KR20040084659A - 압력 센서가 장착된 리드 프레임을 구비한 전기-유압매니폴드 조립체 - Google Patents

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Abstract

전기-유압 매니폴드 조립체는 매니폴드 블록에 배치되고 입구에서 분리 출구까지의 압력을 제어하도록 각각 동작가능한 다수의 솔레노이드 변환 밸브를 구비한다. 감지 포트는 감지 압력을 나타내는 신호를 제공하기 위해 감지 포트에 걸쳐 밀봉된 압력 센서의 각 출구에 설치된다. 압력 센서는 리드 프레임에 장착되고 리드 프레임내의 전도성 스트립에 연결된다. 리드 프레임은 트랜스듀서가 감지 포트 및 매니폴드 블록에 부착된 리드 프레임에 걸쳐 밀봉되므로 프레임이 각 솔레노이드 변환 밸브 단자의 삽입 연결부에 의해 동시에 전기적으로 연결되게 하는 슬롯을 구비한다.

Description

압력 센서가 장착된 리드 프레임을 구비한 전기-유압 매니폴드 조립체{ELECTRO-HYDRAULIC MANIFOLD ASSEMBLY WITH LEAD FRAME MOUNTED PRESSURE SENSORS}
본 발명은 다수의 밸브 체임버와 연결되어 있는 유체 압력 입구를 구비하고,에너지를 주입함에 따라 개별적인 밸브 체임버를 위한 개별적인 출구에서 유체 압력을 선택적으로 제어하기 위해 포트된 전기 동작 밸브를 각각 구비하는 형태의 매니폴드 조립체에 관한 것이다. 이러한 형태의 매니폴드는 예컨대 자동차용 자동 속도-변화 파워 트랜스미션의 클러치 액츄에이터와 같은 서보-액츄에이터에서 유체의 압력을 제어하는데 사용되며, 여기서 전자 제어기를 사용하여 트랜스미션의 속도 변화 또는 시프팅 패턴을 제어하는 것이 바람직하다. 이러한 장치는 전자 제어기가 도로 속도, 스로틀 위치 및 엔진 RPM과 같은 차량 동작 파라미터의 다수 입력을 실시간으로 수용할 수 있고; 공지된 유효 엔진 파워, 차량의 질량 및 동작 파라미터 입력에 기초되어 전자 제어기가 최적 시프팅 패턴을 제공하도록 프로그램될 수 있기 때문에 현대의 차량 자동 트랜스미션에 폭넓게 사용되고 있다.
그러나, 유체 압력을 제어하는 시프팅 패턴이 소정의 시프팅을 달성하는 트랜스미션 속도 변화 액츄에이터 각각에 제공될 때, 전기 동작 밸브 각각의 출구에 압력 센서를 설치하는 것은 체결 및 분리 동안 클러치에 의해 전달되는 토크에 차례로 비례하는 실제 유사한 클러치의 힘인 클러치 액츄에이터 압력 신호를 실시간으로 제공할 수 있다. 이러한 장치는 특정 기어 세트에 전달되는 토크에 비례하는 전기 신호를 제공하여 트랜스미션 시프팅의 폐루프 제어를 실시간으로 제공한다. 이러한 장치는 개방 루프 시프트를 전자 제어기로 제어하는 소정의 시프팅 알고리즘에 대한 대안으로서 바람직하다.
그러나, 압력 센서가 시프트 클러치 구동 압력을 나타내는 전기 신호를 생성하기 위한 전기 밸브 출구 각각에 제공될 때, 개별적인 전기 리드(leads)를 매니폴드의 다수의 센서 및 전기 동작 밸브에 제공하는 것은 조립의 복잡성, 크기 및 비용 관점에서 불리하다. 지금까지, 커넥터 단자를 갖는 개별적인 와이어 리드는 와이어 하네스를 형성하도록 묶여진 리드 및 각 밸브의 솔레노이드 단자 및 각각의 압력 센서에 연결되었다. 이것은 매니폴드 조립체를 위한 트랜스미션 케이싱내의 단자 및 와이어 하네스에 연결하기 위해 넓은 공간을 필요로 하였다. 따라서, 대량 설치에 간단 및 용이하고 경차의 대량 생산에 바람직한 기술을 제공하도록 비용이 충분히 낮은 방식으로 트랜스미션 시프트 제어 모듈 또는 매니폴드 조립체에 다수의 압력 센서 및 솔레이노이드 동작 밸브를 전기적으로 연결하는 방법 및 수단을 찾는 것이 소망되었다.
