KR20060128144A - 브레이크 시스템의 마스터 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크장치의 마스터 실린더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 및 양자의 상대운동을 안내하는 스템, 그리고 상기 스템과 결합한 지지부재의 구조에 관한 것이다.

본 발명은 실린더 몸체, 상기 실린더 몸체의 내부에서 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤, 상기 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 사이에서 상대운동을 안내하는 스템, 상기 프라이머리 피스톤과 상기 세컨더리 피스톤 사이에서 상대운동을 탄성지지하는 제1탄성부재를 구비하는 마스터 실린더에 있어서, 세컨더리 피스톤과 스템과 지지부재가 하나의 세컨더리 피스톤 어셈블리를 형성하고 프라이머리 피스톤은 그 구성을 단순화하여 마스터 실린더의 조립성 향상과 부품수 절감 등의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

브레이크 시스템의 마스터 실린더 {MASTER CYLINDER FOR BRAKE SYSTEM}

도1은 종래 마스터 실린더의 구성을 보인 단면도이다.

도2는 종래 마스터 실린더의 프라이머리 피스톤 조립체의 구성을 보인 단면도이다.

도3은 본 발명에 따른 마스터 실린더의 구성을 보인 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 마스터 실린더의 세컨더리 피스톤 어셈블리 및 프라이머리 피스톤의 구성을 보인 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20: 프라이머리 피스톤 30: 세컨더리 피스톤

40: 스템 41: 스템헤드부

42: 체결부 43: 스템헤드 안치부

50: 제1압축챔버 60: 제2압축챔버

80: 지지부재 81: 걸림턱

82: 삽입홈 90: 제1탄성부재

100: 제2탄성부재 120: 제1유입포트

130: 제2유입포트 140: 제1씰링부재

150: 제2씰링부재

본 발명은 차량용 브레이크장치의 마스터 실린더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 및 양자의 상대운동을 안내하는 스템, 그리고 상기 스템과 결합한 지지부재의 구조에 관한 것이다.

브레이크장치의 마스터 실린더는 실린더 내부의 피스톤이 왕복운동을 하여 실린더 내부에 채워진 작동유체를 가압함으로써 제동유압을 발생시키는 장치로, 보통 브레이크 배력장치의 전면에 장착되어 배력장치의 출력축이 피스톤을 밀어줄 때 제동유압이 생성되도록 되어 있다.

이러한 종래 마스터 실린더는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통상의 실린더본체(1)가 구비되고, 실린더의 내부에는 프라이머리 피스톤(2)과 세컨더리 피스톤(3)이 이격 설치되어 상호 상대운동이 가능하도록 마련되어 있다. 이때, 프라이머리 피스톤(2)과 세컨더리 피스톤(3) 사이의 공간이 제1압축챔버(5)를 이루고, 세컨더리 피스톤(3)과 실린더본체(1)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2압축챔버(6)를 이룬다.

또한, 실린더본체(1) 상부의 앞쪽과 뒤쪽에는 상기 제1압축챔버(5)와 제2압축챔버(6)로 유체가 공급될 수 있도록 제1유입포트(12)와 제2유입포트(13)가 형성되고, 이 유입포트(12,13)에는 유체가 채워진 유체저장공간인 리저버(미도시)가 조립부(11)와 결합하여 연결되어 있다.

그리고, 실린더본체(1)의 하측에는 제1압축챔버(5)의 내부와 연통되는 제1출력포트(19a) 및 제2압축챔버(6)의 내부와 연통되는 제2출력포트(19b)가 마련되어 프라이머리 피스톤 및 세컨더리 피스톤의 작동에 의해 압축된 오일이 이들 포트(19a,19b)를 통해 휠실린더(미도시)로 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.

또한, 프라이머리 피스톤(2)의 일단부에는 배력장치의 출력축(미도시)이 연결되어 프라이머리 피스톤(2)을 밀어줄 수 있도록 되어 있고, 프라이머리 피스톤(2)의 선단부에는 실린더본체(1) 내에서 유체를 밀폐시키는 제1씰링부재(14)가 끼워져 있으며, 제1압축챔버(5)과 제2압축챔버(6)에는 출력축(미도시)의 압력이 해지되었을 때, 두 피스톤을 원래의 상태로 복귀시키는 제1탄성부재(9)와 제2탄성부재(10)가 각각 설치되어 있다.

