KR100452199B1 - 클러치 부스터의 압력조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치 부스터의 압력조정장치에 관한 것으로서, 오일 압력과 공기 압력에 따라 개폐되는 포핏밸브를 가진 클러치 부스터에 있어서, 상기 포핏 밸브로 통하는 공기통로와 이 공기통로의 입구에 형성되어 압력공기가 1차로 유입하여 거치는 작동공간을 가진 몸체(152)와, 상기 작동공간에 유입하는 압력공기에 의하여 슬라이딩하며 상기 공기통로의 유입구로 통하는 유출구멍을 가진 슬라이더(154)와, 상기 슬라이더에 복원력을 가하도록 상기 작동공간에 삽입된 복원부재(156)로 이루어져 있으므로, 에어 탱크내의 압력변화에 상관없이 클러치 부스터에 작용하는 공기압을 최적으로 유지시켜, 클러치 부스터의 출력을 높이는 효과가 있다.

Description

클러치 부스터의 압력조정장치{apparatus for adjusting pressure of a clutch booster}

본 발명은 압축공기를 이용하여 클러치 페달의 조작력을 보조하는 클러치 부스터에 관한 것으로서, 클러치 부스터의 작동 공기압을 최적으로 유지시키는 클러치 부스터의 압력조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 클러치 부스터(10)는 도1에 도시한 바와 같이 변속기(5)의 측면에 설치되어 클러치 페달(1)의 조작력(P)을 클러치 본체(2)에 전달하는 마스터 실린더(3)와 클러치 본체(2)의 릴리이스 포오크(4) 사이에 연결되고, 압축공기를 이용하여 상기 클러치 페달(1)의 조작력(P)을 가볍게 하기 위한 클러치 보조 장치이다.

상기 클러치 부스터(10)는 도2에 도시한 바와 같이 파워 실린더(12)와, 유압실린더(20)와, 컨트롤 밸브(30)로 구성되어 있고, 상기 유압 실린더(20)의 앞부분에 있는 푸시 로드(22)는 클러치 본체의 릴리이스 포오크에 연결되어 있고, 상기 컨트롤 밸브(30)는 도1에서 상기 마스터 실린더(3)에서 발생한 오일 압력에 의하여 클러치 부스터로 흐르는 압축공기를 제어하는 일을 하게 된다.

도2a는 클러치 작동시의 상태도인데, 클러치 페달(1)을 밟으면 마스터 실린더(3)에서 발생한 오일의 압력이 클러치 부스터의 구멍(H)을 통해 유압 실린더(20) 내의 유압 피스톤(24)의 뒷면에 작용한다. 이와 동시에 유압 통로(I)를 통하는 오일의 압력은 컨트롤 밸브(30)의 릴레이 밸브 피스톤(32)에 작용하여 릴레이 밸브 스프링(34)의 장력을 이기고 상기 릴레이 밸브 피스톤(32)을 오른쪽으로 밀면 컨트롤 밸브 챔버(36)의 통로가 막힌다.

상기 릴레이 밸브 피스톤(32)에 오일의 압력이 계속 증가하면 릴레이 밸브 피스톤(32)의 끝이 포핏 밸브(40)을 밀어 상부 밸브 바디 시트(38)로부터 떨어지게 된다.

따라서, 포핏 밸브(40)가 설치된 밸브 바디(37) 내의 공기 통로(G)로 부터 가압되는 압축 공기는 상기 컨트롤 챔버(36)와 컨트롤 튜브(K)를 통해 실린더 챔버(F)로 들어가면 파워 실린더(12)내의 압력차가 생겨 리턴 스프링(17)의 장력을 이기고 푸시 로드(14)를 통해 유압 피스톤(24)을 오른쪽으로 민다. 상기 유압 피스톤(24)은 도1에서 클러치 본체(2)의 릴리이스 포오크(4)와 연결되어 있으므로 클러치의 연결이 끊어지게 된다.

도2b는 클러치 해제시의 상태도인데, 운전자가 클러치 페달(1)을 놓으면 상기 릴레이 밸브 피스톤(32)에 유압이 작용하지 않으므로 상기 릴레이 밸브 피스톤(32)은 공기 통로(G)를 통해 유입되는 압축공기의 압력에 의해 왼쪽으로 움직이고,이어서 상기 포핏 밸브(40)가 포핏 스프링(42)에 의해 상부 밸브 바디 시트(38)에 닿게 되면 공기 통로(G)로부터 압축공기의 공급은 중단된다.

그리고, 상기 릴레이 밸브 피스톤(32)이 왼쪽으로 더 움직이면 그 끝은 상기 밸브 바디 시트(38)에서 떨어지게 되며 상기 컨트롤 챔버(36) 내의 압축 공기는 상기 릴레이 밸브 피스톤(32)의 가운데 구멍을 통해 컨트롤 밸브 구멍(J)과 에어 브리더(39)를 통해 대기 중으로 방출된다.

