KR20020089483A - 고압 펌프 및 고압 펌프의 조립 구조 - Google Patents

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Abstract

클램핑 볼트의 초기 축력을 감소시키고 밀봉면과 실린더 형태의 뒤트림을 방지하기 위한 고압 펌프. 이 고압 펌프는 실린더 몸체(4)를 포함하는 중간부재를 가진다. 실린더 몸체는 플런저(12)를 수용하는 실린더(4a)와 교통하는 압축실(14)을 가진다. 압축실내의 유체는 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축된다. 중간부재는 커버(6)와 플랜지(8) 사이에 배치되며 클램핑 볼트(40)에 의해 클램프된다. 클램핑 볼트는 그 축방향 중앙영역에서 이 볼트의 전제 주변이 커버와 플랜지로부터 노출되는 노출영역(40a)을 가진다. 커버와 플랜지중 하나 또는 둘다는 중간부재를 굴곡 탄성력으로 클램프한다.

Description

고압 펌프 및 고압 펌프의 조립 구조{High-pressure pump and assembly structure of high-pressure pump}
예를 들어, 일본 공개특허 공보 제11-210598호는 실린더 분사식 가솔린 엔진과 같은 엔진에 사용하기 위한 고압 연료 펌프를 공개하고 있다. 이 고압 연료 펌프에서, 슬리브('실린더 몸체'에 해당)와 같은 중간부재는 축방향을 따라서 브라켓과 같은 부재들에 의해 유지되며 클램핑 볼트에 의해 케이싱에 클램프되므로 기계가공 특성 및 조립 특성을 향상시킨다.
또한, 상기 고압 연료 펌프에서, 슬리브가 직접 클램프되어 있으면, 그 실린더 형태는 쉽게 변형되는 경향이 있다. 따라서, 슬릿이 슬리브의 클램핑 부분과 실린더 사이에 형성된다. 이 슬릿은 원통형 클램핑 부재들을 클램핑함으로써 초래되는 변형이 실린더 형태에 악영향을 주지 않도록 방지한다.
그러나, 슬리브를 클램핑하기 위한 클램핑 볼트는 비교적 큰 초기 축력(initial axial force)을 필요로 한다. 왜냐하면 초기 축력은 중간부재를 밀봉하는데 필요한 축력을 포함할 뿐만 아니라, 고압 펌프가 작동될 때 발생하는 연료압 맥동으로부터 초래되는 축력의 변화에 대응하는데 필요한 축력을 요구하기 때문이다. 따라서, 고압 펌프의 축력의 변화를 고려하면, 중간부재는 제작시에 비교적 큰 초기 축력으로 클램프되어야 한다. 하지만, 중간부재가 클램핑 볼트로서 큰 초기 축력으로서 클램프될 때, 중간부재의 밀봉면의 변형 또는 실린더 형태의 변형이 발생한다. 그러한 뒤틀림을 방지하기가 어렵다.
본 발명은 고압 펌프 및 고압 펌프의 조립 구조에 관한 것으로서, 특히 중간부재를 갖는 고압 펌프에 관한 것이며, 상기 중간부재는 실린더내에서 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체를 포함하며 또 2개의 클램핑 부재 사이에 배치되어 있고, 상기 중간부재는 클램핑 부재의 수단으로서 2개의 클램핑 부재 사이로 연장하는 클램핑 볼트에 의해 클램프된다.
본 발명은 그 목적 및 장점이 첨부된 도면과 함께 양호한 실시예에 대한 아래 설명에 의해 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 고압 연료 펌프를 도시하는 단면도.
도 2는 도 1의 고압 연료 펌프를 합체한 내연기관의 연료 공급 시스템을 도시하는 개략도.
도 3은 도 1의 고압 연료 펌프의 단면도.
도 4는 도 1의 고압 연료 펌프의 전달 상태를 도시하는 설명도.
도 5는 도 1의 고압 연료 펌프의 변경예를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 고압 연료 펌프의 커플링 구조를 도시하는 단면도.
도 7은 도 6의 고압 연료 펌프의 커플링 구조를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 고압 연료 펌프의 커플링 구조를 도시하는 단면도.
도 9는 도 8의 고압 연료 펌프에서 밀봉부재로서 사용되는 링형 금속판을 도시하는 사시도.
도 10은 도 9의 링형 금속판을 도시하는 단면도.
도 11은 도 9의 링형 금속판이 사용될 때를 나타내기 위해 고압 연료 펌프의 주요부를 도시하는 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 고압 연료 펌프를 도시하는 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 고압 연료 펌프의 단면도.
