KR200296171Y1 - 차량용브레이크의배력장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 브레이크의 배력장치에 관한 것으로, 그 목적은 기압차로 인해 발생하는 힘을 전달받으며 프론트다이아프램을 지지하는 프론트파워피스톤의 구조를 개선하여 이의 조립을 용이하게 하며 제조원가를 절감하는 것이다.

본 고안에 따른 차량용 브레이크의 배력장치는 프론트파워피스톤(142)의 중심 일부를 절개 밴딩하여 밸브본체(200)의 외주부에 끼워져 결합하는 동시에 프론트다이아프램의(140)의 비드부(141)를 밸브본체(200)의 외주부에 압착시키는 결합부(143)를 일체로 구성하였다. 이에 따라 별도의 고정리테이너 없이도 프론트파워피스톤(142)과 프론트다이아프램(140)이 밸브본체(200)에 견고하게 결합되어 조립 생산성이 향상되며, 부품수의 감소로 인해 제조원가가 절감되는 이점이 있다.

Description

차량용 브레이크의 배력장치

본 고안은 차량용 브레이크의 배력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이싱에 내부에 형성된 프론트실을 프론트정압실과 프론트변압실로 다시 구획하는프론트다이아프램과 프론트파워피스톤에 관한 것이다.

차량용 브레이크의 배력장치(BOOSTER)는 진공과 대기와의 기압차이를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치를 말하며, 정압실을 형성하는 전방셀에 마스터실린더가 결합되어 있어서 증폭된 힘을 이용하여 제동유압을 형성하게 된다. 도 1은 이러한 기능을 하는 차량용 브레이크의 텐덤 배력장치의 측단면도이다.

종래 배력장치는 이에 도시한 바와 같이, 전방셀(11)과 후방셀(12)이 밀폐 결합된 케이싱(10) 내부를 프론트실(16a,16b)과 리어실(15a,15b)로 구획하는 센터플레이트(19)가 후술하는 밸브본체(20)의 외주부에 끼워져 결합되어 있다. 그리고 후방셀(12)의 개구된 중심부를 통해 돌출되게 마련되어 공기의 유입을 제어하는 밸브본체(20), 브레이크패달(미도시)에 의해 연동하는 입력축(30)과 이의 작동에 따라 변위의 힘을 전달받는 출력축(40) 등으로 구성되어 있다.

그리고 프론트실(16a,16b)과 리어실(15a,15b)을 프론트정압실(16a)과 프론트변압실(16b), 리어정압실(15a)과 리어변압실(15b)로 또다시 구획하는 프론트다이아프램(14a)과 프론트파워피스톤(14b), 리어다이아프램(13a)과 리어파워피스톤(13b)이 설치된다. 이러한 정압실(16a,15a)과 변압실(16b,15b)은 밸브본체(20)에 형성된 정압통로(23)를 통해 연통된다. 전방셀(11)의 일측 외벽에는 내부와 부압원을 연통시키는 흡기 매니폴드같은 부압입구관(17)이 결합되고, 프론트정압실(16a) 내부에 복원스프링(18)이 설치되어 배력장치가 비작동상태에 있을 때에 밸브본체(20)를 복원시킨다.

밸브본체(20)는 일단부 외주부에 프론트다이아프램(14a)과프론트파워피스톤(14b), 센터플레이트(19) 및 리어다이아프램(13a)과 리어파워피스톤(13b)이 결합되며 공기흡입부(21)가 형성된 타단부는 후방셀(12)의 중심부를 관통하여 대기와 연통되어 있다. 그리고 여기에는 정압실(16a,15a)과 변압실(16b,15b)을 연통하는 정압통로(23)와 대기와 변압실(16b,15b)을 연통시키는 변압통로(22)가 형성되어 있다. 밸브본체(20)의 내부에는 입력축(30)의 단부와 축방향으로 미끄럼운동하는 플런저(24)가 설치되는데, 플런저(24)의 선단부은 리액션디스크(41)가 마련된 출력축(40)과 연계된다. 또한 입력축(30)의 작동에 따라 공기의 유입을 제어하는 탄성재질의 포펫밸브(50)가 설치되어 선택적으로 정압통로(23)와 변압통로(22)를 개폐한다.

