KR101021496B1 - 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는, 서로 연결되는 유입/유출구(110a)(110b) 및 제 1 오리피스(110c)를 갖는 밸브하우징(110)과, 제 1 오리피스(110c)와 연결되는 제 2 오리피스(120a)를 구비하며 밸브하우징(110) 내부에 이동 가능하게 설치되어 제 1 오리피스(110c)를 개폐시키는 밸브시트(120)와, 밸브시트(120)와 접촉 또는 이격되면서 제 2 오리피스(120a)를 개폐시키는 아마추어(130)와, 아마추어(130)를 작동시키기 위한 전자기력을 발생하는 여자코일(140)을 포함하며, 밸브시트(120)가 여자코일(140)에서 발생되는 전자기력에 의해 작동된다. 이러한 본 발명에 의하면, 밸브시트(120)가 여자코일(140)에서 발생되는 전자기력에 의해 작동되기 때문에, 장시간 사용하여도 밸브시트(120)의 응답성이 떨어지지 않는다.
솔레노이드 밸브, 밸브하우징, 밸브시트, 아마추어

Description

브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브{Solenoid valve for break system}
도 1은 종래 솔레노이드 밸브의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 나타내 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 동작을 나타내 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6에 나타내 보인 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 일부 구성을 발췌하여 나타낸 저면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110,210...밸브하우징 110c,210c...제 1 오리피스
120,220,320...밸브시트 120a,220a...제 2 오리피스
130,230,330...아마추어 135,235,335...개폐볼
140,240...여자코일 150,250...슬리브
160,260...리턴스프링 170,270...마그네틱 코어
본 발명은 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유로가 2단계로 순차 개폐되는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 제동, 급발진, 또는 급가속시 발생할 수 있는 휠의 슬립현상을 효율적으로 방지하기 위한 것으로, 마스터 실린더에서 휠 실린더 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하는 다수의 솔레노이드 밸브와, 휠 실린더로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 어큐뮬레이터와, 휠 실린더에서 빠져나온 오일을 마스터 실린더 측으로 회수시키기 위한 펌프와, 솔레노이드 밸브와 펌프의 구동을 제어하기 위한 ECU를 포함한다. 솔레노이드 밸브와, 어큐뮬레이터와, 펌프는 유압 회로를 형성하기 위한 유로를 갖는 알루미늄 모듈레이터 블록에 설치된다.
도 1은 종래 솔레노이드 밸브의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1에 나타내 보인 것과 같이, 종래의 솔레노이드 밸브는, 모듈레이터 블록(1)에 압입 설치되며 유입구(10a) 및 유출구(10b)를 갖는 중공의 밸브하우징(10)과, 밸브하우징(10)의 상단부에 설치되는 슬리브(20)의 내부에 상하 이동 가능하게 설치되는 아마추어(30)와, 아마추어(30)를 진퇴시키기 위해 슬리브(20)의 외측에 설치되는 여자코일(40)과, 아마추어(30)의 진퇴 동작에 의해 개폐되는 제 1 오리피스(50a)를 구비하며 밸브하우징(10) 내부에 상하 이동이 가능하게 설치되는 밸브시트(50)를 포함한다.
또한, 밸브하우징(10) 내부에는 밸브시트(50)의 진퇴 동작에 의해 개폐되는 제 2 오리피스(10c)가 형성된 밸브시트부(11)가 구비되고, 아마추어(30)의 상부에는 슬리브(20)에 고정 설치된 마그네틱 코어(60)에 결합된 리턴스프링(35)이 결합되고, 밸브시트부(11)와 밸브시트(50) 사이에는 밸브시트(50)를 상부 방향으로 가압하는 밸브시트 리턴스프링(55)이 설치된다.
