KR100677848B1

KR100677848B1 - 차량용 브레이크 부스터

Info

Publication number: KR100677848B1
Application number: KR1020030030817A
Authority: KR
Inventors: 임범빈
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2007-02-05
Also published as: KR20040098444A

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 부스터에 관한 것으로, 그 목적은 금형이나 기타 관련 조립부품의 교체없이 원하는 성능을 구현할수 있는 차량용 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터는 내부에 너트부가 마련된 콘트롤 플런저의 일단에는 내부에 관통공이 마련된 로드가 마련되는데, 상기 관통공에는 나사 관통부와 나사체결부에 나사가 결합되어 마련됨으로써, 콘트롤 플런저와 로드와의 간격을 조정하여 jump-in force와 배력비의 조절을 가능하게 하는 작용효과가 있다.

Description

차량용 브레이크 부스터{Brake booster for automobile}

도 1 은 종래 차량용 브레이크 부스터의 단면도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 단면도이다.

도 3 은 도 2의 Ｏ부를 확대하여 보인 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

26 : 밸브본체 27 : 리액션 디스크

35 : 출력축 36 : 너트부

37 : 나사관통부 38 : 나사체결부

39 : 로드 40 : 나사

차량용 브레이크 부스터(BOOSTER)는 진공과 대기와의 기압차이를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력를 발생시키는 장치를 말하며, 전방셀의 전면부에 마스터실린더가 결합되어 있어서 증폭된 힘을 이용하여 제동유압을 형성하게 된다. 도 1 은 이러한 기능을 하는 종래 차량용 브레이크 부스터를 보인 것이다.

종래 차량용 브레이크 부스터는 도 1 에 도시한 바와 같이, 프론트셀(1a)과 리어셀(1b)이 밀폐 결합된 케이싱(1)과, 이 케이싱(1) 내부를 프론트실(2a)(2b)과 리어실(2c)(2d)로 구획하는 센터플레이트(1c), 일단은 센터플레이트(1c)의 중심부를 미끄럼 가능하게 관통하며 타단은 리어셀(1b)의 개구된 중심부를 통해 외부로 돌출되게 장착되어 공기유입을 제어하는 밸브본체(6), 브레이크 페달(미도시)에 의해 연동하는 입력축(4)과 이의 작동에 따라 변위의 힘을 전달받는 출력축(5)을 구비한다.

프론트실(2a)(2b)은 프론트다이아프램(3a)과 프론트파워피스톤(3b)에 의해 프론트정압실(2a)과 프론트변압실(2b)로 구획되며, 리어실(2c)(2d)은 리어다이아프램(3c)과 리어파워피스톤(3d)에 의해 리어정압실(2c)과 리어변압실(2d)로 구획된다.

밸브본체(6)는 일단부 외주에 프론트다이아프램(3a)과 프론트파워피스톤(3b) 및 리어다이아프램(3c)과 리어파워피스톤(3d), 그리고 센터플레이트(1c)가 결합되며, 공기흡입부(6c)가 형성된 타단부는 리어셀(1b)의 중심부를 관통하여 대기와 연통된다.

이러한 밸브본체(6)의 내부에는 정압실(2a)(2c)과 변압실(2b)(2d)을 연통하는 정압통로(6a) 및 대기와 변압실(2b)(2d)을 연통시키는 변압통로(6b)가 형성되며, 입력축(4)의 단부와 결합되어 축방향으로 미끄럼운동하는 제 1 플런저(9)가 마련된다. 상기 제 1 플런저(9)의 외주는 단차지게 마련되며, 그 일단은 입력축(4)으로부터 받은 힘을 제 2 플런저(8)에 전달하기 위해 입력축(4)을 수용하는 수용부가 마련되며, 타단면에는 입력축(4)으로받은 힘을 출력축(5)으로 전달하기위해 돌 출부(12)가 마련된다. 상기 제 1 플런저(9)의 선단에 소정간격 진퇴운동가능하도록 제 2 플런저(8)가 설치되는데, 상기 제 2 플런저(8)는 상기 돌출부(12)와 결합되도록 요홈(11)이 마련되며, 리액션디스크(7)쪽으로 단차지게 마련된다. 그리고, 출력축(5)과 제 2 플런저(8)의 선단 사이에는 단면적의 차이로 인해 작용받은 힘을 배가시켜 출력축에 전달하는 리액션디스크(7)가 마련된다. 미설명부호 6d는 입력축(4)의 작동에 따라 공기의 유입을 제어하도록 밸브본체(6)내에 설치된 탄성재질의 포펫밸브로서, 포펫밸브(6d)에 의해 정압통로(6a)와 변압통로(6b)가 선택적으로 개폐된다.

