KR20000010895A - 유압 작동식 차단밸브와 유압식 차량 제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압 작동식 차단밸브(10)에 관한 것으로서, 이 차단밸브는 주 제동실린더와 차량용 ABS의 공급펌프의 흡입위치 사이에 배치되어 흡입밸브로서 기능한다. 본 발명에 따라서, 이 차단밸브(10)에는 밸브필터(24)를 갖는 폐쇄부재(20)가 제공된다. 상기 폐쇄부재는 링형상의 작동부재(26)를 관통하며 링형상의 회전베어링(40) 상에 위치하는 스피링와셔로서 형성된 잠금부재(34)와 결합한다. 작동부재(26)에 압력이 가해지면, 이 작동부재는 잠금부재의 외부 가장자리를 밑으로 가압한다. 그 결과, 작동부재(26)의 절반이 반대방향으로 방향전환하며 이 전환운동으로 차단밸브(10)가 폐쇄된다. 차단밸브(10)의 장점은 비용을 절감할 수 있으며, 한정된 부품수로만 구성할 수 있으며, 모터차량용 유압식 제동시스템에 사용될 수 있다는 것이다. 또한 본 발명은 모터차량용 유압식 제동시스템에 관한 것으로서, 이 제동시스템은 주 제동실린더(48)와, 상기 주 제동실린더(48)에 의해 제동압력이 공급되는 차륜 제동실린더(54)와, 상기 차륜 제동실린더(54)에 배치된 압력증가용 밸브시스템(60) 및 압력감소용 밸브시스템(62)과, 각 제동회로를 위한 하나의 자가식 공급펌프(66)와, 압력상승용 밸브시스템(60) 및 압력감소용 밸브시스템(62)에 연결된 공급펌프(66)의 입구(64)와 주 제동실린더(54) 사이에 위치설정된 흡입밸브(74)와, 공급펌프(66)의 출구와 주 제동실린더(54) 사이에 위치설정된 역전밸브(56)를 포함한다. 이러한 모터차량용 유압식 제동시스템은, 제 2 흡입밸브(44, 44a)가 흡입밸브(74)에 평행하게 장착되어 공급펌프(66)의 충진을 더 양호하게 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유압 작동식 차단밸브와 유압식 차량 제동장치

이와 같은 밸브는 유럽특허 제 0 606 840 B1 호에 공지되어 있다. 이 공지된 밸브는 격벽을 구비한 밸브 하우징을 가지며 이 밸브 하우징에는 밸브시트가 형성되어 있다. 격벽의 한쪽에는, 작동부품으로서 하나의 피스톤이 배치되어 있으며, 이 피스톤은 밸브개방용 스프링에 의해 격벽을 향하여 눌리며 압력충격에 의해 격벽으로부터 분리되도록 움직인다. 격벽의 다른쪽에는, 밸브 폐쇄부재로서 구형밸브가 존재하며, 이 구형밸브는 피스톤에 의해 밸브시트로부터 분리되며 밸브개방용 스프링으로 밸브 폐쇄부재로부터 밸브시트를 향하여 눌리며, 여기서 밸브 폐쇄부재는 밸브개방용 스프링보다는 약하다. 공지된 밸브는 초기위치에서는 개방되어 있으며 차단압력 이상의 압력으로 충격을 가하므로써 폐쇄된다.

공지된 밸브는 제작비가 많이 든다는 단점을 갖는다. 특히 밸브 하우징은 밸브시트의 양쪽에서 가공되어야 한다. 또한 원하는 변환압력으로 조절하기 위해서 상호제어되는 두 개의 큰 스프링을 필요로 한다. 2개의 상호작동식 스프링을 사용하므로써, 밸브 사용 중에 변환압력이 변화되는 위험 부담이 크다.

본 발명은 청구항 제 1 항의 특징을 갖는 유압 작동식 차단밸브와 청구항 제 7 항의 특징을 가지며 상기 차단밸브를 장착한 유압식 차량 제동장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차단밸브의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 차량 제동장치의 유압 회로도.

