KR20010109717A - 차량용 브레이크 부스터의 출력축 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 부스터의 출력축에 관한 것으로, 그 목적은 출력축을 개선하여 별도의 리테이너 없이도 리턴스프링을 보다 용이하게 설치할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 출력축에 의하면, 리액션 디스크(51)가 결합되는 출력축(50) 단부에 가장자리를 따라 외향 플랜지형상의 안착부(53)가 일체로 마련되어 있어서, 리턴스프링(80) 단부가 안착부(53)에 안착 지지된다. 이에 따라 밸브본체(60)와 출력축(50) 등을 복원시키기 위한 리턴스프링(80)이 리테이너와 같은 별도의 추가 부품없이 정압실(21)내에 용이하게 배치됨으로써, 이의 조립 작업성이 향상되며 전체적인 제조비용이 절감되는 이점이 있다.

Description

차량용 브레이크 부스터의 출력축{Output rod brake booster for car}

본 발명은 차량용 브레이크 부스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리액선 디스크가 안착되며 기압차에 형성된 배력을 마스터실린더측으로 전달하는 차량용브레이크 부스터의 출력축에 관한 것이다.

차량용 브레이크 부스터(BOOSTER)는 진공과 대기와의 기압차를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치이며, 프론트셀에 마스터실린더가 결합되어 있어서 증폭된 힘을 통해 제동유압이 형성된다. 도 1은 이러한 기능을 하는 종래 차량용 브레이크 부스터(BRAKE BOOSTER)를 보인 단면도이다.

종래 차량용 브레이크 부스터는 도 1에 도시한 바와 같이, 프론트셀(1a)과 리어셀(1b)이 밀폐 결합된 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내부를 프론트실(2a)(2b)과 리어실(2c)(2d)로 구획하는 센터플레이트(1c)와, 일단이 센터플레이트(1c) 중심을 미끄럼가능하게 관통하며 타단이 리어셀(1b)을 관통하여 외부로 돌출되어 공기유입을 제어하는 밸브본체(6)와, 브레이크패달(미도시)에 의해 연동하는 입력축(4)과 이의 작동에 따라 변위의 힘을 전달받는 출력축(5)을 포함한다.

프론트실(2a)(2b)은 프론트다이아프램(3a)과 프론트파워피스톤(3b)에 의해 프론트정압실(2a)과 프론트변압실(2b)로 구별되며, 리어실(2c)(2d)은 리어다이아프램(3c)과 리어파워피스톤(3d)에 의해 리어정압실(2c)과 리어변압실(2d)로 구획된다.

그리고 밸브본체(6)는 다이아프램(3a)(3c) 및 파워피스톤(3b)(3d)과 함께 일체로 미끄럼 운동하는데, 이를 위해 밸브본체(6) 일단에는 프론트다이아프램(3a)과 프론트파워피스톤(3b) 및 리어다이아프램(3c)과 리어파워피스톤(3d) 그리고 센터플레이트(1c)가 결합되며, 밸브본체(6) 타단에는 리어셀(1b)의 중심부를 관통하여 대기와 연통되도록 공기흡입부(6c)가 형성된다. 그리고, 밸브본체(6) 내부에는 정압실(2a)(2c)과 변압실(2b)(2d)을 연통하는 정압통로(6a) 및 대기와 변압실(2b)(2d)을 연통시키는 변압통로(6b)가 마련되며, 입력축(4) 단부와 결합되어 축방향으로 미끄럼 운동하는 플런저(7)가 배치된다. 플런저(7)와 출력축(5)의 선단 사이에는 단면적의 차이로 인해 작용받은 힘을 배가시켜 출력축(5)으로 전달하는 리액션디스크(5a)가 마련된다.

이러한 밸브본체(6)는 프론트정압실(2a)내에 배치된 리턴스프링(8)에 의해 탄성 지지되어 복원되게 된다. 즉, 리턴스프링(8)은 일종의 코일스프링으로 이루어지며, 일단이 프론트정압실(2a)을 형성하는 프론트셀(1a)의 중심부 내측에 지지되며 타단이 밸브본체(6)의 일단 중심에 지지되어 이를 복원되는 방향으로 탄성 지지하게 된다.

한편, 미설명부호 6d는 밸브본체(6)내에 설치되어 입력축(4)의 작동에 따라 공기의 유입을 제어하는 탄성재질의 포펫밸브로서, 포펫밸브(6d)에 의해 정압통로(6a)와 변압통로(6b)가 선택적으로 개폐되게 된다. 그리고 9는 리턴스프링(8) 타단이 안착 설치되는 리테이너이다.

이와 같이 구성된 종래 차량용 브레이크 부스터의 작동은 다음과 같다.

