KR100803879B1

KR100803879B1 - 파워 피스톤 손상방지 구조를 구비한 브레이크 부스터

Info

Publication number: KR100803879B1
Application number: KR1020040067974A
Authority: KR
Inventors: 김상보; 김영택
Original assignee: 한국델파이주식회사
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2008-02-14
Also published as: KR20060019346A

Abstract

본 발명의 외체를 형성하는 전후방하우징(3,5) 및 브레이크 페달(B/P)과 연결된 파워 피스톤부(7)를 포함하는 브레이크 부스터(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 브레이크 페달(B/P)에 직결된 푸시로드(22)에 의해 가압되는 에어밸브(25)의 일측으로 파워 피스톤(21)과 접촉하도록 돌출된 걸림돌기(53)를 형성하고, 이때 상기 걸림돌기(53)는 상기 파워 피스톤(21)의 축경부에 끼워진 클립(28)을 구속하며, 상기 에어밸브(25)의 일측에 형성된 플랜지부(51)와 상기 클립(28)이 접촉하기 전에 상기 파워 피스톤(21)과 접촉하도록 구비되어, 브레이크 급제동 시 부스터의 성능이 더 이상 증가될 수 없는 런아웃 상태에서 그 이상의 페달 답력이 가해질 경우 에어밸브에 의해 파워 피스톤이 손상되는 것을 방지하는 파워 피스톤 손상방지 구조를 구비한 브레이크 부스터를 제공한다.

브레이크, 부스터, 에어밸브, 파워 피스톤

Description

파워 피스톤 손상방지 구조를 구비한 브레이크 부스터{Brake booster provided with a structure to prevent a power piston from being distorted}

도 1은 종래 기술에 따른 브레이크 부스터를 도시한 부분절결 단면도이다.

도 2a는 도 1에 W로 표시된 부분의 확대도로, 종래 기술에 있어서 부스터의 런아웃의 상태도이다.

도 2b는 도 2a의 에어밸브에 의해 파워 피스톤이 가압되는 런아웃 상태도이다.

도 3은 본 발명에 따른 브레이크 부스터를 도시한 부분절결 단면도이다.

도 4는 도 3에 W로 표시된 부분의 확대도로, 본 발명에 있어서 에어밸브가 파워 피스톤을 직접적으로 가압하는 런아웃의 상태도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명*

1 : 부스터 3, 5 : 전후방 하우징

7 : 파워 피스톤부 11, 15 : 전후방 다이어프램

13, 17 : 전후방 진공챔버 14, 18 : 전후방 대기챔버

21 : 파워 피스톤 22 : 푸시로드

23 : 출력로드 25 : 에어밸브

27 : 컨트롤밸브 28 : 클립

31, 33 : 전후방 지지플레이트 51 : 플랜지부

53 : 걸림돌기

본 발명은 자동차용 진공 브레이크 부스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 급제동 시 부스터의 성능이 더 이상 증가될 수 없는 런아웃 상태에서 그 이상의 페달 답력이 가해질 경우 에어밸브에 의해 파워 피스톤이 손상되는 것을 방지하고자 에어밸브의 구조를 개선한 파워 피스톤 손상방지 구조를 구비한 브레이크 부스터에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 브레이크 부스터는 자동차 제동시 운전자가 밟는 브레이크 페달 답력을 배가(boosting)시켜 주는 장치로서, 크게 진공식부스터와 유압식 부스터로 구분할 수 있다.

이중에서 진공식 부스터의 일예로, 텐덤 브레이크 부스터는 마스터실린더와 브레이크 페달사이에 위치하면서 흡기 다기관의 부압, 즉 진공을 이용해 배력을 얻을 수 있도록 한 것으로, 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이 크게 외체를 형 성하는 전후방하우징(103,105) 및 브레이크 페달(B/P)과 직결된 파워 피스톤부(107)로 이루어져 있다.

여기에서 전방하우징(103)과 후방하우징(105)으로 구성되어 있는 부스터(101) 내부의 공간은 디바이더(109)에 의하여 전후방 챔버로 구획되며, 다시 전방챔버는 전방 다이어프램(111)에 의해 전방 진공챔버(113)과 전방 대기챔버(114)로, 후방챔버는 후방 다이어프램(115)에 의해 후방 진공챔버(117)와 후방 대기챔버(118)로 각각 나누어져 있다.

