KR101638846B1 - 브레이크용 플런저 마스터실린더 - Google Patents

Abstract

브레이크용 플런저 마스터실린더에 대한 발명이 개시된다. 개시된 브레이크용 플런저 마스터실린더는: 공급포트를 통하여 브레이크오일을 공급받는 압력챔버가 구비되는 실린더바디와, 실린더바디의 내측에 스프링으로 탄성 지지되며 부스트의 작동으로 이동되어 상기 압력챔버의 압력을 변화시키는 피스톤부 및 피스톤부의 릴리프포트와 공급포트 사이에 구비된 액압챔버에 접하여 설치되는 환형의 외경부재와 외경부재에서 내측으로 절곡된 연결부재에 연결되어 피스톤부에 접하는 내경부재를 구비하며 내경부재에서 외경부재 방향으로 돌출 형성되는 리브부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크용 플런저 마스터실린더{PLUNGER TYPE MASTER CYLINDER FOR BRAKE}

본 발명은 브레이크용 플런저 마스터실린더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크오일의 유동 저항을 감소시켜 동작신뢰성을 향상시킬 수 있는 브레이크용 플런저 마스터실린더에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 브레이크 시스템(Brake System)은 주행하는 차량을 감속 또는 정지시키는 작용을 한다.

이러한 브레이크 시스템은 브레이크페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동하는 유압식 브레이크와, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하는 배력식 브레이크 및 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생하는 공기브레이크로 등으로 분류된다.

유압식 브레이크는 브레이크 페달의 조작력을 배력하는 부스터와 연결된 마스터실린더의 동작으로 유압을 생성한다.

마스터실린더 중 플런저타입 마스터실린더(Plunger typed Master Cylinder)는, 브레이크 페달의 답력을 배력하는 부스터(Booster)로부터 힘을 전달받는 입력피스톤(primary piston)과, 실린더 내에 구비되어 입력 피스톤(primary piston)에 전달된 힘에 의해 작동하는 유동피스톤(Floating Piston)을 포함한다.

이와 같은 플런저타입 마스터실린더는 액압 발생을 위해 통상 씰컵(Seal Cup)이 구비된다.

씰컵의 내경은 입력피스톤과 유동피스톤에 각각 접촉되고 그 외경은 액압챔버의 내면에 접촉되므로, 브레이크의 비작동시나 브레이크의 해제시는 오일의 통로 역할을 하며, 브레이크 작동시는 오일의 흐름을 차단하는 역할을 한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

씰컵의 형상이 "C"자 형상으로 형성되므로, 브레이크패달의 해제에 따른 피스톤의 후진 동작에서, 피스톤에서 씰컵을 통하여 레저버로 이동되는 브레이크오일의 역압 발생방향과 역압에 의한 씰컵의 변형 방향이 동일하게 된다. 따라서, 씰컵의 변형에 의한 브레이크오일의 유동 저항이 증가하며, 이로 인한 잔압으로 안전사고의 위험성도 증가한다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 브레이크패달의 해제에 따른 역압 발생시, 브레이크오일의 유동 저항을 감소시키는 방향으로 씰컵의 변형이 이루어질 수 있는 브레이크용 플런저 마스터실린더를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더는: 공급포트를 통하여 브레이크오일을 공급받는 압력챔버가 구비되는 실린더바디와, 실린더바디의 내측에 스프링으로 탄성 지지되며 부스트의 작동으로 이동되어 압력챔버의 압력을 변화시키는 피스톤부 및 피스톤부의 릴리프포트와 공급포트 사이에 구비된 액압챔버에 접하여 설치되는 환형의 외경부재와 외경부재에서 내측으로 절곡된 연결부재에 연결되어 피스톤부에 접하는 내경부재를 구비하며 내경부재에서 외경부재 방향으로 돌출 형성되는 리브부재를 구비하는 씰컵을 포함한다.

또한 액압챔버와 접하는 외경부재의 외측은 직선 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 액압챔버의 측면과 접하는 연결부재는 직선 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 내경부재에서 리브부재와 연결되는 커넥터부가 상측으로 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

또한 리브부재는, 내경부재의 중앙에서 원주 방향을 따라 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

또한 리브부재에는 브레이크오일이 이동되는 통로를 형성하는 이동홈부가 원주 방향을 따라 복수로 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더는 단면 형상이 "R"자 형상으로 형성되므로, 브레이크패달의 해제에 따른 역압 발생시, 리브부재가 하측을 향하여 가압되고, 리브부재의 하측에 있는 내경부재가 양측으로 벌어져서 브레이크오일의 유동저항이 감소되며, 기기의 동작 신뢰성도 향상될 수 있다.

