KR20070062258A - 마스터 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실링부재의 마모 및 유동을 방지하고 밀봉력을 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 마스터실린더에 관한 것이다.

본 발명에 따른 마스터실린더는 중도에 복수의 실링홈이 형성된 보어와, 보어 내부에서 왕복운동을 하도록 마련된 적어도 하나의 피스톤과, 실링홈에 마련되어 오일의 누유를 방지하는 실링부재를 포함하는 마스터실린더에 있어서, 실링부재는 실링홈과 실링을 위한 외부립과, 피스톤의 외면과의 실링을 위한 내부립과, 실링부재의 견고한 고정을 위한 고정립을 포함하고, 고정립에는 오일홈이 형성되고 실링부재의 일측에 에어홈을 형성하여 실링부재의 이탈을 방지하고, 액압챔버의 고압으로 인한 컷오프홀의 개방을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

마스터 실린더 {Master Cylinder}

도 1은 본발명에 따른 마스터실린더의 단면도이다.

도 2는 도 1의 'A'부의 확대도이다.

도 3은 본발명에 따른 마스터실린더를 구성하는 전방실링부재의 사시도이다.

도 4는 본발명에 따른 마스터실린더를 구성하는 전방실링부재의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 마스터 실린더, 2 : 보어,

3 : 실링홈, 20,30 : 피스톤,

21,31 : 액압챔버, 40,60 : 전방실링부재,

41 : 외부립 42 : 내부립,

43 : 고정립, 44 : 측면접촉부,

45 : 오일홈. 46 : 에어홈.

본 발명은 차량의 제동장치에 사용되는 마스터실린더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤과 보어와의 실링효과를 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 마스터 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 유압제동장치는 리저버에서 공급되는 오일을 마스터 실린더에서 가압하여 액압을 발생시켜 브레이크 유압라인을 통해 각 휠로 전달하고 각 휠 내부의 브레이크 슈 또는 디스크를 브레이크 드럼의 내면에 밀착되게 밀어주어 마찰력에 의한 제동력을 발생시키는 것으로, 크게 휠과 일체로 회전하는 휠내부의 브레이크 드럼내에 2개의 브레이크 슈가 브레이크 드럼의 내면과 맞닿아서 마찰력에 의한 제동토크(제동력)를 발생시키는 방식인 드럼식 유압 브레이크와, 드럼대신 휠과 회전되는 원판형의 브레이크 디스크를 양쪽에서 강하게 압박하여 제동토크를 발생시키는 디스크식 유압 브레이크가 사용된다.

또한, 제동장치는 자동차의 제동력을 위해 액압을 발생시는 마스터 실린더가 필수적이고, 이러한 마스터 실린더는 일반적으로 실링을 위해 피스톤의 외주면에 홈을 형성하고 실링부재를 매입하여 실린더의 보어와 피스톤사이의 실링을 수행한다. 그러나 이러한 구조는 일련의 브레이크의 조작시 피스톤이 실린더의 보어 내에서 왕복운동을 수행함으로써 발생하는 실링부재가 마모로 인해 손상의 염려가 있다. 또한 이러한 마모는 액압실의 완벽한 밀봉을 저해하는 원인이 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허(공개번호 제2002-89567호)에는 실린더의 보어의 외주면에 실링부재를 구비하여 실린더의 보어와 피스톤과의 실링을 수행하는 마스터실린더에 대해 개시하고 있다.