도 3은 본 발명에 따른 차량 제동장치의 다른 유압 회로도.

이러한 밸브는, 구동 차륜들의 자동 제동을 통해서 작동부재의 경계부와 연결되며 이를 위한 적어도 하나의 자기흡입식 공급펌프를 갖는 유압식 차량 제동장치의 구성부품을 이루며, 여기서 이 제동장치는 개방상태로 놓여있는 밸브를 통하여 그리고 주 제동실린더를 통하여 저장용기로부터 제동액을 공급한다. 또한 유압식 차량 제동장치는 차륜 제동실린더에 결합된 압력증가용 밸브장치와 압력감소용 밸브장치를 가지며, 예를 들어 작동부재가 균일하게 구동하면 공급펌프에 의해 적어도 하나의 차륜 제동실린더에 제동압력을 발생시키는 제동액을 유입할 수 있다.

청구항 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 차단밸브는, 단지 3개의 가동 부분, 즉 밸브 폐쇄부재와, 작동부재와, 밸브 폐쇄부재 상에서 작동부재를 작동시키는 잠금부재를 갖는다. 이 부품들은 구조상으로 일체형이며, 이로 인하여 저렴하게 제작할 수 있다. 이들은 실린더형 구멍 내에 삽입되며, 이 구멍은 밸브시트로서 링 모양의 스텝에 원뿔을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 차단밸브는 저렴하게 제작할 수 있으며, 또한 관리가 필요 없고 마모가 거의 없어서 오랜 시간 동안 사용할 수 있다.

특히 본 발명에 따른 차단밸브는, 하나의 펌프를 갖는 유압식 차량 제동장치나, 또한 예를 들면 제동 보호장치와, 구동 슬립장치와, 차량동력 제어장치를 가지며 그리고/또는 외력식 차량 제동장치용 흡입밸브로서 이용된다. 이 차단밸브는 주 제동실린더와 펌프의 흡입부 사이에 배치되며, 주 제동실린더가 작동하지 않은 상태에서 펌프에 전원을 넣을 때 저장용기로부터 주 제동실린더를 통하여 흡입된 제동액의 흐름을 가능한 적게 하기 위하여 그리고 이를 통하여 신속한 압력증가를 보장하기 위하여, 특히 초기위치에서 개방되며 큰 유량 횡단면을 갖는다. 주 제동실린더가 작동할 때의 압력증가를 통하여 차단밸브가 폐쇄되며, 그 결과 펌프의 흡입부는 주 제동실린더로부터 유압식으로 분리하며 차륜 제동실린더로부터의 제동액은 제동보호제어 동안 제동 압력감소용 밸브를 통하여 안전하게 외부로 흐를 수 있다.

본 발명의 청구항의 종속항들은 차단밸브에 관한 청구항 제 1 항의 특징과 장점을 갖는다.

독립항 제 7 항의 특징적인 장점은 유압식 차량 제동장치의 장점을 가지며, 이것은 자동제동시 주 제동실린더와 공급펌프의 입구 사이에 두 개의 개방된 밸브 횡단면을 병렬로 삽입하여, 자기흡입 공급펌프를 양호하게 채우고 그에 따라 양호하게 운반할 수 있다.

청구항 제 8 항의 특징적인 장점은, 흡입밸브들 중 어느 하나를 전기 제어할 수 있으며 그에 따라 브레이크 페달을 작동시킬 때 차량의 동력학적 제어 동작 또는/그리고 외력 제동 동작에 있어서 차량의 동력학적 유압식 제어 작동을 유용하게 하는 실시예를 이끈다.

청구항 제 9 항의 특징적인 장점은, 유압으로 제어할 수 있는 차단밸브에 의한 자동제동에 의하여 구동장치의 슬립을 제어하는 운전에서, 저렴하면서 또한 공간을 줄일 수 있는 방법으로 큰 밸브 횡단면을 제공할 수 있다.