또한 본 발명은, 씰컵이 액압챔버의 내측에 면접촉되므로, 씰컵이 상하로 이동되는 롤링현상이 방지되어 기기의 동작 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰컵이 액압챔버에 설치된 상태를 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 씰컵에 브레이크오일의 압력이 분포되는 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰컵을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 사용되는 브레이크용 플런저 마스터실린더를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더를 개략적으로 도시한 측단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰컵이 액압챔버에 설치된 상태를 도시한 측단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 씰컵에 브레이크오일의 압력이 분포되는 상태를 도시한 상태도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰컵을 도시한 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더(1)는, 압력챔버(14)가 구비된 실린더바디(10)의 내측을 피스톤부(20)가 왕복 이동되며, 피스톤부(20)에 접하여 탄성 재질의 씰컵(30)이 설치된다.

실린더바디(10)는, 브레이크오일(16)이 저장되는 리저버(도시생략)와 공급포트(12)로 연결된다.

공급포트(12)를 통하여 브레이크오일(16)을 공급받는 압력챔버(14)가 실린더바디(10)의 내측에 구비된다.

실린더바디(10)의 내측에 스프링(28)으로 탄성 지지되는 피스톤부(20)는, 부스트(도시생략)의 작동으로 이동되어 압력챔버(14)의 압력을 변화시키는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 따른 피스톤부(20)는, 부스트와 연결되는 입력피스톤(22) 및 입력피스톤(22)의 동작으로 이동되는 유동피스톤(24)을 포함한다.

입력피스톤(22)과 유동피스톤(24)에는 브레이크오일(16)이 이동되는 통로인 릴리프포트(26)가 구비된다.

이러한 피스톤부(20)는 부스트의 동작으로 이동되며, 부스트의 압력이 제거된 이후에는 스프링(28)의 동작에 의해 초기 위치로 복귀한다.

피스톤부(20)의 릴리프포트(26)와 실린더바디(10)의 공급포트(12) 사이에는 씰컵(30)의 장착을 위한 액압챔버(40)가 구비된다.

액압챔버(40)는 피스톤부(20)의 외주면을 따라 환형 형상으로 형성된 홈부이며, 씰컵(30)의 외경부재(31)와 접하는 지지면(42) 및 연결부재(32)와 접하는 측면(44)을 구비한다.

씰컵(30)은 고무 또는 실리콘 등 탄성 재질로 성형되며, 브레이크오일(16)의 역압 발생시, 브레이크오일(16)의 유동저항을 감소시키는 방향으로 씰컵(30)의 형상이 변형되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수도 있다.

도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 씰컵(30)은, 액압챔버(40)의 지지면(42)에 접하여 설치되는 환형의 외경부재(31)와, 외경부재(31)에서 내측으로 절곡되는 연결부재(32)에 연결되어 피스톤부(20)에 접하는 내경부재(33) 및 내경부재(33)에서 외경부재(31) 방향으로 돌출 형성되는 리브부재(34)를 포함한다.

액압챔버(40)의 지지면(42)과 접하는 외경부재(31)의 외측(도 2기준 상측)은 직선 형상으로 형성되므로, 피스톤부(20)의 릴리프포트(26)에서 실린더바디(10)의 공급포트(12)로 브레이크오일(16)이 이동되는 역압 발생시, 외경부재(31)는 액압챔버(40)의 지지면(42)에 접하여 씰컵(30)의 상하 이동을 방지한다.

씰컵(30)의 상하 이동의 구속되어 롤링현상이 방지되므로, 브레이크용 플런저 마스터실린더(1)의 동작이 보다 안정적으로 이루어진다.

액압챔버(40)의 측면(44)과 접하는 연결부재(32)도 양측에 라운드 처리된 부분을 제외하고는 직선 형상으로 형성되므로, 브레이크오일(16)의 역압 발생시, 연결부재(32)도 액압챔버(40)의 측면(44)에 접하여 씰컵(30)의 유동을 방지한다.

씰컵(30)의 외경부재(31)와 연결부재(32) 및 내경부재(33)는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있으며, 내경부재(33)에서 리브부재(34)와 연결되는 커넥터부(36)가 상측(이하 도 2기준)으로 돌출 형성될 수 있다.

내경부재(33)에서 외경부재(31)를 향한 방향으로 리브부재(34)가 돌출 형성되며, 이러한 리브부재(34)는 내경부재(33)의 중앙에서 원주 방향을 따라 돌출 형성된다.

내경부재(33)의 하측에서 리브부재(34)의 상측까지의 길이의 최대값은, 내경부재(33)의 하측에서 외경부재(31)의 상측까지 길이의 절반으로 설정된다.

이러한 형상의 씰컵에 브레이크오일(16)의 역압이 발생하면, 리브부재(34)는 하측으로 가압되며, 리브부재(34)와 연결되는 내경부재(33)는 양측으로 벌어진다.

이러한 씰컵(30)의 형상은 "R"자 형상으로 형성되므로, 피스톤부(20)의 릴리프포트(26)에서 실린더바디(10)의 공급포트(12)로 이동되는 브레이크오일(16)의 이동이 원활하게 이루어진다.

