KR20120119117A - 자동차 브레이크 시스템용 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 브레이크 시스템의 장착시 장착을 용이하게 하고, 진공 누설을 최소로 하기 위하여 진공스위치와 체크밸브 또는 진공스위치와 체크밸브와 진공펌프가 일체형으로 제작된 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈에 에 관한 것으로서,
상기 일체형 진공펌프모듈은, 진공탱크의 진공상태가 일정 기압 이상으로 되는 경우 진동펌프 구동신호를 출력하는 진공스위치;와, 내부에 진공펌프의 구동시 발생하는 부압에 의해 진공탱크와 연결된 유로를 개방시키고 진공펌프의 구동이 종료한 경우 진공탱크의 부압에 의해 유로를 폐쇄하도록 일 측은 진공스위치의 노즐부 측에 체결되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구에 체결되는 체크밸브;와, 체크밸브에 흡기구가 결합되어 진공스위치의 구동 신호에 의해 구동되는 경우 부압을 생성하여 진공탱크와 공기 유로를 생성하도록 체크밸브를 개방하는 진공펌프;를 포함하여 구성되어,
진공펌프의 설치를 용이하게 하고, 제동장치(브레이크 시스템)의 전체 구성을 간소화시켜 제작 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.

Description

자동차 브레이크 시스템용 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈 {VACUUM SWITCH MODULE AND VACUUM PUMP MODULE FOR AUTOMOBILE BRAKE SYSTEM}

본 발명은 자동차 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 브레이크 시스템의 장착 시 장착을 용이하게 하고, 진공 누설을 최소로 하기 위하여 진공스위치와 체크밸브 또는 진공스위치와 체크밸브와 진공펌프가 일체형으로 제작된 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈에 에 관한 것이다.

일반적으로 기관의 동력을 이용하는 통상의 자동차의 제동 시스템은 기관에 의해 구동되는 동력조향장치용 유압펌프에서 토출되는 유량의 일부를 축압기에 고압으로 저장해 두었다가 차량 제동시 배력작용을 하도록 되어 있다.

이와는 달리 기관대신에 축전지의 전원을 동력원으로 이용하는 전기자동차의 제동 시스템은 진공을 이용한 배력작용으로 차량이 제동이 되도록 하고 있다.

도 1은 종래기술의 전기자동차의 제동장치를 나타내는 도면으로서, 도 1을 참조하여 종래기술의 전기자동차의 제동장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

종래 자동차의 제동장치는, 브레이크 페달의 답력은 진공압과 대기압의 차로써 배력되도록 한 진공 부스터(booster)(400)에 의해 배력되어 진공 부스터(400)와 연동하도록 설치된 마스터 실린더의 유압 송출 작용에 의해 차량의 전,후 차륜에 설치된 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크가 제동 작용을 하도록 구성되어 있다.

진공 부스터(400)는 소정의 하우징 내에 설치되어 진공실과 대기압실을 분리하는 다이어프램과, 이 다이어프램 중심부에 브레이크 페달과 연동되는 피스톤을 포함하여 이루어져 있다. 상기 진공실 내부의 진공 형성은 별도로 마련된 진공 발생부에 의해 가능하며, 진공 발생부는 진공스위치(2)와 체크벨브(5)와 진공펌프(20)와 진공탱크(300)를 포함하여 구성된다. 이 진공 발생부(50)는 전동기의 구동에 의해 진공 펌프(200)가 작동되어 진공탱크(300) 내부가 일정한 압력의 진공 상태가 유지되도록 하는 구조로 이루어져 있다.

상기 진공탱크(300) 내의 진공 압력이 진공스위치(2)의 기 설정된 압력으로 되어 이 진공스위치(2)가 오프되면, 전공펌프(200)의 구동이 정지된다. 이와 반대로 진공탱크(300) 내의 압력이 낮아져 진공스위치(2)가 온되면, 진공펌프(20)의 구동이 개시되는 바, 이 전동기는 진공탱크(300) 내의 압력이 진공스위치(2)의 설정된 압력으로 복귀할 때 까지만 행해지게 된다. 따라서, 진공탱크(300) 내의 압력에 따라 진공펌프(20)의 운전 및 정지가 자동으로 행해지게 된다.

그러나 진공압에 의한 배력을 이용하여 제동을 수행하는 종래기술의 전기자동차의 제동장치는 도 1과 같이 에어호스(H)에 T니플(T)에 의해 진공스위치(2)가 결합되고, 다시 T니플(T)과 진공펌프(20)에 체크밸브(5)를 설치하며, 체크밸브(5)의 후단에 연결된 에어호스(H)를 진공펌프(20)에 결합하는 구조로 되어 있어 불필요한 작업공수에 의해 작업시간이 많이 소요되는 문제점을 가진다.

