KR200311749Y1 - 차량용 기어식 오일펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 기어식 오일펌프에 관한 것으로서, 엔진블럭측으로부터 설치된 크랭크축(K)을 관통하는 하우징(1-2)이 형성되고, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)를 수용하기 위한 내경(1-1)이 형성된 케이싱(1)과, 상기 인너로터(2)와 아웃터로터(4)가 설치되는 후면측에 결합 설치되는 커버(5)와, 상기 케이싱(1) 하부에 연결 설치되어 오일팬으로부터 오일을 여과 급송하기 위한 오일여과기(7)로 구성된 기어식 오일펌프(10)에 있어서, 상기 크랭크축(K)이 관통되는 케이싱(1)의 내경(1-1)과 오일 실(6)이 설치되는 하우징(1-2) 사이의 내경(1-1)에 제1유도홈(1-3)이 원주방향으로 다수개 형성되고, 상기 케이싱(1)의 내경(1-1)과 이웃하는 측벽에 설치되는 상기 인너로터(2)의 일측면 중심부로부터 각 치형의 이끝원 일단까지 소정 깊이를 갖는 제2유도홈(2-1)이 형성된 것을 특징으로 하는 바, 오일펌프의 케이싱측의 오일 실이 설치되는 하우징측에 형성된 제1유도홈을 통해 오일 실 내부에 고이는 오일을 오일펌프 측으로 재순환시킬 수 있도록 하여 오일펌프 외부로 오일이 누유되는 것을 방지할 수 있도록 함과 동시에, 아웃터로터에 치합되어 회전되는 인너로터에는 다수의 제2유도홈을 형성함으로써, 케이싱의 내경 측벽사이로부터 원활한 윤활작용으로 접촉면의 손상을 방지하여 케이싱 및 인너로터, 그 외 아웃터로터 등의 구성요소의 내구성 감소를 해소할 수 있게 되어 결국, 오일펌프 및 엔진의 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 제공된다.

Description

차량용 기어식 오일펌프{Trochoid type oil pump for cars}

본 고안은 차량용 기어식 오일펌프에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 기어타입의 오일펌프에 있어, 오일펌프의 케이싱측의 오일 실(oil seal)과 아웃로터에 치합되어 회전되는 인너로터로부터 오일 실 내부에 고이는 오일을 오일펌프 측으로 재순환시킬 수 있도록 하여 오일펌프 외부로 오일이 누유되는 것을 방지할 수 있도록 함과 동시에, 케이싱 내면으로부터 인너로터의 간섭에 따른 마찰을 해소할 수 있도록 하여 엔진의 출력향상을 도울 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진블럭 측에 설치되어 엔진룸 내에 엔진오일을 순환시켜 윤활 및 냉각작용을 할 수 있도록 돕는 기어식 오일펌프는 2개의 기어(이하, 로터(Rotor)라 칭함)의 회전에 의해 흡입측으로 엔진오일 탱크로부터 오입을 흡입하여 엔진룸 내로 소정의 압으로 토출시켜 엔진의 작동에 따른 윤활작용과 함께 출력을 도와주는데 사용된다.

엔진의 회전 중에는 내부에 설치된 피스톤, 아암 등 많은 부품들이 상호 마찰을 갖게되고, 또 이들 중에는 상당한 하중이 걸리면서 고속으로 마찰을 일으키는 경우가 있다.

상기와 같이 마찰부분으로 인해 엔진 실린더의 팽창 행정에서 얻은 힘에 대하여 저항이며, 손실이 되는 힘으로서 동력손실을 초래하고 부품끼리의 마찰로서 그 부품을 마모시켜 수명을 단축시켜 엔진의 성능을 단축시키는 원인을 제공하게 된다.

상기 엔진에는 이 윤활을 위하여 엔진 오일이 주입되어 있으며, 엔진오일은 실린더 블록 하부에 장착되는 오일팬에 수용한 후 그 오일팬 내의 엔진오일을 펌핑하여 크랭크축 베어링이나 캠축 베어링 등에 압송하여 공급하고 있다.

오일펌프는 크랭크축에 의해 직접 또는 기어나 체인 또는 타이밍벨트 등을 경유해서 구동되는데 통상 차량의 엔진 오일 급송용으로는 트로코이드식, 크레센트식 및 기어식 오일펌프가 많이 사용되고 있다.

