KR100708966B1 - 마스터실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 유압브레이크 시스템에 사용되는 마스터실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일입구포트와 오일출구포트가 마련된 실린더, 상기 실린더 내부에서 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤, 상기 오일출구포트와 연통되도록 상기 피스톤 전방에 형성된 유출공간, 상기 오일입구포트와 연통되도록 상기 피스톤 내부에서 마련된 유입공간, 상기 유입공간과 유출공간 사이의 오일의 흐름이 가능하도록 상기 피스톤 선단부에 형성된 연결유로, 상기 연결유로 상에서 전후방향으로 이동함으로써 상기 연결유로를 개폐하며 시일부재와 밸브보디로 구성되는 센터밸브, 상기 센터밸브와 접하거나 이격되어 상기 연결유로를 개폐시키며 상기 피스톤과 연동되며 상기 실린더에 고정되는 실린더핀으로 구성되는 마스터 실린더에 있어서, 상기 실린더핀은 길이방향으로 연장되어 실린더의 내주면에 맞닿도록 형성되며, 상기 센터밸브의 밸브보디의 일측 단부와 직접적으로 접하도록 구비되어 작업공수가 줄고 마스터 실린더의 전체 길이를 효과적으로 줄일 수 있는 마스터 실린더에 관한 것이다.

자동차, 마스터 실린더, 브레이크, 센터밸브, 실린더핀

Description

마스터실린더{Master-Cylinder with a Double Center Valve}

도 1은 종래의 마스터 실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 "A"부분을 확대도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터 실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 3의 "B"부분을 확대도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 센터밸브와 실린더핀의 결합구조를 나타내는 일실시예에 대한 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 센터밸브와 실린더핀의 결합구조를 나타내는 다른 실시예에 대한 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 센터밸브의 실린더핀의 결합구조를 나타내는 다른 실시예에 대한 단면도이다.

<도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명>

1 : 마스터 실린더 3a : 제1 피스톤

3b : 제2 피스톤 5a : 시일부재

5b : 밸브보디 7a : 제1 실린더핀

19 : 연결유로 19a : 제1 유로

19b : 제2 유로

본 발명은 차량용 유압브레이크 시스템에 사용되는 마스터 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더핀의 구조와 센터밸브의 구조를 개선하여 작업 공수를 줄여 생산성 향상 및 원가 절감이 가능한 마스터 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 유압브레이크 시스템은 브레이크 페달을 밟음으로서 발생되는 유압을 전륜과 후륜에 각각 설치되어 있는 유압브레이크 측으로 전달하여 제동력을 발생시키는 장치이다.

이러한 유압브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 의해 배력작용을 수행하는 배력장치와, 유압 형성을 위한 오일을 저장 보관하는 오일탱크 및 배력장치와 연동하여 작동되며 휠실린더 측으로 유압을 전달하는 마스터 실린더 등을 구비하여 이루어진다.

이중 마스터 실린더는 도 1에 도시한 바와 같이, 내부가 비어있고 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(101)를 구비하고, 실린더(101)의 내부에는 제1 피스톤(103a)과 제2 피스톤(103b)가 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치된다.

이때, 제1 피스톤(103a)과 제2 피스톤(103b) 사이의 공간이 제1 유출공간(113a)을 이루고, 제2 피스톤(103)과 실린더(101)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2 유출공간(113b)을 형성하며, 각 피스톤(103a, 103b)의 중앙부는 제1 유입공간(109a)과 제2 유입공간(109b)을 이룬다.

또한, 각 유출공간(113a, 113b)에는 제동 작용 해제시 피스톤(103a, 103b)의 복귀를 위한 복귀스프링(115a, 115b)이 각각 설치된다.

실린더(101) 상부의 앞쪽과 뒤쪽에는 각각 상기 제1 유입공간(109a)과 제2 유입공간(109b)으로 오일이 공급될 수 있도록 하는 오일입구포트(111a, 111b)가 마련되고, 이 오일입구포트(111a, 111b)에는 오일탱크(미도시)가 연결되어 있다.

그리고, 실린더(101)의 하측에는 제1 유출공간(113a) 및 제2 유출공간(113b)의 내부와 각각 연통되는 오일출구포트(117a, 117b)가 마련되어 피스톤(103a, 103b)의 작동에 의해 압축된 오일이 이들 오일출구포트(117a, 117b)를 통해 휠실린더(미도시)로 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.

오일탱크(미도시)의 오일은 먼저, 오일입구포트(111a, 111b)를 통해 유입공간으로 유입된 후 피스톤(103a, 103b)의 선단부를 통해 각 유출공간(113a, 113b)으로 유입되는데, 이를 위해 각 피스톤(103a, 103b)의 선단부에는 단차에 의해 형성된 연결유로가 마련되고, 이 연결유로는 내부에 설치되는 센터밸브(105)에 의해 개폐된다.

