KR101784662B1 - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

솔레노이드 밸브에 대한 발명이 개시된다. 개시된 솔레노이드 밸브는: 밸브바디와, 밸브바디에 직선 왕복 이동 가능하게 축 삽입되는 플런저와, 밸브바디에 연결되고, 플런저를 수용하며, 인렛과 아웃렛을 형성하는 펌프하우징와, 펌프하우징의 내측에 형성되고, 플런저와의 접촉에 의해 유체 흐름을 차단하는 시트 및 시트에 결합되어 인렛을 통해 유입되는 유체를 아웃렛 방향으로 유로 전환하는 방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 유입되는 유체의 흐름을 전환하면서 유출할 수 있어 맥동을 줄일 수 있음에 따라 유압의 선형 제어를 실현할 수 있다.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유입되는 유체를 방향전환부에 의해 유체의 흐름을 전환하여 유출할 수 있어 맥동을 줄일 수 있음에 따라 유압의 선형 제어를 실현할 수 있는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 운전자의 브레이크 페달 조작력을 배력하는 유압을 이용해 주행중인 차량을 제동하는 제동시스템은, 회전중인 차륜을 잡아 회전을 못하게 하는 단순 방식으로 인해 차량의 주행 상태와 노면 조건에 따라 최적의 제동 성능을 구현하지 못하게 된다.

이와 같은, 단순 제동시스템의 한계를 극복하기 위해 차륜속도로부터 연산되는 슬립 율에 따라 휠에 가해지는 제동압을 적절히 조절하여 바퀴의 록킹(locking)을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti lock brake system)을 사용하거나 또는, 차량의 급 발진이나 급 가속 시 과대한 슬립을 방지하기 위해 엔진의 구동력을 조절하는 트랙션 콘트롤 시스템(Traction control system)을 이용하여, 차량의 안정성을 향상하게 된다.

하지만, 이와 같은 안티록 브레이크 시스템(Anti lock brake system)이나 트랙션 콘트롤 시스템(Traction control system)의 경우에도 직선 도로를 주행하는 경우 양호한 성능을 발휘할 뿐 만약, 차량이 커브 도로를 선회 주행하는 경우에는 바깥쪽으로 과도하게 기울어지는 언더스티어(Under Steer)나, 이와 반대로 안쪽으로 과도하게 기울어지는 오버스티어(Over Steer)를 완벽하게 제어할 수 없어 차량 안정성에 대한 신뢰성이 저하되어진다.

이에 따라, 근래에는 제동과 구동 및 조향시스템의 3가지를 모두 고려 즉, 휠속도센서와 요 레이트센서(Yaw Rate Sensor), 횡가속도센서 및 조향각도센서로 부터 입력되는 측정신호에 따라 오버스티어(Over Steer)나 언더스티어(Under Steer)를 판단해 종합적으로 제어함으로써, 운전자가 요구하는 차량주행방향과 실제 차량의 주행방향과의 차이를 최소화시켜 어떠한 운전조건에서도 안전하게 운전자가 의도한 차량의 주행방향을 유지시켜 주는 ESP(Electronic Stability Program) 시스템이 적용되고 있다.

이러한, ABS/TCS/ESP 시스템의 경우에는 마스터실린더와 휠 사이에서 제동유압을 공급하는 유압(브레이크) 라인과는 별도로, 마스터실린더로부터 오일을 펌핑(Pumping)해 휠 쪽으로 제동압을 제공하면서 예기치 못한 차량의 회전(예를 들어, 빙판길의 경우) 현상을 방지하도록 작용하게 되는데, 이때 상기 마스터실린더와 펌프사이에 오일 흐름 통로를 형성하도록 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)를 이용하게 된다.

즉, 솔레노이드 밸브는 제동 시 유압 회로를 구성하고, ABS/TCS/ESP 작동 중 유로를 차단하거나 또는 유압 상승속도를 조절함과 더불어, 제동 해제 시 신속한 해제(Fast Release)를 위해 작동되어진다.

