KR100890136B1

KR100890136B1 - 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프

Info

Publication number: KR100890136B1
Application number: KR1020070093175A
Authority: KR
Inventors: 이철원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-20
Also published as: KR20090027954A

Abstract

본 발명은 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프에 관한 것으로,

종래의 오일펌프는 양산 공정에서 유압 파워 브레이크(HPB)를 장착하고 오일펌프에 대한 진공작업을 할 때에 제1볼밸브(40)가 피스톤(20)의 오일유입통로(22)를 막게 되어 내부 하우징(60) 내부의 공기가 상부 하우징(10)과 피스톤 조립체(P)의 좁은 틈새(예를 들면 4~11미크론 정도) 사이로만 제거되므로 진공 작업시간을 길게 하더라도 진공펌프 내부의 공기를 완전히 제거할 수가 없게 되는 문제가 있었던 바,

상부 하우징(10)의 내부 둘레에 내부 하우징(60) 내부의 공기를 피스톤(20)의 오일유입홈(21)쪽으로 빼낼 수 있도록 하는 공기배출홈(12)을 형성한 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 오일펌프의 장착시에 내부 하우징 내부의 공기를 신속하게 빼낼 수 있게 되고, 내부 하우징 내부에 잔존 공기가 남지 않도록 할 수 있게 되므로 진공 작업에 소요되는 시간 및 인력을 적감할 수 있게 되어 원가절감 및 생산성 향상에 크게 기여할 수 있게 되며, 유압 파워 브레이크 시스템 브레이크의 뛰어난 성능을 유지하면서 향상된 품질 신뢰성을 통해 상품성을 크게 증대시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

유압 파워 브레이크 시스템, 오일펌프, 피스톤, 제1볼밸브, 상부 하우징, 내부 하우징, 하부 하우징, 공기배출홈

Description

차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프 {an Oil Pump for a vehicle Hydraulic Power Brake System}

도 1은 본 발명이 관계하는 유압 파워 브레이크 시스템의 접속상태도

도 2는 동 시스템의 유압 콘트롤 유니트의 제어회로도

도 3은 종래의 한 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프의 종단면도

도 4a는 동 오일펌프의 압축행정시의 종단면도

도 4b는 동 오일펌프의 복원행정시의 종단면도

도 5는 동 오일펌프의 진공작업시의 종단면도

도 6은 본 발명의 한 실시예의 종단면도

도 7은 동 실시예의 요부 횡단면도

도 8은 동 실시예의 진공작업시의 종단면도

도 9a는 동 실시예의 압축행정시의 종단면도

도 9b는 동 실시예의 복원행정시의 종단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 상부 하우징 11 : 오일유입구멍

20 : 피스톤 21 : 오일유입홈

22 : 오일유입통로 23 : 오일유입구멍

30 : 제1스프링 서포트 40 : 제1볼밸브

59 : 제1서포트 스프링 60 : 내부 하우징

61 : 오일유출구멍 70 : 리턴스프링

80 : 하부 하우징 81 : 오일유출구멍

82 : 제2스프링 서포트 공간 90 : 제2볼밸브

P : 피스톤 조립체

본 발명은 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프에 관한 것으로, 더 자세하게는 피스톤의 외부 둘레에 공기제거홈을 마련하여 오일펌프 장착시에 펌프 하우징 내부의 공기를 간편하게 제거할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

본 발명이 관계하는 차량의 유압 파워 브레이크(HPB; Hydraulic Power Brake)는 일반적인 브레이킹 기능(braking)과 함께 부스팅 기능(Boosting), ABS 기능 등을 갖는 것으로, 장착(Install)이 간편하고 브레이크감(braking Feeling) 및 성능이 우수하여 최근 중소형 트럭, 버스의 브레이크 시스템(Brake System)에 많이 적용되고 있다.

상기 유압 파워 브레이크(HPB)는 구성부품이 적고, 브레이크 성능이 우수할 뿐 아니라 엔진이 꺼진 상태에서도 정상적인 브레이크가 가능하게 되며, ABS 작동시 페달 떨림 및 진동이 적고, 한가지 사양으로 여러 차종 적용이 가능하게 되는 특징이 있다.

