KR100559886B1 - 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조에 관한 것으로, 휠실린더바디(61)의 내부공간 중 피스톤(63)사이에 형성되는 중앙챔버(61a) 및 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)의 결합홈(63a)사이에 형성되는 피스톤챔버(61b)를 연통하도록 상기 피스톤(63)에 형성되는 오일통로(63b)와, 상기 결합홈(63a)을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 결합홈(63a)의 양측면 중 중앙챔버(61a)로부터 멀리 이격된 일측면(63c)에 일단이 고정되도록 설치되는 다수개의 압축스프링(67)과, 상기 압축스프링(67)을 감싸도록 결합홈(63a)내에 배치되면서 그 외주면에 상기 휠실린더바디(61)의 내주면과 연접되도록 설치되는 실부재(68)와, 상기 결합홈(63a)내에 배치되면서 일면이 상기 압축스프링(67)과는 결합되고 상기 실부재(68)와는 연접되도록 설치되는 플레이트부재(69)로 구성되어져, 상기 실부재(68)가 플레이트부재(69)로부터 균일한 압축력을 전달받아 균일한 형상으로 변형됨으로써, 기밀성능이 향상되고 이에 따라 오일의 누유가 최대한 예방되도록 된 것이다.

Description

휠실린더바디와 피스톤의 실링구조{sealing structure of wheel cylinder body and piston}

도 1은 일반적인 드럼브레이크의 분리사시도,

도 2는 드럼브레이크의 휠실린더를 설명하기 위한 구성도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조를 설명하기 위한 종단면도 및 분리사사도,

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 실링구조의 작동상태를 보여주기 위한 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

60 - 휠실린더 61 - 휠실린더바디

61a - 중앙챔버 61b - 피스톤챔버

62 - 인장스프링 63 - 피스톤

63a - 결합홈 63b - 오일통로

63c - 일측면 63d - 안내홈

67 - 압축스프링 68 - 실부재

69 - 플레이트부재 69a - 안내돌기

본 발명은 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조에 관한 것으로, 특히 휠실린더바디와 피스톤사이에 존재하는 갭(gap)을 최소화시켜 브레이크오일의 누유를 최대한 예방할 수 있도록 하는 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 제동장치(Brake System)는 주행시 사용하는 주브레이크와 주차시 사용하는 주차브레이크로 분류되고, 상기 주브레이크는 브레이크페달의 조작의 조작시 발생된 유압을 이용해 제동력을 발생시키는 유압식 브레이크와, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하는 배력식 브레이크 및, 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키는 공기브레이크로 분류되며, 상기 유압식 브레이크에는 휠과 일체가 되어 회전하는 브레이크드럼에 라이닝을 부착한 브레이크슈를 안쪽으로부터 압착하여 제동력을 발생시키는 드럼브레이크가 있다.

상기와 같은 드럼브레이크의 일반적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 휠허브에 볼트를 매개로 설치되어 바퀴와 함께 회전하는 브레이크드럼(10)과, 차축에 고정되는 백플레이트(20)와, 상기 백플레이트(20)의 전면에 설치되는 주철재질의 리딩슈(30) 및 트레일링슈(40)와, 상기 슈(30,40)의 외측표면에 부착되어 상기 브레이크드럼(10)과 직접 접촉되면서 브레이크드럼(10)의 회전을 멈추고 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 주는 마찰재인 라이닝(50) 및, 마스터실린더에서 발생된 유압을 매개로 상기 슈(30,40)를 브레이크드럼(10)에 압착시키도록 하는 휠실린더(60)등으로 구성된다.

여기서, 상기 휠실린더(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 브레이크오일을 공급받는 휠실린더바디(61)와, 상기 휠실린더바디(61)의 내부에서 인장스프링(62)을 매개로 결합되어 유압의 힘을 이용해 상기 휠실린더바디(61)의 양측방향으로 직선운동이 가능하도록 설치되는 한 쌍의 피스톤(63)과, 상기 피스톤(63)의 외주면에서 원주방향으로 형성된 결합홈(63a)내에 끼워지면서 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이에 형성된 갭(gap)을 밀봉시키는 실부재(64)와, 상기 피스톤(63)에 선단 및 휠실린더바디(61)의 양측면에 결합되면서 상기 휠실린더바디(61)를 밀봉시키는 더스트커버(65)로 구성된다.

