KR101021528B1 - 브레이크 시스템의 펌프 - Google Patents

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주식회사 만도
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Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 오일 흡입 성능을 향상시키고 그 구조를 좀 더 단순화시키며 그 조립성을 좀 더 향상 시킬 수 있는 브레이크 시스템의 펌프를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프는, 모듈레이터 블록에 형성되며 흡입포트 및 토출포트와 연결된 보어; 상기 보어에 직선왕복운동을 하도록 설치된 피스톤; 상기 보어에 고정되며, 상기 흡입포트로부터 오일이 흡입되는 흡입구와, 상기 토출포트로 오일이 토출되는 토출구와, 상기 흡입구로 흡입된 오일을 상기 토출구로 이동시키는 오일유로가 형성된 플러그; 상기 오일유로의 일단에 상기 흡입구로의 오일의 흡입을 제어하도록 설치된 인렛밸브; 상기 오일유로의 타단에 상기 토출구로의 오일의 토출을 제어하도록 설치된 아웃렛밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크 시스템의 펌프{PUMP FOR BRAKE SYSTEM}
도 1은 종래의 브레이크 시스템의 펌프에 관하여 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프에 관한 제1실시예에 관하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프에 관한 제2실시예에 관하여 나타낸 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 모터 130 : 베어링
200 : 모듈레이터 블록 210 : 보어
300 : 피스톤 301 : 돌출부
310 : 압축실 320 : 가이드 부재
330 : 씰링부재 340 : 고정부재
400 : 플러그 410 : 오일유로
420 : 인렛부 421 : 흡입구
430 : 아웃렛부 431 : 토출구
500 : 인렛밸브 510 : 밸브시트
520 : 밸브개폐부재 521 : 홀
540 : 홀더 541 : 스토퍼
600 : 아웃렛밸브
본 발명은 브레이크 시스템의 펌프에 관한 것으로 더욱 상세하게는 펌프의 오일 흡입 및 동작 성능 향상과 그 구조의 단순화 및 조립의 용이성을 이룰 수 있도록 한 브레이크 시스템의 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 브레이크 시스템은 차량의 제동, 급발진, 또는 급가속시 발생할 수 있는 슬립현상을 효율적으로 방지하기 위한 것으로, 차량 휠의 유압브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어는 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 한 쌍의 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터와 고압어큐뮬레이터 사이에 마련되어 모터에 의해 구동되는 한 쌍의 펌프와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하기 위한 ECU를 포함하며, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 모듈레이터블럭에 내장된다.
특히, 브레이크 시스템의 펌프는 저압어큐뮬레이터 또는 마스터실린더 측의 오일을 고압어큐뮬레이터 측으로 강제펌핑하여 유압브레이크 또는 마스터실린더 측으로 전달시키는 역할을 수행한다.
종래의 전자제어식 브레이크 시스템의 펌프에 관하여는 본 출원인이 출원한 공개특허 10-2005 -0050168이나 등록특허 10-0381592 등을 포함한 많은 특허 명세서에 개시되어 있다.
상기의 종래의 전자제어식 브레이크 시스템에 관하여 간략하게 설명하면, 브레이크페달과 연계된 배력장치 및 마스터실린더를 통해 형성되어 차량의 전륜과 후륜에 설치된 유압브레이크로 전달되는 제동유압을 제어하는 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크 측에서 빠져나온 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터 또는 마스터실린더 측 오일을 펌핑하기 위한 한 쌍의 펌프와, 이 한 쌍의 펌프를 동시에 구동시키기 위한 모터와, 펌프 구동에 의해 가압 토출되는 오일의 압력맥동을 저감시키기 위해 출구측에 오리피스가 배치된 고압어큐뮬레이터를 갖추고 있으며, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 모듈레이터블럭에 내장된다. 그리고 한 쌍의 펌프는 하나의 모터에 의해 일정 위상차를 가지면서 구동되어 저압어큐뮬레이터 또는 마스터실린더 측 오일을 가압하여 고압어큐뮬레이터 측으로 펌핑하게 된다. 이하 브레이크 시스템의 좀 더 자세한 사항에 대해서는 상기 종래의 기술에 관한 특허문헌에 자세하게 개시되어 있으므로 생략하기로 한다.
