KR20070065442A - 작동액 리저버 및 액압 제어 유닛 - Google Patents

Abstract

피스톤(74)을 2점 가이드하면서, 액압실(82)에 작동액이 스무스하게 출입하도록 한다.

액압실(82)을 도넛형으로 하고, 그 도넛의 중앙 부분에 작동액의 통로의 개구를 배치한다. 피스톤(74)은 대직경 부분(74L)과 소직경 부분(74S)을 갖는 단이 있는 구조이다. 대직경 부분(74L)은 실린더 구멍(560)에, 소직경 부분(74S)은 제 2 실린더 구멍(562)에 각각 꼭 맞는다. 작동액은 소직경 부분(74S)의 외주의 홈 통로(90)를 통해서 액압실(82)에 출입한다.

실린더 구멍, 하우징, 액압실, 기체실, 피스톤, 액압회로, 작동액, 압축 스프링, 작동액 리저버

Description

작동액 리저버 및 액압 제어 유닛{Hydraulic fluid reservoir and hydraulic pressure control unit}

본 발명은 액압회로의 작동액을 축적하는 피스톤형의 작동액 리저버로, 특히, 액압실을 도넛형으로 하여, 피스톤의 이동을 더욱 원활하게 한 리저버 기술에 관한 것이다.

예를 들면, 안티 로크 브레이크장치 등의 차량용 브레이크 액압 제어회로에는 휠 실린더로부터 느슨해지는 작동액을 일시적으로 축적하는 작동액 리저버가 있다. 이 작동액 리저버의 용량은 작지만, 브레이크 제어시마다, 그 중에서 작동액이 출입한다. 작동액 리저버는 일반적으로 피스톤형이고, 피스톤이 실린더 구멍의 내부에 액압실과 기체실을 구획한다. 피스톤의 움직임이 비교적으로 빈번하기 때문에, 그 피스톤을 유효하게 가이드하는 것이 중요하다.

피스톤을 가이드하는 기술로서, 피스톤을 2점(결국은, 2개소)에서 가이드하는 것이 알려져 있다. 이 2점 가이드의 기술은 1점에서 가이드하는 일반적인 것과 비교하여, 가이드를 확실히 할 수 있고, 피스톤의 축선방향의 길이를 단축할 수 있어, 작동액 리저버를 소형화하는 데에 있어서 유효하다.

특허문헌 1 :실개평 5-65730호 공보

이 특허문헌1은 액압실을 구획하는 피스톤 헤드에 대하여, 액압실과는 반대측에 위치하는 기체실의 측에 소직경의 가이드축을 설치하고, 그 가이드축을 플래그 부재(기체실을 막는 부재)를 관통시키도록 한 기술을 개시하고 있다. 피스톤 헤드의 움직임에 주목하면, 그 움직임은 대직경의 피스톤 헤드 자체의 외주 부분과, 피스톤 헤드와 일체의 소직경의 가이드축의 외주 부분의 2개소에서 가이드되어 있다.

발명이 해결하고자 하는 과제

특허문헌 1과 같이, 피스톤측을 2개소에서 가이드하는 것은 기본적으로, 피스톤의 가이드를 스무스하게 하는 데에 있어서 유효하다. 그러나, 피스톤이 구획하는 액압실은 1점 가이드의 경우와 같이 여전히 원주형이고, 그 원주형의 액압실에 출입하는 작동액의 통로의 개구도 액압실에 대하여 기울어 있다. 따라서, 액압실에 출입하는 작동액이, 그 흐름에 흐트러짐이 생겨, 약간이지만, 스무스한 피스톤의 움직임을 저해하는 힘을 줄 우려가 있다고 생각된다. 이 점에서, 작동액 리저버 자체의 소형화가 진행되고 있을 때, 브레이크 제어의 더욱 신속한 응답성을 확보하기 위해서, 피스톤의 움직임에 대한 외적 요인의 하나로서, 액압실에 출입하는 작동액의 스무스한 흐름을 확보하는 것이 요구된다.

