KR960015461B1 - 자동차 연료펌프 - Google Patents

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내용 없음

Description

자동차 연료펌프

제1도는 내부에 연료 펌프가 장착된 자동차 연료탱크의 일부절개 단면도.

제2도는 제1도 연료펌프의 일부절개 단면도.

제3도는 제1도 연료펌프의 분해사시도.

제4도는 제1도 연료 펌프의 일부 확대사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22 : 자동차연료펌프 26 : 튜브형 셸(tubular shel1)

32 : 전기모터 56 : 제1회전기능요소

62 : 세로 중심선 88 : 제2회전기능요소

116,122 : 공동(공동, cavity) 112 : 전기자축(armature shaft)

120 : 바릴형구동체(barrel-shaped driver) 128 : 구동돌기(drive lugs)

96,132 : 구동소켓(drive socket) 118 : 구동탱 (drive tang)

본 발명은 자동차용 연료펌프에 관한 것이다. 미국특허 A 4,445,820에 기술된 자동차 연료펌프는 전기모터와 한쌍의 밀폐베인식 재생 터빈펌프를 포함한다.

이 전기모터는 펌프의 세로 중앙선 주위를 회전하는 전기자 축(armature shaft)를 갖고 각 터빈펌프는 전기자 축과 독립적으로 펌프의 세로 중앙선 주위를 회전하는 판상(板狀)의 임펠러를 갖는다.

전기자축의 일단에 부착된 구동체는 상기 임펠러내의 관통공을 통해 일렬로 신장하는 한쌍의 두줄기로 갈라진 아암을 가지며, 이에 의해 임펠러가 전기자축에 구동 연결된다.

본 발명의 목적은 보다 개선된 자동차 연료펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 일견지에 의하면 청구범위 1항에 기술된 바와같은 자동차 연료펌프가 제공된다.

이같은 형태의 자동차 연료펌프는 전기모터 전기자축을 펌프내의 한쌍의 회전가능 요소에 구동 연결시키기 위하여 미국특허 A 4,445,820에 비하여 개선된 구조를 갖는 구동체를 포함한다.

바람직한 실시예에 의하면, 튜브형 셸(shell), 셸내에 위치하며 세로 중앙선 주위를 회전하는 전기자축을 갖는 전기모터, 세로 중앙선에 수직인 평면내에서 회전가능한 제1요소와 그 회전가능한 제1요소와 전기모터 사이에 있고 중앙선에 수직인 평면내에서 회전가능한 제2요소를 갖는 펌프 조립체를 포함하는 자동차 연료펌프가 제공된다.

상기 제1 및 제2회전가능 요소사이의 공동(공동, cavity)내에 바렐형 구동체가 장착되어 있으며, 이 구동체는 각 세로단에 제1 및 제2회전가능 요소내의 대응하는 구동소켓내로 돌출한 구동돌기를 갖는다.

각 구동돌기(drive lug)는 셸의 세로 중심축에 수직인 평면내에서 회전가능 요소상에 비틀림 힘 커플이 생기는 것을 제외하고는 상기 구동체가 상기 제1 및 제2회전가능 요소로부터 효과적으로 분리되도록 대응하는 구동소켓의 일면과 맞물리는 둥글게 된 테두리를 갖는다.

상기 전기자축은 바렐형 구동체내의 상응한 형태로 된 공동내에 수용된 구동탱을 갖는 끝단을 갖는다.

상기 회전가능 요소로부터 상기 구동체를 분리함으로써, 회전가능 요소와 회전불가능 요소사이의 공차로 인한 미스얼라인먼트의 존재하에 회전가능 요소들이 펌프의 비회전 요소들에 대하여 결합되는 경향을 최소화시 킬 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 연료펌프의 일실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

제1도를 참조하면 도시되지 않은 자동차의 연료탱크 10은 상부패널 12와 하부패널 14를 갖는다.

연료탱크 10내에는 저장조 16이 장착되어 있으며, 이 저장조 16은 저장조 16을 상부패널 12상에 있는 커버 20에 연결시키는 복수의 지지목(Struts)상에 설치된 복수의 스프링 18에 의해 하부패널 14에 치우쳐져있다.

연료펌프 22는 상기 저장조 16 내부에 위치하며, 연료탱크내의 고압호스 24 및 커버 20과 엔진사이의 미도시된 도관을 통해 자동차의 엔진과 연결되어 있다.

과잉연료는 외부의 저압도관 및 미국특허 A-4,945,884에 기술된 것과 같은 지지목을 통해 저장조 16으로 되돌아 온다.

제2도 및 3도에 도시된 바와같이, 연료펌프 22의 튜브형 셸 26은 유입단 28과 배출단 30을 갖는다.

연료펌프의 전기 모터 32는 셸내의 배출단 30을 폐쇄하는 배출단 하우징 34와 유입단 28을 폐쇄하는 펌프조립체 36 사이에 장착된다.

