KR970010852B1 - 차량의 a.b.s용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브

제1도는 챠량에 적용되는 A.B.S용 솔레노이드 밸브의 구성도.

제2도는 종래 A.B.S용 솔레노이드 밸브로서 (a)는 개방밸브를 도시한 단면도, (b)는 폐쇄밸브를 도시한 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 A.B.S용 솔레노이드 밸브로써, (a)는 개방밸브의 구성을 도시한 단면도, (b)는 폐쇄밸브의 구성을 도시한 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 A.B.S용 솔레노이드 밸브의 작동상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 개방밸브 200 : 폐쇄밸브

101 : 마스터 실린더 연결유로 103,203 : 브레이크 휠 실린더 연결유로

104,204 : 볼 밸브 105,205 : 볼 밸브시트

106,206 : 플런저 107,207 : 연결유로

108,208 : 동부재 109,209 : 자력부재

110,210 : 비 자성부재 111,211 : 솔레노이드 코일

112,212 : 하우징 113,213 : 고정철심

114,214 : 덮개 202 : 저압탱크 연결유로

본 발명은 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 제동시 A.B.S(Anti Lock Brake System)제동장치가 미끄럼 방지를 위한 동작을 개시할 때 과도한 압력이 작용한 브레이크 휠 실린더의 압력을 해제, 또는 필요한 압력을 증가, 압력을 유지시키기 위해 정상상태에서는 마스터 실린더와 브레이크 휠 실린더를 연결하고 브레이크 휠 실린더와 저압탱크를 차단하고 있으며, 미끄럼방지 동작을 개시하면 마스터 실린더와 연결된 유로를 차단하고 브레이크 휠 실린더와 저압탱크를 연결하여 브레이크 휠 실린더의 압력을 차단하며 미끄럼방지 동작이 종료되었을 때 다시 초기의 상태로 돌아가는 동작 응답성의 향상과 브레이크 압력의 일정 압력이하 제한 및 탄성부재를 배제하여 부품수의 감소 및 구조가 간편해짐에 따라 솔레노이드 밸브의 전체크기를 소형 경량화하도록 된 것이다.

일반적으로 차량의 제동장치는 차량의 주행중 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해 열에너지로 전환된 마찰열을 대기중에 방산하여 주행하는 차량을 감속 또는 정지시키는 장치로써, 크게 휠고 일체로 회전하는 휠내부의 브레이크 드럼내에 2개의 브레이크 슈가 브레이크 드럼의 내면과 맞닿아서 마찰력에 의한 제동토크(제동력)를 발생시키는 방식인 드럼식 유압 브레이크와 드럼대신 휠과 회전되는 원판형의 브레이크 디스크를 양쪽에서 강하게 압박하여 제동토크를 발생시키는 디스크식 유압 브레이크가 사용된다.

또한, 근자에 이르러서는 차량수요의 급증에 따라 많은 인명과 재산적 피해가 속출하는 교통사고의 발생율도 급증하는 추세이어서 이러한, 안전사고의 원인중 하나인 차량의 제동시 노며의 상태에 따라 또는 급제동에 따라 차량의 미끄럼현상에 의해 발생되는 안전사고를 방지하기 위해 기존의 제동장치에 제동력이 향상되도록 미끄럼방지를 위한 A.B.S(Anti Lock Brake Sistem)가 부가되어 사용되었다.

상기 A.B.S는 운전자가 최초로 브레이크 페달을 밟게 되면 유압의 작동에 따라 제동부를 가압하여 제동력을 발생하게 되는 데 이때, 일정속도이상에서 갑자기 높은 압력으로 제동력을 가하게 되면 바퀴와 노면사이에 발생되는 미끄럼현상에 의해 초래되는 안전사고를 방지하도록 제동부에 가압하는 유압을 조절하여 제동 및 멈춤을 연속적으로 반복하여 미끄럼현상없이 안전하게 제동이 이루어지도록 된것이다.

이러한, A.B.S는 브레이크 페달의 작동에 의해 마스터 실린더에서 제동부로 가해지는 유압의 흐름을 변화시키므로써, 소정의 주행속도이상에서도 미끄럼현상없이 안전하게 제동되도록 하기 위해 솔레노이드 밸브가 필연적으로 구비되어야 하며 이는 제 1도에 도시한 바와 같이 페달(1)과 연결되는 각 휠(2)사이에 개방(Normally Open)밸브(3)와 폐쇄(Normally Closed)밸브(4)가 한 조를 이루면서 각각 구비되었다.