도 1에는 본 발명이 관계하는 유압 파워 브레이크 시스템의 접속상태도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 시스템의 유압 콘트롤 유니트의 제어회로도가 도시되어 있는 바, 본 발명이 관계하는 유압 파워 브레이크 시스템에 있어서 브레이크 페달을 밟을 때 마스터 실린더(1)는 유압 시그널을 유압 콘트롤 유니트(2; HCU; Hydraulic Control Unit)의 릴레이 밸브(9)에 제공하며, 이 유압 시그널에 비례하여 어큐뮬레이터(4)는 브레이크에 압력을 제공하여 제동력을 발생시킨다.

그리고 브레이크 페달을 해제할 때 브레이크액이 브레이크에서 유압 콘트롤 유니트(HCU) 리저버로 되돌아오며, 라인의 압력은 0으로 떨어진다.

한편 도 3에는 종래의 한 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프의 종단면도가 도시되어 있는 바, 종래에 있어서 전기모터의 구동으로 인해 제동에 필요한 유압을 형성하는 오일펌프(3')는 외주에 오일유입구멍(11)이 형성된 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 내부 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 외주 중앙부에 상기 상부 하우징(10)의 오일유입구멍(11)과 대응되는 오일유입홈(21)이 형성되는 동시에 내부 하부에 오일유입통로(22)가 마련되며, 오일유입통로(22)의 상부에 오일유입홈(21)과 연결되는 오일유입구멍(23)이 형성되는 피스톤(20); 상기 피스톤(20)의 하부에 설치되는 제1스프링 서포트(30); 상기 제1스프 링 서포트(30)의 내부 상부에 설치되어 피스톤(20)의 오일유입통로(22)를 개폐하는 제1볼밸브(40); 상기 제1스프링 서포트(30)의 내부 하부에 설치되어 제1볼밸브(40)를 탄성 지지하는 제1서포트 스프링(50); 상기 상부 하우징(10)의 하부에 설치되고 하단 중앙에 오일유출구멍(61)이 형성된 내부 하우징(60); 상기 내부 하부징(10)의 내부 하부에 설치되어 피스톤(20)과 제1스프링 서포트(30), 제1볼밸브(40), 그리고 제1 서포트 스프링(50)을 포함하는 피스톤 조립체(P)를 탄성 지지하는 리턴스프링(70); 내주 상단부가 상기 상부 하우징(10)의 외주 하단부 및 내부 하우징(60)의 외주 상단부와 결합되고, 외주에 오일유출구멍(81)이 형성되며, 내부 하단 중앙에 제2스프링 서포트 공간(82)이 마련되는 하부 하우징(80); 상기 하부 하우징(80)의 제2스프링 서포트 공간(82) 내부 상부에 설치되어 상기 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 개폐하는 제2볼밸브(90); 상기 하부 하우징(80)의 제2스프링 서포트 공간(82) 내부 하부에 설치되어 상기 제2볼밸브(90)를 탄성 지지하는 제2서포트 스프링(100);으로 이루어진 것이 주로 사용되었다.

상기 종래의 오일펌프(3')는 도 4a와 같이 압축행정시에 전기모터의 회전 운동에 의해 피스톤 조립체(P)가 직선하강운동을 하게 되면 내부 하우징(60) 내부의 오일의 압력이 상승하면서 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 밀폐하고 있던 제2볼밸브(90)를 밀어내게 되므로 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)이 개방되어 내부 하우징(60)의 내부에 머물고 있던 오일이 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 빠져나올 수 있게 되고, 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 빠져나온 오일이 내부 하우징(60)과 하부 하우징(80) 사이의 공간 및 하부 하우징(80)의 오 일유출구멍(81)을 통해 어큐뮬레이터(4; Accumulator)로 이동할 수 있게 된다.

그리고 압축행정을 마친 피스톤 조립체(P)가 내부 하우징(60)의 내부 하부에 설치된 리턴스프링(70)에 의해 원래의 위치로 돌아가게 되면 도 4b와 같이 내부 하우징(60) 내부에 진공이 걸리게 되어 제1볼밸브(40)가 하강하게 되고, 그에 따라 피스톤(20)의 오일유입통로(22)가 개방되어 내부 하우징(60)의 내부로 오일이 흡입된다.

