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KR102179015B1 - 개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브 - Google Patents

개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브 Download PDF

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KR102179015B1
KR102179015B1 KR1020157029990A KR20157029990A KR102179015B1 KR 102179015 B1 KR102179015 B1 KR 102179015B1 KR 1020157029990 A KR1020157029990 A KR 1020157029990A KR 20157029990 A KR20157029990 A KR 20157029990A KR 102179015 B1 KR102179015 B1 KR 102179015B1
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미하엘 크노르프
랄프 크로머
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 밸브 시트(3) 상에서 적어도 하나의 배출 개구(4)를 개방 및 폐쇄하는 폐쇄 부재(2); 아마추어(6), 내극(7) 및 자기 요크(8)를 구비한 자기 회로(5); 및 코일(9)을 포함하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브에 관한 것이며, 상기 아마추어(6)는 폐쇄 부재(2)에 연결되고, 상기 자기 회로(5)는 자기 회로(5)의 차단을 위한 비자성 분리 부재(10)를 포함하며, 밸브의 축 방향(X-X)으로 연장하는 적어도 하나의 자기 웨브(13; 23)가 상기 비자성 분리 부재(10) 상에 배치된다.

Description

개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE HAVING IMPROVED OPENING AND CLOSING BEHAVIOUR}
본 발명은 개선된 개방 거동 및 동시에 개선된 폐쇄 거동을 가진 유체, 특히 연료 제어용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
솔레노이드 밸브들은 예컨대 분사 밸브로서 선행 기술에 다양한 실시예로 공지되어 있다. 하우징 내의 아마추어의 영역에서 비자성 분리부, 즉 비자성 영역을 갖는 솔레노이드 분사 밸브들은 동일한 조건 하에서 자기 회로의 이러한 분리부 없는 밸브보다 더 신속하게 개방될 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 자기 회로의 분리에 의해 폐쇄 시간이 열화된다.
본 발명의 과제는 솔레노이드 밸브의 개방 시간 및 폐쇄 시간이 개선되며 솔레노이드 밸브가 매우 간단하고 경제적으로 제조될 수 있는, 유체 제어용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 가진 유체 제어용 솔레노이드 밸브에 의해 해결된다.
청구항 제 1 항의 특징들을 가진 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 밸브의 개방 시간 및 폐쇄 시간이 개선될 수 있고 솔레노이드 밸브가 특히 간단하고 경제적으로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 이로 인해, 특히 대량 생산이 가능하다. 이는 본 발명에 따라 솔레노이드 밸브가 아마추어, 내극 및 자기 요크를 구비한 자기 회로를 포함함으로써 달성된다. 이 경우, 자기 회로는 자기 회로의 차단을 위한 비자성 분리 부재, 및 밸브의 축 방향으로 연장하고 비자성 분리 부재 상의 자기 회로를 폐쇄하는 적어도 하나의 자기 웨브를 포함한다. 따라서, 자기 웨브는 비자성 분리 부재 상에 배치된 자기 바이패스의 작용을 한다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 제시한다.
바람직하게는 자기 웨브가 비자성 분리 부재의 방사방향 내부에 배치된다. 이로 인해, 비자성 분리 부재의 내부면에 자기 웨브의 배치에 의해, 자성 분리 부재보다 더 경질인 영역이 형성된다.
자기 웨브가 자성 분리 부재와 일체형으로 형성되는 것이 특히 바람직하다. 자기 웨브와 비자성 분리 부재를 포함하는 일체형 부품, 이 경우 MIM-부품(metal injection moulding component)이 특히 바람직하다. 이로 인해, 자기 웨브는 매우 개별적으로 그리고 인서트 관련해서 형성될 수 있다.
또한, 자기 웨브가 자기 회로의 내극과 접촉하는 것이 바람직하다. 자기 웨브와 내극 사이에 압력 끼워맞춤 결합부, 특히 클램핑 결합부가 형성되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 자기 웨브, 비자성 분리 부재, 및 자기 회로의 부분인 하우징 부분이 일체형 부품으로서 형성된다. 특히 바람직하게는 상기 일체형 부품은 MIM-부품이다. 상기 일체형 부품에서 하우징 부분은 페라이트로, 비자성 분리 부재는 오스테나이트로, 그리고 자기 웨브는 마르텐사이트로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 페라이트로 이루어진 하우징 부분이 마르텐사이트로 이루어진 자기 웨브보다 더 강한 자성을 갖는다.
다수의 자기 웨브 및 비자성 분리 부재가 일정한 내경을 갖는 슬리브의 형태로 제공되는 것이 바람직하다. 대안으로서, 자기 웨브 및 비자성 분리 부재는 슬리브의 기본 형태로 제공되지만 자기 웨브가 자성 분리 부재로부터 방사방향 내부로 돌출하도록 형성된다.
