KR20090019178A

KR20090019178A - 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더

Info

Publication number: KR20090019178A
Application number: KR1020070083425A
Authority: KR
Inventors: 김성훈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2009-02-25
Also published as: CN101372226B; US20090049982A1; US8051657B2; CN101372226A

Abstract

본 발명의 플런저 타입 마스터 실린더는 피스톤(4,5,입력 피스톤(primary piston)과 유동피스톤(Floating Piston))이 삽입된 액압 챔버(2,3)내로 끼워진 씨일 컵(6,6')의 변형을 최소 즉, 마스터 실린더 작동 시 피스톤(4,5)에 접촉되어진 내경 플랜지(11)의 변형이 액압 챔버(2,3)에 접촉되어진 외경 플랜지(10)쪽에 거의 영향을 주지 않도록 해, 씨일 컵(6,6')의 변형에 따른 오일 흐름 및 차단 작용 저하와 내구성 저하를 방지할 수 있는 특징이 있게 된다.

마스터실린더, 플런저, 씨일컵

Description

차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더{Plunger typed master cylinder of brake system in vehicle}

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 오일의 원활한 공급과 더불어 내구성을 저하시키지 않도록 된 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 브레이크 시스템(Brake System)은 주행하는 차량을 감속 또는 정지시키는 작용을 하게 된다.

이러한 브레이크 시스템은 브레이크페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동시키도록 된 유압식 브레이크나, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하도록 된 배력식 브레이크 또는, 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키도록 된 공기브레이크로 등으로 크게 분류된다.

이와 같은 유압식 브레이크는 브레이크 페달의 조작력을 배력하는 부스터를 통해 유압을 생성해, 차륜에 장착된 캘리퍼(Caliper)나 드럼내 휠실린더(Wheel Cylinder)쪽으로 공급하는 마스터 실린더의 작용이 매우 중요한데, 즉 마스터실린더의 성능이 브레이크 시스템의 성능을 결정하는 주요 요인임은 물론이다.

이러한, 마스터 실린더 중 플런저 타입 마스터 실린더(Plunger typed Master Cylinder)는, 브레이크 페달의 답력을 배력하는 부스터(Booster)에로부터 힘을 전달받는 입력 피스톤(primary piston)과, 실린더 내에 구비되어 상기 입력 피스톤(primary piston)에 전달된 힘에 의해 작동하는 유동피스톤(Floating Piston)으로 구성되어져, 마스터 실린더 내에서 입력 피스톤(primary piston)과 유동피스톤(Floating Piston)을 통해 각각의 유압을 형성하게 된다.

이와 같은 플런저 타입 마스터 실린더는 액압 발생을 위해 통상 씨일 컵(Seal Cup)이 구비 즉, 그 내경이 입력 피스톤과 유동피스톤에 각각 접촉되고 그 외경은 액압 챔버 내면에 접촉되어져, 브레이크 비 작동 시나 브레이크 해제 시 오일의 통로 역할을 하고 브레이킹 시는 오일의 흐름을 차단하는 역할을 하게 된다.

그러나, 이와 같이 마스터 실린더 내 액압 챔버로 삽입된 씨일 컵은 내·외경의 접촉 상태가 달라 즉, 씨일 컵의 내경이 마스터 실린더 작동 시 이동되는 피스톤에 접촉되어 변형되는데 반해, 씨일 컵의 외경은 액압 챔버 내면에 접촉된 상태를 유지함에 따라 내·외경의 변형에 차이가 발생될 수밖에 없고, 이러한 씨일 컵의 변형 차는 심할 경우 오일 공급 통로축소와 더불어 접촉 면적 증대로 인한 내구성 저하를 유발할 수 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 플런저 타입 마 스터 실린더의 액압 챔버내로 삽입되어져 피스톤(입력 피스톤(primary piston)과 유동피스톤(Floating Piston))과 액압 챔버 내면에 각각 접촉되는 씨일 컵의 내·외경부가, 마스터 실린더 작동 시 피스톤에 접촉되는 내경부의 변형이 액압 챔버 내면에 접촉되는 외경부쪽으로 미치는 영향을 최소화해, 씨일 컵의 변형에 따른 악 영향을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더가 오일 리저버로부터 브레이크 오일을 공급받는 액압 챔버를 형성한 실린더바디와;

