KR101534878B1 - 가변오일펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가변 오일펌프에는 엔진 회전수 상승에 따른 가변스프링(10)의 작용으로 궤적 변화되는 아우터링(4)의 연결링(4a)부위로 오일 토출용 제1챔버(21)와 오일공급유로(23)로 이어진 제2챔버(22)로 형성되어진 압력챔버(20)와, 상기 오일공급유로(23)를 연결링(4a)의 위치 이동에 따라 차단 및 연결하는 압력연동체(30)가 연결링(4a)에 더 구비됨으로써, 일정 이상의 엔진 회전수 상승시 오일 토출공간을 제1챔버(21)의 공간에서 제1챔버(21) + 제2챔버(22)의 공간으로 확장하고, 이러한 토출공간 확장을 이용해 더 많은 오일을 배출하면서도 오일압은 낮춰 엔진 과부하도 방지될 수 있는 특징을 갖는다.

Description

가변오일펌프{Variable Oil Pump}

본 발명은 가변오일펌프에 관한 것으로, 특히 구성부품을 최소화한 2개의 압력챔버를 이용해 2단으로 오일을 토출할 수 있는 가변오일펌프에 관한 것이다.

일반적으로 가변오일펌프(Variable Oil Pump)는 엔진회전수(RPM)에 따라 오일량을 연속적으로 변화시켜줌으로써 고정형 오일펌프의 한계를 극복한 방식이다.

상기 가변오일펌프(Variable Oil Pump)는 로터의 회전으로 인한 체적변화와 압력변화로 흡입된 오일을 실린더블록의 메인갤러리로 공급하고, 이러한 과정에서 오일 토출유량을 엔진회전수(RPM)에 따라 가변시키게 된다.

통상적인 가변오일펌프는 1단 타입으로서, 이는 토출유량이 엔진회전수 증가와 함께 점진적으로 증가하다가 설계된 오일압이 도달되는 엔진회전수부터 증대된 토출유량을 유지시키는 방식이다.

하지만 상기와 같은 1단 가변오일펌프는 엔진회전수(RPM)에 비례하여 토출유량을 지속적으로 증대시킴으로써 실제적인 엔진요구에 비해 더 많은 일을 할 수밖에 없고, 필요 이상의 일을 하는 가변오일펌프는 연비를 더 향상할 수 있도록 더 개선될 소지를 갖게 된다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 가변스프링을 구비한 아우터링쪽으로 형성된 별도의 제2압력챔버를 엔진의 회전수 상승에 따른 아우터링의 궤적 변화로 제1압력챔버와 연결시키거나 차단시켜줌으로써, 일정 이상의 엔진 회전수 상승시 오일 토출공간을 제1압력챔버 + 제2압력챔버의 공간으로 확장하여 더 많은 오일을 배출하면서도 오일압을 낮춰 엔진 과부하를 방지함은 물론 줄어든 엔진 부하로 연비를 더욱 향상시킬 수 있는 2단 가변오일펌프를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하우징과, 회전축을 통해 회전하는 베인을 감싼 아우터링사이로 유입된 오일을 토출시키는 압력챔버를 형성하고, 상기 아우터링에서 연장된 연결링부위로 엔진 회전수에 연동되어 미는 가변스프링을 갖춘 가변오일펌프에 있어서,

상기 압력챔버는 상기 아우터링사이로 형성되어진 제1챔버와, 상기 연결링부위로 형성되어 상기 하우징을 따라 이어진 오일공급유로와 연결된 제2챔버로 이루어지고, 상기 연결링의 위치 이동에 따라 상기 오일공급유로를 차단 및 연결하는 압력연동체를 포함해 구성되어진 것을 특징으로 한다.

상기 압력연동체는 상기 연결링의 내부에 형성되어진다.

상기 압력연동체는 오일압이 작용하는 빈공간인 챔버와, 상기 챔버를 구획하도록 수용되고 오일경로로 내부가 관통되어진 피스톤과, 상기 피스톤을 탄발지지하는 스프링과, 상기 챔버로 유입된 오일이 상기 연결링의 외부로 빠져나가도록 상기 챔버에 연통된 연통홀로 구성되어진다.

상기 오일경로는 상기 피스톤에 "┏" 단면으로 형성되어진다.

