KR100437214B1 - 유압브레이크 시스템의 레저버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압브레이크 시스템에 관한 것으로, 레저버와 마스터실린더 간의 오일유통을 가능하게 함은 물론, 실린더핀의 이탈을 방지하는 유압브레이크 시스템의 레저버에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유압브레이크 시스템의 레저버에는 오일안내관의 단부에 슬릿으로 형성된 개방부와 상기 개방부 이외의 부분을 막도록 형성된 폐쇄부가 마련됨으로써, 레저버와 마스터실린더 간의 오일유통을 가능하게 함은 물론, 별도의 부재를 사용하지 않고서도 실린더핀이 오일안내관을 통해 이탈되는 것을 방지하는 이점이 있다.

Description

유압브레이크 시스템의 레저버{Reservoir In Hydraulic Brake System}

본 발명은 차량용 유압브레이크 시스템에서 유압을 형성하는 오일을 저장하며 마스터실린더에 결합되는 레저버(reservoir)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레저버에 형성되어 레저버와 마스터실린더 사이의 오일을 유통시키는 오일안내관의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 유압브레이크 시스템은 브레이크 페달을 밟음으로서 발생되는 유압을 전륜과 후륜에 각각 설치되어 있는 유압브레이크 측으로 전달하여 제동력을 발생시키는 장치이다. 이러한 유압브레이크 시스템은 제동유압을 형성하는 배력장치와, 유압 형성을 위한 오일을 저장 보관하는 레저버 및 배력장치와 연동하여 작동되며 휠실린더 측으로 유압을 전달하는 마스터실린더를 구비하여 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배력장치의 전방에 설치되는 통상의 마스터실린더는 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(1)와, 실린더(1) 내부에서 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 제1피스톤(2a) 및 제2피스톤(2b)을 구비한다. 이때, 제1피스톤(2a)과 제2피스톤(2b) 사이의 공간과 제2피스톤(2b)과 실린더(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간은 각각 제1유출공간(3a)과 제2유출공간(3b)을 형성하는데, 각 유출공간(3a,3b)에는 제동작용 해제시 피스톤(2a,2b)의 복귀를 위한 복귀스프링(4)이 마련된다. 또한, 상부와 하부의 실린더(1)에는 마스터실린더 내부로 오일을 공급하기 위한 제1오일입구포트(5a)와제2오일입구포트(5b) 및 유출공간(3a,3b)에서 가압된 오일을 휠실린더(미도시)측으로 전달하는 제1오일출구포트(6a)와 제2오일출구포트(6b)가 각각 형성된다. 이러한 마스터실린더에는 레저버(7)가 결합되는데, 레저버(7)에 마련된 오일안내관(7a)이 마스터실린더의 오일입구포트(5a,5b)에 실링부재(7b)와 함께 끼워짐으로써 마스터실린더와 레저버(7)는 결합된다.

