KR20190099010A - 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브로서, 하우징(1); 상기 하우징 내에 배치된 솔레노이드; 상기 솔레노이드에 의해 이동 가능한 핀(pin); 및 상기 핀에 연결된 피스톤으로서, 상기 하우징을 지지하고 상기 하우징을 부분적으로 둘러싸는 제2 하우징 부분이 제공되는, 상기 피스톤; 및 상기 밸브를 밀봉하는 밀봉재를 포함하는 밸브에 관한 것이다. 상기 제2 하우징 부분은 금속으로 구성되고, 상기 밸브를 밀봉하는 밀봉재는 상기 하우징에 가장 가까운 상기 제2 하우징 부분의 단부에 배치된다.

Description

밸브

본 발명은 하우징; 상기 하우징 내에 배치된 솔레노이드; 상기 솔레노이드에 의해 이동 가능한 핀(pin); 및 상기 핀에 연결된 피스톤으로서, 상기 하우징을 지지하고 상기 피스톤을 부분적으로 둘러싸는 제2 하우징 부분이 제공되는, 상기 피스톤, 및 상기 밸브를 밀봉하기 위한 밀봉재(seal)를 포함하는 밸브에 관한 것이다.

이러한 밸브는 특히 오버런(overrun) 동작에서 흡입 측으로 바이패스(bypass)를 개방하기 위해 자동차의 터보 과급기의 전환기 밸브로서 사용되는 것으로 알려져 있다. 터보 과급기의 과도한 감속을 방지하기 위해서뿐만 아니라 빠른 발사를 보장하기 위해 밸브의 빠른 개폐가 필수 전제 조건이다. 밸브 안착부는 밸브가 플랜지에 의해 장착된, 터보 과급기의 하우징으로 형성된다. 밸브를 밀봉하기 위해, 밀봉재가 하우징에 배치된다. 상기 밀봉재는 제2 하우징 부분을 둘러싸고, 제2 하우징 부분은 하우징에 디텐트 연결부(detent connection)에 의해 연결된다. 무게 때문에 플라스틱으로 구성된 제2 하우징 부분은 충분한 강도와 제조 상의 이유로 특정 구조 및 벽 두께를 가져야 한다. 이를 위해 대응하는 구조 공간이 필요하다. 또한, 제2 하우징 부분을 둘러싸는 밀봉재는 대응하는 직경을 갖게 형성되어야 한다. 따라서 이러한 밸브는 다른 설치 공간에 제한된 정도로만 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 그 구성에 의해 상이한 설치 위치에서 사용될 수 있는 밸브를 생성하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은, 제2 하우징 부분이 금속으로 구성되고, 밸브를 밀봉하는 밀봉재가 하우징을 향하는 측에 배치되는 것에 의해 달성된다.

금속으로 상기 제2 하우징 부분을 형성하면 플라스틱 부분에 비해 금속의 강도가 더 높기 때문에 상당히 감소된 벽 두께를 갖게 형성될 수 있다는 장점이 있다. 벽 두께가 작으면 피스톤 직경이 변치 않는 경우 제2 하우징 부분의 직경이 작아진다. 따라서 밸브는 더 작은 개구에 설치될 수 있다. 또한, 밀봉재는 직경이 더 작아질 수 있어서 밀봉성이 개선된다. 또한 금속으로 제2 하우징 부분을 형성하면, 더 높은 내열 온도를 얻을 수 있어서, 지금까지 가능하지 않은 사용 조건 하에서 사용될 수 있게 된다. 또한, 금속 제2 하우징 부분은 디텐트 연결부 또는 다른 연결부에 의해 하우징에 연결될 수 있다.

유리한 개선에서, 금속이 고급 강, 바람직하게는 크롬-니켈 강으로 형성되는 경우 다양한 관류 매체 및 매체 혼합물, 바람직하게는 내연 엔진의 배기 가스에 우수한 내성이 달성된다.

또 다른 유리한 개선에 따르면, 상기 제2 하우징 부분은 딥 드로잉된(deep-drawn) 부품으로서 특히 저렴하게 제조될 수 있다. 상기 하우징 부분을 형성하는 것은 추가적인 공정 작업 없이 단 하나의 작업 단계에서만 달성될 수 있다.

자동차에 상기 밸브를 사용하기 위해, 상기 제2 하우징 부분의 벽 두께가 0.3㎜ 내지 3㎜, 바람직하게는 0.5㎜ 내지 1㎜인 것만으로도 상기 밸브에 충분한 강도 및 따라서 신뢰성 있는 동작을 보장하는데 충분한 것으로 밝혀졌다.

특히 유리한 개선에서, 상기 제2 하우징 부분은 하우징을 향하는 측에 반경 방향 외측으로 돌출하는 에지를 갖는다. 상기 에지는 하우징에 설치될 한정된 접촉 표면을 생성하기 위해 필요에 따라 사용될 수 있다. 상기 에지는 딥 드로잉에 의해 상기 제2 하우징 부분을 형성하는 동안 특히 간단하고 저렴한 방식으로 생성될 수 있다.

