면서 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)를 통해 밸브바디(4)측면으로 유입되는 작동유내 불순물을 걸러주게 된다.

또한, 상기 밸브바디(4)는 도 1과 도 2의 단면 A-A, B-B에 도시된 바와 같이, 큰 직경을 이루면서 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)부위로 압입되는 펌프 결합단(4b)을 기준으로 해, 후단 부위로는 상기 밸브 삽입 홀(Pa)밖으로 위치되면서 체크 볼(7)이 구비된 플런저(5)가 삽입되는 연장 결합단(4a)이 형성되고, 그 반대인 전단 부위로는 상기 밸브 삽입 홀(Pa)부위로 위치되면서 밸브 시트(8)가 삽입되는 유로 형성단(4c)이 형성되어진다.

그리고, 상기 밸브바디(4)의 내부에서 축 방향으로 관통된 바디 형성 유로(4d)가 형성되고, 상기 바디 형성 유로(4d)에는 밸브시트(8)와 플런저(5)가 체크 볼(7)을 사이에 두고 좌·우 양쪽으로 각각 삽입되어진다.

또한, 상기 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)에서 플런저(5)의 반대쪽으로 삽입된 밸브 시트(8)는 도 1의 단면 A-A와 B-B에 도시된 바와 같이, 일단이 상기 바디 형성 유로(4d)에 밀착 압입되는 직경을 갖는 시트 바디(8a)로 이루어지되, 상기 시트 바디(8a)는 바디 형성 유로(4d)에 밀착 압입되는 직경 구간을 제외하고 바디 형성 유로(4d)에 대해 일정 틈을 형성하도록 시트 바디(8a)에 대해 단차진 직경을 이루게 된다.

이때, 상기 시트 바디(8a)의 단차진 구간과 바디 형성 유로(4d)간에 형성되는 틈은 시트 바디(8a) 구간 전체를 작은 직경으로 만들거나 또는, 상기 시트 바디(8a)의 전체 구간에 대해 바디 형성 유로(4d)의 직경과 동일하게 형성하면서, 시트 바디(8a)의 외주 면에 축 방향으로 다수 홈을 파서 바디 형성 유로(4d)에 대해 작동유가 흐를 수 있는 일정한 틈을 형성 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 밸브 시트(8)의 내부에는 오일이 흐르는 바디 형성 유로(8b)가 축 방향으로 관통하여 형성되며, 이는 오리피스(9)를 통과한 작동유가 유입된 후 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)쪽으로 배출되는 흐름 통로를 형성하게 된다.

또한, 상기 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)쪽으로 유입된 작동유는, 시트 바디(8a)와 바디 형성 유로(4d)간 틈을 통해 유입 시 역 방향으로 다시 흘러가게 되며, 이는 작동유가 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)에서 밸브바디(4)를 거친 후, 다시 솔레노이드 밸브(1)가 결합된 밸브 삽입 홀(Pa)로 나와 배출구(PO)를 통해 마스터실린더(M)쪽으로 복귀되는 흐름 경로를 형성하도록 작용하게 된다,

그리고, 상기 밸브 시트(8)는 시트 바디(8a)쪽에 오리피스(9)가 위치되고, 상기 시트 바디(8a)의 반대쪽에는 플런저(5)의 체크 볼(7)에 접촉된 상태로 배열되 어진다.

그리고, 상기 전환 유로 경로(10)는 작동유가 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)에서 밸브바디(4)의 내부에 삽입된 플런저(5)쪽으로 유입되는 유입 흐름 경로와, 상기 밸브바디(4)의 내부에서 펌프 하우징 케이스(P)의 배출구(PO)쪽으로 흘러 마스터실린더쪽으로 토출되는 배출 흐름 경로로 형성되어진다.

여기서, 상기 유입 흐름 경로는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)내에 결합된 밸브바디(4)의 끝단부위를 이루는 유로 형성단(4c)의 구간 내에서 외주면에 파여진 축 방향 유입 유로(10a)와, 상기 축 방향 유입 유로(10a)의 끝단에 대해 직각을 이루어 밸브바디(4)의 원주 방향으로 관통된 원주 방향 연통 유로(10b) 및 상기 원주 방향 연통 유로(10b)를 통해 유입되어 오리피스(9)를 통과한 작동유가 플런저(5)의 정면 쪽으로 흐르도록 유도하는 밸브시트(8)의 바디 형성 유로(8b)로 이루어진다.

