KR101009266B1 - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

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KR101009266B1
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이창훈
노의동
김영근
김태현
엄상돈
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주식회사 유니크
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Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브에 대한 것으로서, 자세하게는 밸브부와 솔레노이드부 사이에 환형 필터가 구비된 솔레노이드 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 밸브부와 솔레노이드부 사이에 환형 필터를 구비하여 밸브부의 유체에 포함된 콘타미가 솔레노이드부에 유입되는 것을 최소화할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공할 수 있다.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}
본 발명은 솔레노이드 밸브에 대한 것으로서, 자세하게는 밸브부와 솔레노이드부 사이에 환형 필터가 구비된 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
솔레노이드 밸브는 자기 코어가 있는 솔레노이드부와 하나 이상의 오리피스로 구성되어 전류에 의해 유체의 흐름을 제어하는 자동 밸브이다. 이러한 솔레노이드 밸브는 일반적으로 자력을 발생시키기 위해 코일이 감긴 보빈과, 코어, 코어와 이격된 요크, 요크에 내삽된 플런저를 포함하는 솔레노이드부와, 상기된 구조에 의해 단속되며 유체 이동 통로가 형성된 홀더와 홀더 내에 내삽된 스풀을 포함하는 밸브부로 구성된다.
이러한 구조를 갖는 솔레노이드 밸브는 전원 인가 시 요크의 중공부에 내삽된 플런저가 왕복 이동하며, 왕복 이동하는 플런저에 의해 스풀이 이동하여 홀더 내의 유체가 제어된다. 하지만, 기존의 솔레노이드 밸브는 밸브부와 솔레노이드부 사이에 이물질을 제거하는 별도의 구성이 없으며, 이에 따라, 솔레노이드 밸브의 구동 시 밸브부의 유체 내에 포함된 콘타미가 솔레노이드부에 유입되어 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 밸브부의 유체 내에 포함된 콘타미가 솔레노이드부에 유입되는 것을 최소화할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 솔레노이드부와, 상기 솔레노이드부의 동작에 의해 작동하는 밸브부와, 상기 솔레노이드부와 상기 밸브부 사이에 구비된 환형 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 제공한다. 상기 밸브부는 하나 이상의 챔버와 포트가 형성된 중공의 홀더와, 상기 하나 이상의 환형 홈이 형성되며 상기 솔레노이드부에 의해 상기 홀더의 내부에서 상하 왕복 운동하는 스풀을 포함한다. 상기 환형 필터는 상기 홀더에 고정되는 제 1 환형띠와, 상기 스풀에 고정되는 제 2 환형띠, 및 상기 제 1 환형띠와 상기 제 2 환형띠 사이에 형성된 필터면을 포함한다. 상기 필터면은 관통홀이 형성된 유연한 환형의 박판이며, 수직한 단면이 굴곡진 형상이다. 상기 제 1 환형띠와 상기 제 2 환형띠는 러버(rubber)를 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드부는 코어와, 상기 코어와 일정 간격 이격된 요크, 및 상기 코어와 요크에 의해 왕복 운동하여 상기 밸브부를 작동시키는 플런저를 포함한다. 이때, 상기 제 1 환형띠는 상기 홀더의 가장자리를 따라 형성된 홀더 홈에 위치되어, 상기 코어와 상기 홀더의 결합에 의해 고정되며, 상기 제 2 환형띠는 상기 스풀의 가장자리를 따라 형성된 스풀 홈에 고정될 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 밸브부의 콘타미가 솔레노이드부에 유입되는 것을 필터링 할 수 있다면, 그 위치는 한정되지 않는다.
본 발명은 밸브부와 솔레노이드부 사이에 환형 필터를 구비하여 밸브부의 유체에 포함된 콘타미가 솔레노이드부에 유입되는 것을 최소화할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 환형 필터의 상부 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 환형 필터의 하부 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 환형 필터의 단면도.
도 5는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 솔레노이드 밸브 홀더의 측면도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 요크의 단면도.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 솔레노이드 밸브의 코어와 요크의 단면도.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 동작 시 압력의 흐름을 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도.
