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KR19980702343A - 여과 통기 개구부를 갖춘 스프링 브레이크 액츄에이터 - Google Patents

여과 통기 개구부를 갖춘 스프링 브레이크 액츄에이터 Download PDF

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KR19980702343A
KR19980702343A KR1019970705740A KR19970705740A KR19980702343A KR 19980702343 A KR19980702343 A KR 19980702343A KR 1019970705740 A KR1019970705740 A KR 1019970705740A KR 19970705740 A KR19970705740 A KR 19970705740A KR 19980702343 A KR19980702343 A KR 19980702343A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter element
brake actuator
chamber
housing
spring
Prior art date
Application number
KR1019970705740A
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English (en)
Other versions
KR100301745B1 (ko
Inventor
스티븐 엠. 스토직
다니엘 그린츠위그
Original Assignee
피어스 윌리암 씨.
네이 앤커록 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피어스 윌리암 씨., 네이 앤커록 인코퍼레이티드 filed Critical 피어스 윌리암 씨.
Publication of KR19980702343A publication Critical patent/KR19980702343A/ko
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Publication of KR100301745B1 publication Critical patent/KR100301745B1/ko

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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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  • Braking Arrangements (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

하우징의 스프링 챔버(101)에서 큰 힘의 압축 스프링(72)을 갖춘 스프링 브레이크 액츄에이터(10)는 스프링 챔버(101)와 연통하는 하우징에서 통기 개구부(102)를 가지고 있다. 기체 침투성의 필터요소(104)는 통기 개구부(102)를 덮고 있고 필터 프레임 조립체(106)는 필터요소 상에 배치되어 있다. 필터 프레임 조립체(106)는 필터요소(104)로부터 대기로 비틀린 공기통로를 형성해서 대기로부터 스프링 챔버로 들어가는 공기는 실제로 오염물질이 없다.

Description

여과 통기 개구부를 갖춘 스프링 브레이크 액츄에이터
버스, 트럭등과 같은 자동차용 공기 브레이크 시스템은 압축공기의 선택적인 적용에 의해 작동되는 액츄에이터 조립체에 의해 작동되는 드럼 조립체와 브레이크 슈우를 포함하고 있다. 종래의 공기 브레이크 액츄에이터는 압축공기의 적용에 의해서 통상의 구동상태 하에서 브레이크를 작동시키는 서비스 브레이크 액츄에이터와 공압이 방출될 때 브레이크의 작동을 야기하는 스프링 타입 비상 브레이크 액츄에이터 양자를 갖추고 있다. 비상 브레이크 액츄에이터는 공기가 방출될 때 브레이크의 적용을 강요하는 강력한 압축 스프링을 포함하고 있다. 이것은 스프링 브레이크라고도 한다.
전형적으로, 스프링 브레이크 액츄에이터는 서비스 브레이크 액츄에이터와 직렬로 배치된다. 전체 압력이 스프링 브레이크 액츄에이터에 적용될 때, 다이어프램에 대하여 작용하는 공압은 압축 스프링을 압축한다. 스프링 브레이크 액츄에이터 로드는 비교적 작은 리턴 스프링에 의해 수축된 위치에서 유지되어, 브레이크의 작동에 영향을 미치지 않는다. 통상의 구동상태 동안에 브레이크가 적용될 때, 압축된 공기가 서비스 브레이크 액츄에이터에 구비되는데 이것은 다이어프램에 작용하여 서비스 브레이크 푸시 로드가 확장되게 하고, 서비스 브레이크 액츄에이터에 적용된 공압에 비례하여 적용되는 힘으로 브레이크가 적용되게 한다. 스프링 브레이크 액츄에이터로부터 공기의 의도적인 배출 또는 공압의 손실의 경우에 브레이크는 스프링 브레이크 액츄에이터 로드 상에 작용하는 압축 스프링의 힘에 의해 기계적으로 작동되고, 이것은 차례로 서비스 브레이크 푸시 로드에 작용하여 브레이크를 작동시킨다. 그러므로 스프링 브레이크 부분은 주차 브레이크와 비상 브레이크 양자의 작용을 한다.
