KR200144410Y1 - 차량용 풋 브레이크밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 풋 브레이크밸브에 관한 것으로, 그 목적은 브레이크의 응답특성을 쉽고 용이하게 조정하는 것이다.

본 고안은, 일측에는 공기탱크(3)에 연통되는 입구(112)(114)가 마련되고 타측에는 브레이크(1a)(1b)에 연통되는 출구(113)(115)가 마련된 설치공(111)을 갖는 하우징(110), 설치공(111)에 마련되어 외력에 의하여 왕복운동하는 입력축(101), 입력축(101)과 연동하도록 설치공(111)에 수용설치되어 입구(112)(114)와 출구(113)(115)사이를 연결하는 유로를 각각 형성하는 밸브(140)(150), 입력축(101)과 밸브(140)(150)이 연동하도록 하는 피스톤(120)(130), 공기를 외부로 배출시키기 위한 배출공(160)를 구비하는 차량용 풋 브레이크밸브에 있어서, 하우징(110)에는 출구(113)(115)의 압축공기를 밸브(150)의 하측으로 이동시켜 밸브(150)의 상하측 압력을 동일하게 하여 신속하게 복귀하도록 하는 오리피스(180)가 마련된다.

Description

차량용 풋 브레이크밸브

본 고안은 차량용 풋 브레이크밸브에 관한 것으로, 더 상세하게는 밸브의 고압측과 저압측을 연통하는 오리피스를 설치하여 밸브의 작동이 원활하게 이루어지도록 한 차량용 풋 브레이크밸브에 관한 것이다.

차량에는 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되어 제동력을 발휘하는데, 에어 브레이크는 공기를 작동유체로 하는 브레이크 시스템으로서, 에어 브레이크는 공기와 오일을 함께 상용하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템(Air Over Hydraulic Brake System)과 압축공기만을 사용하는 풀 에어 브레이크 시스템(Full Air System)이 일반적이다. 도1은 풀 에어 브레이크 시스템을 보인 도면으로서, 이를 참조하면, 차량의 차륜 각각에는 공기압에 의하여 작동하여 제동력을 발휘하는 브레이크(1a)(1b)가 각각 설치되고, 이 브레이크(1a)(1b)들과 파이프(2a)(2b)를 통하여 연결된 공기탱크(3)가 마련되는데, 공기탱크(3)에는 압축공기가 가득차 있다. 이때 브레이크(1a)(1b)는 전륜측(1a)과 후륜측(1b)이 독립적으로 공기탱크(3)에 연결되어 일측이 파손되더라도 다른 측에서 제동력을 발휘할 수 있도록 한다. 이때 파이프(2a)(2b)의 중도에는 공기탱크(3)에서 브레이크(1a)(1b)로 전달되는 공기압을 차단하거나 연결하여 브레이크(1a)(1b)를 조정하기 위한 풋 브레이크밸브(10)가 설치되는데, 이 풋 브레이크밸브(10)는 운전석에 설치되는 페달(4)에 연결설치됨으로써 운전자가 페달(4)을 조작하여 브레이크(1a)(1b)를 조정하도록 한다.

도2는 종래 풋 브레이크밸브의 구성을 보인 도면으로서, 이를 참조하면, 풋 브레이크밸브는, 상하로 연통된 설치공(12)을 갖는 하우징(11)과 상기 설치공(12)에 수용되어 외력에 의하여 승하강하는 1차피스톤(15)과 상기 1차피스톤(15)에 연동하여 후륜측 파이프(도1의 2b)와 전륜측 파이프(도1의 2a)를 각각 개폐하는 제1밸브(13)와 제2밸브(14)로 구성된다. 하우징(11)에는 좌우 연통된 두개의 포트가 형성되며, 전륜측과 후륜측 파이프(2a)(2b) 각각은 상기 포트의 입력측(13a)(14a)과 출력측(13b)(14b)에 결합된다. 그리고 1차피스톤(15)은 스프링(17a)을 개재하여 페달(도1의 4)과 연결된 입력축(18)과 연결설치됨으로써 입력축(18)을 통하여 외력을 전달받는다. 그리고 상측에 설치되어 후륜측 파이프(2b)를 개폐하는 제1밸브(13)는 1차피스톤(15)의 하측에 근접설치되며, 전륜측 파이프(2a)를 개폐하는 제2밸브(14)는 설치공(12)을 상하로 구획하는 2차피스톤(16)을 개재하여 제1밸브(13)의 하측에 근접설치된다. 1차피스톤(15)와 2차피스톤(16) 그리고 제1밸브(13)와 제2밸브(14) 각각은 스프링(17b)(17c)(17d)(17e)에 의하여 탄지된다.

