KR20180065304A - 솔레노이드 밸브 - Google Patents

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진현수
박원기
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 플런저의 이동에 따라 발생하는 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 의한 솔레노이드 밸브는, 상하 이동가능하게 설치된 플런저 및 플런저의 상부에 배치된 스톱멤버를 가진 솔레노이드 바디; 및 상기 플런저의 상하에 의해 개폐되는 오피리스를 가진 밸브 바디;를 포함하고, 상기 스톱멤버는 상기 플런저와 접촉하는 부분에 제1완충부재를 가질 수 있다.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}
본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플런저의 이동에 따라 발생할 수 있는 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 솔레노이드 밸브(solenoid valve)는 전자기계적으로 작동하는 밸브로서, 솔레노이드 밸브는 솔레노이를 통한 전류에 의해 제어될 수 있다.
이러한 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 측에 전류가 인가됨에 따라 플런저가 이동할 수 있고, 전류가 차단되면 플런저가 스프링 등에 의해 원위치로 복귀한다.
이와 같이, 플런저가 이동하는 도중에 다른 부품과 접촉함에 따라 접촉소음이 발생하며, 이러한 접촉소음이 브라켓 등을 통해 외부로 전달됨에 따라 전달 소음이 함께 발생할 수 있다. 특히 솔레니오드 밸브에 의해 조절되는 유체의 압력이 증가할수록 그 소음이 더욱 증가할 수 있다.
예컨대, 차량의 엔진 배기매니폴드 및 머플러 사이에 배기브레이크가 설치되며, 이러한 배기브레이크를 작동시키는 엑츄에이터의 실린더에는 솔레노이드 밸브가 연결되고, 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 엑츄에이터의 실린더 내로 압축공기를 공급 내지 차단할 수 있다.
하지만, 상술한 바와 같이 솔레노이드 밸브의 작동 시에 발생하는 소음으로 인해 차량 운전 시에 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 솔레노이드 밸브의 내구수명이 단축되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 플런저가 이동함에 따라 발생할 수 있는 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브는,
상하 이동가능하게 설치된 플런저 및 플런저의 상부에 배치된 스톱멤버를 가진 솔레노이드 바디; 및
상기 플런저의 상하에 의해 개폐되는 오피리스를 가진 밸브 바디;를 포함하고,
상기 스톱멤버는 상기 플런저와 접촉하는 부분에 제1완충부재를 가질 수 있다.
상기 제1완충부재는 상기 스톱멤버의 내부에 인서트사출에 의해 마련될 수 있다.
상기 제1완충부재는 상기 스톱멤버의 내부에 인서트된 지지부 및 지지부에서 스톱멤버의 하단면을 향해 연장되는 연장부를 포함할 수 있다.
상기 연장부는 상기 스톱멤버의 하단면에서 외부로 돌출한 돌출부를 가질 수 있다.
상기 스톱멤버에는 브라켓이 체결구를 통해 결합될 수 있다.
상기 스톱멤버는 상기 체결구가 체결되는 체결홈을 가지고, 상기 체결홈의 적어도 일부 내경면에는 제2완충부재가 설치될 수 있다.
상기 제2완충부재는 상기 체결구의 일부 외면과 상기 체결홈의 일부 내경면 사이에 개재되도록 설치될 수 있다.
상기 브라켓은 하나 이상의 보강리브를 가질 수 있다.
상기 솔레노이드 바디의 내부에는 슬리브가 설치되며, 상기 스톱멤버는 상기 슬리브의 상단 내부에 고정될 수 있다.
상기 스톱멤버의 외면에는 하나 이상의 압착수용홈이 형성되고, 상기 슬리브의 상단 일부가 압착되어 변형되는 압착변형부들이 상기 압착수용홈에 수용됨으로써 상기 스톱멤버는 상기 슬리브의 상단 내부에 고정될 수 있다.
