KR101289670B1 - 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이스의 피스톤챔버와 서비스챔버 간에 유체이동통로를 챔버 내측에 마련함으로써 기존의 외부로 노출된 연결파이프를 삭제하여 주변 부품 간의 공간을 확보할 수 있는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체이동홀을 가지고, 상기 유체이동홀을 이용하여 파킹 시 제1피스톤챔버와 제1서비스챔버 사이에 유체를 이동시키는 푸쉬로드; 및 상기 푸쉬로드의 내부에 장착되고, 공기의 압력을 이용하여 유체이동홀을 개폐하는 체크밸브;를 포함하고;
상기 체크밸브는 제1피스톤챔버와 제1서비스챔버 사이의 유체이동경로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터를 제공한다.

Description

진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터{Piston type of brake actuator appling vaccum dual valve}

본 발명은 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주변 부품 간의 공간을 확보할 수 있는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터에 관한 것이다.

에어브레이크와 같은 공압 브레이크 시스템은 그 안전성과 용이한 작동성으로 인해 오랫동안 고마력 상용차, 특히 큰 중량을 가진 트럭이나 버스와 같은 대형차량의 주행과 정지를 제어하는 데 사용되어 왔다.

그런데, 이들 대형 차량을 고속으로 주행시키기 위해서는 그 화물의 중량으로 인하여 브레이크 작동이 더욱 민감하고 신속하며, 실질적으로도 강한 브레이크 작동력을 가지는 에어브레이크가 요구되고 있다.

에어브레이크 시스템의 작동에 있어 주요 구성 중의 하나는 브레이크 액추에이터이다.

종래의 브레이크 액추에이터는 주차 및 비상용 브레이크 뿐만 아니라 정상적인 브레이크 서비스 역할을 한다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터(actuator)를 보여주는 단면도로서, 도 1은 정상 주행시(브레이크 해제 or 파킹 브레이크의 해제시) 브레이크 액추에이터의 작동상태를 보여주고, 도 2는 브레이크 또는 파킹 브레이크 작동 시 브레이크 액추에이터의 작동상태를 보여준다.

상기 브레이크 액추에이터는 격벽(22)에 의해 구획된 제1챔버(11)와 제2챔버(12)를 가지는 케이스(10)와, 케이스(10)의 내부에 축방향으로 이동 가능하게 장착된 푸쉬로드(13) 및 연결로드(14)와, 상기 제1 및 제2챔버(11,12)에 각각 장착되며 압축공기의 압력을 받아 푸쉬로드(13) 및 연결로드(14)에 각각 동력을 전달하는 피스톤(15) 및 다이아프램(16)을 포함한다.

이때, 피스톤(15) 및 다이아프램(16)은 제1스프링(17) 및 제2스프링(23)(다이아프램(16)의 오른쪽에 위치함)에 의해 축방향으로 탄성 지지되어, 압축공기의 압력을 받는 경우에 피스톤(15)은 축방향으로 슬라이드 되고, 다이아프램(16)은 축방향으로 절곡 변형되며, 압축공기의 압력이 해제되는 경우에 피스톤(15) 및 다이아프램(16)은 원래위치로 복귀된다.

상기 제1챔버(11)와 제2챔버(12)에는 각각 제1 및 제2공기포트(19,20)가 형성되고, 제1 및 제2공기포트(19,20)를 연결하는 연결파이프(21)가 케이스(10)의 외측에 설치되며, 연결파이프(21)를 통해 제1 및 제2챔버(11,12)가 연통되어 브레이크 작동 및 정상 주행 시 압축공기가 제1 및 제2챔버(11,12) 사이를 교대로 왕복이동한다.

이와 같은 구성에 의해 브레이크 액추에이터의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

정상 주행 또는 브레이크 해제 시 차량의 컴프레서에서 발생된 압축공기가 제1챔버(11) 내부의 피스톤(15)의 오른쪽(11b)으로 유입되고, 피스톤(15)은 상기 압축공기의 압력에 의해 좌측 축방향으로 이동하고, 피스톤(15)과 연결된 푸쉬로드(13)가 제1챔버(11)로 인입됨에 따라, 누름판(18)이 제2스프링(23)의 탄성복원력에 의해 좌측 축방향으로 이동하며, 연결로드(14)가 제2챔버(12) 내측으로 인입되며, 연결로드(14) 및 클래비스(24)와 연결된 차량브레이크를 해제시킨다.

이때, 피스톤(15)에 의해 제1챔버(11) 내부의 피스톤(15) 왼쪽(11a)에 있는 공기가 압축되고, 이 압축공기가 제1공기포트(19)에서 연결파이프(21)를 거쳐 제2공기포트(20)를 통해 제2챔버(12)에 유입된다.

