KR19980042599A - 브레이크 액압 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 브레이크 액압 발생장치는 액압부스터(2)의 파워피스톤(10)이 동력실(30)의 액압이 작용하는 큰 직경부(10a)와 마스터(Master)실린더피스톤(53)과 동일한 직경의 작은 직경부(10b)로 이루어진 단부(段付)피스톤으로 구성되어 있고, 양 피스톤(10),(53)은 조심(調心)로드(62)에 의하여 연동(連動)되어 있으며, 작은 직경부(10b)의 외주(外周)에 형성된 환상실(環狀室;51)에 동력실(30)의 액압이 도입되어 그 액압이 큰 직경부(10a)와 작은 직경부(10b) 사이의 단부(10c)에 동력실(30)의 액압과 역방향으로 작용하고, 이 작용에 의하여 브레이크 작동시에 한쪽 계통의 휠실린더(33),(34)에 도입되는 동력실(30) 내의 액압과 다른쪽 계통의 휠실린더(58),(59)에 도입되는 마스터실린더압이 균형있게 같아 지고, 차륜(車輪)의 각 브레이크력이 균형을 이루어 적정하게 배분되는 브레이크 액압 발생장치이다.

Description

브레이크 액압 발생장치
본 발명은 액압에 의해 브레이크페달 답력(踏力)을 소정의 크기로 배력(倍力)시켜 출력하는 액압배력장치를 이용한 브레이크 액압 발생장치에 관한 것으로서, 특히 2브레이크 계통 중 1계통에는 마스터실린더에서 발생하는 마스터실린더압이 공급되고, 또 다른 계통에는 액압배력장치의 동력실에 도입되는 동력실 압이 공급되는 세미 풀파워브레이크 시스템에 이용되는 브레이크 액압 발생장치에 관한 것이다.
자동차의 브레이크 액압 발생장치에 이용되는 액압배력장치는 작은 브레이크 페달 답력으로 큰 브레이크력을 얻을 수 있음과 더불어 이 브레이크력에 의해 제동을 확실히 하고 또한 운전자의 노력을 경감시킬 수 있는 것이다.
이와 같은 액압배력장치는 응답성 및 조작성 등에 의하여 브레이크페달의 스트로크를 단축하는 것이 요망된다. 종래의 브레이크페달 스트로크를 단축하는 액압배력장치로서 2계통의 브레이크 시스템에 있어서 1계통에는 마스터실린더에서 발생하는 마스터실린더압이 공급되고, 또 다른 계통에는 액압배력장치의 동력실에 도입되는 동력실 압이 공급되는 세미 풀파워브레이크 시스템에 이용되는 액압배력장치가 일본국 특허공개소(特開昭)63-247155호로서 공보에 개시되어 제안되어 있다.
도 5는 이 공보에 개시되어 있는 액압배력장치를 나타낸 도면이다. 도면중 a는 액압배력장치, b는 액압부스터(Booster), c는 액압부스터(b)의 파워피스톤, d는 액압부스터(b)의 동력실, e는 액압부스터(b)의 제어밸브, f는 마스터실린더, g는 마스터실린더(f)의 피스톤, h는 마스터실린더(f)의 액실(液室), i는 마스터실린더(f)의 액실(h)에 연통(連通)되는 한쪽 계통의 액압통로, i1, i2는 이 한쪽 액압통로(i)의 분기(分岐)통로, j1, j2는 이들 분기통로(i1),(i2)에 각각 접속되는 한쪽 계통의 휠실린더, k는 액압부스터(b)의 동력실(d)에 연통되는 다른쪽 계통의 액압통로, k1, k2는 이 다른쪽 액압통로(k)의 분기통로, m1, m2는 이들의 분기통로(k1),(k2)에 각각 접속되는 다른쪽 계통의 휠실린더, n은 리저버(Reservoir), p는 액압펌프, q는 브레이크페달이다.
이 액압배력장치(a)에 있어서 브레이크페달(q)을 밟지 않는 브레이크 비조작시에 비작동 위치에 있는 제어밸브(e)는 동력실(d)을 액압펌프(p)로부터 차단함과 더불어 리저버(n)에 연통시킨다. 따라서 액압펌프(p)로부터의 액압이 동력실(d)에는 도입되지 않아 액압부스터(b)는 작동하지 않고, 그에따라 마스터실린더(f)도 작동하지 않아 브레이크는 작동하지 않는다. 브레이크페달(q)을 밟으면 제어밸브(e)가 작동해서 동력실(d)을 리저버(n)로부터 차단함과 더불어 액압펌프(p)에 연통시킨다. 그에따라 액압펌프(p)로부터의 액압이 동력실(d)에 도입되기 때문에 파워피스톤(c)이 작동하여 액압부스터(b)에서 출력되는 출력에 의하여 마스터실린더(f)의 피스톤(g)이 작동함으로써 액실(h)에 마스터실린더압이 발생한다.
마스터실린더압은 액압통로(i),(i1)(i2)를 통하여 휠실린더(j1),(j2)에 도입되어 한쪽 계통의 브레이크가 작동한다. 또한 동력실(d)에 도입된 액압펌프(p)에서의 액압은 액압통로(k),(k1),(k2)를 통하여 휠실린더(m1),(m2)에 도입되어 다른쪽 계통의 브레이크가 작동한다.
이와 같은 액압배력장치(a)에 의하면 마스터실린더를 2계통용 탠덤마스터실린더(Tandem Master Cylinder)로 할 필요는 없고, 따라서 액압부스터(b)와 마스터실린더(f)의 조립체의 축방향 길이가 단축됨과 더불어 브레이크페달(q) 스트로크도 단축된다.
