KR102082895B1 - 유압트랜스미션용 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유압트랜스미션에 결합되기 위한 냉각본체; 상기 유압트랜스미션으로부터 공급된 작동유체를 냉각시킨 후에 상기 유압트랜스미션 또는 저장탱크로 배출시키는 냉각유로를 둘러싸도록 상기 냉각본체로부터 돌출된 측벽부재; 상기 측벽부재의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체로부터 돌출된 설치부재; 상기 냉각유로를 따라 유동하는 작동유체를 우회시키기 위해 상기 설치부재에 연결되고, 제1축방향을 연장되도록 상기 냉각본체로부터 돌출된 우회부재; 및 상기 냉각유로 내에서 상기 측벽부재, 상기 설치부재, 및 상기 우회부재 각각으로부터 이격되도록 상기 냉각본체로부터 돌출된 복수개의 돌출부재를 포함하되, 상기 돌출부재들은 작동유체가 통과하기 위한 통과홈이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치된 유압트랜스미션용 냉각장치에 관한 것이다.

Description

유압트랜스미션용 냉각장치{Cooling Apparatus for Hydrostatic Transmission}
본 발명은 유압트랜스미션에 사용되는 작동유체를 냉각하기 위한 유압트랜스미션용 냉각장치에 관한 것이다.
유압트랜스미션(Hydrostatic Transmission, HST)은 농업용 작업차량 등과 같은 작업차량에서 필요에 따라 토크, 속도 등을 조절하는 변속을 수행하는 것이다. 농업용 작업차량으로는 콤바인(Combine), 트랙터(Tractor), 이앙기 등이 있다. 유압트랜스미션은 오일 등과 같은 작동유체를 이용하여 작업차량의 엔진으로부터 제공된 구동에 대해 변속을 수행한다.
이와 같이 유압트랜스미션이 작동유체를 이용하여 변속을 수행하는 과정에서, 작동유체는 상기 유압트랜스미션에서 발생하는 열로 인해 온도가 상승하게 된다. 이와 같이 온도가 상승한 작동유체는 상기 유압트랜스미션의 변속성능을 저하시키는 원인으로 작용한다.
이를 방지하기 위해, 종래 기술에 따른 작업차량은 별도의 오일쿨러(Oil Cooler)를 구비하여 작동유체를 냉각하였다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 작업차량은 별도의 오일쿨러를 설치하기 위한 공간이 요구되므로, 공간활용도를 저하시킬 뿐만 아니라 제조비용을 증대시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 별도의 오일쿨러를 구비하지 않고도 작동유체를 냉각시킬 수 있는 유압트랜스미션용 냉각장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치는 유압트랜스미션에 결합되기 위한 냉각본체; 상기 유압트랜스미션으로부터 공급된 작동유체를 냉각시킨 후에 상기 유압트랜스미션 또는 저장탱크로 배출시키는 냉각유로를 둘러싸도록 상기 냉각본체로부터 돌출된 측벽부재; 상기 측벽부재의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체로부터 돌출된 설치부재; 상기 냉각유로를 따라 유동하는 작동유체를 우회시키기 위해 상기 설치부재에 연결되고, 제1축방향으로 연장되도록 상기 냉각본체로부터 돌출된 우회부재; 및 상기 냉각유로 내에서 상기 측벽부재, 상기 설치부재, 및 상기 우회부재 각각으로부터 이격되도록 상기 냉각본체로부터 돌출된 복수개의 돌출부재를 포함할 수 있다. 상기 돌출부재들은 작동유체가 통과하기 위한 통과홈이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 유체마찰 및 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현됨으로써, 작동유체를 유동시키기 위한 동력에 발생하는 손실을 감소시킬 수 있으므로, 유압시스템에 대한 제조단가를 낮추는데 기여할 수 있다.
본 발명은 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현됨으로써, 겨울철 등과 같이 작동유체의 온도가 낮은 시기에도 누유가 발생할 위험을 줄일 수 있으므로, 향상된 안정성을 갖출 수 있다.
본 발명은 작동유체가 유동하면서 분산 및 합류를 반복하여 혼합되도록 구현됨으로써, 냉각유로의 길이를 감소시킬 수 있으면서도 작동유체에 대한 충분한 냉각성능을 갖추도록 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치에 대한 개략적인 측단면도
도 2는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치에 대한 개략적인 평단면도
도 3은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 비교예에 대한 개략적인 평단면도
도 4는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치에 있어서 작동유체가 돌출부재를 따라 유동하면서 분산 및 합류되는 모습을 나타낸 개념도
도 5는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 단면도
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예들에 대한 3차원 열유체 해석 결과에 따른 온도분포를 나타낸 도면
도 11은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예들에 대한 3차원 열유체 해석 결과에 따른 돌출부재의 직경, 방열량, 압력강하 간의 관계를 나타낸 도면
도 12는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예들에 대한 3차원 열유체 해석 결과에 따른 돌출부재의 가로세로비, 방열량, 압력강하 간의 관계를 나타낸 도면
도 13은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치에 대한 일부 사시도
도 14는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 일부 단면도
도 15는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예들에 대한 3차원 열유체 해석 결과에 따른 제1공급돌출부재의 단위면적비, 방열량, 압력강하 간의 관계를 나타낸 도면
도 16은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예들에 대한 3차원 열유체 해석 결과에 따른 제1공급돌출부재의 전체면적비, 방열량, 압력강하 간의 관계를 나타낸 도면
도 17은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치에 대한 개략적인 일부 평단면도
도 18은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치에 있어서 우회돌출부재를 설명하기 위한 개략적인 일부 평단면도
도 19는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치를 도 18의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 나타낸 개략적인 일부 단면도
도 20은 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예들에 대한 3차원 열유체 해석 결과에 따른 제1우회돌출부재의 전체면적비, 방열량, 압력강하 간의 관계를 나타낸 도면
이하에서는 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 유압트랜스미션(Hydrostatic Transmission, HST)(10)이 변속을 수행하는데 사용하는 작동유체를 냉각시키는 것이다. 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 농업용 작업차량 등과 같은 작업차량에 적용될 수 있다. 농업용 작업차량으로는 콤바인(Combine), 트랙터(Tractor), 이앙기 등이 있다.
본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 유압트랜스미션(10)에 결합되기 위한 냉각본체(2), 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 측벽부재(3), 상기 측벽부재(3)의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재(3)로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 설치부재(4), 상기 설치부재(4)에 연결되고 제1축방향(Y축 방향)으로 연장되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 우회부재(5), 및 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 복수개의 돌출부재(6)를 포함할 수 있다.
상기 측벽부재(3)는 냉각유로(100)를 둘러싸도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된다. 상기 유압트랜스미션(10)으로부터 공급된 작동유체는 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하면서 냉각된 후에 상기 유압트랜스미션(10) 또는 저장탱크(미도시)로 배출된다. 상기 돌출부재(6)들은 상기 냉각유로(100) 내에서 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 상기 우회부재(5) 각각으로부터 이격되도록 배치된다. 상기 돌출부재(6)들은 작동유체가 통과하기 위한 통과홈(7)이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이 비교예는 상기 돌출부재(6)들이 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각으로부터 상기 냉각유로(100) 쪽으로 돌출되도록 배치된다. 이에 따라, 상기 비교예는 상기 돌출부재(6)들이 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각에 연결된 부분에서 작동유체의 유동방향이 급격하게 변경되는 급변구간이 발생하게 된다. 도 3에 점선 화살표로 도시된 부분이 상기 급변구간을 표시한 것이다. 이에 따라, 상기 비교예는 상기 급변구간으로 인해 유체마찰(Fluid Friction) 및 압력강하(Pressure Drop)가 증가함에 따라 작동유체가 갖고 있는 에너지량을 감소시키게 된다. 따라서, 상기 비교예는 작동유체를 유동시키기 위한 동력에 발생하는 손실이 증대되므로, 유압시스템의 용량이 증대되는 단점이 있다. 또한, 상기 비교예는 상기 급변구간으로 인해 압력강하가 증가하므로, 겨울철 등과 같이 작동유체의 온도가 낮은 시기에 순간적으로 고압이 작용하여 누유가 발생하는 문제가 있다.
다음, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들이 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각으로부터 이격되도록 배치됨과 아울러 서로 이격되도록 배치된다. 즉, 상기 돌출부재(6)들은 상기 냉각유로(100) 내에서 섬(Island)과 같이 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 작동유체가 상기 돌출부재(6)들을 따라 유동방향이 완만하게 변경되면서 유동할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때, 상기 급변구간을 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때 유체마찰 및 압력강하를 감소시킬 수 있으므로, 작동유체가 상기 냉각유로(100)를 따라 원활하게 유동할 수 있는 충분한 에너지량이 유지되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때 작동유체를 유동시키기 위한 동력에 발생하는 손실을 감소시킬 수 있으므로, 유압시스템의 용량 증대로 인한 제조단가의 상승을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때 압력강하를 감소시킴으로써 겨울철 등과 같이 작동유체의 온도가 낮은 시기에도 누유가 발생할 위험을 줄일 수 있으므로, 향상된 안정성을 갖출 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 작동유체가 상기 돌출부재(6)들을 따라 유동하면서 분산 및 합류를 반복하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들을 이용하여 작동유체를 혼합시킬 수 있으므로, 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때 상기 냉각유로(100)의 길이를 감소시킬 수 있으면서도, 작동유체에 대한 충분한 냉각성능을 갖추도록 구현될 수 있다.
