KR100577773B1 - 마스터실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압브레이크 시스템에 적용되는 마스터실린더에 관한 것으로, 센터밸브의 구조를 개선하여 센터밸브의 실링부재의 강성을 보강함은 물론, 센터밸브의 작동이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 마스터실린더를 제공한다.

본 발명에 따른 센터밸브는 실링부재의 내주에 보강부재를 설치한 후 상기 실링부재를 연통부에 형성된 안착부에 압입 고정시킨다. 그리고 밸브몸체를 보강부재 내주에 이동 가능하도록 설치하여 밸브몸체의 일단이 실링부재의 일단과 접하거나 이격됨에 따라 연통부를 통한 오일유통을 개폐한다.

실링부재는 내주에 설치된 보강부재에 의해 그 강성이 보강되며, 보강부재 외주의 체결돌기에 실링부재 내주의 체결홈이 결합됨으로써, 실링부재와 보강부재는 견고히 체결된다. 또한, 센터밸브의 실링부재는 연통부에 고정되고, 밸브몸체만 움직이며 연통부를 개폐시킬 수 있게 되어, 센터밸브의 작동이 보다 원활하게 되는 이점이 있다.

Description

마스터실린더{Master cylinder}

도 1은 종래 마스터실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 마스터실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터실린더의 센터밸브의 구조를 분해도시한 단면도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

50: 연통부 51: 제1수용부

52: 안착부 53: 제2수용부

54: 단턱 61: 밸브몸체

62: 실링부재 62a: 체결홈

63: 머리부 64: 다리부

65: 보강부재 65a: 체결돌기

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로 더욱 상세하게는 마스터실린더 내에 있는 센터밸브의 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 내부에서 발생된 유압을 휠실린더 측으로 전달하는 마스터실린더와, 마스터실린더 상부에 연결되는 오일탱크, 그리고 마스터실린더를 작동시키도록 배력을 형성하는 배력장치 등을 구비하여 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배력장치의 전방에 설치되는 통상의 마스터실린더는 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(1)를 구비하고, 실린더(1) 내부에는 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 제1피스톤(2) 및 제2피스톤(3)이 설치된다. 이때, 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3) 사이의 공간과 제2피스톤(3)과 실린더(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간은 각각 제1액압실(2a)과 제2액압실(3a)을 형성하는데, 각 액압실(2a,3a)에는 제동작용 해제시 피스톤(2,3)의 복귀를 위한 복귀스프링(4)이 마련된다. 또한, 상부와 하부의 실린더(1)에는 마스터실린더 내부로 오일을 공급하기 위한 제1오일입구포트(2b)와 제2오일입구포트(3b) 및 액압실(2a,3a)에서 가압된 오일을 휠실린더(미도시)측으로 전달하는 제1오일출구포트(2c)와 제2오일출구포트(3c)가 각각 형성된다. 이중 오일입구포트(2b,3b)에는 오일탱크(미도시)가 결합된다.

한편, 각 피스톤(2,3)의 중간부에는 오일입구포트(2b,3b)를 통해 실린더(1) 내부로 유입된 오일이 액압실(2a,3a)로 보내지기 전에 저장되는 유입실(2d,3d)이 설치되고, 각 피스톤(2,3)의 선단부에는 유입실(2d,3d)과 액압실(2a,3a)을 연통시 키는 연통부(5)가 형성된다. 이러한 연통부(5)에는 액압실(2a,3a)로의 오일공급 여부를 담당하는 센터밸브(6)가 내장되며, 센터밸브(6)는 피스톤(2,3)의 유입실(2a,3a)을 관통하여 실린더(1)에 고정된 실린더핀(7)과 이격되거나 접하게 됨으로써 작동된다.

센터밸브(6)는 밸브몸체(6b)와, 밸브몸체(6b)의 전방측 단부에 끼워지는 탄성재질의 실링부재(6a)를 및 밸브몸체(6b)의 후방측 단부에 마련되어 상기 실린더핀(7)과 접할 수 있도록 마련된 지지부(6c)를 구비하여 이루어진다. 그리고 이러한 센터밸브(6)가 수용되는 연통부(5)는 실부링재(6a)측을 수용하는 제1수용부(5a)와, 실링부재(6a)를 제외한 나머지 부분의 센터밸브(6)를 수용하는 제2수용부(5b)로 이루어지며, 제2수용부(5b)의 직경은 제1수용부(5a)의 직경보다 소정크기 작게 형성된다. 또한, 실링부재(6a)가 수용되는 제1수용부(5a)에는 실링부재(6a) 전방에서 센터밸브(6)를 탄력 지지하는 탄성부재(6d)가 설치된다.

