KR102470614B1 - 유압 트랜스미션 오일 냉각구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미션케이스에 결합된 냉각본체; 오일을 수용하기 위해 상기 냉각본체에 형성된 수용홈; 상기 수용홈에 수용된 오일이 유동하기 위한 유동경로를 형성하는 제1리브; 및 상기 수용홈에 수용된 오일의 유동하기 위한 유동경로를 형성하는 제2리브를 포함하고, 상기 제1리브 및 상기 제2리브 각각은 상기 유동경로가 곡선(曲線)으로 형성되도록 곡선을 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조에 관한 것이다.

Description

유압 트랜스미션 오일 냉각구조{Oil Cooling Structure for Hydrostatic Transmission}
본 발명은 유압 트랜스미션에 사용되는 오일을 냉각하기 위한 유압 트랜스미션 오일 냉각구조에 관한 것이다.
유압 트랜스미션은 차량의 작업 및 주행 과정에서 필요에 따라 토크, 속도 등을 조절하는데 이용되는 것이다. 상기 유압 트랜스미션은 엔진 등의 동력원이 제공하는 동력의 토크, 속도 등을 조절함으로써, 차량의 변속작업을 수행할 수 있다. 상기 유압 트랜스미션이 작동되기 위해, 상기 유압 트랜스미션에는 오일(Oil)이 주입된다. 상기 유압 트랜스미션은 오일의 유압을 이용하여 차량의 변속작업을 수행할 수 있다.
여기서, 오일은 상기 유압 트랜스미션을 통과하는 과정에서 상기 유압 트랜스미션으로부터 열을 전달받아 온도가 상승된다. 또한, 이와 같이 오일의 온도가 상승함에 따라, 오일을 냉각시키기 위한 장치가 요구된다.
그러나, 종래 기술에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조는 오일의 냉각을 위해 별도의 오일 쿨러를 구비해야 하였다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조는 별도의 오일 쿨러를 차량에 설치하기 위한 공간이 요구되어 공간 효율성을 저하시킬 뿐만 아니라, 이로 인해 제조비용을 증대시킨다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 별도의 오일쿨러를 구비하지 않는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조는 미션케이스에 결합된 냉각본체; 오일을 수용하기 위해 상기 냉각본체에 형성된 수용홈; 상기 수용홈에 수용된 오일이 유동하기 위한 유동경로를 형성하는 제1리브; 및 상기 수용홈에 수용된 오일의 유동하기 위한 유동경로를 형성하는 제2리브를 포함하고, 상기 제1리브 및 상기 제2리브 각각은 상기 유동경로가 곡선(曲線)으로 형성되도록 곡선을 이루며 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 미션케이스에 결합되어 오일을 냉각시킴으로써, 공간 효율성을 증대시킬 뿐만 아니라 제조비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조에 대한 개략적인 측단면도
도 2는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조에 대한 개략적인 정단면도
도 3은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조의 실시예에 있어서, 커버부를 냉각본체에 결합한 상태에서 오일을 유동경로를 통해 유동시킴에 따라 오일의 속도를 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics)한 결과를 나타낸 정단면도
도 4은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조의 비교예에 있어서, 커버부를 냉각본체에 결합한 상태에서 오일을 유동경로를 통해 유동시킴에 따라 오일의 속도를 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics)한 결과를 나타낸 정단면도
도 5은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조의 실시예에 있어서, 커버부를 냉각본체에 결합한 상태에서 오일을 유동경로를 통해 유동시킴에 따라 오일의 온도를 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics)한 결과를 나타낸 정단면도
도 6은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조의 비교예에 있어서, 커버부를 냉각본체에 결합한 상태에서 오일을 유동경로를 통해 유동시킴에 따라 오일의 온도를 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics)한 결과를 나타낸 정단면도
도 7은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조에 있어서, 도2의 A부분을 확대하여 나타낸 확대도
이하에서는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 유압 트랜스미션의 작동에 이용되는 오일을 냉각시키기 위한 것이다. 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 트랙터, 콤바인 등과 같은 농업용 작업차량이 주행하는 속도를 조절하는 유압 트랜스미션(미도시)에 결합된다. 상기 유압 트랜스미션은 상기 농업용 작업차량에서 필요에 따라 토크, 속도 등을 조절하는 변속기능을 수행한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 미션케이스(10)에 결합된 냉각본체(2), 오일을 수용하기 위해 상기 냉각본체(2)에 형성된 수용홈(21), 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 유동하기 위한 유동경로(FR)를 형성하는 제1리브(5), 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 유동하기 위한 상기 유동경로(FR)를 형성하는 제2리브(6)를 포함할 수 있다. 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 상기 유동경로(FR)가 곡선(曲線)으로 형성되도록 곡선을 이루며 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 미션케이스(10)에 결합되어 오일을 냉각시키도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 유압 트랜스미션에 대해 별도로 오일 쿨러를 구비하지 않아도 되므로, 상기 유압 트랜스미션 부근에 대한 공간 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 절감시킬 수 있다.
