WO2009093850A2 - 차량용 마스터 실린더 - Google Patents

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WO2009093850A2
WO2009093850A2 PCT/KR2009/000340 KR2009000340W WO2009093850A2 WO 2009093850 A2 WO2009093850 A2 WO 2009093850A2 KR 2009000340 W KR2009000340 W KR 2009000340W WO 2009093850 A2 WO2009093850 A2 WO 2009093850A2
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oil
master cylinder
hydraulic chamber
seal
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Young Taek Kim
Sang Bo Kim
Jong Dae Weon
Tae Jun Ha
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Korea Delphi Automotive Systems Corporation
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/232—Recuperation valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/236—Piston sealing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle master cylinder, and more particularly to a vehicle master cylinder for generating oil pressure in a hydraulic braking device of a vehicle.
  • the master cylinder applied to the vehicle is a device for generating the hydraulic pressure required by pressing the brake pedal.
  • the hydraulic brake system of a vehicle presses oil supplied from a reservoir in a master cylinder, and transfers the hydraulic pressure generated at this time to each wheel through a brake oil pressure line. do.
  • the delivered hydraulic pressure causes a brake shoe or disc in each wheel to come into close contact with an inner surface of a brake drum, thereby generating a braking force by friction.
  • 1 and 2 are diagrams schematically showing a path through which oil enters a conventional master cylinder for a vehicle.
  • the master cylinder 10 includes a housing 11 in which a hydraulic chamber 12 is formed, a piston 13 reciprocating in the hydraulic chamber 12, and An inlet port 15 for supplying oil to the hydraulic chamber 12 and a seal 16 for allowing or blocking the oil supply to the hydraulic chamber 12.
  • a bypass hole 14 is formed in the piston 13 to provide a supply path of oil from the inlet port 15 to the hydraulic chamber 12.
  • the bypass hole 14 passes one end of the seal 16 (that is, when the seal is located between the bypass hole and the inlet port).
  • One end of the seal 16 and the outer circumferential surface of the piston 13 are in contact with each other.
  • the contact between the piston 13 and the seal 16 blocks the oil supply path so that the oil from the inlet port 15 can be supplied to the hydraulic chamber 12 through the bypass hole 14. none.
  • the master cylinder for a vehicle according to the related art having the above structure should be provided with the plurality of bypass holes 14 described above, the cost of processing them is further increased, and due to the processing of the bypass holes 14. There is a problem that the length of the master cylinder is increased as a whole.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and reduces the machining cost of the master cylinder, prevents damage of the seal due to backflow after the TCS or ESC operation, and improves the oil flow of the brake. To provide that purpose.
  • the vehicle master cylinder includes a housing in which a hydraulic chamber is formed to accommodate oil therein, the piston is inserted into the hydraulic chamber, adjusts the pressure of the hydraulic chamber by a reciprocating motion, and a piston having a stepped portion at the distal end thereof.
  • a plurality of inlet ports installed in the housing to supply the oil to the hydraulic chamber and fixed to grooves formed at an inner surface of the housing spaced apart from the inlet port by a predetermined distance, and the oil paths in contact with the piston It includes a seal for opening and closing, characterized in that the oil is moved into the hydraulic chamber along the stepped outer peripheral surface of the piston through the space formed between the piston and the seal.
  • the thread has a branched form into three branches, an upper lip, a center lip and a lower lip, the center lip and the upper lip of the thread are fixed to the groove, and the lower lip protrudes into the fluid chamber.
  • the outer peripheral surface of the distal end of the piston may be formed to be concave stepped.
  • the tip end edge of the piston may be tapered, and the tapered portion is in surface contact with the middle portion of the lower branch.
  • the tip end outer peripheral surface edge of the piston may be rounded.
  • a hole penetrating an outer circumferential surface and an inner circumferential surface may be formed in a stepped portion of the tip of the piston.
  • a groove may be formed at the end of the front end portion of the piston from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface direction.
  • An end of the inflow port may be tapered in the groove direction in which the seal is fixed on the inner peripheral surface.
  • the vehicle master cylinder of the present invention by forming the front end of the piston stepped, it is possible to provide a space between the outer peripheral surface of the piston and the seal in the oil movement path to reduce the processing cost.
