KR20100117091A - 밸브 조립체 및 조립 방법 - Google Patents
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Abstract
제 1 및 제 2 밸브 시트(34, 36)와 밸브 시트 사이의 유체 챔버(32)를 형성하는 밸브체(30)를 갖는 밸브 조립체가 제공된다. 밸브 조립체는 연장부(58) 및 플러그부(54)를 갖는 제 1 밸브(18)를 포함한다. 플러그부(54)는 제 1 밸브 시트(34)에 선택적으로 시팅되도록 구성된다. 연장부(58)는 플러그부(54)가 제 1 밸브 시트(34)에 시팅될 때 제 2 밸브 시트(36)를 지나서 유체 챔버(32) 내에서 연장하도록 구성된다. 제 2 밸브(20)는 제 1 밸브(18)와의 공동의 운동을 위해 연장부(58)와 서로 끼워져 제 1 밸브(18)에 연결되도록 구성된다. 제 2 밸브(20)는 제 2 밸브 시트(31)에 선택적으로 시팅되도록 구성된다. 밸브 시트(34, 36)를 지나서 유체 챔버(32)를 통한 유체 유동은 연결된 제 1 및 제 2 밸브(18, 20)의 공동의 운동에 의해 제어된다.
Description
본 발명은 밸브 조립체에 관한 것으로서, 구체적으로 차량 내의 유압 유체 유동을 제어하는 밸브 조립체 및 그것을 조립하는 방법에 관한 것이다.
차량 엔진에서와 같은 유압 제어 시스템용 밸브 조립체는 종종 복잡하고, 적절한 밸브 시팅(valve seating) 및 밸브를 지나는 유체 유동의 제어를 보장하기 위해 서로 정렬될 다수의 밸브를 필요로 한다. 예를 들어, 가변 블리드 솔레노이드(variable bleed solenoid)는 밸브 시트(valve seat)들 사이에 형성된 유체 챔버보다 큰 포펫 밸브(poppet valve) 2개가 밸브 시트에 시팅되는 것을 필요로 할 수 있다. 포펫 밸브는 그 어느 것도 조립 동안 유체 챔버를 통과하여 끼워질 수 없기 때문에 서로 분리되어야 한다. 밸브의 분리는 밸브 정렬에 악영향을 미칠 수 있으며, 이것은 압력 제어를 덜 정밀하게 만든다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 종래의 문제점을 해결한 밸브 조립체 및 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 및 제 2 밸브 시트와 밸브 시트 사이의 유체 챔버를 형성하는 밸브체를 갖는 밸브 조립체가 제공된다. 밸브 조립체는 연장부 및 플러그부를 갖는 제 1 밸브를 포함한다. 플러그부는 제 1 밸브 시트에 선택적으로 시팅되도록 구성된다. 연장부는 플러그부가 제 1 밸브 시트에 시팅될 때 제 2 밸브 시트를 지나서 유체 챔버 내에서 연장하도록 구성된다. 제 2 밸브는 제 1 밸브와의 공동의 운동을 위해 연장부와 서로 끼워져 제 1 밸브에 연결되도록 구성된다. 제 2 밸브는 제 2 밸브 시트에 선택적으로 시팅되도록 구성된다. 밸브 시트를 지나서 유체 챔버를 통과하는 유체 유동은 연결된 제 1 및 제 2 밸브의 공동의 운동에 의해 제어된다. 밸브가 연결되어 있기 때문에, 밸브를 지나는 유체의 계량은 밸브의 어떠한 오정렬에 의해서도 감소되지 않는다. 만약 밸브가 서로 독립적으로 이동된다면, 오정렬이 더 쉽게 일어날 수 있다. 따라서, 연결된 밸브는 유체 유동의 더 정밀한 제어를 제공한다.
밸브 조립체를 조립하는 방법은 밸브 시트를 지나서 유체 챔버를 통과하여 연장부로 불리는 제 1 밸브의 일부분을 삽입하는 단계를 포함한다. 본 방법은 제 2 밸브를 삽입된 부분과 서로 끼우는 단계를 더 포함한다. 서로 끼우는 단계는 제 2 밸브에 형성된 개구를 통과하여 연장부를 삽입하는 것에 의할 수 있다. 본 방법은 밸브 시트에 관한 공동의 운동을 위해 제 2 밸브를 제 1 밸브에 유지하는 단계를 더 포함한다. 밸브를 서로에 유지하는 것은 제 2 밸브와 물리적으로 간섭하도록 연장부를 변형시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 이상의 특징 및 이점과 다른 특징 및 이점이, 첨부 도면과 관련하여 읽을 때 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태의 다음의 상세한 설명으로부터 명백하다.