전형적인 종래의 공기 브레이크 시스템에서 스프링 브레이크 액츄에이터와 서비스 브레이크 액츄에이터는 스프링 브레이크 부분과 서비스 브레이크 부분으로 구성되는 단일 하우징에 배치되어 있다. 서비스 브레이크 부분은 공기가 공기 챔버로부터 배출될 때 브레이크의 적절한 해제를 보장하도록 리턴 스프링과 서비스 브레이크 푸시 로드에 대하여 작용하는 유연한 서비스 다이어프램에 의해 부분적으로 형성된 공기 챔버를 포함하고 있다. 스프링 브레이크 부분은 공기 챔버에서 공압이 스프링 브레이크 다이어프램에 적용될 때 스프링 챔버에서 압축 스프링을 압축하도록 스프링 압력 플레이트에 대하여 작용하는 스프링 브레이크 다이어프램에 의해 부분적으로 양자가 형성된 스프링 챔버와 공기 챔버를 포함하고 있다. 작동 로드는 스프링 브레이크 다이어프램을 통해 뻗어서 압력 플레이트와 일체로 연결된다. 작동될 때, 이것은 공기 챔버로부터 하우징 섹션 개구부를 통해 바깥쪽으로 밀리며 베어링은 공압 시일로 구비되어 서비스 다이어프램과 서비스 브레이크의 푸시 로드를 결합하고, 이것에 의해 브레이크가 적용되게 한다. 스프링 브레이크 다이어프램은 환형 에지를 갖춘 중앙에 배치된 구멍으로 구비되고 액츄에이터 로드는 개구부를 통해 뻗어 있고 환형 에지와 결합되어 기밀(airtight) 시일을 형성한다. 액츄에이터 로드는 중앙보어로 중공이며 브레이크 해제 케이징(caging) 볼트는 중앙보어내로 뻗어 있다. 볼트상의 끝 플레이트는 스프링 브레이크 압력 플레이트와 결합되어 스프링이 볼트의 회전에 의해 구속될 때 스프링을 압축된 상태로 만든다.
스프링 브레이크 다이어프램의 스프링 쪽에서 스프링 챔버는 전형적으로 외부 대기로 통기되어 다이어프램이 스프링 쪽으로 작동되어 스프링 챔버에서 스프링 브레이크 압축 스프링을 압축할 때 공기가 하우징의 부분으로부터 배출되게 한다. 스프링이 확장될 때, 다이어프램은 스프링 챔버를 확대하는 방향으로 움직이고 외부공기는 스프링 챔버로 유인된다. 스프링 챔버가 트럭 샤시 아래에서 외부 대기로 통기되므로 스프링 챔버내로 유인되는 외부공기는 도로 염분과 같은 부식물질과 습기가 가끔 동반된다. 스프링이 사용되면서 마모되고 그 마모된 금속이 노출되기 때문에 결과적으로 공기중의 오염물질로 인해 스프링은 부식된다. 또한, 비상 브레이크로서 작용하기 위해서 스프링 브레이크 압축 스프링은 상당한 힘을 발휘해야 하기 때문에, 스프링은 압축될 때 상당한 응력을 받는다. 스프링의 내구성은 경험하는 응력과 부식의 양에 반비례 한다. 밀봉된 하우징에서, 스프링은 하우징을 영구히 변형시키지 않고 하우징으로부터 제거될 수 없다. 다른 하우징에서, 액츄에이터는 새로운 액츄에이터로 교체되어야 하고 그리고 오래된 액츄에이터는 재생업자에게 보내진다. 어째든, 액츄에이터는 트럭 운전자에 의해 조작될 수 없다. 그러므로 스프링 브레이크 압축 스프링이 파손될 때, 전체적인 브레이크 작동 유니트는 전체적인 가격으로 교체되어야 한다.
스프링 챔버를 밀봉하려는 시도가 있었는데, 이것은 브레이크 액츄에이터의 내부로부터 대기로 공기의 한방향 흐름을 제공하기 위한 내부 체크 밸브 그리고 공기가 스프링 챔버로부터 브레이크 액츄에이터의 다른 부분으로 향하도록 브래더(breather) 튜브장치를 포함한다. 스프링 챔버내로 들어가는 오염된 공기의 문제에 대한 종래의 해결책은 가공하기 어렵거나 또는 비용이 많이 들고 제조하기 복잡하다는 것이 증명되었다.
본 발명은 자동차용의 공기로 작동되는 다이어프램 브레이크에 관한 것이고, 더욱 상세히는 서비스 및 스프링 브레이크 액츄에이터 조립체의 조합에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라서 필터가 있는 통기 개구부를 갖춘 스프링 브레이크 액츄에이터의 단면도;
도 2는 필터 프레임 조립체의 다른 실시예로서, 도 1과 유사한 스프링 브레이크 액츄에이터의 단면도;
도 3은 도 2의 필터 프레임 조립체의 확대 단면도;
도 4는 도 3의 필터 프레임 조립체의 내부 프레임의 평면도;
도 5는 도 4의 선 5-5에 따른 내부 프레임의 단면도;
도 6은 도 3의 필터요소의 평면도;
도 7은 도 3의 필터 프레임 조립체의 외부 프레임의 평면도;
도 8은 도 7의 선 8-8에 따른 단면도;
도 9는 도 3의 필터 프레임 조립체의 평면도;
본 발명에 따른 스프링 브레이크 액츄에이터는 하우징 벽에 통기 개구부에서 필터요소를 구비하므로서 스프링 챔버에서의 오염된 공기 문제를 해결하였다. 압축 스프링이 확장하여 브레이크를 작동시킬 때, 오염된 대기공기는 필터와 통기 개구부를 통해 스프링 챔버내로 유인데는데, 오염물질은 필터요소에 의해 공기로부터 제거된다. 역으로, 스프링 브레이크가 해제되면서 스프링이 압축될 때, 공기는 스프링 챔버로부터 통기 개구부를 통해 대기로 배출되고, 동시에 필터요소를 청소한다. 결과적으로, 스프링 챔버에서의 공기는 실제로 오염물질이 없이 유지되어, 스프링이 부식되는 것을 방지한다. 결과적으로, 브레이크 액츄에이터 조립체의 유효 수명이 상당히 연장된다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 통기 개구부는 하우징에 구비되어 스프링 챔버와 연통하고 그리고 기체 침투성 필터요소는 통기 개구부를 덮는다. 외부 프레임 조립체는 필터요소를 덮는다. 바람직하게, 외부 프레임 조립체는 필터요소로부터 하우징의 외부로 비틀린 공기 통로를 형성한다.
