KR20030021413A

KR20030021413A - 마스터실린더

Info

Publication number: KR20030021413A
Application number: KR1020010054677A
Authority: KR
Inventors: 이윤
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-03-15

Abstract

본 발명은 유압브레이크 시스템에 적용되는 마스터실린더에 관한 것으로, 센터밸브와 이를 수용하는 연통공의 구조를 개선하여 연통공을 통한 유체의 흐름이 더욱 원활하게 이루어지도록 하는 마스터실린더를 제공한다.

본 발명에 따른 마스터실린더는 실링부재측 밸브몸체에 형성된 돌출턱을 지지하여 실링부재의 강성을 보강하기 위해 소경부의 일단에 소경부보다 큰 내경을 갖는 지지턱이 마련된다. 따라서 소경부와 이에 수용되는 밸브몸체 사이에 유체의 흐름을 위한 충분한 공간이 확보되므로 유압펌프가 마스터실린더의 유체를 빨아들인 후 이를 다시 가압하여 바퀴를 제동시킬 경우 연통공을 통해 유압펌프 측으로 전달되는 유체의 흐름은 원활하게 된다.

Description

마스터실린더{Master cylinder}

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로 더욱 상세하게는 마스터실린더 내에있는 센터밸브와 이를 수용하는 연통공의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 마스터실린더는 자동차의 브레이크 액압 제어장치에 적용되는 것으로, 오일탱크를 통해 마스터실린더 내부로 들어온 브레이크오일을 배력장치의 출력축에 의해 가압한 후 휠실린더 측으로 전달하여 자동차를 제동시키도록 한다.

이러한 마스터실린더는 도 1에 도시된 바와 같이, 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(1)를 구비하고, 실린더(1) 내부에는 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 제1피스톤(2) 및 제2피스톤(3)이 설치된다. 이때, 제1피스톤(2)과 제2피스톤(3) 사이의 공간과 제2피스톤(3)과 실린더(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간은 각각 제1액압실(2a)과 제2액압실(3a)을 형성하는데, 각 액압실(2a,3a)에는 제동작용 해제시 피스톤(2,3)의 복귀를 위한 복귀스프링(4)이 마련된다. 또한, 상부와 하부의 실린더(1)에는 마스터실린더 내부로 유체를 공급하기 위한 제1입구포트(2b)와 제2입구포트(3b) 및 액압실(2a,3a)에서 가압된 유체를 휠실린더(미도시)측으로 전달하는 제1출구포트(2c)와 제2출구포트(3c)가 각각 형성된다. 이중 입구포트(2b,3b)에는 오일탱크(미도시)가 결합된다.

한편, 각 피스톤(2,3)의 중간부에는 입구포트(2b,3b)를 통해 실린더(1) 내부로 유입된 유체가 액압실(2a,3a)로 보내지기 전에 저장되는 유입실(2d,3d)이 설치되고, 각 피스톤(2,3)의 선단부에는 유입실(2d,3d)과 액압실(2a,3a)을 연통시키는 연통공(5)이 형성된다. 또한, 이러한 연통공(5)에는 연통공(5)를 통한 유체의 흐름을 차단시키거나 소통시킴으로써 액압실(2a.3a)을 밀폐 또는 개방시키는 센터밸브(6)가 설치된다.

이러한 센터밸브(6)는 밸브몸체(6b)와, 상기 밸브몸체(6b)의 선단부에 끼워져 결합되는 실링부재(6a)를 구비하고, 센터밸브(6)를 수용하는 연통공(5)은 서로 다른 내경을 갖는 대경부(5a)와 소경부(5b)를 포함한다. 이중 대경부(5a)는 센터밸브(6)의 실링부재(6a)측을 수용하고, 소경부(5b)는 나머지 부분의 센터밸브(6)를 수용하게 된다. 또한, 대경부(5a) 및 소경부(5b)와 이에 수용되는 센터밸브(6) 사이에는 유체가 흐를 수 있도록 소정의 틈새가 형성되며, 대경부(5a)와 소경부(5b) 사이에는 단차에 의해 형성되는 밸브시트(5c)가 설치되는데, 연통공(5) 내에서 진퇴하는 센터밸브(6)의 실링부재(6a)가 상기 밸브시트(5c)에 접하거나 이격됨에 따라 대경부(5a)와 소경부(5b) 간의 유체의 흐름은 차단되거나 소통된다.

