KR20050052995A - 마스터 실린더 - Google Patents

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미따가쯔히로
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가부시키가이샤 애드빅스
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Abstract

마스터 실린더는 실린더 본체의 내부 벽에 형성된 홈내에 수용된 주 컵을 포함한다. 반경방향 내부 부분의 전방 단부로부터 전향 돌출하도록 컵의 반경방향 내부 부분상에 돌출부가 형성된다. 돌출부는 피스톤이 신속히 복귀할 때, 컵의 전방 단부와 후방 단부 사이에 형성된 압력차 하에서 컵 수용 홈의 전방 단부 벽에 대하여 가압되고 탄성 변형되어 컵 수용 홈내에서 컵이 전진할 수 있게 하도록 구성된다. 컵이 홈내에서 전진할 때, 컵의 기저부와 홈의 후방 단부 벽 사이에 유로가 형성된다. 저유소로부터의 제동액은 이 유로를 통해, 컵의 반경방향 외부 부분이 제동액 유동에 의해 변형될 때 컵의 반경방향 외부 부분과 홈의 반경방향 외부 벽 사이에 형성된 간극을 통해, 그리고, 돌출부에 의해 홈의 전방 단부 벽과 컵 사이에 형성된 유로를 통해 흐른다.

Description

마스터 실린더 {MASTER CYLINDER}
본 발명은 차량 유압 브레이크 시스템에 사용되는 마스터 실린더, 특히, 실린더 본체의 내벽에 형성된 홈내에 수용된 컵 및 압력실내의 제동액을 가압하는 피스톤을 포함하고, 피스톤이 컵의 반경방향 내주와 미끄럼 접촉하는 유형의 마스터 실린더에 관련한다. 이 유형의 마스터 실린더는 이하, 때때로 피스톤-대-컵 활주형 마스터 실린더라 지칭된다.
이런 피스톤-대-컵 활주형 마스터 실린더는 하기의 3개 특허 공보, 즉, WO 제02/064410호(공보1), JP 특허 공보 제2000-71969호(공보2) 및 US 특허 제4249381호(공보3)에 개시되어 있다.
공보1에 개시된 마스터 실린더는 피스톤의 외주를 밀봉하기 위하여 실린더 본체의 내벽에 형성된 홈내에 수용된 주 컵을 포함한다. 주 컵은 두꺼운 기저부를 포함하고, 이 두꺼운 기저부는 피스톤과 미끄럼 접촉하도록 기저부로부터 전향 연장하는 립(lip)을 구비한다. 이 립은 피스톤이 급속히 복귀할 때, 주 컵의 전방 및 후방 단부 사이에서 발생되는 압력차 하에서 변형되어 주 컵과 피스톤의 내주 사이에 유로를 형성하도록 사용된다. 이 유로를 통해, 제동액이 전향 유동할 수 있다.
공보2에 개시된 마스터 실린더는 주 컵의 후방에 제공된 안내체 및 이격체를 포함한다. 이 이격체와 안내체 사이에 저유소로 이어지는 유로가 형성된다. 피스톤은 이 유로에 대응하는 피스톤 포트를 갖도록 형성된다.
공보3에 개시된 마스터 실린더는 그 후방에 홈을 갖도록 형성된 주 컵을 갖는다. 제동액은 이들 홈, 피스톤의 끝부분(tip)에 형성된 홈 및 공급 포트를 통해 실린더 압력실로 공급된다.
공보1의 마스터 실린더의 한가지 단점은 그 기저부로부터 전향 연장하는, 주 컵의 립이 강도가 낮다는 것이다.
차량 안정성 제어 같은 자동 브레이크 제어를 수행할 수 있는 전자 제어 유닛을 포함하는 유압 브레이크 시스템에서, 마스터 실린더의 피스톤은 차륜과 마스터 실린더 사이에 제공되는 제동 회로로부터 역류하는 제동액의 압력하에 후향 추진될 수 있다. 주 컵의 립은 이 압력을 견딜 수 있도록 충분한 강도를 가져야 한다. 따라서, 공보1에 개시된 마스터 실린더는 립이 역류 압력을 견딜 수 있도록 주 컵의 립을 보강하기 위해 보강 링 같은 보강 부재를 포함한다.
브레이크 유압을 제어하기 위한 전자 제어 유닛을 포함하는 일부 브레이크 시스템에서, 제동액은 마스터 실린더가 비동작 상태인 동안 마스터 실린더 압력실을 통해 저유소로부터 제동 회로로 흡입된다. 이를 위해, 공보2에 개시된 바와 같이, 마스터 실린더가 비동작 상태인 동안 피스톤 포트를 통해 압력실이 저유소와 소통하도록 주 컵의 후방에 피스톤 포트를 가지는 피스톤을 제공할 필요가 있다.
실제로 단지 주 컵의 립만을 포함하는 공보1에 개시된 마스터 실린더의 밀봉 배열은 주 컵 외에도 이격체 및 안내체를 포함하는 공보2에 개시된 마스터 실린더의 것 보다 구조적으로 단순하다. 그러나, 립의 보강을 위한 보강 부재를 필요로 하며, 주 컵의 후방에 피스톤 포트가 제공되는 공보1의 배열에서는 그 초기 위치로부터 피스톤 포트가 주 컵에 의해 폐쇄되는 그 전진 위치까지의 피스톤의 이동 거리가 길어지는 경향이 있다. 이는 운전자의 제동 페달 감각을 악화시킨다.
