KR101789072B1 - 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립 공수 및 부품 숫자를 감소할 수 있는 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체에 관한 것으로, 고압 연료 공급 펌프로 압축한 연료를 인젝터에 공급하도록, 레일 내부 공간이 형성되어 있는 본체부; 및 상기 레일 내부 공간과 서로 연결되도록 상기 본체부의 끝단에 일체형으로 형성되어 있는 유로부를 포함하며, 상기 유로부는, 상기 유로부의 내부에서 상기 레일 내부 공간과 연결되는 고압 유로와, 상기 연료가 유동할 수 있도록 상기 고압 유로에 연결되며 상기 고압 유로의 일단에 형성된 압력 챔버와, 상기 압력 챔버와 연결되는 저압 유로, 및 상기 고압 유로의 반대쪽 위치에서 상기 압력 챔버와 연결되는 로드통로부를 형성하고 있으며, 상기 레일 내부 공간의 압력을 조절하기 위하여 상기 유로부에 결합되는 자로부의 로드가 상기 로드통로부 및 상기 압력 챔버에서 이동 또는 정지되어서 상기 고압 유로와 상기 저압 유로를 서로 연결(밸브 개방) 또는 차단(밸브 폐쇄)시킨다.

Description

일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체{common rail structure having one body style flow path member for pressure reducing}

본 발명은 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤엔진의 연료 레일 또는 커먼 레일에 감압 유로부를 일체형으로 구성함으로써 조립 공수 및 부품 숫자를 감소시켜 커먼 레일의 원가를 절감할 수 있도록 한 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진은 실린더 내의 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 크랭크축이 회전하면서 분사 압력을 형성한다. 디젤 엔진은 저속으로 회전시 분사압력이 저압으로 되고, 고속으로 회전하면 분사 압력이 고압으로 된다.

이와 같은 디젤 엔진에는 연료 분사의 전자제어 및 CRDI(Common Rail Direct Injection)용 커먼 레일이 사용되는 경우가 있다.

커먼 레일을 이용한 디젤 엔진에 따르면, 연료 분사 시스템은 분사 압력의 발생과 분사 과정이 완전히 별개로 이루어진다.

이러한 연료 분사 시스템은 엔진 설계시 연료의 압력 발생과 분사를 분리해서 생각할 수 있기 때문에 연소와 분사과정 설계를 자유롭게 할 수 있다.

종래 기술에 따른 커먼 레일은 연료 탱크에 저장되어 있는 연료를 고압 연료 공급 펌프를 통해 고압 연료를 공급받는다. 이런 커먼 레일에는 레일 내부 압력을 조절하기 위해 감압밸브와 커먼 레일의 내부 압력을 감지하는 압력감지센서가 설치되어 있다. 당 업계에서는 감압밸브는 "PRV(Pressure Reducing Valve)" 또는 "PCV(Pressure Control Valve)" 등으로 호칭된다.

특히, 감압밸브는 솔레노이드 작동 방식의 자로부와, 자로부의 개폐력을 전달 받는 샤프트와, 자로부에 결합되어 있으면서도 커먼 레일의 감압밸브 장착 위치에 설치될 수 있도록 제작되어 있는 밸브부로 이루어져 있다.

종래의 감압밸브의 밸브부는 자로부에 연결되며 커먼 레일의 설치 위치에 나사 결합되며 출입구를 갖는 외부 몸체와, 이런 외부 몸체의 내부에서 연료 또는 샤프트의 이동 경로를 제공하는 내부 몸체를 구비한다.

또한, 종래의 밸브부는 내부 몸체와 자로부 사이를 기준으로 외부 몸체의 내부에 설치되는 다수의 실링부와, 샤프트의 이동을 가이드하는 가이드 부싱과 같은 다수의 부품을 구비한다.

특히, 종래의 감압밸브는 나사 결합 방식으로 회전 후 정지되어서 커먼 레일에 결합되기 때문에, 감압밸브의 밸브부의 출입구를 커먼 레일의 내부 통로와 일치시키기 어렵다.

또한, 종래의 감압밸브는 자로부와 밸브부로 구성되어 감압밸브 제작이 매우 복잡하고 어려운 단점이 있다.