센터밸브(6)는 피스톤(2,3)이 진퇴함에 따라 그 지지부(6c)가 실린더핀(7)과 접하거나 떨어지게 되는데, 이러한 지지부(6c)와 실린더핀(7)의 접촉여부에 따라 센터밸브(6)의 실링부재(6a)는 전방에 설치된 탄성부재(6d)의 작용에 의해 제2수용부(5b)를 개폐시킨다. 연통부(5)를 통한 오일의 유통여부는 이러한 제2수용부(5b)의 개폐에 의해 결정된다. 즉, 제동작용시 피스톤(2,3)이 실린더(1)의 막혀있는 단부 측으로 이동하게 되면, 피스톤(2,3) 선단부의 연통부(5)에 수용된 센터밸브(6)가 피스톤(2,3)과 함께 이동되며 밸브몸체(6b)에 후단에 형성된 지지부(6c)는 실린더핀(7)과 이격된다. 지지부(6c)가 실린더핀(7)에 지지되지 않는 상태에서는 센터 밸브(6) 전방의 탄성부재(6d)의 탄성작용에 의해 센터밸브(6)는 연통부(5) 내에서 후방측으로 이동하게 되고, 이에 따라 실링부재(6a)가 제2수용부(5b)를 막아 연통부(5)를 통해 액압실(2a,3a)로 공급되던 오일의 흐름은 차단된다. 그리고 제동작용이 해제되면, 피스톤(2,3)이 복귀스프링(4)에 의해 원위치로 복귀되고, 센터밸브(6)의 지지부(6c)는 실린더핀(7)과 접하게 된다. 그러면, 센터밸브(6)는 전방의 탄성부재(6d)를 가압하며 연통부(5) 내에서 전방으로 이동하게 되고, 이에 따라 실링부재(6a)가 제2수용부(5b)를 개방시켜 연통부(5)를 통한 오일의 흐름은 재개된다.

센터밸브(6)의 실링부재(6a)에 의해 액압실(2a,3a)이 밀폐된 상태에서, 피스톤(2,3)이 계속 전진되면, 각 액압실(2a,3a)의 오일은 압축되며 각 오일출구포트(2c,3c)를 통해 휠실린더(미도시)로 전달된다. 그러나 피스톤(2,3)이 전진되면 전진될수록 액압실(2a,3a)의 압력은 상승하게 되고, 이렇게 상승된 액압실(2a,3a)의 압력은 연통부(5)를 통해 센터밸브(6)의 실링부재(6a)로 전달된다. 그러면 실링부재(6a)는 제2수용부(5b)를 막고 있는 상태에서 제1수용부(5a) 전방의 제1수용부(5a) 끝단측으로 무리하게 가압된다. 더욱이, 실링부재(6a)는 강성이 약한 탄성재질로 마련되기 때문에, 반복되는 제동작용에 따라 계속적으로 실링부재(6a)에 무리한 압력이 가해질 경우 실링부재(6a)는 파손될 우려가 있으며, 이러한 실링부재(6a)의 파손은 액압실(2a,3a)의 밀폐를 어렵게 만들어 마스터실린더의 전체적인 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이 된다.

또한, 센터밸브(6)는 실링부재(6a)가 밸브몸체(6b)에 끼워진 상태로 연통부(5) 내에서 진퇴하도록 되어 있기 때문에, 밸브몸체(6b)의 무게는 실링부재(6a)의 무게만큼 증가된 셈이 된다. 따라서 센터밸브(6)는 증가된 실링부재(6a)의 무게에 의해 그 작동이 어느 정도 둔화되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마스터실린더의 센터밸브의 구조를 개선하여 실링부재의 강성을 보강하고, 센터밸브의 작동이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 마스터실린더를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오일입구포트와 오일출구포트가 마련된 실린더, 상기 실린더 내부에서 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤, 상기 오일출구포트와 연통되도록 상기 피스톤 전방에 형성된 액압실, 상기 오일입구포트와 연통되도록 상기 피스톤 내부에 마련된 유입실, 상기 유입실을 관통하여 상기 실린더에 고정되는 실린더핀, 상기 유입실과 액압실 사이의 오일유통이 가능하도록 상기 피스톤 선단부에 형성된 연통부, 상기 연통부를 개폐시키도록 상기 연통부 내부에 마련되는 센터밸브를 구비한 마스터실린더에 있어서,

