KR101779140B1 - 파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법 - Google Patents

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Abstract

브레이크 부스터 및 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이에 배치되는 챔버를 획정하는 마스터 실린더를 포함하는 파워 브레이크 조립체를 조립하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법은 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 삽입하는 단계로 개시된다. 방법은 삽입 단계 중에 마스터 실린더의 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이의 차압을 모니터링하는 단계 및 그리고 나서 차압의 감지되면 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 삽입하는 것을 중지하는 단계에 의해 계속된다. 방법은 마스터 실린더를 브레이크 부스터 내에서 소정 거리 후퇴시키는 단계 및 마스터 실린더를 소정 거리 후퇴시킨 후에 브레이크 부스터를 마스터 실린더에 고정시키는 단계에 의해 계속된다.

Description

파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법{A METHOD OF ASSEMBLING A POWER BRAKE ASSEMBLY}
본 발명은 마스터 실린더와 브레이크 부스터를 포함하는 파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법에 관한 것이다.
차량은 보통 차량의 속도를 감속시키고 그리고/또는 차량을 정지 위치에서 유지시키기 위한 유압식 브레이크 시스템 또는 파워 브레이크 시스템을 포함한다. 일반적으로, 파워 브레이크 시스템은 마스터 실린더에 수용되는 출력 로드를 구비하는 브레이크 부스터를 포함한다. 유압 브레이크 라인이 마스터 실린더를 한 개 이상의 유압 브레이크 휠 실린더들에 유체 결합시킨다. 브레이크 부스터는 페달 로드를 수용하는데, 페달 로드는 차량의 운전실 내에 위치된 브레이크 페달에 결합된다. 작동 시, 브레이크 부스터는 차량의 운전자에 의해 브레이크 페달에 가해지는 힘을 증폭시키는 것에 의해 브레이크 시스템을 작동시키는 데 요구되는 힘을 감소시킨다. 브레이크 부스터는 증폭된 힘을 출력 로드를 통해 마스터 실린더 내에 배치된 한 개 이상의 피스톤들로 전달한다. 마스터 실린더 내에서 피스톤들이 이동함에 따라 가압된 유체가 유압 브레이크 라인들을 통해 각각의 브레이크 휠 실린더로 제공된다.
마스터 실린더 내의 피스톤들은 보통, 각각의 브레이크 휠 실린더로 제공되는 가압 유체를 발생시키기 위해 씰들에 의해 폐쇄되거나 혹은 덮여야 하는 바이패스공들을 포함한다. 마스터 실린더와 브레이크 부스터의 치수 변화 때문에, 씰들과 바이패스공들은 서로 이격되게 위치된다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 이동-폐쇄(travel-to-close)로 알려져 있는, 이 거리는 마스터 실린더 내의 가압 유체가 발생되기 전에 피스톤 및/또는 출력 로드 중 어느 하나에 의해 이동되어야 한다. 이와 같이 이 거리는 차량의 운전자의 페달 감각에 영향을 주는 페달 이동을 발생시킨다. 따라서 파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법에서 이 거리 또는 이동-폐쇄를 감소시켜 페달 감각을 개선하기 위한 여러 가지 시도가 있다.
파워 브레이크 조립체를 조립하는 한 방법이 미국 특허 US4,400,942에 개시되어 있다. 조립 방법은 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 삽입하는 단계를 포함하며, 이 단계 후에 브레이크 부스터의 튜브형 칼라가 마스터 실린더의 래디얼 숄더 둘레에서 크림핑되어 마스터 실린더를 튜브형 칼라에 고정시킨다. 그러나 미국 특허 US4,400,942에 개시된 어떤 방법도 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 고정하기 전 또는 후에 페달 이동 손실을 제어하는 것과는 관련이 없다.
파워 브레이크 조립체를 조립하는 다른 방법들에서는, 조립 중에 브레이크 부스터의 출력 로드를 축방향으로 조정하여 마스터 실린더의 피스톤이 마스터 실린더의 챔버 내에서 훨씬 후방에 있게 되고 이에 따라 출력 로드로부터 멀리 있게 되는 것을 방지하는 것에 의해 페달 이동을 제어하고자 시도했다. 그 일예가 미국 특허출원 제2002/0214390호에 개시되어 있는데, 여기에 개시된 조립 방법은 출력 로드와 마스터 실린더 사이의 갭을 좁히기 위해 출력 로드 상에 캡을 추가하고 종방향으로 배치하는 것을 포함한다. 파워 브레이크 조립체의 부품들 간의 거리를 조정하는 다른 방법들은 마스터 실린더와 브레이크 부스터가 서로에 대해 이미 고정된 후에 일어난다. 이러한 방법의 한 예가 US4,545,206에 개시되어 있는데, 여기서는 파워 브레이크 조립체의 반응 디스크와 반응 전달 부재 간의 간극의 크기를 조정하기 위한 장치를 개시한다. 그러나 페달 이동 손실을 제어하기 위한 상술한 방법들은 매우 번거롭고 시간이 많이 소요된다.
