KR102014693B1 - 유압 제어식 축압기 챔버 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제 1 압축 스프링(14)를 통해 편향되어 밸브 몸체(32) 내에서 밸브 시트(36)를 밀봉하는 폐쇄 부재(20)와, 밸브 몸체(32) 내의 부싱(35)을 관통하여, 스프링 편향력과 유압 작용력 사이에 명시된 힘 비율이 존재할 때 밸브 시트(36)로부터 폐쇄 부재(20)를 밀어내기 위해 제 2 압축 스프링(15)에 의해 가압된 축압기 피스톤(10)에 의해 이동될 수 있는 태핏(22)을 포함하는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)를 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 태핏(22)은 부싱(35)의 영역에서 길이 방향으로 이동 가능하게 고정되고, 이동 동안에는 축압기 피스톤(10)의 단부면에 안착된다.

Description

유압 제어식 축압기 챔버 밸브{HYDRAULICALLY CONTROLLED STORAGE CHAMBER VALVE}
본 발명은 독립 청구항 제 1 항의 전제부에 따르는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브에 관한 것이다.
특허 공보 US 7,543,896 B2에는, 축압기 피스톤 내에서 태핏을 통해 스프링 편향된 볼 시트 밸브가 개방되는, 예컨대 유압 제어식 축압기 챔버 밸브가 공지되어 있다. 상기 볼 시트 밸브의 개방은 시스템에 대해 명시된, 스프링 편향력과 유압 작용력 사이의 힘 비율이 주어질 때 수행된다. 볼 시트 밸브의 작동은, 축압기 피스톤 내로 압입된 원통형 금속 태핏을 통해 이루어진다. 축압기 피스톤은 밀봉 링 및 가이드 링도 수용한다. 축압기 피스톤과, 홀딩 코킹(holding caulking)을 통해 펌프 하우징과 연결되는 밀폐 커버 사이에는 상응하게 편향된 압축 스프링이 배치된다. 스프링력은 유압 작용력에 대항하여 축압기 피스톤에 작용하며, 스프링력의 초과 시 축압기 챔버 밸브를 개방하는 방향으로 축압기 피스톤-태핏 조합부의 변위를 일으킨다. 이 경우, 볼은 태핏에 의해 시트로부터 이탈 이동되고 축압기 챔버 밸브는 개방된다.
공개 공보 DE 42 02 388 A1에는, 예컨대 자동차용 유압 브레이크 시스템이 기술된다. 기술된 브레이크 시스템은, 제 1 압축 스프링을 통해 편향되어 밸브 몸체 내에서 밸브 시트를 밀봉하는 폐쇄 부재와, 제 2 압축 스프링에 의해 가압된 축압기 피스톤과 연결되어, 스프링 편향력과 유압 작용력 사이에 명시된 힘 비율이 주어질 때 밸브 시트로부터 폐쇄 부재를 밀어내는 태핏을 구비한 유압 제어식 축압기 챔버 밸브를 포함한다. 축압기 챔버 밸브들의 상기 구성의 경우, 축압기 챔버 용적이 임계값을 하회하면, 다시 말해 축압기 피스톤이 정지부에 근접하면, 스프링 지원 방식으로 폐쇄된 밸브의 밀봉 몸체는 축압기 피스톤과 연결된 핀에 의해 개방 위치로 이동된다.
본 발명의 과제는 개별 부재들의 제조가 간단하고 그 제조 비용이 낮아질 수 있는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브를 제공하는 것이다.
종래 기술에 비해, 독립 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 유압 제어식 축압기 챔버 밸브는, 개별 부재들의 제조가 간단하고 그 제조 비용이 낮아질 수 있다는 장점을 갖는다. 본 발명의 실시예들은 축압기 챔버 밸브를 제조, 장착 및 구성할 때 정확성 요건의 감소를 가능하게 하며, 그럼으로써 경비 및 제조 비용이 낮아지고 기능 안정성은 높아질 수 있다.
본 발명의 핵심은, 축압기 피스톤이 아니라, 밸브 몸체 또는 밸브 어셈블리의 다른 부품들에 태핏을 고정하고, 접근하는 축압기 피스톤의 압력 접촉을 통해 태핏을 작동시키는 것이다.