도 1은 차량 구성요소에 작동식으로 연결되어 도시된 밸브 조립체의 개략 단면도,
도 2는 도 1의 밸브 조립체에 포함된 제 1 및 제 2 밸브의 개략 분해 측면도,
도 3은 도 1의 밸브 조립체의 개략 부분 단면도로서, 도 1의 차량 구성요소로의 전체 공급 압력을 허용하도록 시팅된 제 1 밸브를 도시하는 도면,
도 4는 도 1의 밸브 조립체의 개략 부분 단면도로서, 도 1의 차량 구성요소로의 제로(zero) 유체 압력을 허용하도록 시팅된 제 2 밸브를 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 밸브 조립체에 포함된 제 1 및 제 2 밸브의 개략 분해 측면도,
도 3은 도 1의 밸브 조립체의 개략 부분 단면도로서, 도 1의 차량 구성요소로의 전체 공급 압력을 허용하도록 시팅된 제 1 밸브를 도시하는 도면,
도 4는 도 1의 밸브 조립체의 개략 부분 단면도로서, 도 1의 차량 구성요소로의 제로(zero) 유체 압력을 허용하도록 시팅된 제 2 밸브를 도시하는 도면.
도면을 참조하면, 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소를 지시하며, 도 1은 구성요소(12)로의 유체 압력을 제어하기 위해 차량 트랜스미션의 클러치와 같은 구성요소(12)에 작동식으로 연결된 밸브 조립체(10)를 도시한다. 밸브 조립체(10)는 단단히 연결된 밸브(18, 20)의 위치를 제어하기 위해 제어 유닛(도시되지 않음)의 제어 하에서 배터리와 같은 에너지원에 의해 전기 커넥터(16)에 제공된 전기 에너지에 의해서 선택적으로 활성화되는 전자석 솔레노이드(14)를 포함한다. 밸브(18)는 본 명세서에서 제 1 밸브로 불리며, 포펫(poppet) 유형의 밸브이다. 밸브(20)는 본 명세서에서 제 2 밸브로 불리며, 또한 포펫 유형의 밸브이다. 구체적으로, 전기 커넥터(16)는 비전도성 단자 하우징(19)에 의해 수용된 전도성 단자를 통해 비전도성 보빈(21)의 둘레에 권취된 전기 코일(22)에 전력을 공급한다. 활성화된 전기 코일(22)은 아마추어(24)를 축방향으로 이동시키는 자계(magnetic field)를 생성한다. 아마추어(24)는 자극편(28)의 보어 내에서 병진하는 핀(26)에 고정된다. 비-자성 엔드 캡(end cap)(29)이 아마추어(24)를 수용한다. 핀(26)의 병진은, 밸브체(30)의 내측 부분에 관해서 연결된 제 1 및 제 2 밸브(18, 20)의 위치를 제어하기 위해 핀(26)이 제 1 밸브(18)에 대해서 밀거나 제 1 밸브(18)로부터 물러설 수 있도록 제어된다. 밸브체(30)의 내측 부분은 유체 챔버(32)와, 계량 표면으로도 불리는 제 1 및 제 2 밸브 시트(34, 36)를 형성한다. 유체 챔버(32)는 제 1 밸브 시트(34)와 제 2 밸브 시트(36) 사이에 유체 연통을 형성한다. 밸브체(30)의 내측 부분은 또한 유체 챔버(32)와 유체 연통하는 유체 채널(38)을 형성한다. 공급 포트(40)를 통해 공급된 유체는 연결된 밸브(18, 20)의 위치에 따라서 유체 챔버(32)를 통해 그리고 유체 채널(38)을 통해 공급 챔버(33)로부터 유동할 수 있다. 유체 채널(38)은 유체 챔버(32)로부터 출구 챔버(42)로 유체를 비우고, 출구 챔버(42)에서 유체는 유체 통로(48)를 통해 구성요소(12)로 보내기 전에 유지 링(46) 안에 지지된 필터(44)를 통해 여과된다. 유체 통로(48)는 단지 출구 챔버(42)와 구성요소(12) 사이의 유체 연결부로서 개략적으로 도시된다. 통로(48)는 튜브, 보링된 채널 등에 의해 형성될 수 있다. 외측 밸브체 부분(50)은 출구 챔버(42)를 둘러싼다. 플러그(52)는 공급 챔버(33)를 둘러싼다.