그러나 이와 같은 종래의 브레이크 액압발생장치(a)에 있어서는 액압부스터(b)의 파워피스톤(c) 직경과 마스터실린더(f)의 피스톤(g) 직경이 다르게 설정되어 있기 때문에 2계통 브레이크의 브레이크압이 달라지고 만다. 이와 같이 2계통에서 브레이크압이 서로 다르면 차량의 브레이크력이 각 휠실린더에 대해서 적절히 배분되지 않아 최적의 브레이크가 행해지지 않게 된다. 특히 좌전륜(左前輪)의 휠실린더와 우후륜(右後輪)의 휠실린더가 1계통에 속하고, 우전륜(右前輪)의 휠실린더와 좌후륜(左後輪)의 휠실린더가 다른 계통에 속하는 것 같은 이른바 X배관의 경우에는 같은 전륜이어도 좌우에서 브레이크력이 달라지게 되어, 균형있게 브레이크가 작동되지 않는다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 2계통에서 각 계통의 브레이크압이 같게 되도록 하여 브레이크력 배분을 적정하게 할 수 있는 브레이크 액압 발생장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명 브레이크 액압 발생장치의 일 실시예를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1에 나타낸 브레이크 액압 발생장치의 부분확대 단면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 나타낸 반력(反力)피스톤의 상세 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도 1과 같은 단면도,
도 5는 종래의 브레이크 액압 발생장치를 나타낸 도면이다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 2계통의 브레이크 액압 발생장치에 있어서, 브레이크 조작시에 작동하는 입력축과, 이 입력축에 의해서 제어되는 제어밸브, 브레이크 조작시에 액압이 도입됨과 더불어 상기 2계통 중 한쪽 계통의 브레이크실린더에 연통하는 동력실 및, 이 동력실의 액압에 의해서 작동하는 파워피스톤을 구비하고, 상기 제어밸브에 의해서 브레이크 비조작시에는 액압이 상기 동력실에서 배출되고 또 브레이크 조작시에는 액압이 상기 동력실에 도입되며 상기 동력실에 도입된 액압이 상기 한쪽 계통의 브레이크실린더에 도입됨과 더불어 상기 동력실의 액압에 의해서 파워피스톤이 작동함으로써 출력하는 액압부스터와, 이 액압부스터의 출력에 의해서 상기 파워피스톤과 연동하여 작동되는 마스터실린더피스톤을 구비하며, 이 마스터실린더피스톤의 작동에 의해 마스터실린더압이 발생함과 더불어 이 마스터실린더압을 상기 2계통 중 다른쪽 계통의 브레이크실린더에 공급하는 마스터실린더를 구비한 브레이크 액압 발생장치에 있어서, 상기 파워피스톤이 그 일단(一端)에 상기 동력실의 액압이 작용되는 큰 직경부와, 이 큰 직경부의 일단과 반대측에 연설(延設)되는 것으로써 상기 마스터실린더피스톤과 동일한 직경의 작은 직경부로 이루어진 단부(段付)피스톤으로 구성되고, 상기 큰 직경부와 상기 작은 직경부 사이의 환상단부(環狀段部)가 상기 동력실의 액압이 상기 큰 직경부의 일단에 작용하는 방향과 역방향으로 작용하는 수압부(受壓部)로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명은 상기 액압부스터의 하우징(Housing) 및 상기 마스터실린더의 하우징과, 상기 파워피스톤 및 상기 마스터실린더피스톤 중에 적어도 한쪽이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구성을 한 본 발명 브레이크 액압 발생장치에 있어서는 실질적으로 동력실 내의 액압이 작용하는 파워피스톤의 유효 수압면적이 마스터실린더피스톤에 있어서의 액실 마스터실린더압의 유효 수압면적과 같음과 더불어 파워피스톤과 마스터실린더피스톤이 연동함으로써 브레이크 작동시에 한쪽 계통의 브레이크실린더에 도입되는 동력실 내의 액압과 다른쪽 계통의 브레이크실린더에 도입되는 마스터실린더압이 균형을 이루어 같게 된다.
따라서 모든 브레이크실린더의 브레이크압이 같아지기 때문에 브레이크 시스템의 X배관 등의 배관에 관계없이 차륜의 각 브레이크력이 균형을 이루어 적정하게 배분되어 차량의 브레이크 작동이 최적으로 행해지게 된다.
또 본 발명에 있어서는 액압부스터의 하우징과 마스터실린더의 하우징, 및 파워피스톤과 마스터실린더피스톤 중에 적어도 한쪽이 일체로 형성되기 때문에, 액압부스터와 마스터실린더 조립체의 전체 길이가 짧게 됨과 더불어 부품 수가 삭감됨으로써 이 조립체의 구조가 간소하게 되고 더구나 비용이 저감된다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 작용을 상세하게 설명한다.
도 1은 본발명 브레이크 액압 발생장치의 일 실시예를 나타낸 단면도, 도 2는 도 1의 부분확대 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와같이 본 실시예의 브레이크 액압 발생장치(1)는 액압부스터(2)와 이 액압부스터(2)의 출력에 의해 작동되는 마스터실린더(3)가 일체로 설치되어 있고, 액압부스터(2)와 마스터실린더(3)에 공통의 하우징(4)이 구비되어 있다.
