KR100980994B1 - 차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치에 관한 것으로, 부스터에서 마스터실린더쪽으로 가해지는 순간적인 배력증가를 흡수시켜 브레이크라인쪽으로 배출되는 유체의 맥동압 발생을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 시스템이 브레이크페달(1)의 조작력을 진공 부압을 매개로 배력하는 부스터(2)를 통해 유압으로 변환시키는 마스터실린더(3)와, 이 마스터실린더(3)에 의해 발생된 유압을 브레이크 유압라인을 매개로 공급받아 각 차륜(W)의 브레이크디스크(D)를 정지시키는 캘리퍼(6)로 이루어지되,

상기 마스터실린더(3)는 부스터(2)에 의해 내부 피스톤을 이동시켜 리저버탱크(4)로부터 유입되는 유체(오일)를 가압해 브레이크 유압라인으로 배출하면서 일정 이상(100bar)의 압력 상승시 작동 유체(오일)의 일부를 리저버탱크(4)로 복귀시켜 내부 압력을 저하시키는 실린더어셈블리(5)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치{Brake pulsating pressure absorbing device in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 맥동압 흡수장치를 구비한 차량용 브레이크의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 마스터실린더의 맥동압 흡수 작동 상태도

도 3은 본 발명에 따라 제동시 브레이크의 맥동압이 흡수되는 선도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 브레이크페달 2 : 부스터

3 : 마스터실린더 4 : 리저버탱크

5 : 실린더어셈블리 5a : 메인챔버실린더

5a' : 메인챔버 5a" : 보조챔버

5b : 서브챔버실린더 5c : 나사계합부

5d : 연결피스톤 5e : 스프링

5f : 보조피스톤 5g : 복귀통로

6 : 캘리퍼

D : 브레이크디스크 W : 차륜

본 발명은 차량용 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동시 마스터실린더에서 발생되는 유체의 맥동압에 의한 진동과 소음등을 흡수할 수 있도록 된 차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크페달과, 이 페달의 답력에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더 및 이 마스터실린더에서 발생된 유압에 의해 제동력을 발생시키는 제동장치(내부 확장식 또는 디스크식)로 이루어지게 된다.

그리고, 이러한 브레이크 시스템은 그 작동방식에 따라 다시 로드나 와이어를 이용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있으며, 이중 유압브레이크는 그 형식에 따라 드럼의 원주내측면을 향하여 양측으로 설치된 브레이크 슈를 휠 실린더로 가압하여 브레이크의 제동작용이 이루어지게 하는 드럼식 브레이크와, 차륜과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에서 제동패드를 유압에 의하여 눌러서 제동하는 캘리퍼형(caliper type brake)인 디스크식 브레이크로 구분되어진다.

이와 같은, 브레이크 시스템은 모두 유압을 매개로 차륜과 함께 회전되는 디스크를 가압하여 정지시켜 제동작용이 일어나도록 되는데, 즉 운전자가 차량을 정지시키고자 브레이크 페달을 밟게 되면, 이 페달의 기구학적인 구조에 의해 힘이 증폭된 상태에서 다시 부스터를 통해 2차적인 힘의 증가를 거치면서 마스터실린더 가 이를 유압으로 변환시키고, 이와 같이 변환된 유압은 브레이크 튜브와 비례밸브를 통해 각 바퀴의 브레이크 어셈블리로 전달되고, 이어 브레이크 어셈블리로 전달된 유압은 다시 힘으로 변환되어 브레이크 마찰재를 밀어 회전하고 있는 로터를 가압하여 제동력을 발생시키게 된다.

또한, 이와 같은 진공 배력식 브레이크 시스템은 갈수록 차량의 고성능화와 안전화와 더불어 특히, 차량의 제동감 및 NVH(Noise Vibration Hashness)과 같은 감성품질에 대한 높은 요구에 대한 만족 여부를 결정하는 주요인자로서 즉, 운전자가 페달을 밟는 즉시 감속도가 형성되는 진공부스터의 응답성에 따른 초기 응답성은 이 가장 주요한 인자이기 때문에 통상적으로, 상기 부스터의 응답성 개선을 위해 제동시 부스터 내부로의 외부공기 유입을 원활히 유도하도록 부스터측 흡입구를 증대시킨 구조를 갖게 됨은 물론이다.

