KR20220148231A - 분무 시스템용 밸브 - Google Patents

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KR20220148231A KR1020227033247A KR20227033247A KR20220148231A KR 20220148231 A KR20220148231 A KR 20220148231A KR 1020227033247 A KR1020227033247 A KR 1020227033247A KR 20227033247 A KR20227033247 A KR 20227033247A KR 20220148231 A KR20220148231 A KR 20220148231A
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테오필 줄리앙
막심 보두앵
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발레오 시스뗌므 데쉬야지
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Abstract

본 발명은 세정액을 분무하기 위한 분무 시스템(20)용 밸브(1)와 관련되며, 상기 밸브(1)는,
- 분무 시스템(20)의 유압 채널(15)에 유체적으로 연결되도록 구성되고 세정액을 수용하도록 구성된 유압 공동(5)을 포함하는 밸브 본체(3)와,
- 세정액이 유압 채널(15) 내로 통과하는 것을 허용하는 개방 위치와 세정액이 유압 채널(15) 내로 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 유압 공동(5) 내에서 이동하도록 구성된 이동 가능한 요소(7)를 포함하며,
밸브(1)는 또한 밸브(1)의 벽에 형성된 적어도 하나의 개구(32)를 포함하며, 상기 개구(32)는 유압 공동(5) 내부의 세정액이 동결되는 경우에 변형되도록 구성된 탄성 멤브레인(21)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

Description

분무 시스템용 밸브
본 발명은 자동차를 위한 세정액 분무 시스템의 분야와 관련되고, 특히 이러한 시스템에 사용되는 밸브와 관련된다.
모든 자동차는 차량의 앞유리를 청결하게 유지하고 운전자가 최적으로 밖을 볼 수 있게 하는 세정액 분무 시스템을 갖는다. 이러한 시스템은 또한 센서와 같은 광학 장치에 사용될 수 있다.
이들 시스템은 일반적으로 세정액을 위한 탱크와, 펌프와, 세정액이 다양한 분무 엔드피스(spray endpiece) 또는 분무 노즐로 통과하는 것을 허용하거나 방지하도록 구성된 적어도 하나의 밸브를 포함한다.
분무 시스템의 유압 회로에 배치된 유압 밸브의 문제점 중 하나는 밸브가 결빙되는 것과 연관된 밸브의 오작동 위험이다. 또한, 매우 낮은 온도의 경우에, 밸브에 존재하는 세정액이 동결될 수 있으며, 이에 의해 동결될 때 팽창하는 물로 인해 밸브가 손상되어, 세정액 분무 시스템의 고장을 유발할 수 있다.
따라서, 동결의 경우에 그러한 밸브 손상을 회피하기 위해, 동결의 경우에 자동차를 위한 세정액 분무 시스템에 있어서의 전자기 밸브를 보호하는 것을 가능하게 하는 해결책을 찾는 것이 필요하다.
그러한 목적을 위해, 제안된 것은 세정액을 분무하기 위한 분무 시스템용 밸브이며, 상기 밸브는,
- 분무 시스템의 유압 채널에 유체적으로 연결되도록 구성되고 세정액을 수용하도록 구성된 유압 공동을 포함하는 밸브 본체와,
- 세정액이 유압 채널 내로 통과하는 것을 허용하는 개방 위치와 세정액이 유압 채널 내로 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 유압 공동 내에서 이동하도록 구성된 이동 가능한 요소와,
- 밸브의 벽에 형성된 적어도 하나의 개구를 포함하며, 상기 개구는 유압 공동 내부의 세정액이 동결되는 경우에 변형되도록 구성된 탄성 멤브레인에 의해 폐쇄된다.
일 실시예에 따르면, 이동 가능한 요소는 플런저이다.
일 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인은 밸브의 벽에 고정되도록 구성된 강성의 주변 부분과, 세정액이 동결되는 경우에 변형되도록 구성된 탄성의 중심 부분을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인은 적어도 부분적으로 엘라스토머로 제조된다.
다른 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인은 금속 캡이다.
다른 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인은 이중-재료 사출 성형에 의해 제조된다.
다른 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인은 벽에 오버몰딩된다.
다른 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인은 벽에 접착 본딩되거나 용접된다.
