KR101561957B1 - 브레이크 부스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 부스터에 관한 것으로서, 프론트 하우징과 결합되는 리어 하우징, 상기 리어 하우징을 관통하여 설치되고 내부에 전후방향으로 관통공이 형성되는 파워 피스톤, 상기 관통공에 조립되어 푸시로드에 의해 가압되고 둘레를 따라 걸림턱과 플랜지가 형성된 에어밸브, 그리고 상기 걸림턱과 상기 플랜지 사이에 조립되어 상기 파워 피스톤의 축경부에 위치하는 클립 피스톤을 포함하며, 상기 파워 피스톤 및 상기 에어밸브를 바라보는 상기 클립 피스톤의 외주면에는 충격흡수 돌기가 돌출 형성되고, 상기 충격흡수 돌기는 상기 파워 피스톤에 접촉되는 제1 돌기부 및 상기 에어밸브에 접촉되는 제2 돌기부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 파워 피스톤 및 에어밸브를 바라보는 클립 피스톤의 외주면에 비금속성 재질의 충격흡수 돌기를 돌출 형성함으로써, 브레이크 해지 시 금속간의 마찰로 발생할 수 있는 충격 및 클릭노이즈를 방지할 수 있다.

Description

브레이크 부스터{Brake booster for vehicle}

본 발명은 차량의 브레이크 부스터에 관한 것이다. 보다 자세하게는 브레이크 부스터가 작동하는 과정에서 에어밸브에 조립된 클립이 파워 피스톤 및 에어밸브에 접촉되어 발생되는 클릭노이즈(click noise)가 감소되도록 클립의 구조를 개선한 차량용 브레이크 부스터에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 브레이크 부스터는 브레이크가 작동중인 상태에서는 클립의 후면이 에어밸브의 플랜지의 전면에 접촉되어 있고, 에어밸브의 걸림턱 후면에는 접촉되어 있지 않은 상태이다.

그런데 브레이크 페달의 답입이 해제되어 브레이크의 작동이 해제가 되면, 파워피스톤 내부에 있는 푸시로드와 에어밸브가 스프링의 탄성 회복력에 의해 후퇴되면서 클립을 후방으로 끌어당기게 된다. 이때, 클립과 에어밸브는 순간적으로 접촉하게 된다. 즉. 브레이크 해제 시 클립의 전면은 순간적으로 에어밸브의 걸림턱의 후면과 접촉하게 된다. 또한, 클립은 후방으로 끌어당겨지면서 그 후면이 파워피스톤의 일면에 빠른 속도로 접촉하게 된다.

이처럼 종래의 차량용 브레이크 부스터는 브레이크의 해지 시 에어밸브 및 파워 피스톤에 클립이 접촉되어 클릭노이즈(click noise)가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 접촉에 의해 충격이 발생하여 제품의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 브레이크 해지 시 발생할 수 있는 충격 및 클릭노이즈를 방지할 수 있는 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터는 프론트 하우징과 결합되는 리어 하우징, 상기 리어 하우징을 관통하여 설치되고 내부에 전후방향으로 관통공이 형성되는 파워 피스톤, 상기 관통공에 조립되어 푸시로드에 의해 가압되고 둘레를 따라 걸림턱과 플랜지가 형성된 에어밸브, 그리고 상기 걸림턱과 상기 플랜지 사이에 조립되어 상기 파워 피스톤의 축경부에 위치하는 클립 피스톤을 포함하며, 상기 파워 피스톤 및 상기 에어밸브를 바라보는 상기 클립 피스톤의 외주면에는 충격흡수 돌기가 돌출 형성되고, 상기 충격흡수 돌기는 상기 파워 피스톤에 접촉되는 제1 돌기부 및 상기 에어밸브에 접촉되는 제2 돌기부를 포함하는 브레이크 부스터.

상기 충격흡수 돌기는 비금속성 재질일 수 있다.

상기 클립 피스톤의 내측에는 상기 에어밸브에 조립되는 조립 홈이 형성되고, 상기 조립 홈의 하측에는 상기 에어밸브가 조립된 후 이탈되지 않도록 미리 정해진 폭으로 가이드부가 형성될 수 있다.

상기 미리 정해진 폭의 크기는 상기 조립 홈에 조립되는 상기 에어밸브의 외주면의 직경보다 작게 형성된 크기일 수 있다.

본 발명에 의하면, 파워 피스톤 및 에어밸브를 바라보는 클립 피스톤의 외주면에 비금속성 재질의 충격흡수 돌기를 돌출 형성함으로써, 브레이크 해지 시 금속간의 마찰로 발생할 수 있는 충격 및 클릭노이즈를 방지할 수 있다.

