KR20050027158A

KR20050027158A - 마스터 실린더

Info

Publication number: KR20050027158A
Application number: KR1020040072995A
Authority: KR
Inventors: 바첼러마크
Original assignee: 메리토르 헤비 비히클 브레이킹 시스템 (유케이) 리미티드
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2005-03-17
Also published as: DE602004010016T2; US20050057091A1; EP1514756A3; JP2005088887A; EP1514756B1; BRPI0403809A; JP4740569B2; US7107769B2; GB0321389D0; CN1593995A; BRPI0403809B8; DE602004010016D1; EP1514756A2; BRPI0403809B1; CN100389991C; KR101117372B1

Abstract

각 포트가 바디 보어에 유압 연결되면서 바디 보어, 브레이크 포트, 탱크 포트 및 압력 포트를 가지는 바디를 포함하는 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브로서,

피스톤은 상기 브레이크 포트를 가압하기 위한 마스터 실린더를 규정하기 위한 상기 바디 보어의 부분의 범위를 정하고, 상기 피스톤은 탱크 포트로부터 압력 포트를 분리하기 위한 피스톤 실을 더 포함하고, 피스톤 보어, 압력 포트를 상기 피스톤 보어에 유압 연결하기 위한 제1 피스톤 홀 세트 및 상기 피스톤 보어를 상기 탱크 포트에 유압 연결하기 위한 제2 피스톤 홀 세트를 포함하며, 플런저는 상기 피스톤 보어에 슬라이드 가능하게 수용되고, 플런저 보어, 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어에 선택적으로 연결하기 위한 플런저 홀 세트, 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어로부터 선택적으로 분리시키기 위한 플런저 실 장치를 포함하며,

상기 플런저 보어는 상기 피스톤 보어에 유압 연결되어서,

휴지 상태에서 상기 마스터 실린더는 가압 해제되고 상기 실 장치는 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어로부터 분리시키고, 그 결과 상기 압력 포트를 상기 탱크 포트로부터 분리시키며,

가동된 상태에서, 상기 플런저는 상기 브레이크 포트를 가압하기 위해 상기 피스톤을 슬라이드 가능하게 움직이도록 가동되고, 상기 플런저 홀 세트는 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어에 유압 연결하고, 그 결과 상기 압력 포트를 상기 탱크 포트에 유압 연결하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.

Description

마스터 실린더 {MASTER CYLINDER}

본 발명은 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브에 관한 것이고, 또한 그러한 밸브를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 결합된 마스터 실린더와 부스터의 제조 방법에 관한 것이다.

불도저와 같은 어떤 자동차는 정수(hydrostatic) 가동 시스템을 사용한다. 전형적으로 엔진으로 가동되는 유압 펌프는 가압된 유압 유체의 유동을 유압 모터에 제공한다. 유압 모터는 자동차의 휠(또는 트랙)에 연결된다. 따라서 유압 모터를 가동함에 의해 자동차를 기동시키는 것이 가능하다. 자동차에는 브레이크가 제공되고, 브레이크가 과열되지 않도록 하기 위해, 유압 모터로의 가압된 유동은 브레이크가 작동되기에 앞서 멈추어야 한다.

엔진 가동 펌프와 유압 모터 사이에 “덤프 밸브”를 제공하는 것이 알려져 있다. 덤프 밸브의 개방은 펌프/모터가 탱크로 향하게 하고, 그것에 의해서 자동차 휠로의 가동이 멈춘다. 한번 밸브가 개방되면 브레이크가 작동된다. 이렇게 하여 브레이크는 오직 자동차를 느리게 하는 데에만 요구되며, 유압 펌프/모터의 어떠한 가동력에도 대항하여 작동하지 않는다. 출원인은 새로운 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 발명하였다.

게다가, 농업용 트랙터와 같은 어떤 다른 자동차는 결합된 브레이크 마스터 실린더와 부스터를 사용하는 것으로 알려져 있다. 특히, 정수 가동 시스템을 사용하는 그러한 자동차들은 결합된 브레이크 마스터 실린더와 부스터를 사용하지 않는다. 유사하게, 결합된 브레이크 마스터 실린더와 부스터를 사용하는 그러한 자동차들은 정수 가동 시스템을 갖지 않는다.

결합된 브레이크 마스터 실린더와 부스터에서, 푸쉬 로드를 거쳐 작동하는 브레이크 페달의 작용력은 증가(또는 증대)되고, 이 증대된 힘은 마스터 실린더에 작동된다. 따라서, 그러한 장치는 제동중 자동차의 조작자를 도와준다. 전형적으로 그러한 시스템은 기계적으로 가동되는 자동차에서 활용된다. 따라서, 브레이크를 작동하기 위해서는, 작동자는 전형적으로 그의 오른발을 악셀러레이터에서 떼어 브레이크 페달에 대었거나, 또는 선택적으로 그의 왼발로 클러치 페달을, 그리고 그의 오른발로 브레이크 페달을 동시에 누를 것이다. 어떠한 경우든지 간에, 자동차 휠로의 가동이 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브가 아닌 메카니즘을 거쳐 멈추는 것은 명백하다. 다시 말하면, 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브는 자동차 휠로의 가동 멈춤에 어떠한 역할도 하지 않는다.

