KR20090028199A - 스프링 좌굴 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스프링 앗세이(4)는 마스터 실린더(1) 내부에서 피스톤(2,3)에 의해 압축 변형되는 스프링(5)을 그 안쪽 공간으로 수용하도록 감싸게 됨에 따라, 마스터 실린더(1) 작동 시 스프링(5)이 전진되는 피스톤(2,3)에 직접 접촉되는 대신, 상기 스프링(5)을 감싸도록 조립 결합된 스프링 홀더(6,6')가 피스톤(2,3)에 의해 밀려나면서, 스프링 홀더(6,6')중 가압력을 받는 스프링 홀더(6')가 밀려나면서 스프링(5)을 압축하게 되므로, 상기 스프링 홀더(6,6')에 의한 스프링(5)의 구속으로 인해 스프링(5)의 압축 변형 시 좌굴 되려는 경향이 방지될 수밖에 없어, 좌굴 변형된 스프링(5)에 의한 간섭과 이음 발생이 근본적으로 방지되는 특징이 있게 된다.

스프링, 좌굴, 피스톤

Description

스프링 좌굴 방지 장치{Spring buckling prevented device}

본 발명은 스프링에 관한 것으로, 특히 외력을 받아 압축 변형되는 스프링의 좌굴 현상을 방지하기 위한 장치에 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 요인으로 작용하게 된다.

이러한 마스터 실린더는 브레이크 페달의 조작력이 증폭된 부스터의 입력을 전달받아, 그 내부 피스톤을 전진시켜 액압을 발생시켜 주는데, 이를 위해 통상적 으로, 실린더 바디 내 홈을 가공하여 씰 컵(Seal Cup)을 조립하고, 실린더 바디 내 가이드 면을 따라 피스톤이 전진하여 액압을 발생하거나, 또는 피스톤의 외측 부에 씰 컵이 조립되어 피스톤과 함께 씰 컵의 직접적인 전진에 의해 액압이 발생되는 구조를 갖추게 된다.

이와 더불어 마스터 실린더에는 유효 스트로크(액압이 발생되는 피스톤 전진 거리)의 결정과 더불어, 2개가 한 쌍으로 이루어진 피스톤이 위치된 실린더간 액압 편차를 방지하기 위하여 탄성 변형되는 스프링을 내장하게 된다.

이때, 상기 스프링은 마스터 실린더 내부에서 피스톤에 직접 고정시키거나, 또는 별도 부품인 커버와 스토퍼 등을 이용해 조립하게 된다.

그러나, 이와 같이 마스터 실린더에 조립된 스프링은 마스터 실린더의 작동 시, 전·후진되는 피스톤의 작동으로 인해 스프링이 압축될 때, 스프링을 가이드하는 부위가 흔들리면서 좌굴이 일어나는 현상이 있고, 이로 인해 특히 플런저 타입 마스터 실린더일 경우는, 스프링과 실린더 바디 내경 부간 접촉에 의한 긁힘은 물론 이음도 발생되는 취약함이 있게 된다.

이로 인해 마스터 실린더의 작동 시, 스프링의 좌굴 현상을 방지하도록 스프링을 잡아주는 여러 부품들을 이용, 일례로 스토퍼와 라드 및 커버 등으로 스프링을 잡아 주게 되지만, 이는 3개의 부품으로 인해 조립 작업도 번거로우면서 특히, 스프링의 좌굴 현상 방지도 충분히 이루어지지 않는 구조적 취약함이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 마스터 실린더 내 피스톤으로부터 압축 변형되는 스프링을 내부 공간에서 감싸도록 수용해 작동 시, 스프링이 피스톤으로 인한 압축 변형되더라도 좌굴 현상을 발생시키지 않음에 따라, 스프링에 의한 간섭과 이음 발생을 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 피스톤으로부터 압축 변형되는 스프링의 좌굴 현상을 방지하도록 감싸 수용하는 스프링 홀더가, 동일한 구조를 이루면서 스프링의 양쪽에서 서로 결합되는 단순 구조로 이루어짐에 따라, 조립 시 원터치 방식으로 이루어져 조립 시간을 절약함은 물론, 1종의 부품을 2개 사용해 부품수를 최소화하면서도 원가를 절감 할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 피스톤으로부터 압축 변형되는 스프링의 좌굴 현상을 방지하도록 스프링을 안쪽으로 수용하는 스프링 홀더가, 인성이 높은 수지 계열로 제조해 실린더 내벽 부와의 접촉에 따른 이음(소음)형성도 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스프링 좌굴 방지 장치가 탄성 변형되는 스프링과;

