KR920000665B1 - 브레이크 시스템의 1차 압력평형식 비례밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

브레이크 시스템의 1차 압력평형식 비례밸브

본 발명은 본 발명의 실시예들을 예시하고 있는 도면들에 관하여 이하에서 상세히 설명된다.

제1도는 본 발명의 비례밸브 및 마스터 실린더의 단면도이고,

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예의 단면도이고,

제3도는 제2도의 일부의 확대단면도이며, 그리고

제4도는 선택 실시예의 단면도이다.

본 발명은 마스터 실린더와 결합하여 사용되는 비례밸브에 관한 것이며, 상세히는 그것의 피스톤이 마스터 실린더의 1차 및 2차 압력챔버들로부터 직접 수납되는 유체압력에 의해 작동되는 비례밸브에 관한 것이다.

일반적으로,비례밸브들은 2차챔버 브레이크 시스템에서 부등면적(differential area)피스톤을 이용하므로 소정압력수준에 도달할 때 피스톤은 보다 더 작은 면적의 비례밸브 피스톤 끝부분의 방향으로 위치가 변경된다.

피스톤의 위치가 변경됨에 따라, 그 피스톤은 포핏(poppet) 또는 시일(seal)과 접촉하고 그리하여 압력제한을 확립한다. 비례밸브 피스톤에 연이어 통해 있는 2차 압력의 그 이상의 증가에 의하여 유출구 압력은 피스톤의 각 끝부분에서 부등면적들에 의해 결정된 속도로 상승할 것이다.

비례밸브는 나사식 연결에 의하여 마스터 실린더와 결합될 수 있다. 비례밸브는 바이패스(bypass) 기능을 포함하고 있어서, 마스터 실린더의 챔버에서의 압력의 부족에 대하여 비례밸브는 적당하게 반응하고 유체압력으로 하여금 차량의 뒷 브레이크들에 자유로이 전달될 수 있게 한다.

그러한 현존의 설계들은 다음과 같은 많은 불리점들을 포함하고 있다. 즉, 마스터 실린더의 1차 및 2차 압력챔버들은 마스터 실린더 몸체를 길게 하는 것에 역행되어야 한다는 것; 마스터 실린더는 압력에 민감하기 보다는 오히려 스트로우크에 민감하다는 것; 유압작동에 대신하여 기계적 작동의 이용; 고원가로 귀착하는 조립에 소요되는 많은 부품들 및 많은 제조공차들의 영향을 받기 쉽고 손상을 받을 가능성이 있는 바이패스기구등이다.

마스터 실린더에서 1차 및 2차 챔버들의 위치를 전환할 필요가 없는 바이패스 특징을 갖는 비례밸브조립체를 제공하는 것이 매우 바람직하다. 마스터 실린더의 1차 압력챔버로부터 비례밸브조립체에로 직접 압력을 전달함으로써 비례밸브조립체를 작동시키는 것이 또한 바람직하다.

본 발명은 마스터 실린더로부터 수납된 1차 압력에 의하여 직접 작동되는 피스톤의 한 끝부분을 구비한 부등면적 피스톤을 이용한다. 피스톤의 더 큰 직경의 다른 끝부분은 마스터 실린더의 2차 챔버로부터 수납된 압력에 의하여 직접 작동된다. 2차 챔버 유체 압력은 비례밸브의 작동중에 적당한 비율로 조정된다.

피스톤의 더 큰 직경 끝부분은 더 큰 직경 끝부분에 작용하는 2차 유출구 압력과 피스톤의 작은 직경 끝부분에 작용하는 1차 압력에 기인하여 평형점(break point)에 도달한 후에 본질적으로 압력평형이 이루어진다. 피스톤상에서 마스터 실린더 1차 및 2차 압력들이 비례밸브 피스톤의 평형을 잡는 1차 압력을 이용함으로써 본질적으로 동일하기 때문에, 1차 압력이 부족할 때 피스톤 힘들은 불평형을 이루게 되고 그리하여 피스톤을 한 위치로 이동시키는데 거기에서 바이패스 회로는 2차압력으로 하여금 2차 유출구를 통하여 자유롭게 전달될 수 있게 한다.

