KR101186804B1 - 자동차 연료펌프용 회전자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 연료펌프용 회전자(rotor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자의 표면이 외부로 노출되지 않게 몰딩함으로서, 바이오에탄올 연료(E100 연료)와 같이 수분이 함유된 연료를 사용하는 자동차에 대해서 연료펌프의 회전자가 부식되는 단점을 보완할 수 있고 효율이 상대적으로 높은 자동차 연료펌프용 회전자에 관한 것이다.

Description

자동차 연료펌프용 회전자{A Rotor of a Fuel Pump for a Vehicle}

본 발명은 자동차 연료펌프용 회전자(rotor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자의 표면이 외부로 노출되지 않게 몰딩함으로서, 바이오에탄올 연료(E100 연료)와 같이 수분이 함유된 연료를 사용하는 자동차에 대해서 연료펌프의 회전자가 부식되는 단점을 보완할 수 있고 효율이 상대적으로 높은 자동차 연료펌프용 회전자에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 휘발유 또는 경유 등의 연료가 이용된다. 그런데 환경에 대한 관심이 많아지고 천연자원 고갈문제로 인해서 대체 에너지원에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

최근에는 바이오에탄올을 연료로 이용하는 자동차들이 개발되고 있고, 외국에서는 이미 판매되고 있다.

그리고 자동차는 연료탱크의 내부에 연료펌프가 장착되어 엔진에 연료를 공급하며, 연료펌프는 연료에 잠긴 상태로 사용된다.

도 1은 종래의 연료펌프의 회전자를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이 기존의 연료펌프용 회전자 구조는 회전자 코어, 코일, 회전축, 및 사출물을 포함하여 이루어진다. 여기에서 상기 회전자 코어에는 와이어형태의 코일이 권취되고, 상기 회전자 코어의 중심부에 회전축이 형성되어 있다. 또한, 상기 회전자 코어와 코일을 사출 금형에 넣고 금형 내부로 수지제를 주입하여 일체형으로 성형한다.

이때, 상기 회전자 코어의 외주면이 사출물에 의해 덮이지 않도록 외부로 노출되게 형성된다. 즉, 회전자 코어는 금속 재질로 형성되므로 사출물에 의해 덮이지 않은 코어의 외주면인 금속부분이 외부로 노출된 상태로 형성된다.

그런데, 바이오에탄올과 같이 수분의 함유량이 높은 연료를 사용하는 자동차의 연료펌프에 종래의 회전자를 사용할 경우 상기 회전자 코어의 노출된 금속 부분이 연료의 수분과 접촉되므로 쉽게 부식되어 연료펌프의 성능 및 효율을 저하시키고 수명을 단축시키는 등의 여러 가지 문제점을 발생시킨다.

KR 2009-0065388 A (2009.06.22)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전자 코어의 외주면까지 오버몰딩하여 회전자 코어의 부식을 방지할 수 있는 자동차 연료펌프용 회전자를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자는 자동차 연료펌프의 회전자에 있어서, 상기 회전자(100)는 중앙에 중공부를 갖는 중심부(111); 상기 중심부(111)의 외주면에 방사상으로 다수개의 티스(112)가 연장 형성되는 회전자 코어(110); 상기 중심부(111)의 중공부에 삽입된 회전축(130); 상기 티스(112)에 권취되는 코일(120); 및 상기 코일(120)과 상기 회전자 코어(110)를 함께 감싸도록 사출 성형되는 사출물(140); 을 포함하여 이루어지되, 상기 사출물(140)이 상기 티스(112)의 외주면을 덮도록 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 티스(112)는 외주면의 중심으로부터 상기 사출물(140)의 외주면까지 거리를 h1이라고 했을 경우, 상기 h1이 1mm이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 티스(112)의 외주면은 양단부가 상기 회전자 코어(110)의 내측방향으로 굴곡 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사출물(140)은 상기 티스(112)의 외주면을 덮도록 사출 성형되며, 상기 사출물(140)의 외주면은 특정한 두께만큼 절삭 가공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자는 회전자 코어의 외주면까지 오버몰딩되어 수분이 함유된 연료에 사용하더라도 회전자 코어의 부식을 방지할 수 있으므로, 연료펌프의 성능 및 효율이 저하되지 않으며 연료펌프의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 자동차 연료펌프 회전자 사시도.
도 2는 본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자의 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자의 단면도.
도 5는 도 4의 A의 확대도.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자를 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 회전자(100)는 회전자 코어(110), 코일(120), 회전축(130), 및 사출물(140)을 포함하여 이루어진다.

