KR100468040B1

KR100468040B1 - 자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조

Info

Publication number: KR100468040B1
Application number: KR10-2003-0005646A
Authority: KR
Inventors: 백세동; 박재승; 손인석; 권기찬
Original assignee: 주식회사 캐프스
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2005-01-25
Also published as: KR20040069228A

Abstract

본 발명은 자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 연료공급장치에서 연료의 순환흐름을 따라 정전기 발생이 가장 심한 부위만을 선택하고 부분적으로 접지되도록 함으로써 정전기를 보다 효과적으로 처리하도록 하는 연료공급장치의 처리구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 자동차 연료공급장치의 내구수명 만족과 비용절감을 도모하여 연료의 주된 흐름이 되는 정전기가 가장 심하게 발생하는 부위 즉, 연료공급장치의 공급포트(1)와 압력조정기(3), 연료필터(4) 및 상기 압력조정기(3) 리부위(6)의 4개소를 선정하고 상기 부위에 전도성 수지 또는 접지 핀이나 접지 링을 적용시킴으로서 자동차 연료공급장치의 작동시 발생하는 정전기를 효과적으로 방전시키고자 하여 상기 공급포트(1)는 전도성 수지로 플랜지(2)에 이중 사출되도록 구성하되 (상기 플랜지(2) 및 연료필터(4)의 상부에서 발생한 정전기를 자동차의 공급관로에 연결하여 방전시키도록) 출구포트(10)와 연결되도록 하고, 조정기(3)에는 접지 링(9)을 연결시키되 접지 링(9)의 돌출단자(90)와 연료펌프의 부단자측이 상호 연결되도록 접지선(91)을 연결하고 조정기(3)의 리턴부위(6)에는 접지 핀(8)을 연결 구성시키며, 연료필터(4)는 상부하우징(41)과 하부하우징 (42)으로 구성되되 상부하우징(41)에서 발생한 정전기는 상기 공급포트(1)를 통해 자동차의 공급관로로 방전되도록 하고, 하부하우징(42)에서 발생한 정전기는 필터 여과지(12)와 연결되어 있는 접지단자(11)에 상기 조정기(3)의 접지 링(9)의 돌출단자(90)에 연결된필터 접지선(92)을 연결시킴으로써 연료펌프의 부단자로 방전되도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조를 제공한다.

Description

자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조{ESD(ELECTRO-STATIC DISCHARGE) SYSTEM FOR FUEL SUPPLY UNIT OF VEHICLE}

본 발명은 자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 연료공급장치에서 연료의 순환흐름을 따라 정전기 발생이 가장 심한 부위만을 선택하고 부분적으로 접지되도록 자동차 연료공급장치의 일정부위에 전도성 수지 및 접지 핀이나 접지 링을 연결구성시킴으로서 상기 자동차 연료공급장치에 있어서 발생되는 정전기를 보다 효과적으로 처리하도록 하기 위한 자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조에 관한 것이다.

최근 원가절감, 연비향상 및 환경보호적인 차원에서 추진되어지고 있는 자동차의 경량화 추세로 인하여 일반적으로 자동차를 구성하는 상당한 부품들이 종전의 철제에서 경량의 플라스틱이나 엔지니어링 플라스틱으로 대체되고 있는 실정으로 연료탱크의 경우도 플라스틱과 같은 전도성 수지재로 대체되고 있는 바 상기한 재료의 대체를 통해 상당한 정도의 경량화 및 원가절감의 달성이 가능하고 기구적인 문제점 또한 없어 큰 문제없이 채택하여 실시되고 있는 실정이다.

그러나 상기와 같은 연료탱크를 비롯한 일부 유체이송관련 부재들의 플라스틱으로의 소재를 채택시 종전의 철재 사용시 발생되지 않는 새로운 문제점이 발생되고 있는 바 그 중 하나가 유체이송 중 유체의 마찰로 인해 발생되어 누적되는 정전기 문제이다.