본 발명은 1차 압력챔버 및 2차 압력챔버를 구비하고 있는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브로 이루어지는데, 한끝에는 마스터 실린더에 대하여 반경방향의 안쪽으로 위치된 1차압력 수납챔버를 그리고 다른 끝에는 반경방향이 바깥쪽으로 위치되어 유출구멍을 포함하고 있는 2차 압력수납챔버를 구비하고 있으면서 상기 비례밸브를 그안에 배치하여 포함하고 있는 횡 보어(transverse bore)에 각 압력챔버로부터의 유체압력을 전달하기 위한 전달장치, 1차압력 수납챔버에 수납되어 그 1차압력 수납챔버의 일부를 형성하기 위해 그것의 둘레에 적어도 하나의 시일을 구비하고 있는 제1 끝과 2차 압력수납챔버에 수납되어 있고 그것의 둘레에 밀봉장치를 배치하여 구비하고 있는 제2 끝을 구비하고서 상기 보어안에 배치되어 있는 부등면적피스톤 및 상기 피스톤과 상기 보어의 어깨부분과의 사이에 배치된 탄성장치로 구성되어 있으며, 상기 부등면적피스톤은 제1 피스톤부품과 제2 피스톤부품으로 이루어지고, 제1피스톤부품은 제2피스톤부품의 관통구멍안으로 뻗어 있는 연장부를 구비하고 있으며, 그 연장부는 제2피스톤부품의 반경방향구멍과 정렬되어 제2피스톤부품의 어깨부분을 밀봉식으로 맞물고 있는 시일부재를 그것의 둘레에 구비하고 있어서 1차 챔버에서의 압력의 부족은 제1피스톤부품으로 하여금 변위되게 하고 시일부재를 어깨부분과의 밀봉 맞물림으로부터 이동시켜 2차 압력수납챔버의 유체압력으로 하여금 제2피스톤부품의 반경방향구멍 및 관통구멍을 통하여 전달될 수 있게 한다.

마스터 실린더는 제1도에서 일반적으로 참조부호 10으로 표시되어 있다. 마스터 실린더는 ″리세스식 카트리지 마스터 실린더(Recessed Cartridge Master Cylinder)″라고 불리우고 미합중국 특허 제 4,474,005호에 개시되어 있는 형식의 것이다.

본 발명은 기타의 많은 형식들의 마스터 실린더들과 함께 사용될 수 있으며 그리고 오직 리세스식 카트리지 마스터 실린더와만 함께 사용하도록 제한되지는 않는다는 것을 명확히 알아야 한다.

마스터 실린더(10)는 한끝(12)의 내부에 위치된 1차챔버(도시안됨)와 다른끝(14)의 내부에 위치된 2차챔버(도시안됨)를 포함하고 있다. 통로 또는 전달장치(16)는 1차 챔버로부터 마스터 실린더 하우징(11)안에 위치된 1차압력 수납챔버(26)로 뻗어 있다. 통로 또는 전달장치(18)는 2차 압력챔버와 하우징(11)안에 위치된 2차 압력수납챔버(28)와의 사이에 뻗어있다. 통기구멍(19)은 대기로도 또는 마스터 실린더의 기름통(도시안됨)으로도 뻗을 수 있다.

비례밸브조립체는 일반적으로 참조부호 40으로 표시되어 있고 하우징(11)의 횡보어(13)에 나사맞춤식으로 수납된 밸브 하우징 부품(42)을 구비하고 있다. 보어(13)는 1차압력 수납챔버(26)로부터 2차 압력수납챔버(28)로 뻗는 계단식 보어로 되어 있다. 비례밸브조립체(40)는 플랜지(44)에 의해 제1하우징 부품(42)에 고정된 밸브 하우징 부품(43)을 포함하고 있다. 계단식 보어(13)는 부등면적피스톤(50)의 둘레에 배치된 시일(46)에 의한 맞물림을 위하여 어깨부분(15)을 제공하고 있다. 부등면적피스톤(50)은 제1피스톤부품(52)과 제2피스톤부품(54)을 포함하고 있다.