본 발명의 목적은 클램핑 볼트의 작은 초기 축력을 가지며 실린더 형태의 밀봉면의 뒤틀림을 방지할 수 있는 고압 펌프 및 고압 펌프의 커플링 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 견지에서, 고압 펌프는 플런저, 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체를 구비하는 중간부재를 포함하고, 상기 실린더 몸체는 플런저를 수용하는 실린더와 이 실린더와 교통하는 압축실을 가진다. 고압 펌프는 중간부재의 양단부에 배치된 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재와, 중간부재를 2개의 클램핑 부재로 클램프하기 위해 2개의 클램핑 부재 사이로 연장하는 클램핑 볼트를 가진다. 클램핑 볼트는 전체 주변이 제1 클램핑 부재로부터 제2 클램핑 부재로 노출되어 있는 노출영역을 축방향 중앙영역에서 가진다. 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다는 굴곡성 탄성력으로 중간부재를 클램프한다.
이 구조에서, 클램핑 볼트의 클램핑력은 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다에 압축력 및 굴곡력을 가한다. 이때, 클램핑력을 발생시키는 굴곡 탄성 변형의 탄성계수는 압축 탄성 변형의 탄성계수 보다 작다. 즉, 클램핑 력에 대한 변형량은 압축 변형에 더하여 굴곡 변형을 포함하므로 크다. 따라서, 온도 변화로 인하여 중간부재 또는 클램핑 부재에서 치수 변화가 발생할지라도, 탄성계수가 작기 때문에 축력의 변화는 작다. 클램핑 볼트의 초기 축력이 비교적 작을지라도, 그 축력은 제작후에 중간부재와 클램핑 부재의 치수 변화에 충분히 대응한다. 이것이 실린더 형태의 밀봉면의 뒤틀림을 방지한다.
더구나, 클램핑 부재의 탄성 변형이 고압 펌프가 작동될 때의 유압 맥동에 의해 초래될지라도, 변형으로 인한 축력의 증가는 작은 탄성계수를 갖는 굴곡력에 의해 변형이 초래되므로 낮은 수준으로 억제된다. 그 결과, 클램핑 볼트의 초기 축력은 비교적 작으며, 고압 펌프의 작동중에 유압 맥동에 의해 초래되는 실린더 형태의 밀봉면의 뒤틀림이 방지된다.
본 발명의 다른 견지에서, 고압 펌프는 플런저, 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체를 구비하는 중간부재를 포함하고, 상기 실린더 몸체는 플런저를 수용하는 실린더와 이 실린더와 교통하는 압축실을 가진다. 고압 펌프는 중간부재의 양단부에 배치된 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재와, 중간부재를 2개의 클램핑 부재로 클램프하기 위해 2개의 클램핑 부재 사이로 연장하는 클램핑 볼트를 가진다. 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 클램핑 볼트의 축방향 중앙영역에서 격리부를 가지며, 볼트의 전체 주변이 격리부로부터 소정 거리만큼 격리되어 있다. 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다는 굴곡성 탄성력으로 중간부재를 클램프한다.
본 발명의 또다른 견지에서, 고압 펌프는 플런저, 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체를 구비하는 중간부재를 포함하고, 상기 실린더 몸체는 플런저를 수용하는 실린더와 이 실린더와 교통하는 압축실을 가진다. 고압 펌프는 중간부재의 양단부에 배치된 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재와, 중간부재를 2개의 클램핑 부재로 클램프하기 위해 2개의 클램핑 부재 사이에 제공된 클램핑 볼트를 가진다. 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 서로 직접 연결되지는 않는다. 클램핑 볼트는 중간부재가 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재중 하나 또는 둘다에 의해 클램프되는 위치로부터 소정 거리(S) 만큼 격리된 위치에서 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재를 클램프한다. 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다는 굴곡성 탄성력으로 중간부재를 클램프한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 고압 연료 펌프(2)의 단면도이다. 고압 연료 펌프(2)는 실린더 분사형 가솔린 엔진내에 설치되며 엔진의 분사실로 연료를 분사하기 위해 고압 연료를 발생한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 고압 연료 펌프(2)는 실린더 몸체(4), 커버(6), 플랜지(8), 및 전자기 스필밸브(electromagnetic spill valve:10)를 포함한다. 실린더(4a)는 실린더 몸체(4)의 축선을 따라 형성된다. 플런저(12)는 실린더(4a)내에서 축방향으로 활주 가능하게 지탱되어 있다. 압축실(14)은 실린더(4a)의 말단부에 형성된다. 압축실(14)의 용적은 플런저(12)가 압축실(14)에 대해 출입 이동할 때 변한다.
압축실(14)은 연료압 공급경로(16)를 경유하여 체크밸브(18)에 연결되어 있다. 체크밸브(18)는 연료분배 파이프(20)(도 2)에 연결되어 있다. 체크밸브(18)는 압축실(14)내의 연료가 압축될 때 개방되어 고압 연료가 연료분배 파이프(20)로 공급된다.
