KR101652955B1 - 차량용 마스터 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더는 실린더 하우징, 상기 실린더 하우징의 내부에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤, 그리고 상기 실린더 하우징과 상기 피스톤 사이에 설치되는 실링부재를 포함하고, 상기 피스톤의 외면에는 상기 피스톤의 중심축에 대하여 경사지게 형성되고 상기 피스톤의 전진방향을 따라 연속 배치되는 복수의 경사면이 형성되고, 상기 복수의 경사면 중 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 상기 피스톤의 내측으로 경사지고, 상기 피스톤의 전진 또는 후진 시 전방으로부터 상기 실린더 하우징의 내부압력이 작용하여 가압되는 상기 실링부재를 지지하는 경사면에는 상기 피스톤의 길이방향을 따라 서로 다른 열의 위치에 관통공이 각각 형성된다. 본 발명에 의하면, 종래의 수평면 및 경사면이 형성된 구간을 종래의 경사면에 비해 상대적으로 완만한 경사도를 가진 하나의 경사면으로 대체하고, 상기 하나의 경사면에 축방향을 따라 서로 다른 열의 위치에 각각 제1 관통공 및 제2 관통공을 형성함으로써, 피스톤의 전진 시에는 실링부재가 급격히 변형되는 것을 차단하여 실링부재의 파손을 예방하고, 피스톤의 후진 시에는 전방으로부터 실린더 하우징 내부 압력이 가해지는 실링부재를 지지하여 실링부재의 회전을 방지함으로써, 실링부재의 기능을 유지하여 제동 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 마스터 실린더{MASTER CYLINDER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 마스터 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 구비되는 마스터 실린더는 브레이크의 답력을 유압으로 전환하는 장치로서, 브레이크 오일이 저장되는 오일탱크, 오일탱크와 결합되는 실린더부, 실린더부의 내부에 설치되어 답력 유무에 따라 전진 또는 후진하는 피스톤, 그리고 실린더부의 내주면에 설치되어 피스톤의 전진 시 피스톤의 외주면에 밀착되어 실린더부 내부를 밀폐시키는 실링부재로 구성된다.

여기서, 피스톤의 외주면에는 내측으로 소정깊이 함몰되어 실링부재에 접하고, 실링부재에 의해 개폐되는 유로가 형성되는 홈이 형성된다. 홈은 길이방향을 따라 서로 대향 배치된 복수의 경사면과, 복수의 경사면 사이에 구비되어 복수의 경사면을 서로 연결하고 피스톤의 외주면과 수평을 이루며 상기 유로가 형성되는 수평면으로 구성된다.

따라서, 실링부재는 유로가 형성된 홈의 수평면에 접촉된 상태로 배치되어, 피스톤의 전진 시에는 수평면을 지나, 수평면의 후방에 형성된 홈의 경사면에 밀착되어 유로를 폐쇄시키고, 피스톤의 후진 시에는 홈의 후방에 형성된 경사면으로부터 이격된 후, 다시 수평면에 배치되어 유로를 개방함으로써, 선택적으로 실린더부의 내부를 밀폐시킨다.

그러나 종래에는 실링부재가 피스톤의 수평면에 접촉되어 실링부재와 피스톤 간 접촉점이 부족하고, 이로 인해 ESC모듈 작동으로 인해 피스톤이 전진하거나 후진하여 실링부재의 전방 측으로 실린더 내부 압력이 가해질 경우, 실링부재가 상기 실린더 내부 압력에 저항하지 못하고 회전되어 버리는 문제점이 있었다.

또한, 실링부재는 피스톤에 형성된 유로의 입구에 반복적으로 마찰되어 손상되거나, 경사면에 밀착되고 이격되는 과정을 되풀이함으로써 특정부위가 파손되는 문제점이 있었다. 상세하게는, 경사면은 유로가 형성된 수평면에 비해 상대적으로 형성구간이 짧아, 수평면과 실링부재의 일면 사이의 각도보다 높은 경사도를 가진다. 즉, 실링부재는 피스톤의 전진 시 수평면 및 상기한 경사면에 대응되는 형상으로 변형되고, 피스톤의 후진 시 경사면으로부터 이격되어 원래의 형상으로 복원되는 과정을 반복적으로 수행함에 따라, 형태 변형이 반복적으로 수행되는 특정부위가 파손되는 문제점이 있었다.