도 1은 종래의 브레이크 시스템의 펌프에 관하여 나타낸 것으로, 모터(10)의 회전과 스핀들(11), 스핀들(11)에 의해 편심회전하는 편심축(12), 및 그 둘레에 설치된 베어링(13)에 의해 왕복운동하도록 모듈레이터블럭(20)에 형성된 보어(21) 내에 설치되며 내부에 오일유로(31)가 형성된 피스톤(30)과, 이 피스톤(30)의 위치에 따라 오일유로(31)의 출구측을 개폐하는 인렛밸브(40)와, 보어(21)의 개방단부에 마련되어 인렛밸브(40)와 상반되게 작동하는 아웃렛밸브(60)를 구비한다.
그리고 모듈레이터블럭(20)에는 피스톤(30) 오일유로(31)의 입구측과 저압어큐뮬레이터(미도시) 또는 마스터실린더(미도시) 측을 연계시키기 위한 흡입포트(22)와, 고압어큐뮬레이터(미도시)의 입구측과 아웃렛밸브(60)의 출구측을 연계시키기 위한 토출포트(23)가 상기 보어(21)와 통하도록 가공되어 있다.
이때 오일유로(31)를 개폐하는 상기 인렛밸브(40)는 오일유로(31)의 출구 측 단부에 설치되는 밸브개폐부재(42)와, 밸브개폐부재(42)를 오일유로(31)의 출구 측으로 탄력지하는 밸브스프링(43)과, 밸브개폐부재(42) 및 밸브스프링(43)을 수용하도록 마련된 홀더(44)로 구성되며, 오일유로(31)의 출구 측 피스톤(30)의 단부에는 상기 밸브개폐부재(42)가 당접 또는 이격되도록 원추형상으로 마련되는 밸브시트(41)가 형성된다.
한편, 상기 보어(21)의 내부에 고정되고 그 단부에 인렛밸브(40)가 설치된 피스톤(30)이 끼워지며 그 내부에 아웃렛밸브(60)가 마련된 밸브커버(50)가 구비된다. 밸브커버(50)는 피스톤(30)의 운동에 따라 상기 피스톤(30)의 단부와의 사이에 압축실(51)을 형성한다.
이와 같이 구성된 종래 펌프는 모터(10)가 회전함에 따른 스핀들(11) 및 편심축(12)의 편심회전에 따라 피스톤(30)이 직선 왕복운동하며, 보어(21) 내부의 압력변화에 의해 서로 상반되게 인렛밸브(40)와 아웃렛밸브(60)가 개폐 작동함으로써, 오일이 가압되면서 고압어큐뮬레이터(미도시) 측으로 펌핑된다.
즉, 피스톤(30)이 아웃렛밸브(60) 측으로 이동하면 피스톤(30)과 아웃렛밸브(60) 사이의 오일압이 상승되며 이것에 의해 인렛밸브(40)는 폐쇄되고 아웃렛밸브 (60)는 개방됨으로써, 오일은 토출포트(23)를 통해 고압어큐뮬레이터(미도시) 측으로 펌핑된다.
반면에 피스톤(30)이 베어링(13) 쪽으로 이동하면, 피스톤(30)의 단부와 아웃렛밸브(60) 사이에 저압이 형성되며 이것에 의해 인렛밸브(40)가 개방되고 아웃렛밸브(60)는 폐쇄됨으로써, 저압어큐뮬레이터(미도시) 또는 마스터실린더 측의 오일이 흡입포트(22)와 오일유로(31)를 통해 피스톤(30)과 아웃렛밸브(60) 사이 공간, 즉 압축실(51)로 흡입된다.