본 출원인은, 많은 수의 알려진 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브의 구성요소가, 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브에 사용될 수 있다는 것을 최초로 인식하였다. 따라서 규모의 경제 때문에, 이것은 알려진 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브의 비용 모두를 감소시키는 잠재력과, 새로운 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브의 비용의 감소를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 각 포트가 바디 보어에 유압 연결되면서 바디 보어, 브레이크 포트, 탱크 포트 및 압력 포트를 가지는 바디를 포함하는 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브로서,

상기 플런저 보어는 상기 피스톤 보어에 유압 연결되어서,

가동된 상태에서, 상기 플런저는 상기 브레이크 포트를 가압하기 위해 상기 피스톤을 슬라이드 가능하게 움직이도록 가동되고, 상기 플런저 홀 세트는 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어에 유압 연결하고, 그 결과 상기 압력 포트를 상기 탱크 포트에 유압 연결하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브가 제공된다.

본 발명의 뒤따르는 국면에 따르면, 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 및 결합된 마스터 실린더와 부스터 중 하나를 제조하는 방법으로서,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 및 결합된 마스터 실린더와 부스터의 어느 하나든지 제조하기에 적합한 바디를 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 제공하기 위해 상기 바디와 조립하기 위한 제1 구성요소 세트를 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 부스터를 제공하기 위해 상기 바디와 조립하기 위한 제2 구성요소 세트를 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 또는 결합된 마스터 실린더와 부스터 중 하나를 제공하기 위해 상기 바디와 제1 또는 제2 구성요소 세트를 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 뒤따르는 국면에 따르면, 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 및 결합된 마스터 실린더와 부스터를 제조하는 방법으로서,

2개의 동일한 바디 중공 주물을 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 바디를 제공하기 위해 제1 중공 주물을 제1 방법으로 기계가공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 부스터 바디를 제공하기 위해 제2 중공 주물을 상이한 제2 방법으로 기계가공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 제공하기 위해 제1 구성요소 세트를 상기 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 바디에 조립하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 부스터를 제공하기 위해 제2 구성요소 세트를 상기 결합된 마스터 실린더와 부스터 바디에 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이 제공된다.

첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 본 발명이 이하 설명될 것이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 유압 펌프(3)에 가동되도록 연결된 엔진(2)을 가지는 자동차(1)가 도시되어 있다. 유압 라인(4)은 출력을 유압 펌프(3)로부터 유압 모터(5)의 입력까지 연결한다. 유압 모터(5)는 자동차의 휠(6)에 가동되도록 연결된다. 유압 모터(5)로부터의 출력은 유압 라인(8)을 거쳐 유압 탱크(7)로 회귀하고, 유압 라인(4)의 T자로 나온 곳은 본 발명에 따르는 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브(11)(여기서는 CMDV로 알려져 있다)의 압력 포트(10)에 연결된 유압 라인(9)이다. 유압 라인(12)은 CMDV의 탱크 포트(13)를 탱크에 연결한다. 유압 라인(15)은 CMDV의 브레이크 포트(14)를 브레이크(16)에 연결한다. 자동차의 작용은 다음과 같다:-

자동차를 가동하기 위해서, 엔진(2)은 탱크(7)로부터 유압 유체를 취하여 가압하는 유압 펌프(3)를 가동한다. 가압된 유체는 회전 휠(6)을 회전시켜 그래서 자동차를 움직이는 유압 모터(5)에, 유압 라인(4)을 따라 공급된다. 자동차 조작자가 자동차를 제동할 필요가 있을 때, 그들의 발을 풋 브레이크 페달에 대고 그 결과 CMDV의 덤프 밸브 구성요소는 라인(4)이 라인(9) 및 라인(12)을 거쳐 탱크로 향하도록 할 것이다. 그러면 CMDV의 마스터 실린더 구성요소는 유압 가압된 라인(15)에 작동하며, 그 결과 브레이크가 작동할 것이다.

CMDV는 도 2에 보다 상세하게 도시되어 있다. CMDV는 전형적으로 주조 성형되며 이어서 기계가공되는 바디(20)를 포함한다. 바디(20)는, 직경(d)인 제1 실린더부(24) 및 직경(D)인 제2 실린더부(26)를 가지는 중심 바디 보어(22)를 포함한다. 압력 포트(10)와 탱크 포트(13)는 모두 제2 실린더부(26)에 유압 연결되고, 브레이크 포트(14)는 제1 실린더부(24)에 유압 연결된다.

제1 실린더부(24)는 마스터 실린더(24A)를 규정하고, 제2 실린더부(26)는 바디 메인 실린더(26A)를 규정한다.

마스터 실린더 회복(recuperation) 홀(28)은 마스터 실린더(24A)를 바디 메인 실린더(26A)에 선택적으로 유압 연결할 수 있다.

피스톤(30)은 바디에 슬라이드 가능하게 장착된다. 피스톤(30)의 제1 단부(32)는 피스톤의 나머지 부분이 통상 제2 실린더부(26)에 수용되는 채로 제1 실린더부(24)에 수용된다. 제1 단부(32)는 마스터 실린더 실(seal)(34)을 포함한다.

제1 피스톤 랜드(36)는 제1 피스톤 랜드를 제2 실린더부(26)에 밀봉하기 위해 제1 피스톤 실(37)을 수용한다. 제2 피스톤 랜드(38)는 제2 피스톤 랜드를 제2 실린더부(26)에 실링하기 위해 제2 피스톤 실(39)을 수용한다. 제1 및 제2 피스톤 랜드는 축방향으로 공간을 두고 떨어져 있으며 바디 메인 실린더(26A)의 환상(annular) 영역(40)을 규정함을 알 수 있다. 피스톤은 피스톤 보어(42)를 포함하고, 제1 피스톤 홀 세트(44)는, 환상 영역(40)을 피스톤 보어(42)에 유압 연결하는, 원주방향으로 공간을 두고 방사상으로 배향된 일련의 홀들(도면에서는 그들 중 오직 두개만 나타남)을 포함한다.

