KR20130124883A - 유동에 둔감한 2방향 제어 밸브를 구비한 공압 브레이크 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

공압 브레이크 액츄에이터는 스프링 챔버와 스프링 브레이크 압력 챔버를 구비한 스프링 브레이크 액츄에이터 및 상용 브레이크 압력 챔버와 푸시로드 챔버를 구비한 상용 브레이크 액츄에이터를 포함한다. 제어 밸브는 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체 흐름을 조절하기 위하여 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 이동가능한 밀폐부를 갖는다. 밀폐부의 제1 표면은 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하고 밀폐부의 제2 표면은 상용 브레이크 압력 챔버 또는 스프링 챔버와 유체 연통하지 않는 밸브 챔버와 유체 연통한다. 밀폐부는 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력에 따라 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 이동한다. 밀폐부의 이동은 스프링 챔버와 상용 브레이크 압렴 챔버 사이에서의 유체의 유량에 의존하지 않는다.

Description

유동에 둔감한 2방향 제어 밸브를 구비한 공압 브레이크 액츄에이터{PNEUMATIC BRAKE ACTUATOR WITH FLOW INSENSITIVE TWO WAY CONTROL VALVE}

본 발명은 일반적으로 공압 브레이크 액츄에이터에 관한 것으로, 더 상세하게는 2방향 제어 밸브를 구비한 공압 브레이크 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 버스, 트럭, 준트랙터(semi-tractor), 또는 트레일러와 같은 대형의 중하중(heavy-duty) 차량을 위한 공압 브레이크 시스템은 브레이크 슈(shoe) 및 압축 공기의 선택적인 적용에 의해 작동되는 액츄에이터에 의해 가동되는 드럼 조립체를 포함한다. 종래의 공압 스프링 브레이크 액츄에이터는 압축 공기의 적용에 의해 통상적인 운전 조건 하에서 브레이크를 작동시키기 위한 상용 브레이크 액츄에이터 및 공기 압력이 압력 챔버로부터 해제된 때에 브레이크를 작동시키는 스프링 타입의 비상 브레이크 액츄에이터를 모두 갖는다. 비상 브레이크 액츄에이터, 또는 스프링 브레이크는 공기가 배출되는 때에 브레이크를 작용시키는 강한 압축 스프링을 포함한다.

공압 브레이크 엑츄에이터의 2개의 주요 타입으로 피스톤 타입의 액츄에이터와 격판 타입의 액츄에이터가 있다. 격판 타입의 브레이크 액츄에이터에서, 2개의 공압 격판 브레이크 액츄에이터는 일반적으로 직렬식 구성으로 배열되는 것으로 이것은 차량의 정삭적인 작동 브레이크를 작동시키기 위한 공압 상용 브레이크 액츄에이터와 차량의 주차 또는 비상 브레이크를 작동시키기 위한 스프링 브레이크 액츄에이터를 포함한다. 상용 브레이크 액츄에이터와 스프링 브레이크 액츄에이터는 모두 하우징의 내부를 2개의 별개의 유체 챔버들로 나누는 탄성 중합체 격판을 가진 하우징을 포함한다. 피스톤 타입의 브레이크 액츄에이터는, 격판 대신에 피스톤이 차량의 통상적인 브레이크 및/또는 주차 브레이크를 작동시키기 위하여 실린더에서 왕복운동하는 것을 제외하고는, 격판 타입과 실질적으로 유사하다.

일반적인 상용 브레이크 액츄에이터에서, 상용 브레이크 하우징은 압력 챔버와 푸시로드 챔버로 나뉜다. 압력 챔버는 가압된 공기의 소스부에 유동적으로 연결되고 푸시로드 챔버는 브레이크 조립체에 결합되는 푸시로드를 장착한다. 압력 챔버에의 가압된 공기의 유입과 압력 챔버 밖으로의 가압된 공기의 배출은 푸시로드를 하우징 안과 밖으로 왕복운동케 하여 작동 브레이크를 작동시키고 해제하게 한다.

일반적인 스프링 브레이크 액츄에이터에서, 스프링 브레이크 섹션은 격판에 의해 압력 챔버와 스프링 챔버로 구획된다. 압력 플레이트는 스프링 챔버에서 격판과 강한 압축 스프링 사이에 위치되고, 스프링의 반대쪽 단부는 상기 섹션의 하우징에 맞닿는다. 잘 알려진 일 구성에서, 액츄에이터 튜브는 압력 플레이트를 통과하여, 격판을 통과하여, 압력 챔버 안으로, 그리고 스프링 브레이크 액츄에이터를 상용 브레이크 액츄에이터로부터 분리하는 구획벽을 통과하여 연장된다. 액츄에이터 튜브의 단부는 상용 브레이크 액츄에이터의 압력 챔버에 유동적으로 연결된다.

주차 브레이크를 적용시키는 때에, 스프링 브레이크 액츄에이터 압력이 압력 챔버로부터 배출되고 큰 힘의 압축 스프링이 압력 플레이트와 격판을 스프링 브레이크 액츄에이터와 상용 브레이크 액츄에이터 사이의 구획벽을 향해 민다. 이러한 위치에서, 압력 플레이트에 연결된 액츄에이터 튜브는 주차 또는 비상 브레이크를 작동시켜 차량이 움직이지 못하게 하도록 밀리게 된다. 주차 브레이크를 해제하기 위하여, 가압된 공기가 스프링 브레이크 액츄에이터의 압력 챔버로 유입되어, 압력 챔버를 확장시키고, 격판과 압력 플레이트를 스프링 브레이크 액츄에이터 하우징의 반대쪽 단부를 향해 이동시키며, 그리고 압축 스프링을 압축하게 된다.

이러한 설계의 스프링 브레이크 액츄에이터와 관련하여 알려진 하나의 문제점은 큰 힘의 압축 스프링이 압축됨에 따라 압력 챔버는 볼륨이 증가하고 스프링 챔버는 볼륨이 감소되어 스프링 챔버에서의 압력 증가를 야기한다는 것이다. 브레이크의 해제시 스프림 챔버에서의 압력의 축적은 스프링을 완전히 압축하여 브레이크를 완전히 해제하기 위하여 스프링 챔버에서의 어떠한 압력 축적도 압력 챔버에서 증가된 압력 만큼 오프셋되어야 한다는 점에서 매우 바람직하지 못하다.

스프링 챔버에서의 압력 축적의 바람직하지 못한 효과들은 중하중 차량을 위한 대부분의 가압 공기 시스템들이 업계 기준의 최대 압력에서 작동한다는 사실로 인하여 악화된다. 스프링 챔버에서의 스프링 및 공기 압력의 결합된 압력이 상기의 최대 압력에 도달된다면, 이때에는 비상 브레이크는 해제되지 못하거나, 단지 부부적으로 해제되거나, 매우 천천히 해지되거나 할 수 있고, 이들 모두는 바람직하지 않다.

스프링 챔버에서의 압력 증가를 방지하는 하나의 해결방법은 스프링 챔버 하우징에 배출 홀들(vent hole)을 포함하는 것이다. 이러한 배출 홀들은 스프링과 같은 다양한 내부 브레이크 구성요소들에서 침식, 부식, 또는 마모를 가속시키는 먼지, 염분, 및 물과 같은 외부 환경 요소들에 스프링 챔버의 내부를 노출시키기 때문에 바람직하지 않다. 환경 요소들에 의한 내부 브레이크 구성요소들의 손상은 증대된 유지보수를 필요로 하거나 스프링의 조기 고장을 야기할 수 있다. 환경 요소들이 스프링 브레이크 하우징에 들어가는 것을 방지하기 위하여, 필터를 배출 개구부들 위에 배치하는 것이 알려져 있다. 그러나, 필터 처리된 배출 개구부들은 본질적으로 외부 공기가 브레이크로 들어가는 것을 허용하는 것으로 완전히 밀폐되지 않은 브레이크를 낳는다. 추가적으로, 필터들은 세척되고/세척되거나 교체되어야 하기 때문에 증대된 유지보수를 필요로 하고 일반적으로 물이 스프링 챔버에 들어가는 것을 효과적으로 방지하지 못한다.

스프링 챔버를 직접적으로 외부로 배출함에 따른 추가적인 문제점은 트랙터용 트레일러와 같이 액츄에이터가 장착된 타입의 차량들은 종종 연장된 기간 동안 도크 베이(dock bay)에 주차된다는 것이다. 베이는 일반적으로 경사지고 비탈져(below grade), 폭우 또는 폭설 상태 하에서 물이 액츄에이터의 스프림 챔버의 내부를 침수시키는 높이로 채워질 수 있다. 브레이크가 해제됨에 따라 물이 배출 개구부를 통하여 스프링 챔버로부터 정상적으로 배출됨에도 불구하고, 침수는 부식을 가속시키고 다른 환경적 위험들을 가져온다. 또한, 영하인 경우에는, 물이 얼어 브레이크의 해제를 방해할 수 있다. 필터 처리된 배출 개구부는 물이 스프링 챔버를 침수시키는 것을 막지 못한다.

스프링에서의 압력 축적을 제거하면서 환경 요소들이 들어가지 않도록 하기 위하여, 액츄에이터 튜브를 통한 스프링 브레이크 액츄에이터의 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에 유체의 유로를 포함하는 것이 알려져 있다. 이러한 액츄에이터에서, 제어 밸브가 액츄에이터 튜브에 배치되어 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 공기 흐름을 조절한다. 2가지 타입의 제어 밸브들이 사용되어 왔는데, 이는 2방향 제어 밸브와 1방향 제어 밸브이다.

1방향 제어 밸브는 공기가 스프링 챔버로부터 상용 브레이크 압력 챔버로 흐르는 것을 허용하여 스프링 챔버의 볼륨이 감소되는 때의 스프링 챔버에서의 압력 축적을 방지한다. 그러나, 스프링 브레이크가 적용되고 스프링 챔버의 볼륨이 증가되는 때에, 1방향 밸브는 닫힘 위치에서 유지되고 공기가 상용 브레이크 압력 챔버로부터 확장하는 스프링 챔버로 흐르는 것을 허용하지 않는다. 이것은 스프링 챔버에 의해 둘러싸인 볼륨이 부의(negative) 상대 압력 상태에 있도록 진공이 스프링 챔버에 형성되는 것을 야기하여 주자 브레이크에 의해 제공되는 부하를 감소시킨다. 스프링 챔버에서의 진공 형성을 극복하기 위하여, 진공에 의해 야기되는 부의 상대 압력을 이길 수 있는 더 큰 스프링을 스프링 챔버에 사용하는 것이 필요하다. 1방향 제어 밸브를 구비한 공압 브레이크 액츄에이터는 일반적으로 스프링이 케이징된 때에 케이징 볼트가 통과하는 개구부를 통하여 공기가 스프링 챔버로 들어가는 것을 허용하지만, 이러한 개구부는 액츄에이터의 정상적인 작동 동안에는 밀폐된다.

2방향 제어 밸브는 스프링이 압축된 때에는 공기가 스프링 챔버로부터 배출되는 것을 허용하고 스프링 브레이크가 적용된 때에는 공기가 스프링 챔버로 들어가는 것을 허용한다. 그러나, 종래의 2방향 제어 밸브는 유량에 민감한 것으로, 이것은 상용 브레이크 압력 챔버 안으로의 그리고 밸브를 통과하는 유체의 유동이 어떠한 레벨에 도달한다면 상용 브레이크 압력 챔버에서의 증가된 압력으로 인하여 밸브가 닫히기만 할 것을 의미한다. 상용 브레이크 압력 챔버가 증대되는 동안 유체가 밸브를 통하여 천천히 이동한다면, 밸브는 열림 상태로 유지되고, 따라서 압력이 상용 브레이크 압력 챔버와 스프링 챔버 모두에서 증가하는 것을 허용한다. 이것은 브레이크 시스템의 구성요소들이 손상을 초래할 수 있는 증가된 레벨의 힘을 받게 되는 상용 브레이크와 스프링 브레이크 모두의 적용을 야기한다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술을 개선한 상용 브레이크 액츄에이터와 결합된 스프링 브레이크 액츄에이터를 구비한 공압 브레이크 액츄에이터를 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 상용 브레이크 액츄에이터와 결합된 스프링 브레이크 액츄에이터를 구비한 공압 브레이크 액츄에이터에 관한 것이다. 스프링 브레이크 액츄에이터는 스프링 챔버와 스프링 브레이크 압력 챔버를 포함하고, 상용 브레이크 액츄에이터는 상용 브레이크 압력 챔버와 푸시로드 챔버를 포함한다. 제어 밸브는 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체 흐름을 제어토록 작동가능하다. 제어 밸브는 유체가 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐를 수 있는 열림 위치와 유체가 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐르는 것이 막힌 닫힘 위치 위치 사이에서 이동가능한 밀폐부를 포함한다. 밀폐부는 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 제1 표면 및 상용 브레이크 압력 챔버 또는 스프링 챔버와 유체 연통하지 않는 밸브 챔버와 유체 연통하는 제2 표면을 갖는다. 밀폐부는 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력에 따라 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 이동한다.

바람직하게는, 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력은 제1 압력이고 밸브 챔버에서의 압력은 제2 압력이다. 제1 표면 상에 작용하는 제1 압력으로 인하여 제1 힘이 제1 표면 상에 가해지고, 제2 표면 상에 작용하는 제2 압력으로 인하여 제2 힘이 제2 표면 상에 가해진다. 밀폐부는 제1 힘이 제2 힘보다 큰 때에 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다. 스프링이 제2 표면 상에 제3 힘을 가할 수 있고, 이 경우 밀폐부는 제1 힘이 제2 및 제3 힘들의 합보다 큰 때에 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다.

바람직하게는, 밀폐부의 이동은 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체의 유량 또는 압력 차이에 의존하지 않는다. 제어 밸브는 바람직하게는 파일럿 작동 밸브이고, 이때 파일럿 압력은 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력이다. 바람직하게는, 제어 밸브는 밸브 바디를 포함하고 밀폐부는 밸브 바디에 형성된 채널 내부에 배치된다. 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에, 유체는 채널을 통하여 상용 브레이크 압력 챔버와 스프링 챔버 사이에서 흐를 수 있고, 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에, 채널은 막힌다. 바람직하게는, 밸브 챔버는 밀폐부와 밸브 바디에 의해 둘러싸인다. 또한, 밸브 챔버는 대기로 배출될 수 있다. 바람직하게는, 스프링은 밀폐부를 열림 위치로 편향시킨다. 그러나, 밀폐부가 그 자신을 열림 위치로 편향시키는 재료로 그리고 그러한 방식으로 구성되는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 또는, 밸브 챔버에서의 압력이 밀폐부를 열림 위치로 편향시킬 수 있다. 스프링 챔버는 바람직하게는 밀폐되어 대기 및 일반적인 환경 오염물들에의 직접적인 노출을 방지한다.

