KR100365686B1 - 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 클러치 마스터 실린더의 압력실에 설치되는 피스톤을 2피스 구조체로 개선하여, 금형의 설계 및 제작시 제1컵 설치면에 해당하는 금형 부분에 파팅라인이 생기지 않도록 하는 것이 가능하도록 하므로써, 피스톤의 사출 성형시 피스톤의 제1컵 설치면에서의 버(burr) 발생이 방지되도록 하여 마스터 실린더에서의 오일 누설 및 액압의 저하를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 푸시로드 어셈블리(4)를 복귀시키는 리턴 스프링(5)을 안착시키기 위한 스프링 시트(6)가 전방 외주면상에 설치되며 플랜지(200)가 후방 끝단에 구비되는 시트 스토퍼(2)와; 액압생성 작용과 더불어 오일 누설을 방지하는 작용을 하는 제1컵(7)이 위치하는 설치면(300) 및, 오일 누설이 방지되도록 제1컵을 보조하는 제2컵(8)이 위치하는 설치면(301)이 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 각각 구비되고, 상기 제1컵(7) 및 제2컵(8)이 상기 각 설치면(300)(301)을 이탈하지 않도록 상기 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 형성되는 플랜지(302a)(302b)가 구비된 피스톤(3);으로 구성되어, 상기 스프링 시트(6)의 후방에 상기 피스톤(3)이 압입되어 결합되는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리가 제공된다.

Description

자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리{piston assembly of clutch master cylinder for automobile}

본 발명은 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러치 마스터 실린더에 장착되는 피스톤 구조를 2피스(piece) 타입의 구조체로 개선하여 버(burr)로 인한 오일 누설 및 마스터 실린더 내부의 압력저하를 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 자동차의 동력 전달기구는 클러치 파트와 클러치 컨트롤 파트로 구성된다.

한편, 클러치 컨트롤 파트의 클러치 조작기구는 기계식과 유압식으로 나뉘는데, 통상적으로 클러치 페달을 밟을 때 운전자의 다리에 걸리는 하중을 줄이기 위하여 유압 실린더 타입을 많이 적용하고 있다.

그리고, 상기 유압식 조작 시스템의 작동을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 클러치 페달에 답력을 가하면 답력이 클러치 마스터 실린더(이하, "마스터 실린더"라고 한다)의 피스톤에 전달되어 마스터 실린더의 압력실에 유압이 형성된다.

이 유압은 유압호스를 통해 클러치 릴리즈 실린더의 피스톤에 작용하게 되고, 이 힘은 다시 릴리즈 레버와 릴리즈 포크를 거쳐 릴리즈 베어링에 전달되어 클러치를 조작(동력차단)하게 된다.

그 후, 클러치 페달에서 발을 떼면, 클러치 압력판은 클러치 압력스프링에 의해 원래의 위치로 복귀하게 되고, 이와 더불어 마스터 실린더와 릴리즈 실린더의 피스톤은 각각 별도로 구비된 리턴 스프링의 장력에 의해 원래의 위치로 복귀하게 된다.

한편, 종래의 피스톤이 적용된 마스터 실린더는 도 1에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(9)와, 상기 실린더 본체(9) 내의 압력실(10)에 위치하는 피스톤(3a)과, 상기 피스톤(3a)을 밀어주도록 설치되는 푸시로드 어셈블리(4)와, 피스톤(3a)의 복귀 위치를 한정하는 스톱링(11)과, 커넥터(12)와, 프로텍터(13)와, 필터 튜브 커버(14)와, 가스켓(15)등이 구비된다.

또한, 종래의 마스터 실린더 압력실(10)에 설치되는 피스톤(3a)은 도 1 및도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤(3a)의 몸체 전방부에는 클러치(도시는 생략함)에 가해진 답력이 제거됨에 따라 푸시로드 어셈블리(4)를 복귀시키는 리턴 스프링(5)을 안착시키기 위한 스프링 시트(6)가 설치되고, 상기 피스톤(3a) 몸체의 중앙부에는 몸체의 길이방향을 따라 제1컵(7) 및 제2컵(8) 설치를 위한 설치홈(310)(320)이 구비되도록 복수개의 플랜지(302a)(302b)가 이격되게 형성된다.

