KR20060014149A - 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프 - Google Patents

전자제어식 브레이크 시스템용 펌프 Download PDF

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권오균
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것으로서, 특히, 펌프 하우징에 설치되는 펌프 실린더와; 펌프 실린더 내에 설치되며 흡입유로와 토출유로가 형성된 밸브 인서트와; 흡입유로를 개폐하도록 밸브 인서트에 설치된 인렛 밸브와; 토출유로를 개폐하도록 밸브 인서트에 설치된 아웃렛 밸브와; 펌프 실린더의 일단에 진퇴가능하게 설치되어 밸브 인서트와 리턴 스프링을 통해 지지되는 피스톤 캡; 및 펌프 실린더의 타단을 폐쇄하는 아웃렛 밸브 캡을 포함하여 구성된다. 상기한 본 발명에 따르면 펌프의 작동성능이 향상됨과 전체적인 펌프 사이즈도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

전자제어식 브레이크 시스템용 펌프{Pump for electronic control brake system}
도 1은 종래의 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 인렛 밸브를 확대 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 니들 베어링 102 : 펌프 실린더
104a : 흡입공 104b : 토출공
106 : 고정단 110 : 피스톤 캡
111 : 고정편 115 : 실링부재
120 : 밸브 인서트 120a : 흡입유로
120b : 토출유로 121 : 지지부
129 : 장착부 130 : 인렛 밸브
131,171 : 볼 133 : 탄성부재
133a : 고정부 133b : 스프링 판
160,173 : 리턴스프링 170 : 아웃렛 밸브
190 : 아웃렛 밸브 캡 200 : 펌프 하우징
200a : 흡입포트 200b : 토출포트
201 : 보어 205 : 챔버
본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것으로, 특히, 밸브의 오픈 응답성이 빠르고 밸브 노이즈를 저감시켜 펌프의 성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 펌프의 사이즈를 줄일 수 있고 조립성을 향상시킬 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System, ABS)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(Brake Traction Control System, BTCS)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(Vehicle Dynamic Control System, VDC) 등이 개시되어 있다.
이러한, 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 휠에 장착된 유압브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 한 쌍의 저압 어큐뮬레이터 및 고압 어큐뮬레이터와, 저압 어큐뮬레이터의 오일을 강제 펌핑하기 위한 모터 및 펌프와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하기 위한 ECU를 포함하고 있으며, 이러한 구성요소들은 펌프 하우징에 콤팩트하게 내장되어 있다. 따라서, 펌프의 구동으로 저압 어큐뮬레이터의 저압상태 오일이 가압되어 고압 어큐뮬레이터로 펌핑되며, 이것은 유압브레이크 또는 마스터실린더 어셈블리 측으로 전달된다. 이러한 펌프는 모터에 의해 구동되며, 이러한 펌프 구조로서, 한국 특허 공개 번호 제 2001-0097094호, 한국 특허 공개 번호 제 2002-0069784호, 한국 특허 공개 번호 제 2003-0067839호의 공보에 제시되어 있다.
도 1은 종래의 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 보여주는 것으로서, 도시된 바와 같이, 종래의 전자제어 식 브레이크 시스템용 펌프는 모터의 니들 베어링에 의해 왕복 운동하도록 펌프 하우징(20)에 형성된 보어 내에 설치되며 내부에 흡입유로(12a)가 형성된 밸브 인서트(12)와, 밸브 인서트(12)의 위치에 따라 흡입유로(12a)의 출구 측을 개폐하는 인렛 밸브(13)와, 보어의 개방단부에 마련되어 인렛 밸브(13)와 상반되게 작동하는 아웃렛 밸브(17)를 갖추고 있다. 그리고, 펌프 하우징(20)에는 밸브 인서트(12) 흡입유로(12a)의 입구 측과 저압 어큐뮬레이터(미도시)를 연계시키기 위한 흡입포트(20a)와, 고압 어큐뮬레이터(미도시)의 입구 측과 아웃렛 밸브(17)의 출구 측을 연계시키기 위한 토출포트(20b)가 가공되어 있다. 또한, 밸브 인서트(12)의 선단부에는 인렛 밸브(13)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 전자제어 식 브레이크 시스템용 펌프는 모터의 니들 베어링이 회전함에 따라 밸브 인서트(12)가 왕복운동하며, 보어 내부의 압력변 화에 의해 서로 상반되게 인렛 밸브(13)와 아웃렛 밸브(17)가 개폐 작동함으로써, 오일이 가압되면서 고압 어큐뮬레이터 측으로 펌핑된다.
