KR101072224B1 - 유압 회로용 토글 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

복수의 자성체를 이용하여 유압 회로의 작동 유체의 흐름을 제어할 수 있는 토글 솔레노이드 밸브를 개시한다. 복수의 자성체는 하우징 내부에 길이 방향으로 설치되며, 하우징의 상부에 제1 자성체가 고정 위치하고, 그 제1자성체 아래에 일정 간격을 두고 제2자성체가 가동할 수 있게 설치된다.

솔레노이드 밸브, 토글, 전자석, 영구자석

Description

유압 회로용 토글 솔레노이드 밸브{Toggle Solenoid Valve For Hydraulic Circuit}

본 발명은 자동차의 유압회로 상에 설치되어 작동 유체의 흐름을 제어하기 위한 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 유압 회로에는 제동압을 제어하기 위해 전자적으로 작동하는 솔레노이드 밸브를 적용하고 있다. 이러한 솔레노이드 밸브는 제어모듈에 의해 유로의 입구를 개방시켜 작동 유체의 흐름을 허용하거나 유로의 입구를 막아 작동 유체의 흐름을 차단하여 제동압을 적절하게 조정하도록 되어 있다.

기존의 솔레노이드 밸브는 개방 또는 폐쇄 상태를 유지하기 위하여 솔레노이드 밸브에 구동 전류를 지속적으로 공급하는 방식을 적용하기 때문에 전력 소모가 크다는 문제가 있다.

이 솔레노이드 밸브를 구동하는데 있어 전력 소모는 중요하며, 특히 자동차에 널리 적용하는 전자 주차 브레이크(Electronic Parking Brake; EPB)에서와 같이 운전자의 요구에 따라 자동차의 제동 유지력을 제공할 목적으로 유압 회로에 사용하려면 전력 소모가 적은 솔레노이드 밸브를 개발할 필요가 있다.

본 발명의 일 측면은 복수의 자성체를 이용하여 유압 회로의 작동 유체의 흐름을 제어함으로써 전력 소모가 적은 토글 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브는, 밸브 본체와, 상기 밸브 본체에 결합된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치된 복수의 자성체와, 상기 복수의 자성체 사이에 연결되어 탄성 지지하는 스프링과, 상기 복수의 자성체에 대응하여 그 자성체 주위에 설치되는 원통형 복수의 코일을 포함한다.

또한, 상기 복수의 자성체는 원통형 제1코일과, 원통형 제2코일과, 서로 직렬 연결된 상기 제1코일과 상기 제2코일의 사이에서 분기되는 제어 코일과, 상기 원통형 제1코일 안에 설치된 제1전자석과, 상기 원통형 제2코일 안에 설치된 제2전자석을 포함한다.

또한, 상기 제1코일과 상기 제2코일에 일시적으로 구동 전류를 인가하여 상기 제1전자석과 상기 제2전자석이 서로 당기는 힘이 생겨 밀착되고, 상기 제어 코일에 인가된 구동전류가 상기 제1코일과 상기 제2코일로 각각 분기되어 상기 제1전자석과 상기 제2전자석이 서로 밀치는 힘이 생겨 서로 멀어진다.

또한, 상기 복수의 자성체는 하나의 원통형 통합 코일과, 상기 원통형 통합 코일 안에 설치된 영구자석과, 상기 원통형 통합 코일 안에 설치된 전자석을 포함한다.

또한, 상기 통합 코일에 일시적으로 구동 전류를 인가하여 상기 영구 자석과 상기 전자석이 서로 당기는 힘이 생겨 서로 밀착되고, 상기 통합 코일에 흐르는 구동 전류의 방향을 바꾸어 상기 영구 자석과 상기 전자석이 서로 밀치는 힘이 생겨 멀어진다.

이상과 같이 실시 예에 따른 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브는 복수의 자성체를 이용하여 유압 회로의 작동 유체의 흐름을 제어할 수 있어 자동차의 유압회로에 용이하게 적용할 수 있고 전력 소모를 줄일 수 있다.

이하 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브의 단면도이다.