다른 실시예에 따르면, 밸브가 사용되는 전체 압력 범위에 걸쳐 탄성 멤브레인이 변형되지 않도록, 탄성 멤브레인의 두께는 유압 채널 내부의 세정액의 압력의 함수로서 선택된다.
다른 실시예에 따르면, 탄성 멤브레인의 표면적은 세정액이 동결될 때 탄성 멤브레인의 변형에 의해 얻어지는 유압 공동의 추가 체적에 대응하는 유압 공동의 체적 증가를, 탄성 멤브레인의 변형에 의해 허용하도록 선택되고, 이러한 추가 체적은 탄성 멤브레인이 변형되지 않은 경우의 유압 공동의 체적의 적어도 10%에 대응한다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 예시적이고 비제한적인 예로서 제공되는 하기의 설명을 읽는 것으로부터, 그리고 첨부 도면으로부터 보다 명확하게 분명해질 것이다:
도 1은 세정액 분무 시스템을 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 측면에서 본 개략도이고;
도 4는 다른 구성의 도 2의 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도를 도시한다.
이들 도면에서, 동일한 요소는 동일한 참조 부호를 갖는다.
하기의 실시예는 예시이다. 본 설명이 하나 이상의 실시예를 언급하고 있지만, 이것은 각각의 언급이 동일한 실시예와 관련되거나 특징이 하나의 실시예에만 적용된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 상이한 실시예의 개별 특징은 또한 다른 실시예를 제공하도록 조합되거나 상호 교환될 수 있다.
본 발명의 구현예 및 실시예는 액체 분무 시스템용 밸브와 관련된다.
도 1은 액체 탱크(22)와, 펌프(24)와, 예를 들어 자동차의 앞유리 또는 광학 요소 위에 세정액을 분무하도록 구성된 세정액을 분무하기 위한 3개의 분무 엔드피스(26)를 포함하는 분무 시스템(20)의 예시적인 실시예를 도시한다. 분무 시스템(20)은 또한 분무 엔드피스(26)로의 세정액의 분배를 제어하기 위한 3개의 밸브(1)를 포함한다. 밸브(1)는 공급 호스(28)에 의해 탱크(22)에 연결되고, 분무 엔드피스(26)는 분배 호스(30)에 의해 밸브(1)에 연결된다.
밸브(1)는 예를 들어, 설명의 나머지 부분에서 설명되는 바와 같이 전력이 공급될 때 플런저(plunger)의 이동을 제어하는 것을 가능하게 하는 코일을 포함하는 전자기 밸브이다. 그러나, 본 발명은 전자기 밸브에 제한되지 않고, 다른 밸브 유형에도 적용될 수 있다.
도 2는 전자기 밸브(1)의 내부 요소를 나타내는 전자기 밸브(1)의 단면도를 도시하고, 도 3은 그러한 전자기 밸브(1)의 측면에서 본 도면을 도시한다.
전자기 밸브(1)는 플런저(7) 형태의 이동 가능한 요소가 위치되는 유압 공동(5)을 포함하는 밸브 본체(3)를 포함한다. 밸브 본체(3)는 유압 공동(5)의 제 1 부분(5a) 주위에 배열된 코일(13)을 포함하는 제 1 부분(3a)과, 유체를 위한 입구 오리피스에 대응하는 제 1 오리피스(9) 및 유체를 위한 출구 오리피스에 대응하고 유압 공동(5)의 제 2 부분(5b)을 포함하는 제 2 오리피스(11)(도 3에서 볼 수 있음)가 형성된 제 2 부분(3b)을 포함한다.
제 1 오리피스(9)는 유체, 예를 들어 세정액 또는 세척액을 위한 공급 호스(28)에 부착되도록 구성된다. 공급 호스(28)는 예를 들어 도 1에서와 같이 세정액을 공급하기 위한 공급 펌프(24)를 통해 세정액을 위한 탱크(22)에 연결된다.
제 2 오리피스(11)는 분배 호스(30)를 통해 분무 엔드피스(26)에 부착되도록 구성된다.
전자기 밸브(1)는 또한 제 1 오리피스(9)와 제 2 오리피스(11)를 연결하는 유압 채널(15)을 포함하며, 상기 유압 채널(15)은 플런저(7)가 배치되는 유압 공동(5)과 유체적 관계에 있다(따라서, 유압 채널(15)은 유압 공동(5)의 제 2 부분(5b)과 국부적으로 일치함). 유압 채널(15)은 특히 호스(28, 30)를 통해 전자기 밸브(1)의 양측에서 계속되어 탱크(22)로부터 분무 엔드피스(26)로 세정액을 전달하도록 구성된다.
