KR100243590B1 - 자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압 브레이크 시스템의 릴레이 밸브에 관한 것으로서, 릴레이 밸브의 구조를 개선하여 듀얼 브레이크밸브로 부터의 서비스 압력보다 릴레이를 통하여 브레이크 체임버로 전달되는 압력을 높도록하여 밸브의 효율을 증대하도록한 자동차용 공압 브레이크 시스템의 릴레이밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 실현하기 위한 수단으로 하우징내에 형성된 서비스포트, 급기포트, 급배기포트 및 배기포트과, 하우징내에 내장된 릴레이 피스톤(5)과, 릴레이피스톤과 일체로 연결되어 왕복운동하는 왕복로드와, 상기 릴레이 피스톤과 왕복로드의 복귀력을 발생시키는 리턴스프링과, 왕복로드의 왕복운동에 따라 상기의 각 포트간의 연결을 개페하는 밸브시트 및 밸브시일을 포함하도록 구성된 공압브레이크 릴레이밸브에 있어서, 상기 릴레이 피스톤과 왕복로드 사이에 상기 릴레이피스톤과 일체로 형성되며, 급기포트측 체임버와의 접촉단면적이 상기 릴레이 피스톤의 서비스 포트측 체임버와의 접촉단면적보다 작도록 된 배력피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공압브레이크 릴레이밸브를 제공하여 운전자에 의해 작동되는 브레이크제어 신호압을 배력시켜 제동력을 제어할 수 있으므로 제동의 효과를 높일 수 있게 되었다.

Description

자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브

본 발명은 공압 브레이크 시스템의 릴레이 밸브에 관한 것으로서, 릴레이 밸브의 구조를 개선하여 듀얼 브레이크밸브로 부터의 서비스 압력보다 릴레이를 통하여 브레이크 체임버로 전달되는 압력을 높도록하여 밸브의 효율을 증대하도록한 자동차용 공압 브레이크 시스템의 릴레이밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

종래의 자동차는 차량의 속력을 줄이기 위한 수단으로 브레이크시스템을 구비하는 바, 대형의 상용차량의 경우는 제동효과가 뛰어난 공압브레이크 시스템을 사용하고 있다.

이러한 공압브레이크 시스템은 도 3에 간략히 도시된 바와 같이 듀얼브레이크밸브(21), 릴레이밸브(22), 브레이크 체임버(23), 공기탱크(24), 공기압축기(25)를 주요한 요소로 구성되며 다음과 같은 방법으로 작동한다.

감속을 위하여 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 듀얼 브레이크밸브(21)가 열리게 되어 공기압축기(25)에 의해 발생되어 공기탱크(24)에 저장되어 있던 압축공기가 전륜측과 후륜측에 설치된 릴레이 밸브(22)의 서비스 포트(11)에 공급되어 릴레이 밸브를 작동시킨다.

릴레이밸브가 작동되면 공기탱크로 부터의 압축공기압이 릴레이밸브의 급기포트(12)로부터 브레이크체임버측의 급배기포트(13)를 통해 브레이크체임버로 전달되고 브레이크 체임버의 공기압이 상승되어 제동효과가 발생한다.

한편 운전자가 브레이크 페달을 놓으면 릴레이밸브는 브레이크체임버의 공기를 상기의 급배기포트(13)로부터 배기포트(14)를 통해 대기중으로 배기하여 제동상태를 해제하게 된다.

즉 릴레이밸브는 신호압에 따라 공기탱크의 공기압을 브레이크체임버로 신속히 전달하거나 브레이크체임버의 공기압을 대기중으로 신속히 배기하는 역할을 하며, 그 구체적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같은 구조로 이루어진다.

도 1의 릴레이밸브는 하우징내에 형성되어 듀얼브레이크 밸브와 배관연결되는 서비스포트(11), 공기탱크와 배관 연결되는 급기포트(12), 브레이크 체임버측과 배관연결되는 급배기포트(13), 대기중으로 열린 배기포트(14), 하우징내에 내장된 릴레이 피스톤(15)과, 릴레이피스톤과 일체로 연결되어 왕복운동하며 밸브기구를 여닫는 왕복로드(17)와, 상기 피스톤과 왕복로드의 복귀력을 발생시키는 리턴스프링(20)과, 왕복로드의 왕복운동에 따라 상기의 각 포트간의 연결을 개페하는 밸브시트(18) 및 밸브시일(6)을 포함하도록 구성된다.

