KR20020049418A

KR20020049418A - 클러치 부스터

Info

Publication number: KR20020049418A
Application number: KR1020000078586A
Authority: KR
Inventors: 이재범
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-26
Also published as: KR100384317B1

Abstract

본 발명은 종래의 클러치 부스터가 포핏 밸브의 우측에 설치된 스프링의 장력과 압축공기의 압력이 모두 작용되어 포핏 밸브를 미는 힘이 커지게 되며 이로 인해 클러치 페달을 밟는 힘이 커지는 문제점이 있기 때문에,

본체의 측면에 설치된 실린더와, 상기 실린더 내부에서 전후 이동되고 커넥팅 로드를 통해 유압 피스톤을 이동시키는 에어 피스톤과, 유압에 의해 전후 이동되는 릴레이 밸브 피스톤 및 그에 연동되어 이동되는 컨트롤 밸브 피스톤과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤의 일측에 설치되어 컨트롤 챔버와 에어 챔버로 구분하는 다이아프램과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤에 의해 이동되어 압축공기가 플렉시블 호스를 통해 실린더의 내부로 공급되도록 하는 포핏 밸브를 포함하는 클러치 부스터에 있어서, 상기 포핏 밸브는 그 중앙에 압축공기가 공급되는 공기구멍이 형성됨으로써,

압축공기의 일부가 컨트롤 밸브 피스톤이 포핏 밸브를 미는 순간 포핏 밸브의 공기구멍을 통해 컨트롤 챔버로 인가되어 클러치 페달의 작용력을 감소시키게 되며, 클러치 페달의 조작성을 향상시켜 상품성이 좋아지도록 하는 클러치 부스터에 관한 것이다.

Description

클러치 부스터 { clutch booster }

본 발명은 작은 힘으로도 클러치를 단속할 수 있도록 하는 클러치 부스터에 관한 것으로서, 특히 압축공기의 유입에 관련된 포핏 밸브의 형상을 변경함으로써 페달 작용력을 감소시켜 조작성이 향상되도록 하는 클러치 부스터에 관한 것이다.

클러치 부스터는 일반적으로 버스와 같은 대형 차량에서 사용되는 것으로, 대형 차량의 경우 클러치의 연결을 끊기 위해 큰 힘을 요구하기 때문에 클러치 페달을 밟는 힘이 작더라도 클러치의 연결을 끊기에 충분한 힘이 클러치 본체에 전달되도록 하기 위하여 사용된다. 즉, 클러치 부스터는 클러치 페달을 밟음에 따라 형성된 유압을 이용하여 밸브를 개폐시키고, 밸브의 개폐에 따라 인가된 압축공기의 압력을 이용하여 클러치의 연결을 단속하게 된다.

종래의 클러치 부스터는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)의 측면에 설치된 실린더(11)와, 상기 본체(11) 내에 설치되고 푸시 로드(15)를 통해 클러치 본체(미 도시)를 작동시키는 유압 피스톤(14)과, 상기 실린더(11) 내부에서 전후 이동되고 커넥팅 로드(16)를 통해 상기 유압 피스톤(14)을 이동시키는 에어 피스톤(12)과, 유압에 의해 전후 이동되는 릴레이 밸브 피스톤(17)과, 상기 릴레이 밸브 피스톤(17)에 연동되어 이동되는 컨트롤 밸브 피스톤(18)과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(18)의 일측에 설치되어 컨트롤 밸브의 내부를 컨트롤 챔버와 에어 챔버로 구분하는 다이아프램(24)과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(18)에 의해 이동되어 압축공기가 플렉시블 호스(20)를 통해 실린더(11)의 내부로 공급되도록 하는 포핏 밸브(19)로 구성되어 있다.

상기 실린더(11)의 내부에는 상기 에어 피스톤(12)을 탄발시키는 리턴 스프링(13)이 설치되고, 컨트롤 밸브의 내부에는 상기 컨트롤 밸브 피스톤(18)을 탄발시키는 컨트롤 밸브 스프링(23)이 설치된다. 상기 포핏 밸브(19)는 밸브 바디(21)와의 간극을 통해 압축공기가 컨트롤 챔버측으로 이동되도록 하며, 상기 포핏 밸브(19)를 탄발시키는 원추형의 포핏 밸브 스프링(22)이 설치되어 있다. 또한, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(18)에는 내부를 관통하는 홀(18')이 형성되어 컨트롤 챔버와 에어 챔버가 연통되도록 하고 있으며, 컨트롤 챔버의 압축공기는 상기 플렉시블 호스(20)를 통해 실린더(11)로 전달되도록 하고 있다.

