KR102353890B1 - 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 자동차용 연료펌프 내에 설치되되, 모터의 축에 연결되어 회전되는 로터에 있어서, 상기 모터의 축에 연결되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전되어 연료를 흡입하여 토출시키되, 회전하는 내측로터와 외측로터로 이루어진 로터의 작동에 의해 내부에 흡입된 연료가 토출케이스의 토출유로를 통하여 배출되도록 하되;
상기 내측로터의 회전방향을 기준으로 연료가 토출되기 시작하는 토출유로의 토출 개시면의 중앙면으로부터 직선으로 돌출 관통되어, 연료토출이 먼저 개시되도록 소음감소용 관통부가; 이루어 진 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조를 제공하는 것이다.
이는 자동차용 연료펌프의 토출케이스의 토출유로를 소음저감용 관통부를 형성하여 연료펌프의 로터에 의한 맥동 및 소음을 저감하는 현저한 효과가 있다.

Description

자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조{Structure of noise down for oil pupm}

본 발명은 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조로서, 연료펌프의 토출커버의 토출구에 소음저감관통구를 형성하여, 연료펌프의 토출구의 압력변동을 부드럽게 형성하여, 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동을 저감하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 엔진이나 디젤 엔진과 같이 액체 연료를 공급받아 작동하는 차량에는 연료가 저장되는 연료탱크가 구비되며, 상기 연료탱크 내에는 채워져 있는 연료를 강제적으로 엔진에 공급하기 위한 연료펌프가 구비되어 있으며, 상기 연료펌프는 브러쉬(BRUSH)의 유무에 따라 DC 연료펌프와 BLDC 연료펌프로 구분된다.

일반적으로 연료펌프는 차량의 엔진 시동스위치를 온(ON) 시에 TERMINAL & CONNECTOR를 통하여 STATOR(고정자)에 전원을 공급하게 되고, 전원 공급에 의해서 STATOR(고정자)에 전자장이 형성되어 로터(ROTOR; 회전자)가 회전하며, 로터에 연결된 임펠러가 회전하게 되어 연료펌프는 연료탱크 내의 연료를 토출 할 수 있게 되며, 연료펌프를 통해 토출된 연료는 일정한 압력으로 엔진에 공급된다.

자동차와 같은 차량에 있어서, 연료 탱크 내의 연료를 연료 분사 장치에 압송하기 위해 연료 펌프가 통상적으로 사용된다.

일반적으로, 자동차의 연료펌프는 연료탱크로부터 연료를 빨아올려 고압펌프 또는 연료분사장치로 압송하는 역할을 담당하는 중요 부품으로서, 펌프기구를 작동하는 방식에 따라 기계식과 전기식으로 구분된다. 또한 전기식 연료펌프는 임펠러 (impeller)를 사용하는 마찰형 타입과 기어로터(gear rotor)나 롤러베인(roller vane)을 사용하는 용적형 타입으로 구분된다.

이 중 종래의 기어로터를 사용하는 용적형 타입의 전동기식 연료펌프는 케이스와, 그 케이스의 내부에 설치되는 펌프부와, 그 펌프부의 구동을 위한 모터부를 포함하고 있다.

여기서, 상기 펌프부는 흡입플레이트와, 토출플레이트부와, 내측로터 및 외측로터등을 구비하고 있다.

흡입플레이트로 흡입된 연료는 내측로터의 고속회전에 의하여, 흡입압력과 토출압력사이에 계단형의 급격한 압력차에 의하여 로터의 맥동 및 소음이 발생되는 문제점이 발생한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1528281호 대한민국 등록특허공보 제10-1007013호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 흡입압력과 토출압력의 압력변동을 완만한 압력차로 형성하여 로터에 의한 맥동 및 소음을 저감시키는 토출케이스의 토출유로를 제공하고자 하는 것이다.

하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 자동차용 연료펌프 내에 설치되되, 모터의 축에 연결되어 회전되는 로터에 있어서, 상기 모터의 축에 연결되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전되어 연료를 흡입하여 토출시키되, 회전하는 내측로터와 외측로터로 이루어진 로터의 작동에 의해 내부에 흡입된 연료가 토출케이스의 토출유로를 통하여 배출되도록 하되;

상기 내측로터의 회전방향을 기준으로 연료가 토출되기 시작하는 토출유로의 토출 개시면의 중앙면으로부터 직선으로 돌출 관통되어, 연료토출이 먼저 개시되도록 소음감소용 관통부가; 이루어 진 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조를 제공하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 자동차용 연료펌프의 토출케이스의 토출유로를 소음저감용 관통부를 형성하여 연료펌프의 로터에 의한 맥동 및 소음을 저감하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조의 로터 분해사시도를 나타난 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조의 로터 결합도를 나타난 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조의 토출케이스를 나타난 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조의 소음저감용 관통부를 나타난 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조의 로터 작동상태를 나타난 개략도,
도 6은 종래기술의 연료펌프의 흡입 및 토출압력의 변동패턴을 나타난 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 소음개선구조에 따른 흡입 및 토출압력의 변동패턴을 나타난 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 소음개선구조의 다른 실시예를 나타낸 개략도,
도 9는 본 발명에 따른 소음개선구조의 실시예를 나타낸 소음측정치.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 실시예를 살펴보면,