도 12는 도 8의 B영역을 확대 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브와 종래 기술에 따른 솔레노이드 밸브의 동작 시 측정한 출력파형도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브부(100)와, 밸브부(100)를 구동하는 솔레노이드부(200)를 포함한다. 또한, 밸브부(100)에 구비되되, 밸브부(100)와 솔레노이드부(200) 사이에 구비된 환형 필터를 포함한다.
밸브부(100)는 복수의 유로를 가진 밸브바디(미도시)측에 장착되어 외부의 유압공급원에서 공급되는 유체에 소정의 제어압력을 인가하면서 클러치(미도시)측으로 공급되도록 하기 위한 것으로서, 중공의 홀더(110)와, 홀더(110)의 내부에 이동가능하게 구비된 스풀(120)과, 스풀(120)의 상부에 각각 구비된 스프링(130) 및 압력 조절 스크류(140)를 포함한다.
홀더(110)는 그 내부에 스풀(120)의 이동이 안내되는 중공의 형상이며, 스풀(120)의 내부에는 상부에서 하부로 배출 챔버(117a)와, 제어 챔버(113a), 공급 챔버(115a), 피드백 챔버(112)가 순차적으로 형성된다. 여기서 배출 챔버(117a)의 일단에는 배출 포트(117b)가 형성되며, 배출 포트(117b)를 통해 잔압이 부분적으로 배출된다. 제어 챔버(113a)의 일단에는 변속기의 클러치(미도시)측으로 접속되어 클러치 압력을 조절하는 제어 포트(113b)가 형성된다. 또한, 공급 챔버(115a)의 일단에는 외부의 유압공급원과 접속되는 공급 포트(115b)가 형성되며, 피드백 챔버(112)의 일단에는 밸브바디(도 4의 좌측 점선 부분)에 장착될 경우 밸브바디의 장착면에 의해 폐쇄되는 개구부(118)가 형성된다. 또한, 홀더(110)의 최상부에는 스풀(120)의 외주면에 묻어 있는 오일이 일시적으로 잔류하는 공간인 1 보조 배출 챔버(117a)가 형성되고, 제 1 보조 배출 챔버(111a)의 일단에는 제 1 보조 배출 챔버(111a)에 잔류한 오일을 배출하여 스풀(120)의 이동이 자유롭도록 하는 제 1 보조 배출 포트(114a)가 형성된다. 또한, 홀더(110)의 하단에는 제 2 보조 배출 챔버(111b)가 형성되고, 이의 일단에는 스풀(120)의 외주면에 묻어 있는 오일 또는 그 외 각종 이물질들을 외부로 배출하며 잔압도 제거하는 제 2 보조 배출 포트(114b)가 형성된다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이다. 도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 솔레노이드 밸브 홀더의 측면도이다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 홀더(110)의 일측 외주면에 피드백 챔버(112)와 제어 챔버(113a)를 소통시키는 유로가 형성된다. 이러한 유로는 피드백 챔버(112)에 형성된 피드백 유로(119)와 제어 챔버(113a)에 형성된 제어 유로(116)를 포함하며, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브가 밸브바디(도 7의 우측 점선 부분)측에 장착될 경우, 밸브바디의 장착면에 의해 밀폐된다.
또한, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이, 홀더(110)의 제어 포트(113b)와 공급 포트(115b) 중 적어도 어느 한곳에 띠형 필터(150)를 더 구비할 수 있다.
띠형 필터(150)는 홀더(110)의 제어 포트(113b)와 공급 포트(115b)에 유입되는 이물질을 필터링하기 위한 것으로서, 환형띠의 형상을 갖되 다수의 홀이 형성된다. 본 실시예는 제어 포트(113b)에 제 1 띠형 필터(150a)가 구비되며, 공급 포트(115b)에 제 2 띠형 필터(150b)가 구비되는 것을 예시한다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 띠형 필터(150a, 150b)가 장착되어 고정될 수 있도록, 제어 포트(113b)와 공급 포트(115b)에는 띠형 필터 장착홈(R1, R2)이 각각 형성된다. 제 1 띠형 필터(150a)와 제 2 띠형 필터(150b)에는 끝단에 소정 각도로 절곡된 장착턱이 형성하며, 장착턱이 띠형 필터 장착홈(R1, R2)에 장착되도록 하여 제 1 및 제 2 띠형 필터(150a, 150b)를 제어 포트(113b)와 공급 포트(115b)에 장착되어 고정되도록 한다. 물론, 이러한 띠형 필터(150)는 경우에 따라 생략될 수도 있다.