둘째, 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 유동경로(FR)를 형성하는 리브(30, 도 4에 도시됨)가 직선(直線)으로 형성된 비교예에 대비할 때, 오일이 상기 유동경로(FR)를 따라 유동하는 과정에서 유동 방향이 상대적으로 급격하게 전환되는 정도를 감소시키도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일 및 상기 제1리브(5)의 외면 사이에서 발생하는 마찰을 감소시킴으로써, 오일의 유동저항을 감소시키는데 기여할 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 냉각본체(2) 및 수용홈(21)을 포함할 수 있다.
상기 냉각본체(2)는 미션케이스(10)에 결합된 것이다. 상기 미션케이스(10)는 상기 유압 트랜스미션의 부품들이 결합되기 위한 케이스(Case)로 기능하는 것이다. 상기 냉각본체(2)는 본 발명에 따른 유압 트랜스 오일 냉각구조(1)의 본체로 기능할 수 있다. 상기 냉각본체(2)는 볼트 등의 결합부재를 통해 상기 미션케이스(10)에 결합될 수 있다. 상기 냉각본체(2)는 상기 미션케이스(10)와 일체로 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 수용홈(21)은 오일을 수용하기 위한 것이다. 상기 수용홈(21)은 상기 냉각본체(2)에 형성될 수 있다. 오일은 상기 수용홈(21)에 수용된 상태에서 냉각될 수 있다. 상기 수용홈(21)은 상기 냉각본체(2)에서 상측방향(UD 화살표 방향)을 향하는 일면(一面)에 형성될 수 있다. 상기 상측방향(UD 화살표 방향)은 상기 미션케이스(10)로부터 상기 냉각본체(2)를 향하는 방향일 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 수용홈(21)이 상기 냉각본체(2)에서 상기 상측방향(UD 화살표 방향)을 향하는 일면에 형성되지 않은 비교예에 대비할 때, 오일이 상기 미션케이스(10)로부터 더 멀리 이격된 곳에 수용되도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일이 냉각되는 과정에서 상기 유압 트랜스미션이 발생시키는 열이 상기 수용홈(21)에 수용된 오일로 직접 전달되는 양을 감소시킬 수 있으므로 오일의 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다.
상기 수용홈(21)은 상기 냉각본체(2)에 외벽(2A)을 형성할 수 있다. 상기 외벽(2A)은 상기 수용홈(21)을 둘러싸는 상기 냉각본체(2)의 구조체 역할로 기능하는 것이다. 상기 외벽(2A)에는 상기 미션케이스(10)로부터 지지력을 제공받도록 볼트 등의 결합부재가 결합될 수 있다. 상기 외벽(2A)은 오일이 상기 수용홈(21) 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 수용홈(21)은 상기 냉각본체(2)에 바닥면(2B)을 형성할 수 있다. 상기 바닥면(2B)은 상기 수용홈(21)을 통해 상기 냉각본체(2)에 형성된 일면(一面)으로, 상기 냉각본체(2)에서 상기 상측방향(UD 화살표 방향)을 향하는 면일 수 있다. 이에 따라, 상기 바닥면(2B) 및 상기 외벽(2A)을 통해, 상기 냉각본체(2)에 상기 수용홈(21)이 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참고하면, 상기 냉각본체(2)에는 공급포트(22) 및 배출포트(23)가 형성될 수 있다.
상기 공급포트(22)는 상기 수용홈(21)에 오일을 공급하는 것이다. 상기 공급포트(22)는 상기 유압 트랜스미션 내의 유압라인 및 상기 수용홈(21) 각각에 연통될 수 있다. 이에 따라, 오일은 상기 유압 트랜스미션 내의 유압라인을 따라 유동되다가 상기 공급포트(22)를 통해 상기 수용홈(21)에 공급될 수 있다.