상기와 같이 구성된 클러치 부스터는 클러치 페달을 밟을 때 발생되는 유압을 이용하여 압축공기를 실린더로 전달함으로써 클러치의 연결이 끊어지게 한다.

운전자가 클러치 페달을 밟으면 클러치 마스터 실린더(미 도시)에서 유압이 발생되고, 이 유압이 유압 피스톤(14)의 뒷면에 작용함과 동시에 본체(10) 내의 유로를 따라 이동되어 릴레이 밸브 피스톤(17)을 이동시키게 된다. 상기 릴레이 밸브 피스톤(17)과 컨트롤 밸브 피스톤(18)이 이동되어 컨트롤 밸브 피스톤(18)의 끝이 포핏 밸브(19)에 접촉되면 컨트롤 챔버와 에어 챔버의 통로가 막히게 된다. 계속해서 오일의 압력이 계속 증가하게 되면 릴레이 밸브 피스톤(17)의 이동에 따라 컨트롤 밸브 피스톤(18)이 포핏 밸브(19)를 밀게 되고, 포핏 밸브(19)가 이동됨에 따라 포핏 밸브(19)와 밸브 바디(21) 사이에는 소정의 간극이 형성된다.

따라서, 상기 포핏 밸브(19)의 오른쪽을 통해 공급되는 압축공기가 상기 간극을 통해 컨트롤 챔버로 이동되고, 플렉시블 호스(20)를 통해 실린더(11)로 공급된다. 그 결과 에어 피스톤(12)에 의해 구분된 실린더(11)의 양측 공간에 압력차가 발생하며, 이 압력차로 인해 에어 피스톤(12)은 리턴 스프링(13)의 장력을 이기고 우측으로 이동된다. 이때, 상기 에어 피스톤(12)은 커넥팅 로드(16)를 통해 유압 피스톤(14)에 연결되어 있으므로, 유압 피스톤(14)이 우측으로 이동되면서 푸시 로드(15)를 통해 클러치 레버(미 도시)를 밀게 되어 클러치의 연결이 끊어진다.

결과적으로 클러치 본체의 클러치 레버를 미는 힘은 클러치 마스터 실린더의 오일 압력과 압축공기에 의해 에어 피스톤(12)이 밀리는 힘의 합력으로 나타나며, 사용자가 작은 힘으로 클러치 페달을 밟더라도 압축공기에 의해 클러치의 연결은 쉽게 끊어지게 되는 것이다.

클러치 페달을 놓으면 상기 릴레이 밸브 피스톤(17)에 유압이 작용하지 않게 되므로, 릴레이 밸브 피스톤(17)과 컨트롤 밸브 피스톤(18)은 에어 챔버와 컨트롤 챔버의 압력차에 의해 왼쪽으로 움직이게 된다. 따라서, 컨트롤 밸브 피스톤(18)이 포핏 밸브(19)를 미는 힘이 약해지게 되고, 포핏 밸브(19)는 포핏 밸브 스프링(22)에 의해 왼쪽으로 이동되어 밸브 바디(21)에 접촉됨으로써 둘 사이의 간극이 없어지게 되고 압축공기의 공급이 중단된다. 이후, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(18)이 컨트롤 밸브 스프링(23)에 의해 왼??으로 더 움직이게 되고, 컨트롤 밸브 피스톤(18)과 포핏 밸브(19) 사이의 접촉이 끊어지게 된다.

컨트롤 밸브 피스톤(18)과 포핏 밸브(19) 사이의 접촉이 끊어지면 컨트롤 챔버 내부의 압축공기는 컨트롤 밸브 피스톤(18)에 형성된 홀(18')을 통해 에어 챔버로 이동되며, 에어 챔버의 공기는 대기중으로 배출된다. 클러치 페달을 완전히 놓으면 클러치 마스터 실린더의 오일압력은 완전히 없어지게 되며, 릴레이 밸브 피스톤(17)과 컨트롤 밸브 피스톤(18)은 컨트롤 밸브 스프링(23)의 스프링 장력에 의해 더욱 왼??로 밀리게 된다. 따라서, 플렉시블 호스(20)를 통해 컨트롤 챔버에 연결된 실린더(11) 내부의 압력은 대기압이 되고, 에어 피스톤(12) 양측의 압력이 같아지게 된다. 결국, 실린더(11) 내부의 에어 피스톤(12)은 리턴 스프링(13)의 스프링 장력에 의해 작동 이전의 상태로 돌아가게 되고, 클러치 본체의 반력에 의해 유압 피스톤(14)도 왼쪽으로 이동되어 클러치는 다시 연결된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 클러치 부스터는 포핏 밸브의 우측에 설치된 스프링의 장력과 압축공기의 압력이 모두 작용되어 포핏 밸브를 미는 힘이 커지게 되며 이로 인해 클러치 페달을 밟는 힘이 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 컨트롤 밸브 피스톤과 포핏 밸브가 접촉되는 순간 압축공기의 일부가 컨트롤 챔버로 공급되어 포핏 밸브 양측에 압력차가 발생되지 않도록 함으로써 클러치 페달을 밟는 힘을 최소화시킬 수 있는 클러치 부스터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 클러치 부스터가 도시된 구성도,

