KR102454014B1 - 브레이크용 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크용 실린더 장치에 관한 것으로, 실린더바디의 내측에서 왕복 이동하는 플로팅 피스톤과, 플로팅 피스톤과 연동되어 실린더바디의 내측에서 왕복 이동하는 프라이머리 피스톤과, 프라이머리 피스톤과 동심축을 가지고, 프라이머리 피스톤의 일측에 결합되어 플로팅 피스톤을 향하여 돌출되도록 배치되는 로드와, 프라이머리 피스톤과 동심축을 가지고, 프라이머리 피스톤의 타측에 결합되어 부스터의 푸시로드에 의해 가압되는 가압 블록과, 로드가 관통 삽입되고, 플로팅 피스톤에 연결되는 스토퍼와, 프라이머리 피스톤과 스토퍼 사이에 배치되고, 프라이머리 피스톤을 스토퍼에서 이격되는 방향으로 탄성 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 프라이머리 피스톤은 합성 수지 재질을 포함하여 이루어지고, 로드와 가압 블록은 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크용 실린더 장치{CYLINDER APPARATUS FOR BRAKE}

본 발명은 브레이크용 실린더 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품의 재질과 형상을 변경하여 이음 발생을 방지할 수 있고, 각종 부품들의 수가 감소될 수 있도록 구조를 개선하여 중량을 감소시키고, 제조 원가를 절감할 수 있는 브레이크용 실린더 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 브레이크는 차량의 속도를 감속하거나, 차량의 정차 상태가 안정적으로 유지되도록 하기 위한 것으로, 주행 중 운전자의 조작에 의해 차량의 속도 조절이나 임시 정차 상태가 유지되도록 하고, 차량의 주차 시나 장시간 정차 시 차량의 안정된 주차 상태가 확보되도록 한다.

차량의 브레이크는 운전자의 브레이크 조작을 받는 브레이크 페달과, 엔진의 흡기계로부터 제공되는 부압으로 브레이크 페달의 조작력을 증폭하기 위한 부스터와, 부스터의 작동으로 고압의 브레이크 압을 발생시키는 마스터 실린더와, 마스터 실린더로부터 제공되는 유압으로 휠의 브레이크 드럼을 잡아 브레이크 작용을 하는 휠 실린더 또는 캘리퍼의 실린더로 구성된다.

운전자가 운전 도중에 브레이크 페달을 조작하면 부스터가 이 힘을 증폭하여 마스터 실린더에서 유압을 발생시키고, 발생된 유압은 휠 실린더 또는 캘리퍼의 실린더에 작용하며, 피스톤 작용으로 휠에 제동력을 발생시킨다.

마스터 실린더에는 유압 편차를 방지하고 유압이 발생되는 피스톤 전진 거리를 결정하기 위해 피스톤, 로드, 스프링, 스토퍼 등으로 구성된 스프링 조립체가 설치된다.

스프링 조립체의 피스톤이 전진하여 스프링이 압축될 때, 가이드 역할을 하는 로드의 흔들림에 의해 좌굴이 발생하고, 스프링이 피스톤의 내경부와 접촉되면서 긁힘과 이음이 지속적으로 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 경우, 스프링 조립체를 구성하는 부품의 수가 많고 조립 공정이 복잡하여 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0003299호(2012. 01. 10 공개, 발명의 명칭: 브레이크용 플런저 마스터실린더)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품의 재질과 형상을 변경하여 이음 발생을 방지할 수 있고, 각종 부품들의 수가 감소될 수 있도록 구조를 개선하여 중량을 감소시키고 제조 원가를 절감시킬 수 있는 브레이크용 실린더 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 브레이크용 실린더 장치는: 실린더바디의 내측에서 왕복 이동하는 플로팅 피스톤과, 플로팅 피스톤과 연동되어 실린더바디의 내측에서 왕복 이동하는 프라이머리 피스톤과, 프라이머리 피스톤과 동심축을 가지고, 프라이머리 피스톤의 일측에 결합되어 플로팅 피스톤을 향하여 돌출되도록 배치되는 로드와, 프라이머리 피스톤과 동심축을 가지고, 프라이머리 피스톤의 타측에 결합되어 부스터의 푸시로드에 의해 가압되는 가압 블록과, 로드가 관통 삽입되고, 플로팅 피스톤에 연결되는 스토퍼와, 프라이머리 피스톤과 스토퍼 사이에 배치되고, 프라이머리 피스톤을 스토퍼에서 이격되는 방향으로 탄성 지지하는 탄성 부재를 포함하며, 프라이머리 피스톤은 합성 수지 재질을 포함하여 이루어지고, 로드와 가압 블록은 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 로드와 가압 블록은 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 프라이머리 피스톤은 인서트 사출 성형되어 로드와 가압 블록과 더불어 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 로드의 단부에는 스토퍼의 내경에 접촉되는 크기로 형성되는 리테이너가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 리테이너에는 로드가 결합되는 방향으로 절곡되어 형성되는 탄성 결합편이 형성되고, 로드의 단부에는 탄성 결합편이 걸림되는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 브레이크용 실린더 장치는, 부품의 재질과 형상을 변경함으로써, 이음 발생을 방지할 수 있다.