또한, 자동차 제동장치가 장착되는 자동차 내부가 협소하기 때문에 진공스위치(2)나 체크밸브(5)의 장착에 장애물이 있는 경우 이를 피하여 장착해야하고, 이 경우 작업이 더욱 어려워짐은 물론 더욱 작업 시간이 소요되는 비생산적인 문제점을 가진다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 전기자동차 제동장치에서 진공스위치, 체크밸브 및 진공펌프가 분리구성되어 발생하는 설치의 어려움, 작업 시간의 지연 등의 문제점을 해결하기 위한 일체형 구조를 가지는 자동차 브레이크 시스템용 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 전기자동차 제동장치의 에어호스의 방향에 관계 용이하게 설치가 가능한 자동차 브레이크 시스템용 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전기자동차의 브레이크 동작 시 체터링을 최소화하거나 발생하지 않도록 하여 주행안전성, 주행 정숙성 및 주행 편리성을 향상시키는 자동차 브레이크 시스템용 일체형 진공스위치모듈 및 일체형 진공펌프모듈을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일체형 진공스위치모듈은, 진공탱크의 진공상태가 일정 기압 이상으로 되는 경우 진동펌프 구동신호를 출력하는 진공스위치;와, 내부에 진공펌프의 구동시 발생하는 부압에 의해 진공탱크와 연결된 유로를 개방시키고 진공펌프의 구동이 종료한 경우 진공탱크의 부압에 의해 유로를 폐쇄하도록 일 측은 진공스위치의 노즐부 측에 체결되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구에 체결되는 체크밸브;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일체형 진공펌프모듈은, 진공탱크의 진공상태가 일정 기압 이상으로 되는 경우 진동펌프 구동신호를 출력하는 진공스위치;와, 내부에 진공펌프의 구동시 발생하는 부압에 의해 진공탱크와 연결된 유로를 개방시키고 진공펌프의 구동이 종료한 경우 진공탱크의 부압에 의해 유로를 폐쇄하도록 일 측은 진공스위치의 노즐부 측에 체결되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구에 체결되는 체크밸브;와, 체크밸브에 흡기구가 결합되어 진공스위치의 구동 신호에 의해 구동되는 경우 부압을 생성하여 진공탱크와 공기 유로를 생성하도록 체크밸브를 개방하는 진공펌프;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 체크밸브는, 측 방향으로 다수의 공기구멍이 형성되어 중심부를 관통하는 중공부를 가지고 상기 진공스위치의 노즐부에 체결되는 스플리트볼트;와, 양측이 개방된 원통형으로 원통형 측면에서 측 방향으로 흡기구가 돌출 형성되어, 일 측 개방부를 통해 공기구멍을 통해 스플리트볼트의 중공부와 에어호스가 공기유로를 형성하도록 스플리트볼트의 외주연에 회동 가능하게 결합되는 회동조인트;와, 일 측은 회동조인트의 진공펌프 측으로 돌출된 스플리트볼트에 결합되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구와 결합하도록 내부가 중공된 볼트관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 스플리트볼트는, 상기 회동조인트의 내부에 위치하는 외주면의 공기구멍이 형성되는 면이 원주둘레를 따라 일정 깊이로 요입된 요입부를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 의해 흡기구와 중공부의 사이의 공기 흐름을 더욱 원활하게 한다.

상기 진공스위치는, 상기 스플리트볼트의 회동조인트와 결합된 반대측에 체결되어 회동조인트의 흡기구를 통해 진공탱크 내의 부압을 인가받는 노즐부;와, 노즐부의 내부에 내장되어 노즐부에 의해 인가된 기압의 고저에 따라 마이크로스위치부에 대한 기계적 스위칭작용을 수행하는 다이어프램부;와, 다이어프램부의 기계적스위칭작용에 의해 스위칭되어 진공펌프의 동작을 온 또는 오프시키는 마이크로스위치부;를 구비하며, 상기 다이어프램부는 마이크로스위치부의 온 및 오프를 위한 변형이 서로 다른 진공압에서 수행되도록 구성될 수 있다.

