KR20150016691A - 브레이크 시스템용 펌프 - Google Patents

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Abstract

브레이크 시스템용 펌프가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터에 의해 편심 회전하는 편심부재에 의해 진퇴하고 흡입유로가 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 진퇴를 가이드하기 위해 모듈레이터 블록에 형성된 보어에 설치되며 오일의 가압을 위한 가압실을 한정하는 가이드부재와, 상기 피스톤을 가압하도록 상기 가압실 내에 설치된 피스톤스프링과, 상기 피스톤스프링의 지지를 위해 상기 피스톤의 흡입유로 출구측에 설치된 스프링지지부재를 포함하는 브레이크 시스템용 펌프로서, 상기 피스톤의 외면과 상기 가이드부재의 내면 사이의 밀폐를 위해 상기 피스톤에 설치되는 환형의 밀폐부재를 더 구비하고, 상기 밀폐부재는 내주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에 끼워져 설치되는 오링 형상의 실링부재를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프가 제공될 수 있다.

Description

브레이크 시스템용 펌프{Pump for brake system}
본 발명은 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프 내의 피스톤 실링구조를 개선하여 생산성 향상 및 원가를 절감할 수 있는 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것이다.
차량에 장착되는 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 바퀴 측으로 전해지는 제동유압을 단속하여 바퀴의 노면슬립을 방지함으로써 안전한 제동이 이루어지게 하는 장치이다.
이러한 전자제어식 브레이크 시스템은 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터 및 고압 어큐뮬레이터와, 저압 어큐뮬레이터에 일시 저장된 오일을 펌핑하기 위한 모터 및 펌프와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하는 전자제어유닛(ECU)를 포함하고, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 모듈레이터 블록 내에 컴팩트하게 내장된다.
이 중 펌프는 모터에 의해 편심 회전하는 편심부재에 의해 진퇴하면서 가압실의 오일을 가압하는 피스톤과, 피스톤을 편심부재 쪽으로 밀어 편심부재와 함께 피스톤을 왕복 이동시키는 피스톤스프링과, 가압실의 입구를 개폐하도록 피스톤의 하류측 단부에 장착되는 인렛 밸브와, 피스톤의 진퇴에 따른 가압실의 압력 변화에 의해 가압실의 출구를 개폐하는 아웃렛 밸브와, 피스톤의 진퇴를 안내하도록 피스톤의 둘레에 설치되는 가이드부재를 포함한다.
이와 같은 펌프는 가압실의 유압 생성을 위해 피스톤과 가이드부재 사이에 메탈 실링 구조를 채택하여 사용되고 있다. 메탈 실링 구조는 피스톤의 외주면에 V자형 홈(notch 또는 v-cut이라고 함)을 형성하여 유체를 실링하는 구조이다. 즉, 피스톤의 외주면에 형성된 V자형 홈은 피스톤의 외주면이 가이드부재의 내주면에 밀착되게 결합됨에 따라 가이드부재에 가이드되며 실링기능을 수행하게 된다.
그러나, 피스톤의 외주면에 V자형 홈을 생성하여야 함에 따라 피스톤 및 펌프의 생산 사이클 타임(cycle time)이 증가하는 문제점이 있으며, 또한 정밀 가공이 필요하여 제조 및 조립이 어렵다는 문제점이 있다.
아울러, 피스톤에 형성된 V자형 홈의 형상을 맞추기 위한 피스톤 및 가이드부재를 가공시 짝 맞춤 공차관리에 전수 검사가 필요함에 따라 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 피스톤 및 가이드부재 사이의 실링구조를 변경하여 생산 시간(cycle time)의 감소 및 조립이 용이하도록 함으로써 생산원가를 절감할 수 있는 브레이크 시스템용 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터에 의해 편심 회전하는 편심부재에 의해 진퇴하고 흡입유로가 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 진퇴를 가이드하기 위해 모듈레이터 블록에 형성된 보어에 설치되며 오일의 가압을 위한 가압실을 한정하는 가이드부재와, 상기 피스톤을 가압하도록 상기 가압실 내에 설치된 피스톤스프링과, 상기 피스톤스프링의 지지를 위해 상기 피스톤의 흡입유로 출구측에 설치된 스프링지지부재를 포함하는 브레이크 시스템용 펌프로서, 상기 피스톤의 외면과 상기 가이드부재의 내면 사이의 밀폐를 위해 상기 피스톤에 설치되는 환형의 밀폐부재를 더 구비하고, 상기 밀폐부재는 내주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에 끼워져 설치되는 오링 형상의 실링부재를 구비하는 브레이크 시스템용 펌프가 제공될 수 있다.
