KR101437303B1

KR101437303B1 - 트윈 매스터 실린더 조립체

Info

Publication number: KR101437303B1
Application number: KR1020137020631A
Authority: KR
Inventors: 마크 뱃칠러; 마이클 윌리엄슨; 데이비드 브루스 패리
Original assignee: 카알리슬 브레이크 프로덕츠 (유케이) 리미티드
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2014-09-02
Also published as: EP2154039A3; KR20130093694A; CN1906070A; CN101875352B; CN101875351B; WO2005051743A1; MXPA06005963A; EP1689625A1; ES2387774T3; KR101453223B1; PT1689625E; EP1689625B1; BRPI0416800B8; PT2154039E; HK1103061A1; HK1150273A1; EP2154039A2; JP4943856B2; EP2154039B1; ES2402695T3

Abstract

본체 내에 포함된 좌측 제1 챔버 및 본체 내에 포함된 좌측 제2 챔버를 갖는 좌측 직렬 매스터 실린더, 및 본체 내에 포함된 우측 제1 챔버 및 본체 내에 포함된 우측 제2 챔버를 지닌 우측 직렬 매스터 실린더를 지니며, 여기서 좌측 직렬 매스터 실린더는 우측 직렬 매스터 실린더와 독립적으로 작용할 수 있는 단일 통합체(single unitary body)를 갖는 트윈 매스터 실린더 조립체(twin master cylinder assembly)에 관한 것이다.

Description

트윈 매스터 실린더 조립체{Twin master cylinder assembly}

본 발명은 트윈 매스터 실린더 조립체, 특히 농업용 차량에 사용하기 위한 트윈 매스터 실린더 조립체에 관한 것이다.

트랙터와 같은 농업용 차량은 한쌍의 브레이크 장착된 후방 휠(braked rear wheel) 및 하나 이상의 전방 휠을 포함하는 것으로 공지되어 있다. 이러한 트랙터는 우측 브레이크 페달(right hand brake pedal) 및 좌측 브레이크 페달을 추가로 포함한다. 이러한 브레이크 페달은 함께 커플링(coupling)되어 조화롭게 작용하여 브레이크들이 적용되는 경우 양쪽 후방 휠이 동시에 및 균일하게 브레이킹되도록 할 수 있다.

브레이크 페달의 커플링을 해제함으로써, 우측 브레이크 페달을 단독으로 적용하여, 단지 우측 브레이크가 적용되도록 하고, 유사하게 좌측 브레이크 페달을 단독으로 적용하여, 좌측 후방 휠만이 적용되도록 할 수 있다. 단지 후방 우측 브레이크를 적용하는 동시에 전방 휠을 우측으로 완전하게 조정(steering)하여, 트랙터가 조정만을 사용하는 경우보다 더 예리하게 방향을 바꿀 수 있도록 한다. 이는 트랙터를 경작지의 시작 토지(즉, 경작지의 끝의 갈지 않은 땅 또는 담 근처)에서 쟁기와 같은 트랙터에 장착된 도구와 함께 회전시키는 경우 특히 유용할 수 있다.

각각의 휠이 결합된 브레이크를 갖는 한쌍의 후방 휠 및 한쌍의 전방 휠을 포함하는 기타 트랙터가 공지되어 있다. 당해 브레이킹 시스템은 모든 4개의 휠이 동시에 브레이킹되도록 한다. 이러한 브레이킹 시스템은 트랙터가 도로에서 사용되는 경우, 예를 들면, 경작지로부터 농장 건물로 운반하는 경우에 특히 도움이 된다.

본 발명의 목적은 차량이 도로에서 사용되고 단지 하나의 후방 우측 휠 또는 하나의 후방 좌측 휠이 완전히 브레이킹되도록 하는 경우, 예를 들면, 작동자의 선택에 따라 쟁기질하는 경우 양쪽 후방 휠 및 하나 이상의 전방 휠을 브레이킹하도록 하는 브레이킹 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 하나의 회로(circuit)가 실패하는 경우 다른 회로에 연결된 브레이크가 지속적으로 작용하여 비상 브레이킹(emergency breaking)을 제공하도록 하는 이중 회로 브레이킹 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 이제 첨부한 도면을 참조로 하여, 단지 예로써 기술할 것이다:

도 1은 도 3의 단면 선(XX)에서 취한, 본 발명에 따르는 트윈 매스터 실린더 조립체의 좌측 매스터 실린더 배열을 나타내는 횡단면도이다.
도 1a는 브레이크 페달의 개략도를 추가로 포함하는 도 1의 부분 확대도이다.
도 1b는 도 1의 부분 확대도이다.
도 2는 도 1의 화살표(Z)의 방향으로 취한 도 1의 트윈 매스터 실린더 조립체의 밑면도이다.
도 3은 도 1의 (Y)로 표시된 3개 부분에서 취한 절단부를 추가로 포함하는 도 1의 화살표(W)의 방향으로 취한 도 1의 트윈 매스터 실린더 조립체의 말단 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 바와 같고 추가로 결합된 성분들(개략적으로 도시됨)을 포함하는 트윈 매스터 실린더 조립체의 개략적인 등각 투영도이다.

도 1 내지 4와 관련하여, 당해 도면들에는 좌측 매스터 실린더 배열(52) 및 우측 매스터 실린더 배열(54)을 포함하는 트윈 매스터 실린더 조립체(51)이 도시되어 있다. 좌측 매스터 실린더 배열(52)의 성분들은 우측 매스터 실린더 배열(54)의 성분들과 사실상 동일하고, 이와 같이 단지 좌측 매스터 실린더 배열(52)이 상세하게 기술될 것이다.