이하에서는 상기 냉각본체(2), 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 상기 우회부재(5), 상기 돌출부재(6)에 대해 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 냉각본체(2)는 상기 유압트랜스미션(10)에 결합되는 것이다. 상기 냉각본체(2)는 상기 유압트랜스미션(10)이 갖는 케이스에 결합될 수 있다. 상기 냉각본체(2) 및 상기 케이스는 일체로 형성될 수도 있다. 상기 냉각본체(2)는 상기 냉각유로(100)에 대한 바닥면으로 기능할 수 있다.
상기 냉각본체(2)에는 공급포트(21)가 형성될 수 있다.
상기 공급포트(21)는 상기 유압트랜스미션(10)으로부터 공급된 작동유체를 상기 냉각유로(100)로 공급하는 것이다. 상기 공급포트(21)는 상기 유압트랜스미션(10)으로부터 작동유체를 공급받을 수 있도록 상기 유압트랜스미션(10)에 연결될 수 있다. 상기 공급포트(21)는 상기 냉각본체(2)를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 냉각본체(2)에는 배출포트(22)가 형성될 수 있다.
상기 배출포트(22)는 작동유체를 상기 유압트랜스미션(10) 또는 상기 저장탱크로 배출시키는 것이다. 상기 배출포트(22)는 상기 유압트랜스미션(10) 또는 상기 저장탱크로 작동유체를 배출시킬 수 있도록 상기 유압트랜스미션(10) 및 상기 저장탱크 중에서 적어도 하나에 연결될 수 있다. 상기 배출포트(22)는 상기 냉각본체(2)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 배출포트(22) 및 상기 공급포트(21)는 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 배출포트(22) 및 상기 공급포트(21)는 상기 냉각유로(100) 내에 배치될 수 있다. 이에 따라, 작동유체는 상기 공급포트(21)를 통해 상기 냉각유로(100)로 공급되고, 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하면서 냉각된 후에 상기 배출포트(22)를 통해 상기 유압트랜스미션(10) 또는 상기 저장탱크로 배출될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 측벽부재(3)는 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 것이다. 상기 측벽부재(3)는 상기 냉각유로(100)를 둘러싸도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 냉각유로(100)는 상기 측벽부재(3)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 측벽부재(3)는 상기 냉각유로(100)에 대한 외벽으로 기능할 수 있다. 상기 측벽부재(3)는 상기 냉각본체(2)의 외곽라인을 따라 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 측벽부재(3) 및 상기 냉각본체(2)는 일체로 형성될 수도 있다.
상기 측벽부재(3)는 제1측벽(31), 제2측벽(32), 제3측벽(33), 및 제4측벽(34)을 포함할 수 있다.
상기 제1측벽(31)은 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치될 수 있다. 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32)은 제2축방향(X축 방향)을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1측벽(31)은 상기 제2측벽(32)에 대해 제1방향(D1 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제1방향(D1 화살표 방향)은 상기 제2축방향(X축 방향)이 갖는 2개의 방향 중에서 어느 하나의 방향이다. 이 경우, 상기 제1측벽(31)은 상기 우회부재(5)에 대해 상기 제1방향(D1 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제1측벽(31)은 상기 우회부재(5)로부터 상기 제1방향(D1 화살표 방향)으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2측벽(32)은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치될 수 있다. 상기 제2측벽(32)은 상기 제1측벽(31)에 대해 제2방향(D2 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제2방향(D2 화살표 방향)은 상기 제2축방향(X축 방향)에 대해 평행하면서 상기 제1방향(D1 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향이다. 이 경우, 상기 제2측벽(32)은 상기 우회부재(5)에 대해 상기 제2방향(D2 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제2측벽(32)은 상기 우회부재(5)로부터 상기 제2방향(D2 화살표 방향)으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제3측벽(33) 및 상기 제4측벽(34)은 제1축방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1축방향(Y축 방향) 및 상기 제2축방향(X축 방향)은 동일 평면 상에서 서로 수직하게 배치된 축 방향일 수 있다.
상기 제3측벽(33)은 상기 제1측벽(31) 및 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치될 수 있다. 상기 제3측벽(33)은 상기 제1측벽(31)의 일측 및 상기 제2측벽(32)의 일측 각각에 결합될 수 있다. 상기 제3측벽(33)은 상기 제4측벽(34)에 대해 제3방향(D3 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제3방향(D3 화살표 방향)은 상기 제1축방향(Y축 방향)이 갖는 2개의 방향 중에서 어느 하나의 방향이다. 이 경우, 상기 제3측벽(33)은 상기 우회부재(5)에 대해 상기 제3방향(D3 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제3측벽(33)은 상기 우회부재(5)로부터 상기 제3방향(D3 화살표 방향)으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제4측벽(34)은 상기 제1측벽(31) 및 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치될 수 있다. 상기 제4측벽(34)은 상기 제1측벽(31)의 타측 및 상기 제2측벽(32)의 타측 각각에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1측벽(31), 상기 제2측벽(32), 상기 제3측벽(33), 및 상기 제4측벽(34)은 상기 냉각유로(100)에 대한 외벽으로 구현될 수 있다. 상기 제4측벽(34)은 상기 제3측벽(33)에 대해 제4방향(D4 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제4방향(D4 화살표 방향)은 상기 제1축방향(Y축 방향)에 대해 평행하면서 상기 제3방향(D3 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향이다. 이 경우, 상기 제4측벽(34)은 상기 설치부재(4)에 대해 상기 제4방향(D4 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제4측벽(34)은 상기 설치부재(4)로부터 상기 제4방향(D4 화살표 방향)으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제4측벽(34), 상기 제3측벽(33), 상기 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)은 각각 제3축방향(Z축 방향)으로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 즉, 상기 측벽부재(3)는 제3축방향(Z축 방향)으로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 제3축방향(Z축 방향)은 상기 제1축방향(Y축 방향) 및 상기 제2축방향(X축 방향) 각각에 대해 수직하게 배치된 축 방향일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 설치부재(4)는 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 것이다. 상기 설치부재(4)는 상기 제3축방향(Z축 방향)으로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 설치부재(4)는 상기 측벽부재(3)의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재(3)로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 냉각유로(100)는 상기 설치부재(4)의 외측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 설치부재(4)는 상기 냉각유로(100)에 대한 내벽으로 기능할 수 있다. 이에 따라, 상기 냉각유로(100)는 상기 설치부재(4)와 상기 측벽부재(3)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 설치부재(4) 및 상기 냉각본체(2)는 일체로 형성될 수도 있다. 상기 설치부재(4)의 내측에는 상기 유압트랜스미션(10)으로 구동을 전달하는 입력축(20)이 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 냉각본체(2)에서 상기 설치부재(4)가 배치된 부분에는 상기 입력축(20)이 삽입되기 위한 관통공이 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 우회부재(5)는 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 것이다. 상기 우회부재(5)는 상기 제3축방향(Z축 방향)으로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 우회부재(5)는 상기 설치부재(4)에 연결되고, 상기 제1축방향(Y축 방향)으로 연장되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 이에 따라, 상기 우회부재(5)는 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체를 우회시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 우회부재(5)를 이용하여 작동유체가 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 유동거리를 증대시킬 수 있으므로, 작동유체에 대한 냉각이 이루어지는 시간을 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있다.
상기 우회부재(5)는 상기 설치부재(4)와 상기 제3측벽(33) 사이에서 상기 설치부재(4)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 우회부재(5)는 상기 제3측벽(33)으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 작동유체는 상기 우회부재(5)와 상기 설치부재(4)의 사이를 통과하지 못하도록 차단되고, 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이를 통과하기 위해 상기 우회부재(5)를 우회하게 된다. 상기 우회부재(5)는 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 설치부재(4)로부터 돌출될 수 있다. 상기 우회부재(5)는 상기 제1축방향(Y축 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 우회부재(5)는 상기 설치부재(4)로부터 상기 제3방향(D3 화살표 방향) 쪽으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 설치부재(4)는 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여 상기 우회부재(5)와 상기 제4측벽(34) 사이에 배치될 수 있다. 상기 설치부재(4)는 상기 제4측벽(34)으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 우회부재(5), 상기 설치부재(4), 및 상기 냉각본체(2)는 일체로 형성될 수도 있다.
상기 우회부재(5)가 구비된 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 냉각본체(2)에는 공급영역(110), 배출영역(120), 우회영역(130), 입구영역(140), 및 출구영역(150)를 포함하는 냉각유로(100)가 형성될 수 있다. 상기 공급영역(110)은 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31) 사이에 배치될 수 있다. 상기 배출영역(120)은 상기 우회부재(5)와 상기 제2측벽(32) 사이에 배치될 수 있다. 상기 우회영역(130)은 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이에 배치될 수 있다. 상기 입구영역(140)은 상기 설치부재(4)와 상기 제4측벽(34) 사이에 배치될 수 있다. 상기 출구영역(150)은 상기 설치부재(4)와 상기 제2측벽(32) 사이에 배치될 수 있다. 상기 공급포트(21)를 통해 공급된 작동유체는 상기 입구영역(140), 상기 공급영역(110), 상기 우회영역(130), 상기 배출영역(120), 및 상기 출구영역(150)을 순차적으로 통과하도록 유동하면서 냉각된 후에, 상기 배출포트(22)를 통해 배출될 수 있다.
