KR102224002B1 - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

솔레노이드 밸브가 개시된다. 개시된 솔레노이드 밸브는 ⅰ)밸브 하우징과, ⅱ)유체 유입통로, 유체 배출통로 및 유체 유입통로와 유체 배출통로를 연결하는 밸브통로를 가지며, 밸브 하우징에 설치되는 밸브 바디부와, ⅲ)밸브 하우징의 내부에 설치되는 솔레노이드부와, ⅲ)솔레노이드부의 내측에 탄성 지지되고, 솔레노이드부에 의해 상하 방향으로 이동되며 밸브통로를 선택적으로 개폐하는 플런저부를 포함하며, 플런저부는 아웃터 플런저와, 아웃터 플런저의 내측에 배치되는 인너 플런저를 포함할 수 있다.

Description

솔레노이드 밸브 {SOLENOID VALVE}

본 발명의 실시예는 차량의 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체의 저항을 이용하여 차량의 진동을 감쇠시키는 전자 제어식 가변 댐퍼의 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 노면으로부터 차체에 전해지는 충격을 완화하여 승차감을 확보하는 역할을 한다. 이러한 현가장치는 불규칙한 노면, 급 가감속 등의 의해 충격이 발생하면 이 충격에 의해 스프링이 탄성에 의한 진동을 하게 되는데, 이러한 스프링의 자유 진동을 제어하기 위한 댐퍼(damper)를 구비하고 있다.

댐퍼는 유체의 저항으로서 진동을 감쇠시키는 유압식 댐퍼가 대표적인데, 이러한 유압식 댐퍼는 기본적으로 피스톤과 실린더를 구비하고 있다. 피스톤은 피스톤 헤드와 피스톤 로드로 이루어지며, 피스톤 헤드에는 원주방향으로 복수 개의 오리피스가 관통 형성된다.

그리고, 실린더는 그 내부에 삽입되는 피스톤 헤드를 기준으로 상부 챔버와 하부 챔버로 분리 구획되며, 한 쪽으로는 진동저감 대상체(차체)와 연결되는 피스톤 로드가 관통 설치되고, 내부에는 오일과 같은 유체가 충진된다.

따라서, 상기와 같은 유압식 댐퍼는 진동저감 대상체의 진동력이 피스톤 로드를 통해 실린더 내부의 피스톤 헤드로 전달되면, 피스톤 헤드가 실린더 내에서 상하 방향으로 이동되고, 이에 따라 실린더 내부의 유체가 피스톤 헤드의 오리피스를 통해 상부 챔버 또는 하부 챔버 방향으로 유동된다.

이에 실린더 내부에서의 피스톤 헤드 이동에 따른 유체의 유동에 의해 상부 챔버와 하부 챔버 사이에 압력 차가 발생하게 되고, 그 압력 차에 의해 감쇠력을 발생시킨다.

한편, 일반적인 댐퍼의 감쇠력은 실린더에 대한 피스톤의 상대 속도에 비례하여 나타나는데, 차량에서 요구되는 감쇠력은 입력 주파수 및 입력 크기 등 운전 상황에 따라 다르기 때문에 최근에는 오리피스의 크기를 전자적으로 제어하여 가변시킬 수 있는 전자 제어식 가변 댐퍼가 개발되어 적용되고 있다.

전자 제어식 가변 댐퍼는 챔버 간을 연결하는 유로 사이에 전자적으로 제어되는 솔레노이드 밸브를 구성하고 있다. 따라서 전자 제어식 가변 댐퍼는 솔레노이드 밸브를 통해 유로를 전자적으로 개폐함으로써 감쇠력을 변화시킬 수 있다.