또한, 상기 스프링지지부재가 설치되는 흡입유로의 출구측에는 피스톤의 직경이 감소하도록 형성된 계단형 단차부를 갖추고, 상기 밀폐부재는 일측이 상기 단차부에 지지되고 타측이 상기 스프링지지부재에 의해 지지될 수 있다.
또한, 상기 스프링지지부재는 상기 흡입유로 출구측의 상기 피스톤에 결합되는 캡형 몸체부와, 상기 피스톤스프링의 지지를 위해 상기 몸체부의 일단에 형성된 플랜지부를 포함하며, 상기 밀폐부재는 상기 플랜지부에 의해 지지될 수 있다.
또한, 상기 스프링지지부재 내의 피스톤의 흡입유로 출구측에 마련되어 흡입유로의 출구측을 개폐하는 인렛 밸브와, 상기 모듈레이터 블록의 개방 단부를 밀폐하도록 상기 가이드부재와 결합되고 배출유로와 연결된 토출실이 형성된 캡과, 상기 캡에 설치되어 가압실과 토출실을 구획하는 밸브시트 및 상기 가압실과 토출실을 연통시키도록 상기 밸브시트에 구비되는 오리피스를 개폐하도록 토출실에 설치되는 아웃렛 밸브를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템용 펌프는 피스톤의 외면에 설치되는 플라스틱 링 타입의 밀폐부재가 피스톤의 지지턱과 스프링지지부재 사이에서 지지되는 구조기 때문에 종래보다 피스톤의 외형을 단순화할 수 있다. 즉, 피스톤의 외주면에 가공되는 V자형 홈 공정을 삭제함으로써 피스톤의 가공을 용이하게 수행할 수 있음은 물론, 이에 생산 시간의 감소와 조립을 단순화시킬 수 있어 생산 원가가 저감되는 효과가 있다.
또한, 밀폐부재의 내측에 오링 형상의 실링부재를 마련함으로써 고압 형성시 댐핑효과로 인한 맥동 저감 효과가 향상됨은 물론, 밀폐부재가 가압실의 오일에 의해 가압됨에 따라 밀폐부재가 가이드부재의 내면에 밀착되어 밀폐부재의 밀폐효과가 종래보다 향상되는 효과가 있다.
아울러, 밀폐부재를 피스톤의 외면에 끼운 후 스프링지지부재를 피스톤에 조립하는 구조를 갖춤으로써 밀폐부재를 피스톤에 용이하게 장착할 수 있는 효과가 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 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프에 구비된 폐쇄부재를 나타내는 부분 절개 사시도이다.
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 일 실시예에 따른 브레이크 시스템용 펌프를 나타내는 단면도이고, 도 2는 브레이크 시스템용 펌프에 구비된 폐쇄부재를 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 브레이크 시스템용 펌프(100)는 모듈레이터 블록(110)에 형성된 보어(112) 내부에 왕복이동 가능하게 설치되고 흡입유로(131)가 형성된 피스톤(130)과, 피스톤(130)의 진퇴를 가이드하기 위해 보어(112)에 설치되며 오일을 가압하기 위한 가압실(141)을 한정하는 가이드부재(140)와, 피스톤(130)을 가압하도록 가압실(141) 내에 설치된 피스톤스프링(145)과, 피스톤스프링(145)의 지지를 위해 피스톤(130)의 흡입유로(131) 출구측에 설치된 스프링지지부재(143)와, 피스톤(130)의 흡입유로(131)의 출구측에 마련되어 흡입유로(131)의 출구측을 개폐하는 인렛 밸브(135)와, 가이드부재(140)와 결합되며 토출실(151)을 한정하는 캡(150)과, 캡(150)에 설치되어 가압실(141)과 토출실(151)로 구획하는 밸브시트(160)와, 가압실(141)과 토출실(151)을 연통시키도록 밸브시트(160)에 구비되는 오리피스(161)를 개폐하도록 토출실(151)에 설치되는 아웃렛 밸브(155) 및 피스톤(130)의 외면과 가이드부재(140)의 내면 사이의 밀폐를 위해 피스톤(130)에 설치되는 환형의 밀폐부재(170)를 구비한다.
모듈레이터 블록(110)에는 흡입유로(131)와 연통하는 입구(111)와, 캡(150)에 형성된 배출유로(152)와 연통하는 출구(112)가 형성된다. 이때, 모듈레이터 블록(110)의 개방 단부는 캡(150)에 의하여 밀폐된다. 즉, 토출실(151)은 모듈레이터 블록(110)에 고정되는 캡(150)에 의해 밀폐된다.
