KR20230051346A - 케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버 - Google Patents

케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 헤드 하우징, 바텀 하우징 및 상기 헤드 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 마련되는 어댑터 하우징, 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤, 상기 피스톤에 결합되어 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드 및 케이징 볼트의 회전을 통해 상기 액추에이터 로드를 통해 운동하는 동시에 상기 어댑터 하우징의 관통홀을 따라 배치되고 상기 케이징 볼트의 종단에는 케이징 너트가 체결되는 구성을 갖고,
상기 케이징 볼트 조립체는, 케이징 볼트가 헤드가 상단에 형성된 케이징 볼트 본체, 상기 케이징 볼트 본체 내부를 축방향으로 관통 결합하는 인디케이터, 상기 인디케이터의 끝단 상에 결합되는 너트 스토퍼, 상기 케이징 볼트 본체의 외주면 상에 나사 결합되는 케이징 너트 및 상기 인디케이터와 케이징 볼트 본체 사이에 배치되는 탄성체를 포함하며, 상기 액추에이터 로드 내에서 상기 케이징 볼트의 회전에 따라 상하 운동하는 상기 케이징 너트의 분리를 방지하기 위해서 상기 케이징 볼트를 관통하도록 배치된 인디케이터의 끝단 상에 상기 너트 스토퍼를 결합하는 구성을 통해 상기 케이징 너트의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버{Vehicle pneumatic spring brake chamber with casing bolt assembly}
본 발명은 케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버에 관한 것으로서, 액추에이터 로드 내에서 케이징 너트의 분리 방지 구조를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버에 관한 것이다.
버스, 트럭, 트레일러 및 기타 중장비와 같은 대형 차량 등은 고속 주행중 또는 주차시 브레이크 작동이 민감하고 신속하게 이루어지며, 제동이 우수한 차량용 브레이크 챔버를 이용하고 있다.
이러한 차량 브레이크 챔버에 대해서 한국등록특허 제10-1567709호의 브레이크 액추에이터를 개시한 있다. 이러한 차량 브레이크 챔버는 상부에서부터 차례로 중공 형상의 헤드 하우징, 어댑터 하우징, 바텀 하우징을 포함하여 구성된다. 한편, 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤이 배치되고, 피스톤에 결합되어 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드를 구비한다. 어댑터 하우징과 바텀 하우징 사이에 다이아프레임이 배치된다. 또한, 다이아프레임을 지지하는 압력 플레이트와 압력 플레이트를 지지하는 푸시로드를 구비하고, 푸시로드는 바텀 하우징에 형성된 관통홀을 통과하여 배치된다.
이와 같은 구조를 통하여 헤드 하우징과 피스톤 사이에 형성된 공간은 스프링 챔버이며, 그 사이에 스프링이 배치된다. 피스톤과 어댑터 하우징 사이에 마련된 공간은 압력챔버이다. 어댑터 하우징과 다이아프레임 사이에 형성되는 공간은 서비스 챔버이고, 다이아프레임과 바텀 하우징 사이에는 푸시로드 챔버가 형성된다.
이와 같이, 차량용 브레이크 챔버는 상부에서 하부에 이르기 까지 스프링 챔버, 압력챔버, 서비스 챔버 및 푸시로드 챔버를 구성하고, 스프링의 탄성력과 서비스 챔버내의 공기압의 조절에 따라 압력 플레이트가 상하로 이동함으로써 바텀 하우징의 하단을 관통하여 연결된 푸시로드를 이동시켜 차량의 주행중 또는 정차시에 브레이크 작동을 가능하게 할 수 있다.