본 발명의 실시예들은, 제 1 압축 스프링을 통해 편향되어 밸브 몸체 내에서 밸브 시트를 밀봉하는 폐쇄 부재와, 밸브 몸체 내 부싱을 관통하여, 스프링 편향력과 유압 작용력 사이에 명시된 힘 비율이 주어질 때 밸브 시트로부터 폐쇄 부재를 밀어내기 위해 제 2 압축 스프링에 의해 가압된 축압기 피스톤에 의해 이동될 수 있는 태핏을 포함하는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브를 제공한다. 이는, 축압기 피스톤 상에 작용하는 제 2 압축 스프링의 힘이, 축압기 피스톤 상에 작용하는 유압력 및 폐쇄 부재 상에 작용하는 제 1 압축 스프링의 편향력보다 더 큰 것을 의미한다. 본 발명에 따라서, 태핏은 부싱의 영역에 길이 방향으로 이동 가능하게 고정되고 이동 동안에는 축압기 피스톤의 단부면에 접촉한다.
본 발명의 추가 장점은, 표준 축압기 피스톤이 사용될 수 있으며, 그럼으로써 일체형 및/또는 다체형 태핏, 및/또는 상기 태핏을 밸브 몸체 보어 내로 공차 및 작동 위치에 대해 확실하면서도 안정하게 삽입하기 위해 축압기 피스톤의 특히 정밀한 선형 운동을 위한 추가의 특별 조치들, 예컨대 가이드 링들, 가이드 길이, 밀봉 등을 포함하는 특수 피스톤에 대한 경비 및 비용이 생략될 수 있다는 점이다. 그 외에도, 본 발명의 실시예들은 축압기 챔버 밸브의 편심 배치도 가능하게 하는데, 그 이유는 축압기 피스톤의 단부면으로 태핏에 부딪치는 위치와 무관하게 기능이 보장되기 때문이다.
종속 청구항들에 제시된 조치들 및 개선예들을 통해, 특허 독립 청구항 제 1 항에 제시된 유압 제어식 축압기 챔버 밸브의 바람직한 개선이 가능하다.
특히 바람직하게는, 밸브 시트 및 태핏을 포함한 밸브 몸체가 축압기 챔버를 형성하는 수용 보어 내에서 중앙에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브의 바람직한 구현예에서, 축압기 피스톤은 그 단부면 상에 태핏을 작동시키기 위한 작동 수단을 포함할 수 있다. 이는, 축압기 피스톤의 단부면이 평면이 아니라, 구면대 형태로 또는 다른 형태로 적절히 만곡되며, 경우에 따라서는 불균일하게, 불균일한 형태로, 단차형 등으로 형성될 수 있음을 의미한다. 제어 피스톤은, 밸브 시트 및 태핏을 포함한 밸브 몸체가 중앙에 배치될 때, 예컨대 태핏을 작동시키기 위한 작동 수단으로서 중앙 만곡부를 포함할 수 있다. 만곡된 구면대의 중심으로서는, 적절한 방식으로, 축압기 피스톤이 그 이론상 선형 운동에서 이탈할 때 축압기 피스톤이 주로 회전하는 중심이 되는 하나의 점이 선택될 수 있다. 구면대에 의해, 태핏은 항상 피스톤의 비선형 운동의 방식과 무관하게 개방될 수 있다.
본 발명에 따른 유압 제어식 축압기 챔버 밸브의 추가의 바람직한 구현예에서, 수용 수단들을 구비한 탄성 홀딩 부재는, 부싱 내에서 태핏을 안내하기 위해, 밸브 몸체 상에 고정될 수 있다. 탄성 홀딩 부재는 예컨대 나사 결합, 코킹 또는 클립 결합을 통해 밸브 몸체 상에 고정될 수 있다. 태핏은, 탄성 홀딩 부재에 의해, 축압기 피스톤과의 접촉 동안 소정 개방 작용이 폐쇄 부재 상에 가해지도록, 밸브 몸체 부싱 내에서 제 위치에 지지될 수 있다. 개방 작용력은 대부분 축압기 피스톤 또는 제 2 압축 스프링으로부터 나오며, 홀딩 부재로부터 나오지 않는다. 홀딩 부재는 예컨대 금속, 플라스틱, 탄성 중합체 등으로, 또는 상응하는 재료 조합물로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 도면에 도시되어 있고, 하기에서 상세히 설명된다. 도면에서 동일한 도면 부호들은 동일하거나 유사한 기능을 하는 부품들 또는 부재들을 지시한다.
본 발명에 의해, 개별 부재들의 제조가 간단하고 그 제조 비용이 낮아질 수 있는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 축압기 챔버 밸브의 일 실시예를 포함하는 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 축압기 챔버 밸브에 대한 제어 피스톤의 단부면을 개략적으로 도시한 상세도이다.
