KR100978086B1 - 전자제어식 셔틀 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조가 용이하고, 제조시간을 단축시킬 수 있으며, 제조비를 절감할 수 있으며 기밀성이 향상된 전자제어식 셔틀밸브를 제공한다. 그 셔틀밸브는 유입유로가 형성되며 바닥 면이 형성된 조립 홀을 구비한 밸브블록에 삽입 고정되며, 하부에 개구단이 형성되는 밸브하우징; 하단에 상기 밸브하우징의 개구단에 접하는 플랜지와, 플랜지에 일체로 형성되며 밸브하우징에 압입되는 몸체와, 몸체의 상단에 일체로 형성되는 1차밸브시트부를 구비하는 밸브시트; 밸브시트의 상부에 설치되고, 상부의 대경부와 하부의 소경부로 구획되며, 소경부의 하단에는 밸브시트의 1차밸브시트부에 접하는 밸브부가 형성되며, 외측에 대경부와 소경부를 연통시키기 위한 슬롯이 형성되며, 대경부에는 내부의 유로와 연통하는 2차밸브유로를 형성하는 2차밸브시트부가 구비되는 가동시트; 가동시트의 소경부에 외삽되며 밸브하우징에 지지되어 가동시트를 탄성지지하는 스프링; 하단에 가동시트의 2차밸브유로를 개폐하기 위한 볼밸브를 구비하는 아마츄어; 아마츄어와의 사이에서 공극을 형성하며, 스프링에 의해 아마츄어의 상단에 탄설 지지되는 밸브코어; 및 밸브코어에 자력을 발생시키기 위해 전원을 공급하기 위한 솔레노이드 코일로 구성된다.

Description

전자제어식 셔틀 밸브{Electronic control shuttle valve}

도 1은 일반적인 전자제어식 셔틀 밸브를 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 전자제어식 셔틀 밸브를 보여주는 단면도.

도 3은 도 2의 셔틀 밸브의 밸브시트를 상세히 보여주는 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 밸브 하우징 30: 밸브시트

32: 플랜지 34: 몸체

36: 제1밸브시트부 38: 배출유로

40: 가동시트 60: 구면밸브

70: 아마츄어 80: 슬리브

90: 솔레노이드 코일

본 발명은 전자식 셔틀밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브시트 및 가동시트의 제조가 용이하고, 제조시간을 단축시킬 수 있으며, 제조비를 절감할 수 있으며, 밸브시트와 밸브하우징 및 밸브블록간의 기밀성이 향상되는 전자제어식 셔 틀밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 다양한 작동시스템 또는 제어시스템이 탑재되어 있어 차량을 효과적으로 구동시키고 있다. 이와 같은 시스템들 중 하나로서, 차량의 안정적인 주행 및 제동을 위한 안티록 브레이크 시스템(ABS)이 있다. 이 안티록 브레이크 시스템은 휠에 가해지는 제동압의 단속 및 조절이 가능하도록 브레이크 유압라인의 중도에 설치되는 장치로서 제어신호에 따라 유로를 개폐하기 위한 전자제어식 셔틀밸브를 구비하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 셔틀밸브는 유입유로(1)가 형성된 밸브블록(2)에 삽입되는 중공형의 밸브하우징(3)을 구비한다. 밸브하우징(3)에는 유입유로(1)와 연통하는 오일통로(4)가 형성되며, 그 하부에는 개구부(5)가 구비된다. 밸브하우징(3)의 개구부(5)에는 밸브시트(6)가 압입된다. 밸브하우징(3)의 중공부에는 밸브시트(6)에 의해 지지되는 가동시트(7)가 삽입된다. 여기서, 밸브시트(6)의 상단에는 1차밸브시트부(6a)가 구비되어 있으며, 가동시트(7)에는 1차밸브시트부(6a)에 접하는 구면밸브부(7a)가 구비되어 있다. 가동시트(7)의 상부에는 2차밸브유로(7b)가 형성되며, 그것과 연이어서 2차밸브시트부(7c)가 형성된다. 또한, 가동시트(7)의 외측에는 상부의 대경부와 하부의 소경부를 연계하는 연결슬롯(7d)이 형성되어 있다. 2차밸브유로(7b)는 볼밸브(8)에 의해 개폐된다. 한편, 밸브하우징(3)에는 수납부(3a)가 형성되며, 그 수납부에는 지지스프링(9)의 일단이 지지되어 있으며, 지지스프링(9)의 상단은 가동시트(7)의 상단을 지지한다.

