KR100771014B1 - 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터에 관한 것으로, 그 목적은 리턴스프링의 단부를 개선하여 별도의 리테이너 없이도 출력축을 견실하게 고정시킬 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터에 의하면, 리턴스프링(80)은 일단(81a)이 프론트쉘(11)에 결합되며 타단(81b)은 밸브본체(60)에 지지되도록 코일스프링으로 이루어진 탄성지지부(81)와, 이 탄성지지부(81)의 타단(81b)에서 내측방향으로 절곡되어 출력축(50) 단부(52)를 지지하는 이탈방지단(82)을 포함하고 있어서, 밸브본체(60) 및 출력축(50)이 리턴스프링(80)의 탄성지지부(81)에 의해 탄성 지지되며, 출력축(50)은 리턴스프링(80)의 이탈방지단(82)을 통해 조립된 상태가 그대로 유지된다. 이에 따라 종래 리테이너 같은 별도의 부품이 필요 없이 리턴스프링(80)을 통해 출력축(50)이 견실하게 설치되며, 이것에 의해 조립 작업성이 향상되고 제조비용이 절감되는 작용효과가 있다.

Description

리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터{Booster with return - spring}

도 1은 종래 차량용 브레이크 부스터의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 부스터의 단면도이다.

도 3은 도 2의 A부 확대 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 리턴스프링을 발췌하여 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..케이싱 11..프론트쉘

40..입력축 50..출력축

60..밸브본체 80..리턴스프링

81..탄성지지부 82..이탈방지단

본 발명은 차량용 부스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정압실에 설치되어 제동작용 해제 시 밸브본체 및 출력축 등을 복원시키는 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터에 관한 것이다.

차량용 브레이크 부스터(BOOSTER)는 진공과 대기와의 기압차를 이용하여 작 은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치이며, 프론트쉘에 마스터실린더가 결합되어 있어서 증폭된 힘을 통해 제동유압이 형성된다. 도 1은 이러한 기능을 하는 종래 차량용 브레이크 부스터(BRAKE BOOSTER)를 보인 단면도이다.

종래 차량용 브레이크 부스터는 도 1에 도시한 바와 같이, 프론트쉘(1a)과 리어쉘(1b)이 밀폐 결합된 케이싱(1)과, 이 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 관통하여 외부로 돌출되어 공기유입을 제어하는 밸브본체(6)와, 브레이크패달(미도시)에 의해 연동하는 입력축(4)과 이의 작동에 따라 변위의 힘을 전달받는 출력축(5)을 갖추고 있다.

프론트실(2a)(2b)은 프론트다이아프램(3a)과 프론트파워피스톤(3b)에 의해 프론트정압실(2a)과 프론트변압실(2b)로 구별되며, 리어실(2c)(2d)은 리어다이아프램(3c)과 리어파워피스톤(3d)에 의해 리어정압실(2c)과 리어변압실(2d)로 구획된다.

그리고 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) 그리고 센터플레이트(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 작용 받는 힘을 배가시켜 출력축(5)으로 전달하는 리액션디스크(5a)가 마련된다.

이러한 밸브본체(6)는 프론트정압실(2a)내에 배치된 리턴스프링(8)에 의해 탄성 지지되어 복원되게 된다. 즉, 리턴스프링(8)은 일종의 코일스프링으로 이루어지며, 일단이 프론트정압실(2a)을 형성하는 프론트쉘(1a)의 중심부 내측에 지지되며 타단이 밸브본체(6)의 일단 중심에 지지되어 이를 복원되는 방향으로 탄성 지지하게 된다.

한편, 미설명부호 "6d"는 밸브본체(6)내에 설치되어 입력축(4)의 작동에 따라 공기의 유입을 제어하는 탄성재질의 포펫밸브로서, 포펫밸브(6d)에 의해 정압통로(6a)와 변압통로(6b)가 선택적으로 개폐되게 된다. 그리고 "9"는 출력축(5) 단부에 설치되며 가장자리부위에 리턴스프링(8) 타단이 안착되는 리테이너로서, 이것에 의해 출력축(5)이 프론트정압실(2a)내에 고정 설치된다.

이와 같이, 종래 부스터에서는 리턴스프링(8)과 함께 출력축(5)이 밸브본체(6)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 리테이너(9)라는 부품이 별도로 요구됨으로써, 부스터의 조립 작업성이 저하됨은 물론이며, 전체적인 제조비용이 상승하는 단점이 있다.

