KR102406155B1 - 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료펌프 모터의 전후방향 및 좌우방향, 그리고 상하방향의 진동을 절연하여 연료탱크의 NVH 성능을 개선할 수 있는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에 관한 것이다.
본 발명은 연료펌프 모터의 상하부에 러버 절연수단을 배치함과 더불어 연료펌프 모터의 둘레부에 판 스프링 절연수단을 배치하여, 상하방향, 전후방향, 좌우방향 등 다양한 방향으로 전이되는 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있는 새로운 형태의 진동 절연 시스템을 구현함으로써, 연료펌프 모듈의 NVH(Noise, Vibration & Harshness) 성능을 확보할 수 있는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치를 제공한다.

Description

차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치{Fuel pump motor vibration isolation apparatus for vehicle}

본 발명은 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료펌프 모터의 전후방향 및 좌우방향, 그리고 상하방향의 진동을 절연하여 연료탱크의 NVH 성능을 개선할 수 있는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 연료계통에는 연료탱크에 저장되어 있는 연료를 엔진으로 공급하기 위한 연료펌프 모듈이 갖추어져 있다.

이러한 연료펌프 모듈(100)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 연료탱크(110)의 일측에 설치되고, 펌프를 가동시키는 연료펌프 모터, 탱크로부터 흡입되는 연료를 필터링하는 필터, 연료펌프 모터 및 필터를 수용하면서 탱크에 고정되는 리저버 컵 등을 포함한다.

보통 연료펌프 모듈에서 가솔린 분사식 기관의 경우 전기 모터식 펌프 타입이 적용되는데, 그 중에서 전기 모터식 펌프 타입의 경우에는 연료펌프 모터에 의한 방식과 솔레노이드에 의한 방식이 있으며, 현재는 대부분 연료펌프 모터에 의한 방식을 채택하고 있는 추세이다.

여기서, 연료펌프 모터는 전동기구로서, 연료를 송출하는 임펠러에 연결되어 있기 때문에 소음과 진동이 발생된다.

이러한 연료펌프 모터의 소음과 진동은 브라켓 등을 통해 리저버 컵에 전달되고, 다시 탱크를 타고 차량의 실내로 전달된다.

예를 들면, 연료펌프 모터의 작동에 따른 진동은 구성부품으로의 전달로 이어져 차량 내외부로 유입되면서 마치 "웅"하는 소음을 일으키게 되고, 결국 이러한 소음이 실내 탑승자에게 크게 전달되어 불쾌감을 주는 등 고객의 불만 요인이 될 뿐만 아니라 차량의 전체적인 품질을 떨어뜨리는 결과를 초래한다.

이러한 점을 고려하여 연료펌프 모터측이나 리저버 컵측 등에 러버 패드와 같은 진동 절연수단을 부착하는 사례가 있으나, 상하방향, 전후방향, 좌우방향 등 다양한 방향으로 전이되는 진동을 충분히 절연시키기에는 미흡한 점이 있다.

한국 공개특허 10-2011-0033436호 한국 공개특허 10-2014-0025965호

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 연료펌프 모터의 상하부에 러버 절연수단을 배치함과 더불어 연료펌프 모터의 둘레부에 판 스프링 절연수단을 배치하여, 상하방향, 전후방향, 좌우방향 등 다양한 방향으로 전이되는 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있는 새로운 형태의 진동 절연 시스템을 구현함으로써, 연료펌프 모듈의 NVH(Noise, Vibration & Harshness) 성능을 확보할 수 있는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 연료펌프 모듈의 모터를 수용하는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 상단부와 하단부에 설치되는 상부 러버 마개 및 하부 러버 마개와, 상기 모터 하우징의 내부에서 모터의 둘레를 따라 설치되는 판 스프링을 포함하는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 모터의 떨림 시 이와 접하는 판 스프링의 탄력적인 움직임을 이용하여 진동을 저감시킬 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 판 스프링은 두루마리 형태로 이루어져 모터의 바깥면을 둘러싸면서 동축 구조로 배치될 수 있다.

특히, 상기 판 스프링의 경우, 2개의 판 스프링이 서로 동심원을 이루면서 두루마리 형태로 말려 있는 듀얼 타입으로 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 상기 판 스프링의 간극 내에는 유체가 채워져 간극 변화 시 유체가 유동될 수 있도록 되어 있으며, 이때의 간극 내에 채워지는 유체는 연료탱크에 충전되는 연료 등을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 상부 러버 마개와 하부 러버 마개는 링 모양으로 이루어짐과 더불어 모터 하우징의 상단부와 하단부에 고정되면서 판 스프링의 상측과 하측을 덮는 형태로 설치될 수 있으며, 이러한 상부 러버 마개와 하부 러버 마개 중에서 적어도 어느 1개의 러버 마개는 주름진 단면 형상을 가질 수 있다.