상기 배출포트(23)는 상기 수용홈(21)으로부터 오일을 배출시키는 것이다. 상기 배출포트(23)는 상기 유압 트랜스미션 내의 유압라인 및 상기 수용홈(21) 각각에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 공급포트(22)를 통해 상기 수용홈(21)에 공급된 오일은, 상기 수용홈(21)을 따라 유동되다가 상기 배출포트(23)를 통해 다시 상기 유압 트랜스미션 내의 유압라인으로 배출될 수 있다.
상기 배출포트(23) 및 상기 공급포트(22)는 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 배출포트(23) 및 상기 공급포트(22)는 상기 수용홈(21)에 대해 상기 상측방향(UD 화살표 방향)에 대해 반대되는 상기 하측방향(DD 화살표 방향)에 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 냉각본체(2)는 차단부재(24)를 포함할 수 있다.
상기 차단부재(24)는 상기 공급포트(22) 및 상기 배출포트(23) 사이에 배치된 것이다. 상기 차단부재(24)는 상기 공급포트(22) 및 상기 배출포트(23)를 잇는 최단경로 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 차단부재(24)는 상기 공급포트(22)를 통해 공급된 오일이 상기 배출포트(23) 쪽으로 유동하는 최단경로를 차단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 공급포트(22)를 통해 상기 수용홈(21)에 공급된 오일이 상기 배출포트(23) 쪽으로 바로 유동되지 않도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일이 상기 공급포트(22)로부터 상기 배출포트(23) 쪽으로 유동하는 유동경로의 길이를 증대시킴으로써, 상기 수용홈(21)에 체류하는 시간을 증대시켜 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다.
상기 차단부재(24)는 설치부재(25)로부터 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 차단부재(24)는 일측이 상기 설치부재(25)에 결합되고 타측이 상기 외벽(2A)에 결합될 수 있다. 상기 설치부재(25)는 상기 유압 트랜스미션으로 동력이 입력되는 입력축(20)이 결합되기 위한 것이다.
도 1를 참고하면, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조는 커버부(3)를 포함할 수 있다.
상기 커버부(3, 이하 도 1에 도시됨)는 상기 냉각본체(2)에 결합된 것이다. 상기 커버부(3)는 상기 수용홈(21)을 덮도록 상기 냉각본체(2)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 오일은 상기 수용홈(21)으로 공급되면 상기 냉각본체(2) 및 상기 커버부(3)의 사이에서 상기 수용홈(21)을 따라 유동할 수 있다. 이 경우, 오일은 상기 커버부(3)를 통해 열을 방출시킴으로써 냉각될 수 있다. 상기 커버부(3)는 상기 수용홈(21)을 기준으로 상기 바닥면(2B)에 반대되는 측에서 상기 냉각본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 커버부(3)는 상기 냉각본체(2)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 커버부(3)는 볼트 등과 같은 체결부재를 통해 상기 냉각본체(2)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 커버부(3)는 상기 냉각본체(2)에 대해 상기 상측방향(UD 화살표 방향)에 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 제1리브(5)는 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 유동하기 위한 유동경로(FR)를 형성하는 것이다. 상기 유동경로(FR)는 상기 공급포트(22)를 통해 공급된 오일이 상기 배출포트(23)를 통해 배출되기까지 유동하는 경로를 의미한다. 상기 제1리브(5)는 상기 수용홈(21)의 일부 또는 전체를 막음으로써, 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 상기 제1리브(5)의 외면(外面)을 따라 유동하도록 가이드 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1리브(5)는 상기 유동경로(FR)가 곡선(曲線)으로 형성되도록 곡선을 이루며 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 유동경로(FR)를 형성하는 리브(30, 도 4에 도시됨)가 직선(直線)으로 형성된 비교예에 대비할 때, 오일이 상기 유동경로(FR)를 따라 유동하는 과정에서 유동 방향이 상대적으로 급격하게 전환되는 정도를 감소시키도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일 및 상기 제1리브(5)의 외면 사이에서 발생하는 마찰을 감소시킴으로써, 오일의 유동저항을 감소시키는데 기여할 수 있다.
