KR19990022803A - 유압회로용 압력 조절 솔레노이드 밸브 - Google Patents

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필립 부를롱
베르너 퀴란트
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우쁠랭 쟈끄
보쉬 시스떼메 드 프레이나쥬
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Abstract

가압된 유체의 적어도 하나의 발생기(300), 압력 리시버(200), 그리고 저압 유체의 저장소(400)로 구성된 유압회로용 압력 조절 솔레노이드 밸브로서, 2개의 자극(12, 14)과 상호 작용하는 전기코일(10)과, 전기코일(10)에 의해 만들어진 자장에 의해 발생되는 작동력(Φ)의 효과하에서 움직일 수 있는 자성체(26)와, 압력 리시버(200)에 연결된 덕트(66)와 가압된 유체의 발생기(300)에 그리고 저압 유체의 저장소(400)에 연결된 덕트중 하나(54) 또는 다른 하나(42) 사이의 연통을 명령하기 위해 슬리브 구조(28)와 상호작용하는 배급기 요소(30)를 포함하고 있고, 그리고 압력 리시버(200)와 영구히 연통하고 그리고 가동 자성체(26)상에서 탄성수단(34, 36)에 의해 발생된 힘(F)에 대향하여 코일(10)에 의해 발생된 작동력(Φ)에 더해지는 반작용력을 결정하는 적어도 하나의 반작용 챔버(46)를 포함하고 있다.
본 발명에 따라서 슬리브 구조(28)는 자극(12, 14)에 대하여 고정되어 있고 배급기 요소(30)는 슬리브 구조(28)와, 슬리브 구조(28)내에서 미끄러지고 슬리브 구조(28) 주위에서 미끄러지는 가동 자성체(26)에 의해 운동이 설정될 수 있다.

Description

유압회로용 압력 조절 솔레노이드 밸브
각각 매우 짧은 시간에 이루어지는 이들 압력 해제 및 압력의 재상승의 연속적인 위상은 서로 신속하게 이어지는데, 그 결과 솔레노이드 밸브는 여러번 신속하게 상태를 바꾼다. 이것은 브레이크 모터에서 압력의 급작스런 변화에 동반하여 이들 솔레노이드 밸브의 가동부의 진동으로 인해 상당한 소음을 야기하고 일시적인 제어불량 상태를 일으킨다.
이들 단점을 극복하기 위해서, 예를 들면 FR-A-2,679,299 또는 FR-A-2,683,338호는 비례 타입의 3방향 솔레노이드 밸브를 사용하는 것을 제안하고 있다. 이들은 한편 명령되는 차량의 휠당 하나의 솔레노이드 밸브의 사용을 허용하고, 다른 한편 이들은 더욱 신속하게 작동된다.
그럼에도 불구하고, 이러한 비례식 솔레노이드 밸브는 상당한 전체적인 크기를 나타내는 단점을 가지고 있다. 이들 솔레노이드 밸브는 전기코일, 자극 그리고 가동 자기코어를 포함하는 순수한 전기 부분과 여러가지 유압 덕트를 포함하는 몸체에 형성된 슬리브에서 또는 보어에서 미끄러지는 배급기 슬라이드 밸브를 포함하는 순수한 유압 부분으로 대부분 만들어져 있는데, 이들 2부분 사이의 연결은 배급기 슬라이드 밸브가 지지되는 가동 자기코어와 일체로 된 푸시로드에 의해 이루어진다.
본 발명은 유압회로용 압력 조절 솔레노이드 밸브에 관한 것이고 더욱 상세히는 자동차의 제동회로에만 배타적인 것이 아니고 제동하에서 휠이 잠기는 것을 방지하는 앤티 로크 브레이킹 시스템과 가속하에서 휠스핀(wheelspin)을 방지하는 견인 제어 시스템으로 구비되어 있다.
현재의 앤티 로크 브레이킹 시스템은 일반적으로 컴퓨터가 이러한 브레이크 모터와 관련된 휠의 즉각적인 잠김을 검출할 때 브레이크 모터에서 유체의 압력을 해제하도록 그리고 즉각적인 잠김이 다시 검출되어 압력 해제 및 상승 사이클이 다시 명령될 때까지 브레이크 모터에서 다시 유체 압력을 상승시키기 위해 가압된 유체의 제2 소스를 연결하도록 휠의 회전속도를 나타내는 신호를 근거로 컴퓨터에 의해 명령되는 솔레노이드 밸브를, 브레이크 모터와 같은 압력 리시버와 가압된 유체의 소스 사이에 채용하고 있다.
유사하게, 알려진 견인 제어 시스템은 일반적으로 컴퓨터가 상기 브레이크 모터와 관련된 휠을 제동할 필요성을 검출할 때 브레이크 모터에서 유체의 압력을 증가시키도록 그리고 제동이 다시 필요하여 압력 상승 및 해제 사이클이 다시 명령될 수 있을 때까지 브레이크 모터에서 유체 압력을 해제하기 위해 저압 유체의 제2 소스를 연결하도록 솔레노이드 밸브를 채용하고 있다.
제동 압력을 명령하는데 사용되는 솔레노이드 밸브는 절대적인 모드에서 대부분 작동되는데, 하나의 솔레노이드 밸브는 브레이크 모터에서 압력을 해제하는데 사용되고 다른 하나는 브레이크 모터에서 다시 압력을 상승시키는데 사용되며, 이것은 차량의 각각의 휠에서 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 하나의 실시예의 개략적인 단면도;
도 2는 도 1의 실시예의 제1 변형을 도시하는 개략적인 단면도;
도 3은 도 1의 실시예의 제2 변형을 도시하는 개력적인 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제2 실시예의 개략적인 단면도;
도 5는 도 4의 실시예의 제1 변형을 도시하는 개략적인 단면도;
도 6은 도 4의 실시예의 제2 변형을 도시하는 개략적인 단면도;
전기 및 유압 부분의 이러한 연결장치는 종래의 솔레노이드 밸브 길이방향 치수가 이들에게 주어진 공간이 너무 한정되어 설치하기 어렵거나 불가능하게 만든다.