본 발명에서 제공하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 다음과 같은 효과가 있다.

연료펌프 모터의 상부와 하부에 배치한 러버 마개를 이용하여 상하방향의 진동을 저감시킬 수 있고, 연료펌프 모터의 둘레부에 배치한 판 스프링을 이용하여 전후방향 및 좌우방향의 진동을 저감시킬 수 있으며, 특히 모터 떨림으로 순간 치우침이 발생하는 경우에도 유체의 유동을 통해 모터의 떨림 포스를 상쇄시킬 수 있는 등 연료펌프 모듈의 NVH 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서, 연료펌프 작동에 따른 진동이 차량 내외부로 전이되면서 일으키는 소음을 차단할 수 있으므로, 고객 불만 요인을 해소할 수 있고, 소음 개선에 따른 품질 확보로 차량의 상품성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에서 상하부 러버 마개, 하우징, 판 스프링의 분리상태를 상태를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에서 하우징 내에 판 스프링이 들어있는 상태를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치를 포함하는 연료펌프 모듈을 나타내는 사시도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치의 작동상태를 나타내는 평면도
도 5는 일반적인 차량용 연료탱크와 연료펌프 모듈을 나타내는 사시도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에서 상하부 러버 마개, 하우징, 판 스프링의 분리상태를 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치에서 하우징 내에 판 스프링이 들어있는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치를 포함하는 연료펌프 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 모터의 떨림은 물론 모터의 진동에 의한 하우징 유동 시 상하 러버에 의한 진동 절연 및 판 스프링의 텐션에 의한 스프링 효과로 진동을 절연하는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 연료펌프 모듈(10)의 모터(11)를 수용하는 모터 하우징(12)을 포함한다.

상기 모터 하우징(12)은 플라스틱 소재 등의 원통형 형태로 이루어지게 되며, 내측으로는 후술하는 모터(11)와 판 스프링(15)을 수용할 수 있게 된다.

이러한 모터 하우징(12)은 모터(11) 및 판 스프링(15)을 수용한 채로 연료펌프 모듈(10)의 내부에 설치된다.

또한, 상기 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 모터 하우징(12)의 유동에 따른 진동을 절연하는 수단으로 상부 러버 마개(14)와 하부 러버 마개(14)를 포함한다.

상기 상부 러버 마개(13)와 하부 러버 마개(14)는 대략 하우징 외경에 상응하는 외경과 대략 모터 외경에 상응하는 내경을 가지는 링 모양으로 이루어지게 된다.

이러한 상부 러버 마개(13)와 하부 러버 마개(14)는 모터 하우징(12)의 상단부와 하단부에 동축 구조로 배치되면서 접착 등의 방식으로 각각 고정되는 구조로 설치되며, 이렇게 설치된 상태에서의 상하부 러버 마개(13,14)는 모터 하우징(12)의 내부에 수용되는 판 스프링(15)의 상측과 하측을 덮는 형태가 될 수 있게 된다.

특히, 상기 상부 러버 마개(13)와 하부 러버 마개(14) 중에서 적어도 어느 1개의 러버 마개, 예를 들면 상부 러버 마개(13)는 주름진 단면 형상을 가질 수 있게 된다.

예를 들면, 상기 상부 러버 마개(13)는 직경방향으로 산과 골이 반복되는 형태의 단면으로 이루어진 주름부(16)를 가질 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 상부 러버 마개(13)는 러버 고유의 탄력 이외에도 주름부(16)의 형태적인 탄력을 이용하여 모터 진동에 의한 하우징 유동 시의 진동을 보다 효과적으로 절연시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치는 모터 떨림 등을 절연하기 위한 수단으로 판 스프링(15)을 포함한다.

상기 판 스프링(15)은 두루마리 모양의 둥근 원통형으로 말아놓은 형태로 이루어지게 되며, 모터 하우징(12)의 내부에 모터(11)의 바깥면을 둘러싸면서 동축 구조로 배치된다.

즉, 상기 모터 하우징(12)의 내부에는 중심부에 모터(11)과 배치되고, 외곽부에 두루마리 형태의 판 스프링(15)이 배치되므로서, 상기 판 스프링(15)은 외측 둘레를 통해 모터 하우징(12)의 내벽면에 접하는 동시에 내측 둘레를 통해 모터(11)의 외주면과 접하면서 모터(11)의 주변을 동심원 상으로 둘러싸는 형태가 될 수 있게 된다.

이러한 판 스프링(15)의 경우, 2개의 판 스프링이 서로 동심원을 이루면서 두루마리 형태로 말려 있는 듀얼 타입으로 이루어질 수 있게 된다.

