KR20170070320A - 부스터 배력 보조 마스터실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점에도 가변챔버와 이에 적용된 피스톤 구조를 이용하여 추가 배력을 확보함으로써 차량의 고감속 구간에 제동성능을 향상시키는 부스터 배력 보조 마스터실린더에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명에 대하여 설명하면, 본 발명은 내부에 가변챔버와 상기 가변챔버에 연결된 유체공급포트가 형성된 실린더바디 및 상기 실린더바디에 부스터로부터 전달받은 힘을 통해 습동 가능하도록 장착된 피스톤을 포함하며, 상기 가변챔버는 피스톤의 전방에 위치하는 1차 챔버 및 피스톤이 1차 챔버 방향으로 전진 시 상기 피스톤의 후방에 생성되는 2차 챔버로 구성되고, 상기 1차 챔버와 2차 챔버는 유로로 연결되며, 상기 유로는 피스톤이 소정의 지점에 도달하기 전까지는 폐쇄되어 있다가 피스톤이 소정의 지점에 도달하면 개방되어 상기 1차 챔버로부터 상기 2차 챔버로 유체를 전달하는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더를 제공한다.

Description

부스터 배력 보조 마스터실린더{BOOSTER SUPPORTING MASTER CYLINDER}

본 발명은 마스터실린더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점에도 가변챔버와 이에 적용된 피스톤 구조를 이용하여 추가 배력을 확보함으로써 차량의 고감속 구간에 제동성능을 향상시키는 부스터 배력 보조 마스터실린더에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행 중 감속 또는 정지와 주차 상태를 유지하기 위한 제동장치가 장착된다.

이러한 제동장치에는 사용자의 조작입력을 전달하는 브레이크 페달과, 상기 브레이크 페달의 답력을 배가시켜 충분한 제동력이 발생되도록 하는 부스터와, 상기 부스터와 연결되어 제동 유압을 발생시키는 마스터실린더와, 상기 마스터실린더의 작동 오일이 보관 및 보충되도록 하는 오일 저장탱크가 포함된다.

위와 같은 제동장치의 구성 중 특히 마스터실린더는 제동 시 부스터의 부압이 소진되면 니포인트(Knee Point)에 도달하여 그 이후에는 부압에 의한 배력 효과를 보지 못하고 브레이크 페달 하중과 1:1의 비율로 액압을 전달하게 되어 제동 효율이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 부스터의 부압이 소진된 시점인 니포인트 도달 후에도 브레이크 액압에 추가적인 배력을 가해줄 수 있는 개선된 마스터실린더 구조가 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 부스터의 부압이 소진되어 니포인트에 도달한 후에도 브레이크 액압에 추가적인 배력을 가해 제동성능을 향상시키는 부스터 배력 보조 마스터실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 내부에 가변챔버와 상기 가변챔버에 연결된 유체공급포트가 형성된 실린더바디 및 상기 실린더바디에 부스터로부터 전달받은 힘을 통해 습동 가능하도록 장착된 피스톤을 포함하며, 상기 가변챔버는 피스톤의 전방에 위치하는 1차 챔버 및 피스톤이 1차 챔버 방향으로 전진 시 상기 피스톤의 후방에 생성되는 2차 챔버로 구성되고, 상기 1차 챔버와 2차 챔버는 유로로 연결되며, 상기 유로는 피스톤이 소정의 지점에 도달하기 전까지는 폐쇄되어 있다가 피스톤이 소정의 지점에 도달하면 개방되어 상기 1차 챔버로부터 상기 2차 챔버로 유체를 전달하는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더를 제공한다.

본 발명에서 상기 피스톤은 제1피스톤(또는 입력피스톤)을 통해 힘을 전달받아 이동할 수 있는 제2피스톤(또는 유동피스톤)인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 소정의 지점은 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점(Knee Point)의 피스톤 위치와 동일한 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점은 부스터 밸브바디와 키(Key)가 접촉하는 구간과 일치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 유체공급포트는 상기 1차 챔버 및 2차 챔버 각각에 연결된다.

