KR101446859B1 - Spring type of brake actuator - Google Patents

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KR101446859B1 KR1020130014796A KR20130014796A KR101446859B1 KR 101446859 B1 KR101446859 B1 KR 101446859B1 KR 1020130014796 A KR1020130014796 A KR 1020130014796A KR 20130014796 A KR20130014796 A KR 20130014796A KR 101446859 B1 KR101446859 B1 KR 101446859B1
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Abstract

본 발명은 파워스프링의 상단부 또는 하단부에 쓰러스트 베어링을 장착하여, 파워스프링의 압축시 파워스프링이 회전되도록 함으로써 비틀림 응력의 발생을 최소화 하여 내구성을 향상시킬 수 있는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터는 스프링 가이드와 파워스프링 상단부 사이에 설치된 쓰러스트 베어링을 포함하고, 파워스프링의 압축 시 파워스프링이 쓰러스트 베어링에 의해 회전되어 비틀림 응력의 발생을 최소화 하는 방식으로 내구성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a spring-type brake actuator capable of improving the durability by minimizing the occurrence of torsional stress by rotating the power spring when the power spring is rotated by mounting a thrust bearing on the upper or lower end of the power spring, There is a purpose.
In order to achieve the above object, a spring-type brake actuator according to the present invention includes a thrust bearing provided between a spring guide and an upper end of a power spring, and when the power spring is compressed, the power spring is rotated by a thrust bearing, And durability can be improved by minimizing the occurrence of stress.

Description

스프링 타입의 브레이크 액추에이터{Spring type of brake actuator}[0001] The present invention relates to a spring type brake actuator,

본 발명은 스프링 타입의 브레이크 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파워스프링의 내구성을 향상시킬 수 있는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터에 관한 것이다.
The present invention relates to a spring type brake actuator, and more particularly, to a spring type brake actuator capable of improving the durability of a power spring.

에어브레이크와 같은 공압 브레이크 시스템은 그 안전성과 용이한 작동성으로 오랫동안 고마력 상용차 차량의 주행과 정지를 제어하는 데 사용되어 왔다.Pneumatic brake systems such as air brakes have long been used to control the running and stopping of high-horsepower commercial vehicle vehicles with their safety and easy operability.

특히, 에어브레이크는 통상 큰 중량을 가진 트럭이나 버스와 같은 대형차량에 사용되어 왔다. In particular, airbrakes have typically been used in heavy vehicles such as heavy trucks and buses.

그런데, 이들 대형 차량을 고속으로 주행시키기 위해서는 그 화물의 중량으로 인하여 더욱 브레이크 작동이 민감하고 신속하며, 실질적으로도 브레이크 작동력이 강한 제동력을 갖는 에어브레이크가 요구되고 있다. In order to drive these large-sized vehicles at a high speed, there is a demand for air brakes which have a braking force that is more sensitive and quicker due to the weight of the cargo, and which has a braking force substantially stronger than the braking force.

에어브레이크 시스템의 작동에 있어 주요 구성기구 중의 하나는 브레이크 액추에이터이다. One of the main components of the operation of the air brake system is the brake actuator.

종래의 브레이크 액추에이터는 주차 및 비상용 브레이크 뿐만 아니라 정상적인 브레이크 서비스 역할을 한다.Conventional brake actuators serve as normal brake services as well as parking and emergency brakes.

도 1 및 도 2는 종래의 일실시예에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터의 작동상태를 보여주는 단면도로서, 상기 브레이크 액추에이터는 중간의 격벽(10)을 사이에 두고 상부와 하부에 각각 배치된 스프링챔버(11)와 서비스챔버(12)로 구성된다.1 and 2 are sectional views showing an operating state of a spring-type brake actuator according to an embodiment of the present invention, wherein the brake actuator includes a spring chamber (not shown) disposed at upper and lower portions with an intermediate partition wall 10 interposed therebetween 11 and a service chamber 12.

상기 스프링챔버(11)는 챔버 내부에 설치되고 탄성복원력에 의해 차량 브레이크를 작동시키기 위한 작동력을 발생시키는 파워스프링(13)과, 공기압에 의해 상방향으로 절곡변형되는 방식으로 파워스프링(13)을 압축하는 제1다이아프램(14)과, 제1다이아프램(14)의 상면에 설치되어 압축력을 파워스프링(13)에 전달하는 피스톤(16)과, 상기 격벽(10)의 홀을 통해 스프링챔버(11)와 서비스챔버(12) 사이에서 축방향으로 상하 이동되는 제1푸쉬로드(17)를 포함한다.The spring chamber 11 includes a power spring 13 installed inside the chamber for generating an operating force for actuating the vehicle brakes by an elastic restoring force, and a power spring 13 which is bent in an upward direction by air pressure A piston 16 provided on the upper surface of the first diaphragm 14 for transmitting a compressive force to the power spring 13 and a spring 16 connected to the spring chamber 16 through a hole of the partition wall 10. The first diaphragm 14, And a first push rod 17 which is moved up and down in the axial direction between the service chamber 11 and the service chamber 12.