중앙으로 홀을 형성한 환형 고리 형상을 이루면서 안쪽 면으로 홀 주위를 따라 돌출되어, 상기 스프링이 안착되는 스프링 지지단을 형성한 바디 플랜지가 형성 되고, 상기 바디 플랜지에서 길게 연장되어져 다른 쪽 부위에 걸 수 있는 걸림 구조와 더불어, 상기 걸림 구조가 결합될 수 있는 결합 구조를 동시에 갖추어, 상기 걸림 구조와 결합 구조를 이용해 원터치 방식으로 서로 조립되어져, 안쪽 공간으로 수용된 스프링의 양쪽을 지지하는 한 쌍의 스프링 홀더;

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

이와 더불어 상기 스프링 홀더는 인성이 높은 수지 계열로 제조되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 걸림 구조는 바디 플랜지에서 소정 폭을 갖고 서로 대향되는 위치로 길게 연장되어진 후크 걸림 축으로 이루어지며, 상기 후크 걸림 축의 끝단부위에는 돌출되어져 걸려 질 수 있는 걸림단이 각각 형성되어진다.

또한, 상기 결합 구조는 바디 플랜지에서 소정 폭을 갖고 서로 대향되는 위치로 길게 연장되어진 후크 끼움 축으로 이루어지며, 상기 후크 끼움 축의 길이 방향으로는 그 길이 내에서 개구된 후크 이동 개구 채널이 형성되어진다.

그리고, 상기 스프링을 내부 공간으로 안착시키면서 후크 걸림 축과 후크 끼움 축으로 서로 결합되는 한 쌍의 스프링 홀더가, 플런저 타입 마스터 실린더를 이루는 플로팅(Floating)피스톤과 프라이머리(Primary)피스톤의 전진 이동시, 상기 스프링이 압축 변형되는 위치에 구비되어진 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 마스터 실린더 내 피스톤으로부터 압축 변형되는 스프링이 동일한 구조의 1종 부품을 2개 사용해 그 내부로 수용되어져, 스프링이 피스톤으로 인한 압축되더라도 좌굴을 일으키지 않음에 따라, 스프링 좌굴로 인한 간섭과 이음 발생을 방지할 수 있음은 물론, 원터치 방식으로 조립되어져 조립 시간을 절약과 더불어 동일한 구조에 따른 제조 원가도 절감 할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 피스톤을 통한 압축 시 좌굴 현상을 방지하도록 스프링을 안쪽으로 수용하는 스프링 홀더가 인성이 높은 수지 계열로 제조됨에 따라, 실린더 내벽 부와 접촉에 따른 이음(소음)형성도 방지할 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 스프링 좌굴 방지 장치를 이용한 플런저 타입 마스터 실린더의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 마스터 실린더(1)는 실린더 내부로 플로팅(Floating)피스톤(2)과 프라이머리(Primary)피스톤(3)이 구비된 플런저 타입으로서, 상기 플로팅 피스톤(2)과 프라이머리 피스톤(3)사이에는 피스톤(2,3)의 작동 시, 전진되는 피스톤(2,3)에 의해 압축 변형되면서 실린더간 액압 편차를 방지하는 스프링 앗세이(4)가 구비되며, 상기 스프링 앗세이(4)는 압축 변형 시 좌 굴 현상을 방지하도록 내부 공간으로 스프링(5)을 수용하게 된다.

이를 위해 상기 스프링 앗세이(4)는 피스톤(2,3)에 의해 압축 변형되는 스프링(5)과, 상기 스프링(5)을 안쪽 공간으로 수용해 스프링(5)의 양쪽을 지지하는 스프링 홀더(6,6')로 구성된다.

이때, 상기 스프링 홀더(6,6')는 동일한 구조를 이루게 되는데 즉, 다른 쪽 부위에 걸 수 있는 걸림 구조를 갖춤과 더불어, 상기 걸림 구조가 결합될 수 있는 결합 구조를 동시에 갖춘 1종의 부품으로서, 걸림 구조와 결합 구조끼리 서로 결합되어 조립되어진다.

