KR100632432B1 - 브레이크시스템용 솔레노이드밸브 - Google Patents

브레이크시스템용 솔레노이드밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 아마츄어와 밸브코어 사이에 발생하는 인력의 변화량을 감소시켜 입구로부터 오리피스를 통해 출구로 유출되는 유체의 흐름이 안정적으로 이루어지도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 밸브코어와 아마츄어 사이에 밸브코어 측으로 이동하는 아마츄어를 탄력지지하기 위한 탄성심부재가 마련된다. 따라서 아마츄어와 밸브코어 사이의 거리가 가까워질수록 증가하는 인력의 변화량은 상기 탄성심부재의 탄성작용에 의해 상대적으로 감소하게 되고, 이에 따라 오리피스를 개방시키는 아마츄어의 개방력이 일정하게 유지되어 입구로부터 오리피스를 통해 출구로 유출되는 유체의 흐름은 안정적으로 이루어지게 된다.

Description

브레이크시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE SYSTEM}
도 1은 종래 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.
도 2는 종래 개선된 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 밸브코어와 아마츄어의 구성을 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 구성을 보인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 요부 상세도이다
도 5는 본 발명에 따른 솔레노이드밸브의 다른 실시 예를 보인 단면도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
30: 슬리브 40: 아마츄어
50: 밸브코어 80: 복원스프링
100: 탄성심부재 110: 내측부
120: 외측부 130: 밴딩부
본 발명은 브레이크시스템에 사용되는 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오리피스를 개방시키기 위해 아마츄어와 밸브코어 사이에 발생하는 인력의 변화량을 감소시켜 솔레노이드밸브를 통한 유체의 흐름이 안정적으로 이루어지도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.
일반적으로 유압브레이크 시스템은 자동차 구동륜의 과도한 슬립을 억제하여 자동차의 방향 안정성 및 구동력을 확보하기 위한 장치로, 마스터실린더에서 바퀴 측의 휠실린더로 연결되는 유압라인과 바퀴 측에서 복귀하는 유압라인의 중도에 설치되어 유로를 개폐함으로써 단속적인 제동압이 형성되도록 하는 다수의 솔레노이드밸브를 구비한다.
도 1은 이러한 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 솔레노이드밸브는 모듈레이터블럭(1)에 형성된 결합공(1a)에 압입되도록 마련된 밸브몸체(2)와, 밸브몸체(2)의 상단에 고정되도록 마련되는 원통형의 슬리브(3)와, 슬리브(3) 내부에 수용되며 밸브몸체(2) 내부에 진퇴 가능하도록 마련된 아마츄어(4)와, 슬리브(3)의 개방된 단부를 폐쇄시키는 밸브코어(5)를 구비한다.
밸브몸체(2)의 중앙에는 길이방향의 관통공(6)이 형성되고, 관통공(6)의 하단과 측면 일측에는 유압라인과 연결되는 유체의 출구(6a)와 입구(6b)가 각각 형성되며, 출구(6a)측 관통공(6)에는 내부에 축방향으로 오리피스(7a)가 형성된 밸브시트(7)가 설치된다. 그리고 관통공(6) 내부로 진퇴하도록 밸브시트(7) 측으로 연장된 아마츄어(4)의 단부에는 개폐볼(4a)이 결합되는데, 상기 개폐볼(4a)이 아마츄어(4)의 진퇴에 따라 밸브시트(7)에 형성된 오리피스(7a)를 막거나 개방시킴 으로써 입구(6b)와 출구(6a)를 통한 유체의 흐름은 차단되거나 소통된다.
또한, 아마츄어(4)와 밸브코어(5) 사이에는 아마츄어(4)에 탄성 복원력을 부여하여 아마츄어(4)가 평소 오리피스(7a)를 폐쇄한 상태를 유지하도록 하는 복원스프링(8)이 설치되고, 슬리브(3)와 밸브코어(5)의 외측에는 아마츄어(4)를 진퇴시키는 여자코일(9)이 설치된다.
이러한 구성의 솔레노이드밸브는 여자코일(9)에 전원이 인가되면, 밸브코어(5)와 아마츄어(4) 사이에 자기력이 발생하고, 이 자기력에 의해 아마츄어(4)가 밸브코어(5) 측으로 이동하면서 개폐볼(4a)이 오리피스(7a)를 개방시킨다. 그리고 여자코일(9)에 전원 공급이 중단되면, 자기력이 해제되며 복원스프링(8)의 탄성력에 의해 아마츄어(4)가 원상태로 복원되면서 오리피스(7a)가 닫히게 된다. 이때, 밸브코어(5) 하단과 대응하는 아마츄어(4) 상단 가장자리에는 상기 밸브코어(5) 하단과 소정간격 이격되도록 설치된 링형상의 심부재(4b)가 마련되어 밸브코어(5)와 아마츄어(4)가 접촉되는 것을 방지하는데, 이러한 심부재(4b)에 의해 전원공급 중단시 아마츄어(4)는 밸브코어(5)로부터 용이하게 이격된다.
