KR101197472B1 - 차량용 브레이크 부스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 부스터를 제공하기 위한 것으로, 정압실과 변압실이 마련된 케이싱과, 일측이 케이싱에 수용되어 진퇴가능한 밸브본체와, 밸브본체의 내부에 마련되어 입력축의 작동에 의해 공기의 유입을 제어하는 포펫밸브와, 포펫밸브의 선단부의 형상을 유지시키기 위하여 포펫밸브의 선단부에 마련된 워셔를 포함하는 차량용 브레이크 부스터에 있어서, 워셔의 일측면에는 접촉돌기를 형성함으로써 작업성의 개선 및 부스터의 안정성을 유지 할 수 있게 되는 것이다.

Description

차량용 브레이크 부스터{A Brake Booster for Vechicle}

본 발명은 포펫밸브를 구비한 브레이크 부스터에 관한 것으로, 특히 포펫밸브의 선단에 마련되어 포펫밸브의 선단부의 형상을 유지하는 워셔의 구조를 개선한 브레이크 부스터에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 브레이크 부스터(BRAKE BOOSTER)는 진공과 대기압의 기압차를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치이며, 이 제동력을 마스터 실린더에 전달하여 제동유압을 형성한다.

종래의 브레이크 부스터는 도 1에 도시된 바와 같이, 프런트셀(1a)과 리어셀(1b)이 밀폐 결합되는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부를 정압실(2a)과 변압실(2b)로 구획하는 다이아프램(2)과, 정압실(2a)과 변압실(2b)의 압력차에 의해 발생한 힘을 전달받도록 다이아프램(2)에 접하고 있는 파워피스톤(3)과, 일단은 다이아프램(2)의 중심부를 미끄럼 가능하게 관통하며 타단은 리어셀(1b)의 개구된 중심부를 통해 외부로 돌출되어 장착되어 공기유입을 제어하는 밸브본체(4)와, 브레이크 페달(미도시)에 의해 연동하는 입력축(5)과 이의 작동에 따라 변위의 힘을 전달받는 출력축(6)을 구비한다.

밸브본체(4)는 다단으로 단차진 원통형상으로 마련되며, 일단부 외주에는 다이아프램(2)과 파워피스톤(3)이 결합되며, 공기흡입부(4c)가 형성된 타단부는 리어셀(1b)의 중심부를 관통하여 대기와 연통된다.

이러한 밸브본체(4) 내부에는 정압실과 변압실을 연통하는 정압통로(4a) 및 대기와 변압실(2b)을 연통시키는 변압통로(4b)가 형성되며, 입력축의 단부와 결합되어 축방향으로 미끄럼운동하는 플런저(7)가 마련된다. 그리고, 출력축(6)과 플런저(7)의 선단 사이에는 단면적의 차이로 인해 작용받는 힘을 배가시켜 출력축에 전달하는 리액션디스크(8)가 마련된다. 또한, 입력축(5)의 작동에 따라 공기의 유입을 제어하도록 정압통로(4a)와 변압통로(4b)를 선택적으로 개폐하기 위하여 밸브본체(4)내에 설치된 탄성재질의 포펫밸브(9)가 마련된다.

포펫밸브(9)의 후단부에는 공기흡입부(4c)의 내주면에 기밀하게 고정하는 포펫리테이너(9a)가 설치되며, 진공밸브기능을 수행하는 밸브본체(4)에 마련된 제1밸브시트부(4d)와 에어밸브기능을 수행하는 플런저(7)의 후단부에 마련된 제2밸브시트부(7a)와 상호 작용하여 정압통로(4a)와 변압통로(4b)를 선택적으로 개폐하는 포펫밸브(9)의 선단에는 표면이 평평한 링 형상의 워셔(9b)가 인서트되어 있어서, 자체 형상을 그대로 유지하게 된다. 이러한 워셔(9b)는 포펫밸브(9)를 성형하기 전에 워셔(9b)를 접착액에 침적시켜 워셔(9b)의 표면에 접착액을 도포한 후 금형에 워셔(9b)를 넣고 포펫밸브(9)와 함께 성형한다.

전술한 브레이크 부스터는 워셔를 접착액에 침적하는 경우 워셔의 평평한 면에 의하여 워셔와 워셔간에 서로 붙기 때문에 접착액이 골고루 도포되지 않는 결점이 있었다.