한편, 각 센터밸브(6)의 후방에는 각 유입실(2d,3d)을 관통하여 실린더(1)에 고정되는 실린더핀(7)이 마련되고, 대경부(5a)에는 센터밸브(6)를 상기 실린더핀(7)측으로 탄력 지지하는 탄성부재(6c)가 설치되는데, 액압실(2a,3a)을 개폐시키는 센터밸브(6)의 동작은 이러한 실린더핀(7)과 탄성부재(6c)의 작용 및 상기 피스톤(2,3)의 진퇴운동에 의해 이루어진다. 즉, 제동시에는 밸브몸체(6b)와 실린더핀(7)의 이격 및 탄성부재(6c)의 신장에 의해 실링부재(6a)가 밸브시트(5c)를 막아 액압실(2a,3a)을 밀폐시키고, 제동작용 해제시에는 밸브몸체(6b)와 실린더핀(7)의 당접과 함께 탄성부재(6c)가 가압되며 실링부재(6a)가 밸브시트(5c)를 열어 액압실(2a,3a)을 개방시킨다.

그런데 이때 실링부재(6a)는 탄성재질로 형성되는 관계로 강성이 약하기 때문에 제동작용시 상기 밸브시트(5c)에 무리하게 가압될 경우 파손될 우려가 있다.따라서 이를 방지하기 위해 유입실(2d,3d) 측 소경부(5b)의 단부에는 소경부(5b) 내측으로 연장되는 걸림턱(5d)가 마련되고, 이와 대응되는 밸브몸체(6b)의 단부에는 상기 걸림턱(5d)을 기준으로 제동시 밸브몸체(6b)가 상기 걸림턱(5d)에 걸리도록 상기 걸림턱(5d)의 좌측에 형성되는 걸림부(6d)와 소경부(5b)를 통해 소경부 외측으로 연장되며 상기 걸림부(6d)보다 작은 외경을 갖도록 상기 걸림턱(5d) 우측에 마련되는 연장부(6e)가 마련된다. 이와 같이, 밸브몸체(6b)에 형성되는 걸림부(6d)가 제동시 소경부(5b)의 걸림턱(5d)에 지지됨으로써, 강성이 약한 상기 실링부재(6a)가 밸브시트(5c)에 무리하게 가압되는 것이 방지된다.

이러한 센터밸브(6) 및 연통공(5)을 구비하는 마스터실린더는 차량의 급발진이나 급가속시 구동륜의 과대한 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System)과, 차량의 고속 주행 중에 외부로부터 가해진 힘에 의해 차량이 운전자의 의지대로 조정되지 않는 경우 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키기 위한 차량자세제어 시스템(VDC: Vehicle Dynamic Control System) 기능을 갖춘 브레이크 액압 제어장치에서 브레이크가 작동되지 않아도 바퀴에 제동력을 가해야 하는 경우에 사용되는데, 이러한 경우에는 브레이크 페달(미도시)의 조작과 무관하게 차량 바퀴의 슬립현상이 발생할 경우 유압펌프(미도시)는 마스터실린더의 유체를 빨아들인 후 이를 다시 가압하여 바퀴의 제동이 이루어지도록 한다. 그런데 유압펌프(미도시)가 출구포트(2c,3c)를 통해 마스터실린더의 유체를 빨아들일 때 종래의 마스터실린더는 소경부(5b) 일단에 형성되는 걸림턱(5d)이소경부(5b) 내측으로 연장되어 있어 걸림턱(5d)의 내경이 작아지게 되고, 이에 따라 걸림턱(5d)과 밸브몸체(6b)의 연장부(6e) 사이의 틈새도 작게 형성되어 상기 유입실(2d,3d) 내부로부터 연통공(5)를 통해 출구포트(2c,3c)로 이동되는 유체의 흐름에 무리가 있으며, 이러한 유체의 흐름은 낮은 외부 기온으로 유체의 점성이 커지는 겨울철에 더욱 힘들어지게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마스터실린더 내부의 센터밸브의 구조를 개선하여 센터밸브와 연통공 사이를 통한 유체의 흐름이 더욱 원활하게 이루어지도록 하는 마스터실린더를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 마스터실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 마스터실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도로, 액압실이 개방된 상태를 보인 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터실린더의 전체적인 구조를 나타낸 단면도로, 액압실이 밀폐된 상태를 보인 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 마스터실린더의 센터밸브와 연통공의 구조를 확대 도시한 분해 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