우선, 상기 회전자 코어(110)는 중앙에 중공부가 형성된 중심부(111)와 상기 중심부(111)의 외주면에 방사상으로 연장 형성된 다수의 티스(112)를 포함한다. 이때, 상기 티스(112)는 단면 형상이 T자 형태로 형성되고, 상기 중심부(111)로부터 방사상으로 다수개가 형성된다.

그리고 상기 티스(112)들의 사이에는 공간부가 형성되며, 상기 티스(112)의 사이의 공간부에 상기 중심부(111)쪽으로 상기 코일(120)이 권취된다.

또한, 상기 중심부(111)에 형성되어 있는 중공부에 상기 회전축(130)이 삽입되어 고정된다.

이와 같이 상기 회전자 코어(110)에 코일(120) 및 중심축(130)이 조립된 후 이를 사출 금형에 삽입하고 사출 성형을 통해 사출물(140)이 상기 코일(120)과 상기 회전자 코어(110)를 함께 감싸도록 형성된다. 즉, 상기 코일(120)이 권취되고 남은 상기 티스(112)들 사이의 공간부에 상기 사출물(140)이 채워지며, 또한 상기 코어(110)의 외주면인 티스(112)의 바깥쪽 면을 상기 사출물(140)이 감싸도록 사출 성형된다. 그리하여 금속 재질로 형성되는 상기 코어(110)의 외주면이 바깥으로 노출되지 않고 상기 사출물(140)에 의해 덮여있는 상태가 된다.

이때, 상기 몰딩용 금형의 크기는 상기 회전자 코어(110)의 크기보다 더 크게 제작되어 상기 회전자코어(110)의 외주면까지 몰딩되어 상기 회전자 코어(110)가 외측으로 노출되지 않도록 형성된다. 또한, 상기 사출물(140)은 내열성이 강한 수지재가 사용되며, 일례로 폴리카보네이트 또는 페놀수지 등을 사용할 수 있다.

그리하여 본 발명의 자동차 연료펌프용 회전자는 회전자 코어의 외주면까지 오버몰딩되어 수분이 함유된 연료에 사용하더라도 회전자 코어의 부식을 방지할 수 있으므로, 연료펌프의 성능 및 효율이 저하되지 않으며 연료펌프의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 회전자 코어와 사출물의 구조와 형태에 대해서 상세히 설명한다.

도 5는 도 4의 A의 확대도이다.

먼저, 상기 회전자 코어(110)는 중앙에 중공부를 갖는 중심부(111)와 상기 중심부(111)의 외주에 방사상으로 형성된 다수의 티스(112)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 티스(112)는 T자 형태로 형성되며 상기 티스(112)의 외주면 중심에서 상기 사출물(140)의 외주면까지의 거리를 h1이라고 했을 경우, 상기 h1은 1mm이하인 것이 바람직하다.

