KR19990050616A - 후방 진공 연결포트가 구비된 부스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중간의 다이어프램(14)에 의해 진공 챔버(12)와 대기압 챔버(13)로 분할되어 있으며 외체를 형성하도록 되어 있는 전방 하우징(11) 및 후방 하우징(30), 상기 후방 하우징(30)의 중심부에 연이어 착설되어 있는 파워 피스톤부(40)로 구성되어 있는 브레이크 부스터(1)에 있어서, 상기 후방 하우징(30)의 후방벽(31)에 제2 진공연결 포트(33)가 설치되어 자동차의 흡기 매니폴드에서 발생된 엔진부압에 의한 진공을 상기 대기압 챔버(13)로 전달하도록 되어 있는 후방 진공 연결포트가 구비된 부스터에 관한 것으로, 브레이크 페달 해제시 대기압 챔버로의 진공 유입이 종래의 구성과 같이 전방 하우징에 구비되어 있는 진공연결 포트 뿐만 아니라 후방 하우징에 장착된 제2의 진공연결 포트에 의해서도 이루어질 수 있도록 함으로써 부스터 릴리스시 대기압 챔버에 대한 진공 응답성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

후방 진공 연결포트가 구비된 부스터(a booster provided with rear vacuum connecting port)

본 발명은 후방 진공연결 포트가 구비된 부스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동시 브레이크 페달로부터 전달되는 답력을 배력하기 위해 대기압이 유입되는 대기압 챔버를 형성하는 후방 하우징의 후방 벽면에 별도의 진공연결 포트를 설치하여 릴리스시 대기압 챔버로의 진공 유입이 진공 챔버로 연통된 전방 하우징의 진공연결 포트 뿐만 아니라 대기압 챔버를 형성하는 후방 하우징에 설치된 진공연결 포트를 통해서도 이루어질 수 있도록 함으로써 전체 제동 시스템의 응답속도를 증가시키도록 한 부스터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 브레이크는 자동차의 속도를 저하시키거나, 정차 상태를 안정적으로 유지하기 위하여 사용되는 것으로서, 일반적으로 주행중 운전자가 수시로 조작하면서 자동차의 속도 조절이나 임시 정차 상태를 유지하기 위하여 페달로 조작하도록 함과 아울러, 자동차의 주차시나 장시간 정차시 사용하도록 주차 브레이크 레버를 두고 있다.

그런데, 최근 들어 자동차 기술이 급격하게 발전함에 따라 차속이 점차 빨라졌으며, 내외장 부품의 증대로 인해 차량의 무게도 점차 중량화되어 갔다. 따라서 차량 관성력의 주요 인자인 질량과 가속도가 서로 상승작용을 일으키면서 증대되었으며, 이와 함께 주행 중의 안전성에 대한 관심도 아울러 고조되어 왔다. 그 결과, 차량의 제동 성능을 향상시키기 위한 다양한 연구 개발이 이루어져 왔으며, 이러한 노력의 결과로 최근 급속하게 발전하고 있는 것이 바로 브레이크 부스터이다.

이러한 브레이크 부스터가 채용된 제동 장치의 일반적인 구조를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 운전자의 제동 조작을 받는 브레이크 페달(100)과, 엔진의 흡기계로부터 제공되는 부압으로 상기 브레이크 페달(100)의 조작력을 증폭하기 위한 부스터(110)와, 이 부스터(110)의 작동으로 고압의 제동압을 발생시키는 마스터 실린더(120)와, 이 마스터 실린더(120)로부터 제공되는 유압으로 휠의 브레이크 드럼을 잡아 브레이크 작용을 하는 휠 실린더(130) 또는 캘리퍼의 실린더(140)로 구성되어 있다.

따라서, 운전자가 운전도중에 발로 브레이크 페달(100)을 밟으면 부스터(110)가 이 힘을 증폭하여 마스터 실린더(120)에서 유압을 발생시키며, 이렇게 해서 발생된 유압은 휠 실린더(130) 또는 캘리퍼의 실린더(140)에 작용하여 피스톤 작용으로 휠에 제동력을 발생시킴으로써 자동차 제동작동이 이루어진다.