이와 같이 구성된 종래의 풋 브레이크밸브의 작동은 다음과 같다. 운전자가 페달(도1의 4)을 밟으면 입력축(18)이 하강한다. 1차피스톤(15)이 입력축(18)에 연동하여 하강함으로써 제1밸브(13)와 제2밸브(14)가 순차적으로 하강하여 끊겨있던 후륜측 파이프(2b)와 전륜측 파이프(2a)를 연결하여 공기탱크(도1의 3)의 압축공기가 각 브레이크(1a)(1b)로 전달되어 제동력이 발휘되도록 한다.

그리고 운전자가 밟고 있던 페달(도1의 4)을 놓으면 1차피스톤(15)과 제1밸브(13) 및 2차피스톤(16)과 제2밸브(14)가 스프링(17b)(17c)(17d)(17e)의 탄성력에 의하여 상승하여 연결되었던 전륜측 파이프(2a)와 후륜측 파이프(2b)를 끊는다. 이로써 브레이크(1a)(1b)에 있던 압축공기는 파이프(2a)(2b)의 끊긴 부위를 통하여 외부로 빠져 나감으로써 제동력이 소멸된다.

그러나 이와 같은 종래 차량용 풋 브레이크밸브는 운전자가 밟고 있던 페달을 놓았을때 제1밸브와 제2밸브 및 1차피스톤과 2차피스톤이 스프링의 탄성력에 의해서만 승강하여 원상태로 복원되기 때문에 복원속도가 늦은 문제가 있었다. 특히 밸브 양측의 압력차에 의하여 밸브의 이동은 더욱 지연되었다.

본 고안은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 밸브가 신속하게 원상태로 복귀시킬 수 있는 차량용 풋 브레이크밸브를 제공하는 것이다.

도1은 일반적인 에어 브레이크 시스템의 구성을 보인 도면이다.

도2는 종래 풋 브레이크밸브의 구성을 보인 밸브의 단면도이다.

도3와 도4는 본 고안에 따른 풋브레이크밸브의 작동을 보인 밸브의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

4 : 페달 110 : 하우징 112, 114 : 입구 113, 115 : 출구 120 : 1차피스톤 130 : 2차피스톤 140 : 제1밸브 150 : 제2밸브 160 : 배출공 171,172,173,174 : 스프링 180 : 오리피스

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 일측에는 공기탱크에 연통되는 입구가 마련되고 타측에는 브레이크에 연통되는 출구가 마련된 설치공을 갖는 하우징, 상기 설치공에 마련되어 외력에 의하여 왕복운동하는 입력축, 상기 입력축과 연동하도록 상기 설치공에 수용설치되어 상기 입구와 출구사이를 연결하는 유로를 각각 형성하는 밸브, 상기 밸브를 탄성복원시키는 스프링, 상기 입력축과 상기 밸브이 연동하도록 하는 피스톤, 공기를 외부로 배출시키기 위한 배출공를 구비하는 차량용 풋 브레이크밸브에 있어서, 상기 하우징에는 상기 출구의 압축공기를 상기 밸브의 일측으로 이동시켜 상기 밸브의 동작방향 양측의 압력을 동일하하는 오리피스가 마련된 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하겠다.