스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 실린더 몸체(4)의 하부측에서 적층상태로 배치된다. 오일 밀봉부(26)가 스프링 시트(22)의 내부면에 부착된다. 오일 밀봉부(26)는 대체로 원통형이고, 플런저(12)의 주변 표면과 활주 결합되는 하부(26a)를 가진다. 플런저(12)와 실린더(4a) 사이의 공간에서 누설되는 연료는 오일 밀봉부(26)의 연료저장실(26b)내에 저장되고, 연료저장실(26b)에 연결된 연료 배출로(도시 안됨)를 통해 연료탱크(T)로 복귀한다.
리프터(28)는 리프터 가이드(24)내에 축방향으로 활주 가능하게 수용되어 있다. 돌출 시트(28b)는 리프터(28)의 하단판(28a)의 내부면에 형성된다. 플런저(12)의 하단부(12a)는 돌출 시트(28b)와 결합한다. 플런저(12)의 하단부(12a)는 리테이너(30)로 결합된다. 스프링(32)은 스프링 시트(22)와 리테이너(30) 사이에서 압축상태로 배치된다. 플런저(12)의 하단부(12a)는 스프링(32)에 의하여 리프터(28)의 돌출 시트(28b)를 향해 가압된다. 플런저(12)의 하단부(12a)로부터의 압축력은 리프터(28)의 하단판(28a)을 연료펌프 캠(34)과 결합하도록 만든다.
연료펌프 캠(34)이 엔진 E의 회전과 함께 회전될 때, 연료펌프 캠(34)으 ㅣ캠 노즈는 하단판(28a)을 위로 밀고 리프터(28)를 상승시킨다. 리프터(28)와의 협동에 의해, 플런저(12)는 위로 이동하며 압축실(14)을 압축시킨다. 플런저(12)의 이러한 상승 행정은 압축실(14)에서 수행되는 연료 압축 행정에 해당한다.
압축실(14)과 마주보는 전자기 스필밸브(10)는 압축행정중에 적절한 타이밍에서 폐쇄된다. 압축공정에서, 전자기 스필밸브(10)의 폐쇄전에 압축실(14)내의 연료가 전자기 스필밸브(10)와 갤러리(10a)와 저압 연료경로(35)를 경유하여 연료탱크(T)로 복귀한다. 따라서, 연료는 압축실(14)로부터 연료분배 파이프(20)로 공급되지 않는다. 전자기 스필밸브(10)가 폐쇄될 때, 압축실(14)내의 연료의 압력이 갑작스럽게 증가하여 고압 연료를 발생한다. 이것이 고압 연료로 체크밸브(18)를 개방하여 고압 연료를 분배 파이프(20)로 공급한다.
연료펌프 캠(34)의 캠 노즈가 아래로 이동하기 시작할 때, 스프링(32)의 가압력은 리프터(28) 및 플런저(12)를 점차 아래로 이동시키기 시작한다(흡입 행정). 흡입 행정이 시작할 때, 전자기 스필밸브(10)가 개방한다. 이것은 연료를 저압 ㅇ녀료 경로(35)와 갤러리(10a)와 전자기 스필밸브(10)를 통하여 압축실(14)로 끌어당긴다.
압축 행정 및 흡입 행정이 반복적으로 실시된다. 압축 행정중에 전자기 스필밸브(10)의 폐쇄 타이밍은 연료 분사밸브(38)로부터 연료를 분사하기 위해 최적의 압력으로 연료분배 파이프(20)내의 연료압력을 조절하도록 피드백 제어된다. 상기 피드백 제어는 연료압 센서(20a)에 의해 검출되는 연료분배 파이프(20)내의 연료압과 엔진의 주행 상태에 따라 전자제어장치(ECU)(36)에 의해 수행된다.
실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 고압 연료 펌프(2)의 중간부재를 형성하고, 커버(6)(제1 클램핑 부재)와 플랜지(8)(제2 클램핑 부재) 사이에 적층 상태로 배치된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 오링(O-ring)(62,64,66,68)은 전자기 스필밸브(10), 커버(6), 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)의 적층면에 배치되어 갤러리(10a) 및 연료저장실(26b)을 밀봉한다. 즉, 오링(62)은 커버와 실린더 몸체(4) 사이의 적층면에 배치된다. 오링(66)은 실린더 몸체(4)와 스프링 시트(22) 사이의 적층면에 배치되고, 오링(68)은 스프링 시트(22)와 리프터 가이드(24) 사이의 적층면에 배치된다.
