KR101702840B1 - 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치 - Google Patents

유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치에 있어서, 브레이크 오일이 유입되는 인포트 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트와 연통하는 보어에 삽입되어 설치되는 댐핑부재를 구비하고, 상기 댐핑부재의 외주면에는 상기 인포트로 유입되는 브레이크 오일이 상기 아웃포트로 배출되게 안내하는 유로가 형성된 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치가 제공될 수 있다.

Description

유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치{Pulsation damping device of hydraulic brake system}
본 발명은 유압 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 브레이크 시스템은 차량의 브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위하여 모듈레이터블록에 다수의 솔레노이드밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 펌핑하기 위해 저압어큐뮬레이터의 토출구와 연결되도록 배치된 펌프 및 펌프를 구동하기 위한 모터를 설치하고, 이를 전기적으로 작동하는 구성요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU)를 포함한다.
이와 같은 유압 브레이크 시스템은 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 고압으로 형성됨에 따라 발생하는 압력맥동을 저감시키기 위해 소정의 댐핑공간을 갖는 맥동 저감 장치를 마련하고, 맥동 저감 장치를 통하여 배출되는 아웃포트에 오리피스부를 마련하는 등 다양한 구조를 채택하여 사용되고 있다. 예컨대, 공지된 맥동 저감 장치는 댐핑공간과, 댐핑공간에 마련되는 스프링과, 스프링에 의해 탄성 지지되는 피스톤과, 댐핑공간을 외부와 밀폐시키기 위한 실링부재 등을 갖추어 펌프로부터 토출되는 압력에 따라 발생하는 압력맥동을 감쇠시키도록 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같은 맥동 저감 장치를 설치하기 위한 구조가 복잡하여 공정상의 어려움이 있음은 물론, 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 스프링을 이용하여 압력맥동을 감쇠시키는 구조로 이루어짐에 따라 장기간 사용시 스프링의 내구력 저하 등에 따라 압력맥동 감쇠 기능을 원활히 수행하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치는 구조가 용이하도록 하여 쉽게 설치할 수 있으며, 효율적으로 압력맥동을 저감시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치에 있어서, 브레이크 오일이 유입되는 인포트 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트와 연통하는 보어에 삽입되어 설치되는 댐핑부재를 구비하고, 상기 댐핑부재의 외주면에는 상기 인포트로 유입되는 브레이크 오일이 상기 아웃포트로 배출되게 안내하는 유로가 형성된 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 유로는 상기 브레이크 오일이 통과하는 면적이 가변되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 유로는 상기 인포트로부터 아웃포트 측으로 갈수록 면적이 감소할 수 있다.
또한, 상기 유로는 일정 또는 불규칙적으로 감소될 수 있다.
또한, 상기 유로는 댐핑부재의 길이방향으로 나선형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐핑부재는, 보어의 일단을 폐쇄하는 캡부와, 상기 브레이크 오일의 흐름을 안내하는 안내부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 캡부와 안내부는 일체형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 댐핑부재는 외주면이 보어의 내주면과 접촉되고, 하단부가 상기 보어의 바닥면과 일정간격 이격되도록 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치는 댐핑부재의 외주면에 형성된 유로를 나선형으로 마련함으로써 유로의 길이가 증대되어 압력맥동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 유로의 면적이 가변되게 형성하고, 인포트로부터 아웃포트 측으로 갈수록 면적이 감소하도록 이루어짐에 따라 브레이크 오일 속도의 변화를 통한 압력변화를 유도하여 압력맥동을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 이에 작동소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 맥동 저감 장치는 단일부재로 마련됨에 따라 설치시간 줄일 수 있음은 물론, 사출 또는 단조 공법을 통해 제작하여 제작비용 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥동 저감 장치가 마련된 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 맥동 저감 장치가 모듈레이터블록에 조립되는 상태를 나타내는 조립 사시도이다.
