KR101685909B1

KR101685909B1 - 노멀리 하이 솔레노이드 조립체

Info

Publication number: KR101685909B1
Application number: KR1020140139176A
Authority: KR
Inventors: 마리에-노엘 그리스; 안 위그; 페터 스테이레이어츠; 마크 팀머만스; 조한 반 데 플라스; 코엔 버모렌; 에디 윌겐호프
Original assignee: 컨티넨탈 오토모티브 시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-12-13
Also published as: US20150102243A1; EP2863091A1; EP2863091B1; JP5940128B2; US9945492B2; CN104791540B; CN104791540A; KR20150044009A; JP2015110997A

Abstract

변속기 내의 유체 압력 분포에 걸쳐 제어를 제공하기 위해 솔레노이드 조립체가 제공되며, 솔레노이드 조립체는 슬리브 및 실질적으로 슬리브 내에 포함되는 밸브 부분, 슬리브 내에 위치된 전기자, 전기자에 연결되고 밸브와 접촉하는 플런저 및 전기자에 인접하여 슬리브 내에 위치되는 하우징을 포함한다. 전기자는 슬리브 및 하우징에 대해 이동가능하며, 밸브 부분은 밸브를 포함하고, 밸브의 움직임은 전기자의 움직임에 의해 제어된다. 밸브는 다중 포트들 사이에서 유체 압력의 평형을 제공하기 위해서 개방 위치를 향해 편향된다.

Description

노멀리 하이 솔레노이드 조립체 {NORMALLY HIGH SOLENOID ASSEMBLY}

관련 출원들에 대한 교차 참조

본 출원은 2013년 10월 15일자로 출원된 미국 가출원 제 61/891,001호의 우선권을 주장한다. 상기 출원의 명세서가 인용에 의해 본원에 포함된다.

본 발명은 일반적으로, 자기력 및 유압력에 의해 안정적인 힘 평형 및 압력 제어를 보장하는 솔레노이드 조립체에 관한 것이다.

솔레노이드들이 일반적으로 공지되어 있으며, 일부 솔레노이드들은 상이한 유형의 유압 시스템(hydraulic system)들에서 유체 압력(fluid pressure)을 제어하기 위해 사용된다. 일부 변속기(transmission)들은 상이한 구성요소들의 구동을 제어하고 변속기들의 상이한 위치들에서 압력을 제어하기 위해서 개방 루프 시스템들을 사용한다. 고도로 정교한 일부 유형의 솔레노이드들이 이러한 개방 루프 적용분야들에 포함되고 있다. 그러나, 상이한 유형의 많은 솔레노이드들은 작동중, 오염 및 불균형한 자기력 및 유압력의 문제들을 갖는다. 게다가, 이러한 솔레노이드들이 높은 수준의 정교함을 가질지라도, 이러한 솔레노이드들을 위한 제어 유닛들은 제조시 개별적으로 교정될 필요가 있다. 이에 따라, 상기 언급된 문제점들을 극복하고 제어기의 교정에 대한 요구를 제거하기 위해 변속기의 폐쇄 루프 피드백 제어 시스템의 일부로서 사용될 수 있는, 솔레노이드 조립체에 대한 요구가 존재한다.

본 발명은 노멀리 하이(normally high) 솔레노이드 조립체가 비활성화시에 노멀리 하이 출력을 갖는, 변속기용의 노멀리 하이 솔레노이드 조립체이다. 솔레노이드 조립체는, 슬리브, 슬리브 내에 실질적으로 포함되는 밸브 부분, 슬리브 내에 위치되는 전기자, 전기자에 연결되고 밸브에 접촉되는 플런저, 및 전기자에 근접하게 슬리브 내에 위치되는 하우징을 포함한다. 전기자는 슬리브 및 하우징에 대해 이동가능하며, 밸브 부분은 밸브를 포함하고, 밸브의 이동은 전기자의 이동에 의해 제어된다.

내부 캡이 슬리브에 연결되고, 백 스프링이 내부 캡과 전기자 사이에서 슬리브 내에 위치된다. 백 스프링은 내부 캡으로부터 멀리 그리고 하우징을 향해 전기자를 편향시켜, 백 스프링이 폐쇄 위치를 향해 밸브를 편향시킨다. 복귀 스프링이 하우징과 전기자 사이에 배치되며, 복귀 스프링은 하우징으로부터 멀리 그리고 내부 캡을 향해 전기자를 편향시켜, 복귀 스프링이 개방 위치를 향해 밸브를 편향시킨다.

밸브 시트는 밸브 부분의 일부이며 슬리브에 의해 둘러싸이고, 밸브는 밸브 시트에 선택적으로 접촉된다. 공급 포트, 제어 포트 및 배기 포트가 밸브 부분과 유체 연통하도록 공급 포트, 제어 포트 및 배기 포트가 슬리브의 일부로서 형성된다. 코일은 적어도 부분적으로 슬리브를 에워싸며, 코일은 솔레노이드 부분의 일부이다.

플런저가 분리판을 통해 연장하도록 슬리브 내에 분리판이 위치된다. 분리판은 유체가 하우징 및 전기자 주위를 유동하는 것 및 전기자의 이동을 제한하는 것을 실질적으로 방지하도록 배기 포트와 전기자 사이에서 슬리브 내에 위치된다.

