KR101560622B1 - 마스터실린더 - Google Patents

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Abstract

차량용 브레이크의 마스터실린더가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 마스터실린더는 중공 보어를 구비하는 마스터실린더 몸체와; 중공 보어에 진퇴 운동하도록 마련되며 페달과 연동되는 프라이머리 피스톤 및 프라이머리 피스톤의 동작에 연동하는 세컨더리 피스톤과; 프라이머리 피스톤에 마련되는 링 형상의 마그네트와, 마스터실린더 몸체의 외측에 마그네트와 대응 설치되어 프라이머리 피스톤의 왕복운동에 따른 자속밀도를 감지하여 브레이크 램프의 점등을 제어하는 홀 센서를 갖는 BLS(Brake Light Stop) 센서 모듈;을 포함한다.

Description

마스터실린더{Master cylinder}
본 발명은 차량의 마스터실린더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀 센서 및 마그네트를 이용하여 브레이크 램프의 점등을 제어하는 BLS 센서 모듈을 포함하는 마스터실린더에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 브레이크의 마스터실린더는 배력장치에서 진공과 대기의 압력차를 이용하여 발생한 힘을 전달받아 유압으로 변환한 후 이를 휠실린더로 전달하여 제동력을 발생하는 장치를 말한다.
이러한 브레이크 마스터실린더에는 페달 답력에 따른 피스톤의 동작을 감지하여 브레이크 램프를 점등시키기 위한 수단(Brake Light Stop Sensor Module;BLS)이 마련된다.
한국 공개특허 제10-2006-0006916호(2006.01.20.) 상기 문헌은 홀 센서를 이용하여 브레이크 램프를 점등하는 마스터실린더를 개시하고 있다. 이 종래 차량의 브레이크 마스터실린더는 도 1에 도시한 바와 같이, 마스터실린더(1) 내부에 페달(미도시)의 답력에 의해 미끄러져 이동되는 제1,2피스톤(2,3)과, 제2피스톤(3)과 연결되는 슬리브의 칼라(40)에 의해 지지되는 자석(35)과, 자석(35)과 대응되도록 마스터실린더(1) 외측에 마련되는 홀 센서(36)를 포함한다. 홀 센서(36)는 피스톤(3)에 설치된 자석(35)의 이동에 따른 자력 세기를 검출하여 브레이크 램프를 점등시킨다. 한편, 상기 문헌에 따르면 실린더 몸체에 마련되는 링형 자석은 제2피스톤(secondary piston)에 마련된다. 그런데, 제2피스톤은 제동 동작 시 고착이나 ESC나 TCS와 같은 특정 작동 조건에 따라 동작하지 않는 경우가 발생하기 때문에, 이때는 브레이크 램프의 점등을 정상적으로 수행할 수 없었다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이 자석(35)을 설치하기 위해서는 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3) 사이에 슬리브(22), 칼라(40), 스프링수단(42) 등을 마련해야 하기 때문에 부품이 복잡하고 전장 길이가 연장되었다.
본 발명의 실시 예에 따른 마스터실린더는 동작 안정성을 높이는 동시에 콤팩트 하게 BLS 센서 모듈을 마스터실린더에 설치할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중공 보어를 구비하는 마스터실린더의 몸체와; 중공 보어에 진퇴 운동하도록 마련되며 페달과 연동되는 프라이머리 피스톤 및 프라이머리 피스톤의 동작에 연동하는 세컨더리 피스톤과; 프라이머리 피스톤에 마련되는 링 형상의 마그네트와, 마스터실린더 몸체의 외측에 마그네트와 대응 설치되어 프라이머리 피스톤의 왕복운동에 따른 자속밀도를 감지하여 브레이크 램프의 점등을 제어하는 홀 센서를 갖는 BLS(Brake Light Stop) 센서 모듈;을 포함하는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
또한, 상기 프라이머리 피스톤은 제동 해제 후 원상태로 복귀하기 위한 리턴 스프링과, 마스터실린더의 전장을 축소하기 위해 리턴스프링이 내부로 진입될 수 있도록 하는 스프링수용홈을 포함하며, 상기 마그네트는 스프링수용홈에 마련될 수 있다.
또한, 상기 마그네트는 스프링수용홈의 내벽과 리턴 스프링에 의해 양측이 지지될 수 있다.
또한, 상기 마그네트는 프라이머리 피스톤과, 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 사이에 마련되는 리턴 스프링에 의해 양측이 지지될 수 있다.
