KR101612279B1

KR101612279B1 - 차량용 마스터 실린더

Info

Publication number: KR101612279B1
Application number: KR1020100057746A
Authority: KR
Inventors: 구창회
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2016-04-14
Also published as: KR20110137684A

Abstract

본 발명은 차량용 마스터 실린더에 관한 것으로서, 특히, 압력 작용 면적을 축소시켜 브레이크 페달의 작동력을 감소시키는 차량용 마스터 실린더에 관한 것이다.
본 발명은, 작동유체가 유입되는 유입포트와 작동유체가 토출되는 출구포트가 형성되는 실린더; 상기 실린더의 내경과 비교하여 외경이 작게 형성되고 상기 실린더에 출몰 가능하게 삽입되는 피스톤; 상기 실린더와 상기 피스톤 둘레면 사이의 간격에 작동유체가 압축되는 액압실을 형성하는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더를 제공한다.

Description

차량용 마스터 실린더 {MASTER CYLINDER FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 마스터 실린더에 관한 것으로서, 특히, 압력 작용 면적을 축소시켜 브레이크 페달의 작동력을 감소시키는 차량용 마스터 실린더에 관한 것이다.

차량의 제동장치는 운전자가 조작하는 브레이크 페달의 작동이 제어부에 의해 감지되면 제어부에서 송신되는 신호에 따라 전동 부스터가 작동되므로 마스터 실린더에서 작동유체의 유압이 발생되고 마스터 실린더로부터 전달되는 유압에 의해 휠 실린더가 작동되면서 휠의 제동이 이루어지게 된다.

전동 부스터는 마스터 실린더를 가압하는 액추에이터로서, 스크루 및 너트 구조로 이루어지는 스핀들이 모터의 회전력을 받아 직선 운동을 행하면서 마스터 실린더의 피스톤을 가압하게 된다.

마스터 실린더에서 발생되는 유압은 휠 실린더를 작동시켜 휠의 제동을 행하게 된다.

상기한 바와 같은 제동은 브레이크 페달의 작동에 의해 이루어지며, 브레이크 페달의 작동력은 브레이크 페달의 페달비와 비례하고, 제동장치의 배력비와 반비례하고, 휠 실린더의 압력 작용 면적과 비례하며, 마스터 실린더의 압력 작용 면적과 반비례한다.

이를 자세히 설명하면, 운전자가 작은 힘을 사용하여 브레이크 페달을 작동시키기 위해서는 제동장치의 배력비를 상승시켜야 하고, 휠 실린더의 압력 작용 면적은 증가시켜야 하며, 마스터 실린더의 압력 작용 면적은 감소시켜야 한다.

여기서, 압력 작용 면적은 작동유체가 담겨져 압축되면서 유압을 발생시키는 공간을 의미한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

일반적인 차량용 제동장치는 브레이크 페달의 작동력을 증가시키기 위한 설계를 행하는데, 브레이크 페달의 페달비를 증가시키면 브레이크 페달을 지지하는 브래킷이 지지해야 하는 힘이 커지므로 제품의 무게를 줄이기 어려운 문제점이 있다.

또한, 브레이크 페달의 작동력을 줄이기 위해 휠 실린더의 압력 작용 면적을 증가시키면 제품의 무게가 증가되는 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 압력 작용 면적을 축소시켜 브레이크 페달의 작동력을 증가시키는 차량용 마스터 실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 작동유체가 유입되는 유입포트와 작동유체가 토출되는 출구포트가 형성되는 실린더; 상기 실린더의 내경과 비교하여 외경이 작게 형성되고 상기 실린더에 출몰 가능하게 삽입되는 피스톤; 상기 실린더와 상기 피스톤 둘레면 사이의 간격에 작동유체가 압축되는 액압실을 형성하는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더를 제공한다.