그러나, 전술한 전자제어 식 브레이크 시스템용 펌프는 다음과 같은 문제가 있다.
모터의 니들 베어링이 회전하여 니들 베어링(10)이 회전하면, 니들 베어링(10)의 회전에 따른 피스톤 캡(11)의 왕복 시 밸브 인서트(12)와 인렛 밸브(13)가 동시에 왕복 운동하게 된다. 이때, 유압변화가 생기는데 인렛 밸브(13)의 흡입 행정 시 밸브 인서트(12)로부터 들어오는 유동방향이 복잡함에 따라 유동성이 저하되어 인렛 밸브(13)의 오픈 응답성이 떨어진다.
또한, 인렛 밸브(13)의 흡입 행정과 압축 행정의 왕복 운동으로 인한 불안정한 유동 변화로 인해 노이즈가 발생되어, 펌프의 성능이 저하된다.
그뿐만 아니라, 펌프 실린더(15) 내에서 왕복 운동하는 인렛 밸브(13)와 인렛 밸브 캡(14)의 구조적 형상으로 인해 큰 챔버가 요구되므로 펌프의 크기가 커진다.
이와 함께, 밸브 인서트(12)와 인렛 밸브 캡(14)의 형상이 복잡하므로 가공성형이 어려우며, 관리가 어렵고, 고가이다.
또한, 부품수가 많으며, 피스톤 캡(11)의 형상이 직선으로 되어 있어, 조립 또는 취급 시 보어로부터 빠질 수 있으며, 관리가 어렵고 고가이다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인렛 밸브의 흡입 행정시 밸브 인서트로부터 들어오는 유동방향이 단순해지고 유동거리가 짧아지므로 인렛 밸브의 오픈 응답성이 빨라지고 이로 인해, 펌프의 성능이 향상될 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공함에 있다.
또한, 흡입 행정과 압축 행정시 인렛 밸브가 움직이지 않고 밸브 인서트에 안정적으로 고정되어, 유압변화 발생시 안정된 유동으로 인해 노이즈를 줄여 펌프의 성능을 향상시킬 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공함에 있다.
또한, 기능면에서 다기능성을, 가격면에서 저가라는 이점을 모두 가지는 밸브 인서트가 장착된 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공함에 있다.
또한, 밸브 인서트는 고정되어 있고, 피스톤 캡만 왕복운동 하므로 진퇴하는 가동부재의 중량이 줄어들므로 펌프의 응답성이 빨라지고 진동의 발생이 줄어들어, 펌프의 성능이 향상될 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공함에 있다.
또한, 피스톤 캡의 형상이 인렛 밸브의 볼록한 형상에 대응하여 오목한 형상으로 되어 있고, 챔버의 크기를 줄일 수 있어 펌프의 사이즈가 작아질 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공함에 있다.
또한, 저가로 피스톤 캡을 고정시킬 수 있으며 조립 및 취급시 이탈될 염려가 없고 관리가 쉬워질 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프 는 펌프 하우징에 형성된 보어 내에 설치되는 펌프 실린더; 상기 펌프 실린더 내에 설치되며 흡입유로와 토출유로가 형성된 밸브 인서트; 상기 흡입유로를 개폐하도록 상기 밸브 인서트에 설치된 인렛 밸브; 상기 토출유로를 개폐하도록 상기 밸브 인서트에 설치된 아웃렛 밸브; 상기 펌프 실린더의 일단에 진퇴가능하게 설치되어 상기 밸브 인서트와 리턴 스프링을 통해 지지되는 피스톤 캡; 및 상기 펌프 실린더의 타단을 폐쇄하는 아웃렛 밸브 캡을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따르면, 챔버의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 인렛 밸브의 흡입 행정 시 밸브 인서트로부터 들어오는 유동방향이 단순해지고 유동거리가 짧아지므로 인렛 밸브의 오픈 응답성이 빨라지고 이로 인해, 펌프의 성능이 향상된다.