또한, 가급적 신속한 폐쇄 시간을 위해 비자성 분리 부재의 횡단면이 자기 스로틀 장치의 횡단면보다 더 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브는 특히 연소실 내로 직접 분사를 위한 연료 분사 밸브인 것이 특히 바람직하다. 이 경우 바람직하게는 연료가 밸브의 아마추어를 통해 안내된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다. 도면에서 동일한 또는 기능상 동일한 부분들은 각각 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1의 솔레노이드 밸브의 자기 회로의 일부의 개략적인 사시도.
도 3은 도 1의 자기 회로의 부분 영역의 확대 단면도.
도 4는 제 2 실시예에 따른 자기 회로의 일부의 개략적인 사시도.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 제 1 실시예에 따른 유체 제어용 솔레노이드 밸브(1)가 상세히 설명된다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 솔레노이드 밸브(1)는 폐쇄 측 볼을 가진 밸브 니들 형태의 폐쇄 부재(2)를 포함하고, 상기 볼은 밸브 시트(3) 상의 배출 개구(4)를 개방 및 폐쇄 한다.
자기 밸브(1)는 또한 아마추어(6), 내극(7) 및 자기 요크(8)를 구비한 자기 회로(5)를 포함한다. 자기 요크(8)는 이 실시예에서 솔레노이드 밸브의 하우징(14)의 일부이고, 상기 하우징(14)은 여러 부분으로 형성된다. 이 경우, 2개의 하우징 부분(15, 16)은 자기 회로(5)의 부분이다.
자기 밸브(1)는 또한 코일(9)을 포함하고, 상기 코일(9)은 전류 공급시 아마추어(6)를 끌어당긴다. 코일(9)에 전류 공급의 종료 후에, 리셋 부재(17)는 아마추어(6)를 다시 출발 위치로 되돌린다. 도 1은 아마추어(6)가 내극(7)에 접촉하는, 솔레노이드 밸브(1)의 개방 상태를 도시한다. 아마추어(6)는 폐쇄 부재의 행정 운동을 일으키기 위해, 공지된 방식으로 폐쇄 부재(2)에 연결된다.
솔레노이드 밸브(1)의 자기 회로(5)는 또한 이 실시예에서 슬리브형인 비자성 분리 부재(10)를 포함한다. 비자성 분리 부재(10)는 자기 회로의 자기적 분리를 가능하게 하고, 밸브의 개방을 위한 코일의 작동시 자기 회로가 신속하게 아마추어(6)를 통해 폐쇄되므로 솔레노이드 밸브의 매우 신속한 개방 시간이 달성되는 것을 보장한다. 그러나 비자성 분리 부재(10)는 비자성 분리 부재(10)에 의해 커지는, 솔레노이드 밸브(1)의 폐쇄 시간과 관련해서 문제점을 갖는다.
본 발명에 따라, 하우징(14), 더 정확히는 하우징 부분(16)과 내극(7) 사이의 연결을 형성하는 다수의 자기 웨브(13)가 제공된다. 상기 웨브들(13)은 비자성 분리 부재의 자기 바이패스를 제공한다.
제 1 실시예에서, 비자성 분리 부재(10)의 내부면에 배치된 총 4개의 자기 웨브(13)가 형성된다. 4개의 웨브(13)는 내주를 따라 동일한 간격으로 제공된다. 원주 방향으로 웨브(13)의 폭은 2개의 인접한 웨브들(13) 사이의 사이 공간과 동일하다.
비자성 분리 부재(10)는 이 실시예에서 오스테나이트로 이루어지며, 웨브들(13)은 마르텐사이트로 이루어져서 약간의 자성을 갖는다. 이와 달리, 하우징 부분(16)은 페라이트로 이루어지고, 웨브(13)보다 더 강한 자성을 갖는다. 이 경우, 하우징 부분(16), 비자성 분리 부재(10) 및 웨브(13)는 MIM-부품으로서 제공된 일체형 부품이다. 웨브들(13)은 부품의 원통형의, 매끄러운 실린더 내부면이 달성되도록, 슬리브형 비자성 분리 부재(10)에 배치된다. 웨브들(13)이 마르텐사이트로 제조되기 때문에, 웨브들은 비자성 분리 부재(10)의 경도보다 더 높은 경도를 갖는다.
또한, 본 발명에 따라 비자성 분리 부재(10), 웨브(13) 및 하우징 부분(16)을 포함하는 자기 회로의 일체형 부품과 내극(7) 사이에 클램핑 결합부(21)가 형성된다.
특히 도 3에 나타나는 바와 같이, 자기 웨브들(13)은 웨브(13)의 제 1 부분 영역이 내극(7)과 접촉하고, 웨브(13)의 제 2 부분 영역이 아마추어(6)와 접촉하도록 제공된다. 이로 인해, 웨브들(13)은 추가로 아마추어용 가이드 기능을 할 수 있다. 따라서, 웨브(13)의 부분 영역이 아마추어(6)용 가이드로서 제공된다. 웨브들(13)이 분리 부재(10)보다 더 경질이기 때문에, 마모가 줄어든다.
웨브(13)의 삽입에 의해, 부품의 내주에 완전히 제공된 영역에 비해 자속이 감소한다. 이로 인해, 밸브의 폐쇄 시간에 부정적 영향 없이, 더 신속한 개방 시간이 가능하다. 따라서, 비자성 분리 부재(10)보다 더 경질인 자기 웨브들은 아마추어(6)의 가이드 시에 그리고 상기 부품 내로 내극(7)의 압입 시에 장점을 제공한다. 웨브들(13)이 부분적으로만 존재하기 때문에, 부품의 내주에 있는 자기 링에 비해 자속이 현저히 감소한다.
밸브의 축 방향 X-X으로 연장하는 자기 웨브들(13)의 제공에 의해, 비자성 분리 부재의 자기 바이패스가 달성된다. 이는, 솔레노이드 밸브의 폐쇄 시간이 현저히 개선되며 이로 인해 솔레노이드 밸브의 신속한 개방 시간이 열화되지 않는 효과를 갖는다. 비자성 분리 부재(10)의 횡단면은 자기 웨브(13)의 횡단면보다 수배 더 크다.
도 4는 도 2에 도시된 자기 요크(8)의 일체형 부품을 도시하고, 웨브들(23)은 제 2 실시예에서 비자성 분리 부재(10)로부터 방사방향 내부로 돌출한다. 이로 인해, 제 2 실시예의 웨브들(23)은 비자성 분리 부재(10)의 내부면으로부터 약간 내부로 오프셋된다. 상기 일체형 부품은 바람직하게는 MIM-방법에 의해 제조된다. 제 2 실시예의 웨브들(23)은 바람직하게는 비자성 분리 부재(10)의 내주로부터 내부로 바람직하게는 약 0.2 mm 정도 돌출한다. 제 2 실시예의 다른 장점은 비자성 분리 부재가 예컨대 MIM-방법에서 인서트로서 제공될 수 있는 원통형 슬리브로서 제공될 수 있다는 것이다. 이로 인해, 원통형 슬리브가 매우 경제적으로 기하학적으로 간단한 부품으로서 구현될 수 있다.
2 폐쇄 부재
3 밸브 시트
4 배출 개구
5 자기 회로
6 아마추어
7 내극
8 자기 요크
9 코일
10 비자성 분리 부재
13, 23 자기 웨브
16 하우징 부분
21 클램핑 결합부

