KR20020061333A

KR20020061333A - 차량용 브레이크 부스터

Info

Publication number: KR20020061333A
Application number: KR1020010002341A
Authority: KR
Inventors: 김문성
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-07-24

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 부스터에 관한 것으로, 그 목적은 포펫 리테이너를 개선하여 포펫밸브를 보다 견실하고 고정함과 동시에 이의 손상을 방지하고자 하는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터에 의하면, 포펫 리테이너(68)는 포펫밸브(64)의 고정단(64a)을 압착 고정하기 위한 고정부(68a)와, 고정부(68a)에서 절곡되어 탄지부재(69b)를 지지하기 위한 안착부(68b)를 구비하는데, 안착부(68b)가 고정부(68a)의 선단에서 내측방향으로 벤딩되어 중첩되는 1차 벤딩부(68c)와, 1차 벤딩부(68c)에서 다시 포펫 리테이너(68)의 중심방향으로 재차 벤딩되어 탄지부재(69b)의 단부가 안착되는 2차 벤딩부(68d)로 이루어져 있다. 이에 따라 포펫 리테이너(68)의 고정부(68a) 길이(L2)를 보다 길게 구성할 수 있어 포펫밸브(64)가 보다 견실하게 고정됨은 물론이며, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)이 작동 중에 안착부(68b)와 간섭되지 않아 이의 손상이 방지되는 작용효과가 있다.

Description

차량용 브레이크 부스터{Brake booster for automobile}

본 발명은 차량용 브레이크 부스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포펫밸브를 고정함과 동시에 탄지부재가 안착되는 포펫 리테이너를 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 브레이크 부스터(BRAKE BOOSTER)는 진공과 대기와의 기압 차를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치이며, 프론트쉘에 마스터실린더 어셈블리가 결합되어 있어서, 증폭된 힘을 통해 제동유압이 형성된다. 도 1은 이러한 기능을 하는 종래 차량용 브레이크 부스터를 보인 단면도이다.

종래 차량용 브레이크 부스터는 도 1에 도시한 바와 같이, 프론트쉘(1a)과 리어쉘(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 리어쉘(1b)을 관통 외부로 돌출된 밸브본체(6)와, 브레이크패달(미도시)에 의해 연동하는 입력축(4)과 이의 작동에 따라 변위의 힘을 전달받는 출력축(5)을 구비한다.

프론트실(2a)(2b)은 프론트다이아프램(3a)과 프론트파워피스톤(3b)에 의해 프론트정압실(2a)과 프론트변압실(2b)로, 리어실(2c)(2d)은 리어다이아프램(3c)과 리어파워피스톤(3d)에 의해 리어정압실(2c)과 리어변압실(2d)로 각각 구획되어 있다. 또한, 프론트정압실(2a)내에는 밸브본체(6)를 복원시키기 위한 리턴스프링(8)이 배치되어 있다. 즉, 리턴스프링(8)은 일단이 프론트정압실(2a)을 형성하는 프론트쉘(1a)의 중심부 내측에 접하며 타단이 밸브본체(6)의 일단 중심에 접하도록 배치되어 있어서, 밸브본체(6)를 탄성 지지하게 된다.

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) 그리고센터플레이트(1c)가 결합되며, 밸브본체(6) 타단에는 리어쉘(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. 미설명부호 "6d"는 밸브본체(6)내에 설치되어 입력축(4)의 작동에 따라 공기의 유입을 제어하도록 탄성재질로 이루어진 포펫밸브로서, 포펫밸브(6d)에 의해 정압통로(6a)와 변압통로(6b)가 선택적으로 개폐되게 된다.

