KR20010035860A - 유량 조정 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주로 차량의 클러치 작동 시, 클러치 오일이 클러치 마스터 실린더로부터 클러치 부스터로 공급된 후, 클러치 마스터로 복원이동되는 량을 조정하는 데 채용되는 유량 조정 밸브에 관한 것으로서, 유체를 가압 공급하는 측과 유체를 제공받는 측의 사이에 연통 가능하게 배열되고, 유체가 유동되도록 진출입구를 가지는 케이스; 상기 케이스 내에서 진퇴 이동되면서 상기 유체를 가압 공급한 측으로부터 진입되어 유체를 제공받는 측으로 토출된 후, 복원이동되는 오일의 유동량을 조정하도록 상기 케이스 내에 배열된 플런저; 및 상기 케이스 내에 제공된 유체의 온도변화에 응답하여 상기 플런저의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단을 포함하여, 외부기온변화에 따른 오일 동점도계수의 변화에 관계없이 오일의 유동 속도가 일정하게 유지되도록 함으로써, 계절에 관계없이 항시 동일한 속도로 클러치 페달을 조작하더라도, 클러치 디스크의 맞물림 작동속도가 자동적으로 완급조절될 수 있도록 함으로써, 안락한 차량의 주행을 도모할 수 있도록 하였다.

Description

유량 조정 밸브{Flow control valve}

본 발명은, 주로 차량의 클러치 작동 시, 클러치 오일이 클러치 마스터 실린더로부터 클러치 부스터로 공급된 후, 클러치 마스터로 복원이동되는 량을 조정하는 데 채용되는 유량 조정 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 클러치 시스템에서, 밀도가 높은 유체인 클러치 오일은, 클러치 페달(1)이 작동되면, 이 클러치 페달(1)의 작동에 연동되어 클러치 마스터 실린더(3)가 가동됨으로써, 클러치 마스터 실린더(3) 내의 오일이 가압되어, 클러치 마스터 실린더(3)로부터 클러치 부스터(10)로 연결관을 통해 공급된다.

또, 이 클러치 부스터(10)로 공급된 오일의 진입에 의해 도시하지 않은 에어 탱크의 압축공기가 클러치 부스터(10) 내의 파워 피스톤(11)을 밀어, 이 파워 피스톤(11)에 연결된 푸시 로드(13)가 이동되면서 클러치 부스터(10)로 공급된 오일에 의해 가압되는 하이드로릭 피스톤(15)을 더 강한 힘으로 밀어냄으로써, 하이드로릭 피스톤(15)에 연결된 로드(7)를 이동시켜, 클러치 릴리스 포크 시프트 레버(9)를 회동시키는 구조로 되어 있다.

또한, 릴리스 포크 시프트 레버(9)에 연결된 도시하지 않은 릴리스 포크를 작동시켜 클러치를 해제시키는 구성으로 되어 있다.

그런데, 이러한 클러치 시스템에서는, 클러치 오일이 클러치 마스터 실린더(3)로부터 클러치 부스터(10)로 연결관(5)을 통해 항시 동일한 개구도로 토출되도록 구성되어 있기 때문에, 차량을 출발시키고자 할 경우, 기어변속을 1단 또는 2단으로 시프트시킨 후, 클러치 페달(1)을 서서히 떼게 되는 데, 추운 겨울철과 무더운 여름철에 오일의 동점도계수가 도2에 도시된 바와 같이, 큰폭으로 변화됨으로써, 추운 겨울철과 무더운 여름철에 클러치 페달(1)을 떼는 속도를 달리해야만 했다.

이것은, 클러치 페달(1)을 떼게 되면, 클러치 마스터 실린더(3)가 복원작동됨과 더불어, 하이드로릭 실린더가 복원이동되면서 클러치 마스터 실린더(3)측으로 오일이 복원이동되게 되는 바, 외부기온에 따라 오일의 동점도계수가 큰폭으로 변환되면, 상기한 클러치 마스터 실린더(3)측으로의 오일 복원이동속도에 큰 영향을 미치게 됨에 따른 것이다.