도 3은 도 2의 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치를 통해 압력맥동이 감쇠되는 브레이크 오일의 흐름을 나타내는 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥동 저감 장치가 마련된 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 1을 참조하면, 유압 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압 간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터(11)에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 두 개의 차륜(FR, RL)에 마련된 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압서킷(40A)과, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 차륜(FL, RR)에 마련된 휠 실린더(30)로 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압서킷(40B)을 구비한다. 제1 유압서킷(40A) 및 제 2 유압서킷(40B)은 모듈레이터블록(40)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압서킷(40A) 및 제2 유압서킷(40B)은 각각 두 개씩의 휠 실린더(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 솔레노이드밸브들(41, 42)과, 모터(45)의 구동에 의해 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 브레이크 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 실린더(30)로부터 빠져나오는 브레이크 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(43)와, 펌프(44)의 토출구와 마스터실린더(20)를 연결하는 메인유로(47a)와, 마스터실린더(20)의 브레이크 오일이 펌프(44)의 입구로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a), 및 다수의 솔레노이드밸브(41, 42)와 모터(45)의 구동을 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU;미도시)을 포함한다.
이때, 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(41, 42), 저압어큐뮬레이터(43), 펌프(44), 메인유로(47a) 및 보조유로(48a)는 제1 및 제2 유압서킷(40A, 40B)에 각각 마련된다.
보다 구체적으로, 다수 개의 솔레노이드밸브(41, 42)는 휠 실린더(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 실린더(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 노멀 오픈형 솔레노이드밸브(41)와, 각 휠 실린더(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(41, 42)의 개폐작동은 전자제어유닛(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 감압 제동에 따라 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일은 저압어큐뮬레이터(43)에 일시적으로 저장된다.
펌프(44)는 모터(45)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터(43)에 저장된 브레이크 오일을 흡입하여 토출함으로써 액압을 휠 실린더(30)측 또는 마스터실린더(20) 측으로 전달한다.
또한, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 토출구를 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, 브레이크 페달(10)을 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(47a)를 통해 휠 실린더(30) 측으로 전달되도록 한다.
또한, 보조유로(48a)는 메인유로(47a)에서 분기되어 마스터실린더(20)의 브레이크 오일을 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 브레이크 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.
한편, 미설명된 참조부호 '49'는 브레이크 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위하여 적정한 유로의 위치에 설치되는 체크밸브이고, 참조부호 '50'은 TC밸브(47)와 셔틀밸브(48)로 전달되는 제동 압력을 감지하는 압력센서이며, 참조부호 '51'은 오리피스이다.
상기와 같은 유압 브레이크 시스템은 제동시 모터(45)의 작동에 따라 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력맥동이 발생하는데, 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력맥동을 감소시키기 위하여 각 유압서킷(40A, 40B)의 펌프(44) 토출단과 연결된 맥동 저감 장치(100)를 제공한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 맥동 저감 장치가 모듈레이터블록에 조립되는 상태를 나타내는 조립 사시도이고, 도 3은 도 2의 조립 사시도이며, 도 4는 상기 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치를 통해 압력맥동이 감쇠되는 브레이크 오일의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 맥동 저감 장치(100)는 펌프(도 1의 '44' 참조)로부터 토출되는 브레이크 오일이 유입되는 인포트(102) 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트(103)와 연통하는 보어(101)에 마련된다. 이때, 맥동 저감 장치(100)는 메인유로(도 1의 '47a' 참조)상에 마련된 것으로서, 인포트(102)는 펌프(44)의 토출단과 연결되는 메인유로(47a)와 연결되고, 아웃포트(103)는 마스터실린더(20)와 연결되는 메인유로(47a)와 연결된다. 이러한 맥동 저감 장치(100)는 보어(101)에 설치되어 인포트(102)로 유입되는 브레이크 오일을 상기 아웃포트(103)로 배출되게 안내하는 댐핑부재(110)를 구비한다.