상기 셸 26의 환상 립(annular lip) 38은 유입단을 통한 연료펌프 내부요소들의 이동을 방지한다.

셸의 반대끝은 셸의 배출단을 통한 연료펌프 내부요소의 이동을 방지하기 위하여 배출단 하우징 34상에 영구적으로 변형되어 있다.

펌프조립체 36은 제1끝단 하우징 40, 분리자 42, 제로터 펌프 그룹(gerotor pump group) 44 및 제2끝단 하우징 46을 포함한다.

제1끝단 하우징 40은 통상적으로 판상으로 되어 있으며 셸상의 립 38에 대하여 지탱하는 제1끝단 하우징상의 밀폐링 48에 의해 셸 26내에 밀착 수용된다.

분리자 42 역시 판상으로 되어 있으며 제1끝단 하우징 40의 상부 평탄면 52에 대하여 지탱하는 하부 평탄면 50으로 셸 26내에 밀착 수용된다.

제1끝단 하우징 면내에 있는 임펠러 공동 54는 분리자 42의 하부 평탄면 50에 의해 폐쇄된다.

판상형으로된 임펠러 56 모양으로된, 펌프어스셈블리 36의 제1회전 요소는 임펠러 공동의 저부에 있는 환형 보스(annular boss) 58과 평탄면 50 사이의 임펠러 공동 54내에 장착된다.

임펠러 56은 셸의 세로 중심선 주위로의 회전을 위해 제1끝단 하우징 40 위에서 판형축 60에 지지되며 그 주연부에 복수의 베인(vane) 64를 갖는다.(제2 및 3도 참조).

베인 64는 분리자의 저면 50내에 있는 한쌍의 호형(弧型) 요홈 66 A-B와 보스 58 외측의 임펠러 공동54의 저면에 있고 요홈 66A-B와 상응하는 한쌍의 호형 요홈 68A-B와 합하여 한쌍의 재생 터빈 펌프 채널을 이룬다.

제1끝단 하우징내의 통로 70은 튜브형 보스 72에 의해 둘러싸여져 있으며, 요홈 66A, 68A에 의해 형성된 한쌍의 재생 터빈 펌프 채널중 첫번째 것 및 저장조 16 외측의 연료탱크 10과 통하게 되어 있다.

상기 제 1통로 70은 연료탱크로부터 제 1펌프채널로 가는 새로운 연료유입구를 이룬다.

제3도에서 제1끝단 하우징 40내의 관통공 74는 제1펌프채널 66A, 68A의 제2끝단 및 저장조 16과 통하게 되어 있어 새로운 연료를 펌프 채널로부터 저장조로 배출한다.

제1끝단 하우징 40내의 통로 70은 제1끝단 하우징상의 제2튜브형 보스 78을 통해 신장되어 저장조와 상기 요홈 66B, 68B에 의해 생긴 앞서 언급된 한쌍의 재생터빈 펌프 채널중 두번째 것의 제1끝단 사이의 연결에 영향을 미친다.

제3도에서 분리자 42내의 통로 80은 제2펌프재널 66B, 68B의 제2끝단으로부터 분리자를 지나는 유체통로를 형성한다.

임펠러 56이 중앙선 62 주위를 시계 방향으로 회전할 때 제1펌프채널 66A, 68A에는, 연료탱크로부터 저장조내로 가는 유체 흐름이 유발되며, 제2펌프채널 66B, 68B에는 저장조로부터 통로 80으로 가는 유체 흐름이 유발된다.

제로터 펌프 그룹 44는 분리자 42의 상부 평탄면 84와 판상의 제2끝단하우징 46의 인보드 평탄면 86 사이에 있는 고정링 82, 외측으로 형성된 내부링 88 및 내측으로 치차가 형성된 외부링 90을 포함한다.

상기 내부링의 중심에는 부싱 92와 상기 제2끝단 하우징 46상에 탑재된 튜브형 퍼룰(Ferrule) 94의 외경상에 수용되어 있으므로써, 상기 내부링의 중앙선 62 주위로의 회전을 위해 셸 26상에 지지되며, 펌프 조립체 36의 제2회전가능 요소를 구성한다.

상기 내부링 88상에 있는 전체적으로 4각형 모양으로된 복수의 내부 스플라인 치차는 중심선 62 주위에 원형으로 배열되고 분리자 42와 대면하는 내부링내에 있는 전체적으로 4각형 모양의 노치 96을 형성한다.

제3도에 명확히 개시된 바와같이, 상기 접지링 82의 내부 원통형 벽 98은 중심선에 평행하나 이로부터 약간 어긋나 있는 축 주위로의 회전을 위해 상기 외측링 90을 셸상에 지지한다.

