KR20130027179A - 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰 - Google Patents

커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 씰이 하나의 유닛으로 형성되도록 하는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에 관한 것이다.
본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰은, 커먼레일 시스템에 구비되어 연료를 고압으로 공급하는 고압펌프에 구비되는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에 있어서, 상기 고압펌프(2)의 드라이브 샤프트(3)에 구비되는 씰 하우징(11)과, 엔진의 체인시스템에 수용된 오일이 상기 고압펌프로 유입되는 것을 차단하기 위해 상기 씰 하우징(11)의 내부에 상기 체인시스템에 인접하도록 배치되는 오일씰(12)과, 상기 고압펌프의 내부의 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 상기 씰 하우징(11)의 내부에 상기 오일씰(12)과 평행하게 배치되는 연료씰(13)과, 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)이 구분되도록 상기 오일씰(12)과 연료씰(13) 사이에 구비되는 환형의 부시(14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰{Shaft seal for high pressure pump in common rail system}
본 발명은 커먼레일 시스템의 고압펌프 내부에 장착되는 씰(seal)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 씰이 하나의 유닛으로 형성되도록 하는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에 관한 것이다.
디젤엔진의 연료공급장치인 커먼레일 시스템에는 커먼레일 시스템의 내부로 연료를 고압으로 분사하는 고압펌프가 제공된다.
상기 고압펌프는 엔진의 체인시스템 내의 체인시스템으로 크랭크샤프트와 연결되어 있어서, 크랭크샤프트와 일정한 회전비로 회전한다.
한편, 상기 체인시스템 내부에는 체인의 윤활을 위한 윤활용 오일이 충전되어 있는 상태이므로, 상기 고압펌프는 윤활오일과 접할 수 있는 구조이다.
아울러, 상기 고압펌프는 연료를 가압하는 것이므로, 연료와도 접할 수 있는 구조이다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고압펌프(2)의 플랜지에는 체인시스템(1)의 윤활유가 고압펌프 내부로 유입되지 않도록 하기 위한 오일씰(110, oil seal)과, 연료가 고압펌프의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 연료씰(120fuel seal)이 구비된다.
종래기술에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 씰은 오일씰(110)과 연료씰(120)이 각각 구성하거나, 상기 오일씰과 연료씰은 하나의 씰하우징의 내부에 구성하였다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 씰에 따르면, (110)과 연료씰(120)을 각각 설치해야 하기 때문에 조립과정이 늘어나고, 오일씰과 연료씰이 하나의 씰하우징의 내부에 구성하더라도, 어느 하나의 씰에 조립불량이 발생하거나, 파손되거나 또는 마모 등에 의해 씰링에 문제가 있을 경우 윤활유와 연료가 혼합되어 고압펌프 또는 체인시스템의 윤활에 문제가 발생할 수 있고, 이로 인하여, 엔진 또는 차량 전체에 심각한 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 오일씰과 연료씰이 하나의 하우징의 내부에 조립될 수 있는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 어느 하나의 씰에 문제가 생겼을 경우, 윤활유와 연료가 혼합되는 것을 방지할 수 있는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰은, 커먼레일 시스템에 구비되어 연료를 고압으로 공급하는 고압펌프에 구비되는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에 있어서, 상기 고압펌프의 드라이브 샤프트에 구비되는 씰 하우징과, 엔진의 체인시스템에 수용된 오일이 상기 고압펌프로 유입되는 것을 차단하기 위해 상기 씰 하우징의 내부에 상기 체인시스템에 인접하도록 배치되는 오일씰과, 상기 고압펌프의 내부의 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 상기 씰 하우징의 내부에 상기 오일씰과 평행하게 배치되는 연료씰과, 상기 오일씰과 연료씰이 구분되도록 상기 오일씰과 연료씰 사이에 구비되는 환형의 부시를 포함한다.
