KR20150141974A - 개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브 - Google Patents

개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밸브 시트(3) 상에서 적어도 하나의 배출 개구를 개방 및 폐쇄하는 폐쇄 부재(2); 아마추어(6), 내극(7) 및 자기 요크(8)를 구비한 자기 회로(5); 및 코일(9)을 포함하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브에 관한 것이며, 상기 아마추어(6)는 폐쇄 부재(2)에 연결되고, 상기 자기 회로(5)는 자기 회로(5)의 차단을 위한 비자성 분리 부재(10) 및 자기 초크 장치(13)를 포함하며, 상기 자기 초크 장치(13)는 비자성 분리 부재(10) 상의 자기 회로(5)를 폐쇄하고, 상기 자기 초크 장치(13)는 형상 끼워맞춤 및/또는 압력 끼워맞춤 결합에 의해 고정된 별도의 개별 부품이다.

Description

개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE HAVING IMPROVED OPENING AND CLOSING BEHAVIOUR}
본 발명은 개선된 개방 거동 및 동시에 개선된 폐쇄 거동을 가진 유체, 특히 연료 제어용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
솔레노이드 밸브들은 예컨대 분사 밸브로서 선행 기술에 다양한 실시예로 공지되어 있다. 하우징 내의 아마추어의 영역에서 비자성 분리부, 즉 비자성 영역을 갖는 솔레노이드 분사 밸브들은 동일한 조건 하에서 자기 회로의 이러한 분리부 없는 밸브보다 더 신속하게 개방될 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 자기 회로의 분리에 의해 폐쇄 시간이 열화된다. 이 경우, 자기 초크와 자기 분리부가 일체형 부품으로서 형성되도록, 자기 분리부의 영역 내로 삽입되는 자기 초크가 제안되었다. 상기 부품은 2성분-MIM-프로세스에 의해 제조된다. 그러나 이런 제조 프로세스는 비교적 복잡하고 고가이므로, 더 간단하고 개선된 해결책을 찾는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 과제는 솔레노이드 밸브의 개방 시간 및 폐쇄 시간이 개선되며 솔레노이드 밸브가 매우 간단하고 경제적으로 제조될 수 있는, 유체 제어용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 가진 유체 제어용 솔레노이드 밸브에 의해 해결된다.
청구항 제 1 항의 특징들을 가진 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 밸브의 개방 시간 및 폐쇄 시간이 개선될 수 있고 솔레노이드 밸브가 특히 간단하고 경제적으로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 이로 인해, 특히 대량 생산이 가능하다. 이는 본 발명에 따라 솔레노이드 밸브가 아마추어, 내극 및 자기 요크를 구비한 자기 회로를 포함함으로써 달성된다. 이 경우, 자기 회로는 자기 회로의 차단을 위한 비자성 분리 부재, 및 상기 비자성 분리 부재 상의 자기 회로를 폐쇄하는 자기 초크 장치를 포함한다. 따라서, 자기 초크 장치는 비자성 분리 부재 상에 배치된 자기 바이패스의 작용을 한다. 이 경우, 자기 초크 장치는 형상 끼워맞춤 및/또는 압력 끼워맞춤 결합에 의해 고정된 별도의 개별 부품으로서 제공된다. 이로 인해, 자기 초크 장치는 경제적으로 제조 가능한 개별 부품으로서 제공되고, 자기 초크 장치의 조립은 간단하고 신속하게 이루어진다. 예컨대, 자기 초크 장치는 클램핑 결합부에 의해 고정될 수 있으므로, 자기 초크 장치가 클램핑에 의해 간단하고 신속하게 조립 가능하고 쉽게 분해 가능하다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 제시한다.
바람직하게는 자기 초크 장치가 비자성 분리 부재의 방사방향 외부에 배치된다. 이로 인해, 자기 초크 장치가 예컨대 비자성 분리 부재 상에 간단히 클팸핑될 수 있다.
또한, 자기 초크 장치가 자기 슬리브인 것이 바람직하다. 슬리브 형태의 자기 초크 장치는 예컨대 자기 슬리브가 비자성 분리 부재 상에 끼워져서 형상 끼워맞춤 및/또는 압력 끼워맞춤 결합이 형성됨으로써 매우 간단히 그리고 신속하게 조립될 수 있다. 슬리브가 원통형이거나, 또는 대안으로서 슬리브가 다각형 횡단면을 갖는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 바람직한 대안에 따라, 자기 초크 장치가 바람직하게는 자성 재료로 이루어진 스트립형 부재이거나, 또는 초크 장치가 자성 재료로 이루어진 다수의 스트립형 부재를 포함한다.
특히 바람직하게는 스트립형 부재가 제 1 단부에, 자기 요크와 접촉하는 제 1 변형부를 포함하고 및/또는 스트립형 부재가 제 2 단부에, 내극과 접촉하는 제 2 변형부를 포함한다. 스트립형 부재는 특히 바람직하게 자성 재료로 이루어진 박판 스트립의 형태를 갖는다.
바람직하게는, 가급적 빠른 폐쇄 시간을 위해, 비자성 분리 부재의 횡단면이 자기 초크 장치의 횡단면보다 크다.
비자성 분리 부재가 자기 초크 장치의 외부면에 직접 접촉하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는 특히 바람직하게는 내연기관에서 직접 분사를 위한 연료 분사 밸브로서 사용된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다. 도면에서 동일한 또는 기능상 동일한 부분들은 각각 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1의 솔레노이드 밸브의 개략적인 사시도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도.