본 발명은 매니폴드 블록내의 개별 또는 분리 압력 출구에 대한 압력을 제어하기 위해 다수의 솔레노이드 변환 밸브를 구비하고 각 출구에 감지 포트를 구비한 전기-유압 매니폴드 조립체를 제공한다. 다수의 압력 센서는 리드 프레임에 설치된 전기 전도성 스트립에 부착되어 있는 전기 리드를 구비한 리드 프레임에 장착되며, 상기 리드 프레임은 리드 프레임이 매니폴드 블록에 부착됨에 따라 각 밸브의 단자에 삽입 연결부를 형성한다. 리드 프레임이 매니폴드 블록에 부착됨에 따라, 트랜스듀서 각각은 감지 포트들 중 하나와 개별적으로 연결된다. 리드 프레임은 전기 전도성 스트립 각각에 연결되고 전기 와이어 하네스 커넥터에 연결되는 단자 핀을 구비한 일단부에 전기 리셉터클(receptacle)을 갖는다.
따라서, 본 발명은 리드 프레임이 매니폴드 블록에 부착되는 경우 전기 리드를 솔레노이드 변환 밸브에 개별적으로 연결시키고 압력 트랜스듀서를 동작 중에 설치시킨다.
도 1은 조립된 매니폴드 블록, 밸브, 압력 센서 및 리드 프레임의 사시도이며;
도 2a 및 도 2b는 분리선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 분리된 도 1의 조립체에 대한 단일 분해도이며;
도 3은 도 1의 조립체에 대한 평면도이며;
도 4는 도 3의 4-4 라인을 지시하는 단면을 따라 절취된 단면도이며;
도 5는 도 3의 5-5 라인을 지시하는 단면을 따라 절취된 단면도이며;
도 6은 압력 센서 배열의 대체 실시예를 나타내는 도 3의 부분에 대한 확대도이고;
도 7은 도 6의 7-7 라인을 지시하는 단면을 따라 절취된 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예는 10으로 전반적으로 지시되고, 매니폴드 블록(12), 14로 전반적으로 지시된 전기 리드 프레임 조립체 및 다수의 솔레노이드 변환 밸브(16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30)를 포함한다.
리드 프레임 조립체(14)는 트랜스듀서 각각의 프라임 참조 번호에 의해 개별적으로 표시되어 있는 전기 전도성 패드에 고정 또는 부착된 리드를 각각 구비한 다수의 압력 센서 또는 트랜스듀서(32, 34, 36, 38, 40)를 포함한다.
매니폴드 블록(12)은 매니폴드 블록(12)의 수직 연장 측(54)에 수평으로 형성된 다수의 밸브 캐비티(42, 44, 46, 48, 50, 52)를 구비하며, 밸브 캐비티 각각은 매니폴드 블록의 하부측(도시되지 않음)에 연결되어 있고 클러치 액츄에이션을 시프팅하기 위한 자동 트랜스미션 밸브 몸체내의 제어 압력 통로와 같이 제어되도록 상기 장치내의 대응하는 유압 통로와 연결되어 있는 개별적으로 지시된 출구 통로(56, 58, 60, 62, 64, 66)를 구비한다.