본 발명의 목적은 그러므로 제조의 어려움이나 가격의 증가없이 그리고 그 작동이 모든 환경하에서 신뢰성이 있고 전체적인 크기의 감소를 나타내는 압력 조절 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해서, 본 발명은 가압된 유체의 적어도 하나의 발생기, 압력 리시버, 그리고 저압 유체의 저장소로 구성된 유압 회로용 압력 조절 솔레노이드 밸브로서, 2개의 자극과 상호 작용하는 전기코일과, 전기코일에 의해 만들어진 자장에 의해 발생되는 작동력의 효과하에서 움직일 수 있는 자성체와, 압력 리시버에 연결된 덕트와 가압된 유체의 발생기에 그리고 저압 유체의 저장소에 연결된 덕트중 하나 또는 다른 하나 사이의 연통을 명령하기 위해 슬리브 구조와 상호작용하는 배급기 요소를 포함하고 있고, 그리고 압력 리시버와 영구히 연통하고 그리고 가동 자성체상에서 탄성수단에 의해 발생된 힘에 대향하여 코일에 의해 발생된 작동력에 더해지는 반작용력을 결정하는 적어도 하나의 반작용 챔버를 포함하는 압력 조절 솔레노이드 밸브를 제공한다.
본 발명에 따라서, 슬리브 구조는 자극에 대하여 고정되어 있고, 배급기 요소는 슬리브 구조내에서 미끄러지며, 슬리브 구조 주위에서 미끄러지는 가동 자성체에 의해 운동이 설정될 수 있다.
하나의 실시예에 따라서, 솔레노이드 밸브는 네가티브 특성을 갖추고 있는데, 즉 압력 리시버에서 압력의 감소는 코일을 통해서 흐르는 전류의 증가에 대응하는 것이다.
제2 실시예에 따라서, 솔레노이드 밸브는 포지티브 특성을 갖추고 있는데, 즉 압력 리시버에서 압력의 증가는 코일을 통해서 흐르는 전류의 증가에 대응하는 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 한정적인 것이 아닌 실시예의 설명으로부터 명백하며, 본 발명의 다른 목적 및 특징 그리고 장점도 또한 분명해질 것이다.
여러가지 도면에서, 대응하는 요소는 프라임 및/또는 100을 더하여 가능한한 동일 참조번호로 표시하였다.
도 1에 표시되고 번호(100)로 전체적으로 표시된 솔레노이드 밸브는 컴퓨터 또는 마이크로 프로세서(도시 생략)의 명령으로 압력 리시버(200)를 가압된 유체의 발생기(300)로 또는 저압하의 저장소(400)로 연결하므로서 압력 리시버(200)에서 압력을 조절하기 위한 유압회로에 삽입되어 있다.
솔레노이드 밸브(100)는 2개의 자극(12, 14)에 자속이 흐르도록 야기할 수 있는 전기코일(10)을 포함하고 있는데, 자극(12)은 예를 들면 지지부(18)에 솔레노이드 밸브(100)를 체결하기 위한 베이스로서 작용하는 축방향 연장부(16)로 형성되어 있다. 코일(10)은 자기 재질로 만들어진 원통형 케이싱(20)에 의해 외부적으로 한계가 정해진 체적에 위치하고 비자기 재질로 만들어진 원통형 슬리브 튜브(22)에 의해 일체로 되어 있으며, 시일은 슬리브 튜브와 각각의 자극(12, 14) 사이에 밀봉을 제공한다.
이렇게 조립되어, 자극(12, 14)은 그 일부가 자극(12)에 형성된 일부가 소경부(25)로 단차지고 막혀 있는 공통의 내부 보어(24)를 형성한다. 보어(24)의 대경부에서, 연강 또는 초연강으로 만든 자성체(26)가 미끄러지는데, 이것은 실제로 폐쇄된 자기회로를 형성하도록 케이싱(20)을 통해서 그리고 자극(12, 14)을 통해 흐르는 자속에 영향을 받는다.
자극(14)은 솔레노이드 밸브(100)가 비례타입으로 작동되도록 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 이러한 타입의 솔레노이드 밸브의 코일은 수밀리미터 정도의 자성체(26)의 허용가능한 변위 범위에서 주어진 전류로 실제로 일정한 부하를 제공할 수 있는 중요한 특징을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 이러한 특성은 코일(10)을 통해서 전류 흐름을 조절하므로서 압력을 조절하는 바람직한 기능을 제공하기 위해서 본 발명에서 양호하게 사용된다.
그러므로 이러한 타입의 솔레노이드 밸브는 가동부가 진동하지 않고 그리고 압력 리시버에서 압력의 급작스런 변화를 야기하지 않고 코일을 통해서 전류흐름을 변화시킴으로서 간단하게 명령될 수 있는 장점을 나타낸다. 더욱이, 이러한 솔레노이드 밸브는 예를 들면 가변 주파수에서 또는 일정한 주파수에서 그리고 가변 듀티 사이클로 또는 대안으로서 펄스 폭 조절에 의해 직류를 변경하는 마이크로 프로세서에 의해 쉽게 명령될 수 있다.
자성체(26)는 예를 들면 베이스(16)의 막한 단차 보어의 소경부(25)내로 억지 끼움하므로서 베이스(16), 그리고 자극(12)과 일체의 슬리브 구조(28)상에서 미끄러지도록 축방향 보어로 형성되어 있다.
슬리브(28)는 배급기 요소(30)를 미끄럼가능하게 수용하는 축방향 보어로 형성되어 있고, 자극(14)쪽에 위치한 한끝은 스프링 플레이트(32)와 일체로 되어 있다.
압축 스프링(34)은 자극(14)과 스프링 플레이트(32) 사이에 배치되어, 스프링 플레이트가 작동정지중에는 슬리브(28)의 한끝에 지지되게 하여 배급기(30)의 나머지 위치가 슬리브(28)내에서 결정되게 한다.