상기한 솔레노이드 밸브는 다종의 종류가 사용되어져 왔으나, 본 발명과 대비되는 종래 A.B.S용 솔레노이드 밸브는 GB PATENT A 2179110을 들 수 있다.

이의 구성은 제2도에 도시된 바와 같이 제어부의 전기적 신호를 받아 자장을 발생시키는 솔레노이드 코일(5), 상기 솔레노이드 코일의 자장에 의해 전자석이 되는 고정철심(6), 상기 고정철심에 끌어당겨지는 플런저(7), 브레이크 휠 실린더 연결유로(8)에 있는 볼 밸브시트(9), 상기 볼 밸브시트에 밀착 또는 이탈되어 마스터 실린더 연결유로(10)와 브레이크 휠 실린더 연결유로를 차단 또는 연결하는 볼 밸브(11), 상기 솔레노이드 코일에 전기적 신호가 입력되지 않을 때 플런저를 고정철심으로부터 이탈시킨 상태로 유지시키는 탄성부재(12), 초기상태에서 정상적인 유동을 보장하기 위한 플런저주변의 유로(13)를 갖는 솔레노이드로 구동되는 개방(Njormally Open)밸브(3).

또한, 제어부의 전기적 신호를 받아 자장을 발생시키는 솔레노이드 코일(14), 상기 소레노이드 코일의 자장에 의해 전자석이 되는 고정칠심(15), 상기 고정철심에 끌어 당겨지는 플런저(16), 저압 탱크 연결유로(17)에 있는 볼 밸브시트(18), 상기 볼 밸브시트에 밀착 또는 이탈되어 브레이크 휠 실린더 연결유로(19)와 저압 탱크 연결유로를 차단 또는 연결하는 볼 밸브(20), 상기 솔레노이드 코일에 전기적 신호가 입력되지 않을 때 플런저를 고정철심으로부터 이탈시킨 상태로 유지시키는 탄성부재(21), 초기상태에서 정상적인 유동을 보장하기 위한 플런저주변의 유로(22) 및 내부유로(23)를 갖는 솔레노이드로 구동되는 폐쇄(Normally Open)밸브(4)로 구성되었다.

상기한 종래 A.B.S 솔레노이드 밸브의 작동은 개방밸브(3)의 경우, 마스터 실린더 연결유로(10)를 통하여 유입된 압력이 플런저(7)주벼의 유로(13)를 거쳐 브레이크 휠 실린더 연결유로(8)를 통해 브레이크 휠 실린더의 압력을 상승시킨다.

그러나, 제어부에서 압력유지 및 감소를 위하여 솔레노이드 코일(5)에 전기적 신호를 입력하면 솔레노이드 코일(5)은 자장을 형성하여 고정철심(6)이 자성을 갖으므로 탄성부재(12)의 반력을 이기고 플런저(7)를 고정철심(6)측으로 끌어당기게 된다.

이때, 플런저(7)의 고정철심(6)측에 있는 볼 밸브(11)는 브레이크 휠 실린더 연결유로(8)의 볼 밸브시트(9)에 밀착되어 마스터 실린더 연결유로(10)와 브레이크 휠 실린더 연결유로(8)를 차단하여 더 이상의 압력상승을 차단한다.

또한, 제어부에서 더 이상의 압력유지나 압력감소의 필요가 없을 때 전기적 신호를 해제하면 솔레노이드 코일(5)의 자장이 상실됨에 따라 고정철심(6)도 자성을 잃게 되어 플런저(7)를 더 이상 끌어당기지 못하며 탄성부재(12)의 복원력에 의해 플런저(7)는 초기 위치로 돌아가게 된다.

이때, 볼 밸브시트(9)에 밀착되어 있는 볼 밸브(11)는 볼 밸브시트(9)에서 이탈되어 마스터 실린더 연결유로(10)와 브레이크 휠 실린더 연결유로(8)를 다시 연결하여 압력상승이 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 폐쇄밸브(4)의 경우에는, 브레이크 휠 실린더 연결유로(19)와 저압탱크 연결유로(17)를 차단하여 브레이크 휠 실린더의 압력이 상승되도록 한다.

상기 제어부에서 솔레노이드 코일(14)에 전기적 신호를 입력하면 솔레노이드 코일(14)에는 자장이 형성되어 고정철심(15)은 자성을 갖게 되고 탄성부재(21)에 의해 지지되어 있는 플런저(16)를 고정철심(15)측으로 끌어당기게 되며, 이때, 저압탱크 연결유로(17)의 볼 밸브시트(18)에 밀착되어 있는 볼 밸브(20)는 볼 밸브시트(18)에서 이탈되어 브레이크 압력은 브레이크 휠 실린더 연결유로(19)를 지나 플런저(16)내의 유로(22)를 거쳐 저압탱크 연결유로(17)로 토출되어 압력이 해제된다.

