KR20030045121A

KR20030045121A - 브레이크 부스터

Info

Publication number: KR20030045121A
Application number: KR10-2003-7005406A
Authority: KR
Inventors: 프레이칼-하인츠; 오르텔페터; 라후이스프리델귄터
Original assignee: 루카스 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2003-06-09
Also published as: WO2002036399A3; JP2004513009A; DE50101942D1; US20030172804A1; EP1326768B1; EP1326768A2; WO2002036399A2; DE10051385C1; ES2217204T3; AU2002245853A1; US6802245B2; BR0113826A

Abstract

브레이크 부스터를 작동시키기 위한 삽입 부재(20)가 있는 브레이크 부스터가 개시된다. 상기 삽입 부재(20)의 브레이크 페달측 단부에, 브레이크 페달에 연결된 상기 작동 봉(34)을 위한 수용 슬리브(20A)가 구비된다. 상기 수용 슬리브(20A)의 내부 측면에는 적어도 하나의 스프링 부재(36C, 36D)를 포함하는 스프링 슬리브(36)가 위치하며, 상기 스프링 부재(36C, 36D)는, 작동 봉(34)이 삽입 부재(20)에 대하여 멈춤 위치로 도입될 때 상기 작동 봉(34)과 협동한다. 상기 스프링 부재(36C, 36D)는 대체로 축 방향으로 연장되며, 반경 방향 외향으로 스프링 탄성 방식으로 작동되도록 구성된다. 스프링 슬리브(36)의 브레이크 페달측 단부에는, 반경 방향 외향으로 연장되는 연장부(36F)가 있고, 이 연장부는 수용 슬리브(20A)의 비드(20D)에 의하여 수용 슬리브(20A)에 고정된다.

Description

브레이크 부스터{SERVO BRAKE}

국제 특허 공개 제00/07862호에는 종래 방식의 브레이크 부스터가 개시되어 있다. 브레이크 부스터의 삽입 부재에 있어서, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 상기 삽입 부재의 단부는 횡단 구멍을 구비한 포크 형태로 구성된다. 브레이크 페달 레버를 상기 삽입 부재에 연결시키기 위하여, 횡단 구멍을 동일하게 구비하고 있는 브레이크 페달 레버가 상기 포크 내부로 도입되어 횡단 볼트에 의해 상기 포크와 연결된다. 그 다음, 이 횡단 볼트는 우발적으로 이탈되지 않도록 고정된다.

독일 특허 공개 제33 07 888 A1호에는 또 다른 브레이크 부스터가 개시되어있다. 이 브레이크 부스터에는 삽입 부재를 구비한 하중 전달 장치가 있고, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 삽입 부재의 단부에는, 상기 브레이크 페달에 의하여 동작되도록 설치되어 있는 작동 봉을 위한 슬리브 형태의 수용기가 있다. 상기 삽입 부재의 수용기의 쉘에는 개구부가 있고, 이 개구부를 통하여 스프링 부재가 반경 방향으로 연장된다. 이 스프링 부재에는, 상기 수용기의 반경 방향의 외부 측면을 둘러싸는 가지부(limb)와, 상기 슬리브 형태의 수용기 내부로 돌출되는 두 개의 돌출부들이 있다. 상기 작동 봉을 삽입 부재에 연결시키기 위하여, 상기 수용기 내부로 돌출되는 스프링의 돌출부들이 주변까지 연장되는 상기 작동 봉의 홈 내부로 체결될 때까지, 상기 작동 봉은 상기 슬리브 형태의 수용기 내부로 삽입된다.

상기 스프링의 탄성 자유단은, 각각의 경우에 대체로 동일한 스프링 힘을 가지고, 상기 브레이크 부스터의 작동 방향으로 또는 이와 반대 방향으로 축 방향 하중에 대항한다. 스프링 부재의 자유단이 작동 방향으로 축력을 가하는 경우에는, 상기 작동 봉이 상기 멈춤 위치 안으로 큰 힘을 들이지 않고 도입될 수 있도록, 상기 스프링 힘은 상대적으로 작은 것이 바람직하지만, 스프링 부재 자유단이 작동 반대 방향으로 축력을 가하는 경우에는, 상기 작동 봉이 상기 수용 슬리브로부터 이탈되지 않도록, 상기 스프링 힘은 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 독일 특허 공개 제33 07 888 A1호에 따른 하중 전달 장치는 이상과 같은 요구 조건을 충분하게 충족하지 못한다.

독일 특허 공개 제198 43 316 A1호에는 복수의 스프링 부재를 포함하는 또 다른 하중 전달 장치가 개시되어 있다. 이 하중 전달 장치는, 양단부 중 어느 일방에 작동 봉을 위한 수용 슬리브가 있는 삽입 부재를 포함한다. 스프링 부재를 포함하는 스프링 슬리브가 상기 수용 슬리브의 내부에 배치됨으로써, 상기 작동 봉이 상기 삽입 부재에 대하여 멈춤 위치으로 도입될 때, 스프링 탄성 방식으로 반경 방향 외향으로 작동되도록 되어 있는 스프링 부재들이 상기 작동 봉과 협동한다.