본 발명은 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 삽입하는 도중에 마스터 실린더의 저장소 포트들과 브레이크 라인 포트들 간의 차압을 모니터링하는 단계를 포함하는 파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법을 제공한다. 차압이 감지되고 나면, 마스터 실린더를 브레이크 부스터로 삽입하는 것을 중단하는 단계가 이어진다. 그러면 마스터 실린더가 브레이크 부스터 내에서 소정 거리 뒤로 빠지거나 후퇴되고, 브레이크 부스터가 마스터 실린더에 고정되어 파워 브레이크 시스템의 조립이 완료된다.
본 발명은 페달 이동 손실을 제어하거나 최소화시키기 위해 출력 로드 상에 배치되는 캡과 같은 특수한 도구 및/또는 공구를 사용할 필요성을 없애는 것에 의해 파워 브레이크 조립체를 조립하는 더 효과적이고 간편한 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 파워 브레이크 조립체의 조립 중에 마스터 실린더의 저장소 포트들과 브레이크 라인 포트들 사이에 차압을 인가하고 모니터링하는 것만으로 마스터 실린더의 브레이크 부스터에 대한 최적 위치를 결정하는 장점을 제공한다. 따라서 본 발명의 방법은 가압 유체가 마스터 실린더의 챔버 내에서 발생되기 전에 작동 중에 피스톤이 이동해야 하는 거리 또는 길이를 감소시키거나 최소화시키는 것에 의해 조립된 파워 브레이크를 최적화시킨다. 이와 같이, 본 발명의 방법은, 차량 운전자의 페달 감각을 개선시키는, 페달 이동이 최소화된 파워 브레이크 조립체를 제공한다.
본 발명의 다른 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 하기의 상세한 설명을 읽으면 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 마스터 실린더와 브레이크 부스터를 포함하는 파워 브레이크 조립체를 조립된 상태로 도시한 단면 사시도이다.
도 2는 마스터 실린더와 브레이크 부스터를 포함하는 파워 브레이크 조립체를 조립되지 않은 상태로 도시한 단면 사시도이다.
도 3은 파워 브레이크 조립체의 요부를 도시한 단면 사시도로, 마스터 실린더의 래디얼 숄더(radial shoulder)를 브레이크 부스터의 튜브형 칼라(tubular collar)에 삽입하는 단계를 나타내고 있다.
도 4는 도 3의 일부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 파워 브레이크 조립체의 요부를 도시한 단면 사시도로, 마스터 실린더의 피스톤이 삽입 단계 중에 브레이크 부스터의 출력 로드와 계합 관계로 배치되어 피스톤의 바이패스공을 통과하는 유체 유동을 중단시켜서 브레이크 라인 포트들과 마스터 실린더의 저장소 포트들 사이에 압력차를 발생시키도록 된 것을 나타내고 있다.
도 6은 도 5의 일부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 7은 파워 브레이크 조립체의 요부를 도시한 단면 사시도로, 마스터 실린더가 브레이크 부스터에 고정되어 있는 것을 나타내고 있다.
도 8은 도 7의 일부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 9는 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 고정하는 대안적인 구성을 도시한 요부 사시도이다.
도 10은 도 9의 10-10선을 따라 취한 요부 단면도이다.
몇 개의 도면들에서 유사한 도면 번호들이 상응하는 부품들을 지시하고 있는 도면들을 참조하면, 파워 브레이크 조립체(20)를 조립하기 위한 방법이 대체로 도 2 내지 도 8에 도시되고 예시되어 있다. 도 1에 대체로 조립된 상태로 도시된 바와 같이, 파워 브레이크 조립체(20)는 브레이크 페달(미도시)에 부착되는 브레이크 부스터(22)와 다수의 유체 작동식 브레이크들(미도시)에 연결되는 마스터 실린더(24)를 포함한다.
마스터 실린더(24)는 중앙 축선(A)을 따라 배치되고, 마스터 실린더(24) 둘레에서 환형으로 연장하는 래디얼 숄더(26)를 획정한다. 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)는 래디얼 숄더(26) 둘레에서 환형으로 연장하는 오목부(28)를 획정하고, 오링(o-ring)(30)이 오목부(28) 내에 배치된다. 또한, 마스터 실린더(24)는 중앙 축선(A)을 따라 배치되는 바닥을 획정하는 원통 형상을 갖는 챔버(32)도 포함한다. 마스터 실린더(24)는 브레이크 유체를 수용하고 전달하기 위해 챔버(32)와 유체 연통하게 배치되는 적어도 한 개의 저장소 포트(36)를 더 포함한다. 마스터 실린더(24)는 마스터 실린더(24)의 챔버(32)로부터 유체 작동식 브레이크들로 브레이크 유체를 전달하기 위해 챔버(32)와 유체 연통하게 배치되는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트(38)를 더 포함한다.
