KR20150114877A - 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈 - Google Patents

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KR20150114877A
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Abstract

본 발명은, 차량용 연료펌프 모듈에 관한 것으로, 연료탱크의 외부로 노출되어 설치되는 플레이트 바디에 지지부재에 의해 제어기가 이격되어 설치되고, 상기 제어기와 플레이트 바디 사이에 에어갭이 구비되어, 연료탱크의 연료에서 발생되는 가스가 상기 에어갭을 순환하는 외부 공기에 의해 대기로 방출시키도록 구성됨으로써, 상기 가스가 상기 제어기의 전자부품에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

Description

컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈 {FUEL PUMP MODULE FOR VEHICLE WITH CONTROLLER}
본 발명은 연료펌프 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료탱크로부터 제어기를 이격시켜 구성함으로 연료에서 발생되는 가스가 제어기로 들어가는 것을 방지할 수 있는 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 연료장치는 모든 운전조건하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하기 위한 것으로, 엔진의 성능 즉, 엔진의 출력이나 경제성을 크게 좌우하게 된다.
이러한, 연료장치의 주요부는 연료와 공기를 적절히 혼합시켜 엔진으로 공급하는 연료공급장치이다. 이 연료공급장치는 연료를 저장하는 연료탱크, 연료탱크 내에 채워져 있는 연료를 강제적으로 엔진으로 공급하기 위한 연료펌프 모듈을 포함한다.
이중 연료펌프 모듈은 연료탱크에서 연료를 빨아올려 엔진까지 압송하는 장치로서, 엔진 캠샤프트의 회전력을 이용한 기계식과 직류전동기 또는 피스톤(플런저)를 사용하는 전기식이 있으며, 통상적으로는 전기식 연료펌프 모듈이 많이 사용되고 있다. 이러한 전기식 연료펌프 모듈은 연료탱크 안의 연료에 잠겨 있기 때문에 펌프 작동 소음 및 베이퍼 록 억제에 탁월한 기능을 가지고 있다.
이러한 연료펌프 모듈이 한국 실용신안등록 20-0160774(1999.08.19)(특허문헌 1), 한국 공개특허공보 10-2013-0042948(2013.04.29)(특허문헌 2), 한국 공개특허공보 10-2012-0136942(2012.12.20)(특허문헌 3)에 개시되어 있다.
종래의 연료펌프 모듈은 연료탱크에 고정되는 플레이트 어셈블리와, 상기 플레이트 어셈블리의 하측에 가이드로드에 의해 연결되는 리저브바디 어셈블리로 크게 구성된다.
상기 리저브바디 어셈블리는 리저브바디와, 리저브바디의 내부에 구비되어 리저브바디의 내부로 연료를 흡입하는 연료펌프와, 리저브바디의 내부에 구비되어 흡입된 연료를 여과하는 인탱크필터를 포함한다.
상기 플레이트 어셈블리는 플레이트 바디에 연결호스가 연결되어 엔진으로 연료를 이송하기 위한 공급포트와, 밸브 안착부가 형성되는 플레이트와, 롤 오버 밸브 및 퓨어 리미트 벤트 밸브가 구비된다.
상기 플레이트 어셈블리에는 ECU(Electronic Control Unit)로부터 신호를 받아 연료 라인의 압력, 온도, 운전조건에 따라 연료 분사량과 연료펌프의 구동속도를 결정하여 출력되는 신호로 연료펌프의 구동을 제어하기 위한 제어기가 구비된다.
상기 제어기는 플레이트 바디의 윗면에 PCB기판이 고정 설치되고, 이 PCB기판에 다수의 전기적인 부품들 예로서, 콘덴서, 터미널 등이 설치된다.
