KR20090111995A - 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

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Abstract

전류에 대한 자기력 변화가 선형적으로 나타나도록 하여 종래보다 제어가 용이하고, 조립공차에 의한 성능변화도 최소화할 수 있으며, 밸브의 길이를 줄여 장착성을 개선할 수 있도록 한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 개시한다. 개시한 솔레노이드밸브는 길이방향으로 관통하는 관통공을 갖춘 밸브하우징과; 밸브하우징 내에 설치되며 오리피스를 갖춘 밸브시트와; 오리피스의 개폐를 위해 밸브하우징 내에 진퇴하도록 설치된 플런저와; 한쪽이 밸브하우징의 외면에 결합되고 그 반대 쪽이 폐쇄된 원통형 슬리브와; 플런저의 가압을 위해 슬리브 내에 진퇴하도록 설치된 아마츄어와; 아마츄어 주위의 슬리브 내면에 각각 고정되며 아마츄어의 이동방향으로 상호 소정간격 이격된 제1 및 제2자성체와; 아마츄어를 플런저 쪽으로 가압하도록 슬리브 내에 설치된 복원스프링과; 슬리브 외측에 설치된 여자코일조립체를 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 브레이크시스템의 유로들이 형성된 모듈레이터블록(13)의 보어(14)에 압입되어 설치되며, 유체의 흐름을 위한 입구(3)와 출구(4)를 갖는 중공의 밸브하우징(1)을 구 비한다.
밸브하우징(1)의 일단에는 그 내부에 설치되는 아마츄어(5)가 진퇴할 수 있도록 원통형 슬리브(6)가 결합되고, 슬리브(6)의 개방된 단부에는 슬리브(6)의 개방된 부분을 폐쇄하며 아마츄어(5)를 진퇴시키기 위한 밸브코어(7)가 결합된다. 아마츄어(5)는 진퇴운동을 통해 밸브시트(8)의 오리피스(8a)를 개폐한다. 이를 위해 아마츄어(5)는 밸브하우징(1)의 중공부(2)를 통하여 밸브시트(8) 쪽으로 연장된 개폐부(5a)를 구비한다.
아마츄어(5)와 밸브코어(7) 사이에는 아마츄어(5)가 평소 오리피스(8a)를 폐쇄할 수 있도록 아마츄어(5)를 가압하는 복원스프링(9)이 설치되고, 슬리브(6)와 밸브코어(7)의 외측에는 아마츄어(5)를 진퇴시키는 여자코일조립체(10)가 설치된다.
여자코일조립체(10)는 원통형의 코일케이스(10a), 코일케이스(10a) 내에 설치된 보빈(10b), 보빈(10b)에 권선된 여자코일(10c), 코일케이스(10a)의 하부에 결합된 플럭스링(10d)을 포함한다. 여자코일(10c)에 전원이 인가될 때 생기는 자기장은 코일케이스(10a), 밸브코어(7), 아마츄어(5), 플럭스링(10d)을 통하여 형성된다.
이처럼 자기장이 형성되면, 아마츄어(5)가 밸브코어(7) 쪽으로 이동하면서 밸브시트(8)의 오리피스(8a)를 열어준다. 여자코일(10c)에 전원이 인가되지 않을 때는 자기장이 형성되지 않으므로 복원스프링(9)의 탄성에 의해 아마츄어(5)가 오리피스(8a)을 폐쇄하도록 동작한다.
전술한 솔레노이드밸브는 아마츄어가 동작할 때 아마츄어와 밸브코어 사이의 간극이 변화하는 형태이기 때문에 여자코일에 인가되는 전류의 변화에 따른 자기력의 변화가 비선형적인 문제가 있었다. 즉 아마츄어와 밸브코어 사이의 간극은 자기력 변화에 큰 영향을 미치는데 전술한 솔레노이드밸브는 아마츄어가 동작할 때 간극이 변화하기 때문에 도 2에 도시한 예처럼 전류에 대한 자기력 변화가 비선형적인 문제가 있었다. 또 아마츄어의 위치에 따른 자기력의 변화도 컸다. 이처럼 자기력이 간극변화에 민감하기 때문에 밸브코어 및 아마츄어의 조립공차가 매우 제한적이어서 제조가 어렵고 제조비용 증가하는 문제도 있었다.