도 2는 도 1의 "A"부 상세도,

도 3은 본 발명에 의한 클러치 부스터가 도시된 구성도,

도 4는 도 3의 "B"부가 도시된 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 본체 51 : 실린더

52 : 에어 피스톤 53 : 리턴 스프링

54 : 유압 피스톤 55 : 푸시 로드

56 : 커넥팅 로드 57 : 릴레이 밸브 피스톤

58 : 컨트롤 밸브 피스톤 59 : 포핏 밸브

60 : 플렉시블 호스 61 : 밸브 바디

62 : 포핏 밸브 스프링 63 : 컨트롤 밸브 스프링

64 : 다이아프램

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 것을 본체의 측면에 설치된 실린더와, 상기 본체 내에 설치되고 푸시 로드를 통해 클러치 본체를 작동시키는 유압 피스톤과, 상기 실린더 내부에서 전후 이동되고 커넥팅 로드를 통해 상기 유압 피스톤을 이동시키는 에어 피스톤과, 유압에 의해 전후 이동되는 릴레이 밸브 피스톤과, 상기 릴레이 밸브 피스톤에 연동되어 이동되는 컨트롤 밸브 피스톤과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤의 일측에 설치되어 컨트롤 밸브의 내부를 컨트롤 챔버와 에어 챔버로 구분하는 다이아프램과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤에 의해 이동되어 압축공기가 플렉시블 호스를 통해 실린더의 내부로 공급되도록 하는 포핏 밸브를 포함하는 클러치 부스터에 있어서, 상기 포핏 밸브는 그 중앙에 압축공기가 공급되는 공기구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 클러치 부스터는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본체(50)의 측면에 설치된 실린더(51)와, 상기 본체(50) 내에 설치되고 푸시 로드(55)를 통해 클러치 본체를 작동시키는 유압 피스톤(54)과, 상기 실린더(51) 내부에서 전후 이동되고 커넥팅 로드(56)를 통해 상기 유압 피스톤(54)을 이동시키는 에어 피스톤(52)과, 유압에 의해 전후 이동되는 릴레이 밸브 피스톤(57)과, 상기 릴레이 밸브 피스톤(57)에 연동되어 이동되는 컨트롤 밸브 피스톤(58)과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(58)의 일측에 설치되어 컨트롤 밸브의 내부를 컨트롤 챔버와 에어 챔버로 구분하는 다이아프램(74)과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(58)에 의해 이동되어 압축공기가 플렉시블 호스(60)를 통해 실린더(51)의 내부로 공급되도록 하는 포핏 밸브(59)로 구성된다.

또, 상기 실린더(51)의 내부에 설치되어 상기 에어 피스톤(52)을 탄발시키는 리턴 스프링(53)과, 컨트롤 밸브의 내부에 설치되어 상기 컨트롤 밸브 피스톤(58)을 탄발시키는 컨트롤 밸브 스프링(63) 및 포핏 밸브(59)를 탄발시키는 포핏 밸브 스프링(72)이 포함된다.

여기서, 상기 포핏 밸브(59)는 그 중앙에 압축공기가 공급되는 공기구멍(59')이 형성되고, 포핏 밸브 스프링(62)은 일반적인 직선형 코일 스프링이 사용되며, 상기 포핏 밸브(59)는 밸브 바디(61)와의 간극을 통해 압축공기가 컨트롤 챔버측으로 이동되도록 한다. 또한, 상기 컨트롤 밸브 피스톤(58)는 그 내부를 관통하는 홀(58')을 통해 컨트롤 챔버와 에어 챔버가 연통되도록 하고, 컨트롤 챔버의 압축공기는 상기 플렉시블 호스(60)를 통해 실린더(51)로 전달된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 클러치 부스터는 컨트롤 밸브 피스톤이 포핏 밸브를 미는 순간 포핏 밸브의 공기구멍을 통해 압축공기의 일부가 컨트롤 챔버로 인가되어 클러치 페달의 작용력을 감소시키게 된다.

