KR20170040497A - 유압 브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유압 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑장치를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서, 상기 댐핑장치는, 상기 펌프의 토출단과 연결된 보어에 고정되고 상부와 하부가 개방된 슬리브; 상기 슬리브 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 댐핑 피스톤; 상기 슬리브 내에 마련되어 상기 댐핑 피스톤을 탄성지지하는 탄성부재; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 탄성부재를 지지하며 상기 댐핑 피스톤의 이동거리를 제한하는 스토퍼;를 구비하고, 상기 슬리브의 내주면에는 브레이크 오일이 흐르는 방향으로 폭이 가변되는 슬롯이 형성됨에 따라 상기 댐핑 피스톤과 상기 슬리브 사이에 가변 오리피스가 형성되는 유압 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

Description

유압 브레이크 시스템{Hydraulic brake system}
본 발명은 유압 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시킴은 물론 작동소음을 감소시키는 유압 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전자식 브레이크 시스템은 차량의 브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위하여 모듈레이터블록에 다수의 솔레노이드밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 펌핑하기 위해 저압어큐뮬레이터와 고압어큐뮬레이터 사이에 배치된 펌프 및 펌프를 구동하기 위한 모터를 설치하고, 이를 전기적으로 작동하는 구성요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU)를 포함한다.
이와 같은 전자식 브레이크 시스템은 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 고압으로 형성됨에 따라 발생하는 압력맥동을 저감시키기 위해 소정의 댐핑공간을 갖는 고압어큐뮬레이터를 마련하고, 고압어큐뮬레이터를 통하여 배출되는 아웃포트에 오리피스부를 마련하는 등 다양한 구조를 채택하여 사용되고 있다. 여기서 고압어큐뮬레이터는 압력맥동을 저감시키기 위하여 유압 브레이크 시스템에 마련되는 것으로서, 맥동저감장치 또는 댐핑장치 등으로 명명될 수 있으며, 아래에서는 통칭하여 댐핑장치라 한다.
이러한 댐핑장치는 압력맥동을 저감시키기 위하여 별도로 오리피스를 마련하여 사용되고 있다. 즉, 댐핑장치를 통해 배출되는 아웃포트에 오리피스를 필수적으로 가공하거나 장착하여 압력맥동을 감쇠시키도록 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같이 오리피스를 별도로 가공하거나 조립하여야 함에 따라 오리피스를 마련하기 위해 추가로 가공하는 시간 및 이를 조립하는 시간이 증가함은 물론, 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 펌프의 펌핑 작동에 따라 토출 및 흡입되는 동작에 의해 발생되는 급격한 유량 변화에 따른 압력맥동을 감쇠하기 위해서 토출되는 용량에 따라 댐핑장치를 설계하여야 하지만 기존 유압 브레이크 시스템에 마련되는 댐핑장치는 단순히 압력맥동을 감쇠시키기 위한 목적으로서 구성됨에 따라 효율적인 압력맥동 감쇠효과를 얻지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 압력맥동을 감쇠시키기 위한 댐핑장치에 가변 오리피스를 일체로 형성함에 따라 별도로 모듈레이터블록에 오리피스를 설치하기 위한 가공시간 및 조립시간을 감소시킬 수 있음은 물론, 댐핑장치의 구조를 개선하여 펌프로부터 토출되는 용량 및 급격한 유량 변화에 따른 압력맥동을 최소화시키며 소음을 저감시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑장치를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서, 상기 댐핑장치는, 상기 펌프의 토출단과 연결된 보어에 고정되고 상부와 하부가 개방된 슬리브; 상기 슬리브 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 댐핑 피스톤; 상기 슬리브 내에 마련되어 상기 댐핑 피스톤을 탄성지지하는 탄성부재; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 탄성부재를 지지하며 상기 댐핑 피스톤의 이동거리를 제한하는 스토퍼;를 구비하고, 상기 슬리브의 내주면에는 브레이크 오일이 흐르는 방향으로 폭이 가변되는 슬롯이 형성됨에 따라 상기 댐핑 피스톤과 상기 슬리브 사이에 가변 오리피스가 형성되는 유압 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 가변 오리피스는 상기 브레이크 오일이 배출되는 방향으로 갈수록 상기 브레이크 오일이 통과하는 면적이 증가할 수 있다.
