KR102214605B1 - 차량 제동장치의 피스톤 펌프 - Google Patents

차량 제동장치의 피스톤 펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프는, 펌프실; 펌프실 내부에 이동 가능하게 수용되며, 펌프실의 내부의 오일을 압축시키는 피스톤부; 피스톤부의 일단에 연결되고, 탄성 변형되면서 펌프실의 내부의 기밀을 유지 또는 해제하는 제1탄성부; 및 제1탄성부 내부에 설치되고, 펌프실의 내부 압력 변화에 따라 압축 팽창하면서 제1탄성부를 탄성 변형시키는 제2탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 제동장치의 피스톤 펌프{PISTON PUMP OF BRAKE SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량 제동장치의 피스톤 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프실 내부의 기밀 유지와 체크밸브 기능을 동시에 구현하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 차체자세제어장치(ESC, Electronic Stability Control)는 급격한 핸들 조작 및 곡선도로 주행시 운전자가 차량에 대한 조향 능력을 상실하지 않고 차선을 유지할 수 있도록 해주는 장치를 말한다.
이 차체자세제어장치는 ABS(Anti-lock Brake System)와 TCS(Traction Control System)를 결합 및 개선하여 최근에 많이 사용하는 진보된 제동장치로서, 오일의 이동을 위해 ESC용 피스톤 펌프를 구비한다. ESC용 피스톤 펌프는 바퀴의 휠 실린더(Wheel Cylinder) 측의 오일을 유입하여 감압하거나, 마스터실린더 측의 오일을 흡입하는 역할을 수행한다.
종래 기술에서 피스톤 펌프는 모터의 동작에 의해 펌프실에서 전·후진하면서 동작하고, 내부에 오일이 이동하는 공간부가 형성된 피스톤이 구비되고, 이 피스톤의 작동에 의한 오일 압력으로 펌프실을 개폐하는 데 있어서 펌프실의 개폐를 담당하는 부품 수가 많이 필요로 하고, 펌프실 내부로 오일이 유입되는 경우 저항이 발생되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0051377호(2013.05.20. 공개, 발명의 명칭: 체크밸브 기능을 갖는 피스톤펌프)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 구조보다 부품수를 감소시키고 금속판재로 이루어진 탄성부재와 립타입의 탄성부재에 의하여 펌프실 내부의 기밀 유지와 체크밸브 기능을 동시에 구현하면서 조립이 간편하도록 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프는, 펌프실; 상기 펌프실 내부에 이동 가능하게 수용되며, 상기 펌프실의 내부의 오일을 압축시키는 피스톤부; 상기 피스톤부의 일단에 연결되고, 탄성 변형되면서 상기 펌프실의 내부의 기밀을 유지 또는 해제하는 제1탄성부; 및 상기 제1탄성부 내부에 설치되고, 상기 펌프실의 내부 압력이 높아짐에 따라 따라 압축 팽창하면서 상기 제1탄성부를 탄성 변형시키는 제2탄성부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 펌프실은, 내부가 빈 원통형의 펌프실 몸체부; 상기 펌프실 몸체부의 일면이 개구되어 형성되는 토출구; 상기 피스톤부에 탄성력을 제공하는 제1스프링; 및 상기 토출구를 개폐하는 개폐부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 개폐부는, 상기 토출구를 통하여 토출되는 오일에 의하여 이동하는 체크볼; 및 상기 체크볼에 탄성력을 제공하는 제2스프링;을 포함한다.
본 발명에서 상기 피스톤부는, 원통형의 몸체부; 상기 몸체부의 원주방향으로 돌출 형성되어 상기 제1탄성부(30)가 거치되는 거치부; 및 상기 거치부 상에 돌출 형성되어 상기 제1탄성부와 상기 제2탄성부를 관통하는 돌기부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제1탄성부는, 중심부에 상기 돌기부에 관통되는 제1관통공이 형성되고, 오목하게 형성되는 수용부; 및 상기 수용부의 테두리에 형성되어 상기 펌프실과 접촉하는 립부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제2탄성부는, 중심부에 상기 돌기부에 관통되는 제2관통공이 형성되고, 상기 수용부에 수용되는 원판부; 및 상기 원판부 상에 복수 개로 기립되고 이격 형성되며, 상기 립부를 탄성 변형시키는 가압부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제1탄성부는 테프론 재질을 포함하여 이루어진다.