제 1 밸브(18) 및 제 2 밸브(20)의 구성, 즉 적절한 때 각각의 밸브 시트(34, 36)에 확실하게 시팅되면서 핀(26)으로부터의 압력에 응답하여 공동으로 이동하는 그것의 능력은 구성요소(12)에 공급된 유체 압력 수준의 성공적인 제어에 중대한 것이다. 도 2를 참조하면, 밸브(18, 20)가 분해도로 도시되어 있다. 밸브(18)는 플러그부(54) 및 기다란 부분을 포함하고, 기다란 부분은 로드부(rod portion)(56)와 로드부(56)로부터 연장하여 쇼울더(shoulder)(60)를 형성하는 연장부(58) 둘 모두를 포함한다.
제 2 밸브(20)는 개구(64)가 그것을 통과하여 대향 단부(66)까지 연장하는 단부(62)를 갖는다. 제 2 밸브(20)는 2개의 단부(62, 65) 사이에 테이퍼면(67)을 갖는다. 연장부(58)는 단부(62)가 쇼울더(60)에 기대고 연장부(58)의 팁(66)이 단부(65)를 넘어서 연장하도록 개구(64)를 통과하여 삽입되는 것을 가능하게 하는 소정 길이 및 직경을 갖도록 구성된다. 연장부(58)는 황동과 같은 변형 가능한 물질로 제조되어, 팁(66)은 변형된 팁(도 3에서 참조부호 66A로 지시됨)이 단부(65)의 개구(64)보다 크고 따라서 그것을 통과하여 끼워질 수 없도록 공작기계에 의해 변형될 수 있다. 따라서, 변형된 팁(66A)은 제 1 밸브(18)로부터 제 2 밸브(20)의 제거와 물리적으로 간섭한다. 비록 자성 물질이 대신 사용될 수 있지만, 연장부(58)는 비자성 물질이다. 연결된 제 1 및 제 2 밸브(18, 20)는 개구(64) 안에 유지된 연장부(58)에 의해서 정렬된다. 정렬은 밸브 시트(34)에의 플러그부(54)의 확실한 시팅 및 밸브 시트(36)에의 테이퍼면(67)의 확실한 시팅을 보장한다.
다시 도 1을 참조하면, 제 1 및 제 2 밸브(18, 20)는, 플러그부(54)의 외측 표면과 밸브(20)의 테이퍼면(67) 사이의 축방향 거리가 밸브 시트(34, 36) 사이의 축방향 거리보다 클 때 양 밸브(18, 20)가 동시에 시팅될 수 없도록 구성된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결된 밸브(18, 20)는, 공급 챔버(33) 내의 공급 유체의 압력과 결합하여 솔레노이드 밸브(14)에 의해, 어느 밸브(18, 20)도 시팅되지 않고 유체가 밸브 시트(36)를 지나 유체 챔버(32) 안으로 그리고 밸브 시트(34)를 지나 복귀 섬프(sump)에 연결된 섬프 챔버(70)로 유동하는 위치에 있도록 제어될 수 있다. 유체 중 일부는 채널(38)을 통해 출구 챔버(42)의 밖으로 그리고 구성요소(12)로 유동한다. 구성요소(12)로 유동하는 유체의 압력은 밸브 시트(34, 36)에 대한 연결된 밸브(18, 20)의 위치의 함수이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 밸브(18)의 플러그부(54)의 표면(71)이 밸브 시트(34)에 대해서 시팅될 때, 유체는 섬프 챔버(70)로 빠져나갈 수 없다. 따라서, 공급 챔버(33)로부터 챔버(32) 및 채널(38)로 그리고 궁극적으로 출구 챔버(42)를 통해 구성요소(12)로 공급된 유체는 최대 공급 압력 상태에 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 1의 솔레노이드(14)가 밸브(18)와 접촉하도록 핀(26)을 병진시키지 않을 때, 유체 공급 챔버(33)로부터의 유체 공급 압력은 제 2 밸브(20)의 테이퍼면(67)이 밸브 시트(36)에 대해서 시팅되도록 강제할 것이고, 이것은 챔버(32) 내의 모든 유체가 섬프 챔버를 통해 빠져나가는 것을 허용할 것이며, 이것은 채널(38) 및 출구 챔버(42) 내의 제로 유체 압력, 그리고 궁극적으로 도 1의 차량 구성요소(12)로의 제로 압력으로 귀착된다.