  • FIG. 1 and 2 are schematic views showing a path through which oil is introduced into a conventional vehicle master cylinder
  • FIG. 3 is a view showing a vehicle master cylinder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing that the end of the piston according to the invention is formed in a flat plate shape
  • Figure 5 shows that the end of the piston according to the invention is formed rounded
  • FIG. 6 is a view showing that a hole penetrating the piston according to the present invention.
  • FIG. 8 to 14 are enlarged views of a portion A showing a state in which the piston of FIG. 3 reciprocates.
  • the vehicle master cylinder 100 includes a housing 110, a piston 120, an inflow port 130 through which oil of an oil tank is introduced, and a seal 140 formed spaced apart from the inflow port by a predetermined interval. Include.
  • a hydraulic chamber 111 for accommodating oil is formed in the housing 110, and the piston 120 is accommodated in the hydraulic chamber 111 of the housing 110, and within the hydraulic chamber 111. At the pressure in the hydraulic chamber 111 can be adjusted through a linear reciprocating motion.
  • the piston 120 may include a first piston 120a and a second piston 120b operating together with the first piston 120a.
  • the first piston (120a) is reciprocated in the hydraulic chamber 111 by the pressure of the push road (121), the step is formed in the outer peripheral surface of the distal concave step so that the gap with the hydraulic chamber inner peripheral surface toward the end It will happen. Due to the step, the oil flows toward the piston tip to move into the hydraulic chamber 111.
  • the second piston 120b may be connected to the first piston 120a by a rod 122 and a cap 123 installed at the tip of the first piston 120a, and may include a first coil spring. 124) is elastically installed, and a step is formed concavely at a predetermined angle on the outer peripheral surface of the tip portion.
  • End edges of the stepped portions of the first piston 120a and the second piston 120b are tapered at a predetermined angle.
  • a second coil spring 125 is installed between the housing 110 and the second piston 120b to restore the second piston 120b to an initial state.
  • the inflow port 130 is connected to the hydraulic chamber 111 and supplies oil to the hydraulic chamber 111 from an oil tank (not shown) installed in the housing 110.
  • the end 150 of the inlet port 130 is tapered in the groove direction in which the seal 140 is fixed on the inner circumferential surface to induce oil flowing out through the inlet port to the piston end.
  • the seal 140 is a member having elasticity such as rubber, and is fixed to a groove 112 formed in the housing 110, and moves oil flowing from the inlet port 130 to the hydraulic chamber 111. The path is opened and closed in accordance with the operation of the piston.
  • the thread 140 has a branched shape into three branches of an upper lip 140a, a center lip 140b, and a lower lip 140c. Root side, that is, the part where three branches are connected, is fixed to the side of the groove 112. In this case, the upper lip 140a of the seal 140 is fixed to the bottom of the groove 112, and the center lip 140a is fixed to the other side. In addition, the lower lip 140c of the seal 140 protrudes into the hydraulic chamber 111.
  • the lower lip 140c of the seal 140 contacts the outer circumferential surface of the piston 120 during the linear reciprocation of the piston 120.
  • the oil moves into the hydraulic chamber, and when the lower lip 140c contacts the oil, the oil cannot move into the hydraulic chamber. .
  • FIG. 3 is a view showing a vehicle master cylinder according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle master cylinder 100 includes a housing 110, a piston 120, an inflow port 130 through which oil of an oil tank flows, and a seal 140 formed to be spaced apart from the inflow port by a predetermined interval. ).
  • the hydraulic chamber 111 that can accommodate oil is formed in the housing 110.
  • the piston 120 may be accommodated in the hydraulic chamber 111 of the housing 110 to adjust the pressure of the hydraulic chamber 111 through a linear reciprocating motion in the hydraulic chamber 111.
  • the piston 120 may include a first piston 120a and a second piston 120b operating together with the first piston 120a.
  • the first piston (120a) is reciprocated in the hydraulic chamber 111 by the pressure of the push road (121), the step is formed in the outer peripheral surface of the distal concave step so that the gap with the hydraulic chamber inner peripheral surface toward the end It will happen. Due to the step, the oil flows toward the piston tip to move into the hydraulic chamber 111.