공보2에 개시된 마스터 실린더는 피스톤 포트가 폐쇄될 때까지의 피스톤의 이동 거리가 보다 짧다는 장점을 갖는다. 그러나, 이 배열에서, 이격체 및 안내체를 장착하기 위해 실린더 본체가 복수의 개별 부재로부터 조립될 필요가 있다. 이는 물론 구조를 복잡하게 하고, 조립 단계의 수를 증가시키며, 비용을 상승시킨다. 공보3에서, 컵의 뒤에 형성된 홈은 피스톤 포트가 아닌 피스톤의 끝부분에 형성된 축방향 홈을 통해 압력실과 소통한다. 이 배열도 마스터 실린더의 구조를 복잡하게 한다.
본 발명의 목적은 구조가 단순하며, 피스톤이 급속히 복귀할 때, 주 컵을 통한 저유소로부터 압력실로의 제동액의 원활한 흡입을 가능하게 하고, 마스터 실린더가 비동작 상태인 동안 피스톤 포트를 통해 저유소로부터 압력실로의 제동액의 원활한 흡입을 가능하게 하며, 피스톤 포트가 폐쇄될 때까지의 피스톤의 이동 거리가 보다 짧은 장점을 갖는 마스터 실린더를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 실린더 본체, 전방 단부 벽, 후방 단부 벽 및 내부 및 외부 벽을 함께 연결하는 반경방향 외부 벽에 의해 실린더 본체의 내주에 형성된 홈내에 수용된 주 컵, 및 주 컵에 의해 활주가능하게 안내되도록 실린더 본체내에 수용된 피스톤을 포함하는 마스터 실린더가 제공되며, 실린더 본체는 피스톤이 전진할 때, 피스톤에 의해 가압되도록 구성되는 제동액이 저장된 압력실을 가지고, 주 컵은 전방 단부를 가지면서 피스톤과 미끄럼 접촉하여 유지되는 반경방향 내부 부분, 전방 단부를 가지면서 홈의 반경방향 외부 벽과 미끄럼 접촉하여 유지되는 반경방향 내부 부분 및 반경방향 내부 및 외부 부분을 함께 연결하는 기저부를 포함하고, 반경방향 내부 부분은 적어도 하나의 돌출부를 구비하고, 돌출부는 돌출부가 홈의 전방 단부 벽과 접촉할 때, 홈의 전방 단부 벽과 주 컵 사이에 제1 유로를 형성하도록 반경방향 내부 부분의 전방 단부로부터 전향 돌출하며, 그에 의해, 저유소로부터의 제동액이 주 컵의 기저부의 후면과 홈의 후방 단부 벽 사이의 간극을 통해, 주 컵의 반경방향 외부 부분과 홈의 반경방향 외부 벽 사이에 형성된 간극을 통해, 그리고, 제1 유로를 통해 압력실내로 유동할 수 있다.
일 특정 배열에서, 주 컵은 주 컵의 전방 단부와 후방 단부 사이의 압력차 하에서 축방향으로 전향 이동할 수 있으며, 주 컵이 압력차 하에서 축방향 전향 이동할 때, 기저부의 후면은 홈의 후방 단부 벽으로부터 이격되어 그 사이에 제2 유로를 형성하도록 구성되고, 적어도 하나의 돌출부는 홈의 전방 단부 벽과 접촉하여 주 컵의 반경방향 내부 및 외부 부분의 전방 단부와 홈의 전방 단부 벽 사이에 제1 유로를 형성하며, 반경방향 외부 부분은 압력차 하에서 변형되어 홈의 반경방향 외부 벽과 주 컵의 반경방향 외부 부분 사이에 제3 유로를 형성하고, 제1 및 제2 유로는 제3 유로를 통해 서로 소통한다.
돌출부는 홈의 전방 단부 벽에 대해 가압될 때 탄성 변형되도록 구성되고, 제2 유로는 돌출부가 홈의 전방 단부 벽에 대하여 가압됨으로써 탄성 변형될 때, 주 컵의 기저부의 후면과 홈의 후방 단부 벽 사이에 형성되도록 구성된다.
또 다른 특정 배열에서, 서로 원주방향으로 이격 배치된 복수의 돌출부가 제공되고, 주 컵은 주 컵의 축방향으로부터 볼 때 복수의 돌출부 사이에 존재하는 그 부분이 주 컵의 전방 단부 및 후방 단부 사이의 압력차 하에서 홈의 전방 단부 벽을 향해 변형되어 홈의 후방 단부 벽과 주 컵의 기저부의 후면 사이에 제2 유로를 형성하도록 구성된다.
본 발명에 따라, 피스톤이 신속히 복귀될 때, 주 컵은 홈내에서 전진하거나, 주 컵의 기저부가 유로를 형성하도록 변형되며, 주 컵의 반경방향 외부 부분은 다른 유로를 형성하도록 변형된다. 따라서, 제동액이 3개 유로를 통해 압력실내로 원활하게 흐를 수 있다. 따라서, 피스톤 포트가 폐쇄될 때까지의 피스톤의 이동 거리는 주 컵의 반경방향 내부 부분에 의해 결정될 수 있다. 공보1에 개시된 바와 같이 주 컵의 기저부로부터 전향 연장하는 립을 제공할 필요가 없으며, 따라서, 이런 립을 위한 어떠한 보강 부재도 필요하지 않다. 이는 피스톤 포트가 폐쇄될 때까지 피스톤의 이동 거리를 단축시킬 수 있게 하며, 따라서, 운전자의 제동 페달 감각을 향상시킨다.
