KR102417607B1 - 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압공급펌프의 작동시 샤프트에 형성된 캠과 접하여 회전하는 롤러에 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조에 관한 것으로서, 상기 롤러의 끝단에 돌기가 돌출 형성되고, 하우징의 설치공의 내주면에 상하방향으로 가이드홈이 길게 형성되며, 상기 돌기는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 롤러의 승강시 상기 돌기는 상기 가이드홈을 따라 상하방향으로 이동하면서 수평방향으로 비틀림이 발생하는 것을 방지한다.

Description

고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조 {TORSION PROTECTING STRUCTURE OF ROLLER FOR HIGH PRESSURE FUEL PUMP}

본 발명은 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조에 관한 것으로서, 특히 고압공급펌프의 작동시 샤프트에 형성된 캠과 접하여 회전하는 롤러에 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조에 관한 것이다.

일반적인 연료분사장치는 연료가 고압공급펌프를 거쳐 축압기로 이동되고 다시 축압기에서 연료분사밸브로 이동되어 연소실내로 연료를 분사하는 것이다.

여기서, 고압공급펌프는 피스톤(플런저)의 상하승강에 따라 저압의 유입 연료를 고압으로 변환하여 이를 축압기에 보내는 역할을 담당하게 되고, 축압기는 스프링의 장력 또는 유압에 의해 연료의 압력을 제어하여 이를 연료분사밸브에 공급함으로서, 연료분사밸브는 항상 안정된 상태의 연료를 공급받아 이를 연소실내로 분사하게 되는 것이다.

고압공급펌프는 엔진으로부터 구동력을 전달받은 샤프트가 회전함에 따라, 샤프트에 형성된 캠의 형상에 의해 상부에 배치된 피스톤이 하우징 내면을 상하왕복하게 된다.

피스톤과 샤프트의 캠 사이에는 타펫이 배치되고, 상기 타펫 내에는 샤프트의 캠 위를 구르는 롤러가 회전 가능하게 장착된다.

그리고, 타펫의 상부에는 스프링시트가 배치되고, 스프링시트의 상부에는 스프링이 배치되며, 상기 스프링의 하방향 탄성력에 의해 타펫 및 롤러는 하방향으로 가압되어 상기 롤러는 상기 캠과 항상 접하게 된다.

위와 같이, 롤러와 타펫은 구동 중 하우징의 타펫 습동면을 따라 상하운동을 하며, 습동면 내에서 흔들림 및 비틀림(타펫의 습동면 축방향 회전)이 발생한다.

특히, 비틀림이 크게 발생할 경우 롤러는 캠과 접촉이 불안정해져 응력이 집중되어 내구성에 문제가 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 샤프트의 회전시 롤러의 비틀림을 방지하여 비틀림으로 인한 롤러의 응력집중 및 편마모를 방지할 수 있는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조는, 고압공급펌프에 있어서, 내부에 설치공이 형성된 하우징과; 상기 하우징의 상부에 결합된 실린더와; 상기 하우징의 하부에 회전 가능하게 장착되고, 외주면에 캠이 형성된 샤프트와; 상기 캠의 상부에서 상기 설치공에 배치되고, 상기 샤프트의 회전시 회전하면서 상기 캠에 의해 상하방향으로 이동하는 롤러와; 상기 롤러의 상부에 배치되어 상기 롤러와 함께 승강하는 타펫과; 상기 타펫의 상부에 배치된 스프링시트와; 상기 스프링시트의 상부에 배치되어, 상기 스프링시트를 하방향으로 탄성 가압하는 스프링과; 상기 타펫의 상부에 배치되어, 상기 타펫의 승강시 상하 이동하면서 실린더 내로 공급된 연료를 가압하는 피스톤;을 포함하여 이루어지되, 상기 롤러의 끝단에는 돌기가 돌출 형성되고, 상기 설치공의 내주면에는 상하방향으로 가이드홈이 길게 형성되며, 상기 돌기는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 롤러의 승강시 상기 돌기는 상기 가이드홈을 따라 상하방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러에 수평방향으로 비틀림이 가해질 경우, 상기 가이드홈에 삽입된 상기 돌기는 상기 가이드홈의 내벽에 접하면서 상기 롤러의 비틀림을 방지한다.

