KR20030007158A - 하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents

하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20030007158A
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오스터하트다니엘존
레이크루이스윌리엄
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이턴 코포레이션
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Abstract

하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브는 장력 또는 압력내에 밸브를 위치시키는 시스템에 연결하기 위해 그 대항 단부상에 나사체결부를 갖는 단일한 몸체를 구비한다. 입구 포트는 몸체의 일 단부내에 형성되며, 다수의 교차 포트는 입구와 연통하도록 형성된다. 자화 가능한 슬리브 밸브/아마츄어 부재는 몸체 위로 활주 가능하게 수납되며, 몸체 교차 포트를 밸브 조정하기 위해 축방향으로 이동되는 반경방향 포트를 구비한다. 환형 유동 수집기 링 및 극편(pole piece)은 슬리브 밸브의 대항하는 축방향 측면상에 배치된다. 그 위에 코일을 구비하는 보빈은 몸체 위로 수납되며, 코일 전면에 걸친 자기적으로 삼투 가능한 커버는 코일 중심으로 유체 루프를 완성한다.

Description

하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체 및 그 제조 방법{A LOAD BEARING SOLENOID OPERATED VALVE AND METHOD OF MAKING SAME}
본 발명은 자동차 현가 장치에 사용되는 감쇠 로드와 같은 하중 지지 장치의 일부로서 장착된 솔레노이드 작동식 유압 밸브에 관한 것이다. 그러한 용도로 사용되는 솔레노이드 작동식 유압 밸브는 그 구조 요소상에 순환 장력 및 압축 하중이 가해지며, 제조 및 조립에서의 효과 및 경제성을 달성하기 위해 솔레노이드 아마츄어(armature)의 중심축을 따라 일련의 정렬을 이룬다.
현가 시스템내의 하중 지지 부재로 인해 밸브는 부가적으로 하중 지지 능력을 갖기 위한 특정 치수가 요구된다. 지금까지 구성요소의 조립은 최종적으로 용접 및 나사체결 결합에 의해 이루어졌으며, 이는 특히 여객 차량 및 경량 트럭에 적용되는 자동차 구성요소의 고체적(high volume) 대량 생산으로 엄청난 비용이 드는 것으로 나타났다. 또한, 허용 가능한 치수 변경에서의 몇몇 한계는 제조 비용에 가산되는 사전 조립체 기계 가공을 종종 요구한다.
공지된 밸브 조립체는 도 4에 도시되어 있으며, 제 1 하중 지지 단부 부재(1)는 제 2 환형 몸체 부재(2)를 숄더부 또는 몸체 부재(2)에 부착된 유동 수집기 링 부재(3)와 나사체결식으로 결합시킨다. 하중 지지 부재(1)는 하중 제공 부재에 부착하기 위해 그 상부 단부에 형성된 내부 나사체결부(1A)를 갖는다. 몸체 부재(2)의 하부 단부는 입구 포트(6)를 구비한다. 이동가능한 아마츄어(armature)/밸브 부재(4), 극편(pole piece)(5) 및 포트식 슬리브 부재(7)는 그 나사체결 조립전에 부재(1, 2) 사이에 배치된다. 따라서, 도 4의 조립체는 다수의 부품과 그 결합에 의해 상대적으로 복잡하며, 대량생산에서 조합 및 조립이 상대적으로 고가이다.
따라서, 하중 지지 부재로서 기능하도록 의도된 솔레노이드 작동식 유압 밸브를 제공하는 것이 요구되며, 그러한 장치는 상대적으로 낮은 제조 비용으로 조립 및 설치가 용이하다.
본 발명은 조립체 내에서 구조적 하중 지지 부재로서 사용되며, 입구 포트가 그 내부에 형성되어 입구 포트와 연통하는 측면 포트를 갖는 단일 밸브 몸체상의 하중 지지 베어링과 정렬되도록 그 대향 단부상의 하중 지지 부재를 갖는 솔레노이드 작동식 유압 밸브를 제공한다. 환형 유동 수집기는 몸체상에 배치되며, 자기적으로 삼투 가능한 재료를 갖는 슬리브는 측면 포트 위로 배치되고 측면 포트를 개방 또는 폐쇄하기 위해 몸체상에서 이동가능하다. 환형 극편은 유동 수집기로부터 거리를 두고 몸체상에 배치되며, 전기 전도성 재료의 코일은 코일이 활성화된 경우 그 위로 이동되는 슬리브 주위에 배치된다.