일반적으로 가솔린이나 경유 등 자동차의 동력을 발생하기 위한 엔진에 공급되는 연료는 연료펌프를 포함한 연료공급장치에 의하여 공급되되 이러한 연료공급장치는 첨부된 도1에서와 같이 연료가 저장되어지는 연료저장용기(reservoir)(5)와 상기 연료의 공급시 연료 내에 포함된 각종 이물질을 걸러내는 연료필터(4)와 송출되는 연료의 압력을 적절히 조절하는 압력 조정기(3) 및 연료탱크에 연료공급장치를 고정시켜주는 플랜지(2)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 연료공급장치에 전원이 인가되면 상기 연료저장용기(5) 내의 연료는 연료필터(4)를 거쳐 상기 공급포트(1)를 통해 자동차 엔진의 연료분사기(injector)까지 연료를 압송시키게 되고, 이러한 연료의 압송과정에서 이송되어지는 연료는 상기 연료공급장치 내의 좁은 공급관로 및 연료필터(4)에 내재되어 구성된 협공(狹孔)의 여과지(Media)를 통과하면서 유속이 빨라지며 유동상태도 난류(Turbulent Flow)화 되어 유체의 마찰로 인한 정전기가 발생하게 되며 이러한 정전기는 종전 철재(steel)로 사용될 경우에 용접이나 볼트 등 철재 체결구를 통해 전기적인 도전이 이루어지고 차량 접속의 지면으로 용이하게 누출되도록 구성하였으나 연료공급장치가 모듈(module)화 되면서 연료필터(4)에서 발생하는 정전기만을 접지시키는 것만으로는 발생되는 정전기 접지에 한계가 있을 뿐만 아니라 점차 강화되고 있는 선진국의 환경법규나 자동차 성능 관련법규에도 만족시킬 수 없는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 연료펌프에 발생하는 정전기를 효과적으로 방전시키기 위해 사용되고 있는 방법으로서 관련된 재료를 모두 전도성 수지를 이용하여 제작하는 방법이 있으나 이는 통상의 플라스틱(나일론 계열) 원재료에 탄소, 철심 등의 불순물을 첨가시켜 전도성을 갖도록 하는 방법으로 내구성이약할 뿐 만 아니라 원재료에 대한 원가부담도 상승하는 문제점이 있다. 따라서 내구성이 강하면서도 용이하게 정전기를 방전시킬 수 있는 방법 즉, 강성 플라스틱 재료에 전도성 수지를 부분적으로 적용하여 효과적으로 정전기를 방출시킬 수 있는 제품의 개발과 같은 것이 절실하나 이 부분에 대한 연구개발이 크게 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 기술적인 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 주목적은 자동차 연료펌프의 내구수명 만족과 비용절감을 도모하여 연료의 주된 흐름이 되는 곳 즉, 정전기가 가장 심하게 발생하는 부위에 부분적으로 전도성 수지 또는 접지 핀이나 접지 링을 적용시킴으로서 연료펌프의 작동시 발생하는 정전기를 효과적으로 방전시키도록 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조를 제공하고 이러한 정전기 처리구조를 통해서 발생가능한 불의의 사고를 미연에 방지하고자 하려는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 자동차 연료펌프의 내구수명 만족과 비용절감을 도모하려는 데 있다.

도1 연료공급장치 모듈의 내부구성을 보여주는 단면도,

도2 조정기의 접지부분을 나타내는 부분확대도 및 전단면도,

도3 도2에 적용되는 접지 핀의 사시도이고,

도4 도2에 적용되는 접지 링의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 공급포트 2 플랜지

3 조정기 4 연료필터

5 연료저장용기 6 리턴(return)부위

7 하우징 8 접지 핀

9 접지 링 10 출구포트

11 접지단자 12 여과지

41 상부하우징 42 하부하우징

81 슬롯 91 압력조정기 접지선

92 필터접지선

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조는 연료공급장치에서 정전기에 가장 취약한 부위를 선정하고 여기에 전도성 수지 및 접지 핀과 접지 링을 연결하여 구성시킨 구조로 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참고로 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명은 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 도1은 연료펌프 모듈의 내부구성을 보여주는 단면도이며, 도2는 조정기(regulator)의 접지부분을 나타내는 부분확대 및 전단면도이고 도3 및 도4는 상기 도2에 적용되는 접지 핀과 접지 링에 대한 사시도이다.