또한, 상기 실린더 몸체는 배력장치를 설치하기 위해 마련되는 배력장치고정부를 포함하고, 상기 홀 센서는 상기 배력장치고정부에 프라이머리 피스톤의 진퇴 방향으로 마련되는 마운트홀에 삽입 고정될 수 있다.
또한, 상기 홀 센서는 실린더 몸체에 결합하기 위한 센서 하우징과, 센서 하우징 내부에 설치되어 마그네트의 위치 이동을 통한 자력 세기 변화를 감지하는 자기 검출 소자를 포함하며, 상기 자기 검출 소자는 센서 하우징으로부터 돌출 마련되는 소자케이싱 내부에 마련되고, 상기 소자케이싱은 마운트홀에 형합 결합될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마스터실린더는 BLS 센서 모듈이 제1,2피스톤 중 페달과 직접적으로 연동되는 제1피스톤(프라이머리 피스톤)에 마련되기 때문에 작동 환경에 따른 미작동의 우려가 발생하지 않으며, 또한 BLS 센서 모듈의 마그네트는 제1피스톤 내부에 마련되고, 홀 센서는 마그네트에 최대한 인접하도록 마스터실린더의 배력장치고정부에 마련되는 마운트홀에 수용 설치되기 때문에 콤팩트하게 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 BLS 센서 모듈이 마련된 마스터실린더를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLS 센서 모듈을 포함하는 마스터실린더를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLS 센서 모듈을 포함하는 마스터실린더를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 일부 확대도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 나아가 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLS 센서 모듈이 설치된 마스터실린더를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도면들을 참조하면, 본 실시 예에 따른 브레이크 마스터실린더(100)는 배력장치와 연결되며 일단부는 개방되어 있고 타단부가 폐쇄되어 있으며 원통형 중공 형상의 보어를 갖는 실린더 몸체(110)와, 실린더 몸체(110)의 보어에 마련되어 운전자의 브레이크 페달(미도시) 작동에 따라 슬라이딩 진퇴하는 제1 및 제2 피스톤(111,112)과, 제1 피스톤(111)에 설치되는 링 형상의 마그네트(120)와, 실린더 몸체(110)의 외측에 설치되어 마그네트의 자력을 감지하는 홀 센서(130)를 포함한다. 제1 피스톤(111)은 페달 측에 근접해 있으며 페달과 직접적으로 연동되기 때문에 프라이머리 피스톤이라 불리며, 제2 피스톤(112)은 제1 피스톤(111)과 직렬로 연결되어 제1 피스톤의 동작에 연동 동작하기 때문에 세컨더리 피스톤이라 불린다.
실린더 몸체(110)의 보어 내부에는 제1 피스톤(111)과 제 2피스톤(112) 사이에서 액압이 형성되는 공간인 제1 액압챔버(111a)와, 제2 피스톤(112)과 실린더 몸체(110)의 타단부 내벽 사이에서 액압이 형성되는 공간인 제2 액압챔버(112a)가 마련된다. 제1 및 제2 액압챔버(111a,112a)에는 각각 제1 피스톤(111)과 제2 피스톤(112)을 제동 해제 시 원상태로 복원시키기 위한 제1리턴 스프링(111b)과 제2리턴 스프링(112b)이 마련된다. 또한, 제1 및 제2피스톤(111,112)은 마스터실린더의 전장을 축소하기 위해서 제1 및 제2리턴스프링(111b,112b)이 각각 피스톤 내부로 진입될 수 있도록 제1 및 제2 스프링수용홈(111c,112c)을 포함한다.
링 형상의 마그네트(120)는 제1 피스톤(111)에 마련된다. 이는 종래 기술에 기재한 바와 같이 제2 피스톤(112)은 제동 동작 시 고착이나 ESC 및 TCS와 같은 특정 작동 조건에 따라 동작하지 않을 수 있기 때문에, 실질적으로 페달과 기구적으로 직접 연결 동작하는 제1 피스톤(111)에 마련한 것이다.
좀 더 구체적으로, 마그네트(120)는 제1 피스톤(111)의 일측벽과 제1 리턴수프링(111b) 사이, 나아가 전장 거리 축소를 위해 마련되는 제1 피스톤(111)의 제1 스프링수용홈(111c) 내벽과 제1 리턴스프링(111b) 사이에 마련된다. 따라서, 제1 리턴스프링(111b)의 일단과 제1 스프링수용홈(111c)의 내벽에 의해 양측이 견고하게 지지되기 때문에, 별도의 고정부재가 없더라도 위치가 가변되지 않을뿐더러 조립 공정도 용이하다.
