KR101539886B1 - 차량용 브레이크 챔버 센터 홀 다이어프램 결합 장치 - Google Patents

차량용 브레이크 챔버 센터 홀 다이어프램 결합 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이어프램을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링을 배제할 수 있도록 한 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 헤드와 플랜지 케이스 사이에 조립되는 스프링부 다이어프램과, 상단면이 스프링부 다이어프램의 저면에 밀착되는 푸시로드와, 헤드와 스프링부 다이어프램 사이에 위치되는 피스톤과, 피스톤의 상면 및 헤드의 저면 사이에 배치되어 피스톤을 탄성력으로 가압해주는 파워 스프링을 포함하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 있어서, 상기 스프링부 다이어프램의 중앙에 센터홀을 형성하고, 이 센터홀을 통하여 스프링부 다이어프램 아래쪽의 푸시로드와 스프링부 다이어프램의 위쪽에 위치되는 피스톤을 결합수단에 의하여 일체로 연결시킨 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치를 제공한다.

Description

차량용 브레이크 챔버 센터 홀 다이어프램 결합 장치{Center hole diaphragm mounting of brake chamber for vehicle}
본 발명은 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이어프램을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링을 배제할 수 있도록 한 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 상용차량의 브레이크 시스템은 제동력이 우수하며 취급이 간편한 에어브레이크를 사용하고 있으며, 에어브레이크 시스템에 포함되는 브레이크 챔버는 스프링 타입, 피스톤 타입 등으로 나누어진다.
브레이크 페달을 밟게 되면 에어탱크의 공기압이 브레이크 챔버내의 다이어프램에 작용하는 동시에 브레이크 챔버내의 푸시로드가 밀리면서 프론트 브레이크 유닛과 리어 브레이크 유닛에 제동을 위한 기계적 힘을 제공하고, 브레이크 페달을 놓게 되면 브레이크 챔버내의 압축공기는 대기속으로 방출되는 동시에 다이어프램 및 피스톤로드가 리턴스프링에 의하여 원위치로 이동하여 프론트 브레이크 유닛과 리어 브레이크 유닛의 제동이 해제된다.
여기서, 브레이크 챔버에 대한 구성을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조로 간략히 살펴보면 다음과 같다.
상기 브레이크 챔버(100)는: 스프링챔버와 서비스챔버 공간을 나누어주는 플랜지 케이스(102)와; 플랜지 케이스(102)의 상단에 스프링 챔버(104)를 형성하면서 조립되는 헤드(106)와; 플랜지 케이스(102)의 하단에 서비스 챔버(108)를 형성하면서 조립되는 논프레셔 챔버(110)와; 헤드(106) 및 플랜지 케이스(102)의 사이에 조립되는 스프링부 다이어프램(112)과; 플랜지 케이스(102)와 논프레셔 챔버(110) 사이에 조립되는 서비스부 다이어프램(114)과; 스프링부 다이어프램(112)과 플랜지 케이스(102) 사이에 압축 가능하게 배치되는 제1리턴스프링(116)과; 서비스부 다이어프램(114)과 논프레셔 챔버(110) 사이에 압축 가능하게 배치되는 제2리턴스프링(118)과; 상판은 스프링부 다이어프램(112)의 저면에 밀착되고 하판은 플랜지 케이스(102)를 관통하여 서비스부 다이어프램(114)의 상면에 밀착되는 제1푸시로드(120)와; 상판은 서비스부 다이어프램(114)의 저면에 밀착되고 하단은 논프레셔 챔버(110)를 관통하여 프론트 또는 리어 브레이크 유닛(미도시됨)쪽으로 연결되는 피스톤 로드(122)와; 헤드(106)와 스프링부 다이어프램(112) 사이에 위치되는 피스톤(124)과, 피스톤(124)의 상면 및 헤드(106)의 저면 사이에 피스톤(124)을 탄성력으로 가압해주는 파워스프링(140)을 포함하여 구성된다.
이때, 스프링부 다이어프램(112)의 상면은 피스톤(124)의 저면에 밀착되는 상태가 되고, 스프링부 다이어프램(114)의 상면은 푸시로드(120)의 하판 및 플랜지 케이스(102)의 저면에 동시에 밀착되는 상태가 된다.