상기 스프링 슬리브를 상기 수용 슬리브에 연결시키기 위하여, 작동 봉 쪽으로 향해 있는 상기 스프링 슬리브의 단부에는 반경 방향 외향으로 연장되는 칼라가 구비되는데, 상기 칼라는 작동 봉으로 향해 있는 수용 슬리브의 단부와의 관계에서 작동 봉의 하중 전달 방향으로 서로 협동한다. 스프링 슬리브가 작동 봉의 하중 전달 방향과 반대 방향으로 하중을 받을 때 수용 슬리브로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 수용 슬리브의 내부에 위치하는 스프링 슬리브의 부분에는 반경 방향 외향으로 연장되는 복수의 연장부들이 있다. 이러한 연장부는 수용 슬리브의 내부에 있는 계단(step)에 기대어 지탱됨으로써, 상기 스프링 슬리브가 작동 봉의 하중 전달 방향과 반대 방향으로 축력을 받는 경우에도 상기 수용 슬리브로부터 이탈되지 않게 된다.

작동 봉을 삽입 부재에 연결시키기 위하여, 상기 삽입 부재로 향해 있는 작동 봉의 구형 헤드가 스프링 부재를 지나칠 때까지 상기 작동 봉이 수용 슬리브 내부로 삽입되고, 스프링 부재는 구형 헤드 뒤에서 맞물린다. 상기 스프링 부재는, 구형 헤드 뒤에서 맞물려서 상기 구형 헤드와 작동 봉의 작동 반대 방향으로 협동하며, 작동 방향과 그 반대 방향으로 작동 봉 내부로 도입되는 힘이 상기 구형 헤드로부터 스프링 부재 쪽으로 그리고 이 스프링 부재로부터 삽입 부재에 연결된 수용 슬리브 쪽으로 전달되도록 한다. 결과적으로, 상기 작동 봉은 작동 방향뿐만 아니라 이와 반대 방향으로도 상기 삽입 부재와 확실히 연결된다.

그러나, 독일 특허 공개 제198 43 316 A1호에 개시된 하중 전달 장치는, 상기 스프링 슬리브와 수용 슬리브의 연결이 복잡하고 고비용인 단점을 갖는다. 이것은 무엇보다도 스프링 슬리브를 수용 슬리브에 연결시키기 위하여 상기 수용 슬리브의 가장 깊은 부분에 언더컷(undercut)이 배치되어야 하기 때문이다. 이러한 언더컷은 계단을 형성하는데, 반경 방향 외향으로 연장되는 상기 스프링 슬리브의 연장부는 상기 계단과의 관계에서 작동 봉의 작동 반대 방향으로 협동한다.

본 발명은 브레이크 부스터에 관한 것으로서 상기 브레이크 부스터를 작동시키는 삽입 부재를 포함하고, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 상기 삽입 부재의 단부에는 작동 봉을 위한 수용 슬리브가 구비되며, 스프링 슬리브가 제공되어 적어도 그 일부가 상기 수용 슬리브 내부에 위치하고 또한 상기 스프링 슬리브는 대체로 축 방향으로 연장되는 스프링 부재를 구비하며, 이 스프링 부재는 상기 작동 봉이 상기 삽입 부재에 대하여 상대적으로 멈춤 위치(detent position)로 도입될 때 상기 작동 봉과 협동하고 또한 반경 방향 외향으로 스프링 탄성 방식으로 동작되도록 되어 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 브레이크 부스터의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 첨부된 도면은 다음과 같다.

도 1은, 작동 봉이 수용 슬리브 안에 체결된 상태에서 도시된, 본 발명에 따른 제1 브레이크 부스터의 관련 부분의 종단면도이다.

도 2 및 2A는, 도 1의 브레이크 부스터의 삽입 부재의 확대 종단면도이다.

도 3은, 작동 봉이 상기 삽입 부재에 대하여 멈춤 위치에 있는 상태에서 도시된, 도 2에 따른 삽입 부재의 종단면도이다.

도 4는, 도 1 내지 도 3에 도시된 스프링 슬리브에 비교하여 약간 변경된 스프링 슬리브의 종단면도이다.

도 5는, 나사 결합된 작동 부재가 상기 삽입 부재에 대하여 멈춤 위치에 있는 상태에서 도시된, 작동 봉의 종단면도이다.

본 발명의 목적은, 스프링 슬리브와 수용 슬리브의 연결이 보다 향상되며 특히 제조상의 관점에서 보다 쉽게 실현될 수 있는, 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

우선적으로, 본 발명의 이러한 목적은, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 스프링 슬리브의 단부에 반경 방향 외향으로 연장되는 연장부가 있고, 이 연장부는 수용 슬리브의 비드에 의하여 상기 수용 슬리브에 고정되는 형태를 갖는, 브레이크 부스터를 통하여 달성된다. 상기 비드는, 상기 스프링 슬리브에 대하여 작동 방향으로 도입되는 힘과 작동 반대 방향으로 도입되는 힘 모두가 상기 수용 슬리브로 신뢰성 있게 전달되는 것을 보장한다. 또한, 상기 비드를 실용화하는 데 드는 비용은 극히 적다.

