KR200296183Y1 - 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 브레이크의 배력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력축의 진퇴동작에 따라 개폐되는 밸브본체의 구조에 관한 것이다.

본 고안에 따른 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체는 포펫밸브와 입력축에 복원력을 부여하는 밸브스프링과 로드스프링이 원통상으로 마련되고, 이들은 포펫밸브를 지지하는 밸브지지구의 스프링지지면에 지지되며, 외기의 유동소음 및 기기의 작동소음을 차단하는 소음기가 상기 밸브지지구에 밀착되고, 상기 로드스프링의 외주부에 위치된다. 이로써, 스프링과 외기의 간섭이 방지되어 유입공기의 유동소음이 감소되게 되고, 스프링의 구성이 단순화되어 밸브본체의 제조비용이 절감될 뿐만 아니라, 밸브본체의 내부공간 이용효율이 높아 밸브본체의 길이를 크게 줄일 수 있게 된다.

Description

차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체{Valve body of Brake booster for vehicle}

본 고안은 차량용 브레이크의 배력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력축의 진퇴동작에 따라 개폐되는 밸브본체의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 브레이크의 배력장치는 브레이크 페달에 외력이 가해졌을 때, 그 내부의 공간과 외부의 압력차를 이용하여, 페달에 가해진 힘보다 훨씬 큰 힘을 발생시키고 이 힘을 마스터실린더로 전달함으로서 큰 제동력이 발생되게 하는 장치이다.

이러한 브레이크 배력장치는 전방셀과 후방셀로 구성된 밀폐된 케이싱이 구비되고, 이 케이싱의 내부에는 내부공간을 구획하는 다이어프램과 동력피스톤이 구비되는데, 이들은 두 공간의 압력차와 스프링의 탄성력에 의해 진퇴운동을 하게된다. 그리고, 후방셀의 중심부에는 개구부가 형성되고, 이 개구부에는 브레이크 페달에 연결된 입력축의 진퇴에 따라 공기의 유입을 제어하는 밸브본체가 설치되어 있다.

이 밸브본체는 도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱의 후방셀(1) 중앙부에 형성된 개구부에 미끄럼운동 가능하게 설치되어 있다. 그리고 밸브본체(2)의 일단부는 케이싱 내부의 동력피스톤(3)에 고정되어 동력피스톤과 함께 진퇴운동을 하도록 되어있고, 타단부는 후방셀(1)의 외측으로 노출되어 있다.

또한, 밸브본체(2)는 케이싱의 내부로 외기가 유입될 수 있도록 내부가 비어있는 중공상의 공기유입부(4)가 마련되고, 이 공기유입부(4)에는 브레이크페달(미도시)과 결합된 입력축(5)이 진입되어 설치된다.

밸브본체(2)의 내측에는 입력축(5)의 선단부에 결합되어 입력축(5)과 연동하는 플런저(6)가 설치되고, 플런저(6)의 후방에는 그 선단부가 플런저(6)의 후단부와 접하여 공기의 유입을 제어하는 탄성재질의 포펫벨브(7)가 설치되어 있다. 그리고 포펫벨브(7)의 후단부는 밸브본체(2)의 내주면에 고정되는 밸브지지구(8)를 통해 견고하게 고정되어 있다.

또한, 포펫밸브(7)의 후단부에는 포펫밸브에 복원력을 부여하는 원뿔형상의 밸브스프링(9)이 설치되어 있고 입력축(5)의 외주면에는 이를 지지하기 위한 지지턱(10)이 형성되어 있다. 또 입력축(5)의 외주면에는 턱을 형성하는 스냅링(11)이 설치되고 이 스냅링(11)과 밸브지지구(8) 사이에는 입력축(5)을 복원시키는 원뿔형상의 로드스프링(12)이 설치되어 있다.

그리고, 밸브본체(2)의 후단부 내측에는 공기유입부(4)의 내부로 유입되는 공기의 유동소음 및 기기의 작동소음을 차단하도록 소음기(13)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 브레이크 배력장치는, 운전자가 브레이크 페달(미도시)을 밟게 되면 입력축(5)의 전진으로 플런저(6)와 포펫밸브(7)에 의해 케이싱의 전방공간과 후방공간을 연통시키는 유로는 차단되고, 후방공간과 대기는 연통이 되면서 외부 공기가 후방공간으로 유입되게 된다. 이때 전·후방 공간에는 압력차가 발생되어 다이어프램(3')과 동력피스톤(3)이 전방쪽으로 밀리게 됨으로써 출력축(14)에 큰 힘이 전달되게 된다.