따라서, 종래의 클러치 시스템에서의 클러치 조작은, 외부기온에 적절하게 대처하는 운전자의 조작 능력에 의존해야만 했기 때문에, 미숙한 운전자의 경우, 차량 주행 때마다 불쾌감을 느끼게 되고, 또 추운 겨울철과 무더운 여름철에의 오일 동점도계수의 변화폭에 따라 클러치 페달 조작속도를 달리하여, 클러치 조작의 완급을 조절해야만 함에도 불구하고, 클러치 조작 속도를 동일하게 함으로써, 클러치 디스크의 조기 마모를 유발시키게 된다는 단점을 내포하고 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은, 추운 겨울철이나 무더운 여름철에 관계없이, 운전자가 클러치 조작 속도를 동일하게 하더라도, 클러치가 동일한 속도로 작동되도록 함으로써, 클러치 조작 상의 완급을 조절할 필요가 없어 클러치 조작의 미숙함에 따른 불쾌한 주행감을 느끼지 않도록 함과 동시에, 클러치 디스크 등의 조기 마모를 억제할 수 있도록 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유량 조정 밸브는, 유체를 가압 공급하는 측과 유체를 제공받는 측의 사이에 연통 가능하게 배열되고, 유체가 유동되도록 진출입구를 가지는 케이스; 상기 케이스 내에서 진퇴 이동되면서 상기 유체를 가압 공급한 측으로부터 진입되어 유체를 제공받는 측으로 토출된 후, 복원이동되는 오일의 유동량을 조정하도록 상기 케이스 내에 배열된 플런저; 및 상기 케이스 내에 제공된 유체의 온도변화에 응답하여 상기 플런저의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 차량의 클러치 부스터를 포함한 클러치 시스템을 개략적으로 도시한 도면,

도2는 온도 변화에 따른 오일의 동점도계수를 도시한 그래프,

도3은 본 발명에 따라 클러치 부스터에 채용된 유량 조정 밸브를 개략적으로 도시한 도면,

도4는 본 발명에 따라 일정 온도 이상에서 유량 조정 밸브가 작동되는 상태를 도시한 상태 단면도,

도5는 본 발명에 따라 일정 온도 이하에서 유량 조정 밸브가 작동되는 상태를 도시한 상태 단면도, 및

도6은 본 발명에 따른 유량 조정 밸브의 주요부를 도시한 사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 클러치 페달 3 : 마스터 실린더

10 : 클러치 부스터 20 : 유량 조정 밸브

21 : 케이스 23 : 플런저

25 : 위치조정수단(탄성부재)

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도3은 본 발명에 따라 클러치 부스터에 채용된 유량 조정 밸브를 개략적으로 도시한 도면이고, 도4는 본 발명에 따라 일정 온도 이상에서 유량 조정 밸브가 작동되는 상태를 도시한 상태 단면도이며, 도5는 본 발명에 따라 일정 온도 이하에서 유량 조정 밸브가 작동되는 상태를 도시한 상태 단면도이다.

부호 '10'은 클러치 페달(1)의 작동에 따른 클러치 디스크를 조작하는 작동력을 배가시키는 클러치 부스터이고, 부호 '3'은 클러치 페달(1)의 작동에 연동하여 유압을 발생시키는 클러치 마스터 실린더이다.

또, 상기한 클러치 마스터 실린더(3)와 클러치 부스터(10)의 사이에는, 차량의 클러치 조작 시, 상기 클러치 마스터 실린더(3)로부터 클러치 부스터(10)로 공급되는 오일의 량을 조정함과 더불어, 공급된 후, 마스터 실린더(3)측으로 복원이동되는 오일의 유동량을 조정하도록 유량 조정 밸브(20)가 연결되어 있다.