피스톤과 특히 제1 피스톤 랜드(36)는 바디 메인 실린더(26A)와 함께, 도 2에서 보았을 때 제1 피스톤 랜드(36)의 좌측에 있는 환상 영역(46)을 규정한다.

제2 피스톤 홀 세트(48)는 피스톤 보어(42)를 환상 영역(46)에 유압 연결하는 일련의 방사상으로 배향된 홀들(오직 두개만 나타남)을 포함한다.

체크 밸브(50)는 유압 유체가 피스톤 보어(42)로부터 마스터 실린더(24A)로 유동하는 것을 선택적으로 허용할 수 있다.

피스톤 보어(42)는 직경(E)의 실린더부(43)를 포함한다. 플런저(52)의 제1 단부(52A)는 (직경(E)의) 실린더부(43)에 슬라이드 가능하게 장착된다. 실린더부(43)의 벽과 모두 밀봉 관계인 제1 플런저 실(55) 및 제2 플런저 실(56)을 포함하는 플런저 실 장치(54)는 제1 단부(52A) 상에 장착된다.

제1 플런저 실(55)이 제2 플런저 실(56)로부터 축방향으로 이격되어 있다는 것은 명백하다.

제1 단부(52A)는 제2 플런저 실(56)의 우측(도 2에서 보아)에 있는 피스톤의 영역을 플런저의 플런저 보어(60)에 유압 연결하는 플런저 홀 세트(58)를 더 포함한다.

써클립(circlip)(62)은 피스톤의 홈에 장착되고, 플런저가 전체적으로 피스톤 보어 내에 있도록 유지시킨다. 플런저(52)의 제2 단부(52B)는 제3 플런저 실(65)을 수용하는 홈(64)을 포함한다.

제2 단부(52B)는 푸쉬 로드(67)를 수용하는 오목부(66)를 더 포함한다.

클로징 스피것(spigot)(68)은 단면상 중산모(top hat) 형상이며, 랜드와 제2 실린더부(62) 사이를 밀봉하도록 실(69)을 포함하는 랜드를 포함한다. 클로징 스피것은, 슬라이드 가능하게 플런저(52)의 제2 단부(52B)를 수용하도록 하는, 특히 제3 플런저 실(65)과 밀봉하면서 맞물리도록 하는 직경(F)의 중심 보어(70)를 포함한다. 사용 중 스피것(68)은 바디(20)에 대해 상대적으로 움직이지 않는다. 실(69)은 CMDV의 밖으로 유압 유체가 유출되는 것을 방지한다.

클로징 플레이트(72)는 나사 홀(74)에 맞물리는 볼트(미도시)나 스터드 및 너트(미도시)를 거쳐 바디(20)에 고정된다.

제1 스프링(76)의 형태인 제1 탄성 수단은, 피스톤의 제1 스프링 접합부(77)와 플런저의 스프링 접합부(78) 사이에서 이들 접합부가 떨어지게 가압하도록 작용한다. 제2 스프링(80)의 형태인 제2 탄성수단은, 바디의 스프링 접합부(81)와 피스톤(30)의 제2 스프링 접합부(82)(이 경우에는 제1 피스톤 랜드(36)) 사이에서 접합부들(81, 82)이 떨어지는 성향을 갖도록 작용한다.

플런저(52)는 플런저 접합부(84)를 포함하고, 피스톤(30)은 대응하는 피스톤 접합부(86)를 포함한다. 도 2와 같은 휴지 상태에서는, 접합부(84, 86)들은 거리(x) 만큼 공간을 두고 떨어져 있다. CMDV의 작용은 다음과 같다.

요약하면, 조작자의 페달 힘은, 초기에 플런저(52)를 피스톤(30)에 대하여 상대적으로 좌측으로 움직이는 푸쉬 로드(67)에 작동되어, 그 결과 접합부(84, 86) 간의 갭을 점진적으로 폐쇄하고 압력 포트(10)를 탱크 포트(13)에 유압 연결하며, 그 결과 덤프 밸브처럼 작용한다. 접합부(84)가 접합부(86)에 접촉할 때, 마스터 실린더 실(34)이 회복 홀(28)을 지나서 움직이도록 피스톤(30)은 왼쪽으로 움직이게 되고, 그 결과 마스터 실린더(24A)를 실링하고 브레이크를 작동시키기 위해 브레이크 포트(14)가 가압되도록 한다.

도 4는 점선에 의해 나타내어진 바디(20)가 있는, 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브(11)의 상세한 모식도를 나타낸다. 세 포트(압력 포트(10), 탱크 포트(13) 및 브레이크 포트(14))는 관련된 외부 유압 라인을 바디(20)에 연결하는 것으로 도시된다. 하기 더 상술하겠지만, 공기가 마스터 실린더(24A)에 들어가지 않고 따라서 체크 밸브(50)와 마스터 실린더 회복 홀(28)이 마스터 실린더를 유압 유체로 충만한 바디(20)의 영역으로부터 회복해야 한다는 것은 중요하다. 이 경우, 회복 홀(28)과 체크 밸브(50) 모두는 마스터 실린더를, 내부 탱크로서 효과적으로 기능하는 환상 영역(46)으로부터 회복운동시킨다. 이 내부 “탱크”(46)가 도 4에 도시되어 있다.