센터밸브(105)는 시일부재(105a)와 밸브보디(105b), 그리고 플런저(105c)로구성되어 이루어지고, 센터밸브(105)가 수용되는 연결유로는 시일부재(105a)를 포 함하는 개폐부를 수용하는 제1 유로(119a)와 밸브보디(105b)를 수용하는 제2 유로(119b)가 각각 연결되어 이루어진다. 그리고 제1 유로(119a) 내의 시일부재(105a) 전방에는 센터밸브(105)를 후방측으로 탄력지지 하는 탄성스프링(105d)이 설치된다.

한편, 센터밸브(105)의 후방에는 피스톤(103a)의 유입공간(109a)을 관통하여 실린더(101)에 고정 지지되는 봉상의 실린더핀(107)이 마련되는데, 이러한 실린더핀(107)은 중앙부분에 홀(hole)이 형성되어 제동 작용 해제시 센터밸브(105)의 플런저(105c)와 결합상태를 이루며 센터밸브(105)의 밸브보디(105b)를 지지하게 된다. 실린더핀(107)이 밸브보디(105b)를 지지하게 됨에 따라, 센터밸브(105)는 연결유로 내에서 전방측으로 이동하게 되고, 센터밸브(105)의 이동에 의해 시일부재(105a)가 제2 유로(119b)를 열게됨으로써, 연결유로를 통한 오일의 흐름이 가능하게 된다.

이와 같이, 센터밸브와 함께 연결유로를 개폐하는 실린더핀은 실린더에 고정되는 픽스 타입(fix type)과 리테이너(retainer) 등과 같은 지지부재에 의해 지지되며 센터밸브의 플런저와 결합하기 위해 중앙 단부에 홀이 형성되는 플로팅 타입(floating type)이 있는데 그 중 플로팅 타입의 경우, 실린더핀을 구속시키기 위한 여러 가지 방법을 사용한다.

현재 실린더핀을 구속시키는 데 사용되는 방법에는 여러가지가 있는데, 첫번째는 실린더핀의 중앙 단부에 홀을 형성하여 센터밸브의 플런저가 결합 및 조립되어 실린더핀을 구속시키는 방법이다.

두번째로는 실린더핀 외부에 리테이너 등을 구비하여 실린더핀을 고정 및 지지하는 방법이다.

그런데, 전술한 첫번째 경우와 마찬가지로 실린더핀을 구속시키기 위해 실린더 핀에 형성된 홀에 센터밸브의 플런저를 조립하는 과정에서 방향성을 고려해야하므로 생산성에 소요되는 시간이 오래 걸리는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 전술한 두번째의 경우에서는 실린더핀을 고정 및 지지하기 위해서 구비되는 리테이너 등의 추가 부품으로 생산비용이 늘어나는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 본 발명은 상기 실린더 내부에서 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤, 오일출구포트와 연통되도록 피스톤 전방에 형성된 유출공간, 오일입구포트와 연통되도록 피스톤 내부에서 마련된 유입공간, 유입공간과 유출공간 사이의 오일의 흐름이 가능하도록 피스톤 선단부에 형성된 연결유로, 연결유로 상에서 전후방향으로 이동함으로써 연결유로를 개폐하며 시일부재와 밸브보디로 구성되는 센터밸브, 센터밸브와 접하거나 이격되어 연결유로를 개폐시키고 피스톤과 연동되며 실린더에 고정되는 실린더핀으로 구성되는 마스터 실린더에 있어서, 실린더핀은 길이방향으로 연장되어 실린더의 내벽에 맞닿도록 형성되며, 밸브보디의 일측 단부와 직접적으로 접하도록 구비되어 작업공수를 줄일뿐만 아니라, 생산비용을 줄일 수 있으며 마스터 실린더의 전체 길이를 효과적으로 줄일 수 있는 등의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오일입구포트와 오일출구포트가 마련된 실린더, 실린더 내부에서 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤, 오일출구포트와 연통되도록 피스톤 전방에 형성된 유출공간, 오일입구포트와 연통되도록 피스톤 내부에서 마련된 유입공간, 유입공간과 유출공간 사이의 오일의 흐름이 가능하도록 피스톤 선단부에 형성된 연결유로, 연결유로 상에서 전후방향으로 이동함으로써 연결유로를 개폐하며 시일부재와 밸브보디로 구성되는 센터밸브, 센터밸브와 접하거나 이격되어 연결유로를 개폐시키고 피스톤과 연동되며 실린더에 고정되는 실린더핀으로 구성되는 마스터 실린더에 있어서, 실린더핀은 길이방향으로 연장되어 실린더의 내벽에 맞닿도록 형성되며, 센터밸브의 밸브보디와 직접적으로 접하도록 구비되어 작업공수가 줄고 원가절감의 효과를 가져올 수 있는 마스터 실린더를 제공한다.