한편, 제2피스톤(2b)의 중간부에는 제2오일입구포트(5b)를 통해 실린더(1) 내부로 유입된 오일이 제2유출공간(3b)으로 보내지기 전에 저장되는 유입공간(3b')이 설치되고, 제2피스톤(2b)의 선단부에는 유입공간(3b')과 제2유출공간(3b)을 연통시키는 연결유로(8)가 형성된다. 이러한 연결유로(8)에는 제2유출공간(3b)으로의 오일공급 여부를 담당하는 센터밸브(9)가 내장되며, 센터밸브(9)는 제2피스톤(2b)을 관통하여 센터밸브(9)의 후방측 실린더(1)에 고정된 실린더핀(1a)과 이격되거나 접하게 됨으로써 작동된다. 좀더 구체적으로 설명하자면, 센터밸브(9)는 그 선단부와 끝단부에 각각 마련된 개폐부재(9a)와 작동핀(9b)을 구비하고, 개폐부재(9a) 전방에 설치된 지지부재(9c)와 개폐부재(9a) 사이에는 지지스프링(9d)이 설치되는데, 제동작용 해제시에 센터밸브(9)의 작동핀(9b)은 실린더핀(1a)에 지지된 상태가 되어 개폐부재(9a)는 지지스프링(9d)을 가압하며 전방측으로 이동하게 된다. 이로써, 센터밸브(9)와 연결유로(8) 사이에는 미세한 틈새가 생기게 되고, 이러한 틈새를 통해 유입공간(3b')의 오일은 제2유출공간(3b)으로 공급된다. 반대로 제동작용시에는 제2피스톤(2b)이 전진되어 실린더핀(1a)과 작동핀(9b)은 이격되고, 지지스프링(9d)에 의해 센터밸브(9)가 후방측으로 이동되며 센터밸브(9)의 개폐부재(9a)가 연결유로(8)로 흐르는 오일의 흐름을 막게 된다. 따라서 유입공간(3b??)으로부터 연결유로(8)를 통한 제2유출공간(3b)으로의 오일공급은 중단되고, 이후에 계속되는 제2피스톤(2b)의 전진으로 제2유출공간(3b) 내부의 오일은 가압되어 휠실린더(미도시) 측으로 토출된다.

이와 같이, 센터밸브(9)와 함께 연결유로(8)의 개폐를 담당하는 실린더핀(1a)은 흔히 제2오일입구포트(5b) 하부의 실린더(1)에 고정되도록 마련되는데, 제2오일입구포트(5b)에 결합되는 레저버(7)의 오일안내관(7a)은 도 2에 도시한 바와 같이, 내부가 중공인 원통형상으로 마련되어 있다. 따라서 이동 중의 충격이나 차량의 진동 등이 실린더핀(1a)에 가해질 경우 실린더핀(1a)은 실린더(1)로부터 오일안내관(7a)을 통해 레저버(7) 측으로 이탈하게 될 우려가 있고, 이럴 경우 실린더핀(1a)은 더 이상 센터밸브(9)를 지지하지 못하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 도 3에 도시한 바와 같이, 마스터실린더의 제2오일입구포트(5b)와 레저버(7)의 오일안내관(7a) 사이에 실린더핀(1a)의 이탈을 방지하기 위한 와셔(1b)를 개재시키는 방법이 사용되고 있다. 그러나 와셔(1b)를 사용하는 경우에는 이에 따른 조립공정이 길어지게 됨은 물론, 와셔(1b) 제작에 따른 원가가 상승되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유압브레이크 시스템에 있어서, 마스터실린더의 오일입구포트와 결합되는 레저버의 오일안내관의 구조를 개선하여 마스터실린더와 레저버 사이의 오일 출입을 가능하게 함은 물론, 와셔가 없이도 오일입구포트 하측의 실린더 내부에 고정된 실린더핀의 이탈을 방지할 수 있는 유압브레이크 시스템의 레저버를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 마스터실린더와 레저버의 결합구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1을 절취선Ⅱ-Ⅱ에 의해 절취한 후 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 3은 개선된 종래의 마스터실린더와 레저버의 결합구조를 확대 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 마스터실린더와 레저버의 결합구조를 나타낸 단면도이다.

도 5는 도 4를 절취선 Ⅲ-Ⅲ에 의해 절취한 후 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 6은 도 4를 절취선 Ⅲ-Ⅲ에 의해 절취한 후 화살표 방향에서 본 단면도로서, 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

28: 제2오일입구포트 60: 실린더핀

72: 제2오일안내관 73: 실링부재

80: 개방부 90: 폐쇄부

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실린더 내부에 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤 내에 형성되는 유입공간과 상기 피스톤 전방에 형성되는 유출공간이 연통되도록 상기 피스톤의 선단부에 형성되는 연결유로와, 상기 연결유로 상에 설치되는 센터밸브와, 상기 피스톤을 관통하여 상기 센터밸브 후방의 상기 실린더에 고정되며 제동작용 전에는 상기 센터밸브와 접하여 상기 연결유로를 개방시키고 제동작용 시에는 상기 센터밸브와 이격되어 상기 연결유로를 폐쇄시키는 실린더핀과, 상기 실린더핀 상단에 마련되는 오일입구포트와, 상기 오일입구포트가 형성된 실린더에 마련되어 상기 오일입구포트와 상기 유입공간을 연통시키는 연통홀을 구비하는 마스터실린더와,