그리고 입력축(5)이 후퇴하게 되면 케이싱의 전·후방 공간은 연통되고, 외부공기는 차단이 되게 되어 전·후방 공간의 압력차는 없어지게 된다. 따라서 다이어프램(3')과 동력피스톤(3)은 케이싱의 내부에 설치되는 스프링(15)의 복원력에 의해 원래의 위치로 복귀되게 된다.

그러나, 이러한 종래 브레이크 배력장치의 밸브본체는 포펫밸브(7) 및 입력축(5)에 복원력을 부여하는 밸브스프링(9)과 로드스프링(10)이 원뿔형상으로 마련되고, 입력축(5)에는 이들을 각각 지지하기 위한 지지구조가 별도로 마련됨에 따라, 이들을 설치하기 위한 설치공간이 커지게 되어 전체적으로 밸브본체(2)의 부피가 커지게 되는 문제가 있었다.

또한, 밸브스프링(9)과 로드스프링(10)은 그 형상이 원뿔구조로 마련되어 있기 때문에, 일반적인 원통형 스프링에 비하여 제조가 까다로워 제조원가를 상승시키는 원인이 되었을 뿐만 아니라, 공기유입부(4)의 내부를 흐르는 유체에 간섭이 되게 되어 외기가 흡입될 때 유동소음을 유발하는 문제가 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 밸브본체의 내부 구조를 개선하여 밸브스프링과 로드스프링의 설치구조를 단순화함으로써 스프링의 제조비용을 줄이고, 스프링과 외기의 간섭을 방지하여 유동소음을 줄이며, 전체적으로 밸브본체의 길이를 줄일 수 있게 하는 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 브레이크 배력장치 밸브본체의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 브레이크 배력장치의 전체적인 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 밸브본체의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 밸브본체의 내부에 설치되는 부품의 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 케이싱,21: 전방셀,22: 후방셀,

23: 정압실,24: 변압실,30: 밸브본체

31: 공기유입부,32: 입력축,33: 플런저,

36: 포펫벨브,37: 밸브지지구,37b: 스프링지지면,

37d: 스프링지지턱,38: 밸브스프링,39: 로드스프링,

40: 소음기,41: 스프링지지구,41a: 공기유입공.

상기의 달성하기 위한 본 고안은, 밀폐된 케이싱의 내부의 공기흐름 및 상기 케이싱 내부로 유입되는 외기의 흐름을 제어하도록 상기 케이싱의 일측에 미끄럼운동 가능하게 장착되며 중공상으로 마련된 내측 공기유입부에 브레이크페달과 연결된 입력축이 진입되어 설치되는 밸브본체와, 상기 밸브본체 내측으로 진입된 상기 입력축의 선단부에 설치되는 플런저와, 상기 플런저와의 상호작용을 통해 공기의 흐름을 제어하도록 상기 밸브본체의 내면에 고정되어 설치되는 포펫밸브와, 상기 포펫밸브를 상기 밸브본체의 내면에 고정시키는 밸브지지구와, 상기 포펫밸브 및 상기 입력축에 복원력을 부여하도록 상기 공기유입부의 내측에 설치되는 복수의 스프링이 구비된 차량용 브레이크 배력장치에 있어서,

상기 밸브본체에는 상기 밸브지지구의 일측에서 상기 밸브본체의 중심 쪽으로 연장되어 원판상을 이루고 그 중심부에 상기 입력축이 관통되며 외기가 흐르는 관통공이 형성된 스프링지지면과, 상기 스프링지지면의 일측면에 그 일단부가 지지되고 타단부가 상기 포펫밸브에 지지되는 밸브스프링과, 상기 스프링지지면의 타측면에 그 일단부가 지지되고 타단부가 상기 입력축의 외면에 돌출되는 지지턱에 지지되는 로드스프링과, 상기 로드스프링이 상기 스프링지지면에 지지되도록 중심부가 상기 입력축에 끼워지고 테두리부가 상기 스프링지지면에 걸리는 스프링지지구와, 상기 공기유입부로 유입되는 유체의 소음 및 기기의 작동소음을 줄이도록 상기 로드스프링의 외측에 위치되며 그 일측이 상기 밸브지지구에 밀착되어 설치되는 소음기가 구비된 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 브레이크 배력장치의 전체적인 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 밸브본체의 내부구조를 보인 확대 단면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 밸브본체의 내부에 설치되는 부품의 분해 사시도이다.

