KR20050049092A - 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더는, 마스터 실린더 바디 내에 설치된 피스톤과, 상기 피스톤에 복원력을 가하는 스프링이 구비된 브레이크 마스터 실린더에 있어서, 상기 피스톤은 상기 마스터 실린더 바디 내에 설치된 메인 피스톤(34)과, 상기 메인 피스톤의 내부에 설치되어 페달답력을 받는 부스팅 피스톤(36)으로 나누어져 있으므로, 직접 유압을 조정함으로써 브레이크 보조장치의 기능을 능히 수행할 수 있을 뿐만 아니라 많은 감지장치 등을 포함하지 않고 쉽게 적용하여 시스템을 간단히 할 수 있다.

Description

가변 유압식 브레이크 마스터 실린더{brake master cylinder of variable hydraulic pressure type}

본 발명은 브레이크 마스터 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직접 유압을 조정함으로써 브레이크 어시스트 기능을 수행하는 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더에 관한 것이다.

종래 브레이크 마스터 실린더는 도1에 도시한 바와 같이 마스터 실린더 바디(2)의 내부에는 제1피스톤(4)과 제2피스톤(6)이 직렬로 설치되고, 상기 제1피스톤(4)와 제2피스톤(6)사이에는 상기 제1피스톤(4)에 복원력을 가하도록 제1스프링(8)이 설치되며, 상기 제2피스톤(6)의 일측(제1스프링의 반대측)에는 제2피스톤(6)에 복원력을 가하도록 제2스프링(10)이 설치되며, 상기 마스터 실린더 바디(2)의 상측에는 브레이크 액이 저장되는 리저버(12)가 설치되고, 상기 마스터 실린더 바디(2)의 일측에는 페달답력을 증가시키는 도시하지 않는 부스터가 설치되는 구조이다.

이와같은 종래 브레이크 마스터 실린더는, 페달답력이 상기 부스터를 통해 배력된 힘을 받아 상기 리저버(12)에서 상기 마스터 실린더 바디(2)내에 충전된 브레이크 액에 제1, 제2피스톤(4, 6)을 통해 압력을 가하여, 가압된 브레이크 액은 압력출구를 통해 마스터 실린더 바디(2) 밖으로 토출되고, 토출된 브레이크 액은 브레이크로 보내진다. 이때, 마스터 실린더 바디(2)의 내부 단면적은 브레이크 액의 입구와 출구 전 길이에 걸쳐 동일하게 되어 있는데, 마스터 실린더 바디(2)내에서 발생되는 유압은 부스터로부터 입력되는 힘을 마스터 실린더 바디(2)의 내부 단면적으로 나누어진 값이다.

최근 자동차 수요가 보편화됨에 따라 여성운전자 및 노약자 등의 자동차 수요층이 대폭 늘어나는 추세이다. 이에 자동차의 브레이크 시스템도 여성운전자 및 노약자 등과 같이 급제동시 강한 페달 답력을 짧은 시간내에 이끌어 내지 못하는 운전자들을 위해 수많은 브레이크 보조 장치들을 도입하는 경향이 있다. 이러한 장치 중 가장 경제적인 시스템이 바로 기계식 BAS(Brake Assist System)로서 부스터를 이용한 2-Ratio Booster가 있다.

상기 2-Ratio Booster는 종래의 부스터와는 달리 배력비를 일정하게 두지 않고 페달답력에 따라 가변하게 하여 필요한 제동력을 보조하게 하는 부스터이다.

그런데, 이러한 부스터를 이용한 브레이크 보조장치는 유압을 발생하기 위한 힘을 증대하는 것으로서 유압을 바로 제어하는 전자식 BAS(브레이크 보조장치) 보다 상대적으로 제동증대 효과가 적고 부압을 이용한 시스템이므로 부압효과에 아주 민감하다는 문제점이 있다.

그리고 엔진 종류에 따라 부압발생영역의 차이를 보이는데, 서지탱크에서 부압을 이끌어 사용하는 가솔린엔진과는 달리 진공펌프를 별도 장착하여 부압을 이끌어 쓰는 디젤엔진은 부스터 배력효과가 더 크다고 볼 수 있다. 이러한 사실들은 차량을 개발하는데 있어서 제동감을 튜닝하는 데 엔진별로 브레이크 시스템이 이원화되게 한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 직접 유압을 조정함으로써 브레이크 보조장치의 기능을 능히 수행할 수 있을 뿐만 아니라 많은 감지장치 등을 포함하지 않고 쉽게 적용하여 시스템을 간단히 하는 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마스터 실린더 바디 내에 설치된 피스톤과, 상기 피스톤에 복원력을 가하는 스프링이 구비된 브레이크 마스터 실린더에 있어서, 상기 피스톤은 상기 마스터 실린더 바디 내에 설치된 메인 피스톤과, 상기 메인 피스톤의 내부에 설치되어 페달답력을 받는 부스팅 피스톤으로 나누어져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 피스톤과 상기 부스팅 피스톤은 피스톤 키에 의해 연결되어 상기 부스팅 피스톤이 상기 메인 피스톤에 지탱되어 있다. 그리고, 상기 피스톤 키의 일단은 힌지에 의해 상기 부스팅 피스톤에 연결되고, 상기 피스톤 키의 타단은 리턴스프링에 의해 상기 메인 피스톤에 연결되어 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2에 도시한 바와 같이 두 개의 마스터 실린더(22, 22')가 병렬로 배치된 구조이다. 이러한 구조는 후술하는 바와 같이 부스팅 실린더의 내경 단면적의 감소로 인해 증대되는 스트로크를 보상하기 위한 것이다. 상기 두 개의 마스터 실린더(22, 22')의 중간 상측에는 브레이크 액이 저장되는 리저버가 설치되어, 상기 리저버 내의 브레이크 액이 마스터 실린더(22, 22')내로 유입하게 되어 있다.