이러한 상기 스프링 홀더(6,6')는 도 2(가),(나)에 도시된 바와 같이, 중앙으로 홀을 형성한 환형 고리 형상을 이루면서 안쪽 면으로 홀 주위를 따라 돌출되어 스프링(5)이 안착되는 스프링 지지단(7a,7a')을 형성한 바디 플랜지(7,7')가 형성되고, 상기 바디 플랜지(7,7')에서 길게 연장되어져 다른 쪽 부위에 걸 수 있는 걸림 구조와 더불어 상기 걸림 구조가 결합될 수 있는 결합 구조를 동시에 갖춘 구조로 이루어진다.

이와 같은 상기 걸림 구조는 바디 플랜지(7,7')에서 소정 폭을 갖고 서로 대향되는 위치로 길게 연장되어진 후크 걸림 축(8,9,8',9')으로 이루어지며, 상기 후크 걸림 축(8,9,8',9')의 끝단부위에는 돌출되어져 걸려 질 수 있는 걸림단(8a,9a,8a',9a')이 각각 형성되어진다.

여기서, 상기 걸림단(8a,9a,8a',9a')은 선단이 뾰족한 삼각 단면 형상을 이루며, 바깥쪽을 향하도록 형성되어진다.

또한, 상기 결합 구조는 바디 플랜지(7,7')에서 소정 폭을 갖고 서로 대향되는 위치로 길게 연장되어진 후크 끼움 축(10,11,10',11')으로 이루어지며, 상기 후크 끼움 축(10,11,10',11')의 길이 방향으로는 그 길이 내에서 개구된 후크 이동 개구 채널(10b,11b,10b',11b')이 형성되어진다.

이때, 상기 후크 끼움 축(10,11,10',11')은 후크 걸림 축(8,9,8',9')의 사이로 위치되어진다.

이와 더불어 후크 끼움 축(10,11,10',11')에는 그 선단 부위로 파여진 선단 입구부(10a,11a,10a',11a')가 형성되는데, 이는 상기 후크 걸림 축(8,9,8',9')의 걸림단(8a,9a,8a',9a')이 저항이 없이 밀려들어가 후크 이동 개구 채널(10b,11b,10b',11b')에 걸려질 수 있도록 작용하게 된다.

또한, 상기 후크 끼움 축(10,11,10',11')의 선단 입구부(10a,11a,10a',11a')는 안쪽 내면 부위로 파여져 형성되며, 이는 후크 끼움 축(10,11,10',11')이 양 측면으로 소정 두께를 갖도록 하고, 그 선단 부위는 측면 두께 보다 얇게 형성하여 이루어지게 된다.

이와 같은 상기 스프링 홀더(6,6')는 인성이 높은 수지 계열로 제조되어 전체적으로 탄성을 갖게 되며, 필요에 따라 조립 시 가압력을 받는 후크 걸림 축(8,9,8',9')부위만을 탄성력을 갖도록 제조할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 스프링 앗세이(4)는 마스터 실린더(1) 내부에서 피스톤(2,3)에 의 해 압축 변형되는 스프링(5)을 그 안쪽 공간으로 수용하도록 감싸게 됨에 따라, 마스터 실린더(1) 작동 시 스프링(5)이 전진되는 피스톤(2,3)에 직접 접촉되는 대신, 상기 스프링(5)을 감싸도록 조립 결합된 스프링 홀더(6,6')가 피스톤(2,3)에 의해 밀려나면서, 스프링 홀더(6,6')중 가압력을 받는 스프링 홀더(6')가 밀려나면서 스프링(5)을 압축하게 되므로, 상기 스프링 홀더(6,6')에 의한 스프링(5)의 구속으로 인해 스프링(5)의 압축 변형 시 좌굴 되려는 경향이 방지될 수밖에 없어, 좌굴 변형된 스프링(5)에 의한 간섭과 이음 발생이 근본적으로 방지되는 특징이 있게 된다.

이러한 특징은 스프링 앗세이(4)의 구조적인 측면을 통해 이루어지는데 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 스프링 앗세이(4)가 동일한 구조의 스프링 홀더(6,6')로 이루어져, 그 안쪽 공간으로 스프링(5)을 수용하면서 스프링(5)의 양쪽을 지지하도록 구성되어진다.