주 컵의 반경방향 내부 부분상에 형성된 돌출부 또는 돌출부들에 의해 형성된 유로는 피스톤이 신속히 복귀할 때, 압력실내로의 제동액의 보다 원활한 흡입을 보증한다.
이들 유로는 단지 주 컵에 의해서만 형성되며, 어떠한 부가적인 요소도 필요하지 않다. 따라서, 본 발명의 마스터 실린더는 구조가 단순하고, 최소의 부품수로 구성된다.
주 컵의 전방 단부와 후방 단부 사이의 압력차 하에서 주 컵이 전진되거나 홈내에서 탄성 변형된 이후, 이는 압력차가 사라지자 마자 그 원래 위치 또는 원래 형상으로 복원된다, 따라서, 피스톤 포트가 폐쇄될 때까지의 피스톤의 이동 거리가 항상 최소 수준으로 유지된다.
주 컵의 반경방향 내부 부분의 반경방향 외측에 배치되도록 주 컵의 반경방향 내부 부분의 반경방향 외면상에 돌출부가 제공될 수 있다. 이런 돌출부는 주 컵의 반경방향 내부 부분 및 반경방향 외부 부분이 서로 들러붙는 것을 방지한다. 또한, 이런 돌출부가 주 컵 형성 이후 절삭되는 반경방향 내부 부분의 반경방향 내부 전방 가장자리에 반경방향 외향 배치되기 때문에, 이런 돌출부는 이 가장자리의 절삭과 간섭하지 않으며, 그래서, 돌출부는 주 컵의 형성시 동시에 형성될 수 있다. 이는 주 컵의 생산성을 향상시킨다.
주 컵의 반경방향 외부 부분은 주 컵의 반경방향 내부 부분 보다 높은 강도를 가질 수 있다.
주 컵의 기저부는 그 후면상에 돌기를 갖도록 형성될 수 있으며, 이 돌기는 홈의 후방 단부 벽과 접촉하여 홈의 후방 단부 벽과 기저부의 후면 사이에 제2 유로를 형성한다. 이 배열에서, 제2 유로가 항상 존재하기 때문에, 제동액은 그 기저부 및 그 돌출부 또는 돌출부들을 변형시킬 필요 없이 컵의 반경방향 외부 부분을 변형시키는 것 만으로 주 컵 둘레의 간극을 통해 흐를 수 있다. 따라서, 제동 페달이 방임될 때 제동액이 압력실내로 보다 원활하게 흐를 수 있어서 피스톤의 보다 신속한 복귀를 가능하게 한다.
또 다른 특정 배열에서, 복수의 돌출부가 제공되고, 각각의 돌기는 주 컵의 축방향으로부터 볼 때 돌출부의 원주방향 인접 쌍 사이에 배치되고, 그로부터 실질적으로 원주방향으로 등간격으로 이격 배치된다.
상기 돌기는 반경방향 리브일 수 있다.
상기 돌출부는 그 끝부분이 홈의 전방 단부 벽과 접촉할 수 있으며, 돌기는 홈의 후방 단부 벽과 접촉한다.
돌기 대신에, 기저부는 그 후면에 형성된 적어도 하나의 홈을 포함하며, 적어도 하나의 홈을 통해 저유소가 제1 유로와 소통하도록 구성될 수 있다.
피스톤은 피스톤 포트를 구비하도록 형성되고, 피스톤 포트를 통해 저유소가 압력실과 소통하도록 구성되며, 피스톤 포트는 피스톤의 후방 단부가 주 컵의 반경방향 내부 부분의 후방 단부와 정렬할 때까지 후방 단부가 전진할 때 주 컵에 의해 폐쇄되도록 구성되며, 그에 의해, 저유소와 압력실 사이의 소통을 폐쇄하고, 피스톤 포트가 폐쇄된 이후 피스톤이 전진할 때, 압력실내의 제동액 압력이 상승하기 시작한다.
컵의 후면상에 형성된 홈 또는 홈들이나 돌기에 의해 주 컵의 후면과 컵 수용 홈의 후방 단부 벽 사이에 형성된 유로가 없으면, 컵 수용 공간내에 그 반경방향 외부 코너부에서 폐쇄된 공간이 형성되며, 내부에 밀봉된 제동액은 주 컵의 안정한 안착을 저해한다. 또한, 압력실내에 형성된 부압은 주 컵의 일부가 컵 수용 홈의 벽상에 들러붙게 할 수 있다. 컵의 후면상에 형성된 홈 또는 돌기에 의해 형성되는 유로는 이런 폐쇄된 공간의 형성을 방지한다.
첨부 도면을 참조로 하는 하기의 설명으로부터 본 발명의 다른 특징 및 목적을 명백히 알 수 있을 것이다.
이제, 도면을 참조하면, 도1은 본 발명을 구현하는 전체 마스터 실린더를 도시한다. 이는 실린더 본체(1), 실린더 본체(1)내에 활주가능하게 수용된 주 피스톤(2), 및 주 피스톤(2)의 전방(도1의 좌측)에서 실린더 본체(1)내에 활주가능하게 수용된 부 피스톤(5)을 포함한다. 제1 압력실(3)이 주 및 부 피스톤(2 및 5) 사이에서 실린더 본체(1)내에 형성된다. 제2 압력실(6)은 실린더 본체의 전방(좌수측) 단부 벽과 부 피스톤(5) 사이에서 실린더 본체(1)내에 형성된다. 주 피스톤(2)은 제1 압력실(3)의 제동액을 가압하여 그 내부에 브레이크 유압을 형성한다. 부 피스톤(5)은 제2 압력실(6)내의 제동액을 가압하여 그 내부에 브레이크 유압을 형성한다. 주 및 부 피스톤(2 및 5)을 위한 복원 스프링(4 및 7)이 각각 제1 및 제2 압력실(3 및 6)내에 장착된다.
