KR200481377Y1 - 외부누유 방지형 브레이크 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 외부누유 방지형 브레이크 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 푸쉬로드피스톤의 외주면에 2개의 누유방지링을 설치하고, 2개의 누유방지링 사이의 공간을 드레인챔버와 연통시키는 잔유회수유로를 형성하여 밸브바디의 외부로 작동유가 누유되는 것을 방지할 수 있는 외부누유 방지형 브레이크 밸브에 관한 것이다.
본 고안에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브는, 브레이크 실린더와 연결되는 마스터챔버와, 작동유가 유입되는 부스터챔버와, 상기 작동유가 드레인되는 드레인챔버가 형성된 밸브바디와; 상기 브레이크 실린더를 작동시키도록 상기 밸브바디에 외력에 의해 전후 이동가능하게 체결된 푸쉬로드피스톤을; 포함하여 구성된 브레이크 밸브에 있어서, 상기 푸쉬로드피스톤은, 상기 부스터챔버로 유입된 작동유가 상기 밸브바디 외부로 누유되는 것을 방지하도록 외주면에 상기 밸브바디의 내주면과의 사이 틈새를 밀폐하기 위한 누유방지링이 설치되되, 상기 누유방지링은, 상기 푸쉬로드피스톤의 외주면에 상호 일정 간격 이격 설치된 제1누유방지링 및 제2누유방지링을 포함하여 구성되고, 상기 푸쉬로드피스톤은, 상기 제1누유방지링과 상기 제2누유방지링 사이 공간인 잔유공간부와 상기 드레인챔버를 연통시키는 잔유회수유로가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

외부누유 방지형 브레이크 밸브{BRAKE VALVE CAPABLE OF PREVENTING OIL LEAK}

본 고안은 외부누유 방지형 브레이크 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 푸쉬로드피스톤의 외주면에 2개의 누유방지링을 설치하고, 2개의 누유방지링 사이의 공간을 드레인챔버와 연통시키는 잔유회수유로를 형성하여 밸브바디의 외부로 작동유가 누유되는 것을 방지할 수 있는 외부누유 방지형 브레이크 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 주행 또는 구동을 행하는 모든 차량에는 그 차량을 정지시키거나 또는 속도를 제어하기 위한 브레이크 장치가 제공되어 있으며, 이 같은 브레이크 장치는 대부분 운전자가 브레이크 페달을 조작함으로 인해 작동된다.

브레이크를 작동시키기 위하여는 운전자가 브레이크 페달을 조작하였을 때 브레이크 실린더로 브레이크 오일을 공급해주는 중간장치인 브레이크 밸브가 필요하게 되는데, 최근에는 운전자가 브레이크 페달을 조작하는데 소요되는 힘을 경감시키고자 부스터 파트를 둔 부스터 타입 브레이크 밸브가 널리 이용되고 있는 추세에 있다.

브레이크 밸브의 부스터 파트의 작동방식에 있어서는 공압 또는 유압을 이용하게 되는데, 승용차 같은 경우는 부스터 파트를 엔진 흡기 매니폴드와 연결하여 진공상태를 유지토록 하여 대기압과의 압력차를 이용하는 방식을 취하고 있고, 트럭 같은 경우는 별도의 에어펌프를 구비하여 부스터 파트를 에어펌프와 연결하는 방식을 취하고 있으며, 작업을 위한 압유펌프가 구비되어 있는 지게차와 같은 산업용 차량의 경우는 부스터 파트를 압유펌프와 연결하는 방식을 취하고 있다.

본 고안은 부스터 파트를 압유펌프와 연결하는 유압 부스터 타입 브레이크 밸브에 관한 것이다.

일반적인 유압 부스터 타입 브레이크 밸브의 작동을 개략적으로 설명하면 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상태에서는 압유펌프로부터 송출되는 작동유가 유입되는 인렛 포트와, 부스터챔버와, 드레인챔버와, 작동유가 방출되는 아웃렛 포트가 모두 연통되어 있어 피스톤은 아무런 압력을 받지 않아 정지하여 있고, 그에 따라 마스터챔버 내에 수용되어 있는 브레이크 오일은 브레이크 실린더로 공급되지 않게 된다.

운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면 부스터챔버와 드레인챔버 상호간에는 점차적으로 연통이 차단되면서 인렛 포트와 연통된 부스터챔버에는 압력이 걸리게 되고 이러한 압력은 피스톤을 전진시키게 된다. 피스톤이 전진되면서 마스터챔버 내에 수용되어 있는 브레이크 오일은 브레이크 실린더로 압출되게 되고 브레이크가 작동하게 되는 것이다.

