KR20150029058A - 마스터 실린더의 실링부재 - Google Patents

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Abstract

마스터 실린더의 실링부재가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 마스터 실린더의 실링부재는 실린더본체의 내면과 피스톤의 외면 사이에 설치되는 링 형상의 마스터 실린더의 실링부재에 있어서, 실링부재는 피스톤의 외면에 접하는 내측날개부와 실린더본체의 내면에 접하는 외측날개부와 내측날개부와 외측날개부를 연결하는 실링후벽부를 구비하며, 실링후벽부는 내측날개부와 외측날개부에 각각 마련되는 오일출입구를 연결하기 위한 오일유로를 포함하되, 이 오일유로는 오일출입구 사이의 유체 통과시간이 지연되도록 굴곡지게 마련된다.

Description

마스터 실린더의 실링부재{SEALING MEMBER FOR MASTER CYLINDER AND MASTER CYLINDER HAVING THE SAME}
본 발명은 마스터 실린더용 실링부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이물질 침투로 인한 제동압 미발생을 완화할 수 있는 마스터 실린더용 실링부재에 관한 것이다.
일반적으로, 마스터 실린더는 유압식 브레이크 시스템에서 유압을 발생시키는 장치이다.
마스터 실린더는 보어를 갖는 실린더본체와, 보어에 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤을 포함한다. 피스톤의 진퇴에 따라 제동에 필요한 압력이 생성되는 액압실이 마련될 수 있도록 실린더본체에는 실링부재가 설치되며, 액압실과 오일탱크와 휠브레이크 사이에 유체가 이동할 수 있도록 피스톤에는 연통공들이 형성되어 있다. 연통공들은 피스톤이 전진할 때 실링부재 앞쪽으로 이동함으로써 액압실의 유체가 가압되어 제동압이 발생되도록 하며, 반대로 피스톤이 후퇴할 때는 실링부재 후방으로 이동하여 액압실의 유체가 오일탱크 쪽으로 복귀하여 제동압이 해제되도록 한다.
실링부재는 링 형태로 마련되어 실린더본체의 수용홈에 설치되며, 컵형태의 단면구조를 가져 컵실(cupseal)이라고도 한다.
미국 등록특허 제730122호(2009.04.21.) 상기 발명은 컵실의 뒷면에 반경 방향으로 유로가 형성된 구성을 개시하고 있다. 이 유로는 브레이크 해제로 인해 액압실 내부에 진공이 형성될 때 오일탱크로부터 유체가 회수되도록 하는데, 유로가 없으면 브레이크 해제 완료 시 유체가 급속하게 액압실로 유입되면서 수격 이음(water hamming)이 발생할 수 있다. 또한, 이 유로에 이물질이 끼게 되면 브레이크 시 씰 기능이 부족해져 역방향으로 유체가 이동할 수 있기 때문에 리크(leak)로 인해 액압이 미발생하면서 페달 꺼짐 등의 안전 사고를 유발할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마스터 실린더의 실링부재는 이물질 침투에 의한 액압 미발생을 완화시키고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 실린더본체의 내면과 피스톤의 외면 사이에 설치되는 링 형상의 마스터 실린더의 실링부재에 있어서, 실링부재는 피스톤의 외면에 접하는 내측날개부와 실린더본체의 내면에 접하는 외측날개부와 내측날개부와 외측날개부를 연결하는 실링후벽부를 구비하며, 실링후벽부는 내측날개부와 외측날개부에 각각 마련되는 오일출입구를 연결하기 위한 오일유로를 구비하되, 이 오일유로는 오일출입구 사이의 유체 통과시간이 지연되도록 굴곡지게 마련되는 마스터 실린더의 실링부재를 제공할 수 있다.
상기 오일유로는 동심원 형태로 마련되는 다수의 동심유로와, 상기 동심유로를 반경방향으로 연결하는 다수의 반경유로를 포함하여 미로 형상으로 마련될 수 있다.
상기 오일유로는 나선 형태로 마련될 수 있다.
상기 오일유로를 통과하는 유체의 이동 시간은 제동 동작 시 액압실의 제동압 형성 시간보다 길게 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 실린더본체의 내면과 피스톤의 외면 사이에 설치되는 링 형상의 마스터 실린더의 실링부재에 있어서, 상기 실링부재는 피스톤의 외면에 접하는 내측날개부와, 실린더본체의 내면에 접하는 외측날개부와, 내측날개부와 외측날개부를 연결하는 실링후벽부를 구비하며, 상기 실링후벽부는 내측날개부와 외측날개부에 각각 마련되는 오일출입구를 연결하기 위한 오일유로를 구비하되, 이 오일유로는 상기 오일출입구 사이를 직접 연결하는 최단 직선거리보다 적어도 길도록 하는 우회유로를 포함하는 마스터 실린더의 실링부재가 제공될 수 있다.