또한, 상기 피스톤은, 상기 실린더 내부로 삽입되는 대경부; 상기 대경부와 비교하여 외경이 작게 형성되고 상기 실린더 외부로 출몰되는 소경부; 및 상기 대경부와 상기 소경부 사이에 형성되고 상기 실링부재가 삽입되는 장착홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는, 상기 실린더 내벽에 설치되는 제1실링부재; 상기 장착홈부에 설치되고 상기 제1실링부재와 상기 액압실을 이루는 제2실링부재; 상기 제1실링부재와 간격을 유지하도록 상기 실린더에 설치되는 제3실링부재; 및 상기 제2실링부재와 간격을 유지하도록 상기 실린더의 개구부에 설치되는 제4실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1실링부재, 상기 제2실링부재 및 상기 제3실링부재의 단면 형상은 일측 단부에 개구부가 형성되는 'ㄷ' 모양으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입포트는, 상기 제1실링부재와 상기 제3실링부재 사이의 공간으로 연통되는 제1유입포트; 상기 액압실과 연통되는 제2유입포트; 및 상기 제2실링부재와 상기 제4실링부재 사이의 공간으로 연통되는 제3유입포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤은, 상기 실린더에 삽입되는 소경부; 상기 소경부와 비교하여 외경이 크게 형성되고 상기 실린더 외부로 출몰 가능하게 연장되는 대경부; 및 상기 소경부와 상기 대경부 사이에 형성되고 작동유체의 유로를 이루는 통과홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는, 상기 실린더 내벽에 간격을 유지하도록 설치되어 상기 액압실을 이루는 한 쌍의 제1실링부재; 및 상기 제1실링부재와 간격을 유지하며 설치되는 제2실링부재를 포함하고; 상기 제1실링부재와 상기 제2실링부재 사이의 공간에 상기 유입포트가 연통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재의 단면 형상은 일측 단부에 개구부가 형성되는 'ㄷ' 모양으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더는 실린더 내벽과 피스톤 둘레면 사이의 간격에 액압실이 형성되므로 일반적인 실링부재를 사용하는 마스터 실린더의 압력 작용 면적을 쉽게 줄일 수 있어 브레이크 페달의 작동력을 증가시키는 마스터 실린더를 용이하게 설계할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더가 도시된 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더가 도시된 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더는 작동유체가 유입되는 유입포트(12)와 작동유체가 토출되는 출구포트(14)가 형성되는 실린더(10)와, 실린더(10)의 내경과 비교하여 외경이 작게 형성되고 실린더(10)에 출몰 가능하게 삽입되는 피스톤(30)과, 실린더(10) 내벽과 피스톤(30) 둘레면 사이의 간격에 작동유체가 압축되는 액압실(70)을 형성하는 실링부재(50)를 포함한다.

피스톤(30)이 실린더(10) 외부 및 내부로 출몰되면서 발생되는 압력 변화에 따라 유입포트(12)를 통해 작동유체가 액압실(70)로 공급되고, 피스톤(30)의 작동에 의해 액압실(70)에서 압축되는 작동유체는 출구포트(14)를 따라 실린더(10) 외부로 토출된다.

본 실시예의 액압실(70)은 피스톤(30)의 둘레면과 실린더(10) 내벽 사이에 형성되므로 액압실(70)의 단면 형상이 링 모양을 이루게 되므로 마스터 실린더의 압력 작용 면적이 감소됨을 알 수 있다.

이렇게 마스터 실린더의 압력 작용 면적이 감소되면 브레이크 페달의 작동력이 상승되므로 사용자가 브레이크 페달을 조작할 때에 발생되는 힘이 증가되어 사용자가 작은 힘으로 브레이크 페달을 조작하여도 쉽게 제동장치의 구동을 행할 수 있게 된다.

피스톤(30)은 실린더(10) 내부로 삽입되는 대경부(34)와, 대경부(34)와 비교하여 외경이 작게 형성되고 실린더(10) 외부로 출몰되는 소경부(32)와, 대경부(34)와 소경부(32) 사이에 형성되고 실링부재(50)가 삽입되는 장착홈부(36)를 포함한다.

대경부(34)의 외경은 실린더(10)의 내경과 비교하여 작게 형성되므로 대경부(34)의 둘레면과 실린더(10) 내벽 사이에 액압실(70)이 형성되고, 피스톤(30)이 실린더(10) 내부로 삽입될 때에 장착홈부(36)에 설치되는 실링부재(50)가 액압실(70)에 충진된 작동유체를 가압하여 출구포트(14)를 통해 작동유체를 토출시키게 된다.

실링부재(50)는 실린더(10) 내벽에 설치되는 제1실링부재(52)와, 장착홈부(36)에 설치되고 제1실링부재(52)와 액압실(70)을 이루는 제2실링부재(54)와, 제1실링부재(52)와 간격을 유지하도록 실린더(10)에 설치되는 제3실링부재(56)와, 제2실링부재(54)와 간격을 유지하도록 실린더(10)의 개구부에 설치되는 제4실링부재(58)를 포함한다.