  • the end edge of the concave stepped portion may be tapered at an angle.
  • the second piston 120b may be connected to the first piston 120a by a rod 122 and a cap 123 installed at the tip of the first piston 120a, and may include a first coil spring. 124) is elastically installed, and a step is formed concavely at a predetermined angle on the outer peripheral surface of the tip portion.
  • the leading edge of the concave stepped portion may be tapered at a predetermined angle.
  • a second coil spring 125 is installed between the housing 110 and the second piston 120b to restore the second piston 120b to an initial state.
  • the inflow port 130 is connected to the hydraulic chamber 111 and supplies oil to the hydraulic chamber 111 from an oil tank (not shown) installed in the housing 110.
  • the end 150 of the inlet port 130 may be tapered in the groove direction in which the seal 140 is fixed at an inner circumferential surface thereof to induce oil flowing out through the inlet port to the piston end.
  • the seal 140 is a member having elasticity such as rubber, and is fixed to a groove 112 formed in the housing 110, and moves oil flowing from the inlet port 130 to the hydraulic chamber 111. The path is opened and closed in accordance with the operation of the piston.
  • the thread 140 has a branched shape into three branches of an upper lip 140a, a center lip 140b, and a lower lip 140c. Root side, that is, the part where three branches are connected, is fixed to the side of the groove 112. In this case, the upper lip 140a of the seal 140 is fixed to the bottom of the groove 112, and the center lip 140a is fixed to the other side. In addition, the lower lip 140c of the seal 140 protrudes into the hydraulic chamber 111.
  • the lower lip 140c of the seal 140 contacts the outer circumferential surface of the piston 120 during the linear reciprocation of the piston 120.
  • the oil moves into the hydraulic chamber, and when the lower lip 140c contacts the oil, the oil cannot move into the hydraulic chamber. .
  • FIGS. 4 to 8 are views showing various shapes of the piston end of the vehicle master cylinder according to the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a state in which the end of the piston in the form of a general flat plate. Even in this case, the piston tip has a stepped shape, so that oil introduced by the inflow port 130 is guided to the piston end.
  • FIG. 5 is a view illustrating a case where a piston end corner is rounded so that oil moves more smoothly into the hydraulic chamber.
  • a hole 151 penetrating the outer circumferential surface and the inner circumferential surface is formed in the stepped portion of the piston for precise adjustment of the dead stroke, as shown in FIGS. Can be.
  • the edge of the end of the piston tip may be formed to be tapered at a predetermined angle.
  • the inflow of oil can be more completely blocked by the surface contact.
  • FIG. 8 to 14 are enlarged views of a portion A showing a state in which the piston of FIG. 3 reciprocates.
  • the tip portion of the piston 120 in which the step is formed and the seal 140 are spaced apart so that oil coming out of the inlet port 130 may be discharged from the hydraulic chamber ( 111 provides a travel path that can be supplied.
  • oil is supplied into the hydraulic chamber 111 from the inlet port 130 along the stepped outer circumferential surface of the piston through a space formed between the piston 120 and the chamber 140.
  • the tapered portion of the piston 120 and the middle portion of the lower lip 140c may be in surface contact.
  • the hydraulic pressure may be generated in the hydraulic chamber 111.
  • the hydraulic chamber 111 is formed.
  • the pressure of the can be increased to reduce the speed of the vehicle by the operation of the braking device.
  • the vehicle master cylinder of the above configuration by providing a step between the end of the piston instead of the bypass hole formed in the piston for supplying the oil to the hydraulic chamber by providing a space between the step and the seal as an oil movement path.
  • the processing rate can be reduced.