즉, 종래의 감압밸브의 밸브부는 외부 몸체, 내부 몸체, 실링부, 가이드 부싱 등과 같이 밸브부에만 결합해야 할 부품 개수가 상대적으로 많고, 이러한 부품 조립에 따라 상대적으로 증가하는 조립 시간, 부품 조립 시험 및 제작 원가 증가의 문제점이 있다.

또한, 종래의 감압밸브는 단조 가공에 의해 만들어지는 커먼 레일에 비해 상대적으로 낮은 내구성 및 강도를 갖는 단점이 있다.

본 발명 목적은, 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 커먼 레일에 구비된 일체형 감압 유로부(이하, '유로부'로 약칭함)로 인하여 커먼 레일의 감압 수단용 부품의 숫자 및 조립 공수를 감소시켜 원가 절감을 도모할 수 있고, 유로부가 커먼 레일과 대등하거나 동일한 정도의 내구성 및 강도를 가지면서도 압력 강하 효율을 극대화시킨 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체는, 고압 연료 공급 펌프로 압축한 연료를 인젝터에 공급하도록, 레일 내부 공간이 형성되어 있는 본체부; 및 상기 레일 내부 공간과 서로 연결되도록 상기 본체부의 끝단에 일체형으로 형성되어 있는 유로부를 포함하며, 상기 유로부는, 상기 유로부의 내부에서 상기 레일 내부 공간과 연결되는 고압 유로와, 상기 연료가 유동할 수 있도록 상기 고압 유로에 연결되며 상기 고압 유로의 일단에 형성된 압력 챔버와, 상기 압력 챔버와 연결되는 저압 유로, 및 상기 고압 유로의 반대쪽 위치에서 상기 압력 챔버와 연결되는 로드통로부를 형성하고 있으며, 상기 레일 내부 공간의 압력을 조절하기 위하여 상기 유로부에 결합되는 자로부의 로드가 상기 로드통로부 및 상기 압력 챔버에서 이동 또는 정지되어서 상기 고압 유로와 상기 저압 유로를 서로 연결 또는 차단시킨다.

상기 유로부는, 상기 압력 챔버와 연결되는 저압 유로가 상기 고압 유로와 수직방향으로 연결되며, 상기 로드통로부가 상기 고압 유로와 동축이다.

상기 유로부는, 상기 고압 유로보다 크고 상기 레일 내부 공간보다 작은 직경을 갖도록, 상기 레일 내부 공간과 상기 고압 유로의 사이에 형성된 유로입구부를 포함한다.

상기 유로부는, 상기 유로입구부의 반대쪽 위치를 기준으로 상기 고압 유로의 출구에 형성되어서, 상기 로드의 끝단과 접촉 또는 비접촉되는 밸브 시트를 포함한다.

상기 유로부는, 상기 저압 유로에 관통하게 연결되도록 상기 유로부의 외측에 형성된 드레인 피팅부를 더 포함하며, 상기 드레인 피팅부의 통로의 직경은 상기 저압 유로보다 상대적으로 크게 형성된다.

상기 유로부는, 상기 저압 유로의 반대쪽으로 연장되며, 끝단이 폐쇄된 완충공간부를 더 포함한다.

상기 본체부는, 상기 본체부의 레일 내부 공간과 각각 연결되며, 상기 연료를 공급 받거나 또는 상기 인젝터 측으로 분배하기 위해서, 상기 본체부를 따라 이격 배치된 다수의 라인 피팅부를 더 포함하며, 상기 라인 피팅부 중에서 고압의 연료를 공급받는 라인 피팅부가 상기 유로부 근처에 배치된다.

상기 유로부는, 상기 유로부의 끝단에서 상기 레일 내부 공간의 반대쪽 방향으로 돌출된 안착돌기부를 더 포함하고, 상기 안착돌기부는 상기 자로부의 케이싱 끝단에 감싸지며, 코킹(caulking) 또는 압입을 통해 상기 자로부의 케이싱과 상호 결합된다.

상기 안착돌기부는, 상기 코킹 또는 상기 압입에 의해 만들어지는 코킹부의 안착을 위하여, 상기 안착돌기부의 외표면에서 상기 외표면의 원주방향을 따라 연장되어 있는 코킹홈과, 상기 코킹홈으로부터 자로부쪽 방향으로 이격된 위치에서 상기 안착돌기부의 외표면을 따라 연장되어 상기 코킹홈과 병행한 홈 형상의 오링 안착부, 및 상기 오링 안착부에 결합되어 있는 오링을 더 포함한다.

