KR101859935B1 - 브레이크용 마스터 실린더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크용 마스터 실린더에 관한 것으로서, 관통홀이 형성되는 하우징부와, 하우징부의 일측에 결합되는 조립부와, 관통홀에 삽입되는 피스톤부와, 피스톤부를 가압하는 가압부 및 조립부에 설치되어 피스톤부에 답력을 제공하는 댐퍼부를 포함한다.
본 발명에 따른 브레이크용 마스터 실린더는 유압 브레이크에 상응하는 페달 답력 특성을 획득할 수 있다.

Description

브레이크용 마스터 실린더{MASTER CYLINDER FOR BRAKE}
본 발명은 브레이크용 마스터 실린더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전륜 능동 제어 방식에서, 유압 브레이크와 유사한 페달 답력 특성을 느낄 수 있는 브레이크용 마스터 실린더에 관한 것이다.
일반적으로 전륜 능동 제어 방식 브레이크는 액츄에이터(actuator)를 이용하여 전륜만 능동제어를 실시하고, 후륜은 운전자의 페달 작동력으로 제동압이 생성되는 마스터 실린더에 의해 제어된다.
이러한 페달을 작동하는 동안에는 감쇠력이 저항으로 작용하고, 페달을 작동시킨 후에는 감쇠력이 없어지기 때문에, 페달 스트로크의 감소 없이도 페달 답력이 작용한 감쇠력만큼 작아지게 된다.
한편, 액츄에이터를 이용하여 전륜만 능동제어를 실시하고, 후륜은 마스터 실린더를 사용하는 브레이크 장치에서, 운전자의 페달 작동력으로 제동압을 발생시킬 때, 페달 작동감을 유지하기 위해 중공형 마스터 실린더 및 답력 형성 고무 등 페달 작동감을 맞추기 위한 기술이 요구된다.
한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 1993-0012489호(1993.07.20 공개, 발명의 명칭: 자동차용 브레이크 마스터 실린더)에 개시되어 있다.
종래의 유압 브레이크는 히스테리시스(hysteresis) 특성과 함께 급격히 비선형적으로 답력이 커지는 2차 답력 구간이 발생한다. 이러한 2차 답력 구간은 진공 부스터의 전부하 이후 구간(진공 소진 후 구간)이며, 운전자의 페달 입력에 대한 배력이 사라져 페달 답력이 커지기 때문에 발생한다.
그러나, 전륜 능동 제어 방식 브레이크는 유압 브레이크에서와 같은 페달 답력의 히스테리시스 특성이 구현되고 있지만, 전부하 이후 구간에서 유압 브레이크와 같은 페달 답력 특성, 즉 급격히 비선형적으로 답력이 증가하는 특성이 구현되지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 전부하 이후 구간에서 페달의 높은 반력을 구현함으로써, 유압 브레이크와 상응하는 페달 답력 특성을 달성하는 브레이크용 마스터 실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 관통홀이 형성되는 하우징부; 상기 하우징부의 일측에 결합되는 조립부; 상기 관통홀에 삽입되는 피스톤부; 상기 피스톤부를 가압하는 가압부; 및 상기 조립부에 설치되어 상기 피스톤부에 답력을 제공하는 댐퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크용 마스터 실린더를 제공한다.
상기 피스톤부는 상기 관통홀에 삽입되고, 상기 가압부에 의해 가압되어 상기 조립부 내부로 이동되는 메인피스톤; 상기 메인피스톤의 일측에 형성되는 장착홈에 설치되는 서브피스톤; 및 상기 서브피스톤을 감싸는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서브피스톤은 상기 메인피스톤에 결합되는 결합체; 상기 결합체에 연결되고, 상기 장착홈에 내장되는 연결체; 및 상기 연결체의 단부에서 측방향으로 돌출 형성되는 돌출체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼부는 상기 조립부에 내장되고, 상기 탄성체를 지지하는 제1댐퍼; 및 상기 제1댐퍼에 내장되고, 상기 서브피스톤을 지지하는 제2댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1댐퍼는 상기 탄성체의 단부를 지지하고 원통 형상을 갖는 지지통; 상기 지지통에서 연장 형성되고, 상기 탄성체의 내부에 삽입되어 상기 돌출체를 감싸는 원통 형상의 삽입통; 및 상기 삽입통의 단부에서 절곡되어 상기 돌출체에 걸리는 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지통에는 공기를 배출하는 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 브레이크용 마스터 실린더는 전부하 이후 구간에서 답력이 비선형적으로 증가하여, 유압 브레이크에 상응하는 답력을 달성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더에서 제1댐퍼가 답력을 제공하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더에서 제2댐퍼가 답력을 제공하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더의 페달 답력 상태를 개략적으로 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 브레이크용 마스터 실린더의 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 브레이크용 마스터 실린더를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더에서 제1댐퍼가 답력을 제공하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더에서 제2댐퍼가 답력을 제공하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더의 페달 답력 상태를 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더(1)에는 하우징부(10), 조립부(20), 피스톤부(30), 가압부(40) 및 댐퍼부(50)가 구비된다.