상기와 같은 구조의 종래의 브레이크 시스템의 펌프는 압축실로 오일을 유입시키는 인렛밸브가 피스톤의 끝단부에 설치되어 피??톤 자체의 변위에 따른 가속도 변화에 따라 밸브개폐부재가 신속하게 밸브시트를 개폐하지 못하고 지연이 발생되며, 또한 피스톤의 직선운동이 오일유로로의 오일의 흡입흐름(stream line)을 방해하여 오일의 흡입효율을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 오일 흡입 성능을 향상시키고 그 구조를 좀 더 단순화시키며 그 조립성을 좀 더 향상 시킬 수 있는 브레이크 시스템의 펌프를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프는, 모듈레이터 블록에 형성되며 흡입포트 및 토출포트와 연결된 보어; 상기 보어에 직선왕복운동을 하도록 설치된 피스톤; 상기 보어에 고정되며, 상기 흡입포트로부터 오일이 흡입되는 흡입구와, 상기 토출포트로 오일이 토출되는 토출구와, 상기 흡입구로 흡입된 오일을 상기 토출구로 이동시키는 오일유로가 형성된 플러그; 상기 오일유로의 일단에 상기 흡입구로의 오일의 흡입을 제어하도록 설치된 인렛밸브; 상기 오일유로의 타단에 상기 토출구로의 오일의 토출을 제어하도록 설치된 아웃렛밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플러그는 상기 흡입구가 형성된 인렛부와 상기 토출구가 형성된 아웃렛부를 포함하고 상기 인렛부와 아웃렛부가 상기 오일유로로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인렛부는 그 측면이 상기 보어에 씰링되어 상기 피스톤이 전진할 때 압축실을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보어에 고정되고 상기 피스톤의 외측에 마련되어 상기 피스톤의 운동을 안내하는 가이드 부재와, 상기 피스톤의 외측에 마련되어 상기 보어와 상기 피스톤 사이의 기밀을 유지시키는 씰링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드 부재와 상기 씰링부재는 탄성재료로써 일체로서 형성되어 피스톤의 가이드 및 씰링 기능을 동시에 수행할 수 있도록 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인렛밸브는 상기 흡입구를 개폐하는 밸브개폐부재를 포함하고, 상기 밸브개폐부재는 디스크 형상이며 그 중심에 상기 오일유로와 연통되도록 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인렛부에 고정되고 상기 피스톤과의 사이에 리턴스프링으로 탄성 지지되는 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤에는 상기 피스톤이 상기 보어로부터 이탈하지 않도록 상기 가이드 부재 또는 상기 씰링부재에 걸리도록 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤이 상기 보어로부터 이탈하지 않도록 상기 피스톤에 형성된 돌출부가 상기 홀더의 끝단에 형성된 스토퍼에 걸리도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프에 관한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프에 관한 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프는 모듈레이터 블록(200)에 모터(100)와 스핀들(110), 편심축(120)과 베어링(130)이 설치되어 있고, 상기 모터(100)의 회전에 의해 스핀들(110)이 회전하고 편심축(120)이 편심회전 하면서 베어링(130)으로부터 힘을 받은 피스톤(300)이 보어(210)에서 직선왕복운동 하도록 마련된다. 모듈레이터 블록(200)에는 저압어큐뮬레이터(미도시) 또는 마스터 실린더(미도시)로부터 오일이 유입되는 흡입포트(220)와 펌프에서 압축된 오일이 고압어큐뮬레이터(미도시)로 토출되는 토출포트(230)가 마련된다.
보어(210)의 내측과 피스톤(300)의 외측에는 상기 피스톤(300)의 직선왕복운 동을 가이드 하는 가이드 부재(320)와, 보어(210)와 피스톤(300) 사이의 기밀을 유지하여 오일이 누유되지 않도록 밀폐하는 씰링부재(330)가 설치된다.
