KR20010015676A

KR20010015676A - 자동차용 공압식 제동력 부스터

Info

Publication number: KR20010015676A
Application number: KR1020007003449A
Authority: KR
Inventors: 파이겔한스-외르크; 숀라우위르겐; 린켄바흐슈테펜
Original assignee: 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Priority date: 1997-10-04
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2001-02-26
Also published as: EP1019273B1; EP1019273A1; DE19743843A1; DE59809662D1; WO1999017968A1; JP2001519269A

Abstract

본 발명은 제어 밸브의 급작스런 작동시 제동력 부스터에 의해 발생되는 승압력의 급격한 상승을 보장하는 수단이 제공되는 공압식 제동력 부스터에 관계된다. 상기 제동력 부스터의 작동 신뢰성을 향상시키고 사용 수명을 증가시키기 위하여, 본 발명은, 상기 제동력 부스터의 밸브 피스톤(6)이 작동 로드(7)와 협동하는 제1 부분(31) 및 제2 부분(32)의 2개 부분으로 구성될 것을 제안한다. 상기 제2 부분(32)은 상기 제어 밸브(5)의 제2 밀봉 키트(16)를 지지하고, 상기 제1 부분(31)에 의해 변위될 수 있다. 상기 제2 밀봉 키트(16)와 밸브 부재(10) 간의 예정가능한 거리에서, 상기 승압력 급상승 보장 수단은 상기 제2 부분(32)과 제어 하우징(8) 간의 힘 전달 접속을 가능하게 하고, 상기 승압력 급상승 보장 수단의 작동은 상기 제어 밸브(5)의 작동 방향과 반대 방향으로의 상기 밸브 피스톤(6)의 움직임에 의해서 차단될 수 있다.

Description

자동차용 공압식 제동력 부스터{PNEUMATIC BRAKE POWER BOOSTER FOR AUTOMOBILES}

이러한 형태의 제동력 부스터는, 예를 들면 미국 특허 제5,645,145호에 개시되어 있다. 상기 선행 기술의 제동력 부스터의 밸브 피스톤은 작동 중에, 힘 출력 부재 또는, 개별적으로는, 푸시 로드와 함께 제1 유압 챔버를 획정하는 유압 피스톤과 협동한다. 상기 유압 피스톤에 있어서 상기 제1 유압 챔버와 반대측에는 복수 채널을 통해서 제1 유압 챔버에 연결되는 제2 유압 챔버가 위치되고, 이들 유압 챔버 간의 연결은 밸브 조립체에 의해 차단되게 되어 있다.

상기 유압 피스톤에는 제2 유압 피스톤 또는, 개별적으로는, 환형 피스톤이 압축 스프링에 의해 편향된 상태로 축방향으로 지지되어, 유체가 제2 유압 챔버로부터 제1 유압 챔버로 변위될 수 있게 한다. 따라서, 상기 특허에 개시된 장치는 유압 반작용 장치를 나타낸다. 전술한 밸브 조립체는, "정규" 작동시에는 폐쇄된 상태를 유지해서, 제동력 부스터에 의해 발생된 승압력 뿐만 아니라 밸브 피스톤에 인가된 작동력도 제1 유압 챔버에 억류된 유체에 의해 전달될 수 있게 설계되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 돌연한 정지 또는 비상 제동으로 야기되는 급작스런 작동의 경우에, 밸브 조립체는 개방된 상태를 유지하며, 이에 따라 유체는 제1 유압 챔버에서 제2 유압 챔버로 유입되고, 제1 유압 피스톤에 지지되는 밸브 피스톤의 작동 행정이 더 길어지게 되는데, 이 작동 행정이 길어질수록, 제2 밀봉 시이트와 밸브 부재 간의 개방 슬롯이 증대되어 상기 선행 기술의 제동력 부스터의 환기가능한 작동 챔버의 환기가 더욱 신속해진다.

상기 선행 기술의 제동력 부스터에 있어서는 특히, 전술한 수단들과 시스템 내에서 발생되는 마찰을 증가시키고, 또한, 잠재적인 장애의 원인이 될 수 있는 밀봉 요소로 밀봉되어야 하는 챔버들을 갖는 반작용 장치가 복잡한 구조를 이룬다는 문제가 있다. 또 다른 문제가 유압 챔버를 액체상의 압력 유체로 충전하는 경우에 부딪히게 되는데, 이는 대규모 생산에 특히 부적합한 것이다.