이러한 공기의 유입을 제어하는 밸브본체(20)는 입력축(30)의 진퇴운동에 따라 같이 연동하기 때문에, 프론트다이아프램(14a)을 지지하는 프론트파워피스톤(14b)의 이탈을 방지하기 위해서 프론트파워피스톤(14b)의 일측면에는 고정리테이너(14e)가 마련되어 있는데, 이의 구조를 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

프론트실(16a,16b)을 프론트정압실(16a)과 프론트변압실(16b)로 구획하는 프론트다이아프램(14a)의 중심부에는 원형상으로 개구되고 밸브본체(20)의 외주부에 밀착되도록 두껍게 이루어진 비드부(14c)가 형성되어 있다. 그리고 프론트다이아프램(14a)의 일면에 마련되어 기압차에 의해 발생되는 힘을 전달받는 프론트다이아프램(14b) 역시 중심부가 개구되어 있으며, 여기에는 프론트다이아프램(14a)의 비드부(14c)를 압착하는 압착부(14d)가 형성됨으로써, 프론트정압실(16a)과 프론트변압실(16b)이 연통되는 것이 방지된다.

고정리테어너(14e)는 원판상으로 이루어지며 프론트파워피스톤(14b)의 중심부를 따라 용접수단을 통해 결합되며, 중심부가 개구되어 이를 통해 밸브본체(20)의 외주부에 끼워져 결합된다.

이에 따라 배력장치의 작동중에 프론트다이아프램(14a) 및 프론트파워피스톤(14b)은 고정리테이너(14e)에 의해 밸브본체(20)의 외주부에 견고하게 결합되어 본 기능을 수행하게 된다.

그러나 이러한 종래 텐덤 배력장치는 프론트파워피스톤(14b)을 고정하는 고정리테이너(14e)의 설치를 위해 용접수단이 필요하여 조립 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

즉, 단순히 프론트파워피스톤(14b)을 밸브본체(20)의 외주부에 고정하기 위해 고정리테이너(14e)를 밸브본체(20)의 외주부에 끼우고, 프론트파워피스톤(14b) 일측면에 용접을 통해 결합하여야 함으로써, 조립 생산성이 저하됨은 물론이고 부품수의 추가로 인해 제조원가가 상승하게 된다. 아울러 용접불량이 발생되는 경우에는 프론트파워피스톤(14b)을 지지하지 못하여 전체적인 배력장치의 신뢰성이 저하된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 프론트파워피스톤의 중심 일부를 절개 밴딩하여 밸브본체의 외주부에 끼워져 결합하는 동시에 프론트다이아프램의 비드부를 밸브본체의 외주부에 압착시키는 결합부를 일체로 구성함으로써, 별도의 고정리테이너 없이도 프론트파워피스톤과 프론트다이아프램이 밸브본체에 견고하게 결합되는 차량용 브레이크의 배력장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 차량용 브레이크의 텐덤 배력장치를 개략적으로 보인 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 차량용 브레이크의 텐덤 배력장치를 보인 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 프론트파워피스톤의 체결구조를 발췌하여 보인 확대도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100..케이싱 110..전방셀 120..후방셀

