KR101491211B1 - Variable oil pump for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터의 슬롯의 형상을 직선형태에서 유선형태로 적용하여, 로터의 슬롯의 내측 단부와 샤프트 압입부 사이의 간격을 기존과 동일하게 유지하면서 슬롯에 의해 지지되는 베인의 지지길이를 증대시켜 베인과 로터의 슬롯 사이의 마모량을 줄이고 피로 안전율의 악화를 방지할 수 있는 차량용 가변 오일 펌프에 관한 것이다.The present invention applies the shape of the slots of the rotor in a linear form in a wired form to increase the support length of the vanes supported by the slots while maintaining the spacing between the inner end of the slot of the rotor and the shaft press- To a variable oil pump for a vehicle that can reduce the amount of wear between the vane and the slot of the rotor and prevent deterioration of the fatigue safety factor.

Description

차량용 가변 오일 펌프{Variable oil pump for vehicle}[0001] Variable oil pump for vehicle [0002]

본 발명은 내구성 향상 및 피로 안전율을 개선할 수 있는 차량용 가변 오일 펌프에 관한 것이다.
The present invention relates to a variable oil pump for a vehicle which can improve the durability and the fatigue safety factor.

세계적인 고유가 및 CO2 규제로 연비향상 및 친환경은 차량개발의 핵심항목이 되었고, 선진 자동차 제조사들은 이러한 목표를 달성하기 위해 연료절감을 위한 기술개발에 총력을 기울이고 있다.Global high oil prices and CO2 regulations have made fuel economy improvement and eco-friendliness a key element in vehicle development. Advanced automobile manufacturers are concentrating their efforts on developing technologies to reduce fuel consumption in order to achieve these goals.

상기 연비개선을 위해 엔진의 구동 토크를 개선하는 것은 필수 사항이며, 엔진의 구동력을 사용하는 오일펌프는 엔진의 구동 토크 측면에서 주요 손실인자이고, '유량×유압'의 관계에 비례한다.It is essential to improve the driving torque of the engine for improving the fuel economy. The oil pump using the driving force of the engine is a major loss factor in terms of the driving torque of the engine, and is proportional to the relation of the " flow rate x hydraulic pressure ".

여기서, 오일펌프의 토출유량은 각 섭동부에 냉각/윤활 작동을 하고 다시 오일펌프 흡입 측으로 리턴되어 재순환된다.Here, the discharge flow rate of the oil pump is cooled / lubricated to each of the sliding parts, and is returned to the oil pump suction side again and recirculated.

현재 오일펌프의 손실을 개선하기 위한 기술로는 필요량에 따라 토출유량을 조절하는 가변 용량형 오일펌프 기술을 사용하고 있다.As a technique for improving the loss of the oil pump at present, a variable displacement oil pump technique for controlling the discharge flow rate according to the required amount is used.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 가변 오일펌프를 보여주는 사시도 및 측면도로서, 가변 오일펌프의 베인(12)은 일직선 형태로 되어 있으며, 로터(10)에 원주방향으로 일정한 간격으로 두고 형성된 슬롯(11)을 따라 이동하며, 로터(10)의 회전운동에 의해 엔진오일을 이송하는 역할을 한다.1 and 2 are a perspective view and a side view showing a variable oil pump according to the related art, wherein the vane 12 of the variable oil pump is formed in a straight shape, and is formed in the rotor 10 at a predetermined interval in the circumferential direction 11 and serves to transfer the engine oil by the rotational motion of the rotor 10.

여기서, 상기 로터(10)가 고속으로 회전함에 따라 오일의 압력이 베인(12)에 작용하게 되고, 베인(12)은 로터(10)의 슬롯(11)에 의해 지지되면서 슬롯(11)을 따라 반경방향으로 이동하며 엔진오일을 이송하게 되는 것이다.As the rotor 10 rotates at a high speed, the pressure of the oil acts on the vane 12 and the vane 12 is supported by the slot 11 of the rotor 10, And the engine oil is transported in the radial direction.