본 발명에 따른 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브(1)는 밸브 본체(10)와, 밸브 본체(10)에 결합된 하우징(20)과, 하우징(20) 내부에 설치된 복수의 자성체(30)(40)와, 복수의 자성체(30)(40) 사이에 연결되어 탄성 지지하는 스프링(50)과, 복수의 자성체(30)(40)에 대응하여 그 자성체 주위에 설치되는 원통형 복수의 코일(60)(70)을 포함한다.

복수의 자성체(30)(40)는 하우징(20) 내부에 길이 방향으로 설치되며, 하우징(20)의 상부에 제1 전자석(30)이 고정 위치하고, 그 제1전자석(30)의 바로 아래에 일정 간격을 두고 제2전자석(40)이 가동할 수 있게 설치된다.

제2전자석(40)은 스프링(50)에 의해 탄성 지지되며, 스프링(50)의 일단은 제1전자석(30)의 하단에 연결되고, 타단은 제2전자석(40) 내부의 스프링 수용홈에 고정된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제1 코일(60)과 제2 코일(70)이 직렬 연결되고, 그 분기점에 제어 코일(80)이 전기적으로 연결된다. 제1 코일(60)과 제2코일(70) 및 제어코일(80)은 도시하지 않은 제어모듈에 의해 구동 전류를 인가한다.

원통형 제1 코일(60) 안에 제1 전자석(30)이 배치되고, 원통형 제2 코일(70) 안에 제2 전자석(40)이 배치된다.

도 2에 도시한 바와 같이 제2코일(70)에서 제1 코일(60)로 구동 전류가 흐르면, 제1 전자석(30)과 제2전자석(40)이 자화되어 극성을 띄게 됨에 따라 서로 당기는 힘이 생기고, 이 힘이 스프링(50)의 장력보다 커지면 제1전자석(30)과 제2전자석(40)이 밀착된다. 이때 고정된 제1전자석(30)에 대해 제2전자석(40)이 상향 이동하며, 제2전자석(40)의 일단에 결합되고 밸브 본체(10)의 아웃렛(11)을 막고 있던 밸브 시트(41)가 올라간다. 인넷(12)을 통해 공급되는 유압 회로 상의 작동 유체가 아웃렛(11)을 통해 휠 브레이크에 공급된다.

이후 제1 코일(60)과 제2코일(70)에 공급되는 구동 전류를 차단하더라도 자화된 제1전자석(30)과 제2전자석(40)이 밀착 상태를 유지할 수 있다.

도 3과 같이 제어모듈에 의해 제어 코일(80)에 구동 전류를 인가하면 분기점에서 분기되어 제1코일(60)과 제2코일(70)로 각각 흐르게 된다. 이때 제1전자석(30)의 극성이 그대로 유지되는 반면 제2전자석(40)의 극성은 반대로 바뀌게 된 다. 이에 따라 제1전자석(30)과 제2전자석(40) 사이에 서로 밀치는 힘이 작용하여 제2전자석(40)이 아래로 이동한다. 제2전자석(40)이 하향 이동함에 따라 밸브 시트(41)가 아웃렛(11)을 막아 작동 유체의 흐름을 차단하게 된다.

앞서 설명한 실시 예와 다르게 복수의 자성체를 하나의 전자서과 하나의 영구자석으로 구성하여 앞서의 실시 예와 같은 동작을 구현할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1전자석(30)을 대신하여 영구자석(30a)을 적용한 것으로, 영구자석(30a)은 극성이 변하지 않고 제2전자석(40)은 인가되는 구동 전류의 방향에 따라 극성이 바뀐다.

하나의 원통형 통합 코일(90) 안에 영구자석(30a)과 제2전자석(40)이 길이 방향으로 설치되고, 하나의 통합 코일(90)에 구동 전류가 인가되면, 영구자석(30a)과 제2전자석(40) 사이에 서로 당기는 힘이 생긴다. 이 힘이 스프링(50)의 장력보다 커지면 영구자석(30a)과 제2전자석(40)이 밀착된다. 이때 고정된 영구자석(30a)에 대해 제2전자석(40)이 상향 이동하며, 제2전자석(40)의 일단에 결합된 밸브 시트(41)가 올라간다. 이에 따라 인넷(12)을 통해 공급되는 유압 회로 상의 작동 유체가 아웃렛(11)을 통해 휠 브레이크에 공급된다.

