KR100486662B1 - 선택적인 공압 반력을 구비한 브레이크 부스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 작동챔버와 공압성의 피드백력이 발달되는 것을 가능하게 해주는 2개의 반동챔버를 포함하는 공압 브레이크 부스터에 관한 것이다.

후방 작동챔버로부터 전방 반동챔버를 향하여 설정된 소정의 값보다 더 큰 공기유동에 응답하여 선택밸브(13)는 부스터에 부여되는 요구에 대해 부스터의 응답시간을 적합화시키도록 이 2개의 챔버사이에 제공된 연통부(C2)가 적어도 부분적으로 폐쇄되게 한다.

Description

선택적인 공압 반력을 구비한 브레이크 부스터{BRAKE BOOSTER WITH SELECTIVE PNEUMATIC REACTION}

본 발명은 공압부스터에 관한 것이며, 제1작동챔버가 제1압력을 공급하는 제1압력원에 연결되고 제2작동챔버가 3방향밸브에 의해서 제1압력원 또는 제1압력과 다른 압력을 공급하는 제2압력원에 선택적으로 연결되는 적어도 2개의 작동챔버로 기밀상태로 분할되는 강성의 케이싱; 케이싱내에서 2개의 작동챔버의 경계를 정하고 강성의 스커트를 포함하고 있으며 3방향밸브의 작동에 의해서 2개의 챔버 사이에서 선택적으로 설정된 압력차이로부터 발생하는 부스터력에 의해서 가압될 수 있는 이동격벽; 스커트를 제1축방향을 따라 이송할 수 있고 3방향밸브를 수용할 수 있는 공압피스톤; 피스톤내에 수용되고 3방향밸브의 작동을 제어하는 입력을 수용할 수 있는 작동로드; 작동로드에 대해 축방향으로 이동될 수 있고 제1축방향으로 향하고 입력과 부스터력으로 이루어진 출력을 수용하여 전달할 수 있는 푸시로드; 및 부스터력과 함께 증가될 수 있는 반력을 입력에 대항하여 작동로드에 적용시키기 위하여 작동로드와 푸시로드사이에 설치된 반동수단을 포함하고 있는 자동차의 제동을 증강시키는 데 사용될 수 있는 공압부스터에 관한 것이다.

종래기술에서 잘 알려진 이러한 타입의 장치는 오늘날 제동에 도움을 주기 위하여 다수의 자동차에 적용된다. 이러한 장치는 본질적인 반동수단으로서 탄성중합체재료로 형성된 반동디스크를 사용하고 이것은 전체적으로 만족스러워 오랜동안에 의심없이 계속 사용될 것이다. 하지만, 관련된 기술의 전통성에도 불구하고 부스터는 그 작동특성의 최적화를 위하여 계속 연구되어왔다. 이러한 연구중에는 부스터의 동적성능의 한계를 개량하는, 보다 상세하게는 부스터가 작동되는 속도의 함수로서 변화될 수 있는 그 작동특성에 있어서의 공차를 감소시키는 최근의 시도를 특징으로 하는 것이 있다.

도 1은 본 제안에 있어 특별히 기여하는 선택밸브를 제외한 본 발명의 특징을 결합시킨 부스터의 단면도,

도 2는 선택밸브의 제1가능한 실시예를 나타내고 본 발명의 모든 특징을 포함하는 부스터에 대한 도 1의 링형상부분의 확대단면도,

도 3은 도 2의 선3-3의 선택밸브의 단면도,

도 4는 선택밸브의 제2가능한 실시예를 나타내고 본 발명의 모든 특징을 포함하는 부스터에 대한 도 1의 링형상부분의 확대단면도, 및

도 5는 도 4의 방향5-5에서 본 선택밸브의 평면도.