이 경우, 상기 공급포트(21)와 상기 배출포트(22)의 사이에는 차단부재(23)가 배치될 수 있다. 상기 차단부재(23)는 상기 설치부재(4)와 상기 측벽부재(3) 각각에 연결되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 이에 따라, 상기 차단부재(23)는 상기 공급포트(21)와 상기 배출포트(22)를 최단거리로 연결하는 통로를 차단할 수 있다. 따라서, 상기 공급포트(21)를 통해 공급된 작동유체는 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하면서 냉각된 후에 상기 배출포트(22)를 통해 배출될 수 있다. 상기 차단부재(23)는 상기 제3축방향(Z축 방향)으로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 차단부재(23)는 상기 설치부재(4)와 상기 제2측벽(22) 각각에 연결될 수 있다. 상기 차단부재(23), 상기 설치부재(3), 및 상기 냉각본체(2)는 일체로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 돌출부재(6)들은 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 것이다. 상기 돌출부재(6)들은 상기 제3축방향(Z축 방향)으로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다. 상기 돌출부재(6)들은 상기 냉각유로(100) 내에 배치되도록 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 돌출부재(6)들은 상기 통과홈(7)이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부재(6)들은 상기 냉각유로(100) 내에서 섬과 같이 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 돌출부재(6)들을 따라 유동방향이 완만하게 변경되면서 유동할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 비교예와 대비할 때 유체마찰 및 압력강하를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 유압시스템의 용량 증대로 인한 제조단가의 상승을 방지할 수 있고, 누유가 발생할 위험을 줄임으로써 향상된 안정성을 갖출 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 돌출부재(6)들을 따라 유동하면서 분산 및 합류를 반복하도록 구현됨으로써, 작동유체의 혼합 증대를 통해 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 냉각유로(100)의 길이를 감소시킬 수 있으면서도, 작동유체에 대한 충분한 냉각성능을 갖추도록 구현될 수 있다.
상기 돌출부재(6)들은 각각 접촉면(60, 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 접촉면(60)은 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체에 접촉되는 상기 돌출부재(6)의 측면이다. 상기 접촉면(60)들은 각각 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 접촉면(60)들을 따라 유동하면서 원활하게 분산 및 합류를 반복하도록 구현됨으로써, 작동유체에 대한 유체마찰 및 압력강하를 더 감소시킬 수 있다.
상기 돌출부재(6)들은 각각 원통형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출부재(6)들은 서로 동일한 직경(D, 도 5에 도시됨)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들을 이용하여 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체에 대한 냉각성능의 균일성을 향상시킬 수 있다. 상기 돌출부재(6)들 각각의 직경(D)은, 상기 제1축방향(Y축 방향)과 상기 제2축방향(X축 방향)이 배치된 평면을 기준으로 하는 것이다.
도 1 내지 도 11을 참고하면, 상기 돌출부재(6)들은 각각 7mm 이상 10mm 이하의 직경(D, 도 5에 도시됨)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들을 이용하여 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현할 수 있다. 상기 돌출부재(6)들이 각각 7mm 미만의 직경(D)으로 형성된 경우, 상기 통과홈(7)의 크기가 증가하여 유동성이 증대됨에 따라 압력강하를 감소시키는 것은 가능하나 체류시간이 감소됨에 따라 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있다. 상기 돌출부재(6)들이 각각 10mm 초과의 직경(D)으로 형성된 경우, 상기 통과홈(7)의 크기가 감소하여 체류시간이 증대됨에 따라 냉각성능을 향상시키는 것은 가능하나 유체마찰이 증가됨에 따라 압력강하가 과다한 단점이 있다. 이는 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예 내지 제5실시예(A1, A2, A3, A4, A5, 도 11에 도시됨)로 수행한 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics) 결과로부터 알 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 6 내지 도 10은 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 실시예별로 작동유체를 상기 돌출부재(6)들이 배치된 냉각유로(100)를 따라 유동시킨 결과에 대한 온도분포를 나타낸 것이다. 도 6 내지 도 10에서 적색(Red)에 가까운 색채일수록 온도가 높은 것이고, 청색(Blue)에 가까운 색채일수록 온도가 낮은 것이다.
다음, 도 11은 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 실시예별로 작동유체를 상기 돌출부재(6)들이 배치된 냉각유로(100)를 따라 유동시킨 결과에 대한 방열량과 압력강하를 나타낸 것이다. 도 11에서 가로축은 상기 돌출부재(6)의 직경(D)에 관한 것으로, 밀리미터(mm)를 단위로 하여 좌측에서 우측으로 갈수록 상기 돌출부재(6)의 직경(D)이 증가한다. 도 11에서 좌측에 배치된 세로축은 방열량에 관한 것으로, 와트(Watt)를 단위로 하여 하측에서 상측으로 갈수록 방열량이 증가한다. 방열량은 고온의 물체에서 저온의 물체로 전달되는 열의 양을 나타내는 물리량이다. 방열량이 클수록 작동유체가 더 낮은 온도로 냉각된다. 도 11에서 실선 그래프가 방열량에 대한 결과치이다. 도 11에서 우측에 배치된 세로축은 압력강하에 관한 것으로, 파스칼(Pa)을 단위로 하여 상측에서 하측으로 갈수록 압력강하가 증가한다. 압력강하가 클수록 작동유체의 유동성이 저하된다. 도 11에서 점선 그래프가 압력강하에 대한 결과치이다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예(A1)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 5.5mm의 직경(D)으로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예(A1)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 냉각유로(100)의 좌측 하단에 작동유체가 과다하게 냉각된 영역(SA)을 넓은 면적에 거쳐 발생시킴을 알 수 있다. 이로부터, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예(A1)는 작동유체가 특정 영역에서 체류하는 시간이 증대되고, 순환이 원활하게 이루어지지 않아 전체적인 냉각성능이 낮음을 알 수 있다. 또한, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예(A1)는 도 11의 점선 그래프로부터 압력강하가 7500Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 11의 실선 그래프로부터 방열량이 902Watt 정도로 작은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예(A1)는 압력강하를 감소시키는 장점이 있으나, 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제2실시예(A2)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 7.0mm의 직경(D)으로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제2실시예(A2)는 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제1실시예(A1)와 대비할 때, 도 7에 도시된 바와 같이 작동유체가 과다하게 냉각된 영역의 면적이 감소한바 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체를 고르게 냉각시킴을 알 수 있다. 이로부터, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제2실시예(A2)는 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체에 대한 냉각성능이 높음을 알 수 있다. 또한, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제2실시예(A2)는 도 11의 점선 그래프로부터 압력강하가 7650Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 11의 실선 그래프로부터 방열량이 918Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제2실시예(A2)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제3실시예(A3)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 8.5mm의 직경(D)으로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제3실시예(A3)는 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제2실시예(A2)와 대비할 때, 도 8에 도시된 바와 같이 작동유체가 과다하게 냉각된 영역의 면적이 더 감소한바 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체를 더 고르게 냉각시킴을 알 수 있다. 이로부터, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제3실시예(A3)는 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체에 대한 냉각성능이 높음을 알 수 있다. 또한, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제3실시예(A3)는 도 11의 점선 그래프로부터 압력강하가 7980Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 11의 실선 그래프로부터 방열량이 922Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제3실시예(A3)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제4실시예(A4)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 10.0mm의 직경(D)으로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제4실시예(A4)는 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제3실시예(A3)와 대비할 때, 도 9에 도시된 바와 같이 작동유체가 과다하게 냉각된 영역의 면적이 더 감소한바 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체를 더 고르게 냉각시킴을 알 수 있다. 이로부터, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제4실시예(A4)는 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체에 대한 냉각성능이 높음을 알 수 있다. 또한, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제4실시예(A4)는 도 11의 점선 그래프로부터 압력강하가 8300Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 11의 실선 그래프로부터 방열량이 931Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제4실시예(A4)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제5실시예(A5)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 10.5mm의 직경(D)으로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제5실시예(A5)는 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제4실시예(A4)와 대비할 때, 도 10에 도시된 바와 같이 작동유체가 과다하게 냉각된 영역의 면적이 더 감소한바 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체를 더 고르게 냉각시킴을 알 수 있다. 이로부터, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제5실시예(A5)는 상기 냉각유로(100) 전체적으로 작동유체에 대한 냉각성능이 높음을 알 수 있다. 한편, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제5실시예(A5)는 도 11의 실선 그래프로부터 방열량이 946Watt 정도로 큰 수치를 나타냈으나, 도 11의 점선 그래프로부터 압력강하가 8850Pa 정도로 큰 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 직경에 관한 제5실시예(A5)는 냉각성능이 높은 장점이 있으나, 압력강하가 과다하게 발생하는 단점이 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 3차원 열유체 해석 결과로부터, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 7mm 이상 10mm 이하의 직경(D)으로 형성됨으로써, 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 1 내지 도 5, 및 도 12를 참고하면, 상기 돌출부재(6)들은 각각 아래 수학식 1을 만족하는 형태로 형성될 수 있다.
Figure 112018110289699-pat00001
상기 수학식 1에서 D는 상기 돌출부재(6)의 직경이다. L은 상기 돌출부재(6)가 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 길이이다. 상기 돌출부재(6)의 직경(D, 도 5에 도시됨)은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 하는 것이다. 상기 돌출부재(6)의 길이(L, 도 5에 도시됨)는 상기 제3축방향(Z축 방향)을 기준으로 하는 것이다. 따라서, 상기 수학식 1과 같이 상기 돌출부재(6)의 직경(D)을 상기 돌출부재(6)의 길이(L)로 나누는 연산을 통해, 상기 돌출부재(6)에 대한 가로세로비가 산출될 수 있다.