또한, 전술한 브레이크 부스터는 워셔에 접착액이 골고루 도포되지 않음으로 인하여 스프레이를 이용하여 도포함으로써 작업공수 과다로 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 전술한 브레이크 부스터는 워셔와 포펫밸브의 접착면이 평평하기 때문에 내부로 유입되는 열에 의하여 접착제의 접착력이 약화되는 경우 워셔가 포펫밸브로부터 밀려나는 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 접착액에 워셔를 침적시키는 경우에도 워셔가 서로 붙는 것을 방지하여 접착액이 균일하게 도포가능하여 작업성이 향상 될 수 있는 브레이크 부스터를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 워셔와 포펫밸브의 접착면적을 크게 증가시켜 접착면의 접착불량에 의하여 워셔가 포펫밸브로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 브레이크 부스터는, 정압실과 변압실이 마련된 케이싱과, 일측이 상기 케이싱에 수용되어 진퇴가능한 밸브본체와, 상기 밸브본체의 내부에 마련되어 입력축의 작동에 의해 공기의 유입을 제어하는 포펫밸브와, 상기 포펫밸브의 선단부의 형상을 유지시키기 위하여 상기 포펫밸브의 선단부에 마련된 워셔를 포함하는 차량용 브레이크 부스터에 있어서, 상기 워셔의 일측면에는 접촉돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기는 반구 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기는 엠보싱 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기는 상기 워셔의 양측면에 각각 3개씩 마련되며, 일측면에 마련된 상기 3개의 접촉돌기의 위치는 타측면에 마련된 상기 3개의 접촉돌기의 위치와 겹치지 않도록 마련된 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 브레이크 부스터는 워셔에 형성된 돌기에 의해 접착액에 침적시 워셔 상호간에 서로 붙지 않음으로 인하여 침적이 가능하여 작업성 개선 및 작업시간의 축소로 원가를 절감 할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 워셔에 형성된 돌기에 의하여 접착면적이 증가하게 됨으로 내부의 열에 의한 워셔와 포펫밸브의 열팽창계수의 차이로 인하여 각 계면에서의 접착력이 약화되더라도 워셔가 포펫밸브로부터 접착 불량에 의하여 이탈되는 것을 일정정도 방지하는 효과가 있다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 차량용 브레이크 부스터의 기술적 사상에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 전체적인 구조를 보인 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 포펫밸브에 마련된 워셔에 대하여 도시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터는 프런트셀(11)과 리어셀(13)이 밀폐 결합된 케이싱(10)과, 케이싱(10) 내부를 정압실(16)과 변압실(17)로 구획하는 다이아프램(15) 및 파워피스톤(19)과, 일단이 파워피스톤(19)의 중앙부에 고정되고 타단부는 케이싱(10) 외부로 돌출되며 그 내부가 중공되어 공기흡입부(21)를 갖는 단차진 밸브본체(20)와, 브레이크페달(미도시)의 조작에 의해 밸브본체(20)를 작동시키는 입력축(70)과, 차압에 의해 배가된 힘을 전달받도록 선단에 탄성 재질의 리액션디스크(40)가 설치된 출력축(80)을 포함한다.

운전자가 브레이크 페달(미도시)을 밟으면 후단이 브레이크 페달(미도시)에 연결되고 선단이 밸브본체(20)내에 마련된 컨트롤 플런저(30)에 지지되도록 설치된 입력축(70)으로 답력이 전달된다. 입력축(70)은 다단의 단차를 가지며, 입력축(70) 선단부의 밸브본체(20) 내부에는 입력축(70)의 작동에 의해 공기의 유입을 실질적으로 제어하는 탄성재질의 포펫밸브(50)가 설치된다.

포펫밸브(50)는 후단이 밸브본체(20)의 내벽에 고정되는 고정단(51)과, 밸브기능을 수행하는 자유단(55)으로 이루어져 있다. 또한, 포펫밸브(50)의 고정단(51)에는 포펫밸브(50)의 후단부를 공기흡입부(21)의 내주면에 기밀하게 고정하는 포펫리테이너(52)가 설치되고, 포펫밸브(50)의 자유단(55)에는 자유단(55)의 형상을 그대로 유지시키기 위한 링 형상의 워셔(57)가 인서트되어 있다.

포펫리테이너(52)는 포펫밸브(50)를 견실하게 고정시키기 위해 밸브본체(20)에 압입 설치되는 것으로, 포펫밸브(50)의 고정단(51)을 압착하기 위한 고정부(53)와, 고정부(53) 선단에서 중심방향으로 벤딩된 안착부(54)가 마련된다.

워셔(57)는 도 3에 도시된 바와 같이, 금속재질로서 링 형상으로 이루어져 있으며 포펫밸브(50)의 자유단(55)에 삽입되어 포펫밸브(50)와 함께 성형된다. 또한, 포펫밸브(50)와 접촉되는 워셔(57)의 접착면(58)에는 접촉돌기(59)가 마련된다.

