KR20140032956A - 탠덤 마스터 실린더용 1차 피스톤과, 그러한 1차 피스톤이 장착된 탠덤 마스터 실린더 - Google Patents

탠덤 마스터 실린더용 1차 피스톤과, 그러한 1차 피스톤이 장착된 탠덤 마스터 실린더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스커트(132) 및 중간 바닥부(131)로 구성된 1차 피스톤(130)에 관한 것으로서, 상기 중간 바닥부는 브레이크 부스터의 플런저를 수용하는 후면(131a)과, 텔레스코픽 로드와 2차 피스톤을 밀어내는 스프링을 위한 전면(131b)을 구비한다. 스커트(132)의 전방부는, 앞쪽(137a)은 개방되고 뒤쪽(137b)은 폐쇄된 종방향 그루브들(137)을 포함한다. 그루브들(137) 하부의 스커트 두께부(132a)와, 주연 방향으로 연속하는 2개의 그루브(137) 사이의 스커트 부분은, 1차 피스톤이 2차 피스톤을 밀어낼 수 있게 하는 정면(132S)을 형성한다. 1차 피스톤(130)은 플라스틱 재료를 사용하여 단일체로 제작된다.

Description

탠덤 마스터 실린더용 1차 피스톤과, 그러한 1차 피스톤이 장착된 탠덤 마스터 실린더 {PRIMARY PISTON FOR A TANDEM MASTER CYLINDER, AND TANDEM MASTER CYLINDER PROVIDED WITH SUCH A PRIMARY PISTON}
본 발명은 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤에 관한 것으로서, 그 1차 피스톤은 스커트로 구성되고, 그 스커트는 스커트의 단부들 사이에서 중간 위치에 있는 바닥부를 구비하고, 그 바닥부의 한 면은 브레이크 부스터의 플런저(plunger)를 지지하고 다른 면은 텔레스코픽 로드 및 2차 피스톤 상으로 작용하는 압축 스프링을 수용하며,
- 상기 스커트는 공급 챔버를 마스터 실린더의 본체 내에서 1차 피스톤의 전방부에 의해 경계가 한정되는 압력 챔버에 연결하기 위하여 공급 챔버와 연동하는 통로들을 구비한 전방 단부를 갖고,
- ESP 모드에서 유체의 통과를 허용하기 위하여 마스터 실린더의 본체의 홈 내에 수용된 재공급 씰과 연동한다.
본 발명은 또한 그러한 1차 피스톤을 장착한 마스터 실린더에 관한 것이다.
도 5, 도 5a, 및 도 6은 탠덤 마스터 실린더의 공지된 실시예를 도시한다. 그 도면들은 1차 피스톤 위치에서의 단면도에 국한된다.
공지된 마스터 실린더(300)는, 도시되지 않은 브레이크 부스터에 의해서, 또는 브레이크 페달 상에 실행되는 동작에 의해서 직접적으로 제어되는 1차 피스톤(330)을 수용하는 축(xx)중심 보어(320)에 의해 관통되는 본체(310)로 구성된다. 그 1차 피스톤(330)은 1차 브레이크 회로에 연결된 압력 챔버(340)의 경계를 한정한다. 압력 챔버(340)는 본체(310) 내에서 주연 홈에 의해 구성된 공급 챔버(350)로부터 분리된다. 전방 측에서는, 공급 챔버(350)가 재공급 씰(353)을 수용하는 주연 홈(351)에 의해 가장자리가 둘러지고, 후방에서 외부측에서는, 공급 챔버(350)가 밀폐용 씰(380) 또는 격리용 씰을 수용하는 후방 홈(352)에 의해 가장자리가 둘러진다. 1차 피스톤(330)은 중공형 전방부를 역시 중공형인 후방부로부터 분리하는 중간 바닥부(331)를 포함하는 스커트(332)로 형성된다. 바닥부(331)는 그것의 후면부(333b) 상에서 브레이크 부스터의 플런저를 수용하고 그것의 전면부(331a) 상에서는 2개의 부분들(371, 372) 및 도 5, 도 5a, 및 도 6에 도시되지 않은 2차 피스톤과 연동하는 스프링(373)으로 형성된 텔레스코픽 로드(370)를 대향하여 누르는 바닥부(333)를 수용한다.