주 피스톤(2) 및 부 피스톤(5)은 각각 피스톤 포트(9 및 10)를 갖도록 형성되고, 마스터 실린더가 비동작 상태인 동안(즉, 피스톤(2 및 5)이 그 각각의 원 위치에 있는 동안), 이 피스톤 포트를 통해, 제1 및 제2 압력실(3 및 6)이 저유소(8)와 소통하도록 구성된다.
주 컵(11 및 13), 부 컵(12) 및 압력 컵(14)이 실린더 본체(1)의 내벽에 형성된 각각의 홈내에 수용된다. 주 컵(11)은 주 피스톤(2)과 실린더 본체(1)의 내벽 사이의 간극을 밀봉한다. 부 컵(12)은 실린더 본체(1)의 내부를 대기로부터 격리시킨다. 주 컵(13)은 부 피스톤(5)과 실린더 본체(1)의 내벽 사이의 간극을 밀봉한다. 압력 컵(14)은 저유소(8)로부터 제1 압력실(3)을 격리시킨다. 내부에 주 컵(11 및 13)이 수용되는 홈은 각각 도면 부호 15 및 16으로 표시되어 있다.
실린더 본체(1)의 내벽상에는 주 컵(11 및 13)을 독립적으로 지지하도록 각 주 컵(11 및 13)의 후방에(도1의 우측) 환형 벽(17 및 18)이 일체로 형성되어 있다.
환형 벽(17 및 18)은 피스톤(2 및 5)과 벽(17 및 18) 사이에 작은 유극이 존재하도록 주 및 부 피스톤(2 및 5)의 외경 보다 다소 큰 내경을 갖는다.
환형 벽(17 및 18) 각각의 후방에는 실린더 본체(1)내에 형성된 통로(21, 22 및 25)를 통해 저유소(8)와 소통하는 환형 통로(19 및 20)가 형성된다.
실린더 본체(1)의 내벽상에는 주 컵(11 및 13)의 전방에 주 피스톤(2) 및 부 피스톤(5)을 안내하기 위한 활주 안내부가 각각 제공된다. 도2 및 도3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 활주 안내부의 내면에는 아치형 단면을 갖는 복수의 축방향 홈(23 및 24)이 형성되고, 피스톤(2 및 5)이 신속히 복귀할 때, 이 축방향 홈을 통해, 제동액이 저유소(8)로부터 제1 및 제2 압력실(3 및 6)로 흐른다.
주 컵(11), 홈(15), 환형 벽(17), 홈(23) 및 주 피스톤(2)과 연계된 소정의 다른 요소는 주 컵(13), 홈(16), 환형 벽(18), 홈(24) 및 부 피스톤(5)과 연계된 소정의 다른 요소와 구조, 형상 및 기능이 실질적으로 동일하다. 따라서, 여기서부터, 주 피스톤(2)과 연계된 요소만을 설명한다.
도3에 도시된 바와 같이, 주 피스톤(11)은 반경방향 내부 환형부(11a), 반경방향 외부 환형부(11b) 및 이 부분(11a 및 11b)의 후방 단부를 함께 연결하는 기저부(11c)를 포함한다. 반경방향 내부 부분(11a)은 복수의 원주방향 이격 돌출부(11d) 및 복수의 원주방향 이격 돌출부(11e)를 갖는다.
돌출부(11d)는 돌출부(11e) 보다 크고 강도가 보다 높다. 도4에 도시된 바와 같이, 인접한 돌출부(11d)들 사이에 유로(11f)가 형성된다.
돌출부(11d)는 컵(11)의 반경방향 내부 부분(11a)의 전방 단부로부터 전향 돌출하고, 돌출부(11e)는 돌출부(11d)의 전방 단부로부터 추가로 전향 돌출한다.
피스톤(2)이 그 초기 위치에 있을 때, 컵(11)의 기저부(11c)는 돌출부(11e)가 홈(15)의 전방 단부 벽(15a)과 접하는 상태로, 홈(15)의 후방 단부 벽(15c)에 대하여 가압된다.
주 컵(11)의 반경방향 외부 부분(11b)은 컵의 전방과 후방 사이의 압력차 하에서 쉽게 편향되어 홈(15)의 원주 벽(15b)으로부터 분리되도록 반경방향 내부 부분(11a) 보다 강도가 낮다.
돌출부(11e 및 11d)는 홈(23)의 후방 개구를 폐쇄하지 않도록 홈(23)의 반경방향 외측에 제공된다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 돌출부(11d 및 11e)는 반경방향 내부 부분(11a)으로부터 반경방향 외향 돌출하며, 따라서, 반경방향 내부 및 외부 부분(11a 및 11b)이 함께 들러붙는 것을 방지하는 이격체로서 기능한다. 또한, 돌출부(11d)는 반경방향 내부 부분(11a)을 위한 보강 리브로서도 기능한다.