상기 다이어프램부는, 다이어프램의 외주면을 수평외주연으로 형성하도록 돌출 형성되어 상기 노즐부 방향으로 볼록하게 변형되는 힘을 부가하는 탄성저항부를 구비한 다이어프램;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 탄성저항부는, 상기 노즐부의 내부에 장착되는 스프링부재에 지지되도록 설치되고 스프링부재에 지지된 면의 반대면은 점차적으로 커지는 직경을 가지며 이어지는 다단의 원통형상으로 돌출되어 상기 수평외주연의 내경부에 상단부가 연결되도록 구성되어 상기 다이어프램에 노즐부 방향으로 힘을 가하도록 구성될 수 있다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 체크밸브 상단에는 진공펌프를 컨트롤하는 진공스위치를 장착할 수 있어 체크밸브와 진공스위치를 부착해야하는 각종 호스와 호스밴드 그리고 T-NIPPLE이 필요가 없으므로 전기자동차 제동장치의 전체 구성을 간소화시킨다.

또한, 상술한 구성을 가지는 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 체크밸브에 형성되는 흡기구가 회전 자유롭게 구성되는 것에 의해 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈을 설치함에 있어 에어호스의 설치 방향에 무관하게 용이하게 설치할 수 있도록 한다.

또한, 상술한 구성을 가지는 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 마이크로스위치부를 오프시키도록 다이어프램을 변형시키는 탄성력이 마이크로스위치부를 온시키도록 다이어프램을 변형시키는 탄성력보다 일정 값 이상 높은 값을 가지는 더블 포인트 스위칭 제어 방식으로 구동하게 되어 마이크로스위치부의 온 스위칭 및 오프 스위칭이 동일한 기압 값에서 동시에 발생하지 않도록 한다. 이에 따라 마이크로스위치부가 스위칭 온 상태 또는 오프 상태로 된 이후에는 그 반대의 스위칭 동작을 위한 기압이 형성되기 전까지는 그 상태를 유지하게 되므로 진공스위치의 체터링이 방지된다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 체크밸브 상단에는 진공펌프를 컨트롤하는 진공스위치를 장착할 수 있어 체크밸브와 진공스위치를 부착해야하는 각종 호스와 호스밴드 그리고 T-니플이 필요 없으므로 전기자동차 제동장치의 전체 구성을 간소화시켜 설치를 용이하게 하고, 제작비용을 절감시키는 효과를 제공한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 체크밸브에 형성되는 흡기구가 회전 자유롭게 구성되는 것에 의해 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈을 설치함에 있어 에어호스의 설치 방향에 무관하게 용이하게 설치할 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 진공스위치와 체크밸브 또는 진공스위치와 체크밸브 및 진공펌프가 일체로 구성되는 것에 의해 전기자동차 제동장치 설치를 공수를 줄임으로써 설치를 용이하게 하고, 설치 시간 및 비용을 줄일 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은, 진공스위치와 체크밸브 또는 진공스위치와 체크밸브 및 진공펌프가 일체로 구성되는 것에 의해 설치 면적을 적게 차지하게 되므로 전기자동차 제동장치가 장착되는 내부 영역의 공간효율성을 높인다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은 온과 오프 동작을 수행하는 설정 압력이 서로 다른 값으로 설정되어 있어 진공스위치 내부의 마이크로스위치부의 온과 오프 스위칭이 서로 다른 압력 값에서 수행되는 것에 의해 진공펌프를 반복적으로 온/오프시키는 체터링(chattering)을 최소화시키거나 발생하지 않도록 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은 자동차의 브레이크 패달의 조작시 체터링이 발생하지 않게 되어 종래기술에서 브레이크 동작 중 체터링으로 인한 자동차 소음을 최소화하거나 발생하지 않도록 하여 운전자의 운전편리성 및 자동차의 정숙성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은 자동차의 브레이크 조작 시 체터링을 최소화하거나 발생하지 않도록 하는 것에 의해 체터링에 의한 진공펌프의 불필요한 반복 동작 및 동작정지에 의한 축전전력 소모를 방지하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은 체터링이 최소화되거나 전혀 발생하지 않는 것에 의해 순간적으로 고속회전을 하기 위한 토크 손실을 막을 수 있어 더욱 전력소모를 줄이는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈은 체터링이 최소화되거나 전혀 발생하지 않는 것에 의해 진공스위치와 진공펌프에 과부하가 걸리는 것이 방지되어 진공 브레이크시스템의 효율을 높이고 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈은 기계식으로 마이크로스위치부의 온 및 오프 작용을 위한 서로 다른 기압을 설정할 수 있고, 기압변화에 의해 기계식으로 동작하게 되므로, 일반적인 전자제어 컨트롤러보다 오작동이 발생하지 않게 되며, 내구성이 향상되고, 제품개발 및 제조비용을 절감시키는 부가적인 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈은 브레이크 동작을 수행하는 경우 진공이 적정 압력으로 회복되기 이전이라 할지라고 종래기술에 비하여 더 많은 횟수의 브레이킹 동작을 수행할 수 있어 자동차의 안전성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 종래기술의 자동차 제동장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 진공스위치와 체크밸브와 진공펌프가 일체로 형성된 진공펌프모듈(10)의 측면도,
도 3은 도 2의 진공펌프모듈(10)의 사시도,
도 4는 도 2 및 도 3의 진공스위치(100)의 단면도,
도 5는 도 2 및 도 3의 체크밸브(50)의 단면도,
도 6은 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈(10)이 장착된 전기자동차 제동장치의 개략적인 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시에를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예의 설명에서 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 진공스위치와 체크밸브와 진공펌프가 일체로 형성된 진공펌프모듈(10)의 측면도이고, 도 3은 도 2의 진공펌프모듈(10)의 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 진공펌프모듈(10)은 진공스위치(100)와 체크밸브(50)와 일 측에 배기구(271)가 형성된 진공펌프(200)가 일체형으로 구성된다. 상기 구성에서 진공스위치(100)와 체크밸브(50)가 본 발명의 진공스위치모듈이 된다.