따라서, 운전자가 주행중인 차량의 브레이크페달을 밟아주게 되면 마스터실린더에서 발생된 유압이 휠실린더(60)로 전달되고, 이 휠실린더(60)내의 피스톤(63)이 유압의 힘을 전달받아 직선운동함에 따라 리딩슈(30) 및 트레일링슈(40)가 바퀴와 더불어 회전되는 브레이크드럼(10)으로 순간적으로 이동되는 바, 이때 상기 슈(30,40)의 외측면에 부착된 브레이크라이닝(50)이 브레이크드럼(10)에 압착되어 마찰력을 이용해 상기 브레이크드럼(10)의 회전을 멈추게 함으로써 제동이 이루어지게 된다.

한편, 상기 피스톤(63)이 유압의 힘에 의해 직선이동할 때 상기 실부재(64)는 피스톤(63)에 의해 압축되면서 외형이 반경반향으로 확장되게 되고, 이와 같은 변형을 통해 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이에 형성된 갭(gap)을 밀폐시키게 된다.

그러나, 상기의 실부재(64)는 단순히 피스톤(63)의 압축력만을 전달받아 변 형되기 때문에 반경반향으로 확장되는 변형에 한계가 있게 되고, 또한 변형된 형상이 불균일하여 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이에 형성된 갭(gap)을 효과적으로 밀폐시키지 못한다는 문제점이 있었다.

또한, 상기의 실부재(64)는 브레이크오일의 액압이 계속적으로 증가하여 피스톤(63)으로부터 전달받는 압축력이 커지게 되면 실링기능을 상실할 정도로 과다 변형되어 상기 갭을 밀폐시키지 못하게 되는 문제점도 있었다.

상기와 같이 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이에 형성된 갭을 밀폐시키지 못하게 되면, 결국 브레이크오일의 누유현상이 발생하게 되고 이는 전체적으로 브레이크시스템의 품질을 저하시키는 원인으로도 발전하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 휠실린더바디와 피스톤사이의 기밀을 유지시키는 실링구조를 개선하여 브레이크오일의 누유를 최대한 예방할 수 있도록 하고 더불어 브레이크시스템의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실링구조는, 휠실린더바디의 내부공간 중 피스톤사이에 형성되는 중앙챔버 및 상기 휠실린더바디와 피스톤의 결합홈사이에 형성되는 피스톤챔버를 연통하도록 상기 피스톤에 형성되는 오일통로와, 상기 결합홈을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 결합홈의 양측면 중 중앙챔버로부터 멀리 이격된 일측면에 일단이 고정되도록 설치되는 다수개의 압축스프링과, 상기 압축스프링을 감싸도록 결합홈내에 배치되면서 그 외주면에 상기 휠실린더바 디의 내주면과 연접되도록 설치되는 실부재와, 상기 결합홈내에 배치되면서 일면이 상기 압축스프링과는 결합되고 상기 실부재와는 연접되도록 설치되는 플레이트부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조를 설명하기 위한 종단면도 및 분리사사도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 드럼브레이크를 구성하는 휠실린더(60)의 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이의 갭(gap)을 최대한 밀폐시켜 브레이크오일의 누유현상을 최소화시키는 것에 그 특징이 있다.

즉, 드럼브레이크의 휠실린더(60)는 도 2를 참조로 전술하였던 바와 같이 브레이크오일을 공급받는 휠실린더바디(61)와, 상기 휠실린더바디(61)의 내부에서 인장스프링(62)을 매개로 결합되어 유압의 힘을 이용해 상기 휠실린더바디(61)의 양측방향으로 직선운동이 가능하도록 설치되는 한 쌍의 피스톤(63)과, 상기 피스톤(63)에 선단 및 휠실린더바디(61)의 양측면에 결합되면서 상기 휠실린더바디(61)를 밀봉시키는 더스트커버(65)로 구성된다.

여기서, 상기 피스톤(63)의 외주면에는 원주방향으로의 결합홈(63a)이 형성된다.