자성체(26)의 한끝은 원통형 요소(38)의 헤드를 축방향 유격을 제한하여 유지하도록 형성되어 있는 그 몸체는 베이스(16)에 형성된 보어(39)에서 자유롭게 미끄러질 수 있다.
제2 압축 스프링(36)은 자성체를 작동정지 위치쪽으로 가압하기 위해서 자성체(26)와 자극(14) 사이에 자리잡고, 여기에서 자성체(26)는 베이스(16)의 보어(39)에 억지끼움으로 장착된 그리고 지지부(18)에 형성되고 저압하의 유체의 저장소(400)에 연결된 통로(44)에서 나오는 축방향 덕트(42)로 구비된 부품(40)에 요소(38)를 위치시킨다. 이러한 작동정지 위치에서, 요소(38)는 덕트(42)를 폐쇄한다. 그러므로 자성체(26)에 의해 명령된 밸브를 형성하여 자성체(26)의 위치에 따라 저장소(400)와 연통을 허용 또는 방지한다.
베이스(30)는 거의 기밀방식으로 베이스(16)의 보어(25)의 끝에 대하여 지지되는 니들(50)을 수용하는 막힌 축방향 보어(46)로 형성되어 있다.
방사상 보어(52)는 슬리브(28)에 형성되고, 보어(25)에 형성된 환상홈에서 나오는데, 이것은 베이스(16)의 방사상 덕트(54)를 경유하여 가압된 유체의 발생기에 연결된 지지부(18)의 통로(56)와 연통한다.
베이스(30)의 보어(46)는 방사상 천공부(58)와 주변홈(60)을 경유하여 슬리브(28)에 만들어진 방사상 천공부(62)와 영구히 연통하고, 천공부(62)는 슬리브(28)의 막힌 축방향 천공부(64)와 통한다. 천공부(64)는 슬리브(28)의 끝과 보어(25)의 막힌 끝 사이에 위치한 공간을 경유하여 베이스(16)에 형성된 덕트(66)와 연통하는데, 자체는 압력 리시버(200)에 연결된 지지부(18)의 통로(68)와 연통한다.
축방향 천공부(70)는 자성체(26)의 양쪽에 위치되고 각각 자극(12, 14)으로 형성된 챔버(72, 74)가 연통하도록 자성체(26)에 형성된다.
유사하게, 베이스(16)의 보어의 막힌 끝을 갖춘 배급기(30)의 끝에 형성된 챔버(76)는 방사상 천공부(78)에 의해 그리고 슬리브(28)에 형성된 축방향 천공부(80)에 의해 챔버(74)와 연통한다.
마지막으로, 작동정지중에 배급기(30)의 보어(46)는 방사상 천공부(82)와 주변홈(84)을 경유하여 앞서 설명한 바와 같이 가압된 유체의 발생기(300)에 영구히 연결된 보어(52)와 연통한다.
상기한 구조의 솔레노이드 밸브의 작동이 설명되는데, 이러한 솔레노이드 밸브는 예를 들면 차량 휠 앤티 로크 시스템에 삽입된다.
작동정지중에, 말하자면 코일(10)을 통해 전류가 흐르지 않으면, 솔레노이드 밸브를 구성하는 여러가지 요소는 도 1에 도시된 위치에 있게 된다. 특히, 자성체(26)상에 지지된 스프링(36)의 작용하에서, 자성체는 요소(38)가 시트(40)에 지지되도록 하고 저압 유체의 저장소(400)쪽으로 통로(44)와 챔버(72) 사이에 연통을 방지한다.
발생기(300)에 의해 구비된 가압된 유체는 차량을 제동하기 위해서, 본 발명의 바람직한 예에서 브레이크 모터인 압력 리시버(200)에 도달하는데, 통로(56), 덕트(54), 보어(52), 홈(84), 천공부(82), 보어(46), 천공부(58), 홈(60), 천공부(62, 64), 덕트(66) 그리고 통로(68)를 경유하여 이루어진다.
휠의 회전속도를 감지하기 위해 센서(도시 생략)에 의한 컴퓨터가 브레이크 모터(200)와 관련된 휠의 즉각적인 잠김을 검출할 때, 코일(10)에서 전류의 증가를 명령한다. 자극(12, 14)에 의해 이러한 전류는 스프링(36)의 작용에 대응하여 움직이는 자성체(26)상에 힘을 발생하는데 작동정지중에 그 예비부하는 매우 낮지만 작동정지중의 위치에서 밸브통로(38-40)의 폐쇄는 보장하기에 충분하다.
어깨부(86)가 스프링 플레이트(32)의 외부에지상에 지지될 때까지 자성체는 거리(D)만큼 이동하는데, 이것은 스프링(34)의 작동정지시에 에비부하(F0)와 동일한 전진에 저항을 나타낸다. 자성체(26)의 변위는 챔버(72, 74) 사이의 천공부(70)의 존재에 의해 더 용이해져서 모든 위치와 모든 작동 위상에서 자성체(26)의 어느쪽이든 동일한 압력을 보장한다.
자성체의 변위의 시작에서, 요소(38)는 시트(40)로부터 상승하여 저압 유체의 저장소(400)를 천공부(70)에 의해 함께 결합되는 챔버(72, 74)와 연통하고 천공부(78, 80)에 의해 챔버(74)에 연결된 챔버(76)와 연통한다.
거리(D)는 미리 결정되어 상기한 자성체(26)의 변위의 범위 한계중의 하나에 대응하고, 솔레노이드 밸브의 작동은 비례타입이다. 다시 말해서, 코일(10)의 특성은 미리 결정되어 코일(10)을 통해 흐르는 전류의 세기(IO)는 힘(F0)과 동일하게 그리고 반대방향으로 힘(Φ0)을 자성체(26)상에 발생하게 한다. 전류의 세기의 임의의 값(I)이 I0보다 큰 경우에, 자성체(26)는 크기(I-I0)에 비례하는 힘(Φ)을 받을 것이다.