통상의 제로터 펌프에서는 내측 및 외측 링 88, 90은 맞물려 제로터 펌프 그룹의 초승달 형태의 유입부위와 초승달형태의 배출 부위를 이룬다.

이 유입부위는 분리자 42내의 통로 80과 일렬로 되어 있다.

상기 배출부위는 상기 제2끝단 하우징 46내의 배출구 100과 일렬로 되어 있다.

상기 내부링 88이 중심선을 중심으로 시계 방향으로 회전될때, 배출구 100을 통해 통로 80으로부터 셸 26의 내부로 가는 유체흐름이 유발된다.

연료는 셸 26으로부터 배출단 하우징 34상의 튜브형 컨넥터 102를 통해 배출된다.

연료펌프 22의 전기모터 32는 셸 26내에 제2끝단 하우징 46과 인접한 플럭스링 104, 그 플럭스링상에 있는 복수의 영구자석 106, 및 전기자 108을 포함한다.

전기자 108은 중심선 62상에 배열된 전기자축상에 있는 권선코어 110을 포함한다. 도시되지 않은 제1끝단에서, 상기 전기자축은 중심선 62 주위로의 회전을 위해 배출단 하우징 34상에 지지된다.

제2끝단 주변 114에는, 전기자축 112의 원통형 부분이 중심선 62 주위로의 회전을 위해 폐룰 94에 의해 저어널되어 있다.

제2 및 3도에 도시된 바와같이 분리자 42내에 있으며 세로 중심선 62를 중심으로 대칭 형태로된 원통형보어 116은 제1회전 가능요소인 임폘러 56과 제2회전가능 요소인 내부링 88 사이에서 구동체 챔버를 형성한다.

전기자 축 1l2의 제2끝단 114는 그 구동체 참버내부로 돌출되어 있고 그 끝이 평탄하게 되어 소위 말하는 2중 D형(Double D-shape)의 구동탱(tnag) 118을 형성한다.

상기 구동 챔버내에는 바렐형 구동체 120가 장착되어 있으며, 구동체 120은 내부에 상기 구동탱을 밀착 수용하는 이중 D공동 122을 가짐으로써 상기 구동체가 상기 전기자 축 112에 구동연결되게 한다. 즉, 전기자축과 함께 하나의 유니트로써 세로 중심축 62 주위를 회전가능하게 하는 것이다.

상기 바렐-형 구동체 120은 임펠러 56과 대면하는 제1환상 테두리 124와 상기 내부링 88과 대면하는 제2환상 테두리 126을 갖는다. 상기 구동체의 제1 및 제2환상 테두리 124,126 각각의 상부에는 복수의 짧은, 버팀벽 형상의 구동돌기부 128이 형성되어 있다. 구동돌기 각각은 중심선 62에 평행하게 신장하는 둥근구동테두리 130을 갖는다. 임폘러 56은 상기 호형 펌프채널의 내측에 방사상으로 배열된 4각형 형태의 윈도우 132를 갖는다.

윈도우 132는 구동체의 제1테두리 124상의 구동돌기 128중 대응되는 구동돌기를 헐겁게 수용하는 소켓을 형성한다. 각각의 윈도우는 구동체 120이 중심선 62 주위를 시계방향으로 회전될때 상응하는 돌기 128의 테두리 130에 의해 맞물린, 전체적으로 둥근면 134를 갖는다. 상기 윈도우 132는 돌기 128에 비하여 그 크기가 크기 때문에 윈도우의 면 134에 작용하는 둥근 테두리 130의 힘은 오직 중심선 62 주위의 평면내에 있는 임펠러 56에 대한 비틀림 모멘트로 된다. 따라서 임펠러는 임펠러 56과 구동체 120 사이의 배열 오차에 기인된 다른 힘의 작용에 대하여 구동체로부터 효과적으로 분리될 수 있다.

마찬가지로 내부링 88내의 노치 96는 그 내부링내에 상기 구동체의 제2끝단 126상에 있는 구동 돌기 128중 상응하는 돌기를 헐겁게 수용하는 수의 윈도우, 즉 소켓을 형성한다. 이들 노치 96 각각은 구동체 120이 중심선 62 주위로 시계방향으로 회전할때 대응하는 구동돌기 128의 둥근 테두리 130에 의해 맞물리는 전체적으로 둥근 면을 갖는다. 노치 96은 돌기 128에 비하여 크게 되어 있기 때문에 노치면에 작용하는 둥글게된 테두리 130의 힘은 오직 중심선 주위의 평면내에 있는 내부링 88상에 작용하는 비틀림 모멘트로 된다. 따라서 내부링은 내부링과 구동체 사이의 배열오차에 기인된 다른 힘의 작용에 대하여 구동체로부터 효과적으로 분리될 수 있다.

