KR20230036743A

KR20230036743A - 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치

Info

Publication number: KR20230036743A
Application number: KR1020210119600A
Authority: KR
Inventors: 한경철; 박형균; 김진성
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-03-15
Also published as: KR102604769B1

Abstract

본 발명의 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치(1)는 엔진 어댑터(30)와 고압펌프(60)를 결합하는 마운팅 판재(10)가 볼트(40)의 볼트 축력(F)으로 변형되어 엔진 어댑터(30)에 대한 제1 접촉면(51)의 간극(t)을 좁혀주는 상태로 전환되고, 제2 접촉면(52)과 제3 접촉면(53)이 마운팅 판재(10)에 서로 간격을 두고 구비된 상태에서 볼트 축력 세기 차이로 엔진 어댑터(30)와 접촉 순서 차이로 고정력을 형성해 줌으로써 늘어난 면접촉 구간으로 규정 토크를 벗어난 볼트의 과도 축력을 완화시켜주고, 특히 제3 접촉면(53)이 과도한 볼트 축력의 하중을 양 옆으로 분산시켜 용접 결합부 및 볼트에 가해지는 부하를 줄이는 추가 안착면으로 작용함으로써 연료시스템의 고압화로 인한 강화된 장착 환경에 대응하면서 플랜지/볼트의 파손 및 파괴 현상도 방지하는 특징을 갖는다.

Description

다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치{Multi-Face Contact type High Pressure Pump Mounting Sevice}

본 발명은 고압펌프 마운팅 장치에 관한 것으로, 특히 엔진 어댑터와 플랜지 간 면접촉 구간의 증가로 과도한 볼트 토크의 분산 효과를 높여 주는 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 고압펌프는 엔진 실린더에 고압의 연료를 분사하기 위해 연료탱크 내의 저압의 연료를 요구되는 양만큼 고압으로 압축하여 연료레일로 송출하는 펌프 장치이다. 이 경우 상기 연료레일의 고압 연료는 운전 조건에 따라 연료를 엔진 실린더에 분사하여 엔진의 출력을 제어하는 인젝터로 공급된다.

펌프 장착 구조에서 상기 고압펌프는 엔진에 조립되어 엔진의 구동축과 연결된 캠을 통해 구동력을 공급받아 작동된다. 그러므로 상기 고압펌프는 엔진과 마운팅되는 구조를 구비하고, 상기 마운팅 구조는 플랜지, 볼트 및 엔진 어댑터로 구현된다.

일례로 상기 플랜지는 펌프 몸체와 용접으로 결합되고, 상기 엔진 어댑터는 플랜지와 맞대어지며, 상기 볼트는 2개 볼트로 구성되어 플랜지와 엔진 어댑터에 뚫린 볼팅 홀로 동일 거리에서 각각 나사 체결됨으로써 플랜지와 엔진 어댑터를 고정시켜 준다.

특히 상기 플랜지는 볼트 조립 전 엔진 어댑터에 조립된 펌프 몸체에 의해 엔진 어댑터의 엔진 면과 간극을 형성하고, 플랜지가 볼트 체결에 의한 볼트 축력으로 변형됨으로써 엔진 어댑터의 엔진 면에 안착하고, 이에 의한 탄성 복원력을 통해 고압펌프 작동 시 작동 하중에 의한 피로 및 들썩임이 방지된다. 이 경우 상기 고압펌프의 작동 하중은 연료 압축을 위해 캠을 통해 피스톤에 가해지는 힘이고, 펌프를 엔진에서 이탈시키도록 볼트의 축력과 반대 방향으로 작용함으로써 플랜지 및 볼트에 가해지는 부하도 함께 증가하는 펌프의 고압화 시 작동하중에 의한 이탈 방지를 위해 볼트의 규정 축력을 증가시켜 준다.

이와 같이 상기 플랜지는 볼트를 통해 고압펌프의 펌프 몸체를 엔진 어댑터에 고정시켜 줌으로써 고압펌프, 특히 가솔린 직접분사용 고압펌프, 의 작동 하중과 볼트의 축력 전달로 펌프 진동을 억제하여 준다.