또한, 상기 헤드(106)와 스프링부 다이어프램(112) 사이공간은 제1 스프링 챔버(104a)가 되고, 스프링부 다이어프램(112)과 플랜지 케이스(102) 사이공간은 제2스프링 챔버(104b)가 되며, 플랜지 케이스(102)와 논프레셔 챔버(110) 사이공간은 서비스 챔버(108)가 된다.
따라서, 상기와 같은 스프링 타입의 브레이크 챔버의 작동 흐름을 살펴보면, 제1스프링 챔버(104a)의 에어압이 배출되면, 파워스프링(140)의 팽창되는 탄성력에 의하여 피스톤(124)이 스프링부 다이어프램(112)을 눌러주는 과정과, 스프링부 다이어프램(112)이 눌려짐에 따라 푸시로드(120)가 하강하는 동시에 제1리턴스프링(116)을 압축시키면서 서비스부 다이어프램(114)을 눌러주는 과정과, 서비스부 다이어프램(114)이 눌려짐에 따라 피스톤 로드(122)가 제2리턴스프링(118)을 압축시키면서 논프레셔 챔버(110)를 통해 전진 구동하며 돌출되는 과정과, 피스톤 로드(122)의 전진 이동에 따른 기계적인 힘이 프론트 및 리어 브레이크 유닛으로 전달되어 제동이 이루어지는 과정으로 이루어진다.
이때, 상기 스프링부 다이어프램(112)은 밀폐형 구조로 되어 있으면서 푸시로드(120)에 의하여 받쳐져 있다.
좀 더 상세하게는, 상기 푸시로드(120)의 상단면에는 제1리턴스프링(116)의 상단끝이 받쳐지는 푸시로드 플레이트(130)와, 스프링부 다이어프램(112)에 밀착되는 푸시로드 플레이트(132)가 스크류(134) 등에 의하여 차례로 조립 고정된다.
그러나, 종래의 스프링부 다이어프램은 밀폐형 구조로 되어 있기 때문에 하강후 다시 승강하는 복원력을 위하여 리턴스프링 가이드 및 푸시로드 플레이트, 그리고 리턴스프링 등이 필수적으로 조립되어야 함에 따라, 부품수가 증가하여 제작비용이 증가하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 에어브레이크 시스템의 브레이크 챔버 구성중, 스프링부 다이어프램의 중앙에 센터홀을 형성하고, 이 센터홀을 통하여 스프링부 다이어프램 아래쪽의 푸시로드와 스프링부 다이어프램의 위쪽에 위치되는 피스톤을 브라켓 및 스크류에 의하여 일체로 연결하여, 스프링부 다이어프램의 하강후 상승하는 복원력을 파워스프링에서 하도록 함으로써, 부품수 및 제작비용 절감을 도모할 수 있도록 한 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 헤드와 플랜지 케이스 사이에 조립되는 스프링부 다이어프램과, 상단면이 스프링부 다이어프램의 저면에 밀착되는 푸시로드와, 헤드와 스프링부 다이어프램 사이에 위치되는 피스톤과, 피스톤의 상면 및 헤드의 저면 사이에 배치되어 피스톤을 탄성력으로 가압해주는 파워 스프링을 포함하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 있어서, 상기 스프링부 다이어프램의 중앙에 센터홀을 형성하고, 이 센터홀을 통하여 스프링부 다이어프램 아래쪽의 푸시로드와 스프링부 다이어프램의 위쪽에 위치되는 피스톤을 결합수단에 의하여 일체로 연결시킨 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치를 제공한다.