이때, 푸시로드가 상하 이동하면서 브레이크를 제동하는 역할을 하게 되며, 브레이크의 제동상태에 문제가 생기면 푸시로드의 스트로크에 변동이 발생하게 된다. 그러나, 한국등록특허 제10-1567709호의 브레이크 액추에이터는 푸시로드의 스트로크에 이상이나 미세한 변화가 발생하더라도 이에 대해 판별할 수 있는 구성에 대해서 기재하고 있지 않기 때문에 푸시로드 챔버를 미리 수리하기에 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 액추에이터 로드 내에서 케이징 볼트의 회전에 따라 상하 운동하는 케이징 너트의 분리를 방지하기 위해서 상기 케이징 볼트를 관통하도록 배치된 인디케이터의 끝단 상에 너트 스토퍼를 결합한 구성을 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 헤드 하우징, 바텀 하우징 및 상기 헤드 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 마련되는 어댑터 하우징, 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤, 상기 피스톤에 결합되어 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드 및 케이징 볼트의 회전을 통해 상기 액추에이터 로드를 통해 운동하는 동시에 상기 어댑터 하우징의 관통홀을 따라 배치되고 상기 케이징 볼트의 종단에는 케이징 너트가 체결되는 구성을 갖고,
상기 케이징 볼트 조립체는, 케이징 볼트가 헤드가 상단에 형성된 케이징 볼트 본체, 상기 케이징 볼트 본체 내부를 축방향으로 관통 결합하는 인디케이터, 상기 인디케이터의 끝단 상에 결합되는 너트 스토퍼, 상기 케이징 볼트 본체의 외주면 상에 나사 결합되는 케이징 너트 및 상기 인디케이터와 케이징 볼트 본체 사이에 배치되는 탄성체를 포함하며, 상기 액추에이터 로드 내에서 상기 케이징 볼트의 회전에 따라 상하 운동하는 상기 케이징 너트의 분리를 방지하기 위해서 상기 케이징 볼트를 관통하도록 배치된 인디케이터의 끝단 상에 상기 너트 스토퍼를 결합하는 구성을 통해 상기 케이징 너트의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 인디케이터 로드는, 소정의 직경을 갖는 로드 본체, 상기 로드 본체의 상단 상에서 상기 로드 본체보다는 큰 직경을 갖는 상태로 단차지게 형성되는 로드 헤드 및 상기 로드 헤드의 하부 상에서 상기 너트 스토퍼의 결합을 가능하게 하는 스토퍼 결합홈을 포함하고, 상기 탄성체는 상기 로드 헤드와의 단차진 부분에 일측이 접하는 동시에 상기 볼트 본체 내에 형성된 상부 단차부에 타측이 접하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 상부에서부터 차례로 형성된 중공 형상의 헤드 하우징, 어댑터 하우징, 바텀 하우징 중 중 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤에 결합된 상태에서 상기 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드 내에서, 케이징 볼트의 회전에 따라 상하 운동하는 케이징 너트의 분리를 방지하기 위해서 상기 케이징 볼트를 관통하도록 배치된 인디케이터의 끝단 상에 너트 스토퍼를 결합한 구성을 통해 케이징 너트의 이탈을 방지한다.
즉, 중공의 액추에이터 로드 내에 배치된 상태에서 피스톤 상에 회전 가능하도록 관통 결합된 케이징 볼트 몸체의 외부면 상에 나사결합된 케이징 너트의 분리를 방지하기 위하여 상기 케이징 볼트 몸체의 내부에 축방향을 따라 배치된 인디케이터의 끝단 상에 너트 스토퍼를 결합한 구조를 제공함으로써 상기 케이징 너트의 갑작스런 이탈을 방지하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 케이징 볼트 조립체가 조립된 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버를 나타내는 도면이다.
도 2는 케이징 볼트 조립체를 이루는 인디케이터가 로드가 외측으로 일부 돌출된 상태의 케이징 상태를 보인다.
도 3은 케이징 너트 스톱퍼를 로드 돌출 상태로 조립한 것을 보인다.
도 4는 인디케이터 로드의 끝단 상에 결합되는 너트 스토퍼가 볼트 본체 내에 삽입 결합된 케이징 상태를 보인다.
도 5는 인디케이터 로드의 끝단 상에 결합되는 너트 스토퍼가 볼트 본체 외부로 노출된 언케이징 상태를 보인다.
도 6은 인디케이터 로드의 끝단을 가압하여 볼트 본체 내측으로 강제 인입한한 상태를 보인다.