140..프론트다이아프램 141..비드부 142..프론트파워피스톤

143..결합부 160..프론트정압실 161..프론트변압실

200..밸브본체 210..공기흡입부 300..출력축

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 전방셀과 후방셀이 밀폐결합되어 이루어진 케이싱, 케이싱 내부를 프론트실과 리어실로 구획하는 센터플레이트, 프론트실을 프론트정압실과 프론트변압실로 구획하는 프론트다이아프램과 프론트파워피스톤, 프론트다이아프램과 프론트파워피스톤의 중심부에 일단부가 고정 결합되고 타단부는 후방셀 외부로 돌출되어 공기의 유입을 제어하는 밸브본체, 프론트다이아프램의 중심부에 마련되어 밸브본체의 외주면에 결합되는 비드부를 갖춘 차량용 브레이크의 배력장치에 있어서,

프론트파워피스톤(142)에는 중심부를 일부 절개 밴딩하여 상기 비드부(141)를 상기 밸브본체(200)의 외주면에 압착시키면서 결합되는 결합부(143)가 마련되되, 상기 결합부(143)는 상기 비드부(141)에 결합되는 밴딩부(143a)와 상기 비드부(141) 전방 측에 결합되는 절개부(143b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 차량용 브레이크 배력장치의 전체적인 구조를 보인 측단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 프론트파워피스톤의 결합구조를 발췌하여 보인 확대도이다. (본 고안에 따른 배력장치는 프론트파워피스톤의 구조를 제외하고는 종래의 구성요소와 동일하기 때문에 동일구성요소에 대한 상세한 설명은생략한다.)

본 고안에 따른 배력장치는 이들에 도시한 바와 같이, 전방셀(110)과 후방셀(120)이 밀폐결합된 케이싱(100) 내부가 센터플레이트(190)에 의해 프론트실(160,161)과 리어실(150,151)로 구획되어 있으며, 프론트실(160,161)과 리어실(150,151)로의 공기 유로를 제어하는 밸브본체(200)와 이를 작동시키는 입력축(300), 배가된 힘을 전달받는 출력축(400)으로 크게 구성되어 있다. 그리고 전방셀(110)의 일측 외벽에는 케이싱(100) 내부를 부압원(미도시)과 연통시키는 부압입구관(170)이 결합되어 있다. 미설명부호 180은 밸브본체(200)를 복원시키는 복원스프링이다.

프론트실(160,161)은 프론트다이아프램(140)과 프론트파워피스톤(142)에 의해 프론트정압실(160)과 프론트변압실(161)로 구획되며, 리어실(150,151) 역시 리어다이아프램(130)과 리어파워피스톤(131)에 의해 리어정압실과 리어변압실로 구획된다. 이러한 다이아프램(130,140)과 파워피스톤(131,142)의 중심부는 개구되게 형성되어 각각 밸브본체(200)의 일단부 외주부에 견고하게 밀착 결합된다.

변압실(151,161)과 정압실(150,160)로의 공기유입을 제어하는 밸브본체(200)는 후방셀(120)의 중심부를 관통하여 외기와 연통되어 있는데, 일단 외주부에 프론트다이아프램(140)과 프론트파워피스톤(142) 및 센터플레이트(190), 리어다이아프램(130)과 리어파워피스톤(131)의 중심부가 끼워져 결합되고, 밸브본체(200)의 타단부는 외측으로 돌출되어 공기흡입부(210)가 형성된다. 그리고 밸브본체(200)의 내부에는 각 정압실(150,160)과 변압실(151,161)을 연통하는 정압통로(230)와 각변압실(151,161)과 외기를 연통시키는 변압통로(220)가 형성되어 있다.