상기 센터밸브는 상기 연통부의 내주에 고정되는 실링부재와, 상기 실링부재의 강성을 보강하도록 상기 실링부재의 내주에 결합되는 링형상의 보강부재와, 상기 보강부재를 통한 오일의 유통을 개폐하도록 상기 보강부재 내주에 이동 가능하도록 체결되는 밸브몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 밸브몸체는 상기 보강부재를 관통하여 상기 실린더핀 측으로 마 련되는 다리부와, 상기 액압실측 다리부의 단부로부터 방사상으로 연장되어 상기 밸브몸체가 상기 실린더핀측으로 이동할 때 상기 실링부재에 걸리도록 하는 머리부를 구비하고,

상기 연통부는 상기 머리부측을 수용하는 제1수용부와, 상기 다리부측을 수용하는 제2수용부와, 상기 제1수용부와 제2수용부 사이에 마련되고 상기 실링부재가 상기 제1수용부를 통해 압입된 후 고정되도록 단턱에 의해 형성된 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강부재 내주의 직경은 상기 다리부의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강부재의 외주에는 외측으로 돌출된 체결돌기가 형성되고, 이와 대응하는 상기 실링부재의 내주에는 내측으로 함몰된 체결홈이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재 외주의 직경은 상기 안착부의 직경보다 소정크기 크게 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 마스터실린더는 도 2에 도시한 바와 같이, 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(10)를 구비하며, 실린더(10) 내부에는 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30)이 상호 상대운동이 가능하도록 이격되게 설치된다. 이때, 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30) 사이의 공간이 제1액압실(21)을 형성하고, 제2피스톤(30)과 실린 더(10)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2액압실(31)을 이루는데, 각 액압실(21,31)에는 제동작용 해제시 피스톤(20,30)의 복귀를 위한 복귀스프링(40)이 마련된다. 또한, 실린더(10)의 상부에는 오일탱크로부터 마스터실린더 내부로 오일을 공급하기 위한 제1오일입구포트(22)와 제2오일입구포트(32)가 형성되고, 실린더(10)의 하부에는 액압실(21,31)에서 가압된 오일을 휠실린더(미도시)측으로 전달하기 위한 제1오일출구포트(23,)와 제2오일출구포트(33)가 각각 마련된다.

한편, 각 피스톤(20,30)의 중간부에는 오일입구포트(22,32)를 통해 실린더(10) 내부로 유입된 오일이 액압실(21,31)로 보내지기 전에 저장되는 제1유입실(24)과 제2유입실(34)이 각각 설치되고, 각 피스톤(20,30)의 선단부에는 유입실(21,31)과 액압실(24,34)을 연통시키는 연통부(50)가 형성된다. 이러한 연통부(50)에는 액압실(21,31)로의 오일공급 여부를 담당하는 센터밸브(60)가 내장되며, 센터밸브(60)는 피스톤(20,30)의 유입실(24,34)을 관통하여 실린더(10)에 고정된 실린더핀(70)과 이격되거나 접하게 됨으로써 작동된다.