자동차용 연료펌프 내에 설치되되, 모터의 축에 연결되어 회전되는 로터(50)에 있어서,

상기 모터의 축에 연결되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전되어 연료를 흡입하여 토출시키되, 회전하는 내측로터(30)와 외측로터(20)로 이루어진 로터(50)의 작동에 의해 내부에 흡입된 연료가 토출케이스(10)의 토출유로(11)를 통하여 배출되도록 하되;

상기 내측로터(30)의 회전방향을 기준으로 연료가 토출되기 시작하는 토출유로(11)의 토출 개시면(12)의 중앙면으로부터 직선으로 돌출 관통되어, 연료토출이 먼저 개시되도록 소음감소용 관통부(13)가; 이루어 진 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조에 관한 것이다.

또한, 상기 소음감소용 관통부(13)의 길이부(13a)는 토출 개시면(12)의 크기 대비 0.3 ∼ 0.5 이며, 너비부(13b)는 토출 개시면(12)의 크기 대비 0.3 ∼ 0.5 로; 이루어 진 것이다.

또한, 상기 소음감소용 관통부(13)의 시작점의 양단부의 모서리는 라운딩형상으로; 이루어 진 것이다.

또한, 상기 소음감소용 관통부(13)의 돌출 형상의 너비부(13a)는 설정된 길이부(13a)로부터 토출개시면(12)까지 점차로 넓게 경사지도록; 이루어 진 것이다.

또한, 상기 내측로터(30)와 고정된 외측로터(20)로 이루어지 로터(50)는 토출케이스 (10)의 내부에 포함되도록 내장되며; 상기 토출유로(11)의 토출유로의 크기는 토출이 시작되는 토출 개시면(12)으로부터 점차로 완만하게 감소하도록 이루어 진것이다.
또한, 본 발명은 회전시에 상기 내측로터(30)의 외주연의 끝단면은 상기 소음감소용 관통부(13)의 일측면을 지나가도록; 이루어 진 것이다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조를 상세히 설명하도록 한다.

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도 5는 본 발명에 따른 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조의 로터 작동상태를 나타난 개략도로서, 이를 설명하면, 내측로터(30)는 상기 외측로터(20)의 내측에 설치되어 모터부의 회전축에 결합된다. 상기 내측로터(30)의 외주연에 상기 외측로터(20)의 내주연의 상기 내측로터(30)의 로터형상에 대응되는 로터형상을 가지고 있다. 이때에 상기 모터부의 작동시에 상기 내측로터(30)와 외측로터(20)의 상호 작용에 의하여 연료는 내부로 흡입되어서 상기 내츨로터(30)와 외측로터(20)의 각각의 로터사이에 형성된 수용공간부로 흡입된 연료를 압축하여 상기 토출유로(11)로 토출시키도록 구성되어 있다.

즉, 상기 모터부로 전기가 공급되면, 회전자와 영구자석의 전자기 작용에 의해 회전축이 회전하고, 이에 따라 회전축에 연결된 내측로터(30) 및 그 내측로터(30)에 맞물린 외측로터(20)가 회전하게 된다.

이에 따라, 각각의 로터사이에 형성된 수용공간부내에 진공압이 발생되고 그 진공압에 의해 자동차용 연료탱크의 연료가 내부로 흡입되어 상기 수용공간부내로 흡입되어, 상기 내측로터(30)와 외측로터(20)의 협동작용으로 연료가 압축 되면서 연료의 압력이 상승되어 상기 토출유로(11)로 토출된다. 상기 토출유로(11)로 배출된 연료는 모터부를 통과하여 연료펌프출구를 통해 고압펌프 또는 연료분사장치로 이송되는 것이다.

본 발명은 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이,

모터의 축에 연결되어 회전되는 로터(50)에 있어서,

상기 모터의 축에 연결되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전되어 연료를 흡입하여 토출시키되, 회전하는 내측로터(30)와 외측로터(20)로 이루어진 로터(50)의 작동에 의해 내부에 흡입된 연료가 토출케이스(10)의 토출유로(11)를 통하여 배출되도록 하는 자동차 자동차용 연료펌프는 도 6에 나타난 바 와 같이, 종래에는 흡입압력과 토출압력의 변동차가 계단형으로 급격히 증가되어서, 내측로터(30)의 회전에 의하여 로터에 의한 맥동 및 소음이 발생되며, 이로 인하여 연료펌프의 전체의 맥동 및 소음증가의 원인이 되고 있다.