그런데, 베인(12)이 로터(10)의 슬롯(11)에 접촉하는 지지길이(A;Support length)에서 측방향으로 흔들리게 되고, 베인(12)과 슬롯(11) 사이에서 부분적으로 마모가 발생한다.However, the vane 12 is shaken sideways at a support length A (contact length) with which the vane 12 contacts the slot 11 of the rotor 10, and the gap between the vane 12 and the slot 11 is partially worn Occurs.

현재 양산중인 가변 오일펌프의 수명이 완료된 고품을 분석해 보면 베인(vane)과 로터의 슬롯 사이에 마모가 발생하여 수명이 완료된 후에는 펌프의 유량 성능 측면에서 초기 부품 대비 5~10% 정도의 유량 성능이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.Analysis of the high quality finished variable oil pump that is currently in production shows that there is wear between the vane and the slot of the rotor, and after the life is completed, the flow rate performance of the pump is about 5-10% Can be confirmed.

상기 베인과 로터 사이의 마모에 의하여 성능이 떨어지는 것을 개선하고자, 베인이나 그 밖에 부품에 DLC 코팅 등의 기술이 적용되고 있지만, 이는 추가 비용이 발생하는 문제가 있다.In order to improve performance due to abrasion between the vane and the rotor, a technique such as DLC coating is applied to a vane or other parts, but there is a problem that additional cost is incurred.

상기와 같은 베인 등 각 습동부의 마모를 개선하기 위한 방안으로 베인의 지지비율을 증가시키는 기술을 적용할 수 있다.In order to improve the wear of the sliding portion such as the vane, a technique of increasing the support ratio of the vane can be applied.

도 3은 종래기술에 따른 베인 및 로터의 슬롯의 현 사양 및 변경 사양을 보여주는 측면도로서, 예를 들어 베인(12)의 높이(B)를 현 사양인 15mm에서 변경사양인 16.5mm로 길게 하고, 로터(10)의 직경은 현 사양과 변경사양 모두 동일하되 로터(10)의 슬롯(11)의 깊이를 현 사양인 15.7mm에서 변경사양인 16.9mm로 적용하였다.FIG. 3 is a side view showing a current specification and a modification specification of a slot of a vane and a rotor according to the prior art. For example, the height B of the vane 12 is set to 16.5 mm, The diameter of the rotor 10 is the same as both the present specification and the modified specification, but the depth of the slot 11 of the rotor 10 is changed from the current specification of 15.7 mm to the modified specification of 16.9 mm.

이와 같이 베인(12)의 지지길이(A)와 높이(B)를 변경해 가며 필드 모니터링 내구완료품(10만 km, 19만 km)을 분석한 결과에 따르면, 지지길이(A)를 길게 할수록 마모 개선 효과가 있었다. 상기한 예에서 변경사양의 내구완료품이 현 사양에 비해 마모량이 더욱 적었다.As a result of analyzing the field monitoring endurance finished product (100,000 km, 190,000 km) while changing the support length (A) and the height (B) of the vane 12, the longer the support length (A) There was an improvement effect. In the above example, the durability finished product of the changed specification has a smaller amount of wear than the current specification.

하지만, 베인(12)의 지지길이를 늘리기 위해 로터(10)의 직경은 그대로 두고 로터의 슬롯(11)의 깊이를 증대시키면 슬롯(11)의 안쪽 단부가 로터(10) 중심부의 샤프트 압입부에 가까워지게 되므로 피로 안전율이 떨어지는 문제점이 있다.
However, if the depth of the slot 11 of the rotor is increased while the diameter of the rotor 10 is increased to increase the support length of the vane 12, the inner end of the slot 11 is inserted into the shaft press- There is a problem that the fatigue safety rate is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 로터의 슬롯의 형상을 직선형태에서 유선형태로 적용하여, 로터의 슬롯의 내측 단부와 샤프트 압입부 사이의 간격을 기존과 동일하게 유지하면서 슬롯에 의해 지지되는 베인의 지지길이를 증대시켜 베인과 로터의 슬롯 사이의 마모량을 줄이고 피로 안전율의 악화를 방지할 수 있는 차량용 가변 오일 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a rotor in which a slot shape of a rotor is applied in a linear form in a wired form and a gap between an inner end of a slot of the rotor and a shaft press- And it is an object of the present invention to provide a variable oil pump for a vehicle that can increase the support length of a vane supported by a slot, thereby reducing the wear amount between the vane and the slot of the rotor and preventing the fatigue safety factor from deteriorating.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 가변 오일 펌프는 원주방향으로 간격을 두고 형성된 다수의 슬롯을 가지는 로터; 및 상기 로터의 슬롯에 삽입되어 슬롯을 따라 이동하면서 로터의 회전에 의해 오일을 이송할 수 있도록 된 베인;을 포함하되, 상기 베인과 슬롯은 유선형 구조로 이루어지며, 슬롯에 의해 지지되는 베인의 길이 및 면적을 증대시켜 내구성 향상 및 피로 안전율을 증가시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a variable oil pump for a vehicle comprising: a rotor having a plurality of slots formed in a circumferentially spaced relation; And a vane that is inserted into the slot of the rotor and moves along the slot to transfer oil by rotation of the rotor, wherein the vane and the slot have a streamlined structure, and the length of the vane supported by the slot And the area is increased so that the durability can be improved and the fatigue safety factor can be increased.