청구항 제 10 항의 특징적인 장점은, 차량동력 운전제어 또는/그리고 외력 제동운전에 대해서 이로운 실시예를 이끈다. 이때 청구항 제 11 항의 특징적인 장점에 따라 제조하므로써 저렴하게 제작할 수 있다.

이하에서, 본 발명을 도면에 도시한 실시예에 따라 설명한다.

도 1에서 전체적으로 도면부호 10으로 기재된 본 발명에 따른 유압 작동식 차단밸브는 2/2-방향식 밸브이다. 이 밸브는 하나의 유압장치에 삽입되며, 도면에서는 그 중에서 차단밸브(10)가 포함된 하나의 단면으로만 도시한다. 유압장치에 있어서는, 예를 들어 자기밸브, 주 제동실린더 또는 펌프와 같은 다른 차량 제동장치 부품들로써 차단밸브(10)를 유압식으로 부착한다. 유압장치는 밸브 하우징(12)을 구성하며 이 밸브 하우징은 이하에서 상기와 같은 도면부호(12)로 표시한다.

밸브 하우징(12)은 하나의 실린더형 구멍을 가지며, 이 구멍은 밸브챔버(14)를 형성한다. 이 밸브챔버(14)의 베이스에는 원추형의 밸브시트(16)를 갖는 링형상의 스텝(ring-like step)이 형성되며 거기에 접하여 축방향의 유수관(18)이 통해있다.

밸브챔버(14)에는 밸브 폐쇄부재(20)가 축방향으로 폐쇄할 수 있도록 형성된다. 이 폐쇄부재(20)는 그 주변에 세로방향 리브(22)를 갖는다. 이 세포방향 리브(22)는 밸브챔버(14)에서 밸브 폐쇄부재(20)를 축방향으로 유도할 수 있고 밸브 폐쇄부재(20) 주위에 인접하여 누설없이 흐르도록 할 수 있다.

밸브 폐쇄부재(20)는, 밸브챔버(14) 내에서 축방향으로 설치되며 밸브시트(16)와 이격된 위치에서 밸브 폐쇄부재(20)로부터 떨어진 밸브필터(24)와 일체로 형성된다.

밸브필터(24)는 링의 횡단면이 본질적으로 직사각형인 링형상의 작동부재(26)를 통과하도록 돌출하며, 여기서 이 작동부재(26)는 밸브시트(16)와 이격된 밸브챔버(14)의 정면에 나타난다. 작동부재(26)는 밸브필터(24)와 밸브챔버(14)의 내벽 사이의 공간을 차지하며, 밸브필터(24)와 밸브챔버(14)의 내벽에 동시에 끼워맞춤된다. 이와 같이 하여 작동부재(26)는 밸브필터(24)를 축방향으로 안내하며 밸브챔버(14) 내에서 자신도 축방향으로 안내된다. 밀봉을 위하여 밸브시트(16)를 향하는 작동부재(26)의 상단면 상에 피스톤 링(28)이 장착되어, 밸브챔버(14)의 내벽과 밸브필터(24) 사이를 밀봉한다. 피스톤 링(28) 대신에, 예를 들어 작동부재(26)의 외주와 밸브챔버(14)의 내벽 사이에 설치된 밀봉장치나 또는 작동부재(26)의 내주와 밸브필터(24) 사이에 설치된 밀봉장치 등을 들 수 있다(도시안함). 이 밀봉장치들은, 예를 들어 작동부재(26)의 홈에 설치된 밀봉 링, 특히 O자형 링과 같은 것이다.

밸브챔버(14)는 밸브챔버의 접합부분에 삽입되어 유체를 밀봉하는 잠금마개(30)에 의하여 폐쇄된다. 잠금마개(30)와 작동부재(26) 사이에는 잠금부재(34)가 접시형 스프링의 형태로 장착된다. 잠금부재(34)의 탄성은 외주로부터 내부로 그리고/또는 내주로부터 외부로 뻗어있는 틈새에 의하여 영향을 받을 수 있다.