바람직한 실시예에서, 하중 지지 표면 및 입구 포트는 동축방향으로 배열되며, 측면 포트와 연통하는 출구 포트가 제공되어 입구 포트에 대체로 평행한 방향으로 배출되도록 배치된다. 따라서 본 발명은 유체 작동식 시스템내의 하중 지지 부재로서 삽입을 위해 그 내부에 형성된 입구 포트를 구비하는 단일 몸체를 갖는 독특하고 신규한 하중 지지 솔레노이드 작동식 유체 밸브 조립체를 제공한다.
도 1은 활성화된 상태에서 측면 포트가 폐쇄된 본 발명의 밸브의 단면도,
도 2는 비활성 조건에서 측면 포트가 개방된 도 1과 유사한 도면,
도 3은 본 발명의 밸브의 단부도,
도 4는 종래의 밸브 조립체의 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 밸브 조립체12 : 본체 부재
14 : 입구 포트16 : 측면 포트
18 : 슬리브20 : 플랜지
22 : 극편(pole piece)24 : 포트
26 : 유동 수집기28 : 출구 포트
32 : 환형 유체 챔버34 : 교차 포트
40 : 캔44 : 환형 립 또는 클립
46 : 스프링48 : 내부 나사체결부
50 : 외부 나사체결부
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 밸브 조립체는 일반적으로 참조부호(10)로 표시되며, 그 하부 단부내에 형성된 입구 포트 또는 보어(14)를 구비하는 원통형 구조를 바람직하게 가지며, 적어도 하나 그리고 바람직하게는 다수의 원주방향으로 이격된 측면 포트(16)와 연통하도록 상방으로 연장된다.
환형 슬리브 부재(18)는 몸체(12) 위로 활주 가능하게 배치되며, 몸체의 하부 단부 상에 형성된 플렌지(20)에 의해 그 위에 유지된다. 자화 가능한 극편 부재는 참조부호(22)로 표시된 몸체의 상부 단부상에 고정된다.
슬리브(18)는 적어도 하나 그리고 바람직하게는 다수의 원주방향으로 이격되고 반경방향으로 연장하는 포트(24)를 포함하며, 상기 포트(24)는 슬리브(18) 위에 위치되어 플랜지(20)와 상부 극편(22)의 하부 단부 사이에 슬리브(18)의 수직 이동에 의해 측면 포트(16)를 개방 및 폐쇄시킨다.
링 등의 환형 구조를 갖는 유동 수집기는 참조부호(26)로 표시된 몸체의 하부 단부위로 수납되며, 현재 바람직한 실시예에서 유동 수집기(26)는 그 내부에 형성되고 입구 포트(14)와 일반적으로 평행하게 배열되게 축방향으로 연장하는 출구 포트 또는 포트(28)를 갖는다. 출구 포트(28)는 슬리브(18)내의 포트(24)와 연통한다. 출구 포트가 현재 바람직한 실시예에서 유동 수집기(26)내에 배치되고 입구 포트(14)와 평행하게 배열되도록 연장되지만, 출구 포트의 다른 배열 및 배향이 요구되는 경우 포트(28)는 유동 수집기(26)가 아닌 다른 밸브의 부재내에 선택적으로 위치될 수 있다.
유동 수집기(26)는 참조부호(32)로 표시된 환형 유동 챔버를 제공하며, 상기 환형 유동 챔버(32)는 슬리브(18)를 둘러싸고 슬리브(18)내의 교차 포트(24)에 의해 출구 포트(28)와 연통한다.
보빈 부재(30)는 몸체(12) 위로 수납된다. 전기 전도성 재료의 코일은 참조부호(36)로 표시된 것으로서 보빈 주위에 배치되며, 몸체내에 배치된 단자(38, 39)로서 보빈의 상부 플랜지를 통해 외부 방향으로 연장하는 전기적 단자와 연결된다. 단자(38, 39)이 그것에 외부방향 전기적인 접속을 위해 조절된다는 것은 이해될 것이다.