종래 기술에는, 축압기 피스톤과 고정 결합되며 밸브 폐쇄 부재에 대해 가압되는 별도의 태핏이 공지되어 있다. 축압기 피스톤과 하우징 사이에 원리에 따라 소정의 유격이 필요하기 때문에, 폐쇄 부재에 태핏이 부딪치는 것은 부품 공차에 대한 높은 요건에 의해 보장되어야 한다. 제어 피스톤의 회전점과 관련한 태핏의 레버 암이 상대적으로 크고 제어 피스톤이 그 수직 축(행정 방향)을 중심으로 회전할 수 있기 때문에, 태핏과 축압기 챔버 밸브는 제어 피스톤 내에서 또는 축압기 챔버 보어 내에서 중앙에 배치된다. 태핏이 축압기 피스톤과 고정 결합되어, 개방 위치로 밀봉 몸체를 이동시키기 위해 밸브 몸체 개구부를 통해 하강되어야 하기 때문에, 축압기 피스톤 및 태핏의 경우, 부재 구조 및 행정 운동에서 큰 정밀도가 필요하다. 부재들의 상기 정밀도는 통상적으로 매우 정확한, 다시 말해 비용 집약적인 부재들, 제조 및 장착에 의해 달성된다. 축압기 피스톤 행정 운동의 정밀도는, 예컨대 추가의 가이드 링들, 큰 가이드 길이 등을 포함하는 더 복잡한 구성에 의해 달성된다.
도 1에는, 유체 블록(2) 또는 펌프 하우징의 단차형 수용 보어(4) 내에 배치된 본 발명에 따르는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)를 포함하는 밸브 어셈블리가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)의 실시예들은 예컨대 차량에서의 유압 브레이크 시스템에 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2로부터 알 수 있듯이, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)의 도시된 실시예는, 제 1 압축 스프링(14)을 통해 편향된 폐쇄 부재(20)와, 태핏(22)을 포함한다. 이 경우, 폐쇄 부재(20)는 밸브 몸체(32) 내에서 밸브 시트(36)를 밀봉한다. 태핏(22)은, 밸브 몸체(32) 내의 부싱이면서 그 가장자리 상에 밸브 시트(36)가 형성되는 상기 부싱(35)을 관통하여, 스프링 편향력과 유압 작용력 사이에 명시된 힘 비율이 주어질 때 밸브 시트(36)로부터 폐쇄 부재(20)를 밀어내기 위해 제 2 압축 스프링(15)에 의해 가압된 축압기 피스톤(10)에 의해 이동된다. 도시된 실시예들에서, 이는 축압기 피스톤(10) 상에 작용하는 제 2 압축 스프링(15)의 힘이, 축압기 피스톤(10) 상에 작용하는 유압력 및 폐쇄 부재(20) 상에 작용하는 제 1 압축 스프링(14)의 편향력보다 더 큰 경우이다. 축압기 피스톤(10) 상에 작용하는 제 2 압축 스프링(15)의 힘이, 축압기 피스톤(10) 상에 작용하는 유압력 및 폐쇄 부재(20) 상에 작용하는 제 1 압축 스프링(14)의 편향력보다 더 작으면, 폐쇄 부재(20)는 밸브 시트(36) 내로 가압된다. 제 1 압축 스프링(14) 및 폐쇄 부재(20)는 필터(34) 내에서 안내되며, 이 필터는 추가로 이송되는 매체로부터 현탁 물질을 필터링한다.
본 발명에 따라서, 태핏(22)은 부싱(35)의 영역에서 길이 방향으로 이동 가능하게 고정되고, 이동 동안에는 축압기 피스톤(10)의 단부면에 안착된다. 이는, 바람직하게는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)의 제조, 장착 및 구성에 대한 정확도 요건의 감소를 가능하게 하며, 그럼으로써 경비 및 제조 비용은 낮아지고 기능 안정성은 높아질 수 있다.
도 1 및 도 2로부터 더 알 수 있듯이, 밸브 시트(36) 및 태핏(22)을 포함한 밸브 몸체(32)는, 본 발명에 따르는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)의 도시된 실시예에서, 축압기 챔버(5)를 형성하는 수용 보어(4) 상에서 중앙에 배치된다. 그러나 상기 실시예의 핵심은, 축압기 피스톤(10)이 아니라 밸브 몸체(32) 상에 태핏(22)의 이동 가능한 고정과, 접근하는 축압기 피스톤(10)의 압력 접촉을 통한 태핏(22)의 작동이다.
