KR20060019347A - 마스터 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 브레이크의 마스터 실린더(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원통형의 중공 실린더 몸체(3), 상기 실린더 몸체(3)의 미끄럼 가능하게 설치되는 1차 피스톤(5) 및 상기 1차 피스톤(5)과 일정 간격 유지된 채로 상기 실린더 몸체(3) 내에 미끄럼 가능하게 설치되는 2차 피스톤(7)을 포함하여 구성되며, 상기 1차 피스톤(5)은 상기 실린더 몸체(3) 내에서 밀봉 상태로 왕복 운동하는 몸통(6)과 상기 몸통(6)의 선단에 결합되는 축경부(8)로 이루어지며, 상기 2차 피스톤(7)은 몸통 후단에 상기 축경부(8)가 삽입 안내되는 안내공(10)이 가공되어 있고 상기 안내공(10)의 입구에 상기 축경부(8)의 선단에 돌출된 걸림턱(22)에 걸리는 리테이너(24)가 체결되도록 하여, 고장의 원인이 되는 스토퍼를 구비하지 않으며, 따라서 누적 조립 공차를 줄일 수 있게 될 뿐 아니라 마스터 실린더의 전장을 단축시켜 생산 효율성 및 원가 절감을 도모할 수 있도록 구비되는 스토퍼가 없는 마스터 실린더를 제공한다.

마스터 실린더, 스토퍼, 안내공, 1차 피스톤, 2차 피스톤

Description

마스터 실린더{Master cylinder assembly without stopper}

도 1은 종래의 마스터 실린더 종단면도.

도 2는 본 발명에 따른 마스터 실린더의 종단면도로, 릴리스 상태를 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 마스터 실린더를 완전작동 상태로 도시한 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 마스터 실린더 3 : 실린더 몸체

5, 7 : 1차 및 2차 피스톤 6 : 몸통

8 : 축경부 9, 11 : 1차 및 2차 압력실

10 : 안내공 13a, b : 연결포트

22 : 걸림턱 24 : 리테이너

28 : 암나사부

본 발명은 차량용 브레이크의 마스터 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차 피스톤에 안내공을 가공하고, 1차 피스톤을 조립식으로 제작하여 2차 피스톤의 안내공에 결합함으로써 고장의 원인이 되는 스토퍼를 제거한 스토퍼가 없는 마스터 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 마스터 실린더는 차량용 브레이크의 제동유압을 발생시키는 장치로, 실린더의 내부에 설치된 피스톤에 부스터의 출력축으로부터 외력이 작용되면 피스톤에 의해 실린더 내부에 충진된 제동유 압력이 상승하여 라인 제동압을 발생시키도록 되어 있다.

이러한 마스터 실린더는 도 1에 101로 도시된 바와 같이, 내부가 비어있는 원통상의 실린더 몸체(103)가 마련되고, 이 실린더 몸체(103)의 내부에는 1차 피스톤(105)과 2차 피스톤(107)이 상호 일정거리 이격되게 차례로 설치되는 구조로 이루어져 있다. 이때 1차 피스톤(105)과 2차 피스톤(107) 사이의 공간이 1차 압력실(109)을 이루고, 2차 피스톤(107)과 실린더 몸체(103)의 폐쇄부사이의 공간이 2차 압력실(111)을 이루고 있다.

또한 실린더 몸체(103) 상부의 앞쪽과 뒤쪽에는 1차 압력실(109)과 2차 압력실(111)로 오일이 공급될 수 있도록 보상유로가 형성된 연결포트(113a)(113b)가 형성되고, 이 연결포트(113a)(113b)에는 오일이 채워진 오일탱크(미도시)가 연결된다. 그리고 실린더 몸체(103)의 하측에는 1차 압력실(109)과 2차 압력실(111)의 내 부와 연통되는 1차 출력포트(114a)와 2차 출력포트(114b)가 각각 마련되어 피스톤(105)(107)의 작동에 따라 압축된 제동유를 제동라인으로 토출시키도록 되어 있다.