전방 측에서, 즉 마스터 실린더 보어(320) 내에서 1차 피스톤(330)에 의해 경계가 한정되는 압력 챔버(340)의 측에서, 스커트(332)는, 압력 챔버(340)의 경계를 한정하는 1차 피스톤의 내부 전방부와 공급 챔버(350)와의 소통을 보장하는 개구들(333)로 이루어진 링에 의해 관통된다. 그 개구들(333)의 링은, 1차 피스톤(330)이 정지 위치에 있고 브레이크 시스템이 ESP 모드에서 작동할 때 유체의 통과를 용이하게 하기 위하여 스커트(332) 전방부의 원뿔대형 홈(334) 내에 구현된다. 따라서 그 개구들(333)의 링은 재공급 씰(353)의 바로 하부에 위치하고 공급 챔버(350)로부터 압력 챔버(340)를 향하여 유체가 통과할 수 있게 한다.
도 5는 부분적으로만 도시된 탠덤 마스터 실린더(300) 내에 장착된 공지된 1차 피스톤(330)의 축방향 반 단면도이다. 그 부분적 반 단면도는, 브레이크 부스터의 플런저를 수용하는 그것의 후면부(331a) 및 스프링(373)의 중심 잡기를 위한 용도의 돌기(335)를 구비한 전면부(331b) 내에 공동부(cavity)를 갖는 바닥부(331)의 특별한 형태를 명백히 한다. 도 5a는 또한, 원뿔 부분이 1차 피스톤(330)의 전방을 향하여 돌아감으로써 도 5a의 부분 단면도 내에 도시된 바와 같이 씰(353) 상에 가해지는 힘을 완화하는 원뿔대 형태의 홈을 명백히 한다.
1차 피스톤(330)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되고 중요 가공작업(machining)을 필요로 한다. 게다가, 가공작업으로 인한 버(burr)를 제거하기 위하여 개구들(333)에 대한 특별한 주의를 요한다. 이는 전반적으로, 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 드는 가공된 1차 피스톤 및, 나아가 비용이 많이 드는 탠덤 마스터 실린더를 의미하는 것으로 해석된다.
본 발명은 구현하기 단순하며 생산이 경제적인 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤 및 탠덤 마스터 실린더를 개발하는 것을 목적으로 한다.
그러한 목적으로, 본 발명은 상기 정의한 유형의 1차 피스톤을 목적으로 하며, 그 1차 피스톤은 플라스틱 재질로 구현된 스커트 및 중간 위치에 있는 바닥부로 구성되고, 그 스커트의 전방 단부는, 후방에서 폐쇄된 그루브들의 경계를 한정하고, 공급 챔버와 압력 챔버 사이의 통과를 보장하기 위하여 전방을 향하여 뻗어 나아가는 리브들의 크라운을 포함하는 것을 특징으로 하고, 한 변형 실시예에 따르면, 하나 이상의 상기 그루브는 피스톤의 내부 공동까지 횡단하여, 1차 피스톤이 공급 위치에 있을 때, 그리고 피스톤이 정지 위치에 있고 브레이크 시스템이 ESP 모드에서 작동할 때 재공급 씰 하부에서 유체의 통과를 허용하기 위하여 슬릿을 형성하게 된다.
본 발명에 따른 1차 피스톤은, 플라스틱 재질로 사출 성형에 의해 용이하게 구현되며 성형틀에서 꺼낸 단일체는 마무리 작업의 필요없이 바로 장착 가능하다. 그와 같이 구현된 1차 피스톤은, 1차 피스톤이 응해야하는 모든 조건에 부합되며, 특히, 그것의 전방 표면은 충분히 넓어서 사고가 난 경우 2차 피스톤을 직접 밀어낼 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 피스톤이 직면할 수 있는 응력에 대해 충분한 내구성이 있는 플라스틱 재질로써 1차 피스톤을 구현할 수 있게 한다. 그것의 단순한 형태는 특히 사출된 플라스틱 재질로 제조 가능하게 한다. 그러한 기능적 특성들은 또한, 피스톤이 서지 압력(surge pressure) 현상에 대항하여 완화 효과를 가지고 유체 유동을 저지할 수 있다.
끝으로, 본 발명에 따른 피스톤은 제조 비용을 현저히 절감할 수 있게 한다.
한 변형 실시예에 따르면, 리브들은 원통형 부분에 다시 도달하기 위하여 원추형 전이부분에 의해 이어지는 원통형 전방 단부에 의해 전방부에서 마무리된다.
또 다른 특성에 따르면, 리브들은 원추형 전방부로 마무리된다.
또 다른 유리한 특성에 따르면, 그루브들의 개방되지 않은 후방 단부는 똑바르고 횡방향이다.
또 다른 유리한 특성에 따르면, 그루브들은 나선 형태를 갖는다.