본 고안에 따른 차량용 브레이크 배력장치는 이에 도시된 바와 같이, 내부에 밀폐공간을 형성하도록 전방셀(21)과 후방셀(22)이 결합되어 구성된 케이싱(20)이 마련된다. 그리고 케이싱(20)의 내부에는 내부공간을 정압실(23)과 변압실(24)로 구획하며 전·후방으로 진퇴 가능하게 설치되는 다이어프램(25)과 동력피스톤(26)이 설치된다.

정압실(23) 내부에는 다이어프램(25)과 동력피스톤(26)이 항상 후향 복원력을 가지도록 전방셀(21)에 지지된 복귀스프링(27)이 설치되고, 전방셀(21)의 일측에는 정압실(23)의 내부압력을 대기압 이하로 떨어뜨리도록 부압원(미도시)과 연통되는 부압입구관(28)이 마련된다.

후방셀(22)의 중심부에는 후방으로 돌출되어 개구된 개구부가 형성되고, 이 개구부에는 케이싱(20)의 내부로 외부공기의 유입을 제어하는 밸브본체(30)가 설치된다. 이 밸브본체(30)는 일단부가 케이싱(20)내의 다이어프램(26)과 동력피스톤(25)에 결합되어 이들과 함께 연동하며, 타단부가 후방셀(22)의 외측으로 연장이 되는데, 이 연장된 밸브본체(30)의 외면에는 신축 가능한 벨로우즈(29)가 설치된다.

또한, 밸브본체(30)는 케이싱(20)의 내부로 외기가 유입될 수 있도록 내부가 비어있는 중공상의 공기유입부(31)가 마련되고, 이 공기유입부(31)에는 브레이크페달(미도시)과 결합된 입력축(32)이 내부로 진입되어 설치된다.

도 3과 도 4를 참조하면, 밸브본체(30)의 내측에는 입력축(32)의 선단부에 결합되어 입력축(32)과 연동하는 플런저(33)가 설치된다. 그리고 플런저(33)의 선단부와 인접되게 리액션디스크(34)와 출력축(35)이 마련되고, 이 출력축(35)은 전방셀(21)을 관통하여 마스터 실린더의 어셈블리(미도시)와 연결된다.

또한, 플런저(33)의 후방에는 그 선단부가 플런저(33)의 후단부와 접하여 공기의 유입을 제어하는 탄성재질의 포펫벨브(36)가 설치되어 있는데, 이 포펫밸브(36)의 후단부는 밸브본체(30)의 내주면에 고정되는 밸브지지구(37)를 통해 견고하게 고정된다.

그리고 밸브본체(30)의 내측에는 포펫밸브(36)에 복원력을 부여하는 밸브스프링(38), 입력축(32)에 복원력을 부여하는 로드스프링(39), 그리고 공기유입부(31)의 내측으로 유입되는 외기의 유동소음 및 기기의 작동소음을 줄이는 소음기(40)가 설치되는데, 본 고안은 이들의 구성 및 설치구조가 개선된 것이다.

좀더 상세히 설명하면, 상기 포펫밸브(36)를 고정시키는 밸브지지구(37)는 포펫밸브(36)의 고정뿐만 아니라, 상기 밸브스프링(38)과 로드스프링(39)을 지지할 수 있도록 외주부에 단이진 원통상으로 마련된 밸브지지부(37a)와, 이 밸브지지부(37a)와 일체로 형성된 원판상의 스프링지지면(37b)으로 구성된다. 그리고, 스프링지지면(37b)의 중심부에는 입력축(32)이 관통되고, 또한 외기가 흐를 수 있도록 입력축(32)의 외경보다 크게 형성되는 관통공(37c)이 마련된다. 또 관통공(37c)이 형성된 부분에는 상기 밸브스프링(38)의 일단부가 지지되도록 일측면에 돌출되는 스프링지지턱(37d)이 형성된다.

