KR100423650B1

KR100423650B1 - 마스터실린더의 센터밸브

Info

Publication number: KR100423650B1
Application number: KR10-2000-0043636A
Authority: KR
Inventors: 은성환
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-03-22
Also published as: KR20020009948A

Abstract

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로 더욱 자세하게는 마스터실린더 내에 장착되어 유로를 개폐하는 센터밸브에 관한 것이다.

본 발명에 따른 마스터실린더의 센터밸브는 밸브몸체의 구조를 변형시켜 센터밸브를 수용하고 있는 유로와 밸브몸체 사이의 오일의 흐름을 향상하여 외부 기온이 낮아져 오일의 점성이 커지더라도 원활한 오일의 흐름을 가능하게 하는 것이다.

Description

마스터실린더의 센터밸브{Center Valve of Master Cylinder}

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로 더욱 상세하게는 마스터실린더 내에 있는 센터밸브의 구조에 관한 것이다.

종래의 마스터 실린더는 도 1에 도시한 바와 같이, 내부가 비어있고 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(1)가 구비되고, 실린더(1)의 내부에는 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)이 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되어 있다. 이때, 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3) 사이의 공간이 제1유출공간(4)을 이루고, 제2피스톤(2)과 실린더(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2유출공간(5)을 이룬다. 또한 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)의 중간부에는 오일탱크(미도시)로부터 오일이 유입되는 제1유입공간(2a)과 제2유입공간(3a)이 마련된다.

제1유입공간(2a)과 제2유입공간(3a)에는 오일탱크(미도시)의 오일이 공급될 수 있도록 제1오일입구포트(6)와 제2오일입구포트(7)가 형성되고, 실린더(1)의 하측에는 제1유출공간(4)의 내부와 연통되는 제1오일출구포트(8) 및 제2유출공간(5)의 내부와 연통되는 제2오일출구포트(9)가 마련되어 피스톤(2,3)의 작동에 의해 가압된 오일이 이들 오일출구포트(8,9)를 통해 휠실린더(미도시)로 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 제1피스톤(2)의 선단부 내에는 상기 제1유출공간(4)으로의 오일공급을 개폐하는 제1센터밸브(10)가 마련되어 있고 제1피스톤(2)의 선단부에는 제1센터밸브(10)를 수용할 수 있도록 단차에 의해 형성된 유로가 마련되어 있다. 또한, 상기 제2피스톤(3)에도 같은 구조의 제2센터밸브(20)와 이의 유로가 마련된다. 도 2를 참조하여 보면, 센터밸브(10)는 개폐부재(11)와 밸브몸체(12)와 작동핀(13)을 구비하는데 우선 센터밸브(10) 선단부에는 고무재질의 개폐부재(11)가 끼워져 있으며 개폐부재(11)는 단부에 지지된 탄성부재(14)와 함께 제1유로(15)에 위치한다. 개폐부재(11) 후방으로는 밸브몸체(12)와 작동핀(13)이 형성되어 있는데 밸브몸체(12)는 제1유로(15)와 연결된 원형의 제2유로(16)에 위치하고 밸브몸체(12)와 제2유로(16)의 틈으로 오일의 흐름이 가능하도록 밸브몸체(12)의 단면은 삼각형 형상으로 되어 있다. 작동핀(13)은 제2유로(16)와 연결된 이동홀(17)에 위치되며 이동홀(17)은 작동핀(13)의 단면보다 크게 형성되어 있어 작동핀(13)과 이동홀(17) 사이로 오일이 이동할 수 있다. 작동핀(13)은 그 후방에서 실린더(1)에 고정된 스톱핀(18)에 의해 작동되며 제동작용이 일어나기 전에는 스톱핀(18)과 접하고 있다. 제1유로(15)와 제2유로(16)에는 소정의 여유간격이 있어 작동핀(13)이 스톱핀(18)과 접하게 될 경우 센터밸브(10)는 이 간격에 의해 전방으로 이동하고 개폐부재(11)는 제2유로(16)와 이격되어 제1오일입구포트(6)로부터 제1,2유로(15,16)를 통한 제1유출공간(4)으로의 오일의 흐름이 가능하게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 제1피스톤(2)의 일단부에는 배력장치의 출력축(미도시)이 연결되어 제1피스톤(2)을 밀어줄 수 있도록 되어 있고, 제1유출공간(4)과 제2유출공간(5)에는 출력축의 압력이 해지되었을 때, 제ㅣ피스톤(2)과 제2피스톤(3)을 원래의 상태로 복귀시키는 제1복귀스프링(30)과 제2복귀스프링(40)이 설치되어 있다.

