KR101250760B1 - 브레이크 시스템의 체크 밸브 - Google Patents

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Abstract

구조를 단순화하여 제조 및 조립이 용이하도록 하기 위한 브레이크 시스템의 체크 밸브를 제공한다. 본 발명에 다른 브레이크 시스템의 체크 밸브는 유압 블록의 단차부에 압입 결합되며 내부에 오일통로를 형성하고 있는 밸브하우징과, 밸브하우징에 내장되어 내부 오일통로를 개폐하는 볼과, 볼을 탄성 지지하는 스프링과, 스프링을 가이드하며 밸브하우징에 결합되는 밸브시트를 포함하는 브레이크 시스템의 체크 밸브에 있어서, 밸브하우징은 중심에 오일통로가 형성된 테이퍼부와, 테이퍼부로부터 연장 확장되며 원통형을 갖는 몸체부를 포함하고, 밸브시트는 중심측에 마련된 오일공으로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 스프링을 지지하는 내경부와, 내경부로부터 원주방향으로 직경이 확장되어 유압 블록의 내부 단차부에 압입 지지되는 내경확장부와, 내경확장부로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 밸브하우징의 몸체부와 면접촉하는 외경부와, 외경부로부터 내측으로 테이퍼지면서 밸브하우징의 테이퍼부와 면접촉하는 외경축소부를 포함하도록 마련됨으로써 형상을 단순화시켰기 때문에 사이즈 및 무게가 줄었으며, 통상의 프레스 가공이 가능하여 제조 비용을 낮추고 가공성을 높였다. 또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 체크 밸브는 밸브시트의 내경확장부 후방과 밸브시트의 외경축소부 전방 양측이 유압 블록의 내부 단차부와 외부 단턱부 사이에서 고정됨으로써 체크 밸브의 고정 및 조립이 용이해져 조립 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

브레이크 시스템의 체크 밸브{Check Valve of Hydraulic break system}
본 발명은 브레이크 시스템의 체크 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조를 단순화시켜 가공 및 조립이 용이하도록 한 브레이크 시스템의 체크 밸브를 제공하는 데 있다.
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다. 브레이크 시스템의 일례로는 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS:Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System)과, 안티록브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(VDC:Vehicle Dynamic Control System) 등이 있다.
이러한 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 휠에 장착된 유압브레이크 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 한 쌍의 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터의 오일을 강제 펌핑하기 위한 모터 및 펌프와, 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위한 복수의 체크 밸브와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하기 위한 ECU를 포함하고 있으며, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 유압 블록에 콤팩트하게 내장되어 있다.
도 1은 종래의 전자제어식 브레이크 시스템에 사용되는 체크밸브를 도시한 단면도이다. 일례로 펌프의 흡입측과 저압어큐뮬레이터 사이의 유로에 설치되는 체크밸브는 마스터실린더 측의 오일이 저압어큐뮬레이터측으로 전달되지 않도록 차단함과 동시에, 모터 구동에 의한 펌프의 작동 시 휠 실린더 측의 오일이 펌프의 흡입측으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도시한 바와 같이 체크 밸브(1)는 오일 유로(2a)가 형성된 유압 블록(2)에 압입 결합되는 밸브하우징(3)과, 이 밸브하우징(3)에 내장되어 내부 오일통로(3a)를 개폐하는 볼(4)과, 볼(4)을 오일통로(3a)측으로 탄성 지지하는 스프링(5)과, 스프링(5)을 가이드하며 밸브하우징(3)에 조립 설치되는 스프링시트(6)를 포함한다.
그런데, 상술한 종래 체크 밸브(1)는 제조 시 기능성만을 고려했기 때문에 외형이 복잡하고 조립이 어려웠다. 특히 밸브하우징(2)의 경우 도시된 바와 같이 형상이 복잡하여 제품 사이즈가 크고 절삭 가공으로만 제작이 가능했기 때문에 제조 비용이 비싸다는 단점이 있었으며, 스프링시트(6)는 밸브하우징(3)에만 압입 결합되기 때문에 장시간 사용 시 조립 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술에 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 구조를 단순화하여 제조 및 조립이 용이하도록 하기 위한 브레이크 시스템의 체크 밸브를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 브레이크 시스템의 체크 밸브는 유압 블록의 단차부에 압입 결합되며 내부에 오일통로를 형성하고 있는 밸브하우징과, 밸브하우징에 내장되어 내부 오일통로를 개폐하는 볼과, 볼을 탄성 지지하는 스프링과, 스프링을 가이드하며 밸브하우징에 결합되는 밸브시트를 포함하는 브레이크 시스템의 체크 밸브에 있어서, 밸브하우징은 중심에 오일통로가 형성된 테이퍼부와, 테이퍼부로부터 연장 확장되며 원통형을 갖는 몸체부를 포함하고, 밸브시트는 중심측에 마련된 오일공으로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 스프링을 지지하는 내경부와, 내경부로부터 원주방향으로 직경이 확장되어 유압 블록의 내부 단차부에 압입 지지되는 내경확장부와, 내경확장부로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 밸브하우징의 몸체부와 면접촉하는 외경부와, 외경부로부터 내측으로 테이퍼지면서 밸브하우징의 테이퍼부와 면접촉하는 외경축소부를 포함한다.