상기와 같은 종래의 연료펌프 모듈은 연료탱크의 외부로 노출되도록 설치되는 플레이트 바디의 윗면에 제어기가 설치됨으로써, 연료탱크의 연료에서 발생한 가스가 플레이트 바디를 투과하여 제어기로 들어가서 전자부품에 고장을 일으키거나 콘덴서등의 내부부품의 폭발에 의해 발생되는 충격에너지가 연료펌프 모듈의 플레이트에 전달될 수 있는 가능성이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 연료탱크의 연료에서 발생한 가스가 제어기로 들어가서 전자부품에 영향을 미치는 것을 방지하도록 한 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료탱크의 외부로 노출되어 설치되는 플레이트 어셈블리와, 상기 연료탱크 내에 설치되며 상기 플레이트 어셈블리에 연결되는 리저브 어셈블리를 포함하는 연료펌프 모듈로서, 상기 플레이트 어셈블리는, 상기 연료탱크에 결합되는 플레이트 바디; 상기 플레이트 바디에서 이격되되, 내측에 공간을 가지고 상부가 개구되는 틀부재와, 상기 틀부재의 내측 공간에 결합되는 PCB 기판과, 상기 PCB 기판에 설치되는 전자부품을 포함하는 제어기; 상기 플라이트 바디에서 상기 틀부재를 이격시키기 위한 복수의 지지부재; 상기 플레이트 바디와 상기 제어기 사이에 형성되며, 상기 연료탱크의 연료에서 발생된 가스가 상기 제어기로 흡수/침투되지 않고 대기로 방출시키기 위한 외부의 공기를 순환하도록 하는 에어갭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어기의 틀부재는 상기 연료탱크에 마주보고 있는 면의 사방으로 상기 가스가 스며들지 않도록 사출 성형에 의해 하나의 부품으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어기는, 상기 가스가 상기 틀부재를 투과하여 상기 틀부재 내로 미세하게 들어가더라도 상기 전자부품에 영향이 미치지 않도록 몰딩부재가 상기 틀부재 내를 채워서 상기 전자부품을 감싸는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자부품 중 콘덴서는, 상기 에어캡의 위쪽에 구비되어 상기 콘덴서의 폭발 시 발생되는 충격이 상기 에어갭에 의해 저감되어 상기 틀부재의 파손을 방지하고, 이로 인해 연료탱크 내의 연료가 누유되지 않도록 파손방지 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연료탱크에 설치되는 플레이트 바디로부터 지지부재에 의해 제어기가 이격되어 제어기와 플레이트 바디 사이에 에어갭이 구비됨으로써, 연료에서 발생되는 가스가 에어갭에 의해 대기중으로 방출되어 가스가 틀부재 내측으로 들어가 전자부품에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전자부품이 설치되는 틀부재가 사출 성형에 의해 하나의 부품으로 형성됨으로써, 연료탱크와 마주하는 틀부재의 사방으로 가스가 스며드는 틈새가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전자부품이 설치되는 틀부재 내측에 액상으로 된 몰딩부재를 채운 후에 응고시켜 전자부품을 완전히 감쌈으로써, 틀부재 내측으로 가스가 미세하게 스며들더라도 전자부품에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 연료펌프 모듈을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 차량용 연료펌프 모듈의 플레이트 어셈블리를 도시한 사시도.
도 3은 도 1의 차량용 연료펌프 모듈의 플레이트 어셈블리에서 커버부재가 분리된 상태를 도시한 분해사시도.
도 4는 도 2의 차량용 연료펌프 모듈의 플레이트 어셈블리를 도시한 단면도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 연료펌프 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 차량용 연료펌프 모듈의 플레이트 어셈블리를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1의 차량용 연료펌프 모듈의 플레이트 어셈블리에서 커버부재가 분리된 상태를 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 차량용 연료펌프 모듈의 플레이트 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 연료펌프 모듈(100)은 연료탱크의 내측 바닥에 설치되는 리저브 어셈블리(200)와, 연료탱크의 위쪽에서 외부로 노출되도록 설치되는 플레이트 어셈블리(300)를 포함한다.
상기 리저브 어셈블리(200)는 연료탱크 내측 바닥에 설치되는 리저브컵(210)과, 리저브컵(210)에 설치되고 연료탱크의 연료를 펌핑하는 연료펌프와, 연료탱크의 연료가 엔진으로 공급될 때 연료의 불순물 등을 걸러내기 위한 연료필터(230)를 포함한다.