플런저(7)는 세정액이 공급 호스(28)와 분배 호스(30) 사이를 통과하는 것을 허용하는 개방 위치(도시되지 않음)와, 세정액이 공급 호스(28)와 분배 호스(30) 사이를 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치(도 2에 도시됨) 사이에서 이동되도록 구성된다.
플런저(7)는 예를 들어, 폐쇄 위치에서 양호한 누출 기밀성을 허용하도록 본 경우에서의 가요성 단부, 특히 엘라스토머 또는 고무 단부에 대응하는 제 1 부분(7a)을 포함하고, 제 1 부분(7a)은 세정액이 유압 채널(15)을 통과하는 것, 즉 제 1 오리피스(9)와 제 2 오리피스(11) 사이를 통과하는 것을 방지하도록 폐쇄 위치에서 밸브 본체(3)의 벽과 접촉한다. 플런저(7)는 코일(13)에 (예를 들어 사전결정된 전압 임계치 초과의) 전력을 공급함으로써 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동된다. 탄성 유지 요소(17), 예를 들어 나선형 스프링이 밸브 본체(3)(또는 밸브 본체(3)에 대해 고정된 요소)와 플런저(7) 사이에 배치될 수 있다. 탄성 유지 요소(17)는 코일(13)에 전력이 공급되지 않을 때(또는 전력 공급이 사전결정된 전압 임계치 미만인 경우) 폐쇄 위치에서 플런저(7)를 유지하도록 구성된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유압 공동(5) 내부의 세정액이 동결되기 시작할 때, 예를 들어 외부 온도가 3℃ 미만일 때(그러나, 이것은 세정액의 조성에 따라 변할 수 있음), 밸브 본체(3)에 대한 손상을 방지하기 위해, 전자기 밸브(1)는 또한 밸브 본체(3)의 벽에 형성된 적어도 하나의 개구(32)를 포함한다. 바람직하게는, 밸브(1)의 제조를 단순화하기 위해 단일 개구(32)가 형성되지만, 여러 개의 개구(32)를 형성하는 것도 가능하다. 개구(32)는 바람직하게는 유압 공동(5)의 제 2 부분(5b)에 형성된다.
개구(32)는 유압 공동(5) 내부의 세정액이 동결되는 경우에 변형되도록 구성된 탄성 멤브레인(21)에 의해 폐쇄된다. 도 4는 세정액이 동결될 때의 밸브(1)를 도시하며, 탄성 멤브레인(21)은 세정액이 동결로 인해 팽창함에 따라 (도 2에 도시된 초기 형상에 대해) 변형되어 있다. 개구(32)는 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어 직사각형 형상을 갖지만, 예를 들어 원형 형상과 같은 다른 형상도 또한 가능하다. 개구(32)의 크기는 탄성 멤브레인(21)이 유압 공동(5) 내부의 세정액이 동결되는 경우에 초과 체적을 유지할 수 있을 만큼 충분히 크도록 유압 공동(5)의 체적의 함수로서 선택될 수 있다. 탄성 멤브레인(21)의 변형에 의해 생성된 추가 체적은 예를 들어 유압 공동(5) 체적의 적어도 10%에 대응한다.
탄성 멤브레인(21)은 예를 들어, 특히 열가소성 엘라스토머와 같은 플라스틱으로 제조되지만, 다른 탄성 재료, 예컨대 열경화성 엘라스토머; 엘라스토머 이외의 열가소성 또는 열경화성 중합체; 또는 특히 금속 캡 형태의 금속 또는 합금이 또한 사용될 수 있다. 탄성 멤브레인(21)에서 양호한 시일을 보장하기 위해, 탄성 멤브레인(21)을 밸브 본체(3)에 고정하기 위한 다양한 방법이 사용될 수 있다. 탄성 멤브레인(21)은 예를 들어 접착 본딩, 용접 또는 오버몰딩될 수 있다. 밸브 본체(3)의 벽에 고정되도록 구성된 강성 윤곽을 형성하는 주변 부분과, 가요성의 탄성 재료로 제조된 중앙 부분을 얻기 위해 이중-재료 사출 성형이 또한 사용될 수 있다. 밸브(1)의 정상적인 사용 동안, 즉 세정액이 동결되지 않은 경우, 또는 지정된 압력 범위 내에서 사용되는 동안(일반적으로 분무 시스템(20)의 유압 회로에 과도한 압력이 발생하는 경우에 벤트가 제공됨)에 탄성 멤브레인(21)이 변형되지 않도록, 탄성 멤브레인(21)의 두께는 한편으로는 멤브레인용으로 선택된 재료의 함수와, 다른 한편으로는 밸브(1)가 사용되는 압력 범위의 함수로서 선택될 수 있다.
