KR20170143434A

KR20170143434A - 스위치 밸브 조립체 및 그를 포함한 유압 제어 모듈

Info

Publication number: KR20170143434A
Application number: KR1020170065986A
Authority: KR
Inventors: 제이. 로쇼스키 스티븐; 색슨 호워드; 반고더 크리스토퍼
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2017-12-29
Anticipated expiration: 2037-05-29
Also published as: CN107524829B; CN107524829A; KR102351429B1; DE102017113312A1; US20170363203A1; US10753464B2

Abstract

스위치 밸브 조립체는 유압 제어 모듈의 밸브 본체 조립체의 밸브 본체 및 분리기 판에 의해 형성되는 유압 회로 내의 제1 및 제2 유체 유동을 제어한다. 밸브 본체는 유체 출구를 형성한다. 밸브 본체는 제1 본체 하우징 및 제2 본체 하우징으로서 추가로 형성된다. 스위치 밸브 조립체는 제1 유체 유동이 유동할 수 있게 하기 위한 제1 위치와, 제1 및 제2 유체 유동이 유체 출구로 유동할 수 있게 하기 위한 제2 위치 사이에서 이동 가능한 피스톤, 및 피스톤에 커플링되고 제2 위치로부터 제1 위치 쪽으로 피스톤을 편향시키는 편향 부재를 포함한다. 피스톤은 제1 축선에 대해 지향되는 조절 표면을 제공한다. 제1 유체 유동은 피스톤을 편향 부재와 함께 제1 위치로 편향시키는 방식으로 조절 표면과 유동적으로 결합한다.

Description

스위치 밸브 조립체 및 그를 포함한 유압 제어 모듈{SWITCH VALVE ASSEMBLY AND HYDRAULIC CONTROL MODULE INCLUDING SAME}

본 발명은 일반적으로, 스위치 밸브 조립체 및 제1 유체 유동과 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈에 관한 것이다.

기술분야에 공지된 종래의 차량 파워트레인(powertrain) 시스템은 통상적으로, 변속기와 회전 연결되는 엔진을 포함한다. 엔진은 변속기로 선택적으로 전달되는 회전 토크를 발생하며, 변속기는 차례로 회전 토크를 하나 이상의 휠로 전달한다. 통상적인 변속기는 차량을 시동하기 위한 고-토크의 저속 모드와 고속도로 속도로의 차량 작동을 위한 저-토크의 고속 모드 사이에서 별개의 단계로 변환된다. 수동 변속기에서, 변환은 기어 세트의 수동 제어 결합에 의해 달성된다. 자동 변속기에서, 변환은 마찰 요소의 자동 제어 결합에 의해 달성된다.

자동 변속기에서 변환을 제어하기 위해서, 유압 제어 모듈은 밸브 본체 조립체 및 스위치 밸브 조립체를 포함한다. 밸브 본체 조립체는 밸브 본체 및 분리기 판을 포함하며, 밸브 본체와 분리기 판이 유압 회로를 형성한다. 유압 회로는 통상적으로, 제1 펌프에 의해 제공되는 제1 유체 유동용 제1 유체 경로 및 제2 펌프에 의해 제공되는 제2 유체 유동용 제2 유체 경로를 가진다. 유압 회로 내의 유체는 스위치 밸브 조립체와 같은 다양한 밸브에 의해 제어되어 유체 유동을 자동 변속기의 다양한 부품에 제공함으로써, 마찰 요소의 변환과 제어 결합을 용이하게 한다. 다양한 밸브와 변속기의 다양한 부품이 상이한 시간과 간격으로 유체 유동을 요구하기 때문에, 제1 유체 유동과 제2 유체 유동은 제1 및 제2 유체 유동을 선택적으로 조합하고 제한하기 위해서 조절될 필요가 있다.

통상적으로, 스위치 밸브 조립체는 피스톤 및 편향 부재를 포함한다. 피스톤은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하다. 전통적으로, 피스톤은 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 유압 회로를 통해 그리고 자동 변속기의 다양한 구성요소로 지향시킨다. 그러나 스위치 밸브 조립체의 전통적인 피스톤은 제1 펌프가 작동 중이고 제2 펌프가 비-작동 중일 때 발생하는, 제1 유체 유동이 제2 유체 경로로 진입하는 것을 제한하지 않는다. 제2 유체 경로로 유동하는 제1 유체 유동은 제2 펌프의 비효율성을 유발하는데, 이는 제1 유체 유동이 제2 펌프의 역-구동을 유발하기 때문이다. 특히, 제2 펌프의 역-구동이 발생할 때 제2 펌프는 제2 유체 유동을 제공하기 위해 제2 펌프를 작동시키기 위한 추가 동력을 요구한다. 게다가, 제2 펌프의 역-구동이 발생할 때, 제2 유체 유동을 제공하는데 요구되는 시간 간격이 증가할 수 있다. 또한, 제2 유체 경로로 유동하는 제1 유체 유동은 제1 유체 유동으로부터 제2 유체 경로로의 누수를 증가시키며, 이는 제1 유체 유동을 제공하는 제1 펌프의 효율을 감소시킨다. 추가로, 전통적인 스위치 밸브 조립체는 별도의 구성요소이고 밸브 본체에 의해 형성되는 유압 회로에 통합되지 않으며, 이는 더 큰 밸브 본체에 대한 필요성을 초래한다. 그 때문에, 개선된 스위치 밸브 조립체를 제공해야 할 필요성이 남아 있다.

