KR20090037008A - 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

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Abstract

구성을 단순화하여 제조가 용이하고 제조비용도 줄일 수 있도록 한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 개시한다. 개시한 솔레노이드밸브는 제1오리피스를 갖춘 시트부가 일체로 마련된 밸브시트부재와; 밸브시트부재 내에 진퇴하도록 설치되고 내부에 내측유로가 형성되고 외면에 외측유로가 형성되며, 일단에 제1오리피스보다 작은 제2오리피스가 형성되고 타단에 제1오리피스의 개폐를 위한 제1개폐부가 마련된 개폐부재와; 제1오리피스의 개방을 위해 개폐부재를 이동시키는 개방스프링과; 밸브시트부재의 외면에 결합되는 제1단부를 구비하고, 제1단부 쪽에 모듈레이터블록에 고정되는 플랜지부가 마련된 슬리브와; 슬리브의 제1단부 반대편인 제2단부에 결합되는 밸브코어와; 슬리브 내에 진퇴 가능하게 설치되며 제2오리피스를 개폐하는 제2개폐부를 갖춘 아마츄어와; 아마츄어를 제1오리피스 쪽으로 가압하는 복원스프링을 포함한다.

Description

브레이크시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE SYSTEM}
본 발명은 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래보다 용이하게 제조할 수 있고 제조비용도 줄일 수 있는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.
일반적인 차량용 안티록 브레이크시스템은 바퀴의 슬립을 감지하여 바퀴 측으로 가해지는 제동압력을 제어함으로써 제동 중 바퀴가 잠기는 현상을 방지한다. 이를 통해 제동 중 바퀴가 미끄러지지 않고 방향성을 유지하도록 함으로써 안전한 제동이 이루어지도록 한다.
이러한 브레이크시스템은 제동압력 제어를 위해 브레이크 유압라인의 유로를 개폐하는 다수의 솔레노이드밸브들을 구비한다. 솔레노이드밸브들은 평소 개방상태를 유지하는 노말 오픈(Normal Open)형 솔레노이드밸브와, 평소 폐쇄상태를 유지하는 노말 클로즈(Normal Close)형 솔레노이드밸브를 포함한다.
도 1은 종래의 노말 클로즈형 솔레노이드밸브를 나타낸 것이다. 이 밸브는 모듈레이터블록(1)의 보어(2)에 고정되는 밸브하우징(3), 밸브하우징(3)에 결합된 원통형 슬리브(4), 밸브하우징(3) 반대편의 슬리브(4)에 결합된 밸브코어(5), 슬리 브(4) 내에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어(6)를 구비한다. 또 밸브하우징(3) 내에 압입 고정되며 제1오리피스(7a)가 마련된 밸브시트(7), 밸브하우징(3) 내에 진퇴하도록 설치되며 상부에 제1오리피스(7a)보다 작은 제2오리피스(8a)가 형성되고 하부에 제1오리피스(7a)를 개폐하는 개폐부(8b)를 갖춘 개폐부재(8)를 포함한다.
이러한 솔레노이드밸브는 자기력에 의해 아마츄어(6)가 밸브코어(5) 쪽으로 이동하면 상대적으로 작은 제2오리피스(8a)가 먼저 개방되고, 제2오리피스(8a) 상류와 하류의 압력차가 작아지면 개방스프링(9)이 개폐부재(8)를 밀어올림으로써 상대적으로 큰 제1오리피스(7a)가 개방된다. 따라서 작은 힘으로도 유로를 쉽게 개방할 수 있다.
전술한 솔레노이드밸브는 밸브하우징과 밸브시트가 별도로 마련되고, 밸브하우징 내에 밸브시트가 압입 고정되는 형태기 때문에 부품수가 많고 구조가 복잡하여 제조가 어려운 문제가 있었다. 따라서 제조원가도 높았다.
또 전술한 솔레노이드밸브는 슬리브와 밸브코어를 용접으로 결합시키고, 슬리브와 밸브하우징도 용접으로 결합시키기 때문에 이들의 결합을 위한 작업공수가 많아 조립생산성이 떨어지는 결점도 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래보다 구성을 단순화하여 제조가 용이하도록 하고 제조비용도 줄일 수 있도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 제1오리피스를 갖춘 시트부가 일체로 마련된 밸브시트부재와; 상기 밸브시트부재 내에 진퇴하도록 설치되고 내부에 내측유로가 형성되고 외면에 외측유로가 형성되며, 일단에 상기 제1오리피스보다 작은 제2오리피스가 형성되고 타단에 상기 제1오리피스의 개폐를 위한 제1개폐부가 마련된 개폐부재와; 상기 제1오리피스의 개방을 위해 상기 개폐부재를 이동시키는 개방스프링과; 상기 밸브시트부재의 외면에 결합되는 제1단부를 구비하고, 상기 제1단부 쪽에 모듈레이터블록에 고정되는 플랜지부가 마련된 슬리브와; 상기 슬리브의 상기 제1단부 반대편인 제2단부에 결합되는 밸브코어와; 상기 슬리브 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 제2오리피스를 개폐하는 제2개폐부를 갖춘 아마츄어와; 상기 아마츄어를 상기 제1오리피스 쪽으로 가압하는 복원스프링을 포함한다.