상기 구성의 진공스위치(100)는 내부의 다이어프램을 비복귀식으로 구현한 것에 의해 체터링현상을 최소화하거나 발생시지 않도록 구성된다.

상기 체크밸브(50)는 상부에 진공스위치(100)가 결합되고 하부에 진공펌프(200)가 결합되도록 구성된다. 특징적으로 체크밸브(50)의 외주연에는 회동조인트(51)가 흡기구(52)의 내부의 공기 유로를 형성하고 내부 공기 유로를 밀폐한 상태에서 회동 가능하게 결합되어 에어호스(H)의 방향에 무관하게 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈(10)을 제동장치가 장착되는 차체 내부의 장착이 용이한 위치에 용이하게 장착시킬 수 있도록 구성된다.

도 3과 같이 상술 한 구성의 진공펌프모듈(10)은 고정브라켓(500)에 의해 제동장치가 설치되는 내부 공간에 장착될 수 있으며, 이 경우 회동조인트(51)를 회전시켜 흡기구(52)를 원하는 방향으로 위치시킬 수 있어 설치 위치에 제약을 받지 않게 된다.

도 4는 도 2 및 도 3의 진공스위치(100)의 단면도로서, 먼저, 도 4를 참조하여 진공스위치(100)의 구성을 상세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 진공스위치(100)는 노즐부(110), 다이어프램부(130), 마이크로스위치부(150)를 포함하여 구성되고, 습기와 이물질의 유입 및 절연 기능을 위한 절연캡(160)이 마이크로스위치부(150)의 외부로 노출된 영역을 밀폐하면서 전원선(170)이 외부로 노출되어 진공펌프(200)를 구동시키는 제어부(미도시)와 연결되도록 구성된다.

상기 구성의 진공스위치(100)는 노즐부(110)의 내부에 스프링부재(113)를 개재하여 다이어프램부(130)가 마이크로스위치부(150)의 스위칭을 위한 형상변화가 가능하도록 안착되고, 다이어프램부(130)의 상부에는 마이크로스위치부(150)의 고정전극(152)이 형성된 단부가 노즐부(110)의 내부로 삽입된 후 다이어프램부(130)와 연동하도록 결합된다.

상술한 전체 결합 구조를 가지는 진공스위치(100)의 진공펌프(200) 온/오프 스위칭을 위한 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.

상기 노즐부(110)는 저면에 외기를 유입시키기 위하여 중앙이 통공되어 노즐부(110)의 내부와 진공 브레이크 시스템을 연통시키는 관형의 노즐(111)이 돌출 형성되고, 노즐(111)이 돌출되는 부분에서 직경이 확장되며 상부가 개방된 관형의 노즐부몸체(101)와, 노즐(111)의 회전에 의해 노즐(111) 내부를 상하 이동할 수 있도록 노즐(111)의 내부에 나사 결합되는 드라이버 홈이 형성된 스크류(112)와, 스크류(112)에 의해 일단부가 지지되고 타단부는 다이어프램부(130)의 저면에 밀착 지지되는 스프링부재(113)를 포함하여 구성된다. 상기 노즐부몸체(101)는 노즐(111)에 형성되는 통공이 끝나는 위치에서 내경이 증가한 후 다이어프램(131)의 수평외주연(131b)이 안착되는 위치는 다이어프램(131)의 수평외주연(131b)이 안착되어 지지될 수 있도록 내경이 더욱 확대되어 단턱이 형성되는 내부 구조를 가진다. 상기 스크류(112)는 본 발명의 탄성조절부의 일례이다.

