KR20130112377A - 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프 - Google Patents

브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프 Download PDF

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Abstract

브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤은 모터에 구비되는 편심 스핀들의 편심 회전에 의해 왕복운동하도록 구성되고, 상기 피스톤에는 오일이 유입되는 유입포트와 연통하는 흡입유로가 형성되며, 상기 흡입유로는 프레스 공법을 이용한 피어싱 방식에 의하여 형성될 수 있다.

Description

브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프{Piston and pump for brake system including the same}
본 발명은 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 더욱 상세하게는 피스톤의 제조 공법을 개선하여 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 설치되는 브레이크 시스템에는 ABS, ESC, EHB등이 설치되며, 이 브레이크 시스템은 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있도록 차량의 브레이크 유압을 제어하게 된다.
상기한 브레이크 시스템에는 브레이크의 휠 실린더에 공급되는 유압을 조절하기 위하여 펌프가 설치된다.
이러한 브레이크 시스템은 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 일시 저장된 오일을 펌핑하기 위한 모터 및 펌프와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하는 전자제어유닛(ECU)를 포함하고, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 모듈레이터 블록에 내장된다.
이 중 펌프는 브레이크의 휠 실린더에 공급되는 유압을 조절하는 역할을 수행하는 것으로서, 미국특허공보 US 6171083호, 한국 특허공개번호 제2011-0124602호 등에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 펌프는 모터의 편심 스핀들에 의해 진퇴하면서 유입포트를 통해 유체를 전달받아 가압실의 오일을 가압하는 피스톤과, 이 피스톤을 모터의 편심 스핀들 쪽으로 밀어 편심 스핀들과 함께 피스톤을 왕복 이동시키는 피스톤스프링을 포함하며 구성되어 저압어큐뮬레이터 또는 마스터 실린더 측의 오일을 고압어큐뮬레이터 측으로 강제 펌핑하여 브레이크의 휠 실린더 또는 마스터 실린더 측으로 전달시키는 역할을 수행한다. 이때, 피스톤은 통상적으로 단조공법에 의하여 제조되고, 이 피스톤에는 유입포트와 연통하는 흡입유로가 형성되도록 절삭가공 공법을 통하여 흡입유로를 형성하고 있다.
그러나, 단조공법에 의해 제조된 피스톤에 흡입유로를 형성하기 위하여 절삭가공 공법을 이용하여 가공함에 따라 다른 부품의 제조비용에 비하여 비싸다는 문제점가 있다. 또한, 가공시간이 길어 효율적인 생산이 어렵다는 문제가 있다.
US 6171083 B1 (Robert Bosch GmbH) 2001. 01. 09. 한국 특허공개번호 제2011-01246024호, 상세한 설명 및 도 3
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 피스톤의구조 및 제조 공법을 개선하여 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 모터에 구비되는 편심 스핀들의 편심 회전에 의해 왕복운동하도록 구성된 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤에 있어서, 상기 피스톤에는 오일이 유입되는 유입포트와 연통하는 흡입유로가 형성되며, 상기 흡입유로는 프레스 공법을 이용한 피어싱 방식에 의하여 형성된 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤이 제공될 수 있다.
또한, 상기 흡입유로는 프레스 공법에 의하여 형성되는 상기 피스톤과 함께 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤을 구비하는 브레이크 시스템용 펌프가 제공될 수 있다.
