KR102322370B1 - 자동차용 연료펌프 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리저버컵과, 상기 리저버컵의 내부에 내설되는 연료펌프와, 상기 연료펌프의 입구에 장착되는 프리필터를 포함하는 자동차용 연료펌프 모듈에 있어서, 상기 리저버컵의 하부에 개방홀을 형성하고, 체크밸브를 갖는 리저버캡을 구비하여, 상기 개방홀에 리저버캡을 분리 가능하게 장착함으로써, 상기 리저버캡을 열어서 리저버컵 내의 프리필터에 대한 교체 작업이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈을 제공한다.

Description

자동차용 연료펌프 모듈{FUEL PUMP MODULE FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 연료펌프 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료펌프에 장착되어 연료의 이물질을 1차적으로 여과시키는 프리필터(pre-filter)에 대한 정비 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 연료펌프에 관한 것이다.

각 나라의 지역적인 특성을 고려하여, 메인 연료로서 에탄올을 사용하고, 보조 및 시동용 연료로서 가솔린을 사용하는 가변 연료 차량(FFV, Flex Fuel Vehicle)이 출시되고 있다.

상기 가변 연료 차량의 연료공급계는 일반 내연기관 차량과 같이, 메인 연료가 저장되는 연료탱크와, 연료탱크의 내부에 장착되어 엔진에 연료를 펌핑 공급하는 연료펌프 모듈과, 연료펌프 모듈의 출구측에 장착되는 메인 필터와, 엔진에 보조 및 시동용 연료를 공급하기 위한 보조탱크 등을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 연료펌프 모듈은 연료탱크내의 연료를 흡입 저장하는 리저버컵과, 리저버컵의 내부에 내설되는 연료펌프 등을 포함하여 구성된다.

특히, 상기 연료펌프 모듈의 리저버컵 내부에 장착된 연료펌프의 입구측에 이물질을 1차적으로 걸러주는 프리필터가 더 장착된다.

상기 가변 연료 차량에 사용되는 에탄올은 수분, 산, 염화이온, 철, 칼슘 등과 같은 이물질이 포함된 조악 연료이기 때문에 연료펌프의 입구측에 장착되는 프리필터에서 이물질을 1차적으로 여과시키게 된다.

그러나, 상기 프리필터에서 1차적으로 여과하는 에탄올에는 수분, 산, 염화이온, 철, 칼슘 등과 같은 이물질이 많이 포함되어 있어, 프리필터가 조기에 막히게 되는 문제점이 있고, 특히 프리필터가 리저버컵의 내부에 존재하기 때문에 이물질로 막힌 프리필터를 새로운 것으로 교체하는데 어려움이 있다.

또한, 연료펌프의 구동에 의하여 연료탱크내의 연료(예, 에탄올)가 체크밸브를 통과하여 리저버컵으로 유입되는데, 프리필터에 의한 여과 전 연료가 체크밸브를 통과함에 따라, 체크밸브의 기밀부에 연료에 포함된 이물질이 끼이게 되고, 그에 따라 리저버컵내의 연료가 체크밸브의 기밀부 틈새를 통해 다시 연료탱크로 역류하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 리저버컵의 저부에 탈부착 가능한 리저버캡을 적용하여, 프리필터 교체가 필요한 경우 리저버캡만을 열어서 리저버컵 내부에 존재하는 프리필터에 쉽게 접근할 수 있도록 함으로써, 프리필터에 대한 정비 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 연료펌프 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 리저버컵과, 상기 리저버컵의 내부에 내설되는 연료펌프와, 상기 연료펌프의 입구에 장착되는 프리필터를 포함하는 자동차용 연료펌프 모듈에 있어서, 상기 리저버컵의 하부에 개방홀을 형성하고, 체크밸브를 갖는 리저버캡을 구비하여, 상기 개방홀에 리저버캡을 분리 가능하게 장착함으로써, 상기 리저버캡을 열어서 리저버컵 내의 프리필터에 대한 교체 작업이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈을 제공한다.