제어 밸브를 열림 위치로 편향시키는 것은 상용 브레이크 압력 챔버가 가압되지 않는 때에 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 공기 교환을 허용한다. 열림 위치에 있는 때에, 제어 밸브는 스프링 챔버에서의 압력 축적과 진공 생성을 방지한다. 이것은 밀폐된 공동부에서 스프링 브레이크 액츄에이터가 스프링 챔버에서의 진공 형성을 극복하기 위해 더 큰 스프링력을 필요로 하지 않으면서 작동되는 것을 가능케 한다. 바람직하게는, 밀폐부는 스프링 챔버의 볼륨이 스프링 브레이크 액츄에이터의 작동 동안 증가함에 따라 밀폐된 스프링 챔버에서 발생하는 스프램 챔버와 밸브 챔버 사이의 부의 압력 차이를 극복하기에 충분한 힘을 갖도록 열림 위치로 편향력을 받고, 이것은 스프링 챔버에서의 진공 형성을 방지한다. 제어 밸브 밀폐부는 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력이 상용 브레이크 압력 챔버와 스프링 챔버 모두의 가압을 방지토록 한계 레벨에 도달한 때에 닫힌다. 밀폐부의 이동이 상용 브레이크 압력 챔버와 스프링 챔버 사이에서의 유체의 유량에 의존적이지 않기 때문에, 상용 브레이크가 천천히 적용되는 때에 닫혀 유체가 스프링 챔버로 들어가는 것을 차단하다.

제어 밸브들의 많은 실시예들이본 발명의 범위 내에 속한다. 일 실시예에서, 제어 밸브의 밀폐부는 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에 상용 브레이크 압력 챔버 및 스프링 챔버와 유체 연통하는 개구부를 포함한다. 또는, 제어 밸브는 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에는 상용 브레이크 압력 챔버 및 스프링 챔버와 유체 연통하고 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에는 차단되는 채널을 구비한 밸브 바디를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 스프링 브레이크 액츄에이터 및 상용 브레이크 액츄에이터를 가진 공압 브레이크 액츄에이터를 위한 제어 밸브를 포함한다. 스프링 브레이크 액츄에이터는 스프링 챔버와 스프링 브레이크 압력 챔버를 갖고, 상용 브레이크 액츄에이터는 상용 브레이크 압력 챔버와 푸시로드 챔버를 갖는다. 제어 밸브는 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에 채널을 형성하는 내측면을 가진 밸브 바디를 포함한다. 밀폐부는 밸브 챔버가 밀폐부와 밸브 바디에 의해 둘러싸이도록 채널 내부에 위치된다. 밀폐부는 유체가 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 채널을 통하여 흐를 수 있는 열림 위치와 유체가 채널을 통하여 흐르는 것이 막힌 닫힘 위치 사이에서 이동가능하다. 밀폐부는, 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에 밸브 바디와 결합하는 제1 밀폐면과, 각각이 밸브 챔버를 스프링 챔버 및 상용 브레이크 압력 챔버로부터 밀폐토록 밸브 바디에 결합하는 제2 및 제3 밀폐면들을 포함한다. 밀폐부는 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력에 따라 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 이동한다.

바람직하게는, 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력은 제1 압력이고, 밸브 챔버에서의 압력은 제2 압력이다. 밀폐부는 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 제1 표면과 밸브 챔버와 유체 연통하는 제2 표면을 갖는다. 제1 표면 상에 작용하는 제1 압력으로 인하여 제1 힘이 제1 표면 상에 가해지며, 제2 표면 상에 작용하는 제2 압력으로 인하여 제2 힘이 제2 표면 상에 가해진다. 밀폐부는 제1 힘이 제2 힘보다 큰 때에 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다. 스프링이 제2 표면 상에 제3 힘을 가할 수 있고, 이 경우 밀폐부는 제1 힘이 제2 및 제3 힘들의 합보다 큰 때에 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다. 바람직하게는, 밀폐부의 이동은 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체의 유량 또는 압력 차이에 의존하지 않는다.

본 발명의 추가적인 측면들이 이에 부수하는 이점들과 새로운 특징들과 함께 다음의 상세한 설명에서 부분적으로 설명될 것이고, 다음 내용의 검토에 따라 당해 기술분야의 숙련자에게 부분적으로 명백하게 될 것이며, 또는 본 발명의 실행으로부터 알게 될 수 있다. 본 발명의 목적들과 이점들은 첨부된 청구항들에서 특히 가리키는 수단들과 조합들에 의해 실현되고 달성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 공압 브레이크 액츄에이터에 의하면, 제어 밸브는 밸브을 통과하여 이동하는 유체의 유량 및 스프링 챔버와 상용 브레이크 압력 챔버 사이의 압력 차이에 둔감하기 때문에, 밸브들은 상용 브레이크 액츄에이터가 결합되어 있는 동안 스프링 챔버에서 압력이 축적되는 것을 방지하고, 이것은 상용 및 스프링 브레이크 액츄에이터들의 동시 적용에 의해 야기되는 브레이크 액츄에이터 및 차량의 브레이크 구성요소들의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 스프링 브레이크 액츄에이터가 대기에 대하여 완전히 밀폐되어 수분이 스프링 챔버로 들어와 스프링을 부식시키는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 2방향 연통 또는 호흡 능력을 가진 제어 밸브는 스프링 브레이크 액츄에이터가 결합된 때에 밀폐된 스프링 챔버에서 축적되는 압력의 경감을 허용하고 또한 진공이 스프링 챔버에 형성되는 것을 방지한다. 그러므로, 스프링은 스프링 챔버에서의 진공 생성의 효과들을 극복하기 위하여 증대된 스프링 힘을 필요로 하지 않는다.

도 1은 케이징 볼트가 스프링 브레이크 액츄에이터의 스프링을 수축한 것이 나타내져 있는 스프링 및 상용 브레이크 액츄에이터를 포함하는 공압 브레이크 액츄에이터의 단면도이고;
도 2는 연장된 위치에 있는 케이징 볼트를 나타내는 도 1의 브레이크 액츄에이터의 단면도이며;
도 3은 상용 브레이크 액츄에이터가 적용된 것을 나타내는 도 1의 브레이크 액츄에이터의 단면도이고;
도 4는 스프링 브레이크 액츄에이터가 적용된 것을 나타내는 도 1의 브레이크 액츄에이터의 단면도이며;
도 5a는 제어 밸브가 열림 위치에서 도시된 도 1의 브레이크 액츄에이터의 스프링 브레이크 액츄에이터의 스프링 챔버와 상용 브레이크 액츄에이터의 압력 챔버 사이에서 유체 유동을 제어하는 제어 밸브의 단면도이고;
도 5b는 닫힘 위치에서의 제어 밸브를 나타내는 도 5a의 제어 밸브의 단면도이며;
도 5c는 도 5a의 제어 밸브의 분해 사시도이고;
도 5d는 도 5a에 도시된 제어 밸브의 밀폐부의 바닥에서의 사시도이며;
도 6a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제1 대안 실시예의 단면도이고;
도 6b는 닫힘 위치에서 도시된 도 6a의 제어 밸브의 단면도이며;
도 6c는 도 6a의 제어 밸브의 분해 사시도이고;
도 7a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제2 대안 실시예의 단면도이며;
도 7b는 닫힘 위치에서 도시된 도 7a의 제어 밸브의 단면이고;
도 7c는 도 7a의 제어 밸브의 분해 사시도이며;
도 8a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제3 대안 실시예의 단면도이고;
도 8b는 닫힘 위치에서 도시된 도 8a의 제어 밸브의 단면도이며;
도 9a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제4 대안 실시예의 단면도이고;
도 9b는 닫힘 위치에서 도시된 도 9a의 제어 밸브의 단면도이며;
도 9c는 도 9a의 제어 밸브의 분해 사시도이고;
도 10은 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제5 대안 실시예의 단면도이며;
도 11a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제6 대안 실시예의 단면도이고;
도 11b는 닫힘 위치에서 도시된 도 11a의 제어 밸브의 단면도이며;
도 11c는 도 11a의 제어 밸브의 분해 사시도이고;
도 12a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제7 대안 실시예의 단면도이며;
도 12b는 닫힘 위치에서 도시된 도 12a의 제어 밸브의 단면도이고;
도 12c는 도 12a의 제어 밸브의 분해 사시도이며;
도 13a는 열림 위치에서 도시된 제어 밸브의 제8 대안 실시예의 단면도이고;
도 13b는 닫힘 위치에서 도시된 도 13a의 제어 밸브의 단면도이며;
도 13c는 도 13a의 제어 밸브의 분해 사시도이고;
도 14a는 닫힘 위치에서 도시된 제어 밸브의 제9 대안 실시예의 단면도이며;
도 14b는 열림 위치에서 도시된 도 14a의 제어 밸브의 단면도이고; 그리고
도 14c는 도 14a의 제어 밸브의 분해 사시도이다.

도 1 내지 4는 스프링 브레이크 액츄에이터(14)와 결합한 상용(service) 브레이크 액츄에이터(12)를 포함하는 직렬식(tandem-type) 공압 브레이크 액츄에이터(10)를 나타낸다. 상용 브레이크 액츄에이터(12)는 차량의 상용 또는 작동 브레이크를 인가(apply)하고 해제(release)한다. 스프링 브레이크 액츄에이터(14)는 차량의 비상 또는 주차 브레이크를 인가하는 데에 사용된다.

상용 브레이크 액츄에이터(12)는 제1 및 제2 단부벽(16a, 16b)과 단부벽들(16a, 16b)과 연결되고 이들 사이에서 연장형성되는 측벽(16c)을 갖는 하우징(16)을 포함한다. 스프링 브레이크 액츄에이터(14)는 제1 및 제2 단부벽(18a, 18b)과 단부벽들(18a, 18b)과 연결되고 이들 사이에서 연장형성되는 측벽(18c)을 갖는 밀폐된 하우징(18)을 포함한다. 하우징들(16, 18)은 상용 브레이크 커버(22) 및 스프링 브레이크 커버(24)와 결합되는 어댑터(adapter) 하우징(20)에 의해 형성된다. 어댑터 하우징(20)과 상용 브레이크 커버(22)는 상용 브레이크 커버(22)를 어댑터 하우징(20)에 고정하기 위하여 클램프(25)와 함께 물리는(clamped) 결합용(mating) 플랜지(20a, 22a)를 각각 갖는다. 어댑터 하우징(20)은 스프링 브레이크 커버(24)를 어댑터 하우징(20)에 고정하기 위하여 스프링 브레이크 커버(24)의 C형으로 말린 림(rolled rim)(24a)에 의해 물리는 다른 플랜지(20b)를 갖는다. 어댑터 하우징(20)은 제2 단부벽들(16b, 18b)이 일체로 형성되도록 각각의 하우징(16, 18)의 일부분을 형성하면서 상용 브레이크 하우징(16)을 스프링 브레이크 하우징(18)으로부터 분리하는 공통의 구획벽(dividing wall)을 형성한다. 어댑터 하우징(20)이 상용 브레이크 커버(22) 및 스프링 브레이크 커버(24)와 유사한 별개의 커버 부재들로 대체되는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.

이러한 실시예에서, 탄성 중합체 격판들(diaphragm)(30, 32)을 포함하는 이동가능한 부재들은 상용 및 스프링 브레이크 하우징(16, 18) 각각의 내부에 걸쳐져 있다(span). 격판(30)은 어댑터 하우징(20) 및 상용 브레이크 커버(22) 각각의 결합용 플랜지들(20a, 22a) 사이에 실링되어(sealingly) 물리는 외주 에지(peripheral edge)(30a)를 갖는다. 격판(32)은 어댑터 하우징(20)의 플랜지(20b)와 스프링 브레이크 커버(24)의 말린 림(24a) 사이에 실링되어 물리는 외주 에지(32a)를 갖는다. 격판 대신에 원통형 스프링 브레이크 하우징의 내부에 걸쳐져 놓이는 피스톤을 가진 피스톤 타입의 브레이크 액츄에이터도 본 발명의 범위 내에 속한다.

상용 브레이크 액츄에이터(12)를 참조하면, 격판(30)은 상용 브레이크 액츄에이터(12)를 푸시로드(pushrod) 챔버(36)와 상용 브레이크 압력 챔버(38)로 유동적으로(fluidly) 나눈다. 푸시로드(40)는 푸시로드 챔버(36) 내부에 위치되는 제1 단부(40a)와 상용 브레이크 하우징(16)의 바깥쪽에 위치되는 제2 단부(40b)를 갖는다. 압력 플레이트(42)는 푸시로드(40)의 제1 단부(40a)에 결합되고 격판(30)에 접하여 있다. 푸시로드(40)는 제1 단부(40a)로부터 상용 브레이크 커버(22)에 형성된 개구부(46)에 배치된 베어링(44)을 통과하여 제2 단부(40b)로 연장형성된다. 리턴(return) 스프링(48)은 베어링(44)과 압력 플레이트(42) 사이에 위치되어 압력 플레이트(42)와 푸시로드(40)를 상용 브레이크 하우징(16)의 제2 단부벽(16b)을 향해 편향(biasing)시키는 데에 도움이 된다. 도시되지는 않았지만, S-캠 브레이크 조립체에서, 푸시로드(40)의 단부(40b)는 S-캠 브레이크 조립체의 간극 조정기(slack adjuster)에 결합되어, 상용 브레이크 하우징(16)에 대한 푸시로드(40)의 왕복운동이 상용 브레이크의 작동(application) 및 해제(release)를 발생시킨다.

상용 브레이크 압력 챔버(38)는 유입 포트(inlet port)(50)를 통해 가압된 공기의 소스부(source)에 유동적으로 연결된다. 차량의 운전자가 브레이크 페달을 밟음에 따라, 가압된 공기가 유입 포트(50)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38) 안으로 유입되어 푸시로드(40)를 왕복운동시킨다. 차량의 운전자가 브레이크 페달로부터 발을 뗌에 따라, 가압된 공기가 유입 포트(50)를 통해 상용 브레이크 압력 챔버(38)로부터 배출된다. 가압된 공기를 상용 브레이크 압력 챔버(38) 안에 부가하는 것은 격판(30), 압력 플레이트(42) 및 푸시로드(40)가 제2 단부벽(16b)으로부터 제1 단부벽(16a)을 향해 이동하게 하여 상용 브레이크를 작동시킨다.

스프링 브레이크 액츄에이터(14)를 참조하면, 격판(32)은 스프링 브레이크 하우징(18)을 스프링 브레이크 압력 챔버(56)와 스프링 챔버(58)로 유동적으로 나눈다. 격판은 외주 에지(32a)로부터 격판에 형성된 개구부(59)를 둘러싸는 안쪽의 방사상 에지(32b)로 연장형성된다. 스프링 브레이크 압력 챔버(56)는 포트(50)와 실질적으로 동일한 포트(미도시)를 통하여 가압된 공기의 소스부와 유동적으로 연결된다. 일반적으로, 압력 챔버(56)는 상용 브레이크 액츄에이터(12)에 공급하는 가압된 공기 시스템과 물리적으로 완전히 다른 가압된 공기 시스템에 의해 공급된다. 스프링 챔버(58)는 그 안의 구성요소들을 대기와 일반적인 환경 오염물들에의 직접적인 노출로부터 보호하기 위하여 밀폐된다.