또한, 상기 댐핑 피스톤은 상기 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 일정 압력 이상일 경우 상기 탄성부재를 가압하며 이동하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 댐핑 피스톤은 일측 외주면이 상기 슬리브의 내주면과 접하는 플랜지부를 갖추어 단차진 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 댐핑 피스톤은 일측이 개방된 원통형상을 갖도록 마련되어 그 내부에 탄성부재가 설치되어 지지될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는 코일 형상의 댐핑 스프링으로 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 탄성부재는 내부에 댐핑공간이 형성된 댐핑튜브로 마련될 수 있다.
또한, 상기 댐핑튜브는 상기 댐핑 피스톤의 가압에 의해 탄성변형되도록 고무재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 슬리브에는 외주면을 따라 결합홈이 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 슬리브의 개방된 개구의 면적보다 작은 면적을 갖는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 절곡 연장 형성되어 상기 결합홈에 결합되는 복수의 로드부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 로드부는 상기 결합홈에 끼워지도록 결합홈을 향하여 돌출된 결합돌기를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 압력맥동을 저감시키기 위한 오리피스가 댐핑장치의 슬리브에 성형되어 일체로 마련됨에 따라 모듈레이터블록에 별도로 오리피스를 설치하는 공정을 제거함으로써 종래에 비하여 조립 시간 및 가공 시간을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 펌프로부터 토출되는 액압이 저압의 경우 오리피스만을 통하여 맥동이 저감되고, 고압의 경우 댐핑 피스톤이 작동하여 압력맥동을 최소화시킴으로써 압력맥동을 효율적으로 저감시킴은 물론, 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 더욱이, 불필요한 댐핑 피스톤의 동작을 제거함으로써 작동소음을 최소화할 수 있게 된다.
아울러, 오리피스가 오일이 통과하는 면적이 가변되도록 이루어져 브레이크 오일 속도의 변화를 통한 압력변화를 유도하여 압력맥동을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 이에 작동소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 조립된 댐핑장치의 부분 절개도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 댐핑장치를 통해 압력맥동이 감쇠되는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치에 의해 펌프의 펌핑 시 급격한 유량변화가 감소되는 것을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 나타내는 부분 절개도이다.
도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 댐핑장치를 통해 압력맥동이 감쇠되는 상태를 나타내는 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 1을 참조하면, 유압 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압 간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터(11)에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 두 개의 차륜(FR, RL)에 마련된 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압서킷(40A)과, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 차륜(FL, RR)에 마련된 휠 실린더(30)로 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압서킷(40B)을 구비한다. 제1 유압서킷(40A) 및 제 2 유압서킷(40B)은 모듈레이터블록(40)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압서킷(40A) 및 제2 유압서킷(40B)은 각각 두 개씩의 휠 실린더(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 솔레노이드밸브들(41, 42)과, 모터(45)의 구동에 의해 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 브레이크 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 실린더(30)로부터 빠져나오는 브레이크 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(43)와, 펌프(44)의 토출구와 마스터실린더(20)를 연결하는 메인유로(47a)와, 마스터실린더(20)의 브레이크 오일이 펌프(44)의 입구로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a), 및 다수의 솔레노이드밸브(41, 42)와 모터(45)의 구동을 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU;미도시)을 포함한다.
이때, 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(41, 42), 저압어큐뮬레이터(43), 펌프(44), 메인유로(47a) 및 보조유로(48a)는 제1 및 제2 유압서킷(40A, 40B)에 각각 마련된다.
보다 구체적으로, 다수 개의 솔레노이드밸브(41, 42)는 휠 실린더(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 실린더(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 노멀 오픈형 솔레노이드밸브(41)와, 각 휠 실린더(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(41, 42)의 개폐작동은 전자제어유닛(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 감압 제동에 따라 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일은 저압어큐뮬레이터(43)에 일시적으로 저장된다.
펌프(44)는 모터(45)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터(43)에 저장된 브레이크 오일을 흡입하여 토출함으로써 액압을 휠 실린더(30)측 또는 마스터실린더(20) 측으로 전달한다.
또한, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 토출구를 연결하는 메인유로(47a)에는 트랙션 콘트롤 제어(TCS)를 위한 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(47, 이하 TC밸브)가 설치된다. 이 TC밸브(47)는 평상시 개방된 상태를 유지하여, 브레이크 페달(10)을 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(47a)를 통해 휠 실린더(30) 측으로 전달되도록 한다.