통상 전자 제어식 가변 댐퍼의 반응속도는 솔레노이드 밸브의 반응속도에 의해 결정되는 바, 솔레노이드 밸브에 전류가 가해졌을 때 플런저가 상방으로 이동하여 유로를 열어주는 속도 및 전류가 차단되었을 때 플런저가 스프링에 의해 하방으로 이동하여 유로를 막아주는 속도에 의해 결정된다. 따라서 당 업계에서는 솔레노이드 밸브를 통해 유로를 개폐하는 반응속도를 증가시키는 방법에 대한 연구가 지속되고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 플런저의 구조를 개선하여 유로를 개폐하는 반응속도를 더욱 증대시킬 수 있도록 한 전자 제어식 가변 댐퍼용 솔레노이드 밸브를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는, ⅰ)밸브 하우징과, ⅱ)유체 유입통로, 유체 배출통로 및 상기 유체 유입통로와 유체 배출통로를 연결하는 밸브통로를 가지며, 상기 밸브 하우징에 설치되는 밸브 바디부와, ⅲ)상기 밸브 하우징의 내부에 설치되는 솔레노이드부와, ⅲ)상기 솔레노이드부의 내측에 탄성 지지되고, 상기 솔레노이드부에 의해 상하 방향으로 이동되며 상기 밸브통로를 선택적으로 개폐하는 플런저부를 포함하며, 상기 플런저부는 아웃터 플런저와, 상기 아웃터 플런저의 내측에 배치되는 인너 플런저를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 아웃터 플런저는 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 원통 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 인너 플런저는 막대 형태로서 상기 아웃터 플런저의 하단을 통해 그 아웃터 플런저의 내측으로 끼워지며, 상기 밸브통로를 선택적으로 개폐할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 솔레노이드부의 내측에는 상기 아웃터 플런저의 상단을 지지하는 제1 밸브 스프링이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 아웃터 플런저의 내측에는 상기 인너 플런저의 상단을 지지하는 제2 밸브 스프링이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브는, 차량용 현가장치의 전자 제어식 가변 댐퍼에 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 플런저부를 아웃터 플런저와 인너 플런저의 이중 구조로 구성함에 따라, 유로를 개폐하는 반응속도를 증가시킴으로써 다양하게 요구되는 전자 제어식 가변 댐퍼의 감쇠력 변화에 빠르게 반응할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어식 가변 댐퍼에 사용되는 솔레노이드 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어식 가변 댐퍼에 사용되는 솔레노이드 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(100)는 차량의 현가장치에 구성되는 전자 제어식 가변 댐퍼에 적용될 수 있다.

예를 들면, 전자 제어식 가변 댐퍼는 유체의 저항으로서 현가 스프링의 고유 진동을 감쇠하기 위한 감쇠력을 발생시키는 것으로서, 피스톤과 실린더를 포함하고 있다. 여기서 상기 피스톤은 피스톤 헤드와 피스톤 로드를 포함하며, 피스톤 헤드에는 원주방향으로 복수 개의 오리피스가 형성되어 있다.

그리고, 상기 실린더는 그 내부에 삽입되는 피스톤 헤드를 기준으로 상부 챔버와 하부 챔버로 분리 구획되며, 한 쪽으로는 진동저감 대상체(차체)와 연결되는 피스톤 로드가 관통 설치되고, 내부에는 오일과 같은 유체가 충진된다.

더 나아가, 상기 전자 제어식 가변 댐퍼는 실린더 내 챔버 간을 연결하는 유로를 형성하는 바, 유로에는 전자적으로 제어되며 그 유로를 선택적으로 개폐하는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(100)를 구성하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브(100)는 플런저를 이중으로 구성하여 전자 제어식 가변 댐퍼의 유로를 개폐하는 반응속도를 더욱 증대시키며 다양하게 요구되는 감쇠력의 변화에 민감하게 반응할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 상기 솔레노이드 밸브(100)는 기본적으로, 밸브 하우징(10), 밸브 바디부(30), 솔레노이드부(50) 그리고 플런저부(70)를 포함하고 있다.