상기 돌기는 상기 롤러의 양단에 돌출 형성되고, 상기 가이드홈은 상기 설치공에서 두개가 마주보게 형성된다.

상기 롤러는, 상기 캠과 접하는 원통형상의 몸체부와; 상기 몸체부의 양단에서 일체로 형성된 돌기;로 이루어진다.

상기 롤러는, 상기 캠과 접하는 원통형상으로 이루어지고, 내부에 관통공이 형성된 몸체부와; 상기 관통공에 삽입 장착되는 지지축;을 포함하여 이루어지되, 상기 지지축의 길이는 상기 몸체부의 길이보다 길게 형성되어, 상기 지지축을 상기 관통공에 장착한 상태에서 상기 지지축의 양단은 상기 몸체부의 양방향으로 더 돌출되어 상기 돌기를 형성한다.

상기 롤러와 타펫 사이에 배치되고, 상기 타펫의 하부에 삽입 장착되는 베어링쉘;을 더 포함하여 이루어지되, 상기 베어링쉘은 상기 롤러와 접하는 하면이 원호형상으로 이루어진다.

상기 타펫의 하부에는 상기 롤러가 삽입 장착되되, 상기 타펫에는 내부에 배치된 상기 돌기가 관통하는 관통홈이 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 상기 롤러에 형성된 상기 돌기가 상기 가이드홈이 삽입되어 있기 때문에, 상기 돌기는 상기 가이드홈의 내벽에 접하면서 지지되어 비틀림을 받아도 수평방향으로 회전됨이 없이 그 자세를 유지할 수 있게 된다.

위와 같이 상기 롤러의 비틀림을 방지하여, 비틀림으로 인하여 상기 롤러에 응력이 집중되거나 편마모를 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고압공급펌프의 단면구조도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고압공급펌프에서 롤러 및 타펫의 사시도,
도 3은 도 1의 A-A선을 취하여 본 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 설치공에 장착된 타펫과 롤러의 평면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롤러의 사시도,
도 6은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 롤러의 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과, 실린더(20)와, 샤프트(30)와, 롤러(40)와, 타펫(50)과, 베어링쉘(55)과, 스프링시트(60)와, 스프링(70)과, 피스톤(80)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(10)은 내부에 설치공(11)이 상하방향으로 형성되어 있다.

상기 설치공(11)의 내주면에는 상하방향으로 가이드홈(12)이 길게 형성되어 있다.

상기 실린더(20)는 상기 하우징(10)의 상부에 결합되면서 상기 설치공(11)의 상부를 덮는다.

상기 실린더(20)의 상부에는 연료조절밸브가 장착되어 있다.

상기 샤프트(30)는 상기 하우징(10)의 하부에 회전 가능하게 장착되고, 외주면에는 캠(31)이 형성되어 있다.

상기 샤프트(30)는 엔진으로부터 회전력을 전달받아 회전하고, 상기 샤프트(30)의 회전시 캠(31)도 함께 회전하게 된다.

상기 롤러(40)는 상기 캠(31)의 상부에서 상기 설치공(11)이 배치된다.

상기 롤러(40)는 상기 샤프트(30)의 회전시 회전하는 상기 캠(31)에 의해 상하방향으로 이동하면서, 동시에 상기 캠(31)의 회전력에 의해 상기 설치공(11) 내에서 회전하게 된다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 롤러(40)의 끝단에는 돌기(42)가 돌출 형성되어 있다.

상기 돌기(42)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 설치공(11)의 내주면에 형성된 상기 가이드홈(12)에 삽입되어, 상기 롤러(40)의 승강시 상기 돌기(42)는 상기 가이드홈(12)을 따라 상하방향으로 이동한다.

위와 같이 상기 가이드홈(12)에 삽입된 상기 돌기(42)는 상기 롤러(40)에 수평방향으로 비틀림이 가해질 경우, 상기 돌기(42)가 상기 가이드홈(12)의 내벽에 접하면서 상기 롤러(40)가 Z축을 중심으로 수평방향으로 회전되는 것 즉 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 상기 가이드홈(12)에 삽입된 상기 돌기(42)는 상기 롤러(40)에 가해지는 비틀림을 제한하게 된다.