이후, 더 이상의 압력해제가 필요하지 않거나 압력유지를 위하여 제어부에서 솔레노이드 코일(14)에 전기적 신호를 해제하면 고정철심(15)은 자성을 잃게 되고 플런저(16)는 탄성부재(21)의 복원력에 의해 초기 위치로 돌아가게 되며 이때, 플런저(16)내의 볼 밸브(20)는 저압탱크 연결유로(17)의 볼 밸브시트(18)에 다시 밀착되어 브레이크 휠 실린더 연결유로(19)와 저압탱크 연결유로(17)를 차단하여 더이상의 압력감소를 차단한다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래 A.B.S용 솔레노이드 밸브는 플런저내에 여러개의 통과 유로를 만들기 위해 많은 가공공수가 필요하고 플런저의 동작시 유동저항을 줄이기 위한 플런저주변의 유로가공등은 유동저항을 줄일 수 있으나 흡인력이 작용하는 면적의 축소로 상대적인 효율의 감소를 초래하는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 기존의 유로에 탄성부재를 설치하기 위한 지지부재의 설치는 유동의 저항만 가중시킬뿐이며, 유동저항을 줄이기 위해 유로의 크기를 크게 할 경우 고정철심의 유효직경이 커져 솔레노이드 밸브이 전체크기를 증대시키는 원인이 되고 동시에 코일에서 발생한 자력의 최대효율을 보이는 영역은 플런저의 가장 바깥쪽이나 유동저항을 줄이기 위한 유로의 설치로 자력의 효율이 떨어져 충분한 흡인력을 위해서는 플런저의 외경이 커지게 되었고 이로써, 솔레노이드 밸브의 전체 크기가 증대된 문제점이 있었다.

또한, 상기 플런저를 복원시키기 위한 별도의 탄성부재가 필요하고 차량운행중 브레이크 휠 실린더에 압력이 과도하게 작용함과 동시에 솔레노이드의 작동이 불가능한 고장시 브레이크의 압력을 일정 압력이하로 제한할 수 없었다.

또한, 상기 플런저를 초기위치로 유지시키기 위한 튼성부재와 탄성부재의 반력을 유지하기 위한 지지부재등이 필요하여 부품수가 증가되고 구조가 복잡해지며, 플런저내부의 유동저항을 줄이기 위한 유로와 프런저 주변의 공간으로 구조가 복잡한 만큼 실제동작에 있어서는 동작응답성의 향상에 전혀 기여하지 못하는 구조로 가공비용만 증가시키는 단점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 실제동작에 있어서 동작응답성의 향상과 브레이크 압력의 일정 압력이하 제한 및 탄성부재를 배제하여 부품수의 감소 및 구조가 간편해짐에 따라 솔레노이드 밸브의 전체크기를 소형 경량화된 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면에 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브는 페달과 연결되는 각 휘사이에 개방밸브와 폐쇄밸브를 갖는 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브에 있어서, 제3도의 (a)와 같이 개방밸브(100)는 마스터 실린더 연결유로(101)와 브레이크 휠 실린더 연결유로(103)를 연결 또는 차단하는 볼 밸브(104)와 브레이크 휠 실린더 연결유로에 있는 볼 밸브시트(105), 이동시 유동반력의 최소화 및 유로연결을 위한 연결유로(107)를 갖는 플런저(106), 상기 볼 밸브와 플런저를 연결하는 봉부재(108), 상기 플런저를 초기위치에 위치시키며 동시에 볼 밸브와 볼 밸브시티를 이격하도록 초기위치에 있게 하는 영구자석을 이용한 자력부재(109), 상기 자력부재와 플런저사이에 일정한 간격을 유지시키는 비 자성부재(110), 제어부에서 입력된 전기적 신호에 의해 자장을 형성하는 솔레노이드 코일(111), 상기 자력부재가 압입 고정된 하우징(112)과 자로를 형성하기 위한 덮개(114), 상기 마스터 실린더 연결유로와 볼 밸브가 내설되는 고정철심(113)이 구성된다.