한편, 상기 피스톤(300)의 작용에 따라 오일의 압축이 이루어지며 압축된 오일이 토출포트(230)로 토출되도록 하는 밸브들이 마련되어 있는 구조체로서 플러그(400)가 상기 보어(210) 내에 고정되어 마련된다.
상기 플러그(400)에는 상기 흡입포트(220)로부터 오일이 흡입되는 흡입구(421)와, 상기 토출포트(230)로 오일이 토출되는 토출구(431)와, 상기 흡입구(421)로 흡입된 오일을 상기 토출구(431)로 이동시키는 오일유로(410)가 형성된다. 상기 흡입구(421)는 하나 또는 둘 이상 형성될 수 있다.
상기 플러그(400)는 상기 흡입구(421)가 형성된 인렛부(420)와 상기 토출구(431)가 형성된 아웃렛부(430)로 이루어지는데, 상기 인렛부(420)는 상기 피스톤(300)과 나란히 배치되어 있으며 상기 인렛부(420)와 아웃렛부(430)는 상기 오일유로(410)를 중심으로 각각 양쪽에 마련된다. 즉 상기 오일유로(410)의 입구 쪽에는 인렛부(420)가 마련되고 출구 쪽에는 아웃렛부(430)가 마련된다.
상기 인렛부(420)에는 상기 흡입구(421)를 개폐하는 인렛밸브(500)가 설치되고, 상기 아웃렛부(430)에는 상기 토출구(431)를 개폐하는 아웃렛밸브(600)가 설치된다.
상기 인렛밸브(500)는 상기 흡입구(421)를 형성하는 밸브시트(510)와 이를 개폐하는 밸브개폐부재(520)를 포함하며, 밸브개폐부재(520)는 디스크 형상으로 이루어져 상기 인렛부(420)에 둘러싸여 있고 상기 인렛부(420)와의 사이에 작은 틈이 있어서 상기 밸브개폐부재(520)가 열렸을 때 그 틈을 통해 오일이 유입될 수 있게 된다. 그리고 상기 밸브개폐부재(520)의 중심부에는 홀(521)이 형성되어 상기 오일유로(410)와 연통될 수 있게 마련된다.
상기 피스톤(300)의 내부에는 공동이 형성되어 있고 오일로 채워지도록 되어 있으며, 피스톤(300)이 베어링(130)의 힘을 받아 전진하면 상기 밸브개폐부재(520)가 오일의 압력에 의해 밸브시트(510)에 밀착되면서 상기 흡입구(421)를 폐쇄하며 밸브개폐부재(520)의 중심부에 형성된 홀(521)과 상기 오일유로(410)의 입구가 연결된다. 이 때 상기 피스톤(300)의 내부 공간과 상기 홀(521)과 상기 오일유로(410)는 연통되어 상기 피스톤(300)의 전진에 의해 오일이 압축되는 압축실(310)을 형성하게 된다.
상기와 같이 오일이 압축되어 압축력이 커지면 오일유로(410)의 출구 쪽에 설치된 아웃렛밸브(600), 즉 오일유로(410)의 출구에 형성된 아웃렛밸브시트(610)와 이를 개폐하는 아웃렛밸브개폐부재(620)가 압축력에 의해 이격되며 토출구(431)로 압축된 오일이 토출된다.
한편, 상기 인렛부(420)에는 상기 밸브개폐부재(520)가 밸브시트(510)로부터 너무 과도하게 이격되지 않도록 그 변위 범위를 제한하는 홀더(540)가 고정되어 설치된다. 상기 홀더(540)는 상기 피스톤(300)과 리턴스프링(530)에 의해 탄성지지된다.
그런데 상기 리턴스프링(530)의 작용에 의해 피스톤(300)이 보어(210)로부터 큰 변위만큼 이탈하게 되면 펌프의 조립에 있어서 모터(100), 스핀들(110), 편심축 (120) 및 베어링(130) 등을 조립하기 쉽지 않다. 따라서 피스톤(300)이 보어(210)를 과도하게 이탈하지 않도록 상기 피스톤(300)의 단부에 돌출부(301)를 형성시킨다.