먼저, 운전자가 브레이크패달(미도시)을 밟지 않은 경우에는 각각의 정압실(2a)(2c)과 변압실(2b)(2d)은 부압원(미도시)에 진공상태로 유지된다. 이러한 상태에서 운전자가 브레이크패달을 밟으면 입력축(4)이 리액션디스크(5a) 쪽으로 밀리게 되고 플런저(7)의 이동에 의해 변압통로(6b)가 외기와 연통됨으로써, 외부공기가 변압통로(6b)를 통해 각 변압실(2b)(2d)로 유입된다.

외부공기는 차압에 의해 순간적으로 유입됨으로써, 다이아프램(3a)(3c)과 동력피스톤(3b)(3d) 및 밸브본체(6)가 동시에 정압실(2a)(2c)측으로 밀리고, 입력보다 증폭된 출력이 리액션디스크(5a)와 출력축(5)을 통해 마스터실린더 어셈블리(미도시)로 전달되어 제동유압을 발생시킨다. 이 때, 프론트정압실(2a)에 배치된 리턴스프링(8)은 압축된다.

그리고 운전자가 브레이크패달에서 발을 떼면, 리턴스프링(8)의 탄성 복원력에 의해 입ㆍ출력축(4)(5)과 플런저(7) 및 밸브본체(6)가 제위치로 되돌아간다.

그러나, 이러한 종래 브레이크 부스터에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 리턴스프링(8)을 설치하기 위해 리테이너(9)라는 부품이 별도로 요구되며 이의 형상이 복잡함으로써, 조립 작업성이 저하됨과 동시에 전체적인 제조비용이 상승한다.

즉, 출력축(5)의 타단에는 리액션 디스크(5a)가 안착 설치되며, 리턴스프링(8)을 견고하게 설치하기 위해 원주방향으로 안착홈(9a)이 형성된 리테이너(9)가 배치된다. 따라서 출력축(5) 단부에 리테이너(9)를 먼저 조립한 후 여기에 리턴스프링(8)을 설치해야 함으로써, 리턴스프링(8)의 조립 공정이 복잡하게 되며, 또한 가장자리를 따라 안착홈(9a)이 형성된 리테이너(9)가 요구되어 브레이크 부스터의 전체적인 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 정압실내에 밸브본체와 출력축 등을 복원시키기 위해 리턴스프링이 설치되는데, 별도의 추가부품없이 리턴스프링 단부를 출력축 단부에 견고하게 안착시킴으로써, 이의 조립작업성을 향상시키며 전체적인 제조비용을 절감시킬 수 있는 차량용 브레이크 부스터의 출력축을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 차량용 브레이크 부스터의 단면도이다.

도 2는 종래 리턴스프링의 설치구조를 발췌하여 보인 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 단면도이다.

도 4는 도 3의 A부 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 리턴스프링 설치구조를 발췌하여 보인 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 출력축을 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..케이싱 40..입력축 50..출력축

51..리액션 디스크 52..결합부 53..안착부

53a..홀 60..밸브본체 70..플런저

80..리턴스프링

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

프론트셀과 리어셀이 밀폐 결합된 케이싱, 케이싱 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 동력피스톤과 다이아프램, 동력피스톤과 다이아프램의 중심부에 일단 외주가 밀폐 결합되며 리어셀을 관통하여 타단이 대기와 연통된 밸브본체, 밸브본체의 일단 내부에 축방향으로 형성된 실린더부에 진퇴운동 가능하게 설치되어 변압실로의 공기유입을 제어하는 플런저, 플런저에 선단이 결합되며 브레이크 패달에 의해 축방향으로 진퇴운동하는 입력축, 입력축이 전진함에 따라 동력피스톤과 다이아프램 변위의 힘을 전달받기 위해 선단이 리액션 디스크를 개재하여 밸브본체의 일단 중심부와 접하도록 정압실에 배치된 출력축과, 출력축과 밸브본체를 탄성 지지하도록 정압실내에 배치된 리턴스프링을 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

출력축은 선단에 직경이 확장되게 마련되며 리액션 디스크가 끼워져 결합되도록 내측에 결합공간이 형성된 결합부와, 결합부의 가장자리를 따라 외향 플랜지형상으로 마련되어 리턴스프링의 단부가 안착되는 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 구성이다.

또한, 안착부에는 제동작용 해제 시 변압실측의 공기가 정압실측으로 원활하게 빠져나가도록 다수의 홀이 일정한 간격으로 천공된 것을 특징으로 하는 구성이다.