상기 돌출부재(6)들은 각각 0.58 초과 0.84 미만의 가로세로비로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들을 이용하여 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현할 수 있다. 상기 돌출부재(6)들이 각각 0.58 이하의 가로세로비로 형성된 경우, 상기 통과홈(7)의 크기가 증가하여 유동성이 증대됨에 따라 압력강하를 감소시키는 것은 가능하나 체류시간이 감소됨에 따라 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있다. 상기 돌출부재(6)들이 각각 0.84 이상의 가로세로비로 형성된 경우, 상기 통과홈(7)의 크기가 감소하여 체류시간이 증대됨에 따라 냉각성능을 향상시키는 것은 가능하나 유체마찰이 증가됨에 따라 압력강하가 과다한 단점이 있다. 이는 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제1실시예 내지 제5실시예(B1, B2, B3, B4, B5, 도 12에 도시됨)로 수행한 3차원 열유체 해석(CFD) 결과로부터 알 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 12는 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 실시예별로 작동유체를 상기 돌출부재(6)들이 배치된 냉각유로(100)를 따라 유동시킨 결과에 대한 방열량과 압력강하를 나타낸 것이다. 도 12에서 가로축은 상기 돌출부재(6)의 가로세로비에 관한 것으로, 백분율(%)을 단위로 하여 좌측에서 우측으로 갈수록 가로세로비가 증가한다. 도 12에서 좌측에 배치된 세로축은 방열량에 관한 것으로, 와트(Watt)를 단위로 하여 하측에서 상측으로 갈수록 방열량이 증가한다. 도 12에서 실선 그래프가 방열량에 대한 결과치이다. 도 12에서 우측에 배치된 세로축은 압력강하에 관한 것으로, 파스칼(Pa)을 단위로 하여 상측에서 하측으로 갈수록 압력강하가 증가한다. 도 12에서 점선 그래프가 압력강하에 대한 결과치이다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제1실시예(B1)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 45.8%의 가로세로비로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제1실시예(B1)는 도 12의 점선 그래프로부터 압력강하가 7500Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 12의 실선 그래프로부터 방열량이 902Watt 정도로 작은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제1실시예(B1)는 압력강하를 감소시키는 장점이 있으나, 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제2실시예(B2)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 58.3%의 가로세로비로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제2실시예(B2)는 도 12의 점선 그래프로부터 압력강하가 7650Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 12의 실선 그래프로부터 방열량이 918Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제2실시예(B2)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제3실시예(B3)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 70.8%의 가로세로비로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제3실시예(B3)는 도 12의 점선 그래프로부터 압력강하가 7980Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 12의 실선 그래프로부터 방열량이 922Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제3실시예(B3)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제4실시예(B4)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 83.3%의 가로세로비로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제4실시예(B4)는 도 12의 점선 그래프로부터 압력강하가 8300Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 12의 실선 그래프로부터 방열량이 931Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제4실시예(B4)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제5실시예(B5)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 87.5%의 가로세로비로 형성된 것이다. 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제5실시예(B5)는 도 12의 실선 그래프로부터 방열량이 946Watt 정도로 큰 수치를 나타냈으나, 도 12의 점선 그래프로부터 압력강하가 8850Pa 정도로 큰 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 돌출부재(6)들의 가로세로비에 관한 제5실시예(B5)는 냉각성능이 높은 장점이 있으나, 압력강하가 과다하게 발생하는 단점이 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 3차원 열유체 해석 결과로부터, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 돌출부재(6)들이 각각 58% 초과 84% 미만의 가로세로비로 형성됨으로써, 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 바람직하게는 상기 돌출부재(6)들은 각각 58.3% 이상 83.3% 이하의 가로세로비로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 13 내지 도 15를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 복수개의 공급돌출부재(61)를 포함할 수 있다.
상기 공급돌출부재(61)들은 상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 측벽부재(3)와 상기 우회부재(5)의 일측 사이에 배치된 것이다. 상기 공급돌출부재(61)들은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 제1측벽(31)과 상기 우회부재(5)의 일측 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 공급돌출부재(61)들은 상기 공급영역(110)에 배치될 수 있다. 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 공급돌출부재(61)들, 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31)의 사이에는 복수개의 공급통과홈(71)이 배치될 수 있다.
상기 공급돌출부재(61)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a) 및 제1공급통과홈(71a)들은 아래 수학식 2를 만족하는 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 상기 공급돌출부재(61)들 중에서 상기 제1축방향을 기준으로 상기 설치부재(4)로부터 가장 큰 거리로 이격되게 배치된 것이다. 상기 제1공급통과홈(71a)들은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 상기 우회부재(5)의 일측, 및 상기 제1측벽(31) 사이에 배치된 것이다.
Figure 112018110289699-pat00002
상기 수학식 2에서 SBA, SBAt, 및 SPAt는 다음과 같은 의미를 갖는 것이다.
우선, SBA는 공급절단면(SCS, 도 13에 도시됨)을 기준으로 하는 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단면적이다. 상기 공급절단면(SCS)은 상기 제2축방향(X축 방향)에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)의 일측과 상기 제1측벽(31)의 사이에서 상기 제1공급돌출부재(61a)의 직경을 지나는 단면(斷面)이다. 상기 공급절단면(SCS)은 상기 우회부재(5)의 일측면(5a, 도 14에 도시됨), 상기 제1측벽(31)의 내면(31a, 도 14에 도시됨), 및 상기 냉각본체(2)의 내면(2a)으로 둘러싸인 단면일 수 있다. 상기 우회부재(5)의 일측면(5a)은 상기 제1방향(D1 화살표 방향, 도 14에 도시됨)을 향하는 면(面)이다. 상기 제1측벽(31)의 내면(31a)은 상기 제2방향(D2 화살표 방향, 도 14에 도시됨)을 향하는 면(面)이다. 상기 냉각본체(2)의 내면(2a)은 상기 우회부재(5)의 일측면(5a)과 상기 제1측벽(31)의 내면(31a) 각각에 연결된 면(面)이다.
다음, SBAt는 상기 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적이다. 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 제1공급돌출부재(61a)가 1개 존재하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적은 상기 1개의 제1공급돌출부재(61a)의 단면적과 같을 수 있다. 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 제1공급돌출부재(61a)가 2개 존재하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적은 상기 2개의 제1공급돌출부재(61a)들의 단면적들(61A, 61A', 도 14에 도시됨)을 합산(合算)하는 연산을 통해 산출될 수 있다. 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 제1공급돌출부재(61a)가 3개 이상 존재하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적은 상기 3개 이상의 제1공급돌출부재(61a)들의 단면적들을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다.
다음, SPAt는 상기 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적이다. 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 제1공급돌출부재(61a)가 1개 존재하는 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적은 상기 1개의 상기 제1공급돌출부재(61a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31) 사이에 배치된 2개의 제1공급통과홈(71a)들의 단면적들을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다. 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 제1공급돌출부재(61a)가 2개 존재하는 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적은 상기 2개의 제1공급돌출부재(61a)들, 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31) 사이에 배치된 3개의 제1공급통과홈(71a)들의 단면적들(71A, 71A', 71A'', 도 14에 도시됨)을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다. 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 제1공급돌출부재(61a)가 3개 이상 존재하는 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적은 상기 3개 이상의 제1공급돌출부재(61a)들, 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31) 사이에 배치된 4개 이상의 제1공급통과홈(71a)들의 단면적들을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다. 그리고, 상기 공급절단면(SCS) 상에 배치된 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적 및 상기 공급절단면(SCS) 상에 배치된 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적을 합산하면, 상기 공급절단면(SCS)의 전체 단면적이 산출될 수 있다. 따라서, 상기 수학식 2와 같이 상기 공급절단면(SCS) 상에 배치된 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 단면적을 상기 공급절단면(SCS)의 전체 단면적으로 나누는 연산을 통해, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비가 산출될 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 0.15 초과 0.23 미만의 단위면적비로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)를 이용하여 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 0.15 이하의 단위면적비로 형성된 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 크기가 증가하여 유동성이 증대됨에 따라 압력강하를 감소시키는 것은 가능하나 체류시간이 감소됨에 따라 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 0.23 이상의 단위면적비로 형성된 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 크기가 감소하여 체류시간이 증대됨에 따라 냉각성능을 향상시키는 것은 가능하나 유체마찰이 증가됨에 따라 압력강하가 과다한 단점이 있다. 이는 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제1실시예 내지 제5실시예(C1, C2, C3, C4, C5, 도 15에 도시됨)로 수행한 3차원 열유체 해석(CFD) 결과로부터 알 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 15는 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 실시예별로 작동유체를 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 배치된 냉각유로(100)를 따라 유동시킨 결과에 대한 방열량과 압력강하를 나타낸 것이다. 도 15에서 가로축은 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 것으로, 백분율(%)을 단위로 하여 좌측에서 우측으로 갈수록 단위면적비가 증가한다. 도 15에서 좌측에 배치된 세로축은 방열량에 관한 것으로, 와트(Watt)를 단위로 하여 하측에서 상측으로 갈수록 방열량이 증가한다. 도 15에서 실선 그래프가 방열량에 대한 결과치이다. 도 15에서 우측에 배치된 세로축은 압력강하에 관한 것으로, 파스칼(Pa)을 단위로 하여 상측에서 하측으로 갈수록 압력강하가 증가한다. 도 15에서 점선 그래프가 압력강하에 대한 결과치이다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제1실시예(C1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 12.4%의 단위면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제1실시예(C1)는 도 15의 점선 그래프로부터 압력강하가 7500Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 15의 실선 그래프로부터 방열량이 902Watt 정도로 작은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제1실시예(C1)는 압력강하를 감소시키는 장점이 있으나, 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제2실시예(C2)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 15.8%의 단위면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제2실시예(C2)는 도 15의 점선 그래프로부터 압력강하가 7650Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 15의 실선 그래프로부터 방열량이 918Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제2실시예(C2)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제3실시예(C3)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 19.2%의 단위면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제3실시예(C3)는 도 15의 점선 그래프로부터 압력강하가 7980Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 15의 실선 그래프로부터 방열량이 922Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제3실시예(C3)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제4실시예(C4)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 22.6%의 단위면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제4실시예(C4)는 도 15의 점선 그래프로부터 압력강하가 8300Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 15의 실선 그래프로부터 방열량이 931Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제4실시예(C4)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제5실시예(C5)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 23.7%의 단위면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제5실시예(C5)는 도 15의 실선 그래프로부터 방열량이 946Watt 정도로 큰 수치를 나타냈으나, 도 15의 점선 그래프로부터 압력강하가 8850Pa 정도로 큰 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 단위면적비에 관한 제5실시예(C5)는 냉각성능이 높은 장점이 있으나, 압력강하가 과다하게 발생하는 단점이 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 3차원 열유체 해석 결과로부터, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 백분율을 단위로 하여 15% 초과 23% 미만의 단위면적비로 형성됨으로써, 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 바람직하게는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 백분율을 단위로 하여 15.8% 이상 22.6% 이하의 단위면적비로 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a) 및 상기 제1공급통과홈(71a)들은 각각 아래 수학식 3을 만족하는 형태로 형성될 수도 있다.