이와 같은 효과는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예 및 비교예 각각에 있어서, 상기 커버부(3)를 상기 냉각본체(2)에 결합한 상태에서 오일을 상기 유동경로(FR)를 통해 유동시킴에 따른 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics) 결과를 나타낸 도 3 및 도 4로부터 알 수 있다. 도 3은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 있어, 오일이 상기 유동경로(FR)를 통해 유동하는 속도를 나타낸 실험결과이고, 도 4는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 있어, 오일이 상기 유동경로(FR)를 통해 유동하는 속도를 나타낸 실험결과이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 오일의 속도는 색이 빨간색에 가까울수록 빠르다는 것을 의미하고 파란색에 가까울수록 느리다는 것을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 비해 오일의 속도가 느려지는 구간(파란색으로 표시된 부분)이 더 적음을 알 수 있다. 오일의 속도가 느려지는 구간은 주로 오일의 교반현상(攪拌現像)에 따른 재순환영역에서 나타나며, 오일과 리브 간의 마찰에 의한 유동 저항이 커지는 주요 요인이 된다. 이로부터, 상기 제1리브(5)는 곡선으로 형성됨에 따라 오일의 유동저항을 감소시킴을 알 수 있다.
또한, 상기 제1리브(5)가 곡선으로 형성된 본 실시예는 리브(30)가 직선으로 형성된 비교예에 비해, 오일의 배압값이 더 낮을 수 있다. 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예 및 비교예에 대한 상기 배압값은, 상기 커버부(3)를 상기 냉각본체(2)에 결합한 후에, 상기 수용홈(21)에 수용된 오일을 유동시키면서 오일의 유압을 측정한 값이다. 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 대한 배압값 및 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 대한 배압값을 측정한 실험결과에 따르면, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 대한 배압값은 34kPa이다. 한편, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 대한 배압값은 15kPa이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 대한 배압값은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 대한 배압값에 비해 더 낮음을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1리브(5)가 오일의 유압에 의해 손상되는 정도를 더 감소시킴으로써, 상기 제1리브(5)에 대한 가동수명을 더 증대시키는데 기여할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 제1리브(5)는 상기 외벽(2A)에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 공급포트(22)를 통해 공급된 오일은 공급유동경로(SFR)를 따라 유동하다가 상기 제1리브(5)의 외면을 따라 유동할 수 있다. 상기 공급유동경로(SFR)는 상기 유동경로(FR)의 일부를 구성하는 것으로, 상기 공급포트(22)로부터 상기 제1리브(5)에 이르기까지 오일이 유동하기 위한 경로이다. 상기 공급유동경로(SFR)는 상기 외벽(2A) 및 상기 설치부재(25)의 사이에 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1리브(5)가 상기 외벽(2A)에 결합되지 않은 비교예에 대비할 때, 상기 공급유동경로(SFR)를 따라 유동하는 오일이 상기 제1리브(5)의 외면을 따라 유동하지 않고 상기 외벽(2A)과 상기 제1리브(5) 사이로 누설되는 경우를 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 유동하는 전체적인 길이가 감소되는 것을 방지함으로써, 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제1리브(5)는 상기 커버부(3)에 결합될 수 있다. 상기 제1리브(5)는 상기 커버부(3)가 상기 냉각본체(2)에 결합된 경우, 상기 커버부(3) 중에서 상기 하측방향(DD 화살표 방향)을 향하는 일면(一面)으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1리브(5)는 상기 커버부(3)가 상기 냉각본체(2)에 결합됨에 따라, 상기 바닥면(2B)에 접촉되어 상기 유동경로(FR)를 형성할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1리브(5)가 상기 냉각본체(2)에 결합된 실시예에 대비할 때, 오일의 열이 상기 커버부(3) 뿐만이 아니라 상기 제1리브(5)를 통해서 방출 가능하도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일의 열을 방출시키기 위해 오일이 접촉되는 면적을 증대시킴으로써, 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시키는데 기여할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 제2리브(6)는 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 유동하기 위한 상기 유동경로(FR)를 형성하는 것이다. 상기 제2리브(6)는 상기 제1리브(5)와 함께 상기 유동경로(FR)를 형성할 수 있다. 상기 제2리브(6)는 상기 외벽(2A)과 함께 상기 유동경로(FR)를 형성할 수도 있다. 상기 제2리브(6)는 상기 수용홈(21)의 일부 또는 전체를 막음으로써, 상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 상기 제2리브(6)의 외면을 따라 유동하도록 가이드 기능을 수행할 수 있다. 상기 제2리브(6)는 상기 유동경로(FR)가 곡선으로 형성되도록 곡선을 이루며 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 유동경로(FR)를 형성하는 리브(30, 도 4에 도시됨)가 직선으로 형성된 비교예에 대비할 때, 오일이 상기 유동경로(FR)를 따라 유동하는 과정에서 유동 방향이 상대적으로 급격하게 전환되는 정도를 감소시키도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일 및 상기 제1리브(5)의 외면 사이에서 발생하는 마찰을 감소시킴으로써, 오일의 유동저항을 감소시키는데 기여할 수 있다.