또한, 흡입 행정과 압축 행정시 인렛 밸브가 움직이지 않고 밸브 인서트에 안정적으로 고정되어 있으므로, 유압변화 발생시 안정된 유동으로 인해 노이즈를 줄일 수 있어 펌프의 성능이 우수해진다.
또한, 밸브 인서트의 내부에 흡입유로와 토출유로가 개별적으로 형성되고, 플라스틱의 재질적 구성을 가짐에 따라, 기능면에서 다기능성을, 가격면에서 저가라는 이점을 모두 가질 수 있다.
또한, 밸브 인서트는 고정되어 있고, 피스톤 캡만 왕복운동 하므로 진퇴하는 가동부재의 중량이 줄어들므로 펌프의 응답성이 빨라지고 진동의 발생이 줄어들어, 펌프의 성능이 향상된다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 인렛 밸브를 확대 도시한 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프는 저압 어큐뮬레이터 측의 오일을 흡입하여 고압 어큐뮬레이터 측으로 펌핑하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 있어서, 펌프 하우징(200)에 형성된 보어(201) 내에 설치되며 펌프 실린더(102)와, 펌프 실린더(102) 내부에 설치되며 흡입유로(120a)와 토출유로(120b)가 형성된 밸브 인서트(120)와, 흡입유로(120a)를 개폐하도록 밸브 인서트(120)에 설치된 인렛 밸브(130)와, 토출유로(120b)를 개폐하도록 밸브 인서트(120)에 설치된 아웃렛 밸브(170)와, 밸브 인서트(120)와 리턴스프링(160)을 통해 지지되며 모터의 구동에 의한 니들 베어링(100)의 회전에 의해 진퇴하는 피스톤 캡(110)을 포함하여 이루어진다.
펌프 하우징(200)에는 펌프장착용 보어(201)가 실린더 형상으로 가공되어 있으며, 이것은 흡입포트(200a)와 토출포트(200b)를 통해 저압 어큐뮬레이터(미도시) 및 고압 어큐뮬레이터(미도시)와 연계된다.
보어(201)의 내경에는 펌프 실린더(102)의 외경이 프레스 끼워맞춤되어 씰링(sealing)된다.
펌프 실린더(102)에는 펌프 하우징(200)의 흡입포트(200a)와 연통되는 흡입 공(104a)과, 토출포트(200b)와 연통된 토출공(104b)이 형성되고, 피스톤 캡(110)이 위치된 단부에는 내측으로 절곡된 고정단(106)이 형성되어 있다.
밸브 인서트(120)의 재질은 플라스틱으로 되는 것이 바람직하며, 밸브 인서트(120)의 내부에는 흡입포트(200a) 및 흡입공(104a)와 연통된 흡입유로(120a)와, 토출포트(200b) 및 토출공(104b)과 연통된 토출유로(120b)가 개별적으로 형성되어 있다.
또한, 밸브 인서트(120)의 외주면에는 리턴 스프링(160)의 장착을 위한 장착부(129)가 형성되어 있다.
흡입유로(120a)는 흡입포트(200a)와 연통되며 펌프의 반경방향으로 형성되고, 다시 수직방향으로 형성되어 밸브 인서트(120)의 일단에 출구단이 형성된다.
토출유로(120b)는 밸브 인서트(120)의 일단과 타단을 관통하도록 수직 방향으로 형성되어 있다.
이렇게, 밸브 인서트(120)의 내부에는 흡입유로(120a)와 토출유로(120b)가 개별적으로 형성되어 있고, 재질은 플라스틱으로 됨에 따라, 밸브 인서트(120)는 기능면에서 다기능성을, 가격면에서 저가라는 이점을 모두 가질 수 있다.
밸브 인서트(120) 흡입유로(120a)의 출구단에는 흡입유로(120a)를 개폐하는 인렛 밸브(130)가 설치된다.
인렛 밸브(130)는 도 3에 도시한 바와 같이, 볼(131)과, 상기 볼(131)을 밸브 인서트(120)측으로 탄성 가압하는 탄성부재(133)로 이루어진다.
