KR20140114549A - 피스톤 펌프 - Google Patents

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KR20140114549A KR1020130028894A KR20130028894A KR20140114549A KR 20140114549 A KR20140114549 A KR 20140114549A KR 1020130028894 A KR1020130028894 A KR 1020130028894A KR 20130028894 A KR20130028894 A KR 20130028894A KR 20140114549 A KR20140114549 A KR 20140114549A
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조주언
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Abstract

본 발명은 피스톤 펌프에 관한 것으로서, 유체를 토출시키기 위해 왕복운동을 하는 피스톤, 피스톤의 단부에 형성되며, 상기 유체를 피스톤 펌프 내부로 유입시키기 위한 입구포트의 개폐를 단속하는, 인렛 볼을 일단에서 지지하는 밸브시트, 인렛 볼을 상기 밸브시트의 타단에서 지지하는 탄성부재 및 탄성부재가 마련되는 보어를 구비하고 일단에 상기 유체가 피스톤 펌프 내부로 유입하기 위한 개구를 구비하며, 타단에 상기 탄성부재를 지지하는 지지부를 구비하는 탄성부재 지지부를 포함하고, 상기 밸브시트의 단부 또는 측부에 상기 입구포트와 연통되는 유로가 마련되는 피스톤 펌프를 제공한다.