이와 같은 효과는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예 및 비교예 각각에 있어서, 상기 커버부(3)를 상기 냉각본체(2)에 결합한 상태에서 오일을 상기 유동경로(FR)를 통해 유동시킴에 따른 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics) 결과를 나타낸 도 3및 도 4로부터 알 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 오일의 속도는 색이 빨간색에 가까울수록 빠르다는 것을 의미하고 파란색에 가까울수록 느리다는 것을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 비해 오일의 속도가 느려지는 구간(파란색으로 표시된 부분)이 더 적음을 알 수 있다. 오일의 속도가 느려지는 구간은 주로 오일의 교반현상(攪拌現像)에 따른 재순환영역에서 나타나며, 오일과 리브 간의 마찰에 의한 유동 저항이 커지는 주요 요인이 된다. 이로부터, 상기 제2리브(6)는 곡선으로 형성됨에 따라 오일의 유동저항을 감소시킴을 알 수 있다.
또한, 상기 제1리브(5)가 곡선으로 형성된 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예는 리브(30)가 직선으로 형성된 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 비해, 오일의 배압값이 더 낮을 수 있다. 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예 및 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 대한 상기 배압값은, 상기 커버부(3)를 상기 냉각본체(2)에 결합한 후에, 상기 수용홈(21)에 수용된 오일을 유동시키면서 오일의 유압을 측정한 값이다. 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 대한 배압값 및 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 대한 배압값을 측정한 실험결과에 따르면, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 대한 배압값은 34kPa이다. 한편, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 대한 배압값은 15kPa이다. 이에 따라, 본 실시예에 대한 배압값은 비교예에 대한 배압값에 비해 더 낮음을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1리브(5)가 오일의 유압에 의해 손상되는 정도를 더 감소시킴으로써, 상기 제1리브(5)에 대한 가동수명을 더 증대시키는데 기여할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 제2리브(6)는 상기 설치부재(26)에 결합될 수 있다. 따라서, 배출유동경로(EFR)를 따라 유동한 오일은 상기 제2리브(6)의 외면을 따라 상기 배출포트(23) 쪽으로 유동할 수 있다. 상기 배출유동경로(EFR)는 상기 유동경로(FR)의 일부를 구성하는 것으로, 상기 제1리브(5)로부터 상기 배출포트(23)에 이르기까지 오일이 유동하기 위한 경로이다. 상기 배출유동경로(EFR)는 상기 외벽(2A) 및 상기 제2리브(6)의 사이에 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제2리브(6)가 상기 설치부재(26)에 결합되지 않은 비교예에 대비할 때, 상기 배출유동경로(EFR)를 따라 유동하는 오일이 상기 배출포트(23)쪽으로 유동하지 않고 상기 설치부재(25)와 상기 제2리브(6) 사이로 누설되는 경우를 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 배출유동경로(EFR)을 유동하면서 냉각된 오일이 상기 배출포트(23)를 통해 배출되지 못하고 상기 수용홈(21)에 체류하는 정도를 감소시킴으로써, 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 수용홈(21) 내부의 유압을 감소시킬 수도 있다.
도 2 내지 도 7을 참고하면, 상기 제2리브(6)는, 상기 수용홈(21)에 인접한 상기 설치부재(26)의 외면에 대해 접선방향(接線方向)을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 접선방향은, 상기 설치부재(26)의 외면이 형성된 형태를 따라 형성되는 접선(TL)에 나란한 방향이다. 상기 제2리브(6)가 상기 설치부재(26)의 외면에 대해 접선방향을 따라 연장되도록 형성됨으로써, 상기 제2리브(6)가 상기 설치부재(26)에 결합된 결합지점(A)은 상기 제2리브(6)의 외면으로부터 상기 설치부재(26)의 외면에 이르기까지 부드러운 곡선 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일이 상기 배출포트(23) 쪽으로 유동하는 과정에서 상기 결합지점(AP) 부근에서 체류하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 냉각된 오일이 상기 배출포트(23)를 통해 배출되지 못하고 상기 수용홈(21)에 체류하는 정도를 더 감소시킴으로써, 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 수용홈(21) 내부의 유압을 더 감소시킬 수도 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제2리브(6)는 상기 커버부(3)에 결합될 수 있다. 상기 제3리브(6)는 상기 커버부(3)가 상기 냉각본체(2)에 결합된 경우, 상기 커버부(3) 중에서 상기 하측방향(DD 화살표 방향)을 향하는 일면(一面)으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제2리브(6)는 상기 커버부(3)가 상기 냉각본체(2)에 결합됨에 따라, 상기 바닥면(2B)에 접촉되어 상기 유동경로(FR)를 형성할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제2리브(6)가 상기 냉각본체(2)에 결합된 실시예에 대비할 때, 오일의 열이 상기 커버부(3) 뿐만이 아니라 상기 제2리브(6)를 통해서 방출 가능하도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일의 열을 방출시키기 위해 오일이 접촉되는 면적을 증대시킴으로써, 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시키는데 기여할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 제1유동경로(FR1), 제2유동경로(FR2), 및 제3유동경로(FR3)를 형성할 수 있다.