브레이크 유체를 챔버(32)로부터 그리고 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트(38)를 통해 유체 작동식 브레이크들로 전달하기 위해 적어도 한 개의 제어기(40)가 마스터 실린더(24)의 챔버(32) 내에 활주 가능하게 배치되고 축선(A)을 따라 연장된다. 제어기(40)는 축선(A)을 따라 배치되는 원통 형상을 가지며 말단부(44)에서부터 중공으로 형성되는 적어도 한 개의 피스톤(42)과, 상응하는 적어도 한 개의 피스톤(42)의 말단부(44)와 신축자재 관계로 배치되는 리테이너(46)를 포함한다. 피스톤(42)은 말단부(44) 근처에 적어도 한 개의 바이패스공(48)을 획정하며, 이 적어도 한 개의 바이패스공을 통해 브레이크 유체가 유동할 수 있다. 마스터 실린더(24)는 챔버(32) 둘레에서 환형으로 연장하고 적어도 한 개의 바이패스공과 저장소 포트(36) 사이에 배치되어 이들 사이의 유체 연통을 확립시키는 적어도 한 개의 입구 포트(49)를 획정한다. 적어도 한 개의 개스킷(50)이 마스터 실린더(24)의 챔버(32) 내에 배치되고 피스톤(42)의 둘레에서 환형으로 연장되는데, 이는 적어도 한 개의 바이패스공(48) 옆에 인접하게 배치된다.
스프링(52)이 축선(A) 상에 정렬되고 피스톤(42)을 연장 위치 또는 정지 위치로 편위시키기 위해 피스톤(42)과 리테이너(46) 사이에서 연장된다. 완전히 연장되거나 혹은 편위된 위치에서, 스프링(52)은 적어도 한 개의 바이패스공(48)을 입구 포트(49) 옆에 인접하게 위치시키고, 이에 따라 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 브레이크 유체를 저장소 포트(36)로부터 입구 포트(49)와 바이패스공(48)을 차례로 통과하여 리테이너(46) 둘레로 해서 브레이크 라인 포트(38)로 전달할 수 있는 마스터 실린더(24)가 개방된 상태가 확립된다. 다른 말로 하면, 마스터 실린더(24)가 개방 상태로 배치되면, 개방되거나 혹은 막히지 않은 유체 연통 라인이 적어도 한 개의 저장소(36)와 적어도 한 개의 브레이크 입구 포트(38) 사이에서 연장된다. 적어도 한 개의 피스톤(42)의 챔버(32)의 바닥 단부(34)를 향한 활주 이동에 반응하여, 바이패스공(48)이 적어도 한 개의 개스킷(50)을 지나 축선 방향으로 전진하여 가압 상태를 확립하는데, 이 가압 상태는 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 브레이크 유체가 저장소 포트(36)로부터 바이패스공(48)을 통해 전달되는 것을 방지한다. 따라서 저장소 포트(36)는 폐쇄되거나 혹은 챔버(32)로부터 격리되는데, 이에 따라 가압 유체가 유체 작동식 브레이크들로의 공급을 위해 브레이크 라인 포트(38)로 제공된다. 비록 상술한 마스터 실린더(24)의 작동을 단일 제어기(40)에 대해 설명했지만, 마스터 실린더(24)는, 도 1에 도시된 것처럼 챔버(32) 내에 배치되어 서로 탠덤식으로 작동하는 두 개의 제어기(40)들을 포함할 수 있다.
브레이크 부스터(22)는 전방 하우징(54)과 후방 하우징(56)을 구비하는데, 전방 하우징과 후방 하우징은 각각 축선(A) 상에 배치되고 전방 하우징(54)과 후방 하우징(56) 사이에 공간(58, 60, 62, 64)을 획정하는 컵 형상을 갖는다. 브레이크 부스터(22)의 전방 하우징(54)은 전방 하우징(54)으로부터 축선(A)을 따라 외측으로 연장되는 원통 형상을 갖는 튜브형 칼라(66)를 포함한다. 브레이크 부스터(22)는 축선(A) 상에서 공간(58, 60, 62, 64) 내에 배치되고 전측 단부(72)와 후측 단부(74) 사이에서 연장되는 튜브 형상의 파워 액추에이터(70)를 더 포함한다. 파워 액추에이터(70)는 전방 하우징(54)과 후방 하우징(56)에 대해 축선을 따라 이동할 수 있다. 파워 액츄에이터(70)의 전측 단부(72)는 마스터 실린더(24)의 피스톤(42)과 계합하기 위해 파워 액추에이터(70)의 전측 단부(72)로부터 축선(A)을 따라 그리고 전방 하우징(54)을 향해 외측으로 연장되는 출력 로드(76)를 포함한다. 입력 로드(78)는 브레이크 부스터(22)로부터 중앙 축선(A)을 따라 그리고 브레이크 페달을 향해 외측으로 연장된다. 스프링 또는 이와 유사한 탄성 부재(73)가 마스터 실린더(24)를 계합시키기 위해 전방 하우징(54) 내에 배치되고 입력 로드(78) 둘레에서 그리고 파워 액추에이터(70)의 전측 단부(72)와 전방 하우징(54) 사이에서 환형으로 연장된다. 브레이크 중에, 운전자가 브레이크 페달을 통해 투입력을 제공함에 따라, 입력 로드(78)가 투입력을 브레이크 페달로부터 출력 로드(76)로 전달하여 마스터 실린더(24)의 피스톤(42)을 축선(A)을 따라 마스터 실린더(24)의 바닥(34)을 향해 누른다. 위에서 설명한 것처럼, 챔버(32)의 바닥 단부(34)를 향한 피스톤(42)의 활주 이동에 반응하여, 바이패스공(48)이 적어도 한 개의 개스킷(50)을 지나 축선 방향으로 전진하여, 저장소 포트(36)로부터의 바이패스공(48)을 통한 브레이크 유체의 전달을 방지하는 마스터 실린더(24)의 가압 상태를 확립한다. 따라서 저장소 포트(36)는 폐쇄되거나 혹은 챔버(32)로부터 격리되는데, 이에 따라 가압 유체가 유체 작동식 브레이크들로의 공급을 위해 브레이크 라인 포트(38)로 제공된다. 운전자가 투입력을 없애면, 마스터 실린더(24)의 스프링(52)이 피스톤(42)에 작용하여 마스터 실린더(24)를 개방 상태로 복귀시키고, 탄성 부재(73)는 파워 액추에이터(70)의 출력 로드(76)에 작용하여 파워 액추에이터(70)를 그 원래 위치로 복귀시킨다.