실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 커버(6)와 플랜지(8) 사이에서 연장하는 클램핑 볼트(40)에 의해 그들 사이에 클램프된다. 도 1의 단면도에서, 고압 연료 펌프(2)의 축선 우측의 횡단면은 축선 좌측의 횡단면과는 다르다. 즉, 좌측 횡단면 절반과 우측 횡단면 절반은 다른 절삭각도에서 바라본것이다. 따라서, 도 1에는 클램핑 볼트(40)가 하나만 도시되어 있다. 도 3은 동일한 절삭면을 따라 취한 고압 연료 펌프(2)의 단면도를 도시한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 2개의 클램핑 볼트(40)가 축선에 대해 대칭으로 배치되어 있다. 제1 실시예에서, 2세트의 클램핑 볼트(40)가 실린더 몸체(4)와 스프링 시트(22)와 리프터 가이드(24) 주변에 대칭으로 배열되어 커버(6)와 플랜지(9)를 서로 결합시킨다.
볼트(40)의 중앙부(40a)는 커버(6) 또는 플랜지(8)에 의해 덮히지 않는다. 클램핑 볼트(40)의 부분에서, 전체 주변면이 커버(6) 및 플랜지(8)로부터 노출되어 있다. 클램핑 볼트(40)는 실린더 몸체(4)에서 거리 S 만큼 격리된 위치에서 커버(6) 및 플랜지(8)를 클램프한다. 상기 거리 S는 커버(6) 및 플랜지(8)의 클램핑 방향에 수직 방향에서 측정된 거리이다.
제1 실시예에 의한 고압 연료 펌프(2)에서, 커버(6) 및 플랜지(8)의 중앙부는 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)를 적층 상태로 클램프한다. 커버(6) 및 플랜지(8)의 주변부는 다수의 클램핑 볼트(40)에 의해 클램프된다.
클램핑 볼트(40)의 중앙부(40a)가 커버(6) 및 플랜지(8)에 의해 덮힐 때와는 달리, 클램핑 볼트(40)의 클램핑력은 커버(6) 및 플랜지(8)를 압축하여 변형시키고 또한 구부려서 변형시키기도 한다. 따라서, 커버(6)의 주변부(6a)와 플랜지(8)의 주변부(8a)는 서로를 향해 이동한다. 이런 상태에서, 커버(6)와 플랜지(8)의 굴곡 탄성력으로부터 초래되는 클램핑력은 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)에 적용된다.
제1 실시예의 고압 연료 펌프(2)는 아래의 장점을 가진다.
(1) 고압 연료 펌프(2)에서, 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 커버(6)와 플랜지(8) 사이에 배열된다. 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 커버(6)와 플랜지(8) 사이로 연장하는 클램핑 볼트(40)에 의해 클램프된다. 클램핑 볼트(40)의 축방향 중앙부(40a)에서의 전체 주변면은 커버(6)와 플랜지(8)에서부터 노출된다. 따라서, 클램핑 볼트(40)의 클램핑력은 커버(6)와 플랜지(8)에 가해지는 압축력과, 커버(6)의 주변부(6a)와 플랜지(8)의 주변부(8a)를 서로를 향해 이동시키는 방향으로 가해지는 굴곡력으로서 작용한다. 굴곡 탄성 변형의 탄성계수는 압축 탄성 변형의 탄성계수 보다 더 작다. 굴곡 탄성 변형은 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)에 적용되는 클램핑력을 발생한다.
따라서, 중간부재의 치수가 온도 변화로 인한 팽창 또는 수축 때문에 변하거나 또는 중간부재(실린더 몸체(4), 스프링 시트(22), 및 리프터 가이드(24))의 마모 때문에 변할지라도, 굴곡 탄성 변형의 탄성계수는 작다. 따라서, 축력의 변화도 작다. 클램핑 볼트(40)의 초기 축력이 비교적 작을지라도, 발생된 축력은 제작후에 고압 연료 펌프(2)의 각 부품의 치수 변화를 대응하기에 충분하다. 그 결과, 클램핑 볼트(40)의 초기 축력이 작아서, 커버(6), 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22), 리프터 가이드(24) 및 플랜지(8)의 밀봉면이 변형되지 않고, 실린더(4a)도 변형되지 않는다.
(2) 커버(6) 또는 플랜지(8)가 고압 연료 펌프(2)가 작동될 때에 발생된 연료압 맥동으로 인하여 또는 전자기 스필밸브(10)가 폐쇄될 때의 연료압의 급속한 증가로 인하여 탄성적으로 변형될지라도, 탄성 변형이 작은 탄성계수를 갖는 굴곡력에 의해 초래되므로 변형으로 초래되는 축력의 증가는 억제된다. 따라서, 고압 연료 펌프(2)가 연료압 맥동을 발생할 때 밀봉면 및 실린더(4a)의 변형에 의해 초래된 뒤틀림이 방지된다.
(3) 커버(6)와 플랜지(8)는 서로 직접 결합되지 않는다. 이에 따라, 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22), 및 리프터 가이드(24)에 가해지는 클램핑력은 주로 굴곡 탄성 변형이다. 따라서, 탄성계수가 충분히 작고, 상기 장점 (1) 및 (2)가 향상된다.
