KR100298464B1 - 공압부스터 - Google Patents

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쟝 폴 벤츠
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Abstract

본 발명은 스커트(14)를 지지하는 후방 관형부(22)로 형성된 피스톤(20)이 내부에 있는 케이싱(10)을 포함하고 있고, 비구름 박막의 도움을 받아, 부분 진공원에 영구 연결된 전방챔버(16)와, 전방챔버(16)에 또는 제2 면을 통하여 추력로드(56)에 확실하게 부착된 반동 디스크(58)의 제1 면상에 플런저(32) 전방면 중간부분을 통해 지지될 수 있는 제어로드(34)에 의하여 작동되는 밸브수단(40)을 경유해 대기에 선택적으로 연결되는 후방챔버(18)를 형성하는 공압 브레이크 부스터에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 피스톤(20)은 탄성환형전방면(68,58')을 통하여 반동 디스크(58)에 대하여 지지되어 있다.

Description

공압 부스터
제1도는 아래 상세한 설명에서 언급될 공지 타입의 공압 브레이크 부스터의 후중앙부를 도시하는 종단 측면도.
제2도는 부스터 입력측의 제어로드상에 가해지는 힘 FE에 대한 함수로서 부스터 출력측의 추력로드상에 가해지는 힘 FS를 개략적으로 나타낸 그래프.
제3도는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 공압 브레이크 부스터의 후중앙부를 도시하는 종단측면도.
제4도는 제어로드상에 가해지는 힘 FE에 대한 함수로서 제3도 부스터 출력측의 추력로드상에 가해지는 힘 FS를 개략적으로 나타낸 그래프.
제5도는 제3도 실시예의 변형을 도시하는 종단측면도.
제6도는 제3도 실시예의 또다른 변형을 도시하는 종단측면도.
제7도 및 제8도는 제6도에 도시된 부스터내에서 사용가능한 스프링의 평면도.
제9도는 부스터 입력측의 제어로드상에 가해지는 힘 FE에 대한 함수로서 제6도 부스터 출력측의 추력로드상에 가해지는 힘 FS의 변화를 개략적으로 나타낸 그래프의 네트워크.
본 발명은 공압 부스터, 보다 상세하게는 차량의 제동을 승압시키는데 사용되는 유형의 공압 부스터에 관한 것이다.
종래에 이러한 유형의 부스터는 후방 판형상부를 포함하고 있는 피스톤과 스커트를 포함하며, 비구름 박막의 도움을 받아, 부분 진공원에 영구 연결된 전방챔버와 제2면을 통해 추력로드에 확실하게 부착된 반동 디스크의 제 1면에 대해 플런저의 전방면의 중간부분을 통해 지지될 수 있는 제어로드에 의하여 작동되는 밸브수단을 경유하여 전방챔버 또는 대기에 선택적으로 연결되는 후방챔버를 형성한다.
예컨대 유럽 특허공개 제 0,101,658호(EP-A-0,101,658) 명세서에 예시된 것과 같은 부스터는 여러가지 단점을 가지고 있다. 따라서, 예컨대 정상작동중일 때 즉, 다시말해 승압단계에 있을 때 플런저는 밸브수단을 제어하는데, 이 밸브수단은 운동부를 통해 플런저상에 형성된 제1 밸브시트와 피스톤상에 형성된 제2 밸브시트와 상호작용하여, 차량운전자에 의해 제어로드에 가해지는 힘의 함수로서 일정양의 공기가 후방챔버안으로 들어가도록 하는 밸브를 포함한다. 피스톤 스커트의 2개의 면상에 가해지는 압력의 차이는 따라서 승압력을 발생시키며, 승압력 자체가 제어로드상에 가해지는 힘의 함수가 된다.
하지만, 후방챔버내의 압력이 대기압파 같아질 정도로 제어력 즉 다시말해 입력이 강해지는 순간이 도래한다. 그리고나서 부스터는 포화(saturation)단계, 다시 말해 전후 챔버간의 압력차가 최대값에 도달한 단계가 된다. 운전자에 의해 제어로드상에 가해지는 힘에 관계없이 이 압력차는 더이상 증가할 수 없게 되어, 승압력은 일정하게 유지되고, 어떠한 추가적인 입력에 대해서도 추력로드상의 출력의 증가는 동일하게 나타난다. 그러므로 승압단계와 포화단계 사이에서 급격한 천이가 일어나며, 이 동안에 입력에 따라 선형으로 증가된 승압력은 일정해진다. 한 단계에서 다른 단계로의 이러한 천이는 포화단계에서 승압단계중일 때와 동일한 출력증대를 달성하도록 가해지는 힘의 갑작스런 증대로서 운전자에게 인지된다.