또한, 상기 피스톤(3a)의 몸체 후방부에는 푸시로드(17)의 타원형 헤드부(400)(oval shaped head portion)가 면접하게 되는 오목면이 형성된다.

이 때, 상기 제1컵(7) 및 제2컵(8)은 도 3에 도시한 바와 같은 링형태로서 EPDM 등의 유연(flexible) 재질로 제작되며, 제1컵(7)은 압력실(10) 내의 오일이 압력실(10) 후방으로 누설되는 현상을 방지하는 한편 액압을 생성시키는 작용을 하게 되고, 제2컵(8)은 액압을 생성시키는 역할 없이 오일이 마스터 실린더로부터 누설되지 않도록 실링하는 역할을 하게 된다.

한편, 종래의 피스톤(3a)은 하나의 피스(piece)로 사출성형되는데, 금형(도시는 생략함)의 파팅라인으로 인해 성형후 피스톤(3a) 외면에는 피스톤(3a)의 길이방향을 따라 버(16)(burr)가 형성된다.

이 때, 피스톤(3a) 외면에 형성된 버(16)를 완전히 제거하지 않을 경우에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 버(16)로 인해 피스톤(3a)의 컵설치면(300)(301)과 각 컵(7)(8) 사이에 틈이 발생하게 되고, 이 틈을 통해 마스터 실린더의 압력실(10) 내에 있던 오일의 누설이 발생하게 된다.

따라서, 상기 피스톤(3a) 표면의 버(16)는 기계가공하여 반드시 제거해 주어야 한다.

그러나, 이와 같이 피스톤(3a) 표면의 버(16)를 제거하는데에는 많은 시간 및 비용이 소요되며, 기계가공시 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 피스톤(3a)의 형상자체에 요철(凹凸)이 많고 수작업을 통해 일일이 버(16)를 제거해야 하므로 인해 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

특히, 액압생성 및 오일누설 방지를 위한 제1컵(7) 및 오일누설을 막는 보조컵인 제2컵(8)이 위치하는 홈부 내의 버(16)는 깨끗이 제거하기가 곤란하여, 버(16)가 제대로 제거되지 않았을 경우, 전술한 바와 같이 오일 누설 및 마스터 실린더 내의 압력저하를 야기시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 클러치 마스터 실린더의 압력실에 설치되는 피스톤을 조립가능한 2피스 구조체로 개선하여, 금형상의 제1컵 설치면에 해당하는 부위에 파팅 라인(parting line)이 생기지 않도록 하므로써, 상기 피스톤의 사출 성형시 피스톤의 제1컵 설치면에 버 발생이 방지되도록 하여, 마스터 실린더에서의 오일 누설 및 압력 저하를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 피스톤이 적용된 클러치 마스터 실린더 구조를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 피스톤을 나타낸 사시도

도 3은 도 1의 제1컵을 나타낸 사시도

도 4는 종래의 문제점을 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 5는 본 발명에 따른 피스톤 어셈블리를 나타낸 종단면도

도 6a는 도 4의 시트 스토퍼를 나타낸 종단면도

도 6b는 도 6a의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 단면도

도 7은 도 4의 피스톤을 나타낸 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:피스톤 어셈블리 2:시트 스토퍼

200:플랜지 201:걸림공

202:중공부 3:피스톤

300:제1컵 설치면 301:제2컵 설치면

310:제1컵 설치홈 320:제2컵 설치홈

302a, 302b:플랜지 303:후크편

304:중공부 305:오목면

4:푸시로드 어셈블리 400:헤드부

5:리턴 스프링 6:스프링 시트

7:제1컵 8:제2컵

9:실린더 본체 10:압력실

11:스톱링 12:커넥터

13:프로텍터 14:필터 튜브 커버

15:가스켓 16:버

17:푸시로드

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 푸시로드 어셈블리를 복귀시키는 리턴 스프링을 안착시키기 위한 스프링 시트가 전방 외주면상에 설치되며 플랜지가 후방 끝단에 구비되는 시트 스토퍼와; 액압생성 작용과 더불어 오일 누설을 방지하는 작용을 하는 제1컵이 위치하는 설치면 및, 액압생성 작용없이 오일 누설이 방지되도록 제1컵을 보조하는 제2컵이 위치하는 설치면이 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 각각 구비되고, 상기 제1컵 및 제2컵이 상기 각 설치면을 이탈하지 않도록 상기 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 형성되는 플랜지가 구비된 피스톤;으로 구성되는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리가 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 피스톤 어셈블리를 나타낸 종단면도이고, 도 6a는 도 4의 시트 스토퍼를 나타낸 종단면도이며, 도 6b는 도 6a의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 단면도이다.