이러한 구성으로 이루어진 종래 솔레노이드 밸브는 여자코일(40)에 전원이 인가되면 아마추어(30)가 마그네틱 코어(60) 측으로 상승하면서 제 1 오리피스(50a)가 개방된다. 따라서, 모듈레이터 블록(1)의 유로(1a)에서 유입구(10a)를 통해 유입된 유체가 시트안내부재(70)의 연통유로(70a), 밸브시트(50)의 제 1 오리피스(50a), 밸브하우징(10)의 제 2 오리피스(10c) 및 유출구(10b)를 통해 모듈레이터 블록(1)의 또다른 유로(1b)를 통해 유동하게 된다.
이렇게 유출구(10b) 측으로 유체가 유동하여 유입구(10a)와 유출구(10b) 사이의 압력차가 작아지면, 밸브시트 리턴스프링(55)에 의해 밸브시트(50)가 상승하면서 제 2 오리피스(10c)가 개방된다. 제 2 오리피스(10c)가 개방되면 유입구(10a)로 유입된 유체는 제 2 오리피스(10c)를 통해 모듈레이터 블록(1)의 유로(1b)로 유동하게 된다.
그런데, 이와 같은 종래 솔레노이드 밸브는, 밸브시트(50)가 밸브시트 리턴 스프링(55)의 탄성력에 의해 작동되기 때문에, 장시간 사용시 밸브시트 리턴스프링(55)의 탄성력 저하로 인한 응답성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있고, 부품수가 많고 조립성이 떨어져 제조비가 상승되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 장시간 사용하여도 응답성이 떨어지지 않아 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 부품수가 적고 조립성이 향상되어 제조비를 줄일 수 있는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는, 서로 연결되는 유입/유출구 및 제 1 오리피스를 갖는 밸브하우징과, 상기 제 1 오리피스와 연결되는 제 2 오리피스를 구비하며 상기 밸브하우징 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 제 1 오리피스를 개폐시키는 밸브시트와, 상기 밸브시트와 접촉 또는 이격되면서 상기 제 2 오리피스를 개폐시키는 아마추어와, 상기 아마추어를 작동시키기 위한 전자기력을 발생하는 여자코일을 포함하며, 상기 밸브시트가 상기 여자코일에서 발생되는 전자기력에 의해 작동된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 밸브시트는 상기 여자코일의 전자기력 범위 내에 위치하는 바디와, 상기 제 1 오리피스를 개폐시키도록 바디에 결합되는 플런저를 포함하여 이루 어진다.
그리고, 상기 플런저는 상기 제 1 오리피스와 연결되는 통과공을 갖는 프레스 가공된 통체로 이루어진다.
또한, 상기 밸브하우징은 상기 밸브시트를 이동 가능하게 지지하는 상부하우징과, 상기 유입/유출구 및 상기 제 1 오리피스를 구비하며 상기 상부하우징에 결합되는 하부하우징을 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는, 상기 코일과 상기 아마추어 및 상기 밸브시트 사이에 설치되는 슬리브를 더 포함하며, 상기 아마추어 및 상기 밸브시트가 상기 슬리브의 내부를 따라 가이드 된다.
또한, 상기 아마추어의 단부에는 상기 제 2 오리피스를 막기 위한 개폐볼이 구비되고, 서로 마주보는 상기 아마추어 및 상기 밸브시트의 각 외측면 중 적어도 어느 한 쪽에는 각 외측면을 상호 이격시키기 위한 이격부재가 돌출되어 구비될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 나타내 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 동작을 나타내 보인 단면도이다.
도 2에 나타내 보인 것과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는, 유입/유출구(110a)(110b) 및 제 1 오리피스(110c)를 갖는 밸브하우징(110)과, 1 오리피스(110c)와 연결되는 제 2 오리피스(120a)를 구비하는 밸브시트(120)와, 제 2 오리피스(120a)를 개폐시키는 아마추어(130)와, 전자기력을 발생하는 여자코일(140)을 포함한다.