압력 플레이트(60)는 격판(32)에 인접하여 스프링 챔버(58) 안에 위치된다. 큰 힘의 압축 스프링(62)이 압력 플레이트(60)와 스프링 브레이크 커버(24)의 사이에 배치된다. 압력 플레이트(60)는 나사산부(68), 비나사산부(non-threaded portion)(70), 및 2개의 부분들(68, 70) 사이의 액츄에이터 튜브 숄더부(72)를 포함하는 내측면(66)에 의해 둘러싸인 축방향 개구부(64)를 포함한다. 비나사산부(70)에 형성된 환형 홈부(74)는 격판(32)의 내측 에지(32b)가 끼워진다(receive). 지지링(retaining ring)(78)은 격판(32)을 압력 플레이트(60)에 단단히 고정시킨다. 홈부(74) 및 격판(32)의 내측 에지(32b)의 구성이 격판(32)을 압력 플레이트(60)에 고정토록 액츄에이터가 지지링(78)을 갖지 않는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 압력 플레이트(60)를 관통하는 개구부(64)와 나란하게 형성된 스프링 브레이크 커버(24)의 개구부(80)가 있다.

중공의 액츄에이터 튜브(82)는 축방향 개구부(64) 내부에 끼워지고 액츄에이터 튜브 숄더부(72)에 접하는 제1 단부(82a)와 상용 브레이크 압력 챔버(38)에 위치되는 제2 단부(82b)를 갖는다. 액츄에이터 튜브(82)는 내면(86)과 외면(88)을 가진 측벽(84)을 포함한다. 외면(88)은 격판(32)의 내측 에지(32b)와 선택적인 지지링(78)의 일부분이 끼워지는 홈부(90)를 포함한다. 외면(88)의 일부분은 압력 플레이트(60)의 비나사산부(70)와 접한다. 내면(86)은 압력 플레이트(60)의 나사산부(68)와 나란하게 형성된 나사산부(92)를 포함한다.

환형 베어링 또는 플랜지 가이드(94)는 액츄에이터 튜브(82)의 나사산부(92) 및 압력 플레이트(60)의 나사산부(68)와 결합하여 베어링(94), 액츄에이터 튜브(82), 및 압력 플레이트(60)를 합체하는 나사산이 형성된 외면(96)을 갖는다. 베어링(94)이 나사산과 결합되는 것에 추가하여 또는 그 대신에 액츄에이터 튜브(82) 및 압력 플레이트(60)에 접착되는(bonded) 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 베어링(94)은 액츄에이터 튜브(82) 및/또는 압력 플레이트(60)에 접합될(welded) 수 있다.

베어링(94)은 개구부(99)를 둘러싸는 부드러운 내면(97)을 갖는다. 베어링(94)과 압력 플레이트(60)는 스프링 챔버(58)와 중공의 액츄에이터 튜브(82)의 측벽(84)에 의해 둘러싸인 내부 공간(98) 사이를 왔다갔다하는 공기 유동을 허용하는 공기 통로 또는 간격(미도시)을 그 안에 형성한다. 따라서, 스프링 챔버(58)는 액츄에이터 튜브(82)의 내부 공간(98)과 유체 연통된다.

액츄에이터 튜브(82)는 스프링 챔버(58)에 위치된 제1 단부(82a)로부터 어댑터 하우징(20)에 형성된 개구부(102)의 안쪽에 배치된 베어링 및 밀폐 조립부(100)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38)에 위치된 제2 단부(82b)로 연장형성된다. 베어링 및 밀폐 조립부(100)는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 여기에서는 더 상세하게 설명되지 않는다.

도 5a 내지 5d와 관련하여 아래에서 더 상세하게 설명되는 제어 밸브(104)는 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 유체 유동을 조절하기 위하여 압력 플레이트(60)의 반대쪽에 있는 액츄에이터 튜브(82)의 제2 단부(82b)에 결합되고 이를 막는다(close). 제어 밸브(104)는 원통형(cylindrical) 돌출부(110)에 결합된 이송(transfer) 플레이트(108)를 가진 밸브 바디(106)를 포함한다. 원통형 돌출부(110)는 액츄에이터 튜브(82)의 측벽(88)의 내면(86) 상에 형성된 나사산(114)과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(112)을 갖는다. 돌출부(110)는 액츄에이터 튜브(82)의 내부 공간(98) 안에 적어도 부분적으로 위치된다. 제어 밸브(104)의 나사산이 형성된 측벽(112)과 액츄에이터 튜브(82)의 측벽(88) 사이에 밀폐가 형성되어 유체가 이들 사이를 흐르는 것을 차단한다. O-링 밀폐부와 같은 밀폐 구조물이 밀폐를 형성토록 제어 밸브(104)의 측벽(112)과 액츄에이터 튜브(82)의 측벽(88) 사이에 위치될 수 있다. O-링 밀폐부와 같은 밀폐 구조물을 사용하는 것에 대안적으로, 또는 추가적으로, 제어 밸브(104)가 액츄에이터 튜브(82) 내부에 나사결합되기 전에, 액상 밀봉재(liquid sealant)가 나사산이 형성된 측벽(112)에 발라질 수 있다. 이어서, 액상 밀봉재는 경화되어 제어 밸브(104)와 액츄에이터 튜브(82) 사이에 밀폐를 형성한다. 이송 플레이트(transfer plate)(108)는 바람직하게는 어댑터 하우징(20)에 형성된 홈부(116) 안에 수용되도록 크기가 형성된다.

브레이크 액츄에이터(10)는, 타 단부에서 케이징 볼트 헤드(124)로 끝나는 케이징 볼트(122)의 일 단부에 나사산이 형성되고 그에 영구적으로 부착되는 조절 너트(120)를 포함하는, 케이징 볼트 조립체(caging bolt assembly)(118)를 더 포함한다. 케이징 볼트 헤드(124) 및 헤드(124)로부터 연장형성된 케이징 볼트(122)의 일부분은 액츄에이터 튜브(82)의 내부 공간(98) 안에 위치된다. 케이징 볼트(122)는 베어링(94)의 개구부(99)를 통과하여 그리고 스프링 브레이크 커버(24)의 개구부(80)를 통과하여 연장형성된다. 케이징 볼트(122)는 공기가 개구부(80)를 통과하여 지나갈 수 없도록 하는 실질적으로 밀폐된 방식으로 스프링 브레이크 커버(24)에 리벳으로 고정되고(riveted) 영구적으로 부착되는 캡 또는 칼라(collar)(128)를 통과토록 나사산이 형성된다. 너트(120)와 케이징 볼트 헤드(124)는 직경이 베어링(94)에 형성된 개구부(99)의 직경보다 크므로, 케이징 볼트(122)는 베어링(94)과 압력 플레이트(60) 사이의 연결 및 케이징 볼트(122)와, 칼라(128)와, 스프링 브레이크 커버(24) 사이의 연결들을 통하여 압력 플레이트(60)를 스프링 브레이크 커버(24)에 결합시킨다.

케이징 볼트 헤드(124)는 바람직하게는 대향하는 칼라들(132) 사이에 위치된 베어링(130)을 포함한다. 베어링(130)은 액츄에이터 튜브(82)의 내면(86)에 접촉되어 칼라들(132)과 케이징 볼트(122)가 내면(86)에 접촉되는 것을 방지하는 한편 비상 브레이크의 작동 및 해제 동안 액츄에이터 튜브(82)의 왕복운동하는 이동을 안내하는 것을 돕는다. 축방향 슬롯들(134)이 베어링(130) 주위에 유체의 유로를 형성토록 베어링(130)에 면하여 형성되어 스프링 챔버(58)가 액츄에이터 튜브(82)에 의해 둘러싸인 전체 내부 공간(98)과 유체 연통된다.

케이징 볼트 조립체(118)는 큰 힘의 압축 스프링(62)을 압축된 상태(도 1 참조)로 기계적으로 수축하고 유지하도록 작동가능하다. 조절 너트(120)를 렌치(wrench) 또는 소켓(socket)과 결합하고 너트(120)를 회전시킴에 따라, 케이징 볼트(122)의 대부분을 스프링 브레이크 하우징(24) 밖으로 즉 도 4에 도시된 위치로부터 도 1에 도시된 위치로 나사식으로 물러나게 하는 것이 가능하다. 케이징 볼트(122)가 물러남에 따라, 케이징 볼트 헤드(124)가 액츄에이터 튜브(82)의 상단부(82a)에서 베어링(94)에 접촉하게 되어 베어링(94), 액츄에이터 튜브(82), 및 압력 플레이트(60)를 스프링 브레이크 하우징(18)의 단부벽(18a)을 향해 이동시키고 따라서 스프링(62)을 압축하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 큰 힘의 압축 스프링(62)을 이러한 방식으로 케이징하는 것은 잘 알려져 있는 것으로 일반적으로 브레이크 액츄에이터(10)의 조립 동안에 그리고/또는 압축된 공기 시스템의 고장 또는 부재의 경우에 브레이크의 기계적인 해제를 위해 이용된다. 브레이크 액츄에이터(10)가 움직이는 차량에서 유효하게 사용되는 때에, 케이징 볼트(122)는 도 2 및 3에 도시된 위치로 이동된다.

이제, 도 5a 내지 5d를 참조하면, 제어 밸브(104)는 밸브 바디(106)와, 밸브 바디(106)의 내측면(144)에 의해 형성되는 채널(142)의 내부에 위치되는 밀폐부(136), 스프링(138), 및 O-링 밀폐부(140)를 포함한다. 밸브 바디(106)의 이송 플레이트(108)는 측벽(150)에 의해 연결되는 상면(146)과 하면(148)을 갖는다. 밸브 바디(106)의 원통형 돌출부(110)는 나사산이 형성된 측벽(112)에 의해 연결되는 상면(152)과 하면(154)을 갖는다. 돌출부(110)의 하면(154)은 이송 플레이트(108)의 상면(146)과 결합된다. 밸브 바디(106)를 관통하는 채널(142)은 돌출부(110)의 측벽(112)에 의해 둘러싸인 상부 원기둥형(cylindrical) 섹션(156), 상면(146)으로부터 하면(148)으로 이송 플레이트(108)를 관통하여 연장형성된 하부 수직형 섹션(158), 및 측벽(150)에 형성된 개구부들(162, 164) 사이에서 이송 플레이트(108)를 관통하여 연장형성된 하부 수평형 섹션(160)을 포함한다.

또한, 밸브 바디(106)는 밀폐부(136)를 채널(142) 내부에 보유하기 위하여 채널(142)의 내부에 위치되는 리테이너(retainer)(166)를 포함한다. 바람직하게는, 리테이너(166)는 채널(142)로 압입된다(press fit). 리테이너는 내측면(144)에 형성된 레지(ledge)(170)에 의해 지지되는 디스크 형태의 상부 섹션(168)을 갖는다. 상부 섹션(168)과 일체로 형성되는 동심의 링부들(172, 174)은 채널(142) 안으로 연장형성된다. 링부(174)에서 중심에 위치된 마개(plug)(176)는 상부 섹션(168)과 일체로 형성되고 채널(142) 안으로 연장형성된다. 도 5c를 참조하면, 리테이너(166)에 형성되고 이를 관통하여 연장형성되는 3개의 채널들(178, 180, 182)이 있다. 각각의 채널(178, 180, 182)은 도 5a에서 채널(182)에 대하여 가장 잘 도시된 바와 같이 링부(174)와 마개(176) 사이에 위치된다. 채널들(178, 180, 182)은 공기가 리테이너(166)를 통하여 흐르는 것을 허용한다. O-링(140)은 링부(172)와 내측면(144) 사이에 위치되어 밀폐를 형성하여 공기가 리테이너(166)와 내측면(144) 사이에서 흐르는 것을 차단한다.

밀폐부(136)는 채널(142)에서 리테이너(166)와 이송 플레이트(108)의 상면(146) 사이에 위치된다. 밀폐부(136)는 디스크 형태의 베이스(184) 및 베이스(184)와 일체로 형성되고 이로부터 상방으로 연장형성된 원통형 돌출부(186)를 포함한다. 개구부(188)는 밀폐부(136)의 중심을 관통하여 연장형성되고 내측면(190)에 의해 둘러싸여 있다. 플랜지(192)는 밀폐부(136)의 베이스(184)로부터 외측으로 연장형성되고 밸브 바디(106)의 내측면(144)과 밀폐되도록 결합되는 외주면(peripheral surface)(194)을 포함한다. 돌출부(186)는 외면(196) 및 외면(196)과 일체로 형성되고 이로부터 외측으로 연장형성된 한 쌍의 링부들(198, 200)을 포함한다. 링부들(198, 200)은 리테이너(166) 상에서 링부(174)와 밀폐되도록 결합한다. 도 5d를 참조하면, 베이스(184)는 하나가 도면부호 204로 표시된 복수의 방사상 홈부들이 그 안에 형성되는 하면(202)을 갖는다. 홈부들(204)은 베이스(184)의 외주 에지(206)로부터 개구부(188)로 연장형성된다. 홈부들(204)은 공기가 밀폐부(136)의 베이스(184)와 플랜지(192)의 모든 부분들로 쉽게 도달하는 것을 가능케 하도록 설계된다. 밀폐부(136)가 홈부들(204)이 없는 것을 포함하여 복수의 홈부들(204)보다 많거나 적은 것을 갖는 것과 홈부들(204)이 방사상 대신에 나선 형태가 형성되는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 또한, 밀폐부(136)가 홈부들 외에 공기가 베이스(184)와 플랜지(192)의 모든 부분들로 쉽게 도달하는 것을 가능케 하는 어떠한 구조물을 갖는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.

밸브 챔버(208)는 밀폐부(136)와 밸브 바디(106)에 의해 둘러싸인다. 밀폐부(136) 상의 링부들(198, 200)과 플랜지(192)는 밸브 바디(106)와 밀폐식의 결합 상태에 있어 유체가 밸브 챔버(208)에 들어가거나 이로부터 나오는 것을 방지한다. 스프링(138)은 밸브 챔버(208) 내부에서 리테이너(166)와 밀폐부(136) 사이에 위치된다. 스프링(138)은 링부(174)를 둘러싸도록 위치되어 챔버(208) 내부에서 제위치에 유지된다.스프링(138)의 일 단부는 리테이너(166)에 접하고 스프링(138)의 타 단부는 밀폐부(136)의 베이스(184)의 상면(210)에 접한다. 밸브 챔버(208)는 스프링 챔버(58) 또는 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 유체 연통되지 않는다.

