KR102443205B1 - 체크 밸브를 구비하는 솔레노이드 밸브의 필터 어셈블리 및 이를 포함하는 솔레노이드 밸브 - Google Patents

체크 밸브를 구비하는 솔레노이드 밸브의 필터 어셈블리 및 이를 포함하는 솔레노이드 밸브 Download PDF

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고인석
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Abstract

필터 어셈블리는 오일의 흐름을 위한 오일 유로와 상기 오일의 리턴을 위한 오일 리턴 유로, 그리고 상기 오일 리턴 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브를 포함한다. 상기 체크 밸브는 상기 오일 리턴 유로에 연결되는 연결 유로, 상기 오일 유로와 상기 오일 유로에 각각 연통되는 볼 수용 홀, 그리고 상기 볼 수용 홀에 이동 가능하게 배치되어 상기 연결 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브 볼을 포함한다. 상기 볼 수용 홀은 상기 체크 밸브 볼 주위에 형성되는 함몰 홈을 구비한다.

Description

체크 밸브를 구비하는 솔레노이드 밸브의 필터 어셈블리 및 이를 포함하는 솔레노이드 밸브{Filter assembly for solenoid valve with check valve and solenoid valve including same}
본 발명은 차량의 제동 및 자세제어 등을 위한 브레이크 시스템에 사용될 수 있는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
차량의 제동 및 자세제어 등을 위해 사용되는 유압 브레이크 시스템은 제동 시 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS, Anti-Lock Brake System), 구동 휠의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS, Brake Traction Control System), 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어의 조합에 의해 차량의 주행 상태를 안정적으로 유지시키는 차량 자세제어 시스템(ESC, Electronic Stability System) 등이 있다.
이러한 유압 브레이크 시스템의 유압 제어를 위해 솔레노이드 밸브가 사용되며, 솔레노이드 밸브는 모듈레이터 블록(modulator block)에 설치되어 마스터 실린더와 휠 사이의 작동 오일의 유로를 선택적으로 개폐하도록 작용한다.
솔레노이드 밸브는 작동 오일의 불순물을 거르기 위한 필터를 구비하며, 솔레노이드 밸브의 필터는 통상 측면을 통해 유출입되는 오일의 불순물을 제거하는 필터, 소위 사이드 필터와 길이방향 전단을 통해 유출입되는 오일의 불순물을 제거하는 필터, 소위 프론트 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드 밸브 중 자세제어를 위한 ESC(Electric Stability Control)를 위해 사용되는 솔레노이드 밸브는 작동 오일의 흐름의 한 방향 흐름을 차단하기 위한 볼 체크 밸브(ball check valve)가 사이드 필터에 구비된다.
사이드 필터에 구비되는 볼 체크 밸브는 작동 오일의 흐름 방향에 따라 작동 오일의 흐름을 허용하거나 차단하도록 작동하며, 이로 인해 작동 오일의 흐름의 차단 시에는 누설 성능이 우수해야 하며 작동 오일의 흐름의 허용 시에는 성능 확보를 위해 요구되는 유량(flow rate)을 확보할 수 있어야 한다. 볼 체크 밸브의 볼의 스트로크(stroke)는 누설 성능과 유량 확보에 상반되는 영향을 준다. 즉 볼의 스트로크의 감소는 누설 성능을 향상시키나 작동 오일의 유량을 감소시키도록 작용한다. 나아가 볼 체크 밸브의 볼이 수용되는 체크 밸브 홀의 단면적, 더 구체적으로 볼과 체크 밸브 홀을 형성하는 면 사이의 면적이 작아질수록 누설 성능이 향상되는 효과가 있지만, 반대로 단면적이 작아지면 유량의 성능이 저하되는 모순이 있다. 이와 같이 볼 체크 밸브의 볼의 스트로크와 체크 밸브 홀의 단면적은 누설 성능과 유량을 동시에 향상시킬 수 없는 모순적 특징을 가진다. 이로 인해 누설 성능과 유량 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 방안이 요구된다.
공개특허공보 제10-2009-0078847호(공개일자: 2009.07.21)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 누설 성능과 유량 성능을 모두 향상시킬 수 있는 체크 밸브를 구비하는 필터 어셈블리 및 이를 포함하는 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 필터 어셈블리는 오일의 흐름을 위한 오일 유로와 상기 오일의 리턴을 위한 오일 리턴 유로, 그리고 상기 오일 리턴 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브를 포함한다. 상기 체크 밸브는 상기 오일 리턴 유로에 연결되는 연결 유로, 상기 오일 유로와 상기 오일 유로에 각각 연통되는 볼 수용 홀, 그리고 상기 볼 수용 홀에 이동 가능하게 배치되어 상기 연결 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브 볼을 포함한다. 상기 볼 수용 홀은 상기 체크 밸브 볼 주위에 형성되는 함몰 홈을 구비한다.