여기서, 부스터(110)는 위와 같이 운전자의 브레이크 페달(100) 조작력을 증폭하여 마스터 실린더(120)에 제공하도록 하는 것으로 제동배력장치라고도 하며, 여기에는 엔진 흡기매니폴드의 부압을 이용하는 진공식과 엔진으로 구동되는 압축기(compressor)로부터 제공되는 압력을 이용하는 공기식이 있으며, 일반적으로 소형 차량에는 진공식이 많이 사용된다.

이러한 진공식 부스터(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 엔진 부압에 의한 진공이 공급되는 진공연결 포트(150)가 구비된 전방 하우징(111)과, 전방 하우징(111)과 결합되며 차체에 부착되어 있는 후방 하우징(160), 전방 하우징(111)과 후방 하우징(160) 내에 진공챔버(112)와 대기압챔버(113)를 분리하도록 설치된 다이어프램(114)과, 이 다이어프램(114)의 중심부에 설치된 파워 피스톤(115)과, 이 파워 피스톤(115)의 중심부에 설치되어 진공챔버(112)의 진공 또는 대기가 대기압챔버(113)로 공급되는 상태를 조절하는 포핏 밸브(116)와, 이 포핏 밸브(116)를 작동시키도록 브레이크 페달(100)에 의해 작동되는 브레이크 로드(117)와, 이 브레이크 로드(117)의 압력 및 다이어프램(114)에 의한 배력압을 마스터 실린더(120)로 제공하는 푸쉬로드(118)와, 이 푸쉬로드(118)가 제동압을 발생시키지 않는 방향으로 파워 피스톤(115)을 지지하는 리턴 스프링(119) 등으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 부스터(110)는 다음과 같이 작동하는데, 브레이크 페달(100)이 밟히지 않은 릴리즈(release) 상태에서 도 3a에 도시된 바와 같이 포핏 밸브(116)는 내장된 스프링의 힘으로 대기압이 대기압챔버(113)에 작용하지 않으면서 동시에 진공챔버(112)의 진공압이 대기압챔버(113)에 공급되도록 하는 상태로서 다이어프램(114)의 전후에 도 3b에 도시된 바와 같이 압력차가 발생되지 않아 파워 피스톤(115)은 리턴 스프링(119)에 의해 대기압실(113) 쪽으로 밀착되어 푸쉬로드(118)가 마스터 실린더(120)의 외측으로 최대한 인출되어 마스터 실린더(120)에 유압이 발생되지 않도록 한다.

운전자가 브레이크 페달(100)을 약간 밟은 상태에서는 도 4a에 도시된 바와 같이 포핏 밸브(116)가 진공챔버(112)를 차단하고 대기압챔버(113)에 대기를 약간 공급하는 상태가 되어 도 4b에 도시된 바와 같이 다이어프램(114)의 전후에는 압력차이가 발생되며, 발생된 압력 차이는 파워 피스톤(115)을 이동시켜 푸쉬로드(118)가 마스터 실린더(120)에 압력을 작용시켜 일정 수준의 제동압이 발생하게 된다.

이때, 운전자가 브레이크 페달(100)을 놓으면 부스터(110)는 도 3b에 도시된 바와 같이 최초의 릴리스 상태로 복귀되도록 리턴 스프링(119)의 반발력에 의해 후방으로 밀려 대기압 챔버(113)의 후단에 밀착된다. 이와 동시에 포핏밸브(116)와 공기밸브 피스톤(151)가 후퇴하여 진공 챔버(112)와 대기압 챔버(113)를 연통시킴으로써 전방 하우징(111)에 구비된 진공연결 포트(150)를 통해 대기압 챔버(113)에 진공을 공급한다. 이에 따라 다이어프램(114)의 전후에 압력차가 제거되어 마스터 실린더(120)에 작용하는 제동압이 해제된다.