상기 액압 챔버에서 스프링으로 탄발 지지되도록 각각 위치되어 부스터작동 시, 브레이크쪽으로 액압을 공급하는 한 쌍의 입력피스톤(primary piston)과 유동피스톤(Floating Piston)으로 이루어진 피스톤 앗세이 및;

상기 입력피스톤과 유동피스톤에서 서로 간격을 두고 각각 위치되는 한 쌍의 플로팅 컵과 프라이머리 컵으로 이루어져, 액압 챔버의 내면으로 그 외경부가 접촉됨과 더불어 입력피스톤과 유동피스톤에 그 내경부가 접촉되되, 상기 내경부의 변형이 그 외경부쪽으로 전달되지 않도록 내·외경부가 형성되는 바디의 측면부위에 외경부쪽으로 근접된 위치에서 함몰시킨 변형 기준 부가 형성되어진 씨일 컵;

으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 프라이머리 컵은 환형으로 이루어진 바디가 형성되고, 상기 바 디의 한쪽 측면에서 위쪽 방향으로 경사지도록 외경 플랜지가 길게 연장 형성되며, 상기 바디의 한쪽 측면에서 외경 플랜지와 간격을 두고 아래쪽 방향으로 경사지면서 내경 플랜지가 길게 연장 형성되고, 상기 외경 플랜지와 내경 플랜지가 연장 형성되는 바디의 반대 측면에서, 외경 플랜지의 두께가 갖는 변형 기준 선위치로 변형 기준 부가 형성되어진다.

이에 더해, 상기 프라이머리 컵에는 외경 플랜지와 내경 플랜지사이에서, 내경 플랜지의 두께를 증가시키도록 내경 플랜지쪽에서 외경 플랜지쪽으로 이어지는 보강 리브가 돌출되어 등 간격으로 더 형성되어진다.

이와 더불어, 상기 프라이머리 컵에는 바디 둘레를 따라 오일 공급을 위한 채널인 오일 통로가 더 형성되되, 상기 오일 통로는 바디에서 등 간격으로 그 반대 쪽 바디 측면에 형성된 보강 리브와 서로 겹쳐지지 않도록 위치되어진다.

이러한 본 발명에 의하면, 마스터 실린더의 액압 챔버 내에서 비 제동 시나 제동 시 오일 흐름 통로 형성과 더불어 오일의 흐름을 차단을 수행하는 씨일 컵의 내·외경부 두께를 서로 달리해, 이동되는 피스톤 접촉에 따른 내경부 변형이 외경부쪽을 변형시킴에 따른 악 영향을 차단할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 마스터 실린더의 액압 챔버에 삽입된 씨일 컵의 내·외경부 두께를 서로 달리해 마스터 실린더 작동 시, 피스톤에 접촉되는 씨일 컵의 내경부의 과다 접촉 면적 형성을 방지하여 내구성 저하 방지는 물론, 내구성 저하에 의한 필드 클레임을 감소할 수 있는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 마스터실린더는 오일 리저버로부터 브레이크 오일을 공급받는 액압 챔버(2,3)를 형성한 실린더바디(1)와; 상기 액압 챔버(2,3)에 각각 위치되어져 부스터로부터 가압력을 받아 작동됨에 따라, 브레이크쪽으로 액압을 공급하는 한 쌍의 입력피스톤(4,primary piston)과 유동피스톤(5,Floating Piston)으로 이루어진 피스톤 앗세이 및; 상기 액압 챔버(2,3)에 접촉되는 외경부와 입력·유동 피스톤(4,5)에 접촉되는 내경부를 형성해, 작동 시 오일의 통로 역할과 오일 흐름을 차단하는 역할을 하는 한 쌍의 씨일 컵(6)으로 구성되어진다.

이에 더해, 상기 입력피스톤(4)과 유동피스톤(5)은 액압 챔버(2,3)내에서 스프링으로 탄발 지지되어진다.

그리고, 상기 씨일 컵(6,6')은 탄성력을 갖는 재질로 이루어진 플로팅 컵(7,7')과 프라이머리 컵(8,8')이 한 쌍을 이루도록 구성되어져, 액압 챔버(2,3)쪽에 그 외경부가 접촉됨과 더불어 입력피스톤(4)과 유동피스톤(5)에 그 내경부가 접촉되도록 구성되어진다.