상기와 같은 구조를 갖는 유압 부스터 타입 브레이크 밸브는 대한민국 등록특허공보 제10-0881996호(공고일자: 2009.02.05.)에 "플로우 컨트롤이 가능한 유압 부스터 타입 브레이크 밸브"가 개시되어 있다.

하지만, 상기와 같은 종래기술에 따른 일반적인 유압 부스터 타입 브레이크 밸브의 경우는 부스터챔버에 고압이 형성되는 경우 푸시로드피스톤과 밸브바디의 사이의 틈새를 통해 밸브바디의 외부로 작동유가 누유되는 경우가 종종 발생되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 부스터챔버에 고압의 작동유가 유입되더라도 밸브바디의 외부로 작동유가 누유되는 것을 방지할 수 있는 외부누유 방지형 브레이크 밸브를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 고안에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브는, 브레이크 실린더와 연결되는 마스터챔버와, 작동유가 유입되는 부스터챔버와, 상기 작동유가 드레인되는 드레인챔버가 형성된 밸브바디와; 상기 브레이크 실린더를 작동시키도록 상기 밸브바디에 외력에 의해 전후 이동가능하게 체결된 푸쉬로드피스톤을; 포함하여 구성된 브레이크 밸브에 있어서, 상기 푸쉬로드피스톤은, 상기 부스터챔버로 유입된 작동유가 상기 밸브바디 외부로 누유되는 것을 방지하도록 외주면에 상기 밸브바디의 내주면과의 사이 틈새를 밀폐하기 위한 누유방지링이 설치되되, 상기 누유방지링은, 상기 푸쉬로드피스톤의 외주면에 상호 일정 간격 이격 설치된 제1누유방지링 및 제2누유방지링을 포함하여 구성되고, 상기 푸쉬로드피스톤은, 상기 제1누유방지링과 상기 제2누유방지링 사이 공간인 잔유공간부와 상기 드레인챔버를 연통시키는 잔유회수유로가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브는, 상기 잔유회수유로는, 일단부는 상기 드레임챔버와 연통되고 상기 푸쉬로드피스톤의 내부 중앙에 전후방향으로 형성된 중앙회수유로와, 상기 잔유공간부와 상기 중앙회수유로를 상호 연통시키는 연결유로로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 고안에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브는 2중의 누유방지링과 잔유회수유로의 조합에 의해 밸브바디의 외부로 작동유가 누유되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브의 단면도
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브의 주요부 개념도
도 3 및 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브의 부스터 파트 사용상태 단면도

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 고안에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브의 단면도이고, 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브의 주요부 개념도이며, 도 3 및 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브의 부스터 파트 사용상태 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 살펴보면, 본 고안의 일실시예에 따른 외부누유 방지형 브레이크 밸브는 압유펌프, 저유탱크 및 브레이크 실린더를 구비한 차량에 사용되는 유압 부스터 타입 브레이크 밸브로서 밸브바디(10)와, 서보피스톤(20)과, 푸쉬로드피스톤(30)을 포함하여 구성된다.

상기 밸브바디(10)는 본 고안에 따른 브레이크 밸브의 외형을 형성하는 구성으로 인렛 포트(I), 아웃렛 포트(O) 및 전단부에 브레이크 포트(B)가 구비되고, 내부로는 부스터챔버(11)와, 드레인챔버(12)와, 마스터챔버(13)가 형성된다.

상기 부스터챔버(11)는 상기 인렛 포트(I)를 통하여 상기 압유펌프와 연통되고, 상기 드레인챔버(12)는 상기 아웃렛 포트(O)를 통하여 상기 저유탱크와 연통되며, 상기 마스터챔버(13)는 상기 브레이크 포트(B)를 통하여 상기 브레이크 실린더와 연통된다.

한편, 상기 부스터챔버(11)와 상기 드레인챔버(12)는 상기 서보피스톤(20)의 부스터피스톤(21)에 의해 전후 양측으로 구획되어 상기 서보피스톤(20)이 전후방향으로 왕복동함에 따라 상호간 체적이 상관적으로 변화하게 된다.

또한, 상기 마스터챔버(13)에는 상기 서보피스톤(20)의 마스터피스톤(23)이 그 내주연에 밀착되어 전후방향으로 왕복동하게 되는데, 상기 서보피스톤(20)이 전진되는 경우 그 내부에 수용된 작동유가 상기 브레이크 포트(B)로 압출되면서 상기 브레이크 실린더가 작동하여 브레이크가 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기 인렛 포트(I)의 일측에는 본 고안에 따른 브레이크 밸브의 한계압력을 조절하기 위한 릴리프밸브(R.V)가 구비된다.