그러나 상기의 선행기술에 포함되는 실링부재는 실링부재가 안착되는 그루브의 폭보다 실링부재의 폭이 더 작아 피스톤의 왕복운동에 의한 마찰과 압력챔버의 압력변동에 의해 실링부재의 유동 또는 이탈이 발생할 염려가 있고 이러한 것은 밀봉력을 손상시켜 성능을 저하시키는 원인이 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본발명의 목적은 실링부재의 마모 및 유동을 방지하고 밀봉력을 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 마스터실린더를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중도에 복수의 실링홈이 형성된 보어와, 상기 보어내부에서 왕복운동을 하도록 마련된 적어도 하나의 피스톤과, 상기 실링홈에 마련되어 오일의 누유를 방지하는 실링부재를 포함하는 마스터실린더에 있어서, 상기 실링부재는 상기 실링홈과 실링을 위한 외부립과, 상기 피스톤의 외면과의 실링을 위한 내부립과, 상기 실링부재의 견고한 고정을 위한 고정립을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정립은 상기 실링부재의 이탈을 방지하지 위해 상기 실링홈의 폭과 동일한 폭으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정립은 오일이 통과할 수 있도록 1이상의 오일홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링홈의 일측과 접하는 상기 실링부재의 일면에는 에어가 통과할 수 있도록 1이상의 에어홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1은 본발명에 따른 마스터실린더의 단면도이고, 도 2는 도 1의 'A'부의 확대도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마스터실린더(1)는 외부상측에는 오일을 공급하는 리저버(미도시)가 장착되고 내부의 보어(2)에 실링홈(3)이 형성되어 실링홈(3)내에 실링부재(40,50,60,70)가 구비된 실린더본체(10)와, 운전자의 브레이크 패달(미도시)의 작동에 따라 보어(2)의 내부를 슬라이딩하는 제1피스톤(20)과, 제2피스톤(30)을 구비하고, 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30) 사이에 액압이 형성되는 공간인 제1액압챔버(21)과, 제2피스톤(30)과 보어(2)의 말단 내벽(4)사이에 액압이 형성되는 공간인 제2액압챔버(31)을 포함하여 이루어진다.

제1피스톤(20)의 일단부에는 차량의 브레이크 페달에 가해진 힘을 증가시키는 부스터(미도시)에 연결되고, 타단부에는 중앙부가 돌출형성되어 제2피스톤(30)의 후면(32)에 마련된 제1 리테이너(22)에 의해 지지되도록 돌출부(23)가 형성되고, 타단부의 외면에서 전방을 향하여 돌출되어 마련된 외주부(24)에는 후술할 제1인넷포트(5)의 오일을 제1액압챔버(21)로 안내하는 제1컷오프홀(25)이 형성된다.

제2피스톤(30)의 후면(32)에는 제1리테이너(22)가 형성되어 제1피스톤(20)의 돌출부(23)가 삽입되어 제1피스톤(20)의 왕복운동을 가이드하고, 전면 중앙부에는 보어 말단 내벽(4)에 형성된 제2리테이너(33)에 삽입되는 돌출부(34)가 형성되고, 제2피스톤(30)의 외주부(35)에는 제2인넷포트(6)의 오일을 제2액압챔버(31)로 안내하는 제2컷오프홀(36)이 형성된다.

또한, 제1액압챔버(21)과 제2액압챔버(31)에는 각각 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30)을 복원시키기 위한 제1리턴스프링(26)과 제2리턴스프링(37)이 마련된다.

액압챔버(21,31)에는 휠브레이크(미도시)로 오일을 전달하는 유압회로(미도시)와 연통되도록 하는 아웃렛포트(27,38)가 형성된다.

실린더본체(10)는 상부에 형성되어 리저버(미도시)로부터 보어(2)내부에 오일을 공급하기 위한 인넷포트(5,6)와, 인넷포트(5,6)로부터 공급된 오일을 보어(2)내부로 인도하기 위하여 인넷포트(5,6)의 하부로부터 반경방향으로 관통된 공급홀(7,8)과, 공급홀(7,8)과 연통되어 보어(2)의 내면에 원주방향으로 형성된 공급챔버(9a,9b)와, 오일을 휠브레이크(미도시)에 전달하기 위해 피스톤(20,30)이 슬라이딩 가능하게 마련되는 보어(2)를 포함한다.

