KR100971590B1 - 연료 공급 시스템 부품 보호 구조 - Google Patents

연료 공급 시스템 부품 보호 구조 Download PDF

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Abstract

연료 공급 시스템 부품 보호 구조는 고압 연료 펌프(21), 프로텍터(41) 및 핀 부재(51)를 포함한다. 고압 연료 펌프(21)는 블록(31) 및 유니온(23)을 포함한다. 블록(31)은 유니온(23)에 대해 상대적으로 고강성이 부여된다. 프로텍터(41)는 소정의 거리를 두고 유니온(23) 및 블록(31)과 마주 본다. 핀 부재(51)는 블록(31)과 프로텍터(41) 사이에 제공된다. 고압 연료 펌프(21) 및 프로텍터(41)는 서로 접근하는 방향으로 이동할 때, 탄성력이 고압 연료 펌프(21) 및 프로텍터(41)에 작용하도록, 핀 부재(51)는 프로텍터(41)가 유니온(23)과 접촉하기 전에 블록(31)과 접촉한다.
고압 연료 펌프, 프로텍터, 핀 부재, 블록, 유니온

Description

연료 공급 시스템 부품 보호 구조 {FUEL SUPPLY SYSTEM COMPONENT PROTECTIVE CONSTRUCTION}
본 발명은 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 관한 것이며, 특히 차량 전방의 엔진실 내에 수용되는 연료 공급 부품에 대한 보호 구조에 관한 것이다.
연료 공급 시스템 부품 보호 구조와 관련하여, 예컨대 일본특허출원공보 제JP-A-6-280710호(제JP-A-6-280710호)에서는, 엔진실 내부에 제공된 연료 필터 등과 같은 연료 시스템 부재가 충돌시에 손상되는 것을 방지하는 연료 시스템 부재 부착 구조가 개시되어 있다. 제JP-A-6-280710호에 개시된 이 기술에서, 엔진실 내부의 연료 필터와 배터리는 그 사이에 소정의 간격을 두어서 배열된다. 프로텍터가 연료 필터에 제공되어 연료 필터를 감싼다. 배터리를 향해 돌출된 쐐기형 돌출부가 프로텍터에 형성된다.
제JP-A-6-280710호에 개시된 기술에서, 차량 충돌시 배터리가 연료 필터를 향해 후방으로 밀리면, 배터리의 후방 벽부가 쐐기 형상 돌출부에 의해 파괴되어서, 연료 필터로의 충격이 완화된다. 그러나 충돌시 발생된 충격의 크기에 따라서, 프로텍터와 부딪친 후에도, 때때로는 배터리가 연료 필터를 향해 계속 이동한다. 이 경우, 배터리를 가압하는 프로텍터가 연료 필터를 손상시킬 가능성이 있기 때문에, 적절한 방법으로 연료 필터를 보호하기는 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량 충돌시 등에서 연료 공급 시스템 부품의 적절한 보호가 기대될 수 있는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양은 연료 공급 시스템 부품, 보호 부재 및 충격 흡수 부재를 포함하는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 관한 것이다. 연료 공급 시스템 부품은 차량에 탑재된 차량 구성 부품과 차량의 차체를 이루는 차량 본체 부품 사이에 배치된다. 연료 공급 시스템 부품은 고강성부 및 저강성부를 갖는다. 고강성부는 저강성부와 비교하여 상대적으로 고강성이 부여된다. 연료 공급 시스템 부품은 차량 구성 부품에 지지된다. 보호 부재는 연료 공급 시스템 부품과 차량 본체 부품 사이에 배치되고, 고강성부 및 저강성부와는 소정의 거리를 두고 마주 본다. 충격 흡수 부재는 고강성부와 보호 부재 사이에 제공된다. 연료 공급 시스템 부품 및 보호 부재가 서로 접근하는 방향으로 이동할 때, 충격 흡수 부재는 보호 부재가 저강성부와 접촉하기 전에 고강성부와 접촉하여, 연료 공급 시스템 부품 및 보호 부재에 탄성력이 작용하도록 한다.
전술한 본 발명의 제1 태양의 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 차량 충돌시 등에, 연료 공급 시스템 부품과 보호 부재가 서로 접근하는 방향으로 이동하면, 우선 충격 흡수 부재가 연료 공급 시스템 부품의 고강성부와 접촉하게 됨으로써, 연료 공급 시스템 부품과 보호 부재가 서로 접근하는 에너지는 감소된다. 이로 인해, 보호 부재가 연료 공급 시스템 부품의 저강성부와 접촉하는 것을 방지하거나, 이들이 상호 접촉한다고 하더라도, 저강성부에 가해지는 충격을 작게 억제하는 것이 가능하다. 결론적으로, 연료 공급 시스템 부품이 적절한 방법으로 보호될 것을 기대할 수 있다.
본 발명의 전술한 제1 태양에서, 고강성부가 주철로 제조되는 것도 허용될 수 있다. 이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 주철이 높은 강성을 가지므로, 연료 공급 부품 및 보호 부재가 서로 접근하는 에너지를 더욱 효과적으로 감소하는 것이 가능하다. 또한, 저강성부가 강으로 제조되는 것도 허용될 수 있다.
본 발명의 전술한 태양에서, 충격 흡수 부재가 보호 부재에 제공되어 고강성부를 향해 돌출하는 것도 허용될 수 있다. 이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 연료 공급 시스템이 단순한 구성에 의해 적절한 방법으로 보호될 것을 기대할 수 있다.