상기 스프링 슬리브에 있어서 반경 방향 외향으로 연장되는 연장부는 원주방향(circumferential) 칼라이거나 혹은 적어도 부분적으로라도 원주 방향 칼라인 것이 바람직하다. 이러한 구조는, 특히, 상기 스프링 슬리브로 도입되는 힘이 상기 수용 슬리브로 신뢰성 있게 전달되는 것을 보장한다.

상기 스프링 슬리브는 두 개 이상의 스프링 부재들을 포함할 수 있으며, 이러한 스프링 부재들은 작동 봉과 협동하고 작동 봉의 반경 방향 외부 측면을 둘러싼다. 각각의 스프링 부재는 대체적으로 축 방향으로 연장되는 슬롯에 의하여 분할되는 것이 편리하다. 상기 스프링 부재의 복원력을 조절하기 위하여, 상기 스프링 슬리브 쪽으로 향해 있는 상기 슬롯의 단부는, 상기 스프링 슬리브의 둘레 방향으로 확장될 수 있다. 상기 슬롯이 둘레 방향으로 더욱 확장될수록, 상기 스프링 부재의 복원력은 더욱 감소된다. 그 이유는, 스프링 부재를 스프링 슬리브에 연결시키는 웨브(web)가 점진적으로 얇아지기 때문이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스프링 슬리브 쪽으로 향해 있는 슬롯의 확장부는 환형의 함몰부 형태를 취하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 상기 스프링 슬리브 쪽으로 향해 있는 슬롯의 단부는 환형의 함몰부 안으로 개방되어 있다. 상기 환형의 함몰부의 직경에 의하여, 상기 스프링 부재의 복원력에 영향을 주는 것도 마찬가지로 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스프링 부재는, 예를 들면 그 자유단을 통하여 상기 작동 봉의 제1 경사면과 협동할 수 있는데, 상기 자유단은 상기 수용 슬리브에 대하여 반경 방향 외향으로 스프링 탄성 방식으로 동작되도록 구성된다. 상기 제1 경사면에는 작동 방향으로 커지는 반경 방향 연장부가 있는 것이 바람직하며, 축 방향으로는 평평한, 즉 만곡하지 않는 것이 바람직하다. 작동 봉이작동 반대 방향으로 가해지는 장력에 의하여 멈춤 위치로부터 동작되는 경우에, 이러한 장력은, 축 방향으로, 상기 작동 봉의 경사면에 의해 상기 스프링 부재의 자유단으로 도입된다. 계속하여, 상기 스프링 부재에 도입된 축력은, 스프링 부재에 의해 상기 수용 슬리브 및/또는 삽입 부재로 도입된다.

멈춤 위치에서의 상기 스프링 부재가 대략 직각으로 상기 제1 경사면과 통할 수 있도록, 상기 작동 부재의 제1 경사면은 상기 스프링 부재에 대하여 경사져 배치되는 것이 바람직하다. 제1 경사면과 스프링 부재 사이의 이러한 배치에 의해, 제1 경사면으로부터 스프링 부재로의 힘 도입이 최적화될 수 있다.

상기 작동 봉에는, 상기 제1 경사면의 작동 방향 상류에서, 추가적인 제2 경사면이 구비될 수 있고, 이 제2 경사면은 상기 제1 경사면과 함께 노치형 프로파일을 형성할 수 있도록 경사져 있다. 멈춤 위치에서의 스프링 부재가 적어도 부분에서 상기 작동 봉의 제2 경사면과 표면 접촉되도록, 상기 제2 경사면이 상기 스프링 부재에 대하여 경사져 있다. 상기 작동 봉에는, 상기 제1 경사면의 작동 방향 하류 쪽으로, 제3 경사면이 구비될 수 있고, 이 제3 경사면은 작동 방향으로 작아지는 반경 방향 연장부를 구비한다. 작동 봉이 멈춤 위치로 도입될 때, 뒤이어 제3 경사면이 스프링 부재와 협동하는 것이 바람직하다.

작동 봉의 경사면들 중 적어도 하나가 원뿔형으로 구성되는 것이 바람직하다. 경사면에 대한 이러한 회전 방향으로의 대칭적인 구성은, 작동 봉이 그 종축에 대한 임의의 각 위치에서 상기 입력부재의 수용 슬리브 안으로 도입되게 할 수 있어 바람직하다.