도 1과 관련하여, 좌측 매스터 실린더 배열(52)의 횡단면도가 도시되어 있다. 좌측 매스터 실린더 배열(52)은 일반적으로 (56)으로 나타낸 좌측 부스터, 및 일반적으로 (58)로 나타낸 좌측 직렬 매스터 실린더를 포함한다.

부스터(56)의 목적은 푸시 로드(8; push rod)에 의해 적용된 페달 작용력(pedal effort)을 증가시키고 직렬 매스터 실린더(58)의 주 챔버 피스톤(21; primary chamber piston)에 증가된 부하를 적용하는 것이다. 부스터(56)의 작동은 다음과 같다:

트윈 매스터 실린더 조립체(51)은, 단일 성분으로서 형성되는 본체(1)을 포함한다. 당해 경우, 본체는 기계화된 캐스팅(machined casting)으로서 형성되지만 추가의 양태에서는 이러한 것이 필요하지 않다. 예를 들면, 당해 본체는 고체로부터 기계화될 수 있다. 본체(1)은 슬라이딩 가능하게 장착된 부스터 피스톤(3)인 부스터 보어(47; booster bore)를 포함한다.

부스터 피스톤(3)은 이격된 관계로 2개의 피스톤 랜드(3A) 및 (3B)를 포함한다. 랜드(3A)는 밀봉부(12A)를 포함하고 랜드(3B)는 밀봉부(12B)를 포함한다. 밀봉부(12A)와 밀봉부(12B) 사이에는 일련의 방사 배향된 홀(10; hole)이 존재한다. 환형 압력 챔버(60)는 밀봉부(12A)와 밀봉부(12B) 사이에 한정된다.

부스터 피스톤(3)의 보어(3C)내에는 밀봉부(11A) 및 (11B)를 이격된 관계로 포함하는 플룬저(4)가 슬라이딩 가능하게 장착된다. 플룬저(4)는 방사상으로 배향된 홀(4A) 및 중앙 보어(4B)를 포함한다. 플룬저(4)는 밀봉부(7)을 포함하는 원통형 돌출부(4C)를 포함한다. 푸시 로드(8)의 확대된 말단(8A)은 리쎄스(4D; recess)에 위치하고 콜러(4E; collar) 및 서클립(4F; circlip)에 의해 내부에 보유된다. 플룬저(4)는 도 1을 살펴보는 경우 부스터 피스톤(3)의 접합점(3D; abutment)에서 작용하는 스프링(14)에 의해 우측으로 기울어져 있다. 서클립(46)은 부스터 피스톤(3)에 대하여 플룬저(4)의 우측으로의 운동을 제한한다.

스피곳(5; spigot)는 부스터 보어(47)에서 수용되는 밀봉부(6)을 포함한다. 스피곳(5)은 플레이트(9)에 의해 적소에 지지되고, 원통형 돌출부(4C)를 슬라이딩 가능하게 수용하는 스피곳 보어(48)를 포함한다.

부스터 피스톤(3)은, 탱크 챔버(40)에 부스터 보어(3C)를 연결하는 일련의 방사상으로 배향된 홀(13)을 포함한다.

스프링(15)는 도 1을 관찰하는 경우 부스터 피스톤을 우측으로 편향시키는 작용을 하며 본체(1)의 환형 영역(1A)에 대하여 반응한다.

홀(2)은 환형 압력 챔버(60)를 압력 포트(62)로 연결한다. 압력 포트(62)는 좌측 및 우측 매스터 실린더 조립체(도 4에서 가장 잘 나타냄) 사이에 배치되며, 또한 홀(2')에 의해 우측 매스터 실린더 조립체의 환형 압력 챔버(60')(나타내지 않았음)에 연결된다. 홀(2) 및 (2')는 둘 다 천공시킴으로써 형성시킨다. 당해 홀들의 상부 말단은 본체(1)에서 형성되는 압력 포트(62)의 하부 영역에 존재하고 본체의 단일 압력 포트이다. 유리하게는, 이는 본체에서 홀(2) 및 (2')를 펌프(66)에 연결하기 위해서는 단지 하나의 연결이 필요하다는 것을 의미한다.

탱크 챔버(40)는 홀(22)에 의해 탱크 포트(64)에 연결된다. 탱크 포트(64)는 좌측 및 우측 매스터 실린더 조립체(도 4에 가장 잘 나타냄) 사이에 위치하고, 또한 홀(22')에 의해 우측 매스터 실린더 조립체의 탱크 챔버(40'; 나타내지 않았음)에 연결된다. 홀(22) 및 (22')는 둘 다 천공 홀이며, 이의 상부 말단은, 본체(1)에 형성되고 본체의 유일한 탱크 포트인 탱크 포트(64)의 기저부에서 종결된다. 유리하게는, 이는 본체에서 홀(22) 및 (22')를 탱크에 연결하기 위해서는 단지 하나의 연결이 필요하다는 것을 의미한다.

도 1은 좌측 브레이크 페달(79)와 우측 브레이크 페달(79')를 도식적으로 설명한다. 또한, 브레이크 페달을 함께 선택적으로 커플링할 수 있거나, 또는 페달을 커플링 해제시켜서, 하나의 페달이 다른 페달에 대하여 독립적으로 운동하여 하기에 추가로 설명하는 바와 같이 우측 후방 브레이크 또는 좌측 후방 브레이크를 선택적으로 적용시킬 수 있도록 하는 결합 시스템(90; linking system)(선행 기술에 공지된 바와 같음)이 개략적으로 예시되어 있다.