유럽공개특허 EP 3798441A (2020.08.31)

하지만 상기 고압펌프는 엔진 조립 라인 또는 A/S 작업자의 실수로 매뉴얼로 정의된 볼트 토크를 벗어난 과도한 토크로 조립될 수 있고, 이와 같은 볼트의 과도한 축력은 펌프몸채와 플랜지의 용접부 및 볼트에 과도한 응력을 발생시킴으로써 플랜지 변형을 가져와 파손으로 진행될 수 있다.

더구나 상기 고압펌프는 엔진의 고 효율화를 위해 고압화 되는 차량의 연료분사시스템으로 인해 작동 하중은 크게 증가되어야 하는 반면 엔진의 조립 공간 축소로 플랜지의 소형화가 요구되고 있다.

특히 소형 플랜지는 플랜지에 가해지는 부하가 크게 증가함에도 플랜지 자체적인 강성 및 탄성 복원력이 부족함으로써 높은 피로 파괴의 가능성으로 쉽게 파손될 수밖에 없고, 이러한 소형 플랜지 파손은 고압펌프의 고정을 가져와 펌프 본래 기능 상실로 진행함으로써 엔진 오일 및 연료의 누설을 발생시켜 화재의 위험이 발생할 수 있다.

이와 같이 상기 고압펌프의 마운팅 구조는 고효율 엔진을 위한 연료시스템 고압화 요구에 따른 작동하중 증가, 엔진 레이아웃 축소에 따른 플랜지 소형화 요구, 볼트 크기 증대에 의한 볼트 강성 확보 시 작업자 실수에 의한 볼트 축력 증가에 따른 플랜지 용접부 파손 방지, 플랜지 두께 증대의 강성 개선에 따른 원가 및 용접 두께 증가로 인한 조립 불리 등을 해소하면서도 미비한 개선 효과도 높일 수 있는 구조적 변경이 요구되고 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 엔진 어댑터에 대한 판재의 면접촉 구간을 늘려 규정 토크를 벗어난 볼트의 과도한 축력이 완화됨으로써 연료시스템의 고압화로 인한 강화된 장착 환경에 대응하면서 판재/볼트의 파손 및 파괴 형상도 방지할 수 있고, 특히 판재의 돌출부가 과도한 볼트 축력의 하중을 양 옆으로 분신시켜 용접 결합부 및 볼트에 가해지는 부하를 줄이는 추가 안착면으로 작용함으로써 구조적 변경도 플랜지의 소형화 단점도 해소되는 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고압펌프 마운팅 장치는 고압펌프가 조립된 엔진 어댑터에 나사 체결되는 볼트의 볼트 축력에 의한 변형으로 상기 엔진 어댑터와 간극을 좁혀 상기 고압펌프와 고정되는 마운팅 판재, 및 상기 간극을 형성해 주는 제1 접촉면, 상기 마운팅 판재에 서로 간격을 두고 구비된 상태에서 볼트 축력 세기 차이로 상기 엔진 어댑터와 접촉 순서를 달리하는 제2 접촉면과 제3 접촉면로 구성된 다중 면 접촉부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 제2 접촉면과 상기 제3 접촉면은 상기 마운팅 판재의 하부면에 형성되며, 상기 제2 접촉면과 상기 제3 접촉면은 상기 하부면을 판재 기준면으로 하여 소정 높이로 돌출되고, 상기 제3 접촉면의 높이는 상기 제2 접촉면의 높이 보다 크게 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 제2 접촉면은 반원 테두리 돌출 구조로 이루어지고, 상기 제3 접촉면은 직선 막대 돌출 구조, 반구 돌출 구조 및 원형 단면 구조 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 직선 막대 돌출 구조는 프레스 공법으로 형성되어 상기 마운팅 판재의 볼트 홀 주변에 음각 홈을 형성해주고, 상기 반구 돌출 구조 또는 상기 원형 단면 구조는 서로 간격을 두고 제1 돌기와 제2 돌기로 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 제2 접촉면과 상기 제3 접촉면은 상기 볼트가 관통하는 상기 마운팅 판재의 볼트 홀 주변 부위로 형성되며, 상기 제2 접촉면은 상기 볼트 홀을 중심으로 하여 하우징에서 먼 홀 바깥 구간에 위치되고, 상기 제3 접촉면은 상기 볼트 홀을 중심으로 하여 하우징에서 가까운 홀 안쪽 구간에 위치된다.