또한 이들 챔버와 연동하도록 후방 하우징(105) 후방에 동축상으로 장착된 파워 피스톤부(107)는 다시 다이어프램(111, 115)과 연동하는 파워 피스톤(121), 페달(B/P)에 가해지는 답력을 파워 피스톤부(107)로 전달하는 푸시로드(122), 파워 피스톤(121)이 전진함에 따라 마스터 실린더로 제동력을 전달하는 출력로드(123) 등으로 구성되어 있으며, 푸시로드(122)의 전후 이동에 따라 연동하여 챔버(113, 114, 117, 118)에의 진공 또는 대기 전파를 제어하는 에어밸브(125)가 파워 피스톤(121)에 일체로 형성되어 있고, 에어밸브(125)의 축공 상에는 컨트롤밸브(127)가 끼워져 있으며, 컨트롤밸브(127)와 에어밸브(125)의 전면에는 출력로드(123)와의 사이에 반동 디스크(129)가 개재되어 있다.

따라서 운전자가 브레이크 페달(B/P)을 밟으면 부스터(101)는 도 2a로 도시된 바와 같이 컨트롤밸브(127)가 에어밸브(125)와의 접촉을 유지한 채 파워피스톤(121)과 밀착하게 된다. 이렇게 되면 후방 진공챔버(117)에 가해지는 진공 부압이 단락된다. 이때 푸시로드(122)가 약간 전진하여 컨트롤밸브(127)를 전방으로 이동 시키게 되면 파워 피스톤(121)과 에어밸브(125) 사이에 약간의 간극이 생기면서 부스터(101)는 부분 제동 상태에 도달한다.

이어서 에어밸브(125)가 클립(128)과 접하도록 푸시로드(122)가 밀려 들어오면 부스터(101)는 도 2b에 도시된 것처럼, 파워 피스톤(121)과 그대로 밀착되어 있는 컨트롤밸브(127)로부터 에어밸브(125)가 완전히 떨어지면서 완전 제동 상태로 된다. 이렇게 되면 전후방 진공챔버(113, 117)는 부압 상태에서 폐쇄된 채로 유지되는 반면, 전후방 대기압 챔버(114, 118)는 완전히 개방되어 대기압 상태가 되므로 진공챔버(113, 117)와 대기챔버(114, 118)의 압력차는 최대가 된다. 이에 따라 부스터(101)는 전후방 지지플레이트(131, 133)에 의해 전후방 다이어프램(111, 115)이 전방으로 최대한 전진하여 운전자의 페달(B/P) 답력을 배력시키게 되며, 이후 페달(B/P)이 더 밟히면 부스터(101)는 푸시로드(122)에 의해 운전자의 답력이 마스터 실린더에 직접적으로 작용하게 되는 런아웃 상태가 된다.

그런데 페달(B/P)에 가해진 답력은 도 2b에 화살표(A-A')로 도시된 바와 같이, 푸시로드(122), 에어밸브(125), 클립(128), 파워 피스톤(121), 반동 디스크(129) 및 출력로드(123)를 경유하여 마스터 실린더로 전달되는 바, 페달(B/P)이 작동하면 푸시로드(122)에 의해 에어밸브(125)가 앞으로 밀려 클립(128)을 가압하게 되고, 뒤이어 클립(128)은 에어밸브(125)에 의해 가압되는 것보다 반경방향 바깥쪽으로 벗어난 접촉지점에서 파워 피스톤(121)을 앞쪽으로 밀게 되며, 파워 피스톤(121)은 다시 반동 디스크(129)를 밀어 출력로드(123)를 전진시키게 된다.