본 발명의 전술한 태양에서, 충격 흡수 부재가 차량 구성 부품에 고정된 지지 부재에 의해 지지되는 것도 허용될 수 있다.
또한, 본 발명의 전술한 태양에서, 보호 부재가 차량 구성 부품에 의해 지지되는 것도 허용될 수 있다. 더욱이, 충격 흡수 부재가 고강성부와의 사이에 소정의 간격을 두고 제공되는 것도 허용될 수 있다. 또한, 소정의 간격이 저강성부와 보호 부재 사이의 최소 간극보다 작은 것도 허용될 수 있다.
이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 충격 흡수 부재가 제공된 보호 부재와 연료 공급 시스템 부품 양자가 차량 구성 부품에 지지된다. 이 경우, 보호 부재 및 연료 공급 시스템 부품의 조립시, 고강성부와 충격 흡수 부재 사이의 위치 관계에 있어서 양호한 정밀도를 얻는 것이 어려워진다. 그러나 본 발명에서는, 충격 흡수 부재 및 고강성부가 그 사이에 소정 간극을 두어서 제공되므로, 이로써 보호 부재 및 연료 공급 시스템 부품의 조립시 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 소정의 간극이 저강성부와 보호 부재 사이의 최소 간극보다 작게 설정되므로, 이로써 보호 부재가 저강성부와 접촉하기 전에 충격 흡수 부재가 고강성부와 접촉하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 전술한 태양에서, 충격 흡수 부재가 고강성부와 면하는 단부면을 갖고, 단부면이 마주 보는 고강성부와 결합하는 형상을 갖는 것도 허용될 수 있다. 이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 충격 흡수 부재와 고강성부 사이의 접촉 면적을 증가시키는 것이 가능하여, 연료 공급 시스템 부품 및 보호 부재가 서로 접근하는 에너지를 효과적인 방법으로 감소시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 전술한 태양에서, 연료 공급 시스템 부품과 보호 부재 사이에 제2 충격 흡수 부재를 추가로 제공하는 것도 허용될 수 있다.
본 발명의 전술한 태양에서, 제2 충격 흡수 부재가 보호 부재로 제공되고, 제2 충격 흡수 부재와 연료 공급 시스템 부품 사이의 간극이 저강성부와 보호 부재 사이의 최소 간극보다 작게 되는 것도 허용될 수 있다.
또한, 본 발명의 전술한 태양에서, 보호 부재가 차량 구성 부품에 의해 지지되는 것도 허용될 수 있다. 이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 보호 부재 및 연료 공급 시스템 부품 양자는 차량 구성 부품에 의해 지지된다. 이로 인해, 차량 충돌시 등에서 차량 구성 부품이 이동하더라도, 보호 부재와 연료 공급 시스템 부품 사이의 위치 관계를 유지하는 것이 여전히 가능하다. 이 방법에서, 보호 부재가 저강성부와 접촉하기 전에, 충격 흡수 부재가 고강성부와 접촉하는 것을 더욱 신뢰성 있게 보장하는 것이 가능하다.
나아가, 본 발명의 전술한 태양에서, 차량 구성 부품에서 보호 부재를 향해 연장되어 보호 부재를 고강성부와 저강성부로부터 소정 거리만큼 분리된 위치에 유지시키는 스트럿 부재(strut member)를 추가로 포함하는 것도 허용될 수 있다.
차량 구성 부품 및 보호 부재와 결합하는 스트럿 부재에 나사부가 형성될 수 있다. 이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 차량 충돌시 등에 연료 공급 시스템 부품과 보호 부재가 서로 접근하는 방향으로 이동하면, 연료 공급 시스템 부품 및 보호 부재가 스트럿 부재와 함께 서로를 향해 접근하는 에너지를 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 나사부가 이 스트럿 부재에 형성됨으로써, 단순한 구성에 의해 연료 공급 시스템 부품을 보호하는 것이 가능하다.
또한, 연료 공급 시스템 부품은 차량 전방에 제공된 엔진실 내에 수용될 수 있다. 이 방법으로 구성된 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 차량 충돌시 엔진실이 변형될 가능성이 크기 때문에, 연료 공급 시스템 부품이 본 발명에 의해 적절한 방법으로 보호될 것을 예상할 수 있다.
또한, 본 발명의 전술한 태양에서, 저강성부가 유니온(union)인 것도 허용될 수 있다. 나아가, 고강성부가 블록인 것도 허용될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량 충돌시 등에서 연료 공급 시스템 부품이 적절히 보호되는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 제공된다.
본 발명의 전술한 그리고/또는 다른 목적, 특징 및 장점은 동일 부분 또는 대응 부분에 동일한 도면 부호를 부여한 첨부 도면을 참조하여 예시적 실시예를 설명한 다음 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도1은 차량에 제공된 연료 공급 시스템을 도시하는 구성도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 적용된 차량의 엔진실 내부를 도시하는 평면도이다.
도3은 도2의 이점 쇄선 III에 의해 둘러싸인 영역을 도시하는 확대 평면도이다.
도4는 도3의 화살표 IV로 나타낸 방향에서 본 엔진실 내부의 배면도이다.
도5는 도3의 화살표 V로 나타낸 방향에서 본 엔진실 내부의 측면도이다.
도6은 도5에 도시된 스트럿 볼트의 사시도이다.
도7a 및 도7b는 도3의 이점 쇄선 VII로 나타낸 영역에서 핀 부재 및 블록의 변경예를 도시하는 확대 평면도이다.