상기 돌출부(301)는 피스톤(300)의 외측에 마련된 가이드 부재(320)나 씰링부재(330)에 걸리거나, 상기 홀더(540)의 끝단부에 형성된 스토퍼(541)에 걸려 상기 피스톤(300)이 보어(210)를 크게 이탈하지 않도록 할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프에 관한 제2실시예를 나타낸 것인데, 기본적으로는 본 발명의 제1실시예와 동일하나 도 2에서 도시된 가이드 부재(320)와 씰링부재(330)를 대신하여 고정부재(340)가 마련된다는 점에서 차이가 있다.
상기 고정부재(340)는 상기 가이드 부재와 씰링부재를 동일한 탄성재료로써 일체로서 형성시켜 피스톤(300)의 가이드와 씰링 기능을 동시에 수행할 수 있도록 마련된 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 펌프는 피스톤과 인렛밸브가 인접하여 설치되어 피스톤의 운동에 따라 인렛밸브가 신속하게 동작할 수 있게 되고 인렛밸브가 보어 내에 고정되어 있어 피스톤의 운동에 따른 오일의 흐름 저항이 최소화되어 오일의 흡입 성능이 훨씬 더 향상되었으며, 오일유로를 피스톤과는 별도로 마련하여 피스톤의 길이를 줄일 수 있고 인렛밸브와 아웃렛밸브가 동축 상에 배치되며 피스톤이 보어를 과도하게 이탈하지 않도록 함으로써 그 조립성이 크게 향상되는 특장점이 있다.

Claims (9)

  1. 모듈레이터 블록에 형성되며 흡입포트 및 토출포트와 연결된 보어; 상기 보어에 직선왕복운동을 하도록 설치된 피스톤; 상기 보어에 고정되며, 상기 흡입포트로부터 오일이 흡입되는 흡입구와, 상기 토출포트로 오일이 토출되는 토출구와, 상기 흡입구로 흡입된 오일을 상기 토출구로 이동시키는 오일유로가 형성된 플러그; 상기 오일유로의 일단에 상기 흡입구로의 오일의 흡입을 제어하도록 설치된 인렛밸브; 상기 오일유로의 타단에 상기 토출구로의 오일의 토출을 제어하도록 설치된 아웃렛밸브를 포함하며,
    상기 플러그는 상기 흡입구가 형성된 인렛부와 상기 토출구가 형성된 아웃렛부를 포함하고 상기 인렛부와 아웃렛부가 상기 오일유로로 연결되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인렛부는 그 측면이 상기 보어에 씰링되어 상기 피스톤이 전진할 때 압축실을 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보어에 고정되고 상기 피스톤의 외측에 마련되어 상기 피스톤의 운동을 안내하는 가이드 부재와, 상기 피스톤의 외측에 마련되어 상기 보어와 상기 피스톤 사이의 기밀을 유지시키는 씰링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 부재와 상기 씰링부재는 탄성재료로써 일체로서 형성되어 피스톤의 가이드 및 씰링 기능을 동시에 수행할 수 있도록 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인렛밸브는 상기 흡입구를 개폐하는 밸브개폐부재를 포함하고, 상기 밸브개폐부재는 디스크 형상이며 그 중심에 상기 오일유로와 연통되도록 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인렛부에 고정되고 상기 피스톤과의 사이에 리턴스프링으로 탄성지지되는 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 피스톤에는 상기 피스톤이 상기 보어로부터 이탈하지 않도록 상기 가이드 부재 또는 상기 씰링부재에 걸리도록 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 피스톤이 상기 보어로부터 이탈하지 않도록 상기 피스톤에 형성된 돌출부가 상기 홀더의 끝단에 형성된 스토퍼에 걸리도록 한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 펌프.
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