또한, 본 발명에 다른 브레이크 시스템의 체크 밸브의 상기 유압 블록은 외부 단턱부를 더 포함하고, 상기 외부 단턱부는 단차부에 압입된 밸브시트의 외경축소부를 가압 변형하여 고정한다.
또한, 본 발명에 다른 브레이크 시스템의 체크 밸브는 밸브시트의 외경축소부 전방과 내경확장부 후방 양측이 유압 블록에 지지된다.
또한, 본 발명에 다른 브레이크 시스템의 체크 밸브의 상기 외경축소부는 상기 외경부와 동일한 직경을 갖고 있는 상태의 밸브시트에 상기 스프링과 볼과 밸브하우징을 삽입한 후 상기 밸브하우징의 테이퍼부에 형합하도록 조립하여 마련된다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 체크 밸브는 밸브하우징은 중심에 오일통로가 형성된 테이퍼부와, 테이퍼부로부터 연장 확장되며 원통형을 갖는 몸체부를 포함하고, 밸브시트는 중심측에 마련된 오일공으로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 스프링을 지지하는 내경부와, 내경부로부터 원주방향으로 직경이 확장되어 유압 블록의 내부 단차부에 압입 지지되는 내경확장부와, 내경확장부로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 밸브하우징의 몸체부와 면접촉하는 외경부와, 외경부로부터 내측으로 테이퍼지면서 밸브하우징의 테이퍼부와 면접촉하는 외경축소부를 포함하도록 마련됨으로써 형상을 단순화시켰기 때문에 사이즈 및 무게가 줄었으며, 통상의 프레스 가공이 가능하여 제조 비용을 낮추고 가공성을 높였다.
또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 체크 밸브는 밸브시트의 내경확장부 후방과 밸브시트의 외경축소부 전방 양측이 유압 블록의 내부 단차부와 외부 단턱부 사이에서 고정됨으로써 체크 밸브의 고정 및 조립이 용이해져 조립 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 브레이크 시스템의 체크 밸브를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크 밸브가 사용되는 브레이크 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 체크 밸브를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 체크 밸브를 설명하기에 앞서, 본 발명의 체크 밸브가 사용되는 브레이크 시스템에 대해 간단히 설명하기로 한다.
도 2는 통상의 브레이크 시스템을 도시한 도면이다. 전자제어식 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 두 개의 휠 브레이크(또는 휠 실린더)(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로(40A)와, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 휠 브레이크(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로(40B)를 구비한다. 제1 유압회로(40A) 및 제 2 유압회로(40B)는 유압블럭(미도시)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압회로(40A) 및 제2 유압회로(40B)는 각각 두 개씩의 휠 브레이크(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 솔레노이드밸브(41)(42)들과, 휠 브레이크(30)측에서 빠져나온 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 브레이크(30)에서 빠져나오는 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(43)와, 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력 맥동을 저감시키기 위한 오리피스(46)와, TCS 모드시 마스터실린더(20)의 오일이 펌프(44)의 입구으로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a)를 포함하고 있다.
다수 개의 솔레노이드밸브(41)(42)는 휠 브레이크(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 브레이크(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 노멀 오픈형 솔레노이드밸브(41)와, 각 휠 브레이크(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(41)(42)의 개폐작동은 각 휠 측에 배치된 휠 속도센서를 통해 차량속도를 감지하는 전자제어유닛(ECU;미도시)에 의해 제어되며, 감압 제동에 따라 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠 브레이크(30)측에서 빠져 나온 오일은 저압어큐뮬레이터(43)에 일시적으로 저장된다.
펌프(44)는 모터(45)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터(43)에 저장된 오일을 흡입하여 오리피스(46)측으로 토출함으로써 액압을 휠 브레이크(30)측 또는 마스터실린더(20)측으로 전달한다.