태핏(22)은, 도시된 실시예에서 수용 수단들(28)을 구비하며, 예컨대 수용 보어를 구비한 탄성 홀딩 박판으로서 형성되는 탄성 홀딩 부재(24)에 의해, 축압기 피스톤(10)과의 접촉 동안 소정 개방 작용이 볼(20)로서 형성된 폐쇄 부재(20) 상에 가해지도록, 밸브 몸체(32)의 부싱(35) 내에서 제 위치에 지지된다. 개방 작용력은 대부분 축압기 피스톤(10) 또는 제 2 압축 스프링(15)으로부터 나오고 홀딩 부재(24)로부터 나오지 않는다. 태핏(22)은 규정된 형태로 예컨대 부싱(35) 내에서 규정된 방식으로 편심되어 지지되고 안내될 수 있다.
홀딩 부재(24)는 예컨대 금속, 플라스틱, 탄성 중합체 등으로, 또는 이들 재료로 이루어진 임의의 재료 조합물로 제조될 수 있다. 태핏(22)을 위한 홀딩 부재(24)는, 도시된 실시예에서, 나사로서 형성된 고정 부재(26)를 통해 밸브 몸체(32) 상에 나사 결합된다. 대안으로서, 예컨대 코킹, 클립 결합, 일체형 형성 등과 같은 다른 고정 방식들도 가능하다. "홀딩 박판"이란 표현은 형상의 제한을 나타내는 것이 아니라, 위치 유지와 함께 홀딩 부재(24)의 탄성, 가요성 작용을 표현하는 바람직한 제 1 실시예를 나타낸다. 홀딩 부재(24)에 대한 다른, 예컨대 곡류형, 방사 방향 원통형 형상들도 생각해볼 수 있다.
제 1 실시예의 장점은, 표준 축압기 피스톤(10)이 사용될 수 있다는 점이다. 따라서 특수 피스톤에 대한 경비 및 비용이 생략될 수 있다.
도 2로부터 더 알 수 있듯이, 축압기 피스톤(10)은, 도시된 실시예에서, 평면의 단부면을 포함하는 것이 아니라, 구면대 형태의 만곡부(11)를 포함한다. 대안으로서, 축압기 피스톤의 단부면의 다른, 적절히 만곡된, 경우에 따라 불균일한, 불균일 형태의, 단차형의 상승부들(raised part)도 가능하다. 구면대의 중심은 바람직하게는, 축압기 피스톤(10)이 그 이론상 선형 운동에서 이탈할 때 축압기 피스톤(10)이 주로 회전하는 중심이 되는 하나의 점이다. 구면대에 의해, 태핏(22)은 항상 축압기 피스톤(10)의 비선형 운동의 방식과 무관하게 개방된다.
도 1로부터 더 알 수 있듯이, 밸브 몸체(32)는, 본 발명에 따르는 유압 제어식 축압기 챔버 밸브(1)의 도시된 실시예의 경우, 코킹 영역(17)을 통해 유체 블록(2) 내에, 또는 펌프 하우징 내에 장착되고, 제 1 홀딩 코킹(18)을 통해서는 제 위치에 고정된다. 도시된 실시예에서, 단차형 코킹 영역(17)은 밸브 몸체(32) 상에 형성된다. 상응하는 코킹 영역(17)을 포함한 제 1 홀딩 코킹(18)의 제조를 위해, 유체 어셈블리(2) 또는 펌프 하우징의 재료는 적합한 코킹 공구에 의해 소성 변형되며, 그럼으로써 바람직하게는 원주 방향으로 연장되면서 코킹 영역(17)에 적어도 부분적으로 중첩되는 웨브가 형성된다.
축압기 챔버 밸브(1)의 작동은 태핏(22)을 통한 축압기 피스톤(10)의 축 방향 변위, 및 폐쇄 부재(20)의 작동을 통해 수행된다. 축압기 피스톤(10)은 밀봉 링(16) 및 가이드 링(19)을 통해서 유체 블록(2) 또는 펌프 하우징 내의 단차형 수용 보어(4) 내에서 안내된다. 축압기 피스톤(10)과, 추가 홀딩 코킹(9)을 통해 유체 블록(2) 또는 펌프 하우징과 연결되는 밀폐 커버(7) 사이에 편향된 제 2 압축 스프링(15)이 배치된다. 밀폐 커버(7)를 포함한 추가 홀딩 코킹(9)의 제조를 위해, 유체 어셈블리(2) 또는 펌프 하우징의 재료는 적합한 코킹 공구에 의해 소성 변형되며, 그럼으로써 바람직하게는 원주 방향으로 연장되면서 밀폐 커버(7)의 가장자리에 적어도 부분적으로 중첩되는 웨브가 형성된다. 그 외에도, 축압기 피스톤(10)의 하면은 밀폐 커버(7) 내의 개구부(8)를 통해 대기 압력과 연결된다. 축압기 피스톤(10)의 상면과 밸브 몸체(32) 사이에는 축압기 챔버 밸브(1)의 축압기 챔버(5)가 형성된다. 축압기 챔버 밸브(1)는 무압 상태에서 개방된다. 이는, 축압기 피스톤(10)의 하면 상에 작용하는 편향된 제 2 압축 스프링(15)에 의해 야기되는, 상부 단부 위치로의 축압기 피스톤(10)의 변위를 통해 수행된다.