상기 센터밸브(60)는 밸브몸체(61)와 실링부재(62)를 구비하여 이루어지며, 이중 실링부재(62)는 탄성재질로 마련되는 링형상의 부재로써, 그 외주가 연통부(50)의 일측 내주에 압입 고정된다. 이러한 실링부재(62)의 내주에는 밸브몸체(61)가 이동 가능하도록 결합되는데, 밸브몸체(61)는 일단의 머리부(63)와 타단의 다리부(64)가 일체를 이루며 형성된다. 상기 다리부(64)는 실링부재(62)의 내주에 끼워져 결합되고, 상기 머리부(63)는 실링부재(62) 전방측 다리부(64)의 일단으로부터 방사상으로 연장된다. 이때, 상기 머리부(63)는 실링부재(62)의 선단부를 덮을 수 있는 크기로 연장된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 센터밸브(60)를 수용하는 연통부(50)는 밸브몸체(61)의 머리부(63)측을 수용하도록 마련된 제1수용부(51)와, 다리부(64)측을 수용하도록 형성된 제2수용부(53)가 서로 통하도록 연결되어 마련된다. 이때, 제1수용부(51)는 그 직경이 제2수용부(53)의 직경보다 더 크게 확장되어 있으며, 제1수용부(51)와 제2수용부(53)의 연결부에는 상기 실링부재(62)를 압입해서 고정하기 위한 안착부(52)가 마련된다. 상기 안착부(52)의 직경은 상기 제2수용부(53)보다는 크고 제1수용부(51)보다는 작게 마련되어 있어, 상기 연통부(50)는 제1수용부(51)로부터 제2수용부(53)까지 그 직경이 단계적으로 줄어들도록 각각의 연결부에 단턱(54)이 형성된다. 상기 단턱(54)에 의해 상기 실링부재(62)는 상기 제1수용부(51)를 통해 상기 안착부(52)에 압입된 후 상기 안착부(52)에 고정된다. 또한, 탄성재질로 마련되는 실링부재(62)는 외력을 가하여 그 외주의 직경이 줄어들도록 압착된 상태에서 안착부(52)의 내주에 밀착되도록 결합된 후 외력을 제거하여 실링부재(62)의 자체 탄성에 의해 안착부(52)에 압입 고정되는데, 안착부(52)의 직경은 이를 감안하여 실링부재(62) 외주의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 탄성을 갖도록 고무재질로 마련되는 실링부재(62)는 강성이 약하기 때문에 실링부재(62)와 밸브몸체(61) 다리부(64) 사이의 실링부재(62) 내주에는 실링부재(62)의 강성을 보강하기 위한 보강부재(65)가 체결된다. 이러한 보강부재(65)는 실링부재(62)와 같이 링형상으로 마련되는데, 실링부재(62)는 보강부재(65)의 외부 전체를 감싸도록 마련되며, 두 부재(62,65)의 강력한 결합을 위해 보강부재(65)의 외주에는 외측으로 돌출된 체결돌기(65a)가 형성되고, 체결돌기(65a)에 대응하는 실링부재(62)의 내주에는 체결돌기(65a)가 끼워지도록 내측으로 함몰된 체결홈(62a)이 마련된다. 그리고 보강부재(65) 내주의 직경은 보강부재(65)에 체결되는 상기 밸브몸체(61) 다리부(64)의 직경보다 크게 형성되어 있어, 유입실(24,34)과 액압실(21,31) 사이의 오일유통은 보강부재(65)와 다리부(64) 사이의 공간을 통해 가능하게 된다.

이와 같은 센터밸브(60)는 피스톤(20,30)의 움직임에 따라 연통부(50) 내에서 진퇴운동하며 연통부(50)를 통한 오일의 흐름을 개폐하는데, 센터밸브(60)의 작동은 상기 실린더핀(70)과 후술할 탄성부재(66)에 의해 이루어진다. 제동작용 해제시에는 밸브몸체(61)의 다리부(64)가 실린더핀(70)에 지지가 되기 때문에, 다리부(64)와 일체로 형성된 머리부(65)는 제1수용부(51) 내에서 전방측으로 이동하며 실링부재(62)로부터 이격되어 보강부재(65)와 다리부(64) 사이의 공간을 통한 오일의 유통은 가능하게 된다. 이때, 제1수용부(51)에는 상기 머리부(63)의 전방에서 밸브몸체(61)를 실린더핀(70) 측으로 탄력 지지하는 탄성부재(66)가 설치되어 있어, 밸브몸체(61)가 전방으로 이동하는 동시에 머리부(63)는 상기 탄성부재(66)를 가압하게 된다. 그리고 제동작용시에는 배력장치의 출력축(미도시)에 의해 각 피스톤(20,30)은 실린더(10)의 막혀있는 단부측으로 이동하게 되는데, 이에 따라 연통부(50) 내부에 수용된 센터밸브(60) 역시 피스톤(20,30)과 함께 이동하게 된다. 피스톤(20,30)의 이동으로 밸브몸체(61)의 다리부(64)는 실린더(10)에 고정되어 있는 실린더핀(70)으로부터 이격되고, 동시에 가압되어 있던 탄성부재(66)가 신 장되며 밸브몸체(61)는 연통부(50) 내에서 후방측으로 밀리게 되며, 밸브몸체(61)의 머리부(63)는 실링부재(62)와 접하게 되어 보강부재(65)와 밸브몸체(61) 다리부(64) 사이의 공간을 통한 오일의 유통을 차단시킨다.

다음은 본 발명에 따른 마스터실린더의 동작에 대해 설명한다.