또한, 각종 부품들의 수가 감소될 수 있도록 구조를 개선함으로써, 중량을 감소시키고 제조 원가를 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치를 도시한 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치에 적용된 리테이너를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치의 프라이머리 피스톤이 압축된 상태를 도시한 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치의 프라이머리 피스톤이 압축된 상태를 도시한 상태도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 브레이크용 실린더 장치의 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 용어들로서, 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 실린더 장치를 도시한 측단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치를 도시한 단면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치에 적용된 리테이너를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치의 프라이머리 피스톤이 압축된 상태를 도시한 단면 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치의 프라이머리 피스톤이 압축된 상태를 도시한 상태도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 실린더 장치는 플로팅 피스톤(100)과, 프라이머리 피스톤(200)과, 로드(300)와, 가압 블록(400)과, 스토퍼(500)와, 탄성 부재(600)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 플로팅 피스톤(100)은 실린더바디(10)의 내측에 배치되며, 플로팅 피스톤(100)에는 로드부(110)와, 탄성부(120)가 연결되고, 로드부(110)는 실린더바디(10)에 설치된 스토퍼부(130)에 관통 결합된다.

플로팅 피스톤(100)은 실린더바디(10)의 내측에서 좌우 방향(도 1 기준)으로 왕복 이동하며, 구체적으로 운전자가 주행 중 속도를 저감시키기 위하여 페달부(도면 미도시)를 가압하면, 후술할 프라이머리 피스톤(200)과 연동되어 유압을 발생시키며 이동한다. 이때 플로팅 피스톤(100)은 탄성부(120)를 가압한다.

프라이머리 피스톤(200)은 플로팅 피스톤(100)과 연동되어 실린더바디(10)의 내측에서 왕복 이동한다.

프라이머리 피스톤(200)은 운전자가 브레이크 페달을 조작할 때, 페달 조작력을 증폭하는 부스터(20)에 의해 가압을 받아 유압을 발생시키며 왕복 이동한다. 부스터(20)에는 가압력을 전달하는 푸쉬로드(21)가 구비된다. 도 2, 도 4, 및 도 5에 도시된 바와 같이, 프라이머리 피스톤(200)은 내부에 중간벽(210)을 구비한다.

로드(300)는 대략의 원기둥 형상으로 이루어지며, 프라이머리 피스톤(200)의 왕복 이동을 가이드 하기 위해 마련되며, 프라이머리 피스톤(200)과 동심축을 가지고, 프라이머리 피스톤(200)의 일측에 결합되어 플로팅 피스톤(200)을 향하여 돌출되도록 배치된다.

프라이머리 피스톤(200)은 탄성 부재(600)와의 마찰시 발생하는 이음 발생을 억제하고, 중량를 감소시키기 위해 합성 수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 합성 수지는 유기화합물 및 그 유도체로 이루어지는 비결정성 고체 또는 반고체로, 예컨대, 내열성 및 내마모성의 강화 플라스틱일 수 있다.

하지만, 프라이머리 피스톤(200)이 합성 수지 재질로 이루어지는 경우, 부스터(20)에 의한 가압력을 반복적으로 받는 부분임을 고려할 때, 강도가 저하 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 부스터(20)의 푸쉬로드(21)에 의해 직접적으로 가압 받는 부분에 금속 재질로 이루어지는 별도의 구조물을 설치하는 것이 바람직하다.

이를 위해 가압 블록(400)이 구비되며, 가압 블록(400)은 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어질 수 있고, 프라이머리 피스톤(200)과 동심축을 가지고, 프라이머리 피스톤(200)의 타측에 결합되어 부스터(20)의 푸시로드(21)에 의해 가압된다.

가압 블록(400)은 로드(300)와 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 이를 위해 로드(300) 또한 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 2, 도 4, 및 도 5에 도시된 바와 같이, 로드(300)는 중간벽(210)을 관통하여 가압 블록(400)에 연결되어 로드(300)와 가압 블록(400)이 일체로 형성된다.

이처럼 가압 블록(400)과 로드(300)가 일체로 형성되는 경우, 제조 공정을 단순화할 수 있고, 이를 통해, 제조 원가를 절감시킬 수 있다.

또한, 프라이머리 피스톤(200)은 인서트 사출 성형되어 로드(300)와 가압 블록(400)과 더불어 일체로 형성되면서 합성 수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이처럼 프라이머리 피스톤(200)과 로드(300)와 가압 블록(400)이 일체로 형성되고, 프라이머리 피스톤(200)이 합성 수지 재질로 이루어지는 경우, 부품수와 부품의 중량이 감소하고 제조 공정이 단순화되어 제품의 중량이 감소되고 제조 원가가 절감될 수 있게 된다.