도 4는 도 3의 솔레노이드 밸브의 개략적인 사시도.
이하, 도 1 및 도 2를 참고로 유체 제어용 솔레노이드 밸브(1)가 상세히 설명된다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 솔레노이드 밸브(1)는 밸브 시트(3) 상의 배출 개구(4)를 개방 및 폐쇄하는 밸브 니들 형태의 페쇄 부재(2)를 포함한다.
자기 밸브(1)는 또한 아마추어(6), 내극(7) 및 자기 요크(8)를 구비한 자기 회로(5)를 포함한다. 자기 요크(8)는 이 실시예에서 솔레노이드 밸브의 하우징(14)의 일부이고, 상기 하우징(14)은 여러 부분으로 형성된다. 이 경우, 하우징 부분들(15, 16)은 자기 회로(5)의 부분이다.
자기 밸브(1)는 또한 코일(9)을 포함하고, 상기 코일(9)은 전류 공급시 아마추어(6)를 끌어당긴다. 코일(9)에 전류 공급의 종료 후에, 리셋 부재(17)는 아마추어(6)를 다시 출발 위치로 되돌린다. 도 1은 아마추어(6)가 내극(7)에 접촉하는, 솔레노이드 밸브(1)의 개방 상태를 도시한다. 아마추어(6)는 폐쇄 부재의 행정 운동을 일으키기 위해, 공지된 방식으로 폐쇄 부재(2)에 연결된다.
솔레노이드 밸브(1)의 자기 회로(5)는 또한 이 실시예에서 슬리브인 비자성 분리 부재(10)를 포함한다. 비자성 분리 부재(10)는, 코일의 작동 시에 자기 회로가 아마추어(6)를 통해 신속히 폐쇄되므로, 솔레노이드 밸브의 매우 신속한 개방 시간이 달성되는 것을 보장한다. 그러나 비자성 분리 부재(10)는 비자성 분리 부재(10)에 의해 커지는, 솔레노이드 밸브(1)의 폐쇄 시간과 관련해서 문제점을 갖는다.
본 발명에 따라, 하우징(14), 더 정확히는 하우징 부분(16)과 내극(7) 사이의 연결을 형성하는 자기 초크 장치(13)가 제공된다.
도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 자기 초크 장치(13)는 이 실시예에서 다수의 스트립형 부재(11)를 포함하고, 비자성 분리 부재(10)는 원통형 슬리브이다. 이 실시예에서는 원주를 따라 동일하게 분포된 3개의 동일한 스트립형 부재(11)가 제공된다.
스트립형 부재들(11)은 제 1 단부에 제 1 변형부(21) 및 제 2 단부에 제 2 변형부(22)를 포함한다. 2개의 변형부들은 단면도로 볼 때 대략 U-형으로 형성된다. 이 경우, 제 1 변형부(21)는 하우징(14)과 접촉하고 제 2 변형부(22)는 내극(7)과 접촉한다. 또한, 스트립형 부재들(11)은 비자성 분리 부재(10)의 외부면 상에 직접 놓인다(도 1 참고).
따라서, 스트립형 자기 초크 장치(13)의 제공에 의해 비자성 분리 부재(10)의 자기 바이패스가 달성된다. 이는 솔레노이드 밸브의 신속한 개방 시간이 열화되지 않으면서, 솔레노이드 밸브의 폐쇄 시간이 현저히 개선되는 효과를 갖는다. 비자성 분리 부재(10)의 횡단면은 자기 초크 장치(13)의 횡단면보다 수배 정도 더 크다. 이 경우, 본 발명에 따라 자기 초크 장치(13)는 매우 간단히 그리고 경제적으로 제공될 수 있다. 예컨대, 스트립형 부재들(11)은 자성 재료로 이루어진 박판 재료로부터 절삭될 수 있다.
또한, 자기 초크 장치(13)는 형태 끼워맞춤 및/또는 압력 끼워맞춤 결합에 의해서만 자기 요크 또는 내극(7)에 결합된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 스트립형 부재(11)는 하우징 부분(16)과 자성 분리 부재의 단부면(10a) 사이에 고정된다. 스트립형 부재(11) 상의 제 2 변형부(22)의 U-형 형상에 의해, 스트립형 부재(11)와 내극(7)의 외주면 사이의 접촉이 형성된다. 따라서, 본 발명에 따라 자기 초크 장치(13)가 클램핑에 의해 신속하고 경제적으로 고정될 수 있다.
2개의 단부에 제 1 및 제 2 변형부(21, 22)를 구비한 스트립형 부재(11)의 디자인에 의해, 스트립형 부재(11)의 지지는, 스트립형 부재(11)가 축 방향 X-X로 하우징 부분(16)에 탄성적으로 지지되며 제 2 변형부(22)에서 방사 방향으로 내극(7)에 탄성적으로 지지되도록 이루어진다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(1)를 도시한다. 특히 도 4에 나타나는 바와 같이, 제 2 실시예의 자기 초크 장치(13)는 자성 재료로 이루어진 슬리브(12)이다. 슬리브(12)는 원통형으로 형성되고 비자성 분리 부재(10) 상에 끼워진다. 슬리브(12)는, 슬리브(12)의 중앙 영역과 같이 원통형으로 형성되며 하우징 부분(16)과 접촉하는 제 1 단부(31)를 포함한다. 제 2 단부(32)는 원통형 축소부로서 형성되므로, 슬리브는 숄더(33)를 포함하고, 제 2 단부(32)는 내극(7)과 접촉한다. 숄더(33)는 비자성 분리 부재(10)의 단부면(10a)에 접촉한다. 따라서, 이 실시예도 비자성 분리 부재(10)와 슬리브로서 형성된 자기 초크 장치(13) 사이에 형상 끼워맞춤 및 압력 끼워맞춤 결합을 포함한다. 이로 인해, 본 발명에 따라 경제적으로 제조 가능하고 신속하며 쉽게 조립 가능한 슬리브(12)에 의해, 탁월한 개방 시간 및 폐쇄 시간을 갖는 솔레노이드 밸브가 제공된다.
도 3 및 도 4의 제 2 실시예에서, 원통형 슬리브(12) 대신 다각형 슬리브, 예컨대 8각형 또는 10각형 슬리브가 사용될 수 있다.
2 폐쇄 부재
3 밸브 시트
5 자기 회로
6 아마추어
7 내극
8 자기 요크
9 코일
10 비자성 분리 부재
11 스트립형 부재
12 자기 슬리브
13 자기 초크 장치
21 제 1 변형부
22 제 2 변형부