특히, 상기 베인 및 슬롯의 유선형 구조는 일정한 곡률의 곡면형태로 휘어진 구조인 것을 특징으로 한다.
In particular, the streamlined structure of the vanes and slots is characterized by a curved structure with a curvature of a constant curvature.

본 발명에 따른 차량용 가변 오일 펌프의 장점을 설명하면 다음과 같다.Advantages of the variable oil pump for a vehicle according to the present invention are as follows.

첫째로, 기존의 직선형 베인 및 슬롯 구조에 비해 길이가 더 길어짐에 따라 슬롯에 의해 지지되는 베인의 지지길이및 지지면적을 증가시킴으로써, 베인의 지지면압을 증대시켜 베인의 마모량을 줄일 수 있다.First, as the length of the vane is longer than that of the conventional linear vane and slot structure, the supporting length and the supporting area of the vane supported by the slot are increased, thereby increasing the supporting surface pressure of the vane and reducing the amount of wear of the vane.

둘째로, 로터의 직경과 슬롯의 내측 단부와 로터의 압입부 사이의 간격을 종래기술(현 사양)에 따른 직선형 베인 및 슬롯과 동일하게 유지하면서 베인 및 슬롯의 길이를 증대시킴으로써, 기존의 변경 사양에 따른 직선형 베인 및 슬롯의 길이를 증대시키는 구조에 비해 슬롯의 내측 단부와 로터의 압입부 사이의 간격을 넓게 하여 피로 안전율을 증가시킬 수 있다.
Second, by increasing the length of vanes and slots while keeping the diameter of the rotor and the spacing between the inner end of the slot and the press-fit portion of the rotor the same as the straight vanes and slots according to the prior art (current specifications) The space between the inner end of the slot and the press-fit portion of the rotor is widened, thereby increasing the fatigue safety factor.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 가변 오일펌프를 보여주는 사시도 및 측면도
도 3은 종래기술에 따른 베인 및 로터의 슬롯의 현 사양 및 변경 사양을 보여주는 측면도
도 4는 본 발명에 따른 유선형 베인 구조의 가변 오일 펌프를 보여주는 사시도
도 5는 도 4의 측면도1 and 2 are a perspective view and a side view showing a variable oil pump according to the prior art;
Figure 3 is a side view showing the current and modified specifications of the slots of vanes and rotors in accordance with the prior art;
4 is a perspective view showing a variable oil pump of a streamlined vane structure according to the present invention;
5 is a side view of Fig.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 유선형 베인 구조의 가변 오일 펌프를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 측면도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a variable oil pump of a streamlined vane structure according to the present invention, and FIG. 5 is a side view of FIG.

본 발명은 베인(52)과 로터(50)의 슬롯(51) 사이의 작동부에서 발생하는 마모량을 최소화하면서 피로안전율의 감소를 방지할 수 있는 차량용 가변 오일 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a variable oil pump for a vehicle which can prevent a reduction in the fatigue safety factor while minimizing a wear amount generated in an operating portion between a vane (52) and a slot (51) of a rotor (50).