잠금부재(34)는 밸브필터(24)의 홈(36)에 설치된다. 작동부재(26)는 잠금부재(34)의 외주에 인접하여 배치된다. 잠금부재(34)는, 밸브필터(24)와 외주 사이의 중간에서, 잠금부재(34)를 향하는 잠금마개(30)의 상단면에 접하여 사발모양의 오목부(38)로 형성된 고리모양의 가장자리 상에 배치된다. 링모양의 가장자리는 잠금부재(34)을 위한 회전베어링(40)을 형성한다.

피스톤 링(28)과 밸브 폐쇄부재(20) 사이의 영역에서, 밸브챔버(14) 내에 제 2 유수관(42)이 반경방향으로 통해있다. 또한 밸브시트(16)는 두 개의 유수관(18, 42) 사이에 제공된다.

본 발명에 따른 차단밸브의 기능은 다음과 같다: 도 1의 왼쪽에 절반만 도시한 본 발명에 따른 차단밸브(10)의 초기위치에서, 접시형 스프링으로서 제조된 잠금부재(34)는 밸브시트(16)로부터 밸브 폐쇄부재(20)를 분리하여, 차단밸브(10)가 양 방향으로 흐를 수 있게 한다. 또한 도면에 도시한 실시예에서 본 발명에 따른 차단밸브(10)는 초기위치에서 개방된다.

변환압력보다 높은 압력으로 밸브챔버(14)와 피스톤 링(28)을 통하여 작동부재(26)에 압력이 가해지면, 작동부재(26)는 잠금부재(34)의 탄성력에 대항하여 축방향으로 피스톤 링(28)과 함께 밀치며 잠금마개(30)에 대하여 작동부재(26)의 외주에 접하는 잠금부재(34)를 눌러 내린다. 이로 인하여 잠금부재(34)는 단면도에 도시한 회전베어링(40) 주위에서 방향전환되며 밸브필터(24) 위에서 밸브 폐쇄부재(20)를 압축하여 밸브시트(16)를 밀봉하며, 그 결과 차단밸브(10)가 폐쇄된다. 차단밸브(10)의 폐쇄된 잠금위치는 도 1의 오른쪽에 절반만 도시되어 있다. 실제로, 접시형 스프링으로서 제작된 잠금부재(34)는 작동부재(26)에 의해 탄성적으로 평평하게 눌리게 되어, 잠금부재(34)의 외주는 잠금마개(30)의 방향으로, 그리고 밸브필터(24)의 홈(36)에 연결된 잠금부재(34)의 내주는 밸브시트(16)의 방향으로 이동된다. 밸브챔버(14) 내의 압력이 잠금부재(34)의 탄성 스프링력에 의해 결정된 변환압력 이하로 떨어지면, 잠금부재(34)의 스프링력은 차단밸브(10)를 다시 그의 개방된 초기위치로 되돌린다.

본 발명에 따라서 차단밸브(10; 도 1)는 도 2에 도시한 차량 제동장치에서 유압 작동식 차단밸브로서 사용하기 위해 제작되었다. 도 2에서는 2행정기관을 갖는 차량의 제동장치(46)의 제동사이클(I)을 도시한다. 도시하지 않은 제동사이클(II)은 같은 방식으로 조립되고 기능하는 도시한 제동사이클(I)과 일치한다.

차량 제동장치(46)는 저장용기(50)를 구비한 탠덤형 주 제동실린더(48)를 갖는다. 분기된 주 제동관(52)은 주 제동실린더(48)로부터 이 제동사이클(I)에 연결된 차륜 제동실린더(54)까지 이어진다. 초기위치에서 개방된 역전밸브(56)가 내장형 압력제한밸브(58)와 함께 주 제동관(52)에 설치된다. 각각의 차륜 제동실린더(54)들은 초기위치에서 개방된 압력증가용 밸브(60)와 직렬로 연결된다.