통상 기어식 오일펌프는 케이싱 내에 설치된 2개의 로터의 치형이 서로 맞물림과 동시에 일방향으로 오일을 압송할 수 있도록 한 외접식 오일펌프가 있고, 내경에 치형이 형성된 아웃로터 내측에 외측둘레에 치형이 형성된 인너로터가 위치하되, 인너로터는 회전에 따라 아웃터로터의 내부 치형과 함께 회전하면서, 오일 흡입구로부터 소정량의 오일을 흡입하여 출구측으로 압송하여 토출시키는 내접식 오일펌프 즉, 트로코이드 방식이 있다.

본 고안에서 다루고자 하는 오일펌프(10)는 상기 오일펌프 중 트로코이드식(내접식 오일펌프)로서, 첨부된 도 1을 간단히 살피면, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)가 케이싱(1) 내에 편차를 갖고 상호 치합 설치되며, 상기 케이싱(1)은 커버(5)의 설치로 인해 내부를 기밀할 수 있는 구조를 갖는다.

상기 케이싱(1)은 엔진측으로 왕복운동에 의한 회전운동을 전달하기 위한 크랭크축(K)이 설치되며, 상기 인너로터(2)는 크랭크축(K) 상에 결합 설치되어 상기 케이싱(1) 내에 형성되는 내경(1-1)에 아웃터로터(4)와 함께 치합된 상태에서 안내되는 구조이다.

상기 케이싱(1)에 크랭크축(K)이 관통되는 하우징(1-2)에는 오일 실(6)이 설치되어 오일의 누유를 막아줄 수 있도록 되어 있으며, 케이싱(1)의 하부측으로는오일을 여과시켜주기 위한 오일여과기(oil strainer)(7)가 설치되어 있다.

첨부된 도 2는 종래의 오일펌프 케이싱을 도시한 정면도로서, 크랭크축(K)이 설치되는 하우징(1-2)으로부터는 상기 오일 실(6) 주변에 고이게 되는 오일(도면에서 "A"부분)을 오일팬으로 배출시키기 위한 드레인 홀(1-3)이 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 트로코이드식 오일펌프(10)에 있어, 상기 케이싱(1)에 형성하는 드레인 홀(1-3)은 오일펌프의 종류에 따라서 제각기 그 위치가 변경되는 설계에서 가능하다.

즉, 오일펌프의 케이싱(1)을 관통하는 크랭크축(K)과 오일 실(6) 사이에 오일이 고여지는데, 이는 중력에 의해 상기 드레인 홀(1-3)을 통해 오일팬(도면에서 생략함)으로 배출되는 구조를 갖으나, 차량에 엔진기관의 차이에 의해 달라지는 오일펌프의 형상에 의해서도 그 위치의 형성은 제약을 받게 마련이다.

또한, 상기 아웃터로터(4)에 대한 크랭크축(K)으로부터 동력 전달받아 회전하는 인너로터(2)는 케이싱(1)의 내경 측면으로부터 갖는 틈새는 케이싱(1)의 가공 및 조립공차에 따라 그 사이의 유막(Oil fil)형성면이 오일펌프에 따라서 다르기 때문에, 상기 각 로터의 측면은 회전시 케이싱의 내경 측면으로부터 간섭에 따른 손상이 발생되어 오일펌프의 내구성에 문제점을 가져다 주며, 궁극적으로는 오일펌프의 성능을 저하시켜 엔진성능을 감소시키는 원인이 되었다.

본 고안은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 오일펌프의 케이싱측의 오일 실과 아웃로터에 치합되어 회전되는 인너로터로부터 오일 실 내부에고이는 오일을 오일펌프 측으로 재순환시킬 수 있도록 하여 오일펌프 외부로 오일이 누유되는 것을 방지할 수 있도록 함과 동시에, 케이싱 내면으로부터 인너로터의 간섭에 따른 마찰을 해소하여 내구성의 감소를 최소화하고, 오일펌프의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 엔진블럭측으로부터 설치된 크랭크축을 관통하는 하우징이 형성되고, 인너로터와 아웃터로터를 수용하기 위한 내경이 형성된 케이싱과, 상기 인너로터와 아웃터로터가 설치되는 후면측에 결합 설치되는 커버와, 상기 케이싱 하부에 연결 설치되어 오일팬으로부터 오일을 여과 급송하기 위한 오일여과기로 구성된 기어식 오일펌프에 있어서, 상기 크랭크축이 관통되는 케이싱의 내경과 오일실이 설치되는 하우징 사이의 내경에 제1오일유도홈이 원주방향으로 다수개 형성되고, 상기 케이싱의 내경과 이웃하는 측벽에 설치되는 상기 인너로터의 일측면 중심부로부터 각 치형의 이끝원까지 소정 깊이를 갖는 제2오일유도홈이 형성되어 구성된 차량용 기어식 오일펌프가 제공된다.