바람직하게는, 상기 리저버캡의 둘레단에서 그 상면에는 리저버컵의 하단부에 형성된 결합단이 삽입되는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 리저버캡의 결합홈의 바닥에는 결합단 삽입 전에 제1오링이 삽입 장착된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 리저버캡의 둘레단에서 그 상단부에는 적어도 2개 이상의 후크가 일체로 형성되고, 상기 리저버컵의 개방홀에서 그 외경부에는 후크가 잠금 체결되는 잠금턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리저버캡의 둘레단에서 그 상단부에는 상기 리저버컵의 하단 플랜지부가 끼워지는 가이드턱이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 체크밸브는 최소 하나 이상이 리저버캡의 바닥면에 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 리저버캡의 둘레부에는 리저버캡의 저면을 커버하는 보조 프리필터가 더 장착된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 리저버캡의 둘레부에서 그 외경부에는 오링 위치 규제용 홈이 형성되고, 이 오링 위치 규제용 홈내에는 상기 보조 프리필터와의 밀폐 접촉을 위한 제2오링이 삽입 체결된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 연료펌프 모듈의 리저버컵 하부에 개방부를 형성하고, 이 개방부에 리저버캡을 분리 가능하게 장착하여, 프리필터 교체가 필요한 경우 리저버캡만을 열어서 리저버컵 내부에 존재하는 프리필터에 쉽게 접근할 수 있도록 함으로써, 프리필터에 대한 정비 작업성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 리저버캡의 저부에 보조 프리필터를 더 장착하여, 미리 연료의 이물질을 여과시킬 수 있도록 함으로써, 리저버캡에 장착된 체크밸브에 연료의 이물질이 끼이는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 연료펌프 모듈에서의 연료 공급 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 연료펌프 모듈을 도시한 단면도,
도 2는 종래의 연료펌프 모듈의 내부에 장착되는 펌프모터와 프리필터를 도시한 개략도,
도 3은 종래의 연료펌프 모듈을 저면에서 바라본 사시도,
도 4는 도 3의 A-A선을 취한 일부 단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 연료펌프 모듈을 도시한 분리 사시도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 연료펌프 모듈을 도시한 조립 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 연료펌프 모듈을 도시한 단면도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 연료펌프 모듈의 리저버캡에 보조 프리필터가 장착되는 것을 도시한 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 종래의 연료펌프 모듈에 대한 구성 및 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 종래의 연료펌프 모듈을 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 연료펌프 모듈의 내부에 장착되는 펌프모터와 프리필터를 나타내며, 도 3은 종래의 연료펌프 모듈을 저면에서 바라본 사시도이며, 도 4는 도 3의 A-A선을 취한 일부 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 연료펌프 모듈은 연료탱크(미도시됨)의 내부 소정 위치에 고정 장착되어, 연료탱크내에 연료 충전시 연료에 잠기게 된다.

도 1에서 도면부호 10은 리저버컵을 지시한다.

상기 리저버컵(10)은 상부가 개방된 원통형 구조로서, 그 내부에는 연료펌프(20)가 내장되고, 외경부에는 연료량 계측을 위한 연료샌더(14)가 상하 이동 가능하게 조립되며, 상부 개방부는 연료펌프(20)의 출구와 연결되는 연료공급라인 등을 포함하는 캡 구조물로 밀폐된다.

이때, 상기 연료펌프(20)의 입구인 하단부에는 프리필터(24)가 장착된다.

도 2에서 보듯이, 실질적으로는 상기 연료펌프(20)의 내부에 내장되는 펌프모터(22)의 입구인 하단부에 프리필터(24)가 장착된다.

이에, 상기 프리필터(24)가 장착된 상태의 연료펌프(20)가 리저버컵(10)의 내부에 내설되어, 도 1에서 보듯이 프리필터(24)는 리저버컵(10)의 바닥과 연료펌프(20)의 입구 사이에 배열되는 상태가 된다.

한편, 도 3 및 도 4에서 보듯이 상기 리저버컵(10)의 저면에는 연료탱크내의 연료가 리저버컵(10)의 내부로 유입되도록 체크밸브(12)가 장착되어 있다.