이러한 구성에 의하면, 정압실내에 밸브본체와 출력축 등을 복원시키기 위해 설치되는 리턴스프링의 단부가 위해 리턴스프링이 설치되는데, 별도의 추가 부품없이 리턴스프링 단부를 출력축 단부에 용이하면서도 견고하게 안착시킴으로써, 이의 조립 작업성이 향상되며 전체적인 제조비용을 절감할 수 있는 차량용 브레이크 부스터의 출력축을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 전체적인 구조를 보인 단면도이고, 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 리턴스프링의 설치구조 및 출력축을 보인 것이다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터는 도 3에 도시한 바와 같이, 프론트셀(11)과 리어셀(12)이 밀폐 결합된 케이싱(10)과, 케이싱(10) 내부를 프론트실(21)(22)과 리어실(23)(24)로 구획하는 센터플레이트(13)와, 센터플레이트(13)의 중심부를 자유롭게 미끄러져 움직이도록 관통하여 배치되며 프론트실(21)(22)과 리어실(23)(24)로의 공기유입을 제어하는 밸브본체(60)와, 브레이크패달(미도시)의 조작에 의해 밸브본체(60)를 작동시키는 입력축(40)과 배가된 힘을 전달받도록 선단에 탄성재질의 리액션디스크(51)가 설치된 출력축(50)을 구비한다.

프론트실(21)(22)은 프론트셀(11)과 센터플레이트(13) 사이의 공간에 형성되는데, 이것은 프론트다이아프램(31)과 프론트파워피스톤(32)에 의해 또다시 프론트정압실(21)과 프론트변압실(22)로 구획된다. 또한, 리어실(23)(24)은 센터플레이트(13)와 리어셀(12) 사이의 공간에 형성되며, 이것 역시 리어다이아프램(33)과 리어파워피스톤(34)에 의해 리어정압실(23)과 리어변압실(24)로 나뉘어진다. 미설명부호 14는 프론트셀(11)의 외벽에 설치되어 프론트정압실(21)과 부압원(미도시)을 연통시키기 위한 진공연결관이다.

밸브본체(60)는 다단으로 단차진 원통형상으로 마련되며, 일단 외주에 프론트다이아프램(31)과 프론트파워피스톤(32) 및 센터플레이트(13), 리어다이아프램(33)과 리어파워피스톤(34) 중심부가 끼워져 결합되고, 공기흡입부(63)로 이루어진 이의 타단이 리어셀(12) 중심부를 관통하여 외기와 연통된다.

그리고 밸브본체(60) 내부에는 정압실(21)(23)과 변압실(22)(24)을 연통시키는 정압통로(61)와 변압실(22)(24)과 외기를 연통시키는 변압통로(62) 및 일단 중심부에 축방향으로 실린더부(66)가 형성되어 있다. 실린더부(66)에는 입력축(40)의 단부와 연계되어 축방향으로 미끄럼 운동하는 플런저(70)가 설치되며, 밸브본체(60) 내주에는 입력축(40)의 작동에 의해 공기의 유입을 실질적으로 제어하는 탄성재질의 포펫밸브(64)가 설치된다. 즉, 포펫밸브(64)와 조합하여 진공밸브기능을 수행하도록 밸브본체(60) 내주에는 제1밸브시트부(65)가 마련되어 있어서, 포펫밸브(64)의 선단이 제1밸브시트부(65)에 안착되면 정압통로(61)는 폐쇄되게 된다. 그리고 포펫밸브(64)와 조합하여 에어밸브기능을 수행하도록 플런저(70)의 후단부에는 제2밸브시트부(71)가 마련되어 있어서, 포펫밸브(64) 선단이 제2밸브시트부(71)에 안착되면 외기가 변압실(22)(24)로 유입되는 것이 차단되게 된다.

한편, 이러한 밸브본체(60)는 프론트정압실(21)내에 배치된 리턴스프링(80)을 통해 탄성 지지됨으로써 제동작용 해제 시 출력축(50)과 밸브본체(60) 및 플런저(70) 등이 복원되는데, 도 4와 5를 참조하여 이의 상세한 구조를 설명하면 다음과 같다.

우선, 출력축(50)은 제동작용 시 입력축(40)이 전진함에 따라 파워피스톤(32)(34)과 다이아프램(31)(33) 변위의 힘을 전달받도록 밸브본체(60)와 접하도록 배치된다. 즉, 출력축(50)의 일단은 리액션 디스크(51)를 개재하여 밸브본체(60)의 일단 중심부와 접하며, 이의 타단은 프론트셀(11) 중심부를 관통하여 마스터실린더 어셈블리(미도시)와 직결된다.

그리고 출력축(50)의 일단에는 직경이 확장되며 내측에 결합공간(52a)이 형성된 결합부(52)가 마련되어 있어서, 결합공간(52a)내에 탄성재질의 리액션 디스크(51)가 끼워져 결합된다.