도1에서 볼 수 있는 것처럼 연료펌프를 포함한 연료공급장치(100)는 연료가 저장되어지는 연료저장용기(reservoir)(5)와 상기 연료의 공급시 연료 내에 포함된 각종 이물질을 걸러내는 연료필터(4)와 송출되는 연료의 압력을 적절히 조절하는 압력 조정기(3) 및 연료탱크에 연료공급장치를 고정시켜주는 플랜지(2)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 연료공급장치(100)에 전원이 인가되면 상기 연료저장용기(5) 내의 연료는 연료필터(4)를 거쳐 상기 공급포트(1)를 통해 자동차 엔진의 연료분사기(injector)로 압송시키게 되며, 이러한 연료의 압송과정에서 이송되어지는 연료는 상기 연료공급장치 내의 좁은 공급관로 및 연료필터(4)에 내재되어 구성된 협공(狹孔)의 여과지(Media)(12)를 통과하면서 유속이 빨라지며 이에따라 연료의 유동 상태도 난류(Turbulent Flow)화 되어져 유체간의 마찰로 인한 정전기가 발생하게 된다.

따라서, 상기 정전기의 발생 및 발생된 정전기의 방전을 위한 처리부위로서 정전기 발생이 가장 심한 상기 연료펌프의 공급포트(1)와 조정기(3), 연료필터(4) 및 상기 조정기(3)의 리턴(return)부위(6)의 4개소를 선정하였으며, 상기 선정된 4개소 각각에 대한 정전기 방전처리를 위한 처리 구조를 갖추도록 하였다.

상기 선정된 4개소 각각에 대한 정전기 처리를 위한 구조 및 작용에 대하여 설명한다.

먼저 상기 공급포트(supply port)(1)는 도1 및 도2에서 볼 수 있는 것처럼 전도성 수지를 이용하여 플랜지(2)에 이중 사출로 구성하되 연료필터(4)의 출구포트(outlet port)(10)와 항상 연결되도록 함으로써 상기 연료필터(4)의 상부에서 발생한 정전기를 별도의 접지 장치나 전도성 수지의 사용없이 공급포트(1)의 접지만으로 효과적으로 방전시킬 수 있다. 즉, 공급포트(1)를 연료탱크에 장착된 공급관로(filler pipe)와 연결시킴으로 상기 공급포트(1)에서 발생한 정전기는 전도성 수지로 제작된 상기 공급관로(filler pipe)를 통해 외부로 방전되도록 구성한다.

다음 그림1은 상기와 같이 구성시킨 공급포트(1)의 정전기 시험결과를 보인 것으로 그래프에서 볼 수 있는 것처럼 접지된 공급포트(1) 주변의 정전기 레벨은 당초 15Kv 였던 것이 접지 후 0 Kv로 낮아진 것을 확인할 수 있다.

<그림1>

공급포트 정전기 접지 시험결과

상기 조정기(3) 및 조정기의 리턴부위(6)에 대한 정전기 처리에 있어서, 도2에서 볼 수 있는 것처럼 통상적으로 조정기(regulator)(3)는 일반 플라스틱으로 제작된 연료필터(4) 상부의 하우징(7)에 장착되며, 연료필터(4)의 입구포트로 유입된 연료는 출구포트(10)를 통해 자동차에서 사용하고 남은 연료가 다시 회수되도록 리턴부위(6)를 갖춰 구성되되 상기 공급포트(1)와 자동차의 분사기(injector)까지 일정압력을 유지시키는 작용을 한다.