또한 각 차륜 제동실린더(54)는 초기위치에서 폐쇄된 압력하강용 밸브(62)를 가지며, 그 때문에 귀환관(64)은 주 제동관(52)에 이어지며 역전밸브(56)와 압력증가용 밸브(60) 사이로 흘러 들어간다. 귀환관(64)에는 하나의 공급펌프(66)가 설치되며, 그 전방에 저장탱크(68)가 연결되며 후방에 댐퍼(70)가 연결된다.

공지된 방식으로서, 압력증가용 밸브(60)와 압력감소용 밸브(62)는 각 차륜의 제동실린더(54)들의 제동압변환 밸브장치를 구비하여, 제동시(제동기보호제어)와 주행시(구동슬립제어)에는 상술한 차량의 차륜의 슬립을 방지하며, 더 정확히 말하면 차량의 차륜의 제동을 통해서 차륜들의 슬립을 억제하거나 또는 차륜의 양쪽 구동에 영향을 주며, 그리고 차량의 흔들림을 방지(차량의 동력제어)하기 위해서, 차륜 제동실린더(54) 내의 제동압력을 변경한다.

이러한 제동압력의 변경은 공급펌프(66)에 의해서 실시된다. 역전밸브(56)는 주 제동실린더(48)에 대한 반작용을 제거하기 위해서 압력증가용 밸브(60)와 압력감소용 밸브(62)가 제동압력 변경 동안에 연결될 수 있다. 압력증가용 밸브(60)와 압력감소용 밸브(62)는, 예를 들어 상술한 분리형 2/2-밸브 대신에 3/3-밸브에 연결될 수도 있다.

흡입관(72)이 주 제동실린더(48)로부터 공급펌프(66)의 흡입부까지 이어진다. 흡입관(72)에는 초기위치가 폐쇄된 흡입밸브(74)가 부착된다. 공급펌프(66)는 개방된 흡입관(72)을 통해서 주 제동실린더(48)로부터 바로 제동액을 흡입하는 데, 이것은 신속한 압력증가를 위한 필수조건이다.

흡입밸브(74)는 역전밸브(56)와 압력증가용 밸브(60) 및 압력감소용 밸브(62)와 마찬가지로 자기밸브(magnetic valve)로 형성된다. 흡입밸브(74)의 유동압력 횡단면은 구조상의 이유로 제한되며, 이로 인하여 흡입밸브(74)는 공급펌프(66)를 통하여 주 제동실린더(48)로부터 제동액을 흡입할 때 협곡부를 형성한다. 전체 유동 횡단면을 확대하기 위해서, 제 2 흡입밸브(44; 도 2)로서 본 발명에 따른 유압 작동식 차단밸브(10; 도 1)가 자기밸브로 형성된 흡입밸브(74)와 병렬로 개폐된다. 이를 통하여, 공급펌프(66)에 의하여 주 제동실린더(48)로부터 제동액을 흡입할 때 역류가 추가로 감소되며 압력증가가 촉진된다. 이러한 유압 작동식 흡입밸브(44)는 전자기 작동식 흡입밸브(74)로서 상당히 큰 유동압력 횡단면을 간단히 구조적으로 형성할 수 있으며, 이로써 재흡입을 적은 비용으로 줄일 수 있다.

도 1에 도시한 차단밸브(10)에서 설명한 바와 같이, 제 2 흡입밸브(44)는 초기위치에서 개방되며, 그 결과 주 제동실린더(48)가 작동하지 않을 때는 공급펌프(66)가 저장용기(50)로부터 흡입할 수 있다. 주 제동실린더(48)가 작동되면, 차단밸브(10; 도 1)의 밸브챔버(14)는 흡입관(72)에 압력충격을 가하여 제동실린더(48)를 폐쇄하며, 다시 말하면 제 2 흡입밸브(44; 도 2)가 폐쇄되어 자동 유압제어되므로 전기적으로 제어할 필요가 없다.

또한 본 발명을 실시할 때, 유압 작동식 제 2 흡입밸브(44)는 자기밸브로서 형성된 흡입밸브(74)를 설치할 수 있다.

