KR950007003B1 - 마스터백의 프론트쉘 보강판 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마스터백의 프론트쉘 보강판

제1도는 마스터백의 구조를 나타낸 종단면도.

제2도는 종래의 보강판이 고정된 프론트쉘의 정면도 및 종단면도.

제3도는 본 발명의 보강판을 나타낸 사시도.

제4도는 본 발명에 따른 보강판의 1/4을 나타낸 정면도.

제5도는 제4도에 도시한 보강판의 각위치에 따른 변형량을 나타낸 그래프.

제6도는 제4도에 도시한 보강판의 각위치에 따른 응력을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

17 : 체결공 20 : 보강판

본 발명은 자동차용 오일 브레이크(Oil brake)의 배력장치에 사용되는 마스터백(Master Vac)의 프론트 쉘(Front shell) 보강판에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 그 구조를 개량하여 소형 경량화 시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 브레이크 시스템(Brake System)에 적용되는 마스터백은 자동차용 오일 브레이크의 배력장치로 엔진의 인테이크 메니 폴드(Intake manifold)내에 생기는 부압 또는 진공펌프(Vacuum pump)에 의해 발생하는 부압과 대기의 압력차를 이용해서 제동효과를 수배로 높이는 역할을 하게 된다.

상기한 마스터백은 브레이크 페달과 마스터 실린더 사이에 설치되어 배력작용을 행하는 것으로 그 내부에 파워 셕션부가 콘트롤을 하는 밸브운전상 필요한 브레이크 작동시 답력에 응하는 필링(Feeling)성을 가지는 부품이 내장되어 있다.

상기 마스터백을 첨부도면 제1도를 참고로 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 프론트쉘(Front Shell)(1)과 리어 쉘(Rear Shell)(2)로 구성되어 양쉘의 외주홈에 고무재질로된 다이어프램(Diaphram)(3)이 리브를 끼운다음 프론트쉘(1)을 V자형 코오킹 바이트(Caulking bite)로 가공하므로서 이들이 서로 결합되도록 되어 있다.

이때 양쉘은 다이어프램(3)이 눌러 붙게한 상태로 결합하기 위해 파워실린더내는 외기(外氣)를 차단시키며 다이어프램(3)으로 구획된 좌.우 공간부(室)도 동시에 기밀을 유지하여야 된다.

한편 페놀수지로되어 파워리턴 스프링(4)으로 탄력 설치되는 파워 피스턴(5)은 리어 쉘(2)을 슬라이드하는 튜브(도시는 생략함)로 가이드하고 리어쉘(2)에 조립된 밸브 바디 씨일(6)은 쉘과 가이드 튜브간의 기밀을 유지하게 된다.

또한 파워피스턴(5)의 좌측에는 마스터 실린더 피스턴(7)을 누르기 때문에 푸쉬로드(8)의 우단(右端)은 파워피스턴(5)에 조립된 고무의 반동디스크(Reaction disc)(9)에 밀착되어 있고 상기 반동디스크(9)는 파워 피스턴(5)과 푸쉬로드(8)를 상호 다르게 운동시키도록 되어 있다.

그리고 푸쉬로드(8)는 프론트쉘(1)을 관통하여 외측으로 돌출되어 있고 상기 푸쉬로드의 습동부는 어셈블리 플레이트 및 씨일에 의해 기밀을 유지하도록 되어 있다.

엔진의 인테이크 메니폴드로 부터의 진공은 프론트쉘(1)의 체크밸브(10)를 통해 파워 실린더 내를 연통하도록 되어 있다.

밸브 플런저(Valve Plunger)(12)는 브레이크 페달(도시는 생략함)에 접속되어 오퍼레이팅로도(Operating rod)(11)에 코오팅된 밸브 플런저(12)와 파워피스턴(5) 내의 좌측으로 눌러 붙이도록 되어 있고 포핏 어셈블리(13)는 포핏스프링(14)에 의해 공기 구멍을 막고 밸브플런저(12)에 밀착되게 되어 있다.

이때 푸쉬로드(8)의 선단은 마스터실린더(15)의 피스턴(7)을 정상위치로 유지시키기 위해 마스터실린더(15)의 취부면으로부터 치수가 규정되고 있는 실정이다.

이와 같이 구성된 마스터백은 브레이크 페달의 누름작동으로 파워피스턴(5)이 이동될때 파워실린더 내의 압력이 박판(대략 1mm정도)으로 프레싱된 프론트쉘(1)의 절곡면에 작용되므로 이때 작용되는 압력에 의해 프론트쉘(1)의 변형되는 것을 방지하기 위한 수단이 요구되었다.

종래에는 파워피스턴(5)의 이동으로 프론트쉘(1)의 압력이 작용될 때 상기 프론트쉘(1)이 변형되는 것을 방지하기 위해 제2도에 도시한 바와 같이 링형상의 보강판(16)을 프론트쉘(1)과 스폿용접 공정하도록 되어 있는데, 이때 상기 보강판(16)에는 프론트 웰(1)과 마스터실린더(15)를 보울트(19)로 고정하기 위한 체결공(17)이 형성되고 상기 체결공(17)의 근접부에는 강도유지를 위한 엠보싱부(18)가 형성된다.

이와같이 구성된 보강판(16)은 파워피스턴(5)에 의해 압력이 작용되어 보강판(16)에 응력이 발생될 경우에 보울트의 결합을 위한 체결공(17)이 형성되어 있으므로 압력이 균일하게 분포되지 않게되고, 이에 따라 부위별로 발생되는 응력(Stress) 및 변형량(Displacement)이 달라지게 된다.

