WO2020085792A1 - 마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더 - Google Patents

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WO2020085792A1
WO2020085792A1 PCT/KR2019/013978 KR2019013978W WO2020085792A1 WO 2020085792 A1 WO2020085792 A1 WO 2020085792A1 KR 2019013978 W KR2019013978 W KR 2019013978W WO 2020085792 A1 WO2020085792 A1 WO 2020085792A1
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조주언
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    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/04—Friction

Definitions

  • the present invention relates to a friction member and a master cylinder including the same, and more particularly, to a friction member and a master cylinder including the same to improve the pedal feeling and reduce noise during operation of the brake pedal.
  • a vehicle is provided with a brake actuator unit (BAU) that electronically controls braking hydraulic pressure transmitted to a caliper brake mounted on each wheel.
  • BAU brake actuator unit
  • the brake actuator unit includes a master cylinder that generates hydraulic pressure, a reservoir that supplies oil to the master cylinder, a valve block that controls hydraulic flow generated from the master cylinder, and an electronic control unit (ECU) that electrically controls the valve block. .
  • the brake actuator unit is mounted on a vehicle to perform hydraulic braking by providing hydraulic pressure with a caliper brake installed on each wheel.
  • the master cylinder of the brake actuator unit is made to generate hydraulic pressure as the piston provided retractably inside the cylinder body (valve block) is pressurized by the pedal effort of the brake pedal.
  • the master cylinder is provided with a first piston and a second piston that are installed in series and retractable in the bore of the cylinder body, and the bore by the first piston and the second piston is respectively the first hydraulic chamber and the second It is divided into a hydraulic chamber.
  • This master cylinder is mounted on the vehicle through a housing, and for generating hydraulic pressure, the first piston is connected to an input rod coupled with a brake pedal.
  • the housing is provided with a seal member in order to eliminate the impact sound (hereinafter referred to as 'just noise') due to contact with the housing when the pressurized first piston returns to its original position.
  • the brake actuator unit is provided with a pedal feeling by installing a separate pedal simulator (also called a pedal feeling simulator) to provide a feeling of pedal to the driver when braking. That is, the pedal simulator is connected to the master cylinder and is pressurized by hydraulic pressure according to the pedal pedal effort, and is made to provide a repelling force to the brake pedal.
  • a pedal simulator for providing a pedal feeling is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 2009-227172.
  • the pedal simulator uses a plurality of springs and a plurality of rubber dampers to provide a reaction force similar to that of a conventional hydraulic brake system (CBS: Conventional Brake System).
  • CBS Conventional Brake System
  • a number of rubber dampers provided in the pedal simulator have a high contribution of characteristics according to hysteresis when the pedal pedal is retracted, but in the initial section of the operation of the brake pedal, the characteristics of hysteresis are small and the pedal feeling is reduced. There is a problem.
  • the friction member according to the embodiment of the present invention and the master cylinder including the same can reduce noise just when releasing the pedal force, and improve the pedal feeling by increasing the hysteresis characteristic of the initial braking section.
  • a cylinder body having a bore formed therein;
  • a piston provided on the bore so as to be able to move back and forth and partially provided to protrude from the cylinder body;
  • a housing formed to surround the protruding portion of the piston and having a through hole to insert an input rod connected to a brake pedal for pressing the piston;
  • a friction member provided between the housing and the piston to increase the frictional force with the piston when the piston moves back and forth;
  • a pedal simulator connected to the piston to provide a repelling force to the brake pedal.
  • a master cylinder may be provided.
  • the pedal simulator is hydraulically connected to the bore, but may be provided with a master cylinder provided separately.
  • the friction member is a body portion with a hollow portion formed in the longitudinal direction; It is formed on the inner circumferential surface of the body portion may be provided with a master cylinder having an elastic pressing portion protruding in close contact with the outer circumferential surface of the piston.
  • the elastic pressing portion may be provided with a master cylinder provided with a certain section having a diameter smaller than the diameter of the piston.
  • a cylinder body having a bore formed therein;
  • a piston provided on the bore so as to be able to move back and forth and partially provided to protrude from the cylinder body;
  • a housing provided in the cylinder body and surrounding the piston protruding from the cylinder body, the housing having a through hole to insert an input rod connected to a brake pedal for pressing the piston;
  • a friction member provided between the housing and the piston to increase the frictional force with the piston when the piston moves back and forth.
  • the friction member is a body portion with a hollow portion formed in the longitudinal direction; It is formed on the inner circumferential surface of the body portion may be provided with a master cylinder having an elastic pressing portion protruding in close contact with the outer circumferential surface of the piston.
  • the elastic pressing portion may be provided with a master cylinder that is provided so that the inner diameter of the body portion gradually decreases toward the retreat direction of the piston.
  • the elastic pressing portion may be provided with a master cylinder provided with a certain section having a diameter smaller than the diameter of the piston.
  • a master cylinder in which a chamfer recessed inward from the other end portion of the elastic pressing portion is provided may be provided.
  • a master cylinder may be provided on the outer circumferential surface of the body portion in which an uneven wrinkled portion is provided.
  • the other end of the body portion may be provided with a master cylinder provided with a stopper protruding at regular intervals along the outer circumferential surface.
  • the housing may be provided with a master cylinder provided with a stopper groove into which the stopper is fitted at a position corresponding to the stopper.
