KR20070077729A - A bleed type variable force solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 단면 구성도이다. 1 is a cross-sectional configuration of a bleed-type variable force solenoid valve according to the prior art.
도 2는 도 1의 요부 확대 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1. FIG.
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 제어압 특성 그래프이다.3 is a control pressure characteristic graph of a bleed-type variable force solenoid valve for explaining a problem of the prior art.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 단면 구성도이다. Figure 4 is a cross-sectional configuration of the bleed-type variable force solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 요부 확대 단면도이다. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of a bleed-type variable force solenoid valve according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 자동변속기 또는 무단변속기 등의 유압제어시스템의 밸브바디에 적용되어 유로 및 그 유압을 가변 제어하는 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브(variable force solenoid valve)에 관한 것이다.The present invention relates to a bleed type variable force solenoid valve, and more particularly, to a bleed type variable force solenoid valve which is applied to a valve body of a hydraulic control system such as an automatic transmission or a continuously variable transmission of a vehicle to variably control a flow path and its hydraulic pressure. variable force solenoid valve).
일반적으로 자동변속기 또는 무단변속기에서 사용되는 솔레노이드 밸브의 주요 형태로는 온/오프 타입, PWM(pulse width modulation)타입 및 가변력 타입(VFS: variable force solenoid valve) 등이 있다.In general, the main types of solenoid valves used in automatic transmission or continuously variable transmission include on / off type, pulse width modulation (PWM) type and variable force solenoid valve (VFS).
통상적으로 온/오프 타입 및 PWM 타입의 솔레노이드 밸브는 변속제어유닛으로부터의 온/오프 신호에 의해 제어되는 반면, 가변력 솔레노이드 밸브는 변속제어유닛에서 솔레노이드 밸브의 구동을 위한 듀티 제어신호를 출력하면, 구동부 역시 출력 듀티에 비례하는 전류의 양으로 솔레노이드 밸브를 구동하는 방식으로, 보통은 3웨이 스풀타입의 비례제어 솔레노이드 밸브를 지칭하나, 최근에는, 도 1에서 도시한 바와 같이, CE(Closed End) 기술을 적용하여 기존의 Bleed Type 밸브가 가지고 있는 유량 소모와 잔압 문제를 해결하여 신형 솔레노이드 밸브로 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Normally, solenoid valves of on / off type and PWM type are controlled by on / off signals from the shift control unit, while the variable force solenoid valve outputs a duty control signal for driving the solenoid valve in the shift control unit. The driving unit also drives the solenoid valve by the amount of current proportional to the output duty, and generally refers to a three-way spool type proportional control solenoid valve, but recently, as shown in FIG. 1, a closed end (CE) By applying technology, the bleed type variable force solenoid valve is actively being developed as a new solenoid valve by solving the flow consumption and residual pressure problems of the existing bleed type valve.