그리고 프라이머리 피스톤(2)과 세컨더리 피스톤(3) 사이에는, 프라이머리 피스톤(2)의 움직임에 따라 제1압축챔버(5)의 용적이 가변되도록 하는 제1탄성부재(9), 상기 제1탄성부재(9)를 지지하는 제1리테이너(7), 상기 제1리테이너(7)와 프라이머리 피스톤(2)의 사이에 결합되어 상기 프라이머리 피스톤(2)과 세컨더리 피스톤(3)을 안내하여 상호 상대운동이 가능하도록 하는 스템(4)이 구비되어 있으며, 상기 제1탄성부재(9)를 지지하면서 마스터 실린더의 압축 작업이 실패로 돌아갈 때 프라이머리 피스톤의 이동 한계를 설정해 주는 제2리테이너(8)가 구비된다.

프라이머리 피스톤은 실린더 내부에서 와셔(18)와 제2리테이너(8)에 의해 이동한계가 설정되어 있고 리저버(미도시)에서 유입되는 유체는 프라이머리 피스톤의 뒷부분에도 유입이 되는데, 이러한 유체가 실린더 외부로 유출되는 것을 막기 위해 다시 별도로 패킹부재(16)를 설치하였다.

이러한 마스터 실린더는 도 2에 도시된 바와 같이 프라이머리 피스톤(2)과 스템(4), 제1리테이너(7) 및 제2리테이너(8)를 결합한 것이 세컨더리 피스톤(3)에 조립되는 공정을 거쳐 생산되는데, 마스터 실린더의 조립성을 좀 더 높이고 부품수 및 생산 시간을 절감하기 위해서는 프라이머리 피스톤(2) 측의 부품수를 줄이고 좀 더 단순화시킬 필요가 있다. 즉 복잡한 세컨더리 피스톤(3)에 좀 더 많은 부품을 결합하도록 하고 프라이머리 피스톤(2)은 그 구성을 단순화시키면 프라이머리 피스톤(2)이 마지막에 조립되므로 조립성의 향상을 꾀할 수 있는 것이다. 그러나 종래의 마스터 실린더는 프라이머리 피스톤에 다른 많은 부품이 결합한 구조를 가지므로 그 조립성 향상을 꾀하기 힘들다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상기 스템과 리테이너 등의 부품을 상기 세컨더리 피스톤 측에 좀 더 결합시키고 프라이머리 피스톤의 구성을 좀 더 단순화 시키면서 부품수도 줄이며 조립성을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 마스터 실린더를 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 본체, 상기 실린더 본체의 내부에서 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤, 상기 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 사이에서 상대운동을 안내하며 그 일단부는 체결가능한 구조의 체결부가 마련되고 그 타단부는 나 사머리 형상을 구비하여 홈에 걸리는 구조의 스템헤드부가 마련된 스템, 상기 프라이머리 피스톤과 상기 세컨더리 피스톤 사이에서 상대운동이 가능하도록 탄성지지하는 제1탄성부재, 상기 제1탄성부재를 지지하고 상기 스템이 삽입되는 삽입홈이 마련된 지지부재를 구비하는 마스터 실린더에 있어서, 상기 스템의 체결부는 상기 세컨더리 피스톤과 결합하고 상기 스템이 상기 지지부재의 삽입홈에서 슬라이딩하며 이탈하지 않도록 상기 스템헤드부가 상기 삽입홈에 걸리도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 지지부재가 상기 제1탄성부재를 지지할 수 있는 수단으로부터 연장되어 상기 프라이머리 피스톤의 압축시 밀폐상태를 유지시켜주는 제1씰링부재에 걸리도록 걸림턱이 마련된 것을 특징으로 하며, 상기 프라이머리 피스톤에는 압축운동 시 상기 스템의 헤드부가 안치될 수 있도록 스템헤드 안치부가 구비된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더에 관한 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 마스터 실린더의 전체 구성을 보여주는 단면도이고, 도4는 본 발명에 따른 마스터 실린더의 세컨더리 피스톤 어셈블리의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 마스터실린더는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부가 비어있고 일단부가 막혀있는 원통상의 실린더본체(10)가 구비되고, 실린더본체(10)의 내부에는 프라이머리 피스톤(20)과 세컨더리 피스톤(30)이 이격되어 상호 상대운동이 가 능하도록 설치되어 있다. 이때, 프라이머리 피스톤(20)과 세컨더리 피스톤(30) 사이의 공간이 제1압축챔버(50)를 이루고, 세컨더리 피스톤(30)과 실린더본체(10)의 막혀있는 단부 사이의 공간이 제2압축챔버(60)를 이룬다.

또한, 실린더본체(10) 상부의 앞쪽과 뒤쪽에는 상기 제1압축챔버(50)와 제2압축챔버(60)로 유체가 공급될 수 있도록 제1유입포트(120)와 제2유입포트(130)가 형성되고, 이 유입포트(120, 130)에는 유체가 채워진 유체저장고인 리저버(미도시)가 연결되어 있다.