즉, 상기 입력피스톤(4)쪽으로 구비된 씨일 컵(6')은 플로팅 컵(7')과 프라이머리 컵(8')이 서로 간격을 두고 위치되며, 이때 상기 플로팅 컵(7')에 비해 상기 프라이머리 컵(8')은 입력피스톤(4)의 단차 턱(4a)부위로 위치되어진다.

또한, 상기 유동피스톤(5)쪽으로 구비된 씨일 컵(6)도 동일한 구성으로 플로팅 컵(7)과 프라이머리 컵(8)이 서로 간격을 두고 위치되고, 상기 플로팅 컵(7)에 비해 상기 프라이머리 컵(8)은 유동피스톤(5)의 단차 턱(5a)부위로 위치되어진다.

이와 같이 입력·유동피스톤(4,5)의 단차 턱(4a,5a)부위에 그 내경부가 위치되는 프라이머리 컵(8,8')은 마스터 실린더 작동 시, 이동되는 입력·유동피스톤(4,5)에 접촉되는 내경부의 변형이 외경부 쪽으로 가는 영향을 크게 줄여 질 수 있는 구조를 갖게 된다.

즉, 상기 프라이머리 컵(8,8')은 도 2(가)내지(다)에 도시된 바와 같이, 전체적으로 환형으로 이루어진 바디(9)가 형성되고, 상기 바디(9)의 한쪽 측면에서 위쪽 방향으로 경사지도록 외경 플랜지(10)가 길게 연장 형성되며, 상기 바디(9)의 한쪽 측면에서 외경 플랜지(10)와 간격을 두고 아래쪽 방향으로 경사지면서 내경 플랜지(11)가 길게 연장 형성되는 구조를 이루게 된다.

이때, 상기 외경 플랜지(10)와 내경 플랜지(11)가 이루는 단면 형상은 > 형상을 이루지만, 외경 플랜지(10)와 내경 플랜지(11)가 시작되는 바디(9)부위는 호 형상으로 연결되며, 이러한 단면 구조는 액압 챔버(2,3)로 삽입된 상태에서는 그 간격이 좁아지도록 변형되더라도, 서로간에 접촉되지 않는 간격으로 형성되어진다.

이에 더해 상기 프라이머리 컵(8,8')은 내경 플랜지(11)의 변형이 외경 플랜지(10)로 전달될 때, 외경 플랜지(10)쪽으로 전달되는 정도를 줄여 주면서 내경 플랜지(11)의 변형으로 국한될 수 있도록, 외경 플랜지(10)와 내경 플랜지(11)가 연장 형성되는 바디(9)의 반대 측면을 함몰시킨 변형 기준 부(12)가 형성되어진다.

이때, 상기 변형 기준 부(12)는 외경 플랜지(10)의 두께가 갖는 변형 기준 선(a)위치로 형성되어진다.

이와 더불어 상기 프라이머리 컵(8,8')에는 외경 플랜지(10)와 내경 플랜지(11)사이에는 보강 리브(13)가 형성되는데, 상기 보강 리브(13)는 내경 플랜지(11)의 두께를 증가시키도록 내경 플랜지(11)쪽에서 외경 플랜지(10)쪽으로 이어지면서 형성되어진다.

이때, 상기 보강 리브(13)는 바디(9)에서 외경 플랜지(10)가 형성되는 안쪽 위치까지 이어져 형성되며, 이는 변형 기준 부(12)가 형성되는 위치이다.

이러한 상기 보강 리브(13)는 바디(9)에서 등 간격을 갖고 다수로 형성되며, 바람직하게는 약 60°간격을 갖는 형성 각(b)으로 형성되어진다.

또한, 상기 바디(9)에는 그 둘레를 따라 오일 공급을 위한 채널인 오일 통로(14)를 형성하는데, 이러한 오일 통로(14)는 바디(9)폭을 지나 내경 플랜지(11)의 일부 부위로 이어지며 형성되어진다.

이와 같은 상기 오일 통로(14)는 바디(9)에서 등 간격을 갖고 다수로 형성되며, 바람직하게는 약 60°간격을 갖는 형성 각(b)으로 형성되어진다.