자성체(26)는 양(d)만큼 스프링(34)을 압축할 수 있는 한편, F0보다 크고 스프링(34)의 압축량(d)에 비례하여 저항력(F)을 극복한다. 스프링(34)의 강도는 그러므로 자성체(26)상에 힘(F, Φ)의 균형을 맞추기 위해 결정될 것이며, 슬라이드 밸브의 최적 작동을 얻게 된다.
이러한 상태하에서, 코일(10)에서 증가하는 전류의 세기로, 자성체(26)는 움직여 스프링(34)을 압축하고 스프링 플레이트(32)를 경유하여 그 운동방향을 따라서 배급기(30)를 이송하여 발생기(300)에 의해 브레이크 모터(200)에 가압된 유체를 공급하면서 보어(52)와 홈(84) 사이의 연통이 차단된다.
전류의 세기가 더 증가하면서, 자성체(26) 그리고 배급기(30)의 부가적인 변위는 홈(60)이 챔버(74)와 연통하게 한다. 그러므로 브레이크 모터(200)는 통로(68), 덕트(66), 천공부(64, 62), 홈(60), 챔버(74), 천공부(70), 챔버(72) 그리고 개방된 밸브통로(38-40)를 경유하여 저압유체의 저장소(400)와 연통한다.
그리고 브레이크 모터(200)에서의 압력은 감소될 수 있는데, 이것은 브레이크 모터(200)와 관련된 휠의 잠길 위험성을 사라지게 한다.
더욱이, 배급기(30)의 홈(60)은 배급기(30) 그리고 자성체(26)의 모든 위치에서 천공부(62)와 연통하도록 크기가 정해져 있다. 결과적으로, 보어(46)는 천공부(58), 홈(60), 천공부(62, 64), 덕트(66) 그리고 통로(68)를 경유하여 브레이크 모터(200)와 영구히 연통된다. 그러므로 니들(50)의 단면에 대응하는 배급기(30)의 단면에서 배급기(30)의 보어(46)에 발휘된 압력은 브레이크 모터(200)에서의 압력과 항상 동일하다. 그러므로 보어(46)는 유압 반작용 챔버로 구성되는데, 이것은 니들(50)과 상호 작용하여 보어(46)에서 거의 기밀방식으로 미끄러진다.
그 효과는 코일(10)에서 전류흐름에 의해 산출된 배급기(30)와 자성체(26)의 운동이 반작용 챔버(46)에서 유압 반작용에 의해 뒷받침되는데, 반작용 챔버는 코일(10)에 의해 만들어진 것에 더해지는 힘을 만들고 스프링(34)이 발휘하는 힘에 대향한다.
전류 세기가 증가할 때, 브레이크 모터(200)에서 압력은 감소한다. 결과적으로, 반작용 챔버(46)로 인한 유압 반작용력은 역시 감소하고, 그러므로, 코일(10)로 인한 작용을 촉진한다.
앤티로크 시스템의 작용의 이러한 위상에서, 컴퓨터가 브레이크 모터(200)와 관련된 휠의 너무 큰 회전속도를 포착할 때, 코일(10)에서 전류 흐름의 감소를 명령한다. 그리고 힘(Φ)은 힘(F)보다 작게 되어서 스프링(34)의 작용은 우세하여 자성체(26)와 배급기(30)를 작동정지의 최초위치 방향으로 민다.
이러한 운동에서, 챔버(74)와 홈(60) 사이의 연통은 브레이크 모터(200)의 저장소(400)와의 연통과 같이 먼저 중단된다. 그리고, 전류의 세기가 더 감소하면서, 배급기(30)의 추가적인 변위는 홈(84)이 보어(52)와 연통하게 한다. 발생기(300)는 다시 브레이크 모터(200)와 연통하게 되어 브레이크 모터의 압력은 증가될 수 있다.
또한 반작용 챔버(46)에서 압력은 증가하여 반작용 챔버(46)로 인한 유압 반작용력은 증가하고 스프링(34)의 작용에 대향하고 그리고 다시 코일(10)로 인한 작용을 촉진한다.
상기한 과정은 휠이 잠기려는 경향이 지속되면 다시 이루어지는데, 이것은 차량이 완전히 정지할 때까지 또는 차량의 운전자가 제동 작용을 멈출 때까지 지속된다. 컴퓨터는 코일(10)의 여자를 중단시켜 배급기(30)와 자성체(26)는 작동정지의 최초 위치로 복귀하고, 양자는 스프링 플레이트(32)가 슬리브(28)의 끝에 지지될 때까지 스프링(34)에 의해 먼저 가압되고 그리고 자성체(26)가 요소(38)를 시트(40)에 접합할 때까지 스프링(36)에 의해 자성체(26)는 가압된다.
그러므로, 코일(10)에서 전류흐름의 세기를 적절히 조절하므로서, 자성체(26)는 반작용 챔버(46)에서 그러므로 브레이크 모터(200)에서의 압력의 함수인 위치에 있게 된다. 코일(10)에서 흐르는 전류의 세기에 비례하여 원하는 압력을 정확하게 브레이크 모터(200)에 적용하는 것이 가능하다.
그러므로 솔레노이드 밸브는 자기 코일내에 유체 배급 시스템의 장치로 전체적인 크기가 상당히 줄어들어 산출될 수 있다.
이러한 배급 시스템은 고정 슬리브(28)로 이루어져 있는데, 그 안에 배급기(30)가 미끄러지고, 배급기(30)의 위치 또는 운동을 명령하기 위해서 자성체(26)가 그 주위에서 미끄러진다.