좌측 부스터(56)의 작동은 다음과 같다:

엔진 구동된 유압 펌프(66; hydraulic pump)는 가압된 유압 유체를 압력 포트(62) 및 홀(2)을 통해 환형 압력 챔버(60)로 공급한다.

도 1은 수동 상태에 있는 경우, 즉 브레이크가 적용되지 않은 경우 각종 성분들의 위치를 나타낸다. 환형 압력 챔버(60)내의 가압된 유압 유체는 밀봉부(12A), (12B), (11A) 및 (11B)에 의해 트랩핑(trapping)된다. 홀(10A)가 환형 압력 챔버(60)과 부스터 피스톤 보어(3C) 사이의 유체 교통을 허용하지만, 밀봉부(11A) 및 (11B)는 밀봉부를 지난 당해 유체의 이탈을 방지하도록 함을 주목해야 한다.

좌측 브레이크 페달(79)의 작동은 단독으로나 우측 브레이크 페달(79')과 함께, 푸쉬 로드(8)이 도 1에서 보는 경우 좌측으로 운동하도록 하여, 플룬저(4)를 부스터 피스톤(3)에 대하여 좌측으로 이동시킨다(따라서 스프링(14)를 압축시킨다). 후방 밀봉부(11B)는 위로 통과하여 부스터 피스톤(3)에서 홀(10)을 개방하며, 가압 유체가 홀(4A)을 통해 플룬저(4)의 중앙 보어(4B)로 공급되도록 한다. 동시에 전방 밀봉부(11A)는 상부로 통과하여 홀(13)을 폐쇄하여, 유압 유체가 탱크 챔버(40)으로 이탈하는 것을 방지한다. 유압 압력은 부스터 피스톤에서 작동하여 이를 전방(도 1에서 관찰하는 경우 좌측)으로 진행시키고 이러한 힘은 푸쉬 로드(8)로 적용된 페달 하중을 보충하는 작용을 한다.

푸쉬 로드(8)에 적용된 특별한 하중에 있어서, 평형 위치가 성취될 것이며, 이에 따라 밀봉부(11A) 및 (11B)는 홀(13) 및 (10)을 각각 밀봉할 것이며, 제1 챔버 피스톤(21)에 가해진 하중은 푸쉬 로드(8)에 가해진 하중을 부스트 비(boost ratio)와 곱한 것과 동일할 것이다. 푸쉬 로드(8)에 가해진 하중이 증가하는 경우, 밀봉부(11B)는 다시 홀(10)을 개방하여 추가로 가압된 유체가 중앙 보어(4B)로 공급되어 제1 챔버 피스톤(21)에 가해진 힘을 증가시킨다. 푸시 로드(8)에 가해진 하중이 감소하는 경우, 플룬저(4)는 약간 우측으로 이동하여 밀봉부(11A)가 홀(13)을 개방함으로써 가압된 유압 유체의 일부가 탱크 챔버(40) 속으로 이탈되도록 한다. 탱크 챔버(40)는 홀(22) 및 탱크 포트(64)를 통해 탱크(68)로 배출됨을 주목해야 한다. 브레이크가 완전히 해제되는 경우, 성분들은 도 1에 나타낸 바와 같은 위치로 복귀된다. 이러한 위치에서 홀(13)은 개방되어 중앙 보어(4B)가 탱크로 통기되도록 함을 인지하여야 한다.

좌측 직렬 매스터 실린더(58)의 각종 성분들의 설명은 다음과 같다:

본체(1)의 전방 말단은 직경(39A)의 보어(39)를 포함한다. 후방 좌측 브레이크 포트(35)는 보어(39)의 전방을 향해 위치한다. 정렬 핀(25)은 하부 말단(25A)를 갖고, 이는 보어(39) 내로 돌출된다. 보어(39)의 후방으로는 탱크 챔버(40)에 보어(39)를 연결하는 자체 블리드 홀(23; self bleed hole)이 존재한다.

보어(39)내에는, 일반적으로 원통형 피스톤 벽(21A) 및 말단 면(21B)를 포함하는 제1 챔버 피스톤(21)이 슬라이딩 가능하게 장착된다. 피스톤 벽(21A)는 전방 말단의 챔버(21C), 종방향 슬롯(24) 및 밀봉부(18)를 포함한다. 말단 면(21B)은, 유체를 탱크 챔버(40)으로부터 제1 챔버 피스톤내의 영역(21D)으로 통과시키지만 유체가 영역(21D)로부터 탱크 챔버(40)으로 유동되지 않도록 하는 일방 회복 밸브(17; one way recuperation valve)을 포함한다.

영역(70)은 보어(39)와 튜브(29) 사이에 한정되며 슬롯(24)를 통해 영역(21D)와 유체교통 상태(fluid communication)에 있다. 영역(70, 21D) 및 슬롯(24)은 함께 제1 챔버(34)를 한정한다. 제1 챔버 피스톤(21)은 보어(39) 내에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 정렬 핀(25)은 슬롯(24)와 맞물려서 보어(39) 내의 제1 챔버 피스톤(21)의 정확한 회전 정렬을 유지시킨다.

튜브(29)는 직경(38A)의 보어(38)을 갖는 일반적으로 원통형인 벽(29A)를 포함한다. 튜브(29)는 말단 면(29B)를 추가로 포함한다. 벽(29A)은 홀(41)을 통해 전방의 공통 브레이크 포트(36)과 영구적 유체 연결상태에 있는 일련의 방사상 배향된 홀(37)을 포함한다. 밀봉부(31)는 홀(37)의 한쪽 면에 제공되어 원통형 벽(29A)을 본체(1)에 밀봉시킨다.

