KR101189357B1 - 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프에 관한 것으로서, 회전축이 결합된 회전부재와; 상기 회전축이 관통하여 결합되며, 내측면에 그루브가 형성된 수용부를 가지는 오일 펌프 몸체와; 상기 수용부에 설치되며, 내주면에 기어부가 형성되고 원주 방향을 따라 오일 토출홀이 복수개 형성된 아우터 로터와; 상기 아우터 로터의 내측에 설치되어 상기 회전축과 일체로 회전하며, 외주면에 상기 아우터 로터의 기어부에 대응되는 기어부를 가지는 이너 로터와; 상기 아우터 로터의 외주면에 결합되며, 엔진의 고속 구간시 상기 오일 토출홀을 개방하여 오일의 바이패스 양을 증가시키기 위한 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 엔진의 고속 구간에서 불필요한 양의 오일이 펌핑되어 엔진의 저항 마찰이 발생함으로써 동력 성능과 연비가 약화되는 것을 최소화할 수 있고, 릴리프 밸브를 삭제함으로써 제조 원가를 절감할 수 있다.

Description

자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프{VARIABLE OIL PUMP BEING ABLE TO CONTROL OIL FLUX OF VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프를 도시한 분리 사시도이고,

도 2는 엔진의 저속 구간시 본 발명에 따른 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프를 도시한 결합 사시도이고,

도 3은 도 2에서 스토퍼의 작동 상태를 보여주기 위한 Ⅲ-Ⅲ 선의 단면도이고,

도 4는 엔진의 고속 구간시 본 발명에 따른 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프를 도시한 결합 사시도이고,

도 5는 도 4에서 스토퍼의 작동 상태를 보여주기 위한 Ⅴ-Ⅴ선의 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프의 제어 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 오일 펌프 10 : 회전부재

15 : 회전축 20 : 오일 펌프 몸체

23 : 그루브 25 : 수용부

30 : 아우터 로터 33 : 오일 토출홀

40 : 이너 로터 45 : 스토퍼

50 : 커버 55 : 알피엠 센서

57 : 오일압 센서 70 : 제어부

본 발명은, 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 엔진의 고속 구간시 불필요한 오일펌프의 유량이 증가하는 것을 방지하여 엔진의 저항 마찰로 인한 동력 성능 및 연비가 저하되는 것을 최소화할 수 있는 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 오일펌프는 엔진 내의 모든 습동부에 적절한 양과 압력으로 오일을 공급해주는 역할을 한다.

이러한 오일펌프는 오일을 펌핑하는 아우터 로터와 이너 로터로 구성되어 있는데, 엔진 회전수(rpm)이 올라가면 일정한 비율로 비례하여 오일펌프의 회전수도 증가하도록 이루어진다. 이에, 오일펌프의 회전수가 증가함에 따라 펌핑되는 오일량과 오일압도 증가하게 되어, 회전수가 증가할수록 증대되는 습동부의 마찰(friction)이 저감될 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 오일펌프에 있어서는, 오일량 및 오일압이 엔진 회전 수(rpm)가 증가됨에 따라 일정 비율로 비례하여 계속 증가하기 때문에, 특히 고속 운전 구간에서는 불필요한 양의 오일이 펌핑되어 엔진의 저항 마찰이 발생하여 동력 성능과 연비를 약화시키는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 오일펌프에 릴리프 밸브를 장착하여 유량 증가가 필요 없는 엔진 구간에서는 펌핑된 오일을 다시 환원시키는 방법을 강구하기도 하였으나, 이와 같은 방법은 비효율적이고 릴리프 밸브를 추가 장착함으로써 제조 원가가 상승되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 엔진의 고속 구간에서 불필요한 양의 오일이 펌핑되어 엔진의 저항 마찰이 발생함으로써 동력 성능과 연비가 약화되는 것을 최소화할 수 있고, 릴리프 밸브를 삭제함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프에 있어서, 회전축이 결합된 회전부재와; 상기 회전축이 관통하여 결합되며, 내측면에 그루브가 형성된 수용부를 가지는 오일 펌프 몸체와; 상기 수용부에 설치되며, 내주면에 기어부가 형성되고 원주 방향을 따라 오일 토출홀이 복수개 형성된 아우터 로터와; 상기 아우터 로터의 내측에 설치되어 상기 회전축과 일체로 회전하며, 외주면에 상기 아우터 로터의 기어부에 대응되는 기어부를 가지는 이너 로터와; 상기 아우터 로터의 외주면에 결합되며, 엔진의 고속 구간시 상기 오일 토출홀을 개방하 여 오일의 바이패스 양을 증가시키기 위한 스토퍼에 의해 달성된다.