반대로, 브레이크 작동 시 제1챔버(11) 내부의 피스톤(15)의 오른쪽(11b)에 유입된 압축공기가 외부로 배출되어 피스톤(15)에 작용하는 압축공기의 압력이 해제되고, 제1스프링(17)의 탄성복원력에 의해 피스톤(15)과 푸쉬로드(13)가 우측 축방향으로 이동하고, 푸쉬로드(13)의 가압력에 의해 누름판(18)과 연결로드(14)가 우측 축방향으로 밀리며, 연결로드(14)의 끝단에 연결된 클래비스(24)에 전달되며, 연결로드(14)가 제2챔버(12)의 외측으로 인출됨에 따라 클래비스(24)와 연결된 차량브레이크(파킹+풋 브레이크 포함)를 작동시킨다.

이때, 제2챔버의 누름판(18)에 의해 압축된 압축공기가 제2공기포트(20)에서 제1공기포트(19)를 통해 제1챔버(11) 내부의 피스톤(15)의 왼쪽(11a)에 유입된다.

상기와 같은 구조의 제1 및 제2공기포트와 연결파이프를 케이스 외측에 마련함으로써, 제1 및 제2챔버 사이를 연결하는 연결파이프를 통해 유체가 이동하여 브레이크 작동시 제1챔버에서 발생되는 부압을 제거할 수 있다.

그러나, 상기 압축공기의 이동통로인 연결파이프(21)가 케이스(10) 외측에 돌출됨에 따라 주변부품과 케이스(10) 간에 공간을 차지하기 때문에, 이는 차량의 레이아웃 상 불리하게 작용할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 케이스의 피스톤챔버와 서비스챔버 간에 유체이동통로를 챔버 내측에 마련함으로써 기존의 외부로 노출된 연결파이프를 삭제하여 주변 부품 간의 공간을 확보할 수 있는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터는 케이스의 내에 좌우로 각각 구획되는 피스톤 챔버 및 서비스 챔버; 상기 피스톤 챔버의 내부를 제1피스톤 챔버와 제2피스톤 챔버로 각각 좌우로 구획짓는 피스톤; 상기 서비스 챔버의 내부를 제1서비스 챔버와 제2서비스 챔버로 각각 좌우로 구획짓는 다이어프램; 유체이동홀을 가지고, 상기 유체이동홀을 이용하여 파킹 시 제1피스톤챔버와 제1서비스챔버 사이에 유체를 이동시키는 푸쉬로드; 및 상기 푸쉬로드의 내부에 장착되고, 공기의 압력을 이용하여 유체이동홀을 개폐하는 체크밸브;를 포함하고;

상기 체크밸브는 제1피스톤챔버와 제1서비스챔버 사이의 유체이동경로를 개폐하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 체크밸브는 유체연결홀을 통해 푸쉬로드의 유체이동홀과 연통되고, 개구홈부를 통해 푸쉬로드의 중공부와 연통되는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 내부에 제1밸브스프링을 이용하여 이동가능하게 장착되는 밸브몸체; 및 상기 밸브몸체에 장착되어 밸브몸체와 밸브하우징 사이의 기밀을 유지하고, 상기 밸브몸체의 이동에 따라 밸브하우징의 개구홈부 및 유체연결홀을 개폐하는 제1 및 제2오링;을 포함하고;

파킹 시 제1피스톤챔버에 발생된 부압에 의해 밸브몸체를 잡아당겨 제1서비스챔버의 공기가 푸쉬로드의 유체이동홀, 밸브하우징의 유체연결홀 및 개구홈부를 통해 제1피스톤챔버로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브몸체는 제1 및 제2오링 사이에 반경방향으로 형성된 유체홀을 가지고, 상기 유체홀을 통해 밸브하우징의 유체연결홀과 연통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체크밸브는 밸브몸체의 내측 양단부에 형성되어, 상기 푸쉬로드의 중공부 및 유체이동홀과 연통되는 제1 및 제2유체포트; 및 제2 및 제3밸브스프링을 이용하여 서로 반대방향으로 이동가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2유체포트를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2볼밸브;를 더 포함하고;

파킹 시 제1피스톤챔버의 부압에 의해 제2볼밸브로 제2유체포트를 개방하여 제1서비스챔버에서 제1피스톤챔버로의 유체 이동을 유도하고, 파킹 해제 시 제1피스톤챔버의 압축력에 의해 제1볼밸브로 제1유체포트를 개방하여 제1피스톤챔버에서 제1서비스챔버로의 유체 이동을 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터의 장점은 다음과 같다.