다음에는 이와같이 구성된 종래 차량용 브레이크 부스터의 작동을 설명한다.

먼저, 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 경우 각각의 정압실(2a)(2c)과 변압실(2b)(2d)은 부압원에 진공상태로 유지된다. 이러한 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 입력축(4)이 전진하여 제 1 플런저(9)가 밀리게 되고, 이로인해 제 2 플런저(8)의 선단이 리액션디스크(7)를 직접적으로 밀게된다. 아울러 플런저(8,9)의 이동에 의해 변압통로(6b)가 외기와 연통됨으로써, 외부공기가 변압통로(6b)를 통해 각 변압실(2b)(2d)로 유입된다. 외부공기는 차압에 의해 순간적으로 유입됨으로써, 각각의 다이아프램(3a)(3c)과 파워피스톤(3b)(3d) 및 밸브본체(6)가 정압실(2a)(2c)측으로 밀리게 되고, 입력보다 증폭된 출력이 리액션디스크(7)와 출력축(5)을 통해 마스터실린더어셈블리(미도시)로 전달되어 제동유압을 발생시킨다.

이때, 리액션디스크(7)에는 플런저(8,9)로부터 전달되는 힘과 밸브본체(6)로 부터 전달되는 힘이 동시에 작용하는데, 운전자가 직접적으로 가한 힘과 기압차에 의해 형성된 힘의 비는 리액션디스크(6)와 접촉하여 직접 압력을 가하는 밸브본체(6)의 접촉면과 플런저(8,9) 선단면의 면적비로 결정된다.

종래 브레이크 부스터에서는 운전자가 브레이크 페달(미도시)을 밟는 힘이 일정수준 이상인 경우 그 이상의 배력효과가 상실되며, 브레이크 페달(미도시)을 밟는 힘이 그대로 전달되는 현상이 발생하게 된다. 즉 브레이크 페달(미도시)을 통해 가해지는 입력과 기압차에 의해 얻어지는 출력의 비는 앞에서 설명한 바와 같이, 리액션디스크(7)와 직접 접하는 플런저(8,9)의 선단 면적과 밸브본체(6)의 접촉면적 비로 결정되는데 종래 차량용 브레이크 부스터에서는 배력비를 결정하는 부품의 면적이 셋팅되어 단일배력비만을 발생한다.

이와같은 종래 차량용 브레이크 부스터는 대형이나 소형차의 브레이크 성능 평가를 위해 각각의 별도의 부스터를 제작하고 평가하는데 소요시간이 많이 걸리게 되며, 부스터 제작하는 비용이 상승하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 차량용 브레이크 부스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플런저를 개선하여 금형이나 기타 관련조립부품의 많은 교체없이 원하는 성능을 구현할수 있도록 하는 차량용 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위한 본 발명은,

프론트셀과 리어셀이 밀폐 결합된 케이싱, 케이싱 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 파워피스톤과 다이아프램, 일단외주에 파워피스톤과 다아아프램의 중심부가 밀폐 결합되며, 타단이 리어셀을 관통하여 대기와 연통된 밸브본체, 밸브본체의 일단 내부에 축방향으로 마련된 실린더홀에 진퇴운동 가능하게 설치되어 변압실로의 공기유입을 제어하는 콘트롤 플런저와 나사부가 마련된 로드와, 일단이 콘트롤 플런저에 결합되고 타단은 브레이크 패달과 연계된 입력축, 입력축이 전진하는 경우 파워피스톤과 다이아프램 변위의 힘을 전달받도록 밸브본체의 일단 중심부에 리액션 디스크를 개재하여 접하도록 배치된 출력축을 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

상기 콘트롤 플런저는 축방향의 내부에 너트부가 마련되어 있으며, 교체가 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 콘트롤 플런저의 일단에는 내부에 관통공이 마련된 로드가 마련되는데, 상기 관통공에는 나사 관통부와 나사체결부에 나사가 결합되어 마련된다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터는 프론트셀(21)과 리어셀(21b)이 밀폐결합된 케이싱(21), 케이싱(21) 내부를 프론트실(22a,22b)과 리어실(22c,22d)로 구획하는 센터플레이트(21c), 센터플레이트(21c)의 중심부를 자유롭게 미끄러져 움직이도록 관통하여 배치되며 프론트실(22a,22b)과 리어실(22c,22d)로의 공기유입을 제어하는 밸브본체(26), 브레이크페달(미도시) 조작에 의해 밸브본체(26)를 작동시키는 입력축(24)과, 배가된 힘을 전달받도록 고무 재질의 리액션디스크(27)가 설치된 출력축(35)을 구비한다.