코일이 통전되지 않으면, 공급 포트의 유압력과 백 스프링 및 복귀 스프링으로부터의 힘들의 조합이 밸브에 인가되어, 밸브가 개방 위치에 유지되어 공급 포트 내의 유체가 제어 포트로 유입하는 것을 허용한다. 코일이 통전되면, 백 스프링 및 복귀 스프링으로부터의 힘들 및 공급 포트로부터의 유압력과 조합된 전기자와 하우징 사이의 자기력은, 밸브 시트에 대해 밸브를 이동시켜, 공급 포트 내의 유체의 일부가 제어 포트를 통해 유동하고, 공급 포트 내의 유체의 일부가 배기 포트를 통해 유동한다.

일 실시예에서, 코일은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전기자, 플런저 및 밸브를 이동시켜 공급 포트 내의 유체와 제어 포트 내의 유체 사이에 압력 평형을 제공하도록 통전된다.

슬리브는 소직경부 및 소직경부에 일체로 형성된 대직경부를 포함한다. 전기자는 대직경부에 의해 실질적으로 둘러싸이며, 밸브 부분은 소직경부에 의해 실질적으로 둘러싸인다. 공급 포트, 제어 포트 및 배기 포트 모두는 슬리브의 소직경부의 일부로서 일체로 형성되며, 분리판은 슬리브의 대직경부에 배치된다.

밸브 부분은 슬리브의 소직경부에 배치되는 제 1 인서트 및 제 2 인서트를 포함한다. 배기 시트가 제 1 인서트의 일부로서 형성되고, 공급 포트가 제 2 인서트의 일부로서 형성된다. 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 밸브는 공급 시트에 접촉되고, 밸브가 개방 위치로 이동될 때, 밸브는 공급 시트로부터 멀리 그리고 배기 시트를 향해 이동한다.

상이한 유형의 제조 방법들이 솔레노이드 조립체를 만들기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 슬리브 및 분리판은 딥드로잉된 부분(deep drawn part)들이지만, 다른 유형의 제조 방법들이 사용될 수 있음이 본 발명의 범주 내에 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 솔레노이드 조립체는 변속기용 유압 시스템에서 폐쇄 루프 피드백 제어 시스템에 사용된다.

본 발명의 응용성의 추가의 영역들이 하기에 제공된 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정의 예들은, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 한편, 단지 예시적인 목적들로 의도되며 본 발명의 범주를 제한하도록 의도된 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다.

본 발명은 상세한 설명 및 첨부의 도면들로부터 보다 완전하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 솔레노이드 조립체의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 솔레노이드 조립체의 힘의 평형도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른, 솔레노이드 조립체의 압력 대 전류 특성들을 묘사하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른, 솔레노이드 조립체의 대안의 실시예의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 솔레노이드 조립체의 대안의 실시예의 일부인 요크에 연결된 캡의 사시도이다.

바람직한 실시예(들)의 하기 설명은, 단지 본질적으로 예시적인 것이지, 결코 본 발명, 그의 적용분야 또는 용도들을 제한하도록 의도된 것은 아니다.

본 발명에 따른 솔레노이드 조립체는, 일반적으로 10으로 도 1에 도시되어 있다. 솔레노이드 조립체(10)는 일반적으로 12로 도시된 솔레노이드 부분 및 일반적으로 14로 도시된 밸브 부분을 포함한다. 솔레노이드 부분(12)은 압입(press-fit) 연결에 의해 요크 링(20)에 연결되는 플레이트(18)를 포함하지만, 다른 유형들의 연결체들이 사용될 수 있음이 본 발명의 범주 내에 있다.

요크 링(20)은 부분적으로 코일(22)의 외부 면을 둘러싸고, 이 코일(22)은 적어도 부분적으로 보빈(24)을 둘러싼다. 보빈(24)은 적어도 부분적으로 슬리브(26)를 둘러싸고, 슬리브(26)는 부분적으로 하우징(30)을 둘러싼다. 슬리브(26)는 일반적으로 16으로 도시된 공동을 갖는 폐쇄 단부를 포함하고, 슬리브(26)의 공동(16) 내에는 전기자(36)가 위치되며, 이 전기자는 하우징(30)에 대해 이동할 수 있다. 전기자(36)는 또한, 일반적으로 38로 도시된 단차부를 포함하며, 이 부분은 일반적으로 40으로 도시되어 하우징(30)의 일부로서 형성되는 단차부에 대응하도록 형성된다. 백 스프링(28)이 공동(16)의 내부 벽(32)과 전기자(36) 사이에서 공동(16) 내에 배치된다. 내부 벽(32)은 슬리브(26)의 일부로서 형성되어, 슬리브(26)가 공동(16)을 형성하고, 이 공동에 전기자(26) 및 백 스프링(28)이 위치된다. 전기자(36)는 일반적으로 34로 도시된 리세스를 포함하고, 백 스프링(28)은 부분적으로 리세스(34) 내에 배치되고, 백 스프링(28)은 내부 벽(32)으로부터 멀리 전기자(36)를 편향시킨다.

이 실시예에서 복귀 스프링(42)인 다른 스프링(42)이 전기자(36)와 하우징(30) 사이에 배치된다. 보다 자세하게는, 스프링(42)은 일반적으로 44로 도시되고 전기자(36)의 일부로서 형성되는 제 2 리세스 내에 부분적으로 배치되며, 스프링(42)이 또한 일반적으로 46으로 도시되고 하우징(30)의 일부로서 형성되는 리세스 내에 부분적으로 배치된다. 스프링(42)은 하우징(30)으로부터 멀리 전기자(36)를 편향시키며, 이의 기능은 나중에 설명할 것이다.