원통형 벽(29A)은 제1 챔버(34)와 보어(38)를 유압적으로 연결하는 일련의 방사상으로 배향된 자체 블리드 홀(33)을 포함한다.

보어(38) 내에는, 피스톤 랜드(27A), 피스톤 랜드(27B), 신장 보스(27C; elongate boss) 및 신장 보스(27D)를 포함하는 제2 피스톤(27)이 슬라이딩 가능하게 장착된다.

밀봉부(28)는 랜드(27A)와 랜드(27B) 사이에 장착되며, 제2 피스톤(27)을 튜브(29)의 보어(38)에 밀봉시키는 작용을 한다.

제2 피스톤(27), 원통형 벽(29A) 및 말단 면(29B)는 함께 제2 챔버(32)를 한정한다. 스프링(30)은 후방 말단 인접 랜드(27B) 및 전방 말단 인접 말단 면(29B)를 갖는 신장 보스(27D) 상에 장착된다. 스프링(30)은 제2 피스톤(27)을 도 1에서 관찰하는 경우 우측으로 편향시키는 작용을 하며, 원통형 벽(29A)의 홈(groove)에 장착된 서클립(26)은 제2 피스톤(27)의 운동을 튜브(29)에 대하여 우측으로 제한한다.

스프링(20)은 제1 챔버 피스톤(21)의 전방 말단 인접 랜드(27A) 및 후방 말단 인접 말단 면(21B)을 갖는 신장 보스(27C) 상에 장착된다.

스프링(20)은 스프링(30)과 비교하는 경우 비교적 고속의 스프링이다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 스프링(20)은 사실상 제로 예압(zero preload)하에 있다.

좌측 직렬 매스터 실린더(58)의 작동은 다음과 같다:

상기 언급한 바와 같이, 좌측 브레이크 페달(79)가 우측 브레이크 페달(79')과 연합하여 적용되는 경우, 푸시 로드(8)는 도 1을 관찰하는 경우 좌측으로 이동하며, 이로써 다시 부스터 시스템이 부스터 피스톤(3)을 좌측으로 이동시킨다. 부스터 피스톤(3)의 말단(3E)은 제1 챔버 피스톤(21) 상에서 직접 작용하여 이를 좌측으로 이동시킨다. 제1 챔버 피스톤(21)을 좌측으로 초기에 이동시키면 밀봉부(18)이 자체 블리드 홀(23) 위로 통과하여, 제1 챔버(34) 및 제2 챔버(32)에서 유압 유체의 고정된 용적을 트랩핑(trapping)시킨다. 스프링(20)이 스프링(30) 보다 더 높은 속도를 갖기 때문에, 제1 챔버 피스톤(21)이 좌측으로 이동함에 따라, 스프링(20)은 제2 피스톤(27)을 좌측으로 이동시켜서 스프링(30)을 압축시키고 밀봉부(28)이 홀(33) 위로 통과하도록 한다. 홀(33) 위로 통과하는 밀봉부(28)의 작용은 제2 챔버에서 유압 유체의 특정 용적을 트랩핑시킨다.

따라서, 일단 밀봉부(18)이 자체 블리드 홀(23)을 통과하고 일단 밀봉부(28)이 홀(33)을 통과하면(브레이크의 초기 적용을 따름), 제1 챔버(34)내에 고정된 용적의 유압 유체가 존재하고, 또한 제2 챔버(32) 내에 고정된 용적이 존재한다는 것을 인지할 것이다. 제1 챔버 피스톤을 좌측으로 연속적으로 이동시키면(즉, 브레이크의 연속된 적용), 제1 챔버(34)를 가압시키고 후방의 좌측 브레이크가 적용되도록 한다.

제2 피스톤을 좌측으로 이동되도록 하는 제2 피스톤 상의 힘은, 제1 챔버 내의 유압 유체 압력의 결과 및 또한 부분 압축 스프링(20)의 결과임을 인지할 것이다. 따라서, 피스톤(27)은, 상기 힘이 제2 챔버에서의 압력 및 스프링(30)에 의해 가해진 힘에 의해 균형을 이룸에 따라 이러한 시간까지 좌측으로 이동하게 된다. 따라서, 제1 챔버 피스톤(21)을 좌측으로 이동시키면 제1 챔버를 가압시키게 되며 또한 제2 챔버도 가압시키게 된다는 것을 알 수 있다. 제2 챔버의 가압은, 아래에 추가로 기재된 바와 같이, 전방 브레이크가 적용되도록 할 것이다.

상기한 바와 같이, 우측 매스터 실린더 배열(54)는 좌측 매스터 실린더 배열(52)와 사실상 동일하고, 동일한 성분들을 포함한다. 참조의 용이성을 위하여, 우측 매스터 실린더 배열(54)의 유사한 성분/특징물은, 어포스트로피(')를 부가한 것을 제외하고는, 좌측 매스터 실린더 배열의 이들의 동등한 성분/특징물들과 동일하게 표시하였다.