또 다른 유리한 특성에 따르면, 하나 이상의 그루브는 슬릿이다.
따라서, 그루브들의 후방 직선 에지는 재공급 모드에 있거나 ESP 시스템의 작동 모드에 있을 때 재공급 씰과 1차 피스톤 사이의 연동을 용이하게 한다.
본 발명은 또한 상기 정의한 유형의 탠덤 마스터 실린더에 관한 것으로서, 그 탠덤 마스터 실린더는 플라스틱 재질로 된 1차 피스톤을 포함하고 그 1차 피스톤의 전방부는 공급 챔버와 압력 챔버 사이에서 유체의 통로를 형성하거나, 1차 피스톤이 정지 위치에 있고 ESP 모드가 브레이크 시스템을 작동할 때 재공급 씰 하부에서 유체의 통과를 용이하게 하는 그루브들을 구비하고 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하 더욱 상세히 명시될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 1차 피스톤을 장착한 탠덤 마스터 실린더의 개략적 축방향 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 1차 피스톤의 축방향 반 단면도.
도 2a는 본 발명에 따른 1차 피스톤의 등축도.
도 3은 1차 피스톤 전방부의 변형예의 축방향 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 변형예의 부분 단면도.
도 5는 공지된 마스터 실린더의 부분 단면도.
도 5a는 브레이크 회로가 ESP 모드에서 작동할 때의 공지된 1차 피스톤의 작동을 도시하는 개략도.
도 6은 공지된 1차 피스톤의 축방향 단면도.
도 7, 도 7a, 도 7b, 도 7c, 및 도 7d는 본 발명에 따른 피스톤의 실시예의 등축도.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 탠덤 마스터 실린더(100)를 도시한다.
마스터 실린더는, 이하 그것의 1차 피스톤에 관련된 부분에 대해서만 명시될 것인데, 이는 2차 피스톤 및, 2개의 독립된 브레이크 회로의 제어를 가능하게 하는 모든 중복되는 요소들에 대한 마스터 실린더 내의 환경에 본 상세한 설명이 실질적으로 적용되기 때문이다.
마스터 실린더는 도시되지 않은 브레이크 부스터에 의해 제어되거나, 또는 브레이크 페달에 의해 피스톤 상에 실행되는 동작에 의해 직접적으로 제어되는 1차 피스톤(130)을 수용하는 축(xx)중심 보어(120)에 의해 관통되는 본체(110)로 구성된다. 1차 피스톤(130)의 이동 방향은, 도 1에 따르면 우측에서 좌측으로의 제동 작용에 해당하는 화살표(AF)로 표시되었다.
마스터 실린더의 상부에는 단순히 도시된 브레이크액 탱크(190) 출구의 종단부를 위한 2개의 입구(101, 201)가 구비되어 있다.
1차 피스톤(130)은, 구멍(141)에 의해 브레이크 회로(C1)에 연결되는 압력 챔버(140)의 경계를 보어(120) 내에서 한정한다. 그 압력 챔버(140)는 중공형 1차 피스톤(130)에 의해 마스터 실린더(100)의 본체(110) 내에서 주연 홈에 의해 구현된 공급 챔버(150)로부터 분리된다. 전방 측과 후방 측에서, 공급 챔버(150)는 보어(120) 내로 뚫고 들어간 주연 홈(151, 152)에 의해 가장자리가 둘러진다. 전방 홈(151)은 재공급용 주연 씰(153)을 수용하고, 후방 홈(152)은 격리용 씰이라고도 칭하는 밀폐용 주연 씰(180)을 수용한다.
재공급 씰(153)은 브레이크액이 부족한 경우 또는 급제동 작용의 경우에 압력 챔버(140)에 브레이크액을 공급할 수 있게 한다. 그 재공급 씰(153)의 개방 운동 및 폐쇄 운동은 문헌 FR 2 916 405에 개시되어 있다. 밀폐용 씰(180)은 공급 챔버(150)를 마스터 실린더(100)의 외부로부터 분리한다.
2개의 피스톤(130, 230)은, 스프링(173)에 의해 이격되어 유지되는 2개의 부분(171, 172)으로 형성되고, 2개의 단부에 의해 한 단부는 피스톤(130)의 바닥부(131)에 대향하고, 나머지 단부는 피스톤(230)의 바닥부(231)에 대향하여 부착된 텔레스코픽 로드(170)에 의해 연결된다.