한편, 밸브하우징(3)의 상단에는 아마츄어(10)가 진퇴 가능하게 설치되며, 그 아마츄어(10)의 상단에는 스프링(11)에 의해 탄설 지지되는 밸브코어(12)가 설치된다. 아마츄어(10)와 밸브코어(12)사이에는 공극(13)이 형성된다. 밸브하우징(3)과 밸브코어(12)는 슬리브(14)에 의해 일체로 조립되며, 아마츄어(10)는 그 슬리브(14)내에 진퇴 가능하게 수용되는 것이다. 또한, 슬리브(14) 및 밸브코어(12)의 일부는 솔레노이드 코일(15)에 의해 감싸지며, 그 솔레노이드 코일(15)에는 전기를 선택적으로 공급받기 위한 단자(16)가 연결된다. 또한, 밸브하우징(3)의 오일통로(4) 주변에는 구면밸브(17)가 원주방향으로 설치된다. 미설명부호(18) 오일이 배출되는 유출유로이다.

이 같은 전자제어식 셔틀밸브의 작동에 의하면, 평상시에는 아마츄어(10)가 코어(12)와 아마츄어(10)가 설치된 지지스프링(11)의 반력에 의해 힘을 받으며, 이때 아마츄어(10)의 끝단에 설치된 볼밸브(8)는 가동시트(7)에 접촉하여 그 가동시트(7)의 대경부에 설치된 2차밸브시트(7c)에 의해 지지되면서 가동시트 지지스프링(9)의 반력을 극복하게 되며, 이에 따라 가동시트(7)는 밸브하우징(3)의 개구부에 압입된 밸브시트(6)의 1차밸브시트부(6a)에 대해 밀려진다. 이때, 가동시트(7)의 소경부의 끝단에 설치된 구면밸브부(7a)는 1차밸브시트부(6a)와 접촉하여 흡입유로(1)와 유출유로(18)의 연통이 차단되는 것이다.

한편, 솔레노이드 코일(15)에 설치된 단자(16)를 통하여 전원이 공급되면, 솔레노이드 코일(15)은 자기장을 형성하여 아마츄어(10)를 밀고 있는 힘보다 강하여 아마츄어(10)와 밸브코어(12)사이에 서로 잡아당기는 자력이 발생하고 이 자력은 아마츄어 지지스프링(11)이 아마츄어(10)를 밀고 있는 힘보다 강하여 아마츄어(10)를 밸브코어(12)쪽으로 끌어당겨 아마츄어(10)와 밸브코어(12) 사이의 공극(13)이 없어지게 된다. 이렇게 되면, 가동시트(7)를 밀고 있던 아마츄어 지지스프링(11)의 반력이 사라져 가동시트 지지스프링(9)의 반력은 밸브 하우징(3)에 설치된 가동 시트 지지스프링(9) 수납부(3a)에 작용하는 동시에, 가동시트(7)에 작용하고 이와 동시에 유입유로(1)에 위치한 유체는 가동시트(7)의 작은 경계부와 대경부를 연결하는 연결슬롯(7d)을 통하여 이동하고, 가동시트(7)의 중심에 설치된 2차 밸브유로(7b)를 통하여 가동시트 중심유로를 거쳐 유출유로(18)로 유동이 일어난다. 또한, 가동시트(7)의 소경부와 대경부 양쪽의 압력차이가 일정 수준 이하에 도달하면, 가동시트(7)의 양단의 면적차에 의한 힘의 차이로 인해 가동 시트 지지스프링(9)의 반력이 유효하게 작용하여 가동시트(7)를 아마츄어(10)를 향해 밀게되고 다시 가동시트(7)의 대경부에 설치된 2차밸브시트부(7c)와 볼밸브(8)가 접촉하여 아마추어(10)와 가동시트(7)를 통한 유로는 차단되고, 이를 대신하여 가동시트(7)의 소경부에 설치된 구면밸브부(7a)가 1차밸브시트부(6a)와 분리되어 유입유로(1)와 유출유로(18)의 소통이 가능하여 유체가 유동하게 되는 것이다.