  • the vehicle master cylinder according to the present invention can reduce the manufacturing cost, and can be widely used in the automobile industry because braking is possible using the natural flow of brake oil.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Of Braking Force In Braking Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 차량의 유압 제동 장치에서 유압을 발생시키기 위한 차량용 마스터 실린더에 관한 것으로, 본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더는 내부에 오일을 수용할 수 있도록 액압실이 형성된 하우징, 상기 액압실 내에 삽입되고, 왕복 운동에 의하여 상기 액압실의 압력을 조절하며, 선단부에 단차가 형성된 피스톤, 상기 하우징에 설치되어 상기 액압실에 상기 오일을 공급하는 복수의 유입 포트 및 상기 유입 포트와 소정 간격 이격되어 상기 하우징의 내면에 형성된 그루브에 고정되며, 상기 피스톤과의 접촉 여부에 따라 상기 오일의 이동 경로를 개폐하는 실을 포함하고, 상기 피스톤과 상기 실 사이에 형성된 공간을 통하여 상기 피스톤의 단차진 외주면을 따라 상기 액압실 내부로 오일이 이동하여, 피스톤의 외주면과 실 사이의 공간을 오일 이동 경로로 제공하여 그 가공 비용을 줄일 수 있으며, TCS 또는 ESC 작동 후 제동 해제 시 역류하는 액압에 의한 실의 손상을 방지할 수 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 21.04.2009]　차량용 마스터 실린더
본 발명은 차량용 마스터 실린더에 관한 것으로서, 특히 차량의 유압 제동 장치에서 유압을 발생시키기 위한 차량용 마스터 실린더에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 적용되는 마스터 실린더는 브레이크 페달을 밟음으로써 소요되는 유압을 발생시키는 장치이다.
자동차의 유압 제동 장치는 리저버(reserver)에서 공급되는 오일(oil)을 마스터 실린더(master cylinder)에서 가압하여 이때 발생하는 액압을 브레이크 유압 라인(brake oil pressure line)을 통해 각 휠(wheel)로 전달한다.
상기 전달된 액압은 각 휠 내부의 브레이크슈(brake shoe) 또는 디스크(disc)를 브레이크 드럼(brake drum)의 내면에 밀착하게 함으로써 마찰력에 의한 제동력을 발생시킨다.
도 1 및 도 2는 종래 차량용 마스터 실린더 내로 오일이 유입되는 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 마스터 실린더(10)는 내부에 액압실(12)이 형성된 하우징(housing;11)과, 상기 액압실(12) 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤(piston;13)과, 상기 액압실(12)로 오일을 공급하는 유입 포트(15) 및 상기 액압실(12)로의 오일 공급을 허용 또는 차단하는 실(seal;16)을 포함한다.
상기 피스톤(13)에는 바이패스 홀(bypass hole;14)이 형성되어, 상기 유입 포트(15)로부터 상기 액압실(12)로 오일의 공급 경로를 제공한다.
상기 피스톤(13)이 초기 상태로 정지해 있거나, 직선 운동을 하되 피스톤(13)에 형성된 바이패스 홀(14)이 실(16)의 일측단부 이내에 위치해 있는 경우(즉 바이패스 홀이 유입 포트 측에 위치한 경우), 상기 오일은 상기 바이패스 홀(14)을 통해 액압실(12)로 공급된다.
도 2를 참조하면, 상기 피스톤(13)이 직선 운동을 함으로써 상기 바이패스 홀(14)이 상기 실(16)의 일측단부를 지나친 경우(즉 바이패스 홀과 유입 포트 사이에 실이 위치한 경우), 상기 실(16)의 일측단부와 상기 피스톤(13)의 외주면이 접촉한다.
상기 피스톤(13)과 상기 실(16)의 접촉은 상기 오일의 공급 경로를 차단하여 상기 유입 포트(15)에서 나온 오일은 상기 바이패스 홀(14)을 통해 액압실(12)로 공급될 수 없다.