또한 전술한 솔레노이드밸브는 아마츄어와 밸브코어가 직렬로 배치되기 때문에 밸브의 길이가 긴 문제가 있었다. 이처럼 밸브가 길면 이를 채용하는 유압제어모듈의 부피가 커지는 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전류에 대한 자기력 변화가 선형적으로 나타나도록 함으로써 종래보다 제어가 용이하고 조립공차 발생에 의한 성능변화도 최소화할 수 있도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래보다 밸브의 길이를 줄여 장착성을 개선할 수 있도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 길이방향으로 관통하는 관통공을 갖춘 밸브하우징과; 상기 밸브하우징 내에 설치되며 오리피스를 갖춘 밸브시트와; 상기 오리피스의 개폐를 위해 상기 밸브하우징 내에 진퇴하도록 설치된 플런저와; 한쪽이 상기 밸브하우징의 외면에 결합되고 그 반대 쪽이 폐쇄된 원통형 슬리브와; 상기 플런저의 가압을 위해 상기 슬리브 내에 진퇴하도록 설치된 아마츄어와; 상기 아마츄어 주위의 상기 슬리브 내면에 각각 고정되며 상기 아마츄어의 이동방향으로 상호 소정간격 이격된 제1 및 제2자성체와; 상기 아마츄어를 상기 플런저 쪽으로 가압하도록 상기 슬리브 내에 설치된 복원스프링과; 상기 슬리브 외측에 설치된 여자코일조립체를 포함한다.
상기 솔레노이드밸브는 상기 제1자성체와 상기 제2자성체의 간격 유지를 위해 이들 사이에 개재되며 비자성체로 된 이격부재를 더 포함한다.
상기 제1자성체, 상기 제2자성체, 상기 이격부재는 상호 동일한 내경을 구비하는 원통형태이고, 이들의 내경이 상기 아마츄어의 외경보다 크게 형성된다.
상기 복원스프링은 일단이 상기 슬리브의 폐쇄된 단부 쪽에 지지되고 타단이 상기 아마츄어에 지지되된다.
상기 슬리브는 상기 아마츄어의 진퇴거리 한정을 위해 폐쇄된 단부 쪽으로부터 상기 아마츄어 쪽으로 돌출하는 돌출부를 포함하며, 상기 복원스프링은 상기 돌출부 외면에 결합된다.
본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 아마츄어가 동작하는 경우에도 아마츄어와 제1 및 제2자성체의 간격이 크게 변화하지 않기 때문에 여자코일에 인가되는 전류의 변화에 따른 자기력의 변화가 선형적으로 나타난다. 따라서 종래보다 밸브의 제어가 용이하고, 아마츄어의 위치변화에 따른 자기력의 변화폭도 종래보다 작아 안정된 성능의 확보가 가능하며, 그 만큼 조립공차에 여유를 둘 수 있어서 제조도 용이한 효과가 있다.
또 본 발명의 솔레노이드밸브는 제1 및 제2자성체가 아마츄어의 주위에 배치되기 때문에 밸브의 전체길이를 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서 이를 채용하는 유압제어모듈의 부피도 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 도 3에 도시한 바와 같이, 밸브하우징(20), 밸브시트(30), 필터부재(40), 플런저(50), 아마츄어(60), 슬리브(70), 여자코일조립체(80)를 구비한다.
밸브하우징(20)은 중앙에 길이방향으로 관통하는 관통공(21)을 구비하는 원통형태이다. 밸브하우징(20)의 외면에는 밸브하우징(20)을 모듈레이터블록(100)의 보어(101) 입구 측에 고정하기 위한 플랜지부(22)가 마련된다. 플랜지부(22)는 밸브를 설치할 때 모듈레이터블록(100)의 변형에 의해 고정된다.
밸브시트(30)는 밸브하우징(20)의 관통공(21) 내에 압입 고정된다. 밸브시트(30)는 길이방향으로 관통하는 내측유로(31)와, 그 외면에 홈형태로 형성된 외측 유로(32)를 구비한다. 그리고 내측유로(31) 상부에는 유로의 개폐를 위한 제1오리피스(33)가 형성된다.
필터부재(40)는 모듈레이터블록(100)의 보어(101) 내부로 진입하는 밸브하우징(20)의 외면 및 하단을 포위하는 형태이다. 필터부재(40)는 모듈레이터블록(100)의 유입유로(102)와 연통하는 반경방향의 측방유로(41), 밸브시트(30)의 내측유로(31) 및 모듈레이터블록(100)의 배출유로(103)와 연계되는 중앙의 연계유로(42)를 구비한다. 필터부재(40)의 측방유로(41)는 밸브시트(30)의 외측유로(32)와 연계된다. 연계유로(42) 내에는 오일의 흐름을 정류하는 제2오리피스(43a)를 갖춘 오리피스부재(43)가 장착된다. 또 필터부재(40)는 측방유로(41)로 유입되는 오일의 이물질을 걸러 주는 제1여과부(44)와, 연계유로(42)를 거쳐 배출유로(103)로 흐르는 오일의 이물질을 걸러 주는 제2여과부(45)를 포함한다.