본 발명에서 상기 제2탄성부는 금속 재질을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프는, 금속판재로 이루어진 탄성부재와 립타입의 탄성부재에 의하여 펌프실 내부의 기밀 유지와 체크밸브 기능을 동시에 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면 기존의 피스톤 구조에서 오일 압력으로 펌프실의 개폐를 담당하는 부품 수를 감소하고 구성을 단순화하여 조립 공정 시간 단축과 생산성 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 따르면 기존의 피스톤 구조에서 부품 수를 줄이고 제품의 구성을 단순화하여 제품 생산 단가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 작동 후 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 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 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 작동 후 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프는 펌프실(10), 피스톤부(20), 제1탄성부(30), 제2탄성부(40)를 포함하여 이루어진다.
펌프실(10)은 내부가 빈 공간으로 형성되는 원통형의 펌프실 몸체부(19)에 오일이 저장되는 것으로, 펌프실 몸체부(19)의 일면(도 1 기준 좌측면)에 오일이 토출될 수 있는 토출구(11)가 형성된다. 펌프실 몸체부(19)의 내부 공간에는 피스톤부(20)가 좌우로 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 피스톤부(20)는 제1탄성부(30)와 제2탄성부(40)가 설치된 상태이다. 토출구(11) 전면(도 1 기준 좌측)에는 펌프실 헤드(17)가 설치되고, 펌프실 헤드(17)에는 개폐부(13)가 수용되는 공간이 오목하게 형성된다. 개폐부(13)는 토출구(11)를 개방하여 펌프실 몸체부(19)의 외부로 오일이 토출될 수 있도록 하고, 토출구(11)를 폐쇄하여 펌프실 몸체부(19)의 외부로 오일이 누설되는 것을 방지한다. 개폐부(13)는 일단(도 1 기준 좌측)이 실린더 헤드(17)의 수용공간에 지지되는 제2스프링(14)과, 제2스프링(14)에 의하여 탄성력을 제공받는 체크볼(15)을 포함하여 이루어진다. 체크볼(15)은 토출구(11)를 폐쇄할 수 있는 크기를 가지는 구형으로 형성된다. 체크볼(15)은 피스톤부(20)의 가압에 의하여 좌측으로 이동하며 토출구(11)를 개방하고, 제2스프링(14)로부터 제공받은 탄성력에 의하여 토출구(11)를 폐쇄한다. 펌프실 몸체부(19)의 내부 공간에는 일단(도 1 기준 좌측)이 펌프실 몸체부(19)에 지지되고 타단(도 1 기준 우측)이 피스톤부(20)에 장착된 제2탄성부(40)와 접촉하는 제1스프링(12)이 설치된다. 제1스프링(12)은 피스톤부(20)에 의하여 가압되고, 탄성력을 제2탄성부(40)에 제공하여 피스톤부(20)를 원위치로 복귀시킨다. 토출구(11)를 통하여 펌프실 몸체부(19)를 나온 오일은 배출부(16)를 통하여 펌프실(10)의 외부로 이동한다.
피스톤부(20)는 펌프실(10) 내부에 이동 가능하게 수용되면, 펌프실 몸체부(19)의 내부에 수용된 오일을 압축시킨다. 피스톤부(20)는 모터(미도시)의 작동에 의하여 펌프실 몸체부(19) 내부에서 좌측 방향(도 1 기준)으로 이동하고, 제1스프링(12)의 탄성력에 의하여 원위치로 복귀된다. 피스톤부(20)는 좌측 방향으로 이동할 때, 펌프실(10) 내부의 오일을 압축하여 펌프실(10) 내부가 고압이 되게 하며, 토출구(11)를 폐쇄하는 체크볼(15)을 도 1 기준 좌측방향으로 이동시켜 토출구(11)를 개방시킨다. 피스톤부(20)는 제1스프링(12)에 의하여 우측 방향으로 이동될 때, 펌프실(10) 내부가 저압이 되며, 제2스프링(14)의 탄성력을 제공받은 체크볼(15)에 의해 토출구(11)가 폐쇄된다.
피스톤부(20)는 몸체부(21), 거치부(22), 돌기부(23)를 포함하여 이루어진다. 몸체부(21)는 원통형으로 이루어지고, 모터부의 구동에 의하여 펌프실(10) 내부를 이동한다. 몸체부(21)의 직경은 펌프실 몸체부(19)의 내부 직경보다 작게 형성된다. 거치부(22)는 몸체부(21)의 상부(도 3 기준)에 원주방향으로 돌출 형성되는 것으로, 제1탄성부(30)의 수용부(31)가 거치된다. 거치부(22)의 직경은 거치부(22)가 거치되면서 펌프실(10) 내부에 이동 가능하도록 몸체부(21)의 직경보다 크고 펌프실(10)의 직경보다 작게 형성된다. 돌기부(23)는 거치부(22)의 상부(도 3 기준)에 돌출 형성되는 것으로, 제1탄성부(30)의 제1관통공(33)과 제2탄성부(40)의 제2관통공(43)을 관통한다.
