KR20090040087A - 저압 제어용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 저압 제어용 솔레노이드 밸브는 전자기력을 이용한 노말 오픈(Normal Open) 타입으로써 전자기력을 이용하여 제어되며, 플런저(2)와 플런저 시트(4)에서 스프링지지 없는 볼로 메인 밸브(6)를 구성해 펌프 하우징(PH)과 유압 회로를 이루는 ABS/TCS/ESP 작동 시, 공차를 갖는 스프링에 따른 솔레노이드 밸브간 제어 편차 발생을 제거함과 더불어, ABS/TCS/ESP 작동 시 신속한 압력상승과 해제가 이루어지도록 솔레노이드 밸브의 리턴 밸브(6,6')를 한 쌍으로 형성하고, 상기 리턴 밸브(6,6')도 단순히 리턴 볼(7,7')만으로 이루어질 수 있도록 코닝(Coining)방식으로 기밀 처리됨에 따라, 리턴 밸브(6,6')의 부품 수를 감소할 수 있는 특징이 있게 된다.

저압, 밸브, 코닝

Description

저압 제어용 솔레노이드 밸브{Low pressure control typed solenoid valve}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 특히 저압 제어용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 운전자의 브레이크 페달 조작력을 배력하는 유압을 이용해 주행중인 차량을 제동하는 제동시스템은, 회전중인 차륜을 잡아 회전을 못하게 하는 단순 방식으로 인해 차량의 주행 상태와 노면 조건에 따라 최적의 제동 성능을 구현하지 못하게 된다.

이와 같은, 단순 제동시스템의 한계를 극복하기 위해 차륜속도로부터 연산되는 슬립률에 따라 휠에 가해지는 제동압을 적절히 조절하여 바퀴의 록킹(locking)을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti lock brake system)을 사용하거나 또는, 차량의 급 발진이나 급 가속시 과대한 슬립을 방지하기 위해 엔진의 구동력을 조절하는 트랙션 콘트롤 시스템(Traction control system)을 이용하여, 차량의 안정성을 향상하게 된다.

하지만, 이와 같은 안티록 브레이크 시스템(Anti lock brake system)이나 트랙션 콘트롤 시스템(Traction control system)의 경우에도 직선 도로를 주행하는 경우 양호한 성능을 발휘할 뿐 만약, 차량이 커브 도로를 선회 주행하는 경우에는 바깥쪽으로 과도하게 기울어지는 언더스티어(Under steer)나, 이와 반대로 안쪽으로 과도하게 기울어지는 오버스티어(Over steer)를 완벽하게 제어할 수 없어 차량 안정성에 대한 신뢰성이 저하되어진다.

이에 따라, 근래에는 제동과 구동 및 조향시스템의 3가지를 모두 고려 즉, 휠속도센서와 요 레이트센서(Yaw rate sensor), 횡가속도센서 및 조향각도센서로 부터 입력되는 측정신호에 따라 오버스티어(Oversteer)나 언더스티어(Understeer)를 판단해 종합적으로 제어함으로써, 운전자가 요구하는 차량주행방향과 실제 차량의 주행방향과의 차이를 최소화시켜 어떠한 운전조건에서도 안전하게 운전자가 의도한 차량의 주행방향을 유지시켜 주는 ESP(Electronic Stability Program) 시스템이 적용되고 있다.

이러한, ABS/TCS/ESP 시스템의 경우에는 마스터실린더와 휠 사이에서 제동유압을 공급하는 유압(브레이크) 라인과는 별도로, 마스터실린더로부터 오일을 펌핑(Pumping)해 휠 쪽으로 제동 압을 제공하면서 예기치 못한 차량의 회전(예를 들어, 빙판길의 경우) 현상을 방지하도록 작용하게 되는데, 이때 상기 마스터실린더와 펌프사이에 오일 흐름 통로를 형성하도록 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)를 이용하게 된다.

즉, 솔레노이드 밸브는 제동 시 유압 회로를 구성하고, ABS/TCS/ESP 작동 중 유로를 차단하거나 또는 유압 상승 속도를 조절함과 더불어, 제동 해제 시 신속한 해제(Fast Release)를 위해 작동되어진다.

이러한 솔레노이드 밸브 중 저압 제어 밸브(TCV, Traction Control Valve)는 통상적으로, 노말 오픈(Normal Open)타입을 적용하게 된다.