51: 대경부 52: 소경부

53: 밸브시트54: 지지턱

61: 실링부재62: 밸브몸체

63: 돌출턱

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실린더, 전방 측에 액압이 형성되도록 상기 실린더 내에서 진퇴 가능하도록 마련된 피스톤, 상기 피스톤 내측으로 유입된 유체를 상기 피스톤 전방으로 공급하도록 상기 피스톤의 선단부에 마련되며 단차에 의해 형성되는 전방측의 대경부와 후방측의 소경부를 구비하는 연통공, 상기 연통공을 형성하는 상기 피스톤 내주와 소정의 간격을 유지한 상태로 상기 연통공 내에 진퇴 가능하도록 마련되며 상기 연통공 전체에 결쳐 형성되는 밸브몸체와 상기 밸브몸체의 선단에 끼워져 상기 소경부를 막을 수 있도록 상기 대경부에 마련되는 실링부재를 구비하는 센터밸브를 포함하는 마스터실린더에 있어서,

상기 실링부재의 후방측 밸브몸체에는 상기 소경부의 내경보다 큰 외경을 갖도록 외측으로 돌출된 돌출턱이 마련되고, 상기 대경부 측 소경부의 단부에는 상기소경부를 막으며 상기 소경부 측으로 가압되는 상기 실링부재의 강성을 보강하기 위해 상기 돌출턱이 걸려 지지되도록 상기 소경부의 내경보다 큰 내경을 갖는 지지턱이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 마스터실린더는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더(10)를 구비하고, 실린더(10) 내부에는 상호 상대운동이 가능하도록 마련된 제1피스톤(20) 및 제2피스톤(30)이 서로 이격되어 설치된다. 이때, 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30) 사이의 공간과 제2피스톤(30)과 실린더(10)의 막혀있는 단부 사이의 공간은 제1액압실(21)과 제2액압실(31)을 각각 형성하는데, 각 액압실(21,31)에는 제동작용 해제시 피스톤(20,30)의 복귀를 위한 복귀스프링(40)이 마련된다. 또한, 상부와 하부의 실린더(10)에는 마스터실린더 내부로 유체를 공급하는 제1입구포트(22)와 제2입구포트(32) 및 액압실(21,31)에서 가압된 유체를 휠실린더(미도시)측으로 전달하는 제1출구포트(23)와 제2출구포트(33)가 각각 형성되며, 입구포트(22,32)에는 오일탱크(미도시)가 결합된다.

한편, 각 피스톤(20,30)의 중간부에는 입구포트(22,32)를 통해 실린더(10) 내부로 유입된 유체가 액압실(21,31)로 보내지기 전에 저장되는 유입실(24,34)이 설치되는데, 각 피스톤(20,30)의 선단부에는 유입실(24,34)과 액압실(21,31)을 연통시키는 연통공(50)이 형성된다. 또한, 이러한 연통공(50)에는 연통공(50)을 통한유체의 흐름을 차단시키거나 소통시킴으로써, 액압실(21,31)을 밀폐 또는 개방시키는 센터밸브(60)가 설치된다.

이러한 센터밸브(60)는 밸브몸체(62)와, 상기 밸브몸체(62)의 선단부에 끼워져 결합되는 실링부재(61)를 구비하고, 센터밸브(60)를 수용하는 연통공(50)은 실링부재(61)측을 수용하는 대경부(51)와, 실링부재(61)측을 제외한 나머지 부분의 밸브몸체(62)를 수용하는 소경부(52)를 포함한다. 연통공(50)을 통한 유체의 흐름은 센터밸브(60)와 연통공(50) 사이의 틈새에 의해 이루어지며, 연통공(50)을 통한 유체 흐름의 차단은 대경부와 소경부(52) 사이의 단차에 의해 형성되는 밸브시트(53)에 상기 실링부재(61)가 접함으로써 가능하게 되는데, 이를 위해 대경부(51)에 수용되는 실링부재(61)는 그 외경이 대경부(51)의 내경보다는 작고 소경부(52)의 내경보다는 크게 형성되고, 소경부(52)의 내경은 소경부(52)에 수용되는 밸브몸체(62) 외경보다 크게 형성된다.