스위치 밸브 조립체는 유압 회로의 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어한다. 유압 회로는 유압 제어 모듈의 밸브 본체 조립체의 밸브 본체와 분리기 판에 의해 형성된다. 밸브 본체는 유압 회로 내에 유체 출구를 형성한다. 밸브 본체 조립체는 제1 유체 유동용 유압 회로 내에 제1 유체 경로를 형성하는 제1 본체 하우징과 제2 유체 유동용 유압 회로 내에 제2 유체 경로를 형성하는 제2 본체 하우징으로서 추가로 형성된다. 분리기 판은 제1 유체 경로를 제2 유체 경로로부터 분리하기 위해서 제1 및 제2 본체 하우징들 사이에 배치된다. 제1 본체 하우징은 보어를 형성하며, 보어는 보어의 길이를 따라 연장하는 제1 축선에 대한 길이를 가진다. 스위치 밸브 조립체는 보어 내부에 배치되며, 제1 유체 유동이 제1 축선에 대해 제1 유체 경로 내부에서 측면으로 그리고 유체 출구로 유동할 수 있게 하고 제1 유체 유동이 제2 유체 경로로 진입하는 것을 제한하는 제1 위치와 제1 및 제2 유체 유동이 유체 출구로 유동할 수 있게 하는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 피스톤을 포함한다. 스위치 밸브 조립체는 피스톤에 커플링되는 편향 부재를 또한 포함한다. 편향 부재는 피스톤을 제2 위치로부터 제1 위치 쪽으로 편향시킨다. 피스톤은 피스톤을 편향 부재와 함께 제1 위치로 편향시키는 방식으로 제1 유체 유동이 조절 표면과 유동적으로 결합하도록 제1 축선에 대해 지향되는 조절 표면을 제공한다.

따라서, 피스톤의 조절 표면은 제1 유체 유동이 제2 유체 경로로 진입하는 것을 편향 부재가 억제하면서 피스톤을 제1 위치로 편향시키는 방식으로 제1 유체가 조절 표면과 유동적으로 결합하도록 제1 축선에 대해 지향된다. 제2 유체 경로로 제1 유체 유동의 진입을 억제하는 것은 제2 유체 유동을 제공하는 제2 펌프의 역-구동을 방지한다. 제2 펌프의 역-구동 방지는 제2 펌프의 역-구동에 의해 유발되는 비효율성을 감소시킨다. 그런 비효율성은 제2 유체 유동을 제공하기 위해서 제2 펌프를 작동시키기 위한 추가 동력의 요구 및 제2 유체 유동을 제공하는데 요구되는 시간 간격의 증가를 포함한다. 또한, 제2 유체 경로로 유동하는 제1 유체 유동의 억제는 제2 유체 경로로 제1 유체 유동의 누수를 방지하며, 이는 제1 유체 유동을 제공하는 제1 펌프의 효율을 증가시킨다. 추가로, 스위치 밸브 조립체는 밸브 본체에 의해 형성되는 유압 회로와 통합되며, 이는 더욱 소형의 밸브 본체 조립체를 가능하게 한다.

본 발명의 다른 장점은 이들이 첨부 도면과 관련하여 고려될 때 다음의 상세한 설명의 참조로 더 잘 이해될 수 있기 때문에, 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 변속기 및 유압 제어 모듈의 사시도이며,
도 1a는 밸브 본체 조립체를 포함하는 유압 제어 모듈의 분해 사시도이며, 여기서 밸브 본체 조립체는 제1 본체 하우징, 제2 본체 하우징, 및 제1 본체 하우징과 제2 본체 하우징 사이에 배치되는 분리기 판을 포함하며,
도 1b는 스위치 밸브 조립체를 포함하는 유압 제어 모듈의 분해 사시도이며,
도 2는 유압 제어 모듈의 횡단면도이며, 여기서 스위치 밸브 조립체는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 피스톤, 피스톤에 커플링되는 편향 부재, 및 피스톤이 제1 위치에 있을 때 피스톤에 의해 결합 가능한 밸브 시트를 포함하며, 피스톤은 조절 표면을 제공하고 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 3은 유압 제어 모듈의 횡단면도이며, 여기서 피스톤은 중간 위치에 있으며,
도 4는 유압 제어 모듈의 횡단면 사시도이며, 여기서 피스톤은 제2 위치에 있으며,
도 5는 유압 제어 모듈의 횡단면 사시도이며, 여기서 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 6은 유압 제어 모듈 및 피스톤의 다른 실시예의 횡단면 사시도이며, 여기서 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 7은 유압 제어 모듈 및 조절 표면의 다른 실시예의 횡단면도이며, 여기서 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 8은 도 7의 유압 제어 모듈 및 조절 표면의 횡단면 사시도이며, 여기서 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 9는 유압 제어 모듈 및 조절 표면의 다른 실시예의 횡단면도이며, 여기서 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 10은 도 9의 유압 제어 모듈 및 조절 표면의 횡단면 사시도이며, 여기서 피스톤은 제1 위치에 있으며,
도 11은 유압 제어 모듈의 횡단면도이며, 여기서 밸브 시트는 제1 본체 하우징과 통합되며,
도 12는 유압 제어 모듈의 횡단면도이며, 여기서 밸브 시트는 분리기 판과 통합되며,
도 13은 유압 제어 모듈의 횡단면도이며, 여기서 밸브 시트는 제2 본체 하우징과 통합되며,
도 14는 스위치 밸브 조립체의 분해 사시도이며,
도 15는 피스톤 및 편향 부재의 분해 사시도이며,
도 16은 밸브 시트의 분해 사시도이며, 여기서 밸브 시트는 시일 글랜드(gland)를 형성하는 시일 링 및 시일을 포함한다.