상기 우회유로는 원주방향으로 마련되는 원주유로 또는 최단 직선거리에 대해 경사지는 경사유로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마스터 실린더의 실링부재는 후벽에 마련되는 오일유로를 미로나 방사 형태로 굴곡지게 마련함으로써 이물질이 침투하더라도 유체가 빠져나가는 시간이 지연되도록 할 수 있기 때문에 액압식의 제동압 미발생을 효과적으로 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링부재를 포함하는 마스터실린더를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 실링부재의 동작 상태를 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 실링부재에 대한 일부 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 실링부재에 대한 평면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 나아가 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링부재가 설치된 마스터실린더를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 마스터실린더는 내부에 보어(11)가 형성된 실린더본체(10)와, 실린더본체(10)의 보어(11) 내부에 각각 진퇴 가능하게 설치된 제1피스톤(13) 및 제2피스톤(14)을 구비한다.
보어(11)의 내면과 제1피스톤(13)의 외면 사이에는 제1 및 제2실링부재(15,16)가 각각 설치되고, 보어(11)의 내면과 제2피스톤(14)의 외면 사이에는 제3 및 제4실링부재(17,18)가 각각 설치된다.
각 실링부재(15,16,17,18)는 각 피스톤(13,14)이 진퇴하는 경우에도 움직이지 않도록 보어(11)의 내면에 형성된 수용홈(19)에 설치된다. 이러한 구성에 의해 보어(11)의 내부공간은 제1피스톤(13)과 제2피스톤(14) 사이의 제1액압실(21)과, 제2피스톤(14)과 보어(11)의 말단 내면 사이의 제2액압실(22)로 구획된다.
실린더본체(10)에는 제1 및 제2피스톤(13,14)에 의해 제1 및 제2액압실(21,22)이 가압될 때 제1 및 제2액압실(21,22)의 오일이 배출될 수 있도록 제1액압실(21) 쪽에 제1오일배출공(23)이 형성되고, 제2액압실(22) 쪽에 제2오일배출공(24)이 형성된다.
따라서, 제1피스톤(13)이 전진하면 제1피스톤(13)이 제1액압실(21)을 가압하고, 제1액압실(21)의 압력이 제2피스톤(14)을 가압하여 제2피스톤(14)이 제2액압실(22)을 가압할 수 있다. 제1 및 제2액압실(21,22)의 오일은 제1 및 제2오일배출공(23,24)으로 배출되어 바퀴 측의 휠 실린더(미도시) 등으로 공급된다.
제1액압실(21) 내에는 제동(브레이크) 동작 종료 후 제1피스톤(13)을 복원시키기 위한 제1복원스프링(25)이 설치되고, 제2액압실(22) 내에는 역시 제2피스톤(14)을 복원시키기 위한 제2복원스프링(26)이 설치된다. 그리고 제1 및 제2피스톤(13,14)에는 제1 및 제2복원스프링(25,26)이 각각의 내부로 진입할 수 있도록 전방에 스프링수용홈들(27,28)이 형성된다.
실린더본체(10)의 상부에는 오일탱크(1)와 연결되는 제1 및 제2오일유입포트(2,3)가 마련되고, 이들 오일유입포트(2,3)는 제1 및 제2오일유입구(4,5)를 통하여 제1 및 제2액압실(21,22)과 각각 연통된다.
제1오일유입구(4)는 제1실링부재(15)와 제2실링부재(16) 사이에 형성되고, 제2오일유입구(5)는 제3실링부재(17)와 제4실링부재(18) 사이에 형성된다. 그리고 제1 및 제2피스톤(13,14)에는 제1 및 제2오일유입구(4,5)를 통하여 유입되는 오일이 제1 및 제2액압실(21,22)로 유입될 수 있도록 내면과 외면이 연통하는 다수의 연통공(31,32)이 형성된다.
제2실링부재(16)와 제4실링부재(18)는 링 형태로 마련된다. 이들 실링부재는 양측이 동일한 형태이므로 이하에서는 제4실링부재(18)를 위주로 설명한다.