기존 솔레노이드 밸브는 온,오프시 노이즈가 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 기존의 솔레노이드 밸브는 저압을 이용한 부가기능을 실현하기 위한 제어가 어려운 문제점 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 유입되는 유체를 방향전환부에 의해 유체의 흐름을 전환하면서 안정적으로 유출할 수 있어 맥동을 줄일 수 있음에 따라 유압의 선형 제어를 실현할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는: 밸브바디와, 밸브바디에 직선 왕복 이동 가능하게 축 삽입되는 플런저와, 밸브바디에 연결되고, 플런저를 수용하며, 인렛과 아웃렛을 형성하는 펌프하우징와, 펌프하우징의 내측에 형성되고, 플런저와의 접촉에 의해 유체 흐름을 차단하는 시트 및 시트에 결합되어 상기 인렛을 통해 유입되는 유체를 아웃렛 방향으로 유로 전환하는 방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 방향전환부는 사출에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 방향전환부는 시트에 고정되는 본체와, 인렛으로부터 유입되는 유체를 공급받기 위해 본체에 형성되는 제1유로부와, 제1유로부와 연결되면서, 시트방향으로 개방되어 플런저와 시트의 유격시 시트 외측으로 유출을 유도하는 제2유로부 및 제2유로부를 통과한 유체가 아웃렛 방향으로 진행되도록 본체의 길이방향으로 형성되는 제3유로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2유로부에 대응되는 본체는 시트에 억지끼움되어 고정되고, 시트의 상부에는 구면부재가 배치되고, 플런저에는 구면부재가 수용되는 구면홈이 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 방향전환부의 둘레에는 인렛을 통해 유체의 진입시 펌프하우징과 방향전환부 사이틈의 밀폐력을 강화하는 확장부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는 종래 발명과 달리 유입되는 유체를 방향전환부에서 유체의 흐름을 전환하면서 안정적으로 유출할 수 있어 맥동을 줄일 수 있음에 따라 유압의 선형 제어를 실현할 수 있다.

또한, 방향전환부를 사출성형에 의해 제조하여 원가가 절감되고, 시트에 억지끼움되는 구조에 의해 결합이 용이하며, 기존 밸브의 주요부품 공용화로 개발비가 절감되는 효를 지닌다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 닫힘 상태 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 열림 상태 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 요부 확대 내부도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 방향전환부 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 닫힘 상태 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 열림 상태 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 요부 확대 내부도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 방향전환부 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 밸브바디(10), 플런저(20), 펌프하우징(30), 시트(40) 및 방향전환부(100)를 포함한다.

편의상, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 전류인가 시 전자기력에 의해 유로가 열리는(Normal Close)타입인 아웃렛 솔레노이드 밸브(Outlet Solenoid Valve)로 한다.

따라서, 밸브바디(10)는 축 방향을 따라 양측으로 연통되게 형성된다. 즉, 밸브바디(10)는 관 형상으로 형성된다.

편의상, 밸브바디(10)는 수직하게 세워지고, 상하방향으로 연통되게 형성되는 것으로 도시한다.

특히, 밸브바디(10)는 둘레면 내부에 코일(12)이 형성된다.

이 코일(12)은 외부 전원 인가시 전자기력을 발생시키는 역할을 한다.

이때, 코일(12)은 다양한 방식에 의해 밸브바디(10) 내측에 형성된다.

그리고, 플런저(20)는 밸브바디(10)의 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 형성된다.

이 플런저(20)는 코일에 공급되는 전원에 의해 발생하는 전자기력에 의해 밸브바디(10)의 상측으로 올라가려는 힘을 받게 된다.

이때, 플런저(20)는 밸브바디(10)의 내측면에 접한 상태로 상부 방향으로 이동하게 된다.

아울러, 밸브바디(10)는 내측에 스테이터(stator, 22)가 형성된다.

더욱이, 스테이터(22)는 밸브바디(10)의 내부에서 플런저(20)의 상측에 탄성 지지된다.

이 스테이터(22)는 외부 전원 인가시 코일(12)과 상호 작용을 일으키며, 전류를 발생시키는 역할을 한다.