이후 통합 코일(90)에 공급되는 구동 전류를 차단하더라도 영구자석(30a)과 자화된 제2전자석(40)이 밀착 상태를 유지할 수 있다.

도 5과 같이 제어모듈에 의해 통합 코일(90)에 인가하는 구동 전류의 방향을 바꾸면 영구자석(30a)의 극성이 그대로 유지되는 반면 제2전자석(40)의 극성은 반대로 바뀌게 된다. 이에 따라 영구자석(30a)과 제2전자석(40) 사이에 서로 밀치는 힘이 작용하여 제2전자석(40)이 아래로 이동한다. 제2전자석(40)이 하향 이동함에 따라 밸브 시트(41)가 아웃렛(11)을 막아 작동 유체의 흐름을 차단하게 된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 앞서 설명한 실시 예들에 따른 토글 솔레노이드 밸브(1)를 자동차의 유압 회로(100)에 적용할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 토글 솔레노이드 밸브(1)는 평상 시 개방되어 있고, 제어모듈에 의해 구동 전류가 일시적으로 인가되면 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환되고, 이후 구동 전류가 인가되지 않아도 폐쇄 상태를 유지하게 된다. 그런 다음 제어모듈에 의해 구동 전류가 일시적으로 다시 인가되면 폐쇄 상태에서 다시 개방 상태로 전환된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 전자석이 서로 당기는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 전자석이 서로 밀치는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복수의 전자석이 서로 당기는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복수의 전자석이 서로 밀치는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 토글 솔레노이드 밸브를 적용한 유압회로이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브

10 : 밸브 본체

11 : 아웃넷

12 : 인렛

20 : 하우징

30 : 제1 전자석

30a : 영구자석

40 : 제2 전자석

50 : 스프링

60 : 제1 코일

70 : 제2 코일

80 : 제어 코일

90 : 통합 코일

Claims (5)

1. 밸브 본체와,

   상기 밸브 본체의 상부에 연결되어 결합된 하우징과,

   상기 하우징 내부에 설치된 복수의 자성체와,

   상기 복수의 자성체 사이에 연결되어 탄성 지지하는 스프링과,

   상기 복수의 자성체에 대응하여 그 자성체 주위에 설치되는 원통형 복수의 코일을 포함하고,

   상기 복수의 자성체 중에서 어느 하나의 자성체는 상기 하우징 상부에 고정 설치되고 다른 하나의 자성체는 상기 어느 하나의 자성체의 아래에 소정의 간격을 두고 가동할 수 있게 설치되고,

   상기 스프링은 상기 복수의 자성체 중에서 상기 소정의 간격을 두고 가동할 수 있게 설치되는 자성체를 지지하는 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 자성체는

   원통형 제1코일과, 원통형 제2코일과, 서로 직렬 연결된 상기 제1코일과 상기 제2코일의 사이에서 분기되는 제어 코일과, 상기 원통형 제1코일 안에 설치된 제1전자석과, 상기 원통형 제2코일 안에 설치된 제2전자석을 포함하는 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1코일과 상기 제2코일에 일시적으로 구동 전류를 인가하여 상기 제1전자석과 상기 제2전자석이 서로 당기는 힘이 생겨 밀착되고,

   상기 제어 코일에 인가된 구동전류가 상기 제1코일과 상기 제2코일로 각각 분기되어 상기 제1전자석과 상기 제2전자석이 서로 밀치는 힘이 생겨 서로 멀어지는 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 자성체는

   하나의 원통형 통합 코일과, 상기 원통형 통합 코일 안에 설치된 영구자석과, 상기 원통형 통합 코일 안에 설치된 전자석을 포함하는 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브.
5. 제4항에 있어서,

   상기 통합 코일에 일시적으로 구동 전류를 인가하여 상기 영구 자석과 상기 전자석이 서로 당기는 힘이 생겨 서로 밀착되고,

   상기 통합 코일에 흐르는 구동 전류의 방향을 바꾸어 상기 영구 자석과 상기 전자석이 서로 밀치는 힘이 생겨 멀어지는 유압회로용 토글 솔레노이드 밸브.

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