또한, 보조유로(48a)는 메인유로(47a)에서 분기되어 마스터실린더(20)의 브레이크 오일을 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 브레이크 오일이 펌프(44) 입구로만 흐르도록 하는 셔틀밸브(48)가 설치되어 있다. 전기적으로 작동되는 셔틀밸브(48)는 보조유로(48a)의 중도에 설치되어 평상시 폐쇄되고 TCS 모드시 개방되게 작동한다.
한편, 미설명된 참조부호 '49'는 브레이크 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위하여 적정한 유로의 위치에 설치되는 체크밸브이고, 참조부호 '50'은 TC밸브(47)와 셔틀밸브(48)로 전달되는 제동 압력을 감지하는 압력센서이다.
상기와 같은 유압 브레이크 시스템은 제동시 모터(45)의 작동에 따라 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력맥동이 발생하는데, 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력맥동을 감소시키기 위하여 각 유압서킷(40A, 40B)의 펌프(44) 토출단과 연결된 댐핑장치(100)를 제공한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 조립된 댐핑장차의 부분 절개도이며, 도 4 및 도 5는 각각 상기 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 통해 압력맥동이 감쇠되는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 댐핑장치(100)는 펌프(도 1의 '44' 참조)로부터 토출되는 브레이크 오일이 유입되는 인포트(102) 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트(103)와 연통하는 보어(101)에 마련된다. 이때, 맥동 저감 장치(100)는 메인유로(도 1의 '47a' 참조)상에 마련된 것으로서, 인포트(102)는 펌프(44)의 토출단과 연결되는 메인유로(47a)와 연결되고, 아웃포트(103)는 마스터실린더(20)와 연결되는 메인유로(47a)와 연결된다. 이러한 댐핑장치(100)는 보어(101)에 설치되는 슬리브(110)와, 상기 슬리브(110) 내에 슬라이딩 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤(120)과, 상기 댐핑 피스톤(120)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(130) 및 상기 슬리브(110)에 결합되어 댐핑 피스톤(120)의 이동거리를 제한하는 스토퍼(140)를 구비한다.
슬리브(110)는 상부와 하부가 개방된 원통형상으로 이루어져 보어(101)에 압입되어 고정된다. 이러한 슬리브(110)의 내주면에는 상기 슬리브(110)의 길이방향 즉, 브레이크 오일이 흐르는 방향으로 슬롯(111)이 형성된다. 이때, 슬롯(111)은 폭이 가변되도록 형성되는데, 브레이크 오일이 배출되는 방향으로 갈수록 폭이 증가하도록 형성된다. 이러한 슬롯(111)은 브레이크 오일의 압력맥동을 저감시키며 흐름을 안내하는 오리피스의 역할을 하도록 형성된 것으로서, 이 슬롯(111)은 후술할 댐핑 피스톤(120)과 슬리브(110) 사이에서 가변 오리피스(111)로 형성된다.
또한, 슬리브(110)의 외주면에는 둘레를 따라 결합홈(114)이 형성된다. 이 결합홈(114)은 후술할 스토퍼(140)와의 결합을 위하여 형성된 것으로서 아래에서 다시 설명하기로 한다.
댐핑 피스톤(120)은 탄성부재(130)에 의해 탄성지지되며 슬리브(110) 내에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 이 댐핑 피스톤(120)은 펌프(도 1의 '44' 참조)로부터 토출되는 액압에 의하여 가압되며 이동된다. 도시된 바에 따르면, 댐핑 피스톤(120)은 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일이 유입되는 인포트(102)가 위치된 슬리브(110)의 하측에 배치되며 단차진 형상으로 형성된다. 즉, 댐핑 피스톤(120)은 일측 외주면이 슬리브(110)의 내주면과 접하는 플랜지부(123)를 갖는다. 이 플랜지부(123)는 슬리브(110)의 내주면과 밀착되게 접촉됨에 따라 슬롯(111)을 가변 오리피스(111)로 형성하며 후술할 탄성부재(130)를 지지하는 역할을 수행한다. 이러한 댐핑 피스톤(120)이 탄성부재(130)를 압축하며 상측으로 이동시 가변 오리피스(111)를 통하여 브레이크 오일이 통과하는 면적이 증가하게 된다.