도 2, 3 및 4와 관련하여, 트윈 매스터 실린더 조립체(51)는 우측 매스터 실린더 배열(54)를 따라 장착된 좌측 매스터 실린더 배열(52)을 갖는다. 후방 좌측 브레이크 포트(35)는 유압 라인(72)를 통해 후방 좌측 휠(74)의 후방 좌측 브레이크(73)로 연결된다. 유사한 방식으로, 후방 좌측 브레이크 포트(35')는 유압 라인(72')를 통해 후방 우측 휠(74')의 후방 우측 브레이크(73')로 연결된다. 홀(41) 및 (41')는 제2 챔버(32) 및 (32')를 각각 공통 브레이크 포트(36)에 연결시킨다. 유압 라인(75), (76) 및 (76')는 공통 브레이크 포트(36)를 전방 좌측 휠(78)의 전방 좌측 브레이크(77) 및 전방 우측 휠(78')의 전방 우측 브레이크(77')와 연결시킨다. 좌측 제2 챔버 및 우측 제2 챔버는 둘다 공통 브레이크 포트(36)과 유체 교통상태에 있고 이러한 공통 브레이크 포트는 단일 통합체(single unitary body)를 형성한다. 더구나, 이러한 공통 브레이크 포트(36)는 전방 브레이크를 제공하는 본체상의 유일한 브레이크 포트이다. 따라서, 유리하게는 단지 단일 연결이, 본체가 명백히 유리한 양쪽 전방 브레이크를 공급하는데 필요하다.

도 3과 관련하여, 우측 및 좌측 브레이크 페달이 함께 커플링되어 동시에 적용되는 경우 좌측 제1 챔버(34)를 우측 제1 챔버(34')와 연결하는 작용을 하는 밸브 배열(80)[균형 밸브 조립체로서도 공지됨]이 도시되어 있다. 이 밸브는 또한, 브레이크 페달이 커플링 해제되고 단지 우측 브레이크 페달만이 적용되거나 단지 좌측 브레이크 페달만이 적용되는 경우 제1 챔버(34')로부터 제1 챔버(34)를 분리하는 작용을 한다.

밸브 조립체(80)는 좌측 밸브(81) 및 우측 밸브(81')를 포함하며, 이들 둘 다는 동일하다. 밸브(81)는 돔형 말단(83; domed end)을 갖는 밸브 핀(82), 및 밀봉 면(43A)을 갖는 탄성체성 원통형 밀봉부(43)가 장착되는 랜드(84; land) 및 (85)를 포함한다. 이 밸브 핀은 밀봉부(43)이 맞물리는 스텝(87)에서의 밀봉 면을 갖는 스텝형 보어(86; stepped bore)를 갖는다.

스텝형 보어(86) 및 (86')는 둘 다 단일의 통합체를 천공함으로써 형성된다. 이 경우, 보어는 서로에 대하여 90°의 각도로 천공되지만, 추가의 양태에서는 이러한 것이 필요하지 않다. 유리하게는, 밸브 조립체(80)는 단지 단일 리테이너(45; single retainer)[이하에 나타냄]를 필요로 한다.

본체(1)는 서클립(44)에 의해 적소에 지지되는 리테이너(45)에 의해 차단되는 개구(89)를 갖는 리쎄스(88)을 포함한다. 탄성체성 밀봉부(42)는 리테이너(45)를 둘러싸서 오일 누출을 방지한다. 이러한 리테이너(45)는, 밸브 핀(82)이 스텝형 보어(86)에 보유되는 것을 보장하기 위해 랜드(85)에 대하여 인접부(abutment)로서 작용하는 원추대 영역(45A; frustoconical region)을 갖는다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 랜드(85)는 인접하는 원추대 영역(45A)이고 밀봉 면(43A)은 스텝(87)의 밀봉 면과 접촉하지 않는다. 따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 밸브(81)는 개방되어, 제1 챔버(34)와 영역(88) 사이의 유체 교통을 허용한다(밸브 핀(82) 및 탄성체성 밀봉부(43)이 스텝형 보어(86)의 각각의 영역에서 느슨한 조립(loose fit)이기 때문임).

도 3으로부터, 랜드(85')는 원추대 영역(45A)와 접촉하며, 이에 따라 밸브(81') 또한 개방되는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 좌측 제1 챔버(34)는 밸브 조립체(80)를 통해 우측 제1 챔버(34')에 유압적으로 연결된다.

도 1b에서 가장 잘 나타낸 바와 같이, 스텝형 보어(86)는, 제1 챔버 피스톤(21)이 휴지 위치(rest postition)에 있는 경우 챔버(21C)의 바로 전면에 위치한다. 브레이크 페달(79) 및 (79')가 결합 시스템(90)을 통해 연결되고 브레이크가 적용되는 경우, 좌측 제1 챔버 피스톤(21) 및 우측 제1 챔버 피스톤(21')는 둘 다 동시에 전방으로 이동하며, 챔버(21C)는 돔형 말단(83)과 함께 밸브(81)이 개방되도록 보장한다. 유사하게, 좌측 제1 챔버 피스톤(21')의 챔버(21C')는, 돔형 말단(83')와 함께 우측 밸브(81')가 개방되도록 한다. 밸브(81) 및 밸브(81')는 둘 다 개방되기 때문에, 이후에 밸브 조립체(80)는 전체적으로 개방되어, 좌측 제1 챔버(34)와 우측 제1 챔버(34') 사이에 유체가 교통되도록 한다. 이러한 유압적 교통은, 제1 챔버들 둘 다가 브레이킹 동안에 동일한 압력에서 유지되고, 이에 따라 후방 브레이크(73) 및 (73')가 동일한 정도로 적용되어, 차량이 브레이킹 동안 우측 또는 좌측으로 방향을 바꾸는 경향이 없도록 보장한다.