일 실시예에서, 스프링(28, 42)들은 핫 프리셋(hot preset) 스프링(28, 42)들이며, 이 스프링들은 스프링(28, 42)들의 사용 수명에 걸쳐 일정한 스프링 예하중을 보장하고 솔레노이드 조립체(10)에서 자기력과 유압력 사이에서 안정적인 힘의 평형을 유지하는 것을 돕는다.

전기자(36)는 또한 어퍼쳐(48)를 가지며, 플런저(50)가 어퍼쳐(48) 내로 압입된다. 그러나, 플런저(50)가 다른 방식들로 어퍼쳐(48)에서 제자리에 유지될 수 있음의 본 발명의 범주 내에 있다. 플런저(50)는 하우징(30)의 일부로서 형성된 다른 어퍼쳐(52)를 통해 연장한다. 플런저(50) 및 전기자(36)는 또한 하우징(30)에 대해 이동가능하여, 플런저(50)의 일부분이 하우징(30)의 일부로서 형성된 어퍼쳐(52) 내에서 슬라이딩하며, 또한 하우징(30)의 어퍼쳐(52)는 플런저(50)의 이동을 안내하도록 기능하며 바람직하지 않은 방식으로 슬리브(26)에 대해 전기자(36)가 이동하는 것을 방지한다.

또한, 하우징(30)은 중간 포트(56)와 유체 연통하는 배기 포트(54)를 포함하며, 중간 포트(56)는 제어 포트(58)와 유체 연통하고, 제어 포트(58)는 공급 포트(60)와 유체 연통한다. 중간 포트(56)에는 제 1 인서트(62)가 배치되며, 제 1 인서트(62)는 배기 시트(64)를 포함한다. 공급 포트(60)에는 제 2 인서트(66)가 배치되며, 제 2 인서트(66)는 공급 시트(68)를 포함한다. 제 1 인서트(62)는 중간 포트(56) 내로 압입되며, 제 2 인서트(66)는 공급 포트(60) 내로 압입된다. 또한, 플런저(50)는 중간 포트(56)를 통해 그리고 부분적으로 제어 포트(58) 내로 연장하는 축소된 직경부(reduced diameter portion)(70)를 포함한다. 축소된 직경부(70)는 밸브와 접촉하며, 이 밸브는 이 실시예에서는 볼(72)이지만, 다른 유형의 밸브들이 사용될 수 있음이 본 발명의 범주 내에 있다. 축소된 직경부(70) 및 볼(72)은 밸브 부분(14)의 일부이다.

작동시, 가압된 유체는 공급 포트(60) 내로 유동하며, 제어 포트(58) 내로 유동하는데, 이는 어떠한 전류도 코일(22)에 인가되지 않을 때 스프링(42)이 밸브 부분(14)을 개방 위치로 편향시키고, 전기자(36)에 인가된 스프링(42)의 힘과 공급 포트(60)의 조합된 유압력이 전기자(36)에 인가된 백 스프링(28)으로부터의 힘보다 더 크기 때문이다(볼(72)은 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 부분(14)이 개방 위치에 있을 때 배기 시트(64)와 접촉됨). 전류가 코일(22)에 인가될 때, 전기자(36)에 인가된 자기력과 백 스프링(28)의 조합된 힘은, 공급 포트(60)의 유압력과 전기자(36)에 대항하는 스프링(42)의 조합된 힘을 극복하여, 전기자(36)가 하우징(30)을 향해 이동하며, 이에 따라 플런저(50)가 또한 배기 시트(64)로부터 멀리 그리고 공급 시트(68)를 향해서 볼(72)을 이동시켜 일부 유체가 공급 포트(60)로부터 제어 포트(58)까지 통과하는 것을 방지한다. 이것이 발생함에 따라, 제어 포트(58) 내의 유체는 중간 포트(56)를 통해 그리고 배기 포트(54)를 통해 유동한다. 충분한 전류가 코일(22)에 인가되면, 전기자(36) 및 플런저(50)는, 볼(72)이 공급 시트(68)와 접촉하도록 그리고 모든 유체가 공급 포트(60)를 통해 유동하는 것이 방지되도록 볼(72)을 이동시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 볼(72)이 개방 위치에 있을 때, 전기자(36)와 하우징(30) 사이에 공극(air gap)이 존재하며, 전기자(36) 및 하우징(30)의 단차부(38, 40)는 단차부(38, 40)들을 갖지 않는 전기자 및 하우징에 비해서, 전기자(36)와 하우징(30) 사이에 더 큰 공극을 만든다. 이러한 증가된 공극은, 코일(22)이 통전될 때, 전기자(36)와 하우징(30) 사이에 증가된 힘의 출력을 허용하며, 코일(22)이 내부 벽(32)과 하우징(30) 사이의 다양한 위치들에 전기자(36)를 배치시키기 위해 통전될 때 전기자(36)의 이동에 걸쳐 보다 양호한 제어를 제공한다.