보다 상세한 작용은 다음과 같다:-

압력 포트(10)는 환상 영역(40)과 영구적으로 유압 연결되는데, 이는 제1 피스톤 실(37)은 도 2에서 보았을 때 항상 압력 포트(10)의 좌측에 위치하고, 제3 피스톤 실(39)은 도 2에서 보았을 때 피스톤이 좌측으로 최대로 움직였을 때조차도 항상 압력 포트(10)의 우측에 위치하기 때문이다.

환상 영역(40)은 제1 피스톤 홀 세트(44)와 영구적으로 유압 연결된다.

탱크 포트(13), 환상 영역(46), 제2 피스톤 홀 세트(48), 피스톤 보어(42), 플런저 보어(60) 및 플런저 홀 세트(58)는 모두 영구적으로 서로 유압 연결된다.

마스터 실린더(24A)와 환상 영역(46) 사이의 유압 연결은 마스터 실린더 실(34)이 회복 홀(28)의 좌측으로 통과할 때 선택적으로 차단된다.

도 2에 도시되어 있듯이, 플런저 실 장치(54)는, 제1 피스톤 홀 세트(44)가 플런저 홀 세트(58)로부터 유압적으로 분리되는 것을 확실하게 한다. 그러나, 제2 플런저 실(56)이 제1 피스톤 홀 세트의 좌측으로 움직이면 제1 피스톤 홀 세트는 플런저 홀 세트(58)와 유압 연결된다.

체크 밸브(50)는 주지의 방법으로, 마스터 실린더(24)의 회복 운동을 선택적으로 허용한다.

도 2는 푸쉬 로드(67)에 작동되는 힘 없이 휴지 상태에 있는 CMDV를 도시한다. 상기 환경 하에서, 스프링(80)은 피스톤(30)을 스토퍼로서 작동하는 클로징 스피것(68)과 접합 맞물림되도록 가압 작용한다. 마찬가지로, 제1 스프링(76)은 도면에서 보았을 때 플런저(52)를 우측으로 가랍하여 써클립(62)과 접합 맞물림되도록 한다. 이러한 위치에서 회복 홀(28)은 개방되고, 제1 피스톤 홀 세트(44)는 플런저 실 장치(54)에 의해 폐쇄되는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 압력 포트(10)는 탱크 포트(13)로 향할 수 없으며, 따라서 유압 라인(9)은 폐쇄된다. 따라서 유압 펌프(3)는 유압 모터(5)를 가동시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 압력 포트(10)는 브레이크 포트(14)를 가압하는 마스터 실린더(24A)에 선행하여(즉, 작동되는 브레이크에 선행하여) 탱크 포트(13)에 유압 연결되는 것(즉, 덤프 밸브가 개방되는 것)이 바람직하다. 이러한 기능을 성취하기 위해서, 제1 및 제2 스프링(76, 80)과 접합부(84, 86) 사이의 거리(x)는 정확하게 디자인되어야 한다. 일 예로서, 200N으로 제2 스프링(80)에 작용하는 설치된 예하중(pre-load)을 가질 수 있다. 제1 스프링(76)은 60N의 설치된 예하중을 가질 수 있고, 거리(x)는 7mm일 수 있다. 제1 스프링(76)의 스프링 계수는 140N/70mm일 수 있다.

이러한 구성들로부터, CMDV가 휴지 상태에 있을 때 제1 스프링(76)의 설치된 예하중이 제2 스프링(80)의 설치된 예하중보다 적다는 것을 알 수 있다. 따라서, 푸쉬 로드에 힘이 작동되면, 제1 스프링(76)은 제2 스프링(80)에 우선하여 압축될 것이다. 다시 말하면 이것은, 푸쉬 로드(67)가 좌측으로 움직일 때 피스톤은 초기에 여전히 움직이지 않으며, 플런저 실 장치(54)가 움직이지 않는 제1 피스톤 홀 세트에 대해 상대적으로 좌측으로 움직인다는 것을 의미한다. 푸쉬 로드(67)의 좌측으로의 그 이상의 움직임은 접합부(84, 86) 사이의 거리가 더 가깝게 되도록 하고, 제2 플런저 실(56)은 궁극적으로 제1 피스톤 홀 세트의 좌측으로 움직일 것이며, 그 결과 압력 포트를 탱크 포트에 유압 연결하고 덤프 밸브를 개방한다.

접합부(84, 86)가 서로 접촉할 때, 제1 스프링(76)은 7mm 압축되었을 것이고 따라서 200N의 하중(즉, 초기에 설치된 60N의 하중 + 140N/7mm의 압축 비율로 된 7mm의 압축)을 가하고 있을 것이다. 그러므로, 접합부(84, 86)가 서로 접촉할 때, 제1 스프링(76)에 의해 가해지는 스프링 하중은 제2 스프링(80)에 의해 가해지는 스프링 하중과 실질적으로 같다는 것을 알 수 있다. 푸쉬 로드의 좌측으로의 더 이상의 움직임은 접합부(84)가 접합부(86) 위를 누르도록 하며, 그 결과 피스톤을 좌측으로 움직이게 하고, 회복 밸브(28)를 폐쇄하고, 따라서 마스터 실린더와 브레이크 포트(14)를 가압하게 된다.

