KR100636360B1 - 포켓형 마스터 실린더 - Google Patents

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KR100636360B1
KR100636360B1 KR1020050064141A KR20050064141A KR100636360B1 KR 100636360 B1 KR100636360 B1 KR 100636360B1 KR 1020050064141 A KR1020050064141 A KR 1020050064141A KR 20050064141 A KR20050064141 A KR 20050064141A KR 100636360 B1 KR100636360 B1 KR 100636360B1
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김종형
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 마스터 실린더에 관한 것으로서, 특히 내부하우징과 외부하우징을 동심원상에 배치하여 두 개의 챔버를 포켓식으로 형성함으로써 마스터 실린더의 전체적인 길이를 축소한 포켓형 마스터 실린더에 관한 것이다.
마스터실린더, 포켓형, 동심원, 길이축소.

Description

포켓형 마스터 실린더 { POCKET-TYPE MASTER CYLINDER }
도 1은 종래의 마스터 실린더의 단면을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도시한 단면사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 실린더바디, 110 : 외부하우징,
120 : 외통, 122 : 외측유입포트,
124 : 외측배출포트, 126 : 제2챔버,
130 : 밀폐부, 140 : 내부하우징,
142 : 내측유입포트, 144 : 내측배출포트,
146 : 제1챔버, 200 : 피스톤부,
210 : 외측피스톤, 212, 222 : 씰,
220 : 내측피스톤, 300 : 스프링,
310 : 외측스프링, 320 : 내측스프링,
400 : 작동로드.
본 발명은 마스터 실린더에 관한 것으로서, 특히 내부하우징과 외부하우징을 동심원상에 배치하여 두 개의 챔버를 포켓식으로 형성함으로써 마스터 실린더의 전체적인 길이를 축소한 포켓형 마스터 실린더에 관한 것이다.
일반적으로 마스터 실린더는 차량용 제동장치의 제동유압을 발생시키는 장치로, 실린더 내부에 설치된 피스톤에 배력장치의 출력축으로부터 외력이 작용되면 실린더의 내부에 채워진 오일에 작동압이 발생되는 장치이다.
도 1은 종래의 마스터 실린더의 단면을 도시한 단면도이다.
이러한 마스터실린더는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부가 비어있는 원통상의 실린더(10)가 마련되는데, 이 실린더(10)는 일단부가 폐쇄되는 구조로 되어 있다. 그리고, 실린더(10)의 내부에는 제 1피스톤(11)과 제 2피스톤(12)이 상호 일정거리 이격되게 차례로 설치된다. 이때, 제 1피스톤(11)과 제 2피스톤(12) 사이의 공간이 제 1압축공간(13)을 이루고, 제 2피스톤(12)과 실린더(10)의 폐쇄부 사이의 공간이 제 2압축공간(14)을 이룬다.
또한, 실린더(10) 상부의 앞쪽과 뒤쪽에는 상기 제 1압축공간(13)과 제 2압축공간(14)으로 오일이 공급될 수 있도록 유로(15a,15b)가 형성된 연결포트(16a,16b)가 형성되고, 이 연결포트(16)에는 오일이 채워진 오일탱크(17)가 연결되어 있다. 그리고, 실린더(10)의 하측에는 제 1압축공간(13)과 제 2압축공간(14)의 내부와 연통되는 제 1출력포트(18)와 제 2출력포트(19)가 마련되어 피스톤(11,12)의 작동에 의해 압축된 오일이 이들 포트(18,19)를 통해 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.
