KR101154600B1 - 연료 펌프의 압력 레귤레이터 - Google Patents

연료 펌프의 압력 레귤레이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연료 펌프의 압력 레귤레이터에 관한 것으로서, 일측에 연료 유입부가 형성된 상부 케이스와, 상기 상부 케이스와 분리 가능하게 결합된 하부 케이스를 갖는 케이스와; 상기 상부 케이스의 내측면에 일체로 결합되어 상기 연료 유입부로 유입된 연료를 연료 공급라인으로 유도하는 유로가 형성된 밸브 파이프와; 상기 밸브 파이프의 하측에 설치되며, 상기 밸브 파이프의 유로를 탄성적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함하며, 상기 연료 유입부는 상기 상부 케이스의 판면으로부터 소정 높이를 가지도록 연장 형성되어 이물질의 유입을 방지하는 제1 방지턱과, 상기 제1 방지턱에 관통 형성되어 상기 케이스와 연통되는 연료 유입홀을 가지는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 밸브 파이프와 밸브 시트 사이에 이물질 끼임을 방지하여 시동이 원활히 이루어질 수 있고, 연료가 누유되는 것을 방지할 수 있다.

Description

연료 펌프의 압력 레귤레이터{PRESSURE REGULATOR OF FUEL PUMP}
도 1은 종래의 연료 펌프의 압력 레귤레이터를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터를 도시한 사시도이고,
도 3은 도 2의 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터의 제1 방지턱에 의한 이물질의 끼임 방지원리를 종래의 연료 펌프의 압력 레귤레이터와 비교하여 설명하기 위한 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터의 제2 방지턱에 의한 이물질의 끼임 방지원리를 종래의 연료 펌프의 압력 레귤레이터와 비교하여 설명하기 위한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 압력 레귤레이터 10 : 케이스
11 : 상부 케이스 12 : 하부 케이스
13 : 연료 유입부 15 : 제1 방지턱
16 : 연료 유입홀 20 : 밸브 파이프
20a : 유로 30 : 밸브 부재
31 : 다이어프램 32 : 스프링
33 : 밸브 몸체 34 : 밸브 시트
35 : 밸브 시트 안착볼 36 : 밸브 시트 몸체
45 ; 제2 방지턱
본 발명은, 연료 펌프의 압력 레귤레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 밸브 파이프와 밸브 시트 사이에 이물질 끼임을 방지하여 시동이 원활히 이루어질 수 있고, 연료가 누유되는 것을 방지할 수 있는 연료 펌프의 압력 레귤레이터에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 연료 장치는 차량의 모든 운전 조건하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하는 장치이다.
이러한 자동차의 연료 장치는 연료를 저장 보관하는 연료 탱크와, 연료 탱크 내에 설치되어 연료 내에 포함된 수분이나 먼지 등을 제거하는 연료 필터와, 연료 탱크 내의 연료를 연료 공급 라인측으로 펌핑하는 연료 펌프 등을 포함하며, 이들은 연료 파이프에 의해 상호 연결되어 있다.
여기서, 연료 펌프에는 시동 오프(off) 후 연료 라인에 압력을 유지시키고, 시동시 엔진으로 일정한 양의 연료만 공급하고 나머지는 연료 탱크로 리턴시켜 연료의 압력을 일정하게 유지하는 압력 레귤레이터가 장착되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 연료 펌프의 압력 레귤레이터(101)는, 일측 에 연료 유입홀(116)이 관통 형성된 상부 케이스(111)와, 상부 케이스(111)와 분리 가능하게 결합된 하부 케이스(112)와, 상부 케이스(111)의 내측면에 일체로 결합되어 연료 유입홀(116)로 유입된 연료를 공급 라인측으로 유도하는 유로(120a)가 형성된 밸브 파이프(120)와, 밸브 파이프(120)의 하측에 설치되어 밸브 파이프(120)의 유로(120a)를 개폐하는 밸브 부재(130)와, 밸브 부재(130)를 탄성적으로 가압하는 스프링(132)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 밸브 부재(130)는 상부 케이스(111)와 하부 케이스(112)의 결합 부위에 끼워지는 환형의 다이어프램(diaphragm, 131)과, 다이어프램(131)의 중공부에 끼워져 스프링(132)의 인장력에 의해 가압되는 밸브 시트 몸체(136)와, 밸브 시트 몸체(136)의 상측에 밸브 시트 안착볼(135)에 안착되며 밸브 파이프(120)의 유로 입구(121)와 접촉하는 밸브 시트(134)로 구성된다.