상기 리저브컵(210)은 상부가 개구되어 있는 컵과 같은 형상으로 형성되어 내측 공간이 구비되는 것으로, 내측 공간에 다수의 부품이 설치된다. 상기 리저브컵은 연료탱크의 내측 바닥에 설치된다. 상기 리저브컵(210)의 내측 공간의 하측에는 연료압력을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 압력조절부가 설치된다.
상기 연료펌프는 리저브컵(210)의 내측 공간에 설치되어 연료탱크의 연료를 펌핑하기 위한 것으로, 전기가 공급되면 연료를 흡입한 후에 이송관으로 배출시키는 역할을 하게 된다.
상기 연료필터(230)는 연료탱크의 연료가 엔진으로 공급될 때 연료에 함유된 불순물 등을 걸러내기 위한 것으로, 리저브컵(210)의 내측 공간에 설치된다.
상기 연료펌프나 연료필터(230)의 상부에는 연료펌프에 의해 펌핑되는 연료를 연료탱크의 밖으로 안내하기 위한 이송관이 연결된다. 상기 이송관의 단부는 연료탱크에 결합되는 플레이트 어셈블리(300)에 고정된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 연료펌프 모듈에서 상기 플레이트 어셈블리(300)는 연료펌프를 제어하기 위하여 구비되는 제어기(320)가 연료탱크로부터 이격됨으로써, 상기 연료탱크의 연료에서 발생된 가스(유증기)가 제어기(320)의 전자부품(324)으로 들어가는 것을 방지하는 구조로서, 플레이트 바디(310)와, 제어기(320)와, 지지부재(330)와, 에어갭(340)을 포함한다.
상기 플레이트 바디(310)는 연료탱크에 형성되는 관통홀에 끼워져 관통홀의 가장자리에 안착되어 결합되며, 윗면이 연료탱크의 외부로 노출된다.
상기 제어기(320)는 연료라인의 압력, 온도, 운전조건에 따라 연료 분사량과 연료펌프의 구동속도를 제어하며, 상기 플레이트 바디(310)의 위쪽에서 구비되되 이격되어 구비된다.
상기 제어기(320)는 플레이트 바디(310)로부터 이격되어 구비되고 상부가 개구되는 내측공간이 형성되는 틀부재(322)와, 틀부재(322)의 내측공간에 결합되는 PCB기판(323)과, PCB기판(323)에 설치되는 전자부품(324)과, 틀부재(322)의 개구된 상부를 덮는 커버(350)를 포함한다.
상기 틀부재(322)는 상부가 개구되는 박스 형태로 형성되되, 사출 성형에 의해 하나의 부품으로 형성되고, 내측공간에 전자부품(324)이 설치되는 PCB기판(323)이 구비된다.
상기 틀부재(322)는 하나의 부품으로 형성됨으로써, 연료탱크의 윗면과 마주하는 틀부재(322)의 밑면 둘레에 미새한 틈새도 형성되지 않도록 하여, 연료에서 발생된 증발가스가 틀부재(322)의 내측으로 들어가는 것을 방지한다.
상기 PCB기판(323)에는 외부 전원을 연결하기 위하여 커넥터가 연결되는 접속단자가 구비된다. 상기 접속단자는 틀부재(322)의 외측으로 돌출되고 홈 형태로 형성되는 접속부에 구비된다. 즉, 상기 접속단자는 접속부로 노출되어 외부전원을 연결하기 위한 커넥터에 연결된다.
상기 전자부품(324)은 PCB기판(323)의 밑면에 설치되고, 별도의 방열판(325)을 전자부품(324) 위쪽의 PCB기판(323)의 윗면에 설치한 후에, 전자부품(324)에서 발생되는 열을 방열판(325)을 통하여 대기 중으로 방열하도록 구성된다. 상기 전자부품(324)은 FET소자, 콘덴서, 저항, 터미널 등으로 구성된다.
상기 지지부재(330)는 틀부재(322)와 플레이트 바디(310) 사이를 연결하여 틀부재(322)를 플레이트 바디(310)의 윗면으로부터 이격시킨다.
