KR101937466B1 - 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

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Abstract

브레이크 시스템용 솔레노이드밸브가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브는 모듈레이터블록의 보어에 설치되며 내부 유로를 갖는 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부 유로에 마련되며 오리피스가 형성된 밸브시트와, 마그네트코어에 의해 승강 슬라이딩 동작하며 오리피스를 선택적으로 개폐하는 개폐구를 구비하는 아마츄어와, 내부에 아마츄어를 수용하여 일단은 밸브하우징과 결합하고 타단은 마그네트코어가 마련되는 슬리브와, 오리피스가 평상 시 폐쇄되도록 마그네트코어와 아마츄어에 마련되어 탄성력을 부가하는 복귀스프링과, 아마츄어를 접촉하여 감싸도록 밸브하우징의 내부 유로에 마련되는 댐퍼가이드를 포함한다.

Description

브레이크 시스템용 솔레노이드밸브{Solenoid valve for brake system}
본 발명은 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브 동작 시 소음 및 진동을 저감시킬 수 있는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 유압 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다. 유압 브레이크 시스템의 일례로는 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS : Brake Traction Control System)과, 안티록브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESC : Electronic Stability System) 등이 있다.
브레이크 시스템을 구현하기 위해서는 전자적으로 제어되는 복수의 솔레노이드밸브가 모듈레이터블럭에 설치되며, 이 솔레노이드밸브에 의해 모듈레이터블럭 내에 형성된 유로(유압회로)는 선택적으로 개폐된다. 솔레노이드밸브는 평소 개방상태를 유지하는 노말 오픈(Normal Open)형 솔레노이드밸브와, 평소 폐쇄상태를 유지하는 노말 클로즈(Normal Close)형 솔레노이드밸브로 나누어진다.
한국 공개특허 제10-2009-0037007호(2009.04.15.) 노말 클로우즈형 솔레노이드 밸브는 유체(오일)가 선택적으로 이동할 수 있도록 내부에 오리피스를 마련하고, 이 오리피스를 승강 가능하게 설치되는 아마츄어가 밀폐한다. 아마츄어는 원통형의 슬리브에 수용되며, 슬리브의 상부에 마련되는 마그네트코어의 전자기력에 의해 오리피스를 선택적으로 개폐하면서 유체의 흐름을 제어한다. 한편, 솔레노이드밸브 동작 시 상하 거동하는 아마츄어는 상측에서는 마그네트코어와 충돌하면서 소음이 발생할 수 있으며 하측에서는 오리피스와 충돌하면서 소음이 발생할 수 있다. 이러한 작동 소음들은 제동 시 차량 내부로 유입되어 운전자가 인지할 수 있기 때문에 이를 최소화할 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브는 동작 시 발생하는 소음 및 진동을 저감시키고 자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모듈레이터블록의 보어에 설치되며 내부 유로를 갖는 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부 유로에 마련되며 오리피스가 형성된 밸브시트와, 마그네트코어에 의해 승강 슬라이딩 동작하며 오리피스를 선택적으로 개폐하는 개폐구를 구비하는 아마츄어와, 내부에 아마츄어를 수용하여 일단은 밸브하우징과 결합하고 타단은 마그네트코어가 마련되는 슬리브와, 오리피스가 평상 시 폐쇄되도록 마그네트코어와 아마츄어에 마련되어 탄성력을 부가하는 복귀스프링과, 아마츄어를 접촉하여 감싸도록 밸브하우징의 내부 유로에 마련되는 댐퍼가이드를 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브가 제공될 수 있다.
또한, 상기 아마츄어는 슬리브와 대향하는 대직경부와, 밸브하우징의 내부에서 오리피스와 접촉하는 개폐구를 갖는 소직경부를 포함하며, 상기 댐퍼가이드는 소직경부에 마련될 수 있다.
또한, 상기 밸브하우징의 내부 유로는 상기 댐퍼가이드를 수용하기 위한 댐퍼홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼가이드는 중공을 갖는 원통형의 몸체와, 상기 중공의 내측벽에 마련되는 유로홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼가이드는 커팅갭을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브는 아마츄어의 소직경부가 위치하는 밸브하우징 내부에 댐퍼가이드를 마련하여 아마츄어의 상하 거동을 안내하기 때문에 아마츄어와 마그네트코어 및 밸브시트 간의 충돌 소음을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 아마츄어의 틸팅을 최소화하여 반응성 및 리크 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노말 클로우즈 타입 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브의 아마츄어에 마련되는 댐퍼가이드를 사시도이다.