상기 함몰 홈은 상기 연결 유로의 개폐를 위한 상기 체크 밸브 볼의 거동 방향과 나란한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
상기 함몰 홈은 복수로 구비되고, 상기 복수의 함몰 홈은 상기 체크 밸브 볼의 주위에 원주방향을 따라 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 오일의 흐름을 위한 오일 유로와 상기 오일의 리턴을 위한 오일 리턴 유로를 형성하여 상기 오일의 불순물을 거를 수 있도록 형성되는 필터 어셈블리, 상기 필터 어셈블리에 체결되며 상기 오일 유로와 연통되는 연결 통로를 구비하는 플런저 시트 부재, 이동 가능하게 배치되며 이동에 의해 상기 플런저 시트 부재의 상기 연결 통로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 플런저, 그리고 상기 오일 리턴 유로를 통한 상기 오일의 한 방향으로의 흐름을 차단할 수 있도록 상기 오일 리턴 유로를 통한 상기 오일의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있도록 구성되는 체크 밸브를 포함한다. 상기 체크 밸브는 상기 오일 리턴 유로에 연결되는 연결 유로, 상기 오일 유로와 상기 오일 유로에 각각 연통되는 볼 수용 홀, 그리고 상기 볼 수용 홀에 이동 가능하게 배치되어 상기 연결 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브 볼을 포함한다. 상기 볼 수용 홀은 상기 체크 밸브 볼 주위에 형성되는 함몰 홈을 구비한다.
본 발명에 의하면, 볼 체크 밸브의 볼의 스트로크를 제한하면서도 볼 주위에 배치되는 함몰 홈을 통해 오일 유동 공간을 확보함으로써 누설 성능과 유량 성능을 모두 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 측면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 사이드 필터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 정면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 단면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 필터 어셈블리, 즉 사이드 필터(10)는 대략 중공 실린더 형상을 가실 수 있으며. 프론트 필터(30)가 사이드 필터(10)의 선단에 조립된다. 조립된 사이드 필터(10)와 프론트 필터(30)는 브레이크 시시스템의 오일 압력을 제어하는 밸브 블록(도시되지 않음)의 보어에 설치될 수 있도록 형성될 수 있다.
사이드 필터(10)는 실린더 형상의 몸체(101)를 구비하며, 제1 오일 유로(11)가 몸체(101)의 측벽에 형성되고 제2 오일 유로(12)가 몸체(101)의 길이방향(도 1 및 도 2에서 상하방향)을 따라 연장되어 형성된다. 제1 오일 유로(11)와 제2 오일 유로(12)는 밸브 블록의 오일 유로에 연결될 수 있고, 제1 오일 유로(11)은 휠에 설치되는 브레이크로 유체적으로 연결되고 제2 오일 유로(12)는 마스터 실린더에 유체적으로 연결될 수 있다. 제1 오일 유로(11)를 형성하는 개구에는 메쉬(mesh) 형태의 필터 부재(111)가 설치될 수 있으며, 도시의 편의를 위해 도 2 및 도 3에는 필터 부재(111)가 생략되었다.
프론트 필터(30)는 사이드 필터(10)의 프론트 부분(도 2에서 하단 부분)에 형성되는 연결 공간(13)에 삽입될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2 오일 유로(12)가 연결 공간(13)에 연통된다. 사이드 필터(10)는 제1 오일 유로(11)를 지나는 오일에 함유된 불순물을 거르는 기능을 수행하고 프론트 필터(30)는 제2 오일 유로(12)를 흐르는 오일의 불순물의 제거하는 기능을 한다. 도 2를 참조하면, 프론트 필터(30)는 사이드 필터(10)에 고정되는 몸체(31), 그리고 몸체(31)의 관통홀(311)에 설치되는 필터 부재(32)를 구비할 수 있다. 필터 부재(32)는 다수의 미세 통공을 갖는 메쉬 형태의 필터일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 슬리브(sleeve)(70)가 사이드 필터(10)에 체결될 수 있으며, 마그넷 코어(40)가 선단 일부(도 2에서 하측 부분)가 사이드 필터(10)의 몸체(301)의 중공부에 삽입되는 상태로 슬리브(70) 내에 배치된다. 슬리브(70)는 상하로 연장되는 원통 형상의 공간을 형성하고 여자 코일(도시되지 않음)이 슬리브(70)의 둘레에 배치될 수 있다. 마그넷 코어(40)는 길이방향으로 연장되는 관통홀(41)을 형성하며, 상단에 아마추어(60)가 연결된 플런저(plunger)(50)가 마그넷 코어(40)의 관통홀(41)에 길이방향으로 따라 이동 가능하게 배치된다. 플런저(50)는 선단에 볼(52)을 구비하는 볼 플런저의 형태로 구현될 수 있으며, 리턴 스프링(51)이 마그넷 코어(40)에 대해 플런저(50)를 탄성적으로 지지한다.