상기 지지부재(330)는 적어도 하나 이상으로 형성되되, 본 발명의 실시예에서는 도면에서와 같이, 복수가 플레이트 바디(310)와 틀부재(322)의 가장자리 및/또는 중앙부분에 형성된다.
상기 에어갭(340)은 상기 플레이트 바디(310)와 상기 틀부재(322) 사이를 연결하는 지지부재(330)에 의해 형성되는 공간이다. 상기 에어갭(340)은 외부의 공기가 상기 지지부재(330)들의 사이를 지나 상기 공간을 통과하면서 상기 연료탱크의 연료에서 발생하여 플레이트 바디(310)를 투과하여 상기 공간으로 올라오는 가스를 대기로 방출시키는 역할을 한다.
즉, 상기 에어갭(340)은 가스를 대기로 방출시킴으로써, 가스가 틀부재(322)로 들어가 PCB기판(323)에 설치된 전자부품(324)에 영향을 미치는 것을 방지하게 된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 연료펌프 모듈은 틀부재(322) 내측으로 가스가 일부 들어 오더라도 전자부품에 영향이 미치지 않도록 전자부품(324)을 완전히 감싸는 몰딩부재(326)를 더 포함한다.
상기 몰딩부재(326)는 액상 상태의 물질이 냉각되면서 굳어져서 PCB기판(323) 설치되는 전자부품(324)을 완전히 감싸도록 구비된다. 즉, 상기 몰딩부재(326)는 틀부재(322) 내측에서 PCB기판(323)의 상부공간과 하부 공간에 완전히 채워진다.
상기 몰딩부재(326)와 PCB기판(323)은 가장자리에 상하로 관통하는 적어도 하나 이상의 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀을 틀부재(322)의 측면에 형성되는 배수홀(322a)에 연결하여 연통시킨다. 상기 관통홀은 후술하게 되는 커버부재(351)와 틀부재(322) 사이로 빗물이 유입되더라도 몰딩부재(326)의 윗면을 따라 흘러서 관통홀과 배수홀(322a)을 통하여 외부로 배출시키는 역할을 한다.
상기 몰딩부재(326)는 차량의 주행시 발생되는 진동에 의해 전자부품(324)들이 서로 부딪히고 진동에 의한 전자부품의 이탈/파손되는 것을 방지하기 위하여 전자부품(324)을 잡아주는 역할도 한다.
상기 전자부품(324) 중에서 폭발 가능성이 있는 부품인 콘덴서는 상기 에어갭(340)의 위쪽에 구비되도록 설치된다. 즉, 틀부재(322) 내에 콘데서를 설치할 때, 틀부재(322)와 플레이트 바디(310)를 연결하는 지지부재(330)의 위치에 벗어나는 곳에 위치하도록 한다. 이는 상기 콘덴서가 폭발하더라도 폭발 시 발생하는 충격이 상기 지지부재(330)를 통해 플레이트 바디(310)로 전달되지 않고, 상기 에어갭(340)에 의해 저감되어 연료탱크로 전달되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 커버(350)는 틀부재(322)의 개구된 상부를 덮어서 외부로부터 빗물, 오물, 먼지 등의 이물질이 제어기(320)로 들어가는 것을 방지한다.
상기 커버(350)는 그 하부에 돌출 형성되는 결합리브(351)에 형성되는 결합홀과 틀부재(322)의 외면에 형성되는 돌기(352)에 의해 틀부재(322)의 상부에 착탈 가능하게 결합된다.
상기 커버(350)의 가장자리 밑면에 돌기를 형성하고, 상기 틀부재(322)의 가장자리 상단에 홈부를 형성한 후에, 돌기와 홈부 사이에 실링부재를 개재하거나 실란트를 도포하여 커버(350)와 틀부재(322) 사이로 물이나 이물질이 들어가는 것을 방지한다.
상기 플레이트 어셈블리(300)는 상기 플레이트 바디(310), 틀부재(320), 지지부재(330)를 사출 성형으로 일체로 형성하여 부품 수 및 조립 공정을 줄임으로써, 제품의 단가를 절감할 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료펌프 모듈의 작용을 설명한다.