본 발명은 이 연구에 포함되며 본 발명의 목적은 선택적으로 짧게되는 반응시간과 함께 현재의 부스터보다 더 큰 작동재현성을 가진 대량생산을 위한 부스터를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 위하여 본 발명의 부스터는 근본적으로 반동수단이 스커트의 중앙영역에서 이 스커트에 설치되고 제1 및 제2작동챔버를 각각 향한 제1 및 제2강성의 벽 사이에 형성된 고정체적; 제2 및 제1 강성의 벽에 의해서 부분적으로 각각 경계가 정해지는 제1 및 제2반동챔버로 고정체적을 분할하는 이동분할기; 제1작동챔버와 제1반동챔버를 그리고 제2작동챔버와 제2반동챔버를 각각 연결하는 제1 및 제2연통부; 및 제2작동챔로부터 제2반동챔버를 향하여 설정된 소정의 값보다 더 큰 공기유동에 응답하여 제2연통부를 적어도 부분적으로 폐쇄하는 선택밸브를 포함하고 있으며, 스커트의 제1강성의 벽이 제1축방향을 따라 푸시로드를 적어도 간접적으로 이송할 수 있도록 형성되어 있으며, 분할기는 제1축방향에 반대인 방향을 따라 작동로드를 적어도 간접적으로 이송할 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 발명자는 아직 공개되지는 않았지만 1995년 3월 31일자로 출원한 프랑스특허 출원번호 제 95 03839호의 관련된 장치의 발명자이며 여기에서 개시된 부스터는 부스터가 제2작동챔버로부터 제2반동챔버를 향해 이동하는 공기의 유동을 제어하는 선택밸브를 포함하는 사실에 의해서 종래기술과 구별될 수 있다. 이 선택밸브 덕분에, 제안된 부스터는 운전자에 의해서 약하게 주어지는 제동조작에 대해 반응하여, 부스터의 응답이 주어진 요구에 적합하도록 해주는 제동조작이 보다 빨라져서 제동효율과 운전자를 위한 안락함이 보다 높아진다.

또한 공기의 점도가 온도의 함수로서 비교적 작게 변화하는 한 부스터의 적합한 특성은 우수한 안정성을 제공한다. 선택밸브는 예컨대 제2연통부내에서 이동될 수 있는 방식으로 결합되고 밸브스프링에 의해서 최대개방위치를 향해 되밀어지고 제2작동챔버로부터 제2반동챔버를 향하여 이동하는 공기의 유동에 의해서 최소개방위치를 향해 가압되는 셔터부재를 포함하고 있다.

다른 가능한 실시예에 따라, 선택밸브는 자연적으로는 제2연통부로부터 떨어져 유지되고 제2작동챔버로부터 제2반동챔버를 향하여 이동하는 공기의 유동의 작용하에서 제2연통부에 대해 가압될 수 있는 탄성리프를 포함하고 있다.

본 발명의 다른특징 및 이점은 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서 이하에 주어진 실시예로부터 명백해질 것이다.

본질적으로 잘 알려진 방식으로, 이 공압부스터는 강성의 케이싱(1), 강성의 스커트(3)를 포함하는 이동격벽(2), 공압피스톤(4), 3방향밸브(5), 작동로드(6), 푸시로드(7) 및 제어로드(6)와 푸시로드(7)사이에 설치된 반동수단를 포함하고 있으며(도 1), 이에 대한 개량이 본 발명의 실체를 구체적으로 형성한다.

이동격벽(2)은 강성의 케이싱(1)의 내부체적을 기밀상태로 상보적이고 가변적인 체적의 2개의 작동챔버(T1 및 T2)로 분할한다. 제1작동챔버(T1)는 역지밸브(8)를 통하여 저압원(D)에 연결되어 있으며 제2작동챔버(T2)는 3방향밸브(5)에 의해서 저압원(D) 또는 비교적 고압인 고압원(A) 예컨대 대기압에 선택적으로 연결될 수 있다.