상술한 구성의 노즐부(110)는 노즐(111)의 내부에 있는 스크류(112)의 위치와 이동전극(136)과 고정전극(152)의 간극을 조절하는 것에 의해 스프링부재(113)가 다이어프램부(130)를 지지하는 탄성력의 크기를 조절하게 된다.

상기 다이어프램부(130)는 노즐부(110)의 내부 중 스프링부재(113)의 상부에서 저면이 지지되는 다이어프램(131)과, 다이어프램(131)의 수평외주연(131b)을 노즐부몸체(101)의 내부에 형성된 단턱과 밀착 지지하도록 노즐부몸체(101)의 내부 단턱의 상부에 안착된 다이어프램(131)의 수평외주연(131b)의 상부에 안착되는 환형의 다이어프램가이드(133)와, 상단부 중심부에 이동전극(136)이 형성되어 환형 다이어프램가이드(133)의 중심에 형성된 통공에 삽입된 후 외측면이 다이어프램가이드(133)에 의해 지지되고 저면은 다이어프램(131)의 상부면에 결합되는 스위치핑거(135)를 포함하여 구성된다.

상기 다이어프램(131)은 형상 변화 시 원래의 형상으로 복원되도록 하는 탄성력을 가지는 탄성부재로 제작된다. 상기 다이어프램(131)은 다이어프램(131)이 노즐부(110) 측으로 볼록하게 되는 힘을 다이어프램(131)에 가하도록 저면으로 갈수록 점차 직경이 다단으로 감소하는 다단 통형의 탄성저항부(131a)와 탄성저항부(131a)의 상단부에서 원주 둘레를 따라 수평방향으로 연장형성되는 수평외주연(131b)를 구비한다.

상기 마이크로스위치부(150)는 이동전극(136)과 대향하는 저면에 고정전극(152)이 형성되고, 상부면에는 고정전극(152)과 및 이동전극(136)에 각각 연결되는두 개의 스위치전극(153)이 형성되어 고정전극(152)이 형성된 면을 포함하는 하단부 영역이 노즐부몸체(101)의 상부에서 노즐부몸체(101)의 내부로 삽입되어 고정되는 스위치소켓(151)을 포함하여 구성된다. 이때 고정전극(152)이 두 개로 형성되어 이동전극(136)이 두 개의 고정전극(152)을 통전시키도록 구성된 경우에는 두 개의 스위치전극(153)은 각각의 고정전극(152)에 연결된다.

상기 스위치소켓(151)은 노즐부몸체(101)의 내부로 삽입되는 경우 노즐부몸체(101) 내부 내경면을 따라 형성된 단턱에 의해 지지되는 다이어프램가이드(133)의 상부면을 단턱을 향하여 압착하여 고정한다.

상기 절연캡(160)은 실리콘, 고무 등의 탄성 및 절연 특성을 갖도록 제작되어 마이크로스위치부(150)의 스위치전극(153)과 연결되는 전원선이 관통되어 외부로 노출되도록 마이크로스위치부(150)의 상부와 마이크로스위치부(150)와 노즐부몸체(101)의 결합부 영역을 감싸도록 결합되어 진공스위치(100)를 절연시키고, 외부의 습기 및 이물질이 진공스위치(100)의 내부로 유입하는 것을 방지하도록 구성된다.

상술한 구조에 의해 본 발명의 진공스위치(100)는 전자식이 아닌 기계적 진공스위칭을 수행하게 된다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 진공스위치(100)는 O링(102)에 의해 진공유로의 어느 위치에 장착되어 마이크로스위치부(150)가 위치되는 영역은 대기압을 유지하고, 다이어프램부(130) 하부의 노즐부몸체(101) 내부 영역은 진공에 의한 부압 상태를 유지하면서, 브레이크시스템 내부의 진공 기압의 변화에 따라 진공펌프(200)를 온/오프시킨다.

이때 상술한 바와 같은 다이어프램부(130)의 구조적 특징에 의해 본 발명의 진공스위치(100)는 서로 다른 압력에서 마이크로스위치부(150)를 온/오프 시키도록 하는 더블 포인트 스위칭 제어 방식으로 구동한다.

이때 다이어프램(131)의 변형을 위한 높은(high) 압력값은 스크류(112)의 위치를 조절하는 것에 의해 조절하고, 낮은(low) 압력값은 이동전극(136)과 고정전극(152) 사이의 간격을 조절하는 것에 의해 조절한다.