본 발명에 의한 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체는, 유로부가 커먼 레일에 일체형으로 형성됨으로써, 감압밸브의 조립 부품 개수를 감소시키면서 조립 공수를 감소시켜서 원가 절감을 실현할 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체는, 자로부만을 커먼 레일의 유로부에 결합하는 방식으로 조립되기 때문에, 기존의 감압밸브의 설치에서 감압밸브의 밸브부에 형성된 출입구를 커먼 레일의 내부 통로와 일치시키는 작업 없이 상대적으로 용이하게 조립 작업이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체는, 유로부의 내구성 및 강도가 커먼 레일과 동일하거나 대등함으로써 고강도 및 고품질의 커먼 레일 어셈블리를 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체는, 고압 유로와 저압 유로의 사이에 압력 챔버를 배치하여 압력 강하를 신속하게 유도할 수 있고, 커먼 레일 내부의 연료를 신속하게 연료 회수 라인을 통해 연료 탱크 쪽으로 신속하게 회수시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유로부는 다단계로 레일 내부 공간의 압력을 저감하도록 형성되어서, 연료의 압력을 자연스럽게 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 유로부는 저압 유로의 반대쪽으로 연장된 완충공간부를 더 구비한 바, 밸브 개폐로 인해 고압 유로와 저압 유로가 서로 연결될 때의 충격력이 완충공간부를 통해 감쇠됨으로써, 밸브 개폐시의 진동 및 소음을 상대적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 종래의 감압밸브의 대비 본 발명은 부품 개수도 상대적으로 적기 때문에 부품이 고장나는 부위도 줄일 수 있어서, 제품 불량 비율을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 커먼 레일과 자로부의 결합관계를 보인 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 커먼 레일에 자로부 및 압력감지센서가 결합된 평면도.
도 4는 도 3의 사각 A에 대하여 밸브 폐쇄 상태에 관한 확대 단면도.
도 5는 도 3의 사각 A에 대하여 밸브 개방 상태에 관한 확대 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 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)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체의 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 커먼 레일은 고압 연료 공급 펌프와 인젝터의 사이에 설치되는 본체부(100)를 포함한다.

본체부(100)는 고압 연료 공급 펌프에서 압축된 고압의 연료를 해당 인젝터에서 요구하는 압력으로 분배하는 역할을 담당한다.

본체부(100)는 그의 외부에 다수의 라인 피팅부(110, 120)를 포함한다.

라인 피팅부(110, 120)는 본체부(100)의 내부의 레일 내부 공간과 각각 연결된다. 라인 피팅부(110, 120)는 고압의 연료를 공급 받거나 또는 인젝터 측으로 분배하기 위해서 본체부(100)를 따라 이격 배치된다.

여기서, 다수의 라인 피팅부(110, 120) 중에서 고압 연료 공급 펌프에 연결되는 일측의 라인 피팅부(110)는 고압 호스, 파이프 배관, 튜브 등과 같은 배관 부재에 해당하는 연료 유입 라인에 각각 연결된다.

또한, 다수의 라인 피팅부(110, 120) 중에서 인젝터에 연결되는 일측의 라인 피팅부(120)들은 상기 배관 부재로 구성될 수 있는 연료 배출 라인에 각각 연결된다.

또한, 본체부(100)는 엔진룸에 설치될 수 있는 다수의 고정단부(130)를 더 포함한다.

또한, 본체부(100)는 압력감지센서를 장착하기 위한 센서 피팅부(140)를 더 포함한다. 센서 피팅부(140)는 라인 피팅부(120)의 사이에 형성되어 있다. 여기서, 센서 피팅부(140)의 위치는 일 실시예일 뿐 제품 규격 또는 주변 구조물과의 간섭 관계 등을 종합적으로 고려할 때 다를 수 있고 특정 위치로 한정되지 않을 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 커먼 레일과 자로부의 결합관계를 보인 단면도이다.