또한 1차 피스톤(105)의 일단부에는 부스터의 출력로드(미도시)가 연결되어 1차 피스톤(105)을 밀어줄 수 있도록 되어 있고, 1차 압력실(109)과 2차 압력실(111)에는 출력로드의 압력이 해제되었을 때, 두 피스톤(105)(107)을 원래의 상태로 복귀시키는 복귀스프링(115)(117)이 각각 설치되어 있다. 그리고, 각 피스톤(105)(107)의 선단부에는 실린더 몸체(103)의 내면과의 사이에 밀폐구조를 이루도록 컵씰(105a)(107a)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 마스터 실린더는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 부스터의 출력로드가 실린더 몸체(103) 안으로 전진하게 되며, 이에 따라 1차 피스톤(105)이 앞쪽으로 가압되면서 1차 압력실(109)의 오일이 압축되어 작동압을 발생시킨다. 이때 1차 압력실(109)에 발생된 압력은 다시 2차 피스톤(107)을 밀어주게 되어 1차 압력실(109)과 2차 압력실(111)이 압축되게 되므로, 이들 공간에서 고압으로 압축된 오일이 1차 출력포트(114a)와 2차 출력포트(114b)를 통해 차량의 전후륜에 각각 전달되어 차량을 제동하게 된다. 그리고 출력로드의 압력이 해제될 때에는 복귀스프링(115)(117)의 복원력에 의해 1차, 2차 피스톤(105)(107)이 원상태로 복원하게 된다.

그런데, 위와 같은 종래의 마스터 실린더(101)는 1차 피스톤(105)이 실린더 몸체(103) 밖으로 이탈되지 않도록 구속하면서 1차 피스톤(105)의 왕복운동을 안내하기 위해 2차 피스톤(107)과의 사이에 스토퍼(120)가 장착되어 있는 바, 이 스토 퍼(120)는 1차 피스톤(105)이 릴리스 상태에서 실린더 몸체(103)에서 이탈되는 것을 방지하면서 길이(X)를 유지하도록 1차 피스톤(105)의 축경부(106)가 삽입되는 삽입공 주둥이에 걸림훅(124)이 돌출 형성되어 있으며, 1차 피스톤(105)의 축경부(106) 선단에는 걸림훅(124)에 걸려 고정되는 걸림턱(122)이 반경방향으로 돌출되어 있다. 이 때 스토퍼(120)는 삽입공 주둥이의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 1차 피스톤(105)의 걸림턱(122)이 삽입공 안으로 삽입될 수 있도록 벽면에 탄력을 주기 위해 벽면에 복수의 슬롯(126)이 축방향으로 절결되어 있다.

이와 같이 종래의 마스터 실린더(101)는 1차 피스톤(105)이 실린더 몸체(103) 내에서 이탈되지 않으면서 원활한 왕복 운동을 하도록 안내하기 위해 스토퍼(120)를 채용하고 있는 바, 이 스토퍼(120)는 선단이 슬롯(126)에 의해 절결되어 있으므로 1차 피스톤(105)에의 착탈 시 파단이 발생되는 문제점이 있었다. 또한 스토퍼(120)를 채용함에 따라 마스터 실린더(101) 전체의 조립 부품수가 증대되므로 조립 부품의 누적공차가 증대되어 피스톤의 사행정이 발생할 가능성이 높아지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 위와 같은 종래의 마스터 실린더가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 실린더 몸체 내에서 1차 피스톤의 축경부를 안내하는 스토퍼를 없애고, 그 대신 2차 피스톤의 몸통에 가공한 안내공에 의해 1차 피스톤의 축경부를 안내함으로써 스토퍼 채용에 따른 고장이나 가공공차의 증대로 인한 성능저하를 방지함과 동시에, 마스터 실린더의 길이를 전체적으로 단축시켜 원가절감 효과를 가져올 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성을 하기 위해 본 발명은