프론트실(22a,22b)은 프론트셀(21)과 센터플레이트(21c)사이의 공간에 형성되는데, 이것은 프론트다이아프램(23a)과 프론트파워피스톤(23b)에 의해 또다시 프론트정압실(22a)과 프론트변압실(22b)로 구획된다. 그리고 프론트정압실(22a)내부에는 밸브본체(26)를 복원시키는 복원스프링(31)이 설치되며, 프론트셀(21)의 외벽에는 프론트정압실(22a)과 부압원을 연통시키는 진공연결관이 장착된다. 또한 리어실(22c,22d)은 센터플레이트(21c)와 리어셀(21b)사이의 공간에 형성되며, 이것 역시 리어다이아프램(23c)과 리어파워피스톤(23d)에 의해 리어정압실(22c)과 리어변압실(22d)로 나뉘어진다.

그리고, 밸브본체(26)는 다단으로 단차진 원통형상으로 마련되며, 일단 외주에 프론트다이아프램(23a)과 프론트파워피스톤(23b) 및 센터플레이트(21c)가 끼워져 결합되며, 리어다이아프램(23c)과 리어파워피스톤(23d)역시 상기 밸브본체(26)에 끼워져 결합된다. 공기흡입부(26c)가 마련된 상기 밸브본체(26)의 타단은 리어셀(21b)의 중심부를 관통하여 외기와 연통된다.

또한, 밸브본체(26) 내부에는 정압실(22a,22c)과 변압실(22b,22d)을 연통시키는 정압통로(26a)와 변압실(22b,22d)과 외기를 연통시키는 변압통로(26b) 및 일단 중심부에 축방향으로 실린더홀(20)이 형성되어 있다. 실린더홀(20)에는 입력축(24)의 단부와 연계되어 축방향으로 미끄럼운동하는 콘트롤 플런저(28)가 설치되며, 밸브본체(26) 내부에는 입력축(24)의 작동에 의해 공기의 유입을 실질적으로 제어하는 탄성재질의 포펫밸브(32)가 설치된다.

또한, 포펫밸브(32)와 조합하여 진공밸브기능을 수행하도록 밸브본체(26)내주에는 제 1 밸브시트부(32a)가 마련되어 있어서, 포펫밸브(32)선단이 제 1 밸브시트부(32a)에 안착되면 정압통로(26a)는 폐쇄되게 된다. 그리고 포펫밸브(32)와 조합하여 에어밸브기능을 수행하도록 콘트롤 플런저(28)의 후단부에는 제 2 밸브시트부(32b)가 마련되어 있어서, 포펫밸브(32)선단이 제 2 밸브시트부(32b)에 안착되면 외기가 변압실(22b,22d)로 유입되는 것을 차단하게 된다.

본 발명에 따른 플런저의 구조를 도 3 을 참조하여 살펴보면, 콘트롤 플런저(28)의 내부에는 너트부(36)가 마련된다. 상기 콘트롤 플런저(28)와 소정간격 이격된 공간에는 중공의 로드(39)가 마련되며, 상기 로드(39)의 내부에는 나사(40)가 체결될수 있도록 하는 나사체결부(37)와 나사가 로드에 삽입될수 있도록 나사를 안내하는 나사관통부(38)가 마련된다.

상기 콘트롤 플런저(28)와 로드(39)가 닿는 면적에 의해 리액션디스크(27)와의 접촉으로 생기는 jump-in force와 배력비가 결정이 되는데, 상기 콘트롤 플런저(28)는 지름이 다른 다른 콘트롤 플런저와의 교환이 가능하도록 마련된다.