그러나 상기에서 설명한 바와 같이, 여자코일(9)에 전원이 인가되면, 밸브코어(5)와 아마츄어(4) 사이에 발생되는 자기력이 복원스프링(8)의 탄성력을 이기며 아마츄어(4)를 밸브코어(5) 측으로 이동시키게 되는데, 아마츄어(4)와 밸브코어(5) 사이가 좁혀질수록 아마츄어(4)와 밸브코어(5) 사이의 인력은 더욱 증가하게 되어 밸브의 개방력이 커지게 된다. 그리고 이와 같은 개방력의 증가는 상기 아마츄어(4)에 의한 오리피스(7a)의 개방이 급작스럽게 이루어지도록 하여 입구(6b)를 통해 오리피스(7a)로 유입되는 유체의 흐름을 불안정하게 한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래의 개선된 솔레노이드밸브에는 도 2에 도시한 바와 같이, 밸브코어(5) 하단부의 중앙부에 상측으로 오목하게 형성된 오목부(5a)를 마련하고, 상기 오목부(5a)에 대응하는 아마츄어(4) 상단부의 중앙부에는 복원스프링(8)을 수용하는 공간을 제외하고 상측으로 볼록하게 형성된 볼록부(4c)를 마련한다. 이것은 아마츄어(4)와 밸브코어(5) 사이의 거리가 가까워질수록 오목부(5a)와 볼록부(4c)의 측면 사이를 통한 자속의 흐름양이 많아지도록 하여, 밸브코어(5)와 아마츄어(4)의 거리가 멀어졌을 때보다 밸브코어(5)와 아마츄어(4)의 거리가 가까워졌을 때 밸브코어(5)와 아마츄어(4) 사이의 인력이 상대적으로 작아지게 하기 위한 것이다. 그러나 이와 같은 경우에 있어서도, 아마츄어(4)의 진퇴구간이 극히 미소한 관계로 아마츄어(4)와 밸브코어(5)가 근접되더라도 상기 오목부(5a)의 측면과 볼록부(4c)의 측면을 통한 자속의 흐름양은 크게 변화되지 않게 된다. 따라서 종래의 개선된 솔레노이드밸브 역시 아마츄어(4)와 밸브코어(5) 사이의 인력의 변화량을 효과적으로 줄여 밸브의 개방력이 일정하게 유지되도록 하지는 못하고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크시스템에 사용되는 솔레노이드밸브의 구조를 개선함으로써, 아마츄어에 의한 오리피스의 개방력이 일정하게 유지되도록 하여 솔레노이드밸브를 통한 유체의 흐름이 안정적으로 이루어지도록 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것 이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유체의 입구 및 출구를 연결시키는 오리피스가 중앙에 길이방향으로 형성되는 밸브몸체, 상기 밸브몸체의 상단에 고정되는 슬리브, 상기 오리피스를 개폐하도록 상기 슬리브 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어, 상기 슬리브의 개방된 단부를 폐쇄하도록 고정되는 밸브코어, 전원인가시 상기 아마츄어와 밸브코어 사이에 발생되는 자기력으로 상기 아마츄어를 상기 밸브코어 측으로 이동시키도록 상기 슬리브와 밸브코어 외측에 설치되는 여자코일을 구비하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서, 상기 밸브코어와 아마츄어 사이에는 상기 아마츄어가 상기 밸브코어와 접하게 되는 것을 방지함은 물론, 상기 오리피스를 개방시키는 상기 아마츄어의 개방력이 일정하게 유지되도록 상기 아마츄어를 탄력 지지하는 탄성심부재가 마련된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 탄성심부재는 링형상으로 마련되되, 일단은 상기 아마츄어의 상단이나 상기 밸브코어의 하단 중 하나와 접하도록 마련되고 타단은 다른 하나와 이격되도록 밴딩된 밴딩부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밴딩부는 상기 탄성심부재의 원주방향을 따라 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 심부재는 고무재질로 마련된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 도 3에 도시한 바와 같이, 모듈레이터블럭(10)에 형성된 결합공(11)에 압입되도록 마련된 밸브몸체(20)와, 밸브몸체(20)의 상단에 고정되도록 마련되는 원통형의 슬리브(30)와, 슬리브(30) 내부에 수용되며 밸브몸체(20) 내부에 진퇴 가능하도록 마련된 아마츄어(40)와, 슬리브(30)의 개방된 단부를 폐쇄하도록 고정된 밸브코어(50)를 구비한다.