스토퍼(500)는 로드(300)가 관통 삽입되는 관통홀(510)을 구비하고, 플로팅 피스톤(100)에 연결되어 로드(300)의 이동 거리를 제한한다.

탄성 부재(600)는 프라이머리 피스톤(200)과 스토퍼(500) 사이에 배치되고, 프라이머리 피스톤(200)을 스토퍼(500)에서 이격되는 방향으로 탄성 지지한다. 도 2, 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 중간벽(210)의 일 측면은 탄성 부재(600)의 일측 단부를 지지하고 중간벽(210)의 타 측면은 가압 블록(400)을 접촉 지지한다. 탄성 부재(600)의 타측 단부는 스토퍼(500)에 지지된다.

부스터(20)의 푸쉬로드(21)에 의한 가압력이 제거되는 경우, 탄성 부재(600)의 탄성력에 의해 프라이머리 피스톤(200)은 플로팅 피스톤(100)으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다.

로드(300)의 단부에는 스토퍼(500)의 내경에 접촉되는 크기로 형성되는 리테이너(700)가 설치될 수 있으며, 이러한 리테이너(700)에는 로드(300)가 결합되는 방향으로 절곡되어 형성되는 다수의 탄성 결합편(710)이 형성되고, 로드(300)의 단부에는 탄성 결합편(710)이 걸림되는 걸림홈(310)이 원주 방향을 따라 형성된다.

리테이너(700)에 형성된 다수의 탄성 결합편(710)은 리테이너(700)가 로드(300)에 설치되는 과정에서는 서로 멀어지도록 탄성 변형되고, 설치가 완료된 상태에서는 서로 가까워지도록 복원되어 로드(300)의 걸림홈(310)에 걸림된다.

리테이너(700)는 로드(300)에 결합되고, 하중이 작용하는 부분이기 때문에 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 리테이너(700)와의 마찰시의 이음 발생을 방지하기 위해, 스토퍼(500)는 합성 수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 리테이너(700)는 스토퍼(500)의 내경에 접촉되는 크기로 형성되기 때문에, 프라이머리 피스톤(200)이 왕복 이동할 때, 프라이머리 피스톤(200)의 왕복 이동을 가이드 하는 로드(300)의 흔들림이 방지되어 로드(300)의 좌굴 현상이 방지될 수 있고, 이음 발생이 방지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 부품의 재질과 형상을 변경함으로써, 이음 발생을 방지할 수 있다. 또한, 각종 부품들의 수가 감소될 수 있도록 구조를 개선함으로써, 중량을 감소시키고 제조 원가를 절감시킬 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: 실린더바디 20: 부스터
21: 푸쉬로드 100: 플로팅 피스톤
110: 로드부 120: 탄성부
130: 스토퍼부 200: 프라이머리 피스톤
300: 로드 310: 걸림홈
400: 가압 블록 500: 스토퍼
600: 탄성 부재 700: 리테이너
710: 탄성 결합편

Claims (5)

1. 실린더바디의 내측에서 왕복 이동하는 플로팅 피스톤;
   상기 플로팅 피스톤과 연동되어 상기 실린더바디의 내측에서 왕복 이동하는 프라이머리 피스톤;
   상기 프라이머리 피스톤과 동심축을 가지고, 상기 프라이머리 피스톤의 일측에 결합되어 상기 플로팅 피스톤을 향하여 돌출되도록 배치되는 로드;
   상기 프라이머리 피스톤과 동심축을 가지고, 상기 프라이머리 피스톤의 타측에 결합되어 부스터의 푸시로드에 의해 가압되는 가압 블록;
   상기 로드가 관통 삽입되고, 상기 플로팅 피스톤에 연결되는 스토퍼; 및
   상기 프라이머리 피스톤과 상기 스토퍼 사이에 배치되고, 상기 프라이머리 피스톤을 상기 스토퍼에서 이격되는 방향으로 탄성 지지하는 탄성 부재;를 포함하며,
   상기 프라이머리 피스톤은 합성 수지 재질을 포함하여 이루어지고, 상기 로드와 상기 가압 블록은 금속 재질을 포함하여 이루어지고,
   상기 프라이머리 피스톤은 일 측면이 상기 탄성 부재의 일측 단부를 지지하고 타 측면이 상기 가압 블록을 접촉 지지하는 중간벽을 구비하고,
   상기 로드가 상기 중간벽을 관통하여 상기 가압 블록에 연결되어 상기 로드와 상기 가압 블록이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 실린더 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 프라이머리 피스톤은 인서트 사출 성형되어 상기 로드와 상기 가압 블록과 더불어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 실린더 장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 로드의 단부에는 상기 스토퍼의 내경에 접촉되는 크기로 형성되는 리테이너가 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 실린더 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 리테이너에는 상기 로드가 결합되는 방향으로 절곡되어 형성되는 탄성 결합편이 형성되고, 상기 로드의 단부에는 상기 탄성 결합편이 걸림되는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 실린더 장치.

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