상기 브레이크 시스템용 펌프는, 유입포트와 토출포트를 갖는 모듈레이터 블록에 형성된 보어 내부에 왕복이동 가능하게 설치되고 상기 유입포트와 연통하는 흡입유로가 형성된 피스톤; 상기 피스톤의 흡입유로의 출구측에 마련되어 상기 흡입유로의 출구측을 개폐하는 인렛 밸브; 상기 피스톤의 일부를 감싸도록 보어에 설치되어 상기 보어를 가압실 및 상기 토출포트와 연통하는 토출실로 구획하는 중공된 밸브시트; 상기 가압실과 토출실을 연통시키도록 밸브시트에 구비되는 오리피스를 개폐하도록 토출실에 설치되는 아웃렛 밸브; 및 상기 아웃렛 밸브를 지지하며 상기 모듈레이터 블록에 고정되는 캡;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 및 이를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프는, 프레스 공법을 이용하여 피스톤을 형성함으로써 피스톤의 구성 및 제조공정을 단순화할 수 있어 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 프레스 성형을 통하여 피스톤을 성형함과 더불어 흡입유로를 피어싱 방식으로 형성할 수 있으므로 추가적인 제조공정이 없이도 흡입유로를 성형할 수 있는 효과가 있다. 이에, 펌프의 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤을 나타내는 사시도이다,
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤(120)은 프레스 공법에 의하여 형성된다. 보다 구체적으로 피스톤(120)은 편심 스핀들(도 2의 '128' 참조)의 편심 회전에 의해 왕복운동하며 오일을 가압하는 역할을 수행한다. 이에, 피스톤에는 오일이 공급되는 유입포트(도 2의 '111' 참조)와 연통하도록 흡입유로(121)가 형성된다.
흡입유로(121)는 피스톤(120)의 길이방향으로 관통되어 형성된다. 이때, 흡입유로(121)는 프레스 공법을 이용한 피어싱(piercing) 방식에 의하여 형성된다. 즉, 흡입유로(12)는 프레스 공법에 의하여 형성되는 피스톤(120)과 함께 형성된다. 이에 따라 종래의 단조공법을 이용한 가공을 통하여 복잡하게 제조되던 종래의 피스톤에 비하여 보다 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 흡입유로(121)를 프레스 공법을 이용한 피어싱 방식으로 형성함으로써 피스톤(120)의 제조시 한번에 제조할 수 있으므로, 종래에 비하여 작업성이 향상되어 생산량이 증가함은 물론, 원가절감의 효과가 있다.
이러한 피스톤(120)을 구비한 브레이크 시스템용 펌프가 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바에 따르면, 브레이크 시스템용 펌프는 모듈레이터 블록(110)에 형성된 보어(112) 내부에 왕복이동 가능하게 설치되고 흡입유로(121)가 형성된 피스톤(120)과, 피스톤(120)의 흡입유로(121)의 출구측에 마련되어 흡입유로(121)의 출구측을 개폐하는 인렛 밸브(130)와, 보어(112)에 설치되어 보어(112)를 가압실(115)과 토출실(116)로 구획하는 밸브시트(150)와, 가압실(115)과 토출실(116)을 연통시키도록 밸브시트(150)에 구비되는 오리피스(151)를 개폐하도록 토출실(116)에 설치되는 아웃렛 밸브(140) 및, 아웃렛 밸브(140)를 지지하는 캡(160)을 구비한다.
모듈레이터 블록(110)의 보어(112)는 흡입유로(121)와 연통하는 유입포트(111)와, 흡입유로(121)의 하류에 구비되고 오일이 피스톤(120) 작용에 의해 가압되는 가압실(115) 및, 가압실(115)의 하류에 구비되고 토출포트(113)와 연통하는 토출실(116)로 구분되고, 토출실(116)은 모듈레이터 블록(110)에 결합되는 캡(160)에 의해 밀폐된다. 즉, 모듈레이터 블록(110)의 개방 단부는 캡(160)에 의하여 폐쇄된다.
피스톤(120)은 모터(미도시)에 구비되는 편심 스핀들(128)에 의해 왕복 이동하며, 편심 스핀들(128)과 유입포트(111) 사이 및 피스톤(120)과 밸브시트(150) 사이에는 피스톤(120)을 실링하기 위한 실링부재(129)가 구비된다. 여기서, 흡입유로(121)의 하류측 피스톤(120)의 일단부는 흡입유로(121)가 확장되어 확장된 부분이 가압실(115)을 갖추도록 단차진 형상을 갖는다. 이때, 피스톤(120)은 편심 스핀들(128)의 편심 회전에 의하여 왕복운동하도록 피스톤(120)의 타단부에는 편심 스핀들(128)과 접속하는 보조 피스톤(122)이 압입 결합된다.
한편, 피스톤(120)에 형성된 흡입유로(121)는 유입포트(111)와 가압실(115)을 상호 연통시키며, 이 흡입유로(121)는 피스톤(120)의 내부에 설치되는 인렛 밸브(130)에 의해 개폐된다.
인렛 밸브(130)는 피스톤(120)의 내부에서 흡입유로(121)의 하류측 단부에 접하여 흡입유로(121)를 막는 차폐부재(131)와, 차폐부재(131)를 탄성 지지하는 밸브스프링(132)과, 차폐부재(131)와 밸브스프링(132)을 지지하기 위해 흡입유로(121)의 하류측 단부에 결합되는 리테이너(133)를 포함한다.
차폐부재(131)는 밸브스프링(132)의 탄성력에 의해 흡입유로(121)를 막고 있다가 가압실(115)에서 오일이 배출되어 가압실(115)의 압력이 떨어지면 흡입유로(121)와 가압실(115) 사이의 압력차에 의해 흡입유로(121)로부터 떨어져 흡입유로(121)를 개방시킨다.
밸브시트(150)는 보어(112)의 내부에 설치되어 보어(112)를 피스톤(120)이 위치하는 가압실(115)과 토출포트(113)와 연통되는 토출실(116)로 구획한다. 밸브시트(150)의 하류측 단부에는 가압실(115)과 토출실(116)을 연통시키는 오리피스(151)가 구비된다. 이 오리피스(151)는 토출실(116)에 마련되는 아웃렛 밸브(140)에 의해 개폐된다.