1. 푸쉬로드의 내측 단부에 듀얼 타입의 체크밸브를 장착하고, 푸쉬로드과 체크밸브에 유체이동통로를 마련하며, 압축공기를 이용하여 체크밸브를 개폐 작동시키고 유체이동통로를 통해 유체를 케이스 내측의 피스톤챔버와 서비스챔버 사이에 이동가능하게 유도함으로써, 기존의 외측에 돌출된 연결파이프를 삭제하여 케이스와 주변 부품간의 공간을 확보할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터(actuator)의 작동상태를 보여주는 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터를 보여주는 단면도
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 작동모드별 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터의 작동구조를 보여주는 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "당업자"라고 함)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터를 보여주는 단면도이다.

본 발명은 케이스(10)의 제1 및 제2챔버(11,12) 간에 유체이동통로를 챔버 내측에 마련함으로써 기존의 외부로 노출된 연결파이프를 삭제하여 주변 부품 간의 공간을 확보할 수 있는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터에 관한 것이다.

본 발명은 제1챔버(11)(통상 "피스톤챔버(11)"라고도 함)와 제2챔버(12)(통상 "서비스챔버(12)"라고도 함)를 가지는 케이스(10)와; 제1챔버(11)에 장착된 피스톤(15), 제1스프링(17), 릴리즈 볼트(53)와; 제2챔버(12)에 장착된 다이아프램(16), 제2스프링, 연결로드(14) 및 누름판(18)을 포함한다.

케이스(10)는 도면을 기준으로 우측방향으로 개구되며 대략 "U"자를 우측으로 눕힌 단면 형상으로 이루어진 제1케이스(10a)와, 중간에 격벽을 가지며 양쪽으로 개구된 대략 "I"자 단면 구조로 이루어진 제2케이스(10b)와, 좌측방향으로 개구되며 대략 "U"자를 좌측으로 눕힌 단면 형상으로 이루어지는 제3케이스(10c)로 구성된다.

상기와 같은 구조의 제1 내지 제3케이스(10a~10c)는 동일 축 선상으로 좌측, 중간, 우측에 각각 배치되어 전체적으로 대략 원통형의 외형을 가지며, 제2케이스(10b)의 좌측 테두리부가 제1케이스(10a)의 개구측 단부 안쪽에 삽입 결합되고, 제2케이스(10b)의 우측 테두리부와 제3케이스(10c)의 개구측 테두리부가 연결링에 의해 체결될 수 있다.

제1챔버(11)와 제2챔버(12)는 제2케이스(10b)의 격벽에 의해 케이스(10)의 내에 좌우로 각각 구획되고, 제1챔버(11)와 제2챔버(12)에 케이스(10)의 길이방향 축선 상으로 릴리즈 볼트(53)와 연결로드(14)가 각각 배치된다.

제1챔버(11) 및 제2챔버(12)는 공기를 수용할 수 있는 체적공간으로서, 각각 공기포트를 가지며, 공기포트를 통해 컴프레서에서 발생된 압축공기가 제1 및 제2챔버(11,12)에 충진될 수 있다.

피스톤(15)은 축방향 단면을 기준으로 우측 축방향으로 볼록한 곡면 구조를 가짐으로써, 공기저항을 최대한 많이 받아서 압축공기의 압력을 푸쉬로드(13) 및 누름판(18)에 효율적으로 전달할 수 있다.

피스톤(15)은 케이스(10)의 반경방향으로 배치되어, 제1챔버(11)의 좌우측 공간을 구획하고, 피스톤(15)의 테두리부는 제1케이스(10a)의 내측면에 축방향으로 슬라이드 가능하게 밀착되고, 오링(68)에 의해 제1케이스(10a)와 피스톤(15) 사이의 기밀을 유지할 수 있다.

또한, 피스톤(15)은 중심부에 형성된 관통홀과, 관통홀 주변에 형성된 돌출턱(15a)을 가지며, 관통홀을 통해 릴리즈 볼트(53)의 축부(52)가 관통되고, 돌출턱(15a)을 통해 푸쉬로드(13)의 일단부가 고정됨으로써, 피스톤(15)과 푸쉬로드(13)가 축방향으로 일체로 작동된다.

다이아프램(16)은 고무와 같은 탄성재질로 제작될 수 있고, 다이아프램(16)의 테두리부는 제2케이스(10b)의 우측 테두리부와 제3케이스(10c)의 테두리부 사이에 배치되고 연결링에 의해 체결된다.

다이아프램(16)의 중간부는 누름판(18)과 면접하게 고정되고, 다이아프램(16)이 압축공기의 압력을 받는 경우에 다이아프램(16)의 중간부와 테두리부 사이 부분이 경사지게 절곡된다.