본 발명은 내부가 가동 벽에 의해 제1 챔버(진공 챔버) 및 제2 챔버(작동 챔버)로 구분되어 있는 부스터 하우징과, 상기 가동 벽에 작용하는 공기 압력차를 제어하고 또한 작동 로드로 조종될 수 있는 제어 밸브가 설치되는 제어 하우징을 구비하는 자동차용 공압식 제동력 부스터로서, 상기 제어 밸브는 상기 제어 하우징에 마련되는 제1 밀봉 시이트, 밸브 피스톤에 마련되는 제2 밀봉 시이트, 그리고 상기 2개의 밀봉 시이트와 협동하는 탄성 밸브 부재를 구비하고, 상기 제어 밸브의 급작스런 작동시 상기 제동력 부스터에 의해 발생되는 승압력(boosting force)의 급격한 상승을 보장하는 승압력 급상승 보장 수단이 제공되어 있는 제동력 부스터에 관한 것이다.

도 1은 비작동 대기 상태에 있는 본 발명의 제동력 부스터의 제1 실시예를 부분적으로 파단하여 도시한 종단면도이다.

도 2는 비상 제동 위치에서 작동중인 도 1의 제동력 부스터의 제어 조립체를 보여주는 도면이다.

도 3은 복귀 행정 위치에 있는 ,즉 작동력이 제거된 후의, 도 2의 제어 조립체를 보여주는 도면이다.

도 4는 비상 제동 위치에서 작동중인 본 발명의 제동력 부스터의 제2 실시예를 부분적으로 파단하여 도시한 횡단면도이다.

따라서, 본 발명의 한 가지 목적은 제동력 부스터의 작동 신뢰성을 향상시키고 사용 수명을 증가시키는 조치들을 제안하는 것이다. 또 다른 목적은 전술한 제동력 부스터를 합리적인 비용과 노력으로 제조할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 목적은 밸브 피스톤이 작동 로드와 협동하는 제1 부분(작동 부분) 및 이 제1 부분에 의해 변위될 수 있고 또한 제2 밀봉 시이트를 수반하는 제2 부분(슬리브)의 2개 부분으로 구성되고, 상기 제2 밀봉 시이트와 밸브 부재 간의 예정가능한 거리에서, 승압력 급상승 보장 수단이 상기 제2 부분과 제어 하우징 간의 힘 전달 접속을 가능하게 하고, 그러한 상기 승압력 급상승 보장 수단의 작용이 제어 밸브의 작동 방향과 반대 방향으로의 상기 밸브 피스톤의 이동에 의해서 무능화(deactivated)되게 구성되는 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 사상을 보다 구체화하면, 전술한 승압력 급상승 보장 수단은 탄성 캐치(elastic catch)로서 구성되며, 상기 탄성 캐치는 상기 제어 하우징에 마련되거나, 상기 제어 하우징 또는, 개별적으로는, 상기 제어 하우징 안에 마련되는 요부(凹部)와 협동하는 요소에 마련되는 반경방향 턱(radial step)을 뒤에서 파지하며, 그럼으로써 상기 제어 하우징과 상기 제2 부분이 연동되게 한다. 이 구성에서는, 상기 제어 하우징에 지지되어 있는 스프링이 편향된 상태에서, 상기 제2 부분이 상기 제1 부분을 축방향으로 지탱하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 태양에 있어서, 캐치가 제어 하우징에서 반경방향으로 해제됨으로써 힘 전달 접속의 해제가 행해진다. 이를 위해서, 캐치는 제1 부분에 마련되는 해제 요소와 협동한다.

본 발명의 목적의 또 다른 유리한 실시예에서는, 상기 제동력 부스터의 출력의 함수로서의 예정가능한 거리가 변화되게 하는 제2 수단이 제공된다. 상기 제2 수단은, 상기 제동력 부스터의 작동력과 승압력을 모두 출력 부재(푸시 로드)로 전달하는 탄성 반작용판과 협동하고, 제2 스프링이 편향된 상태에서 상기 제어 하우징 안에서 제한적으로 슬라이딩할 수 있는 슬라이딩 슬리브(38)로서 구성되는 것이 유리하다.

본 발명을 첨부된 도면을 참고로 후술되는 두 가지 실시예와 관련하여 상세히 설명하겠다.

본 발명에 의한 진공 제동력 부스터의 부스터 하우징(1)(단지 제시)은, 도시되어 있는 바와 같이, 축방향 가동 벽(도시안함)에 의해 진공 챔버(2)와 작동 챔버(3)로 구분되어 있다. 도시되지 않은 축방향 가동 벽은, 다이어프램 판과, 상기 다이어프램 판에 맞닿아서 상기 다이어프램 판의 외측 원주와 부스터 하우징(1) 간의 밀봉부로서(이 밀봉은 상세히 도시안함) 롤링 다이어프램(rolling diaphragm)을 형성하는 유연성 다이어프램(4)(일부만이 도시됨)을 구비한다.