따라서, 작동 시에, 밸브(1)의 유압 공동(5) 내부의 세정액이 매우 낮은 온도, 예를 들어 -10℃ 미만으로 인해 동결될 때, 동결된 세정액이 팽창으로 인해 차지하는 여분의 체적은 밸브 본체(3)의 벽에 힘을 가한다. 이러한 힘은 탄성 멤브레인(21)이 도 4에 도시된 바와 같이 변형되게 한다. 구체적으로 말하자면, 탄성 멤브레인(21)이 밸브 본체(3)의 벽의 다른 영역보다 덜 강성이기 때문에, 변형되는 것은 탄성 멤브레인(21)이다. 온도가 다시 상승하는 경우, 동결된 세정액이 용융되어 액체 형태로 돌아간다. 그러면, 탄성 멤브레인(21)은 초기 형상으로 복귀한다. 따라서, 탄성 멤브레인(21)은 세정액이 동결되는 경우에, 밸브 본체(3) 또는 유압 공동 내부의 요소, 예컨대 플런저(7)에 대한 어떠한 손상도 방지하는 것을 가능하게 한다. 또한, 온도가 상승하는 경우에 밸브를 작동하게 하는 수동 개입에 대한 필요성 없이 밸브는 또다시 작동한다.

Claims (10)

  1. 세정액을 분무하기 위한 분무 시스템(20)용 밸브(1)로서,
    상기 분무 시스템(20)의 유압 채널(15)에 유체적으로 연결되도록 구성되고 세정액을 수용하도록 구성된 유압 공동(5)을 포함하는 밸브 본체(3)와,
    세정액이 상기 유압 채널(15) 내로 통과하는 것을 허용하는 개방 위치와 세정액이 상기 유압 채널(15) 내로 통과하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 상기 유압 공동(5) 내에서 이동하도록 구성된 이동 가능한 요소(7)를 포함하는, 상기 밸브(1)에 있어서,
    상기 밸브(1)는 또한 상기 밸브(1)의 벽에 형성된 적어도 하나의 개구(32)를 포함하며, 상기 개구(32)는 상기 유압 공동(5) 내부의 세정액이 동결되는 경우에 변형되도록 구성된 탄성 멤브레인(21)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는
    밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가능한 요소(7)는 플런저인
    밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)은 상기 밸브(1)의 벽에 고정되도록 구성된 강성의 주변 부분과, 세정액이 동결되는 경우에 변형되도록 구성된 탄성의 중심 부분을 포함하는
    밸브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)은 적어도 부분적으로 엘라스토머로 제조되는
    밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)은 금속 캡인
    밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)은 이중-재료 사출 성형에 의해 제조되는
    밸브.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)은 상기 벽에 오버몰딩되는
    밸브.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)은 상기 벽에 접착 본딩되거나 용접되는
    밸브.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브(1)가 사용되는 전체 압력 범위에 걸쳐 상기 탄성 멤브레인(21)이 변형되지 않도록, 상기 탄성 멤브레인(21)의 두께는 상기 유압 채널(15) 내부의 세정액의 압력의 함수로서 선택되는
    밸브.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인(21)의 표면적은 세정액이 동결될 때 상기 탄성 멤브레인(21)의 변형에 의해 얻어지는 상기 유압 공동(5)의 추가 체적에 대응하는 상기 유압 공동의 체적 증가를, 상기 탄성 멤브레인(21)의 변형에 의해 허용하도록 선택되고, 상기 추가 체적은 상기 유압 공동(5)의 체적의 적어도 10%에 대응하는
    밸브.
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