제1스프링(17)은 제1케이스(10a)의 안쪽 면과 피스톤(15) 사이에 설치되어 피스톤(15)을 탄성적으로 지지한다.

예를 들면 피스톤(15)이 압축공기의 압력을 받는 경우에 우측 축방향으로 이동하고, 상기 압력이 해제되는 경우에 피스톤(15)은 원래 위치로 복귀한다.

릴리즈 볼트(53)는 아이들(IDLE) 타입으로 제1케이스(10a)의 축방향 중심부에 회전가능하게 장착된다.

다시 말해서 릴리즈 볼트(53)는 고정링(55)을 매개로 축방향 이동 없이 자유회전 가능하게 고정되며, 릴리즈 볼트(53)의 마운팅 구조를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1케이스(10a)는 축방향 중심부에 오목하게 형성된 리세스를 가지며, 리세스는 고정링(55)을 수용하여 끼움결합되는 홀 구조를 가지며, 고정링(55)이 제1케이스(10a)의 리세스에 안착 고정되고, 릴리즈 볼트(53)의 축부(52)가 고정링(55)을 축방향으로 관통하되 릴리즈 볼트(53)의 헤드부(51)가 고정링(55)에 걸림으로써 릴리즈 볼트(53)의 축방향 이동이 제한되고, 상기 헤드부(51)와 인접한 릴리즈 볼트(53)의 축부(52)가 고정링(55)에 의해 제자리에서 회전가능하게 지지됨으로써 릴리즈 볼트(53)가 축방향 이동 없이 제자리에서 회전가능하게 된다.

상기 릴리즈 볼트(53)는 피스톤(15)의 축방향 이동을 제한하기 위해 볼트 축부(52)에 체결되는 스퀘어 너트(56)와, 체크밸브(60)를 닫힘상태로 유지하기 위해 볼트(53)의 단부에 설치된 엔드부(54)를 가진다.

상기 스퀘어 너트(56)는 사각형의 외형을 가지는 너트(56)로서, 스퀘어 너트(56)가 제1다아이프램(15)의 돌출턱(15a)을 사이에 두고 릴리즈 볼트(53)의 헤드부(51)와 맞물리게 릴리즈 볼트(53)의 축부(52)에 체결되는 경우에 피스톤(15)은 제1케이스(10a)의 내측 끝에 고정되고, 릴리즈 볼트(53)의 엔드부(54)와 인접하게 체결되는 경우에 피스톤(15)이 케이스(10)의 안쪽 끝단과 릴리즈 볼트(53)의 엔드부(54) 사이에서 축방향으로 슬라이드 이동가능하다.

여기서, 차량에 장착하기 전이나 정비할 경우에 케이징(caging), 즉 스퀘어 너트(56)를 피스톤(15)의 돌출턱(15a)에 밀착되게 릴리즈 볼트(53)에 체결함으로써, 브레이크 액추에이터의 작동을 정지시킬 수 있다.

차량 장착 후 정상 주행 및 브레이크 작동을 위해서는 스퀘어 너트를 풀어서 피스톤(15)에 대한 스퀘어 너트(56)의 체결력을 해제시켜야 한다.

이를 위해, 스퀘어 너트(56)는 푸쉬로드(13)의 내부에서 회전작동이 제한되고 축방향으로 이동가능하게 장착되며, 릴리즈 볼트(53)가 아이들 타입으로 제자리에서 회전가능하게 장착됨으로써, 릴리즈 볼트(53)를 회전시키면 스퀘어 너트(56)가 피스톤(15)의 돌출턱(15a)에서 축방향으로 멀리 이동하게 되며, 이로 인해 피스톤(15)이 축방향으로 자유롭게 슬라이드 가능하다.

이때, 상기 스퀘어 너트(56)가 피스톤(15)에서 떨어져 스퀘어 너트(56)의 체결력이 해제되는 경우 제1스프링(17)의 탄성복원력에 의해 피스톤(15)이 축방향으로 이동됨으로 차량 브레이크를 작동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 푸쉬로드(13)는 내부에 릴리즈 볼트(53)를 수용할 수 있는 중공부(57)를 가지며 릴리즈 볼트(53)가 수용되는 방향으로 열려 있고, 릴리즈 볼트(53)의 헤드부(51)와 반대쪽 방향으로 닫혀 있는 원통형 튜브 구조로 이루어진다.

이러한 구조로 된 푸쉬로드(13)는 이의 일단부가 피스톤(15)의 중심부에 형성된 돌출턱(15a)에 고정되고, 이의 타단부가 제2케이스(10b)의 격벽 중앙에 형성된 관통홀에 슬라이드 가능하게 지지된다.