밸브(16 내지 26) 각각은 도 2b의 참조 번호(68, 70, 72, 74, 76, 78)로 표시된 바와 같이 밸브에 제공된 한 쌍의 O-링 밀봉부 사이에 형성된 출구 통로(도시되지 않음)를 구비한다. 밸브 블록을 통하여 형성된 입구 통로(도시되지 않음)는 각 밸브 체임버(42, 44, 46, 48, 50, 52)의 하부내의 입구(90, 92, 94, 96, 98, 100)와 개별적으로 연결되어 있고 도 2b의 78, 80, 82, 84, 86, 88로 개별적으로표시된 솔레노이드 변환 밸브 각각의 입구에 가압 유체를 제공한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 한 쌍의 보조 밸브 체임버(102, 104)는 매니폴드 블록(12)의 수평 연장 상부면에 형성되어 있고; 그 바닥에 형성된 입구 통로(106, 108)를 개별적으로 각각 구비한다. 출구 포트는 도 2b에 도시되어 있고 참조 번호 110으로 표시된 출구들 중 하나와 트랜스미션내의 보조 기능부에 흐름을 제공하기 위해 보조 밸브 체임버(102, 104) 각각의 측면에 형성된다. 솔레노이드 변환 밸브(28, 30)는 보조 밸브 체임버(102, 104)에 각각 배치된다.
밸브(16 내지 26 및 28, 30) 각각은 이하에 설명되는 바와 같이 연결하기 위해 상부 방향으로 연장되어 있는 103 내지 132로 개별적으로 표시된 한 쌍의 전기 커넥터 단자를 구비한다.
매니폴드 블록(12)은 이의 상부면에 설치되고 참조 번호(134, 136, 138, 140, 142)로 개별적으로 표시된 다수의 이격 감지 포트를 구비하고; 상기 포트(134 내지 142) 각각은 상기 블록내의 중간 통로(도시되지 않음)에 의해 개별적으로 출구 통로들(56 내지 66) 중 하나에 대한 상기 블록내의 내부로 연결될 수 있다. 선택적으로, 포트(134 내지 142)는 트랜스미션 밸브 몸체내의 통로에 연결될 수 있다.
도 2a 및 도 4를 참조하면, 참조 번호 144, 146으로 표시된 일반적인 직각 구성을 갖는 한 쌍의 브래킷은 분기 또는 슬롯(148 내지 158)에 각각 설치되고 밸브를 개별적인 밸브 캐비티에서 유지하기 위해 도 2b에 도시된 바와 같이 각각 솔레노이드 밸브(16 내지 26)상에 160 내지 170으로 각각 표시된 그루브를 통하여 수용된다. 브래킷(144, 146)은 이 브래킷내의 개구(173, 175, 177, 179)를 통하여 나사(172, 174, 176, 178)에 의해 유지되고 매니폴드 블록(12)의 상부면에 설치되어 있는 탭된 홀(tapped hole)(180, 182, 184, 186)을 스레드하게(threadedly) 체결시킨다.
또한, 브래킷은 이에 형성된 개구(180, 182, 184, 186, 188)를 개별적으로 구비하며, 이 개구는 볼트 또는 나사(도시되지 않음)를 유지시키기 위한 매니폴드 블록에 설치된 파스너 홀(190, 192, 194, 196, 198)을 유지시키므로 트랜스미션 하우징에 연결되어 그것을 통과시킨다. 유사하게도, 매니폴드 블록은 트랜스미션 덱에 부착된 볼트 또는 나사를 수용하기 위한 추가적인 홀(193, 195, 197, 199)을 구비한다.
도 1, 도 2a, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 리드 프레임(14)은 밸브(16 내지 26)의 전기 단자(103 내지 124) 각각에 연결되어 위치되도록 이격 배열 쌍으로 상기 프레임에 형성되고 리드 프레임에 위치된 다수의 슬롯(200 내지 224)을 구비한다. 제 2 세트의 슬롯(225 내지 230)은 수직 연장 밸브(28, 30)를 수용하도록 리드 프레임에 형성된 상승부(232, 234)의 상부에 설치되고, 상기 슬롯(225 내지 230)은 전기 단자들(126 내지 132) 중 하나에 각각 직접 배치되도록 위치된다.