(4) 커버(6)와 플랜지(8)가 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)를 그들의 중앙부에서 클램프하고, 커버(6)와 플랜지(8)가 다수의 클램핑 볼트(40)에 의해 주변부에서 클램프된다. 이것은 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)를 양호한 균형을 잡으며 클램프하고, 상기 장점 (1) 및 (2)가 향상된다.
(5) 클램핑 볼트(40)의 중앙부(40a)가 실린더 몸체(4), 커버(6), 플랜지(8) 및 다른 부품들로부터 격리되어 있어서 클램핑 볼트(40)의 중앙부(40a)가 고압 연료 펌프(2)로부터 완전히 노출된다. 이것은 개방공간(40b)이 형성되어 있음을 가리킨다. 개방공간(40b)은 도 4에 도시한 바와 같이, 제작라인에서 고압 연료 펌프(2)를 전송훅(50)으로 거는데 사용된다. 이에 따라, 고압 연료 펌프(2)는 브라켓과 같은 결합부재를 고압 연료 펌프(2)에 부착하는 일없이 또는 결합하기 위해 기계가공을 수행함이 없이 간단한 전송라인에 의해 전송된다. 따라서, 제작비가 감소된다.
(6) 커버(6)와 플랜지(8)는 고압 연료 펌프(2)의 전체 주변을 따라 서로 격리된다. 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)의 적층된 부분은 커버(6)와 플랜지(8) 사이에서 보인다. 따라서, 예를 들어, 적층된 부분은 제작공정후에 또는 사용중에 검사를 수행할 때 적층된 부분의 결함과 같은 어떤 문제가 있는지를 검사하기 위해 고압 연료 펌프(2)의 외부에서 용이하게 볼 수 있다.
(7) 도 1에 도시한 바와 같이, 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 원통형이다. 따라서, 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 선반으로 기계가공함으로써 용이하게 제작된다. 커버(6)와 플랜지(8)도 역시 동일한 방법으로 제작된다. 이것은 고압 연료 펌프(2)의 형성을 간단하게 만든다.
(8) 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 전체적으로 원통형이다. 따라서, 상기 부품들에 나사구멍을 형성할 때, 축선에 대한 위상은 고정되지 않아야 한다. 또한, 어떤 부품이 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)에 부착될 때, 그 부품은 클램핑 볼트(40)의 중앙부(40a)를 간섭하지않는 방향이면 어떤 방향에서도 부착될 수 있다. 이것은 고압 연료 펌프(2)를 디자인하여 조립할 때의 제한사항들을 감소시킨다.
도 5에 도시한 바와 같이, 커버(6A)와 플랜지(8A) 사이의 공간이 증가될 수 있다. 이 경우에, 체크밸브(18A)와 같은 비교적 큰 부품의 부착 위상은 다소 제한사항을 가진다.
(9) 클램핑 볼트(40)의 중앙부(40a)는 노줄되고, 커버(6)와 플랜지(8)는 서로 결합되지 않는다. 이 상태에서, 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)는 커버(6)와 플랜지(8)의 굴곡 변형에 의해 클램프된다. 따라서, 고압 연료 펌프(2)의 각각의 부품의 축방향 치수는 고정확도를 필요로 하지 않는다. 클램핑력이 클램핑 볼트(40)의 나사 조임량(screwed amount)에 의해 조절되므로, 제작이 용이하다. 게다가, 굴곡 변형의 탄성계수가 작기 때문에, 나사 조임량의 오류에 의해 초래된 축력의 변화가 작다. 그 결과, 나사 조임량은 고정확도로 할 필요가 없다.
(10) 온도 변화가 고압 연료 펌프(2)의 치수 변화를 초래할지라도, 발생된 축력은 치수변화에 대응하기에 충분하다. 따라서, 펌프 기능을 달성하는데 특히 중요한 실린더 몸체(4)와 같은 부품들은 고품질의 재료로 제작되는 반면에, 덜 중요한 부품들은 비교적 저품질의 재료로 제작될 수 있다. 이것은 고압 연료 펌프(2)의 원가를 감소시킨다.
(제2 실시예)
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 고압 연료 펌프(2)의 단면도이다. 고압 연료 펌프(102)는 실린더 분사식 가솔린 엔진에 합체되고, 엔진의 연소실로 연료를 분사하기 위한 고압을 발생한다. 고압 연료 펌프(102)는 체결볼트(154)에 의해 엔진의 실린더 헤드커버(152)(지지부재)에 배치된다.
고압 연료 펌프(102)의 구조는 플랜지(108)를 제외하고 제1 실시예의 고압 연료 펌프(2)의 구조와 동일하다. 제2 실시예의 플랜지(108)는 체결볼트(154)를 수용하기 위한 체결볼트 구멍(108c)을 가진다. 체결볼트 구멍(108c)은 클램핑 볼트(140)를 수용하기 위한 클램핑 볼트구멍(108b)으로부터 주변부를 향해 더욱 외측으로 형성되어 있다.