그러나, 이와 같은 노말 오픈(Normal Open)타입 저압 제어 밸브(TCV, Traction Control Valve)는 통상적으로, 메인 유로 형성이 유압 크기에 따라 반응하는 스프링 탄성력을 이용함에 따라, 특히 저압 제어 시에는 스프링이 갖는 탄성율로 인해 저압 제어 밸브간 제어 편차를 가져올 수 있는 근본적인 취약성이 있게 된다.

또한, 이러한 노말 오픈(Normal Open)타입 저압 제어 밸브(TCV, Traction Control Valve)는 급 가압 즉, 마스터 실린더 쪽에서 휠 실린더 쪽으로 오일이 전달될 때 신속한 증압이 이루어져야 하지만, 복귀 유로 형성 부위가 1곳으로 한정됨에 따라 증압 속도에 한계성이 있고, 이로 인해 메인 홀 크기를 크게 하여 브레이크 오일 복귀 시 페달 응답성의 한계를 극복하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, ABS/TCS/ESP 작동 시 유압 회로를 구성하는 저압 제어 밸브가 전자기력을 이용한 노말 오픈(Normal Open) 타입으로 제어됨에 따라, 스프링 탄성력을 이용할 때 발생될 수 있는 스프링 공차에 따른 밸브간 편차로 인한 제어 편차 발생을 제거 할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전자기력을 이용해 제어되는 저압 제어 밸브가 2곳에 복귀 유로가 형성됨에 따라, 급 가압 시 마스터 실린더 쪽에서 휠 실린더 쪽으로 오일이 전달될 때 신속한 증압이 이루어짐은 물론, 복귀 유로 형성 밸브도 코닝(Coining)방식으로 기밀을 형성하면서 단순히 볼로 이루어져 부품 수를 감소할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저압 제어용 솔레노이드 밸브가 코일에 감싸인 아마추어가 결합되고, 내부에서 축 방향으로 중앙 유로를 형성하면서 압입된 펌프 하우징의 유로에 연결되도록 상기 중앙 유로에 직교하는 원주 유로가 가공된 밸브바디와;

상기 밸브바디의 축 방향 중앙 유로에 대해 직각으로 연통된 원주 유로부위에 위치된 플런저와, 상기 플런저의 대향 위치에서 상기 중앙 유로에 삽입되어 원주 유로부위로 위치된 플런저 시트 및 상기 플런저의 선단에 형성된 홈에 고정되어져, 작동 시 플런저와 함께 이동되면서 플런저 시트에서 떨어져 중앙 유로와 원주 유로를 연통시켜 주는 메인 밸브 볼로 이루어진 밸브 앗세이;

상기 밸브바디의 원주 유로에 대해 직각을 갖도록 유로 바디의 중앙 유로에 대해 간격을 두고 축 방향으로 형성된 리턴 유로와, 상기 리턴 유로의 출구 부위에서 리턴 유로에 비해 넓게 형성되는 확장 출구 및 상기 확장 출구부위에 위치되어져 리턴 유로를 개·폐하는 리턴 볼로 이루어진 제1·2 리턴 밸브 및;

상기 밸브바디의 원주 유로부위를 감싸는 서브 필터와 더불어, 밸브바디의 축 방향으로 유입·배출되는 오일을 걸러주면서 상기 리턴 볼을 구속하는 메인 필터;

로 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 리턴 볼은 리턴 유로의 출구 부위인 확장 출구에 대해 코닝(Coining)방식으로 기밀 처리되어진다.

이러한 본 발명에 의하면, ABS/TCS/ESP 작동 시 유압 회로를 구성하는 노말 오픈(Normal Open) 타입 저압 제어 밸브가 전자기력을 이용으로 제어되므로, 저압 제어 밸브 간 제어 편차가 없이 제어될 수 있고, 저압 제어 밸브에 2곳에 복귀 유로를 형성함에 따라 급 가압 시, 마스터 실린더 쪽에서 휠 실린더 쪽으로 오일이 전달될 때 신속한 증압이 이루어질 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 전자기력을 이용해 제어되는 노말 오픈(Normal Open) 타입 저압 제어 밸브의 복귀 유로 부위가 코닝(Coining)방식으로 기밀을 형성함에 따라, 복귀 유로 밸브의 구조를 단순와 함은 물론 복귀 유로 부위에 대한 기밀 기능이 최적으로 이루어져 ESC PLUS의 추가 기능도 가능하게되는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러 한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 저압 제어용 솔레노이드 밸브의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는 전원이 공급되는 코일에 감싸인 아마추어(1)가 결합되고, 압입된 펌프 하우징(PH)과 유로를 형성하도록 내부로 유로가 가공된 밸브바디(3)로 이루어지고, 오일의 마스터 실린더 복귀 시 유로를 형성하는 한 쌍의 제1·2 리턴 밸브(6,6')가 상기 밸브바디(3)의 원주 유로(3e)에 대해 직각을 갖도록 밸브바디(3)의 축 방향을 따라 형성되어진다.

