KR101854413B1

KR101854413B1 - 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR101854413B1
Application number: KR1020150161595A
Authority: KR
Inventors: 이민수; 강훈철; 김나영; 이동헌
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2018-05-03
Also published as: KR20170057994A

Abstract

본 발명은 엔진 피스톤에 분사되는 엔진오일을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 엔진 실린더 블록에 장착되어 피스톤으로 분사되는 엔진오일을 제어하는 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브에 관한 것으로 차량의 운행전 최적 수준의 오일량이 되도록 전자적으로 조절함으로써, 엔진 성능을 향상시키고, 엔진 오일이 과다하거나 부족한 상태에서 차량을 운행함으로 인해 엔진의 수명이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브{Solenoid Valve Having Pilot Valve}

본 발명은 엔진 피스톤에 분사되는 엔진오일을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 엔진 실린더 블록에 장착되어 피스톤으로 분사되는 엔진오일을 제어하는 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

자동차 엔진은 차량에 동력을 공급하여 차량이 주행할 수 있도록 한 장치이다. 엔진은 피스톤의 폭발 작용으로 인해 엔진 내부의 구성품이 매우 빠른 속도로 움직이게 된다. 따라서 엔진의 각 부속품이 마모되지 않도록 윤활이 필요하게 된다.

일반적으로, 자동차의 기계장치 내부에는 서로 상대적으로 움직이는 부품간의 마찰 접촉면의 마모나 소음, 동력 손실 등을 줄이기 위해 점도가 높은 오일(Oil)을 투입시키면서 사용하고 있다. 특히, 자동차의 엔진은 별도의 오일탱크를 두고 커넥팅로드의 움직임에 따라 오일탱크에 채워진 오일이 비산되면서 실린더 내벽과 피스톤 외면에 순간 도포되도록 하고 있다.

이러한 엔진 오일의 양은 엔진의 상태를 최적으로 유지하는데 중요한 역할을 하게 되는바, 오일의 양이 너무 적거나 너무 많을 경우, 최적의 엔진 성능을 발휘하지 못하는 등의 문제가 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 엔진 실린더 블록에 장착되어 피스톤으로 분사되는 엔진오일을 제어하여 엔진이 최적의 상태로 구동될 수 있도록 하는 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브는 플랜지를 포함한다. 플랜지는 양단이 개방되어 제1중공부가 형성된다. 제1중공부는 외주면에 제1중공부와 연통하는 복수개의 제1유로부가 형성된다.

스풀은 플랜지의 제1중공부에 위치된다. 스풀은 일단을 관통하며 형성된 제2중공부를 가지며 타단에 제2중공부를 스풀 외부로 연통시키기 위해 제2중공부의 길이방향으로 형성된 제2유로부를 포함한다. 또한 스풀은 외주면에 복수개의 제3유로부를 가진다. 그리고, 스풀은 타단에 유로홈이 형성된다.

스풀에는 피드백 홈이 위치된다. 피드백 홈은 제2유로부를 통해 유입된 유체가 압력을 받아 스풀을 밀어내도록 스풀 외주면에 반경방향으로 스풀을 둘러싸면서 돌출된다.

스토퍼는 제1중공부 내주면에 위치되고, 스풀의 움직임을 제한한다.

볼은 제2중공부 타단에 위치되고, 제2유로부에 안착된다. 볼은 전원이 인가되면 아마추어가 로드를 밀게 되고 로드에 의해 볼이 밀리면서 제2유로부가 개방된다.

탄성부재는 스토퍼와 스풀 사이에 위치된다. 하우징은 플랜지의 타단에 반경방향으로 돌출된 부분의 일단이 결합되고, 코어는 플랜지의 제1중공부 타단 내주면에 위치되며 중앙에 관통홀이 형성된다.

스풀의 일단에는 스풀을 밀어 스풀에 형성된 제2유로부를 개폐하는 개폐수단이 위치된다. 로드는 코어의 관통홀에 위치되고 일단부는 볼을 밀어내도록 돌출부가 형성된다.