Description

피스톤 펌프{Piston Pump}
본 발명은 피스톤 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤 펌프에서 유체의 유로를 개선하여 원가절감 및 생산성을 향상시킴은 물론, 조립이 용이하게 이루어지도록 한 피스톤 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 설치되는 전자제어식 브레이크 시스템은 휠실린더 측으로 가해지는 제동유압을 단속적으로 제어함으로써, 바퀴가 노면에서 미끄러지는 것을 방지하여 안전한 제동작용이 수행되도록 하는 장치이다.
이러한 전자제어식 브레이크 시스템에는 마스터실린더에서 바퀴 측의 휠실린더로 연결된 유압라인의 중도에 제동유압을 단속하는 모듈레이터블록이 설치되며, 상기 모듈레이터블록의 내부에는 다수의 유로를 개폐하도록 마련되는 다수의 솔레노이드밸브와, 복귀하는 유체를 다시 가압하도록 마련되는 유압펌프와, 유압펌프의 상류 측과 하류 측에 각각 마련되는 저압 어큐뮬레이터와 고압 어큐뮬레이터 등이 내장되며, 이와 같은 장치들은 모듈레이터블록 내부에 형성된 다수의 유로를 통해 서로 연결된다. 또한, 제동유압을 단속하는 이러한 장치들의 동작은 전자제어장치에 의해 제어된다.
그리고 이러한 장치들 가운데 상기 저압 어큐뮬레이터는 바퀴 측의 휠실린더로부터 복귀하는 브레이크 오일이 일시 저장되었다가 펌프 측으로 공급되도록 하는 기능을 하고, 상기 고압 어큐뮬레이터는 펌프에서 가압된 오일이 일시 저장되면서 펌프의 동작에 따른 압력맥동이 감쇠되도록 하는 기능을 수행한다.
상기 고압 어큐뮬레이터는 모듈레이터블록의 일 측 내부에 형성된 중공의 압력실과, 압력실의 일단에 형성된 개구부를 막도록 형성되는 플러그와, 압력실 내부로 유체가 유입 또는 유출되도록 압력실의 타단에 각각 형성되는 입구포트 및 토출포트를 구비하며, 상기 토출포트의 외측 단조에는 압력실로부터 배출되는 유체의 유량을 조절하기 위한 오리피스가 마련된다. 이때, 상기 입구포트는 펌프의 출구 측 유로와 연통되고, 토출포트는 바퀴 측으로 연결되는 유압라인과 연통되기 때문에, 펌프로부터 가압되어 토출된 유체는 상기 입구포트를 통해 압력실 내부로 유입되고, 압력실로 유입된 유체는 압력실 내부에 잠시 머물면서 펌프의 압력맥동을 저감시킨 후 상기 토출포트를 통해 배출된다.
이와 같이 종래의 피스톤 펌프에 있어서, 입구포트는 유체의 흡입을 위해 피스톤에 가공 및 절삭 공정을 통해 구멍의 추가 가공이 필요하거나 그 형상이 복잡해지고 이에 따라서 제조 원가가 비싸지는 문제가 있었다.
등록특허문헌 10-1057966호
본 발명은 피스톤 펌프용 피스톤 및 그 내부 구조 및 제조 공정을 개선하여 원가절감 및 제조공정의 단순화를 통해 생산성을 향상시킴은 물론, 조립이 용이하게 이뤄질 수 있도록하는 피스톤 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일측면은 유체를 토출시키기 위해 왕복운동을 하는 피스톤, 상기 피스톤 단부에 형성되며, 상기 유체를 피스톤 펌프 내부로 유입시키기 위한 입구포트의 개폐를 단속하는, 인렛 볼을 일단에서 지지하는 밸브시트, 상기 인렛 볼을 상기 밸브시트의 타단에서 지지하는 탄성부재 및 상기 탄성부재가 마련되는 보어를 구비하고 일단에 상기 유체가 피스톤 펌프 내부로 유입하기 위한 개구를 구비하며, 타단에 상기 탄성부재를 지지하는 지지부를 구비하는 탄성부재 지지부를 포함하고, 상기 밸브시트의 단부 또는 측부에 상기 입구포트와 연통되는 유로가 마련되는 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 상기 탄성부재 지지부가 상기 피스톤의 일단을 감싸며, 상기 밸브시트의 유로와 연통되는 유로를 구비하는 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 상기 탄성부재 지지부와 상기 피스톤 사이에 개재되는 연결부재를 더 포함하고, 상기 연결부재는 상기 밸브시트의 유로와 연통되는 유로를 구비하는 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 상기 유로가 피스톤측에서 외측으로 함몰된 형태를 갖는 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 상기 탄성부재 지지부 및 상기 밸브시트는 상기 피스톤과 분리형으로 결합된 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 상기 밸브시트는 단조 방식으로 제작되는 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 상기 탄성부재 지지부는 사출 방식으로 제작되는 피스톤 펌프를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 펌프는 종래의 제조공정에 비해 공정이 단순해지며 이로인해 원가절감 및 생산성 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 피스톤과, 스프링 지지부 및 단조시트의 결합 형태가 슬라이딩 형식으로 되어 있어 석션시 피스톤부가 직선운동하는 효과를 얻을 수 있어 석션의 효율을 높일 수 있다.
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 종래의 전자제어식 브레이크 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, 본 발명의 피스톤 펌프의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로, 탄성부재 지지부가 피스톤의 일단부를 감싸는 형태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 밸브시트와 탄성부재 지지부의 특징을 나타내기 위한 피스톤 부의 분해 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
일반적인 전자제어식 브레이크 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 마스터실린더(10)에서 형성된 제동유압이 차량의 전륜과 후륜에 각각 설치된 휠실린더(20) 측으로 전달되는 것을 단속적으로 제어하도록 하는 다수개의 솔레노이드밸브(30,40)와, 휠실린더(20)로부터 복귀하는 오일을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(50) 및 저압 어큐뮬레이터(50)에 저장된 오일을 가압하여 재순환시키는 피스톤 펌프(60)와, 피스톤 펌프(60)에서 토출되는 오일의 압력맥동을 저감시키기 위한 고압 어큐뮬레이터(70)를 구비한다. 그리고 상기 장치들은 알루미늄으로 마련되는 직육면체상의 모듈레이터블록(80)에 콤팩트하게 내장되고, 모듈레이터블록(80) 내부에는 이들을 상로 연결시키는 다수의 유로가 형성된다. 또한, 제동유압을 단속하는 이러한 장치들의 동작은 전자제어장치(미도시)에 의해 제어되며, 상기 마스터실린더(10)는 브레이크 페달(11) 및 배력을 발생시키는 배력장치(12)와 연결된다.