액압부스터(2)에 대해서 설명하면, 도 1에 있어서 하우징(4)의 우단(右端)에 개구(開口)하는 제1 구멍(5)과, 이 제1 구멍(5)의 좌단(左端)에 연속해서 형성되고 제1 구멍(5)의 직경보다 작은 직경의 제2 구멍(6)과, 이 제2 구멍(6)의 좌단에 연속해서 형성됨과 더불어 좌단이 폐색(閉塞)된 제2 구멍(6)의 직경보다 작은 직경의 제3 구멍(7)이 각각 뚫리어 설치되고, 이들 제1 내지 제3 구멍(5),(6),(7)은 하나의 단부구멍으로서 형성되어 있다. 제1 구멍(5)의 우단은 플러그(8)에 의해서 액밀(液密)하게 폐색되어 있고 이 플러그(8)는 하우징(4)에 체결된 너트(9)에 의해서 제1 구멍(5) 및 제2 구멍(6)의 단부에 맞닿아서 하우징(4)에 고정되어 있다.
제2 및 제3 구멍(6),(7) 내에 걸쳐서 액압부스터(2)의 파워피스톤(10)이 배치되어 설치되어 있고 이 파워피스톤(10)은 우측의 큰 직경부(10a)가 제2 구멍(6)과 거의 같은 직경으로, 또한 좌측의 작은 직경부(10b)가 제3 구멍(7)의 직경과 거의 같은 직경의 소직경으로된 단부피스톤으로 구성되어 있으며, 큰 직경부(10a)가 제2 구멍(6) 내를 O링에 의해 액밀하게 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 되어 있음과 더불어 작은 직경부(10b)가 제3 구멍(7) 내를 캡실(11)에 의해 액밀하게 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 되어 있다. 그 경우 캡실(11)은 파워피스톤(10)의 작은 직경부(10b)와 하우징(4)의 제3 구멍(7) 내벽과의 사이를 제2 구멍(6)에서 제3 구멍(7)으로 향하는 액의 흐름을 방지함과 더불어 제3 구멍(7)에서 제2 구멍(6)으로 향하는 액의 흐름을 허용하도록 한쪽 방향만 액밀하게 하고 있다.
파워피스톤(10)에는 파워피스톤(10)의 우단에 개구하는 제4 구멍(12)과 이 제4 구멍(12)의 좌단에 연속해서 형성됨과 더불어 좌단이 폐색된 제4 구멍(12)의 직경보다 작은 직경의 제5 구멍(13)이 각각 뚫리어 설치되고, 이들 제4 및 제5 구멍(12),(13)은 하나의 단부구멍으로서 형성되어 있다. 제5 구멍(13) 내에는 통형상 밸브좌부재(弁座部材;14)가 액밀하게 배치되어 설치되어 있고 이 밸브좌부재(14)는 제4 구멍(12) 내에 끼워넣어진 통형상고정부재(筒狀固定部材;15)를 통하여 파워피스톤(10)의 우단에 체결된 너트(16)에 의해서 그 우단의 플랜지(Flange)부(14a)가 제4 및 제5 구멍(12),(13) 사이의 단부에 맞닿아 파워피스톤(10)에 고정되어 있다. 통형상고정부재(15)는 플러그(8)의 축방향으로 늘어난 통형상 돌출부(8a)의 외주에 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워넣어져 있다.
제5 구멍(13) 내에는 볼밸브(17)를 지지한 밸브체(18)가 미끄러져 움직일 수 있게 배치되어 설치되어 있고 이 밸브체(18)는 스프링(19)에 의해 볼밸브(17)가 밸브좌부재(14)의 제1 밸브좌(14b)에 착좌하는 방향으로 항상 힘이 가해지고 있다. 또 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c) 내에는 선단(先端)에 형성된 제2 밸브좌(20a)가 볼밸브(17)에 착좌가능한 통형상부재(筒狀部材;20)가 배치되어 설치되어 있다. 이 통형상부재(20)는 입력축(21)의 좌단부에 끼워넣어 고정된 통형상스토퍼(Stopper)부재(22)의 축방향 구멍에 끼워넣어져 있음과 더불어 밸브좌부재(14)와 통형상부재(20) 사이에 축소설치된 스프링(23)에 의해서 통형상스토퍼부재(22)에 고정되어 있다. 입력축(21)과 통형상스토퍼부재(22)는 플러그(8)에 있는 통형상돌출부(8a)의 축방향 구멍(8b)을 관통해 있음과 더불어 입력축(21)의 후단은 도시하지 않은 브레이크페달에 연결되도록 되어 있다. 그리고 통형상스토퍼부재(22)의 플랜지부(22a)가 플러그(8)에 있는 통형상돌출부(8a)의 선단(8c)에 맞닿음으로써 통형상부재(20) 및 입력축(21)의 후퇴 한계가 규정되어 있다.
입력축(21)과 통형상스토퍼부재(22)의 외주와 플러그(8)에 있는 통형상돌출부(8a)의 축방향 구멍(8b)의 내주와의 사이에 통형상의 반력피스톤(24)이 어느것에도 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워넣어져 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이 이 반력피스톤(24)의 좌단부에는 제1 플랜지부(22a)와 제2 플랜지부(22b)가 설치되어 있고, 제1 플랜지부(22a)의 좌측부는 통형상스토퍼부재(22)의 플랜지부(22a)가 맞닿을 수 있도록 되어 있으며, 이 플랜지부(22a)가 맞닿음으로써 반력피스톤(24)에 대해서 이 통형상스토퍼부재(22)의 그 이상의 후진을 방지하는 스토퍼부(24c)로 되어 있다.
또 제2 플랜지부(24b)의 우측부는 반력피스톤(24)이 파워피스톤(10)에 대해서 소정량 후진 이동할 때 통형상고정부재(15)의 단부(15a)에 걸어맞추어지는 걸어맞춤부(24d)로 되어 있다. 또한 반력피스톤(24)의 우단(24e)은 입력축(21)의 단부(21a)에 맞닿을 수 있도록 되어 있다. 그리고 반력피스톤(24)의 제2 플랜지부(24b)와 통형상고정부재(15)와의 사이에 스프링(25)이 축소설치되어 있고 이 스프링(25)의 탄력에 의해 통형상시는 반력피스톤(24)의 제2 플랜지부(22b)가 밸브좌부재(14)의 플랜지부(14a)에 맞닿아 있다.