상기 작동 봉과 협동하는 두 개 이상의 스프링 부재들이 제공될 수 있고, 이 스프링 부재들은, 중공 실린더 또는 중공 실린더의 부분 형태로서 상기 작동 봉의 반경 방향으로의 외부 측면을 동심원상으로 둘러싼다. 복수의 스프링 부재들에 의해, 스프링 부재로부터 작동 봉으로 또는 작동 봉에서 스프링 부재로 힘이 보다 균일하게 도입될 수 있다. 스프링 부재들은, 예를 들면, 중공 원통형 스프링 슬리브와 일체로 된 수지(手指)형 스트립의 형태로 형성될 수 있다. 상기 스프링 슬리브는 상기 수용 슬리브에 대해 대체로 평행하게 연장되는 것이 바람직하며, 수용 슬리브의 반경 방향 내부 측면에 접하는 것이 바람직하다. 스프링 부재는, 작동 방향으로, 반경 방향 내향으로 구부러진 스트립 형태로, 상기 스프링 슬리브와 접할 수 있다. 따라서 상기 내향으로 구부러진 스트립의 자유단에 의해 형성된 내부 직경은, 상기 중공 원통형 스프링 슬리브의 내부 직경보다 작다.

브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 상기 수용 슬리브의 단부에는, 깔때기형의 내부 직경 확장부가 제공될 수 있다. 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 수용 슬리브의 이러한 단부 구조에 의해, 작동 봉이 수용 슬리브 안으로 도입될 때 중심으로부터 벗어나는 경우에도 작동 봉과 삽입 부재 사이의 멈춤 연결이 쉽게 이루어질 수 있다.

상기 수용 슬리브의 깔때기형의 내부 직경 확장부는, 예를 들면 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 수용 슬리브의 단부에 깔때기형 부재를 고정시킴으로써 실현될 수 있다. 상기 수용 슬리브는, 외부 측면에서 반경 방향으로, 둘레 방향으로 연장하는 홈을 구비할 수 있다. 상기 깔때기형 부재의 내측에서 반경 방향으로 배치되어 둘레 방향으로 연장된 리브가, 상기 홈 안에 삽입 체결되어, 상기 깔때기형 부재를 고정할 수 있다. 역으로, 상기 수용 슬리브에는 그 외부 측면에서 반경 방향으로 리브가 구비될 수 있고, 상기 깔때기형 부재에는 그 내부 측면에서 반경 방향으로 상기 리브에 대응하는 홈이 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 작동 봉에 대하여 그 외부 측면에서 반경 방향으로 배치되는 작동 부재가, 적어도 하나의 스프링 부재를 작동시킬 목적으로 제공된다. 스프링 슬리브의 스프링 부재 각각은 작동 부재에 의하여 반경 방향 외향으로 선회할 수 있고, 이에 따라 상기 스프링 부재에 의한 작동 봉과 삽입 부재 사이의 연결이 작동 반대 방향으로 해제될 수 있다.

상기 작동 부재는, 상기 스프링 슬리브 안으로 연장되어 적어도 하나의 스프링 부재와 협동하는 부분을 포함할 수 있다. 또한, 작동 부재의 외부 측면에는 반경 방향으로 계단이 형성될 수 있고, 이 계단은 계단 쪽으로 향해 있는 수용 슬리브의 단부 면과 협동함으로써 상기 작동 부재의 축 방향 운동을 제한한다. 상기 작동 부재는, 상기 작동 봉 상에서 안내되는 슬리브 형태가 바람직하며, 상기 작동 봉과 나사 결합될 수 있다. 이러한 나사 결합에 의해, 작동 부재와 작동 봉이 축 방향으로 상대 이동할 수 있다.

도 1은 하우징(12)과 이 하우징(12) 내부에 이동 가능한 벽(14)을 구비한 진공 브레이크 부스터(10)를 나타낸다. 이동 가능한 벽(14)은, 도면에는 도시되지 않은 진공 챔버로부터 작업 챔버(16)를 구획한다. 브레이크 부스터(10)는, 축 A를 따라 제어밸브 하우징(22) 안으로 돌출된 봉형 삽입 부재(20)에 의해 작동한다. 삽입 부재(20)는 그 구형 단부가 작업 챔버(16) 쪽으로 향해 있는 상태로 전달 피스톤(24)의 중앙 개구부 안으로 돌출된다.

작동 힘은, 구동기에 의하여 삽입 부재(20) 안으로 도입되어 불러일으켜지고, 작동 피스톤(24)을 통하여 그리고 작동 피스톤의 하류에서 도면에 도시되지 않은 반작용 디스크(28)에 걸쳐 작동 방향으로 놓여 있는 원통형 감지 장치(26)를 통하여 전달된다. 상기 반작용 디스크(28)는, 삽입 부재(20) 안으로 작동 힘을 도입하는 동시에 제어 밸브 하우징(22) 안으로는 부스터 힘을 도입하며, 도면에 도시되지 않은 반작용 피스톤으로 이러한 힘들을 전달한다. 일반적으로, 마스터 브레이크 실린더가 기능상 반작용 피스톤의 하류 부분에 위치한다.