도 1 또는 도 2를 참조하면, 본체부(100)의 내부에는 고압 연료 공급 펌프로 압축한 연료를 인젝터에 공급하기 전에 고압의 연료가 채워지는 레일 내부 공간(101)이 형성되어 있다.

또한, 본체부(100)의 끝단에는 레일 내부 공간과 서로 연결되도록 본체부(100)의 끝단에 일체형으로 형성되어 있는 유로부(200)를 포함한다.

유로부(200)는 고압의 연료의 압력을 강하(decay)시켜 저압의 연료로 만들고, 이후 드레인 피팅부(290)에 결합되는 연료 회수 라인을 통해 연료 탱크 쪽으로 신속하게 회수시키는 역할을 담당한다. 여기서, 강하는 압력을 급격하게 감쇠 또는 저감시키는 것을 의미한다.

유로부(200)에 대한 밸브 개방 또는 폐쇄는 유로부(200)에 결합될 자로부(300) 및 자로부(300)에 의해 이동되는 로드(310)에 의해 이루어진다.

로드(310)는 자로부(300)의 내부의 솔레노이드 코일에 결합된 마그넷 아마추어로서, 밸브 개방 또는 폐쇄를 수행하는 포펫(poppet)과 같은 역할을 담당한다.

자로부(300)는 일종의 솔레노이드 방식의 액추에이터로서, 전자력 또는 탄성력을 이용하여 로드(310)를 이동(예: 전진 또는 후진)시키거나 정지 상태로 만든다. 예컨대, 자로부(300)는 로드(310)에 탄성력을 제공하는 스프링을 비롯하여, 실링부재, 커넥터, 자성부품을 구비하고 있다.

본체부(100) 및 유로부(200)는 연료분사압력인 1350~1600기압 또는 안전류을 고려한 1800~2000기압과, 섭씨 온도 -40~150℃에 견딜 수 있는 구조물이다.

본체부(100) 및 유로부(200)는 단조 가공을 통해서 하나의 몸체를 이루도록 제작된다. 이후, 레일 내부 공간(101)은 기계 가공(예: 천공, 밀링 등)을 통해서 본체부(100)의 내부에 형성된다. 유로부(200)의 내부에도 기계 가공을 통해서 하기에 상세히 설명할 고압 유로, 압력 챔버, 저압 유로, 로드통로부 등과 같은 내부 구조물이 일체형으로 구비된다.

라인 피팅부(110, 120) 중에서 고압의 연료를 공급받는 라인 피팅부(110)는 유로부(200) 근처에 배치되기 때문에, 유로부(200)의 개방시 곧바로 고압의 연료가 유로부(200) 쪽으로 신속하게 빠져나갈 수 있고, 이를 통해서 연료의 압력을 신속하게 강하시킬 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 커먼 레일에 자로부 및 압력감지센서가 결합된 평면도이고, 도 4는 도 3의 사각 A에 대하여 밸브 폐쇄 상태에 관한 확대 단면도이고, 도 5는 도 3의 사각 A에 대하여 밸브 개방 상태에 관한 확대 단면도이다.

도 3을 참조하면, 압력감지센서(400)는 센서 피팅부(140)를 통해서 본체부(100)의 내부로 유입된 연료의 압력을 측정하고, 디젤 엔진 제어용 전자제어유닛(ECU)에 측정값을 입력시키는 역할을 담당한다.

전자제어유닛(ECU)은 측정값을 기초로 자로부(300)를 통해 유로부(200)에 대한 밸브 개방 또는 폐쇄를 결정하게 된다.

도 4를 참조하면, 유로부(200)는 일체형으로 형성된 고압 유로(210), 압력 챔버(220), 저압 유로(230), 로드통로부(240), 유로입구부(250), 밸브 시트(260), 완충공간부(270), 안착돌기부(280) 및 드레인 피팅부(290)를 포함한다.

고압 유로(210)는 유로부(200)의 내부에서 레일 내부 공간(101)과 연결된다. 여기 및 하기에서 연결이란 의미는 공간과 공간 또는 공간과 유로가 서로 연결되어 유체인 연료를 유동시킬 수 있게 형성되어 있다는 것을 의미할 수 있다.