이때, 파워스프링(13)의 상단부는 압축시 스프링챔버(11)의 상단 내측에 설치된 스프링 가이드(22)에 의해 안내되고, 파워스프링(13)의 하단부는 피스톤(16)의 플랜지부에 안착 지지된다.The upper end of the power spring 13 is guided by a spring guide 22 provided inside the upper end of the spring chamber 11 during compression and the lower end of the power spring 13 is seated on the flange portion of the piston 16 do.

그리고, 제1스프링(19)이 제1다이아프램(14)과 격벽(10) 사이에 설치되고, 제1다이아프램(14)은 제1스프링(19)에 의해 탄성지지된다.The first spring 19 is disposed between the first diaphragm 14 and the partition 10 and the first diaphragm 14 is resiliently supported by the first spring 19.

또한, 서비스챔버(12)는 공기압 또는 제1푸쉬로드(17)로부터 힘을 받아 상하방향으로 절곡변형되는 제2다이아프램(15)과, 제2다이아프램(15)과 연결되며 서비스챔버(12)의 하부 관통홀을 통해 인출되는 제2푸쉬로드(18)와, 상기 제2푸쉬로드(18)의 단부와 차량 브레이크 작동기구를 연결하며 제2푸쉬로드(18)의 승강작동에 따라 차량 브레이크를 작동 및 해제시키는 클래비스(21)를 포함한다.The service chamber 12 is connected to the second diaphragm 15 by a pneumatic pressure or a force from the first push rod 17 and is bent and deformed in the vertical direction and a second diaphragm 15 connected to the service chamber 12 A second push rod 18 which is connected to the end of the second push rod 18 and a vehicle brake operating mechanism and which is connected to the vehicle brakes 18, And a clasp 21 for operating and releasing the flap.

이때, 제2스프링(20)이 제2푸쉬로드(18) 연결판과 서비스챔버(12)의 하단부 사이에 설치되고, 제2다이아프램(15)은 제2스프링(20)에 의해 탄성지지된다.At this time, the second spring 20 is installed between the connecting plate of the second push rod 18 and the lower end of the service chamber 12, and the second diaphragm 15 is elastically supported by the second spring 20 .

이와 같은 구성에 의해 브레이크 액추에이터의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.The operation of the brake actuator will now be described.

예를 들면 브레이크 해제 시 또는 정상주행 시에는 스프링챔버(11)의 내부에 압축공기를 유입시킨다.For example, when the brake is released or during normal travel, compressed air flows into the interior of the spring chamber 11.

스프링챔버(11)에 유입된 압축공기의 압력에 의해 제1다이아프램(14)의 가장자리부가 상방향으로 절곡변형되고, 피스톤(16)을 통해 전달되는 공기압에 의해 파워스프링(13)이 압축되며, 제1다이아프램(14)과 연결된 제1푸쉬로드(17)는 스프링챔버(11) 안쪽으로 삽입 이동된다.The edge portion of the first diaphragm 14 is bent upward by the pressure of the compressed air introduced into the spring chamber 11 and the power spring 13 is compressed by the air pressure transmitted through the piston 16 , The first push rod (17) connected to the first diaphragm (14) is inserted and moved into the spring chamber (11).

이어서, 제1푸쉬로드(17)가 상승함에 따라 제2다이아프램(15)은 제2스프링(20)의 탄성복원력에 의해 상방향으로 절곡변형되면서 제2푸쉬로드(18)가 서비스챔버(12) 안쪽으로 삽입 이동되며, 제2푸쉬로드(18)와 연결된 클래비스(21)에 의해 차량 브레이크를 해제시킨다.The second diaphragm 15 is bent upward by the resilient restoring force of the second spring 20 so that the second push rod 18 is pressed against the service chamber 12 And releases the vehicle brakes by the clutches 21 connected to the second pushrod 18.

또한, 브레이크 작동시에는 스프링챔버(11) 내부의 공기가 외부로 배출되면서 제1다이아프램(14)과 피스톤(16)을 통해 파워스프링(13)에 가해졌던 공기압이 해제됨에 따라 파워스프링(13)이 탄성복원력에 의해 팽창된다.When the brake is operated, the air in the spring chamber 11 is discharged to the outside, and the air pressure applied to the power spring 13 through the first diaphragm 14 and the piston 16 is released, Is expanded by the elastic restoring force.

