KR100882791B1 - 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프 - Google Patents

전자제어식 브레이크 시스템용 펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모듈레이터블록에 형성되며 흡입포트 및 토출포트와 연통된 보어와, 상기 보어에 왕복 가능하게 설치되며 내부에 흡입유로가 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 위치에 따라 상기 흡입유로의 출구측을 개폐하는 흡입밸브부와, 상기 보어의 일측에 구비되어 상기 흡입밸브부와 상반되게 작동하는 배출밸브부를 포함하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 있어서, 상기 배출밸브부는 밸브시트와, 상기 밸브시트의 주위를 감싸는 슬리브와, 상기 슬리브와 상기 밸브시트사이에 마련되어 상기 밸브시트의 유로를 개폐하는 토출볼과, 상기 슬리브의 후측에 마련되어 상기 보어를 외부와 차단시키는 밸브캡을 포함하되, 상기 슬리브는 상기 토출볼의 개폐에 의해 토출되는 유체를 외부로 안내하기 위한 토출홈을 포함하여 토출유로를 형성함으로써 토출밸브부측에서 유동하는 유체의 맥동을 저감하여 펌프의 작동소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

전자제어식 브레이크 시스템용 펌프{A pump for electronic control brake system}
도 1은 종래의 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도2의 펌프에 포함되는 슬리브의 사시도이다.
도 4는 도3의 슬리브의 다른 측면에서 바라본 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
32: 모듈레이터블록 33: 흡입포트
34: 토출포트 40: 피스톤펌프
41: 피스톤 50: 흡입밸브부
60: 배출밸브부 61: 밸브시트
62: 배출볼 63: 지지스프링
64: 밸브캡 70: 슬리브
71: 고정부 72: 제1결합부
75: 오리피스 77: 토출홈
78: 토출구 79: 토출유로
본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펌프내에서 유동하는 유체의 맥동을 저감할 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 제동, 급발진, 또는 급가속시 발생할 수 있는 슬립현상을 효율적으로 방지하기 위한 것으로서, 차량 휠의 유압브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하는 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 한 쌍의 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터와 고압어큐뮬레이터 사이에 마련되어 모터에 의해 구동되는 한 쌍의 펌프와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하기 위한 ECU를 포함하며, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 모듈레이터 블럭에 내장된다.
한 쌍의 펌프는 저압어큐뮬레이터 측의 저압상태 오일을 고압어큐뮬레이터 측으로 강제펌핑하여 유압브레이크 또는 마스터실린더 측으로 전달시키는 역할을 수행한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 종래의 전자제어식 브레이크 시스템의 펌프를 저압어큐뮬레이터(미도시) 측과 연결된 흡입포트(1) 및 고압어큐뮬레이터(미도시)측과 연결된 흡입포트(1) 및 고압어큐뮬레이터(미도시) 측과 연결된 토출포 트(2)와 통하도록 모듈레이터 블럭(3)에 가로방향으로 개방되게 형성된 보어(4)를 구비하며, 이 보어(4)의 내부에는 보어(4)의 일단을 통해 모터(5)의 스핀들(5a)과 접하도록 배치되어 좌우로 직선왕복운동 가능하게 배치되는 피스톤(6)이 설치된다. 또 보어(4)의 개방된 타단 측에서 피스톤(6) 선단과의 사이에 가압실(7)을 형성하는 덮개(8)가 마련되는데, 이러한 덮개(8)에는 토출포트(2)와 통하도록 형성된 토출유로(8a) 및 토출유로(8a)를 개폐하기 위한 아웃렛밸브(8b)가 마련된다.
그리고, 피스톤(6)에는 흡입포트(1) 측의 오일을 내부로 유입시켜 가압실(7)로 유출되도록 하는 흡입유로(6a)가 형성되며, 흡입유로(6a)의 출구가 형성되는 피스톤(6)의 선단에는 흡입유로(6a)를 개폐하고 피스톤(6)의 왕복운동에 따라 아웃렛밸브(8b)와 상반되게 작동하는 인렛밸브(9)가 마련된다.
인렛밸브(9)는 흡입유로(6a)의 출구 측 단부에 밀착되며 금속재질로 마련되는 구형상의 볼부재(9a)와, 볼부재(9a)를 흡입유로(6a)의 출구 측으로 탄력지지하는 스프링(9b)과, 볼부재(9a) 및 스프링(9b)을 수용하도록 마련된 리테이너(9c)로 구성되며, 흡입유로(6a)의 출구측 피스톤(6)의 단부에는 상기 볼부재(9a)가 당접 또는 이격되도록 원추형상으로 마련되는 밸브시트(6b)가 형성된다. 또 가압실(7)에는 덮개(8) 측으로 이동한 피스톤(6)을 모터(5)측으로 복원시키도록 피스톤(6)을 모터(5) 측으로 탄력지지하는 리턴스프링(7a)이 마련되며, 상기 리테이너(9c)는 피스톤(6)의 선단과 리턴스프링(7a)사이에 배치된다.
