KR101307801B1

KR101307801B1 - 마스터실린더

Info

Publication number: KR101307801B1
Application number: KR1020090116777A
Authority: KR
Inventors: 이윤
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2013-09-12
Also published as: KR20110060247A

Abstract

본 발명은 실린더본체의 보어 내면과 소정의 갭을 형성하는 피스톤의 선단부 외주면에 소정의 갭 보다 큰 갭을 갖는 오일유로를 구비하여 오일의 회수성을 향상시켜 피스톤의 복귀시의 폐달 스틱감 향상 및 충격음 저감을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

마스터실린더{MASTER CYLINDER}

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로, 특히 제동해제 시 오일 회수성을 증대시킬 수 있는 실린더를 갖는 마스터실린더에 관한 것이다.

마스터실린더는 유압식 브레이크시스템에서 유압을 발생시키는 장치이다. 도 1은 차량에 적용되는 일반적인 텐덤형 마스터실린더와 오일탱크를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마스터실린더는 실린더본체(1)와, 실린더본체(1)의 보어(2) 내부에 진퇴가능 하도록 설치되는 제1피스톤(3)과 제2피스톤(4)을 구비한다.

제1피스톤(3) 및 제2피스톤(4)은 오일탱크(5)와 연통된 제1 및 제2오일유입구(6)를 통하여 제1액압실(7)과 제2액압실(8) 쪽으로 오일이 유입될 수 있도록 하는 복수 개의 연통구들(9)을 각각 구비한다.

제1피스톤(3) 및 제2피스톤(4)이 전진하면, 제1 및 제2오일유입구(6)와 복수 개의 연통구들(9)들 사이의 연통은 실링부재들(11)에 의해 차단되고, 제1액압실(7) 및 제2액압실(8)의 액압은 상승한다.

반대로, 제1피스톤(3) 및 제2피스톤(4)이 후퇴하면, 복수 개의 연통구(9)들은 실링부재들(11) 후방으로 각각 이동되어 제1 및 제2오일유입구(5, 6)와 연통된다. 이에 따라, 제1액압실(7) 및 제2액압실(8)의 오일이 오일탱크(5) 쪽으로 복귀하여 제1액압실(7) 및 제2액압실(8) 내부의 액압이 하강하여, 제동압이 해제된다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 실링부재(11)들은 링형태로 마련되며 실린더본체(1)의 수용홈(1a)에 설치된다. 실링부재(11)는 피스톤(4)의 외면에 접하는 내측날개부(11a)와 수용홈(1a) 내면에 접하는 외측날개부(11b)를 구비하고 컵형태의 단면구조를 가지므로 이른바 컵실이라고도 한다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 실링부재(11)는 피스톤(4)이 전진할 때 그 내면에 액압실(8)의 압력이 작용하므로 내측날개부(11a) 및 외측날개부(11b)가 피스톤(4) 외면과 수용홈(1a) 내면에 밀착되어 오일의 유통을 차단함으로써 액압실(8)의 압력이 상승하도록 한다. 액압실(8) 압력이 상승함에 따라 내측 및 외측날개부(11a,11b)의 변형도 커져 밀착력도 커진다.

그러나 도 2c에 도시한 바와 같이, 피스톤(4)이 후퇴하는 경우에도 액압에 의해 실링부재(11)의 변형상태가 유지되어 내측날개부(11a)가 연통구(9)을 막아 오일의 복귀경로를 차단하는 경우가 발생한다. 이에 따라, 오일공급 및 회수 능력이 떨어짐에 따라 피스톤(3)이 액압실(8) 내부에 진공이 형성되어 폐달 스틱감 및 리턴시 충격음이 발생되는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일측면은 제동해제 시 오일 회수성을 향상시킬 수 있는 피스톤 구조를 갖는 마스터실린더를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스터실린더는 오일유입구 및 액압실을 구비하는 실린더본체;와, 상기 오일유입구와 상기 액압실을 연통시키는 복수 개의 연통구들을 구비하며, 상기 실린더본체의 보어 내면에 진퇴하며 액압실 내부의 압력을 승강시키는 피스톤;과, 상기 실린더본체와 상기 피스톤 사이에 마련되어 상기 피스톤의 상기 연통구를 통한 오일의 유통을 선택적으로 차단하는 실링부재;를 포함하며, 상기 연통구와 인접한 상기 피스톤의 선단부 외주면에는 오일이 연통되도록 상기 보어 내면과 상기 피스톤의 선단부 외주면 사이에 형성된 갭 보다 큰 갭을 갖는 적어도 하나의 오일유로가 마련될 수 있다.

또한, 상기 오일유로는 상기 피스톤의 선단부 외주면에서 반경방향을 따라 소정 깊이 함몰되며 전후방향으로 소정 길이 절개된 슬릿홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 슬릿홈은 3개 마련되고, 상기 3개의 슬릿홈은 상기 피스톤의 원주방향을 따라 등 간격으로 이격될 수 있다.