그래서, 본 발명은 피스톤을 2점에서 가이드하는 것을 전제로 하면서, 액압실에 작동액이 더욱 스무스하게 출입하는, 참신한 형태의 작동액 리저버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적에 대해서는, 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에서는 작동액을 축적하는 액압실을 도넛형으로 하고, 그 도넛의 중앙 부분에 작동액의 통로의 개구를 배치한다. 이것에 의하여, 작동액의 흐름에 의한 흐트러짐(피스톤의 스무스한 움직임을 저해하는 흐트러짐)을 될 수 있는 한 없애도록 한다. 따라서, 본 발명은 다음과 같은 각 점에 특징이 있다.

(A) 하우징은 액압실을 구획하는 실린더 구멍의 밑바닥부 중앙에, 실린더 구멍보다 소직경의 제 2 실린더 구멍을 갖는다.

(B) 실린더 구멍에 이동 가능하게 꼭 맞는 피스톤은 단(段)이 있는 구조이고, 실린더 구멍에 꼭 맞는 대직경 부분과, 제 2 실린더 구멍에 꼭 맞는 소직경 부분을 구비하고, 이것에 의하여, 실린더 구멍의 내부의 액압실을 도넛형으로 한다.

(C) 제 2 실린더 구멍의 내주벽과 피스톤의 소직경 부분의 외주의 사이에 연락 통로가 있고, 그 연락 통로를 통해서 도넛형의 액압실과 외부의 액압회로의 사이를 작동액이 왕래한다.

본 발명의 작동액 리저버에 있어서, 이동하는 피스톤의 2점 가이드는 피스톤의 대직경 부분과 소직경 부분의 2개소이고, 대직경의 피스톤의 외주 외에, 작동액이 차는 소직경 부분이다. 소직경 부분은 작동액이 흐르는 통로도중에 위치하기 때문에, 작동액이 윤활제가 되어 가이드 작용을 원활화하여, 가이드에 따른 마모를 방지할 수 있다. 또한, 하나의 피스톤의 2개소를 실린더 구멍에 의해 가이드시키고 있기 때문에, 피스톤에 결합한 다른 부재를 이용하여 가이드 기능을 얻는 경우(상기 특허문헌 1 참조)와 비교하여, 피스톤의 가이드를 확실하게, 피스톤을 더욱 원활하게 이동시킬 수 있다.

바람직한 실시형태에서는, 한쪽의 가이드가 되는 피스톤의 소직경 부분은 그 소직경 부분의 축선방향에 따른 복수의 홈 통로를 구비한다. 그리고, 이들 홈 통로가 서로 인접하는 것끼리의 사이의 랜드 부분이 피스톤의 이동을 가이드하는 가이드벽으로서 기능한다.

도 1은 본 발명의 작동액 리저버를 포함하는 차량 브레이크 제어장치의 일례를 도시하는 회로도.

도 2는 본 발명의 작동액 리저버의 일실시예를 도시하는 단면도로, 피스톤의 다른 상태를 좌우로 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 3-3선에 따른 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 마스터 실린더 30 : 펌프

50 : 액압 제어 유닛 70 : 리저버

74 : 피스톤 74L : 대직경 부분

74S : 소직경 부분 74P : 돌출부

76 : 압축 스프링 80 : 기체실

82 : 액압실 90 : 홈 통로

92 : 랜드 부분 201 내지 204 : 휠 실린더

560 : 실린더 구멍 562 : 제 2 실린더 구멍

AV, EV : 솔레노이드 밸브 M : 전기 모터

도 1은 본 발명의 작동액 리저버를 포함하는 차량용 브레이크 제어장치의 일례를 도시하는 회로도이다. 이 브레이크 제어장치는 안티로크 제어를 위한 잘 알려진 회로이다. 그 기본적인 구성 요소는 브레이크의 액압 발생원인 탠덤(tandem)형의 마스터 실린더(10)와, 4륜에 대응하여 설치한 4개의 휠 실린더(201, 202, 203, 204)와, 휠 실린더(201 내지 204)와 마스터 실린더(10) 사이에 위치하는 액압 제어 유닛(50)이다.