댐핑부재(110)는 보어(101)의 일단을 폐쇄하는 캡부(115)와, 브레이크 오일의 흐름을 안내하는 안내부(111)를 구비한다. 이때, 캡부(115)와 안내부(111)는 일체형으로 이루어진다.
캡부(115)는 보어(101)의 개방된 일단을 폐쇄하도록 설치된다. 즉, 캡부(115)는 보어(101)로 유입된 오일이 외부로 누출되는 것을 방지하게 된다.
안내부(111)는 보어(101)의 내주면과 접하도록 설치된다. 이 안내부(111)에는 인포트(102)로 유입되는 브레이크 오일이 아웃포트(103)로 배출되게 안내하는 유로(112)가 형성된다.
유로(112)는 안내부(111)의 외주면에 형성된다. 보다 구체적으로, 유로(112)는 안내부(111)의 외주면에 나선형으로 형성된다. 이에, 브레이크 오일은 유로(112)를 따라 아웃포트(103) 측으로 안내되어 배출되게 된다. 즉, 본 발명의 일 측면에 따른 맥도 저감 장치(100)는 브레이크 오일의 흐름을 강제로 유도하여 아웃포트(103)로 배출되도록 한다. 이러한 유로(112)는 브레이크 오일이 통과하는 면적이 가변되게 형성된다. 예컨대, 유로(112)는 인포트(102)로부터 아웃포트(103) 측으로 갈수록 면적이 감소하게 형성된다. 이에, 인포트(102)로부터 유입된 브레이크 오일이 유로(112)를 따라 흐를 경우 브레이크 오일의 통과 면적이 축소되어 오일의 흐름 저항을 유발시키게 된다. 따라서, 고압의 브레이크 오일은 압력맥동이 감소되며 유로(112)를 따라 흐르게 된다. 이러한 유로(112)는 브레이크 오일이 통과하는 면적이 일정하게 감소되는 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 불규칙적으로 감소될 수도 있다. 또한, 안내부(111)에 형성된 유로(112)의 피치는 선택적으로 증감될 수도 있다.
상기와 같은 댐핑부재는 보어로 유입되는 브레이크 오일이 유로(122)을 통하여 배출되도록 하단부가 보어(101)의 바닥면과 일정간격 이격되도록 설치된다. 즉, 인포트(102) 및 아웃포트(103)와 각각 연결되는 유로(122)는 댐핑부재(120)와 보어(101)의 바닥면 사이에 형성된 소정 공간을 통해 연결되어 브레이크 오일의 흐름을 안내하며, 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇄시키게 된다.
한편, 댐핑부재(110)는 고강성을 갖는 스틸 또는 플라스틱 재질을 사용하여 사출 또는 단조 공법을 통해 형성될 수 있다. 이에, 원가를 절감시킬 수 있게 된다. 또한, 댐핑부재(110)는 탄성을 갖는 고무재질로 이루어질 수도 있다. 즉, 고무재질을 사용할 경우 고압의 브레이크 오일의 유입에 따라 유로(112)의 체적변화에 따른 댐핑효과 및 충격을 완화시켜 압력맥동을 저감시킬 수 있게 된다.
그러면, 상기와 같은 맥동 저감 장치(100)에 의해 압력맥동이 감쇠되는 상태에 대하여 설명하기로 한다.
펌프(44)의 펌핑에 의해 고압으로 토출되는 브레이크 오일은 인포트(102)를 통해 맥동 저감 장치(100)로 전달된다. 인포트(102)를 통해 유입되는 브레이크 오일은 댐핑부재(110)에 형성된 유로(112)를 통하여 강제적으로 유도되어 아웃포트(103)로 배출된다. 이때, 유로(112)는 아웃포트(103)측으로 갈수록 면적이 감소하게 형성됨에 따라 브레이크 오일의 속도 변화를 통해 압력을 변화시키게 된다. 즉, 브레이크 오일의 통과 면적이 축소되어 오일의 흐름 저항을 유발시킴으로써 압력맥동을 감소시키게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 맥동 저감 장치 101 : 보어
102 : 인포트 103 : 아웃포트
110 : 댐핑부재 112 : 유로

Claims (8)

  1. 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치에 있어서,
    브레이크 오일이 유입되는 인포트 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트와 연통하는 보어에 삽입되어 설치되는 댐핑부재를 구비하고,
    상기 댐핑부재는 보어의 일단을 폐쇄하도록 결합되며, 상기 댐핑부재의 외주면에는 상기 인포트로 유입되는 브레이크 오일이 상기 아웃포트로 배출되게 안내하는 유로가 형성되되,
    상기 유로는 상기 인포트에서 아웃포트로 연결되도록 댐핑부재의 길이방향으로 나선형으로 형성되는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로는 상기 브레이크 오일이 통과하는 면적이 가변되게 형성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유로는 상기 인포트로부터 아웃포트 측으로 갈수록 면적이 감소하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유로는 일정 또는 불규칙적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부재는,
    보어의 일단을 폐쇄하는 캡부와, 상기 브레이크 오일의 흐름을 안내하는 안내부로 이루어진 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캡부와 안내부는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부재는 외주면이 보어의 내주면과 접촉되고, 하단부가 상기 보어의 바닥면과 일정간격 이격되도록 설치된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템의 맥동 저감 장치.
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