또한, 펌프하우징(30)은 밸브바디(10) 특히, 밸브바디(10)의 하측에 연결된다.

더욱 상세히, 펌프하우징(30)은 상측으로 개방되게 형성되고, 밸브바디(10)는 개방된 상측의 가장자리를 따라 펌프하우징(30)의 상측에 지지된다.

이때, 밸브바디(10)는 펌프하우징(30)의 상측에 견고하게 고정됨이 바람직하다.

물론, 밸브바디(10)는 볼팅 등 다양한 방식에 의해 펌프하우징(30)에 고정 형성된다.

그리고, 펌프하우징(30)은 플런저(20)를 수용한다.

여기서, 플런저(20)는 하측이 개방된 일측을 통해 펌프하우징(30)의 내부로 수용된다.

이때, 펌프하우징(30)의 내부에는 바디(35)가 구비되어 플런저(20)를 지지한다.

또한, 펌프하우징(30)은 유체를 내부로 공급받는 인렛(inlet,32)과 공급된 유체를 외부로 토출하는 아웃렛(outlet,34)이 형성된다.

이때, 유체는 작동오일로 함이 바람직하다. 물론, 펌프하우징(30)은 다양한 형상으로 적용 가능하다.

한편, 시트(40)는 펌프하우징(30)의 내측에 구비된다. 시트(40)는 중공 형성되고, 플런저(20)와의 접촉에 의해 유체 흐름을 차단한다.

즉, 시트(40)는 인렛(32)으로부터 유입되는 유체가 아웃렛(34)으로 진행될 수 있도록 중공 형성되며, 상단에 플런저(20)가 접촉되면서 유체의 흐름이 차단되는 것이다.

이러한 시트(40)에는 방향전환부(100)가 결합된다.

방향전환부(100)는 인렛(32)으로 유입되는 유체를 아웃렛(34) 방향으로 유로 전환하는 역할을 한다.

특히, 방향전환부(100)는 유입되는 유체의 흐름을 선형적으로 안내하기 때문에 맥동을 줄여 선형적 제어를 실현할 수 있다.

또한, 방향전환부(100)는 사출타입으로 형성되어 원가가 절감된다.

여기서, 방향전환부(100)는 본체(110), 제1유로부(112), 제2유로부(114) 및 제3유로부(116)를 포함한다.

본체(110)는 시트(40)에 고정된다. 즉, 후술되는 제2유로부(114) 부위가 시트의 하부에 억지끼움되어 고정된다.

그리고, 제1유로부(112)는 인렛(32)과 대응되도록 본체(110)에 형성된다. 그래서 제1유로부(112)는 인렛(32)으로부터 유입되는 유체를 본체 내부로 공급받는 역할을 한다.

아울러, 제2유로부(114)는 제1유로부(112)와 연결되면서 시트(40)방향으로 개방되어 플런저(20)와 시트(40)의 유격시 시트 외측으로 유체를 유출 유도한다.

즉, 제2유로부(114)는 제1유로부(112)의 중앙에서 본체(110)의 길이방향으로 연장되어 플런저(20) 방향으로 개방되게 형성된다.

그리고, 제3유로부(116)는 제2유로부(114)를 통해 시트(40) 외측으로 유출된 유체가 아웃렛(34) 방향으로 진행되도록 본체(110)의 길이방향으로 형성된다.

제3유로부(116)는 제1유로부(112)와의 간섭을 피하도록 교차 평행되도록 형성된다.

이처럼 방향전환부(100)의 각 유로(112,114,116)에 의해 밸브 내부에서 유압의 인가 방향을 바꾸어 주어 선형제어가 가능하다.

여기서, '선형 제어'는 유체의 맥동을 줄여 본체에 가해지는 충격음을 줄이는 것을 의미한다.

특히, 플런저(20)가 밸브바디(10)의 축 방향을 따라 상승 후 하강하면서 본체(110)와 직접적으로 접촉시 이음 발생과 아울러 본체(110)의 파손을 초래한다.