홀더(110)의 최상단의 개구된 영역에는 제어 포트(113b)를 통해 클러치측으로 인가되는 제어 압력을 조절하며, 상하 조절이 가능한 압력 조절 스크류(140)가 설치된다. 또한, 이러한 압력 조절 스크류(140)와 스풀(120) 사이에는 스풀(120)의 하부방향으로 탄성력을 제공함과 동시에 스풀(120)의 상하 이동 시 스풀(120)을 완충하는 스프링(130)이 구비된다.
스풀(120)은 중공의 홀더(110) 내부에 이동 가능하게 설치되며, 그 외주면에 하나 이상의 환형홈이 형성된다. 본 실시예는 이러한 환형홈으로 솔레노이드부(200) 방향으로 순차적으로 형성된 제 1 환형홈(121a) 및 제 1 환형홈(121a)보다 폭이 좁은 제 2 환형홈(121b)을 예시하며, 제 1 및 제 2 환형홈(121b)은 유체의 흐름을 전환하거나 공급 포트(115b)와 제어 포트(113b) 및 배출 포트(117b)를 개폐시킨다.
솔레노이드부(200)는 밸브부(100)를 작동시키기 위한 것으로서, 밸브부(100)의 스풀(120)을 상하 이동시키기 위해 코일(220)이 감긴 보빈(210)과, 보빈(210)의 외주면을 감싸는 케이스(230)와, 보빈(210)의 내경부에 상하 이동가능하게 설치된 플런저(240)와, 플런저(240)의 중심부에 고정되어 스풀(120)의 하단과 접촉하는 로드(250)와, 플런저(240)의 일단에 배치된 코어(260)와, 플런저(240)의 타단에 배치된 요크(270)와, 요크(270)에 접속된 단자부(280)를 포함한다. 또한, 단자부(280)의 아래에 구비된 터미널(294)과 포크 터미널(296)을 포함한다.
보빈(210)은 중공의 원통형상이며, 그 외주면에 코일(220)이 감겨 있다. 보빈(210)의 중공부에는 코어(260)와 요크(270)가 서로 일정간격 이격되도록 일부가 수용된다.
플런저(240)는 코어(260)와 요크(270) 사이에 배치되어 코일(220)에 전원이 인가됨에 따라 발생하는 자기장에 의해 코어(260)측으로 이동한다. 이때, 코어(260)에는 플런저(240)와 인접한 부분에 자기력이 집중되는 제 1 코어(260) 중공부가 형성되며, 제 1 코어(260) 중공부 내에 플런저(240)의 일단이 일부 수용된다. 또한, 제 1 코어(260) 중공부의 상단에는 제 1 코어(260) 중공부보다 직경이 작은 제 2 코어(260) 중공부가 형성되고, 제 2 코어(260) 중공부에는 로드(250)의 상단이 이동 가능하게 수용된다.
도 5는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도이다.
요크(270)는 플런저(240)와 인접한 부분에 제 1 요크(270) 중공부가 형성되며, 제 1 요크(270) 중공부에 플런저(240)의 타단이 일부 수용된다. 제 1 중공부의 하부에는 제 1 중공부보다 직경이 작은 제 2 중공부가 형성되며, 제 2 중공부에는 로드(250)의 하단이 이동 가능하게 수용된다.
이와 같은 요크(270)는 도 5에 도시된 바와 같이, 코어(260)와 일정 간격 이격되어 구비된다. 이때, 코어(260)와 요크(270)는 1.5mm 내지 2.5mm의 간격으로 이격되며, 코어(260)와 요크(270)의 간격이 이보다 크면 자기력이 감소하고, 작으면 전원 오프(off) 시 플런저(240)의 복귀에 영향을 주게 된다. 또한, 이러한 구조에 의해, 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 고압 및 고유량을 제어하기 위한 충분한 자기력을 확보할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 요크의 단면도이다.