또한, 마그네트(120)는 양측에 각각 와셔(121)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 와셔(121)는 스틸 재질로 이루어지며 마그네트(120)의 양측에 밀착 설치되어 자속을 모아주는 역할을 하며, 나아가 마그네트의 파손을 방지한다. 즉, 와셔(121)가 설치된 마그네트(120)는 동일 자력을 갖는 자석 대비 홀 센서(130)의 감도를 향상시킬 수 있다.
홀 센서(130)는 실린더 몸체(110)의 외측에 고정 설치된다. 홀 센서(130)는 실린더 몸체(110)에 센서를 결합시키기 위한 브라켓(미도시)이 형성된 센서 하우징(131)과, 센서 하우징(131) 내에 설치되어 마그네트(120)의 위치 이동을 통한 자력 세기 변화를 감지하여 브레이크 램프의 점등을 제어하는 자기 검출 소자(홀 IC)(132)를 구비한다. 센서 하우징(131)은 실린더 몸체(110)의 외관에 볼트 등에 의해 결합되기 때문에 탈부착이 용이하다.
자기 검출 소자(132)는 실린더 몸체(110) 내부의 제1 피스톤(111)에 마련되는 마그네트(120)에 최대한 인접할 수 있도록 설치된다. 이를 위해 자기 검출 소자(132)는 센서 하우징(131)으로부터 외부로 돌출 연장 마련되는 소자케이싱(133)에 마련된다.
소자케이싱(133)은 실린더 몸체(111)에 보어와 나란하되 이격도록 실린더 몸체(110)에 마련되는 마운트홀(115)에 결합된다. 즉, 도 4에 확대 도시한 바와 같이 마운트홀(115)은 실린더 몸체(110) 중 배력장치(부스터)를 설치하기 위해 다른 부위보다 상대적으로 두껍게 마련되는 배력장치고정부(113)에 보어의 반대 방향으로 개구되도록 마련된다. 마스터 실린더(100)는 내부에 발생되는 액압을 견디도록 전체적으로 소정의 두께를 가지는데, 이 배력장치고정부(113)는 다른 부위보다 두껍게 마련되기 때문에 마운트홀(115)을 형성하기 용이하며 또한 이 마운트홀(115)은 소자케이싱(133)이 형합 결합되어 최종적으로는 폐쇄되므로 배력장치 고정에 필요한 충분한 강도를 유지할 수 있기 때문이다. 또한, 실질적으로 마운트홀(115)과 마그네트(120) 사이의 실린더 몸체(110)의 두께는 진공압만 견딜 수 있으면 사용가능하기 때문에, 홀 센서(130)와 마그네트(120) 사이의 거리를 최소화할 수 있어 자속밀도가 낮은 일반 자석도 사용할 수 있게 된다.
한편, 브레이크 마스터실린더(100)의 상부에는 마스터실린더(100)로 오일을 공급하도록 오일이 저장된 리저버 탱크(200)가 설치된다.
따라서, 브레이크 마스터실린더(100)는 브레이크 페달과 연계된 입력축의 동작에 의해 발생한 압력차가 출력축으로 전해지고, 출력축은 마스터실린더의 제1,2 피스톤(111,112)을 밀어줌으로써, 발생 유압을 휠 실린더(미도시)로 전달하여 제동력을 발생시킨다.
그러면, 상기와 같은 구조를 BLS 센서 모듈을 포함하는 마스터실린더의 동작 상태에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 운전자가 제동 시 브레이크 페달을 밟으면 배력장치 또는 페달감지센서의 답력 요구량에 따라 마스터실린더(100)의 제1 피스톤(111)이 전진한다. 제1 피스톤(111)이 전진하면 밀폐된 제1 액압챔버(111a)의 오일이 압축되고, 이와 연동해서 제2 피스톤(112)도 전진하면서 제2 액압챔버(112a)의 오일이 압축된다. 이때, 제1 피스톤(111)과 제2 피스톤(112)의 전방에 각각 마련된 제1 리턴스프링(111b)과 제2 리턴스프링(112b)은 브레이크 페달에 힘이 가해지면 압축되고, 브레이크 페달에 가해지는 힘이 해제되면 탄성 복원력에 의해 제1 및 제2 피스톤(111, 112)을 원위치로 복귀시킨다.
제1 및 제2 피스톤(111, 112)의 진퇴 운동시 실린더 몸체(110)의 외측에 설치된 홀 센서(130)는 제1 피스톤(111)의 이동을 감지한다. 즉, 제1 피스톤(111)이 전진하면 상기 제1 피스톤(111)에 마련된 마그네트(120)가 함께 이동하며, 이를 자기 검출 소자(132)가 감지한다.
마그네트(120)가 제1 피스톤(111)과 함께 이동하여 자기 검출 소자(132)로부터 멀어지면 홀 센서(130)에 작용하는 자속이 감소하므로, 이를 감지한 홀 센서(130)는 브레이크 램프를 점등한다. 반대로, 제1 피스톤(111)이 원래의 위치로 복귀하면 홀 센서(130)는 감지되는 자속이 증가함에 따라 브레이크 램프를 소등한다.
100..마스터실린더 110..실린더 몸체
111,112..제1,2피스톤 111b,112b..제1 및 제2 리턴스프링
111c,112c..제1 및 제2 스프링수용홈
115..마운트홀 120..마그네트
121..와셔 130..홀 센서
132..자기검출소자(홀 IC) 133..소자케이싱