상기 제1유동경로(FR1)는 상기 공급포트(22)를 통해 상기 수용홈(21)으로 공급된 오일을 유동시키는 것이다. 상기 제1유동경로(FR1)는 상기 유동경로(FR)의 일부를 구성하는 것으로, 상기 공급유동경로(SFR)에 연통될 수 있다. 상기 제1유동경로(FR1)는 오일이 유동하는 방향을 기준으로, 상기 공급유동경로(SFR)의 후방에 형성될 수 있다. 이에 따라, 오일은 상기 공급유동경로(SFR)에서 상기 제1유동경로(FR1)로 유동할 수 있다. 상기 제1유동경로(FR1)는 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6) 사이에 형성될 수 있다.
상기 제2유동경로(FR2)는 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동한 오일을 유동시키는 것이다. 상기 제2유동경로(FR2)는 상기 제1유동경로(FR1)에 연통될 수 있다. 상기 제2유동경로(FR2)는 오일이 유동하는 방향을 기준으로, 상기 제1유동경로(FR1)의 후방에 형성될 수 있다. 이에 따라, 오일은 상기 제1유동경로(FR1)에서 상기 제2유동경로(FR2)로 유동할 수 있다. 상기 제2유동경로(FR2)는 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6) 사이에 형성될 수 있다.
상기 제3유동경로(FR3)는 상기 제2유동경로(FR3)를 통해 유동한 오일을 유동시키는 것이다. 상기 제3유동경로(FR3)는 상기 제2유동경로(FR2) 및 상기 배출유동경로(EFR) 각각에 연통될 수 있다. 상기 제3유동경로(FR3)는 오일이 유동하는 방향을 기준으로 상기 제2유동경로(FR2)의 후방에 형성될 수 있다. 이에 따라, 오일은 상기 제2유동경로(FR2)에서 상기 제3유동경로(FR3)으로 유동할 수 있다. 이후, 오일은 상기 제3유동경로(FR3)에서 상기 배출유동경로(EFR)로 유동할 수 있다. 상기 제3유동경로(FR3)는 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6) 사이에 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 제1리브(5)는 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동한 오일이 일측을 반환(返還)하여 상기 제2유동경로(FR2)로 유동하도록 형성될 수 있다. 상기 제2리브(6)는 상기 제2유동경로(FR2)를 통해 유동한 오일이 일측을 반환하여 상기 제3유동경로(FR3)로 유동하도록 형성될 수 있다. 따라서, 오일은 상기 유동경로(FR)를 따라 유동하는 과정에서, 상기 제1리브(5)의 일측 및 상기 제2리브(6)의 일측 각각에서 방향이 반대로 전환되어 유동할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일이 상기 제1유동경로(FR1) 및 상기 제2유동경로(FR2)의 경계, 및 상기 제2유동경로 및 상기 제3유동경로(FR3)의 경계 각각을 유동하는 과정에서 방향이 전환됨으로써, 상기 유동경로(FR)가 지그재그 형태로 형성되도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 지그재그 구조를 통해 전체적인 상기 유동경로(FR)의 길이를 증대시킴으로써, 상기 수용홈(21)에 수용된 오일을 냉각시키는 시간을 증대시켜 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 제1리브(5)는 회전반경이 작아지는 형태로 제1회전방향(CW 화살표 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동하는 오일은 상기 제1회전방향(CW 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 제2유동경로(FR2) 쪽으로 유동할 수 있게 된다. 한편, 상기 제2리브(6)는 회전반경이 커지는 형태로 제2회전방향(CCW 화살표 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 제2회전방향(CCW 화살표 방향)은 상기 제1회전방향(CW 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향이다. 따라서, 상기 제3유동경로(FR2)를 통해 유동하는 오일은 상기 제2회전방향(CCW 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 제2유동경로(FR2)로부터 멀어지는 쪽으로 유동할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6) 각각이 전체적으로 나선형(螺旋形)의 형태로 형성되도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)가 전체적으로 나선형의 형태로 형성되지 않은 비교예에 대비할 때, 오일이 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)의 외면을 따라 유동하는 과정에서 발생하는 마찰을 더 감소시킴으로써 유동 저항을 더 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 유동경로(FR)의 전체적인 길이를 더 증대시킴으로써 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동하는 오일 및 상기 제3유동경로(FR3)를 통해 유동하는 오일이 서로 반대되는 방향으로 회전하면서 유동하도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동하는 오일과 상기 제3유동경로(FR3)를 통해 유동하는 오일 간에 서로 열교환이 이루어짐에 따라 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시키는데 기여할 수 있다.