유럽 특허공개 제 0,259,063호(EP-A-0,259,063) 명세서는 특허청구범위 제 1항의 공지부분(preamble)에 대응하는 공압 브레이크 부스터를 개시하고 있다. 이와 같은 부스터는 피스톤 허브와 이 허브내에서 미끄럼가능하고 반동 디스크를 포함하고 있는 플러그 사이에 설치되어 있는, 접시와셔(Belleville washer) 와 같은 탄성요소를 포함하고 있다. 이 접시와셔는 소정값의 제어력이 작용할 때 분쇄되므로 부스터 제어로드는 피스톤 허브의 계단부와 맞닿음되어 부스터 작동을 반전시켜 제어력 증대에 비례해 승압력을 감소시키도록 되어 있다. 이와 같은 부스터는 여전히 승압단계와 포화단계 사이에서 급격히 천이되는 특성을 나타낸다.
본 발명의 목적은 결국 작동에 의해 승압단계로부터 포화단계로 갑작스럽게 천이되는 일없는 부스터를 제공하는데 있다.
본 발명에 따라, 피스톤의 환형 전방면은 자체의 외주 에지를 통해 피스톤상의 계단부와 반동 디스크에 대하여 지지되는 탄성환형와셔로 구성되며 중간탄성요소는 피스톤의 환형 전방면과 플런저 사이에 설치된다.
본 발명은 이제 첨부 도면을 참조한 실시예에 의해 설명될 것이다.
제1도는 차량의 유압 브레이크 시스템을 제어하는 마스터 실린더와 이 차량의 브레이크 페달 사이에 통상적인 방식으로 설치되도록 설계된 브레이크 부스터의 일부를 도시한다. 일반적으로, 부스터의 마스터 실린더쪽 부분은 전방, 브레이크 페달쪽 부분은 후방이라 한다.
제1도의 부스터는 축선 X-X'에 대해 회전대칭인 쉘형상 외부 케이싱(10)을 포함하고 있다. 이 케이싱(10)의 후중앙부만이 제1도에 도시되어 있다.
금속지지디스크(14) 즉, 스커트에 의해 중앙부분이 보강된 탄성중합체의 유연 비구름 박막(12)은 케이싱(10)에 의해 한정되어 있는 공간내부에 전방챔버(16)와 후방챔버(18)를 형성한다. 박막(12)의 외주 에지(도시안됨)는 밀봉적으로 외부 케이싱(10)상에 부착된다. 이 박막의 내주에지는 부스터의 축선 X-X'를 따라 설치되어 있는 중공 부스터 피스톤(20)의 외주표면상에 형성된 환형홈내에 밀봉적으로 수용되어 있는 비드에서 종결된다.
이 중공 피스톤(20)은 케이싱(10) 후방벽을 밀봉적으로 관통하는 관형상부(22)의 형태로 뒤쪽으로 뻗어있다. 이 통로의 밀봉성은 케이싱(10)의 후방벽 뒤쪽으로 뻗어있는 관형상 중앙부안으로 링(26)에 의해 고정된 보강 환형시일(24)에 의하여 보장된다.
피스톤(20)과 외부 케이싱(10)의 전방벽 (도시안됨) 사이에 개재된 압축 스프링(28)은 정상적으로는 피스톤(20)과 스커트(14)를 제1도에 도시된 후방 정지위치에 유지시키며, 이 위치에서 후방챔버(18)는 최소체적을, 전방챔버(16)는 최대체적을 갖는다.
박막(12)과 스커트(14)가 고정된 전방부와 관형상 후방부(22) 사이에 위치하는 중앙부내에서 피스톤(20)은 축선 X-X'에 대해 마찬가지로 회전대칭인 플런저(32)가 미끄럼 가능하게 수용된 보어(30)를 가지고 있다. 마찬가지로 축선 X-X'를 따라 설치된 부스터 제어로드(34)의 전방끝은 플런저(32)내에 볼조인트 방식으로 장착된다. 피스톤(20) 관형상부(22) 밖으로 돌출된 이 로드(34)의 후방끝은 차량의 브레이크 페달 (도시안됨) 에 의해 직접 제어된다.
제어로드(34)와 피스톤(20) 관형상부 사이로 한정된 환형공간(36)은 예컨대 공기 필터의 중간부분을 통해 부스터 후방에서 외부 대기로 개방된다. 전방쪽으로도 이 환형공간은 플런저(32)에 의해 제어되는 승압수단이 작동할 때 피스톤 중앙부내에 형성된 방사상 통로(38)를 통하여 후방챔버(18)와 연이어 통할 수 있다.