또한, 클립 피스톤의 내측에 에어밸브에 조립되는 조립 홈 및 에어밸브의 직경보다 작게 형성된 가이드부를 구비하여, 클립 피스톤이 에어밸브에 보다 안정적으로 끼워져 이탈을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터의 클립 피스톤을 나타낸 사시도이다.
도 3는 도 2의 브레이크 부스터의 클립 피스톤을 나타낸 단면도이다.
도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터의 일부를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터는 프론트 하우징(front housing)(도시되지 않음)과 리어 하우징(5)(rear housing)을 포함한다.

예시적으로, 프론트 하우징과 리어 하우징(5)은 내부에 압력실(51)이 형성되도록 서로 부착된다. 다이어프램(52)(diaphragm)이 프론트 하우징과 리어 하우징(5)에 의해 형성된 압력실(51)에 설치되어 압력실(51)을 전방 및 후방 부분으로 구획한다. 다이어프램(52)에 의해 구획한 두 개의 공간 중 전방의 공간은 차량의 인테이크 매니폴드에 연결되어 부압이 형성되도록 함으로써 진공 챔버로 작용하고, 후방의 공간은 평상시에는 차량의 인테이크 매니폴드에 연결되어 부압을 가지나 차량의 브레이크 페달(도시되지 않음)이 밟혀졌을 경우 대기에 연결되어 대기압 챔버로 작용한다. 다이어프램(52)은 그 양측에 있는 압력실(51)의 압력차에 의해 생성되는 힘을 파워 피스톤(1)과 리액션 로드(72)를 경유하여 마스터 실린더(master cylinder)(도시되지 않음)에 전달한다.

또한 도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터는 리어 하우징(5)과 다이어프램(52)을 관통하여 설치되고 내부에 전후방향(도 1에서 좌우방향)으로 관통공(11)이 형성되는 파워 피스톤(1)을 포함한다.

예시적으로, 파워 피스톤(1)은 전방 선단의 일부는 다이어프램(52)의 전방에 위치하도록 설치된다. 또한, 파워 피스톤(1)은 일정 범위 내에서 전방 및 후방으로 이동가능하게 설치된다. 그리고 브레이크 페달(도시되지 않음)의 답입에 연동하여 전방으로 이동하는 푸시로드(61)(push rod)의 선단부가 파워 피스톤(1)의 관통공(11)의 후방 부분에 삽입된다. 또한, 파워 피스톤(1)은 프론트 하우징의 내벽에 지지된 리턴 스프링(return spring)(도시되지 않음)에 의해 후방으로 탄성적으로 지지되도록 설치될 수 있으며, 파워 피스톤(1)의 전방 끝단에는 리액션 디스크(71)(reaction disc)와 리액션 로드(72)(reaction rod)가 배치될 수 있다.

또한 도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터는 관통공(11)에 조립되어 푸시로드(61)에 의해 가압되고, 둘레를 따라 걸림턱(21)과 플랜지(22)가 형성되는 에어밸브(2)(air valve)를 포함한다.

예시적으로, 에어밸브(2)는 파워 피스톤(1)의 관통공(11)에 전방 및 후방으로 이동 가능하도록 조립된다. 에어밸브(2)의 선단부는 파워 피스톤(1)의 선단부 근처까지 연장되며, 에어밸브(2)의 후단부는 컨트롤밸브(63)에 조립될 수 있다.

에어밸브(2)는 푸시로드(61)와 함께 전방 및 후방으로 이동하도록 푸시로드(61)에 연결된다. 에어밸브(2)의 후단부에 구멍이 형성되고 이 구멍에 푸시로드(61)의 선단이 삽입됨으로써, 에어밸브(2)가 푸시로드(61)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 푸시로드(61)의 선단부가 에어밸브(2)의 구멍에 삽입된 상태로 코킹(caulking) 처리됨으로써 에어밸브(2)와 푸시로드(61)가 서로 연결될 수 있다.

또한, 에어밸브(2)는 컨트롤밸브(63)와의 밀착 여부에 따라 다이어프램(52) 쪽으로 공기가 선택적으로 공급될 수 있도록 작동될 수 있다. 즉, 에어밸브(2)는 브레이크 페달이 답입되지 않은 상태인 경우 대기압의 공기가 다이어프램(52)의 후방에 위치하는 대기압 챔버로 공급되지 않도록 작동할 수 있고, 브레이크 페달이 답입된 상태인 경우 대기압의 공기가 다이어프램(52)의 후방에 위치하는 대기압 챔버로 공급되도록 작동할 수 있다.