또한, 제 1피스톤(11)의 일단부에는 배력장치의 출력축(20)이 연결되어 제 1피스톤(11)을 밀어줄 수 있도록 되어 있고, 제 1압축공간(13)과 제 2압축공간(14)에는 출력축(20)의 압력이 해지되었을 때, 두 피스톤(11,12)을 원래의 상태로 복귀시키는 복귀스프링(21,22)이 설치되어 있다. 그리고, 각 피스톤(11,12)의 선단부에는 실린더(10)의 내면과의 사이에 밀폐구조를 이루도록 패킹(11a,12a)이 설치되어 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 마스터실린더는 사용자가 브레이크 페달을 밟아 배력장치의 출력축(20)이 실린더(10)의 내측방향으로 전진을 하게 되면, 제 1피스톤(11)이 밀리게 되어 제 1압축공간(13)의 오일이 압축되어 작동압이 발생되게 된다. 이때, 제 1압축공간(13)에 발생된 압력은 다시 제 2피스톤(12)을 밀어주게 되어 제 1압축공간(13)과 제 2압축공간(14)이 압축되게 되므로, 이들 공간에서 고압으로 압축된 오일이 제 1출력포트(18)와 제 2출력포트(19)를 통해 차량의 휠부분으로 전달되어 차량을 제동시키게 된다. 그리고 출력축(20)의 압력이 해지될 때에는 복귀스프링(21,22)의 복원력에 의해 제 1 및 제 2피스톤(11,12)이 원상태로 복원되게 된다.
여기에서, 실린더(10)의 상부에 형성된 유로(15a,15b)는 평소 제 1압축공간(13)과 제 2압축공간(14)의 내부와 연통이 되어, 이들 공간에 항상 오일이 채워진 상태를 유지하게 되고, 각 피스톤(11,12)이 전진을 할 때에는 유로(15a,15b)가 피스톤 선단부의 이동에 의해 자동으로 폐쇄가 되게 되어 제 1 및 제 2압축공간(13,14)에 작동압이 형성되게 된다.( 등록실용신안공보 등록번호 20-0285915호 참 조)
그러나, 이와 같이 구성된 종래 차량용 브레이크의 마스터실린더는 제1압축공간(13)과 제2압축공간(14) 두 개의 챔버(chamber)로 구성되어 부품수가 많고, 두 개의 챔버가 직렬로 연결되어 마스터실린더 자체의 길이가 길어 엔진룸 안에 패키징하는데 어려운 많은 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 두 개의 챔버를 내측과 외측으로 즉, 이중의 포켓식으로 형성함으로써 부품수를 줄이고 마스터실린더 자체의 길이를 줄여 엔진룸 내부의 공간을 확보할 수 있으며, 주변장치와의 간섭을 최소할 수 있는 포켓형 마스터 실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 포켓형 마스터 실린더는, 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 원통형상의 외부하우징과, 상기 외부하우징 내부에 배치되어 일측이 개방되고 타측이 상기 외부하우징의 타측에 접하는 원통형상의 내부하우징으로 이루어진 실린더바디와; 상기 내부하우징의 일측에 장착되는 내측피스톤과, 상기 내측피스톤을 감싸면서 상기 외부하우징의 일측에 장착되는 환형(環形)의 외측피스톤으로 이루어진 피스톤부와; 상기 실린더바디 내부에서 상기 실린더바디의 타측과 상기 피스톤부 사이에 장착되는 스프링과; 상기 실린더바디에 형성되어 상기 실린더바디 내부로 오일을 유입시키는 유입포트와; 상기 실린더바디에 형성되어 상기 실린더바디 외부로 오일을 배출시키는 배출포트로 이루어진다.
이때, 상기 외부하우징은 양측이 개방된 원통형상의 외통과, 상기 외통의 타측에 결합하는 밀폐부로 이루어지도록 함이 바람직하다.
상기 내측피스톤과 외측피스톤은 일측이 상호 일체로 연결되도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 스프링은 상기 내부하우징에 장착되는 내측스프링과 상기 외부하우징에 장착되는 외측스프링으로 이루어진다.
또한, 상기 외측스프링은 상기 내부하우징을 감싸면서 장착되도록 함이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 일부분의 단면을 도시한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 포켓형 마스터 실린더는 크게 실린더바디(100)와 피스톤부(200)와 스프링(300)으로 이루어진다.