구체적으로 탄성저항부(131a)는 다이어프램(131)이 노즐부(110)로 볼록하게 변형되도록 하는 힘을 다이어프램(131)에 부가한다. 이에 의해 노즐부몸체(101) 내부가 높은 기압을 가지는 상태에서 다이어프램(131)이 마이크로스위치부(150) 쪽으로 볼록하게 형상변화되어 마이크로스위치부(150)를 온시켜 진공펌프(200)를 구동시킨다. 반대로 마이크로스위치부(150)를 오프시키는 경우에는 노즐부몸체(101) 내부의 기압이 탄성저항부(131a)에 의해 부가된 힘만큼 더 낮은 부압으로 되는 경우에 다이어프램(131)이 하 방향으로 볼록하게 형상변화되어 마이크로스위치부(150)를 오프시키고 이에 의해 진공펌프(200)의 구동을 정지시킨다.

이와 같이 마이크로스위치부(150)의 온/오프가 서로 다른 기압에서 수행되는 것에 의해 체터링(chattering)의 발생을 근본적으로 해소하는 더블 포인트 스위칭 제어 방식이 구현됨은 물론, 진공탱크(300, 도 1 참조)의 내부가 항상 더 낮은 기압 상태를 유지하게 된다.

따라서 본 발명의 진공스위치(100)는 브레이크 동작을 수행하는 경우 진공이 적정 압력으로 회복되기 이전이라 할지라고 종래기술에 비하여 더 많은 횟수의 브레이킹 동작을 수행할 수 있어 자동차의 안전성을 현저히 향상시키게 된다.

다이어프램부(130)의 더블 포인트 스위칭 제어 방식을 위한 구성 및 작용 특징을 진공압의 수치 예를 들어 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

마이크로스위치부(150)의 고정전극(152)과 이동전극(136)이 단락되어 마이크로스위치부(150)가 온되도록 다이어프램(131)이 변형되는 기압이 (600 ± 10)mHg로 설정된다. 마이크로스위치부(150)의 고정전극(152)과 이동전극(136)이 개방되어 마이크로스위치부(150)가 오프되도록 다이어프램(131)이 변형되는 기압이 (400 ± 10)mHg로 설정된다. 이와 같이 서로 다른 기압에서 마이크로스위치부(150)가 온/오프 되어 더블 포인트 스위칭 방식으로 진공스위치(100)가 온/오프 되도록 설정된 것을 가정한다.

이 경우 다이어프램(131)은 탄성저항부(131a)에 의해 다이어프램(131)의 저면 영역, 즉 스프링부재(113)가 장착된 노즐부몸체(101) 내부 하부 영역의 내부 기압이 (600 ± 10)mHg인 경우 다이어프램(131)이 마이크로스위치부(150) 쪽으로 돌출되록 변형되어 이동전극(136)이 고정전극(152)과 단락되는 것에 의해 마이크로스위치부(150)가 온되어 진공펌프(200)를 구동시켜 진공을 수행한다.

이와 같이 진공이 수행된 후 스프링부재(113)가 장착된 노즐부몸체(101)부 내부 하부 영역의 내부 기압이 (400 ± 10)mHg로 된 경우 다이어프램(131)이 아래로 볼록하게 형상변화되어 이동전극(136)을 고정전극(152)으로부터 개방시키는 것에 의해 마이크로스위치부(150)를 오프시켜 진공펌프(200)의 구동을 정지시킨다.

이러한 다이어프램(131)의 서로 다른 기압에서의 형상 변형은 다이어프램(131)의 탄성저항부(131a)가 다이어프램(131)이 노즐(111)로 볼록하게 변형되도록 하는 탄성력을 부가하는 것에 의해 다이어프램(131)의 상 방향 볼록 변형과 하 방향 볼록 변형 시의 작용하는 탄성력이 달라지도록 하는 것에 의해 이루어진다.

이러한 다이어프램부(130)의 형상 특징에 의해 본 발명의 특징인 더블 포인트 스위칭 제어 방식이 수행된다.

도 5는 도 2 및 도 3의 체크밸브(50)의 단면도로서, 다음으로, 도 5를 참조하여 상기 체크밸브(50)의 구성을 설명한다.

도 5와 같이 상기 체크밸브(50)는 상부는 진공스위치(100)의 노즐부(110)가 결합되고 하단부는 회동조인트(51)에 회전 가능하게 삽입 결합되는 스플리트볼트(53)와, 스플리트볼트(53)의 하부에서 회동조인트(51)의 내부로 삽입된 후 스플리트볼트(53)의 하부에 체결되고 하부는 진공펌프(200)의 진공펌프흡기구(201)가 결합되는 볼트관(55)을 포함하여 구성된다. 상기 구성에서 진공스위치(100)는 스플리트볼트(53)에 억지 끼움 결합 또는 나사 결합 등의 방식에 의해 결합된다.