주 피스톤(2)이 그 초기 위치로부터 전진하기 시작하고, 그 피스톤 포트(9)의 후방 단부가 주 컵(11)의 반경방향 내부 부분(11a)의 후방 단부(11g)와 정렬할 때, 피스톤 포트(9)는 컵(11)에 의해 완전히 폐쇄되고, 그래서, 제1 압력실(3)이 저유소(8)로부터 격리된다. 그후, 제1 압력실(3)내의 제동액이 가압되고, 압력이 상승하기 시작한다. 피스톤 포트(9)가 폐쇄될 때까지, 압력실(3)이 여전히 저유소(8)와 소통하기 때문에, 피스톤(2)은 어떠한 큰 저항도 겪지 않고 전진한다.
돌출부(11d 및 11e)는 주 컵(11)의 반경방향 내부 부분(11a)의 전방 단부상에 제공될 수 있으며, 그 위치 및 수는 그들이 홈(23) 전체의 후방 개구를 폐쇄하지 않도록 결정된다.
반경방향 내부 부분(11a)은 그 반경방향 내부 전방 가장자리를 따라 경사 절삭면(11h)을 갖는다. 절삭면(11h)은 몰딩(molding)에 의해 주 컵(11)을 형성한 이후에 형성된다. 돌출부(11d 및 11e)는 높은 생산성을 위해 주 컵(11) 형성시 동시에 형성된다. 돌출부(11d 및 11e)는 절삭면(11h)과 간섭하지 않도록 반경방향 내부 부분(11a)의 반경방향 내부 전방 가장자리의 반경방향 외측에 형성된다.
동작시, 주 피스톤(2)이 전진할 때, 이는 부 피스톤(5)을 전향 이동시키고, 그래서, 피스톤 포트(10)가 주 컵(13)에 의해 폐쇄된다. 부 피스톤(5)이 제1 압력실(3)내의 유압하에 추가로 전향 추진될 때, 제1 압력실(3)내의 유압에 대응하는 유압이 제2 압력실(6)내에 발생된다.
이제, 피스톤이 신속히 복귀할 때, 마스터 실린더의 요소가 동작하는 방식에 대하여 설명한다. 제2 압력실(6)(그리고, 부 피스톤(5))에 관련한 요소는 마스터 실린더가 비동작 상태인 동안 제1 및 제2 압력실내로 유체가 흡입될 때, 제1 압력실(3)(그리고, 주 피스톤(2))에 관련한 요소와 실질적으로 동일하게 동작하기 때문에, 하기의 설명은 제1 압력실(3)에 관련한 요소에 대해서만 이루어진다. 피스톤이 신속히 복귀될 때, 유체는 제1 압력실(3)로 충분히 원활하게 흐를 수 없으며, 따라서, 제1 압력실(3)에 부압을 발생시킨다. 압력실(3)내의 부압과 저유소(8)내의 압력(대기압임) 사이의 압력차가 주 컵(11)(도3)상에 작용하여 주 컵(11)이 홈(15)내에서 전진하게 하고, 홈(15)의 전방 단부 벽(15a)에 대하여 돌출부를 가압함으로써, 돌출부(11e)를 탄성 변형시킨다. 돌출부(11e)가 특정 범위로 탄성 변형될 때, 돌출부(11d)도 홈(15)의 전방 단부 벽(15a)에 접한다. 이는 주 컵(11)의 전진을 중지시킨다.
이 상태에서, 간극(유로 A, 도시 안됨)이 홈(15)의 후방 단부 벽(15c)과 주 컵(11)의 기저부(11c) 사이에 형성된다. 다른 간극(유로 B, 도시 안됨)은 반경방향 외부 부분(11b)이 또한 압력차 하에서 탄성 변형되기 때문에, 홈(15)의 원주벽(15b)과 컵(11)의 반경방향 외부 부분(11b) 사이에 형성된다. 따라서, 제동액은 유로(A 및 B)와 인접 돌출부(11d) 사이에 형성된 유로(11f)(도4)를 포함하는 홈(15)의 전방 단부 벽(15a)과 주 컵(11) 사이의 다른 유로(C)를 통해 제1 압력실(3)내로 원활히 흐른다. 따라서, 제1 압력실(3)내의 부압은 신속히 사라진다.
제1 압력실(3)내의 부압이 사라질 때, 주 컵(11)상에 작용하고 있던 압력차도 사라지고, 그래서, 돌출부(11e)가 그 원래 형상으로 탄성 복원되며, 따라서, 주 컵(11)을 그 원래 위치로 이동시킨다. 반경방향 외부 부분(11b)도 그 원래 형상으로 탄성 복원된다. 즉, 전체 컵(11)이 그 원래 위치로 복귀한다.
마스터 실린더가 비동작 상태에 있는 동안, 브레이크 유압 제어를 수행하기 위한 제동 회로가 전자 제어 유닛에 의해 작동될 때, 제동액은 피스톤 포트(9)를 통해 저유소(8)로부터 제1 압력실(3)내로 흐르고, 그후, 제동 회로에 공급된다.
도5는 주 컵(11) 대신, 주 컵(111)이 홈(15)내에 수용되는 다른 실시예를 도시한다. 주 컵(111)은 홈(15)의 전방 단부 벽(15a)에 인접 배치되거나, 실질적으로 접하여 배치되는 그 전방 단부상에 소수의 돌출부(111d)를 갖도록 형성된다. 인접한 돌출부(111d) 사이에 유로(111f)가 형성된다.