상기한 마스터 실린더(100)의 1차 부분의 상세한 설명은, 2차 피스톤(230)을 포함하고 2개의 브레이크 회로(C1, C2)에 압력을 가하는 수단들이 중복되는 2차 부분에도 적용된다. 상기한 상세한 설명은 100을 더한 동일한 참조번호를 인용하는 2차 부분의 요소들에 동일한 조건으로 적용된다.
도 1 및 도 2에서, 본 발명에 따른 탠덤 매스터 실린더의 1차 피스톤(130)은 플라스틱 재질로써 단일체로 구현되고 스커트(132)로 구성되며, 그 스커트는 그것의 2개의 개방된 단부 사이에서 중간 위치에 있는 바닥부(131)를 구비한다. 그 바닥부(131)는 도시되지 않은 브레이크 부스터의 플런저를 수용하는 원뿔대 형태의 후면부(131a) 및, 텔레스코픽 로드(170) 및 1차 피스톤(130)과 2차 피스톤(230)을 연결하는 압축 스프링(173)을 수용하기 위한 중앙 돌기(135)를 갖는 전면부(131b)를 갖는다.
스커트(132)의 전방 측 외부 표면(2차 피스톤을 향하여 돌아간 측면)은 그루브들(137)의 경계를 한정하는 리브들(138)의 조립체를 포함하고, 그 그루브들의 전방(137a)은 개방되고 후방(137b)은 폐쇄되었다. 그 그루브(137)들은 스커트(132)를 감싸는 표면 내에서 나아간다. 그루브들(137)의 하부에서, 그리고 그루브들의 간극 내에서 스커트의 두께(132a)는 넓은 전방 표면(132S)을 형성하여, 1차 피스톤(130)과 2차 피스톤(230) 사이의 정상 연결이 약화된 경우에 1차 피스톤(130)이 2차 피스톤(230)을 직접적으로 밀어낼 수 있게 한다.
도 2a에 따른 1차 피스톤(130)의 등축도는, 1차 피스톤(130)의 스커트(132)의 전방에 있는 그루브들(137)의 배치를 도시한다. 그 실시예에서는, 그루브들은 피스톤(130) 축(xx)에 평행하고 그것의 길이는 피스톤(130)의 정지 위치에서의 길이와 같고, 후방 에지(137b)는 공급 챔버와 재공급 씰(153)의 홈(151) 사이에 있다.
그루브들(137)이 바람직하게는 1차 피스톤(130)의 축(xx)과 평행하지만, 그루브들(137)의 나선 형태도 또한 고려해볼 수 있다.
그루브들(137)의 폐쇄된 후방 단부(137b)는 똑바르며, 횡방향이고, 즉 횡단 평면으로, 특히 축(xx)과 수직인 평면으로 구성된다. 그로 인하여, 공지된 1차 피스톤(330)의 스커트에서, 개구들(333)의 위치에서 필요한 원뿔대 형태(도 5a)를 피할 수 있게 한다.
도 3은 피스톤(130A) 변형 실시예의 축방향 단면도로서, 그 피스톤(130A) 스커트의 전방부(132A)는 실린더 내에 내접하는 전방 단부(138-1A)를 갖고 원통형 부분(138-3A)에 다시 도달하기 위해 원추형 전이부(138-2A)에 의해 후방을 향하여 이어지는, 즉, 원뿔대형 외피와 원통형 외피 내에서 각각 내접하는 리브들(138A) 사이에서 경계가 한정되는 그루브들(137A)을 포함한다.
도 4는 스커트 단부(132B)의 다른 변형예(130B)의 부분 단면도로서, 그 스커트 단부(132B)의 리브들(138B)은 원추형 전방부(138-1B)에 의해 마무리되는 그루브들(137B)의 경계를 한정한다. 그루브들(137A, 137B)의 다른 부분들은 그루브(137)의 부분들과 동일하다.
1차 피스톤(130)을 플라스틱 재질로 성형하는 데는 특별한 어려움이 없다. 회전대칭인 원통 형태로 인하여, 바닥부(131)의 양쪽 모두에서, 압력 챔버의 경계를 한정하는 스커트의 전방 공동, 스커트의 후방 공동, 및 스커트(132)와 스커트의 그루브들(137)이 축(xx) 방향으로 용이하게 탈형되는 형태를 갖기 때문에, 이동형 부품 없는 단순한 성형틀 내에서 피스톤(130)을 제작할 수 있다.
축(xx)에 대해 평행하고 나선 형태인 그루브(137)들의 경우, 탈형 시에 사출 성형틀 또는 그 틀의 일부분에 대한 1차 피스톤의 회전 운동이 필요하다.