상기 푸쉬로드(13)는 케이스(10)의 내측에서 제1 및 제2챔버(11,12) 사이를 연결하는 유체이동홀(58)와, 정상 주행 시 및 브레이크 작동시 등에 따라 유체이동홀(58)를 개폐하는 듀얼 타입의 체크밸브(60)를 가진다.

본 발명의 일실시예에 따른 유체이동홀(58)는 푸쉬로드(13)의 닫힌 쪽 단부에 형성될 수 있고, 듀얼 타입의 체크밸브(60)는 유체이동홀(58)와 연통가능하게 유체이동홀(58)와 인접하게 설치될 수 있다.

듀얼 타입의 체크밸브(60)는 스프링의 탄성복원력과 압축공기의 압력에 의해 축방향으로 작동 및 개폐되는 밸브몸체(62) 및 2개의 볼밸브를 가지며, 이 밸브몸체(62)와 볼밸브를 이용하여 유체의 흐름을 바꿀 수 있다.

상기 체크밸브(60)는 푸쉬로드(13)의 길이방향 내측 단부에 고정되는 밸브하우징(61)과, 밸브하우징(61)의 내부에 축방향으로 이동가능하게 장착된 밸브몸체(62)와, 밸브몸체(62)의 내부에 축방향으로 이동가능하게 장착된 볼밸브를 포함한다.

밸브하우징(61)은 "U"자를 좌측으로 눕힌 단면형상을 가지며, 밸브하우징(61)의 개구부가 릴리즈 볼트(53)의 엔드부(54)를 향하도록 되어 있고, 밸브하우징(61)의 막힌쪽 저면은 볼트에 의해 푸쉬로드(13)에 체결된다.

그리고 밸브하우징(61)의 외부 측면과 저면에는 밀폐링(67)이 각각 설치되어, 밀폐링(67)에 의해 밸브하우징(61)과 푸쉬로드(13) 사이의 기밀을 유지할 수 있다.

또한, 상기 밸브하우징(61)의 개구측 단부에는 걸림턱(61b)이 내측 반경방향으로 돌출형성되고, 걸림턱(61b)의 내측에 스프링캡(61d)이 장착되어 스프링캡(61d)에 의해 제1밸브스프링(65)을 지지한다.

뿐만 아니라, 밸브하우징(61)의 걸림턱(61b) 안쪽으로 개구홈부(61c)가 밸브하우징(61)의 내측 벽면에서 두께방향으로 오목하게 형성되어, 개구홈부(61c)를 통해 유체가 밸브하우징(61)의 내측에서 푸쉬로드(13)의 중공부(57)측으로 배출될 수 있다.

밸브하우징(61)은 측면에 유체연결홀(61a)을 가지며, 유체연결홀(61a)을 통해 푸쉬로드(13)의 유체이동홀(58)과 연통된다.

이때, 푸쉬로드(13)의 유체이동홀(58)은 푸쉬로드(13)의 단부 모서리에 경사지게 형성되고, 밸브하우징(61)의 유체연결홀(61a)은 유체이동홀(58)과 직접 연결되는 것이 아니라 축방향으로 간격을 두고 형성되어, 유체이동홀(58)을 통해 유입된 압축공기가 밸브하우징(61)의 측면을 따라 왼쪽 축방향으로 이동하다가 유체연결홀(61a)을 통해 밸브하우징(61)의 내측으로 유입될 수 있다.

밸브몸체(62)는 밸브하우징(61)의 내부에 제1밸브스프링(65)(66)에 의해 탄성 지지되어 축방향으로 이동가능하게 장착된다.

상기 밸브몸체(62)는 동일축 선상으로 일체로 형성된 소직경부(62a)와 대직경부(62b)로 구성되고, 소직경부(62a)는 밸브하우징(61)의 개구부를 통해 입출가능하게 좌측에 배치되고, 대직경부(62b)는 밸브하우징(61)의 스프링캡(61d)(개구부 주변)에 제1밸브스프링(65)에 의해 축방향으로 탄성지지된다.

또한 소직경부와 대직경부(62b)는 내부에 각각 중공홈(62a')과 장착홈(62b')을 가지며, 중공홈(62a')과 장착홈(62b')에 듀얼타입의 제1 및 제2볼밸브(63a,63b)가 제2 및 제3밸브스프링(66,69)에 의해 탄성지지되어 축방향으로 이동가능하게 삽입 장착된다.

그리고, 소직경부(62a)의 중공홈(62a')와 대직경부(62b)의 장착홈(62b') 사이에는 스프링장착부(73)가 형성되고, 스프링장착부(73)의 가장자리부에 연통홀(74)이 형성되어,중공홈(62a')과 장착홈(62b') 사이를 유체가 이동할 수 있다.