따라서, 상기 연료펌프(20)의 펌프모터(22)가 구동되면, 펌핑 흡입력에 의하여 연료탱크내의 연료가 체크밸브(12)를 통과하여 리저버컵(10)의 내부로 유입되고, 연이어 리저버컵(10)의 내부로 유입된 연료는 프리필터(24)에서 1차적으로 이물질 등이 여과된다.

이어서, 상기 프리필터(24)에 의하여 1차 여과된 연료는 연료펌프(10)를 통과한 후, 연료펌프(10)의 출구와 연결된 메인필터(미도시됨)에서 1차 여과된 다음, 연료공급라인을 통하여 엔진으로 공급된다.

그러나, 상기한 종래의 연료펌프 모듈은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 상기 프리필터에서 에탄올과 같은 연료를 1차로 여과할 때, 에탄올 연료에 포함된 수분, 산, 염화이온, 철, 칼슘 등과 같은 이물질이 용이하게 여과되지만, 이물질 성분이 많아 프리필터가 조기에 막히게 되는 문제점이 있다.

둘째, 프리필터가 리저버컵의 내부에 존재하기 때문에 이물질로 막힌 프리필터를 새로운 것으로 교체하는데 어려움이 있다.

즉, 프리필터가 연료펌프 모듈의 리저버컵 내부에 배치되어 있기 때문에 리저버컵의 상부 캡 구조물을 해체하는 과정과, 리저버컵의 외경부에 장착된 연료샌더를 해제하는 과정과, 리저버컵내에 내설된 연료펌프를 분리하는 과정과, 연료펌프로부터 프리필터를 분리한 후 새로운 프리필터를 장착하는 과정 등 프리필터 교체를 위한 공정이 과다하게 소요되어, 정비 작업성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

셋째, 연료펌프의 구동에 의하여 연료탱크내의 연료(예, 에탄올)가 체크밸브를 통과하여 리저버컵으로 유입될 때, 여과 전의 연료가 체크밸브를 통과함에 따라 연료에 포함된 이물질이 체크밸브의 역류방지용 기밀부에 끼이게 되어, 기밀부에 틈새가 생기게 되고, 그에 따라 리저버컵내의 연료가 체크밸브의 기밀부 틈새를 통해 다시 연료탱크로 역류하는 등 연료 공급 불량이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 연료펌프 모듈의 리저버컵의 저부를 개방형 구조로 형성하고, 이 개방부에 리저버캡을 분리 가능하게 장착하여, 프리필터의 교체가 필요한 경우 작업자가 리저버캡만을 열어서 리저버컵 내부에 존재하는 프리필터에 쉽게 접근할 수 있도록 함으로써, 프리필터에 대한 정비 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 연료펌프 모듈의 분리 상태를 나타내고, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 연료펌프 모듈의 조립 상태를 나타낸다.

도 5 내지 도 9에서, 도면부호 10은 리저버컵을 지시한다.

상기 리저버컵(10)은 상부 및 하부가 개방된 원통형 구조로서, 그 내부에는 연료펌프(20)가 내장되고, 외경부에는 연료량 계측을 위한 연료샌더(14)가 상하 이동 가능하게 조립되며, 상부 개방부는 연료펌프(20)의 출구와 연결되는 연료공급라인 등을 포함하는 캡 구조물로 밀폐된다.

이때, 상기 리저버컵(10)의 내부에 내설된 연료펌프(20)의 입구인 하단부에는 프리필터(24)가 장착된다.

본 발명에 따르면, 상기 리저버컵(10)의 하부 개방홀(11)에는 별도의 리저버캡(30)이 분리 가능하게 밀폐되며 체결된다.

바람직하게는, 상기 리저버컵(10)의 하단부에는 리저버컵(10)의 본래 두께에 비하여 얇은 두께를 갖는 결합단(13)이 형성되며, 이 결합단(13)은 리저버컵(10)의 하부 개방홀(11)의 외주단을 이루게 된다.

상기 리저버캡(30)은 평평한 원판형 바닥판(31)과, 바닥판(31)의 외주부에서 위쪽으로 수직 연장된 둘레단(32)이 일체로 형성된 구조로 구비된다.