또한, 상기 배출 흐름 경로는 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)로 유입된 작동유가 유입 시 반대 방향으로 전화되도록 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브시트(8)의 단차진 시트 바디(8a)와 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)간에 형성된 일정 틈인 축 방향 역전 유로(10c)와, 상기 축 방향 역전 유로(10c)의 끝단에 대해 직각을 이루어 밸브바디(4)의 원주 방향으로 관통된 원주 방향 연통 유로(10d) 및 상기 원주 방향 연통 유로(10d)의 연결부위에서 밸브바디(4)의 유로 형성단(4c) 끝단구간까지 외주면에 파여지고, 작동유의 유입구인 축 방향 유입 유로(10a)에 간격을 두고 형성되어진 축 방향 배출 유로(10e)로 형성되어진다.

그리고 전환 유로 경로(10)를 순환하는 작동유는 서로 썩여지지 않아야 하는 특성상, 작동유 유입구인 축 방향 유입 유로(10a)와 작동유 배출구인 축 방향 배출 유로(10e)는 서로 간격을 두고 형성되며, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 축 방향 유입 유로(10a)에 대해 축 방향 배출 유로(10e)가 약 90°간격을 두고 형성되어진다.

이때, 상기 축 방향 유입 유로(10a)와 축 방향 배출 유로(10e)는 90°간격보다 좁은 간격으로 다수개 형성될 수 있으며, 이는 솔레노이드 밸브(1)의 유입과 배출 성능 사양에 따라 결정되어진다.

그리고, 상기 솔레노이드 밸브(1)의 구동 시 작용하는 힘의 상관 관계는 서로 간에 평형을 이루어 선형 제어에 유리하게 작용하는데, 이는 플런저(5)를 밸브 시트(8)쪽으로 밀어주는 코일 스프링(6)의 스프링력 Fs에 반하는 플런저(5)의 전자기력 Fm이 도 1의 A-A 단면에 도시된 바와 같이 , 밸브 내 유압 차에 의한 유압 Fp에 대해 평형 상태를 찾도록 작용함에 기인하게 된다.

이하 본 발명의 작동과 적용례에 대해 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 오일 펌프를 이루는 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)로 조립된 상태에서 솔레노이드 밸브(1)로 오일인 작동유가 유입/토출될 때 즉, 상기 솔레노이드 밸브(1)에 대해 원주 방향으로 형성된 펌프 하우징 블록(P)의 유입구(PI)로부터 작동유가 유입된 후, 상기 솔레노이드 밸브(1)를 거쳐 다시 펌프 하 우징 케이스(P)의 배출구(PO)쪽으로 토출되는 흐름 경로를 형성하게 되고, 이러한 작동유 흐름 과정에서 솔레노이드 밸브(1)의 선형제어에 용이한 축 방향 유로 전환을 갖는 특징이 있게 된다.

이는 펌프 하우징 케이스(P)에 결합된 솔레노이드 밸브(1)에 형성된 전환 유로 경로(10)가 도 1에 도시된 바와 같이, 작동유가 휠 실린더에서 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)를 통해 필터(12)를 거쳐 솔레노이드 밸브(1)쪽으로 유입되면, 작동유는 밸브바디(4)를 이루는 유로 형성단(4c)을 따라 측면으로 흐르면서 전환 유로 경로(10)의 축 방향 유입 유로(10a)를 통해 측면에서 그 내부 축 방향으로 유입된 후, 상기 밸브바디(4)내부로 유입된 작동유가 상기 축 방향 유입 유로(10a)에 간격을 두고 형성된 축 방향 배출 유로(10e)를 통해 그 내부 축 방향에서 측면으로 배출됨에 따라 구현되어진다.

이러한 펌프 하우징 케이스(P)와 솔레노이드 밸브(1)사이에 형성되는 오일 순환 흐름 경로(a,b,c,d,e,f,g)를 보다 상세히 설명하면, 먼저 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)를 통해 솔레노이드 밸브(1)쪽으로 유입되는 경우는 도 4에 도시된 바와 같이, 유입구(PI)로 유입(a)된 작동유는 필터(12)를 통해 불순물이 걸러지면서 밸브바디(4)의 유로 형성단(4c)쪽으로 유입되어진다.