본 발명의 한면에서, 필터요소는 모양이 환상이고 그리고 하우징의 끝벽에서 환형 오목부에 놓여 있다. 필터 프레임 조립체는 필터요소 상에서 하우징의 끝벽에 체결된 구멍이 있는 플레이트로 구성되고, 쉴드(shield)는 비틀린 공기통로를 형성하도록 개구부와 오프셋되어 플레이트상에 체결되어 있다. 바람직하게 필터요소는 팽창된 PTFE의 소수성이고 소유성(oleophobic)인 기체 침투성 막이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 프레임 조립체는 내부 프레임과 외부 프레임으로 구성되어 있는데, 이것은 그 사이에 끼워진 디스크형 필터를 갖추고 있다. 내부 프레임은 주변 림 플랜지를 갖추고 있고, 외부 프레임은 내부 프레임내에 자리 잡아서 2개 사이에 시일을 제공한다. 또한 외부 프레임 상에서 판 스프링 플랜지는 압축 스프링이 교대로 압축 팽창되면서 압축 스프링의 큰 힘에 의해서 하우징의 끝벽의 변형에 대하여 시일 요소의 압축을 보장한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 전체적인 필터 프레임 조립체는 필터 프레임 조립체에서 허브 개구부에 수용되고 그리고 하우징에 체결된 용접된 너트와 스냅 결합 하므로서 하우징의 외부에 체결된다.
도 1은 종래에 알려진 일반적인 형상을 갖춘 공기로 작동되는 브레이크 작동 유니트(10)의 단면도를 도시하고 있다. 작동유니트(10)는 스프링 브레이크 또는 비상 브레이크 부분(14)과 직렬로 장착된 서비스 브레이크 부분(12)으로 구성되어 있다. 서비스 브레이크 푸시 로드(18)는 서비스 브레이크(12)로부터 뻗어 있고 그리고 표준 방식으로 종래의 브레이크 슈우와 드럼(도시생략)에 작동적으로 연결되어 있다. 푸시 로드(18)의 왕복운동은 브레이크가 교대로 적용 및 해제되게 한다.
서비스 브레이크(12)는 한쌍의 대면하는 컵형상의 하우징 섹션(21, 22)으로 구성되는데, 그 각각은 바깥쪽으로 향한 플랜지 에지(25)를 갖추고 있다. 하우징 섹션(21, 22)은 클램프에 의해 플랜지 에지에서 함께 클램프되어서 서비스 브레이크 내부 챔버(30)를 형성한다. 탄성 다이어프램(32)은 내부 챔버(30)내에 달려 있고 하우징 섹션(21, 22)의 플랜지 에지 사이에 주변 에지에서 압축된다. 서비스 브레이크 푸시 로드(18)는 하우징 섹션(21)에서 중앙 개구부(34)를 통해 그리고 압력 플레이트(36)에서 끝나는 서비스 브레이크 챔버(30)내로 뻗어 있다. 리턴 스프링(40)은 하우징 섹션(21)의 내면과 압력 플레이트(36) 사이에 뻗어 있다. 푸시 로드 가이드(42)는 중앙 개구부(34) 주위에 배치되고 그리고 압축 스프링(40)의 한 끝에 수용된 스프링 시트(48)를 갖추어서 개구부(34) 주위의 제위치에 유지한다. 그리고 스프링(40)은 도 1에 도시된 완전 수축위치로 서비스 브레이크 푸시 로드(18)와 압력 플레이트(36)를 가압한다.
서비스 브레이크를 작동시키기 위해서, 압축된 공기는 하우징 섹션(22)에서 공기 서비스 포트(도시생략)를 통해 도입되어 다이어프램(32)과 압력 플레이트(36)를 스프링(40)의 힘에 대항하여 가압하여 푸시 로드(18)를 작동시킨다. 개구부(44)는 하우징 섹션(21)에 구비되어 브레이크가 작동되면서 내부챔버(30)로부터 공기를 신속히 배출한다. 장착 스터드(46)는 자동차에 브레이크 작동 유니트(10)를 장착하도록 구비되어 있다.