도 1은 일반적인 오일펌프의 구성을 도시한 종단면도,

도 2는 종래 오일펌프 케이싱을 도시한 정면도,

도 3은 종래 오일펌프 케이싱을 도시한 종단면도,

도 4는 본 고안인 오일펌프를 도시한 종단면도,

도 5는 본 고안에 따른 도 4의 A-A선 단면도,

도 6은 본 고안에 따른 도 4의 B-B선 단면도,

도 7은 본 고안에 따른 도 6의 C-C선 단면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

1: 케이싱 1-1: 내경

1-2: 하우징 1-3: 제1유도홈

2: 인너로터 2-1: 제2유도홈

4: 아웃터로터 5: 커버

10: 오일펌프 K: 크랭크축

이하, 첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 고안에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 고안인 오일펌프의 압력조절밸브를 도시한 종단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 주요부분에 대한 분리사시도이며, 도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 압력조절밸브의 작동상태를 도시한 종단면도이다.

본 고안은 엔진블럭측으로부터 설치된 크랭크축(K)을 관통하는 하우징(1-2)이 형성되고, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)를 수용하기 위한 내경(1-1)이 형성된 케이싱(1)과, 상기 인너로터(2)와 아웃터로터(4)가 설치되는 후면측에 결합 설치되는 커버(5)와, 상기 케이싱(1) 하부에 연결 설치되어 오일팬으로부터 오일을 여과 급송하기 위한 오일여과기(7)로 구성된 기어식 오일펌프(10)에 있어서, 상기 크랭크축(K)이 관통되는 케이싱(1)의 내경(1-1)과 오일 실(6)이 설치되는 하우징(1-2) 사이의 내경(1-1)에 제1유도홈(1-3)이 원주방향으로 다수개 형성되고, 상기 케이싱(1)의 내경(1-1)과 이웃하는 측벽에 설치되는 상기 인너로터(2)의 일측면 중심부로부터 각 치형의 이끝원 일단까지 소정 깊이를 갖는 제2유도홈(2-1)이 형성된 구조이다.

상기 제1유도홈(1-3) 및 제2유도홈(2-1)의 단면에 대한 형상은 오일의 유도흐름이 양호한 반원형으로 형성됨이 바람직하다.

상기 제2유도홈(2-1)은 인너로터(2)의 중심으로부터 바람개비형으로 곡선을 갖도록 한다. 즉, 인너로터(2)의 회전에 따른 원심력이 작용하는 방향으로 형성됨이 바람직하다.

본 고안에서 다루고 있는 상기 내접식 인로로터(2)와 아웃터로터(4)의 구동방식 오일펌프(10)에서 제시한 상기 제1유도홈(1-3) 및 제2유도홈(2-1)은 외접식 구동로터와 피동로터의 구동방식인 오일펌프에 적용될 수 있음을 밝히며, 이하, 설명에서는 내접식 기어 오일펌프에 한하여 설명하기로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안인 차량용 기어식 오일펌프에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안은 기존 오일펌프의 드레인 홀을 통해 오일 실과 인너로터 사이에서 케이싱 측에 고이게 되는 오일을 오일팬으로 배출 시킬 수 있도록 한 구조와는 달리, 엔진구동시 인너로터(2)와 아웃터로터(4)의 회전구동 즉, 인너로터(2)의 원심력에 의해 오일 실측에 고이게 되는 오일을 케이싱의 하우징측에 형성된 제1유도홈(1-3)을 따라 케이싱(1) 내부에 설치된 인너로터(2)와 근접하는 케이싱 내경(1-1)의 측면으로 재 순환되어 종래 오일펌프 외부로 누유되는 문제점을 해소할 수 있다.

