KR200302635Y1 - 포펫밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 클러치부스터에 있어서 고압의 공기공급을 제어하는 포펫밸브에 관련되는 것으로서 포펫의 구조를 일체형으로 제작하여 종래의 이종재질을 접착시켜 포펫을 구성함으로서 상호간의 이탈로 인한 공기의 누설등과 같은 문제점을 해결하고자 하는 것이며, 이를 위해 본 고안에서는 공압에 의해 클러치를 작동시키는 클러치부스터의 고압공기 제어용 포펫밸브에 있어서, 하우징과 커넥터의 내부에서 스프링에 의해 지지된 채 대단면이 상기 하우징의 공기출구를 막게되며, 직경이 감소되는 소단면과의 사이에 단이 형성된 포펫(130)과; 상기 포펫의 소단면측으로 삽입되어 결합되며 상면부에 스프링이 안착될 편평한 스프링좌가 구비되는 포펫가이드(140);를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하는 포펫밸브에 관한 것이다.

Description

포펫밸브{poppet valve}

본 고안은 클러치부스터에 사용되는 포펫밸브에 관련되는 것으로서, 보다 구체적으로는 고압의 공기의 흐름을 제어하는 포펫을 하나의 재질로서 일체로 제작하여 포펫의 변형/분리등과 같은 문제점으로 인해 공기의 누설이 없도록한 포펫밸브에 관한 것이다.

자동차를 비롯하여 각종의 기계장치에 있어서 동력전달을 위해 클러치는 필수적으로 사용되고 있다. 즉, 상기 클러치는 엔진의 출력축으로부터 나오는 회전력을 구동축으로 전달/차단하는 기능을 수행하게된다.

대표적으로 자동차의 경우를 보면 운전자가 기어변속을 위해 클러치페달을 밞음에 의해 클러치는 구동축과 떨어져 동력전달이 차단되며 변속 후 클러치페달을 놓으면 클러치는 다시 구동축과 연결되어 동력전달이 이루어지게된다.

한편, 사용자가 보다 편리하고 적은 힘으로 클러치를 작동시키기 위해 유압 및 공압에 의한 클러치의 제어가 이루어지도록 함이 일반적이다.

본 고안은 이러한 클러치의 작동이 보다 적은 힘으로 수행될 수 있도록 사용자가 클러치페달을 밞음에 연동하여 유압 및 공압의 공급으로 클러치를 적은 힘으로 제어하는 클러치부스터에 관련된다.

이하에서는 일반적인 공지의 클러치부스터에 대해 개략적으로 살펴보기로 한다. 클러치부스터의 전체적인 구조에 대해서는 선행기술로서 특허출원번호 1997-002261호의 대형차랑 클러치 부스터의 다이어프램 어셈블리 구조에 상세히 기술되어 있다. 그리고 그 외 다수의 클러치부스터에 관한 출원건들이 있다.

또한, 본원고안과 직접 관련되는 것으로서 종래의 포펫밸브에 대해 설명하기로 한다. 첨부되는 도1은 포펫밸브의 외관을 보여주는 개략적인 사시도에 해당되며 도2는 도1에 대한 분해사시도이다.

도시된 것처럼 포펫밸브는 하우징(1)과 커넥터(2)가 결합되어 외형을 이루게되며 그 내부에 포펫(3)과 스프링(4)이 설치된다. 상기 커넥터(2)를 통하여는 고압의 에어가 공급되는 배관이 연결되며 상기 하우징(1)의 좌측단부는 클러치부스터 본체와 체결된다.

한편, 도3은 상기 도1 및 도2의 포펫밸브의 내부구조를 보여주는 단면도에 해당된다. 상기 도3에 도시된 것처럼 포펫밸브가 클러치부스터 본체(10)와 결합되면 상기 하우징(1)의 좌측단부를 통하여 릴레이피스톤(11)이 스프링으로 지지된 상태를 이룬다. 보다 상세한 구조 및 작동관계에 대한 설명은 아래와 같다.

상기 하우징(1)의 우측으로 커넥터(2)가 나사결합되며 하우징(1)의 좌측단부는 패킹(12)이 끼워진채로 클러치부스터 본체(10)와 결합된다. 그리고 상기 하우징(1)의 내부에는 포펫(3)의 일측면이 맞닿아 기밀을 유지하게되는 돌출된 스토퍼면(1a)이 원형으로 형성된다. 한편, 상기 포펫(3)의 반대측으로는 스프링(4)의 위치를 잡아주는 지지봉(3a)이 형성되며 이 지지봉의 외측으로 스프링이 삽입된채 상기 스프링의 타측단부는 커넥터에 맞닿아 설치된다.