스프링 브레이크(14)는 내부 챔버(53)를 형성하도록 그 에지에서 결합된 한쌍의 대향한 컵 모양의 하우징 섹션(51, 52)으로 구성되어 있다. 하우징 섹션(51)은 바깥쪽으로 향한 원주방향의 플랜지 에지(54)로 구비되어 있다. 하우징 섹션(51, 52)은 하우징 섹션(51)의 에지(54)와 결합하는 하우징 섹션(52)의 주변방향으로 만곡된 에지(56)에 의해 함께 클램프되어 있다. 탄성 다이어프램(58)은 내부 챔버(53)내에 달려 있고 하우징 섹션(51, 52)의 에지(54, 56) 사이에서 주변 에지에서 압축되어 있다. 다이어프램(58)과 하우징 섹션(51) 사이에서 내부 챔버(53)의 부분은 비상 브레이크가 통상의 해제 위치에 있을 때 하우징 섹션(51)에서 공기 서비스 포트(도시생략)를 통해 전형적으로 공급되는 압축공기로 채워지는 공기 챔버(100)를 형성한다. 다이어프램(58)과 하우징 섹션(52) 사이에서 내부 챔버(53)의 부분은 큰 힘의 스프링 브레이크 압축 스프링(72)을 담고 있는 압축 스프링 챔버(101)를 형성하고 있다.
푸시 로드(18)와 정렬된 작동로드(60)는 하우징 섹션(51)의 끝 벽에서 중앙 개구부(64)를 통해 뻗어 있는 먼 끝을 갖추고 있다. 작동 로드(60)의 먼 끝은 하우징 섹션(22)의 끝벽에서 환형 시트(63)에 배치된 반응 플레이트(62)에서 끝난다. 개구부(64)는 적어도 하나의 0링 시일(68)을 수용하는 적어도 하나의 환형 오목부를 갖춘 베어링(66)으로 구비되어 있다. 베어링(66)은 작동 로드(60)를 위한 베어링 표면을 형성하고 0링(68)은 스프링 브레이크(14)의 공기 챔버(100)로부터 서비스 브레이크(12)의 압력챔버를 밀봉한다. 작동 로드(60)의 가까운 끝은 다이어프램(58)에서 중앙에 배치된 구멍(81)을 통해 뻗어 있고 그리고 스프링 브레이크 압축 스프링(72)과 결합되는 압력 플레이트(70)에서 끝난다. 압력 플레이트(70)는 스프링(72)의 축선을 따라서 축방향으로 뻗어 있는 관형 부분(74)과 스프링(72)의 한끝과 결합된다. 관형부분(74)은 작동 로드(60)의 끝 부분에 억지 끼움되어 압력 플레이트(70)와 작동 로드(60)는 일체의 유니트를 형성한다. 하우징 섹션(52)의 끝벽에서 환형 오목부(76)는 스프링(72)을 위한 시트로서 작용하고 또한 스프링(72)의 힘에 대하여 끝벽에 강도를 제공한다.
브레이크 액츄에이터(10)의 통상 작동 동안에, 액츄에이터 로드(60)는 공기 챔버(100)에서 유지된 압축공기에 의해서 도 1에 표시된 바와 같이 완전히 후퇴된 위치에 있다. 압축공기가 배출될 때, 압축 스프링(72)은 서비스 브레이크(12)의 브레이크 푸시 로드(18)의 방향으로, 압력 플레이트에 일체로 부착된 로드(60)와 압력 플레이트(70)를 가압한다. 스프링(72)의 힘은 해제될 때 작동 로드(60)가 중앙 개구부(64)를 통해 뻗도록 하며, 차례로 반응 플레이트(62)가 서비스 브레이크(12)의 압력 플레이트(36)와 다이어프램(32)에 힘을 적용하게 한다. 이러한 작용은 서비스 브레이크 푸시 로드(18)가 작동되게 하고 그리고 브레이크가 적용되게 한다. 비상 브레이크가 해제될 때, 압축공기는 다시 한번 공기 챔버(100)내로 도입된다. 다이어프램(58)에 대한 압축공기의 힘은 도 1에 표시된 후퇴 위치 쪽으로 압력 플레이트(70), 로드(60) 그리고 스프링(72)을 가압한다.