또한, 소직경부(62a) 및 대직경부(62b)의 단부 내측에는 밸브캡(71)이 각각 삽입고정되고, 밸브캡(71)의 내부에 각각 제1 및 제2유체포트(70,72)가 형성되고, 소직경부(62a)는 제1유체포트(70)를 통해 푸쉬로드(13)의 중공부와 연통되고, 대직경부(62b)는 제2유체포트(72)를 통해 밸브하우징의 내부와 연통된다.

제2밸브스프링(66)은 제1볼밸브(63a)와 스프링장착부(73) 사이에 설치되어 제1볼밸브(63a)를 탄성지지하며, 제3밸브스프링(69)은 제2볼밸브(63b)와 스프링장착부(73) 사이에 설치되어 제2볼밸브(63b)를 탄성지지하고, 제2밸브스프링(66)과 제3밸브스프링(69)의 압축 및 팽창방향은 서로 반대로 된다.

이에 따라, 제1볼밸브(63a)는 제2밸브스프링(66)의 탄성복원력에 의해 소직경부(62a)의 제1유체포트(70)를 차단하고, 제2볼밸브(63b)는 제3밸브스프링(69)의 탄성복원력에 의해 대직경부(62b)의 제2유체포트(72)를 차단한다.

한편, 상기 대직경부(62b)는 측면에 반경방향으로 유체홀(64)을 가지고, 대직경부(62b)의 내부가 유체홀(64)을 통해 밸브하우징(61)의 내부와 연통된다.

또한, 대직경부(62b)의 외주면에는 제1 및 제2오링(68a,68b)이 유체연결홀(61a)을 사이에 두고 축방향으로 설치되고, 밸브하우징(61)과 밸브몸체(62)의 대직경부(62b) 사이의 기밀을 유지하는 역할을 한다.

상기 제1오링(68a)은 유체연결홀(61a)의 왼쪽(소직경부(62a)와 가까운 쪽)에 배치되고, 제2오링(68b)은 유체연결홀(61a)의 오른쪽(소직경부(62a)와 먼쪽)에 배치된다.

상기 체크밸브(60)의 작동상태를 설명하기로 한다.

소직경부(62a)가 밸브하우징(61)의 개구부를 통해 인출되는 경우에 제1오링(68a)과 밸브하우징(61)의 내벽면 사이에 발생되는 갭을 통해 유체홀(64)과 밸브하우징(61)의 개구홈부를 연결하고, 제2오링(68b)은 유체연결홀(61a)의 왼쪽으로 이동하여 유체연결홀(61a)을 통해 유입된 공기를 대직경부(62b)의 제2유체포트(72)로 유도한다.

반대로 소직경부(62a)가 제1밸브스프링(65)의 탄성복원력에 의해 원래 위치로 복귀하여 밸브하우징(61)의 개구부 안쪽으로 인입되는 경우에, 제1오링(68a) 및 제2오링(68b)은 밸브몸체(62)의 대직경부(62b)와 밸브하우징(61)의 내벽 사이의 기밀을 유지하고 밸브몸체(62)의 유체홀(64)과 밸브하우징(61)의 유체연결홀(61a) 사이의 연결할 수 있다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터의 작동상태를 작동모드별로 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터의 작동구조를 보여주는 단면도이다.

파킹(PARKING) 시

도 4에 도시한 바와 같이 차량을 파킹하기 위해 피스톤챔버(11) 내부에서 압축공기를 배출시킴으로써 차량브레이크를 작동시킬 수 있다.

상기 압축공기가 배출되면서 피스톤에 가해진 압축공기의 압력이 해제됨에 따라 피스톤(15)과 푸쉬로드(13)가 축방향으로 이동하고, 푸쉬로드(13)에 의해 다이아프램(16)이 우측 축방향으로 이동하고, 다이아프램(16)의 면접고정된 누름판(18)이 우측으로 이동하며, 서비스챔버(12)에서 연결로드(14)가 인출됨에 따라 클래비스(24)를 통해 연결로드와 연결된 차량 브레이크를 작동시킬 수 있다.

이때, 상기 피스톤챔버(11)에서 압축공기가 배출되면, 피스톤(15)의 축방향 이동으로 제1케이스(10a)와 피스톤(15) 사이의 체적공간이 팽창됨으로써, 피스톤챔버(11a) 내부에 부압이 발생한다.

상기 피스톤챔버(11a) 내부의 부압 발생으로 인해 제1스프링(17)의 탄성복원력과 반대방향으로 작용하여 제1스프링(17)에 의한 피스톤(15)의 이동을 방해할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 푸쉬로드 끝단 내부에 진공타입의 듀얼 체크밸브를 적용한다.