이러한 본 발명의 가변오일펌프는 아우터링의 궤적과 연동되는 2개의 압력챔버를 이용해 2단계로 토출유량을 가변시켜주므로 최소화된 부품수량으로 구조가 단순화되고, 줄어든 엔진 부하로 연비를 더 높일 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 압력챔버유닛이 적용된 2단 가변오일펌프의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압력챔버와 압력연동체의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 2단 가변오일펌프의 작동도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 압력챔버유닛이 적용된 2단 가변오일펌프의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 2단 가변오일펌프는 전체적인 형상을 이루는 하우징(5)과, 동력을 전달하는 회전축(1)을 통해 구동되는 베인(3)과, 상기 베인(3)을 감싼 아우터링(4)과, 상기 아우터링(4)의 일측에서 연장된 연결링(4a)쪽으로 위치되어진 가변스프링(10)과, 오일을 토출하는 제1챔버(21)와 떨어져 연결링(4a)쪽으로 형성되어진 제2챔버(22)로 이루어진 압력챔버(20)와, 엔진의 회전수(RPM)상승에 따른 가변스프링(10)의 작용으로 밀려나는 연결링(4a)의 이동으로 상기 제1챔버(21)와 제2챔버(22)간을 서로 연결하거나 차단시키는 압력연동체(30)로 구성되어진다.

상기 가변스프링(10)은 아우터링(4)을 수용하고 일측으로 상기 아우터링(4)에서 연장된 연결링(4a)을 위치시키는 수용챔버를 형성한 하우징(5)에 설치됨으로써, 상기 가변스프링(10)이 엔진의 회전수 상승에 연동되어 연결링(4a)부위를 밀어내 아우터링(4)의 궤적을 변화시키게 가해주게 된다.

상기 압력챔버(20)를 이루는 한쌍의 제1챔버(21)와 제2챔버(22)는 하우징(5)부위로 형성되어진 오일공급유로(23)로 연결되어진다.

상기 제1챔버(21)는 오일을 토출하는 아우터링(4)과 하우징(5)부위로 형성되고, 상기 제2챔버(22)는 아우터링(4)의 연결링(4a)과 하우징(5)부위로 형성되며, 상기 제1챔버(21)와 제2챔버(22)는 아우터링(4)을 이용해 서로 분리되어진 상태로 이루어진다.

본 실시예에 따른 압력연동체(30)는 아우터링(4)에서 연장된 연결링(4a)에 일체로 형성되어 내부 구조를 형성하게 된다.

상기 압력연동체(30)는 오일압이 작용하는 빈공간인 챔버(31)와, 상기 챔버(31)를 구획하도록 수용되고 오일경로(32a)로 내부가 관통되어진 피스톤(32)과, 상기 피스톤(32)을 탄발지지하는 스프링(33)과, 상기 챔버(31)로 유입된 오일이 아우터링(4)의 연결링(4a)의 외부로 빠져나가도록 상기 챔버(31)에 연통된 연통홀(34)로 구성되어진다.

상기 피스톤(32)의 내부를 관통하는 오일경로(32a)는 제1챔버(21)쪽의 오일압을 제2챔버(22)쪽으로 공급하거나 차단하며, 피스톤(32)에 "┏" 단면으로 형성되어진다.

즉, 피스톤(32)의 상하면중 한쪽면에 수직하게 뚫리고 좌우측면중 한쪽 측면에 수평하게 뚫려 서로 연결되는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 실시예에 따른 압력챔버와 압력연동체의 연결 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 압력챔버(20)의 제1챔버(21)에 인접된 제2챔버(22)는 아우터링(4)에서 연장된 연결링(4a)부위에 형성되고, 압력연동체(30)는 상기 연결링(4a)에 형성되어 연결링(4a)과 함께 움직여 제1챔버(21)와 제2챔버(22)를 연결하는 오일공급유로(23)를 개폐함으로써 제1챔버(21)쪽의 오일압이 제2챔버(22)쪽으로 공급되거나 차단시켜주게 된다.

즉, 상기 오일공급유로(23)가 피스톤(32)의 "┏" 단면 오일경로(32a)와 일치되면, 상기 오일경로(32a)를 통해 챔버(31)로 들어온 후 챔버(31)에 연통되도록 아우터링(4)의 연결링(4a)에 뚫린 연통홀(34)을 통해 제2챔버(22)쪽으로 빠져나가게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 2단 가변오일펌프의 작동도를 나타낸다.

도 3(가)는 가변스프링(10)이 아우터링(4)의 연결링(4a)을 밀어 낼 정도로 엔진 회전수가 증가되지 않아 아우터링(4)의 궤적을 변화시키지 않음으로써, 상기 연결링(4a)에 형성된 압력연동체(30)와 압력챔버(20)가 서로 차단된 상태를 나타낸다.

즉, 상기 압력연동체(30)의 피스톤(32)에 형성된 "┏" 단면 오일경로(32a)가 제1챔버(21)에서 이어진 오일공급유로(23)와 일치되지 않고 빗겨남으로써, 제1챔버(21)에 형성된 오일압이 제2챔버(22)로 전달되지 않게 된다.

이로 인해 오일펌프는 제1챔버(21)를 통해서 유량을 토출시켜주게 된다.