작동 로드(60)는 바람직하게 중앙보어(61)로 구비된 중공 튜브 또는 로드로서 브레이크 해제 케이징 로드 또는 공구(78)를 수용하고 있다. 먼 끝은 반응 플레이트(62)에 의해 폐쇄되어 있지만, 가까운 끝은 개방되고 그리고 구멍이 압력 플레이트(70)에 구비되어 케이징 로드(78)가 뻗어 있도록 한다. 케이징 로드(78)는 스프링 브레이크를 수동으로 해제하는데 사용되거나 또는 정비 기능이 브레이크 조립체에 수행될 때 압축 스프링(72)이 압축된 상태를 유지할 것이다. 케이징 로드(78)는 바람직하게 볼트 또는 하우징 섹션(52)의 끝벽에 용접에 의해 고정된 나사 칼라(77)와 같은 고정된 나사 개구부내로 나사 고정되어 있다. 6각 너트(79)는 케이징 로드(78)에 고정적으로 부착되어 통상의 렌치등으로 볼트를 챔버(14)에 체결하는 것을 돕는다. 작동 로드(60)내의 케이징 로드(78)의 끝은 큰 머리 즉 플레이트(86)를 갖추고 있다.
로드가 작동될 때 관형 섹션(74)에서 안쪽으로 향한 환형 어깨부(80)는 작동 로드(60)와 확실한 결합을 제공하고 그리고 케이징 로드(78)가 후퇴할 때 케이징 로드 헤드(86)가 지지되는 케이징 로드 헤드(86)를 위한 결합면으로서 작동한다. 후퇴되면서, 케이징 로드(78)는 압축 또는 케이징 상태에서 압축 스프링(72)을 유지한다. 또한, 케이징 로드(78)는 충분한 거리 만큼 작동 로드(60)의 중앙보어(61)내로 뻗어 있어서 작동 로드(60)가 어깨부(80)와 케이징 로드 헤드(86) 사이에서 결합없이 이송의 완전한 길이에 뻗어 있다.
도 1은 하우징 섹션(52)의 끝벽의 환형 오목부에서 복수의 통기 개구부(102)를 더 도시하고 있다. 통기 개구부(102)상의 환형 오목부(76)에 있는 것은 기체 침투성의 필터요소이다. 바람직하게, 필터요소는 소수성 및 소유성 특징과 약 1미크론 정도의 구멍 크기를 갖춘 다공성의 폴리머이다. 허용가능한 필터요소는 W.L. Gore and Associates의 상표명 Gore-TexR인 처리된 발포 폴리테트라 플로우로에틸렌(PTFE)으로 구성되어 있다.
필터요소(104)는 개구부(110)가 뚫려 있고 그리고 하우징(52)에 용접에 의해 체결된 플레이트(108)로 구성된 필터 프레임 조립체(106)에 의해 제위치에 유지되어 있다. 플레이트(108)에서 개구부(110)는 덮개(112)에 의해 덮혀 있고, 이것은 플레이트(108)에서 개구부(110)로부터 오프셋된 개구부(114)를 갖추고 있다. 개구부(114)는 나사로된 칼라(77)에 인접하여 또는 덮개의 주변 에지에 위치할 수 있다. 덮개(112)와 플레이트(108)에서 개구부의 오프셋 위치는 공기 챔버(101)와 외부 대기 사이에 뻗어 있는 화살표(A)로 표시된 비틀린 공기통로를 형성하는데 이것은 필터(104)를 통해서 챔버(101)에 유출입되는 모든 공기에 효과적으로 필요한 한편, 먼지, 부스러기, 얼음, 페인트 등으로부터 필터와 개구부를 동시에 보호한다. 스프링(72)이 팽창될 때 공기가 챔버(101)내로 유인되면서 대기중의 오염물질은 필터(104)에 의해 잡힌다. 역으로, 압력 플레이트(70)가 후퇴될 때 공기가 챔버(101)로부터 배출되면서 필터를 통해 역류되어 필터를 효과적으로 청소하고 오염물질을 대기로 배출한다. 그러므로, 챔버(102)의 내부는 스프링 브레이크의 작용에도 불구하고 오염물질이 없이 유지된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스프링 브레이크 액츄에이터의 제2실시예가 도시되어 있다. 하우징(52)의 끝벽에 장착된 필터 프레임 조립체(200)는 공기 챔버(101)로의 진출입을 위해서 더욱 비틀린 공기통로(B)를 형성한다. 필터 프레임 조립체(200)는 프레임 사이에 유지된 필터요소(206)를 갖춘 내부 프레임(202)과 외부 프레임(204)으로 구성되어 있다. 커버 플레이트(208)는 양 프레임을 보호하고 필터요소를 보호한다. 필터 프레임 조립체(200)의 요소는 도 4 내지 도 9에 예시되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 내부 프레임(202)은 방사상 스포크(210)와 환형 리브(212)에 의해 형성된 개방 그리드(grid)로 구성되어 있다. 방사상 스포크(210)의 내부 끝은 중앙 개구부(216)를 둘러싸는 환형 허브(214)에 체결되고 단면이 L자형인 환형 림(218)에 외부끝에서 체결되어 있다. 방사상 바깥쪽으로 돌출한 플랜지(220)는 림(218)의 직립 에지로부터 뻗어 있다. 그러므로, 내부 프레임(202)은 디쉬의 바닥에서 개방된 그리드를 갖춘 디쉬형으로 되어 있다. 바람직하게, 내부 프레임(202)은 쇼와 경도계 D타입 40정도의 Hytrel과 같은 비교적 연성의 폴리머로 사출성형된다. 그러므로 내부 프레임은 유연하다. 바람직하게, 그리드는 환형 리브(212)에서 단면이 약간 볼록하게 성형되어 그리드에서 약간 둥글게 부풀어 있다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 필터요소(206)는 전체적으로 편평하고 원형인 디스크 모양이다. 그 외경이 충분히 커서 그 주변에지(222)는 내부 프레임(202)의 직립 에지내에서 림(218)에 놓여 있다. 또한 필터요소(206)는 내부 프레임의 중앙구멍(216)에 일치하는 크기의 중앙구멍(224)을 갖추고 있어서 필터요소의 내부에지(226)는 내부 프레임의 허브(214)에 놓인다.