아마추어는 코어에 형성된 아마추어 수용부에 위치되고, 길이방향으로 복수개의 제3중공부가 형성된다.

보빈은 코어의 외주면에 위치되고, 외주면에 코일이 감겨진다.

실시 예에 따라 플랜지는 외주면을 둘러싸는 제1홈이 형성된다. 또한, 플랜지는 유체가 외부로 유출되지 않도록 상기 제1홈에 제1씰러를 추가로 포함한다.

코어는 플랜지의 내주면과 결합된다. 코어는 외주면을 둘러싸는 제2홈이 형성되며 유체가 코일 쪽으로 유입되지 않도록 제2홈에 결합되는 제2씰러를 추가로 포함한다. 플랜지는 제1유로부가 형성된 외주면에 필터결합홈이 형성될 수 있다.

코어는 타단에 제3홈이 형성되고, 제3홈을 둘러싸면서 결합되는 제3씰러를 추가로 포함한다. 제3씰러는 아마추어 구동부에 있는 유체가 코일 쪽으로 유입되지 않도록 밀폐하는 기능을 한다.

제2유로부는 제2중공부 보다 직경이 작게 형성된다. 제2유로부가 제2중공부보다 작게 형성됨으로써 제2유로부의 일단에 볼이 안착될 수 있다.

파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브에 의하면, 차량의 운행전 최적 수준의 오일량이 공급되도록 전자적으로 조절함으로써, 엔진 성능을 향상시키고, 엔진 오일이 과다하거나 부족한 상태에서 차량을 운행함으로 인해 엔진의 수명이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브가 OFF상태일 때 유체가 흐르는 방향을 도시한 도면이다.
도 3은 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브가 ON상태일 때 유체가 흐르는 방향을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 볼 체크 밸브가 구비된 솔레노이드 밸브에 대하여 살펴본다.

도 1은 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브의 단면을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 설명한다.

파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브는 플랜지(100)를 포함한다. 플랜지(100)는 양단이 개방되어 제1중공부(110)가 형성된다. 제1중공부(110)는 외주면에 제1중공부(110)와 연통하는 복수개의 제1유로부(120)가 형성된다. 플랜지(100)는 외주면을 둘러싸는 제1홈(700)이 형성된다. 또한, 플랜지(100)는 유체가 외부로 유출되지 않도록 상기 제1홈(700)에 제1씰러(710)를 추가로 포함한다. 플랜지(100)는 제1유로부(120)가 형성된 외주면에 필터결합홈(130)이 형성될 수 있다. 필터결합홈(130)에는 제1유로부(120)를 둘러싸면서 필터(115)가 설치될 수 있다.

스풀(200)은 플랜지(100)의 제1중공부(110)에 위치된다. 스풀(200)은 제2중공부(210)를 가지며 타단에 제2중공부(210)를 스풀(200) 외부로 연통시키기 위해 제2중공부(210)의 길이방향으로 형성된 제2유로부(220)를 포함한다. 제2유로부(220)는 제2중공부(210) 보다 직경이 작게 형성된다. 제2유로부(220)가 제2중공부(210)보다 작게 형성됨으로써 제2유로부(220)의 일단에 볼(230)이 안착될 수 있다.

또한, 스풀(200)은 외주면에 복수개의 제3유로부(250)를 가진다. 그리고, 스풀(200)은 제2유로부(220)와 연결되도록 타단에 반경방향으로 유로홈(205)이 형성될 수 있다.

제2유로부(220)에서 유입된 유체는 유로홈(205)을 통해 피드백홈(240)으로 이동된다. 스풀(200)에 형성된 피드백홈(240)은 제2유로부(220)를 통해 유입된 유체가 압력을 받아 스풀(200)을 밀어내도록 스풀(200) 외주면에 반경 방향으로 스풀(200)을 둘러싸면서 돌출된다. 이러한 피드백홈(240)은 도면에 보이는 바와 같이 스풀(200)의 외경이 작은 소경부와 외경이 큰 대경부가 만나는 부분에서 형성될 수 있다.