사이드 필터(10)의 몸체(101)는 플런저 시트 부재(80)의 체결을 위한 돌출 체결부(14)를 구비할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 위에서 설명한 제2 오일 유로(12)는 몸체(101)와 돌출 체결부(14)를 상하로 관통하도록 형성될 수 있다. 플런저 시트 부재(80)는 사이드 필터(10)의 제1 유입 유로(11) 및 제2 유입 유로(12)를 연결하는 연결 통로(81)를 형성할 수 있으며, 플런저 시트 부재(80)는 플런저(50)의 이동에 따라 연결 통로(81)가 선택적으로 개폐되도록 구성된다. 플런저(50)의 도 2에서의 하방향 이동에 의해 볼(52)이 플런저 시트 부재(80)의 표면, 밸브 시트 면에 접촉되면 연결 통로(81)가 폐쇄되고, 플런저(50)의 도 2에서의 상방향 이동에 의해 볼(52)이 플런저 시트 부재(80)의 표면에서 이격되면 연결 통로(81)가 개방된다.
사이드 필터(10)는 오일의 리턴을 위한 오일 리턴 유로(15)를 구비할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 오일 리턴 유로(15)는 사이드 필터(10)의 몸체(101)의 횡방향으로 연장되는 부분에 형성될 수 있으며 제2 오일 유로(12)에 연통될 수 있다. 체크 밸브(16)는 플런저(50)의 작동에 의해 연결 통로(81)가 개방되어 오일이 공급되고 있는 상태에서 오일 리턴 유로(15)를 통한 오일의 배출을 차단하도록 작동한다. 체크 밸브(16)는 연결 통로(81)가 개방되어 제2 오일 유로(12)를 통해 휠의 브레이크 장치로 오일이 공급되는 상태에서는 오일 압력에 의해 오일 리턴 유로(15)를 폐쇄하고 연결 통로(81)가 폐쇄되어 제2 오일 유로(12)의 오일 압력이 감소하는 경우에는 오일 리턴 유로(15)를 개방시켜 오일 리턴이 이루어질 수 있도록 작용한다. 이와 같은 체크 밸브(16)의 작용에 의해 휠의 브레이크 장치로의 오일 공급 및 브레이크 장치로부터의 오일 리턴이 이루어질 수 있다.
체크 밸브(16)는 오일 리턴 유로(15)에 연통되는 연결 유로(161)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브 볼(163)을 구비한다. 체크 밸브 볼(163)은 연결 유로(161)와 연결 공간(13)에 각각 연통되는 볼 수용 홀(165)에 이동 가능하도록 배치된다. 볼 수용 홀(165)은 연결 공간(13)에 연통됨으로써 결과적으로 제2 오일 유로(12)에 연통된다. 도 2를 참조하면, 연결 유로(161)와 볼 수용 홀(165)은 제2 오일 유로(12)에서 반경방향으로 일정 거리만큼 이격되는 위치에서 사이드 필터(10)의 몸체(101)에 형성될 수 있다.
체크 밸브 볼(163)이 배치되는 볼 수용 홀(165)이 연결 공간(13)에 연통됨으로써 마스터 실린더의 유압이 볼 수용 홀(165)에 배치된 체크 밸브 볼(163)에 작용한다. 볼 수용 홀(165)의 유압에 의한 힘에 의해 체크 밸브 볼(163)이 위로 이동하면 연결 유로(161)가 폐쇄된다. 한편, 유압이 해제되면, 체크 밸브 볼(163)은 중력에 의해 아래로 떨어져 연결 유로(161)를 개방한다. 이때, 체크 밸브 볼(163)이 연결 유로(161)를 폐쇄하는 위치와 체크 밸브 볼(163)이 아래로 떨어져 구조물, 도 2에 도시된 상태에서는 프론트 필터(30)의 몸체(31)에 지지된 상태의 위치 사이의 거리가 체크 밸브 볼(163)의 스트로크가 된다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는, 체크 밸브 볼(163)의 스트로크를 일정 범위 내로 제한하면서도 오일의 원하는 유량 값이 확보되도록 하기 위해, 체크 밸브 볼(163)의 주위에 함몰 홈(167)이 구비된다. 함몰 홈(167)은 연결 유로(161)의 개폐를 위한 체크 밸브 볼(163)의 거동 방향, 즉 도 2에서 상하방향과 나란하게 연장되며, 복수의 함몰 홈(167)이 체크 밸브 볼(163)의 주위에 원주방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 함몰 홈(167)은 볼 수용 홀(165)를 형성하는 면(168)에 돌출되는 돌출부(169)에 의해 형성될 수 있다. 즉, 볼 수용 홀(165)를 형성하는 면(168)에서 돌출된 돌출부(169) 옆의 공간이 함몰 홈(167)이 된다. 체크 밸브 볼(163) 주위에 함몰 홈(167)이 형성됨으로써, 결과적으로 체크 밸브 볼(163)을 수용하는 수용 홀(165)의 단면적이 커지고 그에 따라 오일의 유동 공간이 확보되어 원하는 오일 유량이 확보될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 사이드 필터
11, 12: 오일 유로
13: 연결 공간
30: 프론트 필터
50: 플런저
60: 아마추어
70: 슬리브
80: 플런저 시트 부재
81: 연결 유로
15: 오일 리턴 유로
16: 볼 체크 밸브
161: 연결 유로
163: 체크 밸브 볼
165: 볼 수용 홀
167: 함몰 홈