더욱이, 이러한 솔레노이드 밸브는 여러가지 장점이 있다. 베이스(16)는 저장소(400)와 연결하기 위한 덕트(42), 브레이크 모터(200)와 연결하기 위한 덕트(66) 그리고 발생기(300)와 연결하기 위한 덕트(54)를 포함하고 있다. 동일 베이스에서 이들 3개의 덕트의 존재는 단지 지지부(18)내에 삽입되어 더 작동없이 즉시 작동될 수 있는 솔레노이드 밸브를 얻을 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 지지부(18)상에 역시 구비되는 설비가 코일(100을 위한 전력 연결부를 위해 만들어질 수 있다. 더욱이, 발생기(300) 자체는 상기 지지부(18)내에 통합될 수 있어서 필요한 유체를 통로(44)로부터 유도하는데, 이것은 여러가지 유체 연결을 간단하고 짧게 할 수 있다.
더욱이, 슬리브(28)는 자극(12)내에 고정되고 특히 그 미끄럼 부분에서 자성체(26)를 위한 안내를 제공한다. 이러한 설계는 보어(24)와 자성체(26)의 외면 사이의 방사상 거리와, 작동정지중에 자성체(26)의 끝 표면과 자극(14)의 내부끝 사이의 축방향 거리(A)와 같은 공기 갭 또는 기능적인 간격상에 제어를 매우 쉽고 매우 정밀하게 얻을 수 있다.
그러므로, 솔레노이드 밸브 기술에서 공통인 비자성 재질로 만든 가이드 튜브를 채용하지 않고 이들 값을 제어할 수 있다. 이들 튜브는 필수적으로 매우 가늘기 때문에 생산하는데 그리고 취급하는데 매우 다루기 힘들며, 더욱이 이들은 제어하기 힘드는 이력 현상(hysteresis phenomena)의 원인이 사소하지 않은 와류마찰(parasitic friction)을 야기한다. 이들 튜브의 사용으로 배급할 수 있게 하므로서 본 발명은 종래기술보다 더욱 간단하고 더욱 신뢰성있는 솔레노이드 밸브를 만들 수 있어서 제조 및 유지비를 현저히 감소시킨다.
상기한 솔레노이드 밸브에 여러가지 수정 및 변경이 가능한데 이러한 변경과 수정은 도 2 및 도 3에 나타나 있다.
도 2를 참조하면, 자극(14)과 케이싱(20')은 자극(12)에 대하여 자극(14)의 중심맞추기를 촉진하도록 단일편으로 만들 수 있다. 비자성 재질(22')로 만든 슬리브 튜브는 사용되는 유체의 체적을 제한하고 솔레노이드 밸브의 블리딩(bleeding)을 촉진하도록 자극(12, 14)의 모양과 조화되는 모양으로 주어질 수 있다.
더욱이, 방사상 천공부(88)에 의해 덕트(42)에 직접 챔버(76)를 연결하므로서 슬리브(28)에서 천공부(78, 80)를 만드는 것을 피할 수 있다. 더욱이, 챔버(72, 76)에서 압력 사이의 균형은 자성체(26)의 외주에 만들어진 축방향 홈(75)에 의해 얻어진다. 이러한 홈은 길이방향 천공부보다 실제로 가공하기가 더 쉽다.
도 2에 도시된 바와 같이, 슬리브(28)에 천공부(62, 64)를 만드는 것을 피할 수 있다. 이렇게 하기 위해서, 축방향 홈(90)이 슬리브(28)의 외주에 만들어지고, 외장(92)은 슬리브(28) 주위에 위치된다. 그러므로 홈(90)은 덕트(66)가 슬리브(28)에서 방사상 천공부(62')와 연통하도록 하여, 도 1의 천공부(62)와 동일한 목적으로 기능한다.
개구부가 외장(92)에 만들어져서 발생기(300)와 연결하기 위한 덕트(54)는 슬리브(28)에서 방사상 보어(52)와 연통하게 한다.
그러므로 슬리브(28)의 가공을 상당히 간단하게 할 수 있다. 도 2의 솔레노이드 밸브의 작용은 도 1의 솔레노이드 밸브의 작용과 완전히 동일하며 그러므로 상세히 설명하지 않는다.
이전 실시예의 변화가 도 3에 나타나 있다. 배급기(30)는 단차진 축방향 관통보어(46')로 형성되어 있다. 배급기(30')는 니들(94) 주위의 소경부를 경유하여 기밀방식으로 미끄러져서 챔버(74)와 보어(46') 사이에 밀봉을 제공한다. 니들(94)은 자극(14)에 대하여 지지되거나 또는 예를 들면 나사로 자극(14)과 일체로 될 수 있다.
더욱이 배급기(30')는 예를 들면 나사로 자극(12)과 일체로 되는 중공 니들(96)에 대하여 대경부를 경유하여 기밀방식으로 미끄러진다. 중공 니들(96)은 챔버(76)와 보어(46') 사이에 미끄럼을 제공하는 한편 압력 리시버(200)에 연결된 통로(68)와 보어(46') 사이에 연통을 허용한다. 챔버(76)는 자극(12)에서 천공부(88')를 경유하여 저장소(400)와 덕트(42)에 영구히 연통한다. 방사상 어깨부(95)는 보어(46')의 대경부와 소경부 2부분으로 분리한다.
도 3에 도시된 솔레노이드 밸브의 작용은 도 1에서 설명한 것과 동일하다. 특히, 방사상 어깨부(95)의 단면에 대응하는 배급기의 단면에서 배급기(30')의 보어(46')에 발휘된 압력은 항상 브레이크 모터(200)에서의 압력과 동일하다. 그러므로 보어(46')는 어깨부(95)에 의해 유압 반작용 챔버를 구성한다.
상기한 바와 같이, 그 효과는 코일(10)을 통해 흐르는 전류에 의해 산출된 배급기(30)의 자성체(26)의 운동이 반작용 챔버(46')에서 유압 반작용에 의해 촉진되는데, 반작용은 코일(10)에 의해 만들어진 힘에 더해지는 힘을 만들고, 스프링(34)에 의해 발휘된 것과 대향하는데, 이것은 코일(10)에 의한 작용을 돕는다.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제2 실시예를 나타낸다.