상기 마스터실린더 내부로의 오일 유입 및 유출이 가능하도록 상기 오일입구포트와 결합되는 오일안내관을 구비하는 레저버(reservoir)를 포함하는 유압브레이크 시스템에 있어서,

상기 실린더핀에 대향하는 상기 오일안내관의 일단에는 상기 레저버와 마스터실린더 사이의 오일 유통을 가능하게 하도록 슬릿으로 형성되는 개방부와 상기 슬릿 이외의 부분을 막아 상기 실린더핀이 걸리도록 하는 폐쇄부가 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 개방부의 폭은 상기 실린더핀의 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개방부의 폭이 상기 실린더핀의 직경보다 클 경우 상기 개방부는 상기 오일안내관의 중심으로부터 편심되어 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폐쇄부는 상기 오일안내관 및 레저버(reservoir)와 같은 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 레저버(reservoir)가 적용된 유압브레이크 시스템은 배력장치의 출력축의 작용에 따라 마스터실린더 내부에서 발생된 유압을 휠실린더 측으로 전달함으로써 휠을 제동시키는 장치로, 상기 배력장치와 마스터실린더 및 오일을 저장 보관하는 레저버를 구비하여 이루어진다.

이중 마스터실린더는 도 4에 도시한 바와 같이, 내부가 비어있고 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(10)를 구비하고, 실린더(10)의 내부에는 제1피스톤(21)과 제2피스톤(22)이 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치된다. 이때, 제1피스톤(21)과 제2피스톤(22) 사이의 공간이 제1유출공간(23)을 이루고, 제2피스톤(22)과 실린더(10)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2유출공간(24)을 이루며, 각 유출공간(23,24)에는 제동작용 해제시 각 피스톤(21,22)의 복귀를 위한 복귀스프링(25)이 설치된다. 또한 제2피스톤(22)의 중간부에는 레저버(30)로부터 오일이 유입되는 유입공간(26)이 마련된다.

실린더(10)의 상부에는 레저버(30)를 마스터실린더에 결합시키는 동시에 레저버(30)와 마스터실린더 간의 오일을 유통시키기 위한 제1오일입구포트(27)와 제2오일입구포트(28)가 형성되고, 실린더(10)의 하부에는 제1유출공간(23)과 연통되는 제1오일출구포트(29a) 및 제2유출공간(24)과 연통되는 제2오일출구포트(29b)가 마련되어, 피스톤(21,22)의 작동에 의해 가압된 오일이 이들 오일출구포트(29a,29b)를 통해 휠실린더(미도시) 측으로 흘러나갈 수 있도록 되어있다. 또한, 제1오일입구포트(27)가 설치되는 부위의 실린더(10)에는 제1유출공간(23)과 제1오일입구포트(27) 사이를 연통시키는 제1연통홀(31) 및 제1오일입구포트(27)가 제1피스톤(21)의 외주와 실린더(10) 내주 사이의 공간과 연통되도록 하는 제2연통홀(32)이 마련된다. 그리고 제2오일입구포트(28)가 설치된 부위의 실린더(10)에는 제2오일입구포트(28)가 상기 유입공간(26)과 연통되도록 하는 제3연통홀(33)이 마련된다.