피스톤(130)에는 가압실(141) 쪽으로 오일이 유입될 수 있도록 입구(111)와 연계되는 흡입유로(131)가 형성된다. 이 피스톤(130)은 모터(120)의 회전축(121)에 설치되는 편심부재(123)의 외면과 접하도록 배치된다. 이에, 편심부재(123)가 편심 회전함에 따라 왕복 이동하게 되고, 피스톤(130)에 형성된 흡입유로(131)는 흡입유로(131)의 출구측에 설치된 인렛 밸브(135)에 의해 개폐된다.
이러한 피스톤(130)은 흡입유로(131)의 출구측에 직경이 감소하도록 형성된 계단형 단차부(133)가 형성된다. 이 단차부(133)는 제1 및 제2 단차부(133a,133b)로 이루어지며, 제1 단차부(133a)에는 스프링지지부재(143)가 고정되며, 제2 단차부(133b)에는 후술할 밀폐부재(170)가 고정된다. 상기 제1 및 제2 단차부(133,133b)에 결합되는 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 하며, 상기 단차부(133)는 하나의 단차부로 구성될 수도 있다.
가이드부재(140)는 길이방향으로 관통된 원통형으로 마련되고 외면이 보어(113)의 내면에 압입 고정된다. 또 가이드부재(140)의 내면으로 피스톤(130)이 설치되어 피스톤(130)의 왕복 이동시 피스톤을 가이드하는 역할을 수행한다. 이러한 가이드부재(140)의 타측에는 캡(150)이 설치되는데, 가압실(141)은 이러한 가이드부재(140)와 캡(150)의 결합에 의하여 그 내측 영역으로 한정된다. 물론 가압실(141)의 일측은 가압실(141)로 진퇴하는 피스톤(130)에 의해 한정된다.
스프링지지부재(143)는 피스톤(130)의 흡입유로(131)의 출구측 외면 즉, 제1 단차부(133a)에 고정되는 캡형 몸체부(143a)와, 몸체부(143a)의 일단에 형성된 플랜지부(143b)를 구비한다. 이에, 가압실(141) 내에 설치되는 피스톤스프링(145)은 일단이 스프링지지부재(143)의 플랜지(143b)에 지지되고 타단이 캡(150)에 지지된다. 따라서 피스톤스프링(145)은 피스톤(130)을 편심부재(123) 쪽으로 가압함으로써 모터(120)가 동작할 때 피스톤(130)의 진퇴가 이루어지도록 한다.
인렛 밸브(135)는 흡입유로(131)의 출구를 개폐할 수 있도록 스프링지지부재(143)의 몸체부(143b) 내에 진퇴 가능하게 설치된 개폐부재(136)와, 흡입유로(131)의 출구를 폐쇄하는 방향으로 개폐부재(136)를 가압하도록 스프링지지부재(143)의 몸체부(143a) 내에 설치된 밸브스프링(137)을 포함한다.
개폐부재(136)는 밸브스프링(137)의 탄성력에 의해 흡입유로(131)를 막고 있다가 가압실(141)에서 오일이 배출되어 가압실(141)의 압력이 떨어지면 흡입유로(131)와 가압실(141) 사이의 압력차에 의해 흡입유로(131)로부터 떨어져 흡입유로(131)를 개방시킨다.
캡(150)에는 가압실(141)의 오일이 출구(112)로 배출될 수 있도록 출구(112)와 연계되는 배출유로(152) 및 토출실(151)이 형성된다. 이때, 캡(150)에는 가압실(141)과 토출실(151)을 구획하는 밸브시트(160)가 설치된다. 이 밸브시트(160)에는 가압실(141)과 토출실(151)을 연통시키도록 오리피스(161)가 형성된다. 이 오리피스(161)는 토출실(151)에 마련되는 아웃렛 밸브(155)에 의해 개폐된다.
아웃렛 밸브(155)는 오리피스(161)를 막는 개폐부재(156)와, 개폐부재(156)를 탄성 지지하는 밸브스프링(157)을 포함한다. 개폐부재(156)는 밸브스프링(157)의 탄성력에 의해 오리피스(161)를 막고 있다가 가압실(141)의 오일이 피스톤(130)에 의해 가압될 때 오일의 압력에 의해 밀려 밸브시트(160)에서 떨어지면서 오리피스(161)를 개방시킨다. 또한, 오일의 토출시 밀려 이동된 개폐부재(156)는 밸브스프링(157)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀되어 오리피스(161)를 막게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피스톤(130)의 외면과 가이드부재(140) 내면 사이의 밀폐를 위해 피스톤(130)에 환형의 밀폐부재(170)가 설치된다. 이 밀폐부재(170)는 피스톤(130)의 제2 단차부(133b)에 설치된다.