이와 같이, 부스터(110)에 의한 배력작용을 일으키기 위해 대기압이 작용하고 있던 대기압 챔버(113)에는 파워 피스톤(115)과 포핏밸브(116) 그리고 공기밸브 피스톤(151)의 상호 작용에 의해 대기압이 차단됨과 동시에 진공연결 포트(150)로부터 진공 챔버(112)로 공급된 진공이 파워 피스톤(115)을 거쳐 작용하게 되는데, 이때 진공연결 포트(150)로부터 진공 챔버(112) 그리고 파워 피스톤(115)을 거쳐 대기압 챔버(113)에 이르는 진공 확산 경로가 길고, 좁으며, 복잡하게 되어 있기 때문에 브레이크 페달(100) 해제시 부스터(110)가 릴리스 상태로 원상 회복되는 복귀시간이 지연되어 제동 시스템 전체의 응답속도가 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 종래의 부스터가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 부스터의 대기압 챔버를 형성하는 후방 하우징의 후방벽에 제2의 진공연결 포트를 설치하여 부스터가 배력된 상태로 마스터 실린더에 제동력을 가하고 있던 상태에서 브레이크 페달이 해제되어 릴리스 상태로 복귀할 때 종래에 구비되어 있던 제1 진공연결 포트 뿐만 아니라 새로이 부가된 제2의 진공연결 포트를 통해 대기압 챔버로 진공을 공급함에 따라 부스터 릴리스 시의 진공 응답성을 향상시키도록 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 제동 시스템을 도시하는 개략도.

도 2는 도 1의 브레이크 부스터의 종단면도.

도 3a는 릴리스시 부스터의 포핏밸브, 공기밸브 피스톤 및 파워 피스톤의 위치관계를 도시하는 부분 상세 단면도.

도 3b는 도 3a에 도시된 위치관계에서의 부스터 내 압력 분포상태를 도시하는 부분 단면도.

도 4a는 작동시 부스터의 포핏밸브, 공기밸브 피스톤 및 파워 피스톤의 위치관계를 도시하는 부분 상세 단면도.

도 4b는 도 4a에 도시된 위치관계에서의 부스터 내 압력 분포상태를 도시하는 부분 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 부스터의 종단면도.

도 6은 릴리스시 본 발명의 부스터 내부 압력 분포상태를 도시하는 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 부스터 11 : 전방 하우징

12 : 진공 챔버 13 : 대기압 챔버

14 : 다이어프램 16 : 포핏밸브

17 : 브레이크 로드 18 : 푸쉬로드

19 : 파워 피스톤 21 : 제1 진공연결 포트

30 : 후방 챔버 33 : 제2 진공연결 포트

35 : 체크 밸브 37 : 공기밸브 피스톤

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 중간의 다이어프램에 의해 진공 챔버와 대기압 챔버로 분할되어 있으며 외체를 형성하도록 되어 있는 전방 하우징 및 후방 하우징, 이 후방 하우징의 중심부에 연이어 착설되어 있는 파워 피스톤부로 구성되어 있는 브레이크 부스터에 있어서, 후방 하우징의 후방벽에 제2 진공연결 포트가 설치되어 자동차의 흡기 매니폴드에서 발생된 엔진부압에 의한 진공을 상기 대기압 챔버로 전달하도록 되어 있는 부스터를 제공하고자 하는 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조로 본 발명에 따른 후방 진공 연결포트가 구비된 부스터를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 따른 부스터는 도면번호 1로 표시되어 있다. 이 부스터(1)는 일반적인 종래의 진공식 부스터와 대동소이한 구성을 가지고 있다.

즉, 외체를 형성하도록 되어 있으며 중간에 부착되어 있는 다이어프램(14)에 의해 진공 챔버(12)와 대기압 챔버(13)를 형성하도록 되어 있는 전방 하우징(11) 및 후방 하우징(30)을 가지고 있다. 또한, 후방 하우징(30)의 중심 부분에는 차량의 브레이크 페달과 직결된 파워 피스톤부(40)가 장착되어 있다.

여기에서, 전방 하우징(11)과 다이어프램(14)에 의해 둘러싸인 공간은 전방 하우징(11)의 상단에 부착되어 있는 제1 진공연결 포트(21)를 통해 엔진 부압에 의한 진공이 공급되는 진공 챔버(12)를 형성하게 되며, 후방 하우징(30)과 다이어프램(14)에 의해 둘러싸여져 있는 공간은 부스터 작동시 즉, 브레이크 페달에 의해 운전자의 답력이 전달될 때 대기압이 작용하게 되는 대기압 챔버(13)를 형성하도록 되어 있다.