비록, 주 컵(111)이 홈(15)내에서 거의 전진하지 않지만, 피스톤이 신속히 복귀할 때 발생하는 압력차 하에서, 인접한 돌출부(111d) 사이의 컵(111)의 기저부(111c)의 부분은 도5에 점선으로 도시된 바와 같이 아치형으로 탄성 변형되고, 따라서, 홈(15)의 후방 단부 벽(15c)과 기저부(111c) 사이에 유로를 형성한다. 저유소(8)로부터의 제동액은 이 통로를 통해, 컵(111)의 반경방향 외부를 탄성 변형시킴으로써 홈(15)의 원주벽(15b)과 컵의 반경방향 외부 사이에 형성된 통로를 통해, 그리고, 인접한 돌출부(111d) 사이의 통로(111f)를 통해 제1 압력실(3)로 흐른다.
따라서, 제1 압력실(3)내에 발생된 부압이 사라지고, 주 컵(111)상에 작용하는 압력차도 사라진다. 따라서, 주 컵(111)은 그 원래 상태로 탄성 복원된다.
도6, 도7a 및 도7b는 주 컵(11) 대신 홈(15)내에 수용된 다른 주 컵(211)을 도시한다. 주 컵(211)은 그 기저부(211c)의 후면상에 형성된 반경방향 돌기(211i)를 갖는다. 주 컵(211)은 그 반경방향 내부 부분(211a)의 전방 단부에 돌출부(211d)를 추가로 포함한다. 축방향(도6 참조)으로부터 볼 때, 돌출부(211d 및 211i)는 원주방향으로 서로 교대로 배치된다.
도7b에 도시된 바와 같이, 주 컵(211)은 홈(15)보다 다소 큰 축방향 폭을 가지며, 그래서, 돌출부(211d 및 211i)는 양자 모두 홈(15)의 각 단부 벽(15a 및 15c)과 접촉한다. 따라서, 후방 돌기(211i)는 홈(15)의 후방 단부 벽(15c)과 기저부(211c) 사이에서 컵(211)의 내주로부터 외주로 연장하는 유로를 형성하며, 전방 돌출부(211d)는 홈(15)의 전방 단부 벽(15a)과 반경방향 내부 부분(211a)의 전방 단부 사이에 도4의 유로(11f)와 유사한 유로(미도시)를 형성한다. 후방 돌기(211i)에 의해 형성된 통로를 통해, 그 반경방향 외부 후방 코너부를 따라 홈(15)내에 존재하는 간극(S)은 항상 저유소(8)와 소통한다. 돌기(211i)는 홈(15)의 후방 단부 벽(15c)상에 컵(111)이 들러붙는 것을 신뢰성있게 방지한다. 따라서, 제동 페달이 방임될 때, 저유소(8)로부터의 제동액이 후방 돌기(211i)에 의해 형성된 통로, 반경방향 외부 부분(211b)이 탄성 변형될 때 홈(15)의 원주벽(15b)과 컵(211)의 반경방향 외부 부분(211b) 사이에 형성된 간극(S) 및 돌출부(211d)에 의해 형성된 통로를 통해 제1 압력실(3)내로 원활히 흐를 수 있다. 이는 피스톤의 원활한 복귀를 가능하게 한다. 또한, 간극(S)이 절대 폐쇄되지 않기 때문에, 컵은 홈(15)내에 적절히 안착된다.
주 컵의 축방향(도6 참조)으로부터 볼 때, 후방 돌기(211i)는 후방 돌기(211i)에 의해 형성된 통로가 사라지는 것을 방지하여 간극(S)이 저유소(8)와 항상 소통하는 상태로 신뢰성있게 유지하기 위해 인접 전방 돌출부(211d)로부터 등거리 이격 배치되는 것이 바람직하다.
돌기(211i)는 도6에 도시된 바와 같이, 실질적으로 컵의 내주로부터 외주로 연속적으로 각각 연장하는 반경방향 리브인 것이 바람직하다. 그러나, 이런 리브 각각은 복수의 짧은 리브 또는 돌출부로 대체될 수 있다. 돌기(211i)의 높이는 그 사이에 형성된 통로의 깊이를 결정하며, 따라서, 그 사이에 형성된 통로의 소요 깊이에 따라 결정된다.
도8 및 도9는 주 컵(11) 대신 홈(15)내에 수용된 또 다른 주 컵(311)을 도시한다. 도6의 돌기(211i) 대신, 컵(311)의 내주로부터 외주로 연속적으로 각각 연장하는 반경방향 홈(311j)이 그 기저부(311c)의 후방 단부면에 형성된다. 그 이외에, 비록 다른 도면 부호가 사용되지만(반경방향 내부에 대하여서는 311a, 반경방향 외부에 대하여서는 311b, 기저부에 대하여서는 311c, 그리고, 돌출부에 대하여서는 311d), 주 컵(311)은 도6의 주 컵(211)과 구조적으로 동일하다. 이 배열에서도 역시 홈(311j)은 홈(15)의 후방 단부 벽(15c)상에 기저부(311c)가 들러붙는 것을 방지하여 홈(15)내의 간극(S)이 저유소(8)와 항상 소통상태가 되도록 유지하도록 기능하며, 또한, 간극(S)이 폐쇄되는 것을 방지함으로써 안정적으로 배치된 컵을 유지하도록 기능한다. 저유소(8)와 소통상태로 간극(S)을 유지할 수 있는 한, 홈(311j)의 수는 제한되지 않는다. 홈(311j)은 컵의 변형을 최소화하도록 최소의 깊이를 가지며, 그에 의해, 피스톤의 유휴 행정을 최소화하는 것이 바람직하다.
본 발명의 개념은 예시된 바와 같은 탠덤(tandem) 마스터 실린더 뿐만 아니라, 단일 피스톤 마스터 실린더에도 적용가능하다.