또한, 밸브시트(53) 측 소경부(52)의 단부와 이와 대응하는 밸브몸체(62)의 일측에는 액압실(21,31)의 밀폐시 밸브시트(53)에 가압되는 실링부재(61)의 강성을 보강하기 위한 지지턱(54)과 돌출턱(63)이 각각 마련된다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 지지턱(54)은 상기 소경부(52)의 내경보다 큰 내경을 갖도록 밸브시트(53)와 소경부(52) 사이의 단차에 의해 형성되고, 돌출턱(63)은 지지턱(54)과 대응하는 위치의 밸브몸체(62)로부터 지지턱(54)과 대응하도록 외측으로 돌출되므로, 제동작용시 실링부재(61)가 밸브시트(53)에 지지됨과 동시에 돌출턱(63)은 지지턱(54)에 걸려 지지된다. 따라서 실링부재(61)가 밸브시트(53)에지지되며 액압실(21,31)이 밀폐될 경우에는 항상 밸브몸체(62)의 돌출턱(63)도 소경부(52)의 지지턱(54)에 지지되기 때문에, 실링부재(61)의 강성은 향상된다. 또한, 본 발명에 따른 마스터실린더는 돌출턱(63)의 외경이 상기 소경부(52)의 내경보다 크게 마련되고, 지지턱(54)도 소경부(52)의 내경보다 큰 내경을 갖도록 마련되어, 지지턱(54) 안쪽의 소경부(52)와 이에 수용되는 밸브몸체(62) 사이의 틈새가 일정하게 유지된다. 따라서 본 발명에 따른 마스터실린더는 유입실(24,34) 측 소경부(52)와 소경부(52)에 수용되는 밸브몸체(62) 사이의 간격이 종래보다 크게 형성되어, 유입실(24,34)로부터 연통공(50)을 통해 액압실(21,31)로 유통되는 유체의 흐름이 보다 원활하게 된다.

한편, 각 센터밸브(60)의 후방에는 각 유입실(24,34)을 관통하여 실린더(10)에 고정되는 실린더핀(70)이 마련되고, 대경부(51)에는 센터밸브(60)를 상기 실린더핀(70)측으로 탄력 지지하는 탄성부재(64)가 설치되는데, 센터밸브(60)는 이러한 실린더핀(70)과 탄성부재(64)의 작용 및 상기 피스톤(20,30)의 진퇴운동에 의해 연통공(50)을 통한 유체의 흐름을 차단시키거나 소통시킨다.

다음에는 본 발명에 따른 마스터실린더의 동작에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

제동작용시 브레이크페달(미도시)을 밟아 배력장치의 출력축(미도시)에 의해 제1피스톤(20)이 전진하게 되면, 이와 연동하여 제2피스톤(30)도 실린더(10)의 막혀있는 단부 측으로 이동하게 된다. 각 피스톤(20,30)의 이동에 따라 센터밸브(60)도 피스톤(20,30)과 함께 이동하게 되고, 센터밸브(60)의 밸브몸체(62)와실린더핀(70)은 이격된다. 밸브몸체(62)가 실린더핀(70)에 지지되지 않는 상태에서는 탄성부재(64)가 신장하게 되는데, 이러한 탄성부재(64)의 신장에 의해 센터밸브(60)는 연통공(50) 내에서 후방측으로 밀려 실링부재(61)가 밸브시트(53)에 당접되도록 한다. 이로써 연통공(50)을 통한 유체의 흐름이 차단되며 각 액압실(21,31)은 밀폐된다. 이후 계속되는 피스톤(20,30)의 이동으로 액압실(21,31)의 유체는 가압되어 휠실린더(미도시) 측으로 전달된다.