그리고, 상기 제2피스톤(22)의 선단부 내에는 상기 유입공간(26)으로부터 제2유출공간(24)으로의 오일유통을 개폐하는 센터밸브(40)가 마련되는데, 센터밸브(40)는 선단부에 마련된 개폐부재(41)와 끝단부에 마련된 작동핀(42) 및 개폐부재(41)와 작동핀(42) 사이의 몸체부(43)를 구비하고, 개폐부재(41)와 센터밸브(40) 전방에 마련된 지지부재(44) 사이에는 지지스프링(45)이 설치된다. 또한, 제2피스톤(22)의 선단부에는 상기 센터밸브(40)를 수용할 수 있도록 단차에 의해 형성된 연결유로(50)가 마련되며, 연결유로(50)는 개폐부재(41)가 수용되는 제1유로(51)와, 몸체부(43)가 수용되는 제2유로(52) 및 작동핀(42)이 설치되는 제3유로(53)를 구비한다.

연결유로(50) 후방에는 제2피스톤(22)의 유입공간(26)을 관통하여 실린더(10)에 고정된 실린더핀(60)이 설치되고, 실린더핀(60)은 제동작용 해제시 센터밸브(40)의 작동핀(42)을 지지하게 된다. 실린더핀(60)의 지지로 센터밸브(40)는 개폐부재(41)가 전방의 지지스프링(45)을 가압하도록 연결유로(50) 상에서 전방측으로 이동되고, 이로써 개폐부재(41)와 제2유로(52)가 이격되어 연결유로(50)를 통한 오일의 흐름은 개방된다. 그리고 제동작용시에 센터밸브(40)는 제2피스톤(22)과 함께 전방으로 이동되는데, 이런 경우, 실린더핀(60)과 작동핀(42)은 이격되고 지지스프링(45)의 탄성작용에 의해 센터밸브(40)는 연결유로(50) 내에서 후방 측으로 밀리게 된다. 그러면 연결유로(50)를 통한 오일의 흐름은 개폐부재(41)가 제2유로(52)를 막음으로써 폐쇄된다. 연결유로(50)를 통한 오일의 흐름이 차단되고, 이후 계속되는 제2피스톤(22)의 전진으로 제2유출공간(24)의 오일은 가압되어 휠실린더(미도시) 측으로 전달된다.

한편, 마스터실린더 상부의 각 오일입구포트(27,28)에는 유압을 형성하는 오일을 저장 보관하는 레저버(reservoir)(30)가 결합된다. 레저버(30)의 하단에는 이를 위해 마스터실린더 측으로 연장되고 한 쌍으로 마련되는 원통형의 오일안내관(71,72)이 형성되고, 이는 제1오일입구포트(27)에 결합되는 제1오일안내관(71)과 제2오일입구포트(28)에 결합되는 제2오일안내관(72)으로 구별된다. 각 오일안내관(71,72)이 각 오일입구포트(27,28)에 결합됨으로써, 레저버(30)와 마스터실린더는 결합된다. 그리고 각 오일안내관(71,72)과 오일입구포트(27,28)의 사이에는 내부 오일의 밀폐를 위한 실링부재(73)가 개재된다.

오일안내관(71,72)은 오일입구포트(27,28)를 통해 레저버(30)와 마스터실린더 내부의 오일이 유통되도록 하는 것으로, 제1오일안내관(71)의 경우에는 제1오일입구포트(27) 측의 단부가 제1오일안내관(71)의 내경과 같도록 완전히 개방된다. 그러나 도 5에 도시한 바와 같이, 제2오일안내관(72)의 경우에는 제2오일입구포트(28) 측의 단부가 완전히 개방되는 것이 아니라, 반경방향으로 형성된 슬릿으로 마련되는 개방부(80)만 개방되고 상기 개방부(80) 이외의 부분은 폐쇄부(90)에 의해서 막히게 된다.