Claims (6)

  1. 중공 보어를 구비하는 마스터실린더의 몸체와;
    상기 중공 보어에 진퇴 운동하도록 마련되며 페달과 연동되는 프라이머리 피스톤 및 프라이머리 피스톤의 동작에 연동하는 세컨더리 피스톤과;
    상기 프라이머리 피스톤에 마련되는 링 형상의 마그네트와, 상기 마스터실린더 몸체의 외측에 상기 마그네트와 대응 설치되어 상기 프라이머리 피스톤의 왕복운동에 따른 자속밀도를 감지하여 브레이크 램프의 점등을 제어하는 홀 센서를 갖는 BLS(Brake Light Stop) 센서 모듈;을 포함하고,
    상기 프라이머리 피스톤은 제동 해제 후 원상태로 복귀하기 위한 리턴 스프링과, 마스터실린더의 전장을 축소하기 위해 리턴스프링이 내부로 진입될 수 있도록 하는 스프링수용홈을 포함하며,
    상기 마그네트는 스프링수용홈에 마련되는 마스터실린더.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마그네트는 스프링수용홈의 내벽과 리턴 스프링에 의해 양측이 지지되는 마스터실린더.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마그네트는 프라이머리 피스톤과, 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 사이에 마련되는 리턴 스프링에 의해 양측이 지지되는 마스터실린더.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실린더 몸체는 배력장치를 설치하기 위해 마련되는 배력장치고정부를 포함하고,
    상기 홀 센서는 상기 배력장치고정부에 프라이머리 피스톤의 진퇴 방향으로 마련되는 마운트홀에 삽입 고정되는 마스터실린더.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 홀 센서는 실린더 몸체에 결합하기 위한 센서 하우징과, 센서 하우징 내부에 설치되어 마그네트의 위치 이동을 통한 자력 세기 변화를 감지하는 자기 검출 소자를 포함하며,
    상기 자기 검출 소자는 센서 하우징으로부터 돌출 마련되는 소자케이싱 내부에 마련되고,
    상기 소자케이싱은 마운트홀에 형합 결합되는 마스터실린더.

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