도8은 도3의 화살표 IV로 나타낸 방향에서 본, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 적용된 차량의 엔진실 내부를 도시하는 배면도이다.
도9는 도3의 화살표 V로 나타낸 방향에서 본 도8의 엔진실 내부의 측면도이 다.
도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 적용된 차량의 엔진실의 내부를 도시하는 평면도이다.
본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 설명될 것이다. 이하의 도면에서, 동일 부재 또는 대응 부재에 대해 동일한 도면 부호가 붙는다는 것을 이해해야 한다.
I. 제1 실시예
도1은 차량에 탑재된 연료 공급 시스템을 도시하는 구성도이다. 도1을 참조하면, 이 차량은 높은 압력으로 가압된 연료가 실린더의 연료실 내로 직접 분사되는 실린더내 직접 연료 분사식 엔진(95)을 포함한다. 이 연료 공급 시스템은 연료 탱크(135), 고압 연료 펌프(21), 축압 배관(142)(이송 배관 또는 커먼 레일 등), 인젝터(143) 등을 포함한다.
고압 연료 펌프(21)는 저압 연료 통로(136) 및 고압 연료 통로(141)에 의해 연료 탱크(135) 및 축압 배관(142)에 각각 연결된다. 연료 맥동을 감소시키기 위해 저압 연료 통로(136)에는 맥동 댐퍼(131, pulsation damper)가 제공된다. 연료 탱크(135) 내에는 저압 연료 펌프(134), 연료 필터(132) 및 압력 조절기(133)가 제공된다.
고압 연료 펌프(21)는 연료를 높은 압력으로 가압하여 축압 배관(142)으로 이송하는 역할을 수행한다. 이 고압 연료 펌프(21)는 전자기식 스필 밸브(114, electromagnetic spill valve), 플런저(115), 리프터(111) 및 체크 밸브(113)를 포함한다. 전자기식 스필 밸브(114)는 저압 연료 통로(136)가 고압 연료 펌프(21)에 이르는 위치에 제공된다. 이 전자기식 스필 밸브(114)는 솔레노이드 코일(112)을 포함하는 통상의 개방형 전자기식 밸브이고, 그 솔레노이드 코일(112)을 통해 흐르는 전류의 존재 또는 부재에 기초하여 밸브 폐쇄 상태 또는 밸브 개방 상태가 되도록 제어된다. 전자기식 스필 밸브(114)의 개폐 제어는 엔진(95)의 작동을 총괄하여 제어하는 ECU(전기 제어 유닛)(145)에 의해 수행된다.
리프터(111)는 캠샤프트(121)에 형성된 캠(122)에 대하여 접촉하도록 제공된다. 플런저(115)는 리프터(111)에 연결된다. 이러한 구성에 의해, 캠샤프트(121)가 회전할 때, 플런저(115)는 캠(122)의 회전 구동을 받는 리프터(111)에 의해 왕복하도록 작동된다.
저압 연료 펌프(134)는 엔진(95)의 시동과 함께 전기적으로 구동되고, 연료 탱크(135)의 연료를 저압 연료 통로(136)를 통해 고압 연료 펌프(21)로 전달한다. 이때, 연료에 혼합된 불순물은 연료 필터(132)에 의해 제거된다. 또한, 저압 연료 통로(136) 내의 연료 압력은 압력 조절기(133)에 의해 미리 설정된 일정치로 유지된다. 다시 말해, 저압 연료 통로(136) 내의 연료 압력이 이 일정치 이상이면, 연료는 저압 연료 통로(136)에서 압력 조절기(133)를 통해 연료 탱크(135)로 복귀된다.
저압 연료 통로(136)를 통과한 연료는 전자기식 스필 밸브(114)를 통해 고압 연료 펌프(21)의 가압실(110)로 유입된다. 고압 연료 펌프(21)의 흡입 행정시, 플 런저(115)는 캠샤프트(121)의 회전에 따라 하방으로 이동하고, 저압 연료 통로(136) 내의 연료는 가압실(110)로 취출된다. 그리고 고압 연료 펌프(21)의 이송 행정시, 플런저(115)는 캠샤프트(121)의 회전에 따라 상승되고, 가압실(110) 내의 연료는 고압 연료 통로(141) 및 축압 배관(142)으로 압송된다.
그러나 고압 연료 통로(141) 및 축압 배관(142)으로의 압송은, 전자기식 스필 밸브(114)가 밸브 폐쇄 기간에 있으면 이송 행정시에만 발생하고, 이송 행정시일 때라도 전자기식 스필 밸브(114)가 밸브 개방 기간에 있으면, 가압실(110) 내의 연료는 저압 연료 통로(136)로 복귀한다. 이로 인해, 이송 행정시 전자기식 스필 밸브(114)의 밸브 폐쇄 기간을 제어함으로써, 고압 연료 통로(141)로 압송된 연료량을 제어하는 것이 가능하다.
체크 밸브(113)는 연료가 가압실(110)로부터 축압 배관(142)을 향해 유동하는 것만을 허용하고, 반면에 축압 배관(142)에서 가압실(110)로의 연료의 역류는 억제한다. 축압 배관(142)이 연료의 고압 상태를 유지하면서, 이 연료를 엔진(95)의 여러 실린더에 제공된 인젝터(143)로 분배한다. 소정량의 연료가 인젝터(143)로부터 실린더의 연소실 내로 분사된다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 적용된 차량의 엔진실 내부를 도시하는 평면도이다. 도2를 참조하면, 엔진실(91)은 차량 전방에 제공된다. 이 엔진실(91)은 전방 범퍼(94)와 대시보드 패널(93) 사이에 제공된다. 대시보드 패널(93)은 엔진실(91)과 차량 객실 사이를 분리한다.