또한 하우징(4)에는 압액이 도입되는 입력구(26)와, 이 입력구(26)와 제2 구멍(6)을 연통하는 통로구멍(27)이 설치되어 있음과 더불어 파워피스톤(10)의 외주에 이 통형상구멍(27)으로 연통하는 환상홈(28)이 설치되고, 파워피스톤(10)에 이 환상홈(28)과 제5 구멍(13)의 밸브좌부재(14)보다 밸브체(18)측과의 사이를 연통하는 통로구멍(29)이 돌출설치되어 있다. 이들 입력구(26), 통로구멍(27), 환상홈
(28) 및 통로구멍(29)에 의해 액압 공급통로가 구성되어 있다.
플러그(8)와 파워피스톤(10)의 우단 사이의 제2 구멍(6) 내에는 동력실(30)이 형성되어 있고 이 동력실(30)은 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c)에 항상 연통되어 있다. 이 동력실(30) 내에 통형상스토퍼부재(22)의 플랜지부(22a) 및 반력피스톤(24)의 제1 및 제2 플랜지부(24a),(24b)가 각각 위치되어 있다. 더구나 플러그(8)에 있는 통형상돌출부(8a)의 외주면과 통형상고정부재(15)의 내주면과의 사이에 축방향홈(도시하지 않음)이 설치되어 있어서 통형상고정부재(15)의 축방향 양측에서 작동액이 자유로이 유동가능하도록 되어 있다. 또 동력실(30)은 하우징(4)에 통로 구멍(31)을 통하여 출력구(32)에 항상 연통되어 있음과 더불어 이 출력구(32)는 2브레이크 계통 중 한쪽 계통의 휠실린더(33),(34)에 항상 연통되어 있다.
또 좌우 양단에 개구하는 통형상부재(20)의 축방향 구멍(20b)은 입력축(21)에 돌출설치된 축방향 통로구멍(35) 및 직경방향 통로구멍(36), 플러그(8)에 형성된 환상홈(37) 및 직경방향의 통로구멍(38), 플러그(8)와 하우징(4)의 사이에 형성된 환상공간(39), 하우징(4)에 돌출설치된 축방향의 통로구멍(40)을 통하여 배출구(41)에 항상 연통되어 있고, 이 배출구(41)는 액압부스터용 리저버(42)에 항상 연통되어 있다.
또 입력구(26)와 액압부스터용 리저버(42)를 접속하는 액압회로에 모터(43)에 의해 구동되는 액압펌프(44)와 액압펌프(44)의 토출측(吐出側)에 체크밸브(45)를 통하여 어큐뮬레이터(Accumulator;46)가 각각 설치되어 있다. 어큐뮬레이터(46)에는 액압펌프(44)의 토출압에 의해 항상 소정의 압이 저장되도록 되어 있다.
그리고 브레이크페달을 밟지 않은 브레이크 비조작시 볼밸브(17), 밸브좌부재(14) 및 통형상부재(20)의 선단(20a)은 도 1 및 도 2에 나타낸 위치에 있다. 즉, 볼밸브(17)가 밸브좌부재(14)의 제1 밸브좌(14b)에 착좌해 있음과 더불어 통형상부재(20)의 제2 밸브좌(20a)가 볼밸브(17)로부터 이좌(離座)해 있고, 이 상태에서는 입력구(26)에 항상 연통해 있는 통로구멍(29)과 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c)이 차단되어 있음과 더불어 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c)과 배출구(41)및 항상 연통해 있는 통형상부재(20)의 축방향 구멍(20b)이 연통하고 있다. 따라서 브레이크 비조작시는 동력실(30)이 펌프(44) 및 어큐뮬레이터(46)로부터 차단되어 있음과 더불어 액압부스터용 리저버(42)에 연통하여 동력실(30)에는 압액이 공급되지 않는다.
또 브레이크페달이 밟혀진 브레이크 조작시는 입력축(21)이 전진하고 통형상부재(20)의 제2 밸브좌(20a)가 볼밸브(17)에 착좌함과 더불어 볼밸브(17)가 밸브좌부재(14)의 제1 밸브좌(14b)에서 이좌(離座)하기 때문에, 이 상태에서는 통로구멍(29)과 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c)이 연통함과 더불어 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c)과 통형상부재(20)의 축방향구멍(20b)이 차단된다. 따라서 브레이크 조작시는 동력실(30)이 펌프(44) 및 어큐뮬레이터(46)에 연통함과 더불어 액압부스터용 리저버(42)로부터 차단되어 동력실(30)에 어큐뮬레이터(46)의 압액이 공급된다.
이와 같이 볼밸브(17), 밸브좌부재(14)의 제1 밸브좌 및 통형상부재(20)의 제2 밸브좌에 의해 동력실(30)을 펌프(44) 및 어큐뮬레이터(46)의 액압원(液壓源) 또는 액압부스터용 리저버(42)에 선택적으로 절환제어하는 액압부스터(2)의 제어밸브(47)가 구성되어 있다.
또 동력실(30)은 파워피스톤(10)에 돌출설치된 축방향의 통로구멍(48)을 통하여 밸브체(18)의 좌단에 면하는 실(49)에 항상 연통되어 있음과 더불어 통로구멍(48)에서 파워피스톤(10)으로 돌출설치된 직경방향의 통로구멍(50)을 통해서 하우징(4)에 있는 제2 구멍(6)의 내주면과 파워피스톤(10)에 있는 작은 직경부(10b) 외주면과의 사이에 형성되어있는 환상실(51)에 항상 연통해 있다. 이 환상실(51)에는 파워피스톤(10)을 비작동 위치의 방향으로 항상 힘을 가하는 리턴스프링(52)이 수용되어 있다.