종래의 방식에 있어서 이들 승압수단은 피스톤의 관형상부내에 장착된 환형밸브(40)와, 피스톤(20) 중앙부 및 플런저(32)상에 각각 형성된 2개의 환형밸브시트(20a 및 32a)로 구성된 3방향 밸브를 포함한다.
밸브(40)는 후방끝이 피스톤(20)의 관형상부(22) 내부에 밀봉적으로 장착된 비드에서 종결되는 탄성중합체의 유연 슬리브로 된 소직경 전방끝을 구성한다. 이 비드는 밸브(40)를 전방으로 이동시키도록 되어 있는 압축 스프링(44)을 지지하는 금속 컵(42)에 의해 정위치에 유지된다.
환형밸브시트(32a)는 플런저(32)의 후방 끝면상에 형성된다. 비교할만한 방식으로 환형밸브시트(20a)는 시트(32a) 둘레에서 피스톤(20)의 중앙부 후방 끝면상에 형성된다. 피스톤(20) 내부의 플런저(32) 위치에 따라 이 배열은 밸브(40)가 스프링(44) 작용하에서 적어도 하나의 밸브시트(32a 및 20a)에 대하여 밀봉적으로 일정하게 지지되는 것을 가능하게 한다.
제2 통로(46)는 자체의 축선 X-X'에 대략 평행하게 피스톤(20)의 중앙부에 형성되어, 부스터 전방챔버(16)가 피스톤(20)의 관형부(22) 내부에서 밸브(40) 둘레에 형성된 환형챔버(48)와 연이어 통하게 하도록 되어 있다. 플런저(32)가 제1도에 도시된 후방 정지위치를 차지하고 있을 때 즉, 밸브(40)가 플런저(32)의 시트(32a)에 대해 밀봉적으로 지지되고, 피스톤(20) 시트(20a) 로부터 분리될 때 부스터의 전방챔버(16)와 후방챔버(18)는 통로(46), 환형챔버(48) 및 통로(38)를 경유하여 서로 연이어 통하게 된다.
마찬가지로 본래 종래적인 방식으로, 피스톤(20) 중앙부에 장착된 적어도 하나의 정지부재(50)는 피스톤 내부에서의 플런저(32)의 축방향 이동을 제한한다. 플런저(32)는 일반적으로 제어로드(34)상에 형성된 계단부에 대해 지지되는 와셔(54)와 컵(42) 사이에 개재되어 있는 압축스프링(52)에 의하여 부재(50)로 한정된 후방 정지 위치에 유지된다.
자체의 중앙부내에서, 피스톤(20)은 그 중앙부에서 보어(30)로 개방되어 있는 환형의 전방면(20b)을 가지고 있다. 피스톤(20)의 이 환형 전방면(20b)은 탄성중합체와 같은 변형가능한 재질로 만들어진 반동 디스크를 통하여 추력로드(56)의 후방면(56b) 상에 작용한다. 보다 상세하게는, 추력로드(56)와 반동 디스크(58)는 제어로드(34)와 플런저(32)의 연장부내에 부스터의 축선 X-X'를 따라 설치되어 있다. 추력로드(56)의 후방표면(56a)은 로드(56)의 후방끝을 구성하는 디스크 형상판(56b) 상에 형성되어 있다.
이 공지 부스터의 작동은 종래의 것이며, 다음과 같이 간결하게 설명될 수 있다.
부스터가 차량내에 설치되면 전방챔버(16)는 진공원과 영구적으로 연이어 통한다.
제1 단계에서, 운전자가 브레이크 페달을 밟음으로써 스프링(44)의 선응력 하중보다 작은 스프링(52)의 선응력 하중을 같게 하는 효과가 나타난다. 제어로드(34)와 플런저(32)가 이와 같이 미소 변위하는 동안에 스프링(44) 작용하의 밸브(40)는 피스톤의 시트(20a)와 접촉상태가 될 때까지 플런저(32)의 시트(32a)를 따라 움직이며 부스터의 전방챔버(16)와 후방챔버(18)는 따라서 서로 격리된다.
제2도 OA 구간에 대응하는 이러한 부스터 작동 제1 단계에서, 제어로드(34)상에 가해지는 힘은 부스터 출력측에 있는 추력로드(56)상에 전혀 힘을 발생시키지 않는다.