컵의 후면상에 형성된 홈 또는 홈들이나 돌기에 의해 주 컵의 후면과 컵 수용 홈의 후방 단부 벽 사이에 형성된 유로가 없으면, 컵 수용 공간내에 그 반경방향 외부 코너부에서 폐쇄된 공간이 형성되며, 내부에 밀봉된 제동액은 주 컵의 안정한 안착을 저해한다. 또한, 압력실내에 형성된 부압은 주 컵의 일부가 컵 수용 홈의 벽상에 들러붙게 할 수 있다. 컵의 후면상에 형성된 홈 또는 돌기에 의해 형성되는 유로는 이런 폐쇄된 공간의 형성을 방지한다.
도1은 본 발명을 구현하는 마스터 실린더의 단면도.
도2는 도1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 확대 단면도.
도3은 주 컵이 제공되는 부분을 도시하는, 도1의 마스터 실린더의 확대 단면도.
도4는 도3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도.
도5는 다른 주 컵의 단면도.
도6은 또 다른 주 컵의 정면도.
도7a는 도6의 Ⅶ-Ⅶ를 따라 취한 확대 단면도.
도7b는 도1에 도시된 마스터 실린더의 실린더 본체에 형성된 컵 수용 홈내에 장착되어 있는, 도6의 주 컵의 단면도.
도8은 또 다른 주 컵의 정면도.
도9는 도8의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취한 확대 단면도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1 : 실린더 본체 2 : 주 피스톤
3 : 제1 압력실 4, 7 : 복원 스프링
5 : 부 피스톤 6 : 제2 압력실
8 : 저유소 11, 13 : 주 컵
11d, 11e : 돌출부 11f : 유로
12 : 부 컵 14 : 압력 컵
15, 16, 23, 24 : 홈 17, 18 : 환형 벽
19, 20 : 환형 통로

Claims (17)

  1. 실린더 본체와,
    전방 단부 벽, 후방 단부 벽 및 상기 내부 및 외부 벽을 함께 연결하는 반경방향 외부 벽에 의해 상기 실린더 본체의 내주에 형성된 홈내에 수용된 주 컵과,
    상기 주 컵에 의해 활주가능하게 안내되도록 상기 실린더 본체내에 수용된 피스톤을 포함하는 마스터 실린더이며,
    상기 실린더 본체는 상기 피스톤이 전진할 때, 상기 피스톤에 의해 가압되도록 구성되는 제동액이 저장된 압력실을 가지고,
    상기 주 컵은 전방 단부를 가지면서 상기 피스톤과 미끄럼 접촉하여 유지되는 반경방향 내부 부분, 전방 단부를 가지면서 상기 홈의 상기 반경방향 외부 벽과 미끄럼 접촉하여 유지되는 반경방향 외부 부분 및 상기 반경방향 내부 및 외부 부분을 함께 연결하는 기저부를 포함하고,
    상기 반경방향 내부 부분은 적어도 하나의 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 상기 돌출부가 상기 홈의 상기 전방 단부 벽과 접촉할 때, 상기 홈의 상기 전방 단부 벽과 상기 주 컵 사이에 제1 유로를 형성하도록 상기 반경방향 내부 부분의 상기 전방 단부로부터 전향 돌출하며, 그에 의해, 저유소로부터의 상기 제동액이 상기 주 컵의 상기 기저부의 후면과 상기 홈의 상기 후방 단부 벽 사이의 간극을 통해, 상기 주 컵의 상기 반경방향 외부 부분과 상기 홈의 상기 반경방향 외부 벽 사이에 형성된 간극을 통해, 그리고, 상기 제1 유로를 통해 상기 압력실내로 유동할 수 있는 마스터 실린더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주 컵은 상기 주 컵의 전방 단부와 후방 단부 사이의 압력차 하에서 축방향으로 전향 이동할 수 있으며, 상기 주 컵이 상기 압력차 하에서 축방향 전향 이동할 때, 상기 기저부의 상기 후면은 상기 홈의 상기 후방 단부 벽으로부터 이격되어 그 사이에 제2 유로를 형성하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 홈의 상기 전방 단부 벽과 접촉하게 되어 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 및 외부 부분의 전방 단부와 상기 홈의 상기 전방 단부 벽 사이에 상기 제1 유로를 형성하며,
    상기 반경방향 외부 부분은 상기 압력차 하에서 변형되어 상기 홈의 상기 반경방향 외부 벽과 상기 주 컵의 상기 반경방향 외부 부분 사이에 제3 유로를 형성하고,
    상기 제1 및 제2 유로는 상기 제3 유로를 통해 서로 소통하는 마스터 실린더.
  3. 제2항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 홈의 상기 전방 단부 벽에 대해 가압될 때 탄성 변형되도록 구성되고,
    상기 제2 유로는 상기 돌출부가 상기 홈의 상기 전방 단부 벽에 대하여 가압됨으로써 탄성 변형될 때, 상기 주 컵의 상기 기저부의 상기 후면과 상기 홈의 상기 후방 단부 벽 사이에 형성되도록 구성되는 마스터 실린더.