이와같이 구성된 본 발명의 차량용 브레이크 부스터는 초기상태의 정압실(22a,22c)과 변압실(22b,22d)은 부압원에 의해 진공으로 되어있으며, 이러한 자동차에서 운전자가 브레이크페달을 밟게 되면 입력축(24)이 전진하고 동시에 이 단부와 결합되어 있는 콘트롤 플런저(28)가 좌측으로 작동한다. 아울러 에어밸브의 역할을 하는 포펫밸브(32)와 콘트롤 플런저(28) 후단부의 제 2 밸브시트부(32b)는 분리되고, 포펫밸브(32)는 탄성재질로 되어 있기 때문에 밀려서 이 단부가 제 1 밸 브시트부(32a)에 안착된다. 따라서, 제 1 밸브시트부(32a)와 포펫밸브(32)가 진공밸브 역할을 하여 정압실(22a,22c)과 변압실(22b,22d)의 연통이 차단되도록 정압통로(26a)를 폐쇄한다.

한편, 포펫밸브(32)와 제 2 밸브시트부(32b)가 분리됨에 따라 발생되는 틈새를 통하여 외기 공기는 밸브본체(26)의 공기흡입부(26c)로 유입되어 변압통로(26b)를 거쳐 변압실(22b,22d)로 들어간다. 이에 따라 진공상태의 변압실(22b,22d)로 대기압의 공기가 유입되는데 차압에 의해 외기공기는 순간적으로 유입되고 동작가능한 다이아프램(23a,23c)과 파워피스톤(23b,23d)이 정압실(22a,22c)쪽으로 상당한 힘으로 밀리게 된다. 이때 파워피스톤(23b,23d)의 중심부에 설치된 리액션디스크(27)를 통해 입력보다 증폭된 출력이 출력축(35)을 통해 마스터실린더어셈블리(미도시)로 전달되어 제동유압을 발생시키고, 이 압력이 브레이크장치의 휠실린더로 전달되어 제동작용을 하게된다.

그리고, 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼면, 복원스프링(31)과 파워피스톤(23b,23d)의 탄성력에 의해 플런저와 입력축(24)이 다시 복원되는 동시에 콘트롤 플런저(28)의 후단부에 형성된 제 2 밸브시트부(32b)가 포펫밸브(32)를 밀어 밸브본체(26) 내부에 마련된 제 1 밸브시트부(32a)에서 분리시키고, 공기유입을 중지시키는 에어밸브 역할을 한다. 또한 포펫밸브(32)가 제 1 밸브시트부(32a)에서 분리되어 정압실(22a,22c)과 변압실(22b,22d)이 순간적으로 연통됨으로, 변압실(22b,22d)의 공기는 정압통로(26a)를 통해 진공상태의 정압실(22a,22c)로 빠져나가게 되고, 또다시 정압실(22a,22c)은 부압원에 의해 진공상태로 되어 브레이 크 배력장치의 초기상태로 된다.

교환이 가능한 콘트롤 플런저가 설치됨으로써, 배력비와 jump-in force를 원하는 값으로의 변경이 용이하게 되는 작용효과가 있다.

또한, 금형이나 기타 관련 조립부품의 많은 교체없이 원하는 성능을 구현할수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims

프론트셀과 리어셀이 밀폐 결합된 케이싱, 케이싱 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 파워피스톤과 다이아프램, 일단외주에 파워피스톤과 다아아프램의 중심부가 밀폐 결합되며, 타단이 리어셀을 관통하여 대기와 연통된 밸브본체, 밸브본체의 일단 내부에 축방향으로 마련된 실린더홀에 진퇴운동 가능하게 설치되어 변압실로의 공기유입을 제어하는 콘트롤 플런저와 일단이 콘트롤 플런저에 결합되고 타단은 브레이크 패달과 연계된 입력축, 입력축이 전진하는 경우 파워피스톤과 다이아프램 변위의 힘을 전달받도록 밸브본체의 일단 중심부에 리액션 디스크를 개재하여 접하도록 배치된 출력축을 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

상기 콘트롤 플런저는 축방향의 내부에 너트부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서,

상기 콘트롤 플런저는 지름이 다른 콘트롤 플런저로 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서,

상기 콘트롤 플런저의 일단에서 소정간격 이격되어 내부에 관통공이 마련된 로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
제 3 항에 있어서,

상기 로드의 관통공에는 나사가 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
제 3 항에 있어서,

상기 관통공에는 나사가 관통하는 나사 관통부와 관통하여 삽입된 나사가 체결되는 나사체결부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.