포펫(3)과 스프링(4)이 하우징(1)과 커넥터(2)의 내부에 설치된 상태에서 상기 스프링(4)의 반발력에 의해 상기 포펫(3)은 스토퍼면(1a)을 밀어붙이게되어 밀폐를 이루도록하며 릴레이피스톤(11)의 작동에 따라 상기 포펫(3)은 스토퍼면(1a)과 분리/밀착되어 커넥터를 통하여 공급되는 고압의 에어의 흐름을 제어하게 된다.

한편, 이와 같이 작동되는 포펫(3)은 첨부된 도면에 도시된 것처럼 2중적인 구조를 이루고 있다. 즉 고무(3-1)와 동판(3-2)이 접착되어 하나의 포펫(3)을 이루게되는데 상기 스토퍼면(1a)과 맞닿게되는 좌측면은 고무(3-1)가 되도록하고 그 측면으로부터 반대측면은 동판(3-2)으로 감싸도록 한다. 단, 상기 동판으로 이루어지는 면의 중심부는 내부의 고무와 일체로 연결된 지지봉이 돌출형성되도록 천공되어져 있다. 이와 같은 이중구조의 포펫의 사용함에 따라 상이한 두 재질의 것을 접합하는 공정이 필요하여 제작단가가 높아지고 공정 또한 복잡하며 동판의 변형이나 고무와 동판의 접착이 불완전하여 떨어지는 경우에는 상기 고무와 스토퍼면간의 밀착이 불완전하게 되어 완전한 기밀을 이룰 수 없게된다는 문제점이 있다.

더구나, 스프링과 포펫의 결합구조를 보면 스프링으로부터 전달되는 힘이 포펫의 중심부로 집중되는 바, 동판 및 고무의 중심부를 함몰/변형시키게 된다는 문제점도 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 포펫을 일체로 제작하며 스프링의 설치를 위한 포펫가이드가 구비되도록하여 기밀성을 향상시켜 보다 안정적인 작동이 이루어지는 포펫밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 - 종래의 포펫밸브의 외관을 보여주는 개략적인 사시도.

도 2 - 도1에 대한 분해사시도.

도 3 - 도1 및 도2의 포펫밸브의 내부구조를 보여주는 단면도.

도 4 - 본 고안에 따른 포펫밸브가 클러치부스터에 체결된 상태를 보여주는 개략적인 단면도.

도 5 - 본 고안의 일 실시예에 따른 포펫밸브의 분해사시도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

100 : 클러치부스터 본체 101 : 에어배출관

102 : 릴레이피스톤 103 : 오일유로

110 : 하우징 115 : 스토퍼면

120 : 커넥터 130 : 포펫

131 : 대판면 132 : 소단면

140 : 포펫가이드 145 : 스프링좌

147 : 돌기 150 : 스프링

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 고안은 공압에 의해 클러치를 작동시키는 클러치부스터의 고압공기 제어용 포펫밸브에 있어서, 하우징과 커넥터의 내부에서스프링에 의해 지지된채 대단면이 상기 하우징의 공기출구를 막게되며, 직경이 감소되는 소단면과의 사이에 단이 형성된 포펫과; 상기 포펫의 소단면측으로 삽입되어 결합되며 상면부에 스프링이 안착될 편평한 스프링좌가 구비되는 포펫가이드;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하는 포펫밸브에 관한 것이다.

본 고안에 따른 포펫밸브는 크게 하우징(110)과 커넥터(120) 그리고 그 내부에 설치되는 포펫(130)과 포펫가이드(140) 및 스프링(150)으로 이루어진다. 포펫(130)은 고무재질로 제작됨이 바람직하고 포펫가이드(140)는 합성수지재로서 성형함이 좋다. 종래기술에서 언급한 것처럼, 상기 하우징(110)은 클러치부스터 본체(100)와 결합되고 커넥터(120)를 통하여는 고압의 공기를 공급하는 배관(미도시)과 연결된다.

첨부되는 도4는 본 고안에 따른 포펫밸브가 클러치부스터에 체결된 상태를 보여주는 개략적인 단면도에 해당된다. 클러치부스터 본체(100)의 상단 우측부에 본 고안에 따른 포펫밸브가 결합되며 상기 포펫밸브의 작동에 의해 고압의 공기는 에어배출관(101)을 따라 클러치부스터 내부로 공급된다. 한편, 포펫밸브를 가압하여 공기가 공급될 수 있도록 기능하는 릴레이피스톤(102)의 작동은 유압의 힘에 의해 구현된다. 이를 위해 릴레이피스톤(102)의 후면을 가압할 수 있도록 클러치부스터의 하부로부터 형성되는 오일유로(103)를 통해 오일이 공급된다.

이하로부터 본 고안의 일 실시예에 따른 포펫밸브에 대해 보다 상세하게 설명하기로 하며, 도5는 상기 포펫밸브의 분해사시도를 나타내고 있다.