  4. 제1항에 있어서, 서로 원주방향으로 이격 배치된 복수의 상기 돌출부가 제공되고,
    상기 주 컵은 상기 주 컵의 축방향으로부터 볼 때 상기 복수의 돌출부 사이에 존재하는 그 부분이 상기 주 컵의 전방 단부 및 후방 단부 사이의 압력차 하에서 상기 홈의 상기 전방 단부 벽을 향해 변형되어 상기 홈의 상기 후방 단부 벽과 상기 주 컵의 상기 기저부의 후면 사이에 제2 유로를 형성하도록 구성되는 마스터 실린더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 반경방향 외측에 배치되도록 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 반경방향 외면상에 제공되는 마스터 실린더.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 컵의 상기 반경방향 외부 부분은 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분 보다 낮은 강도를 가지는 마스터 실린더.
  7. 제1항에 있어서, 상기 주 컵의 상기 기저부는 그 후면상에 돌기를 갖도록 형성되며,
    상기 돌기는 상기 홈의 상기 후방 단부 벽과 접촉하여 상기 홈의 상기 후방 단부 벽과 상기 기저부의 상기 후면 사이에 제2 유로를 형성하는 마스터 실린더.
  8. 제7항에 있어서, 복수의 상기 돌출부가 제공되고,
    상기 각각의 돌기는 상기 주 컵의 축방향으로부터 볼 때 상기 돌출부의 원주방향 인접 쌍 사이에 배치되고, 그로부터 실질적으로 원주방향으로 등간격으로 이격 배치되는 마스터 실린더.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 돌기는 반경방향 리브인 마스터 실린더.
  10. 제7항에 있어서, 상기 돌출부는 그 끝부분이 상기 홈의 상기 전방 단부 벽과 접촉하며,
    상기 돌기는 상기 홈의 상기 후방 단부 벽과 접촉하는 마스터 실린더.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기저부는 그 후면에 형성된 적어도 하나의 홈을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 홈을 통해 상기 저유소가 상기 제1 유로와 소통하도록 구성되는 마스터 실린더.
  12. 제6항에 있어서, 상기 기저부는 그 후면에 형성된 적어도 하나의 홈을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 홈을 통해 상기 저유소가 상기 제1 유로와 소통하도록 구성되는 마스터 실린더.
  13. 제1항 내지 제5항 또는 제7항, 제8항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 포트를 구비하도록 형성되고, 상기 피스톤 포트를 통해 상기 저유소가 상기 압력실과 소통하도록 구성되며,
    상기 피스톤 포트는 상기 피스톤의 후방 단부가 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 후방 단부와 정렬할 때까지 상기 후방 단부가 전진할 때 상기 주 컵에 의해 폐쇄되도록 구성되며, 그에 의해, 상기 저유소와 상기 압력실 사이의 소통을 폐쇄하고,
    상기 피스톤 포트가 폐쇄된 이후 상기 피스톤이 전진할 때, 상기 압력실내의 상기 제동액 압력이 상승하기 시작하는 마스터 실린더.
  14. 제6항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 포트를 구비하도록 형성되고, 상기 피스톤 포트를 통해 상기 저유소가 상기 압력실과 소통하도록 구성되며,
    상기 피스톤 포트는 상기 피스톤의 후방 단부가 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 후방 단부와 정렬할 때까지 상기 후방 단부가 전진할 때 상기 주 컵에 의해 폐쇄되도록 구성되며, 그에 의해, 상기 저유소와 상기 압력실 사이의 소통을 폐쇄하고,
    상기 피스톤 포트가 폐쇄된 이후 상기 피스톤이 전진할 때, 상기 압력실내의 상기 제동액 압력이 상승하기 시작하는 마스터 실린더.
  15. 제9항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 포트를 구비하도록 형성되고, 상기 피스톤 포트를 통해 상기 저유소가 상기 압력실과 소통하도록 구성되며,
    상기 피스톤 포트는 상기 피스톤의 후방 단부가 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 후방 단부와 정렬할 때까지 상기 후방 단부가 전진할 때 상기 주 컵에 의해 폐쇄되도록 구성되며, 그에 의해, 상기 저유소와 상기 압력실 사이의 소통을 폐쇄하고,
    상기 피스톤 포트가 폐쇄된 이후 상기 피스톤이 전진할 때, 상기 압력실내의 상기 제동액 압력이 상승하기 시작하는 마스터 실린더.
  16. 제11항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 포트를 구비하도록 형성되고, 상기 피스톤 포트를 통해 상기 저유소가 상기 압력실과 소통하도록 구성되며,
    상기 피스톤 포트는 상기 피스톤의 후방 단부가 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 후방 단부와 정렬할 때까지 상기 후방 단부가 전진할 때 상기 주 컵에 의해 폐쇄되도록 구성되며, 그에 의해, 상기 저유소와 상기 압력실 사이의 소통을 폐쇄하고,
    상기 피스톤 포트가 폐쇄된 이후 상기 피스톤이 전진할 때, 상기 압력실내의 상기 제동액 압력이 상승하기 시작하는 마스터 실린더.
  17. 제12항에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤 포트를 구비하도록 형성되고, 상기 피스톤 포트를 통해 상기 저유소가 상기 압력실과 소통하도록 구성되며,
    상기 피스톤 포트는 상기 피스톤의 후방 단부가 상기 주 컵의 상기 반경방향 내부 부분의 후방 단부와 정렬할 때까지 상기 후방 단부가 전진할 때 상기 주 컵에 의해 폐쇄되도록 구성되며, 그에 의해, 상기 저유소와 상기 압력실 사이의 소통을 폐쇄하고,
    상기 피스톤 포트가 폐쇄된 이후 상기 피스톤이 전진할 때, 상기 압력실내의 상기 제동액 압력이 상승하기 시작하는 마스터 실린더.
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