도 2에 도시된 것처럼, 파워 브레이크 조립체(20)를 조립하는 방법은 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)를 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)에 축선 방향으로 삽입하는 것에 의해 개시된다. 도 3에 도시된 것처럼, 삽입 단계 중에, 출력 로드(76)가 마스터 실린더(24)의 피스톤(42)들과 축선 방향으로 정렬된다. 래디얼 숄더(26)가 튜브형 칼라(66)에 부분적으로 삽입되고 나면, 조립 방법은 계속해서 저장소 포트(36)와 브레이크 입구 포트(38) 사이의 차압을 모니터링한다. 브레이크 입구 포트(38)와 저장소 포트(36) 사이의 차압은 브레이크 라인 포트(38)를 밀봉하고 압력을 인가하면서 동시에 저장소 포트(36)를 밀봉하고 그 압력을 측정하거나, 혹은 이를 반대로 하는 것에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 압력 발생기, 예컨대 압축 공기 공급 장치가 마스터 실린더(24)의 브레이크 라인 포트(38) 또는 저장소 포트(36) 중 하나에 적용되어 챔버(32) 내에 그리고 브레이크 라인 포트(38)와 저장소 포트(36)에 걸쳐서 유체 압력을 발생시킬 수 있다. 유체 압력은 기체(공기) 또는 액체에 의해 제공될 수 있음을 알아야 한다. 달리 말하면, 압축 공기 공급 장치를 사용하는 대신, 액체 공급 장치가 저장소 포트(36)와 브레이크 라인 포트(38) 사이에 유체 압력을 인가하는 데 사용될 수 있다.
저장소 포트(36)와 브레이크 라인 포트(38) 사이에 차압이 존재하지 않으면, 이 측정 결과는 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 개방되거나 혹은 막히지 않은 유체 연통 라인이 적어도 한 개의 저장소(36)와 적어도 한 개의 브레이크 입구 포트(38) 사이에서 연장된다는 것을 나타내는 마스터 실린더의 개방 상태를 나타낸다. 저장소 포트(36)와 브레이크 라인 포트(38) 사이에서 유체 차압이 검출되면, 이는 피스톤(42) 및 이에 따라 적어도 한 개의 바이패스공(48)이 브레이크 부스터(22)의 출력 로드(76)와 접촉 또는 계합 관계에 의해 챔버(32)의 바닥 단부(34)를 향해 전진되었기 때문에 브레이크 유체가 바이패스공(48)을 통해 전달되는 것이 적어도 한 개의 개스킷(50)에 의해 방지되거나 혹은 차단되는 것을 나타내는 마스터 실린더의 가압 상태를 나타낸다.
적어도 한 개의 저장소 포트(36)와 적어도 한 개의 브레이크 입구 포트(38) 사이에서 차압이 검출되지 않는 한, 마스터 실린더(24)는 계속해서 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)에 축선 방향으로 삽입되고 다. 브레이크 부스터(22)의 출력 로드(76)를 향하고 있다. 피스톤(42)이 브레이크 부스터(220의 출력 로드(76)에 계합되고 나면, 출력 로드(76)는 피스톤(42)을 마스터 실린더(24)의 챔버(32)의 바닥(34)을 향해 축선 방향으로 밀거나 혹은 활주시켜서, 피스톤(42)과 리테이너(46) 사이에 있는 스프링(52)을 압축시켜 피스톤(42)의 바이패스공(48)을 개스킷(50)을 지나도록 이동시키고, 이에 의해 브레이크 라인 포트(38)들과 저장소 포트(36)들 간의 유체 연통을 폐쇄한다. 이에 따라 이러한 피스톤(42)의 이동은 브레이크 라인 포트(38)와 저장소 포트(36) 사이에 유체 차압을 발생시킨다. 이 유체 차압이 감지되고 나면, 조립 방법은 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)의 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)에의 축선 방향 삽입을 중지한다.