그리고, 도 7은 도 4의 피스톤을 나타낸 종단면도로서, 본 발명의 피스톤 어셈블리(1)는, 푸시로드 어셈블리(4)를 복귀시키는 리턴 스프링(5)을 안착시키기 위한 스프링 시트(6)가 전방 외주면상에 설치되며 플랜지(200)가 후방 끝단에 구비되는 시트 스토퍼(2)와; 액압생성 작용을 함과 더불어 오일 누설을 방지하는 작용을 하는 제1컵(7)이 위치하는 설치면(300) 및, 액압생성 작용없이 오일 누설이 방지되도록 보조하는 제2컵(8)이 위치하는 설치면(301)이 각각 몸체의 길이 방향을 따라 구비되고, 상기 제1컵(7) 및 제2컵(8)이 상기 설치면(300)(301)을 이탈하지 않도록 상기 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 형성되는 플랜지(302a)(302b)가 구비된 피스톤(3)으로 구성된다.

이 때, 상기 제1컵(7)이 위치하는 설치면(300) 부위의 피스톤(3) 직경(D)은 그 전방부에 비해 보다 큰 치수로 형성되어, 피스톤(3) 성형을 위한 금형상의 제1컵(7) 설치면(301)에 해당하는 부위에 파팅라인이 형성되지 않도록 구성된다.

또한, 상기 시트 스토퍼(2)의 플랜지(200) 전방 일측에는 걸림공(201)이 형성되고, 피스톤(3) 전방 일측에는 상기 걸림공(201)에 걸리는 후크편(303)이 돌출 형성되어, 상기 시트 스토퍼(2)와 피스톤(3)과의 조립시 상기 피스톤(3)이 시트 스토퍼(2)의 후방을 통해 소정의 위치까지 압입됨에 따라 상기 피스톤(3)의 후크편(303)이 상기 시트 스토퍼(2)의 걸림공(201)에 걸려 고정되도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 시트 스토퍼(2) 후방 및 피스톤(3) 전방에는 중공부(304)(202)가 각각 구비된다.

한편, 상기 피스톤(3)과 시트 스토퍼(2)는 조립 완료 후, 초음파를 이용하여 융착시키는 초음파 융착에 의해 결합됨이 바람직하며, 이는 상기한 바와 같이 후크편(303) 및 걸림공(201)이 형성된 경우에도 마찬가지이다.

이때, 상기 시트 스토퍼(2)는 재질이 NYLON 66 이며, 피스톤(3)은 재질이 NYLON 66 + CARBON FIBER22%이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 피스톤 어셈블리(1)의 조립과정 및 작용은 다음과 같다.

본 발명의 피스톤 어셈블리(1)는 시트 스토퍼(2) 후방으로 피스톤(3)을 소정의 힘(40Kgf/㎠ 이상)으로 압입하여 조립하게 된다.

이 때, 상기 피스톤(3)은 재질 특성상 약간의 탄성을 가지며, 그 중앙부에 중공부(304)(202)가 존재하므로 인해 중심방향으로 오므라들 수 있다.

한편, 상기 피스톤(3)이 시트 스토퍼(2) 내부로 일정 깊이 이상 들어가 피스톤(3) 전방의 후크편(303)이 걸림공(201) 위치로 오게 되면, 상기 피스톤(3) 전방에 가해지던 조임력이 제거되어 후크편(303)이 상기 시트 스토퍼(2)의 걸림공(201)에 위치하게 되며, 이에 따라 피스톤 어셈블리(1)의 가조립이 완료된다.

이와 같이 피스톤 어셈블리(1)의 조립이 완료된 상태에서 상기 피스톤(3)과 시트 스토퍼(2)와의 결합부에 초음파를 가해 결합부를 융착시키면, 상기 피스톤(3)과 시트 스토퍼(2)는 서로 강하게 결합되며, 이에 따라 도 5에 나타낸 바와 같이 조립이 완료된다.