운전자가 클러치 페달을 밟으면 클러치 마스터 실린더에서 유압이 발생되고, 이 유압이 유압 피스톤(54)의 뒷면에 작용함과 동시에 본체(50) 내의 유로를 따라 이동되어 릴레이 밸브 피스톤(57)을 이동시킨다. 상기 릴레이 밸브 피스톤(57)과 컨트롤 밸브 피스톤(58)이 이동되어 컨트롤 밸브 피스톤(58)의 끝이 포핏 밸브(59)에 접촉되면 컨트롤 챔버와 에어 챔버의 통로가 막히게 된다. 계속해서 오일의 압력이 계속 증가하게 되면 릴레이 밸브 피스톤(57)의 이동에 따라 컨트롤 밸브 피스톤(58)이 포핏 밸브(59)를 밀게 된다. 이때, 상기 포핏 밸브(59)에는 공기구멍(59')이 형성되어 있으므로 압축공기의 일부가 공기구멍(59')을 통해 컨트롤 챔버로 공급되어 포핏 밸브(59) 양측의 압력차를 줄여주게 된다. 따라서, 컨트롤 밸브 피스톤(58)이 포핏 밸브(59)를 미는 힘이 종래의 그것에 비하여 작다 하더라도 포핏 밸브(59)는 포핏 밸브 스프링(62)의 장력을 이기고 우측으로 이동하게 된다.

상기 포핏 밸브(59)가 이동됨에 따라 포핏 밸브(59)와 밸브 바디(61) 사이에는 소정의 간극이 형성되며, 상기 포핏 밸브(59)의 오른쪽을 통해 공급되는 압축공기가 간극을 통해 컨트롤 챔버로 이동되고 플렉시블 호스(60)를 통해 실린더로 공급된다. 그 결과 에어 피스톤(52)에 의해 구분된 실린더(51)의 양측 공간에 압력차가 발생하게 되고, 이 압력차로 인해 에어 피스톤(52)은 리턴 스프링(53)의 장력을 이기고 우측으로 이동하게 된다. 이때, 상기 에어 피스톤(52)은 커넥팅 로드(56)를 통해 유압 피스톤(54)에 연결되어 있으므로, 유압 피스톤(54)이 우측으로 이동되면서 푸시 로드(55)를 통해 클러치 레버를 밀게 되어 클러치의 연결이 끊어진다.

클러치 페달을 놓는 경우의 작용은 종래의 그것과 대동소이하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이, 본 발명의 클러치 부스터는 압축공기의 일부가 컨트롤 밸브 피스톤이 포핏 밸브를 미는 순간 포핏 밸브의 공기구멍을 통해 컨트롤 챔버로 인가되어 클러치 페달의 작용력을 감소시키게 되며, 클러치 페달의 조작성을 향상시켜 상품성이 좋아지도록 하는 이점이 있다.

Claims

본체의 측면에 설치된 실린더와, 상기 본체 내에 설치되고 푸시 로드를 통해 클러치 본체를 작동시키는 유압 피스톤과, 상기 실린더 내부에서 전후 이동되고 커넥팅 로드를 통해 상기 유압 피스톤을 이동시키는 에어 피스톤과, 유압에 의해 전후 이동되는 릴레이 밸브 피스톤과, 상기 릴레이 밸브 피스톤에 연동되어 이동되는 컨트롤 밸브 피스톤과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤의 일측에 설치되어 컨트롤 밸브의 내부를 컨트롤 챔버와 에어 챔버로 구분하는 다이아프램과, 상기 컨트롤 밸브 피스톤에 의해 이동되어 압축공기가 플렉시블 호스를 통해 실린더의 내부로 공급되도록 하는 포핏 밸브를 포함하는 클러치 부스터에 있어서,

상기 포핏 밸브는 그 중앙에 압축공기가 공급되는 공기구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 클러치 부스터.
제 1 항에 있어서,

상기 포핏 밸브는 그 후방에 설치된 포핏 밸브 스프링에 의해 탄발되고, 상기 포핏 밸브 스프링은 직선형의 코일 스프링이 사용된 것을 특징으로 하는 클러치 부스터.