밸브몸체(20)의 중앙에는 길이방향의 관통공(60)이 형성되고, 관통공(60)의 하단과 측면 일측에는 유압라인과 연결되는 유체의 출구(61)와 입구(62)가 각각 형성되며, 출구(61)측 관통공(60)에는 내부에 축방향으로 오리피스(71)가 형성된 밸브시트(70)가 설치된다. 그리고 관통공(60) 내부로 진퇴하도록 밸브시트(70) 측으로 연장된 아마츄어(40)의 끝단에는 아마츄어(40)의 진퇴에 따라 밸브시트(70)에 형성된 오리피스(71)를 개폐하기 위한 개폐볼(41)이 형성된다. 입구(62)로부터 오리피스(71)를 통해 출구(61)로 유출되는 유체의 흐름은 상기 개폐볼(41)이 오리피스(71)를 개방시킴으로써 가능하게 되고, 상기 개폐볼(41)이 오리피스(71)를 막음으로써 차단된다.
또한, 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에는 아마츄어(40)에 탄성 복원력을 부여하여 평소 오리피스(71)가 폐쇄된 상태를 유지할 수 있도록 하는 복원스프링(80)이 설치되고, 슬리브(30)와 밸브코어(50)의 외측에는 여자코일(90)이 설치된다. 이러한 여자코일(90)에 전원이 인가되면, 밸브코어(50)와 아마츄어(40) 사이에 자기력이 발생하고, 이 자기력에 의해 아마츄어(40)가 밸브코 어(50) 측으로 이동하면서 개폐볼(41)이 오리피스(71)를 개방시키게 된다. 또한, 여자코일(90)에 전원 공급이 중단되면, 자기력이 해제되며 복원스프링(80)의 탄성력에 의해 아마츄어(40)가 원상태로 복원되면서 오리피스(71)가 닫히게 된다.
한편, 상기 밸브코어(50) 하단과 상기 아마츄어(40) 상단 사이에는 링형상의 탄성심부재(100)가 설치되어 밸브코어(50)와 아마츄어(40)가 접촉되는 것을 방지하는데, 이러한 탄성심부재(100)에 의해 전원공급 중단시 아마츄어(40)는 밸브코어(50)로부터 용이하게 이격된다.
또한 상기 탄성심부재(100)는 밸브코어(50)와 아마츄어(40)가 접촉되는 것을 방지하는 역할 외에, 아마츄어(40)를 밸브코어(50) 반대측으로 탄력 지지함으로써, 상기 밸브코어(50)와 아마츄어(40) 사이에 증가하는 인력을 상대적으로 감소시켜 밸브의 개방력이 항상 일정하게 유지되도록 하는 역할을 수행한다. 이러한 탄성심부재(100)는 도 4에 확대 도시한 바와 같이, 상기 아마츄어(40) 상단에 접하도록 마련되는 내측부(110) 및 외측부(120)와, 상기 밸브코어(50) 하단에 접하도록 마련되는 밴딩부(130)를 구비한다. 상기 내측부(110)와 외측부(120)는 상기 탄성심부재(100)의 내부측과 외부측에 각각 마련되고, 상기 밴딩부(130)는 상기 내측부(110)와 외측부(120) 사이에서 상기 아마츄어(40) 상단과는 이격되고 상기 밸브코어(50)의 하단과는 접하게 될 수 있게 상기 밸브코어(50) 측으로 볼록해지도록 밴딩된다. 따라서 아마츄어(40)의 상승으로 상기 탄성심부재(100)가 밸브코어(50)와 아마츄어(40) 사이에서 가압될 경우 상기 밴딩부(130)는 탄성변형을 일으키며 상기 아마츄어(40)를 상기 밸브코어(50) 반대편 측으로 탄력지지하게 된다.
즉, 통상 여자코일(90)에 전원이 인가되어 아마츄어(40)가 밸브코어(50) 측으로 이동하게 되면, 아마츄어(40)가 밸브코어(50) 측에 근접될수록 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이의 인력은 증가하게 되고, 이에 따라 오리피스(71)를 개방시키는 밸브의 개방력도 증가하여 오리피스(71)가 불안정하게 개방되는데, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 솔레노이드밸브는 상기 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에 탄성심부재(100)가 마련되기 때문에, 상기 아마츄어(40)가 상기 밸브코어(50)에 근접됨에 따라 상기 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에 증가하는 인력이 상기 아마츄어(40)를 상기 밸브코어(50) 반대 측으로 탄력 지지하는 상기 밴딩부(130)의 탄성작용에 의해 상대적으로 감소하게 된다. 따라서 오리피스(71)를 개방시키는 밸브의 개방력이 일정하게 유지되기 때문에, 입구(62)로부터 오리피스(71)를 거쳐 출구(61)로 유출되는 유체의 흐름은 안정적으로 이루어진다. 그리고 탄성심부재(100)의 탄성변형이 보다 효과적으로 이루어지도록 상기 탄성심부재(100)는 스프링강으로 마련되는 것이 바람직하다. 또한 상기 내측부(110)와 외측부(120)가 상기 밸브코어(50) 하단과 접하도록 마련되고, 상기 밴딩부(130)가 상기 아마츄어(40)의 상단과 접하도록 되는 동시에 상기 밸브코어(50)의 하단과 이격되도록 마련되더라도 상기 탄성심부재(100)의 역할은 동일하게 수행된다.