그러나 종래의 보강판(16)은 프론트쉘(1)이 압력이 작용될때 변형에 영향을 거의 받지 않는 부분까지도 포함하여 링형상으로되어 있기 때문에 부품의 소형 경량화를 실현시키지 못하였음은 물론 생산원가가 상승되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보강판에 작용되는 압력에 의해 변형량에 영향을 받지 않는 부분을 제거하므로서 마스터백의 소형 경량화를 실현시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 형태에 따르면, 보강판에 형성된 체결공으로부터 일정각도 제외한 나머지 부분을 상호 대응되게 제거하여서 된 마스터백의 프론트쉘 보강판이 제공된다.

이하, 본 발명을 일실시예로 도시한 첨부된 도면 제3도 내지 제6도를 참고로하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제3도는 본 발명의 보강판을 나타낸 사시도이고, 제4도는 본 발명에 따른 보강판의 1/4을 나타낸 정면도이며 제5도는 제6도는 제4도에 도시한 보강판의 각 위치에 따른 변형량 및 응력을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 프론트쉘(1)의 내측면에 작용되는 압력을 견뎌내기 위해 고정되는 원판형 보강판(20)을 체결공(17)을 중심으로 중심각이 일정각도 되는 부분만 남기고 상기 부분을 제외한 나머지 부분(θ)을 제거시켜 구성하도록 되어 있다.

체결공(17)을 중심으로 일정각도에 해당하는 부분을 남기고, 나머지 부분을 제거시키는 이유는 프론트쉘(1)의 보울트 체결부, 즉 마스터백에 압력이 작용될 때 체결공(17)의 근접부에 응력이 집중적으로 발생되어 어느위치까지는 많은 변형량을 나타내지만 상기 체결공(17)에서 멀리 떨어진 부분은 상대적으로 변형량이 적게 발생되기 때문이며, 체결공(17)의 중심선에 대한 직각을 이루는 위치의 변형량이 최소로 된다.

즉, 체결공(17)으로부터 일정각도까지는 변형량의 변화가 심하게되지만 그 부위를 벗어나 직각 방향의 위치로 갈수록 변형량의 폭이 점차 줄어들게 되는 것이다.

이를 실험에 의해 살펴보면, 제4도에 도시한 바와 같이 보강판(20)의 1/4을 절단하여 불필요한 부분을 제거하기 위해 편의상 θ'=28°위치에서 체결공(17)측으로 5.6°씩 증가시키면서 56°까지 절단하여 각 위치마다의 응력 및 변형량을 측정 하였던 바 제5도 및 제6도와 같이 나타났다.

즉 28°에서 50.4°까지는 보강판(20)에 작용하는 압력에 의해 발생되는 최대 응력과 변형량이 크게 영향을 받지 않았으나 56°에서는 급격한 응력 증가 현상이 나타나고, 이에따라 변형량도 심하게 발생됨을 알 수 있게 된다.

이와 같이 θ'의 각도가 28°~50.4°가 될 때 보강판(20)에서 제거되지 않은 부분의 각도(중심각)을 역으로 계산하면 체결공이 있는 부분의 각도는 79.7°~124°가 된다.

또한, 상기와 같은 제거 부분의 각도는 보강편(20)의 두께 차이에 구해 받지 않고 거의 동일하게 적용되며, 이를 표 1을 참고로 하여 살펴보면 더욱 명확하게 알 수 있다.

[표 1]

표 1 보강판의 두께 변화에 따른 변형량 및 응력 변화량

상기한 표 1의 보강판(20)의 두께가 2.0, 2.5, 3.0mm인 경우에 이를 θ'=28°에서 5.6°씩 증가시키면서 56°까지 절단하여 각 위치마다 응력 및 변형량을 나타낸 것으로 이때의 변형량을 살펴보면 28°에서 50.4°까지는 각 위치마다의 변형량의 거의 차이가 없지만 56°의 위치에서는 보강판의 두께가 2.0mm인 경우에 0.43에서 0.46(mm)로, 2.5mm인 경우에는 0.41에서 0.44(mm)로, 3.0mm인 경우에는 0.4에서 0.42(mm)로 급격히 변화됨을 알 수 있게 된다.

한편 이때 작용되는 응력 또한 보강판의 두께가 2.0mm인 경우에 보강판의 전면(Top)이 14.80에서 18.37(Kgf/㎟), 배면(Bottom)은 15.61에서 15.71(Kgf/㎟)로, 2.5mm인 경우에는 전면이 13.78에서 16.02(Kgf/㎟), 배면은 13.27에서 15.51(Kgf/㎟)로, 3.0mm인 경우에는 전면이 12.96에서 16.53(Kgf/㎟), 배면은 12.04에서 15.51(Kgf/㎟)로, 작용됨을 알 수 있게 되므로 상기 실험에 의해 θ'=0에서 응력 및 변형량이 급격히 변하는 56°의 직전인 50.4°까지는 보강판(20)에서 제거시켜도 마스터백에 압력이 작용되더라도 보강판(20)이 큰 영향을 받지 않게 된다.

이에 따라 본 발명의 보강판(20) 무게를 종래의 보강판 무게보다 30∼40% 정도 줄일 수 있게 되므로 마스터백을 소형경량화 시킬 수 있게 되는 효과를 가지게 된다.

Claims (2)

1. 원판형 보강판(20)의 양측에 형성되는 체결공(17)을 중심으로 중심각이 일정각도 되는 부분을 남기고 나머지 부분을 제거하여서 된 마스터백의 프론트쉘 보강판.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강판(20)에서 제거되지 않은 부분의 중심각이 79.7°~124°범위로 된 마스터백의 프론트쉘 보강판.