따라서 종래에는 상기와 같이 실링부재가 회전되거나, 파손되는 문제들로 인하여 제동 시에도 실린더부 내부가 완전히 밀폐되지 못하여 충분한 제동압을 발생시키지 못함은 물론, 이로 인해 차량의 제동을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1207805호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피스톤의 전진 또는 후진 시, 실링부재의 전방에 가해지는 내부압력에 의한 실링부재의 회전을 방지함과 동시에, 실링부재의 손상을 최소화할 수 있는 차량용 마스터 실린더를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더는 실린더 하우징, 상기 실린더 하우징의 내부에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤, 그리고 상기 실린더 하우징과 상기 피스톤 사이에 설치되는 실링부재를 포함하고, 상기 피스톤의 외면에는 상기 피스톤의 중심축에 대하여 경사지게 형성되고 상기 피스톤의 전진방향을 따라 연속 배치되는 복수의 경사면이 형성되고, 상기 복수의 경사면 중 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 상기 피스톤의 내측으로 경사지고, 상기 피스톤의 전진 또는 후진 시 전방으로부터 상기 실린더 하우징의 내부압력이 작용하여 가압되는 상기 실링부재를 지지하는 경사면에는 상기 피스톤의 길이방향을 따라 서로 다른 열의 위치에 배치되는 관통공이 각각 형성된다.

상기 복수의 경사면은 상기 피스톤의 전진 또는 후진 시 상기 실링부재를 지지하고 서로 다른 열의 위치에 상기 관통공이 형성되는 제1 경사면, 그리고 상기 제1 경사면의 전방에 배치되어 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 상기 피스톤의 외측으로 경사지게 형성되는 제2 경사면을 포함하고, 상기 제1 경사면이 형성된 영역의 길이는 상기 제2 경사면이 형성된 영역의 길이보다 크게 형성될 수 있다.

상기 제2 경사면과 상기 피스톤의 외주면 사이의 경사각은 상기 제1 경사면과 상기 피스톤의 외주면 사이의 경사각 보다 크게 형성될 수 있다.

상기 관통공은 상기 피스톤의 중심축에 대하여 수직으로 배치되는 중심축을 가지는 제1 관통공, 그리고 상기 제1 관통공으로부터 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 미리 설정된 거리만큼 이격되어 상대적으로 상기 제2 경사면에 인접하게 배치되고 상기 피스톤의 둘레를 따라 복수 개로 형성되며 상기 피스톤의 중심축에 대하여 수직으로 배치됨과 동시에 상기 제1 관통공의 중심축에 대하여 평행하게 배치되는 중심축을 가지는 제2 관통공을 포함할 수 있다.

상기 실링부재에 접촉되는 각 관통공의 입구는 라운드 또는 모따기 처리될 수 있다.

상기 제1 관통공 및 상기 제2 관통공은 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 종래의 수평면 및 경사면이 형성된 구간을 종래의 경사면에 비해 상대적으로 완만한 경사도를 가진 하나의 경사면으로 대체하고, 상기 하나의 경사면에 축방향을 따라 서로 다른 열의 위치에 각각 제1 관통공 및 제2 관통공을 형성함으로써, 피스톤의 전진 시에는 실링부재가 급격히 변형되는 것을 차단하여 실링부재의 파손을 예방하고, 피스톤의 후진 시에는 전방으로부터 실린더 하우징 내부 압력이 가해지는 실링부재를 지지하여 실링부재의 회전을 방지함으로써, 실링부재의 기능을 유지하여 제동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 각 관통공의 입구를 라운드 또는 모따기 처리함으로써, 실링부재가 모서리부위에 접촉되어 파손되는 것을 최소화하여 실링부재의 내구 수명을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 피스톤을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 피스톤을 나타낸 정면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 확대도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 피스톤을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 피스톤을 나타낸 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더(1)(이하 '차량용 마스터 실린더(1)'라 함)는 실린더 하우징(10) 및 실린더 하우징(10)의 내부에 전방 및 후방으로 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(20)을 포함한다.