그러나, 부스터의 응답성 개선을 위해 부스터측 흡입구를 증대시키게 되면 이와 상반되는 현상이 발생되는데 즉, 제동시 부스터로부터 조작되는 마스터실린더내에서 브레이크라인쪽으로 배출되는 유체가 순간적인 배력증가에 따라 맥동압을 발생시키게 되는데 이와 같이, 상기 마스터실린더내에서 브레이크라인쪽으로 배출되는 유체의 맥동압은 순간적인 페달 반발(진도)과 제동계 및 현가 및 조향계의 공진에 의한 진동 또는 소음을 발생시키기는 현상이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 부스터에서 마스 터실린더쪽으로 가해지는 순간적인 배력증가를 흡수시켜 브레이크라인쪽으로 배출되는 유체의 맥동압 발생을 차단함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크페달의 조작력을 진공 부압을 매개로 배력하는 부스터를 통해 유압으로 변환시켜 브레이크 유압라인을 매개로 각 차륜의 브레이크디스크를 정지시키는 캘리퍼로 공급하는 마스터실린더가 리저버탱크로부터 유입되는 작동 유체의 압력을 상승시키는 실린더어셈블리로 이루어지되,

이 실린더어셈블리는 리저버탱크로부터 유입된 작동 유체를 가압해 브레이크 유압라인을 통해 배출하는 메인챔버실린더와,

부스터에 연결된 메인챔버실린더의 반대부위에 메인챔버실린더와 나사계합부를 매개로 체결된 서브챔버실린더 및

상기 메인챔버실린더내 과도한 작동 유압 발생시 메인챔버실린더내 공간을 확장시키도록, 상기 서브챔버실린더쪽으로 이동되는 한쌍의 보조피스톤과 연결피스톤을 통한 리저버탱크쪽으로의 배출로 내부압력을 저하시키고, 스프링의 탄성복원력으로 복귀상태로 전환되는 압력저감수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 맥동압 흡수장치를 구비한 차량용 브레이크의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 브레이크 시스템은 브레이크페달(1)의 조작력을 진공 부압을 매개로 배력하는 부스터(2)를 통해 유압으로 변환시키는 마스터실린더(3)와, 이 마스터실린더(3)에 의해 발생된 유압을 브레이크 유압라인을 매개로 공급받아 각 차륜(W)의 브레이크디스크(D)를 정지시키는 캘리퍼(6)로 이루어지되,

상기 마스터실린더(3)는 부스터(2)에 의해 내부 피스톤을 이동시켜 리저버탱크(4)로부터 유입되는 유체(오일)를 가압해 브레이크 유압라인으로 배출하면서 일정 이상(100bar)의 압력 상승시 작동 유체(오일)의 일부를 리저버탱크(4)로 복귀시켜 내부 압력을 저하시키는 실린더어셈블리(5)로 이루어진다.

여기서, 상기 실린더어셈블리(5)는 리저버탱크(4)로부터 유입된 작동 유체(오일)를 가압해 브레이크 유압라인을 통해 배출하는 메인챔버실린더(5a)와, 부스터(2)에 연결된 메인챔버실린더(5a)의 반대부위에 메인챔버실린더(5a)와 나사계합부(5c)를 매개로 체결된 서브챔버실린더(5b) 및 상기 메인챔버실린더(5a)와 서브챔버실린더(5b)사이에 구비되어 메인챔버실린더(5a)내 작동 유압의 적정압력(100bar) 초과시 연동하여 메인챔버실린더(5a)내 작동유압을 리저버탱크(4)로 배출시켜 압력을 저하시키는 압력저감수단으로 이루어진다.

이때, 상기 압력저감수단은 메인챔버실린더(5a)의 메인챔버(5a')내에서 적정압력(100bar) 초과시 작동 유체(오일)를 가압시키도록 그 체적이 변하는 보조챔버(5a")와, 이 보조챔버(5a")의 변화된 체적을 통해 유체(오일)를 메인챔버실린더(5a)에 형성된 복귀통로(5g)를 통해 리저버탱크(4)로 배출시키는 보조피스톤(5f), 이 보조피스톤(5f)에 의해 이동되면서 서브챔버실린더(5b)내 공간으로 이동되는 연결피스톤(5d) 및 이 연결피스톤(5d)의 이동에 의해 압축된 후 메 인챔버(5a')내 유체(오일) 압력 저하시 탄성력을 발생시켜 피스톤(5d,5f)을 복귀해 보조챔버(5a")의 체적을 복권시키는 스프링(5e)으로 이루어진다.

그리고, 상기 스프링(5e)은 그 탄성계수를 이용해 마스터실린더(3)의 용량에 맞추어 맥동압을 발생시키지 않도록 설계되는데 즉, 상기 마스터실린더(3)의 용량에 따라 맥동압을 일으키는 작동 유체(오일)의 유압이 서로 다르므로 이에 맞추어 적절한 스프링(5e)의 탄성계수를 설정하게 됨은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 제동을 위해 브레이크 페달(1)을 조작해 부스터(2)를 작동시키게 되면, 상기 부스터(2)가 진공부압을 통해 마스터실린더(3)의 실린더어셈블리(5)를 조작해 리저버탱크(4)로부터 유입되는 작동 유체(오일)를 메인챔버실린더(5a)의 메인챔버(5a')에서 가압시킨 후, 상기 마스터실린더(3)에 의해 발생된 유압을 브레이크 유압라인을 통해 캘리퍼(6)로 보내 각 차륜(W)의 브레이크디스크(D)를 정지시키게 된다.