동일한 도면 번호가 여러 도면에 걸쳐서 동일한 부품을 나타내는 도면을 참조하면, 유압 제어 모듈(30)이 도 1, 도 1a 및 도 1b에 전체적으로 도시된다. 유압 제어 모듈(30)은 차량의 변속기(32) 내의 제1 유체 유동(F1) 및 제2 유체 유동(F2)을 제어한다. 유압 제어 모듈(30)은 밸브 본체 조립체(34)를 포함한다. 밸브 본체 조립체(34)는 도 1a 및 도 1b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유압 회로(38)를 부분적으로 형성하는 밸브 본체(36)를 포함한다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 밸브 본체(36)는 유압 회로(38) 내에 유체 출구(40)를 형성한다. 일 실시예에서, 변속기(32)는 이중 클러치 변속기(DCT)이다. 변속기(32)는 종래의 자동 변속기와 같은 임의의 다른 자동 변속기일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 변속기(32)는 승용차 또는 트럭과 같은 임의의 적합한 차량에 사용될 수 있다.

밸브 본체 조립체(34) 및 특히, 유압 회로(38)는 토크 변환기, 클러치, 및 서보 밴드(servo band)와 같은 변속기(32) 내의 다양한 부품으로 유체를 지향시킨다. 도 1a 내지 도 5를 참조하면, 밸브 본체(36)는 유압 회로(38) 내의 제1 유체 유동(F1)용 제1 유체 경로(44)를 형성하는 제1 본체 하우징(42), 및 유압 회로(38) 내의 제2 유체 유동(F2)용 제2 유체 경로(48)를 형성하는 제2 본체 하우징(46)으로서 추가로 형성된다. 제1 유체 유동(F1)은 제1 유체 경로(44) 내부로 유동하며 제2 유체 유동(F2)은 제2 유체 경로(48) 내부로 유동한다.

제1 본체 하우징(42)은 보어(50)를 형성하며, 보어는 보어(50)의 길이(L)를 따라 연장하는 제1 축선(A)에 대한 길이(L)를 가진다. 통상적으로, 보어(50)를 형성하는 제1 보어 하우징(42)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 본체 하우징(42)에 대한 마모를 방지하기 위한 내마모성 재료로 만들어진다. 밸브 본체 조립체(34)는 유압 회로(38)를 추가로 형성하는 분리기 판(52)을 포함한다. 분리기 판(52)은 제1 유체 경로(44)를 제2 유체 경로(48)로부터 분리시키기 위해서 제1 및 제2 본체 하우징(42,46)들 사이에 배치된다.

유압 제어 모듈(30)은 또한, 제1 유체 경로(44) 내의 제1 유체 유동(F1) 및 제2 유체 경로(48) 내의 제2 유체 유동(F2)을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체(54)를 포함한다. 분리기 판(52)과 함께, 스위치 밸브 조립체(54)는 또한, 제2 유체 경로(48)로부터 제1 유체 경로(44)를 분리할 수 있다. 스위치 밸브 조립체(54)는 보어(50) 내부에 배치되는 피스톤(56)을 포함한다. 피스톤(56)은 도 2 및 도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같은 제1 위치, 도 3에 도시된 바와 같은 중간 위치, 및 도 4에 도시된 바와 같은 제2 위치 사이에서 이동 가능하다. 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때, 피스톤(56)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 유체 유동(F1)이 제1 축선(A)에 대해 제1 유체 경로(44) 내부에서 측면으로 그리고 유체 출구(40)로 유동할 수 있게 하고 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 제한한다. 피스톤(56)이 제2 위치에 있을 때, 피스톤(56)은 제1 및 제2 유체 유동(F1, F2)이 유체 출구(40)로 유동할 수 있게 한다. 전술한 바와 같이, 제1 본체 하우징(42)은 통상적으로, 제1 및 제2 위치들 사이에서 피스톤(56)의 이동에 의해 유발되는 제1 본체 하우징(42)에 대한 마모를 방지하기 위해서 내마모성 재료로 만들어진다. 유사하게, 피스톤(56)은 통상적으로, 경화 강과 같은 내마모성 재료로 만들어진다. 당업자는 피스톤(56)이 본 발명의 본질로부터 이탈함이 없는 임의의 다른 적합한 재료로 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

스위치 밸브 조립체(54)는 도 15에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피스톤(56)에 커플링되는 편향 부재(58)를 또한 포함한다. 편향 부재(58)는 피스톤(56)을 제2 위치로부터 제1 위치 쪽으로 편향시킨다. 편향 부재(58)는 제1 본체 하우징(42)과 피스톤(56)에 커플링될 수 있다. 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 편향 부재(58)는 피스톤(56)과 제1 본체 하우징(42) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 피스톤(56)은 제1 축선(A) 주위에 피스톤 보어(60)를 형성하며, 여기서 편향 부재(58)는 피스톤 보어(60) 내부에 적어도 부분적으로 배치된다. 통상적으로, 편향 부재(58)는 스프링이다. 편향 부재(58)는 자기 편향 부재와 같은, 도면들 전반에 명시적으로 도시되지 않은 임의의 다른 적합한 편향 부재일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도면들 전반에 도시된 유압 회로(38)는 단지 예시적인 것이며 스위치 본체 조립체(54)는 도면들 전반에 명시적으로 도시되지 않은 다른 유압 회로에 사용될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.