한편, 본 발명에 따라 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이에 형성된 갭(gap)을 밀폐시켜 주기 위한 실링구조는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 휠실린더바디(61)의 내부공간 중 피스톤(63)사이에 형성되는 중앙챔버(61a) 및 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)의 결합홈(63a)사이에 형성되는 피스톤챔버(61b)를 연통하도록 상기 피스톤(63)에 형성되는 오일통로(63b)와, 상기 결합홈(63a)을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 결합홈(63a)의 양측면 중 중앙챔버(61a)로부터 멀리 이격된 일측면(63c)에 일단이 고정되도록 설치되는 다수개의 압축스프링(67)과, 상기 압축스프링(67)을 감싸도록 결합홈(63a)내에 배치되면서 그 외주면에 상기 휠실린더바디(61)의 내주면과 연접되도록 설치되는 원통형의 실부재(68)와, 상기 결합홈(63a)내에 배치되면서 일면이 상기 압축스프링(67)과는 결합되고 상기 실부재(68)와는 연접되도록 설치되는 도우넛 형상의 플레이트부재(69)를 갖춤으로써 구성되어 진다.

여기서, 상기 피스톤챔버(61b)로 연통되는 오일통로(63b)의 일단은 상기 실부재(68)가 변형되지 않은 상태에서 상기 실부재(68)와 플레이트부재(69)에 의해 감싸여지지 않는 결합홈(63a)의 나머지의 구간으로 연통되는 구조를 갖는다.

즉, 도 3에 도시된 실부재(68)는 유압의 힘을 전달받지 않은 상태이므로 외형이 변하지 않은 상태이며, 이와 같은 상태에서 상기 피스톤챔버(61b)로 연통되는 오일통로(63b)의 일단은 플레이트부재(69)를 기준으로 결합홈(63a)의 좌측공간으로 연통되게 형성된다.

그리고, 상기 휠실린더바디(61)의 중앙챔버(61a)로 연통되는 오일통로(63b)의 타단은 인장스프링(62)과 연접하는 피스톤(63)의 중앙부를 통해 연통되는 구조 를 갖게 된다.

또한, 본 발명의 실링구조는 피스톤(63)에 형성되는 다수개의 안내홈(63d) 및 상기 플레이트부재(69)에 형성되는 다수개의 안내돌기(69a)를 더 포함하여 구성된다.

즉, 상기 안내홈(63d)은 결합홈(63a)의 일측면(63c)에서부터 피스톤(63)의 작동방향과 동일한 방향성을 갖도록 피스톤(63)내에 형성되며, 바람직하게는 도시된 바와 같이 상기 결합홈(63a)을 따라 등간격으로서 배치되게 형성된다.

이에 따라, 상기 압축스프링(67)의 일단은 상기 안내홈(63d)를 포함하도록 설치되어지게 된다.

그리고, 상기의 안내돌기(69a)는 압축스프링(67)과 결합되는 상기 플레이트부재(69)의 일면에서 직교되는 방향으로 돌출 형성되며, 그 선단은 상기 압축스프링(67)을 관통하여 상기 안내홈(63d)내에 삽입됨으로써 배치되고, 또한 압축스프링(67)의 신축작동시 상기 안내홈(63d)을 따라 직선운동 가능하도록 설치되어 진다.

이하, 본 발명에 따른 실링구조의 작동과정을 도 3 내지 도 7을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 운전자가 주행중인 차량의 브레이크페달을 밟아주게 되면 마스터실린더에서 발생된 유압은 휠실린더바디(61)의 중앙챔버(61a)로 유입되어지고, 상기 중앙챔버(61a)로 유입된 유압은 오일통로(63d)를 통해 피스톤챔버(61b)로 신속하게 이동되어 진다.

이에 따라, 피스톤(63)이 직선이동되기 전에 먼저 플레이트부재(69)가 도 5에 도시된 바와 같이 직선이동되어 지며, 상기 플레이트부재(69)의 직선이동에 의해 압축스프링(67)이 압축되고 실부재(68)는 반경방향으로 확장되는 변형이 이루어지게 된다.

이와 같이, 플레이트부재(69)의 압축력을 전달받아 변형되는 실부재(68)는 상기 플레이트부재(69)로부터 균일한 힘을 전달받기 때문에 반경방향으로 더 많은 변형이 이루어질 수 있게 되고, 또한 변형된 형상도 균일하게 유지되는 잇점이 있게 된다.