여기서, 상기 부시에는 반경방향을 따라 상기 부시의 중심과 외측을 연통시켜 하나 이상의 벤트라인이 형성되고, 상기 씰 하우징에는 상기 벤트라인의 대응하는 위치에 각각 벤트홀이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 씰 하우징의 내부로 유입된 윤활유 또는 연료를 외부로 배출시키기 위해서, 상기 오일씰 또는 연료씰의 표면에는 반경방향으로 홈으로 형성된 벤트홈이 형성되고, 상기 씰 하우징에는 상기 벤트홈에 대응하는 위치에 각각 벤트홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 오일씰 또는 연료씰은, 불소고무(FKM, Fluoro Elastomers) 또는 테프론(Teflon, Polytetrafluoroethylene) 중에서 선택된 하나를 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에 따르면, 오일씰과 연료씰이 하나의 하우징의 내부에 구성됨으로써, 조립이 용이해진다.
또한, 벤트라인-벤트홀 또는 벤트홈-벤트홀의 구조에 의해서, 어느 하나의 씰에 문제가 생기는 경우, 윤활유 또는 연료가 외부로 배출됨으로써, 윤활유와 연료가 혼합되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프의 드라이브 샤프트에 오일씰과 연료씰이 구비된 상태를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰의 단면도,
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰이 장착된 상태를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰을 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰(10)은, 상기 고압펌프(2)의 드라이브 샤프트(3)에 구비되는 씰 하우징(11)과, 엔진의 체인시스템에 수용된 오일이 상기 고압펌프로 유입되는 것을 차단하기 위해 상기 씰 하우징(11)의 내부에 상기 체인시스템에 인접하도록 배치되는 오일씰(12)과, 상기 고압펌프의 내부의 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 상기 씰 하우징(11)의 내부에 상기 오일씰(12)과 평행하게 배치되는 연료씰(13)과, 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)이 구분되도록 상기 오일씰(12)과 연료씰(13) 사이에 구비되는 환형의 부시(14)를 포함한다.
씰 하우징(11)은 상기 고압펌프(2)의 드라이브 샤프트(3)에 구비되도록 한다. 상기 씰 하우징(11)의 상기 드라이브 샤프트(3)가 관통할 수 있도록 중심에 관통공이 형성된다. 상기 씰 하우징(11)의 내부에는 후술되는 오일씰(12), 연료씰(13) 및 부시(14)를 수용할 수 있는 공간이 형성된다.
한편, 상기 씰 하우징(11)은 일측은 다른 구성요소의 출납이 가능하도록 개방되고, 타측은 내부에 수용된 구성요소가 이탈하는 것을 방지하기 위하여 외측에서 중심을 향하여 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 씰 하우징(11)의 개방된 일측을 타 구성요소에 밀접하게 위치하도록 배치하면, 내부에 수용된 구성요소가 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
오일씰(12)은 둘레가 상기 씰 하우징(11)의 내주면에 접하고, 중심부분은 상기 드라이드 샤프트(3)를 감싸도록, 버(burr)와 같은 형태로 형성된다. 상기 씰 하우징(11)의 일측에 배치되되, 상기 씰 하우징(11)의 내부에서 엔진의 체인시스템(1)과 인접하도록 배치된다. 상기 오일씰(12)은 상기 체인시스템(1)의 내부에 채워진 윤활유가 고압펌프(2)로 유입되는 것을 차단하기 위한 것이므로, 씰 하우징(11)의 내부에서 상기 체인시스템(1)측에 인접하도록 배치된다.
연료씰(13)은 상기 씰 하우징(11)의 내부에 배치되되, 상기 오일씰(12)의 타측에 배치된다. 상기 연료씰(13)은 상기 오일씰(12)과 같은 형태로 형성되되, 상기 오일씰(12)과 반대방향으로 상기 씰 하우징(11)의 내부에 배치된다. 즉, 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)은 후술되는 부시(14)를 기준으로 서로 대칭되게 상기 씰 하우징(11)의 내부에 배치된다. 이때, 상기 오일씰(12)은 체인시스템(1)에 인접하도록 배치되므로, 상기 연료씰(13)은 고압펌프(2)의 내부에 밀접하도록 배치된다.
여기서, 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)은 합성고무를 재질로 하되, 바람직하게는 불소고무(FKM, Fluoro Elastomers) 또는 테프론(Teflon, Polytetrafluoroethylene)을 재질로 하여 이루어지도록 한다.