요크(270)는 도 8에 도시된 바와 같이, 코어(260)와 근접한 영역이 제 1 내지 제 9 면(S1 내지 S9)을 가지며, 제 1 면(S1)과 제 2 면(S2)의 경계에서 제 1 각(θ1)이 형성된다. 또한, 제 2 면(S2)과 제 3 면(S3)의 경계에서 제 2 각(θ2)이 형성되며, 제 3 면(S3)과 제 4 면(S4)의 경계에서 제 3 각(θ3)이 형성된다. 또한, 제 4 면(S4)과 제 5 면(S5)의 경계에서 제 4 각(θ4)이 형성되고, 제 5 면(S5)과 제 6 면(S6)의 경계에서 제 5 각(θ5)이 형성된다. 제 6 면(S6)과 제 7 면(S7)의 경계, 제 7 면(S7)과 제 8 면(S8)의 경계 및 제 8 면(S8)과 제 9 면(S9)의 경계에서 제 6 내지 제 8 각(θ6, θ7, θ8)이 각각 형성된다. 이때, 제 1 면(S1)과 제 4 면(S4), 제 6 면(S6) 및 제 9 면(S9)은 서로 평행이며, 제 3 면(S3)과 제 8 면(S8)이 서로 평행이 된다. 또한, 제 1 각(θ1)과 제 2 각(θ2), 제 4 각(θ4), 제 6 각(θ6), 제 7 각(θ7), 제 8 각(θ8)은 제 3 각(θ3)과 제 5 각(θ5)과는 상이한 방향으로 절곡되며, 제 1 각(θ1)과 제 2 각(θ2), 제 4 각(θ4) 내지 제 7 각(S7)은 둔각으로 형성되고, 제 3 각(θ3)과 제 8 각(θ8)은 직각으로 형성된다. 또한, 이에 따라, 요크(270)는 제 1 면(S1)과, 제 1 면(S1)에서 연장되어 일측으로 경사지게 절곡된 제 2 면(S2)과, 제 2 면(S2)에서 연장되어 일측으로 수직하게 절곡된 제 3 면(S3)과, 제 3 면(S3)에서 연장되어 타측으로 절곡된 제 4 면(S4)과, 제 4 면(S4)에서 연장되어 일측으로 경사지게 절곡된 제 5 면(S5)과, 제 5 면(S5)에서 연장되어 타측으로 절곡된 제 6 면(S6)과, 제 6 면(S6)에서 연장되어 일측으로 경사지게 절곡된 제 7 면(S7)과, 제 7 면(S7)에서 연장되어 일측으로 수직하게 절곡된 제 8 면(S8) 및 제 8 면(S8)에서 연장되어 일측으로 절곡되되 제 1 면(S1)과 일부영역이 겹치도록 평행하게 형성된 제 9 면(S9)을 포함한다. 이와 같은 구조에 의해 제 1 면(S1)과 제 9 면(S9)의 사이의 제 1 폭(P1)과, 제 4 면(S4)과 제 9 면(S9) 사이의 제 2 폭(P1) 및 제 6 면(S6)과 제 9 면(S9) 사이의 제 3 폭(P3)은 서로 상이하게 된다. 이때, 제 1 폭(P1)과 제 2 폭(P2) 및 제 3 폭(P3)은 제 1 폭(P1)>제 2 폭(P2)>제 3 폭(P3)의 관계를 가진다.
본 실시예에 따른 요크(270)는 이와 같은 형상에 의해 고압 및 고유량을 제어하기 위한 충분한 자기력을 확보할 수 있으며, 긴 작동구간(long stroke)을 확보하여 오버랩(유입구/배출구가 막혀있는 양)을 크게 할 수 있다.
한편, 코어(260)의 제 2 코어 중공부 및 요크(270)의 제 2 요크 중공부에는 제 1 및 제 2 부싱(292b)이 서로 이격되어 개별적으로 압입된다. 제 1 및 제 2 부싱(292b)은 요크(270)와 코어(260) 및 플런저(240)의 가공정도에 따른 간섭을 배제함으로써, 플런저(240)의 상하 왕복운동을 원활하게 하며 플런저(240)의 좌우 유동 및 기울어짐을 최소화한다. 그리고, 코어(260)의 제 2 코어 중공부에는 위치 결정 부재(290)가 설치된다.