밀폐부(136)는 유체가 밸브 바디(106)의 채널(142)과 밀폐부(136)의 개구부(188)를 통하여 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐를 수 있는 도 5a에 도시된 바와 같은 열림 위치와 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것이 차단되는 도 5b에 도시된 바와 같은 닫힘 위치 사이에서 이동가능하다. 밀폐부(136)가 닫힘 위치에 있는 때에, 밀폐부(136)에 형성된 개구부(188)에 리테이너(166) 상의 마개(176)가 끼워지고 내측면(190)이 마개(176)와 실링되도록 결합하여 유체가 이들 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 밀폐부(136)는 스프링(138)에 의해 열림 위치로 편향력을 받는다. 밀폐부(136)는 상용 브레이크 압력 챔버(38)에서의 압력이 하면(202)의 표면 영역 상에 작용하는 압력 챔버(38)에서의 압력으로 인해 밀폐부(136)의 하면(202) 상에 가해지는 힘이 상면(210)의 표면 영역 상에 작용하는 밸브 챔버(208)에서의 압력과 스프링(138)의 편향력으로 인해 밀폐부(136)의 상면(210) 상에 가해지는 알짜 힘(net force)보다 큰 한계 레벨까지 증가하는 때에 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다. 밀폐부(136)가 닫힘 위치에 있는 때에, 압력 챔버(38)는 바람직하지 않게 스프링 챔버(58)를 가압하지 않으면서 상용 브레이크 액츄에이터(12)를 작동시키도록 가압될 수 있다. 스프링(138)은 압력 챔버(38)에서의 압력으로 인해 밀폐부의 하면(202) 상에 가해지는 힘이 밸브 챔버(208)에서의 압력으로 인해 밀폐부(136)의 상면(210) 상에 가해지는 힘을 초과하는 때에 밀폐부(136)가 닫힘 위치로 이동하도록 선택적이다.

밸브 바디(106) 내부의 채널(142)과 밀폐부(136)의 하면(202)의 구성은 압력 챔버(38)로부터의 유체가 밀폐부(136) 아래로 흐르는 것을 허용하고 압력 챔버(38)에서의 압력이 상기한 바와 같은 한계 레벨에 도달하는 때에 밀폐부가 닫힘 위치로 이동하는 것을 야기한다. 구체적으로, 채널의 하부 수직형 섹션(158)의 직경은 섹션(158)을 통과하여 흐르는 공기가 밀폐부(136)의 하면(202)의 더 큰 부분에 미치도록 이송 플레이트(108)의 하면(148)으로부터 상면(146)으로 상방으로 가면서 증가한다. 도 5d를 참조하면, 밀폐부(136)의 하면(202) 상의 홈부들(204)은 하면(202)에 접촉하는 공기가 베이스(184)의 외주 에지(206)를 향해 그리고 외주 에지(206)와 플랜지(192) 사이의 갭에서 방향을 형성케 한다. 따라서, 공기가 유입 포트(50)를 통하여 압력 챔버(38)로 흘러 들어오는 때에, 밀폐부(136)와 밸브 바디(106)의 구성은 압력 챔버(38)에서의 압력이 밸브 챔버(208)에서의 압력과 스프링(138)의 편향력으로 인해 밀폐부(136)의 상면(210) 상에 가해지는 알짜 힘보다 큰 힘이 밀폐부(136)의 하면(202) 상에 가해지는 한계 레벨까지 증가하는 때에 상기 공기가 밀폐부(136)를 닫힘 위치로 상승시키기 위하여 밀폐부(136)의 전체 하면(202)에 접촉하는 것을 허용한다.

밸브 챔버(208)는 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 유체 연통하지 않기 때문에, 밀폐부(136)의 이동은, 종래의 공압 브레이크 액츄에이터의 2방향 제어 밸브들의 경우와 같이, 스프링 챔버(58)와 압력 챔버(38) 사이에서의 유체의 유량에 의존하지 않는다. 또한, 밀폐부(136)의 이동은 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이의 압력 차이에 의존하지 않는다. 제어 밸브(104)는 파일럿 압력이 상용 브레이크 압력 챔버(38)에서의 압력인 파일럿 작동 밸브(pilot operated valve)이다. 그러므로, 밀폐부(136)는 상용 브레이크 압력 챔버(38)에서의 압력이 아무리 느리게 상승하더라도 한계 레벨에 도달하는 때에 닫힐 것이다. 이에 따라, 밀폐부(136)의 이동은 단지 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸브 챔버(208) 사이의 압력 차이 및 스프링(138)에 의해 밀폐부(136) 상에 가해지는 편향력에 의존한다. 압력 차이가 스프링(138)의 편향력보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(136)의 하면(202) 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(136)는 닫힘 위치로 이동한다.

밀폐부(136) 및 밸브 바디(106)는 바람직하게는 상기에서 설명되고 도 5a 내지 5d에 도시된 바와 같은 형태로 형성되지만, 밀폐부(136) 및 밸브 바디(106)가 다른 구성을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 밀폐부(136)가 닫힘 위치에 있는 때에 밸브 바디(106)와 결합하는 표면(190) 대신의 어떠한 타입의 제1 밀폐면과, 밸브 챔버(208)를 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38)로부터 밀폐토록 밸브 바디(106)와 결합하는 표면(194)과 링부(198) 대신의 어떠한 타입의 제2 및 제3 밀폐면들을 갖는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.

제어 밸브들(300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100)의 9개의 대안 실시예들이 도 6a 내지 14c에 도시되어 있고 이하에서 설명된다. 각각의 이러한 대안 실시예는 브레이크 액츄에이터(10)에서 제어 밸브(104)를 대신해서 또는 피스톤 타입의 스프링 브레이크 액츄에이터에서 사용될 수 있다. 브레이크 액츄에이터(10)에서 사용되는 때에, 각각의 밸브(300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100)는 액츄에이터 튜브(82) 내부에서 나사결합하고 제어 밸브(104)에 대하여 상기에서 설명된 바와 동일한 방식으로 액츄에이터 튜브(82)와 밀폐를 형성한다. 본 명세서에서 설명된 제어 밸브들의 구체적인 실시예들은 본 발명의 범위 내에 속하는 다른 타입들의 제어 밸브들로서 단지 예시적인 것이다.

도 6a 내지 6c를 참조하면, 제어 밸브의 대안 실시예는 통칭적으로 도면부호 300으로 도시되어 있다. 제어 밸브(300)는 원통형 돌출부(306)에 결합되는 이송 플레이트(304)를 가진 밸브 바디(302)를 포함한다. 원통형 돌출부(306)는 액츄에이터 튜브(82) 상의 나사산과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(308)을 갖는다(도 1 참조). 격판형 밀폐부(310) 및 스프링(312)은 밸브 바디(302)의 내측면(316)에 의해 형성되는 채널(314)의 내부에 위치된다. 밸브 바디(302)의 이송 플레이트(304)는 측벽(322)에 의해 연결되는 상면(318)과 하면(320)을 갖는다. 밸브 바디(302)의 원통형 돌출부(306)는 나사산이 형성된 측벽(308)에 의해 연결되는 상면(324)과 하면(326)을 갖는다. 돌출부(306)의 하면(326)은 이송 플레이트(304)의 상면(318)에 결합된다. 밸브 바디(302)를 관통하는 채널(314)은 상면(324)을 관통하는 한 쌍의 홀들(328, 330), 홀들(328, 330)과 유체 연통하는 상부 원기둥형 섹션(332), 및 하부 원기둥형 섹션(334)을 포함한다. 또한, 홈부(336)가 이송 플레이트(304)의 하면(320)에 형성된다.

밸브 바디(302)는 밀폐부(310)를 채널(314) 내부에 유지시키기 위하여 채널(314)의 내부에 위치되는 리테이너(338)를 포함한다. 바람직하게는, 리테이너(338)는 채널(314)에 압입된다. 리테이너(338)는 원통형으로 형성되고 중심을 관통하는 홀(340)을 포함한다. 리테이너는 상면(342), 하면(344) 및 측벽(346)을 갖는다. 홈부(348)가 이송 플레이트(304)의 홈부(336)와 나란하도록 하면(344)에 형성된다.

밀폐부(310)는 채널(314)에서 리테이너(338)와 돌출부(306)의 상면(324) 사이에 위치된다. 밀폐부(310)는 격판(350) 및 격판(350)으로부터 상방으로 연장형성된 원통형 돌출부(352)를 포함한다. 플랜지(354)는 격판(350)의 외주 에지로부터 연장형성된다. 플랜지(354)는 리테이너(338)의 상면(342)과 내측면(316)의 레지(356) 사이에서 물리고 밀폐된다. 개구부(358)는 밀폐부(310)의 중심을 관통하여 연장형성되고 내측면(360)에 의해 둘러싸진다. 돌출부(352)는 외면(362) 및 외면(362)과 일체로 형성되고 이로부터 외측으로 연장형성된 링부(364)를 포함한다. 링부(364)는 밸브 바디(302)의 내측면(316)의 일부분과 밀폐되도록 결합한다.

밸브 챔버(366)는 밀폐부(310)와 밸브 바디(302)에 의해 둘러싸진다. 링부(364) 및 밀폐부(310) 상의 플랜지(354)는 밸브 바디(302)와 밀폐식의 결합 상태에 있어 유체가 밸브 챔버(366)로 들어가거나 이를 나오는 것을 차단한다. 스프링(312)은 밸브 챔버(366)의 내부에서 밀폐부(310)와 내측면(316)의 일부분 사이에 위치된다. 스프링(312)의 일 단부는 내측면(316)에 접하고 스프링(312)의 타 단부는 밀폐부(310)의 격판(350)에 접한다. 밸브 챔버(366)는 스프링 챔버(58) 또는 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 유체 연통하지 않는다.

밀폐부(310)는 유체가 밸브 바디(302)의 채널(314), 밀폐부(310)에서의 개구부(358), 및 리테이너(338)에서의 홀(340)을 통하여 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38)(도 1 참조) 사이에서 흐를 수 있는 도 6a에 도시된 바와 같은 열림 위치와 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것이 차단되는 도 6b에 도시된 바와 같은 닫힘 위치 사이에서 이동한다. 밀폐부(310)가 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 이동하므로, 밀폐부의 격판(350)은 유연하게 형성되고(flex) 한편 플랜지(354)는 리테이너(338)와 레지(356) 사이에 고정되고 물려 있는 상태로 유지된다. 바람직하게는, 밀폐부(310)는 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이 구부러질(flex) 수 있는 유연하고 탄력이 있는 재료로 만들어진다. 밀폐부(310)가 닫힘 위치에 있는 때에, 밀폐부(310)에서의 개구부(358)에 밸브 바디(302) 상의 마개(368)가 끼워지고 내측면(360)은 마개(368)과 밀폐되도록 결합되어 유체가 이들 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 밀폐부(310)는 스프링(312)에 의해 열림 위치로 편향력을 받는다. 제어 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이, 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸브 챔버(366) 사이의 압력 차이가 스프링(312)에 의해 밀폐부(310) 상에 가해지는 힘보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(310)의 하면 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(310)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다.

제어 밸브(400)의 다른 대안 실시예가 도 7a 내지 7c에 도시되어 있다. 제어 밸브(400)는 제어 밸브(104)와 유사하다. 따라서, 단지 주요 차이점들이 여기에서 설명된다. 제어 밸브(400)는 밸브 바디(402)와, 밸브 바디(402)에서의 채널(410) 내부에 위치되는 밀폐부(404), 리테이너(406), 및 스프링(408)을 포함한다. 밸브 바디(402)는 제어 밸브(104)의 밸브 바디(106)와 약간 다른 하면(412)을 갖는다. 하면(412)은 밀폐부(404)로의 유체 유동을 향상시키기 위해 형성된 홈부(414)를 갖는다. 밀폐부(404)는 스프링 챔버(58)와 압력 챔버(38)(도 1 참조)로부터 밀폐된 스프링(408)을 수용하는 밸브 챔버(422)를 생성하도록 밸브 바디(402)와 밀폐식으로 결합하는 플랜지(416) 및 링부들(418, 420)을 갖는다.

제어 밸브(400)와 제어 밸브(104) 사이의 주된 차이점은 제어 밸브(400)의 밀폐부(404)가 밀폐부(404)의 상면(426)으로부터 상방으로 연장형성된 원기둥부(cylinder)(424)를 갖는다는 것이다. 원기둥부(424)는 밀폐부(404)가 도 7b에 도시된 바와 같이 닫힘 위치에 있는 때에 리테이너(406)와 결합하여 리테이너(406)의 개구부(430)를 막는 상부 밀폐면(428)을 포함한다. 밀폐부(404)는 밀폐부(404)가 도 7a에 도시된 바와 같이 열림 위치에 있는 때에 개구부(430)와 유체 연통하는 개구부(432)를 갖는다. 또한, 밀폐부(404)는 각각 상면(426)과 원기둥부(424)에 결합되고 이들 사이에서 연장형성되는 4개의 1/4 원형 형태의 돌출부들(434a, 434b, 434c, 434d)(도 7c 참조)을 포함한다. 인접한 돌출부들(434a, 434b, 434c, 434d) 사이에 개구부(432)와 유체 연통하는 개구부들이 형성되는데, 이들 중 2개가 도 7a에서 436a와 436b로 나타내져 있다.

필터(438)는 밸브 바디(402)의 상면 상에 견고하게 부착된다. 바람직하게는, 필터(438)는 합성의, 중합의 또는 다른 타입의 필터 재료로 만들어지고 감압 접착제 백킹(pressure sensitive adhesive backing)으로 밸브 바디(402)에 부착될 수 있다. 바람직하게는, 필터(438)는 소수성 및 소유성 속성들과 필터(438)를 통과하는 잔해물의 크기를 기초로 선택된 구멍 크기를 갖는 다공성 및 기체 투과성의 고분자막(polymeric membrane)이다. 하나의 인정가능한 필터(438)는 W.L. 고어와 동료들로부터 이용가능하고 고어-텍스® 상표로 팔리는 1 미크론의 구멍 크기를 가진 처리된(treated) 발포(expanded) 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)을 포함한다. 또는, 필터(438)는 대략 50 미크론의 구멍 크기를 가진 합성 펠트(synthetic felt)로 구성될 수 있다. 또한, 다른 타입들의 필터들도 본 발명의 범위 내에 속한다. 또한, 필터(438)는 도 5a 내지 13c에 도시된 어떠한 제어 밸브의 상단에도 부착될 수 있다.