즉, 출력축(5)의 타단에는 이를 감싸도록 설치되며 리턴스프링(8)을 견고하게 설치하기 위해 원주방향으로 안착홈(9a)이 형성된 리테이너(9)가 배치된다. 따라서 출력축(5) 단부에 리테이너(9)를 먼저 조립한 후 여기에 리턴스프링(8)을 설 치해야 함으로써, 리턴스프링(8)의 조립 공정이 복잡하게 되며, 또한 가장자리를 따라 안착홈(9a)이 형성된 리테이너(9)가 요구되어 차량용 부스터의 전반적인 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 정압실에 설치되어 밸브본체 및 출력축을 복원시키는 리턴스프링을 개선하여 별도의 부재없이 정압실내에 출력축을 견실하게 설치할 수 있는 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

프론트쉘과 리어쉘이 밀폐 결합되어 이루어지며 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 동력피스톤과 다이아프램이 설치된 케이싱과, 동력피스톤과 다이아프램의 중심부에 일단이 결합되며 리어쉘을 관통하여 타단이 대기와 연통된 밸브본체와, 밸브본체내에 일단이 결합되며 브레이크패달과 타단이 연계된 입력축과, 입력축이 전진함에 따라 동력피스톤과 다이아프램 변위의 힘을 전달받기 위해 단부가 리액션 디스크를 개재하여 밸브본체의 일단부와 접하도록 정압실에 배치된 출력축과, 출력축 및 밸브본체를 탄성 지지하도록 정압실에 배치된 리턴스프링을 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

리턴스프링은 일단이 프론트쉘에 결합되며 타단은 밸브본체에 지지되도록 코일스프링으로 이루어진 탄성지지부와, 탄성지지부의 타단에서 내측방향으로 절곡 되어 출력축 단부를 지지하는 이탈방지단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 리턴스프링이 밸브본체와 출력축을 탄성 지지함과 동시에 출력축이 밸브본체로부터 이탈되는 것이 방지함으로써, 조립 작업성이 향상되며 전체적인 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 부스터의 전체적인 구조를 보인 단면도이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 리턴스프링의 설치구조 및 형상을 발췌하여 보인 것이다.

본 발명에 따른 차량용 부스터는 도 2에 도시한 바와 같이, 프론트쉘(11)과 리어쉘(12)이 밀폐 결합된 케이싱(10)과, 이 케이싱(10) 내부를 프론트실(21)(22)과 리어실(23)(24)로 구획하는 센터플레이트(13)와, 이 센터플레이트(13)의 중심부를 자유롭게 미끄러져 움직이도록 관통하여 배치되며 프론트실(21)(22)과 리어실(23)(24)로의 공기유입을 제어하는 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 포함하고 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. 미설명 부호 14는 프론트쉘(11)의 외벽에 설치되어 프론트정압실(21)과 부압원(미도시)을 연통시키기 위한 진공연결관이다.

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, 공기흡입부(63)로 이루어진 이의 타단이 리어쉘(12) 중심부를 관통하여 외기와 연통된다.

그리고 밸브본체(60) 내부에는 정압실(21)(23)과 변압실(22)(24)을 연통시키는 정압통로(61)와, 변압실(22)(24)과 외기를 연통시키기 위한 변압통로(62)와, 일단 중심부에 축방향으로 실린더(66)가 형성되어 있다. 실린더(66)에는 입력축(40)의 단부와 연계되어 축방향으로 미끄럼 운동하는 플런저(70)가 설치되며, 밸브본체(60) 내주에는 입력축(40)의 작동에 의해 공기의 유입을 실질적으로 제어하는 탄성재질의 포펫밸브(64)가 설치된다. 이 포펫밸브(64)와 조합하여 진공밸브기능을 수행하도록 밸브본체(60) 내주에는 제1밸브시트부(65)가 마련되어 있어서, 포펫밸브(64)의 선단이 제1밸브시트부(65)에 안착되면 정압통로(61)는 폐쇄되게 된다. 그리고 포펫밸브(64)와 조합하여 에어밸브기능을 수행하도록 플런저(70)의 후단부에는 제2밸브시트부(71)가 마련되어 있어서, 포펫밸브(64) 선단이 제2밸브시트부(71)에 안착되면 외기가 변압실(22)(24)로 유입되는 것이 차단되게 된다.

한편, 이러한 밸브본체(60)는 프론트정압실(21)내에 배치된 리턴스프링(80)을 통해 탄성 지지됨으로써 제동작용 해제 시 출력축(50)과 밸브본체(60) 및 플런 저(70) 등이 복원되는데, 도 3과 도 4를 참조하여 이의 상세한 구조를 설명하면 다음과 같다.

우선, 출력축(50)은 제동작용시 입력축(40)이 전진함에 따라 파워피스톤(32)(34)과 다이아프램(31)(33) 변위의 힘을 전달받도록 밸브본체(60)와 접하도록 배치된다. 즉, 출력축(50)의 일단은 리액션 디스크(51)를 개재하여 밸브본체(60)의 일단 중심부와 접하며, 이의 타단은 프론트쉘(11) 중심부를 관통하여 마스터실린더 어셈블리(미도시)와 직결된다. 또한, 출력축(50)의 단부에는 직경이 확장되며 내부에 탄성재질의 리액션 디스크(51)가 안착 설치되는 결합부(52)가 마련된다.