도1은 본 고안이 적용되는 에어 브레이크 시스템을 도시한 것으로, 이에 대한 설명은 앞에서 하였기 때문에 생략하고 동일 구성요소에 대해서는 동일부호를 부여하겠다.

도3은 본 고안에 따른 풋 브레이크밸브의 구성을 보인 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 풋 브레이크밸브(10)는, 상하로 관통된 설치공(111)을 갖는 하우징(110)과 설치공(111)에 수용되어 외력에 의하여 승강하는 1차피스톤(120)과 1차피스톤(120)과 연동하여 브레이크(1a)(1b)와 공기탱크(3)를 연결하거나 끊는 밸브(140)(150)를 포함한다. 이를 상세하게 설명하면, 설치공(111)은 하우징(110)의 상하로 관통되는데, 설치공(111)에는 공기탱크(3)측 파이프(2a)(2b)가 연통되는 입구(112)(114)와 브레이크(1a)(1b)측 파이프(2a)(2b)가 연통되는 출구(113)(115)가 마련된다. 입구(112)(114)와 출구(113)(115)는 상측과 하측에 각각 형성되는데, 상측에 마련된 입구(112)와 출구(114)에는 후륜측 파이프(2b)가 각각 연통되고, 하측에 마련된 입구(113)과 출구(115)에는 전륜측 파이프(2a)의 공기탱크(3)측과 브레이크(1a)가 각각 결합된다.

설치공(111)의 상부에는 페달(4)과 연결설치되어 운전자의 조정력에 의하여 승강하는 입력축(101)이 설치된다. 입력축(101)의 하부에는 입력축(101)과 연동하는 1차피스톤(120)과 1차피스톤(120)과 연동하는 2차피스톤(130)이 설치되는데, 1차피스톤(120)은 상측 입구(112)와 출구(114)의 상측을 폐쇄하고, 2차피스톤(130)은 후륜측 입출구(112)(114)과 전륜측 입출구(113)(115)사이를 밀폐한다. 그리고 2차피스톤(130)에는 후륜측 파이프(2b)와 전륜측파이프(2a)를 개폐하기 위한 밸브(140)(150)가 설치되는데, 밸브(140)(150)는 2차피스톤(130)의 상측에 설치되어 후륜측 파이프(2b)를 개폐하는 제1밸브(140)와 2차피스톤(130)의 하부에 설치되어 전륜측 파이프(2a)를 개폐하는 제2밸브(150)를 포함한다. 이때 제1밸브(140)는 2차피스톤(130)의 상측에 결합설치되는데, 제1밸브(140)의 상단은 1차피스톤(120)의 하단과 미세간격 이격되도록 연장되어 입구(112)는 폐쇄하고 출구(113)를 배출공(160)과 연통시킨다. 그리고 제2밸브(150)는 상단이 2차피스톤(130)의 하단에서 소정거리 이격되도록 설치되어 입구(114)는 폐쇄하고 출구(115)는 배출공(160)과 연통시킨다. 배출공(160)은 제1밸브(140)와 2차피스톤(130) 및 제2밸브(150)에 상하로 형성되어 외력이 작용하지 않을 때, 다시 말하면 제1,제2밸브(140)(150)이 상승하였을 경우 출구(113)(115)들과 연통된다.

한편 입력축(101)과 1차피스톤(120)사이에는 입력축(101)에 작용되던 외력이 소멸되면 입력축(101)을 탄성복원시키며 입력축(101)과 1차피스톤(120)을 탄력적으로 연결하는 스프링(171)이 설치된다. 그리고 1차피스톤(120)과 제1밸브(140) 및 제2밸브(150)의 하측에도 각각 스프링(172)(173)(174)이 설치되어 입력축(101)이 상승하면 1차피스톤(120)과 제1밸브(140) 및 제2밸브(150)도 상승하도록 한다. 이때 2차피스톤(130)은 제1밸브(140)과 함께 승하강 하도록 설치된다.