제1피스톤부품(52)은 제2피스톤부품(54)의 관통구멍(56)의 안에 수납된 연장부(53)을 포함하고 있다. 연장부(53)는 그것의 둘레에 배치된 시일(55)을 포함하고 있는데, 그 시일은 제2피스톤부품(54)에 있어서 반경방향구멍(57)과 관통구멍(56)과의 사이의 유체흐름을 차단한다.

제2피스톤부품(54)은 그것의 둘레에 배치되어 제2하우징 부품(43)이 내부를 맞물고 있는 시일(45)을 포함하고 있다. 탄성장치(70)는 제2하우징 어깨부분(48)과 제2피스톤부품(54)의 플랜지(61)와의 사이에 뻗어 있다. 시일(47)은 제2하우징 부품(43)의 내부의 둘레에 배치되어 있고 하우징(11)의 어깨부분(17)을 맞물고 있다.

제2피스톤부품(54)은 하우징 부품(42)의 어깨부분(49)과 인접한 끝(58)을 구비하고 있다. 피스톤 끝(58)은 그것의 둘레에 배치된 밀봉장치(72)를 포함하고 있다. 밀봉장치(72)는 가요성 펌핑아암(73), 반경방향통로(74)들 및 등간격 원주상 접촉부(75)들을 구비하고 있다. 탄성밀봉장치(72)의 내부 직경은 제2피스톤부품(54)의 원주상 홈(59)의 외부표면으로부터 떨어져 반경방향으로 일정간격을 두고 있다. 밸브조립체(40)의 외부의 둘레에 배치된 시일들의 각각은 밸브조립체(40)가 하우징(11)안에 나사맞춤식으로 수납되어 있을 때 계단식보어(13)의 일부를 맞물고 있는 정지시일이다.

비례밸브조립체(40)는 휴지위치에 도시되어 있다. 마스터 실린더(10)가 차량의 브레이크 페달을 가압조작하는 차량운전자에 의해 작동되면, 1차 및 2차 챔버유체압력은 통로(16, 18)들을 경유하여 각 압력수납챔버(26 및 28)들로 전달된다. 부등면적피스톤(50)의 직경들 때문에 2차압력은 제1피스톤부품(52)상으로 작용하는 챔버(26)의 1차 유체압력과 탄성장치(70)의 가압력에 저항하여 제1도에서 약간 좌측으로 피스톤(50)을 변위시킨다. 챔버(26 및 28)들에 수납된 유체압력들의 상승에 따라서, 피스톤(50)은 피스톤 끝(58)의 외경이 밀봉장치(72)를 맞물때 까지 좌측으로 변위된다. 이것은 통로(18), 압력수납챔버(28) 및 2차유출구(21)의 사이에서 제한량 또는 측정량의 유체압력이 통하게 한다. 피스톤(50)의 좌향이동에 앞서서, 밀봉장치(72)상의 접촉부(75)들은 유체압력이 밀봉장치(72)의 내부직경과 원주상 홈(59)과의 사이에서 제2유출구(21)로 자유로이 통과하는 것을 보장한다는 것에 주목해야 한다. 제3도에 보다 더 상세히 도시된 바와 같이 시일(55)은 일반적인 L자형 부분을 구비하고 있고 제2피스톤부품(54)의 어깨부분(51)을 맞물고 있다. 시일(55)은 반경방향구멍(57)이 시일(55)의 부분들을 잘라내거나 둥글게 잘라낼 수 없도록 반경방향구멍(57)과의 접촉을 피하고 있다. 그리하여 밀봉은 유체가 구멍(56)을 통하여 흐르지 않도록 어깨부분(51)에서 이루어진다.