도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 외부 프레임(204)은 바람직하게 내부 프레임 보다 경성인 성형된 폴리머이다. 외부 프레임(204)은 전형적으로 성형된 폴리플로필렌이고 전체적으로 모양이 플레이트이고 디쉬형의 내부 프레임(202)내에 자리잡는 크기로 되어 있다. 외부 프레임은 플레이트형의 웨브(234)에 의해서 서로 연결된 외부 림(232)과 중앙 환형 허브(230)로 구성되어 있다. 내부 허브(230)는 각각 필터요소(206)와 내부 프레임(202)상에 개구부(224, 216)와 동일한 치수를 갖춘 중앙 개구부(236)를 형성한다. 외부 프레임(204)의 요소는 외부측과 내부측의 관점에서 더 설명될 수 있는데 외부 프레임의 외부측은 하우징(52)으로부터 멀리 면하고 내부측은 필터요소(206)와 면한다. 허브(230)와 림(232)은 웨브(234) 보다 전체적으로 두꺼운데, 웨브(234)는 림과 허브의 외면과 내면 사이의 대략 중간에 배치된다. 방사상 리브(238)는 웨브에 구비되어 공기통로(B)를 부분적으로 형성한다. 본 실시예에서, 서로 동일하게 이격된 10개의 방사상 리브(238)가 있다. 한쌍의 구멍(240)이 웨브(234)를 통해 뻗어 있는데, 내부 허브(230)와 인접하여 방사상 리브(238)를 하나씩 건너 구비되어 있다. 각각의 구멍(240)과 외부 림(232) 사이에서, 환형 리브(242)가 인접한 방사상 리브(238) 쪽으로 이격된 구멍(240)이 있는 방사상 리브(238)로부터 뻗어 있다.
외부 프레임을 통해 공기의 흐름을 더 촉진하기 위해서, 내부 허브(230)와 외부 림(232)에 각각 인접한 내외부 끝과 내외부측 양쪽에 노치(244)를 갖추고 있다. 또한, 반원형 구멍(246)이 구멍(240)이 없는 각각의 방사상 리브(238)의 외부 끝에서 웨브(234)를 통해 뻗어 있다. 림(232)의 외측은 주변으로 이격된 일련의 림 노치(248)를 포함하고 있다. 더욱이, 외부 림(232)에 대하여 간헐적으로 이격된 것은 직립한 플랜지(250)인데, 그 기능은 이하 설명한다.
도 9를 참조하면, 커버 플레이트(208)는 편평한 부분(252)과 주변 플랜지(254)를 갖춘 디쉬형의 박판금속 플레이트이다. 주변 플랜지(254)는 노치로 부채꼴로 되어 있다. 편평한 표면(252)은 위로 향한 림(260)에 의해 둘러싸인 중앙구멍(258)을 형성하고 있다. 중앙 개구부(258)의 직경은 외부 프레임(204), 필터요소(206), 그리고 내부 프레임(202)에서 중앙 개구부의 크기와 동일하다. 직립 림(260)은 노치가 있어서 다소 유연한데 그 목적은 이하 설명한다.