밸브하우징(110)은 모듈레이터 블록(101)에 압입 설치되는 상/하부하우징(111)(112)으로 이루어진다. 상부가 개방된 중공의 하부하우징(112)은 모듈레이터 블록(101)에 구비된 설치용 홈에 삽입되고 상부하우징(111)은 하부하우징(112)의 상부를 덮도록 모듈레이터 블록(101)에 고정된다. 제 1 오리피스(110c)는 하부하우징(112)의 바닥부에 형성되고, 유출구(110b)는 제 1 오리피스(110c)의 하부에 모듈레이터 블록(101)의 유로(101b)와 연결되도록 형성된다. 유입구(110a)는 하부하우징(112)의 측면 둘레에 적어도 하나가 모듈레이터 블록(101)의 유로(101a)와 연결되도록 형성된다. 하부하우징(112)의 유입구(110a)에는 이물질을 걸러내기 위한 필터(113)가 설치된다.
밸브시트(120)는 제 2 오리피스(120a)가 형성된 바디(121)와, 제 2 오리피스(120a)와 연결되는 유로(120b)를 갖고 바디(121)에 일체로 결합되는 플런저(122)로 이루어지며, 밸브하우징(110)의 내부에 이동 가능하게 설치된다. 바디(121)는 상부하우징(111)의 상부 외측에 밀폐 결합된 슬리브(150) 내부를 따라 가이드되고, 플런저(122)는 상부하우징(111)의 중심부에 이동 가능하게 지지된다. 제 2 오리피스(120a)의 직경은 제 1 오리피스(110c)의 직경보다 작다.
슬리브(150)의 외측 둘레에는 전자기력을 발생하는 여자코일(140)이 설치되 며, 밸브시트(120)의 바디(121)는 여자코일(140)에서 발생하는 전자기력 범위 내에 위치한다. 여자코일(140)에서 전자기력이 발생하면 바디(121)는 상부 방향으로 힘을 받게 된다. 플런저(122)의 하단부는 밸브하우징(110)의 제 1 오리피스(110c)를 막고 있다가 바디(121)가 상승할 때 제 1 오리피스(110c)를 개방하여 모듈레이터 블록(101)의 유로(101a)를 통해 유동해 온 유체가 제 1 오리피스(110c)로 유입되도록 한다.
아마추어(130)는 밸브시트(120)의 바디(121)와 함께 슬리브(150)의 내부에 상하 이동이 가능하게 설치된다. 아마추어(130)의 하부 중앙에는 수용홈(130a)이 구비되며 이 수용홈(130a)에 밸브시트의 제 2 오리피스(120a)를 개폐시키기 위한 개폐볼(135)이 설치된다. 아마추어(130)의 상부에는 아마추어(130)를 밸브시트(120) 측으로 가압하는 리턴스프링(160)이 결합된다. 리턴스프링(160)은 그 일단이 슬리브(150)의 상부에 고정 설치된 마그네틱 코어(170)에 결합 지지된다. 아마추어(130)는 리턴스프링(160)의 탄성력에 의해 제 2 오리피스(120a)를 막은 상태로 밸브시트(120)의 상부에 밀착되어 있다가 여자코일(140)에 전원이 인가되어 전자기력이 발생하면 리턴스프링(160)을 압축시키면서 마그네틱 코어(170) 측으로 상승하여 제 2 오리피스(120a)를 개방시킨다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 동작을 설명한다.
여자코일(140)에 전원이 공급되지 않을 때, 리턴스프링(160)의 탄성력에 의해 아마추어(130) 및 밸브시트(120)는 하부 방향으로 힘을 받으며, 이때, 제 1 및 제 2 오리피스(110c)(120a)는 막힌 상태가 된다.