또한 보어(2)에는 제1피스톤(20)과 보어(2)사이에 각각 삽입된 제1 전방 실링부재(40)와 제1 후방 실링부재(50)를 포함하는 제1실링부재(50,60)가 마련되고, 제2피스톤(30)과 보어(2)사이에 각각 삽입된 제2 전방 실링부재(60)와 제2후방 실링부재(70)를 포함하는 제2실링부재(60,70)가 마련된다. 이러한 실링부재(40,50, 60,70)는 보어(2)에 형성된 실링홈(3)에 안착되어 피스톤(20,30)의 왕복운동에 의하여도 이탈이 방지되도록 마련된다.

이때 제1 전방 실링부재(40)는 제1압력챔버(21)와 제1공급챔버(9a)사이의 실링을 수행하고 제2 전방 실링부재(60)는 제2압력챔버(31)와 제2공급챔버(9b)사이의 실링을 수행한다.

제1전방실링부재(40)와 제2전방실링부재(60)는 동일하게 마련되는 것으로 편 의상 제1전방실링부재(40)에 대해서 설명키로 하고, 이것으로 제2전방실링부재(60)의 설명을 대체하기로 한다.

제1전방 실링부재(40)는 보어(2)에 형성된 실링홈(3)에 안착되는데 도 2와 도3에 도시된 바와 같이 실링홈(3)과의 실링을 위한 외부립(41)과, 제1피스톤(20)의 외주부(24)와의 실링을 위한 내부립(42)과, 제 1전방 실링부재(40)의 견고한 고정을 위해 외부립(41)과 내부립(42)의 사이에 형성된 고정립(43)을 포함하여 이루어진다.

외부립(41)은 제1전방실링부재(40)의 측면접촉부(44)에서 상향돌출되어 형성되고, 단부(41a)는 실링홈(3)의 내면(3a)에 접하도록 마련된다.

고정립(43)은 제 1전방 실링부재(40)의 견고한 고정을 위해 실링홈(3)의 폭(D)와 동일한 폭(d)로 형성된다. 이때 제 1전방 실링부재(40)는 실링홈(3)에 안착시 실링홈(3)과 제1전방실링부재(40)의 유격이 발생하지 않기 때문에 제1피스톤(20)의 왕복 운동 또는 제1 아웃렛포트(27)을 통해 고진공으로 오일을 흡입하는 경우 제1 전방실링부재(40)의 이탈을 방지할 수 있다.

또한, 제1피스톤(20)이 전진하여 제1컷오프홀(25)이 제1전방실링부재(40)의 내부립(42)에 의해 막히면서 제1액압챔버(21)에 압력이 형성되는데. 이러한 압력은 도2에 도시된 바와 같이 고정립(43)을 상향으로 밀어올리게 되고, 고정립(43)와 연결된 내부립(42) 역시 상향으로 올려지게 되므로 제1컷오프홀(25)이 다시 개방되어 제1액압챔버(21)에 형성된 압력이 떨어지는 문제가 발생하는데, 제1액압챔버(21)에 발생되는 압력에 의해 고정립(43)이 상향이동되는 것을 방지하기 위해 도3에 도시 된 바와 같이 고정립(43)에는 오일이 통과할 수 있도록 1이상의 오일홈(45)이 형성된다. 이러한 오일홈(45)의 형상은 도4의 (a),(b),(c)에 도시된 바와 같이 오일이 통과할 수 있는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.

또한 내부립(42)은 제1피스톤(20)과의 실링을 위해 고정립(43)의 내측에 마련된다.

