KR101143876B1 - 브레이크 부스터용 시일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크 부스터용 시일을 개시한다. 본 발명에 따르면, 리어 쉘에 대해 전후방향으로 왕복 이동하는 밸브 본체를 구비한 브레이크 부스터에 채용되어 리어 쉘과 밸브 본체 사이를 밀봉하는 것으로, 리어 쉘과 밸브 본체 사이에 개재되며, 리어 쉘에 지지가 되는 시일 본체; 밸브 본체와의 사이를 밀봉하도록 시일 본체로부터 밸브 본체 측으로 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 제1 메인 립; 제1 메인 립의 전방에서 밸브 본체와의 사이를 밀봉하도록 시일 본체로부터 밸브 본체 측으로 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 제2 메인 립; 및 제1,2 메인 립과 밸브 본체 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시키도록 제1 메인 립과 제2 메인 립 사이에서 밸브 본체 측으로 각각 돌출 형성된 다수의 돌출 띠들;을 구비한다.

Description

브레이크 부스터용 시일{Seal for brake booster}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 부스터용 시일이 적용되는 브레이크 부스터의 일 예를 도시한 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이브 부스터용 시일에 대한 단면도.
도 3은 도 2에 대한 사시도.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
13..리어 쉘 14..밸브 본체
100..브레이크 부스터용 시일 110..시일 본체
120..제1 메인 립 130..제2 메인 립
140..돌출 띠 150..더스트 립
본 발명은 차량용 브레이크 부스터에 있어서, 브레이크 부스터를 밀봉하기 위해 채용되는 브레이크 부스터용 시일에 관한 것이다.
브레이크 부스터는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달로 전달되는 페달 조작력을 증폭하여 마스터 실린더에 제공함으로써, 마스터 실린더에서 제동 유압을 발생시키게 한다. 그리고, 이렇게 마스터 실린더에서 발생한 제동 유압은 휠의 브레이크 드럼 또는 브레이크 디스크에 작용하여 차량의 제동이 이루어지게 한다. 브레이크 부스터는 제동 배력 장치라고도 하며, 엔진 흡기장치의 부압을 이용하는 진공식과, 엔진으로 구동되는 압축기로부터 제공되는 압력을 이용하는 공기식이 있다. 소형 차량에는 진공식이 많이 사용되는 것이 일반적이다.
진공식 브레이크 부스터의 일 예로는 대한민국 등록특허 제10-0632442호에 개시된 것이 있다. 이를 참조하여, 브레이크 부스터의 작용을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
운전자가 브레이크 페달을 밟기 시작하면, 브레이크 페달과 순차적으로 연결된 입력축과 플런저가 서서히 전진하면서 포펫 밸브와 제1 밸브 시트부 사이가 폐쇄되어, 정압 통로와 변압 통로 사이의 공기 흐름이 차단된다. 입력축이 더 전진하게 되면, 포펫 밸브와 제2 밸브 시트부 사이가 개방되면서 변압 통로와 중공부 사이의 공기 흐름이 허용되어, 프런트 및 리어 변압실로 외기가 유입된다. 그러면, 프런트 및 리어 변압실은 부압 상태로부터 대기압 상태가 된다. 이와 같이 프런트 및 리어 변압실이 대기압 상태가 되면, 부압 상태의 프런트 및 리어 정압실과의 압력 차이가 유발되어, 프런트 및 리어 파워피스톤을 전진시키는 힘이 발생하게 된다. 이러한 힘은 프런트 및 리어 파워피스톤과 연결된 밸브 본체로 전달되며, 입력축을 통해 밸브 본체에 가해진 페달 조작력과 더해져 밸브 본체를 리어 쉘에 대해 전진시키게 된다. 이에 따라, 밸브 본체와 연결된 출력축에 힘이 가해지게 되며, 가해진 힘은 마스터 실린더로 전달됨으로써, 마스터 실린더에 제동 유압이 발생하게 된다. 한편, 운전자가 브레이크 페달을 떼게 되면, 밸브 본체는 원래의 위치로 복귀하게 된다.
이러한 브레이크 부스터에 있어서, 밸브 본체가 리어 쉘에 대해 전후방향으로 왕복 이동하는 과정에서, 밸브 본체와 리어 쉘 사이를 밀봉하기 위해 시일(seal)이 설치된다. 즉, 시일은 리어 쉘에 고정된 상태에서 밸브 본체와 접촉함으로써, 밸브 본체가 리어 쉘에 대해 왕복 이동할 때 밸브 본체와 리어 쉘 사이의 밀봉 상태를 유지하게 된다.