상기 복원행정시에 제2볼밸브(90)는 제2서포트 스프링(100)에 의해 원위치로 복귀하여 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 막게 되며, 그리고 상부 하우징(10)의 오일유입구멍(11)을 통해 상부 하우징(10) 내부로 유입되는 오일이 피스톤(20)의 오일유입홈(21) 및 오일유입구멍(23)을 통해 피스톤(20) 내부의 오일유입통로(22)로 유입되고, 피스톤(20)의 오일유입통로(22)로 유입되는 오일이 제1볼밸브(40)를 개방한 후 제1스프링 서포트(30)를 통과하여 내부 하우징(60) 내부로 유입된다.

이처럼 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프(3)는 압축행정과 복원행정을 반복하면서 어큐뮬레이터(4; accumulator)에 오일을 충전시켜서 브레이크 작동시 제동력을 발생시키는 유압을 생성하게 된다.

한편 유압 파워 브레이크(HPB) 시스템을 차량에 장착할 때 시스템 내에 오일을 공급하기 위해 진공작업을 하며, 이 때 진공 작업시간에 따라 유압 콘트롤 유니트(HCU)내에 제거되는 공기의 양이 결정된다.

따라서 양산 적용에 앞서 충분한 진공 작업시간을 설정하게 되지만 종래에는 유압 파워 브레이크(HPB) 시스템을 적용하여 생산된 차량이 장기 주차시에 경고등이 점등되어 차량운행에 있어 장애 요인이 발생되었으며, 이는 바로 고객 불만의 원인이 되었다.

이와 같은 문제점은 유압 콘트롤 유니트(HCU)의 오일펌프(3) 내에 완전히 제거되지 못한 공기가 원인이 되었으며, 오일펌프 내의 잔존 공기가 있게 되면 피스톤(20)이 압축행정시에 공기가 압축되면서 오일펌프 내부에 충분한 압력을 상승시키지 못해 오일펌프 내부의 오일이 유출되지 못하고 전기모터가 과도하게 작동될 뿐 아니라 유압 콘트롤 유니트(HCU)가 시스템내 오류로 판단하여 경고등을 점등하며 차량 운행에 장애를 일으키게 된다.

이는 양산 공정에서 유압 파워 브레이크(HPB)를 장착하고 오일펌프에 대한 진공작업을 할 때 상기 종래의 오일펌프는 제1서포트 스프링(50)에 의해 탄성 지지되는 제1볼밸브(40)가 피스톤(20)의 오일유입통로(22)를 막게 되어 내부 하우징(60) 내부의 공기가 상부 하우징(10)과 피스톤 조립체(P)의 좁은 틈새(예를 들면 4~11미크론 정도) 사이로만 제거되므로 진공 작업시간을 길게 하더라도 진공펌프 내부의 공기를 완전히 제거할 수가 없게 되는 문제가 있었다.

즉, 종래의 오일펌프는 평상시 제1서포트 스프링(50)에 의해 탄성 지지되는 제1볼밸브(40)가 피스톤(20)의 오일유입통로(22)를 막게 되므로 내부 하우징(60)의 내부가 외부와 완전히 차단되는 폐쇄구조로 되어 있으며, 그에 따라서 진공 작업시 도 5와 같이 상부 하우징(10)과 피스톤 조립체(P)의 좁은 틈새(Gap) 사이로 공기를 제거할 수밖에 없었다.

그러나 상기 상부 하우징(10)과 피스톤 조립체(P)의 틈새(Gap)가 너무 좁기 때문에 공기를 완전히 제거하기 어렵고, 공기를 완전히 제거하기 위해서는 진공 작업시간을 상당히 증가시켜야 하므로 정해진 생산 시간을 맞추기가 어렵게 되는 문제가 있었다.

한편 진공 작업 후 펌프 내부에 공기가 잔존하게 되면 잔존 공기로 인해 어큐뮬레이터에 충분한 유압을 생성시키지 못해 전기모터가 과도하게 작동하게 되므로 전기모터의 수명에 악영향을 미치며 경고등이 점등되어 차량 운행에 장애요인이 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 공정에 진공 시간을 증대하였으며 문제 발생 차량에 대해 추가적으로 에어 브리딩(Air Bleeding)작업을 하였다.