부스터 하우징(1) 안에서 밀봉되고 안내되며 또한 가동 벽을 수반하는 제어 하우징(8) 내에는 작동 로드(7)로 조종될 수 있는 제어 밸브(5)가 마련된다. 상기 제어 밸브(5)는 제어 하우징(8)에 마련되는 제1 밀봉 시이트(15), 작동 로드(7)에 연결되는 밸브 피스톤(6)에 마련되는 제2 밀봉 시이트(16), 그리고 상기 2개의 밀봉 시이트(15, 16)와 협동하고, 또한 제어 하우징(8) 안에 마련되고 밀봉되는 안내 부재(21) 안에서 안내되는 밸브 부재(10)로 구성된다. 상기 밸브 부재(10)는 안내 부재(21)에 지지되는 밸브 스프링(22)을 매개로 하여 밸브 시이트(15, 16)에 대하여 압박된다. 상기 작동 챔버(3)는 제어 하우징(8) 안에서 측방향으로 뻗어있는 채널(29)을 통해서 상기 진공 챔버(2)에 연결되게 되어 있다.

상기 제동력 부스터의 제동력은 제어 하우징(8)의 정면부(14)와 정면으로 맞닿아 있는 고무재 탄성 반작용판(9)과, 헤드 플랜지(13)를 구비하는 푸시 로드(12)를 통해서 상기 브레이크 시스템의 마스터 실린더(도시안함)의 작동 피스톤으로 전달된다. 상기 마스터 실린더는 상기 부스터 하우징의 진공측에 절반이 끼워맞춰져 있다.

상기 부스터 하우징(1)의 진공측 정면 벽에 지지되는 도시된 리셋 스프링(reset spring)(17)이 가동 벽을 도시된 초기 위치에 유지시킨다. 또한, 한편으로는 작동 로드(7)에 간접적으로 지지되고, 다른 한편으로는 안내 부재(21)에 지지되는 피스톤 로드 복귀 스프링(18) 즉 제2 압축 스프링이 마련되는데, 이 압축 스프링의 힘이 밸브 피스톤(6) 또는 상기 밸브 피스톤(6)의 밀봉 시이트(16)를 밸브 부재(10)와 관련하여 편향되게 한다.

제어 밸브(5)의 작동시에 상기 작동 챔버(3)를 주위의 분위기에 연결하기 위하여, 대략 반경방향으로 뻗어있는 채널(19)이 제어 하우징(8) 안에 마련된다. 제동 동작 종료시의 밸브 피스톤(9)의 복귀 운동은, 도 1에 도시된 진공 제동력 부스터가 대기 위치에 있을 때, 부스터 하우징(1) 안에 마련된 정지부(20)를 지탱하는 횡방향 부재(11)에 의해 제한된다.

도면으로부터도 파악할 수 있겠지만, 상기 밸브 부재(10)는 상기 2개의 밀봉 시이트(15, 16)와 협동하는 환형 밀봉면(23)을 구비는데, 이 환형 밀봉면은 금속 보강 디스크(24)에 의해 보강되며, 또한 복수의 축방향 통로(25)를 구비한다. 또한, 상기 밸브 부재(10)는, 내측 반경방향의 밀봉 립(26)과, 상기 제어 하우징(8) 안에 상기 밸브 부재(10)가 조립된 상태에서, 공압 챔버(28)가 상기 제어 하우징(8) 안에 획정되도록 상기 밸브 부재(10)를 안내하는 전술한 안내 부재(21)를 (밀봉하는 방식으로)지탱하는 외측 반경방향의 제2 밀봉 립(27)을 구비한다. 상기 통로(25)와 상기 밀봉면(23)의 개부에 의해 형성되는 유동 채널(상세히 설명되지 않음)은 상기 공압 챔버(28)를, 상기 밀봉 시이트(15, 16)에 의해 획정되고 전술한 공압 챔버(29) 안에서 종결되는 환형 챔버(30)와 연결시킨다. 그 결과, 상기 밀봉면(23)과 반대측에 있는 상기 밸브 부재(10) 측에 마련되는 상기 공압 챔버(28)가 상기 작동 챔버(3)과 영구적으로 연결되고, 상기 밸브 부재(10)에는 압력 평형이 이루어진다.