도 3은 발명의 일 실시 예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브의 아마츄어 및 댐퍼가이드를 도시한 평면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 나아가 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노말 클로즈 타입 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브(이하, 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브라 함)를 도시한 단면도이다.
본 실시 예에 따른 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브(100)는 밸브하우징(110), 슬리브(120), 마그네트코어(130), 아마츄어(140), 여자코일조립체(160)를 포함한다.
밸브하우징(110)은 모듈레이터블록(101)의 보어(102)에 함입 설치된다. 밸브하우징(110)은 내부에 상하 길이방향을 따라 관통하는 제1오일유로(112)와, 둘레 방향으로 밸브하우징의 내부와 외부를 연통하도록 마련되는 제2오일유로(114)를 구비한다. 상하 방향의 제1오일유로(112)는 후술할 밸브시트에 의해 제1내측오일유로(112a)와 제1외측오일유로(112b)로 구획될 수 있다. 제1외측오일유로(112b)는 밸브하우징(110)의 하측에 형성되어 모듈레이터블록(101)의 배출유로(104)와 연통되고, 제2오일유로(114)는 모듈레이터블록(101)의 유입유로(106)와 연통된다.
밸브하우징(110)의 내부에는 오리피스(116)가 형성된 밸브시트(118)가 마련되며, 이 밸브시트(118)는 밸브하우징(110) 조립 시 내부에 압입될 수 있다. 밸브시트(118)는 도시된 바와 같이 제1내측오일유로(112a)와 제1외측오일유로(112b)를 밸브 개폐시 오리피스(116)를 통해 서로 선택적으로 연통시키며, 제2오일유로(114)는 밸브시트(118)의 상측 부근에 형성되어 유입유로(106)와 제1내측오일유로(112a)를 연통시킨다.
밸브하우징(110)의 제2오일유로(114) 외측에는 모듈레이터블록(101)의 유입유로(106)를 통하여 유입되는 오일의 이물질을 걸러주는 필터(119)가 마련될 수 있으며, 이 필터(119)는 밸브시트(118)와 마찬가지로 밸브하우징(110)에 조립되거나 또는 일체로 형성될 수 있다.
또한, 밸브하우징(110)의 상부 외면에는 모듈레이터블록(101)에 밸브하우징을 설치하기 위한 확경부(111)와, 슬리브(120)를 결합하기 위해 상부로 돌출 마련되는 플랜지부(113)가 형성될 수 있다.
슬리브(120)는 상하가 개방된 원통형 형태를 가지며, 슬리브(120)의 하측은 밸브하우징(110)의 외면에 마련되어 있는 플랜지부(113)에 결합된다. 슬리브(120)와 밸브하우징(110)이 결합되면 필터(119)를 거친 오일은 제2오일유로(114) 및 제1내측오일유로(112a)를 통해 슬리브(120) 내로 유입될 수 있다.
마그네트코어(130)는 슬리브(120)의 상측에 입입되는 형태로 결합되어 슬리브(120)의 개방된 상부를 폐쇄한다. 도시하지는 않았지만, 마그네트코어(130)와 슬리브(120)의 보다 긴밀한 결합을 위하여 마그네트코어(130)에는 결합홈을 형성하고, 이 결합홈에 슬리브(120)가 걸리도록 가압하여 조립할 수도 있다. 이러한 결합구조는 종래 용접방식에 비하여 슬리브(120)와 마그네트코어(130)의 결합이 용이하도록 하고 결합공정도 단순화할 수 있다.
아마츄어(140)는 슬리브(120) 내부에 상하로 진퇴 가능하게 설치되며, 대직경부(141)와 소직경부(142)를 포함한다.
대직경부(141)는 슬리브(120)와 근접해서 대향하며, 도 1에서는 보이지 않지만 상하 방향으로 면가공하여 슬리브(120)와의 사이에 수직방향 유로를 마련할 수 있다. 소직경부(142)는 밸브하우징(110)의 플랜지부(113) 내측벽에 대해 이격해서 위치하며 끝단이 밸브하우징(110) 내부의 밸브시트(118)와 접촉한다.