또한,(b)와 같이 폐쇄밸브(200)는 브레이크 휠 실린더 연결유로(203)와 저압탱크 연결유로(202)를 연결 또는 차단하는 볼 밸브(204)와 브레이크 휠 실린더 연결유로에 있는 볼 밸브시트(205), 이동시 유동반력의 최소화 및 유로연결을 위한 연결유로(207)를 갖는 플런저(206), 상기 볼 밸브와 플런저를 연결하는 봉부재(208), 상기 플런저를 초기위치에 위치시키며 동시에 볼 밸브와 볼 밸브시트를 이격하도록 초기위치에 있게 하는 영구자석을 이용한 자력부재(209), 상기 플런저의 이동시 플런저의 이동거리를 제한하며 자력부재와 일정간격을 유지시키는 비 자성부재(210). 제어부의 전기적 신호를 받아 자장을 형성하는 솔레노이드 코일(211), 상기 자력부재가 삽입 고정된 하우징(212)과 자로를 형성하기위한 덮개(214), 상기 마스터 실린더 연결유로와 볼 밸브가 내설된 고정철심(213)이 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 작동은 제4도와 같이 정상적인 차량의 제동시 마스터 실린더에저 발생한 유압은 브레이크 휠 실린더로 전달되어 차량에 제동력을 부여한다. 이렇듯 정상적인 제동이 이루어지는 경우에는 마스터 실린더의 압력이 개방밸브(100)의 마스터 실린더 연결유로(101)와 플런저(106)중심의 연결유로(107)를 통하여 브레이크 휠 실린더 연결유로(103)를 거쳐 브레이크 휠 실린더로 압력을 전달하게 되며 이때, 폐쇄밸브(200)의 브레이크 휠 실린더 연결유로(203)는 볼 밸브(204)에 의해 차단되어 마스터 실린더로부터 전달된 압력을 유지한다.

그러나, 차량의 운전자가 긴급시 과도한 제동압을 가하거나, 미끄러운 노면에서 제동시 차륜이 미끄러지기 시작하면 차륜의 미끄러짐을 방지하기 위한 제동압의 저하를 위해 브레이크 휠 실린더의 압력이 해제가 필요하고 제어부에서 개방밸브(100)의 솔레노이드 코일(111)로 전기적 신호를 보내 우선 마스터 실린더의 압력공급을 차단하고 이후 폐쇄밸브(200)의 솔레노이드 코일(211)에 전기적 신호를 보내 브레이크 휠 실린더의 압력을 해제한다.

이러한 동작을 위하여 제어부로부터 개발밸브(100)의 솔레노이드 코일(111)에 전기적 신호가 입력되면 솔레노이드 코일(111)에는 자장이 형성되고 이 자장은 고정철심(113)에 자성을 갖게 하며 이때, 솔레노이드 코일(111)에 인가되는 전류의 방향에 따라 고정철심(113)의 자극이 결정되고 이 자극에 따라 하우징(112)에 부착된 자력부재(109)와의 반발력이 작용하여 플런저(106)를 마스터 실린더 연결유로(101)측으로 이동시켜 플런저(106)의 봉부재(108)에 연결된 볼 밸브(104)는 마스터 실린더 연결유로(101)의 볼 밸브시트(105)에 밀착되어 마스터 실린더 연결유로(101)와 브레이크 휠 실린더 연결유로(103)를 차단하여 더 이상의 압력공급을 차단한다.

또한, 제어부에서 폐쇄밸브(200)의 솔레노이드 코일(211)에 전기적 신호가 입력되면 솔레노이드 코일(211)에는 자장이 형성되고 이 자장은 고정철심(213)이 자성을 갖게 하며 이때, 솔레노이드 코일(211)에 인가되는 전류의 방향에 따라 고정철심(213)의 자극이 결정되고 이 자극에 따라 하우징(212)에 부착된 자력부재(209)와의 반발력이 작용하여 플런저(206)를 브레이크 휠 실린더 연결유로(203)측으로 이동시켜 플런저(206)의 봉부재(208)에 연결된 볼 밸브(204)는 저압탱크 연결유로(202)의 볼 밸브시트(205)에서 이격되어 브레이크 휠 실린더 연결유로(203)와 저압탱크 연결유로(202)를 연결하여 브레이크 휠 실린더의 압력을 해제한다.

그러나, 더 이상의 미끄러짐이 없어 압력해제가 필요없을 때 제어부는 폐쇄밸브(200)에 입력된 전기적 신호를 해제하여 솔레노이드 코일(211)은 자장이 상실되어 고정철심(213)은 자성을 잃게 되고 플런저(206)는 자력부재(209)의 자력에 끌려 자력부재측으로 이동되어 플런저(206)의 봉부재(208)에 연결된 볼 밸브(204)는 저압탱크 연결유로(202)의 볼 밸브시트(205)에 밀착되어 브레이크 휠 실린더 연결유로(203)와 저압탱크 연결유로(202)를 차단하여 더 이상의 제동압력저하를 중단하게 되고 개방밸브(100)에 전기적 신호를 계속 유지하여 브레이크 휠 실린더로의 압력공급과 압력해제를 차단하여 브레이크 휠 실린더의 압력을 일정하게 유지한다.