Figure 112018110289699-pat00003
상기 수학식 3에서 SBAt 및 SPAt는 상기 수학식 2에서 설명한 바와 같다. 상기 수학식 3의 분모는 상기 공급절단면(SCS)의 전체 단면적에 해당할 수 있다. 상기 수학식 3의 분자는 상기 공급절단면(SCS) 상에 배치된 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적에 해당할 수 있다. 따라서, 상기 수학식 3과 같이 상기 공급절단면(SCS) 상에 배치된 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적을 상기 공급절단면(SCS)의 전체 단면적으로 나누는 연산을 통해, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비가 산출될 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 0.31 초과 0.46 미만의 전체면적비로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)를 이용하여 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 0.31 이하의 전체면적비로 형성된 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 크기가 증가하여 유동성이 증대됨에 따라 압력강하를 감소시키는 것은 가능하나 체류시간이 감소됨에 따라 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 0.46 이상의 전체면적비로 형성된 경우, 상기 제1공급통과홈(71a)들의 크기가 감소하여 체류시간이 증대됨에 따라 냉각성능을 향상시키는 것은 가능하나 유체마찰이 증가됨에 따라 압력강하가 과다한 단점이 있다. 이는 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제1실시예 내지 제5실시예(D1, D2, D3, D4, D5, 도 16에 도시됨)로 수행한 3차원 열유체 해석(CFD) 결과로부터 알 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 16은 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 실시예별로 작동유체를 상기 공급절단면(SCS) 상에 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 배치된 냉각유로(100)를 따라 유동시킨 결과에 대한 방열량과 압력강하를 나타낸 것이다. 도 16에서 가로축은 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 것으로, 백분율을 단위로 하여 좌측에서 우측으로 갈수록 전체면적비가 증가한다. 도 16에서 좌측에 배치된 세로축은 방열량에 관한 것으로, 와트(Watt)를 단위로 하여 하측에서 상측으로 갈수록 방열량이 증가한다. 도 16에서 실선 그래프가 방열량에 대한 결과치이다. 도 16에서 우측에 배치된 세로축은 압력강하에 관한 것으로, 파스칼(Pa)을 단위로 하여 상측에서 하측으로 갈수록 압력강하가 증가한다. 도 16에서 점선 그래프가 압력강하에 대한 결과치이다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제1실시예(D1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 24.8%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제1실시예(D1)는 도 16의 점선 그래프로부터 압력강하가 7500Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 16의 실선 그래프로부터 방열량이 902Watt 정도로 작은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제1실시예(D1)는 압력강하를 감소시키는 장점이 있으나, 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제2실시예(D2)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 31.6%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제2실시예(D2)는 도 16의 점선 그래프로부터 압력강하가 7650Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 16의 실선 그래프로부터 방열량이 918Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제2실시예(D2)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제3실시예(D3)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 38.4%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제3실시예(D3)는 도 16의 점선 그래프로부터 압력강하가 7980Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 16의 실선 그래프로부터 방열량이 922Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제3실시예(D3)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제4실시예(D4)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 45.1%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제4실시예(D4)는 도 16의 점선 그래프로부터 압력강하가 8300Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 16의 실선 그래프로부터 방열량이 931Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제4실시예(D4)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제5실시예(D5)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 47.4%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제5실시예(D5)는 도 16의 실선 그래프로부터 방열량이 946Watt 정도로 큰 수치를 나타냈으나, 도 16의 점선 그래프로부터 압력강하가 8850Pa 정도로 큰 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비에 관한 제5실시예(D5)는 냉각성능이 높은 장점이 있으나, 압력강하가 과다하게 발생하는 단점이 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 3차원 열유체 해석 결과로부터, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)가 백분율을 단위로 하여 31% 초과 46% 미만의 전체면적비로 형성됨으로써, 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 바람직하게는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 백분율을 단위로 하여 31.6% 이상 45.1% 이하의 전체면적비로 형성될 수 있다.
도 17을 참고하면, 상기 공급돌출부재(61)들 중에서 제1공급영역(111) 내에 배치된 공급돌출부재(61)들은 상기 제1축방향(Y축 방향)에 대해 평행한 제1공급열(FR)들을 따라 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 공급돌출부재(61)들의 곡률중심들이 상기 제1공급열(FR)들 상에 배치될 수 있다. 상기 공급돌출부재(61)들 중에서 상기 제1공급영역(111)과 상이한 제2공급영역(112) 내에 배치된 공급돌출부재(61')들은 상기 제1축방향(Y축 방향)에 대해 평행한 제2공급열(SR)들을 따라 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 공급돌출부재(61')들의 곡률중심들이 상기 제2공급열(SR)들 상에 배치될 수 있다. 상기 제2공급영역(112) 및 상기 제1공급영역(111)은 상기 제1축방향(Y축 방향)을 따라 나란하게 배치될 수 있다. 상기 제2공급열(SR)들 및 상기 제1공급열(FR)들은 상기 제2축방향(X축 방향)을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1공급영역(111) 내에 배치된 공급돌출부재(61)들 및 상기 제2공급영역(112) 내에 배치된 공급돌출부재(61')들은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 위치가 어긋나게 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 제1공급영역(111)에서 상기 제2공급영역(112)으로 진입한 후에 상기 공급돌출부재(61')들을 따라 유동함에 따른 분산 및 합류를 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체에 대한 혼합률을 증대시킬 수 있으므로, 작동유체에 대한 냉각성능을 더 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 복수개의 배출돌출부재(62, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 배출돌출부재(62)들은 상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 측벽부재(3)와 상기 우회부재(5)의 타측 사이에 배치된 것이다. 상기 배출돌출부재(62)들은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 제2측벽(32)과 상기 우회부재(5)의 타측 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 배출돌출부재(62)들은 상기 배출영역(120)에 배치될 수 있다.
상기 배출돌출부재(62)들 및 상기 공급돌출부재(61)들은 상기 우회부재(5)를 기준으로 하여 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 공급영역(110) 및 상기 배출영역(120)에서 서로 균일한 냉각성능이 확보되도록 구현될 수 있다. 상기 배출돌출부재(62)는 상기 공급돌출부재(61)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 복수개의 우회돌출부재(63, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 우회돌출부재(63)들은 상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 측벽부재(3)와 상기 우회부재(5)의 사이에 배치된 것이다. 상기 우회돌출부재(63)들은 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 제3측벽(33)과 상기 우회부재(5)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 우회돌출부재(63)들은 상기 우회영역(130)에 배치될 수 있다. 상기 우회돌출부재(63)들은 상기 우회영역(130) 내에서 상기 제2축방향(X축 방향)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 우회돌출부재(63)는 상기 공급돌출부재(61)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 복수개의 입구돌출부재(64, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 입구돌출부재(64)들은 상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 측벽부재(3)와 상기 설치부재(4)의 사이에 배치된 것이다. 상기 입구돌출부재(64)들은 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 제4측벽(34)과 상기 설치부재(4)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 입구돌출부재(64)들은 상기 입구영역(140)에 배치될 수 있다. 상기 입구돌출부재(64)는 상기 공급돌출부재(61)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 복수개의 출구돌출부재(65, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 출구돌출부재(65)들은 상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 측벽부재(3)와 상기 설치부재(4)의 사이에 배치된 것이다. 상기 출구돌출부재(65)들은 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 제2측벽(32)과 상기 설치부재(4)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 출구돌출부재(65)들은 상기 출구영역(150)에 배치될 수 있다. 상기 출구돌출부재(65)는 상기 공급돌출부재(61)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 입구영역(140)에는 상기 공급영역(110) 및 상기 배출영역(120) 각각에 비해 상기 돌출부재(6)들이 더 적은 개수로 배치될 수 있다. 즉, 상기 입구돌출부재(64)들은 상기 공급돌출부재(61)들에 비해 더 적은 개수로 구비될 수 있다. 상기 입구돌출부재(64)들은 상기 배출돌출부재(62)들에 비해 더 적은 개수로 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 입구영역(140)에서 작동유체가 상기 입구돌출부재(64)들의 사이를 통과하면서 원활하게 유동하도록 구현될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 공급영역(110) 및 상기 배출영역(120)에서는 작동유체가 유동방향이 크게 변화하지 않으면서 전반적으로 직선에 가깝게 유동하게 된다. 이에 따라, 상기 공급영역(110) 및 상기 배출영역(120)에서는 상기 공급돌출부재(61)들의 개수 및 상기 배출돌출부재(62)들의 개수가 많더라도, 작동유체가 원활하게 유동할 수 있다.