실린더 하우징(10)은 피스톤(20)을 내부에 수용하고, 피스톤(20)이 수용된 내부공간과 오일탱크(미도시)가 서로 연통되는 구조로 형성된다. 더 자세하게는, 실린더 하우징(10)의 내측에는 피스톤(20)이 설치되어 왕복운동이 가능할 수 있도록 길이 방향으로 보어(bore)홀(10a)이 형성되고, 실린더 하우징(10)의 상측에는 실린더 하우징(10)의 내부, 즉 보어홀(10a)과 연통되고 오일탱크가 결합되는 오일포트가 형성될 수 있다.

한편, 실린더 하우징(10)의 내측에 설치되는 피스톤(20)은 실린더 하우징(10)의 축 방향을 따라 복수개로 설치되고, 복수개로 설치된 각 피스톤(20)의 내측에는 피스톤(20)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(40)가 설치될 수 있다.

이때, 오일포트와 연통되는 피스톤(20)의 외측 공간에는 제1 챔버(11)가 형성되고, 브레이크 구동 실린더(미도시)와 연통되는 피스톤(20)의 내측 공간에는 제2 챔버(13)가 형성될 수 있다. 즉, 피스톤(20)은 왕복운동을 통하여 피스톤(20)에 형성된 유로, 즉 후술할 복수의 관통공(23)을 개폐함으로써, 제1 챔버(11)와 제2 챔버(13)를 서로 연통시키거나, 차단시킬 수 있다.

또한, 본 차량용 마스터 실린더(1)는 실링부재(30)를 포함한다.

실링부재(30)는 실린더 하우징(10)의 내측에 복수개로 설치된 피스톤(20)과 함께 복수개로 구비되어 실린더 하우징(10)과 복수개의 피스톤(20) 사이에 각각 설치된다. 이때, 실린더 하우징(10)의 내주면에는 반경방향으로 소정 깊이 함몰된 그루브가 형성될 수 있다. 따라서 실링부재(30)는 실린더 하우징(10)의 내주면에 형성된 그루브에 설치되어 고정되고, 왕복운동하는 피스톤(20)의 외주면에 선택적으로 접촉되며 제1 챔버(11)와 제2 챔버(13)를 서로 연통시키거나, 차단시킬 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 피스톤(20)의 외면에는 피스톤(20)의 중심축(CA1)에 대하여 경사지게 형성되고, 피스톤(20)의 전진방향을 따라 연속 배치되는 복수의 경사면(21)이 형성된다.

복수의 경사면(21)은 경사진 방향에 따라 피스톤(20)의 전진방향을 향하여 피스톤의 외측으로 경사진 경사면과, 피스톤(20)의 내측으로 경사진 경사면으로 구분되며, 상기 복수의 경사면(21) 중 피스톤(20)의 전진방향을 향하여 피스톤(20)의 내측으로 경사진 경사면은 ECS모듈(미도시)이 작동되거나 피스톤(20)의 전진 또는 후진 시 전방으로부터 실린더 하우징(10)의 내부압력이 작용하여 가압되는 실링부재(30)를 지지한다. 또한, 피스톤(20)의 전진방향을 향하여 피스톤(20)의 내측으로 경사진 경사면에는 피스톤(20)의 길이방향을 따라 서로 다른 열(列)의 위치에 관통공(23)이 각각 형성된다.