특히, 상기 결합수단은: 스프링부 다이어프램의 상면에 배치되어 센터홀을 막아주는 동시에 피스톤과 일체로 연결되는 블럭형 브라켓과; 상기 블럭형 브라켓의 상면 중앙위치로부터 센터홀을 지나 푸시로드의 상단면에 삽입 체결되는 스크류; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 블럭형 브라켓의 저면에는 위치 고정을 위하여 스프링부 다이어프램의 상면에 압입되는 위치 고정용 돌기가 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 에어브레이크 시스템의 브레이크 챔버 구성중, 스프링부 다이어프램의 중앙에 센터 홀을 형성하고, 이 센터 홀을 통하여 스프링부 다이어프램 아래쪽의 푸시로드와 스프링부 다이어프램의 위쪽에 위치되는 피스톤을 브라켓 및 스크류에 의하여 일체로 연결하여, 스프링부 다이어프램의 하강후 상승하는 복원력을 파워 스프링에서 하도록 함으로써, 제1리턴스프링 등을 삭제할 수 있는 부품수 절감을 도모하는 동시에 구성 단순화에 따른 제작비용 절감을 도모할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치를 나타내는 단면도,
도 3 및 도 4는 종래의 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치를 나타내는 단면도.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 브레이크 챔버 센터 홀 다이어프램 결합 장치를 상세히 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이, 브레이크 챔버는 에어압(압축공기)을 기계적인 힘으로 변환하여 실질적인 제동을 위한 프론트 브레이크 유닛과 리어 브레이크 유닛에 기계적인 힘을 전달하는 역할을 한다.
첨부한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크 챔버(100)는: 스프링 챔버와 서비스 챔버 공간을 나누어주는 플랜지 케이스(102)와; 플랜지 케이스(102)의 상단에 스프링 챔버(104)를 형성하면서 조립되는 헤드(106)와; 플랜지 케이스(102)의 하단에 서비스 챔버(108)를 형성하면서 조립되는 논프레셔 챔버(110)와; 헤드(106) 및 플랜지 케이스(102)의 사이에 조립되는 스프링부 다이어프램(112)과; 플랜지 케이스(102)와 논프레셔 챔버(110) 사이에 조립되는 서비스부 다이어프램(114)과; 서비스 다이어프램(114)과 논프레셔 챔버(110) 사이에 압축 가능하게 배치되는 리턴 스프링(118)과; 스프링부 다이어프램(112)의 저면에 밀착배치되는 푸시로드 플레이트(132), 상단은 푸시로드 플레이트(132)의 저면에 밀착되고 하단은 플랜지 케이스(102)를 관통하여 서비스부 다이어프램(114)의 상면에 밀착되는 푸시로드(120)와; 상단은 서비스부 다이어프램(114)의 저면에 밀착되고 하단은 논프레셔 챔버(110)를 관통하여 프론트 또는 리어 브레이크 유닛(미도시됨) 쪽으로 연결되는 피스톤 로드(122)와; 헤드(106)와 스프링부 다이어프램(112) 사이에 위치되는 피스톤(124)과; 피스톤(124)의 상면 및 헤드(106)의 저면 사이에 피스톤(124)을 탄성력으로 가압해주는 파워 스프링(140);을 포함하여 구성된다. 한편, 스프링부 다이어프램(112)과 플랜지 케이스(102) 사이에는 별개의 리턴 스프링이 압축 가능하게 선택적으로 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 종래에는 상기 브레이크 챔버의 구성 중, 스프링부 다이어프램(112)이 밀폐형 구조를 이루면서 푸시로드(120)에 의하여 받쳐져 있고, 그에 따라 제1리턴스프링을 받쳐주기 위한 수단으로서 푸시로드(120)의 상단면에는 제1리턴스프링(116)의 상단끝이 받쳐지는 리턴스프링 가아드(130)가 필요하고, 이에 상부 다이어프램이 하강후 다시 승강하는 복원력을 위하여 받침판 및 리턴스프링 등이 필수적으로 조립되어야 함에 따라, 부품수가 증가하여 제작비용이 증가하는 단점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 단점을 해소하고자, 상기 스프링부 다이어프램(112)의 중앙에 센터홀(136)을 형성하고, 이 센터홀(136)을 통하여 스프링부 다이어프램(112) 아래쪽의 푸시로드(120)와 스프링부 다이어프램(112)의 위쪽에 위치되는 피스톤(124)을 결합수단(150)에 의하여 일체로 연결시킴으로써, 스프링부 다이어프램의 하강후 상승하는 복원력을 파워스프링에서 제공하게 되고, 그에 따라 종래의 리턴 스프링 가이드 및 리턴스프링 부품을 삭제하여 제작비용 절감을 도모할 수 있다. 상기 결합수단(150)과 푸시로드(120)의 결합 방식의 일 실시예로서는 푸시로드(120)의 상부에 형성된 나사홈에 결합수단(150)이 스크류 결합하는 방식이 있을수 있고, 다른 실시예로서는 속이 빈 푸시로드(120) 내에 배치된 별도의 고정수단에 상기 결합수단(150)이이 결합하는 방식이 있을 수 있다.