즉, 본 고안에 따른 밸브스프링(38)은 일단부가 밸브지지구의 스프링지지턱(37d)에 걸려 지지되게 되고, 타단부가 포펫밸브(36)의 선단부 내면을 지지하여 포펫밸브(36)에 복원력을 부여하게 된다. 여기에서, 밸브스프링(38)은 밸브본체(30)의 내부로 흐르는 외기와 간섭되지 않도록 그 형상이 원통형상으로 마련된다.

또한, 밸브지지구(37)의 후방에는 유체의 유동소음과 기기의 작동소음을 줄이는 소음기(40)가 밸브지지구(37)에 밀착되어 설치된다. 이 소음기(40)는 외주면이 밸브본체(30)의 내면에 밀착되어 고정되고, 중앙부에 입력축(32)이 관통되는 구멍이 형성된 원통형상으로 마련된다. 또 소음기(40)는 공기의 유통이 가능하도록 그 재질이 스폰지 형태의 해면체로 구성되며, 입력축(32)의 진퇴 운동시 신축 가능하도록 설치된다.

그리고, 소음기(40)의 내주면과 입력축(32)의 외면 사이에는 입력축(32)에 복원력을 부여하도록 원통형상으로 마련된 로드스프링(39)이 설치된다. 즉, 본 고안은 소음기(40)가 로드스프링(39)의 외주부에 설치되게 된 것이다. 이때, 로드스프링(39)은 일단부가 입력축(32)의 외면에 돌출된 지지턱(32a)에 지지되고, 타단부가 밸브지지구의 스프링지지면(37b)에 지지되게 되는데, 상기 지지턱(32a)은 입력축(32)의 외면에 끼워지는 스냅링으로 구성되고, 스프링지지면(37b)과 로드스프링(39) 사이에는 로드스프링이 지지될 수 있도록 원판상의 스프링지지구(41)가 설치된다.

이 스프링지지구(41)는 외경이 밸브지지구의 스프링지지면(37b)에 형성된 관통공(37d)에 걸릴 수 있도록 관통공(37d)의 내경보다 크게 형성되고, 중심부에는 입력축(32)이 관통되는 관통공(41b)이 형성된다. 이때 스프링지지구(41)에 형성되는 관통공(41b)은 입력축(32)의 진퇴가 원활하게 이루어지도록 내경이 입력축(32)의 외경보다 약간 큰 헐거운 끼워맞춤이 되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 스프링지지구(41)에는 공기유입부(31)의 내부로 유입되는 외기가 스프링지지구(41)를 통과하여 흘러갈 수 있도록 다수의 공기유입공(41a)이 형성된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 브레이크 배력장치의 동작을 설명한다.

부압원(미도시)에 의해 케이싱(20) 내부의 정압실(23)과 변압실(24)이 진공을 유지하는 상태에서, 브레이크페달과 연결된 입력축(32)이 전진되게 되면 플런저(33)가 밀리게 되어, 포펫밸브(36)의 선단부와 플런저(33)의 후단부가 분리되게 된다. 이때 케이싱의 정압실(23)과 변압실(24)을 연통시키는 유로는 차단되게 되고, 변압실(24)이 대기와 연통되면서 외부 공기가 변압실(24)로 유입되게 된다. 따라서 정압실(23)과 변압실(24)에는 압력차가 발생되어 다이어프램(26)과 동력피스톤(25)이 정압실(23)쪽으로 밀리게 됨으로써 출력축(35)에는 큰 힘이 전달되게 된다.

그리고 입력축(32)이 후퇴하게 되면 플런저(33)의 후단부와 포펫밸브(36)의 선단부가 밀착되면서 포펫밸브(36)가 약간 밀리게 된다. 이때 케이싱의 정압실(23)과 변압실(24)은 연통되고, 외부공기는 차단이 되게 되어 정압실(23)과 변압실(24)은 다시 부압상태로 변하면서 압력차가 없어지게 된다. 이때 복귀스프링(27)의 탄성력에 의해 다이어프램(26)과 동력피스톤(25)은 원래의 위치로 복귀된다.