도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 피스톤(42)의 축선 방향 이동의 거리 또는 길이(L)는, 저장소 포트(36)와 브레이크 입구 포트(38) 사이에서 차압이 검출되지 않는 마스터 실린더(24)의 개방 상태와 저장소 포트(36)와 브레이크 입구 포트(38) 사이에서 차압이 검출되는 마스터 실린더(24)의 가압 상태 간의 변화를 일으킨다. 따라서, 차압이 검출되어 축선 방향 삽입이 중지된 후에, 조립 방법은 계속해서 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)를 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)로부터 이 거리 또는 길이(L) 만큼 후퇴시키거나 혹은 빠져 나가게 해서 마스터 실린더(24)의 개방 상태를 재확립한다. 삽입 단계와 유사하게, 저장소 포트(36)와 브레이크 입구 포트(38) 간에 차압이 검출되지 않는 때를 결정하도록 후퇴 단계 중에 저장소 포트(36)와 브레이크 입구 포트(38) 간의 차압이 모니터링될 수 있고, 이에 따라 피스톤은 이 거리 또는 길이(L)를 이동하여 마스터 실린더(24)의 개방 상태를 재확립한다. 위에서 설명한 내용에 따르면, 후퇴 단계는 마스터 실린더(24)를 브레이크 부스터(22)로부터 멀어지게 이동시킴으로써, 스프링(52)에 의해서 피스톤(42)이 개스킷(50)을 지나서 입구 포트(49)에 의해 저장소 포트(36)와 다시 유체 연통되도록 복귀되고 이에 따라 바이패스공(48)의 위치도 재설정된다. 개방 상태가 재확립되었기 때문에 차압이 감지되지 않으면, 계속해서 조립 방법은 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)가 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)로부터 빠지는 것을 중단시켜 마스터 실린더(24)가 브레이크 부스터(22)에 고정되는 위치를 확립한다.
따라서 본 발명의 파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 이동-폐쇄로 알려져 있는, 거리 또는 길이(L)를 감소시킨다. 다른 말로 하면, 조립 중에 차압을 모니터링하면 가능한 최소값으로 거리 또는 길이(L)가 설정되도록 마스터 실린더(24)를 브레이크 부스터(24)에 대해 정확하게 위치시킬 수 있다. 조립된 파워 브레이크 조립체에 대해 확립되는 이동-폐쇄 거리가 감소됨으로써, 페달 이동이 최소화되고 이에 따라 차량 운전자의 페달 감각이 개선된다. 본 발명의 파워 브레이크 조립체를 조립하는 방법의 다른 장점은 마스터 실린더와 브레이크 부스터의 서로에 대한 공차만 고려할 필요가 있고, 시스템 내에서 이루어질 수 있는 모든 조합들과 부품들의 공차들을 고려할 필요가 없다는 것이다.
본 발명의 조립 방법의 일 실시예에서, 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)는 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26) 둘레에서 튜브형 칼라(66)를 기계적으로 변형시키는 것에 의해, 예컨대 크림핑(crimping)하거나 스테이킹(staking)하는 등에 의해 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26) 둘레에 고정된다. 구체적으로, 도 1에 가장 잘 도시되어 있는 것처럼, 본 발명의 조립 방법은 튜브형 칼라(66)를 마스터 실린더(24) 둘레에서 크림핑하여 마스터 실린더(24)의 숄더(26) 둘레에서 환형으로 연장되고 마스터 실린더(24)가 브레이크 부스터(22) 내에서 움직이는 것을 방지하는 축소된 목부(68)를 형성하는 단계를 포함한다. 도 1에 도시된 것처럼, 파워 브레이크 조립체(20)의 조립된 위치에서 전방 하우징(54)의 튜브형 칼라(66)는 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26) 둘레에서 그리고 래디얼 숄더(30)의 오링(30) 위로 환형으로 연장되어 마스터 실린더(24)와 브레이크 부스터(22)가 서로 간에 밀봉 계합되게 한다. 대안적으로 브레이크 부스터의 튜브형 칼라(66)는 볼트나 스크류, 용접 또는 핀고정(pinning)을 사용하여 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)에 기계적으로 체결될 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 실시예에서, 브레이크 부스터(22)는 유동성이 있고 경화에 의해 단단해지는 결합 재료, 예컨대 접착제, 용접재 등을 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)와 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66) 사이에 집어넣는 것에 의해 마스터 실린더(24)에 접합 결합된다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 가장 잘 도시되어 있는 것처럼, 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)는 서로 이격되게 배치되고 축선 둘레에서 환형으로 연장되는 다수의 오목부(28)들을 획정한다. 마스터 실린더(24)의 튜브형 칼라(66)는 튜브형 칼라(66)로부터 반경 방향으로 외측으로 그리고 축선(A) 둘레에서 연장되는 볼록부(167)를 포함하며, 이 볼록부는 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)와 브레이크 부스터(22)의 볼록부(167) 사이에서 환형으로 연장되는 공동(169)을 획정한다. 마스터 실린더(24)를 브레이크 부스터(22)에 고정하는 접착식 결합 재료의 삽입을 가능하게 하기 위해서, 튜브형 칼라(66)의 볼록부(167)는 볼록부(167) 상에 배치되고 공동(169)과 연통되는 구멍(171)을 더 포함한다.