한편, 밸브본체(6)의 공기흡입부(6c)내에는 입력축(4)과 포펫밸브(6d)를 각각 탄성 지지하기 위한 제1스프링(9a)과 제2스프링(9b), 포펫밸브(6d)를 고정함과 동시에 제2스프링(9b)을 지지하기 위한 대체로 통 모양의 포펫 리테이너(9c) 등이 설치되어 있는데, 이의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 제1스프링(9a)은 일단에서 타단으로 갈수록 직경이 점차 확장된 원추형상으로 마련되며, 일단이 입력축(4) 선단 외주에 타단은 포펫밸브(6d) 선단에 지지됨으로써, 포펫밸브(6d)와 입력축(4)을 서로 반대방향으로 지지하게 된다.

그리고 제2스프링(9b) 역시 원추형상으로 마련되는데, 이의 일단은 입력축(5)의 외주에 지지되며 직경이 확장된 타단은 포펫 리테이너(9c)에 지지되어 있어서, 입력축(4)을 복원시키게 된다.

또한, 포펫 리테이너(9c)는 밸브본체(6)내에 끼워져 결합되어 포펫밸브(6d)를 고정하기 위한 고정부(9d)와, 제2스프링(9b)의 타단이 안착되도록 내측으로 벤딩되어 이루어진 안착부(9e)로 구별된다.

따라서, 밸브본체(6)에 포펫밸브(6d)와 포펫 리테이너(9c) 및 제1,2스프링(9a)(9b)과 함께 입력축(5)을 순차적으로 삽입하면, 포펫밸브(6d)는 포펫 리테이너(9c)의 고정부(9d)에 의해 밸브본체(6) 내벽에 고정된다. 아울러 제2스프링(9b)의 타단은 포펫 리테이너(9c)의 안착부(9e)에 안착되어 입력축(5)을 복원되는 방향으로 탄성 지지한다.

그러나, 종래 부스터의 포펫 리테이너(9c) 구조에서는 고정부(9d)의 길이(L1)가 짧게 이루어져 있어서, 포펫밸브(6d)가 견실하게 조립되지 않는 경우가 발생된다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 고정부(9d)의 길이(L1)만을 단순히 연장한 경우에는, 포펫밸브(6d)가 안착부(9e) 끝단과 간섭되며 이것에 의해 포펫밸브(6d)가 손상되는 또 다른 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브본체에 끼워져 결합되는 포펫 리테이너를 개선하여 포펫밸브를 보다 견실하게 고정함과 동시에 포펫밸브의 손상을 방지할 수 있는 차량용 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 차량용 브레이크 부스터를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터를 개략적으로 보인 단면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ 부의 확대 단면도로서, 포펫밸브 고정구조를 보인 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 포펫 리테이너를 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..케이싱 60..밸브본체 64..포펫밸브

64a..고정단 64b..자유단 68..포펫 리테이너

68a..고정부 68b..안착부 68c..1차 벤딩부

68d..2차 벤딩부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

프론트쉘과 리어쉘이 밀폐 결합된 케이싱과, 케이싱 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 동력피스톤과 다이아프램과, 일단 외주가 동력피스톤과 다이아프램의 중심부에 밀폐 결합되며 타단이 리어쉘을 관통하여 대기와 연통되도록 공기흡입부가 형성된 밸브본체와, 밸브본체내에 설치되어 변압실과 외기와의 연통을 제어하도록 선단이 자유단으로 마련되며 후단은 공기흡입부 내벽에 고정되는 고정단으로 이루어진 포펫밸브와, 포펫밸브의 고정단을 고정하도록 공기흡입부내에 끼워져 결합되는 포펫 리테이너와, 포펫밸브를 작동시키도록 공기흡입부를 관통하여 밸브본체내에 설치된 입력축과, 입력축을 복원시키기 위해 공기흡입부내에 배치된 탄지부재를 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