도 1에서 상기 클러치 페달(1)을 완전히 놓으면 마스터 실린더(3)의 오일 압력은 완전히 없어지며 도2b에서 릴레이 밸브 피스톤(32)은 릴레이 밸브 스프링(34)의 장력에 의해 더욱 왼쪽으로 밀려 파워 실린더(12) 내의 실린더 챔버(F)는 대기압으로 된다. 따라서 파워 피스톤(16) 및 유압 피스톤(24)은 리턴 스프링(17)의 장력에 의해 작동 이전의 상태로 된다.

한편, 공기 통로(G)를 통해 유입되는 압축공기는 브레이크의 에어탱크에서 공급된다. 즉, 브레이크와 클러치 부스터는 에어 탱크를 공유하고 있다.

그런데, 상기 릴레이 밸브 피스톤(32)이 포핏 밸브(40)를 밀어 열어주는 작동개시압은 포핏 스프링과 에어 탱크의 공기압에 의한 저항을 이기는 시점에서 발생하게 되는데, 브레이크와 클러치 부스터는 에어 탱크를 공유하고 있으므로, 차량운행 조건이 상이하면 에어 탱크의 공기압이 변하고, 이에 따라 클러치 부스터의 작동개시압이 변하게 된다. 상기 에어 탱크의 공기압은 브레이크를 많이 사용하지 않는 통상의 운행조건에서는 8~9kgf/㎠ 로 높아지게 된다.

도3은 클러치 부스터의 작동유압 및 작동공기압에 따른 부스터의 출력을 나타내는 그래프인데, 도시한 바와 같이, 에어 탱크의 공기압이 변하면, 클러치 부스터의 작동개시압(A, B, C, D)이 변하게 될 뿐만 아니라 부스터의 출력(A', B', C', D')이 변하게 된다.

이 경우 소정의 작동유압에서 공기압 6kgf/㎠ 으로 클러치 부스터에 공기를 공급하는 것이 클러치 부스터의 출력이 가장 높음을 알 수 있다. 그러나 브레이크는 공기압이 높을수록 브레이크 작동에 유리하므로 에어 탱크의 전체 공기압을 6kgf/㎠ 로 유지하기는 곤란하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 에어 탱크내의 압력변화에 상관없이 클러치 부스터에 작용하는 공기압을 최적으로 유지시키는 클러치 부스터의 압력조정장치를 제공하는 데 있다.

도1은 클러치 작동에 따른 연결구조를 나타낸 개략도,

도2a는 종래 클러치 부스터의 구조 및 클러치 작동시의 상태도,

도2b는 도2a에서 클러치 해제시의 상태도,

도3은 클러치 부스터의 작동유압 및 작동공기압에 따른 부스터의 출력을 나타내는 그래프,

도4는 본 발명에 의한 클러치 부스터의 압력조정장치의 구조 및 최적공기압시의 작동상태도,

도5는 도4에서 과도한 공기압이 작용할 시의 작동상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

152 : 몸체 152a : 공기통로

152b : 작동공간 152c : 걸림턱

154 : 슬라이더 154a : 유출구멍

156 : 복원부재

본 발명에 의한 클러치 부스터의 압력조정장치는, 오일 압력과 공기 압력에 따라 개폐되는 포핏밸브를 가진 클러치 부스터에 있어서, 상기 포핏 밸브로 통하는 공기통로와 이 공기통로의 입구에 형성되어 압력공기가 1차로 유입하여 거치는 작동공간을 가진 몸체와, 상기 작동공간에 유입하는 압력공기에 의하여 슬라이딩하며 상기 공기통로의 유입구로 통하는 유출구멍을 가진 슬라이더와, 상기 슬라이더에 복원력을 가하도록 상기 작동공간에 삽입된 복원부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 소정 압력이하에서는 상기 슬라이더가 일측으로 밀리지 않도록 상기 몸체에는 걸림턱이 형성되되, 상기 복원부재는 상기 작동공간에서 걸림턱의 반대편에 삽입된 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4에 도시한 바와 같이 릴레이 밸브 피스톤(132)와 릴레이 밸브 스프링(134)의 일측에 고정된 밸브 바디(137)의 내부에는 밸브 바디 시트(138)가 형성되고, 상기 밸브 바디 시트(138)에는 포핏 밸브(140)의 밸브면이 안착되어 설치된다. 상기 포핏 밸브(140)에는 포핏 스프링(142)이 결합되어 상기 밸브 바디 시트(138)측으로 복원력이 가해지게 된다.

상기 밸브 바디(137)의 외측(우측)에는 상기 포핏 밸브(140)에 가해지는 공기압을 조정하는 압력조정장치(150)가 결합된다.