다음, 상기 입구영역(140)에서는 작동유체가 전반적으로 반시계방향으로 유동방향이 변화하면서 유동하게 된다. 이에 따라, 상기 입구돌출부재(64)들이 상기 공급돌출부재(61) 및 상기 배출돌출부재(62)들 각각의 개수와 동일한 개수로 구비되면, 상기 입구영역(140)에서 작동유체의 유동성이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 입구돌출부재(64)들은 상기 공급돌출부재(61) 및 상기 배출돌출부재(62)들 각각의 개수에 비해 더 적은 개수로 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 입구영역(140)에서 작동유체가 원활하게 유동하면서 냉각되도록 구현될 수 있다.
이 경우, 상기 설치부재(4)에서 상기 측벽부재(3)를 향하는 설치외면(41, 도 2에 도시됨)은, 상기 입구영역(140)을 향하는 부부이 굴곡 없는 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 입구영역(140)에서 작동유체가 상기 설치외면(41)을 따라 원활하게 유동방향이 변화하면서 유동하도록 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 우회영역(130)에는 상기 입구영역(140)에 비해 상기 돌출부재(6)들이 더 적은 개수로 배치될 수 있다. 상기 우회영역(130)에서는 작동유체가 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이의 좁은 공간을 통과함과 아울러 전반적으로 반시계방향으로 유동방향이 변화하면서 유동하게 되므로, 상기 우회돌출부재(63)들이 상기 입구돌출부재(64)들과 동일한 개수로 구비되면 상기 우회영역(130)에서 작동유체의 유동성이 저하될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 우회돌출부재(63)들이 상기 입구돌출부재(64)들에 비해 더 적은 개수로 구비됨으로써, 상기 우회영역(130)에서 작동유체가 상기 우회돌출부재(63)들의 사이를 통과하여 원활하게 유동하면서 냉각되도록 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 출구영역(150)에는 상기 우회영역(130)에 비해 상기 돌출부재(6)들이 더 적은 개수로 배치될 수 있다. 상기 출구영역(150)은 상기 배출포트(22)에 가깝게 배치되므로, 냉각성능보다는 유동성을 증가시켜서 배출이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 더 중요하기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 출구돌출부재(65)들이 상기 우회돌출부재(63)들에 비해 더 적은 개수로 구비됨으로써, 상기 출구영역(150)에서 작동유체가 상기 출구돌출부재(65)들의 사이를 통과하여 원활하게 배출되도록 구현될 수 있다.
도 2, 도 13, 및 도 18을 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)에 있어서, 상기 우회부재(5)는 상기 제3측벽(33)으로부터 우회이격거리(130D, 도 18에 도시됨)로 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 우회이격거리(130D)는 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)의 말단면(5b, 도 18에 도시됨) 및 상기 제3측벽(33)의 내면(33a, 도 18에 도시됨)이 서로 이격된 거리에 해당할 수 있다. 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)은 상기 제3측벽(33)을 향하도록 배치된 면(面)이다. 상기 우회부재(5)의 일측면(5a, 도 18에 도시됨), 상기 우회부재(5)의 타측면(5c, 도 18에 도시됨), 및 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)은 서로 이어진 하나의 곡면으로 이루어질 수도 있다. 상기 제3측벽(33)의 내면(33a)은 상기 우회부재(5)를 향하도록 배치된 면(面)이다.
이 경우, 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 우회부재(5)의 말단면(5b) 및 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a, 도 18에 도시됨)는 동일선 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 우회부재(5)의 말단면(5b) 및 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)를 잇는 가상의 선은 상기 제2축방향(X축 방향)에 대해 평행하게 구현될 수 있다.
또한, 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 우회부재(5)의 말단면(5b) 및 상기 적어도 하나 이상의 제1배출돌출부재(62a, 도 18에 도시됨)는 동일선 상에 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1배출돌출부재(62a)는 상기 배출돌출부재(62)들 중에서 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 설치부재(4)로부터 가장 큰 거리로 이격된 것을 의미한다. 이 경우, 상기 우회부재(5)의 말단면(5b) 및 상기 적어도 하나 이상의 제1배출돌출부재(62a)를 잇는 가상의 선은 상기 제2축방향(X축 방향)에 대해 평행하게 구현될 수 있다. 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 우회부재(5)의 말단면(5b), 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 및 상기 적어도 하나 이상의 제1배출돌출부재(62a) 모두가 동일선 상에 배치될 수도 있다.
여기서, 상기 우회이격거리(130D)는 공급이격거리(110D, 도 18에 도시됨)에 비해 더 작게 구현될 수 있다. 상기 공급이격거리(110D)는 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31)이 서로 이격된 거리를 의미한다. 상기 공급이격거리(110D)는 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측면(5a, 도 18에 도시됨) 및 상기 제1측벽(31)의 내면(31a, 도 18에 도시됨)이 서로 이격된 길이에 해당할 수 있다.
상기 우회이격거리(130D)가 상기 공급이격거리(110D)에 비해 더 작게 구현됨으로써, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 우회부재(5)를 우회하기 위해 유동하는 유동거리를 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 유동거리를 증대시킬 수 있으므로, 작동유체에 대한 냉각이 이루어지는 시간을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 우회이격거리(130D)가 상기 공급이격거리(110D)에 비해 더 작게 구현됨으로써, 상기 우회영역(130)에서 유동하지 못하고 정체되는 작동유체의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 하여, 상기 공급이격거리(110D)는 상기 공급절단면(SCS, 13에 도시됨)의 길이와 동일할 수 있다.
상기 우회이격거리(130D)는 상기 공급이격거리(110D)의 0.5배로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 제2축방향(X축 방향)을 따라 상기 우회부재(5)의 일측과 상기 제1측벽(31) 사이에 배치된 제1공급돌출부재(61a)의 개수는, 상기 제1축방향(Y축 방향)을 따라 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33)의 사이에 배치된 우회돌출부재(63)의 개수에 대해 2배로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 작동유체가 상기 우회영역(130)에서 상대적으로 좁은 공간을 통과함과 아울러 전반적으로 반시계방향으로 유동방향이 변화하면서 유동하더라도, 상기 우회영역(130)에서 작동유체가 상기 우회돌출부재(63)들의 사이를 통과하여 원활하게 유동하면서 냉각되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 제1축방향(Y축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)과 상기 제3측벽(33)의 사이에는 하나의 제1우회돌출부재(63a)가 배치될 수 있다. 상기 제2축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측면(5a)과 상기 제1측벽(31)의 사이에는 2개의 제1공급돌출부재(61a)가 배치될 수 있다.
도 13, 도 18 내지 도 20을 참고하면, 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a, 도 13에 도시됨) 및 제1우회통과홈(73a, 도 13에 도시됨)들은 아래 수학식 4를 만족하는 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)는 상기 우회돌출부재(63)들 중에서 상기 제1축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)과 상기 제3측벽(33)의 사이에 배치된 것이다. 상기 제1우회통과홈(73a)들은 상기 제1축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제3측벽(33) 사이에 배치된 것이다.
Figure 112018110289699-pat00004
상기 수학식 4에서 DBAt 및 DPAt는 다음과 같은 의미를 갖는 것이다.
우선, DBAt는 우회절단면(DCS, 도 13에 도시됨)을 기준으로 하는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적이다. 상기 우회절단면(DCS)은 상기 제1축방향(Y축 방향)에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)와 상기 측벽부재(3)의 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 직경을 지나는 단면(斷面)이다. 상기 우회절단면(DCS)은 상기 우회부재(5)의 말단면(5b, 도 19에 도시됨), 상기 제3측벽(31)의 내면(33a, 도 19에 도시됨), 및 상기 냉각본체(2)의 내면(2a)으로 둘러싸인 단면일 수 있다. 이 경우, 상기 냉각본체(2)의 내면(2a)은 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)과 상기 제3측벽(33)의 내면(33a) 각각에 연결된 면(面)이다. 상기 우회절단면(DCS) 상에 상기 제1우회돌출부재(63a)가 1개 존재하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적은 상기 1개의 제1우회돌출부재(63a)의 단면적(63A, 도 19에 도시됨)과 같을 수 있다. 상기 우회절단면(DCS) 상에 상기 제1우회돌출부재(63a)가 2개 이상 존재하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적은 상기 2개 이상의 제1우회돌출부재(63a)들의 단면적들을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다.