도 8a 및 8b를 참조하면, 제어 밸브의 다른 실시예가 통칭적으로 도면부호 500으로 나타내져 있다. 제어 밸브(500)는 도 7a 내지 7c에 도시된 제어 밸브(400)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 단지 이들 사이의 차이점들만이 여기에서 상세하게 설명된다. 제어 밸브(500)는 밀폐부(502)의 상면으로부터 상방으로 연장형성된 원기둥부(504)를 가진 밀폐부(502)를 포함한다. 원기둥부(504)의 단부는 밀폐부(502)가 도 8b에 도시된 바와 같이 닫힘 위치에 있는 때에 리테이너(510)에 형성된 개구부(508)에 끼워지는 버섯 형태의 머리부(506)를 갖는다. 머리부(506)의 외주 에지는 밀폐부(502)가 닫힘 위치에 있는 때에 개구부(508)를 둘러싸는 리테이너(510)의 표면(512)에 밀폐식으로 결합한다. 닫힘 위치에 있는 때에 밀폐부(502)의 일부분이 리테이너(510)의 개구부(508)에 끼워지는 반면 닫힘 위치에 있는 때에 밀폐부(404)의 어떤 부분도 리테이너(406)의 개구부(430)에 끼워지지 않기 때문에 밀폐부(502)는 제어 밸브(400)의 밀폐부(404)와 다르다.

밸브(600)의 다른 실시예가 도 9a 내지 9c에 도시되어 있다. 제어 밸브(600)는 원통형 돌출부(606)에 결합된 이송 플레이트(604)를 가진 밸브 바디(602)를 포함한다. 원통형 돌출부(606)는 액츄에이터 튜브(82) 상의 나사산(114)(도 1 참조)과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(608)을 갖는다. 밀폐부, 또는 피스톤(610) 및 스프링(612)은 밸브 바디(602)의 내측면(616)에 의해 형성되는 채널(614)의 내부에 위치된다. 밸브 바디(602)의 이송 플레이트(604)는 측벽(622)에 의해 연결되는 상면(618)과 하면(620)을 갖는다. 밸브 바디(602)의 원통형 돌출부(606)는 나사산이 형성된 측벽(608)에 의해 연결되는 상면(624)과 하면(626)을 갖는다. 돌출부(606)의 하면(626)은 이송 플레이트(604)의 상면(618)에 결합된다. 밸브 바디(602)를 관통하는 채널(614)은 상부 원기둥형 섹션(628), 하부 원기둥형 섹션(630), 및 돌출부(606)의 측벽(608)을 관통하는 수평형 통로(632)를 포함한다. 채널(614)은 돌출부(606)의 상면(624)에 형성된 유입구(634)와 측벽(608)에 형성된 배출구(636)를 포함한다. 홈부(638)는 이송 플레이트(604)의 하면(620)에 형성된다.

밸브 바디(602)는 밀폐부(610)를 채널(614) 내부에 유지시키기 위해 채널(614)의 내부에 위치되는 리테이너(640)를 포함한다. 바람직하게는, 리테이너(640)는 밀폐부(610)를 채널(614) 안에 유지시키도록 채널의 하부 섹션(630)에 압입된다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 리테이너(640)는 상면(642), 하면(644), 및 측벽(646)을 갖는 원형으로 형성된다. 측벽(646)은 측벽(646)의 반대하는 측면들에 형성된 2개의 평평한 에지들(648, 650)을 포함한다. 슬롯들(652, 654)은 각각 에지들(648, 650)에서 측벽(646)에 형성된다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(602)의 하면(620)으로부터 리테이너(640)를 통과하여 밀폐부(610)까지 연속적인 유로를 제공하기 위하여, 슬롯들(652, 654)은 밸브 바디(602)의 하면(620)에 형성된 홈부(638)와 나라하게 형성된다. 리테이너(640)의 하면(644)은 평평하고 이송 플레이트(604)의 하면(620)과 동일 평면으로 형성된다.

밀폐부(610)는 채널(614)에서 리테이너(640)와 돌출부(606)의 상면(624) 사이에 위치된다. 밀폐부(610)는 디스크 형태의 베이스(656) 및 베이스(656)로부터 상방으로 연장형성된 원기둥형 돌출부(658)를 포함한다. 베이스(656)는 채널(614)의 하부 섹션(630)에 위치되고, 돌출부(658)는 채널(614)의 상부 섹션(628) 안으로 상방으로 연장된다. 도 9c를 참조하면, 홈부(660)는 O-링 밀폐부재(662)가 끼워지도록 베이스(656)에 형성되고, 홈부들(664, 666)은 O-링 밀폐부재들(668, 670)이 각각 끼워지도록 돌출부(658)에 형성된다. 밀폐부재(662)는 채널(614)의 하부 섹션(630)을 둘러싸는 내측면(616) 부분과 밀폐되도록 결합하고, 밀폐부재들(668, 670)은 채널(614)의 상부 섹션(628)을 둘러싸는 내측면(616) 부분과 밀폐되도록 결합한다. 바람직하게는, 밀폐부(610)는 강성의 또는 반강성의(semi-rigid) 재료로 만들어진다.

밸브 챔버(672)는 밀폐부(610)와 밸브 바디(602)에 의해 둘러싸인다. 밀폐부재들(662, 668, 670)은 밸브 바디(602)와 밀폐식 결합 상태에 있어 유체가 밸브 챔버(672)로 들어가거나 이로부터 나오는 것을 차단한다. 스프링(612)은 밸브 챔버(672) 내부에서 밀폐부(610)와 밸브 바디(602) 사이에 위치된다. 스프링(612)의 일 단부는 내측면(616)에 접하고 스프링(612)의 타 단부는 밀폐부(610)의 베이스(656)에 접한다. 밸브 챔버(672)는 스프링 챔버(58) 또는 상용 브레이크 압력 챔버(38)(도 1 참조)와 유체 연통하지 않는다.

밀폐부(610)는 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐를 수 있는 도 9a에 도시된 바와 같은 열림 위치와 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것이 차단되는 도 9b에 도시된 바와 같은 닫힘 위치 사이에서 이동한다. 도 1에 도시된 액츄에이터 튜브(82)가 제어 밸브(600)를 구비하여 사용되는 때에, 액츄에이터 튜브(82)는 바람직하게는 돌출부(606)의 측벽(608)에 형성된 배출구(636)와 나란하게 형성된 측벽(84)을 관통하는 개구부(미도시)를 갖도록 수정된다. 액츄에이터 튜브(82)에 형성된 개구부(미도시)는 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 유체 연통한다. 밀폐부(610)가 열림 위치에 있는 때에, 유체는 스프링 챔버(58)로부터 유입구(634), 수평형 채널(632), 배출구(636) 및 액츄에이터(82)의 개구부(미도시)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38)로 흐를 수 있다. 밀폐부(610)가 닫힘 위치에 있는 때에, 밀폐부재(668)는 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 밀폐부(610)는 스프링(612)에 의해 열림 위치로 편향력을 받는다. 제어 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이, 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸부 챔버(672) 사이의 압력 차이가 스프링(612)에 의해 밀폐부(610) 상에 가해지는 힘보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(610)의 하면 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(610)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다.

도 10을 참조하면, 제어 밸브의 다른 실시예가 도면부호 700으로 나타내져 있다. 제어 밸브(700)는 제어 밸브(600)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 제어 밸브(700)는 단지 제어 밸브(600)와 다른 범위가 여기에서 설명된다. 제어 밸브(600)는 돌출부(606)의 측벽(608)에 형성된 배출구(636)를 구비한 수평형 채널(632)을 포함하지만, 제어 밸브(700)는 밸브 바디(712)의 이송 플레이트(710)의 하면(708)에 배출구(706)를 갖는 수직형 채널(704)과 유체 연통하는 수평형 채널(702)을 갖는다. 배출구(706)는 하면(708)에 형성된 홈부(714)의 안쪽에 위치된다. 밸브(700)가 도 10에 도시된 열림 위치에 있는 때에, 유체는 스프링 챔버(58)로부터 유입구(716), 수평형 채널(702), 수직형 채널(704), 및 배출구(706)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38)로 흐를 수 있다(도 1 참조). 밸브(700)의 밀폐부, 또는 피스톤(718)은 유체가 채널(702)을 통하여 흐르는 것을 막기 위하여 밸브(600)의 밀폐부(610)와 동일한 방식으로 닫힘 위치로 상방으로 이동한다.

도 11a 내지 11c는 본 발명에 따른 제어 밸브(800)의 다른 대안 실시예를 나타낸다. 제어 밸브(800)는 원통형 돌출부(806)에 결합되는 이송 플레이트(804)를 구비한 밸브 바디(802)를 포함한다. 돌출부(806)는 액츄에이터 튜브(82) 상의 나사산들과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(808)을 갖는다. 밸브 바디(802)는 측벽(808)에 의해 둘러싸인 상부 원기둥형 섹션(812)과 이송 플레이트(804)의 안쪽에 위치된 하부 원기둥형 섹션(814)을 포함하는 채널(810)을 형성한다. 이송 플레이트(804)는 상면(816), 하면(818), 및 측벽(819)을 갖고, 돌출부(806)는 상면(820) 및 하면(822)을 갖는다. 이송 플레이트(804)의 상면(816)은 돌출부(806)의 하면(822)에 결합된다. 홈부(824)는 이송 플레이트(804)의 하면(818)에 형성된다.

밀폐부, 또는 피스톤(826), 스프링(828), 및 리테이너(830)는 채널(810)의 상부 섹션(812) 내부에 위치된다. 리테이너(830)는 대략 원통형으로 형성되고 상면(832), 측벽(834), 및 하부 에지(836)를 갖는다. 리테이너(830)는 하부 에지(836)에 인접한 하부 원기둥형 섹션(840)과, 스프링(828)을 보유하기 위한 환형 섹션(842)과, 제1, 제2, 및 제3 상부 원기둥형 섹션들(844, 846, 848)을 포함하는 공동부(cavity)(838)를 갖는다. 제2 원기둥형 섹션(846)은 제3 원기둥형 섹션(848)보다 큰 직경을 가져 환형면(850)이 이 2개의 섹션들 사이에 위치된다. 수평형 채널(852)은 제2 원기둥형 섹션(846)으로부터 리테이너(830)의 측벽(834)에 형성된 수직형 홈부(854)로 연장형성된다. 또한, 유체가 리테이너(830)와 밸브 바디(802) 사이에서 흐르는 것을 차단하는 밀폐부재(858)가 끼워지기 위하여 리테이너(830)의 측벽(834)에 형성된 홈부(856)가 존재한다.

밀폐부(826)는 디스크 형태의 베이스(860) 및 베이스(860)으로부터 상방으로 연장형성된 원기둥형 돌출부(862)를 갖는다. 도 11c를 참조하면, 홈부(864)는 삼각형(delta) 밀폐부재(866)가 끼워지도록 베이스(860)에 형성되고, 한 쌍의 홈부들(868, 870)은 정사각형(square) 링 밀폐부재들(872, 874)이 각각 끼워지도록 돌출부(862)에 형성된다. 베이스(860)는 리테이너(830)의 내부에서 공동부(838)의 하부 원기둥형 섹션(840)에 위치된다. 돌출부(862)는 리테이너(830)의 내부에서 공동부(838)의 제1 및 제2 원기둥형 섹션들(844, 846)을 통과하도록 상방으로 연장형성된다. 바람직하게는, 밀폐부(826)는 강성의 또는 반강성의 재료로 만들어진다.

밸브 챔버(876)는 밀폐부(826)와 리테이너(830)에 의해 둘러싸인다. 밀폐부재들(866, 874)은 리테이너(830)와 밀폐식 결합 상태에 있어 유체가 밸브 챔버(876)로 들어가거나 이로부터 나오는 것을 차단한다. 스프링(828)은 밀폐부(826)를 도 11a에 도시된 열림 위치로 편향시키기 위하여 밸브 챔버(876)의 내부에서 리테이너(830)의 일부분과 밀폐부(826) 사이에 위치된다.

밀폐부(826)는 도 11a에 도시된 열림 위치와 도 11b에 도시된 닫힘 위치 사이에서 이동가능하다. 열림 위치에서, 유체는 리테이너(830)에 형성된 공동부(838)의 제2 및 제3 상부 섹션들(846, 848), 수평형 채널(852), 수직형 홈부(854), 밀폐부(826)와 이송 플레이트(804)의 상면(816) 사이의 공간, 및 채널(810)의 하부 원기둥형 섹션(814)을 통하여 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐를 수 있다(도 1 참조). 밀폐부(826)가 도 11b에 도시된 바와 같이 닫힘 위치에 있는 때에, 정사각형 링 밀폐부재(872)는 환형면(850)과 결합되어 유체가 제2 및 제3 상부 섹션들(846, 848) 사이에서 흐르는 것을 차단하고 따라서 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 제어 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이, 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸브 챔버(876) 사이의 압력 차이가 스프링(828)에 의해 밀폐부(826) 상에 가해지는 힘보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(826)의 하면 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(826)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다.

도 12a 내지 12c를 참조하면, 제어 밸브의 다른 실시예가 통칭적으로 도면부호 900으로 나타내져 있다. 제어 밸브(900)는 원통형 돌출부(906)에 결합되는 이송 플레이트(904)를 구비한 밸브 바디(902)를 포함한다. 원통형 돌출부(906)는 액츄에이터 튜브(82) 상의 나사산들(도 1 참조)과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(908)을 갖는다. 밀폐부, 또는 피스톤(910) 및 스프링(912)은 밸브 바디(902)의 내측면(916)에 의해 형성되는 채널(914)의 내부에 위치된다. 밸브 바디(902)의 이송 플레이트(904)는 측벽(922)에 의해 연결되는 상면(918)과 하면(920)을 갖는다. 밸브 바디(902)의 원통형 돌출부(906)는 나사산이 형성된 측벽(908)에 의해 연결되는 상면(924)과 하면(926)을 갖는다. 돌출부(906)의 하면(926)은 이송 플레이트(904)의 상면(918)에 결합된다. 밸브 바디(902)를 관통하는 채널(914)은 하부 원기둥형 섹션(928)과, 스프링(912)을 보유하기 위한 환형 섹션(930)과, 제1, 제2 및 제3 상부 원기둥형 섹션들(932, 934, 936)을 포함한다. 제2 원기둥형 섹션(934)은 제3 원기둥형 섹션(936)보다 큰 직경을 가져 환형면(938)이 이 2개의 섹션들 사이에 위치된다. 홈부(940)는 이송 플레이트(904)의 하면(920)에 형성된다.

밸브 바디(902)는 밀폐부(910)를 채널(914) 내부에 보유하기 위하여 채널(914)의 내부에 위치되는 리테이너(942)를 포함한다. 바람직하게는, 리테이너(942)는 밀폐부(910)를 채널(914) 안에 보유하기 위하여 채널(914)의 하부 섹션(928) 안으로 압입된다. 도 12c에 도시된 바와 같이, 리테이너(942)는 상면(944), 하면(946) 및 측벽(948)을 가진 원형으로 형성된다. 측벽(948)은 측벽(948)의 반대하는 측면들에 형성되는 2개의 평평한 에지들(950, 952)을 포함한다. 슬롯들(954, 956)은 측벽(948)에서 에지들(950, 952)에 각각 형성된다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(902)의 하면(920)으로부터 리테이너(942)를 통하여 밀폐부(910)로 연속적인 유로를 제공하기 위하여, 슬롯들(954, 956)은 밸브 바디(902)의 하면(920)에 형성된 홈부(940)와 나란하게 형성된다. 리테이너(942)의 하면(946)은 평평하고 이송 플레이트(904)의 하면(920)과 동일 평면으로 형성된다.