상기 돌기(42)는 상기 롤러(40)의 양단 중 어느 하나에만 형성될 수도 있으나, 상기 돌기(42)는 상기 롤러(40)의 양단 모두에 돌출 형성되고, 상기 가이드홈(12)은 상기 설치공(11)에서 두개가 마주보게 형성되도록 함이 바람직하다.

상기 롤러(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 캠(31)과 접하는 원통형상의 몸체부(41)와, 상기 몸체부(41)의 양단에서 일체로 형성된 돌기(42)로 이루어진다.

또는, 상기 롤러(40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 캠(31)과 접하는 원통형상으로 이루어지고 내부에 관통공이 형성된 몸체부(41)와, 상기 관통공에 삽입 장착되는 지지축(43)으로 이루어질 수도 있다.

이때, 상기 지지축(43)의 길이는 상기 몸체부(41)의 길이보다 길게 형성되어, 상기 지지축(43)을 상기 관통공에 장착한 상태에서 상기 지지축(43)의 양단은 상기 몸체부(41)의 양방향으로 더 돌출되어 상기 돌기(42)를 형성하도록 한다.

상기 타펫(50)은 상기 설치공(11)의 내부에서 상기 롤러(40)의 상부에 배치되어 상기 롤러(40)와 함께 상하방향으로 승강된다.

상기 타펫(50)의 하부에는 상기 롤러(40)가 삽입 장착된다.

이때, 상기 타펫(50)에는 내부에 배치된 상기 돌기(42)가 관통하는 관통홈(51)이 형성되어 있다.

상기 베어링쉘(55)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 롤러(40)와 타펫(50) 사이에 배치되고, 상기 타펫(50)의 하부에 삽입 장착된다.

상기 베어링쉘(55)의 하부에는 상기 롤러(40)가 삽입 배치된다.

그리고, 상기 롤러(40)와 접하는 상기 베어링쉘(55)의 하면은 원호형상으로 이루어져 있다.

따라서, 상기 롤러(40)는 원호형상으로 이루어진 상기 베어링쉘(55)의 하면에 삽입된 상태에서 원활하게 회전할 수 있게 된다.

상기 스프링시트(60)는 상기 타펫(50)의 상부에 배치되어 있다.

상기 스프링(70)은 상기 설치공(11)의 내부에서 상기 스프링시트(60)의 상부에 배치된다.

상기 스프링(70)은 상부가 상기 실린더(20)에 접하여 지지되고, 하부가 사기 스프링시트(60)에 접하여 지지된다.

이러한 상기 스프링(70)은 상기 스프링시트(60)를 하방향으로 탄성 가압한다.

상기 피스톤(80)은 상기 타펫(50)의 상부에 상하방향으로 길게 배치되어, 상기 타펫(50)의 승강시 상하 이동하면서 실린더(20) 내로 공급된 연료를 가압한다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.

상기 샤프트(30)가 엔진으로부터 회전력을 전달받아 회전하게 되면, 상기 샤프트(30)에 형성된 상기 캠(31)도 함께 회전하게 된다.

상기 캠(31)이 회전하게 되면, 상기 캠(31)과 접하고 있는 상기 롤러(40)는 회전하면서 동시에 상하방향으로 이동하게 된다.

이때, 상기 롤러(40)의 양단에 형성된 상기 돌기(42)는 상기 하우징(10)의 설치공(11)에 형성된 상기 가이드홈(12)을 따라 상하방향으로 이동하게 된다.

즉, 상기 롤러(40)는 양단에 형성된 돌기(42)를 축으로 하여 회전하면서, 동시에 상기 가이드홈(12)을 따라 상하방향으로 이동하게 된다.

상기 타펫(50)이 상하방향으로 이동할 때, 상기 스프링(70)은 상기 타펫(50) 및 롤러(40)를 상기 캠(31)이 배치된 하방향으로 가압하여, 상기 롤러(40)는 상기 캠(31)과 접한 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 타펫(50)의 상하 이동시 상기 타펫(50)의 상부에 장착된 상기 피스톤(80)은 상하방향으로 이동하면서 상기 실린더(20) 내로 공급된 연료를 가압하게 된다.

한편, 상기 스프링(70)은 압축 및 이완되면서 비틀림이 발생하게 된다.