제2도 AB 구간에 대응하는 브레이크 작동의 제2 단계에서, 플런저(32)는 밸브(40)가 피스톤의 시트(20a)와 밀봉적으로 접촉하여 플런저의 시트(32a) 로부터 멀어지는 쪽으로 이동을 시작하도록 전방으로 충분히 이동한다. 이와 같은 상태하에서 부스터의 후방챔버(18)는 전방챔버(16)로부터 격리되며, 대기와 연이어 통하는 상태가 된다. 승압력의 발생은 그러므로 피스톤(20)을 전방으로 이동시키려고 할것이다. 이러한 운동은 반동 디스크(58)에 의해 추력로드(56)로 전달된다.
이러한 브레이크 작동 제2 단계중에, 피스톤(20)의 환형전방면(20b)에 의해 가해지는 승압력은 반동 디스크가 플런저(32)의 전방면으로부터 자체의 후방면을 분리시키는 공간을 완전히 채울 때까지 이 반동 디스크(58)를 점진적으로 변형시킨다.
추력로드에 의해 마스터 실린더에 가해진 출력(Fs)은 그러므로 제2도 B점에 대응하는 값까지 급격하게 증가하며, AB 구간이 이러한 부스터 킥(booster kick)을 나타낸다.
제2도의 BC 구간에 대응하는 브레이크 작동 제3 단계에서, 운전자에 의해 제어로드(34)상에 가해진 입력의 증대는 피스톤에 가해진 승압력의 증대를 가져오며, 이것은 반동 디스크(58)에 의해 플런저(32)상에 가해진 페달로의 반동력 증대를 가져온다.
제2도의 C점 즉, 다시말해 포화점을 넘어서면 부스터 후방챔버(18)에 작용하는 압력은 대기압과 동일하게 되며 승압력 증대는 더이상 가능하지 못하게 된다. 추력로드(56)에 의해 마스터 실린더상에 가해지는 출력의 증대는 따라서 운전자에 의해 브레이크 페달상에 가해지는 힘의 증대와 대략적으로 일치한다. 제2도에 도시되어 있는 것과 같이 BC 구간으로 나타내어진 부스터의 승압단계로부터 C점 이후로 나타내어진 비승압단계로의 천이는 입력이 출력으로 변환되는 상태의 급격한 변화를 동반한다.
본 발명의 확실한 목적은 제3도에 도시된 장치를 이용하여 포화점의 통과를 좀더 완만하게 하는 것이다. 이 도면에서 제1도의 부재와 동일한 부재는 같은 참조번호로 표시되어 있다.
제3도를 보면 플런저(32)와 피스톤(20)이 약간 수정되어 있는 것을 알 수 있을 것이다. 피스톤(20)에는 그 사이에 계단부(66)가 형성되어 있는 보다 대직경인 전방부(62)와 보다 소직경인 후방부(64)로 구성된 단이 진 보어(60)가 형성되어 있다. 전방부(62)는 반동 디스크와 동일한 직경을 가지고 있다. 예컨대 접시와셔(Belleville washer) 형의 환형탄성와셔(68)는 전방부(62)내에 설치된다. 정지상태에서 이 와셔(68)는 상부에서 임의의 정해진 반각도(half-angle)를 가지며, 도면에 도시된 바와 같이 오목한 부분이 후방으로 향해있는 원추대 형상으로 되어 있다. 이 와셔는 반동 디스크(58) 및 전방부(62)의 직경과 동일한 직경의 외주 에지와, 플런저(32) 전방면의 직경보다 약간 더 큰 내주 에지를 가지고 있다. 플런저(32)가 정지부재(50)에 대해 지지되는 제3도에 도시된 부스터 정지위치에서 와셔(68)는 계단부(66)와 반동 디스크(58)에 대해 동시에 지지된다.
플런저(32)에는 보어(60) 후방부(64)에 미끄럼가능하게 수용된 반경방향 연장부(70)가 형성되어 있으며, 이 반경방향 연장부는 전방으로 향한 계단부(72)를 가지고 있다. 계단부(72)는 단이 진 보어(60)의 후방부(64) 외경 보다 약간 더 작은 외경을 가지고 있다. 이 계단부(72)와 환형탄성와셔(68) 사이에는 중간환형탄성와셔(74)가 설치되어 있다. 중간탄성와셔(74)는 계단부(72)의 직경과 동일한 직경의 외주 에지와 플런저(32) 전방면의 직경보다 약간 더 큰 직경의 내주 에지를 가지고 있다. 제3도에 도시된 정지위치에서 이 중간와셔(74)는 와셔(68)와 계단부(72)사이를 자유롭게 이동하도록 되어 있다.