이와 더불어 상기 밸브바디(3)의 내부 유로를 개·폐하는 밸브 앗세이가 내장되는데, 상기 밸브 앗세이는 스프링지지 없이 밸브바디(3)에 구비된 메인 밸브 볼(5)와, 밸브바디(3)의 축 방향 중앙 유로(3d)에 대해 직각으로 연통된 원주 유로(3e)부위에 위치된 플런저(2), 상기 플런저(2)의 대향 위치에서 상기 중앙 유로(3d)에 삽입되어 원주 유로(3e)부위로 위치된 플런저 시트(4)로 이루어져, 상기 플런저(2)와 플런저 시트(4)사이로 상기 메인 밸브 볼(5)이 지지되는 구조를 갖게 된다.

즉, 상기 메인 밸브 볼(5)은 플런저(2)의 선단에 형성된 홈으로 끼워져 고정되어져, 작동 시 플런저(2)와 함께 이동되면서 플런저 시트(4)와 떨어져 중앙 유로(3d)와 원주 유로(3e)를 연통시켜 주게 된다.

이에 더해 상기 솔레노이드 밸브에는 밸브바디(3)의 축 방향으로 유입·배출 되는 오일을 걸러주는 메인 필터(9, 통상 프론트 필터라 함)가 밸브바디(3)의 끝단에 결합되고, 상기 밸브바디(3)의 원주 방향 유로부위로도 서브 필터(10, 통상 사이드 필터라 함)가 밸브바디(3)를 감싸면서 구비되어진다.

또한, 상기 밸브바디(3)에 삽입된 플런저 시트(4)는 뒤쪽으로 인서트가 위치되어져, 밸브바디(3)내부에서 플런저시트(4)의 위치를 잡아주게 되며, 이러한 인서트는 구비되지 않을 수도 있게 된다.

이러한, 상기 솔레노이드 밸브에는 밸브바디(3)는 끝단으로 아마추어(1)가 결합되면서 그 내부로 플런저(2)가 삽입되는 중앙 유로(3d)를 형성한 선단 바디(3a)가 길게 형성되고, 펌프 하우징(PH)으로 압입 고정되는 고정 확대 플랜지(3b)가 상기 선단 바디(3a)에 대해 큰 직경을 갖고 동심으로 형성되며, 펌프 하우징(PH)의 유로와 연통되는 원주 유로(3e)가 가공되어져, 펌프 하우징(PH)에 삽입되는 유로 바디(3c)가 상기 고정 확대 플랜지(3b)에 대해 작은 직경을 갖고 동심으로 형성되어진다.

또한, 상기 제1·2 리턴 밸브(6,6')는 밸브바디(3)의 원주 유로(3e)에 대해 직각을 갖도록 유로 바디(3c)의 축 방향으로 리턴 유로(8,8')가 형성되어, 오일의 증압 시 유압이 작용하게 되며, 상기 리턴 유로(8,8')의 출구 부위에는 리턴 볼(7,7')이 구비되어져 오일 압력을 통해 유로를 개·폐하게 된다.

이때, 상기 리턴 유로(8,8')의 출구 부위는 리턴 볼(7,7')이 리턴 유로(8,8')에서 이격될 때, 리턴 볼(7,7')의 직경보다 큰 직경을 이루어 리턴 유로(8,8')를 빠져 나오는 오일이 배출될 수 있는 확장 출구(8a,8a')를 형성하게 된 다.

이와 더불어 상기 리턴 볼(7,7')은 리턴 유로(8,8')의 출구 부위에 코닝(Coining)방식으로 즉, 리턴 볼(7,7')을 리턴 유로(8,8')의 접촉면에 대해 하중을 가해 소성 변형함에 따라 두면 사이의 거친 정도를 매끄럽게 하는 방식을 이용함에 따라, 제1·2 리턴 밸브(6,6')의 기밀 처리를 별도의 기밀 부재를 이용하지 않고 형성하게 된다.

이때, 상기 리턴 볼(7,7')은 밸브 바디(3)의 끝단에 결합된 메인 필터(9)를 통해 구속되어진다.