밀폐부(910)는 채널(914)에서 리테이너(942)와 돌출부(906)의 상면(924) 사이에 위치된다. 밀폐부(910)는 디스크 형태의 베이스(958) 및 베이스(958)로부터 상방으로 연장형성되는 원통형 돌출부(960)를 포함한다. 베이스(958)는 채널(914)의 하부 섹션(928)에 위치되고, 돌출부(960)는 채널(914)의 제1 및 제2 상부 섹션들(932, 934) 안으로 상방으로 연장형성된다. 도 12c를 참조하면, 홈부(962)는 O-링 밀폐부재(964)가 끼워지도록 베이스(958)에 형성되고, 홈부들(966, 968)은 O-링 밀폐부재들(970, 972)이 각각 끼워지도록 돌출부(960)에 형성된다. 밀폐부재(964)는 채널(914)의 하부 섹션(928)을 둘러싸는 내측면(916) 부분과 밀폐식으로 결합되고, 밀폐부재(972)는 채널(914)의 제1 상부 섹션(932)을 둘러싸는 내측면(916) 부분과 밀폐식으로 결합된다. 도 12a를 참조하면, 돌출부(960)에서 밀폐부재들(970, 972) 사이에 형성된 수평형 채널(974)이 있다. 수평형 채널(974)은 밀폐부(910)의 베이스(958)를 관통하여 하방으로 연장형성된 수직형 채널(976)과 유체 연통한다. 바람직하게는, 밀폐부(910)는 강성의 또는 반강성의 재료로 만들어진다.

밸브 챔버(978)는 밀폐부(910)와 밸브 바디(902)에 의해 둘러싸진다. 밀폐부재들(964, 972)은 밸브 바디(902)와 밀폐식으로 결합되어 유체가 밸브 챔버(978)로 들어가거나 이로부터 나오는 것을 차단한다. 스프링(912)은 밀폐부(910)를 도 12a에 도시된 열림 위치로 편향시키기 위하여 밸브 챔버(978)의 내부에서 밸브 바디(902)의 일부분과 밀폐부(910) 사이에 위치된다.

밀폐부(910)는 도 12a에 도시된 열림 위치와 도 12b에 도시된 닫힘 위치 사이에서 이동가능하다. 열리 위치에서, 유체는 채널(914)의 제2 및 제3 상부 섹션들(934, 936), 밀폐부(910)에 형성된 수평형 및 수직형 채널들(974, 976), 및 밀폐부(910)와 리테이너(942) 사이의 공간을 통하여 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐를 수 있다(도 1 참조). 밀폐부(910)가 도 12b에 도시된 바와 같이 닫힘 위치에 있는 때에, O-링 밀폐부재(970)는 환형면(938)과 결합되어 유체가 제2 및 제3 원기둥형 섹션들(934, 936) 사이에서 흐르는 것을 차단하고 따라서 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 제어 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이, 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸브 챔버(978) 사이의 압력 차이가 스프링(912)에 의해 밀폐부(910) 상에 가해지는 힘보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(910)의 하면 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(910)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다. 필터(980)는 밸브 바디(902)의 상면 상에 견고하게 부착된다. 바람직하게는, 필터(980)는 제어 밸브(400)의 필터(438)와 유사하다.

도 13a 내지 13c는 본 발명에 따른 제어 밸브(1000)의 대안 실시예를 나타낸다. 제어 밸브(1000)는 원통형 돌출부(1006)에 결합되는 이송 플레이트(1004)를 구비한 밸브 바디(1002)를 포함한다. 돌출부(1006)는 액츄에이터(82) 상의 나사산들(도 1 참조)과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(1008)을 갖는다. 밸브 바디(1002)는 측벽(1008)에 의해 둘러싸인 상부 원기둥형 섹션(1012)과 이송 플레이트(1004) 안쪽에 위치된 하부 원기둥형 섹션(1014)을 포함하는 채널(1010)을 형성한다. 이송 플레이트(1004)는 상면(1016), 하면(1018), 및 측벽(1019)을 갖고, 돌출부(1006)는 상면(1020) 및 하면(1022)을 갖는다. 이송 플레이트(1004)의 상면(1016)은 돌출부(1006)의 하면(1022)에 결합된다. 홈부(1024)는 이송 플레이트(1004)의 하면(1018)에 형성된다.

밀폐부(1026), 스프링(1028), 및 리테이너(1030)는 채널(1010)의 상부 섹션(1012)의 내부에 위치된다. 리테이너(1030)는 대략 원통형으로 형성되고 상면(1032), 측벽(1034), 및 하부 에지(1036)를 갖는다. 리테이너(1030)는 하부 에지(1036)에 인접한 하부 원기둥형 섹션(1040)과, 스프링(1028)을 보유하기 위한 환형 섹션(1042)과, 제1, 제2 및 제3 상부 원기둥형 섹션들(1044, 1046, 1048)을 포함하는 제1 공동부(1038)를 갖는다. 제2 원기둥형 섹션(1046)은 제3 원기둥형 섹션(1048)보다 큰 직경을 가져 환형면(1050)이 이 2개의 섹션들 사이에 위치된다. 홈부(1052)는 유체가 리테이너(1030)와 밸브 바디(1002) 사이에서 흐르는 것을 차단하는 밀폐부재(1054)가 끼워지도록 리테이너(1030)의 측벽(1034)에 형성된다.

밀폐부(1026)는 디스크 형태의 베이스(1056) 및 베이스(1056)로부터 상방으로 연장형성되는 원통형 돌출부(1058)를 포함한다. 도 13c를 참조하면, 홈부(1060)는 삼각형 밀폐부재(1062)가 끼워지도록 베이스(1056)에 형성된다. 밀폐 링부(1064)는 돌출부(1058)의 중간부분으로부터 외측으로 연장형성된다. 돌출부(1058)의 단부(1066)는 돔 형태로 형성된다. 베이스(1056)는 리테이너(1030)의 내부에서 공동부(1038)의 하부 원기둥형 섹션(1040)에 위치된다. 돌출부(1058)는 리테이너(1030)의 내부에서 공동부(1038)의 제1 및 제2 원기둥형 섹션들(1044, 1046)을 통과하여 상방으로 연장형성된다. 밀폐부재(1062)는 리테이너(1030)의 일부분과 밀폐되도록 결합되고, 밀폐 링부(1064)는 리테이너(1030)의 일부분과 밀폐되도록 결합된다. 도 13a를 참조하면, 밀폐 링부(1064)와 단부(1066) 사이에서 돌출부(1058)에 형성된 수평형 채널(1068)이 있다. 수평형 채널(1068)은 밀폐부(1026)의 베이스(1056)를 관통하여 하방으로 연장형성된 수직형 채널(1070)과 유체 연통한다.

밸브 챔버(1072)는 밀폐부(1026)와 리테이너(1030)에 의해 둘러싸인다. 밀폐부재(1062)와 밀폐 링부(1064)는 리테이너(1030)과 밀폐식 결합 상태에 있어 유체가 밸브 챔버(1072)로 들어가거나 이로부터 나오는 것을 차단한다. 스프링(1028)은 밀폐부(1026)를 도 13a에 도시된 열림 위치로 편향시키기 위하여 밸브 챔버(1072) 내부에서 리테이너(1030)의 일부분과 밀폐부(1026) 사이에 위치된다.

밀폐부(1026)는 도 13a에 도시된 열림 위치와 도 13b에 도시된 닫힘 위치 사이에서 이동가능하다. 열림 위치에서, 유체는 리테이너(1030)에 형성된 공동부(1038)의 제2 및 제3 상부 섹션들(1046, 1048)과, 밀폐부(1026)에 형성된 수평형 채널(1068) 및 수직형 채널(1070)과, 채널(1010)의 하부 원기둥형 섹션(1014)을 통하여 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐를 수 있다(도 1 참조). 밀폐부(1026)가 도 13b에 도시된 바와 같이 닫힘 위치에 있는 때에, 밀폐부(1026)의 돔 형태의 단부(1066)는 리테이너(1030)의 환형면(1050)과 결합하여 유체가 제2 및 제3 상부 섹션들(1046, 1048) 사이에 흐르는 것을 차단하고 따라서 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 제어 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이, 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸브 챔버(1072) 사이의 압력 차이가 스프링(1028)에 의해 밀폐부(1026) 상에 가해지는 힘보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(1026)의 하면 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(1026)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다.

도 14a 내지 14c를 참조하면, 제어 밸브(1100)의 대안 실시예는 이송 플레이트(1104) 및 이송 플레이트(1104)에 결합되는 원통형 돌출부(1106)를 가진 밸브 바디(1102)를 포함한다. 원통형 돌출부(1106)는 액츄에이터(82) 상의 나사산들(도 1 참조)과 결합하는 나사산이 형성된 측벽(1108)을 갖는다. 이송 플레이트(1104)는 측벽(1114)에 의해 연결되는 상면(1110)과 하면(1112)을 갖는다. 원통형 돌출부(1106)는 나사산이 형성된 측벽(1108)에 의해 연결되는 상면(1116)과 하면(1118)을 갖는다. 돌출부(1106)의 하면(1118)은 이송 플레이트(1104)의 상면(1110)에 결합된다. 채널(1120)은 밸브 바디(1102)의 내측면(1122)에 의해 형성된다. 채널(1120)은 돌출부(1106)의 측벽(1108)에 의해 둘러싸인 상부 원기둥형 섹션(1124), 상면(1110)으로부터 하면(1112)으로 이송 플레이트(1104)를 관통하여 연장형성된 하부 수직형 섹션(1126), 및 측벽(1114)에 형성된 개구부들(1130, 1132) 사이에서 이송 플레이트(1104)를 관통하여 연장형성된 하부 수평형 섹션(1128)을 포함한다.

밸브 바디(1102)는 채널(1120)에 위치되고 바람직하게는 채널(1120) 안으로 압입되는 리테이너(1134)를 포함한다. 리테이너(1134)는 내측면(1122)에 형성된 레지(1138)에 의해 지지되는 디스크 형태의 상부 섹션(1136)을 갖는다. 상부 섹션(1136)과 일체로 형성된 동심의 링부들(1140, 1142, 1144)은 채널(1120) 안으로 연장형성된다. 개구부(1146)는 리테이너(1134)의 중심을 관통하여 연장형성된다. 개구부(1146)는 공기가 리테이너(1134)를 통과하여 흐르는 것을 허용한다. 필터(1148)는 밸브 바디(1102)의 상면 상에 견고하게 부착된다.

밀폐부(1150), 스프링(1152), 및 O-링 밀폐부재(1154)는 채널(1120) 내부에서 리테이너(1134)와 이송 플레이트(1104)의 상면(1110) 사이에 위치된다. 리테이너(1134)는 밀폐부(1150)를 채널(1120) 내부에 유지시킨다. O-링 밀폐부재(1154)는 링부(1140)와 내측면(1122) 사이에 위치되어 밀폐를 형성하고 유체가 리테이너(1134)와 내측면(1122) 사이에서 흐르는 것을 차단한다.

밀폐부(1150)는 디스크 형태의 베이스(1156) 및 베이스(1156)와 일체로 형성되고 이로부터 상방으로 연장형성된 원통형 돌출부(1158)을 포함한다. 원기둥형 마개(1160)는 밀폐부(1150)의 중심에 위치되고, 하나가 도면부호 1162로 나타내져 있는 복수의 개구부들은 마개(1160) 주위에 위치되고 밀폐부(1150)를 관통하여 연장형성된다. 플랜지(1164)는 밀폐부(1150)의 베이스(1156)로부터 외측으로 연장형성되고 밸브 바디(1102)의 내측면(1122)과 밀폐식으로 결합하는 외주면(1166)을 포함한다. 돌출부(1158)는 리테이너(1134) 상의 링부(1142)와 밀폐식으로 결합하는 외면(1168)을 포함한다. 베이스(1156)는 도 5d에서의 밀폐부(136) 상에 도시된 것들과 유사하게 형성된 복수의 방사상 홈부들(미도시)을 구비한 하면을 갖는다. 채널(1120)과 밀폐부(1150)의 하면은 공기가 밀폐부(1150) 바닥의 더 큰 부분에 도달하는 것을 가능케 하도록 도 5a 내지 5d에 도시된 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 것과 유사한 구성을 갖는다.

밸브 챔버(1170)는 밀폐부(1150)와 밸브 바디(1102)에 의해 둘러싸인다. 돌출부(1158)의 외면(1168)과 밀폐부(1150) 상의 플랜지(1164)는 밸브 바디(1102)와 밀폐식 결합 상태에 있어 유체가 밸브 챔버(1170)으로 들어가거나 이로부터 나오는 것을 방지한다. 밸브 챔버(1170)는 스프링 챔버(58) 또는 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 유체 연통하지 않는다. 스프링(1152)은 밸브 챔버(1170) 내부에서 리테이너(1134)와 밀폐부(1150) 사이에 위치된다. 스프링(1152)은 링부(1142)를 둘러싸도록 위치되어 챔버(1170)의 내부에서 제위치에 유지된다. 스프링(1152)의 일 단부는 리테이너(1134)에 접하고 스프링(1152)의 타 단부는 밀폐부(1150)의 베이스(1156)의 상면(1172)에 접한다.

밀폐부(1150)는 유체가 밸브 바디(1102)의 채널(1120)과 밀폐부(1150)에 형성된 개구부(1162)를 통하여 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이를 흐를 수 있는 도 14b에 도시된 바와 같은 열림 위치와 유체가 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이에서 흐르는 것이 막힌 도 14a에 도시된 바와 같은 닫힘 위치 사이에서 이동가능하다. 밀폐부(1150)가 닫힘 위치에 있는 때에, 리테이너(1134)의 개구부(1146)에 개구부(1146)보다 약간 더 큰 밀폐부(1150)의 마개(1160)의 일부분이 끼워져 개구부(1146)를 막고 유체가 이 2개의 사이에서 흐르는 것을 차단한다. 밀폐부(1150)는 스프링(1152)에 의해 열림 위치로 편향력을 받는다. 제어 밸브(104)와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이, 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 밸브 챔버(1170) 사이의 압력 차이가 스프링(1152)에 의해 밀폐부(1150) 상에 가해지는 힘보다 큰 알짜 힘이 밀폐부(1150)의 하면 상에 가해지는 것을 야기하는 때에, 밀폐부(1150)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동한다.