플런저(50)는 밸브하우징(20)의 관통공(21)과 대응하는 외경을 구비하며 관통공(21) 내에 상하로 진퇴하도록 설치된다. 플런저(50)의 하단에는 제1오리피스(33)를 개폐하는 개폐부(51)가 마련되고, 플런저(50) 외면에는 상하로 오일이 흐를 수 있도록 홈형태의 유로(52)가 형성된다.
슬리브(70)는 상부가 폐쇄된 원통형태이다. 슬리브(70)는 개방된 하부가 밸브하우징(20)의 외면에 압입 고정된다. 이러한 슬리브(70)는 용접 등에 의하여 밸브하우징(20)에 고정될 수 있다.
아마츄어(60)는 진퇴동작에 의해 플런저(50) 상부를 가압하도록 슬리브(70) 내에 진퇴 가능하게 설치된다. 아마츄어(60)는 자성체로 이루어진다. 또 아마츄 어(60)의 외면에는 상하로 오일이 유통할 수 있도록 오일유로(61)가 형성된다. 아마츄어(60)와 플런저(50) 상단 사이에는 아마츄어(60)의 동작을 플런저(50)에 전달하는 매개부재(62)가 설치될 수 있다. 매개부재(62)는 상부의 제1연결부(62a)가 아마츄어(60) 중심의 관통공(63)에 압입되어 고정되고, 하부의 제2연결부(62b)가 플런저(50) 상부의 결합공(53)에 압입되어 고정된다. 도 3의 예는 플런저(50)와 아마츄어(60)를 연결하는 매개부재(62)를 예시하였으나, 이러한 매개부재(62)가 필수적인 것은 아니다. 플런저(50) 상단이 아마츄어(60)에 직접 연결될 수도 있다.
아마츄어(60) 주위의 슬리브(70) 내면에는 상호 소정간격 이격된 원통형의 제1자성체(91)와 제2자성체(92)가 각각 설치된다. 제1자성체(91)와 제2자성체(92)는 아마츄어(60)의 이동방향으로 상호 이격된다. 그리고 이러한 이격을 위해 제1자성체(91)와 제2자성체(92) 사이에는 비자성체로 된 이격부재(93)가 설치된다. 즉 제1자성체(91), 제2자성체(92), 이격부재(93)는 모두 내경이 동일한 원통형태이고, 이들의 내경이 아마츄어(60)보다 작게 형성됨으로써 아마츄어(60)의 진퇴를 안내한다. 제1자성체(91)의 상단은 슬리브(70)의 폐쇄된 단부(71) 쪽에 지지되고, 제2자성체(92) 하단은 밸브하우징(20) 상단에 지지된다. 여기서 본 실시 예는 제1자성체(91)와 제2자성체(92) 사이에 이격부재(93)가 설치되는 경우를 나타낸 것이나, 제1자성체(91)와 제2자성체(92)는 이격부재(93) 없이 슬리브(70) 내면의 상부와 하부에 각각 고정될 수도 있다.
슬리브(70)의 폐쇄된 단부(71)와, 아마츄어(60) 상단 사이에는 아마츄어(60)를 플런저(50) 쪽으로 가압하는 복원스프링(65)이 설치된다. 복원스프링(65)은 일 단이 슬리브(70)의 폐쇄된 단부(71)에 지지되고 타단이 아마츄어(60) 상단에 지지된다. 또 슬리브(70)의 폐쇄된 단부(71)에는 아마츄어(60)의 진퇴거리를 한정하기 위해 폐쇄된 단부(71) 쪽으로부터 아마츄어(60) 쪽으로 돌출하는 돌출부(72)가 마련된다. 그리고 복원스프링(65)은 이 돌출부(72) 외면에 결합된다. 이는 복원스프링(65)이 평소 아마츄어(60)를 플런저(50) 쪽으로 가압함으로써 플런저(50)의 개폐부(51)가 제1오리피스(33)를 폐쇄할 수 있도록 한 것이다.
이러한 밸브에서 아마츄어(60)의 진퇴거리는 돌출부(72)와 아마츄어(60) 상단 사이의 간극에 해당하게 된다. 한편, 제1오리피스(33)가 플런저(50)에 의해 폐쇄된 상태(초기상태)에서 아마츄어(60) 상단은 제1자성체(91)의 하단과 같은 높이이거나 이 보다 약간 높도록 하는 것이 좋다. 이는 여자코일조립체(80)에 의해 자기장이 형성될 경우 아마츄어(60)의 원활한 동작이 이루어지도록 하기 위함이다.