바람직한 실시예로서, 상기 제1 접촉면은 상기 고압펌프에 하우징 바닥면으로 형성되고, 상기 하우징 바닥면은 상기 마운팅 판재가 결합되는 용접 테두리의 아래쪽에 위치되어 상기 간극을 형성해 준다.

바람직한 실시예로서, 상기 용접 테두리는 상기 고압펌프의 펌프 하우징의 외경에서 돌출되어 용접 단턱을 형성하고, 상기 용접 단턱은 상기 마운팅 판재의 하우징 홀과 용접 고정부를 형성한다.

바람직한 실시예로서, 상기 볼트는 상기 마운팅 판재의 볼트 홀을 관통하여 상기 엔진 어댑터의 마운팅 홀과 나사 체결되며, 상기 볼트 축력 세기 차이는 상기 볼트 축력을 발생시키는 체결 토크로 발생된다.

바람직한 실시예로서, 상기 엔진 어댑터는 펌프 홀을 형성하고, 상기 고압펌프는 펌프 하우징의 하부부위로 상기 펌프 홀과 조립된다.

이러한 본 발명의 고압펌프 마운팅 장치는 다중 면 접촉 구조를 적용함으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, 플랜지의 면접촉 구간 변형만으로 볼트의 과도 축력에서도 플랜지/볼트의 파손 및 파괴가 방지됨으로써 연료시스템의 고압화에 따른 강화된 장착 환경에서도 고압펌프의 장착아 용이하다. 둘째, 볼트 체결 중 플랜지 용접부/볼트의 변형 및 파손 방지로 플랜지 강성 강화를 위한 플랜지 두께 증대가 불필요하다. 셋째, 고효율 엔진을 위한 연료시스템 고압화에 맞춰 고압펌프의 작동하중이 증가되더라도 엔진 레이아웃 축소로 요구되는 플랜지 소형화가 가능하다. 넷째, 매뉴얼로 정의된 볼트 토크를 벗어난 과도한 토크에서도 플랜지 용접부/볼트 응력(즉, 부하) 저감이 가능함으로써 엔진 조립 라인 또는 A/S 작업자의 실수로 인한 체결 불량 등이 방지된다. 다섯째, 기존의 2점 접촉면식 마운팅 구조가 발생하던 문제점인 고효율 엔진을 위한 연료시스템 고압화 요구에 따른 작동하중 증가, 엔진 레이아웃 축소에 따른 플랜지 소형화 요구, 볼트 크기 증대에 의한 볼트 강성 확보 시 작업자 실수에 의한 볼트 축력 증가에 따른 플랜지 용접부 파손 방지, 플랜지 두께 증대의 강성 개선에 따른 원가 및 용접 두께 증가로 인한 조립 불리 등이 모두 해결됨으로써 개선 효과도 크게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고압펌프 마운팅 장치의 다중 면 접촉부 구성도마운팅 판재 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고압펌프 마운팅 장치의 다중 면 접촉부 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다중 면 접촉부룰 이용한 고압펌프 마운팅 장치의 다중 면 접촉 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 다중 면 접촉부를 이용한 마운팅 판재 및 볼트의 응력 분선 시뮬레이션 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 다중 면 접촉부의 구조 변형 예이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 고압펌프 마운팅 장치(1)는 마운팅 판재(10), 용접 테두리(20), 엔진 어댑터(30), 볼트(40) 및 다중 면 접촉부(50)로 구성됨으로써 고압펌프(60)를 고정한다.

일례로 상기 마운팅 판재(10)는 엔진 어댑터(30)에 조립된 고압펌프(60)의 펌프 하우징(61)에 형성된 용접 테두리(20)와 중앙에 천공된 하우징 홀(13)로 결합된 상태에서 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35)(도 3 참조)과 간극(t)을 유지한다.