이러한 공지의 배열에 의해서, 제2작동챔버(T2)를 제2 압력원(A)에 연결하는 3방향밸브(5)의 작동은 2개의 작동챔버(T1,T2)사이에서의 압력차를 발생시키고 따라서 이동격벽(2)은 부스터의 부스터력을 나타내는 힘에 의해서 가압되고 케이싱(1)내에서 스프링(10)에 의해서 발휘된 힘에 대항하여 이동하고 이동격벽과 함께 스커트(3)와 일체인 공압피스톤(4)을 이동시킨다.

실제로 3방향밸브(5)는 피스톤(5)에 의해서 지지되고 축방향(S)의 입력을 작동로드(6)에 가함으로써 작동챔버(T2)로 개방되며 이 작동로드 자체는 피스톤(4)에 의해서 지지되고 필러(9)에서 종결된다.

푸시로드(7)는 작동로드(6)에 대해 축방향으로 이동될 수 있도록 장착되며 또한 축방향(S)으로 향한 출력을 수용할 수 있으며, 이 출력은 마스터실린더(도시안됨)에 전달되며 입력과 부스터력으로 이루어져 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 보다 상세하게는 부스터력과 함께 증가하는 반력을 입력에 대항하여 작동로드에 가하기 위하여 작동로드(6)와 푸시로드(7) 사이에 설치된 소위 "반동"수단에 대한 개량에 관한 것이다. 본 발명에 따른 부스터에 있어서, 이 반동수단은 스커트(3)의 중앙영역(Z)에서 이 스커트(3)의 2개의 강성의 벽(31,32) 사이에 형성된 고정체적(V), 고정체적(V)을 2개의 반동챔버(R1,R2)로 분할하는 이동분할기(11), 작동챔버(T1)와 반작용챔버(R1)를 서로 연결하는 제1연통부(C1), 및 작동챔버(T2)와 반작용챔버(R2)를 서로 연결하는 제2연통부(C2)를 포함하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 작동챔버(T1,T2)를 각각 향한 스커트(3)의 강성의 벽(31,32)은 이동분할기(11)에 의해서 서로 분리되는 반동챔버(R2,R1)의 경계를 부분적으로 정한다.

예컨대, 이동분할기(11)는 이동격벽(2)과 동일한 방식으로 형성되며 강성의 부스커트(110)와 도면에 도시된 바와 같이 분할기와 이동격벽(2)에 공통될 수 있는 가요성 다이어프램(111)을 포함하고 있다. 따라서 예시된 부스터의 특정경우에 있어서, 연통부(C1)는 스커트(3)의 강성의 벽(31)과 강성의 부스커트(110)를 통과하는 반면에 연통부(C2)는 스커트(3)의 강성의 벽(32)과 가요성 다이어프램(111)을 통과한다.

부스터력의 전달은 스커트(3)의 강성의 벽(31)이 푸시로드(7)의 숄더(70)에 대해 축방향(S)으로 맞닿는 상태로 될 수 있고 따라서 이 축방향(S)으로 벽을 따라 이 푸시로드(7)를 이동시킬 수 있도록 형성되는 사실에 의해서 보장된다. 더욱이 작동로드(6)로의 반력의 적용은 분할기(11), 보다 상세하게는 강성의 부스커트(110)가 필러(9)의 숄더(90)에 대해 축방향(S)의 반대방향으로 맞닿는 상태로 될 수 있고 따라서 축방향(S)의 반대방향으로 부스커트와 함께 필러(9)와 일체인 작동로드(6)를 이송시킬 수 있도록 형성되는 사실에 의해서 보장될 수 있다. 바람직하게 부스터는 부스터에 의해서 발생될 수 있는 부스터력의 최소값("점프"라함)을 형성하기 위하여 분할기(11)와 공압피스톤(4) 사이에 설치된 프리스트레스 스프링(12)을 포함하고 있다. 지금까지 설명된 부스터는 다음과 같은 본 발명의 작동의 모든 특징을 아직 포함하고 있지 않다. 부스터의 휴지의 위치에서는, 피스톤(4)으로부터 떨어지도록, 그럼으로써 필러(9)의 숄더(90)로부터 떨어지도록 부스커트(110)를 되미는 상기 스프링(12)은 이 부스커트와 숄더 사이에서 입력이 작동로드(6)에 가해지자마자 감소되는 경향이 있는 간극을 발생시킨다.