이와 같이 모듈레이터 블록(101)의 두 유로(101a)(101b)의 연결이 차단된 상태에서 여자코일(140)에 전원이 인가되면, 아마추어(130) 및 밸브시트(120)가 여자코일(140)에서 발생되는 전자기력에 의해 상부 방향으로 힘을 받게 된다. 이에 의해 도 3에 나타내 보인 것과 같이, 아마추어(130)가 리턴스프링(160)을 압축시키면서 상부 방향으로 유동하여 개폐볼(135)이 제 2 오리피스(120a)에서 이격된다. 이때, 유입구(110a)와 연결된 밸브하우징(110)의 내부와 유출구(110b)와 연결된 제 1 오리피스(110c) 사이의 압력차는 크기 때문에, 밸브시트(120)는 움직이지 않고 제 1 오리피스(110c)를 막고 있는 상태를 유지한다.
제 2 오리피스(120a)가 개방되면, 모듈레이터 블록(101)의 유로(101a)를 통해 밸브하우징(110) 내부로 유입된 유체는 상부하우징(111)에 구비된 유로(111a) 및 밸브시트(120)의 바디(121) 외측에 구비된 유로(121a)를 통과하여 제 2 오리피스(120a)로 유입된다. 제 2 오리피스(120a)로 유입된 유체는 밸브시트(120) 내부에 구비된 유로(120b)를 따라 제 1 오리피스(110c) 및 유출구(110b)를 통과하여 모듈레이터 블록(101)의 유로(101b)로 유동한다.
유체가 제 2 오리피스(120a)를 통해 유출구(110b)로 유동하면 밸브하우징(110)의 내부와 제 1 오리피스(110c) 사이의 압력차가 줄어들기 시작한다. 이때, 밸브시트(120)는 여자코일(140)에서 발생되는 전자기력 범위 내에서 상부 방향으로 힘을 받고 있는 상태이기 때문에, 상기 압력차가 일정 크기 이하가 되면 도 4에 나타내 보인 것과 같이, 밸브시트(120)가 상부로 이동하여 밸브시트(120)의 플런저 (122)가 제 1 오리피스(110c)에서 이격된다. 따라서, 밸브하우징(110) 내부로 유입된 유체는 제 2 오리피스(120a) 측으로 유동하지 않고 직경이 큰 제 1 오리피스(110c)를 통해 유출구(110b)로 원활하게 유동하게 된다.
이와 같이, 아마추어(130)와 밸브시트(120)의 상하 이동에 의해 모듈레이터 블록(101)에 구비된 유로(101b)가 2단계로 순차적으로 개방되기 때문에, 솔레노이드 밸브의 개폐동작이 원활하게 이루어진다. 또한, 밸브시트(120)가 여자코일(140)에서 발생되는 전자기력에 의해 작동되기 때문에, 장시간 사용되어도 응답성이 떨어지지 않는다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브를 개략적으로 나타낸 것으로, 본 발명의 다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는 밸브시트(220)의 구성을 제외한 나머지 구성이 상기 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브의 구성과 같다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는,유입/유출구(210a)(210b) 및 제 1 오리피스(210c)를 갖는 하부하우징(212)과 하부하우징(212)의 상부를 덮는 상부하우징(211)으로 이루어진 밸브하우징(210)과, 1 오리피스(210c)와 연결되는 제 2 오리피스(220a)를 구비하는 밸브시트(220)와, 제 2 오리피스(220a)를 개폐시키는 개폐볼(235)이 결합된 아마추어(230)와, 아마추어(230)를 하부 방향으로 가압하는 리턴스프링(260)과, 전자기력을 발생하는 여자코일(240)을 포함한다.
밸브시트(220)는 마그네틱 코어(270)와 상부하우징(211) 사이에 설치된 슬리 브(250) 내부를 따라 상하 이동하는 바디(221)와, 바디(221)의 하부에 결합되어 하부하우징(112)의 제 1 오리피스(210c)를 개폐시키는 플런저(222)를 포함하여 이루어진다. 바디(221)는 여자코일(240)에서 발생되는 전자기력 범위 내에 위치하고, 플런저(222)는 상부하우징(211)의 중앙에 상하 이동 가능하게 지지된다. 플런저(222)는 프레스 가공된 통체로 이루어진 것으로 그 하부에는 제 1 오리피스(210c)와 연결되는 통과공(222a)이 구비된다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의한 솔레노이드 밸브는 프레스 가공을 통해 플런저(222a)를 성형한 후, 이를 바디(221)에 결합시켜 밸브시트(220)를 제조함으로써, 제조비를 줄일 수 있다.