탄성부재(130)는 코일 형상의 댐핑 스프링(130)으로 마련되어 댐핑 피스톤(120)에 탄성력을 제공한다. 이 댐핑 스프링(130)의 일단은 댐핑 피스톤(120)의 플랜지부(123)에 지지되고, 타단은 후술할 스토퍼(140)에 의해 지지된다.
상기와 같은 댐핑 피스톤(120)은 댐핑 스프링(130)에 의해 탄성지지된 상태로 마련됨에 따라 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 일정 압력 이상일 경우 댐핑 스프링(130)을 가압하며 이동하게 된다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 댐핑장치(100)는 펌프(도 1의 '44' 참조)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력이 작은 경우 댐핑 피스톤(120)이 움직이지 않아도 가변 오리피스(111)를 통해 압력맥동을 감소시킬 수 있다. 즉, 브레이크 오일의 액압이 저압일 경우 댐핑 피스톤(120)은 움직이지 않으며, 브레이크 오일은 가변 오리피스(111)를 통해 압력맥동이 저감되며 아웃포트(103)로 배출되게 된다. 여기서, 토출되는 브레이크 오일의 일정 압력은 댐핑 스프링(130)의 탄성력과 비례하는 것으로 이해되어도 무방하며, 토출되는 압력이 댐핑 스프링(130)의 탄성력보다 작은 경우 저압의 압력인 것으로 이해되어야 한다.
한편, 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력이 댐핑 스프링(130)의 탄성력보다 큰 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 댐핑 피스톤(120)이 댐핑 스프링(130)을 압축하며 슬라이딩되어 체적이 변화됨에 따라 압력맥동이 감소된다. 이때, 댐핑 피스톤(120)의 이동에 의하여 댐핑 피스톤(120)과 슬리브(110) 사이에 형성된 가변 오리피스(111)를 통하여 통과되는 브레이크 오일의 통과 면적이 증가하게 된다.
스토퍼(140)는 슬리브(110) 내에 배치되는 댐핑 스프링(130)을 지지하며 댐핑 피스톤(120)의 이동거리를 제한한다. 이러한 스토퍼(140)는 슬리브(110)의 상부와 하부에 각각 설치된다. 보다 구체적으로, 스토퍼(140)는 몸체부(141)와, 상기 몸체부(141)와 일체로 형성되어 슬리브(110)의 결합홈(114)에 장착되는 복수의 로드부(143)를 구비한다.
몸체부(141)는 슬리브(110)의 개방된 개구의 면적보다 작은 면적을 갖는다. 이는, 인포트(102)로부터 유입된 브레이크 오일이 슬리브(110)에 형성된 가변 오리피스(111)를 통하여 아웃포트(103)로 배출되도록 하기 위함이다. 즉, 몸체부(141)가 슬리브(110)의 상측과 하측에 형성된 개구 보다 작은 면적을 갖춤으로써 몸체부(141)로부터 차단되지 않은 부분이 브레이크 오일이 흐르는 통로가 된다.
복수의 로드부(143)는 몸체부(141)로부터 절곡되어 형성된다. 도시된 바에 따르면, 로드부(143)는 결합홈(114)을 향하여 몸체부(141)로부터 하측으로 굽어져 연장되어 결합홈(114)에 결합된다. 이러한 로드부(143)는 복수개 즉, 3개로 마련된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 슬리브(110)로부터 이탈되지 않도록 결합된다면 그 개수는 증감될 수 있다. 한편, 로드부(143)에는 결합홈(114)에 끼워지도록 결합홈(114)을 향하여 돌출된 결합돌기(144)를 더 구비한다. 이 결합돌기(144)는 일면이 경사진 형상을 갖도록 이루어져 스토퍼(140)를 슬리브(110)에 결합시 미끄러져 이동하며 결합을 용이하게 한다.
그러면, 상기와 같은 댐핑장치(110)가 펌프(44)의 펌핑작동(흡입과 토출)에 따라 압력맥동을 감쇠시키는 동작상태에 대하여 설명하기로 한다.