Claims (6)

  1. 오일의 흐름을 위한 오일 유로와 상기 오일의 리턴을 위한 오일 리턴 유로, 그리고
    상기 오일 리턴 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브를 포함하고,
    상기 체크 밸브는
    상기 오일 리턴 유로에 연결되는 연결 유로,
    상기 오일 유로와 상기 연결 유로에 각각 연통되는 볼 수용 홀, 그리고
    상기 볼 수용 홀에 이동 가능하게 배치되어 상기 연결 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브 볼
    을 포함하고,
    상기 볼 수용 홀은 상기 오일의 유량 확보를 위해 상기 체크 밸브 볼 주위에 형성되는 함몰 홈을 구비하는 필터 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 함몰 홈은 상기 연결 유로의 개폐를 위한 상기 체크 밸브 볼의 거동 방향과 나란한 방향으로 연장되어 형성되는 필터 어셈블리.
  3. 제1항에서,
    상기 함몰 홈은 복수로 구비되고, 상기 복수의 함몰 홈은 상기 체크 밸브 볼의 주위에 원주방향을 따라 배열되는 필터 어셈블리.
  4. 오일의 흐름을 위한 오일 유로와 상기 오일의 리턴을 위한 오일 리턴 유로를 형성하여 상기 오일의 불순물을 거를 수 있도록 형성되는 필터 어셈블리,
    상기 필터 어셈블리에 체결되며 상기 오일 유로와 연통되는 연결 통로를 구비하는 플런저 시트 부재,
    이동 가능하게 배치되며 이동에 의해 상기 플런저 시트 부재의 상기 연결 통로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 플런저, 그리고
    상기 오일 리턴 유로를 통한 상기 오일의 한 방향으로의 흐름을 차단할 수 있도록 상기 오일 리턴 유로를 통한 상기 오일의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있도록 구성되고 상기 필터 어셈블리에 형성되는 체크 밸브
    를 포함하고,
    상기 체크 밸브는
    상기 오일 리턴 유로에 연결되는 연결 유로,
    상기 오일 유로와 상기 연결 유로에 각각 연통되는 볼 수용 홀, 그리고
    상기 볼 수용 홀에 이동 가능하게 배치되어 상기 연결 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성되는 체크 밸브 볼
    을 포함하고,
    상기 볼 수용 홀은 상기 오일의 유량 확보를 위해 상기 체크 밸브 볼 주위에 형성되는 함몰 홈을 구비하는 솔레노이드 밸브.
  5. 제4항에서,
    상기 함몰 홈은 상기 연결 유로의 개폐를 위한 상기 체크 밸브 볼의 거동 방향과 나란한 방향으로 연장되어 형성되는 솔레노이드 밸브.
  6. 제5항에서,
    상기 함몰 홈은 복수로 구비되고, 상기 복수의 함몰 홈은 상기 체크 밸브 볼의 주위에 원주방향을 따라 배열되는 솔레노이드 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008267455A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd ボールチェックバルブ
KR20090078847A (ko) 2008-01-16 2009-07-21 주식회사 만도 전자제어식 브레이크 시스템을 위한 밸브
KR102169600B1 (ko) * 2020-04-08 2020-10-23 이래에이엠에스 주식회사 차량의 자세제어를 위한 작동 유체의 흐름 제어를 위한 솔레노이드 밸브

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