고압 유로(210)는 레일 내부 공간(101)의 압력을 감소 또는 강하시키도록, 레일 내부 공간(101)의 체적보다 상대적으로 작거나 좁게 형성된 유체 유동 통로를 의미할 수 있다.

압력 챔버(220)는 고압 유로(210)와 저압 유로(230)의 사이에 배치된다.

압력 챔버(220)는 유체인 연료가 유동할 수 있도록 고압 유로(210)에 연결되며 고압 유로(210)보다 크고 레일 내부 공간(101)보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 압력 챔버(220)는 레일 내부 공간(101)의 크기 대비 1/20 ~ 1/30의 체적을 가질 수 있다.

이러한 체적의 압력 챔버(220)는 밸브 개방시 고압력의 연료를 순간적으로 받아내어 배출시킬 수 있는 성능을 발휘함으로써, 압력 강하를 신속하게 유도하면서도 맥동압을 최소화시킬 수 있는 서지 탱크 또는 리서버 탱크의 역할을 담당하게 된다.

만일 압력 챔버(220)의 체적이 상기 1/20의 체적 이하일 경우, 압력 강하 성능이 떨어지고, 1/30의 체적 이상일 경우, 커먼 레일의 전체 체적을 증대시켜서 차량에 설치를 어렵게 하면서도 유로부(200) 내부에 연료가 상대적으로 오래 머물러 있게 되어 연료의 회수 속도가 느려지는 문제를 야기한다. 따라서, 상기 압력 챔버(220)에 관한 수치는 임계적 의미를 갖는다.

저압 유로(230)는 고압 유로(210)의 연장 방향에 대하여 수직한 방향으로 압력 챔버(220)와 연결된다.

즉, 유로부(200)는, 압력 챔버(220)와 연결되는 저압 유로(230)가 상기 고압 유로(210)와 수직방향으로 연결되며, 로드통로부(240)가 상기 고압 유로(210)와 동축일 수 있다. 부연 설명하면, 여기서 동축이라는 의미는 로드통로부(240)의 중심을 통과하는 축심 방향이 고압 유로(210)의 중심을 통과하는 축심 방향과 서로 동일하다는 것을 의미한다.

따라서, 로드통로부(240)는 고압 유로(210)의 중심과 일치되면서, 또한 고압 유로(210)의 반대쪽 위치에서 압력 챔버(220)와 연결된다.

자로부(300)는 레일 내부 공간의 압력을 조절하기 위하여 자로부(300)에 의해 발생되는 전자력 또는 탄성력으로 로드(310)를 로드통로부(240) 및 압력 챔버(220)에서 이동 또는 정지시킨다.

이런 로드(310)의 이동 또는 정지를 통해서, 고압 유로(210)와 저압 유로(230)이 서로 연결, 즉 밸브 개방이 되거나, 또는 서로 차단, 즉 밸브 폐쇄가 이루어진다.

유로입구부(250)는 고압 유로(210)보다 크고 레일 내부 공간(101)보다 작은 직경을 갖도록, 레일 내부 공간(101)과 고압 유로(210)의 사이에 형성된다.

공간적인 특징에 따르면, 가장 큰 공간인 레일 내부 공간(101)은 유로입구부(250)와 고압 유로(210)를 통해 순차적으로 줄어든다. 이에 따라 레일 내부 공간(101)의 연료의 압력은 단계별 또는 다단계로 압력 강하가 이루어진다.

그 결과 과도한 압력 강하를 방지하고, 이로 인한 충격력 또는 소음 발생이 상대적으로 줄어들 수 있다.

밸브 시트(260)는 유로입구부(250)의 반대쪽 위치를 기준으로 압력 챔버(220)에 연결되는 위치에 형성된다. 여기서, 밸브 시트(260)는 고압 유로(210)의 출구 또는 출구 테두리를 지칭할 수 있다. 밸브 시트(260)는 로드(310)의 끝단에 대하여 메탈간 접촉을 통해 밸브 폐쇄를 만들거나, 로드(310)의 끝단과 비접촉하여 밸브 개방을 만든다.

자로부(300)의 로드(310)의 끝단은 반구면 형상으로 형성된다. 반구면 형상은 밸브 시트(260)와의 접촉을 용이하게 한다. 또한, 반구면 형상은 로드(310)의 축심 또는 중심 방향이 밸브 시트(260)의 중심에 미세하게 차이가 있더라도, 신뢰성 있는 접촉을 구현하는 역할을 담당한다.