이와 같이 구성된 종래 펌프는 모터(5)의 편심 스핀들(5a)이 회전함에 따라피스톤(6)이 직선 왕복운동하며, 보어(4) 내부의 압력변화에 의해 서로 상반되게 인렛밸브(9)와 아웃렛 밸브(8b)가 개폐 작동함으로써, 흡입포트(1) 측 오일을 가압실(7) 내부로 유입한 후 이를 가압하여 토출포트(2)측으로 토출시킨다.
즉, 피스톤(6)이 덮개(8)측으로 이동하면 가압실(7)의 오일압이 상승되며 인렛밸브(9)는 폐쇄되고 아웃렛밸브(8b)는 개방된다. 따라서, 가압실(7) 내부의 오일은 토출포트(2)를 통해 고압어큐뮬레이터(미도시) 측으로 펌핑된다.
반면에 피스톤(6)이 모터(5) 쪽으로 이동하면, 가압실(7)에 저압이 형성되며 인렛밸브(9)는 개방되고 아웃렛밸브(8b)는 폐쇄된다. 따라서 저압어큐뮬레이터(미도시)측의 오일이 흡입포트(1)와 흡입유로(6a)를 통해 가압실(7)로 흡입되며 가압실(7)을 충진시킨다.
그러나 이와 같은 종래의 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프는 아웃렛밸브의 개폐에 따라 토출유로 및 토출포트를 통해 유동하는 유체의 맥동에 의해 펌프의 작동소음이 발생하고 또한 이러한 유체의 맥동으로 인하여 브레이크의 페달감이 저하되는 문제점이 있다.
또한 종래기술의 아웃렛밸브의 덮개는 그 구조가 복잡하고 덮개에 직접 토출유로를 형성시켜야 하기 때문에 가공이 어려우며 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 토출밸브부측에서 유동하는 유체의 맥동을 저감함으로써 작동소음을 줄이며 브레이크의 페달감을 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 전자제어식 브레이크 시스템 용 펌프를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 토출밸브부측에서 유동하는 유체의 맥동을 저감하면서 제조비용을 절감할 수 있는 구조를 구비한 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 모듈레이터블록에 형성되며 흡입포트 및 토출포트와 연통된 보어와, 상기 보어에 왕복 가능하게 설치되며 내부에 흡입유로가 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 위치에 따라 상기 흡입유로의 출구측을 개폐하는 흡입밸브부와, 상기 보어의 일측에 구비되어 상기 흡입밸브부와 상반되게 작동하는 배출밸브부를 포함하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 있어서, 상기 배출밸브부는 밸브시트와, 상기 밸브시트의 주위를 감싸는 슬리브와, 상기 슬리브와 상기 밸브시트사이에 마련되어 상기 밸브시트의 유로를 개폐하는 토출볼과, 상기 슬리브의 후측에 마련되어 상기 보어를 외부와 차단시키는 밸브캡을 포함하되, 상기 슬리브는 상기 토출볼의 개폐에 의해 토출되는 유체를 외부로 안내하기 위한 토출홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토출홈은 상기 밸브캡의 일면과 접하여 토출유로를 형성한다.
또한, 상기 토출홈은 상기 슬리브의 일면에 환형으로 형성된다.
또한, 상기 슬리브는 유체를 상기 토출유로로 유입시키기 위한 오리피스를 포함한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 본 도면을 참조로 하여 상세 하게 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크용 펌프는 기본적으로 편심스핀들(30)을 중심으로 서로 대향하며 배치된 한 쌍의 피스톤 펌프(40)로 구성되어 모터(31)의 편심스핀들(30)의 편심 회전에 의해 서로 180도의 위상차로 펌핑하게 된다. 일렬로 배치되는 이 한 쌍의 피스톤 펌프(40)는 동일한 구조를 지니므로 발명의 명확성을 위해 하나의 피스톤 펌프(40)의 구조에 대해서만 설명한다.
피스톤 펌프(40)는 모터(31)의 편심스핀들(30)에 의해 왕복 운동하도록 모듈레이터 블록(32)에 형성된 보어(35)에 삽입되며, 내부에 흡입유로(42)가 형성된 피스톤(41)과, 이 피스톤(41)의 위치에 따라 흡입유로(42)의 출구측을 개폐하는 흡입밸브부(50)와, 보어(35)의 개방단부에 마련되어 흡입밸브부(50)와 상반되게 작동하는 배출밸브부(60)를 구비한다.