브레이크 액츄에이터(10)의 작동에 대한 다음의 설명은 상기에서 설명된 어떠한 제어 밸브(104, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100)를 구비한 브레이크 액츄에이터(10)의 사용에도 적용가능하지만, 편의상 단지 제어 밸브(104)만이 아래에서 참조된다.

작동시, 스프링 브레이크 액츄에이터(14)는 도 4에 도시된 결합 위치(engaged position)와 도 2에 도시된 해제 위치(disengaged position) 사이에서 이동가능하다. 브레이크 액츄에이터(10)가 설치된 차량이 연장된 기간의 시간 동안 주차되어 있는 때에는, 스프링 브레이크 액츄에이터(14)는 일반적으로 도 4에 도시된 결합 위치에 있다. 결합 위치에서, 압력은 스프링 브레이크 압력 챔버(56)로부터 해제되어 압축 스프링(62)이 압력 플레이트(60)와 격판(32)을 어댑터 하우징(20)을 향해 민다. 이에 따라, 압력 플레이트(60)에 연결된 액츄에이터 튜브(82)는 어댑터 하우징(20)에 형성된 개구부(102)를 관통하도록 밀리고, 제어 밸브(104)의 이송 플레이트(108)는 격판(30)과 압력 플레이트(42)를 상용 브레이크 액츄에이터 하우징(16)의 단부벽(16a)을 향하도록 힘을 가한다. 이것은 푸시로드(40)의 대부분을 하우징(16) 밖으로 밀어내고 차량의 주차 또는 비상 브레이크를 작동시킨다. 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 도 4에 도시된 결합 위치에 있는 때에는, 브레이크 액츄에이터(10)가 설치된 차량은 움직일 수 없다. 차량이 움직이는 것을 가능케 하기 위하여는, 스프링(62)은 도 2에 도시된 바와 같이 스프링 브레이크 압력 챔버(56)에 압력을 가함에 따라 또는 도 1에 도시되고 상기에서 설명된 바와 같이 스프링(62)을 케이징 볼트(122)를 이용하여 기계적으로 수축시킴에 따라 수축되어야 한다. 케이징 볼트(122)를 가지고 스프링(62)을 기계적으로 수축하는 것은 일반적으로 단지 브레이크 액츄에이터(10)의 조립 동안에 그리고/또는 압축 공기 시스템의 고장 또는 부재로 인해 액츄에이터(10)의 기계적인 해제가 필요한 때에 필요하다.

스프링 브레이크 압력 챔버(56)가 압력을 제공받는 때에, 격판(32)과 압력 플레이트(60)는 스프링(62)을 수축하고 하우징 벽(18a)에 대해 압축하여 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 도 2에 도시된 바와 같은 해제 위치로 이동하게 한다. 압력 플레이트(60)가 이동함에 따라 액츄에이터 튜브(82)가 어댑터 하우징(20)에 형성된 개구부(102)를 통하여 상방으로 물러나게 되고 따라서 격판(30)과 압력 플레이트(42) 상의 압력을 해제하게 된다. 이때, 스프링(48)은 압력 플레이트(42)와 푸시로드(40)를 차량의 주차 브레이크가 해제된 도 2에 도시되어 있는 위치로 편향시킨다. 베어링(94)은 압력 플레이트(60), 액츄에이터 튜브(82), 및 케이징 볼트(122)에의 손상을 방지하면서 압력 플레이트(60)와 액츄에이터 튜브(82)가 케이징 볼트(122)에 대하여 도 2에 도시된 위치로부터 도 4에 도시된 위치로 이동하는 것을 허용한다. 베어링(94)의 내면(97)은 케이징 볼트의 나사산들과 밀착되어(close contact) 압력 플레이트(60)와 액츄에이터 튜브(82)의 이동을 안내한다. 바람직하게는, 베어링(94)의 내면(97)은 케이징 볼트(122)의 나사산들에의 손상을 최소화하도록 비교적 부드럽게 형성된다.

스프링 브레이크 압력 챔버(56)가 압력을 제공받아 차량의 주차 브레이크를 해제함에 따라, 스프링(62)의 수축으로 인해 압력 챔버(56)의 볼륨은 증가한다. 챔버(56)의 볼륨이 증가함에 따라, 스프링 챔버(58)의 볼륨은 감소하고 따라서 그 안에 수용된 공기의 압력을 증가시킨다. 스프링 챔버(58) 안의 가압된 공기는 베어링(94)과 액츄에이터 튜브(82)의 내부 공간(98)을 통하여 제어 밸브(104)에 유동적으로 연결된다. 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 작동되는 동안 상용 브레이크 압력 챔버(38)가 가압되지 않는 한, 제어 밸브(104)의 밀폐부(136)는 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 작동되는 때에 도 5a에 도시된 열림 위치에 있다. 밀폐부(136)는 스프링 브레이크 압력 챔버(56)가 가압됨에 따라 열림 위치에서 유지되고, 이것은 스프링 챔버(58)의 가압된 공기가 제어 밸브(104)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38) 안으로 흘러가는 것을 가능케 한다. 이 공기는 유입 포트(50)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38)로부터 방출될 수 있다. 이러한 방식으로, 스프링 챔버(58)에 축적되는 압력은 스프링 챔버(58)에 배출 개구부(vent opening)를 제공하지 않고서 본 발명의 제어 밸브(104)의 작동에 의해 효과적으로 해제된다.

가압된 공기를 스프링 브레이크 액츄에이터(14)의 스프링 브레이크 압력 챔버(56)로부터 배출하는 것이 스프링 브레이크 액츄에이터(14)에 적용되는 때에, 스프링 챔버(58)의 볼륨이 확장되어 챔버(58) 내부의 압력이 떨어지는 것을 야기한다. 공기는 제어 밸브(104)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38)로부터 스프링 챔버(58) 안으로 흘러 스프링 챔버(58) 안에서의 진공의 형성을 방지하고 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 적시의(timely) 방식으로 결합하는 것을 가능케 한다. 스프링 브레이크 액츄에이터(14)의 결합 동안, 밀폐부(136)는 열림 위치에서 유지되어 공기가 제어 밸브(104)를 통하여 흐르는 것을 허용한다. 밀폐부(136)를 열림 위치로 편향시키는 스프링(138)은 스프링 챔버(58)의 확장에 의해 야기되는 스프링 챔버(58)와 밸브 챔버(208) 사이의 압력 차이로 인하여 밀폐부(136) 상에 가해지는 힘에 저항함에 따라 스프링 브레이크 액츄에이터(14)의 결합 동안 밀폐부(136)를 열림 위치에서 유지시키는 것이 가능하도록 구성된다.

스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 도 2 및 3에 도시된 해제 위치에 있고 브레이크 액츄에이터(10)가 설치된 차량이 주행(transit) 중인 때에는, 상용 브레이크 액츄에이터(12)가 차량을 정지시키기 위하여 이용된다. 상용 브레이크 액츄에이터(12)는 도 2에 도시된 해제 위치와 도 3에 도시된 결합 위치 사이에서 움직인다. 도 2에 도시된 해제 위치에 있는 때에, 푸시로드(40)는 차량의 브레이크를 작동시키지 않는 위치로 후퇴된다. 차량의 상용 브레이크를 작동시키기 위하여, 공기가 유입 포트(50)를 통하여 상용 브레이크 압력 챔버(38)로 들어간다. 챔버(38)의 압력이 증가함에 따라, 이것은 격판(30), 압력 플레이트(42), 및 푸시로드(40)를 단부벽(16a)을 향해 도 3에 도시된 위치로 강제하고 따라서 스프링(48)을 이겨내고 차량의 상용 브레이크를 작동시킨다.

압력이 상용 브레이크 챔버(38)에 축적되고 상용 브레이크 액츄에이터(12)가 해제 위치로부터 결합 위치로 이동함에 따라, 제어 밸브(104)에서 밀폐부(136)는 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동하여 스프링 챔버(58)에서의 바람직하지 않은 압력의 증가를 방지한다. 제어 밸브(104)가 밸브(104)를 통과하는 유체의 유량 또는 상용 브레이크 압력 챔버(38)와 스프링 챔버(58) 사이의 압력 차이에 관계없이 상용 브레이크 압력 챔버(38)에서의 압력에 따라 막는 파일럿 작동 밸브이기 때문에, 밸브(104)는 공기가 유입 포트(50)를 통하여 압력 챔버(38)로 서서히 유입되는 때일지라도 스프링 챔버(58)에서의 바람직하지 않은 압력의 축적을 방지하는 것이 가능하다. 이것은 유량에 의존적이고 상용 브레이크가 서서히 적용되는 때에 공기가 밸브들을 통하여 흐르고 스프링 챔버를 가압하는 것을 허용하는 종래의 공압 브레이크 액츄에이터의 제어 밸브들과 대조된다. 여기에서 설명된 제어 밸브들(104, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000)은 그들을 통과하여 이동하는 유체의 유량과 스프링 챔버(58)와 상용 브레이크 압력 챔버(38) 사이의 압력 차이에 둔감하기 때문에, 밸브들은 상용 브레이크 액츄에이터(12)가 결합되어 있는 동안 스프링 챔버(58)에서 압력이 축적되는 것을 방지하고, 이것은 상용 및 스프링 브레이크 액츄에이터들(12, 14)의 동시 적용에 의해 야기되는 브레이크 액츄에이터 및 차량의 브레이크 구성요소들의 손상을 방지한다.

상용 브레이크 압력 챔버(38) 내부의 공기를 배출함에 따라 상용 브레이크 액츄에이터(12)가 결합 위치로부터 해제 위치로 이동되는 때에, 제어 밸브(104)에서 밀폐부(136)는 닫힘 위치로부터 열림 위치로 이동하여 스프링 챔버(58)와 압력 챔버(38) 사이에서의 공기 흐름을 다시 허용한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 공압 브레이크 액츄에이터(10)의 하나의 이점은 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 대기에 대하여 완전히 밀폐되어 수분이 스프링 챔버(58)로 들어와 스프링(62)을 부식시키는 것을 방지하는 것이다. 2방향 연통 또는 호흡(breathing) 능력을 가진 제어 밸브(104)는 스프링 브레이크 액츄에이터(14)가 결합된 때에 밀폐된 스프링 챔버에서 축적되는 압력의 경감을 허용하고 또한 진공이 스프링 챔버(58)에 형성되는 것을 방지한다. 그러므로, 스프링(62)은 일부 종래의 공압 브레이크 액츄에이터들과 마찬가지로 스프링 챔버(58)에서의 진공 생성의 효과들을 극복하기 위하여 증대된 스프링 힘을 필요로 하지 않는다.

여기에서 설명된 모든 제어 밸브들(104, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100)은 밸브의 밀폐부를 열림 위치로 편향시키는 스프링을 포함하지만, 각각의 밸브의 밀폐부를 열림 위치로 편향시키는 스프링 외의 어떠한 것도 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 밀폐부 그 자체는 그 자신을 열림 위치로 편향시키고 상용 브레이크 압력 챔버(38)의 압력이 완화되는(subside) 때에 그 위치로 되튀게(rebound) 하는 재료로 만들어지고 이러한 방식으로 구성될 수 있다. 또는, 여기에서 설명된 각각의 밸브를 구성하는 동안, 밀폐부와 밸브 바디에 의해 둘러싸이는 밸브 챔버(예를 들어, 도 5a에 도시된 밸브 챔버(208))는 유체를 이용하여 가압될 수 있고, 이것은 밀폐부를 열림 위치로 편향시키기 위하여 어떠한 스프링도 필요로 하지 않도록 압력이 밀폐부를 열림 위치로 편향시킨다. 추가적으로, 상기에서 설명되고 도면들에 도시된 O-링 밀폐부재들, 삼각형 밀폐부재들, 및 정사각형 밀폐부재들 중 일부가 서로 교환되거나 사각형(quad) 링 밀폐부재와 교환되는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.

상기의 내용으로부터 본 발명이, 명백하고 본 발명에 내재된 다른 이점들과 함께, 상기에서 설명된 모든 목표 및 목적을 얻도록 잘 형성된 것임이 명백할 것이다.

많은 가능한 실시예들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 본 발명으로 만들어질 수 있으므로, 여기에서 설명되거나 첨부된 도면들에 도시되어 있는 모든 구성들은 실례가 되는 것으로 해석되어야지 한정하는 의미로 해석되어서는 아니되는 것으로 이해되어야 한다.

특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 다양한 변형례들이 물론 만들어질 수 있는 것으로, 본 발명은 한정이 다음의 청구항들에 포함되는 경우를 제외하고는 여기에서 설명된 부품들 및 단계들의 특정 형태 또는 배열로 제한되지 않는다. 또한, 어떠한 형상(feature) 및 부조합(subcombination)도 유용한 것으로 다른 형상 및 부조합을 참조하지 않고서 이용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 이것은 청구항들의 범위에 의해 고려되는 것으로 그 범위 내에 속한다.