한편 마스터실린더(3)에 대해서 설명하면, 이 마스터실린더(3)는 종래의 일반적인 싱글마스터실린더와 같은 구성으로 되어 있다. 즉 하우징(4)의 제3 구멍(7) 내에 마스터실린더피스톤(53)이 미끄러져 움직일 수 있도록 설치되어 있다. 또 하우징(4)에는 마스터실린더용 리저버(54)가 부착되어 있음과 더불어 이 마스터실린더용 리저버(54)와 제3 구멍(7)을 연통하는 브레이크액 공급구(55)와 보상구(報償口;56)가 돌출설치되어 있다. 또한 제3 구멍(7) 내에는 마스터실린더피스톤(53)에 의해 액실(57)이 구획되어 있음과 더불어 이 액실(57)은 2브레이크 계통 중 다른쪽 계통의 휠실린더(58),(59)에 항상 연통되어 있다. 그래서 마스터실린더피스톤(53)의 선단에 설치되어 있는 캡실(60)이 보상구(56)의 개구단(開口端)보다 오른쪽의 비작동위치에 있을 때 액실(57)은 마스터실린더용 리저버(54)에 연통하고 액실(57)에는 마스터실린더압이 발생하지 않지만, 마스터실린더피스톤(53)의 캡실(60)이 보상구(56)의 개구단보다 왼쪽으로 전진하여 휠실린더(58),(59)의 로스스트로크(Loss Stroke)가 해소된 때에는 마스터실린더압이 발생하도록 되어 있다.
그런데 본 실시예의 브레이크 액압 발생장치(1)에 있어서는 파워피스톤(10)의 큰 직경부(10a)와 작은 직경부(10b) 사이 환상단부(10c)의 유효 수압면적이 동력실(30) 내의 액압이 작용하는 파워피스톤(10)의 유효 수압면적에서 파워피스톤(10)의 작은 직경부(10b) 캡실(11)에 의한 유효 수압면적을 뺀 크기로 설정되어 있음과 더불어 파워피스톤(10)의 작은 직경부(10b)의 캡실(11)에 의한 유효 수압면적이 마스터실린더압이 작용하는 마스터실린더피스톤(53)의 유효 수압면적과 동일하게 설정되어 있다. 즉 동력실(30) 내의 액압이 작용하는 파워피스톤(10)의 실질적인 유효 수압면적과 마스터실린더(3)의 액실(57) 내의 마스터실린더압이 작용하는 마스터실린더피스톤(53)의 유효 수압면적이 동일하게 되도록 설정되어 있다.
또한 마스터실린더피스톤(53)은 리턴스프링(61)에 의해 항상 오른쪽 즉, 비작동 위치 방향으로 힘이 가해져 있음과 더불어 파워피스톤(10)과 마스터실린더피스톤(53)과의 사이에는 조심로드(62)가 개재되어 있고 이것에 의해 양 피스톤(10),(53)은 조심됨과 더불어 서로 연동하도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 본 예의 브레이크 액압 발생장치(1)에 있어서는 브레이크페달을 밟지 않은 브레이크 비조작시에는 입력축(21)이 전진하지 않고 제어밸브(47)는 전술한 바와같이 도 1 및 도 2에 나타낸 비작동 상태에 있게 된다. 따라서 동력실(30)에는 어큐뮬레이터(46)로부터의 압액이 공급되지 않기 때문에 파워피스톤(10)이 작동하지 않아 액압부스터(2)는 출력하지 않는다. 또 환상실(51)이 동력실(30)에 항상 연통해 있음으로써 브레이크 비조작시에는 이 환상실(51)에도 어큐뮬레이터(46)의 압액이 도입되지 않는다.
또한 반력피스톤(24)의 우단(24e)은 입력축(21)의 단부(21a)에서 이격(離隔)해 있음과 더불어 통형상스토퍼부재(22)의 플랜지부(22a)가 반력피스톤(24)의 제1 플랜지부(24a) 스토퍼부(24c)에서 이격해서 이 스토퍼부(24c)보다 전진한 위치로 되어 있다.
브레이크페달을 밟음에 의해 브레이크 조작이 행해지면, 입력축(21) 및 통형상부재(20)가 전진하고, 전술한 바와 같이 제어밸브(47)가 절환 된다. 그에따라 동력실(30)이 액압부스터용 리저버(42)로부터 차단되고 또한 어큐뮬레이터(46)에 연통되기 때문에 이 동력실(30) 내에 어큐뮬레이터(46)로부터의 압액이 도입된다. 동력실(30) 내에 도입된 압액이 리턴스프링(52),(61)의 탄력을 능가하는 압력이 되면 이 압력에 의해 파워피스톤(10)이 전진하여 액압부스터(2)가 작동함과 더불어 마스터실린더피스톤(53)이 전진하여 액실(57)에 마스터실린더압이 발생한다. 그리고 동력실(30) 내의 압액이 한쪽 계통의 양 휠실린더(33),(34)에 도입됨과 더불어 마스터실린더압이 다른쪽 계통의 양 휠실린더(58),(59)에 도입된다.