이와 같은 본 발명은 저압 제어용 솔레노이드 밸브는 전자기력을 이용하여 제어되며, 플런저(2)와 플런저 시트(4)에서 스프링지지 없는 볼로 메인 밸브(6)를 구성해 펌프 하우징(PH)과 유압 회로를 이루는 ABS/TCS/ESP 작동 시, 공차를 갖는 스프링에 따른 솔레노이드 밸브간 제어 편차 발생을 제거함과 더불어, ABS/TCS/ESP 작동 시 신속한 압력상승과 해제가 이루어지도록 솔레노이드 밸브의 리턴 밸브(6,6')를 한 쌍으로 형성하고, 상기 리턴 밸브(6,6')도 단순히 리턴 볼(7,7')만으로 이루어질 수 있도록 코닝(Coining)방식으로 기밀 처리됨에 따라, 리턴 밸브(6,6')의 부품 수를 감소할 수 있는 특징이 있게 된다.

이를 위해 본 발명의 저압 제어용 솔레노이드 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 일단에 아마추어(1)가 고정되고 타단은 펌프 하우징(PH)의 유로와 연통되도록 펌프 하우징(PH)에 압입되는 밸브 바디(3)로 이루어지고, 아마추어(1)의 여기 시 자기력으로 이동되도록 상기 밸브 바디(3)의 축 방향으로 형성된 중앙 유로(3d)로 밸브 앗세이가 내장되며, 휠 증압 시 신속한 가압을 위해 밸브 바디(3)의 축 방향으로 한 쌍의 리턴 밸브(6,6')를 형성하게 된다.

이와 같이 상기 밸브 바디(3)에 내장된 밸브 앗세이는 스프링을 통해 탄발 지지되지 않아, 솔레노이드 밸브가 단지 전자기력으로 작동되도록 한다.

즉, 상기 밸브 앗세이가 밸브바디(3)를 축 방향을 관통하는 중앙 유로(3d)에 직교하는 원주 유로(3e)를 기준으로 해, 밸브바디(3)의 선단 바디(3a)로 삽입되어 원주 유로(3e)부위에 플런저(2)가 위치되고, 상기 밸브바디(3)의 유로 바디(3c)로 삽입되어 상기 플런저(2)에 대향되도록 원주 유로(3e)부위로 플런저 시트(4)가 위치되며, 아마추어(1)의 여기 시 전자기력을 받아 이동되는 상기 플런저(2)의 선단에 형성된 홈으로 고정되어, 플런저 시트(4)와 접촉되거나 이격되어져 밸브 바디(3)의 유로를 개·폐하는 메인 밸브 볼(5)로 구성되어진다.

이와 같이 솔레노이드 밸브의 내부 유로를 개·폐하는 메인 밸브 볼(5)이 스프링지지 없이 플런저(2)의 선단에 고정된 상태에서, 아마추어(1)의 여기 시 형성되어진 전자기력으로 이동되는 플런저(2)와 함께 이동됨에 따라, 플런저 시트(4)로부터 메인 밸브 볼(5)이 이격되어져 밸브바디(3)의 중앙 유로(3d)와 연통된 원주 유로(3e)가 펌프 하우징(PH)의 유로에 연결되는 노말 오픈(Normal Open)타입으로 구현되어진다.

이와 더불어 상기 솔레노이드 밸브는 마스터 실린더에서 휠 실린더로 증압이 신속히 즉, 제동 유압의 신속한 증압이 이루어지도록 밸브바디(3)의 축 방향으로 한 쌍의 제1·2 리턴 밸브(6,6')가 형성되며, 이러한 제1·2 리턴 밸브(6,6')는 리턴 유로(8,8')의 출구 부위에 리턴 볼(7,7')을 위치시켜 구성된 단순 구조를 이루게 된다.

즉, 상기 제1·2 리턴 밸브(6,6')를 이루는 리턴 볼(7,7')은 밸브 바디(3)의 끝단에 결합된 메인 필터(9)를 통해 구속되면서, 밸브바디(3)의 축 방향으로 형성된 리턴 유로(8,8')의 확장된 확장 출구(8a,8a')에 위치되는데, 이때 상기 리턴 볼(7,7')과 접촉되는 확장 출구(8a,8a')부위는 금속 대 금속 기밀 방식인 코닝(Coining)으로 기밀 처리되어져, 금속 대 고무 기밀 방식과 같이 별도의 기밀 부재를 이용하지 않고 기밀 처리를 할 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 솔레노이드 밸브에 구비된 한 쌍의 제1·2 리턴 밸브(6,6')는 증압 유로 형성 시, 제동 유압의 신속한 증압이 이루어지도록 작용함과 더불어, 리턴 유로(8,8')의 개·폐와 기밀 작용이 단순히 리턴 볼(7,7')만으로 구현될 수 있게 된다.