상기 솔레노이드밸브는 상기 개방스프링의 지지를 위해 상기 밸브시트부재 내에 고정된 스프링지지부재를 더 포함한다.
상기 밸브시트부재는 상기 슬리브의 플랜지부가 걸리도록 외면에 형성된 계단형 단차부를 포함한다.
상기 밸브코어는 상기 슬리브의 결합을 위해 외면에 결합홈을 구비하고, 상기 슬리브는 변형에 의하여 상기 결합홈으로 진입하여 걸리는 걸림부를 포함한다.
본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 제1오리피스가 형성된 시트부가 밸브시트 부재에 일체로 마련되고, 슬리브가 밸브시트부재와 결합되는 형태이기 때문에 부품수가 줄어 종래보다 구성을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 슬리브의 플랜지가 모듈레이터블록에 직접 고정되기 때문에 조립을 용이하게 수행할 수 있고, 밸브시트부재와 슬리브의 결합을 위해 별도의 용접 등을 할 필요가 없으므로 이들의 결합을 용이하게 수행할 수 있다. 또 밸브코어와 슬리브도 결합홈과 슬리브의 변형에 의한 걸림부에 의해 결합되기 때문에 결합이 용이하다. 따라서 종래보다 제조가 용이하고 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 도 2에 도시한 바와 같이, 밸브시트부재(20), 개폐부재(70), 슬리브(30), 아마츄어(40), 밸브코어(50), 여자코일조립체(60)를 구비한다.
밸브시트부재(20)는 내부에 상하 길이방향으로 관통하는 제1유로(21)와, 제1유로(21)와 연통하도록 반경방향으로 형성된 제2유로(22)를 구비한다. 제2유로(22)는 모듈레이터블록(100)의 유입유로(102)와 연통되고, 제1유로(21)는 모듈레이터블록(100)의 배출유로(103)와 연통된다. 또 밸브시트부재(20)는 제1유로(21) 하측에 제1유로(21)의 개폐를 위한 제1오리피스(23)를 갖춘 일체형의 시트부(24)를 구비한다.
개폐부재(70)는 원통형으로 마련되며 밸브시트부재(20)의 제1유로(21) 내에 진퇴 가능하게 설치된다. 개폐부재(70)는 내부에 상하로 관통하도록 형성된 내측유로(71)와, 외면에 형성된 외측유로(72)를 구비한다. 개폐부재(70)의 상부에는 제1오리피스(23)보다 직경이 작은 제2오리피스(73)가 형성되고, 개폐부재(70)의 하부에는 제1오리피스(23)의 개폐를 위한 제1개폐부(74)가 마련된다.
개폐부재(70)의 외면에는 제1오리피스(23)를 개방하는 방향으로 개폐부재(70)를 이동시키는 개방스프링(75)이 설치된다. 이 개방스프링(75)은 하단이 밸브시트부재(20) 내면에 압입된 스프링지지부재(76)에 의해 지지되고 상단이 개폐부재(70) 상측 외면에 형성된 플랜지(77)에 의해 지지된다. 따라서 개폐부재(70)는 아마츄어(40)가 가압하지 않는 한 제1오리피스(23)를 개방하는 방향으로 이동하여 제1오리피스(23)를 개방한다.
밸브시트부재(20)의 외면에는 슬리브(30)와의 결합을 위해 외면으로 돌출하는 계단형 단차부(25)가 형성된다. 또 밸브시트부재(20) 외측에는 원통형의 필터부재(26)가 설치된다. 필터부재(26)는 모듈레이터블록(100)의 유입유로(102)로부터 밸브시트부재(20)의 제2유로(22)로 유입되는 오일의 이물질을 걸러준다. 이러한 필터부재(26)는 밸브시트부재(20)의 외면에 장착된 상태에서 밸브시트부재(20)와 함께 모듈레이터블록(100)의 보어(101) 내측으로 진입하도록 결합된다.
