KR20150066093A - 제어 기능을 내장한 차량용 전동 진공 펌프 - Google Patents

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KR20150066093A
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이재수
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Abstract

본 발명은 제어 기능을 내장한 전동 진공 펌프에 관한 것으로, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과; 일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과; 상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버;를 포함하며, 상기 펌프 커버에는 외기가 유입되는 유입공이 관통되어 있고, 상기 유입공에서 상기 펌프흡입구로 공기를 안내하는 흡입 유로가 형성되어 있고, 상기 흡입 유로에서는 상기 유입공에서 유입되는 공기의 유로가 확장 가능하게 공간을 확보하도록 형성된 확장공간부와, 상기 확장공간부보다 유입되는 공기의 유로가 좁아지도록 형성된 축소공간부가 상기 공기의 흐름 방향을 따라 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
이에, 소음을 감소시키고 일정하면서도 안정적인 진공도를 유지할 수 있고, 모터 모듈을 작동시키는 구조를 간단하면서 공간을 적게 차지할 수 있으며, 펌프 모듈에서 모터 모듈측으로 유입되는 수분을 예방할 수 있다.

Description

제어 기능을 내장한 차량용 전동 진공 펌프 {Electric Vacuum Pump for Vehicle with Control Function}
본 발명은, 전동 진공 펌프에 관한 것으로, 특히 소음을 감소시키면서 수밀성을 향상시킬 수 있도록 구조를 개선한 전동 진공 펌프이다.
자동차는 많은 부품들이 결합되는 총합적인 전자 및 기계장치로 현대의 대표적인 운송수단이다. 이러한 자동차는 일반적으로 운전자가 차량을 정지시키기 위한 장치로 제동 장치가 사용되고 있다. 제동 장치는 운전자의 조작력을 링크나 유공압을 이용해서 증대시켜 전달하는 조작기구와 그 힘을 받아서 제동력을 발생시키는 본체로 구성되어 있다. 그 중에서 배력식 브레이크는 조작력을 가볍게 하기 위해 진공이나 압축 공기를 이용하고 있다.
이러한 제동 장치에 사용되면서 제동력을 보조하는 진공 펌프는 엔진으로 구동되는 것과 모터에 의해 구동되는 것으로 구별된다. 최근에는 연비 향상 등을 고려하여 전기 모터에 의해 구동되는 전동식 진공 펌프가 다양한 종류의 차량에 적용되고 있는 실정이다. 또한, 차량의 연비 향상을 위하여 각종 부품은 강도 내지 안전성을 유지하면서도 무게를 감소시키는 추세이고, 각종 전자제어장치의 증가로 인해 이러한 전자제어장치의 구조가 간단하면서도 공간을 적게 차지하는 것이 바람직하다.
그리고, 베인식 전동 진공 펌프에서 기체가 흡입, 압축 및 배출되는 과정에서 맥동이 발생되므로 이러한 맥동에 의해 발생될 수 있는 소음을 감소시키고 일정하면서도 안정적인 진공도를 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은, 소음을 감소시키고 일정하면서도 안정적인 진공도를 유지할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 모터 모듈을 작동시키는 구조를 간단하면서 공간을 적게 차지할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 펌프 모듈에서 모터 모듈측으로 유입되는 수분을 예방할 수 있는 진동 진공 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과; 일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과; 상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버;를 포함하며, 상기 펌프 커버에는 외기가 유입되는 유입공이 관통되어 있고, 상기 유입공에서 상기 펌프흡입구로 공기를 안내하는 흡입 유로가 형성되어 있고, 상기 흡입 유로에서는 상기 유입공에서 유입되는 공기의 유로가 확장 가능하게 공간을 확보하도록 형성된 확장공간부와, 상기 확장공간부보다 유입되는 공기의 유로가 좁아지도록 형성된 축소공간부가 상기 공기의 흐름 방향을 따라 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의하여 달성된다.