제1탄성부(30)는 피스톤부(20)의 거치부(22)에 안착되고 제2탄성부(40)의 가압부(42)에 의하여 탄성 변형되면서 펌프실(10)의 내벽에 접촉되어 펌프실(10) 내부의 기밀을 유지시킨다. 제1탄성부(30)는 펌프실(10)의 내벽과 접촉이 해제되면 펌프실(10) 내부의 기밀을 해제시킨다.
제1탄성부(30)는 수용부(31)와 립부(32)를 포함하여 이루어진다. 수용부(31)는 제2탄성부(40)를 수용할 수 있도록 오목하게 형성되고, 중심부에 돌기부(23)가 관통되는 제1관통공(33)이 형성된다. 수용부(31)는 피스톤부(20)의 거치부(22)와 본딩 또는 볼팅 체결되어 고정될 수 있다. 립부(32)는 수용부(31)의 테두리에 혀모양으로 형성되어 펌프실(10)의 내벽과 접촉한다. 수용부(31)는 제2탄성부(40)의 탄성 변형에 의하여 벌어지고 오므라들면서, 립부(32)가 펌프실(10)의 내벽과 접촉 또는 해제되게 한다. 제1탄성부(30)는 탄성 변형 가능한 물질을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 실시예에서 제1탄성부(30)는 테프론(Teflon)을 포함하여 이루어진다. 테프론은 불소수지(PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene)를 합성하여 이루어지는 것으로, 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 가지고 있다. 립부(32)는 제2탄성부(40)의 탄성 변형에 의하여 펌프실(10)의 내벽과 접촉하면서 펌프실(10)의 내부를 기밀시킨다.
제2탄성부(40)는 제1탄성부(30)의 수용부(31) 내에 설치되고, 피스톤부(20)가 펌프실(10) 내부를 가압하여 펌프실(10)의 내부 압력이 고압으로 변화됨에 따라 팽창하면서 제1탄성부(30)를 펌프실(10)의 내벽에 접촉하도록 탄성 변형시킨다.
제2탄성부(40)는 원판부(41)와 가압부(42)를 포함하여 이루어지는 판스프링 구조로 이루어진다. 원판부(41)는 제1탄성부(30)의 수용부(31)에 안착되는 원판형으로 형성되고, 중심부에 돌기부(23)가 관통되는 제2관통공(43)이 형성된다. 원판부(41)의 직경은 수용부(31)의 내경에 상응 또는 보다 작게 형성된다. 원판부(41)는 수용부(31)와 본딩 또는 볼팅 체결된다. 가압부(42)는 원판부(41)의 테두리 상에 복수 개로 기립형성되고, 각각의 가압부(42)는 서로 이격 형성된다. 가압부(42)는 펌프실(10) 내부의 압력 변화에 따라 외측 방향으로 팽창되면서 수용부(31)를 가압하여 수용부(31)의 테두리에 형성된 립부(32)가 펌프실 몸체부(19)의 내벽과 접촉되게 한다. 제2탄성부(40)는 탄성 변형이 가능한 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 제2탄성부(40)는 금속 재질을 포함하여 이루어짐으로써, 정확한 치수로 가공·제작될 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 작동을 설명한다.
도 4를 참조하면, 모터의 작동에 의하여 피스톤부(20)는 펌프실 몸체부(19)의 내부에서 좌측 방향으로 이동한다. 피스톤부(20)는 펌프실 몸체부(19)의 좌측 방향으로 이동하면서 펌프실 몸체부(19) 내부에 수용된 오일을 가압하여 펌프실 몸체부(19) 내부 압력을 높인다. 펌프실(10) 내부가 고압이 되어 제2탄성부(40)의 가압부(41)가 외측 방향으로 팽창되면서 제1탄성부(30)의 수용부(31)를 가압하고, 수용부(31)의 테두리에 형성된 립부(32)가 펌프실(10)과 접촉되면서 기밀을 유지시킨다. 이때 펌프실 몸체부(19) 내부에 설치된 제1스프링(12)은 피스톤부(20)에 의하여 가압되고 압축된다.