엔진(95)은 엔진실(91) 내에서 종방향으로 배치되어 있어서, 복수의 실린 더(97)는 차량의 전후 방향으로 배열된다. 이 엔진(95)은 대시보드 패널(93)로부터 차량의 전방을 향해 소정 거리만큼 분리된 위치에 설치된다. 그리고 엔진(95)은, 연소실의 정상부를 구성함과 동시에, 또한 연소실과 연통하는 흡입 포트 및 배출 포트가 형성된 실린더 헤드(96)를 포함한다.
고압 연료 펌프(21)는 엔진(95)의 실린더 헤드(96)에 고정된다. 이 고압 연료 펌프(21)는 엔진(95)과 대시보드 패널(93) 사이에 위치된다. 또한, 실린더 헤드(96)에 프로텍터(41)가 고정된다. 이 프로텍터(41)는 고압 연료 펌프(21)와 대시보드 패널(93) 사이에 위치되어, 고압 연료 펌프(21)를 보호한다. 프로텍터(41)는 고압 연료 펌프(21)와 또한 대시보드 패널(93) 양쪽으로부터 차량의 전후 방향으로 소정의 간극을 두어서 분리되도록 제공된다. 엔진(95), 고압 연료 펌프(21), 프로텍터(41), 대시보드 패널(93)은 차량의 전방에서 차량의 후방을 향해 순서대로 정렬되어 배치된다. 또한, 엔진(95), 고압 연료 펌프(21), 프로텍터(41), 대시보드 패널(93)은 수평 방향으로, 또한 한 방향으로 순서대로 정렬되어 배치된다.
본 실시예에서, 고압 연료 펌프(21) 및 프로텍터(41)는 엔진실(91) 내의 동일한 부품에 고정된다. 본 실시예에서, 엔진(95)이 이 동일한 부품에 해당한다. 그러나 고압 연료 펌프(21) 및 프로텍터(41)는 이것에 제한되지 않으며, 이들은 엔진실(91) 내의 별개의 부품에 고정될 수도 있다. 프로텍터(41)는 고압 연료 펌프(21)에 고정될 수 있고, 또는 대시보드 패널(93)에 고정될 수도 있다.
도3은 도2의 이점 쇄선 III에 의해 둘러싸인 영역을 도시하는 평면도이다. 도4는 도3의 화살표 IV로 나타낸 방향에서 본 엔진실 내부의 배면도이다. 그리고 도5는 도3의 화살표 V로 나타낸 방향에서 본 엔진실 내부의 측면도이다.
도3 내지 도5을 참조하면, 고압 연료 펌프(21)는 도1에 도시된 가압실(110)을 형성하고, 고압 연료 펌프(21)의 주요부를 구성하는 본체부(22)와, 이 본체부(22)에 고정된 블록(31) 및 유니온(23)을 포함한다.
본체부(22)는 실린더 헤드(96)에 고정된다. 경량화의 견지에서, 이 본체부(22)는 알루미늄으로 제조된다. 도면에 도시되지 않은 배관 커플링은 블록(31)에 연결된다. 블록(31)은 주철로 제조된다. 도1의 저압 연료 통로(136)를 구성하는 호스(24)는 유니온(23)에 연결된다. 유니온(23)은 강으로 제조된다. 본 실시예에서, 블록(31)은 유니온(23)을 이루는 재료보다 더 높은 강성을 갖는 재료로 제조된다. 그리고 유니온(23)은 도1의 저압 연료 통로(136)를 본체부(22)에 연결하는 커플링 부재로서의 기능을 한다.
유니온(23)은 이러한 구성에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 하고, 또한 도1의 고압 연료 통로(141)를 본체부(22)에 연결하는 커플링 부재로 작용하는 기능이 유니온에 부여되는 것도 허용될 수 있다. 즉, 유니온(23)은 연료 통로를 본체부(22)에 연결하는 커플링 부재이다.
유니온(23)은 차량의 전후 방향을 따라 본체부(22)와 정렬되어 제공된다. 블록(31)은 차량의 폭 방향으로 본체부(22)와 정렬되어 제공된다. 다시 말해, 유니온(23)과 블록(31)은 본체부(22)에 대해 서로 다른 방향으로 배열되도록 제공된다. 유니온(23)과 블록(31)은 프로텍터(41)와 소정 거리를 두고 마주 보도록 제공된다. 유니온(23) 및 블록(31)은 상호 인접하여 제공된다. 본 실시예에서, 고압 연료 펌프(21)를 차량의 전후 방향에서 보면, 유니온(23)과 블록(31) 사이의 거리는 차량 폭 방향으로 고압 펌프(21)의 전체 길이의 1/2 이내의 크기가 된다.