다음은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브의 동작에 관하여 설명하도록 한다.
여자코일(90)에 전원이 인가되면, 자기력에 의해 발생되는 밸브코어(50)와 아마츄어(40) 사이의 인력에 의해 아마츄어(40)는 밸브코어(50) 측으로 이동하며 오리피스(71)를 개방시키고, 개방된 오리피스(71)를 통해 입구(62)로 유입된 유체는 출구(61)로 유출된다. 그리고 여자코일(90)에 전원 공급이 중단되면, 자기력이 해제되며 복원스프링(80)의 탄성에 의해 아마츄어(40)가 원상태로 복원되면서 오리피스(71)가 닫히게 되며 입구(62)로부터 오리피스(71)를 거쳐 출구(61)로 유출되는 유체의 흐름은 차단된다.
이때, 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에 발생되는 인력은 아마츄어(40)가 밸브코어(50) 측에 근접될수록 증가하게 되는데, 상기 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이에 마련되는 탄성심부재(100)의 밴딩부(130)가 탄성 변형되며 상기 아마츄어(40)를 상기 밸브코어(50) 반대 측으로 탄력지지하기 때문에, 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이의 인력은 상대적으로 감소하게 되고, 이로써 밸브의 개방력은 일정하게 유지된다. 이와 같이, 일정하게 유지되는 밸브의 개방력은 입구(62)로부터 오리피스(71)를 통해 출구(61)로 유출되는 유체의 흐름이 안정적으로 이루어지도록 한다.
상기 실시 예에 있어서, 상기 탄성심부재(100)는 탄성 변형 가능하도록 밴딩부(130)를 구비한 스프링강으로 마련되지만, 이에 한정하지 않고, 도 5에 도시한 다른 실시 예와 같이, 탄성심부재(100')는 상기 아마츄어(40)의 상단과 밸브코어(50)의 하단 사이에 밀착되도록 삽입되는 링형상의 고무재질로 마련되어도 본 발명의 목적은 달성된다. 즉, 링형상의 고무재질로 마련되는 상기 탄성심부재(100')는 상기 첫 번째 실시 예의 밴딩부(130)에 해당하는 구성을 가지고 있지 않지만, 자체 탄성력에 의해 아마츄어(40)와 밸브코어(50) 사이를 탄력지 지하게 된다. 상기 고무재질로 마련되는 탄성심부재(100')의 경우, 그 작용 및 효과는 상기 첫 번째 실시 예와 동일하므로 생략하기로 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크시스템용 솔레노이드밸브는 밸브코어와 아마츄어 사이에 상기 아마츄어를 탄력지지하기 위한 탄성심부재가 마련된다. 상기 탄성심부재에 의해 상기 아마츄어와 상기 밸브코어 사이의 거리가 좁혀지더라도 상기 오리피스를 개방시키는 밸브의 개방력은 일정하게 유지되어 입구로부터 오리피스를 통해 출구로 유출되는 유체의 흐름은 안정적으로 이루어지게 된다.

Claims (4)

  1. 유체의 입구 및 출구를 연결시키는 오리피스가 중앙에 길이방향으로 형성되는 밸브몸체, 상기 밸브몸체의 상단에 고정되는 슬리브, 상기 오리피스를 개폐하도록 상기 슬리브 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어, 상기 슬리브의 개방된 단부를 폐쇄하도록 고정되는 밸브코어, 전원인가시 상기 아마츄어와 밸브코어 사이에 발생되는 자기력으로 상기 아마츄어를 상기 밸브코어 측으로 이동시키도록 상기 슬리브와 밸브코어 외측에 설치되는 여자코일을 구비하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,
    상기 밸브코어와 아마츄어 사이에는 상기 아마츄어가 상기 밸브코어와 접하게 되는 것을 방지함은 물론, 상기 오리피스를 개방시키는 상기 아마츄어의 개방력이 일정하게 유지되도록 상기 아마츄어를 탄력 지지하는 탄성심부재가 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성심부재는 링형상으로 마련되되, 일단은 상기 아마츄어의 상단이나 상기 밸브코어의 하단 중 하나와 접하도록 마련되고 타단은 다른 하나와 이격되도록 밴딩된 밴딩부를 구비한 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 밴딩부는 상기 탄성심부재의 원주방향을 따라 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 심부재는 고무재질로 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크시스템용 솔레노이드밸브.
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