이때, 상기 부스터(2)를 통해 조작되는 마스터실린더(3)의 실린더어셈블리(5)내 작동 유체(오일)의 압력이 100bar 이상으로 상승되면 즉, 리저버탱크(4)로부터 유입되어 메인챔버실린더(5a)의 메인챔버(5a')내로 충진된 작동 유체(오일)의 압력이 100bar 이상이면, 상기 메인챔버(5a')내 작동 유체(오일)의 압력이 서브챔버실린더(5b)쪽으로 전달되게 된다.

이와 같이, 상기 메인챔버(5a')내 작동 유체(오일)의 압력이 서브챔버실린더(5b)쪽으로 전달되면 도 2에 도시된 바와 같이, 압력저감수단을 이루는 보조피스톤(5f)이 고압의 작동 유체(오일)에 의해 보조챔버(5a")쪽으로 밀려 보조챔버(5a")의 체적을 줄여주게 되는데 이때, 상기 보조챔버(5a")의 체적 축소를 위해 보조피스톤(5f)에 연결된 연결피스톤(5d)이 서브챔버실린더(5b)내 공간으로 이동하면서 스프링(5e)을 압축시켜주게 된다.

이어, 상기 보조챔버(5a")의 체적 변화는 보조챔버(5a")내 작동 유체(오일)를 가압하여 메인챔버실린더(5a)에 형성된 복귀통로(5g)를 통해 리저버탱크(4)쪽으로 작동 유체(오일)를 배출시키게 되고 이는, 상기 보조챔버(5a")의 줄어든 체적 변화 많 큼 메인챔버(5a')의 체적을 증가시켜 메인챔버(5a')내 압력 증가를 감소시키게 되므로 결국, 도 3에 도시된 바와 같이 100bar 이상의 압력을 생성하는 작동 유체(오일)에 의해 크게 튀어 오르는 맥동압 발생을 제거해주게 된다.

한편, 상기 보조챔버(5a")의 체적 변화에 따라 메인챔버(5a')내 압력이 100bar 이하로 되면, 서브챔버실린더(5b)에서 압축되었던 스프링(5e)이 복원되면서 연결피스톤(5d)을 메인챔버(5a')의 보조챔버(5a")쪽으로 이동시키게 되고, 이에 따라 상기 연결피스톤(5d)의 이동과 함께 보조피스톤(5f)이 메인챔버(5a')쪽으로 복귀되면서 보조챔버(5a")를 초기 상태로 확장시켜주게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 마스터실린더내 압력 증가시 내부 챔버 공간을 확장시키면서 압력 상승을 흡수해 맥동압의 발생을 차단시킬 수 있어 진공 부스터의 초기 응답성 향상을 이루면서 페달의 감속도를 함께 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 마스터실린더의 순간적인 맥동압 발생이 방지되므로 맥동압에 의한 페달의 반발과 제동계와 조향계로 전달되어 발생되는 공진현상도 차단될 수 있는 효과가 있게 됨은 물론이다.

Claims (3)

1. 브레이크페달(1)의 조작력을 진공 부압을 매개로 배력하는 부스터(2)를 통해 유압으로 변환시켜 브레이크 유압라인을 매개로 각 차륜(W)의 브레이크디스크(D)를 정지시키는 캘리퍼(6)로 공급하는 마스터실린더(3)가 리저버탱크(4)로부터 유입되는 작동 유체의 압력을 상승시키는 실린더어셈블리(5)로 이루어지되,

   이 실린더어셈블리(5)는 리저버탱크(4)로부터 유입된 작동 유체를 가압해 브레이크 유압라인을 통해 배출하는 메인챔버실린더(5a)와,

   부스터(2)에 연결된 메인챔버실린더(5a)의 반대부위에 메인챔버실린더(5a)와 나사계합부(5c)를 매개로 체결된 서브챔버실린더(5b) 및

   상기 메인챔버실린더(5a)내 과도한 작동 유압 발생시 메인챔버실린더(5a)내 공간을 확장시키도록, 상기 서브챔버실린더(5b)쪽으로 이동되는 한쌍의 보조피스톤(5f)과 연결피스톤(5d)을 통한 리저버탱크(4)쪽으로의 배출로 내부압력을 저하시키고, 스프링(5e)의 탄성복원력으로 복귀상태로 전환되는 압력저감수단으로 이루어진 차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보조피스톤(5f)은 상기 메인챔버실린더(5a)의 메인챔버(5a')내에 인접된 보조챔버(5a")를 구획하면서 체적 변화를 통해 유체를 메인챔버실린더(5a)에 형성된 복귀통로(5g)를 통해 리저버탱크(4)로 배출시키고,

   상기 연결피스톤(5d)은 상기 보조피스톤(5f)에 의해 이동되면서 상기 서브챔버실린더(5b)내 공간으로 이동되며,

   상기 스프링(5e)은 상기 연결피스톤(5d)의 이동에 의해 압축된 후 메인챔버(5a')내 유체(오일) 압력 저하시 탄성력을 발생시켜 피스톤(5d,5f)을 복귀해 보조챔버(5a")의 체적을 복권시키는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 압력저감수단의 작동 압력은 100bar인 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 맥동압 흡수장치.

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