KR102440494B1

KR102440494B1 - 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조

Info

Publication number: KR102440494B1
Application number: KR1020160105460A
Authority: KR
Inventors: 정장현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2022-09-06
Also published as: KR20180020709A

Abstract

본 발명은 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 연료 펌프 내부 아마추어의 회전축에 베어링과 결합된 형태의 댐핑 구조를 장착하여, 기존 아마추어의 질량 분포 불균형에 의해 발생하던 문제들을 해결할 수 있는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조에 관한 발명이다.

Description

연료펌프 아마추어의 댐핑 구조{DAMPING STRUCTURE OF ARMATURE FOR FUEL PUMP}

일반적으로 가솔린 엔진이나 디젤 엔진과 같이 액체 연료를 공급받아 구동되는 자동차 등의 장치에는 연료가 저장되는 연료탱크가 구비되고, 상기 연료탱크 내부에 연료펌프모듈이 구비되어 상기 연료탱크 내부에 저장된 연료를 강제적으로 엔진에 공급하기 위한 연료펌프모듈이 구비된다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 연료펌프모듈(2)은 내부에 엔진으로 연료를 송출하기 위한 연료펌프가 구비되며, 내부에는 아마추어(4)를 포함하는 모터가 구비된다.

상기 아마추어(4)의 질량 분포 불균형 시에는 도 2에 도시된 바와 같이 동적 밸런스 성능이 저하되어 상기 아마추어(4)가 상기 아마추어(4)의 회전축(6)에 충격을 가하게 된다.

상기 회전축(6)의 충격은 상기 아마추어(4)의 양 끝 단 측에 장착되어 있는 베어링에 전달되어 베어링의 내구에 악영향을 미치게 되며, 이로 인하여 진동 및 소음 등의 NVH가 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 다수 개의 아마추어(4) 중 대표 샘플을 선정하여 노치 적용 후 진동 평가 만족 여부를 판별하였지만, 개별 제품마다 편심 정도가 상이하여 일괄적인 노치 추가 방식으로는 각각의 제품에 적용하기에 한계가 있으며, 내구가 진행됨에 따라 질량 불균형성 및 NVH 성능이 지속적으로 변동되어 초기 품질 성능을 유지하기 어렵고, 베어링의 마모가 가속되어 추후 연료송출 성능 저하의 문제가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1138207호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 연료 펌프 내부 아마추어의 회전축에 베어링과 결합된 형태의 댐핑 구조를 장착하여, 기존 아마추어의 질량 분포 불균형에 의해 발생하던 문제들을 해결할 수 있는 연료 펌프 아마추어의 댐핑 구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조에 있어서,

아마추어의 회전축에 장착되는 베어링과 아마추어의 회전축 사이에 댐핑 구조가 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 댐핑 구조는, 원형의 중앙부 외측으로 일정 길이 돌출된 러버 댐퍼 끼움부가 형성된 캐리어, 러버 댐퍼 끼움부에 끼워지는 러버 댐퍼, 내측에 캐리어가 위치하도록 내측이 캐리어의 외측 테두리 형상과 대응되는 형상으로 뚫려있는 커플러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

커플러의 외측은 다수 개의 볼 베어링으로 둘러싸여 있고, 볼 베어링의 외측은 링 형상의 아우터에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 한다.

러버 댐퍼는 개방된 부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 'ㄷ' 형상으로, 러버 댐퍼 끼움부 끝 단에 'ㄷ' 형상의 개방된 부분이 끼워지는 것을 특징으로 한다.

러버 댐퍼의 양 측 외벽면에는 외측을 향해 돌출된 형태의 댐핑부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

댐핑부는 제1댐핑부와 제2댐핑부로 이루어지는 것으로, 제2댐핑부가 제1댐핑부 보다 더 돌출되는 것을 특징으로 한다.

러버 댐퍼 끼움부의 돌출은 폭이 일정하게 증가하다가 러버 댐퍼가 끼워지는 부분에서 좁아진 후 러버 댐퍼의 내측 형상에 대응되는 폭과 길이로 연장되는 것을 특징으로 한다.

러버 댐퍼 끼움부에 러버 댐퍼가 끼워지면 러버 댐퍼 끼움부의 폭은 계속하여 증가하는 형상인 것을 특징으로 한다.

캐리어의 중앙부 중심에는 아마추어의 회전축이 삽입되는 회전축 삽입 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

캐리어와 커플러의 조립 시 회전축 삽입 홀은 커플러의 중심에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 댐핑 구조가 베어링 구조와 아마추어의 회전축 사이에 위치함으로써 아마추어의 질량 분포 불균형에 의한 아마추어 회전축의 충격을 댐핑 구조에서 흡수하게 되어 아마추어 회전축의 충격이 베어링 구조로 전이되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 기존에 발생하던 베어링의 마모와 같은 내구 문제가 해결될 수 있는 효과가 있다.