원통형의 중공 실린더 몸체, 상기 실린더 몸체 내에 미끄럼 가능하게 설치되는 1차 피스톤 및, 상기 1차 피스톤과 일정 간격 유지된 채로 상기 실린더 몸체 내에 미끄럼 가능하게 설치되는 2차 피스톤을 포함하여 구성되는 마스터 실린더에 있어서, 상기 1차 피스톤은 상기 실린더 몸체 내에서 왕복 운동하는 몸통과 상기 몸통의 선단에 결합되는 축경부로 이루어지며, 상기 2차 피스톤은 몸통 후단에 상기 축경부가 삽입 안내되는 안내공을 구비한 마스터 실린더를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 스토퍼가 없는 마스터 실린더의 실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

본 발명의 마스터 실린더는 도 2 및 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 일반적인 마스터 실린더와 마찬가지로 크게 실린더 몸체(3)와 실린더 몸체(3) 내부에 삽입 설치되는 1차 및 2차 피스톤(5,7)으로 구성되어 있다.

여기에서 실린더 몸체(3)는 마스터 실린더(1)의 외형을 이루는 부품으로 전체적으로 원통형이며, 외부에 제동유 챔버(미도시)가 연결포트(13a,13b)를 통해 결합되어 있으며, 뒤쪽에 배력된 페달 답력을 전달하는 부스터(미도시)가 연결되어 있다. 부스터의 출력로드와 결합되도록 실린더(1) 후방단에 미끄럼 이동 가능하게 삽입 설치되는 1차 피스톤(5)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 중공 원통형의 몸통(6)과 이 몸통(6) 앞쪽의 축경부(8)로 이루어져 있는데, 몸통(6)은 전면 중앙에 축경부(8)가 나사 결합되는 암나사부(28)가 형성되어 있고, 이 암나사부(28) 주위로 컵씰(5a)이 장착되어 2차 피스톤(7)과의 사이에 1차 압력실(9)을 형성하도록 되어 있으며, 이 컵씰(5a) 위에 장착된 스프링 시트(30)를 통해 복귀스프링(15)이 2차 피스톤(7)과의 사이에 끼워져 있다.

한편, 1차 피스톤(5) 앞쪽에 일정 간격을 유지한 상태로 설치되어 있는 2차 피스톤(7)은 복귀스프링(15)에 의해 가압되어 실린더 몸체(3) 내부를 왕복 운동하도록 되어 있으며, 1차 피스톤(5)과 마찬가지로 전면에 형성된 돌출부(32)의 주위로 컵씰(7a)이 삽입 장착되어 있고, 따라서 실린더 몸체(3) 내주 전면과의 사이에 2차 압력실(11)을 형성하고 있다. 그리고 컵씰(7a) 위에 장착된 스프링 시트(34)를 통해 복귀스프링(17)을 가압하도록 되어 있다. 또한 몸통 후면에 1차 피스톤(5)의 축경부(8)가 삽입되는 안내공(10)이 중심 축선을 따라 가공되어 있으며, 안내공(10)의 입구 부분에는 1차 피스톤(5)의 축경부(8)가 삽입된 이후 안내공(10) 내주면과 축경부(8) 외주면 사이에 끼워 고정하도록 되어 있는 리테이너(24)가 체결된다. 즉 상기 2차 피스톤(7)은 상기 축경부(8)의 걸림턱(22)이 이탈되지 않도록 상기 안내공(10)의 입구에 돌출되도록 리테이너(24)를 결합하였으며, 상기 1차 피스톤(5)은 상기 안내공(10)에 삽입되는 끝단부인 상기 축경부(8)의 선단에 돌출된 걸림턱(22)을 형성하였다.

따라서 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 마스터 실린더(1)는 다음과 같이 작동한다.

운전자가 브레이크 페달을 밟아 부스터의 출력로드가 실린더 몸체(3) 안쪽으로 전진하면, 도 2에 도시된 상태에서 먼저 1차 피스톤(5)이 전진하고, 이어서 복귀 스프링(15)이 압축되면서 1차 압력실(9)에 충진되어 있는 제동유가 1차 출력포트(14a)를 통해 제동라인으로 공급된다. 계속해서 1차 피스톤(5)이 전진하면 1차 피스톤(5)의 축경부(8)는 선단이 1차 피스톤(5)의 안내공(10) 끝면에 맞닿아 복귀 스프링(15)과 함께 2차 피스톤(7)을 가압하게 된다, 그에 따라 복귀 스프링(17)을 압축하면서 2차 피스톤(7)이 도 3에 도시된 위치까지 전진하여 2차 압력실(11)에 충진되어 있는 제동유를 2차 출력포트(14b)를 통해 제동라인으로 공급하게 된다.