이와 같은 두번째 효과는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예 및 비교예 각각에 있어서, 상기 커버부(3)를 상기 냉각본체(2)에 결합한 상태에서 오일을 상기 유동경로(FR)를 통해 유동시킴에 따른 3차원 열유체 해석(CFD, Computational Fluid Dynamics) 결과를 나타낸 도 5및 도 6으로부터 알 수 있다. 도 5는 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예에 있어, 상기 유동경로(FR)를 통해 유동하는 오일의 온도를 나타낸 실험결과이고, 도 6은 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 비교예에 있어, 상기 유동경로(FR)를 통해 유동하는 오일의 온도를 나타낸 실험결과이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 오일의 온도는 색이 빨간색에 가까울수록 높다는 것을 의미하고 파란색에 가까울수록 낮다는 것을 의미한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)의 실시예는 상기 제1유동경로(FR1)을 통해 유동하는 오일이 상기 제2유동경로(FR2) 및 상기 제3유동경로(FR3)을 통해 되돌아 나가면서 서로 다른 상기 유동경로(FR)의 오일끼리 열교환을 발생시킴을 알 수 있다. 이는, 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)의 외면에 인접한 오일일수록 인접한 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)의 건너편에서 유동하는 오일과 온도가 비슷하다는 점에서 알 수 있다.
상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 상기 바닥면(2B)으로부터 상기 상측방향(UD 화살표 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 상기 냉각본체(2)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 상기 커버부(3)에 결합된 경우, 상기 커버부(3)로부터 상기 하측방향(DD 화살표 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 상기 커버부(3)와 일체로 형성될 수 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 냉각부(7, 이하 도 1에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 냉각부(7)는 상기 수용홈(21)을 따라 유동하는 오일을 냉각시키기 위한 것이다. 상기 냉각부(7)는 상기 커버부(3)를 통해 방출되는 열의 양을 증대시킬 수 있다.
도 1을 참고하면, 상기 냉각부(7)는 팬(Fan)(71, 이하 도 1에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 팬(71)은 회전하면서 상기 커버부(3)쪽으로 냉각기체를 공급하기 위한 것이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 팬(71)을 구비하지 않고 상기 커버부(3)를 통해서만 오일의 열을 방출하는 비교예에 대비할 때, 상기 커버부(3) 중에서 냉각기체가 공급되는 쪽의 온도를 더 감소시킬 수 있도록 구현되므로, 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다.
상기 팬(71)은 상기 입력축(20)에 직결될 수 있다. 이 경우, 상기 팬(71)은 상기 입력축(20)으로부터 회전을 위한 동력을 전달받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 팬(71)에 동력을 전달하기 위한 별도의 기구물, 구조물 등을 구비하지 않고도 상기 팬(71)을 작동시킬 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 간략한 구조를 통해 유지보수작업에 대한 용이성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 절감시킬 수 있다.