본 발명의 조립 방법의 실시예에서, 마스터 실린더(24)의 래디얼 숄더(26)가 브레이크 부스터(22)의 튜브형 칼라(66)에 적어도 부분적으로 삽입되고 나면, 브레이크 부스터(22)에 진공이 인가되어 각기 다른 종류의 브레이크 부스터(22)들에 대한 조정 및 보정이 수행될 수 있다. 진공은 브레이크 부스터(22)의 전방 하우징(54), 후방 하우징(56), 주 다이어프램(82) 및 후방 다이어프램(84)을 꽉 조여서 브레이크 부스터(22)가 1-2mm 정도 변형되게 한다. 에를 들어, 도 1에 도시된 것처럼, 전방 하우징(54)은 브레이크 부스터(22)를 진공원에 연결하기 위한 입구를 획정한다. 브레이크 부스터(22)는 진공원이 작동하지 않을 때 대기압의 공기가 브레이크 부스터(22)로 들어가는 것을 방지하기 위해 진공원과 입구 사이에 배치되는 진공 체크 밸브를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, 조립된 파워 브레이크 조립체(20)의 브레이크 부스터(22)는 파워 액추에이터(70)에 활주 가능하게 부착되는 원형의 분리판(80)을 더 포함하며, 이 분리판은 공간(58, 60, 62, 64)을 후방 하우징(56)과 분리판(80) 사이에서 연장하는 주 제어 용적부(58, 60)와 분리판(80)과 전방 하우징(54) 사이에서 연장하는 부 제어 용적부(62, 64)로 분할한다. 원형이고 탄성중합체 소재로 만들어지는 주 다이어프램(82)이, 후방 하우징(56)에 인접하게 주 제어 용적부(58, 60) 내에 배치되고 또한 분리판(80)과 이격되게 파워 액추에이터(70)에 부착되어, 주 제어 용적부(58, 60)를 주 가압칸(58)과 주 진공칸(60)으로 분할한다. 원형이고 탄성중합체 소재로 만들어지는 부 다이어프램(84)이, 전방 하우징(54)에 인접하게 제어 용적부(62, 64) 내에 배치되고 또한 분리판(80)과 이격되게 파워 액추에이터(70)에 부착되어, 부 제어 용적부(62, 64)를 부 가압칸(62)과 부 진공칸(64)으로 분할한다. 튜브 형상을 갖는 파이프(86)가 분리판(80)과 주 다이어프램(82) 사이에서 연장하여 주 가압칸(58) 및 부 가압칸(62) 둘 다와 유체 연통하게 배치되는 채널(88)을 획정한다. 파워 액추에이터(70)는 주 진공칸(60)과 부 진공칸(64)을 연결하여 작동 중에 진공칸들(60, 64)이 항상 대기압 미만으로 가압되게 하는 공기 통로(90)를 획정한다. 대안적으로, 공기 통로(90)는 진공칸들(60, 64)을 유체(진공) 연통시키도록 이들을 서로 연결하기 위해 분리판 위에 획정될 수 있다.
디스크(disc) 형상을 갖는 주 지지판(92)이 주 진공 챔버(32) 내에 배치되고 또한 주 다이어프램(82)에 접하도록 파워 액추에이터(70)에 부착되어 주 다이어프램(82)에 강성을 부여한다. 디스크 형상을 갖는 부 지지판(94)이 부 진공 챔버(32) 내에 배치되고 또한 부 다이어프램(84)에 접하도록 파워 액추에이터(70)에 부착되어 부 다이어프램(84)에 강성을 부여한다.
파워 액추에이터(70)의 후측 단부(74)는 중앙 축선(A)을 따라 연장하는 원통 형상의 보어(96)를 획정한다. 대기압의 공기가 브레이크 부스터(22)의 가압칸들(58, 62)로 들어갈 수 있게 하기 위한 공기 조절 기구(98)가 보어(96) 내에 배치된다. 공기 조절 기구(98)는 파워 액추에이터(70)의 보어(96) 내에 착좌되고 출력 로드(76)와 입력 로드(78) 사이에서 중앙 축선(A)을 따라 연장하는 스풀 형상을 갖는 공기 밸브(100)를 포함한다. 공기 밸브(100)는 브레이크 부스터(22)의 입력 로드(78)를 계합시키기 위한 캐비티를 구비하는 수용 단부(102)를 획정한다. 탄성 중합체 소재로 만들어지는 원형의 반응 디스크(106)가 파워 액추에이터(70)의 전측 단부(72) 상에 배치되고 공기 밸브(100)의 움직임을 출력 로드(76)로 전달하기 위해 출력 로드(76)와 공기 밸브(100) 사이에서 연장한다. 공기 조절 기구(98)는 대기압의 공기가 공기 밸브(100)를 통해 브레이크 부스터(22)로 들어가는 것을 방지하기 위해 공기 밸브(100)에 인접하게 배치되는 튜브 형상의 플로팅 제어 밸브(108)를 더 포함한다. 파워 액추에이터(70)의 후측 단부(74)는, 공기 조절 기구(98)의 플로팅 제어 밸브(108)를 계합시키기 위해 파워 액추에이터의 후측 단부(74)로부터 외측으로 그리고 축선(A) 둘레에서 환형으로 연장하는 밸브 시트(110)를 획정한다.