또한, 상기한 유량 조정 밸브(20)는, 유체를 가압 공급하는 클러치 마스터 실린더(3)와 유체를 제공받는 클러치 부스터(10)의 사이에 연통 가능하게 배열되고, 유체가 유동되도록 진출입구를 가지는 케이스(21)와; 상기 케이스(21) 내에서 진퇴 이동되면서 상기 유체를 가압 공급한 측으로부터 진입되어 유체를 제공받는 측으로 토출되는 오일의 토출량을 조정하도록 상기 케이스(21) 내에 배열된 플런저(23); 및 상기 케이스(21) 내에 제공된 유체의 온도변화에 응답하여 상기 플런저(23)의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단(25)을 포함하여 이루어진다.

또, 상기 위치조정수단(25)은, 상기 플런저(23)의 양측에서 가압할 수 있도록, 상기 플런저(23)를 사이에 두고 상기 케이스(21) 내에 배치된 복수의 탄성부재(25, 27)로 이루어진다.

또한, 상기한 탄성부재(25, 27)는, NI-TI 합금(TINI Alloy), Cu 합금(Cu Alloy), Fe 합금(Fe Alloy) 또는 Au-cd 합금(Au-cd Alloy)으로 이루어진 형상기억합금이나 또는 초탄성합금으로 이루어져 있다.

또한, 상기 유체를 가압 공급하는 측(즉, 마스터 실린더(3)측)의 탄성부재(25)의 형상회복온도는, 5℃를 초과한 온도로 설정되고, 상기 유체를 제공받는 측(즉, 클러치 부스터(10)측)의 탄성부재(27)의 형상회복온도는, 5℃이하로 설정되어 있다.

또한, 상기한 플런저(23)의 양단부에는 케이싱의 내벽면과 접촉되더라도 오일이 진출입할 수 있도록 복수의 그루브(23a)가 형성되어 있다.

또, 상기한 탄성부재(25)는, 온도에 따라 원래의 형태로 되돌아오는 형상회복온도를 가지도록 구성된 바, 형상회복온도인 5℃를 기준으로, 외부기온에 따른 오일 온도가 5℃ 이하일 때는, 도5에 도시된 바와 같이, 인장변형되고, 5℃를 초과한 경우에는 도4 도시된 형태로 수축변형되어, 원래 기억된 형태로 복원되도록 구성되어 있다.

또한, 또, 상기한 탄성부재(27)는, 형상회복온도인 5℃를 기준으로, 외부기온에 따른 오일 온도가 5℃를 초과한 온도일 때는, 도4에 도시된 바와 같이, 인장변형되고, 5℃ 이하일 때에는 도5 도시된 형태로 수축변형되어, 원래 기억된 형태로 복원되도록 구성되어 있다.

또, 상기한 탄성부재(25)는, 형상기억수지로 이루어져도 된다.

다음에 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 운전자가 차량을 출발시키기 위해, 클러치 페달(1)을 밟는다.

또, 클러치 페달(1)을 밟으면, 클러치 페달(1)의 작동에 연동되어 클러치 마스터 실린더(3)가 가동되게 된다.

또한, 클러치 마스터 실린더(3)가 가동되면, 클러치 마스터 실린더(3) 내의 오일이 가압되면서, 상기 유량 제어 밸브를 통해 클러치 부스터(10)로 오일이 공급되게 된다.

또, 클러치 부스터(10)로 오일이 공급되면, 클러치 부스터(10) 내의 하이드로릭 피스톤이 이동되면서 이 피스톤에 연결된 로드(7)를 밀어낸다.

또한, 피스톤의 로드(7)가 이동되면, 클러치 릴리스 시프트 레버를 작동시켜 클러치를 해제시키게 된다.

한편, 클러치를 해제시킨 후, 차량의 출발을 위해 클러치 디스크를 맞물림 상태로 하고자 할 때, 운전자는 클러치 페달(1)을 떼면 된다.