제1 실시예에서와 같이, 배급기(130)는 슬리브(128)에서 미끄러지는데, 이것은 슬리브(128) 주위에서 미끄러지는 가동 자성체(126)에 의해 운동이 설정되고 자극(12)과 베이스(16)와 일체로 되어 있다. 보어(24)의 끝에서 자극(14)에 지지되는 니들(150)을 거의 기밀방식으로 수용하는 막힌 보어(146)가 형성되어 있다.
배급기(130)의 끝에서 챔버(74, 76)는 슬리브(128)에 형성된 방사상 천공부(78)와 축방향 천공부(80)에 의해 서로 연통되어 있다. 슬리브(128)에서 방사상 천공부(170)는 축방향 천공부(80)가 챔버(72)와 연통하게 하고, 이 챔버는 덕트(142)와 통로(44)를 경유하여 저장소(400)와 영구히 연통한다. 그러므로, 챔버(72, 74, 76)는 서로 그리고 저장소(400)와 영구히 연통한다.
배급기(130)의 보어(146)는 방사상 천공부(158)와 주변홈(160)을 경유하여 슬리브(128)에 만들어진 방사상 천공부(162)와 연통하고, 천공부(162)는 베이스(16)에 형성된 덕트(166)와 연통하고, 자체는 압력 리시버(200)에 연결된 지지부(18)의 통로(168)와 연통한다.
보어(146)는 방사상 천공부(182), 주변홈(184), 방사상 천공부(153), 슬리브(128)에 만들어진 축방향 천공부(152), 덕트(154) 그리고 통로(156)를 통해서 가압된 유체의 발생기(300)와 연통할 수 있다.
마지막으로, 보어(146)는 정지중에 슬리브(128)의 방사상 천공부(170)와 연통하는 주변홈(147)과 방사상 천공부(145)에 의해 저압 유체의 저장소(400)에 연결된다.
상기 제2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 설명하는데, 이러한 솔레노이드 밸브는 자동차용 앤티로크 브레이킹 시스템 또는 가속하에서 휠스핀을 방지하기 위한 견인제어와 같은 여러가지 기능을 수행하기 위해서 예를 들면 자동 브레이킹 시스템에 삽입된다.
작동정지중에, 모든 요소는 도 4에 나타낸 위치를 차지한다. 앞서 본 바와 같이 이러한 위치에서 끝 챔버(72, 74, 76)는 저장소(400)에 연결되고 반작용 챔버(146)는 방사상 천공부(145), 주변홈(147), 그리고 챔버(172)에서 나타나는 방사상 천공부(170)과 주변홈(147), 방사상 천공부(145)를 경유하여 저장소(400)와 역시 연통한다.
압력 리시버(200)는 통로(168), 덕트(166), 방사상 천공부(162), 배급기(130)의 홈(160), 천공부(158) 그리고 반작용 챔버(146)를 통해서 저압유체의 저장소(400)에 연결된다.
컴퓨터가 코일(10)에서 흐르는 전류의 증가를 명령할 때, 이러한 전류는 자극(12, 14)에 의해서 자성체(126)상에 힘을 발생하여 자성체는 스프링(134)의 작용에 대향하여 움직이고, 스프링 플레이트(132)에 의해 그 운동을 따라 배급기(130)를 이송한다.
코일(10)에서 증가하는 전류는 스프링(134)의 작용에 대향하여 배급기(130)의 변위를 야기한다. 이러한 변위는 천공부(170)와 홈(147) 사이의 연통을 방지하기 위해서 홈(147)의 변위를 야기한다. 반작용 챔버(146)와 압력 리시버(130)는 저장소(400)로부터 분리된다.
코일(10)을 통해서 흐르는 전류의 세기 그리고 배급기(130)의 위치는 그러므로 배급기(130)에 발휘된 힘과 제어 전류 사이에서 비례되는 값의 범위내에 있다.
컴퓨터는 이러한 값의 범위내에서 전류를 조절한다. 전류의 세기가 증가하면, 배급기(130)는 스프링(134)의 작용에 대하여 가압되어 배급기(130)의 홈(184)은 발생기(300)에 연결된 천공부(153)와 연통한다.
제1 실시예에서와 같이, 배급기(130)의 홈(160)은 배급기(130) 그리고 자성체(126)의 모든 위치에서 브레이크 모터(200)와 연통을 위해 천공부(162)와 연통하여 반작용 챔버(146)가 브레이크 모터(200)와 항상 연통하도록 치수가 정해져 있다. 니들(150)의 단면에 대응하는 배급기(130)의 단면에서 보어(146)에 발휘된 압력은 항상 브레이크 모터(200)에서의 압력과 동일하다. 유사하게, 보어(46)는 보어(46)에서 거의 기밀방식으로 미끄러지는 니들(50)과 상호작용하는 유압 반작용 챔버로 구성되어 있다.
하지만, 본 실시예에 따라서, 만들어진 반작용력은 스프링(134)에 의해 발휘된 힘에 더하여지고, 코일(10)에 의해 발생된 작동력에 대향한다.
그러므로, 코일(10)을 통해 흐르는 전류를 조절하므로서, 배급기(130)는 반작용 챔버(146)에서의 압력의 함수인 위치를 차지하며 그러므로 이러한 전류를 적절하게 구동하므로서 원하는 유체압력을 브레이크 모터(200)에 적용한다. 반작용 챔버(146)에서 발생된 유압 반작용은 코일(10)을 통해 흐르는 전류의 세기의 각각의 주어진 값으로 브레이크 모터(200)와 발생기(300) 또는 저장소(400) 사이의 연통을 자동으로 개폐할 것이다.
그러므로, 전류의 세기가 감소하면, 배급기(130)에서 자성체(126)에 의해서 발휘된 힘은 감소하고 그리고 배급기는 스프링(134)에 의해 작동정지의 위치쪽으로 가압되어 천공부(153)와 배급기(130)의 홈 사이의 연통은 방지되고, 그래서 홈(147)과 천공부(170) 사이의 연통이 재개된다. 반작용 챔버(146)와 압력 리시버(200)는 저장소(400)에 연결되고, 압력 리시버(200)에서의 압력은 감소될 수 있다.