이러한 솔레노이드 밸브의 작동은 일반적인 밸브 즉, 여기되는 아마추어(1)를 갖춘 밸브 바디(3)와, 밸브 바디(3)의 내부 유로로 플런저(2)와 플런저 시트(4) 및 이들 사이에 위치된 메인 볼 밸브(6)로 이루어져, 작동 시 상기 메인 볼 밸브(6)가 플런저(2)와 플런저 시트(4)에서 이격되어 내부 유로를 펌프 하우징(PH)에 연결해 유압 회로를 형성하는 구조에서 동일하게 구현되므로, 본 발명의 솔레노이드 밸브에 대한 전체적인 작동을 생략한다.

또한, 본 발명의 솔레노이드 밸브에 구비된 한 쌍의 제1·2 리턴 밸브(6,6') 도 휠 실린더에서 펌프 하우징(PH)으로 유입되는 복귀 유압이 밸브 바디(3)에 작용됨에 따라, 상기 밸브 바디(3)의 원주 유로(3e)에 대해 직각을 갖도록 축 방향으로 형성된 리턴 유로(8,8')의 출구 부위에 구비된 리턴 볼(7,7')이 오일 압력으로 유로를 열어 작용되는 것과 같이 동일하게 구현되므로, 이에 대한 전체적인 작동도 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 저압 제어용 솔레노이드 밸브의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 아마추어 2 : 플런저

3 : 밸브바디 3a : 선단 바디

3b : 고정 확대 플랜지 3c : 유로 바디

3d : 중앙 유로 3e : 원주 유로

4 : 플런저시트 5 : 메인 밸브 볼

6,6' : 제1·2 리턴 밸브 7,7' : 리턴 볼

8,8' : 리턴 유로 8a,8a' : 확장 출구

9 : 메인 필터 10 : 서브 필터

PH : 펌프 하우징

Claims (2)

1. 코일에 감싸인 아마추어(1)가 결합되고, 내부에서 축 방향으로 중앙 유로(3d)를 형성하면서 압입된 펌프 하우징(PH)의 유로에 연결되도록 상기 중앙 유로(3d)에 직교하는 원주 유로(3e)가 가공된 밸브바디(3)와;

   상기 밸브바디(3)의 축 방향 중앙 유로(3d)에 대해 직각으로 연통된 원주 유로(3e)부위에 위치된 플런저(2)와, 상기 플런저(2)의 대향 위치에서 상기 중앙 유로(3d)에 삽입되어 원주 유로(3e)부위로 위치된 플런저 시트(4) 및 상기 플런저(2)의 선단에 형성된 홈에 고정되어져, 작동 시 플런저(2)와 함께 이동되면서 플런저 시트(4)에서 떨어져 중앙 유로(3d)와 원주 유로(3e)를 연통시켜 주는 메인 밸브 볼(5)로 이루어진 밸브 앗세이;

   상기 밸브바디(3)의 원주 유로(3e)에 대해 직각을 갖도록 유로 바디(3c)의 중앙 유로(3d)에 대해 간격을 두고 축 방향으로 형성된 리턴 유로(8,8')와, 상기 리턴 유로(8,8')의 출구 부위에서 리턴 유로(8,8')에 비해 넓게 형성되는 확장 출구(8a,8a') 및 상기 확장 출구(8a,8a')부위에 위치되어져 리턴 유로(8,8')를 개·폐하는 리턴 볼(7,7')로 이루어진 제1·2 리턴 밸브(6,6') 및;

   상기 밸브바디(3)의 원주 유로(3e)부위를 감싸는 서브 필터(10)와 더불어, 밸브바디(3)의 축 방향으로 유입·배출되는 오일을 걸러주면서 상기 리턴 볼(7,7')을 구속하는 메인 필터(9);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 저압 제어용 솔레노이드 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 리턴 볼(7,7')은 리턴 유로(8,8')의 출구 부위인 확장 출구(8a,8a')에 대해 코닝(Coining)방식으로 기밀 처리되는 것을 특징으로 하는 저압 제어용 솔레노이드 밸브.

Images