이 때 출력로드(123)에는 도 1에 화살표(B) 방향으로 표시된 것처럼 마스터 실린더로부터 반력이 작용하는데, 이 반력(B)은 클립(128)에 의해 파워 피스톤(121)에 가해지는 힘(A')과 짝힘을 이루어 파워 피스톤(121)에 모먼트를 발생시키게 되며, 이에 따라 파워 피스톤(121)은 후방 하우징(105)과 에어밸브(125) 사이에 구속된 축경부에 뒤틀림이 발생하면서 도 2b에 도시된 바와 같이 축경부의 모서리 부분에 크랙(C)을 발생시키는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 종래의 자동차용 브레이크 부스터가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 브레이크 페달이 작동된 상태에서 푸시로드에 의해 가압된 에어밸브가 클립을 경유하지 않고 직접 파워 피스톤과 접촉되어, 에어밸브에 의해서 파워 피스톤에 가해지는 힘 전부 또는 상당 부분이 마스터 실린더로부터 출력로드로 작용하는 반력과 거의 동일 작용선상에 위치하도록 하여 파워 피스톤에 불필요한 뒤틀림이 발생되지 않도록 하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외체를 형성하는 전후방하우징 및 브레이크 페달과 연결된 파워 피스톤부를 포함하는 브레이크 부스터에 있어서, 상기 브레이크 페달에 직결된 푸시로드에 의해 가압되는 에어밸브의 일측으로 파워 피스톤과 접촉하도록 돌출된 걸림돌기를 형성하고, 상기 걸림돌기는 상기 에어밸브의 일측에 형성된 플랜지부와 상기 클립이 접촉하기 전에 상기 파워 피스톤과 접촉 하도록 구비되는 브레이크 부스터를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 파워 피스톤 손상방지 구조를 갖는 에어밸브를 구비한 브레이크 부스터의 실시예를 첨부 도면에 도시된 템덤형 브레이크 부스터를 통해 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이 본 발명 실시예에 따른 브레이크 부스터는 일반적인 템덤형 브레이크 부스터와 마찬가지로 크게 내부에 진공 및 대기 챔버(13,17)(14,18)를 형성하는 전후방 하우징(3,5)과 후방 하우징(5)의 후면 중심에 동축상으로 연결되어 있는 파워 피스톤부(7)로 구성된다.

여기에서 파워 피스톤부(7)는 일반적인 브레이크 부스터에 사용되는 파워 피스톤부와 마찬가지로 다시 푸시로드(22), 파워 피스톤(21), 출력로드(23) 등으로 구성된다. 푸시로드(22)는 브레이크 페달(B/P)과 연결되어 운전자의 제동 답력을 파워 피스톤부(7)로 전달하도록 되어 있으며, 파워 피스톤(21)은 전후방 진공 및 대기챔버(13,15)(17,18)의 전후방 다이어프램(11,15)과 연동하여 전후로 왕복하면서 출력로드(23)를 가압하도록 되어 있고, 가압된 출력로드(23)는 전진하여 마스터실린더를 작동시키도록 되어 있다.

이 때 푸시로드(22) 전방단에 끼워져 출력로드(23)를 가압하도록 되어 있는 에어밸브(25)는 외주면 후방에 컨트롤밸브(27)와 접촉/분리되면서 대기의 연결 단속하는 원판형태의 플랜지부(51)가 형성되어 있고, 외주면의 플랜지부(51) 앞쪽에 는 파워 피스톤(21)의 축경부에 끼어져 있는 클립(28)을 축방향으로 구속하기 위한 걸림돌기(53)가 돌출되어 있다. 걸림돌기(53)는 에어밸브(25)가 푸시로드(22)에 의해 가압될 때 플랜지부(51)가 클립과 접촉하기 전에 또는 적어도 접촉과 동시에 파워 피스톤(21)에 접촉될 수 있는 두께를 가지고 있다.

즉 외체를 형성하는 전후방하우징(3,5) 및 브레이크 페달(B/P)과 연결된 파워 피스톤부(7)를 포함하는 브레이크 부스터(1)에 있어서, 상기 브레이크 페달(B/P)에 직결된 푸시로드(22)에 의해 가압되는 에어밸브(25)의 일측으로 파워 피스톤(21)과 접촉하도록 돌출된 걸림돌기(53)를 형성하고, 이때 상기 걸림돌기(53)는 상기 파워 피스톤(21)의 축경부에 끼워진 클립(28)을 구속하며, 상기 에어밸브(25)의 일측에 형성된 플랜지부(51)와 상기 클립(28)이 접촉하기 전에 상기 파워 피스톤(21)과 접촉하도록 구비되는 브레이크 부스터를 제공한다.