10 ... 공압 브레이크 액츄에이터 12 ...상용 브레이크 액츄에이터
14 ... 스프링 브레이크 액츄에이터 36 ... 푸시로드 챔버
38 ... 상용 브레이크 압력 챔버 56 ... 스프링 브레이크 압력 챔버
58 ... 스프링 챔버
104, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100 ... 제어 밸브
106 ... 밸브 바디 108 ... 이송 플레이트
136 ... 밀폐부 166 ... 리테이너

Claims (27)

1. 스프링 챔버와 스프링 브레이크 압력 챔버를 포함하는 스프링 브레이크 액츄에이터를 포함하고;
   상기 스프링 브레이크 액츄에이터와 결합되고 상용 브레이크 압력 챔버와 푸시로드 챔버를 포함하는 상용 브레이크 액츄에이터를 포함하며; 그리고
   상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 유체 유동을 조절토록 작동가능한 제어 밸브를 포함하는데, 상기 제어 밸브는 유체가 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐를 수 있는 열림 위치와 유체가 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐르는 것이 막힌 닫힘 위치 위치 사이에서 이동가능한 밀폐부를 포함하고, 상기 밀폐부는 제1 및 2 표면을 포함하며, 상기 제1 표면은 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하고, 상기 제2 표면은 상기 스프링 챔버 또는 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하지 않는 밸브 챔버와 유체 연통하고, 그리고 상기 밀폐부는 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력에 따라 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치 사이에서 이동하는 공압 브레이크 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력은 제1 압력을 포함하고, 상기 밸브 챔버에서의 압력은 제2 압력을 포함하며, 상기 제1 표면 상에 작용하는 상기 제1 압력으로 인하여 제1 힘이 상기 제1 표면 상에 가해지고, 상기 제2 표면 상에 작용하는 상기 제2 압력으로 인하여 제2 힘이 상기 제2 표면 상에 가해지며, 그리고 상기 밀폐부는 상기 제1 힘이 상기 제2 힘보다 큰 때에 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동하는 공압 브레이크 액츄에이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 표면 상에 제3 힘을 가하는 스프링을 더 포함하되, 상기 밀폐부는 상기 제1 힘이 상기 제2 및 제3 힘들의 합을 초과하는 때에 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동하는 공압 브레이크 액츄에이터.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어 밸브는 파일럿 작동 밸브이고, 밸브를 작동시키는 파일럿 압력은 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력인 공압 브레이크 액츄에이터.
5. 제1항에 있어서, 상기 밀폐부의 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로의 이동은 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체의 유량에 의존하지 않는 공압 브레이크 액츄에이터.
6. 제1항에 있어서, 상기 밀폐부의 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로의 이동은 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력과 상기 스프링 챔버에서의 압력 사이의 차이에 의존하지 않는 공압 브레이크 액츄에이터.
7. 제1항에 있어서, 상기 제어 밸브는 상기 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에 유체가 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐르는 것을 허용토록 형성된 채널을 구비한 밸브 바디를 포함하고, 상기 밸브 바디의 내측면은 상기 채널을 형성하며, 상기 밀폐부는 상기 채널의 내부에 위치되어 닫힘 위치에 있는 때에 유체가 상기 채널을 통하여 흐르는 것을 차단하고, 그리고 상기 밸브 챔버는 상기 밀폐부와 상기 밸브 바디에 의해 둘러싸인 공압 브레이크 액츄에이터.
8. 제7항에 있어서, 상기 밀폐부는, 상기 밀폐부가 유체가 상기 채널을 통하여 흐르는 것을 차단토록 닫힘 위치에 있는 때에 상기 밸브 바디와 결합하는 제1 밀폐면과, 각각이 상기 밸브 챔버를 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버로부터 밀폐토록 상기 밸브 바디와 결합하는 제2 및 제3 밀폐면들을 포함하는 공압 브레이크 액츄에이터.
9. 제8항에 있어서, 상기 밸브 바디는 측벽에 의해 연결되는 상면과 하면을 포함하는 이송 플레이트, 측벽에 의해 연결되는 상면과 하면을 포함하는 원통형 돌출부, 및 상기 밀폐부를 상기 채널 내부에 유지토록 상기 채널의 내부에 위치되는 리테이너를 포함하는데, 상기 돌출부의 상기 하면은 상기 이송 플레이트의 상기 상면에 결합되는 공압 브레이크 액츄에이터.
10. 제9항에 있어서, 상기 밀폐부는 상기 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에 상기 스프링 챔버 및 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 개구부를 제공하고, 상기 제1 밀폐면은 상기 개구부를 둘러싸며, 상기 밀폐부는 상기 채널 내부에서 상기 리테이너와 상기 이송 플레이트의 상기 상면 사이에 위치되고, 상기 리테이너는 상기 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에 상기 밀폐부의 상기 개구부에 끼워지고 상기 제1 밀폐면과 결합하는 마개를 포함하며, 그리고 상기 제2 밀폐면은 상기 밸브 바디의 상기 내측면에 결합되고 상기 제3 밀폐면은 상기 리테이너와 결합하는 공압 브레이크 액츄에이터.
11. 제9항에 있어서, 상기 밀폐부는 상기 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에 상기 스프링 챔버 및 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 개구부를 제공하고, 상기 제1 밀폐면은 상기 개구부를 둘러싸며, 상기 밀폐부는 상기 채널 내부에서 상기 리테이너와 상기 돌출부의 상기 상면 사이에 위치되고, 상기 밸브 바디는 상기 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에 상기 밀폐부의 상기 개구부에 끼워지고 상기 제1 밀폐면과 결합하는 마개를 포함하며, 상기 제2 밀폐면은 상기 리테이너와 상기 밸브 바디의 상기 내측면 사이에 위치되는 플랜지를 포함하고 상기 제3 밀폐면은 상기 밸브 바디의 상기 내측면과 결합하며, 그리고 상기 밀폐부는 상기 플랜지에 연결되는 격판을 포함하되, 상기 격판은 상기 밀폐부가 열림 위치로부터 닫힘 위치로 이동하는 때에 구부러지는 공압 브레이크 액츄에이터.
12. 제9항에 있어서, 상기 밀폐부와 상기 리테이너는 각각 상기 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에 상기 스프링 챔버 및 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 개구부를 제공하고, 상기 밀폐부는 상기 채널 내부에서 상기 리테이너와 상기 이송 플레이트의 상기 상면 사이에 위치되며, 상기 제1 밀폐면은 상기 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에 상기 리테이너와 결합하여 상기 리테이너의 상기 개구부를 막고, 그리고 상기 제2 밀폐면은 상기 밸브 바디의 상기 내측면과 결합하고 상기 제3 밀폐면은 상기 리테이너와 결합하는 공압 브레이크 액츄에이터.
13. 제9항에 있어서, 상기 밀폐부와 상기 리테이너는 각각 상기 밀폐부가 열림 위치에 있는 때에 상기 스프링 챔버 및 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 개구부를 제공하고, 상기 밀폐부는 상기 채널 내부에서 상기 리테이너와 상기 이송 플레이트의 상기 상면 사이에 위치되며, 상기 제1 밀폐면은 상기 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에 상기 리테이너의 상기 개구부에 끼워져 이를 막는 돌출부를 포함하고, 그리고 상기 제2 밀폐면은 상기 밸브 바디의 상기 내측면과 결합하고 상기 제3 밀폐면은 상기 리테이너와 결합하는 공압 브레이크 액츄에이터.
14. 제9항에 있어서, 상기 스프링 챔버와 유체 연통하는 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 포함하는 중공의 액츄에이터 튜브를 더 포함하되, 상기 액츄에이터 튜브는 상기 스프링 챔버에 위치되는 제1 단부와 상기 상용 브레이크 압력 챔버에 위치되는 제2 단부를 더 포함하고, 상기 제2 단부에 인접하여 상기 액츄에이터 튜브의 상기 측벽에 형성되는 개구부가 있으며, 상기 밸브 바디의 상기 돌출부는 상기 액츄에이터 튜브의 상기 제2 단부에서 상기 액츄에이터 튜브의 상기 측벽과 결합되어 상기 돌출부는 상기 액츄에이터 튜브의 상기 내부 공간 안에 끼워지고, 그리고 상기 채널은 상기 돌출부의 상기 상면에 형성된 유입구와 상기 돌출부의 상기 측벽에 형성된 배출구를 포함하되, 상기 배출구는 상기 액츄에이터 튜브의 상기 측벽에 형성된 상기 개구부와 유체 연통하는 공압 브레이크 액츄에이터.
15. 제9항에 있어서, 상기 채널은 상기 돌출부의 상기 상면에 형성된 유입구와 상기 이송 플레이트의 상기 하면에 형성된 배출구를 포함하는 공압 브레이크 액츄에이터.
16. 제1항에 있어서, 상기 밀폐부는 상기 열림 위치로 편향력을 받는 공압 브레이크 액츄에이터.
17. 제1항에 있어서, 상기 스프링 챔버는 밀폐되어 있는 공압 브레이크 액츄에이터.
18. 제1항에 있어서, 상기 스프링 브레이크 액츄에이터는
    제1 및 제2 단부벽들과 상기 제1 및 제2 단부벽들과 연결되고 이들 사이에서 연장형성된 측벽을 포함하는 제1 하우징을 더 포함하되, 상기 제2 단부벽은 개구부를 제공하고;
    상기 스프링 챔버와 유체 연통하는 내부 공간을 둘러싸는 측벽을 포함하는 액츄에이터 튜브를 더 포함하되, 상기 액츄에이터 튜브는 상기 스프링 챔버에 위치된 제1 단부로부터 상기 제2 단부벽에 형성된 상기 개구부를 통하여 상기 상용 브레이크 압력 챔버에 위치된 제2 단부로 연장형성되고, 상기 밸브 바디의 상기 돌출부는 상기 액츄에이터 튜브의 상기 제2 단부에서 상기 액츄에이터 튜브의 상기 측벽과 결합되어 상기 돌출부는 상기 액츄에이터 튜브의 상기 내부 공간 안에 끼워지며;
    상기 제1 하우징의 상기 측벽과 결합하는 외주 에지로부터 상기 액츄에이터 튜브의 상기 제1 단부에서 상기 액츄에이터 튜브의 상기 측벽과 결합되는 내측 에지로 연장형성된 제1 격판을 더 포함하되, 상기 제1 격판은 상기 제1 하우징을 상기 제1 격판과 상기 제1 단부벽 사이에 위치된 상기 스프링 챔버와 상기 제1 격판과 상기 제2 단부벽 사이에 위치된 상기 스프링 브레이크 압력 챔버로 나누고, 상기 제1 격판과 액츄에이터 튜브는 상기 스프링 브레이크 압력 챔버가 유체로 가압된 때의 스프링 브레이크 해제 위치와 상기 스프링 브레이크 압력 챔버가 배출된 때의 스프링 브레이크 결합 위치 사이에서 이동가능하며; 그리고
    제1 격판과 액츄에이터 튜브를 스프링 브레이크 결합 위치를 향해 편향시키는 스프링 챔버에 위치된 스프링을 더 포함하는 공압 브레이크 액츄에이터.
19. 제18항에 있어서, 밀폐 구조물 또는 밀봉재가 상기 밸브 바디의 상기 돌출부와 상기 액츄에이터 튜브의 상기 측벽 사이에 위치되는 공압 브레이크 액츄에이터.
20. 제18항에 있어서, 상기 상용 브레이크 액츄에이터는
    제1 및 제2 단부벽들과 상기 제1 및 제2 단부벽들과 연결되고 이들 사이에서 연장형성된 측벽을 포함하는 제2 하우징을 더 포함하되, 상기 스프링 브레이크 액츄에이터의 상기 제2 단부벽은 상기 상용 브레이크 액츄에이터의 상기 제2 단부벽과 결합되고 상기 상용 브레이크 액츄에이터의 상기 제2 단부벽은 상기 스프링 브레이크 액츄에이터의 상기 제2 단부벽에 형성된 상기 개구부와 나란하게 형성된 개구부를 제공하며;
    상기 제2 하우징의 상기 제1 단부벽에 형성된 개구부를 통하여 연장형성되고, 상기 푸시로드 챔버에 위치된 제1 단부와 제2 단부를 포함하는 푸시로드를 더 포함하고; 그리고
    상기 제2 하우징의 상기 측벽과 결합하는 외주 에지를 포함하는 제2 격판을 더 포함하되, 상기 제2 격판은 상기 제2 하우징을 상기 제2 격판과 상기 제2 단부벽 사이에 위치된 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 상기 제2 격판과 상기 제1 단부벽 사이에 위치된 상기 푸시로드 챔버로 나누고, 상기 제2 격판과 상기 푸시로드는 상기 상용 브레이크 압력 챔버가 유체로 가압된 때의 상용 브레이크 결합 위치와 상기 상용 브레이크 압력 챔버가 배출된 때의 상용 브레이크 해제 위치 사이에서 이동가능한 공압 브레이크 액츄에이터.
21. 스프링 챔버와 스프링 브레이크 압력 챔버를 포함하는 스프링 브레이크 액츄에이터를 포함하고;
    상기 스프링 브레이크 액츄에이터와 결합되고 상용 브레이크 압력 챔버와 푸시로드 챔버를 포함하는 상용 브레이크 액츄에이터를 포함하며; 그리고
    상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 유체 유동을 조절토록 작동가능한 제어 밸브를 포함하는데, 상기 제어 밸브는 유체가 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐를 수 있는 열림 위치와 유체가 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 흐르는 것이 막힌 닫힘 위치 위치 사이에서 이동가능한 밀폐부를 포함하고, 상기 밀폐부는 상기 열림 위치로 편향력을 받으며, 상기 밀폐부는 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력에 따라 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치 사이에서 이동하고, 그리고 상기 밀폐부의 이동은 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체의 유량에 의존하지 않는 공압 브레이크 액츄에이터.
22. 제21항에 있어서, 상기 제어 밸브는 파일럿 작동 밸브이고, 밸브를 작동시키는 파일럿 압력은 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력인 공압 브레이크 액츄에이터.
23. 제21항에 있어서, 스프링이 상기 밀폐부를 상기 열림 위치로 편향시키는 공압 브레이크 액츄에이터.
24. 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에 채널을 형성하는 내측면을 포함하는 밸브 바디를 포함하고; 그리고
    밸브 챔버가 상기 밀폐부와 상기 밸브 바디에 의해 둘러싸이도록 상기 채널 내부에 위치되는 밀폐부를 포함하되, 상기 밀폐부는 유체가 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서 상기 채널을 통하여 흐를 수 있는 열림 위치와 유체가 상기 채널을 통하여 흐르는 것이 막힌 닫힘 위치 사이에서 이동가능하고, 상기 밀폐부는 상기 밀폐부가 닫힘 위치에 있는 때에 상기 밸브 바디와 결합하는 제1 밀폐면과, 각각이 상기 밸브 챔버를 상기 스프링 챔버 및 상기 상용 브레이크 압력 챔버로부터 밀폐토록 상기 밸브 바디에 결합하는 제2 및 제3 밀폐면들을 포함하며, 그리고 상기 밀폐부는 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력에 따라 상기 열림 위치와 상기 닫힘 위치 사이에서 이동하는,
    스프링 챔버와 스프링 브레이크 압력 챔버를 포함하는 스프링 브레이크 액츄에이터 및 상기 스프링 브레이크 액츄에이터와 결합되고 상용 브레이크 압력 챔버와 푸시로드 챔버를 포함하는 상용 브레이크 액츄에이터를 포함하는 공압 브레이크 액츄에이터를 위한 제어 밸브.
25. 제24항에 있어서, 상기 상용 브레이크 압력 챔버에서의 압력은 제1 압력을 포함하고, 상기 밸브 챔버에서의 압력은 제2 압력을 포함하며, 상기 밀폐부는 상기 상용 브레이크 압력 챔버와 유체 연통하는 제1 표면과 상기 밸브 챔버와 유체 연통하는 제2 표면을 포함하고, 상기 제1 표면 상에 작용하는 상기 제1 압력으로 인하여 제1 힘이 상기 제1 표면 상에 가해지며, 상기 제2 표면 상에 작용하는 상기 제2 압력으로 인하여 제2 힘이 상기 제2 표면 상에 가해지고, 그리고 상기 밀폐부는 상기 제1 힘이 상기 제2 힘보다 큰 때에 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동하는 제어 밸브.
26. 제25항에 있어서, 상기 제2 표면 상에 제3 힘을 가하는 스프링을 더 포함하되, 상기 밀폐부는 상기 제1 힘이 상기 제2 및 제3 힘들의 합을 초과하는 때에 상기 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 이동하는 제어 밸브.
27. 제24항에 있어서, 상기 밀폐부의 이동은 상기 스프링 챔버와 상기 상용 브레이크 압력 챔버 사이에서의 유체의 유량에 의존하지 않는 제어 밸브.
    

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