추가적인 개선에서, 상기 밀봉재는 상기 에지의 적어도 하나의 영역을 둘러싸는 것에 의해 상기 밀봉재가 상기 에지에 배치된다. 이러한 방식으로, 상기 밀봉재는 상대적으로 작은 직경으로 저렴하게 형성될 수 있다. 이러한 배치는 추가적인 요소 없이 상기 밀봉재를 고정시킬 수 있다. 상기 밀봉재를 유지하는 부분은 생략될 수 있다. 상기 밀봉재와 제2 하우징 부분을 연결하면 상기 밀봉재가 이제 미리 설치될 수 있기 때문에 설치 공정이 향상된다.

하나의 유리한 개선에 따라, 상기 밀봉재가 상기 제2 하우징 부분에 포획되어 배치되는 것은 상기 에지가 리세스(recess)를 갖고 상기 밀봉재가 상기 리세스를 관통하는 것으로 달성된다. 동작 조건 및 밀봉 재료에 따라, 상기 에지는 2개 내지 20개, 바람직하게는 3개 내지 12개, 특히 4개 내지 8개의 리세스를 가질 수 있다.

특히 간단한 개선에서, 상기 리세스는 원형 형태이다. 상기 에지의 반경 방향 범위가 제한된 경우 및/또는 상기 리세스 내에 밀봉 재료의 충분한 단면을 제공하기 위해, 상기 리세스는 상기 에지의 원주를 따라, 바람직하게는 타원형 형상으로 또는 원호 형상으로 연장될 수 있다.

또 다른 유리한 개선에서, 상기 에지에 충분한 기계적 강도를 보장하기 위해, 상기 리세스는 상기 에지의 면적의 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하를 차지한다.

특히 신뢰할 수 있는 밀봉재는 불소 고무(fluorinated rubber)로 구성된 밀봉재로 달성된다.

또 다른 개선에 따르면, 상기 제2 하우징 부분은 압입 연결(press-fit connection)에 의해 상기 하우징에 연결된다. 장점은 추가적인 체결 요소가 필요치 않다는 것이다. 또한, 디텐트 요소가 생략되기 때문에, 상기 하우징은 상당히 간단하게 설계될 수 있어서, 상기 하우징을 생산하는데 상당한 비용 절감을 할 수 있다.

특히 간단한 개선에서, 상기 하우징은, 상기 제2 하우징 부분의 방향으로 돌출하고 상기 제2 하우징 부분으로 가압되는 원통형 부분을 갖는다. 이런 유형의 연결부는 연결 부품의 기하 구조를 이용한다. 여기서, 상기 하우징 상에 원통형 부분을 제공하는 것은 비용이 거의 들지 않는다. 가압되기 위해, 상기 제2 하우징 부분의 반경 방향 외측으로 돌출하는 에지는 또한 가압 공구의 맞물림 지점으로 사용될 수 있다.

또 다른 개선에서, 상기 제2 하우징 부분의 반경 방향으로 돌출하는 에지가 상기 하우징에 접촉하는 부분으로서 사용되는 경우, 공정 관점에서 특히 신뢰성 있는 방식으로 압입 연결이 실현될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2 하우징 부분은 측방 표면의 나머지 영역과는 상이한 직경을 압입 연결을 위해 가질 수 있다. 이 상이한 직경은 유리하게는 나머지 측방 표면보다 더 크다. 직경이 클수록 압입 연결에 이용 가능한 영역이 더 넓어서, 연결이 분리되는 것을 방지하는 안전성이 증가될 수 있다. 다른 한편, 더 큰 직경이 반경 방향으로 돌출하는 에지에 접하는 경우, 즉 제2 하우징 부분의 치수가 최대 직경으로부터 진행하여 감소하는 경우에만 제2 하우징 부분을 생산하는 것이 더 쉬워진다.

본 발명은 예시적인 실시예에 기초하여 보다 상세히 설명된다.

도 1은 종래 기술에 따른 밸브의 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 밸브의 확대 단면도;
도 3은 제2 하우징 부분의 단면도; 및
도 4는 제2 하우징 부분의 에지의 개선예를 도시하는 도면.

도 1은 밸브를 전기적으로 연결하기 위해 일체로 몰딩된 소켓(2)을 갖는 하우징(1)을 포함하는 밸브를 도시한다. 하우징(1)은 일체로 형성된 플랜지(3)와 3개의 보어(3a)를 더 포함하고, 이에 의해 하우징(1)은 바이패스 라인(4)의 영역에서 터보 과급기(도시되지 않음)에 플랜지에 의해 장착된다. 도시된 설치 위치에서, 플랜지(3)는 플라스틱으로 구성된 제2 하우징 부분(13)이 인접해 있다. 제2 하우징 부분(13)은 디텐트 연결부(14)에 의해 하우징(1)에 연결된다. 하우징(1) 내에는 코일(6)을 갖는 솔레노이드(5)와 금속 핀(7)이 배치되어 있다. 금속 핀(7)은 포트(pot)형 피스톤(8)에 연결되고, 피스톤은 그 베이스(9)의 원주에 축 방향으로 돌출하는 환형 밀봉 표면(10)을 갖는다. 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 표면(10)은 밸브 안착부(11)를 지지하여 바이패스 라인(4)을 차단해서 라인(4)으로부터 라인(12)으로 흐르는 매체가 없도록 할 수 있다. 여기서, 스프링(7a)은 피스톤(8)을 밸브 안착부(11)의 방향으로 밀어낸다. 제2 하우징 부분(13)과 동심으로, 하우징(1) 내에는 밀봉재(16)가 배치되고, 이 밀봉재는 터보 과급기 상의 밸브를 밀봉하고 하우징(1) 내에서 O-링의 형태이다.