언급한 것처럼, 하우징(110)과 커넥터(120)가 갖추어지고 그 내부에포펫(130), 포펫가이드(140) 그리고 스프링(150)이 설치되는 구조를 이룬다. 포펫(130)은 공기의 유출입을 차단하도록 하우징(110) 내부에 형성되는 스토퍼면(115)과 맞닿는 부재이며 상기 포펫(130)에 압입되는 포펫가이드(140)는 스프링(150)의 설치를 위한 부재이다.

본 고안에서는 상기 포펫(130)을 고무와 같은 재질로서 일체형으로 제작하며 대단면(131)과 소단면(132)으로 이루어진다. 대단면(131)의 좌측 단부는 스토퍼면(115)과 맞닿아 기밀을 유지하게되며 상기 대단면의 우측면에 직경이 감소된 소단면이 형성된다. 대단면(131)과 소단면(132)은 단을 이루게되며 여기에 후술할 포펫가이드(140)가 안착된다. 그리고 소단면은 대단면으로부터 점차 직경이 감소되게 비스듬한 경사면을 이루도록 성형된다.

이어서, 상기 포펫(130)의 소단면으로부터 삽입되는 포펫가이드(140)에 대해 설명한다. 상기 포펫가이드(140)의 중심부는 뚫려있으며 내면에는 상기 포펫(130)의 대단면과 소단면의 이음부에 형성되는 단에 맞닿도록 절곡되며 내면 상부는 상기 소단면에 형성되는 경사면에 대응하도록 경사지게 성형된다. 한편, 상기 포펫가이드(140)의 외측 상면에는 편평한 스프링좌(145)가 형성된다. 상기 스프링좌(145)는 스프링이 유동없이 설치될 수 있도록 자리를 잡아주는 역할을 한다. 바람직하게로는 상기 포펫가이드는 합성수지로 제작한다.

상기 포펫과 포펫가이드의 결합은 별도의 접착제없이 두 부재를 압입시켜 고정시키도록 한다. 상기 포펫의 소단면에 형성되는 경사면과 이에 대응하여 포펫가이드 내측 상부에 형성되는 경사진면은 이러한 압입결합이 쉽게 이루어지도록 기능하게 된다.

다음으로 본 고안에 따른 포펫밸브의 작동원리에 대해 설명하기로 한다. 하우징(110)과 커넥터(120)의 내부에서 상기 포펫(130), 포펫가이드(140) 그리고 스프링(150)은 일렬로 배치되어 결합된다. 하우징(110)과 커넥터(120)의 내부에 설치된 상태에서는 상기 포펫(130)은 스프링(150)의 반발력에 의해 스토퍼면(115)에 완전히 밀착되어진다. 이러한 스프링(150)의 힘의 전달은 포펫(130)에 압입된 포펫가이드(140)를 통해 이루어지며 스프링(150)의 일측단부는 포펫가이드(140)의 스프링좌(145)에 맞닿아 결합된다. 상기 스프링좌(145)는 포펫가이드의 외곽부 상면에 형성됨으로서 실제적으로 포펫(130)의 가장자리를 누르게된다. 따라서, 포펫(130)의 대단면(131) 즉 스토퍼면(115)과 맞닿게되는 부를 직접 가압하는 효과가 있으며 보다 확실하게 기밀상태를 유지할 수 있게된다. 또한, 종래와 달리 포펫이 하나의 소재로 일체형으로 제작됨으로서 변형발생이 없어 장기간 사용에도 성능저하와 같은 문제점을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 고안은 일체형의 포펫으로 변형이 쉽게 일어나지 않으며, 포펫가이드의 가장자리부에서 스프링이 결합됨으로서 스프링의 가압력이 확실하게 포펫에 전달될 수 있어 확실하게 스토퍼면과 밀착될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 공압에 의해 클러치를 작동시키는 클러치부스터의 고압공기 제어용 포펫밸브에 있어서,

   하우징(110)과 커넥터(120)의 내부에서 스프링(150)에 의해 지지된채 대단면(131)이 상기 하우징의 공기출구를 막게되며, 직경이 감소되는 소단면(132)과의 사이에 단이 형성된 포펫(130)과;

   상기 포펫(130)의 소단면측으로 삽입되어 결합되며 상면부에 스프링(150)이 안착될 편평한 스프링좌(145)가 구비되는 포펫가이드(140);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 포펫밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포펫(130)의 소단면(132)은,

   대단면(131)과 이어지는 측면부가 상기 대단면을 향해 점차 직경이 증가되는 형상의 경사면으로 이루어짐을 특징으로 하는 포펫밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포펫(130)은,

   고무재질로 일체로 성형됨을 특징으로 하는 포펫밸브.