하우징부(10)는 차체에 장착되고, 관통홀(11)이 형성된다.
조립부(20)는 하우징부(10)의 일측에 결합된다. 이러한 조립부(20)는 하우징부(10)의 일측 외주면에 나사 결합되고, 관통홀(11)과 연통되는 조립홈(21)이 형성된다.
피스톤부(30)는 관통홀(11)에 삽입되고, 가압부(40)는 피스톤부(30)를 가압한다. 가압부(40)는 페달(70)과 연결되고, 운전자가 페달(70)을 밟으면, 페달(70)의 변위에 따라 가압부(40)의 가압력이 조절되고, 가압부(40)의 가압력에 따라 피스톤부(30)가 조립홈(21) 방향으로 이동되는 거리가 조절된다.
댐퍼부(50)는 조립부(20)에 설치되어 피스톤부(30)에 답력을 제공한다. 이러한 댐퍼부(50)에 의해 전부하 이후 구간의 답력이 비선형적으로 증대된다(도 4 참조).
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부(30)에는 메인피스톤(31), 서브피스톤(32) 및 탄성체(33)가 구비된다.
메인피스톤(31)은 관통홀(11)에 삽입되고, 가압부(40)에 연결된다. 이러한 메인피스톤(31)은 가압부(40)의 가압에 의해 조립부(20)의 조립홈(21)으로 이동된다.
서브피스톤(32)은 메인피스톤(31)의 일측에 형성되는 장착홈(35)에 설치되고, 탄성체(33)는 코일스프링 형상을 하며 서브피스톤(32)을 감싼다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서브피스톤(32)에는 결합체(321), 연결체(322) 및 돌출체(323)가 구비된다.
결합체(321)는 메인피스톤(31)에 결합되고, 연결체(322)는 결합체(321)에 연결된다. 이러한 연결체(322)는 장착홈(35)에 내장된다.
돌출체(323)는 연결체(322)의 단부에서 측방향으로 돌출 형성된다. 이러한 돌출체(323)는 원판 형상을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부(50)에는 제1댐퍼(51) 및 제2댐퍼(52)가 구비된다. 제1댐퍼(51)와 제2댐퍼(52)는 조립부(20)에 내장되고, 피스톤부(30)에 의한 충격을 완화하도록 고무재질과 같은 연질을 포함하여 이루어진다.
제1댐퍼(51)는 일단부가 조립부(20)의 내측에 접착되어 조립홈(21)에 위치된다. 이러한 제1댐퍼(51)는 탄성체(33)를 지지한다.
제1댐퍼(51)의 외측면은 조립부(20)의 내측과 이격된다. 이러한 제1댐퍼(51)와 조립부(20) 사이의 공간으로 메인피스톤(31)이 이동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1댐퍼(51)에는 지지통(511), 삽입통(512) 및 걸림턱(513)이 구비된다.
지지통(511)은 원통 형상을 하며 탄성체(33)의 일단부를 지지한다. 이러한 지지통(511)의 외경은 탄성체(33)의 외경에 대응된다.
지지통(511)의 일단부는 조립부(20)의 내측에 결합되고, 타단부는 탄성체(33)의 일단부를 지지한다.
삽입통(512)은 지지통(511)에서 연장 형성되어 장착홈(35)에 위치된다. 이러한 삽입통(512)은 탄성체((33)의 내부로 삽입되어 돌출체(323)를 감싼다.
걸림턱(513)은 삽입통(512)의 단부에서 절곡되어 돌출체(323)에 걸린다. 따라서, 돌출체(323)는 제1댐퍼(51)의 내부에서 이동된다.