  • a friction member provided between the housing surrounding the piston protruding from the master cylinder and the piston, the body portion having a hollow portion in the longitudinal direction; And an elastic pressing portion provided to protrude toward the piston from the inner circumferential surface of the body portion, wherein the elastic pressing portion is provided with a friction member provided such that the inner diameter of the body portion gradually decreases from one side of the body portion toward the other side.
  • the inner peripheral surface of the body portion may be provided with a friction member provided with a chamfer recessed inward from the other end of the elastic pressing portion.
  • the outer peripheral surface of the body portion may be provided with a friction member provided with an uneven wrinkled portion.
  • a friction member may be provided at the other end portion of the body portion with a stopper protruding at regular intervals along the outer circumferential surface.
  • the elastic pressing portion may be provided with a friction member provided so that a certain section has a diameter smaller than the diameter of the piston.
  • the friction member according to an embodiment of the present invention and the master cylinder including the same increase the frictional force with the piston that is pressed by the pedal force of the brake pedal to improve the hysteresis characteristic of the initial braking section, thereby improving the pedal feeling. There is.
  • the noise can be minimized by returning smoothly to the original state in accordance with the increase in the friction force with the friction member.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a master cylinder provided with a friction member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a friction member according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a coupled state of the friction member and the piston according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the piston of the master cylinder according to an embodiment of the present invention is operated according to the pedal effort of the brake pedal.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which the piston of the master cylinder according to an embodiment of the present invention is returned to the original state when the operation is released.
  • FIG. 6 is a view for explaining a graph showing a change in pedal effort according to the stroke of a brake pedal according to an embodiment of the present invention and the prior art.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a master cylinder provided with a friction member according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a friction member according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a cross-sectional view showing a coupled state of the friction member and the piston.
  • the master cylinder 100 according to an aspect of the present invention, the cylinder body 110 is formed with a bore 111, and the cylinder body 110 of the bore 111 can be moved back and forth inside It is provided with at least one piston (121, 122) provided, and the housing 140 installed on the cylinder body 110 and the friction member 200 installed in the housing 140.
  • the master cylinder 100 may include a pedal simulator 150 connected to at least one piston 121 and 122 to provide a reaction force to a brake pedal (not shown).
  • the pedal simulator 150 may be hydraulically connected to the bore 111 or at least one of the hydraulic chambers 121a and 122a, and may be provided in a separate bore (not shown).
  • the cylinder body 110 is provided to have a bore 111 with one side open in the longitudinal direction.
  • the master cylinder 100 may be provided on the valve block of the brake actuator unit that electronically controls the braking hydraulic pressure, and thus the cylinder body 110 may be understood to mean a valve block.
  • the cylinder body 110 is coupled to the housing 140 may be mounted on the vehicle.
  • the bore 111 is provided with at least one piston 121 and 122 that is operated by the operation of the input rod 10 combined with a brake pedal (not shown) to be retractable.
  • the pistons 121 and 122 may be provided as the first piston 121 and the second piston 122 and disposed in series with the bore 111.
  • a first hydraulic chamber 121a which is a space in which hydraulic pressure is formed between the first piston 121 and the second piston 122, is formed, and the second piston 122 and the bore 111 ) A space in which a liquid pressure is formed between the end inner walls is formed in the second hydraulic chamber 122a.
  • the first hydraulic chamber (121a, 122a) is provided with a first return spring (121b) for restoring the first piston 121, the second hydraulic chamber (122a) for restoring the second piston (122) 2, a return spring 122b is provided.
  • the first piston 121 is provided to protrude a part from the cylinder body 110 through the open bore 111.
  • the housing 140 is provided to surround the first piston 121 protruding from the cylinder body 110, and is mounted on the vehicle body and installed on the cylinder body 110 to support the cylinder body 110.
  • the through hole 141 is formed in the housing 140 so as to penetrate the housing 140 and connect the input rod 10 with the first piston 121.
  • a stopper groove 145 is formed in the housing 140 for stable coupling with the friction member 200 to be described later. The coupling structure of the stopper groove 145 and the friction member 200 will be described again below.
  • an unexplained reference numeral '131' is a guide bush installed on the bore 111 of the cylinder body 110 to guide the straight movement of the first piston 121.
  • the friction member 200 is provided between the housing 140 and the first piston 121 to increase the frictional force with the first piston 121 when the first piston 121 moves forward and backward.
  • the friction member 200 may be provided as an integral type having one body, and may be made of an elastically deformable rubber material to maintain a tightly coupled state and increase friction with the first piston 121.
  • the friction member 200 includes a body portion 210 in which the hollow portion 211 is formed in the longitudinal direction and an elastic pressing portion 220 provided to protrude from the inner circumferential surface of the body portion 210.
  • the body part 210 is disposed in the housing 140 and is provided to surround the first piston 121 protruding from the cylinder body 110.
  • the body portion 210 is formed by being bent to support the end portion of the body portion 210 in contact with the rear end of the first piston 121 in the state interposed between the housing 140 and the first piston 121 It is made to have a chin (212).
  • the elastic pressing portion 220 may be provided on the inner circumferential surface of the body portion 210 to be in close contact with the outer circumferential surface of the first piston 121.
  • the elastic pressing unit 220 is provided to elastically press the first piston 121 when the first piston 121 comes in contact with the first piston 121. That is, the elastic pressing portion 220 is provided so that the predetermined section (G) has a smaller diameter (d2 ⁇ d2 ') section than the diameter (d1) of the first piston (121).