제4실링부재(18)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제2피스톤(14)의 외면에 접하는 내측날개부(18a)와, 수용홈(19) 내면에 접하는 외측날개부(18b)와, 두 날개부(18a,18b)을 연결하는 실링후벽부(18c)를 구비하는 컵 형태의 단면구조를 가진다.
내측날개부(18a)는 제2피스톤(14)의 외면과 접촉상태를 유지하여 제2피스톤(14)의 외면을 밀폐한다. 외측날개부(18b)는 보어의 수용홈(19) 내면과 접촉상태를 유지하여 수용홈 쪽을 밀폐한다. 도 2는 제동을 위해 제2피스톤(14)이 전진하여 제2액압실(22)을 가압함으로써 실링부재(18)가 제2액압실(22)을 밀폐하도록 변형된 상태를 도시한 것이며, 도 3은 제동 해제 시 제2피스톤(14)이 후퇴하면서 제2액압실(22)이 진공 상태가 되고 이로 인해 오일탱트(1)의 유체가 제2액압실(22)로 충진되도록 실링부재(18) 변형되어 수용홈(19)의 측벽(19a)과 천정벽(19b)에 유로가 형성된 상태를 도시한 것이다. 도 3에서 화살표는 오일의 흐름을 나타낸다.
실링후벽부(18c)는 수용홈(19)의 페달측 측벽(19a)과 접촉상태를 유지하는 한편, 오일이 통과하는 오일유로(40)를 구비한다. 오일유로(40)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 링 형상의 실링부재 후벽에 마련된다.
오일유로(40)를 형성하기 위해 실링후벽부(18c)는 동심원 형태로 돌출된 다수의 동심리브(41)을 구비하며, 동심리브(41)는 반경방향을 따라 마련되는 복수의 홈에 의해 원호 형상으로 절단되어 있다.
따라서, 내측날개부(18a)에 마련되는 제1오일출입구(42)와 외측날개부(18b)에 마련되는 제2오일출입구(43)를 연결하도록 동심리브(41) 사이에 형성되는 오일유로(40)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 후벽면 상에 지그재그로 굴곡된 형태를 갖는다.
이와 같이 굴곡된 형태의 오일유로(40)는 유체 이동 시간이 길기 때문에 이물질이 실링부재(18)와 수용홈(19) 사이에 침투하더라도, 제동 동작 시 제2액압실(22)로부터 제2오일통로(5)를 통해 오일탱크(1)로 유동하는 오일의 역류 시간을 최대한 지연시킬 수 있다.
예컨대, 제2피스톤(14) 전진 시 제2액압실(22)로부터 오일탱크(1)로 역류하여 빠져나가는 오일량을 시간 지연을 통해 최소화함으로써 액압실의 압력이 부족하여 페달이 꺼지는 현상 및 제동 성능 저하를 최소화할 수 있다. 이때, 역류로 인해 제2액압실(22)로부터 오일탱크(1)로 빠져나가는 오일량은 제2오일배출공(24)을 통해 제2액압실(22)을 빠져나가는 오일량 보다 적어야 하며, 또한 오일유로(40)를 통과하는 유체의 이동 시간은 제동 동작 시 제2액압실(22)의 제동압 형성 시간보다 길게 마련되어야 한다.
반대로 제동이 해제되면 제2피스톤(14)은 원상 복귀되며, 이때 발생되는 제2액압실(22)의 진공에 의해 오일탱크(1)의 유체는 오일유로(40)를 통해 제2액압실(22)로 원활히 유입된다.
여기서, 본 실시 예에서는 오일유로(40)를 다수의 동심리브 사이에 원주방향으로 형성되는 동심유로와 반경방향 홈에 의해 마련되는 반경유로를 연결하여 미로 형태를 갖는 것으로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 유체의 이동 시간을 늘리기 위해 후벽면 상에 외측으로부터 내측으로 나선 권취되는 형태로 마련될 수도 있다.
또한, 오일유로(40)는 내측날개부(18a)와 외측날개부(18b)에 각각 마련되는 제1,2오일출입구(41,42)를 서로 연결하되, 제1,2오일출입구 사이를 직접 연결하는 반경 방향의 최단 직선거리보다 적어도 길도록 하는 우회유로 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 도시하지는 않았지만 우회유로는 원주방향으로 마련되는 동심유로 또는 최단 직선거리에 대해 경사지는 경사유로 중 적어도 하나를 포함함으로써 제1,2오일출입구 사이를 통과하는 유체의 이동 시간을 효과적으로 연장시킬 수 있다.
1..오일탱크 10..실린더본체
11..보어 13,14..제1,2피스톤
16,18..실링부재 18a..내측날개부
18b..외측날개부 18c..실링후벽부
21,22..제1,2액압실 40..오일유로
41..제1오일출입구 42..제2오일출입구
43..동심리브