본 발명에 따른 마스터실린더에서는, 제동해제 시에 보어 내면과 피스톤의 외주면의 미세 갭으로 부족했던 오일 회수성을 향상시킬 수 있어 페탈 스틱감 및 제동해제시 충격음 발생을 저감시키는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마스터 실린더를 나타내는 단면도이고, 도 4a 및 도4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 실린더본체 및 후퇴 중의 피스톤을 나타내는 도면이다. 이때, 도 4b는 도 3의 B를 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 마스터실린더는 내부에 보어(21)가 형성된 실린더본체(20)와, 실린더본체(20)의 보어(21) 내부에 각각 진퇴 가능하게 설치되는 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)을 포함하여 구성된다.

실린더본체(20) 보어(21)의 내주면과 피스톤(30, 40)의 외주면 사이에는 오일의 누설을 방지하고, 고압의 액압을 형성하기 위하여 실링부재(50)가 마련된다.

보어(21)의 내면과 제1피스톤(30)의 외면 사이에는 제1실링부재(51) 및 제2실링부재(52)가 각각 설치되고, 보어(21)의 내면과 제2피스톤(40)의 외면 사이에는 제3실링부재(53) 및 제4실링부재(54)가 각각 설치된다. 각 실링부재(51, 52, 53, 54)는 각 피스톤(30, 40)이 진퇴하는 경우에도 움직이지 않도록 보어(21)의 내면에 형성된 수용홈(22)들에 설치된다. 이때, 제2실링부재(52) 및 제4실링부재(54)는 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)의 진퇴동작에 따라 후술되는 연통구(100, 100')를 통한 오일의 유통을 선택적으로 차단하며, 이에 의해 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)의 액압이 상승하게 된다.

실린더본체(20)는 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40) 사이에 형성되는 제1액압 실(23)과, 제2피스톤(40) 및 보어(21)의 말단 내면 사이에 형성되는 제2액압실(24)을 구비한다.

또한, 실린더본체(20)에는 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)에 의해 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)이 가압될 때 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)의 오일이 배출될 수 있도록 제1액압실(23) 쪽에 제1오일배출구(25)이 형성되고, 제2액압실(24) 쪽에 제2오일배출구(26)이 형성된다. 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)의 오일은 제1오일배출구(25) 및 제2오일배출구(26)으로 배출되어 바퀴 측의 휠 실린더(미도시) 등으로 공급된다.

또한, 실린더본체(20)는 제1오일유입구(27) 및 제2오일유입구(28)를 구비하고, 제1오일유입구(27) 및 제2오일유입구(28)는 실린더본체(20)의 상부에 마련된 오일탱크(60)와 연결된다.

제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)은 소정거리 이격된 상태로 직렬연결되고, 실린더본체(20)의 보어(21) 내부에서 진퇴하며 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)의 압력을 승강시킨다.

제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)은 제동동작 종료 후 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)을 복원시키기 위한 제1복원스프링(71) 및 제2복원스프링(72)이 설치되는 스프링수용홈(31, 41)을 각각 구비한다.

이때, 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)의 각 스프링수용홈(31, 41)에는 지지부(32, 42)가 마련되고, 각 지지부(32, 42)에는 제1복원스프링(71) 및 제2복원스프링(72)을 일측에서 지지하는 리테이너(33, 43)가 진퇴가능 하도록 끼워진다. 미설 명 부호 35, 45는 리테이너(33, 43)의 이탈방지를 위해 지지부(32, 42)에 끼워지는 스탭링을 나타낸다. 이에 의해, 제1복원스프링(71) 및 제2복원스프링(72)은 일단이 스프링수용홈(31, 41)의 내부에 지지되고 타단이 각 리테이너(33, 43)의 플랜지형 단부(34, 44)에 지지된다.

또한, 제1피스톤(30)은 제1액압실(23)과 제1오일유입구(27)를 연통시키는 복수 개의 연통구(100)들을 더 구비하고, 제2피스톤(40)은 제2액압실(24)과 제2오일유입구(28)를 연통시키는 복수 개의 연통구(100')들을 더 구비한다. 이하에서, 본 실시예에 따른 피스톤을 제1피스톤(30)을 예로 들어 설명하며, 하기 내용은 특별한 언급이 없는 한 제2피스톤(40)에도 적용될 수 있음은 당연하다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 보어(21)의 내면과 미세 갭을 유지하는 제1피스톤(30)의 선단부(36) 외주면에는 오일의 공급 및 회수 능력을 향상시키도록 보어(21)의 내면과 제1피스톤(30)의 선단부(36) 외주면 사이의 미세 갭 보다 큰 갭을 형성하여 보다 많은 오일이 연통되는 적어도 하나 이상의 오일유로(37)가 마련될 수 있다.

이러한 오일유로(37)는 기존의 제1피스톤(30)의 선단부(36) 외주면과 보어(21)의 내면 사이에 형성되는 미세 갭으로는 부족한 오일의 회수 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

오일유로(37)는 제1피스톤(30)의 선단부(36) 외주면에서 반경방향을 따라 소정 깊이 함몰되며 전후방향으로 소정길이 절개된 슬릿홈(38)으로 이루어질 수 있다.