그런데, 전술한 바와 같이 시일이 밸브 본체에 접촉함에 따라, 밸브 본체가 리어 쉘에 대해 왕복 이동하는 과정에서, 밸브 본체와 시일 사이의 접촉 부위에 마찰 저항이 생기게 된다. 마찰 저항을 줄이기 위해 윤활제가 이용되고 있으나, 밸브 본체와 시일 사이의 밀봉 상태를 유지하기 위해 밸브 본체와 시일 사이에 간섭이 일어나도록 시일을 구성해야 하는 상황에서, 윤활제만으로는 마찰 저항을 줄이는데 한계가 있을 수밖에 없다. 이러한 마찰 저항은 소음을 유발할 뿐 아니라, 밸브 본체나 시일의 손상을 일으킬 수 있다. 이에 따라, 시일의 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밸브 본체와의 밀봉 상태를 유지한 상태에서 밸브 본체 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시킴으로써, 소음 발생을 방지할 뿐 아니라 내구성을 향상시킬 수 있는 브레이크 부스터용 시일을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크 부스터용 시일은, 리어 쉘에 대해 전후방향으로 왕복 이동하는 밸브 본체를 구비한 브레이크 부스터에 채용되어 상기 리어 쉘과 밸브 본체 사이를 밀봉하는 것으로, 상기 리어 쉘과 밸브 본체 사이에 개재되며, 상기 리어 쉘에 지지가 되는 시일 본체; 상기 밸브 본체와의 사이를 밀봉하도록 상기 시일 본체로부터 상기 밸브 본체 측으로 상기 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 제1 메인 립; 상기 제1 메인 립의 전방에서 상기 밸브 본체와의 사이를 밀봉하도록 상기 시일 본체로부터 상기 밸브 본체 측으로 상기 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 제2 메인 립; 및 상기 제1,2 메인 립과 밸브 본체 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시키도록 상기 제1 메인 립과 제2 메인 립 사이에서 상기 밸브 본체 측으로 각각 돌출 형성된 다수의 돌출 띠들;을 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 부스터용 시일이 적용되는 브레이크 부스터의 일 예를 도시한 부분 단면도이다.
도 1에 도시된 브레이크 부스터(10)는 케이싱(11)을 구비한다. 케이싱(11)은 프런트 쉘(12)과 리어 쉘(13)이 결합하여 내부 공간을 갖는 구조로 이루어진다. 리어 쉘(13)은 후단이 개구되고 개구된 부위가 후방으로 절곡 형성된 구조로 이루 어진다.
이러한 리어 쉘(13)의 후단 개구된 부위를 통해 밸브 본체(14)가 삽입된다. 여기서, 밸브 본체(14)는 후단을 통해 외기가 유입될 수 있도록 리어 쉘(13)로부터 후방으로 일부 노출된다. 그리고, 상기 밸브 본체(14)의 노출된 부위는 부트(15)에 의해 감싸져 덮여짐으로써, 밸브 본체(14)와 리어 쉘(13) 사이로 이물질이 유입되는 것이 차단된다.
상기 밸브 본체(14)는 브레이크 페달에 연결되는 입력축(16)의 작동에 따라 전후방향으로 왕복 이동하면서 외기의 유입을 단속함으로써, 케이싱(11) 내의 프런트 및 리어 변압실을 부압 상태에서 대기압 상태로, 대기압 상태에서 부압 상태로 변화시키는 역할을 한다.
이와 같이 밸브 본체(14)가 리어 쉘(13)에 대해 전후방향으로 왕복 이동하는 과정에서, 밸브 본체(14)와 리어 쉘(13) 사이의 밀봉 상태를 유지하기 위해 브레이크 부스터용 시일(100)이 설치된다. 상기 브레이크 부스터용 시일(100)은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 부스터용 시일(100)은, 시일 본체(110)와, 제1 메인 립(first main lip, 120), 제2 메인 립(second main lip, 130), 및 돌출 띠(140)들을 포함하여 구성된다.