또한, 상기 마운팅 판재(10)는 좌/우에 천공된 볼트 홀(15)을 관통하여 엔진 어댑터(30)와 볼트 축(42)으로 나사 체결되는 볼트(40)의 볼트 헤드(41)가 상부면(11A)에 가하는 체결 토크의 볼트 축력으로 하부면(11B)과 판재 조립면(35)(도 3 참조) 간 간극(t)이 제거됨으로써 고압펌프(60)와 강한 고정력을 형성하여 준다.

그러므로 상기 마운팅 판재(10)는 볼트(40)의 조립 후 자체적인 탄성으로 판 스프링 역할을 함으로써 작동 하중에 의한 부하 변동(또는 피로 하중) 및 들썩임을 저감하여 준다.

일례로 상기 용접 테두리(20)는 고압펌프(60)의 펌프 하우징(61)에 일체로 형성되고, 특히 상기 펌프 하우징(61)의 외경에 단턱 구조로 마운팅 판재(10)의 하우징 홀(13)이 끼워지는 용접 단턱(21)이 형성됨으로서 용접 단턱(21)의 단턱 측면과 하우징 홀(13)의 내주면 간 밀착 구간을 제공하고, 상기 밀착 구간이 용접됨으로써 마운팅 판재(10)와 고압펌프(60) 간 용접 고정력을 형성시켜 준다.

일례로 상기 엔진 어댑터(30)는 엔진(도시되지 않음)의 구성부품(또는 구성부분)으로 고압펌프(60) 및 볼트(40)의 조립 공간을 제공하며, 마운팅 판재(10)가 조립된 상태에서 하부면(11B)과 밀착된다.

이를 위해 상기 엔진 어댑터(30)는 마운팅 홀(31)과 펌프 홀(33)을 뚫은 어댑터 바디의 상면을 판재 조립면(35)으로 형성한다. 이 경우 상기 마운팅 홀(31)은 암나사 구조로 볼트(40)를 이루는 볼트 축(42)의 수나사와 나사 체결되며, 상기 펌프 홀(33)은 고압펌프(60)를 구성하는 펌프 하우징(61)의 하부부위가 삽입되어 고정되고, 상기 판재 조립면(35)은 마운팅 판재(10)의 하부면(11B)에 대해 간극(t)을 형성한 상태에서 마운팅 판재(10)의 탄성 변형으로 다중 면 접촉부(50)로 형성된다.

일례로 상기 볼트(40)는 볼트 헤드(41)와 볼트 축(42)으로 이루어지고, 상기 볼트 헤드(41)는 마운팅 판재(10)의 상부면(11A)과 밀착되어 볼트 축력으로 마운팅 판재(10)를 탄성 변형시켜 주며, 상기 볼트 축(42)은 볼트 헤드(41)에서 작은 직경으로 돌출된 수나사 축으로 이루어져 암나사 구조의 마운팅 홀(31)과 나사 체결로 엔진 어댑터(30)와 고정된다.

일례로 상기 다중 면 접촉부(50)는 마운팅 판재(10)의 하부면(11B), 용접 테두리(20)의 하우징 바닥면(23)(도 3 참조), 및 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35) 사이에서 형성되고, 마운팅 판재(10)와 엔진 어댑터(30)의 간극(t)에서 3개의 제1,2,3 접촉면(51,52,53)(도 3 참조)으로 체결 시 발생될 수 있는 과도한 볼트 축력에 의한 마운팅 판재(10)의 응력 저감 및 완화로 마운팅 판재(10)/볼트(40)의 파괴에 의한 고장을 방지하여 준다.

그러므로 상기 다중 면 접촉부(50)는 고압펌프 마운팅 장치(1)가 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치로 특징될 수 있도록 한다.