특히, 상기 리저버캡(30)의 둘레단(32)에서 그 상면에는 상기 리저버컵(10)의 결합단(13)이 삽입 체결되는 결합홈(33)이 형성된다.

바람직하게는, 상기 결합홈(33)의 폭과 깊이는 각각 상기 결합단(13)의 두께와 상하 길이에 상응하는 수준으로 형성된다.

또한, 상기 리저버캡(30)의 둘레단(32)에서 그 상단 일측부에는 적어도 2개 이상의 직사각 고리 형태의 후크(34)가 위쪽으로 돌출 형성된다.

반면, 상기 리저버컵(10)의 하부 개방홀(11)에서 그 외경부 소정 위치에는 상기 후크(34)를 잠금 체결시키기 위한 잠금턱(15)이 일체로 돌출 형성된다.

또한, 상기 리저버캡(30)의 둘레단에서 그 상단 타측부에는 상기 리저버컵(10)의 하부 플랜지부(17)가 끼워지도록 수직으로 꺽어진 형상을 갖는 가이드턱(35)이 일체로 돌출 형성된다.

한편, 상기 리저버캡(30)의 바닥판(31)에는 최소 하나 이상의 체크밸브(12)가 장착되어, 연료펌프 구동시 연료탱크내의 연료를 리저버컵의 내부쪽으로만 흐르게 하는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 연료펌프 모듈에 대한 조립 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 리저버캡(30)을 리저버컵(10)의 하부 개방홀에 체결하기 전에 상기 리저버캡(30)의 결합홈(33)의 바닥에 수밀 및 기밀 유지를 위한 제1오링(36)이 삽입된다.

이어서, 상기 리저버컵(10)의 결합단(13)을 리저버캡(30)의 결함홈(33)내에 삽입시키되, 제1오링(36)을 압축시키면서 삽입 체결시킨다.

연이어, 상기 리저버캡(30)의 가이드턱(35)에 리저버컵(10)의 하부 플랜지부(17)가 끼워지게 한 다음, 상기 리저버캡(30)의 후크(34)를 리저버컵(10)의 잠금턱(15)에 잠금 체결시킴으로써, 상기 리저버컵(10)에 대한 리저버캡(30)의 장착이 완료되어, 리저버컵(10)의 하부 개방홀(11)이 리저버캡(30)에 의하여 밀폐되는 상태가 된다.

따라서, 상기 연료펌프(20)의 펌프모터(22)가 구동되면, 펌핑 흡입력에 의하여 연료탱크내의 연료가 리저버캡(30)의 바닥판(31)에 장착된 체크밸브(12)를 통과하여 리저버컵(10)의 내부로 유입되고, 연이어 리저버컵(10)의 내부로 유입된 연료는 프리필터(24)에서 1차적으로 이물질 등이 여과된다.

물론, 상기 프리필터(24)에 의하여 1차 여과된 연료는 연료펌프(10)를 통과한 후, 연료펌프(10)의 출구와 연결된 메인필터(미도시됨)에서 1차 여과된 다음, 연료공급라인을 통하여 엔진으로 공급된다.

이때, 상기 프리필터(24)에서 에탄올과 같은 연료를 1차로 여과할 때, 에탄올 연료에 포함된 수분, 산, 염화이온, 철, 칼슘 등과 같은 이물질이 용이하게 여과되며, 많은 양의 이물질이 프리필터(24)에 축적되어 프리필터(24)가 막히게 되면, 프리필터(24)를 교체해야 한다.

이를 위해, 작업자가 상기 리저버캡(30)의 후크(34)를 리저버컵(10)의 잠금턱(15)으로부터 잠금 해제시키는 간편한 해체 동작을 취하여, 리저버캡(30)을 리저버컵(10)으로부터 손쉽게 분리시킨다.

이에, 상기 리저버컵(10)의 하부 개방홀(11)을 통하여 연료펌프에 장착된 프리필터(24)가 작업자의 손쉽게 접근할 수 있게 외부로 노출되는 상태가 된다.

따라서, 작업자가 외부로 노출된 프리필터(24)를 떼어낸 후, 새로운 것으로 쉽게 교체할 수 있고, 교체 후에는 상기와 같이 리저버캡(30)을 다시 리저버컵(10)에 체결시킨다.