그 밖의 나머지 구성 및 작용은 상기 바람직한 실시예에 의한 솔레노이드 밸브와 같으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6에 나타내 보인 것과 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는 그 구성이 상기 바람직한 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브와 유사하다. 다만, 본 발명의 또다른 실시예에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는 아마추어(330)의 하부 외측면(331)에 이격부재(332)가 더 구비된다.
이격부재(332)는 밸브시트(320)의 상부 외측면(321)에 접하여 아마추어(330)의 하부 외측면(331)과 밸브시트(320)의 상부 외측면(321)이 상호 이격되도록 한 다. 밸브시트(320)와 아마추어(330) 사이의 갭(gap)이 작으면 각 외측면(321)(331) 사이에 유막이 형성되어 아마추어(330)의 응답성이 떨어지기 때문에, 이격부재(330)를 통해 아마추어(330)의 응답성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이격부재(332)는 도 7에 나타내 보인 것과 같이, 아마추어(330)의 외측면(331)에 개폐볼(335;도 6참조)이 수용되는 수용홈(330a)에서 사방으로 뻗치는 방사형으로 구비된다. 그러나, 본 발명에 있어서 이격부재(332)는 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 이격부재(332)는 밸브시트(320)의 상부 외측면(321)에 구비될 수 있고, 그 형상 또한 리브 형상, 기둥 형상, 반구형 형상 등으로 되어 다양한 형태로 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 의하면, 종래와 같이 리턴스프링을 이용하여 밸브시트를 작동시키지 않고 여자코일에서 발생되는 전자기력으로 밸브시트를 작동시키기 때문에, 장시간 사용하여도 밸브시트의 응답성이 떨어지지 않는다. 따라서, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브는, 부품수가 적고 조립성이 향상되어 제조비를 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 몇 가지 실시예로서 도면화되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (6)

  1. 서로 연결되는 유입/유출구 및 제 1 오리피스를 갖는 밸브하우징과, 상기 제 1 오리피스와 연결되는 제 2 오리피스를 구비하며 상기 밸브하우징 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 제 1 오리피스를 개폐시키는 밸브시트와, 상기 밸브시트와 접촉 또는 이격되면서 상기 제 2 오리피스를 개폐시키는 아마추어와, 상기 아마추어를 작동시키기 위한 전자기력을 발생하는 여자코일을 갖는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브에 있어서,
    상기 밸브시트는 상기 여자코일에서 발생되는 전자기력에 의해 작동되며,
    상기 아마추어의 단부에는 상기 제 2 오리피스를 막기 위한 개폐볼이 구비되고, 서로 마주보는 상기 아마추어 및 상기 밸브시트의 각 외측면 중 적어도 어느 한 쪽에는 각 외측면을 상호 이격시키기 위한 이격부재가 돌출 구비되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브시트는 상기 여자코일의 전자기력 범위 내에 위치하는 바디와, 상기 제 1 오리피스를 개폐시키도록 바디에 결합되는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플런저는 상기 제 1 오리피스와 연결되는 통과공을 갖는 프레스 가공된 통체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브하우징은 상기 밸브시트를 이동 가능하게 지지하는 상부하우징과, 상기 유입/유출구 및 상기 제 1 오리피스를 구비하며 상기 상부하우징에 결합되는 하부하우징을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일과 상기 아마추어 및 상기 밸브시트 사이에 설치되는 슬리브를 더 포함하며, 상기 아마추어 및 상기 밸브시트는 상기 슬리브의 내부를 따라 가이드 되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 솔레노이드 밸브.
  6. 삭제
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