KR0134002B1

KR0134002B1 - 압력형 전자펌프의 플런저

Info

Publication number: KR0134002B1
Application number: KR1019940030019A
Authority: KR
Inventors: 문성대
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1994-11-16
Filing date: 1994-11-16
Publication date: 1998-04-28
Also published as: JP2834033B2; KR960018234A; US5572922A; CN1131729A; JPH08135579A

Abstract

본 발명은 기존의 플런져가 가공비용이 많이 소요되고 연자성에 따른 재질선택의 어려움이 있었던 것을 극복하고자, 금속분말을 이용하여 고온에서 소결화시켜 가공비용을 절감시키고 기계적 성질 및 연자성특성을 얻도록 하여 생산성을 향상시키며, 또 전자펌프의 성능을 개선할 수 있도록 된 플런저에 관한 것으로서, 1차 실린더, 상기 1차 실린더의 하단에 고정되는 2차 실린더, 1차 실린더에의 상, 하 요동하고, 오일의 압력을 일정하게 유지하고, 그 오일을 1차 실린더로 공급하며, 상기 오일을 1차 실린더로부터 배출시키기 위해 플런저를 포함하는 압력형 전자펌프에 있어서, 측벽을 갖고 상기 측벽 하부로부터 내측으로 돌출되는 셋 이상의 협지편을 갖는 플런저 헤드; 상기 플런저 헤드에 고정되고, 2차 실린더에 슬라이딩되게 결합되도록 플런저 헤드로부터 아래로 연장헝성되며, 상기 플런저 헤드에 고정되면서 플런저 헤드의 측벽과 협지편에 의해 상기 협지편과 동일 갯수로 유통로가 형성되며, 플런저 헤드가 상하 요동할 때 협지편을 통해 1차 캠버의 오일이 2차 챔버로 흐르도록 하는 피스톤을 포함하는 압력형 전자펌프의 플런저이다.

Description

압력형 전자펌프의 플런저

제1도는 전자펌프의 구조를 보인 단면도.

제2도의 (가)(나)도는 종래의 플런저의 구조를 보인 단면도 및 저면도.

제3도의 (가)(나)도는 본 발명에 따른 플런저의 단면도 및 저면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 전자펌프,2 : 몸체,

3 : 흡입니플,4 : 캡,

5 : 플런저 헤드,6 : 코일결합체,

7 : 토출노즐,8 : 인네트,

9 : 자기로드,10 : 1차 실린더,

11 : 스프링,12 : 상측 스프링,

13 : 하측 스프링,14 : 피스톤,

15 : 2차 실린더,20 : 플런저 헤드,

21, 5-1 : 중공부,22 : 협지편,

23 : 유통로,24,5-2 : 삽착공.

본 발명은 압력형 전자펌프에 있어서 플런저의 구조에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 기존의 플런져가 가공비용이 많이 소요되고 연자성에 따른 재질 선택의 어려움이 있었던 것을 극복하고자, 금속분말을 이용하여 고온에서 소결화시켜 가공비용을 절감시키고 기계적 성질 및 연자성특성을 얻도록 하여 생산성을 향상시키며, 또 전자펌프의 성능을 개선할 수 있도록 플런저에 관한 것이다.

본 발명의 주지적인 목적은 플런저의 연자성특성을 개선하여 자기효율을 향상시키고 금형에 의해 소결시켜 주므로써 생산성 향상에 따른 생산원가를 절감하는 것이다.

본 발명을 구체적으로 설명하기에 앞서 첨부된 도면에 의거 전자펌프의 작동원리를 설명한다.

제1도는 압력형 전자펌프(1)의 구조를 보인 단면도이다. 코일 결합체(6)에 다이오드(도시하지 아니함)를 통한 반파전류가 인가되면 자기로드(9)에는 전자력이 발생되고 이 전자력에 의해 고정된 자기로드(9)를 중심으로 1차 실린더(10)내에서 플런저 헤드(5)와 인네트(8)가 승,하강하여 붙게 된다.