그리고, 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3) 사이의 제1유출공간(4)에는 제1피스톤(2)의 움직임에 따라 제1유출공간(4)의 용적이 가변되도록 상기 제1복귀스프링(30)을 지지하는 리테이너(50)와 일단부는 상기 제1피스톤(2)의 선단부에 결합되고 타단부는 리테이너(50)에 이동 가능하도록 결합되어 상기 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)을 안내하여 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 안내봉(60)이 마련되어 있다.

제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)의 단부내에 설치되어 유로를 개폐하는 센터밸브(10,20)는 브레이크가 작동되지 않아도 바퀴에 제동력을 가해야 하는 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 콘트롤 시스템의 기능을 위하여 반드시 적용되어져야 한다.

트랙션 콘트롤 시스템에서는 브레이크페달의 조작과 무관하게 차량 바퀴의 슬립현상이 발생할 경우 유압펌프는 마스터실린더의 오일을 빨아들여 이를 다시 가압하여 바퀴의 제동이 이루어지도록 하는데, 유압펌프가 오일출구포트(8,9)를 통해 마스터실린더의 오일을 빨아들일 때 종래의 마스터실린더에서는 도 3에 도시한 바와 같이 밸브몸체(12)의 단면이 삼각형으로 형성되어 밸브몸체(12)와 제2유로(16)의 틈이 작아서 오일입구포트(6,7)로부터 제1,2유로(15,16)를 통한 오일출구포트(8,9)로의 오일의 흐름에 무리가 있으며 이 흐름은 외부 기온이 낮은 겨울철에는 오일의 점성이 높아져 더욱 힘들게 된다. 또한 유동성의 확보를 위하여 밸브몸체(12)의 단면을 작동핀(13)의 단면크기에 가깝도록 줄이게 되면 유압에 의한 스톱핀(18)과의 반복되는 접촉작용시 센터밸브(10,20) 후방의 강도가 저하되어 작동핀(13)이 휘게되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마스터실린더 센터밸브의 구조를 개선시켜 외부 기온이 낮아져 오일의 점성이 커지더라도 센터밸브와 이의 수용공간 사이의 유로에 대한 오일의 흐름을 원활하게 하는것이다.

도 1은 종래 마스터실린더의 전체적인 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 종래 마스터실린더 센터밸브의 구조를 확대하여 보인 단면도이다.

도 3은 종래 마스터실린더 센터밸브의 구조를 확대하여 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 마스터실린더 센터밸브의 구조를 확대하여 보인 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 브레이크 액압제어장치의 구성을 보인 유압회로이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 센터밸브 11: 개폐부재

12: 밸브몸체 12a: 그루우브

13: 작동핀

실린더, 상기 실린더 내에서 상기 실린더와 함께 일측에는 유출공간을 형성하고 타측에는 유입공간을 형성하도록 설치된 피스톤, 상기 피스톤에 형성되어 상기 유출공간과 유입공간을 연통시키는 유로, 상기 유입공간을 형성하는 실린더에 마련된 오일입구포트, 상기 유출공간을 형성하는 실린더에 마련된 오일출구포트, 상기 유로를 개폐하는 센터밸브를 포함하는 마스터실린더에 있어서,

상기 유로는 밸브시트를 형성하도록 단차에 의해 형성된 제1유로와 제2유로를 포함하고, 상기 센터밸브는 상기 제1유로에 위치하는 개폐부재와 상기 제2유로에 위치하는 밸브몸체를 포함하며,

상기 밸브몸체 외주면에는 제2유로를 확장하도록 그루우브가 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 한다.

다음은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하겠다.

본 발명에 따른 마스터실린더의 전체적인 구조는 센터밸브몸체의 단면을 제외하고는 종래의 마스터실린더의 구조와 동일하기 때문에 본 발명에 따른 마스터실린더의 구조는 도 1과 도 2를 그대로 사용하여 설명하겠다.

본 발명에 따른 마스터실린더의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 내부가 비어있고 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(1)가 구비되고, 실린더(1)의 내부에는 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)이 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되어 있다. 이때, 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3) 사이의 공간이 제1유출공간(4)을 이루고,제2피스톤(3)과 실린더(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2유출공간(5)을 이룬다.

