KR100428119B1

KR100428119B1 - 차량의 브레이크 부스터 구조

Info

Publication number: KR100428119B1
Application number: KR10-2001-0027969A
Authority: KR
Inventors: 구영득
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2004-04-27
Also published as: KR20020088898A

Abstract

본 발명은 자동차 브레이크의 작동을 용이하게 하기 위해 설치되는 브레이크 부스터의 구조에 관한 것으로서,입력로드(112)와 출력로드(114)측의 리액션디스크(116) 사이에 스프링(120)이 개재되어 있는 차량의 브레이크 부스터에 있어서; 상기 입력로드(112)와 스프링(120) 사이에 위치하는 제1플런저(118-1)에 장착되고 내부에 유체(1)가 채워진 실린더(3)와; 상기 스프링(120)과 리액션디스크(116) 사이에 위치되는 제2플런저(118-2)가 상기 제1플런저(118-1)에 대해 일정한 스트로크 범위 내에서 작동 가능하도록 상기 제2플런저(118-2)에 일체로 연결되며 상기 입력로드(112)의 작동속도에 따라 상기 실린더(3) 내에서 섭동하는 속도가 변화하도록 마련된 피스톤수단으로 구성되되; 상기 피스톤수단은 상기 실린더(3) 내의 피스톤(5)과, 상기 피스톤(5)을 제2플런저(118-2)에 일체로 연결하는 피스톤로드(7)와, 상기 피스톤(5)에 유체(1)가 통과하여 흐를 수 있도록 형성된 다수의 유로(9)와, 상기 피스톤(5)에 소정간격을 두고 설치되어 피스톤(5)에 밀착된 상태와 이격된 상태에 따라 상기 유로(9)를 통과하는 유량을 조절하도록 된 탄성밸브판(11)으로 구성된 차량의 브레이크 부스터 구조를 제공하여,

일정한 수준 이상의 브레이크페달 입력에 대해서는 보다 증강된 배력비를 제공하여 일반적인 상태에서의 응답성 향상 및 제동거리 저감의 효과를 가져오는 2-RATIO 방식의 장점은 그대로 살리면서, 급제동시에 발생되는 응답성 저하와 제동거리 증가 및 페달필링 저하 등의 문제점을 해소시킨다.

Description

차량의 브레이크 부스터 구조{A STRUCTURE OF BRAKE BOOSTER FOR A VEHICLE}

본 발명은 자동차 브레이크의 작동을 용이하게 하기 위해 설치되는 브레이크 부스터의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2-RATIO 브레이크 부스터의 작동구조에 관한 것이다.

도 1에는 현재 사용되고 있는 2-RATIO 브레이크 부스터의 구조가 도시되어 있는바, 두 개의 다이어프램(100,102)을 이용하는 탠덤형식으로서, 각각의 다이어프램(100,102) 양측에는 진공실(104,106)과 대기압실(108,110)을 구비하고 있어서, 운전자의 브레이크페달 답력의 입력에 따라 진행되는 입력로드(112)에 의해 개폐되도록 마련된 진공밸브 및 대기압밸브에 의해 다이어프램(100,102)의 양쪽에 진공과 대기압이 공급되는 상태가 전환되도록 함에 의해 운전자의 브레이크페달 답력을 증배하여 브레이크마스터실린더에 제공하도록 한다.

여기서, 상기 입력로드(112)로부터의 압력을 전달받아 브레이크마스터실린더에 제공하는 출력로드(114)와 상기 입력로드(112) 사이에는 리액션디스크(116) 및 플런저(118)가 구비되어 운전자의 브레이크페달 입력에 대하여 적절한 브레이크마스터실린더로의 출력을 발생하도록 하고 있는데, 2-RATIO방식 이전의 경우에는 도2에 도시된 바와 같이 일정한 물성을 가진 리액션디스크(116')와 플런저(118')가 직접 접촉하도록 되어 있는 방식이어서 도 3에 비교하여 도시하고 있는 바와 같이 배력비가 A점으로의 점프인(JUMP IN)이후 일정한 양상을 보이게 된다.