시일 본체(110)는 리어 쉘(13)과 밸브 본체(14) 사이에 개재될 수 있게 형성된다. 즉, 시일 본체(110)는 중앙에 밸브 본체(14)가 관통하여 삽입되도록 중공이 형성되며, 리어 쉘(13) 내의 둘레를 따라 연속되게 형성된 환형 형상으로 이루어진 다. 이러한 시일 본체(110)는 리어 쉘(13)에 고정 지지가 된다. 여기서, 시일 본체(110)는 리어 쉘(13)과의 고정시 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있도록, 강성 재질, 예컨대 금속 재질의 프레임(111)을 내장할 수 있다.
제1 메인 립(120)은 밸브 본체(14)와의 사이를 밀봉하기 위한 것으로, 시일 본체(110)로부터 밸브 본체(14) 측으로 돌출 형성된다. 그리고, 제1 메인 립(120)은 립 형상으로 밸브 본체(14)의 둘레를 따라 연속되게 형성된다. 또한, 제1 메인 립(120)은 밸브 본체(14)와의 사이를 밀봉하는 효과를 높이기 위해, 탄성 재질, 예컨대 고무 재질로 형성된다. 이와 함께, 제1 메인 립(120)은 돌출 부위가 밸브 본체(14)와의 간섭에 의해 탄성 변형될 정도로 돌출 형성된다.
제2 메인 립(130)은 상기 제1 메인 립(120)의 전방에서, 즉 제1 메인 립(120)보다 외측에서 밸브 본체(14)와의 사이를 밀봉하기 위한 것이다. 즉, 제2 메인 립(130)은 제1 메인 립(120)을 보조하여 밸브 본체(14)와의 사이를 밀봉하는 역할을 한다. 이를 위해, 제2 메인 립(130)은 제1 메인 립(120)의 전방에서 시일 본체(110)로부터 밸브 본체(14) 측으로 돌출 형성된다. 그리고, 제2 메인 립(130)은 립 형상으로 밸브 본체(14)의 둘레를 따라 연속되게 형성된다.
또한, 상기 제2 메인 립(130)은 밸브 본체(14)와의 사이를 밀봉하는 효과를 높이기 위해, 제1 메인 립(120)과 마찬가지로 탄성 재질, 예컨대 고무 재질로 형성된다. 이와 함께 제2 메인 립(130)은 돌출 부위가 밸브 본체(14)와의 간섭에 의해 탄성 변형될 정도로 형성된다. 이러한 제2 메인 립(130)은 제1 메인 립(120)과 일체를 이루는 것이 바람직하다.
돌출 띠(140)들은 전술한 제1,2 메인 립(120)(130)과 밸브 본체(14) 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시키기 위한 것이다. 즉, 전술한 제1,2 메인 립(120)(130)이 밸브 본체(14)에 탄성 변형된 상태로 접촉함에 따라, 밸브 본체(14)가 리어 쉘(13)에 대해 왕복 이동하는 과정에서, 밸브 본체(14)와 제1,2 메인 립(120)(130) 사이의 접촉 부위에 마찰 저항이 생기며, 응력이 집중될 수 있다.
이러한 경우, 돌출 띠(140)들은 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시키는 역할을 하는 것이다. 이에 따라, 밸브 본체(14)가 리어 쉘(13)에 대해 왕복 이동하는 과정에서 소음 발생이 줄어들 수 있을 뿐 아니라, 밸브 본체(14)나 제1,2 메인 립(120)(130)의 손상이 방지될 수 있다. 따라서, 장시간 사용에도 밀봉 성능이 유지될 수 있다.
상기 돌출 띠(140)들은 전술한 기능을 수행할 수 있도록, 다수 개로 구비되어 제1 메인 립(120)과 제2 메인 립(130) 사이에 위치되며, 밸브 본체(14) 측으로 띠 형상으로 각각 돌출 형성된다. 여기서, 돌출 띠(140)들은 탄성 변형이 가능하도록 제1,2 메인 립(120)(130)과 마찬가지로 탄성 재질, 예컨대 고무 재질로 형성된다. 이때, 돌출 띠(140)들은 제1,2 메인 립(120)(130)과 일체를 이루는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 돌출 띠(140)들은 응력이 고르게 분산될 수 있도록, 동일한 간격으로 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 돌출 띠(140)들은 밸브 본체(14)와의 마찰 저항을 최소화하기 위해, 밸브 본체(14)의 이동 방향과 수직인 방향으로 연장되 는 것보다는 나란한 방향으로 각각 연장 형성되는 것이 바람직하다.