이러한 구성에 의하여, 연료 탱크내의 연료가 연료 유입홀(116)로 유입되면 연료 압력에 밸브 시트(134)가 아래로 가압되면서 밸브 시트 안착볼(135)을 누르게 되고, 그 결과 밸브 시트 몸체(136) 및 다이어프램(131)이 하향 가압되어 밸브 파이프(120)의 유로 입구(121)가 개방된다. 이에, 연료가 밸브 파이프(120)의 유로(120a)를 따라 연료 공급 라인 측으로 공급될 수 있다.
한편, 연료 유입홀(116)로 연료가 충분하게 유입되지 않은 상태에서는 밸브 시트(134)에 가해지는 압력이 적으므로, 스프링(132)의 복원력에 의해 밸브 시트(134)가 밸브 파이프(120)의 유로 입구(121)를 폐쇄하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 연료 펌프의 압력 레귤레이터(101)에 있어서는, 연료 펌프 또는 연료 탱크 내의 이물질(3)이 밸브 시트(134)와 밸브 파이프(120) 사이에 끼어 연료 라인 내 압력이 부족하여 차량 시동시 시동이 지연되는 문제점이 있다.
또한, 밸브 시트(134)와 밸브 파이프(120) 사이에 이물질(3)이 낀 경우, 밸브 파이프(120)의 유로 입구(121)가 정상적으로 폐쇄되지 못하므로 연료가 누유되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 밸브 파이프와 밸브 시트 사이에 이물질 끼임을 방지하여 시동이 원활히 이루어질 수 있고, 연료가 누유되는 것을 방지할 수 있는 연료 펌프의 압력 레귤레이터를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 연료 펌프의 압력 레귤레이터에 있어서, 일측에 연료 유입부가 형성된 상부 케이스와, 상기 상부 케이스와 분리 가능하게 결합된 하부 케이스를 갖는 케이스와; 상기 상부 케이스의 내측면에 일체로 결합되어 상기 연료 유입부로 유입된 연료를 연료 공급라인으로 유도하는 유로가 형성된 밸브 파이프와; 상기 밸브 파이프의 하측에 설치되며, 상기 밸브 파이프의 유로를 탄성적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함하며, 상기 연료 유입부는 상기 상부 케이스의 판면으로부터 소정 높이를 가지도록 연장 형성되어 이물질의 유입을 방지하는 제1 방지턱과, 상기 제1 방지턱에 관통 형성되어 상기 케이스와 연통되는 연료 유입홀을 가지는 것에 의해 달성된다.
여기서, 상기 밸브 부재는 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스의 결합 부 위에 끼워지는 환형의 다이어프램(diaphragm)과, 상기 다이어프램의 중공부에 삽입되어 상기 밸브 파이프의 유로를 개폐하는 밸브 몸체와, 상기 하부 케이스에 수용되어 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 파이프의 유로를 폐쇄하는 방향으로 가압하는 스프링을 포함하며, 상기 밸브 몸체에는 상기 연료 유입부로 유입된 이물질이 상기 밸브 파이프와 상기 밸브 몸체 사이에 끼이는 것을 방지하는 제2 방지턱이 마련된 것이 바람직하다.