자기적으로 삼투 가능한 재료의 외부 케이싱 또는 캔은 참조부호(40)로 표시된 것으로서 보빈 및 코일 위로 배치되며, 적합한 고정 방법, 바람직하게는 예를 들어 롤 인(rolled-in) 또는 클림프식 플랜지(42)에 의해 유동 수집기(26)에 고정된다. 그러나, 캔(40)을 유동 수집기(26)로 탈착하기 위해 다른 방법이 사용될 수 있다는 것은 이해될 것이다. 슬리브는 도 1에서 상부 극편(22)에 의해 교차 포트(34)를 폐쇄하며, 작동 공기 갭을 폐쇄하는 상방 한계 위치로 도시되어 있다. 슬리브는 코일이 완전히 활성화된 경우에 도 1에 도시된 위치가 된다.
환형 링 또는 클립(44)은 슬리브(18)의 상부 단부 위로 배치되며, 그 상부단부가 보빈상에 형성된 내부방향으로 연장하는 플랜지(48)에 대항하여 일치되는 스프링의 하부 단부에 대항하여 일치된다. 따라서, 스프링(46)은 슬리브에 대항하여 클립을 편향시키도록 기능하며 하측 또는 개방 위치로 슬리브를 추진시킨다.
도 2를 참조하면, 스프링(46)이 슬리브(18)를 하방으로 이동시켜 그 하부 단부가 몸체의 플랜지(20)의 상부 표면에 결합되도록 야기시키는 비활성화 상태에서의 밸브 조립체(10)가 도시된다. 도 2에 도시된 슬리브의 위치에서, 배출 포트(24) 및 슬리브는 몸체내의 측면 포트(16)를 개방하여 출구 포트(28)와 연통한다.
몸체(12)의 상부 단부는 제 1 하중 제공 부재(도시되지 않음)에 연결하기 위해 그 내부에 형성된 내부 나사체결부(48)를 갖는다. 몸체(12)의 하부 단부는 몸체(12)의 상부 단부에 가해진 하중으로부터 대향되게 배향된 하중을 가하도록 의도된 제 2 하중 제공 부재(도시되지 않음)에 연결되기 위해 조절되는 외부 나사체결부(50)를 그 위에 구비한다.
따라서, 본 발명은 몸체 부재의 대향 단부에서 하중 공급 부재와 부착하기 위한 일체식 단일 몸체 부재를 갖는 솔레노이드 작동식 유압 밸브를 제공하며, 상기 하중 공급 부재는 장력 및 압축 하중이 가해지는 상기 밸브를 필요로하는 시스템내에 사용된다. 본 발명의 밸브는 동축 배열되게 배치된 그 단부 상에 입구 포트 및 하중 지지 표면을 바람직하게 갖는다. 밸브의 입구 포트 단부는 외부 나사체결부에 의해 하중 공급 부재에 바람직하게 부착되며, 입구 포트에 대향하는 밸브 단부는 하중 제공 부재와 연결하기 위한 내부 나사체결부를 바람직하게 구비한다.본 발명의 독특한 환형 슬리브 밸브 부재는 몸체를 둘러싸며, 아마츄어로서 기능하여 입구 포트와 연통하는 측면 포트를 통과하는 유동을 제어한다. 따라서 본 발명의 밸브는 독특한 단일 몸체 구조를 제공하여 제조 비용을 최소화하고 밸브 구조를 단순화하며, 확실한 기능성을 제공한다.
본 발명은 이상에서 도시된 실시예에 대해 설명되었지만, 본 발명은 변경 및 변형 가능하며, 하기의 특허청구범위에 의해서만 제한된다.
본 발명에 의하면 하중 지지 부재로서 기능하도록 의도된 솔레노이드 작동 식 유압 밸브를 제공하여 상대적으로 낮은 제조 비용으로 조립 및 설치가 용이한 효과가 있다.