브레이크 페달의 해제는 구성요소들이 도 2에 도시된 위치로 복귀되도록 하고, 그 결과 브레이크를 해제하고 덤프 밸브를 폐쇄하고, 따라서 자동차를 움직이기 위해 유압 펌프(3)가 유압 모터(5)를 가동하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤 홀 세트는 피스톤 주위로 원주방향으로 이격된 복수의 홀을 포함한다. 모든 홀은 피스톤의 동일한 길이방향 위치에서 형성된다.

게다가 바람직한 실시형태에서, 제1 피스톤 홀 세트는 각 홀이 피스톤의 상이한 길이방향 위치에 있으면서 원주방향으로 이격된 일련의 홀들을 포함할 수 있다. 명확히, 그러한 실시형태의 플런저 실 장치가 제1 플런저 실과 제2 플런저 실의 형상으로 있다면, 이러한 플런저 실들은, 제1 피스톤 홀 세트가 제1 플런저 홀 세트 및 피스톤 보어의 중심 영역으로부터 유압적으로 분리되는 것을 확실히 하기 위해, 제1 피스톤 홀 세트의 모든 홀들을 둘러싸도록 충분한 공간을 두고 떨어져 있어야 한다. 바람직한 실시형태에서, 제1 피스톤 홀 세트의 홀들은 피스톤 원주 주위로 나선의 부분처럼 형성된다.

예로서, 일 응용에서, 제1 피스톤 홀 세트는 16개의 방사상으로 배향된 각각 1.5mm 직경인 홀들을 포함할 수 있다. 나선으로 형성될 때, 인접하는 홀들은 길이방향으로 0.2mm 옵셋될 수 있다. 따라서 제1 홀과 제16홀 사이의 실제 거리는 3mm(즉, 15 갭× 0.2mm = 3mm)일 것이다. 게다가, 제1 피스톤 홀이 개방되기 시작할 때와 마지막 피스톤 홀이 완전히 개방된 때 사이에서 플런저에 의해 피스톤에 대하여 상대적으로 이동되는 총 거리는 4.5mm(즉, 15 갭× 0.2mm + 1 홀 직경(1.5mm) = 4.5mm)이다. 따라서, 이러한 방법으로 홀들을 배열함으로써, 점진적으로 개방하는 덤프 밸브를 제공하는 것이 가능하다. 이것은 특히 유익한데, 그것은 조작자가 제어된 방법으로 자동차를 “1인치만큼 전진”시키게 하고, 그 결과 매우 저속에서도 자동차의 좋은 제어를 할 수 있기 때문이다.

상기하였듯이, 바람직하게는 홀들은 나선 상에 제공되는데, 물론 상이한 홀들이 피스톤의 상이한 길이방향 위치에 위치하는 제1 피스톤 홀 세트를 제공하기 위해서라면, 이 형태가 반드시 필수적인 것은 아니다.

전형적으로 상기 언급한 16개의 홀 배열은 접합부(84, 86) 사이의 7mm의 거리(x)와 결부되어 사용될 수 있다. 여기에는 제조 공차 에러와, 휴지 위치 사이에서 플런저의 (상기 2mm의) 초기 움직임과, 16개의 홀 중 개방되기 시작하는 제1 홀을 참작해야 한다.

상기하였듯이, 거리(x)만큼 (200N으로) 압축되었을 때의 제1 스프링의 스프링력은 휴지 상태(역시 200N)에 있을 때의 스프링(80)의 스프링력과 실질적으로 같다. 이것은 좋은 페달 느낌을 제공하고, 덤프 밸브가 완전히 개방될 때부터 브레이크가 작동되기 시작할 때까지 실질적으로 한결같은 이동을 제공한다.

(화살표(90)에 의해 대체적으로 도시되었듯이) CMDV의 어떤 구성요소는 마스터 실린더로서 작동하고, CMDV의 어떤 다른 구성요소는 덤프 밸브로서 작동하는 것을 알 수 있다. 또, 덤프 밸브(90)와 마스터 실린더는 순차적으로 작동함을, 즉 덤프 밸브(90)가 개방되고 그에 이어 마스터 실린더가 브레이크를 작동시키도록 작동함을 알 수 있다.

출원인은 신규하고 특허 가능한 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 발명하였다.

명백히 하기 위해, “홀 세트” 라는 표현은 오직 하나의 홀을 포함하는 모든 수의 홀을 가지는 세트를 포함한다.

도 2는 사실상 엘라스토머(elastomer;탄성중합체) 성질을 가진 다양한 실을 도시한다. 한정된 양의 실 누출이 허용되는 어떤 환경 하에서는, 어떠한 엘라스토머나 다른 독립된 “실링” 구성요소 없이 단순한 피스톤 랜드나 플런저 랜드에 의해 실이 규정될 수 있다.

게다가, 출원인은, CMDV를 제공하기 위해 공지된 결합된 마스터 실린더와 부스터를 적용할 수 있다는 것을 최초로 알게 되었다. 따라서 도 3을 참조하면, 알려진 마스터 실린더와 부스터(110)(여기서는 CMB로서 알려져 있다)가 도시되어 있다. CMB(110)의 어떤 구성요소는 CMDV(11)와 동일하다. 상세히, 바디(20), 마스터 실린더 실(34), 체크 밸브(50), 제1 피스톤 실(37), 제2 피스톤 실(39), 제3 플런저 실(65), 제1 플런저 실(55), 제2 플런저 실(56), 클로징 플레이트(72), 클로징 스피것(68), 클로징 스피것 실(69), 그리고 푸쉬 로드(67)가 그렇다.