도 1의 실시예에서는, 삽입 부재(20)가 수용 슬리브(20A)와 일체형으로 형성되며, 이 수용 슬리브는 삽입 부재(20)의 상류 부분에서 작동 방향으로 놓여 있다. 깔때기형 부재(32)가, 도면에 도시되지 않은 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 단부에서, 수용 부재(20A)의 외부면에 반경 방향으로 연결된다. 이 깔때기형 부재(32)의 내부 직경은 작동 방향으로 테이퍼져 있어, 브레이크 페달에 연결된 작동 봉(34)이 수용 슬리브(20A) 안으로 용이하게 도입되도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수용 슬리브(20A)는, 그 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 단부의 외부 측면에, 둘레 방향으로 연장된 홈(20C)을 구비한다. 깔때기형 부재(32)에는 칼라(32B)가 있으며, 이 칼라는 작동 방향으로 연장되고 그 내측에는 주변으로 연장된 리브(32A)가 구비된다. 깔때기형 부재(32)를 수용 슬리브(20A)에 고정시키기 위하여, 리브(32A)가 수용 슬리브(20A)의 외주 홈(20C)과 체결될 때까지 깔때기형 부재(32)의 칼라(32B)가 수용 슬리브(20A) 위로 미끄러져 들어간다. 이 경우 깔때기형 부재의 내부 직경은 수용 슬리브(20A)의 외부 직경과 대체로 일치한다.

도 1에 도시된 브레이크 부스터(10)는 완전히 조립된 상태이다. 따라서, 작동 봉(34)은 삽입 부재(20)에 대하여 멈춤 위치에 놓여 있는 상태이다. 이하에서는, 도 2, 도 2A 및 도 3을 참조하여, 작동 봉(34)을 삽입 부재(20)에 연결하는 것과 스프링 슬리브(36)를 수용 슬리브(20A)에 연결하는 것에 대하여 설명한다.

도 2A에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 스프링 슬리브(36)의 단부에는, 중공 원통형 부분(36A)과 이와 접하여 반경 방향 외향으로 연장된 칼라(36F)가 구비된다. 상기 칼라는 주위 방향으로 연속 구조를 갖는 것은 아니고, 오히려 스롯형 함몰부(36G)가 구비된다.

스프링 슬리브(36)를 삽입 부재(20)에 연결시키기 위하여, 우선, 스프링 슬리브(36)의 칼라(36F)가, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 수용 슬리브(20A)의 단부에 형성된 계단(20E)과 접하도록, 스프링 슬리브(36)가 브레이크 부스터의 작동 방향으로 수용 슬리브 안으로 삽입된다. 그 다음, 초기 위치에서는 종축 A와 평행하게 연장되어 있는 수용 슬리브(20A)의 중공 원통형 연장부(20D)를 비딩(beeding)함으로써, 스프링 슬리브(36)가 수용 슬리브(20A)에 연결된다. 그 다음, 스프링 슬리브(36)의 칼라(36F)는, 도 2A에 도시된 바와 같이, 종축 A에 대하여 수직으로 연장되는 수용 슬리브(20A)의 비딩된 연장부(20D)와 계단(20E) 사이게 놓이게 된다.

도 2에 따르면, 스프링 탄성 금속판으로 제조된 스프링 슬리브(36)는 복수의 스프링 부재들(36C, 36D)을 포함하는데, 이 스프링 부재는 작동 방향으로 스프링 슬리브(36)의 중공 원통형 부분(36A)과 접한다. 도 2에는 이러한 스프링 부재들 중 두 개(36C, 36D)가 도시되어 있다. 스프링 부재(36C, 36D)는 슬롯(36B)에 의해 분할되고, 종축 A에 대하여 대체로 평행하게 연장된다. 중공 원통형 부분(36A)과 스프링 부재(36C, 36D) 사이의 전이 영역에 있는 구부러진 부분(36E)에 의해, 작업 챔버(16) 쪽으로 향해 있는 스프링 부재(36C, 36D)의 자유단이 종축 A에 대하여 반경 방향 내향으로 연장되는 것이 담보된다. 상기 스프링 부재(36C, 36D)의 너비는작동 방향으로 감소한다.

삽입 부재(20)의 수용 슬리브(20A)의 내부 직경은 작동 방향으로 순차적으로 감소하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 이와 대응되는 작동 봉(34)의 외부 직경도 작동 방향으로 순차적으로 감소한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 작동 봉(34)을 브레이크 페달에 연결시키기 위하여, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 작동 봉(34)의 단부에는 포크형 연장부(34G)가 형성된다. 작업 챔버(16) 쪽으로 향해 있는 작동 봉(34)의 단부에는 구형의 하중전달 면(34A)이 형성된다. 이 구형 하중전달 면(34A)은 수용 슬리브(20A) 상의 대응되는 부분(20B)과 작동 방향으로 협동하며, 이 대응 부분의 내부 직경은 작동 방향으로 테이퍼져 있다. 상기 구형의 하중전달 면(34A)은 작동 반대 방향으로 작동 봉(34)의 원통형 부분(34B) 안으로 개방되어 있다. 계속하여, 원통형 부분(34B)은, 작동 반대 방향으로 커지는 반경 방향 연장부가 있는 원뿔형 부분(34C)에 접한다. 이 원뿔형 부분(34C)은, 작동 반대 방향으로 작아지는 반경 방향 연장부가 있는 추가적인 원뿔형 부분(34D)에 접한다. 계속하여, 상기 원뿔형 부분(36D)에는 작동 반대 방향으로 또 다른 원뿔형 부분(34E)이 뒤따르며, 이 원뿔형 부분(34E)에는 작동 반대 방향으로 커지는 반경 방향 연장부가 있다. 마지막으로, 상기 원뿔형 부분(34E)은 작동 반대 방향으로 원통형 부분(34F)과 접하며, 이 원통형 부분(34F)의 직경은, 작동 방향으로 상류에 놓여 있는 원통형 부분(34B)의 직경보다 크다.