이어서, 제1다이아프램(14)의 가장차리부가 파워스프링(13)의 탄성복원력에 의해 하방향으로 절곡변형되면서 제1푸쉬로드(17)를 하방향으로 이동시키고, 이에 따라 제2다이아프램(15)의 가장자리부가 제1푸쉬로드(17)로부터 가압력을 받아 하방향으로 절곡변형된다.The most diagonal portion of the first diaphragm 14 is then bent downward by the resilient restoring force of the power spring 13 to move the first push rod 17 in the downward direction, 15 are bent and deformed in a downward direction by a pressing force from the first push rod 17.

그리고, 제2다이아프램(15)과 연결된 제2푸쉬로드(18)가 서비스챔버(12)에서 인출됨에 따라 제2푸쉬로드(18)의 하단부와 연결된 클래비스(21)에 의해 차량 브레이크를 작동시킨다.As the second push rod 18 connected to the second diaphragm 15 is drawn out from the service chamber 12, the vehicle brake is operated by the clutch 21 connected to the lower end of the second push rod 18 .

그러나, 상기 파워스프링(13)의 압축시 예를 들면 파워스프링(13)이 20.8~38.08mm 압축될 때 스프링 직경이 15φ인 파워스프링(13)의 경우 비틀림 변위가 발생한다.However, when the power spring 13 is compressed, for example, when the power spring 13 is compressed to 20.8 to 38.08 mm, a torsional displacement occurs in the case of the power spring 13 having a spring diameter of 15φ.

특히, 파워스프링(13)이 38.08mm 로 최대 압축되는 경우 파워스프링(13)이 17°각도로 비틀어지게 된다.Particularly, when the power spring 13 is compressed to a maximum of 38.08 mm, the power spring 13 is twisted by 17 degrees.

따라서, 차량 브레이크의 작동 및 해제가 수없이 반복되는 동안 파워스프링(13)에 비틀림 응력이 반복적으로 발생 및 누적됨으로써 파워스프링(13)의 내구성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
Accordingly, there is a problem that the torsional stress is repeatedly generated and accumulated in the power spring 13 while the operation and the release of the vehicle brake are repeated many times, thereby deteriorating the durability of the power spring 13. [

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 파워스프링의 상단부 또는 하단부에 쓰러스트 베어링을 장착하여, 파워스프링의 압축시 파워스프링이 회전되도록 함으로써 비틀림 응력의 발생을 최소화 하여 내구성을 향상시킬 수 있는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a thrust bearing for a power spring which is mounted on an upper end portion or a lower end portion of the power spring, The present invention relates to a brake actuator of a spring type.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터는 스프링 가이드와 파워스프링 상단부 사이에 설치된 쓰러스트 베어링을 포함하고, 파워스프링의 압축 시 파워스프링이 쓰러스트 베어링에 의해 회전되어 비틀림 응력의 발생을 최소화 하는 방식으로 내구성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, a spring-type brake actuator according to the present invention includes a thrust bearing provided between a spring guide and an upper end of a power spring, and when the power spring is compressed, the power spring is rotated by a thrust bearing, And durability can be improved by minimizing the occurrence of stress.

본 발명에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터의 장점을 설명하면 다음과 같다.Advantages of the spring type brake actuator according to the present invention will be described below.

1. 쓰러스트 베어링을 이용하여 파워스프링을 회전가능하게 지지함으로써, 파워스프링의 압축 시 파워스프링이 회전되도록 하여 압축하중으로 인한 파워스프링 내의 비틀림 응력을 흡수할 수 있고, 파워스프링의 내구성을 향상시킬 수 있다.1. By rotatably supporting the power spring using the thrust bearing, the power spring is rotated when the power spring is compressed, so that the torsional stress in the power spring due to the compression load can be absorbed and the durability of the power spring can be improved .

2. 파워스프링 내의 비틀림 응력으로 인해 각 단품으로 전달되는 이상 응력을 제거할 수 있다.
2. Torsional stress in the power spring can eliminate the abnormal stress transmitted to each part.

도 1 및 도 2는 종래의 일실시예에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터의 작동상태를 보여주는 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터를 보여주는 단면도
도 4는 도 3에서 쓰러스트 베어링의 작동상태를 보여주는 확대단면도1 and 2 are cross-sectional views showing an operating state of a spring-type brake actuator according to a conventional example
3 is a cross-sectional view showing a spring-type brake actuator according to an embodiment of the present invention
Fig. 4 is an enlarged sectional view showing the operating state of the thrust bearing in Fig. 3

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자 라고 칭함)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art (hereinafter referred to as a person skilled in the art) can easily carry out the present invention.