따라서 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 브레이크 부스터(1)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

최초 도 3에 도시된 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 푸시로드(22)가 전진하면서 선단에 끼워져 있는 에어밸브(25)를 가압하게 된다. 뒤이어 에어밸브(25)는 컨트롤밸브(27)와 분리되면서 파워 피스톤(21)의 내주면을 따라 전진하게 되며, 이에 따라 분리된 에어밸브(25)와 컨트롤밸브(27) 사이의 틈새를 통해 전후방 대기챔버(14,18)로 대기압이 작용하면서 전후방 지지플레이트(31,33)가 급격히 전진하여 동축상으로 연결된 파워 피스톤(21)을 전진시키게 되고, 파워 피스 톤(21)에 의해 가압된 출력로드(23)도 앞쪽으로 강력하게 가압되어 마스터 실린더에 배력 작용함으로써 제동을 이루게 된다.

이 때 운전자의 답력이 계속해서 브레이크 페달에 전달되면 부스터(1)는 더 이상 위와 같은 진공 배력을 할 수 없는 런아웃 상태가 되며, 브레이크 페달에 의해 가압된 푸시로드(22)는 계속해서 에어밸브(25)를 앞쪽으로 가압하게 된다. 이에 따라 걸림돌기(53)가 도 4에 도시된 바와 같이 파워 피스톤(21)과 접촉되며, 따라서 플랜지부(51)가 클립(28)에 접촉하기 전에 또는 동시에 걸림돌기(53)에 의해 파워 피스톤(21)을 화살표(D) 방향으로 가압하게 되며, 파워 피스톤(21)을 통해 출력로드(23)에 가해진 가압력은 마스터 실린더로 전달되어 제동력을 더하게 된다.

따라서 마스터 실린더로부터 화살표(B) 방향으로 출력로드(23)에 반력이 작용하더라도 걸림돌기(53)로부터 화살표(D) 방향으로 파워 피스톤(21)에 가해지는 힘이 이 반력을 상쇄시키므로 파워 피스톤에 불필요한 뒤틀림 등이 발생하지 않게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 파워 피스톤 손상방지 구조를 갖는 에어밸브를 구비한 브레이크 부스터에 의하면, 급제동 상황과 같이 브레이크 페달에 큰 답력이 작용하여 일차적으로 부스터의 전후방 대기챔버에 대기압이 전달됨으로써 배력된 제동력이 마스터 실린더에 전달된 후 즉, 더 이상 부스터에 의한 배력이 발생되지 않는 런아웃 상태에서도 페달이 계속해서 가압되어 푸시로드에 의해 에어밸브가 가압되더라도, 에어밸브의 플랜지부가 클립을 통해 파워 피스톤을 가압하기 전에 또는 가압과 동시에 클립의 축방향 이동을 구속하기 위해 에어밸브 외주면에 돌출된 걸림돌기가 파워 피스톤에 접촉되어 직접적으로 가압함으로써 에어밸브에 의해 파워 피스톤에 가해지는 페달 답력과 출력로드를 통해 파워 피스톤에 가해지는 마스터 실린더의 반력이 상쇄됨으로써 이 두 힘이 엇갈릴 때 발생하는 모먼트 등에 의한 파워 피스톤의 뒤틀림을 방지할 수 있게 되며, 이에 따라 파워 피스톤의 내구 성능을 대폭적을 증진시킬 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims

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외체를 형성하는 전후방하우징(3,5) 및 브레이크 페달(B/P)과 연결된 파워 피스톤부(7)를 포함하는 브레이크 부스터(1)에 있어서,

상기 브레이크 페달(B/P)에 직결된 푸시로드(22)에 의해 가압되는 에어밸브(25)의 일측으로 파워 피스톤(21)과 접촉하도록 돌출된 걸림돌기(53)를 형성하되,

상기 걸림돌기(53)는 상기 파워 피스톤(21)의 축경부에 끼워진 클립(28)을 구속하고, 상기 에어밸브(25)의 일측에 형성된 플랜지부(51)와 상기 클립(28)이 접촉하기 전에 상기 파워 피스톤(21)과 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파워 피스톤 손상방지 구조를 구비한 브레이크 부스터.