또한, 파워 피스톤부(40)는 일반적인 부스터에서와 마찬가지로 크게 파워 피스톤(19), 브레이크 로드(17), 포핏밸브(16), 공기밸브 피스톤(37) 및, 푸쉬로드(18) 등으로 구성되어 있으며, 이중 파워 피스톤(19)은 다이어프램(14)의 이동과 연동하여 전후로 이동하도록 되어 있으며, 파워 피스톤(19)의 내부에는 진공 챔버(12)와의 연통을 제어하는 진공밸브와 대기압 챔버(13)와의 연통을 제어하는 대기압 밸브의 역할을 동시에 수행하도록 포핏밸브(16)와 이 포핏밸브(16)에 연동하는 공기밸브 피스톤(37)이 설치되어 있다.

그리고 공기밸브 피스톤(37)의 안쪽에는 브레이크 페달과 직결되어 있는 브레이크 로드(17)가 끼워져 있으며, 공기밸브 피스톤(37)의 앞쪽에는 마스터 실린더에 유압을 가하는 푸쉬로드(18)가 파워 피스톤(19)의 전방에 삽입되어 있다.

여기에서, 후방 하우징(30)과 다이어프램(14)에 의해 둘러싸여져 있는 대기압 챔버(13)에는 후방 하우징(30)의 후방벽(31) 상에 관통 개구되어 있는 제2 진공연결 포트(33)를 통해 엔진 부압에 의한 진공이 공급되도록 되어 있으며, 이때 포트(33) 내부에는 흡기 매니폴드에서 대기압 챔버(13)로의 일방향으로만 진공이 공급되고 일단 공급된 진공이 대기압 챔버(13)에서 제2 진공연결 포트(33)를 통해 누설되는 것을 방지하는 체크밸브(35)가 장착되어 있다.

따라서, 위와 같이 구성되어 있는 본 발명의 브레이크 부스터(1)는 운전자로부터 브레이크 답력이 전달되면 일차적으로 브레이크 로드(17)가 전방으로 이동하고, 이에 따라 포핏밸브(16)와 공기밸브 피스톤(37)이 전방으로 이동하여 진공상태로 유지되던 대기압챔버(13)에 대기압이 작용하게 되면서 진공챔버(12)와 대기압챔버(13) 사이의 압력차로 인해 마스터 실린더에서 발생되는 제동력을 배가하게 된다.

이때, 운전자가 브레이크 페달을 풀어 파워 피스톤(19)과 브레이크 로드(17)가 원래의 위치로 복귀하면 이에 따라 포핏밸브(16)와 공기밸브 피스톤(37)도 함께 후방으로 이동하여 도 6에 도시된 바와 같이 파워 피스톤(19)의 내부에서 진공 챔버(12)와 대기압 챔버(13)를 연통시키게 된다. 따라서, 제1 진공연결 포트(21)를 통해 진공 챔버(12)로 유입된 진공이 대기압 챔버(13)로 공급될 뿐만 아니라 체크밸브(35)가 개방되면서 제2 진공연결 포트(33)를 통해 유입된 진공도 대기압 챔버(13) 내에 작용하게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 부스터에 의하면, 부스터의 배력작용시 대기압이 작용하도록 되어 있는 대기압 챔버의 후방 하우징에 별도의 제2 진공연결 포트를 구비함으로써 부스터 릴리스시 흡기 매니폴드로부터 공급되는 진공이 제2 진공연결 포트를 통해 직접적으로 대기압 챔버에 공급될 수 있도록 하여 부스터의 진공 응답성을 신속하게 하여 전체 제동 시스템의 응답성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 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 (3)

1. 중간의 다이어프램(14)에 의해 진공 챔버(12)와 대기압 챔버(13)로 분할되어 있으며 외체를 형성하도록 되어 있는 전방 하우징(11) 및 후방 하우징(30), 상기 후방 하우징(30)의 중심부에 연이어 착설되어 있는 파워 피스톤부(40)로 구성되어 있는 브레이크 부스터(1)에 있어서, 상기 후방 하우징(30)의 후방벽(31)에 제2 진공연결 포트(33)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 후방 진공 연결포트가 구비된 부스터.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제2 진공연결 포트(33)는 흡기 매니폴드에 연결되어 엔진 부압에 의해 발생된 진공을 상기 대기압 챔버(13)로 전달하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 후방 진공 연결포트가 구비된 부스터.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 진공연결 포트(33) 내부에는 흡기 매니폴드에서 상기 대기압 챔버(13)로의 일방향으로만 진공 공급이 가능하도록 하는 체크밸브(35)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 후방 진공 연결포트가 구비된 부스터.