또 동력실(30) 내의 액압에 의해 반력피스톤(24)이 스프링(25)의 탄력에 대항해서 파워피스톤(10) 및 입력축(21)에 대해서 오른쪽으로 상대변위 되지만, 반력피스톤(24)의 후단(24e)이 입력축(21)의 단부(21a)에 맞닿기까지는 이르지 않는다. 또한 동력실(30) 내의 압액은 통로구멍(48),(50)을 통하여 환상실(51) 내에 도입되어 파워피스톤(10)의 환상단부(10c)에 동력실(30) 내의 액압이 파워피스톤(10)에 작용하는 방향과 역방향으로 작용하게 된다. 이 환상단부(10c)는 본 발명의 수압부로 되어 있다. 그 경우 전술한 바와 같이 실질적으로 동력실(30) 내의 액압이 작용하는 파워피스톤(10)의 유효 수압면적이 마스터실린더피스톤(53)에서의 액실(57) 마스터실린더압의 유효 수압면적과 동일함과 더불어 파워피스톤(10)과 마스터실린더피스톤(53)이 조심로드(62)를 통하여 연동함으로써 동력실(30) 내의 액압과 마스터실린더압은 균형을 이루어 같아진다. 따라서 각 휠실린더(33),(34);(58)
,(59)에는 함께 같은 액압의 압액이 공급된다.
또한 동력실(30) 내의 압액은 축방향 통로구멍(48)을 통하여 실(49)내에도 도입되고, 이 실(49) 내의 액압에 의해 밸브체(18)는 입력축(21)의 입력에 저항하는 방향으로 힘을 가한다.
각 휠실린더(33),(34);(58),(59)의 로스스트로크가 있어서 실질적으로 이들 각 휠실린더가 브레이크력을 발생하지 않는 작동 초기에 있어서는 반력피스톤(24)의 우단(24e)이 입력축(21)의 단부(21a)에 맞닿지 않기 때문에 입력축(21)은 반력피스톤(24)으로부터 어떤 힘도 작용받지 않는다. 따라서 입력축(21)은 그 선단에 있는 통형상스토퍼부재(22) 및 통형상부재(20)의 비교적 작은 유효 수압면이 받는 동력실(30) 내의 액압에 의한 힘이 작용되게 되고 이 힘이 반력(反力)으로서 운전자에게 전달된다.
입력축(21)의 반력이 입력축(21)의 입력과 같아지면 볼밸브(17)가 제1 밸브좌(14b) 및 제2 밸브좌(20a)의 어디에나 착좌하고, 동력실(30)은 어큐뮬레이터(46) 및 액압부스터용 리저버(42)의 어느곳으로 부터도 차단된다. 입력축(21)의 입력이 한층 상승하면 다시 볼밸브(17)가 제2 밸브좌(20a)에 착좌하고 또한 볼밸브(17)가 제1 밸브좌(14b)에서 다시 이좌하며, 또한 동력실(30)에는 압액이 공급되어 동력실(30) 내의 액압이 한층더 상승한다. 이후 볼밸브(17)가 제1 밸브좌(14b)에 대한 착좌 및 이좌를 반복함으로써 동력실(30) 내의 액압이 입력축(21)의 입력 상승에 따라서 소정의 배력비(倍力比)로 연속적으로 상승한다.
각 휠실린더(33),(34);(58),(59)의 로스스트로크 중에는 반력피스톤(24) 우단(24e)이 입력축(21)의 단부(21a)에 맞닿아 있지 않기 때문에 동력실(30) 내의 액압이 작용하는 입력축(21)의 유효 수압면적이 작고 따라서 이때의 배력비는 크다. 이로인하여 액압부스더(2)의 출력은 큰 배력비로서 입력축(21)의 입력에 대해서 극히 크게 상승하고 액압부스더(2)는 이른바 점핑작용을 하게 된다.
동력실(30) 내의 액압이 한층 상승해서 파워피스톤(10)이 한층더 전진하고 각 휠실린더(33),(34);(58),(59)의 로스스트로크가 해소되면, 각 휠실린(33),(34)
;(58),(59)가 브레이크력을 발생하여 실질적으로 브레이크가 작동하게 된다. 이 상태에서는 상승한 동력실(30) 내의 액압에 의해 반력피스톤(24)의 우단(24e)이 입력축(21)의 단부(21a)에 맞닿게 되고, 반력피스톤(24)은 동력실(30) 내의 액압에 의한 탄성력이 입력축(21)에 입력축(21)의 입력에 대항하도록 작용한다. 따라서 입력축(21)에 작용되는 반력이 크게 되고 액압부스터(2)의 출력은 입력축(21)의 입력에 대해서 로스스트로크 중보다는 작게 상승하여 점핑작용이 종료된다.
이후 액압부스터(2)는 반력이 크게 됨으로써 비교적 작은 배력비로 입력축(21)의 입력을 배력하여 출력함과 더불어 동력실(30) 내의 액압이 이 배력비에 대응한 액압으로 된다. 그리고 동력실(30) 내의 압액이 한쪽 계통의 양 휠실린더(33),(34)에 공급됨과 더불어 액압부스터(2)의 출력으로 마스터실린더(3)가 마스터실린더압을 발생하고, 이 마스터실린더압이 다른쪽 계통의 양 휠실린더(58),(59)에 공급되어 각 휠실린더(33),(34);(58),(59)는 각각 입력축(21)의 입력에 대해서 큰 브레이크력을 발생하고, 이 브레이크력으로 브레이크가 작동된다.
이때 액압부스터(2)의 환상실(51)에도 동력실(30) 내의 압액이 도입되고 이 환상실(51)의 액압이 파워피스톤(10)의 환상단부(10c)에 작용하기 때문에 전술한 바와 같이 동력실(30) 내의 액압과 마스터실린더압은 균형을 이루어 서로 같아지고 각 휠실린더(33),(34);(58),(59)가 발생하는 브레이크력도 서로 같아 진다.