더 자세하게는, 브레이크 페달이 답입되지 않은 상태인 경우, 푸시로드(61)와 에어밸브(2)가 스프링(62)에 의해 후방으로 탄성적으로 지지되고 컨트롤밸브(63)가 스프링(64)에 의해 전방으로 탄성적으로 지지되므로, 에어밸브(2)가 컨트롤 밸브(63)에 밀착되어 대기압의 공기가 다이어프램(52)의 후방에 위치하는 대기압 챔버로 공급되지 않는다. 반면, 브레이크 페달이 답입된 상태인 경우, 푸시로드(61)가 스프링(62)의 탄성력을 극복하고 전방으로 밀리게 되면 이에 연결된 에어밸브(2)도 전방으로 밀리게 되므로, 에어밸브(2)가 컨트롤밸브(63)에서 이격됨으로써 대기압의 공기가 컨트롤 밸브(63)와 에어밸브(2) 사이의 공간을 거쳐 다이어프램(52)의 후방에 위치하는 대기압 챔버로 공급된다. 대기압의 공기가 다이어프램(52)의 후방에 위치하는 대기압 챔버로 공급되면 다이어프램(52)의 작용에 의해 브레이크 포스의 부스팅(boosting) 기능이 수행될 수 있다.

또한 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터는 에어밸브(2)의 걸림턱(21)과 플랜지(22)(flange) 사이에 조립되어 파워 피스톤(1)의 축경부(13)에 위치하는 클립 피스톤(3)(clip piston)을 포함한다.

클립 피스톤(3)의 외주면에는 충격흡수 돌기(31)가 돌출 형성된다. 더 자세하게는, 브레이크 해지 시 축경부(13)에 접촉되면서 발생되는 충격 및 클릭노이즈가 감소되도록, 파워 피스톤(1) 및 에어밸브(2)를 바라보는 클립 피스톤(3)의 외주면에는 충격흡수 돌기(31)가 돌출 형성된다. 이러한, 충격흡수 돌기(31)는 파워 피스톤(1)에 접촉되는 제1 돌기부(311) 및 에어밸브(2)에 접촉되는 제2 돌기부(313)를 포함한다.

한편, 클립 피스톤(3)의 외주면에 돌출 형성된 충격흡수 돌기(31)는 러버(rubber)와 같이 소정의 압축력이나 인장력에 대해 탄성적으로 압축되거나 인장될 수 있는 비금속성 재질로 형성될 수 있다. 예시적으로 도 3을 참조하면, 클립 피스톤(3)은 브레이크 해지 시 금속 간 마찰이 발생하지 않도록 비금속성 재질의 충격흡수부재(33) 내에 금속성 클립(35)이 삽입되는 형태로 형성될 수 있다. 따라서 클립 피스톤(3)의 외주면으로부터 돌출 형성된 충격흡수 돌기(31)는 금속성 클립(35)을 감싸고 있는 비금속성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 충격흡수 돌기(31)의 크기 및 형상은 사용상의 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편 도 2 및 도 3을 참조하면, 클립 피스톤(3)의 내측에는 에어밸브(2)에 조립되는 조립 홈(23)이 형성되고, 조립 홈(23)의 하측에는 에어밸브(2)가 조립된 후 이탈되지 않도록 미리 정해진 폭으로 가이드 부(24)가 형성될 수 있다.

여기서, 미리 정해진 폭의 크기는 조립 홈(23)에 조립되는 에어밸브(2)의 외주면의 직경보다 작게 형성된 크기일 수 있다.

더 자세하게는, 클립 피스톤(3)의 내측에는 에어밸브(2)가 조립되어 안착되는 조립 홈(23)이 형성될 수 있다. 이때, 조립 홈(23)의 하부에는 에어밸브(2)의 조립이 용이하도록 비금속성 재질인 충격흡수부재(33)가 에어밸브(2)의 외주면의 직경보다 작은 폭으로 가이드부를 형성하게 된다. 이처럼 형성된 가이드부는 조립 홈(23)에 조립된 에어밸브(2)를 감싸게 되어 에어밸브(2)가 일정한 위치를 유지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 각 구성을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터의 작용을 간략히 설명한다.