접촉돌기(59)는 원뿔형, 반구형, 다각형의 형상등으로 이루어지거나 원형 엠보싱 처리된 경우등 침적된 상태에서 워셔(57) 상호간에 붙지 않도록 하거나, 포펫밸브(50)와 워셔(57) 상호간의 접착면적을 증가하기 위한 어떠한 형상이라도 무방하며, 본 발명의 바람직한 실시예로서는 반구 형상으로 이루어져 있다. 또한, 접촉돌기(59)는 동일 간격으로 다수개 분포되거나, 방향성 없이 자유로운 간격으로 다수개 형성되는 것도 가능하다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예로서 워셔(57)의 양측면에 각각 3개씩의 접촉돌기(59)가 정삼각형의 형태로 마련되어 있으며, 일측면에 마련된 3개의 접촉돌기(59)의 위치는 타측면에 마련된 3개의 접촉돌기(59)의 위치와 겹치지 않도록 마련된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 중심(C)을 지나는 선을 기준으로 일측면에 하나의 접촉돌기(59)가 마련된 경우에는 타측면에 워셔(57)의 중심(C)을 기준으로 대향되는 위치에 접촉돌기(59)가 마련된다.

이러한 접촉돌기(59)에 의하여 포펫밸브(50)와 워셔(57)의 성형시 접착면적이 증가하게 되므로 접합을 견고하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 접착액에 워셔(57) 를 침적하는 경우 평평한 접착면(58)에 의하여 워셔(57) 상호간에 붙게 됨에 의하여 접착액이 접착면(58)에 불균일하게 도포되는 것을 방지하게 된다.

또한, 포펫밸브(50)의 내부 즉, 포펫리테이너(52)의 안착부(54)와 입력축(70)의 단차 사이에는 포펫밸브(50)의 후단부가 공기흡입부(21)의 내주면에 밀착되도록 가압하고 제동 해제시 입력축(70)을 후방으로 복귀시키도록 일단에서 타단으로 갈수록 직경이 점차 확장된 원뿔형의 압축코일스프링인 복원스프링(61)이 설치되며, 워셔(57)와 입력축(70)의 또 다른 단차 사이에는 포펫밸브(50)의 기밀 유지를 위하여 원뿔형의 압축코일스프링인 밸브스프링(63)이 설치된다. 따라서, 입력축(70)이 전진하게 되면, 밸브스프링(63) 및 복원스프링(61)은 포펫밸브(50)와 입력축(70)을 서로 반대방향으로 탄성지지하게 된다.

또한, 입력축(70)이 전진하면 밸브본체(20) 내부에 형성된 실린더실(27)에서 입력축(70)의 단부와 결합되어 축방향으로 미끄럼운동하는 플런저(30)도 전진하게된다. 즉, 플런저(30)는 출력축(80)에 가해지는 출력의 반력을 브레이크페달(미도시)과 연계된 입력축(70)에 전달함과 동시에 변압실(17)로의 공기 유입을 제어하는 기능을 수행한다.

이러한 기능을 수행하기 위하여 플런저(30)의 후단에는 포펫밸브(50)의 자유단(55)과 밀착되는 제2밸브시트부(31)가 마련되고, 플런저(30)의 선단은 단면적 차이로 인해 작용받는 힘을 배가시켜 출력축(80)측으로 전달하기 위한 원반형상의 리액션디스크(40)와 소정의 간극이 유지되도록 배치된다. 또한, 포펫밸브(50)의 자유단(55)과 접촉하는 밸브본체(20)에는 제1밸브시트부(29)가 형성된다. 제1밸브시트 부(29)와 포펫밸브(50)는 정압실(16)을 연통하는 정압통로(23)와 변압실(17)을 연통하는 변압통로(25)의 연통을 단속하며, 제2밸브시트부(31)와 포펫밸브(50)는 변압실(17)을 연통하는 변압통로(25)와 외기의 연통을 단속하는 작용을 한다.