도 2에 도시한 실시예에서, 도 1에 도시한 축방향의 유수관(18)은 흡입밸브(44)를 공급펌프(66)의 저압쪽에 장착한다. 도 2에 따른 실시예에서, 밸브챔버(14; 도 1)에서 반경방향으로 흐르는 제 2 유수관(42)은 주 제동실린더(48)를 흡입밸브(44)에 연결한다.

상술한 바와 같이, 도 2에 도시한 본 발명에 따른 흡입밸브(44)는 도 1에 도시한 차단밸브(10)를 안내할 수 있다. 또한 제 2 흡입밸브는 도 1과는 다르게 형성되지만 본 기술분야에서 채택된다. 이 때문에, 예를 들어 특허공보 제 WO 94/ 29149 호와 제 97/10132 호에 기재된 흡입밸브나 적어도 흡입밸브의 부품 또는 도 3의 다른 유압 회로도에 도면부호(44a)로 도시한 자기밸브로서 형성된 흡입밸브(74)에 관한 공보사본을 고려할 수도 있다.

Claims (11)

1. 폐쇄위치와 개방위치를 조절할 수 있는 밸브 폐쇄부재와 압력충격을 가할 수 있는 작동부재를 구비한 유압 작동식 차단밸브에 있어서,

   상기 작동부재(26)가 변환압력 이상의 압력으로 충격을 가할 때, 작동부재(26)에 의해 변환되며, 이로 인하여 밸브 폐쇄부재(20)가 작동되는 잠금부재(34)를 갖는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 차단밸브(10, 44).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 잠금부재(34)는 밸브 폐쇄부재(20)를 초기위치로 압착하는 역전 스프링부품을 갖는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 차단밸브.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 잠금부재(34)는 접시형 스프링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 차단밸브.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 잠금부재(34)는 판 스프링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 차단밸브.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동부재(26)는 링형상으로 형성되며 압력충격을 가할 수 있는 밸브챔버(14) 내에서 축방향으로 이동할 수 있으며,

   상기 밸브 폐쇄부재(20)는 작동부재(26)를 관통하여 설치된 밸브필터(24)를 가지며, 이 때 작동부재(26)는 밸브챔버(14)에 대하여 그리고 밸브필터(24)에 대하여 밀봉되며,

   상기 밸브필터(24)는 중간지점과 외주 사이에서 링형상의 회전베어링(40) 상에 접촉되며 접시형 스프링으로서 형성된 잠금부재(34)와 접촉하며,

   상기 작동부재(26)는 압력에 의하여 밸브챔버(14)에 충격이 발생할 때 회전베어링(40)의 반경방향으로 바깥쪽에서 잠금부재(34)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 차단밸브.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 차단밸브(10, 44)는 역전 스프링부품(34)이 밸브 폐쇄부재(20)에 대하여 압축하는 밸브시트(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 차단밸브.
7. 주 제동실린더와, 상기 주 제동실린더로부터 제동압력을 공급할 수 있는 차륜 제동실린더와, 상기 차륜 제동실린더에 장착되는 압력증가용 밸브장치 및 압력감소용 밸브장치와, 제동사이클마다 자동흡입하는 공급펌프와, 주 제동실린더와 공급펌프의 입구 사이에 배치되며 압력증가용 밸브장치와 압력감소용 밸브장치를 연결하는 흡입밸브와, 공급펌프의 출구와 주 제동실린더 사이에 배치된 역전밸브를 갖는 유압식 차량 제동장치에 있어서,

   상기 흡입밸브가 제 2 흡입밸브와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 유압식 차량 제동장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 흡입밸브(74)는 자기밸브로서 형성되며 그리고 제 2 흡입밸브(44)는 유압제어식 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 차량 제동장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 유압제어식 흡입밸브(44)는 주 제동실린더(40)로부터의 압력에 의하여 차단할 수 있는 차단밸브(도 1에서 10)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 차량 제동장치.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 양 흡입밸브(74, 44a)는 자기밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 차량 제동장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 양 흡입밸브(74, 44a)는 동일 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 차량 제동장치.