상기 스톱멤버의 외면에는 밀봉부재가 삽입되는 밀봉홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 플런저의 이동할 때 플런저와 스톱멤버가 서로 접촉하여 발생하는 접촉 소음 뿐만 아니라 그 접촉 소음이 브라켓을 통해 외부로 전달되어 발생하는 전달 소음 등을 확실하게 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 스톱부재를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 브라켓을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 브라켓을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브가 배기 브레이크의 엑츄에이터에 연결된 구조를 예시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(10)는 솔레노이드 바디(11)와, 솔레노이드 바디(11)에 연결된 밸브 바디(12)를 포함할 수 있다.
솔레노이드 바디(11)의 내부에는 보빈(21)이 설치되며, 보빈(21)에는 코일(22)이 감겨질 수 있다.
보빈(21)의 내부에는 슬리브(23)가 설치되며, 슬리브(23)의 내부에는 플런저(24)가 이동가능하게 설치될 수 있다.
플런저(24)의 상부에는 스톱멤버(25)가 배치되고, 스톱멤버(25)에 의해 플런저(24)의 상향 이동이 정지될 수 있다. 스톱멤버(25)는 슬리브(23)의 상단 내부에 고정적으로 설치될 수 있다. 예컨대, 슬리브(23)의 상단 외면이 압착됨에 스톱멤버(25)는 슬리브(23)의 상단 내부에 고정될 수 있다.
솔레노이드 바디(11)에는 브라켓(45)이 체결구(28)를 통해 장착될 수 있다. 체결구(28)가 스톱멤버(25)의 상단에 체결됨으로써 브라켓(45)은 스톱멤버(25)에 결합될 수 있다.
플런저(24)의 하부에는 밸브부재(26)가 인서트되게 설치되고, 밸브부재(26)는 밸브 바디(12)의 오리피스(33)를 개폐할 수 있다. 플런저(15)는 코일(12)에 전류가 인가됨에 따라 스톱멤버(25)를 향해 이동하고, 이에 밸브부재(26)가 밸브 바디(12)의 오리피스(33)를 개방하는 위치로 이동할 수 있다.
플런저(24)와 스톱멤버(25) 사이에는 스프링(27)이 설치될 수 있다. 일 예에 따르면, 플런저(24)의 내부에는 홈부가 형성되고, 플런저(24)의 홈부에는 스프링(27)의 일부가 수용될 수 있다. 스프링(27)의 상단은 스톱멤버(25)에 지지될 수 있고, 스프링(27)의 하단은 플런저(24)의 홈부에 지지될 수 있다. 이러한 스프링(27)에 의해 플런저(24)는 밸브바디(12)의 오리피스(33)를 폐쇄하는 위치로 복원될 수 있다.
슬리브(23)의 하단에는 솔레노이드 바디(11)의 외부로 돌출하는 연결부(23a)가 형성되고, 연결부(23a)는 밸브 바디(12)에 밀봉적으로 설치될 수 있다.
밸브 바디(12)는 유체가 유입되는 입구(31)와, 유체가 배출되는 출구(32)와, 입구(31) 및 출구(32) 사이에 형성된 오리피스(33)를 가질 수 있다.
입구(31)에는 입구튜브(31a)가 연결되고, 출구(32)에는 출구튜브(32a)가 연결되며, 오리피스(33)는 밸브부재(26)에 의해 개방 내지 폐쇄될 수 있다.
스톱멤버(25)는 고무 등과 같이 완충성재질로 이루어진 제1완충부재(41)를 가질 수 있다. 제1완충부재(41)는 플런저(24)와 접촉하는 스톱멤버(25)의 하부 내부에 마련될 수 있으며, 이러한 제1완충부재(41)에 의해 플런저(24)와 스톱멤버(25) 사이의 접촉 시에 발생하는 접촉 소음을 최소화하거나 차단할 수 있다.
도 2를 참조하면, 스톱멤버(25)는 일정 강성을 가진 금속 또는 비금속재질로 이루어질 수 있고, 스톱멤버(25)의 하부 내측에는 제1완충부재(41)가 수용되는 캐비티(25e, 25f)가 형성될 수 있다. 제1완충부재(41)는 스톱멤버(25)의 캐비티(25e, 25f)에 인서트사출 등을 통해 동일체로 형성될 수 있다.