상기 서보피스톤(20)은 상기 밸브바디(10)의 내부에 상기 드레인챔버(12)를 사이에 두고 상기 부스터챔버(11)와 상기 마스터챔버(13)를 연결하며 전후방향으로 왕복동 가능하게 체결되는 구성으로 본 고안의 일실시예에서는 상기 부스터챔버(11)에 배치되는 부스터피스톤(21)과, 상기 마스터챔버(13)에 배치되는 마스터피스톤(23)과, 상기 드레인챔버(12)에 배치되어 상기 부스터피스톤(21)과 상기 마스터피스톤(23)을 상호 연결하는 연결로드(22)를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤복귀스프링(24)은 상기 서보피스톤(20)을 후방으로 탄성 가압하는 구성으로, 상기 서보피스톤(20)에 외력이 제거되는 경우 상기 서보피스톤(20)을 원위치로 복귀시키는 역할을 하는데, 본 고안의 일실시예에 상기 피스톤복귀스프링(40)은 상기 드레인챔버(12) 내부에서 상기 연결로드(22)를 감싸도록 구성된다.

상기 푸쉬로드피스톤(30)은 브레이크 페달에 전달되는 답력 등 사용자에 의해 푸쉬로드(P.R)에 전달된 외력을 상기 서보피스톤(20)으로 전달하는 구성으로 상기 밸브바디(10)의 후단부에 전후 이동가능하게 체결된다.

도 3에 도시된 바와 같이 브레이크 대기상태에서는 상기 푸쉬로드피스톤(30)과 상기 서보피스톤(20)과의 사이는 틈새유로(L1)가 형성되고, 상기 틈새유로(L1)를 통해 상기 부스터챔버(11)와 상기 드레인챔버(12)가 연통되게 된다.

즉, 대기상태에서는 압유펌프에 의해 상기 인렛 포트(I)로 송출된 작동유는 상기 부스터챔버(11)에서 상기 틈새유로(L1)를 통해 상기 드레인챔버(12)로 흐르게 된다.

도 3의 상태에서 도 4의 상태로 외력(F1)에 의해 상기 푸쉬로드피스톤(30)이 전진되는 경우 상기 틈새유로(L1)가 축소되고, 상기 부스터챔버(11)에 형성되는 작동유의 압력(P1)에 의해 상기 서보피스톤(20)은 전진된다.

도 4에서 상기 서보피스톤(20)이 전진되는 경우 도 3의 상태에서와 같이 다시 상기 틈새유로(L1)가 형성되는데, 이렇게 도 3의 상태와 도 4의 상태의 작동이 반복되며 상기 서보피스톤(20)은 점차적으로 전진하게 된다.

상기와 같은 구조에 의하여 운전자의 브레이크 작동에 소요되는 힘을 경감시킬 수 있게 되는데, 즉, 운전자가 상기 푸쉬로드피스톤(30)을 전진시키는 힘을 F1이라고 하고, 상기 서보피스톤(20)이 전진되는 힘을 F2라고 할 때, F1〈 F2의 관계가 되도록 하여 F1의 힘으로도 F2의 출력을 얻을 수 있게 되는 것이다.

보다 상세하게 F1과 F2의 관계를 살펴보면, 상기 인렛 포트(I)를 통해 상기 부스터챔버(11)로 인입되어 상기 부스터피스톤(21)의 일측면에 작용하는 작동유의 압력을 P1이라고 하고, 상기 부스터피스톤(21)의 유효단면적을 A1이라고 하였을 때, 아래와 같은 수학식 1이 성립된다.

즉, 상기 서보피스톤(20)이 전진되는 힘(F2)은 운전자가 상기 푸쉬로드피스톤(30)을 전진시키는 힘(F1)에 추가로 상기 부스터피스톤(21)의 일측면에 작용하는 작동유의 압력(P1)에 상기 부스터피스톤(21)의 유효단면적(A1)을 곱한 값이 되어, 운전자는 F1의 힘으로 F2의 출력을 얻을 수 있게 되어 브레이크 작동에 소요되는 힘을 경감시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 마스터피스톤(23)의 유효단면적을 A2라고 하였을 때, 상기 브레이크 포트(B)를 통해 압출되는 작동유의 압력 P2는 아래와 같은 수학식 2가 성립하게 된다.

즉, 상기 브레이크 포트(B)를 통해 압출되는 작동유의 압력(P2)은 상기 수학식 1에서 얻어지는 상기 서보피스톤(20)이 전진되는 힘(F2)을 상기 마스터피스톤(23)의 유효단면적(A2)으로 나눈 값이 되어, 부스터 파트가 구비되지 않은 브레이크 밸브의 브레이크압인 F1/A2에 비하여 추가로 (P1×A1)/A2의 브레이크압을 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 고안의 일실시예에서 상기 푸쉬로드피스톤(30)은 상기 부스터챔버(11)로 유입된 작동유가 상기 밸브바디(10) 외부로 누유되는 것을 방지하도록 도 2의 개념도에 도시된 바와 같이 외주면에 상기 밸브바디(10)의 내주면과의 사이 틈새(t)를 밀폐하기 위한 누유방지링(31)이 설치된다.