또한, 실린더(1) 상부의 앞쪽과 뒤쪽에는 상기 제1유입공간(2a)과 제2유입공간(3a)으로 오일이 공급될 수 있도록 제1오일입구포트(6)와 제2오일입구포트(7)가 형성되고, 이 오일입구포트(6,7)에는 오일이 채워진 오일탱크(미도시)가 연결되어 있다. 그리고, 실린더(1)의 하측에는 제1유출공간(4)의 내부와 연통되는 제1오일출구포트(8) 및 제2유출공간(5)의 내부와 연통되는 제2오일출구포트(9)가 마련되어 피스톤(2,3)의 작동에 의해 가압된 오일이 이들 포트(8,9)를 통해 휠실린더(미도시)로 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 제1피스톤(2)의 선단부 내에는 상기 제1유출공간(4)으로 오일공급을 개폐하는 제1센터밸브(10)가 마련되어 있고 제1피스톤(2)의 선단부에는 제1센터밸브(10)를 수용할 수 있도록 단차에 의해 형성된 유로가 마련되어 있다. 또한, 상기 제2피스톤(3)에도 같은 구조의 제2센터밸브(20)와 이의 유로가 마련된다. 도 2를 참조하여 보면, 제1센터밸브(10)는 개폐부재(11)와 밸브몸체(12)와 작동핀(13)을 구비하는데 우선 제1센터밸브(10) 선단부에는 고무재질의 개폐부재(11)가 끼워져 있으며 개폐부재(11)는 단부에 지지된 탄성부재(14)와 함께 제1유로(15)에 위치한다. 개폐부재(11) 후방으로는 밸브몸체(12)와 작동핀(13)이 형성되어 있는데 밸브몸체(12)는 제1유로(15)와 연결된 원형의 제2유로(16)에 위치하고 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브몸체(12)와 제2유로(16)의 틈으로 오일의 흐름이 가능하도록 밸브몸체(12)에는 밸브몸체(12) 외주면으로부터 내부로 곡면을 그리며 함몰된 다수의 그루우브(12a)가 형성되어 있다. 따라서 밸브몸체(12)와 제2유로(16)의 사이에는 충분한 공간이 확보되어 외부의 기온이 낮아져 오일의 점성이 커지더라도 오일의 원활한 흐름이 가능하게 된다. 작동핀(13)은 제2유로(16)와 연결된 이동홀(17)에 위치되며 이동홀(17)은 작동핀(13)의 단면보다 크게 형성되어 있어 작동핀(13)과 이동홀(17) 사이로 오일이 이동할 수 있다. 작동핀(13)은 그 후방에서 실린더(1)에 고정된 스톱핀(18)에 의해 작동되며 제동작용이 일어나기 전에는 스톱핀(18)과 접하고 있다. 제1유로(15)와 제2유로(16)에는 소정의 여유간격이 있어 작동핀(13)이 스톱핀(18)과 접하게 될 경우 제1센터밸브(10)는 이 간격에 의해 전방으로 이동하고 개폐부재(11)는 제2유로(16)와 이격되어 제1오일입구포트(6)로부터 제1,2유로(15,16)를 통한 제1유출공간(4)으로의 오일의 흐름이 가능하게 된다. 이때, 밸브몸체(12)의 단면적은 그루우브(12a)의 형성으로 감소는 되었지만 작동핀(13)보다는 계속 큰 단면적을 유지하며 작동핀(13)을 지지하여 유압에 의한 반복되는 스톱핀(18)과의 접촉작용에서도 작동핀(13)이 휘거나 파손되는 것을 방지한다.

제1피스톤(2)과 제2피스톤(3)의 단부내에 설치되어 유로를 개폐하는 센터밸브(10,20)는 브레이크의 작동이 없이도 바퀴에 제동력을 가해야 하는 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 콘트롤 시스템의 기능을 위하여 반드시 적용되어져야 한다.

안티록 브레이크 시스템은 도 5에 도시한 바와 같이, 마스터 실린더(1)에서 바퀴측의 휠실린더(200)로 연결된 유압라인의 중도에 설치된 NO(Normal Open)형 솔레노이드밸브(300)와, 바퀴측에서 오일이 복귀하는 복귀유로에 설치된 NC(Normal Close)형 솔레노이드밸브(400)를 구비한다. 또한 안티록 브레이크 시스템에는 바퀴측에서 복귀하는 오일을 재 가압하여 제동압을 생성하는 유압펌프(500)가 구비되며, 유압펌프(500)의 상ㆍ하류측에는 저압어큐뮬레이터(600)와 고압어큐뮬레이터(700)가 구비된다. 그리고 이러한 장치들은 ECU(Electric Control Unit,미도시)에 의해 동작이 제어된다. 즉 ECU가 NO형 및 NC형 솔레노이드밸브(300,400)의 개폐를 제어하여 바퀴측으로 공급되는 제동유압을 단속함과 동시에 유압펌프(500)의 구동을 제어하여 유압라인을 따라 복귀된 유체를 바퀴측으로 재 가압함으로써 단속적인 제동이 이루어지게 한다.