따라서, 평상시에는 포펫밸브(50)의 자유단과 제1밸브시트부(29)는 개방된 상태이고, 포펫밸브(50)의 자유단(55)과 제2밸브시트부(31)는 밀착된 상태를 유지하여 외기의 공기가 변압실(17)로 유입되는 것이 차단되나, 운전자가 제동을 하기 위하여 브레이크페달(미도시)을 밟는 경우에는 브레이크페달(미도시)과 연동된 입력축(70)이 전진하여 포펫밸브(50)의 자유단(55)과 제1밸브시트부(29)가 우선 폐쇄되면서 정압통로(23)와 변압통로(25)의 연통이 차단된다. 이 경우 밸브스프링(63)의 탄성력에 의하여 더욱더 밀착되어 기밀이 유지되게 된다. 그리고, 입력축(70)이 계속하여 더 전진하게 되면 입력축(70)이 플런저(30)를 전진시킴에 따라 제2밸브시트부(31)와 포펫밸브(50)의 자유단(55)이 개방되어 공기흡입부(21)와 밸브본체(20)의 내부에 마련된 변압통로(25)를 연통시킴에 따라서 부압상태인 변압실(17)로 외부공기가 유입되어 변압실(17)은 대기압상태가 되어 부압상태인 정압실(16)과 압력차이가 발생하게 된다. 이 경우 케이싱(10)은 다이아프램(15)에 의해 정압실(16)과 변압실(17)로 구획되고, 정압실(16)과 변압실(17)의 압력차에 의해 발생한 힘을 전달받는 파워피스톤(19)이 다이아프램(15)에 접하고 있으며, 다이아프램(15)과 파워피스톤(19)의 중앙은 밸브본체(20)에 고정되어 있기 때문에 정압실(16)과 변압실(17)의 압력차이에 의하여 파워피스톤(19)을 전진시키는 힘이 발생되고, 이 힘은 밸브본체(20)에 전달되어 밸브본체(20)가 출력축(80)을 밀어주게 된다. 이 경 우 밸브본체(20)와 출력축(80) 사이에는 탄성재질인 원판형상의 리액션디스크(40)가 마련되어 있어 밸브본체(20)가 리액션디스크(40)를 가압하게 되고, 리액션디스크(40)는 플런저(30)와 리액션디스크(40) 사이의 소정의 간극을 메우도록 변형되게 되며 이에 의하여 리액션디스크(40)가 플런저(30)와 직접 접촉하지 않기 때문에 출력축(80)의 반력이 플런저(30)에 전달되지 않아 입력의 증가 없이도 제동력이 급격히 증가하게 된다. 즉, 입력보다 증폭된 출력이 출력축(80)을 통해 마스터실린더어셈블리(미도시)로 전달되어 제동유압을 발생시키고, 이 압력이 브레이크장치의 휠실린더(미도시)로 전달되어 제동작용을 하게 된다. 리액션디스크(40)와 플런저(30)가 접촉하기 시작하면 출력축(80)의 반력이 입력축(70)에 전달되어 그 후에는 입력에 비례하는 출력이 형성된다. 이 경우 브레이크페달을 통해 가해지는 입력과 기압차에 의해 얻어지는 출력의 비는 리액션디스크(40)와 접촉하여 직접 압력을 가하는 밸브본체(20)의 접촉면과 플런저(30) 선단의 면적비로 결정된다.

그리고, 운전자가 브레이크페달(미도시)에서 발을 떼면, 정압실(16)에 설치된 리턴스프링(90)과 복원스프링(61) 및 밸브스프링(63)의 탄성복원력에 의하여 플런저(30)와 입력축(70)이 다시 복원됨과 동시에 포펫밸브(50)의 자유단(55)은 제2밸브시트부(31)에 의해 밀려 제1밸브시트부(29)에서 분리되고, 공기의 유입을 방지하는 에어밸브 역할을 수행한다. 또한, 포펫밸브(50)의 자유단(55)이 제1밸브시트부(29)에서 분리됨에 따라 정압통로(23)가 연통됨으로써, 변압실(17)의 공기는 진공상태의 정압실(16)로 빠져나가며, 계속하여 이러한 공기는 부압원과 연계된 진공연결관(100)을 통해 외부로 빠져나가 브레이크 부스터의 초기상태로 된다.

도 1은 종래 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 포펫밸브에 마련된 워셔를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 케이싱 16: 정압실

17: 변압실 20: 밸브본체

29: 제1밸브시트부 30: 플런저

31: 제2밸브시트부 40: 리액션디스크

50: 포펫밸브 51: 고정단

52: 자유단 52: 포펫리테이너

57: 워셔 58: 접착면

59: 접촉돌기 61: 복원스프링

63: 밸브스프링 70: 입력축

80: 출력축 90: 리턴스프링

100: 진공연결관

Claims (4)

1. 정압실과 변압실이 마련된 케이싱과, 일측이 상기 케이싱에 수용되어 진퇴가능한 밸브본체와, 상기 밸브본체의 내부에 마련되어 입력축의 작동에 의해 공기의 유입을 제어하는 포펫밸브와, 상기 포펫밸브의 선단부의 형상을 유지시키기 위하여 상기 포펫밸브의 선단부에 마련된 워셔를 포함하는 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

   상기 워셔의 일측면에는 상기 워셔를 접착액에 침적시 상기 워셔간 서로 접착되는 것을 방지하도록 접촉돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 접촉돌기는 반구 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 접촉돌기는 엠보싱 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 접촉돌기는 상기 워셔의 양측면에 각각 3개씩 마련되며, 일측면에 마련된 상기 3개의 접촉돌기의 위치는 타측면에 마련된 상기 3개의 접촉돌기의 위치와 겹치지 않도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.

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