상기 압력조정장치(150)는 상기 포핏 밸브로 통하는 공기통로(152a)와 이 공기통로의 입구측에 형성되어 압력공기가 1차로 유입하여 거치는 작동공간(152b)을 가진 몸체(152)와, 상기 작동공간(152b)에 유입하는 압력공기에 의하여 슬라이딩하며 상기 공기통로(152a)의 유입구로 통하는 유출구멍(154a)을 가진 슬라이더(154)와, 상기 슬라이더(154)에 복원력을 가하도록 상기 작동공간(152b)에 삽입된 복원부재(156)로 이루어 진다.

상기 몸체(152)는 상기 포핏 스프링(142)이 걸리게 밸브 바디(137)의 우측에 나사결합된다. 그리고, 소정 압력이하에서는 상기 슬라이더(154)가 일측으로 밀리지 않도록 상기 몸체(152)의 작동공간(152b) 내측면에는 걸림턱(152c)이 형성된다.

상기 슬라이더(154)는 길이방향이 트인 통형상인 것이 바람직하며, 슬라이더(154)의 측면에는 상기 유출구멍(154a)이 형성되어 있다. 한편, 슬라이더(154)가 좌우 이동 중에 회전되지 않도록 슬라이더(154)는 각형의 통으로 형성되고 상기 작동공간은 사각을 이루거나, 슬라이더가 원통으로 형성되고 몸체(152)에 회전을 방지하는 별도의 안내부가 형성되는 구조로 이루어 질 수 있다.

상기 복원부재(156)는 압축스프링으로 되어 있고, 상기 작동공간(152b)에서 걸림턱(152c)의 반대편에 삽입된다. 상기 복원부재(156), 즉, 스프링의 탄성계수는 공급되는 압축공기의 공기압 및 상기 슬라이더(154)가 압력을 받는 면적에 따라 정해진다. 본 실시예에서는 공급되는 압축공기의 압력이 6kgf/㎠ 이상이 되면 슬라이더가 좌측으로 밀리도록 설계된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 클러치 부스터의 압력조정장치에서, 작동공간(152b)에 공급되는 압축공기의 공기압이 6kgf/㎠ 이하일 경우에는 몸체의 공기통로(152a)의 유입구와 슬라이더(154)의 유출구멍(154a)이 맞추어져 그 공급되는 공기압은 그대로 포핏 밸브에 전달된다. 이때 걸림턱(152c)에 슬라이더(154)가 걸리므로, 작동공간(152b)에 공급되는 압축공기의 공기압이 6kgf/㎠ 이하라도 슬라이더(154)가 우측으로 이동하지 않게 되어 공급 공기압보다 작은 공기압이 포핏 밸브에 전달되지는 않는다.

도5는 작동공간(152b)에 공급되는 압축공기의 공기압이 6kgf/㎠ 이상일 경우의 작동상태도이다. 이 경우 슬라이더(154)가 좌측으로 밀리어 몸체의 공기통로(152a)의 유입구와 슬라이더(154)의 유출구멍(154a)이 어긋나게 되어 그 경계부에서 오리피스 형상을 이루게 된다. 상기 오리피스를 지날 때 공기는 속도가 증가하는 대신 압력이 하강하여 공기통로(152a)를 지나는 공기압은 항상 6kgf/㎠을 유지하게 되어 포핏밸브(140)에 작용하게 된다.

따라서, 에어 탱크의 공기압은 브레이크를 많이 사용하지 않는 통상의 운행조건에서 8~9kgf/㎠ 로 높아지더라도 포핏밸브의 작용하는 공기압은 최적의 압력(6kgf/㎠)을 유지시킬 수 있으므로, 부스터의 출력을 최대로 높일 수 있다.

본 발명에 의한 클러치 부스터의 압력조정장치에 의하면, 에어 탱크내의 압력변화에 상관없이 클러치 부스터에 작용하는 공기압을 최적으로 유지시켜, 클러치 부스터의 출력을 높이는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 오일 압력과 공기 압력에 따라 개폐되는 포핏밸브를 가진 클러치 부스터에 있어서,

   상기 포핏 밸브로 통하는 공기통로와 이 공기통로의 입구에 형성되어 압력공기가 1차로 유입하여 거치는 작동공간을 가진 몸체와,

   상기 작동공간에 유입하는 압력공기에 의하여 슬라이딩하며 상기 공기통로의 유입구로 통하는 유출구멍을 가진 슬라이더와,

   상기 슬라이더에 복원력을 가하도록 상기 작동공간에 삽입된 복원부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 클러치 부스터의 압력조정장치.
2. 제1항에 있어서,

   소정 압력이하에서는 상기 슬라이더가 일측으로 밀리지 않도록 상기 몸체에는 걸림턱이 형성되되,

   상기 복원부재는 상기 작동공간에서 걸림턱의 반대편에 삽입된 것을 특징으로 하는 클러치 부스터의 압력조정장치.