이와 더불어, 상기 오일 통로(14)는 그 반대 쪽 바디(9) 측면에 형성된 보강 리브(13)와 서로 겹쳐지지 않도록, 보강 리브(13)간 형성 각(b)사이로 위치되어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이러한 마스터 실린더의 원활한 오일 흐름과 더불어 내구성 저하 방지는, 입력 피스톤(4,primary piston)과 유동피스톤(5,Floating Piston))이 삽입된 액압 챔버(2,3)내로 끼워진 씨일 컵(6,6')의 작용에 따른 것으로 즉, 상기 피스톤(4,5)의 단차 턱(4a,5a)부위로 각각 위치된 프라이머리 컵(8,8')이 변형에 대한 강성과 더불어, 오일 흐름을 위한 오일 통로(14)를 형성함에 따라 구현되어진다.

이는 상기 씨일 컵(6,6')을 이루는 플로팅 컵(7)이 입력 피스톤(4)과 유동피스톤(5)에 끼워진 상태에서 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플로팅 컵(7)에 간격을 두고 상기 피스톤(4,5)의 단차 턱(4a,5a)부위로 위치된 프라이머리 컵(8,8')이 갖는 구조에 기인하게 된다.

즉, 상기 프라이머리 컵(8,8')은 도 2(가)내지 (다)에 도시된 바와 같이, 입 력·유동 피스톤(4,5)에 끼워진 상태에서 단차 턱(4a,5a)부위로 접촉되는 내경 플랜지(11)와, 액압 챔버(2,3)에 접촉되어진 외경 플랜지(10)가 서로 벌어진 상태로 형성됨과 더불어, 상기 내·외경 플랜지(11,10)가 연장 형성되는 바디(9)부위에는 내경 플랜지(11)의 변형이 외경 플랜지(10)쪽으로 전달되는 현상을 약화시키도록 변형 기준 부(12)가 형성되어진다.

이와 같이 상기 프라이머리 컵(8,8')의 내·외경 플랜지(11,10)가 연장 형성되는 바디(9)부위에 변형 기준 부(12)가 형성됨에 따라, 마스터 실린더 작동 시 액압 챔버(2,3)에 접촉되어진 외경 플랜지(10)의 변형이 거의 없는데 반해, 입력·유동 피스톤(4,5)에 끼워진 상태에서 단차 턱(4a,5a)부위로 접촉된 내경 플랜지(11)의 변형이 보다 크게 일어날 때, 상기 내경 플랜지(11)의 변형이 외경 플랜지(10)쪽으로 거의 영향을 주지 않게 된다.

이는 상기 바디(9)의 변형 기준 부(12)를 이루는 위치인 변형 기준 선(a)에서 차단, 즉 내경 플랜지(11)쪽에서 발생된 변형이 전달되어 외경 플랜지(10)를 변형시키기 전, 상기 변형 기준 선(a)에 형성된 변형 기준 부(12)가 프라이머리 컵(8,8')의 변형 중심을 내경 플랜지(11)쪽으로 낮추도록 작용하게 된다.

또한, 상기 프라이머리 컵(8,8')의 내·외경 플랜지(11,10)사이에 형성된 보강 리브(13)는, 내경 플랜지(11)의 변형이 외경 플랜지(10)쪽으로 전달되지 않도록 차단시키는 작용하는데, 이는 상기 보강 리브(13)가 내경 플랜지(11)쪽에서 외경 플랜지(10)쪽으로 이어지면서 변형 기준 부(12)위치 까지 형성됨에 기인하게 된다.

즉, 상기 보강 리브(13)의 형성은 내경 플랜지(11)의 두께를 증가시켜 주게 되고, 또한 보강 리브(13)가 등 간격으로 다수 위치로 형성됨에 따라, 마스터 실린더 작동 시 입력·유동 피스톤(4,5)의 접촉 마찰력이 내경 플랜지(11)에 가해지더라도, 상기 보강 리브(13)를 통해 내경 플랜지(11)의 두께가 증가된 상태이므로, 내경 플랜지(11)의 변형이 크게 일어나는 현상을 방지하게 된다.

이와 같이 마스터 실린더 작동 시, 프라이머리 컵(8,8')의 내경 플랜지(11)에서 발생되는 큰 변형이 외경 플랜지(10)쪽으로 전달되는 현상을 차단 즉, 내·외경 플랜지(11,10)사이에 형성된 보강 리브(13)를 통한 내경 플랜지(11)의 변형 축소와 더불어, 내·외경 플랜지(11,10)가 연장 형성된 바디(9)에 형성된 변형 기준 부(12)를 통한 내경 플랜지(11)쪽으로 낮추어진 변형 중심으로, 프라이머리 컵(8,8')의 내·외경 플랜지(11,10)간 변형 차가 심해지는 것을 차단해주게 된다.