  • the elastic pressing portion 220 may be provided such that the inner diameter of the body portion 210 gradually decreases from one side of the body portion 210 toward the other side. That is, the elastic pressing part 220 may be formed to gradually increase in thickness in the retracting direction of the first piston 121. Accordingly, from a time point having a diameter d2 corresponding to the diameter d1 of the first piston 121 to a certain section G having a diameter d2 'smaller than the diameter d1 of the first piston 121 As the first piston 121 is elastically pressed by the elastic pressing portion 220, the frictional force between the first piston 121 and the friction member 200 increases. Therefore, when the first piston 121 returns to the original position, it is smoothly returned by the friction force.
  • a chamfer 230 recessed inward from the other end of the elastic pressing part 220 may be provided on the inner circumferential surface of the body part 210.
  • a chamfer 230 is provided between the elastic pressing portion 220 and the support jaw 212. The chamfer 230 is in contact with the first piston 121 and the elastic pressing portion 220, and the elastic pressing portion 220 serves to provide a space to facilitate elastic deformation during elastic deformation.
  • the outer peripheral surface of the body portion 210 is formed with a corrugated portion 240 in a certain section.
  • the crease portion 240 is formed to have an uneven shape and is in close contact with the inner circumferential surface of the housing 140. Accordingly, an auxiliary space portion 242 having a predetermined pattern is formed between the housing 140 and the body portion 210 by a wrinkle portion 240 having an uneven shape.
  • elastic deformation may be easily performed.
  • a stopper 250 may be provided on the outer circumferential surface.
  • the stopper 250 may be formed to protrude outward at regular intervals along the outer circumferential surface of the body portion 210.
  • the stopper 250 is expressed as being provided with two stoppers 250 having the same phase difference at the other end of the body portion 210, but is not limited thereto, and the friction member 200 is the first piston ( If the movement is fixed within the housing 140 upon the advancing and descending of 121), the number of stoppers 250 may be selectively increased or decreased, and its shape and position may be variously changed.
  • the stopper 250 is fitted and fixed to the stopper groove 145 formed in the housing 140.
  • the stopper groove 145 may be provided to correspond to the position and shape of the stopper 250.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the piston of the master cylinder according to an embodiment of the present invention is operated according to the pedal effort of the brake pedal.
  • the first piston 121 is pressed by the input rod 10 according to the pedal force of the brake pedal (not shown). That is, the first piston 121 presses the first hydraulic chamber 121a in close contact with the friction member 200 and moves in the left direction.
  • the first piston 121 is elastically pressed by the elastic pressing portion 220 of the friction member 200 and is provided in close contact, so that the first piston 121 moves in the left direction according to the effort of the brake pedal.
  • the first piston 121 is moved in a state in which the friction force is increased by the elastic pressing part 220, that is, the hysteresis characteristic of the initial braking section is improved compared to the prior art.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which the piston of the master cylinder according to an embodiment of the present invention is returned to the original state when the operation is released.
  • the first piston 121 elastically deforms the elastic pressing part 220 upon returning, and moves smoothly as it moves, and can return to its original position, and, of course, the end of the first piston 121 has a friction member ( When contacting the support jaw 212 of 200), it is possible to minimize noise.
  • FIG. 6 is a view for explaining a graph showing a change in pedal effort according to an embodiment of the present invention and a stroke of a conventional brake pedal.
  • the master cylinder 100 and the wheel cylinder are hydraulically connected to a brake (hereinafter, a booster type brake) and a wheel provided by a hydraulic pressure providing unit (not shown) provided separately from the master cylinder 100.
  • a brake hereinafter, a booster type brake
  • a hydraulic pressure providing unit not shown
  • the booster-type brake gradually increases the pedal effort as the pedal stroke increases during braking operation by the driver's willingness to brake, and when the stroke exceeds a certain level, the pedal effort increases rapidly.
  • the pedal effort is rapidly reduced as the pedal stroke decreases, and when the pedal stroke reaches a certain level or less, the pedal effort is gradually relieved.
  • the conventional electronic brake is provided with a seal member (not shown) located at the end of the piston 121 in place of the above-described friction member 200, the pedal as the pedal stroke increases during braking operation
  • the answering power increases almost linearly.
  • the pedal effort decreases almost linearly as the pedal stroke decreases.
  • the pedal pedal force cannot be quickly resolved as the stroke decreases in the initial section, so there is a disadvantage of adversely affecting the pedal feeling of the driver.
  • the electronic brake of the present invention includes a friction member 200 that increases the friction force when the piston 121 is retracted.
  • the pedal effort is similar to the curve 2 described above. This increases almost linearly.
  • the pedal effort is rapidly reduced as the pedal stroke decreases, and when the pedal stroke reaches a certain level or less, the pedal effort is gradually relieved. This allows the end of the piston 121 and the elastic pressing part 220 of the friction member 200 to be frictionally reduced as the pedal stroke decreases (retreat of the piston), thereby rapidly resolving the pedal effort compared to the conventional electronic brake. It is because.
  • the master cylinder 100 of the present invention has the effect of improving the pedal feeling by improving the characteristics of the hysteresis of the initial section of the change in the stepping force of the brake pedal by providing the friction member 200.
  • the master cylinder 100 of the present invention can exhibit a performance similar to the pedal effort change according to the pedal stroke change of the booster-type brake when the pedal effort is canceled.
  • the type, material, spacing, etc. of the damper of the pedal simulator 150 forming a pedal feeling can be changed, but the master cylinder 100 of the present invention is the pedal simulator 150.
  • the damper there is an effect that can adjust the hysteresis characteristics by adjusting the characteristics of the friction member 200.