도 2 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 피스톤(56)은 제1 축선(A)에 대해 지향된 조절 표면(62)을 제공한다. 제1 유체 유동(F1)은 피스톤(56)을 편향 부재(58)와 함께 제1 위치로 편향시키는 방식으로 조절 표면(62)과 유동적으로 결합한다. 조절 표면(62)의 방위는 피스톤(56)을 편향 부재(58)와 함께 제1 위치로 편향시키는 임의의 구성일 수 있다.

스위치 밸브 조립체(54)는 밸브 본체 조립체(34)의 소형 설계를 가능하게 한다. 스위치 밸브 조립체(54)의 설계는 피스톤(56)과 편향 부재(58)가 밸브 본체(36)에 통합될 수 있게 한다. 특히, 스위치 밸브 조립체(54)의 설계는 피스톤(56) 및 편향 부재(58)가 제1 본체 하우징(42)에 통합될 수 있게 한다. 스위치 밸브 조립체(54)의 피스톤(56)과 편향 부재(58)는 본 발명의 본질로부터 이탈함이 없이 제2 본체 하우징(46)에 통합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 밸브 본체(36)에 통합된 스위치 밸브 조립체(54)를 갖는 것은 밸브 본체 조립체(34)의 더욱 소형 설계를 가능하게 한다. 또한, 스위치 밸브 조립체(54)의 설계는 스위치 밸브 조립체(54)가 임의의 기존 밸브 본체 조립체(34)와 유압 회로(38)에 통합될 수 있게 한다.

통상적으로, 스위치 밸브 조립체(54)는 유압 제어 모듈(30)이 유압 회로(38) 전반에 유체 유동을 제공하기 위한 (기술분야에서 이중-펌프 제어 모듈로서 일반적으로 지칭하는) 2개의 펌프를 포함할 때 사용된다. 통상적으로, 밸브 본체 조립체(34)는 유압 회로(38) 전반에 제공될 변속기 유체를 저장하기 위한 유체 저장조(유체 공급원)를 가진다. 가장 일반적으로, 제1 펌프 및 제2 펌프는 유압 회로(38) 내에 제1 유체 유동(F1) 및 제2 유체 유동(F2)을 제공하기 위한 유체 저장조에 유동적으로 커플링된다. 특히, 제1 및 제2 유체 경로(44,48)는 각각, 제1 및 제2 유체 유동(F1, F2)을 제공하기 위한 유체 저장조에 유동적으로 커플링된다. 그런 실시예에서, 제1 펌프는 제1 유체 유동(F1)을 제공하며 제2 펌프는 제2 유체 유동(F2)을 제공한다. 통상적으로, 제1 펌프는 제1 체적 유량으로 제1 유체 유동(f1)을 제공하며 제2 펌프는 제1 체적 유량보다 더 큰 제2 체적 유량으로 제2 유체 유동(F2)을 제공한다.

2개의 펌프를 포함하는 유압 제어 모듈(30)이 정지-시동 차량(stop-start vehicle)용 변속기(32)에 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 제2 유체 유동(F2)을 제공하는 제2 펌프는 차량 엔진에 의해 동력을 받는 기계식 펌프일 수 있다. 그러므로 엔진이 꺼질 때 기계식 펌프도 비활성화되고 제2 유체 유동(F2)을 제공하지 않는다. 본 실시예에서, 제1 펌프는 제1 유체 유동(F1)을 유체 출구(40)로 제공한다. 제1 펌프는 엔진으로부터 분리되며, 즉 제1 유체 유동(F1)을 제공하기 위해서 엔진의 시동을 요구하지 않는다. 제1 펌프는 통상적으로 전기 모터에 의해 구동된다.

엔진이 꺼질 때, 제1 펌프는 제1 유체 유동(F1)을 제공하며, 이는 유체가 유압 회로(38) 내부에 가압 상태로 남아 있기 때문에, 엔진의 시동시 더 빠른 시동을 가능하게 한다. 엔진의 시동시, 제2 펌프는 제2 유체 유동(F2)을 제공하며, 이어서 유압 회로(38) 내부의 유체 압력을 증가시킨다. 전술한 바와 같이, 제1 펌프는 제1 체적 유량으로 제1 유체 유동(F1)을 제공하며 제2 펌프는 제1 체적 유량보다 더 큰 제2 체적 유량으로 제2 유체 유동(F2)을 제공한다. 제2 펌프가 제1 펌프보다 유체 출구(40)로 그리고 유압 회로 전반에 걸쳐 더 많은 체적 유량을 제공하기 때문에, 제2 펌프는 1차 펌프로 지칭될 수 있으며 제1 펌프는 2차 펌프로 지칭될 수 있다. 제1 및 제2 펌프는 본 발명의 본질로부터 이탈함이 없이 전기 모터, 기계식 구동 샤프트, 또는 유압식 구동 임펠러에 의해 구동될 수 있다.