탠덤형의 마스터 실린더(10)에는 독립된 2개의 포트(11, 12)가 있고, 이것에 따라서, 액압 제어 유닛(50)의 하우징에는 2개의 배관 접속구(511, 512)가 있다. 또한, 액압 제어 유닛(50)의 하우징은 4개의 휠 실린더(201 내지 204)에 따라서, 4개의 별도의 배관 접속구(521, 522, 523, 524)를 구비한다.

그리고, 액압 제어 유닛(50)은 4개의 휠 실린더(201 내지 204)에 따라서, 4개의 상시 개방형의 솔레노이드 밸브(EV) 및 4개의 상시 폐쇄형의 솔레노이드 밸브(AV)를 구비한다. 또한, 액압 제어 유닛(50)에는 전기모터(M) 구동의 펌프(30)가 있다. 펌프(30)는 2련의 플런저 펌프이고, 상시 개방형의 각 솔레노이드 밸브(EV)를 통해서 각 휠 실린더(201 내지 204)에 브레이크 액압을 넣고, 또한, 상시 폐쇄형의 각 솔레노이드 밸브(AV)를 통해서 각 휠 실린더(201 내지 204)의 브레이 크 액압을 작동액 리저버(70)에 느슨하게 할 수 있다. 안티로크 제어에 따라, 작동액 리저버(70)에는 펌프(30), 및 각 솔레노이드 밸브(EV, AV)의 작동에 따라서, 회로내의 작동액이 출입하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 원활하고 신속한 브레이크 제어를 위해서, 작동액 리저버(70)에 대한 작동액의 출입을 스무스하게 하는 것이 필요하다.

작동액 리저버(70)는 용량이 3cc 정도의 피스톤형의 리저버이다. 이 리저버(70)는 액압 제어 유닛(50)의 블록형의 하우징의 내부에 있고, 도 2가 작동액 리저버(70)의 단면 구조를 도시하고 있다. 또한, 도 2에서는 축적하는 작동액이 제로 또는 거의 제로인 상태를 좌측에, 또한 축적하는 작동액이 가득찬 상태를 우측에 각각 도시한다.

액압 제어 유닛(50)의 하우징(550)은 알루미늄금속 또는 알루미늄계의 합금으로 이루어지는 성형품이다. 하우징(550)에는 그 내부에 각 솔레노이드 밸브(EV, AV) 등을 수용하기 위한 방이 있고, 또한 그 측면에는 각 배관 접속구(511, 512, 521 내지 524)가 개구되어 있다. 하우징(550)에는 이들 복수의 방 공간과 함께, 작동액 리저버(70)를 구성하기 위한 실린더 구멍(560)이 있다.

실린더 구멍(560)은 하우징(550)의 일면(이 일면은 하우징(550)을 세트하였을 때에 아래쪽에 위치한다)에 개구된 고정 구멍이다. 실린더 구멍(560)은 구멍 안쪽으로부터 개구부의 극히 가까이까지에 걸치는 대부분의 부분이 균일한 직경이고, 그것에 계속되는 개구부는 단부가 2단으로 되어 있다. 이 실린더 구멍(560) 개구부에서의 단부의 2단 구성은 뚜껑 부재(72)를 압입하여 코킹함으로써 고정하기 위한 것이다. 뚜껑 부재(72)는 금속제이고, 고정에 의해서 실린더 구멍(560)을 기밀하게 밀봉한다.