1차 피스톤은 바람직하게는 플라스틱 재질로써 단일체로 구현된다. 1차 피스톤(330)의 구현을 위하여 바람직한 플라스틱의 예는 열경화성 플라스틱 재질이다.
100: 본 발명에 따른 탠덤 마스터 실린더
101, 201: 마스터 실린더의 입구
110: 본체
120: 보어
130: 1차 피스톤
131: 1차 피스톤 바닥부
131a: 바닥부의 단부면
131b: 바닥부의 단부면
132: 스커트
132a: 그루브 하부 스커트의 두께부
132S: 그루부 전방 표면
135: 돌기
137: 그루브
137A: 그루브
137B: 그루브
138: 리브
138B: 리브
138-1B: 원통형 전방 단부
138-2B: 원추형 전이부
138-3B: 원통부
140, 240: 압력 챔버
141, 241: 구멍
150, 250: 공급 챔버
151, 152; 251, 252: 홈
153, 253: 재공급 씰
170: 텔레스코픽 로드
171, 172: 로드의 부분
173: 스프링
180, 280: 밀폐용 씰
190: 탱크
230: 2차 피스톤
231: 피스톤 바닥부
300: 공지된 탠덤 마스터 실린더
310: 본체
320: 보어
330: 1차 피스톤
331: 1차 피스톤의 바닥부
331a: 전면부
331b: 후면부
332: 스커트
333: 개구
334: 원뿔대형 표면
335: 돌기
340: 압력 챔버
350: 공급 챔버
351, 352: 홈
353: 재공급 씰
370: 텔레스코픽 로드
371, 372: 로드의 부분
373: 스프링
380: 격리용 씰
C1, C2: 브레이크 회로

Claims (9)

  1. 스커트의 단부들 사이에서 중간 위치에 있는 바닥부를 구비한 스커트로 구성된 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤이며,
    상기 바닥부의 한 면은 브레이크 부스터의 플런저를 지지하고 나머지 면은 텔레스코픽 로드 및 2차 피스톤 상에 작용하는 압축 스프링을 수용하고,
    - 상기 스커트는 상기 마스터 실린더의 본체 내에서 상기 1차 피스톤의 전방부에 의해 경계가 한정되는 압력 챔버에 공급 챔버를 연결하기 위하여 상기 공급 챔버와 연동하는 통로들을 구비한 전방 단부를 갖고,
    - ESP 모드에서 유체가 통과할 수 있도록 상기 마스터 실린더 본체의 홈 내에 수용된 재공급 씰과 연동하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤에 있어서,
    상기 1차 피스톤(130)은 플라스틱 재질로 구현된 스커트(132) 및 중간 위치에 있는 바닥부(131)로 구성되고, 상기 스커트의 전방 단부는, 상기 1차 피스톤(130)이 공급 위치에 있을 때 상기 공급 챔버(150)와 상기 압력 챔버(140) 사이의 통로를 보장하기 위하여, 그리고 상기 피스톤(130)이 정지 위치에 있고 브레이크 시스템이 ESP 모드에서 작동할 때 재공급 씰(153) 하부에서 유체의 통과를 허용하기 위하여, 후방이 폐쇄된 그루브들(137)의 경계를 한정하며 전방으로 나아가는 리브들(138)의 크라운을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  2. 제1항에 있어서, 상기 그루브들(137)의 비개방 후방 단부(137b)는 똑바르고 횡방향인 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  3. 제2항에 있어서, 상기 후방 단부(137b)는 평평하고, 특히 상기 1차 피스톤의 축(xx)에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리브들(138A)은 다시 원통형인 부분(138-3A)에 도달하도록 원추형 전이부(138-2A)를 거쳐서 이어지는 원통형 전방 단부(138-1A)에 의해 전방에서 마무리되는 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  5. 제1항에 있어서, 상기 리브들(138B)은 원추형 전방부(138-1B)에 의해 마무리되는 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  6. 제1항에 있어서, 상기 그루브들은 나선 형태인 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 그루브는 슬릿인 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  8. 제1항에 있어서, 상기 1차 피스톤은 플라스틱 재질로 된 단일체로 구현되는 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더의 1차 피스톤.
  9. 탠덤 마스터 실린더에 있어서, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따라 전방을 향해 개방된 종방향 그루브들(137, 137A, 137B)을 포함하는 전방 단부를 갖는 스커트(132)를 구비하며 플라스틱 재질로 된 1차 피스톤(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탠덤 마스터 실린더.
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