펌프(44)는 모터(45)의 회전축에 설치된 편심베어링에 의해 피스톤이 왕복이동함에 따라 브레이크 오일을 흡입하여 토출하게 된다. 즉, 피스톤은 편심베어링과 접촉된 상태로 마련되어 편심베어링의 편심회전에 의해 왕복이동된다. 이러한 펌프(44)의 흡입 및 토출 동작은 편심베어링이 0°∼360°로 한 바퀴 회전 시 펌프(44)의 1 사이클이며, 토출에서 흡입시 급격한 유량 변화가 발생하게 된다. 즉, 도 6의 (a)에 도시된 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 댐핑장치(100)가 없는 유압 브레이크 시스템은 펌프(44)의 펌핑동작시 급격한 유량변화를 감소시키지 못하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 댐핑장치(100)가 마련된 유압 브레이크 시스템의 경우 펌프(44)의 펌핑동작에 따라 브레이크 오일이 토출시 댐핑 피스톤(120)이 댐핑 스프링(130)을 압축하며 이동됨에 따라 체적 변화가 발생하여 압력맥동을 감소시키게 된다. 이때, 댐핑장치(100)는 댐핑 피스톤(120)의 이동에 따라 펌프(44)로부터 토출되는 유량의 일정량의 체적을 구비함에 따라 펌핑동작시 발생되는 급격한 유량변화를 감소키실 수 있게 된다. 즉, 댐핑 피스톤(120)이 댐핑 스프링(130)을 압축하며 작동됨에 따라 펌프(44)의 토출 동작시 토출된 브레이크 오일의 절반은 배출되고, 펌프(44)의 흡입 동작시 댐핑 스프링(130)의 탄성력에 의해 댐핑 피스톤(120)이 원래의 위치로 복귀되며 나머지 절반의 브레이크 오일이 배출된다. 즉, 도 6의 (b)에 도시된 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 펌프(44)의 펌핑 동작시 급격한 유량변화를 감소시키게 된다. 이에, 펌프(44)로부터 토출되는 고압의 브레이크 오일에 따른 압력맥동 및 소음을 효과적으로 최소화시킬 수 있다.
한편, 전술된 댐핑 스프링(130)이 댐핑 피스톤(120)의 플랜지부(123)에 지지되는 것으로 도시하고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 댐핑 스프링(130)이 댐핑 피스톤(120') 내에 지지되어 탄성력을 제공하도록 마련될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 댐핑장치(100')가 도 7에 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 나타내는 단면도이다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
도 7을 참조하면, 댐핑장치(100')는 보어(101)에 설치되는 슬리브(110)와, 상기 슬리브(110) 내에 슬라이딩 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤(120')과, 상기 댐핑 피스톤(120')에 탄성력을 제공하는 탄성부재(130) 및 상기 슬리브(110)에 결합되어 댐핑 피스톤(120')의 이동거리를 제한하는 스토퍼(140)를 구비한다.
본 실시예에 따르면, 댐핑 피스톤(120')은 일측이 개방된 원통형상을 갖도록 마련된다. 즉, 내부에 수용공간(123')이 형성된 컵 형상으로 마련된다. 이에, 코일 형태로 마련되는 댐핑 스프링(130)은 수용공간(123')에 배치되어 댐핑 피스톤(120')에 탄성력을 제공하게 된다. 본 실시예에 따른 댐핑장치(100')는 앞선 실시예의 댐핑장치(100)와 댐핑 피스톤(120')의 형상에 따라 댐핑 스프링(130)이 설치되는 위치에 차이가 있을 뿐 그 구성요소 구조 및 동작상태는 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 나타내는 부분 절개도이고, 도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 댐핑장치를 통해 압력맥동이 감쇠되는 상태를 나타내는 단면도이다. 여기서 앞서 도시된 일 실시예의 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리키는 것으로서 이에 대한 설명을 생략한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 댐핑장치(200)는 모듈레이터블록(40)의 보어(101)에 설치되며 가변 오리피스(111)가 형성된 슬리브(110)와, 상기 슬리브(110) 내에 슬라이딩 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤(220)과, 상기 댐핑 피스톤(220)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(230) 및 상기 슬리브(110)에 결합되어 댐핑 피스톤(220)의 이동거리를 제한하는 스토퍼(140)를 구비한다.