밸브(20)가 어느 하나의 밸브 시트(34, 36)를 지나 챔버(32)를 통과하여 끼워지지 않기 때문에, 밸브(18, 20)의 연결은 제 1 밸브(18)가 유체 챔버(32)를 통과하여 삽입[즉, 연장부(58)가 제 2 밸브 시트(36)를 지나서 연장하도록 로드부(56)가 챔버를 통과하여 삽입됨]된 후에만 달성된다. 제 2 밸브(20)는 밸브(20)의 개구(64)를 통과하여 연장부(58)를 삽입함으로써 연장부(58)와 서로 끼워질 수 있으며, 이것은 도 2의 단부(62)가 쇼울더(60)에 대해서 압박하는 상태에서 밸브(20)를 도시된 위치에 도달할 때까지 도 1의 우측으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 제 2 밸브(20)는 그 다음에, 변형된 팁이 참조부호 66A로 지시되고 단부(65)를 넘어서 연장하는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 밸브(20)와 물리적으로 간섭하도록 연장부(58)의 팁(66)을 변형시킴으로써 공동의 운동 및 밸브체(30) 내의 위치설정을 위해 제 1 밸브(18)에 유지된다. 연결된 밸브(18, 20)는 개구(64)를 통과한 연장부(58)의 삽입으로 인해 적절하게 정렬되며, 이것은 밸브(18, 20)의 반경방향 상대 운동을 방지한다.
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태가 상세하게 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구의 범위의 범위 내에서 본 발명을 실시하기 위한 다양한 변형 디자인 및 실시예를 이해할 것이다.
Claims (13)
- 밸브 조립체에 있어서,
제 1 및 제 2 밸브 시트(valve seat)와, 상기 제 1 및 제 2 밸브 시트 사이에 유체 챔버를 형성하는 밸브체와;
연장부 및 플러그부를 갖는 제 1 밸브로서, 상기 플러그부는 상기 제 1 밸브 시트에 선택적으로 시팅(seating)되도록 구성되고, 상기 연장부는 상기 플러그부가 상기 제 1 밸브 시트에 시팅될 때 상기 제 2 밸브 시트를 지나서 상기 유체 챔버 내에서 연장하도록 구성된, 상기 제 1 밸브와;
상기 제 1 밸브와의 공동의 운동을 위해 상기 연장부와 서로 끼워져 상기 제 1 밸브에 연결되도록 구성된 제 2 밸브를 포함하고,
상기 제 2 밸브는 상기 제 2 밸브 시트에 선택적으로 시팅되도록 구성되며, 이것에 의해 상기 밸브 시트를 지나서 상기 유체 챔버를 통과하는 유체 유동이 연결된 상기 제 1 및 제 2 밸브의 공동의 운동에 의해 제어되는
밸브 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 밸브는 상기 제 2 밸브를 통과하는 개구를 형성하고,
상기 연장부는 상기 개구를 통과하여 끼워지고, 상기 제 2 밸브를 상기 제 1 밸브에 유지하도록 변형될 수 있게 구성된
밸브 조립체. - 제 2 항에 있어서,
상기 연장부는 비-자성 물질인
밸브 조립체. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 밸브는 상기 연장부의 단부에 쇼울더(shoulder)를 갖고,
상기 제 2 밸브는 상기 제 2 밸브가 상기 제 1 밸브에 유지될 때 상기 쇼울더에 기대는
밸브 조립체. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 밸브는, 상기 플러그부로부터 연장하고, 상기 밸브 시트 중 어느 하나와 접촉하는 일 없이 상기 유체 챔버 내에 끼워지도록 크기설정된 로드부(rod portion)를 갖고,
상기 로드부는 상기 쇼울더를 형성하는