솔레노이드밸브(30,40)는 휠실린더(20)의 상류 측에 배치되며 평소 열린상태를 유지하는 노말오픈형 솔레노이드밸브(30)와, 휠실린더(20)의 하류 측에 설치되며 평소 닫힌 상태를 유지하도록 마련되는 노말클로즈형 솔레노이드밸브(40)로 구별된다. 또한, 상기 저압 어큐뮬레이터(50)는 노말클로즈형 솔레노이드밸브(40)의 하류 측과 피스톤 펌프(60) 사이를 연결시키는 유로 상에 설치되어, 휠실린더(20)의 감압제동작용이 이루어질 때, 노말클로즈형 솔레노이드밸브(40)의 개방으로 휠실린더(20) 로부터 복귀하는 오일을 일시 저장한다. 그리고 상기 고압 어큐뮬레이터(70)는 피스톤 펌프(60)의 토출 측과 노말오픈형 솔레노이드밸브(30)의 상류 측을 연결하는 유로 상에 배치되어 피스톤 펌프(60)로부터 토출되는 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑 챔버로서의 역할을 수행한다. 또한 피스톤 펌프(60)를 구동시키도록 피스톤 펌프(60)의 일측에는 모터(90)가 설치된다. 결국 피스톤 펌프(60)는 저압 어큐뮬레이터(50)에서 흘러나오는 유체에 모터(90)로부터 공급받은 동력을 이용, 압력을 가하여 고압 어큐뮬레이터(70)로 유체를 공급하는 역할을 수행한다.
상기와 같은 역할을 수행하는 피스톤 펌프(60)의 구조 및 동작을 통해 유체의 흐름을 살펴보고 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 펌프(60)의 각 구성요소간의 관계와 그에 대한 특징을 설명한다.
도 2를 참고하여 본 발명에 따른 일 실시예인 피스톤 펌프(60)의 구성요소들 간의 구조에 대해 살펴보면, 유체가 피스톤 펌프(60)로 유입되는 입구포트(163)와 입구포트(163)에 직접 압력을 가하는 수단인 피스톤(110), 피스톤(110)의 동력을 직접 전달받는 밸브시트(120), 밸브시트(120)에 의해 지지되면서 입구포트(163)의 개폐를 단속하는 인렛 볼(130), 인렛 볼(130)을 밸브시트(120)의 반대편에서 지지하는 탄성부재(150), 탄성부재(150)를 지지하는 탄성부재 지지부(140), 탄성부재 지지부(140)를 피스톤(110) 방향으로 지지하는 펌프 내부 스프링(170), 펌프 내부(171)의 유체를 토출시키기 위한 토출포트(174)의 개폐를 단속하는 아웃렛 볼(172)로 이루어져 있다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로 상기 언급한 구성요소에 밸브시트(120)와 탄성부재 지지부(140)의 연결을 위한 연결부재(121)가 밸브시트(120)와 탄성부재 지지부(140)의 하단부 사이에 마련될 수 있다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 피스톤 펌프(60)의 구성 중 밸브시트(120)에는 피스톤(110)과 맞닿는 부분에 유로가 형성되어 있으며, 또 다른 실시예에 의하면 연결부재(121)와 밸브시트(120)에 모두 유로(161)가 형성될 수 있다. 즉, 피스톤(110)과 맞닿는 부분에 유로(161)가 형성될 수 있다. 또한, 유로(161)는 여러가지 형태로 제작될 수 있으나 피스톤(110)측에서 바라봤을때, 함몰된 형태를 갖도록 각각의 구성요소에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 펌프(60)의 동작에 대하여 설명한다. 피스톤(110)이 동력원(미도시)에 의해 피스톤 펌프(60)에 압력을 가하게 되면 피스톤(110), 밸브시트(120), 탄성부재 지지부(140)는 일체가 되어 펌프 내부(171)를 압축한다. 이에 따라서 펌프 내부(171)의 압력은 입구포트(163)보다 높아지며 인렛 볼(130)은 압력차에 의해 밸브시트(120)에 압착되어 입구포트(163)로부터 유체가 유입되는 것을 막는다. 또한, 펌프 내부(171)의 압력에 의해 아웃렛 볼(172)은 아웃렛 밸브시트(173)로부터 떨어지며 유체는 토출포트(174)를 통해 피스톤 펌프(60) 외부로 빠져나간다.
이후, 피스톤(110)이 후퇴하게 되면 압축되어 있던 펌프 내부(171)의 스프링(170)이 탄성부재 지지부(140)를 밀게되고 탄성부재 지지부(140), 밸브시트(120) 및 피스톤(110)은 함께 후퇴하게 된다. 이에 따라서 펌프 내부(171)의 압력은 입구포트(163)보다 낮아지며 입구포트(163) 내부의 압력에 의해 인렛 볼(130)은 밸브시트(120)로부터 떨어져 유체가 입구포트(163)를 통해 펌프 내부(171)로 유입된다. 상기 과정의 반복을 통해 피스톤 펌프(60)가 동작하게 된다.
피스톤(110)이 후퇴하는 과정에서 밸브시트(120) 및 탄성부재 지지부(140)는 피스톤(110)과 압착형이 아닌 분리형으로 제작될 수 있는데, 이로 인해 피스톤(110)의 편심회전축에 의한 8자운동이 밸브시트(120) 및 탄성부재 지지부(140)에 영향을 미치지 않아 밸브시트(120) 및 탄성부재 지지부(140)는 상대적으로 직선운동을 할 수 있게 된다. 이에 의해 유체의 석션 효율을 높일 수 있다.
상기 피스톤 펌프(60)의 동작에 따른 유체의 흐름에 대하여 설명한다. 유체는 모듈레이터블록의 입구를 통해 피스톤 펌프(60)로 들어오며 피스톤(110)과 연결부재(121) 사이, 피스톤(110)과 밸브시트(120) 사이 또는 피스톤(110)과 탄성부재 지지부(140) 사이에 마련되는 유로(161)를 통해 입구포트(163)로 유입되며 이후 피스톤(110)의 왕복 운동에 의해 펌프 내부(171)로 유입된다.
이때 도 4의 분해 사시도를 참고하면 밸브시트(120)는 피스톤(110)의 단부에 형성되고 펌프의 입구포트(163)에 마련되어 있는 인렛 볼(130)을 피스톤(110)에서 토출포트(174) 방향으로 지지하는 역할을 한다. 또한 밸브시트(120)는 인렛 볼(130)의 개폐에 의해 인렛 볼(130)과의 사이에서 마찰이 잦으며 이에 의한 열과 압력에 내구성이 강한 금속으로 제작된다. 제작 방식은 여러 방법이 있을 수 있으나, 강한 금속을 만들기 위해 단조 방식으로 제작되는 것이 바람직하다.
인렛 볼(130)의 밸브시트(120) 반대 방향에서 인렛 볼(130)을 지지하는 탄성부재(150)가 있으며, 탄성부재(150)는 스프링으로 제작되는 것이 바람직하다. 탄성부재(150)는 인렛 볼(130)을 토출포트(174)에서 피스톤(110) 방향으로 밀어내는 역할을 수행하며 피스톤(110)의 왕복 운동에 의해 압력차가 발생함에 따라 수축과 이완을 반복한다.
탄성부재 지지부(140)는 상기 탄성부재(150), 인렛 볼(130) 및 밸브시트(120)를 마련하는 보어가 형성되고, 도 2와 같이 탄성부재 지지부(140)가 피스톤(110)의 일단을 수용하지 않는 경우 유로(161)는 마련되지 않으며, 도 3과 같이 탄성부재 지지부(140)가 피스톤(110)의 일단을 수용하는 경우 탄성부재 지지부(140)에도 펌프에 유체가 흡입되기 위한 유로가 마련된다. 또한 탄성부재 지지부(140)와 피스톤(110) 사이에는 연결부재(121)가 개재될 수 있으며, 연결부재(121)가 개재되는 경우 연결부재(121)에도 유체가 흐를 수 있는 유로(161)가 마련된다.
또한, 탄성부재 지지부(140)는 다른 구성과의 마찰이 없어 열과 압력을 잘 견딜 필요가 밸브시트(120)에 비해 없기 때문에 가공이 쉽고 빠른 사출 형식으로 제작되는 것이 바람직하다.
상기에 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 피스톤 펌프(60)는 피스톤(110)에 유로를 형성할 필요가 없어 형상 및 구조의 단순화가 가능하고 이에 따라 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.
60 : 피스톤 펌프 110 : 피스톤
120 : 밸브시트 121 : 연결부재
130 : 인렛 볼 140 : 탄성부재 지지부
150 : 탄성부재 161 : 유로
163 : 입구포트 170 : 펌프 내부 스프링
171 : 펌프 내부 172 : 아웃렛 볼
173 : 아웃렛 밸브시트 174 : 토출포트