고압 연료 펌프(102)는 체결볼트(154)에 의해 실린더 헤드커버(152)에 부착된다. 클램핑 볼트(140)의 연장방향에 대해 역방향으로 체결볼트 구멍(108c)을 통과하는 체결볼트(154)는 나사구멍(152a)에 나사체결된다. 리프터(153)의 하단판(128a)은 실린더 헤드커버(152)의 관통구멍(153)을 거쳐 엔진의 연료펌프 캠(134)과 결합한다.
도 6의 단면도에서, 고압 연료 펌프(102)의 축선의 우측 단면은 축선의 좌측 단면과는 다르다. 즉, 좌측 단면 절반부와 우측 단면 절반부는 다른 절삭각도에서 바라본 것이다. 그러므로, 클램핑 볼트(140) 단 하나와 체결볼트(154) 하나만이 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 동일한 절삭면에서 취한 고압 연료 펌프(102)의 단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 2개의 클램핑 볼트(140) 및 2개의 체결볼트(154)는 축선에 대해 대칭으로 배치된다. 제2 실시예에서, 2세트의 체결볼트(154)가 커버(106)와 플랜지(108)를 서로 연결하기 위해 실린더 몸체(4), 스프링 시트(22) 및 리프터 가이드(24)의 주위에 대칭으로 배치된다. 더구나, 2세트의 체결볼트(154)가 플랜지(108)와 실린더 헤드커버(152)를 서로 연결하기 위해 클램핑 볼트(140) 주위에 대칭으로 배치된다.
제2 실시예의 고압 연료 펌프(102)는 제1 실시예의 고압 연료 펌프(2)의 장점에 덧붙여 아래의 장점을 가진다.
(1) 제2 실시예의 고압 연료 펌프(102)에서, 플랜지(108)의 하부면(108d)은 실린더 헤드커버(152)에 부착되는 부착면을 형성한다. 고압 연료 펌프(102)를 조립할 때, 플랜지(108)의 주변부(108a)는 플랜지(108)가 클램핑 볼트(140)에 의해 커버(106)에 클램프될 때 커버(106)를 향해 (도 6에 화살표 U로 나타낸 방향) 약간 구부러진다. 이것은 실린더 헤드커버(152)의 표면(152c)과 플랜지(108)의 하부면(108d) 사이의 접촉 정도를 감소시킨다.
플랜지(108)가 체결볼트(154)에 의해 실린더 헤드커버(152)에 부착될 때, 플랜지(108)는 클램핑 볼트(140)로부터 주변부(108a)에 더 가까이 실린더 헤드커버(152)에 클램프된다. 이때, 도 6에서 화살표 U 방향에 대해 역방향(화살표 D 방향)으로 작용하는 체결력은 주변부(108a)에서 발생된다.
따라서, 플랜지의 주변부(108a)가 체결볼트(154)에 의해 도 6의 화살표 U로 나타낸 방향으로 구부러질지라도, 주변부(108a)는 실린더 헤드커버(152)와 결합하도록 뒤로 구부러진다. 이것은 실린더 헤드커버(152)의 표면(152b)과 플랜지(108) 사이의 접촉 정도를 증가시키며, 실린더 헤드커버(152)와 플랜지(108) 사이의 밀봉성을 향상시킨다.
이에 따라, 얇고 가벼운 플랜지(108)가 사용되더라도, 클램핑 볼트(140)의 클램핑력은 실린더 헤드커버(152)의 표면(152b)과 플랜지(108) 사이의 접촉 정도가 감소하는 것을 방지한다. 게다가, 플랜지(108)의 하부면(108d)의 평탄도 허용오차가 커더라도, 체결볼트(154)의 체결력은 실린더 헤드커버(152)의 표면(152b)과 플랜지(108) 사이의 접촉 정도를 증가시킨다. 이것은 재료비와 가공비를 감소시킨다.
플랜지(108)의 하부면(108d)과 실린더 헤드커버(152)의 표면(152b)이 오링에 의해 밀봉될 때, 오링의 압착 가장자리가 작다. 따라서, 소량의 재료에 의해 충분한 밀봉이 가능하여 재료비가 감소된다.
(제3 실시예)
도 8은 제3 실시예의 고압 연료 펌프(202)의 단면도이다. 제1 실시예와 동일하게, 전자기 스필밸브(210), 커버(206), 실린더 몸체(204), 스프링 시트(222), 리프터 가이드(224) 및 플랜지(208)는 고압 연료 펌프(202)의 축방향에서 적층된다.