차량은 컴퓨터로부터의 전기적인 명령의 간단한 작용으로 제동될 수 있고, 대응하여 리시버(200)에서 압력을 조절하기 위해서 코일(10)에서 전류의 세기를 바꾸므로서 전기 명령을 조절한다.
그러므러, 제2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브로, 코일(10)에서 전류의 세기가 증가할 때, 브레이크 모터(200)에서의 압력은 비례하여 증가한다. 이러한 솔레노이드 밸브는 순수한 전기적인 명령으로 제동을 할 수 있는데, 이것은 컴퓨터의 메모리에 저장된 원하는 특성의 모두를 나타낼 수 있다. 예를 들면 휠이 잠기는 것을 방지하는 기능, 가속중에 휠스핀을 방지하는 기능, 경사에서 차량을 유지하는 기능, 전방의 차량에 대하여 일정한 거리 또는 일정한 속도를 유지하는 기능 등 무진장한 기능을 수행할 수 있다.
제1 실시예에서와 같이, 상기한 솔레노이드 밸브에 여러가지 수정과 변경을 가할 수 있는데, 이러한 수정과 변경은 도 5 및 도 6에 나타나 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 자극(14)과 케이싱(20')은 단일편으로 만들어져 있고, 비자성 재질로 만든 슬리브 튜브(22')는 자극(12, 14)의 모양과 조화하는 모양으로 주어져 있다.
유사하게, 방사상 천공부(188)에 의해 챔버(76)를 덕트(142)에 직접 연결하므로서 슬리브(128)에서 천공부(78, 80)를 만드는 것을 피할 수 있다. 챔버(72, 74)는 자성체(126)의 외주에 만들어진 축방향 천공부(175)에 의해 저장소(400)와 그리고 서로 영구히 연통되는 위치에 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 슬리브(128) 주위에 위치하는 외장(192), 슬리브(128)의 외주에 축방향 홈(190)을 만들므로서 슬리브(128)에서 천공부(152, 153)를 만드는 것을 피할 수 있다. 그리고 홈(190)은 덕트(166)가 슬리브(128)에서 방사상 천공부(162')와 연통하게 하여 도 4의 천공부(153)와 동일한 기능을 수행한다.
외장(192)에 개구부가 만들어져서 저장소(200)와 연결하기 위한 덕트(166)가 슬리브(128)에서 방사상 보어(162)와 연통하게 한다.
슬리브(128)의 가공은 그러므로 상당히 간단하게 될 수 있다. 도 5의 솔레노이드 밸브의 작동은 도 4의 솔레노이드 밸브의 작동과 완전히 동일하므로 상세히 설명하지 않는다.
도 6은 도 4 및 도 5에 나타난 실시예의 다른 변화를 나타낸다. 배급기(130')는 단차진 축방향 관통 보어(146')로 형성된다. 배급기(130')는 챔버(74)와 보어(146') 사이에 미끄럼을 제공하는 니들(194) 주위의 대경부를 경유하여 기밀 방식으로 미끄러진다. 니들(194)은 자극(14)에 대하여 지지되고 또는 예를 들면 나사로 일체로 되어 있다.
더욱이, 배급기(130')는 예를 들면 나사로 자극(12)과 일체로 된 중공 니들(196) 주위의 소경부를 경유하여 기밀 방식으로 미끄러진다. 중공 니들(196)은 챔버(76)와 보어(146') 사이에 밀봉을 제공하는 한편, 압력 리시버(200)에 연결된 통로(168)와 이러한 보어(146') 사이의 연통을 허용한다. 챔버(76)는 자극(12)에서 천공부(188')를 경유하여 저장소(400)와 덕트(142)와 영구히 연통된다. 방사상 어깨부(195)는 보어(146')의 소경부와 대경부의 2부분으로 분리한다.
도 6에 나타난 솔레노이드 밸브의 작용은 도 4와 관련하여 설명한 것과 동일하다. 특히, 방사상 어깨부(195)의 횡단면에 대응하는 배급기의 횡단면에서 배급기(130')상의 보어(146')에 발휘된 압력은 항상 브레이크 모터(200)에서의 압력과 같다. 그리고 보어(146')는 어깨부(195)에 의해 유압 반작용 챔버를 구성한다.
앞서 언급한 바와 같이, 코일(10)을 통해 흐르는 전류를 조절하므로서, 배급기(130')는 반작용 챔버(146')에서의 압력의 함수인 위치를 차지하고, 이러한 전류를 적절히 구동하므로서 바람직한 유압을 브레이크 모터(200)에 적용할 수 있고, 어깨부(195)에서 반작용 챔버(146')에서 발생된 유압 반작용은 코일(10)을 통해 흐르는 전류의 세기의 각각의 주어진 값으로 브레이크 모터(200)와 발생기(300) 또는 저장소(400) 사이의 연통을 자동으로 개폐한다.
제2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는 제1 실시예의 것과 동일한 장점을 나타내는데: 브레이크 모터(200), 발생기(300) 및 저장소(400)와 연결하기 위한 3개의 덕트의 존재는 지지부(18)내로 단지 삽입하기만 하는 솔레노이드 밸브를 얻을 수 있어서 더 작동없이 즉각적인 작용이 가능하게 하는데, 이것은 설치 및 유지작용을 간단하게 한다.