이어, 유입된 작동유는 상기 밸브바디(4)의 유로 형성단(4c)의 외주면에 형성된 전환 유로 경로(10)의 축 방향 유입 유로(10a)를 따라 측면으로 흐른 후, 상기 축 방향 유입 유로(10a)의 끝단 쪽에서 직각을 이루어 바디 형성 유로(4d)에 연통된 원주 방향 연통 유로(10b)로 유입(b)되어진다.

이와 같이 상기 원주 방향 연통 유로(10b)로 유입(b)된 작동유는 오리피스(9)를 통과한 후, 밸브 바디(4)의 바디 형성 유로(4d)에 압입된 밸브시트(8)의 바디 형성 유로(8b)로 유입(c)되면, 플런저(5)의 이동에 따라 체크 볼(7)과 떨어져 열려진 밸브시트(8)의 바디 형성 유로(8b)를 빠져 나와 밸브 바디(4)의 바디 형성 유로(4d)내로 유입(d)되어진다.

이에 따라 휠 실린더에서 펌프 하우징 케이스(P)내 솔레노이드 밸브(1)로 유입된 작동유의 흐름 경로는, 솔레노이드 밸브(1)의 측면 방향인 a에서 원주 방향인 b를 거쳐 플런저(5)의 정면 방향인 축 방향인 c를 거친 다음, 솔레노이드 밸브(1)내 작동유 충진 영역(d)인 밸브 바디(4)의 바디 형성 유로(4d)안으로 유입되는 과정을 거치게 된다.

한편, 이와 같이 작동유가 유입되는 솔레노이드 밸브(1)의 작동은 통상적인 경우와 같이 즉, 전원을 통한 스테이터(2)의 여자로 인해 코일 스프링(6)의 탄성력을 이겨내도록 플런저(5)가 당겨지고, 동시에 밸브 시트(8)를 통한 작동유의 압력이 밸브 시트(8)와 플런저(5)간 체크 볼(7)을 밀어냄에 따라, 상기 밸브 시트(8)와 플런저(5)사이의 흐름 통로를 열게 된다.

이러한, 솔레노이드 밸브(1)내 힘의 상관관계는 도 1의 A-A 단면에 도시된 바와 같이, 밸브 내 유압 차에 의한 유압 Fp이 플런저(5)를 밸브 시트(8)쪽으로 밀어주는 코일 스프링(6)의 스프링력 Fs과 이에 반하는 아마츄어(5)의 전자기력 Fm등과 연관되어 서로 작용함에 따라 이루어지며, 이때, 상기 유압 차에 의한 유압 Fp는 플런저(5)에 대해 축 방향으로 유입되는 작동유를 통해 발생되므로, 솔레노이드 밸브(1)의 PWM 제어를 위해 요구되는 선형 압력 제어를 보다 용이하게 구현하게 된다.

이후, 솔레노이드 밸브(1)로 유입되어 밸브바디(4)의 바디 형성 유로(4d)에 충진된 작동유는 전환 유로 경로(10)를 거쳐 다시 배출되는데, 이때 상기 전환 유로 경로(10)는 밸브 시트(8)를 통한 작동유 유입 때와 반대 축 방향으로 작동유의 흐름 방향을 다시 전환시킨 후, 솔레노이드 밸브(1)로부터 펌프 하우징 케이스(P)의 배출구(PO)쪽으로 토출시키는 작용을 하게 된다.

이러한 솔레노이드 밸브(1)로 유입된 작동유의 배출은 유입 시에 대해 역 방향으로 배출되는데, 이는 전환 유로 경로(10)의 배출 경로를 형성하는 축 방향 역전 유로(10c)가 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브바디(4)의 바디 형성 유로(4d)와, 이에 결합된 밸브시트(8)를 이루는 시트 바디(8a)의 단차진 외경 사이에 형성된 틈 사이에 형성됨에 따라, 작동유가 유입 시 밸브 시트(8)의 바디 형성 유로(8b)로 유입된 후 배출 시 상기 밸브 시트(8)의 외주면으로 형성된 축 방향 역전 유로(10c)를 통해 유입 시 반대 방향으로 흘러감에 기인하게 된다.