이때 인네트(8)는 스프링(11)을 압축하면서 하향하고 플런저 헤드(5)는 상측 스프링(12)을 압축하면서 상승하게 된다. 반면, 전원이 OFF되면 자기로드(9)에 발생되어 있던 전자력은 소멸되고, 따라서 당겨져 있던 인네트(8)는 스프링(11)의 탄발력에 의해 상향되고 플런저 헤드(5)는 압축되어 있던 상측스프링(12)의 탄발력에 의해 하향되는데 이때 신장되었던 하측스프링(13)은 압축된다.

따라서 플런저 헤드(5)는 상호 보완적으로 작동되는 상,하측 스프링(12)(13)에 의해 유기적으로 상,하 작동되는데 이때 플런저 헤드(5)에 결합된 피스톤(14)은 2차 실린더(15)내에서 상,하왕복운동을 실시하게 된다.

플런저 헤드(5)와 인네트(8)는 1초에 60번(60Hz)씩의 상하운동을 실시하게 되며, 플런저 헤드(5)에 의한 펌핑작용과 인네트(8)에 의한 개폐작용에 의해 오일은 흡입니플(3)로부터 흡입되고 가압되어 1차 챔버(16)와 2차 챔버(17)를 거쳐 토출노즐(7)측으로 토출된다.

이와 같이 작동되는 전자펌프(1)에 있어서 플런저 헤드(5)는 제2도의 (가)(나)도에 도시된 바와 같은 구조로 되어 있다.

플런저 헤드(5)는 내부상측이 중공부(5-1)로 되어 있고 하측에는 삽착공(5-2)의 외측으로 4개의 유통공(5-3)이 중공부(5-1)와 연통되게 통공되어 있다. 삽착공(5-2)에는 제1도에 도시된 바와 같이 2차 실린더(15)내에는 슬라이딩 작동되는 피스톤(14)이 삽착 고정되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 플런저 헤드(5)는 전자펌프(1)의 동작모드에서 피스톤(14)이 결합된 플런저의 결합체가 1초당 60회씩 상,하왕복운동을 하기 때문에 플런저 헤드(5)의 유체점성마찰을 줄여 댐핑력(Damping Force)에 의한 에너지 손실을 줄여야 하는 문제를 안고 있다.

플런저 헤드(5)의 자성의 특성개선을 한 연자성재질로는 순철(Fe)의 페라이트 상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나 이는 가공상의 나점 즉 가공중 발생하는 열과 냉각조건에 의해 그 조직이 변하여 연자성 특성이 나빠질 뿐만 아니라, 후처리공정 및 절삭성이 좋지 않게 된다.

따라서, 순철(Fe)보다 연자성의 특성이 현저히 떨어지는 SUM{Fe+Si+Mn+C+P+ S+(pb)}재질을 사용하게 된다.

또한 절삭가공중에 발생하는 칩의 발생으로 인하여 중공부(5-1)와 유통공(5-3), 삽착공(5-2) 내부에 잔존해 있는 미세한 칩들의 제거가 어렵고, 이들 칩들이 전자펌프(1)가 작동하는 도중에 노즐을 통해 분사되는 연료와 함께 이동하여 분사노즐을 막히게 하거나 전자펌프의 소음을 발생시키는 주요원인이 되었다.

특히 종래의 플런저 헤드(5)는 가공하는데 있어서도 큰 어려움이 야기된다. SUM재질의 환봉을 선삭가공한 후 유로로 사용되는 4개의 유통공(5-3)을 가공하여야 한다.