여기서, 상기 스토퍼는 금속 재질로 이루어지며, 상기 스토퍼와 대응되는 위치의 상기 오일 펌프 몸체에 마련된 전자석과; 엔진의 구동 회전수를 감지하는 알피엠(RPM) 센서 및 오일압 센서의 송출 신호를 기초로 엔진이 고속 구간으로 운전될 때 상기 전자석에 전기를 인가하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프를 도시한 분리 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프(1)는 회전축(15)이 결합된 회전부재(10)와, 회전축(15)이 관통하여 결합되며 수용부(25)를 가지는 오일 펌프 몸체(20)와, 수용부(25)에 설치되며 내주면에 기어부(30a)가 형성되고 원주 방향을 따라 오일 토출홀(33)이 복수개 형성된 아우터 로터(OUTER ROTOR, 30)와, 아우터 로터(30)의 내측에 설치되어 회전축(15)과 일체로 회전하고 외주면에 아우터 로터(30)의 기어부(30a)에 대응되는 기어부(40a)를 가지는 이너 로터(INNER ROTOR, 40)와, 아우터 로터(30)의 외주면에 결합되어 오일 토출홀(33)을 개폐하는 스토퍼(45)를 포함하여 이루어진다.

회전축(15)은 일반적으로 전동 모터와 연결되어 전동 모터의 구동력을 이너 로터(40)에 전달하는 기능을 한다.

오일 펌프 몸체(20)에는 아우터 로터(30), 이너 로터(40), 스토퍼(45) 등이 수용되기 위한 수용부(25)가 형성되어 있으며, 중앙부에는 회전축(15)이 관통되기 위한 관통공(22)이 형성되어 있다. 이에, 회전축(15)을 오일 펌프 몸체(20)의 관통공(22)을 지나 조립한 후, 아우터 로터(30), 이너 로터(40), 스토퍼(45) 등을 수용부(25)에 수용시킨 다음, 커버(50)를 오일 펌프 몸체(20)에 체결함으로써 오일펌프(1)의 조립이 완료된다.

커버(50)의 일측에는 오일이 흡입되기 위한 흡입부(51)가 형성되어 있고, 타측에는 오일이 배출되기 위한 배출부(52)가 형성되어 있다. 이에, 오일팬의 오일은 흡입부(51)로 흡입되어 압축된 후 배출부(52)를 통해 엔진 측으로 공급될 수 있다.

한편, 오일 펌프 몸체(20)의 내측면에는 그루브(23)가 형성되어 있는데, 이 그루브(23)는 후술할 전자석(60)에 의해 스토퍼(45)가 전자석(60) 쪽으로 이동되어 오일 토출홀(33)을 개방할 때, 스토퍼(45)가 유동될 수 있는 공간이 된다.

아우터 로터(30)는 내주면에 기어부(30a)가 형성되어 있으며, 원주면에는 스토퍼(45)가 안착되기 위한 스토퍼 안착부(31)가 원주 방향을 따라 단턱지게 형성되어 있다.

스토퍼 안착부(31)에는 소정 간격 이격되어 복수개의 오일 토출홀(33)이 관통 형성되어 있다.

오일 토출홀(33)은 스토퍼(45)에 의해 개폐되는데, 그 구체적인 수단은 오일 펌프 몸체(20)에 마련된 전자석(60)에 의해 이루어질 수 있다. 이 때, 스토퍼(45)는 금속 재질로 이루어져 전자석(60)에 전류가 인가되었을 때 전자석(60)의 자기력에 의해 전자석(60) 쪽으로 이동됨으로써 오일 토출홀(33)을 개방하게 된다. 즉, 엔진의 저속 구간에서는 스토퍼(45)가 스토퍼 안착부(31)에 안착되어 있어 오일 토 출홀(33)을 폐쇄하고, 고속 구간에서는 후술할 전자석(60)에 의해 형성된 자기력에 의해 스토퍼(45)가 전자석(60) 쪽(도 4의 P방향)으로 이동되어 오일 토출홀(33)을 개방하게 된다.