그리고 리턴스프링(80)은 코일스프링으로 이루어지며 출력축(50) 및 밸브본체(60) 등을 복원시키기 위해 출력축(50)이 내부를 관통하도록 프론트정압실(21)내에 축방향으로 배치되는데, 이것은 밸브본체(60)을 직접 탄성 지지하는 탄성지지부(81)와 출력축(50)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지단(82)으로 정의된다.

탄성지지부(81)의 일단(81a)은 프론트쉘(11)의 중심부에 결합되며, 이의 타단(81b)은 밸브본체(60)의 선단면 중심부위에 원주방향으로 오목하게 형성된 걸림턱(60a)에 안착 지지됨으로써, 밸브본체(60)를 입력축(40)의 전진방향과 반대방향으로 탄성 지지하게 된다.

또한, 이탈방지단(82)은 탄성지지부(81)의 타단(81b)에서 내측방향으로 절곡되어 출력축(50) 단부를 지지하도록 이루어져 있다. 즉, 절곡된 이탈방지단(82)가 출력축(50)의 결합부(52)를 지지하여 이의 이탈을 방지하게 된다. 이에 따라 종래 리테이너와 같은 별도의 추가 부품없이 리턴스프링(80)에 일체로 마련된 이탈방지단(82)에 의해 출력축(50)이 견실하게 설치됨으로써, 이의 조립이 보다 용이하게 이루어지게 된다.

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

먼저, 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)가 이격되어 정압실(21)(23)과 변압실(22)(24)의 연통은 차단된다.

이에 따라 외부 공기는 공기흡입부(63)와 변압통로(62)를 거쳐 진공상태의 각 변압실(22)(24)로 유입되며, 기압차에 의해 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)의 탄성지지부(81)는 압축되면서 밸브본체(60)를 탄성 지지한다.

그리고 운전자가 브레이크패달에서 발을 떼면, 리턴스프링(80) 탄성지지부(81)의 탄성 복원력에 의해 플런저(70)와 입력축(40)이 다시 복원됨과 동시에 포펫밸브(64)는 제2밸브시트부(71)에 의해 밀려 제1밸브시트부(65)에서 분리되고, 공기의 유입을 방지하는 에어밸브 역할을 수행한다. 또한, 포펫밸브(64)가 제1밸브시트부(65)에서 분리됨에 따라 정압통로(61)가 연통된다. 이에 따라 프론트변압실(22)과 리어변압실(24)의 공기는 진공상태의 프론트정압실(21)측으로 빠져나가며, 계속하여 부압원과 연계된 진공연결관(14)을 통해 외부로 빠져나가 브레이크 부스터의 초기상태로 된다.

이 때, 출력축(50)의 결합부(52)는 항상 리턴스프링(80)의 이탈방지단(82)에 의해 지지된 상태로 유지되기 때문에, 부스터의 작동 시 출력축(50)이 밸브본체(60)로부터 이탈되는 것이 방지된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터에 의하면, 리턴스프링은 일단이 프론트쉘에 결합되며 타단은 밸브본체에 지지되도록 코일스프링으로 이루어진 탄성지지부와, 이 탄성지지부의 타단에서 내측방향으로 절곡되어 출력축 단부를 지지하는 이탈방지단을 포함하고 있어서, 밸브본체 및 출력축이 리턴스프링의 탄성지지부에 의해 탄성 지지되며, 출력축은 리턴스프링의 이탈방지단을 통해 조립된 상태가 그대로 유지된다. 이에 따라 종래 리테이너 같은 별도의 부품이 필요 없이 리턴스프링을 통해 출력축이 견실하게 설치되며, 이것에 의해 조립 작업성이 향상되고 제조비용이 절감되는 작용효과가 있다.

Claims (1)

1. 프론트쉘과 리어쉘이 밀폐 결합되어 이루어지며 내부를 정압실과 변압실로 구획하는 동력피스톤과 다이아프램이 설치된 케이싱과, 상기 동력피스톤과 다이아프램의 중심부에 일단이 결합되며 상기 리어쉘을 관통하여 타단이 대기와 연통된 밸브본체와, 상기 밸브본체내에 일단이 결합되며 브레이크패달과 타단이 연계된 입력축과, 상기 입력축이 전진함에 따라 상기 동력피스톤과 다이아프램 변위의 힘을 전달받기 위해 단부가 리액션 디스크를 개재하여 상기 밸브본체의 일단부와 접하도록 상기 정압실에 배치된 출력축과, 상기 출력축 및 밸브본체를 탄성 지지하도록 상기 정압실에 배치된 리턴스프링을 갖춘 차량용 브레이크 부스터에 있어서,

   상기 리턴스프링(80)은

   일단(81a)이 상기 프론트쉘(11)에 결합되며 타단(81b)은 상기 밸브본체(60)에 지지되도록 코일스프링으로 이루어진 탄성지지부(81)와,

   상기 탄성지지부(81)의 타단(81b)에서 내측방향으로 절곡되어 상기 출력축(50) 단부(52)를 지지하는 이탈방지단(82)을 구비하는 것을 특징으로 하는 리턴스프링을 갖춘 차량용 부스터.

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