또한, 밸브시트(150)는 도시된 바와 같이, 피스톤(120)을 감싸도록 모듈레이터 블록(110)에 설치되어 피스톤(120)을 탄성 지지하는 피스톤스프링(125)을 지지한다. 피스톤스프링(125)은 피스톤(120)을 편심 스핀들(128) 쪽으로 밀어 편심 스핀들(128)과 함께 피스톤(120)을 왕복 이동시킨다.
아웃렛 밸브(140)는 오리피스(151)를 막는 차폐부재(151)와, 차폐부재(151)를 탄성 지지하는 밸브스프링(142)을 포함한다. 차폐부재(151)는 밸브스프링(142)의 탄성력에 의해 오리피스(151)를 막고 있다가 가압실(115)의 오일이 피스톤(120)에 의해 가압될 때 오일의 압력에 의해 밀려 밸브시트(150)에서 떨어지면서 오리피스(151)를 개방시킨다. 여기서, 밸브스프링(142)은 그 일단이 캡(160)에 지지되고 타단이 차폐부재(141)에 지지되어 차폐부재(141)에 탄성력을 제공하는 코일스프링이다. 즉, 오일의 토출시 밀려 이동된 차폐부재(141)는 밸브스프링(142)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀되어 오리피스(151)를 막게 된다.
캡(160)은 일단이 개방된 단차진 원통형상을 갖추며, 오일이 흐를 수 있는 유로(163)가 형성되도록 프레스 공법에 의해 가공되어 형성된다. 보다 구체적으로, 캡(160)은 제1수용부(161a)가 형성된 제1커버(161) 및, 제1커버(161)로부터 확장되어 제2수용부(162a)가 형성된 제2커버(162)를 구비한다. 이때, 상기 제1커버(161)와 제2커버(162)는 일체로 이루어지며 프레스로 가공되어 형성된다.
제1커버(161)의 제1수용부(161a)에는 아웃렛 밸브(140)의 밸브스프링(142)이 수용되어 지지된다.
제2커버(162)는 아웃렛 밸브(140)의 차폐부재(141)를 수용하는 한편, 오일이 토출유로(113)로 배출되도록 함과 동시에 밸브시트(150)와 압입 결합된다.
또한, 제2커버(162)의 내면에는 일정 간격으로 유로(163)가 형성된다. 즉, 유로(163)는 캡(160)의 프레스 가공시 형성되어 지는데, 유로(163)는 제2커버(162)의 내면으로부터 외측으로 함몰된 형태를 갖는다. 이때, 유로(163)가 형성되지 않은 제2커버(162)의 내면은 밸브시트(150)와 압입 결합되도록 이루어진다. 즉, 유로(163)가 형성되지 않은 제2커버(162)의 내주면의 직경은 피스톤(120)을 감싸는 밸브시트(150)의 외경과 동일한 직경을 갖도록 이루어진다.
이와 같은 유로(163)는 토출포트(113)와 연통되어 있어 아웃렛 밸브(140)를 통하여 토출된 오일이 흐를 수 있는 통로의 역할을 수행한다. 이에 따라, 제2수용부(162a)는 토출실(116)과 동일한 공간에 형성된 것으로서, 오일이 유로(163) 및 토출실(116)을 통하여 토출포트(113)로 배출된다.
부가적으로, 캡(160)은 그 일단 즉, 제2커버(162)의 끝단부로부터 반경방향으로 돌출 연장된 플랜지(164)를 더 구비한다. 플랜지(164)는 모듈레이터 블록(110)에 고정됨에 따라 캡(160)이 모듈레이터 블록(110)에 안정적으로 설치될 수 있다.
한편, 보어(112)의 내부에는 유입포트(111)를 통해 보어(112)로 유입되는 오일을 필터링하기 위한 필터부재(170)가 피스톤(120)의 외부면을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
상기와 같은 브레이크 시스템용 펌프는 모터(미도시)의 편심 스핀들(128)이 편심 회전함에 따라 피스톤(120)이 직선 왕복운동하며, 보어(112) 내부의 압력변화에 의해 서로 상반되게 인렛 밸브(130)와 아웃렛 밸브(140)가 개폐 작동함으로써, 오일이 가압되면서 고압어큐뮬레이터(미도시) 측으로 펌핑된다.
즉, 피스톤(120)이 아웃렛 밸브(140) 측으로 이동하면 피스톤(120)에 의해 가압실(115)의 오일이 가압되어 오일압이 상승되며, 이것에 의해 인렛 밸브(130)는 폐쇄되고 아웃렛 밸브(140)는 개방됨으로써, 오일은 오리피스(151)를 통해 토출실 (116)즉, 캡(160)의 유로(163)를 따라 이동되어 토출포트(113)로 배출되어 고압어큐뮬레이터 측으로 펌핑된다.
반면에 피스톤(120)이 편심 스핀들(128) 쪽으로 이동하면, 가압실(115)에 저압이 형성되며 이것에 의해 인렛 밸브(130)가 개방되고 아웃렛 밸브(140)는 폐쇄됨으로써, 저압어큐뮬레이터(미도시) 또는 마스터 실린더(미도시) 측의 오일이 유입포트(111)와 흡입유로(121)를 통해 피스톤(120)과 아웃렛 밸브(140) 사이의 가압실(115)로 흡입된다. 즉, 이러한 동작이 반복되는 것이다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤(120)을 프레스 공법에 의하여 제조함으로써 생산비를 낮출 수 있음은 물론, 이 피스톤(120)을 사용함으로써 펌프의 조립이 용이하게 이루어진다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
110 : 모듈레이터 블록 120 : 피스톤
121 : 흡입유로 130 : 인렛 밸브
140 : 아웃렛 밸브 150 : 밸브시트
160 : 캡 170 : 필터부재