또한, 로드(310)의 끝단으로부터 이격된 위치에는 로드(310)의 끝단의 직경보다 큰 원형 디스크 형상의 가이드돌기(311)가 더 형성되어 있다. 가이드돌기(311)의 돌출 방향은 저압 유로(230)를 향하고 있다.

또한, 로드(310)의 끝단의 외주면과 가이드돌기(311)의 측면 사이의 코너 부위는 라운드 형상으로 형성되어 있다.

압력 챔버(220)로 유입된 연료는 상기 라운드 형상 및 가이드돌기(311)의 표면을 따라 방사 방향으로 확산된다. 여기서, 방사 방향은 저압 유로(230) 쪽 방향을 포함한다. 즉, 압력 챔버(220)로 유입 및 확산된 연료는 상기 라운드 형상 및 가이드돌기(311)에 의해 가이드 되어서 저압 유로(230) 쪽으로 용이하게 빠져나갈 수 있다.

가이드돌기(311)는 그의 돌기 돌출 방향을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 형성되어 있다.

압력 챔버(220)의 내부에 채워진 연료도 라운드 형상 및 가이드돌기(311)에 의해 가이드 되어서 자연스럽고 원활하게 저압 유로(230) 쪽으로 빠져나갈 수 있다. 이러한 라운드 형상 및 가이드돌기(311)에 의해서, 연료의 신속한 유동이 이루어지면서 압력 강하가 효율적으로 이루어질 수 있다.

또한, 로드(310)는 가이드 돌기(311)를 형성하고 있는 로드(310)의 전방 몸체의 직경은 로드통로부(240)에 기밀하게 접촉하여 이동되는 후방 몸체의 직경보다 작게 형성되어서 압력의 영향을 작게 받으면서도 로드(310)의 전체 중량을 상대적으로 줄일 수 있다. 이에 따라 자로부(300)의 자기력 부하를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

완충공간부(270)는 압력 챔버(220)와 서로 연결되며, 저압 유로(230)의 반대쪽으로 연장되며, 끝단이 폐쇄되게 형성될 수 있다. 완충공간부(270)는 1개 또는 그 이상으로 압력 챔버(220)의 둘레 방향을 따라 이격 배치되어 있을 수 있다.

압력 챔버(220) 내에서 연료의 압력 강하가 이루어지면서 곧 바로 저압 유로(230) 쪽으로 빠져나가지 못한 연료를 완충공간부(270)에서 임시로 수용함으로써, 압력 강하에 따른 충격이 완충되는 효과를 발휘한다.

안착돌기부(280)는 자로부(300) 쪽을 향하여 개방된 튜브 형상 또는 스커트 형상의 돌출 구조물로서, 자로부(300)의 설치 기반이 된다. 즉, 안착돌기부(280)는 유로부(200)의 끝단에서 레일 내부 공간(101)의 반대쪽 방향으로 돌출된다.

안착돌기부(280)의 외경은 유로부(200)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 상대적으로 직경 또는 크기가 작은 자로부(300)를 결합시킬 수 있다.

예컨대, 안착돌기부(280)는 자로부(300)의 케이싱 끝단(301)의 내경에 삽입될 수 있는 사이즈로 형성된다.

안착돌기부(280)는 자로부(300)의 케이싱 끝단(301)에 감싸진다. 이후, 코킹(caulking) 또는 압입을 통해 만들어지는 다수의 코킹부(302)에 의해서, 안착돌기부(280)과 자로부(300)의 케이싱 끝단(301)은 상호 결합된다. 코킹부(302)는 케이싱 끝단(301)의 둘레를 따라 다수로 이격 배치될 수 있다.

이때, 자로부(300)의 내표면은 실링부재 등을 개재한 상태에서 안착돌기부(280)의 외표면과 밀착되며, 연료가 자로부(300)의 밖으로 누유되지 않게 처리되어 있을 수 있다.