마스터 실린더(10)의 1차챔버에서 압력부족이 존재하면 힘들의 불평형이 야기되어 제1피스톤부품(52)이 즉시 챔버(26)에서 좌측으로 이동하는데, 그것은 연장부(53)로 하여금 시일(55)이 어깨부분(51)과의 밀봉 맞물림에서 벗어나도록 시일(55)을 이동시키게 한다. 이것은 2차압력수납챔버(28)안의 유체압력으로 하여금 반경방향구멍(57)을 통하여 그리고 구멍(56)을 통하여 유출구(21)로 전달될 수 있게 하므로 바이패스 기능이 달성되고 완전한 브레이크 작용 압력이 차량의 뒷 브레이크들로 전달될 수 있다. 마스터 실린더 1차 챔버압력을 비례밸브조립체의 부등면적피스톤으로 직접 전달하는 결과로서 기타 중간 기구들에 의하여 간접적으로 바이패스를 달성하는 1차 압력의 이용은 더 이상 필요치 않다. 마스터 실린더의 1차챔버로부터의 유체압력은 마스터 실린더의 1차 및 2차챔버들을 역류시킬 필요를 배제하기 위해 비례밸브 피스톤상으로 직접 작용한다. 기계적 기구들은 비례밸브조립체를 작동시키고 바이패스 기능을 달성하기 위해 전혀 필요치 않다. 1차압력은 비례밸브조립체의 작동을 위하여 필요하다. 그러나, 1차 브레이크 작용 회로에 유체압력의 부족이 존재하면 비례밸브조립체는 즉시 작동하여 바이패스 기능을 달성하고 2차 유출구(21)와 차량의 뒷 브레이크들로 완전한 유체압력의 직접 전달을 허용한다.

제4도는 선택 실시예를 예시하고 있으며, 유사한 구조는 100만큼 증가된 똑같은 참조부호로 표시되어 있다. 피스톤(150)은 단일 부품으로 되어 있는데, 일체식 피스톤은 제1하우징 부품(142)의 플랜지(182)와 서로 스냅(Snaps)식으로 결합하는 플랜지(180)을 포함하고 있는 슬리이브 또는 제2하우징부품(143)을 그것의 둘레에 구비하고 있다. 통기구멍(119)은 기름통(190)과 대기의 어느쪽인가에 통해 있다. 비례밸브조립체(140)는 마스터 실린더의 1차 챔버와 1차압력 수납챔버(126)에 유체압력의 부족의 경우, 전체 피스톤(150)이 제4도에서 좌측으로 이동하고 밀봉장치(172)의 내부 직경을 통하여 끝(158)을 변위시키는 것을 제외하고는 상기 설명한 바와 같이 작동한다. 2차 압력수납챔버에서의 유체압력은 그때 밀봉장치(172)의 내부직경을 지나서 그리고 피스톤(150)의 슬롯(159)들을 통하여 2차 유출구(121)로 통한다.

본 발명의 비례밸브조립체 및 마스터 실린더는 앞서의 구조들 이상의 실질적인 개량을 포함하고 있다. 1차챔버유체압력이 비례밸브조립체를 직접 작동시키기 위해 이용되기 때문에, 중간기구들 및 장치들 그리고 마스터 실린더의 압력챔버의 역류가 제거된다. 부가 이점은 비례밸브조립체 및 마스터 실린더가 그러한 것이 허용될 수 있을 때 차량이 뒷 브레이크들로 더 큰 유체압력의 전달을 허용한다는 것이다. 바꾸어 말하면 압력 곡선상이 브레이크 시점이 설계 수정에 따라 앞당겨지거나 또는 늦춰질 수 있다. 실제 작동에 있어서, 마스터 실린더의 제1 및 제2챔버들로부터 전달된 유체압력들은 대략 20 내지 30psi의 크기 만큼 약간 차이가 난다.