제3 실시예의 고압 연료 펌프(202)에서는 제1 실시예의 오링 대신에, 진동감쇠 특성을 갖는 밀봉부재(예를 들어 고무)(262,264,266,268,270)가 전자기 스필밸브(210), 커버(206), 실린더 몸체(204), 스프링 시트(222), 리프터 가이드(224) 및 플랜지(208)의 적층면들에 배치된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 밀봉부재(262)는 전자기 스필밸브(210)와 커버(206)의 적층면에 배치되고, 밀봉부재(264)는 커버(206)와 실린더 몸체(204)의 적층면에 배치된다. 밀봉부재(266)는 실린더 몸체(204)와 스프링 시트(222)의 적층면에 배치되고, 밀봉부재(268)는 스프링 시트(222)와 리프터 가이드(224)의 적층면에 배치된다.
제3 실시예의 고압 연료 펌프(202)는 제1 실시예의 고압 연료 펌프(2)의 장점에 부가하여 아래의 장점을 가진다.
(1) 전자기 스필밸브(210)가 폐쇄될 때, 동시에 전자기 스필밸브(210)를 통해 흐르는 연료 흐름이 중단된다. 전자기 스필밸브(210)내에 배치된 밸브체가 스트부(210b)에 접할 때 시트부(210b)는 충격 진동을 발생한다. 실린더 몸체(204)의 압축실(214)이 직접 충격 진동을 수령한다. 그러나, 이 충격 진동은 밀봉부재(262-270)에 의해 여러번 감쇠되어, 그 진동이 외부로 전달되는 것이 방지된다. 실린더 몸체(204)(중간부재)가 커버(206)와 플랜지(208) 사이에서 부유상태로 보유되므로 진동이 전달되지 않는다.
제1 실시예의 오링(62-68)은 충격 진동을 적절하게 감쇠하고 충격 진동의 전달을 제한한다. 그러나, 이것은 제3 실시예에서는 더욱 효율적으로 수행된다.
밀봉부재(262-270)는 고무 또는 수지의 시트가 될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 밀봉부재(262-270)는 도 9에 사시도와 도 10에 확대 단면도로 도시한 바와 같이, 링형 금속판(272)이 될 수 있다. 링형 금속판(272)은 테이퍼진 스텝(272a)에 의해 연결되는 2개의 링부(272b,272c)를 가진다. 링형 고무시트(272d,272e)는 도 10에 도시한 바와 같이, 링부(272b,272c)의 상부면 및 하부면에 배치된다. 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 링형 금속판(272)은 밀봉부재(264) 대신에 커버(206)와 실린더 몸체(204) 사이에 압축상태로 배치된다. 또한, 링형 금속판은 밀봉부재(262, 266-270) 대신에 압축상태로 배치된다. 이것은 갤러리(210a)를 밀봉하고, 전자기 스필밸브(210)로부터 실린더 몸체(204)로 전달되는 진동을 감쇠하며, 커버(206) 또는 플랜지(208)로 전달되는 진동을 차단한다.
(기타 실시예)
도 12에 도시한 바와 같이, 커버(306) 및 플랜지(308)는 커버(306)의 접촉부(격리부)(306b)와 플랜지의 접촉부(격리부)(308b)에서 서로 결합될 수 있다. 접촉부(306b)와 접촉부(308b)는 실린더 몸체(304)(중간부재)와 클램핑 볼트(340)로부터 소정 거리만큼 격리되어 있다.
이 경우에도 역시, 클램핑 볼트(340)의 전체 주변이 클램핑 볼트(340)의 죽방향 중앙영역(340a)에서 노출되는 부분이 있는 한, 커버(306) 또는 플랜지(308)에서 또는 양쪽에서(도 12의 경우에 양쪽) 클램핑 볼트(340)의 축선에 수직인 부분(306c,308c)이 탄성적으로 변형된다. 이것은 탄성계수가 낮은 탄성력으로 실린더 몸체(304)를 클램프한다.
이 경우에, 접촉부(306b,308b)는 실린더 몸체(304)의 클램핑 위치로부터 격리된다. 커버(306)와 플랜지(308)는 굴곡 변형에 의해 실린더 몸체(304)를 클램프한다. 따라서, 고압 연료 펌프(302)에서 각각의 부품의 축방향 치수가 고정확도를 가지지 않고 또 치수 허용오차를 가지더라도, 치구 허용오차는 클램핑 볼트(340)의 축력에 큰 변화를 일으키지 않고 흡수된다.
도 13에 도시한 바와 같이, 커버(406)의 접촉부(406b) 및 플랜지(408)의 접촉부(408b)의 말단부들은 클램핑 볼트(440)를 향해 구부러진다. 클램핑 볼트(440)의 중앙영역(440a)은 접촉부(406b,408b)의 말단부들에 형성되는 관통구멍(406d,408d)를 통과할 수 있다. 접촉부(406b)는 클램핑 볼트(440)로부터 소정 거리만큼 격리된 격리부(406f)를 가지며, 또한 접촉부(408b)도 격리부(408f)를 가진다.