제1완충부재(41)는 스톱멤버(25)의 캐비티(25f)에 수용되어 인서트된 지지부(42) 및 스톱멤버(25)의 캐비티(25e)에 수용되어 인서트된 복수의 연장부(43)를 포함할 수 있다.
지지부(42)는 스톱멤버(25)의 하부에서 수평방향으로 형성되고, 연장부(43)는 스톱멤버(25)의 하부에서 수직방향으로 형성될 수 있다. 복수의 연장부(43)는 지지부(42)에서 스톱멤버(25)의 하단면을 향해 연장될 수 있다. 이러한 제1완충부재(41)에 의해, 플런저(24)의 상단이 스톱멤버(25)의 하단과 접촉할 때 그 충격력이 수직방향 및 수평방향으로 흡수 내지 완충될 수 있으므로, 접촉소음의 발생이 최소화되거나 차단될 수 있다.
한편, 2 이상의 캐비티(25e)가 도 3에 예시된 바와 같이 원주방향을 따라 이격되게 형성될 수 있고, 이러한 캐비티(25e)의 내부에 연장부(43)들이 각각 형성될 수 있으며, 이에 2 이상의 연장부(43)들이 스톱멤버(25)의 하단에 인접한 내부에서 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 플런저(24)가 스톱멤버(25)와 접촉할 때, 스톱멤버(25)의 내부에 마련된 제1완충부재(41)가 그 접촉소음을 흡수 내지 완충할 수 있고, 이를 통해 소음 개선효과가 상승할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 연장부(43)는 스톱멤버(25)의 하단면에서 외부로 돌출한 돌출부(43a)를 가질 수 있고, 이에 플런저(24)와 스톱멤버(25)가 직접적으로 접촉함을 방지할 수 있으므로 그 소음 개선효과를 더욱 높일 수 있다.
스톱멤버(25)의 상부에는 체결구(28)가 체결되는 체결홈(25a)이 형성될 수 있고, 체결홈(25a)에는 암나사부가 형성될 수 있다.
이러한 스톱멤버(25)의 체결홈(25a)의 적어도 일부 내경면에는 제2완충부재(44)가 원주방향을 따라 마련될 수 있다.
실시예에 따르면, 제2완충부재(44)는 체결홈(25a)의 일부 내경면과 체결구(28)의 일부 외면 사이에 개재되도록 설치될 수 있고, 이를 통해 플런저(24) 및 스톱멤버(25)에서 발생한 접촉소음이 브라켓(45) 측으로 전달되는 전달소음을 효과적으로 차단할 수 있다.
스톱멤버(25)의 외면에는 하나 이상의 압착수용홈(25b, 25c)이 원주방향을 따라 형성될 수 있고, 이에 슬리브(23)의 상단 일부가 압착되어 변형되는 압착변형부(23b)들이 각 압착수용홈(25b, 25c)에 수용될 수 있다. 이러한 압착변형부(23b) 및 압착수용홈(25b, 25c)에 의해 스톱멤버(25)는 슬리브(23)의 상단 내부에 견고하게 고정될 수 있다.
그리고, 스톱멤버(25)의 외면에는 O-ring 등과 같은 밀봉부재(29)가 삽입되는 밀봉홈(25d)이 형성될 수 있다. 이러한 밀봉부재(29)에 의해 스톱멤버(25)는 슬리브(23)의 상단에 밀봉적으로 설치될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 브라켓(45)은 솔레노이드 바디(11)의 상단에 장착되는 제1장착부(45a)와, 솔레노이드 바디(11)의 하단에 장착되는 제2장착부(45b)와, 제1장착부(45a) 및 제2장착부(45b)를 연결하는 연결부(45c)를 가질 수 있다.
브라켓(45)의 연결부(45c)에는 강성을 보강하기 위한 하나 이상의 보강리브(46)가 절곡되게 형성될 수 있다. 이와 같이, 브라켓(45)에 보강리브(46)가 형성됨에 따라 브라켓(45)의 공진 진동수가 증가할 수 있고, 이에 의해 플런저(24)와 스톱멤버(25) 사이의 접촉소음으로 인한 소음을 줄일 수 있다.