밸브 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 밸브체는 상기 밸브 시트 사이의 상기 유체 챔버와 유체 연통하는 유체 채널을 형성하고, 연결된 상기 제 1 및 제 2 밸브는 상기 밸브가 동시에 시팅될 수 없도록 구성된
밸브 조립체. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 밸브에 작동식으로 연결되고, 연결된 상기 밸브의 운동을 제어하도록 선택적으로 활성화될 수 있는 솔레노이드를 더 포함하는
밸브 조립체. - 밸브 조립체를 조립하는 방법으로서, 상기 밸브 조립체는 제 1 및 제 2 밸브 시트와, 상기 제 1 및 제 2 밸브 시트 사이의 유체 챔버를 갖는 밸브체를 구비하고, 상기 밸브 조립체는 상기 제 1 밸브 시트에 시팅되도록 구성된 제 1 밸브와, 상기 제 2 밸브 시트에 시팅되도록 구성된 제 2 밸브를 포함하는, 밸브 조립체를 조립하는 방법에 있어서,
상기 밸브 시트를 지나서 상기 유체 챔버를 통과하여 상기 제 1 밸브의 일부분을 삽입하는 단계와;
상기 제 1 밸브의 일부분과 상기 제 2 밸브를 서로 끼우는 단계와;
상기 밸브 시트에 관한 공동의 운동을 위해 상기 제 2 밸브를 상기 제 1 밸브에 유지하는 단계를 포함하는
밸브 조립체를 조립하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 유지하는 단계는 상기 제 2 밸브와 물리적으로 간섭하도록 상기 제 1 밸브의 일부분을 변형시키는 것을 포함하는
밸브 조립체를 조립하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 서로 끼우는 단계는 상기 제 2 밸브를 통과하여 형성된 개구를 통과하여 상기 제 1 밸브의 일부분을 삽입하는 것을 포함하는
밸브 조립체를 조립하는 방법. - 차량 구성요소로의 유체 압력을 제어하는 밸브 조립체에 있어서,
제 1 및 제 2 밸브 시트와 상기 제 1 및 제 2 밸브 시트 사이에 유체 챔버를 형성하는 밸브체로서, 상기 밸브체는 상기 유체 챔버 및 상기 차량 구성요소와 유체 연통하는 유체 채널을 더 형성하는, 상기 밸브체와;
공동의 운동을 위해 연결된 제 1 및 제 2 밸브로서, 상기 제 1 밸브는 상기 제 1 밸브 시트에 시팅되도록 구성된 플러그부와, 상기 제 2 밸브 시트를 지나서 상기 유체 챔버를 통과하여 연장하는 기다란 부분을 갖고, 상기 제 2 밸브는 상기 제 2 밸브 시트에 시팅되도록 구성되며, 상기 제 2 밸브는 상기 기다란 부분이 상기 제 2 밸브 시트를 지나서 연장할 때 상기 제 1 밸브의 기다란 부분에 연결될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 밸브는 연결된 상기 밸브가 동시에 시팅될 수 없도록 구성된, 상기 제 1 및 제 2 밸브와;
상기 밸브에 작동식으로 연결되고 연결된 상기 밸브를 선택적으로 이동시키도록 제어 가능하여, 상기 제 1 및 제 2 밸브 시트의 지나는 유체의 계량을 제어하여 상기 유체 채널 내의 유체 압력을 제어하는 솔레노이드를 포함하는
밸브 조립체. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 밸브는 쇼울더를 형성하고, 상기 제 2 밸브는 상기 제 2 밸브를 통과하는 개구를 형성하며,
연장부는 상기 제 1 및 제 2 밸브가 연결될 때 상기 제 2 밸브가 상기 쇼울더에 대해 압축된 상태에서 상기 개구를 통과하여 연장하도록 구성된
밸브 조립체. - 제 12 항에 있어서,
상기 기다란 부분은 상기 개구의 밖을 향하여 연장하고, 변형될 때 상기 제 2 밸브와 접촉하여 상기 제 2 밸브를 상기 제 1 밸브에 유지하는 변형 가능한 팁을 갖도록 구성된
밸브 조립체.
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