이러한 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 구성은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 구동부(1)와 밸브부(3)로 구분되는데, 상기 구동부(1)는 하우징(11)의 내부에 코일(13)이 보빈(15)에 감겨진 상태로 구비되고, 이 보빈(15)의 내부에는 코일(13)의 전자기력에 의해 작동하는 아마츄어(17)와 아마츄어 스핀들(19)이 조정 스크류(21)에 의해 장착된 조정 스프링(23)의 탄성력을 제공받도록 축방향으로 구비된다. The configuration of the bleed-type variable force solenoid valve, as shown in Figure 1, is basically divided into a
그리고 상기 구동부(1)의 후방에는 컨텍트 포크(27)를 내장하는 컨텍트 가이드(25)가 구성된다.In the rear of the
상기 밸브부(3)는 펌프압이 공급되는 공급포트(Ps)와, 밸브바디(미도시)의 유로로 제어압을 공급하기 위한 제어포트(Pc) 및 배출포트(Pe)를 갖는 플랜지(31)가 마그네틱 코어(33)를 통하여 상기 구동부(1)의 하우징(11) 전방에 구성된다. The
상기 공급포트(Ps)와 제어포트(Pc) 및 배출포트(Pe)는 상기 플랜지(31)의 중앙선(SL)상을 따라 그 내부에서 서로 연결되며 동시에 이 플랜지(31)의 중앙선(SL)상 내부에는 일단이 상기 아마츄어 스핀들(19)에 지지되고 상기 마그네틱 코어(33)의 내부에 구성되는 니들 베어링(35)에 의해 축방향으로 안내되는 밸브 니들(37)이 설치된다. The supply port Ps, the control port Pc, and the discharge port Pe are connected to each other therein along the center line SL of the
또한, 상기 플랜지(31)의 중앙선(SL)상에서 공급포트(Ps)의 내부에는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 밸브 니들(37)의 타단에 접촉 제어되는 체크볼(39)이 설치되고, 상기 배출포트(Pe)에 대응하는 플랜지(31) 중앙선(SL)상의 내측면에는 상기 밸브 니들(37)이 관통하도록 밸브 시트(41)가 구성되고, 이 밸브 시트(41)에 대응하도록 피스톤 링(43)이 상기 밸브 니들(37)에 끼워져 설치된다. In addition, inside the supply port Ps on the center line SL of the
따라서, 상기한 바와 같은 구성의 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 펌프로부터 공급된 라인내 유압(P)이 변속제어유닛(미도시)으로부터의 제어신호에 따라 상기 아마츄어 스핀들(19)에 작용하는 전자기력 및 스프링력에 비례하여 상기 체크볼(39) 및 밸브 시트(41)에 대한 피스톤 링(43)의 미세 간극조정작동으로 압력 균형을 유지하게 된다.Therefore, in the bleed-type variable force solenoid valve of the above-described configuration, as shown in FIG. 2, the hydraulic pressure in the line P supplied from the pump is controlled according to a control signal from a shift control unit (not shown). Proportional adjustment of the
그러나 상기한 바와 같은 종래 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브에서, 상기 밸브 시트(41)에 대한 피스톤 링(43)의 압력 균형 작동 및 이 피스톤 링(43)과 일 체로 연결되어 체크볼(39)에 접촉된 상태로 이를 제어하는 밸브 니들(37)의 압력 균형 작동에 미처 고려되지 못한 인자로 고온영역에서의 유체력이 그것이며, 이 유체력에 의한 유동력 변화는 상기 밸브부(3)내 유압과 함께 반대측 구동부(1)의 전자기력과 스프링력에 대응하여 힘의 평형상태를 깨트려 밸브의 오동작을 유발하는 원인이 된다.However, in the conventional bleed-type variable force solenoid valve as described above, the pressure balancing operation of the
상기한 유체력은 그 힘이 작용면에 대하여 직각방향으로 작용하며 유체 유속의 각도에 따라 미치는 힘이 크게 변화한다. 즉, 정적인 유체력에 비해 이러한 유체력은 온도가 높아지면 저항이 작아지면서 유량이 증가함으로 솔레노이드 압력 균형에 커다란 변수로 작용하게 된다. The above-described fluid force acts at right angles to the acting surface and the force on the fluid flow varies greatly depending on the angle of the fluid flow rate. That is, compared with the static fluid force, such a fluid force is a large variable in the solenoid pressure balance by increasing the flow rate as the resistance decreases as the temperature increases.