이후, 공급된 전원이 차단되면 아마츄어 지지스프링(11)의 반력으로 아마츄어(10)와 가동시트(7)는 원래의 위치로 복귀되고 다시 유입유로(1)와 유출유로(18)의 소통이 차단되는 것이다. 또한, 밸브시트(6)는 밸브하우징(3)의 개구부(5)에 압입되어 누설을 차단하는 동시에 가동시트(7)와 아마츄어(10)에 작용하는 압력을 지지하며, 동시에 밸브하우징(3)은 밸브 블록(2)에 설치된 조립홀에 압입되어 누설을 차단하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같은 일반적인 전자제어식 셔틀밸브는 가동시트의 소경부의 하단에 구비되는 밸브부를 구면으로 가공해야 하며, 또한 밸브시트의 상단에는 구면의 1차밸브시트부를 가공해야 하는 바, 이 같은 가공공정은 많은 시간 및 비용이 필요할 뿐 아니라 고도의 숙련을 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 밸브시트 및 가동시트를 간단하고 용이하며 저렴하게 제조할 수 있으며, 밸브시트와 하우징 및 밸브블록간의 기밀을 향상시킬 수 있는 전자제어식 셔틀밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 유입유로가 형성되며 바닥면이 형성된 조립홀을 구비한 밸브블록에 삽입고정되며, 하부에 개구단이 형성되는 밸브하우징; 하단에 상기 밸브하우징의 개구단에 접하는 플랜지와, 상기 플랜지에 일체로 형성되며 상기 밸브하우징에 압입되는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 일체로 형성되는 1차밸브시트부를 구비하는 밸브시트; 상기 밸브시트의 상부에 설치되고, 상부의 대경부와 하부의 소경부로 구획되며, 상기 소경부의 하단에는 상기 밸브시트의 1차밸브시트부에 접하는 밸브부가 형성되며, 외측에 상기 대경부와 소경부를 연통시키기 위한 슬롯이 형성되며, 상기 대경부에는 내부의 유로와 연통하는 2차밸브유로를 형성하는 2차밸브시트부가 구비되는 가동시트; 상기 가동시트의 소경부에 외삽되며 상기 밸브하우징에 지지되어 상기 가동시트를 탄성지지하는 스프링; 하단 에 상기 가동시트의 2차밸브유로를 개폐하기 위한 볼밸브를 구비하는 아마츄어; 상기 아마츄어와의 사이에서 공극을 형성하며, 스프링에 의해 상기 아마츄어의 상단에 탄설 지지되는 밸브코어; 및 상기 밸브코어에 자력을 발생시키기 위해 전원을 공급하기 위한 솔레노이드 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 본 도면을 참조로 하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 셔틀밸브는 기본적으로 중공형 밸브하우징(20)을 구비한다. 밸브하우징(20)은 유입유로(22)가 형성된 밸브블록(24)의 조립홀(24a)에 삽입 고정된다. 밸브하우징(20)에는 유입유로(22)와 연통하는 오일통로(26)가 형성되며, 그 하부에는 개구단(28)이 구비된다.

밸브하우징(20)의 하부에는 밸브시트(30)가 압입된다. 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 밸브시트(30)의 하부에는 밸브하우징(20)의 개구단(28)이 접촉 지지되는 기밀접촉면(32a)이 형성된 플랜지(32)가 구비된다. 이 때, 밸브시트(30)의 하단면 또는 플랜지(32)의 저면에는 밸브블록(24)의 조립홀(24a)의 바닥면(24b)과 접하는 배기 슬롯(32b)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 배기 슬롯(32b)은 밸브의 조립시 밸브시트(30)가 밸브블록(24)위 수용홀(24a)의 바닥면(24b)과 접촉할 때 공기를 배출시켜 잔류공기를 제거하는 역할을 한다. 또한 밸브시트(30)의 플랜지(32)에는 밸브하우징(20)에 압입되는 몸체(34)가 일체로 형성된다. 몸체(34)의 주변에는 밸브하우징(20)과의 견고한 압착 또는 결합과 압입효율을 달성함은 물론, 강성, 내변형성 및 내마모성을 향상시키기 위해 리브(34a)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이 같은 리브(34a)는 압입동력을 감소시킬 수 있음은 물론 누설을 차단하는 역할도 한다. 몸체(34)의 상단에는 후술되는 가동시트가 지지되는 1차밸브시트부(36)가 형성된다. 1차밸브시트부(36)는 그 단부가 라운드 처리되거나 곡면 처리되어 구면을 이루는 것이 바람직하다. 밸브시트(30), 특히 1차밸브시트부(36)는 플라스틱으로 사출 성형하여 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 밸브시트(30)는 유출유로(38)와 연통한다.