도 7은 케이징 볼트 조립체의 분해된 상태를 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 상부에서부터 차례로 중공 형상의 헤드 하우징(100), 어댑터 하우징(200), 바텀 하우징(300)을 포함하며, 헤드 하우징(100)과 어댑터 하우징(200) 사이에는 피스톤(110)이 배치되고, 어댑터 하우징(200)과 바텀 하우징(300) 사이에는 다이아프레임(400)이 배치된다.
한편, 피스톤(110)에 형성된 피스톤 관통홀의 하방향으로 어댑터 하우징(200)을 관통하도록 배치되는 관통홀이 형성된 액추에이터 로드(120)가 배치되고, 액추에이터 로드(120)의 종단에 로드 밸브가 배치된다. 로드 밸브는 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310)가 서로 연통하여 공기유동이 이루어지도록 할 수 있다. 본 실시예에서 피스톤(110)과 액추에이터 로드(120)는 분리되어 형성되었으나 서로 일체로 형성될 수도 있다.
차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310) 간의 공기유동이 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310) 사이에 배치되는 중공의 액추에이터 로드(120)와 액추에이터 로드(120)의 하부단에 결합되는 액추에이터 로드 밸브를 통해서 이루어진다.
이와 같이 형성된 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 헤드 하우징(100)과 피스톤(110) 사이에 스프링 챔버(150)가 형성되고, 피스톤(110)과 어댑터 하우징(200) 사이에 압력 챔버(160)가 형성된다. 또한, 어댑터 하우징(200)과 다이아프레임(400) 사이에 서비스 챔버(310)가 형성되고, 다이아프레임(400)과 바텀 하우징(300) 사이에 푸시로드 챔버(320)가 형성된다.
스프링 챔버(150) 내에 배치되는 압축 스프링(130)은 코일 스프링으로서, 코일의 중심부에서 양측 종단으로 향할수록 코일의 외경이 작아질 수 있다. 이때, 압축 스프링(130)의 일단은 피스톤(110)에 접촉되어 지지되고, 압축 스프링(130)의 타단은 헤드 하우징(100)의 굴곡부에 접촉되어 지지된다.
한편, 헤드 하우징(100)의 상단부에는 헤드 하우징(100)의 내측을 따라 굴곡부를 형성하고, 굴곡부는 압축 스프링(130)이 상부에서 위치가 이동하는 것을 방지하여 압축 스프링(130)이 항상 일정한 센터 축을 유지하면서 압축되도록 한다.
피스톤(110)은 헤드 하우징(100)의 내부에 밀착되어 헤드 하우징(100)의 내부 공간을 스프링 챔버(150)와 압력 챔버(160)로 분리한다. 중공의 액추에이터 로드(120)는 피스톤 관통홀을 따라 일방향으로 배치된다. 따라서 액추에이터 로드(120)의 일단은 피스톤(110)에 연결되어 지지되고, 타단은 어댑터 하우징(200)의 관통홀을 관통하여 다이아프레임(400)에 지지될 수 있다.
액추에이터 로드(120)의 외주면과 어댑터 하우징(200)의 내주면이 접촉하는 부분에는 유체가 새는 것을 방지하기 위하여 립실(122)이 배치된다. 즉, 어댑터 하우징(200)의 중앙에 형성된 관통홀 상에 립실(122)이 조립되어 있고, 상기 립실(122)을 통해 액추에이터 로드(120)가 작동한다. 립실(122)은 압력 챔버와 서비스 챔버 간에 공기압의 이동을 차단하는 씰링 기능을 한다.
액추에이터 로드 커버(125)는 하단 측부 상에 공기의 유동홀을 가지고 있으며, 상기 유동홀 상에 파일럿 립씰이 조립되어져 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310) 간의 공기 흐름의 유입 및 차단을 하는 밸브의 기능을 갖는다. 상기 액추에이터 로드 커버(125)와 관련된 기술은 본 발명자의 한국등록특허인 제10-1567709호 및 제10-1539892호 상에 기술되어 있는바 상세한 설명은 생략한다.