Claims (7)

  1. 유체를 토출시키기 위해 왕복운동을 하는 피스톤;
    상기 피스톤 단부에 형성되며, 상기 유체를 피스톤 펌프 내부로 유입시키기 위한 입구포트의 개폐를 단속하는, 인렛 볼을 일단에서 지지하는 밸브시트;
    상기 인렛 볼을 상기 밸브시트의 타단에서 지지하는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재가 마련되는 보어를 구비하고 일단에 상기 유체가 피스톤 펌프 내부로 유입하기 위한 개구를 구비하며, 타단에 상기 탄성부재를 지지하는 지지부를 구비하는 탄성부재 지지부를 포함하고,
    상기 밸브시트의 단부 또는 측부에 상기 입구포트와 연통되는 유로가 마련되는 피스톤 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재 지지부는 상기 피스톤의 일단을 감싸며, 상기 밸브시트의 유로와 연통되는 유로를 구비하는 피스톤 펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재 지지부와 상기 피스톤 사이에 개재되는 연결부재를 더 포함하고,
    상기 연결부재는 상기 밸브시트의 유로와 연통되는 유로를 구비하는 피스톤 펌프.
  4. 제1 내지 3항에 있어서,
    상기 유로는 피스톤측에서 외측으로 함몰된 형태를 갖는 피스톤 펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재 지지부 및 상기 밸브시트는 상기 피스톤과 분리형으로 결합된 피스톤 펌프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸브시트는 단조 방식으로 제작되는 피스톤 펌프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재 지지부는 사출 방식으로 제작되는 피스톤 펌프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160118725A (ko) * 2015-04-03 2016-10-12 주식회사 만도 유압 브레이크 시스템
KR20180012459A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 이래에이엠에스 주식회사 차량의 브레이크 시스템용 피스톤 펌프
KR20190014277A (ko) * 2017-07-31 2019-02-12 현대모비스 주식회사 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프장치

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