충분한 전류가 코일(22)에 인가되면, 전기자(36) 및 플런저(50)는 볼(72)이 공급 시트(68)에 접촉되는 것을 허용하기 위해서 하우징(30)에 충분히 근접하게 이동시켜, 공급 포트(60)로부터 제어 포트(58) 내로 임의의 유체가 유동하는 것을 방지한다. 그러나, 솔레노이드 조립체(10)가 소정의 적용분야들에 사용될 때, 전류가 코일(22)에 인가되어 전기자(36)를 이동시키고 볼(72)이 배기 시트(64)로부터 멀리 이동하는 것을 허용하며, 공급 포트(60)와 제어 포트(58) 사이에 압력 평형을 제공한다. 추가로, 코일(22)에 인가된 전류는, 공급 포트(60)와 제어 포트(58) 사이를 통과하는 유체를 제어하고, 이에 따라 공급 포트(60) 및 제어 포트(58) 내의 유체 압력을 제어하기 위해 변경될 수 있다.

전류가 코일(22)에 더 이상 인가되지 않는다면, 전기자(36)와 하우징(30) 사이에 자기적 인력이 더이상 존재하지 않으며, 스프링(42)은 플런저(50) 및 전기자(36)를 하우징(30)으로부터 멀리 이동시키고, 그리고 이에 따라 배기 시트(64)를 향해 볼(72)을 이동시켜 밸브 부분(14)을 개방 위치에 배치시킨다. 볼(72)이 배기 시트(64)에 더 근접하게 이동함에 따라, 더 적은 유체가 배기 포트(54)를 통해 통과하는 것이 허용되며, 더 많은 유체가 공급 포트(60)로부터 제어 포트(58)를 통해 유동하도록 강제된다. 전기자(36), 플런저(50) 그리고 이에 따라 볼(72)의 위치를 변경시키고 공급 포트(60)로부터 제어 포트(58) 및 배기 포트(54)까지 통과하는 유체의 양을 변경시키기 위해서, 코일(22)에 인가된 전류의 양이 변경될 수 있다. 게다가, 코일(22)에 인가된 전류는 또한, 초과 유체가 배기 포트(54)를 통해 통과하면서, 전기자(36), 플런저(50) 및 볼(72)의 위치를 제어하여 공급 포트(60)와 제어 포트(58) 사이에 압력 평형을 제공하도록 변경될 수 있다. 코일(22)에 인가된 전류, 스프링(28, 42)들에 의해 전기자(36)에 인가된 힘 및 전기자(36)의 위치 사이의 힘 평형 관계를 묘사하는 차트가 도 2에 도시된다. 도 2의 차트의 일부로서 도시된 전류는, 힘에 대한 전류를 다수의 전류들로 묘사하는 수개의 곡선들을 포함한다. 유압력에 대한 곡선은 96으로 도시되고, 스프링력에 대한 곡선은 98로 도시되며, 유압력(96) 및 스프링력(98)의 합산에 대한 곡선은 100으로 도시된다.

코일(22)에 인가된 전류에 대한 제어 포트(58) 내의 압력을 묘사하는 차트가 도 3에 도시된다. 본 발명의 솔레노이드 조립체(10)는, 출력 상태와 관련하여 "노멀리 하이" 솔레노이드 조립체로서 언급된다. 어떠한 전류도 코일(22)에 인가되지 않을 때(솔레노이드 조립체(10)가 비활성 상태임), 볼(72)은 배기 시트(64)와 접촉되며, 제어 포트(58) 내의 압력은 공급 포트(60) 내의 압력과 실질적으로 동일하다. 포트(54, 58, 60)들 내의 압력은 하나 또는 그 초과의 압력 센서들을 이용하여 검출될 수 있다. 전류가 코일(22)에 인가되고 이후 증가됨에 따라, 볼(72)은 배기 시트(64)로부터 멀리 그리고 공급 시트(68)에 보다 근접하게 이동하여, 제어 포트(58) 내의 압력을 감소시킨다. 코일(22)에 인가된 전류의 증가 및 제어 포트(58) 내의 압력 감소의 이러한 관계는 도 3에 도시된다. 일 실시예에서, 솔레노이드 조립체(10)는 변속기(transmission)의 폐쇄 루프 피드백 제어 시스템의 일부로서 사용된다.

솔레노이드 조립체(10)는 또한, 이물질(debris)이 전기자(36) 주위 영역으로 유입하는 것을 방지하기 위해서 수개의 피쳐들을 갖는다. 플런저(50)는 수개의 립(74)들을 포함하며, 립(74)들은 어퍼쳐(52) 내의 플런저(50)의 로케이션과 함께, 유체의 유동을 위한 구불구불한 경로(tortuous path)를 만들고, 이에 따라 이물질이 플런저(50)를 지나 그리고 전기자(36) 주위로 유동하는 것을 제한 또는 방지한다. 립(74)들은 또한 플런저(50)와 어퍼쳐(52) 사이의 마찰을 감소시키며, 립(74)들 내의 유체는 또한 마모를 감소시키기 위해서 윤활을 제공한다. 일 실시예에서, 전기자(36)에는 또한 전기자(36)와 슬리브(26) 사이의 마찰을 감소시키기 위해서 테프론 코팅이 코팅된다.

볼(72)과 공급 시트(68) 사이 최적의 접촉 그리고 볼(72)과 배기 시트(64) 사이의 접촉을 용이하게 하기 위해서, 공급 시트(68) 및 배기 시트(64) 양자 모두는 각각 테이퍼진 에지 또는 날카로운 에지(68A, 64A)를 가지며, 이들은 유동 조건들 하에서 힘들의 평형을 유지한다. 시트(64, 68)들은 또한 다양한 온도 범위들에 걸쳐 안정적인 기능성을 보장하고 조립체의 수명에 걸쳐 누설(leakage)을 제어한다. 에지(64A, 68A)들의 형상은 볼(72)의 위치 결정 중에 일정한 공급 압력으로 유압력 편차들을 최소화하며, 조립체(10)의 수명에 걸쳐 볼(72) 상의 안정적인 밀봉 직경 및 유압력을 보장한다.