또한, 상기 스프링(5)이 스프링 홀더(6,6')의 안쪽 공간으로 위치될 때, 상기 스프링 홀더(6,6')를 이루는 바디 플랜지(7,7')의 안쪽으로 돌출된 스프링 지지단(7a,7a')을 이용해 안정적으로 결합된 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 스프링(5)이 그 안쪽 공간에서 바디 플랜지(7,7')에 안착시키는 스프링 홀더(6,6')는 원터치 방식으로 간단히 조립이 이루어지는데, 이는 상기 스프링 홀더(6,6')가 바디 플랜지(7,7')에서 길게 연장되어져 다른 쪽 부위에 걸 수 있는 걸림 구조와 더불어, 상기 걸림 구조가 결합될 수 있는 결합 구조를 이용함에 따라 이루어진다.

즉, 상기 스프링 홀더(6)의 바디 플랜지(7)의 스프링 지지단(7a)쪽으로 스프링(5)의 한쪽을 안착시킨 후, 스프링(5)의 반대쪽을 다른 스프링 홀더(6')의 바디 플랜지(7')에 형성된 스프링 지지단(7a')에 위치시킨 다음, 상기 스프링 홀더(6')의 후크 걸림 축(8',9')을 스프링 홀더(6)의 후크 끼움 축(10,11)에 결합시켜 주게 된다.

이와 동시에 스프링 홀더(6)의 후크 걸림 축(8,9)도 스프링 홀더(6')의 후크 끼움 축(10',11')으로 결합시켜 준다.

이때, 상기 스프링 홀더(6,6')의 후크 걸림 축(8,9,8',9')는 탄성력을 갖고 있으므로, 상기 후크 걸림 축(8,9,8',9')을 가볍게 눌러줌에 따라, 스프링 홀더(6,6')의 후크 끼움 축(10,11,10',11')으로 손쉽게 결합되어진다.

또한, 상기 후크 걸림 축(8,9,8',9')은 그 선단 부위인 걸림단(8a,9a,8a',9a')이, 후크 끼움 축(10,11,10',11')의 선단 입구부(10a,11a,10a',11a')를 통해 용이하게 삽입된 후, 후크 이동 개구 채널(10b,11b,10b',11b')쪽으로 삽입되면서 그 선단 부위로 걸려져 고정상태를 유지하게 된다.

이에 따라 스프링 홀더(6,6')에 형성된 한 쌍의 결합 부위를 서로 결합 즉, 스프링 홀더(6)의 후크 걸림 축(8,9)을 반대쪽 스프링 홀더(6')의 후크 끼움 축(10',11')으로 결합하고, 스프링 홀더(6')의 후크 걸림 축(8',9')을 반대쪽 스프링 홀더(6)의 후크 끼움 축(10,11)으로 결합하게 되면, 스프링(5)은 스프링 홀더(6,6')의 안쪽에 위치됨과 더불어, 상기 후크 걸림 축(8,9,8',9')과 후크 끼움 축(10,11,10',11')을 통해 좌굴 변형이 차단되어진다.

이와 같이 서로 원터치 방식으로 결합되는 스프링 홀더(6,6')를 이용해 스프링(5)을 안쪽 공간으로 수용한 스프링 앗세이(4)는 외력이 스프링(5)에 가해지는 장치에 다양하게 적용되며, 일례로 한 쌍의 플로팅(Floating)피스톤(2)과 프라이머리(Primary)피스톤(3)이 실린더 내부로 구비된 플런저 타입 마스터 실린더(1)에 적용되어진다.

이는 마스터 실린더(1)내부에서 부스터로부터 힘을 전달받아 왕복 운동하도록 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 간격을 두고 배열된 플로팅 피스톤(2)과 프라이머리 피스톤(3)의 각 전단 부위로 스프링 앗세이(4)를 위치시키게 되면, 상기 스프링 앗세이(4)는 플로팅 피스톤(2)과 프라이머리 피스톤(3)이 전진 될 때, 실린더간 액압 편차를 방지하도록 압축 변형되는 스프링(5)의 작용을 방해하지 않으면서, 스프링(5)의 좌굴 현상을 방지하게 된다.

즉, 부스터로부터 힘을 받아 프라이머리 피스톤(3)과 플로팅 피스톤(2)이 전진되면, 상기 프라이머리 피스톤(3)과 플로팅 피스톤(2)은 스프링 앗세이(4)를 이루는 앞쪽 스프링 홀더(6')를 밀어주게 된다.