본 발명에서 상기 2차 챔버에 연결된 유체공급포트에는 2차 챔버에 유체로 인한 고압이 형성될 시 상기 유체공급포트를 막는 씰이 장착된다.

본 발명은 상기 피스톤에 연결되어 복원력을 가하는 탄성체를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 가변챔버와 이에 적용된 피스톤 구조를 이용하여 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점에도 추가 배력을 확보함으로써 니포인트에 도달한 후에도 브레이크 액압에 추가적인 배력을 가해 제동성능을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 초기 릴리스 상태를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 부스터 부압에 의한 배력 구간을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 부스터 부압에 의한 배력 종료 구간을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 부스터 부압에 의한 배력 종료 후 가변챔버의 보조 배력 구간을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 니포인트 도달 시점 판단을 위한 부스터 밸브바디 및 키 구성을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력선도를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.

부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점에도 추가 배력을 확보함으로써 차량의 고감속 구간에 제동성능을 향상시키기 위한 본 발명은, 내부에 가변챔버(30)와 상기 가변챔버에 연결된 유체공급포트(11)가 형성된 실린더바디(10) 및 상기 실린더바디에 부스터로부터 전달받은 힘을 통해 습동 가능하도록 장착된 피스톤(20)을 포함하여 구성되며, 상기 가변챔버는 피스톤의 전방에 위치하는 1차 챔버(31) 및 피스톤이 1차 챔버 방향으로 전진 시 상기 피스톤의 후방에 생성되는 2차 챔버(32)로 구성되고, 상기 1차 챔버와 2차 챔버는 유로(33)로 연결되며, 상기 유로는 피스톤이 소정의 지점에 도달하기 전까지는 폐쇄되어 있다가 피스톤이 소정의 지점에 도달하면 개방되어 상기 1차 챔버로부터 상기 2차 챔버로 유체를 전달하는 특징을 가진다.

이에 대한 설명을 돕기 위해, 도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 초기 릴리스 상태를 나타낸 예시도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 부스터 부압에 의한 배력 구간을 나타낸 예시도가 도시되며, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 부스터 부압에 의한 배력 종료 구간을 나타낸 예시도가 도시되고, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력 보조 마스터실린더의 부스터 부압에 의한 배력 종료 후 가변챔버의 보조 배력 구간을 나타낸 예시도가 도시된다.

본 발명에 대한 설명에 앞서, 본 발명의 상기 피스톤(20)은 입력피스톤(또는 제1피스톤)과 이에 연결된 유동피스톤(또는 제2피스톤)으로 구성된 일반적인 마스터실린더 타입에서 상기 유동피스톤(또는 제2피스톤) 구조를 대체할 수 있는 구조에 해당한다.

먼저 도 1을 살펴보면, 이는 사용자가 브레이크 페달에 아무런 힘을 가하지 않은 때 마스터실린더의 초기 릴리스 상태를 나타낸다. 이 경우에는 가변챔버(30) 중 2차 챔버(32)가 생성되기 전이므로 상기 가변챔버는 오직 1차 챔버(31)로만 구성된다.

그리고 상기 1차 챔버(31)와 2차 챔버(32)를 연결하는 유로(33)는 2차 챔버로 유체를 전달할 수 없는 상황이므로 특별한 기능을 수행하지 않는다.

그리고 도 2는 사용자가 브레이크 페달에 답력을 가하는 상태를 나타낸다. 이 때에는 부스터 부압에 의해 피스톤(20)이 1차 챔버(31) 방향으로 전진함에 따라 상기 피스톤의 후방에 2차 챔버(32)가 생성되며, 피스톤이 1차 챔버에 연결된 유체공급포트(컷 오프 홀)(11)를 지나쳐 상기 유체공급포트를 통한 유체 이동을 막음에 따라 마스터실린더의 전진 액압이 생성된다.