이러한 밸브본체(200)는 원통형 구조로 되어 있으며, 내부 선단부에 축방향으로 미끄럼운동하는 플런저(240)가 설치된다. 플런저(240)의 후단은 브레이크패달(미도시)과 결합된 입력축(300)의 단부와 결합되고 그 선단에는 출력축(400)이 설치되는데, 출력축(400)과 플런저(240)의 선단사이에는 단면적의 차이로 인해 작용받은 힘을 배가시켜 출력축(400)에 전달하는 리액션디스크(410)가 마련되어 있다. 밸브본체(200) 내부에는 유동성이 있는 탄성재질의 포펫밸브(500)의 선단부가 입력축(300)의 작동에 의해 선택적으로 안착되어 정압통로(230)를 폐쇄, 즉 밸브기능을 하는 제 1밸브시트부(250)가 마련되는데, 포펫밸브(500)와 제 1밸브시트부(250)가 조합하여 진공밸브를 형성한다. 즉, 포펫밸브(500)의 선단부가 제 1밸브시트부(250) 상에 안착되면 정압통로(230)는 폐쇄되고 이로 인해 정압실(150,160)과 변압실(151,161)의 연통은 차단된다. 또한 입력축(300)의 단부와 결합되는 플런저(240)의 후단부에는 역시 포펫밸브(500)의 선단부가 입력축(300)의 작동에 의해 선택적으로 안착되어 외기의 공기가 변압실(151,161)로 유입되는 것을 차단하는 즉 밸브기능을 하는 제 2밸브시트부(251)가 형성되는데, 포펫밸브(500)와 제 2밸브시트부(251)가 조합하여 에어밸브를 형성한다.

이러한 밸브본체(200)의 일단부에는 정압통로(230) 외에 변압실(151,161)과 정압실(150,160)이 연통되지 않도록 각 다이아프램(130,140)과 파워피스톤(131,142)의 중심부가 밀폐 결합되어 있다. 이를 위해 프론트다이아프램(140)의 개구된 중심부에는 두껍게 형성된 비드부(141)가 마련되어 있다. 그리고 프론트다이아프램(140)을 지지하며 기압차에 의해 발생되는 힘을 전달받는 프론트파워피스톤(142) 중심부 역시 밸브본체(200)의 외주부에 끼워져 결합되도록 원형상으로 개구되어 있으며, 중심 개구면을 일부 절개 밴딩하여 프론트다이아프램(140)의 비드부(141)를 밸브본체(200)의 외주부에 압착시키는 결합부(143)가 마련되어 있다. 이때, 상기 결합부(143)는 상기 비드부(141)에 결합되도록 마련되는 밴딩부(143a)와, 상기 비드부(141) 전방 측의 밸브본체(200) 외주에 지지 결합되는 절개부(143b)를 포함한다.

또한, 결합부(143)는 프론트파워피스톤(142)의 중심 개구면을 따라 일정간격 이격되도록 다수개 마련되어 있어서, 비드부(141)를 밸브본체(200)의 외주부에 압착시켜 프론트정압실(160)과 프론트변압실(161)이 틈새에 의해 연통되는 것이 방지된다. 따라서 별도의 고정리테이너 없이도 프론트파워피스톤(142)이 밸브본체(200)의 외주부에 결합되며, 프론트다이아프램(140)의 비드부(141)는 결합부(143)에 의해 압착된다. 본 고안의 실시예에서는 이러한 결합부(143)를 3개 구성하였는데, 프론트파워피스톤(142)의 프레스 작업시 노칭(NOTCHING)하여 형성하였다.

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

본 고안에 따른 배력장치가 장착된 자동차에서 운전자가 브레이크패달(미도시)를 밟아 입력축(300)이 전진하게 되면, 플런저(240)가 밀리면서 포펫밸브(500)의 선단부는 플런저(240)에 형성된 제 2밸브시트부(251)와 분리되고 제 1밸브시트부(250)에 안착된다.

이에 따라 정압실(150,160)과 변압실(151,161)의 연통은 차단되고, 포펫밸브(500)와 제 2밸브시트(251)부와의 틈새로 인해 외기의 공기는 공기흡입부(210)와 변압통로(220)를 거쳐 진공상태의 각 변압실(151,161)로 들어간다. 따라서 차압에 의해 외기공기는 변압실(151,161)로 순간적으로 유입되어 작동가능한 프론트다이아프램(140)과 프론트파워피스톤(142) 및 리어다이아프램(130)과 리어파워피스톤(131)이 밸브본체(200)와 함께 밀리게 되고, 리액션디스크(410)를 통해 입력보다 증폭된 출력이 출력축(400)을 통해 마스터실린더 어셈블리(미도시)로 전달되어 제동압력을 발생시킨다. 이 압력은 휠실린더(미도시)로 전달되어 제동작용을 하게 되는데, 이러한 작동은 거의 순간적으로 일어난다.