이때 가공되는 유통공(5-3)은 (나)도에 도시된 바와 같이 정확한 동심원을 이루기가 힘들고 편심되는 경우가 발생한다는 것이다. 이러한 편심가공으로 인해 고속으로 운동하는 플런저 헤드(5)의 질량중심이 한 쪽으로 치우치게 되어 선삭가공시 정밀하게 가공된 중공부(5-1)의 도심(원형중심)과 관체상의 질량중심간의 모멘트가 발생하여 고속운동시 좌우 요동이 증폭되어 진동 및 소음 발생의 요인이 된다.

즉, 종래의 플런저 헤드(5)는 가공후 칩이 발생하고 이를 제거하여야 하는 후처리문제와 가공후 조직의 재성형을 위해 열처리공정을 실시하여야 하는 번거로움, 그리고 절삭성 및 생산성에 관련하여 연자성특성이 좋은 순철(Fe)을 사용하지 못할 뿐만 아니라 가공고정 및 방법의 난점으로 인하여 생산원가가 상승하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하여 자성특성을 향상시키고 형상오차를 개선하여 중량중심과 도심의 합치 및 칩의 발생이 근본적으로 배제된 플런저를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 1차 실린더, 상기 1차 실린더의 하단에 고정되는 2차 실린더, 1차 실린더에서 상,하 요동하고, 오일의 압력을 일정하게 유지하고, 그 오일을 1차 실린더로 공급하며, 상기 오일을 1차 실린더로부터 배출시키기 위해 플런저를 포함하는 전자펌프에 있어서, 측벽을 갖고, 상기 측벽 하부로부터 내측으로 돌출되는 셋 이상의 협지편을 갖는 플런저 헤드; 상기 플런저 헤드에 고정되고, 2차 슬린더에 슬라이딩되게 결합되도록 플런저 헤드로부터 아래로 연장형성되며, 상기 플런저 헤드에 고정되면서 플런저 헤드의 측벽과 협지편에 의해 상기 협지편과 동일 갯수로 오일유로가 형성되며, 플런저 헤드가 상하 요동할 때 협지편을 통해 1차 챔버의 오일이 2차 챔버로 흐르도록 하는 피스톤을 포함하는 압력형 전자 펌프의 플런저를 구성함에 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

제3도의 (가)(나)는 본 발명에 따른 플런저의 단면도 및 저면도이다.

1차 실린더(10), 상기 1차 실린더(10)의 하단에 고정되는 2차 실린더(15), 1차 실린더(10)에서 상,하 요동되고, 오일의 압력을 일정하게 유지하고 그 오일을 1차 실린더(10)로 공급하며, 상기 오일을 1차 실린더(10)로부터 배출시키기 위해 플런저를 포함하는 전자펌프에 있어서, 상기 플런저를 측벽(25)을 갖고, 상기 측벽(25)하부로부터 내측으로 돌출되는 셋 이상의 협지편(22)을 갖는 플런저 헤드(20); 상기 플런저 헤드(20)에 고정되고, 2차 실린더(15)에 슬라이딩되게 결합되도록 플런저 헤드(20)로부터 아래로 연장형성되며, 상기 플런저 헤드(20)에 고정되면서 플런저 헤드(20)의 측벽(25)과 협지편(22)에 의해 상기 협지편(22)과 동일 갯수로 유통로(23)가 형성되며, 플런저 헤드(20)가 상,하 요동할 때 유통로(23)을 통해 1차 챔버(16)의 오일이 2차 챔버(17)로 흐르도록 하는 피스톤(14)을 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 플런저 헤드(20)는 고온에서 소결 성형한다는데 주지적인 특징이 있다.

플런저 헤드(20)의 형상으로 기히 가공된 금형(도시하지 아니함)에 의해 고온에서 소결하기 때문에 자성 특성이 우수한 순철(Fe)을 사용할 수 있고, 대량 생산할 수 있을 뿐만 아니라 균질하고 동일한 형상의 플런저 헤드(20)를 제공할 수 있다.