본 발명의 다른 실시예는 동일 도면부호들이 동일 요소들을 언급하면서, 도 4 내지 도 5에 도시된다. 그러나, 이 실시예에서, 슬리브(26)는, 슬리브(26)가 하우징(30), 전기자(36) 및 밸브 부분(14)을 포함할 정도로 더 크다. 게다가, 내부 벽(32)은 슬리브(26)의 일부로서 형성되는 것이 아니라, 오히려 내벽(32)은 슬리브(26)에 연결되는 내부 캡(102)의 일부로서 형성된다. 일 실시예에서, 슬리브(26)는 밸브 부분(14)의 모든 부분들을 포함하는 딥드로잉된(deep drawn) 부분이지만, 다른 제조 프로세스들이 슬리브(26)를 만들기 위해 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 범주 내에 있다. 도 4에 도시된 슬리브(26)는 전기자(36)와 마그넷 코어(16) 사이의 자기력을 최적화하기 위해서 자기 전도성(magnetic conductive)이 있다. 일 실시예에서, 도 4에 도시된 전기자(36)는 전기자(36)와 슬리브(26) 사이 마찰을 감소시키고 자기 편심력들을 감소시키기 위해 테프론 코팅을 갖는다. 이 실시예에서 하우징(30)은 도 1에 도시된 하우징(20)과 비교하여 상이한 형상을 가지며, 배기 포트(54), 중간 포트(56), 제어 포트(58) 또는 공급 포트(60)를 갖지 않는다.

슬리브(26)의 일부로서 출구 어퍼쳐(76)가 형성되며, 전기자(36) 둘레 유체가 출구 어퍼쳐(76) 밖으로, 슬리브(26) 둘레 그리고 보빈(24)의 일부로서 형성된 하나 또는 그 초과의 그루브(도시 생략)들 밖으로 유동할 수 있다. 출구 어퍼쳐(76)들 및 그루브들은 전기자(36) 둘레에 압력 평형을 제공하여, 전기자(36) 둘레 영역으로 유입하는 임의의 유체가 전기자(36)의 이동에 거의 어떠한 영향도 미치지 않는다. 게다가, 출구 어퍼쳐(76)들 및 그루브를 통한 유동 경로는, 조립체(10) 밖으로부터 전기자(36)와 하우징(30) 사이의 공극으로의 오염물(dirt) 이동을 방지하기 위해서 구불구불한 경로를 만든다.

이 실시예에서 슬리브(26)는 2 개의 부분들, 즉, 대직경부(26A) 및 소직경부(26B)를 갖는다. 전기자(36) 및 하우징(30)이 대직경부(26A) 내에 위치되고, 밸브 부분(14)이 소직경부(26B) 내에 위치된다. 보다 자세하게는, 인서트(62, 66)들 및 볼(72)의 양자 모두는 슬리브(26)의 소직경부(26B) 내에 위치된다. 이 실시예에서 볼(72)은 도 1에 도시된 볼(72)보다 더 큰 직경을 가지며, 이는 밸브 부분(14)에서의 유압력 편차들을 감소시킨다.

게다가, 배기 포트(54)는 대직경부(26A)의 일부로서 형성되고, 제어 포트(58)는 소직경부(26B)의 일부로서 형성되고, 공급 포트(60)는 소직경부(26B)의 일부로서 형성된다. 도 4에 도시된 공급 포트(60)는 제 2 인서트(66)로부터 멀리 외측방으로 연장하고, 소직경부(26B)의 직경보다 더 작은 직경을 갖는다.

또한, 이 실시예에서, 하우징(30)과 밸브 부분(14) 사이에서 슬리브(26) 내에 위치되는 분리판(80)이 존재하며, 이 분리판(80)은 어퍼쳐(82)를 가지며, 플런저(50)가 이 어퍼쳐를 통해 연장한다. 분리판(80)은 하우징(30)과 배기 포트(54) 사이 영역에서 슬리브(26)의 대직경부(26A) 내에 위치된다. 분리판(80)은 밸브 부분(14)과 솔레노이드 부분(12)을 분리하여, 솔레노이드 부분(12)이 밸브 부분(14) 내의 유체에 노출되는 것을 방지한다. 일 실시예에서, 분리판(80)은 딥드로잉된 부분이지만, 분리판(80)을 형성하기 위해서 다른 방법들이 사용될 수 있음이 본 발명의 범주 내에 있다. 전기자(36) 둘레 영역으로 이물질(debris)이 유입하는 것을 추가로 방지하기 위해서, 이 실시예의 플런저(50)는 또한 수개의 립(74)들을 포함하며, 이 립들은 유체의 유동을 위한 구불구불한 경로를 만들며 그리고 이에 따라 이물질이 플런저(50)를 지나 그리고 전기자(36) 둘레를 유동하는 것을 제한 또는 방지한다. 립(74)들은 또한 플런저(50)와 어퍼쳐(82) 사이 마찰을 감소시키며, 또한 립(74)들의 유체는 마모를 감소시키기 위해서 윤활을 제공한다.