도 3에서는 이러한 고온영역에서의 유체력에 변화의 영향에 의해 밸브부(3)내 유압에 대한 구동부(1)의 전자기력 및 스프링력 간의 힘의 평형상태가 깨어져 체크볼(39) 및 밸브 시트(41)에 대하여 피스톤 링(43)의 미세 간극조정작동이 이루어지지 않아 일부구간(S)에서 제어압력이 정상압 대비 약 0.5 내지 2.0㎏f/㎠ 정도 저감된 상태로 검출되는 개방구간을 형성하는 문제점을 야기시키고 있다.In FIG. 3, the balance of the force between the electromagnetic force and the spring force of the
따라서 이러한 문제점의 원인은 상기 유체의 고온영역에서의 유체력에 의한 것으로, 본 발명은 이러한 유체력의 영향을 직접적으로 받는 피스톤 링에 대하여 유체력에 대응하는 압력을 형성하여 서로 상쇄되도록 하면, 상기 밸브시트에 대한 피스톤 링의 미세 간극조정작동을 정상적으로 수행할 수 있다는 것에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브부의 유압에 대한 구동부의 전자기력 및 스프링력 간의 힘의 평형상태를 유지하는 피스톤 링에 대하여 고온영역에서 유체력이 작용하는 반대측의 배출포트 일측에 내압형성수단을 구성하여 고온영역에서의 밸브 오작동을 미연에 방지할 수 있도록 하는 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.Therefore, the cause of the problem is due to the fluid force in the high temperature region of the fluid, the present invention is to cancel the pressure by forming a pressure corresponding to the fluid force to the piston ring directly affected by the fluid force, It is borne in mind that the fine gap adjustment operation of the piston ring with respect to the valve seat can be normally performed, and an object of the present invention is to provide a piston ring for maintaining a balance of force between electromagnetic force and spring force of a drive unit against hydraulic pressure of a valve unit. It is to provide a bleed-type variable force solenoid valve to prevent the valve malfunction in the high temperature region by configuring the pressure-resistant forming means on one side of the discharge port on the opposite side of the fluid force in the high temperature region.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브는 하우징 내부에 코일의 전자기력에 의해 작동하는 아마츄어와 아마츄어 스핀들이 조정 스프링의 탄성력을 제공받도록 축방향으로 구비되는 구동부와; 서로 연결관계를 갖는 공급포트(Ps)와 제어포트(Pc) 및 배출포트(Pe)를 형성하는 플랜지가 상기 구동부 전방에 구성되며, 상기 플랜지의 내부에는 일단이 상기 아마츄어 스핀들에 지지되는 밸브 니들와, 상기 제어포트(Pc)의 내부에 구성되어 상기 밸브 니들의 타단에 접촉 제어되는 체크볼과, 상기 배출포트(Pe)에 대응하는 내측면에 구성되어 상기 밸브 니들이 관통하는 밸브 시트와, 상기 밸브 시트에 대응하여 피스톤 링이 상기 밸브 니들에 끼워져 구성되는 밸브부를 포함하는 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브에 있어서, The bleed-type variable force solenoid valve according to the characteristics of the present invention for solving the above problems is a drive unit provided in the housing in the axial direction so that the armature and the amateur spindle operating by the electromagnetic force of the coil is provided with an elastic force of the adjustment spring; A flange forming a supply port Ps, a control port Pc, and a discharge port Pe, which are connected to each other, is formed in front of the driving unit, and a valve needle having one end supported by the amateur spindle inside the flange; A check ball configured in the control port Pc to be in contact with and controlled to the other end of the valve needle, a valve seat configured to pass through the valve needle on an inner surface corresponding to the discharge port Pe, and the valve seat In the bleed-type variable force solenoid valve comprising a valve portion configured to be fitted with the piston ring corresponding to the valve needle,
상기 플랜지의 배출포트 일측에는 상기 피스톤 링의 배면에 내압이 작용하도록 배출포트 내부에 내압을 형성하는 내압형성수단을 장착하며, 상기 아마츄어 스핀들 내부에는 상기 내압의 압력 균형을 위한 압력균형수단을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.On one side of the discharge port of the flange is equipped with a pressure resistance forming means for forming an internal pressure inside the discharge port so that the internal pressure acts on the back surface of the piston ring, and in the amateur spindle to form a pressure balancing means for pressure balance of the internal pressure Characterized in that made.
상기 내압형성수단은 상기 배출포트 출구단에 장착되는 오리피스로 이루어지 는 것을 특징으로 한다.The pressure resistant means is characterized in that it consists of an orifice mounted to the outlet port outlet end.
상기 압력균형수단은 아마츄어 스핀들의 내부에 축방향 및 축직각방향으로 형성되는 관통홀로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The pressure balancing means is characterized in that the through-hole formed in the axial direction and the axial perpendicular direction inside the amateur spindle.