이러한 부스터는 다음 방식으로 작동한다: 정지상태에서 부품들은 제3도에 도시된 위치를 차지하며, 와셔(68)는 반동 디스크(58)와 피스톤(20) 계단부(66)에 대해 동시에 지지되며, 프로브(32)는 반동 디스크(58) 후방면 보다 약간 뒤쪽에 설치되어 있다. 플런저 전방면과 반동 디스크 후방면 사이의 거리는 앞서 언급한 바와 같이 부스터킥 값을 결정한다.
제4도의 OA 및 AB 구간에 대응하는 작동단계는 제2도를 참조 이미 설명되어진 바와 같은 종래의 부스터 작동단계와 일치한다. 유일한 차이점은 승압단계에서 즉, 다시 말해 제4도의 B점을 넘어서 반동 디스크(58)는 플런저(32) 뿐만 아니라 환형탄성와셔(68)와 접촉한다는데 있다. 2 개의 스커트(14)면 상의 압력차로 인해 발생되는 승압력은 피스톤(20)을 통해 계단부(66)를 거쳐 환형와셔(68)로 그리고 여기서부터 반동 디스크(58)로 전달된다. 환형와셔(68)는 그러므로 제1도 부스터의 피스톤(20) 환형 전방면(2Ob)의 기능을 수행하여, 피스톤(20)으로부터 반동디스크(58)와 추력로드(56)로 승압력을 전달하도록 되어 있다.
제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 방식으로 B점을 넘어가는 입력(FE)의 어떠한 증대에 대해서도 증가된 출력(Fs)을 발생시키는 대응 승압력 증대가 존재한다.
승압력이 탄성와셔(68) 중간부분을 통해 피스톤(20)으로부터 반동 디스크(58)로 전달되므로 이 승압력 증대의 도중에 탄성와셔는 자체적으로 증가 응력을 견딜 것이다. 따라서 와셔는 점진적으로 변형되어 "편평"하게될 것이다. 즉, 다시 말해 와셔 상부에서의 반각도는 90°로 되어갈 것이다. 재차 말하면 와셔의 내주 에지는 플런저(32)상에 형성된 계단부(72)에 보다 인접하도록 이동할 것이다.
븐 발명에 따르면 탄성와셔(68)는 자체에 가해지는 임의의 응력을 넘어서면 즉, 다시 말해 주어진 승압력에 대하여 그렇지 않으면 소정값의 출력에 대하여, 중간와셔(74)와 접촉하게 되는 작동위치를 차지하여 중간와셔가 플런저(32)상에 형성된 계단부(72)와 접촉상태가 되도록 된다. 소정값의 이 출력은 제4도 D점에 대응한다.
제4도의 D점을 넘어서면, 플런저(32)는, 결과적으로 제어로드(34), 한편으로는 그 전방면을 통하여, 다른 한편으로는 전방표면전체가 반동 디스크(58)와 접촉하고 있는 탄성와셔(68)에 대해 자체가 지지되는 중간와셔(74)에 대해 지지되는 그것의 계단부(72)를 통하여 추력로드(56)에 가해지는 반동력을 받게 된다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러므로 반동 디스크(58)와 상호작용하는 플런저(32)의 면적이 인위적으로 증가되며 따라서 부스터의 증폭비가 감소된다. 이것은 따라서 입력증대가 두 와셔(68 및 74)의 접촉전에 발생하는 것보다 작은 승압력 증대를 가져오게 되는 승압단계를 야기시킨다. 따라서, 결과적으로 제4도에 도시된 바와 같이 입력부하에 대한 출력부하의 변화를 나타내는 그래프가 그려지며 이 그래프는 그 기울기가 앞선 기울기보다 작고, DE 구간에 대응한다.
부스터의 작동은 부스터가 포화상태에 도달하는 시점인 부스터 후방챔버에 작용하는 압력이 대기압과 일치할 때까지 위와 같은 조건하에서 입력부하의 증대와 비례하여 계속된다. 그리고나서 부스터 작동 그래프는 종래의 부스터가 갖는 즉, 다시말해 제2도 C점을 넘어선 형태를 되찾게 된다.
본 발명에 따라 제작된 부스터는 그러므로 반동 디스크와 상호작용하는 부스터피스톤의 환형 전방면이 정지위치와 출력 및 이와 상관관계를 갖는 입력이 소정값을 초과할 때의 작동위치 사이에서 변형되는 탄성환형와셔로 구성되어 있어, 부스터의 증폭비를 수정하는 중간탄성와셔의 역할을 하도록 하고 있다. 이러한 방식으로, 포화점의 통과는 제4도로부터 알 수 있는 바와 같이 보다 점진적이 되며, 여기에서 C점 통과가 회피되어 중간의 DE 구간으로 대체된다.