이 경우에도 역시, 클램핑 볼트(440)의 중앙영역(440a)의 영역(440b,440c)에서 전체 주변이 노출된다. 따라서, 커버(406) 및 플랜지(408)중 어느 하나 또는 양쪽(도 13에서 양쪽)에서, 굴곡 탄성 변형이 클램핑 볼트(440)의 축선에 수직인 부분(406c,408c)에서 발생한다. 이것은 저탄성계수를 갖는 탄성력에 의해 실린더 몸체(404)(중간부재)를 클램프한다.
커버(406) 및 플랜지(408)는 클램핑 볼트(440)까지 연장하는 접촉부(406b,408b)에서 서로 결합된다. 따라서, 도 12에서와 동일한 방법으로, 접촉부(406b,408b)로부터의 힘의 전달경로가 실린더 몸체(304)의 클램핑 위치로부터 격리된다. 실린더 몸체(404)는 커버(406)와 플랜지(408)의 굴곡 변형에 의해 클램프된다. 고압 연료 펌프(402)의 각각의 부품의 축방향 치수가 고정확도가 아니고 허용오차를 가지지만, 허용오차는 클램핑 볼트(440)의 축력에 큰 변화를 초래하지 않으며, 흡수된다.
본 실시예는 예증으로서 고려되어야 하고 제한하지 않으며, 본 발명은 상술한 세부사항에 제한하지 않지만, 첨부한 청구범위의 범위 및 등가물내에서 변경될 수 있다.

Claims (7)

  1. 플런저(12);
    상기 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실(14)내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체(4)를 구비하는 중간부재(4, 22, 24);
    상기 중간부재의 양단부에 배치된 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재(6,8);
    상기 중간부재를 2개의 클램핑 부재로 클램프하기 위해 2개의 클램핑 부재 사이로 연장하는 클램핑 볼트(40)를 포함하고,
    상기 실린더 몸체는 플런저를 수용하는 실린더(4a)와 이 실린더와 교통하는 압축실을 가지고, 상기 클램핑 볼트는 그 축방향 중앙영역에서 전체 주변이 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재로부터 노출되어 있는 노출영역(40a)을 가지며, 상기 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다는 굴곡 탄성력으로 중간부재를 클램프하는 것을 특징으로 하는 고압 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클램핑 볼트는 다수의 노출영역(440b,440c)을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 펌프.
  3. 플런저(12);
    상기 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실(14)내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체(4)를 구비하는 중간부재(4, 22, 24);
    상기 중간부재의 양단부에 배치된 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재(6,8);
    상기 중간부재를 2개의 클램핑 부재로 클램프하기 위해 2개의 클램핑 부재 사이로 연장하는 클램핑 볼트(40)를 포함하고,
    상기 실린더 몸체는 플런저를 수용하는 실린더(4a)와 이 실린더와 교통하는 압축실을 가지고, 상기 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 전체 주변이 격리부로부터 소정 거리만큼 격리되어 있는 클램핑 볼트의 축방향 중앙영역에서 격리부(306b,308b)를 가지며, 상기 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다는 굴곡 탄성력으로 중간부재를 클램프하는 것을 특징으로 하는 고압 펌프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 다수의 격리부를 가지는 것을 특징으로 하는 고압 펌프.
  5. 플런저(12);
    상기 플런저를 왕복운동시킴으로써 압축실(14)내의 유체를 압축하기 위한 실린더 몸체(4)를 구비하는 중간부재(4, 22, 24);
    상기 중간부재의 양 단부에 배치된 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재(6,8);
    상기 중간부재를 2개의 클램핑 부재로 클램프하기 위해 2개의 클램핑 부재사이로 연장하는 클램핑 볼트(40)를 포함하고,
    상기 실린더 몸체는 플런저를 수용하는 실린더(4a)와 이 실린더와 교통하는 압축실을 가지고, 상기 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 서로 직접 결합되지 않고, 상기 클램핑 볼트는 중간부재가 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재중 하나 또는 둘다에 의해 클램프되는 위치에서부터 소정 거리(S)만큼 격리된 위치에 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재를 체결하고, 상기 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 중 하나 또는 둘다는 굴곡 탄성력으로 중간부재를 클램프하는 것을 특징으로 하는 고압 펌프.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 주재는 그들의 중앙부에서 중간부재를 클램프하고, 그들의 주변부에서 다수의 클램핑 볼트에 의해 서로 체결되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 의한 고압 펌프를 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재와 체결볼트(154)중 어느 하나로서 지지부재(152)에 연결하기 위해 고압 펌프 연결용 조립 구조에 있어서,
    상기 체결볼트는 클램핑 볼트에 의해 클램핑 부재에 적용되는 굴곡 탄성력이 작용하는 방향에 대해 역방향으로 체결력이 작용하는 위치에 배치되는 조립 구조.
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