한편, 본 발명은 코어(260)와 요크(270)를 일체형으로 하기 위해 가이드(215)를 추가할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 솔레노이드 밸브의 코어와 요크의 단면도이다.
가이드(215)는 코어(260)와 요크(270)의 일부 영역을 함께 둘러쌀 수 있도록 중공의 원기둥 형상으로 형성된다. 또한, 이러한 가이드(215)를 장착하기 위해 도 9에 도시된 바와 같이, 코어(260)와 요크(270)의 외주연에는 가이드(215)의 장착을 위한 단턱이 형성된다.
이와 같이 본 발명은 가이드(215)가 구비될 경우, 코어(260)와 요크(270)를 일체형으로 하여 외력의 작용 시 솔레노이드 밸브의 변형을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다.
로드(250)는 플런저(240)의 중심부에 고정되고, 그 상단이 스풀(120)의 하단과 접촉된 상태를 유지한다. 로드(250)는 코어(260)의 제 2 코어(260) 중공부와 요크(270)의 제 2 요크(270) 중공부를 통과하면서 이동한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 환형 필터의 상부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 환형 필터의 하부 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 환형 필터의 단면도이다.
환형 필터(160)는 밸브부의 콘타미가 솔레노이드부에 유입되는 것을 최소화하기 위한 것으로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 환형띠(162)와, 제 1 환형띠(162)에서 연장된 필터면(164), 및 필터면(164)에서 연장된 제 2 환형띠(166)를 포함한다.
제 1 환형띠(162)는 필터면(164)을 지지하기 위한 것으로서, 홀더(110)에 결합되어 고정된다. 이를 위해서, 코어(260)와 접하는 홀더(110)의 끝단을 따라서 홀더 홈이 형성된다. 또한, 제 1 환형띠(162)는 홀더(110)의 홀더 홈에 삽입되어, 홀더(110)와 접하는 코어(260)에 의해 고정된다. 이때, 제 1 환형띠(162)는 스풀(120)에서 홀더(110) 방향으로 소정길이 연장되도록 하여 홀더 홈에 견고하게 고정되도록 하는 것이 내구성에 있어서 바람직하다.
제 2 환형띠(166)는 제 1 환형띠(162)와 함께 필터면(164)을 지지하기 위한 것으로서, 스풀(120)에 결합되어 고정된다. 이를 위해서, 로드(250)와 접하는 영역과 근접한 스풀(120)의 측벽을 따라 스풀 홈이 형성된다. 또한, 제 2 환형띠(166)는 스풀(120)의 스풀 홈에 삽입되어 고정된다. 이러한, 제 1 환형띠(162)와 제 2 환형띠(164)는 러버(rubber) 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
필터면(164)은 밸브부(100) 내의 유체에 포함된 불순물, 예를 들어, 철 성분의 콘타미가 솔레노이드부(200)에 유입되는 것을 최소화하기 위한 것으로서, 제 1 환형띠(162)와 제 2 환형띠(166) 사이에 형성된다. 또한, 필터면(164)은 스풀(120)이 왕복운동을 하므로, 절곡이 가능한 유연한 재질인 것이 바람직하다. 이러한 필터면(164)은 예를 들어, 유연하며 직조된 형상에 의해 다수개의 홀이 형성된 필터 역할을 수행할 수 있는 테트론 메쉬(tetron mesh)를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명의 필터면(164)은 테트론 메쉬에 한정되지 않으며, 유연한 재질이되 필터 역할을 수행할 수 있는 모든 재질을 사용할 수 있다. 또한, 필터면(164)에 형성되는 관통홀은 소정 간격으로 이격된 슬릿 형상의 관통홀, 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 점 형상의 관통홀 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 밸브부와 솔레노이드부 사이에 환형 필터를 구비하여 밸브부의 유체에 포함된 콘타미가 솔레노이드부에 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명은 필터면에 형성된 관통홀에 의해 유체가 이동할 수 있으므로, 환형 필터를 추가하더라도 유체 이동 시 발생될 수 있는 저항을 최소화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 동작 시 압력의 흐름을 도시한 단면도이다.