일례로 상기 고압펌프(60)는 스프링(63)이 탄발 지지한 펌프 하우징(61)이 펌프 홀(33)로 삽입되어 엔진 어댑터(30)에 조립되고, 펌프 하단에서 캠(70)의 회전에 의한 피스톤(6)의 왕복운동으로 압축실의 저압 연료를 가압함으로써 연료 레일(도시되지 않음) 쪽으로 고압 연료를 토출하여 준다.

한편 도 2를 참조하면, 상기 마운팅 판재(10)는 탄성 변형이 가능한 소정 두께로 상/하부면(11A,11B)을 형성한 대략 마름모꼴 형상의 판재 바디로 이루어지고, 상기 판재 바디에는 하우징 홀(13)과 볼트 홀(15)이 천공됨과 더불어 판재 안착면(18)과 판재 돌출면(19)이 판재 기준면(16)에서 돌출 부위를 형성한다,

그러므로 상기 마운팅 판재(10)는 마름모꼴 형상으로 서로 대칭되는 좌측 구간과 우측 구간을 형성하며, 상기 좌측 구간과 우측 구간의 각각에 판재 안착면(18)과 판재 돌출면(19)을 동일하게 형성한다.

일례로 상기 하우징 홀(13)은 판재 바디 중앙에 천공되어 고압펌프(60)의 펌프 하우징(61)에 끼워지고, 용접 테두리(20)의 용접 단턱(21)과 밀착된 상태에서 그 내주면으로 용접 단턱(21)의 단턱 측면과 밀착 구간을 형성하여 용접부위로 형성된다, 상기 볼트 홀(15)은 판재 바디의 좌측 구간과 우측 구간 각각에 천공된 좌/우측 볼트 홀로 이루어지고, 상기 좌/우측 볼트 홀의 각각으로 볼트(40)의 볼트 축(42)이 관통된다.

일례로 상기 판재 기준면(16)은 판재 바디의 하부면(11B)을 형성하고, 하우징 홀(13)의 내주면과 밀착 구간을 형성하는 용접 단턱(21)의 단턱 측면에 대해 동일 선상으로 맞춰진다. 그러므로 상기 판재 기준면(16)에서 돌출되어 형성되는 판재 안착면(18)과 판재 돌출면(19)의 돌출 높이는 간극(t)(도 1 참조)의 간격보다 작게 형성됨으로써 볼트 축력에 의한 마운팅 판재(10)의 탄성 변형으로 다중 면 접촉부(50)가 형성될 수 있다.

일례로 상기 판재 안착면(18)은 판재 바디의 좌측 구간과 우측 구간 각각에서 판재 기준면(16)과 높이차를 갖도록 돌출된 좌/우측 판재 안착면으로 형성되고, 상기 좌/우측 판재 안착면의 각각은 볼트 홀(15)의 주변 영역 중 홀 바깥쪽 영역에서 홀 반쪽 구간과 마주한 반원 테두리 돌출 구조로 이루어진다.

그리고 상기 판재 돌출면(19)은 판재 바디의 좌측 구간과 우측 구간 각각에서 판재 기준면(16)과 높이차를 갖도록 돌출된 좌/우측 판재 돌출면으로 형성되고, 상기 좌/우측 판재 돌출면의 각각은 볼트 홀(15)의 주변 영역 중 홀 안쪽 영역에서 홀 반쪽 구간과 마주한 직선 막대 돌출 구조로 이루어진다.

특히 상기 판재 돌출면(19)의 돌출 높이는 판재 안착면(18)의 돌출 높이보다 더 높게 형성함으로써 판재 돌출면(19)과 판재 안착면(18)은 높이차를 형성한다.

또한, 상기 판재 돌출면(19)은 프레스 공법으로 마운팅 판재(10)에 형성됨으로써 판재 바디의 볼트 홀(15) 주변으로 음각의 홈이 생기고, 이러한 주변 음각 홈은 볼트(40)의 볼트 헤드(41)와 접촉하는 안착면 중 펌프 하우징(61)에 가까운 영역의 안착면을 작아지게 하며, 이와 같이 작아진 안착면은 볼트(40)의 축력을 펌프 하우징(61)에서 먼 영역으로 분산하여 분포시킴으로서 용접 테두리(20)의 단턱 측면과 하우징 홀(13)의 내주면 간 밀착 구간을 이용한 용접 결합부가 볼트 축력으로 받는 부하를 추가 분산시켜 주는 작용이 가능하다.