그러나 종래의 오일펌프는 이와 같은 문제 해결에도 불구하고 문제 해결 과정을 거치면서 품질 신뢰성이 떨어졌으며 지나친 작업시간 및 작업인력이 투입되어 생산성을 저하시키며, 원가를 상승시키는 문제를 안고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 장착과정에서 피스톤의 오일유입통로를 개폐하는 제1볼밸브와 내부 하우징의 오일유출구멍을 개폐하는 제2볼밸브의 사이의 공간에 존재하는 공기를 제거하는 진공 작업을 보다 용이하게 할 수 있도록 하는 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 상부 하우징의 내부 둘레에 내부 하우징 내부의 공기를 피스톤의 공기유입홈쪽으로 빼낼 수 있도록 하는 공기배출홈을 형성하는 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 6에는 본 발명의 한 실시예의 종단면도가 도시되어 있고, 도 7에는 동 실시예의 요부 횡단면도가 도시되어 있는 바, 본 발명은 외주에 오일유입구멍(11)이 형성된 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 내부 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 외주 중앙부에 상기 상부 하우징(10)의 오일유입구멍(11)과 대응되는 오일유입홈(21)이 형성되는 동시에 내부 하부에 오일유입통로(22)가 마련되며, 오일유입통로(22)의 상부에 오일유입홈(21)과 연결되는 오일유입구멍(23)이 형성되는 피스톤(20); 상기 피스톤(20)의 하부에 설치되는 제1스프링 서포트(30); 상기 제1스프링 서포트(30)의 내부 상부에 설치되어 피스톤(20)의 오일유입통로(22)를 개폐하는 제1볼밸브(40); 상기 제1스프링 서포트(30)의 내부 하부에 설치되어 제1볼밸브(40)를 탄성 지지하는 제1서포트 스프링(50); 상기 상부 하우징(10)의 하부에 설치되고 하단 중앙에 오일유출구멍(61)이 형성된 내부 하우징(60); 상기 내부 하부징(10)의 내부 하부에 설치되어 피스톤(20)과 제1스프링 서포트(30), 제1볼밸브(40), 그리고 제1 서포트 스프링(50)을 포함하는 피스톤 조립체(P)를 탄성 지지하는 리턴스프링(70); 내주 상단부가 상기 상부 하우징(10)의 외주 하단부 및 내부 하우징(60)의 외주 상단부와 결합되고, 외주에 오일유출구 멍(81)이 형성되며, 내부 하단 중앙에 제2스프링 서포트 공간(82)이 마련되는 하부 하우징(80); 상기 하부 하우징(80)의 제2스프링 서포트 공간(82) 내부 상부에 설치되어 상기 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 개폐하는 제2볼밸브(90); 상기 하부 하우징(80)의 제2스프링 서포트 공간(82) 내부 하부에 설치되어 상기 제2볼밸브(90)를 탄성 지지하는 제2서포트 스프링(100);으로 이루어지는 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프를 구성함에 있어서, 상기 상부 하우징(10)의 내부 둘레에 내부 하우징(60) 내부의 공기를 피스톤(20)의 오일유입홈(21)쪽으로 빼낼 수 있도록 하는 공기배출홈(12)을 형성하여서 되는 것이다.

도시된 실시예는 상부 하우징(10)의 내부 둘레 중앙부에 모두 4개의 반원형 공기배출홈(12)을 형성한 형태를 갖는 바, 본 발명에 있어서 공기배출홈(12)의 개수 및 형태는 도시된 것에만 국한되지 않고 예측 가능한 개수 및 형태로 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 폐쇄구조로 된 종래의 오일펌프의 상부 하우징(10)에 공기배출홈(12)을 형성하여 장착과정에서 내부 하우징(60)에 대한 진공 작업을 원활하게 할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 있어서는 장착과정에서 종래의 잔존 공기 문제를 쉽게 해결할 수 있음은 물론 장착 후에 안정적인 작동을 기대할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명에 있어서는 도 8과 같이 장착과정에서 진공 작업시 상부 하우징(10)의 내부 둘레에 마련된 공기배출홈(12)을 통해 내부 하우징(60) 내부의 공기를 피스톤(20)의 오일유입홈(21)쪽으로 신속하고도 간편하게 흡입하여 제거할 수 있기 때문에 종래의 잔존 공기 문제를 쉽게 해결할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서 압축행정시에는 도 9a와 같이 전기모터의 회전 운동에 의해 피스톤 조립체(P)가 직선하강운동을 하게 되면 공기배출홈(12)이 밀폐되며, 내부 하우징(60) 내부의 오일의 압력이 상승하면서 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 밀폐하고 있던 제2볼밸브(90)를 밀어내게 되므로 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)이 개방되어 내부 하우징(60)의 내부에 머물고 있던 오일이 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 빠져나올 수 있게 되고, 내부 하우징(60)의 오일유출구멍(61)을 빠져나온 오일이 내부 하우징(60)과 하부 하우징(80) 사이의 공간 및 하부 하우징(80)의 오일유출구멍(81)을 통해 어큐뮬레이터(4; Accumulator)로 이동할 수 있게 된다.