또, 클러치 페달(1)을 떼면, 클러치 마스터 실린더(3)가 복원작동됨과 더불어, 하이드로릭 실린더가 복원이동되면서 클러치 마스터 실린더(3)측으로 오일이 복원이동되게 된다.

이때, 케이스(21) 내에서 플런저(23)를 탄성지지하는 탄성부재(25)는, NI-TI 합금, Cu 합금, Fe 합금 또는 Au-cd 합금으로 이루어진 형상기억합금으로 이루어져 있으므로, 상기한 탄성부재(25 또는 27)는, 외부 기온에 따른 케이스(21) 내의 오일 온도가 각각 설정된 형상회복온도에 진입했을 때, 탄성부재(25) 또는 탄성부재(27)가 변형되게 된다.

예를 들면, 외부기온이 5℃를 초과한 경우에는, 마스터 실린더(3)측의 탄성부재(25)의 형상회복온도가 5℃를 초과한 온도로 설정되어 있기 때문에, 상기 마스터 실린더측의 탄성부재(25)는 수축변형되고, 상기 클러치 부스터(10)측의 탄성부재(27)는 형상기억상태가 해제되어 인장변형되기 때문에, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 플런저(23)가 클러치 부스터(10)측으로 이동 배열되게 된다.

여기에서, 5℃를 초과한 기온에서는, 도2에 도시된 바와 같이, 클러치 시스템에서 유동하는 오일의 동점도계수가 급격하게 감소되어, 오일의 복원이동 속도가 급속하게 증대되기 때문에, 클러치 오일의 복원을 느리게 해야 하므로, 도5에 도시된 바와 같이 상기 플런저(23)를 클러치 부스터(10)측으로 이동 배열되는 바, 오일이 유동하는 개구면적을 좁혀 오일의 급속한 복원이동을 방지함으로써, 클러치 디스크의 맞물림 작동이 급속하게 수행되어, 차량이 급출발되는 것을 규제할 수 있게 된다.

반면, 외부기온이 5℃이하인 경우에는, 클러치 부스터(10)측의 탄성부재(27)의 형상회복온도가 5℃이하로 설정되어 있기 때문에, 상기 탄성부재(27)는 수축변형됨과 아울러, 상기 탄성부재(25)는 형상기억상태가 해제되어 인장변형되므로, 상기 도5에 도시된 바와 같이, 상기 플런저(23)가 케이스(21)의 중앙부로 케이스 양측에 대하여 일정 간격을 가지고 플로팅 배열되게 된다,

여기에서, 5℃ 보다 낮은 기온에서는, 도2에 도시된 바와 같이, 오일의 동점도계수가 5℃ 보다 높은 기온에서 보다 현격하게 증대되어, 오일이 너무 느리게 복원되기 때문에, 클러치 오일의 복원속도를 증대시키기 위해 도5에 도시된 바와 같이 상기 플런저(23)가 케이스(21)의 중앙부로 이동되게 되는 바, 오일이 유동하는 개구 면적이 넓어져, 오일의 복원이동속도가 저하되는 것을 방지함으로써, 클러치 디스크의 맞물림 작동 속도가 너무 느리게 수행되는 것을 규제하게 된다.

이러한 구성은, 예를 들어, Ni-Ti 합금의 경우, 형상회복온도 보다 고온에서 오스테나이트상의 결정구조를 취하는 데, 이것을 냉각하면 마르텐사이트상으로 형태가 변하고, 변형된 결정구조는 변형 마르텐사이트상으로 변하는 데, 여기서 5℃ 이상이 되면, 그 구조가 오스테나이트상으로 되돌아가는 현상인 형상기억효과와; 형상회복온도(5℃)보다 높은 온도의 오스테나이트상 영역에서 외력이 가해지면 응력 유기 마르텐사이트상으로 변형되고 외력을 제거하면 원래의 오스테나이트상으로 돌아오는 소성변형되지 않는 초탄성효과를 이용함으로써, 달성될 수 있는 것이다.