한편, 상기에서 본 발명의 피스톤 어셈블리(1)는 압력실(10) 내에서의 액압 생성 및 오일 누설 방지 작용을 행하는 제1컵(7)이 설치되는 부분의 직경(D)이 그 전방에 비해 보다 큰 치수로 형성되므로 인해, 사출 성형을 위한 금형의 설계 및 제조시에 금형의 제1컵(7)이 안착되는 부위에 해당하는 부분에 파팅라인이 생기지 않도록 하는 것이 가능하게 되며, 이에 따라 사출 성형시 피스톤(3)의 제1컵(7) 설치면(300)(301) 상에는 버(16)가 형성되지 않게 된다.

따라서, 제1컵(7)이 설치되는 부분의 버(16)를 별도로 가공하여 제거할 필요가 없이 제2컵(8)이 안착되는 부분의 버(16)만 제거하면 되므로, 버(16) 제거에 따른 가공비용 및 시간을 그 만큼 절감할 수 있게 된다.

또한, 상기 시트 스토퍼(2)는 피스톤(3)과는 달리 굳이 재질의 강도가 높을필요가 없으므로 NYLON 66 + CARBON FIBER22%에 비해 값이 싼 NYLON 66 으로 제조할 수 있으며, 이에 따라 피스톤(3)을 1피스 구조체로 제작할 때에 비해 재료비를 절감할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 클러치 마스터 실린더용 피스톤 어셈블리는 시트 스토퍼 및 피스톤의 2피스로 이루어진 구조체로 개선됨과 더불어 상기 시트 시토퍼의 재질이 저가의 재질로 변경한 것이다.

이에 따라, 본 발명은 사출 성형을 위한 금형의 설계 및 제조시, 금형의 제1컵 설치면에 해당하는 부분에 파팅라인이 생기지 않도록 하는 것이 가능하므로, 사출 성형시 제1컵 설치면에의 버 발생을 해소할 수 있게 되며, 이로 인해 버로 인한 오일 누설 및 액압의 압력저하 현상이 보다 확실하게 방지된다.

뿐만 아니라, 피스톤 어셈블리를 구성하는 시트 스토퍼의 재질을 저가의 재질로 하여도 무방하므로 전체를 고가의 재료를 이용하여 성형할 때에 비해 재료비를 절감할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 푸시로드 어셈블리를 복귀시키는 리턴 스프링을 안착시키기 위한 스프링 시트가 전방 외주면상에 설치되며 플랜지가 후방 끝단에 구비되는 시트 스토퍼와;

   액압생성 작용과 더불어 오일 누설을 방지하는 작용을 하는 제1컵이 위치하는 설치면 및, 오일 누설이 방지되도록 제1컵을 보조하는 제2컵이 위치하는 설치면이 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 각각 구비되고, 상기 제1컵 및 제2컵이 상기 각 설치면을 이탈하지 않도록 상기 몸체의 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 형성되는 플랜지가 구비된 피스톤;으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1컵이 위치하는 피스톤의 설치면 직경(D)이 그 전방에 비해 보다 큰 치수로 형성되어,

   피스톤 성형을 위한 금형상의 제1컵 설치면에 해당하는 부위에 파팅라인이 형성되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 시트 스토퍼 후방에는 상기 피스톤의 전방부가 삽입가능하도록 중공부가 형성되고,

   상기 피스톤 전방에는 상기 시트 스토퍼의 중공부로 피스톤의 전방부가 압입될 때 상기 피스톤 전방부가 중심방향으로 오므러들어 압입가능하도록 하는 중공부가 각각 구비됨을 특징으로 하는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 시트 스토퍼의 플랜지 전방 일측면에 걸림공이 형성되고,

   피스톤 전방 일측에는 상기 걸림공에 걸리는 후크편이 돌출 형성되어,

   상기 시트 스토퍼와 피스톤과의 조립시 상기 피스톤이 시트 스토퍼의 후방을 통해 소정의 위치까지 압입됨에 따라 상기 피스톤의 후크편이 상기 시트 스토퍼의 걸림공이 걸려 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 피스톤과 시트 스토퍼는 조립 완료 후, 초음파 융착에 의해 결합됨을 특징으로 하는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 시트 스토퍼는 재질이 NYLON 66 임을 특징으로 하는 자동차용 클러치 마스터 실린더의 피스톤 어셈블리.