더 자세하게는, 복수의 경사면은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 피스톤(20)의 전진 또는 후진 시 전방으로부터 실린더 하우징(10)의 내부압력이 작용하여 가압되는 실링부재(30)를 지지하고, 서로 다른 열의 위치에 관통공(23)이 각각 형성되는 제1 경사면(211)과, 제1 경사면(211)의 전방에 배치되어 피스톤(20)의 전진방향을 향하여 피스톤(20)의 외측으로 경사지게 형성되는 제2 경사면(213)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 경사면(211)은 제2 경사면(213)의 후방에 배치되어, 피스톤(20)의 전진방향을 향할수록 외경의 크기가 점차 작아지도록 내측으로 경사지게 형성되고, 제2 경사면(213)은 제1 경사면(211)의 전방에 배치되어, 제1 경사면(211)의 경사방향과는 반대로 피스톤(20)의 전진방향을 향할수록 외경의 크기가 점차 커지도록 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.

여기서, 제1 경사면(211)은 제2 경사면(213)보다 더 넓은 범위에 형성되고, 더 완만한 경사도로 형성될 수 있다. 더 자세하게는, 도 2의 (b)를 참조하면, 피스톤(20)의 외주면에서, 제1 경사면(211)이 형성된 영역의 길이(l)는 제2 경사면(213)이 형성된 영역의 길이(l')보다 크게 형성되고, 아울러 제2 경사면(213)과 피스톤(20)의 외주면 사이의 경사각(θ)은 제1 경사면(211)과 피스톤(20)의 외주면 사이의 경사각(θ') 보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 실링부재(30)는 피스톤(20)이 전진할 경우, 제2 경사면(213)에 비해 더 길고, 완만한 경사도를 가지는 제1 경사면(211)에 서서히 가압되어 압착됨으로써, 변형률을 최소화할 수 있다.

한편, 피스톤(20)의 길이방향을 따라 제1 경사면(211)의 서로 다른 열의 위치에 각각 형성되는 관통공(23)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(11)와 제2 챔버(13)를 서로 연통시키고, 열의 위치에 따라 후방 열에 배치되는 제1 관통공(231) 및 전방 열에 배치되는 제2 관통공(233)을 포함할 수 있다.

더 자세하게는, 관통공(23)은 피스톤(20)의 길이방향을 따라 후방 열에 형성되는 제1 관통공(231) 및 제1 관통공(231)으로부터 피스톤(20)의 전진방향을 향하여 미리 설정된 거리만큼 이격되어 상대적으로 제2 경사면(213)에 더 인접한 전방 열에 형성되는 제2 관통공(233)을 포함할 수 있다. 제1 관통공(231)은 피스톤(20)에 단일 구조로 형성되며, 피스톤(20)의 중심축(CA1)에 대하여 수직으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 관통공(231)은 피스톤(20)의 중심축(CA1)에 대하여 수직으로 배치되는 중심축(CA2)을 가질 수 있다. 또한, 제2 관통공(233)은 피스톤(20)의 둘레를 따라 복수 개로 형성되고, 피스톤(20)의 중심축(CA1)에 대하여 수직으로 배치됨과 동시에, 제1 관통공(231)의 중심축(CA2)에 대하여 평행한 중심축(CA3)을 가질 수 있다. 예시적으로, 제1 관통공(231)은 피스톤(20)의 둘레에 1개, 제2 관통공(233)은 피스톤(20)의 둘레에 15개로 형성될 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(20)의 이동에 따라 실링부재(30)와 접촉되는 각 관통공(231, 233)의 입구는 라운드 또는 모따기 처리될 수 있다. 따라서 피스톤(20)의 이동에 따라 실링부재(30)가 각 관통공(231, 233)의 입구에 접촉되더라도, 실링부재(30)가 모서리부위에 마찰되는 것을 최소화하여 실링부재(30)의 파손을 예방 할 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 제1 경사면(211)에 일정 간격을 두고 서로 이격 배치된 제1 관통공(231) 및 제2 관통공(233)은 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 예시적으로, 제2 관통공(233)의 후방에 형성된 제1 관통공(231)은 피스톤(20)의 전진 또는 후진 시, 좀 더 원활한 드래그 방지를 위하여 피스톤(20)의 내부에서 피스톤(20)의 외부를 향하여 경사지게 형성될 수 있다.