상기 실린더바디(100)는 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 원통형상의 외부하우징(110)과, 상기 외부하우징(110) 내부에 배치되어 일측이 개방되고 타측이 상기 외부하우징(110)의 타측에 접하여 폐쇄되는 내부하우징(140)으로 이루어진다.
상기 내부하우징(140)의 내부에는 제1챔버(146)가 형성되고, 상기 내부하우징(140)과 외부하우징(110) 사이에는 제2챔버(126)가 형성된다.
이때, 상기 외부하우징(110)과 내부하우징(140)의 중심축은 동일축이 되도록 즉, 상기 외부하우징(110)과 내부하우징(140)이 동심원(同心圓)으로 형성되도록 함이 바람직하다.
상기 외부하우징(110)은 일측이 개방된 일체형으로 형성될 수도 있으나, 양측이 개방된 원통형상의 상기 외통(120)과, 상기 외통(120)의 타측에 밀폐부(130)로 결합하여 형성함이 바람직하다.
즉, 상기 외부하우징(110)은 금형을 이용하여 일측이 개방되고 타측이 폐쇄되도록 주조할 수도 있으나, 양측이 개방된 파이프형상의 외통(120)에 밀폐부(130)를 결합하여 외통(120)의 타측을 밀폐시킴이 바람직하다.
이때, 상기 밀폐부(130)는 상기 외통(120)의 타측을 밀폐시킬 수 있는 형상이면 충분하고, 상기 외통(120)의 형상에 부합하는 원판형으로 이루어짐이 바람직하다.
이렇게 상기 외부하우징(110)을 외통(120)과 밀폐부(130)의 결합으로 형성함으로써, 구조가 간단하고 주물가공이 아니므로 주물가공에 필요한 금형비를 절감할 수 있다.
상기 외통(120)과 밀폐부(130)를 결합시키는 방법으로는 상호 나사산을 형성하여 체결하거나, 볼트 등의 체결부재를 이용하여 결합하거나, 용접 등을 통하여 결합시킬 수 있다.
또한, 상기 실린더바디(100)에는 유입포트(122,142)와 배출포트(124,144)가 형성되는데, 상기 유입포트(122,142)는 오일탱크(미도시)로부터 상기 실린더바디(100) 내부 즉 제1·2챔버(146,126)로 오일을 유입시키는 포트이고, 상기 배출포트 (124,144)는 상기 실린더바디(100) 즉 제1·2챔버(146,126)로부터 외부로 오일을 배출시키는 포트이다.
상기 유입포트(122,142)는 상기 외부하우징(110, 즉 외통(120))과 내부하우징(140)의 외주면에 각각 외측유입포트(122)와 내측유입포트(142)로 형성되는데, 일반적으로 상기 오일탱크가 실린더바디(100) 상부에 위치하므로 상기 내·외측유입포트(122,142)는 상기 외부하우징(110)과 내부하우징(140)의 외주면 상부에 각각 형성된다.
그리고, 상기 배출포트(124,144)는 상기 외부하우징(110)과 내부하우징(140)에 각각 형성되는데, 상기 내부하우징(140)에 형성된 내측배출포트(144)는 밀폐부(130)에 형성되고, 상기 외부하우징(110)에 형성된 외측배출포트(124)는 밀폐부(130) 또는 외부하우징(110)의 외주면에 형성된다.
상기 피스톤부(200)는 내부하우징(140)의 일측 즉, 상기 제1챔버(146)에 장착되는 내측피스톤(220)과, 상기 내측피스톤(220)을 감싸면서 상기 외부하우징(110)의 일측 즉, 제2챔버(126)에 장착되는 환형(環形)의 외측피스톤(210)으로 이루어진다.
이때, 상기 내측피스톤(220)과 외측피스톤(210)을 일체로 하지 않고 각각 분리하여 각각의 일측에 브레이크페달로부터 가해지는 힘을 전달하는 작동로드(400)의 분지(分枝)를 결합할 수 있으나, 상기 내측피스톤(220)의 일측과 외측피스톤(210)의 일측을 상호 일체로 연결하여 일반적인 막대형 작동로드(400)와 결합되도록 함이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 상기 내부하우징(140)과 외부하우징(110)의 유압을 동일하게 유지할 수 있으며, 하나의 작동로드(400)에 의해 내측피스톤(220)과 외측피스톤(210)을 한번에 왕복 운동시킬 수 있다.