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Abstract

본 발명의 마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 보어가 형성되는 실린더몸체; 보어에 진퇴 가능하게 마련되며 일부가 실린더몸체로부터 돌출되게 마련되는 피스톤; 피스톤의 돌출된 부분을 감싸도록 마련되며 피스톤을 가압하기 위한 브레이크 페달과 연결된 인풋로드가 삽입되도록 관통공이 형성된 하우징; 하우징과 피스톤 사이에 마련되어 피스톤의 진퇴 시 피스톤과의 마찰력을 증대시키는 마찰부재; 및 피스톤과 연결되어 브레이크 페달에 반발력을 제공하는 페달 시뮬레이터;를 포함하는 마스터실린더가 제공될 수 있다.

Description

마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더
본 발명은 마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 페달감을 향상시키며 브레이크 페달의 작동 시 노이즈를 저감시킬 수 있는 마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 각 차륜에 장착된 캘리퍼 브레이크로 전달되는 제동 유압을 전자적으로 제어하는 브레이크 액츄에이터 유닛(BAU : Brake Actuation Unit)이 마련된다.
상기 브레이크 액츄에이터 유닛은 유압을 발생시키는 마스터실린더, 마스터실린더에 오일을 공급하는 리저버, 마스터실린더로부터 발생된 유압 흐름을 제어하는 밸브블럭 및 밸브블럭을 전기적으로 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 구비한다. 이러한 브레이크 액츄에이터 유닛은 차량에 장착되어 각 차륜에 설치된 캘리퍼 브레이크로 유압을 제공함으로써 제동작용을 수행하고 있다.
브레이크 액츄에이터 유닛의 마스터실린더는 실린더몸체(밸브블록) 내부에 진퇴 가능하게 마련된 피스톤이 브레이크 페달의 답력에 의해 가압됨에 따라 유압을 발생시키도록 이루어진다.
보다 구체적으로, 마스터실린더는 실린더몸체의 보어 내부에 직렬로 진퇴 가능하게 설치된 제1 피스톤 및 제2 피스톤을 구비하며, 이 제1 피스톤과 제2 피스톤에 의해 보어 내부는 각각 제1 액압실과 제2 액압실로 구획된다. 이 마스터실린더는 하우징을 통하여 차량에 장착되며, 유압 발생을 위해 제1 피스톤은 브레이크 페달과 결합된 인풋로드와 연결된다. 여기서, 하우징에는 가압된 제1 피스톤이 원위치로 복귀시 하우징과의 접촉에 따른 충격음(이하 '딱 노이즈'라고 함)을 해소하기 위하여 씰(seal)부재가 마련된다.
한편, 브레이크 액츄에이터 유닛에는 제동 시 운전자에게 페달감을 제공하기 위하여 별도의 페달 시뮬레이터(또는 페달감 모사장치라고도 함)를 설치하여 페달감을 제공하고 있다. 즉, 페달 시뮬레이터는 마스터실린더와 연결되어 브레이크 페달의 답력에 따른 유압에 의해 가압되며 브레이크 페달에 반발력을 제공하도록 이루어진다. 예컨대, 페달감을 제공하기 위한 페달 시뮬레이터는 일본 공개특허 특개2009-227172호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 페달 시뮬레이터는 일반적인 유압 브레이크 장치(CBS : Conventional Brake System)의 페달 시뮬레이터와 유사한 반력을 제공하도록 다수의 스프링과 다수의 고무댐퍼를 이용하고 있다.
그러나, 하우징에 충격음을 해소하기 위한 씰부재가 마련되더라도 브레이크 페달의 답력 해제(release) 시 충격하중을 완전히 해소하지 못하여 딱 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 페달 시뮬레이터에 마련된 다수의 고무댐퍼는 브레이크 페달의 답력 시 이력현상(Hysteresis)에 따른 특성의 기여도가 높으나, 브레이크 페달의 작동 초기 구간에는 이력현상(Hysteresis)의 특성이 작아 페달감이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더는 브레이크 페달의 답력 해제 시 딱 노이즈를 저감시킬 수 있음은 물론, 제동 초기 구간의 이력현상 특성을 증대시켜 페달감을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 보어가 형성되는 실린더몸체; 상기 보어에 진퇴 가능하게 마련되며 일부가 상기 실린더몸체로부터 돌출되게 마련되는 피스톤; 상기 피스톤의 돌출된 부분을 감싸도록 마련되며 상기 피스톤을 가압하기 위한 브레이크 페달과 연결된 인풋로드가 삽입되도록 관통공이 형성된 하우징; 상기 하우징과 피스톤 사이에 마련되어 상기 피스톤의 진퇴 시 상기 피스톤과의 마찰력을 증대시키는 마찰부재; 및 상기 피스톤과 연결되어 상기 브레이크 페달에 반발력을 제공하는 페달 시뮬레이터;를 포함하는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 페달 시뮬레이터는 상기 보어와 유압적으로 연결되되, 별도로 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 마찰부재는 길이방향으로 중공부가 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 내주면에 형성되어 상기 피스톤의 외주면과 밀착되게 돌출된 탄성가압부;를 구비하는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 탄성가압부는 일정구간이 피스톤의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
내부에 보어가 형성된 실린더몸체; 상기 보어에 진퇴 가능하게 마련되며 일부가 상기 실린더몸체로부터 돌출되게 마련되는 피스톤; 상기 실린더몸체에 설치되어 상기 실린더몸체로부터 돌출된 피스톤을 감싸도록 마련되며 상기 피스톤을 가압하기 위한 브레이크 페달과 연결된 인풋로드가 삽입되도록 관통공이 형성된 하우징; 및 상기 하우징과 피스톤 사이에 마련되어 상기 피스톤의 진퇴 시 상기 피스톤과의 마찰력을 증대시키는 마찰부재;를 포함하는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 마찰부재는 길이방향으로 중공부가 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 내주면에 형성되어 상기 피스톤의 외주면과 밀착되게 돌출된 탄성가압부;를 구비하는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 탄성가압부는 상기 몸체부의 내경이 피스톤의 후퇴방향으로 갈수록 점차적으로 감소하도록 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 탄성가압부는 일정구간이 피스톤의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 몸체부의 내주면에는 상기 탄성가압부의 타측 끝단부에서 내측으로 요입된 챔퍼가 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 몸체부의 외주면에는 요철형상의 주름부가 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 몸체부의 타측 단부에는 외주면을 따라 일정간격으로 돌출된 스토퍼가 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
상기 하우징에는 상기 스토퍼와 대응되는 위치에 상기 스토퍼가 끼워지는 스토퍼홈이 마련되는 마스터실린더가 제공될 수 있다.