예컨대 도 4 및 도 5를 참조하면, 안착돌기부(280)는 상기 코킹 또는 상기 압입에 의해 만들어지는 코킹부(302)의 안착을 위하여, 상기 안착돌기부(280)의 외표면에서 그 외표면의 원주방향을 따라 연장되어 있는 코킹홈(281)과, 코킹홈(281)으로부터 자로부(300)쪽 방향으로 이격된 위치에서 안착돌기부(280)의 외표면을 따라 연장되어 상기 코킹홈(281)과 병행한 홈 형상의 오링 안착부(282), 및 상기 오링 안착부(282)에 결합되어 있는 오링(285)를 포함한다.

자로부(300)의 케이싱 끝단(301)의 내주면에서 상기 오링 안착부(282)에 대응하는 위치에도 오링(285)이 정위치될 수 있도록 오링 체결부(303)이 형성되어 있다.

이러한 오링(285)은 자로부(300)의 내표면과 안착돌기부(280)의 외표면의 사이에 개재되는 실링부재로서, 누유 방지 또는 압력 저하 방지의 역할을 수행할 수 있다.

드레인 피팅부(290)는 저압 유로(230)에 관통하게 연결되도록 유로부(200)의 외측에 형성된다. 이때, 드레인 피팅부(290)의 드레인 통로(291)의 직경은 저압 유로(230)보다 상대적으로 크게 형성되어 있고, 이를 통해서 저압의 연료의 유량을 증대시킬 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체의 밸브 개방 및 폐쇄에 대하여 설명하고자 한다.

도 4의 상태에서 로드(310)의 끝단은 자로부(300)의 밸브 폐쇄 작동에 대응하여 압력 챔버(220)와 고압 유로(210) 사이의 밸브 시트(260)의 출구를 폐쇄하고 있다.

만일 본체부(100)의 레일 내부 공간(101)의 연료의 압력이 설정치보다 크게 증가할 수 있다.

이러한 경우의 압력감지센서를 통해 측정된 측정값이 전자제어유닛(ECU)에 입력된다.

전자제어유닛(ECU)은 측정값을 기초로 자로부(300)의 로드(310)를 이동시킨다. 그 결과, 압력 챔버(220)와 고압 유로(210) 사이의 밸브 시트(260)의 출구가 열리듯이 밸브 개방이 이루어져서 도 5와 같은 상태가 된다.

도 5를 참조하면, 본체부(100)의 레일 내부 공간(101)의 연료는 유로입구부(250), 고압 유로(210)를 통해 압력이 다단계로 줄어들어서 저압의 연료가 되면서 압력 챔버(220)로 유입된다.

또한, 압력 챔버(220)에 유입된 저압의 연료는 저압 유로(230)와 드레인 피팅부(290)의 드레인 통로(291)를 경유하여 연료 회수 라인(미 도시) 및 연료 탱크 쪽으로 회수된다.

또한, 본체부(100)의 레일 내부 공간(101)의 연료가 연료 탱크 쪽으로 회수되면서, 레일 내부 공간(101)의 압력이 급격히 낮아지듯이 압력 강하가 이루어진다.

이러한 압력 강하에 대응한 측정값은 곧바로 압력감지센서를 통해 전자제어유닛(ECU)에 입력된다.

전자제어유닛(ECU)은 과도한 압력 강하가 이루어지지 않고 설정치 범위 내에서 유지되도록 자로부(300)의 로드(310)를 반대로 이동시킨다. 그 결과, 압력 챔버(220)와 고압 유로(210) 사이의 밸브 시트(260)의 출구가 막히듯이 밸브 폐쇄가 이루어져서 다시 도 4와 같은 상태가 된다.

즉, 도 4의 상태와 도 5의 상태의 반복을 통해서, 본체부(100)의 레일 내부 공간(101)의 연료의 압력이 설정치 범위 내로 유지된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 본체부 101 : 레일 내부 공간
110, 120 : 라인 피팅부 130 : 고정단부
140 : 센서 피팅부 200 : 유로부
210 : 고압 유로 220 : 압력 챔버
230 : 저압 유로 240 : 로드통로부
250 : 유로입구부 260 : 밸브 시트
270 : 완충공간부 280 : 안착돌기부
290 : 드레인 피팅부 300 : 자로부
310 : 로드 400 : 압력감지센서

Claims (9)