도 2의 밸브는 도 1의 밸브와 실질적으로 동일한 설계를 갖는다. 차이점은, 크롬-니켈 강으로 구성된 제2 하우징 부분(13)이 0.5㎜의 벽 두께를 갖고, 딥 드로잉된 부품이라는 것이다. 제2 하우징 부분(13)은, 하우징(1)을 향하는 단부에, 반경 방향으로 외측을 향하는 에지(15)를 갖는다. 에지는 원주에 걸쳐 균일하게 분포된 12개의 리세스(17)를 갖고, 이 리세스에는 불소 고무로 구성된 밀봉재(16)가 관통하여, 밀봉재(16)는 반경 방향 외측 영역(18)에서 반경 방향으로 돌출하는 에지(15)를 둘러싼다. 제2 하우징 부분(13)이 하우징(1)으로 가압될 때 에지(15)의 반경 방향 내측 영역(19)은 제2 하우징 부분(13)이 대응하는 표면(20)을 지지하는 접촉 표면을 형성한다. 제2 하우징 부분(13)은 2개의 직경을 갖는 원통형 측방 표면(21)을 갖는다. 여기서, 더 큰 직경(22)이 에지(15)에 접한다. 원통형 측방 표면(21)의 이 영역은 압입 연결 부분을 형성하고, 여기서 하우징 상에 일체로 형성된 하우징측 원통형 부분(23)은 압입 연결부의 다른 부분을 형성한다.

도 3은 에지(15)를 둘러싸는 밀봉재(16)를 갖는 제2 하우징 부분(13)을 도시하고, 여기서 하우징 부분(13)에 포획되어 배치되기 위한 밀봉재(16)는 에지(15)에 형성된 리세스(17)를 채운다. 반경 방향으로 돌출하는 에지(15)는 원통형 측방 표면(21)의 더 큰 직경(22)과 접하며, 이 원통형 측방 표면은 다른 경로에 걸쳐 더 작은 직경으로 전이된다. 제2 하우징 부분(13)은 하우징(1)과 반대쪽 단부에 반경 방향 내측을 향하는 칼라(24)를 갖는다. 칼라(24)는 예를 들어 피스톤(8)(도시되지 않음)을 위한 추가 밀봉재를 배치하는 역할을 할 수 있다.

도 4는 에지(15) 및 칼라(24)를 갖는 제2 하우징 부분(13)의 상세를 도시한다. 리세스의 여러 상이한 형상이 예로서 반경 방향으로 돌출하는 에지에 도시되어 있다. 따라서, 원형(17'), 타원형(17"), 원호형(17"') 또는 다각형 형상의 리세스(17""), 바람직하게는 사각형 형상이 가능하다.

Claims (11)

1. 밸브로서,
   하우징; 상기 하우징 내에 배치된 솔레노이드; 상기 솔레노이드에 의해 이동 가능한 핀(pin); 및 상기 핀에 연결된 피스톤으로서, 상기 하우징을 지지하고 상기 피스톤을 부분적으로 둘러싸는 제2 하우징 부분이 제공되는, 상기 피스톤; 및 상기 밸브를 밀봉하는 밀봉재를 포함하되,
   상기 제2 하우징 부분은 금속으로 구성되고, 상기 밸브를 밀봉하는 상기 밀봉재는 상기 하우징을 향하는 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 하우징 부분(13)은 고급 강, 바람직하게는 크롬-니켈 강으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 하우징 부분(13)은 딥 드로잉된(deep-drawn) 부품인 것을 특징으로 하는 밸브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 하우징 부분(13)은 0.3㎜ 내지 3㎜, 바람직하게는 0.5㎜ 내지 1㎜의 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 하우징 부분(13)은 상기 하우징(1)을 향하는 측에 반경 방향 외측으로 돌출하는 에지(15)를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
6. 제5항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 에지의 적어도 하나의 영역을 둘러싸는 것에 의해 상기 밀봉재는 상기 에지에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
7. 제6항에 있어서, 상기 에지는 리세스를 갖고, 상기 밀봉재는 상기 리세스를 관통하는 것을 특징으로 하는 밸브.
8. 제6항에 있어서, 상기 에지는 2개 내지 20개, 바람직하게는 3개 내지 12개, 특히 4개 내지 8개의 리세스를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 리세스는 원형이고 또는 상기 에지의 원주를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스는 상기 에지의 면적의 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하인 것을 특징으로 하는 밸브.
11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 하우징 부분(13)은 상기 하우징(1), 바람직하게는 상기 하우징의 원통형 부분으로 가압되는 것을 특징으로 하는 밸브.

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