마스터실린더로부터 돌출된 피스톤을 감싸는 하우징과 상기 피스톤 사이에 마련되는 마찰부재로서, 길이방향으로 중공부가 형성된 몸체부; 및 상기 몸체부의 내주면으로부터 상기 피스톤을 향하여 돌출되게 마련되는 탄성가압부;를 포함하고, 상기 탄성가압부는 상기 몸체부의 내경이 상기 몸체부의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소하도록 마련되는 마찰부재가 제공될 수 있다.
상기 몸체부의 내주면에는 상기 탄성가압부의 타측 끝단부에서 내측으로 요입된 챔퍼가 마련되는 마찰부재가 제공될 수 있다.
상기 몸체부의 외주면에는 요철형상의 주름부가 마련되는 마찰부재가 제공될 수 있다.
상기 몸체부의 타측 단부에는 외주면을 따라 일정간격으로 돌출된 스토퍼가 마련되는 마찰부재가 제공될 수 있다.
상기 탄성가압부는 일정구간이 피스톤의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련되는 마찰부재가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마찰부재 및 이를 포함하는 마스터실린더는 브레이크 페달의 답력에 의해 가압되는 피스톤과의 마찰력을 증대시켜 제동 초기 구간의 이력현상의 특성을 향상시킴으로써 페달감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 제동 해제 시 피스톤이 복귀할 때 마찰부재와의 마찰력 증대에 따라 부드럽게 원상태로 복귀하여 딱 노이즈의 소음을 최소화할 수 있다.
또한, 일체로 구성된 마찰부재를 사용함으로써 부품의 제조비 및 원가를 절감할 수 있음은 물론, 조립체로서 제공할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰부재가 마련된 마스터실린더를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰부재를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰부재와 피스톤과의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 피스톤이 브레이크 페달의 답력에 따라 작동된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 피스톤이 작동 해제 시 원상태로 복귀되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예 및 종래기술에 따른 브레이크 페달의 스트로크에 따른 페달 답력의 변화를 나타내는 그래프를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰부재가 마련된 마스터실린더를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰부재를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰부재와 피스톤과의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 마스터실린더(100)는 보어(111)가 형성된 실린더몸체(110)와, 실린더몸체(110)의 보어(111)의 내부에 진퇴 가능하게 마련되는 적어도 하나의 피스톤(121, 122)과, 실린더몸체(110)에 설치되는 하우징(140) 및 상기 하우징(140) 내에 설치되는 마찰부재(200)를 구비한다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 마스터실린더(100)는 적어도 하나의 피스톤(121,122)과 연결되어 브레이크 페달(미도시)에 반발력을 제공하는 페달 시뮬레이터(150)를 포함할 수 있다. 이 때, 페달 시뮬레이터(150)는 보어(111) 또는 적어도 하나의 액압챔버(121a, 122a)와 유압적으로 연결될 수 있으며, 별도의 보어(미도시)에 마련될 수 있다.
실린더몸체(110)는 길이방향으로 일측이 개방된 보어(111)를 갖도록 마련된다. 여기서, 마스터실린더(100)는 제동 유압을 전자적으로 제어하는 브레이크 액츄에이터 유닛의 밸브블록에 마련될 수 있으며, 이에 실린더몸체(110)는 밸브블록을 의미하는 것으로 이해되어도 무방하다. 이러한 실린더몸체(110)는 하우징(140)과 결합되어 차량에 장착될 수 있다.
보어(111)에는 브레이크 페달(미도시)과 결합된 인풋로드(10)의 동작에 의해 작동하는 적어도 하나의 피스톤(121, 122)이 진퇴가능하게 마련된다. 도시된 바에 따르면, 피스톤(121, 122)은 제1 피스톤(121)과 제2 피스톤(122)으로 마련되어 보어(111)에 직렬로 배치될 수 있다.
실린더몸체(110)의 내부에는 제1 피스톤(121)과 제2 피스톤(122) 사이에 액압이 형성되는 공간인 제1 액압챔버(121a)가 형성되고, 제2 피스톤(122)과 보어(111)의 말단 내벽 사이에 액압이 형성되는 공간이 제2 액압챔버(122a)가 형성된다. 제1 액압챔버(121a, 122a)에는 제1 피스톤(121)을 복원시키기 위한 제1 리턴 스프링(121b)이 마련되고, 제2 액압챔버(122a)에는 제2 피스톤(122)을 복원시키기 위한 제2 리턴 스프링(122b)이 마련된다.