1. 고압 연료 공급 펌프로 압축한 연료를 인젝터에 공급하도록, 레일 내부 공간이 형성되어 있는 본체부; 및
   상기 레일 내부 공간과 서로 연결되도록 상기 본체부의 끝단에 일체형으로 형성되어 있는 유로부를 포함하며,
   상기 유로부는,
   상기 유로부의 내부에서 상기 레일 내부 공간과 연결되는 고압 유로와,
   상기 연료가 유동할 수 있도록 상기 고압 유로에 연결되며 상기 고압 유로의 일단에 형성되고, 상기 고압 유로의 직경보다 크고 상기 레일 내부 공간보다 작은 직경을 가지는 압력 챔버와,
   상기 압력 챔버와 연결되는 저압 유로, 및
   상기 고압 유로의 반대쪽 위치에서 상기 압력 챔버와 연결되는 로드통로부를 형성하고 있으며,
   상기 레일 내부 공간의 압력을 조절하기 위하여 상기 유로부에 결합되는 자로부의 로드가 상기 로드통로부 및 상기 압력 챔버에서 이동 또는 정지되어서 상기 고압 유로와 상기 저압 유로를 서로 연결 또는 차단시키고,
   상기 로드의 끝단은 반구면 형상으로 형성되고, 상기 로드의 끝단의 외주면 및 가이드돌기의 측면 사이의 코너 부위는 라운드 형상으로 형성되며, 상기 로드의 끝단으로부터 이격된 위치에는 상기 로드의 끝단의 직경보다 큰 원형 디스크 형상으로 상기 저압 유로를 향한 방향으로 돌출된 가이드돌기가 형성되어, 상기 압력 챔버로 유입된 연료는 상기 라운드 형상으로 형성된 코너 부위와 상기 가이드돌기의 표면을 따라 방사 방향으로 확산시키며, 상기 로드의 전방 몸체 직경은 후방 몸체 직경보다 작게 형성되는 것
   을 특징으로 하는 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 압력 챔버와 연결되는 저압 유로가 상기 고압 유로와 수직방향으로 연결되며, 상기 로드통로부가 상기 고압 유로와 동축
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 고압 유로보다 크고 상기 레일 내부 공간보다 작은 직경을 갖도록, 상기 레일 내부 공간과 상기 고압 유로의 사이에 형성된 유로입구부를 포함하는 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 유로입구부의 반대쪽 위치를 기준으로 상기 고압 유로의 출구에 형성되어서, 상기 로드의 끝단과 접촉 또는 비접촉되는 밸브 시트를 포함하는 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 저압 유로에 관통하게 연결되도록 상기 유로부의 외측에 형성된 드레인 피팅부를 더 포함하며,
   상기 드레인 피팅부의 통로의 직경은 상기 저압 유로보다 상대적으로 크게 형성된 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 저압 유로의 반대쪽으로 연장되며, 끝단이 폐쇄된 완충공간부를 더 포함하는 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체부는,
   상기 본체부의 레일 내부 공간과 각각 연결되며, 상기 연료를 공급 받거나 또는 상기 인젝터 측으로 분배하기 위해서, 상기 본체부를 따라 이격 배치된 다수의 라인 피팅부를 더 포함하며,
   상기 라인 피팅부 중에서 고압의 연료를 공급받는 라인 피팅부가 상기 유로부 근처에 배치되는 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 유로부의 끝단에서 상기 레일 내부 공간의 반대쪽 방향으로 돌출된 안착돌기부를 더 포함하고,
   상기 안착돌기부는 상기 자로부의 케이싱 끝단에 감싸지며, 코킹(caulking) 또는 압입을 통해 상기 자로부의 케이싱과 상호 결합되는 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 안착돌기부는,
   상기 코킹 또는 상기 압입에 의해 만들어지는 코킹부의 안착을 위하여, 상기 안착돌기부의 외표면에서 상기 외표면의 원주방향을 따라 연장되어 있는 코킹홈과,
   상기 코킹홈으로부터 자로부쪽 방향으로 이격된 위치에서 상기 안착돌기부의 외표면을 따라 연장되어 상기 코킹홈과 병행한 홈 형상의 오링 안착부, 및
   상기 오링 안착부에 결합되어 있는 오링을 더 포함하는 것
   인 일체형 감압 유로부를 구비한 커먼 레일 구조체.

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