보다 상세하게는, 헤드(106)와 플랜지 케이스(102) 사이에 조립되는 스프링부 다이어프램(112)의 중앙에 센터홀(136)을 가공하고, 스프링부 다이어프램(112)의 상면에 블럭형 브라켓(152)을 배치하되 센터홀(136)을 막아주도록 배치하는 동시에 블럭형 브라켓(152)을 피스톤(124)에 끼움식으로 일체로 연결시킨 다음, 블럭형 브라켓(152)의 상면 중앙 위치로부터 센터홀(136)을 지나 푸시로드(120)의 상단면에 스크류(154)를 삽입 체결시킨다.
이때, 상기 블럭형 브라켓(152)의 저면에는 위치 고정을 위하여 스프링부 다이어프램(112)의 상면에 압입되는 제1 실링용 돌기(156)를 일체로 돌출 형성하고, 또한 푸시로드(120)와 스프링부 다이어프램(112) 사이에 배치되어 스프링부 다이어프램(112)을 받쳐주는 푸시로드 플레이트(132)에도 상부에 배치된 스프링부 다이어프램(112)의 저면에 압입되는 제2 실링용 돌기(158)를 일체로 돌출 형성하여, 블럭형 브라켓(152) 및 푸시로드 플레이트(132)가 스프링부 다이어프램(112)에 제위치를 유지하며 고정되는 상태가 된다.
제1 실링용 돌기(156) 및 제2 실링용 돌기(158)는 각각 블럭형 브라켓(152)의 저면 및 푸시로드 플레이트(132)의 상면에 형성된 링 형상의 돌출된 구조체이다.
제1,2 실링용 돌기(156,158)는 각각 복수개가 동심원을 이룬 상태에서 배치될 수 있다. 즉, 일례로서 제1 실링용 돌기(156)는 블럭형 브라켓(152)의 중심으로부터 일정 간격으로 형성된 복수의 링 형상 돌기를 포함한다. 마찬가지로, 제2 실링용 돌기(158)도 푸시로드 플레이트(132)의 중심으로부터 일정 간격으로 형성된 복수의 링 형상 돌기를 포함한다.
상기 제1,2 실링용 돌기(156,158)는 그 배치구조의 일 실시예로서 스프링부 다이어프램(112)의 상하면을 수직으로 연결하는 위치에 배열될 수 있다. 즉, 동일한 직경의 실링용 돌기가 스프링부 다이어프램(112)의 중심을 기준으로 상하면에 각각 배치되는 구조일 수 있다. 한편, 다른 실시예로서, 스프링부 다이어프램(112)의 상하면 상에서 제1,2 실링용 돌기(156,158)가 지그재그로 연결되는 위치에 배열될 수 있다.
제1,2 실링용 돌기(156,158)의 단면 구조는 원형, 다각형, 타원형 등을 포함할 수 있으며, 물론 이에 제한되지는 않는다.
한편, 블럭형 브라켓(152)과 스프링부 다이어프램(112)의 결합 구조의 다른 실시예로서, 스프링부 다이어프램(112)에 형성된 돌기 구조체가 블럭형 브라켓(152)에 형성된 홈에 삽입되어질 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 브레이크 챔버의 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제2스프링 챔버(104b)의 에어압이 배출되면, 파워 스프링(140)의 팽창되는 탄성력에 의하여 피스톤(124)이 스프링부 다이어프램(112)을 눌러주는 과정이 진행된다.
이때, 스프링부 다이어프램(112)의 중앙에 형성된 센터홀(136)을 통하여 스프링부 다이어프램(112) 아래쪽의 푸시로드(120)와 스프링부 다이어프램(112)의 위쪽에 위치되는 피스톤(124)이 블럭형 브라켓(152) 및 스크류(154)에 의하여 일체로 연결된 상태이므로, 피스톤(124)의 하강시 상부 다이어프램(112)이 동시에 눌려지며 하강하게 된다.