유니온(23)은 본체부(22)에 압입에 의해 고정된다. 블록(31)은 도면에 도시되지 않은 볼트에 의해 본체부(22)에 고정된다. 이러한 구성에 의해, 유니온(23)은 상대적으로 작은 강성이 부여되고, 반면에 블록(31)은 상대적으로 높은 강성이 부여된다. 본 실시예에서, 유니온(23)과 블록(31)에 부여된 강성의 크기는 연료가 누출 방지를 보증하는 신뢰도에 의해 결정된다. 더욱 구체적으로, 고압 연료 펌프(21)와 대시보드 패널(93)이 배열되어 있는 방향으로, 본 실시예에서는 차량의 전후 방향으로, 고압 연료 펌프(21)를 향해 프로텍터(41)를 접근시키는 방향의 힘, 즉 본 실시예에서는 차량의 후방에서 차량의 전방을 향한 힘이 외력으로서 고압 연료 펌프(21)에 작용한다고 가정하자. 이 경우, 압입에 의해 본체부(22)에 고정된 유니온(23)에서의 연료의 누출은 블록(31)과 비교하여 상대적으로 작은 힘에 의해 발생하고, 반면에 볼트에 의해 본체부(22)에 고정된 블록(31)에서의 연료의 누출은 유니온(23)과 비교하여 상대적으로 큰 힘에 의해 발생한다.
프로텍터(41)는 차량의 전후 방향에서 볼 때 고압 연료 펌프(21)와 겹치도록 고압 연료 펌프(21) 및 대시보드 패널(93)과 일렬로 배치된다. 프로텍터(41)는 고압 연료 펌프(21)의 전체와 겹칠 수 있고, 또는 고압 연료 펌프(21)의 일부분만 겹칠 수도 있다. 그리고 프로텍터(41)는 적어도, 상대적으로 작은 강성이 부여된 유니온(23) 및 상대적으로 높은 강성이 부여된 블록(31)과 겹치도록 제공된다.
프로텍터(41)는 스트럿 부재로 작용하는 스트럿 볼트(56, 57)에 의해 소정의 거리를 사이에 두고 고압 연료 펌프(21)로부터 소정의 거리가 유지된다.
도6은 도5에 도시된 스트럿 볼트(56, 57)의 사시도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 이들 스트럿 볼트(56, 57)의 각각은 실린더 헤드(96)로부터 프로텍터(41)를 향해 연장된 샤프트부(58)와, 샤프트부(58)의 일 단부에 형성되고 실린더 헤드(96)와 결합되는 나사부(59)와, 샤프트부(58)의 타 단부에 형성되고 프로텍터(41)와 결합되는 나사부(60)를 포함한다.
본 실시예에서, 나사부(59)에 수 나사가 형성된다. 이들 나사부(59)를 실린더 헤드(96)에 형성된 암 나사에 나사 결합함으로써, 스트럿 볼트(56, 57)는 실린더 헤드(96)와 결합된다. 또한, 나사부(60)에는 암 나사는 형성된다. 볼트(42)를 이들 나사부(60)에 나사 결합함으로써, 프로텍터(41)는 스트럿 볼트(56, 57)와 결합된다. 또한, 스트럿 볼트(56, 57)로부터 차량의 폭 방향으로 소정 거리만큼 분리된 위치에서, 프로텍터(41)는 볼트(44)에 의해 실린더 헤드(96)에 결합된다.
본 실시예에서, 샤프트부(58)가 원기둥 형상을 갖지만, 제한적으로 생각되어서는 안된다는 것을 이해해야 하며, 샤프트부가 사각 기둥 또는 타원기둥 형상 등을 갖는 것도 허용될 수 있다. 또한, 나사부(59)에 암 나사가 형성되고 나사부(60)에 수 나사가 형성되는 것도 허용될 수 있고, 이와 달리 양쪽 나사부(59, 60)에 암 나사 또는 수 나사가 형성될 수도 있다. 스트럿 볼트가 제공되는 위치에 대해서는, 단 1 지점에 또는 3 이상의 지점에 제공되는 것이 허용될 수 있다.
도3 내지 도5를 참조하면, 프로텍터(41)에는 핀 부재(51)가 프로텍터(41)로부터 고압 연료 펌프(21)의 블록(31)을 향해 돌출하도록 제공된다. 이 핀 부 재(51)는 차량의 전후 방향으로 연장된다. 핀 부재(51)는 차량 전후 방향에서 볼 때 블록(31)과 겹치는 위치에 제공된다. 그리고 핀 부재(51)는 블록(31)과의 사이에 간극이 존재하도록 제공된다.
핀 부재(51)는 원기둥 형상의 강으로 제조된다. 그러나 이 핀 부재(51)는 원기둥 형상으로 제한되지 않고, 대안으로, 예컨대 사각 기둥 형상 또는 타원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 핀 부재(51)는 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 핀 부재(51)는 용접에 의해 프로텍터(41)에 고정된다. 또한, 주조 제조 공정 또는 프레스 공정 등에 의한 프로텍터(41)의 제조시에, 핀 부재(51)가 프로텍터(41)와 일체로 형성되는 것도 허용될 수 있다.
차량의 전후 방향으로 핀 부재(51)와 블록(31) 사이의 거리를 L1이라 하고, 프로텍터(41)와 유니온(23) 사이의 최소 간극을 L2라 하면, 핀 부재(51)는 L1<L2의 관계를 충족하도록 제공된다.
차량 충돌시, 엔진실(91)이 변형되어 엔진(95)이 차량의 후방으로 이동하면, 고압 연료 펌프(21) 및 프로텍터(41) 양쪽이 함께 대시보드 패널(93)을 향해 이동한다. 이때, 충돌시 발생된 충격의 크기에 따라, 프로텍터(41)가 대시보드 패널(93)에 접촉하도록 충분히 이동한다고 가정하고, 또한 고압 연료 펌프(21)와 프로텍터(41)가 차량의 전후 방향으로 서로 접근한다고 가정하자.