이하, 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can practice the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 단면 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 요부 확대 단면도이다. Figure 4 is a cross-sectional configuration of the bleed-type variable force solenoid valve according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the bleed-type variable force solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
단, 본 발명의 구성의 설명에 있어서, 종래기술의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다. In the description of the configuration of the present invention, however, the same components as those in the prior art will be described with the same reference numerals.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브는, 기본적으로 구동부(1)와 밸브부(3)로 구분되는데, 상기 구동부(1)는 하우징(11)의 내부에 코일(13)이 보빈(15)에 감겨진 상태로 구비되고, 이 보빈(15)의 내부에는 코일(13)의 전자기력에 의해 작동하는 아마츄어(17)와 아마츄어 스핀들(19)이 조정 스크류(21)에 의해 장착된 조정 스프링(23)의 탄성력을 제공받도록 축방향으로 구비된다. As shown in FIG. 4, the bleed-type variable force solenoid valve according to the exemplary embodiment of the present invention is basically divided into a
그리고 상기 구동부(1)의 후방에는 컨텍트 포크(27)를 내장하는 컨텍트 가이드(25)가 구성된다.In the rear of the
상기 밸브부(3)는 펌프압이 공급되는 공급포트(Ps)와, 밸브바디(미도시)의 유로로 제어압을 공급하기 위한 제어포트(Pc) 및 배출포트(Pe)를 갖는 플랜지(31) 가 마그네틱 코어(33)를 통하여 상기 구동부(1)의 하우징(11) 전방에 구성된다. The
상기 공급포트(Ps)와 제어포트(Pc) 및 배출포트(Pe)는 상기 플랜지(31)의 중앙선(SL)상을 따라 그 내부에서 서로 연결되며 동시에 이 플랜지(31)의 중앙선(SL)상 내부에는 일단이 상기 아마츄어 스핀들(19)에 지지되고 상기 마그네틱 코어(33)의 내부에 구성되는 니들 베어링(35)에 의해 축방향으로 안내되는 밸브 니들(37)이 설치된다. The supply port Ps, the control port Pc, and the discharge port Pe are connected to each other therein along the center line SL of the
또한, 상기 플랜지(31)의 중앙선(SL)상에서 공급포트(Ps)의 내부에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 밸브 니들(37)의 타단에 접촉 제어되는 체크볼(39)이 설치되고, 상기 배출포트(Pe)에 대응하는 플랜지(31) 중앙선(SL)상의 내측면에는 상기 밸브 니들(37)이 관통하도록 밸브 시트(41)가 구성되고, 이 밸브 시트(41)에 대응하도록 피스톤 링(43)이 상기 밸브 니들(37)에 끼워져 설치된다. In addition, inside the supply port Ps on the center line SL of the
여기서, 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 플랜지(31)의 배출포트(Pe) 일측에는 상기 피스톤 링(43)의 배면에 내압이 작용하도록 배출포트(Pe) 내부에 내압을 형성하는 내압형성수단으로 오리피스(50)를 장착하여 이루어진다. Here, according to a specific embodiment of the present invention, the internal pressure is formed to form the internal pressure in the discharge port (Pe) so that the internal pressure acts on the rear surface of the
즉, 상기 오리피스(50)는 배출포트(Pe)의 출구단에 장착되는데, 상기 오리피스홀(51)의 내경은 상기 배출포트(Pe) 내부의 발생 잔압에 의한 내압 형성의 주요인자로써, 그 사이즈의 결정은 고온영역에서 발생되는 유체력에 의해 결정될 것이며, 이는 실험에 따른 결과치를 기준으로 결정될 수 있을 것이다. That is, the
그리고 상기 아마츄어 스핀들(19) 내부에는 상기 내압의 압력 균형을 위한 압력균형수단으로 상기 아마츄어 스핀들(19)의 내부에 축방향 및 축직각방향으로 관통홀(60)을 형성하여 구성한다. In addition, the