그리고, 실린더본체(10)의 하측에는 제1압축챔버(50)의 내부와 연통되는 제1출력포트(190a) 및 제2압축챔버(60)의 내부와 연통되는 제2출력포트(190b)가 마련되어 상기 양 피스톤(20,30)의 작동에 의해 가압된 유체가 이들 포트(190a,190b)를 통해 휠실린더(미도시)로 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 세컨더리 피스톤(30)의 선단부 내주면은 센터밸브(33)를 수용할 수 있는 수용공간이 마련되어 있으며 그 내부에 상기 제2압축챔버(60)로 유체공급을 개폐하는 센터밸브(33)가 있으며 센터밸브(33)의 선단부에는 고무재질의 개폐부재(31)가 끼워져 있고 개폐부재(31)는 전방의 탄성지지부(32)와 접촉되어 있다. 상기 센터밸브(33)에는 센터밸브(33)의 개폐를 조정하는 작동핀(34)이 후방에 연결되어 있고 상기 작동핀(34)의 후방에는 작동핀(34)을 작동시키는 고정핀(130)이 실린더본체(10)에 고정되어 구비된다.

프라이머리 피스톤(20)의 일단부에는 배력장치의 출력축이 연결되어 프라이머리 피스톤(20)을 밀어줄 수 있도록 되어 있고, 프라이머리 피스톤의 외주면 일부 에는 실린더 내부의 유체를 밀폐시키도록 마련된 제1씰링부재(140)가 끼워져 있다.

한편, 제2압축챔버(60)에는 출력축의 압력이 해지되었을 때, 세컨더리 피스톤(30)을 원래의 상태로 복귀시키는 제2탄성부재(100)가 구비되고, 프라이머리 피스톤(20)과 세컨더리 피스톤(30) 사이의 제1압축챔버(50)에는 프라이머리 피스톤(20)의 움직임에 따라 제1압축챔버(50)의 용적이 가변되도록 하는 수단들로써 제1압축챔버(50)의 압력이 해지되었을 때 프라이머리 피스톤(20)을 원래의 상태로 복귀시키는 제1탄성부재(90)와 상기 제1탄성부재(90)를 지지하는 지지부재(80), 그리고 일단부는 상기 프라이머리 피스톤(20)의 선단부에 결합되고 타단부는 지지부재(80)에 이동 가능하도록 결합되어 상기 프라이머리 피스톤(20)과 세컨더리 피스톤(30)을 안내하여 상호 상대운동이 가능하도록 하는 스템(40)이 구비된다.

상기 스템(40)은 상기 지지부재(80)에 삽입되도록 마련된 삽입홈(82)에서 슬라이딩 하며 삽입홈(82)을 이탈하지 않도록 나사머리 형상의 걸림 수단을 구비한 스템헤드부(41)와 세컨더리 피스톤(30)측과 체결되는 부분인 체결부(42)로 이루어져 있고, 프라이머리 피스톤(20)의 압축운동 시 또는 압축운동이 실패했을 경우에 스템헤드부(41)가 안치되는 스템헤드 안치부(43)가 프라이머리 피스톤(20)의 일단부에 마련된다.

상기 제1탄성부재(90)를 지지하는 지지부재(80)는 프라이머리 피스톤(20)이 압축에 실패했을 때 제1압축챔버(90)에서 상기 지지부재(80)의 삽입홈(82)쪽 면에서 세컨더리 피스톤(30)의 단부면까지만 프라이머리 피스톤(20)이 이동할 수 있도록 한계점을 설정하여 전체 브레이크 시스템의 신뢰성을 높이기 위한 것인데, 이러 한 상기 지지부재(80)는 상기 제1압축챔버(50)의 유체 누수를 방지하기 위한 제1씰링부재(140)에 형성된 홈에 걸리도록 하는 걸림턱(81)이 마련된 특징이 있다.

한편, 본 발명에 따른 마스터 실린더의 조립순서에 대해 살펴보면, 도4에 도시된 바와 같이 세컨더리 피스톤(30)에 지지부재(80)와 그 사이에 제1탄성부재(90)를 오도록 하고, 스템(40)을 상기 지지부재(80)의 내부에 형성된 홈으로 삽입하여 스템의 체결부(42)가 상기 세컨더리 피스톤에 체결되며, 이렇게 조립됨으로써 전체가 세컨더리 피스톤 어셈블리를 형성하게 된다. 본 발명은 상기 세컨더리 피스톤 어셈블리를 조립한 후 지지부재(80)의 걸림턱(81)이 제1씰링부재(140)에 접촉하도록 프라이머리 피스톤(20)을 끼우기만 하면 조립이 완성된다.