따라서, 브레이크 페달을 밟아 듀얼 브레이크밸브가 열리게 되면 듀얼 브레이크밸브로 부터의 신호압은 서비스포트로 입력되고 이에따라 릴레이 피스톤에 의해 형성되는 두 개의 방 A', B'간에 압력차에 따라 피스톤이 도면의 아래측으로 이동하게 된다.

그 결과 왕복로드의 하측은 배기포트측의 밸브시일을 막고 왕복로드의 상측과 함께 운동하는 밸브시트는 아래로 이동하여 급기포트까지 들어와 있는 공기탱크의 공기압을 체임버측의 급배기 포트쪽으로 전달하게 되어 제동이 이루어지도록 한다.

한편, 듀얼 브레이크밸브로부터 서비스 포트로 입력되던 신호압이 정지하면 리턴스프링과 공기탱크의 압력에 의해 릴레이피스톤은 도면의 위쪽으로 피스톤 양단의 압력이 평형을 이룰 때까지 상승이동하게 된다.

그 결과 왕복로드의 하측은 배기포트측의 밸브시일을 열어 브레이크 체임버로부터 공기압을 대기중으로 배기하여 제동력을 해지한다.

전술한 구성의 종래의 공압브레이크 시스템은 릴레이밸브에 신호압을 주는 방식으로 작동하므로, 브레이크의 작동을 위해서는 신호압의 크기가 공기탱크로부터 릴레이밸브의 급기포트까지의 공기압보다 커서 피스톤을 움직일 수 정도가 되어야 한다.

그러나 종래의 릴레이밸브는 릴레이 피스톤 양측의 면적이 같으므로 배력의 효과를 얻을 수는 없고, 다만 공압의 전달만을 행하게 되므로 제동의 효과를 높이기 위해서는 별도의 기구를 사용해야 한다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차의 공기 브레이크시스템에서 사용되는 릴레이 밸브가 신호압의 배력작용을 일으키도록 구성하여 제동효과를 높인 자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 공압 브레이크시스템에 사용되는 릴레이 밸브의 개략적 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브의 개략적 단면도.

도 3은 자동차의 공압 브레이크 시스템을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 서비스포트, 2,12 : 급기포트, 3.13 : 급배기포트, 4.14 : 배기포트, 5,15 : 릴레이피스톤, 6 : 배력피스톤, 7, 17 : 왕복로드, 8,18 : 밸브시트, 9,19 : 피스톤링, 10,20 : 리턴스프링, 21 : 듀얼 브레이크밸브, 22 : 릴레이밸브, 23 : 브레이크 체임버, 24 : 공기탱크, 25 : 공기압축기

본 발명은 전술한 기술적과제를 해결하기 위한 수단으로, 하우징내에 형성되어 각각 듀얼브레이크 밸브, 공기탱크, 브레이크 체이버 및 대기중과 연통되는 서비스포트(1), 급기포트(2), 급배기포트(3)및, 배기포트(4)과, 하우징내에 내장된 릴레이 피스톤(5)과, 릴레이피스톤과 일체로 연결되어 왕복운동하며 밸브기구를 여닫는 왕복로드(7)와, 상기 릴레이피스톤과 왕복로드의 복귀력을 발생시키는 리턴스프링(10)과, 왕복로드의 왕복운동에 따라 상기의 각 포트간의 연결을 개페하는 밸브시트(8) 및 밸브시일(6)을 포함하도록 구성된 공압브레이크 릴레이밸브에 있어서, 상기 릴레이 피스톤과 왕복로드 사이에 상기 릴레이피스톤과 일체로 형성되며, 급기포트측 체임버(A)와의 접촉단면적이 상기 릴레이 피스톤의 서비스 포트측 체임버(B)와의 접촉단면적보다 작도록 된 배력피스톤(5')을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공압브레이크 릴레이밸브를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브의 주요부 구성 및 작동을 도면을 참조로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브의 일실시예로서 하우징에 형성된 다른 기관과의 배관 수단인 서비스포트(1), 급기포트(2), 급배기포트(3) 및 , 배기포트(4)는 종래의 릴레이밸브와 다르지 않으며, 각각 듀얼 브레이크밸브(21), 공기탱크(25), 브레이크체임버(23)과 배관연결되어 있다.

하우징내에는 종래에서와 같이 릴레이 피스톤이 설비되며, 서비스포트로부터 신호압이 들어오면 체임버(B)쪽의 부피가 팽창하므로 하방으로 밀리게 된다.