Claims (9)

  1. 유체 제어용 솔레노이드 밸브로서,
    - 밸브 시트(3) 상에서 적어도 하나의 배출 개구를 개방 및 폐쇄하는 폐쇄 부재(2),
    - 아마추어(6), 내극(7) 및 자기 요크(8)를 구비한 자기 회로(5), 및
    - 코일(9)을 포함하고,
    - 상기 아마추어(6)는 상기 폐쇄 부재(2)와 상호 작용하고,
    - 상기 자기 회로(5)는 상기 자기 회로(5)의 차단을 위한 비자성 분리 부재(10) 및 자기 초크 장치(13)를 포함하며, 상기 자기 초크 장치(13)는 상기 비자성 분리 부재(10) 상의 상기 자기 회로(5)를 폐쇄하고,
    - 상기 자기 초크 장치(13)는 형상 끼워맞춤 및/또는 압력 끼워맞춤 결합에 의해 고정된 별도의 개별 부품인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 초크 장치(13)는 상기 비자성 분리 부재(10)의 방사방향 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자기 초크 장치(13)는 자기 슬리브(12)인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 자기 슬리브(12)는 원통형 횡단면 또는 다각형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자기 초크 장치(13)는 자성 재료로 이루어진 단일 스트립형 부재(11)를 포함하거나 또는 자성 재료로 이루어진 다수의 스트립형 부재(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스트립형 부재(11)는 제 1 단부에 상기 자기 요크(8)와 접촉하는 제 1 변형부(21)를 포함하고, 및/또는 제 2 단부에 상기 내극(7)과 접촉하는 제 2 변형부(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 초크 장치(13)의 제 1 단부는 상기 자기 요크(8)와 접촉하고, 상기 자기 초크 장치(13)의 제 2 단부는 상기 내극(7)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자성 분리 부재(10)의 횡단면은 상기 자기 초크 장치(13)의 횡단면보다 큰 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 초크 장치(13)는 상기 비자성 분리 부재(10)의 외부면 상에 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
KR1020157030000A 2013-04-17 2014-02-18 개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브 KR20150141974A (ko)

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