다음으로 본 발명에 따른 마스터 실린더의 작동에 대해 설명하면, 운전자가 브레이크페달을 밟아 배력장치의 출력축(미도시)이 마스터실린더(1)의 내측방향으로 전진을 하게 되면 프라이머리 피스톤(20)이 밀리면서 제1유입포트(120)를 통한 제1압축챔버(50)로의 유체공급이 차단되어 제1압축챔버(50)가 압축되며 세컨더리 피스톤(30)에 결합된 스템(40)의 안내를 통해 양 피스톤은 상대운동을 하게 되며 프라이머리 피스톤(20)은 지지부재 및 제1탄성부재(90)를 압축하고 상대적으로 세컨더리 피스톤(30)이 밀리면서 개폐부재(31) 후방의 세컨더리 피스톤(30) 내주면이 개폐부재(31)와 접하게 되어 센터밸브(33)가 닫히게 된다. 센터밸브(33)의 닫힘 이후 계속되는 세컨더리 피스톤(30)의 이동으로 고정핀(170)과 작동핀(34)이 이격된다. 이로써 제2유입포트(130)를 통한 제2압축챔버(60)로의 유체공급이 차단되어 제2압축챔버(60)가 압축되며 제1압축챔버(50) 및 제2압축챔버(60)에서 고압으로 가압 된 유체는 각각 제1출력포트(190a)와 제2출력포트(190b)를 통해 차량의 휠부분(미도시)으로 전달되어 차량을 제동시키게 된다.

그리고 출력축의 압력이 해지될 때에는, 배력장치의 출력축(미도시)이 복귀되며 이와 연동되도록 마련된 제1탄성부재(90)에 의해 프라이머리 피스톤(20)이 복귀하고 제1유입포트(120)를 통해 유체가 제1압축챔버(50)내로 유입되고, 한편 제1탄성부재(90)의 탄성력에 의해 지지부재(80)가 처음의 위치로 복귀하고 지지부재(80)와 결합된 스템(40)이 따라서 복귀하면서 스템(40)과 체결되어 있는 세컨더리 피스톤(30)도 따라서 이동하게 된다. 세컨더리 피스톤(30)은 제2탄성부재(100)의 복원력에 의해서도 이동하게 된다. 이 때 고정핀(170)이 작동핀(34)에 압력을 가하게 되어 센터벨브(33)를 작동시키고, 제2유입포트(130)를 통해 유입된 유체가 제2압축챔버(60)내로 유입되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스터 실린더는 종래 세컨더리 피스톤 어셈블리 조립후 다시 프라이머리 피스톤 어셈블리를 조립하던 것을 세컨더리 피스톤 어셈블리 조립후 프라이머리 피스톤을 간단히 조립하여 완성함으로써 그 조립성을 향상시키고 리테이너의 수도 감소시켜 부품수의 절감을 이루며, 조립이 간단해서 품질관리가 매우 용이한 장점이 있다.

Claims (3)

1. 실린더 본체, 상기 실린더 본체의 내부에서 서로 이격되어 상호 상대운동이 가능하도록 설치되는 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤, 상기 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤 사이에서 상대운동을 안내하며 그 일단부는 체결가능한 구조의 체결부가 마련되고 그 타단부는 나사머리 형상을 구비하여 홈에 걸리는 구조의 스템헤드부가 마련된 스템, 상기 프라이머리 피스톤과 상기 세컨더리 피스톤 사이에서 상대운동이 가능하도록 탄성지지하는 제1탄성부재, 상기 제1탄성부재를 지지하고 상기 스템이 삽입되는 삽입홈이 마련된 지지부재를 구비하는 마스터 실린더에 있어서,

   상기 스템의 체결부는 상기 세컨더리 피스톤과 결합하고 상기 스템이 상기 지지부재의 삽입홈에서 슬라이딩하며 이탈하지 않도록 상기 스템헤드부가 상기 삽입홈에 걸리도록 조립되는 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지부재는 상기 제1탄성부재를 지지할 수 있는 수단으로부터 연장되어, 상기 프라이머리 피스톤의 압축시 밀폐상태를 유지시켜주는 제1씰링부재에 걸리도록 걸림턱이 마련된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 프라이머리 피스톤의 일단부에는 압축운동 시 상기 스템헤드부가 안치될 수 있도록 스템헤드 안치부가 구비된 것을 특징으로 하는 마스터 실린더.

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