모듈레이터블록(32)에는 피스톤(41)에 형성된 흡입유로(42)의 입구측과 저압어큐뮬레이터(미도시)측을 연통시키기 위한 흡입포트(33)와, 고압어큐뮬레이터(미도시)의 입구측과 배출밸브부(60)의 출구측을 연통시키기 위한 토출포트(34)가 형성되어 있다.
그리고 피스톤(41)의 일단부는 편심스핀들(30)과 접하여 마련되어 편심스핀들(30)의 회동에 따라 피스톤(41)은 보어(35)의 내부에서 왕복운동을 하도록 마련된다. 또한 피스톤(41)의 타단부에는 흡입밸브부(50)가 설치되고, 피스톤(41)의 외주에는 보어(35)의 내벽과의 클리어런스를 통해 오일이 누설되는 것을 방지하기 위 한 시일(43)이 설치되어 있다. 이 시일(43)은 링 형상으로 이루어져 있으며, 피스톤(41)의 외주를 따라 오목하게 가공된 안착홈(44)에 배치된다.
흡입밸브부(50)는 흡입볼(51)과, 흡입볼(51)을 지지하는 지지스프링(52)과, 지지스프링(52)이 결합되는 리테이너(53)를 포함하여 이루어진다.
흡입볼(51)은 피스톤(41)의 흡입유로(42)의 출구측 단부에 마련되어 흡입유로(42)를 개폐하는 기능을 하며, 리테이너(53)는 피스톤(41)의 출구측의 외경에 마련된 단차부(46)에 끼워져서 결합되며, 지지스프링(63)은 리테이너(53)와 흡입볼(51)사이에 배치되어 흡입볼(51)이 흡입유로(42)에 밀착되도록 하는 탄성력을 작용하게 된다.
피스톤(41)을 중심으로 편심스핀들(30)의 대향하는 반대측에는 배출밸브부(60)가 마련된다.
배출밸브부(60)는 배출유로(61a)가 마련되는 밸브시트(61)와, 밸브시트(61)의 배출유로(61a)를 개폐하는 배출볼(62)과, 밸브시트(61)를 감싸며 고정시키는 슬리브(70)와, 배출볼(62)과 슬리브(70)사이에 마련되어 배출볼(62)이 밸브시트(61)에 밀착되도록 하는 탄성력을 작용시키는 지지스프링(63)과 보어(35)의 내외측을 차단하기 위해 슬리브(70)의 후방에 마련되는 밸브캡(64)을 포함하여 이루어진다.
또한 흡입밸브부(50)의 리테이너(53)와 배출밸브부(60)의 밸브시트(61)사이에는 피스톤(41)을 편심스핀들(30)측으로 밀치는 탄성력을 작용시키는 리턴스프링(47)이 배치된다. 또한 리턴스프링(47)의 외주측에는 피스톤(41)의 진퇴를 가이드하기위한 피스톤가이드부(45)가 보어(35)에 결합된다.
본 발명에 따른 펌프의 배출밸브부의 슬리브는 도3에 도시된 바와 같이 내부가 중공된 원통형 형상으로 마련되는데, 일단이 피스톤가이드부(45)에 결합하는 고정부(71)가 형성되고, 고정부(71)에서 연장되어 내주면으로 밸브시트(61)를 감싸는 제1결합부(72)가 형성된다. 또한, 제1결합부(72)보다 내경이 작아지도록 절곡되어 마련되는 제2결합부(74)가 절곡부(73)를 기준으로 제1결합부(72)와 분리되어 마련되는데, 제2결합부(74)의 외주면은 밸브캡(64)의 내주면에 결합하여 고정되게 된다. 또한, 슬리브(70)의 타단에는 지지스프링(63)의 설치를 가이드하기 위한 가이드(76)가 돌출되어 마련된다.
또한 슬리브(70)의 절곡부(73)는 일면이 밸브시트(61)와 결합하고 타면이 밸브캡(64)과 결합하여 고정되며, 절곡부(73)에는 배출유로(61a)를 통해 배출된 유체가 통과하여 토출포트(34)로 유동할 수 있도록 오리피스(75)가 마련된다.
도4는 본 발명에 포함되는 슬리브의 다른 시각에서 바라본 사시도이다.
슬리브(70)의 절곡부(73)에는 환형으로 토출홈(77)이 소정깊이로 마련되며, 오리피스(75)는 토출홈(77)에 마련된다. 이러한 토출홈(77)은 배출볼(62)의 개폐에 의해 배출유로(61a)로부터 유입된 유체를 토출포트(34)로 안내하기 위한 것으로 절곡부(73)와 밸브캡(64)의 전면과 결합하여 형성된 내부의 공간이 토출유로(79)가 된다.
또한 토출홈(77)의 어느 일측 이상에는 반경방향으로 토출구(78)가 연장 형성되어 토출유로(79)를 통해 유동하는 유체가 보어(35)의 내주면과 슬리브(70)의 제1결합부(72)의 외주면 사이에 형성된 토출실(49)로 유출되도록 한다. 이렇게 토출실(49)로 유입된 유체는 토출포트(34)를 통해 고압어큐뮬레이터(미도시)측으로 유출된다.