그리고, 상기 실린더핀은 원통형의 기둥 모양으로 형성되며, 실린더핀과 접하게되는 밸브보디의 일측단부는 실린더핀을 수용 및 지지하도록 길이방향으로 실린더핀의 형상과 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실린더핀은 양 단부가 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되며, 그러한 형상에 의해 마스터 실린더의 내주면에 대해 원활한 유동성을 갖는 것도 가능하다.

한편, 양 단부가 사각형 모양으로 형성되는 상기 실린더핀은 전체적으로 사각기둥모양의 형상으로 형성되어, 상기 밸브보디의 일측단부는 상기 실린더핀을 수용 및 지지하도록 길이방향으로 사각홈이 형성되는 것이 가능하다.

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

도 1은 종래의 마스터 실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A"부분을 확대도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 마스터 실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 "B"부분을 확대도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 센터밸브와 실린더핀의 결합구조를 나타내는 일실시예에 대한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 센터밸브와 실린더핀의 결합구조를 나타내는 다른 실시예에 대한 단면도이고, 그리고 도 7은 본 발명에 따른 센터밸브의 실린더핀의 결합구조를 나타내는 다른 실시예에 대한 단면도이다.

본 발명에 따른 마스터 실린더(1)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상부와 하부에 각각 오일입구포트(11)와 오일출구포트(17)가 형성되는 실린더(1)를 구비하여 그 외형을 이루며, 이때, 오일입구포트(11)는 상부의 오일탱크(미도시)와 연결되고, 오일출구포트(17)는 하부측의 휠실린더(미도시)와 연결된다. 실린더(1) 내부에는 제1 피스톤(3a)과 제2 피스톤(3b)이 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는데, 제1 피스톤(3a)과 제2 피스톤(3b)의 사이가 제1 유출공간(13a)을 이루 고, 제2 피스톤(3b)과 실린더(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2 유출공간(13b)을 형성하며, 배력장치의 출력축(미도시)에 결합되는 제1 피스톤(3a)의 일단부는 실린더(1) 외부로 돌출된다. 각각의 유출공간(13a, 13b)에는 복귀스프링(15a, 15b)이 설치되어 제동 작용 해제시 전방으로 이동하였던 피스톤(3a, 3b)을 원위치로 복귀시킨다.

오일탱크(미도시) 내부의 오일은 각 오일입구포트(11a, 11b)를 통해 실린더(1) 내부로 유입되고 피스톤(3a, 3b)을 통과하여 다시 각 유출공간(13a, 13b)으로 유입되는데, 피스톤의 중간측 내부에는 이를 위한 유입공간이 형성된다. 유입공간은 제1 피스톤(3a) 내부의 제1 유입공간(9a)과 제2 피스톤(3b) 내부의 제2 유입공간(9b)으로 구별된다.

유입공간(9a)과 유출공간(13a) 사이의 오일유통을 위해 피스톤(3a)의 선단부에는 연결유로가 형성되고, 연결유로 내에는 연결유로를 통한 오일의 흐름을 개폐시키는 센터밸브(5)가 설치된다. 이러한 센터밸브(5)는 시일부재(5a)와, 시일부재(5a)를 지지하도록 시일부재 후방에 마련되는 밸브보디(5b)를 구비한다. 또한, 센터밸브(5)가 수용되는 연결유로는 시일부재(5a)를 수용하는 제1 유로(19a)와, 밸브보디(5b)를 수용하는 제2 유로(19b) 각각 단차지며 연결되도록 형성된다. 그리고 제1 유로(19a) 내의 시일부재(5a) 전방에는 센터밸브(5)를 후방측으로 탄력지지하는 탄성스프링(5d)이 설치된다.

한편, 각 센터밸브(5)의 후방에는 피스톤의 유입공간(9a)을 관통하여 설치된 원통형의 실린더핀(7a)이 마련되는데, 상기 실린더핀(7a)은 센터밸브(5)의 밸브보 디(5b)의 일측단부와 접하며 길이방향으로 연장되어 상기 실린더(1)의 내주면에 직접적으로 접하도록 구비됨으로써, 연결유로(19)를 통한 오일의 흐름을 개폐한다. 이러한 실린더핀(7a)은 제1 피스톤(3a) 측의 제1 실린더핀(7a)과 제2 피스톤(3b)에 마련되는 제2 실린더핀(7b)으로 구별된다.