Claims (22)

  1. 하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체에 있어서,
    ⓐ 제 1 하중 공급 부재와 연결하기 위해 조절된 제 1 표면을 갖는 하나의 단부와, 그 내부에 유압 입구 포트를 갖고 그 위에는 상기 하나의 하중 제공 부재와 대향하는 제 2 하중 제공 부재에 연결하기 위해 조절된 제 2 표면을 구비하는 비자성체의 단일한 몸체 부재와,
    ⓑ 상기 몸체내에 형성되어 상기 압력 입구 포트와 연통하는 적어도 하나의 측면 포트와,
    ⓒ 상기 몸체상에 배치된 환형 유동 수집기와,
    ⓓ 자기적으로 삼투 가능한 재료를 포함하며, 상기 측면 포트 상에 배치되고 상기 측면 포트를 통한 유동 저지 위치와 유동 허용 위치 사이에서 상기 몸체상을 이동가능한 슬리브와,
    ⓔ 상기 슬리브로부터 이격된 상기 몸체 및 상기 유동 수집기의 말단부상에 배치된 환형 극편과,
    ⓕ 상기 슬리브 주위에 배치된 전기 전도성 재료의 코일을 포함하며; 상기 코일이 가전(energization)되는 경우 상기 슬리브는 유동 저지 위치로 이동되는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브는 자기적으로 삼투 가능한 재료로 이뤄진 단일한 부재인
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    측면 포트를 통과하는 유동을 허용하는 위치로 상기 슬리브를 편향시키는 스프링을 더 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 유동 수집기는 상기 측면 포트중 적어도 하나와 연통하는 포트를 형성하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 표면은 상기 입구 포트를 중심으로 동심형으로 배치된 표면을 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은 몸체내에 형성된 내부 나사체결부를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브는 그를 통과하는 적어도 하나의 교차 포트를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 표면은 외부 나사체결부를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은 상기 코일에 전기적으로 접속하기 위해 외부에서 접근 가능한 단자가 그 내부에 배치된 보어를 형성하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    유동은 압력 입구 포트에 실질적으로 평행한 배향으로 외부 포트를 통과하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구 포트 및 상기 제 1 및 제 2 몸체 표면은 동축방향으로 정렬된
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 조립체.
  12. 하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법에 있어서,
    ⓐ 임의의 방향으로 가해진 하중을 지지하기 위해 조절된 몸체 부재의 일 단부상에 제 1 표면을 형성하고, 상기 일 단부 말단의 상기 몸체의 제 2 단부 상에 임의의 방향으로 하중을 지지하기 위해 조절된 제 2 표면을 형성하며, 제 2 단부내의 유압 입구 포트를 형성하는 단계와,
    ⓑ 상기 입구 포트와 연통하는 적어도 하나의 측면 포트를 상기 몸체내에 형성하는 단계와,
    ⓒ 상기 몸체 상에 환형 유동 수집기를 배치하는 단계와,
    ⓓ 자화 가능한 슬리브를 상기 몸체 위로 배치하고, 상기 측면 포트를 통과하는 유동을 허용하는 제 1 위치와 저지하는 제 2 위치 사이에서 상기 슬리브를 이동시키는 단계와,
    ⓔ 환형 극편을 상기 몸체상에 배치하고, 상기 극편을 상기 슬리브로부터 축방향으로 이격시켜 상기 슬리브와의 공기 갭을 형성하는 단계와,
    ⓕ 전기 전도성 재료의 코일을 상기 슬리브 위로 배치하고, 상기 코일을 가전시켜 상기 슬리브를 유체 저지 위치로 이동시키는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    환형 유동 수집기를 배치시키는 상기 단계는 그 내부에 출구 포트를 형성하는 단계를 포함하며, 슬리브를 배치시키는 상기 단계는 슬리브내에 적어도 하나의 교차 포트를 형성하여 상기 교차 포트와 상기 출구 포트를 지속적으로 연통시키는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸체 부재의 일 단부상에 제 1 표면을 형성하는 상기 단계는 상기 몸체 부재내에 내부 나사체결부를 형성하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸체 부재의 제 2 단부상에 제 2 표면을 형성하는 상기 단계는 외부 나사체결부를 형성하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸체 부재의 제 2 단부상에 제 2 표면을 형성하는 상기 단계는 상기 압력 입구 포트를 중심으로 표면을 형성하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 유동 수집기내에 출구 포트를 형성하는 단계를 더 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 코일을 배치하는 상기 단계는 보빈상에 상기 코일을 권취하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 슬리브를 배치하는 상기 단계는 슬리브내에서 원주방향으로 이격되어 반경방향으로 연장하는 다수의 통로를 형성하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    슬리브를 배치하는 상기 단계는 상기 슬리브를 유동 허용 위치 쪽으로 스프링 편향시키는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    환형 극편을 배치하는 상기 단계는 상기 코일내에 극편의 일부를 배치하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    슬리브를 배치하는 상기 단계는 상기 코일내의 상기 슬리브의 일부를 배치하는 단계를 포함하는
    하중 지지 솔레노이드 작동식 밸브 제조 방법.
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