예를 들면, 2개의 판 스프링이 서로 위상차(약 180°정도의 위상차)를 두고 같은 곡률을 가지며 함께 둥글게 말려지게 되므로서, 마치 2겹의 판 스프링이 두루마리 모양으로 말려 있는 형태가 될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 판 스프링(15)은 모터의 떨림 시 이와 접하면서 함께 연계되는 탄력적인 움직임을 이용하여, 텐션에 의한 스프링 효과를 이용하여 모터 진동을 저감시킬 수 있게 된다.

특히, 둥글게 말려 있는 판 스프링(15) 간에 조성되는 간극(17) 내에는 유체가 채워지게 되며, 이때의 유체는 모터 움직임에 의한 간극의 폭 변화 시 간극을 따라 유동되면서 모터의 떨림 포스(Force)를 효과적으로 상쇄시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 판 스프링(15)의 간극 내에 채워지는 유체는 연료탱크에 충전되는 연료를 사용할 수 있으며, 모터(11)를 포함하는 연료펌프 모듈(10) 전체가 상시 연료탱크 내에, 실질적으로는 리저버 컵 내에 잠겨 있는 상태이고, 또 모터(11)의 유동 시 하우징 내부(모터와 판 스프링이 접하는 부위)는 갭이 조성될 수 있는 상태이므로, 간극 내에는 상시 유체가 채워져 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치의 작동상태를 나타내는 평면도이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 여기서는 모터 정지 시 판 스프링(15)의 상태를 보여준다.

모터(11)가 정지된 상태에서는 판 스프링(15)의 중심과 모터(11)의 중심이 일치되는 배치관계가 이루어지게 되고, 이때에는 모터 움직임이 없는 관계로 판 스프링(15)은 정적(靜的)인 상태를 유지할 수 있게 된다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 연료펌프 모듈 구동에 따른 모터(11)의 작동 시 모터 떨림으로 순간 치우침이 발생하게 되면, 모터(11)가 치우치는 쪽의 판 스프링(15) 부분이 압축됨과 더불어 간극(17)이 줄어들게 되고, 이와는 상대적으로 모터(11)가 치우치는 쪽의 반대쪽 판 스프링(15) 부분의 간극(17)은 약간 늘어나게 된다.

이에 따라, 유체는 모터가 치우치는 쪽의 반대쪽 방향으로 쏠리게 되고, 결국 이러한 유체의 유동에 의해 모터의 떨림 포스가 상쇄될 수 있게 된다.

즉, 모터 떨림 시 판 스프링 자체의 텐션에 의한 스프링 효과와 간극 내의 유체에 의한 댐핑 효과와 간극 압축에 의한 유체의 이동에 의한 댐핑 효과가 동시에 일어나면서 모터 전후방향 및 좌우방향으로 전이되는 진동이 효과적으로 저감될 수 있게 된다.

물론, 모터 상하방향으로 전이되는 진동의 저감은 상하부 러버 마개가 담당할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 연료펌프 모터의 상측과 하측에 러버 마개를 배치함과 더불어 둘레에 유체를 포함하는 판 스프링을 배치한 새로운 진동 절연 구조를 제공함으로써, 상하방향은 물론 전후방향 및 좌우방향 등 다양한 방향으로 전이되는 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있는 등 연료펌프 모듈의 NVH 성능을 향상시킬 수 있다.

10 : 연료펌프 모듈
11 : 모터
12 : 모터 하우징
13 : 상부 러버 마개
14 : 하부 러버 마개
15 : 판 스프링
16 : 주름부
17 : 간극

Claims (7)

1. 연료펌프 모듈(10)의 모터(11)를 수용하는 모터 하우징(12);
   상기 모터 하우징(12)의 상단부와 하단부에 설치되는 상부 러버 마개(13) 및 하부 러버 마개(14);
   상기 모터 하우징(12)의 내부에서 모터(11)의 둘레를 따라 설치되는 판 스프링(15);
   을 포함하며, 상기 모터의 떨림 시 이와 접하는 판 스프링의 탄력적인 움직임을 이용하여 진동을 저감시킬 수 있도록 구성되고,
   상기 판 스프링(15)은 두루마리 형태로 이루어져 모터(11)의 바깥면을 둘러싸면서 동축 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 판 스프링(15)은 2개의 판 스프링이 서로 동심원을 이루면서 두루마리 형태로 말려 있는 듀얼 타입으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 판 스프링(15)의 간극 내에는 유체가 채워져 간극 변화 시 유체가 유동될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 판 스프링(15)의 간극 내에 채워지는 유체는 연료탱크에 충전되는 연료인 것을 특징으로 하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 러버 마개(13)와 하부 러버 마개(14)는 링 모양으로 이루어짐과 더불어 모터 하우징(12)의 상단부와 하단부에 고정되면서 판 스프링(15)의 상측과 하측을 덮는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치.
   
7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 상부 러버 마개(13)와 하부 러버 마개(14) 중 적어도 어느 1개는 주름진 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 연료펌프 모터 진동 절연장치.

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