상기 돌출 띠(140)들은 밸브 본체(14) 측으로 돌출된 높이가 제1,2 메인 립(120)(130)이 밸브 본체(14) 측으로 돌출된 높이보다 너무 낮게 되면, 전술한 바와 같은 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시키는 효과가 떨어질 수 있다. 반면, 돌출 띠(140)들의 돌출 높이가 제1,2 메인 립(120)(130)의 돌출 높이보다 너무 높게 되면, 제1,2 메인 립(120)(130)과 밸브 본체(14) 사이의 밀봉 상태가 나빠질 수 있다.
따라서, 돌출 띠(140)들은 제1,2 메인 립(120)(130)과 밸브 본체(14) 사이의 밀봉 상태를 긴밀하게 유지하는 범주에서, 제1,2 메인 립(120)(130)과 밸브 본체(14) 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시킬 수 있도록 돌출되는 것이 바람직하다. 예컨대, 돌출 띠(140)들은 제1,2 메인 립(120)(130)보다 0.2㎜ 정도 낮게 돌출되는 것이 바람직하다.
한편, 제2 메인 립(130)의 전방에는 더스트 립(dust lip, 150)이 더 구비될 수 있다. 더스트 립(150)은 밸브 본체(14)와의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 더스트 립(150)은 제2 메인 립(130)의 전방에서 시일 본체(110)로부터 밸브 본체(14) 측으로 돌출 형성된다. 그리고, 더스트 립(150)은 립 형상으로 밸브 본체(14)의 둘레를 따라 연속되게 형성된다. 또한, 더스트 립(150)은 밸브 본체(14)와의 밀봉 효과를 높이기 위해, 제1,2 메인 립(120)(130)과 마찬가지로 탄성 재질, 예컨대 고무 재질로 형성된다. 이와 함께, 더스트 립(150)은 돌출 부위가 밸브 본체(14)와의 간섭에 의해 탄성 변형될 정도로 형성되는 것이 바람직하나, 단순 접촉되는 것도 가능하므로, 전술한 바에 한정되지는 않는다. 이러한 더스트 립(150)은 제1,2 메인 립(120)(130)과 일체를 이루는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 제1,2 메인 립 사이에 돌출 띠들을 구비함으로써, 밸브 본체가 리어 쉘에 대해 왕복 이동하는 과정에서, 제1,2 메인 립과 밸브 본체 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 밸브 본체가 리어 쉘에 대해 왕복 이동할 때, 소음 발생이 줄어들 수 있을 뿐 아니라, 밸브 본체나 제1,2 메인 립의 손상이 방지될 수 있다. 따라서, 장시간 사용에도 밀봉 성능이 유지되는 효과가 얻어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 리어 쉘에 대해 전후방향으로 왕복 이동하는 밸브 본체를 구비한 브레이크 부스터에 채용되어 상기 리어 쉘과 밸브 본체 사이를 밀봉하는 것으로,
    상기 리어 쉘과 밸브 본체 사이에 개재되며, 상기 리어 쉘에 지지가 되는 시일 본체;
    상기 밸브 본체와의 사이를 밀봉하도록 상기 시일 본체로부터 상기 밸브 본체 측으로 상기 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 제1 메인 립;
    상기 제1 메인 립의 전방에서 상기 밸브 본체와의 사이를 밀봉하도록 상기 시일 본체로부터 상기 밸브 본체 측으로 상기 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 제2 메인 립; 및
    상기 제1,2 메인 립과 밸브 본체 사이의 마찰 저항을 줄이고 응력을 분산시키도록 상기 제1 메인 립과 제2 메인 립 사이를 연결하며 상기 밸브 본체 측으로 각각 돌출 형성된 다수의 돌출 띠들;
    을 구비하고,
    상기 돌출 띠들은 상기 밸브 본체의 이동 방향과 각각 나란한 방향으로 서로 이격되어 연장 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터용 시일.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 돌출 띠들은 상기 밸브 본체 측으로 상기 제1,2 메인 립보다 낮게 돌출된 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터용 시일.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 돌출 띠들은 동일한 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터용 시일.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 메인 립의 전방에서 상기 밸브 본체와의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 시일 본체로부터 상기 밸브 본체 측으로 상기 밸브 본체의 둘레를 따라 돌출 형성된 더스트 립을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터용 시일.
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US20040012254A1 (en) * 2002-05-07 2004-01-22 Jean-Pierre Michon Booster using a seal that also serves to set the position
KR100448890B1 (ko) 2001-04-04 2004-09-18 주식회사 만도 센터플레이트 시일링장치를 갖춘 차량용 텐덤 부스터

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