뚜껑 부재(72)가 밀폐하는 실린더 구멍(560)의 내부에, 수지제의 피스톤(74) 외에, 피스톤(74)을 구멍 속으로 누르는 원추형의 압축 스프링(76)이 있다. 여기에서 유의해야 할 것은 피스톤(74)이 2점 가이드를 가능하게 하는 단이 있는 구조인 점이다. 피스톤(74)은 실린더 구멍(560)에 적합하게 꼭 맞는 대직경 부분(74L)과, 대직경 부분(74L)의 일면으로부터 축선방향으로 신장하는 소직경 부분(74S), 더욱이 소직경 부분(74S)과는 반대측에 있는 돌출부(74P)를 일체로 구비하고 있다. 소직경 부분(74S) 및 돌출부(74P)는 각각 대직경 부분(74L)의 양측의 중앙에 위치하고, 대직경 부분(74L), 소직경 부분(74S), 돌출부(74P)의 3개가 축선을 하나로 하고 있다. 돌출부(74P)는 압축 스프링(76)의 내주에 위치하여, 압축 스프링(76)을 안정적으로 지지하는 기능과, 피스톤(74)의 스트로크를 규제하는 스토퍼로서의 기능을 발휘한다. 즉, 도 2의 우측에 도시하는 풀 스트로크시, 피스톤(74)의 돌출부(74P)는 뚜껑 부재(72)의 일면에 닿아, 피스톤(74)이 그 이상 움직이는 것을 규제하고 있다.

피스톤(74)의 대직경 부분(74L)은 외주의 홈 중에 O링(73)을 지지하고, 이것에 의해서, 실린더 구멍(560)의 내부를 액압실(82)과 기체실(80)로 구획하고 있다. 기체실(80)의 기체는 통상은 에어이지만, 질소나 헬륨 등의 불활성 가스를 사용할 수도 있다. 바람직하게는, 기체실(80)에 의해서 기체 스프링을 구성하여, 압축 스프링(76)의 스프링력을 보완하도록 하면 좋다.

그런데, 피스톤(74)이 소직경 부분(74S)을 가짐으로써, 액압실(82)은 도넛형이다. 그래서, 하우징(550)은 액압실(82)을 구획하는 실린더 구멍(560)의 밑바닥부의 중앙에, 제 2 실린더 구멍(562)을 갖는다. 제 2 실린더 구멍(562)은 피스톤(74)의 소직경 부분(74S)을 받아들이는 가이드 구멍이고, 더구나 또, 액압실(82)과 솔레노이드 밸브(AV)나 펌프(30) 등을 연락하기 위한 연락 통로를 구성하기 위한 구멍이 된다. 그와 같이 연락 통로를 피스톤(74)의 소직경 부분(74S)에 집약할 수 있기 때문에, 작동액 리저버의 위치나 크기(직경) 등의 제약을 완화하여 설계할 수 있다.

도 3은 소직경 부분(74S)의 단면 구조를 도시하고 있다. 그로부터 알 수 있는 바와 같이, 피스톤(74)의 소직경 부분(74S)은 그 축선방향에 따른 복수(도면의 예에서는 6개)의 홈 통로(90)를 구비한다. 이들 홈 통로(90)는 둘레방향으로 등간격으로 배치되고, 인접하는 것끼리의 사이가 랜드로 되어 있다. 홈 통로(90)의 사이의 랜드 부분(92)은 제 2 실린더 구멍(562)의 내벽을 슬라이드하여, 피스톤(74)의 움직임을 가이드한다.

따라서, 작동액이 액압실(82)에 출입할 때, 피스톤(74)은 대직경 부분(74L) 및 소직경 부분(74S)의 각 외주의 2개소의 부분에서 가이드되기 때문에, 편심하지 않고 원활하게 이동한다. 또한, 피스톤(74)이 이동할 때, 작동액은 소직경 부분(74S)의 외주의 홈 통로(90)를 통해서 도넛형의 액압실(82)에 출입하기 때문에, 작동액의 출입에 따라, 피스톤(74)의 움직임을 어지럽히는 힘(예를 들면, 편심력)을 주지 않는다. 그리고, 홈 통로(90)를 지나는 작동액은 소직경 부분(74S)의 외 주를 윤활하기 때문에, 에어 중에서의 경우와 같은 마모를 회피할 수 있다.