슬릿홈(38)은 적어도 3개 이상의 갯수를 가지도록 제1피스톤(30)의 원주방향을 따라 소정 간격 이격되게 마련될 수 있다. 이러한 슬릿홈(38)의 이격된 위치는 등 간격을 이루도록 마련되는 것이 바람직하다.

이에 의해 슬릿홈(38)이 형성되지 않은 제1피스톤(30)의 선단부(36) 외주면은 보어(21)의 내면과 기존의 최소 갭을 유지함에 따라 제1피스톤(30)의 편위를 방지하게 되고, 제1피스톤(30)의 선단부(36) 외주면에 형성된 슬릿홈(38)은 의해 기존의 최소 갭에 의한 부족한 오일 회수성을 향상시킬 수 있게 된다.

즉, 도 4b에 도시된 바와 같이 피스톤(30)의 후퇴동작이 시작되면, 연통구(100)는 제1오일유입구(27)와 연통되고, 제1액압실(23)의 오일이 연통구(110) 및 슬릿홈(38)을 통해 제1오일유입구(27)로 유출됨에 따라 오일회수성이 증대되게 된다.

다음은 이러한 마스터실린더의 전체적인 동작에 관하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 마스터 실린더를 나타내는 단면도로서, 피스톤이 가압된 상태를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제동동작에 의하여 제1피스톤(30)이 가압되면, 제1피스톤(30)이 전진하면서 제1액압실(23)을 가압하고, 제1액압실(23)이 가압되면 제1복원스프링(71) 및 제1액압실(23)의 압력에 의해 제2피스톤(40)이 가압되어 전진하며, 이에 따라 제2액압실(24)이 가압된다. 이때, 제2실링부재(52) 및 제4실링부재(54)는 제1 및 2액압실(23, 24)과 제1 및 제2오일유입구(27, 28)의 연통을 차단하며, 이에 따라 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)의 압력이 상승한다. 그리고, 제1액압실(23) 및 제2액압실(24)의 오일은 제1오일배출 구(25) 및 제2오일배출구(26)을 통하여 바퀴 측의 휠 실린더(미도시) 등으로 공급되어 제동이 이루어진다.

제동해제 시(도 3, 도 4a 및 도 4b 참조)에는, 제1복원스프링(71)과 제2복원스프링(72)의 탄성에 의해 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)이 후방으로 밀리므로 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)의 원위치로의 복귀가 이루어진다. 이때 제1피스톤(30) 및 제2피스톤(40)의 후퇴동작이 진행됨에 따라 연통구(110) 및 슬릿홈(38)을 통해 제1 및 제2액압실(23, 24)의 오일은 제1 및 제2오일유입구(27, 28)를 통해 신속하게 배출되므로 내부에 진공이 형성됨에 따른 폐달 스틱감 및 충격음 발생을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 마스터 실린더를 나타낸 단면도이다.

도 2a는 도 1의 A부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 2b는 도 2a에 대응되는 단면도로서, 피스톤의 전진상태를 나타낸다.

도 2c은 도 2a에 대응되는 단면도로서, 피스톤의 후퇴상태를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마스터 실린더를 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 피스톤 및 후퇴 중의 피스톤을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마스터 실린더를 나타내는 단면도로서, 피스톤이 가압된 상태를 나타낸다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

20 실린더본체 21 보어

23 제1액압실 24 제2액압실

25 제1오일배출구 26 제2오일배출구

27 제1오일유입공 28 제2오일유입공

30 제1피스톤 40 제2피스톤

32 지지부 33 리테이너

34 단부 35 스탭링

36 선단부 37 오일유로

38 슬릿홈 100 연통구

Claims

오일유입구 및 액압실을 구비하는 실린더본체;와,

상기 오일유입구와 상기 액압실을 연통시키는 복수 개의 연통구들을 구비하며, 상기 실린더본체의 보어 내면에 진퇴하며 액압실 내부의 압력을 승강시키는 피스톤;과,

상기 실린더본체와 상기 피스톤 사이에 마련되어 상기 피스톤의 진퇴에 따라 상기 피스톤의 상기 연통구를 통한 오일의 유통을 선택적으로 차단하는 실링부재;를 포함하며,

상기 연통구와 인접한 상기 피스톤의 선단부 외주면과 상기 보어의 내면 사이에 오일이 연통되는 미세 갭이 형성되되, 상기 보어 내면과 상기 피스톤의 선단부 외주면 사이에는 오일의 공급 및 오일의 회수가 증가하도록 상기 미세 갭 보다 큰 갭을 갖는 적어도 하나의 오일유로가 형성된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
제1항에 있어서,

상기 오일유로는 상기 피스톤의 선단부 외주면에서 반경방향을 따라 소정 깊이 함몰되며 전후방향으로 소정 길이 절개된 슬릿홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
제2항에 있어서,

상기 슬릿홈은 3개 마련되고, 상기 3개의 슬릿홈은 상기 피스톤의 원주방향을 따라 등 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.