상기와 같은 구조의 종래 기술에 따른 차량용 마스터 실린더는 상기한 다수의 바이패스 홀(14)을 구비해야 하므로, 이를 가공하는 비용이 추가로 소요되며 또한, 상기 바이패스 홀(14)의 가공으로 인하여 전체적으로 마스터 실린더의 길이가 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마스터 실린더의 가공비용을 절감하고, TCS 또는 ESC 작동 후 역류에 의한 실의 손상을 방지하고, 브레이크의 오일 흐름을 향상시키는 개선된 차량용 마스터 실린더를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더는 내부에 오일을 수용할 수 있도록 액압실이 형성된 하우징, 상기 액압실 내에 삽입되고, 왕복 운동에 의하여 상기 액압실의 압력을 조절하며, 선단부에 단차가 형성된 피스톤, 상기 하우징에 설치되어 상기 액압실에 상기 오일을 공급하는 복수의 유입 포트 및 상기 유입 포트와 소정 간격 이격되어 상기 하우징의 내면에 형성된 그루브에 고정되며, 상기 피스톤과의 접촉 여부에 따라 상기 오일의 이동 경로를 개폐하는 실을 포함하고, 상기 피스톤과 상기 실 사이에 형성된 공간을 통하여 상기 피스톤의 단차진 외주면을 따라 상기 액압실 내부로 오일이 이동하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 실은 상부립, 센터립 및 하부립의 3개의 가지로 분기된 형태를 가지며, 상기 실의 센터립 및 상부립은 상기 홈에 고정되고 상기 하부립은 유액실 내부로 돌출된다.
또한, 상기 피스톤의 선단부가 상기 하부립의 중간 부분에 접촉하면 상기 오일의 이동 경로가 폐쇄된다.
이 경우, 상기 피스톤의 선단부 외주면은 오목하게 단차지게 형성될 수 있다.
상기 피스톤의 선단부 끝단 모서리는 테이퍼지게 형성될 수 있으며, 상기 테이퍼진 부분은 상기 하부 가지의 중간 부분과 면접촉한다.
상기 피스톤의 선단부 끝단 외주면 모서리는 라운드지게 형성될 수 있다.
상기 차량용 마스터 실린더는 상기 피스톤의 선단부의 단차진 부분에 외주면과 내주면을 관통하는 홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 피스톤의 선단부의 끝단에는 외주면에서 내주면 방향으로 그루브가 형성될 수 있다.
상기 유입 포트의 끝단은 내주면에서 상기 실이 고정되는 그루브 방향으로 테이퍼지게 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 차량용 마스터 실린더에 의하면, 피스톤의 선단부를 단차지게 형성함으로써, 피스톤의 외주면과 실 사이의 공간을 오일 이동 경로로 제공하여 그 가공 비용을 줄일 수 있다.
또한, 피스톤의 선단부가 실의 중간 부분에 최초로 접촉하게 함으로써, TCS 또는 ESC 작동 후 제동 해제 시 역류하는 액압에 의한 실의 손상을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 차량용 마스터 실린더 내로 오일이 유입되는 경로를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 끝단이 평판형상으로 형성된 것을 나타내는 도,
도 5는 본 발명에 따른 피스톤의 끝단이 라운드지게 형성된 것을 나타내는 도,
도 6는 본 발명에 따른 피스톤을 관통하는 홀이 형성된 것을 나타내는 도,
도 7은 본 발명에 따른 피스톤에 형성된 그루브를 나타내는 도,
도 8 내지 도 14는 도 3의 피스톤이 왕복 운동하는 모습을 나타낸 A부분의 확대도이다.
본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더(100)는 하우징(110)과, 피스톤(120)과, 오일탱크의 오일이 유입되는 유입 포트(130) 및 상기 유입 포트와 소정 간격 이격되어 형성된 실(140)을 포함한다.
상기 하우징(110) 내부에는 오일을 수용할 수 있는 액압실(111)이 형성되며, 상기 피스톤(120)은 상기 하우징(110)의 액압실(111) 내에 수용되어, 상기 액압실(111) 내에서 직선 왕복 운동을 통해 액압실(111)의 압력을 조절할 수 있다.
상기 피스톤(120)은 제1 피스톤(120a) 및 상기 제1 피스톤(120a)과 함께 동작하는 제2 피스톤(120b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 피스톤(120a)은 푸쉬 로드(push road;121)의 가압에 의하여 액압실(111) 내에서 왕복 운동하며, 선단부 외주면에는 오목하게 단차가 형성되어 끝단으로 갈수록 액압실 내주면과의 간격이 벌어지게 된다. 상기 단차에 의해 오일이 피스톤 선단부쪽으로 흐르게 되어 액압실(111) 내부로 이동하게 된다.