스토퍼(300)는 제1중공부(110) 내주면에 형성되고, 스풀(200)이 플랜지(100) 외부로 나가지 못하도록 움직임을 제한한다. 스토퍼(300)가 형성된 부분의 내주면은 플랜지(100)의 내주면보다 직경이 작을 수 있다.

볼(230)은 제2중공부(210) 타단에 위치되고, 제2유로부(220)에 안착된다. 볼(230)은 전원이 OFF된 상태에서는 제2유로부(220)를 폐쇄한 상태이다.

탄성부재(410)는 스토퍼(300)와 스풀(200) 사이에 위치된다. 탄성부재(410)는 솔레노이드 밸브가 OFF가 되었을 때 스풀(200)을 플랜지(100)의 타단 방향으로 밀어내는 역할을 수행한다.

하우징(500)은 플랜지(100)의 타단에 반경방향으로 돌출된 부분에 일단이 결합된다. 하우징(500)은 보빈(550), 코일(560), 코어(510), 아마추어(540), 로드(530), 커넥터 삽입부(600), 단자(610), 브라켓(920)을 포함한다.

코어(510)는 플랜지(100)의 제1중공부(110) 타단 내주면에 위치되며 중앙에 관통홀(511)이 형성된다.

로드(530)는 코어(510)의 관통홀(511)에 위치되고 일단부는 볼(230)을 밀어내도록 돌출부(535)가 형성된다.

아마추어(540)는 코어(520)에 형성된 아마추어 수용부(512)에 위치되고, 길이방향으로 복수개의 제3중공부(545)가 형성된다. 제3중공부(545)는 아마추어(540) 일단에 위치된 유체가 아마추어(540)가 구동될 때 아마추어(540)의 타단으로 이동하기 용이하게 할 수 있다.

보빈(550)은 코어(510)의 외주면에 위치되고, 외주면에 코일(560)이 감겨진다.

코어(510)는 플랜지(100)의 내주면과 결합된다. 코어(510)는 외주면을 둘러싸는 제2홈(800)이 형성되며 플랜지(100)에 있던 유체가 하우징(500) 내부에 위치된 코일(560)쪽으로 유입되지 않도록 제2홈(800)에 결합되는 제2씰러(810)를 추가로 포함한다. 코어(510)와 플랜지(100) 사이에는 브라켓(920)이 설치될 수 있다.

커넥터 삽입부(600)는 단자(610)를 포함하고, 커넥터가 삽입되도록 하우징(500)의 일측에 설치될 수 있다.

제3홈(900)은 코어(510)의 타단에 형성되고, 제3홈(900)을 둘러싸면서 결합되는 제3씰러(910)를 추가로 포함한다. 제3씰러(910)는 아마추어(540)가 구동되는 부분에 있던 유체가 코일(560)쪽으로 빠져나가지 못하도록 씰링하는 역할을 수행한다.

도 2는 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브가 OFF상태일 때 유체가 흐르는 방향을 도시한 도면이다. 도 3은 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브가 ON상태일 때 유체가 흐르는 방향을 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 파일롯 밸브를 포함하는 솔레노이드 밸브의 구동원리를 설명한다.

도 2를 참조하면 솔레노이드 밸브에 전원이 OFF된 상태에서는 플랜지(100)의 일단에서 유체가 유입된다. 플랜지(100)의 일단에서 유입된 유체는 스풀(200)의 제2중공부(210)를 거쳐 외주면에 형성된 제3유로부(250)로 빠져 나가게 된다(도 2의 A참조). 제3유로부(250)는 플랜지(100)의 외주면에 형성된 제1유로부(120)처럼 스풀(200) 외주면에 형성되어 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 약간 어긋나 있는 상태로 제3유로부(250)는 제1유로부(120)와 연결될 수 있다. 따라서, 플랜지(100)로부터 유입된 유체는 제3유로부(250)와 제1유로부(120)를 통해 배출된다.