도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명은 연료펌프의 흡입압력과 토출압력의 변동차를 경사지게 완만하게 변하게 하는 토출케이스(10)의 토출면에 형성된 토출유로(11)를 개선하고자 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이를 위하여,

상기 내측로터(30)의 회전방향을 기준으로 연료가 토출되기 시작하는 토출유로(11)의 토출 개시면(12)의 중앙부에 소음감소용 관통부(13)를 돌출되며, 연료토출이 상기 소음감소용 관통부(13)부터 우선적으로 토출이 시작되도록 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 도 4에 나타난 바와 같이,

상기 돌출되어 관통된 상기 소음감소용 관통부(13)의 길이부(13a)는 토출 개시면(12)의 크기 대비 0.3 ∼ 0.5 이며, 너비부(13b)는 토출 개시면(12)의 크기 대비 0.3 ∼ 0.5 으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이는 도 9는 상기 수치에 따른 소음측정치를 나타난 것으로서, 평균적으로 40% 소음이 저감되는 소음개선효과를 실험에 의하여 알 수 있다.

상기 소음감소용 관통부(13)부터 연료토출이 시작되어, 연료가 서서히 상기 토출유로(11)로 토출되면서, 급격한 연료의 토출로부터 서서히 토출되는 면적을 토출유로(11)의 선단에 형성하여 소음 및 맥동감소의 효과가 있는 것이다.

도 4에 나타난 바와 같이, 상기 소음감소용 관통부(13)의 시작점의 양단부의 모서리는 라운딩형상으로 형성하여, 토출유로(11)의 평균토출압력이 450kPa의 높은 토출압력에서 부드러운 토출면을 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 8은 상기 소음감소용 관통부(13)의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, , 상기 소음감소용 관통부(13)의 돌출 형상의 너비부(13a)는 설정된 길이부(13a)로부터 토출개시면(12)까지 점차로 넓게 경사지도록; 이루어 것이며, 이는 연료가 소음감소용 관통부(13)를 시작으로 높은 토출압력으로 토출을 시작할 때에 토출되는 토출면이 서서히 증가되도록 하여, 보다 소음개선효과를 발생하도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 내측로터(30)와 고정된 외측로터(20)로 이루어지 로터(50)는 토출케이스 (10)의 내부에 포함되도록 내장되며; 상기 토출유로(11)의 토출유로의 크기는 토출이 시작되는 토출 개시면(12)으로부터 점차로 완만하게 감소하여, 이러한 형상도 연료가 소음감소용 관통부(13)를 시작으로 높은 토출압력으로 토출을 시작할 때에 토출되는 토출면이 서서히 증가되도록 하여, 보다 소음개선효과를 발생하도록 하기 위한 것이다.
또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 다른 기술적 특징은
회전시에 상기 내측로터(30)의 외주연의 끝단면은 상기 소음감소용 관통부(13)의 일측면을 지나가도록; 이루어 진 것이다.
이는 상기 내측로터(30)의 회전시에 로터의 최외측면이 상기 소음감소용 관통부(13)의 일측면을 지나가도록 형성하여, 연료가 상기 소음감소용 관통부(13)을 시작으로 서서히 토출되며, 소음개선효과를 발생하도록 하기 위한 것이다,

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

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10: 토출케이스
11: 토출유로
12: 토출개시면
13: 소음감소용 관통부
13a: 길이부
13b: 너비부
20: 외측로터
30: 내측로터
50: 로터

Claims (6)

1. 자동차용 연료펌프 내에 설치되되, 모터의 축에 연결되어 회전되는 로터(50)에 있어서,
   상기 모터의 축에 연결되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전되어 연료를 흡입하여 토출시키되, 회전하는 내측로터(30)와 외측로터(20)로 이루어진 로터(50)의 작동에 의해 내부에 흡입된 연료가 토출케이스(10)의 토출유로(11)를 통하여 배출되도록 하되;
   상기 내측로터(30)의 회전방향을 기준으로 연료가 토출되기 시작하는 토출유로(11)의 토출 개시면(12)의 중앙면으로부터 직선으로 돌출 관통되어, 연료토출이 먼저 개시되도록 소음감소용 관통부(13)가 이루어 지며;
   상기 소음감소용 관통부(13)의 길이부(13a)는 토출 개시면(12)의 크기 대비 0.3 ∼ 0.5 이며, 너비부(13b)는 토출 개시면(12)의 크기 대비 0.3 ∼ 0.5 로, 이루어 지며;
   상기 소음감소용 관통부(13)의 돌출 형상의 너비부(13a)는 설정된 길이부(13a)로부터 토출개시면(12)까지 점차로 넓게 경사지도록 이루어 지며;
   상기 소음감소용 관통부(13)의 시작점의 양단부의 모서리는 라운딩형상으로; 이루어 지며;
   회전시에 상기 내측로터(30)의 외주연의 끝단면은 상기 소음감소용 관통부(13)의 일측면을 지나가도록; 이루어 진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료펌프의 소음 및 맥동저감 구조.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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