본 실시예에 따르면, 댐핑 피스톤(220)은 일측이 개방된 원통형상을 갖도록 마련된다. 즉, 내부에 수용공간(223)이 형성된 컵 형상으로 마련된다. 도시된 바에 따르며, 탄성부재(230)는 내부에 댐핑공간(232)이 형성된 댐핑튜브(230)로 마련된다. 이 댐핑튜브(230)는 댐핑 피스톤(220)의 수용공간(223)에 설치되며 상측이 스토퍼(140)에 의해 지지된다. 이에, 댐핑튜브(230)는 댐핑 피스톤(220)의 가압에 의해 탄성변형되도록 고무재질로 이루어질 수 있다.
한편, 스토퍼(140)는 도시된 바와 같이 슬리브(110)의 상측에만 설치될 수 있다. 즉, 스토퍼(140)는 슬리브(110)의 상측에 형성된 결합홈(114)에 결합되어 댐핑튜브(230)를 지지하며 댐핑 피스톤(220)의 이동거리를 제한하게 된다. 이는 슬리브(110)의 하측 개구로 노출되는 댐핑 피스톤(220)은 보어(101)가 형성되는 모듈레이터블록(40)에 의해 지지되기 때문이다. 다만, 스토퍼(140)를 슬리브(110)의 하측에 설치하는 것은 선택적으로 적용할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 댐핑장치(200')는 펌프(도 1의 '44' 참조)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력이 작은 경우 가변 오리피스(111)를 통해 압력맥동을 감소시킬 수 있다. 이때, 댐핑 피스톤(220)은 도 9에 도시된 바와 같이, 미세하게 보어(101)의 바닥부로부터 이격되어 브레이크 오일이 가변 오리피스(111)를 통해 압력맥동이 저감되며 아웃포트(103)로 배출되게 된다.
한편, 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력이 큰 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 댐핑 피스톤(220)이 댐핑튜브(230)를 압축하며 슬라이딩되어 체적이 변화됨에 따라 압력맥동이 감소된다. 이때, 댐핑튜브(230)가 탄성변형됨은 물론, 내부의 댐핑공간(232)에 의해 충격을 완화하여 효과적으로 압력맥동 및 소음을 저감시킬 수 있게 된다. 한편, 댐핑 피스톤(220)의 이동에 의하여 댐핑 피스톤(220)과 슬리브(110) 사이에 형성된 가변 오리피스(111)를 통하여 통과되는 브레이크 오일의 통과 면적이 증가하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100, 100', 200 : 댐핑장치
110 : 슬리브
111 : 슬롯(가변 오리피스)
120, 120', 220 : 댐핑 피스톤
130, 230 : 탄성부재
140 : 스토퍼

Claims (10)

  1. 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑장치를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 댐핑장치는,
    상기 펌프의 토출단과 연결된 보어에 고정되고 상부와 하부가 개방된 슬리브;
    상기 슬리브 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 댐핑 피스톤;
    상기 슬리브 내에 마련되어 상기 댐핑 피스톤을 탄성지지하는 탄성부재; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 탄성부재를 지지하며 상기 댐핑 피스톤의 이동거리를 제한하는 스토퍼;를 구비하고,
    상기 슬리브의 내주면에는 브레이크 오일이 흐르는 방향으로 폭이 가변되는 슬롯이 형성됨에 따라 상기 댐핑 피스톤과 상기 슬리브 사이에 가변 오리피스가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가변 오리피스는 상기 브레이크 오일이 배출되는 방향으로 갈수록 상기 브레이크 오일이 통과하는 면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑 피스톤은 상기 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 일정 압력 이상일 경우 상기 탄성부재를 가압하며 이동하도록 마련된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑 피스톤은 일측 외주면이 상기 슬리브의 내주면과 접하는 플랜지부를 갖추어 단차진 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑 피스톤은 일측이 개방된 원통형상을 갖도록 마련되어 그 내부에 탄성부재가 설치되어 지지되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 코일 형상의 댐핑 스프링으로 마련되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 내부에 댐핑공간이 형성된 댐핑튜브로 마련되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 댐핑튜브는 상기 댐핑 피스톤의 가압에 의해 탄성변형되도록 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브에는 외주면을 따라 결합홈이 형성되고,
    상기 스토퍼는 상기 슬리브의 개방된 개구의 면적보다 작은 면적을 갖는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 절곡 연장 형성되어 상기 결합홈에 결합되는 복수의 로드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 로드부는 상기 결합홈에 끼워지도록 결합홈을 향하여 돌출된 결합돌기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
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