상기 밸브 하우징(10)은 밸브의 외관을 이루는 밸브 케이스로 구비되며, 밸브 바디부(30)는 유체의 유출입 통로를 지니며 밸브 하우징(10)에 설치된다. 상기 솔레노이드부(50)는 전원을 인가받아 전자기력을 발생시키는 코일을 포함하며, 밸브 하우징(10)의 내부에 설치된다.

그리고, 상기 플런저부(70)는 솔레노이드부(50)의 내측에 스프링을 통해 탄성 지지되며, 그 솔레노이드부(50)에 의해 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 상기 플런저부(70)는 솔레노이드부(50)에 전원을 인가하면 전자기력에 의해 스프링의 탄성력을 극복하며 상측 방향으로 이동될 수 있고, 솔레노이드부(50)에 인가되는 전원을 차단하면 스프링의 탄성 복원력에 의해 하측 방향으로 이동될 수 있다.

여기서, 상기 밸브 바디부(30)에는 유체를 유입하는 유체 유입통로(31), 유체를 배출하는 유체 배출통로(33) 및 그 유체 유입통로(31)와 유체 배출통로(33)를 연결하는 밸브통로(35)를 형성하고 있다.

이 경우, 상기 플런저부(70)는 솔레노이드부(50)에 전원을 인가하면 전자기력에 의해 상측 방향으로 이동되며 밸브통로(35)를 개방할 수 있고, 솔레노이드부(50)에 인가되는 전원을 차단하면 스프링의 탄성 복원력에 의해 하측 방향으로 이동되며 밸브통로(35)를 폐쇄할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 플런저부(70)는 아웃터 플런저(71)와, 그 아웃터 플런저(71)의 내측에 배치되는 인너 플런저(73)를 포함한다. 상기 아웃터 플런저(71)는 솔레노이드부(50)의 내측에 배치되며 솔레노이드부(50)에 의해 상하 방향으로 이동되는 것으로, 예를 들면 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 원통 형상으로 구비된다.

그리고, 상기 인너 플런저(73)는 아웃터 플런저(71)의 내측에 배치되며 그 아웃터 플런저(71)의 내측에서 솔레노이드부(50)에 의해 상하 방향으로 이동되는 것으로, 예를 들면 막대 형태로서 아웃터 플런저(71)의 하단을 통해 그 아웃터 플런저(71)의 내측으로 끼워지며, 밸브 바디부(30)의 밸브통로(35)를 선택적으로 개폐할 수 있다.

여기서, 상기 솔레노이드부(50)의 내측에는 아웃터 플런저(71)의 상단을 지지하는 제1 밸브 스프링(75)이 설치되고, 아웃터 플런저(71)의 내측에는 인너 플런저(73)의 상단을 지지하는 제2 밸브 스프링(77)이 설치된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(100)의 작동을 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 운전 상황에 따라 요구되는 전자 제어식 가변 댐퍼의 감쇠력을 가변시키기 위해 그 전자 제어식 가변 댐퍼의 유로를 개방코자 하는 경우, 본 발명의 실시예에서는 솔레노이드부(50)에 전류를 인가한다.

그러면, 상기 솔레노이드부(50)에서는 전자기력이 발생하게 되고, 플런저부(70)는 그 전자기력에 의해 상측 방향으로 이동하게 되면서 밸브 바디부(30)의 밸브 통로(35)를 개방한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 플런저부(70)의 아웃터 플런저(71)와 인너 플런저(73)는 솔레노이드부(50)의 전자기력에 의해 상측 방향으로 동시에 각각 이동하게 된다.

즉, 상기 아웃터 플런저(71)는 솔레노이드부(50)의 내측에서 제1 밸브 스프링(75)의 탄성력을 극복하며 상측 방향으로 이동하게 되고, 인너 플런저(73)는 아웃터 플런저(71)의 내측에서 제2 밸브 스프링(77)의 탄성력을 극복하며 상측 방향으로 이동하게 된다.