제1 펌프가 제1 유체 유동(F1)을 제공하며 제2 펌프가 제2 유체 유동(F2)을 제공하지 않을 때, 피스톤(56)은 제1 위치에 있는다. 전술한 바와 같이, 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때, 제1 유체 유동(F1)은 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것이 제한된다. 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것이 제한될 때, 피스톤(56)은 제2 펌프가 비활성화 상태일 때 유체 유동이 제2 펌프(1차 펌프)를 역-구동시키는 것을 제한하며, 이는 제2 펌프의 역-구동으로부터 초래되는 비효율성을 감소시킨다. 그런 비효율성은 제2 펌프를 활성화하여 제2 유체 유동(F2)을 제공하기 위한 추가의 동력을 요구하고 제2 유체 유동(F2)을 제공하는데 요구되는 시간 간격의 증가를 포함한다. 또한, 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때, 제1 유체 유동(F1)은 제2 유체 경로(48)로의 진입이 제한되며, 이는 제2 유체 경로(48)로의 제1 유체 유동(F1)의 누수를 방지하고 제1 유체 유동(F1)을 제공하는 제1 펌프의 효율을 증가시킨다. 차량이 시동-정지 차량일 때, 제2 펌프의 역-구동을 방지하는 장점은 제2 펌프가 비활성 및 활성 상태 다중 시간 사이로 들어가기 때문에 증가한다. 편향 부재(58)가 스프링일 때, 스프링은 제2 펌프가 비활성상태일 때 스프링이 피스톤(56)을 제1 위치로 편향시킬 수 있게 하는 강성(k-인자)을 가진다. 유사하게, 스프링은 제2 펌프가 활성상태일 때 피스톤(56)을 스프링의 편향에 대해 제2 위치로 이동할 수 있게 하는 강성을 가진다. 스프링의 강성은 제1 및 제2 유체 유동(F1, F2), 보어(50)의 길이, 및 밸브 본체(36)와 유압 회로(38)의 전체 설계와 같은 다양한 인자들에 따라서 조정될 수 있다. 스위치 밸브 조립체(54)는 이중 펌프로 기능을 하는 임의의 변속기 또는 유압 제어 모듈에 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

일 실시예에서, 스위치 밸브 조립체(54)는 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때 피스톤(56)에 의해 결합 가능한 밸브 시트(64)를 포함할 수 있다. 밸브 시트(64)의 다양한 실시예가 아래에서 더 상세히 설명된다. 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때 밸브 시트(64)와 결합하면, 피스톤(56)은 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 방지한다. 특히, 제1 유체 유동(F1)이 제1 펌프에 의해 유체 저장조로부터 제공되며 제2 펌프가 비활성상태일 때 제2 유체 유동(F2)이 제2 펌프로부터 유체 저장조로부터 제공되는 것이 제한되면, 피스톤(56)은 제1 축선(A)에 대해 제1 유체 경로(44) 내부에서 측면으로 그리고 유체 출구(40)로 제1 유체 유동(F1)이 유동할 수 있게 하고 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 제한한다. 제2 펌프가 활성상태이고 제2 유체 유동(F2)을 제공하면, 피스톤(56)은 제2 위치에 있고 제2 유체 유동(F2) 및 선택적으로, 제1 유체 유동(F1)이 밸브 시트(64)로부터 분리됨으로써 유체 출구(40)로 유동할 수 있게 한다.

전술한 바와 같이, 스위치 밸브 조립체(54)는 유압 제어 모듈(30)의 소형 설계를 가능하게 한다. 스위치 밸브 조립체(54)가 밸브 시트(64)를 포함할 때, 스위치 밸브 조립체(54)의 설계는 피스톤(56), 편향 부재(58), 및 밸브 시트(64)가 밸브 본체(36)에 통합될 수 있게 한다. 특히, 스위치 밸브 조립체(54)의 설계는 피스톤(56), 편향 부재(58), 및 밸브 시트(64)가 제1 본체 하우징(42)에 통합될 수 있게 한다. 몇몇 실시예에서, 스위치 밸브 조립체(54)의 피스톤(56), 편향 부재(58), 및 밸브 시트(64)는 제2 본체 하우징(46)에 통합될 수 있다. 밸브 본체(36)에 통합되는 스위치 밸브 조립체(54)를 갖는 것은 더욱 소형 설계를 가능하게 한다.

스위치 밸브 조립체(54)는 피스톤(56)이 제2 위치에 있을 때 피스톤(56)에 의해 결합 가능한 제2 밸브 시트(66)를 포함할 수 있다. 피스톤(56)이 제2 위치에 있을 때 제2 밸브 시트(66)와 결합하면, 피스톤(56)은 제1 및 제2 유체 유동(F1,F2)이 유체 출구(40)로 유동할 수 있게 하고 유체 출구(40)로 유동하는 유체의 양을 제어한다. 달리 말하면, 제2 밸브 시트(66)가 피스톤(56)에 의해 결합되고 피스톤(56)을 제2 위치에 고정할 때, 피스톤(56)은 차단된 압력, 유체 출구(40)로 진입하는 제1 유체 유동(F1) 및 제2 유체 유동(F2) 모두로부터의 유체 유동의 양을 계량, 즉 제어하고 설정한다. 제2 밸브 시트(66)가 제1 본체 하우징(42)에 통합된 것으로서 도면들 전반에 도시되었지만, 제2 밸브 시트(66)는 본 발명의 본질로부터 이탈함이 없는 별개의 구성요소일 수 있다는 것이 이해될 것이다.