도 1을 참고하면, 상기 냉각부(7)는 핀(Fin)(72, 이하 도 1에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 핀(72)은 상기 커버부(3)에 결합된 것이다. 상기 핀(72)은 상기 커버부(3)로부터 열을 전달받아 방출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 상기 커버부(3)를 통해서만 오일의 열을 방출하는 비교예에 대비할 때, 오일의 열을 방출하기 위해 노출되는 면적이 증대되도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 트랜스미션 오일 냉각구조(1)는 오일에 대한 냉각성능을 더 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 핀(72)은 상기 커버부(3)에 일체로 형성될 수 있다. 상기 핀(72)은 상기 커버부(3) 중에서 상기 상측방향(UD 화살표 방향)을 향하는 일면으로부터 상기 상측방향(UD 화살표 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 핀(72)은 전체적으로 사각형의 얇은 판(Plate)의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 전체적으로 삼각형 등 다양한 형태로 형성될 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 : 유압 트랜스미션 오일 냉각구조 2 : 냉각본체
3 : 커버부 5 : 제1리브
6 : 제2리브 7 : 냉각구
10 : 미션케이스 20 : 입력축
21 : 수용홈 22 : 공급포트
23 : 배출포트 24 : 차단부재
25 : 설치부재 71 : 팬
72 : 핀

Claims (9)

  1. 미션케이스(10)에 결합된 냉각본체(2);
    오일을 수용하기 위해 상기 냉각본체(2)에 형성된 수용홈(21);
    상기 수용홈(21)에 수용된 오일이 유동하기 위한 유동경로(FR)를 형성하는 제1리브(5); 및
    상기 수용홈(21)에 수용된 오일의 유동하기 위한 상기 유동경로(FR)를 형성하는 제2리브(6)를 포함하고,
    상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6) 각각은 상기 유동경로(FR)가 곡선(曲線)으로 형성되도록 곡선을 이루며 형성되며,
    상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6)는 공급포트(22)를 통해 상기 수용홈(21)으로 공급된 오일을 유동시키는 제1유동경로(FR1), 상기 제1유동경로(FR1)에 연통되어 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동한 오일을 유동시키는 제2유동경로(FR2), 및 상기 제2유동경로(FR2)에 연통되어 상기 제2유동경로(FR2)를 통해 유동한 오일을 유동시키는 제3유동경로(FR3)를 형성하고,
    상기 제1리브(5)는 상기 제1유동경로(FR1)를 따라 유동한 오일이 일측을 반환(返還)함에 따라 상기 제2유동경로(FR2)로 유동하도록 형성되며,
    상기 제2리브(6)는 상기 제2유동경로(FR2)를 통해 유동한 오일이 일측을 반환함에 따라 상기 제3유동경로(FR3)로 유동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1리브(5)는 상기 제1유동경로(FR1)를 통해 유동하는 오일이 제1회전방향(CW 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 제2유동경로(FR2) 쪽으로 유동하도록, 회전반경이 작아지는 형태로 상기 제1회전방향(CW 화살표 방향)으로 연장되어 형성되고,
    상기 제2리브(6)는 상기 제3유동경로(FR3)를 통해 유동하는 오일이 상기 제1회전방향(CW 화살표 방향)에 반대되는 제2회전방향(CCW 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 제2유동경로(FR2)로부터 멀어지는 쪽으로 유동하도록, 회전반경이 커지는 형태로 상기 제2회전방향(CCW 화살표 방향)으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1리브(5)는 상기 수용홈(21)을 둘러싸도록 상기 냉각본체(2)에 형성된 외벽에 결합되고,
    상기 제2리브(6)는 동력을 유압 트랜스미션에 입력하기 위한 입력축(20)이 설치된 설치부재(25)에 결합된 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수용홈(21)을 덮도록 상기 냉각본체(2)에 탈부착 가능하게 결합된 커버부(3)를 포함하고,
    상기 제1리브(5) 및 상기 제2리브(6) 중 적어도 어느 하나는 상기 커버부(3)에 결합된 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용홈(21)을 덮도록 상기 냉각본체(2)에 탈부착 가능하게 결합된 커버부(3); 및
    상기 커버부(3)를 통해 상기 수용홈(21)을 따라 유동하는 오일을 냉각시키기 위한 냉각부(7)를 포함하고,
    상기 냉각부(7)는 회전하면서 상기 커버부(3) 쪽으로 냉각기체를 공급하기 위한 팬(Fan)(71), 및 상기 커버부(3)에 결합되어 상기 커버부(3)로부터 열을 전달받아 방출시키기 위한 핀(Fin)(72)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2리브(6)는 상기 수용홈(21)에 인접한 상기 설치부재(25)의 외면에 대해 접선방향(接線方向)을 따라 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 냉각본체(2)에는 상기 수용홈(21)에 오일을 공급하기 위한 공급포트(22), 및 상기 수용홈(21)으로부터 오일을 배출시키기 위한 배출포트(23)가 형성되고,
    상기 냉각본체(2)는 상기 공급포트(22) 및 상기 배출포트(23)를 잇는 최단경로상에 배치되어 상기 공급포트(22)를 통해 공급된 오일이 상기 배출포트(23) 쪽으로 유동하는 것을 차단하는 차단부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 트랜스미션 오일 냉각구조.
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