Claims (6)

  1. 실린더본체의 내면과 피스톤의 외면 사이에 설치되는 링 형상의 마스터 실린더의 실링부재에 있어서,
    상기 실링부재는 피스톤의 외면에 접하는 내측날개부와, 실린더본체의 내면에 접하는 외측날개부와, 내측날개부와 외측날개부를 연결하는 실링후벽부를 구비하며,
    상기 실링후벽부는 내측날개부와 외측날개부에 각각 마련되는 오일출입구를 연결하기 위한 오일유로를 구비하되, 이 오일유로는 오일출입구 사이의 유체 통과시간이 지연되도록 굴곡지게 마련되는 마스터 실린더의 실링부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오일유로는 동심원 형태로 마련되는 다수의 동심유로와, 상기 동심유로를 반경방향으로 연결하는 다수의 반경유로를 포함하여 미로 형상으로 마련되는 마스터 실린더의 실링부재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 오일유로는 나선 형태로 마련되는 마스터 실린더의 실링부재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 오일유로를 통과하는 유체의 이동 시간은 제동 동작 시 액압실의 제동압 형성 시간보다 길게 마련되는 마스터 실린더의 실링부재.
  5. 실린더본체의 내면과 피스톤의 외면 사이에 설치되는 링 형상의 마스터 실린더의 실링부재에 있어서,
    상기 실링부재는 피스톤의 외면에 접하는 내측날개부와, 실린더본체의 내면에 접하는 외측날개부와, 내측날개부와 외측날개부를 연결하는 실링후벽부를 구비하며,
    상기 실링후벽부는 내측날개부와 외측날개부에 각각 마련되는 오일출입구를 연결하기 위한 오일유로를 구비하되, 이 오일유로는 상기 오일출입구 사이를 직접 연결하는 최단 직선거리보다 적어도 길도록 하는 우회유로를 포함하는 마스터 실린더의 실링부재.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 우회유로는 원주방향으로 마련되는 원주유로 또는 최단 직선거리에 대해 경사지는 경사유로 중 적어도 하나를 포함하는 마스터 실린더의 실링부재.


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상기 발명은 컵실의 뒷면에 반경 방향으로 유로가 형성된 구성을 개시하고 있다. 이 유로는 브레이크 해제로 인해 액압실 내부에 진공이 형성될 때 오일탱크로부터 유체가 회수되도록 하는데, 유로가 없으면 브레이크 해제 완료 시 유체가 급속하게 액압실로 유입되면서 수격 이음(water hamming)이 발생할 수 있다. 또한, 이 유로에 이물질이 끼게 되면 브레이크 시 씰 기능이 부족해져 역방향으로 유체가 이동할 수 있기 때문에 리크(leak)로 인해 액압이 미발생하면서 페달 꺼짐 등의 안전 사고를 유발할 수 있다.

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