작동 시에, 브레이크들이 정지 위치에 있고 입력 로드(78)에 어떤 힘도 가해지지 않으면, 진공원은 공기를 진공칸들(60, 64) 바깥으로 빼낸다. 플로팅 제어 밸브(108)를 파워 액추에이터(70)의 밸브 시트(110)로부터 멀리 유지시키는 공기 밸브(100)에 의해, 공기가 가압칸들(58, 62)로부터 배출된다. 밸브 시트(110)는 대기압의 공기가 파워 액추에이터의 후측 단부로 그리고 가압칸들(58, 62)로 들어가는 것을 방지하는 플로팅 제어 밸브(108) 상에 배치된다. 다이어프램들(82, 84) 양측에 있는 진공에 의해, 다이어프램들(82, 84)은 파워 액추에이터(70)를 하우징에 대해 유지할 수 있다.
운전자가 브레이크 페달을 밀면, 입력 로드(78)가 공기 밸브(100)와 플로팅 제어 밸브(108)를 함께 플로팅 제어 밸브(108)가 파워 피스톤(42) 상의 밸브 시트(110)와 접촉될 때까지 축선(A)을 따라 전방으로 그리고 전방 하우징(54)을 향해 변위시킨다. 공기 밸브(100)가 중앙 축선(A)을 따라 전방으로 이동함에 따라, 공기 밸브는 플로팅 밸브(108)로부터 떨어져 공기 밸브(100)와 플로팅 제어 밸브(108) 사이에 개구가 발생된다. 이러한 일이 일어나면, 대기압의 공기가 브레이크 부스터(22)의 가압칸들(58, 62)로 들어간다. 진공칸들(60, 64)에 아직 진공이 있기 때문에, 다이어프램 차압은 파워 액추에이터(70)에 연결된 다이어프램들(82, 84) 각각에 작용하는 전방 지향 작동력을 발생시킨다. 작동력은 파워 액추에이터(70)와 출력 로드(76)가 전방으로 이동하게 하고 마스터 브레이크 실린더(24)의 피스톤을 이동시킨다.
브레이크 중에 브레이크 시스템의 유압 라인압이 증가함에 따라, 브레이크 부스터(22)는 공기 밸브(100)를 통해 브레이크 페달에 기계적인 반응력을 제공한다. 출력 로드(76)는 후방 지향력을 마스터 실린더(24)의 피스톤(42)으로부터 반응 디스크(106)로 전달하고, 반응 디스크는 압축되어 고압축 유체와 매우 유사한 반응을 제공한다. 마스터 실린더(24)로부터 제공되는 전체 힘 중 일부가 공기 밸브(100)와 입력 로드(78)를 거쳐 최종적으로 브레이크 페달로 전달된다. 이는 운전자에게 브레이크 조작감을 부여하는데, 이는 브레이크 정도에 비례한다. 이러한 피드백에 의해, 공기 밸브(100)가 폐쇄되고 운전자가 브레이크 페달을 더 강하게 밟을 때까지 인가 압력이 더 증가되는 것이 방지된다.
브레이크 페달이 유지 위치에 있으면, 플로팅 제어 밸브(108)가 파워 액추에이터(70)의 밸브 시트(110)와 접촉된 상태로 유지되고, 이에 의해 진공원을 가압칸들(58, 62)에 대해 차단한다. 동시에, 플로팅 제어 밸브(108)는 파워 액추에이터(70)와 함께 중앙 축선(A)을 따라 이동하여 공기 밸브(100) 상에 재착좌되고, 이에 따라 추가 공기가 가압칸들(58, 62)로 들어가는 것을 방지된다. 공기 밸브(100)와 플로팅 제어 밸브(108)는 운전자가 브레이크 페달에 가해지는 힘을 없애거나 혹은 브레이크 페달에 힘을 더 가할 때까지 정지 상태로 유지된다. 브레이크 페달에 가해지는 힘들이 전부 없어지면 파워 액추에이터(70)가 다이어프램들(82, 84)을 정지 위치로 복귀시키게 된다.