더욱이 부스터가 휴지위치에 있는 한 밸브(5)를 통해 서로 연통하는 작동챔버(T1,T2)는 입력이 적용되자마자 서로 차단되고 이 후에 밸브(5)는 후방작동챔버(T2)를 공지의 방식으로 대기(A)에 연결한다.

하지만, 연통부(C2)를 통하여 반작용챔버(R2)내로 점진적으로 도입되는 대기공기는 필러(9)의 숄더(90)와 부스커트(110)사이의 간극이 감소될 때까지 축방향(S)의 반대방향으로 분할기(11)를 가압하고 그 다음에 부스터는 도 1에 도시된 위치에 있게 된다. 이 위치를 넘어서, 작동챔버(Tl,T2) 사이에서 발생된 압력차이에 의해서 가압된 이동격벽(2)은 축방향(S)으로 이동하고 스프링(10)을 압축하고 작동로드(6)에 가해진 입력에 비례하는 힘을 푸시로드(7)에 적용하며 균형은 분할기(11)에 의해서 필러(9)를 통하여 푸시로드(6)에 전달되는 반력에 의해서 확보된다. 이러한 방법의 작동은 챔버(T2,R2)내의 압력이 대기압력에 접근할 때까지 또한 그 때까지 필러(9)와 푸시로드(7)사이에 존재하는 간극(J)이 감소될 때까지(포화상태) 계속되며 그 후의 증가되는 모든 입력은 이 로드(7)에 직접 지지되는 필러(9)를 통하여 푸시로드(7)에 직접 전달된다.

하지만 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 부스터는 이미 상술된 요소에 부가하여 제2작동챔버(T2)로부터 제2반동챔버(R2)를 향해 설정된 소정의 값보다 높은 공기유동에 응답하여 적어도 부분적으로 제2연통부(C2)를 폐쇄할 수 있는 선택밸브를 포함하며, 이러한 선택밸브의 존재는 본 발명에 따른 부스터가 비교적 느리게 주어지는 제동조작에 의해서 작동되는 경우에만 상술된 작동을 행하는 효과를 가진다.

제1가능한 실시예(도2, 도3)에 따라 선택밸브(13)는 제2연통부(C2)내에서 이동될 수 있는 방식으로 결합되고 밸브스프링(132)에 의해서 최대개방위치를 향해 되밀어지고 제2작동챔버(T2)로부터 제2반동챔버(R2)를 향해 이동하는 공기의 유동에 의해서 최소개방위치를 향해 가압되는 셔터부재(131)를 포함하고 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 셔터부재(131)는 본질적으로 실린더내측에 내접된 플루트형 몸체(131a)와 연통부(C2)를 통과하는 공기의 동적압력이 스프링(132)의 힘을 극복하기에 충분하게 높은 힘을 셔터부재(131)에 적용하면 연통부(C2)를 폐쇄할 수 있는 림(131b)으로 이루어져 있다. 림(131b)으로부터 가장 멀리 있는 셔터부재의 끝에서 셔터부재(131)에 체결되는 와셔(133)는 이 셔터부재가 스프링(132)의 힘의 영향하에서 채용되는 말단위치를 한정하도록 연통부(C2)의 에지를 지지할 수 있다.

제2가능한 실시예(도4, 도5)에 따라, 선택밸브(13)는 135와 같은 리벳에 의해서 강성의 벽(32)에 고정되는 탄성리프(134)를 포함하고 있으며 이 탄성리프는 자연적으로는 제2연통부(C2)로부터 떨어져 유지되고 제2작동챔버(T2)로부터 제2반동챔버(R2)를 향하여 이동하는 소정의 값보다 더 큰 공기의 유동의 영향하에서 이 제2연통부(C2)에 대하여 가압될 수 있다.