본 발명의 제1실시에에 따른 연료펌프 모듈(100)은 연료펌프(220)에 의해 흡입된 연료가 연료펌프(220)에 연결되는 연료필터(230)의 내측으로 이동되어 여과지의 외측에서 내측으로 이동되면서 여과되고, 일부는 연결호스, 공급포트, 연료공급라인을 통해 엔진으로 공급되며, 나머지는 연료리턴부를 따라 연료필터의 외측으로 배출된다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 모듈은 연료탱크의 연료에서 발생되는 가스(유증기)가 연료펌프 모듈을 제어하기 위한 제어기(320)로 들어가 전자부품(324)에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 하기와 같은 구조를 갖는다.
첫째로, 연료탱크에 설치되는 플레이트 바디(310)에서 제어기(320)의 틀부재(322)가 지지부재(330)에 의해 이격되어 형성되어 플레이트 바디(310)와 제어기(320) 사이에 에어갭(340)을 구성함으로써, 연료탱크에서 발생된 가스가 에어갭(340)을 통과하는 외부 공기에 의해 대기로 방출되는 구조이다.
둘째로, 전자부품(324)이 설치된 틀부재(322)를 상부가 개구되는 박스 형상의 부재로 형성하되, 사출 성형에 의해 하나의 부품으로 형성함으로써, 연료에서 발생된 가스가 스며들 수 있는 틈새가 발생되는 것을 원천적으로 방지한 구조이다.
셋째로, 전자부품(324)이 설치되는 틀부재(322) 내측에서 PCB기판(323)의 하부와 상부에 구비되는 공간에 액상으로 된 몰딩부재(326)를 채워 전자부품(324)을 완전히 둘러쌈으로써, 틀부재(322) 내측으로 미량의 가스가 들어가더라도 전자부품에 영향을 미치지 않도록 하는 구조이다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 연료펌프 모듈
200 : 리저브 어셈블리
210 : 리저브컵 230 : 연료필터
300 : 플레이트 어셈블리
310 : 플레이트 바디 320 : 제어기
322 : 틀부재 323 : pcb기판
324 : 전자부품
326 : 몰딩부재
330 : 지지부재
340 : 에어갭
350 : 커버 351 : 결합리브

Claims (4)

  1. 연료탱크의 외부로 노출되어 설치되는 플레이트 어셈블리와, 상기 연료탱크 내에 설치되며 상기 플레이트 어셈블리에 연결되는 리저브 어셈블리를 포함하는 연료펌프 모듈로서,
    상기 플레이트 어셈블리는,
    상기 연료탱크에 결합되는 플레이트 바디;
    상기 플레이트 바디에서 이격되되, 내측에 공간을 가지고 상부가 개구되는 틀부재와, 상기 틀부재의 내측 공간에 결합되는 PCB 기판과, 상기 PCB 기판에 설치되는 전자부품을 포함하는 제어기;
    상기 플라이트 바디에서 상기 틀부재를 이격시키기 위한 복수의 지지부재;
    상기 플레이트 바디와 상기 제어기 사이에 형성되며, 상기 연료탱크의 연료에서 발생된 가스를 대기로 방출시키기 위한 외부의 공기를 순환하도록 하는 에어갭;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기의 틀부재는,
    상기 연료탱크에 마주보고 있는 면의 사방으로 상기 가스가 스며들지 않도록 사출 성형에 의해 하나의 부품으로 형성되는 것을 특징으로 하는 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 가스가 상기 틀부재를 투과하여 상기 틀부재 내로 미세하게 들어가더라도 상기 전자부품에 영향이 미치지 않도록 몰딩부재가 상기 틀부재 내를 채워서 상기 전자부품을 감싸는 것을 특징으로 하는 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈.
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 전자부품 중 콘덴서는, 상기 에어캡의 위쪽에 구비되어 상기 콘덴서의 폭발시 발생되는 충격이 상기 에어갭에 의해 저감되는 것을 특징으로 하는 컨트롤러를 장착한 차량용 연료펌프 모듈.

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