KR101444009B1 - 유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프에 관한 것으로, 작동유체가 흡입 및 토출 가능하게 마련된 흡입구와 토출구를 구비한 하우징과; 상기 하우징과 함께 상기 베인펌프의 외관을 형성 가능하게 상기 하우징과 결합된 커버와; 외부에서 제공되는 회전력에 의해 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과; 상기 회전축의 회전에 따라 회전 가능하게 상기 회전축에 결합된 로터와; 상기 로터에 방사상으로 형성된 슬롯에 출입 가능하게 결합된 베인과; 상기 하우징과 상기 로터 및 상기 베인 사이에 결합되어 작동유체의 유로를 형성하는 사이드플레이트와; 내측에 상기 로터와 상기 베인을 수용하여 상기 베인에 의하여 압력실을 구획 가능하게 일측은 상기 사이드플레이트에 타측은 상기 커버에 지지되는 캠링;을 포함하고, 상기 흡입구 및 상기 토출구는 상기 회전축의 회전수에 따라 비례하여 작동유체가 흡입 및 토출이 가능하게 마련되며, 상기 흡입구와 연통되어 상기 하우징을 통과하여 상기 캠링을 따라 양측으로 분기되는 흡입포트와, 상기 흡입포트에서 상기 압력실로 상기 캠링을 가로질러 연통 가능하게 마련된 흡입유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 구조가 간단하며 캐비테이션 및 소음을 감소시킬 수 있는 무단변속기용 베인펌프를 제공할 수 있다.

Description

유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프 {Vane Pump for Continuously Variable Transmission without Pressure Regulation Method}

본 발명은 무단변속기용 베인펌프에 관한 것으로, 특히 하우징에 유량제어수단을 구비하지 않아 구조가 간단한 무단변속기용 베인펌프에 관한 것이다.

차량용 무단변속기(CVT : Continuously Variable Transmission)는 트랜스미션 케이스 내에 작동유체를 가압하는 무단변속기용 유압펌프를 구비하고 이 유압펌프에서 가압된 작동유체를 이용하여 무단변속기의 각 구성을 작동시킨다. 여기서 무단변속기용 유압펌프가 기어펌프가 사용되고 있으나 최근에는 기어펌프 대신에 베인펌프도 많이 사용되고 있다.

이를 위하여 유압 제어 시스템은 트랜스미션 제어유닛(TCU)의 제어에 따라 제어밸브를 제어하여 다단변속기구에 적용된 마찰부재(클러치 및 브레이크)에 유압펌프로부터 발생된 유압을 선택적으로 공급하도록 구성된다.

전술한 유압펌프는 엔진의 기계적인 에너지를 이용하여 자동 변속에 필요한 유압을 생성하는 것으로서, 자동변속기의 유압펌프는 일반적으로 기어형 펌프와 베인형 펌프 등이 적용되며, 최근에는 효율 등을 고려하여 베인형 펌프가 더 선호되고 있는 실정이다.

이와 같은 자동변속기용 유압펌프의 일예가 공개특허공보 제2012-0118368호 (2012. 10.26)에 개시되어 있다. 이러한 종래기술은 그 구조가 복잡하다는 단점이 있다.

이러한 자동 변속기용 유압펌프에서는 그 구조가 간단하고 유로의 저항을 최소로 할 수 있으며 흡입되는 작동 유체의 저항을 최소를 하며 축의 회전을 원활하게 할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 하우징에 유량제어밸브를 구비하지 않아 구조가 간단한 무단변속기용 베인펌프를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 흡입되는 유로의 저항을 최소화할 수 있는 무단변속기용 베인펌프를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 회전축의 회전에 비례하여 작용하는 과정에서 캐비테이션이나 소음을 최소화할 수 있는 무단변속기용 베인펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 작동유체를 순환 가능하게 가압하는 베인펌프에 있어서, 작동유체가 흡입 및 토출 가능하게 마련된 흡입구와 토출구를 구비한 하우징과; 상기 하우징과 함께 상기 베인펌프의 외관을 형성 가능하게 상기 하우징과 결합된 커버와; 외부에서 제공되는 회전력에 의해 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과; 상기 회전축의 회전에 따라 회전 가능하게 상기 회전축에 결합된 로터와; 상기 로터에 방사상으로 형성된 슬롯에 출입 가능하게 결합된 베인과; 상기 하우징과 상기 로터 및 상기 베인 사이에 결합되어 작동유체의 유로를 형성하는 사이드플레이트와; 내측에 상기 로터와 상기 베인을 수용하여 상기 베인에 의하여 압력실을 구획 가능하게 일측은 상기 사이드플레이트에 타측은 상기 커버에 지지되는 캠링;을 포함하고, 상기 흡입구 및 상기 토출구는 상기 회전축의 회전수에 따라 비례하여 작동유체가 흡입 및 토출이 가능하게 마련되며, 상기 흡입구와 연통되어 상기 하우징을 통과하여 상기 캠링을 따라 양측으로 분기되는 흡입포트와, 상기 흡입포트에서 상기 압력실로 상기 캠링을 가로질러 연통 가능하게 마련된 흡입유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프에 의하여 달성된다.