이후 도 3은 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점 즉, 니포인트의 마스터실린더를 나타내며, 이 때 1차 챔버(31)와 2차 챔버(32)를 연결하는 유로(33)가 개방되어 더 높은 압력을 가지는 1차 챔버 내 유체를 2차 챔버로 전달하기 시작한다.

도 5에 도시된 부스터의 구성을 참조하면, 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점은 부스터 밸브바디(40)와 키(50)가 접촉하는 시점에 해당하며, 개방된 유로(33)를 통해 2차 챔버(32)에도 유체가 전달됨에 따라 상기 2차 챔버에 고압이 형성되면서 2차 챔버와 연결된 유체공급포트(11)에 배치된 씰(12)이 반대로 접히고 따라서 유체공급포트를 통한 유체 이동을 막게 된다.

마지막으로 도 4는 부스터 부압에 의한 배력 종료 후(니포인트 이후) 가변챔버(30)에 형성된 고압에 의한 보조 배력 구간을 나타낸다. 이 때가 바로 부스터의 부압 배력 효과를 보지 못하던 종래의 문제점을 개선시킨 부분에 해당하며, 이를 통해 고감속 구간에 제동 성능을 향상시키게 된다.

위와 같은 구성의 결과로, 도 6에 본 발명의 일실시예에 따른 부스터 배력선도를 나타낸 예시도가 도시된다.

그래프를 보면 쉽게 알 수 있듯이, 니포인트 이후 종래에는 2번 선도와 같이 부족한 배력으로 사용자에게 페달 하중 부담이 지워졌으나, 본 발명의 구조에 따라 보조적인 추가 배력을 제공함으로써 3번 선도와 같이 입력하는 힘에 비해 높은 출력 힘을 발휘하게 된다.

결과적으로 본 발명은 본 발명은 마스터실린더에 가변챔버(30)와 이에 대응하는 피스톤(20) 구조를 적용하여 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점에도 추가 배력을 확보함으로써 니포인트에 도달한 후에도 브레이크 액압에 추가적인 배력을 가해 사용자의 적은 힘으로도 제동성능을 향상시키는 장점이 있다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 실린더바디
11: 유체공급포트
12: 씰
20: 피스톤
30: 가변챔버
31: 1차 챔버
32: 2차 챔버
33: 유로
40: 밸브바디
50: 키

Claims (7)

1. 내부에 가변챔버와 상기 가변챔버에 연결된 유체공급포트가 형성된 실린더바디; 및
   상기 실린더바디에 부스터로부터 전달받은 힘을 통해 습동 가능하도록 장착된 피스톤; 을 포함하며,
   상기 가변챔버는 피스톤의 전방에 위치하는 1차 챔버 및 피스톤이 1차 챔버 방향으로 전진 시 상기 피스톤의 후방에 생성되는 2차 챔버로 구성되고,
   상기 1차 챔버와 2차 챔버는 유로로 연결되며,
   상기 유로는 피스톤이 소정의 지점에 도달하기 전까지는 폐쇄되어 있다가 피스톤이 소정의 지점에 도달하면 개방되어 상기 1차 챔버로부터 상기 2차 챔버로 유체를 전달하는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤은 제1피스톤(또는 입력피스톤)을 통해 힘을 전달받아 이동할 수 있는 제2피스톤(또는 유동피스톤)인 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 소정의 지점은 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점(Knee Point)의 피스톤 위치와 동일한 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 부스터 부압에 의한 배력이 종료되는 시점은 부스터 밸브바디와 키(Key)가 접촉하는 구간과 일치하는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유체공급포트는 상기 1차 챔버 및 2차 챔버 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 2차 챔버에 연결된 유체공급포트에는 2차 챔버에 유체로 인한 고압이 형성될 시 상기 유체공급포트를 막는 씰이 장착되는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤에 연결되어 복원력을 가하는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부스터 배력 보조 마스터실린더.

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