그러나, 브레이크 페달이 연결되지 않고 브레이크 페달 중의 단지 하나, 예를 들면, 좌측 브레이크 페달(79)만이 적용되는 경우, 단지 좌측 제1 챔버 피스톤(21)만이 진행되고 단지 좌측 밸브(81)만이 개방된다. 우측 제1 챔버 피스톤(21')은 이의 휴지 위치에 있을 것이다. 좌측 제1 챔버 피스톤이 진행됨에 따라, 좌측 제1 챔버(34)는 가압되고, 이는 다시 좌측 스텝 보어(86)을 통해 리쎄스(88)을 가압시킬 것이다. 리쎄스(88)을 가압시키면 우측 밸브(81)이 폐쇄되어 가압된 유압 유체가 좌측 제1 챔버(34)로부터 이탈되는 것을 방지하게 되며, 이에 따라 좌측 후방 브레이크(73)가 적용되도록 한다.

유사하게, 단지 우측 브레이크 페달을 작동시키면 우측 밸브(81')가 개방되도록 하지만, 좌측 밸브(81)을 폐쇄시켜서, 단지 후방 우측 브레이크(73')가 적용되도록 한다.

상기한 바와 같이, 두 개의 브레이크 페달이 결합 시스템(90)을 통해 결합되는 경우, 밸브 조립체(80)이 개방되고, 이에 따라 좌측 제1 챔버(34)에서의 압력이 우측 제1 챔버(34')와 동일해진다. 제2 챔버(32) 및 (32')와 관련하여, 이들 챔버는 전방 공통 브레이크 포트(36)에서 만나는 홀(41) 및 (41')를 통해 서로 영구적으로 연결된다. 따라서, 이들 제2 챔버(32) 및 (32')는 항상 압력 균형된다.

이 경우, 홀(41) 및 (41')는 천공 홀이며 이들은 64°로 서로에 대하여 각을 이룬다. 도 3에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 홀(41)의 최상부는 전방 공통 브레이크 포트의 기저부에서 종결된다. 이러한 방법으로 홀들을 배열함으로써, 양쪽 홀들은 천공시키고 이들을 여전히 단일의 전방 공통 브레이크 포트(36)과 유체 교통되도록 할 수 있다.

브레이크 페달이 결합되지 않고, 좌측 브레이크 페달(79)이 적용되는 경우, 상기한 바와 같이, 좌측 후방 브레이크(73)는 적용되지만, 우측 후방 브레이크(73')는 적용되지 않을 것이다. 이러한 상황하에, 전방 브레이크(77) 또는 (77') 중의 어느 것도 하기 설명된 이유로 적용되지 않을 것이다.

좌측 브레이크만이 적용되는 경우, 좌측 제1 챔버 피스톤(21)은 진행되는 반면, 우측 제1 챔버 피스톤(21')은 이의 휴지 위치에 있을 것이다. 좌측 제1 챔버 피스톤(21)이 진행됨에 따라, 밀봉부(18)은 자체 블리드 홀(23) 위로 통과할 것이며 밀봉부(28)은 홀(33) 위로 통과할 것이다.

그러나, 우측 제1 챔버 피스톤(21')은 정지 상태로 있기 때문에, 우측 자체 블리드 홀(23')는 또한 개방된 채로 있으며 우측 제1 챔버(34)는 탱크(68)과 유체 연결 상태로 있을 것이다. 밸브 조립체(80)이 폐쇄될 것이기 때문에, 밸브 조립체(80)를 통한 좌측 제1 챔버(34)로부터 우측 제1 챔버(34')로의 유체 이동은 없을 것이다. 따라서, 우측 제1 챔버는 이러한 경로로 가압될 수 없으며, 따라서 우측 제2 피스톤(27')이 진행되는 경향은 없을 것이다. 따라서, 우측 자체 블리드 홀(33')은 또한 개방된 채로 있을 것이다. 좌측 제2 피스톤(27)이 진행됨에 따라, 유압 유체는 좌측 제2 챔버(32)로부터 좌측 홀(41)을 통해, 우측 홀(41')을 통해, 우측 제2 챔버(32')를 통해, (개방) 우측 홀(33')을 통해, 우측 제1 챔버(34')를 통해, (개방) 우측 자체 블리드 홀(23')를 통해 우측 탱크 챔버(40')로, 그리고 궁극적으로 탱크(68)로 진행되도록 할 것이다. 따라서, 제2 챔버(32) 및 (32') 둘 다가 탱크에 연결되기 때문에, 어떠한 것도 가압될 수 없으며, 따라서 전방 브레이크(70) 또는 (70') 중의 어느 것도 적용되지 않을 것이다.

브레이크 페달의 죔쇠를 끄르고, 좌측 브레이크 페달이 강하게 적용되어, 후방 좌측 브레이크가 적용되는 경우, 제1 챔버(34)에 상당한 압력이 발생될 것이다. 이러한 압력은 스프링(30)에 의해 적용된 스프링 힘을 극복하는 데 충분할 수 있다. 이러한 상황하에서, 제2 피스톤(27)은 제2 피스톤(27)의 말단(27E)이 튜브(29)의 말단 면(29B)에 접함에 따라 이러한 시간까지 도 1에서 보는 경우 좌측으로 이동할 것이다. 따라서, 제2 피스톤(27)은 완전 스트로크되며, 피스톤(27)을 완전히 스트로크하는 데 필요한 유압 유체의 용적은 제1 피스톤(21)에 의해 제공된다. 따라서, 직경(39A) 및 (38A)의 비는 피스톤(27)을 완전히 스트로크하고 여전히 각각의 후방 브레이크를 정상으로서 적용하기에 충분한 용적을 제공하도록 설계된다. 예를 들면, 제2 피스톤(27)을 완전히 스트로크하기 위해서는 10mm 스트로크의 제1 피스톤(21)이 필요할 수 있다. 이러한 상황하에서, 제1 피스톤(21)은 30mm의 총 스트로크로 설계될 수 있다. 따라서, 이는 후방 좌측 브레이크를 작동시키기 위해서 제1 피스톤(21)의 20mm의 리저브 스트로크(reserve stroke)를 제공한다.