또한, 상기 흡입포트의 하측은 상기 캠링보다 외측을 따라 형성되고, 상기 흡입포트의 상측은 상기 흡입포트의 하측과 연통되어 상기 흡입포트의 하측의 상부에 형성되어 상기 캠링에 의하여 구획되도록 형성되며, 상기 흡입포트의 하측 단부는 하부에서 상측으로 가면서 둥글어지게 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입포트의 상측은 상기 회전축 중심을 기준으로 상기 흡입구에서 양측으로 90도를 초과하도록 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입포트의 상측의 폭은 상기 흡입포트의 하측의 폭보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입포트는 상기 흡입구에서 양측으로 상기 회전축에 대하여 대칭 되도록 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 하우징에 유량제어밸브를 구비하지 않아 구조가 간단하고, 흡입되는 유로의 저항을 최소화할 수 있으며, 회전축의 회전에 비례하여 작용하는 과정에서 캐비테이션이나 소음을 최소화할 수 있는 무단변속기용 베인펌프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 베인펌프의 횡단면도,
도 2는 도 1의 종단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입구, 흡입포트 및 흡입유로를 설명하기 위한 단면도,
도 4는 본 발명의 흡입구, 흡입포트 및 흡입유로를 설명하기 위한 부분 단면 사시도,
도 5는 본 발명의 흡입구, 흡입포트 및 흡입유로를 설명하기 위한 개념적 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프(이하에서 '무단변속기용 베인 펌프' 또는 '베인펌프'라고도 함)에 대하여 도 1 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 베인펌프의 횡단면도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입구, 흡입포트 및 흡입유로를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 흡입구, 흡입포트 및 흡입유로를 설명하기 위한 부분 단면 사시도이고, 도 5는 흡입구, 흡입포트 및 흡입유로를 설명하기 위한 개념적 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 무단변속기용 베인펌프(100)는, 작동유체를 순환 가능하게 가압하며, 작동유체가 흡입 및 토출 가능하게 마련된 흡입구(160)와 토출구(170)를 구비한 하우징(110)과, 상기 하우징(110)과 함께 상기 베인펌프(100)의 외관을 형성 가능하게 상기 하우징(110)과 결합된 커버(113)와, 외부에서 제공되는 회전력에 의해 상기 하우징(110)에 회전 가능하게 결합된 회전축(115)과, 상기 회전축(115)의 회전에 따라 회전 가능하게 상기 회전축(115)에 결합된 로터(140)와, 상기 로터(140)에 방사상으로 형성된 슬롯(143)에 출입 가능하게 결합된 베인(150)과, 상기 하우징(110)과 상기 로터(140) 및 상기 베인(150) 사이에 결합되어 작동유체의 유로를 형성하는 사이드 플레이트(120)와, 내측에 상기 로터(140)와 상기 베인(150)을 수용하여 상기 베인(150)에 의하여 압력실(미도시)을 구획 가능하게 일측은 상기 사이트 플레이트(120)에 타측은 상기 커버(113)에 지지되는 캠링(130)을 구비하고, 상기 흡입구(160) 및 상기 토출구(170)는 상기 회전축(115)의 회전수에 따라 비례하여 작동유체가 흡입 및 토출이 가능하게 마련되며, 상기 흡입구(160)와 연통되어 상기 하우징(110)을 통과하여 상기 캠링(130)을 따라 양측으로 분기되는 흡입포트(163)와, 상기 흡입포트(163)에서 상기 압력실로 상기 캠링(130)을 가로질러 연통 가능하게 마련된 흡입유로(165)를 구비한다.

즉, 본 발명에 따른 무단변속기용 베인펌프(100)는 유량제어수단이 하우징(110) 또는 커버(113)에 구비되어 있지 않아 구조가 간단하다.

하우징(110)은 각종 부품을 지지하고 수용하여 고압의 작동유체에 의하여도 견딜 수 있는 충분한 강도를 가지며 예를 들면 알루미늄 합금을 포함한 재질을 포함한다.

커버(113)는 하우징(110)의 개구된 영역을 폐쇄하여 내측에 각종 부품인 로터(140), 회전축(115), 베인(150) 및 캠링(130)을 수용하고 지지할 수 있도록 충분한 강도를 갖는 것이 바람직하다.

회전축(115)은 엔진 등의 회전력과 결합되어 회전되고 회전축(115)은 하우징(110) 내지 커버(113)에 의하여 회전 가능하게 베어링(187)과 같은 수단에 의하여 지지된다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 흡입포트의 하측(163a)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 캠링(130)보다 외측을 따라 형성되고, 상기 흡입포트의 상측(163b)은 상기 흡입포트의 하측(163a)과 연통되어 상기 흡입포트의 하측(163a)의 상부에 형성되어 상기 캠링(130)에 의하여 구획되도록 형성되고 하우징(110)의 리브(110a)를 사이에 두며, 상기 흡입포트의 하측(163a) 단부는 하부에서 상측으로 가면서 둥글어지게 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 흡입포트의 하측(163a)에 "R"로 표시된 부분에서와 같이 단부가 둥글게 형상되어 있어 작동유체가 흐르는 과정에서 곡선을 따라 안내되어 캐비테이션을 예방할 수 있다.