한편, 제1 피스톤(121)은 개방된 보어(111)를 통하여 실린더몸체(110)로부터 일부가 돌출되게 마련된다.
하우징(140)은 실린더몸체(110)로부터 돌출된 제1 피스톤(121)을 감싸도록 마련되며, 차체에 장착되어 실린더몸체(110)를 지지하도록 실린더몸체(110)에 설치된다. 이러한 하우징(140)을 관통하여 인풋로드(10)가 제1 피스톤(121)과 연결되도록 하우징(140)에는 관통공(141)이 형성된다. 또한, 하우징(140) 내에서는 후술할 마찰부재(200)와의 안정적인 결합을 위해 스토퍼홈(145)이 형성된다. 상기 스토퍼홈(145)과 마찰부재(200)의 결합구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
한편, 미설명된 참조부호 '131'은 실린더몸체(110)의 보어(111)에 설치되어 제1 피스톤(121)의 직진 이동을 가이드하는 가이드 부시이다.
본 발명의 일 측면에 따른 마찰부재(200)는 하우징(140)과 제1 피스톤(121) 사이에 마련되어 제1 피스톤(121)의 진퇴 시 상기 제1 피스톤(121)과의 마찰력을 증대시키는 역할을 수행한다. 이러한 마찰부재(200)는 하나의 몸체를 갖는 일체형으로 마련될 수 있으며, 긴밀한 결합상태를 유지하며 제1 피스톤(121)과의 마찰력 증대를 위하여 탄성변형 가능한 고무재질로 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 마찰부재(200)는 길이방향으로 중공부(211)가 형성된 몸체부(210) 및 몸체부(210)의 내주면으로부터 돌출되게 마련되는 탄성가압부(220)를 포함한다.
몸체부(210)는 하우징(140) 내에 배치되어 실린더몸체(110)로부터 돌출된 제1 피스톤(121)을 감싸도록 마련된다. 이러한 몸체부(210)는 하우징(140)과 제1 피스톤(121) 사이에 개재된 상태에서 몸체부(210)의 끝단부가 제1 피스톤(121)의 후방 단부와 접촉되어 지지하도록 꺽여져 형성된 지지턱(212)을 갖도록 이루어진다.
탄성가압부(220)는 몸체부(210)의 내주면에 마련되어 제1 피스톤(121)의 외주면과 밀착되게 형성될 수 있다. 예컨대, 탄성가압부(220)는 제1 피스톤(121)이 진퇴할 때 제1 피스톤(121)과의 접촉되는 시점부터 탄성가압하도록 마련된다. 즉, 탄성가압부(220)는 일정구간(G)이 제1 피스톤(121)의 직경(d1)보다 작은 직경(d2 ~ d2') 구간을 갖도록 마련된다.
보다 구체적으로, 탄성가압부(220)는 몸체부(210)의 내경이 상기 몸체부(210)의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소하도록 마련될 수 있다. 즉, 탄성가압부(220)는 재1 피스톤(121)의 후퇴방향으로 갈수록 점차적으로 두께가 두꺼워 지도록 형성될 수 있다. 이에, 제1 피스톤(121)의 직경(d1)과 대응되는 직경(d2)을 갖는 시점으로부터 제1 피스톤(121)의 직경(d1)보다 작은 직경(d2')을 갖는 일정구간(G)까지 제1 피스톤(121)이 탄성가압부(220)에 의하여 탄성가압됨에 따라 제1 피스톤(121)과 마찰부재(200)와의 마찰력이 증가하게 된다. 따라서, 제1 피스톤(121)이 원위치로 복귀시 마찰력에 의하여 부드럽게 복귀하게 된다.
한편, 몸체부(210)의 내주면에는 탄성가압부(220)의 타측 끝단부에서 내측으로 요입된 챔퍼(230)가 마련될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 탄성가압부(220)와 지지턱(212) 사이에 챔퍼(230)가 마련된다. 이 챔퍼(230)는 제1 피스톤(121)과 탄성가압부(220)가 접촉되며 탄성가압부(220)가 탄성변형 시 탄성변형이 용이하도록 공간을 제공하는 역할을 수행한다.
또한, 몸체부(210)의 외주면에는 일정구간 주름부(240)가 형성된다. 주름부(240)는 요철형상을 갖도록 이루어져 하우징(140)의 내주면과 밀착된다. 이에, 요철형상을 갖는 주름부(240)에 의하여 하우징(140)과 몸체부(210) 사이에는 소정패턴의 보조공간부(242)가 형성된다. 이러한 보조공간부(242)에 의하여 탄성가압부(220)가 탄성변형 시 탄성변형이 용이하도록 이루어질 수 있다.
상기와 같은 마찰부재(200)가 하우징(140) 내에 마련되어 제1 피스톤(121)과 밀착되도록 마련됨에 따라 제1 피스톤(121)의 진퇴 시 마찰부재(200)의 움직임이 고정되도록 몸체부(210)의 외주면에는 스토퍼(250)가 마련될 수 있다. 예컨대, 스토퍼(250)는 몸체부(210)의 외주면을 따라 일정간격으로 외측으로 돌출 형성될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 스토퍼(250)는 몸체부(210)의 타측 단부에서 동일 위상차를 갖는 두 개의 스토퍼(250)로 마련된 것으로 표현되었으나, 이에 한정되지 않으며, 마찰부재(200)가 제1 피스톤(121)의 진퇴 시 하우징(140) 내에서 움직임이 고정된다면 스토퍼(250)의 개수는 선택적으로 증감될 수 있으며, 그 형상 및 위치는 다양하게 변경되더라도 무방하다.