제1 본체 하우징(42)은 제2 밸브 시트(66)에 인접한 배출구(68)를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 배출구(68)는 제2 밸브 시트(66)에 의해 둘러싸인다. 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때, 배출구(68)는 제1 유체 유동(F1)과 유체 연통한다. 제2 유체 유동(F2)이 제2 펌프에 의해 제공되어 피스톤(56)이 제1 위치로부터 제2 위치 쪽으로 이동되게 할 때, 배출구(68)는 유압 진동을 방지하고, 피스톤(56)이 제1 위치로부터 제2 위치 쪽으로 쉽게 이동할 수 있게 하고 더 큰 작동 범위를 허용한다. 환언하면, 피스톤(56)이 제2 위치에 있기 이전에, 배출구(68)는 제2 위치로 피스톤(56)을 이동시키는 제2 유체 유동(F2)에 의해 유발되는 압력 불균형의 감소를 보조하고 제2 밸브 시트(66)와 피스톤(56)의 결합 상태를 유지를 돕는다. 일단 피스톤(56)이 제2 위치에 있으면, 배출구(68)는 피스톤(56)에 의해 차단되어 유체가 더 이상 배출구(68)를 통해 유동할 수 없게 된다.

일 실시예에서, 도 2 내지 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피스톤(56)은 제1 부분 직경(D1)을 갖는 제1 부분 표면(72)을 갖는 제1 부분(70), 및 제1 부분 직경(D1)보다 더 큰 제2 부분 직경(D2)을 갖는 제2 부분 표면(76)을 갖는 제2 부분(74)을 가진다. 본 실시예에서, 조절 표면(62)은 제1 부분 표면(72)으로부터 제2 부분 표면(76) 쪽으로 연장한다. 통상적으로, 제2 부분(74)은 제1 부분(70)과 밸브 시트(64) 사이에 배치된다.

피스톤(56)과 편향 부재(58)의 다른 실시예가 도 6에 도시된다. 본 실시예에서, 편향 부재(58)는 피스톤(56)에 대해 동심이다. 본 실시예에서, 제2 밸브 시트(66)는 제1 본체 하우징(42)에 통합된다. 도 6에 도시된 피스톤(56)은 피스톤 시트(78)를 제공할 수 있으며, 여기서 편향 부재(58)는 제2 밸브 시트(66)와 피스톤 시트(78) 사이에 배치된다. 편향 부재(58)는 제2 위치로부터 제1 위치 쪽으로 피스톤(56)을 편향시킨다. 본 실시예에서, 밸브 시트(64)는 피스톤(56)과 결합하도록 구성되는 결합 표면(80)을 제공할 수 있다. 환언하면, 결합 표면(80)은 피스톤(56)에 의해 결합되도록 구성되어 유체의 제1 유동이 제2 유체 경로로 유동하는 것이 제한되게 된다.

제1 본체 하우징(42)에 의해 형성되는 보어(50)는 제1 보어 직경(D3)을 갖는 제1 보어(82), 및 제1 보어 직경(D3)보다 더 큰 제2 보어 직경(D4)을 갖는 밸브 시트(64)와 제1 보어(82) 사이의 제2 보어(50)로서 추가로 형성될 수 있다. 피스톤(56)의 제1 부분(70)은 통상적으로 제1 보어(82) 내부에 미끄럼 가능하게 배치되며, 피스톤의 제2 부분(74)은 통상적으로 제2 보어(50) 내부에 미끄럼 가능하게 배치된다.

일 실시예에서, 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 경사지게 지향될 수 있다. 경사지게 지향된 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 평행하지도 직각도 아니다. 전술한 바와 같이, 피스톤(56)의 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 지향되는데, 이는 피스톤(56)을 편향 부재(58)와 함께 제1 위치로 편향시키는 방식으로 제1 유체 유동(F1)이 조절 표면(62)과 유동적으로 결합할 수 있게 한다. 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 방지하기 위해서 편향 부재(58)와 함께 필요로 하는 편향력에 따라서, 조절 표면(62)의 설계가 변경될 수 있다.

예를 들어, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 정렬될 수 있다. 조절 표면(62)이 각을 이룰 때, 조절 표면(62)은 조절 길이(RL)를 가질 수 있다. 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 방지하기 위해서 편향 부재(58)와 함께 필요로 하는 편향력이 더 클 때, 조절 길이(RL)는 유동적으로 결합하는 제1 유체 유동(F1)에 더 큰 표면적을 제공하도록 더 클 수 있다. 유사하게, 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 방지하기 위해서 편향 부재(58)와 함께 필요로 하는 편향력이 더 클 때, 조절 길이(RL)는 유동적으로 결합하는 제1 유체 유동(F1)에 더 작은 표면적을 제공하도록 더 작을 수 있다.

도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 곡선일 수 있다. 각을 이루는 조절 표면(62)에 대해 전술한 바와 같이, 곡선의 조절 표면(62)은 그에 따라서 유동적으로 결합하는 제1 유체 유동(F1)에 더 크거나 더 작은 표면적을 제공하도록 조정될 수 있어서, 편향 부재(58)와 함께 조절 표면(62)과 유동적으로 결합하는 제1 유체 유동(F1)에 대해 적절한 편향력이 제공되게 된다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 볼록 곡선일 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 조절 표면(62)은 제1 축선(A)에 대해 오목 곡선일 수 있다.