한편 도 3 내지 도 5는 상기 고압펌프 마운팅 장치(1)가 고압펌프(60)를 엔진 어댑터(30)에 조립한 상태에서 볼트 축력(F)으로 받는 볼트(40) 및 다중 면 접촉부(50)의 응력 상태를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 상기 다중 면 접촉부(50)는 3곳의 제1,2,3 접촉면(51,52,53)으로 구성된다.

일례로 상기 제1 접촉면(51)은 펌프 하우징(61)의 하우징 바닥면(23)과 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35)을 밀착시켜 형성되고, 상기 제2 접촉면(52)은 마운팅 판재(10)의 판재 안착면(18)과 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35)을 밀착시켜 형성되며, 상기 제3 접촉면(53)은 마운팅 판재(10)의 판재 돌출면(19)과 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35)을 밀착시켜 형성된다. 이 경우 상기 제1 접촉면(51)의 하우징 바닥면(23)은 용접 테두리(20)의 용접 단턱(21)의 아래쪽에서 고압펌프(60)의 펌프 하우징(61)의 하부 부위와 단차진 구조로 이루어진다.

그러므로 상기 마운팅 판재(10)의 볼트 홀(15)을 기준으로 할 때, 상기 제1 접촉면(51)은 볼트 홀에서 가장 먼 영역(즉, 펌프 하우징 쪽 영역), 상기 제2 접촉면(52)은 볼트 홀에서 가장 근접 영역, 상기 제3 접촉면(53)은 제1,2 접촉면(51,52)의 사이에서 볼트 홀 부근 영역에 위치된다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 접촉면(51)은 고압펌프(60)가 엔진 어댑터(30)와 조립된 상태에서 하우징 바닥면(23)이 판재 조립면(35)과 접촉 상태를 형성함으로써 볼트(40)의 체결 전 밀착된 상태로 형성된다.

이어 상기 볼트(40)의 체결로 마운팅 판재(10)가 볼트 축력(F)을 받음으로써 제2 접촉면(52)이 형성된 후 이어 제3 접촉면(53)이 형성된다.

즉, 상기 제2 접촉면(52)은 볼트 홀(15)을 기준으로 하여 제3 접촉면(53) 보다 고압펌프(60)의 펌프 하우징(61)과 더 멀리 떨어져 위치함으로써 볼트 축력(F)으로 마운팅 판재(10)의 볼트 홀 구간이 먼저 변형되고, 이러한 볼트 홀 구간 변형은 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35)으로 판재 안착면(18)을 눌러줌으로써 판재 안착면(18)과 판재 조립면(35)의 밀착으로 제2 접촉면(52)을 형성시켜 준다.

이어 상기 볼트 축력(F)의 증가로 마운팅 판재(10)의 변형이 더 커져 판재 바디 변형으로 진행하게 되면, 이러한 판재 바디 변형은 엔진 어댑터(30)의 판재 조립면(35)으로 판재 돌출면(19)을 눌러줌으로써 판재 돌출면(19)과 판재 조립면(35)의 밀착으로 제3 접촉면(53)을 형성시켜 준다.

이와 같이 상기 다중 면 접촉부(50)는 고압펌프(60)의 조립과 볼트 체결 과정에서 제1 접촉면(51)과 제2 접촉면(52) 및 제3 접촉면(53)이 볼트 축력(F)을 통해 순차적으로 형성되고, 특히 상기 제3 접촉면(53)은 제1,2 접촉면(51,52) 보다 더 큰 볼트 축력으로 형성됨으로써 볼트 체결 작업 시 볼트 축력(F)이 과도하게 증가되거나 고압펌프(60)의 구동 시 작동 하중 증가를 모두 흡수할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 다중 면 접촉부(50)는 제1,2,3 접촉면(51,52,53)으로 볼트 축력 분산이 가능함으로써 펌프 하우징(61)의 용접 테두리(20)와 마운팅 판재(10)의 용접 결합부(도 1 참조) 응력 저감, 마운팅 판재(10)의 볼트 헤드 안착면 응력 분산이 이루어지고, 특히 상기 볼트(40)도 마운팅 판재(10)를 가압하는 볼트 헤드(41)에 대한 응력 저감이 가능하다.