이어 작동유가 축 방향 역전 유로(10c)의 끝단에서 원주 방향으로 연통된 축 방향 유로(10d)쪽으로 흘러 나가면, 밸브바디(4)의 유로 형성단(4c)의 외주면에서 축 방향 유입 유로(10a)에 간격을 두고 상기 축 방향 유로(10d)에 연통된 축 방향 배출 유로(10e)쪽으로 유입(e)되어진다.

이와 같이 상기 축 방향 배출 유로(10e)쪽으로 유입(e)된 작동유는 솔레노이드 밸브(1)가 결합된 펌프 하우징 블록(P)쪽으로 배출 즉, 상기 펌프 하우징 케이 스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)과 밸브 바디(4)의 유로 형성 단(4c)간에 형성된 공간으로 유입(f)되어진다.

이후, 상기 밸브 삽입 홀(Pa)쪽으로 흘러 솔레노이드 밸브(1)에서 완전히 배출된 작동유는, 상기 밸브 삽입 홀(Pa)에 연통된 배출구(PO)쪽으로 유입(g)된 후 마스터 실린더쪽으로 복귀되어진다.

이에 따라 솔레노이드 밸브(1)로 유입된 작동유가 다시 토출되는 배출 흐름 경로는, 솔레노이드 밸브(1)내 작동유 충진 영역인 밸브 바디(4)안에서 축 방향과 원주 방향을 거쳐 밸브 바디(4)의 축 방향인 e를 통한 다음, 펌프 하우징 블록(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)끝단 공간과 이에 연통된 배출구(PO)쪽으로 순차적인 배출 흐름 f,g를 형성하게 된다.

이와 같이 측면인 축 방향과 원주 방향으로 전환되는 작동유 흐름 경로를 갖는 솔레노이드 밸브(1)는 다양하게 적용 할 수 있는데 특히, 도 6에 도시된 바와 같이 통상적으로 모터 앗세이(20)를 이용해 회전 동력을 발생하고, 상기 모터 앗세이(20)를 통해 펌프 하우징 블록(30)가 구동되면서 오일을 펌핑(Pumping)함과 더불어 제어 밸브 앗세이(40)를 통해 내부 유로를 순환시키며, 상기 펌프 하우징 블록(30)의 저면 부위로 어큐물레이터 앗세이(60)를 형성해 순환되는 작동 유를 임시 저장함과 더불어, 컨트롤 앗세이(50)를 이용해 이들을 제어하면서 차량의 제동 액압 제어를 구현하는 HECU(Hydraulic Electric Control Unit)에 사용하게 되면, 보다 정밀한 제어를 구현할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 솔레노이드 밸브(1)를 사용한 HECU가 차량의 제동압을 전자적 으로 제어하는 ABS(Anti Lock Brake System)나 TCS(Traction Control System)또는, ESP(Electronic Stability Program) 시스템등에 사용되는 경우, 플런저의 정면 방향으로 작동유가 유입되는 특성에 따라 솔레노이드 밸브에 대한 선형 압력 제어가 용이하고, 이는 솔레노이드 밸브의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 보다 정밀하게 구현할 수 있도록 한다.

일례로 본원 발명의 솔레노이드 밸브(1)가 적용된 펌프 하우징 블록(30)이 사용된 HECU를 이용하여 ABS가 구성되면, 상기 솔레노이드 밸브(1)는 펌프 하우징 블록(30)를 이루는 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)로 결합되고, 이에 따라 휠 실린더(Wheel Cylinder)에서 마스터실린더(Master Cylinder)로 작동유인 제동 액압이 복귀되는 유로를 형성하도록 작용하게 된다.

즉, 브레이크 제동 시 작동유가 휠 실린더에서 마스터실린더로 복귀되는 흐름 형성 시, 작동유의 오일 순환 흐름 경로(a,b,c,d,e,f,g)형성을 솔레노이드 밸브(1)를 기준으로 하면, 도 4에서 설명된 바와 같이 펌프 하우징 케이스(P)에서 유입되는 작동유가 솔레노이드 밸브(1)의 측면 쪽으로 a로 유입되어 축 방향인 측면을 따라 흐르면서 원주 방향 b로 유입된 후, 다시 흐름 방향을 축 방향인 c로 전환해 플런저(5)의 정면인 d를 향해 축 방향 유입 흐름을 형성하게 된다.