헤드 하우징(100)과 피스톤(110)을 관통한 상태에서 액추에이터 로드(120)의 내부 상에 배치되는 구조를 갖는 케이징 볼트 조립체(500)가 구비된다.
케이징 볼트 조립체(500)는 인디케이터 삽입홀(511)이 형성된 케이징 볼트 본체(510), 케이징 볼트 본체(510) 내에서 축방향을 이동 가능하게 결합되는 인디케이터(520), 케이징 볼트 본체(510)와 인디케이터(520) 사이에 배치된 탄성체(530), 케이징 너트의 분리를 방지하기 위하여 케이징 볼트 본체의 내부에 축방향을 따라 배치된 인디케이터의 끝단 상에 결합된 너트 스토퍼(540), 케이징 볼트 본체(510)의 외면 상에 나사 결합되는 케이징 너트(550) 및 헤드 하우징(100)과 케이징 볼트 본체(510) 사이에 배치되어져 상기 케이징 볼트 본체(510)의 회전 거동을 가능하게 하는 보스 헤드(Boss, Head, 560) 및 보스 헤드(560)의 하단 상에 결합되는 스냅링(570)이 배치된다.
케이징 볼트 본체(510)는 헤드 하우징(100)의 외측으로 노출 형성되는 케이징 볼트 헤드(512), 케이징 볼트 헤드(512)의 하단 상에 케이징 볼트 헤드의 일부로서 단차지게 형성되는 케이징 볼트 헤드 플랜지(513), 케이징 볼트 헤드 플랜지(513)의 하단 상에서 보스 헤드(560)가 결합되는 회전 거동부(514)를 포함한다.
인디케이터 삽입홀(511)은 인디케이터(520)를 이루는 인디케이터 헤드(521)의 거동을 제한하는 기능을 하는 상측 삽입홀(511a), 인디케이터(520)에 결합된 너트 스토퍼(540)의 삽입 영역을 지정하는 하측 삽입홀(511c) 및 상측 삽입홀(511a)과 하측 삽입홀(511c)을 연결하는 공간인 중간 삽입홀(511b)을 갖는다. 하측 삽입홀(511c) 및 상측 삽입홀(511a)은 중간 삽입홀(511b)에 비해 더 큰 직경을 갖는다.
인디케이터(520)는 소정의 직경을 갖는 로드 본체(521), 상측 삽입홀(511a) 상에 위치하는 동시에 로드 본체의 상단 상에서 상기 로드 본체보다는 큰 직경을 갖는 상태로 단차지게 형성되는 인디케이터 헤드(522), 인디케이터 헤드(522)와 대향되는 위치에 배치되어져 너트 스토퍼(540)가 결합되는 형상을 갖는 스토퍼 결합부(523)을 갖는다. 인디케이터(520) 상에서 스토퍼 결합부(523)의 내측단에는 너트 스토퍼 결합홈(524)이 형성된다. 너트 스토퍼 결합홈(524)은 인디케이터 헤드(522)의 하부 상에서 상기 너트 스토퍼의 결합을 가능하게 하고, 상기 탄성체(530)는 인디케이터 헤드(522)와의 단차진 부분에 일측이 접하는 동시에 케이징 볼트 본체(510) 내에 형성된 상측 삽입홀(511a)에 타측이 접하는 구조를 갖는다.
너트 스토퍼(540)는 판 형상을 갖는 스토퍼 플레이트(541) 및 스토퍼 플레이트(541)의 내면 상에서 연장되어져 스토퍼 결합부(523)를 감싼 상태에서 인디케이터(520)의 너트 스토퍼 결합홈(524) 상에 끼움 결합되는 형상을 갖는 스토퍼 결합구(543)를 포함한다.
케이징 볼트 조립체(500)는 파워 스프링을 강제로 압축하는 기능을 하는 것으로서, 장착하거나 공기압이 없는 차량을 강제로 파킹해제 할때 사용한다. 도면 상의 상태는 강제로 압축 고정한 상태이며 차량 장착 후 정상 작동을 위해서는 케이징 볼트가 챔버 헤드에 밀착 조임되어야 하는 것으로서, 즉 케이징 볼트가 돌출되어 있지 않은 상태를 보인다.