아마츄어(140)의 소직경부(142) 끝단에는 밸브시트(118)의 오리피스(116)를 폐쇄할 수 있는 개폐구(143)가 마련된다. 개폐구(143)는 아마츄어(140)의 진퇴동작에 의해 오리피스(116)를 선택적으로 개폐한다.
아마츄어(140)와 마그네트코어(130) 사이에는 평상 시 아마츄어(140)를 밸브시트(118) 쪽으로 가압하는 복원스프링(144)이 마련된다. 복원스프링(144)은 아마츄어(140)의 상부에 형성된 스프링수용홈(145)에 수용된다. 스프링수용홈(145)에 수용된 복원스프링(144)은 아마츄어(140)를 마그네트코어(130)로부터 밸브시트(118) 쪽으로 가압함으로써 평소 개폐구(143)가 오리피스(116)를 폐쇄하는 상태로 있도록 한다(노말 클로우즈 타입). 스프링수용홈(145)은 대직경부(141)와 소직경부(142)를 길이방향으로 가로지르는 제1관통유로(146)와 연결되어 있으며, 제1관통유로(146)는 소직경부(142)를 횡방향으로 가로지는 제2관통유로(147)를 통해 밸브하우징(110)의 제1내측오일유로(112a)와 연통된다.
한편, 아마츄어(140)의 제2관통유로(147)와 개폐구(143) 사이의 소직경부(142) 몸통에는 테프론 재질의 댐퍼가이드(150)가 마련될 수 있다.
댐퍼가이드(150)는 도 2에 도시한 바와 같이 중공(151)을 가진 원통형의 몸체(152)를 구비하며, 중공(151)의 내측벽(154)에는 호 형상으로 가진 복수개의 유로홀(156)이 소정 간격으로 마련될 수 있다. 댐퍼가이드(150)의 내측벽(154)은 아마츄어(140)의 상하 동작 시 접촉하여 마찰력을 증가시키며, 이를 통해 댐핑력을 발휘할 수 있다. 댐핑 효과는 예를 들면, 마그네트코어(130)와 아마츄어(140)의 충돌 소음이나 개폐구(143)와 밸브시트(118)의 충돌 소음을 저감할 수 있다. 유로홀(156)은 아마츄어(140)와 댐퍼가이드(150) 사이의 접촉면적을 조절하기 위한 것으로, 이를 통해 아마츄어(140)와 댐퍼가이드 사이의 과도한 접착력 발생 억제 및 유체의 원활한 흐름을 유도할 수 있다.
또한, 댐퍼가이드(150)는 몸체(152)의 두께방향으로 커팅갭(158)을 구비한다. 커팅갭(158)은 밸브하우징(110)과 조립을 용이하게 하기 위한 것이다. 밸브하우징(110)의 제1내측오일유로(112a)를 형성하는 내측벽에는 댐퍼홀이 마련되어 있으며, 댐퍼가이드(150)는 커팅갭(158)을 이용하여 외경을 줄여 댐퍼홀에 삽입되고 이후 탄성력을 이용하여 원래 형상으로 복귀할 수 있다.
다른 한편, 마그네트코어(130)와 슬리브(120)의 상측 외면에는 아마츄어(140)를 상하 방향으로 진퇴시키기 위한 여자코일조립체(160)가 설치된다. 여자코일조립체(160)는 원통형의 코일케이스(161)와, 코일케이스(161) 내에 수용된 보빈(162) 및, 보빈(162)의 외면에 권선된 여자코일(163)을 포함한다. 여자코일조립체(160)는 여자코일(163)에 전원이 인가되면 자기장이 형성되도록 하여 아마츄어(140)를 마그네트코어(130) 쪽으로 이동시켜 오리피스(116)를 개방한다. 미설명된 참조부호 170은 마그네트코어(130)와 아마츄어(140) 사이의 잔류 자기력을 제거하기 위한 솔심이다.
이러한 솔레노이드밸브(100)를 모듈레이터블록(101)에 장착할 때는 슬리브(120)와 결합된 밸브하우징(110)을 모듈레이터블록(101)의 보어(102)로 삽입하고, 이 상태에서 모듈레이터블록(101)의 보어(102) 입구쪽을 변형(코킹)시킨다. 그러면, 알루미늄 재질의 모듈레이터블록(101)은 코킹 변형에 의해 보어 입구가 밸브하우징(110)의 확경부(111) 및 슬리브(120)의 단부를 감싸면서 밸브를 견고하게 고정한다.