상술한 구조를 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 코일(220) 측에 전원이 인가되면, 코어(260)와 요크(270) 및 플런저(240)는 자화되고, 이에 의해 플런저(240)는 코어(260)측으로 이동한다. 이때, 코어(260)에 고정된 로드(250)도 플런저(240)와 함께 이동한다. 또한, 로드(250)의 초기 이동시에는 특정 전류치까지는 로드(250)와 플런저(240)의 상승이 서서히 진행되어 제어 포트(113b)를 통한 제어 압력이 클러치 측으로 인가되지 않는다. 즉, 로드(250)가 상향 이동하는 동안에 자기력 이외에는 별도의 외력이 인가되지 않으므로, 제어 챔버(113a)와 제어 포트(113b)를 통해 과도한 제어 압력이 클러치 측으로 인가되지 않는다. 따라서, 유압의 누설을 최소화할 수 있다. 이후, 특정 전류치를 초과하면서 자기력이 증가함에 따라 로드(250) 및 플런저(240)가 상승하여 공급포트가 개방되고, 이에 의해 제어 챔버(113a) 내의 제어 압력이 상승한다. 이렇게 상승된 제어 압력은 그 일부의 유체를 피드백 유로(119)를 통해 피드백 챔버(112)로 인가하고, 이에 따라 피드백 챔버(112) 내의 피드백 압력과 스프링(130)의 스프링(130)력에 의해 스풀(120) 측에 하향력이 인가된다. 또한, 이때, 자기력에 의해 스풀(120) 측에 상향력이 인가된다. 즉, 스풀(120)의 상향 이동 시에 그 상향력 및 하향력을 통해 힘의 균형이 맞춰지면서 제어압력의 선형적인 압력제어가 이루어진다. 또한, 이와 같이 유체가 이동하더라도 밸브부와 솔레노이드부 사이에 구비된 환형 필터에 의해 유체 내에 포함된 콘타미를 필터링한다.
다음은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이고, 도 12는 도 8의 B영역을 확대 도시한 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 도 11에 도시된 바와 같이, 밸브부(100)와, 밸브부(100)를 구동하는 솔레노이드부(200)를 포함한다. 이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 솔레노이드부(200)는 전술된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이에 따라 본 발명은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예 각각에 따른 NH 타입과 NL 타입의 솔레노이드 밸브의 생산 시 솔레노이드부(200)를 공통적으로 사용할 수 있으므로, 별도의 생산라인을 구비하지 않을 수 있어 생산 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 동일한 부품(솔레노이드부)을 사용함에 따라 생산되는 솔레노이드 밸브의 성능 안정화도 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 밸브부(100)는 복수의 유로를 가진 밸브바디(미도시)측에 장착되어 외부의 유압공급원에서 공급되는 유체에 소정의 제어압력을 인가하면서 클러치(미도시)측으로 공급되도록 하기 위한 것으로서, 중공의 홀더(110)와, 홀더(110)의 내부에 이동가능하게 구비된 스풀(120)과, 스풀(120)의 상부에 각각 구비된 스프링(130) 및 압력조절 스크류를 포함한다.
스풀(120)은 중공의 홀더(110) 내부에 이동 가능하게 설치되며, 그 외주면에 하나 이상의 환형홈이 형성된다. 본 실시예는 이러한 환형홈으로 제 1 환형홈(121a) 및 제 1 환형홈(121a)보다 폭이 넓은 제 2 환형홈(121b)을 예시한다.
홀더(110)는 그 내부에 스풀(120)의 이동이 안내되는 중공의 형상이며, 스풀(120)의 내부에는 상부에서 하부로 피드백 챔버(112)와, 공급 챔버(115a), 제어 챔버(113a), 배출 챔버(117a)가 순차적으로 형성된다. 여기서 피드백 챔버(112)와 공급 챔버(115a), 제어 챔버(113a) 및 배출 챔버(117a)의 일단에는 개구부(118)와, 공급 포트(115b), 제어 포트(113b), 배출 포트(117b)가 각각 형성되며, 피드백 챔버(112)의 상부에는 제 1 보조 배출 챔버(111a)와 그의 일단에 형성된 제 1 보조 배출 포트(114a)가 형성된다. 또한, 배출 챔버(117a)의 하부에는 제 2 보조 배출 챔버(111b)와 그의 일단에 형성된 제 2 보조 배출 포트(114b)가 형성된다. 이때, 본 실시예는 도 12에 도시된 바와 같이, 피드백 유로(119)가 0.5mm 내지 1.5mm의 지름(R)을 가지며 1.5mm 내지 2.5mm의 두께(T)를 가지도록 형성하여 오버랩을 크게 할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브와 종래 기술에 따른 솔레노이드 밸브의 동작 시 측정한 출력파형도이다.