리드 프레임(14)은 이의 일단부에 형성되고 이에 설치된 다수의 전기 커넥터 핀을 구비한 전기 리셉터클 부분(240)을 구비하며, 이들 중 다섯개가 도시되어 도면에서 참조 번호(242 내지 250)로 표시된다. 단자(242 내지 250)와 같은 전기 단자는 프레임(14)으로 연장되어 있는 전도성 스트립(도시되지 않음)에 각각 연결되고, 32', 34', 36', 38', 40'와 같은 패드들 중 하나에 및 슬롯 200 내지 224와 슬롯 226 내지 230에 배치된 부분을 갖는 스트립(도시되지 않음)에 각각 개별적으로 연결된다. 따라서, 전체 리드 프레임 조립체(14)는 매니폴드 블록(12)을 통하여 수용되는 동시에 전기적 연결은 단자(103 내지 132)와 이루어진다. 리드 프레임은 이 때 나사(252, 254, 256)에 의해 매니폴드 블록(12)에 고정된다.
도 2a, 도 4 및 도 5를 참조하면, 243, 245, 247, 249, 251로 각각 표시된 다수의 O-링은 감지 포트(134 내지 142) 각각의 상부에 형성된 카운터 보어 또는 환상 그루브 각각에 개별적으로 배치되고 감지 포트의 상단부에 대한 밀봉을 이와 결합된 개별적인 압력 트랜스듀서(32 내지 40)의 하부면에 제공한다. O-링은 탭된 홀(258, 260, 262)을 매니폴드 블록(12)의 상부에 스레드하게 체결시키고 리드 프레임을 통하여 개별적으로 형성되어 있는 대응적으로 위치된 개구(264, 266, 268)를 통하여 수용되는 나사(252, 254, 256)와 같은 파스너에 의해 리드 프레임을 매니폴드 블록에 설치 및 부착함에 따라, 카운터 보어에 사전-위치되어 센서들(32 내지 40) 중 하나의 하부면을 개별적으로 각각 밀봉시킨다.
도 2a를 참조하면, 브래킷(144 및 146)은 이 브래킷을 통하여 상부로 연장하기 위해 감지 포트(134 내지 142)에 대한 클리어런스(clearance)를 압력 센서(32 내지 40)에 제공하도록 형성되고 272, 274, 276 및 278, 280으로 각각 표시된 클리어런스 개구를 구비한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 전형적인 고체 압력 센서 다이(340)를 장착하기 위한 바람직한 배열 및 실시예가 예시되며, 여기서 상기 다이는 리드 프레임에 삽입되고 도 6에 대시선으로 도시되어 있는 도체의 단부에 설치된 노출 패드(340')에 부착하기 위해 상기 다이로부터 연장되어 있는 리드(344)와 세라믹 디스크(342)상에 장착된다. 다이(340)는 에폭시 수지 또는 다른 적당한 접착제의 사용에 의해 세라믹 디스크에 접착된다. 다이의 리드 와이어(344)는 이 때 용접과 같은 어떤 적당한 수단에 의해 각각 하나씩 패드(340')에 부착된다. 다이(340)를 둘러싸는 리드 프레임에 설치된 리세스 캐비티(recessed cavity)(346)는 이 때 전기 연결부를 보호하기 위해 적당한 도기제(potting agent)(345), 예컨대 실리콘 젤로 채워진다. 실리콘 젤로 채워진 리세스 캐비티는 이 때 다른 보호를 위해 적당한 플라스틱 커버(350)로 밀봉될 수 있다. 압력 신호는 감지 압력이 다이(340)의 하부면에 적용되도록 적당한 개구 또는 감지 홀(348)을 통하여 들어간다. 디스크(342)는 매니폴드 감지 포트에 걸쳐 적당한 탄성 밀봉 링에 의해 밀봉된다. 도 6 및 도 7의 실시예에 대한 매니폴드의 압력 센서 및 감지 포트의 밀봉은 도 1 내지 도 5의 실시예(10)에 대한 것과 동일한 방법으로 달성된다.
따라서, 본 발명은 리드 프레임이 전기-유압 매니폴드 블록에 설치될 수 있고 밸브 솔레노이드 오퍼레이터를 위해 전기 단자에 동시에 전기적으로 연결되고 또한 상기 매니폴드 블록에 설치된 감지 포트에 압력 밀봉 연결을 동시에 형성하도록 전기적으로 연결된 고체 압력 트랜스듀서를 구비한 리드 프레임의 유일한 및 새로운 구성을 제공한다. 본 발명은 간단하고 용이한 조립 구성을 전기-유압 매니폴드 조립체에 제공하고 와이어 하네스의 요구를 제거하여, 그러한 매니폴드를 대량생산하도록 비용 효율적인 구성을 제공한다.