보다 구체적으로, 밀폐부재(170)는 내주면을 따라 홈(171)이 형성되고, 상기 홈(171)에 끼워져 설치되는 오링 형상의 실링부재(173)를 구비한다. 밀폐부재(170)는 일측이 제2 단차부(133b)의 단차진 턱에 의해 지지되고 타측이 피스톤(133)의 제1 단차부(133a)에 결합되는 스프링지지부재(143)의 플랜지(143b)에 의해 지지된다. 즉 밀폐부재(170)는 양측이 피스톤(130)과 스프링지지부재(143)의 플랜지(143b)에 의해 지지됨으로써 피스톤(130)이 동작할 때 피스톤(130)으로부터 이탈하지 않는다. 이 밀폐부재(170)는 플라스틱 재질로 이루어져 사출 성형된다.
또한, 실링부재(173)는 합성고무(EPDM : ethylene propylene diene monomer) 재질로 이루어진다. 이 실링부재(173)가 폐쇄부재(170)에 장착됨에 따라 가압실(141) 내에 고압이 형성시 댐핑(damping) 효과로 인하여 맥동 저감 효과를 얻을 수 있게 된다.
이러한 구성은 종래보다 피스톤(130)의 외형을 단순화함(V자형 홈 삭제)으로써 피스톤(130)의 가공을 용이하게 할 수 있도록 한 것이다. 피스톤(130)의 가공을 손쉽게 할 수 있어 생산 시간을 단축할 수 있음은 물론, 조립이 단순해 짐에 따라 생산원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또 이러한 구성은 밀폐부재(170)가 스프링지지부재(143)의 플랜지(143b)에 의해 지지되기 때문에 밀폐부재(170)의 조립을 용이하게 할 수 있다. 즉, 밀폐부재(170)를 조립할 때 밀폐부재(170)를 피스톤(130)의 외면에 끼운 다음 스프링지지부재(143)를 피스톤(130)의 외면에 결합시키기만 하면 되므로 밀폐부재(170)를 손쉽게 조립할 수 있게 된다.
또 이러한 밀폐부재(170) 설치구조는 피스톤(130)이 가압실(141) 쪽으로 전진할 경우 밀폐부재(170)의 일면(스프링지지부재의 플랜지에 의해 지지되는 쪽)이 가압실(141)의 오일에 의해 가압될 수 있기 때문에 종래보다 밀폐효과를 높일 수 있음은 물론, 밀폐부재(170)에 장착된 실링부재(173)에 의해 고압이 생성되더라도 실링부재(173)에 따른 댐핑 작용으로 맥동이 저감되게 된다.
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.
100 : 브레이크 시스템용 펌프 130 : 피스톤
133 : 단차부 140 : 가이드부재
143 : 스프링지지부재 145 : 피스톤스프링
150 : 캡 170 : 밀폐부재
171 : 홈 173 : 실링부재

Claims (4)

  1. 모터에 의해 편심 회전하는 편심부재에 의해 진퇴하고 흡입유로가 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 진퇴를 가이드하기 위해 모듈레이터 블록에 형성된 보어에 설치되며 오일의 가압을 위한 가압실을 한정하는 가이드부재와, 상기 피스톤을 가압하도록 상기 가압실 내에 설치된 피스톤스프링과, 상기 피스톤스프링의 지지를 위해 상기 피스톤의 흡입유로 출구측에 설치된 스프링지지부재를 포함하는 브레이크 시스템용 펌프에 있어서,
    상기 피스톤의 외면과 상기 가이드부재의 내면 사이의 밀폐를 위해 상기 피스톤에 설치되는 환형의 밀폐부재를 더 구비하고,
    상기 밀폐부재는 내주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에 끼워져 설치되는 오링 형상의 실링부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스프링지지부재가 설치되는 흡입유로의 출구측에는 피스톤의 직경이 감소하도록 형성된 계단형 단차부를 갖추고,
    상기 밀폐부재는 일측이 상기 단차부에 지지되고 타측이 상기 스프링지지부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스프링지지부재는 상기 흡입유로 출구측의 상기 피스톤에 결합되는 캡형 몸체부와, 상기 피스톤스프링의 지지를 위해 상기 몸체부의 일단에 형성된 플랜지부를 포함하며, 상기 밀폐부재는 상기 플랜지부에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스프링지지부재 내의 피스톤의 흡입유로 출구측에 마련되어 흡입유로의 출구측을 개폐하는 인렛 밸브와, 상기 모듈레이터 블록의 개방 단부를 밀폐하도록 상기 가이드부재와 결합되고 배출유로와 연결된 토출실이 형성된 캡과, 상기 캡에 설치되어 가압실과 토출실을 구획하는 밸브시트 및 상기 가압실과 토출실을 연통시키도록 상기 밸브시트에 구비되는 오리피스를 개폐하도록 토출실에 설치되는 아웃렛 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템용 펌프.
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