제5도는 제3도 실시예의 변형예를 도시한다. 이 변형예에 따르면 강성와셔(80)가 중간탄성와셔(74)와 플런저 계단부(72) 사이에 개재되어 있다. 이러한 방식으로 구성된 부스터는 제3도의 부스터 작동과 동일한 작동을 하게 되므로 재차 상세히 설명되지 않을 것이다. 제4도 BD 구간에 대응하는 승압단계중에 반동디스크(58)가 플런저(32)의 전방면 및 환형탄성와셔(68)와 상호작용하는데 반하여, 중간와셔(74)와 강성와셔(80)는 전혀 응력을 받지 않는다. 환형탄성와셔(68)는 변형된 후, 플런저의 계단부(72)에 대해 자체가 지지되는 강성와셔(80)에 대항하는 중간와셔(74)상에 작용하게 된다. 이 작동은 따라서 제4도 DE 구간에 대응하는 감소승압단계에 이르게 된다.
이 실시예의 장점은 피스톤(20)상에 후방으로 향한 계단부(82)를 제작할 수 있다는데 있다. 정상작동중에 이 계단부(82)는 특별한 기능을 하지 않는다. 부스터에 의해 승압력이 전혀 주어질 수 없는 부분 진공원이 제기능을 발휘하지 못할 경우에 플런저의 계단부(72)는 피스톤의 계단부(82)와 상호작용하게 되어, 이 계단부를 전진시켜 부스터를 손상시키는 일 없이 제동을 가능하게 하도록 되어 있다.
제6도는 제3도 실시예의 또다른 변형예를 도시하는데, 이 변형예는 피스톤(20), 플런저(32) 및 반동 디스크(58) 사이에 설치된 환형탄성와셔의 강성을 변화시킴으로써 본 발명의 부스터 게인을 조정하도록 추가적인 방식으로 기능한다.
이 효과를 위해서, 탄성와셔는 제7도에 평면도로 도시된 와셔(68')의 형상으로 전방을 향해 설치되어 있다. 와셔(68')는 외경이 반동 디스크(58)의 외경과 동일한 둘레링(84)과, 이 링(84)으로부터 반경방향 안쪽으로 뻗어있으며 링을 따라 규칙적으로 분포되어 있는 부채꼴 부분(86)을 가지고 있다. 이들 부채꼴 부분(85)은 플런저(32) 전방면의 직경보다 약간 큰 직경의 원을 따라 팁이 원둘레 방향으로 절단되어 있다. 슬롯(88)은 링(84) 외주에 형성되어 있고, 계단부(66)상에 형성된 전방으로 뻗어있는 핑거(90)와 상호작용하도록 설계되어 있다. 와셔(68')는 따라서 피스톤(20)으로의 회전이 잠금된다.
중간탄성와셔는 제8도에 평면도로 도시된 와셔(74') 형태로 되어 있다. 와셔(74')는 플런저(32) 계단부(72)의 외경과 동일한 외경의 둘레링(90)과, 이 링(90)으로부터 반경방향 안쪽으로 뻗어있으며 링을 따라 규칙적으로 분포되어 있는 부채꼴 부분(92)을 가지고 있다. 부채꼴 부분(92)은 플런저(32) 전방면의 직경보다 약간 큰 직경의 원을 따라 팁이 원둘레 방향으로 절단되어 있다.
절결부(94)는 부채꼴 부분(92)내에 형성되어, 절결부(74) 수에 하나를 더한 것과 같은 숫자의 동일 핑거(96)가 실제 형성되도록 되어 있다.
러그(98)는 링(90)의 외주에 형성되고, 축방향 후방으로 연장되도록 실제 직각으로 후방으로 구부러져 있어, 플런저(32) 계단부(72)의 외주에 형성된 슬롯(100)에 삽입되도록 되어 있다. 중간와셔(74') 는 따라서 플런저(32)로의 회전이 잠금된다.
끝으로, 제어로드(34)에는 플런저(32)에 형성된 반경방향 하우징(104)에 삽입되는 반경방향 걸쇠(102)가 전방에 구비되어 있어, 제어로드(34)와 플런저(32)의 회전을 함께 잠금하도록 되어 있다.