따라서, 상기 개방부(80)와 폐쇄부(90)로 이루어진 제2오일안내관(72)의 단부는 오일의 유통이 가능하게 함은 물론, 제2오일입구포트(28)가 위치한 실린더(10)에 고정되는 실린더핀(60)의 이탈을 방지하게 된다. 좀더 상세히 설명하자면, 실린더핀(60)은 상기에서 설명한 바와 같이 제2피스톤(22)을 관통하여 제2오일입구포트(28) 하단의 실린더(10)에 고정됨으로써, 제동작용 해제시 센터밸브(40)의 작동핀(42)을 지지하도록 설치되는데, 실린더핀(60)에 외부로부터의 충격이나 차량의 진동 등이 전해질 경우 실린더핀(60)은 제2오일입구포트(28)와 제2오일안내관(72)을 통해 레저버(30) 내부로 이탈될 우려가 있다. 그러나 실린더핀(60)이 제2오일입구포트(28) 내부로 이탈하게 되더라도 실린더핀(60)과 대향하는 제2오일안내관(72)의 일단에는 폐쇄부(90)가 마련되어 있기 때문에 실린더핀(60)은 제2오일안내관(72) 내부로는 들어가지 못하게 된다. 또한, 상기 폐쇄부(90) 사이에는 슬릿으로 마련된 개방부(80)가 형성되어 있어, 상기 개방부(80)를 통해 레저버(30)와 마스터실린더 사이의 오일은 유통된다. 이때, 상기 폐쇄부(90)는 레저버(30) 및 오일안내관(71,72)과 같은 재질의 재료로 형성되고, 상기 개방부(80)는 제2오일안내관(72)의 반경방향으로 형성되되, 그 폭이 실린더핀(60)의 직경보다 작게 형성되어 실린더핀(60)이 보다 확실하게 폐쇄부(90)에 걸리도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1유출공간(23)에는 상기 복귀스프링(25)을 지지하는 리테이너(23a)와 일단부는 상기 제1피스톤(21)의 선단부에 결합되고 타단부는 리테이너(23a)에 이동 가능하도록 결합되는 안내봉(23b)이 설치된다.

다음으로는 본 발명에 따른 레저버가 적용된 유압브레이크 시스템의 작동을 설명한다.

먼저, 브레이크페달(미도시)을 밟기 전에, 레저버(30)에 저장된 오일은 제1오일안내관(71)의 단부를 통해 제1오일입구포트(27) 내부로 유입되고, 제2오일안내관(72)의 단부에 형성된 개방부(80)를 통해 제2오일입구포트(28) 내부로 유입된다. 제1오일입구포트(27)로 전달된 오일은 제1연통홀(31)과 제2연통홀(32)을 통해 각각 제1유출공간(23) 및 제1피스톤(21) 외주로 공급되고, 제2오일입구포트(28)로 공급된 오일은 제3연통홀(33)을 통해 유입공간(26)으로 보내진 후 연결유로(50)를 통해 제2유출공간(24)으로 전달된다. 운전자가 브레이크페달(미도시)을 밟아 배력장치(미도시)의 출력축(미도시)이 마스터실린더의 제1피스톤(21)을 밀게 되면, 제1피스톤(21)과 제2피스톤(22)의 상대운동으로 각 피스톤(21,22)은 복귀스프링(25)을 가압하며 실린더(10) 전방으로 이동하게 된다. 이때, 제1피스톤(21)의 전진으로 제1연통홀(31)이 막히게 되며 제1유출공간(23)이 압축되고, 제2피스톤(22)의 전진으로실린더핀(60)과 센터밸브(40)의 작동핀(42)이 이격되며 연결유로(50)를 통한 오일의 흐름이 폐쇄되어 제2유출공간(24)이 압축된다. 그리고 각 유출공간(23,24)에서 압축된 오일은 각 오일출구포트(29a,29b)를 통해 유압브레이크의 휠실린더(미도시)로 전달됨으로써 휠(미도시)을 제동시킨다. 그리고 제동작용에 따른 배력장치 출력축(미도시)의 해제시에는 각 복귀스프링(25)의 신장에 의해 각 피스톤(21,22)은 원위치로 이동하게 되는데, 이때는, 제1피스톤(21)의 복귀로 인해 제1연통홀(31)이 다시 개방되고, 제2피스톤(22)의 복귀에 의해 센터밸브(40)의 작동핀(42)이 다시 실린더핀(60)에 지지가 됨으로써, 연결유로(50)를 통한 오일의 흐름은 개방된다. 그리고 외부로부터의 충격이나 제동시에 발생되는 진동으로 실린더핀(60)이 정위치로부터 제2오일입구포트(28) 내부로 이탈하는 경우가 발생되더라도 제2오일안내관(72)의 단부에는 상기 폐쇄부(90)가 마련되어 있어 실린더핀(60)이 제2오일안내관(72)을 통해 레저버(30) 내부로 이탈되는 것이 방지된다.