이러한 경우에도, 본 실시예에서, 프로텍터(41)와 유니온(23)이 서로 접촉하기 전에, 핀 부재(51)가 블록(31)과 접촉하게 된다. 이로 인해, 고압 연료 펌프(21)와 프로텍터(41)가 서로를 향해 접근하는 에너지는, 유니온(23)에 비해 상대 적으로 높은 강성이 부여된 블록(31)에 의해 흡수된다. 또한, 본 실시예에서, 차량의 전후 방향으로 축 모양으로 연장되는 스트럿 볼트(56, 57)가 제공됨으로써, 이들 스트럿 볼트(56, 57)에 의해 고압 연료 펌프(21)와 프로텍터(41)가 서로를 향해 접근하는 기세를 약화시키는 것이 가능하다. 그러므로 본 실시예에 따르면, 프로텍터(41) 및 블록(31)에 비해 상대적으로 작은 강성이 부여된 유니온(23)에 대한 접촉을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 프로텍터(41)와 유니온(23)이 서로 접촉하였다 하더라도, 유니온(23)에 가해진 충격을 낮은 값으로 억제하는 것이 가능하다. 핀 부재(51)가 블록(31)과 접촉하는 위치는 도3 및 도4에 도시된 블록(31)의 중심 근방보다 차량의 폭 방향에 있어서 유니온(23)에 더 가까운 위치가 될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 경우, 유니온(23)에 가해진 충격을 더욱 낮은 값으로 억제하는 것이 가능하다.
핀 부재(51)는 블록(31)에 대면하는 단부면을 구성하는 단부면(51a)을 갖는다. 그리고 블록(31)은 핀 부재(51)와 마주 보는 측면(31a)을 갖는다. 단부면(51a)과 측면(31a)은, 프로텍터(41)와 고압 연료 펌프(21)가 차량의 전후 방향으로 서로 접근하여 이들 면이 서로 접촉할 때, 이들이 서로 함께 결합하는 형상을 갖는다. 바람직하게는, 단부면(51a)과 측면(31a)은 차량의 전후 방향에 직교하는 방향으로 연장되며, 즉 이들은 차량의 폭 방향으로 서로 평행하게 연장된다.
이러한 구성에 따르면, 핀 부재(51)가 블록(31)에 접촉할 때, 단부면(51a)과 측면(31a) 사이의 접촉 면적은 크다. 이로 인해, 이들의 접촉시 발생된 충격은 블록(31)에 의해 신뢰성을 가지고 수용되어 저지되는 것이 가능하다.
도7a 및 도7b는 핀 부재 및 블록의 변경예를 도시하는 확대 평면도이다. 이 도면에서, 도3의 이점 쇄선 VII에 의해 둘러싸인 영역이 도시된다. 도7a를 참조하면, 이 변경예에서, 단부면(51a)과 측면(31a)은 서로 함께 결합하는 곡면으로 형성된다. 도7b를 참조하면, 이 변경예에서, 단부면(51a)과 측면(31a)은 서로 함께 결합하는 경사면으로 형성된다. 전술한 바와 동일한 유용한 효과들이 이들 변경예에 의해서 마찬가지로 획득될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조는 연료 공급 시스템 부품을 구성하는 고압 연료 펌프(21)와, 보호 부재를 구성하는 프로텍터(41)와, 충격 흡수 부재를 구성하는 핀 부재(51)를 포함한다. 고압 연료 펌프(21)는, 차량에 탑재된 차량 구성 부품을 구성하는 엔진(95)과, 차량의 차체를 이루는 차량 본체 부품을 구성하는 대시보드 패널(93) 사이에 배치된다. 고압 연료 펌프(21)는 고강성부를 구성하는 블록(31)과, 블록(31)에 비해 상대적으로 작은 강성이 부여된 저강성부를 구성하는 유니온(23)을 포함한다. 고압 연료 펌프(21)는 엔진(95)에 의해 지지된다. 프로텍터(41)는 고압 연료 펌프(21)와 대시보드 패널(93) 사이에 배치되고, 유니온(23)과 블록(31)을 그 사이에 소정 거리를 두고 마주 본다. 핀 부재(51)는 블록(31)과 프로텍터(41) 사이에 제공된다. 고압 연료 펌프(21)와 프로텍터(41)가 서로를 향해 접근하는 방향으로 이동하면, 핀 부재(52)는 프로텍터(41)가 유니온(23)에 접촉하기 전에 블록(31)에 접촉하여, 탄성력이 고압 연료 펌프(21) 및 프로텍터(41)에 작용하도록 한다.
이러한 본 발명의 제1 실시예의 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 차량 충돌시 유니온(23)에 작용하는 임의의 충격을 낮은 레벨로 억제하는 것이 가능하고, 따라서 고압 연료 펌프(21)의 적절한 보호가 가능하다. 유니온(23) 상의 충격을 완화시키기 위해, 프로텍터(41)와 유니온(23)이 차량 충돌시에 서로 접촉하지 않도록, 대시보드 패널(93)의 형상을 변경하거나 유니온(23)의 위치를 변경할 필요가 있다. 또한, 프로텍터(41)가 고압 연료 펌프(21)에 접근하지 않도록, 프로텍터(41)의 강성을 향상시키기 위한 수단이 이용되었다. 역으로, 본 실시예에서, 유니온(23)에 작용하는 충격은 핀 부재(51)에 의해 완화된다. 이로 인해, 대폭적인 설계 변경이나 대폭적인 질량의 증가를 초래하지 않으면서, 또한 고압 연료 펌프(21)에 대한 손상을 방지하는 것이 가능하다.