액압실(70)에 충진되는 작동유체는 제1실링부재(52)와 제2실링부재(54)에 의해 액압실(70) 외부로 유실되지 않으므로 피스톤(30)이 실린더(10) 내부로 삽입되면 제2실링부재(54)가 제1실링부재(52) 측으로 이동되면서 작동유체를 가압하여 출구포트(14)를 통해 작동유체가 토출된다.

제1실링부재(52), 제2실링부재(54) 및 제3실링부재(56)의 단면 형상은 일측 단부에 개구부가 형성되는 'ㄷ' 모양으로 형성되므로 개구부 방향으로 진행되는 작동유체는 개구부가 내측으로 변형되면서 제1실링부재(52), 제2실링부재(54) 및 제3실링부재(56)를 통과하게 된다.

반대로, 개구부의 반대 방향으로 진행되는 작동유체는 개구부를 외측으로 팽창시키게 되므로 제1실링부재(52), 제2실링부재(54) 및 제3실링부재(56)를 통과하지 못하게 된다.

제1실링부재(52)와 제2실링부재(54)는 개구부가 액압실(70) 내측에 대향되게 설치되므로 액압실(70) 측으로 이동되는 작동유체는 제1실링부재(52) 및 제2실링부재(54)의 개구부를 내측 방향으로 변형시키면서 액압실(70) 내부로 이동된다.

이렇게 액압실(70)에 충진되는 작동유체는 피스톤(30) 및 제2실링부재(54)의 이동에 의해 액압실(70)이 압축될 때에 제1실링부재(52)와 제2실링부재(54)의 개구부를 팽창시키게 되므로 제1실링부재(52) 및 제2실링부재(54)를 통과하지 못하고 출구포트(14)를 통해 휠 실린더 측으로 토출된다.

유입포트(12)는 제1실링부재(52)와 제3실링부재(56) 사이의 공간으로 연통되는 제1유입포트(12a)와, 액압실(70)과 연통되는 제2유입포트(12b)와, 제2실링부재(54)와 제4실링부재(58) 사이의 공간으로 연통되는 제3유입포트(12c)를 포함한다.

제1유입포트(12a)를 통해 유입되는 작동유체는 제1실링부재(52)와 제3실링부재(56) 사이의 공간으로 유입되고, 피스톤(30)이 실린더(10) 외부로 돌출될 때에 액압실(70)의 압력이 낮아지기 때문에 제1실링부재(52)의 개구부를 내측으로 변형시키면서 액압실(70)로 유입된다.

제2유입포트(12b)를 통해 공급되는 작동유체는 액압실(70)로 직접 유입되고, 제3유입포트(12c)를 통해 제2실링부재(54)와 제4실링부재(58) 사이의 공간으로 유입되는 작동유체는 장착홈부(36)에 형성되는 홀부(36a)를 지나 제2실링부재(54)를 변형시키면서 액압실(70)로 유입된다.

본 실시예의 실린더(10)는 내경이 거의 일정하게 형성되고 실린더(10)의 내경과 비교하여 외경이 작게 형성되는 피스톤(30)의 대경부(34)가 삽입되므로 대경부(34)의 둘레면과 실린더(10) 내벽 사이의 공간으로 유입되는 작동유체가 실린더(10)의 개구부를 통해 외부로 유실되지 않도록 실린더(10)의 개구부에 제4실링부재(58)가 설치된다.

제4실링부재(58)는 오링 모양으로 형성되는 다수 개의 제4실링부재(58)가 실린더(10) 내벽에 설치되며, 다수 개의 제4실링부재(58)의 유동을 방지하는 와셔(58a)가 설치된다.

본 실시예의 실린더(10)는 내경이 거의 일정하고, 소량의 내경 변화가 있어도 개구부 측으로 갈수록 내경이 커지도록 변화되므로 사출공정에 의해 실린더(10)를 제작할 때에 실린더(10)의 내경을 성형하기 위한 코어의 형상이 간단하고 금형 빼기작업을 용이하게 행할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

피스톤(30)이 실린더(10) 외부로 돌출되면 제2실링부재(54)가 실린더(10)의 개구부 측으로 이동되면서 액압실(70)의 내부 압력이 낮아지므로 유입포트(12)를 통해 공급되는 작동유체가 액압실(70) 내부로 유입된다.