부시(14)는 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)의 사이에 구비되어 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)을 구분하도록 한다. 상기 부시(14)는 링(ring)형태로 형성되어, 둘레가 상기 씰 하우징(11)의 내주면에 접하고, 양측이 각각 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)과 접하게 된다. 상기 오일씰(12)과 연료씰(13)은 부시(14)에 의해 분리된 상태를 유지하도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에서는 연료씰(13) 또는 오일씰(12) 중 어느 하나가 파손되어, 윤활유 또는 연료가 씰 하우징(11)의 내부로 유입되더라도, 서로 혼합되지 않도록 하기 위해서, 상기 씰 하우징(11)의 내부와 외부를 연통하는 통로가 구비된다.
예컨대, 상기 부시(14)에 상기 부시(14)의 중심과 외측을 연통하는 벤트라인(14a)을 형성하고, 상기 씰 하우징(11)에도 상기 벤트라인(14a)에 대응하는 위치에 벤트홀(11a)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 씰 하우징(11)의 내부와 외부가 벤트라인(14a)-벤트홀(11a)에 의해서 연통되는 구조이므로, 상기 씰 하우징(11)의 내부로 유출된 윤활유 또는 오일이 벤트라인(14a)과 벤트홀(11a)을 통하여 씰 하우징(11)의 외부로 배출된다. 씰 하우징(11)의 외부로 배출된 윤활유 또는 오일은 고압펌프(2)에 형성된 배출통로를 따라 외부로 배출된다.
한편, 씰 하우징(11)의 내부로 유출된 윤활유 또는 연료를 외부로 배출하기 위한 통로의 다른 예로서, 상기 오일씰(12) 또는 연료씰(13)의 표면에 반경방향으로 홈의 형태를 갖는 벤트홈(미도시)을 형성하고, 상기 벤트홈이 씰 하우징(11)의 벤트홀(11a)에 연결되도록 함으로써, 씰 하우징(11)의 내부로 유출된 윤활유 또는 연료를 씰 하우징(11)의 외부로 배출시킬 수 있다.
1 : 체인시스템 2 : 고압펌프
3 : 드라이브 샤프트 11 : 씰 하우징
11a : 벤트홀 12 : 오일실
13 : 연료씰 14 : 부시
14a : 벤트라인 110 : 오일씰
120 : 연료씰

Claims (4)

  1. 커먼레일 시스템에 구비되어 연료를 고압으로 공급하는 고압펌프에 구비되는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰에 있어서,
    상기 고압펌프의 드라이브 샤프트에 구비되는 씰 하우징과,
    엔진의 체인시스템에 수용된 오일이 상기 고압펌프로 유입되는 것을 차단하기 위해 상기 씰 하우징의 내부에 상기 체인시스템에 인접하도록 배치되는 오일씰과,
    상기 고압펌프의 내부의 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 상기 씰 하우징의 내부에 상기 오일씰과 평행하게 배치되는 연료씰과,
    상기 오일씰과 연료씰이 구분되도록 상기 오일씰과 연료씰 사이에 구비되는 환형의 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부시에는 반경방향을 따라 상기 부시의 중심과 외측을 연통시켜 하나 이상의 벤트라인이 형성되고,
    상기 씰 하우징에는 상기 벤트라인의 대응하는 위치에 각각 벤트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 씰 하우징의 내부로 유입된 윤활유 또는 연료를 외부로 배출시키기 위해서, 상기 오일씰 또는 연료씰의 표면에는 반경방향으로 홈으로 형성된 벤트홈이 형성되고,
    상기 씰 하우징에는 상기 벤트홈에 대응하는 위치에 각각 벤트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일씰 또는 연료씰은,
    불소고무(FKM, Fluoro Elastomers) 또는 테프론(Teflon, Polytetrafluoroethylene) 중에서 선택된 하나를 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 고압펌프용 다중 샤프트 씰.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016217164A (ja) * 2015-05-14 2016-12-22 ボッシュ株式会社 燃料供給ポンプ

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