작동에 있어서, 전기모터가 ON되면, 전기자 축 112가 시계방향으로 회전하고, 구동체 120을 통해 하나의 유니트로써 펌프의 제1 및 제2회전가능 요소를 각각 시계방향으로 구동시킨다. 연료는 제1회전요소에 의해 연료탱크로부터 저장조 16으로 그리고 저장조로부터 제로터 펌프그룹의 유입호(inlet arc)로 펌프된다.

동시에 연료는 제2회전요소에 의해 상기 유입호로부터 배출구 100을 지나 셸 26 내부로 펌프되고, 배출단 하우징 34상에 있는 연결기 102를 통해 나간다. 중심선 62에 평행한 각 구동돌기 128의 높이가 구동체의 주변향의 길이에 비하여 짧기 때문에 구동돌기의 내구성이 최대로 되는 것이다.

Claims (6)

1. 튜브형 셸(shell)(26) ; 상기 셸내에 위치하고 그 셸의 중심선(62) 주위를 회전가능한 전기자축(112), 연료펌프의 유입단(28)에 위치하고 제 1회전가능 요소(56)을 갖는 제 1펌프수단(40,42,56)을 갖는 전기모터(32) ; 상기 제1회전가능 요소와 상기 모터사이에 위치하고 제2회전가능 요소(88)을 갖는 제2펌프수단(44,88,90) ; 상기 제1 및 제2회전가능 요소사이에 있는 구동체 챔버(116) ; 상기 구동체 챔버내에 위치하고 상기 제1회전가능 요소와 대면하는 제1테두리(124), 상기 제2회전가능 요소와 대면하는 제2테두리(126)을 포함하는 바렐-형(barrel-shaped)구동체(120) ; 상기 제1회전가능 요소내에서 셸의 중심선에 대하여 전체적으로 방사상으로 위치한 대응하는 구동 소켓(132) 내부로 신장하고 상기 구동체의 제1끝단상에 있는 복수의 제1구동돌기(128), 및 상기 제2회전가능 요소내에서 셸의 중심선에 대하여 전체적으로 방사상으로 위치한 대응하는 구동소켓(96) 내부로 신장하고 상기 구동체의 제2끝단상에 있는 복수의 제2구동돌기(129), 단, 상기 복수의 제1 및 제2구동돌기 각각은 사용시 구동체가 셸의 중심선주위의 제1방향으로 회전할때 그 관련된 구동 소켓의 일면과 맞물리고 셸의 중심선에 본질적으로 평행하게 신장하는 구동테두리(drive dege)(130)를 제공한다 ; 및 상기 제1방향으로 하나의 유니트로서 회전시키기 위하여 상기 구동체를 상기 전기자축에 연결시키는 연결수단(112,118) ; 을 포함하는 자동차 연료펌프.
2. 1항에 있어서, 상기 구동소켓의 대응면에 작용하는 구동테두리의 힘이 오직 셸의 중심선에 본질적으로 수직인 평면내에서 상기 제l 및 제2회전가능 요소 각각에 작용하는 비틀림력으로 변하도록 상기 복수의 제1 및 제2구동돌기의 각 구동테두리가 둥글게 되어 있음을 특징으로 하는 자동차 연료펌프.
3. 1 또는 2항에 있어서, 상기 연결수단(112,114)는 상기 구동체내에서 상기 셸의 중심선상에 형성된 공동(공동, Cavity)(122), 및 상기 전기자축의 일단에 위치하며 상기 구동체의 공동형상과 본질적으로 상응하는 형태를 갖고 그 공동내에 수용되는 탱(tang)(118)을 포함함을 특징으로 하는 자동차 연료펌프.
4. 3항에 있어서, 상기 공동(cavity)은 상기 중심선에 평행하게 신장하는 평탄면을 갖고, 상기 탱(tang)은 상기 셸의 중심과 평행하게 신장하고 상기 동공내에 수용되는 평탄면을 가짐으로써 상기 탱의 평탄면이 상기 공동의 평탄면과 나란히 놓여지도록 되어 있음을 특징으로 하는 자동차 연료펌프.
5. 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제1펌프수단(40,42,56)은 재생터빈 펌프(regenerative turbine pump)이며, 상기 제1회전가능 요소(56)은 그 주변에 복수의 개방형-베인 임펠러 베인(64)를 가짐을 특징으로하는 자동차 연료펌프.
6. 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제2펌프수단(44,88,90)은 제로터 펌프 그룹(gerotor pump group)이며, 상기 제2회전가능 요소는 상기 제로터 펌프그룹의 외부링(90)상에 있는 복수의 내부기어 치차와 협력하는 복수의 외부 기어치차를 포함하고, 상기 외부링은 상기 셸의 중심선에 평행한 축 주위로 회전하고, 그 중심선으로부터 축방향으로 옵셋되게 상기 셸상에 지지되어 있음을 특징으로 하는 자동차 연료펌프.