그리고 도 6에는 상기 슬릿으로 마련되는 개방부(81)의 폭이 실린더핀(60)의 직경보다 큰 경우를 대비한 것으로 본 발명에 따른 다른 실시 예를 도시한 것이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 예에 있어서, 개방부(81)는 제2오일안내관(72)의 중심으로부터 편심되도록 마련된다. 따라서 실린더핀(60)의 직경이 개방부(81)의 폭보다 큰 경우에라도 실린더핀(60)은 폐쇄부(91)에 걸리게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압브레이크 시스템의 레저버에는 오일안내관의 단부에 슬릿으로 형성된 개방부와 상기 개방부 이외의 부분을 막도록 형성된 폐쇄부가 마련됨으로써, 레저버와 마스터실린더 간의 오일유통을 가능하게 함은 물론, 별도의 부재를 사용하지 않고서도 실린더핀이 오일안내관을 통해 이탈되는 것을 방지하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 실린더 내부에 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤 내에 형성되는 유입공간과 상기 피스톤 전방에 형성되는 유출공간이 연통되도록 상기 피스톤의 선단부에 형성되는 연결유로와, 상기 연결유로 상에 설치되는 센터밸브와, 상기 피스톤을 관통하여 상기 센터밸브 후방의 상기 실린더에 고정되며 제동작용 전에는 상기 센터밸브와 접하여 상기 연결유로를 개방시키고 제동작용 시에는 상기 센터밸브와 이격되어 상기 연결유로를 폐쇄시키는 실린더핀과, 상기 실린더핀 상단에 마련되는 오일입구포트와, 상기 오일입구포트가 형성된 실린더에 마련되어 상기 오일입구포트와 상기 유입공간을 연통시키는 연통홀을 구비하는 마스터실린더와,

   상기 마스터실린더 내부로의 오일 유입 및 유출이 가능하도록 상기 오일입구포트와 결합되는 오일안내관을 구비하는 레저버(reservoir)를 포함하는 유압브레이크 시스템에 있어서,

   상기 실린더핀에 대향하는 상기 오일안내관의 일단에는 상기 레저버와 마스터실린더 사이의 오일 유통을 가능하게 하도록 슬릿으로 형성되는 개방부와 상기 슬릿 이외의 부분을 막아 상기 실린더핀이 걸리도록 하는 폐쇄부가 마련된 것을 특징으로 하는 유압브레이크 시스템의 레저버(reservoir).
2. 제 1항에 있어서,

   상기 개방부의 폭은 상기 실린더핀의 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로하는 유압브레이크 시스템의 레저버(reservoir).
3. 제 1항에 있어서,

   상기 개방부의 폭이 상기 실린더핀의 직경보다 클 경우 상기 개방부는 상기 오일안내관의 중심으로부터 편심되어 마련된 것을 특징으로 하는 유압브레이크 시스템의 레저버(reservoir).
4. 제 1항에 있어서,

   상기 폐쇄부는 상기 오일안내관 및 레저버(reservoir)와 같은 재질로 마련된 것을 특징으로 하는 유압브레이크 시스템의 레저버(reservoir).