유압 시스템, 바람직하게는 자동차용 유압 브레이크 시스템의 작동 동안, 제 2 압축 스프링(15)의 힘은, 제 1 압축 스프링(14)의 탄성력 및 축압기 피스톤(10) 상의 유압 작용력에 대항하여 작용한다. 이 경우, 유압력의 초과는, 축압기 챔버 밸브(1)를 폐쇄하는 방향으로 태핏(22)을 통한 폐쇄 부재(20)의 변위를 일으킨다. 이 경우, 폐쇄 부재(20)는 제 1 압축 스프링(14)의 힘을 통해 밸브 시트(36) 내로 가압된다. 제 2 압축 스프링(15)의 힘의 초과는 축압기 챔버 밸브(1)를 개방하는 방향으로 태핏-폐쇄 부재 조합부의 변위를 일으킨다. 이 경우, 폐쇄 부재(20)는 태핏(22)에 의해 밸브 시트(36)로부터 이탈 이동되고 축압기 챔버 밸브(1)는 개방된다. 개방된 상태에서, 유체는, 거의 방해 없이, 예컨대 브레이크 마스터 실린더와 연결된 제 1 유체 접속부(6)로부터, 필터(34) 및 개방된 밸브 시트(36)를 경유하여, 축압기 챔버(5) 내로 통해 있으면서 예컨대 재순환 펌프와 연결되어 있는 미도시된 유체 접속부로 흐를 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 개별 부재들이 바람직하게 간단히 제조될 수 있어서 제조 비용이 낮아질 수 있는 축압기 챔버 밸브를 제공한다. 그 밖에도, 본 발명의 실시예들은 축압기 챔버 밸브를 제조, 장착 및 조립할 때 정확도 요건의 감소를 가능하게 하며, 그럼으로써 경비 및 제조 비용은 더 줄어들고 기능 안정성은 커질 수 있다.
1 축압기 챔버 밸브
2 유체 블록
4 수용 보어
5 축압기 챔버
10 축압기 피스톤
11 작동 수단, 중앙 만곡부
14 제 1 압축 스프링
15 제 2 압축 스프링
20 폐쇄 부재
22 태핏
24 홀딩 부재
28 수용 수단
32 밸브 몸체
35 부싱
36 밸브 시트

Claims (6)

  1. 제 1 압축 스프링(14)을 통해 편향되어 밸브 몸체(32) 내의 밸브 시트(36)를 폐쇄하는 폐쇄 부재(20)와, 상기 밸브 몸체(32) 내의 부싱(35)을 관통하여 스프링 편향력과 유압 작용력 사이에 지정된 힘 비율이 주어질 때 상기 밸브 시트(36)로부터 상기 폐쇄 부재(20)를 밀어내기 위해 제 2 압축 스프링(15)에 의해 가압된 축압기 피스톤(10)에 의해 이동될 수 있는 태핏(22)을 갖는, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브에 있어서,
    상기 태핏(22)은 상기 부싱(35)의 영역에서 길이 방향으로 이동 가능하게 고정되고, 이동 동안에는 상기 축압기 피스톤(10)의 단부면에 지지되며,
    수용 수단(28)을 갖는 탄성 홀딩 부재(24)는, 상기 부싱(35) 내에서 상기 태핏(22)을 안내하기 위해, 상기 밸브 몸체(32)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 시트(36) 및 상기 태핏(22)을 갖는 상기 밸브 몸체(32)는 축압기 챔버(5)를 형성하는 수용 보어(4) 내에서 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 축압기 피스톤(10)은 상기 축압기 피스톤(10)의 단부면 상에 상기 태핏(22)을 작동시키기 위한 작동 수단(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 축압기 피스톤(10)은 상기 태핏(22)을 작동시키기 위한 중앙 만곡부(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 홀딩 부재(24)는 나사 결합, 코킹, 또는 클립 결합에 의해 밸브 몸체(32)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 유압 제어식 축압기 챔버 밸브.
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