밸브하우징(20)의 중공부의 하부에 압입된 밸브시트(30)의 상부에는 가동시트(40)가 삽설된다. 가동시트(40)는 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 가동시트(40)는 대경부(40a)와 소경부(40b)로 구획된다. 소경부(40b)의 하단에는 전술된 밸브시트(30)의 상단에 구비되는 1차밸브시트부(36)에 접하는 평면밸브부(42)가 형성된다. 또한, 대경부(40a)와 소경부(40b)의 경계부에는 후술되는 지지스프링에 의해 지지되는 지지턱(44)이 형성된다. 물론, 가동시트(40)의 외측에는 대경부(40a)와 소경부(40b)를 연통시키기 위한 슬롯(46)이 형성된다. 대경부(40a)에는 2차밸브시트부(48)가 형성된다. 물론, 대경부(40a)에 형성되는 2차밸브시트부(48)중앙에는 가동시트 몸체의 중심에 형성된 중심유로(50)와 연통하는 2차밸브유로(52)가 형성된다. 가동시트(40)의 소경부(40b)에는 그 가동시트(40)를 탄성적으로 지지하기 위한 스프링(54)이 외삽된다. 스프링(54)의 상단은 가동시트(40)의 지지턱(44)에 접촉되며 하단은 밸브하우징(20)에 의해 지지되어 탄성을 유지한다.

밸브하우징(40)의 오일통로(26) 주변에는 구면밸브(60)가 원주방향으로 설치되며, 밸브하우징(20)의 상부 및 가동시트(40)의 상부에는 아마츄어(70)가 진퇴 가 능하게 설치된다. 아마츄어(70)의 하단에는 가동시트(40)의 2차밸브유로(52)를 개폐하기 위한 볼밸브(72)가 구비되며 아마츄어(70)의 상단에는 스프링(74)에 의해 탄설 지지되는 밸브코어(76)가 설치된다. 따라서 이와 같은 구성에 의해 아마츄어(70)와 밸브코어(76)사이에는 공극(78)이 형성된다.

또한, 밸브하우징(20)과 밸브코어(76)는 슬리브(80)에 의해 일체로 조립되어, 아마츄어(70)는 슬리브(80)내에 진퇴 가능하게 수용되는 것이다.

슬리브(80) 및 밸브코어(76)의 일부는 솔레노이드 코일(90)에 의해 감싸지며, 그 솔레노이드 코일(90)에는 전기를 선택적으로 공급받기 위한 단자(92)가 연결된다.

이하에서는 본 발명에 따른 전자제어식 셔틀밸브의 작동 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

평상시에는 아마츄어(70)가 밸브코어(76)와 아마츄어(70)가 설치된 스프링(74)의 반력에 의해 힘을 받으며, 이때 아마츄어(70)의 끝단에 설치된 볼밸브(72)는 가동시트(40)에 접촉하여 그 가동시트(40)의 대경부(40a)에 형성된 2차밸브시트부(48)에 의해 지지되면서 가동시트 지지스프링(54)의 반력을 이겨 가동시트(40)를 밸브하우징(20)의 개구단(28)에 압입된 밸브시트(30)에 설치된 1차밸브시트부(36)에 대해 밀려진다.

이때, 가동시트(40)의 소경부(40b)의 끝 단에 위치하는 평면밸브시트부(42)는 밸브시트(30)의 1차밸브시트부(36)와 접촉하게 되므로 흡입유로(22), 오일통로(26) 및 유출유로(34)의 연통이 차단되는 것이다.

한편, 솔레노이드 코일(90)에 설치된 단자(92)를 통하여 전원이 공급되면, 솔레노이드 코일(90)은 자기장을 형성하여 아마츄어(70)를 밀고 있는 힘보다 강하게 되어 아마츄어(70)와 밸브코어(76)사이에 서로 잡아당기는 자력이 발생하고, 이 자력은 아마츄어 지지스프링(74)이 아마츄어(70)를 밀고 있는 힘보다 강하여 아마츄어(70)를 밸브코어(76)쪽으로 끌어당겨 아마츄어(70)와 밸브코어(76) 사이의 공극(78)이 없어지게 된다. 이렇게 되면, 가동시트(40)를 밀고 있던 지지스프링(74)의 반력이 사라져 가동시트를 지지하는 스프링(54)의 반력이 작용한다. 이와 동시에 유입유로(22) 오일통로(26)에 위치한 유체는 가동시트(40)의 소경부(40b)와 대경부(40a)를 연결하는 슬롯(46)을 통하여 이동하고, 가동시트(40)의 중심에 설치된 2차 밸브유로(52)를 통하여 가동시트 중심유로(50)를 거쳐 유출유로(38)로 유동이 일어나게 되는 것이다.