상기 제2 피스톤(120b)은 상기 제1 피스톤(120a)의 선단에 설치된 로드(122)와 캡(cap;123)에 의하여 제1 피스톤(120a)과 연결될 수 있고, 제1 코일 스프링(coil spring;124)에 의해 탄력 설치되어 있으며, 선단부 외주면에는 소정 각도로 오목하게 단차가 형성된다.
상기 제 1 피스톤(120a) 및 제2 피스톤(120b)에서 단차진 부분의 끝단 모서리는 소정 각도로 테이퍼진다.
상기 하우징(110)과 제2 피스톤(120b) 사이에는 제2 피스톤(120b)을 초기 상태로 복원시키기 위한 제2 코일 스프링(125)이 설치된다.
상기 유입 포트(130)는 액압실(111)에 연결되며, 상기 하우징(110)에 설치된 오일 탱크(미도시)로부터 상기 액압실(111)로 오일을 공급한다.
상기 유입 포트(130)의 끝단(150)은 내주면에서 상기 실(140)이 고정되는 그루브 방향으로 테이퍼지게 형성되어 유입 포트를 통해 흘러나오는 오일을 피스톤 끝단으로 흐르도록 유도한다.
상기 실(140)은 고무와 같은 탄력성을 가진 부재로 상기 하우징(110) 내부에 형성된 그루브(Groove, 112)에 고정되며, 상기 유입 포트(130)로부터 상기 액압실(111)로 흐르는 오일의 이동 경로를 상기 피스톤의 동작에 따라 개폐한다.
상기 실(140)은 상부립(Upper lip, 140a), 센터립(Center lip, 140b) 및 하부립(Lower lip, 140c)의 3개의 가지(branch)로 분기된 형태를 가지며, 상기 실(140)의 뿌리쪽, 즉 3개의 가지가 연결된 부분이 상기 그루브(112)의 측면에 고정된다. 이 경우 실(140)의 상부립(140a)은 그루브(112)의 저면에 고정되며, 센터립(140a)는 타측면에 고정된다. 또한, 실(140)의 하부립(140c)은 상기 액압실(111) 내부로 돌출된다.
따라서, 상기 실(140)의 하부립(140c)은 상기 피스톤(120)의 직선 왕복 운동 시, 상기 피스톤(120)의 외주면과 접촉한다. 피스톤 왕복 운동시 피스톤(120)의 선단부와 하부립(140c)이 접촉하지 않으면, 오일이 액압실 내부로 이동하게 되고, 하부립(140c)에 접촉하게 되면 오일이 액압실 내부로 이동하지 못하게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마스터 실린더를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 차량용 마스터 실린더(100)는 하우징(110)과, 피스톤(120)과, 오일탱크의 오일이 유입되는 유입 포트(130) 및 상기 유입 포트와 소정 간격 이격되어 형성된 실(140)을 포함한다.
상기 하우징(110) 내부에는 오일을 수용할 수 있는 액압실(111)이 형성된다.
상기 피스톤(120)은 상기 하우징(110)의 액압실(111) 내에 수용되어, 상기 액압실(111) 내에서 직선 왕복 운동을 통해 액압실(111)의 압력을 조절할 수 있다.
상기 피스톤(120)은 제1 피스톤(120a) 및 상기 제1 피스톤(120a)과 함께 동작하는 제2 피스톤(120b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 피스톤(120a)은 푸쉬 로드(push road;121)의 가압에 의하여 액압실(111) 내에서 왕복 운동하며, 선단부 외주면에는 오목하게 단차가 형성되어 끝단으로 갈수록 액압실 내주면과의 간격이 벌어지게 된다. 상기 단차에 의해 오일이 피스톤 선단부쪽으로 흐르게 되어 액압실(111) 내부로 이동하게 된다.
상기 오목하게 단차진 부분의 끝단 모서리는 소정 각도로 테이퍼(taper)질 수 있다.
상기 제2 피스톤(120b)은 상기 제1 피스톤(120a)의 선단에 설치된 로드(122)와 캡(cap;123)에 의하여 제1 피스톤(120a)과 연결될 수 있고, 제1 코일 스프링(coil spring;124)에 의해 탄력 설치되어 있으며, 선단부 외주면에는 소정 각도로 오목하게 단차가 형성된다.