탄성부재(133)는 링형으로 되어 있는 고정부(133a)와, 볼(131)을 지지할 수 있는 스프링 판(133b)으로 구성된다.
한편, 밸브 인서트(120)에는 인렛 밸브(130)의 볼(131)을 수용함과 동시에 탄성부재(133)가 지지될 수 있도록 하는 지지부(121)가 일체로 형성된다.
지지부(121)는 흡입유로(120a)의 출구단의 원주를 따라 돌기 형상으로 형성된다.
이러한 지지부(121) 내에 볼(131)이 삽입되어 흡입유로(120a)의 출구단을 폐쇄하고, 지지부(121)의 외주면에 탄성부재(133)의 고정부(133a)가 끼워진다.
밸브 인서트(120)의 토출유로(120b)의 출구단에는 인렛 밸브(130)와 상반되게 작동하는 아웃렛 밸브(170)가 설치된다.
아웃렛 밸브(170)는 보어(201)의 개방단측에 끼워지는 아웃렛 밸브 캡(190)과, 토출유로(120b)를 개폐하는 볼(171)과, 아웃렛 밸브 캡(190)과 볼(171) 사이에 탄성 지지되는 리턴 스프링(173)으로 구성된다.
한편, 보어(201)의 개방단측에 끼워진 아웃렛 밸브 캡(190)의 반대측에는 피스톤 캡(110)이 배치된다.
피스톤 캡(110)은 일단이 폐쇄된 파이프 형상을 갖지며 타단에는 외측으로 절곡된 고정편(111)이 형성된다.
상기 고정편(111)은 펌프 실린더(102)의 고정단(106)과 맞닿아 피스톤 캡(110)의 진퇴운동시 이탈되는 것을 방지한다.
이렇게, 피스톤 캡(110)과 펌프 실린더(102)의 각 단부에 걸쇠모양의 고정편(111)과 고정단(106)을 형성함에 따라, 조립 및 취급시 이탈될 염려가 없고 관리가 쉬워진다.
이러한 피스톤 캡(110)은 모터의 구동에 의한 니들 베어링(100)의 회전에 의해 펌프 실린더(102) 내부를 왕복운동 하게된다.
이때, 니들 베어링(100)의 회전에 의한 피스톤 캡(110)의 왕복운동시 인렛 밸브(130)와 간섭되지 않도록 하기 위하여 상기 인렛 밸브(130)의 외경은 피스톤 캡(110)의 내경 보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.
피스톤 캡(110)과 펌프 하우징(200), 그리고 피스톤 캡(110)과 펌프 실린더(102) 사이에는 작동 중 오일누설을 방지하기 위한 실링부재(115)가 설치된다.
한편, 리턴스프링(160)은 피스톤 캡(110)의 고정편(111)과 밸브 인서트(120)의 장착부(129) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 리턴스프링(160)은 피스톤 캡(110)에 탄성력을 부여하여 니들 베어링(100)측으로 복귀될 수 있도록 해준다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 펌프는 모터의 구동으로 니들 베어링(100)이 회전할 때 피스톤 캡(110)이 펌프 실린더(102) 내부를 진퇴운동 하면서 흡입포트(200a)를 통해 유입된 오일을 토출포트(200b) 쪽으로 강제 펌핑한다.
상세히 설명하면, 펌프의 피스톤 캡(110)이 챔버(205) 내부 쪽으로 전진하는 행정을 수행할 때에는 챔버(205) 내부의 오일압이 상승되기 때문에, 인렛 밸브(130)는 밸브 인서트(120)의 흡입유로(120a)를 폐쇄하게 되고, 토출유로(120b) 내의 오일이 아웃렛 밸브(170)의 볼(171)를 밀면서 토출포트(200b)로 오일이 공급된 다.
반대로, 펌프의 피스톤 캡(110)이 후퇴하는 행정을 수행할 때에는 챔버(205) 내부가 저압이기 때문에, 인렛 밸브(130)는 열리게 되고 아웃렛 밸브(170)는 닫힘으로써, 흡입포트(200a)로 유입되는 오일이 밸브 인서트(120)의 흡입유로(120a)를 통해 내부로 유입된다.