본 고안의 일실시예에서 상기 누유방지링(31)은 상기 푸쉬로드피스톤(30)의 외주면에 상호 일정 간격 이격 설치된 제1누유방지링(311) 및 제2누유방지링(312)으로 이루어진다.

또한, 상기 푸쉬로드피스톤(30)은 상기 제1누유방지링(311)과 상기 제2누유방지링(312) 사이 공간인 잔유공간부(L2)와 상기 드레인챔버(12)를 연통시키는 잔유회수유로(32)가 형성된다.

본 고안의 일실시예에서 상기 잔유회수유로(30)는 가공의 편의를 위하여 일단부는 상기 드레임챔버(12)와 연통되고 상기 푸쉬로드피스톤(30)의 내부 중앙에 전후방향으로 형성된 중앙회수유로(321)와, 상기 잔유공간부(L2)와 상기 중앙회수유로(321)를 상호 연통시키는 연결유로(322)로 이루어진다.

즉, 상기 작동유에 의해 상기 부스터챔버(11)에 고압이 형성되는 경우 작동유는 상기 푸쉬로드피스톤(30)의 외주면과 상기 밸브바디(10)의 내주면 사이의 틈새(t)로 유입되고, 1차로 상기 제1누유방지링(311)에 의해 실링이 이루어지게 된다.

하지만, 장기간 사용에 따라 상기 제1누유방지링(311)의 마모에 의한 누유가 발생될 수 있는데, 이때 상기 제2누유방지링(312)에 의해 2차로 실링이 이루어지게 되어 외부로의 뉴유를 방지하는 것이다.

나아가, 상기 제1누유방지링(311)과 상기 제2누유방지링(312) 사이의 잔유공간부(L2)로 유입된 작동유는 상기 중앙회수유로(321)를 통해 드레인챔버(12)를 통해 저유탱크로 회수되게 된다.

본 고안은 상기 푸쉬로드피스톤에 설치된 2중의 누유방지링(311, 312)과, 잔유회수유로(32)의 조합에 의해 상기 밸브바디(10)의 외부로 작동유가 누유되는 것을 완벽하게 방지할 수 있게 되는 것이다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 외부누유 방지형 브레이크 밸브는 본 고안을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 고안의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 고안의 보호범위는 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

I 인렛 포트
O 아웃렛 포트
B 브레이크 포트
P.R 푸쉬로드
R.V 릴리프밸브
L1 틈새유로
L2 잔유공간부
10 밸브바디
11 부스터챔버
12 드레인챔버
13 마스터챔버
20 서보피스톤
21 부스터피스톤
22 연결로드
23 마스터피스톤
24 피스톤복귀스프링
30 푸쉬로드피스톤
31 누유방지링
311 제1누유방지링
312 제2누유방지링
32 잔유회수유로
321 중앙회수유로
322 연결유로

Claims (2)

1. 브레이크 실린더와 연결되는 마스터챔버와, 작동유가 유입되는 부스터챔버와, 상기 작동유가 드레인되는 드레인챔버가 형성된 밸브바디와; 상기 브레이크 실린더를 작동시키도록 상기 밸브바디에 외력에 의해 전후 이동가능하게 체결된 푸쉬로드피스톤을; 포함하여 구성된 브레이크 밸브에 있어서,
   상기 푸쉬로드피스톤은, 상기 부스터챔버로 유입된 작동유가 상기 밸브바디 외부로 누유되는 것을 방지하도록 외주면에 상기 밸브바디의 내주면과의 사이 틈새를 밀폐하기 위한 누유방지링이 설치되되,
   상기 누유방지링은, 상기 푸쉬로드피스톤의 외주면에 상호 일정 간격 이격 설치된 제1누유방지링 및 제2누유방지링을 포함하여 구성되고,
   상기 푸쉬로드피스톤은, 상기 제1누유방지링과 상기 제2누유방지링 사이 공간인 잔유공간부와 상기 드레인챔버를 연통시키는 잔유회수유로가 형성된 것을 특징으로 하는 외부누유 방지형 브레이크 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 잔유회수유로는, 일단부는 상기 드레인챔버와 연통되고 상기 푸쉬로드피스톤의 내부 중앙에 전후방향으로 형성된 중앙회수유로와, 상기 잔유공간부와 상기 중앙회수유로를 상호 연통시키는 연결유로로 이루어진 것을 특징으로 하는 외부누유 방지형 유압 부스터 타입 브레이크 밸브.

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