상기와 같은 실부재(68)의 잇점은 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이에 형성된 갭(gap)을 최대한 밀폐시키는 장점으로 발전하게 되며, 이에 따라 휠실린더(60)는 전체적으로 기밀성능이 향상되면서 오일의 누유가 최대한 예방되는 잇점이 있게 된다.

또한, 본 발명의 실부재(68)는 브레이크오일의 액압이 계속적으로 증가하더라도 플레이트부재(69)에 의해 균일한 형상으로 변형되기 때문에 실링기능을 상실할 정도의 과다한 변형은 발생되지 않게 된다.

한편, 실부재(68)의 변형에 의해 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)사이의 기밀이 유지되면, 이와 동시에 피스톤(63)도 유압의 힘을 전달받아 도 6에 도시된 바와 같이 직선운동을 하게 되고, 이에 따라 리딩슈(30) 및 트레일링슈(40)는 바퀴와 더불어 회전되는 브레이크드럼(10)으로 순간적으로 이동되며, 이에 따라 브레이크라이닝(50)이 브레이크드럼(10)에 압착됨으로써 상기 브레이크드럼(10)은 회전을 멈추게 되고 이로 인해 차량은 제동이 이루어지게 된다.

그리고, 차량의 제동종료 후 운전자가 브레이크페달에 가하고 있던 답력을 제거하여 주게되면, 플레이트부재(69)에 가해지고 있던 유압이 먼저 해제되면서 상기 플레이트부재(69)와 압축스프링(67)은 도 7에 도시된 바와 같이 원래의 위치로 복귀되고 동시에 외형이 변형된 실부재(68)도 원래의 형상으로 복원되어 다음번의 작동을 준비하게 된다.

또한, 상기 플레이트부재(69)의 복귀종료 후 계속해서 중앙챔버(61a)내의 유압이 해제되면 직선이동 되었던 피스톤(63)도 인장스프링(62)의 복원력에 의해 원래의 위치로 복귀하여 도 3에 도시된 최초의 상태를 유지하면서 다음번의 제동시 작동에 대비하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 실링구조는, 휠실린더바디와 피스톤사이에 형성된 갭을 밀폐시키는 실부재가 플레이트부재로부터 균일한 압축력을 전달받아 균일한 형상으로 변형됨으로써, 기밀성능이 향상되고 오일의 누유가 최대한 예방되는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 휠실린더바디(61)의 내부공간 중 피스톤(63)사이에 형성되는 중앙챔버(61a) 및 상기 휠실린더바디(61)와 피스톤(63)의 결합홈(63a)사이에 형성되는 피스톤챔버(61b)를 연통하도록 상기 피스톤(63)에 형성되는 오일통로(63b)와,

   상기 결합홈(63a)을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 결합홈(63a)의 양측면 중 중앙챔버(61a)로부터 멀리 이격된 일측면(63c)에 일단이 고정되도록 설치되는 다수개의 압축스프링(67)과,

   상기 압축스프링(67)을 감싸도록 결합홈(63a)내에 배치되면서 그 외주면에 상기 휠실린더바디(61)의 내주면과 연접되도록 설치되는 실부재(68)와,

   상기 결합홈(63a)내에 배치되면서 일면이 상기 압축스프링(67)과는 결합되고 상기 실부재(68)와는 연접되도록 설치되는 플레이트부재(69)로 구성되는 한편;

   상기 피스톤챔버(61b)로 연통되는 오일통로(63b)의 일단은 상기 실부재(68)가 변형되지 않은 상태에서 상기 실부재(68)와 플레이트부재(69)에 의해 감싸여지지 않는 결합홈(63a)의 나머지의 구간으로 연통되도록 형성됨과 더불어;

   상기 피스톤(63)에는 결합홈(63a)의 일측면(63c)에서부터 피스톤(63)의 작동방향과 동일한 방향성을 갖는 다수개의 안내홈(63d)이 더 형성되고, 상기 플레이트부재(69)의 일면에는 상기 안내홈(63d)을 따라 직선이동하는 안내돌기(69a)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 휠실린더바디와 피스톤의 실링구조.
2. 삭제
3. 삭제

Images