본 실시예에서, 연료 공급 시스템 부품이 고압 연료 펌프(21)인 경우가 설명되었지만, 본 발명은 이 경우로 제한되지 않음을 이해해야 하며, 또한 연료 공급 시스템 부품은, 예컨대 도1의 고압 연료 통로(141) 및/또는 저압 연료 통로(136)에 의해 또는 연료 공급 시스템을 이루는 여러 종류의 부품에 의해 구성되는 것도 허용될 수 있다. 또한, 연료 공급 시스템 부품은 연료에서 수분을 분리해 내는 세디멘터(sedimentor)가 되는 것도 허용될 수 있다.
또한, 도2에서, 고압 연료 펌프(21)를 지지하는 차량 구성 부품으로서 종치 직렬식 엔진이 도시되어 있지만, 제한적으로 생각되어서는 안 되며, 엔진은 횡치식 중 하나가 되거나, V자형 엔진 또는 W자형 엔진이 되거나, 또는 수평 대향형 엔진 등이 되는 것도 허용될 수 있다. 또한, 차량 구성 부품은 엔진 이외에 차량에 탑재된 다른 부품이 될 수도 있다. 더욱이, 차량 본체 부품은 대시보드 패널(93)에 한정되지 않고, 예컨대 도2에 도시된 전방 범퍼가 되거나 차량 측면 본체가 되는 것도 허용될 수 있다.
II. 제2 실시예
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 적용된 차량의 엔진실의 내부를 도시하는 배면도이다. 그리고 도9는 도8의 엔진실 내부의 측면도이다. 도8은 제1 실시예에 대한 도4에 대응하는 도면이고, 도9는 제1 실시예에 대한 도5에 대응하는 도면이다. 본 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조를 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조와 비교하면, 이들은 기본적으로 동일한 구성을 갖는다. 이하에서는, 중복된 구성의 특징부에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다.
도8 및 도9를 참조하면, 고압 연료 펌프(21)는 본체부(22)에 고정된 커버 부재(26)를 더 포함한다. 이 커버 부재(26)는, 본체부(22) 내에서 가압되고 이로부터 이송된 연료가 누출되지 않도록, 본체부(22)에 형성된 개구부를 밀폐한다. 이 커버 부재(26)는 강으로 제조된다. 커버 부재(26)와 유니온(23)은 동일한 재료로 제조된다. 커버 부재(26)와 블록(31)은 유니온(23)의 양측에 위치된다.
커버 부재(26)는 복수의 볼트에 의해 본체부(22)에 고정된다. 이러한 구성에 따르면, 유니온(23)은 블록(31)에 비하여 상대적으로 작은 강성이 부여되고, 반면에 블록(31)은 유니온(23)에 비하여 상대적으로 높은 강성이 부여된다. 프로텍터(41)는 차량의 전후 방향에서 볼 때 커버 부재(26)와 더 겹치도록 제공된다.
본 실시예에서, 핀 부재(51)에 부가하여, 프로텍터(41)에는 제2 충격 흡수 부재로서 작용하는 리브 부재(72)가 추가로 제공되어 있다. 이 리브 부재(72)는 프로텍터(41)의 커버 부재(26)와 마주 보는 위치에 제공된다. 리브 부재(72)는 프로텍터(41)의 표면에서 위로 돌출하고, 띠 형상으로 연장된다. 이 리브 부재(72)는 차량의 전후 방향에서 볼 때 커버 부재(26)와 겹치는 위치에 제공된다. 그리고 리브 부재(72)는 커버 부재(26)와의 사이에는 간극이 존재하도록 제공된다.
차량의 전후 방향으로 리브 부재(72)와 커버 부재(26) 사이의 거리를 L3라 하고, 프로텍터(41)와 유니온(23) 사이의 최소 간극을 L2라 하면, 리브 부재(72)는 L3<L2 관계를 충족하도록 제공된다. L3는 핀 부재(51)와 블록(31) 사이의 거리인 L1과 동일할 수 있고, L3와 L1 사이에 대소 관계가 존재할 수도 있다.
본 실시예에서, 연료 공급 시스템 부품 보호 구조는 복수의 충격 흡수 부재에 해당하는 핀 부재(51)와 리브 부재(72)를 포함한다.
도8 및 도9에 도시된 프로텍터(41)와 고압 연료 펌프(21)를 이용하는 충돌 시험과, 핀 부재(51) 또는 리브 부재(72)가 제공되지 않은 프로텍터와 고압 연료 펌프(21)를 이용하는 비교용 충돌 시험이 수행되었고, 유니온(23)에 손상이 관측되는 충돌 하중이 측정되었다. 그 결과, 본 실시예의 충돌 시험에서 측정된 충돌 하중은 비교용 충돌 시험에서 측정된 충돌 하중의 거의 1.5배의 값을 갖는다는 것이 확인되었다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 따르면, 제1 실시예와 관련하여 설명된 유용한 효과와 동일한 효과를 획득하는 것이 가능하다.
본 실시예에서, 프로텍터(41)에는 리브 부재(72) 및 핀 부재(51) 양자가 제공된 경우가 설명되었지만, 3 이상의 지점에서 충격 흡수 부재를 제공하는 것도 허용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
III. 제3 실시예
도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조가 적용된 차량의 엔진실 내부를 도시하는 평면도이다. 도10은 제1 실시예에 대한 도3에 대응하는 도면이다. 본 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조를 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조와 비교하면, 이들은 기본적으로 동일한 구성을 갖는다. 이하에서는, 중복된 구성의 특징부에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다.