그리고, 상기 흡입포트의 상측(163b)은 상기 회전축 중심을 기준으로 상기 흡입구(160)에서 양측으로 90도를 초과하도록 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 흡입구의 중심에서 흡입포트 상측(163b)의 단부까지의 각도를 회전축 중심을 기준으로 'x'라고 표시한 부분은 90를 초과하는 것이 바람직하다. 캠링(130)에 형성된 로터(140)의 회전방향을 따라 충분을 폭을 확보할 수 있어 흡입포트(163)에서 캠링(130)에 형성된 흡입유로(165)를 통해 압력실로 작동유체가 원활하게 흡입될 수 있다. 따라서, 회전축(115)이 고속으로 회전하더라도 작동유체의 흡입이 원활하게 이루어질 수 있는 구조적 특성을 갖는다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 흡입포트의 상측(163b)의 폭('b' 참조)은 상기 흡입포트의 하측(163a)의 폭('a' 참조)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 흡입포트(163)는 상기 흡입구(160)에서 양측으로 상기 회전축(115)에 대하여 대칭 되도록 형성(도 3 및 도 5의 'x' 참조)되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 하우징(110)과 커버(113)를 볼트와 같은 체결수단(181)을 이용하여 체결하고 각 구성 내지 부품 사이에서 작동유체의 기밀을 유지하는 실링수단(183)을 구비하고 있으며, 캠링(130)을 결합하는 과정에서 캠링(130)의 위치를 결정할 수 있도록 위치결정핀(185)을 구비하고 있다. 또한, 설명하지 않은 도면번호 173은 가압된 작동유체가 토출구(170)로 안내되는 토출유로로 사이드 플레이트(120)와 하우징(110) 사이에 도 4에 도시된 바와 같이 형성되어 있다.

이에 본 발명에 따르면, 하우징에 유량제어밸브를 구비하지 않아 구조가 간단하고, 흡입되는 유로의 저항을 최소화할 수 있으며, 회전축의 회전에 비례하여 작용하는 과정에서 캐비테이션이나 소음을 최소화할 수 있는 무단변속기용 베인펌프를 제공할 수 있다.

여기서, 본 발명의 여러 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 무단변속기용 베인펌프 110 : 하우징
110a : 리브 113 : 커버
115 : 회전축 120 : 사이드 플레이트
130 : 캠링 140 : 로터
143 : 슬롯 150 : 베인
160 : 흡입구 163 : 흡입포트 / 163a, 163b
165 : 흡입유로 170 : 토출구
173 : 토출유로

Claims (5)

1. 작동유체를 순환 가능하게 가압하는 베인펌프에 있어서,
   작동유체가 흡입 및 토출 가능하게 마련된 흡입구와 토출구를 구비한 하우징과;
   상기 하우징과 함께 상기 베인펌프의 외관을 형성 가능하게 상기 하우징과 결합된 커버와;
   외부에서 제공되는 회전력에 의해 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과;
   상기 회전축의 회전에 따라 회전 가능하게 상기 회전축에 결합된 로터와;
   상기 로터에 방사상으로 형성된 슬롯에 출입 가능하게 결합된 베인과;
   상기 하우징과 상기 로터 및 상기 베인 사이에 결합되어 작동유체의 유로를 형성하는 사이드플레이트와;
   내측에 상기 로터와 상기 베인을 수용하여 상기 베인에 의하여 압력실을 구획 가능하게 일측은 상기 사이드플레이트에 타측은 상기 커버에 지지되는 캠링;을 포함하고,
   상기 흡입구 및 상기 토출구는 상기 회전축의 회전수에 따라 비례하여 작동유체가 흡입 및 토출이 가능하게 마련되며,
   상기 흡입구와 연통되어 상기 하우징을 통과하여 상기 캠링을 따라 양측으로 분기되는 흡입포트와,
   상기 흡입포트에서 상기 압력실로 상기 캠링을 가로질러 연통 가능하게 마련된 흡입유로;를 포함하되,
   상기 흡입포트의 하측은 상기 캠링보다 외측을 따라 형성되고,
   상기 흡입포트의 상측은 상기 흡입포트의 하측과 연통되어 상기 흡입포트의 하측의 상부에 형성되어 상기 캠링에 의하여 구획되도록 형성되며,
   상기 흡입포트의 하측 단부는 하부에서 상측으로 가면서 둥글어지게 형성되며,
   상기 흡입포트의 상측은 상기 회전축 중심을 기준으로 상기 흡입구에서 양측으로 90도를 초과하고 상호 연통되지 않도록 형성되고,
   상기 흡입포트의 상측의 폭은 상기 흡입포트의 하측의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 흡입포트는 상기 흡입구에서 양측으로 상기 회전축에 대하여 대칭 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유량제어수단을 구비하지 않은 무단변속기용 베인펌프.

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