따라서, 당해 시스템은 작업자의 선택에 따라, 모두 4개의 브레이크가 동시에 적용되도록 하거나, 후방 좌측 브레이크가 분리되어 적용되도록 하거나, 또는 후방 우측 브레이크가 분리되어 적용되도록 하는 것을 인지할 것이다.

브레이크가 해제되는 경우, 제1 챔버 또는 제2 챔버내의 압력이 대기압 이하로 순간적으로 강하되는 위험이 존재한다. 이러한 현상이 발생하면, 공기가 시스템 내로 흡입될 수 있는 위험이 존재한다. 이러한 위험을 피하기 위하여, 트윈 매스터 실린더 조립체(51)은 다음과 같이 각종 일방 밸브를 포함한다:

위에서 언급한 바와 같이, 밸브(17)는, 제1 챔버 피스톤(21)이 도 1에 나타낸 바와 같은 위치로 복귀함에 따라 유압 유체가 좌측 탱크 챔버(40)로부터 좌측 제1 챔버(34)로 유동되도록 한다. 상응하는 우측 밸브(17')는, 우측 제1 챔버 피스톤(21')이 이의 휴지 위치로 복귀됨에 따라 유압 유체가 우측 탱크 챔버(40')로부터 우측 제1 챔버(34')로 유동되도록 한다. 따라서, 밸브(17) 및 (17')는 이의 상응하는 제1 챔버 내의 압력이 대기압 이하로 강하되지 않도록 보장한다.

단일 밸브(50)는 유압 유체가 좌측 탱크 챔버(40)로부터 유동하여 좌측 제2 챔버(32) 및 우측 제2 챔버(32') 둘 다를 작용시키도록 한다. 이러한 밸브는 제2 챔버(32) 또는 (32') 내의 압력이 다음과 같이 대기압 이하로 강하되지 않도록 보장한다:

본체(1)는 당해 본체(1)에 천공된 수평 홀(49)[또한, 일방 밸브 통로로서 공지됨]을 포함하고 밸브 본체의 수평 중앙선(A)에 위치하며 좌측 및 우측 매스터 실린더 조립체 사이의 대략 중간에 위치한다. 도 2에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 홀(49)의 중앙선(B)은 밸브 본체(1)의 수직 중앙선(C)의 좌측으로 약간 오프셋(offset)된다. 이러한 오프셋은, 홀(49)의 스텝 다운 말단(49A; stepped down end)이 좌측 탱크 챔버(40) 속으로 브레이킹됨을 의미한다.

본체(1)의 전방 말단에는 원통형 리세쓰(91)이 존재하며, 이의 축은 수평 중앙선(A) 및 수직 중앙선(C)와 일치한다. 리쎄스(91)는 탄성체성 밀봉부(93)를 갖는 플러그(92)에 의해 밀봉되며, 이러한 플러그는 당해 리쎄스(91)의 홈(95)에 장착되는 써클립(94)에 의해 적소에 유지된다. 수직 홀(96)은 공통 전방 브레이크 포트(36)을 리쎄스(91)와 연결한다. 리쎄스(91)은 홀(49)와 다시 연결된다.

제2 챔버의 쌍이 제공되어 전방 브레이크를 작동시키는 경우, 브레이크가 해제될 때 공기가 제2 챔버와 연합된 회로로 공급되지 않는 것을 보장하기 위해 단지 단일의 일방 밸브가 필요하다는 사실을 본 출원인이 처음으로 실현한다.

밸브(17), (17') 및 (50)이, 브레이크가 해제되는 속도를 포함하는 수개의 인자에 따라 개방되는지 개방되지 않는지를 주목하라. 브레이크가 서서히 해제되면, 밸브(17), (17') 및 (50) 중의 어느 것도 개방되지 않을 것이다. 그러나, 일단 브레이크가 완전히 해제되고 트윈 매스터 실린더 조립체가 이의 휴지 위치에 있게 되면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 자체 블리드 홀(34), (34'), (23) 및 (23')는 항상 개방될 것이다. 사용시 분명하게, 브레이크 라이닝은 마모될 것이다. 브레이크에 자체 조정 메카니즘이 제공되어 이러한 마모를 보완하는 경우, 각각의 유압 회로, 예를 들면, 후방 브레이크에 작용하는 유압 회로, 또는 전방 브레이크에 작용하는 유압 회로에 필요한 유압 유체의 용적은 증가될 것이다. 이러한 용적의 증가는 자체 블리드 홀에 의해 수용될 수 있는 데, 이는 시스템이 이의 휴지 위치로 복귀되는 경우에는 언제나, 자체 블리드 홀이 개방되고 탱크에 연결되기 때문이다. 유사하게, 유압 유체의 팽창 및 수축은 자체 블리드 홀에 의해 수용될 수 있다.

본 발명의 시스템은 특정 실패 모드(failure mode)하의 비상 브레이킹을 제공한다.

따라서, 결합된 양쪽 브레이크 페달을 사용함에 있어, 브레이크가 적용될 때 유압 라인(72)가 실패하는 경우, 제1 챔버(34) 내의 유압 유체는 이탈될 것이며, 제1 챔버의 압력은 0으로 강하될 것이다. 두개의 제1 챔버 피스톤(21) 및 (21')가 진행되기 때문에, 밸브 조립체(80)은 개방될 것이며, 우측 제1 챔버(32') 내의 압력은 또한 0으로 강하될 것이다. 이러한 상황하에서, 후방 브레이크 중의 어느 것도 적용되지 않을 것이다.