이때, 제1유입포트(12a)를 따라 공급되는 작동유체는 제1실링부재(52)를 변형시키면서 액압실(70)로 이동되고, 제2유입포트(12b)를 따라 공급되는 작동유체는 직접 액압실(70)로 유입되며, 제3유입포트(12c)를 따라 공급되는 작동유체는 장착홈부(36)의 홀부(36a)를 지나 제2실링부재(54)를 변형시키면서 액압실(70)로 이동된다.

이렇게 액압실(70)에 작동유체가 충진된 후에 피스톤(30)이 실린더(10) 내부로 삽입되면 제2실링부재(54)가 액압실(70)에 충진된 작동유체를 압축하므로 작동유체는 출구포트(14)를 따라 휠 실린더 측으로 토출된다.

이때, 제1실링부재(52) 및 제2실링부재(54) 측으로 이동되는 작동유체는 개구부 내측으로 유입되면서 제1실링부재(52) 및 제2실링부재(54)를 팽창시키므로 작동유체가 제1실링부재(52) 및 제2실링부재(54)를 통과하지 못하고 출구포트(14) 측으로 이동된다.

상기한 바와 같이 작동유체의 압축이 이루어지는 액압실(70)이 제1실링부재(52) 및 제2실링부재(54)에 의해 형성되고, 피스톤(30)의 둘레면과 실린더(10)의 내벽 사이에 배치되므로 마스터 실린더의 압력 작용 면적이 감소되는 효과가 나타나게 된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더가 도시된 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 피스톤(130)은 실린더(110)에 삽입되는 소경부(132)와, 소경부(132)와 비교하여 외경이 크게 형성되고 실린더(110) 외부로 출몰 가능하게 연장되는 대경부(134)와, 소경부(132)와 대경부(134) 사이에 형성되고 유입포트(112)를 따라 유입되는 작동유체의 유로를 이루는 통과홈부(136)를 포함한다.

피스톤(130)이 실린더(110)로부터 돌출될 때에 실링부재(150)에 대향되게 통과홈부(136)가 배치되면 유입포트(112)를 따라 공급되는 작동유체가 실링부재(150)와 통과홈부(136) 사이의 간격을 따라 액압실(170)로 공급된다.

이후에, 피스톤(130)이 실린더(110) 내부로 삽입되면 대경부(134)가 액압실(170) 측으로 삽입되면서 액압실(170)에 충진된 작동유체를 가압하므로 출구포트(114)를 따라 작동유체가 토출된다.

실링부재(150)는 실린더(110) 내벽에 간격을 유지하도록 설치되어 액압실(170)을 이루는 한 쌍의 제1실링부재(152)와, 제1실링부재(152)와 간격을 유지하도록 설치되는 한 쌍의 제2실링부재(154)를 포함한다.

피스톤(130)이 실린더(110) 외측으로 돌출될 때에 유입포트(112)를 따라 공급되는 작동유체는 제1실링부재(152)를 통과하여 액압실(170)로 충진되고, 피스톤(130)이 실린더(110) 내측으로 삽입될 때에는 피스톤(130)의 대경부(134)가 액압실(170)로 삽입되면서 작동유체를 가압하게 된다.

실링부재(150)의 단면 형상은 일측 단부에 개구부가 형성되는 'ㄷ' 모양으로 형성되고 실링부재(150)의 개구부는 액압실(170)의 중심부 측을 향하도록 배치된다.

따라서 제1실링부재(152)와 제2실링부재(154) 사이의 공간으로 유입되는 작동유체는 제2실링부재(154)에 의해 실린더(110) 외부로 유실되지 않고, 액압실(170)에 충진되는 작동유체는 제1실링부재(152)에 의해 액압실(170) 외부로 유실되지 않게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더는 액압실(170)과 대향되는 실린더(110)의 내경이 다른 부위의 내경과 비교하여 크게 형성되고, 실린더(110)의 개구부는 실린더(110) 내부의 내경과 비교하여 내경이 작게 형성된다.

상기한 바와 같이 실린더(110) 내부의 내경이 개구부의 내경과 비교하여 크게 형성되므로 실린더(110)를 제작하기는 어려워지지만 피스톤(130)과 실린더(110) 사이의 간격으로 작동유체가 쉽게 유실되지 않게 된다.