또한, 상기 확장공간부와 상기 축소공간부는, 상기 펌프 커버에 일체로 형성된 리브를 포함하거나, 탄력성 있는 고무 재질을 포함하여 형성되어 상기 커버에 결합되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 확장공간부는 세 곳에 형성되고, 상기 축소공간부는 두 곳에 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 모터 모듈을 DC 모터를 포함하며, 상기 DC 모터를 구동하기 위한 제어 기능을 내장한 회로기판을 상기 모터모듈에 근접되게 상기 하우징 내부에 배치한 것이 바람직하다.
또한, 상기 펌프 모듈과 상기 모터 모듈을 연결하는 구동축을 더 포함하며, 상기 펌프 모듈에서 상기 모터 모듈로 유입되는 수분을 억제하도록 상기 구동축에 결합되어 상기 하우징과 상기 모터 모듈 사이에서 가압되어 결합되는 오일 시일을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 소음을 감소시키고 일정하면서도 안정적인 진공도를 유지할 수 있고, 모터 모듈을 작동시키는 구조를 간단하면서 공간을 적게 차지할 수 있으며, 펌프 모듈에서 모터 모듈측으로 유입되는 수분을 예방할 수 있는 진동 진공 펌프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프의 분해사시도,
도 2는 펌프모듈의 평단면도,
도 3a는 도 1의 펌프커버측의 횡단면도,
도 3b는 흡입 유로를 설명하기 위한 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기의 흐름을 설명하기 위한 개념도,
도 5a는 본 발명이 실실시에에 따른 DC 모터의 회로 기판을 설명하기 위하여 개략도,
도 5b는 도 5a와 비교하기 위한 종래기술의 개념도,
도 6은 펌프 모듈과 모터 모듈 결합 부분의 확대단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동 진공 펌프(이하에서 '전동 진공 펌프'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프의 분해사시도이고, 도 2는 펌프모듈의 평단면도이며, 도 3a는 도 1의 펌프커버측의 횡단면도이고, 도 3b는 흡입 유로를 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기의 흐름을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5a는 본 발명이 실실시에에 따른 DC 모터의 회로 기판을 설명하기 위하여 개략도이며, 도 5b는 도 5a와 비교하기 위한 종래기술의 개념도이고, 도 6은 펌프 모듈과 모터 모듈 결합 부분의 확대단면도이다.
전동 진공 펌프(100)는 전기적으로 구동되는 모터(131)를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈(130)과, 일측에 상기 모터 모듈(130)을 결합 가능하게 마련된 하우징(170)과, 공기가 흡입되는 펌프흡입구(117a)와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구(117b)를 구비하고, 하우징(170)의 타측인 상측에 결합되는 펌프모듈(110)과, 펌프모듈(110)을 덮도록 하우징(170)에 결합되는 펌프 커버(150)를 포함한다.
모터 모듈(130)은 미도시된 고정자와 회전자를 구비한 모터(131)와, 모터(131)에 결합되어 펌프모듈(110)로 회전력을 전달하는 구동축(133)과, 모터(131)의 구동을 제어하도록 전기적인 릴레이와 같은 부품을 실장한 회로 기판(135)을 포함한다. 모터 모듈(130)에서 구동축(133)은 베어링(137)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 오일 시일(139)을 구비하여 구동축(133)을 따라 펌프 모듈(110)에서 모터 모듈(130)로 물을 포함하는 수분이 유입되는 것을 예방할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
펌프 모듈(110)은 하우징(170)에 지지되어 공기를 흡입하고 흡입된 공기를 압축하여 배출하고, 구동축(133)에 결합되어 회전하는 로터(111)와, 로터(111)에 반경 방향으로 형성된 복수의 슬롯(111a)과, 슬롯(111a)에 결합되어 슬롯(111a)을 따라 출입하는 베인(111b)과, 로터(111)의 외측에 결합되어 로터(111) 사이에 공간을 형성하여 베인(111b)과 베인(111b) 사이에서 챔버(115)를 형성하는 캠링(113)과, 캠링, 로터(111) 및 베인(111b)을 사이에 두고 구동축(133)의 축방향으로 따라 양측에서 챔버(115)를 형성하도록 결합되는 상,하 플레이트(119a, 119b)를 구비하고, 상,하 플레이트(119a, 119b)에는 공기가 흡입되는 펌프흡입구(117a)와 공기가 배출되는 펌프배출구(117b)가 각각 마련되어 있다.