마운팅 볼팅 구조체(600)는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버를 차량의 브라켓 또는 캘리퍼에 고정하는 기능을 한다. 마운팅 볼팅 구조체(600)는 마운팅 볼트 및 마운팅 너트를 갖는다.
헤드 하우징(100)과 바텀 하우징(300) 사이에는 어댑터 하우징(200)이 배치되어 헤드 하우징(100)과 바텀 하우징(300)을 상호연결 한다. 어댑터 하우징(200)은 중앙에 관통홀을 구비하며, 액추에이터 로드(120)는 관통홀을 관통하여 다이아프레임(400)에 접촉하여 지지된다.
한편, 바텀 하우징(300) 내에는 푸시로드 플레이트(610)에 의해 접촉 지지되어 바텀 하우징(300)을 서비스 챔버(310)와 푸시로드 챔버(320)로 나누는 다이아프레임(400)이 배치된다. 이때, 푸시로드 플레이트(610)은 푸시로드(600)에 의해 지지되며, 다이아프레임(400)의 공기압에 따른 이동을 푸시로드(600)에 전달하는 역할을 한다. 푸시로드 플레이트(610)과 바텀 하우징(300) 사이에는 푸시로드(600)의 축방향을 따라 푸시로드 스프링(620)이 배치되어 푸시로드 플레이트(610)의 이동에 따라 압축 또는 복원된다.
본 발명은 상부에서부터 차례로 형성된 중공 형상의 헤드 하우징, 어댑터 하우징, 바텀 하우징 중 중 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤에 결합된 상태에서 상기 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드 내에서, 케이징 볼트의 회전에 따라 상하 운동하는 케이징 너트의 분리를 방지하기 위해서 상기 케이징 볼트를 관통하도록 배치된 인디케이터의 끝단 상에 너트 스토퍼를 결합한 구성을 통해 케이징 너트의 이탈을 방지한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 헤드 하우징, 바텀 하우징 및 상기 헤드 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 마련되는 어댑터 하우징, 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤, 상기 피스톤에 결합되어 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드 및 케이징 볼트의 회전을 통해 상기 액추에이터 로드를 통해 운동하는 동시에 상기 어댑터 하우징의 관통홀을 따라 배치되고 상기 케이징 볼트의 종단에는 케이징 너트가 체결되는 구성을 갖는 케이징 볼트 조립체를 갖는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버에 있어서,
    상기 케이징 볼트 조립체는,
    케이징 볼트가 헤드가 상단에 형성된 케이징 볼트 본체, 상기 케이징 볼트 본체 내부를 축방향으로 관통 결합하는 인디케이터, 상기 인디케이터의 끝단 상에 결합되는 너트 스토퍼, 상기 케이징 볼트 본체의 외주면 상에 나사 결합되는 케이징 너트 및 상기 인디케이터와 케이징 볼트 본체 사이에 배치되는 탄성체를 포함하며,
    상기 액추에이터 로드 내에서 상기 케이징 볼트의 회전에 따라 상하 운동하는 상기 케이징 너트의 분리를 방지하기 위해서 상기 케이징 볼트를 관통하도록 배치된 인디케이터의 끝단 상에 상기 너트 스토퍼를 결합하는 구성을 통해 상기 케이징 너트의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인디케이터 로드는,
    소정의 직경을 갖는 로드 본체, 상기 로드 본체의 상단 상에서 상기 로드 본체보다는 큰 직경을 갖는 상태로 단차지게 형성되는 로드 헤드 및 상기 로드 헤드의 하부 상에서 상기 너트 스토퍼의 결합을 가능하게 하는 스토퍼 결합홈을 포함하고, 상기 탄성체는 상기 로드 헤드와의 단차진 부분에 일측이 접하는 동시에 상기 볼트 본체 내에 형성된 상부 단차부에 타측이 접하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버.
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