슬리브(30)는 내경이 밸브시트부재(20)의 상측 외경과 대응하는 원통형태이다. 슬리브(30)는 하측의 제1단부가 밸브시트부재(20) 외면에 압입되는 형태로 결합된다. 또 제1단부에는 솔레노이드밸브를 모듈레이터블록(100)에 장착할 때 모듈 레이터블록(100)의 변형에 의해 고정되는 플랜지부(31)가 마련된다. 밸브시트부재(20)의 단차부(25)는 플랜지(31)가 결합될 때 플랜지(31)의 결합위치를 결정함과 동시에 플랜지(31)를 지지함으로써 상호 견고한 결합이 이루어지도록 한다.
밸브코어(50)는 슬리브(30)의 상측 제2단부에 압입되는 형태로 결합됨으로써 슬리브(30)의 상단 개구를 폐쇄한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 밸브코어(50)와 슬리브(30)의 결합을 위해 밸브코어(50)의 외면에는 둘레를 따라 결합홈(51)이 형성되고, 슬리브(30)에는 변형에 의하여 결합홈(51)으로 진입하여 걸리는 걸림부(32)가 마련된다. 즉 슬리브(30) 내로 밸브코어(50)를 진입시킨 후 변형에 의해 걸림부(32)를 형성함으로써 밸브코어(50)가 슬리브(30)에 고정될 수 있도록 한 것이다. 이러한 결합구조는 종래의 용접방식에 비하여 슬리브(30)와 밸브코어(50)의 결합을 용이하게 하고 결합공정을 간소화할 수 있도록 한다.
아마츄어(40)는 슬리브(30) 내에 상하로 진퇴 가능하게 설치된다. 아마츄어(40)는 외경이 슬리브(30)의 내경에 대응하는 원통형으로 마련되며, 외면에는 상하방향으로 오일이 유통하는 오일유로(41)가 형성된다. 아마츄어(40) 하단에는 제2오리피스(73)를 개폐할 수 있는 반구형의 제2개폐부(42)가 마련된다. 아마츄어(40)의 진퇴에 따라 제2오리피스(72)가 개폐될 수 있도록 한 것이다.
아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에는 평소 아마츄어(40)를 개폐부재(70) 쪽으로 가압하는 복원스프링(45)이 설치된다. 복원스프링(45)은 아마츄어(40) 상부에 형성된 스프링수용홈(46)에 수용된다. 이는 복원스프링(45)이 아마츄어(40)를 개폐부재(70) 쪽으로 가압함으로써 평소 제2오리피스(73)를 폐쇄할 수 있도록 한 것이다. 복원스프링(45)은 개방스프링(75)의 탄성력을 이기고 아마츄어(40) 및 개폐부재(70)를 가압할 수 있도록 개방스프링(75)보다 탄성이 큰 것으로 구성된다.
여자코일조립체(60)는 원통형으로 마련되며, 밸브코어(50)와 슬리브(30)의 상측 외면에 결합된다. 이러한 여자코일조립체(60)는 원통형의 코일케이스(61), 코일케이스(61) 내에 수용된 보빈(62), 보빈(62)의 외면에 권선된 여자코일(63)을 포함한다. 여자코일(63)에 전원을 인가할 때 자기장이 형성되도록 함으로써 아마츄어(40)를 밸브코어(50) 쪽으로 동작시켜 제2오리피스(73)를 개방할 수 있도록 한 것이다.
이러한 솔레노이드밸브를 모듈레이터블록(100)에 장착할 때는 먼저 밸브시트부재(20), 필터부재(26), 개폐부재(70), 슬리브(30), 아마츄어(40), 복원스프링(45), 밸브코어(50) 등을 모듈레이터블록(100) 외부에서 조립한 상태에서 필터부재(26)와 밸브시트부재(20)를 모듈레이터블록(100)의 보어(101)로 진입시킨다. 그리고 이 상태에서 모듈레이터블록(100)의 보어(101) 입구 측을 변형시킨다. 이렇게 하면, 모듈레이터블록(100)의 변형부(110)가 슬리브(30)의 플랜지(31)를 덮도록 변형되어 슬리브(30)를 고정함으로써 밸브의 장착이 완료된다.
이러한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 제1오리피스(23)를 구성하는 시트부(24)가 밸브시트부재(20)에 일체로 마련되고, 슬리브(30)가 밸브시트부재(20)와 결합되는 형태이기 때문에 부품수가 줄어 종래보다 구성을 단순화할 수 있다. 즉 밸브하우징과 밸브시트가 별도인 종래의 예에 비하여 구성을 단순화할 수 있다. 또 본 실시 예는 슬리브(30)가 밸브시트부재(20) 외면에 결합된 상태에서 슬리 브(30)의 플랜지(31)가 모듈레이터블록(100)에 직접 고정되기 때문에 조립을 용이하게 수행할 수 있다. 밸브시트부재(20)와 슬리브(30)의 결합을 위해 별도의 용접 등을 할 필요가 없으므로 제조공정을 간소화할 수 있다. 밸브코어(50)와 슬리브(30)도 결합홈(51)과 슬리브(30)의 변형에 의한 걸림부(32)에 의해 결합되기 때문에 결합이 용이하다. 이처럼 본 실시 예의 솔레노이드밸브는 종래보다 구성이 단순하고 제조가 용이하다. 따라서 제조비용도 줄일 수 있다.