또한, 결합부(52)에는 리턴스프링(80)의 단부가 안착되도록 가장자리를 따라 반경방향, 즉 외향 플랜지 형상으로 직경이 확장된 안착부(53)가 일체로 형성되어 있으며, 안착부(53)에는 제동작용 해제 시 프론트ㆍ리어변압실(22)(24)과 리어정압실(23)측의 공기가 프론트정압실(21)측으로 원활하게 빠져나가도록 다수의 홀(53a)이 일정한 간격으로 천공되어 있다.

이에 따라 출력축(50)과 밸브본체(60) 등을 복원시키기 위한 리턴스프링(80)은 일단(81)이 프론트셀(11)의 중심부에 지지되며 타단(82)이 출력축(50) 단부에 일체로 마련된 안착부(53)에 안착 지지됨으로써, 별도의 추가 부품없이도 조립이간단하면서 견고하게 이루어진다.

다음에는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터가 장착된 자동차에서 운전자가 브레이크패달을 밟아 입력축(40)이 전진하면, 플런저(70)가 리액션디스크(51) 측으로 밀림으로써, 제2밸브시트부(71)와 포펫밸브(64)가 이격되어 정압실(21)(23)과 변압실(22)(24)의 연통은 차단된다.

이에 따라 외부 공기는 공기흡입부(63)와 변압통로(62)를 거쳐 진공상태의 각 변압실(22)(24)로 유입되며, 기압차에 의해 작동 가능한 프론트다이아프램(31)과 프론트파워피스톤(32) 및 리어다이아프램(33)과 리어파워피스톤(34)이 밸브본체(60)와 함께 출력축(50)측으로 밀리게 됨으로써, 출력이 리액션디스크(51)와 출력축(50)을 통해 마스터실린더 어셈블리(미도시)로 전달되어 제동압력을 발생시킨다. 이러한 제동작용 시 리턴스프링(80)은 압축되면서 출력축(50)과 밸브본체(60) 등을 탄성 지지한다.

그리고 운전자가 브레이크패달에서 발을 떼면, 리턴스프링(80)의 탄성 복원력에 의해 플런저(70)와 입력축(40)이 다시 복원됨과 동시에 포펫밸브(64)는 제2밸브시트부(71)에 의해 밀려 제1밸브시트부(65)에서 분리되고, 공기의 유입을 방지하는 에어밸브 역할을 수행한다. 또한 포펫밸브(64)가 제1밸브시트부(65)에서 분리됨에 따라 정압통로(61)가 연통된다. 이에 따라 프론트변압실(22)과 리어변압실(24)의 공기는 안착부(53)에 천공된 다수개의 홀(53a)을 통해 진공상태의 프론트정압실(21)측으로 빠져나가며, 계속하여 부압원과 연계된 진공연결관(14)을 통해 외부로 빠져나가 브레이크 부스터의 초기상태로 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 출력축에 의하면, 리액션 디스크가 결합되는 출력축 단부에 가장자리를 따라 외향 플랜지형상의 안착부가 일체로 마련되어 있어서, 리턴스프링 단부가 안착부에 안착 지지된다. 이에 따라 밸브본체와 출력축 등을 복원시키기 위한 리턴스프링이 리테이너와 같은 별도의 추가 부품없이 정압실내에 용이하게 배치됨으로써, 이의 조립 작업성이 향상되며 전체적인 제조비용이 절감되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 프론트셀과 리어셀이 밀폐 결합된 케이싱, 상기 케이싱 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 동력피스톤과 다이아프램, 상기 동력피스톤과 다이아프램의 중심부에 일단 외주가 밀폐 결합되며 상기 리어셀을 관통하여 타단이 대기와 연통된 밸브본체, 상기 밸브본체의 일단 내부에 축방향으로 형성된 실린더부에 진퇴운동 가능하게 설치되어 상기 변압실로의 공기유입을 제어하는 플런저, 상기 플런저에 선단이 결합되며 브레이크 패달에 의해 축방향으로 진퇴운동하는 입력축, 상기 입력축이 전진함에 따라 상기 동력피스톤과 다이아프램 변위의 힘을 전달받기 위해 선단이 리액션 디스크를 개재하여 상기 밸브본체의 일단 중심부와 접하도록 상기 정압실에 배치된 출력축과, 상기 출력축과 밸브본체를 탄성 지지하도록 상기 정압실내에 배치된 리턴스프링을 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

   상기 출력축(50)은 선단에 직경이 확장되게 마련되며 상기 리액션 디스크(51)가 끼워져 결합되도록 내측에 결합공간(52a)이 형성된 결합부(52)와, 상기 결합부(52)의 가장자리를 따라 외향 플랜지형상으로 마련되어 상기 리턴스프링(80)의 단부가 안착되는 안착부(53)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터의 출력축.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안착부(53)에는 제동작용 해제 시 상기 변압실(22)(24)측의 공기가 상기 정압실(21)측으로 원활하게 빠져나가도록 다수의 홀(53a)이 일정한 간격으로 천공된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터의 출력축.