도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4의 (a)는 브레이크 페달의 답입에 연동하여 푸시로드(61)가 전방(도 4에서 왼쪽)으로 이동된 상태, 즉 브레이크 페달의 답입력이 마스터 실린더로 전달되는 브레이크 작동 상태를 나타낸다. 참고로, 이러한 브레이크 작동 상태에서는, 스프링(62, 64)은 소정의 양만큼 탄성적으로 압축되어 있을 수 있으며, 에어밸브(2)의 플랜지(22)와 컨트롤밸브(63)는 밀착이 해제되어 그 사이를 통해 다이어프램(52) 쪽으로 공기가 공급될 수 있다. 이때, 도 4의 (a)에 나타난 바와 같이 클립 피스톤(3)의 제2 돌기부(313)가 에어밸브(2)의 플랜지(22)의 전면(221)에 접촉되어 있고, 에어밸브(2)의 걸림턱(21)의 후면(211)이나 축경부(13)의 후면(131)에는 접촉되어 있지 않은 상태이다.

이러한 브레이크 작동 상태에서 브레이크 페달의 답입이 해제되어 브레이크 해제가 이루어지면, 도 4의 (b)에 나타난 바와 같이, 스프링(62, 64)의 탄성회복력으로 인해 푸시로드(61)와 에어밸브(2)가 후방으로 당겨지면서 클립 피스톤(3)도 후방으로 끌어가게 된다. 이때, 클립 피스톤(3)은 도 4의 (b)에 나타난 바와 같이 제2 돌기부(313)가 에어밸브(2)의 걸림턱(21)의 후면(211)에 접촉되면서 후방으로 당겨지게 되고, 이에 의해 클립 피스톤(3)의 제1 돌기부(311)도 축경부(13)의 후면(131)에 접촉되게 된다.

기존의 브레이크 부스터는 이러한 브레이크 해제 시의 접촉에 의해 클릭노이즈 및 충격이 발생하는 문제점이 있었다. 하지만 본 발명의 한 실시예에 따른 브레이크 부스터는 클립 피스톤(3)의 외주면에 충격흡수 돌기(31)를 구비하여, 브레이크 해지 시 클립 피스톤(3)에 형성된 제1 돌기부(311)가 파워 피스톤(1)의 축경부(13)의 후면(131)에 직접 접촉이 이루어지게 함으로써, 브레이크 해지 시 발생할 수 있는 충격 및 클릭노이즈를 방지할 수 있다. 또한, 클립 피스톤(3)의 외주면에 제2 돌기부(313)를 구비하여, 브레이크 해지 시 클립 피스톤(3)의 제2 돌기부(313)가 에어밸브(2)의 걸림턱(21)의 후면(211)에 직접 접촉이 이루어지게 함으로써, 브레이크 해지 시 발생할 수 있는 충격 및 클릭노이즈를 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

1. 파워 피스톤
11. 관통공 13. 축경부
131. (축경부의) 후면
2. 에어밸브
21. 걸림턱 211. (걸림턱의) 후면
22. 플랜지 221. (플랜지의) 전면
23. 조립 홈 24. 가이드 부
3. 클립 피스톤
31. 충격흡수 돌기
311. 제1 돌기부 313. 제2 돌기부
33. 충격흡수부재 35. 클립
5. 리어 하우징
51. 압력실 52. 다이어프램
61. 푸시로드 62. 스프링
63. 컨트롤밸브 64. 스프링
71. 리액션 디스크 72. 리액션 로드

Claims (4)

1. 프론트 하우징과 결합되는 리어 하우징,
   상기 리어 하우징을 관통하여 설치되고 내부에 전후방향으로 관통공이 형성되는 파워 피스톤,
   상기 관통공에 조립되어 푸시로드에 의해 가압되고 둘레를 따라 걸림턱과 플랜지가 형성된 에어밸브, 그리고
   상기 걸림턱과 상기 플랜지 사이에 조립되어 상기 파워 피스톤의 축경부에 위치하는 클립 피스톤을 포함하고,
   상기 파워 피스톤 및 상기 에어밸브를 바라보는 상기 클립 피스톤의 외주면에는 충격흡수 돌기가 돌출 형성되고,
   상기 충격흡수 돌기는 상기 파워 피스톤에 접촉되는 제1 돌기부 및 상기 에어밸브에 접촉되는 제2 돌기부를 포함하며,
   상기 클립 피스톤의 내측에는 상기 에어밸브에 조립되는 조립 홈이 형성되고,
   상기 조립 홈의 하측에는 상기 에어밸브가 조립된 후 이탈되지 않도록 미리 정해진 폭으로 가이드부가 형성되는 브레이크 부스터.
2. 제1항에서,
   상기 충격흡수 돌기는 비금속성 재질인 브레이크 부스터.
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 미리 정해진 폭의 크기는 상기 조립 홈에 조립되는 상기 에어밸브의 외주면의 직경보다 작게 형성된 크기인 브레이크 부스터.
   

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