또한, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 출구를 연결하는 메인유로(47a)에는 트랙션 콘트롤 제어(TCS)를 위한 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(47, 이하 TC밸브)가 설치된다. 이 TC밸브(47)는 평상시 개방된 상태를 유지하여, 브레이크페달(10)을 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(47)를 통해 휠 브레이크(30)측으로 전달되도록 한다.
또한, 보조유로(48a)는 메인유로(47)에서 분기되어 마스터실린더(20)의 오일을 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 오일이 펌프(44) 입구로만 흐르도록 하는 셔틀밸브(48)가 설치되어 있다. 전기적으로 작동되는 셔틀밸브(48)는 보조유로(48a)의 중도에 설치되어 평상시 폐쇄되고 TCS 모드시 개방되게 작동한다.
또한, 브레이크 부스터(11)에는 브레이크 부스터(11)의 진공압 및 대기압을 감지하는 압력센서(51)가 설치되며, 전륜 좌우측 바퀴(FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에는 인가되는 실제 제동 압력을 감지하는 휠 압력센서(51)가 마련된다. 이 압력센서(50,51)들은 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 제어된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 유압 브레이크 시스템의 제동 작용은 다음과 같다.
먼저, 운전자는 자동차의 주행중이거나 정지상태에서 차량을 감속하거나 정지상태유지를 위해 브레이크 패달(10)을 밟게 된다. 이에 따라 브레이크 부스터(11)에서는 입력보다 증폭된 배력이 형성되고 이 배력을 통해 마스터실린더(20)에서는 상당한 압력의 제동 유압이 발생된다. 발생된 제동 유압은 솔레노이드밸브들(41)을 통해 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 전달됨으로써 제동 작용이 이루어진다. 그리고, 운전자가 브레이크 패달(10)에서 조금씩 또는 완전하게 발을 떼게 되면, 각 휠 브레이크 내의 오일 압력은 솔레노이드밸브(41,42)를 통해 다시 마스터실린더(20)로 복귀되어 제동력이 감소되거나 제동작용이 완전히 해제된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 체크 밸브를 도시한 도면이다. 본 실시예의 체크 밸브(100)는 도 2에 있어서 저압어큐뮬레이터(43)와 펌프(44)의 흡입 측에 설치되는 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도시한 바와 같이, 본 실시예의 체크 밸브(100)는 유압 블록(도 1의 2 참조)에 압입 결합되며 오일통로(112)를 형성하고 있는 밸브하우징(110)과, 밸브하우징(110)의 오일통로(112)를 개폐하는 볼(120)과, 볼(120)을 탄성 지지하는 스프링(125)과, 스프링(125)을 가이드하며 밸브하우징(110)과 조립되는 밸브시트(130)를 포함한다.
먼저, 본 체크 밸브(100)가 설치되는 유압 블록(2)은 내부에 중공 보어(2a)를 구비하여 오일 유로를 형성한다. 오일 유로를 형성하는 보어(2a)는 내측으로부터 단계적으로 단차지면서 직경이 확장되며, 내부 단차부(2b)와 외부 단턱부(2c)를 구비한다. 본 실시예의 체크 밸브(100)는 내부 단차부(2b)와 외부 단턱부(2c) 사이에 설치된다.
밸브하우징(110)은 단면이 원뿔대 형상으로 마련된다. 예컨대, 밸브하우징(110)은 중심에 오일통로(112)가 형성된 테이퍼부(114)와, 테이퍼부(114)로부터 연장 확장되며 원통형을 갖는 몸체부(116)를 포함한다. 테이퍼부(114)의 경사진 내면에는 볼(120)이 접촉된다. 이러한 밸브하우징(110)은 종래보다 형상이 단순화됨으로써 프레스나 단조 등 저렴한 비용으로 제조 가능하다.
밸브시트(130)는 단면이 화살표 형상으로 마련된다. 예컨대, 밸브시트(130)는 중심측에 마련된 오일공(130a)으로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 스프링(125)을 지지하는 내경부(130b)와, 내경부(130b)로부터 원주방향으로 직경이 확장되어 유압 블록(2)의 내부 단차부(2b)에 압입 지지되는 내경확장부(130c)와, 내경확장부(130c)로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 밸브하우징(110)의 몸체부(116)와 면접촉하는 외경부(130d)와, 외경부(130)로부터 내측으로 테이퍼지면서 밸브하우징(110)의 테이퍼부(114)와 면접촉하는 외경축소부(130e)를 포함한다. 외경축소부(130e)의 길이는 도 3에 확대 도시한 바와 같이 가압 변형 후의 외부 단턱부(2c)보다 연장 마련되는 것이 바람직하다.