도10을 참조하면, 본 실시예에서, 도3의 핀 부재(51) 대신에, 핀 부재(81)가 프로텍터(41)와 블록(31) 사이에 충격 흡수 부재로서 배치된다. 이 핀 부재(81)는 프로텍터(41) 및 블록(31) 양쪽으로부터 소정 거리만큼 분리된 위치에 배치된다. 핀 부재(81)는 실린더 헤드(96)에 고정된 지지 부재인 플레이트(82)에 의해 프로텍터(41)와 블록(31) 사이에 지지된다. 따라서, 본 실시예에서, 핀 부재(81)는 프로텍터(41)에 제공되지 않는다.
블록(31)과 핀 부재(81) 사이의 거리를 L4라 하고, 핀 부재(81)와 프로텍터(41) 사이의 거리를 L5라 하면, 핀 부재(81)는 L4+L5<L2 관계를 충족하도록 제공된다.
전술한 구조를 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료 공급 시스템 부품 보 호 구조에 따르면, 제1 실시예와 관련하여 설명된 유용한 효과와 동일한 효과를 획득하는 것이 가능하다.
도8 및 도9에 도시된 제2 실시예의 리브 부재(72)를 도10에 도시된 프로텍터(41)에 추가로 제공하는 것도 허용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
전술한 실시예에서, 모든 다양한 특징부는 예시로서 제시된 것이며 제한적으로 생각되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 상기 설명에 의해 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 의해서만 특정되며, 특허 청구 범위와 균등한 의미를 갖고 또한 이 범위 내에 있는 모든 변경도 포함되도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 연료 공급 시스템 부품 보호 구조에 있어서,
    차량에 탑재된 차량 구성 부품(96)과 차량의 차체를 구성하는 차량 본체 부품(93) 사이에 배치되고, 고강성부(31)와 상기 고강성부(31)에 비해 상대적으로 낮은 강성이 부여된 저강성부(23)를 포함하고, 차량 구성 부품(96)에 지지되는 연료 공급 시스템 부품(21)과,
    연료 공급 시스템 부품(21)과 차량 본체 부품(93) 사이에 배치되고, 고강성부(31)와 저강성부(23)를 소정 거리를 두고 마주 보는 보호 부재(41)와,
    고강성부(31)와 보호 부재(41) 사이에 제공된 충격 흡수 부재(51; 72; 81)를 포함하고,
    연료 공급 시스템 부품(21) 및 보호 부재(41)가 서로 근접하는 방향으로 이동할 때, 충격 흡수 부재(51; 72; 81)는 보호 부재(41)가 저강성부(23)와 접촉하기 전에 고강성부(31)와 접촉하여, 탄성력이 연료 공급 시스템 부품(21) 및 보호 부재(41)에 작용하도록 하고,
    상기 충격 흡수 부재(51; 72; 81)는 보호 부재(41)에 제공되고, 고강성부(31)를 향해 돌출하고,
    상기 보호 부재(41)는 차량 구성 부품(96)에 의해 지지되고,
    충격 흡수 부재(51; 72; 81)는 고강성부(31)와의 사이에 소정의 간격을 두어서 제공되고,
    소정의 간격은 저강성부(23)와 보호 부재(41) 사이의 최소 간극보다 작은 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  2. 제1항에 있어서, 고강성부(31)는 주철로 제조되는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  3. 제1항에 있어서, 저강성부(23)는 강으로 제조되는 연료 공급 시스템 부품 보 호 구조.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 충격 흡수 부재(72)는 차량 구성 부품(96)에 고정된 지지 부재(82)에 의해 지지되는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 충격 흡수 부재(51)는 고강성부(31)와 대면하는 단부면(51a)을 가지고, 단부면(51a)은 마주 보는 고강성부(31)와 결합하는 형상을 갖는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  8. 제1항에 있어서, 연료 공급 시스템 부품(21)과 보호 부재(41) 사이에 제공된 제2 충격 흡수 부재(72)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  9. 제8항에 있어서, 제2 충격 흡수 부재(72)는 보호 부재(41)에 제공되고, 제2 충격 흡수 부재(72)와 연료 공급 시스템 부품(21) 사이의 간극은 저강성부(23)와 보호 부재(41) 사이의 최소 간극보다 작은 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  10. 제1항에 있어서, 보호 부재(41)는 차량 구성 부품(96)에 의해 지지되는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  11. 제10항에 있어서, 차량 구성 부품(96)으로부터 보호 부재(41)를 향해 연장되고, 고강성부(31)와 저강성부(23)로부터 소정 거리만큼 분리된 위치에 보호 부재(41)를 유지시키는 스트럿 부재(56, 57)를 더 포함하고,
    차량 구성 부품(96) 및 보호 부재(41)와 결합하기 위해 나사부(59, 60)가 스트럿 부재(57, 57)에 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  12. 제1항에 있어서, 연료 공급 시스템 부품(21)은 차량의 전방에 제공된 엔진실(91) 내에 포함되는 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  13. 제1항에 있어서, 저강성부(23)는 유니온인 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  14. 제13항에 있어서, 고강성부(31)는 블록인 연료 공급 시스템 부품 보호 구조.
  15. 제1항 내지 제3항, 제5항 또는 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 연료 공급 시스템 부품 보호 구조를 포함하는 차량.
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