이어서, 스프링부 다이어프램(112)이 눌려짐에 따라 푸시로드(120)가 하강하는 동시에 서비스부 다이어프램(114)을 눌러주는 과정과, 서비스부 다이어프램(114)이 눌려짐에 따라 피스톤 로드(122)가 제2리턴스프링(118)을 압축시키면서 하부커버(110)를 통해 전진 구동하며 돌출되는 과정과, 피스톤 로드(122)의 전진 이동에 따른 기계적인 힘이 프론트 및 리어 브레이크 유닛으로 전달되어 제동이 이루어지는 과정이 차례로 진행된다.
한편, 상기 스프링 다이어프램(112)이 하강한 후, 다시 상승하여 원위치로 복귀되는 동작은 피스톤(124)과 스프링부 다이어프램(112)과 푸시로드(120)가 일체로 연결된 상태이므로, 피스톤(124)에 작용하던 파워스프링(140)의 탄성복원력에 의하여 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 브레이크 챔버
102 : 플랜지 케이스
104 : 스프링 챔버
104a : 제1 스프링 챔버
104b : 제2스프링 챔버
106 : 헤드
108 : 서비스 챔버
110 : 논프레셔 챔버
112 : 스프링부 다이어프램
114 : 서비스부 다이어프램
116 : 제1리턴스프링
118 : 제2리턴스프링
120 : 푸시로드
122 : 피스톤 로드
124 : 피스톤
130 : 리턴스프링 가이드
132 : 푸시로드 플레이트
134 : 스크류
136 : 센터홀
140 : 파워스프링
150 : 결합수단
152 : 블럭형 브라켓
154 : 스크류
156 : 위치 고정용 돌기

Claims (7)

  1. 헤드(106)와 플랜지 케이스(102) 사이에 조립되는 스프링부 다이어프램(112)과, 상단면이 스프링부 다이어프램(112)의 저면에 밀착되는 푸시로드(120)와, 헤드(106)와 스프링부 다이어프램(112) 사이에 위치되는 피스톤(124)과, 피스톤(124)의 상면 및 헤드(106)의 저면 사이에 배치되어 피스톤(124)을 탄성력으로 가압해주는 파워 스프링(140)을 포함하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치에 있어서,
    상기 스프링부 다이어프램(112)의 중앙에 센터홀(136)을 형성하고, 상기 센터홀(136)을 통하여 상기 스프링부 다이어프램(112) 아래쪽의 상기 푸시로드(120)와 상기 스프링부 다이어프램(112)의 위쪽에 위치되는 상기 피스톤(124)은 결합수단(150)에 의하여 일체로 연결되며,
    상기 결합수단(150)은, 상기 스프링부 다이어프램(112)의 상면에 배치되어 상기 센터홀(136)을 막아주는 동시에 상기 피스톤(124)과 일체로 연결되는 블럭형 브라켓(152)과; 상기 블럭형 브라켓(152)의 상면 중앙 위치로부터 상기 센터홀(136)을 지나 상기 푸시로드(120)의 상단면에 삽입 체결되는 스크류(154);를 포함하며,
    상기 블럭형 브라켓(152)의 저면에는 실링을 위하여 상기 스프링부 다이어프램(112)의 상면에 압입되는 제1 실링용 돌기(156)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 푸시로드(120)와 상기 스프링부 다이어프램(112) 사이에 배치되어 상기 스프링부 다이어프램(112)을 받쳐주는 푸시로드 플레이트(132)를 더 포함하고,
    상기 푸시로드 플레이트(132)의 상면에는 상기 스프링부 다이어프램(112)의 저면에 압입되는 제2 실링용 돌기(158)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1,2 실링용 돌기(156,158)는 링 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    동일한 직경의 제1,2 실링용 돌기(156,158)가 상기 스프링부 다이어프램(112)의 중심을 기준으로 하여 상기 스프링부 다이어프램(112)의 상하면에 각각 배치되는 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1,2 실링용 돌기(156,158)가 상기 스프링부 다이어프램(112)의 상하면 상에서 지그재그로 연결되는 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 챔버의 다이어프램 결합 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5507217A (en) * 1994-09-30 1996-04-16 Indian Head Industries, Inc. Perforate diaphragm alignment system for spring brake actuators
JP2006224792A (ja) * 2005-02-17 2006-08-31 Nabtesco Corp バネブレーキ作動器
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