이와 같이 상기 다중 면 접촉부(50)는 제1,2,3 접촉면(51,52,53)의 3점 접촉면식 마운팅 구조로 기존의 2점 접촉면식 마운팅 구조에서 불가하던 고효율 엔진용 고압 연료시스템의 높은 작동하중, 소형 마운팅 판재(또는 플랜지), 플랜지 용접부 강건성, 플랜지 두께 축소 등이 모두 가능하다.

한편 도 6을 참조하면, 상기 마운팅 판재(10)는 제1 접촉면(51)의 하우징 바닥면(23), 제2 접촉면(52)의 판재 안착면(18), 제3 접촉면(53)의 판재 돌출면(19) 중 하우징 바닥면(23)과 판재 돌출면(19)이 변형 구조를 가질 수 있음을 나타낸다.

일례로 상기 판재 돌출면(19)의 변형 구조를 참조하면, 상기 판재 돌출면(19)은 동일한 위치에서 그 형상을 달리하는 판재 돌기면(19-1)으로 구조 변경될 수 있다.

특히 상기 판재 돌기면(19-1)은 일정 간격으로 이격된 2개의 제1,2 돌기(19-1A,19-1B)로 이루어지고, 상기 제1,2 돌기(19-1A,19-1B)의 각각은 마운팅 판재(10)의 판재 바디 하부면세서 반구 돌출 구조나 원형 단면 구조로 형성된다.

그러므로 상기 제1,2 돌기(19-1A,19-1B)는 볼트 축력(F)을 받아 도 2의 판재 돌출면(19)과 동일하게 제3 접촉면(53)의 작용 및 효과를 구현한다.

반면 상기 하우징 바닥면(23)의 변형 구조를 참조하면, 상기 하우징 바닥면(23)은 마운팅 판재(10)의 판재 기준면(16)에 직접 형성된 판재 바닥면(17)으로 대체됨으로써 다중 면 접촉부(50)가 고압펌프(60)의 펌프 하우징(61)과 연계 없이 마운팅 판재(10)로 만 구성될 수 있다.

특히 상기 판재 바닥면(17)은 하우징 홀(13)과 동심원을 이루도록 일부분의 원호 구간으로 마운팅 판재(10)의 마름모꼴 형상 판재 바디에 맞춰져 형성된다.

그러므로 상기 판재 바닥면(17)은 마운팅 판재(10)를 볼트 홀(15)에 대해 상/하부 구간으로 구획하고, 하우징 홀(13)에 대해 상/하 대칭으로 형성됨으로써 하우징 홀(13)과 근접된 위치에서 볼트 홀(15)에 대해 가장 먼 영역으로 위치된다.

이로부터 상기 판재 바닥면(17)은 볼트 축력(F)을 받아 도 3의 하우징 바닥면(23)과 같이 고압펌프(60)가 엔진 어댑터(30)와 조립된 상태에서 판재 조립면(35)과 접촉 상태를 형성함으로써 제1 접촉면(51)과 동일한 작용 및 효과를 구현한다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다중 면 접촉식 고압펌프 마운팅 장치(1)는 엔진 어댑터(30)와 고압펌프(60)를 결합하는 마운팅 판재(10)가 볼트(40)의 볼트 축력(F)으로 변형되어 엔진 어댑터(30)에 대한 제1 접촉면(51)의 간극(t)을 좁혀주는 상태로 전환되고, 제2 접촉면(52)과 제3 접촉면(53)이 마운팅 판재(10)에 서로 간격을 두고 구비된 상태에서 볼트 축력 세기 차이로 엔진 어댑터(30)와 접촉 순서 차이로 고정력을 형성해 줌으로써 늘어난 면접촉 구간으로 규정 토크를 벗어난 볼트의 과도 축력을 완화시켜주고, 특히 제3 접촉면(53)이 과도한 볼트 축력의 하중을 양 옆으로 분산시켜 용접 결합부 및 볼트에 가해지는 부하를 줄이는 추가 안착면으로 작용함으로써 연료시스템의 고압화로 인한 강화된 장착 환경에 대응하면서 플랜지/볼트의 파손 및 파괴 현상도 방지할 수 있다.