이 실시예의 요크 링(20)은, 도 1에 도시된 요크 링(20)보다 더 크고, 또한 86으로 도시된 수개의 구속 피쳐(retention feature)들을 포함한다. 구속 피쳐(86)들에는 요크 링(20)이 일체로 형성되며, 이 실시예에서의 요크 링(20)은 단일편으로서 그리고 딥 드로잉된 부분으로서 형성되지만, 요크 링(20)을 형성하기 위해서 다른 방법들이 사용될 수 있음이 본 발명의 범주 내에 있다. 슬리브(26)는 제 1 용접 연결부(90)의 사용을 통해 요크 링(20)에 연결되고, 슬리브(26)는 또한 제 2 용접 연결부(92)의 사용을 통해 내부 캡(102)에 연결되며, 이 실시예에서의 하우징(30)은 제 3 용접 연결부(104)의 사용을 통해 슬리브(26)에 연결된다.

도 4에 도시된 실시예는 또한 일반적으로 88로 도시된 캡을 포함하며, 이 캡은 요크 링(20)의 일부와 연결되며 이 일부에 의해 둘러싸인다. 캡(88)은 도 5에서 일반적으로 94로 도시된 스냅 핏 연결부를 통해 요크 링(20)에 연결된다. 또한 스냅 핏 연결부(94)는 요크 링(20)에 대해 캡(88)을 적절하게 위치결정하도록 기능하여, 캡(88) 상의 임의의 데이터 마킹이 또한 정확하게 위치결정된다. 게다가, 캡(88)은 또한 전기 단자(electrical terminal)(106)들이 유체에 의해 노출 및 오염되는 것을 방지한다.

본 발명의 설명은, 본질적으로 단지 예시이며, 이에 따라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형예들이 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변형예들은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나는 것으로서 간주되지 않는다.