부채꼴 부분(86 및 92)은 팁부분에서의 각도가 동일하며, 숫자(n) 상으로도 2개이상(도시된 실시예에서는 3개) 으로 서로 동일하다. 부채꼴 부분(92)은 서로 동일하며, 1 개 이상 (도시된 실시예에서는 3개) 동일한 수(m) 의 핑거를 포함하고 있다.
앞서의 설명으로부터, 완전 조립된 부스터상에서 제어로드(34)가 축선 XX'를 중심으로 회전하도록 하여 부스터내에 회전이 고정된 상태로 남겨둠으로써 와셔(68' 및 74')의 상대적인 각도위치가 변화될 것이라는 것을 알수 있을 것이다. 와셔(68') 의 각 부채꼴 부분(86)은 따라서 가변적인 숫자의 와셔(74') 핑거(96)와 축방향으로 정렬될 수 있으며, 와셔(74') 부채꼴 부분(92)이 와셔(68')의 부채꼴 부분들(86) 사이의 빈 공간과 축방향으로 정렬된 상태라면 무엇과도 전혀 축방향으로 정렬되지 않을 것이다. 그러므로 와셔(68' 및 74') 사이에는 m+1개의 가능한 상대각도 위치가 존재한다 (도시된 실시예에서는 4개).
제6도에 도시된 부스터의 작동은 제3도에 도시된 부스터의 작동과 동일하며, 제4도와 같은 타입의 그래프에 의해 개략적으로 나타내어진다. 제6도 OA 및 AB 구간에 대응하는 작동단계는 제2도를 참조로 설명된 것과 같은 종래의 부스터의 작동단계와 동일하다.
그러나, 와셔(68' 및 74')의 각각의 상대각도 위치에 대해서는 특징적인 그래프가 대응한다. 실제로, 탄성와셔(68' 및 74')간의 상대위치 변화는 조립체의 강성 변화를 가져온다.
위에서 살표 본 바와 같이 제9도 D점의 위치는 와셔(68') 의 강성에 의해 결정된다. 와셔(74')의 부채꼴 부분(92)이 와셔(68') 의 부채꼴 부분(86)들 사이의 빈 공간과 축방향으로 정렬되어 있다면 일단 와셔(68')가 '편평' 하게 되면 즉, 다시말해 제9도 D점을 넘어서면 와셔(74') 는 작동중지되고, 부스터의 작동은 DEo구간에 대응하며, Eo점은 제2도 C점에 대응한다. 따라서 종래의 작동을 하는 부스터가 얻어진다.
그러나, 와셔(68')의 부채꼴 부분(86)과 축방향으로 정렬되어 있는 와셔(74') 부채꼴 부분(92)의 핑거(96) 수에 따라 와셔(74')의 강성은 더 커지거나 작아질 것이며, 부스터의 작동은 하나의 핑거(96)만이 밀릴 때는 DE1구간, 2개의 핑거(96)가 밀릴때는 DE2구간, 부채꼴 부분(92 및 86)이 완벽하게 축방향 정렬될 때는 DE3구간에 의해서 도시된 실시예에 나타내어질 것이다.
그러므로, 차량에 완전 조립되어 설치된 부스터상에서 단순 작동에 의하여, 포화점 천이 모드를 뜻대로 선택하여 이 모드가 종래의 부스터 모드와 대응하도록 또는 얼마간의 개량을 가져오도록 하는 것이 가능하다.
피스톤(20)에 대하여, 보다 상세하게는 피스톤의 관형 후방부(22)에 대하여 제어로드(34)의 각도위치를 나타내기 위한 장치가 제어로드상에 구비될 수도 있고, 관형부(22)내에 제어로드(34)를 각도상으로 잠금하기 위한 시스템이 플런저(32)내에 로드(34)를 볼조인트 방식으로 장착하는 작동을 가능하게 해줄 수 있다. 제6도에 도시된 부스터는 또한 제5도 변형예에 따라 즉, 다시말해 강성와셔(80)를 구비하여 구성될 수 있다.
물론, 본 발명은 설명한 실시예에 국한되지 않으며 본 발명의 범위내에 포함되는 다양한 변형예를 가질 수 있다. 따라서, 예컨대, 반동 디스크는 원뿔대 형상의 둘레부와 편평한 중앙부를 갖는 오목한 후방면을 구비한 구성이 될 수도 있어, 정지 상태에서 피스톤의 탄성 환형 전방면은 그 전체 면적에 걸쳐 반동 디스크와 접촉상태가 되도록 할 수 있다.
강성환형와셔(106)는 제6도에 도시된 바와 같이 반동 디스크의 후방면상에 설치될 수 있다.