도 4는 도 3과 같은 단면도로, 작동액 리저버의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 3에 도시한 실시예에서는 중심에 위치하는 돌출부(74P)를 스토퍼로서 작용시키고, 그 돌출부(74S)의 외주에 압축 스프링(76)으로서의 원추 스프링을 배치하였지만, 이 도 4에 도시하는 다른 실시예에서는 피스톤(74)의 대직경 부분(74L')의 일면에 오목부를 설치하고, 그 오목부 중에 압축 스프링으로서의 코일 스프링(76')의 일단을 넣고, 또한 오목부 외측의 링형의 돌출부(74P')를 스토퍼로서 작용시키도록 하고 있다.

Claims (7)

1. 실린더 구멍을 갖는 하우징과, 그 실린더 구멍에 이동 가능하게 꼭 맞고, 실린더 구멍의 내부에 액압실과 기체실을 구획하는 피스톤과, 상기 기체실 중에 위치하여, 상기 피스톤에 대하여 상기 기체실의 측으로부터 상기 액압실의 측으로 향하는 힘을 주는 압축 스프링과, 상기 액압실의 내부에, 그것에 연락하는 액압회로의 작동액을 축적하는 작동액 리저버로서,

   (A) 상기 하우징은 상기 액압실을 구획하는 실린더 구멍의 밑바닥부 중앙에, 상기 실린더 구멍보다 소직경의 제 2 실린더 구멍을 갖고,

   (B) 상기 피스톤은 단이 있는 구조이고, 상기 실린더 구멍에 꼭 맞는 대직경 부분과, 상기 제 2 실린더 구멍에 꼭 맞는 소직경 부분을 구비하고, 그것에 의하여, 상기 실린더 구멍의 내부의 액압실을 도넛형으로 하며,

   (C) 상기 제 2 실린더 구멍의 내주벽과 상기 피스톤의 소직경 부분의 외주와의 사이에 연락 통로가 있고, 그 연락 통로를 통해서 상기 도넛형의 액압실과 상기 액압회로와의 사이를 상기 작동액이 왕래하는, 작동액 리저버.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 대직경 부분과 상기 소직경 부분의 2개소가 상기 피스톤의 이동을 가이드하는 작동액 리저버.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤의 소직경 부분은 그 소직경 부분의 축선방향 에 따른 복수의 홈 통로를 구비하고, 이들 홈 통로가 인접하는 것끼리의 사이의 랜드 부분이 상기 피스톤의 이동을 가이드하는 가이드벽인 작동액 리저버.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 홈 통로는 상기 소직경 부분의 주위에 균등하게 배치되어 있는 작동액 리저버.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 기체실에 닿는 상기 대직경 부분의 일면에는 다른쪽보다 돌출한 돌출부가 있고, 그 돌출부가 상기 피스톤의 스트로크를 규제하는 작동액 리저버.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 액압회로는 차량용 브레이크 액압 제어회로이고, 브레이크 액압의 제어에 따라서 상기 액압실에 작동액이 출입하는 작동액 리저버.
7. 제 1 항의 작동액 리저버와, 그 작동액 리저버에 연락하는 액압회로를 유닛의 하우징 내부에 구비하는 액압 제어 유닛으로서,

   상기 유닛의 하우징이 상기 작동액 리저버의 하우징을 겸하고, 더구나, 상기 작동액 리저버와 상기 액압회로를 연락하는 연락 통로가 상기 작동액 리저버의 피스톤의 소직경 부분에 집약되어 있는 제 1 항의 작동액 리저버를 포함하는 액압 제어 유닛.

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