한편, 지지통(511)에는 제1댐퍼(51) 내부 공기를 배출하기 위한 배출홀(514)이 형성된다. 이러한 배출홀(514)에 의해 제1댐퍼(51) 내부 공기가 배출될 뿐만 아니라, 탄성체(33)에 의해 지지통(511)이 가압될 때 지지통(511)의 과도한 변형을 억제하여 지지통(511)과 메인피스톤(31) 간의 간섭을 방지한다.
제2댐퍼(52)는 제1댐퍼(51)에 내장된다. 이러한 제2댐퍼(51)는 일단부가 조립부(20)의 내측에 접착되어 고정되고, 서브피스톤(32)의 돌출체(323)를 지지한다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 마스터 실린더의 작용을 설명하면 다음과 같다.
하우징부(10)의 일단부에 조립부(20)가 장착되고, 하우징부(10)에 형성되는 관통홀(11)에 피스톤부(30)가 삽입된다.
피스톤부(30)에는 가압부(40)가 연결되고, 페달(70)의 변위에 따라 가압부(40)가 피스톤부(30)를 가압하면, 피스톤부(30)는 관통홀(11) 및 관통홀(11)과 연통되는 조립부(20)의 조립홈(21) 내부에서 이동된다(도 1 참조).
이때, 조립부(20) 내부에는 제1댐퍼(51) 및 제2댐퍼(52)가 설치되고, 제1댐퍼(51)는 피스톤부(30)의 탄성체(33)와 접촉된다.
그리고, 피스톤부(30)에 장착되는 서브피스톤(32)의 돌출체(323)는 제1댐퍼(51) 내부에 삽입된 상태를 유지한다.
상기한 상태에서, 운전자가 페달(70)을 밟으면, 가압부(40)에 의해 가압된 피스톤부(30)는 조립부(20) 방향으로 이동된다.
이때, 피스톤부(30)의 탄성체(33)는 수축되고, 제1댐퍼(51)의 지지통(511)은 탄성체(33)의 가압에 의해 수축되어(도 2 참조), 전부하 이전 구간에 대한 답력이 선형적으로 증가한다(도 4 참조).
한편, 운전자의 조작에 의해 페달(70)의 변위가 증가하면, 피스톤부(30)의 서브피스톤(32)은 제2댐퍼(52)에 도달되어(도 3 참조) 제1대퍼(51) 및 제2댐퍼(52)가 피스톤부(30)를 지지함으로써, 전부하 이후 구간에 대한 답력이 비선형적으로 증가한다(도 4 참조).
따라서, 브레이크용 마스터 실린더(1)는 유압 실린더와 상응하는 페달 답력 특성을 달성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 하우징부 20 : 조립부
30 : 피스톤부 31 : 메인피스톤
32 : 서브피스톤 33 : 탄성체
40 : 가압부 50 : 댐퍼부
51 : 제1댐퍼 52 : 제2댐퍼

Claims (6)

  1. 관통홀이 형성되는 하우징부;
    상기 하우징부의 일측에 결합되는 조립부;
    상기 관통홀에 삽입되는 피스톤부;
    상기 피스톤부를 가압하는 가압부; 및
    상기 조립부에 설치되어 상기 피스톤부에 답력을 제공하는 댐퍼부를 포함하고,
    상기 피스톤부는
    상기 관통홀에 삽입되고, 상기 가압부에 의해 가압되어 상기 조립부 내부로 이동되는 메인피스톤;
    상기 메인피스톤의 일측에 형성되는 장착홈에 설치되는 서브피스톤; 및
    상기 서브피스톤을 감싸는 탄성체를 포함하며,
    상기 서브피스톤은
    상기 메인피스톤에 결합되는 결합체;
    상기 결합체에 연결되고, 상기 장착홈에 내장되는 연결체; 및
    상기 연결체의 단부에서 측방향으로 돌출 형성되는 돌출체를 포함하고,
    상기 댐퍼부는
    상기 조립부에 내장되고, 상기 탄성체를 지지하는 제1댐퍼; 및
    상기 제1댐퍼에 내장되고, 상기 서브피스톤을 지지하는 제2댐퍼를 포함하며,
    상기 제1댐퍼는
    상기 탄성체의 단부를 지지하고 원통 형상을 갖는 지지통;
    상기 지지통에서 연장 형성되고, 상기 탄성체의 내부에 삽입되어 상기 돌출체를 감싸는 원통 형상의 삽입통; 및
    상기 삽입통의 단부에서 절곡되어 상기 돌출체에 걸리는 걸림턱을 포함하고,
    상기 지지통에는 공기를 배출하는 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 마스터 실린더.
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