이러한 구성요소들이 상이하게 보일 수 있다는 것이 지적되는데, 왜냐하면 단순히 도 3은 공학 제조 도면이고 도 2는 모식적 도면이기 때문이다. 도 3은 구성요소들이 충실하게 표현되어 있다. 예를 들어, 도 3은 밸브를 끼워맞추기에 앞서 제거되는 포트의 보호 캡을 포함한다.

CMB(110)의 작동은 알려져 있으나, 이하 간단히 설명할 것이다:-

처음 단계에서, 피스톤(130)의 제1 피스톤 홀 세트(144)는 원주방향으로 공간을 두고 방사상으로 배향된 일련의 홀들을 포함한다. 그러나, 모든 홀은 피스톤 상에서 같은 축 위치에 위치된다. 제2 피스톤 홀 세트(148) 또한 원주방향으로 공간을 두고 방사상으로 배향된 일련의 홀들을 포함하고, 다시 모두가 피스톤 상에서 같은 길이 위치방향 위치에 위치된다. 제1 피스톤 홀 세트는 제2 플런저 실(56)의 바로 왼쪽에 위치되고, 제2 피스톤 홀 세트(148)는 제1 플런저 실(55)의 바로 왼쪽에 위치된다는 것을 알 수 있다.

풋 브레이크의 작동에 의해 푸쉬 로드가 좌측으로 움직이면, 초기에 플런저는, 제1 및 제2 플런저 실(55, 56)이 그들의 대응하는 피스톤 홀 세트(148, 144)의 모든 홀을 초기에 닫도록 좌측으로 움직인다. 그리고 푸쉬 로드의 계속적인 좌측으로의 움직임은 플런저 실(55, 56)이 그들의 대응하는 홀 세트의 모든 홀들을 부분적으로 개방되도록 한다. 이것은 압력 포트(10)으로부터 가압된 유체가 플런저 보어(160)에 들어가도록 하는데, 그것은 플런저 실(55, 56)이 그들의 대응하는 모든 홀들을 폐쇄하도록 피스톤이 좌측으로 움직이게 한다. 그러면 이 가압된 유체는 플런저 보어 내에 갇히고, 도 3에서 보았을 때 우측으로 플런저를 밀도록 플런저의 직경(F)에 작동하며, 도 3에서 보았을 때 좌측으로 피스톤을 밀도록 피스톤의 직경(D)에 작동한다. 직경(D)이 직경(F)보다 크기 때문에, 푸쉬 로드(67)에 작동되는 힘은 (D× D / F× F)의 비율만큼 증대되고, 따라서 피스톤(130)의 마스터 실린더 피스톤부(131)에 작동되는 힘은 푸쉬 로드(67)에 작동되는 힘보다 크게 된다.

따라서, 2-1의 증대 비율을 제공하기 위해서는, D는 F보다 1.412배 클 필요가 있다. 3-1, 4-1, 5-1의 증대 비율은, D가 각각 F보다 1.732배, 2.000배, 2.236배 크도록 확보함으로써 제공될 수 있다.

상기 환경 하에서, 부스터가 푸쉬 로드에 하중을 증대시키는 작동을 하고 있을 때, 스프링(176, 180) 모두는 부분적으로 압축됨을 알 수 있다. 이것은 덤프 밸브의 점진적인 개방 동안 스프링(80)은 그 초기 설치 위치에 유지되는 반면 스프링(76)은 압축되는 본 발명에 따르는 CMDV와 대조될 수 있다.

피스톤(30)과 피스톤(130)의 비교는 거의 차이점을 나타내지 않는다. 주된 상이점은 제2 피스톤 홀 세트(48, 148)의 위치가 상이하다는 것이다. 특히, 마스터 실린더 피스톤부(131)는 피스톤(30)의 대응하는 부분과 동일할 수 있다.

게다가, 플런저(52)와 플런저(152)의 비교는 차이점이 거의 없음을 다시 나타내는데, 주된 차이점은 제1 플런저 실(55)이 선택적으로 위치하는 데에 있다. 특히 제2 플런저 실(56)은 같은 위치에 위치되고, 제2 플런저 실(56)의 좌측에 있는 플런저(152)의 부분은 플런저(52)의 대응하는 부분과 동일하다.

그러므로 한 타입의 밸브(부스터 밸브)를 가지는 장치(CMB)를, 완전히 상이한 용도에 사용되는 완전히 상이한 종류의 밸브(덤프 밸브)를 가지는 장치(CMDV)에 적용할 수 있게 되었다는 것을 알 수 있다. 이러한 적용은 상당한 수의 공통되는 구성요소를 사용함을 성취하였고, 그 결과 규모의 경제 덕분에, 더 싼 CMDV와, 또한 더 싼 CMB 모두를 제공할 수 있다.

CMDV에는“증대(boosting)”양상이 없다는 것이 여기서 강조된다. CMB의 증대 비율은 직경(F)와 직경(D)의 상대적인 크기에 달려 있다. 출원인은 상대적인 직경차이가 CMDV의 작동에서는 아무런 역할도 하지 않음에도 불구하고, CMB의 같은 직경(D) 및 직경(F)을 유지하면서 그들을 CMDV에 적용하는 것이 가능하다는 것을 최초로 인식하였다.