상기 밸브 몸체는 상기 밸브 파이프의 유로 입구에 접촉하는 밸브 시트와, 상기 다이어프램의 중공부에 삽입되는 밸브 시트 몸체와, 상기 밸브 시트와 상기 밸브 시트 몸체 사이에 마련되어 상기 밸브 시트를 안착시키는 밸브 시트 안착볼을 포함하며, 상기 제2 방지턱은 상기 밸브 시트 몸체의 상단 둘레로부터 상기 밸브 시트 표면보다 높이가 높게 연장 형성되어 상기 밸브 시트를 감싸는 구조로 이루어진 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터(1)는 일측에 연료 유입부(13)가 형성된 상부 케이스(11)와, 상부 케이스(11)와 분리 가능하게 결합된 하부 케이스(12)를 갖는 케이스(10)와; 상부 케이스(11)의 내측면에 일체로 결합되어 연료 유입부(13)로 유입된 연료를 공급 라인 측으로 유도하는 유로(20a)가 형성된 밸브 파이프(20)와; 밸브 파이프(20)의 하측에 설치되어 밸브 파이프(20)의 유로(20a)를 탄성적으로 개폐하 는 밸브 부재(30)를 포함하여 이루어진다.
상부 케이스(11)는 하부 개구가 형성되고 원통 형상으로 이루어진 컵부(14)와, 컵부(14)의 둘레를 따라 연장 형성된 플랜지부(17)와, 컵부(14)의 중앙 영역에 컵부(14)의 내부와 연통되도록 컵부(14)로부터 상향 연장되어 밸브 파이프(20)를 지지하는 지지부(18)를 포함하여 이루어진다.
컵부(14)의 상부면에는 지지부(18)의 둘레를 따라 소정 간격으로 연료 유입부(13)가 형성되어 있다.
연료 유입부(13)는 컵부(14)의 판면으로부터 소정 높이를 가지도록 연장 형성되어 연료 탱크 또는 연료 펌프 내의 이물질(도 4의 부호"3" 참조)이 유입되는 것을 방지하는 제1 방지턱(15)과, 제1 방지턱(15)의 중앙부에 관통 형성되어 케이스(10) 내부와 연통되는 연료 유입홀(16)을 가진다.
이와 같이, 본 발명의 특징 중 하나는 연료 유입부(13)가 제1 방지턱(15)을 가짐으로써, 연료 탱크 또는 연료 펌프 내의 이물질(3)이 케이스(10) 내부로 유입되는 것을 방지하는 것에 있다. 이에, 본 발명에 따르면, 이물질(3)이 케이스(10) 내부로 유입되어 밸브 부재(30)와 밸브 파이프(20) 사이에 끼는 것을 방지하므로, 연료 라인 내 압력이 부족하여 시동이 지연되거나 밸브 파이프(20)의 유로(20a)가 정상적으로 폐쇄되지 않아서 연료가 누유되었던 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
여기서, 제1 방지턱(15)은 원뿔대 형상으로 이루어지고, 연료 유입홀(16)은 제1 방지턱(15)의 중앙부에 제1 방지턱(15)과 동일 형상으로 관통 형성되어 있다. 즉, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제1 방지턱(15)이 대략 2 ~3mm 정도의 높이로 이 루어짐으로써, 일반적으로 연료 유입홀(116)이 펀칭되어 형성되었던 종래(도 4(a) 참조)에 비해(도 4(a)참조) 이물질(3)이 연료 유입홀(16)로 쉽게 유입될 수 없다.
지지부(18)는 병 모양으로 이루어지며, 그 상부면에는 연료 유입부(13)로 유입된 연료가 연료 공급 라인 측으로 배출되도록 연료 유출홀(19)이 관통 형성되어 있다.
하부 케이스(12)는 상부 개구가 형성되고 원통 형상으로 이루어진 컵부(24)와, 컵부(24)의 둘레를 따라 연장 형성되어 상부 케이스(11)의 플랜지부(17)에 결합되는 플랜지부(27)를 포함하여 이루어진다.