그리고, 상기 내·외측피스톤(210,220)의 타측에는 즉 제1·2챔버(126,146) 방향에는 상기 내·외부하우징(110,140)의 내면과의 사이에 밀폐구조를 이루도록 씰(seal, 212,222)이 설치되어 있다.
상기 스프링(300)은 상기 실린더바디(100) 내부에서 상기 실린더바디(100)의 타측과 상기 피스톤부(200) 사이 즉, 상기 제1챔버(146) 또는/및 제2챔버(126)에 장착된다.
상기 스프링(300)은 상기 내부하우징(140) 내부 즉, 상기 제1챔버(146)에 장착되는 내측스프링(320)과 상기 외부하우징(110)의 내부 즉 제2챔버(126)에 장착되는 외측스프링(310)으로 이루어지도록 함이 바람직하다.
이때, 상기 내측스프링(320)과 외측스프링(310) 중 어느 하나의 스프링만 장착되어도 되지만, 상기 내측스프링(320)과 외측스프링(310) 모두를 장착함으로써, 내측피스톤(220)과 외측피스톤(210)에 동일한 복원력을 줄 수 있고, 또한 내측스프링(320)과 외측스프링(310) 중 어느 하나가 파손되더라도 나머지 하나에 의해 피스톤에 복원력을 줄 수 있는바 제동장치의 안정성을 극대화시킬 수 있다.
또한, 상기 외측스프링(310)은 상기 제2챔버(126)에 상기 내부하우징(140)을 감싸지 않으면서 복수개로 장착될 수 있으나, 상기 내부하우징(140)을 감싸면서 장착되도록 함이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 상기 외측스프링(310)이 휘어지거나 변형되는 것을 상기 내부하우징(140)에 의해 방지할 수 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 실시예의 작동에 대하여 알아본다.
브레이크 해제상태 즉, 상기 작동로드(400)에 힘이 가해지지 않을 때, 상기 외측피스톤(210)은 상기 외측스프링(310)에 의해 일측으로 밀착되어 상기 제2챔버(126)와 상기 오일탱크 사이의 상기 외측유입포트(122)가 개방되고, 상기 내측피스톤(220)은 상기 내측스프링(320)에 의해 일측으로 밀착되어 상기 제1챔버(146)와 제2챔버(126) 사이의 상기 내측유입포트(142)가 개방된다.
이와 같은 상태에서는 상기 내·외측배출포트(124,144)에 연결된 브레이크라인(미도시)에서 오일이 가열되거나 팽창 및 수축되는 경우, 그 압력을 상기 오일탱크를 통해 보상할 수 있도록 하여 제동력을 발생시키지 않는 상태를 유지하게 된다.
운전자가 브레이크페달을 밟게 되면, 상기 작동로드(400)에 의해 상기 내·외측피스톤(210,220)은 동시에 이동하여 상기 내·외측스프링(310,320)의 탄성력을 극복하며 상기 제1·2챔버(126,146)의 체적을 축소시키게되고, 상기 내·외측피스톤(210,220)의 이동에 의해 상기 내·외측유입포트(122,142)가 폐쇄된다.
상기 내·외측피스톤(210,220)의 이동에 의해 상기 제1·2챔버(126,146)의 체적은 계속 축소하여 상기 제1·2챔버(126,146) 안의 오일의 압력은 높아지게 되며 이러한 고압의 오일은 상기 내·외측배출포트(124,144)를 통하여 외부로 즉, 브레이크라인을 통하여 제동장치에 전달되어 제동력을 가하게 된다.