Claims

솔레노이드 조립체를 포함하는 장치로서,
상기 솔레노이드 조립체는,
솔레노이드 부분;
상기 솔레노이드 부분 내에 일부분이 배치되는 슬리브;
상기 슬리브의 일부로서 형성된 복수 개의 포트들;
상기 복수 개의 포트들에 근접하게 슬리브 내에 배치된 밸브;
상기 밸브가 선택적으로 접촉하는 밸브 시트;
상기 슬리브 내에 위치되며 솔레노이드 부분의 일부인 전기자(armature);
상기 슬리브에 연결되는 내부 캡;
상기 슬리브 내에 위치되는 하우징;
상기 내부 캡과 전기자 사이에 위치되며, 상기 하우징 및 밸브를 향해 전기자를 편향시켜 상기 밸브를 폐쇄 위치로 편향시키는, 백 스프링;
상기 하우징과 전기자 사이에서 슬리브 내에 위치되는 복귀 스프링으로서, 상기 복귀 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘과 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 내의 유체로부터 밸브에 인가된 힘이 백 스프링으로부터 전기자에 인가된 힘보다 더 커서 밸브를 개방 위치로 편향시키도록, 하우징 및 밸브로부터 전기자를 멀어지게 편향시키는, 복귀 스프링; 및
상기 전기자에 연결되며, 밸브에 접촉하도록 하우징 및 복귀 스프링을 통해 연장하는 플런저(plunger)를 포함하며,
상기 백 스프링으로부터 전기자에 인가된 힘은 상기 솔레노이드 부분에 의해 발생된 전기자의 이동과 조합하여, 복귀 스프링에 의해 전기자에 인가되는 힘 및 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 내의 유체에 의해 밸브에 인가되는 힘을 극복하고 전기자 및 플런저를 하우징에 대해 이동시켜, 밸브가 복수 개의 포트들 사이에 압력 평형을 제어하도록 밸브 시트에 대해 이동하고,
상기 전기자는 상기 하우징의 일부로서 형성되는 단차부(stepped portion)에 대응하는 형상을 갖는 단차부를 포함하는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 솔레노이드 부분의 일부이며 슬리브를 둘러싸는 코일을 더 포함하고,
상기 코일은 자기력을 발생시켜 하우징을 향해 전기자를 이동시키도록 통전되어, 백 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘 및 솔레노이드 부분에 의해 전기자에 인가된 조합된 힘이 복귀 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘 및 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 내의 유체에 의해 밸브에 인가된 힘보다 더 클 때, 상기 밸브는 폐쇄 위치를 향해 이동하는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 포트들은,
상기 슬리브의 일부로서 형성되며 상기 밸브를 포함하는 밸브 부분과 유체 연통하는 공급 포트;
상기 슬리브의 일부로서 형성되며 상기 밸브 부분과 유체 연통하는 제어 포트; 및
상기 슬리브의 일부로서 형성되며 상기 밸브 부분과 유체 연통하는 배기 포트를 더 포함하며,
상기 공급 포트 내의 유체는 밸브에 압력을 인가하고, 상기 밸브는 공급 포트와 제어 포트 사이에서 유체 압력의 평형을 유지하도록 전기자 및 플런저에 의해 이동되며,
상기 밸브가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동될 때, 슬리브 내의 초과 유체 압력은 배기 포트에서 해제되는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 슬리브는,
전기자가 미끄러짐 가능하게 배치되는 대직경부; 및
상기 대직경부에 일체로 형성되는 소직경부를 더 포함하고,
상기 배기 포트는 대직경부의 일부로서 형성되고,
상기 공급 포트 및 제어 포트는 소직경부의 일부로서 형성되는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브 시트는,
상기 밸브 및 복수 개의 포트들에 근접하게 슬리브 내에 배치되는 공급 시트; 및
상기 밸브 및 복수 개의 포트들에 근접하게 슬리브 내에 배치되는 배기 시트를 더 포함하고,
상기 밸브는 복수 개의 포트들 사이에서 압력의 평형을 유지하도록 공급 시트와 배기 시트 사이에서 움직이는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 밸브 시트는,
상기 밸브 및 복수 개의 포트들에 근접하게 슬리브 내에 위치되는 제 1 인서트; 및
상기 밸브 및 복수 개의 포트들에 근접하게 슬리브 내에 위치되는 제 2 인서트를 더 포함하고,
상기 배기 시트는 제 1 인서트의 일부로서 형성되고,
상기 공급 시트는 제 2 인서트의 일부로서 형성되는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징과 밸브 사이에서 슬리브 내에 위치되는 분리판을 더 포함하며,
상기 플런저가 분리판을 통해 연장하고,
상기 분리판은 유체가 전기자 주위를 유동하는 것을 방지하는,
솔레노이드 조립체를 포함하는 장치.
솔레노이드 밸브 조립체로서,
솔레노이드 부분;
슬리브;
상기 슬리브 내에 미끄러짐 가능하게 배치되며 솔레노이드 부분의 일부인 전기자;
상기 슬리브에 내에 위치되는 하우징;
상기 하우징과 전기자 사이에서 슬리브 내에 위치되며 하우징으로부터 멀어지게 전기자를 편향시키는 복귀 스프링;
상기 전기자와 접촉하여 하우징을 향해 전기자를 편향시키는 백 스프링;
상기 전기자에 연결되며 하우징을 통해 연장하는 플런저;
상기 솔레노이드 부분이 밸브 부분을 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 변경시킬 수 있도록 솔레노이드 부분에 의해 제어되는 밸브 부분;
상기 플런저와 접촉하며 밸브 부분의 일부인 밸브;
상기 밸브 부분의 일부인 밸브가 선택적으로 접촉하는 밸브 시트; 및
상기 밸브 부분에 근접하게 슬리브의 일부로서 형성되는 복수 개의 포트들을포함하며,
상기 복귀 스프링은 하우징으로부터 멀어지게 전기자를 편향시켜, 밸브가 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 또는 두 개 이상의 포트들을 통해 유체가 통과하는 것을 허용하도록 개방 위치를 향해 편향되며,
상기 솔레노이드 부분은 밸브에 힘을 인가하도록 선택적으로 활성화되어, 솔레노이드 부분으로부터의 힘 및 백 스프링으로부터의 힘이 복귀 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘을 극복하여, 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 또는 두 개 이상의 포트들을 통해 유체가 통과하는 것을 방지하기 위해 밸브 시트에 대해 밸브를 폐쇄 위치로 이동시키고,
상기 전기자는 상기 하우징의 일부로서 형성되는 단차부에 대응하는 형상을 갖는 단차부를 포함하는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 솔레노이드 부분은,
상기 슬리브의 적어도 일부분을 둘러싸는 보빈(bobbin); 및
상기 보빈을 둘러싸는 코일을 더 포함하고,
상기 전기자는 전류가 코일에 인가될 때 하우징을 향해 이동하여 밸브를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 바꾸는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 밸브 시트는,
상기 밸브가 선택적으로 접촉하는 공급 시트; 및