전술한 구성은 결과적으로, 제동력 부스터의 응답 힘과 밸브 피스톤에 작용하는 리셋 힘 간의 차이를 감소시키는데, 응답 힘이 일정한 상태에서 리셋 힘이 증가될 수 있거나, 또는 리셋 힘이 일정한 상태에서 응답 힘이 증가될 수 있게 된다.

또한 도 1로부터 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 전술한 밸브 피스톤(6)은 2개 부분으로 구성되고, 바람직하게는 제1 부분, 즉, 작동 부분(31) 및 상기 제1 부분(31)과 동일 축방향으로 마련되는 제2 부분, 즉, 슬리브(32)로 구성된다. 상기 작동 부분(31)은 운전가가 브레이크 페달(도시안함)을 밟음으로써 발생되는 작동력을 인가하는데 사용되며, 전술한 작동 로드(7)에 고정 결합되어 있다. 상기 제2 밀봉 시이트(16)를 수반하는 상기 슬리브(32)는, 제한적으로 슬라이딩할 수 있도록 상기 제1 부분(31)에 마련되고, 또한 밀봉되며, 그리고 스프링(33)이 편향된 상태에서 상기 제1 부분(31)을 축방향으로 지탱한다. 따라서, 상기 작동 부분(31)이 도면에서 보았을 때 좌측으로 변위하면 상기 슬리브(32)는 상기 작동 부분(31)과 연동될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 밀봉 시이트(16)가 밸브 부재(10)의 밀봉면(23)에서 부양되고, 따라서 작동 챔버(3)가 환기된다. 상기 슬리브(32)와 반대측에 있는 스프링(33)의 단부는, 제어 하우징 정면 부분(14)에 고정 연결되어 있는 요소(35)에 지지된다.

급작스런 작동의 경우에 제2 밀봉 시이트(16)와 밸브 부재(10) 간의 거리를 증대시키기 위해서, 상기 슬리브(32)는 밸브 부재(10)와 반대측에 있는 단부에 반경방향 탄성 캐치(34)를 구비한다. 상기 밸브 피스톤(6)의 급작스런 상대적 이동시 상기 슬리브(32)가 상기 제어 하우징(8)에 대해서 거리 "a"를 움직이면, 상기 캐치(34)가 상기 요소(35)에 마련되는 반경방향 턱(36) 즉 환형 면과 결합되도록 이동되어, 상기 슬리브(32)가 상기 제어 하우징(35 또는, 개별적으로는 8)과 연동된다. 전술한 작동 위치가 도 2에 도시되어 있다.

작동 부분(31)의 제어 하우징(35 또는, 개별적으로는, 8)에 대한 상대적 이동(작동 방향과 반대 방향으로 행해지고, 복귀 행정이라고 함)시, 슬리브(32)와 상기 제어 하우징(35 또는, 개별적으로는, 8) 간의 힘 전달 접속을 제거하기 위하여, 작동 부재(31)에 마련되고 상기 요소(35) 안에서 안내되는 환형 해제 요소(37)가 제공된다. 상기 해제 요소(37)는 캐치(34)와 마주하는 면에 경사부를 구비하는데, 상기 경사부는 상기 캐치(34)에 제공되는 짝을 이루는 경사부와 협동하고, 도시예의 내측 반경방향으로 상기 캐치(34)의 재조정을 보장한다.

상기 캐치(34)의 반경방향 재조정으로 상기 경사부들이 제어 하우징(8 또는 35)에서 해제되어, 전술한 스프링(33)이 편향된 상태에서 슬리브(32)가 작동 부재(31)와 접하도록 이동된다. 무엇보다도 반작용 판(9)과 피스톤 로드 복귀 스프링(18)의 변형으로 초래되는 전술한 밸브 피스톤(6)의 복귀 운동으로 인해서, 제어 밸브(5)의 밸브 부재(10)는 도면에서 보았을 때 우측으로 변위되고, 따라서 제1 밀봉 시이트(15)가 개방되고 작동 챔버(3)가 진공 챔버(2)와 연결되어, 결과적으로 소개된다. 전술한 복귀 행정 위치가 도 3에 도시되어 있다.