Claims (3)

1. 제1작동챔버(T1)가 제1압력을 공급하는 제1압력원(D)에 연결되고 제2작동챔버(T2)가 3방향밸브(5)에 의해서 제1압력원(D) 또는 제1압력보다 높은 압력을 공급하는 제2압력원(A)에 선택적으로 연결될 수 있는 적어도 2개의 작동챔버(T1,T2)로 기밀상태로 분할되는 강성의 케이싱(1); 케이싱내에서 2개의 작동챔버의 경계를 정하고 강성의 스커트(3)를 포함하고 있으며 3방향밸브의 작동에 의해서 2개의 작동챔버 사이에서 선택적으로 설정된 압력차이로부터 발생하는 부스터력에 의해서 가압될 수 있는 이동격벽(2); 스커트(3)를 제1축방향(S)을 따라 이동시킬 수 있고 3방향밸브(5)를 수용할 수 있는 공압피스톤(4); 피스톤에 수용되고 3방향밸브의 작동을 제어하는 입력을 수용할 수 있는 작동로드(6); 작동로드에 대해 축방향으로 이동될 수 있고 제1축방향(S)으로 향하고 입력과 부스터력으로 이루어진 출력을 수용하여 전달할 수 있는 푸시로드(7); 및 부스터력과 함께 증가될 수 있는 반력을 입력에 대항하여 작동로드에 적용시키기 위하여 작동로드(6)와 푸시로드(7)사이에 설치된 반동수단를 포함하고 있는 공압부스터에 있어서,

   반동수단은 스커트의 중앙영역(Z)에서 스커트에 설치되고 제1 및 제2작동챔버(T1,T2)를 각각 향한 제1 및 제2강성의 벽(31,32) 사이에 형성된 고정체적(V); 제2 및 제1 강성의 벽(32,31)에 의해서 부분적으로 각각 경계가 정해지고 제2 및 제1작동챔버(T2,T1)에 각각 인접하는 제1 및 제2반동챔버(R1,R2)로 고정체적(V)을 분할하는 이동분할기(11); 제1작동챔버(T1)와 제1반동챔버(R1)를 그리고 제2작동챔버(T2)와 제2반동챔버(R2)를 각각 연결하는 제1 및 제2연통부(C1,C2); 및 제2작동챔버(T2)로부터 제2반동챔버(R2)를 향하여 설정된 소정의 값보다 더 큰 공기유동에 응답하여 제2연통부(C2)를 적어도 부분적으로 폐쇄하는 선택밸브(13)를 포함하고 있으며, 스커트(3)의 제1강성의 벽(31)은 제1축방향(S)을 따라 푸시로드(7)를 적어도 간접적으로 이송시킬 수 있도록 형성되어 있으며, 분할기(11)는 제1축방향에 반대인 방향을 따라 작동로드(6)를 적어도 간접적으로 이송할 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공압부스터.
2. 제 1 항에 있어서, 선택밸브(13)는 제2연통부(C2)내에서 이동될 수 있는 방식으로 결합되고 밸브스프링(132)에 의해서 최대개방위치를 향해 되밀어지고 제2작동챔버(T2)로부터 제2반동챔버(R2)를 향하여 이동하는 공기의 유동에 의해서 최소개방위치를 향해 가압되는 셔터부재(131)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공압부스터.
3. 제 1 항에 있어서, 선택밸브(13)는 자연적으로는 제2연통부(C2)로부터 떨어져 유지되고 제2작동챔버(T2)로부터 제2반동챔버(R2)를 향하여 이동하는 공기의 유동의 영향하에서 제2연통부(C2)에 대해 가압될 수 있는 탄성리프(134)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공압부스터.