상기 밸브가 선택적으로 접촉하는 배기 시트를 더 포함하고,
상기 밸브가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 바뀔 때, 상기 밸브는 공급 시트로부터 멀어지게 그리고 배기 시트를 향해 이동되는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 10 항에 있어서,
상기 밸브 시트는,
상기 슬리브의 소직경부 내에 배치되는 제 1 인서트; 및
상기 슬리브의 소직경부 내에 배치되는 제 2 인서트를 더 포함하고,
상기 배기 시트는 제 1 인서트의 일부로서 형성되고,
상기 공급 시트는 제 2 인서트의 일부로서 형성되며,
상기 제 1 인서트 및 제 2 인서트는 슬리브 내로 압입(press-fit)되는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 11 항에 있어서,
상기 슬리브는 대직경부를 더 포함하고,
상기 소직경부는 상기 대직경부와 일체로 형성되고,
상기 복수 개의 포트들 각각은 상기 소직경부의 일부로서 일체로 형성되며,
상기 전기자는 상기 대직경부 내에 배치되는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 복귀 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘은 백 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘보다 더 커서, 밸브에 인가된 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 또는 두 개 이상의 포트들 내의 유압력 및 상기 복귀 스프링으로부터 전기자에 인가된 힘은 밸브를 개방 위치로 편향시키는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 9 항에 있어서,
상기 코일에 의해 발생된 자기력 및 백 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘이 복수 개의 포트들 중 하나의 포트 또는 두 개 이상의 포트들 내에서 밸브에 인가된 유압력 및 전기자에 인가된 스프링의 조합된 힘보다 클 때, 상기 밸브가 폐쇄 위치를 향해 이동하는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 복수 개의 포트들은,
상기 슬리브의 일부로서 형성되며 상기 밸브 부분과 유체 연통하는 공급 포트;
상기 슬리브의 일부로서 형성되며 상기 밸브 부분과 유체 연통하는 제어 포트; 및
상기 슬리브의 일부로서 형성되며 상기 밸브 부분과 유체 연통하는 배기 포트를 더 포함하고,
상기 공급 포트 내의 유체는 밸브에 유압력을 인가하고, 상기 밸브는 공급 포트와 제어 포트 사이에서 유체 압력의 평형을 유지하도록 전기자 및 플런저에 의해 밸브 시트에 대해 이동되며,
상기 밸브가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동될 때, 밸브 둘레의 초과 유체 압력은 배기 포트에서 해제되는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 슬리브는 전기자 및 밸브 부분을 둘러싸는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 슬리브에 의해 둘러싸이는 분리판을 더 포함하며,
상기 분리판은 솔레노이드 부분 및 밸브 부분을 분리하는,
솔레노이드 밸브 조립체.
제 8 항에 있어서,
상기 슬리브에 연결되는 내부 캡을 더 포함하며,
상기 백 스프링이 전기자와 내부 캡 사이에 배치되는,
솔레노이드 밸브 조립체.
변속기용 솔레노이드 조립체로서,
슬리브;
상기 슬리브 내에 보유된(contained) 밸브 부분;
상기 슬리브 내에 위치되는 전기자;
상기 전기자에 연결되며 밸브에 접촉하는 플런저;
상기 전기자에 근접하게 슬리브에 내에 위치되는 하우징으로서, 전기자가 슬리브 및 하우징에 대해 이동가능한, 하우징;
상기 밸브 부분의 일부인 밸브로서, 밸브의 이동은 전기자의 이동에 의해 제어되는, 밸브;
상기 슬리브에 연결되는 내부 캡;
상기 내부 캡과 전기자 사이에서 슬리브 내에 위치되어, 전기자를 내부 캡으로부터 멀어지게 그리고 하우징을 향해서 편향시켜, 밸브를 폐쇄 위치를 향해 편향시키는, 백 스프링;
상기 하우징과 전기자 사이에 배치되며, 전기자를 하우징으로부터 멀어지게 그리고 내부 캡을 향해서 편향시켜, 개방 위치를 향해 밸브를 편향시키는, 복귀 스프링;
상기 슬리브의 일부로서 형성되어, 유체를 수용하고 밸브 부분과 유체 연통하는, 공급 포트;
상기 밸브 부분의 일부이며 슬리브에 의해 둘러싸이고 밸브가 선택적으로 접촉하는, 밸브 시트;
상기 슬리브의 일부로서 형성되어 밸브 부분과 유체 연통하는, 제어 포트;
상기 슬리브의 일부로서 형성되어 밸브 부분과 유체 연통하는, 배기 포트;
상기 슬리브를 적어도 부분적으로 둘러싸며 솔레노이드 부분의 일부인, 코일; 및
상기 슬리브 내에 위치되어 밸브 부분과 솔레노이드 부분을 분리하는 분리판으로서, 플런저가 분리 판을 통해 연장하는, 분리판을 포함하며,
상기 공급 포트에서 밸브에 인가된 유압력 및 복귀 스프링으로부터 조합된 힘은, 코일이 통전되지 않을 때 밸브를 개방 위치에 배치하도록 백 스프링에 의해 전기자에 인가되는 힘을 극복하여 공급 포트 내의 유체가 제어 포트로 유입하는 것을 허용하며,
상기 코일이 통전될 때, 백 스프링으로부터 전기자에 인가된 힘 및 전기자와 하우징 사이의 자기력은, 공급 포트에서 밸브에 인가된 유압력 및 복귀 스프링에 의해 전기자에 인가된 힘을 극복하여 공급 포트 내의 유체의 일부가 제어 포트를 통해 유동하고 공급 포트 내의 유체의 일부가 배기 포트를 통해 유동하도록 밸브 시트를 향해 밸브를 이동시키고,
상기 전기자는 상기 하우징의 일부로서 형성되는 단차부에 대응하는 형상을 갖는 단차부를 포함하는,
변속기용 솔레노이드 조립체.
제 19 항에 있어서,
상기 코일은 전기자, 플런저 및 밸브를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동시키기 위해서 통전되어 공급 포트 내의 유체와 제어 포트 내의 유체 사이에서 압력 평형을 제공하는,
변속기용 솔레노이드 조립체.
제 19 항에 있어서,
상기 슬리브는,
소직경부; 및
상기 소직경부에 일체로 형성된 대직경부를 더 포함하며,
상기 전기자는 대직경부에 의해 둘러싸이며,
상기 밸브 부분은 소직경부에 의해 둘러싸이는,
변속기용 솔레노이드 조립체.
제 21 항에 있어서,
상기 공급 포트, 제어 포트 및 배기 포트 모두는 슬리브의 소직경부의 일부로서 일체로 형성되는,
변속기용 솔레노이드 조립체.
제 21 항에 있어서,
상기 분리판은 슬리브의 대직경부 내에 배치되는,
변속기용 솔레노이드 조립체.
제 21 항에 있어서,
상기 밸브 부분은,
상기 슬리브의 소직경부 내에 배치되는 제 1 인서트;
상기 제 1 인서트의 일부로서 형성되는 배기 시트;
상기 슬리브의 소직경부 내에 배치되는 제 2 인서트; 및
상기 제 2 인서트의 일부로서 형성되는 공급 시트를 더 포함하며;
상기 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 밸브는 공급 시트와 접촉하고,
상기 밸브가 개방 위치로 이동될 때, 상기 밸브는 공급 시트로부터 멀어지게 그리고 배기 시트를 향해 이동하는,
변속기용 솔레노이드 조립체.
제 19 항에 있어서,
상기 분리판은 배기 포트와 전기자 사이에서 슬리브 내에 위치되는,
변속기용 솔레노이드 조립체.