이와 같이 형성된 슬리브(70)의 토출홈(77)으로 인하여 배출볼(62)에 의한 배출유로(61a)의 개폐시 발생하는 유체의 맥동을 현저히 저감할 수 있게 되어 피스톤 펌프(40)의 작동 소음을 줄일 수 있으며 브레이크의 페달감을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 슬리브(70)는 밸브시트(61)와 밸브캡(64)사이에 비교적 얇은 판재를 이용하여 유체가 토출포트(34)로 유출될 수 있도록 오리피스(75) 및 토출홈를 형성하여 프레스가공 할 수 있기 때문에 이러한 토출홈 및 오리피스를 밸브시트와 밸브캡사이 또는 밸브캡에 구비하여야 했던 종래기술에 비해 비교적 간단하게 배출밸브부를 형성할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 슬리브(70)를 이용함으로써 밸브시트(61)와 밸브캡(64) 역시 그 구조를 단순화할 수 있어 단조 또는 프레스로 형성할 수 있게 되어 조립성이 향상되며 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프의 작동에 대해 상세히 설명한다.
브레이크 시스템이 작동되면, 먼저 모터(31)에 연결된 편심스핀들(30)에 의해 피스톤(41)이 밸브캡(64) 측으로 이동하여 상사점에 도달하는 과정에서는 흡입볼(51)이 흡입유로(42)를 폐쇄하게 되면서 흡입밸브부(50)와 배출밸브부(60) 사이에 형성된 압력실(48)에서 유체압력이 상승하게 된다. 이에 따라 배출볼(62)이 후퇴하게 되면서 배출유로(61a)가 개방되어 압력실(48)에 있는 유체가 밸브시트(61)와 슬리브(70)사이의 공간에 유입되고, 유입된 유체는 절곡부(73)에 마련된 오리피스(75)를 통해 토출홈(77)으로 유출되고, 이러한 토출홈(77)과 밸브캡(64)의 전면사이의 공간에 형성된 토출유로(79)를 통해 유체가 환형으로 흐르게 된다. 이때 토출홈(77)에서 연장된 토출구(78)를 통해 토출실(49)로 유체가 유입된 다음 토출포트(34)를 통해 고압어큐뮬레이터(미도시)측으로 배출되게 된다.
상기와 반대로 피스톤(41)이 편심스핀들(30) 측으로 이동하여 하사점에 도달하는 과정에서는 배출볼(62)이 배출유로(61a)를 폐쇄하여 압력실(48)에 부압이 형성하게 됨에 따라 흡입볼(51)이 흡입유로(42)를 개방하게 되어 유체가 모듈레이터블록(32)의 흡입포트(33)를 통해 흡입유로(42)로 흡입되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 의하면, 슬리브에 토출홈을 형성하여 밸브캡의 전면과의 사이에 토출유로를 형성함으로써 토출밸브부측에서 유동하는 유체의 맥동을 저감하여 펌프의 작동소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 토출홈이 형성된 슬리브를 프레스가공을 통해 비교적 간단하게 제조할 수 있으므로, 슬리브와 밸브캡의 가공을 용이하게 할 수 있으며 펌프의 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 모듈레이터블록(32)에 형성되며 흡입포트(33) 및 토출포트(34)와 연통된 보어(35)와, 상기 보어(35)에 왕복 가능하게 설치되며 내부에 흡입유로(42)가 형성된 피스톤(41)과, 상기 피스톤(41)의 위치에 따라 상기 흡입유로(42)의 출구측을 개폐하는 흡입밸브부(50)와, 상기 보어(35)의 일측에 구비되어 상기 흡입밸브부(50)와 상반되게 작동하는 배출밸브부(60)를 포함하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프에 있어서,
    상기 배출밸브부(60)는 밸브시트(61)와, 상기 밸브시트(61)의 주위를 감싸는 슬리브(70)와, 상기 슬리브(70)와 상기 밸브시트(61) 사이에 마련되어 상기 밸브시트(61)의 유로를 개폐하는 토출볼(62)과, 상기 슬리브(70)의 후측에 마련되어 상기 보어(35)를 외부와 차단시키는 밸브캡(64)을 포함하되,
    상기 슬리브(70)는 상기 토출볼(62)의 개폐에 의해 토출되는 유체를 외부로 안내하며, 상기 밸브캡(64)의 일면과 접하여 토출유로(79)를 형성하는 토출홈(77)과, 유체를 상기 토출유로(79)로 유입시키기 위한 오리피스(75)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 토출홈(77)은 상기 슬리브(70)의 일면에 환형으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템용 펌프.
  4. 삭제
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