그래서, 시트(40)의 상부에는 구면부재(120)가 배치되고, 플런저(20)에는 구면부재(120)가 수용되는 구면홈(130)이 함몰 형성된다.

즉, 시트(40)와 플런저(20) 사이에 구면부재(120)가 개재됨으로써, 플런저(20)와 시트(40)의 부딪힘에 따른 이음 발생을 방지할 수 있다.

이때, 플런저(20)가 전자기력에 의해 상승하면서 유체가 제2유로부(114)를 통해 유출될 경우, 구면부재(120)는 유체의 미는 힘에 의해 플런저(20)의 구면홈(130)에 수용된다.

또한, 방향전환부(110)의 둘레에는 인렛(32)을 통해 유체의 진입시 펌프하우징(30)과 방향전환부(100) 사이틈의 밀폐력을 강화하는 확장부(140)가 형성된다.

확장부(140)는 하방으로 절개된 'V' 홈 형상으로 이루어져 인렛(32)을 통해 유압이 가해지면 외측으로 벌어지는 현상에 의해 실링 성능이 강화시키는 것이다.

결과적으로 도 1은 초기 상태를 도시한 것으로서, 외부로부터 전원이 공급되지 않으면, 플런저(20)는 자중에 의해 하강하게 되고, 이로 인해 구면부재(120)가 시트(40)와 접하면서, 본체(110)의 제2유로부(114)를 막게 된다.

그리고, 도 2를 참조하면, 전원이 공급되므로서, 플런저(20)는 전자기력에 의해 강제로 상승하게 된다.

이와 동시에, 유체는 인렛(32)을 통해 내부로 공급되고, 공급된 유체는 본체(110)의 제1유로부(112)와 제2유로부(114)로 진입되게 된다.

이때, 구면부재(120)는 유체의 미는 힘에 의해 플런저(20)의 구면홈(130)에 수용된 상태를 유지한다.

이후, 유체는 제2유로부(114)의 개방에 따라 제3유로부(116) 및 아웃렛(34)을 통해 안정적으로 토출된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 밸브바디 20 : 플런저
30 : 펌프하우징 32 : 인렛
34 : 아웃렛 35 : 바디
40 : 시트 100 : 방향전환부
110 : 본체 112 : 제1유로부
114 : 제2유로부 116 : 제3유로부
120 : 구면부재 130 : 구면홈
140 : 확장부

Claims (5)

1. 밸브바디와, 상기 밸브바디에 직선 왕복 이동 가능하게 축 삽입되는 플런저와, 상기 밸브바디에 연결되고, 상기 플런저를 수용하며, 인렛과 아웃렛을 형성하는 펌프하우징과, 상기 펌프하우징의 내측에 형성되고, 상기 플런저의 이동에 의해 선택적으로 유체 흐름을 차단하는 시트 및 상기 시트에 결합되어 상기 인렛을 통해 유입되는 유체를 상기 아웃렛 방향으로 유로 전환하는 방향전환부를 포함하고;
   상기 방향전환부는 상기 시트에 고정되는 본체;
   상기 인렛으로부터 유입되는 유체를 공급받기 위해 상기 본체에 형성되는 제1유로부;
   상기 제1유로부와 연결되면서, 상기 시트방향으로 개방되어 상기 플런저와 상기 시트의 유격시 상기 시트 외측으로 유출 유도하는 제2유로부; 및
   상기 제2유로부를 통과한 유체가 상기 아웃렛 방향으로 진행되도록 상기 본체의 길이방향으로 형성되는 제3유로부를 포함하며;
   상기 제2유로부에 대응되는 상기 본체는 상기 시트에 억지끼움되어 고정되고;
   상기 시트의 상부에는 구면부재가 배치되고, 상기 플런저에는 상기 구면부재가 수용되는 구면홈이 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 방향전환부는 사출에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 방향전환부의 둘레에는 상기 인렛을 통해 유체의 진입시 상기 펌프하우징과 상기 방향전환부 사이틈의 밀폐력을 강화하는 확장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.

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