이와 더불어 상기 프라이머리 컵(8,8')은 바디(9)의 둘레를 따라 오일 공급을 위한 채널인 오일 통로(14)가 형성됨에 따라, 마스터 실린더 작동 시 입력·유동 피스톤(4,5)에 접촉된 내경 플랜지(11)의 변형이나 또는 접촉 면적이 커지더라도, 상기 오일 통로(14)가 입력·유동 피스톤(4,5)사이의 오일 흐름 공간을 유지하게 되고, 이에 따라 브레이크 오일의 원활한 공급이 항상 유지되어진다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더의 구성도

도 2(가)내지 (다)는 본 발명에 따른 씨일 컵의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실린더바디 2,3 : 액압 챔버

4 : 입력피스톤 4a,5a : 단차 턱

5 : 유동피스톤 6,6' : 씨일 컵

7,7' : 플로팅 컵 8,8' : 프라이머리 컵

9 : 바디 10 : 외경 플랜지

11 : 내경 플랜지 12 : 변형 기준 부

13 : 보강 리브 14 : 오일 통로

a : 변형 기준 선 b,c : 형성 각

Claims

오일 리저버로부터 브레이크 오일을 공급받는 액압 챔버(2,3)를 형성한 실린더바디(1)와;

상기 액압 챔버(2,3)에서 스프링으로 탄발 지지되도록 각각 위치되어 부스터작동 시, 브레이크쪽으로 액압을 공급하는 한 쌍의 입력피스톤(4,primary piston)과 유동피스톤(5,Floating Piston)으로 이루어진 피스톤 앗세이 및;

상기 입력피스톤(4)과 유동피스톤(5)에서 서로 간격을 두고 각각 위치되는 한 쌍의 플로팅 컵(7,7')과 프라이머리 컵(8,8')으로 이루어져, 액압 챔버(2,3)의 내면으로 그 외경부가 접촉됨과 더불어 입력피스톤(4)과 유동피스톤(5)에 그 내경부가 접촉되되, 상기 내경부의 변형이 그 외경부쪽으로 전달되지 않도록 내·외경부가 형성되는 바디(9)의 측면부위에 외경부쪽으로 근접된 위치에서 함몰시킨 변형 기준 부(12)가 형성되어진 씨일 컵(6,6');

으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 1에 있어서, 상기 프라이머리 컵(8,8')은 환형으로 이루어진 바디(9)가 형성되고, 상기 바디(9)의 한쪽 측면에서 위쪽 방향으로 경사지도록 외경 플랜지(10)가 길게 연장 형성되며, 상기 바디(9)의 한쪽 측면에서 외경 플랜지(10)와 간격을 두고 아래쪽 방향으로 경사지면서 내경 플랜지(11)가 길게 연장 형성되고, 상기 외경 플랜지(10)와 내경 플랜지(11)가 연장 형성되는 바디(9)의 반대 측면에서, 외경 플랜지(10)의 두께가 갖는 변형 기준 선(a)위치로 변형 기준 부(12)가 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 2에 있어서, 상기 프라이머리 컵(8,8')에는 외경 플랜지(10)와 내경 플랜지(11)사이에서, 내경 플랜지(11)의 두께를 증가시키도록 내경 플랜지(11)쪽에서 외경 플랜지(10)쪽으로 이어지는 보강 리브(13)가 돌출되어 더 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 3에 있어서, 상기 보강 리브(13)는 바디(9)에서 외경 플랜지(10)가 형성되는 안쪽 위치까지 이어져 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 3에 있어서, 상기 보강 리브(13)는 바디(9)에서 등 간격을 갖고 다수로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 2에 있어서, 상기 프라이머리 컵(8,8')에는 바디(9) 둘레를 따라 오일 공급을 위한 채널인 오일 통로(14)를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 6에 있어서, 상기 오일 통로(14)는 바디(9)폭을 지나 내경 플랜지(11)의 일부 부위로 이어지며 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.
청구항 6, 또는 청구항 7에 있어서, 상기 오일 통로(14)는 바디(9)에서 등 간격을 갖고 다수로 형성되되, 그 반대 쪽 바디(9) 측면에 형성된 보강 리브(13)와 서로 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템의 플런저형 마스터실린더.