이는 상기 티스(112)의 외주면 중심에서 상기 사출물(140)의 외주면까지 거리(h1)가 두꺼울 경우 연료펌프에서 상기 회전자 코어(110)의 외주면에서 일정한 간극을 두고 형성되며 상기 회전자 코어(110)를 둘러싸도록 형성되는 스테이터(영구자석)와의 거리가 멀어지게 되므로, 상기 회전자 코어(110)의 회전 토크가 저하되어 연료펌프의 효율이 저하될 수 있다. 그러므로 상기 h1의 두께를 1mm 이하로 형성하여 스테이터와 회전자 코어(110)와의 간극을 작게 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 h1이 작을 경우 상기 사출물(140)을 형성하기 위해 몰딩할 경우 몰딩용 금형의 내측면과 상기 티스(112)의 외주면과 거리가 가까워서 사출용 수지재가 침투하기 어려워 상기 티스(112)의 외주면을 완전히 덮지 못할 수 있으므로 일정한 두께를 갖도록 형성되되 상기 h1은 1mm이하로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 티스(112)의 외주면은 양단부가 상기 회전자 코어(110)의 내측방향으로 굴곡되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 티스(112)의 외주면은 호 형상으로 형성되되, 상기 티스(112)의 외주면의 중심과 상기 사출물(140)의 외주면까지의 거리가 h1이고 상기 티스(112)의 외주면의 양단부와 상기 사출물(140)의 외주면까지의 거리가 h2이면, h2가 h1보다 크게 형성될 수 있다.

이는 상기 사출물(140)을 형성하기 위해서 사출용 금형에 상기 회전자 코어(110)를 삽입하고, 사출용 수지재가 상기 티스(112)의 외주면에 주입되도록 할때, h1보다 h2가 크게 형성되어 사출용 수지재가 상기 티스(112)의 외주면 중심부까지 쉽게 투입될 수 있도록 하기 위함이며, 이로 인해 사출시 상기 티스(112)의 외주면 중심부 부분에 수지재가 주입되지 않음으로 인해 발생되는 불량을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 사출물(140)은 상기 티스(112)의 외주면을 덮도록 사출 성형되며, 상기 사출물(140)의 외주면은 특정한 두께만큼 절삭 가공될 수 있다.

즉, 상기 사출물(140)이 상기 티스(112)의 외주면을 덮도록 사출 성형될 때 사출 성형의 특성상 상기 사출물(140)의 외주면이 매끈하게 형성되지 않거나 수지가 덜 주입되어 외주면의 일부가 완전하게 형성되지 않을 수 있으므로, 사출 성형시 상기 티스(112)의 외주면을 덮은 사출물(140)의 두께를 두껍게 형성한 후 상기 사출물(140)의 외주면을 절삭 가공하여 직경을 원하는 치수로 가공하고 또한 표면이 매끈하도록 제작할 수 있다.

그리하여 상기 사출물(140)의 외주면의 사출 성형시 성형불량으로 인한 연료펌프의 진동, 소음 및 성능 등과 관련된 다양한 문제점들을 해결할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 회전자
110 : 회전자 코어
111 : 중심부
112 : 티스
120 : 코일
130 : 회전축
140 : 사출물

Claims (4)

1. 자동차 연료펌프의 회전자에 있어서,
   상기 회전자(100)는 중앙에 중공부를 갖는 중심부(111);
   상기 중심부(111)의 외주면에 방사상으로 다수개의 티스(112)가 연장 형성되는 회전자 코어(110);
   상기 중심부(111)의 중공부에 삽입된 회전축(130);
   상기 티스(112)에 권취되는 코일(120); 및
   상기 코일(120)과 상기 회전자 코어(110)를 함께 감싸도록 사출 성형되는 사출물(140); 을 포함하여 이루어지되,
   상기 사출물(140)이 상기 티스(112)의 외주면을 덮도록 사출 성형되며, 상기 티스(112)의 외주면은 양단부가 상기 회전자 코어(110)의 내측방향으로 굴곡 되어, 상기 티스(112)의 외주면의 중심과 상기 사출물(140)의 외주면까지의 거리가 h1이고 상기 티스(112)의 외주면의 양단부와 상기 사출물(140)의 외주면까지의 거리가 h2이면, h2가 h1보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료펌프용 회전자.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 티스(112)는 외주면의 중심으로부터 상기 사출물(140)의 외주면까지 거리를 h1이라고 했을 경우, 상기 h1이 1mm이하인 것을 특징으로 하는 자동차 연료펌프용 회전자.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 사출물(140)은 상기 티스(112)의 외주면을 덮도록 사출 성형되며, 상기 사출물(140)의 외주면은 특정한 두께만큼 절삭 가공되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료펌프용 회전자.

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