따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 실린더는 일 실시예의 제4실링부재(58 : 도 1 참조)와 같은 오링 모양의 실링부재 및 와셔(58a : 도 1 참조)가 설치되지 않으므로 부품수가 절감되는 효과가 나타나게 된다.

미설명 부호 180은 피스톤(130)을 실린더(110) 외부로 돌출시키는 탄성부재(180)이다.

이로써, 압력 작용 면적을 축소시켜 브레이크 페달의 작동력을 증가시키는 차량용 마스터 실린더를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 차량용 마스터 실린더를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 차량이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 마스터 실린더가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 실린더 12 : 유입포트
14 : 출구포트 30 : 피스톤
32 : 소경부 34 : 대경부
36 : 장착홈부 50 : 실링부재
52 : 제1실링부재 54 : 제2실링부재
56 : 제3실링부재 58 : 제4실링부재

Claims

작동유체가 유입되는 유입포트와 작동유체가 토출되는 출구포트가 형성되는 실린더;
상기 실린더의 내경과 비교하여 외경이 작게 형성되고 상기 실린더에 출몰 가능하게 삽입되는 피스톤;
상기 실린더와 상기 피스톤 둘레면 사이의 간격에 작동유체가 압축되는 액압실을 형성하는 실링부재를 포함하고,
상기 피스톤은,
상기 실린더 내부로 삽입되는 대경부;
상기 대경부와 비교하여 외경이 작게 형성되고 상기 실린더 외부로 출몰되는 소경부; 및
상기 대경부와 상기 소경부 사이에 형성되고 상기 실링부재가 삽입되는 장착홈부를 포함하고,
상기 실링부재는,
상기 실린더 내벽에 설치되는 제1실링부재;
상기 장착홈부에 설치되고 상기 제1실링부재와 상기 액압실을 이루는 제2실링부재;
상기 제1실링부재와 간격을 유지하도록 상기 실린더에 설치되는 제3실링부재; 및
상기 제2실링부재와 간격을 유지하도록 상기 실린더의 개구부에 설치되는 제4실링부재를 포함하며,
상기 제1실링부재의 개구부와 상기 제2실링부재의 개구부는 상기 액압실 내측에 대향되게 설치되어, 작동유체는 상기 제1실링부재의 개구부와 상기 제2실링부재의 개구부에 안내되어 상기 액압실 내부로 이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1실링부재, 상기 제2실링부재 및 상기 제3실링부재의 단면 형상은 일측 단부에 개구부가 형성되는 'ㄷ' 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
제1항에 있어서, 상기 유입포트는,
상기 제1실링부재와 상기 제3실링부재 사이의 공간으로 연통되는 제1유입포트;
상기 액압실과 연통되는 제2유입포트; 및
상기 제2실링부재와 상기 제4실링부재 사이의 공간으로 연통되는 제3유입포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
작동유체가 유입되는 유입포트와 작동유체가 토출되는 출구포트가 형성되는 실린더;
상기 실린더의 내경과 비교하여 외경이 작게 형성되고 상기 실린더에 출몰 가능하게 삽입되는 피스톤;
상기 실린더와 상기 피스톤 둘레면 사이의 간격에 작동유체가 압축되는 액압실을 형성하는 실링부재를 포함하고,
상기 피스톤은,
상기 실린더에 삽입되는 소경부;
상기 소경부와 비교하여 외경이 크게 형성되고 상기 실린더 외부로 출몰 가능하게 연장되는 대경부; 및
상기 소경부와 상기 대경부 사이에 형성되고 작동유체의 유로를 이루는 통과홈부를 포함하고,
상기 실링부재는,
상기 실린더 내벽에 간격을 유지하도록 설치되어 상기 액압실을 이루는 한 쌍의 제1실링부재; 및
상기 제1실링부재와 간격을 유지하며 설치되는 제2실링부재를 포함하고;
상기 제1실링부재와 상기 제2실링부재 사이의 공간에 상기 유입포트가 연통되고,
상기 제1실링부재의 개구부와 상기 제2실링부재의 개구부는 상기 액압실 내측에 대향되게 설치되어, 작동유체는 상기 제1실링부재의 개구부와 상기 제2실링부재의 개구부에 안내되어 상기 액압실 내부로 이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
삭제
제6항에 있어서,
상기 실링부재의 단면 형상은 일측 단부에 개구부가 형성되는 'ㄷ' 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.