그리고 압축행정을 마친 피스톤 조립체(P)가 내부 하우징(60)의 내부 하부에 설치된 리턴스프링(70)에 의해 원래의 위치로 돌아가게 되는 동시에 제2볼밸브(90)가 제2서포트 스프링(100)에 의해 원위치로 복귀하여 내부 하우징(60)의 오일배출구멍(61)을 밀폐하게 되면 도 9b와 같이 내부 하우징(60) 내부에 진공이 걸리게 되어 제1볼밸브(40)가 하강하게 되고, 그에 따라 피스톤(20)의 오일유입통로(22)가 개방되어 내부 하우징(60)의 내부로 오일이 흡입되며, 피스톤(20)의 오일유입홈(21)과 연결된 상부 하우징(10)의 공기배출홈(12)을 통해서도 내부 하우징(60) 내부로 오일이 유입된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상부 하우징(10)의 내부 둘레에 내부 하우징(60) 내부의 공기를 피스톤(20)의 오일유입홈(21)쪽으로 빼낼 수 있도록 하는 공기배출홈(12)을 형성한 것으로, 본 발명에 의하면 오일펌프의 장착시에 내부 하우징 내부의 공기를 신속하게 빼낼 수 있게 되고, 내부 하우징 내부에 잔존 공기가 남지 않도록 할 수 있게 되므로 진공 작업에 소요되는 시간 및 인력을 적감할 수 있게 되어 원가절감 및 생산성 향상에 크게 기여할 수 있게 되며, 유압 파워 브레이크 시스템 브레이크의 뛰어난 성능을 유지하면서 향상된 품질 신뢰성을 통해 상품성을 크게 증대시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims

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상부 하우징(10)과; 상기 상부 하우징(10)의 내부 상부에 설치되는 피스톤(20)과; 상기 피스톤(20)의 하부에 설치되는 제1스프링 서포트(30)와; 상기 제1스프링 서포트(30)의 내부 상부에 설치되는 제1볼밸브(40)와; 상기 제1스프링 서포트(30)의 내부 하부에 설치되는 제1서포트 스프링(50)과; 상기 상부 하우징(10)의 하부에 설치되는 내부 하우징(60)과; 상기 내부 하부징(10)의 내부 하부에 설치되는 리턴스프링(70)과; 내주 상단부가 상기 상부 하우징(10)의 외주 하단부 및 내부 하우징(60)의 외주 상단부와 결합되는 하부 하우징(80)과; 상기 하부 하우징(80)의 내부 상부에 설치되는 제2볼밸브(90); 상기 하부 하우징(80)의 내부 하부에 설치되는 제2서포트 스프링(100);을 구비하며,

상부 하우징(10)은 외주에 오일유입구멍(11)이 형성되고, 내부 둘레에 내부 하우징(60) 내부의 공기를 피스톤(20)의 오일유입홈(21)쪽으로 빼낼 수 있도록 하는 공기배출홈(12)이 형성되며;

피스톤(20)은 외주 중앙부에 상기 상부 하우징(10)의 오일유입구멍(11)과 대응되는 오일유입홈(21)이 형성되는 동시에 내부 하부에 오일유입통로(22)가 마련되고, 오일유입통로(22)의 상부에 오일유입홈(21)과 연결되는 오일유입구멍(23)이 형성되며;

내부 하우징(60)은 하단 중앙에 오일유출구멍(61)이 형성되며;

하부 하우징(80)은 외주에 오일유출구멍(81)이 형성되고, 내부 하단 중앙에 제2스프링 서포트 공간(82)이 마련되는 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프를 구성함에 있어서,

상기 상부 하우징(10)의 내부 둘레 중앙부에 모두 4개의 반원형 공기배출홈(12)을 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 유압 파워 브레이크 시스템의 오일펌프.