볼(120)은 상술한 바와 같이 밸브하우징(110)의 테이퍼부(114)에 접촉하여 오일통로(112)를 개폐할 수 있도록 마련되며, 스프링(125)은 볼(120)을 오일통로(112) 측으로 원활히 가압할 수 있도록 밸브시트(130)의 내경부(130b)에 의해 측면 및 후면이 지지된다.
상기와 같이 구성된 체크 밸브(100)는 먼저 외경축소부(130e)가 가공되지 않아 외경부(130d)와 동일한 직경을 갖고 있는 밸브시트(130)에 스프링(125)과 볼(120)과 밸브하우징(110)을 삽입한 후 외경축소부(130e)를 조립툴(미도시)로 크램핑(Cramping)하여 밸브하우징(110)의 테이퍼부(114)에 형합하도록 하여 조립된다.
조립된 체크 밸브(100)는 유압 블록(2)의 단차부(2b) 바닥에 밸브시트(130)의 내경확대부(130c)를 삽입하여 압입 결합시키는 한편 단차부(2b)의 측면에 밸브시트(130)의 외경부(130d)를 삽입하여 압입 결합시킨 후, 도 3에 확대 도시한 바와 같이 조립톨(미도시)을 이용하여 밸브시트(130)의 외경축소부(130e) 외측에 위치하는 외부 단턱부(2c)가 밸브시트의 외경축소부(130c)를 감싸도록 가압 변형시킴으로써 유압 블록(2)에 안정적으로 고정된다.
따라서, 본 실시예의 체크 밸브(100)는 밸브하우징(110)과 밸브시트(130)의 형상 변경으로 제조 가공이 용이하며, 나아가 밸브시트(130)의 내경확장부(130c) 후방과 밸브시트(130)의 외경축소부(130e) 전방 양측이 유압 블록(2)의 내부 단차부(2b)와 외부 단턱부(2c) 사이에서 고정됨으로써 체크 밸브(100)의 고정 및 조립이 용이해진다.
2..유압 블록 2b..내부 단차부
2c..외부 단턱부 100..체크 밸브
110..밸브하우징 112..오일통로
114..테이퍼부 116..몸체부
120..볼 125..스프링
130..밸브시트 130a..오일공
130b..내경부 130c..내경확장부
130d..외경부 130e..외경축소부

Claims (4)

  1. 유압 블록(2)의 단차부(2b)에 압입 결합되며 내부에 오일통로를 형성하고 있는 밸브하우징(110)과, 밸브하우징(110)에 내장되어 내부 오일통로를 개폐하는 볼(120)과, 볼(120)을 탄성 지지하는 스프링(125)과, 스프링(125)을 가이드하며 밸브하우징(110)에 결합되는 밸브시트(130)를 포함하는 브레이크 시스템의 체크 밸브에 있어서,
    상기 밸브하우징(110)은 중심에 오일통로(112)가 형성된 테이퍼부(114)와, 테이퍼부(114)로부터 연장 확장되며 원통형을 갖는 몸체부(116)를 포함하고,
    상기 밸브시트(130)는 중심측에 마련된 오일공(130a)으로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 스프링(125)을 지지하는 내경부(130b)와, 내경부(130b)로부터 원주방향으로 직경이 확장되어 상기 유압 블록(2)의 내부 단차부(2b)에 압입 지지되는 내경확장부(130c)와, 내경확장부(130c)로부터 절곡 연장되어 원통형을 가지며 내측에서 상기 밸브하우징(110)의 몸체부(116)와 면접촉하는 외경부(130d)와, 외경부(130)로부터 내측으로 테이퍼지면서 상기 밸브하우징(110)의 테이퍼부(114)와 면접촉하는 외경축소부(130e)를 포함하며,
    상기 유압 블록(2)은 외부 단턱부(2c)를 더 포함하고, 상기 외부 단턱부(2c)는 단차부(2b)에 압입된 밸브시트(130)의 외경축소부(130e)를 가압 변형하여 고정하는 브레이크 시스템의 체크 밸브.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 체크 밸브는 밸브시트(130)의 외경축소부(130e) 전방과 내경확장부(130c) 후방 양측이 유압 블록(2)에 지지되는 브레이크 시스템의 체크 밸브.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 외경축소부(130e)는 상기 외경부(130d)와 동일한 직경을 갖고 있는 상태의 밸브시트(130)에 상기 스프링(125)과 볼(120)과 밸브하우징(110)을 삽입한 후 상기 밸브하우징(110)의 테이퍼부(114)에 형합하도록 조립하여 마련되는 브레이크 시스템의 체크 밸브.
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