전형적으로 바디(20)는 주조로 만들어질 것이다. 최종 기계가공된 CMDV의 바디와 최종 기계가공된 CMB의 바디 사이에는 작은 상이점(즉, 포트의 하나 또는 그 이상에 상이한 나사 사이즈)가 있고, 그래서, 최종 기계가공된 CMDV와 CMB의 바디를 약간 상이하게 하기 위해, 같은 바디 중공 주물을 사용하고 그것을 약간 상이한 방법으로 기계가공하는 것이 가능하다. 그러나, 다른 환경 하에서는, CMDV와 CMB 양쪽을 위한 바디(예를 들면 바디(20))를 제공하기 위해, 같은 중공 주물을 사용하고 그것을 동일한 방법으로 기계가공하는 것이 가능하다.

마찬가지로, CMDV 피스톤 또는 CMB 피스톤을 제공하기 위해 약간 상이한 방법으로 기계가공된, 공통의 피스톤 중공 주물을 제공하는 것이 가능하다.

마찬가지로, 공통의 중공 주물처럼 플런저가 제공될 수 있고, CMDV 플런저 또는 CMB 플런저를 제공하기 위해 약간 상이하게 기계가공될 수 있다.

이와 같이 출원인은, 동일한 중공 주물을 생산하는 것이 가능하다는 것과, 현저하게 상이한 용도를 가지는 장치(CMDV나 CMB)를 제공하기 위해 어떤 환경 하에서 같은 방법으로 중공 주물을 기계가공할 수 있다는 것을 최초로 인지하였다.

본 발명의 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브에 있어서, 많은 수의 알려진 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브의 구성요소가, 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브에 사용될 수 있다. 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브의 플런저 및 피스톤의 상대적인 직경차이가 CMDV의 작동에서는 아무런 역할도 하지 않음에도 불구하고, CMB의 플런저 및 피스톤의 직경을 유지하면서 그들을 CMDV에 적용하는 것이 가능하다. 즉, CMDV를 제공하기 위해 공지된 결합된 마스터 실린더와 부스터를 적용할 수 있다. 결국 동일한 중공 주물을 생산하는 것이 가능하며, 현저하게 상이한 용도를 가지는 장치(CMDV나 CMB)를 제공하기 위해 어떤 환경 하에서 같은 방법으로 중공 주물을 기계가공할 수 있다.

따라서 규모의 경제 때문에, 이것은 알려진 결합된 마스터 실린더와 부스터 밸브의 비용 모두를 감소시키는 잠재력과, 새로운 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브의 비용의 감소를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 조직으로 하는 유압 회로의 모식도;

도 2는 휴지 위치에서 본 발명에 따른 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브의 모식적 단면도;

도 3은 휴지 위치에서 알려진 결합된 마스터 실린더와 부스터의 제조 단면도; 그리고,

도 4는 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브의 내부 작동을 더 상세하게 나타낸 도 1의 선택적 모식도이다.

Claims

각 포트가 바디 보어에 유압 연결되면서 바디 보어, 브레이크 포트, 탱크 포트 및 압력 포트를 가지는 바디를 포함하며, 피스톤이 바디 보어와 플런저 내에서 미끄럼 이동 가능하도록 된, 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브로서,

피스톤은 상기 브레이크 포트를 가압하도록 마스터 실린더를 규정하기 위해 상기 바디 보어의 부분의 범위를 정하고, 상기 피스톤은 탱크 포트로부터 압력 포트를 분리하기 위한 피스톤 실을 더 포함하고, 피스톤 보어, 압력 포트를 상기 피스톤 보어에 유압 연결하기 위한 제1 피스톤 홀 세트 및 상기 피스톤 보어를 상기 탱크 포트에 유압 연결하기 위한 제2 피스톤 홀 세트를 포함하며, 플런저는 상기 피스톤 보어에 슬라이드 가능하게 수용되고, 플런저 보어, 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어에 선택적으로 연결하기 위한 플런저 홀 세트, 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어로부터 선택적으로 분리시키기 위한 플런저 실 장치를 포함하며,

상기 플런저 보어는 상기 피스톤 보어에 유압 연결되어서,

휴지 상태에서 상기 마스터 실린더는 가압 해제되고 상기 실 장치는 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어로부터 분리시키고, 그 결과 상기 압력 포트를 상기 탱크 포트로부터 분리시키며,

가동된 상태에서, 상기 플런저는 상기 브레이크 포트를 가압하기 위해 상기 피스톤을 슬라이드 가능하게 움직이도록 가동되고, 상기 플런저 홀 세트는 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어에 유압 연결하고, 그 결과 상기 압력 포트를 상기 탱크 포트에 유압 연결하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제1항에 있어서,

상기 바디 보어는 상기 피스톤 실에 의해 맞물려지는 바디 메인 실린더를 포함하고, 상기 바디 메인 실린더는 직경(D)을 가지며, 상기 플런저는 스피것 벽과 슬라이드 가능하게 맞물림 상태에 있는 실을 포함하고, 상기 스피것 벽은 바디에 대하여 상대적으로 고정되고 직경(F)을 가지며,

상기 바디 메인 실린더의 직경(D)은 상기 스피것 벽의 직경(F)보다 큰 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제2항에 있어서,

상기 바디 메인 실린더의 직경(D)은 상기 스피것 벽의 직경(F)보다 적어도 1.412배 더 크고, 선택적으로 적어도 1.732배 더 크고, 선택적으로 적어도 2.000배 더 크고, 선택적으로 적어도 2.236배 더 큰 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제1항에 있어서,

상기 바디 보어는 상기 마스터 실린더를 규정하는 제1 직경(d)을 가지는 제1 실린더부 및 바디 메인 실린더를 규정하는 제2 직경(D)을 가지는 제2 실린더부를 포함하고,