도 3(나)는 엔진 회전수 상승에 따른 가변스프링(10)의 작용으로 아우터링(4)의 연결링(4a)이 밀려남으로써, 아우터링(4)의 궤적이 변화되어진 상태이다.

이러한 연결링(4a)의 위치 이동은 압력연동체(30)의 위치도 이동시켜줌으로써, 상기 압력연동체(30)의 피스톤(32)에 형성된 "┏" 단면 오일경로(32a)가 체1챔버(21)에서 이어진 오일공급유로(23)와 서로 일치되어진다.

상기와 같은 엔진 회전수 상승은 오일펌프의 오일압도 함께 상승시켜 제1챔버(21)쪽 오일압이 오일공급유로(23)로 빠져나가고, 상기 오일공급유로(23)로 빠져나간 오일압이 피스톤(32)에 형성된 "┏" 단면 오일경로(32a)를 통해 챔버(31)로 전달되어진다.

상기 챔버(31)로 전달되어진 오일압은 연통홀(34)을 통해 제2챔버(22)쪽으로 빠져나감으로써, 제1챔버(21)와 제2챔버(22)가 오일공급유로(23)를 매개로 서로 연결되어진다.

상기와 같이 제1챔버(21)와 제2챔버(22)가 연결됨으로써 오일펌프는 제1챔버(21)의 공간에서 제1챔버(21) + 제2챔버(22)의 공간으로 토출 공간을 확장하게 되고, 이러한 토출공간의 확장은 더 많은 오일을 배출하면서도 오일압은 낮춰주는 작용을 하게 된다.

그러므로, 본 실시예에 따른 오일펌프는 엔진의 회전수 상승시에 과도한 오일압이 형성되는 것을 방지함으로써 엔진 과부하도 방지될 수 있게 된다.

도 3(다)는 엔진의 회전수가 더욱 상승됨에 따른 가변스프링(10)의 작용으로 아우터링(4)의 연결링(4a)도 더욱 밀려남으로써, 아우터링(4)의 궤적변화가 더욱 진행되어진 상태이다.

상기 아우터링(4)의 궤적에 변화에 따른 연결링(4a)의 위치 이동은 압력연동체(30)의 위치 이동을 발생시키게 되고, 이로 인해 피스톤(32)의 "┏" 단면 오일경로(32a)와 오일공급유로(23)가 서로 어긋나 챔버(31)에는 더 이상 오일압이 작용하지 않게 된다.

그러므로 가변스프링(10)의 초기 상태 복귀로 아우터링(4)의 궤적이 다시 복귀될 때 까지 오일펌프는 제1챔버(21)쪽에서 만 유량을 토출하는 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 본 실시예에 따른 2단 가변 오일펌프는 일정 이상의 엔진 회전수 상승시 오일 토출공간을 제1챔버(21)의 공간에서 제1챔버(21) + 제2챔버(22)의 공간으로 확장하고, 이러한 토출공간 확장을 이용해 더 많은 오일을 배출하면서도 오일압은 낮춰 엔진 과부하도 방지될 수 있게 된다.

1 : 회전축 2 : 로터
3 : 베인 4 : 아우터링
4a : 연결링 5 : 하우징
10 : 가변스프링 20 : 압력챔버
21 : 제1챔버 22 : 제2챔버
23 : 오일공급유로 30 : 압력연동체
31 : 챔버 32 : 피스톤
32a : 오일경로 33 : 스프링
34 : 연통홀

Claims (4)

1. 하우징과, 회전축을 통해 회전하는 베인을 감싼 아우터링사이로 유입된 오일을 토출시키는 압력챔버를 형성하고, 상기 아우터링에서 연장된 연결링부위로 엔진 회전수에 연동되어 미는 가변스프링을 갖춘 가변오일펌프에 있어서,
   상기 압력챔버는 상기 아우터링사이로 형성되어진 제1챔버와, 상기 연결링부위로 형성되어 상기 하우징을 따라 이어진 오일공급유로와 연결된 제2챔버로 이루어지고, 상기 연결링의 위치 이동에 따라 상기 오일공급유로를 차단 및 연결하는 압력연동체를 포함해 구성되어진 것을 특징으로 하는 가변오일펌프.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 압력연동체는 상기 연결링의 내부에 형성되어진 것을 특징으로 하는 가변오일펌프.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 압력연동체는 오일압이 작용하는 빈공간인 챔버와, 상기 챔버를 구획하도록 수용되고 오일경로로 내부가 관통되어진 피스톤과, 상기 피스톤을 탄발지지하는 스프링과, 상기 챔버로 유입된 오일이 상기 연결링의 외부로 빠져나가도록 상기 챔버에 연통된 연통홀로 구성되어진 것을 특징으로 하는 가변오일펌프.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 오일경로는 상기 피스톤에 "┏" 단면으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 가변오일펌프.
   

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