펌프흡입구(117a)는 펌프 커버(150)에 관통 형성되어 공기를 흡입하는 통로인 흡입공(151)과 연통되고, 펌프토출구(119b)는 하우징에 관통 형성되어 공기를 배출하는 통로인 토출공(177)과 연통된다.
하우징(170)은 펌프 커버(150)와 함께 외관을 형성하며, 펌프 모듈(110)과, 모터 모듈(130)을 지지한다. 하우징(170)은 펌프 모듈(110)을 지지하는 하우징본체(171)와, 하우징본체(171)에 결합되어 모터(131) 부분을 둘러싸는 모터케이싱(173)과, 모터케이싱(173)과 결합되어 모터(131)를 구동하는 회로 기판(135)을 지지하여 모터 모듈(130)을 수밀 가능하게 밀폐시키는 모터커버(175)로 이루어진다. 그리고, 하우징본체(171)에는 펌프토출구(119b)와 연통되어 공기를 배출시키는 통로인 토출공(177)에 결합되어 있다. 하우징(170)을 차량의 엔진, 프레임 등에 결합되도록 지지하는 체결 수단(191)이 구비되어 있다.
또한, 전동 진공 펌프(100)에는 각 부품 사이에서 기밀을 유지하도록 마련된 오링을 포함하는 미도시된 복수의 실링수단이 구비되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 흡입 유로(155)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 흡입공(151)에서 펌프흡입구(117a)로 공기를 안내하고, 흡입 유로(155)에서는 흡입공(151)에서 유입되는 공기의 유로가 확장 가능하게 공간을 확보하도록 형성된 확장공간부(155a)와, 확장공간부(155a)보다 유입되는 공기의 유로가 좁아지도록 형성된 축소공간부(155b)가 공기의 흐름 방향을 따라 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다. 이러한 확장공간부(155a) 및 축소공간부(155b)는 다양한 형성으로 구비될 수 있으며, 펌프 커버(150)의 내측에 형성된 리브(153)에 의하여 형성되어도 되며, 미도시된 탄력성 있는 고무 재질을 포함하여 형성되어 상기 커버에 결합되어 형성될 수도 있다.
여기서, 일실시예로 확장공간부(155a)는 세 곳에 형성되고, 확장공간부(155a) 사이에서 축소공간부(155b)는 두 곳에 형성되어 있으나 다양한 숫자로 형성될 수도 있음을 물론이다.
이러한 확장공간부(155a)와 축소공간부(155b)가 형성되어 있어, 도 4에 도시된 바와 같이 펌프흡입구(117a) - 챔버(115)의 흡입구간 - 챔버(115)의 압축구간 - 펌프배출구(117b) - 토출공(177)으로 연통되어 있다. 즉, 베인(111b) 사이에서 형성된 챔버(115)에서 흡입되고 압축되는 과정에서 발생하는 맥동을 흡입되는 유로인 확장공간부(155a)에서 공기가 저장되었다가 축소공간부(155b)를 통과하면서 이러한 맥동을 완충시킬 수 있다.
즉, 확장공간부(155a)에서 맥동을 완충시키는 어큘뮬레이터와 같은 기능을 할 수 있다. 이에, 펌프 모듈(110)에서 맥동이 예방될 수 있고, 이러한 맥동을 예방할 수 있어 전동 진공 펌프(100)에서 발생 되는 소음도 적으며 발생 되는 진공도 보다 안정적이면서 균일하게 유지할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 하우징(170)과 펌프 커버(150)의 재질은 알루미늄 합금 등으로 이루어져 주조 등으로 이루어지며, 필요에 따라 강성을 충분히 유지할 수 있는 합성수지를 포함할 수도 있다. 이러한 재질로 인해 전동 진공 펌프(100)의 중량을 감소시킬 수 있다. 이러한 재질 변경을 통해 약 20~30% 정도의 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서 모터 모듈(130)에 적용되는 모터(131)는 DC 모터와 BLDC 모터 중에서 선택할 수 있다. 여기서, DC 모터를 구동하기 위한 온-오프 릴레이를 포함하는 회로 기판(135)은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 모터 모듈(130)에 근접되게 하우징(170) 내부에 배치한 것이 바람직하다.