마스터 실린더의 1차 압력챔버로부터 전달된 유체압력변화는 2차압력챔버로부터 전달된 유체압력보다 대략 20 내지 30psi 정도 더 작다. 이것은 스프링 부하들과 시일마찰에 있어서의 차이의 결과이다. 그리하여, 실제 브레이크 작용중에 차량의 앞 브레이크들은 차량의 뒷 브레이크들이 최초에 받는 것보다 약간 더 작은 압력을 받는다. 그러므로, 앞 브레이크들은 약간 덜 유효하며 뒷 바퀴들 이하의 부하의 변화가 없다. 즉, 차량의 뒷부분은 1차 및 2차 압력챔버들로부터 전달된 압력들이 사실상 똑같은 경우에 발생할 수 있는 정도까지 기울지 않는다. 차량의 기울음이 감소되기 때문에 차량의 뒷바퀴들은 더 높은 유체압력을 허용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 부등면적피스톤의 약간의 초기좌향이동은 뒷 브레이크들에 더 큰 크기의 압력을 허용한다. 이것은 출력압력특성선도의 브레이크 작용시점의 상승을 달성한다.

본 발명이 상세히 설명한 실시예들에 대하여 기술되어 있지만, 본 발명은 다수의 재배열, 수정 및 변경들이 가능하며, 그러한 것들은 첨부된 특허청구의 범위들이 미치는 범위내에 두고자 한다는 것을 이해할 것이다.

당해 기술분야의 숙련자는 본 발명에 수 많은 수정 및 추가를 가할 수 있다고 상당히 기대되며 그러한 수정 및 추가는 본 발명의 등가물로서 다음의 특허청구의 범위들이 미치는 범위내에 포함시키고자 한다.

Claims (14)

1차압력챔버 및 2차 압력챔버를 구비하고 있는 마스터 실린더(10)와 결합하는 브레이크 시스템의 비례밸브에 있어서, 각각의 압력챔버로부터 비례밸브(40)를 포함하는 횡 보어(13)까지 유체 압력을 전달하기 위한 전달장치들(16, 18), 한끝에는 마스터 실린더(10)에 대하여 반경방향 안쪽으로 위치된 1차 압력 수납챔버(26)를 그리고 다른끝에는 반경방향 바깥쪽으로 위치되어 유출구멍(21)을 갖추고 있는 2차압력 수납챔버(27)를 구비한 횡보어(13), 1차압력 수납챔버(26)의 일부를 형성하기 위해 둘레에 적어도 하나의 시일(46)을 갖추고 1차압력 수납챔버(26)에 수납된 제1 끝과 둘레에 배치된 탄성장치(70)을 갖추고 2차압력 수납챔버(28)에 수납된 제2 끝을 갖추고 있으며, 상기 보어(13)내에 배치된 부등면적피스톤(50), 상기 피스톤(50)과 상기 보어(13)의 어깨부분(48)사이에 배치된 탄성장치(70), 제2피스톤부품(54)의 관통구멍(56) 안으로 뻗어있고 시일부재(55)를 갖춘 연장부(53)를 가진 제1피스톤부품(52)과 제2피스톤부품(54)으로 구성된 부등면적피스톤(50), 제2피스톤부품(54)에서 반경방향구멍(57)과 정렬되어 있고, 제2피스톤부품(54)에 어깨부분(51)을 밀봉식으로 맞물고 있는 시일부재(55)로 구성되어 있어서 1차 챔버에서의 압력의 부족은 제1피스톤부품(52)으로 하여금 변위하게하고 시일부재(55)를 어깨부분(51)과의 밀봉 맞물림으로부터 이동시켜 2차 압력수납챔버(28)의 유체압력으로 하여금 제2피스톤부품(54)의 반경방향 구멍(57) 및 관통구멍을 통하여 전달될 수 있게하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제1항에 있어서, 제2피스톤부품(54)이 관통구멍(56)은 유출구멍(21)과 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제2항에 있어서, 보어(13)는 통기구멍(19)과 통해 있는 중간 챔버를 형성하기 위해 하나의 시일(46)로부터 일정간격을 두고 떨어져 있는 제2시일(47)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제3항에 있어서, 통기구멍(19)은 기름통과 통해 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제3항에 있어서, 중간챔버 및 통기구멍(19)은 대기와 통해 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제3항에 있어서, 제2 끝의 둘레에 밀봉장치(72)는 한쪽에는 가요성아암(73)을 그리고 다른쪽에는 복수의 반경방향 슬롯구멍(74)들을 구비하고 있으며, 반경방향 슬롯구멍(74)들은 브레이크 작용 압력의 해제동안에 유체가 그것들을 통하여 흘러서 가요성아암(73)을 지나가도록 허용하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제6항에 있어서, 탄성장치(70)는 피스톤(50)의 제2 끝에 있는 플랜지(61)와 보어(13)의 어깨부분(48)과의 사이에 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제7항에 있어서, 비례밸브(40)는 마스터 실린더(10)의 횡 보어(13)안으로 나사로 죄어진 하우징(42, 43)을 그것의 둘레에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제8항에 있어서, 하우징(42, 43)은 플랜지(44)에 의해 서로 유지된 2개의 부재(42, 43)들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