배력피스톤(5')은 상기의 릴레이 피스톤(5)에 일체되도록 설치되며, 배력 피스톤과 급기포트와의 사이에는 체임버(A)가 형성된다.

배력피스톤의 체임버(A)측에는 종래의 왕복로드가 일체로 설치되어 상기의 릴레이피스톤, 배력피스톤 및 왕복로드는 일체되어 운동하게 된다.

배력피스톤의 체임버(A)측 접촉부의 면적은 서비스포트와 연통된 체임버(B)의 릴레이 피스톤측 접촉부의 면적보다 작도록 설계된다.

릴레이피스톤(5)과 서비스포트측 체임버(B)와의 접촉단면적에 대한 배력피스톤(5')과 급기포트측 체이버(A)와의 접촉단면적의 비는 0.5내지 0.8인 것이 바람직하지만 반드시 이것에 한정되지는 않는다.

면적비를 다르도록 한 것은 공압이 작용하는 면적이 작을수록 압력이 크게 작용한다는 성질을 이용하기 위함이다.

체임버(B)에 의해 체임버 (A)로 전달되는 압력은 다음의 식으로 구해지는 비와 같이 면적의 비에 역비례한다.

이러한 이유로 배력피스톤이 두어지므로 체임버 B의 신호압이 배력작용을 일으키게 된다.

본 발명에 따른 릴레이밸브의 작동을 설명한다.

운전자가 감속을 위하여 제동페달을 밟으면 듀얼 브레이크밸브는 공기탱크에 압축된 공기가 릴레이밸브로 전달되어 신호압으로 기능하여 릴레이밸브를 작동시킨다.

릴레이밸브의 서비스포트(1)로 입력된 신호압은 체임버B를 팽창시키고 릴레이 피스톤과 일체된 배력피스톤은 배력작용을 일으키며, 왕복로드(7)를 밀어내게 된다.

왕복로드가 밀려지면 배기포트(4)는 닫히고 밸브시트(8)가 열리면서 급기포트(2)까지 와 있던 공기탱크로부터의 압축공기가 급배기포트(3)로 연통되어 브레이크 체임버로 공급되므로 제동이 이루어진다.

한편, 운전자가 제동페달을 놓으면, 듀얼 브레이크밸브는 릴레이밸브로의 신호압의 전송을 중지하고 그 결과 체임버(A)의 공기압과 리턴 스프링(10)의 작용으로 배력피스톤 및 릴레이피스톤을 밀어 밸브시트는 닫히고 왕복로드의 단부는 배기포트측의 밸브시일(6)을 열어 브레이크 체임버의 공기압을 대기중으로 배기하여 제동상태를 해지하게 된다.

전술한 과정에서 배력피스톤은 듀얼 브레이크밸브로부터의 릴레이작동을 위한 신호압을 배력시키는 작동을 하므로 제동의 효율을 증대시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브의 제공으로 운전자에 의해 작동되는 브레이크제어 신호압을 배력시켜 제동력을 제어 할 수 있으므로 제동의 효과를 높일 수 있게 되었다.

Claims (2)

1. 하우징내에 형성되어 각각 듀얼브레이크 밸브, 공기탱크, 브레이크 체임버 및 대기중과 연통되는 서비스포트(1), 급기포트(2), 급배기포트(3) 및, 배기포트(4)과, 하우징내에 내장된 릴레이 피스톤(5)과, 릴레이피스톤과 일체로 연결되어 왕복운동하며 밸브기구를 여닫는 왕복로드(7)와, 상기 릴레이피스톤과 왕복로드의 복귀력을 발생시키는 리턴스프링(10)과, 왕복로드의 왕복운동에 따라 상기의 각 포트간의 연결을 개페하는 밸브시트(8) 및 밸브시일(6)을 포함하도록 구성된 공압브레이크 릴레이밸브에 있어서, 상기 릴레이 피스톤과 왕복로드 사이에 상기 릴레이피스톤과 일체로 형성되며, 급기포트측 체임버(A)와의 접촉단면적이 상기 릴레이 피스톤의 서비스포트측 체임버(B)와의 접촉단면적보다 작도록 된 배력피스톤(5')을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공압브레이크 릴레이밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 릴레이피스톤(5)과 서비스포트측 체임버(B)와의 접촉단면적에 대한 배력피스톤(5')과 급기포트측 체임버(A)와의 접촉단면적의 비는 0.5내지 0.8인 것을 특징으로 하는 자동차용 공압 브레이크시스템의 릴레이밸브.