다음, DPAt는 상기 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적이다. 상기 우회절단면(DCS) 상에 상기 제1우회돌출부재(63a)가 1개 존재하는 경우, 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적은 상기 1개의 제1우회돌출부재(63a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제3측벽(33) 사이에 배치된 2개의 제1우회통과홈(73a)들의 단면적들(73A, 73A', 도 19에 도시됨)을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다. 상기 우회절단면(DCS) 상에 상기 제1우회돌출부재(63a)가 2개 이상 존재하는 경우, 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적은 2개 이상의 상기 제1우회돌출부재(63a)들, 상기 우회부재(5), 및 상기 제3측벽(33) 사이에 배치된 3개 이상의 제1우회통과홈(73a)들의 단면적들을 합산하는 연산을 통해 산출될 수 있다.
상기 수학식 4의 분모와 같이 상기 우회절단면(DCS) 상에 배치된 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적 및 상기 우회절단면(DCS) 상에 배치된 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적을 합산하면, 상기 우회절단면(DCS)의 전체 단면적이 산출될 수 있다. 따라서, 상기 수학식 4와 같이 상기 우회절단면(DCS) 상에 배치된 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적을 상기 우회절단면(DCS)의 전체 단면적으로 나누는 연산을 통해, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비가 산출될 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)는 0.31 초과 0.46 미만의 전체면적비로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)을 이용하여 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있도록 구현할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 0.31 이하의 전체면적비로 형성된 경우, 상기 제1우회통과홈(73a)들의 크기가 증가하여 유동성이 증대됨에 따라 압력강하를 감소시키는 것은 가능하나 체류시간이 감소됨에 따라 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있다. 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 0.46 이상의 전체면적비로 형성된 경우, 상기 제1우회통과홈(73a)들의 크기가 감소하여 체류시간이 증대됨에 따라 냉각성능을 향상시키는 것은 가능하나 유체마찰이 증가됨에 따라 압력강하가 과다한 단점이 있다. 이는 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제1실시예 내지 제5실시예(E1, E2, E3, E4, E5, 도 20에 도시됨)로 수행한 3차원 열유체 해석(CFD) 결과로부터 알 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 20은 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 실시예별로 작동유체를 상기 우회절단면(DCS) 상에 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 배치된 냉각유로(100)를 따라 유동시킨 결과에 대한 방열량과 압력강하를 나타낸 것이다. 도 20에서 가로축은 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 것으로, 백분율을 단위로 하여 좌측에서 우측으로 갈수록 전체면적비가 증가한다. 도 20에서 좌측에 배치된 세로축은 방열량에 관한 것으로, 와트(Watt)를 단위로 하여 하측에서 상측으로 갈수록 방열량이 증가한다. 도 20에서 실선 그래프가 방열량에 대한 결과치이다. 도 20에서 우측에 배치된 세로축은 압력강하에 관한 것으로, 파스칼(Pa)을 단위로 하여 상측에서 하측으로 갈수록 압력강하가 증가한다. 도 20에서 점선 그래프가 압력강하에 대한 결과치이다.
다음, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제1실시예(E1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 24.8%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제1실시예(E1)는 도 20의 점선 그래프로부터 압력강하가 7500Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 20의 실선 그래프로부터 방열량이 902Watt 정도로 작은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제1실시예(E1)는 압력강하를 감소시키는 장점이 있으나, 냉각성능이 과다하게 저하되는 단점이 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제2실시예(E2)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 31.6%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제2실시예(E2)는 도 20의 점선 그래프로부터 압력강하가 7650Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 20의 실선 그래프로부터 방열량이 918Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제2실시예(E2)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제3실시예(E3)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 38.4%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제3실시예(E3)는 도 20의 점선 그래프로부터 압력강하가 7980Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 20의 실선 그래프로부터 방열량이 922Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제3실시예(E3)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제4실시예(E4)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 45.1%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제4실시예(E4)는 도 20의 점선 그래프로부터 압력강하가 8300Pa 정도로 작은 수치를 나타냈고, 도 20의 실선 그래프로부터 방열량이 931Watt 정도로 높은 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제4실시예(E4)는 압력강하를 감소시킬 수 있음과 동시에 냉각성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
다음, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제5실시예(E5)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 47.4%의 전체면적비로 형성된 것이다. 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제5실시예(E5)는 도 20의 실선 그래프로부터 방열량이 946Watt 정도로 큰 수치를 나타냈으나, 도 20의 점선 그래프로부터 압력강하가 8850Pa 정도로 큰 수치를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비에 관한 제5실시예(E5)는 냉각성능이 높은 장점이 있으나, 압력강하가 과다하게 발생하는 단점이 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 3차원 열유체 해석 결과로부터, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)가 백분율을 단위로 하여 31% 초과 46% 미만의 전체면적비로 형성됨으로써, 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 압력강하를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 바람직하게는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)는 백분율을 단위로 하여 31.6% 이상 45.1% 이하의 전체면적비로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 상기 제1공급통과홈(71a)들, 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a), 및 상기 제1우회통과홈(73a)들은 아래 수학식 5를 만족하는 형태로 형성될 수 있다.
Figure 112018110289699-pat00005
상기 수학식 5에서 SBAt 및 SPAt는 수학식 2에서 설명한 바와 같다. 상기 수학식 5에서 DBAt 및 DPAt는 상기 수학식 4에서 설명한 바와 같다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 상기 우회영역(130) 및 상기 공급영역(110) 간의 냉각성능에 대한 편차를 감소시킴으로써, 작동유체의 유동성 및 작동유체에 대한 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 상기 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 상기 제1우회돌출부재(63a)의 전체면적비 및 상기 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 상기 제1공급돌출부재(61a)의 전체면적비는 서로 동일하게 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 유압트랜스미션용 냉각장치(1)는 커버부(8, 도 1에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 커버부(8)는 상기 냉각유로(100)를 덮도록 상기 측벽부재(3)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출부재(6)들은 상기 측벽부재(3)에 결합된 커버부(8)에 접촉되는 길이로 상기 냉각본체(2)로부터 돌출될 수 있다.
상기 커버부(8)에는 냉각부(200, 도 1에 도시됨)가 결합될 수 있다. 상기 냉각부(200)는 상기 커버부(8)를 냉각시키는 것이다. 상기 냉각부(200)는 상기 커버부(8)를 냉각시킴으로써, 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체를 냉각시킬 수 있다.
상기 냉각부(200)는 냉각팬(210)을 포함할 수 있다. 상기 냉각팬(210)은 상기 커버부(8)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 냉각팬(210)은 회전하면서 주변에 위치한 기체를 흡입한 후에 상기 커버부(8) 쪽으로 송풍함으로써, 상기 커버부(8)를 냉각시킬 수 있다. 이 경우, 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체는 상기 냉각팬(210)에 의해 송풍된 기체와의 열교환을 통해 냉각될 수 있다.