이때, 밸브본체(30)의 공기유입부(31)로는 다량의 외기가 순간적으로 빨려 들어가게 되는데, 본 고안에 따른 밸브본체(30)는 밸브스프링(38)과 로드스프링(39)이 원통상으로 마련되어 유입되는 외기와의 간섭이 최소화되기 때문에 유입 공기의 간섭으로 발생되는 유동소음이 최소화되게 된다. 즉, 밸브본체(30)의 후방에서 유입되는 공기는 소음기(40) → 스프링지지구의 공기유입공(41a) → 밸브스프링(38)과 입력축(32)의 외면사이의 공간을 따라 흘러가기 때문에 스프링과의 간섭이 발생되지 않게 된다.

또한, 종래 원뿔상으로 마련된 밸브스프링과 로드스프링이 설치되었던 공간에 소음기(40)가 설치됨에 따라 공기유입부(31)의 내부공간 이용효율이 높아지고, 외기의 유입거리가 그만큼 짧아지게 되어 외기의 유입이 원활하게 이루어지게 된다.

이처럼, 본 고안에 따른 밸브본체(30)는 밸브스프링(38)과 로드스프링(39)의 구성 및 설치구조가 개선됨으로써, 구성이 단순화되어 스프링의 제조비용이 절감될 뿐만 아니라, 유입공기와의 간섭이 방지되어 유동소음이 줄어들게 되고, 내부 공간 이용효율이 높아 밸브본체(30)의 전체길이를 크게 단축시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체는 포펫밸브와 입력축에 복원력을 부여하는 밸브스프링과 로드스프링이 원통상으로 마련되고, 외기의 유동소음 및 기기의 작동소음을 차단하는 소음기가 상기 밸브지지구에 밀착되며 상기 로드스프링의 외주부에 위치되게 하였다. 따라서, 스프링과 외기의 간섭이 방지되어 유입공기의 유동소음이 감소되게 되고, 스프링의 구성이 단순화되어 밸브본체의 제조비용이 절감될 뿐만 아니라, 밸브본체의 내부공간 이용효율이 높아 밸브본체의 길이를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 밀폐된 케이싱(20)의 내부의 공기흐름 및 상기 케이싱 내부로 유입되는 외기의 흐름을 제어하도록 상기 케이싱의 일측에 미끄럼운동 가능하게 장착되며 중공상으로 마련된 내측 공기유입부(31)에 브레이크페달과 연결된 입력축(32)이 진입되어 설치되는 밸브본체(30)와, 상기 밸브본체 내측으로 진입된 상기 입력축의 선단부에 설치되는 플런저(33)와, 상기 플런저와의 상호작용을 통해 공기의 흐름을 제어하도록 상기 밸브본체의 내면에 고정되어 설치되는 포펫밸브(36)와, 상기 포펫밸브를 상기 밸브본체의 내면에 고정시키는 밸브지지구(37)와, 상기 포펫밸브 및 상기 입력축에 복원력을 부여하도록 상기 공기유입부의 내측에 설치되는 복수의 스프링이 구비된 차량용 브레이크 배력장치에 있어서,

   상기 밸브지지구(37)의 일측에서 상기 밸브본체의 중심 쪽으로 연장되어 원판상을 이루고 그 중심부에 상기 입력축이 관통되며 외기가 흐르는 관통공(37c)이 형성된 스프링지지면(37b)과, 상기 스프링지지면의 일측면에 그 일단부가 지지되고 타단부가 상기 포펫밸브에 지지되는 밸브스프링(38)과, 상기 스프링지지면(37b)의 타측면에 그 일단부가 지지되고 타단부가 상기 입력축의 외면에 돌출되는 지지턱(32a)에 지지되는 로드스프링(39)과, 상기 로드스프링이 상기 스프링지지면에 지지되도록 중심부가 상기 입력축에 끼워지고 테두리부가 상기 스프링지지면에 걸리는 스프링지지구(41)와, 상기 공기유입부(31)로 유입되는 유체의 소음 및 기기의 작동소음을 줄이도록 상기 로드스프링의 외측에 위치되며 그 일측이 상기 밸브지지구(37)에 밀착되어 설치되는 소음기(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브스프링(38)과 상기 로드스프링(39)은 양단부의 직경이 동일한 원통상으로 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링지지구(41)에는 상기 공기유입부(31)로 유입되는 외기가 통과되도록 다수의 공기유입공(41a)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링지지면(37b)의 관통공(37c)이 형성된 부분에는 상기 밸브스프링(38)이 걸려 지지되도록 일측면에 돌출된 스프링지지턱(37d)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 배력장치의 밸브본체.