브라켓(45)은 솔레노이드 밸브(10)가 장착되는 시스템의 프레임 또는 그 프레임에 장착된 다른 브라켓에 용접 또는 체결구 등을 통해 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브(10)가 배기 브레이크(100)에 적용된 상태를 예시한 도면이다.
배기 브레이크(100)는 엔진의 배기매니폴드와 머플러를 연결하는 배기파이프의 도중에 설치되는 밸브하우징(110)과, 밸브하우징(110)의 통로를 선택적으로 개폐하는 버터플라이 게이트(200)와, 버터플라이 게이트(200)의 샤프트(120)를 회전시키는 엑츄에이터(130)를 포함할 수 있다.
밸브하우징(110)의 일측에는 장착판(134)이 고정되고, 장착판(134)에는 엑츄에이터(130)가 장착될 수 있다.
엑츄에이터(130)는 스핀들(120)에 연결된 링크(131)와, 링크(131)에 연결된 실린더(133)를 가진다.
링크(131)의 일측은 스핀들(120)에 연결되고, 링크(131)의 타측에는 실린더(133)의 로드(132)가 연결된다.
링크(131) 및 실린더(133)는 장착판(134)에 장착되고, 장착판(134)에는 링크(131)의 회전을 제한하는 제한구(135)가 설치될 수 있다.
엑츄에이터(130)의 실린더(133)에는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(10)가 연결될 수 있다.
솔레노이드 밸브(10)의 밸브 바디(12)는 실린더(133)를 작동시키는 유체가 저장된 유체탱크(60)와 실린더(133) 사이에 연결되고, 이에 솔레노이드 밸브(10)는 엑츄에이터(130)의 실린더(133) 측으로 유체를 공급하거나 차단할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 솔레노이드 밸브
11: 솔레노이드 바디
12: 밸브 바디
21: 보빈
22: 코일
23: 슬리브
24: 플런저
25: 스톱멤버
31: 입구
32: 출구
33: 오리피스
41: 제1완충부재
42: 지지부
43: 연장부
44: 제2완충부재
45: 브라켓

Claims (11)

  1. 상하 이동가능하게 설치된 플런저 및 플런저의 상부에 배치된 스톱멤버를 가진 솔레노이드 바디; 및
    상기 플런저의 상하에 의해 개폐되는 오피리스를 가진 밸브 바디;를 포함하고,
    상기 스톱멤버는 상기 플런저와 접촉하는 부분에 형성되는 제1완충부재를 가지는 솔레노이드 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1완충부재는 상기 스톱멤버의 내부에 인서트사출에 의해 마련되는 솔레노이드 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1완충부재는 상기 스톱멤버의 내부에 인서트된 지지부 및 지지부에서 스톱멤버의 하단면을 향해 연장되는 연장부를 포함하는 솔레노이드 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연장부는 상기 스톱멤버의 하단면에서 외부로 돌출한 돌출부를 가지는 솔레노이드 밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스톱멤버에는 브라켓이 체결구를 통해 결합되는 솔레노이드 밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스톱멤버는 상기 체결구가 체결되는 체결홈을 가지고, 상기 체결홈의 적어도 일부 내경면에는 제2완충부재가 설치되는 솔레노이드 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2완충부재는 상기 체결구의 일부 외면과 상기 체결홈의 일부 내경면 사이에 개재되도록 설치되는 솔레노이드 밸브.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 브라켓은 하나 이상의 보강리브를 가지는 솔레노이드 밸브.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔레노이드 바디의 내부에는 슬리브가 설치되며, 상기 스톱멤버는 상기 슬리브의 상단 내부에 고정되는 솔레노이드 밸브.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 스톱멤버의 외면에는 하나 이상의 압착수용홈이 형성되고, 상기 슬리브의 상단 일부가 압착되어 변형되는 압착변형부들이 상기 압착수용홈에 수용됨으로써 상기 스톱멤버는 상기 슬리브의 상단 내부에 고정되는 솔레노이드 밸브.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 스톱멤버의 외면에는 밀봉부재가 삽입되는 밀봉홈이 형성되는 솔레노이드 밸브.
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