첨부한 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 타입의 브레이크 액추에이터를 보여주는 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a spring-type brake actuator according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 파워스프링(13)의 상단부 또는 하단부에 쓰러스트 베어링(50)을 장착함으로써, 쓰러스트 베어링(50)에 의해 파워스프링(13)의 압축시 스프링의 회전을 허용하여 압축 하중으로 인한 파워스프링(13)의 비틀림 응력을 흡수할 수 있는 브레이크 액추에이터용 파워스프링(13) 비틀림 방지 장치에 관한 것이다.The thrust bearing 50 is mounted on the upper end or the lower end of the power spring 13 to allow rotation of the spring during compression of the power spring 13 by the thrust bearing 50, (13) for a brake actuator capable of absorbing a torsional stress of a spring (13).

본 발명에 따른 파워스프링(13) 비틀림 방지 장치는 기존의 스프링 타입의 브레이크 액추에이터에 적용할 수 있다.The torsion preventing device of the power spring 13 according to the present invention can be applied to conventional spring type brake actuators.

본 발명의 일실시예에 따른 파워스프링(13) 비틀림 방지 장치는 쓰러스트 베어링(50)(thrust bearing)을 이용한다.The torsion preventing device of the power spring 13 according to an embodiment of the present invention uses a thrust bearing.

상기 쓰러스트 베어링(50)은 원주방향을 따라 간격을 두고 형성된 복수의 베어링홈을 가지는 고정플레이트(51)와, 상기 베어링홈에 회전가능하게 장착되는 롤러베어링(52)을 포함한다.The thrust bearing 50 includes a fixed plate 51 having a plurality of bearing grooves spaced apart in the circumferential direction and a roller bearing 52 rotatably mounted in the bearing groove.

상기 고정플레이트(51)는 원판 형태의 구조로 이루어질 수 있고, 베어링홈은 베어링을 수용할 수 있는 홀 또는 홈 구조로 이루어지며 고정플레이트(51)의 일면에 원주방향으로 간격을 두고 형성된다.The fixing plate 51 may have a disc shape, and the bearing groove may have a hole or groove structure capable of accommodating the bearing, and may be formed on one surface of the fixing plate 51 in the circumferential direction.

그리고, 고정플레이트(51)는 2개 구비되고, 2개의 고정플레이트(51)는 베어링홈이 서로 마주보게 베어링을 사이에 두고 베어링의 위쪽과 아래쪽에 배치된다.Two fixing plates 51 are provided, and the two fixing plates 51 are disposed on the upper and lower sides of the bearing with the bearing grooves facing each other.

롤러베어링(52)은 고정플레이트(51)의 베어링홈에 각각 삽입되어 회전가능하게 지지된다.The roller bearings 52 are inserted into the bearing grooves of the fixed plate 51 and are rotatably supported.

상기 롤러베어링(52) 대신에 볼베어링을 원주방향으로 간격을 두고 배치할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that instead of the roller bearing 52, the ball bearings may be disposed circumferentially spaced.

물론, 볼베어링을 적용하는 경우에 베어링홈도 볼베어링의 형상에 맞게 이루어져야 한다.Of course, when applying ball bearings, the bearing groove should also be made to match the shape of the ball bearing.

상기와 같은 구조로 이루어진 쓰러스트 베어링(50)은 파워스프링(13)의 상단부와 스프링 가이드(22)의 플랜지부 사이에 설치될 수 있다.The thrust bearing 50 having the above structure may be installed between the upper end of the power spring 13 and the flange portion of the spring guide 22.

본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 액추에이터용 파워스프링(13) 비틀림 방지 장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the anti-twist device of the power spring 13 for a brake actuator according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

첨부한 도 4는 도 3에서 쓰러스트 베어링의 작동상태를 보여주는 확대단면도이다.FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an operating state of the thrust bearing in FIG.