1 : 고압펌프 마운팅 장치
10 : 마운팅 판재 11A,11B : 상/하부면
13 : 하우징 홀 15 : 볼트 홀
16 : 판재 기준면 17 : 판재 바닥면
18 : 판재 안착면 19 : 판재 돌출면
19-1 : 판재돌기면 19-1A,19-1B : 제1,2 돌기
20 : 용접 테두리 21 : 용접 단턱
23 : 하우징 바닥면 30 : 엔진 어댑터
31 : 마운팅 홀 33 : 펌프 홀
35 : 판재 조립면 40 : 볼트
41 : 볼트 헤드 42 : 볼트 축
50 : 다중 면 접촉부 51,52,53 : 제1,2,3 접촉면
60 : 고압펌프 61 : 펌프 하우징
62 : 피스톤 63 : 스프링
70 : 캠

Claims

고압펌프가 조립된 엔진 어댑터에 나사 체결되는 볼트의 볼트 축력에 의한 변형으로 상기 엔진 어댑터와 간극을 좁혀 상기 고압펌프와 고정되는 마운팅 판재, 및
상기 간극을 형성해 주는 제1 접촉면, 상기 마운팅 판재에 서로 간격을 두고 구비된 상태에서 볼트 축력 세기 차이로 상기 엔진 어댑터와 접촉 순서를 달리하는 제2 접촉면과 제3 접촉면으로 구성된 다중 면 접촉부
가 포함되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 접촉면과 상기 제3 접촉면은 상기 마운팅 판재의 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 접촉면과 상기 제3 접촉면은 상기 하부면을 판재 기준면으로 하여 소정 높이로 돌출되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 제3 접촉면의 높이는 상기 제2 접촉면의 높이 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 접촉면은 반원 테두리 돌출 구조로 이루어지고,
상기 제3 접촉면은 직선 막대 돌출 구조, 반구 돌출 구조 및 원형 단면 구조 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 직선 막대 돌출 구조는 프레스 공법으로 형성되어 상기 마운팅 판재의 볼트 홀 주변에 음각 홈을 형성해주는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 반구 돌출 구조 또는 상기 원형 단면 구조는 서로 간격을 두고 제1 돌기와 제2 돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 접촉면과 상기 제3 접촉면은 상기 볼트가 관통하는 상기 마운팅 판재의 볼트 홀 주변 부위로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 제2 접촉면은 상기 볼트 홀을 중심으로 하여 하우징에서 먼 홀 바깥 구간에 위치되고,
상기 제3 접촉면은 상기 볼트 홀을 중심으로 하여 하우징에서 가까운 홀 안쪽 구간에 위치되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 접촉면은 상기 고압펌프의 하우징 바닥면으로 형성되고,
상기 하우징 바닥면은 상기 마운팅 판재가 결합되는 용접 테두리의 아래쪽에 위치되어 상기 간극을 형성해 주는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 10에 있어서, 상기 용접 테두리는 상기 고압펌프의 펌프 하우징의 외경에서 돌출되어 용접 단턱을 형성하고,
상기 용접 단턱은 상기 마운팅 판재의 하우징 홀과 용접 고정부를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 볼트는 상기 마운팅 판재의 볼트 홀을 관통하여 상기 엔진 어댑터의 마운팅 홀과 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 볼트 축력 세기 차이는 상기 볼트 축력을 발생시키는 체결 토크로 발생되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 엔진 어댑터는 펌프 홀을 형성하고,
상기 고압펌프는 펌프 하우징의 하부부위로 상기 펌프 홀과 조립되는 것을 특징으로 하는 고압펌프 마운팅 장치.