상기 조정기(3)와 조정기의 리턴부위(6)의 접지는 도3의 접지 핀(8)과 도4의접지 링(9) 및 접지선(91)을 통하여 연료펌프의 부(negative)측 단자와 연결되도록 하되, 상기 접지 핀(8)은 상기 조정기(3)와 직접 연결되어 별도의 접지선이 없어도 접지가 가능하도록 구성시킴으로서, 회수되는 연료에 의하여 발생된 정전기는 상기 접지 핀(8)과 접지 링(9)에 의하여 연료펌프의 부단자를 통하여 방전된다.

여기서 상기 접지 핀(8)은 도3에서와 같이 조정기(3)의 유량 흐름을 방해하지 않도록 가운데 슬롯(81)이 형성되되 조정기(3)와 항상 접촉상태를 유지하도록 스프링 방식으로 구성된다.

또, 상기 접지 링(9)은 도2 및 도4에서와 같이 조정기(3)의 직경에 맞춰 중앙부가 관통된 링 형태를 갖되 외경부 일정 위치에 절곡된 2개의 돌출단자(90)가 형성된다. 상기 절곡형성된 돌출단자(90)의 일단에는 연료펌프의 부(negative)단자측과 연결되도록 접지선(91)이 연결 구성된다.

다음의 그림2는 상기와 같이 구성된 조정기(3) 및 조정기 리턴부위(6)의 정전기 시험결과를 보인 것으로 그래프에서 볼 수 있는 것처럼 접지전 정전기 레벨이 당초 13Kv 였던 것이 접지 후 0 Kv로 낮아졌음을 확인할 수 있다.

<그림2>

조정기(3)의 정전기 시험결과

끝으로, 상기 연료필터(4)에 대한 정전기 처리에 있어서, 연료필터(4)는 내구성 향상 및 제작비용을 고려하여 전면이 모두 비전도성 수지인 일반 플라스틱으로 구성되어 있다. 도2에서 볼 수 있는 것처럼 상기 연료필터(4)의 내부에는 필터 여과지(filter media)(12)가 있어서 연료탱크 내의 연료에 함유된 분진이나 수분 등을 흡수함으로서 자동차 실린더 내에 항상 청정한 연료를 공급하게 된다.

또한 상기 연료필터(4)는 상부하우징(41)과 하부하우징(42)으로 구성되되 상기 상부하우징(41)에서 발생한 정전기는 전도성 수지로 제작된 공급포트(1)를 통해 자동차의 공급관로(filler pipe)로 방전되도록 구성하였으며, 하부하우징(42)에서 발생한 정전기는 필터 여과지(12)와 연결되어 있는 접지단자(11)에 조정기(3)의 접지 링(9)과 연결된 필터 접지선(92)을 통해 연료펌프의 부(negative)단자로 방전되도록 구성하였다.

상기와 같이 선정된 4개소에 대하여 정전기 처리를 하도록 각각 구성된 처리구조를 통하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

한편 본 발명은 상기의 구성으로 이루어짐에 있어서 다양하게 변형될 수 있고 여러가지 형태를 취할 수도 있다. 하지만 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며 오히려 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 자동차 연료공급장치의 정전기 처리방법 및 처리구조를 통해서 자동차 연료공급장치에서의 정전기 발생 및 처리를 효과적으로 처리할 수 있으며 이는 전술한 구성에서의 조정기(3), 연료필터(4) 그리고 공급포트(1)를 차례로 접지시켰을 경우 정전기 시험결과를 나타낸 다음 그림3의 그래프를 통해서 용이하게 확인할 수 있다.

<그림3>

조정기(3), 연료필터(4) 그리고 공급포트(1)를 차례로 접지시켰을 경우 나타나는 정전기 시험결과

상기 그림3에서 ①은 조정기(3) 접지 시, ②는 조정기 접지 해제 시, ③은 연료필터(4) 접지 시, ④는 연료필터(4) 및 조정기(3) 동시 접지 시이며 ⑤는 조정기(3), 연료필터(4) 및 공급포트(1)를 동시 접지했을 경우에 대한 것이다.

상기 그래프에서 볼 수 있는 것처럼 연료가 순환하는 라인을 동시에 접지할 경우 연료공급장치 전체의 정전기 레벨은 0 Kv 대로 감소하였음을 알 수 있다.