도3에 도시한 바와 같이, 마스터 실린더(22, 22')는 마스터 실린더 바디(32)의 내부에는 메인 피스톤(34)이 설치되고, 상기 메인 피스톤(34)의 내부에는 페달 답력을 받는 부스팅 피스톤(36)이 설치된 구조이다.

상기 메인 피스톤(34)과 상기 부스팅 피스톤(36)은 피스톤 키(38)에 의해 연결되어 상기 부스팅 피스톤(36)이 상기 메인 피스톤(34)에 지탱되어 있다. 그리고, 상기 피스톤 키(38)의 일단은 힌지(40)에 의해 상기 부스팅 피스톤(36)에 연결되고, 상기 피스톤 키(38)의 타단은 리턴스프링(42)에 의해 상기 메인 피스톤(34)에 연결되어 있다. 상기 메인 피스톤(34)의 중간부에는 상기 피스톤 키(38)가 통과하여 설치되도록 길이방향을 따라 장공(34a)이 형성되고, 상기 부스팅 피스톤(36)의 중간부 외면에는 상기 피스톤 키(38)의 힌지(40)가 설치되도록 걸림홈(36a)이 형성되어 있다.

상기 마스터 실린더 바디(32)의 내부에는, 상기 메인 피스톤(34)이 슬라이딩하는 제1공간부(32a)와, 상기 부스팅 피스톤(36)만 이동할 때 브레이크 액이 가압되어 유출하도록 액출구(32c)에 연통된 제2공간부(32b)가 형성되어 있다. 상기 제1공간부(32a)에는 상기 메인 피스톤(34)에 복원력을 가하는 제1스프링(44)이 설치되고, 상기 제2공간부(32b)에는 상기 부스팅 피스톤(36)에 복원력을 가하는 제2스프링(46)이 설치되어 있다.

상기 제2공간부의 내경단면적(B)은 제1공간부의 내경단면적(A)보다 작게 되어 있다.

그리고, 상기 제1공간부(32a)와 제2공간부(32b) 사이에는 상기 메인 피스톤(34)이 소정거리(L) 이동한 후 멈추도록 스토핑부(32d)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더에서, 도시하지 않은 부스터를 통해 페달답력이 부스팅 피스톤(36)에 가해지면, 부스팅 피스톤(36)이 밀리면서 피스톤 키(38)에 의해 메인 피스톤(34)이 움직이게 되어 제1공간부(32a)의 내경단면적(A)에 의해 초기유압(P=F/A)이 발생하게 된다.

이러한 메인 피스톤(34)의 스트로크가 L 만큼 진행되어 메인 피스톤(34)이 스토핑부(32d)에 걸리면 메인 피스톤(34)은 더 이상 이동하지 않고, 도4에 도시한 바와 같이 밀려 오는 답력에 의해 리턴 스프링(42)이 반작용을 받아 피스톤 키(38)가 힌지(40)에 의해 회전하면서 부스팅 피스톤(36)만 밀리면서 전진한다. 이때 부스팅 피스톤(36)에 새롭게 형성된 제2공간부(32b)의 내경단면적(B)에 의해 말기유압(P'=F/B)이 발생하게 된다.

따라서, P'>P 이므로 유압증대 및 제동력 증대효과가 생기게 된다. 즉, 저답력에서는 일반 브레이크 시스템과 동일한 유압이 발생하지만, 고답력에서는 유압이 변하면서 충분히 제동력 보조기능을 수행할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명에 의한 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더에 의하면, 종래 부압차를 이용했던 부스터와는 달리 전자식 보조장치처럼 직접 유압을 조정함으로써 그 기능을 능히 수행할 수 있고, 또한 전자식 보조장치와는 달리 많은 감지장치등을 포함하지 않고 쉽게 적용하여 시스템을 간단히 할 수 있다.

도1은 종래 브레이크 마스터 실린더를 나타내는 단면도,

도2는 본 발명에 의한 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더를 나타내는 평면도,

도3은 본 발명에 의한 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더의 단면도(중심에서 서로 직각면을 보인 계단단면도),

도4는 본 발명에 의한 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더의 작용상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

22, 22' : 마스터 실린더 32 : 마스터 실린더 바디

34 : 메인 피스톤 36 : 부스팅 피스톤

38 : 피스톤 키이 40 : 힌지

42 : 리턴 스프링 44 : 제1스프링

46 : 제2스프링

Claims (3)

1. 마스터 실린더 바디 내에 설치된 피스톤과, 상기 피스톤에 복원력을 가하는 스프링이 구비된 브레이크 마스터 실린더에 있어서,

   상기 피스톤은 상기 마스터 실린더 바디 내에 설치된 메인 피스톤과,

   상기 메인 피스톤의 내부에 설치되어 페달답력을 받는 부스팅 피스톤으로 나누어져 있는 것을 특징으로 하는 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메인 피스톤과 상기 부스팅 피스톤은 피스톤 키에 의해 연결되어 상기 부스팅 피스톤이 상기 메인 피스톤에 지탱되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더.
3. 제2항에 있어서,

   상기 피스톤 키의 일단은 힌지에 의해 상기 부스팅 피스톤에 연결되고,

   상기 피스톤 키의 타단은 리턴스프링에 의해 상기 메인 피스톤에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 유압식 브레이크 마스터 실린더.