푸쉬로드(13) 내부에 장착된 듀얼 타입의 체크밸브(60)를 이용하여 개폐되는 피스톤챔버(11)와 서비스챔버(12) 사이의 내부유체흐름 경로를 살펴보기로 한다..

전술한 바와 같이 제1스프링의 탄성복원력에 의해 제1피스톤챔버(11a)의 체적이 팽창됨에 따라 제1피스톤챔버(11a)에 부압(대기압보다 낮은 진공압)이 발생되어 체크밸브(60)를 열림상태로 만들어 준다.

보다 상세하게는 도 5에 도시한 바와 같이 제1오링(68a)에 의해 밸브하우징(61)과 밸브몸체(62) 사이의 기밀이 유지된 상태에서 제1피스톤챔버(11a)의 부압에 의해 밸브하우징(61)의 개구홈부(61c)의 공기를 흡입함으로써, 체크밸브(60)의 밸브몸체(62)를 당겨서 축방향으로 인출시킨다.

이어서, 밸브몸체(62)의 외주면에 장착된 제1오링(68a) 및 제2오링(68b)이 좌측으로 이동하고, 상기 부압에 의해 제1오링(68a)과 밸브하우징(61) 사이에 발생된 갭과 유체홀(64)을 통해 밸브몸체(62)의 장착홈(62b')에 있는 공기를 흡입하여 체크밸브(60)의 제2볼밸브(63b)를 당김으로써, 푸쉬로드(13)의 중공부(57)와 유체이동홀 사이에 유체이동경로인 밸브하우징(61)의 개구홈부(61c), 밸브몸체(62)의 유체홀(64), 대직경부(62b)의 제2유체포트(72)를 확보할 수 있다.

상기와 같이 확보된 유체이동경로를 통해 체크밸브(60)가 열림상태로 되면, 제2피스톤챔버(11b)의 공기가 배출되는 동안 제2케이스(10b)와 다이아프램 사이의 공간(이하, "제1서비스챔버"라고 함)의 공기가 부압에 의해 체크밸브(60)와 푸쉬로드(13)의 중공부(57)를 통해 제1피스톤챔버(11a)로 이동함으로써, 제1서비스챔버의 대기압 공기가 제1피스톤챔버에 채워지면서 부압이 제거되는 것이다.

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 제2피스톤챔버(11b)에서 압축공기가 완전히 배출되면 제1피스톤챔버(11a)와 제1서비스챔버(12a) 간에 압력평형이 이루어지고, 밸브몸체(62)와 제2볼밸브(63b)가 제1밸브스프링(65)에 의해 원래위치로 복귀됨으로써 밸브몸체(62)의 유체홀(64)과 제2유체포트(72)를 차단하여 체크밸브(60)를 닫힘상태로 만든다.

상기와 같이 피스톤챔버(11)와 서비스챔버(12) 사이의 유체이동통로를 케이스(10) 외측에서 케이스(10) 내측으로 변경하여, 피스톤챔버(11)와 서비스챔버(12) 사이의 압력차이로 인한 유체흐름을 푸쉬로드(13)의 내부에 장착된 가압식 인터널 듀얼 밸브(60)로 유도함으로써 피스톤챔버(11a)의 부압 발생을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 푸쉬로드(13)의 내측 단부에 진공 타입의 듀얼 체크밸브(60)를 장착하고, 케이스 내측에 마련된 푸쉬로드(13)과 체크밸브(60)를 통해 피스톤챔버(11)와 서비스챔버(12) 사이의 유체를 케이스(10) 내측으로 이동가능하게 유도함으로써, 기존의 외측에 돌출된 연결파이프를 삭제하여 케이스(10)와 주변 부품간의 공간을 확보할 수 있다.

10 : 케이스 10a : 제1케이스
10b : 제2케이스 10c : 제3케이스
11 : 제1챔버(피스톤챔버)
11a : 제1피스톤챔버 11b : 제2피스톤챔버
12 : 제2챔버(서비스챔버)
12a : 제1서비스챔버 12b : 제2서비스챔버
13 : 푸쉬로드 14 : 연결로드
15 : 피스톤 15a : 돌출턱
16 : 다이아프램 17 : 제1스프링
18 : 누름판
51 : 헤드부 52 : 축부
53 : 릴리즈 볼트 54 : 엔드부
55 : 고정링 56 : 스퀘어 너트
57 : 중공부 58 : 유체이동홀
60 : 체크밸브 61 : 밸브하우징
61a : 유체연결홀 61b : 걸림턱
61c : 개구홈부 61d : 스프링캡
62 : 밸브몸체 62a : 소직경부
62a' : 중공홈 62b : 대직경부
62b' : 장착홈 63a : 제1볼밸브
63b : 제2볼밸브 64 : 유체홀
65 : 제1밸브스프링 66 : 제2밸브스프링
67 : 밀폐링 68a : 제1오링
68b : 제2오링 69 : 제3밸브스프링
70 : 제1유체포트 71 : 밸브캡
72 : 제2유체포트 73 : 스프링장착부
74 : 연통홀