두 개의 원뿔형 부분들(34D, 34E)은 비대칭의 노치형 프로파일을 형성한다. 이러한 비대칭은 원뿔형 부분(34D)이 다른 원뿔형 부분(34E)보다 더 크게 경사져있기 때문이다.

도 3은, 작동 봉(34)이 수용 슬리브(20A)에 완전히 삽입된 상태에서 도시된 삽입 부재(20)를 나타낸다. 작동 봉(34)이 삽입 부재(20)의 수용 슬리브(20A)에 삽입될 때, 스프링 부재(36C, 36D)는 맨 먼저 작동 봉(34)의 구형의 하중전달 면(34A)에 의하여 반경 방향 외향으로 탄성적으로 구부려진다. 스프링 부재(36C, 36D)의 이러한 탄성 변형은, 작동 방향으로 원뿔형 부분(34C)이 스프링 부재(36C, 36D)를 통과하게 될 때까지 계속된다. 그 다음, 스프링 부재(36C, 36D)는, 작동 봉(34)의 원뿔형 부분들(34D, 34E)에 의해 형성된 노치형 프로파일에 체결된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 작동 봉(34)은 멈춤 위치에 도달한다.

도 3에 도시된 멈춤 위치에서, 스프링 부재들(36C, 36D)의 자유단은, 작동 방향으로 대략 직각으로 작동 봉(34)의 원뿔형 부분(34D) 안으로 개방되어 있다. 따라서, 장력이 작동 반대 방향으로 작동 봉(34)에 가해지면, 이 장력은 원뿔형 부분(34D)을 통하여 스프링 부재(36C, 36D)로 도입된다. 계속하여, 이러한 방식으로 스프링 부재(36C, 36D)로 도입된 축력은 수용 슬리브(20A)로 전달되는데, 이는 스프링 슬리브(36)가 수용 슬리브(20A)에 단단히 연결되어 있기 때문이다. 결과적으로, 작동 봉(34)은 후퇴되는 것에 대항하여 안전하게 고정된다.

작동 봉(34)의 제1 원뿔형 부분(34E)이 작동 방향으로 경사진 정도는, 멈춤 위치에서의 스프링 부재(36C, 36D)의 전체 면이 원뿔형 부분(34E)과 대체로 접할 수 있도록 선택되었다.

원뿔형 부분(34D)의 경사도는, 어떠한 상황에서도 수용 슬리브(20A)의 기지부에 대한 하중전달 면(34A)의 백래시(backlash) 맞닿음이 발생되지 않도록 선택되었다. 공차로 인한 스프링 부재들(36C, 36D)의 근소한 길이 차이에 따라, 후자는 이에 지지하듯이 접하는 원뿔형 부분(34D)의 다른 부분에 도달할 수 있지만, 힘은 원뿔형 면(34)으로부터 스프링 부재들(36C, 36D) 각각으로 대략 직각으로 도입될 수 있다. 따라서, 스프링 부재(36C, 36D)는, 원뿔형 부분(34D)의 각 접점에서, 명확한 방식으로 작동 봉(34)이 수용 슬리브(20A)로부터 이탈되는 것을 방지하는 힘을 발현시키게 된다.

도 4는 스프링 슬리브(36)의 또 다른 가능한 구성 예이다. 도시된 스프링 슬리브(36)는 본 발명에 따른 브레이크 부스터와 다른 브레이크 부스터 또는 하중 전달 장치 모두에서 사용될 수 있다.

도 4에 도시된 스프링 슬리브(36)는 도 2에 도시된 스프링 슬리브에 대응된다. 따라서, 도 4에 도시된 스프링 슬리브(36)에는 작동 방향으로 총 네 개의 스프링 부재들과 접하는 중공 원통형 부분(36A)이 있으며, 이 중 두 개의 스프링 부재들(36C, 36D)이 도면에 도시되어 있다. 각각의 경우에, 인접한 스프링 부재들(36C, 36D)은 축 방향으로 연장된 슬롯에 의해 분할된다. 네 개의 슬롯 중에서, 세 개의 슬롯(36B)이 도 4에 도시되어 있다.

각각의 슬롯(36B)에 있어서, 중공 원통형 부분(36A)으로 향해 있는 단부는 환형의 함몰부(36H) 안으로 개방되어 있다. 스프링 부재(36C, 36D)의 복원력은 환형 함몰부(36H)의 직경을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 원칙적으로 슬롯(36B)이 개방되어 함몰부(36H)는 환형의 형상과는 다를 수 있지만, 이러한 환형의 형상은노치 응력을 감소시키는 데 특히 유리하다.