포펫 리테이너는 포펫밸브의 고정단을 압착 고정하기 위한 고정부와, 고정부에서 절곡되어 탄지부재를 지지하기 위한 안착부를 구비하되,

안착부는 고정부의 선단에서 내측방향으로 벤딩되어 고정부와 중첩되는 1차 벤딩부와, 1차 벤딩부에서 다시 포펫 리테이너의 중심방향으로 재차 벤딩되어 탄지부재의 단부가 안착되는 2차 벤딩부로 이루어 진 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 포펫 리테이너의 고정부 길이를 보다 길게 구성할 수 있어 포펫밸브가 보다 견실하게 고정됨과 동시에 포펫밸브가 작동 중에 안착부와 간섭되지 않아 이의 손상이 방지되게 된다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 브레이크 부스터의 전체적인 구조를 보인 것이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 포펫밸브의 고정구조를 보인 것이다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터는 도 2에 도시한 바와 같이, 프론트쉘(11)과 리어쉘(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 제어하기 위해 포펫밸브(64)가 내장된 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 갖추고 있다.

프론트실(21)(22)은 프론트쉘(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 리어쉘(12) 사이의 공간에 형성되며, 이것 역시 리어다이아프램(33)과 리어파워피스톤(34)에 의해 리어정압실(23)과 리어변압실(24)로 나뉘어진다. 미설명부호 "14"는 프론트쉘(11)의 외벽에 설치되어 프론트정압실(21)과 부압원(미도시)을 연통시키기 위한 진공연결관이며, "80"은 프론트정압실(21)내에 배치되어 밸브본체(60)를 탄성 지지하는 리턴스프링이다.

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, 내부가 중공되어 공기흡입부(63)로 이루어진 이의 타단이 리어쉘(12) 중심부를 관통하여 외기와 연통된다. 이 공기흡입부(63)의 개방단에는 공기 흡입소음을 줄이기 위한 사이렌서(66)와 이물질의 유입을 방지하기 위한 필터(67)가 배치된다.

이러한 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 실린더(65)가 형성되어 있다. 실린더(65)에는 입력축(40)의 단부와 연계되어 축방향으로 미끄럼 운동하는 플런저(70)가 설치되며, 밸브본체(60) 내부, 즉 공기흡입부(63) 내주에는 입력축(40)의 작동에 의해 공기의 유입을 실질적으로 제어하는 탄성재질의 포펫밸브(64)가 설치된다.

도 3을 참조하면, 포펫밸브(64)는 후단이 공기흡입부(63) 내벽에 고정되는 고정단(64a)과, 후술하는 제1밸브시트부(60a) 및 제2밸브시트부(71)와 당접하여 밸브기능을 수행하는 자유단(64b)으로 이루어져 있다. 즉, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)과 당접하여 진공밸브기능을 수행하도록 밸브본체(60) 내주에는 제1밸브시트부(60a)가 형성되어 있다. 이에 따라 포펫밸브(64)의 자유단(64b)이 제1밸브시트부(60a)에 안착되면 정압통로(61)는 폐쇄되게 된다. 또한, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)과 당접하여 에어밸브기능을 수행하도록 플런저(70)의 후단부에는 제2밸브시트부(71)가 마련되어 있다. 이로 인해 포펫밸브(64) 자유단(64b)이 제2밸브시트부(71)에 안착되면 외기가 변압실(22)(24)로 유입되는 것이 차단되게 된다.

한편, 밸브본체(60)내에는 포펫밸브(64)를 견실하고 고정함과 동시에입력축(40)을 탄성 지지하는 탄지부재(69a)(69b)가 안착되는 포펫 리테이너(68)가 끼워져 결합되는데, 도 3과 도 4를 참조하여 이의 상세한 결합구조를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 포펫밸브(64)의 고정단(64a)은 소정의 두께를 갖는 일종의 비드부로 이루어져 있으며, 이러한 고정단(64a)이 안착되어 포펫밸브(64)가 가조립되도록 밸브본체(60)의 내벽에는 단차부(60b)가 형성되어 있다.