이러한 스프링(70)의 비틀림은 상기 타펫(50)을 통해 상기 롤러(40)에 전달되어, 상기 롤러(40)에는 Z축을 중심으로 한 수평방향의 회전력이 가해지게 된다.

이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 롤러(40)에 형성된 상기 돌기(42)가 상기 가이드홈(12)이 삽입되어 있기 때문에, 상기 돌기(42)는 상기 가이드홈(12)의 내벽에 접하면서 지지되어 비틀림을 받아도 수평방향으로 회전됨이 없이 그 자세를 유지할 수 있게 된다.

위와 같이 본 발명은 상기 샤프트(30)의 회전시, 상기 롤러(40)의 비틀림을 방지하여 비틀림으로 인하여 상기 롤러(40)에 응력이 집중되거나 편마모를 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 하우징 11 : 설치공
12 : 가이드홈 20 : 실린더
30 : 샤프트 31 : 캠
40 : 롤러 41 : 몸체부
42 : 돌기 43 : 지지축
50 : 타펫 51 : 관통홈
55 : 베어링쉘 60 : 스프링시트
70 : 스프링 80 : 피스톤

Claims (7)

1. 고압공급펌프에 있어서,
   내부에 설치공이 형성된 하우징과;
   상기 하우징의 상부에 결합된 실린더와;
   상기 하우징의 하부에 회전 가능하게 장착되고, 외주면에 캠이 형성된 샤프트와;
   상기 캠의 상부에서 상기 설치공에 배치되고, 상기 샤프트의 회전시 회전하면서 상기 캠에 의해 상하방향으로 이동하는 롤러와;
   상기 롤러의 상부에 배치되어 상기 롤러와 함께 승강하는 타펫과;
   상기 타펫의 상부에 배치된 스프링시트와;
   상기 스프링시트의 상부에 배치되어, 상기 스프링시트를 하방향으로 탄성 가압하는 스프링과;
   상기 타펫의 상부에 배치되어, 상기 타펫의 승강시 상하 이동하면서 실린더 내로 공급된 연료를 가압하는 피스톤; 및
   상기 롤러와 타펫 사이에 배치되고, 상기 타펫의 하부에 삽입 장착되는 베어링쉘을 포함하여 이루어지되,
   상기 롤러의 끝단에는 돌기가 돌출 형성되고,
   상기 설치공의 내주면에는 상하방향으로 가이드홈이 길게 형성되며,
   상기 돌기는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 롤러의 승강시 상기 돌기는 상기 가이드홈을 따라 상하방향으로 이동하고,
   상기 롤러에 수평방향으로 비틀림이 가해질 경우, 상기 가이드홈에 삽입된 상기 돌기는 상기 가이드홈의 내벽에 접하면서 상기 롤러의 비틀림을 방지하며,
   상기 타펫의 하부에는 상기 롤러가 삽입 장착되되,
   상기 타펫에는 내부에 배치된 상기 돌기가 관통하는 관통홈이 형성되고,
   상기 베어링쉘의 외주면에는 상기 타펫의 내주면가 접하고, 상기 베어링쉘의 내주면은 상기 롤러의 외주면과 접하는 것을 특징으로 하는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조.
   
2. 삭제
3. 청구항1에 있어서,
   상기 돌기는 상기 롤러의 양단에 돌출 형성되고,
   상기 가이드홈은 상기 설치공에서 두개가 마주보게 형성된 것을 특징으로 하는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조.
   
4. 청구항1에 있어서,
   상기 롤러는,
   상기 캠과 접하는 원통형상의 몸체부와;
   상기 몸체부의 양단에서 일체로 형성된 돌기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조.
   
5. 청구항1에 있어서,
   상기 롤러는,
   상기 캠과 접하는 원통형상으로 이루어지고, 내부에 관통공이 형성된 몸체부와;
   상기 관통공에 삽입 장착되는 지지축;을 포함하여 이루어지되,
   상기 지지축의 길이는 상기 몸체부의 길이보다 길게 형성되어, 상기 지지축을 상기 관통공에 장착한 상태에서 상기 지지축의 양단은 상기 몸체부의 양방향으로 더 돌출되어 상기 돌기를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조.
   
6. 청구항1에 있어서,
   상기 베어링쉘은 상기 롤러와 접하는 하면이 원호형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고압공급펌프의 롤러 비틀림 방지 구조.
   
7. 삭제

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