종래기술에서는, 도 5b에 도시된 바와 같이, DC 모터의 구동을 제어하는 온-오프 릴레이(35)가 전동 진공 펌프(30)의 하우징(31)의 외측에 결합된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면 모터를 작동시키는 회로에서 종래기술에 비하여 보다 간단하고 편리하면서 수밀 구조를 가짐을 알 수 있다.
전동 진공 펌프(100)의 각 부품 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 다양한 종류의 오링(193)이 구비되어 있다.
그리고, 도 6에서와 같이 펌프 모듈(110)에서 모터 모듈(130)로 유입되는 수분을 억제하도록 구동축(133)에 결합되어 하우징(170)과 모터 모듈(130) 사이에서 가압되어 결합되는 오일 시일(139)이 포함된 것이 바람직하다.
여기서 도면번호 157은 펌프 커버(150)의 리브(153)와 펌프 모듈(110) 사이에 결합되는 시일(seal)과 같은 기능을 하는 고무판으로 기밀을 유지하는 기능을 한다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따르면, 소음을 감소시키고 일정하면서도 안정적인 진공도를 유지할 수 있고, 모터 모듈을 작동시키는 구조를 간단하면서 공간을 적게 차지할 수 있으며, 펌프 모듈에서 모터 모듈측으로 유입되는 수분을 예방할 수 있는 진동 진공 펌프를 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명의 여러 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 전동 진공 펌프 110 : 펌프 모듈
111 : 로터 111a : 슬롯
111b : 베인 113 : 캠링
115 : 챔버 117a, b : 상, 하 플레이트
119a, 119b : 펌프흡입구, 펌프토출구
130 : 모터 모듈 131 : 모터
133 : 구동축 135 : 회로기판
137 : 베어링 139 : 오일 시일
150 : 펌프 커버 151 : 흡입공
153 : 리브 155 : 흡입 유로
155a : 확장공간부 155b : 축소공간부
170 : 하우징 171 : 하우징본체
173 : 모터케이싱 175 : 모터커버
177 : 토출공 191 : 체결수단
193 : 오링

Claims (5)

  1. 전동 진공 펌프에 있어서,
    전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과;
    일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과;
    공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과;
    상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버;를 포함하며,
    상기 펌프 커버에는 외기가 유입되는 유입공이 관통되어 있고, 상기 유입공에서 상기 펌프흡입구로 공기를 안내하는 흡입 유로가 형성되어 있고,
    상기 흡입 유로에서는 상기 유입공에서 유입되는 공기의 유로가 확장 가능하게 공간을 확보하도록 형성된 확장공간부와, 상기 확장공간부보다 유입되는 공기의 유로가 좁아지도록 형성된 축소공간부가 상기 공기의 흐름 방향을 따라 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장공간부와 상기 축소공간부는,
    상기 펌프 커버에 일체로 형성된 리브를 포함하거나,
    탄력성 있는 고무 재질을 포함하여 형성되어 상기 커버에 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 확장공간부는 세 곳에 형성되고, 상기 축소공간부는 두 곳에 형성된 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모터 모듈을 DC 모터를 포함하며,
    상기 DC 모터를 구동하기 위한 제어 기능을 내장한 회로기판을 상기 모터모듈에 근접되게 상기 하우징 내부에 배치한 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펌프 모듈과 상기 모터 모듈을 연결하는 구동축을 더 포함하며,
    상기 펌프 모듈에서 상기 모터 모듈로 유입되는 수분을 억제하도록 상기 구동축에 결합되어 상기 하우징과 상기 모터 모듈 사이에서 가압되어 결합되는 오일 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
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