상기 회동조인트(51)는 일 측에 내부와 연통된 흡기구(52)가 형성된 원통관형의 유니버셜조인트의 일 구성으로서 스플리트볼트(53)와 볼트관(55)이 결합된 외주연에 회전 가능하게 결합된다.

상기 스플리트볼트(53)는 수직으로 관통된 중공부(53a)가 형성된 원통관 형상으로 제작되어 하단부가 회동조인트(51)의 내부로 삽입되어 회동조인트(51)가 회전할 수 있도록 구성된다. 이때 진공탱크(300)와 연결된 에어호스(H)와 진공스위치(100) 내부가 항상 공기유로를 형성한 상태를 유지할 수 있도록 연통된 상태를 유지시키기 위해 중공부(53a)를 이루는 측벽에는 흡기구(52)와 연통하도록 다수의 공기구멍(53b)이 형성된다. 이에 의해 회동조인트(51)의 개방상태를 유지할 수 있도록 한다. 또한 상기 스플리트볼트(53)는 흡기구(52)와 중공부(53a)의 공기 흐름을 더욱 원활하게 하도록 회동조인트(51)와 스플리트볼트(53) 사이에 이격 공간을 형성하도록 하기 위하여, 스플리트볼트(53)의 회동조인트(51)의 내부에 위치되는 외측면에는 원주 둘레를 따라 일정 깊이의 요입부(53c)가 형성된다.

상기 볼트관(55)은 하단부에 내주연을 따라 돌출된 지지턱(55a)이 형성된 원통형 관으로, 지지턱(55a)의 상부에 장착되는 스프링(56)과 스프링(56)의 상부에 스프링(56)에 의해 상하 이동 가능하게 지지되도록 장착되어 스플리트볼트(53)의 저면의 중공부의 개방부를 차폐하거나 개방시키는 차폐판(57)을 포함하여 구성된다.

상기 차폐판(57)은 진공펌프(200)가 구동되어 진공펌프(200)의 내부의 공기압이 진공탱크(300)의 공기압보다 낮은 경우 하 방향으로 이동되어 체크밸브(50)의 중공부(53a)를 진공펌프(200)의 내부와 연통시킨다. 이 후 진공펌프(200)가 구동을 중지하게 되면 진공탱크(300)의 부압에 의해 위치복원되어 체크밸브(50)의 중공부(53a)를 차폐한다.

도 6은 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈(10)이 장착된 전기자동차 제동장치(1A)의 개략적인 구성도이다.

상술한 구성의 본 진공스위치모듈 및 진공펌프모듈(10)은 도 6과 같이 하나의 에어호스(H)를 이용하여 진공펌프(200)와 연결된다. 이에 따라 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈(10)은 장착된 전기자동차 제동장치(1A)는 종래기술에서와 달리 T니플(T, 도 1 참조)과 체크밸브(50)를 연결하기 위한 복수의 에어호스(H)를 필요로 하지 않게 되며, 설치 공간을 적게 차지하게 되어 설치의 용이성을 제공하게 된다.

즉, 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈(10)은 전기자동차 제동장치(1A)의 전체 구성을 간소화시켜 제작 비용을 절감시키고, 협소한 제동장치 장착공간 내에서의 제동장치의 장착을 용이하게 하며, 일체로 형성된 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈에 의해 점유 공간을 적게 차지하게 되므로 공간 활용 효율성을 향상시킨다.

또한, 회동조인트(51)가 회전 가능하게 구성되는 것에 의해 에어호스(H)의 방향에 무관하게 진공펌프모듈(10)을 장착하기 편안한 위치에 설치할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈(10)은 브레이크 동작 시의 체터링 현상을 최소로 하거나 발생하지 않도록 함으로써, 전기자동차의 브레이크 구동 시 발생하는 소음을 줄여 주행의 안락성을 향상시키며, 많은 횟수의 제동을 수행할 수 있도록 하여 주행안정성 또한 향상시킨다.

상술한 본 발명의 진공스위치모듈 또는 진공펌프모듈은 건식 진공펌프 또는 습식진공펌프 등과 함께 구성될 수 있다.