Claims (5)

1. 삭제
2. 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터에 있어서,
   케이스(10)의 내에 좌우로 각각 구획되는 피스톤 챔버(11) 및 서비스 챔버(12);
   상기 피스톤 챔버(11)의 내부를 제1피스톤 챔버(11a)와 제2피스톤 챔버(11b)로 각각 좌우로 구획짓는 피스톤(15);
   상기 서비스 챔버(12)의 내부를 제1서비스 챔버(12a)와 제2서비스 챔버(12b)로 각각 좌우로 구획짓는 다이어프램(16);
   유체이동홀(58)을 가지고, 상기 유체이동홀(58)을 이용하여 파킹 시 제1피스톤챔버(11a)와 제1서비스챔버(12a) 사이에 유체를 이동시키는 푸쉬로드(13);
   상기 푸쉬로드(13)의 내부에 장착되고, 공기의 압력을 이용하여 유체이동홀(58)을 개폐하는 체크밸브(60);
   를 포함하고;
   상기 체크밸브(60)는 제1피스톤챔버(11a)와 제1서비스챔버(12a) 사이의 유체이동경로를 개폐하며,
   체크밸브(60)는
   유체연결홀(61a)을 통해 푸쉬로드(13)의 유체이동홀(58)과 연통되고, 개구홈부(61c)를 통해 푸쉬로드(13)의 중공부(57)와 연통되는 밸브하우징(61);
   상기 밸브하우징(61)의 내부에 제1밸브스프링(65)을 이용하여 이동가능하게 장착되는 밸브몸체(62);
   상기 밸브몸체(62)에 장착되어 밸브몸체(62)와 밸브하우징(61) 사이의 기밀을 유지하고, 상기 밸브몸체(62)의 이동에 따라 밸브하우징(61)의 개구홈부(61c) 및 유체연결홀(61a)을 개폐하는 제1 및 제2오링(68a,68b);
   을 포함하고, 파킹 시 제1피스톤챔버(11a)에 발생된 부압에 의해 밸브몸체(62)를 잡아당겨 제1서비스챔버(12a)의 공기가 푸쉬로드(13)의 유체이동홀(58), 밸브하우징(61)의 유체연결홀(61a) 및 개구홈부(61c)를 통해 제1피스톤챔버(11a)로 이동하는 것을 특징으로 하는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 밸브몸체(62)는 제1 및 제2오링(68a,68b) 사이에 반경방향으로 형성된 유체홀(64)을 가지고, 상기 유체홀(64)을 통해 밸브하우징(61)의 유체연결홀(61a)과 연통되는 것을 특징으로 하는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 체크밸브(60)는
   밸브몸체(62)의 내측 양단부에 형성되어, 상기 푸쉬로드(13)의 중공부(57) 및 유체이동홀(58)과 연통되는 제1 및 제2유체포트(70,72); 및
   제2 및 제3밸브스프링(66,69)을 이용하여 서로 반대방향으로 이동가능하게 장착되며, 상기 제1 및 제2유체포트(70,72)를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2볼밸브(63a,63b);
   를 더 포함하고, 파킹 시 제1피스톤챔버(11a)의 부압에 의해 제2볼밸브(63b)로 제2유체포트(72)를 개방하여 제1서비스챔버(12a)에서 제1피스톤챔버(11a)로의 유체 이동을 유도하고, 파킹 해제 시 제1피스톤챔버(11a)의 압축력에 의해 제1볼밸브(63a)로 제1유체포트(70)를 개방하여 제1피스톤챔버(11a)에서 제1서비스챔버(12a)로의 유체 이동을 유도하는 것을 특징으로 하는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 밸브몸체(62)는
   내부에 제1 및 제2볼밸브(63a,63b)를 각각 수용하는 중공홈(62a') 및 장착홈(62b');
   상기 중공홈(62a')과 장착홈(62b')을 구획하고, 연통홀(74)을 통해 중공홈(62a')과 장착홈(62b') 사이를 연통시키는 스프링장착부(73);
   제1 및 제2유체포트(70,72)를 각각 가지며, 상기 중공홈(62a') 및 장착홈(62b')에 각각 장착되어 제1 및 제2볼밸브(63a,63b)에 의해 개폐되는 밸브캡(71);을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공타입의 듀얼 밸브를 적용한 피스톤 타입의 브레이크 액추에이터.
   

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