상기 제2 피스톤(120b)에서도 역시 상기 상기 오목하게 단차진 부분의 선단 모서리는 소정 각도로 테이퍼질 수 있다.
상기 하우징(110)과 제2 피스톤(120b) 사이에는 제2 피스톤(120b)을 초기 상태로 복원시키기 위한 제2 코일 스프링(125)이 설치된다.
상기 유입 포트(130)는 액압실(111)에 연결되며, 상기 하우징(110)에 설치된 오일 탱크(미도시)로부터 상기 액압실(111)로 오일을 공급한다.
상기 유입 포트(130)의 끝단(150)은 내주면에서 상기 실(140)이 고정되는 그루브 방향으로 테이퍼지게 형성되어 유입 포트를 통해 흘러나오는 오일을 피스톤 끝단으로 흐르도록 유도할 수 있다.
상기 실(140)은 고무와 같은 탄력성을 가진 부재로 상기 하우징(110) 내부에 형성된 그루브(Groove, 112)에 고정되며, 상기 유입 포트(130)로부터 상기 액압실(111)로 흐르는 오일의 이동 경로를 상기 피스톤의 동작에 따라 개폐한다.
상기 실(140)은 상부립(Upper lip, 140a), 센터립(Center lip, 140b) 및 하부립(Lower lip, 140c)의 3개의 가지(branch)로 분기된 형태를 가지며, 상기 실(140)의 뿌리쪽, 즉 3개의 가지가 연결된 부분이 상기 그루브(112)의 측면에 고정된다. 이 경우 실(140)의 상부립(140a)은 그루브(112)의 저면에 고정되며, 센터립(140a)는 타측면에 고정된다. 또한, 실(140)의 하부립(140c)은 상기 액압실(111) 내부로 돌출된다.
따라서, 상기 실(140)의 하부립(140c)은 상기 피스톤(120)의 직선 왕복 운동 시, 상기 피스톤(120)의 외주면과 접촉한다. 피스톤 왕복 운동시 피스톤(120)의 선단부와 하부립(140c)이 접촉하지 않으면, 오일이 액압실 내부로 이동하게 되고, 하부립(140c)에 접촉하게 되면 오일이 액압실 내부로 이동하지 못하게 된다.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더의 피스톤 끝단의 다양한 형상이 도시된 도이다.
도 4는 피스톤의 끝단이 일반적인 평판 형태인 경우의 모습이 도시된 단면도이다. 이 경우에도 피스톤 선단부에는 단차가 형상되어 있어 유입 포트(130)에 의해 유입된 오일이 피스톤 끝단으로 유도된다.
도 5는 오일이 액압실 내부로 보다 원활하게 이동하도록 하기 위해 피스톤 끝단 모서리가 라운드지게 형성된 경우의 모습이 도시된 도이다.
또한, 도 6과 도 7처럼 데드 스트로크의 정밀한 조정을 위해 피스톤의 단차진 부분에 외주면과 내주면을 관통하는 홀(151)이 형성되거나, 피스톤 끝단에 외주면에서 내주면 방향으로 그루브(152)가 형성될 수 있다.
바람직하게는 도 8 처럼 피스톤 선단부 끝단의 모서리가 소정 각도로 테이퍼지게 형성될 수 있다. 이 경우 피스톤이 상기 실과 접촉하는 경우 면접촉에 의해 오일의 유입을 보다 완벽하게 차단할 수 있다.
도 8 내지 도 14는 도 3의 피스톤이 왕복 운동하는 모습을 나타낸 A부분의 확대도이다.
도 8을 참조하면, 상기 피스톤(120)이 초기 상태인 경우, 상기 단차가 형성된 피스톤(120)의 선단부와 상기 실(140)은 이격되어 상기 유입 포트(130)로부터 나오는 오일이 상기 액압실(111)로 공급될 수 있는 이동 경로를 제공한다.
즉, 상기 피스톤(120)과 상기 실(140) 사이에 형성된 공간을 통하여 상기 피스톤의 단차진 외주면을 따라 상기 유입 포트(130)로부터 상기 액압실(111) 내부로 오일이 공급된다.