1, 1A: 전기자동차 제동장치, 10: 진공펌프모듈, H: 에어호스
20, 200: 진공펌프, 201: 진공펌프흡기구
50: 체크밸브, 51: 회동조인트, 52: 흡기구
53: 스플리트볼트, 53a: 중공부, 53b: 공기구멍, 53c: 요입부
55: 볼트관, 55a: 지지턱, 56: 스프링, 57: 차폐판
2, 100: 진공스위치, 101: 노즐부몸체, 102: O링, 110: 노즐부, 111: 노즐
112: 스크류, 113: 스프링부재, 130: 다이어프램부, 131: 다이어프램
131a: 탄성저항부, 131b: 수평외주연, 133: 다이어프램가이드
135: 스위치핑거, 136: 이동전극, 150: 마이크로스위치부
151: 스위치소켓, 152: 고정전극, 153; 스위치전극, 160: 절연캡
170: 전원선

Claims (8)

1. 진공탱크의 진공상태가 일정 기압 이상으로 되는 경우 진동펌프 구동신호를 출력하는 진공스위치;와,
   내부에 진공펌프의 구동시 발생하는 부압에 의해 진공탱크와 연결된 유로를 개방시키고 진공펌프의 구동이 종료한 경우 진공탱크의 부압에 의해 유로를 폐쇄하도록 일 측은 진공스위치의 노즐부 측에 체결되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구에 체결되는 체크밸브;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공스위치모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 체크밸브는,
   측 방향으로 다수의 공기구멍이 형성되어 중심부를 관통하는 중공부를 가지고 상기 진공스위치의 노즐부에 체결되는 스플리트볼트;와,
   양측이 개방된 원통형으로 원통형 측면에서 측 방향으로 흡기구가 돌출 형성되어, 일 측 개방부를 통해 공기구멍을 통해 스플리트볼트의 중공부와 에어호스가 공기유로를 형성하도록 스플리트볼트의 외주연에 회동 가능하게 결합되는 회동조인트;와,
   일 측은 회동조인트의 진공펌프 측으로 돌출된 스플리트볼트에 결합되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구와 결합하도록 내부가 중공된 볼트관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공스위치모듈.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 스플리트볼트는,
   상기 회동조인트의 내부에 위치하는 외주면의 공기구멍이 형성되는 면이 원주둘레를 따라 일정 깊이로 요입된 요입부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공스위치모듈.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 진공스위치는,
   상기 스플리트볼트의 회동조인트와 결합된 반대측에 체결되어 회동조인트의 흡기구를 통해 진공탱크 내의 부압을 인가받는 노즐부;와,
   노즐부의 내부에 내장되어 노즐부에 의해 인가된 기압의 고저에 따라 마이크로스위치부에 대한 기계적 스위칭작용을 수행하는 다이어프램부;와,
   다이어프램부의 기계적스위칭작용에 의해 스위칭되어 진공펌프의 동작을 온 또는 오프시키는 마이크로스위치부;를 구비하며,
   상기 다이어프램부는 마이크로스위치부의 온 및 오프를 위한 변형이 서로 다른 진공압에서 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공스위치모듈.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 다이어프램부는,
   다이어프램의 외주면을 수평외주연으로 형성하도록 돌출 형성되어 상기 노즐부 방향으로 볼록하게 변형되는 힘을 부가하는 탄성저항부를 구비한 다이어프램;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공스위치모듈.
   
6. 진공탱크의 진공상태가 일정 기압 이상으로 되는 경우 진동펌프 구동신호를 출력하는 진공스위치;와,
   내부에 진공펌프의 구동시 발생하는 부압에 의해 진공탱크와 연결된 유로를 개방시키고 진공펌프의 구동이 종료한 경우 진공탱크의 부압에 의해 유로를 폐쇄하도록 일 측은 진공스위치의 노즐부 측에 체결되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구에 체결되는 체크밸브;와,
   체크밸브에 흡기구가 결합되어 진공스위치의 구동 신호에 의해 구동되는 경우 부압을 생성하여 진공탱크와 공기 유로를 생성하도록 체크밸브를 개방하는 진공펌프;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공펌프모듈.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 체크밸브는,
   측 방향으로 다수의 공기구멍이 형성되어 중심부를 관통하는 중공부를 가지고 상기 진공스위치의 노즐부에 체결되는 스플리트볼트;와,
   양측이 개방된 원통형으로 원통형 측면에서 측 방향으로 흡기구가 돌출 형성되어, 일 측 개방부를 통해 공기구멍을 통해 스플리트볼트의 중공부와 에어호스가 공기유로를 형성하도록 스플리트볼트의 외주연에 회동 가능하게 결합되는 회동조인트;와,
   일 측은 회동조인트의 진공펌프 측으로 돌출된 스플리트볼트에 결합되고 타 측은 진공펌프의 진공펌프흡기구와 결합하도록 내부가 중공된 볼트관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공펌프모듈.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 스플리트볼트는,
   상기 회동조인트의 내부에 위치하는 외주면의 공기구멍이 형성되는 면이 원주둘레를 따라 일정 깊이로 요입된 요입부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 진공펌프모듈.

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