이와 더불어 솔레노이드 밸브(1)의 플런저(5) 정면으로 유입된 작동유의 배출 경로는, 도 5에서 설명된 바와 같이 밸브 바디(4)내에서 플런저(5)를 향하는 축 방향 유입 시에 대해 반대쪽 축 방향으로 흐르면서 원주 방향을 통해 빠져나간 후, 다시 밸브 바디(4)의 측면인 축 방향 e로 전환된 다음, 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)과 배출구(PO)쪽을 향하는 f,g 방향으로 빠져나가는 축 방향 배출 흐름을 형성하게 된다.

이와 같이 휠 실린더에서 마스터실린더로 작동유가 복귀될 때, 작동유는 솔레노이드 밸브(1)의 밸브 바디(4)내부에서 플런저(5) 정면으로 유입됨에 따라, 솔레노이드 밸브(1)의 선형 압력 제어가 매우 용이하게 이루어지고, 이를 통해 보다 정밀한 PWM 제어를 구현할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브로 유입된 오일인 작동유가 솔레노이드 밸브 내부에서 플런저의 정면 방향으로 유입되는 축 방향 유로 전환이 이루어짐에 따라, 솔레노이드 밸브를 유/출입하는 작동유의 압력에 대한 선형 제어가 용이하게 이루어짐과 더불어, 유로의 축 방향 전환이 펌프 하우징의 추가적인 유로 가공이 없이 솔레노이드 밸브 만을 통해 구현되어 밸브는 물론 관련 부품에 대한 크기를 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 솔레노이드 밸브는 차량의 제동압을 전자적으로 제어하는 ABS(Anti Lock Brake System)나 TCS(Traction Control System)또는, ESP(Electronic Stability Program) 시스템등에 사용될 때, 솔레노이드 밸브내부에서 작동유의 압력에 대한 선형 제어가 용이한 플런저의 정면 방향으로 유입 유로를 형성함에 따라, 솔레노이드 밸브의 보다 정밀한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 구현은 물론, ABS나 TCS또는, ESP의 작동에 대한 신뢰성도 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전류를 공급받는 코일 전자기장에 의해 자화되는 스테이터(2)와 코일 스프링(6)을 매개로 탄발 지지되고, 상기 스테이터(2)와 같이 자화됨에 따라 왕복 운동되어 내부 유로를 개폐하는 플런저(5)와;

슬리브(3)를 매개로 스테이터(2)부위에 결합되고, 그 내부에서 왕복 운동되는 플런저(5)를 통해 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)와 배출구(PO)사이에 유로 흐름 통로를 형성하도록, 상기 유입구(PI)와 배출구(PO)에 연통된 밸브 삽입 홀(Pa)로 결합되는 밸브바디(4);

상기 밸브바디(4)에 삽입된 플런저(5)의 선단에 구비된 체크 볼(7)과의 접촉 상태에 따라 내부 유로를 개폐하는 밸브 시트(8);

펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)쪽에서 밸브바디(4)의 측면으로 유입된 오일 흐름이, 상기 밸브바디(4)의 측면을 타고 흐르면서 밸브바디(4)내 바디 형성 유로(4d)로 삽입된 플런저(5)의 정면 방향으로 전환되어 유입된 후, 유입 시와 반대 방향으로 전환되어져 밸브바디(4)의 축 방향으로 형성된 배출구(PO)쪽으로 토출되는 흐름 경로를 형성하도록, 상기 밸브바디(4)에 형성된 전환 유로 경로(10);

상기 전환 유로 경로(10)를 통해 밸브 바디(4)내부로 유입된 오일 흐름이 플런저(5)의 정면 방향인 축 방향으로 전환되도록, 밸브 시트(8)쪽으로 구멍이 형성되고 커버(11)를 매개로 밸브 바디(4)내부에 고정된 오리피스(9) 및;

상기 펌프 하우징 케이스(P)의 유입구(PI)쪽에서 위치되어 유입되는 오일내 불순물을 걸러주는 필터(12);

로 구성되어진 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 1에 있어서, 상기 밸브바디(4)는 큰 직경을 이루면서 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)부위로 압입되는 펌프 결합단(4b)을 기준으로 해, 후단 부위로는 상기 밸브 삽입 홀(Pa)밖에서 체크 볼(7)이 구비된 플런저(5)가 삽입되는 연장 결합단(4a)이 형성됨과 더불어, 그 반대인 전단 부위로는 상기 밸브 삽입 홀(Pa)에 대해 오일 유입 공간을 형성하는 유로 형성단(4c)이 형성되고,