이러한 스토퍼(250)는 하우징(140)에 형성된 스토퍼홈(145)에 끼워져 고정된다. 스토퍼홈(145)은 상기 스토퍼(250)의 위치 및 그 형상과 대응되도록 마련될 수 있다.
그러면, 상기와 같은 마찰부재(200)가 구비된 마스터실린더(100)의 피스톤(121, 122)이 브레이크 페달의 답력에 따라 작동되는 상태에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 피스톤이 브레이크 페달의 답력에 따라 작동된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(미도시)의 답력에 따라 인풋로드(10)에 의해 제1 피스톤(121)이 가압된다. 즉, 제1 피스톤(121)은 마찰부재(200)와 밀착된 상태로 제1 액압챔버(121a)를 가압하며 좌측 방향으로 이동하게 된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 피스톤(121)은 마찰부재(200)의 탄성가압부(220)에 의하여 탄성가압되며 밀착된 상태로 마련되어 브레이크 페달의 답력에 따라 좌측 방향으로 이동한다. 이때, 제1 피스톤(121)은 탄성가압부(220)에 의해 마찰력이 증가된 상태로서 즉, 종래에 비하여 제동 초기 구간의 이력현상의 특성이 향상된 상태로 이동하게 된다. 이에 따라 브레이크 페달의 작동 초기 구간의 페달감을 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 이력현상은 제1 피스톤(121)의 이동 시 탄성가압부(220)와의 마찰력이 발생되는 구간(G)에만 작용하며, 제1 피스톤(121)이 탄성가압부(220)와의 마찰력이 발생되는 구간(G)을 벗어나는 경우 작용하지 않게 된다.
다음으로, 브레이크 페달의 답력 해제(Release) 시 인풋로드(10)와 함께 제1 피스톤(121)이 원위치로 복귀하게 된다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터실린더의 피스톤이 작동 해제 시 원상태로 복귀되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제1 피스톤(121)이 제1 리턴 스프링(121b)에 의하여 원위치로 복귀 시 제1 피스톤(121)의 직경(d1)과 대응되는 직경(d2)을 갖는 탄성가압부(220)와 접촉되는 시점으로부터 마찰력이 증가하게 된다. 즉, 탄성가압부(220)가 일정구간(G) 동안의 직경(d2 ~ d2')이 제1 피스톤(121)의 직경(d1)보다 감소하도록 마련됨에 따라 제1 피스톤(121)이 복귀될 때 탄성가압부(220)와 접촉되어 제1 피스톤(121)의 외주면과의 마찰력이 증가하게 된다. 즉, 제1 피스톤(121)은 복귀 시 탄성가압부(220)를 탄성변형시키며 이동함에 따라 부드럽게 이동하며 원위치로 복귀할 수 있음은 물론, 이에 따라 제1 피스톤(121)의 단부가 마찰부재(200)의 지지턱(212)과 접촉 시 딱 노이즈를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 제1 피스톤(121)이 복귀 시 탄성가압부(220)가 탄성변형될 때 몸체부(210)의 내주면에 형성된 챔퍼(230) 및 주름부(240)와 하우징(140) 사이의 보조공간부(242)에 의하여 용이하게 변형될 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예 및 종래의 브레이크 페달의 스트로크(Stroke)에 따른 페달 답력(Pedal effort)의 변화를 나타내는 그래프를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 마스터실린더(100)와 휠 실린더가 유압적으로 연결된 상태가 유지되는 브레이크(이하 부스터 타입 브레이크)와, 마스터실린더(100)와 별도로 마련된 액압제공유닛(미도시)에 의해 휠 실린더(미도시)로 제동 유압이 제공되고 페달 시뮬레이터(150)에 의해 페달감이 형성되는 브레이크(이하 전자식 브레이크)의 페달 스트로크 변화에 따른 페달 답력의 변화를 설명한다.
곡선 ①을 참조하면, 부스터 타입 브레이크는 운전자의 제동 의지에 의한 제동 작동 시 페달 스트로크가 증가함에 따라 페달 답력이 완만하게 증가하다가, 일정 이상의 스트로크에 도달하면 페달 답력이 급격하게 증가한다. 이와 반대로 제동 해제 시에는 페달 스트로크가 감소함에 따라 페달 답력이 급격하게 해소되다가, 일정 이하의 페달 스트로크에 도달하면 페달 답력이 완만하게 해소된다.
곡선 ②을 참조하면, 종래의 전자식 브레이크는 상술한 마찰부재(200)를 대신하여 피스톤(121)의 단부에 위치하는 씰부재(미도시)가 마련되는데, 제동 작동 시 페달 스트로크가 증가함에 따라 페달 답력이 거의 선형적으로 증가한다. 이와 반대로 제동 해제 시에는 페달 스트로크가 감소함에 따라 페달 답력이 거의 선형적으로 해소된다. 이 때, 제동 해제 시 초기구간에는 스트로크가 감소함에 따라 페달 답력이 빠르게 해소되지 못하므로, 운전자의 페달감에 안좋은 영향을 미치는 단점이 존재하였다.