따라서, 상기한 바와 같은 구성의 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브의 작동을, 도 5에서 도시한 바와 같이, 펌프로부터 공급된 라인내 유압(P)이 변속제어유닛(미도시)으로부터의 제어신호에 따라 상기 아마츄어 스핀들(19)에 작용하는 전자기력 및 스프링력에 비례하여 상기 체크볼(39) 및 밸브 시트(41)에 대한 피스톤 링(43)의 미세 간극조정작동으로 압력 균형을 유지하게 된다.Therefore, the operation of the bleed-type variable force solenoid valve of the above-described configuration is performed according to the control signal from the shift control unit (not shown) in the line hydraulic pressure P supplied from the pump as shown in FIG. The pressure balance is maintained by the fine gap adjustment operation of the
물론, 상기한 바와 같은 구성의 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브에서, 상기 밸브 시트(41)에 대한 피스톤 링(43)의 압력 균형 작동 중에 고온영역에서의 유체력이 상기 밸브부(3)내 유압과 함께 반대측 구동부(1)의 전자기력과 스프링력에 대응하여 작용하는 경우에는 상기 배출포트(Pe)를 통하여 배출되는 유체의 량이 증가한다.Of course, in the bleed-type variable force solenoid valve of the above-described configuration, during the pressure balancing operation of the
이때, 상기 오리피스(50)에 의해 배출포트(Pe) 내부에는 증가된 유체의 량에 비례하여 잔압이 발생하여 배출포트(Pe) 내부의 내압을 증가시키며, 이 내압은 상기 피스톤 링(43)의 일측으로 작용하는 유체력에 대응하여 상기 피스톤 링(43)의 타측으로 작용하여 유체력을 상쇄시킴으로써 상기 피스톤 링(43)에 작용하는 힘의 평형상태를 깨트리지 않게 되며, 이에 따른 밸브의 오동작을 방지할 수 있게 된다.At this time, the residual pressure is generated in proportion to the amount of fluid increased in the discharge port Pe by the
따라서, 본 발명의 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브는 고온영역에서의 유체력에 변화에도 불구하고, 밸브 시트(41)에 대하여 피스톤 링(43)의 미세 간극조정작동은 전구간에서 유지되도록 하여 제어압력을 정상적으로 유지할 수 있게 된다.Therefore, the bleed-type variable force solenoid valve of the present invention, despite the change in the fluid force in the high temperature region, the fine gap adjustment operation of the
한편, 상기 아마츄어 스핀들(19) 내부에 형성되는 관통홀(60)은 상기 배출포 트(Pe) 내부에 형성되는 내압으로 밸브 니들(37)과 니들 베어링(35) 등의 틈새를 통하여 스며드는 유체가 아마츄어(17) 및 아마츄어 스핀들(19)의 일측면에만 작용하여 상기 내압에 의한 압력 불균형을 방지하도록 상기 유체를 아마츄어(17) 및 아마츄어 스핀들(19)의 타측면으로도 공급 및 연결하여 주는 역할을 수행하게 된다. On the other hand, the through-
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 블리드형 가변력 솔레노이드 밸브에 의하면, 밸브부의 유압에 대한 구동부의 전자기력 및 스프링력 간의 힘의 평형상태를 유지하는 피스톤 링에 대하여 고온영역에서 유체력이 작용하는 반대측의 배출포트 일측에 내압형성수단을 구성하여 고온영역에서의 유체력의 영향을 반대측 배출포트 내부의 내압으로 상쇄되도록 하며, 이로 인한 밸브 시트에 대한 피스톤 링의 미세 간극조정작동을 정상적으로 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, according to the bleed-type variable force solenoid valve according to the embodiment of the present invention, the fluid force in the high temperature region with respect to the piston ring for maintaining the balance of the force between the electromagnetic force and the spring force of the drive unit against the hydraulic pressure of the valve unit By forming a pressure resistant means on one side of the discharge port on the opposite side of the working side, the influence of the fluid force in the high temperature region is offset by the internal pressure of the discharge port on the opposite side, and thus the fine adjustment of the piston ring to the valve seat is normally performed. It has the effect of making it possible.
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2006
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