본 발명에 따른 차량용 가변 오일 펌프는 회전축(54)에 의해 회전가능하게 장착되는 로터(50)와, 로터(50)의 슬롯(51)에 삽입되어 반경방향으로 이동하며 로터(50)의 회전운동에 의해 엔진오일을 이송하는 베인(52)으로 구성된다.The variable oil pump for a vehicle according to the present invention includes a rotor 50 rotatably mounted by a rotary shaft 54, a rotor 50 inserted in a slot 51 of the rotor 50, And a vane 52 for transferring the engine oil by the engine.

상기 로터(50)를 구동시키는 구동수단으로 기존의 가변 오일펌프의 로터(50)에 대한 구동수단을 동일하게 사용할 수 있다.The driving means for driving the rotor 50 may be the same as the driving means for the rotor 50 of the conventional variable oil pump.

상기 로터(50)의 중심부에는 샤프트 압입부(53)가 원형의 홀 형태로 형성되고, 이 압입부(53)에 회전축(54)이 압입되어, 회전축(54)과 로터(50)가 일체로 회전하게 된다.A shaft press-in portion 53 is formed in the center of the rotor 50 in a circular hole shape and the rotary shaft 54 is press-fitted into the press-in portion 53. The rotary shaft 54 and the rotor 50 are integrally formed .

또한, 상기 슬롯(51)은 로터(50)의 원주방향으로 간격을 두고 로터(50)의 외측 가장자리면에서 반경방향으로 형성되고, 베인(52)이 슬롯(51)을 통해 삽입되어 로터(50)가 회전하면 베인(52)이 슬롯(51)을 따라 회전가능하여 엔진오일을 이송할 수 있다.The slots 51 are formed in the radial direction on the outer peripheral surface of the rotor 50 at intervals in the circumferential direction of the rotor 50 and the vanes 52 are inserted through the slots 51, The vane 52 can be rotated along the slot 51 to transfer the engine oil.

여기서, 본 발명은 로터(50)의 슬롯(51)에 접촉하는 베일의 지지길이를 증대시키기 위하여 베인(52)과 로터(50)의 슬롯(51)의 형상을 유선형으로 만든다.In this case, the shape of the slot 51 of the vane 52 and the rotor 50 is made streamlined to increase the supporting length of the bail contacting the slot 51 of the rotor 50.

이때, 상기 베인(52)의 형상을 유선형으로 만든다 라고 하는 것은 로터(50)의 반경방향을 기준으로 베인(52)의 중간부가 베인(52)의 양쪽 단부에 비해 회전방향으로 볼록하게 곡선형태로 돌출형성됨을 의미하고, 로터(50)의 슬롯(51)의 형상을 유선형으로 만든다 라고 하는 경우도 로터(50)의 반경방향을 기준으로 슬롯(51)의 중간부가 슬롯(51)의 양쪽 단부에 비해 회전방향으로 볼록하게 곡선형태로 돌출형성됨을 의미한다.The reason why the shape of the vane 52 is made streamlined is that the intermediate portion of the vane 52 is curved convexly in the rotational direction with respect to the radial direction of the rotor 50 as compared with both ends of the vane 52 The intermediate portion of the slot 51 may be formed at both ends of the slot 51. In this case, the slot 51 of the rotor 50 is formed in a protruded shape, Which is convexly curved in the rotational direction.

본 발명에 따른 유선형 베인(52) 및 슬롯(51) 구조와, 종래기술에 따른 직선형 베인 및 슬롯 구조를 비교하여 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.The operation and effects of the streamlined vane 52 and the slot 51 according to the present invention and the conventional linear vane and slot structure according to the present invention will be described as follows.

상기 유선형 베인(52)의 높이(로터(50)의 반경방향 기준)와 직선형 베인의 높이(로터(50)의 반경방향 기준), 즉 베인(52)의 상단과 하단 사이의 직선거리는 서로 동일하지만, 유선형 베인(52)의 길이는 직선형 베인의 길이에 비해 일정한 곡률의 휘어진 정도만큼 더 길다.The straight line distances between the upper and lower ends of the vane 52 are the same as the height of the streamlined vane 52 (radial direction of the rotor 50) and the height of the straight vane (radial direction reference of the rotor 50) , The length of the streamlined vane 52 is longer than the length of the straight vane by a degree of curvature of a certain curvature.