그러면, 상기와 같은 구조를 갖는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브의 개폐동작에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 여자코일조립체(160)에 전원이 인가되지 않을 때는 복원스프링(144)이 아마츄어(140)를 오리피스(116) 쪽으로 밀어주게 되므로 개폐구(143)가 오리피스(116)를 폐쇄한다. 따라서 이때는 모듈레이터블록(101)의 유입유로(106)로부터 배출유로(104) 쪽으로 오일이 흐르지 않는다.
여자코일조립체(160)에 전원이 인가되면, 아마츄어(140)와 마그네트코어(130) 사이에 작용하는 자기력에 의해 아마츄어(140)가 복원스프링(144)의 탄성력을 이기고 마그네트코어(130) 쪽으로 이동하고, 이에 따라 개폐구(143)가 오리피스(116)로부터 이격되어 오리피스(116)를 개방한다. 오리피스(116)가 개방되면, 유입유로(106)로부터 유입된 오일은 필터(119)를 통과한 후 밸브하우징(110)의 제2오일유로(114)를 통해 제1내측오일유로(112a)로 유입되고, 이 후 오리피스(116) 및 제1외측오일유로(112b)를 통과하여 배출유로(104) 쪽으로 빠져나간다.
또한, 밸브의 동작 시 아마츄어(140)의 상하 거동은 댐퍼가이드(150)에 의해 댐핑되기 때문에 아마츄어(140)와 마그네트코어(130) 및 밸브시트(118) 간의 충돌 소음은 저감될 수 있으며, 나아가 아마츄어(140)의 틸팅 거동이 최소화되면서 반응성 및 리크 특성이 향상될 수 있다. 또한, 댐퍼가이드(150)에는 도 3에 도시한 바와 같이 유선홀(156)이 중공 내측벽(154)을 따라 다수개가 소정 간격으로 마련되어 있기 때문에, 이 유선홀(156)을 통해 작동 유체는 슬리브(120)와 아마츄어(140) 사이를 원활하게 유동할 수 있다.
100 : 솔레노이드밸브 101 : 모듈레이터블록
102 : 보어 110 : 밸브하우징
112 : 제1오일유로 114 : 제2오일유로
116 : 오리피스 118 : 밸브시트
120 : 슬리브 130 : 마그네트코어
140 : 아마츄어 141 : 대직경부
142 : 소직경부 143 : 개폐구
145 : 복귀스프링 150 : 댐퍼가이드
152 : 몸체 154 : 내측벽
156 : 유로홀 158 : 커팅갭
160 : 여자코일조립체 170 : 솔심

Claims (5)

  1. 모듈레이터블록의 보어에 설치되며 내부 유로를 갖는 밸브하우징과,
    밸브하우징의 내부 유로에 마련되며 오리피스가 형성된 밸브시트와,
    마그네트코어에 의해 승강 슬라이딩 동작하며 오리피스를 선택적으로 개폐하는 개폐구를 구비하는 아마츄어와,
    내부에 아마츄어를 수용하여 일단은 밸브하우징과 결합하고 타단은 마그네트코어가 마련되는 슬리브와,
    상기 오리피스가 평상 시 폐쇄되도록 마그네트코어와 아마츄어에 마련되어 탄성력을 부가하는 복귀스프링과,
    상기 아마츄어를 접촉하여 감싸도록 상기 밸브하우징의 내부 유로에 마련되는 댐퍼가이드를 포함하며,
    상기 댐퍼가이드는 중공을 갖는 원통형의 몸체와,
    상기 중공의 내측벽에 마련되는 유로홀을 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아마츄어는 슬리브와 대향하는 대직경부와, 밸브하우징의 내부에서 오리피스와 접촉하는 개폐구를 갖는 소직경부를 포함하며,
    상기 댐퍼가이드는 소직경부에 마련되는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 밸브하우징의 내부 유로는 상기 댐퍼가이드를 수용하기 위한 댐퍼홀을 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 댐퍼가이드는 커팅갭을 포함하는 브레이크 시스템용 솔레노이드밸브.
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