전술된 구조를 갖는 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 도 13에 도시된 바와 같이, 종래의 솔레노이드 밸브 보다 응답속도가 향상되며, 언더슛(undershoot)에 의한 영향을 제거할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공할 수 있다. 또한, 이에 따라 클러치력의 순간적인 변화를 방지하여 변속충격을 방지할 수 있으며, 자동변속기의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 플런저와 코어 및 코어와 1.5mm 내지 2.5mm 이격된 세 개의 폭을 갖는 요크를 구비하여 고압 및 고유량을 제어하기 위한 충분한 자기력을 확보할 수 있으며, 피드백 유로(119)가 0.5mm 내지 1.5mm의 지름을 가지며 1.5mm 내지 2.5mm의 두께, 즉, 길이를 가지도록 형성하여 오버랩을 크게 할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 전술된 내용은 변속기용 솔레노이드 밸브를 예시하였으나, 본 발명에 따른 환형 필터는 유체의 흐름을 제어하는 밸브부와, 이러한 밸브부를 제어하는 솔레노이드부가 구비된 모든 솔레노이드 밸브에 적용될 수 있다.
100: 밸브부 110: 홀더
111a: 제 1 보조 배출 챔버 111b: 제 2 보조 배출 챔버
112: 피드백 챔버(112) 113a: 제어 챔버
113b: 제어 포트 114a: 제 1 보조 배출 포트
114b: 제 2 보조 배출 포트 115a: 공급 챔버
115b: 공급 포트 117a: 배출 챔버
117b: 배출 포트 118: 개구부
119: 피드백 유로 120: 스풀
121a: 제 1 환형홈 121b: 제 2 환형홈
130: 스프링 140: 압력 조절 스크류
150: 띠형 필터 150a: 제 1 띠형 필터
150b: 제 2 띠형 필터 160: 환형 필터
162: 제 1 환형띠 164: 필터면
166: 제 2 환형띠 200: 솔레노이드부
210: 보빈 215: 가이드
220: 코일 230: 케이스
240: 플런저 250: 로드
260: 코어 270: 요크
280: 단자부 290: 위치 결정 부재
292a: 제 1 부싱 292b: 제 2 부싱
294: 터미널 296: 포크 터미널
R1, R2: 필터 장착홈

Claims (7)

  1. 솔레노이드부와,
    상기 솔레노이드부의 동작에 의해 작동하는 밸브부와,
    상기 솔레노이드부와 상기 밸브부 사이에 구비된 환형 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브부는 하나 이상의 챔버와 포트가 형성된 중공의 홀더와,
    상기 솔레노이드부에 의해 상기 홀더의 내부에서 상하 왕복 운동하는 스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 환형 필터는 상기 홀더에 고정되는 제 1 환형띠와,
    상기 스풀에 고정되는 제 2 환형띠, 및
    상기 제 1 환형띠와 상기 제 2 환형띠 사이에 형성된 필터면을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 필터면은 관통홀이 형성된 유연한 환형의 박판이며, 수직한 단면이 굴곡진 형상인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 환형띠와 상기 제 2 환형띠는 러버(rubber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 솔레노이드부는 코어와,
    상기 코어와 일정 간격 이격된 요크, 및
    상기 코어와 요크에 의해 왕복 운동하여 상기 밸브부를 작동시키는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 환형띠는 상기 홀더의 가장자리를 따라 형성된 홀더 홈에 위치되어, 상기 코어와 상기 홀더의 결합에 의해 고정되며,
    상기 제 2 환형띠는 상기 스풀의 가장자리를 따라 형성된 스풀 홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
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