그리고 제동작용이 해제되면, 복귀스프링(40)에 의해 각 피스톤(20,30)은 원위치로 복귀하게 되고, 센터밸브(60)의 밸브몸체(62)는 다시 실린더핀(70)에 지지된다. 실린더핀(70)에 지지된 상태에서 센터밸브(60)는 전방의 탄성부재(61)를 가압하며 연통공(50) 내부에서 전방측으로 이동하게 되고, 이로써 실링부재(61)가 밸브시트(53)와 이격되며 액압실(21,31)은 개방된다.

또한, 이러한 마스터실린더는 차량의 급발진이나 급가속시 구동륜의 과대한 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System)과, 차량의 고속 주행중에 외부로부터 가해진 힘에 의해 차량이 운전자의 의지대로 조정되지 않는 경우 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키기 위한 차량자세제어 시스템(VDC: Vehicle Dynamic Control System) 기능을 갖춘 브레이크 액압 제어장치에서 브레이크가 작동되지 않아도 바퀴에 제동력을 가해야 하는 경우에 사용되는데, 이러한 경우에는 브레이크 페달(미도시)의 조작과 무관하게 차량 바퀴의 슬립현상이 발생할 경우 유압펌프(미도시)는 마스터실린더의 유체를 빨아들인 후 이를다시 가압하여 바퀴의 제동이 이루어지도록 한다. 그런데 본 발명에 따른 마스터실린더는 제동시 밸브몸체(62)의 돌출턱(63)을 지지하여 실링부재(61)의 강성을 보강하기 위한 지지턱(54)의 내경이 소경부(52)의 내경을 축소시키지 않도록 소경부(52)의 내경보다 크게 마련되어 있기 때문에, 소경부(52)와 이에 수용되는 밸브몸체(62) 사이에 충분한 공간이 확보되어, 유압펌프(미도시)가 출구포트(23,33)를 통해 마스터실린더의 유체를 빨아들일 때 유입실(24,34) 내부로부터 연통공(50)을 통해 출구포트(23,33)로 이동되는 유체의 흐름이 보다 원활하게 이루어지게 된다. 또한, 소경부(52)와 밸브몸체(62) 사이에 확보되는 충분한 공간에 의해 외부 기온이 낮아져 유체의 점성이 커지는 겨울철에도 연통공(50)을 통한 유체의 흐름은 원활하게 이루어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스터실린더는 실링부재측 밸브몸체에 형성된 돌출턱을 지지하여 실링부재의 강성을 보강하기 위해 소경부의 일단에 소경부보다 큰 내경을 갖는 지지턱이 마련된다. 따라서 소경부와 이에 수용되는 밸브몸체 사이에는 유체의 흐름을 위한 충분한 공간이 확보되므로 유압펌프가 마스터실린더의 유체를 빨아들인 후 이를 다시 가압하여 바퀴를 제동시킬 경우 연통공을 통해 유압펌프 측으로 전달되는 유체의 흐름이 원활하게 되는 이점이 있다.

Claims

실린더, 전방 측에 액압이 형성되도록 상기 실린더 내에서 진퇴 가능하도록 마련된 피스톤, 상기 피스톤 내측으로 유입된 유체를 상기 피스톤 전방으로 공급하도록 상기 피스톤의 선단부에 마련되며 단차에 의해 형성되는 전방측의 대경부와 후방측의 소경부를 구비하는 연통공, 상기 연통공을 형성하는 상기 피스톤 내주와 소정의 간격을 유지한 상태로 상기 연통공 내에 진퇴 가능하도록 마련되며 상기 연통공 전체에 결쳐 형성되는 밸브몸체와 상기 밸브몸체의 선단에 끼워져 상기 소경부를 막을 수 있도록 상기 대경부에 마련되는 실링부재를 구비하는 센터밸브를 포함하는 마스터실린더에 있어서,

상기 실링부재의 후방측 밸브몸체에는 상기 소경부의 내경보다 큰 외경을 갖도록 외측으로 돌출된 돌출턱이 마련되고, 상기 대경부 측 소경부의 단부에는 상기 소경부를 막으며 상기 소경부 측으로 가압되는 상기 실링부재의 강성을 보강하기 위해 상기 돌출턱이 걸려 지지되도록 상기 소경부의 내경보다 큰 내경을 갖는 지지턱이 마련된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.