또한, 러버 댐퍼의 양 측 외벽면에 2단 니플 형상의 댐핑부를 적용하여, 갑작스러운 회전 방향 변화가 발생하여도 댐핑 반발력을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수 개의 소형 볼 베어링 적용으로 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 연료펌프 내부 아마추어 개념도.
도 2는 종래의 아마추어 질량 분포 불균형으로 인한 문제 발생 개념도.
도 3은 종래의 아마추어에 적용된 노치 예시도.
도 4는 본 발명의 연료펌프 아마추어에 적용되는 댐핑 구조의 조립도.
도 5는 본 발명의 연료펌프 아마추어에 적용되는 댐핑 구조의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 러버 댐퍼 상세도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 연료 펌프 내부 아마추어 회전축에 베어링과 결합된 형태의 댐핑 구조를 장착하여, 기존 아마추어의 질량 분포 불균형에 의해 발생하던 문제들을 해결할 수 있는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조에 관한 발명이다.

도 4는 본 발명의 연료펌프 아마추어에 적용되는 댐핑 구조의 조립도를 도시하고 있고, 도 5는 본 발명의 연료펌프 아마추어에 적용되는 댐핑 구조의 분해 사시도를 도시하고 있으며, 도 6은 본 발명의 러버 댐퍼 상세도를 도시하고 있다.

본 발명의 댐핑 구조는, 상기 아마추어(4)의 회전축(6)에 장착되는 베어링과 상기 아마추어(4)의 회전축(6) 사이에 장착되어진다.

상기 댐핑 구조는, 판 형상으로 구성되어 원형의 중앙부(28) 외측으로 일정 길이 돌출된 러버 댐퍼 끼움부(30)가 형성된 캐리어(26)와, 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)에 끼워지는 러버 댐퍼(20)와, 원판 형상이며 내측에 상기 캐리어(26)가 위치하도록 내측이 상기 캐리어(26)의 외측 테두리 형상과 대응되는 형상으로 뚫려있는 커플러(32)를 포함하여 이루어진다.

상기 커플러(32)의 외측은 다수 개의 볼 베어링(36)으로 둘러싸여 있고, 상기 볼 베어링(36)의 외측은 링 형상의 아우터(38)에 의해 둘러싸여 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)가 3개 상기 중앙부(28)의 외측으로 돌출되어 서로 120도 간격에 위치하도록 형성되었지만 이는 일 실시예에 불과한 것으로, 서로 동일 각도로 이격되어 위치하도록 형성된다면 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)의 개수는 변형 가능하다.

상기 캐리어(26)와 상기 커플러(32)는 상기 러버 댐퍼(20)의 측면 두께만큼 이격되어 조립된다.

상기 러버 댐퍼(20)는 'ㄷ' 형상으로, 상기 'ㄷ' 형상의 개방된 부분으로 갈수록 양측 벽부 사이의 거리인 폭이 좁아지는 형상이며, 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)의 끝 단에 상기 'ㄷ' 형상의 개방된 부분이 끼워지게 된다.

상기 러버 댐퍼(20)의 양 측 외벽면에는 외측을 향하여 돌출되는 형태의 댐핑부(22, 24)가 형성된다. 상기 댐핑부(22, 24)는 2단 구조의 니플 형상으로 제1댐핑부(22)와 제2댐핑부(24)로 이루어진다. 상기 제1댐핑부(22)와 상기 제2댐핑부(24)는 같은 동심축을 가지며, 상기 제2댐핑부(24)가 상기 제1댐핑부(22) 보다 더 돌출되는 형태로 구성된다.

상기 러버 댐퍼(20)의 외벽면에서 상기 제1댐핑부(22), 제2댐핑부(24)가 형성되기 위하여 단이 변하는 부분은 직각 형상으로 형성되어 돌출될 수도 있지만 라운드 형상으로 돌출되는 것이 더 바람직하다.

상기 캐리어(26)의 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)의 돌출은 폭이 일정하게 증가하다가 상기 러버 댐퍼(20)가 끼워졌을 때 상기 러버 댐퍼(20)의 끝 단이 위치하는 부분에서 좁아진 후 상기 러버 댐퍼(20)의 내측 형상에 대응되는 폭과 길이로 연장된다.

이러한 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)의 형상은 개방된 부분으로 갈수록 폭이 줄어드는 형상의 상기 러버 댐퍼(20)가 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)의 끝 단에 끼워졌을 때 상기 러버 댐퍼(20)로 인하여 상기 러버 댐퍼 끼움부(30)의 양 측으로 돌출되는 부분 없이 폭이 일정하게 계속하여 증가할 수 있는 형상으로 구성하기 위함이다.

상기 캐리어(26)의 중앙부(28) 중심에는 상기 아마추어(4)의 회전축(6)이 삽입되는 회전축 삽입 홀(34)이 형성된다. 상기 캐리어(26)와 상기 커플러(32)의 조립 시 상기 회전축 삽입 홀(34)은 상기 커플러(32)의 중심에 위치하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 댐핑 구조는 상기 아우터(38)가 상기 볼 베어링(36)의 외륜이 되고, 상기 커플러(32)가 상기 볼 베어링(36)의 내륜 역할을 하여 베어링 구조 내측에 러버 댐퍼(20), 캐리어(26)와 같은 댐핑 구조가 장착되어 구성된다.