그리고 포펫 리테이너(68)는 포펫밸브(64)를 견실하게 고정시키기 위해 밸브본체(60)에 압입 설치되는 것으로, 포펫밸브(64)의 고정단(64a)을 압착하기 위한 고정부(68a)와, 고정부(68a) 선단에서 중심방향으로 벤딩되어 탄성부재(69b)를 지지하기 위한 안착부(68b)를 갖추고 있다. 고정부(68a)는 포펫밸브(64)의 고정단(64a) 전체를 여유있게 압착시키기 위해 길이방향으로 상당하게 연장되어 있다. 그리고 안착부(68b)는 앞에서 기술한 바와 같이, 고정부(68a) 선단에 형성되는데, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)과 간섭되지 않도록 내측으로 소정길이 벤딩된 1차 벤딩부(68c)와, 1차 벤딩부(68c)에서 중심을 향해 재차 절곡되어 탄성부재(69b)가 실제로 안착되는 2차 벤딩부(68d)로 구성되어 있다. 이와 같이, 안착부(68b) 구성을 향해 1차 벤딩부(68c)가 고정부(68a) 내측에 중첩되도록 이루어져 있기 때문에, 고정부(68a) 길이(L2)를 종래에 비해 월등히 길게 연장시킬 수 있다.

또한, 탄지부재(69a)(69b)는 일단이 입력축(40)의 선단에 타단은 포펫밸브(64)의 자유단(64b)에 지지되는 제1탄지부재(69a)와, 일단이 입력축(40)의 외주에 타단은 포펫 리테이너(68)의 안착부(68b)에 지지되는 제2탄지부재(69b)로구별되며, 이들은 원추형상의 코일스프링으로 이루어져 있다.

다음에는 이와 같이 구성된 포펫 리테이너(68)를 통한 포펫밸브(64)의 조립과정 및 이에 따른 작용효과를 설명한다.

먼저, 포펫밸브(64)를 밸브본체(60)내에 삽입하여 고정단(64a)이 단차홈(60b)이 안착되도록 가조립 한 후 포펫 리테이너(68)를 삽입한다. 이 때, 포펫 리테이너(68)가 강제 압입되면서, 이의 고정부(68a)가 포펫밸브(64)의 고정단(64a)을 밸브본체(60) 내벽에 밀착시킨다. 이에 따라 포펫밸브(64)가 밸브본체(60)에 고정되는데, 앞에서 기술한 바와 같이, 포펫 리테이너(68)의 고정부(68a) 길이(L2)가 종래에 비해 길게 구성되어 있기 때문에, 포펫밸브(64)가 보다 견실하게 고정된다.

계속하여, 제1탄지부재(69a)와 제2탄지부재(69b) 및 입력축(40)을 순차적으로 삽입한다. 제1탄지부재(69a)는 포펫밸브(64)의 자유단(64b)과 입력축(40) 선단 사이에 개재되며, 제2탄지부재(69b)는 포펫 리테이너(68)의 안착부(68b)와 입력축(40) 사이에 배치되어 입력축(40)을 탄성 지지한다.

이 때, 제2탄지부재(69b) 단부가 안착되는 포펫 리테이너(68)의 안착부(68b)는 1차, 2차 벤딩부(68c)(68d)를 통해 이루어져 있기 때문에, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)과 소정간격 떨어진 상태로 유지되며 이것에 의해 서로 간섭되지 않는다.

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

우선, 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)의 자유단(64b)이 떨어지고 이로 인해 정압실(21)(23)과 변압실(22)(24)의 연통은 차단된다.

따라서 외부공기는 기압차에 의해 변압통로(62)를 거쳐 진공상태의 각 변압실(22)(24)로 유입되며, 작동 가능한 프론트다이아프램(31)과 프론트파워피스톤(32) 및 리어다이아프램(33)과 리어파워피스톤(34)이 밸브본체(60)와 함께 출력축(50)측으로 밀림으로써, 출력이 리액션디스크(51)와 출력축(50)을 통해 마스터실린더 어셈블리(미도시)로 전달되어 제동압력을 발생시킨다.

이러한 제동작용 시 리턴스프링(80)과 제1,2탄지부재(69a)(69b)는 압축되면서 출력축(50)과 밸브본체(60) 및 입력축(40) 등을 탄성 지지한다. 이 때, 제1탄지부재(69a)는 포펫밸브(64)와 입력축(40)을 서로 반대방향으로 탄성 지지하기 때문에, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)은 제1밸브시트부(60a)에 견고하게 안착된다.