Claims (14)

  1. 스커트(14)를 지지하는 후방 관형부(22)로 형성된 피스톤(20)이 내부에 위치된 케이싱(10)을 포함하고 있고, 비구름 박막(12)의 도움을 받아, 부분 진공원에 영구 연결된 전방챔버(16)와, 전방챔버(16)에 또는 제2 면을 통하여 추력로드(56)에 확실하게 부착된 반동 디스크(58)의 제1 면에 대하여 플런저(32) 전방면 중간부분을 통해 지지될 수 있는 제어로드(34)에 의하여 작동되는 밸브수단(40)을 경유해 대기에 선택적으로 연결되는 후방챔버(18)를 형성하는 공압 브레이크 부스터에 있어서, 상기 브레이크 부스터는 적어도 하나의 변형가능수단(68,68',74,74')을 포함하고 있으며, 상기 변형가능수단(68,68',74,74')은 승압력 값의 제1 범위에 대해 제1 위치에 위치되어 승압력을 피스톤(20)과 반동 디스크(58) 사이에 전달하고 반동 디스크(58)의 반동력은 승압비의 제1 값에 상응하는 제1 영역을 통해 플런저(32)에 가해지고, 승압력값의 제2 범위에 대해 상기 변형 가능수단(68,68',74,74')은 제2 위치에 위치하여 승압비의 제2 값에 상응하는 제2영역을 통해 반동 디스크(58)의 반동력을 플런저(32)에 전달하는 것을 특징으로하는 공압 브레이크 부스터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변형가능수단(68,68',74,74')은 피스톤(20)의 계단부(66)와 반동 디스크(58) 사이에 배치된 제1 환형탄성와셔(68,68')와 플런저(32)의 계단부(70)와 제1 환형탄성와셔(68,68') 사이에 배치된 제2 환형탄성와셔(74,74')를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  3. 제2항에 있어서, 제2 환형탄성와셔(74,74')는 상기 제1 환형탄성와셔(68,68')가 제2 위치에 있을 때 플런저(32) 및 상기 제1 환형탄성와셔(68,68')와 접촉하는 것을 특징으로 하는 부스터.
  4. 제2항에 있어서, 환형탄성와셔(68,68')의 내주에지 직경은 플런저(32) 전방면의 직경보다 약간 더 크며, 환형탄성와셔(68,68')의 외주에지 직경은 반동 디스크(58)의 직경과 동일한 것을 특징으로 하는 부스터.
  5. 제4항에 있어서, 환형탄성와셔(68')는 둘레링(84)과 반경방향 안쪽으로 뻗어있으며 팁부분이 원둘레 방향으로 절단되어 있는 적어도 2개 이상의 부채꼴 부분(86)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  6. 제5항에 있어서, 환형탄성와셔(68')는 피스톤(20)으로의 회전이 잠금되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  7. 제3항에 있어서, 제2 환형탄성와셔(74')는 둘레링(90)과 반경방향 안쪽으로 뻗어 있으며 팁부분이 원둘레 방향으로 절단되어 있는 적어도 2개 이상의 부채꼴 부분(92)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  8. 제7항에 있어서, 제2 탄성와셔(74') 는 플런저(32)로의 회전이 잠금되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  9. 제8항에 있어서, 플런저(32)는 제어로드(34)로의 회전이 잠금되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  10. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 절결부(94)는 제2 환형탄성와셔(74') 의 각각의 부채꼴 부분(92)에 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  11. 제2항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 피스톤(20)은, 그것의 대직경의 전방부(62)가 반동 디스크(58)와 제1 환형탄성와셔(68,68')를 수용하고 있으며 전방부(62)보다 직경이 작은 그것의 소직경의 후방부(64)가 제2 환형탄성와셔(74', 74')와 제1 환형탄성와셔(68,68')가 제2 위치에 있을 때 제2 환형탄성와셔(74,74')가 플런저(32)와 접촉하게되는 플런저(32)의 반경방향 연장부(70)를 수용하고 있는, 단이 진 보어(60)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  12. 제11항에 있어서, 플런저(32)의 반경방향 연장부(70)는 제1 환형탄성와셔(68,68')가 그것의 제2 위치에 있을 때 플런저의 계단부(72)에 대하여 지지되는 강성와셔(80)상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  13. 제11항에 있어서, 강성환형와셔(106)는 반동 디스크(58)의 후방면상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
  14. 제12항에 있어서, 강성환형와셔(106)는 반동 디스크(58)의 후방면상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터.
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