또한, 이러한 차량용 안티록 브레이크 시스템에는 차량의 출발시 바퀴와 노면의 슬립현상을 방지하여 차량이 원활하게 출발할 수 있도록 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템이 마련되어 있다.

브레이크 트랙션 콘트롤 시스템은 마스터실린더(1)의 출구측 유압라인과 유압펌프(500)의 입구측 유압라인을 연결하는 별도의 유압라인(800a)을 구비한다. 그리고 이 유압라인(800a)에 평소 개방된 상태를 유지하다 운전자가 브레이크페달(1a)을 밟아 제동유압이 전달되면 유로를 폐쇄하는 왕복형 유압밸브(800)가 설치된다. 또한, 마스터실린더(1)의 출구측과 고압어큐뮬레이터(700)의 출구측을 연결하는 유압라인(900a)에는 평소 열린 상태를 유지하는 트랙션 콘트롤용 솔레노이드밸브(900)가 설치된다. 그리고 고압어큐뮬레이터(700)의 출구측에서 마스터실린더(1)의 출구측을 연통시키는 우회유로(100a)에는 압력조절밸브(100)가 설치된다.

이러한 구성의 트랙션 콘트롤 시스템은 운전자가 브레이크페달(1a)을 조작하는 것과 무관하게 차량 바퀴의 슬립현상이 감지될 때, ECU의 제어를 통해 유압펌프(500)가 구동되어 NO형 솔레노이드밸브(300)를 통해 바퀴측의 휠실린더(200)로 제동압을 가하게 된다. 이때 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브(900)와 NC형 솔레노이드밸브(400)는 닫힌 상태를 유지하기 때문에, 오일은 마스터실린더(1)의 출구측에서 왕복형 유압밸브(800)를 거쳐 유압펌프(500)로 공급되고, 유압펌프(500)는 이를 가압하여 바퀴의 제동이 이루어지게 함으로써 노면 슬립현상을 방지한다. 오일이 마스터실린더(1)의 출구측에서 왕복형 유압밸브(800)를 거쳐 유압펌프(500)로 공급되는 과정에서 유압펌프(500)는 마스터실린더(1)의 오일을 빨아들이게 되는데, 유압펌프(500)는 마스터실린더(1)의 오일출구포트(8,9)를 통하여 오일탱크(미도시)로부터 오일입구포트(6,7)를 거쳐 유입공간(2a,3a)으로 이동하고 이동홀(17)과 작동핀(13) 사이의 틈과 밸브몸체(12)와 제2유로(16) 사이의 틈을 통해 개폐부재(11)와 제1유로(15) 사이를 지나 유출공간(4,5)으로 전달되는 오일을 빨아들인다. 이때, 밸브몸체(12)와 제2유로(16) 사이는 밸브몸체(12)의 외주면에 형성된 그루우브(12)로 인해 충분한 단면적을 확보하게 되어 외부 기온이 낮아져 오일의 점성이 커지더라도 원활한 오일의 흐름이 가능하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스터실린더의 센터밸브는 밸브몸체의 구조를 개선하여 센터밸브의 강도를 저하시키지 않으며 밸브몸체와 제2유로 사이에 충분한 공간을 확보하여 외부의 기온이 낮아져 오일의 점성이 커지더라도 유로에 대한 오일의 흐름이 원활하게 이루어지는 이점이 있다.

Claims

실린더, 상기 실린더 내에서 상기 실린더와 함께 일측에는 유출공간을 형성하고 타측에는 유입공간을 형성하도록 설치된 피스톤, 상기 피스톤에 형성되어 상기 유출공간과 유입공간을 연통시키는 유로, 상기 유입공간을 형성하는 실린더에 마련된 오일입구포트, 상기 유출공간을 형성하는 실린더에 마련된 오일출구포트, 상기 유로를 개폐하는 센터밸브를 포함하는 마스터실린더에 있어서,

상기 유로는 밸브시트를 형성하도록 단차에 의해 형성된 제1유로와 제2유로를 포함하고, 상기 센터밸브는 상기 제1유로에 위치하는 개폐부재와 상기 제2유로에 위치하는 밸브몸체를 포함하며,

상기 밸브몸체 외주면에는 제2유로를 확장하도록 그루우브가 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 마스터실린더의 센터밸브.