도 4에 도시된 본 발명의 목적의 제2의 실시예에서는, 제동력 부스터의 출력 또는, 개별적으로는, 반작용 판(9)의 변형에 따라, 캐치(34)의 제어 하우징(8) 상 작용점의 축방향 재조정 또는, 개별적으로는, 제2 밀봉 시이트(16)와 밸브 부재(10)의 밀봉 면(23) 간의 예정가능한 거리의 변화를 가능하게 하는 기계적 수단이 제공된다. 도면에 의하면, 상기 캐치(34)는, 외측 반경방향으로 마련되는 제2 스프링(39)에 의해 편향되고 또한 제어 하우징(8) 안에서 안내되는 슬라이딩 슬리브(38)와 힘 전달 결합상태로 되도록 이동된다는 것을 알 수 있다. 작동시 압력을 받는 반작용 판(9)이 변형되면 슬라이딩 슬리브(38)가 우측으로 변위되고, 따라서, 상기 반작용 판(9)에 부하가 걸리지 않는 경우에 비해서, 브레이크 페달의 초기 속력이 더 낮은 때에, 또는, 개별적으로는, 밸브 피스톤(6)과 제어 하우징(8) 간 차동 행정이 더 짧은 경우에 상기 결합이 발생하게 된다.

Claims

내부가 가동 벽에 의해 제1 챔버(진공 챔버) 및 제2 챔버(작동 챔버)로 구분되는 부스터 하우징과, 상기 가동 벽에 작용하는 공기 압력차를 제어하고 또한 작동 로드로 조종될 수 있는 제어 밸브가 설치되는 제어 하우징을 구비하는 자동차용 공압식 제동력 부스터로서, 상기 제어 밸브는 상기 제어 하우징에 마련되는 제1 밀봉 시이트, 밸브 피스톤에 마련되는 제2 밀봉 시이트, 그리고 상기 2개의 밀봉 시이트와 협동하는 탄성 밸브 부재를 구비하고, 상기 제어 밸브의 급작스런 작동시 상기 제동력 부스터에 의해 발생되는 승압력의 급격한 상승을 보장하는 승압력 급상승 보장 수단이 제공되어 있는 자동차용 공압식 제동력 부스터에 있어서, 상기 밸브 피스톤(6)은 상기 작동 로드(7)와 협동하는 제1 부분[작동부(31)] 및 상기 제1 부분에 의해 변위될 수 있고 또한 상기 제2 밀봉 시이트(16)를 수반하는 제2 부분[슬리브(32)]의 2개 부분으로 구성되는데, 상기 제2 밀봉 시이트(16)와 상기 밸브 부재(10 또는 23, 개별적으로는) 간의 예정가능한 거리(a)에서, 상기 승압력 급상승 보장 수단(34, 35, 36)이 상기 제2 부분(32)과 상기 제어 하우징(8 또는, 개별적으로는, 14, 35) 간에 힘 전달 접속을 가능하게 하고, 그러한 상기 승압력 급상승 보장 수단의 작용이 상기 제어 밸브(5)의 작동 방향과 반대 방향으로의 상기 밸브 피스톤(6)의 이동에 의해 무능화될 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공압식 제동력 부스터.
제1항에 있어서, 상기 제어 하우징(8 또는, 개별적으로는 14, 35)에 지지되어 있는 스프링(33)이 편향된 상태에서, 상기 제2 부분(32)이 상기 제1 부분(32)을 축방향으로 지탱하는 것을 특징으로 하는 제동력 부스터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 승압력 급상승 보장 수단이 탄성 캐치(34)로서 구성되며, 상기 탄성 캐치(34)는 상기 제어 하우징에 마련되거나, 상기 제어 하우징(8) 또는, 개별적으로는, 상기 제어 하우징 안에 마련되는 요부(凹部)와 협동하는 요소(35)에 마련되는 반경방향 턱(36)을 뒤에서 파지하며, 그럼으로써 상기 제어 하우징(8)과 상기 제2 부분(32)이 연동되게 하는 것을 특징으로 하는 제동력 부스터.
제3항에 있어서, 상기 힘 전달 접속의 해제가 상기 캐치(34)의 반경방향 재조정에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 제동력 부스터.
제4항에 있어서, 상기 힘 전달 접속의 해제를 위해서, 상기 캐치(34)가 상기 제1 부분(31)에 마련되는 해제 요소(37)와 협동하는 것을 특징으로 하는 제동력 부스터.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제동력 부스터의 출력의 함수로서의 상기 예정가능한 거리가 변화되게 하는 제2 수단(38)이 제공되는 것을 특징으로 하는 제동력 부스터.
제6항에 있어서, 상기 제2 수단이, 상기 제동력 부스터의 작동력과 승압력을 모두 출력 부재[푸시 로드(12)]로 전달하는 탄성 반작용판(9)과 협동하고, 제2 스프링(39)이 편향된 상태에서 상기 제어 하우징(8 또는 14, 개별적으로는) 안에서 제한적으로 슬라이딩할 수 있는 슬라이딩 슬리브(38)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 제동력 부스터.