다음은 이러한 솔레노이브밸브의 개폐동작에 관하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 여자코일조립체(60)에 전원이 인가되지 않을 때는 복원스프링(45)이 아마츄어(40)를 제2오리피스(73) 쪽으로 밀어주게 되므로 아마츄어(40)의 제2개폐부(42)가 제2오리피스(73)를 폐쇄한다. 또 아마츄어(40)는 복원스프링(45)의 가압력에 의해 개폐부재(70)를 가압하므로 제1오리피스(23)도 개폐부재(70)에 의해 폐쇄된다. 따라서 이때는 모듈레이터블록(100)의 유입유로(102)로부터 배출유로(103) 쪽으로 오일이 흐르지 않는다.
도 3에 도시한 바와 같이, 여자코일조립체(60)에 전원이 인가되면, 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에 작용하는 자기력에 의해 아마츄어(40)가 복원스프링(45)의 탄성을 이기고 밸브코어(50) 쪽으로 이동한다. 따라서 제2오리피스(73)는 개방된다. 이처럼 제2오리피스(73)가 개방되면, 유입유로(102)의 오일은 필터부재(26)를 통과한 후 개폐부재(70)의 외측유로(72)를 통해 슬리브(30) 내로 유입된다. 그리고 이 오일은 제2오일피스(73) 통과하여 배출유로(103) 쪽으로 흐른다.
제2오리피스(73)가 먼저 개방된 후 제2오리피스(73) 상류와 하류의 압력차가 작아지면, 즉 슬리브(30) 내의 오일과 개폐부재(70) 내부 오일의 압력차가 작아지면, 도 4에 도시한 바와 같이, 개방스프링(75)의 탄성에 의해 개폐부재(70)가 상승하므로 직경이 큰 제1오리피스(23)가 개방된다. 따라서 오일은 제2오리피스(73)를 통하지 않고 직경이 큰 제1오리피스(23)를 통하여 배출유로(103) 쪽으로 흐른다. 이처럼 본 발명의 솔레노이드 밸브는 직경이 작은 제2오리피스(73)가 먼저 개방된 후 직경이 큰 제2오리피스(23)가 개방되는 방식으로 유로가 2단에 걸쳐 순차 개방되므로 작은 힘으로도 밸브를 쉽게 개방할 수 있다.
도 1은 종래 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 단면도로, 제1 및 제2오리피스가 폐쇄된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 단면도로, 제1오리피스가 개방된 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 단면도로, 제2오리피스가 개방된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ부 상세도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 밸브시트부재 21: 제1유로
22: 제2유로 23: 제1오리피스
25: 단차부 30: 슬리브
31: 플랜지 32: 걸림부
40: 아마츄어 42: 개폐부
45: 복원스프링 50: 밸브코어
51: 결합홈 60: 여자코일조립체
70: 개폐부재 71: 내측유로
72: 외측유로 73: 제2오리피스
75: 개방스프링

Claims (4)

  1. 제1오리피스를 갖춘 시트부가 일체로 마련된 밸브시트부재와;
    상기 밸브시트부재 내에 진퇴하도록 설치되고 내부에 내측유로가 형성되고 외면에 외측유로가 형성되며, 일단에 상기 제1오리피스보다 작은 제2오리피스가 형성되고 타단에 상기 제1오리피스의 개폐를 위한 제1개폐부가 마련된 개폐부재와;
    상기 제1오리피스의 개방을 위해 상기 개폐부재를 이동시키는 개방스프링과;
    상기 밸브시트부재의 외면에 결합되는 제1단부를 구비하고, 상기 제1단부 쪽에 모듈레이터블록에 고정되는 플랜지부가 마련된 슬리브와;
    상기 슬리브의 상기 제1단부 반대편인 제2단부에 결합되는 밸브코어와;
    상기 슬리브 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 제2오리피스를 개폐하는 제2개폐부를 갖춘 아마츄어와;
    상기 아마츄어를 상기 제1오리피스 쪽으로 가압하는 복원스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개방스프링의 지지를 위해 상기 밸브시트부재 내에 고정된 스프링지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밸브시트부재는 상기 슬리브의 플랜지부가 걸리도록 외면에 형성된 계단형 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브코어는 상기 슬리브의 결합을 위해 외면에 결합홈을 구비하고,
    상기 슬리브는 변형에 의하여 상기 결합홈으로 진입하여 걸리는 걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
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