물론, 상기한 형상회복온도는, 일예로 Ni-Ti 합금의 경우, Ni의 함유비를 조정하여, 열대지역, 한냉지역 또는 온난지역별로 다르게 되도록 설정함으로써, 외부기온에 따라 달라지는 오일 동점도에 관계없이, 자동적으로 오일의 복원 유동 속도를 조정함으로써, 기온변화에 맞춰, 운전자가 클러치 페달 떼는 속도를 달리하지 않더라도, 자동적으로 클러치 조작의 완급을 조정할 수 있도록 설정되어도 된다.

따라서, 온도변화에 따른 오일의 동점도 변화에 관계없이, 운전자가 항시 동일한 속도로 클러치 페달을 조작하더라도, 클러치 디스크의 맞물림 작동 속도가 자동적으로 조정될 수 있도록 함으로써, 안락한 차량의 출발을 도모할 수 있게 되는 것이다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 유량 조정 밸브에 의하면, 추운 겨울철이나 무더운 여름철에 관계없이, 운전자가 클러치 조작 속도를 동일하게 하더라도, 자동적으로 클러치 디스크의 맞물림이 동일한 속도로 작동되도록 함으로써, 클러치 조작의 미숙함에 따른 불쾌한 주행감을 느끼지 않도록 함과 동시에, 클러치 디스크 등의 조기 마모를 억제할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

한편, 상기한 탄성부재(25, 27)는 모두 형상회복기능을 갖도록 구성되어 있으나, 상기한 복수의 탄성부재(25 또는 27) 중 하나의 탄성부재만을 형상기억합금 또는 형상기억수지로 구성하더라고, 상기한 바와 동일한 작용효과를 가질 수 있다.

예를 들면, 상기한 탄성부재(25)만을 형상기억합금으로 구성하고 , 상기 탄성부재(27)는 일정치의 탄성계수를 갖도록 구성함으로써, 형상기억온도인 5℃를 기준으로, 5℃를 초과한 경우에는, 도4에 도시된 바와 같이 수축변형되도록 하여, 오일이 유동하는 개구면적을 좁혀, 상기한 클러치 디스크의 맞물림 작동이 급속하게 되는 것을 규제할 수 있도록 함과 더불어, 외부기온에 따른 오일의 온도가 5℃ 이하일 때에는, 도5에 도시된 바와 같이 형상기억상태가 해제되면서 인장변형되도록 하여, 오일이 유동하는 개구면적이 넓어져, 상기한 클러치 디스크의 맞물림 작동이 너무 느리게 수행되는 것을 규제함으로써, 외부기온에 따라 클러치 페달의 완급조절을 수행하는 등의 번거로움을 없앨 수 있도록 해도 된다.

Claims (3)

1. 유체를 가압 공급하는 측과 유체를 제공받는 측의 사이에 연통 가능하게 배열되고, 유체가 유동되도록 진출입구를 가지는 케이스;

   상기 케이스 내에서 진퇴 이동되면서 상기 유체를 가압 공급한 측으로부터 진입되어 유체를 제공받는 측으로 토출된 후, 복원이동되는 오일의 유동량을 조정하도록 상기 케이스 내에 배열된 플런저; 및

   상기 케이스 내에 제공된 유체의 온도변화에 응답하여 상기 플런저의 위치를 조정하기 위한 위치조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 위치조정수단은, 상기 플런저의 양측에서 상기 플런저를 사이에 두고 상기 케이스 내에 배치된 복수의 탄성부재이며, 이 탄성부재는 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
3. 제2항에 있어서,

   상기한 탄성부재 중 적어도 하나의 부재는 5℃를 기준으로 한 형상회복온도를 가지는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.