한편 전륜측 출구(115)와 제2밸브(150)의 하측에 형성된 공간(181)사이에는 오리피스(180)가 형성되어 제2밸브(150)의 상측과 하측의 압력이 동일하게 함으로써 입력축(101)에 가해지던 외력이 소멸되면 신속하게 제2밸브(150)가 상승하도록 함으로써 2차피스톤(130)과 제1밸브(140) 그리고 1차피스톤(120)이 신속하게 상승하여 원상복귀하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 차량용 풋 브레이크밸브의 작동은 다음과 같다.

운전자가 페달(4)을 밟으면 입력축(101)은 하강한다. 입력축(101)의 하강력을 스프링(171)을 통하여 전달받은 1차피스톤(120)이 하강하게 됨으로써 제1밸브(140) 및 제2차피스톤(130) 그리고 제2밸브(150)가 연속적으로 하강한다. 이렇게 하강한 제1밸브(140)에 의하여 후륜측 입구(112)와 출구(113)사이에는 이들을 연통하는 유로가 형성되며, 제2밸브(150)에 의하여 전륜측 입구(114)와 출구(115)사이에 이들을 연통하는 유로가 형성된다. 이로써 공기탱크(3)의 압축공기가 입구(112)(114)와 출구(113)(115)를 통하여 브레이크(1a)(1b)로 전달됨으로써 브레이크(1a)(1b)가 제동력을 발휘한다. (도4)

한편 운전자가 밟고 있던 페달(4)을 누르면 입력축(101) 및 1차피스톤(120)과 제1밸브(140)와 제2밸브(150)가 스프링(171)(172)(173)(174)의 탄성력에 의하여 상승한다. 이로써 후륜측 입구(112)와 전륜측 입구(114)는 제1밸브(140)와 제2밸브(150)에 의하여 폐쇄됨과 동시에 후륜측 출구(113)와 전륜측 출구(115)는 배출공(160)과 연통된다. 이로써 브레이크(1a)(1b)의 압축공기가 배출공(160)을 통하여 배출됨으로써 브레이크(1a)(1b)의 제동력을 소멸된다. (도3)

한편 제2밸브(150)가 하강하였을때 압축공기가 오리피스(180)를 통하여 공간(181)로 이동함으로써 제2밸브(150)의 상하측 압력이 동일하게 유지되기 때문에 입력축(101)에 가해지던 외력이 소멸되면 제2밸브(150)가 신속하게 상승하여 원상복귀된다. 이로써 2차피스톤(130)과 제1밸브(14) 및 1차피스톤(120)이 신속하게 원상복귀한다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 차량용 풋 브레이크밸브는, 제2밸브의 상하 양측의 압력을 동일하게 함으로써 밸브와 피스톤등의 원상복귀가 신속하게 이루어지는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 일측에는 공기탱크(3)에 연통되는 입구(112)(114)가 마련되고 타측에는 브레이크(1a)(1b)에 연통되는 출구(113)(115)가 마련된 설치공(111)을 갖는 하우징(110),

   상기 설치공(111)에 마련되어 외력에 의하여 왕복운동하는 입력축(101),

   상기 입력축(101)과 연동하도록 상기 설치공(111)에 수용설치되어 상기 입구(112)(114)와 출구(113)(115)사이를 연결하는 유로를 각각 형성하는 밸브(140)(150),

   상기 밸브(140)(150)를 탄성복원시키는 스프링(173)(174),

   상기 입력축(101)과 상기 밸브(140)(150)이 연동하도록 하는 피스톤(120)(130)을 구비하는 차량용 풋 브레이크밸브에 있어서,

   상기 하우징(110)에는 상기 출구(113)(115)의 압축공기를 상기 밸브(150)의 일측으로 이동시켜 상기 밸브(150)의 동작방향 양측의 압력을 동일하게 하는 오리피스(180)가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 풋 브레이크밸브.