도 3을 다시 참조하면, 중앙나사구멍(272)을 갖춘 중앙 용접 너트(270)가 외부 하우징 섹션(272)의 끝벽에 용접되어 체결된다. 나사내부구멍(272)은 상기한 나사칼라(77)와 유사한 방식으로 케이징 공구(78)를 수용하고 있다. 용접너트(270)는 그 외면으로부터 방사상으로 돌출한 환형 어깨부(274)를 더 갖추고 있다. 필터 프레임 조립체(200)는 도 3에 예시된 바와 같이 적층되고 용접 너트(270)와 스냅 끼움 결합에 의해 유지된다. 내부 프레임(202)은 환형 리브(212)가 하우징 섹션(52)의 오목부(76)내에 놓여 하우징(52)의 외부면에 대하여 놓여 있다. 바람직하게, 내부 프레임(202)은 개구부의 직접의 장애에 의해 야기되는 배압을 피하기 위해서 통기 개구부(102)로부터 이격될 것이다. 내부 프레임(202)의 외부 림(218)은 하우징 섹션(52)의 외부면에 대하여 견고하게 놓여 있다. 한편 필터요소(206)는 바람직하게 이것을 주변 림(232)과 내부 허브(230)의 연속 내면에 가열 지지하므로서 외부 프레임(204)의 내측에 고정적으로 부착된다. 필터요소(206)를 갖춘 외부 프레임(204)의 내측은 내부 프레임(202)내에 자리 잡아서 필터요소(206)는 개방 그리드에 대해 지지된다. 마지막으로, 커버 플레이트(208)는 직립 림(260)이 용접 너트의 어깨부(274) 아래에 끼워져 유지될 때까지 외부 프레임상에 그리고 용접 너트(270) 주위에 위치된다. 그러므로 외부 프레임의 판 스프링 플랜지(250)는 커버 플레이트의 편평한 부분(252)의 내면에 대하여 지지되어 외부 림(218, 232)을 압축하고 내부 프레임의 주변 림(218)과 림(232)의 내측 사이에 시일을 보장하는 한편 하우징 섹션(52)과 내부 프레임의 주변 림(218) 사이에 시일을 보장한다. 결과적으로, 프레임 필터 조립체(200)를 통과하는 공기는 외부 프레임(204)의 외측에서 리브(238, 242) 주위에서, 프레임(204)의 외부 림(232)에서 노치(248)를 통해서 그리고 커버 플레이트(208)의 부채꼴 노치(256)를 통해서 외부 프레임(204)의 구멍, 필터요소(206)의 구멍, 내부 프레임(202)의 개방 그리드, 통기 개구부(102)를 통해 비틀린 통로를 따라 배출된다. 이렇게 비틀린 통로는 먼지, 부스러기, 얼음, 염분, 페인트등이 필터 또는 통기 개구부를 막지 못하게 할 것이다.
본 발명은 도면에 예시되지 않은 다른 여러 가지 수정과 변경을 포함하지만, 당업자에게는 자명할 것이다. 예를들면, 필터요소와 필터 프레임 조립체는 스프링 챔버 하우징 쪽에 끼워질 수 있는 형상이 될 수 있고 단지 끝벽에 장착되는 것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 커버 플레이트는 중앙 용접 너트와 스냅 결합에 한정되지 않는다. 센터 보스에 내부나사를 구비하므로서 효과적으로 부착이 이루어질 수 있어서 케이징 볼트를 수용하고 보스를 용접 너트에 나사결합하고; 또는 하우징 벽에 직접 스냅 결합을 제공할 수 있고; 또는 하우징에 스프링 클립 결합을 제공할 수 있다. 더욱이, 필터요소는 하우징으로부터 전적으로 분리될 수 있고, 그리고 사정에 따라서 하나 이상의 덕트로 하나의 통기 개구부 또는 다중의 통기 개구부와 연통한다. 이러한 방식으로, 필터요소는 자동차 샤시의 보호구역에 위치될 수 있다.
당업자라면, 상기 실시예의 다른 변화 및 수정이 첨부된 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다는 것을 알 것이다.