또 거친면(Burr)이나 칩이 발생하는 문제를 완전히 극복할 수 있다. 즉 금형의 코어 및 소결시 플런저 헤드(20)의 형상을 기존의 4개의 홀로 구성된 유통공을 대신하여 핀의 중심을 정확하게 고정시킬 수 있도록 3점 지지형태를 한 원주상 부채꼴의 3개 또는 3개 이상의 유통로(23)와 협지편(22)을 형성하여 성형시 금형코어가 성향에 영향을 주지 않고 빠질 수 있도록 중심의 중공부(21)와 연통되게 하며, 따라서 유체의 이동을 원활하게 하여 유체의 점성마찰로 인한 댐핑력의 마찰력을 최소화할 수 있다.

또한 소결시 순철(Fe)의 순도를 높여 연자성특성을 향상시켜서 자기효율을 극대화시킬 수 있고, 형상치수 오차와 가공칩의 발생을 배제시켜 성능향상과 소음진동의 문제를 개선함과 동시에 생산성을 생산원가를 절감할 수 있다.

다음 실시예는 본 발명을 예시한 것이며, 이는 본 명세서에 기술된 특정한 양태에 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.

[실시예]

분말로 된 원재료를 소결할 때 첨가되는 통상의 윤활제와 혼합한다.

*원재료의 조성비

Fe : 97-99.7

Cr : 2.8-0.2

Ni : 0.1

Si : 0.1

혼합분말을 금형내에 일정량 충진하여 프레스에 의해 상,하 방향에서 7~10 TON/cm²의 압력으로 압축성형한다. 이때에는 성형을 원활하게 하기 위하여 코어 설계 및 형상설계가 요망된다.

상온에서 압축시킨 분말 성형체를 용융점 이하의 고온 상태로 유지하여 금속 입자를 확산결합 및 합금화시킨다. 이때 치수정도의 오차들을 보정키 위해 다시 금형에 넣고 재압축한다.

여기서 450~550℃의 과열 수증기에 노즐시켜 흑색의 산화철(Fe₃O₃) 피막을 표면 및 조직내에 생성하여 내식성과 기밀성을 향상시키고, 가스(Gas) 침탄혼입에 의해 표면경도를 높여 내마모성 피로강도등을 개선한다.

내부응력제거 및 연자성 특성개선을 위해 175℃에서 서서히 냉각시킨다.

이와 같은 실시예에 의하여 제조된 플런저(20)는 기존의 가공형 플런저(5)에 비해 균질하고 동일한 형상을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 거의 순철(Fe)을 사용하기 때문에 연자성특성이 우수하고 기계적성질이 뛰어날 뿐만 아니라 일체의 가공공정을 배제하므로써 거친면이나 칩이 발생하는 현상이 없고, 후처리 및 가공공정의 비용을 절감하여 생산원가를 현저히 절감하면서 대량으로 생산할 수 있는 것이다.

Claims

1차 실린더, 상기 1차 실린더의 하단에 고정되는 2차 실린더, 1차 실린더에서 상,하 요동하고, 오일의 압력을 일정하게 유지하고, 그 오일을 1차 실린더로 공급하며, 상기 오일을 1차 실린더로부터 배출시키기 위해 플런저를 포함하는 압력형 전자펌프에 있어서, 상기 플런저는 측벽을 갖고, 상기 측벽 하부로부터 내측으로 셋 이상으로 돌출되는 협지편을 갖는 플런저 헤드와; 상기 플런저 헤드에 고정되고, 2차 실린더에 슬라이딩되게 결합되도록 플런저 헤드로부터 아래로 연장 형성되며, 상기 플런저 헤드에 고정되면서 플런저 헤드의 측벽과 협지편에 의해 상기 협지편과 동일 갯수로 유통로가 형성되며, 플런저 헤드가 상하 요동할 때 유통로를 통해 1차 챔버의 오일이 2차 챔버로 흐르도록 하는 피스톤을 포함하는 압력형 전자펌프의 플런저.