브레이크페달을 해방해서 브레이크 작동을 해제하면 입력축(21) 및 통형상부재(20)가 함께 오른쪽으로 후퇴해서 제어밸브(47)의 볼밸브(17)가 제2 밸브좌(20a)로부터 이좌하고, 동력실(30)이 액압부스터용 리저버(42)에 연통된다. 따라서 동력실(30) 내의 압액은 밸브좌부재(14)의 축방향 구멍(14c), 볼밸브(17)와 제2 밸브좌(20a)의 간격, 통형상부재(20)의 축방향 구멍(20b), 입력축(21)의 축방향 통로구멍(35) 및 직경방향 통로구멍(36), 플러그(8)의 환상홈(37) 및 직경방향 통로구멍(38), 플러그(8)와 하우징(4) 사이의 환상공간(39), 하우징(4)의 축방향 통로구멍(40) 및 배출구(41)를 통해서 액압부스터용, 리저버(42)로 배출된다. 이때 통형상스토퍼부재(22)의 플랜지(22a)가 반력피스톤(24)의 스토퍼부(24c)에 맞닿기까지 입력축(21)이 크게 후퇴하기 때문에 제2 밸브좌(20a)가 볼밸브(17)에서 크게 열리게 된다. 따라서 동력실(30) 내의 압액은 신속히 배출되어 동력실(30) 내의 액압이 저하하게 된다.
동력실(30) 내 압액의 배출에 의해 한쪽 계통의 양 휠실린더(33),(34)의 압액도 신속히 동력실(30)을 통하여 액압부스터용 리저버로 배출됨과 더불어 리턴스프링(52)의 탄력에 의해 파워피스톤(10)이 신속하게 후퇴한다. 이 파워피스톤(10)의 후퇴에 의해 마스터실린더피스톤(53)도 신속히 후퇴하고 마스터실린더(3)의 액실(57)이 마스터실린더용 리저버(54)에 연통되기 때문에 다른쪽 계통의 양 휠실린더(58),(59)의 압액도 신속하게 액실(57)을 통하여 마스터실린더용 리저버(54)로 배출된다. 그에따라 브레이크가 신속하게 해제 개시된다. 또한 환상실(51) 내의 압액도 직경방향 통로구멍(50), 축방향 통로구멍(48), 동력실(30)을 통하여 동일하게 액압부스터용 리저버(42)로 배출된다.
동력실(30) 내의 액압이 소정압으로 저하하면 스프링(25)의 탄력에 의해 반력피스톤(24)이 파워피스톤(10) 및 입력축(21)에 대해서 상대적으로 전진하여 밸브좌부재(14)의 플랜지부(14a)에 맞닿음과 더불어 반력피스톤(24)의 우단(24e)이 입력축(21)의 단부(21a)로부터 이격(離隔)된다.
브레이크 해제가 거의 종료될 때까지 입력축(21)이 더욱더 후퇴하면, 통형상스토퍼부재(22)의 플랜지부(22a)가 플러그(8)의 통형상돌출부(8a) 선단(8c)에 맞닿음으로써 입력축(21) 및 통형상부재(20)의 후퇴가 정지되고 입력축(21) 및 통형상부재(20)는 함께 후퇴 한계로 된다. 그러나 입력축(21) 및 통형상부재(20)의 후퇴가 정지되어도 파워피스톤(10), 반력피스톤(24), 볼밸브(17) 및 밸브좌부재(14)는 함께 더 한층 후퇴를 계속한다. 이로 인하여 통형상피스톤부재(22)의 플랜지부(22a)가 반력피스톤(24)의 스토퍼부(24c)로부터 이격됨과 더불어 볼밸브(17)가 통형상부재(20)의 제2 밸브좌에 접근한다.
파워피스톤(10)의 우단이 도 1 및 도 2에 나타낸 플러그(8)에 맞닿게 되면 파워피스톤(10)의 후퇴가 정지되어 파워피스톤(10)은 비작동 위치로 되고 그에따라 마스터실린더피스톤(53)도 후퇴가 정지되어 비작동 위치로 되어 브레이크가 신속하게 또한 완전히 해제된다. 이 상태에서는 볼밸브(17)가 제2 밸브좌(20a)에 극히 접근해서 볼밸브(17)와 제2 밸브좌(20a) 사이의 간격이 극히 작아져서 착좌 직전으로 된다. 따라서 브레이크페달이 밟혀져서 입력축(21) 및 통형상부재(20)가 전진하면 즉시 제2 밸브좌(20a)가 볼밸브(17)에 착좌함과 더불어 볼밸브(17)가 제1 밸브좌(14b)에서 즉시 이좌하게 된다. 즉 제어밸브(47)의 절환작동을 행하기 위한 로스스트로크가 극히 작아지게 되어 브레이크가 신속하게 작동한다.
이와같이 해서 브레이크 조작시에는 신속히 브레이크가 작동함과 더불어 브레이크 조작 해제시에는 브레이크 작동이 신속히 해제되어 브레이크 액압 발생장치(1)는 극히 응답성이 좋은 것으로 된다.
이 예의 브레이크 액압 발생장치(1)에 의하면, 브레이크 조작시 한쪽 계통의 양 휠실린더(33),(34)에 도입된 동력실(30) 내의 액압과 다른쪽 계통의 양 휠실린더(58),(59)에 도입된 마스터실린더압이 균형을 이루어 같아지기 때문에 각 휠실린더(33),(34);(58),(59)의 브레이크압은 모두 같게 된다. 따라서 브레이크 시스템의 X배관 등 배관에 관계없이 차륜의 각 브레이크력을 균형을 이루어 적정히 배분할 수 있고 차량의 브레이크 작동을 최적으로 행할 수 있다.