상기 냉각부(200)는 냉각핀(220)을 포함할 수 있다. 상기 냉각핀(220)은 상기 커버부(8)로부터 돌출될 수 있다. 상기 냉각핀(220)은 상기 커버부(8)로부터 전달되는 열을 방출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압트랜스미션 냉각장치(1)는 상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체에 대한 냉각성능을 더 향상시킬 수 있다. 상기 커버부(8)에는 상기 냉각핀(220)이 복수개 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 냉각핀(220)들은 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 유압트랜스미션용 냉각장치 2 : 냉각본체
3 : 측벽부재 4 : 설치부재
5 : 우회부재 6 : 돌출부재
7 : 통과홈 8 : 커버부
21 : 공급포트 22 : 배출포트
23 : 차단부재 31 : 제1측벽
32 : 제2측벽 33 : 제3측벽
34 : 제4측벽 41 : 설치외면
60 : 접촉면 61 : 공급돌출부재
62 : 배출돌출부재 63 : 우회돌출부재
64 : 입구돌출부재 65 : 출구돌출부재
71 : 공급통과홈 100 : 냉각유로
110 : 공급영역 120 : 배출영역
130 : 우회영역 140 : 입구영역
150 : 출구영역 10 : 유압트랜스미션

Claims (17)

  1. 유압트랜스미션(10)에 결합되기 위한 냉각본체(2);
    상기 유압트랜스미션(10)으로부터 공급된 작동유체를 냉각시킨 후에 상기 유압트랜스미션(10) 또는 저장탱크로 배출시키는 냉각유로(100)를 둘러싸도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 측벽부재(3);
    상기 측벽부재(3)의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재(3)로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 설치부재(4);
    상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체를 우회시키기 위해 상기 설치부재(4)에 연결되고, 제1축방향으로 연장되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 우회부재(5); 및
    상기 냉각유로(100) 내에서 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각으로부터 이격되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 복수개의 돌출부재(6)를 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들은 작동유체가 통과하기 위한 통과홈(7)이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치되며,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 제1축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33)이 서로 이격된 우회이격거리는 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31)이 서로 이격된 공급이격거리에 비해 더 작은 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부재(6)들은 각각 7mm 이상 10mm 이하의 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부재(6)들은 각각
    Figure 112018110289699-pat00006

    에 따른 가로세로비를 만족하는 형태로 형성되되,
    D는 상기 돌출부재(6)의 직경이고, L은 상기 돌출부재(6)가 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 길이인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 공급돌출부재(61)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31) 사이의 공급영역(110)에 배치되며,
    상기 공급돌출부재(61)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 상기 제1축방향을 기준으로 상기 설치부재(4)로부터 가장 큰 거리로 이격되게 배치되고,
    상기 공급영역(110)에서 상기 제2축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31) 사이에는 제1공급통과홈(71a)들이 배치되며,
    상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a) 및 상기 제1공급통과홈(71a)들은
    Figure 112018110289699-pat00007

    에 따른 전체면적비를 만족하는 형태로 형성되되,
    SBAt는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적으로 상기 제2축방향에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)의 일측과 상기 제1측벽(31) 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 직경을 지나는 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 단면적이고, SPAt는 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적으로 상기 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 단면적인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 우회돌출부재(63)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이의 우회영역(130)에 배치되며,
    상기 우회돌출부재(63)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)는 상기 제1축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)과 상기 제3측벽(33)의 사이에 배치되고,
    상기 우회영역(130)에서 상기 제1축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제3측벽(33) 사이에는 제1우회통과홈(73a)들이 배치되며,
    상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a) 및 상기 제1우회통과홈(73a)들은
    Figure 112020500786305-pat00008

    에 따른 전체면적비를 만족하는 형태로 형성되되,
    DBAt는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적으로 상기 제1축방향에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 직경을 지나는 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 단면적이고, DPAt는 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적으로 상기 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 단면적인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 공급돌출부재(61)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31) 사이의 공급영역(110)에 배치되되, 상기 공급돌출부재(61)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 상기 제1축방향을 기준으로 상기 설치부재(4)로부터 가장 큰 거리로 이격되게 배치되며,
    상기 공급영역(110)에서 상기 제2축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31) 사이에는 제1공급통과홈(71a)들이 배치되고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 우회돌출부재(63)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이의 우회영역(130)에 배치되되, 상기 우회돌출부재(63)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)는 상기 제1축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)과 상기 제3측벽(33)의 사이에 배치되며,
    상기 우회영역(130)에서 상기 제1축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제3측벽(33) 사이에는 제1우회통과홈(73a)들이 배치되고,
    상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 상기 제1공급통과홈(71a)들, 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a), 및 상기 제1우회통과홈(73a)들은
    Figure 112020500786305-pat00009

    를 만족하는 형태로 형성되되,
    SBAt는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적으로 상기 제2축방향에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)의 일측과 상기 제1측벽(31) 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 직경을 지나는 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 단면적이고, SPAt는 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적으로 상기 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 단면적이며, DBAt는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적으로 상기 제1축방향에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 직경을 지나는 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 단면적이고, DPAt는 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적으로 상기 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 단면적인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 우회돌출부재(63)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이의 우회영역(130)에 배치되고,
    상기 제1축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33)의 사이에는 하나의 제1우회돌출부재(63a)가 배치된 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 우회이격거리는 상기 공급이격거리의 0.5배인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 하여 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 공급돌출부재(61)들 및 상기 돌출부재(6)들 중에서 상기 제2축방향을 기준으로 하여 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 배출돌출부재(62)들은, 상기 우회부재(5)를 기준으로 하여 서로 대칭되는 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공급돌출부재(61)들 중에서 제1공급영역(111) 내에 배치된 공급돌출부재(61)들은 상기 제1축방향에 대해 평행한 제1공급열(FR)들을 따라 배치되며,
    상기 공급돌출부재(61)들 중에서 상기 제1공급영역(111)과 상이한 제2공급영역(112) 내에 배치된 공급돌출부재(61')들은 상기 제1축방향에 대해 평행한 제2공급열(SR)들을 따라 배치되되, 상기 제2축방향을 따라 상기 제1공급열(FR)로부터 이격된 상기 제2공급열(SR)들을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부재(3)는 상기 우회부재(5)에 대해 제1방향 쪽에 배치된 제1측벽(31), 상기 우회부재(5)에 대해 상기 제1방향에 반대되는 제2방향 쪽에 배치된 제2측벽(32), 상기 우회부재(5)에 대해 상기 제1방향과 상기 제2방향 각각에 수직한 제3방향 쪽에 배치된 제3측벽(33), 및 상기 설치부재(4)에 대해 상기 제3방향에 반대되는 제4방향 쪽에 배치된 제4측벽(34)을 포함하고,
    상기 냉각유로(100)는 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31) 사이에 배치된 공급영역(110), 상기 우회부재(5)와 상기 제2측벽(32) 사이에 배치된 배출영역(120), 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이에 배치된 우회영역(130), 상기 설치부재(4)와 상기 제4측벽(34) 사이에 배치된 입구영역(140), 및 상기 설치부재(4)와 상기 제2측벽(32) 사이에 배치된 출구영역(150)을 포함하여 형성되며,
    상기 입구영역(140)에는 상기 공급영역(110) 및 상기 배출영역(120) 각각에 비해 상기 돌출부재(6)들이 더 적은 개수로 배치되고,
    상기 우회영역(130)에는 상기 입구영역(140)에 비해 상기 돌출부재(6)들이 더 적은 개수로 배치되며,
    상기 출구영역(150)에는 상기 우회영역(130)에 비해 상기 돌출부재(6)들이 더 적은 개수로 배치된 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  15. 삭제
  16. 유압트랜스미션(10)에 결합되기 위한 냉각본체(2);
    상기 유압트랜스미션(10)으로부터 공급된 작동유체를 냉각시킨 후에 상기 유압트랜스미션(10) 또는 저장탱크로 배출시키는 냉각유로(100)를 둘러싸도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 측벽부재(3);
    상기 측벽부재(3)의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재(3)로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 설치부재(4);
    상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체를 우회시키기 위해 상기 설치부재(4)에 연결되고, 제1축방향으로 연장되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 우회부재(5); 및
    상기 냉각유로(100) 내에서 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각으로부터 이격되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 복수개의 돌출부재(6)를 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들은 작동유체가 통과하기 위한 통과홈(7)이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치되며,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 공급돌출부재(61)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제1측벽(31) 사이의 공급영역(110)에 배치되며,
    상기 공급돌출부재(61)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)는 상기 제1축방향을 기준으로 상기 설치부재(4)로부터 가장 큰 거리로 이격되게 배치되고,
    상기 공급영역(110)에서 상기 제2축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제1측벽(31) 사이에는 제1공급통과홈(71a)들이 배치되며,
    상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a) 및 상기 제1공급통과홈(71a)들은
    Figure 112020002045456-pat00030

    에 따른 전체면적비를 만족하는 형태로 형성되되,
    SBAt는 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 총 단면적으로 상기 제2축방향에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)의 일측과 상기 제1측벽(31) 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1공급돌출부재(61a)의 직경을 지나는 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 단면적이고, SPAt는 상기 제1공급통과홈(71a)들의 총 단면적으로 상기 공급절단면(SCS)을 기준으로 하는 단면적인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
  17. 유압트랜스미션(10)에 결합되기 위한 냉각본체(2);
    상기 유압트랜스미션(10)으로부터 공급된 작동유체를 냉각시킨 후에 상기 유압트랜스미션(10) 또는 저장탱크로 배출시키는 냉각유로(100)를 둘러싸도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 측벽부재(3);
    상기 측벽부재(3)의 내측에 배치되도록 상기 측벽부재(3)로부터 이격된 위치에서 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 설치부재(4);
    상기 냉각유로(100)를 따라 유동하는 작동유체를 우회시키기 위해 상기 설치부재(4)에 연결되고, 제1축방향으로 연장되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 우회부재(5); 및
    상기 냉각유로(100) 내에서 상기 측벽부재(3), 상기 설치부재(4), 및 상기 우회부재(5) 각각으로부터 이격되도록 상기 냉각본체(2)로부터 돌출된 복수개의 돌출부재(6)를 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들은 작동유체가 통과하기 위한 통과홈(7)이 형성되도록 서로 이격된 위치에 배치되며,
    상기 측벽부재(3)는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 일측에 배치된 제1측벽(31), 상기 제2축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 타측에 배치된 제2측벽(32), 및 상기 제1측벽(31)과 상기 제2측벽(32) 각각에 연결되도록 배치된 제3측벽(33)을 포함하고,
    상기 돌출부재(6)들 중에서 우회돌출부재(63)들은 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이의 우회영역(130)에 배치되며,
    상기 우회돌출부재(63)들 중에서 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)는 상기 제1축방향을 기준으로 상기 우회부재(5)의 말단면(5b)과 상기 제3측벽(33)의 사이에 배치되고,
    상기 우회영역(130)에서 상기 제1축방향을 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a), 상기 우회부재(5), 및 상기 제3측벽(33) 사이에는 제1우회통과홈(73a)들이 배치되며,
    상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a) 및 상기 제1우회통과홈(73a)들은
    Figure 112020500786305-pat00031

    에 따른 전체면적비를 만족하는 형태로 형성되되,
    DBAt는 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 총 단면적으로 상기 제1축방향에 대해 평행하면서 상기 우회부재(5)와 상기 제3측벽(33) 사이에서 상기 적어도 하나 이상의 제1우회돌출부재(63a)의 직경을 지나는 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 단면적이고, DPAt는 상기 제1우회통과홈(73a)들의 총 단면적으로 상기 우회절단면(DCS)을 기준으로 하는 단면적인 것을 특징으로 하는 유압트랜스미션용 냉각장치.
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