한편, 차륜이 노면과 충분한 마찰이 있을 경우 제동을 위한 압력상승을 위해 제어부에서 개방밸브(100)에 전기적 신호를 해제하면 개방밸브(100)측의 솔레노이드 코일(111)은 자장이 상실되어 고정철심(113)은 자성을 잃게 되고 플런저(106)는 자력부재(109)의 자력에 끌려 자력부재측으로 이동되며 상기 플런저(106)의 봉부재(108)에 연결된 볼 밸브(104)는 마스터 실린더 연결유로(101)의 볼 밸브시트(105)와 이격되고 브레이크 휠 실린더 연결유로(103)와 마스터 실린더 연결유로(101)를 연결하여 제동압력을 공급하여 브레이크 휠 실린더의 압력을 상승시킨다.

이때, 상기 폐쇄밸브(200)에는 전기적 신호가 계속 해제된 상태를 유지한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 A.B.S용 솔레노이드 밸브는 차량의 제동압력 조정을 위해 이미 유로가 있는 다른 몸체에 접속하기 위해 별도의 나사가공이 필요치 않고 압입으로 유로의 연결이 가능하여 조립및 분해가 용이하며 고정철심을 하우징에 압입하기 위한 제한부를 설치하여 부품의 위치를 정확하게 하므로 조립공차를 최소활할 수 있다.

또한, 영구자석을 이용한 자력부재의 의해 플런저를 초기위치에 유지시켜 초기위치 보장을 위한 별도의 탄성부재의 설치와 설치공간이 필요없어 전체적인 솔레노이드 밸브의 외형 크기를 축소할 수 있고 자력부재를 이용하므로 플런저의 동작이 솔레노이드 코일에 전기적 신호가 인가되는 동시에 고정철심과 자력부재간의 반발력이 작용하므로 플런저의 동작 응답성이 신속하며, 솔레노이드 코일의 전기적 신호 해제시 고정철심의 신속한 소자로 자력부재의 자력에 의한 흡인력으로 플러저의 복귀응답도 신속하게 된다.

이는 플런저의 이동거리가 작을 수록 신속한 복귀가 가능하게 때문이다.

또한, 자력부재의 위치가 자장을 발생하는 솔레노이드 코일의 중심에서 벗어나 제어부에서 입력된 전기적 신호로 솔레노이드 코일에서 발생한 자기력선의 영향이 최소화되어 자력부재의 자력감소가 발생하지 않는다.

또한, 폐쇄밸브의 경우 사용되는 플런저의 이동제한을 위한 비 자성 부재는 별도의 복잡한 형상이 아닌 단순한 링의 형태로도 충분한 성능을 보장하므로 제품가격에 있어서도 강점을 갖고 개방밸브와 폐쇄밸브에 공통으로 사용되는 부품의 양산성과 전체적인 가격측면에서도 저가보급이 가능한 것이다.

Claims (4)

1. 페달과 연결되는 각 휠사이에 개방밸브와 폐쇄밸브를 갖는 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 마스터 실린더 연결유로와 브레애크 휠 실린더 연결유로를 연결 또는 차단하는 볼 밸브이동시 유동바력의 최소화 및 유로연결을 위한 연결유로를 갖는 플런저, 상기 볼 밸브와 플런저를 연결하는 봉부재, 상기 플런저를 초기위치에 위치시키며 동시에 볼 밸브와 볼 밸브시트를 이격하도록 초기위치에 있게 하는 자력부재, 상기 자력부재와 플런저사이에 일정한 간격을 유지시키는 비 자성부재, 상기 자력부재가 압입 고정된 하우징과 자로를 형성하기 위한 덮개를 갖는 개방밸브와 폐쇄밸브가 구비됨을 특징으로 한 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 자력부재가 영구자석인것을 특징으로 한 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 자력부재의 위치가 솔레노이드 코일의 중심부에 위치하지 않고 솔레노이드코일 외부에 위치된 것을 특징으로 한 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브.
4. 제1항에 있어서, 유로를 갖는 고정철심이 하우징에 내설됨을 특징으로 한 차량의 A.B.S용 솔레노이드 밸브.