이와 같은 제동상태에서 운전자가 브레이크페달을 놓으면, 상기 내·외측피스톤(210,220)은 상기 내·외측스프링(310,320)의 복원력에 의해 상기 실린더바디(100)의 일측으로 이동하고, 이로 인해 상기 제1·2챔버(126,146)의 체적이 증가하면서 다시 상기 내·외측유입포트(122,142)가 개방된다.
위와 같은 본 발명의 포켓형 마스터 실린더는 상기 내부하우징(140)과 외부하우징(110)을 동심원상에 배치하여 두 개의 챔버를 포켓식으로 형성함으로써, 실린더바디(100)의 전체적인 길이가 축소되어 주변 장치와의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 부품수가 줄어들어 비용이 절감되고, 생산공정수가 줄어 양산성을 향상시킬 수 있으며, 간단한 구조로 인하여 챔버 가공을 정밀히 할 수 있어 씰(212,222)의 마모를 최소화할 수 있다.
본 발명인 포켓형 마스터 실린더는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 포켓형 마스터 실린더에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 포켓형 마스터 실린더는 두 개의 챔버를 포켓식으로 형성함으로써, 실린더바디의 전체적인 길이가 축소되어 주변 장치와의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 부품수가 줄어들어 비용이 절감되고, 생산공정수가 줄어 양산성을 향 상시킬 수 있으며, 간단한 구조로 인하여 챔버 가공을 정밀히 할 수 있어 씰의 마모를 최소화할 수 있다.
둘째, 내부하우징을 양측이 개방된 원통형상의 파이프로 하고, 외부하우징을 양측이 개방된 원통형상의 파이프와 여기에 결합되는 밀폐부로 이루어지도록 함으로써, 구조가 간단하고 주물가공이 아니므로 주물가공에 필요한 금형비를 절감할 수 있다.
셋째, 내측피스톤과 외측피스톤의 일측을 일체로 연결함으로써, 내부하우징과 외부하우징의 유압을 동일하게 유지할 수 있으며, 하나의 작동로드에 의해 내측피스톤과 외측피스톤을 한번에 왕복 운동시킬 수 있다.
넷째, 스프링을 내부하우징과 외부하우징에 각각 장착함으로써, 내측피스톤과 외측피스톤에 동일한 복원력을 줄 수 있고, 또한 내측스프링과 외측스프링 중 어느 하나가 파손되더라도 나머지 하나에 의해 복원력을 줄 수 있는바 제동장치의 안정성을 극대화시킬 수 있다.
다섯째, 외측스프링이 내부하우징을 감싸면서 장착되도록 함으로써, 외측스프링이 휘어지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 원통형상의 외부하우징과, 상기 외부하우징 내부에 배치되어 일측이 개방되고 타측이 상기 외부하우징의 타측에 접하는 원통형상의 내부하우징으로 이루어진 실린더바디와;
    상기 내부하우징의 일측에 장착되는 내측피스톤과, 상기 내측피스톤을 감싸면서 상기 외부하우징의 일측에 장착되는 환형(環形)의 외측피스톤으로 이루어진 피스톤부와;
    상기 실린더바디 내부에서 상기 실린더바디의 타측과 상기 피스톤부 사이에 장착되는 스프링과;
    상기 실린더바디에 형성되어 상기 실린더바디 내부로 오일을 유입시키는 유입포트와;
    상기 실린더바디에 형성되어 상기 실린더바디 외부로 오일을 배출시키는 배출포트로 이루어진 것을 특징으로 하는 포켓형 마스터 실린더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외부하우징은,
    양측이 개방된 원통형상의 외통과, 상기 외통의 타측에 결합하는 밀폐부로 이루어진 것을 특징으로 하는 포켓형 마스터 실린더.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 내측피스톤과 외측피스톤은 일측이 상호 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 포켓형 마스터 실린더.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 내부하우징에 장착되는 내측스프링과 상기 외부하우징에 장착되는 외측스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포켓형 마스터 실린더.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 외측스프링은 상기 내부하우징을 감싸면서 장착되는 것을 특징으로 하는 포켓형 마스터 실린더.
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