명백하게, 위에서 설명한 내용들에 기초하여 본 발명의 많은 개조예들과 변형예들이 가능하고, 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 위에서 구체적으로 설명한 것과 다르게 실시될 수 있다. 본 발명에서 개시된 파워 브레이크 조립체(20)를 조립하는 방법이 표준 파워 브레이크 조립체 뿐만 아니라 탠덤식 파워 브레이크 조립체를 제작하는 데 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (15)

  1. 브레이크 부스터 및 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이에 배치되는 챔버를 획정하는 마스터 실린더를 포함하는 파워 브레이크 조립체를 조립하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법으로,
    마스터 실린더를 브레이크 부스터에 삽입하는 단계;
    상기 삽입 단계 중에 마스터 실린더의 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이의 차압을 모니터링하는 단계;
    차압이 감지되면 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 삽입하는 것을 중지하는 단계;
    마스터 실린더를 브레이크 부스터 내에서 소정 거리 후퇴시키는 단계; 및
    마스터 실린더를 소정 거리 후퇴시킨 후에 브레이크 부스터를 마스터 실린더에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후퇴 단계 중에 마스터 실린더의 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이에서 차압이 없어지는 것을 모니터링하는 단계; 및
    차압이 없어지면 마스터 실린더를 브레이크 부스터로부터 후퇴시키는 것을 중지하여 소정 거리를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    차압을 모니터링하는 상기 단계와 차압이 없어지는 것을 모니터링하는 상기 단계가, 적어도 한 개의 저장소 포트 또는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 중 한 개에 압력을 인가하고 적어도 한 개의 저장소 포트 또는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 중 다른 한 개의 압력을 모니터링하여 인가된 압력과 모니터링된 압력이 다른지 아니면 동일한지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    적어도 한 개의 저장소 포트 또는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 중 한 개에 압력을 인가하는 상기 단계가, 압축 공기 공급 장치를 적어도 한 개의 저장소 포트 또는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 중 한 개에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    적어도 한 개의 저장소 포트 또는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 중 한 개에 압력을 인가하는 상기 단계가, 액체 공급 장치를 적어도 한 개의 저장소 포트 또는 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 중 한 개에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크 부스터가 튜브형 칼라를 포함하며 마스터 실린더는 래디얼 숄더를 포함하고, 브레이크 부스터를 마스터 실린더에 고정하는 상기 단계가 튜브형 칼라를 마스터 실린더의 래디얼 숄더 둘레에서 기계적으로 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크 부스터가 튜브형 칼라를 포함하며 마스터 실린더는 래디얼 숄더를 포함하고, 브레이크 부스터를 마스터 실린더에 고정하는 상기 단계가 튜브형 칼라를 마스터 실린더의 래디얼 숄더에 기계적으로 체결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크 부스터가 튜브형 칼라를 포함하며 마스터 실린더는 래디얼 숄더를 포함하고, 브레이크 부스터를 마스터 실린더에 고정하는 상기 단계가 마스터 실린더의 래디얼 숄더와 튜브형 칼라 사이에 결합 재료를 집어넣는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    래디얼 숄더가 다수의 오목부를 획정하며 튜브형 칼라는 공동을 획정하는 볼록부를 포함하고, 결합 재료를 집어넣는 상기 단계가 구멍을 통해 그리고 오목부들과 볼록부 사이에 결합 재료를 삽입하여 마스터 실린더를 브레이크 부스터에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크 부스터가 전방 하우징, 후방 하우징, 주 다이어프램, 및 후방 다이어프램을 포함하고, 상기 삽입 단계 중에 진공을 브레이크 부스터에 인가하여 브레이크 부스터의 하우징들과 다이어프램들의 조정과 죔을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  11. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크 부스터가 튜브형 칼라를 포함하며 마스터 실린더는 래디얼 숄더를 포함하고, 상기 삽입 단계가 래디얼 숄더를 튜브형 칼라에 축선 방향으로 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 후퇴 단계는 래디얼 숄더를 튜브형 칼라로부터 소정 거리 후퇴시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    마스터 실린더가 챔버 내에 서로에 대해 신축자재식으로 배치되는 피스톤과 리테이너를 포함하는 제어기를 포함하고, 브레이크 부스터는 축선을 따라 연장하는 출력 로드를 포함하고, 삽입 단계 중에 피스톤과 출력 로드를 서로 축선에 대해 정렬하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    피스톤이 말단부에 인접하게 배치되는 바이패스공을 획정하고,
    상기 삽입 단계 중에 피스톤과 리테이너 사이에 배치되는 스프링으로 피스톤을 연장 위치로 편위시켜서 적어도 한 개의 저장소 포트, 바이패스공, 챔버 및 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트를 연속으로 통과하는 유체 연통이 이루어질 수 있게 하는 마스터 실린더의 개방 상태를 확립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    마스터 실린더가 챔버 내에 배치되고 적어도 한 개의 바이패스공 옆에 인접하게 피스톤 둘레에서 환형으로 연장하는 적어도 한 개의 개스킷을 포함하고, 상기 삽입 단계 중에 피스톤을 브레이크 부스터의 출력 로드와 접촉 관계로 배치하고 피스톤과 리테이너 사이의 스프링을 압축하고 피스톤의 바이패스공을 적어도 한 개의 개스킷을 지나 축선 방향으로 이동시켜서, 일련의 연통을 폐쇄하여 상기 모니터링 단계들 중에 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이에서 감지되는 유체 차압을 확립하는 마스터 실린더의 가압 상태를 확립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    마스터 실린더의 개방 상태를 재확립하고 상기 후퇴 단계 중에 적어도 한 개의 저장소 포트와 적어도 한 개의 브레이크 라인 포트 사이에서 감지되는 차압을 없애기 위하여, 상기 후퇴 단계 중에 피스톤을 연장 위치로 다시 편위시켜 적어도 한 개의 개스킷을 지나서 적어도 한 개의 저장소 포트와 연통하게 바이패스공의 위치를 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 브레이크 조립체 조립 방법.
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