1차 압력챔버 및 2차 압력챔버를 구비하고 있는 마스터 실린더(10)와 결합하는 브레이크 시스템의 비례밸브에 있어서, 각각의 압력챔버로부터 비례밸브(40)를 포함하는 횡 보어(113)까지 유체 압력을 전달하기 위한 전달장치들(116. 117), 한끝에는 마스터 실린더(10)에 대하여 반경방향 안쪽으로 위치된 1차압력 수납챔버(126)를 그리고 다른끝에는 반경방향 바깥쪽으로 위치되어 유출구멍(121)을 갖추고 있는 2차압력 수납챔버(127)를 구비한 횡 보어(113), 1차압력 수납챔버(126)에 수납된 제1 끝과 2차압력 수납챔버(128)에 수납된 제2 끝을 갖추고 있으며, 상기 보어(113)내에 배치된 부등면적피스톤(150), 1차 및 2차압력 수납챔버들(126, 128)의 각 주변의 부분들을 형성하기 위해서 시일들(145, 146, 147)을 각 끝에 구비하고 마스터 실린더(10)의 통기구멍과 통해 있는 반경방향구멍(119)을 포함하고서 상기 보어(113)에 배치되어 있는 슬리이브부재(143), 상기 피스톤(150)과 상기 슬리이브의 어깨부분사이에 배치되어 있는 탄성부재(170)로 구성되어 있어서, 상기 제2 끝은 제2 끝을 지나서 유출구(121)로 흐르는 유체를 제어하도록 둘레에 배치된 밀봉장치(172)를 구비하여, 1차 및 2차 챔버들로부터 압력 수납챔버들(126, 128)로의 유체의 전달은 상기 부등면적피스톤으로 하여금 상기 비례밸브(140)의 작동동안에 실질적인 평형위치로 변위되게 하고 1차 챔버에서의 압력의 부족은 피스톤(150)과 밀봉장치(172)를 변위시켜 유체로 하여금 밀봉장치(172)를 바이패스할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제10항에 있어서, 밀봉장치(172)는 유체가 피스톤(150)의 제2 끝의 인접부분과 밀봉장치(172)의 내부 직경을 지나서 흐를 수 있도록 피스톤의 제2 끝의 일부를 맞물고 있는 복수의 접촉부(175)들을 그것의 한쪽에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제11항에 있어서, 피스톤(150)의 제2 끝의 유체로 하여금 유출구(121)로 흐를수 있게 하는 복수의 슬롯(174)들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제10항에 있어서, 비례밸브(140)는 슬리이브부재(143)가 부착되어 있는 하우징(142)을 포함하고 있으며 슬리이브부재(143) 및 하우징(142)은 그것들의 사이의 부착을 유지하기 위해 서로 스냅식으로 결합하는 상보부품(180, 182)들을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

제13항에 있어서, 제2 끝은 1차 압력이 부족할 때 밀봉장치(172)를 통하여 변위되는 반경방향의 바깥쪽으로의 확대부분(158)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 결합하는 비례밸브.

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