전술한 바와 같이, 밸브 시트(64)는 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때 피스톤(56)에 의해 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 밸브 시트(64)는 피스톤(56)이 제1 위치에 있을 때 밸브 시트(64)와 결합하도록 제2 보어 직경(D4)보다 더 작고 제2 부분 직경(D2)보다 더 작은 밸브 내부 직경(D5)을 갖는 밸브 시트 구멍(86)을 형성할 수 있다.

제1 본체 하우징은 절취부(90)를 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 밸브 시트(64)는 밸브 시트(64)를 제1 본체 하우징(42) 및 분리기 판(52)에 대해 고정하기 위해서 절취부(90) 내부에 배치될 수 있다. 밸브 시트(64)는 밸브 시트(64)를 제1 본체 하우징(42)과 분리기 판(52) 사이에 고정하기 위해서 제1 본체 하우징(42)과 분리기 판(52) 사이에 배치될 수 있다. 제1 본체 하우징(42)은 밸브 시트(64)를 제1 본체 하우징(42)과 분리기 판(52) 사이에 고정하기 위해서 각각의 절취부(90) 내부에 배치되는 밸브 시트(64)를 갖는 3개의 절취부(90)를 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 밸브 시트(64)는 다양한 설계의 제1 본체 하우징(42)에 통합될 수 있다. 달리 말하면, 밸브 시트(64)의 설계는 밸브 시트(64)가 임의의 밸브 본체(36)에 통합될 수 있게 하며, 이는 밸브 본체(36)에 대한 스위치 밸브 조립체(54)의 제작 유연성, 제1 본체 하우징(42)의 더욱 소형 설계, 및 밸브 시트(64)를 갖는 스위치 밸브 조립체(54)의 밸브 본체(36)에 대한 통합을 가능하게 한다. 제1 본체 하우징(42)은 본 발명의 본질로부터 이탈함이 없이, 제1 본체 하우징(42)과 분리기 판(52) 사이에 밸브 시트(64)를 고정하기 위한 임의의 수의 절취부(90)를 형성할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

일 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 밸브 시트(64)는 제1 본체 하우징(42)에 통합된다. 다른 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이 밸브 시트(64)는 분리기 판(52)에 통합된다. 또 다른 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 같이 밸브 시트(64)는 제2 본체 하우징(46)에 통합된다.

밸브 시트(64)는 시일 글랜드(94)를 형성하는 시일 링(92), 및 시일 글랜드(94) 내부에 배치되는 시일(96)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 시일(96)은 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 제한하기 위해서 시일 링(92)과 결합한다. 통상적으로, 시일(96)은 제1 유체(F1)가 분리기 판(52)과 시일 링(92) 사이에서 제2 유체 경로(48)로 유동하는 것을 제한하기 위해서 시일(96)을 시일 글랜드(94) 내부에 고정하도록 시일 링(92)과 분리기 판(52)을 결합한다. 전술한 바와 같이, 제2 유체 유동(F2)이 정지할 때, 즉 제2 펌프가 비활성상태일 때 그리고 엔진이 꺼질 때, 피스톤(56)은 제1 유체 유동(F1)이 제2 유체 유동(F2)으로 진입하는 것을 방지하기 위해서 밸브 시트(64)와 결합한다. 그런 실시예에서, 시일(96)은 또한, 제2 펌프가 꺼질 때 제1 유체 유동(F1)의 누수가 제2 유체 경로(48)로 진입하는 것을 방지한다.

유압 제어 모듈(30), 밸브 본체 조립체(34), 및 스위치 밸브 조립체(54)의 다양한 구성요소는 단지 예시적인 것이고 축척대로 그려지지 않을 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명은 예시적인 방식으로 설명되었으며, 사용된 용어는 본래 제한적인 단어라기보다는 설명적인 단어로 의도된 것이라고 이해해야 한다. 본 발명의 수정과 변경이 전술한 사상에 비추어 가능하며, 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다.