반면, 상기 2-RATIO방식의 경우에는 도 2에 비교하여 도시된 바와 같이 제1플런저(118-1)와 제2플런저(118-2) 사이에 스프링(120)이 개재된 상태로 입력로드(112)로부터의 입력을 출력로드(114)측의 리액션디스크(116)에 전달하도록 하여 도 3에 비교 도시된 것과 같이 일정한 입력 이상의 경우에는 보다 증강된 배력비를 제공할 수 있도록 함으로써, 빠른 응답성과 짧은 제동거리를 확보하도록 하고 있다.

즉, 일정한 입력 이하의 경우 상기 스프링(120)은 그 자체의 강성에 의해 축소되지 않고 입력로드(112)의 입력이 그대로 출력로드(114)측의 리액션디스크(116)로 전달될 수 있는 상태를 구현하여 종래의 일반적인 브레이크 부스터와 같은 배력비를 제공하다가, 일정한 입력 이상의 경우에는 상기 스프링(120)이 축소되면서 대기압밸브와 진공밸브의 개폐상태를 변화시켜 더욱 큰 배력비를 제공하는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같은 2-RATIO방식의 경우에는 운전자의 밟는 속도의 인지가 불가능하므로 운전자의 급격한 브레이크페달 작동의 경우에는 상기 스프링(120)이 미리 축소되면서 입력로드(112)로 제공되는 입력을 흡수해버려서 급제동시 도 4에 도시된 바와 같이 점프인의 A점이 증가하여 배력작용이 늦게 작동됨에 의해 빗금으로 표시된 만큼 오히려 응답성이 저하되어 제동거리가 길어지고 밀리는 듯한 느낌에 의해 페달필링(PEDAL FEELING)이 저감되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일정한 수준 이상의 브레이크페달 입력에 대해서는 보다 증강된 배력비를 제공하여 일반적인 상태에서의 응답성 향상 및 제동거리 저감의 효과를 가져오는 2-RATIO 방식의 장점은 그대로 살리면서, 급제동시에 발생되는 상기한 바와 같은 응답성 저하와 제동거리 증가 및 페달필링 저하 등을 해소하도록 한 차량의 브레이크 부스터 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 2-RATIO 브레이크 부스터의 구조를 도시한 구조도,

도 2는 종래의 일반적인 브레이크 부스터와 2-RATIO 브레이크 부스터의 구조를 대비한 도면,

도 3은 일반적 브레이크 부스터와 2-RATIO 브레이크 부스터의 페달입력과 출력의 관계를 도시한 그래프,

도 4는 2-RATIO 브레이크 부스터의 급제동시의 페달입력과 출력의 관계를 도시한 그래프,

도 5는 본 발명에 의한 브레이크 부스터의 주요부를 도시한 구조도,

도 6은 도 5에 사용되는 피스톤 및 탄성밸브판을 비교하여 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 의한 브레이크 부스터의 급제동시의 페달입력과 출력과의 관계를 도시한 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 유체 3: 실린더

5: 피스톤 7: 피스톤로드

9: 유로 11: 탄성밸브판

13: 구멍 15,17: 오일실

112: 입력로드 114: 출력로드

116: 리액션디스크 118-1: 제1플런저

118-2: 제2플런저 120: 스프링

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력로드와 출력로드측의 리액션디스크 사이에 스프링이 개재되어 있는 차량의 브레이크 부스터에 있어서; 상기 입력로드와 스프링 사이에 위치하는 제1플런저에 장착되고 내부에 유체가 채워진 실린더와; 상기 스프링과 리액션디스크 사이에 위치되는 제2플런저가 상기 제1플런저에 대해 일정한 스트로크 범위 내에서 작동 가능하도록 상기 제2플런저에 일체로 연결되며 상기 입력로드의 작동속도에 따라 상기 실린더 내에서 섭동하는 속도가 변화하도록 마련된 피스톤수단으로 구성되되; 상기 피스톤수단은 상기 실린더 내의 피스톤과, 상기 피스톤을 제2플런저에 일체로 연결하는 피스톤로드와, 상기 피스톤에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 형성된 다수의 유로와, 상기 피스톤에 소정간격을 두고 설치되어 피스톤에 밀착된 상태와 이격된 상태에 따라 상기 유로를 통과하는 유량을 조절하도록 된 탄성밸브판으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 아울러, 종래 기술의 설명에 사용되었던 부품과 동일한 부품의 명칭 및 기호는 동일한 것을 사용하여 설명하기로 한다.