여기서, 전자석(60)은 엔진의 구동 회전수를 감지하는 알피엠(rpm) 센서(55, 도 6 참조) 및 오일압 센서(57, 도 6 참조)의 송출 신호에 기초하여 제어부(70, 도 6 참조)에 의해 제어된다. 즉, 알피엠 센서(55)에서 감지된 엔진 회전수가 대략 2000 RPM 이상이고 오일압 센서(57)에서 감지된 오일압이 대략 5 BAR 이상이면, 제어부(70)는 전자석(60)에 전기를 인가하여 스토퍼(45)를 도 4와 같이 P방향(전자석(60)을 향하는 방향)으로 이동시킨다. 그 결과, 엔진의 고속 구간에서 오일 토출홀(33)이 개방됨으로써 오일이 오일 토출홀(33)로 빠져나가 오일의 바이패스 양이 증가하게 되므로 고속 회전에 따른 배출유량의 증가분을 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 고속 구간에서 불필요하게 과한 양의 오일이 펌핑되어 엔진의 저항 마찰을 증대시켜 동력 성능과 연비를 악화시키는 것을 방지할 수 있다. 한편, 고속 구간에서 불필요한 오일 유량을 다시 환원시키기 위한 릴리프 밸브를 장착하지 않아도 되므로 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 오일유량제어 가변식 오일펌프(1)의 작동원리를 도 2 내지 도 5를 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 엔진이 저속 구간(대략 아이들(IDLE) RPM ~ 2000 RPM, 5 BAR 이하)으로 운전될 때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(45)는 스토퍼 안착부(31)에 안착된 상태에 있으므로 오일 토출홀(33)은 폐쇄된 상태를 유지한다.

그 후, 엔진이 고속 구간(대략 2000 RPM 이상, 5 BAR 이상)으로 운전되면, 제어부(70)는 전자석(60)에 전류를 인가한다. 따라서, 금속 재질의 스토퍼(45)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전자석(60)에 의해 형성된 자기력에 의해 그루브(23)로 이동되고(전자석(60)을 향하는 P 방향), 이에 따라 오일 토출홀(33)이 개방된다. 그 결과, 고속 구간에서 흡입부(51)로 흡입된 오일이 압축된 후 전량 배출부(52)로 배출되지 않고 오일 토출홀(33)을 통해 빠져 나가 그루브(23)를 타고 오일팬으로 리턴됨으로써, 고속 구간시 엔진 회전수에 비례하여 불필요하게 많은 양의 오일이 배출되어 엔진의 저항 마찰(friction)이 증대되었던 종래의 문제점을 해결할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 엔진의 고속 구간에서 불필요한 양의 오일이 펌핑되어 엔진의 저항 마찰이 발생함으로써 동력 성능과 연비가 약화되는 것을 최소화할 수 있고, 릴리프 밸브를 삭제함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프가 제공된다.

Claims (2)

1. 회전축이 결합된 회전부재와;

   상기 회전축이 관통하여 결합되며, 내측면에 그루브가 형성된 수용부를 가지는 오일 펌프 몸체와;

   상기 수용부에 설치되며, 내주면에 기어부가 형성되고 원주 방향을 따라 오일 토출홀이 복수개 형성된 아우터 로터와;

   상기 아우터 로터의 내측에 설치되어 상기 회전축과 일체로 회전하며, 외주면에 상기 아우터 로터의 기어부에 대응되는 기어부를 가지는 이너 로터와;

   상기 아우터 로터의 외주면에 결합되며, 엔진의 고속 구간시 상기 오일 토출홀을 개방하여 오일의 바이패스 양을 증가시키기 위한 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스토퍼는 금속 재질로 이루어지며,

   상기 스토퍼와 대응되는 위치의 상기 오일 펌프 몸체에 마련된 전자석과;

   엔진의 구동 회전수를 감지하는 알피엠(RPM) 센서 및 오일압 센서의 송출 신호를 기초로 엔진이 고속 구간으로 운전될 때 상기 전자석에 전기를 인가하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 오일유량제어 가변식 오일펌프.

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