이렇게, 인렛 밸브(130)의 흡입 행정 시 밸브 인서트(120)로부터 들어오는 유동방향이 단순해지고 유동거리가 짧아지므로 인렛 밸브(130)의 오픈(open) 응답성이 빨라지고 이로 인해, 펌프의 성능이 향상된다.
또한, 흡입 행정과 압축 행정 시 인렛 밸브(130)가 움직이지 않고 밸브 인서트(120)에 안정적으로 고정되어 있으므로, 유압변화 발생 시 안정된 유동으로 인해 노이즈를 줄일 수 있어 펌프의 성능이 우수해진다.
나아가, 밸브 인서트(120)는 고정되어 있고, 피스톤 캡(110)만 왕복운동 하므로 진퇴하는 가동부재의 중량이 줄어들므로 펌프의 응답성이 빨라지고 진동의 발생이 줄어들어, 펌프의 성능이 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전자제어 식 브레이크 시스템용 펌프 에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 인렛 밸브의 흡입 행정시 밸브 인서트로부터 들어오는 유동방향이 단순해지고 유동거리가 짧아지므로 인렛 밸브의 오픈 응답성이 빨라지게 되어 펌프의 성능이 향상된다.
또한, 흡입 행정과 압축 행정시 인렛 밸브가 움직이지 않고 밸브 인서트에 안정적으로 고정된 구조를 갖기 때문에, 유압변화 발생시 안정된 유동으로 인해 노이즈를 줄일 수 있어 펌프의 성능이 우수해진다.
또한, 밸브 인서트의 외경과 펌프 실린더의 내경이 프레스 압입되어 밀폐된 구조를 갖고, 밸브 인서트의 내부에 흡입유로와 토출유로가 개별적으로 형성되어 있을뿐 아니라, 밸브 인서트의 재질적 구성이 플라스틱으로 이루어짐에 따라, 밸브 인서트는 기능면에서 다기능성을, 가격면에서 저가라는 이점을 모두 가질 수 있다.
또한, 밸브 인서트는 고정되어 있고, 피스톤 캡만 왕복운동 하므로 진퇴하는 가동부재의 중량이 줄어들므로 펌프의 응답성이 빨라지고 진동의 발생이 줄어들어, 펌프의 성능이 향상된다.
둘째, 왕복운동하는 피스톤 캡의 형상이 인렛 밸브의 볼록한 형상에 대응하여 오목한 형상으로 이루어져 있기 때문에 피스톤 캡 내부의 챔버의 부피가 최소화되어 전체적인 펌프 사이즈를 줄일 수 있다.
셋째, 피스톤 캡의 일단에 고정편을 형성하고, 이와 대응되는 펌프 실린더의 일단에 고정단을 형성함으써, 조립 및 취급시 이탈될 염려가 없고, 저가로 피스톤 캡을 고정시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 펌프 하우징에 형성된 보어 내에 설치되는 펌프 실린더;
    상기 펌프 실린더 내에 설치되며 흡입유로와 토출유로가 형성된 밸브 인서트;
    상기 흡입유로를 개폐하도록 상기 밸브 인서트에 설치된 인렛 밸브;
    상기 토출유로를 개폐하도록 상기 밸브 인서트에 설치된 아웃렛 밸브;
    상기 펌프 실린더의 일단에 진퇴가능하게 설치되어 상기 밸브 인서트와 리턴 스프링을 통해 지지되는 피스톤 캡; 및
    상기 펌프 실린더의 타단을 폐쇄하는 아웃렛 밸브 캡을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인렛 밸브는 볼과, 상기 볼을 상기 밸브 인서트측에 탄성 가압하는 탄성부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 밸브 인서트에는 상기 볼이 수용됨과 동시에 상기 탄성부재가 지지되는 지지부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 탄성부재는 링형으로 된 고정부 및 상기 볼을 지지하는 스프링 판으로 구성되며,
    상기 지지부의 외주면에 상기 고정부가 끼워지는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 피스톤 캡에는 고정편이 형성되고, 상기 펌프 실린더에는 상기 고정편이 걸려 지지되는 고정단이 형성된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밸브 인서트에는 장착부가 형성되며, 상기 장착부와 상기 고정편 사이에 상기 리턴스프링이 장착된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
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