그리고 운전자가 브레이크패달에서 발을 떼면, 리턴스프링(80)과 제1,2탄지부재(69a)(69b)의 탄성 복원력에 의해 플런저(70)와 입력축(40)이 다시 복원됨과 동시에 포펫밸브(64)의 자유단(64b)은 제2밸브시트부(71)에 의해 밀려 제1밸브시트부(60a)에서 분리되고, 공기의 유입을 방지하는 에어밸브 역할을 수행한다.

또한, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)이 제1밸브시트부(60a)에서 분리됨에 따라 정압통로(61)가 연통되고, 프론트변압실(22)과 리어변압실(24)의 공기는 진공상태의 프론트정압실(21)과 리어정압실(23)로 빠져나간다. 계속하여 이러한 공기는 부압원과 연계된 진공연결관(14)을 통해 외부로 빠져나가 브레이크 부스터의 초기상태로 된다.

이와 같이, 브레이크 부스터는 포펫밸브(64)의 자유단(64b)에 의해 공기유입이 제어되어 출력이 발생되는데, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)과 포펫 리테이너(68)의 안착부(68b)는 소정간격 떨어져 상호 간섭되지 않기 때문에, 포펫밸브(64)의 자유단(64b)이 안정적으로 본 기능을 수행하며 이의 손상이 발생되지 않는다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터에 의하면, 포펫 리테이너는 포펫밸브의 고정단을 압착 고정하기 위한 고정부와, 고정부에서 절곡되어 탄지부재를 지지하기 위한 안착부를 구비하는데, 안착부는 고정부의 선단에서 내측방향으로 벤딩되어 중첩되는 1차 벤딩부와, 1차 벤딩부에서 다시 포펫 리테이너의 중심방향으로 재차 벤딩되어 탄지부재의 단부가 안착되는 2차 벤딩부로 이루어져 있다. 이에 따라 포펫 리테이너의 고정부 길이를 보다 길게 구성할 수 있어 포펫밸브가 보다 견실하게 고정됨은 물론이며, 포펫밸브의 자유단이 작동 중에 안착부와 간섭되지 않아 이의 손상이 방지되는 작용효과가 있다.

Claims

프론트쉘과 리어쉘이 밀폐 결합된 케이싱과, 상기 케이싱 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 동력피스톤과 다이아프램과, 일단 외주가 상기 동력피스톤과 다이아프램의 중심부에 밀폐 결합되며 타단이 상기 리어쉘을 관통하여 대기와 연통되도록 공기흡입부가 형성된 밸브본체와, 상기 밸브본체내에 설치되어 상기 변압실과 외기와의 연통을 제어하도록 선단이 자유단으로 마련되며 후단은 상기 공기흡입부 내벽에 고정되는 고정단으로 이루어진 포펫밸브와, 상기 포펫밸브의 고정단을 고정하도록 상기 공기흡입부내에 끼워져 결합되는 포펫 리테이너와, 상기 포펫밸브를 작동시키도록 상기 공기흡입부를 관통하여 상기 밸브본체내에 설치된 입력축과, 상기 입력축을 복원시키기 위해 상기 공기흡입부내에 배치된 탄지부재를 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

상기 포펫 리테이너는 상기 포펫밸브의 고정단을 압착 고정하기 위한 고정부와, 상기 고정부에서 절곡되어 상기 탄지부재를 지지하기 위한 안착부를 구비하되,

상기 안착부는 상기 고정부의 선단에서 내측방향으로 벤딩되어 상기 고정부와 중첩되는 1차 벤딩부와, 상기 1차 벤딩부에서 다시 상기 포펫 리테이너의 중심방향으로 재차 벤딩되어 상기 탄지부재의 단부가 안착되는 2차 벤딩부로 이루어 진 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 부스터.