도 5는 스프링 부재(36C, 36D)에 대한 추가적인 작동 부재(40)를 구비한, 도 3에 나타나 있는 하중 전달 장치를 도시한 도면이다. 이 작동 부재(40)는 작동 봉(34)이 도 3 및 도 5에 도시된 멈춤 위치로부터 이탈되도록 하며, 또한 본 발명에 따른 브레이크 디스크 이외의 브레이크 디스크에도 사용될 수 있다.

작동 부재(40)는 계단이 형성된 중공 원통형 슬리브 형태를 취하며, 나사부(34I)가 있는, 작동 봉(34)의 직경 확장부(34H) 위로 나사 결합된다. 이러한 목적을 위하여, 작동 부재(40)는 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 단부 내측에서 보조 나사부(40A)를 구비하고 있다. 작동 부재(40)와 작동 봉(34) 사이의 이러한 나사형 결합은 작동 피스톤(34)과 작동 부재(40) 상호간의 축 방향으로의 상대 운동을 가능케 한다.

작동 봉(40)의 나사부(40A)는, 브레이크 페달 쪽으로 향해 있는 작동 부재(40)의 후방부(40B) 위에 형성된다. 나사부(40A)가 있는 이러한 후방부(40B)는, 작동 부재(40)가 수동으로 또는 공구를 사용하여 회전될 수 있도록, 적당한 구조의 외형을 갖는다.

작동 부재(40) 상의 나사 보유 부분(40B)은, 브레이크 부스터의 작동 방향으로, 내부 직경 및 외부 직영이 나사 보유 부분(40B) 보다 작은 전방부(40C)와 접해 있다. 작동 부재(40)가 최초 위치에 놓여 있는 상태에서는, 작동 부재(40)의 전방부(40C)의 일부가 스프링 슬리브(36) 안으로 연장된다.

작동 봉(34)을 도 5에 도시된 멈춤 위치로부터 해제시켜 작동 봉(34)을 삽입부재(20)로부터 분리시키기 위해서는, 작동 부재(40)가 작동 봉(34)에 대하여 상대적으로 브레이크 부스터의 작동 방향으로 이동하도록 작동 부재(40)를 회전시켜 최초 위치로부터 이탈시킨다. 따라서, 작동 부재(40)는 도 5에서 축 방향 왼쪽으로 이동한다. 이러한 축 방향 이동의 결과로서, 작동 부재(40)의 전방부(40C)는 스프링 슬리브(36)의 스프링 부재(36C, 36D)와 접촉한다. 작동 부재(40)와 스프링 부재(36C, 36D)의 사이의 협동으로 인하여, 스프링 부재(36C, 36D)는 반경 방향 외향으로 선회한다.

대향된 스프링 부재 사이의 최단 거리가 작동 봉(34)의 원뿔형 부분(34C)의 최대 직경보다 커질 정도까지 스프링 부재(36C, 36D)가 반경 방향 외향으로 선회되자마자, 작동 봉(34)은 수용 슬리브(20A)로부터 인출(引出)될 것이다. 마찬가지로, 수용 슬리브(20A)로부터 작동 봉(34)의 인출은 작동 부재(40)에 의하여 수행된다. 작동 봉(34)을 수용 슬리브(20A)로부터 인출하는 데 필요한 스프링 부재(36C, 36D)의 팽창이, 삽입 부재(20) 쪽으로 향해 있는 작동 부재(40)의 계단(40D)이 이 계단(40D) 쪽으로 향해 있는 수용 슬리브(20A)의 단부면(20F)에 접하기 전에 달성될 수 있도록, 작동 부재(40) 전방부(40C)의 축 길이가 선택된다. 계단(40D)은, 작동 부재의 전방부(40C)와 나사 간직 부분(40B) 사이의 전이 영역에 형성된다. 도 2A에 명확히 도시된 바와 같이, 단부 면(20F)는 수용 슬리브(20A)의 비딩된(beeded) 영역(20D)의 면에 의해 형성된다.

작동 부재(40)의 계단(40D)이 스프링 슬리브(20A)의 단부면(20F)에 접촉할 정도로 작동 부재(40)가 스프링 슬리브(36) 및/또는 수용 슬리브(20A) 안으로 충분히 맞물리자마자, 작동 부재(40)의 추가적인 회전에 의해 작동 봉(34)은 스프링 슬리브(36)로부터 후퇴된다. 그 이유는, 작동 부재(40)가 계단(40D)을 통해 수용 슬리브(20A)의 단부면(20F) 위에 위치하는 한편, 작동 부재(40)가 회전한 결과로서 작동 봉(34)은 작동 부재(40)에 대하여 상대적으로 브레이크 부스터의 작동 반대 방향으로 이동되기 때문이다.

본 발명에 따른 작동 봉과 삽입 부재의 연결은 모든 형태의 브레이크 부스터, 특히 유압 브레이크 부스터에서 실현될 수 있다.