이중 제2 실린더핀(7b)은 길게 연장되어 양끝단부가 실린더(1)를 관통하여 고정되도록 설치되는 반면, 제1 실린더핀(7a)은 제2 실린더핀(7b)에 비해 그 길이가 짧고 제1 피스톤(3a)과 함께 연동되도록 설치된다.

따라서 제2 유입공간(9b)은 제2 피스톤(3b)의 전진시 고정된 제2 실린더핀(7b)에 제2 피스톤(3b)이 걸리지 않도록 하기 위해서 제2 피스톤(3b)의 이동거리만큼 길게 형성되어야 하지만, 제1 유입공간(9a)은 제1 실린더핀(7a)이 제1 피스톤(3a)과 함께 연동되기 때문에 그 길이가 제2 유입공간(9b)에 비해 현저히 짧게 마련된다.

그리고 이때, 제1 실린더핀(7a)은 제1 피스톤(3a)과 함께 연동되는 만큼 실린더(1) 내부에서 그 양 단부가 원형 또는 사각형의 형상으로 상기 실린더(1)의 내주면에 대해 이격되어 소정의 유로를 확보할 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 실린더(1)의 내주면에 대해 원활한 유동성을 가질 수 있도록 상기 실린더핀(7a)의 양 단부가 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것이 가능하다.

그리고, 상기 실린더핀(7a)의 양 단부가 사각형 모양으로 형성되어 전체적으로 사각기둥모양의 형상으로 구비 가능하다.

한편, 상기 실린더핀(7a)과 직접적으로 접하는 상기 밸브보디(5b)의 일측단부는 실린더핀(7a)의 형상에 따라 대응되는 형상으로 구비가능하다.

예를 들면, 상기 실린더핀(7a)이 원통형의 기둥 모양으로 형성될 경우, 실린더핀(7a)과 접하게되는 상기 밸브보디(5b)의 일측단부는 실린더핀(7a)을 수용 및 지지하도록 길이방향으로 사각홈이 형성되는 것이 가능하다.

이상에서와 같이 설명한 본 발명에 따른 마스터 실린더(1)는 상기 실린더핀(7a)를 실린더(1)의 내주면에 대해 길이방향으로 연장되도록 구비되며, 상기 센터밸브(5)의 밸브보디(5b)와 직접적으로 맞닿도록 구비되므로, 작업공수를 줄일 수 있어 원가절감에 큰 효과를 가져올 뿐만 아니라, 마스터 실린더(1)의 전체적인 길이를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같이 구비되는 본 발명에 따른 마스터 실린더는 피스톤과 함께 연동되도록 마련된 실린더핀을 길이방향으로 연장시켜 실린더의 내주면에 맞닿도록 형성시키고, 센터밸브의 밸브보디의 일측 단부와 직접적으로 접하도록 구비됨으로써 생산라인에서 작업공수를 줄일 수 있고, 부품에 대한 원가 절감의 효과를 가져올 수 있다.

Claims (4)

1. 오일입구포트(11)와 오일출구포트(17)가 마련된 실린더(1), 상기 실린더(1) 내부에서 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤(3a), 상기 오일출구포트(17a)와 연통되도록 상기 피스톤(3a) 전방에 형성된 유출공간(13a), 상기 오일입구포트(11a)와 연통되도록 상기 피스톤(3a) 내부에서 마련된 유입공간(9a), 상기 유입공간(9a)과 유출공간(13a) 사이의 오일의 흐름이 가능하도록 상기 피스톤(3a) 선단부에 형성된 연결유로(19), 상기 연결유로(19) 상에서 전후방향으로 이동함으로써 상기 연결유로(19)를 개폐하며 시일부재(5a)와 밸브보디(5b)로 구성되는 센터밸브(5), 상기 센터밸브(5)와 접하거나 이격되어 상기 연결유로(19)를 개폐시키고 상기 피스톤(3a)과 연동되며 상기 실린더(1)에 고정되는 실린더핀(7)으로 구성되는 마스터 실린더(1)에 있어서,

   상기 실린더핀(7)은 길이방향으로 연장되어 실린더(1)의 내주면에 맞닿도록 형성되며, 그 외주면이 상기 센터밸브(5)의 밸브보디(5b)의 일측 단부와 직접적으로 접하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더핀(7)은 원통형의 기둥 모양으로 형성되며, 상기 실린더핀(7)과 접하게되는 상기 밸브보디(5b)의 일측단부는 상기 실린더핀(7)을 수용 및 지지하도 록 길이방향으로 상기 실린더핀(7)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더핀(7)은 양 단부가 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더핀(7)은 양 단부가 사각형 모양인 사각기둥모양으로 형성되어, 상기 밸브보디(5b)의 일측단부는 상기 실린더핀(7)을 수용 및 지지하도록 길이방향으로 사각홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.

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