Claims (3)

  1. 모터에 구비되는 편심 스핀들의 편심 회전에 의해 왕복운동하도록 구성된 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤에 있어서,
    상기 피스톤에는 오일이 유입되는 유입포트와 연통하는 흡입유로가 형성되며, 상기 흡입유로는 프레스 공법을 이용한 피어싱 방식에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡입유로는 프레스 공법에 의하여 형성되는 상기 피스톤과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤.
  3. 유입포트와 토출포트를 갖는 모듈레이터 블록에 형성된 보어 내부에 왕복이동 가능하게 설치되고 상기 유입포트와 연통하는 흡입유로가 형성된 피스톤;
    상기 피스톤의 흡입유로의 출구측에 마련되어 상기 흡입유로의 출구측을 개폐하는 인렛 밸브;
    상기 피스톤의 일부를 감싸도록 보어에 설치되어 상기 보어를 가압실 및 상기 토출포트와 연통하는 토출실로 구획하는 중공된 밸브시트;
    상기 가압실과 토출실을 연통시키도록 밸브시트에 구비되는 오리피스를 개폐하도록 토출실에 설치되는 아웃렛 밸브; 및
    상기 아웃렛 밸브를 지지하며 상기 모듈레이터 블록에 고정되는 캡;을 포함하고,
    상기 흡입유로는 프레스 공법에 의하여 형성되는 상기 피스톤과 함께 피어싱 방식에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프.
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KR20150140970A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 주식회사 만도 브레이크 시스템용 펌프
KR20170130940A (ko) * 2016-05-20 2017-11-29 주식회사 만도 브레이크 시스템용 펌프의 피스톤 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 피스톤을 구비하는 브레이크 시스템용 펌프

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