Claims (26)

  1. 싸여진 하우징;
    하우징의 내부를 제1챔버와 제2챔버로 나누고 제1챔버로 부터의 가압유체의 전달과 배출에 응답하여 왕복 가동되고, 그리고 제2챔버와 연통하는 적어도 하나의 통기 개구부를 갖춘 하우징내에 배치된 가동부재;
    가동부재에 작동적으로 연결되어 있고 브레이크의 작동을 위해 가동되는 액츄에이터 로드;
    가동부재를 제1위치로 가압하는 위치에서 제2챔버에 배치되어 제1챔버로 부터의 가압유체의 배출에 따라 제1챔버가 수축하게 하는 스프링; 으로 이루어진 브레이크 액츄에이터에 있어서,
    적어도 하나의 통기 개구부와 연통하여 액체 및 고체입자를 여과하는 기체 침투성 필터요소로 구성되어 있고;
    이것에 의해 제2챔버내로 운동하는 공기로부터 고체 및 액체 입자를 여과하고 그리고 가동부재가 제1위치쪽으로 가압되면서 제2부재를 오염물질이 없이 유지하는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 필터요소는 소수성인 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  3. 제 1 항에 있어서, 필터요소는 소유성인 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  4. 제 1 항에 있어서, 하우징은 환형 오목부를 갖춘 끝벽을 가지고 있고, 적어도 하나의 통기 개구부는 환형 오목부에 있으며, 필터요소는 전체적으로 모양이 환형이고 환형 오목부에 자리잡는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  5. 제 1 항에 있어서, 필터요소는 발포 폴리테트라 플로우로에틸렌으로 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  6. 제 1 항에 있어서, 필터요소는 적어도 하나의 통기 개구부에 인접하여 배치되고, 그리고 필터요소를 덮는 필터 프레임 조립체로 더 구성되고, 필터 프레임 조립체는 필터요소로부터 하우징의 외부로 비틀어진 공기통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  7. 제 6 항에 있어서, 필터 프레임은 필터요소 상에 배치된 구멍뚫린 플레이트와, 구멍뚫린 플레이트상에 배치된 주변 노치를 갖춘 쉴드로 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  8. 제 6 항에 있어서, 필터 프레임 조립체는 내부 프레임과 외부 프레임으로 구성되어 있고, 필터요소는 내부 및 외부 프레임 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  9. 제 8 항에 있어서, 내부 프레임은 개방 그리드와 직립 주변 림으로 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  10. 제 8 항에 있어서, 필터요소는 디쉬형인 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  11. 제 8 항에 있어서, 외부 프레임은 환형 허브와 환형 림 사이에 뻗어 있는 플레이트형 웨브를 갖춘 환형 림과 환형 허브를 갖추고 있고, 웨브는 이들을 통해 뻗어 있는 복수의 구멍을 갖춘 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  12. 제 8 항에 있어서, 필터요소는 외부 프레임에 체결되고 그 주변에 밀봉되어 있으며, 외부 프레임은 내부 프레임에 대하여 배치되고 그 주변에 밀봉되어 있고, 그리고 내부 프레임은 하우징에 대하여 배치되고 그 주변에 밀봉된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  13. 제 8 항에 있어서, 필터요소와 내부 및 외부 프레임을 덮는 커버 플레이트로 더 구성되어 있고, 커버 플레이트는 부채꼴 에지를 갖춘 주변 플랜지를 갖춘 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  14. 제 13 항에 있어서, 내부 프레임, 필터요소, 외부 프레임 그리고 커버 플레이트 각각은 동일 직경의 중앙구멍을 갖추고 있고 하우징에 고정적으로 체결된 용접너트 상에 배치된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  15. 제 14 항에 있어서, 용접너트는 방사상 바깥쪽으로 뻗은 어깨부를 갖추고 있고 커버 플레이트는 유연한 직립 림을 갖추고 있으며, 림은 어깨부와 스냅 결합하는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  16. 제 8 항에 있어서, 외부 프레임, 필터요소, 그리고 내부 프레임을 압축하에 유지하도록 커버 플레이트와 외부 프레임 사이에 스프링으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  17. 제 16 항에 있어서, 스프링은 판 스프링인 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  18. 제 17 항에 있어서, 판 스프링은 외부 프레임상에 일체로 된 각도진 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  19. 제 8 항에 있어서, 내부 프레임은 성형된 폴리머로 형성되고 외부 프레임 보다 유연한 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  20. 제 8 항에 있어서, 외부 프레임은 폴리프로필렌으로 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  21. 제 8 항에 있어서, 필터 프레임 조립체는 스냅 결합에 의해 하우징에 체결되는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  22. 싸여진 하우징;
    하우징의 내부를 제1챔버와 제2챔버로 나누고 제1챔버로 부터의 가압유체의 전달과 배출에 응답하여 왕복 가동되고, 그리고 하우징내에 배치된 가동부재;
    가동부재에 작동적으로 연결되어 있고 브레이크의 작동을 위해 가동되는 액츄에이터 로드;
    가동부재를 제1위치로 가압하는 위치에서 제2챔버에 배치되어 제1챔버로 부터의 가압유체의 배출에 따라 제1챔버가 수축하게 하는 스프링; 으로 이루어진 브레이크 액츄에이터에 있어서,
    제2챔버와 연통하는 하우징의 통기 개구부,
    통기 개구부를 덮는 가스 침투성의 필터요소,
    필터요소로부터 하우징의 외부로 비틀린 공기통로를 형성하는 필터요소를 덮고 있는 필터 프레임 조립체, 로 구성되어 있고,
    이것에 의해 가동부재가 제1위치로부터 원근으로 각각 움직이면서 공기가 오염물질 없이 제2챔버를 출입하는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  23. 제 21 항에 있어서, 필터요소는 소수성인 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  24. 제 21 항에 있어서, 필터요소는 소유성인 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  25. 제 21 항에 있어서, 하우징은 환형 오목부를 갖춘 끝벽을 가지고 있고, 통기 개구부는 환형 오목부에 있으며, 필터요소는 전체적으로 모양이 환형이고 환형 오목부에 자리잡는 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
  26. 제 21 항에 있어서, 필터요소는 발포 폴리테트라 플로우로에틸렌으로 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 액츄에이터.
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