이와 같이, 상기 프리필터(24)의 교체가 필요한 경우, 리저버캡(30)만을 열어서 리저버컵(10) 내부에 존재하는 프리필터(24)에 작업자가 쉽게 접근할 수 있도록 함으로써, 프리필터(24)에 대한 정비 작업성을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 구현예로서, 상기 리저버캡(30)의 둘레단에 리저버캡(30)의 저면을 커버하는 보조 프리필터(40)가 더 장착된다.

상기 보조 프리필터(40)를 더 장착하는 이유는 연료탱크내의 연료가 상기 리저버캡(30)의 바닥판(31)에 장착된 체크밸브(12)를 통과하여 리저버컵(10)의 내부로 유입될 때, 체크밸브(12)의 기밀부에 연료에 포함된 이물질이 끼이게 되어 체크밸브의 기능이 상실되는 것을 방지하기 위함에 있다.

이를 위해, 첨부한 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 리저버캡(30)의 둘레단(32)에서 그 외경부에는 오링 위치 규제용 홈(42)이 형성되고, 이 오링 위치 규제용 홈(42)내에 제2오링(44)이 삽입 체결된다.

따라서, 상기 보조 프리필터(40)의 내경부에 리저버캡(30)의 둘레단이 끼워지게 함으로써, 보조 프리필터(40)가 제2오링(44)을 압축하면서 리저버캡(30)의 둘레단에 조립되는 상태가 된다.

이와 같이, 상기 리저버캡(30)의 저부에 보조 프리필터(40)를 더 장착하여, 연료탱크내의 연료에 포함된 이물질을 미리 여과시킬 수 있도록 함으로써, 리저버캡(30)에 장착된 체크밸브(12)에 연료의 이물질이 끼이는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 연료펌프 모듈에서의 연료 공급 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다.

10 : 리저버컵
11 : 하부 개방홀
12 : 체크밸브
13 : 결합단
14 : 연료샌더
15 : 잠금턱
17 : 하부 플랜지부
20 : 연료펌프
22 : 펌프모터
24 : 프리필터
30 : 리저버캡
31 : 바닥판
32 : 둘레단
33 : 결합홈
34 : 후크
35 : 가이드턱
36 : 제1오링
40 : 보조 프리필터
42 : 오링 위치 규제용 홈
44 : 제2오링

Claims (8)

1. 리저버컵과, 상기 리저버컵의 내부에 내설되는 연료펌프와, 상기 연료펌프의 입구에 장착되는 프리필터를 포함하는 자동차용 연료펌프 모듈에 있어서,
   상기 리저버컵의 하부에 개방홀을 형성하고, 체크밸브를 갖는 리저버캡을 구비하여, 상기 개방홀에 리저버캡을 분리 가능하게 장착함으로써, 상기 리저버캡을 열어서 리저버컵 내의 프리필터에 대한 교체 작업이 이루어질 수 있도록 하되,
   상기 리저버캡의 둘레부에는 리저버캡의 저면을 커버하는 보조 프리필터가 더 장착되고,
   상기 리저버캡의 둘레부에서 그 외경부에는 오링 위치 규제용 홈이 형성되고, 이 오링 위치 규제용 홈내에는 상기 보조 프리필터와의 밀폐 접촉을 위한 제2오링이 삽입 체결된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 리저버캡의 둘레단에서 그 상면에는 리저버컵의 하단부에 형성된 결합단이 삽입되는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 리저버캡의 결합홈의 바닥에는 결합단 삽입 전에 제1오링이 삽입 장착된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 리저버캡의 둘레단에서 그 상단부에는 적어도 2개 이상의 후크가 일체로 형성되고, 상기 리저버컵의 개방홀에서 그 외경부에는 후크가 잠금 체결되는 잠금턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 리저버캡의 둘레단에서 그 상단부에는 상기 리저버컵의 하단 플랜지부가 끼워지는 가이드턱이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 체크밸브는 최소 하나 이상이 리저버캡의 바닥면에 장착된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프 모듈.
   
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