그러나, 제1 피스톤(21)은, 제1 피스톤(21)의 말단 면(21B)가 제2 피스톤(27)의 말단(27F)(따라서 폐쇄 거리(19))을 접촉함에 따라 이러한 시간까지 진행을 계속한다. 이러한 접촉은, 제2 피스톤(27)이 진행되어 전방 브레이크를 적용시키는 것을 보장할 것이다. 상응하는 거리(19')는 또한 우측 제1 챔버(21)과 우측 제2 피스톤(27) 사이에서 폐쇄될 것이고, 따라서 제2 피스톤(27) 및 (27') 둘 다는 조화롭게 진행되어 전방 브레이크를 적용시킬 것이다.

브레이크 패드가 결합되고 브레이크가 적용되며 유압 라인(75)가 실패하는 경우, 양쪽 제2 챔버(32) 및 (32') 둘 다에서 유압 유체는 이탈하고 양쪽 제2 챔버내의 압력은 0으로 저하될 것이며, 전방 브레이크를 적용할 수 없을 것이다. 그러나, 양쪽 후방 브레이크는 계속해서 작용하게 된다. 특히, 충분한 페달 힘을 사용하는 경우, 제1 챔버(34) 및 (34') 내의 압력은 상응하는 스프링(30) 및 (30')를 극복하기에 충분할 것이며, 이에 따라 제2 피스톤(27) 및 (27')를 완전히 스트로킹하게 된다. 그러나, 이러한 상황하에서(상기한 예를 고려하여), 각각의 제1 챔버 피스톤에 대하여 20mm의 리저브 트래블(reserve travel)이 여전히 존재하여 양쪽 후방 브레이크가 적용되도록 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 양쪽 브레이크를 초기에 적용하는 동안, 밀봉부(18) 및 (18')은 이들의 각각의 블리드 홀(23) 및 (23')을 통과한다. 유사하게, 밀봉부(28) 및 (28')는 이들의 각각의 자체 블리드 홀(33) 및 (33')를 통과한다. 일단 이것이 발생하면, 제1 챔버가 제2 챔버로부터 유압적으로 분리되어 브레이크의 연속된 작동 동안에 스플릿 브레이킹 회로(split braking circiut)를 제공하는 것이 명백할 것이다. 이러한 스플릿 브레이킹 회로는, 후방 회로의 유압 라인(예: 유압 라인(72)) 또는 전방 회로의 유압 라인(예: 유압 라인(75))가 실패하는 경우에도 서로에 대하여 계속적으로 독립적이게 된다.

시스템의 부스터 측면(booster side)이 실패하는 경우, 예를 들면, 가압 유체가 압력 포트(62)에 공급될 수 없는 경우, 브레이크 페달 적용은 플룬저(4) 및 (4')를 진행하여, 풀룬저의 말단 표면(4G) 및 (4G')가 부스터 피스톤의 표면(3G) 및 (G')과 맞물려서(즉, 거리(16) 및 (16')가 근접함) 4개의 브레이크 모두가 부스트의 보조 없이도 적용되도록 한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 홀(41)은 홀(41')에 대하여 64°의 각도로 천공된다. 홀(22)은 홀(22')에 대하여 45°의 각도로 천공된다. 스텝형 보어(86)는 스텝형 보어(86')에 대하여 90°의 각도로 천공된다. 홀(2)와 홀(2') 사이의 각도는 나타내지 않았지만, 전형적으로 90°이하일 수 있다.

이러한 방법으로 각종 쌍의 홀을 각도화함으로써, 단일 포트 또는 단일 리테이너를 제공할 수 있게 된다. 따라서, 홀(2)와 홀(2') 사이의 각, 홀(22)와 홀(22') 사이의 각, 홀(41)와 홀(41') 사이의 각, 및 홀(86)와 홀(86') 사이의 각은 바람직하게는 180°미만, 보다 바람직하게는 90°이하, 보다 바람직하게는 90°미만(즉, 예각)이다.

의심의 여지를 피하기 위하여, 용어 "좌측" 및 "우측"은 단순히 유사한 성분들을 구별하기 위해 사용되며, 한 성분의 다른 성분에 대한 특별한 공간 관계를 정의하는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims

본체 내에 포함된 좌측 제1 챔버(chamber) 및 본체 내에 포함된 좌측 제2 챔버를 갖는 좌측 직렬 매스터 실린더, 및 본체 내에 포함된 우측 제1 챔버 및 본체 내에 포함된 우측 제2 챔버를 지닌 우측 직렬 매스터 실린더를 지니며, 여기서 좌측 직렬 매스터 실린더는 우측 직렬 매스터 실린더와 독립적으로 작용할 수 있는 단일 통합체(single unitary body)를 갖는 트윈 매스터 실린더 조립체(twin master cylinder assembly).
제1항에 있어서, 단일 통합체가 캐스트 본체(cast body)인 트윈 매스터 실린더 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 좌측 제2 챔버가 우측 제2 챔버와 영구적인 유체 교통상태에 있는 트윈 매스터 실린더 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 좌측 제1 챔버의 적어도 일부가 좌측 제2 챔버의 일부를 둘러싸고 우측 제1 챔버의 적어도 일부가 우측 제2 챔버의 일부를 둘러싸는 트윈 매스터 실린더 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 양쪽의 직렬 매스터 실린더의 초기 작동에 따라, 제1 챔버는 제2 챔버로부터 유압적으로 분리되어, 양쪽의 직렬 매스터 실린더의 연속된 작동 동안에 스플릿 브레이킹 회로(split braking circuit)를 제공하는 트윈 매스터 실린더 조립체.