리브부재(34)에는 브레이크오일(16)이 이동이 원활하게 이루어지도록 설정된 간격으로 절개된 홈 형상의 이동홈부(35)가 구비된다. 이동홈부(35)는 리브부재(34)의 원주 방향을 따라 복수로 구비되며, 사각형상을 포함한 다양한 형상으로 브레이크오일(16)의 이동을 위한 홈부를 형성한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

브레이크패달이 해제되면, 부스트와 연결되는 입력피스톤(22)에 가해지는 압력도 해제된다.

입력피스톤(22)과 유동피스톤(24)을 포함하는 피스톤부(20)는 스프링(28)의 탄성력으로 초기 위치로 이동된다.

피스톤부(20)의 릴리프포트(26)를 통하여 씰컵(30)을 거쳐 실린더바디(10)의 공급포트(12)로 이동되는 브레이크오일(16)로 인한 역압이 발생한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 씰컵(30)에 역압이 가해지면 리브부재(34)는 하측 방향으로 가압된다.

리브부재(34)와 연결된 커넥터부(36)로 전달된 압력은 내경부재(33)의 양측으로 전달되며, 커넥터부(36)를 중심으로 내경부재(33)의 일측(도 3기준 좌측)과 타측(도 3기준 우측)은 양측으로 더 벌어지는 형상으로 변형된다.

이러한 내경부재(33)의 형상 변형으로 씰컵(30)의 내경부재(33)가 피스톤부(20)에 안착되는 면적이 넓어지므로, 피스톤부(20)의 안정적인 습동이 이루어지며, 씰컵(30)의 내구성도 향상된다.

또한 내경부재(33)와 피스톤부(20)의 사이로 이동되는 브레이크오일(16)의 유동저항이 감소되어 브레이크용 플런저 마스터실린더(1)의 잔압 발생이 방지된다.

그리고, 역압 발생시 씰컵(30)의 외경부재(31)는 액압챔버(40)의 지지면(42)에 접하고, 연결부재(32)는 액압챔버(40)의 측면(44)에 접하므로, 씰컵(30)의 흔들림이 감소하여 롤링현상이 방지된다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 따른 브레이크용 플런저 마스터실린더(1)는 단면 형상이 "R"자 형상으로 형성되므로, 브레이크패달의 해제에 따른 역압 발생시, 리브부재(34)가 하측을 향하여 가압되고, 리브부재(34)의 하측에 있는 내경부재(33)가 양측으로 벌어져서 브레이크오일(16)의 유동저항이 감소되어 기기의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한 씰컵(30)이 액압챔버(40)의 내측에 면접촉되므로, 씰컵(30)이 상하로 이동되는 롤링현상이 방지되어 기기의 동작 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 자동차에 사용되는 브레이크용 플런저 마스터실린더를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 브레이크가 사용되는 다른 종류의 기계장치에도 본 발명에 의한 브레이크용 플런저 마스터실린더가 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 브레이크용 플런저 마스터실린더
10: 실린더바디 12: 공급포트
14: 압력챔버 16: 브레이크오일
20: 피스톤부 22: 입력피스톤
24: 유동피스톤 26: 릴리프포트
28: 스프링 30: 씰컵
31: 외경부재 32: 연결부재
33: 내경부재 34: 리브부재
35: 이동홈부 36: 커넥터부
40: 액압챔버 42: 지지면
44: 측면

Claims (6)

1. 공급포트를 통하여 브레이크오일을 공급받는 압력챔버가 구비되는 실린더바디;
   상기 실린더바디의 내측에 스프링으로 탄성 지지되며, 부스트의 작동으로 이동되어 상기 압력챔버의 압력을 변화시키는 피스톤부; 및
   상기 피스톤부의 릴리프포트와 상기 공급포트 사이에 구비된 액압챔버에 접하여 설치되는 환형의 외경부재와, 상기 외경부재에서 내측으로 절곡된 연결부재에 연결되어 상기 피스톤부에 접하는 내경부재를 구비하며, 상기 내경부재에서 상기 외경부재 방향으로 돌출 형성되는 리브부재를 구비하는 씰컵;을 포함하며,
   상기 내경부재에서 상기 리브부재와 연결되는 커넥터부가 상측으로 돌출되며,
   상기 내경부재의 하측에서 상기 리브부재의 상측까지의 길이의 최대값은, 상기 내경부재의 하측에서 상기 외경부재의 상측까지 길이의 절반으로 설정되며,
   상기 씰컵의 형상은 "R"자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 플런저 마스터실린더.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액압챔버와 접하는 상기 외경부재의 외측은 직선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 플런저 마스터실린더.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 액압챔버의 측면과 접하는 상기 연결부재는 직선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 플런저 마스터실린더.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 리브부재는, 상기 내경부재의 중앙에서 원주 방향을 따라 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 플런저 마스터실린더.
   
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 리브부재에는 브레이크오일이 이동되는 통로를 형성하는 이동홈부가 원주 방향을 따라 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 브레이크용 플런저 마스터실린더.

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