Claims

브레이크 부스터(10)를 작동시키기 위한 삽입 부재(20)와 스프링 슬리브(36)를 포함하며,

상기 삽입 부재(10)는, 브레이크 페달측 단부에, 브레이크 페달에 연결되는 작동 봉(34)을 위한 수용 슬리브(20A)를 구비하고 있으며,

상기 스프링 슬리브(36)는 적어도 그 일부가 상기 수용 슬리브(20A)의 내부 측면에 위치하고 또한 적어도 하나의 스프링 부재(36C, 36D)를 구비하며, 작동 봉(34)이 상기 삽입 부재(20)에 대하여 상대적으로 멈춤 위치로 유입될 때 상기 스프링 부재는 작동 봉(34)과 협동하고, 상기 스프링 부재(36C, 36D)는 축 방향으로 연장되어 스프링 탄성 방식으로 반경 방향 외향으로 작동되도록 되어 있는, 브레이크 부스터(10)에 있어서,

상기 스프링 슬리브(36)의 브레이크 페달측 단부에 반경 방향 외향으로 연장되는 연장부(36F)가 구비되고, 이 연장부(36F)는 상기 수용 슬리브(20A)의 비드(20D)에 의하여 수용 슬리브(20A)에 고정되는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제1항에 있어서,

반경 방향 외향으로 연장된 상기 스프링 슬리브(36)의 연장부는, 칼라(collar)(36F) 형태인 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스프링 슬리브(36)는, 작동 봉(34)의 반경 방향 외부 측면을 둘러싸는 두 개 이상의 스프링 부재(36C, 36D)를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제3항에 있어서,

작동 봉(34)의 둘레 방향으로 인접해 있는 두 개의 스프링 부재들(36C, 36D) 각각은, 대체로 축 방향으로 연장되는 슬롯(36B)에 의하여 서로 분할되는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제4항에 있어서,

슬롯(36B) 각각의 브레이크 페달측 단부는, 스프링 슬리브(36)의 둘레 방향으로 연장되는 확장부(36H) 안으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제5항에 있어서,

슬롯(36B) 각각의 브레이크 페달측 단부는, 환형의 함몰부(36H) 안으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스프링 부재(36C, 36D)의 전방 자유단은, 상기 브레이크 부스터(10)의 작동 방향으로, 스프링 탄성의 방식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스프링 부재(36C, 36D)는, 바람직하게는 그 자유단을 통하여, 상기 브레이크 부스터(10)의 작동 반대 방향으로 상기 작동 봉(34)의 제1 경사면(34D)과 협동하는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제8항에 있어서,

상기 스프링 부재(36C, 36D)의 자유단은 대략 직각으로 상기 제1 경사면(34D) 안으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 작동 봉(34)에는, 상기 제1 경사면(34D)의 작동 방향 상류 쪽으로, 제2 경사면(34E)이 구비되고,

상기 제2 경사면(34E)은, 상기 제1 경사면(34D)과 함께 노치 형상의 프로파일을 형성하도록 경사져 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제10항에 있어서,

멈춤 위치에서의 상기 스프링 부재(36C, 36D)는, 적어도 부분에 있어서 상기 작동 봉(34)의 제2 경사면(34E)과 표면 접촉 상태에 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작동 봉(34)에는, 상기 제1 경사면(34D)의 작동 방향 하류 쪽으로, 제3 경사면(34C)이 구비되고,

상기 제3 경사면(34C)은, 작동 방향으로 작아지는 반경 방향 연장부를 구비하며, 상기 작동 봉(34)이 멈춤 위치로 도입되는 과정에서, 상기 스프링 부재(36C, 36D)와 협동하는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작동 봉(34)의 경사면들(34C, 34D, 34E) 중 적어도 하나가 원뿔형 부분으로 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수용 슬리브(20A)의 브레이크 페달측 단부는, 내부 직경이 작동 방향으로 감소하는 깔때기 형상인 것을 특징으로 브레이크 부스터.
제14항에 있어서,

상기 수용 슬리브(20A)의 브레이크 페달측 단부에, 깔때기형 부재(32)가 구비되는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제15항에 있어서,

상기 깔때기형 부재(32)를 고정시키기 위하여, 상기 수용 슬리브(20A)와 깔때기형 부재(32) 중 어느 일방의 둘레 방향으로 연장되는 리브(32A)가 이들(20A, 32) 중 다른 일방의 둘레 방향으로 연장되는 홈(20C) 안으로 도입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제1항 내지 제16항에 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작동 부재(40)는, 상기 작동 봉(34)에 대하여 축 방향으로 이동될 수 있고, 적어도 하나의 스프링 부재(36C, 36D)를 작동시킬 목적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제17항에 있어서,

상기 작동 부재(40)에는, 상기 스프링 슬리브(36) 내부로 연장되는 부분(40C)이 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 작동 부재(40)의 외부 측면에는 반경 방향으로 계단(40D)이 형성되어 있으며,

상기 계단(40D)은, 계단(40D) 쪽으로 향해 있는 상기 수용 슬리브(20A)의 단부 면(20F)과 협동하는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작동 부재(40)는 슬리브 형상인 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작동 부재(40)는 나사형 연결 수단(40A, 34I)에 의하여 상기 작동 봉(34)에 연결되는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터.