이와 같이 스프링 홀더(6')가 밀리게 되면, 스프링 홀더(6')는 스프링(5)을 압축하면서 결합된 스프링 홀더(6)쪽으로 밀리는데, 이는 상기 스프링 홀더(6')의 후크 걸림 축(8',9')이 스프링 홀더(6)의 후크 끼움 축(10,11)에 형성된 후크 이동 개구 채널(10b,11b)을 따라 이동되면서 스프링(5)을 압축하게 된다.

이때, 반대쪽 스프링 홀더(6)의 후크 걸림 축(8,9)도 스프링 홀더(6')의 후 크 끼움 축(10',11')에 형성된 후크 이동 개구 채널(10b,11b)을 따라 이동되어진다.

이러한 작용 시 스프링 홀더(6,6')는 길이 방향으로 서로 결합된 후크 걸림 축(8,9,8',9')과 후크 끼움 축(10,11,10',11')이 스프링(5)을 구속함에 따라, 스프링(5)이 압축 변형되더라도 좌굴 변형을 차단하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 스프링 좌굴 방지 장치를 이용한 플런저 타입 마스터 실린더의 구성도

도 2(가),(나)는 본 발명에 따른 스프링 좌굴 방지 장치를 구성하는 스프링 홀더의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 스프링 좌굴 방지 장치의 조립 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 마스터 실린더 2 : 플로팅(Floating)피스톤

3 : 프라이머리(Primary)피스톤

4 : 스프링 앗세이 5 : 스프링

6,6' : 스프링 홀더 7,7' : 바디 플랜지

7a,7a' : 스프링 지지단 8,9,8',9' : 후크 걸림 축

8a,9a,8a',9a' : 걸림단

10,11,10',11' : 후크 끼움 축

10a,11a,10a',11a' : 선단 입구부

10b,11b,10b',11b' : 후크 이동 개구 채널

Claims (8)

1. 탄성 변형되는 스프링(5)과;

   중앙으로 홀을 형성한 환형 고리 형상을 이루면서 안쪽 면으로 홀 주위를 따라 돌출되어 상기 스프링(5)이 안착되는 스프링 지지단(7a,7a')을 형성한 바디 플랜지(7,7')가 형성되고, 상기 바디 플랜지(7,7')에서 길게 연장되어져 다른 쪽 부위에 걸 수 있는 걸림 구조와 더불어, 상기 걸림 구조가 결합될 수 있는 결합 구조를 동시에 갖추어, 상기 걸림 구조와 결합 구조를 이용해 원터치 방식으로 서로 조립되어져, 안쪽 공간으로 수용된 스프링(5)의 양쪽을 지지하는 한 쌍의 스프링 홀더(6,6');

   로 구성되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스프링 홀더(6,6')는 인성이 높은 수지 계열로 제조 되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 걸림 구조는 바디 플랜지(7,7')에서 소정 폭을 갖고 서로 대향되는 위치로 길게 연장되어진 후크 걸림 축(8,9,8',9')으로 이루어지며, 상기 후크 걸림 축(8,9,8',9')의 끝단부위에는 돌출되어져 걸려 질 수 있는 걸 림단(8a,9a,8a',9a')이 각각 형성되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 걸림단(8a,9a,8a',9a')은 선단이 뾰족한 삼각 단면 형상을 이루며, 바깥쪽을 향하도록 형성되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 결합 구조는 바디 플랜지(7,7')에서 소정 폭을 갖고 서로 대향되는 위치로 길게 연장되어진 후크 끼움 축(10,11,10',11')으로 이루어지며, 상기 후크 끼움 축(10,11,10',11')의 길이 방향으로는 그 길이 내에서 개구된 후크 이동 개구 채널(10b,11b,10b',11b')이 형성되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 후크 끼움 축(10,11,10',11')에는 그 선단 부위로 파여진 선단 입구부(10a,11a,10a',11a')가 형성되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 후크 끼움 축(10,11,10',11')은 후크 걸림 축(8,9,8',9')의 사이로 위치되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 스프링(5)을 내부 공간으로 안착시키면서 후크 걸림 축(8,9,8',9')과 후크 끼움 축(10,11,10',11')으로 서로 결합되는 한 쌍의 스프링 홀더(6,6')가, 플런저 타입 마스터 실린더(1)를 이루는 플로팅(Floating)피스톤(2)과 프라이머리(Primary)피스톤(3)의 전진 이동시, 상기 스프링(5)이 압축 변형되는 위치에 구비되어진 것을 특징으로 하는 스프링 좌굴 방지 장치.

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