자동차를 제동시키기 위해 운전자가 브레이크페달(미도시)을 밟아 배력장치의 출력축(미도시)이 마스터실린더의 내측방향으로 전진을 하게 되면 배력장치와 연결되어 있는 제1피스톤(20)이 전진을 하게 되고, 제1피스톤(20)과 상대운동을 하는 제2피스톤(30)도 제1피스톤(20)의 전진과 함께 실린더(10)의 막혀있는 단부측으로 움직이게 된다. 피스톤(20,30)의 이동에 의해 밸브몸체(61)의 다리부(64)는 실린더핀(70)과 이격되는데, 실린더(10) 내에서의 센터밸브(60)는 피스톤(20,30)과 함께 전방측으로 이동되지만, 밸브몸체(61)가 실린더핀(70)에 지지되지 못하는 상태에서는 가압되어 있던 탄성부재(66)가 신장되며 밸브몸체(61)를 후방측으로 밀게 되기 때문에, 연통부(50) 내에서의 밸브몸체(61)는 후방측으로 이동하게 된다. 이에 따라, 밸브몸체(61)의 머리부(63)가 실링부재(62)를 막게 되어 연통부(50)를 통한 액압실(21,31)과 유입실(24,34) 사이의 오일유통은 차단된다. 이후 계속되는 피스톤(20,30)의 전진으로 액압실(21,31)의 오일은 각 오일출구포트(23,33)를 통해 휠실린더(미도시) 측으로 전달되도록 가압된다. 이때, 액압실(21,31)의 오일이 가압되면서 밸브몸체(61)의 머리부(63)는 실링부재(62)와 더욱 강하게 밀착하게 되어 실링부재(62)에는 큰 힘이 전달되지만, 실링부재(62)는 그 내부에 마련된 상기 보강부재(65)에 의해 강성이 보강되기 때문에 파손될 우려가 없다. 그리고 제동작용 이 해제되어 복귀스프링(40)에 의해 각 피스톤(20,30)이 원위치로 복귀되면, 밸브몸체(61)의 다리부(64)는 다시 실린더핀(70)에 지지된다. 실린더핀(70)에 지지된 상태의 밸브몸체(61)가 다시 연통부(50) 내에서 탄성부재(66)를 가압하며 전방으로 이동되기 때문에 밸브몸체(61)의 머리부(63)와 실링부재(62)는 이격되고, 보강부재(65)와 다리부(64) 사이로의 오일유통은 재개된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 센터밸브(60)는 실링부재(62)가 고정된 채 밸브몸체(61)만 작동되며 연통부(50)를 통한 오일의 유통을 개폐하기 때문에 실링부재(62)와 밸브몸체(61)가 함께 작동되는 것에 비해 보다 원활하게 작동하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스터실린더는 실링부재 내부에 마련되는 보강부재에 의해 실링부재의 강성이 보강되고, 실링부재는 피스톤의 안착부에 압입고정 시키고 밸브몸체만을 유동시켜 액압실을 밀폐하기 때문에, 센터밸브의 작동이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 오일입구포트와 오일출구포트가 마련된 실린더, 상기 실린더 내부에서 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤, 상기 오일출구포트와 연통되도록 상기 피스톤 전방에 형성된 액압실, 상기 오일입구포트와 연통되도록 상기 피스톤 내부에 마련된 유입실, 상기 유입실을 관통하여 상기 실린더에 고정되는 실린더핀, 상기 유입실과 액압실 사이의 오일유통이 가능하도록 상기 피스톤 선단부에 형성된 연통부, 상기 연통부를 개폐시키도록 상기 연통부 내부에 마련되는 센터밸브를 구비한 마스터실린더에 있어서,

   상기 센터밸브는 상기 연통부의 내주에 고정되는 실링부재와, 상기 실링부재의 강성을 보강하도록 상기 실링부재의 내주에 결합되는 링형상의 보강부재와, 상기 보강부재를 통한 오일의 유통을 개폐하도록 상기 보강부재 내주에 이동 가능하도록 체결되는 밸브몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브몸체는 상기 보강부재를 관통하여 상기 실린더핀 측으로 마련되는 다리부와, 상기 액압실측 다리부의 단부로부터 방사상으로 연장되어 상기 밸브몸체가 상기 실린더핀측으로 이동할 때 상기 실링부재에 걸리도록 하는 머리부를 구비하고,

   상기 연통부는 상기 머리부측을 수용하는 제1수용부와, 상기 다리부측을 수 용하는 제2수용부와, 상기 제1수용부와 제2수용부 사이에 마련되고 상기 실링부재가 상기 제1수용부를 통해 압입된 후 고정되도록 단턱에 의해 형성된 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 보강부재 내주의 직경은 상기 다리부의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 보강부재의 외주에는 외측으로 돌출된 체결돌기가 형성되고, 이와 대응하는 상기 실링부재의 내주에는 내측으로 함몰된 체결홈이 마련된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 실링부재 외주의 직경은 상기 안착부의 직경보다 소정크기 크게 마련된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.

Images