도 5에는 본 발명 차량의 브레이크 부스터 구조의 일 실시예를 도시하고 있는바, 종래의 2-RATIO 브레이크 부스터와 거의 동일한 구조에서 유체(1)가 충진된 실린더(3)와 피스톤(5) 등이 더 구비된 것이다.

즉, 운전자의 브레이크 답력을 전달하는 입력로드(112)의 선단에 설치되는 제1플런저(118-1)에 장착되고 내부에 유체(1)가 채워진 실린더(3)를 더 구비하였는바, 이는 종래의 제1플런저(118-1)와 제2플런저(118-2) 사이에 개재되어 있는 스프링(120)의 일단(도면상 스프링 우측단)을 지지하는 스프링 시트의 역할을 겸하여 수행하도록 제1플런저(118-1)와 접촉하는 부분에 플랜지부분(3-1)을 설치하고 있다.

또한, 상기 스프링(120)과 출력로드(114)측의 리액션디스크(116) 사이에 위치되는 제2플런저(118-2)가 상기 제1플런저(118-1)에 대해 일정한 스트로크 범위 내에서 작동 가능하도록 상기 제2플런저(118-2)에 일체로 연결되며 상기 입력로드(112)의 작동속도에 따라 상기 실린더(3) 내에서 섭동하는 속도가 변화하도록 마련된 피스톤수단을 구비하였다.

본 실시예에서, 상기 피스톤수단은 상기 실린더(3) 내의 피스톤(5)과, 상기 피스톤(5)을 제2플런저(118-2)에 일체로 연결하는 피스톤로드(7)와, 상기 피스톤(5)에 유체(1)가 통과하여 흐를 수 있도록 형성된 다수의 유로(9)와, 상기 피스톤(5)에 소정간격을 두고 설치되어 피스톤(5)에 밀착된 상태와 이격된 상태에 따라 상기 유로(9)를 통과하는 유량을 조절하도록 된 탄성밸브판(11)으로 구성하였는바, 도 6에는 상기 탄성밸브판(11)에 상기 피스톤(5)에 형성된 유로(9)의 단면적보다 작은 단면적의 구멍(13)을 구비한 것을 도시하고 있다.

여기서, 상기 탄성밸브판(11)은 운전자의 브레이크 페달 작동속도가 일정수준 이하의 경우에는 그 강성에 의해 상기 피스톤(5)쪽으로 밀착되지 않으나, 일정속도 이상이 되면 유체의 압력에 의해 피스톤(5)쪽으로 밀착되어 피스톤(5)에 형성되어 있는 유로(9)의 단면적을 축소할 수 있도록 하고 다시 빠른 속도에 의한 유체(1)의 압력이 해제되면 원상태로 복귀되어 피스톤(5)의 유로(9)를 개방하도록 되어 있다.

물론, 상기 탄성밸브판(11)은 그 외경이 피스톤(5)의 직경보다는 작게 형성되어 피스톤(5)에 밀착되지 않은 상태에서는 실린더(3) 내의 유체(1)가 자유롭게 통과할 수 있도록 되어 있으며, 탄성밸브판(11)에 별도의 구멍(13)을 설치하지 않고 일정속도 이상의 작동시에는 상기 피스톤(5)의 유로(9)를 완전히 차단시키도록 할 수도 있다.

한편, 상기 피스톤(5)에는 오일실(15)을 설치하여 유로(9)를 통해서만 유체가 피스톤(5)을 통과할 수 있도록 하고 있으며, 상기 실린더(3)에도 피스톤로드(7)와의 섭동부위에 오일실(17)을 마련하여 유체(1)의 누출을 방지하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

운전자의 브레이크페달 작동이 급제동이 아니라 일반적인 경우에는 본 발명에 의한 브레이크 부스터는 종래의 2-RATIO 브레이크 부스터와 동일한 작동성능을 보여준다.