상기 밸브바디(4)의 내부에서 밸브시트(8)와 플런저(5)가 체크 볼(7)을 사이에 두고 좌·우 양쪽으로 각각 삽입되도록 축 방향으로 관통된 바디 형성 유로(4d)가 형성되며,

상기 유로 형성단(4c)에는 바디 형성 유로(4d)에 연통되면서 밸브 바디(4)내부로 유입된 오일을 플런저(5)의 정면 방향으로 전환하는 전환 유로 경로(10)를 형성하는 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 1에 있어서, 상기 밸브 시트(8)는 밸브바디(4)의 내부로 밀착 압입되는 직경 구간을 제외하고 밸브 바디(4) 내부에서 일정 틈을 형성해, 밸브 바디(4)내부에서 플런저(5) 정면으로 유입된 오일이 역 방향으로 전환되어 밸브 바디(4)를 빠져나가는 전환 유로 경로(10)를 형성하는 시트 바디(8a)로 이루어지면서,

상기 시트 바디(8a)의 내부에는 오일이 흐르는 바디 형성 유로(8b)가 축 방향으로 관통하여 형성되어 체크 볼(7)에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 3에 있어서, 상기 시트 바디(8a)는 전체 길이 구간이 동일한 직경으로 이루어지면서, 시트 바디(8a)의 외주 면으로는 축 방향을 따라 일정 길이로 홈을 파서 바디 형성 유로(8b)와 별도로 작동유 흐름 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 1에 있어서, 상기 전환 유로 경로(10)는 펌프 하우징 케이스(P)의 밸브 삽입 홀(Pa)의 끝단 부위쪽으로 위치되는 밸브바디(4)의 끝단 부위 외주면에 형성된 축 방향 유입 유로(10a)와,

상기 축 방향 유입 유로(10a)의 끝단에 대해 직각을 이루어 연통되도록 밸브바디(4)의 원주 방향으로 관통된 원주 방향 연통 유로(10b),

상기 원주 방향 연통 유로(10b)를 통해 유입된 오일이 플런저(5)의 정면 쪽으로 흐르도록 유도하는 밸브시트(8)의 바디 형성 유로(8b),

밸브시트(8)의 외경과 밸브시트(8)가 압입된 밸브바디(4)내경 사이에 형성된 일정 틈인 축 방향 역전 유로(10c),

상기 축 방향 역전 유로(10c)의 끝단에 대해 직각을 이루어 밸브바디(4)의 원주 방향으로 관통되어 뚫려진 원주 방향 연통 유로(10d) 및

상기 원주 방향 연통 유로(10d)의 연결부위에서 밸브바디(4)의 끝단 부위 외주면에 형성되고, 유입구인 상기 축 방향 유입 유로(10a)에 간격을 두고 위치된 축 방향 배출 유로(10e)로 이루어진 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 5에 있어서, 상기 축 방향 유입 유로(10a)와 축 방향 배출 유로(10e)가 형성된 밸브바디(4)의 끝단 부위는, 그 내부로 오리피스(9)와 밸브시트(8)가 순차적으로 위치되는 구간인 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 축 방향 유입 유로(10a)는 밸브바디(4)의 끝단 부위를 벗어나지 않도록 최 끝단부위에 대해 안쪽으로 간격을 두고 형성되고, 상기 축 방향 배출 유로(10e)는 밸브바디(4)의 최 끝단 부위까지 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 7에 있어서, 상기 축 방향 유입 유로(10a)와 축 방향 배출 유로(10e)는 밸브바디(4)의 끝단 부위 외주면에서 축 방향으로 파여진 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 8에 있어서, 상기 축 방향 유입 유로(10a)와 축 방향 배출 유로(10e)는 다수 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 9에 있어서, 상기 축 방향 유입 유로(10a)와 축 방향 배출 유로(10e)는 서로 90°간격을 두고 형성되어진 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 5에 있어서, 상기 원주 방향 연통 유로(10b)가 형성된 위치에는 오리피스(9)가 위치되어진 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.
청구항 11에 있어서, 상기 오리피스(9)는 축 방향 흐름을 위한 홀과 더불어, 전환 유로 경로를 통해 유입되는 작동유를 보다 잘 유입하기 위한 측면 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 측면 유로 입구 타입 솔레노이드 밸브.