이때, 가동시트(40)를 지지하는 스프링(54)은 밸브 하우징(20)에 의해 지지됨과 동시에 가동시트(40)에 대한 반발력이 작용한다. 가동시트(40)의 대경부(40a)와 소경부(40b)의 압력차가 일정 수준 이하로 되면, 가동시트(40)의 양단의 면적차에 의한 힘의 차이로 인해 스프링(54)의 반력이 유효하게 작용하여 가동시트(40)를 아마츄어(70)를 향해 밀어냄으로써, 다시 가동시트(40)의 대경부(40a)에 구비된 2차밸브시트부(48)와 볼밸브(72)가 접촉되며, 이에 따라 아마츄어(70)와 가동시트(40)에 의해 형성되는 유로는 차단되는 것이다. 또한, 가동시트(40)의 소경부(40b)의 하단에 구비된 평면밸브부(42)는 밸브시트(30)의 1차밸브시트부(36)와 분리되어 유입유로(22) 및 오일통로(26)와 유출유로(34)간의 소통이 가능하여 결국 유체의 유동이 가능하게 되는 것이다.

이후, 솔레노이드 코일(90)에 공급되는 전원이 차단되면 스프링(54)의 반력에 의해 아마츄어(70)와 가동시트(40)는 원위치로 복귀되므로, 유입유로(22)와 유출유로(34)간의 연통은 다시 차단되는 것이다.

이에 따라, 유입유로와 유출유로를 통하는 유압 또는 오일을 안정적이고 정확하게 단속 및 제어할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 셔틀밸브에 의하면, 밸브시트의 소경부의 하단에 구비되는 밸브시트부와, 가동시트를 간단하고 용이하게 제조할 수 있어 작업성 및 생산성이 향상되며, 각각의 구성요소간의 안정적인 상호 작용에 의해 밸브의 성능이 향상되어 차량의 자세를 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 밸브시트에 구비되는 보강리브 및 플랜지에 의해 그 밸브시트와 밸브하우징 및 밸브블록간의 기밀성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 유입유로가 형성되며 바닥면이 형성된 조립홀을 구비한 밸브블록에 삽입 고정되며, 하부에 개구단이 형성되는 밸브하우징;

   하단에 상기 밸브하우징의 개구단에 접하는 플랜지와, 상기 플랜지에 일체로 형성되며 상기 밸브하우징에 압입되는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 일체로 형성되는 1차밸브시트부를 구비하는 밸브시트;

   상기 밸브시트의 상부에 설치되고, 상부의 대경부와 하부의 소경부로 구획되며, 상기 소경부의 하단에는 상기 밸브시트의 1차밸브시트부에 접하는 밸브부가 형성되며, 외측에 상기 대경부와 소경부를 연통시키기 위한 슬롯이 형성되며, 상기 대경부에는 내부의 유로와 연통하는 2차밸브유로를 형성하는 2차밸브시트부가 구비되는 가동시트;

   상기 가동시트의 소경부에 외삽되며 상기 밸브하우징에 지지되어 상기 가동시트를 탄성지지하는 스프링;

   하단에 상기 가동시트의 2차밸브유로를 개폐하기 위한 볼밸브를 구비하는 아마츄어;

   상기 아마츄어와의 사이에서 공극을 형성하며, 스프링에 의해 상기 아마츄어의 상단에 탄설 지지되는 밸브코어; 및

   상기 밸브코어에 자력을 발생시키기 위해 전원을 공급하기 위한 솔레노이드 코일을 포함하는 전자제어식 셔틀밸브.
2. 제 1항에 있어서, 밸브시트의 플랜지의 저면에는 상기 밸브블록의 조립홀의 바닥면과 접하는 배기용 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 셔틀밸브.
3. 제 1항에 있어서, 상기 밸브시트의 몸체의 주변에는 복수의 리브가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 셔틀밸브.
4. 제 1항에 있어서, 상기 1차밸브시트부는 그 단부가 라운드 처리되거나 곡면처리되어 구면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자제어식 셔틀밸브.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 가동시트의 하단에 구비되는 밸브부는 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 셔틀밸브.
7. 삭제

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