Claims (10)

  1. 유체 제어용 솔레노이드 밸브로서,
    - 밸브 시트(3) 상에서 적어도 하나의 배출 개구(4)를 개방 및 폐쇄하는 폐쇄 부재(2),
    - 아마추어(6), 내극(7) 및 자기 요크(8)를 구비한 자기 회로(5), 및
    - 코일(9)을 포함하고,
    - 상기 아마추어(6)는 상기 폐쇄 부재(2)와 상호 작용하고,
    - 상기 자기 회로(5)는 상기 자기 회로(5)의 차단을 위한 비자성 분리 부재(10)를 포함하며,
    - 상기 밸브의 축 방향(X-X)으로 연장하는 적어도 하나의 자기 웨브(13; 23)가 상기 비자성 분리 부재(10) 상에 배치되고,
    상기 자기 웨브들(23)은 원통형 비자성 분리 부재(10)로부터 방사방향 내부로 돌출하고,
    상기 자기 웨브(13; 23)는 상기 원통형 비자성 분리 부재(10) 상의 자기 회로(5)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 웨브(13; 23)는 상기 비자성 분리 부재(10)와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 웨브(13)는 상기 아마추어(6)와 접촉하고 상기 아마추어(6)용 가이드를 형성하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 자기 웨브(13), 상기 비자성 분리 부재(10), 및 상기 자기 회로(5)의 부분인 하우징 부분(16)은 일체형 부품으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 하우징 부분(16)은 페라이트로, 상기 비자성 분리 부재는 오스테나이트로 그리고 상기 자기 웨브(13; 23)는 마르텐사이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 하우징 부분(16)은 상기 자기 웨브(13, 23)보다 더 강한 자성을 갖는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 웨브(13; 23)는 상기 내극(7)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 웨브(13; 23)와 상기 내극(7) 사이에 압력 끼워맞춤 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
KR1020157029990A 2013-04-17 2014-02-18 개선된 개방 및 폐쇄 거동을 가진 솔레노이드 밸브 KR102179015B1 (ko)

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