이처럼 본 발명에 의하면, 종래의 수평면 및 경사면이 형성된 구간을 종래의 경사면에 비해 상대적으로 완만한 경사도를 가진 하나의 경사면으로 대체하고, 상기 하나의 경사면에 축방향을 따라 서로 다른 열의 위치에 각각 제1 관통공(231) 및 제2 관통공(233)을 형성함으로써, 피스톤(20)의 전진 시에는 실링부재(30)가 급격히 변형되는 것을 차단하여 실링부재(30)의 파손을 예방하고, 피스톤(20)의 후진 시에는 전방으로부터 실린더 하우징(10) 내부 압력이 가해지는 실링부재(30)를 지지하여 실링부재(30)의 회전을 방지함으로써, 실링부재(30)의 기능을 유지하여 제동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 각 관통공(231, 233)의 입구를 라운드 또는 모따기 처리함으로써, 실링부재(30)가 모서리부위에 접촉되어 파손되는 것을 최소화하여 실링부재(30)의 내구 수명을 증대시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

1. 차량용 마스터 실린더
10. 실린더 하우징 10a. 보어홀
11. 제1 챔버
13. 제2 챔버
20. 피스톤
21. 복수의 경사면
211. 제1 경사면
213. 제2 경사면
23. 복수의 관통공
231. 제1 관통공
233. 제2 관통공
30. 실링부재
40. 탄성부재
CA1. 피스톤의 중심축
CA2. 제1 관통공의 중심축
CA3. 제2 관통공의 중심축
l. 제1 경사면이 형성된 영역의 길이
l'. 제2 경사면이 형성된 영역의 길이
θ. 제1 경사면과 피스톤의 외주면 사이의 경사각
θ'. 제2 경사면과 피스톤의 외주면 사이의 경사각

Claims (6)

1. 실린더 하우징,
   상기 실린더 하우징의 내부에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤, 그리고
   상기 실린더 하우징과 상기 피스톤 사이에 설치되고 상기 피스톤의 전진 또는 후진 시 상기 실린더 하우징의 내부압력이 작용하는 실링부재
   를 포함하고,
   상기 피스톤의 외면에는 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 상기 피스톤의 내측으로 경사지게 형성되고, 상기 피스톤의 길이방향을 따라 서로 다른 열의 위치에 각각 관통공이 형성되며, 상기 피스톤의 이동 시 상기 실링부재를 지지하는 제1 경사면, 그리고 상기 제1 경사면의 전방에 상기 제1 경사면과 연속되도록 배치되고, 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 상기 피스톤의 외측으로 경사지게 형성되는 제2 경사면이 형성되고,
   상기 제1 경사면은 상기 피스톤의 길이방향을 따라 상기 제2 경사면 보다 더 넓은 범위에 형성되고,
   상기 제1 경사면과 상기 피스톤의 외주면 사이의 경사각은 상기 제2 경사면과 상기 피스톤의 외주면 사이의 경사각보다 작게 형성되는 차량용 마스터 실린더.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 관통공은
   상기 피스톤의 중심축에 대하여 수직으로 배치되는 중심축을 가지는 제1 관통공, 그리고
   상기 제1 관통공으로부터 상기 피스톤의 전진방향을 향하여 미리 설정된 거리만큼 이격되어 상대적으로 상기 제2 경사면에 인접하게 배치되고 상기 피스톤의 둘레를 따라 복수 개로 형성되며 상기 피스톤의 중심축에 대하여 수직으로 배치됨과 동시에 상기 제1 관통공의 중심축에 대하여 평행하게 배치되는 중심축을 가지는 제2 관통공
   을 포함하는 차량용 마스터 실린더.
5. 제1항에서,
   상기 실링부재에 접촉되는 각 관통공의 입구는 라운드 또는 모따기 처리되는 차량용 마스터 실린더.
6. 제4항에서,
   상기 제1 관통공 및 상기 제2 관통공은 서로 동일한 크기로 형성되는 차량용 마스터 실린더.

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