기존에는 상기 아마추어(4)의 회전축(6)에 베어링이 바로 접촉되는 구조였기 때문에 상기 아마추어(4)의 질량 분포 불균형 시 상기 아마추어(4)의 회전축(6)에 가해지는 충격이 베어링에 바로 전달되어 베어링의 내구에 악영향이 가해지는 문제가 발생하였다.

하지만 기존의 베어링 대신 본 발명의 댐핑 구조가 장착된 베어링 구조를 적용하게 되면 상기 아마추어(4)의 질량 분포가 불균형 하더라도 아마추어 회전축(6)의 충격을 댐핑 구조에서 흡수하게 되어 상기 아마추어 회전축(6)의 충격이 베어링 구조로 전이되는 것을 최소화 할 수 있게 된다.

따라서 기존에 발생하던 베어링의 마모와 같은 내구 문제가 해결될 수 있으며, 베어링의 내구 성능 악화로 인한 진동 및 소음 등의 NVH가 발생하는 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 상기 러버 댐퍼(20)의 양 측 외벽면에 형성된 2단 구조의 댐핑부(22, 24)로 인하여 상기 베어링 구조에 갑작스러운 회전 방향 변화가 발생하여도 서서히 댐핑되어 댐핑 반발력을 저감시킬 수 있게 된다.

만약 상기 러버 댐퍼(20)에 상기 댐핑부(22, 24)가 형성되지 않고 평면 형태의 외벽부로 구성될 경우 상기 러버 댐퍼(20)가 상기 커플러(32)에 압축되는 과정에서 상기 러버 댐퍼(20)의 외측 모서리가 상기 커플러(32)의 내측 모서리에 끼어 연속적인 접착/이탈 과정에서 댐핑 기능을 수행하기 어렵게 된다.

하지만 상기 댐핑부(22, 24)로 인하여 상기 러버 댐퍼(20)의 외측 벽면과 상기 커플러(32)의 내측 벽면의 접촉이 2단계로 증가/축소되기 때문에 상기 러버 댐퍼(20)의 외측 모서리가 상기 커플러(32)의 내측 모서리에 서서히 밀착되어 상기 러버 댐퍼(20)의 외측 모서리가 상기 커플러(32)의 내측 모서리에 끼이게 되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한 상기 볼 베어링(36)으로 소형의 볼베어링(36)을 다수 개 적용하여 집중 응력을 분산시킴으로써 베어링 구조의 내구를 강화시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

2 : 연료펌프모듈
4 : 아마추어
6 : 아마추어 회전축
8 : 노치
10 : 정류자
12 : 임펠러
20 : 러버 댐퍼
22 : 제1댐핑부
24 : 제2댐핑부
26 : 캐리어
28 : 중앙부
30 : 러버 댐퍼 끼움부
32 : 커플러
34 : 회전축 삽입 홀
36 : 볼 베어링
38 : 아우터

Claims

연료펌프 내부 아마추어에 장착되는 댐핑 구조에 있어서,
상기 아마추어의 회전축에 장착되는 베어링과 상기 아마추어의 회전축 사이에 댐핑 구조가 장착되고,
상기 댐핑 구조는,
원형의 중앙부 외측으로 일정 길이 돌출된 러버 댐퍼 끼움부가 형성된 캐리어;
상기 러버 댐퍼 끼움부에 끼워지는 러버 댐퍼;
내측에 상기 캐리어가 위치하도록 내측이 상기 캐리어의 외측 테두리 형상과 대응되는 형상으로 뚫려있는 커플러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 커플러의 외측은 다수 개의 볼 베어링으로 둘러싸여 있고, 상기 볼 베어링의 외측은 링 형상의 아우터에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제1항에 있어서,
상기 러버 댐퍼는 개방된 부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 'ㄷ' 형상으로, 상기 러버 댐퍼 끼움부 끝 단에 상기 'ㄷ' 형상의 개방된 부분이 끼워지는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제4항에 있어서,
상기 러버 댐퍼의 양 측 외벽면에는 외측을 향해 돌출된 형태의 댐핑부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제5항에 있어서,
상기 댐핑부는 제1댐핑부와 제2댐핑부로 이루어지는 것으로, 상기 제2댐핑부가 상기 제1댐핑부 보다 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제5항에 있어서,
상기 러버 댐퍼 끼움부의 돌출은 폭이 일정하게 증가하다가 상기 러버 댐퍼가 끼워지는 부분에서 좁아진 후 상기 러버 댐퍼의 내측 형상에 대응되는 폭과 길이로 연장되는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제7항에 있어서,
상기 러버 댐퍼 끼움부에 상기 러버 댐퍼가 끼워지면 상기 러버 댐퍼 끼움부의 폭은 계속하여 증가하는 형상인 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제1항에 있어서,
상기 캐리어의 중앙부 중심에는 아마추어의 회전축이 삽입되는 회전축 삽입 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.
제9항에 있어서,
상기 캐리어와 상기 커플러의 조립 시 상기 회전축 삽입 홀은 상기 커플러의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 연료펌프 아마추어의 댐핑 구조.