상기에서 볼 수 있는 것처럼 본 발명은 연료가 순환하는 관로에 대하여 정전기 발생이 우려되는 주된 부위에 국지적인 접지만으로도 연료 공급장치 전체를 전도성 수지로 제작한 것과 비교하여 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 연료펌프를 일반 플라스틱으로 제작함으로서 내구수명의 향상과 비용절감의 효과가 있는 매우 유익한 발명임이 명백하다.

본 발명의 다른 효과는 자동차 연료펌프의 내구수명 만족과 비용절감을 도모할 수 있으며, 상기와 같은 정전기 처리 방법을 통해서 발생가능한 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Claims

연료저장용기(5), 연료필터(4), 조정기(3), 플랜지(2) 및 공급포트(1)를 포함하여 구성된 자동차 연료공급장치의 정전기 처리에 있어서,

상기 공급포트(1)는 플랜지(2)에 이중 사출되도록 구성하되 연료필터(4)의 출구포트(10)와 연결되도록 하고,

상기 조정기(3)에는 접지 링(9)을 연결시키되 상기 접지 링(9)의 돌출단자 (90)와 연료펌프의 부단자측이 상호 연결되도록 접지선(91)을 연결하고 조정기(3)의 리턴부위(6)에는 접지 핀(8)을 연결 구성시키며,

상기 연료필터(4)는 전면이 비전도성 수지로서 상부하우징(41)과 하부하우징 (42)으로 구성되되 상부하우징(41)에서 발생한 정전기는 상기 공급포트(1)를 통해 자동차의 공급관로로 방전되도록 하고, 하부하우징(42)에서 발생한 정전기는 필터 여과지(12)와 연결되어 있는 접지단자(11)에 상기 조정기(3)의 접지 링(9)의 돌출단자(90)에 연결된 필터 접지선(92)을 연결시킴으로써 연료펌프의 부단자로 방전되도록 구성시킴으로서 비전도성 연료공급장치에 대하여 정전기 발생이 가장 심한 부위만을 접지되도록 구성하여 정전기를 방전시키도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조.
청구항 제1항에 있어서,

상기 연료공급장치의 연료저장용기(5), 연료필터(4) 및 플랜지(2)는 비전도성 수지(나일론계열)로 제작된 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조.
청구항 제1항에 있어서,

상기 접지 링(9)은 중앙부는 조정기(3)의 크기에 맞춰 일정크기의 관통공이 형성되되 그 외경부 일정위치에는 각각 접지선(91)(92)과의 연결이 용이하도록 절곡된 2개의 돌출단자(90)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조.
청구항 제1항에 있어서,

상기 접지 핀(8)은 연료펌프의 부단자측과 연결되되 유량흐름을 방해하지 않도록 일단의 중앙에는 슬롯(81)이 형성되고 조정기(3)와 항상 접촉상태를 유지하기 위하여 스프링 방식으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조.
청구항 제1항에 있어서,

상기 접지 링(9), 접지 핀(8) 및 접지단자(11)가 모두 하나의 접지선으로 연결되도록 구성하여 연료펌프의 부단자를 통해 정전기를 방전시키는 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리 구조.
청구항 제1항에 있어서,

상기 공급포트(1)는 전도성 수지로 비전도성 플라스틱 재질을 사용한 플랜지(2)에 이중 사출되도록 구성되되 상기 플랜지(2) 및 연료필터(4)의 상부에서 발생한 정전기를 전도성 수지로 제작된 자동차의 공급관로에 연결하여 방전시키도록 상기 연료필터(4)의 출구포트(10)와 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조.
청구항 제1항에 있어서,

상기 접지 링(9), 접지 핀(8), 접지단자(11) 및 공급포트(1)를 이용하여 비전도성 수지로 제작된 연료공급장치에서 연료의 순환흐름을 따라 정전기 발생이 가장 심한 부위만을 선택하여 부분적으로 접지되도록 구성되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 연료공급장치의 정전기 처리구조.