또한, 오일펌프(10)의 케이싱(1) 내에서 크랭크축(K) 상에 설치되어 아웃터로터(4)와 함께 회전되는 인너로터(2)의 측면상에 각 치형을 향하도록 형성된 소정깊이의 제2유도홈(2-1)을 통해 오일이 유입됨으로서, 상기 케이싱(1) 내경(1-1)의 측벽면과 근접된 상기 인너로터(2)사이에 유막을 형성시켜 주어 상호 접촉으로 인한 손상을 방지하여 인너로터 및 케이싱의 내경 측벽이 손상되어 내구성 저해 요인을 해결할 수 있다.

상기 인너로터 일측면에 형성된 제2유도홈으로 유입되는 오일은 인너로터의 회전에 따른 원심력 방향으로 만곡지게 형성되어 있어, 오일의 흐름을 원활하게 할 수 있는 것으로, 이는 곧 엔진오일을 강제 급송하는 오일펌프의 내구성을 보완하면서 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 이점이 따른다.

이에 따라, 본 고안에서는 종래에서와 같이, 케이싱에 형성되는 드레인 홀을 생략하도록 할 수 있기 때문에 차량에 따라서 각기 다른 형상을 갖는 오일펌프에 있어, 드레인홀의 위치의 설계가 필요치 않게 되므로 오일펌프의 형상 설계를 간단히 할 수 있는 이점이 있다.

이러한 오일펌프의 설계에 다른 장점으로는 케이싱의 하우징 측에 형성되는 제1유도홈과 상기 인너로터에 형성된 제2유도홈을 통해 오일을 오일팬으로 배출시키지 않고, 오일펌프측으로 재 순환되도록 하는 과정은 종래의 드레일 홀 역할을 상기 제1유도홈 및 제2유도홈으로서 대신할 수 있게 된다.

특히, 인너로터와 케이싱의 내경측 측벽 사이에 형성되는 유막 형성은 각 형상이 다른 케이싱을 갖는 오일펌프에 있어서도 균일하게 할 수 있기 때문에, 미세한 차이의 가공 및 조립공차로 인해 인너로터와 내경의 측벽면의 접촉을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이, 본 고안은 오일펌프의 케이싱측의 오일 실이 설치되는 하우징측에 형성된 제1유도홈을 통해 오일 실 내부에 고이는 오일을 오일펌프 측으로 재순환시킬 수 있도록 하여 오일펌프 외부로 오일이 누유되는 것을 방지할 수 있도록 함과 동시에, 아웃터로터에 치합되어 회전되는 인너로터에는 다수의 제2유도홈을 형성함으로써, 케이싱의 내경 측벽사이로부터 원활한 윤활작용으로 접촉면의 손상을 방지하여 케이싱 및 인너로터, 그 외 아웃터로터등의 구성요소의 내구성 감소를 해소할 수 있게 되어 결국, 오일펌프 및 엔진의 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (3)

1. 엔진블럭측으로부터 설치된 크랭크축(K)을 관통하는 하우징(1-2)이 형성되고, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)를 수용하기 위한 내경(1-1)이 형성된 케이싱(1)과, 상기 인너로터(2)와 아웃터로터(4)가 설치되는 후면측에 결합 설치되는 커버(5)와, 상기 케이싱(1) 하부에 연결 설치되어 오일팬으로부터 오일을 여과 급송하기 위한 오일여과기(7)로 구성된 기어식 오일펌프(10)에 있어서,

   상기 크랭크축(K)이 관통되는 케이싱(1)의 내경(1-1)과 오일 실(6)이 설치되는 하우징(1-2) 사이의 내경(1-1)에 제1유도홈(1-3)이 원주방향으로 다수개 형성되고, 상기 케이싱(1)의 내경(1-1)과 이웃하는 측벽에 설치되는 상기 인너로터(2)의 일측면 중심부로부터 각 치형의 이끝원 일단까지 소정 깊이를 갖는 제2유도홈(2-1)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 기어식 오일펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1유도홈(1-3) 및 제2유도홈(2-1)의 단면에 대한 형상은 반원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 기어식 오일펌프.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2유도홈(2-1)은 인너로터(2)의 중심으로부터 바람개비형으로 곡선을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 기어식 오일펌프.