이때, 유선형 슬롯(51)과 직선형 슬롯(51)의 경우도 상기 베인(52)의 형상과 일맥상통하므로 생략하기로 한다.At this time, the case of the streamlined slot 51 and the case of the straight slot 51 are also in line with the shape of the vane 52, and thus will not be described.

따라서, 본 발명에 따른 유선형 베인(52) 및 슬롯(51) 구조는 기존의 직선형 베인 및 슬롯 구조에 비해 길이가 더 길어짐에 따라 슬롯(51)에 의해 지지되는 베인(52)의 지지길이및 지지면적을 증가시킴으로써, 베인(52)의 지지면압을 증대시켜 베인(52)의 마모량을 줄일 수 있다.Accordingly, the streamline vane 52 and slot 51 structure according to the present invention has a longer length than the conventional straight vane and slot structure, and the support length of the vane 52 supported by the slot 51, By increasing the area, the support surface pressure of the vane 52 can be increased to reduce the amount of wear of the vane 52.

또한, 로터(50)의 직경과 슬롯(51)의 내측 단부와 로터(50)의 베인(52) 사이의 간격을 종래기술(현 사양)에 따른 직선형 베인 및 슬롯과 동일하게 유지하면서 베인(52) 및 슬롯(51)의 길이를 증대시킴으로써, 기존의 변경 사양에 따른 직선형 베인 및 슬롯의 길이를 증대시키는 구조에 비해 슬롯(51)의 내측 단부와 로터(50)의 베인(52) 사이의 간격을 넓게 하여 피로 안전율을 증가시킬 수 있다.
The distance between the inner diameter of the rotor 50 and the inner end of the slot 51 and the vane 52 of the rotor 50 is maintained to be the same as that of the conventional vane and slot according to the prior art The spacing between the inner end of the slot 51 and the vane 52 of the rotor 50 is greater than the distance between the inner end of the slot 51 and the vane 52 of the rotor 50, The fatigue safety factor can be increased.

50 : 로터
51 : 슬롯
52 : 베인
53 : 압입부
54 : 회전축50: Rotor
51: Slot
52: Vane
53:
54:

Claims (2)

차량용 가변 오일 펌프에 있어서,
원주방향으로 간격을 두고 형성된 다수의 슬롯(51)을 가지되, 로터(50)의 반경방향을 기준으로 슬롯(51)의 중간부가 슬롯(51)의 양쪽 단부에 비해 회전방향으로 볼록하게 곡선형태로 돌출 형성된 유선형의 슬롯(51)을 가지는 로터(50);
상기 로터(50)의 슬롯(51)에 삽입되어 슬롯(51)을 따라 이동하면서 로터(50)의 회전에 의해 오일을 이송할 수 있도록 되어 있으며, 로터(50)의 반경방향을 기준으로 베인(52)의 중간부가 베인(52)의 양쪽 단부에 비해 회전방향으로 볼록하게 곡선형태로 돌출 형성된 유선형으로 이루어진 베인(52);
을 포함하되, 상기 베인(52)과 슬롯(51)은 유선형 구조로 이루어져, 슬롯(51)에 의해 지지되는 베인(52)의 길이 및 면적을 증대시켜 내구성 향상 및 피로 안전율의 악화를 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 가변 오일 펌프.
In a variable oil pump for a vehicle,
The intermediate portion of the slot 51 has a curved shape convexly in the rotational direction with respect to the both ends of the slot 51 in the radial direction of the rotor 50 with respect to the radial direction of the rotor 50 A rotor (50) having a streamlined slot (51) protruding from the rotor (50);
The oil 50 is inserted into the slot 51 of the rotor 50 and is moved along the slot 51 to transfer the oil by the rotation of the rotor 50. 52 formed in a curved shape protruding in a convex shape in the rotational direction as compared with both ends of the vane 52;
Wherein the vane 52 and the slot 51 are formed in a streamlined structure to increase the length and area of the vane 52 supported by the slot 51 to improve the durability and prevent the deterioration of the fatigue safety factor Wherein the variable oil pump for a vehicle comprises:
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