브레이크 해제 또는 정상주행 시 스프링챔버(11), 보다 정확하게는 제1다이아프램(14)과 스프링챔버(11)의 케이스 사이로 압축공기가 유입되면 제1다이아프램(14)의 가장자리부가 압축공기의 압력에 의해 절곡변형되고, 제1다이아프램(14)을 통해 전달되는 공기압과 제1스프링(19)의 탄성복원력에 의해 파워스프링(13)이 압축된다.When the compressed air flows into the spring chamber 11, more precisely, between the case of the first diaphragm 14 and the spring chamber 11 during brake release or normal running, the edge of the first diaphragm 14 pressurizes the pressure of the compressed air And the power spring 13 is compressed by the air pressure transmitted through the first diaphragm 14 and the elastic restoring force of the first spring 19. [

이때, 파워스프링(13)의 압축 시 쓰러스트 베어링(50)에 의해 파워스프링(13)이 스프링챔버(11)의 중심축선을 중심으로 소정 각도로 회전됨으로써, 압축하중으로 인한 파워스프링(13)의 비틀림 응력 발생을 방지할 수 있다.At this time, when the power spring 13 is compressed, the power spring 13 is rotated at a predetermined angle around the central axis of the spring chamber 11 by the thrust bearing 50, so that the power spring 13, It is possible to prevent the occurrence of torsional stress.

예를 들면 파워스프링(13)이 최대로 38.08mm 압축되는 경우 17°각도로 회전할 수 있다.For example, when the power spring 13 is compressed to a maximum of 38.08 mm, it can rotate at an angle of 17 degrees.

따라서, 본 발명에 의하면 쓰러스트 베어링(50)을 이용하여 파워스프링(13)을 회전가능하게 지지함으로써, 파워스프링(13)의 압축 시 파워스프링(13)이 회전되도록 하여 압축하중으로 인한 파워스프링(13) 내의 비틀림 응력을 흡수할 수 있고, 파워스프링(13)의 내구성을 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, the power spring 13 is rotatably supported by using the thrust bearing 50, so that the power spring 13 is rotated when the power spring 13 is compressed, It is possible to absorb the torsional stress in the power spring 13, and the durability of the power spring 13 can be improved.

또한, 파워스프링(13) 내의 비틀림 응력으로 인해 각 단품으로 전달되는 이상 응력을 제거할 수 있다.
In addition, due to the torsional stress in the power spring 13, it is possible to eliminate the abnormal stress transmitted to each individual part.

10 : 격벽 11 : 스프링챔버
12 : 서비스챔버 13 : 파워스프링
14 : 제1다이아프램 15 : 제2다이아프램
16 : 피스톤 17 : 제1푸쉬로드
18 : 제2푸쉬로드 19 : 제1스프링
20 : 제2스프링 21 : 클래비스
22 : 스프링가이드 50 : 쓰러스트 베어링
51 : 고정플레이트 52 : 롤러베어링10: partition 11: spring chamber
12: service chamber 13: power spring
14: first diaphragm 15: second diaphragm
16: piston 17: first push rod
18: second push rod 19: first spring
20: second spring 21:
22: spring guide 50: thrust bearing
51: Fixing plate 52: Roller bearing

Claims (6)

스프링 타입의 브레이크 액추에이터에 있어서,
스프링 가이드(22)와 파워스프링(13) 상단부 사이에 설치되어, 파워스프링(13)의 압축 시 파워스프링(13)을 회전가능하게 지지하는 쓰러스트 베어링(50)을 포함하고,
상기 쓰러스트 베어링(50)은 스프링 가이드(22)와 파워 스프링(13) 사이에서 고정 플레이트(51) 사이의 간극에 위치하는 롤러베어링(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터.
In a spring-type brake actuator,
And a thrust bearing (50) provided between the spring guide (22) and the upper end of the power spring (13) for rotatably supporting the power spring (13)
Characterized in that the thrust bearing (50) comprises a roller bearing (52) located in the gap between the spring guide (22) and the power plate (13) and the fixed plate (51).
청구항 1에 있어서,
상기 쓰러스트 베어링(50)은 파워스프링(13)의 하단부와 피스톤(16) 사이에 설치되어, 파워스프링(13)의 압축 시 파워스프링(13)을 회전가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터.
The method according to claim 1,
Characterized in that the thrust bearing (50) is provided between the lower end of the power spring (13) and the piston (16) and rotatably supports the power spring (13) Of the brake actuator.
청구항 1에 있어서,
상기 파워스프링(13)은 30mm~50mm압축시 15°~20°회전이 가능하게 됨을 특징으로 하는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the power spring (13) is capable of rotating by 15 ° to 20 ° when compressed to 30 mm to 50 mm.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고정 플레이트(51)는 내압·내열이 가능한 탄성이 있는 재질로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the fixing plate (51) is formed of an elastic material capable of withstanding pressure and heat resistance.
청구항 1에 있어서,
상기 쓰러스트 베어링(50)은 파워스프링(13) 상단부에 등간격으로 다수가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스프링 타입의 브레이크 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the thrust bearing (50) is provided at the upper end of the power spring (13) at equal intervals.
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