Claims

차량 변속기의 밸브 본체 조립체의 밸브 본체 및 분리기 판에 의해 형성되는 유압 회로 내의 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체로서,
상기 밸브 본체는 유압 회로 내부에 유체 출구를 형성하며, 상기 밸브 본체는 제1 유체 유동을 위한 유압 회로 내에 제1 유체 경로를 형성하는 제1 본체 하우징 및 제2 유체 유동을 위한 유압 회로 내에 제2 유체 경로를 형성하는 제2 본체 하우징으로서 추가로 형성되며, 상기 분리기 판은 제2 유체 경로로부터 제1 유체 경로를 분리하기 위해 제1 및 제2 본체 하우징들 사이에 배치되며, 상기 제1 본체 하우징은 보어의 길이를 따라 연장하는 제1 축선에 대한 길이를 갖는 보어를 형성하며, 상기 스위치 밸브 조립체는
제1 축선에 대해 제1 유체 경로 내부에서 측면으로 그리고 유체 출구로 제1 유체 유동이 유동할 수 있게 하고 제1 유체 유동이 제2 유체 경로로 진입하는 것을 제한하기 위한 제1 위치와, 제1 및 제2 유체 유동이 유체 출구로 유동할 수 있게 하기 위한 제2 위치 사이에서 이동 가능하고 상기 보어 내부에 배치되는 피스톤, 및
상기 피스톤에 커플링되고, 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치 쪽으로 상기 피스톤을 편향시키는 편향 부재를 포함하며,
상기 피스톤은 제1 축선에 대해 지향되는 조절 표면을 제공하여 상기 피스톤을 상기 편향 부재와 함께 상기 제1 위치로 편향시키는 방식으로 제1 유체 유동이 상기 조절 표면과 유동적으로 결합하게 하는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항에 있어서, 상기 피스톤이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 피스톤에 의해 결합될 수 있는 밸브 시트를 더 포함하는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤은 제1 부분 직경을 갖는 제1 부분 표면을 갖는 제1 부분 및 상기 제1 부분 직경보다 더 큰 제2 부분 직경을 갖는 제2 부분 표면을 갖는 제2 부분을 가지며, 상기 조절 표면은 상기 제1 부분 표면으로부터 상기 제2 부분 표면 쪽으로 연장하는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조절 표면은 제1 축선에 대해 비스듬히 지향되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤의 상기 조절 표면은 제1 축선에 대해 각을 이루는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤의 상기 조절 표면은 제1 축선에 대해 곡선인, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제6항에 있어서, 상기 피스톤의 상기 조절 표면은 제1 축선에 대해 볼록 곡선인, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제6항에 있어서, 상기 피스톤의 상기 조절 표면은 제1 축선에 대해 오목 곡선인, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제2항에 있어서, 상기 밸브 시트는 시일 글랜드를 형성하는 시일 링 및 상기 시일 글랜드 내부에 배치되는 시일을 포함하며, 상기 시일은 제1 유체 유동이 제2 유체 경로로 유동하는 것을 제한하기 위해서 상기 시일 링과 결합되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤은 제1 축선 주위에 피스톤 보어를 형성하며, 상기 편향 부재는 상기 피스톤 보어 내부에 적어도 부분적으로 배치되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 스위치 밸브 조립체.
제1항 또는 제2항에 따른 스위치 밸브 조립체를 포함하는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제11항에 있어서, 밸브 본체 및 분리기 판을 포함하는 밸브 본체 조립체를 더 포함하며,
상기 밸브 본체는 유압 회로 및 상기 유압 회로 내에 유체 출구를 부분적으로 형성하며, 상기 밸브 본체는 제1 유체 유동을 위한 상기 유압 회로 내에 제1 유체 경로를 형성하는 제1 본체 하우징 및 제2 유체 유동을 위한 유압 회로 내에 제2 유체 경로를 형성하는 제2 본체 하우징으로서 추가로 형성되며, 상기 제1 본체 하우징은 상기 보어의 상기 길이를 따라 연장하는 제1 축선에 대한 길이를 갖는 보어를 형성하며,
상기 분리기 판은 상기 제2 유체 경로로부터 상기 제1 유체 경로를 분리하기 위해서 상기 제1 및 제2 본체 하우징들 사이에 배치되며, 상기 분리기 판은 상기 유압 회로를 추가로 형성하는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 제1 본체 하우징에 의해 형성되는 상기 보어는 제1 보어 직경을 갖는 제1 보어, 및 상기 제1 보어 직경보다 더 큰 제2 보어 직경을 갖는 상기 밸브 시트와 상기 제1 보어 사이의 제2 보어로서 추가로 형성되며, 상기 피스톤은 제1 부분 직경을 갖는 제1 부분 표면을 갖는 제1 부분 및 상기 제1 부분 직경보다 더 큰 제2 부분 직경을 갖는 제2 부분 표면을 갖는 제2 부분을 가지며, 상기 피스톤의 상기 제1 부분은 상기 제1 보어 내부에 미끄럼 가능하게 배치되며 상기 피스톤의 상기 제2 부분은 상기 제2 보어 내부에 미끄럼 가능하게 배치되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제13항에 있어서, 상기 밸브 시트는 상기 피스톤이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 밸브 시트와 결합하도록 상기 제2 보어 직경보다 더 작고 상기 제2 부분 직경보다 더 작은 밸브 내부 직경을 갖는 밸브 시트 구멍을 형성하는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 제1 본체 하우징은 절취부를 형성하며, 상기 밸브 시트는 상기 밸브 시트를 상기 제1 본체 하우징과 상기 분리기 판 사이에 고정하기 위해서 상기 절취부 내부에 배치되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제15항에 있어서, 상기 제1 본체 하우징은 3개의 절취부를 형성하며, 상기 밸브 시트는 상기 밸브 시트를 상기 제1 본체 하우징과 상기 분리기 판 사이에 고정하기 위해서 각각의 상기 절취부 내부에 배치되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 밸브 시트는 상기 분리기 판에 인접한 시일 글랜드를 형성하는 시일 링 및 상기 시일 글랜드 내부에 배치되는 시일을 포함하며, 상기 시일은 상기 제1 유체 유동이 상기 분리기 판과 상기 시일 링 사이에서 제2 유체 경로로 유동하는 것을 제한하기 위해서 상기 시일을 상기 시일 글랜드 내부에 고정하도록 상기 시일 링 및 상기 분리기 판과 결합되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 편향 부재는 상기 피스톤 및 상기 제1 본체 하우징에 커플링되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제18항에 있어서, 상기 편향 부재는 상기 피스톤과 상기 제1 본체 하우징 사이에 배치되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 밸브 시트는 상기 제1 본체 하우징에 통합되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 밸브 시트는 상기 제2 본체 하우징에 통합되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.
제12항에 있어서, 상기 밸브 시트는 상기 분리기 판에 통합되는, 제1 유체 유동 및 제2 유체 유동을 제어하기 위한 유압 제어 모듈.