이에, 상기 플런저부(70)가 상측 방향으로 이동하며 밸브 바디부(30)의 밸브 통로(35)를 개방함에 따라, 그 밸브 통로(35)를 통해 유체 유입통로(31)와 유체 배출통로(33)를 연결함으로써 전자 제어식 가변 댐퍼의 유로를 개방할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 플런저부(70)의 아웃터 플런저(71)와 인너 플런저(73)가 동시에 상측 방향으로 각각 이동하게 되므로, 결과적으로는 전체 플런저부(70)의 상방 이동 속도가 증가함으로써 유로의 개방 속도를 증가시킬 수 있다.

한편, 전자 제어식 가변 댐퍼의 유로를 폐쇄코자 하는 경우, 본 발명의 실시예에서는 솔레노이드부(50)에 인가되는 전류를 차단한다.

그러면, 상기 솔레노이드부(50)에서는 전자기력이 소멸하게 되고, 이에 따라 플런저부(70)의 아웃터 플런저(71)와 인너 플런저(73)는 제1 및 제2 밸브 스프링(75, 77)의 탄성 복원력에 의해 하측 방향으로 동시에 각각 이동되며, 밸브 바디부(30)의 밸브 통로(35)를 폐쇄하게 된다(도 1 참조).

이에, 상기 플런저부(70)가 하측 방향으로 이동하며 밸브 바디부(30)의 밸브 통로(35)를 폐쇄함에 따라, 그 플런저부(70)를 통해 유체 유입통로(31)와 유체 배출통로(33)를 막음으로써 전자 제어식 가변 댐퍼의 유로를 폐쇄할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 플런저부(70)의 아웃터 플런저(71)와 인너 플런저(73)가 동시에 하측 방향으로 각각 이동하게 되므로, 결과적으로는 전체 플런저부(70)의 하방 이동 속도가 증가함으로써 유로의 폐쇄 속도를 증가시킬 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(100)에 의하면, 플런저부(70)를 아웃터 플런저(71)와 인너 플런저(73)의 이중 구조로 구성함에 따라, 유로를 개폐하는 반응속도를 증가시킴으로써 다양하게 요구되는 전자 제어식 가변 댐퍼의 감쇠력 변화에 빠르게 반응할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

10... 밸브 하우징
30... 밸브 바디부
31... 유체 유입통로
33... 유체 배출통로
35... 밸브 통로
50... 솔레노이드부
70... 플런저부
71... 아웃터 플런저
73... 인너 플런저
75... 제1 밸브 스프링
77... 제2 밸브 스프링

Claims (5)

1. 밸브 하우징;
   유체 유입통로, 유체 배출통로 및 상기 유체 유입통로와 유체 배출통로를 연결하는 밸브통로를 가지며, 상기 밸브 하우징에 설치되는 밸브 바디부;
   상기 밸브 하우징의 내부에 설치되는 솔레노이드부; 및
   상기 솔레노이드부의 내측에 탄성 지지되고, 상기 솔레노이드부에 의해 상하 방향으로 이동되며 상기 밸브통로를 선택적으로 개폐하는 플런저부;를 포함하고,
   상기 플런저부는 아웃터 플런저와, 상기 아웃터 플런저의 내측에 배치되는 인너 플런저를 포함하며,
   상기 아웃터 플런저는 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 원통 형상으로 구비되고, 상기 인너 플런저는 막대 형태로서 상기 아웃터 플런저의 하단을 통해 그 아웃터 플런저의 내측으로 끼워지며,
   상기 솔레노이드부의 내측에는 상기 아웃터 플런저의 상단을 지지하는 제1 밸브 스프링이 설치되고, 상기 아웃터 플런저의 내측에는 상기 인너 플런저의 상단을 지지하는 제2 밸브 스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 솔레노이드 밸브는 차량용 현가장치의 전자 제어식 가변 댐퍼에 구성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.

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