또 액압부스터(2)의 하우징과 마스터실린더(3)의 하우징을 일체의 하우징(4)으로 형성하고 있기 때문에 액압부스터(2)와 마스터실린더(3)의 조립체 전체길이를 짧게 할 수 있음과 더불어 부품 수가 삭감됨으로써 이 조립체의 구조가 간결하게 되고 더구나 비용도 저감된다.
도 4는 본 발명 실시 형태의 다른 예를 나타낸 도 1과 같은 도면이다. 그리고 도 1 예의 브레이크 액압 발생장치(1)와 같은 구성요소의 일부에는 같은 부호를 붙임으로써 그 상세한 설명은 생략하고, 또 번호를 붙이지 않은 것도 도 1의 대응하는 구성요소와 같다.
도 1에 나타낸 예에서는 파워피스톤(10)과 마스터실린더피스톤(53)이 별체(別體)로 형성되어 있음과 더불어 이들 양 피스톤(10),(53)은 조심로드(62)에 의해서 서로 연동하도록 되어 있지만, 본 예의 브레이크 액압 발생장치(1)는 도 4에 나타낸 바와 같이 파워피스톤과 마스터실린더피스톤이 일체로 되어 큰 직경부(63a), 작은 직경부(63b) 및 환상단부(63c)로 된 하나의 단부피스톤(63)으로서 형성되어 있다. 그 경우 환상실(51)의 액압은 단부(63c)에 작용하게 된다. 이 예의 브레이크 액압 발생장치(1)의 다른 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 예와 같다.
이 예의 브레이크 액압 발생장치(1)에 의하면 파워피스톤과 마스터실린더피스톤이 일체로 되어 있기 때문에 조심로드가 불필요해 진다. 그에따라 파워피스톤과 마스터실린더피스톤의 조립체 전체길이가 한층 짧아짐과 더불어 부품 수가 더욱 삭감되고, 이 조립체의 구조가 더욱 간이(簡易)하게 되고 더구나 비용도 한층 저감된다.
이 실시예의 브레이크 액압 발생장치(1)의 다른 작용효과는 도 1 및 도 2에 나타낸 예와 같다.
또한 전술의 실시예에 있어서는 본 발명을 파워피스톤 내에 제어밸브를 내장한 타입의 브레이크 액압 발생장치에 적용하고 있지만, 본 발명은 전술한 내용으로 개시되어 있는 것과 같은 파워피스톤 외에 제어밸브가 배치되어 설치된 타입의 브레이크 액압 발생장치에도 적용할 수 있다.
이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명 브레이크 액압 발생장치에 의하면 브레이크 작동시 한쪽 계통의 브레이크실린더에 도입되는 동력실 내의 액압과 다른쪽 계통의 브레이크실린더에 도입되는 마스터실린더압을 균형을 이루어 같게 되도록 하고 있기 때문에 모든 브레이크실린더의 브레이크압을 같게 할 수 있다. 따라서 브레이크 시스템의 X배관 등 배관에 관계없이 차륜의 각 브레이크력을 균형을 이루어 적정히 배분할 수 있어, 차량의 브레이크 작동을 최적으로 행할 수 있다.
또 본 발명에 의하면 액압부스터의 하우징과 마스터실린더의 하우징 및 파워피스톤과 마스터실린더피스톤 중에 적어도 한쪽을 일체로 형성하고 있기 때문에 액압부스터와 마스터실린더의 조립체 전체길이를 짧게 할 수 있음과 더불어 부품 수를 삭감할 수 있으므로 조립체의 구조를 간결히 할 수 있고 더구나 비용도 저감할 수 있다.

Claims (2)

  1. 2계통 브레이크 액압 발생장치에 있어서 브레이크 조작시에 작동하는 입력축과, 이 입력축에 의해서 제어되는 제어밸브, 브레이크 조작시에 압액이 도입됨과 더불어 상기 2계통 중 한쪽 계통의 브레이크실린더로 연통하는 동력실 및, 이 동력실의 액압에 의해서 작동하는 파워피스톤을 구비하고, 상기 제어밸브에 의해서 브레이크 비조작시에는 압액이 상기 동력실에서 배출되고, 또 브레이크 조작시에는 압액이 상기 동력실에 도입되며, 상기 동력실에 도입된 압액이 상기 한쪽 계통의 브레이크실린더에 도입됨과 더불어 상기 동력실의 액압에 의해 파워피스톤이 작동함으로써 출력하는 액압부스터와, 이 액압부스터의 출력에 의해 상기 파워피스톤과 연동해서 작동되는 마스터실린더피스톤을 구비하고, 이 마스터실린더피스톤의 작동에 의해 마스터실린더압을 발생함과 함께 이 마스터실린더압을 상기 2계통 중 다른 계통의 브레이크실린더에 공급하는 마스터실린더를 구비하고 있는 브레이크 액압 발생장치에 있어서,
    상기 파워피스톤이 그 일단(一端)에 상기 동력실의 액압이 작용되는 큰 직경부와, 이 큰 직경부의 일단과 반대측으로 연설되고 상기 마스터실린더피스톤과 동일한 직경의 작은 직경부로 이루어진 단부피스톤으로 구성되어 있으며, 상기 큰 직경부와 상기 작은 직경부 사이의 환상단부(環狀端部)를 상기 동력실의 액압이 상기 큰 직경부의 일단에 작용하는 방향과 역방향으로 작용하는 수압부(受壓部)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 액압 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 액압부스터의 하우징 및 상기 마스터실린더의 하우징과, 상기 파워피스톤 및 상기 마스터실린더피스톤 중에 적어도 한쪽이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 액압 발생장치.
KR1019970061306A 1996-11-20 1997-11-19 브레이크 액압 발생장치 KR100279724B1 (ko)

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