곡선 ③을 참조하면, 본 발명의 전자식 브레이크는 피스톤(121)의 후퇴 시 마찰력을 증대시키는 마찰부재(200)를 포함하는데, 제동 작동 시 페달 스트로크가 증가함에 따라 상술한 곡선 ②와 유사하게 페달 답력이 거의 선형적으로 증가한다. 이와 반대로 제동 해제 시에는 페달 스트로크가 감소함에 따라 페달 답력이 급격하게 해소되다가, 일정 이하의 페달 스트로크에 도달하면 페달 답력이 완만하게 해소된다. 이는 페달 스트로크가 감소함(피스톤의 후퇴)에 따라 피스톤(121)의 단부와 마찰부재(200)의 탄성가압부(220)가 마찰되어 종래의 전자식 브레이크에 비해 페달의 답력을 급격하게 해소 가능하게 하기 때문이다. 즉, 본 발명의 마스터실린더(100)는 마찰부재(200)를 구비함으로써 브레이크 페달의 답력 변화의 초기구간 이력현상(Hysteresis)의 특성을 향상시켜 페달감을 향상시키는 효과가 존재한다. 다시 말해, 본 발명의 마스터실린더(100)는 페달 답력 해소 시 부스터 타입 브레이크의 페달 스트로크 변화에 따른 페달 답력 변화와 유사한 성능을 발휘할 수 있다.
일반적으로 브레이크 페달의 답력의 특성을 조절하기 위해 페달감을 형성하는 페달 시뮬레이터(150)의 댐퍼의 종류, 재질, 간격 등을 변경할 수 있지만, 본 발명의 마스터실린더(100)는 페달 시뮬레이터(150)의 댐퍼 뿐만 아니라, 마찰부재(200)의 특성을 조절하여 이력현상 특성을 조절할 수 있는 효과가 존재한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (17)

  1. 내부에 보어가 형성되는 실린더몸체;
    상기 보어에 진퇴 가능하게 마련되며 일부가 상기 실린더몸체로부터 돌출되게 마련되는 피스톤;
    상기 피스톤의 돌출된 부분을 감싸도록 마련되며 상기 피스톤을 가압하기 위한 브레이크 페달과 연결된 인풋로드가 삽입되도록 관통공이 형성된 하우징;
    상기 하우징과 피스톤 사이에 마련되어 상기 피스톤의 진퇴 시 상기 피스톤과의 마찰력을 증대시키는 마찰부재; 및
    상기 피스톤과 연결되어 상기 브레이크 페달에 반발력을 제공하는 페달 시뮬레이터;를 포함하는 마스터실린더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페달 시뮬레이터는
    상기 보어와 유압적으로 연결되되, 별도로 마련되는 마스터실린더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마찰부재는
    길이방향으로 중공부가 형성된 몸체부;
    상기 몸체부의 내주면에 형성되어 상기 피스톤의 외주면과 밀착되게 돌출된 탄성가압부;를 구비하는 마스터실린더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성가압부는 일정구간이 피스톤의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련되는 마스터실린더.
  5. 내부에 보어가 형성된 실린더몸체;
    상기 보어에 진퇴 가능하게 마련되며 일부가 상기 실린더몸체로부터 돌출되게 마련되는 피스톤;
    상기 실린더몸체에 설치되어 상기 실린더몸체로부터 돌출된 피스톤을 감싸도록 마련되며 상기 피스톤을 가압하기 위한 브레이크 페달과 연결된 인풋로드가 삽입되도록 관통공이 형성된 하우징; 및
    상기 하우징과 피스톤 사이에 마련되어 상기 피스톤의 진퇴 시 상기 피스톤과의 마찰력을 증대시키는 마찰부재;를 포함하는 마스터실린더.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마찰부재는,
    길이방향으로 중공부가 형성된 몸체부;
    상기 몸체부의 내주면에 형성되어 상기 피스톤의 외주면과 밀착되게 돌출된 탄성가압부;를 구비하는 마스터실린더.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성가압부는 일정구간이 피스톤의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련되는 마스터실린더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성가압부는 상기 몸체부의 내경이 피스톤의 후퇴방향으로 갈수록 점차적으로 감소하도록 마련되는 마스터실린더.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 몸체부의 내주면에는 상기 탄성가압부의 타측 끝단부에서 내측으로 요입된 챔퍼가 마련되는 마스터실린더.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 몸체부의 외주면에는 요철형상의 주름부가 마련되는 마스터실린더.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 몸체부의 타측 단부에는 외주면을 따라 일정간격으로 돌출된 스토퍼가 마련되는 마스터실린더.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 스토퍼와 대응되는 위치에 상기 스토퍼가 끼워지는 스토퍼홈이 마련되는 마스터실린더.
  13. 마스터실린더로부터 돌출된 피스톤을 감싸는 하우징과 상기 피스톤 사이에 마련되는 마찰부재로서,
    길이방향으로 중공부가 형성된 몸체부; 및
    상기 몸체부의 내주면으로부터 상기 피스톤을 향하여 돌출되게 마련되는 탄성가압부;를 포함하고,
    상기 탄성가압부는 상기 몸체부의 내경이 상기 몸체부의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소하도록 마련되는 마찰부재.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 몸체부의 내주면에는 상기 탄성가압부의 타측 끝단부에서 내측으로 요입된 챔퍼가 마련되는 마찰부재.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 몸체부의 외주면에는 요철형상의 주름부가 마련되는 마찰부재.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 몸체부의 타측 단부에는 외주면을 따라 일정간격으로 돌출된 스토퍼가 마련되는 마찰부재.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 탄성가압부는 일정구간이 피스톤의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련되는 마찰부재.
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