밸브 파이프(20)는 지지부(18)의 내측에 일부가 고정된 상태로 지지부(18)와 일체로 설치되며, 중앙부에 연료가 흐를 수 있도록 유로(20a)가 형성되어 있다. 이에, 연료 유입부(13)로 유입된 연료는 밸브 파이프(20)의 유로(20a)를 따라 흘러 연료 유출홀(19)을 통해 연료 공급 라인 측으로 공급된다.
밸브 부재(30)는 상부 케이스(11) 및 하부 케이스(12)의 결합 부위에 끼워지는 환형의 다이어프램(diaphragm, 31)과, 다이어프램(31)의 중공부에 삽입되어 밸브 파이프(20)의 유로(20a)를 개폐하는 밸브 몸체(33)와, 하부 케이스(12)에 수용된 상태로 밸브 몸체(33)의 하측에 배치되어 밸브 몸체(33)가 밸브 파이프(20)의 유로(20a) 입구를 폐쇄하는 방향으로 가압하는 스프링(32)을 포함하여 구성된다. 이 때, 다이어프램(31), 밸브 몸체(33)가 일체로 결합되므로, 연료 압력에 의해 밸브 몸체(33)가 눌러지면 다이어프램(31)도 동시에 아래로 눌러지게 된다.
다이어프램(31)은 상부 케이스(11)의 플랜지부(17)와 하부 케이스(12)의 플 랜지부(27)의 결합부위에 그 둘레 부분이 끼워져 결합되고, 중공부에는 밸브 몸체(33)가 삽입되어 안착되어 있다.
밸브 몸체(33)는 밸브 파이프(20)의 유로 입구(21)에 접촉하는 밸브 시트(34)와, 다이어프램(31)의 중공부에 삽입되는 밸브 시트 몸체(36)와, 밸브 시트(34)와 밸브 시트 몸체(36) 사이에 마련되어 밸브 시트(34)를 안착시키는 밸브 시트 안착볼(35)로 구성된다.
밸브 시트 몸체(36)에는 연료 유입부(13)로부터 유입된 이물질(3'(도 5 참조))이 밸브 파이프(20)와 밸브 몸체(33) 사이에 끼이는 것을 방지하는 제2 방지턱(45)이 마련되어 있다. 이에, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 제1 방지턱(15)에 의해 걸러지지 않은 이물질(3')이 케이스(10) 내부로 유입되는 경우 제2 방지턱(45)에 의해 걸림으로써 이물질(3')이 밸브 파이프(20)와 밸브 시트(34) 사이에 끼이는 것을 최대한 방지할 수 있다.
제2 방지턱(45)은 밸브 시트 몸체(36)의 상단 둘레로부터 밸브 시트(34) 표면보다 높게 연장 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제2 방지턱(45)이 밸브 시트(34) 주위를 둘러쌓아 밸브 시트(34)를 보호하는 구조로 이루어짐으로써, 연료는 밸브 파이프(20)로 유입 가능하게 하고 이물질이 제2 방지턱(45)에 의해 걸러져 밸브 시트(34) 쪽으로 쉽게 유입될 수 없게 된다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터(1)의 작동 원리를 종래와 비교하여 도 4 및 도 5를 참조로 하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 4(a)는 종래 연료 펌프의 압력 레귤레이터에서 상부 케이스의 일부를 도시한 단면도이고, 도 4(b)는 본 발명에 따른 연료 펌프의 압력 레귤레이터에서 상부 케이스의 일부를 도시한 단면도이다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면 연료 탱크 또는 연료 펌프 내의 이물질(3)이 제1 방지턱(15)에 걸림으로써 도 4(a)와 같이 일반적으로 상부 케이스(111) 면에 연료 유입홀(116)이 펀칭된 종래에 비해 이물질(3)이 연료 유입홀(16)로 쉽게 들어갈 수 없다. 따라서, 연료 유입홀(16)로 접근한 이물질(3) 일부가 제1 방지턱(15)에 의해 일차적으로 걸리게 된다.