도 9를 참조하면, 상기 피스톤(120)이 상기 액압실(111) 내의 압력을 증가시키기 위하여 전진하면, 상기 피스톤(120)은 먼저 상기 실(140)의 하부립(140c)의 중간 부분에 접촉할 수 있다.
이때, 상기 피스톤(120)의 테이퍼진 부분과 상기 하부립(140c)의 중간 부분은 면접촉할 수 있다.
상기 피스톤(120)의 선단부가 상기 실(140)의 하부립(140c)의 중간 부분에 접촉하게 되면, 이전까지 액압실(111)로 공급되던 오일은 그 이동 경로가 차단되어 더 이상 액압실(111)로 공급될 수 없다.
상기 오일의 이동 경로 차단에 의하여 상기 액압실(111)이 밀폐되면 상기 액압실(111) 내에는 액압이 발생할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 액압이 발생한 상태에서 상기 피스톤(120)의 선단부가 상기 실(140)의 하부립(140c)의 중간 부분에서부터 단부를 경유하여 전진하면 상기 액압실(111)의 압력은 증가하여 제동 장치의 작동에 의한 차량의 속도를 줄일 수 있다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 숏 스트로크(short stroke), TCS, ESC 등의 작동 해제 시에 발생하는 잔압이 마스터 실린더(100) 내로 역류하는 경우, 상기 잔압에 의하여 상기 실(140)의 하부립(140c) 부분이 손상될 수 있는데, 상기 피스톤(120)이 상기 실(140)의 하부립(140c)의 단부로부터 중간 부분까지 경유하면서 후퇴하므로 역류하는 잔압에 대해 실(140)을 지지할 수 있다.
따라서, 잔압에 대한 실(140)의 파손 등을 방지할 수 있다.
상기와 같은 구성의 차량용 마스터 실린더에 의하면, 종래 액압실로의 오일 공급을 위해 피스톤에 형성하던 바이패스 홀 대신 피스톤의 선단부에 단차를 줌으로써 상기 단차와 상기 실 사이의 공간을 오일 이동 경로로 제공함으로써 그 가공 비율을 줄일 수 있다.
또한, 제동 해제 시 역류하는 잔압에 의하여 파손될 수 있는 실을 후퇴하는 피스톤에 의하여 지지하므로 잔압으로부터 실의 파손을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 마스터 실린더는 제조 단가를 저감시킬 수 있으며, 브레이크 오일의 자연스러운 흐름을 이용하여 제동이 가능하여 자동차 산업 분야에 널리 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 내부에 오일을 수용할 수 있도록 액압실이 형성된 하우징;
    상기 액압실 내에 삽입되고, 왕복 운동에 의하여 상기 액압실의 압력을 조절하며, 선단부에 단차가 형성된 피스톤;
    상기 하우징에 설치되어 상기 액압실에 상기 오일을 공급하는 복수의 유입 포트; 및
    상기 유입 포트와 소정 간격 이격되어 상기 하우징의 내면에 형성된 그루브에 고정되며, 상기 피스톤과의 접촉 여부에 따라 상기 오일의 이동 경로를 개폐하는 실을 포함하고,
    상기 피스톤과 상기 실 사이에 형성된 공간을 통하여 상기 피스톤의 단차진 외주면을 따라 상기 액압실 내부로 오일이 이동하는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실은 상부립, 센터립 및 하부립의 3개의 가지로 분기된 형태인 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 실의 센터립 및 상부립은 상기 그루브에 고정되고 상기 하부립은 유액실 내부로 돌출된 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 피스톤의 선단부가 상기 하부립의 중간 부분에 접촉하면 상기 오일의 이동 경로가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 피스톤의 선단부 외주면은 오목하게 단차진 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤의 선단부 끝단 모서리는 테이퍼진 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 테이퍼진 부분은 상기 하부 가지의 중간 부분과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤의 선단부 끝단 외주면 모서리는 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤의 선단부의 단차진 부분에 외주면과 내주면을 관통하는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤의 선단부의 끝단에는 외주면에서 내주면 방향으로 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입 포트의 끝단은 내주면에서 상기 실이 고정되는 그루브 방향으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 차량용 마스터 실린더.
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