펌프실(10) 내부가 고압 상태가 되어, 토출구(11)를 폐쇄하는 체크볼(15)과 제2스프링(14)이 좌측 방향으로 이동되어 토출구(11)가 개방된다. 펌프실 몸체부(19) 내부에 수용된 오일은 토출구(11)와 배출부(16)를 통하여 펌프실(10)의 외부에 배출된다.
도 5를 참조하면, 일정 양의 오일이 토출구(11)와 배출부(16)를 향하여 펌프실(10) 외부로 배출되어 펌프실 몸체부(19) 내부 압력 상태가 저압으로 변화되면, 제2탄성부(40)의 가압부(41)는 내측 방향으로 오므라들고, 제1탄성부(30)의 수용부(31)와 립부(32)도 오므라들게 된다. 이때 펌프실 몸체부(19)의 내벽과 제1탄성부(30) 사이의 공간으로 오일이 유입된다.
피스톤부(20)에 의하여 압축된 제1스프링(12)은 탄성력을 피스톤부(20)에 제공하여 피스톤부(20)는 우측방향으로 이동하게 되고, 제2스프링(14)도 탄성력을 체크볼(14)에 제공하여 체크볼(14)이 토출구(11)를 폐쇄한다.
상기와 같은 작동으로 펌프실(10) 내부의 오일이 외부로 배출되고, 유입되는 과정을 반복한다.
본 발명에 따르면 금속판재로 이루어진 탄성부재와 립타입의 탄성부재에 의하여 펌프실 내부의 기밀 유지와 체크밸브 기능을 동시에 구현하면서, 차량 제동장치의 피스톤 펌프의 구성을 단순화하여 조립 공정 시간 단축과 생산성 향상과 제품 생산 단가를 절감할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 간단한 동작으로 펌프실 내부의 오일을 토출 또는 유입시킬 수 있게 된다.
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. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 펌프실 11: 토출구
12: 제1스프링 13: 개폐부
14: 체크볼 15: 제2스프링
16: 배출부 17: 펌프실 헤드
19: 펌프실 몸체부 20: 피스톤부
21: 몸체부 22: 거치부
23: 돌기부 30: 제1탄성부
31: 수용부 32: 립부
33: 제1관통공 40: 제2탄성부
41: 원판부 42: 가압부
43: 제2관통공

Claims (8)

  1. 펌프실;
    상기 펌프실 내부에 이동 가능하게 수용되며, 상기 펌프실의 내부의 오일을 압축시키는 피스톤부;
    상기 피스톤부의 일단에 연결되고, 탄성 변형되면서 상기 펌프실의 내부의 기밀을 유지 또는 해제하는 제1탄성부; 및
    상기 제1탄성부 내부에 설치되고, 상기 펌프실의 내부 압력 변화에 따라 압축 팽창하면서 상기 제1탄성부를 탄성 변형시키는 제2탄성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펌프실은,
    내부가 빈 원통형의 펌프실 몸체부;
    상기 펌프실 몸체부의 일면이 개구되어 형성되는 토출구;
    상기 피스톤부에 탄성력을 제공하는 제1스프링; 및
    상기 토출구를 개폐하는 개폐부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개폐부는,
    상기 토출구를 통하여 토출되는 오일에 의하여 이동하는 체크볼; 및
    상기 체크볼에 탄성력을 제공하는 제2스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤부는,
    원통형의 몸체부;
    상기 몸체부의 원주방향으로 돌출 형성되어 상기 제1탄성부가 거치되는 거치부; 및
    상기 거치부 상에 돌출 형성되어 상기 제1탄성부와 상기 제2탄성부를 관통하는 돌기부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1탄성부는,
    상기 돌기부에 의해 관통되는 제1관통공이 중심부에 형성되고, 오목하게 형성되는 수용부; 및
    상기 수용부의 테두리에 형성되어 상기 펌프실과 접촉하는 립부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2탄성부는,
    상기 돌기부에 의해 관통되는 제2관통공이 중심부에 형성되고, 상기 수용부에 수용되는 원판부; 및
    상기 원판부 상에 복수 개로 기립되고 이격 형성되며, 상기 펌프실 내부의 압력이 높아짐에 따라 외측 방향으로 팽창하면서 상기 수용부를 가압하여 상기 립부를 상기 펌프실의 내벽에 접하게 하는 가압부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성부는 테프론 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2탄성부는 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 제동장치의 피스톤 펌프.
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