제1 방지턱(15)에 의해 걸러지지 않은 이물질(3')이 연료 유입홀(16)을 통해 케이스(10) 내부로 유입하게 되면, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 밸브 시트 몸체(36)에 형성된 제2 방지턱(45)에 걸려 이물질(3')이 걸리게 된다. 즉, 제2 방지턱(45)이 밸브 시트(34)의 표면보다 높게 감싸는 구조로 이루어져 있기 때문에, 도 5(a)와 같이 제2 방지턱이 없이 밸브 시트 몸체(136) 보다 밸브 시트(134)의 표면이 많이 노출되었던 종래에 비해 이물질(3')이 밸브 시트(34) 쪽으로 쉽게 유입될 수 없다. 따라서, 제1 방지턱(15)에 의해 걸러지지 않은 이물질(3')이 제2 방지턱(45)에서 걸러짐으로써 이물질(3')이 밸브 시트(34)와 밸브 파이프(20) 사이에 끼이는 것을 최대한 방지되므로, 연료가 누유되거나 연료 라인 내 압력이 부족하여 시동이 지연되는 현상을 방지할 수 있다.
전술한 실시예에서, 제1 방지턱의 형상이나 개수 또는 배열 등은 이에 한정되지 않고 이물질이 연료 유입홀로 유입되지 않도록 하는 범위 내에서 다양하게 변 화될 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 밸브 파이프와 밸브 시트 사이에 이물질 끼임을 방지하여 시동이 원활히 이루어질 수 있고, 연료가 누유되는 것을 방지할 수 있는 연료 펌프의 압력 레귤레이터를 제공한다.

Claims (3)

  1. 일측에 연료 유입부가 형성된 상부 케이스와, 상기 상부 케이스와 분리 가능하게 결합된 하부 케이스를 갖는 케이스와;
    상기 상부 케이스의 내측면에 일체로 결합되어 상기 연료 유입부로 유입된 연료를 연료 공급라인으로 유도하는 유로가 형성된 밸브 파이프와;
    상기 밸브 파이프의 하측에 설치되며, 상기 밸브 파이프의 유로를 탄성적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함하며,
    상기 연료 유입부는 상기 상부 케이스의 판면으로부터 소정 높이를 가지도록 연장 형성되어 이물질의 유입을 방지하는 제1 방지턱과, 상기 제1 방지턱에 관통 형성되어 상기 케이스와 연통되는 연료 유입홀을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 펌프의 압력 레귤레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 부재는 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스의 결합 부위에 끼워지는 환형의 다이어프램(diaphragm)과, 상기 다이어프램의 중공부에 삽입되어 상기 밸브 파이프의 유로를 개폐하는 밸브 몸체와, 상기 하부 케이스에 수용되어 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 파이프의 유로를 폐쇄하는 방향으로 가압하는 스프링을 포함하며,
    상기 밸브 몸체에는 상기 연료 유입부로 유입된 이물질이 상기 밸브 파이프 와 상기 밸브 몸체 사이에 끼이는 것을 방지하는 제2 방지턱이 마련된 것을 특징으로 하는 연료 펌프의 압력 레귤레이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 밸브 몸체는 상기 밸브 파이프의 유로 입구에 접촉하는 밸브 시트와, 상기 다이어프램의 중공부에 삽입되는 밸브 시트 몸체와, 상기 밸브 시트와 상기 밸브 시트 몸체 사이에 마련되어 상기 밸브 시트를 안착시키는 밸브 시트 안착볼을 포함하며,
    상기 제2 방지턱은 상기 밸브 시트 몸체의 상단 둘레로부터 상기 밸브 시트 표면보다 높이가 높게 연장 형성되어 상기 밸브 시트를 감싸는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료 펌프의 압력 레귤레이터.
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