여자코일조립체(80)는 원통형으로 마련되며, 슬리브(70)의 외면에 결합된다. 이러한 여자코일조립체(80)는 원통형의 코일케이스(81), 코일케이스(81) 내에 수용된 보빈(82), 보빈(82)의 외면에 권선된 여자코일(83), 여자코일(83) 하측의 플럭스링(84)을 포함한다.
이러한 구성은 여자코일(83)에 전원을 인가할 때 코일케이스(81), 제1자성체(91), 아마츄어(60), 제2자성체(92), 밸브하우징(20)을 통하여 자기장이 형성되도록 한 것이다. 그리고 이를 통해 아마츄어(60)가 상승하도록 하여 제1오리피스(33)를 개방할 수 있도록 한 것이다. 즉 제1자성체(91), 아마츄어(60), 제2자성체(92)를 통하는 자기장이 아마츄어(60)를 상승시킴으로써 아마츄어(60)와 함께 플 런저(50)가 상승하면서 제1오리피스(33)를 개방하도록 한 것이다. 이처럼 제1오리피스(33)가 개방되면 유입유로(102) 쪽으로부터 배출유로(103)로 오일이 흐른다.
이러한 동작이 이루어질 때 본 발명에 따른 솔레노이드밸브는 제1 및 제2자성체(91,92)가 아마츄어(60)의 주위에 배치되기 때문에 아마츄어(60)가 상승하는 경우에도 아마츄어(60) 외면과 제1 및 제2자성체(91,92) 내면 사이 간격이 크게 변화하지 않는다. 따라서 도 4에 도시한 바와 같이, 여자코일(83)에 인가되는 전류의 변화에 따른 자기력의 변화가 선형적으로 나타나게 된다. 이처럼 자기력의 변화가 선형적으로 나타나면 종래보다 밸브의 제어가 용이해진다. 또 아마츄어(60)의 위치변화에 따른 자기력의 변화폭도 종래보다 작으므로 안정된 성능의 확보가 가능하며, 그 만큼 조립공차에 여유를 둘 수 있어서 제조도 용이하다.
또 본 발명의 솔레노이드밸브는 제1 및 제2자성체(91,92)가 아마츄어(60)의 주위에 배치되기 때문에 밸브의 전체길이를 줄일 수 있다. 따라서 이를 채용하는 유압제어모듈의 부피도 줄일 수 있다.
도 1은 종래 솔레노이드밸브의 단면도이다.
도 2는 종래 솔레노이드밸브의 전류변화에 따른 자기력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 전류변화에 따른 자기력 변화를 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 밸브하우징 30: 밸브시트
33: 제1오리피스 40: 필터부재
50: 플런저 51: 개폐부
60: 아마츄어 65: 복원스프링
70: 슬리브 72: 돌출부
80: 여자코일조립체 91: 제1자성체
92: 제2자성체 93: 이격부재

Claims (5)

  1. 길이방향으로 관통하는 관통공을 갖춘 밸브하우징과; 상기 밸브하우징 내에 설치되며 오리피스를 갖춘 밸브시트와; 상기 오리피스의 개폐를 위해 상기 밸브하우징 내에 진퇴하도록 설치된 플런저와; 한쪽이 상기 밸브하우징의 외면에 결합되고 그 반대 쪽이 폐쇄된 원통형 슬리브와; 상기 플런저의 가압을 위해 상기 슬리브 내에 진퇴하도록 설치된 아마츄어와; 상기 아마츄어 주위의 상기 슬리브 내면에 각각 고정되며 상기 아마츄어의 이동방향으로 상호 소정간격 이격된 제1 및 제2자성체와; 상기 아마츄어를 상기 플런저 쪽으로 가압하도록 상기 슬리브 내에 설치된 복원스프링과; 상기 슬리브 외측에 설치된 여자코일조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1자성체와 상기 제2자성체의 간격 유지를 위해 이들 사이에 개재되며 비자성체로 된 이격부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1자성체, 상기 제2자성체, 상기 이격부재는 상호 동일한 내경을 구비하는 원통형태이고, 이들의 내경이 상기 아마츄어의 외경보다 큰 것을 특징으로 하 는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복원스프링은 일단이 상기 슬리브의 폐쇄된 단부 쪽에 지지되고 타단이 상기 아마츄어에 지지되는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 아마츄어의 진퇴거리 한정을 위해 폐쇄된 단부 쪽으로부터 상기 아마츄어 쪽으로 돌출하는 돌출부를 포함하며,
    상기 복원스프링은 상기 돌출부 외면에 결합되는 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
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