그리고 브레이크패달(미도시)에서 발을 떼면, 복원스프링(180)에 의해 플런저(240)와 입력축(300)이 다시 복원된다. 동시에 제 2밸브시트부(251)가 포펫밸브(500)를 밀어 제 1밸브시트부(250)에서 분리되고, 공기의 유입을 방지하는 에어밸브 역할을 한다. 또한 포펫밸브(500)가 제 1밸브시트부(250)에서 분리됨에 따라 정압통로(230)가 연통됨으로써 프론트변압실(161)과 리어변압실(151)의 공기는 진공상태의 프론트정압실(160)과 리어정압실(150)로 빠져나가고, 이러한 정압실(150,160)은 부압원(미도시)에 의해 진공상태로 되어 브레이크 배력장치의 초기상태로 된다.

이러한 배력장치의 작동중에 외부공기는 기압차에 의해 변압실(151,161)로 순간적으로 유입됨으로써 밸브본체(200)와 함께 다이아프램(130,140)과 파워피스톤(131,142)이 밀리게 되는데, 프론트다이아프램(140)의 비드부(141)는 프론트파워피스톤(142)에 형성된 결합부(143)에 의해 압착되어 틈새가 발생되지 않는다. 이러한 결합부(143)는 프론트파워피스톤(142)의 중심 개구면에 일체로 형성되어 있으며, 비드부(141)를 밸브본체(200)의 외주부에 압착 결합된 상태를 유지시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 차량용 브레이크의 배력장치는 프론트파워피스톤의 중심 일부를 절개 밴딩하여 밸브본체의 외주부에 끼워져 결합하는 동시에 프론트다이아프램의 비드부를 밸브본체의 외주부에 압착시키는 결합부를 일체로 구성하였다. 이에 따라 별도의 고정리테이너 없이도 프론트파워피스톤과 프론트다이아프램이 밸브본체에 견고하게 결합되어 조립 생산성이 향상되며, 부품수의 감소로 인해 제조원가가 절감되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 전방셀(110)과 후방셀(120)이 밀폐결합되어 이루어진 케이싱(100), 상기 케이싱(100) 내부를 프론트실(160,161)과 리어실(150,151)로 구획하는 센터플레이트(190), 상기 프론트실(160,161)을 프론트정압실(160)과 프론트변압실(161)로 구획하는 프론트다이아프램(140)과 프론트파워피스톤(142), 상기 프론트다이아프램(140)과 상기 프론트파워피스톤(142)의 중심부에 일단부가 고정 결합되고 타단부는 상기 후방셀(120) 외부로 돌출되어 공기의 유입을 제어하는 밸브본체(200), 상기 프론트다이아프램(140)의 중심부에 마련되어 상기 밸브본체(200)의 외주면에 결합되는 비드부(141)를 갖춘 차량용 브레이크의 배력장치에 있어서,

   상기 프론트파워피스톤(142)에는 중심부를 일부 절개 밴딩하여 상기 비드부(141)를 상기 밸브본체(200)의 외부면에 압착시키면서 결합되는 결합부(143)가 마련되되, 상기 결합부(143)는 상기 비드부(141)에 결합되는 밴딩부(143a)와 상기 비드부(141) 전방 측에 결합되는 절개부(143b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 배력장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프론트파워피스톤(142)의 중심부는 원형상으로 개구되어 있으며, 상기 결합부(143)는 상기 프론트파워피스톤(142)의 중심 개구면을 따라 일정 간격 이격되게 다수개 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 배력장치.