본 발명이 예시된 실시예에 관하여 앞서 설명되었을 지라도, 본 발명은 수정 및 변화될 수 있고 다음의 클레임들에 의해서만 제한된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 압력 센서가 장착된 리드 프레임을 구비한 전기-유압 매니폴드 조립체는 간단 및 용이한 조립 구성을 전기-유압 매니폴드 조립체에 제공하고 와이어 하네스의 요구를 제거하여, 그러한 매니폴드를 대량생산하도록 비용 효율적인 구성을 제공하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 전기-유압 매니폴드 조립체에 있어서,
    다수의 밸브 체임버(42-50, 102, 104)와 연결되어 있는 입구 포트와, 분리 출구 포트(56-66, 110)를 갖는 각 체임버와, 각 출구 포트와 연결되어 있는 압력 감지 포트(134-142)를 구비한 매니폴드 블록(12);
    압력을 제어하기 위해 상기 입구 포트 및 개별적인 분리 출구 포트 사이의 체임버 각각에 배치되어 있는 전기 동작 밸브(16-26, 28, 30);
    전기 단자(200-224)의 다수의 세트와 상기 밸브들 중 하나에 전기적 연결을 형성시키는 각 세트를 구비한 상기 매니폴드 블록에 배치되어 있는 리드 프레임(14)으로서, 다수의 압력 트랜스듀서(32-40)와 상기 압력 감지 포트들 중 하나에 개별적으로 연결되어 위치되도록 그 위에 배치된 각 트랜스듀서를 포함하는 리드 프레임(14); 및
    상기 리드 프레임을 상기 매니폴드 블록에 고정시키는 수단(252-256)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브들 중 하나 이상은 솔레노이드 변환되는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 트랜스듀서 각각은 상기 리드 프레임상의 도체(32'-40', 340')에 전기적으로 연결된 다이(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 삽입 연결부에 배치된 상기 세트의 전기 단자와, 상기 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세트의 전기 단자 및 상기 압력 트랜스듀서는 외부 전기 연결부를 위한 상기 리드 프레임상의 공통 리셉터클(240)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 트랜스듀서는 상기 리드 프레임상의 전기 도체에 형성되어 있는 패드(340', 32'-40')에 부착된 리드(344)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체.
  7. 전기-유압 매니폴드 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 블록(12)을 제공하고, 각 출구 통로에 형성된 감지 포트(134-142)에 연결되어 있는 블록내의 분리 출구 통로(42-52, 110)를 각각 구비하는 다수의 이격 밸브 체임버(42-52, 102, 104) 및 입구 통로를 형성시키는 단계;
    (b) 감지 포트들 중 하나에 정렬되도록 각각 배치된 다수의 감지 오리피스(348)를 구비한 전기 리드 프레임(14)을 형성시키는 단계;
    (c) 각 밸브 체임버에 전기 동작 밸브(16-31)를 설치하고 입구 통로에서 개별적인 분리 출구까지의 압력을 제어하기 위해 밸브를 포팅하는 단계;
    (d) 상기 리드 프레임내의 상기 감지 오리피스 각각에 걸쳐 압력 트랜스듀서(32-40)를 설치하고 상기 리드 프레임을 동일하게 전기적으로 연결하는 단계; 및
    (e) 상기 리드 프레임을 상기 블록에 부착하고 상기 감지 오리피스 각각을 상기 감지 포트들 중 하나에 정렬시키고 상기 리드 프레임을 상기 밸브 각각에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체를 제조하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압력 트랜스듀서를 설치하는 단계는 다이(340)를 설치하는 단계 및 리드(344)를 상기 리드 프레임의 스트립(32'-40', 340')에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체를 제조하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 밸브에 전기적으로 연결하는 단계는 슬롯(200-230)을 상기 리드 프레임에 형성시키는 단계, 전기 단자를 상기 밸브(103-132)에 삽입하는 단계 및 상기 리드 프레임에서 전도성 스트립과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-유압 매니폴드 조립체를 제조하는 방법.
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