그리고 나서 부스터의 출력로드에 의한 페달 답력이 해제되면 복귀 스프링(15, 17)의 탄발력에 의해 2차 피스톤(7)과 1차 피스톤(5)이 함께 후퇴하고, 이에 따라 제동 시와 역순으로 먼저 회복된 2차 압력실(11)로 오일탱크의 제동유가 연결포트(13b)를 통해 유입된다. 이어서 도 2에 도시된 것처럼 2차 압력실(11)에 이어 회복된 1차 압력실(9)로도 연결포트(13a)를 통해 제동유가 유입되는데, 이 때 축경부(8)의 걸림턱(22)이 리테이너(24)에 걸려 정지되므로 1차 피스톤(5)과 2차 피스톤(7)의 분리가 저지되며, 위와 같이 1차, 2차 피스톤(5,7)이 브레이크 페달의 조작에 의해 왕복 운동을 반복함에 따라 마스터 실린더에 의한 차륜의 제동이 이루어진다.

따라서 본 발명의 마스터 실린더에 의하면, 마스터 실린더의 1차 및 2차 피스톤을 연동시키는 수단으로서 2차 피스톤에 형성한 안내공을 이용하게 되므로 이 수단으로 종래의 마스터 실린더에서 채용하던 스토퍼를 구성에서 생략할 수 있게 되며, 이에 따라 반경방향으로의 탄력을 갖도록 하기 위해 슬롯을 가공함으로써 구조적으로 취약해진 스토퍼의 파단을 염려할 필요 없이 마스터 실린더 조립작업을 수행할 수 있게 될 뿐 아니라, 스토퍼의 생략으로 마스터 실린더 조립 시 누적공차가 그 만큼 감소되므로 1, 2차 피스톤의 사행정 발생 가능성을 줄일 수 있게 된다. 또한 1차 피스톤의 왕복 운동 거리를 2차 피스톤의 안내공에 의해 확보할 수 있게 되므로 1차 피스톤의 왕복 운동 거리를 스토퍼에 의해 확보하던 기존 방식에 비해 스토퍼 길이만큼 마스터 실린더의 전장을 단축시킬 수 있게 된다.

따라서 마스터 실린더의 조립공정에서 발생하는 손실을 줄일 수 있고, 조립공차를 감소시킬 수 있게 되는 생산 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 마스터 실린더의 생산원가를 절감할 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 원통형의 중공 실린더 몸체(3), 상기 실린더 몸체(3) 내에 미끄럼 가능하게 설치되는 1차 피스톤(5) 및, 상기 1차 피스톤(5)과 일정 간격 유지된 채로 상기 실린더 몸체(3) 내에 미끄럼 가능하게 설치되는 2차 피스톤(7)을 포함하여 구성되는 마스터 실린더(1)에 있어서,

   상기 1차 피스톤(5)은 상기 실린더 몸체(3) 내에서 왕복 운동하는 몸통(6)과 상기 몸통(6)의 선단에 결합되는 축경부(8)로 이루어지며,

   상기 2차 피스톤(7)은 몸통 후단에 상기 축경부(8)가 삽입 안내되는 안내공(10)을 구비한 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 1차 피스톤(5)은 상기 안내공(10)에 삽입되는 끝단부인 상기 축경부(8)의 선단에 돌출된 걸림턱(22)을 형성한 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 2차 피스톤(7)은 상기 축경부(8)의 걸림턱(22)이 이탈되지 않도록 상기 안내공(10)의 입구에 돌출되도록 리테이너(24)를 결합한 것을 특징으로 하는 마스 터 실린더.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 1차 피스톤(5)의 상기 몸통(6)과 상기 축경부(8)는 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.

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