제1인렛 포트(5)를 통해 고진공을 가하여 마스터실린더(1) 내의 모든 에어를 빼고 오일을 주입하는 경우 제1전방 실링부재(40)의 외부립(41)과 측면접촉부(44)와 실링홈(3) 사이에 에어가 잔존하면 제동장치의 불량원인이 되기 때문에 에어의 배출을 위해 제1 전방실링부재(40)의 측면접촉부(44)의 외면(44a)에 에어홈(46)을 형성하여 실링홈(3)과 측면접촉부(44)의 외면(44a)사이의 에어홈(46)을 통해 에어가 배출되도록 한다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

운전자가 제동시에 브레이크 페달(미도시)을 밟으면 배력장치(미도시)를 거쳐 마스터실린더(1)의 제1피스톤(20)이 전진한다. 밀폐된 제1액압챔버(21)에서의 오일이 압축되면서 연동하여 제2피스톤(30)이 전진하여 제2액압챔버(31)에서 오일이 압축된다. 이때 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30)의 전방에는 각각 제1리턴스프링(26)과 제2리턴스프링(37)이 구비되어 있어, 제1리턴스프링(26)과 제2리턴스프링(37)은 각각 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30)이 전진시 압축되고 브레이크 페달에 가해는 힘을 해제하면 리턴스프링(26,37)의 탄성력에 의해 피스톤(20,30)이 복원된 다. 이러한 피스톤(20,30)의 왕복운동시에도 전방실링부재(40,60)의 고정립(43)은 실링홈(3)의 폭(D)과 동일한 폭(d)으로 형성되어 전방실링부재(40,60)가 실링홈(3)에 견고하게 안착되어 있으므로 전방실링부재(40,60)의 불필요한 움직임 및 이탈이 방지된다.

또한, 피스톤(20,30)의 전진운동시에 보어(2)의 내면에 구비된 전방실링부재(40,60)는 각 액압챔버(21,31)에서 압축된 오일이 누설되지 않도록 보어(2)의 내면과 피스톤(20,30)의 외주부(24,35) 사이의 간극을 차폐하게 된다. 피스톤(20,30)의 전진운동시 피스톤(20,30)의 컷오프홀(9a,9b)이 전방실링부재(40,60)에 의해 폐쇄되고 액압챔버(21,31)의 압력이 상승하게 되는데, 이러한 압력상승으로 인하여 일부의 오일이 실링홈(3)으로 유입되는 경우에도 고정립(43)에는 오일을 통과할 수 있도록 오일홈(45)이 형성되어 있기 때문에 유입오일로 인한 내부립(42)의 상향이동을 방지할 수 있어 컷오프홀(9a,9b)의 폐쇄를 유지하여 액압챔버(21,31)의 고압을 유지할 수 있게 된다.

또한 전방실링부재(40,60)의 측면접촉부(44)의 외면(44a)에는 에어홈(46)이 형성되어 있어 실링홈(3)과 전방실링부재(40,60)사이에 에어가 잔존하는 것을 방지하여 잔존에어로 인한 제동장치의 불량을 방지할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스터실린더는 실링홈의 폭과 동일하게 실링부재를 구비함으로써 실링부재의 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 실링부재의 고정립에 오일홈을 형성하여 액압챔버의 고압으로 인한 컷오프홀의 개방을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 실링부재에 에어홈을 형성하여 잔존에어로 인한 제동장치의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 중도에 복수의 실링홈이 형성된 보어와, 상기 보어내부에서 왕복운동을 하도록 마련된 적어도 하나의 피스톤과, 상기 실링홈에 마련되어 오일의 누유를 방지하는 실링부재를 포함하는 마스터실린더에 있어서,

   상기 실링부재는 상기 실링홈과의 실링을 위한 외부립과, 상기 피스톤의 외면과의 실링을 위한 내부립과, 상기 실링부재의 견고한 고정을 위한 고정립을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정립은 상기 실링부재의 이탈을 방지하지 위해 상기 실링홈의 폭과 동일한 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
3. 제2항에 있어서, 상기 고정립은 오일이 통과할 수 있도록 1이상의 오일홈이 형성된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.
4. 제 2 또는 3항에 있어서, 상기 실링홈의 일측과 접하는 상기 실링부재의 일면에는 에어가 통과할 수 있도록 1이상의 에어홈이 형성된 것을 특징으로 하는 마스터실린더.

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