솔레노이드 밸브가 ON상태가 되면 도 3에 도시된 바와 같이 아마추어(540)가 로드(530)를 밀어내고, 로드(530)는 볼(230)을 밀어내면서 제2유로부(220)가 개방된다. 제2유로부(220)를 통해 유입된 유체는 스풀(200) 외주면에 형성된 피드백홈(240)과 코어(510)의 일단부에 유체의 압력이 작용하면서 스풀(200)을 이동시킨다(도 3의 B참조). 스풀(200)이 플랜지(100)의 일단으로 이동되고 따라서, 제3유로부(250)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1유로부(120)가 형성되지 않은 플랜지(100)의 내주면(P)으로 이동되면서 유체는 제3유로부(250)로는 이동하지만 제1유로부(120)로는 빠져나가지 못하게 된다.

즉, 아마추어(540)를 통해 구동된 로드(530)가 볼(230)을 밀어내어 제2유로부(220)를 개방하는 것만으로도 스풀(200)을 이동시키게 되면서 개방되어 있던 제1유로부(120)가 폐쇄될 수 있는 것이다. 따라서, 스풀(200) 피드백 기능을 갖는 솔레노이드 밸브는 볼(230)을 밀어내는 정도의 작은힘으로 스풀(200)을 이동시키는 것이 가능하기 때문에 응답성 향상과 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100: 플랜지
110: 제1중공부
115: 필터
120: 제1유로부
130: 필터결합홈
200: 스풀
205: 유로홈
210: 제2중공부
220: 제2유로부
230: 볼
240: 피드백홈
250: 제3유로부
300: 스토퍼
410: 탄성부재
500: 하우징
510, 520: 코어
530: 로드
535: 돌출부
540: 아마추어
545: 제3중공부
550: 보빈
560: 코일
600: 커넥터 삽입부
610: 단자
700: 제1홈
710: 제1씰러
800: 제2홈
810: 제2씰러
900: 제3홈
910: 제3씰러
920: 브라켓

Claims

양단이 개방되어 제1중공부가 형성되고, 외주면에 상기 제1중공부와 연통하는 복수개의 제1유로부가 형성된 플랜지;
상기 제1중공부 내부에서 이동됨에 따라 상기 플랜지의 일단과 상기 제1유로부 사이의 유체 흐름을 개폐하며, 상기 유체가 일단을 통해 상기 제1중공부로 향하도록 제2유로부를 포함하는 스풀;
상기 제2유로부를 통해 상기 제1중공부로 유입된 상기 유체가 상기 스풀을 상기 플랜지의 일단을 향해 밀도록 상기 스풀 외주면에 형성된 피드백홈; 및
상기 제2유로부를 개폐하는 개폐수단
을 포함하는 솔레노이드 밸브.
제1항에 있어서,
상기 스풀은 상기 플랜지의 일단을 향해 개방된 제2중공부와 외주면에 복수개의 제3유로부를 가지며, 상기 제2유로부는 상기 제2중공부의 내부를 외부로 연통시키기 위해 상기 제2중공부의 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제2항에 있어서,
상기 개폐수단은:
상기 스풀의 제2중공부에 위치되고, 상기 제2유로부에 안착되는 볼; 및
전원이 인가됨에 따라 아마추어에 의해 이동되며, 상기 볼을 밀어내는 로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제3항에 있어서,
상기 로드는 상기 제2유로부 내부로 삽입되어 상기 볼을 밀어내는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제2유로부는 상기 제2중공부보다 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제1항에 있어서,
상기 스풀은 타단에 유로홈이 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제1항에 있어서,
상기 제1중공부 내주면에 위치되고, 상기 스풀의 움직임을 제한하는 스토퍼;
아마추어 수용부를 가지는 코어;
상기 아마추어 수용부에 수용된 아마추어;
상기 코어를 둘러싸는 보빈;
상기 보빈의 외주면에 위치된 코일;
을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.