상기 제2 직경(D)이 상기 제1 직경(d)보다 큰 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 홀 세트는 상기 피스톤 실의 압력 포트 측 상에 있고, 상기 제2 홀 세트는 상기 피스톤 실의 탱크 포트 측 상에 있는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 피스톤 홀 세트 및/또는 상기 제2 피스톤 홀 세트 및/또는 상기 플런저 홀 세트의 한개 또는 그 이상의 홀들이 방사상으로 배향된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 피스톤 홀 세트는 적어도 2개의 홀을 구비하고, 상기 피스톤에 대한 상기 플런저의 움직임이 제1 피스톤 홀 세트의 각각의 홀을 상기 플런저 보어와 점진적으로 유압 연결하도록 각각의 홀이 상이한 축방향 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제6항에 있어서,

상기 제1 피스톤 홀 세트는 적어도 3개의 홀을 구비하고, 각각 다른 축방향 위치에 위치되어 상기 플런저의 움직임이 상기 제1 피스톤 홀 세트의 각각의 홀을 상기 플런저 보어에 점진적으로 유압 연결하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제8항에 있어서,

상기 홀들은 나사형태로 배열된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플런저 실 장치는 축방향으로 이격된 관계에 있는 제1 및 제2 플런저 실을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제10항에 있어서,

상기 제1 플런저 실은 상기 제1 피스톤 홀 세트를 상기 제2 피스톤 홀 세트로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 제2 플런저 실은 제1 피스톤 홀 세트를 상기 플런저 보어에 선택적으로 유압 연결하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

제1 탄성 수단, 바람직하게는 스프링은 상기 피스톤과 플런저 사이에서 상기 플런저를 휴지 상태로 가압하도록 작동 가능하게 기능하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플런저는 상기 피스톤 내에서 유지 수단, 바람직하게는 써클립에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플런저는 플런저 접합부를 포함하고 상기 피스톤은 피스톤 접합부를 포함하며, 휴지 상태에서 상기 플런저 접합부는 상기 피스톤 접합부로부터 거리(x)만큼 공간을 두고, 가동된 상태에서 상기 플런저 접합부는 상기 피스톤 접합부와 접합하며, 그 결과 브레이크 포트를 가압하기 위해 상기 피스톤을 움직이는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

제2 탄성 수단, 바람직하게는 스프링은 상기 피스톤과 바디 사이에서 상기 피스톤을 휴지 상태로 가압하도록 작동가능하게 기능하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제13항에 종속하는 제16항에 있어서,

상기 제1 탄성수단은 상기 플런저 접합부가 상기 피스톤 접합부와 접촉하였을 때 제1 가압력을 제공하고, 상기 제2 탄성수단은 상기 피스톤이 휴지상태에 있을 때 제2 가압력을 제공하며, 실질적으로 상기 제1 피스톤 홀 세트의 모든 홀들이 상기 마스터 실린더에 의해 가압되는 사이 브레이크 포트에 선행하여 상기 플런저 보어에 유압 연결되도록 상기 제1 가압력은 상기 제2 가압력과 실질적으로 같거나 그보다 작은 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
제13항에 종속하는 제16항에 있어서,

상기 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브가 휴지 상태에 있는 상태에서, 제1 탄성 수단의 설치 하중은 상기 제2 탄성 수단의 설치 하중보다 작은 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마스터 실린더는 바람직하게는 상기 탱크 포트에 가까운 상기 바디 보어의 환상(annual) 영역에 의해 제공되는, 상기 바디의 내부 탱크로 향하는 회복 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더와 덤프 밸브.
결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 및 결합된 마스터 실린더와 부스터 중 하나를 제조하는 방법으로서,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 및 결합된 마스터 실린더와 부스터의 어느 하나를 제조하기에 적합한 바디를 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 제공하기 위해 상기 바디와 조립하기 위한 제1 구성요소 세트를 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 부스터를 제공하기 위해 상기 바디와 조립하기 위한 제2 구성요소 세트를 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 또는 결합된 마스터 실린더와 부스터 중 하나를 제공하기 위해 상기 바디와 제1 또는 제2 구성요소 세트를 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제20항에 있어서,

제1 및 제2 구성요소 세트에 공용되는 피스톤 실, 체크 밸브, 클로징 스피것 및 플런저 푸쉬 로드의 하나 또는 그 이상을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제20항에 있어서,

피스톤을 위한 2개의 동일한 중공 주물을 제공하고, 상기 제1 세트를 위한 피스톤을 제공하기 위해 제1 중공 주물을 제1 방법으로 기계가공하고, 상기 제2 구성요소 세트를 위한 피스톤을 제공하기 위해 제2 중공 주물을 상이한 제2 방법으로 기계가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제22항에 있어서,

상기 제1 피스톤은 상기 제2 피스톤의 피스톤 실 리테이너 세트와 동일한 피스톤 실 리테이너 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 및 결합된 마스터 실린더와 부스터를 제조하는 방법으로서,

2개의 동일한 바디 중공 주물을 제공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 바디를 제공하기 위해 제1 중공 주물을 제1 방법으로 기계가공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 부스터 바디를 제공하기 위해 제2 중공 주물을 상이한 제2 방법으로 기계가공하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브를 제공하기 위해 제1 구성요소 세트를 상기 결합된 마스터 실린더와 덤프 밸브 바디에 조립하는 단계,

결합된 마스터 실린더와 부스터를 제공하기 위해 제2 구성요소 세트를 상기 결합된 마스터 실린더와 부스터 바디에 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.