즉, 운전자의 브레이크페달 답력이 상기 입력로드(112)를 통해 들어오면, 이것은 상기 제1플런저(118-1)와 실린더(3) 및 제2플런저(118-2)를 통해 출력로드(114)측의 리액션디스크(116)로 전달되는데, 이때, 제2플런저(118-2)에 연결된 피스톤(5)은 상기 탄성밸브판(11)이 피스톤(5)의 유로(9)를 차단하지 않는 상태를 유지하므로 자유롭게 실린더(3)의 내부를 섭동하게 되어, 상기 제1플런저(118-1)와 제2플런저(118-2) 사이에 개재된 스프링(120)의 탄성 신축작용이 영향을 받지 않고 이루어짐에 의해 일정한 수준 이상의 입력이 들어오는 경우에는 더욱 증강된 배력비를 제공하여 보다 빠른 응답성과 단축된 제동거리를 제공하는 것이다.

한편, 운전자가 급제동을 하는 경우에는 상기 피스톤(5)이 실린더(3) 내에서 급격하게 이동하도록 하는 힘으로 작용하여, 상기 탄성밸브판(11)이 탄성변형되도록 하는 바, 이 경우 상기 피스톤(5)에 형성되어 있는 유로(9)를 통해서는 상기 탄성밸브판(11)에 형성된 구멍(13)을 통과하는 유체(1)만이 통과할 수 있게 되어 피스톤(5)이 실린더(3) 내에서 쉽게 섭동할 수 없도록 되고, 결국 상기 실린더(3)와 피스톤(5) 및 피스톤로드(7)는 하나의 강체와 같이 입력로드(112)에서 제1플런저(118-1)를 통해 제공되는 입력을 제2플런저(118-2)를 통해 그대로 리액션디스크(116)로 전달하게 되어 상기 스프링(120)의 축소 없이 브레이크 부스터의 작동이 이루어지도록 한다.

따라서, 운전자의 급격한 브레이크페달 입력은 상기 스프링(120)에 의해 흡수됨 없이 그대로 제2플런저(118-2)와 리액션디스크(116) 및 출력로드(114)로 전달되므로 점프인의 A점은 도 7에 도시된 바와 같이 일반적인 브레이크 부스터와 마찬가지의 지점에서 이루어지게 되어, 급제동시의 제동 응답성을 종래의 방식과 마찬가지로 우수한 상태로 확보할 수 있게 되고, 페달필링도 좋아지며, 제동거리의 길어짐을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일정한 수준 이상의 브레이크페달 입력에 대해서는 보다 증강된 배력비를 제공하여 일반적인 상태에서의 응답성 향상 및 제동거리 저감의 효과를 가져오는 2-RATIO 방식의 장점은 그대로 살리면서, 급제동시에 발생되는 응답성 저하와 제동거리 증가 및 페달필링 저하 등을 해소하는 효과가 있다.

Claims

입력로드(112)와 출력로드(114)측의 리액션디스크(116) 사이에 스프링(120)이 개재되어 있는 차량의 브레이크 부스터에 있어서;

상기 입력로드(112)와 스프링(120) 사이에 위치하는 제1플런저(118-1)에 장착되고 내부에 유체(1)가 채워진 실린더(3)와;

상기 스프링(120)과 리액션디스크(116) 사이에 위치되는 제2플런저(118-2)가 상기 제1플런저(118-1)에 대해 일정한 스트로크 범위 내에서 작동 가능하도록 상기 제2플런저(118-2)에 일체로 연결되며 상기 입력로드(112)의 작동속도에 따라 상기 실린더(3) 내에서 섭동하는 속도가 변화하도록 마련된 피스톤수단으로 구성되되;

상기 피스톤수단은 상기 실린더(3) 내의 피스톤(5)과, 상기 피스톤(5)을 제2플런저(118-2)에 일체로 연결하는 피스톤로드(7)와, 상기 피스톤(5)에 유체(1)가 통과하여 흐를 수 있도록 형성된 다수의 유로(9)와, 상기 피스톤(5)에 소정간격을 두고 설치되어 피스톤(5)에 밀착된 상태와 이격된 상태에 따라 상기 유로(9)를 통과하는 유량을 조절하도록 된 탄성밸브판(11)으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 부스터 구조.
삭제
제1항에 있어서,

상기 탄성밸브판(11)에는 상기 피스톤(5)에 형성된 유로(9)의 단면적보다 작은 단면적의 구멍(13)을 구비하여 상기 피스톤(5)에 밀착된 상태와 이격된 상태에 따라 상기 유로(9)를 통과하는 유량이 조절되도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 부스터 구조.