도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브의 축선을 따라 이들 덕트중의 하나, 축방향으로 오프셋된 이들 덕트중의 하나, 그리고 방사상으로 배열된 마지막 덕트를 배열하므로서 축선에 대한 솔레노이드 밸브의 각도위치는 임의적인데, 이것은 지지부(18)상에 설치를 더 간단하게 만든다. 이러한 지지부(18)내에 발생기(300) 자체를 통합하는 것이 가능한데, 이것은 여러가지 유체 연결을 간단하고 짧게 만들 수 있게 한다. 더욱이, 배급기와 자성체의 끝에서 챔버(72, 74, 76)가 함께 그리고 저압 유체의 저장소(400)로 결합되므로, 코일(10)을 통해서 흐르는 전류에 의해 발생된 힘의 작용하에서 가동부의 변위는 촉진된다. 솔레노이드 밸브의 전기 소비는 그 결과 낮아진다.
물론, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고 당업자에게 자명하고 그리고 첨부된 청구의 범위내에 있게 되는 수많은 수정을 가할 수 있다.

Claims (14)

  1. 가압된 유체의 적어도 하나의 발생기(300), 압력 리시버(200), 그리고 저압 유체의 저장소(400)로 구성된 유압회로용 압력 조절 솔레노이드 밸브로서, 2개의 자극(12, 14)과 상호 작용하는 전기코일(10)과, 전기코일(10)에 의해 만들어진 자장에 의해 발생되는 작동력(Φ)의 효과하에서 움직일 수 있는 자성체(26; 126)와, 압력 리시버(200)에 연결된 덕트(66; 166)와 가압된 유체의 발생기(300)에 그리고 저압 유체의 저장소(400)에 연결된 덕트중 하나(54; 154) 또는 다른 하나(42; 142) 사이의 연통을 명령하기 위해 슬리브 구조(28; 128)와 상호작용하는 배급기 요소(30, 30'; 130, 130')를 포함하고 있고, 그리고 압력 리시버(200)와 영구히 연통하고 그리고 가동 자성체(26; 126)상에서 탄성수단(34, 36; 134)에 의해 발생된 힘(F)에 대향하여 코일(10)에 의해 발생된 작동력(Φ)에 더해지는 반작용력을 결정하는 적어도 하나의 반작용 챔버(46, 46'; 146, 146')와, 자극(12, 14)에 대하여 고정되어 있는 슬리브 구조(28; 128)와, 슬리브 구조(28; 128)내에서 미끄러지는 배급기 요소(30, 30'; 130, 130')를 포함하고 있고 압력 조절 솔레노이드 밸브에 있어서, 배급기 요소(30, 30'; 130, 130')는 슬리브 구조(28; 128) 주위에서 미끄러지는 가동 자성체(26; 126)에 의해 운동이 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 반작용 챔버(46, 46')는 작동정지중에 가압된 유체의 발생기(300)와 연통하고, 코일(10)에 의해서 발생된 작동력에 더해지는 힘을 결정하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 자성체(26)는 자극(12, 14)과 함께 서로 영구히 연통되는 끝 챔버(72, 74)를 결정하고, 배급기 요소(30, 30')는 자극(12, 14)과 함께 서로 영구히 연통하는 끝 챔버(76, 74)를 결정하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 밸브 통로(38, 40)가 하나(12)의 자극에 형성되고, 이러한 밸브 통로(38, 40)는 작동정지중에는 폐쇄되고, 전류가 솔레노이드 밸브의 코일(10)을 통해 흐를 때 자성체(26)는 상기 밸브 통로(38, 40)를 개방하고 끝 챔버(72, 74, 76)가 저압 유체의 저장소(400)와 연통하는 위치에 위치시키는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  5. 제 4 항에 있어서, 반작용 챔버(46)는 배급기 요소(30)의 보어(46)에 형성되고 자극의 하나(12)에 대하여 놓인 니들(50)이 미끄러지며 그 단면은 압력 리시버(200)에서의 압력을 받는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  6. 제 4 항에 있어서, 반작용 챔버(46')는 배급기 요소(30')의 단차진 보어(46')에 형성되고, 방사상 어깨부(95)는 단차진 보어(46')의 대경부와 소경부 2부분으로 나누고, 방사상 어깨부(95)의 단면은 압력 리시버(200)에서의 압력을 받는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 배급기(30')는 자극중의 하나(14)에 대하여 놓이는 니들(94) 주위에서 소경부를 경유하여 미끄러지고 그리고 중공 니들(96)에 대하여 대경부를 경유하여 미끄러지는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서, 중공 니들(96)은 반작용 챔버(46')와 압력 리시버(200) 사이에 영구히 연통을 허용하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  9. 제 1 항에 있어서, 반작용 챔버(146, 146')는 작동정지중에 저압 유체의 저장소(400)와 연통하고 그리고 코일(10)에 의해서 발생된 작동력에 대향하는 힘을 결정하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  10. 제 9 항에 있어서, 자성체(126)는 자극(12, 14)과 함께 저압 유체의 저장소(400)와 그리고 서로 영구히 연통하는 끝 챔버(72, 74)를 결정하고, 배급기 요소(30, 30')는 자극(12, 14)과 함께 저압 유체의 저장소(400)와 그리고 서로 영구히 연통하는 끝 챔버(76, 74)를 결정하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  11. 제 10 항에 있어서, 반작용 챔버(146)는 배급기 요소(130)의 보어(146)에 형성되고 자극의 하나(14)에 대하여 놓인 니들(150)이 미끄러지며 그 단면은 압력 리시버(200)에서의 압력을 받는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  12. 제 10 항에 있어서, 반작용 챔버(146')는 배급기 요소(30')의 단차진 보어(146')에 형성되고, 방사상 어깨부(195)는 단차진 보어(146')의 대경부와 소경부 2부분으로 나누고, 방사상 어깨부(195)의 단면은 압력 리시버(200)에서의 압력을 받는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  13. 제 12 항에 있어서, 배급기(130')는 자극중의 하나(14)에 대하여 놓이는 니들(194) 주위에서 소경부를 경유하여 미끄러지고 그리고 중공 니들(196)에 대하여 대경부를 경유하여 미끄러지는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
  14. 제 13 항에 있어서, 중공 니들(196)은 반작용 챔버(146')와 압력 리시버(200) 사이에 영구히 연통을 허용하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 솔레노이드 밸브.
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